(57)【要約】【課題】  周辺環境の影響を受けて読み取りデータが変化した場合も、特定マークについての判定精度が低下しない画像認識部を搭載した画像形成装置、画像認識方法、および画像認識プログラムを提供する。【解決手段】  入力画像から所定の特定マークを検出するための照合に用いる参照用特徴量を格納する記憶部と、前記入力画像の画像データから順次切り出される部分画像の特徴量を算出する特徴量算出部と、前記部分画像の特徴量の平均値と前記参照用特徴量の平均値との比較結果より補正量を求めた上でこの補正量を用いて前記部分画像の特徴量のもしくは前記参照用特徴量のいずれかの補正を行う補正部と、前記補正部による補正を行った後、部分画像の特徴量と参照用特徴量とを比較して前記部分画像が特定マークであるか否かを判定する判定部とを備えることを特徴とする画像認識部を有する画像形成装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像から所定の特定マークを検出するための照合に用いる参照用特徴量を格納する記憶部と、
前記入力画像の画像データから順次切り出される部分画像の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記部分画像の特徴量の平均値と前記参照用特徴量の平均値との比較結果より補正量を求めた上でこの補正量を用いて前記部分画像の特徴量のもしくは前記参照用特徴量のいずれかの補正を行う補正部と、
前記補正部による補正を行った後、部分画像の特徴量と参照用特徴量とを比較して前記部分画像が特定マークであるか否かを判定する判定部とを備えることを特徴とする画像認識部を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記参照用特徴量の平均値は参照用特徴量とともに前記記憶部にあらかじめ格納することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記特徴量の補正は部分画像の特徴量または参照用特徴量のいずれか一方に前記補正量として所定の補正量を加えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記特徴量の補正は部分画像の特徴量または参照用特徴量のいずれか一方に前記補正量として所定の補正量を乗じることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
入力画像の画像データから順次切り出される部分画像の特徴量を算出し、
前記部分画像の特徴量より特徴量の平均値を求め、
前記部分画像の特徴量の平均値とあらかじめ所定の記憶媒体に格納している参照用特徴量の平均値との差として補正量を求めた上で前記部分画像の特徴量もしくは参照用特徴量のいずれかを補正し、
前記補正した部分画像の特徴量と参照用特徴量とを比較して前記部分画像が特定マークであるか否かを判定することを特徴とする画像認識方法。
【請求項６】
前記特徴量の補正は部分画像の特徴量または参照用特徴量のいずれか一方に所定の補正量を加えることを特徴とする請求項５に記載の画像認識方法。
【請求項７】
前記特徴量の補正は部分画像の特徴量または参照用特徴量のいずれか一方に所定の補正量を乗じることを特徴とする請求項５に記載の画像認識方法。
【請求項８】
画像処理を行う画像形成装置に格納されたＣＰＵに
入力画像の画像データから順次切り出される部分画像の特徴量を算出させる機能と、
前記部分画像の特徴量より特徴量の平均値を求める機能と、
前記部分画像の特徴量の平均値とあらかじめ所定の記憶媒体に格納している参照用特徴量の平均値との差を求めた上で前記部分画像の特徴量の補正をさせる機能と、
前記補正した部分画像の特徴量とあらかじめ所定の記憶媒体に格納している参照用特徴量とを比較して前記部分画像が特定マークであるか否かを判定させる機能とを実現させる画像認識プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原稿を読み取った時の画像データから複写禁止マークのような特定のマークを実時間処理で検知する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿に印字された複写禁止マークのような特定マークを検知するためには、原稿を読み取った入力画像から一部分を切り出した部分画像について、所定の工程により特徴量を求め、同様の工程により特定マークについて予め算出された参照用特徴量との照合を行い、当該部分画像が特定マークであるか否かを判定することが行われている。参照用特徴量データとの照合においては、例えば特徴量間の差分（特徴量が複数次元の要素からなる場合は要素毎の差分の総和）等を所定の閾値と比較して判定を行うといった方法が広く用いられているが、原稿毎の印刷ばらつきや読取装置のばらつき等によって、特定マークの判定精度が低下する場合がある。その解決策として、各種ばらつきを想定して参照用特徴量のバリエーションを増やすことが考えられる。
