JP5312166B2 - 画像処理装置及び制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
<装置構成>
図2は、本発明の第一の実施形態に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。図2において、ブロック入力部101は、所定数の画素からなるブロックの画像データを入力する。例えば、紙情報に対するスキャン等の画像読み取り手段を介して入力されたモノクロまたはカラー画像が該当する。ブロック属性判定部102は、入力された画像データにおけるブロックが下地領域、網点領域、下地上文字領域、網点上文字領域のいずれであるかを判定する。ブロック色量子化部103は、ブロックの減色処理を行って代表色を求め、各画素の色をそれぞれ近い代表色に変換し、色情報を出力する。ブロック連結領域抽出部104は、ブロックに対する色量子化の結果に基づいて、同じ色で隣接した画素を纏め、連結領域を求める。ブロック背景・前景判定部105は、ブロック属性判定部102及びブロック連結領域抽出部104の出力結果であるブロックの属性及び代表色に基づいて各連結領域が前景か背景かを判定する。ブロック背景・前景属性判定部106は、ブロックの属性に基づいて背景は下地領域、網点領域のいずれであるか、もしくは、前景は下地上文字領域、網点上文字領域のいずれであるかを判定する。ブロック背景・前景属性情報記録部107は、背景と判定された連結領域には属性を、前景と判定された連結領域には属性及び連結領域の座標情報を対応付けて記録する。
図4は、第一の実施形態におけるブロックの属性、そして、ブロックに含まれる各連結領域の属性判定の流れを説明するためのフローチャートである。まず、ブロック入力部101において、処理対象画像の所定数の画素からなるブロックの画像データを入力する(S401)。次に、ブロック属性判定部102において、S402〜S404の処理を行う。まず、S401で入力されたブロックからエッジを抽出する(S402)。次に抽出されたエッジからブロックのエッジ特徴を算出する(S403)。そして、算出されたエッジ特徴に基づいてブロックは下地領域、網点領域、下地上文字領域、網点上文字領域のいずれであるかを判定する(S404)。ここでのエッジ抽出は、エッジ強度を示す微分データを生成する処理で、公知のPrewittフィルタ、或いは、Sobelフィルタを利用することが可能である。エッジ特徴算出は、抽出されたエッジからエッジ強度がある所定値以上であるエッジ画素数、エッジ強度がある所定値以上のエッジ画素から繋がる連結エッジ数、各連結エッジにある連結エッジの画素数を求める処理である。各属性のブロックのエッジ抽出及びエッジ特徴の例について後述する。ブロックの属性判定は、算出されたブロックのエッジ特徴に基づいて当該ブロックが下地領域、網点領域、下地上文字領域、網点上文字領域のいずれの属性であるかを判定する。このブロックの属性判定処理の詳細については図6を用いて後述する。
図5は、第一の実施形態の画像処理において各属性のブロックのエッジ抽出及びエッジ特徴の一例を示す図である。画像処理は下地、網点、下地上の文字、網点上の文字という属性に応じて処理を切り替えるので、ブロックの属性を下地、網点、下地上文字、網点上文字に分ける。図5に示す下地ブロックから抽出されたエッジはほとんどない。そのため、エッジの特徴として、下地ブロックはエッジ強度がある閾値を越えるエッジ画素の数が非常に少ない、エッジ画素に隣接する連結エッジ数が非常に少ない、各連結エッジにおけるエッジの画素数が非常に少ないということが挙げられる。
ブロックの属性判定処理(S404)の詳細について、図6を参照して説明する。まず、S4041では、ブロックのエッジ特徴を入力する。そして、エッジの特徴に基づいて、S4042からS4048では、ブロックの属性を判定する。ここで、エッジ特徴を鑑みて閾値を設定する。予め設定したエッジ画素数の閾値を閾値1(第一の閾値)、連結エッジ数の閾値を閾値2(第二の閾値)、連結エッジの画素数の閾値を閾値3(第三の閾値)と定義する。S4042では、ブロックのエッジ画素数が閾値1以下であれば、S4048へ進み、ブロックを下地属性と判定する。ここで、下地ブロックはエッジ画素数が非常に少ないという特徴を利用するので、閾値1を非常に低い数値を設定する。S4048にて判定した後、S4049へ進む。S4042で、ブロックのエッジ画素数が閾値1より高ければ、ブロックは下地上文字、網点、網点上文字のいずれであるかになるので、S4043へ進み、さらに細かく条件を設定して判定する。
