JP5327492B1 - 画像処理装置および画像処理プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】与えられた画像が集約画像であるか否かを、簡単に精度よく判定することができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】抽出部1は与えられた画像について予め決められた大きさの領域ごとに特徴量を抽出する。判定部2は、余白を検出し、余白の背景濃度と最高濃度の差分が閾値より小さければ分割すると決定する。差分が閾値以上では余白の検出が誤りであるとし、余白が検出されない場合とともに、さらに判定する。予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域の特徴量の差分が閾値より大きければ、それぞれの画像領域は異なる内容であり、異なる画像が集約されていると判断し、分割すると決定する。また、各画像領域における背景濃度の差が閾値以下の場合には、分割しないものと決定する。分割すると決定した場合には、分割部3で与えられた画像を分割してもよい。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理プログラムに関するものである。
複数ページの画像を1つの画像に集約して出力することが行われている。逆に、複数ページの画像が集約された1つの画像(以下、集約画像と呼ぶ)について、それぞれのページ単位で扱いたい場合もあり、そのような場合には各ページの画像を分割することになる。
複数ページが含まれる集約画像を各ページの画像に分割する方法として、例えば特許文献1では、画像を2つの方向に走査し、白と黒の反転回数を特徴量として求めて頻度分布などからページとページに挟まれた余白領域を特定する。そして、この余白領域の中央位置と原稿の中央位置とから分割位置を決定し、各ページの画像に分割している。この技術では、頻度分布から余白領域を特定するため、画像が集約画像でなくても余白領域が特定されて分割され、あるいは逆に、例えば集約画像であっても各ページの画像に隙間がなく余白領域が特定されない場合がある。
また特許文献2では、レイアウト解析により画像領域と文字領域を解析して文字領域について文字認識し、認識された文字の画像と集約形式判定用パターンとを比較することにより集約形式を判定し、各ページに分解している。この技術では、レイアウト解析の処理や、その中で行われる文字認識の処理などに時間を要する。
特開2009−017208号公報 特開2009−071781号公報
本発明は、与えられた画像が集約画像であるか否かを、簡単に精度よく判定することができる画像処理装置および画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。
本願請求項1に記載の発明は、与えられた画像から予め決められた特徴量を抽出する抽出手段と、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域について前記抽出手段で抽出された前記特徴量の差分が予め決められた閾値より大きい場合に分割するものと判定し前記特徴量の差分が前記閾値以下の場合に分割しないものと判定する判定手段と、前記判定手段で分割すると判定された場合に前記予め決められた範囲において分割する位置を決定し該位置において与えられた画像を分割して複数のページの画像に分ける分割手段を有することを特徴とする画像処理装置である。
本願請求項2に記載の発明は、本願請求項1に記載の発明における前記抽出手段が、特徴量として背景濃度と最高濃度を抽出し、前記判定手段は、前記予め決められた範囲に余白が存在するか否かを判定し、余白が存在する場合には前記余白の背景濃度と最高濃度の差分を用いて分割の可否を判定し、分割しないと判定した場合及び余白が存在しない場合に前記画像領域について前記特徴量の差分に基づいた分割の可否の判定を行うことを特徴とする画像処理装置である。
本願請求項3に記載の発明は、与えられた画像から特徴量として背景濃度と最高濃度を抽出する抽出手段と、予め決められた範囲に存在する余白を検出するとともに検出された前記余白の背景濃度と最高濃度の差分に基づいて分割の可否を判定する判定手段と、前記判定手段で分割すると判定された場合に前記予め決められた範囲において分割する位置を決定し該位置において与えられた画像を分割して複数のページの画像に分ける分割手段を有することを特徴とする画像処理装置である。
本願請求項4に記載の発明は、コンピュータに、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置の機能を実行させるものであることを特徴とする画像処理プログラムである。