【０００３】
しかし、参照用特徴量のバリエーションを増やそうとすると大容量のメモリが必要になる。
【０００４】
このメモリの使用量を抑えること等を目的として、参照用特徴量そのものではなく、参照用特徴量に対応して補正量を付随データとして記憶しておき、特徴量の照合時に参照用特徴量に補正量を付加する方法等が考案されている。
【０００５】
しかしながら、この方法は特定マークについて予め想定しうるばらつきにのみ対応できるに過ぎず、判定精度が低下する可能性があるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３６６６９７９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、周辺環境の影響を受けて読み取りデータが変化した場合も、特定マークについての判定精度が低下しない画像認識部を有する画像形成装置、画像認識方法、および画像認識プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するために、本発明による画像形成装置は、入力画像から所定の特定マークを検出するための照合に用いる参照用特徴量を格納する記憶部と、前記入力画像の画像データから順次切り出される部分画像の特徴量を算出する特徴量算出部と、前記部分画像の特徴量の平均値と前記参照用特徴量の平均値との比較結果より補正量を求めた上でこの補正量を用いて前記部分画像の特徴量のもしくは前記参照用特徴量のいずれかの補正を行う補正部と、前記補正部による補正を行った後、部分画像の特徴量と参照用特徴量とを比較して前記部分画像が特定マークであるか否かを判定する判定部とを備えた画像認識部を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる複合機の構成を示す接続図。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる２値化処理部の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる特徴量算出部の処理ブロックの構成例を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる小領域への区分化および特徴量の例を示す模式図。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる判定部の処理ブロック構成例を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる判定部の別の処理ブロック構成例を示す図。
【図８】特徴量補正の概念図。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる２値化処理部の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図９を参照して説明する。
【００１１】
第１の実施形態は、認識対象の特定パターンについて、回転に依存しない部分領域に着
目した特徴量を用いて照合処理を行うべき位置の判定を行う。認識対象の特定パターンと
は、複写禁止であることを示すマークであり、この特定パターンの色、形状等は事前に決める。
【００１２】
図１は、第１の実施形態における、画像認識装置１２５を搭載した画像形成装置としての複合機１００の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表すブロック図である。複合機１００は、主制御部１０１、スキャナ部１０２、プリンタ部１０３、及び操作パネル１０４を有する。
【００１３】
