JP6628279B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
[第1の実施形態]
本実施形態では、コピー機、複合機、スキャナなどの画像形成装置は、その原稿台上に置かれた複数の原稿をスキャンし、それぞれの原稿を1枚ずつ切り出してコピー、または、電子化するマルチクロップ処理部10を備えている。マルチクロップ処理部10は、原稿の折れ、原稿台からのはみ出し、原稿同士の重なりを検出し、ユーザに通知する。また、マルチクロップ処理部10は、複数の原稿が互いに重なっている場合には、原稿同士を切り離してコピー、または、電子化する。
図1は、本実施形態に係るマルチクロップ処理部10の機能に基づくブロック図である。マルチクロップ処理部10は、原稿台に置かれた複数の原稿から読み取られた画像データを取得する。この画像データは、原稿台に置かれた複数の原稿を含む1つの画像を表すものである。マルチクロップ処理部10は、取得した画像データから、複数の原稿のそれぞれの画像領域を切り出し、切り出した画像領域のそれぞれを、別々の画像として出力する。このとき、マルチクロップ処理部10は、原稿台に置かれた複数の原稿において、原稿同士が重なっていたり、原稿の一部が折れていたり、原稿の一部がスキャン範囲からはみ出していることを検出し、ユーザに通知する。また、マルチクロップ処理部10は、重なっている原稿同士を分離して出力する。
(2値化処理部)
2値化処理部11は、RGBそれぞれ256階調からなる入力画像(画像データが8ビットの場合)を、0または255のいずれかの値からなる2値画像に変換する。2値化処理は、下記の式(1)を用いる。
塗りつぶし処理部12は、2値画像に対して、特定の画素を任意の画素値で塗りつぶす処理を行う。これにより、原稿領域と背景の分離を行う。塗りつぶし処理の方法を図3に示す。図3(A)が2値化処理直後の画像である。まず、塗りつぶし処理部12は、画像の外側に画素値0の画素を数ライン(例:5ライン)追加する。図3(B)は外側に画素値「0」(黒色)のラインを1ライン追加した例である。次に、図3(C)に示すように、塗りつぶし処理部12は、画像の左上の画素を始点として、塗りつぶしアルゴリズムを用いて画素値0の部分を画素値「128」(灰色)で塗りつぶす。塗りつぶしアルゴリズムについては後述する。そして、図3(D)に示すように、塗りつぶし処理部12は、残った画素値0の画素を画素値「255」(白色)で塗りつぶす。最後に、図3(E)に示すように、塗りつぶし処理部12は、画素値「128」の画素を画素値0に置き換える。以上により、背景部分を画素値「0」(黒色)の、原稿内部を画素値「255」(白色)で塗りつぶすことができる。
図4に、塗りつぶしアルゴリズムの流れを示す。図4(A)に示す画像について、画素値「255」の画素で囲まれた画素値「0」の画素を画素値「255」で塗りつぶす処理を行う。まず、図4(B)に示すように、塗りつぶす領域内の任意の1点(例えば、輪郭画素の重心)を注目画素とする。次に、図4(C)に示すように、注目画素を画素値「255」に置き換えるとともに、注目画素の4近傍画素のうち、画素値「0」の全ての画素を次の注目画素とする。そして、図4(D)に示すように、各注目画素を画素値「255」に置き換えるとともに、各注目画素の4近傍画素のうち、画素値0の全ての画素を次の注目画素とする。さらに、同様の処理を繰り返すことで図4(E)が得られる。新たな注目画素が見つからなければ処理を終了し、図4(F)に示すような塗りつぶし画像が得られる。なお、原稿に文字が含まれている場合であっても、このアルゴリズムによれば、文字のエッジおよび文字の内部は注目画素となりえないため、文字の領域を除外するなどの条件を別途設定する必要がない。
輪郭抽出処理部13は、塗りつぶし処理後の画像から輪郭の抽出と、輪郭を構成する画素への番号付けを行う。図5に輪郭抽出処理の流れを示す。図5(A)は、塗りつぶし処理が施された画像の例である。図5(A)に対して、エッジ抽出フィルタを施す。エッジ抽出フィルタは、例えば、図6に示す係数からなるラプラシアンフィルタを用いる。