本願請求項1に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、与えられた画像が集約画像であるか否かを簡単に精度よく判定して、集約画像を分割することができる。
本願請求項2に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、さらに精度よく判定することができる。
本願請求項3に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、与えられた画像が集約画像であるか否かを簡単に精度よく判定して、集約画像を分割することができる。
本願請求項4に記載の発明によれば、本願請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明の効果を得ることができる。
本発明の実施の一形態を示す構成図である。 本発明の実施の一形態における第1の動作例を示す流れ図である。 本発明の実施の一形態の第1の動作例における具体例の説明図である。 本発明の実施の一形態における第1の動作例の変形例を示す流れ図である。 本発明の実施の一形態における第2の動作例を示す流れ図である。 本発明の実施の一形態の第2の動作例における具体例の説明図である。 本発明の実施の一形態における第3の動作例を示す流れ図である。 本発明の画像理装置の実施の一形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。
図1は、本発明の実施の一形態を示す構成図である。図中、1は抽出部、2は判定部、3は分割部である。抽出部1は、与えられた画像から予め決められた特徴量を抽出する。抽出する特徴量は、判定部2において行う判定に応じた特徴量を抽出すればよい。例えば、背景濃度や最高濃度、濃度変化、画素濃度ごとの画素数、像密度(色密度)の算出など、種々の特徴量があり、これらの特徴量を予め決められた大きさの領域ごとに抽出する。
判定部2は、予め決められた範囲を余白として分割してよいか否かを判定する。分割の可否の判定は、例えば、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域について、抽出部1で抽出された特徴量の差分に基づいて行う。この場合、予め決められた範囲に実際に余白が存在しなくてもよい。あるいは、予め決められた範囲に存在する余白を検出するとともに、検出された余白における背景濃度と最高濃度の差分に基づいて分割の可否を判定する。この場合の余白の検出は周知の技術を使用して行えばよく、例えば、予め決められた範囲において、対応する方向の背景濃度の変化の回数が予め決められた範囲である場合や、濃度変化が予め決められた範囲内であるなどにより余白の存在を検出すればよい。もちろん、他の方法でもよいし、いくつかの方法を組み合わせて判定を行ってもよいことは言うまでもない。
分割部3は、判定部2で分割すると判定された場合に、余白として予め決められた範囲において分割する位置を決定し、その位置において与えられた画像を分割して、複数のページの画像に分ける。分割する位置は、余白が検出されている場合には、その余白の範囲で分割位置を決定すればよい。余白が検出されていない場合には、予め決められた範囲で特徴量が変化する位置を特定し、その位置を分割位置として決定すればよい。なお、実際に画像を分割しなくてよい場合には、この分割部3を設けずに構成してもよい。
次に、本発明の実施の一形態における動作について、いくつかの例を示す。図2は、本発明の実施の一形態における第1の動作例を示す流れ図である。この第1の動作例では、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域の特徴量の差分を用いて分割の可否を判定する例を示す。
S11において、抽出部1は与えられた画像について予め決められた大きさの領域ごとに特徴量を抽出する。ここでは、抽出する特徴量の一例として、背景濃度を抽出するものとする。もちろん、他の特徴量を抽出してもよい。
判定部2は、S12において、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域の特徴量の差分を算出する。ここでは、特徴量の一例として背景濃度を抽出しているので、各画像領域における背景濃度の差分を算出する。
