JPH06195462A - 画像の傾き角度計測方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イメージ・スキャナ等で読み取った画像の傾
きを高速に精度良く求めることができる画像の傾き角度
計測方式を提供すること。 【構成】 帳票１などの画像を読み取り、読み取った画
像から罫線を抽出し、水平線もしくは垂直線の可能性の
ある罫線２を選択する。次に、得られた罫線２を画像の
傾く範囲内の適当な刻み角で回転し、水平線を投影した
場合にはＹ軸上に、垂直線を投影した場合にはＸ軸上に
投影し、投影後の黒画素の数を求める。回転結果が水平
に近い場合には、投影した黒画素の数は最も少なくなる
ので、投影後の黒画素数を求め、最も黒画素数の少ない
ものを求めれば、画像の傾きを求めるできる。なお、画
像を短冊状に分割した各々の領域において、部分罫線を
求め、部分罫線を接続せずに、各部分罫線の投影を求め
ることにより、画像の傾きを求めることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帳票、文書、図面等を
イメージ・スキャナ等によりイメージ・データに入力す
る際、画像の傾きを検出するための画像の傾き角度計測
方式に関する。今日、ＯＣＲや文書ファイリング・シス
テム、ＦＡＸ等で帳票や文書などをイメージ・スキャナ
を通して電子化することが盛んに行われているが、イメ
ージ・スキャナで紙を読み取る際、スキャナの紙送りの
ミスや、ユーザーの不手際などにより、傾いて読み取ら
れることが往々にしてあり、そのため、傾いた画像の補
正手段が要求されている。

【０００２】傾いた画像を補正するには、画像の傾き角
度を知る必要があり、本発明はこのような画像の傾き角
度を検出するための画像の傾き角度計測方式に関するも
のである。

【０００３】

【従来の技術】従来、傾いた画像の回転角検出方法とし
ては、次のような方法が用いられていた。 （１）オペレータの指示による傾き角度の検出 入力された画像をディスプレイに表示し、オペレータが
それを見て補正のための角度を指示する。角度の指示方
法としては、例えば、表示されている文書中の枠線など
に沿ってマウスで線を描画することにより、その線の傾
きから画像の角度を算出する方法などが知られている
（特開平２−１３０５９５号「画像処理装置」、出願人
株式会社リコー）。 （２）画像を回転しそのヒストグラムを作成することに
よる傾き角度の検出。

【０００４】文書や帳票では横書きのことが多く、また
表などでは水平線・垂直線を含んでいるため、傾いてい
ない画像ではＹ軸方向の黒画素のヒストグラムが急峻な
山を持ち、Ｙ軸に投影したときの黒画素数が最も小さく
なる。図１０は画像の回転とヒストグラムより角度を求
める手法の説明図であり、同図において、１０１，１０
２は画像、１０１ａ，１０２ａは画像１０１および画像
１０２のヒストグラムを示している。

【０００５】同図（ａ）に示すように、傾いていない画
像１０１においては、Ｙ方向の黒画素のヒストグラム１
０１ａは急峻な山を持ち、また、Ｙ軸に投影したときの
黒画素数が最も小さくなる。一方、同図（ｂ）に示すよ
うに、傾いた画像１０２においては、Ｙ方向の黒画素の
ヒストグラム１０２ａの山はなだらかになり、また、Ｙ
軸に投影したときの黒画素数が多くなる。

【０００６】このことを利用して、画像が傾く範囲が、
例えば、＋５度から−５度までというように予め分かっ
ている場合には、適当な刻み幅、例えば、０．１度刻み
で画像を回転し、おのおのの画像についてＹ軸方向のヒ
ストグラムを作成する。そして、得られたヒストグラム
（＋５度から−５度まで０．１度刻みであれば、１０１
通り）のうち、０が最も多いもの、もしくは、ヒストグ
ラムの山が最も急峻なものを選択することにより、傾き
角度を求めることができる。

【０００７】ヒストグラムの山の急峻さは、例えば、ヒ
ストグラムに差分処理を施すことにより求めることがで
きる。 （３）水平線・垂直線の抽出による傾き角度の検出。 帳票や図面には殆どの場合に罫線が存在する。罫線は水
平線と垂直線が殆どであるため、罫線を抽出して角度を
求めることにより、画像の傾き角を求めることが可能で
ある。

【０００８】罫線の抽出には種々の方法があるが、ここ
ではヒストグラムを用いて水平線を求める方法を説明す
る。図１１は罫線を求める処理の説明図であり、図１１
（ａ）に示す帳票があった場合、まず、図１１（ｂ）に
示すように短冊状に分割し、図１１（ｃ）に示すように
おのおののＹ軸上のヒストグラムを求める。

