(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の画像が存在する色空間を定義するパラメータを記憶手段に保存するステップと、
第１の入力機器を用いてカラーパッチチャートを入力した第１の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理して作成された２値化処理結果を基準データとして記憶手段に保存するステップと、
第２の入力機器を調整する際に、前記第２の入力機器を用いて前記カラーパッチチャートを入力した第２の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理するステップと、
前記第２の画像データの２値化処理結果を、前記基準データと比較するステップと、
前記比較結果に基づき、前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するように前記パラメータを修正するステップと
からなり、コンピュータにより実行される画像処理プログラム。
【請求項２】
前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するまで、前記２値化処理ステップ、前記比較ステップおよび前記修正ステップを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載された画像処理プログラム。
【請求項３】
さらに、前記修正ステップにより修正された前記パラメータを記憶手段に保存するステップを備えることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載されたプログラム。
【請求項４】
特定画像が存在する色空間を定義するパラメータを記憶手段に保存し、
第１の入力機器を用いてカラーパッチチャートを入力した第１の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理して作成された２値化処理結果を基準データとして記憶手段に保存し、
第２の入力機器を調整する際に、前記第２の入力機器を用いて前記カラーパッチチャートを入力した第２の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理し、
前記第２の画像データの２値化処理結果を、前記基準データと比較し、
前記比較結果に基づき、前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するように前記パラメータを修正する
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定画像の認識処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年カラー複写機の機能と性能が上がったため紙幣などの偽造防止が大きな問題となり、有効な偽造防止方法が検討されつづけている。偽造防止方法のひとつでは、紙幣などの模様の内にあらかじめ特定パターンを入れておく。複写機において複写の際などにおいてカラー画像を読み取るとき、スキャンされた画像を解析する。画像認識処理において、カラー画像内に特定パターンを検出したならば、紙幣などが複写されると判断して正常な像生成を禁止する。
【０００３】
カラー画像のなかにある特定パターンの認識における画像処理として２値化処理がよく使われる。たとえば、特定パターンが所定の色空間に存在するものである場合、カラー画像データについてその色空間に存在するか否かを判断して２値化を行う。この処理のため、その色空間を定義するパラメータを辞書に記憶しておき、その辞書を用いてカラー画像データの２値化を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
画像データを入力するスキャナ、画像データを紙に印刷するプリンタなどの入出力機器の特性は機器ごとに異なる。したがって、これらの機器や、その出力データや印刷物に関する画像処理についても、正確な処理のためには調整が必要である。たとえば、画像認識に用いる前述のパラメータについても機種ごとに調整することが望ましい。しかし、そのような調整作業は有識者のみしか行えず、かつ、その調整作業に多大な時間を必要とするものである。それゆえに、画像処理を正確に行うためには、調整作業の自動化は重要課題である。
【０００５】
この発明の目的は、機種ごとの画像処理の調整を容易にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンピュータにより実行される画像処理プログラムは、特定の画像が存在する色空間を定義するパラメータを記憶手段に保存するステップと、第１の入力機器を用いてカラーパッチチャートを入力した第１の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理して作成された２値化処理結果を基準データとして記憶手段に保存するステップと、第２の入力機器を調整する際に、前記第２の入力機器を用いて前記カラーパッチチャートを入力した第２の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理するステップと、前記第２の画像データの２値化処理結果を、前記基準データと比較するステップと、前記比較結果に基づき、前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するように前記パラメータを修正するステップとからなる。