頂点抽出処理部14は、輪郭抽出処理部13が抽出した輪郭線における頂点画素を算出する。図7に頂点画素を算出する手順を示す。ここで、図7に示す各画素の座標は、画像の左下を原点(0,0)とする。図7(A)に示すように、注目画素と、その前後数画素(例えば、3画素)離れた輪郭画素の合計3つの画素を用いて、下記の式(2)により傾きの差分を算出し、閾値thと比較する。ここで、輪郭抽出処理で番号付けしたi番目の画素の座標を(xi,yi)とする。
原稿判定部15は、2値画像と頂点抽出処理部14で求めた頂点座標を用いて、原稿台に置かれた複数の原稿同士の重なり、折れ、原稿台からのはみ出しが存在するかどうかを判定する。原稿判定部15は、重なり、折れ、原稿台からのはみ出しのいずれかが存在すると判定した場合、図8(A)及び図8(B)に示すように、操作パネル30上の画像表示領域にメッセージを表示したり、アイコン付きのプレビュー画像32a、32b、32cを表示するなどの方法でユーザに通知する。また、図8(C)に示すように、原稿判定部15は、枠33を付加することでユーザに通知してもよい。
図9(A)に、2値画像および抽出した頂点を抽出順に番号付けした例を示す。図9(B)に示すように、原稿判定部15は、頂点番号「1」から順に、番号順に3つの頂点に注目し、3つの頂点で形成される三角形を求める。最後の番号(図9(B)の例では「4」番)の次の頂点は、「1」番の頂点を使用する。図9(B)の例では、全ての三角形が白画素で構成されている。また、図9(C)は原稿同士の重なりが存在する例である。図9(D)に、図9(C)の3つの頂点に注目して求めた三角形を示す。原稿同士の重なりが存在する場合、黒画素で構成される三角形(頂点番号「2」,「3」,「4)で構成される三角形)が存在する。以上のように、原稿判定部15は、黒画素で構成される三角形が1つ以上存在する場合、原稿同士の重なりが存在すると判定する。また、原稿判定部15は、全ての三角形が白画素で構成される場合、原稿同士の重なりは存在しないと判定する。
ここで、原稿判定部15による原稿の折れの判定方法について説明する。
図10に示すように、原稿の折れが存在する場合、3つの頂点で形成される三角形は全て白画素で構成される。従って、頂点の数が5個以上あり、全ての三角形が白画素で構成される場合、原稿判定部15は、原稿の折れが存在すると判定する。なお、原稿のはみ出しについては、第2の実施形態において説明する。
縮小処理部16は、2値画像に対して、白画素領域を縮小する処理を行う。2値画像に対して縮小処理を行うことで、原稿同士の一部が重なっている場合に、原稿の重なりを分離できる。この縮小処理は、例えば、原稿の重なりが判定された場合にのみ行われてもよいし、原稿の重なりの有無に関わらず行われてもよい。
ラベリング処理部17は、縮小処理後の2値画像の白画素部分に対して、ラベリングを行い、連結している白画素部分の領域ごとに番号付けを行う。
ラベリング処理部17は、縮小処理後の2値画像の白画素部分に対して、ラベリングを行う。図13にラベリング処理の例を示す。図13(A)に示すように、ラベリング処理部17は、画像左上からラスタスキャン順に画素を走査し、最初に見つけた白画素を1とラベル付けする。そして、ラベリング処理部17は、その画素を開始位置として、図13(B)に示すように塗りつぶしアルゴリズムを用いて4近傍画素で連結された白画素全てを「1」とラベル付けする。塗りつぶしが終わったら、図13(C)に示すように、ラベリング処理部17は、再度画像左上からラスタスキャン順に画素を走査し、最初に見つけたラベル付けされていない画素を「2」とラベル付けする。そして、図13(D)に示すように、ラベリング処理部17は、塗りつぶしアルゴリズムを用いて4近傍画素で連結された白画素全てを「2」とラベル付けする。ラベリング処理部17は、以上の処理を繰り返し、図13(E)に示すように、全ての白画素へのラベル付けが完了すると、処理を終了する。
