(57)【要約】【課題】少ない演算量で背景画像を作成することができる画像処理プログラムの提供。【解決手段】対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラムである。【選択図】図８
2019003534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする、画像処理プログラム。
【請求項２】
前記比較画素が、前記注目画素の左右両側に、前記対象画像に含まれる複数の前記対象物どうしの前記対象画像上での間隔をおいて、複数個設定される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像処理プログラム。
【請求項３】
前記比較画素が、前記注目画素の上下両側に、前記対象画像における前記対象物の高さの半分の間隔をおいて、２個設定される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像処理プログラム。
【請求項４】
前記比較画素が、前記注目画素の左右両側に、前記対象物の間隔×ｔａｎθ（ただし、θは明るさの異なる境界方向と対象画像の水平方向とのなす角である）をおいて、（前記対象物の大きさ／前記対象物の間隔）個設定される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像処理プログラム。
【請求項５】
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理を実行する制御部を有することを特徴とする、画像処理装置。
【請求項６】
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする、画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理プログラム、画像処理装置、及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情景画像中から、看板や標識などに書かれた文字、記号、図形等の対象物を読み取るために、対象物を抽出することが行われている。
文字等の対象物の抽出手法の一つとして、何らかの方法で対象物を除いた背景画像を作成し、元画像との差分を取る方法があるが、背景画像は一様とは限らず、照明条件などによって対象物に影がかかる場合がある。この場合、対象物を抽出するためには、対象物に影がかかっていても背景画像を正確に作成する必要がある。
【０００３】
そこで、文字等の対象物や背景に影がかかっていても正確に背景画像を作成するため、文字サイズ以上の最大値フィルタと最小値フィルタを順次かけることにより、文字部分を背景に置き換える方法が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５３６８２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】三島忠明ら、“画像処理を用いた車番認識システムの開発”電気学会論文誌  Ｄ，産業応用部門誌  １０９．５  （１９８９）：３３３−３３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、各画素に対してフィルタ範囲の全画素を比較するため、大きな演算量になり、背景画像の作成に時間がかかってしまうという問題がある。
【０００７】
一つの側面では、少ない演算量で背景画像を作成することができる画像処理プログラム、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施態様では、画像処理プログラムは、対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素を比較画素に変換する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
一つの側面では、少ない演算量で背景画像を作成することができる画像処理プログラム、画像処理装置、及び画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来の背景作成処理方法の一例を示す図である。
【図２】図２は、従来の背景作成処理方法の一例による処理回数を説明する図である。
【図３】図３は、画像処理装置の一例を示すハードウェア構成図である。
【図４】図４は、画像処理装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、影境界検出処理の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１の画像処理装置における注目画素と比較画素との組を１組以上設定する設定処理の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１の画像処理装置における注目画素と比較画素との組を１組以上設定する設定処理の他の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施例１の画像処理装置全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例１の文字認識処理装