【０００９】ヒストグラムを求める目的は罫線を把握す
るためであるが、画像全体についてヒストグラムを求め
た場合、同図（ａ）に示すように画像が傾いていると、
ヒストグラムの山がなだらかになり、罫線を求めること
ができない。そこで、同図（ｂ）に示すように短冊状に
分割することにより、罫線の部分に山を持つヒストグラ
ムを得ることができる。なお、短冊の幅は画像の傾きの
範囲に応じて決定する必要がある。

【００１０】次に、同図（ｄ）に示すように、得られた
ヒストグラムのうち、山の急峻なものを抽出し、これを
部分罫線（罫線の一部）とする。文字や写真等の部分で
は罫線のように急峻な山がヒストグラムには現れにくい
ので、ヒストグラムの急峻なものを罫線として問題はな
い。ここで、罫線は短冊片の端から端まであるわけでは
なく、図１１の右端の短冊片のように途中までしか無い
ものもあるので、図１２に示すように、垂直方向に投影
をとって罫線の存在範囲を確定し、図１１（ｅ）に示す
罫線を得る。

【００１１】最後に図１１（ｆ）のように隣接する短冊
片間でＹ座標の近い罫線を接続し、一本の長い罫線とす
る。罫線は水平線か垂直線である場合が殆どであるの
で、上記のように直線を抽出し、抽出された線分の角度
を求めることにより、画像の傾きを知ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の方法においては、次のような問題があった。 上記（１）で説明した方法は、オペレータが介在し
て回転角度を指示する必要がある。このため、オペレー
タの負担が大きく、また精度も充分で無い場合がある。 上記（２）で説明した方法によれば正確な値が求め
られるが、計算量が膨大であり、処理時間がかかるとい
う欠点がある。すなわち、画像の回転はそれ自体計算量
の多い演算であり、これを、例えば、＋５度から−５度
まで０．１度刻みに求めるためには、約１００回の計算
を行う必要があり、結果が得られるまで長時間を要す
る。 上記（３）の方法においては、罫線を抽出した後は
傾きを求めれば済むため、短時間で画像の傾きを求めら
れる。しかし、罫線が短い場合には誤差が大きくなると
いう欠点がある。

【００１３】例えば、水平線（０，０）−（Ｌ，０）が
帳票中にあり、この画像の傾き角度をθとすると、元の
水平線の位置は、（０，０）−（int(Ｌ×cos θ）），
int(Ｌ×sin θ））となり、この直線から得られる帳票
の傾き（tan θ）はint(Ｌ×sin θ）／int(Ｌ×cos
θ）となる。ここでint は整数化の演算子であり、イメ
ージ・データはデジタル画像であるので、整数値に丸め
込むのに必要である。

【００１４】さて、帳票中に１０００ドットの直線があ
り、傾きが３度の場合、水平線の抽出により求められる
帳票角度はつぎの（１）式となる。 角度＝arctan（int(１０００×sin ３°）／int(１０００×cos ３°）） ＝arctan（int(５２．３３５９... ）／int(９９８．６２... ）） ＝arctan（５２／９９９） ＝２．９７９６... （１） 次に、帳票中に５０ドットの直線しかないとすれば、水
平線の抽出により求められる帳票角度は、次の（２）式
となる。

【００１５】 角度＝arctan（int(５０×sin ３°）／int(５０×cos ３°）） ＝arctan（int(２．６１６７９... ）／int(４９．９３１... ）） ＝arctan（３／５０） ＝３．４３３... （２） 上記式（１）、式（２）から明らかなように、１０００
画素の線分では、０．０２度の誤差しかないものが、５
０画素の線分では、０．４３度の誤差を生じている。ま
た、実際には罫線抽出での誤差もあるので、この角度の
誤差はさらに増大する。

【００１６】以上のように、（３）の方法では、座標を
整数に丸め込む際の誤差により、短い線分のみを含む画
像の傾きを精度よく求めることができないという欠点が
あった。本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであって、オペレータの操作が不要であり、ま
た、高速に処理することができるとともに、短い罫線し
か存在しない画像の傾きを精度よく求めることができる
画像の傾き角度計測方式を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、同図において、１は入力される帳票の一例を示
し、２は上記帳票より抽出された水平線の候補の一例を
示している。上記課題を解決するため、本発明の請求項
１の発明は、図１に示すように、帳票、文書、図面等を
イメージ・スキャナ等により読み取り、読み取った画像
から水平線分の候補、もしくは、垂直線分の候補を抽出
した後、抽出した水平もしくは垂直線分の候補を、入力
した画像が傾く角度の範囲内で適当な角度の刻みで回転
し、回転した水平もしくは垂直線分の候補を、水平線分
の候補の場合にはＹ軸上に、また、垂直線分の場合には
Ｘ軸上に投影して、投影される大きさが最も小さくなる
回転角度を求めることにより、入力画像の傾き角度を計
測するようにしたものである。

