(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) スキャナを用いてハードコピー文書を多数回読み取り複数の画像を生成する工程と、
(b) 各画像の歪みを除去する工程と、
(c) 各画像に平行移動補正を行う工程と、
(d) 前記複数の画像の中から互いに最も類似する第１画像及び第２画像の２画像を選択する工程と、
(e) 前記第１画像を拡張する工程と、
(f) 拡張済みの前記第１画像を２値形式に変換する工程と、
(g) 変換された前記第１画像を侵食して第１処理済画像を生成する工程と、
(h) 前記第２画像を侵食する工程と、
(i) 侵食された前記第２画像を２値形式に変換する工程と、
(j) 変換された前記第２画像を拡張して第２処理済画像を生成する工程と、
(k) 前記第１処理済画像及び前記第２処理済画像の共通部分を抽出して最終画像を生成する工程と、
(l) 前記最終画像を記憶する工程と、
を有する、ハードコピー文書から画像を生成するための画像処理方法。
【請求項２】
前記画像中における紙端を検出することで、各画像について前記工程(b)を行う請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記複数の画像のうち一の画像を参照画像とし、他の画像を前記参照画像に対してシフトさせることで前記工程(c)を行う請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記工程(d)は、
(d1)各画像対について画素単位で相関値を算出する工程と、
(d2)最も高い相関値を有する画像対を選択する工程と、
を有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記工程(d)は、
(d1)各画像対について画素単位の減算により差分画像を算出し、前記差分画像から差分値を算出する工程と、
(d2)最も低い差分値を有する画像対を選択する工程と、
を有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記工程(a)において生成される各画像はグレースケール画像である請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記(a)において生成される各画像は色成分を含むカラー画像であり、各色成分について前記工程(e)〜(k)が別々に行われる請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記最終画像に基づき文書認証情報を生成する工程と、
前記文書認証情報をバーコードにコード化する工程と、
前記最終画像と前記バーコードとを関連づけて印刷する工程と、
をさらに有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記ハードコピー文書は文書認証情報をコード化したバーコードを有し、
前記最終画像から前記バーコードを抽出してその中にコード化された文書認証情報を取得する工程と、
前記文書認証情報を用いて前記文書を認証する工程と、
をさらに有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
データ処理装置を制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムは、前記データ処理装置に以下の工程を有する画像処理方法を実行させるように構成されたコードを有する。
(a) スキャナを用いてハードコピー文書を読み取ることで生成された複数の画像を受信する工程
(b) 各画像の歪みを除去する工程
(c) 各画像に平行移動補正を行う工程
(d) 前記複数の画像の中から互いに最も類似する第１画像及び第２画像の２画像を選択する工程
(e) 前記第１画像を拡張する工程
(f) 拡張済みの前記第１画像を２値形式に変換する工程
(g) 変換された前記第１画像を侵食して第１処理済画像を生成する工程
(h) 前記第２画像を侵食する工程
(i) 侵食された前記第２画像を２値形式に変換する工程
(j) 変換された前記第２画像を拡張して第２処理済画像を生成する工程
(k) 前記第１処理済画像及び前記第２処理済画像の共通部分を抽出して最終画像を生成する工程
(l) 前記最終画像を記憶する工程
【請求項１１】
前記画像中における紙端を検出することで、各画像について前記工程(b)を行う請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
前記複数の画像のうち一の画像を参照画像とし、他の画像を前記参照画像に対してシフトさせることで前記工程(c)を行う請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
前記工程(d)は、
(d1)各画像対について画素単位で相関値を算出する工程と、
(d2)最も高い相関値を有する画像対を選択する工程と、
を有する請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
前記工程(d)は、
(d1)各画像対について画素単位の減算により差分画像を算出し、前記差分画像から差分値を算出する工程と、
(d2)最も低い差分値を有する画像対を選択する工程と、
を有する請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