原稿領域切り出し処理部18は、各原稿を含む矩形領域をスキャン画像から切り出し、切り出した原稿の画像のそれぞれを別々の画像データとして出力する処理を行う。図14は、原稿領域切り出し処理部18の構成を示すブロック図である。原稿領域切り出し処理部18は、拡大処理を行う拡大処理部51と、輪郭抽出処理を行う輪郭抽出処理部52と、頂点抽出処理を行う頂点抽出処理部53と、回転・切り出し処理を行う回転・切り出し処理部54と、を備えている。これらの処理のうち、拡大処理、輪郭抽出処理、頂点抽出処理は、縮小処理により分離された原稿のそれぞれを、元の大きさに復元するために行われる処理である。
(拡大処理部)
拡大処理部51は、白画素領域を拡大する拡大処理を行う。拡大処理部51は、処理対象のラベル番号が付けられた白画素の8近傍画素をチェックし、8近傍画素の中に最低1個の白画素があれば、中心の画素を白画素に置き換える処理を行う。図15に拡大処理の例を示す。図15(A)は入力された2値画像を示し、図15(B)は1回拡大処理を施した結果を示し、図15(C)は2回拡大処理を行った結果を示している。拡大処理を行う回数は、縮小処理部16が縮小を行った回数と同じ回数とする。原稿の重なりが生じている場合、上記拡大処理により重なりが除去された後のそれぞれの原稿を表示し、再度、読み取りを行うか否かのユーザの入力を促すようにしてもよい。
輪郭抽出処理部52は、拡大処理部51が拡大処理した画像データに対して、輪郭を抽出する輪郭抽出処理を行う。輪郭抽出処理の内容は、輪郭抽出処理部13による処理と同様であるため、説明を援用する。
頂点抽出処理部53は、輪郭抽出処理部13が抽出した輪郭における頂点画素を算出する頂点抽出処理を行う。頂点抽出処理の内容は、頂点抽出処理部14による処理と同様であるため、説明を援用する。
回転・切り出し処理部54は、白画素領域を回転し、白画素領域を含む矩形領域を切り出す処理を行う。図16に回転、切り出し処理の概要を示す。ここで、図16に示す各画素の座標は、画像の左下を原点(0,0)とする。図16(A)に、切り出し対象とする画像、および直前の頂点抽出処理部14が求めた頂点(x1,y1)〜(x4,y4)を示す。まず、図16(B)に示すように、回転・切り出し処理部54は、連続する2つの頂点(x1,y1)、(x2,y2)に着目し、そのうちの1つめの頂点(x1,y1)とy座標が同じであり、x座標が2つの頂点のいずれのx座標とも異なる任意の点(x5,y1)を求める。点(x5,y1)は、上記条件を満たし、かつ、画像データ内に存在する点であれば、特に制限は無い。次に、図16(C)に示すように、回転・切り出し処理部54は、上記の3点が成す角度θ(逆時計周りを正とする)を求める。図17に示すように、2点(x1,y1)、(x5,y1)が成すベクトルをa、2点(x1,y1)、(x2,y2)が成すベクトルをbとした場合、θを求める式(4)を以下に示す。
x座標の最小値:x1’
y座標の最大値:y4’
y座標の最小値:y1’
次に、原稿台からのはみ出しの判定方法について説明する。
図19(A)および図19(B)に示すように、原稿判定部15は、2値画像において、塗りつぶし処理部12が画像の外側に追加した画素を除去する。そして、図19(C)に示すように、原稿判定部15は、画像の外側から数ライン(例:3ライン)の範囲に白画素が存在する場合、原稿台からはみ出した原稿が存在すると判定する。
(処理フロー)
次に、マルチクロップ処理の流れについて説明する。
図20は、マルチクロップ処理の流れを示すフローチャートである。まず、マルチクロップ処理部10は、ユーザが操作パネルを介してマルチクロップモードを選択する操作を受け付ける(ステップS1)。次に、2値化処理部11は、入力画像に対して2値化処理を行う(ステップS2)。次に、塗りつぶし処理部12は、原稿領域と背景を分離するための塗りつぶし処理を行う(ステップS3)。そして、輪郭抽出処理部13は、原稿領域の輪郭線を求めるため、輪郭抽出処理を行う(ステップS4)。さらに、頂点抽出処理部14は、輪郭線における頂点を求めるため、頂点抽出処理を行う(ステップS5)。
