JP4517667B2 - 文書画像照合装置、文書画像位置合わせ方法及びプログラム - Google Patents

文書画像照合装置、文書画像位置合わせ方法及びプログラム Download PDF

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本発明は文書画像照合装置、文書画像位置合わせ方法及びプログラムに関し、特に原本画像と、該原本画像に基づいて生成された文書画像の形成結果を表す画像と、の位置合わせを好適に行うための技術に関する。
文書画像を比較照合する前提として、両文書画像の位置合わせが必要となる。
この点に関し、特許文献1に記載された技術では、照合対象の二値画像から、X方向及びY方向における画素値の投影分布を作成し、これら投影分布のマッチングにより画像の位置を合わせるようにしている。また、特許文献2に記載された技術では、照合画像の基準点の位置ずれを照合画像同士のマッチングにより補正するようにしている。また、特許文献3に記載された技術では、照合の基準点を、両文書画像に共通に含まれる画像内容から設定し、こうして設定される基準点周辺でパターンマッチングを行うことで基準点の位置精度を向上させるようにしている。また、特許文献4に記載された技術では、互いの文書に共通に含まれる文字などの画像パターンから基準点を設定して、位置合わせをしている。さらに、特許文献5に記載された技術では、両文書に共通に含まれる罫線の交点(十字点部)を照合基準点として設定し、位置合わせをしている。しかしながら、いずれの技術も、文書画像の位置合わせの精度が文書内容に大きく依存するという問題がある。
これに対して、特許文献6や特許文献7に記載された技術では、文書画像中に、基準位置を特定するための特殊画像を含めるようにして、位置合わせの精度が文書内容に依存しないようにしている。しかしながら、これらの技術では、特殊画像の存在により、文書の見読性が損なわれるという問題がある。
特開昭57−208441号公報 特開昭63−003388号公報 特開平04−336677号公報 特開平09−245173号公報 特開平10−091783号公報 特開昭61−296421号公報 特開平04−261259号公報
以上のように、背景技術では、いずれも位置合わせの精度が文書内容に依存したり、マーカ等の特殊画像により文書の見読性が損なわれたりする問題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、位置合わせ精度が文書内容に依存し難くでき、かつ文書の見読性の悪化を抑制できる文書画像照合装置、文書画像位置合わせ方法及びプログラムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る文書画像照合装置は、第1文書画像に対し、複数種類の同一面積の単位画像を連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段と、前記形成結果画像に表された前記背景画像に基づき、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置を生成する基準位置生成手段と、前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを比較照合する比較照合手段と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る文書画像位置合わせ方法は、第1文書画像に対し、複数種類の単位画像を連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果画像を取得する工程と、前記形成結果画像に表された前記背景画像に基づき、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置を生成する工程と、生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを位置合わせする工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係るプログラムは、第1文書画像に対し、複数種類の単位画像を連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段、前記形成結果画像に表された前記背景画像に基づき、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置を生成する基準位置生成手段、及び前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを比較照合する比較照合手段として、例えば複写機、複合機、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯情報端末、携帯電話機等の各種コンピュータを機能させるためのプログラムである。
本発明では、背景画像を合成して得られた第2文書画像が用いられる。この背景画像は複数種類の単位画像を連接配置してなるもので、その情報性の低さ故、第2文書画像に合成しても、文書の見読性の悪化は少ない。さらに、背景画像に基づいて基準位置を生成するので、位置合わせの精度を文書内容に依存し難くできる。
前記背景画像を、前記複数種類の同一面積の単位画像を所定パターンにて連接配置してなるものとしておき、前記基準位置生成手段は、前記所定パターンに基づき、前記形成結果画像における前記1又は複数の基準位置を生成するようにしてもよい。こうすれば、基準位置をさらに確実に生成することができる。この態様では、例えば前記所定パターンに従って基準位置を推定するようにしてもよい。
また、前記背景画像は、第1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と、を抽出可能に構成されてもよい。この場合、前記基準位置生成手段は、前記背景画像から前記線を抽出し、該線の交点の位置を前記1又は複数の基準位置として生成すれば、基準位置をさらに確実に生成することができる。
また、前記比較照合手段は、前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づいて抽出される前記形成結果画像の領域毎に、前記第1文書画像と比較照合してもよい。
また、前記背景画像は、所定情報に従って生成される複数の情報領域と、該各情報領域の位置を特定するための同期領域と、を有してもよい。この場合、前記基準位置生成手段は、前記背景画像の前記同期領域に基づき、前記形成結果画像における前記1又は複数の基準位置を生成するようにしてもよい。また、前記所定情報は、前記第1文書画像又は前記第1文書画像に基づいて生成される文書画像の格納場所を表すようにしてもよい。
さらに、前記背景画像は複写牽制画像を含むようにしてもよい。
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
実施形態1.