S13において、S12で算出した差分が予め決められた閾値より大きいか否かを判定する。この例では背景濃度の差分を算出しているので、背景濃度の差が予め決められた値より大きいか否かを判定することになる。各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値より大きい場合には、それぞれの画像領域には異なる内容が含まれていると推定されることから、与えられた画像には異なる画像が集約されているものと判断し、分割するものと決定する。また、各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値以下の場合には、それぞれの画像領域は連続した画像であるものと判断し、分割しないものと決定する。
分割すると決定した場合には、分割部3で与えられた画像を分割してもよい。分割の際には、予め決められた範囲に存在する余白を検出し、その余白で分割すればよい。余白が検出されない場合でも、例えば抽出部1で抽出した特徴量が変化する位置を検出して分割位置とし、画像を分割すればよい。もちろん、他の方法により画像の分割を行ってもよい。
図3は、本発明の実施の一形態の第1の動作例における具体例の説明図である。図3(A)と図3(B)に示した画像の例では、左側に文書が、右側に地図がそれぞれ配置されている。図3(A)に示した例では左側の文書と右側の地図とが余白により分けられているが、図3(B)に示した例では両者が連続している。また図3(C)に示した画像の例では、全体に地図が配置されている例を示している。なお、余白の検出に用いる予め決められた範囲を矩形により示している。
S11では、抽出部1は、図3(A)、(B)、(C)に示した画像について、予め決められた大きさの領域ごとに背景濃度を抽出する。S12において、判定部2は、矩形で示した予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域、すなわち矩形を挟む左側の画像領域と右側の画像領域についてそれぞれ背景濃度を求め、その差分を算出する。
図3(A)及び図3(B)に示した画像の左側の文書と右側の地図とでは背景濃度が異なることから、背景濃度の差分は予め決められた閾値より大きくなる。従って、図3(A)及び図3(B)に示した画像の例では、分割するものと決定する。図3(A)、(B)に示した画像の左側の文書と右側の地図とでは内容が異なっており、与えられた画像は文書の画像と地図の画像が集約されたものであると推察され、直感的に見てもこの決定は妥当である。
この場合、図3(A)、(B)に示した画像については分割部3により、文書の画像と地図の画像に分割してもよい。その場合、図3(A)の画像については余白が存在するので、この余白を検出して分割位置とし、画像を分割すればよい。図3(B)に示した画像では余白が存在しないが、分割するものと決定されている。このような場合に対応し、例えば抽出部1で抽出した背景濃度に変化が生じる位置を分割位置とし、画像を分割すればよい。この第1の動作例では、この例のように、余白が検出されない場合であっても集約画像であることを検出して画像が分割されることになる。
図3(C)に示した画像では、矩形を挟む左側の画像領域と右側の画像領域は、両方とも地図であり、その背景濃度の差分は予め決められた閾値よりも小さくなる。従って、図3(C)に示した画像の例では、分割しないものと決定する。図3(C)に示した例では一面に地図が描かれており、分割しないとの決定は妥当である。
図4は、本発明の実施の一形態における第1の動作例の変形例を示す流れ図である。この第1の動作例の変形例では、図2で説明した動作例において、予め余白の存在を検出して、余白が検出されなかった場合にそれぞれの画像領域の特徴量の差分を用いて分割の可否を判定する例を示す。
S11において、抽出部1は与えられた画像について予め決められた大きさの領域ごとに特徴量を抽出する。ここでは、抽出する特徴量の一例として、背景濃度を抽出するものとする。もちろん、他の特徴量を抽出してもよい。
S14において、判定部2は、予め決められた範囲に余白が存在していれば、その余白を検出し、S15において、余白が検出されたか否かを判定する。S15で余白が検出されたと判定した場合には、分割するものと決定する。
S15で余白が検出されなかったと判定した場合には、S12において、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域の特徴量の差分を算出する。ここでは、特徴量の一例として背景濃度を抽出しているので、各画像領域における背景濃度の差分を算出する。そしてS13において、S12で算出した差分が予め決められた閾値より大きいか否かを判定する。この例では背景濃度の差分を算出しているので、背景濃度の差が予め決められた閾値より大きいか否かを判定することになる。各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値より大きい場合には、分割するものと決定する。また、各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値以下の場合には、分割しないものと決定する。