入力画像データの処理は、たとえば、入力画像データが，定義された色空間内にあるか否かを判断する２値化処理を含む。この２値化は、同じ画像についての複数の画素での入力画像データの処理結果からの総合的な判断を含んでいてもよい。また、色空間を定義するパラメータは、特定画像自体の色に関するパラメータの他、その特定画像の背景の色に関するパラメータを含んでいてもよい。また、たとえば、入力画像データは、複数のカラーパッチを含むシートの読み取りデータであり、基準データは、そのシートを読み取って得られる基準データである。
【０００７】
前記の画像処理プログラムにおいて、好ましくは、前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するまで、前記２値化処理ステップ、前記比較ステップおよび前記修正ステップを繰り返す。
【０００９】
前記の画像処理プログラムにおいて、好ましくは、さらに、前記修正ステップにより修正された前記パラメータを記憶手段に保存するステップを備える。
【００１０】
本発明に係る画像処理方法では、特定画像が存在する色空間を定義するパラメータを記憶手段に保存し、第１の入力機器を用いてカラーパッチチャートを入力した第１の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理して作成された２値化処理結果を基準データとして記憶手段に保存し、第２の入力機器を調整する際に、前記第２の入力機器を用いて前記カラーパッチチャートを入力した第２の画像データを、前記パラメータに基づいて２値化処理し、前記第２の画像データの２値化処理結果を、前記基準データと比較し、前記比較結果に基づき、前記第２の画像データの２値化処理結果が、前記基準データと一致するように前記パラメータを修正する。
【００１１】
本発明に係る画像処理装置は、特定の画像が存在する色空間を定義するパラメータを保存する記憶手段と、記憶手段に保存されているパラメータを用いて入力画像データを処理する処理手段と、入力画像データの処理データを、その入力画像データについての基準データと比較する比較手段と、前記の比較手段による比較の結果に基づき、入力画像データの処理データが基準データと一致するように前記のパラメータを修正する修正手段とからなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の実施の形態による画像処理装置(以下システムという)の構成を示す。このシステムは、システム全体を制御するＣＰＵ１０を中心として構成される。ＣＰＵ１０は、データバスを介して、画像処理プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１２と、データなどを記憶するＲＡＭ１４に接続される。さらに、各種表示等を行うディスプレイ１８は、表示制御回路１６を介して、ＣＰＵ１０に接続される。各種入力、指示操作等を行うためのキーボード２２とマウス２６は、それぞれ、キーボード２２とマウス２４からの入力を転送制御するキーボード制御回路２０とマウス制御回路２４を介してＣＰＵ１０に接続される。フレキシブルディスク３０とハードデイスク３４は、それぞれ、フレキシブルディスク装置を制御する制御回路２８と、ハードデイスク装置を制御する制御回路３２を介してＣＰＵ１０に接続される。画像データを印刷するためのプリンタ３８は、プリンタ制御回路３６を介してＣＰＵ１０に接続される。画像データを取り込むためのスキャナ４２は、スキャナ制御回路４０を介してＣＰＵ１０に接続される。
【００１３】
このシステムでは、本発明による辞書自動調整機能を含む画像処理プログラムをＲＯＭ１２に記憶しているが、このプログラムをパーソナルコンピュータなどの装置にて読み込み、実行させてもよい。また、辞書データの保管媒体としてはフレキシブルディスク３０としているが、これは他の情報記憶媒体であってもよい。辞書データはたとえばＲＡＭ１４に読みこまれる。また画像データ入力装置としてはスキャナ４２を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ１２、デジタルカメラ（図示しない）などの他の画像入力装置であってもよい。また出力装置としてはプリンタ３８を用いているが、デジタルコピアなどの他の出力装置であってもよい。また、辞書自動調整機能は、複写機などに組み込んでもよい。
【００１４】
まず、画像認識処理の１つである２値化処理の１例について説明する。ここでは、図２に示すＲＧＢ空間での絶対色範囲が特定画像が存在する色空間であるとする。多値画像データがこの色空間内にあるか否かで２値化を行う。ここで、注目画素の赤，緑，青の階調値（Ｒ, Ｇ, Ｂ）が以下の第１の条件と第２の条件の全てを満足する画素をオン画素(≠０)といい、条件に合致しない場合はオフ画素(=０)という。
【００１５】
第１の条件は、図２に示すＲＧＢ空間内にある画素であることを表わす。すなわち、注目画素のＲＧＢの階調値(明度)が以下の式を満たす。ここに、ｉはマーク（注目画素）を示す変数である。
