JP5664181B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理用コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、画像を複数の領域に分割する画像処理装置、画像処理方法及び画像処理用コンピュータプログラムに関する。

近年、紙などの媒体に記載された秘密情報が漏洩することを防止するための技術が開発されている。特に、画像に符号化された情報を埋め込んだり、あるいは、不特定多数の人に見られたくない画像を予め暗号化し、その暗号化された画像を媒体に印刷する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。そのような技術のうちの一つでは、位置決め用シンボルと、データ領域と、タイミングセルと、頂点検出用セルとが予め定められた順序で２次元に配列された２次元コードが提供される。

また他の公知技術では、暗号化装置は、予め入力画像上の暗号化対象領域に含まれる画素の配置を、所定の暗号鍵に従ってブロック単位で入れ替える。さらにその暗号化装置は、暗号化された領域の４隅のうちの少なくとも二つ以上に、暗号化された領域の位置を特定するための位置決めマーカを付加する。またその暗号化装置は、暗号化された領域を復号することにより得られる復号画像の妥当性を検証するためのチェック用マーカを付す。一方、復号装置は、暗号化された領域を持つ画像が印刷された媒体を、スキャナまたはデジタルカメラなどの読取装置を用いて読み込んで電子データ化する。そして復号装置は、電子データ化された画像に対して位置決めマーカを参照して暗号化された領域を特定し、その特定された暗号化領域を復号することにより、原画像を得る。

媒体に印刷された暗号化領域を正確に復号するためには、読取装置は、暗号化領域に含まれる各画素を分離できる解像度でその領域を読み取らなければならない。
しかし、読取装置が有するカメラが、十分に高い分解能を有さないことがある。例えば、読取装置がカメラ付携帯電話、またはテレビ電話用のカメラである場合、そのカメラの分解能は必ずしも高くない。このような場合、暗号化領域の解像度が高いと、読取装置により電子データ化された画像上で、暗号化領域を画素単位で分離できないことがあった。また、そのような分解能が低いカメラを用いて暗号化領域を画素単位で分離できるように、暗号化領域を撮影しようとすると、暗号化領域の一部しか、撮影された画像に含まれなくなる。その結果として、復号装置は、原画像を再生できないおそれがあった。

一方、画像上の部分領域を解析し、解析結果に応じてその部分領域を分類したり、あるいは画像を分割する技術が提案されている（例えば、特許文献３〜５を参照）。
そのような公知技術の一つでは、カラー画像上の文字領域と罫線とが識別される。具体的には、カラー画像の各画素が色相値に基づいてクラスタに分類され、さらに色相差が所定値以下のクラスタが統合される。そして大きさが基準値未満のクラスタの輪郭上で方向の変化点の多いクラスタが文字領域と判定される。
また他の公知技術では、画像の所定範囲内で白画素から黒画素及び黒画素から白画素への変化点の数が計数され、一方、画像の所定範囲内の画像信号レベルが検出される。そしてその変化点の数と画像信号レベルとに応じて画像の領域に文字または線画像が含まれるか、写真画像が含まれるかが判定される。
さらに他の公知技術では、矩形領域の集合全体で抽出された極大白矩形系列により、矩形領域の集合全体が少なくとも１以上の領域に分離される。そしてこのような領域の分離が再帰的に繰り返される。

特開平７−２５４０３７号公報 特開２００８−３０１０４４号公報 特開２００５−１５０８５５号公報 特開昭６３−３３９７３号公報 特開２００６−８５６６５号公報

しかしながら、暗号化したい情報は、文字情報と写真、あるいは文字情報と罫線の組み合わせであることもある。そのため、上記のような文字領域とその他の領域とを識別する技術を用いても、暗号化する領域のサイズを適切に決定することはできない。
また、画像中に含まれる白矩形系列の位置は、画像上に含まれる文字列または図などのレイアウトによって決まる。そのため、暗号化領域を撮影するカメラの分解能による、暗号化領域のサイズの制約を満たすように極大白矩形系列が位置するとは限らない。

そこで、本明細書は、電子データ化された画像上の少なくとも一部の領域を適切なサイズの分割領域に分割するとともに、その一部の領域に表示された重要な情報を何れかの分割領域に含ませることが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理装置が提供される。係る画像処理装置は、画像を記憶する記憶部と、画像内の少なくとも一つの領域を指定し、その指定した領域を所定のスペースで隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、その所定のスペース内の輝度変化点数を表す評価値が最小となるように、第１の分割領域と第２の分割領域を設定する分割処理を実行する処理部とを有する。

本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を制限するものではないことを理解されたい。

ここに開示される画像処理装置は、電子データ化された画像上の少なくとも一部の領域を適切なサイズの分割領域に分割するとともに、その一部の領域に表示された重要な情報を何れかの分割領域に含ませることができる。