図１に示す共有バス１１１は、後述する各ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を接続し、これによりＣＰＵを介したプログラムＩ／Ｏ転送、あるいは周辺デバイスがバスマスタとしてバスを制御し、直接メモリなどにアクセスするバスマスタによるデータ転送が可能である。
【００１４】
主制御部１０１は、メインＣＰＵ１１０、記憶部１１２、画像処理部１１６、ページメモリ制御部１１７、及びページメモリ１１８を有する。
【００１５】
メインＣＰＵ１１０は、主制御部１０１全体の制御を司るものである。
【００１６】
記憶部１１２は、メインＣＰＵ１１０と後述するプリンタ部１０３のプリンタＣＰＵ１３０の間で、双方向通信を行い、メインＣＰＵ１１０の制御プログラムや各種データを記憶する。記憶部１１２は、読み取り専用メモリ（以下ＲＯＭ）ならびに書き換え可能メモリ（以下ＲＡＭ）の集合体であり、第１の実施形態の手順を実施するためのプログラムや固定データとともに、第１の実施形態の手順を実施する過程で生成されたり変化したりするデータを記憶する。前者は後述するデータＲＯＭ２０５などが相当する。
【００１７】
画像処理部１１６は、画像処理を行う。ページメモリ制御部１１７は、ページメモリ１１８に対して画像情報を記憶させたり、読み出したりするものである。ページメモリ１１８は、複数ページ分の画像情報を記憶できる領域を有し、後述するスキャナ部１０２からの画像情報を圧縮したデータを１ページごとに記憶可能に形成されている。
【００１８】
操作パネル１０４は、各種操作キー１４１、ソフトキー（タッチパネル）を有する液晶表示部１４２、及びこれらが接続されたパネルＣＰＵ１４０を有している。パネルＣＰＵ１４０は、メインＣＰＵ１１０に接続される。操作キー１４１あるいは液晶表示部１４２のソフトキー等から各種命令が入力され、パネルＣＰＵ１４０からメインＣＰＵ１１０に送信される。
【００１９】
画像読取部であるスキャナ部１０２は、メインＣＰＵ１１０と接続されその制御の下にスキャナ部１０２の制御を司るスキャナＣＰＵ１２０、制御プログラム及び各種データを記憶されている記憶部１２２、原稿等を読取るためのＣＣＤ等のラインセンサを駆動するＣＣＤドライバ１２３と、ラインセンサ、露光ランプ及びミラーなどを搭載したキャリッジ（図示せず）を移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１２４、画像認識部１２５、及び画像補正部１２６を有する。
【００２０】
上記構成のスキャナ部１０２において、複合機１００の従来周知の原稿自動送り装置（図示せず）もしくは原稿台（図示せず）に原稿をセットし、操作パネル１０４に設置された操作キー１４１もしくは液晶表示部１４２のソフトキーにて原稿の読み取りを指示する。
【００２１】
画像の読み取り命令をパネルＣＰＵ１４０が検知すると、共有バス１１１を介してメインＣＰＵ１１０に読み取り命令が送信され、スキャナ部１０２のスキャナＣＰＵ１２０よりＣＣＤドライバ１２３、走査モータドライバ１２４に動作命令が与えられて読み取り動作を実行する。読み取った画像データは、ページメモリ１１８に格納される。
【００２２】
画像認識部１２５は、本実施形態の画像認識プロセスを実行するもので、前記スキャナ部１０２のラインセンサにより読み取った画像データの画像認識を行う。その詳細は後述する。
【００２３】
画像補正部１２６は、ラインセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、ラインメモリを有する。また画像補正部１２６の出力を画像認識部１２５に入力することにより、画像認識部１２５が、ラインセンサにより読み取った原稿の画像中に複写禁止原稿であることを示す特定パターンを認識した場合に、例えばページメモリ制御部１１７によってページメモリ１１８からの画像出力を行わないなどの処理がされる。
【００２４】
図１に示すプリンタ部１０３は、例えば、従来周知の構成を有しており、プリンタＣＰＵ１３０、記憶部１３２、定着制御部１３３、レーザドライバ１３４、ポリゴンモータドライバ１３５、搬送制御部１３６、プロセス制御部１３７を有する。なお、以下に説明する周知構成については、図示しない。
【００２５】
プリンタＣＰＵ１３０は、メインＣＰＵと接続されその制御の下にプリンタ部１０３全体の制御を司る。
【００２６】
