JPH11175701A

JPH11175701A - 画像記録装置及び画像記録方法、並びに画像処理装置及び画像処理方法

Info

Publication number: JPH11175701A
Application number: JP9345093A
Authority: JP
Inventors: Eiji Tanaka; 英治田中; Kyoichi Okamoto; 恭一岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の記録量を減らすことの可能な画像記録
装置を提供すること。【解決手段】画像の一部が既知である任意の画像を読
み取るとともに、この読み取られた入力画像の既知部分
の画像に対応する既知画像を読み出し、読み取られた前
記入力画像と読み出された前記既知画像との位置合わせ
を行い、位置合わせされた前記入力画像と前記既知画像
との間の差分画像を生成し、生成された前記差分画像を
記録することを特徴とする。複数の既知画像から前記入
力画像に応じて読み出すべき既知画像を選択する。位置
合わせは、前記入力画像から抽出された特徴点と前記既
知画像から抽出された特徴点とを対応させることによっ
て行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を記録する画
像記録装置及び画像を処理する画像処理装置に係り、特
に記録する画像情報を圧縮可能な画像記録装置及び画像
記録方法、並びに処理対象となる画像情報を圧縮可能な
画像処理装置及び画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像記録には画素値を用いて画像
を圧縮する方法が提案されており、画像一般に関して圧
縮ができることから汎用によく用いられてきた。しかし
ながら、決まった様式の帳票など、あらかじめ画像の一
部に関して既知である画像を記録する場合には、画像全
体を記録することは、既知である部分の画像も含めて記
録することになり、冗長な部分を含むため、この場合の
圧縮率は必ずしも最適であるとは言えない。そのために
膨大な量の帳票などの画像を記録して保管する場合に
は、大規模な記憶容量を必要としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来、
定められた様式の画像上の膨大な量の画像を保存するに
は大きな記憶容量の記録装置が必要であった。本発明
は、上記事情を考慮してなされたもので、画像の記録量
を減らすことの可能な画像記録装置及び画像記録方法、
並びに画像を効果的に圧縮することの可能な画像処理装
置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）に係
る画像記録手段は、画像の一部が既知である任意の画像
を読み取る画像入力手段と、この画像入力手段から入力
された入力画像の既知部分の画像に対応する既知画像を
読み出す既知画像読み出し手段と、読み取られた前記入
力画像と読み出された前記既知画像との位置を合わせる
画像位置対応手段と、位置合わせされた前記入力画像と
前記既知画像との間の差分画像を生成する差分画像生成
手段と、生成された前記差分画像を記録する差分画像記
録手段とを具備したことを特徴とする。

【０００５】好ましくは、前記画像位置対応手段は、前
記入力画像から抽出された特徴点と前記既知画像から抽
出された特徴点とを対応させることによって、前記入力
画像と前記既知画像との位置合わせを行うようにしても
よい。

【０００６】好ましくは、前記既知画像読み出し手段
は、複数の既知画像から前記入力画像に応じて読み出す
べき既知画像を選択するようにしてもよい。好ましく
は、前記差分画像生成手段は、前記既知画像と前記入力
画像の既知部分との間の画像の変化に応じて前記差分画
像を修正するようにしてもよい。

【０００７】好ましくは、前記画像位置対応手段は、前
記差分画像のうち前記入力画像で既知であった領域につ
いて、その画素値の総和を０に近付けるように、画素値
に影響を及ぼす所定の物理量（例えば位置対応関係や画
像の濃淡値）の前記既知画像と前記入力画像との間にお
ける相対的関係を調整するようにしてもよい。

【０００８】好ましくは、前記差分画像記録手段は、記
録保存すべき複数枚の画像に対して、各位置の画素値を
１ビットとして、複数分並べたビット値として画像を記
録するようにしてもよい。

【０００９】本発明（請求項７）に係る画像処理装置
は、画像の一部が既知である任意の入力画像を入力する
手段と、前記入力画像の既知部分の画像に対応する既知
画像を入力する手段と、入力された前記入力画像と前記
既知画像との位置を合わせる手段と、位置合わせされた
前記入力画像と前記既知画像との間の差分画像を生成す
る手段とを具備したことを特徴とする。