一つの実施形態による画像処理装置の概略構成図である。 分割領域の設定に関する処理部の機能を示すブロック図である。 変化点検出処理のフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、鮮鋭化処理で用いられる高周波強調フィルタの一例を示す図である。 （Ａ）は、対象画像の一例の一部を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示された画像の部分領域の拡大図であり、（Ｃ）は、部分領域内で検出された変化点を示す図である。 領域分割処理の動作フローチャートである。 （Ａ）は、指定領域内の水平方向の各ラインに含まれる変化点の個数のヒストグラムを表す図である。（Ｂ）は、１回目の対象画像の分割で設定される分割領域と水平方向のラインごとの変化点の個数との関係を示す図であり、（Ｃ）は、２回目の対象画像の分割で設定される分割領域と水平方向のラインごとの変化点の個数との関係を示す図である。（Ｄ）は、対象画像の指定領域と設定された各分割領域との関係を示す図である。 （Ａ）は、位置またはサイズを調整する前の分割領域の一例を示す図であり、（Ｂ）は、位置またはサイズを調整した後の分割領域の一例を示す図である。 （Ａ）は、指定領域を垂直方向に分割した場合の各分割領域の一例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示された各分割領域を水平方向にさらに分割した分割領域の一例を示す図である。 処理部が分割領域を暗号化する実施形態におけるスクランブル処理例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、変形例による、分割領域と評価値を算出するスペースとを示す図である。

以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、画像処理装置について説明する。この画像処理装置は、処理対象となる電子データ化された画像上の少なくとも一部の領域を分割する。そのために、この画像処理装置は、画像上の近傍画素間で輝度が変化する変化点を検出する。そしてこの画像処理装置は、画像上に設定される少なくとも一つの所定サイズ及び形状を持つ分割領域に含まれない変化点の個数が最小となるように分割領域の位置を決定する。
なお、本実施形態において、処理対象となる画像は、文字列、罫線、図または写真の何れかを含み、画像に含まれる文字列、罫線、図または写真は、略同一の輝度値を持つ１以上の画素で分離されているものとする。以下の説明では便宜上、輝度値が大きい画素を明るい画素、輝度値が小さい画素を暗い画素と定義する。

図１は、一つの実施形態による画像処理装置の概略構成図である。画像処理装置１は、インターフェース部１１と、ユーザインターフェース部１２と、記憶部１３と、処理部１４とを有する。そして画像処理装置１は、インターフェース部１１を介して取得した、電子データ化された画像に対して分割領域を設定する。

インターフェース部１１は、例えば、画像処理装置１を、デジタルカメラまたはカメラ付き携帯電話などの画像入力装置（図示せず）と接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有する。そのような通信インターフェースは、例えば、Universal Serial Bus（ユニバーサル・シリアル・バス、USB）またはSmall Computer System Interface（スカジー、SCSI）などの通信規格に従ったインターフェースとすることができる。
あるいはインターフェース部１１は、イーサネット（登録商標）などの通信規格に従った通信ネットワークに接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有してもよい。
インターフェース部１１は、画像入力装置または通信ネットワークに接続された他の機器から、電子データ化された画像を取得し、その画像を処理部１４へ渡す。
また画像処理装置１は、インターフェース部１１を介してプリンタなどの出力装置と接続されてもよい。そしてインターフェース部１１は、例えば、処理対象となる画像について設定された分割領域の少なくとも一つが暗号化された暗号画像を処理部１４から受け取り、その暗号画像をその出力装置へ出力してもよい。あるいは、インターフェース部１１は、画像上に設定された分割領域の位置及び範囲を表す情報を、その画像とともに、通信ネットワークを介して画像処理装置１と接続された他の機器へ送信してもよい。

ユーザインターフェース部１２は、例えば、キーボード、またはマウスなどのポインティングデバイスを有する。またユーザインターフェース部１２は、画像を表示する液晶ディスプレイなどの表示装置を有してもよい。そしてユーザインターフェース部１２は、ユーザの操作に応じて、例えば、表示装置上に表示された画像上の一部の領域をマウスで囲うことにより、画像上の所定範囲を表す情報、例えば、所定範囲の左上端と右下端の座標を取得する。そしてユーザインターフェース部１２は、その所定範囲を表す情報を処理部１４へ通知する。さらに、ユーザインターフェース部１２は、分割領域に関する制約条件または分割処理の回数といった、分割処理の終了に関する条件を取得し、それらの条件を処理部１４へ通知してもよい。

記憶部１３は、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク装置、または光ディスク装置のうちの少なくとも何れか一つを有する。そして記憶部１３は、処理部１４上で実行されるコンピュータプログラム、及び分割領域を設定するために用いられる各種の情報、例えば、分割領域に関する様々な制約条件を記憶する。また記憶部１３は、処理対象となる画像を記憶する。なお、処理対象となる画像は、上記のインターフェース部１１を介して取得されてもよい。あるいは、処理対象となる画像は、処理部１４により実行されるアプリケーションプログラムにより作成されてもよい。さらに記憶部１３は、処理部１４により設定された画像上の分割領域の位置及び範囲を表す情報、分割領域を設定可能な指定領域の位置及び範囲を表す情報を記憶する。

