(57)【要約】【目的】  白黒２値画像に限られずグレースケールの如き多値画像の帳票においても地紋除去を可能とする地紋除去方法及び装置を提供する。【構成】  帳票のイメージを画素形式の画像データとして取り込み、該画像データから該帳票の地紋を除去する地紋除去方法及び装置であり、該画像データからエッジ領域画素を抽出し、該エッジ領域画素に対する輝度値ヒストグラムにより、該地紋を生じ得る輝度値範囲を決定し、該複数の画素のうちで、該輝度値範囲内にある画素のみに対してその輝度値を、該輝度値範囲外にある少なくとも１つの輝度値に変更する。【選択図】図４
2005301713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帳票のイメージを画素形式の画像データとして取り込み、前記画像データから前記帳票の地紋を除去する地紋除去方法であって、
前記画像データからエッジ領域画素を抽出するエッジ領域画素抽出ステップと、
前記エッジ領域画素に対する輝度値ヒストグラムにより、前記地紋を生じ得る輝度値範囲を決定する地紋輝度値範囲決定ステップと、
前記複数の画素のうちで、前記輝度値範囲内にある画素のみに対してその輝度値を、前記輝度値範囲外にある少なくとも１つの輝度値に変更する輝度値変更ステップと、
を含むことを特徴とする地紋除去方法。
【請求項２】
前記エッジ領域画素抽出ステップは、前記画像データを構成する複数の画素の各々について、隣接する画素との輝度値の階調差分が所定値以上であるエッジ領域画素を抽出するステップであることを特徴とする請求項１記載の地紋除去方法。
【請求項３】
前記輝度値変更ステップは、前記少なくとも１つの輝度値を、前記帳票の地色の平均輝度値とするステップを含むことを特徴とする請求項１記載の地紋除去方法。
【請求項４】
前記輝度値変更ステップは、前記輝度値範囲にある画素のみに対してその輝度値を、一律にシフトすることにより変更するステップであることを特徴とする請求項１記載の地紋除去方法。
【請求項５】
前記地紋輝度値範囲決定ステップは、前記輝度値ヒストグラムにおいて形成される少なくとも２つの山のうちの１つを、前記地紋により構成される山であると決定するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の地紋除去方法。
【請求項６】
前記地紋輝度値範囲決定ステップは、前記地紋により構成される山の両側に構成される２つの谷の輝度値の範囲を前記輝度値範囲と決定することを特徴とする請求項５記載の地紋除去方法。
【請求項７】
帳票のイメージを画素形式の画像データとして取り込み、前記画像データから前記帳票の地紋を除去する地紋除去装置であって、
前記画像データからエッジ領域画素を抽出するエッジ領域画素抽出手段と、
前記エッジ領域画素に対する輝度値ヒストグラムにより、前記地紋を生じ得る輝度値範囲を決定する地紋輝度値範囲決定手段と、
前記複数の画素のうちで、前記輝度値範囲内にある画素のみに対してその輝度値を、前記輝度値範囲外にある少なくとも１つの輝度値に変更する輝度値変更手段と、
を含むことを特徴とする地紋除去装置。
【請求項８】
前記エッジ領域画素抽出手段は、前記画像データを構成する複数の画素の各々について、隣接する画素との輝度値の階調差分が所定値以上であるエッジ領域画素を抽出することを特徴とする請求項７記載の地紋除去装置。
【請求項９】
前記輝度値変更手段は、前記少なくとも１つの輝度値を、前記帳票の地色の平均輝度値とする手段を含むことを特徴とする請求項７記載の地紋除去装置。
【請求項１０】
前記輝度値変更手段は、前記輝度値範囲にある画素のみに対してその輝度値を、一律にシフトすることにより変更する手段であることを特徴とする請求項７記載の地紋除去装置。
【請求項１１】
前記地紋輝度値範囲決定手段は、前記輝度値ヒストグラムにおいて形成される少なくとも２つの山のうちの１つを、前記地紋により構成される山であると決定する手段を含むことを特徴とする請求項７記載の地紋除去装置。
【請求項１２】
