JP4812740B2 - 帳票処理装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は，帳票処理装置およびプログラムに関する。

帳票を読み取る光学式文字読取装置に関する技術が公開されている（例えば，特許文献１参照）。ここで，帳票に丸（「○」）等のマークが記入される場合がある。帳票に印字された複数の項目のいずれか（一または複数）にマークを記入することで，記入者が選択した項目を表すことができる。この場合，項目内容を表す印字と，筆記具等により記入されたマークとが，帳票上に存在することになる。

このとき，帳票の印字色をドロップアウトカラーとすることで，項目内容の印字から記入されたマークを区分することが可能となる。印字色をドロップアウトカラーとすると，項目の印字が読み取りの対象から除外され，マークのみが読み取られる。
特開平１１−４２３０９号公報

しかし，ドロップアウトカラーを用いると，その色は読み取りに用いることができず，帳票に用いる色が制約される。
上記に鑑み，本発明はドロップアウトカラーを用いずに，マークの効果的な認識を可能とする帳票処理装置およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る帳票処理装置は，複数の項目が印字され，かつ選択される項目を表すマークが記入される領域を有する帳票を複数の画素を有する画像として読み取る読取部と，前記領域内の画像から，画素に対応する画素の個数がそれぞれ１番目，２番目，および３番目に大きい第１，第２，および第３の色の群を抽出する抽出部と，前記第２，第３の色の群間の色差が所定の基準色差より小さい場合に，前記第３の色の群に対応する画素の色を変更する色変更部と，前記第３の色の群に対応する画素の色が変更された画像に基づいて，前記項目と区分してマークを認識する認識部と，を具備することを特徴とする。

本発明によれば，ドロップアウトカラーを用いずに，マークの効果的な認識を可能とする帳票処理装置およびプログラムを提供できる。

以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る帳票処理装置１００を表すブロック図である。
帳票処理装置１００は，帳票，特に，帳票に記入されたマークを読み取る装置であり，読取装置１１０，装置本体１２０，記憶部１３０，表示部１４０，入力部１５０を有する。

図２は，帳票の一部を表す図である。
帳票上に，マークエリアＡ１，Ａ２が配置されている。マークエリアＡ１，Ａ２は，筆記用具（例えば，鉛筆，ボールペン）により，マーク（例えば，「○」（丸マーク））が記入される領域（即ち，複数の項目が印字され，かつ選択される項目を表すマークが記入される領域）である。

マークエリアＡ１，Ａ２には，選択すべき項目および選択時に表すべきマークが表される。マークエリアＡ１には項目として，「２年（２４回）」，「３年（３６回）」，「４年（４８回）」，「５年（６０回）」の４つが印字されている。マークエリアＡ２には項目として，「全年齢」，「２１歳以上」，「２６歳以上」，「３０歳以上」の４つが印字されている。また，記入すべきマーク（基準マーク）を表すために，破線の丸が印字されている。

マークエリアＡ１，Ａ２にはそれぞれ，「２年（２４回）」，「２１歳以上」の項目にマークＭ１，Ｍ２が記入されている。印字された破線の丸は記入されたマークＭ１，Ｍ２の下に隠されている。
本実施形態では，これらのマークＭ１，Ｍ２をこれらと重なるようにして印字された項目内容および基準マークと区別して読み取る。

読取装置１１０は，帳票を光学的に読み取る装置，例えば，スキャナであり，帳票保持部１１１，帳票取出部１１２，帳票読取部１１３を備える。
装置本体１２０は，読取制御部１２１，マークエリア決定部１２２，色抽出部１２３，色差判定部１２４，色変更部１２５，マーク認識部１２６，認識結果訂正部１２７を有する。
記憶部１３０は，ハードディスク，半導体メモリ等の補助記憶装置であり，画像保持部１３１，認識結果保持部１３２，訂正結果保持部１３３を有する。