処理部１４は、１個または複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして処理部１４は、電子データ化された画像上に少なくとも一つの分割領域を設定する。

図２は、分割領域の設定に関する処理部１４の機能を示すブロック図である。処理部１４は、領域指定部２１と、変化点検出部２２と、分割部２３とを有する。処理部１４が有するこれらの各部は、処理部１３が有するプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムによって実装される機能モジュールである。

領域指定部２１は、画像上で分割領域を設定可能な指定領域を設定する。そのために、領域指定部２１は、例えば、ユーザインターフェース部１２から画像上の所定の範囲を表す情報を受け取り、その所定の範囲を指定領域として設定する。また、ユーザインターフェース部１２から受け取った所定の範囲が、画像外の領域を含んでいる場合には、領域指定部２１は、ユーザインターフェース部１２に画像外の領域が指定されていることを表す警告メッセージを表示させてもよい。あるいは、領域指定部２１は、予め設定され、記憶部１３に記憶されたテンプレートに示された画像上の領域を指定領域としてもよい。
領域指定部２１は、指定領域を表す情報、例えば、指定領域の左上端と右下端の座標を変化点検出部２２へ通知する。
なお、指定領域が画像全体となる場合には、領域指定部２１は省略されてもよい。

変化点検出部２２は、指定領域内で、近傍画素間で輝度値が変化する画素である変化点を検出する。
図３は、変化点検出処理のフローチャートである。変化点検出部２２は、変化点を検出し易くするために、画像の指定領域内の画素を２値化するか、その指定領域に対して鮮鋭化処理を実行する（ステップＳ１０１）。変化点検出部２２は、対象画像がグレー画像または白黒画像である場合、例えば、大津の閾値決定法または局所閾値法を用いて２値化閾値を決定する。そして変化点検出部２２は、指定領域内の画素を、２値化閾値以上の輝度値を持つ画素と２値化閾値未満の輝度値を持つ画素とが異なる値を持つように２値化する。
また、対象画像がカラー画像である場合、変化点検出部２２は、例えば、次式に従って指定領域内の各画素の輝度値を求め、その輝度値に基づいて画像を２値化する。

ここで、R、G、Bは、それぞれ、着目する画素の赤色成分、緑色成分、青色成分の値を表し、Yは着目する画素の輝度値を表す。

また、変化点検出部２２は、指定領域を鮮鋭化する場合、例えば、高周波強調フィルタを用いて指定領域内の各画素をフィルタリングする。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、鮮鋭化処理で用いられる高周波強調フィルタの一例を示す。図４（Ａ）に示された高周波強調フィルタ４００は、注目する画素の輝度値とその４近傍画素の輝度値との差を注目する画素の輝度値に加えるフィルタである。一方、図４（Ｂ）に示された高周波強調フィルタ４１０は、注目する画素の輝度値とその８近傍画素の輝度値との差を注目する画素の輝度値に加えるフィルタである。

再度図３を参照すると、変化点検出部２２は、２値化され、あるいは鮮鋭化された指定領域内で左上端の画素を着目画素に設定する（ステップＳ１０２）。そして変化点検出部２２は、着目画素が'明'であり、かつ着目画素の隣接画素が'暗'であるか、または着目画素が'暗'であり、かつ着目画素の隣接画素が'明'であるか否か判定する（ステップＳ１０３）。なお、隣接画素は、着目画素の上下左右または斜め方向の何れに隣接する画素でもよい。

ステップＳ１０３の判定条件が満たされる場合、すなわち、着目画素と隣接画素のうちの一方が'明'で他方が'暗'である場合（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）、変化点検出部２２は、着目画素を変化点として検出する（ステップＳ１０４）。そして変化点検出部２２は、変化点の座標を記憶部１３に記憶させる。
本実施形態では、変化点検出部２２は、画素の輝度値が所定の閾値Twより高い場合、その画素を'明'であると判定する。一方、変化点検出部２２は、画素の輝度値が所定の閾値Tbより低い場合、その画素を'暗'であると判定する。なお、閾値Twは閾値Tbよりも高く、例えば、閾値Twは画素の輝度値が取り得る最大値（例えば、255）に近い値、例えば、240に設定され、一方、閾値Tbは画素の輝度値が取り得る最小値に近い値、例えば、15に設定される。

あるいは、着目画素の輝度値と隣接画素の輝度値との差の絶対値が、所定の閾値Tdよりも大きい場合、変化点検出部２２は、ステップＳ１０３の判定条件が満たされると判定してもよい。この場合、閾値Tdは、例えば、上記の閾値TwとTbの差と等しい値に設定される。また、隣接画素は複数設定されてもよい。この場合、変化点検出部２２は、複数の隣接画素のうちの何れか一つについてステップＳ１０３の判定条件が満たされる場合、着目画素を変化点として検出してもよい。なお、閾値Tw、Tb、Td及び着目画素に対する隣接画素の相対的な位置は、予め設定され、記憶部１３に記憶されていてもよい。あるいは、閾値Tw、Tb、Td及び着目画素に対する隣接画素の相対的な位置は、ユーザインターフェース部１２を介して変更可能であってもよい。