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１０】図１０は、実施例１の文字認識処理装置全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例２における画像処理装置の注目画素と比較画素との組を１組以上設定する設定処理の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例３における画像処理装置の注目画素と比較画素との組を１組以上設定する設定処理の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例４における文字の配列及び影のかかる状態を変化させた対象画像の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施例４における文字の配列及び影がかかった状態を変化させた対象画像の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の画像処理装置は、まず、対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定する。次に、同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素を比較画素に変換することで、少ない演算量で背景画像を作成できる。
【００１２】
具体的には、まず、画像処理装置は、対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定する。
対象物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、文字、図形、記号、又はこれらを組み合わせて配列したものなどが挙げられる。具体的には、文字列、文字列と記号の組み合わせ、文字列と図形の組み合わせなどが挙げられる。文字としては、例えば、数字、英字、平仮名、片仮名などが挙げられる。なお、文字としては、文字の種類（フォント）、文字間隔、文字の大きさ（例えば、文字幅、文字高さ）などが規格化されているものが好ましい。
文字の大きさ（例えば、文字幅、文字高さ）が規格化されておらず異なる場合には、最大の文字幅を文字の大きさ、又は最大の文字の高さを文字の大きさとする。また。文字列において文字間隔が規格化されておらず異なる場合には、最小の文字間隔を文字間隔とする。
文字列の方向についても特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、縦方向に配置した文字列、横方向に配置した文字列、ランダムに配置した文字列などが挙げられる。
対象物を含む対象画像としては、例えば、文字等が描かれている看板、文字等が描かれている標識、ナンバープレート、ゼッケン等を撮影した画像などが挙げられる。
【００１３】
明るさが異なる複数の領域を含む対象画像としては、例えば、対象物及び対象物の背景に影がかかった対象画像、照明やライトの向きにより対象物の背景の見え方が異なる対象画像、天候変化により対象物の背景の見え方が異なる対象画像などが挙げられる。
明るさとしては、例えば、輝度、反射率、濃度、明度などが挙げられる。
対象物や対象物の背景にかかった影としては、例えば、対象画像の水平方向に対して平行方向の直線状の影、対象画像の水平方向に対して所定の角度の直線状の影、対象画像の水平方向に対して垂直方向の直線状の影などが挙げられる。
対象画像の背景における明るさが異なる境界角度は、対象物からエッジを抽出し、対象物における輪郭線の角度分布を求め、最頻値となる角度から求めることができる。
【００１４】
注目画素とは、対象物を構成する画素であり、対応する比較画素と組を形成する。
比較画素とは、注目画素から所定間隔離間した画素であり、背景を構成する画素であることが好ましく、対象物の背景の明るさが異なる画素（例えば、影がかかった画素）も含まれる。
所定間隔離間とは、比較画素が背景に含まれるように注目画素から所定間隔をおいて、設けられていることを意味する。所定間隔としては、例えば、背景における明るさの異なる境界方向に対して平行方向の文字列の場合には、文字間隔である。また、所定間隔としては、例えば、背景における明るさの異なる境界方向に対して垂直方向の文字列の場合には、文字高さの半分である。
【００１５】
次に、画像処理装置は、使用するフィルタの種類を選択する。フィルタの種類の選択は、対象画像全体の輝度値のヒストグラムをとり、画素数が少ない部分（文字列）が明るいか又は暗いかにより、最大値フィルタ及び最小値フィルタのいずれかを選択することができる。
画像処理装置は、対象物の輝度値が、背景又は影がかかった背景の輝度値より低いことが既知の場合には、対処物の注目画素をフィルタ内の最大輝度値に置換する最大値フィルタを用いる。一方、画像処理装置は、対象物の輝度値が背景又は影がかかった背景の輝度値より高いことが既知の場合には、対象物の注目画素をフィルタ内の最小輝度値に置換する最小値フィルタを用いる。
最大値フィルタは、対象物の輝度値が背景の輝度値より低い場合には、対象物の注目画素をフィルタ内の最大輝度値に置換する処理を行う。
最小値フィルタは、対象物の輝度値が背景の輝度値より高い場合には、対象物の注目画素をフィルタ内の最小輝度値に置換する処理を行う。