【００１８】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において，画像を回転させる角度刻みが微小である場
合に、直前の回転角θにおける座標Ｘn ，Ｙn と角度刻
みΔθとから次の回転角θ＋Δθにおける座標Ｘn+1 と
Ｙn+1 を次式により求めることにより、計算を簡単化し
たものである。 Ｘn+1 ＝Ｘn −Δθ・Ｙn Ｙn+1 ＝Ｙn ＋Δθ・Ｘn+1 本発明の請求項３の発明は、帳票、文書、図面等をイメ
ージ・スキャナ等により読み取り、読み取った画像から
水平線分の候補、もしくは、垂直線分の候補を抽出した
後、抽出した水平もしくは垂直線分の傾きとその線分の
座標値から傾きの誤差を求め、得られた傾きと上記誤差
より画像が傾いている範囲を求め、おのおのの線分を求
めた角度の範囲内で回転し、回転した水平もしくは垂直
線分の候補を、水平線分の候補の場合にはＹ軸上に、ま
た、垂直線分の場合にはＸ軸上に投影して、投影される
大きさが最も小さくなる回転角度を求めることにより、
入力画像の傾き角度を計測するようにしたものである。

【００１９】本発明の請求項４の発明は、帳票、文書、
図面等をイメージ・スキャナ等により読み取り、読み取
った画像から水平線分の候補、もしくは、垂直線分の候
補を抽出した後、抽出した水平もしくは垂直線分の候補
について、線分同士の相互関係により可能性のある傾き
の候補を求め、おのおのの線分を、可能性のある傾き角
で回転し、回転した水平もしくは垂直線分の候補を、水
平線分の候補の場合にはＹ軸上に、また、垂直線分の場
合にはＸ軸上に投影して、投影される大きさが最も小さ
くなる回転角度を求めることにより、入力画像の傾き角
度を計測するようにしたものである。

【００２０】本発明の請求項５の発明は、帳票、文書、
図面等をイメージ・スキャナ等により読み取り、読み取
った画像から水平線分の候補、もしくは、垂直線分の候
補を抽出した後、画像を短冊状に分割した各々の領域に
おいて、水平もしくは垂直線分を求め、得られた水平も
しくは垂直線分を、入力した画像が傾く角度の範囲内で
適当な角度の刻みで回転し、回転した水平もしくは垂直
線分を、水平線分の場合にはＹ軸上に、また、垂直線分
の場合にはＸ軸上に投影し、投影される大きさが最も小
さくなる回転角度を求め、上記回転角度より入力画像の
傾き角度を求めることにより、入力画像の傾き角度を求
めるようにしたものである。

【００２１】

【作用】図２は本発明により角度を求める手法の説明図
であり、同図（ａ）は傾き角度を求める原画、（ｂ）は
原画より抽出された水平線の候補、（ｃ），（ｄ）は回
転した水平線の候補およびそのＹ軸上の投影を示してい
る。本発明の請求項１の発明において、図２（ａ）に示
す帳票等を読み取り、読み取ったイメージ・データから
罫線を抽出する。ついで、図２（ｂ）に示すように、水
平線もしくは垂直線の可能性のある罫線を選択する。

【００２２】次に、図２（ｃ）に示すように、得られた
罫線を画像の傾く範囲内の適当な刻み角で回転し、水平
線を投影した場合にはＹ軸上に、垂直線を投影した場合
にはＸ軸上に投影し、投影後の黒画素の数を求める。こ
こで、回転結果が水平に近い場合には、図２（ｄ）に示
すように、投影した黒画素の数は最も少なくなる。した
がって、画像の傾く範囲内の回転角について、投影後の
黒画素数を求め、最も黒画素数の少ないものを求めれ
ば、画像の傾きを求めるできる。

【００２３】本発明の請求項１の発明においては、読み
取った画像から水平線もしくは垂直線の可能性のある罫
線を抽出し、抽出された罫線のみを回転してＹ軸上もし
くはＸ軸上に投影を取っているので、画像全体を回転す
る方法に比べて大幅に計算量を削減することができる。
また、罫線自体の傾きを求めるのでなく、抽出された罫
線全体を回転して投影を取っているので、図２（ａ）に
示すように、短い線分しかない場合でも、傾きを正しく
求めることができる。

【００２４】本発明の請求項２の発明においては、請求
項１の発明において、直前の回転角θにおける座標Ｘn
，Ｙn と角度刻みΔθとから次の回転角θ＋Δθにお
ける座標Ｘn+1 とＹn+1 を前記した式により求めている
ので、計算を簡単にすることができ、計算速度を高速化
することができる。本発明の請求項３の発明において
は、得られた罫線を適当な刻み角で回転させる際、抽出
した水平もしくは垂直線分の傾きとその線分の座標値か
ら傾きの誤差を求め、得られた傾きと上記誤差より画像
が傾いている範囲を求め、おのおのの線分を求めた角度
の範囲内で回転しているので、傾きの範囲を絞ることが
でき、計算量を節約することができる。

