画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法
【課題】処理対象図形に外接または近接する矩形を算出する際の計算量を削減する。
【解決手段】この画像処理装置は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、この記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、導出された接線と直交する軸へ接線を射影し、接線が軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部とを備える。
【解決手段】この画像処理装置は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、この記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、導出された接線と直交する軸へ接線を射影し、接線が軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば方向毎に処理対象画像中の図形の外接矩形を求める画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば番号札に印字した文字をカメラで撮影して認識する場合、番号札上の文字行は、必ずしも水平方向を向いていない。
【０００３】
この場合、番号札の文字部分と文字認識用の辞書データとのマッチングがうまくいかないことから、通常、番号札の文字部分の画像を切り出して文字の方向を求めるための処理を行う必要がある。例えば、方向別に文字部分の画像から文字行候補を抽出し、抽出した文字行の長さなどのパラメータが最も妥当な行の方向を行方向とみなす等の処理が行われる。方向別の文字行の候補は、文字部分の画像の方向別の外接矩形を用いて推定することができる．
【０００４】
外接矩形の算出方法としては、以下に示す方法が広く知られている。例えば図形上の画素の各々あるいは図形の輪郭線上の点の各々について、Ｘ座標とＹ座標の最大値及び最小値を求め、これらを上下左右の端の座標とすることによって図形の外接矩形を求めることができる（水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向の座標をＸ座標、Ｙ軸方向の座標をＹ座標とする。以降でもこの表記方法を用いる）。
【０００５】
この他、外接矩形の算出方法としては、処理対象画像あるいは処理対象画像に対して二値化等の変換を施した画像をＸ軸方向およびＹ軸方向で積分し、積分値が予め定めた閾値以上のＸ座標およびＹ座標の最小値および最大値として上下左右の端の座標を求める方法が広く知られている。
【０００６】
また、方向別に外接矩形を算出する方法としては、上記方法を応用した方法がいくつかある。
【０００７】
例えば一つ目の方法は、図形上の画素の各々について、一方の座標軸が当該方向を向きもう一方の座標軸が当該方向と垂直な方向を向いた座標系上での座標を座標変換により算出し、算出した座標の最大値及び最小値として当該方向の外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ａ」と表記する）。
【０００８】
二つ目の方法は、図形の輪郭点を抽出して、輪郭点の各々について方法Ａと同様に座標変換で算出した座標の最大値及び最小値として当該方向の外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ｂ」と表記する）。
【０００９】
三つ目の方法は、処理対象画像あるいは処理対象画像に対して二値化等の変換を施した画像を当該方向およびそれと垂直な方向で積分し、積分値が予め定めた閾値以上の座標の最小値および最大値として上下左右の端の座標を求める方法である（以降、この方法を「方法Ｃ」と表記する）。
【００１０】
四つ目の方法は、処理対象画像上で当該方向を向いた直線が水平方向または垂直方向となるように画像を回転して、回転した画像上で外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ｄ」と表記する）。
【００１１】
さらに、方向別に図形の射影を算出する方法としては、図形上の画素の各々について、当該方向をむいた座標軸へ当該画素の座標を射影し、射影した座標のヒストグラムを算出する方法が一般的である。
【００１２】
文字行の方向を推定する方法としては、方向別に画像の射影を算出して、算出した射影が最も急激に変化する方向を文字行の方向と推定する方法が知られている（例えば（特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭５７−５２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のいずれの方法においても、計算量は方向数に比例する。例えば、方法Ｂを用いた場合、座標変換の回数は方向数と輪郭点数の積となる。
【００１４】
算出した外接矩形を、例えば文書画像の方向推定に用いる場合、推定精度を向上するためには、外接矩形を算出する方向数を増やす必要があるが、方向数を増やすとそれに比例して計算量が増加する。従って、リアルタイム処理等、計算量に制約がある場合においては、計算量に応じて推定精度が制約されるという問題があった。
【００１５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、画像を囲う矩形を求める上で、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために本発明の画像処理装置は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部とを具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像処理プログラムは、画像処理装置に画像処理を実行させる画像処理プログラムにおいて、前記画像処理装置を、処理対象の画像が記憶された記憶部と、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部として機能させることを特徴とする。
【００１８】
本発明の画像処理方法は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、接線導出部と、射影部と、矩形算出部とを有する画像処理装置における画像処理方法において、前記接線導出部が、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出し、前記射影部が、導出した接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求め、前記矩形算出部が、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像を囲う矩形を求める上で、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
（第１実施形態）
図１に示すように、この画像処理装置は、メモリなどの画像記憶部１０、画像抽出部１１、接線導出部１２、方向別輪郭点射影部１６、方向別矩形算出部１７、出力部１８および入力部１９などを有している。
【００２２】
接線導出部１２は、輪郭線算出部の一例としての輪郭線追跡部１３、接線方向算出部１４を有している。接線方向算出部１４は、計算に用いる接線の方向の範囲を限定する接線方向範囲算出部としてのベクトル方向算出部１５を有している。
【００２３】
画像記憶部１０には、画像２０１が記憶されている。画像記憶部１０に記憶される画像としては、例えば図２に示すようにカメラで撮影した番号札の映像が記憶される。画像２０１には、番号札２０２が映っており、画像２０１に対して、番号札２０２の文字、例えば「２０」等が傾斜しているものとする。
【００２４】
また、画像記憶部１０には、文字の輪郭線を構成する一つ一つの輪郭点（輪郭点）の情報（位置座標や数えはじめからの順序を示す番号等）が、配列として対応付けられて記憶される記憶テーブル（図５参照）が設けられている。
【００２５】
画像抽出部１１は、画像記憶部１０から読み出した画像２０１から認識対象（処理対象）の図形や文字の画像を抽出する。例えば図２の例では図３のように「２０」という文字列の部分の画像２０４（以下「処理対象図形２０４」と称す）を抽出する。図２の画像を処理対象画像とする場合では、画像記憶部１０に記憶された画像２０１を画像抽出部１１が読み出して、傾斜した番号札２０２から処理対象の画像を抽出するが、予め図３に示した処理対象図形２０４を画像記憶部１０に記憶しておく場合、画像抽出部１１は不要である。
【００２６】
接線導出部１２は、画像抽出部１１により画像記憶部１０から読み出されて部分的に抽出された画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線に対する接線を導出する。
【００２７】
輪郭線追跡部１３は、処理対象図形２０４の輪郭を画素色に基づいて追跡し輪郭線２０５を生成する（図４参照）。
【００２８】
より具体的には、輪郭線追跡部１３は、処理対象図形と外接する矩形を求める上で、処理対象図形２０４の内部と外部を隔てる輪郭線を構成する輪郭点を列挙する。輪郭点の各々は当該輪郭点の座標で表現される。以下では、処理対象の画像（図２参照）が二値画像であり、その中に含まれる外接矩形を求める処理対象図形２０４（図３参照）が黒画素の連結成分で構成されている場合について説明する。
【００２９】
ベクトル方向算出部１５は、輪郭線追跡部１３により生成された輪郭線２０５（図４参照）から接線が引き出される方向（ベクトル方向）を求める。
【００３０】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向算出部１４により求められた輪郭線２０５の各輪郭点から引き出される接線と直交（垂直）する軸を仮想的に設け、その軸へ接線を射影し（図６参照）、接線が軸と交る交点の座標を求める。
【００３１】
方向別矩形算出部１７は、軸の方向毎に方向別輪郭点射影部１６により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し（図７参照）、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める（図８参照）。
【００３２】
換言すると、方向別矩形算出部１７は、方向毎に方向別輪郭点射影部１６により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、直交する方向の組み合わせの各々について、方向毎に抽出した最大値と最小値を上下左右の端の座標とする矩形を求める。なお矩形は輪郭線を囲うように形成される。輪郭線を囲うという意味は、輪郭線に外接する、または輪郭線に近接する、輪郭線に接するという意味が含まれるものとする。
【００３３】
出力部１８は、方向別矩形算出部１７により求められた矩形を出力するものであり、例えばディスプレイなどの表示部である。また、出力部１８は、表示部以外に、例えば文字認識処理を行う画像処理モジュール等も適用できる。画像処理モジュールとしては、後述する第７実施形態及び第８実施形態で詳細に説明する。
【００３４】
入力部１９は、画像処理の開始及び終了を指示するものであり、例えばキーボード、マウスなどで実現される。
【００３５】
以下、図３乃至図１０を参照してこの第１実施形態の画像処理装置の動作を説明する。
画像抽出部１１は、画像記憶部１０から読み出した画像２０１から認識対象（処理対象）の図形２０４を少なくとも含む少し広い範囲の画像を抽出する。例えば図２の例では図３のように「２０」という文字列の部分２０４を含んだ画像２０３を抽出する。
【００３６】