【００１０】本発明（請求項８）に係る画像記録方法
は、画像の一部が既知である任意の画像を読み取るとと
もに、この読み取られた入力画像の既知部分の画像に対
応する既知画像を読み出し、読み取られた前記入力画像
と読み出された前記既知画像との位置合わせを行い、位
置合わせされた前記入力画像と前記既知画像との間の差
分画像を生成し、生成された前記差分画像を記録するこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明（請求項９）に係る画像処理方法
は、画像の一部が既知である任意の入力画像を入力する
とともに、前記入力画像の既知部分の画像に対応する既
知画像を入力し、入力された前記入力画像と前記既知画
像との位置合わせを行い、位置合わせされた前記入力画
像と前記既知画像との間の差分画像を生成することを特
徴とする。

【００１２】本発明によれば、入力画像と、入力画像の
既知部分の画像に対応する既知画像とを位置合わせし
て、入力画像と既知画像との間の差分画像を生成するの
で、画像を効果的に圧縮することができる。

【００１３】この差分画像を保存の対象とすることによ
って、既知の部分を含む画像を記録する際の記録データ
量を削減することができる。もちろん、差分画像と対応
する既知画像の識別情報を送信することによって、画像
を転送する際の通信データ量を減らすこともできる。

【００１４】なお、以上の各装置に係る発明は方法に係
る発明としても成立し、方法に係る発明は装置に係る発
明としても成立する。また、上記の発明は、相当する手
順あるいは手段をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムを記録した機械読取り可能な媒体としても成立す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施の形態を説明する。図１に、本発明の一実施形態に
係る画像記録装置の基本構成を示す。本施形態に係る画
像記録装置は、画像入力部１、既知画像読み出し部２、
画像位置対応部３、差分画像生成部４、差分画像記録部
５を備えている。

【００１６】画像入力部１は、撮像するカメラあるいは
スキャナ等から入力した画像をヒストグラム平坦化等の
前処理を施して画像位置対応部３に送る。既知画像読み
出し部２は、あらかじめ保存してある画像の既知の部分
を記録装置（図示せず）から読み出し、画像位置対応部
３に送る。

【００１７】画像位置対応部３は、画像上の特徴点もし
くは撮像時の対象物の位置関係などにより、入力画像と
既知画像の位置を合わせ、対応関係も含めた位置関係の
情報を差分画像生成部４に送る。

【００１８】差分画像生成部４では、画像の位置対応部
３に基づいて位置合わせを行った入力画像と既知画像の
差分画像を求め、差分画像記録部５に送る。差分画像記
録部５は、求められた差分画像のみを記録装置（図示せ
ず）などに圧縮処理して保存する。

【００１９】以下では、図１に示すような基本構成を有
するいくつかの実施形態についてより詳しく説明する。（第１の実施形態）図２を参照しながら第１の実施形態
に係る画像記録装置について、これを帳票の記録保存に
適用した場合を例にとって説明する。

【００２０】カメラなどの画像入力部１によって帳票
（図中１２）の画像を読み取り、この読み取られた帳票
の画像（図中１４）を画像位置対応部３に送る。一方、
あらかじめ帳票の画像のうち印刷された既知の部分の画
像をハードディスク（ＨＤＤ）などの記録装置等に記録
しておき、これを既知画像読み出し部２によって読み出
し、この読み出された既知画像（図中１６）を画像位置
対応部３に送る。

【００２１】なお、本実施形態では、既知画像は１種類
であるか、または既知画像は複数種類あるが外部から既
知画像の識別情報を指定することにより、既知画像を特
定するものとする。

【００２２】画像位置対応部３では、帳票の枠の部分を
エッジの傾きを基に特徴点（図中２１〜２４、２５〜２
８）として対応させ、もしくは撮像時の帳票の対応を求
める。

【００２３】差分画像生成部４では、帳票の対応点どう
しを合わせて後に詳述する方法で入力画像と既知画像の
位置合わせを行い、入力画像と既知画像の差分画像を求
め、差分画像を差分画像記録部５に送る。

【００２４】差分画像記録部５では、差分画像のみをハ
ードディスクなどの記録装置等に保存する。なお、既知
画像が複数種類ある場合には、差分画像とともに使用し
た既知画像の識別情報をも保存するようにしてもよい。

【００２５】ここで、帳票での応用例についていくつか
説明すると、例えば、決まった書式の荷物のラベルに記
載された文字を記録する場合に、ラベルの部分を除いて
文字の情報だけを差分画像として保存することで、記録
内容を大幅に節約することができる。

【００２６】また、契約書などの保管において、既に周
知のことがらや保存上あっても保存する情報に意味を付
加しないもの（例えば罫線など）については既知画像と
して、署名など重要な部分のみ差分画像にして残すこと
も可能である。この場合、こうして保存の必要のない画
像データの量を減らすことで保存できる数を増やすこと
ができる。

