JP2017111720A - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents
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Description
前述の特許文献では、1回の判断でルビを抽出している。
本発明は、1回目のルビの抽出結果を利用して、1回目の抽出ではルビとされなかった画素塊をルビとして抽出できるようにした画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的としている。
請求項1の発明は、画像から本文に付されたルビを抽出する第1の抽出手段と、前記本文の中心線を抽出する中心線抽出手段と、前記画像内の画素塊と該画素塊に隣接する前記中心線間の距離が、前記ルビと該ルビに隣接する前記中心線間の距離より大きい又は以上である場合、該画素塊をルビとして抽出する第2の抽出手段を有する画像処理装置である。
図1は、本実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能なソフトウェア(コンピュータ・プログラム)、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、それらのモジュールとして機能させるためのコンピュータ・プログラム(コンピュータにそれぞれの手順を実行させるためのプログラム、コンピュータをそれぞれの手段として機能させるためのプログラム、コンピュータにそれぞれの機能を実現させるためのプログラム)、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するという意味である。また、モジュールは機能に一対一に対応していてもよいが、実装においては、1モジュールを1プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを1プログラムで構成してもよく、逆に1モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは1コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって1モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、1つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続(データの授受、指示、データ間の参照関係等)の場合にも用いる。「予め定められた」とは、対象としている処理の前に定まっていることをいい、本実施の形態による処理が始まる前はもちろんのこと、本実施の形態による処理が始まった後であっても、対象としている処理の前であれば、そのときの状況・状態にしたがって、又はそれまでの状況・状態にしたがって定まることの意を含めて用いる。「予め定められた値」が複数ある場合は、それぞれ異なった値であってもよいし、2以上の値(もちろんのことながら、全ての値も含む)が同じであってもよい。また、「Aである場合、Bをする」という意味を有する記載は、「Aであるか否かを判断し、Aであると判断した場合はBをする」の意味で用いる。ただし、Aであるか否かの判断が不要である場合を除く。
また、システム又は装置とは、複数のコンピュータ、ハードウェア、装置等がネットワーク(一対一対応の通信接続を含む)等の通信手段で接続されて構成されるほか、1つのコンピュータ、ハードウェア、装置等によって実現される場合も含まれる。「装置」と「システム」とは、互いに同義の用語として用いる。もちろんのことながら、「システム」には、人為的な取り決めである社会的な「仕組み」(社会システム)にすぎないものは含まない。
また、各モジュールによる処理毎に又はモジュール内で複数の処理を行う場合はその処理毎に、対象となる情報を記憶装置から読み込み、その処理を行った後に、処理結果を記憶装置に書き出すものである。したがって、処理前の記憶装置からの読み込み、処理後の記憶装置への書き出しについては、説明を省略する場合がある。なお、ここでの記憶装置としては、ハードディスク、RAM(Random Access Memory)、外部記憶媒体、通信回線を介した記憶装置、CPU(Central Processing Unit)内のレジスタ等を含んでいてもよい。
文書画像を認識するにあたって、ルビが付されたままであると認識率を向上させることができない。例えば、古文書をテキスト化してデータベースにする場合に、ルビを抽出することが必要である。なお、ここでルビとは、一般的に、ふりがなのことをいう。漢字等の読みがなとして通常、縦書きならその漢字等の右、横書きならその漢字等の上に本文の文字よりも小さな文字(一般的には、ひらがな、カタカナ等)で書かれるものである。また、本実施の形態では、強調するためにふる傍点もルビに含む。