図1は、本発明の実施形態1に係る文書画像照合装置を示すブロック図である。同図に示すように、この文書画像照合装置10は、画像入力部12と、照合基準生成部14と、画像照合部16と、結果出力部18と、を含んで構成されている。文書画像照合装置10がコンピュータを含んで構成されている場合、これらのブロックは、コンピュータにより所定のプログラムが実行されることによって実現されてよい。また、このプログラムは、インターネット等のデータ通信ネットワークを介して文書画像照合装置10に含まれるコンピュータに配信されるようにしてもよいし、CD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて、該媒体からコンピュータが読み取るようにしてもよい。また、文書画像照合装置10は、複写機や複合機等の各種ビジネス機器として構成されてもよい。さらに、文書画像照合装置10は、その一部又は全部をコンピュータによらず、ハードウェア(例えば画像処理IC等)により実現するようにしてもよい。
まず、画像入力部12は、照合される2つの文書画像(画像データ)A及び文書画像(画像データ)Bを取得する。ここで、文書画像Bは、原本を表す原本画像(画像データ)に対して背景画像(画像データ)を合成して得られた文書画像(画像データ)を、紙等の媒体に形成した結果を表す形成結果画像であり、紙等の媒体から該形成結果をスキャナ等の画像入力装置によって読み取ることにより取得される。
照合基準生成部14には、まず文書画像Bが入力されている。そして、照合基準生成部14は、文書画像Bに表された背景画像に基づき、文書画像Bに設定された1又は複数の基準位置を生成する。ここでは、文書画像Bに合成される背景画像には、2種類の同一面積の単位画像が所定パターンにて連接配置されている。そして、照合基準生成部14は、このパターンに基づき、文書画像Bに設定された1又は複数の基準位置を生成するようにしている。これにより、基準位置を文書画像Bの背景画像から直接生成することができない場合であっても、前記パターンの規則性に従って、直接生成できなかった基準位置を推定し、生成することができる。
また、背景画像は、文書画像Bの水平方向に延伸する複数の線と、文書画像Bの垂直方向に延伸する複数の線と、を抽出可能に構成されている。そして、照合基準生成部14は、背景画像からこれらの線を抽出して、それら線の交点の位置を基準位置として生成するようにしている。こうして、文書画像Bに表された文書量が多く、背景画像が露出した部分が少なくても、高い確率で基準位置を生成できるようにしている。
照合基準生成部14は、また文書画像Aも入力されている。そして、文書画像Aに設定された基準位置を生成するようにしている。具体的には、文書画像Aが、原本を表す原本画像(画像データ)に対して、複数種類の同一面積の単位画像(画像データ)を連接配置してなる背景画像(画像データ)を合成して得られた文書画像(画像データ)である場合には、文書画像Bの場合と同じ方法により、該文書画像Aに設定された基準位置を生成する。
一方、文書画像Aが、原本画像そのものである場合には、照合基準生成部14は、基準位置を特定する基準位置特定データを別途取得する。この基準位置特定データは、基準位置の座標データそのものであってもよいし、基準位置の配置方法を表すデータであってもよい。配置方法を表すデータは、例えば1つの基準位置を示すデータ、及びそれに対する他の基準位置の相対的な位置を示すデータ(間隔等)であってもよい。基準位置特定データは、原本画像(文書画像A)毎に生成され、該原本画像に対応づけて図示しない記憶手段に記憶されていてもよい。また、文書画像照合装置10の照合対象となる全ての文書に共通な基準位置特定データを用いる場合には、照合基準生成部14が記憶しておいてもよい。そして、照合基準生成部14では、こうして取得される基準位置特定データに基づき、文書画像Aに設定された基準位置を生成し、これを画像照合部16に入力している。
画像照合部16には、照合基準生成部14で生成された文書画像A及び文書画像B、並びにそれぞれに設定された基準位置が入力されている。そして、これらの基準位置に基づき、文書画像Aと文書画像Bとを比較照合するようにしている。すなわち、照合基準生成部14により生成される基準位置に基づいて抽出される文書画像Bの領域毎に、文書画像Aと比較照合している。具体的には、文書画像Bについては、該文書画像Bに設定された近接する4つの基準位置により囲まれる文書画像Bの矩形領域を、該基準位置を頂点とする矩形境界線により抽出する。そして、この矩形境界線の頂点となる基準位置に対応する、文書画像Aに設定された近接する4つの基準位置により囲まれる文書画像Aの矩形領域を抽出する。そして、これら抽出される領域画像の差分画像の画素値に基づき、両領域画像が同一であるか否かを判断している。そして、各領域画像に関する判断結果に基づき、文書画像Aと文書画像Bが同一であるか否かを判断している。この判断結果は結果出力部18に入力されている。
結果出力部18は、画像照合部16から入力される判断結果(照合結果)を出力する。この出力は、表示装置による表示出力であってもよいし、印刷装置による印刷出力であってもよい。また、音声装置による音声出力であってもよいし、他の装置又は回路に対する送信出力であってもよい。
こうして、文書画像照合装置10では、照合すべき2つの文書画像A,Bを画像入力部12から入力することにより、照合基準生成部14が夫々の画像から照合のための複数の基準位置を生成し、生成された基準位置をもとに画像照合部16が両画像を照合している。そして、結果出力部18が照合結果を表示出力等により出力している。
以下では、文書画像Aは、文書画像Bの原本である電子文書から生成された文書画像であるものとする。一方、文書画像Bは、電子文書に背景を合成してプリンタ等の画像出力装置により紙等の媒体に印刷(画像形成)し、これをスキャナ等の画像入力装置により読み取って、電子化することにより得られるスキャン画像であるものとする。このため、文書画像Bには、画像出力装置及び画像入力装置の特性による画像の位置ずれ、傾き、変倍が含まれている。
図2は、文書画像照合装置10に入力される文書画像Bの例を説明する図である。文書画像照合装置10に入力される文書画像Bは、図3に示す背景画像24に対して、図4に示す原本画像である文書画像Aを重ね合わせることにより、両画像を合成し、この合成画像を印刷等により紙等の媒体に形成し、それをスキャナ等で読み取ることにより得られた画像であり、図2に示すように、背景画像24と文書画像22とを含んでいる。
