(57)【要約】【課題】  大きい文字が含まれる文書画像の画像処理では、大きい文字領域の判定が出来なかったり、文字領域の一部しか抽出できなかったりして、文字認識の範囲が限られてしまう。【解決手段】  本発明に係る画像処理装置は、文書画像に所定数の画素よりなるブロックを処理対象に、該ブロックは文字であるかを判定する属性判定手段と、非文字候補と判定されたブロックは、隣接ブロックの属性及び文字部分の判定結果に基づき、該ブロックは文字内部であるかを判定する非文字候補ブロックの文字内部判定手段を備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
文書画像において、所定数の画素よりなるブロックを処理対象に、該ブロックは文字の少なくとも一部を含む文字ブロックか、文字を含まないと推定される非文字候補ブロックかを判定する属性判定手段と、非文字候補ブロックと判定されたブロックは、隣接ブロックの属性及び文字部分の判定結果に基づき、該ブロックは文字内部であるかを判定する非文字候補ブロックの文字内部判定手段、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記の隣接ブロックは、
前記処理対象ブロックの左隣にあるブロック、或いは、上隣にあるブロックであ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】
前記の非文字候補ブロックの文字内部判定手段は、
非文字候補ブロックの隣接ブロックは文字ブロックで、且つ、文字部分は該ブロックと接続するならば、該ブロックは文字内部と判定し、ブロック毎に文字部分と判定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４】
非文字候補ブロックの隣接ブロックは文字ブロックで、且つ、文字部分は該ブロックと接続し、且つ、文字部分は色が該ブロックと近ければ、該ブロックは文字内部と判定し、ブロック毎に文字部分と判定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５】
文書画像において、所定数の画素よりなるブロックを処理対象に、該ブロックは文字の少なくとも一部を含む文字ブロックか、文字を含まないと推定される非文字候補ブロックかを判定する属性判定工程と、非文字候補ブロックと判定されたブロックは、隣接ブロックの属性及び文字部分の判定結果に基づき、該ブロックは文字内部であるかを判定する非文字候補ブロックの文字内部判定工程、を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
コンピュータに、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理方法を実行させるプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを格納したコンピュータ可読の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システムに関するもので、より詳細には、大きい文字が含まれる文書画像にある文字部分を識別する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、文書画像をスキャナ等により光学的に読み取り電子文書に変換し、文字認識する機会が増えている。文字認識率を向上するためには、読み取った画像データから大きい文字も含めて識別情報を生成する必要がある。
【０００３】
従来、大きい文字が含まれる文書画像から文字領域を検出する方法がいくつか提案されている。その一つとして、文書画像を文字、写真、図形、表等の領域に分離し、文字と判定された領域を文字処理にするが、本来文字なのに図形と判定される誤判定が生じる場合がある。これを解決する方法として、図形と判定された領域にある連結領域毎の間隔を見て文字領域であるかを改めて判定する方法があった（特許文献１）。また、文書画像をブロックに分け、エッジ情報により各ブロックに文字部分があるかを判定し、文字部分があると判定された文字ブロックから画素の濃度値の変化により文字部分を判定する方法があった。（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２６９９７０号公報
【特許文献２】特開平０７−２６４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では文書画像の領域分離後に、図形と判定された領域から連結領域を取り出し、各連結領域の間隔を測り、予め定めた文字らしい間隔値を持つなら、文字領域として判定する。しかし、処理領域に多数の文字が存在する場合は、文字間隔が取れ、文字領域の判定が可能であるが、図１に示された大きい文字が一つしかない領域の場合に、文字間隔が取れないので、文字領域の判定が出来ない場合がある。また、文書画像の全体の情報を使い領域分離して、更に文字領域を再度判定するので、処理時間も掛かるし、ワークメモリも多く必要となる。
【０００６】
特許文献２では文書画像をブロック単位で文字部分を判定するので、画像全体を処理する方式より処理コストの削減ができる。この方法では、エッジ情報により文字部分があるブロックかを判断し、文字部分があると判定されたブロックのみは文字部分を抽出し、文字部分がないと判定されたブロックはブロック毎に背景にする。そのため、図２に示されたような多数のブロックに分けられる大きい文字の例では、文字内部の画素から構成されたブロックにはエッジがないので、文字部分がないと判定し、文字部分の抽出ができない。その結果、大きい文字の認識に不利である。
【０００７】
