(57)【要約】【課題】投影方向に画素値をそのまま累積すると、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分等についても累積してしまうため、投影波形中の文字成分がはっきりしなくなり、特徴量の抽出を正しく行うことができない。【解決手段】投影波形を用いて文字画像上の文字サイズや行間隔などの特徴量を抽出するに当たり、投影波形生成部３１で多値の文書データから投影波形データを生成し、この生成した投影波形データに対してフィルタリング処理部３２でフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分のみを抽出した後、フィルタリング処理の結果得られる波形データを二値化処理部３３で二値化処理して黒領域・白領域のみからなる二値データ系列として出力する。そして、特徴量設定部３４において、二値化処理部３３から出力される二値データ系列に基づいて文書データの特徴量を設定する。【選択図】図５
2005208980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する投影波形生成手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出するフィルタリング手段と、
前記フィルタリング処理手段でのフィルタリング処理の結果から前記文書データの特徴量を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする特徴量抽出装置。
【請求項２】
前記フィルタリング手段は、前記投影波形データから行や行間の信号成分よりも高い周波数成分を除去する第１のローパスフィルタと、前記投影波形データからべた塗り部や網点画像部の低域成分を除去する第２のローパスフィルタと、前記第１のローパスフィルタの出力から前記第２のローパスフィルタの出力を減算する減算器とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の特徴量抽出装置。
【請求項３】
前記フィルタリング手段は、前記投影波形データから行や行間の信号成分を抽出するバンドパスフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１記載の特徴量抽出装置。
【請求項４】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する投影波形生成手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出するフィルタリング手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データと前記フィルタリング処理手段でのフィルタリング処理の結果得られた波形データとを比較し、文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出す比較処理手段と、
前記比較処理手段によって取り出された前記候補に基づいて前記文書データの特徴量を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする特徴量抽出装置。
【請求項５】
前記比較手段は、前記フィルタリング処理の結果得られた波形データが所定のしきい値よりも大きい正の領域に入っている場合は、前記正の領域と当該正の領域の前後の負の領域における前記投影波形データの代表値を求め、前記正の領域における代表値が前記負の領域における代表値よりも大きい前記正の領域を前記候補として取り出す
ことを特徴とする請求項４記載の特徴量抽出装置。
【請求項６】
前記代表値は、前記投影波形データの平均値あるいは中央値である
ことを特徴とする請求項５記載の特徴量抽出装置。
【請求項７】
前記比較手段は、前記フィルタリング処理の結果得られた波形データが所定のしきい値よりも大きい正の領域に入っている場合は、前記正の領域における前記投影波形データの歪度を求め、当該歪度が０付近ではない部分を前記候補として取り出す
ことを特徴とする請求項４記載の特徴量抽出装置。
【請求項８】
前記比較手段は、前記フィルタリング処理の結果得られた波形データが所定のしきい値よりも大きい正の領域に入っている場合は、前記正の領域における前記投影波形データの尖度を求め、当該尖度が一定範囲内であれば前記候補として取り出す
ことを特徴とする請求項４記載の特徴量抽出装置。
【請求項９】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する第１ステップと、
前記第１ステップで生成した前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出する第２ステップと、
前記第２ステップでのフィルタリング処理の結果から前記文書データの特徴量を検出する第３ステップと
を有することを特徴とする特徴量抽出方法。
【請求項１０】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する第１ステップと、
前記第１ステップで生成した前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出する第２ステップと、
前記第１ステップで生成した前記投影波形データと前記第２ステップでのフィルタリング処理の結果得られた波形データとを比較し、文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出す第３ステップと、
前記第３ステップで取り出した前記候補に基づいて前記文書データの特徴量を検出する第４ステップと