文書画像Bに合成されている背景画像24は、濃度がほぼ均一の画像である。この背景画像24は、図5(a)に示す、スラッシュ形状(/)を表した矩形の第1パターン画像26と、図5(b)に示す、バックスラッシュ形状(\)を表した矩形の第2パターン画像28と、を連接配置することにより構成されている。第1パターン画像26と第2パターン画像28は、同一形状及び同一大(微小面積)であり、着色された部分の面積と着色されていない部分の面積の比は同一となっている。すなわち、第1パターン画像26と第2パターン画像28は、いずれも144(=12×12)個の画素からなる正方形の画像であり、そのうち6画素を用いてスラッシュ及びバックスラッシュがそれぞれ描かれている。このため、これらの画像を連接配置してなる背景画像24の濃度は、巨視的にはほぼ均一と視認できるようになっている。なお、ここではパターン周期を600dpi(dot per inch)で12ドット分としており、パターン間隔は約0.5mmである。
図6は、文書画像Bから背景画像24のみ取り出し、その一部を示した図である。同図に示すように、第1パターン画像26及び第2パターン画像28は、各辺が他の画像の一辺に接するようにして縦横に連接配置されている。すなわち、まず縦方向・横方向ともに所定間隔で第2パターン画像28が配置されており、これにより、第2パターン画像28が配置される格子状の領域30が設けられている。その他の領域32には、第1パターン画像26が配置されており、これにより、マトリクス状に配置された第1パターン画像26の周囲を、第2パターン画像28が取り囲むようになっている。
同図では、領域32に196(=14×14)個の第1パターン画像26を配置し、領域30に第1パターン画像28を一列に配置しているが、この配置は後述する照合画像の単位となるので、画像出力装置等による変倍が大きい場合は領域30による格子間隔を小さくとり、変倍が小さい場合は大きくとればよい。本実施例の場合、30個間隔程度に設定しており、照合画像の大きさが(25.4mm÷600dpi×12dot×30pattern≒)15mm程度となる。
また、上述のように、文書画像Aは画像出力装置や画像入力装置を介さず、電子文書からコンピュータによるデータ処理により直接に生成された画像であり、従って画像出力装置や画像入力装置の影響を受けない。このため、あらかじめ背景画像24における第1パターン画像26及び第2パターン画像28の配置パターン(繰り返し周期等)等、基準位置を特定する基準位置特定データを電子文書Aと共に記録しておけば、画像照合時にそのデータを読み出して基準位置を再現することによって、上述したような背景画像24は不要となる。そこで、ここでは背景画像24は文書画像Bのみに付加されているものとしている。
図7は、文書画像Bの元となる、原本である文書画像Aに背景画像24を付加してなる文書画像を生成し、それを紙等の媒体に形成するための、文書画像形成装置の機能ブロック図である。同図に示される文書画像形成装置34により画像形成された媒体を、スキャナ等の画像入力装置により画像データ化することにより、文書画像Bが得られる。
同図に示すように、文書画像形成装置34は、プリントデータ入力部36と、文書画像生成部38と、文書画像バッファ40と、画像合成部42と、画像形成部44と、パターン画像格納部46とを含んで構成されている。文書画像形成装置34がコンピュータを含んで構成されている場合、これらのブロックは、コンピュータにより所定のプログラムが実行されることによって実現されてよい。また、このプログラムは、インターネット等のデータ通信ネットワークを介して文書画像形成装置34に含まれるコンピュータに配信されるようにしてもよいし、CD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて、該媒体からコンピュータが読み取るようにしてもよい。また、文書画像形成装置34は、複写機や複合機等の各種ビジネス機器として構成されてもよい。さらに、文書画像形成装置34は、その一部又は全部をコンピュータによらず、ハードウェア(例えば画像処理IC等)により実現するようにしてもよい。
まず、プリントデータ入力部36は、PDL(Page Description Language)データ等の電子文書の入力を受け付ける。この電子文書は、文書画像Aの元となる電子文書である。文書画像生成部38は、プリントデータ入力部36から電子文書を受け取り、該電子文書をラスタ化し、文書画像を生成する。この文書画像は文書画像Aと同一となる。生成される文書画像は、メモリ等の記憶手段により構成された文書画像バッファ40に一時的に格納される。一方、パターン画像格納部46も、メモリ等の記憶手段により構成されており、背景画像24を記憶している。パターン画像格納部46は、背景画像24そのものを記憶してもよいし、第1パターン画像26、第2パターン画像28及び背景画像24におけるそれらの配置パターンを記憶しておいてもよい。
画像合成部42は、パターン画像格納部46から供給されるデータに基づき、背景画像24を取得する。パターン画像格納部46に、背景画像24がそのまま記憶されている場合には、該背景画像24を読み出して取得すればよい。パターン画像格納部46に、第1パターン画像26、第2パターン画像28及び背景画像24におけるそれらの配置パターンが記憶されている場合、それらのデータを読み出し、読み出された配置パターンに従って、第1パターン画像26及び第2パターン画像28を配置し、それにより背景画像24を取得するようにすればよい。画像合成部42は、さらに文書画像バッファ40から文書画像(文書画像A)を読み出す。そして、この文書画像の背景として背景画像24を合成する。画像形成部44は、例えばプリンタ等の画像出力装置を含んで構成されており、画像合成部42により合成された文書画像を紙等の媒体に形成(例えば印刷)する。以上のようにして、文書画像Bの元となる画像が表された媒体を得ることができる。
次に、図8は、照合基準生成部14における基準位置生成機能を示す機能ブロック図である。照合基準生成部14は、入力される文書画像Bから画像照合のための複数の基準位置を生成しており、この機能は、画像整形部48と、パターン検出部50と、基準ライン検出部52と、基準ライン補間部54と、基準点生成部56と、を含んで構成されている。まず、画像整形部48は、二値化処理、画像の傾き補正処理、ノイズ除去処理等を行い、入力される文書画像Bをそれぞれ後段の処理に適した形式に変換する。二値化処理では、文書画像Bをグレースケール形式に変換し(元々グレースケール形式であった場合にはそのままとし)、それを浮動二値化等の処理により二値画像へ変換する。浮動二値化は、例えば特開2002−175532号公報に開示されており、部分領域毎に、黒と判定するか白と判定するかの閾値を変動させる方法を採用した二値化処理である。画像の傾き補正処理は、スキャナ読み取り時等で発生する画像の傾きを補正する処理である。文書画像Bには、文字やグラフィックス等の文書構成物を多く含み、これらは第1パターン画像26及び第2パターン画像28を抽出(認識)する際にはノイズ成分となってしまう。そこで、ノイズ除去処理では、読み取った画像から第1パターン画像26及び第2パターン画像28より大きい面積(例えば6画素より大きいもの)、あるいは小さい面積(例えば6画素未満)の画像(画素塊)を除去する。こうしたノイズ除去処理によって、文書画像Bに含まれる文字やグラフィック、及び孤立ドットのような微小ノイズ等の文書構成物が除去され、後段のパターン検出を容易にすることができる。
