JP6642833B2

JP6642833B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP6642833B2
Application number: JP2016211419A
Authority: JP
Inventors: 隆一奥村
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2018074351A; US10257384B2; US20180124277A1

Description

本発明は、画像処理装置に関するものである。

スキャナーなどの画像処理装置が画像読取を行う際に、プラテンガラス上の原稿が傾いた状態で載置されたり、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）による原稿送りにおいて原稿スキューが生じると、読み取られた原稿画像が傾いてしまう。

ある画像処理装置は、主走査方向および副走査方向に沿ってエッジ位置を検出し、そのエッジ位置に基づいて原稿画像のエッジを特定し、そのエッジに基づいて原稿画像の傾きを検出している（例えば特許文献１参照）。

また、別の画像処理装置は、原稿の背景色とは異なる色を有する背景媒体を設けてスキャン画像内の原稿画像の頂点の位置を検出し、その頂点位置に基づいて原稿画像の傾きを検出している（例えば特許文献２参照）。

特開２０１４−２３０２２２号公報特開２００５−２１０４９３号公報

しかしながら、一般的に、原稿画像のエッジを特定する場合、原稿のエッジに発生する影に起因する空間的な濃度変化に基づいてエッジの位置が検出されるが、そのような影がほとんど発生しないことがあり、そのときには、原稿の傾きが正確に検出されない。

また、上述のように背景媒体を設ける場合、背景媒体と同一の用紙色の原稿については、原稿画像の頂点位置が正確に特定されないため、互いに異なる色の複数の背景媒体を予め用意しておき、原稿に合わせて入れ替える必要がある。また、上述のように背景媒体を設ける場合、スキャン画像における背景媒体の色を除去して原稿画像を正確に切り出す必要がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、原稿画像のエッジを検出せずに、原稿の傾きを正確に検出する画像処理装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、スキャン画像を２値化して２値画像を生成する２値画像生成部と、（ａ）前記２値画像における複数の文字の外接矩形をそれぞれ特定し、（ｂ）特定した前記外接矩形の中心に縦線または横線が存在する複数の特定文字を検出し、（ｃ）主走査方向または副走査方向における所定の検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する特定文字位置検出部と、前記検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を特定し、特定した前記配列方向に基づいて、前記スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する傾き角特定部とを備える。そして、前記特定文字位置検出部は、主走査方向における第１検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出するとともに、副走査方向における第２検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する。また、前記傾き角特定部は、（ａ）前記第１検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を第１配列方向として特定するとともに、前記第２検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を第２配列方向として特定し、（ｂ）前記第１配列方向に対して垂直な方向における、前記第１検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置のバラツキ、および前記第２配列方向に対して垂直な方向における、前記第２検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置のバラツキを特定し、（ｃ）前記第１配列方向および前記第２配列方向のうち、前記バラツキの少ない配列方向を特定し、特定した前記配列方向に基づいて、前記スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する。前記バラツキは、（ａ）前記複数の特定文字の位置に対応する１次関数のラインからの前記複数の特定文字の位置までの距離の分散または標準偏差、あるいは、（ｂ）前記複数の特定文字から選択される２つの特定文字の位置の間の、前記配列方向に対して垂直な方向での距離の最大値とされる。前記１次関数は、最小二乗法を使用して前記複数の特定文字の位置に対応して特定される。

本発明によれば、原稿画像のエッジを検出せずに、原稿の傾きを正確に検出する画像処理装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の内部構成を示す側面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、スキャン画像内の原稿画像の一例を示す図である。図４は、図２における特定文字位置検出部３２の処理を説明する図である。図５は、図２における傾き角特定部３３の処理を説明する図である。図６は、図１に示す画像処理装置の動作について説明するフローチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の内部構成を示す側面図である。図１に示す画像処理装置は、スキャナー機、コピー機、ファクシミリ機、複合機などといった装置である。

