(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第１の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する第１の判別手段と、
前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する第２の判別手段と、
第１の判別手段が第１の範囲内にあると判断し、かつ、第２の判別手段が第２の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する色判別手段とを有する画像処理装置。
【請求項２】
前記の第２の判別手段は、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断することを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
【請求項３】
さらに、前記の第２の判別手段は、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断することを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
【請求項４】
前記方向とは、上、下、右、左、斜め方向のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載された画像処理装置。
【請求項５】
さらに、
前記色判別手段による判別結果と前記第２の判別手段によるエッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出する特定形状抽出手段と、
前記特定形状抽出手段により抽出された複数の特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別する配置識別手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載された画像処理装置。
【請求項６】
入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第１の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、
前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、
第１の予め定められた階調値の範囲内にあると判断し、かつ、第２の予め定められた階調値の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する
画像処理方法。
【請求項７】
第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断することを特徴とする請求項６に記載された画像処理方法。
【請求項８】
さらに、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断することを特徴とする請求項６に記載された画像処理方法。
【請求項９】
前記方向とは、上、下、右、左、斜め方向のいずれかであることを特徴とする請求項８に記載された画像処理方法。
【請求項１０】
さらに、
前記色判別結果と前記エッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出し、
抽出された複数の前記特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別する
ことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載された画像処理方法。
【請求項１１】
入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第１の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、
前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、
第１の予め定められた階調値の範囲内にあると判断し、かつ、第２の予め定められた階調値の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する
画像処理プログラムを記録する、コンピュータ読み出し可能な記録媒体。
【請求項１２】
第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断することを特徴とする請求項１１に記載された記録媒体。
【請求項１３】
前記の画像処理プログラムは、さらに、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断することを特徴とする請求項１１に記載された記録媒体。
【請求項１４】
前記方向とは、上、下、右、左、斜め方向のいずれかであることを特徴とする請求項１３に記載された記録媒体。
【請求項１５】