ブロックの背景・前景判定処理(S405)の詳細について、図7を参照して説明する。まず、S4051では、ブロックの色量子化処理により取得したブロックの代表色、ブロックの連結領域抽出処理により取得したブロックの連結領域、ブロックの属性判定処理により取得したブロックの属性情報を入力する。そして、S4052からS4054では、ブロックの前景・背景を判定する。S4052では、ブロックの属性が網点あるいは下地であれば、S4053へ進み、ブロック毎に背景と判定する。そして、ブロックの代表色を背景色として取得する。その後、S4055へ進む。ブロックの属性が下地上文字あるいは網点上文字であれば、S4054へ進み、ブロックに背景と前景が混在すると判定する。そして、背景色は連続に変化するという特徴を利用し、ブロックにある各連結領域のうち、既に取得した背景色と近い色を持つ連結領域を背景とし、異なる色を有する連結領域を前景と判定する。その後、S4055へ進む。S4055では、ブロックの背景・前景判定処理の結果を出力し、本処理を終了する。
ブロックの背景・前景の連結領域属性判定処理の詳細について、図9を参照して説明する。ここではブロックの属性を示すフラグを定義する。また、フラグの値は1を有効、0を無効とする。ブロックが下地である場合は、当該ブロック全体が背景となり、属性を下地にする。その結果、下地フラグは1、網点フラグと文字フラグは0となる。ブロックが網点である場合は、当該ブロック全体が背景となり、属性を網点にする。その結果、網点フラグは1、下地フラグと文字フラグは0となる。ブロックが下地上文字即ち、ブロックに文字画素を含み、その文字画素の周囲に下地画素があるブロックである場合は、当該ブロックの背景部分は、属性を下地にするが、前景である各連結領域は下地上文字にする。その結果、ブロック内の背景部分の下地フラグは1、網点フラグと文字フラグは0になる。また、ブロック内の前景部分である各連結領域は下地上にある文字なので、下地フラグと文字フラグは1、網点フラグは0となる。ブロックが網点上文字即ち、ブロックに文字画素を含み、その文字画素の周囲に網点画素があるブロックである場合は、当該ブロックの背景部分は、網点属性にするが、前景である各連結領域は網点上文字にする。その結果、ブロック内の背景部分の網点フラグは1、下地ブロックと文字フラグは0になる。また、ブロック内の前景部分である各連結領域は網点上にある文字なので、網点フラグと文字フラグは1、下地フラグは0となる。
ブロックの背景・前景の連結領域属性保存処理の詳細について、図10を参照して説明する。ブロックが下地或いは、網点である場合は、ブロックに含まれるすべての画素毎に属性を保存する必要がなく、ブロック単位の背景の属性情報を保存するだけで良い。ブロックにおいて下地上文字或いは、網点上文字のような異なる属性の画素が混在する場合、ブロック単位の背景の属性、ブロックにおける前景の属性、ブロックにおける前景の各連結領域の座標情報を保存する。前景の連結領域の座標情報は、連結領域の開始行の縦軸座標、その行にある連結部分の始点となる横軸座標、終点となる横軸座標、次行の連結部分の始点となる横軸座標、終点となる横軸座標を含む。また、画素単位の情報への可逆性を有した形態によって、以上の順で座標情報を保存する。この処理では、ブロックに同じ属性の画素の集まりである場合、即ちブロックが下地或いは、網点という属性である場合は、ブロックにあるすべての画素毎に属性を保存するのではなく、ブロック全体としての背景の属性を保存するだけで済む。これにより、保存すべき画素の属性情報は全ての画素の属性情報を保存する場合に比べ大幅に削減できる。また、ブロックに異なる属性の画素が混在する場合、即ちブロックが下地上文字、或いは網点上文字という属性である場合も同様に、ブロックにあるすべての画素毎に属性を保存するのではなく、前景にある画素の連結情報を保存することで、画素の属性情報への可逆性も有しつつ、保存すべき画素の属性情報を削減できる。
先に説明した第一の実施形態では、ブロックの属性判定処理は、各ブロックのエッジ特徴に基づいて、独立的に属性を判定するものとした。本実施形態では、ブロックの属性判定において、処理対象ブロックのエッジ特徴のみならず、周囲ブロックのエッジ特徴との差異にも基づいて、属性判定する。第二の実施形態における属性判定処理の詳細について、図12を参照して説明する。ここで、第一の実施形態と同様にエッジ特徴を鑑みて閾値を設定する。予め設定したエッジ画素数の閾値を閾値1(第一の閾値)、連結エッジ数の閾値を閾値2(第二の閾値)、注目した当該ブロックの左に隣接する周囲ブロック(以下、左ブロック)のエッジ特徴との差異の閾値を閾値3(第三の閾値)と定義する。