特に、ルビが本文に近い場合、画像全体にノイズが多い場合、又は、画像に幾何的な歪みがある場合では、ルビと本文行を完全に分離して抽出することは困難である。特に、古文書では、現代文に比較して、ルビが本文に近いものが多く、元の文書そのものが古いことから、画像全体にノイズが多くなり、また、文書そのものは貴重であることから大切に扱う必要があり、スキャナで読み込ませる場合に、プラテンガラスに押しつける等のように取り扱うことはできないので、読み込んだ画像に幾何的な歪みが発生してしまう場合が多い。
なお、主に縦書きを例示して説明する。横書きに対する処理については、90度回転で対応することが可能である。つまり、「縦方向への走査」は「横方向への走査」とし、「本文の右側」は「本文の上側」等と読み替えることで対応できる。また、横書きの場合は、画像受付モジュール110が、右への90度回転を施して、縦書きと同等の処理を行い、出力の際に左へ90度回転を施して元に戻すようにしてもよい。
また、ルビ抽出(A)モジュール120は、次のような処理を行うようにしてもよい。また、このルビ抽出(A)モジュール120による処理結果を、画像処理装置100によるルビの抽出結果としてもよい。その場合、画像処理装置100は、画像受付モジュール110、ルビ抽出(A)モジュール120、ルビ削除モジュール150、本文画像出力モジュール160によって構成するようにしてもよい。
(1)画像受付モジュール110が受け付けた画像の予め定められた方向にRLSA処理を行う。ここで「予め定められた方向」として、縦書きの文書画像である場合は、縦方向であり、横書きの文書画像である場合は、横方向である。
(2)(1)の処理結果の第1の画素塊の予め定められた倍数より大きい又は以上の大きさを有する第2の画素塊を抽出する。第1の画素塊は、RLSA処理の処理結果であれば、任意の画素塊であってよい。
(3)第1の画素塊と第2の画素塊間の距離が予め定められた距離未満又は以下である場合は、その第1の画素塊をルビとして抽出し、又は、その第1の画素塊とその第2の画素塊が重なり、その第1の画素塊はその第2の画素塊よりも小さく、その第1の画素塊の位置がその第2の画素塊内の予め定められた領域内である場合は、その第1の画素塊をルビとして抽出する。
「予め定められた倍数」として、1以上の倍数(実数)であればよく、例えば、2倍、2.5倍等がある。
「予め定められた領域」は、第2の画素塊を本文とした場合にルビがふられている方向にある領域であり、具体的には、縦書きである場合は、第2の画素塊の右半分の領域であり、横書きである場合は、第2の画素塊の上半分の領域である。
また、本文中心線抽出モジュール130は、画像内の画素塊の形状が正方形に類似するものの中心を接続することによって、中心線を抽出するようにしてもよい。
また、本文中心線抽出モジュール130は、既に抽出した中心線間の統計的間隔にしたがって、中心線間に中心線を内挿するようにしてもよい。なお、「統計的間隔」とは、複数の中心線間の距離に対して、統計的処理を施した結果であり、例えば、中心線間の距離の平均値、中央値、最頻値等をいう。
また、本文中心線抽出モジュール130は、既に抽出した中心線間の統計的間隔とその中心線の先頭にある画素塊の位置にしたがって、中心線群の外側に中心線を外挿するようにしてもよい。
同様に、「画素塊に隣接する中心線」として、例えば、その画素塊に最も近い中心線がある。さらに、縦書きである場合、その画素塊の左側に中心線があること(中心線の右側にその画素塊があること)を条件として付加してもよい。横書きである場合、その画素塊の下側に中心線があること(中心線の上側にその画素塊があること)を条件として付加してもよい。
ここで「ルビとそのルビに隣接する中心線間の距離」として、そのルビの外接矩形のその中心線に近い角からその中心線間の距離としてもよい。そして、「画素塊とその画素塊に隣接する中心線間の距離」として、その画素塊の外接矩形の中心からその中心線間の距離としてもよい。
本文画像出力モジュール160は、ルビ削除モジュール150によって画像からルビを削除した画像を出力する。ここで画像を出力するとは、例えば、プリンタ等の印刷装置で印刷すること、ディスプレイ等の表示装置に表示すること、ファックス等の画像送信装置で画像を送信すること、画像データベース等の画像記憶装置へ画像を書き込むこと、メモリーカード等の記憶媒体に記憶すること、他の情報処理装置(例えば、文字認識装置等)へ渡すこと等が含まれる。
図2(a)に示す例は、画像読取装置210と画像処理装置100と文字認識装置220によって構成されたシステムであり、具体的には、複写機、スキャナ、複合機(スキャナ、プリンタ、複写機、ファックス等のいずれか2つ以上の機能を有している画像処理装置)等として実現してもよい。
画像読取装置210は、画像処理装置100と接続されている。画像読取装置210は、本文にルビが付されている文書を読み取って、画像データとして画像処理装置100に渡す。
画像処理装置100は、画像読取装置210、文字認識装置220と接続されている。画像処理装置100は、画像読取装置210から受け取った画像からルビを削除し、本文だけとなった画像を生成する。なお、画像処理装置100は、図1の例に示した構成の他に、前述したように、画像受付モジュール110、ルビ抽出(A)モジュール120、ルビ削除モジュール150、本文画像出力モジュール160によって構成されていてもよい。