前記の画像処理プログラムは、さらに、前記色判別結果と前記エッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出し、抽出された複数の前記特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別することを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定パターンを検知する画像検知技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年カラー複写機の機能と性能が上がり、紙幣、有価証券などの有効な偽造防止方法が検討され続けている。偽造防止方法のひとつに、紙幣などの模様の内に特定パターンを入れておき、スキャンされた画像を解析し、画像内に特定パターンを検出したならば正常な像生成を禁止する方法がある。その際、画像読取において紙幣などが任意角の状態で置かれた場合や、紙幣などの流通過程において生じる局部的な汚れ、傷がある場合にも、スキャンされた画像から特定パターンを検知する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スキャナなどの入力機器からのデータの多くは情報量の多いカラー画像であり、また入出力機器はますます高速で高解像度になってきている。しかし、それにもかかわらず偽造防止のため実時間内での画像処理（特定パターンの検出）が求められている。それゆえ、高速でノイズに強い画像検知手法の開発が重要な課題であった。
【０００４】
本発明の目的は、色を精度よく判別できる画像処理方法及び装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像処理装置は、入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第１の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する第１の判別手段と、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する第２の判別手段と、第１の判別手段が第１の範囲内にあると判断し、かつ、第２の判別手段が第２の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する色判別手段とを有する。
前記の画像処理装置において、たとえば、前記の第２の判別手段は、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する。
前記の画像処理装置において、好ましくは、さらに、前記の第２の判別手段は、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断する。たとえば、前記方向とは、上、下、右、左、斜め方向のいずれかである。
前記の画像処理装置は、好ましくは、さらに、前記色判別手段による判別結果と前記第２の判別手段によるエッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出する特定形状抽出手段と、
前記特定形状抽出手段により抽出された複数の特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別する配置識別手段を備える。
【０００６】
本発明に係る画像処理方法では、入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第1の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、第１の予め定められた階調値の範囲内にあると判断し、かつ、第２の予め定められた階調値の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する。
前記の画像処理方法において、たとえば、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する。
前記の画像処理装置において、好ましくは、さらに、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断する。前記方向とは、たとえば、上、下、右、左、斜め方向のいずれかである。
前記の画像処理装置において、好ましくは、さらに、前記色判別結果と前記エッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出し、抽出された複数の前記特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別する。
【０００７】
本発明に係るコンピュータ読み出し可能な記録媒体は、入力された画像について、注目画素のRGBの階調値がそれぞれ第1の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差が、第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断し、第１の予め定められた階調値の範囲内にあると判断し、かつ、第２の予め定められた階調値の範囲内にあると判断したとき、注目画素が特定色であると判断する画像処理プログラムを記録する。
前記の画像処理プログラムにおいて、たとえば、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値の各色の階調差の最大値がそれぞれ第２の予め定められた階調値の範囲内であることを判断する。
前記の画像処理プログラムは、好ましくは、さらに、第２の予め定められた階調値の範囲内であることの前記の判断において、前記注目画素に対し、１つの方向について前記注目画素の周囲の複数の画素のRGBの階調値と前記注目画素のRGBの階調値のそれぞれの階調差を計算し、その方向のどの位置にエッジ部が存在するかを判断する。前記方向とは、たとえば、上、下、右、左、斜め方向のいずれかである。
前記の画像処理プログラムは、好ましくは、さらに、前記色判別結果と前記エッジ部の位置を基に、特定の形状を抽出し、抽出された複数の前記特定形状の中心が特定の配置関係にあるかを識別する。