【００２５】本発明の請求項４の発明においては、得ら
れた罫線を適当な刻み角で回転させる際、抽出した水平
もしくは垂直線分の候補について線分同士の相互関係に
より可能性のある傾きの候補を求め、おのおのの線分
を、可能性のある傾き角で回転しているので、請求項３
の発明と同様、傾きの範囲を絞ることができ、計算量を
節約することができる。

【００２６】本発明の請求項５の発明においては、読み
取った画像から水平線分の候補、もしくは、垂直線分の
候補を抽出した後、画像を短冊状に分割した各々の領域
において、水平もしくは垂直線分を求め、得られた水平
もしくは垂直線分を、入力した画像が傾く角度の範囲内
で適当な角度の刻みで回転しているので、隣接する短冊
の罫線を一本に接続したり、罫線の存在範囲を求める処
理を行う必要がなく、また、回転の計算も簡単となるの
で、処理速度を一層高速化することができる。

【００２７】

【実施例】図３は本発明の実施例の処理の流れを示す図
であり、同図において、３１は画像データから短冊ヒス
トグラムを計算する短冊ヒストグラム作成部、３２は求
めた短冊ヒストグラムより罫線抽出を行う罫線抽出部、
３３は抽出された罫線を回転してその射影を求め傾き角
度を求める罫線回転・射影計算部である。

【００２８】同図において、まず、短冊ヒストグラム作
成部３１において、画像を短冊状に分割して前記した図
１１（ｃ）に示すように各々のＹ軸方向のヒストグラム
を求める。次に、罫線抽出部３２において、ヒストグラ
ムの山を見て水平罫線部分を抽出し、隣接した短冊内の
罫線を接続して一本の罫線を作成する。最後に、罫線回
転・射影計算部３３において、画像の傾きの範囲で罫線
を回転し、射影を求める。そして、得られた射影のう
ち、最も値の小さいものを画像の傾きとして出力する。

【００２９】次に図３に示した各部の処理を説明する。 （１）短冊ヒストグラム作成部 短冊ヒストグラム作成部では、前記した図１１に示すよ
うに、画像をＸ軸方向にある幅ごとに区切り、各Ｙ軸上
の黒画素の数を求める。ヒストグラム計算については、
画像処理手法として知られているので、ここでの説明は
省略するが、各短冊片について、図１１（ｃ）に示すヒ
ストグラムが作成される。 （２）罫線抽出部 罫線抽出部では、得られたヒストグラムから罫線部分を
選択する。ヒストグラムから罫線部分を選択する方法と
しては、例えば、ヒストグラムの傾きの急峻さやヒスト
グラムのピーク部分の大きさなどを使用することができ
る。

【００３０】図４はヒストグラムから罫線の位置を求め
る方法の一例として、ヒストグラムの急峻さから罫線の
位置を求める処理の流れを示す図であり、同図により罫
線部分の選択処理について説明する。図４のにおい
て、I=1 から所定の値NHIST-1 までの各Ｉについて、隣
合うヒストグラム値HIST[I+1] とHIST[I] との差をとっ
て、ヒストグラムの傾きDIST[I] を求め、FLG を上昇エ
ッジ未登録に設定する。

【００３１】ついで、において、I=1 からNHIST-1 ま
での各Ｉについて、で求めたヒストグラムの傾きDIST
[I] が〔ヒストグラムの傾きの閾値〕以上であり、かつ
FLGが上昇エッジ未登録であるか否か判別し、ＹＥＳの
場合に、上昇エッジ位置をi+1 として、FLG を上昇エッ
ジ位置登録済とする。また、そうでない場合には、に
おいて、ヒストグラムの傾きDIST[I] が〔−ヒストグラ
ムの傾きの閾値〕以下であり、かつFLG が下降エッジ未
登録であるか否か判別し、ＹＥＳの場合に、下降エッジ
位置をi として、上昇エッジ位置と下降エッジ位置を保
存し、FLG を上昇エッジ未登録とする。

【００３２】上記のように、隣合うヒストグラム値の差
をとってヒストグラムの傾きを求めたのち、閾値以上の
傾きを持つ位置を探し罫線位置を求めることにより、前
記した図１２におけるｐ１とｐ２を求めることができ
る。上記のようにして罫線位置を求めたのち、図１２に
示すようにＸ軸方向にヒストグラムを求めることにより
罫線の存在範囲ｑ１，ｑ２を見つける。

