JP5408526B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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例えば、業務上、欠かすことのできないツールとして利用される帳簿や伝票類等の帳票は、膨大な数となり、その管理を容易にするために、デジタルデータとして保存する方法をとることがよく知られた事例である。
この方法で帳票を利用する場合に、保存したデータを印刷機器に掛け、紙媒体に出力(印刷)した形で利用する場合、印刷機器の交換や機器の状態の変化、或いはユーザによって指示される機器の使用条件の違いにより、同じ保存データを用いても、同じ印刷出力が得られない場合がある。
特許文献1には、位置ずれの検出対象である2枚の文書をスキャナで読取ってデジタル画像データに変換し、得た画像データをもとに2枚の画像の位置合わせを行うことにより検出条件を整えた上で、画素単位で画像を比較し、画像間で画素値が違えば、そこを位置ずれの発生点として検出し、さらに検出結果をわかりやすく示すために位置ずれ表示画像を出力する位置ずれ検出装置が記載されている。
この問題が生じる状況を、位置ずれ検出の対象とする2枚の画像の関係を示す図6の概念図を参照して説明する。ここには、画像サイズが異なるという状況として考えられる2つのケースを説明している。
1つは、同図中(A)に示すように、印刷用紙が異なり、画像1の用紙が画像2の用紙よりサイズが小さく、画像1と画像2は、用紙サイズに合わせて元の画像内容を所定の倍率で拡大(縮小)したものである。また、もう1つは、同図中(B)に示すように、印刷用紙が同じサイズであるが、画像1′の印刷内容を用紙サイズに合わせずに元の画像サイズ或いは用紙に収まる適当な倍率で拡大(縮小)したもので、用紙サイズに合わせた画像2′に比べ、余白に偏りが生じている。
図6のどちらのケースに対しても従来技術では、画像サイズが異なるために、特許文献1を適用しても、意図する位置ずれを検出することができない。
本発明は、文字列を画像内容として有した一対の画像間の位置ずれを検知するために該画像を処理する画像処理方法であって、前記一対の画像それぞれについて、画像内に存在する文字とみなせる画素の連結成分に外接する矩形を抽出し、それぞれの連結成分の外接矩形のサイズデータを取得する外接矩形サイズ取得工程と、前記一対の画像それぞれについて、前記外接矩形サイズ取得工程で取得された画像内に存在する各外接矩形のサイズをもとに、前記一対の画像データにおける連結成分の外接矩形のサイズデータから、それぞれの画像の矩形サイズのヒストグラムを生成する矩形サイズヒストグラム生成工程と、前記矩形サイズヒストグラム生成工程で前記一対の画像それぞれについて生成したヒストグラムから最頻値を取得し、取得したそれぞれの最頻値の差を一対の画像間のサイズ差として算出するサイズ差算出工程と、前記サイズ差算出工程によって算出されたサイズ差に基づいて前記一対の画像の少なくとも一方を該サイズ差がなくなるように変倍し、変倍後の前記一対の画像を比較することにより両画像の位置ずれを検知する検知工程と、を有したことを特徴とする。
本実施形態の画像処理装置及び画像処理方法は、画像間の位置ずれを検知し、検知した位置ずれを画像面上に表示する出力用データを出力する処理に係る。
ここに、位置ずれ検知とは、一対の画像データを比較し、画像の異なる部分(即ち、両画像を対比したときに対応する画素同士のデータ値が異なるところ)が画像面上のどの場所(位置)であるかを認識することである。
このために、検知対象とする一対の画像の画像サイズを求め、画像サイズが異なっていても、画像データから求めた画像サイズに基づいて一対の画像サイズを同一にする変倍処理を少なくとも一方の画像に施し、位置ずれ検知のために対比可能な一対の画像を得る。
この実施形態では、後記で詳述するように、文字列に対する処理として、文字に外接する矩形のサイズに関するヒストグラムを生成し、生成したヒストグラムから最頻値を求め、この値を画像サイズの推測値として用いる。
図1は、本発明に係る画像処理装置を利用した画像処理システムの概略構成を示す図である。
