(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理装置おける、処理対象画像の二値化閾値を設定するための画像処理方法において、入力手段が、処理対象画像を入力するステップと、前記処理対象画像中の処理対象領域において、判別分析法により該処理対象領域の二値化閾値を算出するステップと、前記算出された二値化閾値と、前記処理対象領域内の各画素値との差の二乗平均値を計算するステップと、前記計算された二乗平均値が所定の閾値以下の場合、前記処理対象領域には文字がないと判断し、該処理対象領域を白画素で埋めるステップと、前記計算された二乗平均値が所定の閾値より大きい場合、前記処理対象領域内のエッジの数と画素数とから評価値を算出し、該評価値と所定の閾値とを比較することにより前記二値化閾値を評価するステップと、前記評価の結果、前記閾値より前記評価値が大きい場合には前記二値化閾値を下げることにより処理対象画像の二値化閾値を設定し、小さい場合には前記二値化閾値を処理対象画像の二値化閾値として設定するステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記処理対象領域は、前記処理対象画像における文字が記入された領域であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
処理対象画像を入力する画像入力手段と、前記処理対象画像中の処理対象領域において、判別分析法により該処理対象領域の二値化閾値を算出する二値化閾値算出手段と、前記算出された二値化閾値と、前記処理対象領域内の各画素値との差の二乗平均値を計算する二乗平均値算出手段と、前記計算された二乗平均値が所定の閾値以下の場合、前記処理対象領域には文字がないと判断し、該処理対象領域を白画素で埋める手段と、前記計算された二乗平均値が所定の閾値より大きい場合、前記処理対象領域内のエッジ数と画素数とから該処理対象領域の評価値を算出し、該評価値と所定の閾値とを比較することにより前記二値化閾値を評価する手段と、前記評価の結果、前記閾値より前記評価値が大きい場合には前記二値化閾値を下げることにより処理対象画像の二値化閾値を設定し、小さい場合には前記二値化閾値を処理対象画像の二値化閾値として設定する手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記処理対象領域は、前記処理対象画像における文字が記入された領域であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータを、請求項３または４のいずれかに記載した画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙面に記入された文字を光学的に認識する方法，装置に関し、濃淡画像から文字が鮮明に再現された二値画像を生成し、文字認識の精度向上を図る画像処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的文字認識方法には現在多くの手法が提案されているが、そのほとんどが二値画像を対象としたものであるので、二値画像の状態が認識精度を大きく左右する。そのため、文字認識に好適な二値画像を生成するために、多くの手法が提案されている。特開平１０−１４３６０８号公報に記載の発明は、濃淡画像を適当な閾値で二値化し、できた二値画像上の平均線幅を計算し、その値が規定範囲外にある場合は、文字認識に不適であると判断して二値化をやり直すことにより、文字認識に好適な二値画像を生成することを目的としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在流通している帳票には、図６（Ａ）に示すように、背景が複数の色で印刷されているものが存在する。記入される文字は大抵明度の低い色（黒，紺など）であるため、白でない背景は、明度の高い色で印刷されており、そこに文字が記入された場合でも人間が見て見づらいということはない。以下、このような領域を中間色領域と呼ぶことにする。
ところが、この明度の高い色はほとんどの場合、比較的明度の低い色のドットを非常に細かく印刷することで明度の高い色を表現している。この中間色領域部分を二値化した場合、図６（Ｂ）に示すように、二値化閾値によっては数ドット程度の細かいノイズ（黒画素）が非常に多く現われることがある。
【０００４】