最大値フィルタによる処理は、例えば、３×３画素の領域の最大輝度値を求め、その最大輝度値を注目画素の輝度値と置換する処理をラスタースキャンで全面走査するもので、二値画像の膨張処理に相当する。一方、最小値フィルタによる処理は、例えば、３×３画素の領域の最小輝度値を注目画素の輝度値と置換する処理であり、二値画像の収縮処理に相当する。
【００１６】
次に、画像処理装置は、同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素を比較画素に変換する。
注目画素を比較画素に変換するとは、注目画素に設定されている色のパラメータを比較画素の色のパラメータに変換することを意味する。色のパラメータとしては、例えば、輝度、反射率、濃度、明度、彩度、色相などが挙げられる。
所定の条件としては、例えば、対象物の輝度値が背景の輝度値より低い場合に、注目画素の輝度値をより明るい輝度値に置換する。
所定の条件としては、例えば、対象物の輝度値が背景の輝度値より高い場合に、注目画素の輝度値をより暗い輝度値に置換する。
具体的には、所定の条件としては、最大値フィルタを用い、注目画素の輝度値と比較画素の輝度値とを比較し、注目画素の輝度値が比較画素の輝度値より低い場合に、注目画素の輝度値をより明るい輝度値に置換する。
一方、所定の条件としては、最小値フィルタを用い、注目画素の輝度値と比較画素の輝度値とを比較し、注目画素の輝度値が比較画素の輝度値より高い場合に、注目画素の輝度値をより暗い輝度値に置換する。
【００１７】
次に、画像処理装置は、比較画素が、注目画素の左右両側に、対象画像に含まれる複数の対象物どうしの対象画像上での間隔をおいて、複数個設定されることが好ましい。これにより、画像処理装置は、少ない演算量で背景画像を作成できる。
また、画像処理装置は、比較画素が、注目画素の上下両側に、対象画像における対象物の高さの半分の間隔をおいて、２個設定されることが好ましい。これにより、画像処理装置は、明るさの異なる領域が対象物に対して垂直方向にかかっても、少ない演算量で背景画像を作成できる。
また、画像処理装置は、比較画素が、注目画素の左右両側に、対象物の間隔×ｔａｎθ（ただし、θは明るさの異なる境界方向と対象画像の水平方向とのなす角である）をおいて、（対象物の大きさ／対象物の間隔）個設定されることが好ましい。これにより、画像処理装置は、明るさの異なる領域が対象物に対して斜め方向にかかっても、少ない演算量で背景画像を作成できる。
対象物の大きさとは、対象物の最大の長さを意味し、例えば、対象物の最大幅、対象物の最大高さ、対象物の対角線の最大値などが挙げられる。
対象物の間隔とは、隣接する対象物の間隔の長さのうち最小の長さを意味し、対象物が文字列の場合には、文字間隔である。
（対象物の大きさ／対象物の間隔）の値は、偶数であることが好ましい。（対象物の大きさ／対象物の間隔）の値が奇数となる場合には、（対象物の大きさ／対象物の間隔）の値に１を足して偶数にしてから、画像処理を行うことができる。
【００１８】
画像処理装置が行う各種処理は、画像処理装置を構成する制御部を有するコンピュータにより実行される。
コンピュータとしては、記憶、演算、制御などの装置を備えた機器であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。
【００１９】
ここで、従来の背景作成処理方法では、図１に示すように、文字列「５２３」及び影２０がかかっている背景を有する対象画像１０の文字列「５２３」が背景１９に比べて暗い場合は、まず、最大値フィルタ２１による処理を数回実行し、画像１２を得る。
次に、得られた画像１２は、文字部分は除去されているが、本来影であるが非影に置換されているものが含まれており、影２０の位置ずれが生じている。
背景画像１１は、影２０の位置ずれを戻すため、最小値フィルタ２３による処理を数回実行することにより作成される。なお、図１１中２２は注目画素である。
次に、文字抽出結果１３は、対象画像１０から得られた背景画像１１を差し引くことにより得られる。
【００２０】
従来技術では、図２に示すように、最大値／最小値フィルタ処理を行う際に、各画素に対して、図２中矢印で示すようなラスタースキャンにより、逐次最大値又は最小値を探索するため、演算量が多くなる。即ち、図２の上図に示すように、全画素に対して最大値又は最小値の探索を行うと、処理回数は、Ｎ×Ｎ×２×Ｗ×Ｈ＝２Ｎ２ＷＨとなる。ただし、Ｎはフィルタサイズ、Ｗは画像幅、Ｈは画像高さである。
また、図２の下図に示すように、注目画素２２を通る横方向１ラインにフィルタ処理後、縦方向１ラインにフィルタ処理を行っても、同様の効果が得られる。この場合、処理回数は、（Ｎ＋Ｎ）×２×Ｗ×Ｈ＝４ＮＷＨとなる。
したがって、従来技術では、背景画像を作成するために行う最大値／最小値フィルタ処理は、各画素に対して、４Ｎ回の比較になり、大きな演算量となる。
【００２１】
本発明の画像処理装置は、対象物と対象物の間には背景があることに着目し、まず、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定する。次に、同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素を比較画素に変換する。これにより、画像処理装置は、各画素に対し、（Ｒ＋１）回の比較で済み、少ない演算量で背景画像を作成することができる。ただし、Ｒは、（対象物の大きさ／対象物の間隔）である。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の一実施例を説明するが、本発明は、この実施例に何ら限定されるものではない。