図２のように円形の縁取りが行われた番号札の文字を認識対象とする場合で、縁取りが赤色の場合、画像２０１をＲＧＢ表現のカラー画像として画像記憶部１０に記憶し、画像２０１からＲ成分がＧおよびＢ成分の２倍以上の画素を黒画素とする二値画像を抽出し、二値画像からＨｏｕｇｈ変換で円形領域を検出し、円形領域外をマスクして白色にした画像を作成することで、処理対象画像２０４を抽出する。
【００３７】
すると、接線導出部１２では、輪郭線追跡部１３が、画像抽出部１１により切り出された画像２０３から、輪郭線２０５と（図４参照）、輪郭線２０５を構成する輪郭点（図９参照）を求める。
【００３８】
ここで、接線導出部１２の輪郭線追跡部１３が処理対象図形２０４の輪郭点を、輪郭線上の順序で列挙する処理について説明する。この例の場合、外接矩形を求める画像が例えば“２０”などの文字画像２０４であり、黒画素の連結成分で構成されているものとする。
【００３９】
輪郭点の情報は、例えば図５に示すような記憶テーブルにより記憶される。記憶テーブルには、配列Ｒ、配列Ｐ、配列ｍの各レコードが対応して記憶されている。
【００４０】
配列Ｒは、輪郭線の各輪郭点の位置を示す配列である。配列Ｐは各輪郭点の２次元座標を示す配列である。配列ｍは輪郭点の数を示す配列である。
【００４１】
以下の計算では、処理対象の画像を、例えば横ｗ画素、縦ｈ画素の二値（０または１）の配列Ｉとして表現し、二値の「０」で白画素を、「１」で黒画素を表すものとする。また、配列Ｆも横ｗ画素、縦ｈ画素の二値の配列とする。整数変数Ｘ０、Ｙ０は輪郭線の追跡開始点の座標を表す。
【００４２】
整数変数Ｘ、Ｙは、現在追跡中の輪郭点の座標を表す。Ｘ０とＸは右方向が正、Ｙ０とＹは下方向が正とする。整数変数Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２は上下左右の方向を表し、０が右方向、１が上方向、２が左方向、３が下方向を表す。整数変数Ｌは追跡中の輪郭線の番号を表す。
【００４３】
整数変数Ｍは列挙した輪郭点の個数を表す。配列変数Ｐは二次元座標の配列であり、列挙した輪郭点の座標を格納する。配列変数Ｒは整数の配列であり、Ｒ［ｌ］は第ｌ番目に追跡した輪郭線の最初の輪郭点が、配列Ｐ中で位置する要素番号を表す。配列変数ｍではｍ［ｌ］が第ｌ番目に追跡した輪郭線について列挙した輪郭点の個数を表す。
【００４４】
輪郭線追跡部１３は、以下の手順で輪郭点を列挙する。
1. Ｌを「０」に初期化する。
2. Ｍを０に初期化する。
3. 配列Ｆを全て０に初期化する。
4. Ｙ０を０に初期化する。
5. Ｙ０がｈに達するまで以下の処理を繰り返す。
(ア) Ｘ０を０に初期化する。
(イ) Ｘ０がｗに達するまで以下の処理を繰り返す。
［1］配列Ｆの座標（Ｘ、Ｙ）における要素が０ならば以下の処理を行う。
(1) ｍ［Ｌ］に０を代入する。
(2) R［L］にMを代入する。
(3) ＸにＸ０を、ＹにＹ０を代入する。
(4) Ｄ０に２を代入する。
(5) Ｄ１にＤ０を代入する。
(6) 以下の処理を繰り返す。
(a) Ｐ［Ｍ］に座標（Ｘ、Ｙ）を代入する。
（座標（Ｘ、Ｙ）の点を輪郭点として列挙する。）
(b) ｍ［Ｌ］にｍ［Ｌ］＋１を代入する。
(c) ＭにＭ＋１を代入する。
(e) 座標（Ｘ、Ｙ）の画素からみてＤ２の方向に隣接した画素の値を確認し、
「１」になるまでＤ２を以下の値の順に変更する。但し、Ｄ２の方向の画素
が画像の範囲外ならば隣接した画素の値が「０」であるものとみなす。
・(D1+3) MOD 4 (a MOD b はaをbで割った余り)
・D1
・(D1+1) MOD 4
・(D1+2) MOD 4
(f) Ｄ１にＤ２を代入する。
(g) 配列Ｆの座標（Ｘ、Ｙ）における要素を１とする。
(h) Ｄ１の値に応じて、以下のいずれかの処理を行う。
・Ｄ１＝０ならＸにＸ＋１を代入する。
・Ｄ１＝１ならＹにＹ−１を代入する。
・Ｄ１＝２ならＸにＸ−１を代入する。
・Ｄ１＝３ならＸにＹ＋１を代入する。
(i) Ｘ＝Ｘ０かつＹ＝Ｙ０かつＤ１＝Ｄ０ならば(6)の繰り返しを終了する。
(7) ＬにＬ＋１を代入する。
［2］Ｘ０を１増やす。
(ウ) Ｙ０を１増やす。
【００４５】
このようにして、図９に示すように、例えば「０」という処理対象図形に対して輪郭点が列挙される。ここで、□は黒画素、●点は輪郭点、●点をつなぐ−の線は輪郭線である。
【００４６】
接線方向算出部１４は、輪郭線追跡部１３により列挙された輪郭点おのおのについて輪郭線から引き出される接線の方向の範囲を算出する。
【００４７】
なお、接線の方向の範囲を算出する輪郭点が所属する輪郭線の番号をｌ、当該輪郭線上での輪郭点の番号をｉとする。ｄを予め定めた自然数とする。
この場合、接線方向算出部１４は、以下の手順で接線方向の範囲を算出する。この様子を図１０に示す。
【００４８】
接線方向算出部１４は、図５の記憶テーブルを参照し、まず第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点の座標を記憶テーブルから取得し、各座標を（Ｘ、Ｙ）とする。（（Ｘ、Ｙ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］を代入する。）
【００４９】
接線方向算出部１４は、第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個前の輪郭点の座標を取得し、（Ｘｓ、Ｙｓ）とする。（（Ｘｓ、Ｙｓ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
【００５０】
接線方向算出部１４は、第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｅ、Ｙｅ）とする。（（Ｘｅ、Ｙｅ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
【００５１】
接線方向算出部１４は、差分ベクトルＦｓ＝（Ｘ−Ｘｓ、Ｙ−Ｙｓ）を算出し、ベクトル方向算出部１５によりベクトルＦｓから方向番号Ｄｓを算出する。
【００５２】
接線方向算出部１４は、差分ベクトルＦｅ＝（Ｘｅ−Ｘ、Ｙｅ−Ｙ）を算出し、ベクトル方向算出部１５によりベクトルＦｅから方向番号Ｄｅを算出する。
【００５３】
接線方向算出部１４は、ΔＤ＝Ｄｓ−Ｄｅとする。
ここで、ΔＤ≦Ｎ／２ならば、接線方向算出部１４は、Ｄ１＝Ｄｓ、Ｄ２＝Ｄｅとする。また、ΔＤ＞Ｎ／２ならば、接線方向算出部１４は、Ｄ１＝Ｄｅ、Ｄ２＝Ｄｓとする。
【００５４】
接線方向算出部１４は、このようにして求めたＤ１からＤ２を輪郭線の方向の範囲とする。
【００５５】
続いて、ベクトル方向算出部１５は、輪郭線追跡部１３により生成された輪郭線２０５（図４参照）から、接線が引き出される方向（ベクトル方向）を算出する。
【００５６】
この場合、ベクトル方向算出部１５は、ベクトルＦ≡（Ｆｘ、Ｆｙ）から方向番号Ｄを算出する。ベクトル方向算出部１５は、条件に応じて下記（式１）、（式２）、（式３）、（式４）の中から一つを選択利用し、方向番号Ｄを算出する。
【００５７】
Ｆｘ＝０の場合、
Ｆｙ＞０ならば、Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（Ｎ／４）…（式１）
Ｆｙ＞０ならば、Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（３Ｎ／４）…（式２）
Ｆｘ＞０の場合、
Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（ＡＴＡＮ（−Ｆｙ／Ｆｘ）×Ｎ／３６０） ＭＯＤ Ｎ…（式３）
Ｆｘ＜０の場合、
Ｄ＝（１８０＋ＲＯＵＮＤ（ＡＴＡＮ（−Ｆｙ／Ｆｘ）×Ｎ／３６０）） ＭＯＤ Ｎ…（式４）
【００５８】
但し、関数ＲＯＵＮＤ（ｘ）は実数ｘを四捨五入した値を返す関数、関数ＡＴＡＮ（ｘ）はｘの逆正接関数とする。関数ＡＴＡＮ（ｘ）で返す角度の単位は「度」である。
【００５９】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向範囲算出部（ベクトル方向算出部１５）により範囲が限定された方向の接線の候補Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線の候補Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線の候補Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。なお座標ｔは、以下の（式５）を用いて算出される。
【００６０】
ｔ＝Ｘ×ＣＯＳ（−３６０Ｄ／Ｎ―９０）＋Ｘ×ＳＩＮ（−３６０Ｄ／Ｎ―９０）
…（式５）
但し、当該輪郭点の座標を（Ｘ、Ｙ）とする。
【００６１】
方向別矩形算出部１７は、方向別輪郭点射影部１６で軸に射影した交点に従い処理対象図形２０４の輪郭線２０５に外接する矩形（以下「外接矩形」と称す）を軸の方向別に求める。外接矩形は上下左右の端の座標で表現される。
【００６２】
Ｄ番目の方向における外接矩形の座標は、方向Ｄが一方の軸（以下「Ｕ軸」と称す）方向Ｄから時計回りに９０度の方向がもう一方の軸（以下「Ｖ軸」と称す）の座標系で表現するものとする。以降、Ｕ軸に沿った座標をＵ座標、Ｖ軸にそった座標をＶ座標と表記する。
【００６３】
方向別矩形算出部１７における方向別の外接矩形は、以下の手順で算出される。
1. 接線方向Ｄ毎に、方向別輪郭点射影部１６で射影した輪郭点の射影先での座標ｔの最大値を算出し、記憶テーブルの配列Ａに記憶する。Ａ［Ｄ］に方向Ｄにおける方向別輪郭点射影部１６で算出した座標ｔの最大値が代入される。なお最大値は以下の方法で算出する。
(1) Ｄ＝０,…,Ｎ−１について、Ａ［Ｄ］を０とする。
(2) 輪郭点の各々について、ベクトル接線方向算出部で求めた方向Ｄと、方向別輪郭
点射影部で算出した座標ｔを取得し、ｔ＞Ａ［Ｄ］ならＡ［Ｄ］にｔを代入する。
2. ｌ番目の輪郭線の角度Ｄでの外接矩形の下端のＶ座標Ｖｅ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ］右端のＵ座標Ｕｅ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（Ｎ／４）］、上端のＶ座標Ｖｓ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（Ｎ／２）］左端のＵ座標Ｕｓ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（３Ｎ／４）］とする。
【００６４】
このようにして外接矩形が方向別に算出され、出力部１８から出力される。例えばディスプレイの画面などに外接矩形が表示される。
【００６５】
このようにこの第１実施形態の画像処理装置によれば、処理対象図形２０４の外接矩形を求める上で、処理対象図形２０４の輪郭線２０５から引き出す接線の方向をある角度の範囲（接線が取り得る範囲）に限定することで、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、図１１乃至図１４を参照して第２実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００６７】
この第２実施形態の画像処理装置の場合、図１１に示すように、接線方向算出部１４は、接線方向候補列挙部２０を有している。
【００６８】
接線方向候補列挙部２０は、接線の取り得る方向の範囲を予め方向数Ｎとして定めておき、輪郭線上の輪郭点おのおのについて、ベクトル方向算出部１５により求められた接線の方向の範囲（角度）内に存在する接線の候補を列挙（選出）する。すなわち、接線方向候補列挙部２０は、円周をＮ個に均等に分割した回転方向（図１２参照）の中で、接線範囲の算出により求められた範囲内に存在する分割線を接線の候補とする。
【００６９】
列挙する方向の候補は、予め定めた方向数Ｎ未満の非負整数で表される。非負整数ｎで表現される方向は、図１２に示すように、Ｘ軸の方向を０度とした場合、Ｘ軸から３６０ｎ／Ｎ度回転した方向として表わされる。
【００７０】