文字認識装置220は、画像処理装置100と接続されている。文字認識装置220は、画像処理装置100から受け取った画像に対して文字認識を行い、認識結果を出力する。例えば、画像読取装置210が読み込んだ画像と対応付けて、文書データベース等に記憶させてもよい。
画像読取装置210、複合機215は、文書を読み取って、通信回線290を介して、画像処理装置100にその画像を送信する。
画像処理装置100は、画像読取装置210、複合機215から画像を受け取って、処理結果(ルビを削除した画像)を、通信回線290を介して、文字認識装置220に送信する。
文字認識装置220は、画像処理装置100から画像を受け取って、文字認識処理を行って、通信回線290を介して、その認識処理結果を画像処理装置100に送信する。
ステップS302では、画像受付モジュール110は、画像を受け付ける。
ステップS304では、画像受付モジュール110は、ルビ抽出のための前処理を行う。ステップS304の詳細な処理については、図4の例に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS306では、ルビ抽出(A)モジュール120は、第1段のルビ抽出を行う。ステップS306の詳細な処理については、図6の例に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS308では、本文中心線抽出モジュール130は、本文における中心線を抽出する。ステップS308の詳細な処理については、図9の例に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS310では、ルビ抽出(B)モジュール140は、ステップS306、ステップS308の処理結果を用いて、第2段のルビ抽出を行う。ステップS310の詳細な処理については、図14の例に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS312では、ルビ削除モジュール150は、画像からルビを削除する。
ステップS314では、本文画像出力モジュール160は、ルビを削除した画像を出力する。この後、例えば、本文の画像に対して文字認識処理を行う。
ステップS402では、受け付けた画像は、2値画像であるか否かを判断し、2値画像の場合はステップS406へ進み、それ以外の場合はステップS404へ進む。
ステップS404では、受け付けた画像に対して、2値化処理を行う。ここでの2値化処理は、既存の処理を採用すればよい。
ステップS406では、垂直方向にRLSA(Run Length Smoothing Algorithm)処理を行う。もちろんのことながら、横書きの文書であれば、水平方向にRLSA処理を行う。
例えば、本文文字2文字分以内の白ランは黒に変換する。RLSA処理とは、黒画素に挟まれた白画素の短いラン(長さM以下)を黒画素に置き換えることにより、図形融合を実現する処理である(K.Y.Wong, R.Casey, and F.M.Wahl. Document analysis system.IBM Journal of Research and Development, Vol.26, pp647−656, 1982 参照)。なお、「本文文字2文字分」としたが、予め定められた値の例示であって、これ以外の長さの白ランを黒に変換してもよい。
RLSA処理だけでルビ抽出を行うと、ルビと本文が近かったり、ごみ(ノイズ)があったり、本文に傾きがあると、ルビと本文も融合してしまうという欠点がある。したがって、このRLSA処理だけでルビを抽出することは困難である。
図5の例を用いて説明する。図5は、本実施の形態による処理例を示す説明図である。
図5(a)に示す例は、処理対象の2値画像である。縦書きでルビが付されている。
図5(b)に示す例は、図5(a)に示す2値画像に対して、RLSA処理を施したものである。本文文字2文字分以内の白ランを黒に変換したものである。
図5(c)に示す例は、図5(b)に示すRLSA処理後画像の先頭部分である領域500を拡大して示したものである。ルビRLSA結果510内のルビは本文RLSA結果520内の本文と離れているので、抽出することができ、ルビRLSA結果532内のルビも本文RLSA結果540内の本文と離れているので、抽出することができる。しかし、ルビRLSA結果512内のルビは本文RLSA結果520内の本文との距離が近いため、ルビRLSA結果512と本文RLSA結果520は接触している。そして、ルビRLSA結果530内のルビは本文RLSA結果540内の本文との距離が近いため、ルビRLSA結果530と本文RLSA結果540は接触している。
ステップS410では、ノイズ除去処理を行う。行とは考えられないほど大きな幅を持つ黒画素塊や文字の一部(文字偏とか)とは考えられないほど小さな黒画素塊を除去する。例えば、各黒画素塊の大きさ(縦、幅、又は面積等)が予め定められた範囲内でない場合は、ノイズであると判断して除去すればよい。