【００２７】以下、本実施形態に係る画像記録装置につ
いて、これを帳票の記録保存に適用した場合を例にとっ
てさらに詳しく説明する。画像入力部１は、カメラやス
キャナなどの画像を入力し、その画像を画像位置対応部
３に「入力画像」として送り出す。一方、既知画像読み
出し部２は、入力画像中であらかじめ既知である部分の
画像をハードディスクなどの記憶装置から読み出して、
画像位置対応部３に「既知画像」として送り出す。

【００２８】画像位置対応部３では、入力画像と既知画
像のそれぞれについて特徴点など位置合わせに必要な情
報を求めて、それぞれの画像の位置を対応付けさせる。
ここで、上記の画像位置対応部３による対応点の取り方
として特徴点を抽出する手法の一例を図３〜図５を参照
しながら説明する。

【００２９】画像の位置合わせをするために、既知画像
と入力画像各々で、特徴点抽出によって画像中の特徴点
を求める。特徴点抽出方法としては、画像中のエッジの
方向を用いる方法がある。

【００３０】図３（ａ）に画像の一例を、図３（ｂ）に
（ａ）の画像のうち丸で囲んだ部分を拡大したものを示
し、エッジの方向を図３（ｂ）中に例示する（図中の矢
印）。

【００３１】エッジの方向は、次のような３×３隣接画
素に対して２種類のエッジ検出オペレータを用いて求め
られた水平方向の微分値Ｓｘと、垂直方向の微分値Ｓｙ
を用いて、次式によって求めることができる。Ｓｘ＝Ｃ＋２Ｆ＋Ｉ−（Ａ＋２Ｄ＋Ｇ）Ｓｙ＝Ｇ＋２Ｈ＋Ｉ−（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ）エッジの傾き方向＝ｔａｎ^-1（Ｓｙ／Ｓｘ）ここで、Ａ〜Ｉは３×３隣接画素の各画素値このエッジの傾き方向を特徴量として、特徴点を表す。

【００３２】特徴量をもとに、まず全ての特徴点のうち
から、入力画像から任意に選んだ３点を既知画像の点に
対応付ける。対応付けの方法として、入力画像の３つの
特徴点に対して既知画像の全特徴点から選んだ任意の３
点を対応付けることを、既知画像の特徴点から３点を選
ぶ全ての組み合わせに対して行うとともに、それら組み
合わせのうち次の評価関数を最小にする組み合わせを正
しい対応付けとする。

【００３３】入力画像のｍ番目の特徴点の特徴量をｘ_im
とし、既知画像のｎ番目の特徴点の特徴量をｘ_knとす
る。図４（ａ）に示すように入力画像における各特徴点
を、ｍ＝１，２，３とし、また図４（ｂ）に示すように
既知画像における全特徴点をｎ＝１，２，…，ｎｎ（図
４（ｂ）の例ではｎｎ＝１２）とし、特徴点対応の評価
関数Ｆを、Ｆ＝Σ（ｘ_im−ｘ_kn）² （１）とする。

【００３４】ここで、Σは対応点ｍ，ｎの組み合わせで
入力画像の特徴点と既知画像の特徴点の対応を取り、入
力画像の特徴点３点に対する既知画像の対応点を選び、
その三対の対応点間での特徴量の差の二乗の総和を示
す。

【００３５】例えば、入力画像と既知画像の図４中にお
ける１の点と１の点、２の点と２の点、３の点と３の点
がそれぞれ対応している場合には、Ｆ＝（ｘ_i1−ｘ_k1）² ＋（ｘ_i2−ｘ_k2）² ＋（ｘ_i3−ｘ_k3）² （２）となる。

【００３６】この対応点どうしの距離の総和を表す評価
関数Ｆの値が最小となるような特徴点の対応関係を求め
る。さて、以上のようにして、画像位置対応部３によっ
て、入力画像と既知画像の画像の位置の対応が取れたな
らば、各々の画像とその位置対応の情報を差分画像生成
部４に送り出す。

【００３７】差分画像生成部４では、まず、入力画像と
既知画像の位置対応の情報を基に、入力画像の点が既知
画像の対応点に、同じ位置で対応するように、入力画像
全体を例えば図５のようにアフィン変換するなどして補
正する。