帳票保持部１１１は，複数枚の帳票を保持する。帳票は帳票保持部１１１から取り出されて，読み取られ，また戻される。
帳票取出部１１２は，帳票保持部１１１から帳票を取り出して帳票読取部１１３に送り，読み取られた帳票を帳票保持部１１１に戻す。
帳票読取部１１３は，帳票を光学的に読み取るものであり，帳票を複数の画素を有する画像として読み取る読取部として機能する。

帳票読取部１１３は，光源，リニアセンサ，走査駆動部を有する。光源は，帳票に光を照射する。リニアセンサでは，ＣＣＤ等の光電変換素子が一次元的に配置され，帳票からの反射光中の三原色（例えば，Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青））をそれぞれ光電変換して，多階調（例えば，２５６階調（８ビット））の輝度データの電気信号として出力する。走査駆動部は，リニアセンサを帳票上で走査（スキャン）する。リニアセンサを帳票上で連続的に走査することで，帳票の２次元の画像（イメージ）データが得られる。この画像データは，多数の画素データから構成される。個々の画素データは，ＲＧＢの輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを有する。即ち，帳票読取部１１３は，色を有する多数の画素からなる画像（イメージ）として帳票を読み取る。

ここでいう色は，ＲＧＢの輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの組み合わせを言うものとし，有彩色，無彩色のいずれをも含む。また，輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの比率が同一でも，輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの絶対値が異なれば，色として異なるものとする。即ち，ここでいう色は，色彩学上での色より広義である。

装置本体１２０は，コンピュータとプログラム（例えば，ＯＳ（operating system），アプリケーションプログラム）で構成できる。コンピュータ中のＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムで動作することで，コンピュータが読取制御部１２１等として機能する。

読取制御部１２１は，読取装置１１０を制御し，帳票を画像として読み取り，読み取った画像のデータを画像保持部１３１に保持させる。画像は，色（ＲＧＢの輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）をそれぞれ有する複数の画素を含む。

マークエリア決定部１２２は，帳票の画像データからマークエリアＡ１，Ａ２を決定する。マークエリア決定部１２２はこの決定のためのテーブルＴ１を有する。このテーブルＴ１には，例えば，帳票の基準位置とマークエリアＡ１，Ａ２それぞれの四隅との距離（相対距離）が表される。基準位置は，帳票上に適宜に規定される（一例として，帳票の左上隅，右下隅）。なお，基準位置は１カ所でも良いが，帳票が傾いた状態で読み取られる可能性を考慮し，２カ所以上とするのが好ましい。

色抽出部１２３は，マークエリアＡ１，Ａ２内の画像から複数の色の群を抽出するものであり，画像から，画素に対応する複数の色の群を抽出する抽出部として機能する。具体的には，対応する画素数（帳票上での面積比）の大きい順に色群Ｃ１〜Ｃ３を抽出する。これらの色群Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ，帳票の地色（紙の色），印字された項目の色，記入されたマークの色と考えられる。なお，色群Ｃ３が実質的に存在しない場合（誤差範囲），マークが未記入と考えられる。

色差判定部１２４は，色群Ｃ２，Ｃ３間の色差ΔＣの大小を判定する。具体的には，色差判定部１２４は，色差ΔＣが基準色差ΔＣ０より大きいか否かを判定する。

色変更部１２５は，色差判定部１２４の判定結果に基づき，色群Ｃ３に対応する画素の色を変更する。色群Ｃ２，Ｃ３間の色差ΔＣが基準色差ΔＣ０より小さければ，色群Ｃ３に対応する画素の色が変更される。色差ΔＣが基準色差ΔＣ０以上であれば，画素の色は変更されない。

マーク認識部１２６は，マークエリアＡ１，Ａ２中のどの項目がマークされたかを認識し，その認識結果を認識結果保持部１３２に保持するものであり，項目と区分してマークを認識する認識部として機能する。マーク認識部１２６はこの認識のためのテーブルＴ２を有する。このテーブルＴ２には，例えば，マークエリアＡ１，Ａ２内での項目の相対位置が表される。