記憶部１３２は、制御プログラム及び各種データを記憶する。
【００２７】
レーザドライバ１３４は、周知の半導体レーザ発信器を駆動し、読み取った原稿の画像データに基づいてレーザ光を制御する。
【００２８】
ポリゴンモータドライバ１３５は、ポリゴンミラーを有する周知のレーザ露光装置のポリゴンモータを駆動し、半導体レーザ発信器からのレーザ光を回転するポリゴンミラーにより走査する。
【００２９】
搬送制御部１３６は、各種ローラの駆動モータを制御して、周知の用紙カセットに収容されている記録媒体を用紙カセットから用紙搬送路に沿っての搬送を制御する。
【００３０】
プロセス制御部１３７は、周知の帯電用帯電器、現像器および転写用帯電器を制御する。帯電用帯電器は、例えばドラム状の感光体の表面を帯電させ、前記ポリゴンミラーにより走査されるレーザ光により読み取った原稿画像の静電潜像を感光体に形成する。現像器はトナーを収容しており、感光体の静電潜像をトナーにより可視画像（トナー画像）に現像する。転写用帯電器は、前記用紙カセットから用紙搬送路を介して供給される記録媒体に感光体上のトナー画像を転写する。
【００３１】
定着制御部１３３は、例えば、周知の加熱ローラの加熱制御を行い、加熱ローラとこのローラに加圧接触している加圧ローラとの間にトナー画像を転写された記録媒体を通過させることにより前記記録媒体に転写されたトナー画像の熱定着を行う。
【００３２】
以下、前記画像認識部１２５についてその詳細を説明する。
【００３３】
図２は、図１に示す画像認識部１２５の詳細を示すブロック図である。画像認識部１２５は、２値化処理部２００、領域切出部２０１、特徴量算出部２０２、補正部２０３、判定部２０４、特徴量や閾値等の参照データを格納するデータＲＯＭ（読取専用メモリ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０５を備え、あらかじめ特定マークに近い色度をもつ画素のみを抽出したうえで、補正を含むパターンマッチングによって特定マークの検出を行う。
【００３４】
２値化処理部２００は、スキャナ等から得た画像データのうちＲＧＢ各信号がそれぞれ所定範囲内にある画素をＯＮとし、特定バターンに属する可能性の高い画素のみを抽出する。図３は、供給された画像がＲＧＢカラー画像である場合のこの２値化処理部２００のブロック構成を示したものである。ここではまず、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各値がそれぞれ所定の範囲に入っているか否かの判定結果の論理積をとる。すなわち、比較器３０１でＲが閾値ＴＨＲ以下であるか否かを判定するとともに比較器３０２でＲが閾値ＴＬＲ以上か否かを判定する。同様に比較器３０３及び比較器３０４でＧが閾値ＴＨＧ以下かつ閾値ＴＬＧ以上か否かを判定し、比較器３０５及び比較器３０６でＢが閾値ＴＨＢ以下かつ閾値ＴＬＢ以上か否かを判定する。なお、ここで用いる各閾値は、あらかじめ同型の複合機もしくは複合機に搭載されているものと同じ特性のスキャナで特定マークを読み取った信号値をもとにして、ある程度の誤差を想定した範囲で設定したうえで、データＲＯＭ３０５に格納しておく。ここで、各比較器（３０１〜 ３０６）はａ≧ｂで真（１）を出力し、ａ＜ｂで偽（０）を出力する。各比較器での比較判定後、論理積回路３０７で上記判定結果の論理積をとる。論理積回路３０７で、入力された多階調の画像データの各画素について、部分色空間または部分階調域に属すか否かを判定し、判定結果を二値画像データとして領域切出部２０１に出力する。
【００３５】
領域切出部２０１はたとえば特徴量算出ならびにパターンマッチングの対象とする領域を、処理対象としている画素ならびに周辺画素を含む所定のサイズ（たとえば４×４）を切り出す。
【００３６】
特徴量算出部２０２は領域切出部２０１から供給された２値画像データ（部分画像のデータ）をバッファメモリに格納し、二次元的な処理によって、領域切出部２０１にて切出した各領域（以下注目領域）における特徴量を抽出する処理部である。処理ブロックの構成例を図４に示す。ここでは、複数のディレイメモリから構成されるバッファメモリ４０１に２値画像データを格納し、加算器４０２において、格納されている２値画像データを二次元的に参照し、切出した注目領域毎に２値画像データを加算して特徴量を算出する構成となっている。特徴量算出部２０２では、たとえば注目画素と周辺画素を含む５×５の画素全てを足した値を注目画素の要素として求めラインバッファに一時的に格納する。この特徴量を、４×４の小領域に分割する。この、小領域への区分化した特徴量の例を図５に示す。この例の場合、注目領域を４×４個の小領域にしているため、特徴量は１６次元の要素を持つベクトルとして表される。