なお、上記では、原稿の重なり、原稿の折れ、原稿台からのはみ出しの有無のすべてを検出する場合について説明したが、画像形成装置100は、これらのうちのいずれか、または、任意の組み合わせのみを判定してもよい。
次に、上記の各実施形態に係るマルチクロップ処理部10の適用例として、画像形成装置100の一形態について図面を参照して説明する。
コピアモード(複写モード)とは、画像データを読み込み(原稿を読み取って画像データを生成し)、この画像データの画像を用紙に印刷するモードを意味する。また、プリントモードとは、画像形成装置100に接続されているコンピュータから送られてくる画像データの画像を用紙に印刷するモードを意味する。
ファクシミリ受信モードとは、外部装置から画像データをファクシミリにて受信し、受信した画像データの画像を用紙に印刷するモードを意味する。
また、コピアモード・プリントモードが選択されている場合、利用者は、モノクロ画像を出力するモノクロモード、フルカラーの画像を出力するフルカラーモードのいずれかを選択できるようになっている。
図22は、本実施形態に係る画像形成装置100の概略構成を示すブロック図である。 画像形成装置100は、図22に示されるように、画像入力装置101、画像処理装置102、画像出力装置103、画像表示装置104、RIP処理部105、受信装置106、送信装置107、記憶装置108、制御部109を備えている。また、制御部109に対して、原稿サイズ入力部131が設けられており、原稿サイズ入力部131に入力された原稿サイズは、マルチクロップ処理部10の原稿サイズ受付部22に出力される。
なお、画像入力装置101は、上記のフルカラーモード、モノクロモードのいずれのモードが選択されている場合であっても、フルカラーにて原稿画像の読み取りを行う。
画像処理装置102は、モードに応じた処理を行う。具体的には、画像処理装置102は、コピアモード、ファクシミリ送信モード、イメージ送信モードにおいて、画像入力装置101から送られてきた画像データに画像処理を行う。また、画像処理装置102は、プリントモードにおいて、RIP処理部105から送られてきた画像データに対して画像処理を行う。また、画像処理装置102は、ファクシミリ受信モードにおいて、外部装置から受信した画像データに対して画像処理を行う。
制御部109は、CPU(Central Processing Unit)あるいはDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサを含むコンピュータであり、画像形成装置100に備えられる各種ハードウェアを統括的に制御するものである。また、制御部109は、画像形成装置100に備えられる各ハードウェア間のデータ転送を制御する機能も有する。
RIP処理部105は、不図示のプリンタドライバから送られてきたPDL(Page Description Language:ページ記述言語)データを、PDL言語仕様に従って解釈し、RGB信号からなる連続階調ビットマップ画像データに変換し、RGB信号を画質調整部123に送信する処理を行う。
送信装置107は、電話回線またはインターネットに接続しており、画像入力装置101にて入力された画像データをファクシミリ通信によって外部装置へ送信する装置である。
画像出力装置103は、画像処理装置102から送られてきた画像データの画像を記録媒体(例えば紙等)上に印刷(形成)するものであり、例えば、電子写真方式またはインクジェット方式を用いたカラープリンタを挙げることができる。なお、本実施形態においての「印刷」とは、プリントモードにおける印刷、コピアモードでの印刷、ファクシミリ受信モードでの印刷のいずれかを意味する。
図22に示すように、画像処理装置102は、A/D(アナログ/デジタル)変換部111と、シェーディング補正部112と、入力処理部113と、マルチクロップ処理部10と、圧縮部115と、領域分離処理部116と、領域分離信号圧縮部117と、復号部121と、領域分離信号復号部122と、画質調整部123と、色補正部124と、黒生成/下色除去部125と、フィルタ処理部126と、出力階調補正部127と、中間調生成部128とを備えている。