を有することを特徴とする特徴量抽出方法。
【請求項１１】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する投影波形生成手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出するフィルタリング手段と、
前記フィルタリング処理手段でのフィルタリング処理の結果から前記文書データの特徴量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づいて文書単位の区切りを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする文書ファイリング装置。
【請求項１２】
入力される多値の文書データから投影波形データを生成する投影波形生成手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出するフィルタリング手段と、
前記投影波形生成手段によって生成された前記投影波形データと前記フィルタリング処理手段でのフィルタリング処理の結果得られた波形データとを比較し、文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出す比較処理手段と、
前記比較処理手段によって取り出された前記候補に基づいて前記文書データの特徴量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づいて文書単位の区切りを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする文書ファイリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特徴量抽出装置および特徴量抽出方法、ならびに文書ファイリング装置に関し、特に文書画像の投影波形を利用して文書のレイアウトや文字サイズ、行間隔などの特徴量を抽出する特徴量抽出装置および特徴量抽出方法、ならびに当該特徴量抽出装置を用いて文書単位の区切り位置を判定し、文書毎に文書データの管理を行う文書ファイリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１枚以上の紙原稿からなる文書を複数部に亘って効率的に電子化する場合、自動給紙機能を持つスキャナ装置を用いて当該原稿を連続的に読み取る処理が広く行われている。この際、読み取った原稿画像データ（文書データ）を文書毎に管理するためには、文書と文書との間の切れ目を何らかの手法を用いて検出する必要がある。
【０００３】
文書と文書との間の切れ目を検出するために、従来は、スキャナ装置で読み取った画像データから、あらかじめ設定しておいた文字認識エリア部分を切り出して文字認識し、この文字認識の結果に基づいて文書の区切りを判定するようにしたり（例えば、特許文献１参照）、自動給紙機能を持つスキャナ装置により複数の文書を一括して読み取り、読み取った原稿画像の特徴量を算出し、この算出した特徴量に基づいて文書単位の区切りを判定するようにしていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
これらいずれの従来技術も、あらかじめ文書区切り用原稿（例えば、白紙原稿）を各文書間に挿入したり、文書区切りとなる原稿に手を加えたりすることなく、文書の区切りを自動的に判定することができるために、ユーザに強いる負担を大幅に軽減することができる。特に、特許文献２に係る従来技術では、対象原稿のフォーマットに制約がなく、より広範な種類の文書に対応できる。これに対して、特許文献１に係る従来技術では、特定フォーマットの原稿にしか対応できない。
【０００５】
ところで、特許文献２に係る従来技術では、区切り位置判定の根拠となる特徴量の例として、画像データに利用されている色相、スクリーン線数、原稿のレイアウト、文字の組み方向などを挙げている。しかし、一般のオフィス文書では、画像を含まない文字のみの原稿も多いために、画像の色相やスクリーン線数などのような特徴量を、区切り位置の判定に利用できない場合が多い。また、横書きが一般的であることから、文字の組み方向も文書の区切り位置判定には役立たない場合が多い。
【０００６】
一方、文書のレイアウトや文字サイズ、行間隔などの特徴量は、オフィス文書でも文書ごとに異なるのが一般的である。したがって、これらの特徴量を文書の区切り位置の判定に利用するのは有効な手法である。文書のレイアウトや文字サイズ、行間隔などの特徴量を文書画像から抽出する方法としては、文書画像の縦・横方向の投影波形を形成して、当該投影波形を利用するのが一般的である。
【０００７】
具体的には、文書画像を二値化して縦・横方向に投影をとり、これらの投影波形に対してしきい値処理を行うことによって文字領域／空白領域を判定し、その判定結果から文字サイズや行間隔などを検知するようにしていた（例えば、特許文献３参照）。また、文書画像を二値化して、その後横方向に投影をとることによって行の切り出しを行い、次いで分離した各行の画像において縦方向に投影をとることによって各文字を分離し、さらに各文字について再度横方向の投影をとることによって文字の分離を修正することで文字サイズを検知するようにしていた（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