以下では、対象物として「文字列」を含み、かつ影がかかった看板を撮影した対象画像を用いる。このため、「対象物」を「文字列」と、「明るさが異なる複数の領域を含む対象画像」を「影がかかった複数の領域を含む対象画像」と読み替えて説明する。
【００２３】
（実施例１）
図３は、画像処理装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、画像処理装置１００は以下の各部を有する。各部は、バス１０６を介してそれぞれ接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１は、種々の制御や演算を行う処理装置である。ＣＰＵ１０１は、主記憶装置１０２などが記憶するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）やプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。即ち、ＣＰＵ１０１は、本実施例では、画像処理プログラムを実行することにより、後述する制御部１２０として機能する。
画像処理プログラムは、必ずしも最初から主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３などに記憶されていなくともよい。また、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを介して画像処理装置１００に接続される他の情報処理装置などに画像処理プログラムを記憶させることができる。
【００２５】
また、ＣＰＵ１０１は、画像処理装置１００全体の動作を制御する。なお、本実施例では、画像処理装置１００全体の動作を制御する装置をＣＰＵ１０１としたが、これに限ることなく、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などとしてもよい。
【００２６】
主記憶装置１０２は、各種プログラムを記憶し、各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。
主記憶装置１０２は、図示しない、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を有する。
ＲＯＭは、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の各種プログラムなどを記憶している。
ＲＡＭは、ＲＯＭに記憶された各種プログラムがＣＰＵ１０１により実行される際に展開される作業範囲として機能する。ＲＡＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ＲＡＭとしては、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。
【００２７】
補助記憶装置１０３としては、各種情報を記憶できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブなどが挙げられる。また、補助記憶装置１０３は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）ドライブ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）ドライブ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）ドライブなどの可搬記憶装置としてもよい。
【００２８】
入力装置１０４は、画像処理装置１００に対する各種要求を受け付けることができれば特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、カメラ、スキャナー、キーボード、マウス、タッチパネルなどが挙げられる。カメラとしては、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、これらを用いたデジタルカメラなどが挙げられる。
【００２９】
出力装置１０５は、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、ディスプレイ、スピーカーなどが挙げられる。ディスプレイとしては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
【００３０】
なお、画像処理装置１００は、ネットワーク上のコンピュータ群であるクラウドの一部であってもよい。
【００３１】
図４は、画像処理装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
図４に示すように、画像処理装置１００は、入力部１１０と、制御部１２０と、記憶部１３０とを有する。
【００３２】
入力部１１０は、例えば、デジタルカメラなどで撮影した対象画像のデータを受け付ける。
記憶部１３０は、例えば、入力を受け付けた対象画像のデータ、作成した背景画像のデータや文字認識の結果などを記憶する。
【００３３】
