JP4615462B2 - 画像処理装置、画像形成装置、プログラムおよび画像処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態を図1ないし図14に基づいて説明する。
入力画像を同じサイズのブロック、たとえば、1cm×1cm(解像度が200dpiであれば80画素×80画素、解像度が300dpiであれば120画素×高さ120画素)の矩形に分割する。
各ブロックを、“絵”“文字”“他”の3種類のいずれかに分類する。この処理のフローを図5に示し、以下において詳述する。
x=a0・p0 +a0・p1 =FTa+e
とする。ここで、eは誤差ベクトル、F=[p0,p1]T、a=(a0,a1)Tである。最小二乗法により、最適な結合係数ベクトルaは、
a=(FFT)-1・Fx
で与えられる。各ブロックについて、「非文字らしさ」を表すパラメータa1について閾値処理することにより、そのブロックを「絵」、「絵でない」、「未定」に分類する。各ブロックについて、「未定」または「絵でない」に分類されていて、文字らしさを表すパラメータa0が閾値以上であれば「文字」に、そうでなければ「その他」に分類する。図8にブロック分類の例を示す。図8の例においては、黒部分は「文字」、グレイ部分は「絵」、白部分は「他」を表わしている。
ブロックの分類結果をもとにして、画像のタイプ分けのための画像特徴量を計算する。特に、
・文字、写真または絵の割合
・密集率:レイアウトの混み方(狭いところに詰め込まれている度合い)
・文字、写真または絵の散乱度:文字や写真または絵が紙面全体に散らばって分布している度合い
を計算する。具体的には、次の5つの画像特徴量を計算する。
・文字の割合Rt∈[0,1]:全ブロックの中で「文字」に分類されたブロックの割合
・非文字の割合Rp∈[0,1]:全ブロックの中で「写真または絵」に分類されたブロックの割合
・レイアウト密度D∈[0,1]:「文字」と「写真または絵」のブロック数の面積の和を、描画領域の面積で割ったもの
・文字散乱度St(>0):文字ブロックのx,y方向の空間的分布について、分散・共分散行列の行列式を、画像の面積で正規化したもの
・非文字散乱度Sp(>0):写真または絵ブロックのx,y方向の空間的分布について、分散・共分散行列の行列式を、画像の面積で正規化したもの
表1は、図8の例についての画像特徴量の計算結果を示すものである。
・写真または絵が主体で、文字が殆どない画像のタイプ:すなわち、Rpについて単調増加し、Rtについて単調減少するような判別関数
Rp−a0・Rt−a1>0 (a0>1)
を満たす画像のタイプである。より具体的には、大きな写真や絵が張り付いているもの、あるいは、小さい写真が多数張り付いているものがこのタイプに分類される。
・文字が少なく、ページ全体に散らばっているような画像のタイプ:Rtについて単調減少し、Stについて単調増加するような判別関数
St−c0・Rt−c1>0 (c0>0)
を満たす画像のタイプである。より具体的には、写真や絵が占める割合がそれほど多くなくても、文字が写真や絵の説明に添えられているようなものがこのタイプに分類される。表2は、図8の例についてのタイプ識別例を示すものである。
まず、中間調ドットパターンを連続階調に変換する中間調変換処理について説明する。図10は、中間調変換処理の流れを示すフローチャートである。図10に示すように、デジタル画像データである原画像I0を入力あるいは受信していることが前提となっている(ステップS501)。このような前提の下、まず、原画像I0から低解像度の縮小画像Iを生成する(ステップS502)。次いで、低解像度画像Iへの処理として、生成した低解像度の縮小画像I上で、局所的特徴(エッジ、色信号の局所的統計量など)に基づいて前景画像Fを抽出する(ステップS503)。前景画像F以外の画素が背景画像Bとなる。そして、背景画像Bを連続階調表現に変換し、連続階調変換された背景画像Jとする(ステップS504)。連続階調とは、ディザ等の擬似階調とは異なり、個々の画素に画素値(カラーの場合はR、G、Bそれぞれの輝度)を付与して階調を表現したものである。
1526号公報(特許文献1)などに詳述されている。
次に、文字と地肌間のコントラスト強調のための階調変換処理について説明する。図11は、階調補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、処理の概要について説明する。文書画像には多くの文字が印刷されているが、一般的に通常の文書には、紙面の何も印刷されていない部分に黒い文字が直接印刷されている部分がある。このため、入力画像から黒文字がありそうな領域を抽出する。入力画像を十分に小さいブロックに分割することで、内部に黒い文字が紙面に直接印刷されているようなあるブロックが存在すると仮定できる。このことから、下地色となる紙面色が白であるとすると、次のような画像処理を行えば良い。以下、図11を参照して処理の流れを説明する。
輝度=(R+G+B)/3
に示す式の演算により取得されるR、G、B信号の平均値であり、この輝度から取得される輝度の平均値および標準偏差を輝度の統計量とする。
最大画素値を255とすると、
画素値=255*(x−B)/(W−B)
