(57)【要約】【課題】中間色を含む有効領域を的確に抽出する。【解決手段】設定された２値化閾値に基づき有効領域抽出処理を実行することによって画像に含まれる有効領域を抽出する有効領域抽出部２３と、有効領域抽出部２３における有効領域抽出処理の処理結果に基づいて有効領域抽出部２３に有効領域抽出処理を再度実行させるか否かについて判定する再帰判定部２４と、有効領域抽出処理が繰り返し実行される度に、画像を構成する中間色が有効領域として判定されやすくなるように２値化閾値を設定変更する２値化閾値設定部２２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像に含まれる有効領域を抽出する有効領域抽出処理を実行する有効領域抽出手段と、
前記画像から下地画像の階調域を除く有効階調域内において、前記画像における色に関する色に関する属性の分布と、前記有効領域抽出手段により抽出された有効領域における前記色に関する属性の分布との差分の大きさにより前記有効領域抽出処理の正当性を判定し、正当でないと判断したときには前記有効領域抽出手段に有効領域抽出処理を再度実行させる判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記有効領域抽出手段における有効領域か否かの判定に用いる閾値を設定する閾値設定手段を有し、
前記閾値設定手段は、有効領域抽出処理が繰り返し実行される度に、前記画像を構成する中間色が有効領域として判定される方に閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
コンピュータを、
画像を取得する画像取得手段、
前記画像に含まれる有効領域を抽出する有効領域抽出処理を実行する有効領域抽出手段、
前記画像から下地画像の階調域を除く有効階調域内において、前記画像における色に関する色に関する属性の分布と、前記有効領域抽出手段により抽出された有効領域における前記色に関する属性の分布との差分の大きさにより前記有効領域抽出処理の正当性を判定し、正当でないと判断したときには前記有効領域抽出手段に有効領域抽出処理を再度実行させる判定手段、
として機能させる画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
文書画像などに含まれている字や絵柄などの画像として有効な画像が存在する領域（以下、「有効領域」）を抽出するために、例えば、一定画素から成るブロックにおける黒画素の占める割合によって有効情報ブロックか否かを判定し、有効情報ブロックと判定したブロックの集合を有効領域として抽出する技術がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３３１４６号明細書
【特許文献２】特許第３７４９４２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、中間色を含む有効領域を的確に抽出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る画像処理装置は、画像を取得する画像取得手段と、前記画像に含まれる有効領域を抽出する有効領域抽出処理を実行する有効領域抽出手段と、前記画像から下地画像の階調域を除く有効階調域内において、前記画像における所定の色に関する属性の分布と、前記有効領域抽出手段により抽出された有効領域における前記色に関する属性の分布との差分の大きさにより前記有効領域抽出処理の正当性を判定し、正当でないと判断したときには前記有効領域抽出手段に有効領域抽出処理を再度実行させる判定手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記有効領域抽出手段における有効領域か否かの判定に用いる閾値を設定する閾値設定手段を有し、前記閾値設定手段は、有効領域抽出処理が繰り返し実行される度に、前記画像を構成する中間色が有効領域として判定される方に閾値を変更することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータを、画像を取得する画像取得手段、前記画像に含まれる有効領域を抽出する有効領域抽出処理を実行する有効領域抽出手段、前記画像から下地画像の階調域を除く有効階調域内において、前記画像における所定の色に関する属性の分布と、前記有効領域抽出手段により抽出された有効領域における前記色に関する属性の分布との差分の大きさにより前記有効領域抽出処理の正当性を判定し、正当でないと判断したときには前記有効領域抽出手段に有効領域抽出処理を再度実行させる判定手段、として機能させる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１，３記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して中間色を含む有効領域を的確に抽出することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比較して中間色を有効領域として抽出されやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。