制御部１２０は、影境界検出部１２１と、設定部１２２と、画素比較部１２３と、を有する。ここで、制御部１２０の構成は、本発明の画像処理装置に該当する。制御部１２０を実施する処理は、本発明の画像処理方法に該当する。制御部１２０の処理をコンピュータに実行させるプログラムは、本発明の画像処理プログラムに該当する。
【００３４】
影境界検出部１２１は、文字列からエッジを抽出し、文字列における輪郭線の角度分布を求め、最頻値となる角度を文字列にかかった影の境界角度とする。
本実施例では、図５に示すように、白色の看板に黒色で「５２３」の文字列が描かれているものを撮影した画像を対象画像として用いる。なお、「５２３」の文字列において文字幅と文字間隔は既知である。
図５に示すように、対象画像から全方向のエッジ抽出処理を行い、得られた文字列の輪郭線との角度をヒストグラムとして表し、ヒストグラムの最頻値を文字列にかかった影２０の境界方向とする。本実施例では、影２０の境界（角度）は、図５に示すように、文字列にかかった影２０の境界が直線状であり、かつ文字列方向と平行である。
エッジ抽出処理に用いられるフィルタとしては、例えば、微分フィルタ、プリューウィットフィルタ、ソーベルフィルタなどが挙げられる。
【００３５】
＜設定部＞
設定部１２２は、文字列を含み、かつ影がかかった複数の領域を含む対象画像において、影の境界方向に沿って、注目画素と注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定する。
これにより、画像処理装置１００は、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
所定間隔離間とは、比較画素が背景又は影がかかった背景に含まれるように間隔をおいて配置されていることを意味し、本実施例では、隣接する文字どうしの最小の文字間隔である。
設定部１２２では、使用するフィルタの種類を選択する。フィルタの種類の選択は、対象画像全体の輝度値のヒストグラムをとり、画素数が少ない部分（文字列）が明るいか又は暗いかにより、最大値フィルタ及び最小値フィルタのいずれかを選択することができる。
文字列の輝度値が、背景又は影がかかった背景の輝度値より低い場合には、文字列の注目画素をフィルタ内の最大輝度値に置換する最大値フィルタを用いる。一方、文字列の輝度値が背景又は影がかかった背景の輝度値より高い場合には、文字列の注目画素をフィルタ内の最小輝度値に置換する最小値フィルタを用いる。
本実施例では、文字列の輝度値が背景又は影がかかった背景の輝度値より低いので、最大値フィルタを用いる。
【００３６】
＜画素比較部＞
画素比較部１２３は、同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素の輝度値を比較画素の輝度値に変換する。
所定の条件としては、例えば、文字列の輝度値が背景の輝度値より低い場合に、注目画素の輝度値をより明るい輝度値に置換する。一方、所定の条件としては、例えば、文字列の輝度値が背景の輝度値より高い場合に、注目画素の輝度値をより暗い輝度値に置換する。
本実施例では、最大値フィルタを用い、注目画素の輝度値と比較画素の輝度値とを比較し、注目画素の輝度値が比較画素の輝度値より低い場合に、注目画素の輝度値をより明るい輝度値に置換する。
【００３７】
ここで、図６に示す対象画像は、文字幅Ｌ１が文字間隔Ｄ１の２倍であるため、Ｒ＝（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ１）が２である。
図６に示すように、比較画素２４が、中央に設けた注目画素２２の左右両側に、文字間隔Ｄ１をおいて、Ｒ＝（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ１）＝２個設定されたフィルタ２５を用いる。このフィルタ２５を用いると、２つの比較画素２４の少なくともいずれかは、背景１９又は影２０がかかった背景に存在する（図６中（１）及び（２）参照）。
したがって、図６において、画素比較部１２３は、（１）における注目画素２２を、影２０がかかった背景に置換する。（２）における注目画素２２は、背景１９に置換される。（１）又は（２）と同様の処理を、文字列全体について行うことにより、対象画像から文字列を除いた背景画像が作成される。
図６では、注目画素２２と比較画素２４とを比較するので、比較画素数は、（Ｒ＋１）＝３回となる。各注目画素について比較画素数の処理を行えばよいので、処理回数は（Ｒ＋１）×総画素数（Ｗ×Ｈ）となる（ただし、Ｗは画像幅、Ｈは画像高さである）。従来技術と比べて、総画素数（Ｗ×Ｈ）は変わらないが、比較回数は（Ｒ＋１）＝３回に減少するため、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
【００３８】
図７に示す対象画像は、文字幅Ｌ１が文字間隔Ｄ２の４倍、即ち、Ｒ＝（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ２）が４である。
図７に示すように、比較画素２４が、中央に設けた注目画素２２の左右両側に、文字間隔Ｄ２をおいて、Ｒ＝（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ２）＝４個設定されたフィルタ２５を用いる。このフィルタ２５を用いると、４つの比較画素２４のうち少なくともいずれかは背景１９又は影２０のかかった背景に存在する（図７中（１）〜（４）参照）。