同図に示すように、この画像処理システムは、スキャナ20と画像処理装置10と出力装置30をシステム要素として構成する。
スキャナ20は、この画像処理システムを印刷物の画像チェックにも適用し得るようにすることを意図して付加した要素であり、第1印刷物と第2印刷物を読取ってデジタル画像データに変換し、これを処理対象の画像データとして画像処理装置10に入力する。
画像処理装置10は、対象とする一対の画像間の位置ずれを検知し、検知した位置ずれを画像面上に表示する出力用データを生成し、出力する。スキャナ20を用いる場合、スキャナ20で読取った第1印刷物と第2印刷物の画像データの入力を受け、これらを処理の対象である一対の画像データとすることにより、例えば、印刷物を作成したプリンタ等の印刷機器の機器特性や機器の状態を検知結果として得た位置ずれから知ることができる。なお、画像処理装置10の構成及び処理については、後記で詳細に説明する。
出力装置30は、画像処理装置10によって生成された出力用データを用いて画像出力を行う装置で、ディスプレイやプリンタによって実施する。
図2は、画像処理装置10の機能ブロックを示す図である。
同図に示すように、画像処理装置10は、入力される処理対象の一対の画像から位置ずれ表示用画像を生成し、出力するプロセスを実行するために、外接矩形サイズ取得部101、ヒストグラム生成部102、サイズ差算出部103、位置ずれ検知部104及び位置ずれ表示用画像出力部105の各機能部を有する。
外接矩形サイズ取得部101は、入力された一対の画像から、画像内の文字とみなせる画素の連結成分に外接する矩形のサイズを取得し、ヒストグラム生成部102に渡す。
ヒストグラム生成部102は、外接矩形サイズ取得部101から受取った外接矩形サイズデータをもとに外接矩形サイズに関するヒストグラムを一対の画像それぞれに生成し、サイズ差算出部103に渡す。
位置ずれ検知部104は、一対の画像間のサイズ差に基づいて一対の画像の少なくとも一方を該サイズ差がなくなるように変倍し、変倍後の前記一対の画像を比較することにより両画像の位置ずれを検知し、位置ずれ表示用画像出力部105に渡す。
位置ずれ表示用画像出力部105は、位置ずれ検知データを処理対象の画像面上に表す位置ずれ表示用画像を生成し、出力する。
なお、画像処理装置が有する上記各機能部が行う処理は、後記する「位置ずれ検知処理プロセス」の各工程に対応するので、処理の詳細は、後記の説明を参照することとする。
図3に示すハードウェア構成は、演算処理を実行して各部を統括制御するCPU(Central Processing Unit)11及びRAM(Random Access Memory)12とROM(Read Only Memory)13の各メモリを基本的要素としてコンピュータの主体部を構成し、この主体部に、ハードディスク(HDD:Hard Disk Drive)15、表示装置17及び入力装置18をバス14で接続した構成を有する。このように、本実施形態の画像処理装置10及び上記画像処理システム(図1)は、図3に示す汎用のPC(Personal computer)或いはPCに周辺機器を接続したハードウェア構成を持つデータ処理装置(システム)によって実施することができる。
アプリケーションプログラムとして、後述する位置ずれ検知処理プロセスを実行するためのプログラムを上記各種記憶媒体に記憶(記録)することにより、図2に示した外接矩形サイズ取得部101、ヒストグラム生成部102、サイズ差算出部103、位置ずれ検知部104及び位置ずれ表示用画像出力部105の各機能部を構成する。
なお、図1の画像処理システムは、図3に示すハードウェア構成(PC)に周辺機器として、入力装置(図1の例では、スキャナ)及び出力装置(プリンタ、ディスプレイ等)を接続することで構成することができる、また、出力装置は、図3に示すハードウェア構成(PC)の表示装置17を用いることができる。
次に、本実施形態の画像処理装置10が行う検知処理のプロセスを詳細に説明する。なお、以下では処理工程に従って、処理内容を説明する。
“外接矩形サイズ取得工程”