【０００８】
【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。なお、図面において、同じ参照記号は同一または同等のものを示す。
【０００９】
図１に本実施形態の画像処理装置（以下、「システム」という。）の概略構成図を示す。図１に示すように、システムは中央演算処理（以下、ＣＰＵという）を備え、システム全体を制御する制御装置１０を中心として構成される。この制御装置１０には、画像、文字等の表示や、操作のための表示等を行うディスプレイ１２と、各種入力、指示操作等を行うためのキーボード１４およびマウス１６が備えられる。記録媒体として、フレキシブルディスク１８、ハードディスク２０、ＣＤ−ＲＯＭ２６が用いられ、フレキシブルディスク装置１８ｂ、ＣＤ−ＲＯＭ装置２６ｂおよびハードディスク装置（図示しない）が備えられる。さらに、文字や画像データ等を印刷するプリンタ２２と、画像データを取り込むためのスキャナ２４と、音声出力のためのスピーカ２８と、音声入力のためのマイクロホン３０とが接続される。
【００１０】
図２に本システムの制御系のブロック図を示す。ＣＰＵ２００には、データバス２０２を介して、本システムを制御するプログラムが格納されているＲＯＭ２０４と、ＣＰＵ２００が制御のために実行するプログラムやデータを一時的に格納するＲＡＭ２０６とが接続される。また、ＣＰＵ２００にデータバス２０２を介して接続される回路には、画像あるいは文字等の表示のためディスプレイ１２を制御する表示制御回路２０８と、キーボード１４からの入力を転送制御するキーボード御回路２１０と、マウス１６からの入力を転送制御するマウス制御回路２１２と、フレキシブルディスク装置１８ｂを制御するフレキシブルディスク装置制御回路２１４と、ハードディスク装置を制御するハードディスク装置制御回路２１６と、プリンタ２２への出力を制御するプリンタ制御回路２１８と、スキャナ２４を制御するスキャナ制御回路２２０と、ＣＤ−ＲＯＭ装置２６ｂを制御するＣＤ−ＲＯＭ装置制御回路２２２と、スピーカ２８を制御するスピーカ制御回路２２４と、マイクロホン３０を制御するマイクロホン制御回路２２６とがある。さらに、ＣＰＵ２００には、システムを動作させるために必要な基準クロックを発生させるためのクロック２２８が接続され、また、各種拡張ボードを接続するための拡張スロット２３０がデータバス２０２を介して接続される。
【００１１】
なお、このシステムでは、画像検知のプログラムをＲＯＭ２０４に格納する。しかし、本プログラムの一部または全部をフレキシブルディスク１８、ハードディスク２０、ＣＤ−ＲＯＭ２６などの情報記録媒体に格納しておき、必要に応じて情報記録媒体よりプログラムをＲＡＭ２０６に読み出し、これを実行させてもよい。また、記録媒体は、光磁気ディスク（ＭＯ）等の他の情報記録媒体でもよい。また、画像データ入力装置としてスキャナ２４を用いているが、スチルビデオカメラやデジタルカメラ等の他のデータ入力装置であってもよい。また、拡張スロット２３０にネットワーク用ボードを接続して、ネットワークを介してプログラムや画像データを受け取ることもできる。
【００１２】
この画像処理装置は、複数の小要素が特定の配置関係にある特定パターンが入力画像に含まれるかを判断する。図３は、特定パターン検出のフローチャートである。まず、画像入力手段により画素毎に複数の色情報を持つ画像データを入力する（Ｓ１０）。次に、入力された画像データ中の画素が特定の色であるかどうかを判別する（Ｓ１２）。次に、その色判別結果について、特定の形状をもつ小要素を判別し、小要素の中心を抽出する（Ｓ１４）。最後に、抽出された複数の小要素の中心が特定の場所に配置されているかを識別する（Ｓ１６）。こうして、入力画像から特定パターンを検出する。
【００１３】
ここで、スキャナ２４で画像を読み取る場合、スキャン条件によって読み取った画像の色味が変化する。同様に、環境条件の変化やストレス条件の変化により画像が差異を生じる。このため、ある特定画像の検知にあたっては、入力画像データについての色判別手段による色の判別範囲を広くする必要がある。しかし、判別範囲を広くすることはノイズ成分を増やし、検知の誤りを多く生じる原因になる。このため、以下に詳細に説明するように、検知の誤りを増やさずに色の判別範囲を広くするため、注目画素のＲＧＢの階調値が、特定色を規定する所定の第１の範囲内にあるかについて判断するだけでなく、さらに、周辺の画素とのＲＧＢの階調差を求め、この階調差が所定の第２の範囲内にあるかを判断する。そして、第１の範囲内という条件と第２の範囲内という条件をともに満足する場合に、その注目画素が特定色であると判断する。こうして、周辺画素との階調差を色判定の条件に含めることで、スキャナの劣化や環境条件の変化、ストレス条件の変化による差異を少なくすることができる。
【００１４】
図４は、特定色判別処理（図３、Ｓ１２）のフローチャートである。まず、検知処理対象のカラー画像をシステムに入力する（Ｓ１００）。Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分に分離して入力された画像データは、第１の判別手段によって、それぞれが特定の色範囲であるかの判定を行い（Ｓ１０２）、特定色を検知する。具体的には、図５に示す第１判別手段のフローチャートにおいて、あらかじめＲ、Ｇ、Ｂの最大値Ｒmax、Ｇmax、Ｂmaxと最小値Ｒmin、Ｇmin、Ｂminを規定しておき、まず、注目画素を表わす変数ｉを初期値１とする（Ｓ１０２０）。変数ｉは１，２，・・・，ｎの値をとる。次に、ｉ番目の注目画素の入力画像データについて、次の色範囲の条件を満足するかを判断する（Ｓ１０２２）。