前記地紋輝度値範囲決定手段は、前記地紋により構成される山の両側に構成される２つの谷の輝度値の範囲を前記輝度値範囲と決定することを特徴とする請求項１１記載の地紋除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学読取装置あるいは印鑑照合装置の如く、帳票から文字又は図形等の画像データを読み取る方法又は装置と共に用いられるか又はこれらに組み込まれ得る地紋除去方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、光学読取装置の如き画像入力装置に入力された帳票の画像データの例を示している。帳票３０は、グレースケールの階調で読み込まれ、その紙面は地色３３すなわち紙面の材質により決まる輝度値を備えている。帳票３０には、目的情報である文字３２があると共に、文字部分を際立たせる又は偽造防止等の目的で地紋３３がある。通常、地紋３３の輝度値は地色３３の輝度値よりも低く、文字３２の輝度値はこれよりも更に低いことで、人による視認を可能としている。また、帳票３０は、光学読取装置による背景３１の上に重畳して取り込まれる場合もある。
【０００３】
このような帳票の画像データから文字等の目的情報を取り出そうとした場合に、前述の地紋に相当する画像データを除去せず、文字認識を行うのが通常であった。そのため、文字等の目的となる画像データの認識において地紋の画像データが外乱となり正しい文字認識が行われなかった。
【０００４】
特許文献１は、着目した対象物以外の画像を除去する装置を開示している。かかる装置では、対象物の画像（例えば文字の一部）よりも大きさが小さくかつ非対象物の画像よりも大きい判定領域を設定し、該判定領域内の画素値が全て同一か又は同一と見做し得るときにこれを対象物の画像であるとして、地紋との切り分けが可能であるとしている。
【特許文献１】特開２００３−１２３０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、かかる装置における手法では、２値画像データの如き画素階調の幅が僅少の場合には判定領域の画素値の同一判定が容易であるものの、グレースケールの如き多値画像においてはかかる同一判定によっては対象物と非対象物とを精確に切り分けることは困難であり、実質的に多値画像における地紋除去は不可能であった。
【０００６】
本発明の目的は、白黒２値画像に限られずグレースケールの如き多値画像の帳票においても地紋除去を可能とする地紋除去方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による地紋除去方法は、帳票のイメージを画素形式の画像データとして取り込み、該画像データから該帳票の地紋を除去する地紋除去方法であり、該画像データからエッジ領域画素を抽出するエッジ領域画素抽出ステップと、該エッジ領域画素に対する輝度値ヒストグラムにより、該地紋を生じ得る輝度値範囲を決定する地紋輝度値範囲決定ステップと、該複数の画素のうちで、該輝度値範囲内にある画素のみに対してその輝度値を、該輝度値範囲外にある少なくとも１つの輝度値に変更する輝度値変更ステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明による地紋除去装置は、帳票のイメージを画素形式の画像データとして取り込み、該画像データから該帳票の地紋を除去する地紋除去装置であり、該画像データからエッジ領域画素を抽出するエッジ領域画素抽出手段と、該エッジ領域画素に対する輝度値ヒストグラムにより、該地紋を生じ得る輝度値範囲を決定する地紋輝度値範囲決定手段と、該複数の画素のうちで、該輝度値範囲内にある画素のみに対してその輝度値を、該輝度値範囲外にある少なくとも１つの輝度値に変更する輝度値変更手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による地紋除去方法及び装置によれば、エッジ領域画素の輝度値ヒストグラムにより地紋を生じ得る輝度値範囲を決定し、かかる輝度値範囲にある画素を、帳票の地色等の輝度値に変更する構成が与えられることで、多値画像の如き帳票においても地紋を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図２は、本発明の実施例を示し、本発明による画像処理装置１０の構成例を示している。画像処理装置１０は、イメージスキャナ、デジタルカメラ等の画像入力デバイスから帳票の画像を入力して、ディスプレイ等の表示装置に出力するか若しくは文字認識または印鑑の印影照合等の画像認識処理、またはＦＡＸ等の画像伝送処理を行う装置で有り得る。画像処理装置１０は、画像入出力部１１、階調差分算出部１２、ヒストグラム作成部１３、ピーク検出部１４、谷検出部１５、輝度変更部１６及び制御部１７を少なくとも含む。画像処理装置１０は、更に、画像認識処理部、画像伝送処理部を含んでも良い。