【図２】本実施の形態における画像処理装置を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。
【図３】本実施の形態における有効領域抽出処理を示したフローチャートである。
【図４】本実施の形態において処理対象とされる画像の一例を示した図である。
【図５】本実施の形態における有効領域抽出処理の際に作成される画像のヒストグラムの一例を示した図である。
【図６】本実施の形態において有効領域抽出処理が実行されることによって画像から抽出された有効領域を示した図である。
【図７】本実施の形態において抽出された有効領域のヒストグラムの一例を示した図である。
【図８】本実施の形態において有効領域抽出処理が再度実行されることによって画像から抽出された有効領域を示した図である。
【図９】本実施の形態において再度抽出された有効領域のヒストグラムの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る画像処理装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。また、図２は、本実施の形態における画像処理装置２０を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。
【００１３】
図２において、コンピュータは、従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、画像処理装置２０を形成するコンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４を接続したＨＤＤコントローラ５、入力手段として設けられたマウス６とキーボード７、及び表示装置として設けられたディスプレイ８をそれぞれ接続する入出力コントローラ９、通信手段として設けられたネットワークコントローラ１０を内部バス１１に接続して構成される。
【００１４】
図１に戻り、本実施の形態における画像処理装置２０は、画像取得部２１、２値化閾値設定部２２、有効領域抽出部２３、再帰判定部２４及び有効領域出力部２５を有している。画像取得部２１は、有効領域の抽出対象とする画像を取得する。２値化閾値設定部２２は、画像に含まれる各画素が有効領域に含まれるか否かを判定するために用いる２値化閾値を設定する。有効領域抽出部２３は、有効領域抽出処理を実行することによって画像に含まれる有効領域を抽出する。再帰判定部２４は、有効領域抽出部２３における有効領域抽出処理の処理結果に基づいて有効領域抽出部２３に有効領域抽出処理を再度実行させるか否かについて判定する。有効領域出力部２５は、有効領域抽出部２３における有効領域抽出処理の処理結果の正当性が再帰判定部２４に認められた場合に、その処理結果を出力する。
【００１５】
画像処理装置２０における各構成要素２１〜２５は、画像処理装置２０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。
【００１６】
また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがインストールプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。
【００１７】
次に、本実施の形態における有効領域抽出処理について図３に示したフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
画像取得部２１は、画像を取得する（ステップ１０１）。本実施の形態の場合、有効領域抽出処理の対象として取得する画像は、白い用紙に印刷された部分として少なくとも淡い黒の領域（薄い黒の領域）が含まれていることを前提としている。本実施の形態では、図４に例示したように“黒色文字”で表した黒色の文字及び“灰色文字”で表した灰色（薄い色、中間色）の文字が含まれている画像が取得されたものとして説明する。画像は、図示しないスキャナにより紙文書等の媒体の読取画像でもよいし、予めスキャンされて形成された画像データをＨＤＤ４から読み出したり、あるいはネットワーク経由で取得してもよい。
【００１９】