この第1の動作例の変形例では、先に余白の有無により分割の判定を行い、余白が検出されないが分割する場合について、S12、S13で判定を行っている。図3に示した例では、図3(A)に示した画像には余白が存在するので分割すると判断し、図3(B)と図3(C)に示した画像については、矩形を挟む左側と右側の画像領域の背景濃度の差から、図3(B)の画像については分割すると判断し、図3(C)の画像については分割しないと判断することになる。なお、この動作例においては、余白の検出を抽出部1において行い、余白が検出されなかった場合に特徴量の抽出を行って、余白の検出結果とともに判定部2へ伝えるように構成してもよい。この場合、S11の処理をS12の前に行うことになる。
図5は、本発明の実施の一形態における第2の動作例を示す流れ図である。この第2の動作例では、余白を検出して、検出した余白の背景濃度と最高濃度との差分を用いて分割の可否を判定する例を示す。
S21において、抽出部1は与えられた画像について予め決められた大きさの領域ごとに特徴量を抽出する。ここでは、抽出する特徴量の一例として、背景濃度と最高濃度を抽出するものとする。もちろん、他の特徴量を抽出してもよい。
S22において、判定部2は、予め決められた範囲に余白が存在していれば、その余白を検出する。そしてS23において、余白が検出されたか否かを判定する。S23で余白が検出されない場合には、分割しないものと決定する。
S23で余白が検出されたと判定した場合には、S24において、検出された余白における背景濃度と最高濃度との差分を算出する。そしてS25において、S24で算出した差分が予め決められた閾値より小さいか否かを判定する。この例では背景濃度と最高濃度の差分を算出しており、この差分が予め決められた閾値より小さいか否かを判定することになる。
余白は、絵柄や写真などが存在しないことから、この余白の領域は背景濃度となっているはずであるが、雑音成分などの影響で濃度にはバラツキがある。しかし、雑音成分などでは最高濃度と背景濃度との差は予め決められた閾値よりも小さい。一方、この領域に線などが存在していても、雑音成分などに紛れて余白として検出されてしまう場合がある。しかし、このような線や絵柄などが存在している場合には、最高濃度は余白に存在している線や絵柄などの濃度となり、背景濃度と最高濃度との差分は予め決められた閾値より大きな値となる。従って、S25の判定で差分が予め決められた閾値よりも小さければ、余白には線や絵柄が存在しないとして、分割するものと判断する。また、差分が予め決められた閾値以上であれば、余白に線や絵柄が存在し、検出された余白は実際には余白ではないとものとして、分割しないと判断する。
分割すると決定した場合には、分割部3で与えられた画像を分割してもよい。分割の際には、検出されている余白の範囲で分割位置を決定し、画像を分割すればよい。なお、この第2の動作例においては、余白の検出を抽出部1で行い、余白が検出された場合に余白の領域について特徴量の抽出を行って、余白の検出結果とともに判定部2へ伝えるように構成してもよい。この場合、S21の処理をS24の前に行うことになる。
図6は、本発明の実施の一形態の第2の動作例における具体例の説明図である。図6(A)及び(B)に示した画像の例では、左側と右側に分かれて文書が配置されている。図6(B)に示した画像では、左右の文書の間に矢線が引かれている。また、図6(C)に示した画像の例では、全体に文書が配置されている例を示している。
S21では、抽出部1は、図6(A)、(B)、(C)に示した画像について、予め決められた大きさの領域ごとに最高濃度と背景濃度を抽出する。S22において、判定部2は、余白の検出を行い、S23において、余白が検出されたか否かを判定する。例えば図6において矩形で囲んだ領域において余白の検出を行う。図6(C)に示した画像の例では、矩形で囲んだ領域には余白は検出されず、この時点で図6(C)に示した画像については分割しないものと決定する。また、図6(A)、(B)に示した画像の例では、左側の文書領域と右側の文書領域に挟まれた領域が余白として検出される。ここでは、図6(B)に示した画像のように両方の文書領域にまたがって矢線が存在していても、余白が検出されたものとしている。
