JP2802132B2

JP2802132B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2802132B2
Application number: JP450090A
Authority: JP
Inventors: 準一太田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH04165477A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、デジタル複写機，フアクシミリ，ワードプ
ロセツサなどの画像形成装置に係り、特に文字認識，図
形認識に特徴のある画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のデジタル複写機には画像を認識する機能が無か
つたので、手書きを含む罫線等の線画と文章が書かれた
原稿から、手書きの線を奇麗に（直線は直線らしく、円
は円らしく）書き直したいと言つた場合、手書きの下書
き原稿を基に定規を使つて原稿を書き直さなければなら
なかつた。

また、手書きを含む罫線等の線画と文章が書かれた原
稿から手書きで書いた罫線の間隔を一様に書き直したい
と言つた場合、原稿中のその部分を消してから線を引き
直すか、原稿を書き直さなければならなかつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、原稿作成に要する時間がか
かり、また奇麗な原稿が作成できなかつた。

本発明の目的は、手書き原稿を自動的に修正して出力
することができる画像形成装置を提供することにある。

また、手書きで書いた罫線の間隔を自動的に修正して
出力することができる画像形成装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、原稿を光学的に読み取り、それを光電変
換して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、こ
の画像データの連結した黒画素の集合の輪郭を追跡して
輪郭の大きさを出力する輪郭線追跡手段と、この輪郭線
追跡手段により得られた黒画素集合の輪郭の大きさによ
り、黒画素集合を図形、文字、ノイズに分類する画像判
定手段と、この画像判定手段による画像判定データに基
づき図形画像を抽出し、ベクトル化するベクトル化手段
と、このベクトル化手段によりベクトル化されたデータ
より図形要素を認識するとともに、図形要素間の接続関
係をも認識する図形認識手段と、この図形認識手段によ
り認識された図形要素のうちの直線要素を、図形要素間
の接続関係を保持したまま、コピー開始時に設定された
直線の整列方向のうちの角度誤差の小さい方向に修正す
る図形修正手段と、この図形修正手段により修正された
図形要素を記憶手段に作画する作画手段と、記憶手段に
書き込まれた出力画像を転写紙に像形成して出力する出
力手段とを備えたことによつて達成される。

また、原稿を光学的に読み取り、それを光電変換して
２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、この画像
データの連結した黒画素の集合の輪郭を追跡して輪郭の
大きさを出力する輪郭線追跡手段と、この輪郭線追跡手
段により得られた黒画素集合の輪郭の大きさにより、黒
画素集合を図形、文字、ノイズに分類する画像判定手段
と、この画像判定手段による画像判定データに基づき図
形画像を抽出し、ベクトル化するベクトル化手段と、こ
のベクトル化手段によりベクトル化されたデータより図
形要素を認識するとともに、図形要素間の接続関係をも
認識する図形認識手段と、この図形認識手段により認識
された図形要素のうち、３つ以上の直線要素が略平行
で、それらの間隔の差があるしきい値内であれば、それ
らの間隔の平均値で等間隔となるように図形の接続関係
を保持したまま直線要素を修正する図形修正手段と、こ
の図形修正手段により修正された図形要素を記憶手段に
作画する作画手段と、記憶手段に書き込まれた出力画像
を転写紙に像形成して出力する出力手段とを備えること
によつても達成される。

〔作用〕

第１の手段によれば、原稿画像中の手書きを含む罫線
等の線図形画像と文字画像を識別した後、線図形のうち
の直線をその接続関係を保持しながら指定方向に修正す
ることにより、原稿を自動的に修正して出力することが
できる。

また、第２の手段によれば、原稿画像中の手書きを含
む罫線等の線図形画像と文字画像を識別した後、線図形
のうちの直線をその接続関係を保持しながら直線の間隔
を一定に変更することにより、原稿を自動的に修正して
出力することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、第１の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例による画像形成装置の
構成図で、10は原稿読み取り手段、11は輪郭追跡手段、
12は画像判定手段、13はベクトル化手段、14は図形認識
手段、15は図形修正手段、16は作画手段、17は出力手段
である。