ステップS602では、対象とする黒画素塊を選択する。ラベリング処理された黒画素塊であれば、いずれの黒画素塊であってもよい。
ステップS606では、対象黒画素塊の外接矩形と黒画素塊(A)の外接矩形間のX軸距離を算出する。ここでの「X軸距離」は、黒画素塊(A)の外接矩形の右端のX座標と対象黒画素塊の左端のX座標間の距離である。図7の例に示すように、他黒画素塊720が黒画素塊(A)の外接矩形に該当し、対象黒画素塊710が対象黒画素塊の外接矩形に該当する。距離725がX軸距離に該当する。なお、横書きの場合は、Y軸距離となり、黒画素塊(A)の外接矩形の上端のX座標と対象黒画素塊の下端のY座標間の距離である。
ステップS612では、対象黒画素塊をルビとする。
なお、図6に示すフローチャート例では、ステップS608の判断処理とステップS610の判断処理の両方を行っているが、いずれか一方の判断処理としてもよい。
また、さらに、対象黒画素塊の外接矩形の幅が、予め定められた値(rubi_width_max)未満又は以下であることを条件として、ルビと判断するようにしてもよい。
ステップS902では、ラベリング処理を行う。元の2値画像(RLSA処理後の画像ではない)をラベリングし、外接矩形を求める。
ステップS904では、ノイズ除去処理を行う。大きさを考慮して、文字ではない黒画素塊を除去する。例えば、各黒画素塊の大きさ(縦、幅、又は面積等)が予め定められた範囲内でない場合は、ノイズであると判断して除去すればよい。
ステップS906では、ルビ除去処理を行う。ルビ検出第1段(図6の例に示すフローチャート内のステップS612)で検出されたルビを除去する。したがって、以下の処理では、ルビが削除された画像、つまり、本文だけで構成されている画像(外接矩形群)が対象となる。
ステップS912では、行毎にステップS910でピックアップした外接矩形の中心座標を収集する。収集した中心座標にフィッティングする直線を求める。これは本文の本文中心線になる。図11の例を用いて説明する。この例では、白い縦線(本文中心線1102〜1146)が、本文中心線である。白い矩形がステップS910でピックアップされた外接矩形である。本文中心線は、白い矩形の中心を通る線分である。したがって、本文中心線を求めるのに、2個以上の外接矩形が必要である。なお、本文中心線は縦線であり、予め定められた値未満又は以下の傾きは許容する。
ステップS1402では、第1段のルビ抽出(図6の例に示すフローチャート)で抽出されたルビの外接矩形の左上座標と最も近い本文中心線との距離を求め、その平均値を算出する。図15の例では、対象黒画素塊外接矩形1502の左上の座標と本文中心線1504間の距離である距離1512が対象となる。
ステップS1404では、対象とする黒画素塊を選択する。黒画素塊であれば、いずれの黒画素塊であってもよい。
ステップS1406では、対象黒画素塊の外接矩形の中心と対象黒画素塊に最も近い本文中心線との間の距離を算出する。図15の例では、対象黒画素塊外接矩形1502の中心の座標と本文中心線1504間の距離である距離1514が対象となる。
ステップS1410では、対象黒画素塊をルビとする。
ステップS1412では、全ての黒画素塊を対象としたか否かを判断し、全ての黒画素塊を対象とした場合は処理を終了し(ステップS1499)、それ以外の場合はステップS1404へ戻る。例えば、各黒画素塊に対して、処理済みであるか否かを示すフラグを付して処理を行えばよい。具体的には、ステップS1412までの処理を行った黒画素塊に対しては、処理済みであることを示すフラグを付し、処理済みであることを示すフラグが付されていない黒画素塊があるか否かによってステップS1412の判断処理(処理済みであることを示すフラグが付されていない黒画素塊がある場合はステップS1412で「N」、処理済みであることを示すフラグが付されていない黒画素塊がない場合はステップS1412で「Y」)を行えばよい。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通等のために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)であって、DVDフォーラムで策定された規格である「DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM等」、DVD+RWで策定された規格である「DVD+R、DVD+RW等」、コンパクトディスク(CD)であって、読出し専用メモリ(CD−ROM)、CDレコーダブル(CD−R)、CDリライタブル(CD−RW)等、ブルーレイ・ディスク(Blu−ray(登録商標) Disc)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ(ROM)、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ(EEPROM(登録商標))、フラッシュ・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、SD(Secure Digital)メモリーカード等が含まれる。