【００３３】上記のように、各短冊片について罫線位置
が求まると、ついで、隣接する短冊ごとに罫線を接続し
ていく。図５は隣合う部分罫線の接続方法を示す図であ
り、５１は短冊ｎの罫線、５２，５３，５４は短冊ｎ＋
１の罫線を示している。同図において、罫線を接続する
には、２本の罫線間のＸ座標間の距離が閾値以下で、Ｙ
座標の最も近いものを接続する。すなわち、短冊ｎ＋１
の罫線５２のＹ方向間隔より罫線５３のＹ方向間隔の方
が短冊ｎの罫線５１に近く、罫線５３はＸ方向間隔ｘｂ
が閾値以内で、Ｙ方向間隔ｙｂが最も小さい。また、罫
線５４はＸ方向間隔ｘｃが閾値以上なので、短冊片ｎの
罫線５１と短冊片ｎ＋１の罫線５３を接続し、他の罫線
５２，５４は接続しない。

【００３４】上記したように各短冊片の罫線を接続して
いくことにより、前記した図１１（ｆ）に示したような
一本の罫線が求まる。 （３）罫線回転・射影計算部 罫線回転・射影計算部においては、（２）で得られた罫
線の始終点座標をもとに回転操作を行い、投影を求めて
回転角を求める。

【００３５】図６、図７は罫線から角度を求める処理の
流れを示す図であり、同図において、得られた罫線を以
下の構造で表すとする。 なお、LINEは得られた罫線の情報を入れる配列である。
さて、座標の回転は次式（３）で表される。

【００３６】

【数１】

【００３７】ここで、求めるものは、Ｙ座標の投影であ
るから、Ｙ座標の回転のみを行えばよい。そこで、得ら
れた罫線を式（３）を用いて回転してＹ座標の投影を求
め、求めた投影の大きさが最も小さいか、もしくは、投
影されなかった箇所の最も大きい角度が求める角度とな
る。図６、図７の処理においては、投影されなかった箇
所の最も大きい角度を求めることにより、傾きを計測し
ており、図６、図７により傾きの計測の処理について説
明する。

【００３８】図６において、まず、〔評価最大値〕を−
１に設定し、において、θを〔傾きの下限値〕から
〔計測刻み幅〕で〔傾きの上限値〕まで変えながら、各
θについて、以下の処理を行う。において、ｉ＝０
から〔帳票サイズ−１〕の各ｉについて、投影結果を入
れる配列TOUEI[J]に「１」を代入する。ここで、〔帳票
サイズ〕は帳票の画素数であり、例えば、１０００であ
る。

【００３９】また、SS＝sin θ、CS＝cos θに設定す
る。において、ｉ＝１から〔罫線の本数〕までの各ｉ
について、前記した式（３）により回転変換を行い、ｙ
１，ｙ２を求めて、において、もしｙ１＞ｙ２である
場合には、ｙ１，ｙ２を交換しておく。において、投
影されたｙ１からｙ２の各ｊについて、投影結果を入れ
る配列TOUEI[J]を０クリアする。すなわち、投影された
場所の配列TOUEI[J]を０としておき、後述するように、
投影されなかった場所の個数を数える際、投影された場
所がカウントされないようにする。また、投影されなか
った場所を計数する変数VALUE を０に設定しておく（図
７）。

【００４０】図７のにおいて、ｉを０から〔帳票サイ
ズ−１〕まで変えながら、VALUE ＝VALUE ＋TOUEI[J]を
求め、投影されなかった場所の個数を数える。すなわ
ち、配列TOUEI[J]には投影されなかった場所は１、投影
された場所は０がなっているので、上記加算をするだけ
で投影されなかった場所の個数を求めることができる。

【００４１】において、VALUE ＞〔最大評価値〕が否
かを判別し、そうであれば、VALUEを最大評価値に、ま
たθを最大角度に設定する。すなわち、今までの中で投
影されなかった場所の最も大きいものを残す。上記処理
を各θについて行うことにより、投影されなかった場所
の個数が最も大きいθを求めることができ、最大評価角
度、すなわち、傾き角度を求めることができる。

【００４２】次に本発明の他の実施例について説明す
る。 （Ａ）罫線回転・射影計算部における計算量の削減 ところで、上記方法により回転を行うと、乗算回数は、
（傾き角度範囲／計測刻み）×罫線本数×４となる。す
なわち、各罫線の両端について前記（３）式によりＹ座
標の投影を求めると、一本の罫線について乗算回数は４
となるから、乗算回数は上式で表される。

【００４３】したがって、例えば、−５度から＋５度ま
で、０．１度刻みに５００本の罫線（水平線）がある帳
票では、乗算回数は（１０／０．１）×５００×４とな
り、２０万回の乗算を行う必要がある。次に説明する実
施例は上記乗算を簡単化する実施例であり、この実施例
においては、「計測刻み」は通常０に近い微小角である
ことに着目し、グラフィク・ディスプレイ用の下式
（４），（５）に示す円弧描画アルゴリズムを利用して
上記乗算を簡略化するものである。

