JP2006343960A - 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 原稿が傾いて読み取られた文書画像が英文字等のアルファベットで構成された画像であってもその傾きを迅速かつ正確に検出することができる画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】 画像処理装置に文書画像が入力されRAM103等に記憶される。CPU101の制御によって、当該文書画像に含まれる文字列の方向が決定され、その方向に部分領域の組が配置される。そして、当該部分領域内の濃度ヒストグラムに基づいて文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する。ここで、アルファベットの文字列であると判断された場合に基準線を設定して、文書画像の傾きを検出する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、文書画像の傾きを自動的に検出する画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体に関する。
スキャナ等から文書原稿を読み取って生成された文書画像の傾きを自動的に補正することで、領域分割処理や文字認識処理等の文書画像解析処理の精度を向上することができる。
そこで、傾いて入力された文書画像の文字が連続する文字列の方向を自動的に検知し、その方向(例えば、行方向)に沿って2つ探索用の窓を配置し、それらの2つの探索用の窓内の行方向の射影をそれぞれ求め、一方の射影を行方向と垂直(この場合は縦方向)にずらして射影の相関が最大となる時のずれ量と2つの窓間の距離から文書画像の傾き量を求める技術が知られている(特許文献1参照。)。特許文献1では、射影は窓の内部にある文字行の存在位置を示すものであり、その相関が最大となる場合とは2つの窓の行の位置(高さ)が一致した状態においてである。そして、求めた文字行の傾きから文書画像の傾きを決定することができる。
また、上記特許文献1には、探索用の窓の組を文書画像全体に行き渡るように複数組設定し、複数箇所から得られたそれぞれの傾きの大きさを使用して、文書画像としての傾きを求めることも開示されている。このように、特許文献1に記載の技術は、文書画像の傾きを求めるために、射影や窓を用いることによって、処理速度を速くするとともに、必要とする記憶領域も少なくて済むものである。
特開平9−6914号公報
しかしながら、上記従来例では、英文字等のアルファベットで構成された文書画像が存在した場合、日本語のように各行の高さの射影が抽出できないために傾きの抽出精度が落ちるという欠点があった。例えば、「The」という文字は1行全体のうち上側部分と中央部分、「tea」は1行全体の中央部分のみ、「pen」は1行全体の下側部分と中央部分というように、それぞれの文字では1行全体の高さ(すなわち、上側部分、中央部分及び下側部分)の全部は使用せずに一部分しか使用していないことが多い。このように、英文字等から構成される文書画像においては、多くの英文字(アルファベット)は1行の高さの全体を必ずしも使用していないことが多いため、上述したような従来技術を用いて文書画像上に探索窓を設定してその射影をとって傾き補正をした場合であってもその傾きに誤差が生じる可能性が高い。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、原稿が傾いて読み取られた文書画像が英文字等のアルファベットで構成された画像であってもその傾きを迅速かつ正確に検出することができる画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、
文書画像を入力する入力手段と、
前記文書画像に含まれる文字列の方向を決定する決定手段と、
前記文書画像に対して前記文字列の方向に部分領域の組を配置する配置手段と、
前記部分領域内の前記文字列の方向についての濃度ヒストグラムに基づいて該部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する判断手段と、
アルファベットの文字列であると判断された場合に前記濃度ヒストグラムに基づいて基準指標を設定する設定手段と、
前記部分領域の組のそれぞれの基準指標に基づいて前記文書画像の傾きを検出する検出手段と
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る上記画像処理装置は、前記検出手段が、前記部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットでないと判断された場合に、前記文字列の種類に適した傾き検出法を用いて前記文書画像の傾きを検出することを特徴とする。
さらに、本発明に係る上記画像処理装置は、前記検出手段によって検出された前記文書画像の傾きに応じて該文書画像の傾きを補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る上記画像処理装置は、前記配置手段が、前記文書画像内の複数箇所に複数の部分領域の組を配置し、
前記検出手段が、前記複数の部分領域の組のそれぞれについて検出された複数の傾きに基づいて前記文書画像の傾きを検出する
ことを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る上記画像処理装置は、前記配置手段が、前記複数の部分領域の組を等間隔、又は乱数を発生させて配置することを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る上記画像処理装置は、
前記設定手段が、前記部分領域の組のそれぞれの部分領域の濃度ヒストグラムの形状に基づいて、それぞれの前記部分領域について前記文字列の方向に対して垂直な方向の位置を示す基準指標を設定し、
前記検出手段が、前記部分領域の組のそれぞれに設定された前記基準指標と該部分領域の組間の距離との関係に基づいて前記文書画像の傾きを検出する