そして、前記のプログラムの全体又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、メトロポリタン・エリア・ネットワーク(MAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、インターネット、イントラネット、エクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、又は無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分又は全部であってもよく、又は別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化等、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。
110…画像受付モジュール
120…ルビ抽出(A)モジュール
130…本文中心線抽出モジュール
140…ルビ抽出(B)モジュール
150…ルビ削除モジュール
160…本文画像出力モジュール
210…画像読取装置
215…複合機
220…文字認識装置
230…文書DB装置
290…通信回線
Claims (10)
- 画像から本文に付されたルビを抽出する第1の抽出手段と、
前記本文の中心線を抽出する中心線抽出手段と、
前記画像内の画素塊と該画素塊に隣接する前記中心線間の距離が、前記ルビと該ルビに隣接する前記中心線間の距離より大きい又は以上である場合、該画素塊をルビとして抽出する第2の抽出手段
を有する画像処理装置。 - 前記第1の抽出手段によって抽出されたルビと前記第2の抽出手段によって抽出されたルビを前記画像から削除する削除手段と、
前記削除手段によって前記画像からルビを削除した画像を出力する出力手段
をさらに有する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記ルビと該ルビに隣接する前記中心線間の距離として、該ルビの外接矩形の該中心線に近い角から該中心線間の距離とし、
前記画素塊と該画素塊に隣接する前記中心線間の距離として、該画素塊の外接矩形の中心から該中心線間の距離とする、
請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記中心線抽出手段は、前記画像内の画素塊の形状が正方形に類似するものの中心を接続することによって、中心線を抽出する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記中心線抽出手段は、既に抽出した中心線間の統計的間隔にしたがって、中心線間に中心線を内挿する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記中心線抽出手段は、既に抽出した中心線間の統計的間隔と該中心線の先頭にある画素塊の位置にしたがって、中心線群の外側に中心線を外挿する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 画像の予め定められた方向にRLSA処理を行うRLSA手段と、
前記RLSA手段による処理結果の第1の画素塊の予め定められた倍数より大きい又は以上の大きさを有する第2の画素塊を抽出する抽出手段と、
前記第1の画素塊と前記第2の画素塊間の距離が予め定められた距離未満又は以下である場合は、該第1の画素塊をルビとして抽出し、又は、該第1の画素塊と該第2の画素塊が重なり、該第1の画素塊は該第2の画素塊よりも小さく、該第1の画素塊の位置が該第2の画素塊内の予め定められた領域内である場合は、該第1の画素塊をルビとして抽出するルビ抽出手段
を有する画像処理装置。 - 前記第1の抽出手段として、請求項7に記載の画像処理装置を利用する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - コンピュータを、
画像から本文に付されたルビを抽出する第1の抽出手段と、
前記本文の中心線を抽出する中心線抽出手段と、
前記画像内の画素塊と該画素塊に隣接する前記中心線間の距離が、前記ルビと該ルビに隣接する前記中心線間の距離より大きい又は以上である場合、該画素塊をルビとして抽出する第2の抽出手段
として機能させるための画像処理プログラム。 - コンピュータを、
画像の予め定められた方向にRLSA処理を行うRLSA手段と、
前記RLSA手段による処理結果の第1の画素塊の予め定められた倍数より大きい又は以上の大きさを有する第2の画素塊を抽出する抽出手段と、
前記第1の画素塊と前記第2の画素塊間の距離が予め定められた距離未満又は以下である場合は、該第1の画素塊をルビとして抽出し、又は、該第1の画素塊と該第2の画素塊が重なり、該第1の画素塊は該第2の画素塊よりも小さく、該第1の画素塊の位置が該第2の画素塊内の予め定められた領域内である場合は、該第1の画素塊をルビとして抽出するルビ抽出手段
として機能させるための画像処理プログラム。
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