ステップＳ１０４の後、あるいはステップＳ１０３にて着目画素と隣接画素の両方が'明'または'暗'である場合（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、変化点検出部２２は、全ての画素を着目画素に設定したか否か判定する（ステップＳ１０５）。着目画素に設定されていない画素がある場合（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、変化点検出部２２は、所定の順序、例えば、ラスタスキャン順に従って現在の着目画素の次の画素を次の着目画素に設定する（ステップＳ１０６）。その後、変化点検出部２２は、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。
一方、全ての画素が着目画素に設定されている場合（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）、変化点検出部２２は、変化点検出処理を終了する。

図５（Ａ）は、対象画像５００の一例の一部を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示された画像５００の部分領域５１０の拡大図である。また図５（Ｃ）は、部分領域５１０内で検出された変化点を示す図である。この例では、着目画素の隣接画素として、着目画素の右側に隣接する画素が用いられる。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、部分領域５１０内には、複数の'暗'画素５１１が'T'の字を90°回転させた形状となるように並んでいる。そのため、図５（Ｃ）に示されるように、変化点５１２は、垂直方向に並んだ'暗'画素５１１に沿って検出されている。

分割部２３は、変化点の分布に従って、何れの分割領域にも含まれない変化点の数が最小となるように指定領域を分割する。
分割領域の少なくとも一つは、所定の制約条件を満たすように設定される。この制約条件は、例えば、分割領域の形状、サイズまたは配置に関する制約を表し、分割領域の用途に応じて予め設定される。例えば、画像が分割領域ごとに暗号化され、その暗号化された領域を含む画像が媒体に印刷される場合、暗号化領域を読み取った装置が暗号化領域内の情報を再生できるように分割領域のサイズが決定されることが好ましい。そこで制約条件には、所定の分解能を持つカメラで媒体に印刷された暗号化領域を撮影して得られた暗号画像に基づいて暗号化領域内の情報を再生できる分割領域の幅または高さの上限が含まれる。例えば、分割領域の幅及び高さの上限は、それぞれ、カメラの撮像素子の水平方向の画素数及び垂直方向の画素数に設定される。さらに制約条件には、分割領域の形状に関する条件として、分割領域の幅に対する高さの比の上限及び下限が含まれてもよい。さらに制約条件には、分割領域間のスペースの幅が含まれる。このスペースの幅は、例えば、分割領域が暗号化または符号化される場合、暗号化または符号化された領域を示す位置決めマーカを配置するのに十分な幅に設定される。
本実施形態では、制約条件には、分割領域の最大幅、分割領域の最大高さ及び分割領域間のスペースの幅が含まれ、例えば、分割領域の最大幅が200画素、分割領域の最大高さが100画素、分割領域間のスペースの幅が10画素に設定される。

分割部２３は、先ず、指定領域を二つの分割領域に分割する。ただし、分割部２３は、一方の分割領域を、指定領域が分割される方向に関する分割領域のサイズの制約条件が満たされ、かつ分割領域間のスペースに関する制約条件が満たされるように設定する。例えば、指定領域が垂直方向に沿って二つの領域に分割される場合、一方の分割領域は、分割領域の高さの制約条件を満たすように設定される。

分割部２３は、例えば、分割領域間のスペースに含まれる変化点の合計を、そのスペース内の輝度変化点数を表す評価値として算出する。あるいは、分割部２３は、分割領域間のスペースに含まれる変化点の密度を評価値として算出してもよい。分割領域間のスペースに含まれる変化点の数が少ないほど、すなわち、評価値が小さいほど、そのスペース内の画素の輝度値は一様であると推定される。従って、評価値が小さいスペースほど、そのスペースに文字などの重要な情報が含まれる可能性が低くなる。そこで分割部２３は、その評価値が最小となるように分割領域の位置を決定する。

また分割部２３は、大きい方の分割領域が制約条件を満たしていない場合、その大きい方の分割領域を指定領域として、再度二つの分割領域に分割してもよい。この場合も、分割部２３は、一方の分割領域が制約条件を満たし、かつ、評価値が最小となるように分割領域を設定する。このように、分割部２３は、制約条件を満たす分割領域が設定できなくなるまで、あるいは１回以上である所定回数だけ指定領域の分割を繰り返す。なお、分割部２３は、特定の方向に沿って指定領域の分割を繰り返してもよい。あるいは、分割処理の実行回数に応じて異なる方向に沿って指定領域を分割してもよい。例えば、分割部２３は、分割処理の実行回数が偶数であれば、指定領域を水平方向に沿って分割し、分割処理の実行回数が奇数であれば、指定領域を垂直方向に沿って分割してもよい。これにより、分割部２３は、指定領域内の重要な情報が含まれる部分が何れかの分割領域に含まれ、かつ個々の分割領域が適切なサイズとなるように、分割領域を設定できる。
この場合、評価値の算出に要する演算量を軽減するために、分割部２３は、例えば、水平方向のラインごとの変化点の個数、及び垂直方向のラインごとの変化点の個数を予め算出して記憶部１３に記憶しておいてもよい。そして分割部２３は、分割処理を実行する度に、その分割処理で設定されたスペースに含まれる各ラインの変化点の個数を記憶部１３から読み出すことにより、短時間で評価値を算出できる。