先に説明した第一、第二の実施形態においては、ブロックの背景・前景判定処理は、文書画像の最初にあるブロック(処理対象画像において、一番左上のブロック)は背景部分のみが含まれるブロック(下地ブロックもしくは網点ブロック)であるとの前提で処理を行っている。本実施形態では、文書画像の最初にあるブロックに文字部分と背景部分が混在する場合(下地上文字ブロックもしくは網点上文字ブロック)は、ブロックの背景・前景判定処理は、当該ブロックに含まれる各連結領域の包含関係により判定する。すなわち、当該ブロックに文字部分と背景部分が混在する場合において、ある連結領域に囲まれた連結領域(以下、内包連結領域)に対しては、背景とみなして、内包連結領域の色を背景色にするが、内包連結領域以外の連結領域を前景として判定する。
第一乃至第三の実施形態では、ブロックの属性に問わず、処理画像中のすべてのブロックに対して連結領域抽出処理を行っている。本実施形態において、ブロックの連結領域抽出処理は、ブロックの属性が下地上文字、或いは網点上文字である場合のみ連結領域抽出処理を適用する。ブロックの属性が下地、或いは網点である場合は連結領域抽出処理を行わず、当該ブロックを一つの連結領域として扱う。
第一乃至第四の実施形態では、ブロックの属性は処理対象ブロックのエッジ特徴、もしくは周囲ブロックのエッジ特徴との差異に基づいて判定するものとした。本実施形態では、ブロックの属性判定の後、ブロックの色量子化の結果に基づいてブロックの属性修正を加える。
図15は、第五の実施形態に係るブロックの属性、及びブロックに含まれる各連結領域の属性判定の流れを説明するためのフローチャートである。
ブロックの属性修正処理(S1506)の詳細について、図16を参照して説明する。S1505におけるブロックの色量子化の結果により、主要色数が1である場合は、当該ブロックは背景部分のみを含むブロックである。よって、S1504におけるブロックの属性判定において下地上文字、あるいは網点上文字と判定されている場合、ブロックの属性をそれぞれ下地、網点に修正する。S1505におけるブロックの色量子化の結果により、で主要色数が2以上である場合は、当該ブロックは背景部分と前景部分とを含むブロックである。よって、ブロックの属性判定において下地、あるいは、網点と判定されている場合、ブロックの属性をそれぞれ下地上文字、網点上文字に修正する。このように、ブロックの色量子化の結果に基づいてブロックの属性を修正することで、ブロックの属性をより正確に判定することが可能である。
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムをコンピュータ(またはCPUやMPU)が読出し実行することによっても、達成される。この場合、プログラムは図示したフローの手順を実現するためのものを含む。
Claims (13)
- 文書画像における所定数の画素よりなるブロックごとに、当該各ブロックのエッジ特徴に基づいて当該ブロックが有する属性を判定するブロック属性判定手段と、
前記文書画像における所定数の画素よりなるブロックにおける前記画素それぞれの色情報を量子化するブロック色量子化手段と、
前記ブロック色量子化手段により量子化された前記画素の色情報に基づいて前記ブロックに含まれる、連結した同一の色の画素を含む連結領域を抽出するブロック連結領域抽出手段と、
前記ブロック属性判定手段により判定されたブロックの属性と前記ブロック色量子化手段により量子化した色情報と前記ブロック連結領域抽出手段により取得した連結領域とに基づいて、前記連結領域が前景または背景のいずれであるかを判定するブロック背景・前景判定手段と、
前記ブロック属性判定手段により判定されたブロックの属性に基づき、前記ブロック背景・前景判定手段により判定されたブロックの前景として判定された連結領域の属性、及びブロックの背景として判定された連結領域の属性をそれぞれ判定するブロック背景・前景属性判定手段と、
前記ブロック属性判定手段による前記ブロックの属性と前記ブロック背景・前景判定手段による連結領域の属性との情報を記録して保持するブロック背景・前景属性情報記録手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記エッジ特徴は、前記ブロックに含まれるエッジ画素数とエッジ画素から構成される連結エッジ数とエッジ画素から構成される連結領域に含まれるエッジ画素数であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記ブロックの属性は、前記ブロックが網点画素から構成される網点ブロック、または下地画素から構成される下地ブロック、または下地画素と文字画素から構成される下地上文字ブロック、または網点画素と文字画素から構成される網点上文字ブロックのいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記ブロック属性判定手段は、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数に対する第一の閾値と、