第２図は第１図のシステム制御概念図、第３図は原稿
の説明図である。

まず、第３図に示すような内容の原稿20をデジタル複
写機の原稿設置台にセツトし、本実施例の機能のモード
と直線を配列する方向（例えば水平，垂直の４方向）の
選択を行つた後、コピー開始ボタンを押すと、原稿読み
取り手段10は原稿を光学的に読み取り（ステツプ10
0）、２値のデジタルデータに変換した後、記憶手段210
中に入力画像データ210aとして格納する。次に輪郭線追
跡手段11により、この入力画像データ210aを読み出し
て、連結している黒画素集合の輪郭を追跡し（ステツプ
110）、その輪郭の主走査方向，副走査方向の最小値と
長さを求め、それを輪郭データ210bとして記憶手段210
に格納する。入力画像データ210a全部について輪郭線追
跡が終了したら、画像判定手段12により輪郭データ210b
を読み出して、輪郭の大きさにより、入力画像データ21
0a中の黒画素集合がノイズ画像なのか、文字画像なの
か、或いは図形画像なのかを判定し（ステツプ120）、
その判定結果を画像判定データ210cとして記憶手段210
に格納する。

その次にベクトル化手段13により画像判定データ210c
を読み出して図形画像を抽出し、それをベクトル化して
（ステツプ130）、その結果をベクトルデータ210dとし
て格納する。その後、図形認識手段14はベクトルデータ
210dを読み出して、直線，円等の図形要素として認識
し、かつ図形要素間の接続関係をも認識して（ステツプ
140）、それらの認識結果を図形要素データ210eとして
格納する。その次に図形修正手段15はコピー開始時に設
定された直線の整列方向の情報を基に、図形要素データ
210eを読み出して、直線要素の方向が設定された整列方
向との角度誤差の小さい方向に、図形要素間の接続関係
を保持したまま修正した後、その修正後の図形要素デー
タ210fを記憶手段210に格納する（ステツプ150）。

次に作画手段16は修正後の図形要素データ210fと画像
判定手段12により文字と判定された画像を記憶手段210
中に出力画像データ210gとして格納する（ステツプ16
0）。最後に出力手段17は記憶手段210中の出力画像デー
タ210gを読み出して、転写紙21に作像し排出する（ステ
ツプ170）。

第４図は上述の処理により得られた出力画像の説明図
である。

第５図は部分的処理の対象となる原稿の説明図であつ
て、本発明の機能を実行するにあたり、予め実行領域を
指定することにより、この図に示すような部分的な処理
も可能になる。このような部分的な処理の場合は全体を
処理する場合に比べ、処理速度は早くなる。

第６図は直線の整列方向指定による出力画像の説明図
であつて、同図（ａ）において直線Ｄの整列方向を任意
に指定すると、同図（ｂ）に示すような入力原稿から同
図（ｃ）に示すような出力結果が得られる。

次に第２図に示す各手段の各処理ステツプにおける具
体的な制御方法を以下に示す。

（１）輪郭線追跡方法まず、入力画像をラスタ走査し、追跡を開始する黒画
素を捜す。次にその追跡開始画素から外側の輪郭線の場
合には反時計回り、内側の輪郭線の場合には時計回りに
輪郭画素を追跡し、再び追跡開始画素に戻つたら、１つ
の黒画素集合の輪郭線追跡が終了したことになる。

以上の処理を、また追跡が終了していない輪郭画素が
無くなるまで繰り返す。

第７図と第８図は輪郭線追跡方法の説明図であつて、
第７図は１つの黒画素集合の輪郭線を追跡した例で、輪
郭線の方向としては第８図に示すような０〜７の方向と
したものである。

まず、第７図のようにラスタ走査30し、追跡開始画素
を捜す。追跡開始画素が（ｉ＋1,j）の位置に見つか
り、ラスタ走査時の１つ前の画素が白画素なので外側輪
郭線と判断して、この位置より反時計回りに追跡を開始
する。次に、第８図中符号４の方向から反時計回りに近
傍画素を調べ、最初に見つかつた黒画素の方向を輪郭線
の方向とする。その次に、追跡中心画素をその黒画素に
移動し、（前回の輪郭線の方向−２）の方向から反時計
回りに近傍画素を調べ、これを追跡開始画素にたどり着
くまで繰り返す。この結果、第７図の矢印群31で示すよ
うな輪郭線の追跡が行えた。

第９図は画像判定方法のデータの説明図で、上記追跡
結果のうち、外側の輪郭線追跡の場合だけを輪郭データ
210bとして記憶手段210に格納する。輪郭データ210bは
第８図に示すように、輪郭座標の最小値と最大値をとつ
て、開始位置（最小値）と長さ（最大値−最小値）で構
成されている。第９図の１行目に示したものは第７図に
示す輪郭線追跡結果である。