【００３８】以下では、入力画像を既知画像に対応付け
る手法について説明する。入力画像をカメラなどの画像
入力部１によって入力されたときに、位置や向きは不明
であり、また、カメラ等と入力対象物との距離によって
入力画像中での対象物の大きさも変化する。さらに、カ
メラ等と入力対象物のなす角度によっては、入力画像中
での対象物の画像に変形が生じる。

【００３９】このため、入力画像を既知画像に位置合わ
せするには、これらの移動や変形を補正しなければなら
ない。入力対象が平面上にある場合には、これらの位
置、向き、大きさの変化は式（３）に示すアフィン変換
によって近似することができる。

【００４０】

【数１】

【００４１】ここで、（ｘ，ｙ）は変換前の入力画像中
の任意の画素の座標、（ｘ´，ｙ´）はこの画素を変換
した後の座標である。変換パラメータについては、入力
対象の大きさなどによって制限を設けることができる。

【００４２】先に求めた３つの特徴点に関して、入力画
像の特徴点３点の重心座標を（ｘ，ｙ）とし、対応付け
された既知画像中の特徴点３点の重心座標を（ｘ´，ｙ
´）とする。このとき、式（３）にしたがって、入力画
像を既知画像に位置合わせをするためのアフィン変換の
パラメータを求める。なお、この場合において、変換パ
ラメータが入力対象の大きさなどから定められた制限を
外れる場合は対応付けをやり直す。

【００４３】なお、特徴点によらなくても、図６に示す
ように、入力画像とあらかじめ登録された既知画像の位
置関係がセンサーあるいは画像入力時の基準物の画像
（例えば撮影台等）などの手段によって確定できる場合
などは、その位置関係を用いて入力画像を既知画像と同
じ位置に一致するように移動させることによって画像の
位置の対応を取ることが可能である。

【００４４】例えば、画像入力部１において、既知画像
を入力したときと比較して入力画像がΔｘ、Δｙだけ平
行移動していた場合は、入力画像上の点（ｘ，ｙ）を既
知の画像上の点に合わせるには、（ｘ´，ｙ´）＝（ｘ，ｙ）＋（−Δｘ，−Δｙ）（４）なる点（ｘ´，ｙ´）に対応させればよい。

【００４５】次に、差分画像生成部４では、入力画像と
既知画像およびアフィン変換のパラメータなど位置合わ
せの情報をもとに位置を合わせたならば、位置合わせさ
れた入力画像から既知画像の成分を各画素ごとに引くこ
とによって、差分画像を生成する。

【００４６】そして、差分画像記録部５では、生成され
た差分画像のみを記録装置に記録する。（第２の実施形態）本実施形態の構成は第１の実施形態
と基本的には同様であり、本実施形態は、第１の実施形
態において、既知画像読み出し部２が複数の既知画像か
ら入力画像に応じて既知画像を選択するようにしたもの
である。以下では、図７を参照しながら本実施形態に特
徴的な点を中心として説明する。

【００４７】本実施形態では、帳票の書式などの既知画
像が複数種類ある場合に、自動的に既知画像の種類の判
別を行う。あらかじめ既知の部分の画像に関して、第１
の実施形態のようにして、画像のエッジ方向などにより
特徴点を求めておき、各既知画像に対応付けて登録して
おく。このとき、特徴点のいずれかの点が既知画像ごと
に異なる位置にある特徴点を選ぶようにするのが望まし
い。既知画像の種類によって位置が変わらない特徴点の
選択をすると、既知画像の種類を区別できないことがあ
るからである。

【００４８】例えば、図７において、第１の既知画像
（図中３０）では図中に示すような１〜４の特徴点を、
第２の既知画像（図中３１）では図中に示すような１〜
４の特徴点をそれぞれ選んでおくと、入力画像（図中３
２）における３の特徴点によって、入力画像に対応する
既知画像が第２の既知画像であることを特定することが
できる（このとき、第１および第２の既知画像で図中に
示すような１，２，５，６の特徴点を選ぶと、入力画像
に対応する既知画像を特定することができない）。

【００４９】次に、入力画像と複数既知画像の組み合わ
せすべてにおいて、第１の実施形態にて説明したように
して、式（１）を用いて、特徴点の対応の評価関数を求
める。

【００５０】入力画像の背景に該当する既知画像を選ん
だ場合、特徴点の対応が取れているので、他の既知画像
を選んだ場合よりも評価関数は小さくなる。したがっ
て、複数の既知画像がある場合、それらのうち、式
（１）の評価関数を最も小さくするような既知画像を選
ぶことで、入力画像に対応する既知画像を選ぶことがで
きる。