前記ブロックに含まれる連結エッジ数に対する第二の閾値と、
前記ブロックに含まれる連結エッジが有する画素数に対する第三の閾値とを有し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が第一の閾値以下の場合、下地と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より小さく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さい場合、下地上文字と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より小さく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値以上、且つ、前記連結エッジが有する画素数において前記第三の閾値以上の連結エッジがない場合、網点と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より小さく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値以上、且つ、前記連結エッジが有する画素数において前記第三の閾値以上の連結エッジがある場合、網点上文字と判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記ブロック属性判定手段は、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数に対する第一の閾値と、
前記ブロックに含まれる連結エッジ数に対する第二の閾値と、
前記ブロックと隣接する周囲ブロックとのエッジ特徴の差異に対する第三の閾値とを有し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値以下の場合、下地と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値以上の場合、網点ブロックと判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さい場合、前記ブロックのエッジ特徴と前記周囲ブロックのエッジ特徴との差異を求め、前記差異が前記第三の閾値以下である場合に、前記ブロックの属性を前記周囲ブロックの属性と同一にし、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さく、且つ、前記差異が前記第三の閾値より大きい場合において、前記周囲ブロックの属性が網点の場合、前記ブロックの属性を網点上文字と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さく、且つ、前記差異が前記第三の閾値以上である場合において、前記周囲ブロックの属性が網点上文字の場合、前記ブロックの属性を網点と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さく、且つ、前記差異が前記第三の閾値以上である場合において、前記周囲ブロックの属性が下地の場合、前記ブロックの属性を下地上文字と判定し、
前記ブロックに含まれるエッジ画素数が前記第一の閾値より大きく、且つ、連結エッジ数が前記第二の閾値より小さく、且つ、前記差異が前記第三の閾値以上である場合において、前記周囲ブロックの属性が下地上文字の場合、前記ブロックの属性を下地と判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記周囲ブロックは、処理対象ブロックの左隣に隣接するブロック、或いは、上隣に隣接するブロックであることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記ブロック色量子化手段は、前記ブロックにおける画素を二値化、あるいは、多値化の減色処理をすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記ブロック背景・前景判定手段は、
前記ブロック属性判定手段により前記属性が下地、または網点と判定されたブロックが有する色を背景色として取得し、