文字サイズを抽出するに当たっては、まず文書画像を二値化して、その後横方向に投影をとって行の切り出しを行し、次に分離した各行の画像において縦方向に投影をとって各文字を分離し、さらに各文字について再度横方向の投影をとり、文字の分離を修正することで文字サイズを抽出するようにしていた（例えば、特許文献５参照）。また、各文字または文字列に外接するブロックの情報を抽出して標準的な文字ブロックサイズを算出し、これと外接ブロック情報とを比較して続け字ブロックを検出し、一行分の文字列の投影分布およびその頻度分布を算出し、頻度分布より続け字ブロックを１文字サイズの外接ブロックに分離するのに最適なしきい値を算出することで、手書き文字における文字サイズ検知の精度を高めるようにしていた（例えば、特許文献６参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２１３８０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４２５８号公報
【特許文献３】特公平７−１１１７３８号公報
【特許文献４】特開平５−８９２８３号公報
【特許文献５】特開平５−８９２８３号公報
【特許文献６】特開平７−９８７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、投影波形を用いる特許文献３乃至６に係る従来技術ではいずれも、図２１に示すように、読み込んだ文書画像をまず二値化し、この二値化画像に対する投影波形を得て、この投影波形を基に特徴量の抽出を行っている。したがって、処理結果は二値化しきい値に大きく影響される。ところが、二値化しきい値を適切な値に設定しても、当該二値化しきい値は、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像の有無、文字の色・濃度に大きく左右されるため、安定した処理結果を得るのは難しい。
【００１１】
図２２に示すように、二値化せずに多値のまま投影をとれば、上記の二値化レベルの問題を解消することができる。しかしながら、紙の地色や原稿の背景色が濃い場合、文書中に画像が挿入されている場合、文字の濃度が低い場合、あるいは行が短い場合などは、文字部の投影と地の部分における投影の差がはっきりしなくなる。また、低濃度のノイズが多く含まれた文書画像の場合、二値化処理を行えばノイズは白レベルと判定されるため、結果的にノイズの影響を排除できる。しかしながら、多値のまま投影をとるとノイズ成分も累積されることになるため、この点でも処理が難しくなる。
【００１２】
すなわち、文字画像上の文字サイズや行間隔などの特徴量を検出するのに投影波形を用いる従来技術では、投影方向に画素値をそのまま累積してしまうと、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分などについても累積してしまうため、投影波形中の文字成分がはっきりしなくなる。このように、投影波形中の文字成分がはっきりせず、投影波形のどの部分が文字部に相当するかが不明確であると、投影波形から文字サイズや行間隔などの特徴量を検出する処理を正しく行えないことになる。しかも、文書から抽出した文字サイズが、その文書を代表する特徴量であるとは限らない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分などの外乱の影響を受けることなく、文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出を正しく行うことが可能な特徴量抽出装置、特徴量抽出方法、ならびに当該特徴量抽出装置を用いた文書ファイリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明では、入力される多値の文書データから投影波形データを生成し、この生成した投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出する。そして、このフィルタリング処理の結果から文書データの特徴量を検出したり、あるいはこのようにして検出した特徴量に基づいて文書単位の区切りを判定したりする。
【００１５】
投影波形を用いて文字画像上の文字サイズや行間隔などの特徴量を抽出するに当たり、多値の文書データから生成した投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分を抽出した後、そのフィルタリング処理結果から文書データの特徴量を検出することで、投影波形上の文字成分が明確になる。したがって、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分などの外乱の影響を受けることなく、文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、投影波形データから文字成分のみを抽出するフィルタリング処理の結果から文書データの特徴量を検出することにより、投影波形上の文字成分が明確になるため、外乱の影響を受けることなく、文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出を容易に行うことができるとともに、当該特徴量に基づく文書単位の区切り判定を正しく行うことができる。また、区切り判定の自動化が可能になるため、手動による区切り作業におけるユーザの負担を軽減できるとともに、効率的な区切り作業が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る文書ファイリング装置の構成例を示すブロック図である。図１から明らかなように、本実施形態に係る文書ファイリング装置は、文書入力部１１、特徴量抽出部１２、類似度評価部１３、文書蓄積部１４、文書区切り部１５および文書出力部１６を備え、これらの構成要素がバスライン１７を介して相互に接続された構成となっている。かかる構成の文書ファイリング装置において、特徴量抽出部１２が本発明の最も特徴とする部分である。