図１に示す画像処理装置は、コンタクトガラス１ａ，１ｂ、キャリッジ２，３、結像レンズ４、イメージセンサー５、白基準パッチ６、および原稿カバー７を有する。

コンタクトガラス１ａは、当該画像処理装置本体の上面に設置され、原稿カバー７の原稿自動送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を使用せずに画像読取を行う場合に原稿を載置される。

また、コンタクトガラス１ｂは、当該画像処理装置本体の上面に設置され、原稿カバー７のＡＤＦで原稿を自動的に搬送しつつ画像読取を行う際に、原稿がその上を通過する。上述のＡＤＦは、コンタクトガラス１ｂ上を通過するように原稿を通過させ、画像読取部２１が、コンタクトガラス１ｂ上を通過する原稿の画像を読み取る。

画像読取部２１において、キャリッジ２は、図示せぬ駆動源によって副走査方向に移動可能に設置されている。キャリッジ２は、光源１１とミラー１２とを有する。光源１１は、主走査方向に沿って配置され、例えば配列された複数の発光ダイオードで光を出射する。光源１１から出射された光は、キャリッジ２の位置に応じて、コンタクトガラス１ａ上に載置された原稿、コンタクトガラス１ｂ上を通過する原稿などで反射する。ミラー１２は、原稿などからの反射光を反射する。原稿カバー７のＡＤＦを使用して原稿の画像読取を行う場合、キャリッジ２は、コンタクトガラス１ｂの下に固定的に配置される。また、キャリッジ３は、図示せぬ駆動源によってキャリッジ２とともに副走査方向に移動可能に設置されている。キャリッジ３は、ミラー１３，１４を有する。ミラー１３，１４は、キャリッジ２のミラー１２からの光を反射して副走査方向に沿って出射する。

結像レンズ４は、ミラー１４からの光をイメージセンサー５に結像させる。イメージセンサー５は、主走査方向に配列された所定の画素数の受光素子を有する一次元イメージセンサーであり、ラインごとに、その画素数の画素についての受光量に対応する電気信号を出力する。イメージセンサー５としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が使用される。

白基準パッチ６は、装置内部の天面に配置され、白色の基準データを取得するために使用される板状の部材である。

原稿カバー７は、コンタクトガラス１ａに面接触可能で回動自在に設置されている部材であって、原稿をコンタクトガラス１ａに密着させるとともに、画像読取時に環境光がコンタクトガラス１から装置内部へ入射することを防ぐ。また、原稿カバー７は、ＡＤＦを有しており、原稿トレイ７ａに載置された原稿を１枚ずつ搬送ローラー７ｂによって搬送し、コンタクトガラス１ｂ上を通過させる。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。

図２に示すように、画像読取部２１により得られる原稿画像を含むスキャン画像の画像データが画像処理部２２に供給される。

図３は、スキャン画像内の原稿画像の一例を示す図である。上述のように原稿が傾いた状態で読み取られた場合、図３に示すように、矩形のスキャン画像内に、矩形の原稿画像が、傾いた状態で含まれる。

画像処理部２２は、２値画像生成部３１、特定文字位置検出部３２、傾き角特定部３３、および原稿画像処理部３４を有する。なお、画像処理部２２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などでハードウェアとして実現してもよいし、コンピューターでプログラムを実行することで、ソフトウェアとして実現してもよい。

２値画像生成部３１は、画像読取部２１により得られたスキャン画像を２値化して２値画像を生成する。この実施の形態では、特に、２値画像生成部３１は、スキャン画像を２値化しさらに細線化して２値画像を生成する。

図４は、図２における特定文字位置検出部３２の処理を説明する図である。図４に示すように、特定文字位置検出部３２は、（ａ）生成された２値画像における複数の文字の外接矩形をそれぞれ特定し、（ｂ）特定した外接矩形の中心に縦線または横線が存在する複数の特定文字を検出し、（ｃ）主走査方向または副走査方向における所定の検出対象範囲内で、その縦線または横線の中心位置を、複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する。なお、図４では、特定文字としての文字「Ｔ」の中心位置が検出される。