Ｒmin ≦ Ｒi ≦ Ｒmax  かつ
Ｇmin ≦ Ｇi ≦ Ｇmax  かつ
Ｂmin ≦ Ｂi ≦ Ｂmax
この条件を満足する場合にのみ検知色と判断する（Ｓ１０２４）。次に、ｉをインクリメントし（Ｓ１０２６）、すべてのデータの処理が終了していなければ（Ｓ１０２８でＮＯ）、ステップＳ１０２２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００１５】
図４のフローチャートにおいて、さらに、入力画像について第２の判別手段により判別を行う（Ｓ１０４）。上述の第１の判別手段のように各ＲＧＢの最大値と最小値のみで判定を行っていると、検出したい色とは明らかに異なる色(以下ノイズという)までも検出してしまうことがある。そこで、このノイズを省くために第２の判別手段を用いる。例えば、注目画素が検出色であるかどうかを判別するため、周辺のＲＧＢデータとの階調差を求め、この調調差の範囲で色範囲を規定する。具体的には、図６に示す第２判別手段のフローチャートにおいて、あらかじめ周辺画素と注目画素との差ｄＲ、ｄＧ、ｄＢの最大値ｄＲmax、ｄＧmax、ｄＢmaxと最小値ｄＲmin、ｄＧmin、ｄＢminを規定しておき、まず、注目画素を表わす変数ｉを１に初期化する（Ｓ１０４０）。ｉは１，２，・・・，ｎとの値をとる。次に、ｉ番目の注目画素の入力画像データについて、次の色範囲の条件を満足するかを判断する（Ｓ１０４２）。
ｄＲmin ≦ ｄＲ ≦ ｄＲmax  かつ
ｄＧmin ≦ ｄＧ ≦ ｄＧmax  かつ
ｄＢmin ≦ ｄＢ ≦ ｄＢmax
この条件を満足する場合のみ検知色と判断し、検知色候補とする（Ｓ１０４４）。さらに、注目画素に関して、１つの方向に存在する各周辺画素のＲＧＢデータとの階調差を求め、所定の閾値と比較して、その方向のエッジ部がどこにあるかを正確に判別できる（Ｓ１０４６）。上、下、左、右、斜め方向でこのエッジ判別処理を行う。次に、ｉをインクリメントし（Ｓ１０４８）、すべてのデータの処理が終了していなければ（Ｓ１０５０でＮＯ）、ステップＳ１０４２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００１６】
最後に、第１の判別手段と第２の判別手段のＡＮＤを取る（Ｓ１０６）。すなわち、第１の判別手段により検知色候補と判別され、かつ、第２の判別手段により検知色候補であると判別された注目画素が、検知色であると判別される。
【００１７】
第２の判別手段について、図７の例でさらに説明する。斜線部がオン画素を表わす。周辺画像を注目画素（☆）の周囲の５×５画素とする。注目画素に対して周辺画像の各画素との階調差の最大値ｄＲ、ｄＧ、ｄＢを求める。ここで、周辺画素の各ＲＧＢデータの最大値と注目画素のデータＲ☆、Ｇ☆、Ｂ☆との差ｄＲ、ｄＧ、ｄＢが、上述の範囲内にある場合に検知色と判定される。具体的には画素Δが、周辺画像のＲの最大値ＲΔをもつ場合、差の最大値ｄＲ＝ＲΔ−Ｒ☆が上述の範囲内の値である場合、検知色候補とする。その他、ＧとＢについても同様に判別を行う。Ｒ，Ｇ，Ｂ全てのデータにおいて検知色候補とされた場合のみ、注目画素が検知色と判断される。なお、この例では周辺画像の各ＲＧＢデータの最大値を用いているが、周辺画素のＲＧＢデータ総和の最大値を用いて判別してもよい。
【００１８】
なお、注目画素に対しある方向の複数の周辺画素との色情報の差を方向別に判断することで、正確にエッジ部であるかどうかを判別する（図６、Ｓ１０４６）。したがって、入力画像の中に小要素を検知するとき、そのエッジ部だけを正確に抽出できる。小要素のエッジ部分だけを抽出するため、小要素の形状検知を行う際にも線幅などの影響を受けにくくなる。
【００１９】
例えば、図７の例では、注目画素(☆)に対して、右方向に１画素または２画素離れた周辺画素Ａ１、Ａ２のＲＧＢデータとの階調差を求めることで、右方向のエッジ部がどこにあるかを正確に判別できる。また、同様に上、下、左、斜め方向でも処理を行うことで、入力画像の条件に関係なく正確にエッジと判断できる。したがって、エッジ部だけを抽出する際に、方向別に判断して、エッジ部の位置を正確に判断できる。
【００２０】
【発明の効果】
周辺画素との階調差を条件に入れることでスキャナの劣化や環境条件の変化、ストレス条件の変化による差異を少なくすることが出来る。
小要素のエッジ部だけを抽出でき、小要素のエッジ部分だけを抽出するため、小要素の形状検知を行う際にも線幅などの影響を受けにくくなる。また、エッジ部の位置を正確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像処理装置の構成の概略を示す図
【図２】  画像処理装置の制御装置を中心としたブロック図
【図３】  特定パターン検出のフローチャート
【図４】  特定色判別処理のフローチャート
【図５】  第１の判別のフローチャート
【図６】  第２の判別のフローチャート
【図７】  色判別処理の例を示す図
【符号の説明】
１０  制御装置、    １８  フレキシブルディスク、    ２０  ハードディスク、    ２２  プリンタ、    ２４  スキャナ、    ２６  ＣＤ−ＲＯＭ、    ２００  ＣＰＵ、    ２０４  ＲＯＭ。
【図１】
0004140170.tif 000002
【図２】
0004140170.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004140170.tif 000005
【図５】
0004140170.tif 000006
【図６】
0004140170.tif 000007
【図７】
0004140170.tif 000008