Rimin ≦ R ≦ Rimax
Gimin ≦ G ≦ Gimax
Bimin ≦ B ≦ Bimax
diffRBimin ≦ R−B ≦ diffRBimax
diffRGimin ≦ R−G ≦ diffRGimax
diffGBimin ≦ G−B ≦ diffGBimax
【００１６】
第２の条件は、背景色との差contR、contG、contBに関するものである。これは、特定画像が特定の背景の中に存在する場合、特定画像が存在することを検出するための第１の条件に加えて、その背景との差をも考慮して検出することが画像認識に適しているためである。背景色は、たとえば１番目のパッチを背景色として測定してもよいし、背景色つきのパッチを用いて測定してもよい。contR、contG、contBは注目画素の階調値(R,G,B)とその周辺画素(背景色)の階調値(R,G,B)の最大値(Rｂmax，Gｂmax，Bｂmax)との差であり、以下のように求められる。
contR =α×Rbmax−R
contG =α×Gbmax−G
contB =α×Bbmax−B
パラメータαは、たとえば１であるが、それに限定されない。第２の条件は以下の式からなる。
contRimin ≦ contR ≦ contRimax
contGimin ≦ contG ≦ contGimax
contBimin ≦ contB ≦ contBimax
contdiffRBimin ≦ contR−contB ≦ contdiffRBimax
contdiffRGimin ≦ contR−contG ≦ contdiffRGimax
contdiffGBimin ≦ contG−contＢ ≦ contdiffGBimax
【００１７】
表１は、第１と第２の条件に用いるパラメータを記憶する辞書の具体的構造を示す。
【表１】
0004013637.tif 000002
【００１８】
なお、いうまでもなく、背景色を考慮しない場合は、第１の条件だけでよい。また、２値化の条件としては、以上に説明した図２の例には限られない。他の場合は、それに対応した関係式が定義され、そのパラメータが辞書に記憶される。辞書は、フレキシブルディスクなどの通常の記録媒体から入力される。
【００１９】
次に、図３を用いて、入力系デバイス用の辞書調整を説明する。入力系デバイスはここではスキャナ４２である。まず、カラーパッチチャートをスキャナ４２で読みこみ（Ｓ１０）、その電子データ（多値画像データ）をスキャナ４２から入力する（Ｓ１２）。一方、記憶手段内の画像認識用の辞書には、特定の画像が存在する色空間を定義するパラメータが記憶されている（Ｓ１４）。この辞書を用いて電子データを処理して（Ｓ１６）、カラーパッチチャートの２値画像を記憶する（Ｓ１８）。この電子データの処理には、特定の画像が存在する前記の色空間の中に各画素の電子データが存在するか否かを判断する処理が含まれている。ここで、前記の色空間の中に存在するか否かに対応して２値画像データが得られる。次に、得られた処理データ（２値画像データ）を理想のカラーパッチチャートの２値情報と比較する（Ｓ２２）。この「理想のカラーパッチチャートの２値情報」は、基準のスキャナ（図示しない）を用いて前述のカラーパッチチャートを用いて手作業で作成された基準データであり、それをあらかじめ記憶手段に記憶しておく（Ｓ２０）。そこで、２値画像データをこの理想的処理データ（基準データ）と比較して、データが一致するか否かを判断する（Ｓ２４）。一致しない場合は、理想のカラーパッチチャート２値情報と一致するように辞書に定義された色空間を定義するパラメータを修正して（Ｓ２６）、その結果を辞書に反映させる。修正の具体例は後で説明する。そして、入力画像データの処理データが理想的処理データと一致するまで前述の電子データの処理と比較（Ｓ１６〜Ｓ２４）を繰り返す。このようにカラーパッチチャートについての基準データを用いて辞書を自動的に調整するので、辞書作成の労力が低減される。
【００２０】
こうして辞書が調整された後に、実際の読み取り画像データを入力して、特定画像を認識すると、調整ずみの辞書を用いているので、特定画像に対応する色空間にある画素を正確に検出できる。そして、それをもとに特定画像が存在するか否かを認識する。この認識処理についての説明は省略する。
【００２１】
図４に示すカラーパッチチャートでは、各パッチが３×３画素の大きさである。カラーパッチチャートを読み取った電子データについて、各パッチにおいて９画素のデータを、辞書のパラメータを用いて２値化する。そして、各パッチにおけるオン(オフ)画素をカウントする。
Pat1_On=８
Pat2_On=５
Pat3_On=６
・・・
ここで、Patiは、ｉ番目のパッチを表わし、また、Pati_Onはｉ番目のパッチのオン画素の数を表わす。各パッチについてオン画素の数が６以上ならそのパッチは１(オン)、それ未満なら０(オフ)とする。Target_patiはｉ番目のパッチについてオン画素の数が６以上か未満かを示す。前述の例では以下のようになる。
Target_pat1 =１
Target_pat2 =０
Target_pat3 =１
・・・
【００２２】
一方、あらかじめ得られている理想の２値化情報を用いてカラーパッチチャートについてオン/オフ情報Ideal_patiを得る。ここで、Ideal_patiはｉ番目のパッチについてオン画素の数が６以上か未満かを示す。パッチ内のオン画素の数が６以上なら１(オン)、それ未満なら０(オフ)とする。