したがって、図７において、画素比較部１２３は、（１）における注目画素２２を、影２０がかかった背景に置換する。（２）における注目画素２２は、影２０がかかった背景に置換される。（３）における注目画素２２は、背景１９に置換される。（４）における注目画素２２は、背景１９に置換される。（１）〜（４）と同様の処理を、文字列全体について行うことにより、対象画像から文字列を除いた背景画像が作成される。
図７では、注目画素２２と比較画素２４とを比較するので、比較画素数は、（Ｒ＋１）＝５回となる。各注目画素について比較画素数の処理を行えばよいので、処理回数は（Ｒ＋１）×総画素数（Ｗ×Ｈ）となる。従来技術に比べて、総画素数（Ｗ×Ｈ）は変わらないが、比較回数は（Ｒ＋１）＝５回に減少するため、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
【００３９】
ここで、図８は、実施例１の画像処理装置全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、画像処理装置全体の処理の流れについて説明する。
【００４０】
ステップＳ１０１では、制御部１２０は、文字列のエッジを抽出し、文字列における輪郭線の角度分布を求め、最頻値となる角度を文字列にかかった影の境界角度とすると、処理をＳ１０２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１０２では、制御部１２０は、影の境界方向に沿って、注目画素と当該注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定すると、処理をＳ１０３に移行する。
【００４２】
ステップＳ１０３では、制御部１２０は、同一の組に含まれる注目画素と比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、注目画素を比較画素に変換すると、本処理を終了する。
【００４３】
したがって、実施例１では、文字列における文字間隔には、必ず背景又は影がかかった背景が存在することに着目し、文字間隔を含むように比較画素を設定する。これにより、従来のフィルタ内の全画素の比較から、少数の画素の比較に演算量を大幅に削減することができる。
【００４４】
次に、図９は、対象物認識処理装置としての文字認識処理装置２００の一例を示すブロック図である。
図９の文字認識処理装置２００は、画像処理装置１００と、差分画像作成部２０１と、二値画像作成部２０２と、認識処理部２０３とを有する。なお、図９の画像処理装置１００は、図４の画像処理装置１００と同様であるため、その説明を省略する。
【００４５】
＜差分画像作成部＞
差分画像作成部２０１は、画像処理装置１００で作成された背景画像と元画像である対象画像との差分を取ることで対象画像から背景を除去した差分画像を作成する。
差分画像の作成は、ソフトウェアにより実行することができる。
【００４６】
＜二値画像作成部＞
二値画像作成部２０２は、差分画像作成部２０１で作成された差分画像を二値化して二値画像を作成する。
二値化とは、画像を白と黒の２階調に変換する処理を意味する。予め閾値を決めておき、画素の輝度が閾値よりも大きければ白、小さければ黒に変換する。二値化を行うことにより、ぼやけている（薄い）画像を鮮明にすることができる。
【００４７】
＜認識処理部＞
認識処理部２０３は、二値画像作成部２０２で作成された二値画像を入力とし、文字列の認識結果を出力する。
文字認識方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、得られた二値画像をラベリング処理して文字列を取り出し、予め登録している文字の辞書とのマッチングを行う方法などが挙げられる。
【００４８】
図１０は、実施例１の文字認識処理装置全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図９を参照して、文字認識処理装置全体の処理の流れについて説明する。
【００４９】
図１０のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３は、図８のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様であるため、その説明を省略する。
【００５０】
ステップＳ１０４では、差分画像作成部２０１は、Ｓ１０３において画像処理装置１００から得られた背景画像と元画像である対象画像との差分を取ることにより、文字列を抽出した差分画像を作成すると、処理をＳ１０５に移行する。
【００５１】
ステップＳ１０５では、二値画像作成部２０２は、差分画像作成部２０１から得られた差分画像を二値化して二値画像を作成すると、処理をＳ１０６に移行する。
【００５２】
ステップＳ１０６では、認識処理部２０３は、二値画像作成部２０２で作成した二値画像を入力とし、文字列の認識結果を出力すると、本処理を終了する。
【００５３】
（実施例２）
実施例２は、図１１に示すように、影２０の境界方向が文字列方向に対して垂直方向である以外は、実施例１と同様である。実施例２では、文字列の文字間隔の情報を用いることなく背景画像を作成できる。なお、文字高さＨ１は既知である
