JP4016571B2

JP4016571B2 - 画像処理装置および方法

Info

Publication number: JP4016571B2
Application number: JP2000129763A
Authority: JP
Inventors: 健朗濱; 彰村川; 圭介橋本
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001313837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像において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。その他、スキャナの劣化、環境条件の変化、ストレス条件の変化などにより、入力画像データが影響を受ける。このため、ある特定画像の検知にあたっては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、検知の誤りを多くする原因になる。
【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、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断する第１判別手段と、複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断する第２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備える。好ましくは、さらに、色判別手段による判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出する小要素抽出手段と、小要素抽出手段により抽出された小要素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は、入力された画像について、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断し、次に、複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断し、次に、第１の範囲内にあると判断し、かつ、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。好ましくは、さらに、色判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出し、抽出された小要素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、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断し、次に、複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断し、次に、第１の範囲内にあると判断し、かつ、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画像処理プログラムを記録する。好ましくは、さらに、色判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出し、抽出された小要素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）。これにより、特定パターンが入力画像に含まれるかを判断する。
【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。その他、スキャナの劣化、環境条件の変化、ストレス条件の変化などにより、入力画像データが影響を受ける。このため、ある特定画像の検知にあたっては、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。そこで、本実施形態では、以下に説明するように、検知の誤りを増やさずに色の判別範囲を広くするため、ＲＧＢの明度値の範囲だけでなく、(Ｒ−Ｇ)、(Ｇ−Ｂ)、(Ｒ−Ｂ)、(Ｒ＋Ｇ)、(Ｇ＋Ｂ)、(Ｒ＋Ｂ)といった一次演算結果の範囲を規定する。
【００１４】
図４は、色判別処理（図３、Ｓ１２）のフローチャートである。まず、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分に分離して画像データが入力される（Ｓ１００）。次に、入力データについて、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う（Ｓ１０２）。例えば、あらかじめＲ、Ｇ、Ｂの最大値と最小値を規定しておき、注目画素の各画像データがこの範囲内であるかを判定する。そして全ての条件を満たしている場合のみ検知色と判断する。
【００１５】
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、変数ｉを１に初期化する（Ｓ１０２０）。ｉは１，２，・・・，ｎとなる変数である。次に、ｉ番目の注目画素の入力画像データについて、色範囲の条件を満足するかを判断する（Ｓ１０２２）。条件の１例は以下のとおりである。
Ｒmin ≦ Ｒi ≦ Ｒmax かつ
Ｇmin ≦ Ｇi ≦ Ｇmax かつ（１）
Ｂmin ≦ Ｂi ≦ Ｂmax
この条件を満足する場合に検知色候補と判断する（Ｓ１０２４）。次に、ｉをインクリメントし（Ｓ１０２６）、すべての画素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。
【００１６】
図４のフローチャートにおいて、次に、第２判別手段により入力画像がそれぞれ条件式（１）とは別の条件式の判別の範囲内であるかの判定を行う（Ｓ１０４）。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別の条件式を設定する。下記の条件式はその１例である。図６は、第２判別手段のフローチャートである。まず、変数ｉを１に初期化する（Ｓ１０４０）。ｉは１，２，・・・，ｎとなる変数である。次に、ｉ番目の注目画素の入力画像データについて、Ｒ−Ｇ、Ｇ−Ｂ、Ｒ−Ｂが次の条件を満足するかを判断する（Ｓ１０４２）。
( Ｒ−Ｇ )min ≦ Ｒi−Ｇi ≦ ( Ｒ−Ｇ )max かつ
( Ｇ−Ｂ )min ≦ Ｇi−Ｂi ≦ ( Ｇ−Ｂ )max かつ（２）
( Ｒ−Ｂ )min ≦ Ｒi−Ｂi ≦ ( Ｒ−Ｂ )max
この条件を満足しない場合、ノイズとして特定色候補から除去する（Ｓ１０４４）。次に、ｉをインクリメントし（Ｓ１０４６）、すべての画素のデータの処理が終了していなければ（Ｓ１０４８でＮＯ）、ステップＳ１０４２に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００１７】
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。
【００１８】
第２の判別手段について、さらに説明する。例えば、Ｒ・Ｇ空間で黄色を検出するとして、図７のように、Ｒmax＝２５５、Ｒmin＝１５０、Ｇmax＝２５５、Ｇmin＝１５０に設定したとする。黄色の場合、画像データはＲ＝２５５、Ｇ＝２５５、Ｂ＝０（Ａ）となるが、条件式（１）のみではＲ＝２５５、Ｇ＝１５０の色（Ａ'）やＲ＝１５０、Ｇ＝２５５の色（Ａ"）まで検出してしまう。黄色の場合ＲとＧのバランスが崩れると、赤または緑に近づくため、バランスが大きく崩れた場合は、違う色として検出するのが望ましい。そこで、別の条件式（２）により注目画素のＲ値とＧ値の差がある一定値以内であることを規定する。これによりＡ'、Ａ"のようなノイズ成分を削除できる。
【００１９】
変形例として、図８のように、条件式（２）として、画像データの単なる差についてでなく、各画像デ-タに係数を掛けて和や差を計算した１次演算結果（さらに一般的にはＲ、Ｇ、Ｂの関数の演算結果）について範囲を設けることにより、より詳細な条件設定が可能となる。図８において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは係数を表わし、点描部分が特定色検出用の範囲となる。図８には、さらに、画像データＲ、Ｇ自体についての最大値と最小値の条件も記載している。なお、図８にはＲ・Ｇ空間のみが示されているが、Ｇ・Ｂ空間やＲ・Ｂ空間にも同様な条件を設定する。
【００２０】
【発明の効果】
スキャナの劣化、環境条件の変化、ストレス条件の変化などにより、入力画像データが影響を受けた場合にも特定色を判別できる。
複数種の条件を用いて色の判別範囲を狭くすることにより、色検知の誤りを減らすことができる。
【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】Ｒ・Ｇ空間での色判別条件の例を示す図
【図８】Ｒ・Ｇ空間での色判別条件の別の例を示す図
【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、２６ＣＤ−ＲＯＭ、２００ＣＰＵ、２０４ＲＯＭ。

Claims

入力された画像について、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断する第１判別手段と、
複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断する第２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
を備える画像処理装置。
さらに、
色判別手段による判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出する小要素抽出手段と、
小要素抽出手段により抽出された小要素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に記載された画像処理装置。
入力された画像について、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断し、
複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断し、
第１の範囲内にあると判断し、かつ、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
画像処理方法。
さらに、
色判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出し、
抽出された小要素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３に記載された画像処理方法。
入力された画像について、注目画素の複数の色情報がそれぞれ第１の範囲内であることを判断し、
複数の色情報に互いに異なる係数をかけて計算した１次演算結果について第２の範囲内であることを判断し、
第１の範囲内にあると判断し、かつ、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
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。
前記の画像処理プログラムは、さらに、色判別結果を基に、特定の形状を持つ小要素を抽出し、抽出された小要素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５に記載された記録媒体。