接線方向候補列挙部２０は、ベクトル方向算出部１５により求められた輪郭線上の各輪郭点における接線の方向の範囲を、非負整数Ｄ１、Ｄ２の対として接線の候補を列挙する。ここで、非負整数Ｄ１は接線の方向の範囲の始点であり、非負整数Ｄ２は接線の方向の範囲の終点である。
【００７１】
例えばＤ１≦Ｄ２ならば、接線方向候補列挙部２０は、図１３に示すように、非負整数Ｄ１（始点）から非負整数Ｄ２（終点）までの全ての非負整数それぞれを接線の候補Ｄとして列挙する。
【００７２】
また、Ｄ１＞Ｄ２ならば、接線方向候補列挙部２０は、図１４に示すように、非負整数Ｄ１（始点）からＮ−１および０からＤ２までの非負正数を接線の候補Ｄとして列挙する。
【００７３】
接線方向候補列挙部２０は、このように方向の範囲を限定して各輪郭点から引き出すべき接線の候補Ｄを列挙する。
【００７４】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向候補列挙部２０により範囲が限定された方向の接線の候補Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線の候補Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線の候補Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。なお座標ｔは、第１実施形態で示した（式５）を用いて算出される。
【００７５】
このようにこの第２実施形態の画像処理装置によれば、接線方向範囲算出部により算出された接線の方向の範囲の中に演算対象の接線の方向が限られるため、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、図１５および図１６を参照して第３実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００７７】
この第３実施形態の画像処理装置は、上記第１および第２の各実施形態に示した接線方向算出部１４のように、接線の方向の範囲や接線の候補を列挙することなく、図１５に示すように、輪郭点から引き出す接線の方向を単に算出するだけの構成に単純化したものである。
【００７８】
この場合、接線方向算出部１４は、図１６に示すように、処理対象の処理対象図形の輪郭線上の輪郭点それぞれについて接線を算出する。輪郭線上の輪郭点は、輪郭線追跡部１３によって決定されるので、接線方向算出部１４は、接線の方向を以下の手順で算出する。
1. 第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個前の輪郭点の座標を取得して（Ｘｐ、Ｙｐ）とする。
（（Ｘｐ、Ｙｐ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
2. 第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｎ、Ｙｎ）とする。
（（Ｘｎ、Ｙｎ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
3. 差分ベクトルＦ＝（Ｘｎ−Ｘｐ、Ｙｎ−Ｙｐ）を算出する。
この場合、方向別輪郭点射影部１６は、接線方向算出部１４により算出された方向の接線Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。
このようにこの第３実施形態の画像処理装置によれば、接線の方向の演算（計算）を簡素な構成で行うことができ、外接矩形を求めるための演算処理を高速化することができる。
【００７９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態とは構成の配置（図１参照）が同じであり、一部の構成（接線方向範囲算出部）の機能（動作）が異なる。
【００８０】
上記第１実施形態では、処理対象図形２０４の輪郭線２０５の各輪郭点それぞれについて接線の方向の範囲を算出し、その中で個々の輪郭点から接線を射影（引き出）したが、この第４実施形態の画像処理装置では、輪郭線２０５を所定長の小区間に区分し、区分した個々の小区間それぞれについて接線の方向の範囲を算出し、その中で個々の小区間から接線を軸へ射影（引き出）するものとする。一例として、輪郭線追跡部１３によって求められた輪郭点のうち、隣り合う物同士の対として小区間を定める。
【００８１】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向範囲算出部で算出された範囲の方向と直交する軸へ小区間を射影する。
【００８２】
接線方向範囲算出部によって算出した方向の範囲の始点Ｄ１、及び終点Ｄ２について、Ｄ１≦Ｄ２が成立する場合、Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２なる整数Ｄの各々について、小区間の両端の輪郭点それぞれについて上述した（式５）で射影の座標ｔを算出し、方向別矩形算出部１７での配列Ａ［Ｄ］の更新に用いる。但し、上記（式５）による座標ｔの算出においては，座標ＸおよびＹに上記小区間の両端の輪郭点の座標を代入する。
【００８３】
また、Ｄ１＞Ｄ２ならば、始点Ｄ１からＮ−１および０から終点Ｄ２までの非負正数それぞれをＤとして、小区間の両端の輪郭点それぞれについて上述した（式５）で射影の座標ｔを算出し、方向別矩形算出部１７での配列Ａ［Ｄ］の更新に用いる。但し、上記（式５）による座標ｔの算出においては，座標ＸおよびＹに上記小区間の両端の輪郭点の座標を代入する。
【００８４】
このようにこの第４実施形態の画像処理装置によれば、接線方向範囲算出部により算出された接線の方向の範囲の中に演算対象の接線の方向が限られるため、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００８５】
また、処理対象図形の輪郭線を黒画素毎ではなく、ある長さの小区間に区分することで、計算対象の候補の接線数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第２実施形態とは構成の配置（図１１参照）が同じであり、一部の構成（接線方向候補列挙部２０）の機能（動作）が異なる。
【００８６】
上記第第２実施形態では、処理対象図形２０４の輪郭線２０５の各輪郭点それぞれについて接線を引くべき方向の範囲を限定し、その範囲内に存在する方向の接線を候補として列挙したが、この第５実施形態の画像処理装置の場合、接線方向候補列挙部２０は、輪郭線追跡部で生成した輪郭線を所定の長さ毎に区分し、区分した小区間それぞれについて接線の方向の範囲を求め、その範囲内に存在する接線を候補として列挙する。
【００８７】
接線方向範囲算出部における接線の方向の範囲の算出は以下の手順で行う。
1. 小区間の始点からｄ個前の輪郭点における接線の方向Ｄｓを算出する。接線の方向Ｄｓは第３の実施形態における接線方向算出部１４と同じ方法で求める。
2. 小区間の終点からｄ個後の輪郭点における接線の方向Ｄｅを算出する。接線の方向Ｄｅは第３の実施形態における接線方向導出部と同じ方法で求める。
3. ΔＤ＝Ｄｓ−Ｄｅとする。
4. ΔＤ≦Ｎ／２ならば、Ｄ１＝Ｄｓ、Ｄ２＝Ｄｅ、ΔＤ＞Ｎ／２ならば、Ｄ１＝Ｄｅ、Ｄ２＝Ｄｓとする。
5. Ｄ１からＤ２を接線の方向の範囲とする。
但し、ｄは予め定めた自然数である。
【００８８】
接線方向候補列挙部２０は、輪郭線追跡部１３で生成した輪郭線を所定の長さ毎に区分し、その区分した小区間それぞれについて接線の方向の範囲を求め、その範囲内に存在する接線を候補として列挙する。
【００８９】
その後、方向別輪郭点射影部１６は、接線方向候補列挙部２０で列挙した接線の方向の候補と直交する軸へ小区間の両端の輪郭点の射影として交点の座標を算出する。この際、輪郭点の射影は当該軸上への射影の座標ｔとして、上述した（式５）を用いて算出する。但し、当該輪郭点の座標を（Ｘ、Ｙ）とする。
【００９０】
このようにこの第５実施形態の画像処理装置によれば、接線方向候補列挙部２０が、輪郭線を区分した小区間それぞれについて輪郭線の方向の範囲の中から接線の候補を列挙するので、計算対象の接線の候補数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００９１】
（第６実施形態）
次に、図１７を参照して第６実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第３実施形態とは構成の配置（図１５参照）が同じであり、一部の構成（接線方向算出部１４）の機能（動作）が異なる。
【００９２】
この第６実施形態の画像処理装置では、接線方向算出部１４は、処理対象図形の輪郭線を所定の長さ毎に区分し、その区分した小区間それぞれについて輪郭線の方向を算出する。
【００９３】
また、方向別矩形算出部１７は、方向別輪郭点射影部１６により輪郭線の各小区間それぞれから軸に射影された交点を基に処理対象図形の輪郭線を接線で囲み、処理対象図形に外接する矩形を方向別に求める。
【００９４】
この第６実施形態の場合、小区間の始点に位置する輪郭点の当該輪郭線上の番号をｓ、終点に位置する輪郭点の当該輪郭線上の番号をｅと表記する。当該輪郭線の番号をｌとする。この場合、接線方向算出部１４は、接線の方向を以下の手順で算出する。接線方向算出部１４における接線の方向の算出の様子を図１７に示す。
【００９５】
1. 第ｌ番目の輪郭線上で、小区間の始点のｄ個前の輪郭点の座標を取得して（Ｘｐ、Ｙｐ）とする。
（（Ｘｐ、Ｙｐ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｓ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
2. 第ｌ番目の輪郭線上で、小区間の終点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｎ、Ｙｎ）とする。
（（Ｘｎ、Ｙｎ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｅ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
3. 差分ベクトルＦ＝（Ｘｎ−Ｘｐ、Ｙｎ−Ｙｐ）を算出する。算出したベクトルＦから方向番号Ｄを算出する。
但し、ｄは予め定めた自然数である。
【００９６】
このようにこの第６実施形態の画像処理装置によれば、接線の方向の演算（計算）を簡素な構成で行うことができ、外接矩形を求めるための演算処理を高速化することができる。また、処理対象図形の輪郭線から接線を導出する上で、輪郭線の輪郭点毎ではなく、輪郭線を小区間毎に区分することで、計算対象の接線の候補数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００９７】
すなわち、上記第４乃至第６実施形態では、接線方向算出部１４は、処理対象図形の輪郭線を小区間に区分し、区分した小区間それぞれについて、接線の方向の算出（第３実施形態）、接線の方向の範囲の算出（第１実施形態）、接線の方向の範囲内に存在する接線の候補の列挙（第２実施形態）などの処理を行う。
【００９８】
（第７実施形態）
次に、図１８を参照して第７実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００９９】
第７実施形態の画像処理装置は、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）により輪郭線の外接矩形を方向別に求めた後で、外接矩形をどのように処理するかを例示するものである。
【０１００】
第７実施形態の画像処理装置は、図１８に示すように、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）に加えて、出力部１８として、輪郭線重み算出部７３、方向別射影算出部７４および方向別射影出力部７５を有している。
【０１０１】
輪郭線重み算出部７３は、輪郭線それぞれについて重みを算出する。方向別射影算出部７４は、輪郭線重み算出部７３で算出された輪郭線の重みと方向別矩形算出部１７により方向別に算出（推定）された輪郭線の外接矩形とから、処理対象図形の射影を方向別に算出する。