パターン検出部50は、第1パターン画像26(バックスラッシュ画像(\))及び第2パターン画像28(スラッシュ画像(/))を用いて、文書画像Bに含まれるパターン画像を検出する。第1パターン画像26又は第2パターン画像28を画像整形部48から出力される画像から検出すると、その画像中の位置とパターンの種類(第1パターン画像26、第2パターン画像28、不明のいずれか)が記憶される。
基準ライン検出部52は、パターン検出部50によって検出された第1パターン画像26及び第2パターン画像28から、領域30を貫くライン(例えば領域30の中心線)を基準ラインとして検出する。本実施形態では、基準ラインは、図6に示したとおり、第2パターン画像28が配置された位置に応じて設定される。基準ライン上は、全て第2パターン画像28が配置されているため、パターン検出部50の検出結果に基づき、第2パターン画像28の個数の比率が高い行と列を検索することで、基準ラインの行と列を特定することができる。なお、第1パターン画像26が配置された位置から、第2パターン画像28が配置された位置、すなわち基準ライン上の位置を特定するようにしてもよい。
図9(a)は、基準ライン検出部52により検出された基準ラインを示す図であり、ここでは、基準ライン検出部52により基準ラインが横方向2本、縦方向1本だけ検出できなかった場合を示している。すなわち、同図には、基準ライン検出部52により検出された基準ライン62が実線で示されるとともに、検出されなかった欠損ライン58が一点鎖線により示されている。この欠損ライン58については基準ライン検出部52から検出結果が出力されない。第2パターン画像28は、文書画像Bの背景画像として合成されているため、第2パターン画像52に文字や罫線等の文書画像が重なると、そこにあった第2パターン画像28を検出することができず、検出もれとなるのが主たる要因である。図9(b)は、この欠損ライン58の位置を特定し、その位置に基準ライン(補間基準ライン60として示されている)を設定することにより、基準ライン検出部52により検出される基準ライン52に、補間基準ライン60を追加した様子を示している。
すなわち、基準ライン補間部54は、このような検出に失敗した基準ラインを補間する処理を行う。図10に、基準ライン補間部54の行方向の補間処理手順を示す。なお、列方向についても同様の処理を行うことにより、基準ラインを補間することができる。
この処理では、まず、パターン検出部50から出力される画像の上端部から検索を開始し、基準ライン検出部52により検出された全ての基準ライン行のなかで、最上部にある基準ライン行を検索し(S101)、まず、この上側に対する補間を行う(S102〜S106)。まず、最上段の基準ライン行の位置を処理基準位置として、そこから上側に所定の基準ライン間隔分オフセットした位置を取得する(S102)。この位置が画像上端を越えない場合は(S103)、その位置の行内での第2パターン画像28の構成比率を検査し(S104)、比率が所定閾値以上の場合は(S105)、その行を基準ライン行(補間基準ライン60)として新たに設定するとともに、処理基準位置を該基準ライン行の位置に更新する(S106)。そして、この処理(S102〜S106)を画像上端まで繰り返す。
一方、S102で取得される位置が画像上端を越えた場合は(S103)、処理基準位置を再び最上段の基準ライン(基準ライン検出部52により検出された基準ラインのうち最も上側に位置するもの)の行位置に設定する(S107)。そして、該基準ラインの下側に対する補間を行う(S108〜S114)。まず、処理基準位置から、所定の基準ライン間隔分オフセットした位置を取得する(S108)。そして、こうして取得される位置が、基準ライン検出部52により検出された基準ラインの位置に一致(所定範囲内を含む)していれば(S109)、処理基準位置を、この取得された位置に設定する(S110)。一方、一致していなければ、取得された位置が画像下端を越えるか否かを判断する(S111)。そして、取得される位置が画像下端を越えない場合は、同位置が存する行内の第2パターン画像28の構成比率を検査し(S112)、比率が所定閾値以上の場合は(S113)、その行を基準ライン行(補間基準ライン60)として新たに設定する(S114)。そして、この処理(S108〜S114)を画像下端まで繰り返す。こうして、図9(b)に示すように、検出できなかった部分の基準ラインを補間することができる。
基準点生成部56は、図11に示すように、検出又は補間された基準ラインの交点を、画像照合のための基準位置64として算出する。同図は、基準ラインの交点より生成した複数の基準位置を示している。すなわち、本実施形態では、行方向に延伸する基準ライン、列方向に延伸する基準ラインを背景画像24から抽出(検出)し、その交点を算出することにより、基準位置64を得るようにしているのである。
なお、文書画像B(スキャン画像)に対しては、上述の手順で照合基準位置を求めるが、電子原本から生成した文書画像Aに対しては、元々背景画像24を埋め込んだ(合成した)文書画像を原本として保管して上述の処理を行ってもよいし、上述したように予め基準位置を特定する基準位置特定データを電子画像Aと共に記憶しておき、照合時にその特定データから基準位置を生成してもよい。後者の処理の場合は、文書画像Aのためのハードディスク等の記憶媒体の領域を節約することができる。
図12(a)は、文書画像Aに設定された基準位置を示しており、同図(b)は文書画像Bから生成された基準位置を示している。同図では、文書画像Bでは、文書画像Aに比して、金額を表す数字の1つが「1」から「2」に書き換えられている。なお、同図では、説明の簡単のため、基準位置に併せて文書を表しているが、実際は文書と生成された基準位置は別々に保持される。
画像照合部16は、このように設定された基準位置をもとに文書画像A及び文書画像Bを比較照合する。まず、文書画像Bに設定された基準位置と対応する、文書画像Aに設定された基準位置を調べる。例えば文書画像Aに設定された基準位置と、文書画像Bから生成された基準位置と、を重ね合わせて、最も近傍の点を互いの対応点とする方法等がある。