【００４４】 Ｘn+1 ＝Ｘn −ε・Ｙn （４） Ｙn+1 ＝Ｙn ＋ε・Ｘn+1 （５） ここで、Ｘn ，Ｙn はθ度回転した時の座標、Ｘn+1 ，
Ｙn+1 はその座標を微小角度Δθだけ回転した座標、ε
＝Δθである。円の描画であればＸ0 ＝〔円弧の半
径〕、Ｙ0 ＝０、ε＝〔微小角〕として上式（４），
（５）により新しいＸn+1 ，Ｙn+1 を求めてプロットす
ることにより円を描画することができる。しかし、上式
（４），（５）はＸn ，Ｙn をΔθ回転した座標を求め
る式であるため、単なる円弧の描画だけでなく、座標を
回転する方法としても利用することができる。

【００４５】本実施例において、Δθ毎の投影を求める
には、まず、０度の時の投影を計算した後、式（４），
（５）を使用して微小角θ回転した座標による投影を求
める。投影を求めたのち、さらに、式（４），（５）に
より、Δθ度回転を行う。以下この操作を指定された角
度まで繰り返すことにより、上限までのΔθ毎の投影を
求める事ができる。

【００４６】次に、回転する前の座標値、式（４），
（５）を−Δθ回転を行い、投影を求める。投影を求め
たのち、さらに、式（４），（５）により、−Δθ度の
回転を指定された角度の下限値まで繰り返すことで下限
迄のΔθごとの投影を求めることができる。ここで、上
記乗算を行う際に、計測刻みをεを２の巾乗になるよう
設定すれば、乗算がシフト演算だけですむので、計算速
度を高速化することができる。 （Ｂ）罫線回転・射影計算部における処理の高速化 上記実施例においては、罫線を可能性のあるすべての範
囲内で回転させているが、もし、画像の傾きの推定が行
えれば、推定された範囲内で回転を行うだけで済み、計
算量を大幅に削減することができる。以下、この方法に
ついて説明する。 （ａ）傾きの推定による処理の高速化 いま、画像中の線分（ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）が
水平線であったとする。このとき、罫線抽出の誤差やデ
ジタル画像を整数値に丸め込む際の誤差Δｄを考慮する
と、この線分の傾き（tan θ) は次の（６）で表され
る。

【００４７】 tan θ＝（(x2 ±Δd)−(x1 ±Δd)）／（(y2 ±Δd)−(y1 ±Δd)）（６） このことより、画像の傾きの範囲の下限値および上限値
はｘ２＞ｘ１とすれば、次の（７），（８）式となる。 下限値：（(x2 −Δd)−(x1 ＋Δd)）／（(y2 ＋Δd)−(y1 −Δd)）（７） 上限値：（(x2 ＋Δd)−(x1 −Δd)）／（(y2 −Δd)−(y1 ＋Δd)）（８） 従って、（７），（８）式により線分の座標値を元に、
傾きの範囲の推定が可能となる。

【００４８】次に、上記原理により画像の傾きを求める
方法の一例を示す。 抽出した水平線分の候補のうち、線分長の長い順に
ある数だけ出す。 その線分について（７），（８）式により、傾きの
上限値、下限値を計算する。 もし、求めた上下限値の範囲が上記実施例に示した
傾きの刻み幅Δθより小さいならその傾きを画像の傾き
として採用する。そうでなければ、求めた上下限値の範
囲で、前記した実施例の方式により線分を回転して投影
を取り、画像の傾きを求める。

【００４９】帳票画像や図面などでは長い水平線や垂直
線が比較的多いため、長い線に着目すれば、傾きの推測
を行うことが可能である。上記実施例の方法によれば、
傾きの範囲をある程度絞れるため、大幅な計算節約が可
能となる。なお、上記実施例においては、線分の長いも
のを採用していたが、他の基準、例えばすべての線分の
傾きの最頻値を求め、その値に近い線分を採用するとい
った方法を用いることもできる。 （ｂ）傾きの推定による処理の高速化 次に上記（ａ）とは異なった傾き推定方法について説明
する。

【００５０】例えば、前記した図２（ｂ）示したように
罫線抽出を行ったのち、任意の罫線について、その罫線
と同一行にある罫線の候補を求める。罫線の候補を求め
るには、元の罫線８１の近傍の領域を調べ、その領域中
のすべての罫線を求める等の方法を用いることができ
る。図８は上記した同一行の罫線の探索と角度を求める
方法の説明図であり、同図において、８１は元の罫線、
８２，８３は罫線の候補、８４は候補として不適な罫線
を示している。