ことを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る上記画像処理装置は、前記判断手段が、
前記部分領域内の前記濃度ヒストグラムについての前記文字列の方向の最大値Pxの1/2以上となる該濃度ヒストグラムについての前記文字列に対する垂直方向の最小値Ybを算出する第1の手段と、
前記最小値Ybが前記文字列に対する垂直方向の最大値Pyの1/3以下であるか否かを判定する第2の手段と、
前記最小値Ybが前記最大値Pyの1/3以下である場合に、該最小値Ybから(最大値Py−最小値Yb)×2/3までの間に、前記最大値Pxの1/3以下となる前記文字列の方向の値Xが存在しないことを条件として、前記部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであると判定する第3の手段と
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、原稿が傾いて読み取られた文書画像が英文字等のアルファベットで構成された画像であってもその傾きを迅速かつ正確に検出することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る入力文書画像の傾きを補正する画像処理装置の構成を示すブロック図である。図1において、CPU101は、ROM102に格納されている制御プログラムに従って本画像処理装置全体の制御を行う。また、ROM102は、CPU101が実行する後述するフローチャートに示す傾きの検出処理や文書画像の傾き補正処理処理に関する制御プログラム等を格納する。さらに、RAM103は、文書画像等を一時的に記憶する。さらにまた、外部記憶装置104は、磁気ディスク等で構成された記憶装置であり、文書画像等のデータを記憶する。
尚、本実施形態に係る画像処理装置は、汎用的なコンピュータを用いても実施可能であり、その場合、記憶媒体等で提供される制御プログラムを外部記憶装置104に記憶し、オペレータの指示等によりRAM103に展開してCPU101の制御によって実行するように構成してもよい。
さらにまた、本実施形態に係る画像処理装置は、文書画像やユーザインタフェース画面等を表示するディスプレイ105、ユーザに各種入力を行わせるキーボード106やマウス等のポインティングデバイス107を備える。また、画像処理装置は、原稿を読み取って入力画像を生成するスキャナ108を備える。さらにまた、本実施形態に係る画像処理装置において、ネットワークインタフェース(I/F)109は、図示しない遠隔地に存在する他装置と通信し、当該他装置との間で各種プログラムやデータ等を読み込んだり、書き込んだりするためのインタフェース部である。また、スキャナ108やディスプレイ105等がインタフェースを介して接続された構成であってもよい。
図2は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置における傾き検出処理手順を説明するためのフローチャートである。
まず、スキャナ108によって原稿を読み取って生成された文書画像、或いは原稿から過去に読み取られて既に外部記憶装置104に保存されている文書画像、或いは他の画像処理装置等からネットワークインタフェース109を介して受信された文書画像を入力してメモリであるRAM203に転送する(ステップS201)。
次に、入力された文書画像の傾きを検出するための検査領域を決定する(ステップS202)。当該検査領域は、例えば、入力された文書画像の余白を除去して取得したり、文書画像に関するレイアウト情報からテキスト領域を抽出したりすることで得ることができる。そして、決定した検査領域内の文書方向、すなわち、当該文書が縦書きであるか横書きであるかを決定する(ステップS203)。
そして、ステップS203で決定した検査領域内の文書方向が横書きであるか否かを判定する(ステップS204)。その結果、当該文書方向が縦書きの場合(No)は、従来の射影法(例えば特開平9−6914号公報に記載の方法。なお、日本語などの文字列に適したその他の傾斜角算出方法であってもよい。)で傾斜角を取得する(ステップS213)。このように、対象となる文書画像が縦書きと判断された場合は、英文字等のアルファベットで書かれた英語文書等である可能性がほとんどないので、従来の射影法を使用して傾き角度を求めるようにする。これにより、迅速な処理速度で、効率よく高精度に入力画像の傾き角度を抽出することが可能になる。一方、検査領域内の文書方向が横書きの場合(Yes)は、英文字等のアルファベットで書かれた英語文書等である可能性があるため、ステップS205に進む。
ステップS205では、検査領域内にある文字行等の局所的傾きを検知するための検知位置(探索位置)を決定する。尚、決定する検知位置は、検査領域全体に等間隔に分布させたり、乱数を用いて全体にばらつかせたりする。
そして、ステップS205で決定した検知位置それぞれに対して、あらかじめ大きさの定まった部分領域である検知窓を水平方向に2つずつ並べて配置する(ステップS206)。ここで、配置される検知窓は、文書方向に応じて向きが決められるので、横書きの場合は水平方向に並べて2つずつ配置することになる。尚、ステップS205で決定した検知位置にステップS206で検知窓を配置するに際しては、文書方向に所定距離だけ離隔してもう一つの検知窓を配置して検知窓を組で配置するようにする。図4は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置において文書画像上に設定される検知窓の一例を示す図である。図4では、文書方向が横書きの文書画像上に1組の検知窓が配置されている様子を示している。
そして、設定した各検知窓内の行方向の濃度ヒストグラムを取得する(ステップS207)。また、図5は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置において設定された検知窓における行方向の濃度ヒストグラム(各検知窓内で水平方向に黒画素をカウントして作成される頻度分布)と英文字等のアルファベットを判定する様子を説明する図である。