画像照合部16は、対応する4つの基準位置で囲まれる画像(照合画像)同士を比較する。図13は、画像照合を説明する図である。文書画像Aから切出した4つの基準位置で囲まれる照合画像66と、その基準位置に対応する4つの基準位置で囲まれる文書画像Bから取り出した照合画像68と、を比較する。具体的には、比較する前に、照合画像66,68の大きさが等しくなるように倍率を補正する。倍率補正は、いずれか一方の画像の大きさを変えるようにしてもよいし、画像同士を比較する際、画素位置を指し示す座標値を変換してもよい。
また、画像端部では4つの基準位置で画像を囲えないため、そのような部分に対しては、対応する基準位置と画像の端部で囲まれる小画像同士を比較照合する。画像端部では互いの画像の大きさが分からないため、倍率を補正せずに比較照合してもよいし、隣接する小領域の倍率補正値を使用して倍率を補正してもよい。画像照合部16では、倍率補正された照合画像66,68の差分画像70を生成し、この差分画像70の画素値により、照合画像66,68が同一であるか否かを判断している。本実施形態では、対応する基準位置により囲まれる画像同士で画像照合を行うので、画像の位置ずれ成分は除去され、また、照合画像66,68は比較的面積が小さいので、画像の小領域で生じる変倍の影響も十分除去できる。
さらに、文書画像A又は文書画像Bの一方については基準位置が得られたが、他方にはそれに対応する基準位置が得られない場合がある。例えば、図14に示すように、電子原本から生成した文書画像Aについては全ての基準位置が得られたが(同図(a))、スキャン画像である文書画像Bにはノイズ等によって、一部の基準位置が検出できない場合である(同図(c))。そのような場合には、文書画像Aから検出した基準位置を除去する(同図(b))。つまり互いに共通に得られている基準位置の対のみを画像照合に使用するのである。このような場合は、文書画像Aに設定された基準位置のうち、文書画像Bから検出された基準位置のいずれにも対応しない基準位置を処理対象から除外し、残った基準位置により囲まれる画像を照合画像とし、それにより画像照合を行う。つまり、このような場合は、図15に示すように、図13で示した場合より大きい照合画像72及び照合画像74を用い、それらを倍率補正したものの差分画像76により両画像の一致/不一致を判断する。
実施形態1によれば、文書画像Bには背景画像24が合成され、この背景画像24から基準位置を生成するようにしたので、文書の見読性を損なわず、また位置合わせの精度を文書内容に依存し難くできる。
実施形態2.
図16は、本発明の実施形態2に係る文書画像照合装置を示すブロック図である。同図に示すように、この文書画像照合装置78は、画像入力部80と、照合基準生成・2次元コード復号部82と、画像照合部84と、結果出力部86と、を含んで構成されており、実施形態1に係る文書画像照合装置10と同様、文書画像Aと文書画像Bの照合を行うものである。文書画像照合装置78がコンピュータを含んで構成されている場合、これらのブロックは、コンピュータにより所定のプログラムが実行されることによって実現されてよい。また、このプログラムは、インターネット等のデータ通信ネットワークを介して文書画像照合装置78に含まれるコンピュータに配信されるようにしてもよいし、CD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて、該媒体からコンピュータが読み取るようにしてもよい。また、文書画像照合装置78は、複写機や複合機等の各種ビジネス機器として構成されてもよい。さらに、文書画像照合装置78は、その一部又は全部をコンピュータによらず、ハードウェア(例えば画像処理IC等)により実現するようにしてもよい。
実施形態2では、実施形態1に比し、文書画像Bに合成される背景画像24上にマトリクス状に配置された領域32が情報領域として用いられ、その周囲に格子状に配置された領域30が、該情報領域の位置を特定するための同期領域として用いられる点が異なっている。実施形態2では、この情報領域に、文書画像Aの格納場所を表すデータが記録されており、同データに基づいて、文書画像照合装置78が、文書画像Aを格納場所から読み出すようにしている。文書画像Aは、ここでは原本画像(原本を画像化したデータ)であるものとする。同期領域に配置された第1パターン画像28は、上記のように情報領域の位置を特定するのに用いられるとともに、基準ラインの特定にも用いられ、それらの交点から基準位置が算出されるようになっている。
まず、画像入力部80は、文書画像(画像データ)Bを取得する。ここで、文書画像Bは、原本を表す原本画像(画像データ)に対して、背景画像(画像データ)を合成して得られた文書画像(画像データ)を、紙等の媒体に形成した結果を表す形成結果画像であり、紙等の媒体から該形成結果をスキャナ等の画像入力装置によって読み取ることにより取得される。そして、背景画像は、複数種類の同一面積の単位画像(画像データ)を連接配置してなり、特に配置パターンにより情報を埋め込むことができるようになっている。
図17は、背景画像の一部を示す図である。同図に示すように、本実施形態2で文書画像Bに合成されている背景画像も、図5(a)に示される第1パターン画像26と、同図(b)に示される第2パターン画像28とを、各辺が他の画像の一辺に接するようにして縦横に連接配置することにより構成されている。そして、まず縦方向・横方向ともに所定間隔で第2パターン画像28が配置されており、これにより、第2パターン画像28が配置される格子状の同期領域88が設けられている。その他の領域は情報領域90であり、そこに第1パターン画像26及び第2パターン画像28が配置されている。これにより、マトリクス状に配置された情報領域90の周囲を同期領域88が取り囲むようになっている。そして、情報領域90には、第1パターン画像26及び第2パターン画像28が、複数種類の配置パターンのうちいずれかに従って配置されている。従って、この配置パターンを検出することにより、情報領域90から情報を読み出すことができるようになっている。すなわち、実施形態2では、背景画像は2次元コードを含むよう構成されており、その情報領域には、文書画像Aの格納場所を特定する格納場所データを記録するようにしている。この格納場所データは、文書画像照合装置78に備えられた記憶手段におけるパスを表すものであってもよいし、文書画像照合装置78が通信ネットワークに接続されている場合には、該通信ネットワーク上の文書画像Aが記憶されたアドレスを表すものであってもよい。