【００５１】なお、この場合、差分画像記録部５では、
差分画像とともに使用した既知画像の識別情報をも保存
するようにすると好ましい。（第３の実施形態）本実施形態の構成は第１の実施形態
と基本的には同様であり、本実施形態は、第１の実施形
態において、差分画像生成部４が既知画像と入力画像の
既知部分との画像の変化に応じて差分画像を修正するよ
うにしたものである。以下では、図８〜図１０を参照し
ながら本実施形態に特徴的な点を中心として説明する。

【００５２】画像入力部１によって帳票などの画像を読
み込んだ場合、読み込んだ状況によっては入力画像の一
部が帳票のうねりなどによって変形している場合があ
る。このような場合に、入力画像の既知である画像の部
分と、当該入力画像に対応する既知画像とを比較して、
画像の変形を近似関数などで記述し、差分画像生成部４
において、変形を戻すように修正を施すことによって、
画像の乱れを自動的に補正する。

【００５３】画像の乱れを補正する方法としては例えば
次のようなものが考えられる。すなわち、入力画像の図
８（ａ）に示すように文字が枠ごと歪んでいる場合に
は、枠の部分が図８（ｂ）の既知画像からどれだけ変化
しているかを表す。

【００５４】この例では、枠に沿って画像の横方向ｘに
対して、画像の縦方向ｙに Δｙ＝ｆ（ｘ）［ｆ（ｘ）はｘに対するΔｙを表す近似関数］（５）だけ入力画像の枠が移動しているものとして、既知画像
の枠の位置と入力画像の歪んだ枠の位置を用いてｆ
（ｘ）をｘの各点で求めて、この関数を近似的に求め
る。

【００５５】この例の場合、Δｙとｘの関係は図９のよ
うになる。入力画像の枠を既知画像同様の形状に修正す
るには、入力画像の枠を画像の横方向ｘに関して、画像
の縦方向ｙに向かって−Δｙだけ平行移動させればよ
い。

【００５６】また、図１０（ａ）に示すような枠内の差
分画像に関しても、枠と同じ修正を行うことによって、
図１０（ｂ）に示すように修正することができる。な
お、上記では、図８（ａ）に例示したような変形を具体
例として説明したが、その他種々の変形に対しても、各
変形に応じた修正を行って画像の乱れを補正することが
できる。

【００５７】（第４の実施形態）本実施形態の構成は第
１の実施形態と基本的には同様であり、本実施形態は、
第１の実施形態において、画像位置対応部３が求められ
た差分画像のうち入力画像で既知であった領域について
すべての（もしくはなるべく多くの）画素値がゼロとな
るように位置対応関係や画像の濃淡値を調整するように
したものである。以下では、図１１を参照しながら本実
施形態に特徴的な点を中心として説明する。

【００５８】入力画像をそれに対応する既知画像に位置
合わせして、差分画像生成部４によって生成された差分
画像について、元の入力画像で既知であった部分（以
下、既知領域と呼ぶ）に関しては、既知画像の部分を引
いているため、位置合わせが正しければ、画素値がすべ
て０となる。例えば、図１１（ａ）に示す入力画像と図
１１（ｂ）に示す既知画像との差分画像を図１１（ｃ）
に示すと、この差分画像中にて斜線で示す既知領域の画
素値は位置合わせが正しければすべて０となる。

【００５９】したがって、例えば図１１（ｄ）のように
入力画像の既知画像への位置合わせが正しく行われてい
ない場合、図中のｅ１〜ｅ４の部分のように、既知であ
った部分に画素値が０でない部分が生じる。逆に、既知
領域に０でない部分が現れていれば、位置合わせが正し
く行われていないものとして、位置対応の修正が必要で
ある。

【００６０】このような場合、位置対応の修正を行うに
あたって、差分画像中の既知領域の画素値の総和を評価
関数とする。既知領域での各画素値をｘ_k とすれば、評
価関数Ｆは式（６）で表される。Ｆ＝Σｘ_k （６）もし、位置合わせが正しく行われていれば、この領域で
の画素値は全て０となる。しかし、位置合わせにずれが
生じると、この既知領域に０でない画素値が現れる。

【００６１】このずれを最小にするためには、評価関数
Ｆを最小とするように、位置合わせのパラメータを最急
降下法などの最適化手法で求め、その結果にしたがって
位置合わせの調整を行えばよい。