（２）画像判定方法輪郭線追跡の結果として得られた輪郭データ210bのう
ち、Ｘ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）の大
きさ（第９図参照）により、その輪郭線の内側の画像が
ノイズなのか、文字なのか、或いは図形なのかを判定す
る。

第10図は画像判定方法の処理フローチヤートであつ
て、予めノイズ画像の大きさの上限、文字画像の大きさ
の上限を決めておき、それぞれL1,L2とすると、同図の
フローに示すように、長さX,Yが共にL1より小さい場合
（９−１でYES）をノイズ画像、長さX,Yが共にL1より大
きく（９−１でNO）、L2より小さい場合（９−２でYE
S）を文字画像、それ以外（９−２でNO）を図形画像と
判定する。

第11図は画像判定方法におけるデータエリアの説明図
であつて、画像判定データ210cはこの判定結果をコード
化して、同図のデータエリアに示すように第９図の順番
に登録する。

ここで、上記のL1,L2は変倍率に応じて変化させない
と、変倍読み取り時の正確な画像判定ができないので、 L1′＝L1×Ｒ L2′＝L2×Ｒ（Ｒは変倍率）という計算を行い、判定時にL1,L2の代わりにL1′,L2′
を用いる。

（３）ベクトル化方法２値の線図形画像のベクトル化の方法としては、例え
ば電子通信学会論文誌1985年４月Vol.J68−Ｄ No.4
（P.845〜852）や、特開昭62−286177号公報に記載され
ているような、線図形画像の両側の輪郭線を追跡しつつ
その中心線を求め、これを折れ線ベクトルとして近似表
現する方法がある。

（４）その他現段階ではメモリ装置がコスト高であるため、少ない
メモリで本発明の機能を実現することが望ましい。

そこで、まず、その１番目の方法としては、原稿読み
取りの際、縮小して入力し、処理後、拡大して出力する
方法がある。この方法だと入力から出力までの間の処理
における演算回路も減るので、処理時間も短くなる。

また、２番目の方法として、原稿を読み取つた後、入
力画像データ210aを圧縮し、処理後に復元してから出力
する方法がある。圧縮、復元の方法としては、フアクシ
ミリ等で使用されているMH法などでも可能であるが、黒
画素の情報のみが必要ということから、黒画素のラン・
レングスを用いて圧縮、復元する例を説明する。

第12図，第13図および第14図は黒画素のラン・レング
スを用いて圧縮，復元する例の説明図であつて、データ
構造は、第12図，第13図に示すように、副走査方向（Ｙ
方向）位置、主走査方向（Ｘ方向）開始位置、走査方向
終了位置のデータからなり、ラスタ走査順にデータが登
録されている。入力画像が圧縮されたデータ構造となつ
ているため、上記の輪郭線追跡方法は使用できず、以下
のような方法となる。

第14図は圧縮画像の輪郭線追跡の一例の説明図であつ
て、、圧縮された画像データを副走査方向に順に調べて、
まだ追跡していない黒画素開始点を捜す。

、その開始点からＹの正方向（副走査のライン数が増
加する方向）に、まだ追跡していない黒画素開始点を捜
す。

、で同じ副走査列の前の黒画素列の黒画素終了点の
方が、次の副走査列の黒画素開始点より近くにある場合
は、同じ副走査列の前の黒画素列の黒画素終了点に進
み、今度はその点からＹの負方向に黒画素終了点を捜
す。

、まだ追跡していない黒画素開始点が見つからなかつ
た場合は、その黒画素列の黒画素終了点に進み、そこか
ら今度はＹの負方向に黒画素終了点を捜す。

、又はで同じ副走査列の次の黒画素列の黒画素開
始点の方が、次の副走査列の黒画素終了点より近くにあ
る場合は、同じ副走査列の次の黒画素列の黒画素開始点
に進み、今度はその点からＹの正方向に黒画素開始点を
捜す。

、上記〜を繰り返し、の追跡開始点に戻つた
ら、１つの輪郭ループの追跡が終了したことになる。再
びに戻つて次の追跡開始点を捜す。

、上記〜を繰り返し、まだ追跡していない黒画素
開始点がなくなつたら、処理を終了する。

この方法は前記の輪郭線追跡方法に比べ、黒画素の開
始点と終了点のみを調べるので処理時間が速く、又第13
図に示すデータ構造に黒画素のランの識別フラグを設
け、１つの輪郭ループの追跡毎に画像判定を行つて判定
結果の識別コードを上記識別フラグに記入することによ
り、出力画像用のメモリが不要になると共に、隣接画像
の分離が正確にできる。