ここで、xは注目している画素の画素値、Bは文字色の代表色の画素値、Wは文字色の
代表色の画素値である。
次に、スキュー補正処理について説明する。スキューは当該分野において良く知られた問題であり、文書のラインが水平線上にないドキュメントイメージを指す。スキュー検出方法には、スキュー角の決定処理が設けられている。イメージを表現している抽出された矩形領域のリストからドキュメントのスキュー角を決定することができる。スキューを決定する方法は、抽出された矩形領域がどのようにして導き出されたかに依らない。従って、矩形領域に関してドキュメント表現を正確に行なうことができる方法であれば、これをスキューの検出および補正方法に用いることができる。
ΔX=|(点806のX座標)−(点807のX座標)|
ΔY=|(点806のY座標)−(点807のY座標)|
スキュー角=(180×ΔY)/(π×ΔX)
次に、本発明の第2の実施の形態を図15に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。
1.スキャナ部51におけるスキャン時に、画像タイプ識別部23における画像タイプ識別処理まで実行し、画像データのヘッダに画像タイプ情報として記録する。
2.スキャナ部51におけるスキャン時には特に何もせず、データ配信時またはデータ蓄積時に、画像正規化処理部25による正規化処理まで行う。
3.スキャナ部51におけるスキャン時に、画像正規化処理部25による正規化処理まで行う。
次に、本発明の第3の実施の形態を図16に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。
1.ネットワークスキャナNSを用いたサーバコンピュータS(画像処理装置1)によるスキャン時に、画像タイプ識別部23における画像タイプ識別処理まで実行し、画像データのヘッダに画像タイプ情報として記録する。
2.ネットワークスキャナNSを用いたサーバコンピュータS(画像処理装置1)によるスキャン時には特に何もせず、データ配信時またはデータ蓄積時に、画像正規化処理部25による正規化処理まで行う。
3.ネットワークスキャナNSを用いたサーバコンピュータS(画像処理装置1)によるスキャン時に、画像正規化処理部25による正規化処理まで行う。
22 画像特徴量計算手段
23 画像タイプ識別手段
24 選択手段
25 正規化手段
26 記憶手段
50 画像形成装置
51 画像読取手段
Claims (16)
- 受け付けた画像データを蓄積または送信する際に、前記画像データを理想的な形に変換するための正規化処理を行なう画像処理装置において、
前記画像データの画像特徴量として、文字の割合および写真または絵である非文字の割合や、文字の散乱度および非文字の散乱度を、文字や非文字についての空間的分布であるレイアウトの概略に基づいて計算するものであって、前記文字の散乱度は文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものであり、前記非文字の散乱度は非文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものである画像特徴量計算手段と、
この画像特徴量計算手段により計算された前記画像特徴量を用い、前記画像データの画像タイプを分類識別する画像タイプ識別手段と、
画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報を記憶する記憶手段と、
前記画像タイプ識別手段による分類結果及び画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報に基づいて、画像正規化処理方法を選択する選択手段と、
この選択手段で選択された画像正規化処理方法に基づいて、前記画像データに対して正規化処理を施す正規化手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像特徴量計算手段は、
前記画像データを矩形ブロックに排他的に分割するブロック分割手段と、
分割された前記各ブロックを、当該画像データを構成する所定の構成要素に分類するブロック分類手段と、
前記ブロックの分類結果に基づいて前記画像データの画像特徴量を計算する計算手段と、
を備え、
前記ブロック分類手段は、
前記ブロックから複数の異なる解像度の画像を生成する画像生成手段と、
前記各解像度の画像について、複数の局所パターンおよび複数の解像度のそれぞれについての特徴量を表す特徴量ベクトルを計算する特徴量ベクトル計算手段と、
前記特徴量ベクトルに基づいて前記各ブロックを所定の構成要素に分類する分類手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記選択手段は、複数の画像正規化処理方法を選択する場合には、予め画像タイプに優先順位を付しておき、優先順位が高い画像タイプについての画像正規化処理方法を優先する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。 - 前記正規化処理方法は、
前記画像データ中の中間調ドットパターンを、当該中間調ドットパターンの統計量に基づき連続階調に変換する中間調変換処理と、