【００１２】
画像入力部１１は、イメージスキャナ、デジタルカメラ等の画像入力デバイスから帳票のイメージを画像データとして入力して第１画像データメモリ１８に保存する機能と、第２画像データメモリ２３に格納されていた画像データをディスプレイ等の表示装置に出力するかあるいはプリンタ等の出力装置に出力する機能を有する。ここで、画像データは、例えば、横最大画素数×縦最大画素数の配列状になされる画素（ｍ，ｎ）から構成される。ここで、画素（ｍ，ｎ）は輝度値を含み、グレースケールの如き多値画像を前提とすると、例えば、輝度値を８ビットで表すとして０〜２５５の値をとり得る。添え字のｍ，ｎは画素配列における座標を表し、ｍは１〜最大横画素数をとり、ｎは１〜最大縦横画素数をとり得る。
【００１３】
階調差分算出部１２は、第１画像データメモリ１８に格納されている画像データの各画素についてその階調差分を算出し、階調差分格納メモリ１９に格納する機能を有する。階調差分は、各画素の各々において、その隣接する隣接画素間の輝度値の変化の度合い示す指標となる。座標（ｍ，ｎ）にある画素の輝度値をＫ(m,n)で表すとすると、画素（ｍ，ｎ）の階調差分Ｅ(m,n)は、例えば式（１）により表される。
【００１４】
Ｅ(m,n)＝｜Ｋ(m-1,n)−Ｋ(m+1,n)｜＋｜Ｋ(m,n-1)−Ｋ(m,n+1)｜  （１）
ヒストグラム作成部１３は、階調差分格納メモリ１９に格納されている階調差分が求められた各画素の中から、その階調差分が式（２）で表されるエッジ領域画素を抽出する機能と、該エッジ領域画素の輝度値のヒストグラム（図３参照）を作成し、ヒストグラム格納メモリ２０に格納する機能を有する。
【００１５】
Ｅ（ｍ，ｎ）＞β，β：任意の値  （２）
この式から明らかなように、エッジ領域画素とは、階調差分が所定値β以上であることで階調の変化が相対的に急激な部分すなわちエッジ及びその周辺の画素を意味する。所定値βは、０〜２５５階調の場合、例えば１２８程度に選択され得る。一方、所定値βが０に選択されることで、エッジ領域を帳票全体とする設定も可能である。
【００１６】
ピーク検出部１４は、ヒストグラム格納メモリ２０に格納されているヒストグラムからピークを検出し、高輝度（すなわち白）から１つ目及び２つ目の山のピークすなわち地色のピーク輝度値及び地紋のピーク輝度値をピーク検出結果格納メモリ２１に格納する機能を持つ。地色のピーク輝度値及び地紋のピーク輝度値は、それぞれの平均輝度値を与える。ピーク検出部１４は、好ましくは、所定値Ａ以上のピークを検出するようにすることで、地色のピーク輝度値及び地紋のピーク輝度値の誤検出を回避する。
【００１７】
谷検出部１５は、ヒストグラム格納メモリ２０に格納されているヒストグラムから、ピーク検出結果格納メモリ２１に格納されている地紋のピーク輝度値を頂点とする山の左右にある２つの谷の谷輝度値（以下第１谷輝度値及び第２谷輝度値と称する）を谷検出結果格納メモリ２２に格納する機能を持つ。谷検出部１５は、好ましくは、所定値Ｂ以下の谷を検出するようにすることで、第１及び第２谷輝度値の誤検出を回避する。
【００１８】
輝度変更部１６は、第１画像データメモリ１８に格納されている全ての画素のなかで、谷検出結果格納メモリ２２に格納されている第１谷輝度値乃至第２谷輝度値の範囲にある全ての輝度値を有する画素を抽出し、該抽出された画素の輝度値を強制的にピーク検出結果格納メモリ２１に格納されている地色のピーク輝度値に変更し、輝度値を変更した画素とその他の画素とを再び１つの画像データとして一体化して第２画像データメモリ２３に格納する機能を持つ。
【００１９】
制御部１７は、画像入出力部１１、階調差分算出部１２、ヒストグラム作成部１３、ピーク検出部１４、谷検出部１５及び輝度変更部１６の各々に適切な制御信号を送出することにより、これら各部を適切な順序で制御して地紋除去を遂行する機能を有する。
【００２０】