本発明は、処理効率良く、大きい文字も認識できるため、文書画像をブロック単位で処理し、ブロックは文字であるかを判定し、文字と判定されたブロックは文字部分を抽出し、非文字候補と判定されたブロックは文字内部であるかを判断する画像処理方法及び画像処理装置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】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、文書画像に所定数の画素よりなるブロックを処理対象に、該ブロックは文字であるかを判定する属性判定手段と、非文字候補と判定されたブロックは、隣接ブロックの属性及び文字領域の判定結果に基づき、該ブロックは文字内部であるかを判定する非文字候補ブロックの文字内部判定手段を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、所定数の画素からなるブロックは文字であるかの属性を判定し、文字ブロックに関して文字部分を抽出し、非文字候補ブロックに関して隣接ブロックの属性及び文字部分の接続性を見て文字内部であるかを判断する。これにより、大きい文字は文字の断片だけを抽出するのではなく、文字内部も漏れなく文字として抽出することが出来、文字認識の処理対象を広げることも可能になる。また、ブロック単位で文字部分の判定をするので、処理効率の向上も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】文書画像の領域分離の一例を示す図である。
【図２】大きい文字の文字部分抽出の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態における文字部分の判定処理の概略を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施形態におけるブロックの属性判定処理（Ｓ１０２）を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１実施形態におけるブロックにある連結部分抽出の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態における文字部分の判定処理（S１０５）を説明する図である。
【図８】第１実施形態における文字ブロック用の文字部分の判定処理（Ｓ１０５０８）を説明する図である。
【図９】第１実施形態における文字部分の判定処理の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における文字部分の判定処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像処理装置を用いた文字部分の判定処理について詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１２】
［実施例１］
（装置構成）
図３は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図３において、ブロック画像入力部１１は、例えば、スキャナ等の画像読み取り手段を介して紙情報から入力されたモノクロまたはカラー画像は、所定数の画素からなるブロックの画像データを入力する。ブロック属性判定部１２は、当該ブロックに文字部分があるかを判定し、文字ブロックか非文字候補ブロックかの属性情報を付与する。連結部分抽出部１３は、当該ブロックにある画素の連結領域を取る。文字部分判定部１４は、当該ブロックにある文字部分と非文字部分を判定する。
【００１４】
＜文字部分抽出処理の概要＞
図４は、第１実施形態におけるブロックの文字部分の抽出処理の概略を説明するためのフローチャートである。
【００１５】
まず、ブロック画像入力部１１において、処理対象画像の所定数の画素からなるブロックの画像データを入力する（ステップＳ１０１）。
【００１６】
次に、属性判定部１２において、前工程（Ｓ１０１）で入力されたブロックに文字部分があるかを判定し、ブロックに文字部分があれば文字、文字部分がなければ非文字候補とそれぞれ属性を付与する（Ｓ１０２）。この属性判定処理の詳細について後述する。
【００１７】
次に、連結部分抽出部１３において、前工程（S１０１）で入力されたブロックの減色処理を行い、代表色を求め、画素毎に一番色の近い代表色に量子化し（Ｓ１０３）、同じ色で繋がる画素の塊を取得する（Ｓ１０４）。多値画像の色量子化は、２値化してもいいし、特開２００２−１４２１２８に記載された方法等で多数の色に減色しても良い。連結部分抽出処理は公知のラベリング処理を利用することが可能である。この連結部分抽出処理の例について後述する。
【００１８】
次に、文字部分判定部１４において、前工程（Ｓ１０２）で保持された処理対象ブロックの属性及び隣接ブロックの属性及び隣接ブロックの連結情報を参照し、処理対象ブロックにある各連結領域は文字部分か非文字部分、即ち、背景部分か、を判定する（Ｓ１０５）。この文字部分判定処理の詳細について後述する。
【００１９】
＜属性判定処理（Ｓ１０２）＞
ブロックの属性判定処理（Ｓ１０２）の詳細について、図５を参照して説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１０２０１では、ブロックからエッジ抽出する。エッジ抽出は、エッジ強度を示す微分データを生成する処理で、公知のＰｒｅｗｉｔｔｅフィルタ、或いは、Ｓｏｂｅｌフィルタを利用することが可能である。
【００２１】