外接矩形サイズ取得部101は、処理対象となる画像データから文字とみなせる画素連結成分に外接する矩形を抽出し、抽出した外接矩形のサイズデータを取得する。この処理は、対象画像データを2値化して、白・黒画素で画像を表現すると、この2値化画像において、黒画素の連結成分は、文字或いはその一部とみなすことができ、この文字とみなされる連結成分に外接する矩形を抽出し、この矩形のサイズを表すデータを取得する。
この実施形態の画像処理システム(図1)では、処理対象となる画像は、スキャナ20で読取られ、画像処理装置10に入力された画像データである。処理対象の画像は、同図の[A B C]の例に示すように、読取画像を2値化し、白・黒の画像で表される。
2値化後の黒画素が一つのかたまりになって連結しているものを連結成分50として認識し、連結成分50を文字或いはその一部とみなすが、この例では、文字列[A B C]の読取画像データにおける[A][B][C]それぞれがこの条件を満たしているので、これらの連結成分50が文字として認識される。
ところで紙媒体等の画像出力媒体上で表される文字列は、通常、画像面上に所定の規則に従い構成し、配置される。つまり、文字列は、画像面の縦・横方向を文字列の行・列方向に合わせ、各文字の間も所定の関係をもって構成し、配置されることが普通で、また、画像面に対する画像の読取/書込が、通常、主・副走査による2次元走査方式によって行われるが、その際、文字列の行・列方向は、この走査方式における主・副走査方向にあわせて行われる(図4中の主・副走査方向の矢視、参照)。
従って、抽出する連結成分50の外接矩形55は、主・副走査方向の辺で各連結成分50に外接し、図4(B)に示す例では、連結成分50としての[A][B][C]それぞれについて、同図中に破線で示すように主・副走査方向の線分を辺とする外接矩形55が抽出される。
なお、連結成分50として、図4(C)では、連結成分の例として[A][B][C]を示しているが、実際に検知精度を出すためには、多くの連結成分を抽出することが必要であり、抽出数が多いほど位置ずれの検知精度を高くすることができる。
外接矩形サイズ取得部101は、このようにして、一対の画像データから、それぞれ連結成分50の外接矩形55のサイズデータ(幅・高さ)を取得し、これを検知処理プロセスにおける次のヒストグラム生成工程を実行するヒストグラム生成部102に渡す。
ヒストグラム生成部102は、外接矩形サイズ取得部101から受取った外接矩形55のサイズデータ(幅・高さ)をもとに、外接矩形サイズのヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、一対の画像からサンプリングした外接矩形サイズ、即ち、上記した図4の例を引くと、外接矩形の幅(w1,w2,w3,・・・)又は高さ(h1,h2,h3,・・・)の度数分布である。
図5は、外接矩形サイズのヒストグラムの1例を示し、ヒストグラムにおける最頻値(詳細は後述)を説明する図である。同図に示すヒストグラムは、一対の画像(ここでは、画像I、画像IIと表す)について、横軸に外接矩形サイズをとり、縦軸にそのサイズの外接矩形をサンプリングした度数を表している。
このように、ヒストグラム生成部102は、一対の画像データにおける連結成分の外接矩形サイズデータ(幅・高さ)から、それぞれの画像の外接矩形サイズのヒストグラムを生成し、これを検知処理プロセスにおける次のサイズ差算出工程を実行するサイズ差算出部103に渡す。
サイズ差算出部103は、ヒストグラム生成部102から受取った一対の画像データの外接矩形サイズ(幅・高さ)のヒストグラムをもとに、一対の画像データ間に生じるサイズ差(違い)を算出する。
外接矩形のサイズ差がある画像データの場合、図5の画像Iと画像IIのヒストグラムが重なるように画像を変換すれば、狙いとする画像、即ち位置ずれを検知するために対比できる画像が得られる。
画像Iと画像IIのヒストグラムを重ねる場合、画像Iと画像IIの両方を任意に決めた同一サイズへ変換する方法をとることができるが、ただ、一方の画像のみを変換して他方に重ねる方が処理あ簡単になるので、この方法によって実施する場合についての実施形態を説明する。