【００１９】
文書入力部１１は、入力文書から文書データを取得して、これを本文書ファイリング装置に登録すべき文書データとして入力する。ここで、入力される文書データとしては、例えば、印刷物からスキャンされて取得された多値画像データ、あるいはデジタルカメラで撮影した多値画像データなどが挙げられる。これに対応して、文書入力部１１としては、例えば、ＡＤＦ(Auto Document Feeder)を備えたスキャナ装置とその制御手段、あるいはデジタルカメラのメモリ（カード）に蓄積された画像を連続して取り出すメモリリーダ装置とその制御手段が用いられる。
【００２０】
特徴量抽出部１２は、文書入力部１１により入力された多値の文書データ（多値の画像データ）から、当該文書データ固有の特徴を示す量（以下、「特徴量」と記す）を抽出する。本例に係る特徴量抽出部１２では、図２に示すように、各文書データの画素値を水平・垂直方向に累積した投影波形を形成し、この投影波形より文書データを代表する文字の高さｈおよび幅ｗを例えばｎ個抽出する。ここで、投影波形データは各文書データの縦方向および横方向の画素値の積算値あるいは平均値であり、例えば、各文書データの縦方向あるいは横方向が総て黒であった場合の投影データの値は“２５５”であり、総て白であった場合は“０”とする。
【００２１】
ところで、文書画像の画素値をそのまま累積すると、その投影波形には紙の地色や原稿の背景色、文書中の画像、文字の濃度、行の長さなどの影響が現れる（図２２を参照）。投影波形から文字の高さおよび幅に関する特徴を安定して抽出するためには、文字以外の成分による影響をできるだけ排除したい。そのため、本実施形態に係る特徴量抽出部１２では、入力される多値の文書データから投影波形データを生成し、この生成した投影波形データに対してフィルタリング処理を施し、当該投影波形データから文字成分のみを抽出するようにする。この特徴量抽出部１２の具体的な実施例については後述する。
【００２２】
文書蓄積部１４は、入力された文書データを特徴量抽出部１２によって抽出されたｎ種類の特徴量と関連付けて記憶蓄積するものであり、ハードディスクドライブやＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＡＭ／±ＲＷ／±Ｒドライブ等の大容量記憶装置によって実現される。
【００２３】
類似度評価部１３は、特徴量抽出部１２によって抽出され、文書データと関連付けられて文書蓄積部１４に蓄積されている特徴量について、複数の特徴量が蓄積されていれば、複数の特徴量をそれぞれ比較して相互間の類似度を求める。ここでいう類似度とは、例えば、特徴量がベクトル表現のもの（以下、この特徴量を「特徴ベクトル」と記す）であれば、各々の文書データに関連付けられた特徴ベクトル間のユークリッド距離に基づいて評価される度合いである。
【００２４】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、特徴ベクトル間のユークリッド距離が所定のしきい値よりも小さい場合を類似度：大として評価し、また図３（Ｂ）に示すように、特徴ベクトル間のユークリッド距離が当該所定のしきい値以上の場合を類似度：小として評価する。ただし、特徴ベクトル間の距離の定義についてはユークリッド距離に限られるものではない。
【００２５】
文書区切り部１５は、一連の文書データ間の類似度を類似度評価部１３によって求め、この求めた類似度を基に一連の文書データに区切りを入れる。なお、（１ページ以上の文書データからなる）文書単位に蓄積する方法としては、例えば、文書単位にファイルフォルダを作成し、対応する文書データを入力順の連番を持つファイル名で格納する方法や、複数ページを保持できるマルチページＴＩＦＦ(Tagged Image File Format)のような画像ファイルフォーマットを用いる方法がある。
【００２６】
文書出力部１６は、出力が指示された文書データを所定の形式で出力するものであり、例えば、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)とその制御手段、プリンタ装置とその制御手段、磁気ディスクやメモリカード等のリード／ライト装置とその制御手段、あるいはネットワーク等を介してデータの授受を行うデータ転送装置によって実現される。すなわち、文書出力部１７からは、例えば、紙に印刷された文書、ＣＲＴに出力された画像データ、あるいはＨＴＭＬ(Hyper Text Markup Language)等により整形されたファイルが、出力結果として出力される。
【００２７】
次に、特徴量抽出部１２の構成および動作についてより具体的に説明する。
【００２８】
図４は、文書画像中の一部分の構成の一例を示す図である。図４に示す文書画像は、文字部２１の領域以外に、べた塗り部２２や網点画像部２３を含んでいる。したがって、単に画素値を累積しただけの投影波形ｐ(x)には、紙の地色やべた塗り部３２、網点画像部３３の影響が含まれてしまう。投影波形ｐ(x)は下式（１）のように表すことができる。
ｐ(x)＝Σｙ｛ｑ（ｘ，ｙ）｝                  ……（１）
なお、ｑ（ｘ，ｙ）は文書画像上の位置（ｘ，ｙ）における画素値を表すものとする。
【００２９】
本実施形態に係る特徴量抽出部１２では、文字部２１固有の性質を利用して、投影波形からべた塗り部２２や網点画像部２３の影響を排除し、文字部２１のみの成分を抽出するようにしている。
【００３０】
［実施例１］