そして、取得した濃度ヒストグラムに基づいて、検知窓内に存在する文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する(ステップS208)。ここで、文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判定する処理の詳細について説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置における英文字等判定処理(ステップS207)の詳細を説明するためのフローチャートである。尚、検知窓内に複数行分の文字列が存在しているかどうかは、濃度ヒストグラムの分布形状に基づいて判断を行い、複数行の文字列が入っている場合は、文字行毎の濃度ヒストグラムに分離(例えば、濃度ヒストグラムが0になる位置に基づいて分離)して、図3の処理を行う。
まず、ステップ206で取得した濃度ヒストグラムのX軸方向の最大値(Px)の1/2以上になる(X≧Px/2)最小のYの値Ybを求める(ステップS301)。次いで、最小のYの値YbがY軸方向の最大値(Py)の1/3以下であるか否かを判定する(ステップS302)。その結果、Yの値YbがY軸方向の最大値(Py)の1/3以下(Yb≦Py/3)であった場合(Yes)は、当該Ybは基準指標となるベースラインの位置と判断されステップS303に進む。一方、Ybの値がY軸方向の最大値(Py)の1/3よりも大きい値の場合(No)は、検知窓内の文字列が英文字ではないと判断し(ステップS305)、ステップS207の判定処理を終了する。つまり、ここでは、英文字の「j」「g」「p」「q」「y」などのように、ベースラインより下に突き出る部分が存在する文字は数も少ないし文字形状から見ても、ベースラインより下の部分の濃度ヒストグラムの頻度は相対的に小さくなるという特徴を利用して判定している。
ステップS303では、Y軸方向のYbから(Py−Yb)の2/3の間にX≦Px/3となるXがないかどうかをチェックする。この処理は、例えば文字列が日本語の場合は、ヒストグラムに凹凸が多く、X≦Px/3となるXが存在する場合が多いことから、英文字等を判定するために日本語を排除する目的で行われる。その結果、X≦Px/3となるXが存在しない場合(Yes)は、検知窓内の文字列を英文字等のアルファベットであると判断し(ステップS304)、本処理を終了する。一方、X≦Px/3となるXが存在するときは、検知窓内の文字列が英文字等ではないと判断し(ステップS305)、判定処理を終了する。
そして、ステップS208では、ステップS207において英文字等と判断されたか否かをチェックする。その結果、英文字等のアルファベット以外と判定された場合(No)は、従来の射影法(例えば特開平9−6914号公報に記載の方法。なお、日本語などの文字列に適したその他の傾斜角算出方法であってもよい。)で傾斜角を取得する(ステップS213)。一方、英文字等と判定された場合(Yes)は、ステップS209に進む。
ステップS209では、ステップS207における英文字等判定処理で求めたベースラインから傾斜角度を求める。この処理は、2つの検知窓のベースライン位置をそれぞれb1、b2とし、検知窓の間隔をd、傾斜角度θとすると、tanθ=(b2−b1)/dで表される角度θだけ入力された文書画像が傾いていると判断することができる。
次いで、ステップS209で求めた傾斜角度をRAM103等に記憶する(ステップS210)。そして、全ての検知位置での傾斜角を求めたか否かを判定し(ステップS211)、まだ傾斜角を求めていない検知位置が残っている場合(No)は、ステップS201に再び戻って残りの検知位置における上記処理を繰り返す。一方、全ての検知位置において傾斜角を求めた場合(Yes)は、ステップS212に進む。
ステップS212では、記憶された全検出位置における局所的傾斜角から、入力された文書画像の傾き角度を決定する。傾き角度は、例えば、全ての検出位置における傾斜角の平均値や、中央値等を用いることで決定することができる。尚、ここで、他の位置で検出された角度と比べて大きく異なる角度が検出された場合は、誤判定している可能性があるので当該角度を除外してから文書画像の傾き角度を決定することとする。
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置によれば、英文字等のアルファベットで記述された原稿を読み取った文書画像であっても、当該文書画像上に配置した探索窓内の文字列の濃度ヒストグラムを取って、そこから求めたベースライン位置から傾斜角度を算出することにより、従来は困難であった英文字等のアルファベットで構成される文書画像の傾き角度を高精度で求めることができる。そして、検出された傾きに基づいて好適に当該文書画像の傾きを補正することができる。また、英文字等のアルファベット以外の場合は従来の射影法等を使用して、効率よく高精度に文書画像の傾き角度の検出・補正を行うことができる。
尚、上記実施形態では、本発明の技術的思想を実現するための最低限の構成要件で説明を行っているが、例えば汎用コンピュータに対して、上述した処理を行わせるためのプログラム等のデータを外部から提供し、或いは、あらかじめ外部記憶装置104に当該プログラムを記憶しておき、RAM103に展開するように構成してもよい。また、あらかじめ外部記憶装置104に記憶した入力画像を処理するように構成してもよい。
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体(記録媒体)等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などがある。
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。
また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