【０１０２】
方向別矩形算出部１７は、第１から第６のいずれかの実施形態に示したものと同じ構成であり、処理対象図形から生成された輪郭線から、輪郭線の外接矩形を方向別に求める。
【０１０３】
輪郭線重み算出部７３は、処理対象図形の輪郭線から引き出される接線それぞれについて、重みを計算する。ｌ番目の輪郭線の重みは当該輪郭線が取り囲む面積として算出する。重みを輪郭線が取り囲む面積として算出するのは、当該輪郭線に囲まれる黒画素の射影結果に近似した射影を算出するためである。
【０１０４】
第ｌ番目の輪郭線が取り囲む面積は、当該輪郭線上の輪郭点それぞれについて下記（式６）により面積ΔＳ［ｉ］を算出し、輪郭線毎に面積ΔＳ［ｉ］の総和Ｓ［ｌ］として算出する。
【０１０５】
ΔＳ［ｉ］＝（Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］．Ｘ＋Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｊ］．Ｘ）
×（Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］．Ｙ−Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｊ］．Ｙ）／２ …（式６）
【０１０６】
但し、ｉは当該輪郭線上における当該輪郭点の番号である。Ｐ［ｋ］は輪郭線追跡部１３で列挙した輪郭点の座標を格納した配列の第ｋ要素を表す。Ｐ［ｋ］．ＸはＰ［ｋ］のＸ成分を表す。Ｐ［ｋ］．ＹはＰ［ｋ］のＹ成分を表す。また、ｊ＝（ｉ＋１） ＭＯＤ Ｎ とする。
【０１０７】
方向別射影算出部７４は、輪郭線重み算出部７３により算出された輪郭線の重みと方向別矩形算出部１７により方向別に算出された輪郭線の外接矩形から、方向別に処理対象図形の射影を算出する。輪郭線の番号をｌ、方向をＤ、当該方向の軸上での座標をｔとする。
【０１０８】
この際、方向別射影算出部７４は、下記（式７）を用いて射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を算出する。例えば座標ＲＯＵＮＤ（Ｖｓ（ｌ、Ｄ））からＲＯＵＮＤ（Ｖｅ（ｌ、Ｄ））の間の座標ｔについて射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を算出し、算出した射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を射影Ｊ［ｔ］に積算することで、方向Ｄについての射影を算出する。
【０１０９】
ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）＝Ｓ［ｌ］／（Ｖｅ（ｌ、Ｄ）―Ｖｓ（ｌ、Ｄ））…（式７）
但し、Ｕｓ（ｌ、Ｄ）を方向別矩形算出部１７で求めたｌ番目の輪郭線の角度Ｄでの外接矩形の左端のＵ座標、Ｖｓ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の上端のＶ座標、Ｕｅ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の右端のＵ座標、Ｖｅ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の下端のＶ座標とする。
【０１１０】
この第７実施形態の画像処理装置によれば、文字認識処理における文字行や文字の抽出に有用な射影を高速に計算することができる。
【０１１１】
（第８実施形態）
次に、図１９および図２０を参照して第８実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第７実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【０１１２】
第８実施形態の画像処理装置は、第７実施形態で記載した方向別射影算出部７４により処理対象図形の射影を方向別に求めた後で、その射影をどのように処理するかを例示するものである。
【０１１３】
第８実施形態の画像処理装置は、図１９に示すように、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）に加えて、出力部１８として、輪郭線重み算出部７３、方向別射影算出部７４、文字行推定部８３および文字行出力部８４を有している。
【０１１４】
文字行推定部８３は、方向別射影算出部７４で算出された処理対象図形の方向別の射影を基に処理対象図形中の文字行の方向を推定する。文字行出力部８４は、文字行推定部８３により推定された文字行を出力する。文字行出力部８４が例えばディスプレイなどであれば、文字行を画面に表示する等の出力を行う。
【０１１５】
方向別射影算出部７４は、第７実施形態で示した構成であり、処理対象図形の射影を算出する。文字行推定部８３は、図２０に示すように、方向別射影算出部７４により算出された射影が予め定めた定数θを超える区間のうち、長さが予め定めた定数ε以上の領域を「行」として抽出する。
【０１１６】
このようにこの第８実施形態の画像処理装置によれば、方向別の処理対象図形の射影を基に処理対象図形中の文字行の方向を推定するので、文字認識用の辞書の文字の方向と処理対象図形の向きを合わせることで、例えば服に手で取り付けられた番号札や名札などのように文字列の向きが一定しない映像を読み取った画像の文字認識処理を高速に行うことができる。
【０１１７】
上記実施形態によれば、射影の計算では、射影を計算する方向を輪郭線と直交する方向に限定することで、計算量を削減することができる。したがって、計算量に制限がある場合は、より多くの方向について射影を計算することができる。すなわち、処理対象図形の射影を用いて文字行の方向を推定する場合、計算量に制限がある場合は、より高精度に行方向を推定できる。
【０１１８】
なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。
【０１１９】
例えば上記各実施形態に示した構成は、ハードウェアだけでなく、例えばコンピュータに画像処理ソフトウェアのモジュール（プログラム）として組み込むことで実現できる。
【０１２０】
また上記実施形態に示した構成は、専用ハードウェアやその集合体、または分散処理用のコンピュータネットワークの一つのコンピュータ上に分散して実装してもよく、上記構成のうち本発明の実現するために必須の要素を全て備えるならば、実施形態で例示した構成に関わらずどのような形態で実現しても良い。
【０１２１】
また、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせて発明を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図２】処理対象の画像の一例を示す図である。
【図３】処理対象の処理対象図形を示す図である。
【図４】処理対象図形から生成した輪郭線を示す図である。
【図５】輪郭点の情報が記憶される記憶テーブルを示す図である。
【図６】輪郭線の各輪郭点から引き出される接線の様子を示す図である。
【図７】輪郭点を軸に射影した交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値を抽出する様子を示す図である。
【図８】ある軸の輪郭線の外接矩形を示す図である。
【図９】処理対象図形の輪郭点が列挙された様子を示す図である。
【図１０】輪郭線の接線方向の範囲を算出する様子を示す図である。
【図１１】第２実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１２】輪郭線から接線の候補を列挙する上で接線が取り得る方向を示す図である。
【図１３】Ｄ１≦Ｄ２の場合に接線の候補が列挙された一例を示す図である。
【図１４】Ｄ１＞Ｄ２の場合に接線の候補が列挙された一例を示す図である。
【図１５】第３実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１６】第３実施形態において、輪郭線上の輪郭点から接線を導出する様子を示す図である。
【図１７】第６実施形態において、輪郭線上の小区間から接線を導出する様子を示す図である。
【図１８】第７実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１９】第８実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図２０】文字行を抽出する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…画像記憶部、１１…画素抽出部、１２…接線導出部、１３…輪郭線追跡部、１４…接線方向算出部、１５…ベクトル方向算出部、１６…方向別輪郭点射影部、１７…方向別矩形算出部、１８…出力部、１９…入力部、２０…接線方向候補列挙部、７３…輪郭線重み算出部、７４…方向別射影算出部、７５…方向別射影出力部、８３…文字行推定部、８４…文字行出力部、２０１…処理対象画像、２０２…番号札、２０３…画像、２０４…処理対象図形、２０５…輪郭線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば方向毎に処理対象画像中の図形の外接矩形を求める画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば番号札に印字した文字をカメラで撮影して認識する場合、番号札上の文字行は、必ずしも水平方向を向いていない。
【０００３】
この場合、番号札の文字部分と文字認識用の辞書データとのマッチングがうまくいかないことから、通常、番号札の文字部分の画像を切り出して文字の方向を求めるための処理を行う必要がある。例えば、方向別に文字部分の画像から文字行候補を抽出し、抽出した文字行の長さなどのパラメータが最も妥当な行の方向を行方向とみなす等の処理が行われる。方向別の文字行の候補は、文字部分の画像の方向別の外接矩形を用いて推定することができる．
【０００４】
外接矩形の算出方法としては、以下に示す方法が広く知られている。例えば図形上の画素の各々あるいは図形の輪郭線上の点の各々について、Ｘ座標とＹ座標の最大値及び最小値を求め、これらを上下左右の端の座標とすることによって図形の外接矩形を求めることができる（水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向の座標をＸ座標、Ｙ軸方向の座標をＹ座標とする。以降でもこの表記方法を用いる）。
【０００５】
この他、外接矩形の算出方法としては、処理対象画像あるいは処理対象画像に対して二値化等の変換を施した画像をＸ軸方向およびＹ軸方向で積分し、積分値が予め定めた閾値以上のＸ座標およびＹ座標の最小値および最大値として上下左右の端の座標を求める方法が広く知られている。
【０００６】
また、方向別に外接矩形を算出する方法としては、上記方法を応用した方法がいくつかある。
【０００７】
例えば一つ目の方法は、図形上の画素の各々について、一方の座標軸が当該方向を向きもう一方の座標軸が当該方向と垂直な方向を向いた座標系上での座標を座標変換により算出し、算出した座標の最大値及び最小値として当該方向の外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ａ」と表記する）。
【０００８】
二つ目の方法は、図形の輪郭点を抽出して、輪郭点の各々について方法Ａと同様に座標変換で算出した座標の最大値及び最小値として当該方向の外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ｂ」と表記する）。
【０００９】
三つ目の方法は、処理対象画像あるいは処理対象画像に対して二値化等の変換を施した画像を当該方向およびそれと垂直な方向で積分し、積分値が予め定めた閾値以上の座標の最小値および最大値として上下左右の端の座標を求める方法である（以降、この方法を「方法Ｃ」と表記する）。
【００１０】