図５は、実施例１に係る特徴量抽出部１２Ａの構成例を示すブロック図である。図５から明らかなように、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ａは、投影波形生成部３１、フィルタリング処理部３２、二値化処理部３３および特徴量設定部３４を有する構成となっている。すなわち、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ａでは、文字部２１の領域の投影波形が方形波列に近似できることに着目し、方形波列波形のみを通過させるフィルタリング処理を行う構成を採っている。
【００３１】
投影波形生成部３１は、入力される多値の文書データから投影波形データを生成する処理を行う。フィルタリング処理部３２は、投影波形生成部３１によって生成された投影波形データに対してフィルタリング処理を施し、当該投影波形データから文字成分のみを抽出する処理を行う。二値化処理部３３は、フィルタリング処理部３２の処理結果を、所定のしきい値と比較することによって二値化を行い、当該しきい値よりも大きい領域を黒領域、小さい領域を白領域と判定することにより、黒領域・白領域のみからなる二値データ系列を出力する。特徴量設定部３４は、二値化処理部３３から出力される二値データ系列に基づいて文書データの特徴量を設定する処理を行う。
【００３２】
ところで、式（１）に示した投影波形ｐ(x)については、下式（２）のような３つの成分に分解することができる。
ｐ(x)＝ｐl(x)＋ｐb(x)＋ｐh(x)                ……（２）
【００３３】
式（２）において、ｐl(x)は文書画像上の文字部２１の領域のみの画素値を累積した投影波形である。この投影波形ｐl(x)を図６に示す。文字の高さや幅の情報を正確に得るためには、投影波形ｐl(x)に相当する波形のみを投影波形ｐ(x)から抽出することが望ましい。ｐb(x)は文書画像上の紙の地色やべた塗り部２２のみの画素値を累積した投影波形である。この投影波形ｐb(x)を図７に示す。この投影波形ｐb(x)からわかるように、文書画像上の紙の地色やべた塗り部２２は、直流成分、もしくは非常に低い周波数成分のみからなる。ｐh(x)は文書画像上の網点画像部２３のみの画素値を累積した投影波形である。この投影波形ｐh(x)を図８に示す。この投影波形ｐh(x)からわかるように、文書画像上の網点画像部２３は、非常に高い周波数成分のみからなる。文書上の所謂ごま塩状の雑音等の高周波ノイズも投影波形ｐh(x)に含まれるものとする。
【００３４】
以上から明らかなように、投影波形ｐ(x)から極低周波成分と高周波成分とを取り除けば、べた塗り部２２や網点画像部２３の影響を少なくし、文字の高さや幅の情報を正確に得るのに適した文字成分のみを多く含む投影波形ｐl(x)が得られることがわかる。この投影波形ｐl(x)は、フィルタリング処理部３２でのフィルタリング処理によって得られることになる。
【００３５】
次に、文字部２１の領域の投影波形ｐl(x)のみを通過させるフィルタリング処理部３２でのフィルタリング処理を行うため、文字部２１の領域のみの画素値を累積した投影波形ｐl(x)の周波数特性について考える。
【００３６】
文書画像上の文字部２１の領域のみの投影波形ｐl(x)は、図９に示すように、行間隔または文字間隔を繰返し周期に持つ方形波列に近似できる。この方形波列波形をｆ(x)とすると、方形波列波形ｆ(x)は孤立方形波rect(x)とＤｉｒａｃのデルタ関数δ(x)を用いて以下のように表現することができる。
ｆ(x)＝rect(x)*Σδ(ｘ−ｋＬ)              ……（３）
rect(x)＝１（−Ｗ／２≦ｘ≦Ｗ／２）
rect(x)＝０（ｘ＜−Ｗ／２、またはＷ／２＜ｘ）  …（４）
【００３７】
上式（４）において、Ｗは文字の高さ、Ｌは行の周期である。したがって、Ｌ−Ｗが行間隔ということになる。また、記号“*”は重畳積分を表す。このような投影波形ｆ(x)の周波数空間は、図１０に示すように、当該投影波形ｆ(x)のフーリエ変換Ｆ(u)で表すことができる。このフーリエ変換Ｆ(u)は、下式（５）で表すことができる。
Ｆ(u)＝(sinπＷu/πu)・(1/Ｌ)Σδ(u−k/Ｌ)  …（５）
【００３８】
上式（５）のように、フーリエ変換Ｆ(u)はsinc関数とデルタ関数列の積として表される。sinc関数は、（−１／Ｗ≦ｕ≦１／Ｗ）の範囲に大半の電力が集中するから、カットオフ周波数１／Ｗ〜２／Ｗ程度のローパスフィルタを適用すると、行や行間の信号成分を残したまま不必要に高い周波数成分を除去することができる。すなわち、行や行間の信号成分のみを抽出し、当該信号成分よりも周波数成分を除去することができる。
【００３９】
ただし、様々な文書原稿に対応できるようにするためには、ある特定の文字高さＷを前もって想定することはできない。そこで、処理対象となる原稿の文字高さＷをあらかじめＷｌ≦Ｗ≦Ｗｈの範囲にあるものとする。すると、ローパスフィルタのカットオフ周波数を１／Ｗｌ〜２／Ｗｌ程度に設定することで、全ての対象原稿を処理できることになる。このように、カットオフ周波数として１／Ｗｌ〜２／Ｗｌ程度を持つローパスフィルタにより、不必要に高い周波数成分は除去できる。
【００４０】
次に、ページ上に描かれた図などに起因する、不必要に低い周波数成分の除去について考える。
【００４１】
文字高さＷと行の周期Ｌの間には常にＷ＜Ｌの関係が成立するから、sinc関数の（−１／Ｗ≦ｕ≦１／Ｗ）の範囲に最低３つ、（−２／Ｗ≦ｕ≦２／Ｗ）の範囲までに最低５つのデルタ関数が入ることになる。行の周期Ｌが大きくなるほど多くのデルタ関数が入ってくるので、多少の低域成分を除去しても信号のパワーの多くは保たれる。したがって、低域除去のためのカットオフ周波数はある程度任意に設定できるが、好ましくは、１／４Ｗｈ〜１／２Ｗｈ程度に設定するのが良い。