上述の従来技術では、これら細かいノイズを線幅判定に加えてしまうため、正しい閾値決定が難しい。また、領域内に文字が全くない場合にも、ノイズを手がかりに二値化閾値の決定を行うことになり、誤ってノイズを文字画像として認識部に渡すことになりどちらも誤認識の原因となる。よって、文字がない領域では認識部にノイズを渡さないことが必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像処理装置おける、処理対象画像の二値化閾値を設定するための画像処理方法において、入力手段が、処理対象画像を入力するステップと、前記処理対象画像中の処理対象領域において、判別分析法により該処理対象領域の二値化閾値を算出するステップと、前記算出された二値化閾値と、前記処理対象領域内の各画素値との差の二乗平均値を計算するステップと、前記計算された二乗平均値が所定の閾値以下の場合、前記処理対象領域には文字がないと判断し、該処理対象領域を白画素で埋めるステップと、前記計算された二乗平均値が所定の閾値より大きい場合、前記処理対象領域内のエッジの数と画素数とから評価値を算出し、該評価値と所定の閾値とを比較することにより前記二値化閾値を評価するステップと、前記評価の結果、前記閾値より前記評価値が大きい場合には前記二値化閾値を下げることにより処理対象画像の二値化閾値を設定し、小さい場合には前記二値化閾値を処理対象画像の二値化閾値として設定するステップと、を備えることを特徴としている。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記処理対象領域は、前記処理対象画像における文字が記入された領域であることを特徴としている。
【０００６】
請求項３の発明は、処理対象画像を入力する画像入力手段と、前記処理対象画像中の処理対象領域において、判別分析法により該処理対象領域の二値化閾値を算出する二値化閾値算出手段と、前記算出された二値化閾値と、前記処理対象領域内の各画素値との差の二乗平均値を計算する二乗平均値算出手段と、前記計算された二乗平均値が所定の閾値以下の場合、前記処理対象領域には文字がないと判断し、該処理対象領域を白画素で埋める手段と、前記計算された二乗平均値が所定の閾値より大きい場合、前記処理対象領域内のエッジ数と画素数とから該処理対象領域の評価値を算出し、該評価値と所定の閾値とを比較することにより前記二値化閾値を評価する手段と、前記評価の結果、前記閾値より前記評価値が大きい場合には前記二値化閾値を下げることにより処理対象画像の二値化閾値を設定し、小さい場合には前記二値化閾値を処理対象画像の二値化閾値として設定する手段と、を備えることを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記処理対象領域は、前記処理対象画像における文字が記入された領域であることを特徴としている。
【０００７】
請求項５の発明は、コンピュータを、請求項３または４のいずれかの発明の各手段として機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を説明するための構成図で、図中、１は文字認識を行いたい帳票原稿を濃淡画像として読み込む、スキャナ等の濃淡画像入力手段、２は帳票上の文字の記入欄の位置を特定する文字記入位置特定手段、３はある文字記入欄の二値化閾値を決める二値化閾値算出手段、４は二値化閾値算出手段３で計算された閾値と、領域内の画素値の差の２乗平均値を求める、画素値差二乗平均値算出手段、５は二値化閾値算出手段３で計算された閾値で二値化した場合の、領域内の二値化状態を評価する値を計算する、領域内二値化状態評価値算出手段、６は領域内二値化状態評価値算出手段５で二値化状態が良くない場合に二値化閾値を設定し直す二値化閾値再設定手段、７は最終的に決定された閾値で二値画像を生成する二値画像生成手段である。
【０００９】
図２は、本発明の実施例１の処理手順を説明するためのフロー図で、まず、濃淡画像入力手段１を用いて画像を入力する（Ｓ１１）。次に、文字の記入位置を文字記入位置特定手段２により特定する（Ｓ１２）。これには様々な方法が考えられるが、特開平１０−９１７８３号公報にあるように、未記入の同一フォーマットの帳票画像との位置あわせを行い、この画像上の位置座標値で定義された文字記入欄から処理対象の画像上の文字記入欄の位置を推定する方法などを用いる。
【００１０】
文字記入欄の位置推定ののち、二値化閾値算出手段３により、二値化閾値の算出を行う（Ｓ１３）。ここでは判別分析法で閾値を決定する。判別分析法とは、画像の濃度値ヒストグラムにおいて、濃度値の集合を閾値ｔで２つのクラスに分割したときに、クラス内の分散が最小、クラス間の分散が最小になるようなｔを閾値として決める方法である。
【００１１】
具体的には、閾値ｔ未満の濃度値のクラスを１、ｔ以上のクラスを２とおき、それぞれのクラス内の分散をｖ1，ｖ2、濃度平均値をｅ1，ｅ2、画素数をｎ1，ｎ2とおいたとき、クラス内分散ｖcとクラス間分散ｖbを
ｖc（ｔ）＝ｎ1ｖ1＋ｎ2ｖ2
ｖb（ｔ）＝ｎ1ｎ2（ｅ1−ｅ2）2
で定義する。このとき
ｖb（ｔ）／ｖc（ｔ）
が最大となるｔを閾値とする。
【００１２】
判別分析法で閾値を決定すると、白い領域に文字が記入された場合に加え、中間色領域に文字が記入された場合にも背景を白、文字を黒としてきれいに二値化が行える。ところが、領域内に文字が存在しない場合、クラスの分割を強引に行うことになるので、できた二値画像は白黒入り交じった画像になってしまう（図６（Ｂ）参照）。この画像を認識部に渡すと文字の存在しない領域に対して文字があるとの認識結果を生みかねない。画素値差二乗平均値算出手段４により、文字の有無を判定する（Ｓ１４）。