余白が検出された図6(A)、(B)の画像については、さらにS24において、検出された余白の領域における最高濃度と背景濃度との差分を算出し、S25において、S24で算出した差分が予め決められた閾値より小さいか否かを判定する。図6(A)に示した画像では、余白の領域には線や絵柄が存在しないことから、余白の領域における最高濃度と背景濃度との差分は予め決められた閾値よりも小さくなる。従って、図6(A)に示した画像の例では、余白により分割するものと決定する。また、図6(B)に示した画像では、余白の領域に矢線が存在しており、余白の領域における最高濃度と背景濃度との差分は予め決められた閾値以上となる。従って、図6(B)に示した画像の例では、分割しないものと決定する。図6(B)に示した例では、余白が誤検出されたものであり、誤った画像の分割が生じない。
図7は、本発明の実施の一形態における第3の動作例を示す流れ図である。この第3の動作例では、第1の動作例と第2の動作例を組み合わせた例を示している。いずれの処理もすでに説明しているので、ここでは概略を説明するにとどめる。
S21において、抽出部1は与えられた画像について予め決められた大きさの領域ごとに特徴量を抽出する。ここでは、抽出する特徴量の一例として、背景濃度と最高濃度を抽出するものとする。
判定部2は、S22において、予め決められた範囲に余白が存在していれば、その余白を検出する。そしてS23において、余白が検出されたか否かを判定する。
S23で余白が検出された場合には、S24において、検出された余白における背景濃度と最高濃度との差分を算出する。そしてS25において、S24で算出した差分が予め決められた閾値より小さいか否かを判定する。S25の判定で差分が予め決められた閾値よりも小さければ、分割するものと決定する。また、差分が予め決められた閾値以上であれば、この例ではS12へ進み、さらなる判定を行う。あるいは、差分が予め決められた閾値以上であれば、この時点で分割しないと決定してもよい。
S23で余白が検出されない場合、及びS25で余白における背景濃度と最高濃度との差分が予め決められた閾値以上であると判定された場合には、S12において、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域の特徴量の差分、一例としては各画像領域における背景濃度の差分を算出する。そしてS13において、S12で算出した差分が予め決められた閾値より大きいか否かを判定する。各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値より大きい場合には、分割するものと決定する。この段階で分割すると決定した際には余白が存在していない場合もあり、例えば抽出部1で抽出した背景濃度に変化が生じる位置を分割位置とするなど、余白以外で画像を分割する手法を用意しておくとよい。各画像領域における背景濃度の差が予め決められた閾値以下の場合には、分割しないものと決定する。
この第3の動作例では、余白が誤検出された画像について分割しないものと決定し、また、余白が検出されなかった集約画像について分割するものと決定することになる。なお、S13とS25で用いる予め決められた閾値は、異なる値でよいことは言うまでもない。また、この第3の動作例においても、余白の検出を抽出部1において行い、余白が検出されなかった場合の特徴量の抽出と、余白が抽出された場合の特徴量の抽出を行って、余白の検出結果とともに判定部2へ伝えるように構成してもよい。この場合、S21の処理をS24の前とS12の前において、それぞれの場合に使用する特徴量を抽出することになる。
上述の画像の具体例では、2ページの画像が集約された場合を想定して、余白の検出を行う予め決められた範囲を設定しているが、例えば4ページや8ページなど、より多くのページが集約されている場合に、これらの画像を分割する場合もある。このような場合には、それぞれの集約されているページ数に応じて余白が存在するであろう範囲が決まるので、その範囲を予め設定しておけばよい。第1の動作例では、設定された範囲を余白としで分割した場合の各画像領域の背景濃度を用いて集約画像か否かの判定を行えばよいし、第2の動作例では設定された範囲で余白を検出し、余白が検出されたらその余白での背景濃度と最高濃度とから集約画像か否かの判定を行えばよい。
図8は、本発明の画像理装置の実施の一形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。図中、41はプログラム、42はコンピュータ、51は光磁気ディスク、52は光ディスク、53は磁気ディスク、54はメモリ、61はCPU、62は内部メモリ、63は読取部、64はハードディスク、65はインタフェース、66は通信部である。