画像が取得されると、有効領域抽出部２３は、次の手順にて有効領域を抽出するが、今回のように画像が取得されてから最初に実施する処理では、有効領域か否かの判定に用いる２値化閾値として初期値を用いる（ステップ１０２）。本実施の形態では、２５６階調を二分割して得られる１２８を初期値の例として説明するが、初期値は、処理する画像の特性等を考慮して適宜設定すればよい。なお、“灰色文字”はほぼ初期値未満の階調度で構成される画像であるものとする。
【００２０】
有効領域抽出部２３は、取得した画像（図４）の輝度ヒストグラムを作成する。図５は、この画像の輝度ヒストグラムを図示したときの一例を示した図である。なお、本実施の形態では、便宜的に各階調度の頻度を線でつないで図示する。
【００２１】
続いて、有効領域抽出部２３は、２値化閾値と各画素の階調度を比較することによって画像に含まれる２値化閾値以上の黒色画素を検出し、その検出した黒色画素で構成される画像の外接矩形を求める。このようにして有効領域を抽出する（ステップ１０３）。有効領域は、図６では領域３２として示される。なお、領域３１は、処理対象の画像から領域３２を除いた領域である。有効領域抽出部２３は、この領域３２の輝度ヒストグラムを作成する。図７は、領域３２の輝度ヒストグラムを図示したときの一例を示した図である。図７には、図５に示した画像（領域３１＋領域３２）のヒストグラムも一点鎖線で図示した。
【００２２】
有効領域が抽出されると、再帰判定部２４は、以下に説明するようにして有効領域抽出部２３に有効領域抽出処理を繰り返し実行させるか否かを判定する。
【００２３】
ところで、領域３１には、用紙の下地領域と薄い領域が含まれている。領域３１の階調分布の範囲で有効領域抽出処理（ステップ１０３）において削除された領域が図５と図７との差分領域であり、領域３１に相当する。図７においては、実線と一点鎖線との差異から得られる領域である。このうち、図５と図７の差分が大きく、面積の大きい領域は下地領域と考えられる。よって、例えば、下地領域の大部分を占める画素、例えば、領域３１の平均値から一定幅の階調域、累積分布の大きい方からの累計画素数が９０％の範囲、明るい側の頻度のピーク位置から暗いほうをみて、最初に傾きが変わったところなどの階調域を下地領域Ｂと特定する。そして、下地領域Ｂ以外の階調域を有効階調域とすると、再帰判定部２４は、この有効階調域（図７では、階調域０〜ａ）の範囲のヒストグラムの差分を算出する（ステップ１０４）。例えばａ＝２１０であれば、階調域０〜２０９を有効階調域としてヒストグラムの差分をとる。この差分領域は、図７において、階調域ａを示す破線、有効領域のヒストグラム（実線）及び画像のヒストグラム（一点鎖線）で囲まれた矢印Ｄで示された領域である。
【００２４】
ここで、差分が、有効領域抽出処理を再帰的に実行するか否かという判断条件として予め設定されている閾値以上であれば、実際は有効領域であるはずの領域が有効領域抽出処理により余分に削除されてしまったのではないかと判断する。つまり、有効領域抽出処理において有効領域を正常に抽出できなかったと判断する。なお、処理を再帰的に実行するか否かという判定条件、換言すると有効領域抽出処理を再度実行させるか否かの判定条件としては、例えば、有効階調域に存在する画素数の１０％以上に差異があった場合、ある階調度の頻度数の差異が所定数以上になる階調度が存在する、若しくはそのような階調度が所定数以上存在するなどである。有効階調域における領域３１と領域３２との差分がこのような判定条件に基づく閾値と比較される。この比較の結果、判定条件を満たさない、つまり差分が閾値以上であれば（ステップ１０５でＹ）、再帰判定部２４は、有効領域抽出処理を実行させる際に用いる２値化閾値の設定変更を２値化閾値設定部２２に指示する。
【００２５】
２値化閾値設定部２２は、この指示に応じて２値化閾値を変更する（ステップ１０６）。例えば、上記例では、有効領域であるはずの領域（淡い黒の中間色の領域）を有効領域抽出処理により削除してしまっているので、その削除した領域を取り戻すために、２値化閾値を中間色が有効領域として判定される方に変更する。この例では、現在の２値化閾値１２８を大きく数値に変更する。例えば、階調域で判別分析法で谷を探して、その探し出した階調度を新しい閾値としたり、明るい側の頻度のピーク位置から暗い方をみて、最初に傾きが変わったところを新しい閾値としたり、あるいは最初の閾値から狭い一定間隔で少しずつ閾値を変えていったりしてもよい。このように、淡い黒の領域を有効領域として含めるように、つまり２値化したときに有効画素と判断され拾われる範囲を拡げる方向に２値化閾値を変更する。この例では、２値化閾値を２００に設定変更するものとする。
【００２６】
２値化閾値の設定変更後、有効領域抽出部２３は、図４に示した画像に対し、前述した処理を実行することで有効領域を抽出する（ステップ１０３）。有効領域は、図８では領域３４として示される。なお、領域３３は、処理対象の画像から領域３４を除いた領域である。有効領域抽出部２３は、この領域３４の輝度ヒストグラムを作成する。図９は、領域３４の輝度ヒストグラムを図示したときの一例を示した図である。図９には、図５に示した画像（領域３３＋領域３４）のヒストグラムも一点鎖線で図示した。