そこで、画像Iと画像IIのヒストグラムがほぼ重なるようにするにはどれだけ引き伸ばすかを表す値、即ち変倍率をヒストグラムから求める。
ただ、この変倍率の求め方は、高精度を得ようとすると、複雑な処理が必要になる。よって、ここでは、簡単な方法によって実施する例として、画像Iと画像IIのヒストグラムにおける最頻値の差(違い)に着目する方法を採る。
ヒストグラムの最頻値は、度数が最も高い外接矩形のサイズ(矩形幅/矩形高さ)であるから、図5のヒストグラムにおいては、画像I,画像IIそれぞれに対応する最頻値として、図中に示すa,bの値が得られる。
ただ、実際にはヒストグラムの最頻値だけでなく、ヒストグラム全体の形ができるだけ重なるように倍率を割り出したほうが望ましい。ノイズがある場合や、一対の画像データに大きな差異が見られる場合は、それぞれの画像のヒストグラムのピークは対応していない可能性があるためである。
一対の画像データ間に生じるサイズ差(違い)として求める変倍率は、外接矩形の矩形幅と矩形高さそれぞれに対応して、横倍率と縦倍率の両方について行う。
このように、サイズ差算出部103は、一対の画像データの外接矩形サイズ(幅・高さ)のヒストグラムから、一対の画像データ間に生じるサイズ差(違い)として求める変倍率を算出し、これを検知処理プロセスにおける次の位置ずれ検知工程を実行する位置ずれ検知部104に渡す。
位置ずれ検知部104は、位置ずれを検知する一対の画像に対し、有効なずれ検知を行うための前提条件を整える処理を行い、その後、検知対象の一対の画像について画像内容を対比し、位置ずれを検知する。
位置ずれ検知の前提条件は、検知対象となる一対の画像が同じサイズであることが第1の条件である。このために、サイズ差算出部103から受取った一対の画像データ間に生じるサイズ差としての変倍率を用いて画像に変倍処理を施す。なお、ここで行う変倍処理は、例えば、複写機、プリンタ等のようなデジタル画像データを処理する既存の画像処理装置において広く採用されている変倍処理手段を適用することにより実施し得る。
本実施形態では、上記で図5を参照して説明したように、一対の画像データの一方に横倍率(主走査方向な倍率)b/a倍の変倍を掛けることにより、検知対象となる一対の画像を同じサイズにすることができる。なお、縦倍率についても同様の手法で変倍処理を施すことで、同一サイズの画像に整える。
なお、この座標変換による手法は、既存の手法を適用することにより実施し得るものであり、例えば、一対の対象画像の画像内容から導かれる変換パラメータを有する関数を用いて座標変換を行う上記特許文献1、特許第3636809号公報及び特開平10−340348号公報等に示される手法が適用できる。
ここで、画像間で画素値が違えば、そこを位置ずれの生じた画素位置として検知する。この検知動作を一対の画像データの全画素について行い、求める位置ずれ検知データを得る。位置ずれ検知データは、画素位置に対応付けて画素ごとに画素値が一致するか否かを表すデータの形をとるか、或いは画素値が一致しない画素位置のみを表すデータの形をとってもよい。また、画素値が一致しない場合には、一致しない画素値を検知データに付属させてもよい。
なお、この実施形態では、位置ずれ検知部104は、位置ずれ検知データを表示用画像出力105に渡すときに、位置ずれ検知に用いた検知対象の一対の画像データも一緒に渡す。
位置ずれ表示用画像出力部105は、検知結果を画像面上に表すために用いるデータを生成し、出力する。
位置ずれの検知結果を画像面上に表す方法として、本実施形態では、検知対象画像上のどの画素位置にずれが生じたかを認識できるような表し方をする。このためには、検知対象画像の全体画像と、全体画像上において他の画像と識別可能に表したずれ位置の画像を一つの画面に合成して表す画像データを生成する必要がある。
また、位置ずれ検知データに画素値が付属している場合には、画素値からずれの程度がわかるので、ずれの程度が分かるように、ずれ位置の画素の色を割り当てることで識別性を与えることができる。