前記画像データ中の黒文字色と紙面色を、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した黒文字色と紙面色とをもとに階調補正を行う階調補正処理と、
前記画像データの傾きを、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した傾きを補正するスキュー補正処理と、
のいずれかである、
ことを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 - 画像読取手段により読み取られた画像データを理想的な形に変換するための正規化処理を行ない、画像を用紙上に印刷する画像形成装置において、
前記画像データの画像特徴量として、文字の割合および写真または絵である非文字の割合や、文字の散乱度および非文字の散乱度を、文字や非文字についての空間的分布であるレイアウトの概略に基づいて計算するものであって、前記文字の散乱度は文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものであり、前記非文字の散乱度は非文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものである画像特徴量計算手段と、
この画像特徴量計算手段により計算された前記画像特徴量を用い、前記画像データの画像タイプを分類識別する画像タイプ識別手段と、
画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報を記憶する記憶手段と、
前記画像タイプ識別手段による分類結果及び画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報に基づいて、画像正規化処理方法を選択する選択手段と、
この選択手段で選択された画像正規化処理方法に基づいて、前記画像データに対して正規化処理を施す正規化手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像特徴量計算手段は、
前記画像データを矩形ブロックに排他的に分割するブロック分割手段と、
分割された前記各ブロックを、当該画像データを構成する所定の構成要素に分類するブロック分類手段と、
前記ブロックの分類結果に基づいて前記画像データの画像特徴量を計算する計算手段と、
を備え、
前記ブロック分類手段は、
前記ブロックから複数の異なる解像度の画像を生成する画像生成手段と、
前記各解像度の画像について、複数の局所パターンおよび複数の解像度のそれぞれについての特徴量を表す特徴量ベクトルを計算する特徴量ベクトル計算手段と、
前記特徴量ベクトルに基づいて前記各ブロックを所定の構成要素に分類する分類手段と、
を備えることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。 - 前記選択手段は、複数の画像正規化処理方法を選択する場合には、予め画像タイプに優先順位を付しておき、優先順位が高い画像タイプについての画像正規化処理方法を優先する、
ことを特徴とする請求項5または6記載の画像形成装置。 - 前記正規化処理方法は、
前記画像データ中の中間調ドットパターンを、当該中間調ドットパターンの統計量に基づき連続階調に変換する中間調変換処理と、
前記画像データ中の黒文字色と紙面色を、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した黒文字色と紙面色とをもとに階調補正を行う階調補正処理と、
前記画像データの傾きを、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した傾きを補正するスキュー補正処理と、
のいずれかである、
ことを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。 - 受け付けた画像データを蓄積または送信する際に、前記画像データを理想的な形に変換するための正規化処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記画像データの画像特徴量として、文字の割合および写真または絵である非文字の割合や、文字の散乱度および非文字の散乱度を、文字や非文字についての空間的分布であるレイアウトの概略に基づいて計算するものであって、前記文字の散乱度は文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものであり、前記非文字の散乱度は非文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものである画像特徴量計算機能と、
この画像特徴量計算機能により計算された前記画像特徴量を用い、前記画像データの画像タイプを分類識別する画像タイプ識別機能と、
画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報を記憶する記憶機能と、
前記画像タイプ識別機能による分類結果及び画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報に基づいて、画像正規化処理方法を選択する選択機能と、