【００５１】同図において、元の罫線８１の端点Ｐから
罫線の方向に沿って扇状に探索範囲θを取り、その範囲
にある罫線８２，８３について、罫線８１，８２．８３
の中点間を結ぶ線分Ａ，Ｂの傾きを求める。ここで、元
の罫線８１と罫線８２もしくは８３が同一行の線分であ
れば、この傾きは画像の傾きと等しくなる。例えば、同
図においては、θ1 ，θ2 が可能性のある傾きである。

【００５２】そこで、上記のようにして求めた候補全て
について、この傾きを求めたのち、前記した実施例の方
法による画像の回転・投影による傾き推定を行えば、最
適なものが画像の傾きとなる。なお、上記のように画像
の回転・投影を行って傾き推定を行う代わりに、上記の
ようにして求めた候補全てについて、角度のヒストグラ
ムを求め、ヒストグラム値が最大となる角度を求めるこ
とにより、画像の傾きを推定することもできる。

【００５３】本実施例の方法は、例えば、ＯＣＲ用紙の
ように、一文字枠が一定の間隔を置いて並んでいるよう
な画像の場合に特に有効である。 （Ｃ）罫線抽出の簡略化 次に、罫線抽出を簡略化した方法について説明する。前
記した実施例においては、図１１（ｅ），（ｆ）および
図１２に示すように罫線の存在範囲を求め罫線の接続を
行っていたが、この処理を省略して部分罫線ごとに回転
を行っても、傾き角度を求めることができる。

【００５４】この場合には、求められる罫線は短冊の端
から端までであり、また傾きを持たないため、水平線の
場合には以下のようになる。 始点（ｘf ，ｙf ）→終点（ｘf ＋〔短冊幅〕−１，ｙ
f ） なお、ｘf は短冊幅の倍数である。例えば、短冊幅が３
２画素の時の部分罫線の場合には次のようになる。

【００５５】（１２８，９９）→（１５９，９９） 上記部分罫線について、前記図６、図７に示した処理を
行えば、画像の傾きを求めることができる。なお、実験
の結果では、接続した罫線で求めた角度と、部分罫線で
求めた角度では誤差の範囲で一致した。また、部分罫線
を用いる方式では、次の性質を利用して回転の計算を簡
略化することが可能である。

【００５６】すなわち、部分罫線は、Ｙ座標が等し
い、始点座標は短冊幅の倍数である、終点座標は
｛〔始点座標〕＋〔短冊幅〕−１｝という性質を持って
おり、この性質を利用することにより、次の図９に示す
ように計算を簡略化することができる。図９は部分罫線
から角度を求める処理の流れを示す図であり、同図は前
記した図６におけるの部分の処理を示している。

【００５７】図９の−１において、ｉ＝０から〔短冊
片の個数〕−１までの各ｉについて、ｘsin θを求め
る。すなわち、θ度回転を行ったときのｙ座標は、前記
した（３）式に示されるように、〔θ度回転を行った時
のｙ座標〕＝ｘsin θ＋ycosθで表されるが、同一短冊
内では、始終点のｘ座標は全て同じなので、各短冊にお
ける始終点のｘsin θを予め計算し、ｘ１，ｘ２を求め
ておく。

【００５８】−２において、各短冊について、ｊ＝１
から〔ｉ番目の短冊に含まれる部分罫線の個数〕までの
各ｊについて、前記した（３）式におけるycosθに対応
するｄｙを求める。すなわち、部分罫線におけるｙ座標
は始終点で同じなので、始点および終点のycosθに対応
するｄｙを求めておく。ついで、各短冊の各ｊについ
て、−１で求めたｘ１，ｘ２と上記ｄｙを加算して回
転後のｙ１，ｙ２を求める。

【００５９】以上のように回転変換したのち、前記した
図６、図７に示したようにＹ軸に投影された場所の個数
を求めて、傾き角度を計測することができる。図９の方
法において、乗算回数は、ほぼ次の式で表される。 （傾き角度範囲／計測刻み）×（（短冊数×２）＋罫線
本数） ここで、〔罫線本数〕＝〔短冊数〕×〔一短冊あたりの
罫線本数〕となり、〔罫線本数〕は〔短冊数×２〕より
充分大きいから、上式は略、次のように表わすことがで
きる。

【００６０】（〔傾き角度範囲〕／〔計測刻み〕）×
〔罫線本数〕 図９の方法によれば、前記した実施例の乗算回数である
（傾き角度範囲／計測刻み）×罫線本数×４より計算量
を少なくすることができ、また、罫線の存在範囲を求め
る処理および罫線接続の処理が不要になり、処理量を大
幅に減少させることができる。