照合基準生成・2次元コード復号部82には、文書画像Bが入力されている。そして、照合基準生成・2次元コード復号部82は、文書画像Bに表された背景画像に基づき、文書画像Bに設定された1又は複数の基準位置を生成する。さらに、文書画像Aの格納場所データを復号する。基準位置の生成方法は、実施形態1と同様である。
画像照合部84には、照合基準生成・2次元コード復号部82から、文書画像Bに設定された基準位置と、文書画像Aの格納場所データが入力されている。そして、まず、格納場所データに基づき、該データが表す格納場所から文書画像Aを読み出す。文書画像Aに設定された基準位置を、文書画像Aとは別のデータにより特定する場合には、該データも併せて読み出す。このデータは画像照合部84に予め記憶されていてもよいし、文書画像Aに関連づけて記憶しておいてもよい。また、文書画像Bに合成されている背景画像に、このデータの格納場所を表す第2格納場所データを記録しておき、この第2格納場所データに従って読み出すようにしてもよい。文書画像Aに背景画像を合成しておき、この背景画像から文書画像Aに設定された基準位置を生成する場合には、照合基準生成・2次元コード復号部82により行わせればよい。
こうして、画像照合部84では、文書画像A、文書画像B、文書画像Aに設定された基準位置、文書画像Bに設定された基準位置を取得するようになっている。そして、文書画像A及び文書画像Bにそれぞれ設定された基準位置に基づき、文書画像Aと文書画像Bとを比較照合するようにしている。すなわち、照合基準生成・2次元コード復号部82により生成される基準位置に基づいて抽出される文書画像Bの領域毎に、文書画像Aと比較照合している。照合の方法は実施形態1と同様である。画像照合部84での判断結果は結果出力部18に入力されている。結果出力部86は、画像照合部84から入力される判断結果(照合結果)を出力する。出力方法は実施形態1と同様である。
こうして、文書画像照合装置78では、文書画像Bを画像入力部80から入力することにより、そこに合成されている背景画像から文書画像Aを取得し、両画像を比較照合するようになっている。
図18は、文書画像Bの元となる、原本である文書画像Aに背景画像を付加してなる文書画像を生成し、それを紙等の媒体に形成するための、文書画像形成装置の機能ブロック図である。同図に示される文書画像形成装置90により画像形成された媒体を、スキャナ等の画像入力装置により画像データ化することにより、文書画像Bが得られる。
同図に示すように、文書画像形成装置90は、プリントデータ入力部92と、文書画像生成部94と、文書画像バッファ96と、画像合成部98と、画像形成部100と、付加情報抽出部102と、付加情報符号化部104と、パターン画像生成部108と、パターン格納部106と、パターン画像生成部108と、を含んで構成されている。文書画像形成装置90がコンピュータを含んで構成されている場合、これらのブロックは、コンピュータにより所定のプログラムが実行されることによって実現されてよい。また、このプログラムは、インターネット等のデータ通信ネットワークを介して文書画像形成装置90に含まれるコンピュータに配信されるようにしてもよいし、CD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて、該媒体からコンピュータが読み取るようにしてもよい。また、文書画像形成装置90は、複写機や複合機等の各種ビジネス機器として構成されてもよい。さらに、文書画像形成装置90は、その一部又は全部をコンピュータによらず、ハードウェア(例えば画像処理IC等)により実現するようにしてもよい。
まず、プリントデータ入力部92は、PDLデータ等の電子文書の入力を受け付ける。この電子文書は、文書画像Aの元となる電子文書であり、特に同電子文書の格納場所を表す格納場所データを含む付加情報を含んでいる。文書画像生成部94は、プリントデータ入力部92から電子文書を受け取り、該電子文書をラスタ化し、文書画像を生成する。この文書画像は文書画像Aと同一となる。生成される文書画像は、メモリ等の記憶手段により構成された文書画像バッファ96に一時的に格納される。
付加情報抽出部102は、プリントデータ入力部92に入力された電子文書から付加情報を抽出する。そして、付加情報符号化部104は、こうして抽出される付加情報を誤り訂正符号化し、コードデータを生成する。パターン格納部106は、メモリ等の記憶手段により構成されており、第1パターン画像26及び第2パターン画像28を記憶している。
パターン画像生成部108は、付加情報符号化部104で生成されるコードデータを取得するとともに、パターン格納部106から第1パターン画像26及び第2パターン画像28を読み出す。そして、図17に、その一部が示される背景画像を生成する。このとき、背景画像の情報領域には、付加情報符号化部104で生成されるコードデータに従って選択される配置パターンにて、第1パターン画像26及び第2パターン画像28が配置されるようになっている。
画像合成部98は、パターン画像生成部108から供給される背景画像を取得する。画像合成部98は、さらに文書画像バッファ96から文書画像(文書画像A)を読み出す。そして、この文書画像の背景としてパターン画像生成部108から供給される背景画像を合成する。画像形成部100は、例えばプリンタ等の画像出力装置を含んで構成されており、画像合成部98により合成された文書画像を紙等の媒体に形成(例えば印刷)する。以上のようにして、文書画像Bの元となる画像が表された媒体を得ることができる。
図19は、照合基準生成・2次元コード復号部82を説明するブロック図である。画像整形部110は、二値化処理、画像の傾き補正処理、ノイズ除去処理等を行う。また、パターン検出部112には、画像整形部110による処理を済ませた画像が供給されるようになっており、同画像から、第1パターン画像26(バックスラッシュ画像(\))及び第2パターン画像28(スラッシュ画像(/))を検出する。第1パターン画像26又は第2パターン画像28を画像整形部48から出力される画像から検出すると、その画像中の位置とパターンの種類(第1パターン画像26、第2パターン画像28、不明のいずれか)が記憶される。
同期コード検出部114は、パターン検出部112の検出結果から、同期領域88の位置を検出する。同期コード検出部114の処理は、実施形態1に係る基準ライン検出部52の処理と同様である。
同期コード補間部116では、実施形態1に係る基準ライン補間部54と同様の処理を行う。基準点生成部118は、検出又は補間された同期同期領域88を貫く線の交点より、照合のための基準位置を生成する。この処理も、実施形態1に係る基準点生成部56の処理と同様であり、基準点生成部118により、実施形態1で説明した基準位置と同等の基準位置を生成することができる。