そして、ステップＳ１０２０２では、抽出されたエッジからブロック属性判定に必要となる正規化閾値を計算する。ブロックにある画素のエッジ強度の最小値、最大値はmin、maxで、一般的なエッジ強度の正規化範囲は０から２５５で、２値化用閾値はＦとすれば、それに対応する正規化閾値Ｔを求める計算式は下記になる。
【００２２】
【数１】
2012222581.tif 000003
【００２３】
正規化閾値Tはブロックに強いエッジがあるかを表すもので、ブロックの属性を区別することが出来る。具体的に、文字を含むブロックには高いエッジ強度を持つ文字部分があるので、高い正規化閾値が得られる。文字を含まないブロックには高いエッジ強度の部分がないので、低い正規化閾値が得られる。
【００２４】
ステップS１０２０３からS１０２０５では、正規化閾値に基づきブロックの属性を判定する。ステップS１０２０３では、ブロックの正規化閾値を所定値１と比べ、所定値１より低ければ、ステップS１０２０４では、ブロック属性を非文字候補と判定する。処理値１より高ければ、ステップS１０２０５では、ブロック属性を文字と判定する。ここで、所定値１は低い値（例えば、２５０）を設定する。
【００２５】
＜連結部分抽出処理（S１０４）例＞
図６は、第１実施形態の画像処理において、ブロックにある連結部分の抽出処理の一例を示す図である。右に多数のブロックで分けられている原画像で、その内、１つのブロックの連結部分の抽出結果は左に示されている。ブロックの色量子化の結果は白、黒の２色になる。連結領域１は白で繋がる画素の塊、連結領域２は黒で繋がる画素の塊である。
【００２６】
＜文字部分判定処理（S１０５）＞
文字部分の判定処理（S１０５）の詳細について、図７を参照して説明する。
【００２７】
まず、ステップS１０５０１では、処理対象ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックであれば、ステップＳ１０５０８では、文字ブロック用の文字部分判定処理を行う。この文字ブロック用の文字部分判定処理について後述する。ステップS１０５０１では、処理対象ブロックは非文字候補の場合、該ブロックは単なる背景部分の可能性もあれば、大きい文字の内部の可能性もあるので、ステップS１０５０２からステップS１０５０７では、隣接ブロックの属性および文字部分の接続性に基づき、処理対象ブロックは文字内部かを判定する。
【００２８】
ステップS１０５０２では、左ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックでれば、処理対象ブロックは文字内部の可能性が高いので、更に、ステップS１０５０３では、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がるかを判断する。左ブロックの文字部分は処理対象ブロック間との境界にあれば、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がると判断し、ステップS１０５０４では、処理対象ブロックは文字内部と判断し、ブロック毎に文字部分と判定する。左ブロックの文字部分は処理対象ブロック間との境界になければ、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がらないと判断し、上ブロックの属性情報を参照して処理対象ブロックは文字内部かを判断する。
【００２９】
ステップS１０５０２では、左ブロックは非文字であり、ステップS１０５０３では、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がらないと判断すれば、上ブロックの属性情報を参照して処理対象ブロックは文字内部かを判断する。
【００３０】
ステップS１０５０５では、上ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックであれば、処理対象ブロックは文字内部の可能性が高いので、更に、ステップS１０５０６では、上ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がるかを判断する。繋がるなら、ステップS１０５０４では、処理対象ブロックは文字内部と判断し、ブロック毎に文字部分と判定する。繋がらなければ、ステップS１０５０７では、処理対象ブロックは非文字であると判断し、ブロック毎に背景と判定する。
【００３１】
ステップS１０５０５では、上ブロックは非文字であれば、ステップS１０５０７では、処理対象ブロックは非文字であると判断し、ブロック毎に背景と判定する。
【００３２】
＜文字ブロック用の文字部分判定処理（Ｓ１０５０８）＞
文字部分の判定処理（S１０５）に係る文字ブロック用の文字部分の判定処理（Ｓ１０５０８）の詳細について、図８を参照して説明する。
【００３３】
まず、ステップＳ１０５１１では、ブロックの色量子化処理により取得したブロックの代表色、ブロックの連結部分の抽出処理により取得したブロックの連結領域を入力する。
【００３４】
そして、ステップＳ１０５１２とステップＳ１０５１３では、ブロックにある文字部分と背景部分を判定する。背景色は連続に変化するという特徴を利用し、ステップＳ１０５１２では、ブロックにある各連結部分の中、既に取得した背景色と近い色を持つ連結領域を背景とし、違う色を持つ連結領域を文字部分と判定する。ステップＳ１０５１３では、処理対象ブロックに判定された背景部分の色を新しい背景色として更新する。
【００３５】
＜文字部分判定処理（Ｓ１０５）例＞
図９は第１実施形態の画像処理において、文字部分の判定処理の一例を示す図である。左にある多数のブロックに分けられた大きい文字の例で、文字部分と背景部分の混在するブロックにある文字部分も文字内部画素のみから構成されたブロックにある文字部分も抽出できた。
【００３６】