前記工程(a)において生成される各画像はグレースケール画像である請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１６】
前記(a)において生成される各画像は色成分を含むカラー画像であり、各色成分について前記工程(e)〜(k)が別々に行われる請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
前記最終画像に基づき文書認証情報を生成する工程と、
前記文書認証情報をバーコードにコード化する工程と、
前記最終画像と前記バーコードとを関連づける工程と、
をさらに有する請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
前記ハードコピー文書は文書認証情報をコード化したバーコードを有し、
前記最終画像から前記バーコードを抽出してその中にコード化された文書認証情報を取得する工程と、
印刷された前記文書を前記文書認証情報を用いて認証する工程と、
をさらに有する請求項１０に記載のプログラムを記録した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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理に関し、特に、文書の読取画像の画質を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報がますますデジタル形式で伝達及び消費されるにつれて、スキャナを用いて文書のハードコピーをデジタル画像に変換することが次第に一般的な習慣になりつつある。しかしながら、読取処理は、読取画像内におけるランダムノイズのみならず、画像のずれや歪みのような画像の歪曲収差をしばしば誘発する。このような歪みやノイズを伴う問題は、高性能のスキャナにおいても存在する。このような歪みやノイズは、読取画像の体裁に悪影響を及ぼす。また、上記読取画像が文書認証のような更なるデジタル処理の対象にされると、上記読取処理において誘発された歪みやノイズが、上記のような処理をしばしば阻害する。
【０００３】
文書認証とは、ハードコピー形式に配布されて流通され、コピーされたであろう印刷文書を、その内容が最初に印刷されてから改ざんされたか否か判断するために分析する処理をいう。改ざんが何であるかを判断できる認証技術もある。改ざんは、偶発的な事象や意図的な行為の結果として生じ得る。ある文書認証形式においては、文書の内容に関する情報が当該文書自体と関連付けられる。例えば、そのような情報は、当該文書自体やその裏面に印刷された二次元バーコードにコード化され得る。文書のハードコピーが読み戻されると、バーコードが読み取られて当該バーコードにコード化されたデータが抽出される。読み取られた文書はバーコードから抽出された情報を用いて分析され、当該文書が真正か否か（即ち、改ざんされたか否か又はその改ざんが何か）判断される。他の文書認証形式においては、文書に関する情報がデジタル形式で参考データベースに蓄積され、当該文書が真正か否か判断するために、上記データベースに蓄積された情報を用いて読取文書が分析される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、関連技術の限界や欠点に基づく一以上の問題を実質的に取り除いた、文書の読取画像の画質を向上させる方法に向けられる。
【０００５】
本発明の目的は、ハードコピー文書から高画質の読取画像を生成する方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、改良された文書認証方法を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる特徴や利点は以下の詳細な説明において説明され、一部はその詳細な説明によって明らかにされ、或いは、当該発明の実践により分かるであろう。上述した本発明の目的や他の利点は、添付図の他、以下の詳細な説明と特許請求の範囲において特に指摘された構成によって実現および達成されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの及び／又は他の目的を達成するため、具現化及び広範に記載するように、本発明によって、(a) スキャナを用いてハードコピー文書を多数回読み取り複数の画像を生成する工程と、(b) 各画像の歪みを除去する工程と、(c) 各画像に翻訳補償を行う工程と、(d) 前記複数の画像の中から互いに最も類似する第１画像及び第２画像の２画像を選択する工程と、(e) 前記第１画像を拡張する工程と、(f) 拡張済みの前記第１画像を２値形式に変換する工程と、(g) 変換された前記第１画像を侵食して第１処理済画像を生成する工程と、(h) 前記第２画像を侵食する工程と、(i) 侵食された前記第２画像を２値形式に変換する工程と、(j) 変換された前記第２画像を拡張して第２処理済画像を生成する工程と、(k) 前記第１処理済画像及び前記第２処理済画像の共通部分を抽出して最終画像を生成する工程と、(l) 前記最終画像を記憶する工程と、を有する、ハードコピー文書から画像を生成するための画像処理方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、前記最終画像に基づき文書認証情報を生成する工程と、前記文書認証情報をバーコードにコード化する工程と、前記画像と前記バーコードとを関連づけて印刷する工程と、をさらに有する画像処理方法が提供される。
【００１０】