前記属性が下地上文字、または網点上文字と判定されたブロックに含まれる前記連結領域が有する色が前記背景色と異なる色の場合に、前記連結領域を前景と判定する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記ブロック背景・前景属性判定手段は、
前記ブロック属性判定手段により判定されたブロック属性及び前記ブロック背景・前景判定手段により判定された前記連結領域の結果に基づいて、
前記ブロックの属性が網点、或いは網点上文字であれば、前記ブロックの背景を網点と判定し、
前記ブロックの属性が下地、或いは下地上文字であれば、前記ブロックの背景を下地と判定し、
前記ブロックの属性が下地上文字であれば、前記ブロックの前景として判定された連結領域を下地上文字と判定し、
前記ブロックの属性が網点上文字であれば、前記ブロックの前景として判定された連結領域を網点上文字と判定する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記ブロック属性判定手段は、前記エッジ特徴と前記ブロック色量子化手段により取得した前記色情報とに基づいて前記ブロックの属性を補正するブロック属性修正手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記ブロック属性修正手段は、
前記ブロックが有する色量子化の主要色数が1で、且つ、前記ブロックの属性が下地上文字の場合、前記ブロックの属性を下地に修正し、
前記ブロックが有する色量子化の主要色数が1で、且つ、前記ブロックの属性が網点上文字の場合、前記ブロックの属性を網点に修正する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置のブロック属性判定手段が、文書画像における所定数の画素よりなるブロックごとに、当該ブロックのエッジ特徴に基づいて当該ブロックが有する属性を判定するブロック属性判定工程と、
前記画像処理装置のブロック色量子化手段が、前記文書画像における所定数の画素よりなるブロックにおける前記画素それぞれの色情報を量子化するブロック色量子化工程と、
前記画像処理装置のブロック連結領域抽出手段が、前記ブロック色量子化工程により量子化された前記画素の色情報に基づいて前記ブロックに含まれる、連結した同一の色の画素を含む連結領域を抽出するブロック連結領域抽出工程と、
前記画像処理装置のブロック背景・前景判定手段が、前記ブロック属性判定工程により判定されたブロックの属性と前記ブロック色量子化工程により量子化した色情報と前記ブロック連結領域抽出工程により取得した連結領域とに基づいて、前記連結領域が前景または背景のいずれであるかを判定するブロック背景・前景判定工程と、
前記画像処理装置のブロック背景・前景属性判定手段が、前記ブロック属性判定工程により判定されたブロックの属性に基づき、前記ブロック背景・前景判定工程により判定されたブロックの前景として判定された連結領域の属性、及びブロックの背景として判定された連結領域の属性をそれぞれ判定するブロック背景・前景属性判定工程と、
前記画像処理装置のブロック背景・前景属性情報記録手段が、前記ブロック属性判定工程による前記ブロックの属性と前記ブロック背景・前景判定工程による連結領域の属性との情報を記録して保持するブロック背景・前景属性情報記録工程と
を有することを特徴とする制御方法。 - コンピュータを、
文書画像における所定数の画素よりなるブロックごとに、当該ブロックのエッジ特徴に基づいて当該ブロックが有する属性を判定するブロック属性判定手段と、
前記文書画像における所定数の画素よりなるブロックにおける前記画素それぞれの色情報を量子化するブロック色量子化手段と、
前記ブロック色量子化手段により量子化された前記画素の色情報に基づいて前記ブロックに含まれる、連結した同一の色の画素を含む連結領域を抽出するブロック連結領域抽出手段と、
前記ブロック属性判定手段により判定されたブロックの属性と前記ブロック色量子化手段により量子化した色情報と前記ブロック連結領域抽出手段により取得した連結領域とに基づいて、前記連結領域が前景または背景のいずれであるかを判定するブロック背景・前景判定手段と、
前記ブロック属性判定手段により判定されたブロックの属性に基づき、前記ブロック背景・前景判定手段により判定されたブロックの前景として判定された連結領域の属性、及びブロックの背景として判定された連結領域の属性をそれぞれ判定するブロック背景・前景属性判定手段と、
前記ブロック属性判定手段による前記ブロックの属性と前記ブロック背景・前景判定手段による連結領域の属性との情報を記録して保持するブロック背景・前景属性情報記録手段と
して機能させるためのプログラム。
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