四つ目の方法は、処理対象画像上で当該方向を向いた直線が水平方向または垂直方向となるように画像を回転して、回転した画像上で外接矩形を算出する方法である（以降、この方法を「方法Ｄ」と表記する）。
【００１１】
さらに、方向別に図形の射影を算出する方法としては、図形上の画素の各々について、当該方向をむいた座標軸へ当該画素の座標を射影し、射影した座標のヒストグラムを算出する方法が一般的である。
【００１２】
文字行の方向を推定する方法としては、方向別に画像の射影を算出して、算出した射影が最も急激に変化する方向を文字行の方向と推定する方法が知られている（例えば（特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭５７−５２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のいずれの方法においても、計算量は方向数に比例する。例えば、方法Ｂを用いた場合、座標変換の回数は方向数と輪郭点数の積となる。
【００１４】
算出した外接矩形を、例えば文書画像の方向推定に用いる場合、推定精度を向上するためには、外接矩形を算出する方向数を増やす必要があるが、方向数を増やすとそれに比例して計算量が増加する。従って、リアルタイム処理等、計算量に制約がある場合においては、計算量に応じて推定精度が制約されるという問題があった。
【００１５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、画像を囲う矩形を求める上で、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために本発明の画像処理装置は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部とを具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像処理プログラムは、画像処理装置に画像処理を実行させる画像処理プログラムにおいて、前記画像処理装置を、処理対象の画像が記憶された記憶部と、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部として機能させることを特徴とする。
【００１８】
本発明の画像処理方法は、処理対象の画像が記憶された記憶部と、接線導出部と、射影部と、矩形算出部とを有する画像処理装置における画像処理方法において、前記接線導出部が、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出し、前記射影部が、導出した接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求め、前記矩形算出部が、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像を囲う矩形を求める上で、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
（第１実施形態）
図１に示すように、この画像処理装置は、メモリなどの画像記憶部１０、画像抽出部１１、接線導出部１２、方向別輪郭点射影部１６、方向別矩形算出部１７、出力部１８および入力部１９などを有している。
【００２２】
接線導出部１２は、輪郭線算出部の一例としての輪郭線追跡部１３、接線方向算出部１４を有している。接線方向算出部１４は、計算に用いる接線の方向の範囲を限定する接線方向範囲算出部としてのベクトル方向算出部１５を有している。
【００２３】
画像記憶部１０には、画像２０１が記憶されている。画像記憶部１０に記憶される画像としては、例えば図２に示すようにカメラで撮影した番号札の映像が記憶される。画像２０１には、番号札２０２が映っており、画像２０１に対して、番号札２０２の文字、例えば「２０」等が傾斜しているものとする。
【００２４】
また、画像記憶部１０には、文字の輪郭線を構成する一つ一つの輪郭点（輪郭点）の情報（位置座標や数えはじめからの順序を示す番号等）が、配列として対応付けられて記憶される記憶テーブル（図５参照）が設けられている。
【００２５】
画像抽出部１１は、画像記憶部１０から読み出した画像２０１から認識対象（処理対象）の図形や文字の画像を抽出する。例えば図２の例では図３のように「２０」という文字列の部分の画像２０４（以下「処理対象図形２０４」と称す）を抽出する。図２の画像を処理対象画像とする場合では、画像記憶部１０に記憶された画像２０１を画像抽出部１１が読み出して、傾斜した番号札２０２から処理対象の画像を抽出するが、予め図３に示した処理対象図形２０４を画像記憶部１０に記憶しておく場合、画像抽出部１１は不要である。
【００２６】
接線導出部１２は、画像抽出部１１により画像記憶部１０から読み出されて部分的に抽出された画像から、輪郭点の集合として表現される折れ線として輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線に対する接線を導出する。
【００２７】
輪郭線追跡部１３は、処理対象図形２０４の輪郭を画素色に基づいて追跡し輪郭線２０５を生成する（図４参照）。
【００２８】
より具体的には、輪郭線追跡部１３は、処理対象図形と外接する矩形を求める上で、処理対象図形２０４の内部と外部を隔てる輪郭線を構成する輪郭点を列挙する。輪郭点の各々は当該輪郭点の座標で表現される。以下では、処理対象の画像（図２参照）が二値画像であり、その中に含まれる外接矩形を求める処理対象図形２０４（図３参照）が黒画素の連結成分で構成されている場合について説明する。
【００２９】
ベクトル方向算出部１５は、輪郭線追跡部１３により生成された輪郭線２０５（図４参照）から接線が引き出される方向（ベクトル方向）を求める。
【００３０】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向算出部１４により求められた輪郭線２０５の各輪郭点から引き出される接線と直交（垂直）する軸を仮想的に設け、その軸へ接線を射影し（図６参照）、接線が軸と交る交点の座標を求める。
【００３１】
方向別矩形算出部１７は、軸の方向毎に方向別輪郭点射影部１６により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し（図７参照）、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める（図８参照）。
【００３２】
換言すると、方向別矩形算出部１７は、方向毎に方向別輪郭点射影部１６により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、直交する方向の組み合わせの各々について、方向毎に抽出した最大値と最小値を上下左右の端の座標とする矩形を求める。なお矩形は輪郭線を囲うように形成される。輪郭線を囲うという意味は、輪郭線に外接する、または輪郭線に近接する、輪郭線に接するという意味が含まれるものとする。
【００３３】
出力部１８は、方向別矩形算出部１７により求められた矩形を出力するものであり、例えばディスプレイなどの表示部である。また、出力部１８は、表示部以外に、例えば文字認識処理を行う画像処理モジュール等も適用できる。画像処理モジュールとしては、後述する第７実施形態及び第８実施形態で詳細に説明する。
【００３４】
入力部１９は、画像処理の開始及び終了を指示するものであり、例えばキーボード、マウスなどで実現される。
【００３５】
以下、図３乃至図１０を参照してこの第１実施形態の画像処理装置の動作を説明する。
画像抽出部１１は、画像記憶部１０から読み出した画像２０１から認識対象（処理対象）の図形２０４を少なくとも含む少し広い範囲の画像を抽出する。例えば図２の例では図３のように「２０」という文字列の部分２０４を含んだ画像２０３を抽出する。
【００３６】
図２のように円形の縁取りが行われた番号札の文字を認識対象とする場合で、縁取りが赤色の場合、画像２０１をＲＧＢ表現のカラー画像として画像記憶部１０に記憶し、画像２０１からＲ成分がＧおよびＢ成分の２倍以上の画素を黒画素とする二値画像を抽出し、二値画像からＨｏｕｇｈ変換で円形領域を検出し、円形領域外をマスクして白色にした画像を作成することで、処理対象画像２０４を抽出する。
【００３７】
すると、接線導出部１２では、輪郭線追跡部１３が、画像抽出部１１により切り出された画像２０３から、輪郭線２０５と（図４参照）、輪郭線２０５を構成する輪郭点（図９参照）を求める。
【００３８】
ここで、接線導出部１２の輪郭線追跡部１３が処理対象図形２０４の輪郭点を、輪郭線上の順序で列挙する処理について説明する。この例の場合、外接矩形を求める画像が例えば“２０”などの文字画像２０４であり、黒画素の連結成分で構成されているものとする。
【００３９】
輪郭点の情報は、例えば図５に示すような記憶テーブルにより記憶される。記憶テーブルには、配列Ｒ、配列Ｐ、配列ｍの各レコードが対応して記憶されている。
【００４０】
配列Ｒは、輪郭線の各輪郭点の位置を示す配列である。配列Ｐは各輪郭点の２次元座標を示す配列である。配列ｍは輪郭点の数を示す配列である。
【００４１】
以下の計算では、処理対象の画像を、例えば横ｗ画素、縦ｈ画素の二値（０または１）の配列Ｉとして表現し、二値の「０」で白画素を、「１」で黒画素を表すものとする。また、配列Ｆも横ｗ画素、縦ｈ画素の二値の配列とする。整数変数Ｘ０、Ｙ０は輪郭線の追跡開始点の座標を表す。
【００４２】
整数変数Ｘ、Ｙは、現在追跡中の輪郭点の座標を表す。Ｘ０とＸは右方向が正、Ｙ０とＹは下方向が正とする。整数変数Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２は上下左右の方向を表し、０が右方向、１が上方向、２が左方向、３が下方向を表す。整数変数Ｌは追跡中の輪郭線の番号を表す。
【００４３】
整数変数Ｍは列挙した輪郭点の個数を表す。配列変数Ｐは二次元座標の配列であり、列挙した輪郭点の座標を格納する。配列変数Ｒは整数の配列であり、Ｒ［ｌ］は第ｌ番目に追跡した輪郭線の最初の輪郭点が、配列Ｐ中で位置する要素番号を表す。配列変数ｍではｍ［ｌ］が第ｌ番目に追跡した輪郭線について列挙した輪郭点の個数を表す。
【００４４】
輪郭線追跡部１３は、以下の手順で輪郭点を列挙する。
1. Ｌを「０」に初期化する。
2. Ｍを０に初期化する。
3. 配列Ｆを全て０に初期化する。
4. Ｙ０を０に初期化する。
5. Ｙ０がｈに達するまで以下の処理を繰り返す。
(ア) Ｘ０を０に初期化する。
(イ) Ｘ０がｗに達するまで以下の処理を繰り返す。
［1］配列Ｆの座標（Ｘ、Ｙ）における要素が０ならば以下の処理を行う。
(1) ｍ［Ｌ］に０を代入する。
(2) R［L］にMを代入する。
(3) ＸにＸ０を、ＹにＹ０を代入する。
(4) Ｄ０に２を代入する。
(5) Ｄ１にＤ０を代入する。
(6) 以下の処理を繰り返す。
(a) Ｐ［Ｍ］に座標（Ｘ、Ｙ）を代入する。
（座標（Ｘ、Ｙ）の点を輪郭点として列挙する。）
(b) ｍ［Ｌ］にｍ［Ｌ］＋１を代入する。
(c) ＭにＭ＋１を代入する。
(e) 座標（Ｘ、Ｙ）の画素からみてＤ２の方向に隣接した画素の値を確認し、
「１」になるまでＤ２を以下の値の順に変更する。但し、Ｄ２の方向の画素
が画像の範囲外ならば隣接した画素の値が「０」であるものとみなす。
・(D1+3) MOD 4 (a MOD b はaをbで割った余り)
・D1
・(D1+1) MOD 4
・(D1+2) MOD 4
(f) Ｄ１にＤ２を代入する。
(g) 配列Ｆの座標（Ｘ、Ｙ）における要素を１とする。
(h) Ｄ１の値に応じて、以下のいずれかの処理を行う。
・Ｄ１＝０ならＸにＸ＋１を代入する。
・Ｄ１＝１ならＹにＹ−１を代入する。
・Ｄ１＝２ならＸにＸ−１を代入する。
・Ｄ１＝３ならＸにＹ＋１を代入する。
(i) Ｘ＝Ｘ０かつＹ＝Ｙ０かつＤ１＝Ｄ０ならば(6)の繰り返しを終了する。
(7) ＬにＬ＋１を代入する。
［2］Ｘ０を１増やす。
(ウ) Ｙ０を１増やす。
【００４５】