認識結果訂正部１２７は，操作者（オペレータ）の操作に基づき，マーク認識部１２６での認識結果を訂正し，その訂正結果を訂正結果保持部１３３に保持する。この訂正に，表示部１４０，入力部１５０が用いられる。

画像保持部１３１は，帳票読取部１１３で読み取られた帳票の画像データを保持する。
認識結果保持部１３２は，マーク認識部１２６での認識結果を保持する。
訂正結果保持部１３３は，認識結果訂正部１２７での訂正結果を保持する。

表示部１４０は，画像を表示する表示装置，例えば，ＣＲＴ，液晶表示装置である。
入力部１５０は，情報を入力する入力装置，例えば，キーボード，マウスである。

（帳票処理装置１００の動作手順）
図３は，帳票処理装置１００の動作手順の一例を表すフロー図である。
（１）帳票の読み取り（ステップＳ１１）
読取制御部１２１が読取装置１１０を制御することで，帳票が光学的に読み取られ，画像（イメージ）データとして，画像保持部１３１に保持される。この画像は，色をそれぞれ有する複数の画素で表される。この色はＲＧＢの輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの組み合わせによって表される。

（２）マークエリアの決定（ステップＳ１２）
マークエリア決定部１２２が，帳票の画像データおよびテーブルＴ１を用いて，帳票のマークエリアＡ１，Ａ２を決定する。具体的には，帳票の画像から帳票の基準位置を読み取り，この基準位置からの相対距離に基づいて，画像中のマークエリアＡ１，Ａ２を決定する。

（３）マークエリアからの色群Ｃ１〜Ｃ３の抽出（ステップＳ１３）
色抽出部１２３が，マークエリアＡ１，Ａ２から色群Ｃ１〜Ｃ３を抽出する。
図４は，マークエリアでのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの輝度の分布を表すグラフである。グラフの横軸，縦軸がそれぞれ輝度，出現頻度である。ここでは，出現頻度（画素数）および輝度の大中小に対応して，紙（帳票）の地色，印字色（印字された項目の色），記入されたマークの色が分布している。

図５は，ＲＧＢ色空間上にマークエリア中の画素の色を表した模式図である。直交する３つの軸をＲＧＢの輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂとして，ＲＧＢ色空間が表現される。画素それぞれの色は，このＲＧＢ色空間上の点Ｐとして表される。この点Ｐは１つの色（１つの画素）を表す。点Ｐの集積としての色群Ｃ１〜Ｃ３をそれぞれ含む色領域Ｓ１〜Ｓ３が配置される。対応する画素の個数が多い順に色群Ｃ１〜Ｃ３が抽出される。なお，色群Ｃ１〜Ｃ３は，帳票上での面積比の大きい順，色空間上での画素の密度Ｄの大きい順とも対応する。

ここでは，色領域Ｓ１〜Ｓ３は中心Ｐ１（Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１），Ｐ２（Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２），Ｐ３（Ｌｒ３，Ｌｇ３，Ｌｂ３）を有する立方体上の空間として表されている。
色領域Ｓ１： （Ｌｒ１±ΔＬ１，Ｌｇ１±ΔＬ１，Ｌｂ１±ΔＬ１）
色領域Ｓ２： （Ｌｒ２±ΔＬ２，Ｌｇ２±ΔＬ２，Ｌｂ２±ΔＬ２）
色領域Ｓ３： （Ｌｒ３±ΔＬ３，Ｌｇ１±ΔＬ３，Ｌｂ３±ΔＬ３）
ここで，色領域の大きさ（距離）ΔＬ１〜ΔＬ３： 色領域Ｓ１〜Ｓ３の中心Ｐ１〜Ｐ３からそれぞれの外周までの距離

具体的には，次のようにして色群Ｃ１〜Ｃ３（色領域Ｓ１〜Ｓ３）を選択できる。
１）色空間を複数のブロック（例えば，輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂをそれぞれ複数（例えば，８つに区分したブロック）に区分し，その内部での点（画素）の個数が最大のブロックを選択する。

２）選択されたブロックの中心を調整し，ブロック内での画素の個数が最大となる中心Ｐ１（Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１）を選択する。