【００６２】上記では、入力画像の既知画像への位置合
わせが正しく行われていない場合について説明したが、
入力画像と既知画像の濃淡に差がある場合についても同
様のことがいえる。

【００６３】すなわち、入力画像と既知画像の濃淡に差
がある場合にも、既知領域に画素値が０でない部分が生
じる。したがって、このような場合にも、上記の評価関
数Ｆを最小とするように入力画像および／または既知画
像の濃淡値を調整することにより、差分画像のデータ量
を削減することができる。

【００６４】また、上記の位置対応関係の調整と画像の
濃淡値の調整とを併せて（順番にもしくは同時に）行っ
てもよい。（第５の実施形態）本実施形態の構成は第１の実施形態
と基本的には同様であり、本実施形態は、第１の実施形
態において、差分画像記録部５が、記録保存すべき複数
枚の画像に対して、各位置の画素値を１ビットとして、
複数分並べたビット値として画像を記録するようにした
ものである。以下では、図１２を参照しながら本実施形
態に特徴的な点を中心として説明する。

【００６５】従来は、図１２（ａ）に示すように、複数
枚の画像を保存する場合、各画像ごとに保存している。
そして、画像を圧縮して保存する場合にも、１枚ごとに
圧縮して保存している。

【００６６】これに対して本実施形態では、差分画像記
録部５によって得られた差分画像を２値画像として保存
する場合に、１枚ごとにランレングス符号化などの手法
で圧縮して保管するのではなく、各画素ごとにそれぞれ
の画像に対し１ビットを割り当て、そのビット列をラン
レングスなどの手法で圧縮保存する。

【００６７】例えば、図１２（ｂ）に示すように、いず
れの差分画像中でも空白となっている画素は、複数枚
の画像でこの画素値を記録する場合、００００，…，０
０００（画像枚数だけのｂｉｔ数）となり、ランレング
ス符号化では０と枚数だけを記録すればよい。また、い
ずれの差分画像中でも１となっている画素は１１１
１，…，１１１１となり、これもまた、ランレングス符
号化では１と枚数だけを記録すればよい。さらに、帳票
の記載部分では、画素のように１となる確率が高いた
め、ビット反転は少なくなる。

【００６８】帳票などのようにあらかじめ記載される部
分がおおよそ決まっている場合には、空白の部分は０が
多く、記載部分には１が多くなる。すなわち、ビット反
転が少なくなる可能性は高いため、ランレングスを用い
た圧縮などを施す場合には、この方法を用いることで画
像のサイズを効果的に圧縮できることになる。

【００６９】（第６の実施形態）本実施形態の構成は第
１の実施形態と基本的には同様であり、本実施形態は、
第１の実施形態において、差分画像記録部５が差分画像
の余白部分を除いて画像を圧縮記録するようにしたもの
である。以下では、図１３を参照しながら本実施形態に
特徴的な点を中心として説明する。

【００７０】本実施形態では、差分画像として、図１３
（ａ）のような画像が得られた場合に、自動的に余白の
部分を求めていく。まず、図１３（ｂ）の画像に示すよ
うに、各方向から画像を行ごとに走査していく。のよ
うに全ての画素が空白の場合には内側に走査を進めてい
く。〜のように行のいずれかの画素が空白でなくな
ったときに、その走査の直前の行を差分画像の記載部分
の外接四角形の辺であるとする。

【００７１】次に、図１３（ｃ）の画像に示すように、
外接四角形が求められた場合に、２つの対角頂点Ｐ１，
Ｐ２の位置と外接四角形内の記載部分の画像データを記
録することで、図１３（ｄ）に示す画像のように、記録
するデータの量を少なくすることができる。

【００７２】（第７の実施形態）本実施形態の構成は第
１の実施形態と基本的には同様であり、本実施形態は、
第１の実施形態において、連続して画像が入力した場合
に前回の差分画像の履歴を基に、順次、既知画像を更新
して、記録する差分画像をさらに圧縮するようにしたも
のである。以下では、図１４を参照しながら本実施形態
に特徴的な点を中心として説明する。

【００７３】本実施形態では、差分画像生成部４によっ
て生成された差分画像中で、余白として現れる画素値ゼ
ロの一定面積以上の部分を以後、既知画像として順次組
み入れていく。

【００７４】まず、図１４（ａ）では、入力画像Ａから
既知画像Ｒの差分を取って、差分画像Ａ´を得ている。
しかしながら、差分画像Ａ´中でも、文字などの実際の
差分画像を持っている部分は一部だけで、差分画像Ａ´
中の斜線で示した領域に関しては空白として冗長な部分
である。