Ideal_pat1 =１
Ideal_pat2 =０
Ideal_pat3 =１
・・・
【００２３】
また、各パッチの平均色情報(Rave, Gave, Bave)を計算する。たとえば、パッチNについては以下のとおりである。
PatN_Rave=250
PatN_Gave=182
PatN_Bave= 75
【００２４】
次に、各パッチについて、辞書を用いた処理結果Target_patiを、理想のカラーパッチチャートの２値化情報を用いた処理結果Ideal_patiと比較し、その結果により辞書のパラメータを修正する。ここで、パラメータの更新順序として、以下の順に判定していく。ここで、diffRG＝R−G、diffRB＝R−B、diffGB＝G−Ｂである。また、contが付加された量contGB、diffcontGBなどは、周辺画素との差に関連する量である。
【００２５】
(ア) Ｎ番目のパッチについてIdea1_patN=１かつTarget_patN=０の場合、すなわち、オン画素を誤ってオフ画素と認識した場合、以下のように、色空間パラメータを低階調度側に調整する。
0004013637.tif 000003
【００２６】
(イ) N番目のパッチについてIdeal_patN=０かつTarget_patN=１の場合、すなわち、オフ画素を誤ってオン画素と認識した場合、以下のように、色空間パラメータを高階調度側に調整する。
0004013637.tif 000004
【００２７】
カラーパッチチャートの各パッチについて上述のパラメータ調整が行われる。ここで、矛盾を起こした場合は、以下のように処理する。
（１）Idea1_patN=１(オン画素であるべき) の調整時に変更したパラメータをIdeal_patN=０(オフ画素であるべき)の調整時に変更して矛盾が起こした場合、事前に下記のいずれかの判定条件を選択できるようにする。
（１ａ）「Ideal_patN=１」の調整を優先し、Ideal_patN=０の調整では変更しない。
（１ｂ）「Ideal_patN=０」の調整を優先し、Ideal_patN=１でのパラメータを更新する。
【００２８】
（２）Idea1_patN=１(オン画素であるべき)の調整時に変更したパラメータをIdeal_patN=１(オン画素であるべき)の調整の他パッチで変更して矛盾を起こした場合、あらかじめパッチごとに重み付けしておき、重みに基いてパラメータを更新するかを判断する。すなわち、重みの大きい方のパッチについての結果を重視する。
【００２９】
（３）Ideal_patN=０(オフ画素であるべき)の調整時に変更したパラメータをIdeal_patN=０(オフ画素であるべき)の調整の他パッチで変更して矛盾を起こした場合、あらかじめパッチごとに重み付けしておき、重みに基いてパラメータを更新するかを判断する。すなわち、重みの大きい方のパッチについての結果を重視する。
【００３０】
なお、ここでは、カラーパッチチャートのパッチの大きさが３×３画素であったが、他のサイズのパッチでも同様に処理できる。また、パッチのオン／オフを決めるしきい値も適当に設定すればよい。
【００３１】
出力系デバイスについても同様に辞書調整を行える。図５を用いて、出力系デバイスがプリンタである場合を示す。プリンタ３８は、カラーパッチチャートの電子データを入力して（Ｓ４０）、カラーパッチチャートを紙に印刷する（Ｓ４２）。このカラーパッチチャートについて測定器で色測定をし（Ｓ４４）、各パッチの（多値）色情報を得る（Ｓ４６）。あらかじめ基準のプリンタで得られている理想のカラーパッチチャートの２値情報を記憶しておき（Ｓ４８）、色情報を理想の２値情報と比較し（Ｓ５０）、その結果に基いて辞書を修正する（Ｓ５２）。なお、詳細な説明は省略するが、この比較においては、図３の場合と同様に色情報は辞書を用いて２値化され，その結果が理想の２値情報と比較される。こうして、特定画像を含む画像がプリントされたことを正確に認識できる。
【００３２】
【発明の効果】
特定の画像が存在する色空間を定義するパラメータ（辞書）の内容を自動的に調整できるので、機種ごとに最適な辞書を設定するために必要であった大量のデータ取りが不要となった。
【００３３】
有識者のみが行ってきた辞書の調整作業を自動化することにより、誰でも調整が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像認識処理装置のブロック図
【図２】  特定画像の色範囲の１例の図
【図３】  入力系デバイス用の辞書調整のフローチャート
【図４】  カラーパッチチャートの図
【図５】  出力系デバイス用の辞書調整のフローチャート
【符号の説明】
１０  ＣＰＵ、    １２  ＲＯＭ、    １４  ＲＡＭ、    ２２  キーボード、    ３０  フレキシブルディスク、    ３４  ハードデイスク、    ３８プリンタ、    ４２  スキャナ。
【図１】
0004013637.tif 000005
【図２】
0004013637.tif 000006
【図３】
0004013637.tif 000007
【図４】
0004013637.tif 000008
【図５】
0004013637.tif 000009