【００１３】
画素値差二乗平均値をＡｖ、領域内の各画素値をｐｉ、画素総数をＮ、Ｓ１３で求めた閾値をｔとすると
【００１４】
【数１】
0003989647.tif 000002
【００１５】
と書くことができる。Ａｖは、文字がない領域では値が小さくなる傾向がある。もちろん、網掛け領域では一様濃度の領域よりは値は大きくなるが、それでも文字が記入された場合よりずっと小さな値をとる。したがって、あらかじめ定めておいた値よりＡｖが小さい場合には（Ｓ１５）、文字がないと判断できるので、この領域は白画素で埋める二値化を行う（Ｓ１６）。
【００１６】
ここで文字があると判断された場合には、領域内二値化状態評価値算出手段５により、領域内の二値化状態を調べる。図３に示すように、領域内の一部分だけに網がかかっている場合、判別分析法で二値化を行うと網が二値画像として再現されてしまい、認識に悪い影響を及ぼす。そこで、本実施例では画素の連結成分の個数を用いて評価値を求める。
【００１７】
まず、領域内のエッジ数を数える（Ｓ１７）。エッジは、図４に示すように、領域内を横方向に走査し、白黒が変動する回数を合計（図示例の場合、横方向合計１６）したあと、縦方向に走査して同様の操作を行い（図示例の場合、縦方向合計２０）、それらを合計して求める（図示例の場合、領域内のエッジ数＝１６＋２０＝３６）。
【００１８】
次に、評価値を求める（Ｓ１８）。評価値Ｒは、エッジ数をｅ、領域内の総画素数をＮとおいて
Ｒ＝ｅ2／Ｎ
で計算する。Ｒは文字がない領域や、文字はあるものの領域内の一部だけに網かけが施されている領域に判別分析法で閾値を決定した場合に現われる、白黒入り交じった二値画像に対しては値が大きくなる傾向がある。よって、Ｒの大小で、二値化状態を判断できる。Ｒが、あらかじめ定められた値よりも大きい場合は（Ｓ１９）、二値化状態が良くないと判断して、二値化閾値再設定手段６により閾値を下げて（黒画素を減らすように変更して）、再度評価値を計算する（Ｓ２０）。そうでない場合は、この閾値による二値化状態が良好と判断し、二値画像生成手段７により領域内を二値化する（Ｓ２１）。
【００１９】
このようにして、認識対象となっている領域全てに二値化処理を行うまで処理を繰り返し（Ｓ２２）、終了したなら二値画像を出力して（Ｓ２３）認識部に渡し、処理を終了する。
【００２０】
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２の構成を示す。本実施例は、ソフトウェアによって実現する場合の実施例であり、ＣＰＵ１１，メモリ１２，ハードディスク１３，入力装置１４，ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５，ディスプレイ１６，マウスなどからなる汎用の処理装置を用意する。ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体１７には、本発明の二値画像生成の処理機能や処理手順を実現させるためのプログラムが記録されている。また、処理対象の原稿画像は、例えば、ハードディスク１３などに格納されている。ＣＰＵ１１は、記録媒体１７から上記した処理機能，手順を実現するプログラムを読み出し実行し、二値画像生成の結果をディスプレイ１６などに出力する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
１．領域ごとに背景色が異なる帳票に対しても、文字認識に好適な二値画像の生成が可能である。
２．単一領域内の一部にだけ網かけが施されている画像でも、文字認識に好適な二値画像生成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１を説明するための構成図である。
【図２】  本発明の実施例１の処理手順を説明するためのフロー図である。
【図３】  領域内の一部分だけに網がかかっている場合を示す図である。
【図４】  エッジの数え方を説明するための図である。
【図５】  本発明の実施例２の構成を示す図である。
【図６】  背景が複数の色で印刷されているものが存在する場合の処理例を示す図である。
【符号の説明】
１…濃淡画像入力手段、２…文字記入位置特定手段、３…二値化閾値算出手段、４…画素値差二乗平均値算出手段、５…領域内二値化状態評価値算出手段、６…二値化閾値再設定手段、７…二値画像生成手段、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、１３…ハードディスク、１４…入力装置、１５…ＣＤ−ＲＯＭドライブ、１６…ディスプレイ、１７…記録媒体。
【図１】
0003989647.tif 000003
【図２】
0003989647.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003989647.tif 000008