2次元コード検出部120は、同期領域88に囲まれた情報領域90の画像を2次元コードとして取り出す。2次元コードは文書画像Bの背景画像として埋め込まれているため、その一部領域が欠損している場合があるが、その場合、文書画像Bの他の領域に埋め込まれた2次元コードから、その欠損領域を補うことで、2次元コードの検出率を向上させることができる。2次元コード復号部122は、検出した2次元コードからコードデータを取り出し、誤り訂正復号する。付加情報復元部124は、復号情報のチェックサム値等を検証して、背景画像に埋め込まれていた付加情報を復元し、そこに含まれる文書画像Aの格納場所データを取得する。
実施形態2によれば、画像出力装置や画像入力装置等の影響により、照合する文書画像に位置ずれ、変倍、傾き等が生じた場合でも、文書画像の見読性を阻害することなく、画像の位置合わせ・照合を高精度に行うことができる。また、情報領域90から構成される2次元コードに電子原本の格納場所をデジタル情報として埋め込んでおくことにより、スキャン画像を照合する際、対応する電子原本を速やかに取得できる。
なお、図20に示すように、背景画像126に対し、上述した2次元コードに加えて、図20に示すような潜像文字画像128を付加することにより、複写牽制による情報漏洩抑止機能の実現が可能になり、より強固なセキュリティを実現する文書照合システムを構築可能になる。
本発明の実施形態1に係る文書画像照合装置の構成を示す図である。 照合対象となる文書画像を示す図である。 照合対象となる文書画像に合成された背景画像を示す図である。 原本である電子文書を示す図である。 背景画像を構成するパターン画像を示す図である。 背景画像の一部を示す図である。 文書画像形成装置の構成を示す図である。 照合基準生成部の構成を示す図である。 基準ライン検出部及び基準ライン補間部の処理を説明する図である。 基準ライン検出部の処理を示すフロー図である。 基準点生成部の処理を示す図である。 画像照合部の処理を説明する図である。 画像照合部の処理を説明する図である。 画像照合部の処理を説明する図である。 画像照合部の処理を説明する図である。 本発明の実施形態2に係る文書画像照合装置の構成を示す図である。 照合対象となる文書画像に合成された背景画像の一部を示す図である。 文書画像形成装置の構成を示す図である。 照合基準生成・2次元コード復号部の構成を示す図である。 照合対象となる文書画像に複写牽制画像を背景画像の一部として含める例を示す図である。
符号の説明
10,78 文書画像照合装置、12,80 画像入力部、14 照合基準生成部、16,84 画像照合部、18,86 結果出力部、22 文書画像、24,126 背景画像、26 第1パターン画像、28 第2パターン画像、30,32 領域、34,90 文書画像形成装置、36,92 プリントデータ入力部、38,94 文書画像生成部、40,96 文書画像バッファ、42,98 画像合成部、44,100 画像形成部、46 パターン画像格納部、48,110 画像整形部、50,112 パターン検出部、52 基準ライン検出部、54 基準ライン補間部、56,118 基準点生成部、58 欠損ライン、60 補間基準ライン、62 検出基準ライン、64 基準位置、66,68,72,74 照合画像、70,76 差分画像、82 照合基準生成・2次元コード復号部、88 同期領域、90 情報領域、102 付加情報抽出部、104 付加情報符号化部、106 パターン格納部、108 パターン画像生成部、114 同期コード検出部、116 同期コード補間部、120 2次元コード検出部、122 2次元コード復号部、124 付加情報復元部、128 複写牽制画像(潜像文字)。

Claims (14)

  1. 原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第1文書画像の形成結果を表す第1形成結果画像と、前記原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す第2形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段と、
    1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と前記第1及び第2形成結果画像に表された前記背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、抽する基準ライン検出部と、
    抽出された線の交点の位置を、前記第1及び第2形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する基準位置生成手段と、
    前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記第1形成結果画像と前記第2形成結果画像とを比較照合する比較照合手段と、
    を含むことを特徴とする文書画像照合装置。
  2. 原本画像である第1文書画像に対し、複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段と、
    前記第1文書画像の基準位置を特定する基準位置特定データを記憶する基準位置特定データ記憶手段と、
    1の方向に延伸する1又は複数の線と前記形成結果画像に表された前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と、を抽出可能に構成された前記背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、前記線を抽出する基準ライン検出部と、
    抽出された線の交点の位置を、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する基準位置生成手段と、
    前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置と前記基準位置特定データに基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを比較照合する比較照合手段と、を含むことを特徴とする文書画像照合装置。
  3. 前記各単位画像は同一形状であって、
    前記各単位画像のうち着色された部分の面積と着色されていない部分の面積の比が同一である
    ことを特徴とする請求項1または2記載の文書画像照合装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の文書画像照合装置において、
    前記比較照合手段は、前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づいて抽出される領域毎に、比較照合する