３）ブロックの大きさΔＬを調整し，ブロック中での画素の密度Ｄに基づいて，ブロックの大きさΔＬ１を選択する。

図６は，ＲＧＢ色空間上でのブロックの大きさΔＬとブロック中での画素の密度Ｄの関係の一例を表すグラフである。密度Ｄは，ブロック中での画素の個数／ブロックの体積（２・ΔＬ）^３で表される。

ブロックの中心Ｐ１近傍での密度Ｄが大きく（ΔＬ〜０近傍で，密度Ｄが最大密度Ｄｍａｘ），中心Ｐ１から離れるに従い密度Ｄが小さくなる（色空間全体での平均密度Ｄａｖに近づく）。大きさΔＬ１として，密度Ｄの変化量が最大となる大きさΔＬを選択する。これに替えて，密度Ｄが基準密度Ｄ１となる大きさΔＬを採用しても良い。密度Ｄ１は最大密度Ｄｍａｘを所定値ａで割った値（Ｄｍａｘ／ａ）を用いることができる。

４）以上のようにして決定されたブロックが色領域Ｓ１である。色領域Ｓ２は，色空間から色領域Ｓ１およびその近傍を除いて，同様の処理をすることで求められる。

５）色領域Ｓ３は，色空間から色領域Ｓ２，Ｓ３およびその近傍を除いて，同様の処理をすることで求められる。

（４）色群Ｃ３の実質的存在の有無の判定（ステップＳ１４）
色群Ｃ３の実質的存在の有無を判定する。具体的には，抽出された色領域Ｓ３中の画素の密度が所定の基準密度Ｄ０以上であれば，抽出された色領域Ｓ３は実質的に存在すると判定する。一方，抽出された色領域Ｓ３中の画素の密度が所定の基準密度Ｄ０より小さければ，抽出された色領域Ｓ３は一種のノイズ（誤差範囲）であり，色群Ｃ３は実質的に存在しない（マークが記入されていない）と判定する。

（５）色群Ｃ２，Ｃ３の色差ΔＣの判定（ステップＳ１５）
色群Ｃ２，Ｃ３間の色差ΔＣを算出する。色差ΔＣは，例えば，次のようにして算出できる。
ΔＣ＝（（Ｌｒ２−Ｌｒ３）^２＋（Ｌｇ２−Ｌｇ３）^２＋（Ｌｂ２−Ｌｂ３）^２）^１／２
この色差ΔＣを基準色差ΔＣ０と比較し，色群Ｃ３に対応する画素の色の変更の要否を判定する。色差ΔＣが基準色差ΔＣ０より小さければ，色群Ｃ３に対応する画素の色の変更が必要と判断される。

（６）色群Ｃ３に対応する画素の色の変更（ステップＳ１６）
ステップＳ１５で，色群Ｃ３に対応する画素の色の変更が必要と判断された場合，これらの画素の色が変更される。具体的には，色領域Ｓ３中の画素の色を色Ｃ３１に変更する。色群Ｃ２との色差が確保されるよう，色Ｃ３１が適宜に選択される。

（７）色群Ｃ３に対応するマークの認識（ステップＳ１７）
色群Ｃ３（または変更された色Ｃ３１）に対応する画素から構成されるマークがどの項目に付されているかが認識される。具体的には，色群Ｃ３（または色Ｃ３１）に対応し，かつ連続する画素を抽出し，これらの画素の中心（重心）の位置，即ち，マークが付された位置が認識される。さらに，テーブルＴ２を参照することで，この位置からマークが付された項目が判定される。この認識結果は，認識結果保持部１３２に保持される。

（８）全マークエリアでの処理の有無の判定（ステップＳ１８）
全てのマークアリアで，処理が実行されたか否かが判定され，未処理のマークエリアがあれば，ステップＳ１３〜Ｓ１７が繰り返し実行される。