また、分割部２３は、各分割領域の水平方向及び垂直方向のうちの一方向のサイズが制約条件に規定された分割領域の幅または高さに関する条件を満たすまで、あるいは１回以上である予め定められた回数だけ指定領域を一方向に分割してもよい。その後、分割部２３は、分割領域ごとに、水平方向及び垂直方向のうちの他の方向に沿って、その方向について規定された分割領域のサイズに関する条件が満たされるまで、あるいは１回以上である予め定められた回数だけ分割してもよい。
これにより、分割領域の設定の自由度が高くなるので、分割部２３は、指定領域内に含まれる文書または図などのレイアウトに応じて適切な分割領域を設定できる。

図６は、処理部１３により実行される領域分割処理のフローチャートである。
まず、処理部１３の領域指定部２１は、対象画像上で分割領域が設定される指定領域を設定する（ステップＳ２０１）。そして領域指定部２１は、指定領域を表す情報を記憶部１３に記憶する。
次に、処理部１３の変化点検出部２２は、指定領域内の変化点を検出する（ステップＳ２０２）。そして変化点検出部２２は、各変化点の座標を記憶部１３に記憶する。

処理部１３の分割部２３は、指定領域全体を着目領域に設定する（ステップＳ２０３）。そして分割部２３は、着目領域が分割領域についての制約条件を満たしているか否か判定する（ステップＳ２０４）。着目領域が制約条件を満たしている場合（ステップＳ２０４−Ｙｅｓ）、処理部１３は、領域分割処理を終了する。
一方、着目領域が制約条件を満たしていない場合（ステップＳ２０４−Ｎｏ）、分割部２３は、着目領域を所定の方向に沿って第１の分割領域と第２の分割領域に分割する（ステップＳ２０５）。ただし、第１の分割領域は、分割方向についての分割領域のサイズの制約条件を満たすように設定される。また第１の分割領域と第２の分割領域との間のスペースが制約条件を満たすようにそれら分割領域が設定される。

分割部２３は、第１の分割領域と第２の分割領域との間のスペース内の変化点の個数または密度を評価値として算出する（ステップＳ２０６）。そして分割部２３は、評価値を、第１及び第２の分割領域の位置とともに記憶部１３に記憶する。
その後、分割部２３は、指定領域内で第１及び第２の分割領域を設定可能な全ての位置について評価値を算出したか否か判定する（ステップＳ２０７）。

評価値が算出されていない第１及び第２の分割領域の位置が存在する場合（ステップＳ２０７−Ｎｏ）、分割部２３は、第１及び第２の分割領域の位置を、第１の分割領域が制約条件を満たしたまま変更する（ステップＳ２０８）。その後、分割部２３は、ステップＳ２０６以降の処理を繰り返す。
一方、第１及び第２の分割領域を設定可能な全ての位置について評価値が算出されている場合（ステップＳ２０７−Ｙｅｓ）、分割部２３は、記憶部１３に記憶されている評価値を参照して、評価値が最小となる第１及び第２の分割領域の位置を求める（ステップＳ２０９）。そして分割部２３は、第１の分割領域の位置を記憶部１３に記憶するとともに、第２の分割領域を着目領域に設定する（ステップＳ２１０）。
その後、分割部２３は、分割実行回数nが所定回数に達したか否か判定する（ステップＳ２１１）。なお、所定回数は、1以上の整数に設定される。分割実行回数nが所定回数に達していなければ（ステップＳ２１１−Ｎｏ）、分割部２３は、分割実行回数nを1インクリメントし（ステップＳ２１２）、その後、ステップＳ２０４以降の処理を繰り返す。
一方、分割実行回数nが所定回数に達していれば（ステップＳ２１１−Ｙｅｓ）、処理部１４は、領域分割処理を終了する。

なお、ステップＳ２１２において、分割部２３は、次に着目領域を分割する方向を変更してもよい。この場合、２回目に設定される着目領域は、指定領域であってもよい。またn回目以降(ただし、n≧3)の分割処理では、(n-2)回目の分割処理で第２の分割領域が着目領域に設定されてもよい。
また、分割部２３は、指定領域を垂直及び水平方向のうちの一方向に沿って所定回数分割し、その後、分割領域ごとに垂直及び水平方向のうちの他方向に沿って所定回数分割してもよい。この場合、分割部２３は、上記の動作フローチャートに従ってまず垂直及び水平方向の一方に沿って指定領域を分割する。その後、分割部２３は、各分割領域について上記の動作フローチャートのステップＳ２０３以降の処理を行って、各分割領域を垂直及び水平方向のうちの他方向に沿ってそれぞれ分割する。
あるいは、分割部２３が全ての分割領域が制約条件を満たすまで指定領域を分割する場合、ステップＳ２１１の判定処理は省略される。