【００３７】
図６に補正部２０３、並びに判定部２０４の処理ブロック構成例を示す。この図に表わすように補正部２０３は補正量算出部６０１、特徴量補正部６０２を備える。また、判定部２０４は、差分器群６０３、テーブル変換器群６０４、平均化器６０５、比較器６０６を備える。まず補正量算出部６０１において、上述の作業で切り出した２値画像データから抽出された特徴量とデータＲＯＭ２０５から供給される参照用特徴量とを用いて、両者の平均値の差や比率等を求めて補正量として出力する。特徴量補正部６０２では、算出された補正量に基づき、２値画像データから抽出された特徴量を補正する。この補正方法としては、補正量が差分値（オフセット値）であれば要素毎に補正量を加えることになり、補正量が比率（係数）であれば要素毎に補正量を掛け合わせることになる。差分器群６０３では、補正された特徴量と参照用特徴量との差分の絶対値を各要素の誤差として出力し、テーブル変換器群６０４で、各要素の誤差をアドレスとして要素毎の類似度に相当する値（すなわち、大きいほど特定マークに一致することを意味する値）にテーブル変換する。なお、差分器群６０３に示す数値Ｎはたとえばブロックサイズ４×４に示す数値Ｎ平均化器６０５で、各要素の類似度相当値の平均値を注目領域についての類似度として算出し、比較器６０６にて、算出された類似度を所定の閾値ＴＨと比較し、類似度が閾値ＴＨ以上の場合は特定マークが存在するという検知信号を出力する。
【００３８】
図６では実画像データに基づく特徴量に対して補正をかける構成を示しているが、図７に示すようにあらかじめデータＲＯＭ２０５に格納している参照用特徴量に対して補正をかけてもよい。
【００３９】
図８に特徴量補正の概念図を示す。
【００４０】
たとえば、原稿の印刷ばらつきやスキャナの光学的なばらつき等により、２値化処理を経た領域切出部の出力結果として実画像データと参照用データのように線の太さの違いとなって現れることもある。この場合、両者の特徴量の間には、ある一定の相対差が存在するため、その相対差を実画像データもしくは参照用データ一のどちらか一方に一律の補正量として加えるかまたは乗じることにより、両者の照合が容易になる。
【００４１】
このような構成をとることにより、必要最小限の参照用特徴量データで精度の高い特定マーク判定を行うことができる。
【００４２】
以下、第２の実施形態の構成の一例を示す。
【００４３】
図９は供給された画像が単色画像である場合の図２に示す２値化処理部２００のブロック構成を示したものである。読み取り値Ｗの各値が所定の範囲に入っているか否かの判定結果の論理積をとる。すなわち、比較器９０１でＷが閾値ＴＨＷ以下であるか否かを判定するとともに比較器９０２でＷが閾値ＴＬＷ以上か否かを判定する。比較器９０１、９０２はａ≧ｂで真（１）を出力し、ａ＜ｂで偽（０）を出力する。各比較器での比較判定後、論理積回路９０３で上記判定結果の論理積をとる。論理積回路９０３で、入力された多階調の画像データの各画素について、部分色空間または部分階調域に属すか否かを判定し、判定結果を２値画像データとして領域切出部２０１に出力する。なお、他の構成・作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４４】
以上のようにして、本実施の形態によれば、周辺環境の影響を受けて読み取りデータが変化した場合も、特定マークについての判定精度が低下しない画像認識装置、画像認識方法、および画像認識プログラムを提供することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１１２、１２２、１３２…記憶部
２００…２値化処理部
２０１…領域切出部
２０２…特徴量算出部
２０３…補正部
２０４…判定部
２０５…データＲＯＭ
【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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