（９）マークの認識結果の訂正（ステップＳ１９）
マークの認識結果が訂正される。具体的には，表示部１４０上に帳票の画像とマークの認識結果が表示され，画像と認識結果の相違の有無が操作者によって判断される。イメージと認識結果に相違がある場合，認識結果を訂正するための情報が入力部１５０によって入力される。なお，色群Ｃ３に対応する画素の色が変更された場合には，変更された色に基づく画像を表示部１４０上に表示することが好ましい。

以上のように，画素の色の相違に基づき，印字された項目と区分して，記入されたマークを認識できる。特に，（１）項目とマークの重なりが大きい場合，（２）印字とマークの色の相違が小さい場合でも，マークを効果的に認識できる。（１），（２）のような場合，一般には，マークの認識率，ひいては，帳票の読み取り処理（エントリ）効率が低下する可能性がある。本実施形態では，画素の色の相違を用いて，マークの認識率の低下が防止される。その結果，帳票での項目とマークの配置と配色の自由度を確保できる。また，（２）の場合には，画像上のマークの色を変更することで（色の相違の拡大），マークのより確実な認識が可能となる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態では，画素毎の色を用いて，色の群を抽出している。これに替えて，近接する複数の画素での色の平均値を用いることも可能である。
上記実施形態では，色空間としてＲＧＢ色空間を用いている。これに替えて，他の色空間，例えば，ｘｙＹ色空間を用いても良い。

本発明の一実施形態に係る帳票処理装置を表すブロック図である。 帳票の一部を表す図である。 帳票処理装置の動作手順の一例を表すフロー図である。 マークエリアでのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの輝度の分布を表すグラフである。 ＲＧＢ色空間上にマークエリア中の画素の色を表した模式図である。 ＲＧＢ色空間上でのブロックの大きさとブロック中での画素の密度の関係の一例を表すグラフである。

符号の説明

１００…帳票処理装置，１１０…読取装置，１１１…帳票保持部，１１２…帳票取出部，１１３…帳票読取部，１２０…装置本体，１２１…読取制御部，１２２…マークエリア決定部，１２３…色抽出部，１２４…色差判定部，１２５…色変更部，１２６…マーク認識部，１２７…認識結果訂正部，１３０…記憶部，１３１…画像保持部，１３２…認識結果保持部，１３３…訂正結果保持部，１４０…表示部，１５０…入力部

Claims (4)

1. 複数の項目が印字され，かつ選択される項目を表すマークが記入される領域を有する帳票を複数の画素を有する画像として読み取る読取部と，
   前記領域内の画像から，画素に対応する画素の個数がそれぞれ１番目，２番目，および３番目に大きい第１，第２，および第３の色の群を抽出する抽出部と，
   前記第２，第３の色の群間の色差が所定の基準色差より小さい場合に，前記第３の色の群に対応する画素の色を変更する色変更部と，
   前記第３の色の群に対応する画素の色が変更された画像に基づいて，前記項目と区分してマークを認識する認識部と，
   を具備することを特徴とする帳票処理装置。
2. 前記第１〜第３の色の群がそれぞれ，前記帳票の地色，前記印字された項目の色，および記入されたマークの色に対応する
   ことを特徴とする請求項１記載の帳票処理装置。
3. 前記認識部での認識結果を表示する表示部と，
   前記認識結果を訂正するための情報を入力する入力部と，
   前記入力に基づいて，前記認識結果を訂正する認識結果訂正部と，
   をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の帳票処理装置。
4. 複数の項目が印字され，かつ選択される項目を表すマークが記入される領域を有する帳票を複数の画素を有する画像として読み取る読取装置を制御する制御部と，
   前記領域内の画像から，画素に対応する画素の個数がそれぞれ１番目，２番目，および３番目に大きい第１，第２，および第３の色の群を抽出する抽出部と，
   前記第２，第３の色の群間の色差が所定の基準色差より小さい場合に，前記第３の色の群に対応する画素の色を変更する色変更部と，
   前記第３の色の群に対応する画素の色が変更された画像に基づいて，前記項目と区分してマークを認識する認識部として，
   コンピュータを機能させるためのプログラム。

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