上述の本発明の画像処理装置の実施の一形態として説明した各部の機能の全部あるいは部分的に、コンピュータが実行するプログラム41によって実現してもよい。その場合、そのプログラム41およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータによって読み取られる記憶媒体に記憶させておけばよい。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取部63に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取部63にプログラムの記述内容を伝達するものである。例えば、光磁気ディスク51,光ディスク52(CDやDVDなどを含む)、磁気ディスク53,メモリ54(ICカード、メモリカード、フラッシュメモリなどを含む)等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
これらの記憶媒体にプログラム41を格納しておき、例えばコンピュータ42の読取部63あるいはインタフェース65にこれらの記憶媒体を装着して、コンピュータからプログラム41を読み出し、内部メモリ62またはハードディスク64(磁気ディスクやシリコンディスクなどを含む)に記憶し、CPU61によってプログラム41を実行し、上述の本発明の画像処理装置の実施の一形態として説明した機能が全部又は部分的に実現される。あるいは、通信路を介してプログラム41をコンピュータ42に転送し、コンピュータ42では通信部66でプログラム41を受信して内部メモリ62またはハードディスク64に記憶し、CPU61によってプログラム41を実行して実現してもよい。
コンピュータ42には、このほかインタフェース65を介して様々な装置が接続されていてもよい。例えば画像読取装置がインタフェース65を介して接続され、画像読取装置で読み取った画像を処理対象の画像として与えるように構成してもよい。また、例えば出力装置がインタフェース65を介して接続され、分割後の画像を出力装置から出力するように構成してもよい。なお、各構成が1台のコンピュータにおいて動作する必要はなく、処理段階に応じて別のコンピュータにより処理が実行されてもよい。
また、他の用途に適用する場合には、その用途におけるプログラムと一体として構成してもよい。さらに、部分的にハードウェアによって構成してもよいし、あるいは、すべてをハードウェアで構成してもよい。
1…抽出部、2…判定部、3…分割部、41…プログラム、42…コンピュータ、51…光磁気ディスク、52…光ディスク、53…磁気ディスク、54…メモリ、61…CPU、62…内部メモリ、63…読取部、64…ハードディスク、65…インタフェース、66…通信部。

Claims (4)

  1. 与えられた画像から予め決められた特徴量を抽出する抽出手段と、予め決められた範囲を余白として分割した場合のそれぞれの画像領域について前記抽出手段で抽出された前記特徴量の差分が予め決められた閾値より大きい場合に分割するものと判定し前記特徴量の差分が前記閾値以下の場合に分割しないものと判定する判定手段と、前記判定手段で分割すると判定された場合に前記予め決められた範囲において分割する位置を決定し該位置において与えられた画像を分割して複数のページの画像に分ける分割手段を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記抽出手段は、特徴量として背景濃度と最高濃度を抽出し、前記判定手段は、前記予め決められた範囲に余白が存在するか否かを判定し、余白が存在する場合には前記余白の背景濃度と最高濃度の差分を用いて分割の可否を判定し、分割しないと判定した場合及び余白が存在しない場合に前記画像領域について前記特徴量の差分に基づいた分割の可否の判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 与えられた画像から特徴量として背景濃度と最高濃度を抽出する抽出手段と、予め決められた範囲に存在する余白を検出するとともに検出された前記余白の背景濃度と最高濃度の差分に基づいて分割の可否を判定する判定手段と、前記判定手段で分割すると判定された場合に前記予め決められた範囲において分割する位置を決定し該位置において与えられた画像を分割して複数のページの画像に分ける分割手段を有することを特徴とする画像処理装置。
  4. コンピュータに、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置の機能を実行させるものであることを特徴とする画像処理プログラム。
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