なお、検出対象範囲の幅は、固定値でもよいし、複数の文字のサイズに対応して設定されてもよい。例えば、検出対象範囲の幅を複数の文字のサイズに対応して設定する場合、副走査方向における区間として検出対象範囲が設定されるときには、文字高さに応じて（例えば文字高さのＮ倍，Ｎは定数）検出対象範囲の幅が設定され、主走査方向における区間として検出対象範囲が設定されるときには、文字幅に応じて（例えば文字幅のＮ倍，Ｎは定数）検出対象範囲の幅が設定される。

傾き角特定部３３は、上述の検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を特定し、特定した配列方向に基づいて、スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する。

図５は、図２における傾き角特定部３３の処理を説明する図である。この実施の形態では、傾き角特定部３３は、図５に示すように、最小二乗法を使用して、検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を特定する。具体的には、傾き角特定部３３は、最小二乗法を使用して複数の特定文字の位置Ｃ１〜Ｃ５に対応する１次関数（Ｙ＝ａ・Ｘ＋ｂ）を特定し、その１次関数に平行な方向を、上述の配列方向として特定する。このとき、上述の検出対象範囲外で検出された複数の特定文字の位置Ｃ６〜Ｃ９は、複数の特定文字の配列方向の特定に使用されない。

原稿画像処理部３４は、検出された上述の傾き角に応じて、原稿画像が正立するように原稿画像を回転するとともに、原稿画像の位置に応じて、例えば原稿画像が所定読み取りサイズの画像内の中央に位置するように原稿画像を移動する。

次に、当該実施の形態に係る画像処理装置の動作について説明する。図６は、図１に示す画像処理装置の動作について説明するフローチャートである。

画像処理部２２は、画像読取部２１からスキャン画像の画像データを受け付けると、その画像データに基づいて以下の処理を実行する。

まず、２値画像生成部３１は、そのスキャン画像を２値化して２値画像を生成し（ステップＳ１）、さらに、その２値画像に対して細線化処理を行う（ステップＳ２）。

なお、細線化処理の前に、２値画像生成部３１は、２値画像に対してクロージング処理およびオープニング処理を実行して、スキャン画像内のノイズ（背景部分のドット、文字部分のドット欠落など）を除去するようにしてもよい。

特定文字位置検出部３２は、（ａ）例えば領域分割技術を使用して、その２値画像における複数の文字の外接矩形をそれぞれ特定し、（ｂ）各外接矩形について、外接矩形の中心に縦線または横線が存在するか否かを判定し、外接矩形の中心に縦線または横線が存在する文字を特定文字として検出し、（ｃ）主走査方向または副走査方向における所定の検出対象範囲内で、その特定文字におけるその縦線または横線の中心位置を、特定文字の位置として検出する（ステップＳ３）。

傾き角特定部３３は、上述の検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を特定する（ステップＳ４）。

そして、傾き角特定部３３は、図５に示すように、検出対象範囲が副走査方向における区間として設定されている場合には、主走査方向と配列方向との間の角度（上述の一次関数の傾きａのアークタンジェント値）を、スキャン画像内の原稿画像の傾き角として特定し、検出対象範囲が主走査方向における区間として設定されている場合には、副走査方向と配列方向との間の角度を、スキャン画像内の原稿画像の傾き角として特定する（ステップＳ５）。

原稿画像処理部３４は、その読み取り画像内の原稿画像の位置、サイズおよび傾き角に基づき、原稿画像の編集（回転、移動など）が必要か否かを判定し、原稿画像の編集が必要であると判定した場合には、必要な編集を原稿画像に対して施す。

以上のように、上記実施の形態１によれば、２値画像生成部３１は、スキャン画像を２値化して２値画像を生成する。特定文字位置検出部３２は、（ａ）２値画像における複数の文字の外接矩形をそれぞれ特定し、（ｂ）特定した外接矩形の中心に縦線または横線が存在する複数の特定文字を検出し、（ｃ）主走査方向または副走査方向における所定の検出対象範囲内で、その縦線または横線の中心位置を、複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する。傾き角特定部３３は、検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を特定し、特定した配列方向に基づいて、スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する。