このようにして、図９に示すように、例えば「０」という処理対象図形に対して輪郭点が列挙される。ここで、□は黒画素、●点は輪郭点、●点をつなぐ−の線は輪郭線である。
【００４６】
接線方向算出部１４は、輪郭線追跡部１３により列挙された輪郭点おのおのについて輪郭線から引き出される接線の方向の範囲を算出する。
【００４７】
なお、接線の方向の範囲を算出する輪郭点が所属する輪郭線の番号をｌ、当該輪郭線上での輪郭点の番号をｉとする。ｄを予め定めた自然数とする。
この場合、接線方向算出部１４は、以下の手順で接線方向の範囲を算出する。この様子を図１０に示す。
【００４８】
接線方向算出部１４は、図５の記憶テーブルを参照し、まず第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点の座標を記憶テーブルから取得し、各座標を（Ｘ、Ｙ）とする。（（Ｘ、Ｙ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］を代入する。）
【００４９】
接線方向算出部１４は、第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個前の輪郭点の座標を取得し、（Ｘｓ、Ｙｓ）とする。（（Ｘｓ、Ｙｓ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
【００５０】
接線方向算出部１４は、第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｅ、Ｙｅ）とする。（（Ｘｅ、Ｙｅ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
【００５１】
接線方向算出部１４は、差分ベクトルＦｓ＝（Ｘ−Ｘｓ、Ｙ−Ｙｓ）を算出し、ベクトル方向算出部１５によりベクトルＦｓから方向番号Ｄｓを算出する。
【００５２】
接線方向算出部１４は、差分ベクトルＦｅ＝（Ｘｅ−Ｘ、Ｙｅ−Ｙ）を算出し、ベクトル方向算出部１５によりベクトルＦｅから方向番号Ｄｅを算出する。
【００５３】
接線方向算出部１４は、ΔＤ＝Ｄｓ−Ｄｅとする。
ここで、ΔＤ≦Ｎ／２ならば、接線方向算出部１４は、Ｄ１＝Ｄｓ、Ｄ２＝Ｄｅとする。また、ΔＤ＞Ｎ／２ならば、接線方向算出部１４は、Ｄ１＝Ｄｅ、Ｄ２＝Ｄｓとする。
【００５４】
接線方向算出部１４は、このようにして求めたＤ１からＤ２を輪郭線の方向の範囲とする。
【００５５】
続いて、ベクトル方向算出部１５は、輪郭線追跡部１３により生成された輪郭線２０５（図４参照）から、接線が引き出される方向（ベクトル方向）を算出する。
【００５６】
この場合、ベクトル方向算出部１５は、ベクトルＦ≡（Ｆｘ、Ｆｙ）から方向番号Ｄを算出する。ベクトル方向算出部１５は、条件に応じて下記（式１）、（式２）、（式３）、（式４）の中から一つを選択利用し、方向番号Ｄを算出する。
【００５７】
Ｆｘ＝０の場合、
Ｆｙ＞０ならば、Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（Ｎ／４）…（式１）
Ｆｙ＞０ならば、Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（３Ｎ／４）…（式２）
Ｆｘ＞０の場合、
Ｄ＝ＲＯＵＮＤ（ＡＴＡＮ（−Ｆｙ／Ｆｘ）×Ｎ／３６０） ＭＯＤ Ｎ…（式３）
Ｆｘ＜０の場合、
Ｄ＝（１８０＋ＲＯＵＮＤ（ＡＴＡＮ（−Ｆｙ／Ｆｘ）×Ｎ／３６０）） ＭＯＤ Ｎ…（式４）
【００５８】
但し、関数ＲＯＵＮＤ（ｘ）は実数ｘを四捨五入した値を返す関数、関数ＡＴＡＮ（ｘ）はｘの逆正接関数とする。関数ＡＴＡＮ（ｘ）で返す角度の単位は「度」である。
【００５９】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向範囲算出部（ベクトル方向算出部１５）により範囲が限定された方向の接線の候補Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線の候補Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線の候補Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。なお座標ｔは、以下の（式５）を用いて算出される。
【００６０】
ｔ＝Ｘ×ＣＯＳ（−３６０Ｄ／Ｎ―９０）＋Ｘ×ＳＩＮ（−３６０Ｄ／Ｎ―９０）
…（式５）
但し、当該輪郭点の座標を（Ｘ、Ｙ）とする。
【００６１】
方向別矩形算出部１７は、方向別輪郭点射影部１６で軸に射影した交点に従い処理対象図形２０４の輪郭線２０５に外接する矩形（以下「外接矩形」と称す）を軸の方向別に求める。外接矩形は上下左右の端の座標で表現される。
【００６２】
Ｄ番目の方向における外接矩形の座標は、方向Ｄが一方の軸（以下「Ｕ軸」と称す）方向Ｄから時計回りに９０度の方向がもう一方の軸（以下「Ｖ軸」と称す）の座標系で表現するものとする。以降、Ｕ軸に沿った座標をＵ座標、Ｖ軸にそった座標をＶ座標と表記する。
【００６３】
方向別矩形算出部１７における方向別の外接矩形は、以下の手順で算出される。
1. 接線方向Ｄ毎に、方向別輪郭点射影部１６で射影した輪郭点の射影先での座標ｔの最大値を算出し、記憶テーブルの配列Ａに記憶する。Ａ［Ｄ］に方向Ｄにおける方向別輪郭点射影部１６で算出した座標ｔの最大値が代入される。なお最大値は以下の方法で算出する。
(1) Ｄ＝０,…,Ｎ−１について、Ａ［Ｄ］を０とする。
(2) 輪郭点の各々について、ベクトル接線方向算出部で求めた方向Ｄと、方向別輪郭
点射影部で算出した座標ｔを取得し、ｔ＞Ａ［Ｄ］ならＡ［Ｄ］にｔを代入する。
2. ｌ番目の輪郭線の角度Ｄでの外接矩形の下端のＶ座標Ｖｅ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ］右端のＵ座標Ｕｅ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（Ｎ／４）］、上端のＶ座標Ｖｓ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（Ｎ／２）］左端のＵ座標Ｕｓ（ｌ、Ｄ）をＡ［Ｄ＋ＲＯＵＮＤ（３Ｎ／４）］とする。
【００６４】
このようにして外接矩形が方向別に算出され、出力部１８から出力される。例えばディスプレイの画面などに外接矩形が表示される。
【００６５】
このようにこの第１実施形態の画像処理装置によれば、処理対象図形２０４の外接矩形を求める上で、処理対象図形２０４の輪郭線２０５から引き出す接線の方向をある角度の範囲（接線が取り得る範囲）に限定することで、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、図１１乃至図１４を参照して第２実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００６７】
この第２実施形態の画像処理装置の場合、図１１に示すように、接線方向算出部１４は、接線方向候補列挙部２０を有している。
【００６８】
接線方向候補列挙部２０は、接線の取り得る方向の範囲を予め方向数Ｎとして定めておき、輪郭線上の輪郭点おのおのについて、ベクトル方向算出部１５により求められた接線の方向の範囲（角度）内に存在する接線の候補を列挙（選出）する。すなわち、接線方向候補列挙部２０は、円周をＮ個に均等に分割した回転方向（図１２参照）の中で、接線範囲の算出により求められた範囲内に存在する分割線を接線の候補とする。
【００６９】
列挙する方向の候補は、予め定めた方向数Ｎ未満の非負整数で表される。非負整数ｎで表現される方向は、図１２に示すように、Ｘ軸の方向を０度とした場合、Ｘ軸から３６０ｎ／Ｎ度回転した方向として表わされる。
【００７０】
接線方向候補列挙部２０は、ベクトル方向算出部１５により求められた輪郭線上の各輪郭点における接線の方向の範囲を、非負整数Ｄ１、Ｄ２の対として接線の候補を列挙する。ここで、非負整数Ｄ１は接線の方向の範囲の始点であり、非負整数Ｄ２は接線の方向の範囲の終点である。
【００７１】
例えばＤ１≦Ｄ２ならば、接線方向候補列挙部２０は、図１３に示すように、非負整数Ｄ１（始点）から非負整数Ｄ２（終点）までの全ての非負整数それぞれを接線の候補Ｄとして列挙する。
【００７２】
また、Ｄ１＞Ｄ２ならば、接線方向候補列挙部２０は、図１４に示すように、非負整数Ｄ１（始点）からＮ−１および０からＤ２までの非負正数を接線の候補Ｄとして列挙する。
【００７３】
接線方向候補列挙部２０は、このように方向の範囲を限定して各輪郭点から引き出すべき接線の候補Ｄを列挙する。
【００７４】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向候補列挙部２０により範囲が限定された方向の接線の候補Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線の候補Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線の候補Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。なお座標ｔは、第１実施形態で示した（式５）を用いて算出される。
【００７５】
このようにこの第２実施形態の画像処理装置によれば、接線方向範囲算出部により算出された接線の方向の範囲の中に演算対象の接線の方向が限られるため、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、図１５および図１６を参照して第３実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００７７】
この第３実施形態の画像処理装置は、上記第１および第２の各実施形態に示した接線方向算出部１４のように、接線の方向の範囲や接線の候補を列挙することなく、図１５に示すように、輪郭点から引き出す接線の方向を単に算出するだけの構成に単純化したものである。
【００７８】
この場合、接線方向算出部１４は、図１６に示すように、処理対象の処理対象図形の輪郭線上の輪郭点それぞれについて接線を算出する。輪郭線上の輪郭点は、輪郭線追跡部１３によって決定されるので、接線方向算出部１４は、接線の方向を以下の手順で算出する。
1. 第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個前の輪郭点の座標を取得して（Ｘｐ、Ｙｐ）とする。
（（Ｘｐ、Ｙｐ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
2. 第ｌ番目の輪郭線上で、第ｉ番の輪郭点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｎ、Ｙｎ）とする。
（（Ｘｎ、Ｙｎ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｉ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
3. 差分ベクトルＦ＝（Ｘｎ−Ｘｐ、Ｙｎ−Ｙｐ）を算出する。
この場合、方向別輪郭点射影部１６は、接線方向算出部１４により算出された方向の接線Ｄと直交する軸へ、輪郭点から接線Ｄを引き出す、つまり輪郭点を軸へ射影することで、接線Ｄと交わった軸上の座標ｔを算出する。
このようにこの第３実施形態の画像処理装置によれば、接線の方向の演算（計算）を簡素な構成で行うことができ、外接矩形を求めるための演算処理を高速化することができる。
【００７９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態とは構成の配置（図１参照）が同じであり、一部の構成（接線方向範囲算出部）の機能（動作）が異なる。
【００８０】
上記第１実施形態では、処理対象図形２０４の輪郭線２０５の各輪郭点それぞれについて接線の方向の範囲を算出し、その中で個々の輪郭点から接線を射影（引き出）したが、この第４実施形態の画像処理装置では、輪郭線２０５を所定長の小区間に区分し、区分した個々の小区間それぞれについて接線の方向の範囲を算出し、その中で個々の小区間から接線を軸へ射影（引き出）するものとする。一例として、輪郭線追跡部１３によって求められた輪郭点のうち、隣り合う物同士の対として小区間を定める。