図７（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ、対象画像の指定領域を垂直方向に分割する例について説明する。図７（Ａ）は、指定領域内の水平方向の各ラインに含まれる変化点の個数のヒストグラムを表す。図７（Ｂ）は、１回目の対象画像の分割で設定される分割領域と水平方向のラインごとの変化点の個数との関係を示す図であり、図７（Ｃ）は、２回目の対象画像の分割で設定される分割領域と水平方向のラインごとの変化点の個数との関係を示す図である。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）において、縦軸は各ラインを表す。また横軸はラインにおける変化点の個数を表し、右側ほど変化点の個数が多い。そしてヒストグラム７００は、各ラインの変化点の個数を表す。
図７（Ｂ）に示されるように、１回目の対象画像の分割では、二つの分割領域７１０、７２０が指定領域内に設定される。このうち、分割領域７１０は、分割領域の垂直方向のサイズに関する制約条件を満たすように設定される。そして分割領域７１０と７２０の間の複数のラインの変化点の個数の和が評価値として算出される。ヒストグラム７００に示されるように、指定領域内の中央よりも少し上側において、変化点の個数が他のラインの変化点の個数よりも少ない。そのため、分割領域７１０と７２０間のスペース７１５は、指定領域の中央よりも少し上側に位置している。またこのスペース７１５も、分割領域間のスペースの幅の制約条件を満たすように設定され、例えば、その制約条件でスペースの幅が10画素に設定されている場合、スペース７１５には10ライン含まれる。
また図７（Ｃ）に示されるように、２回目の対象画像の分割では、分割領域７１０と７２０のうち、大きい方、すなわち、制約条件が満たされていない方の分割領域７２０が二つの分割領域７３０と７４０に分割されている。二つの分割領域７３０と７４０は、分割領域７２０内で変化点の個数が最小となるスペース７２５で隔てられる。
図７（Ｄ）は、図７（Ｃ）に対応する、対象画像の指定領域と設定された各分割領域との関係を示す図である。指定領域７５０において、二つのスペース７１５、７２５で分離された３個の分割領域７１０、７３０及び７４０が設定されている。

さらに、分割部２３は、少なくとも一つの分割領域の位置またはサイズを調整して、分割領域間のスペースを広くすることにより、分割領域から空白なスペースといった、情報の含まれない冗長な領域を除外してもよい。この場合、分割部２３は、分割領域のうちの一つを着目する分割領域として設定する。そして分割部２３は、着目する分割領域の位置またはサイズを変更し、その着目する分割領域に隣接するスペースについて評価値を算出する。分割部２３は、算出された評価値が、着目する分割領域の位置またはサイズを変更する前の評価値と同じか、または小さければ、その変更後の着目する分割領域の位置及びサイズを表す情報と、変更後の評価値とを記憶部１３に記憶する。分割部２３は、着目する分割領域の位置またはサイズを様々に変更しつつ、評価値が最小となる場合の着目する分割領域の位置及びサイズを求める。

図８（Ａ）は、位置またはサイズを調整する前の分割領域の一例を示し、図８（Ｂ）は、位置またはサイズを調整した後の分割領域の一例を示す。図８（Ａ）に示された画像の指定領域８００は、垂直方向に3個の分割領域８０１〜８０３に分割されている。この場合、分割部２３は、垂直方向に各分割領域の位置またはサイズを調整する。その結果、図８（Ｂ）に示されるように、分割領域８０１は、空白の領域を含まないように縮小されている。

図９（Ａ）は、指定領域を垂直方向に分割した場合の各分割領域の一例を示し、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示された各分割領域を水平方向にさらに分割した分割領域の一例を示す。図９（Ａ）に示された画像の指定領域９００は、垂直方向に3個の分割領域９１０〜９３０に分割されている。また各分割領域９１０〜９３０のサイズ及び位置は、上記の調整処理に従って調整されている。この場合、分割部２３は、水平方向に各分割領域をさらに分割する。その結果、図９（Ｂ）に示されるように、分割領域９１０は、分割領域９１１と９１２に分割される。同様に、分割領域９２０、９３０は、それぞれ、分割領域９２１、９２２と分割領域９３１、９３２に分割される。その結果、指定領域９００内の上側と下側とで、空白部分の位置が異なっているものの、各分割領域はそのような空白部分を含まないように適切に設定されている。