シェーディング補正部112は、A/D変換部111から出力された画像データに対して、画像入力装置101の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を行う。
マルチクロップ処理部10は、上述したようにマルチクロップ処理を行う。具体的には、マルチクロップ処理部10は、ユーザによりマルチクロップモードが選択されたとき、画像データに含まれる原稿領域を切り出し、複数の原稿領域が存在する場合は、それぞれ別の画像データとして出力する処理を行う。マルチクロップモードが選択されない場合、マルチクロップ処理部10は動作しない。
圧縮部115から出力された符号化コード(符号化された画像データ)と領域分離信号圧縮部117から出力された領域分離信号コード(圧縮された領域分離信号)とは、制御部109により一旦記憶装置108に保存され、ファイリングデータとして管理される。そして、制御部109は、コピー出力動作が指示された場合、記憶装置108から上記の符号化コードおよび当該符号化コードに対応する領域分離信号コードを読み出し、復号部121、領域分離信号復号部122にそれぞれ引き渡す。
なお、制御部109は、上記符号化コードの保存アドレスまたはデータ名と、領域分離信号コードの保存アドレスとを対応付けて管理テーブルに記入する。つまり、制御部109は、当該管理テーブルを用いて、符号化コードおよび領域分離信号コードの読み出しまたは書き込みの制御を行っている。
中間調生成部128は、誤差拡散法やディザ法を用いて、画像出力装置103において画像を印刷するために必要な階調再現処理(中間調生成処理)を実行する。また、中間調生成部128は、領域分離信号復号部122が生成した領域分離信号に基づいて、領域ごとに異なる階調再現処理を行ってもよい。そして、中間調生成部128は、CMYKの画像データを画像出力装置103に出力し、画像出力装置103は、当該画像データの画像を記録媒体(例えば紙等)上に印刷する。
なお、A/D変換部111、シェーディング補正部112、入力処理部113、マルチクロップ処理部10、圧縮部115、復号部121、画質調整部123の処理については、印刷処理時と同じであるため、以下ではその説明を省略する。
すなわち、画像処理装置102は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるマルチクロップ処理を行うプログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記画像処理装置102に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
11 2値化処理部
12 塗りつぶし処理部
13 輪郭抽出処理部
14 頂点抽出処理部
15 原稿判定部
16 縮小処理部
17 ラベリング処理部
18 原稿領域切り出し処理部
21 通知部
22 原稿サイズ受付部
51 拡大処理部
52 輪郭抽出処理部
53 頂点抽出処理部
54 回転・切り出し処理部
Claims (8)
- 複数の原稿を含む元画像を取得する取得部と、
前記元画像の画像データを2値化して画素ごとに黒または白を示す2値データを生成する2値化処理部と、
前記2値化処理部が生成した前記2値データを白画素で構成される原稿領域と黒画素で構成される背景領域とに分離する原稿領域分離部と、
前記原稿領域分離部が分離した前記原稿領域の輪郭の抽出を行う輪郭抽出処理部と、
前記輪郭抽出処理部が抽出した前記輪郭から頂点画素の抽出を行う頂点抽出処理部と、
前記取得部が取得した前記元画像における前記原稿の領域に対して縮小処理と拡大処理とを実行することにより、前記複数の原稿のそれぞれを特定する原稿補正部と、
前記原稿補正部が特定した前記複数の原稿のそれぞれの画像データを出力する出力部と、
前記頂点抽出処理部が抽出した前記頂点画素を用いて、少なくとも前記原稿の折れの判定を行う原稿判定部と、
を備え、
前記原稿判定部は、