また本発明によって、前記ハードコピー文書は文書認証情報をコード化したバーコードを有し、前記最終画像から前記バーコードを抽出してその中にコード化された文書認証情報を取得する工程と、前記文書認証情報を用いて前記文書を認証する工程と、をさらに有する画像処理方法が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、データ処理装置に上記方法を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１２】
当然のことながら、前述の一般的な説明および後述の詳細な説明は、いずれも例示および説明であって、特許請求の範囲に記載された発明のさらなる説明を提供することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に基づく画像処理方法を示す図である。
【図２Ａ】図１の画像処理方法を用いた文書認証処理を示す図である。
【図２Ｂ】図１の画像処理方法を用いた文書認証処理を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を実行し得るデータ処理システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る画像処理方法は、読取文書についての高画質な画像を生成するために、種々のデジタル画像処理技術を採用する。図１に示すように、Ｎ枚の読取画像を取得するために、デジタル化用のハードコピー文書が多数回読み取られる（ステップＳ１１）。各画像はグレースケールのビットマップ画像である。一典型例において、Ｎは３である。概して、各読取画像には一定量の歪みが含まれ、互いの画像に対する平行ずれが含まれるものである。さらに、各画像には概してランダムノイズが存在するものである。各読取画像について、歪み除去が行われる（ステップＳ１２）。通常、紙に対応する画像領域は紙が存在しない画像領域とは異なるグレースケール値を有する通り、歪み除去は、紙端を検出可能として画像中の紙端を検出することにより実現され得る。或いは、ハードコピー文書が四隅に十字形マーカーのようなマーカーを含む場合、当該マーカーが歪み除去に利用され得る。そして、上記読取文書について平行移動補正が実行される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３において、上記多数の画像のうち一枚が参照画像として用いられ、その他の画像が前記参照画像と合致させるためにシフトされる。
【００１５】
次に、多数の画像の中から、互いに最も類似する２枚の画像が選択される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４は、様々な方法で実行され得る。第一の実行においては、各画像対について画素単位の相関度が算出され、最も高い相関値を有する画像対が選択される。他の実行においては、画素単位の減算が行われ、各画像対について差分画像が算出される。この差分画像は、各画素のグループ化等のさらなる処理（任意の）の対象となり、差分値が算出される。そして、差分値が最も低い画像対が選択される。
【００１６】
上記２枚の選択画像に対して、次の処理工程が実行される。第一の選択画像について、まず拡張処理が実行され（ステップＳ１５）、拡張された画像が２値画像に変換され（ステップＳ１６）、拡張されて２値画像に変換された第一の画像について侵食処理が実行される（ステップＳ１７）。第二の選択画像については、まず侵食処理が実行され（ステップＳ１８）、侵食された画像が２値画像に変換され（ステップＳ１９）、侵食されて２値画像に変換された第二の画像に拡張処理が実行される（ステップＳ２０）。拡張処理及び侵食処理は、形態学的な画像処理において良く知られた技術である。侵食処理が、通常、画像中における暗黒領域の縮小を招くのに対して、拡張処理は、通常、画像中における暗黒領域の膨張を招く。拡張処理及び侵食処理に関する一般的な議論については、例えば、インターネットのhttp://www.mathworks.com/access/helpdesk_r13/help/toolbox/images/morph4.html.にある論文“拡張処理及び侵食処理に関する理解::形態学的演算（画像処理ツールボックス）”を参照のこと。グレースケール画像の拡張処理及び侵食処理のアルゴリズムには多くのバリエーションがあり、上記の工程を実行するために、適切な如何なるアルゴリズムも利用可能である。さらに、領域成長及び画像縮小のアルゴリズムもまた利用可能である。本開示及び添付の特許請求の範囲において、拡張処理という語は、領域成長を含むように広義に用いられ、侵食処理という語は、画像縮小を含むように広義に用いられる。
【００１７】
第一に処理された画像（ステップＳ１５〜Ｓ１７の結果得られた画像）及び第二に処理された画像（ステップＳ１８〜Ｓ２０の結果得られた画像）は、当該各画像の共通部分を抽出するために処理される（ステップＳ２１）。この処理は、画素単位のＡＮＤ演算により実行される。ステップＳ２１による最終画像は、文書の読取画像として保存され、又は、その後の処理に用いられる（ステップＳ２２）。
【００１８】
図１の処理により生成された最終画像は、通常、ランダムノイズレベルが低く、密度変化が低減され、より鮮明且つより平坦である。
【００１９】