第１実施形態では、処理対象ブロックの属性を参照し、文字ブロックであれば、直ちに文字部分を抽出し、非文字候補ブロックであれば、隣接ブロックの属性及び文字部分の接続情報を参照して、文字内部ブロックかを判断し、文字内部ブロックであれば、文字部分として抽出するものである。この実施形態によれば、一般的な文字領域も、大きい文字領域も処理コストを少なく、精度良く文字部分の抽出が出来るようになる。尚、本実施例は、左隣ブロック、或いは、上隣ブロックの情報を参照して判定する例を示したが、複数のブロックの情報を参照したりしても同等の効果が得られる。また、ブロックの属性判定ではブロックにあるエッジ強度の最大値、最小値から計算された正規化閾値による判定例を説明したが、他の正規化閾値の求め方でも、或いは、他の属性判定方法を使っても良い。また、文字ブロックに関しては背景色が連続に変化する特徴を利用して文字部分の判定をしていたが、他の文字部分の判定方法を使っても良い。また、図４の処理フローチャートでは、ブロックの属性判定、ブロックの色量子化、連結部分抽出処理の順にしていたが、これらの処理順を変えても良い。
【００３７】
［実施例２］
先に説明した第１実施形態では、非文字候補ブロックは文字内部であるかを判断する際に、隣接ブロックの属性及び文字部分の接続情報を参照して判定するものとした。本実施形態では、非文字候補ブロックは文字内部であるかを判断する際に、隣接ブロックの属性、文字部分の接続性のみならず、色情報も参照して判定するものである。
【００３８】
以下に実施例２において、文字部分の判定処理（S１０５）について、図１０を参照して説明する。
【００３９】
まず、ステップS１０５０１では、処理対象ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックであれば、ステップS１０５０８では、文字ブロック用の文字部分判定処理を行う。
【００４０】
処理対象ブロックは非文字候補であれば、単なる背景部分の可能性もあれば、大きい文字の内部の可能性もあるので、隣接ブロックの属性および文字部分の接続性及び文字部分の色情報に基づき、処理対象ブロックは文字内部かを判定する。
【００４１】
ステップS１０５０２では、左ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックであれば、処理対象ブロックは文字内部の可能性が高いので、更に、ステップS２０５０３では、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がるかを判断する。もし左ブロックの文字部分は処理対象ブロック間との境界にあり、且つ、左ブロックの文字部分の色は処理対象ブロックの代表色と近ければ、ステップS１０５０４では、処理対象ブロックは文字内部と判断し、ブロック毎に文字部分と判定する。
【００４２】
ステップS１０５０２では、左ブロックは非文字であれば、また、ステップS２０５０３では、左ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がらない、或いは、左ブロックの文字部分の色は処理対象ブロックの代表色と近くなければ、上ブロックの属性情報を参照して処理対象ブロックは文字内部かを判断する。
【００４３】
ステップS１０５０５では、上ブロックは文字であるかを判断する。文字ブロックであれば、処理対象ブロックは文字内部の可能性が高いので、更に、ステップS２０５０６では、上ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がるかを判断する。もし上ブロックの文字部分は処理対象ブロック間との境界にあり、且つ、上ブロックの文字部分の色は処理対象ブロックの代表色と近ければ、ステップS１０５０７では、処理対象ブロックは文字であると判断し、ブロック毎に文字部分と判定する。
【００４４】
ステップS１０５０５では、上ブロックは非文字であれば、また、ステップS２０５０６では、上ブロックの文字部分は処理対象ブロックと繋がらない、或いは、上ブロックの文字部分の色は処理対象ブロックの代表色と近くなければ、ステップS１０５０７では、処理対象ブロックは非文字であると判断し、ブロック毎に背景と判定する。
【００４５】
以上説明した実施形態によれば、精度良く大きい文字内部も含めて文字部分を判定することが可能になる。
【００４６】
（他の実施形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録したコンピュータ可読の記憶媒体を、システムあるいは装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。また、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４７】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００４８】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００４９】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される。また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１１  ブロック画像入力部
１２  属性判定部
１３  連結部分抽出部
１４  文字部分判定部
【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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