    ことを特徴とする文書画像照合装置。
  5. 請求項2に記載の文書画像照合装置において、
    前記背景画像は、所定情報に従って生成される複数の情報領域と、該各情報領域の位置を特定するための同期領域と、を有する
    ことを特徴とする文書画像照合装置。
  6. 請求項5に記載の文書画像照合装置において、
    前記基準位置生成手段は、前記背景画像の前記同期領域に基づき、前記形成結果画像における前記1又は複数の基準位置を生成する
    ことを特徴とする文書画像照合装置。
  7. 請求項5又は6に記載の文書画像照合装置において、
    前記所定情報は、前記第1文書画像又は前記第1文書画像に基づいて生成される文書画像の格納場所を表す
    ことを特徴とする文書画像照合装置。
  8. 前記1乃至7のいずれかに記載の文書画像照合装置において、
    前記背景画像は、複写牽制画像を含む
    ことを特徴とする文書画像照合装置。
  9. 原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第1文書画像の形成結果を表す第1形成結果画像と、前記原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の第2形成結果画像を取得する工程と、
    1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と前記第1及び第2形成結果画像に表された前記背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、前記線を抽出する工程と
    抽出された線の交点の位置を前記第1及び第2形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する工程と、
    生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記第1及び第2形成結果画像を位置合わせする工程と、
    を含むことを特徴とする文書画像位置合わせ方法。
  10. 原本画像である第1文書画像に対し、複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す形成結果画像を取得する工程と、
    前記第1文書画像の基準位置を特定する基準位置特定データを記憶する基準位置特定データを記憶する工程と、
    1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と前記形成結果画像に表された背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、前記線を抽出する工程と
    抽出された線の交点の位置を、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する工程と、
    前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置と前記基準位置特定データに基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを位置合わせする工程と、
    を含むことを特徴とする文書画像位置合わせ方法。
  11. 原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第1文書画像の形成結果を表す第1形成結果画像と、前記原本画像に対し複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す第2形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段、
    前記第1及び第2形成結果画像に表され、第1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と前記第1及び第2形成結果画像に表された前記背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、前記線を抽出する基準ライン検出手段
    抽出された線の交点の位置を前記第1及び第2形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する基準位置生成手段、及び
    前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置に基づき、前記第1形成結果画像と前記第2形成結果画像とを比較照合する比較照合手段
    としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  12. 原本画像である第1文書画像に対し、複数種類の同一面積の単位画像を、所定パターンにて、連接配置してなる背景画像を合成して得られた第2文書画像の形成結果を表す形成結果画像を取得する形成結果画像取得手段、
    前記第1文書画像の基準位置を特定する基準位置特定データを記憶する基準位置特定データ記憶手段、
    1の方向に延伸する1又は複数の線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する1又は複数の線と前記形成結果画像に表された前記背景画像から、前記複数種類の同一面積の単位画像のうち1の種類の単位画像の個数と他の種類の単位画像との比率に基づき、前記線を抽出する基準ライン検出手段
    抽出された線の交点の位置を、前記形成結果画像における1又は複数の基準位置として生成する基準位置生成手段、及び
    前記基準位置生成手段により生成される前記1又は複数の基準位置と前記基準位置特定データに基づき、前記形成結果画像と前記第1文書画像とを比較照合する比較照合手段
    としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  13. 前記基準位置生成手段は、前記線を複数抽出し、前記背景画像から抽出可能な前記線のうち、一部の線が抽出できない場合には、当該一部の線を補完することを特徴とする請求項1または2記載の文書画像照合装置。
  14. 前記基準位置生成手段は、複数の基準位置を生成し、前記比較照合手段は、前記第1形成結果画像における前記複数の基準位置のうち、前記第2形成結果画像における前記複数の基準位置のいずれにも対応しない基準位置を比較対象から除外して、比較照合することを特徴とする請求項1記載の文書画像照合装置。
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