本発明の一実施形態に係る入力文書画像の傾きを補正する画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置における傾き検出処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置における英文字等判定処理(ステップS207)の詳細を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置において文書画像上に設定される検知窓の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置において設定された検知窓における行方向のヒストグラムと英文字等のアルファベットを判定する様子を説明する図である。
符号の説明
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 外部記憶装置
105 ディスプレイ
106 キーボード
107 ポインティングデバイス
108 スキャナ
109 ネットワークインタフェース

Claims (10)

  1. 文書画像を入力する入力手段と、
    前記文書画像に含まれる文字列の方向を決定する決定手段と、
    前記文書画像に対して前記文字列の方向に部分領域の組を配置する配置手段と、
    前記部分領域内の前記文字列の方向についての濃度ヒストグラムに基づいて該部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する判断手段と、
    アルファベットの文字列であると判断された場合に前記濃度ヒストグラムに基づいて基準指標を設定する設定手段と、
    前記部分領域の組のそれぞれの基準指標に基づいて前記文書画像の傾きを検出する検出手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記検出手段が、前記部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットでないと判断された場合に、前記文字列の種類に適した傾き検出法を用いて前記文書画像の傾きを検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記検出手段によって検出された前記文書画像の傾きに応じて該文書画像の傾きを補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 前記配置手段が、前記文書画像内の複数箇所に複数の部分領域の組を配置し、
    前記検出手段が、前記複数の部分領域の組のそれぞれについて検出された複数の傾きに基づいて前記文書画像の傾きを検出する
    ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 前記配置手段が、前記複数の部分領域の組を等間隔、又は乱数を発生させて配置することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
  6. 前記設定手段が、前記部分領域の組のそれぞれの部分領域の濃度ヒストグラムの形状に基づいて、それぞれの前記部分領域について前記文字列の方向に対して垂直な方向の位置を示す基準指標を設定し、
    前記検出手段が、前記部分領域の組のそれぞれに設定された前記基準指標と該部分領域の組間の距離との関係に基づいて前記文書画像の傾きを検出する
    ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の画像処理装置。
  7. 前記判断手段が、
    前記部分領域内の前記濃度ヒストグラムについての前記文字列の方向の最大値Pxの1/2以上となる該濃度ヒストグラムについての前記文字列に対する垂直方向の最小値Ybを算出する第1の手段と、
    前記最小値Ybが前記文字列に対する垂直方向の最大値Pyの1/3以下であるか否かを判定する第2の手段と、
    前記最小値Ybが前記最大値Pyの1/3以下である場合に、該最小値Ybから(最大値Py−最小値Yb)×2/3までの間に、前記最大値Pxの1/3以下となる前記文字列の方向の値Xが存在しないことを条件として、前記部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであると判定する第3の手段と
    を備えることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像処理装置。
  8. 文書画像に含まれる文字列の方向を決定する決定工程と、
    前記文書画像に対して前記文字列の方向に部分領域の組を配置する配置工程と、
    前記部分領域内の前記文字列の方向についての濃度ヒストグラムに基づいて該部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する判断工程と、
    アルファベットの文字列であると判断された場合に前記濃度ヒストグラムに基づいて基準指標を設定する設定工程と、
    前記部分領域の組のそれぞれの基準指標に基づいて前記文書画像の傾きを検出する検出工程と
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  9. コンピュータに、
    文書画像を入力する入力手順と、
    前記文書画像に含まれる文字列の方向を決定する決定手順と、
    前記文書画像に対して前記文字列の方向に部分領域の組を配置する配置手順と、
    前記部分領域内の前記文字列の方向についての濃度ヒストグラムに基づいて該部分領域内の文字列が英文字等のアルファベットであるか否かを判断する判断手順と、
    アルファベットの文字列であると判断された場合に前記濃度ヒストグラムに基づいて基準指標を設定する設定手順と、
    前記部分領域の組のそれぞれの基準指標に基づいて前記文書画像の傾きを検出する検出手順と
    を実行させるためのプログラム。
  10. 請求項9に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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