【００４２】
以上の考察から、図５のフィルタリング処理部３２を、図１１に示すように、投影波形ｐ(x)から行や行間の信号成分を残したまま不必要に高い周波数成分を除去するローパスフィルタ３２１と、投影波形ｐ(x)からべた塗り部２２や網点画像部２３の低域成分を除去するローパスフィルタ３２２とを組み合わせ、ローパスフィルタ３２１の出力からローパスフィルタ３２２の出力を減算器３２３で減算するように構成する。これにより、べた塗り部２２や網点画像部２３の影響を排除し、図１２に示すように、文字成分をより良く反映した投影波形p1(x)を得ることができる。
【００４３】
図１１において、２つのローパスフィルタ３２１，３２２の各遮断周波数については次のように設定すると良い。
ローパスフィルタ３２１：１／Ｗｌ〜２／Ｗｌ程度
ローパスフィルタ３２２：１／４Ｗｈ〜１／２Ｗｈ程度
【００４４】
このようにして得られる投影波形ｐ1(x)は、以下のように表すことができる。
ｐ1(x)＝ＬＰＦＡ(p(x))−ＬＰＦＢ(p(x))        ……（６）
上式（６）において、ＬＰＦＡ(x)はローパスフィルタ３２１の出力、ＬＰＦＢ(x)はローパスフィルタ３２２の出力にそれぞれ対応する。
【００４５】
このようにして求めた投影波形ｐ1(x)を、二値化処理部３３において、図１２に示すように、適当なしきい値ｔｘと比較することによって二値化処理を行い、当該しきい値ｔｘよりも大きい領域を黒領域、当該しきい値ｔｘ以下の領域を白領域とそれぞれ判定する。ここでは、水平方向の投影ラインについて投影波形を求め、この投影波形から白領域・黒領域の判定を行う場合について述べたが、垂直方向の投影ラインについても上記手順と同様の処理を行い、垂直方向にとった投影波形を求めて白領域・黒領域の判定を行うようにすれば良い。
【００４６】
二値化処理部３３は、投影波形データの二値化結果、即ち白領域・黒領域の判定結果として二値データ系列を出力する。この二値データ系列は特徴量設定部３４に供給される。特徴量設定部３４は、二値データ系列に基づいて連続する黒領域の長さを総てについて求め、例えば図１３に示すように、それらの値において出現頻度のピークを中心としたｎ個の値をこの文書データの水平方向投影の特徴量とする。
【００４７】
なお、特徴量は黒領域の長さに限られるものではなく、白領域と判定された部分を行間隔、または文字間隔とみなし、これらの値を特徴量に含めることもできる。さらに、一般に行間隔は文字間隔よりも大きいので、白間隔が大きい方向を文字の組方向として、特徴量に加えることも可能である。また、特徴量の求め方については上記の方法に限られるものではない。
【００４８】
上述したように、投影波形を用いて文字画像上の文字サイズや行間隔などの特徴量を抽出するに当たり、多値の文書データから投影波形データを生成し、この生成した投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分のみを抽出した後、フィルタリング処理の結果から文書データの特徴量を検出することにより、投影波形上の文字成分が明確になるため、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分などの外乱の影響を受けることなく、文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出が容易になる。
【００４９】
なお、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ａでは、２つのローパスフィルタ３２１，３２２の組み合わせによってフィルタリング処理部３２を構成するとしたが、これに限られるものではなく、２つのローパスフィルタ３２１，３２２の代わりに、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることも可能である。バンドパスフィルタを用いる場合は、当該バンドパスフィルタの通過帯域を以下のように設定すれば良い。
ＢＰＦの上側遮断周波数：１／Ｗｌ〜２／Ｗｌ程度
ＢＰＦの下側遮断周波数：１／４Ｗｈ〜１／２Ｗｈ程度
【００５０】
［実施例２］
図１４は、実施例２に係る特徴量抽出部１２Ｂの構成例を示すブロック図である。図５から明らかなように、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ｂは、投影波形生成部４１、フィルタリング処理部４２、比較処理部４３および特徴量設定部４４を有する構成となっている。すなわち、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ｂにおいても、基本的に実施例１に係る特徴量抽出部１２Ａと同様に、文字部２１の領域の投影波形が方形波列に近似できることに着目し、方形波列波形のみを通過させるフィルタリング処理を行う構成を採っている。
【００５１】
投影波形生成部４１は、入力される多値の文書データから投影波形データを生成する処理を行う。フィルタリング処理部４２は、例えばバンドバスフィルタ（ＢＰＦ）によって構成され、投影波形生成部４１によって生成された投影波形データから低周波成分および高周波成分のノイズを除去するフィルタリング処理を行って、当該投影波形データから文字成分のみを抽出する。ここで、低周波成分のノイズとは、例えば、紙の地色や原稿の背景色の変動やスキャンや撮影の状態による変動等であり、高周波成分のノイズとは、例えば、各行や各列の文字種に依存する微小な変動である。なお、フィルタリング処理部４２としては、バンドバスフィルタを用いた構成のものに限られるものではなく、投影波形データから文字成分のみを抽出できる構成のものであれば良い。