【００８１】
方向別輪郭点射影部１６は、接線方向範囲算出部で算出された範囲の方向と直交する軸へ小区間を射影する。
【００８２】
接線方向範囲算出部によって算出した方向の範囲の始点Ｄ１、及び終点Ｄ２について、Ｄ１≦Ｄ２が成立する場合、Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２なる整数Ｄの各々について、小区間の両端の輪郭点それぞれについて上述した（式５）で射影の座標ｔを算出し、方向別矩形算出部１７での配列Ａ［Ｄ］の更新に用いる。但し、上記（式５）による座標ｔの算出においては，座標ＸおよびＹに上記小区間の両端の輪郭点の座標を代入する。
【００８３】
また、Ｄ１＞Ｄ２ならば、始点Ｄ１からＮ−１および０から終点Ｄ２までの非負正数それぞれをＤとして、小区間の両端の輪郭点それぞれについて上述した（式５）で射影の座標ｔを算出し、方向別矩形算出部１７での配列Ａ［Ｄ］の更新に用いる。但し、上記（式５）による座標ｔの算出においては，座標ＸおよびＹに上記小区間の両端の輪郭点の座標を代入する。
【００８４】
このようにこの第４実施形態の画像処理装置によれば、接線方向範囲算出部により算出された接線の方向の範囲の中に演算対象の接線の方向が限られるため、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００８５】
また、処理対象図形の輪郭線を黒画素毎ではなく、ある長さの小区間に区分することで、計算対象の候補の接線数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第２実施形態とは構成の配置（図１１参照）が同じであり、一部の構成（接線方向候補列挙部２０）の機能（動作）が異なる。
【００８６】
上記第第２実施形態では、処理対象図形２０４の輪郭線２０５の各輪郭点それぞれについて接線を引くべき方向の範囲を限定し、その範囲内に存在する方向の接線を候補として列挙したが、この第５実施形態の画像処理装置の場合、接線方向候補列挙部２０は、輪郭線追跡部で生成した輪郭線を所定の長さ毎に区分し、区分した小区間それぞれについて接線の方向の範囲を求め、その範囲内に存在する接線を候補として列挙する。
【００８７】
接線方向範囲算出部における接線の方向の範囲の算出は以下の手順で行う。
1. 小区間の始点からｄ個前の輪郭点における接線の方向Ｄｓを算出する。接線の方向Ｄｓは第３の実施形態における接線方向算出部１４と同じ方法で求める。
2. 小区間の終点からｄ個後の輪郭点における接線の方向Ｄｅを算出する。接線の方向Ｄｅは第３の実施形態における接線方向導出部と同じ方法で求める。
3. ΔＤ＝Ｄｓ−Ｄｅとする。
4. ΔＤ≦Ｎ／２ならば、Ｄ１＝Ｄｓ、Ｄ２＝Ｄｅ、ΔＤ＞Ｎ／２ならば、Ｄ１＝Ｄｅ、Ｄ２＝Ｄｓとする。
5. Ｄ１からＤ２を接線の方向の範囲とする。
但し、ｄは予め定めた自然数である。
【００８８】
接線方向候補列挙部２０は、輪郭線追跡部１３で生成した輪郭線を所定の長さ毎に区分し、その区分した小区間それぞれについて接線の方向の範囲を求め、その範囲内に存在する接線を候補として列挙する。
【００８９】
その後、方向別輪郭点射影部１６は、接線方向候補列挙部２０で列挙した接線の方向の候補と直交する軸へ小区間の両端の輪郭点の射影として交点の座標を算出する。この際、輪郭点の射影は当該軸上への射影の座標ｔとして、上述した（式５）を用いて算出する。但し、当該輪郭点の座標を（Ｘ、Ｙ）とする。
【００９０】
このようにこの第５実施形態の画像処理装置によれば、接線方向候補列挙部２０が、輪郭線を区分した小区間それぞれについて輪郭線の方向の範囲の中から接線の候補を列挙するので、計算対象の接線の候補数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００９１】
（第６実施形態）
次に、図１７を参照して第６実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第３実施形態とは構成の配置（図１５参照）が同じであり、一部の構成（接線方向算出部１４）の機能（動作）が異なる。
【００９２】
この第６実施形態の画像処理装置では、接線方向算出部１４は、処理対象図形の輪郭線を所定の長さ毎に区分し、その区分した小区間それぞれについて輪郭線の方向を算出する。
【００９３】
また、方向別矩形算出部１７は、方向別輪郭点射影部１６により輪郭線の各小区間それぞれから軸に射影された交点を基に処理対象図形の輪郭線を接線で囲み、処理対象図形に外接する矩形を方向別に求める。
【００９４】
この第６実施形態の場合、小区間の始点に位置する輪郭点の当該輪郭線上の番号をｓ、終点に位置する輪郭点の当該輪郭線上の番号をｅと表記する。当該輪郭線の番号をｌとする。この場合、接線方向算出部１４は、接線の方向を以下の手順で算出する。接線方向算出部１４における接線の方向の算出の様子を図１７に示す。
【００９５】
1. 第ｌ番目の輪郭線上で、小区間の始点のｄ個前の輪郭点の座標を取得して（Ｘｐ、Ｙｐ）とする。
（（Ｘｐ、Ｙｐ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｓ−ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
2. 第ｌ番目の輪郭線上で、小区間の終点のｄ個後の輪郭点の座標を取得して（Ｘｎ、Ｙｎ）とする。
（（Ｘｎ、Ｙｎ）にＰ［Ｒ［ｌ］＋（（ｅ＋ｄ） ＭＯＤ ｍ［ｌ］）］を代入する。）
3. 差分ベクトルＦ＝（Ｘｎ−Ｘｐ、Ｙｎ−Ｙｐ）を算出する。算出したベクトルＦから方向番号Ｄを算出する。
但し、ｄは予め定めた自然数である。
【００９６】
このようにこの第６実施形態の画像処理装置によれば、接線の方向の演算（計算）を簡素な構成で行うことができ、外接矩形を求めるための演算処理を高速化することができる。また、処理対象図形の輪郭線から接線を導出する上で、輪郭線の輪郭点毎ではなく、輪郭線を小区間毎に区分することで、計算対象の接線の候補数を少なくでき、演算量が少なくなり、方向数の増大に伴う計算量の増大を抑えることができる。
【００９７】
すなわち、上記第４乃至第６実施形態では、接線方向算出部１４は、処理対象図形の輪郭線を小区間に区分し、区分した小区間それぞれについて、接線の方向の算出（第３実施形態）、接線の方向の範囲の算出（第１実施形態）、接線の方向の範囲内に存在する接線の候補の列挙（第２実施形態）などの処理を行う。
【００９８】
（第７実施形態）
次に、図１８を参照して第７実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００９９】
第７実施形態の画像処理装置は、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）により輪郭線の外接矩形を方向別に求めた後で、外接矩形をどのように処理するかを例示するものである。
【０１００】
第７実施形態の画像処理装置は、図１８に示すように、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）に加えて、出力部１８として、輪郭線重み算出部７３、方向別射影算出部７４および方向別射影出力部７５を有している。
【０１０１】
輪郭線重み算出部７３は、輪郭線それぞれについて重みを算出する。方向別射影算出部７４は、輪郭線重み算出部７３で算出された輪郭線の重みと方向別矩形算出部１７により方向別に算出（推定）された輪郭線の外接矩形とから、処理対象図形の射影を方向別に算出する。
【０１０２】
方向別矩形算出部１７は、第１から第６のいずれかの実施形態に示したものと同じ構成であり、処理対象図形から生成された輪郭線から、輪郭線の外接矩形を方向別に求める。
【０１０３】
輪郭線重み算出部７３は、処理対象図形の輪郭線から引き出される接線それぞれについて、重みを計算する。ｌ番目の輪郭線の重みは当該輪郭線が取り囲む面積として算出する。重みを輪郭線が取り囲む面積として算出するのは、当該輪郭線に囲まれる黒画素の射影結果に近似した射影を算出するためである。
【０１０４】
第ｌ番目の輪郭線が取り囲む面積は、当該輪郭線上の輪郭点それぞれについて下記（式６）により面積ΔＳ［ｉ］を算出し、輪郭線毎に面積ΔＳ［ｉ］の総和Ｓ［ｌ］として算出する。
【０１０５】
ΔＳ［ｉ］＝（Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］．Ｘ＋Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｊ］．Ｘ）
×（Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｉ］．Ｙ−Ｐ［Ｒ［ｌ］＋ｊ］．Ｙ）／２ …（式６）
【０１０６】
但し、ｉは当該輪郭線上における当該輪郭点の番号である。Ｐ［ｋ］は輪郭線追跡部１３で列挙した輪郭点の座標を格納した配列の第ｋ要素を表す。Ｐ［ｋ］．ＸはＰ［ｋ］のＸ成分を表す。Ｐ［ｋ］．ＹはＰ［ｋ］のＹ成分を表す。また、ｊ＝（ｉ＋１） ＭＯＤ Ｎ とする。
【０１０７】
方向別射影算出部７４は、輪郭線重み算出部７３により算出された輪郭線の重みと方向別矩形算出部１７により方向別に算出された輪郭線の外接矩形から、方向別に処理対象図形の射影を算出する。輪郭線の番号をｌ、方向をＤ、当該方向の軸上での座標をｔとする。
【０１０８】
この際、方向別射影算出部７４は、下記（式７）を用いて射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を算出する。例えば座標ＲＯＵＮＤ（Ｖｓ（ｌ、Ｄ））からＲＯＵＮＤ（Ｖｅ（ｌ、Ｄ））の間の座標ｔについて射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を算出し、算出した射影の増分ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）を射影Ｊ［ｔ］に積算することで、方向Ｄについての射影を算出する。
【０１０９】
ΔＪ（ｌ、Ｄ、ｔ）＝Ｓ［ｌ］／（Ｖｅ（ｌ、Ｄ）―Ｖｓ（ｌ、Ｄ））…（式７）
但し、Ｕｓ（ｌ、Ｄ）を方向別矩形算出部１７で求めたｌ番目の輪郭線の角度Ｄでの外接矩形の左端のＵ座標、Ｖｓ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の上端のＶ座標、Ｕｅ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の右端のＵ座標、Ｖｅ（ｌ、Ｄ）を外接矩形の下端のＶ座標とする。
【０１１０】
この第７実施形態の画像処理装置によれば、文字認識処理における文字行や文字の抽出に有用な射影を高速に計算することができる。
【０１１１】
（第８実施形態）
次に、図１９および図２０を参照して第８実施形態の画像処理装置を説明する。なお上記第７実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
【０１１２】
第８実施形態の画像処理装置は、第７実施形態で記載した方向別射影算出部７４により処理対象図形の射影を方向別に求めた後で、その射影をどのように処理するかを例示するものである。
【０１１３】
第８実施形態の画像処理装置は、図１９に示すように、第１から第６のいずれかの実施形態で記載した構成（方向別矩形算出部１７までの構成）に加えて、出力部１８として、輪郭線重み算出部７３、方向別射影算出部７４、文字行推定部８３および文字行出力部８４を有している。
【０１１４】
文字行推定部８３は、方向別射影算出部７４で算出された処理対象図形の方向別の射影を基に処理対象図形中の文字行の方向を推定する。文字行出力部８４は、文字行推定部８３により推定された文字行を出力する。文字行出力部８４が例えばディスプレイなどであれば、文字行を画面に表示する等の出力を行う。
【０１１５】