以上に説明してきたように、この実施形態による画像処理装置は、対象画像の指定領域を、輝度変化点の少ないところで分割するので、情報が含まれる部分を何れかの分割領域に含めるように指定領域を分割できる。またこの画像処理装置は、対象画像の指定領域を、予め設定された分割領域のサイズに関する制約条件を満たすように分割するので、対象画像を適切に分割できる。特に制約条件として、媒体に印刷された分割領域を分解能が低いカメラで撮影することで得られた画像上で分割領域内の各画素を識別可能なサイズが規定されることにより、この画像処理装置は、分割領域内の情報を再生可能なように各分割領域を設定できる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、画像処理装置の処理部は、分割領域のうちの少なくとも一つを暗号化または符号化する機能をさらに実現してもよい。例えば、分割領域が暗号化される場合、画像処理装置の処理部は、暗号化する分割領域を複数のブロックに分割し、各ブロックに固有の番号を設定する。

図１０は、処理部が分割領域を暗号化する実施形態における、スクランブル処理の例を示す図である。図１０に示されるように、処理部は、例えば、暗号化する分割領域１００１を縦３個×横４個の合計１２個のブロックに分割し、それぞれのブロックに１〜１２の番号を付す。次に、処理部は、暗号鍵を用いて各ブロックの位置を入れ替えるスクランブル処理を実行する。そのために、処理部は、暗号鍵から変換前と変換後のブロックの位置関係を表す対応テーブルを作成する。例えば、変換後のブロックの番号がｘで表され、変換前のブロックの番号がｙで表されるとする。このとき、スクランブル処理に対応するブロックの変換式は次式で表される。

（２）式において、p及びqは、それぞれ、暗号鍵により決定される素数である。例えば、暗号鍵によりp=7、q=13と決定される場合、xとyとの対応を表す変換テーブルは以下のようになる。

図１０に示される変換後領域１００２は、上記の変換テーブルを用いたスクランブルにより分割領域１００１の各ブロックの移動先を示している。例えば、x=1のときy=7となるため、処理部は、分割領域１００１のブロック番号１に対応する位置にブロック番号７に対応したブロックの情報を移動する。

例えば、分割領域１００１に画像１００３が表示されている場合、スクランブル処理により、画像１００３は画像１００４に変換される。なお、復号時には、この画像処理装置により暗号化された分割領域を復号する装置は、（２）式で表される変換式において、逆変換前のブロック番号をｘ、逆変換後のブロック番号をｙとして各ブロック位置を入れ替えればよい。

また処理部は、暗号化された分割領域を復号する装置が各位置変換ブロックの位置を正確に検出できるように、スクランブル処理実行後の各位置変換ブロック内の左上端など、所定位置の画素の画素値を変換してもよい。さらに処理部は、復号処理を実行する装置が暗号化された分割領域の位置を正確に検出できるように、暗号化された領域の４隅に、予め定められたパターンを持つ位置検出用マーカを付してもよい。この位置検出用マーカは、例えば、分割領域間のスペースに配置される。
この実施形態によれば、例えば、ユーザが画像上で暗号化したい領域をユーザインターフェース部を操作して指定することにより、画像処理装置は、その指定領域を、再生可能な複数の領域に自動的に分割し、分割した領域ごとに暗号化できる。そのため、ユーザは、暗号化する領域を指定するという簡単な操作を行うだけでよい。

また、処理部の分割部は、着目する領域を垂直または水平以外の方向に沿って分割してもよい。例えば、分割部は、着目する方向を指定領域の左上端から右下端、あるいは右上端から左下端へ向かう斜め方向に沿って分割してもよい。さらに、分割領域の形状は矩形でなくてもよい。例えば、分割領域の形状は、三角形であってもよい。また、着目する領域は、異なる形状を持つ複数の分割領域に分割されてもよい。

さらに、分割部は、一つの分割領域が、水平方向のサイズに関する制約条件と垂直方向のサイズに関する制約条件の両方を満たすように、指定領域を分割してもよい。この場合、制約条件を満たす分割領域とその他の分割領域との間に、水平方向に伸びるスペースと垂直方向に伸びるスペースが存在する。そこで分割部は、図６に示した領域分割処理のフローチャートのステップＳ２０６において、複数の分割領域間を隔てる、水平方向に伸びるスペースに含まれる変化点の個数と垂直方向に伸びるスペースに含まれる変化点の個数の和を評価値として算出してもよい。

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ、この変形例により設定される分割領域と、評価値を算出するスペースとを示す図である。
図１１（Ａ）に示される例では、１回の分割処理により、指定領域１１００の左上に、水平方向のサイズと垂直方向のサイズの両方の制約条件を満たす分割領域１１０１が設定される。そして水平方向に伸びるスペース１１１１と、垂直方向に伸びるスペース１１１２とで分割領域１１０１と隔てられた、３個の分割領域１１０２〜１１０４が設定される。この場合、分割部は、評価値として、スペース１１１１に含まれる評価点の個数とスペース１１１２の個数の和を算出する。なお、計算を簡単化するために、分割部は、スペース１１１１とスペース１１１２とが重複する部分に含まれる評価点の数を、スペース１１１１の評価点の個数及びスペース１１１２の評価点の個数の両方で計数してもよい。
図１１（Ｂ）に示される例では、１回の分割処理により、指定領域１１００の左上に、水平方向のサイズと垂直方向のサイズの両方の制約条件を満たす分割領域１１２１が設定される。そして水平方向に伸びるスペース１１３１と、垂直方向に伸びるスペース１１３２とで分割領域１１２１と隔てられた、逆Ｌ字型の分割領域１１２２が設定される。この場合も、分割部は、評価値として、スペース１１３１に含まれる評価点の個数とスペース１１３２の個数の和を算出する。