この選択機能で選択された画像正規化処理方法に基づいて、前記画像データに対して正規化処理を施す正規化機能と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記画像特徴量計算機能は、
前記画像データを矩形ブロックに排他的に分割するブロック分割機能と、
分割された前記各ブロックを、当該画像データを構成する所定の構成要素に分類するブロック分類機能と、
前記ブロックの分類結果に基づいて前記画像データの画像特徴量を計算する計算機能と、
を前記コンピュータに実行させ、
前記ブロック分類機能は、
前記ブロックから複数の異なる解像度の画像を生成する画像生成機能と、
前記各解像度の画像について、複数の局所パターンおよび複数の解像度のそれぞれについての特徴量を表す特徴量ベクトルを計算する特徴量ベクトル計算機能と、
前記特徴量ベクトルに基づいて前記各ブロックを所定の構成要素に分類する分類機能と、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項9記載のプログラム。 - 前記選択機能は、複数の画像正規化処理方法を選択する場合には、予め画像タイプに優先順位を付しておき、優先順位が高い画像タイプについての画像正規化処理方法を優先する、
ことを特徴とする請求項9または10記載のプログラム。 - 前記正規化処理方法は、
前記画像データ中の中間調ドットパターンを、当該中間調ドットパターンの統計量に基づき連続階調に変換する中間調変換処理と、
前記画像データ中の黒文字色と紙面色を、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した黒文字色と紙面色とをもとに階調補正を行う階調補正処理と、
前記画像データの傾きを、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した傾きを補正するスキュー補正処理と、
のいずれかである、
ことを特徴とする請求項11記載のプログラム。 - 受け付けた画像データを蓄積または送信する際に、前記画像データを理想的な形に変換するための正規化処理を実行するコンピュータにおける画像処理方法であって、
前記画像データの画像特徴量として、文字の割合および写真または絵である非文字の割合や、文字の散乱度および非文字の散乱度を、文字や非文字についての空間的分布であるレイアウトの概略に基づいて計算するものであって、前記文字の散乱度は文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものであり、前記非文字の散乱度は非文字ブロックのx,y方向の空間的分布について分散・共分散行列の行列式を画像の面積で正規化したものである画像特徴量計算工程と、
この画像特徴量計算工程により計算された前記画像特徴量を用い、前記画像データの画像タイプを分類識別する画像タイプ識別工程と、
画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報を記憶する記憶工程と、
前記画像タイプ識別工程による分類結果及び画像タイプと画像正規化処理の対応規則を対応付けた情報に基づいて、画像正規化処理方法を選択する選択工程と、
この選択工程で選択された画像正規化処理方法に基づいて、前記画像データに対して正規化処理を施す正規化工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記画像特徴量計算工程は、
前記画像データを矩形ブロックに排他的に分割するブロック分割工程と、
分割された前記各ブロックを、当該画像データを構成する所定の構成要素に分類するブロック分類工程と、
前記ブロックの分類結果に基づいて前記画像データの画像特徴量を計算する計算工程と、
を含み、
前記ブロック分類工程は、
前記ブロックから複数の異なる解像度の画像を生成する画像生成工程と、
前記各解像度の画像について、複数の局所パターンおよび複数の解像度のそれぞれについての特徴量を表す特徴量ベクトルを計算する特徴量ベクトル計算工程と、
前記特徴量ベクトルに基づいて前記各ブロックを所定の構成要素に分類する分類工程と、
を含むことを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。 - 前記選択工程は、複数の画像正規化処理方法を選択する場合には、予め画像タイプに優先順位を付しておき、優先順位が高い画像タイプについての画像正規化処理方法を優先する、
ことを特徴とする請求項13または14記載の画像処理方法。 - 前記正規化処理方法は、
前記画像データ中の中間調ドットパターンを、当該中間調ドットパターンの統計量に基づき連続階調に変換する中間調変換処理と、
前記画像データ中の黒文字色と紙面色を、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した黒文字色と紙面色とをもとに階調補正を行う階調補正処理と、
前記画像データの傾きを、当該画像データの統計量に基づき推定し、推定した傾きを補正するスキュー補正処理と、
のいずれかである、
ことを特徴とする請求項15記載の画像処理方法。
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