方向別射影算出部７４は、第７実施形態で示した構成であり、処理対象図形の射影を算出する。文字行推定部８３は、図２０に示すように、方向別射影算出部７４により算出された射影が予め定めた定数θを超える区間のうち、長さが予め定めた定数ε以上の領域を「行」として抽出する。
【０１１６】
このようにこの第８実施形態の画像処理装置によれば、方向別の処理対象図形の射影を基に処理対象図形中の文字行の方向を推定するので、文字認識用の辞書の文字の方向と処理対象図形の向きを合わせることで、例えば服に手で取り付けられた番号札や名札などのように文字列の向きが一定しない映像を読み取った画像の文字認識処理を高速に行うことができる。
【０１１７】
上記実施形態によれば、射影の計算では、射影を計算する方向を輪郭線と直交する方向に限定することで、計算量を削減することができる。したがって、計算量に制限がある場合は、より多くの方向について射影を計算することができる。すなわち、処理対象図形の射影を用いて文字行の方向を推定する場合、計算量に制限がある場合は、より高精度に行方向を推定できる。
【０１１８】
なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。
【０１１９】
例えば上記各実施形態に示した構成は、ハードウェアだけでなく、例えばコンピュータに画像処理ソフトウェアのモジュール（プログラム）として組み込むことで実現できる。
【０１２０】
また上記実施形態に示した構成は、専用ハードウェアやその集合体、または分散処理用のコンピュータネットワークの一つのコンピュータ上に分散して実装してもよく、上記構成のうち本発明の実現するために必須の要素を全て備えるならば、実施形態で例示した構成に関わらずどのような形態で実現しても良い。
【０１２１】
また、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせて発明を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図２】処理対象の画像の一例を示す図である。
【図３】処理対象の処理対象図形を示す図である。
【図４】処理対象図形から生成した輪郭線を示す図である。
【図５】輪郭点の情報が記憶される記憶テーブルを示す図である。
【図６】輪郭線の各輪郭点から引き出される接線の様子を示す図である。
【図７】輪郭点を軸に射影した交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値を抽出する様子を示す図である。
【図８】ある軸の輪郭線の外接矩形を示す図である。
【図９】処理対象図形の輪郭点が列挙された様子を示す図である。
【図１０】輪郭線の接線方向の範囲を算出する様子を示す図である。
【図１１】第２実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１２】輪郭線から接線の候補を列挙する上で接線が取り得る方向を示す図である。
【図１３】Ｄ１≦Ｄ２の場合に接線の候補が列挙された一例を示す図である。
【図１４】Ｄ１＞Ｄ２の場合に接線の候補が列挙された一例を示す図である。
【図１５】第３実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１６】第３実施形態において、輪郭線上の輪郭点から接線を導出する様子を示す図である。
【図１７】第６実施形態において、輪郭線上の小区間から接線を導出する様子を示す図である。
【図１８】第７実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図１９】第８実施形態の画像処理装置の構成を示す図である。
【図２０】文字行を抽出する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…画像記憶部、１１…画素抽出部、１２…接線導出部、１３…輪郭線追跡部、１４…接線方向算出部、１５…ベクトル方向算出部、１６…方向別輪郭点射影部、１７…方向別矩形算出部、１８…出力部、１９…入力部、２０…接線方向候補列挙部、７３…輪郭線重み算出部、７４…方向別射影算出部、７５…方向別射影出力部、８３…文字行推定部、８４…文字行出力部、２０１…処理対象画像、２０２…番号札、２０３…画像、２０４…処理対象図形、２０５…輪郭線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の画像が記憶された記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、
前記接線導出部により導出された接線と直交する方向の軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、
前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記接線導出部は、
前記輪郭線を所定の長さ毎に区分した区間単位に接線を導出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記接線導出部は、
前記輪郭線を構成する輪郭点に対してそれぞれ接線を導出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記接線導出部は、
前記輪郭線上のある位置から前記輪郭線を構成する輪郭点を順に追跡する輪郭線追跡部と、
前記輪郭線追跡部により追跡された個々の輪郭点の追跡結果に従って、前記接線を引き出すべき方向を、前記輪郭点を起点とした回転方向の角度の範囲で決定する接線範囲決定部と、
前記接線範囲決定部により決定された角度の範囲内で前記輪郭線から前記接線を導出する範囲内接線導出部と
を具備することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記範囲接線導出部は、
一周をＮ個に分割した前記回転方向の中で前記範囲に存在する分割線を接線の候補とする接線候補列挙部を具備することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記輪郭線それぞれについて重みを算出する重み算出部と、
前記重み算出部により算出された輪郭線の重みと前記矩形算出部により方向別に算出された輪郭線の外接矩形とから、前記画像の射影を方向別に算出する射影算出部と
を具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記射影算出部により算出された方向別の射影を基に文字行の方向を求める文字行推定部を具備することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像処理装置に画像処理を実行させる画像処理プログラムにおいて、
前記画像処理装置を、
処理対象の画像が記憶された記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、
前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、
前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項９】
処理対象の画像が記憶された記憶部と、接線導出部と、射影部と、矩形算出部とを有する画像処理装置における画像処理方法において、
前記接線導出部が、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出し、
前記射影部が、導出した接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求め、
前記矩形算出部が、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
処理対象の画像が記憶された記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、
前記接線導出部により導出された接線と直交する方向の軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、
前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記接線導出部は、
前記輪郭線を所定の長さ毎に区分した区間単位に接線を導出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記接線導出部は、
前記輪郭線を構成する輪郭点に対してそれぞれ接線を導出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記接線導出部は、
前記輪郭線上のある位置から前記輪郭線を構成する輪郭点を順に追跡する輪郭線追跡部と、
前記輪郭線追跡部により追跡された個々の輪郭点の追跡結果に従って、前記接線を引き出すべき方向を、前記輪郭点を起点とした回転方向の角度の範囲で決定する接線範囲決定部と、
前記接線範囲決定部により決定された角度の範囲内で前記輪郭線から前記接線を導出する範囲内接線導出部と
を具備することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記範囲接線導出部は、
一周をＮ個に分割した前記回転方向の中で前記範囲に存在する分割線を接線の候補とする接線候補列挙部を具備することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記輪郭線それぞれについて重みを算出する重み算出部と、
前記重み算出部により算出された輪郭線の重みと前記矩形算出部により方向別に算出された輪郭線の外接矩形とから、前記画像の射影を方向別に算出する射影算出部と
を具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記射影算出部により算出された方向別の射影を基に文字行の方向を求める文字行推定部を具備することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像処理装置に画像処理を実行させる画像処理プログラムにおいて、
前記画像処理装置を、
処理対象の画像が記憶された記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出する接線導出部と、
前記接線導出部により導出された接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求める射影部と、
前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める矩形算出部
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項９】
処理対象の画像が記憶された記憶部と、接線導出部と、射影部と、矩形算出部とを有する画像処理装置における画像処理方法において、
前記接線導出部が、前記記憶部から読み出した画像から、輪郭点の集合として表現される輪郭線を抽出し、抽出した前記輪郭線に対する接線を導出し、
前記射影部が、導出した接線と直交する軸へ前記接線を射影し、前記接線が前記軸と交わる交点の座標を求め、
前記矩形算出部が、前記軸の方向毎に前記射影部により求められた交点の座標のうち座標の値が最大値と最小値の交点を抽出し、第一の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通る１組の平行な接線と、前記第一の軸と直交する第二の軸について抽出した最大値と最小値の２つの交点を通るもう１組の接線の組とで形成される矩形を求める
ことを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１０８１３５（Ｐ２０１０−１０８１３５Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７７８７０（Ｐ２００８−２７７８７０）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]