これにより、原稿画像のエッジを検出することなく、原稿画像（つまり原稿）の傾きが正確に検出される。そのため、原稿画像のエッジに濃度変化が明確に現れていない場合でも、原稿の傾きが正確に検出される。

実施の形態２．

実施の形態２では、特定文字位置検出部３２および傾き角特定部３３は、次のように動作する。なお、実施の形態２に係る画像処理装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態２では、特定文字位置検出部３２は、主走査方向における第１検出対象範囲内で、上述の縦線または横線の中心位置を、複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出するとともに、副走査方向における第２検出対象範囲内で、上述の縦線または横線の中心位置を、複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する。

また、実施の形態２では、傾き角特定部３３は、第１検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を第１配列方向として特定するとともに、第２検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置に基づいて、複数の特定文字の配列方向を第２配列方向として特定する。

そして、傾き角特定部３３は、第１配列方向に対して垂直な方向における、前記第１検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置のバラツキ、および第２配列方向に対して垂直な方向における、第２検出対象範囲内で検出した複数の特定文字の位置のバラツキを特定し、（ｃ）第１配列方向および第２配列方向のうち、バラツキの少ない配列方向を特定し、特定した配列方向に基づいて、スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する。

なお、上述のバラツキは、例えば、上述の１次関数のラインからの特定文字の位置までの距離の分散または標準偏差、検出された特定文字から選択される２つの特定文字の位置の間の、配列方向に対して垂直な方向での距離の最大値などとされる。

以上のように、上記実施の形態２によれば、原稿画像内の文章が横書きでも縦書きでも、原稿画像の傾き角が正確に検出される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、スキャナー、コピー機、複合機などに適用可能である。

３１２値画像生成部
３２特定文字位置検出部
３３傾き角特定部

Claims

スキャン画像を２値化して２値画像を生成する２値画像生成部と、
（ａ）前記２値画像における複数の文字の外接矩形をそれぞれ特定し、（ｂ）特定した前記外接矩形の中心に縦線または横線が存在する複数の特定文字を検出し、（ｃ）主走査方向または副走査方向における所定の検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出する特定文字位置検出部と、
前記検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を特定し、特定した前記配列方向に基づいて、前記スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定する傾き角特定部と、
を備え、
前記特定文字位置検出部は、主走査方向における第１検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出するとともに、副走査方向における第２検出対象範囲内で、前記縦線または前記横線の中心位置を、前記複数の特定文字の位置としてそれぞれ検出し、
前記傾き角特定部は、（ａ）前記第１検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を第１配列方向として特定するとともに、前記第２検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を第２配列方向として特定し、（ｂ）前記第１配列方向に対して垂直な方向における、前記第１検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置のバラツキ、および前記第２配列方向に対して垂直な方向における、前記第２検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置のバラツキを特定し、（ｃ）前記第１配列方向および前記第２配列方向のうち、前記バラツキの少ない配列方向を特定し、特定した前記配列方向に基づいて、前記スキャン画像内の原稿画像の傾き角を特定し、
前記バラツキは、（ａ）前記複数の特定文字の位置に対応する１次関数のラインからの前記複数の特定文字の位置までの距離の分散または標準偏差、あるいは、（ｂ）前記複数の特定文字から選択される２つの特定文字の位置の間の、前記配列方向に対して垂直な方向での距離の最大値とされ、
前記１次関数は、最小二乗法を使用して前記複数の特定文字の位置に対応して特定されること、
を特徴とする画像処理装置。
前記検出対象範囲の幅は、前記複数の文字のサイズに対応して設定されることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記傾き角特定部は、最小二乗法を使用して、前記検出対象範囲内で検出した前記複数の特定文字の位置に基づいて、前記複数の特定文字の配列方向を特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。
前記２値画像生成部は、前記スキャン画像を２値化しさらに細線化して２値画像を生成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像処理装置。