【００５２】
比較処理部４３は、フィルタリング処理部４２でのフィルタリング処理の結果得られた波形データと、フィルタリング処理前の元の投影波形データとを比較し、文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出し、黒領域・白領域のみからなる二値データ系列を出力する。特徴量設定部４４は、比較処理部４３から出力される二値データ系列に基づいて文書データの特徴量を設定する処理を行う。
【００５３】
次に、上記構成の実施例２に係る特徴量抽出部１２Ｂの回路動作について説明する。
【００５４】
投影波形生成部４１で生成された投影波形データは、フィルタリング処理部４２で例えばバンドバスフィルタによるフィルタリング処理により、低周波成分および高周波成分のノイズが除去される。ここで、フィルタリング処理の結果得られた波形データ（Ｂ）は、基本的には元の投影波形データ（Ａ）からノイズを取り除いたものだが、図１５に示すように、大きな値の変化の前後でオーバーシュートが発生する。したがって、二値化処理部４４において、フィルタリング処理の結果得られた波形データ（Ｂ）のみで投影波形データの二値化を行うと、図１６に示すように、誤った二値化が行われてしまう（Ｃ）。
【００５５】
そのために、比較処理部４３において、フィルタリング処理の結果得られた波形データ（Ｂ）と元の投影波形データ（Ａ）とを比較し、文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出す。具体的には、図１７の波形図において、例えば、フィルタリング処理の結果得られた波形データ（Ａ）が二値化しきい値ｔｘよりも大きい正の領域に入っているか否かを判定し、正の領域に入っている場合は、この正の領域と当該正の領域の前後の負の領域（二値化しきい値ｔｘ以下の領域）における元の投影波形データ（Ａ）の平均値あるいは中央値等の代表値を求める。
【００５６】
そして、正の領域における代表値が前後の負の領域における代表値以下の正の領域については黒領域と判定せず（Ｂ）、正の領域における代表値が前後の負の領域における代表値よりも大きい正の領域についてのみ黒領域と判定して文字あるいは行に相当する範囲の候補として取り出し（Ｃ）、投影波形データの二値化結果として、黒領域・白領域のみからなる二値データ系列を出力する。特徴量設定部４４では、実施例１の場合と同様に、比較処理部４３から出力される二値データ系列に基づいて連続する黒領域の長さを総てについて求め、例えば図１３に示すように、それらの値において出現頻度のピークを中心としたｎ個の値をこの文書データの特徴量とする。
【００５７】
なお、特徴量は黒領域の長さに限られるものではなく、白領域と判定された部分を行間隔、または文字間隔とみなし、これらの値を特徴量に含めることもできる。さらに、一般に行間隔は文字間隔よりも大きいので、白間隔が大きい方向を文字の組方向として、特徴量に加えることも可能である。また、特徴量の求め方については上記の方法に限られるものではない。
【００５８】
上述したように、投影波形を用いて文字画像上の文字サイズや行間隔などの特徴量を抽出するに当たり、多値の文書データから生成した投影波形データに対してフィルタリング処理を施して当該投影波形データから文字成分のみを抽出した後、フィルタリング処理の結果得られた波形データと元の投影波形データとを比較して文字あるいは行に相当する範囲の候補を取り出し、投影波形の二値化結果として出力することにより、フィルタリング処理の際に発生するオーバーシュートなどの外乱に起因する、誤った二値化処理を確実に防ぐことができるため、ノイズを含んだ文書データからでもより効果的に文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施例に係る特徴量抽出部１２Ｂでは、フィルタリング処理の結果得られた波形データと元の投影波形データとを比較する際、フィルタリング処理の結果得られた波形データが正の領域に入っていた場合、この正の領域と当該正の領域の前後の負の領域における元の波形データの平均値あるいは中央値等の代表値を求め、もし、正の領域における代表値が前後の負の領域における代表値よりも大きかった場合のみ、この領域を黒領域と判定するとしたが、この方法に限られるものではない。
【００６０】
他の方法としては、例えば、フィルタリング処理の結果得られた波形データが正の領域に入っていた場合、図１８に示すように、この正の領域における元の波形データの歪度を求め、もしこの領域が文字等が積算した領域であれば左右非対称な分布となっていることが予想されるため、求めた歪度が０付近ではない場合には、この部分を黒領域であると判定する方法を採ることも可能である。
【００６１】
さらに他の方法としては、例えば、フィルタリング処理の結果得られた波形データが正の領域にはいっていた場合、図１９に示すように、この正の領域における元の波形データの尖度を求め、もしこの領域が文字等が積算した領域であれば、一定の範囲内で変動していることが予想されるため、求めた尖度が一定範囲内であれば黒領域であると判定する方法を採ることも可能である。
【００６２】
次に、上記構成の実施例１に係る特徴量抽出部１２Ａまたは実施例２に係る特徴量抽出部１２Ｂを備えた本実施形態に係る文書ファイリング装置における文書データの区切り処理の手順について、図２０のフローチャートにしたがって説明する。
【００６３】