図１１に示すように、比較画素２４が、中央に設けた注目画素２２の上下両側に、文字の高さＨ１の半分の間隔をおいて、２個設定されたフィルタ２５を用いる。このフィルタ２５を用いると、２つの比較画素２４のうち少なくともいずれかは背景１９又は影２０のかかった背景に存在する。
実施例２では、処理回数は、３×Ｗ×Ｈ＝３ＷＨとなる。従来技術に比べて、総画素数（Ｗ×Ｈ）は変わらないが、比較回数は３回に減少するため、画像処理装置は、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
【００５４】
（実施例３）
実施例３は、図１２に示すように、影２０の境界が文字列に対して斜め方向にかかっている以外は、実施例１の図６と同様である。
図１２に示す対象画像は、文字幅Ｌ１が文字間隔Ｄ１の２倍であるため、Ｒ＝（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ１）が２である。
図１２に示すように、中央に設けた注目画素２２の両側に、文字間隔Ｄ１×ｔａｎθ（ただし、θは影の境界方向と対象画像の水平方向とのなす角である）をおいて、（文字幅Ｌ１／文字間隔Ｄ１）＝２個設定されたフィルタ２５を用いる。このフィルタ２５を用いると、２つの比較画素２４の少なくともいずれかは、背景１９又は影２０がかかった背景に存在する。
したがって、実施例３では、注目画素２２と比較画素２４とを比較するので、比較画素数は、（Ｒ＋１）＝３回となる。各注目画素について比較画素数の処理を行えばよいので、処理回数は（Ｒ＋１）×総画素数（Ｗ×Ｈ）となる。従来技術と比べて、総画素数（Ｗ×Ｈ）は変わらないが、比較回数は（Ｒ＋１）＝３回に減少するため、画像処理装置は、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
【００５５】
（実施例４）
図１３〜図２１に示すような、文字列の配置、及び影のかかり方の対象画像に対し、画像処理装置は、いずれも、実施例１から３のいずれかと同様の画像処理を行うことにより、少ない演算量で背景画像を作成することができる。
【００５６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする、画像処理プログラム。
（付記２）
前記比較画素が、前記注目画素の左右両側に、前記対象画像に含まれる複数の前記対象物どうしの前記対象画像上での間隔をおいて、複数個設定される、
ことを特徴とする、付記１に記載の画像処理プログラム。
（付記３）
前記比較画素が、前記注目画素の上下両側に、前記対象画像における前記対象物の高さの半分の間隔をおいて、２個設定される、
ことを特徴とする、付記１に記載の画像処理プログラム。
（付記４）
前記比較画素が、前記注目画素の左右両側に、前記対象物の間隔×ｔａｎθ（ただし、θは明るさの異なる境界方向と対象画像の水平方向とのなす角である）をおいて、（前記対象物の大きさ／前記対象物の間隔）個設定される、
ことを特徴とする、付記１に記載の画像処理プログラム。
（付記５）
前記所定の条件は、前記対象物の輝度値が前記背景の輝度値より低い場合に、前記注目画素の輝度値をより明るい輝度値に置換し、
前記所定の条件が、前記対象物の輝度値が前記背景の輝度値より高い場合に、前記注目画素の輝度値をより暗い輝度値に置換する、
ことを特徴とする、付記１から４のいずれか一項に記載の画像処理プログラム。
（付記６）
前記対象物からエッジを抽出し、前記対象物における輪郭線の角度分布を求め、最頻値となる角度を前記対象物の背景における明るさが異なる境界角度とする、
ことを特徴とする、付記１から５のいずれか一項に記載の画像処理プログラム。
（付記７）
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理を実行する制御部を有することを特徴とする、画像処理装置。
（付記８）
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、
同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする、画像処理方法。
（付記９）
対象物を含み、かつ明るさが異なる複数の領域を含む対象画像において、明るさの異なる境界方向に沿って、注目画素と前記注目画素から所定間隔離間した画素である比較画素との組を１組以上設定し、同一の組に含まれる前記注目画素と前記比較画素とを比較し、比較の結果が所定の条件を満たす場合に、前記注目画素を前記比較画素に変換する、処理を実行する制御部を有する画像処理装置と、
前記画像処理装置で作成された背景画像と前記対象画像との差分を取ることで前記対象画像から背景を除去した差分画像を作成する差分画像作成部と、
前記差分画像を二値化して二値画像を作成する二値画像作成部と、
前記二値画像を入力とし、対象物の認識結果を出力する認識処理部と、
を有することを特徴とする、対象物認識処理装置。
【符号の説明】
【００５７】
１００      画像処理装置
１１０      入力部
１２０      制御部
１２１      影境界検出部
１２２      設定部
１２３      画素比較部
１３０      記憶部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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