位置ずれ表示用画像出力部105は、検知対象画像の全体画像の画像データを受取っているので、位置ずれ検知部104から受取った位置ずれ検知データに基づいて生成したずれ位置の画像(画素)によって、全体画像の該位置の画像(画素)を置き換えることにより、目的の出力用画像データを合成することができる。
図1の画像処理システムにおいて、スキャナ20を通して読取られる画像は、スキャナ特性に依存するRGB(R:RED,G:GREEN,B:BLUE)データである。このRGB読取画像データに対して上記位置ずれ検知データを適用して得られる出力用画像データは、そのままではプリンタで用いるには不適当である。
このため、表示用画像出力部105は、スキャナの機器特性に依存するデータを補正し(スキャナ側で補正する場合には不要)、プリンタで用いる場合には、プロッタ用のCMYK(C:シアン,M:マゼンタ,Y:イエロー,K:ブラック)データへ変換する処理を出力用画像データに施すことが望ましい。また、ディスプレイのような出力先に対しては、sRGBのような標準的な色空間の画像データとして出力することが望ましい。
Claims (6)
- 文字列を画像内容として有した一対の画像を処理し、該画像間の位置ずれを検知する画像処理装置であって、
前記一対の画像それぞれについて、画像内に存在する文字とみなせる画素の連結成分に外接する矩形を抽出し、それぞれの連結成分の外接矩形のサイズデータを取得する外接矩形サイズ取得手段と、
前記一対の画像それぞれについて、前記外接矩形サイズ取得手段によって取得された画像内に存在する各外接矩形のサイズをもとに、前記一対の画像データにおける連結成分の外接矩形のサイズデータから、それぞれの画像の矩形サイズのヒストグラムを生成する矩形サイズヒストグラム生成手段と、
前記矩形サイズヒストグラム生成手段で前記一対の画像データそれぞれについて生成したヒストグラムから最頻値を取得し、取得したそれぞれの最頻値の差を一対の画像間のサイズ差として算出するサイズ差算出手段と、
前記サイズ差算出手段によって算出されたサイズ差に基づいて前記一対の画像の少なくとも一方を該サイズ差がなくなるように変倍し、変倍後の前記一対の画像データを比較することにより両画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記位置ずれ検知手段により検知された位置ずれを画像面上に表す位置ずれ表示用画像を生成し、生成した位置ずれ表示用画像を出力する画像出力手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 文字列を画像内容として有した一対の画像間の位置ずれを検知するために該画像を処理する画像処理方法であって、
前記一対の画像それぞれについて、画像内に存在する文字とみなせる画素の連結成分に外接する矩形を抽出し、それぞれの連結成分の外接矩形のサイズデータを取得する外接矩形サイズ取得工程と、
前記一対の画像それぞれについて、前記外接矩形サイズ取得工程で取得された画像内に存在する各外接矩形のサイズをもとに、前記一対の画像データにおける連結成分の外接矩形のサイズデータから、それぞれの画像の矩形サイズのヒストグラムを生成する矩形サイズヒストグラム生成工程と、
前記矩形サイズヒストグラム生成工程で前記一対の画像それぞれについて生成したヒストグラムから最頻値を取得し、取得したそれぞれの最頻値の差を一対の画像間のサイズ差として算出するサイズ差算出工程と、
前記サイズ差算出工程によって算出されたサイズ差に基づいて前記一対の画像の少なくとも一方を該サイズ差がなくなるように変倍し、変倍後の前記一対の画像を比較することにより両画像の位置ずれを検知する検知工程と、
を有したことを特徴とする画像処理方法。 - 前記位置ずれ検知工程により検知された位置ずれを画像面上に表す位置ずれ表示用画像を生成し、生成した位置ずれ表示用画像を出力する画像出力工程を有した請求項3記載の画像処理方法。
- 請求項3又は4に記載された画像処理方法の各工程をコンピュータで実行させるためのプログラム。
- 請求項5に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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