ユーザは、例えば、１ページ以上からなる紙原稿をＡＤＦにセットする。この際、紙原稿は単一の（１ページ以上からなる）文書、複数の（１ページ以上からなる）文書のいずれであっても良い。また、紙原稿をセットする際に、ユーザは文書の区切りを意識する必要はない。ＡＤＦにセットされた紙原稿は、ＡＤＦにより1ページずつスキャナ装置に送られる。このとき、スキャナ装置は、図１の文書入力部１１として機能することになる。すなわち、文書入力部１１からは、ＡＤＦにセットした紙原稿のページ数と同数の文書データが文書ファイリング装置に入力される。
【００６４】
文書入力部１１から文書データが入力されると（ステップＳ１１）、入力された文書データが既に特徴量を抽出され、特徴量と関連付けられて文書蓄積部１４に蓄積されている文書データであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。入力された文書データが未だ特徴量を抽出されていない文書データであれば、入力された文書データから特徴量を特徴量抽出部１２によって抽出し(ステップＳ１３)、しかる後ステップＳ１４の処理に移行する。入力された文書データが既に特徴量を抽出された文書データであれば、直接ステップＳ１４の処理に移行する。すなわち、入力された文書データが既に特徴量を抽出され、特徴量と関連付けられて文書蓄積部１４に蓄積されている文書データについては改めて特徴量を抽出する処理は行わない。
【００６５】
上記の処理を入力された総ての文書データに対して行う（ステップＳ１４）。続いて、文書蓄積部１４に蓄積されている文書データに関連付けられた特徴量と、入力された文書データと関連付けられた特徴量とを、文書蓄積部１４に蓄積されている文書データについて類似度評価部１３によって評価する（ステップＳ１５）。そして、その評価結果に基づいて、文書データについて文書単位の区切り結果を確定し、文書単位に分離して文書蓄積部１４に蓄積する（ステップＳ１６）。
【００６６】
上述したように、紙の地色や原稿の背景色、文書中に挿入された画像成分、罫線成分などの外乱の影響を受けることなく、文字サイズや行間隔などの特徴量の抽出を容易に行うことが可能な実施例１に係る特徴量抽出部１２Ａまたは実施例２に係る特徴量抽出部１２Ｂを用い、これら特徴量抽出部１２Ａ，１２Ｂによって抽出した特徴量に基づいて特徴量に基づいて文書単位の区切り位置を判定することにより、文書分離の際の区切り位置の判定精度を向上できる。また、特徴量抽出部１２Ａ，１２Ｂによって抽出した特徴量に基づく区切り作業の自動化により、手動による区切り作業におけるユーザの負担を軽減できるため、効率的な区切り作業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る文書ファイリング装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】特徴量抽出部での特徴量抽出の概念図である。
【図３】類似度評価の概念図である。
【図４】文書画像中の一部分の構成の一例を示す図である。
【図５】実施例１に係る特徴量抽出部の構成例を示すブロック図である。
【図６】文字部の領域のみの画素値を累積した投影波形ｐl(x)を示す図である。
【図７】紙の地色やべた塗り部のみの画素値を累積した投影波形ｐb(x)を示す図である。
【図８】網点画像部のみの画素値を累積した投影波形ｐh(x)を示す図である。
【図９】投影波形ｐl(x)を行間隔または文字間隔を繰返し周期に持つ方形波列に近似した方形波列波形ｆ(x)を示す図である。
【図１０】投影波形ｆ(x)をｆ(x)のフーリエ変換Ｆ(u)で表した図である。
【図１１】実施例１に係る特徴量抽出部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】投影波形ｐ1(x)をしきい値ｔｘと比較して白領域・黒領域を判定する説明図である。
【図１３】二値データ系列から特徴量を抽出する説明図である。
【図１４】実施例２に係る特徴量抽出部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】元の投影波形データ（Ａ）およびフィルタリング処理の結果得られた波形データ（Ｂ）を示す波形図である。
【図１６】オーバーシュートなどの影響を受けて誤った二値化処理が行われる場合の様子を示す波形図である。
【図１７】オーバーシュートなどの影響を受けることなく、正常に二値化処理が行われる場合の様子を示す波形図である。
【図１８】二値化処理の他の例の説明図である。
【図１９】二値化処理のさらに他の例の説明図である。
【図２０】文書データの区切り処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】従来技術の課題の説明に供する図（その１）である。
【図２２】従来技術の課題の説明に供する図（その２）である。
【符号の説明】
【００６８】
１１…文書入力部、１２，１２Ａ，１２Ｂ…特徴量抽出部、１３…類似度評価部、１４…文書蓄積部、１５…文書区切り部、１６…文書出力部、２１…文字部、２２…べた塗り部、２３…網点画像部、３１，４１…投影波形生成部、３２，４２…フィルタリング処理部、３３…二値化処理部、３４，４４…特徴量設定部、４３…比較処理部
【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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【図２２】
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