【００７５】そこで、差分画像Ａ´において、画素値が
０でない部分（以下、有効部分（図中Ａ''）と呼ぶ）に
関して外接四角形を作成し、それ以外の画素値を持たな
い空白部分に関しては、のように、次の差分過程から
は既知画像に付加していく。

【００７６】ここにおいて、外接四角形を簡単に求める
方法としては、第６の実施形態と同様に、縦方向横方向
に差分画像を外側から走査していき、各方向の走査線上
に画素値を持った画素が現れたら、そのすぐ外側を外接
四角形の１辺とする方法を用いる。

【００７７】差分画像Ａ´の有効部分を除いて画像の既
知部分としているので（すなわち元の既知画像Ｒに差分
画像Ａ´から有効部分を除いた部分を付加したものを新
たな既知画像としているので）、次の入力画像での有効
部分が先の入力画像Ａより大きくない限りは、差分画像
を小さくできる利点がある。

【００７８】図１４（ｂ）に例示する入力画像Ｂでは、
差分画像の有効部分が入力画像Ａと同様小さいので、更
新された既知画像Ｒ´との差分を求めることによって、
最初の既知画像Ｒとの差分画像（図中３４で示す点線
部）を保存するより差分画像を小さくすることができ
る。この場合、同時に差分画像の位置情報として、Ｐ
１，Ｐ２の座標も記録する必要がある。

【００７９】一方、図１４（ｃ）に例示する入力画像Ｃ
のように、前の差分過程での有効部分以外に入力画像の
有効部分（図中３６の丸で囲って示した画像の部分）が
生じた場合は、既知画像をのように広げ、差分画像Ｃ
´を得る。

【００８０】このような直前の差分画像に応じた既知画
像の更新をフローチャートにまとめると、図１５のよう
になる。まず、既知画像を初期化する（ステップＳ
１）。

【００８１】次に、入力画像を入力する（ステップＳ
２）。ここで、入力画像の既知部分に既知画像と異なる
部分があれば（ステップＳ３）、既知画像を広げ（ステ
ップＳ４）、異なる部分がなければ（ステップＳ３）、
既知画像をそのままとする（ステップＳ５）。

【００８２】そして、入力画像と既知画像の差分を求め
る（ステップＳ６）。ここで、差分画像に空白があれば
（ステップＳ７）、既知画像に差分画像の空白部を加え
（ステップＳ８）、差分画像に空白がなければ（ステッ
プＳ７）、既知画像をそのままとする（ステップＳ
９）。

【００８３】以上で１枚の入力画像について差分が得ら
れたことになる。以降、同様にして、入力画像があれ
ば、ステップＳ２〜ステップＳ８またはＳ９の一連の処
理を繰り返す。

【００８４】以上、各実施形態について説明してきた
が、第１の実施形態〜第７の実施形態は、独立実施可能
であるだけでなく、それらを任意に組み合わせて実施す
ることが可能である。

【００８５】また、以上では、画像を記録する場合を中
心に説明してきたが、画像を転送する場合においても、
送受信側がそれぞれ同じ既知画像を持っていれば（ある
いは少ないコストで入手可能であれば）、差分画像と対
応する既知画像の識別情報を送信することによって、画
像を転送する際の通信量を減らすこともできる。

【００８６】以上の各機能は、ソフトウェアとしても実
現可能である。また、上記した各手順あるいは手段をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録した機
械読取り可能な媒体として実施することもできる。

【００８７】ところで、以上では、既知画像読み出し部
２は、既知画像を記録装置などから読み出すものとして
説明したが、その代わりに、既知画像をネットワークを
通じて（例えばファイルサーバなどから）取得するよう
にしてもよい。また、差分画像記録部５は、差分画像を
記録装置などに保存するものとして説明したが、その代
わりに、差分画像をネットワークを通じて所定の転送先
（例えばファイルサーバなど）に向けて送り出すように
してもよい。

【００８８】また、カメラやスキャナから画像を入力す
る代わりに、既に画像化されているデータを入力しても
よいし、あるいはソフトウェアにより生成された画像を
入力画像としてもよい。

【００８９】また、各実施形態をソフトウェアおよび計
算機により実現する場合において、カメラやスキャナ等
の手段を持たず、ネットワークを介して要求元計算機か
ら既知画像と入力画像を受け取り、上述したような手順
により差分画像またはこれをさらに圧縮したものを求
め、その結果を該要求元計算機に提供するようにするこ
とも可能である。この場合、各実施形態に係る装置は、
画像処理装置（サーバ）もしくは画像処理ソフトウェア
として機能する。