第１画像データメモリ１８は、画像入出力部１１が入力した帳票の画像データを格納するメモリである。階調差分格納メモリ１９は、階調差分算出部１２が算出した階調差分を格納するメモリである。ヒストグラム格納メモリ２０は、ヒストグラム作成部１３が作成したヒストグラムを格納するメモリである。ピーク検出結果格納メモリ２１は、ピーク検出部１４が検出したピーク輝度値を格納するメモリである。谷検出結果格納メモリ２２は、谷検出部１５が検出した谷輝度値を格納するメモリである。第２画像データメモリ２３は、輝度変更部１６が作成した画像データを格納するメモリである。
【００２１】
図３は、地紋除去装置により得られる輝度値ヒストグラムを示している。該ヒストグラムは、輝度値を横軸にとり、当該輝度値を有する画素の頻度すなわち数を縦軸にとることにより、画素の輝度値の変化に対する画素の存在分布を与える。例示のヒストグラムに示されるように、通常の４つ山が形成される。高輝度値から、帳票地色のピーク輝度値の山、地紋のピーク輝度値の山、印鑑及び／又は文字のピーク輝度値の山及び背景色のピーク輝度値の山が形成される。ここで、背景色とは、例えば、帳票を光学的にスキャニングした際に検知される帳票の背景である。印鑑の印影又は文字の輝度値は、通常、地紋の輝度値より低いため、ほとんどの場合、印鑑の印影又は文字の山は、地紋の山よりも低輝度側に発生する。
【００２２】
該ヒストグラムにより、帳票地色のピーク輝度値及び地紋のピーク輝度値が検知される。また、地紋のピーク輝度値を与える山の両側部には、それぞれの谷において最小値を与える第１谷輝度値及び第２谷輝度値が各々検知される。第１谷輝度値乃至第２谷輝度値の範囲にある輝度値が、輝度値変更の対象となる。
【００２３】
なお、本ヒストグラムにおいては、地色のピーク及び地紋のピークを正しく検知するためにピーク値の許される最低値を画する所定値Ａが導入されても良い。さらには，地紋のピークを与える山の両側部の第１谷輝度値及び第２谷輝度値を精確に検知するために谷の最高輝度を画する所定値Ｂを導入しても良い。
【００２４】
図４は、地紋除去装置により実行される地紋除法方法の処理手順を示している。本処理手順について図２に示される構成要素を適宜参照して説明する。 以下の処理手順は、画像処理装置１０の制御部１７が、画像入出力部１１、階調差分算出部１２、ヒストグラム作成部１３、ピーク検出部１４、谷検出部１５及び輝度変更部１６を適宜制御することにより実行される。
【００２５】
先ず、画像入出力部１１が、帳票をスキャニングして、画像データを取り込み、画素（ｍ，ｎ）群を第１画像データメモリ１８に格納する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、階調差分算出部１２が、第１画像データメモリ１８から画素（ｍ，ｎ）を読み込み、画素（ｍ，ｎ）の各々について、階調差分を計算し、階調差分格納メモリ１９に格納する（ステップＳ２）。次いで、階調差分算出部１２は、階調差分が所定値β以上のエッジ領域画素を抽出する（ステップＳ３）。ここで、所定値βを適切に選択することにより、階調の変化量の大きいエッジ領域の画素のみが取得できる。エッジの周辺には、ややなまりが生じるので、エッジ周辺の地紋の部分とエッジ周辺の地色の部分の画素がエッジそのものよりも多めに取得される。従って、所定値βの値は、好ましくは、地色、地紋及び文字における輝度値のゆらぎによる変化量よりも大きく、かつエッジ領域の輝度値の変化量よりも小さくなるように選択される必要がある。
【００２７】
次に、ヒストグラム作成部１３が、該抽出された所定値β以上のエッジ領域画素のみについて、輝度値に対する頻度を与える輝度値ヒストグラムを作成しヒストグラム格納メモリ２０に格納する（ステップＳ４）。該ヒストグラムは、図３に示される如き形状を与える。なお、前述の所定値βを過度に低くすると、エッジ近傍に限られず画像全体の多数の画素のヒストグラムを取ってしまうことになる。帳票には通常地色部分が多いために、地紋や文字の山が埋もれてしまうことになる。これを防ぐため、所定値βを適切に選択することによりエッジ近傍の画素のみのヒストグラムを取るようにする。
【００２８】
次に、ピーク検出部１４が、ヒストグラム格納メモリ２０から該ヒストグラムを読み込み、輝度値の高い方から１番目及び２番目の山のピーク輝度値すなわち帳票地色のピーク輝度値及び地紋のピーク輝度値を検出し、ピーク検出結果格納メモリ２１に格納する（ステップＳ５）。
【００２９】