【００２７】
以上のように、有効領域が抽出されると、再帰判定部２４は、前述した処理内容を実行することで有効領域抽出処理を繰り返し実行させるか否かを判定する。すなわち、上記と同様にして下地領域Ｂと特定し、下地領域Ｂ以外の有効階調域（図９では、階調域０〜ａ）の範囲のヒストグラムの差分を算出する（ステップ１０４）。例えばａ＝２１０であれば、階調域０〜２０９を有効階調域としてヒストグラムの差分をとる。なお、上記と同様にして有効階調域を特定しているが、異なる方法で特定してもよい。この差分領域は、図９において、階調域ａを示す破線、有効領域のヒストグラム（実線）及び画像のヒストグラム（一点鎖線）で囲まれた矢印Ｄで示された領域である。そして、この差分を閾値と比較することによって有効領域抽出処理を繰り返し実行させるか否かについての判定を行う。この比較の結果、差分が閾値以上である場合（ステップ１０５でＹ）、再帰判定部２４は、有効領域抽出処理を実行させる際に用いる２値化閾値の設定変更を２値化閾値設定部２２に指示する。２値化閾値設定部２２は、この指示に応じて有効階調域が拡がるように２値化閾値を設定変更する（ステップ１０６）。なお、新たな２値化閾値は、前回と同じ方法を用いて探し出してもよいし、前回と異なる方法を用いてもよい。
【００２８】
一方、差分が閾値に達していない場合（ステップ１０５でＮ）、有効領域出力部２５は、有効階調域領域部２３により抽出された有効領域は正当であると判断して、その有効領域を当該画像における有効領域として出力する（ステップ１０７）。なお、有効領域出力部２５は、有効領域及び有効領域に関連する情報を再帰判定部２４から間接的に取得してもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、中間色を含む白黒画像（一次元の場合）を例にして説明した。例えば、黄色い用紙の画像に淡い色の領域と黒色の領域とが含まれている場合など、Ｃｂ，Ｃｒの頻度ヒストグラムやＲＧＢの立方体での頻度ヒストグラムなどをとってカラー画像においても一次元の場合と同様に処理してもよい。あるいは、処理の高速化のために色空間を一次元に変更してから処理するようにしてもよい。
【００３０】
なお、その他にも様々な変形例が考えられる。例えば、上記例では、０〜２５５の階調でヒストグラムを作成したが、分布を量子化して有効領域の是非の判定を行うようにしてもよい。また、本実施の形態では、有効領域を抽出する際に、画像における色に関する属性の一例として輝度のヒストグラムを作成するようにしたが、輝度の代わりにグリーン信号や明度などその他の色に関する属性を使用してヒストグラムを作成するようにしてもよい。また、カラー画像の場合は、フルカラーなどのように多色の場合、限定色化してから有効領域の是非の判定を行うようにしてもよい。この場合、階調のヒストグラムを作成する代わりに、色毎の頻度を求めてヒストグラムを作成するようにしてもよい。
【００３１】
また、特許文献１のように、有効領域の抽出処理(ステップ１０３)を、画像の内一定の画素（ｎ×ｎ画素）から成るブロックにおける黒画素が所定の割合（ａ％）以上である場合に、そのブロックを有効領域に含まれるべきブロックとし、その集合を有効領域とするような処理の場合、図３のステップ１０５において差分が閾値に達していないために有効領域の抽出処理（ステップ１０３）を繰り返し行う場合、ブロックが有効領域に含まれるか否かの判定に用いる所定の割合をｂ％（ａ＞ｂ）に下げることによって、中間処理を有効領域でないと切り捨てずに拾いやすくするようにしてもよい。
【００３２】
また、２値化しやすくするために、取得した画像から有効領域を抽出する処理を行う前に、画像（ここでは、画像に含まれる構成要素の画像）の輪郭などを強調する処理（シャープネス）や階調補正（コントラスト補正）を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ＣＰＵ、２  ＲＯＭ、３  ＲＡＭ、４  ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、５  ＨＤＤコントローラ、６  マウス、７  キーボード、８  ディスプレイ、９  入出力コントローラ、１０  ネットワークコントローラ、１１  内部バス、２０  画像処理装置、２１  画像取得部、２２  ２値化閾値設定部、２３  有効領域抽出部、２４  再帰判定部、２５  有効領域出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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