頂点画素の数が5個以上である原稿領域について、5個以上の頂点画素のうち3個の頂点画素で形成される三角形の領域の全てが白画素で構成される場合、当該原稿領域の原稿の折れを判定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記原稿判定部は、
前記2値データが示す2値画像の外側から所定ライン数の範囲内に白画素が存在する場合、原稿のはみ出しを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 少なくとも前記原稿判定部が判定した前記折れをユーザに通知する通知部
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記通知部は、前記折れが生じていると判定された原稿の画像と、当該画像に重畳する枠またはアイコンとを画像表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記複数の原稿の原稿サイズの入力を受け付ける原稿サイズ受付部
を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置が、複数の原稿を含む元画像を取得する取得手順と、
前記画像処理装置が、前記元画像の画像データを2値化して画素ごとに黒または白を示す2値データを生成する2値化処理手順と、
前記画像処理装置が、前記2値化処理手順において生成した前記2値データを白画素で構成される原稿領域と黒画素で構成される背景領域とに分離する原稿領域分離手順と、
前記画像処理装置が、前記原稿領域分離手順において分離した前記原稿領域の輪郭の抽出を行う輪郭抽出処理手順と、
前記画像処理装置が、前記輪郭抽出処理手順において抽出した前記輪郭から頂点画素の抽出を行う頂点抽出処理手順と、
前記画像処理装置が、前記取得手順において取得した前記元画像に対して縮小処理と拡大処理とを実行することにより、前記複数の原稿のそれぞれを特定する原稿補正手順と、
前記画像処理装置が、前記原稿補正手順において特定した複数の原稿のそれぞれの画像データを出力する出力手順と、
前記画像処理装置が、前記頂点抽出処理手順において抽出した前記頂点画素を用いて、少なくとも前記原稿の折れの判定を行う原稿判定手順と、
を含み、
前記原稿判定手順は、
頂点画素の数が5個以上である原稿領域について、5個以上の頂点画素のうち3個の頂点画素で形成される三角形の領域の全てが白画素で構成される場合、当該原稿領域の原稿の折れを判定することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータに、
複数の原稿を含む元画像を取得する取得手順と、
前記元画像の画像データを2値化して画素ごとに黒または白を示す2値データを生成する2値化処理手順と、
前記2値化処理手順において生成した前記2値データを白画素で構成される原稿領域と黒画素で構成される背景領域とに分離する原稿領域分離手順と、
前記原稿領域分離手順において分離した前記原稿領域の輪郭の抽出を行う輪郭抽出処理手順と、
前記輪郭抽出処理手順において抽出した前記輪郭から頂点画素の抽出を行う頂点抽出処理手順と、
前記取得手順において取得した前記元画像に対して縮小処理と拡大処理とを実行することにより、前記複数の原稿のそれぞれを特定する原稿補正手順と、
前記原稿補正手順において特定した複数の原稿のそれぞれの画像データを出力する出力手順と、
前記頂点抽出処理手順において抽出した前記頂点画素を用いて、少なくとも前記原稿の折れの判定を行う原稿判定手順と、
を実行させるための画像処理プログラムであって、
前記原稿判定手順は、
頂点画素の数が5個以上である原稿領域について、5個以上の頂点画素のうち3個の頂点画素で形成される三角形の領域の全てが白画素で構成される場合、当該原稿領域の原稿の折れを判定することを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項7に記載の画像処理プログラムを、前記コンピュータにより読み取り可能に格納することを特徴とする記録媒体。
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