さらに、分割部は、評価値として、隣接する分割領域間に挟まれたスペースに含まれる画素の輝度値の分散を求めてもよい。輝度値の分散は、そのスペースに含まれる画素の輝度値が均一であるほど、小さな値となる。したがって、分割部は、輝度値の分散が最小となるように、分割領域を設定すればよい。この場合、変化点検出部は省略されてもよい。

さらに、上記の実施形態による画像処理装置の処理部が有する各機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な媒体、例えば、半導体メモリ、光記録媒体または磁気記録媒体に記録された形で提供されてもよい。

ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理装置であって、
前記画像を記憶する記憶部と、
前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、前記指定した領域を所定のスペースで隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する分割処理を実行する処理部と、
を有する画像処理装置。
（付記２）
前記処理部は、
前記指定した領域内で近傍画素間で輝度値が変化する変化点を検出し、
前記スペースに含まれる前記変化点の個数または前記スペースにおける前記変化点の密度を前記評価値として算出する、付記１に記載の画像処理装置。
（付記３）
前記処理部は、前記スペースに含まれる画素の輝度値の分散を前記評価値として算出する、付記１に記載の画像処理装置。
（付記４）
前記処理部は、前記第１の分割領域のサイズを予め定められた分割領域のサイズに関する制約条件を満たすように設定する、付記１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置。
（付記５）
前記処理部は、前記指定した領域を所定の方向に沿って分割することにより前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定し、前記第１の分割領域及び前記第２の分割領域のうちの少なくとも一方を、前記所定の方向と異なる方向に沿って第２のスペースで隔てて第３の分割領域と第４の分割領域とに分割し、前記第２のスペースについての前記評価値が最小となるように、前記第３の分割領域と前記第４の分割領域とを設定する付記１〜４の何れか一項に記載の画像処理装置。
（付記６）
前記処理部は、前記第１及び前記第２の分割領域のうちの少なくとも一方の位置またはサイズを、前記所定のスペースが大きくなるように修正し、当該修正後における前記所定のスペースについての前記評価値が修正前の前記所定のスペースの評価値以下となる、付記１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
（付記７）
前記処理部は、全ての分割領域が前記制約条件を満たすまで、前記第２の分割領域を前記指定した領域として前記分割処理を繰り返す、付記４に記載の画像処理装置。
（付記８）
画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理方法であって、
前記画像を取得し、
前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、前記指定した領域を所定のスペースを隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する、
ことを含む方法。
（付記９）
画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理用コンピュータプログラムであって、
前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、前記指定した領域を所定のスペースを隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する、
ことをコンピュータに実行させる画像処理用コンピュータプログラム。

１ 画像処理装置
１１ インターフェース部
１２ ユーザインターフェース部
１３ 記憶部
１４ 処理部
２１ 領域指定部
２２ 変化点検出部
２３ 分割部

Claims (5)

1. 画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理装置であって、
   前記画像を記憶する記憶部と、
   前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、
   前記指定した領域内で近傍画素間で輝度値が変化する変化点を検出し、
   前記指定した領域を所定のスペースで隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値として、前記スペースに含まれる前記変化点の個数または前記スペースにおける前記変化点の密度を算出し、該評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する分割処理を実行する処理部と、
   を有する画像処理装置。
2. 前記処理部は、前記第１の分割領域のサイズを予め定められた分割領域のサイズに関する制約条件を満たすように設定する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記処理部は、全ての分割領域が前記制約条件を満たすまで、前記第２の分割領域を前記指定した領域として前記分割処理を繰り返す、請求項２に記載の画像処理装置。
4. 画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理方法であって、
   前記画像を取得し、
   前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、
   前記指定した領域内で近傍画素間で輝度値が変化する変化点を検出し、
   前記指定した領域を所定のスペースを隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値として、前記スペースに含まれる前記変化点の個数または前記スペースにおける前記変化点の密度を算出し、該評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する、
   ことを含む方法。
5. 画像内の少なくとも一部の領域を分割する画像処理用コンピュータプログラムであって、
   前記画像内の少なくとも一部の領域を指定し、
   前記指定した領域内で近傍画素間で輝度値が変化する変化点を検出し、
   前記指定した領域を所定のスペースを隔てて第１の分割領域と第２の分割領域とに分割し、前記スペース内の輝度変化点数を表す評価値として、前記スペースに含まれる前記変化点の個数または前記スペースにおける前記変化点の密度を算出し、該評価値が最小となるように、前記第１の分割領域と前記第２の分割領域を設定する、
   ことをコンピュータに実行させる画像処理用コンピュータプログラム。

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