図２Ａ及び図２Ｂは、図１の方法により生成された文書の読取画像が文書認証アプリケーションで使用される処理例を示す。図２Ａは、文書認証情報を含むバーコードを有する印刷文書（しばしば自己認証文書と称される）生成処理を示す。まず、ハードコピー文書が多数回読み取られ、読取画像が図１に示す処理を用いて処理され、上記文書の読取画像が生成される（ステップＳ３１）。当該読取画像は、文書認証情報を生成するために処理される（ステップＳ３２）。このステップＳ３２の実行と、これにより生成される文書認証情報とは、使用される特定の認証アルゴリズムに依存する。種々の認証アルゴリズムが知られているが、ここではその詳細な説明を省略する。この文書認証情報は、２次元のバーコードにコード化され、該バーコードとともに前記文書が印刷される（ステップＳ３３）。このバーコードは、文書の表面に印刷することも文書の裏面に印刷することもでき、当該文書と関連づけて別紙に印刷することもできる。そして、この印刷文書は、それぞれ目的の用途に分配される。
【００２０】
図２Ｂに示すように、文書認証情報を有する文書の信頼性を判定するために、上記文書が多数回読み取られ、読み取られた画像が図１に示す処理を用いて処理されて当該文書の読取画像が生成される（ステップＳ３４）。バーコードが抽出され、その中にコード化された文書認証情報が取得される（ステップＳ３５）。この文書認証情報は、当該文書の信頼性を判定するために用いられる（ステップＳ３６）。この認証ステップＳ３６の実行は、再度、使用される認証アルゴリズムに依存する。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂに示す認証処理では、ステップＳ３１及びＳ３４において図１に示す処理を用いて文書の読取画像を生成することにより、認証をより確実に実現することができる。これにより、画像シフト、密度変化及びノイズに起因するであろう改ざんを誤って識別する場合を減らすことができる。
【００２２】
上述の文書認証例において、自己認証文書生成処理（図２Ａ）及び自己認証文書認証処理（図２Ｂ）は、互いに関連のないグループによって独立に実行することができ、しばしばそのようにされる。ステップＳ３１及びＳ３４において読取画像を処理するために、生成処理と認証処理との何れにおいても図１に示す処理が用いられることがより好ましい。一方で、図１の処理がステップＳ３１においてのみ用いられる場合（ステップＳ３４は単発読み取りを用いた従来の読取処理）、又は、図１の処理がステップＳ３４においてのみ用いられる場合（ステップＳ３１は単発読み取りを用いた従来の読取処理）においても上記方法を実現することができる。
【００２３】
上記記載ではグレースケール画像を例として用いたが、カラー画像も処理可能である。ステップＳ１５からステップＳ２１は、Ｒ，Ｇ及びＢ成分のそれぞれについて別々に実行することができる。ステップＳ１２及びステップＳ１３において、歪み量及び平行ずれの量は上記３色の色成分の一つを用いて、或いは、各色成分から算出される歪み量及びずれの量の平均値を用いることで算出することができる。ステップＳ１４において、相関値又は差分値は、Ｒ，Ｇ及びＢ成分について最初に別々に算出される。そして、上記Ｒ，Ｇ及びＢ成分の相関値又は差分値の平均値及び偏差値に基づいて、最も類似する２枚の画像が選択される。或いは、最も類似する２枚の画像を選択するために上記色成分の一つを用いてもよい。
【００２４】
以上の方法は、コンピュータ及び当該コンピュータに接続されたプリンタ、スキャナ及び／又はオールインワン複合機を含むデータ処理システムにおいて実行することができる。このデータ処理システムの典型的な構成を図３に示す。該データ処理システム１００は、互いがネットワーク１４０を介して接続されたスキャナ１１０、プリンタ１２０及びコンピュータ１３０を備えている。或いは、スキャナ１１０及び／又はプリンタ１２０は、印刷機能、読み取り機能及びコピー機能を兼ね備えたオールインワン装置であってもよい。コンピュータ１３０は、プロセッサ１３１と、ソフトウェアプログラムを記憶したハードディスクドライブのような記憶装置１３２とを備えている。プロセッサ１３１は、上記記憶装置１３２に記憶されたソフトウェアプログラムを実行して上記方法を実行する。この典型例において、コンピュータ１３０は、スキャナ１１０によって生成された画像データを受信し、当該画像データを図１、図２Ａ及び図２Ｂの方法に基づいて処理する。当然ではあるが、図２Ａの処理を実行して自己認証文書を生成するコンピュータと、図２Ｂの処理を実行して印刷文書を認証するコンピュータとは、同一のコンピュータでなくともよい。或いは、上記ソフトウェアプログラムは、スキャナ１１０及び／又はプリンタ１２０内のメモリに記憶されていてもよく、スキャナ１１０及び／又はプリンタ１２０内のそれぞれのプロセッサによって処理されてもよい。
【００２５】
本発明による、画像処理方法及び画像処理装置において、本発明の趣旨又は範囲を逸脱しない限り、種々の改良や変形が可能であることは当業者にとって自明であろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で生じる改良や変形を包含することを意図するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１１０  スキャナ
１２０  プリンタ
１３０  コンピュータ
１３１  プロセッサ
１３２  記憶装置（ソフトウェアプログラム）
１４０  ネットワーク
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0005010636.tif 000004
【図３】
0005010636.tif 000005