【００９０】また、上記の要求元計算機を自計算機内の
他プロセスとしてもよい。本発明は、上述した実施の形
態に限定されるものではなく、その技術的範囲において
種々変形して実施することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、既知の部分を含む画像
を効果的に圧縮することができ、記録する際の記録デー
タ量や転送する際の通信データ量を減らすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像記録装置の基本
構成を示す図

【図２】帳票を記録保存する場合の基本的な処理の流れ
を説明するための図

【図３】画像中のエッジの方向を説明するための図

【図４】特徴点対応による画像の位置合わせを説明する
ための図

【図５】特徴点対応に基づく入力画像の補正を説明する
ための図

【図６】画像入力時の位置関係による画像の位置合わせ
を説明するための図

【図７】複数の既知画像から入力画像に応じて既知画像
を選択する処理を説明するための図

【図８】入力画像の既知部分によって差分画像の形状を
補正する処理を説明するための図

【図９】画像の乱れを補正するための関数の特性の一例
を示す図

【図１０】入力画像の未知部分の補正の一例を示す図

【図１１】差分画像の既知部分の画像情報によって画像
位置対応を調整する処理を説明するための図

【図１２】複数枚の画像を一括して圧縮する処理を説明
するための図

【図１３】余白部分を除いて圧縮記録する処理を説明す
るための図

【図１４】差分画像に応じて動的に既知画像を更新して
いく処理を説明するための図

【図１５】差分画像に応じて動的に既知画像を更新して
いく処理手順の一例を示すフローチャート

【符号の説明】

１…画像入力部２…既知画像読み出し部３…画像位置対応部４…差分画像生成部５…差分画像記録部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の一部が既知である任意の画像を読み
取る画像入力手段と、この画像入力手段から入力された入力画像の既知部分の
画像に対応する既知画像を読み出す既知画像読み出し手
段と、読み取られた前記入力画像と読み出された前記既知画像
との位置を合わせる画像位置対応手段と、位置合わせされた前記入力画像と前記既知画像との間の
差分画像を生成する差分画像生成手段と、生成された前記差分画像を記録する差分画像記録手段と
を具備したことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】前記画像位置対応手段は、前記入力画像か
ら抽出された特徴点と前記既知画像から抽出された特徴
点とを対応させることによって、前記入力画像と前記既
知画像との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１
に記載の画像記録装置。
【請求項３】前記既知画像読み出し手段は、複数の既知
画像から前記入力画像に応じて読み出すべき既知画像を
選択することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装
置。
【請求項４】前記差分画像生成手段は、前記既知画像と
前記入力画像の既知部分との間の画像の変化に応じて前
記差分画像を修正することを特徴とする請求項１に記載
の画像記録装置。
【請求項５】前記画像位置対応手段は、前記差分画像の
うち前記入力画像で既知であった領域について、その画
素値の総和を０に近付けるように、画素値に影響を及ぼ
す所定の物理量の前記既知画像と前記入力画像との間に
おける相対的関係を調整することを特徴とする請求項１
に記載の画像記録装置。
【請求項６】前記差分画像記録手段は、記録保存すべき
複数枚の画像に対して、各位置の画素値を１ビットとし
て、複数分並べたビット値として画像を記録することを
特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項７】画像の一部が既知である任意の入力画像を
入力する手段と、前記入力画像の既知部分の画像に対応する既知画像を入
力する手段と、入力された前記入力画像と前記既知画像との位置を合わ
せる手段と、位置合わせされた前記入力画像と前記既知画像との間の
差分画像を生成する手段とを具備したことを特徴とする
画像処理装置。
【請求項８】画像の一部が既知である任意の画像を読み
取るとともに、この読み取られた入力画像の既知部分の
画像に対応する既知画像を読み出し、読み取られた前記入力画像と読み出された前記既知画像
との位置合わせを行い、位置合わせされた前記入力画像と前記既知画像との間の
差分画像を生成し、生成された前記差分画像を記録することを特徴とする画
像記録方法。
【請求項９】画像の一部が既知である任意の入力画像を
入力するとともに、前記入力画像の既知部分の画像に対
応する既知画像を入力し、入力された前記入力画像と前記既知画像との位置合わせ
を行い、位置合わせされた前記入力画像と前記既知画像との間の
差分画像を生成することを特徴とする画像処理方法。