次に、谷検出部１５が、ヒストグラム格納メモリ２０から該ヒストグラムを読み込み、地紋のピーク輝度値がある山を挟む２つの谷の輝度値すなわち第１谷輝度値及び第２谷輝度値を検出し、谷検出結果格納メモリ２２に格納する（ステップＳ６）。
【００３０】
次に、輝度変更部１６が、ピーク検出結果格納メモリ２１に格納されていた帳票地色のピーク輝度値を読み込んだ上で、第１画像データメモリ１８に格納されている全ての画素（ｍ，ｎ）を読み込み、第１谷輝度値乃至第２谷輝度値の範囲内にある画素の輝度値を、該帳票地色のピーク輝度値に変更して、第２画像データメモリ２３に格納する（ステップＳ７）。なお、２つの谷すなわち第１谷輝度値乃至第２谷輝度値の範囲内にあるすべての輝度値を帳票地色のピーク輝度値に変更することに代えて、地紋のピーク輝度値が帳票地色のピーク輝度値に重なるように、２つの谷の間にあるすべての輝度値を高輝度側にシフトすることにより地紋を除去しても良い。
【００３１】
最後に、画像入出力部１１が、第２画像データメモリに格納されていた画素（ｍ，ｎ）を読み出して、帳票画像として外部に出力する（ステップＳ８）。
【００３２】
図５は、本発明による地紋除去方法及び装置より地紋が除去された画像の例を説明している。帳票３０において、地紋３４が地色３３の大多数の輝度値に等しくなり地色３３に吸収されることで除去される。これにより、目的情報である文字３２が紙面の地色３３上に明瞭に表示され、且つ、文字認識等の画像処理が容易となることがわかる。
【００３３】
以上の実施例から明らかなように、本発明による地紋除去方法又は装置によれば、グレースケールの如き多値画像においても地紋の除去が容易に行われる。通常、画像全体の輝度値の輝度値ヒストグラムを調べて、これにより地色、地紋及び目的対象となる文字あるいは印鑑の印影を分離することが考えられるが、画像全体の大部分を占める地色の山により地紋や文字の山が埋もれてしまい分離することは困難であった。本発明においては、帳票全ての画素を対象とすることなく、エッジ領域の画素を抽出する構成を与えることで、地色、地紋及び文字等の目的対象を分離することが容易に可能となる。これにより、後の文字認識あるいは印鑑の印影照合等の画像処理が容易となる。また、帳票を画面表示して人の視認を必要とする場合にも、地紋が除去されることでその確認が極めて容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明による地紋除去方法及び装置は、文字認識あるいは印鑑の印影照合の画素処理装置に限られず、帳票をスキャニングするスキャナー装置、帳票をスキャニングした上で該画像データを伝送するＦＡＸ装置の如き画像伝送装置にも適用可能である。
【００３５】
また、画素が複数の輝度値から構成されるとすると共に、階調差分を算出する計算式を適切に選定することで、対象とする帳票をグレースケールの如きモノトーン画像に限ることなくカラー画像の帳票をも対象とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】光学読取装置の如き画像入力装置に入力された帳票の画像データの例を説明している説明図である。
【図２】本発明の実施例を示し、本発明による画像処理装置１０の構成例を示しているブロック図である。
【図３】地紋除去装置により得られる輝度値ヒストグラムを示している図である。
【図４】本発明の実施例における画像処理装置１０の処理手順を示しているフローチャートである。
【図５】本発明による地紋除去方法及び装置より地紋が除去された画像の例を説明している説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  地文除去システム
１１  画像入出力部
１２  階調差分算出部
１３  ヒストグラム作成部
１４  ピーク検出部
１５  谷検出部
１６  輝度変更部
１７  制御部
１８  第１画像データメモリ
１９  階調差分格納メモリ
２０  ヒストグラム格納メモリ
２１  ピーク検出結果格納メモリ
２２  谷検出結果格納メモリ
２３  第２画像データメモリ
【図１】
2005301713.tif 000003
【図２】
2005301713.tif 000004
【図３】
2005301713.tif 000005
【図４】
2005301713.tif 000006
【図５】
2005301713.tif 000007