次に第２の実施例について説明する。

第15図は本発明の第２の実施例により画像形成装置の
構成図で、第１図に示した第１の実施例の画像形成装置
に対し、画像判定手段12の後段に領域指定手段18が、ま
た図形認識手段14の後段に方向指定手段19がそれぞれ接
続されている。なお領域指定手段18はベクトル化手段1
3,図形認識手段14,および図形修正手段15の対象領域を
指定するもので、方向指定手段19は直線要素を整列する
方向を指定するものである。

また、この実施例においてもシステム制御については
第２図に示したシステム制御概念図と同一であるので、
この図を参照して説明する。

この実施例ではまず、第16図に示すような内容の原稿
20をデジタル複写機の原稿設置台にセツトし、本実施例
の機能のモードと直線を整列する方向（例えば水平，垂
直の４方向）の選択を行つた後、コピー開始ボタンを押
すと、原稿読み取り手段10は原稿を光学的に読み取り
（ステツプ100）、２値のデジタルデータを変換した
後、記憶手段210中に入力画像データ210aとして格納す
る。次に輪郭線追跡手段11により、この入力画像データ
210aを読み出して、連結している黒画素集合の輪郭を追
跡し（ステツ110）、その輪郭の主走査方向，副走査方
向の最小値と長さを求め、それを輪郭データ210bとして
記憶手段210に格納する。入力画像データ210a全部につ
いて輪郭線追跡が終了したら、画像判定手段12により輪
郭データ210bを読み出して、輪郭の大きさにより、入力
画像データ210a中の黒画素集合がノイズ画像なのか、文
字画像なのか、或いは図形画像なのかを判定し（ステツ
プ120）、その判定結果を画像判定データ210cとして記
憶手段210に格納する。

その次にベクトル化手段13により画像判定データ210c
を読み出して図形画像を抽出し、それをベクトル化して
（ステツプ130）、その結果をベクトルデータ210dとし
て格納する。その後、図形認識手段14はベクトルデータ
210dを読み出して、直線，円形の図形要素として認識
し、かつ図形要素間の接続関係をも認識して（ステツプ
140）、それらの認識結果を図形要素データ210eとして
格納する。その次に図形修正手段15はコピー開始時に設
定された直線の整列方向の情報を基に、図形要素データ
210eを読み出して、直線要素の方向が設定された整列方
向との角度誤差の小さい方向に、図形要素間の接続関係
を保持したまま修正した後、それらの修正後の図形要素
データのうち、３つ以上の直線要素が略平行でそれらの
間隔の差がある定められたしきい値内であれば、それら
の間隔の平均値で等間隔となるように図形要素の接続関
係を保持したまま直線要素を修正し（ステツプ150）、
その修正後の図形要素データ210fを記憶手段210に格納
する。

なお、第２図の各処理ステツプにおける具体的方法等
は第１の実施例と同様である。

第17図は上述した処理の途中結果の説明図である。

作画手段16は修正後の図形要素データ210fと画像判定
手段12により文字と判定された画像を記憶手段210中に
出力画像データ210gとして格納する（ステツプ160）。
最後に出力手段17は記憶手段210中の出力画像データ210
gを読み出して、転写紙21に作像し排出する（ステツプ1
70）。

第18図は上述の処理により得られた出力画像の説明図
である。

平行線の等間隔処理についてさらに詳しく説明する。
第17図に示すような直線要素を整列した後、直線L₁₁〜L
₁₈が略平行でその間隔Y₁〜Y₇が略等しく、またL₂₁〜L₂₃
が略平行でその間隔X₁とX₂が略等しい場合、Y₁〜Y₇がそ
れらの平均値と等しくなるように直線L₁₂〜L₁₈を平行移
動させ、またX₁とX₂がそれらの平均値と等しくなるよう
に直線L₂₂とL₂₃を平行移動させる。その結果第18図に示
すように直線L₁₂〜L₁₈がL₁₂′〜L₁₈′に修正されて、そ
の間隔Y₁′〜Y₇′はすべて等しくなり、L₂₂〜L₂₃が
L₂₂′〜L₂₃′に修正されてその間隔X₁′とX₂′は等しく
なる。

第19図は部分的処理の対象となる原稿の説明図であつ
て、本実施例の機能を実行するにあたり、予め実行領域
を指定することにより、この図に示すような部分的な処
理も可能になる。このような部分的に処理の場合は全体
を処理する場合に比べ、処理速度は速くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、
手書きの線画像を自動的に修正することができるので、
原稿を書き直す手間が省けて奇麗な出力画像が得られる
画像形成装置を提供することができる。