【００６１】なお、上記実施例では、罫線の線幅を無視
していたが、線幅を考慮した投影を取ることも容易に実
現可能である。但し、細線しかない帳票で実験した結果
では、結果に差が見られなかったため、太い線分で書か
れたもの以外では効果が薄いと考えられる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、読み取った画像から水平線もしくは
垂直線の可能性のある罫線を抽出し、抽出された罫線の
みを回転してＹ軸上もしくはＸ軸上に投影を取り、画像
の傾きを求めているので、オペレータの操作が不要と
なり、オペレータの負担を軽減でき、画像全体を回転
する方法に比べて大幅に計算量を削減することができ、
さらに、短い線分しかない場合でも傾きを正しく求め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明において角度を求める手法を説明する図
である。

【図３】本発明の実施例の処理の流れを示す図である。

【図４】ヒストグラムから罫線を求める処理の流れを示
す図である。

【図５】隣合う部分罫線の接続方法を示す図である。

【図６】罫線から角度を求める処理の流れを示す図であ
る。

【図７】罫線から角度を求める処理の流れを示す図（続
き）である。

【図８】同一行の罫線の探索と角度を求める説明図であ
る。

【図９】部分罫線から角度を求める処理の流れを示す図
である。

【図１０】画像の傾きとそのヒストグラムより角度を求
める手法の説明図である。

【図１１】ヒストグラムを用いて罫線を求める処理を示
す図である。

【図１２】罫線の存在範囲を求める方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

３１ 短冊ヒストグラム作成部 ３２ 罫線抽出部 ３３ 罫線回転・射影計算部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帳票、文書、図面等をイメージ・スキャ
   ナ等により読み取り、読み取った画像から水平線分の候
   補、もしくは、垂直線分の候補を抽出した後、 抽出した水平もしくは垂直線分の候補を、入力した画像
   が傾く角度の範囲内で適当な角度の刻みで回転し、 回転した水平もしくは垂直線分の候補を、水平線分の候
   補の場合にはＹ軸上に、また、垂直線分の場合にはＸ軸
   上に投影して、投影される大きさが最も小さくなる回転
   角度を求め、 上記回転角度より入力画像の傾き角度を求めることを特
   徴とする画像の傾き角度計測方式。
2. 【請求項２】 画像を回転させる角度刻みが微小である
   場合に、直前の回転角θにおける座標Ｘn ，Ｙn と角度
   刻みΔθとから次の回転角θ＋Δθにおける座標Ｘn+1
   とＹn+1 を次式により求めることにより、計算を簡単化
   したことを特徴とする請求項１の画像の傾き角度計測方
   式。 Ｘn+1 ＝Ｘn −Δθ・Ｙn Ｙn+1 ＝Ｙn ＋Δθ・Ｘn+1
3. 【請求項３】 帳票、文書、図面等をイメージ・スキャ
   ナ等により読み取り、読み取った画像から水平線分の候
   補、もしくは、垂直線分の候補を抽出した後、 抽出した水平もしくは垂直線分の傾きとその線分の座標
   値から傾きの誤差を求め、得られた傾きと上記誤差より
   画像が傾いている範囲を求め、 おのおのの線分を求めた角度の範囲内で回転し、回転し
   た水平もしくは垂直線分の候補を、水平線分の候補の場
   合にはＹ軸上に、また、垂直線分の場合にはＸ軸上に投
   影して、投影される大きさが最も小さくなる回転角度を
   求め、 上記回転角度より入力画像の傾き角度を求めることを特
   徴とする画像の傾き角度計測方式。
4. 【請求項４】 帳票、文書、図面等をイメージ・スキャ
   ナ等により読み取り、読み取った画像から水平線分の候
   補、もしくは、垂直線分の候補を抽出した後、 抽出した水平もしくは垂直線分の候補について、線分同
   士の相互関係により可能性のある傾きの候補を求め、 おのおのの線分を、可能性のある傾き角で回転し、回転
   した水平もしくは垂直線分の候補を、水平線分の候補の
   場合にはＹ軸上に、また、垂直線分の場合にはＸ軸上に
   投影して、投影される大きさが最も小さくなる回転角度
   を求め、 上記回転角度より入力画像の傾き角度を求めることを特
   徴とする画像の傾き角度計測方式。
5. 【請求項５】 帳票、文書、図面等をイメージ・スキャ
   ナ等により読み取り、読み取った画像から水平線分の候
   補、もしくは、垂直線分の候補を抽出した後、 画像を短冊状に分割した各々の領域において、水平もし
   くは垂直線分を求め、 得られた水平もしくは垂直線分を、入力した画像が傾く
   角度の範囲内で適当な角度の刻みで回転し、回転した水
   平もしくは垂直線分を、水平線分の場合にはＹ軸上に、
   また、垂直線分の場合にはＸ軸上に投影し、投影される
   大きさが最も小さくなる回転角度を求め、 上記回転角度より入力画像の傾き角度を求めることを特
   徴とする画像の傾き角度計測方式。