また、請求項２ないし５記載の発明によれば、手書き
で書いた罫線の間隔を自動的に略平行で等間隔に近い直
線に修正した出力が得られるので、原稿を書き直す手間
が省ける画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による画像形成装置の構
成図、第２図は本発明の第１および第２の実施例による
画像形成装置のシステム制御概念図、第３図は原稿の説
明図、第４図は出力画像の説明図、第５図は修正範囲を
指定した原稿の説明図、第６図は直線の整列方向指定に
よる出力画像の説明図、第７図および第８図はそれぞれ
輪郭線追跡方法の説明図、第９図は画像判定方向のデー
タの説明図、第10図は画像判定方法の処理フローチャー
ト、第11図は画像判定方法におけるデータエリアの説明
図、第12図，第13図および第14図は黒画素のラン・レン
グスを用いて圧縮，復元する例の説明図、第15図ないし
第19図は本発明の第２の実施例を説明するためのもの
で、第15図は画像形成装置の構成図、第16図は原稿の説
明図、第17図は原稿修正途中の説明図、第18図は出力画
像の説明図、第19図は修正範囲を指定した原稿の説明図
である。 10……原稿読み取り手段、11……輪郭線追跡手段、12…
…画像判定手段、13……ベクトル化手段、14……図形認
識手段、15……図形修正手段、16……作画手段、17……
出力手段、18……領域指定手段、19……方向指定手段、
210……記憶手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、この
画像データの連結した黒画素の集合の輪郭を追跡して輪
郭の大きさを出力する輪郭線追跡手段と、この輪郭線追
跡手段により得られた黒画素集合の輪郭の大きさによ
り、黒画素集合を図形、文字、ノイズに分類する画像判
定手段と、この画像判定手段による画像判定データに基
づき図形画像を抽出し、ベトクル化するベクトル化手段
と、このベクトル化手段によりベクトル化されたデータ
より図形要素を認識するとともに、図形要素間の接続関
係をも認識する図形認識手段と、この図形認識手段によ
り認識された図形要素のうちの直線要素を、図形要素間
の接続関係を保持したまま、コピー開始時に設定された
直線の配列方向のうちの角度誤差の小さい方向に修正す
る図形修正手段と、この図形修正手段により修正された
図形要素を記憶手段に先画する先画手段と、記憶手段に
書き込まれた出力画像を転写紙に像形成して出力する出
力手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、この
画像データの連結した黒画素の集合の輪郭を追跡して輪
郭の大きさを出力する輪郭線追跡手段と、この輪郭線追
跡手段により得られた黒画素集合の輪郭の大きさによ
り、黒画素集合を図形、文字、ノイズに分類する画像判
定手段と、この画像判定手段による画像判定データに基
づき図形画像を抽出し、ベクトル化するベクトル化手段
と、このベクトル化手段によりベクトル化されたデータ
より図形要素を認識するとともに、図形要素間の接続関
係をも認識する図形認識手段と、この図形認識手段によ
り認識された図形要素のうち、３つ以上の直線要素が略
平行で、それらの間隔の差があるしきい値内であれば、
それらの間隔の平均値で等間隔となるように図形の接続
関係を保持したまま直線要素を修正する図形修正手段
と、この図形修正手段により修正された図形要素を記憶
手段に作画する作画手段と、記憶手段に書き込まれた出
力画像を転写紙に像形成した出力する出力手段とを備え
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２記載において、直線要素を整列す
る方向を指定する方向指定手段を有し、前記図形修正手
段においてこの方向指定手段により指定された方向のう
ちの角度誤差の小さい方向に図形要素を修正後に、直線
要素の等間隔化処理を行うようにしたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項４】請求項２記載において、前記ベクトル化手
段、図形認識手段および図形修正手段の対象領域を指定
する領域指定手段を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】請求項２記載において、記憶手段中の２値
画像の輪郭を追跡して輪郭の大きさを出力する輪郭追跡
手段と、この輪郭追跡手段により得られた輪郭の大きさ
より文字画像か図形画像かを判定する画像判定手段とを
有し、画像判定手段により図形画像と判定された画像に
対してのみベクトル化手段から図形修正手段までの処理
を行い、作画手段において画像判定手段で文字画像と判
定された画像を合成して出力可能とすることを特徴とす
る画像形成装置。