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JP2930612B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2930612B2
JP2930612B2 JP1258899A JP25889989A JP2930612B2 JP 2930612 B2 JP2930612 B2 JP 2930612B2 JP 1258899 A JP1258899 A JP 1258899A JP 25889989 A JP25889989 A JP 25889989A JP 2930612 B2 JP2930612 B2 JP 2930612B2
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • H04N1/40—Picture signal circuits
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    • G06V30/40—Document-oriented image-based pattern recognition
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    • G06V30/412—Layout analysis of documents structured with printed lines or input boxes, e.g. business forms or tables

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル複写機，フアクシリミ，ワードプ
ロセツサなどを画像形成装置に係り、特に文字情報の切
り出し，文字認識，図形認識に特徴のある画像形成装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来のデジタル複写機には画像を認識する機能が無か
つたので、手書きを含む罫線等の線画と文章が書かれた
原稿から、手書きの線を奇麗に（直線は直線らしく、円
は円らしく）書き直したいと言つた場合、手書きの下書
き原稿を基に定規を使つて原稿を書き直さなければなら
なかつた。
また、ワードプロセツサで、キーボードから再入力し
て、あるいは漢字のOCR（光学的文字認識）装置を用い
て、原稿を作成し直す方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術においては、原稿作成に要する時間がか
かり、また奇麗な原稿が作成てきなかつた。
また、キーボードで再入力する方法は時間と労力がか
かり、また漢字OCRは現状では未だ認識率が余り良くな
いので訂正処理が厄介となるという問題があつた。
本発明の目的は、手書き原稿を自動的に修正するとと
もに、手書き原稿の文字を正確かつ綺麗に整列し出力す
ることのできる画像形成装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、原稿を光学的に読み取り、それを光電変
換して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、原
稿読み取り手段により得られた２値の画像データを保持
する第一の記憶手段と、第一の記憶手段中の文字画像の
外枠矩形を求めて、文字画像を１文字ずつ切り出し、文
字画像の外枠矩形の中心に基づき文字列を抽出する文字
列抽出手段と、文字列抽出手段で抽出した文字画像の外
枠矩形の中心に基づき、文字の大きさや間隔が揃い、ま
た文字列が水平または垂直方向の近い方に整列するよう
に、文字画像を拡大、縮小、移動する文字整列手段と、
出力画像を保持する第二の記憶手段と、第二の記憶手段
に書き込まれた出力画像を転写紙に像形成して出力する
出力手段とを備えることにより達成される。
〔作用〕
手書きの文章原稿中の手書き文字を正確かつ綺麗に整
列したり、大きさを揃えたりすることにより、見栄えの
よい原稿に変換してから出力する。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による画像形成装置の一実施例の第１
の実施例の制御ブロツク図であつて、１は原稿読み取り
手段、２は第一の記憶手段、３は輪郭追跡手段、４は文
字／図形判別手段、５は文字列抽出手段、６は文字整列
手段、７はベクトル化手段、８はベクトル修正手段、９
は画像合成手段、10は第二の記憶手段、11は出力手段で
ある。
第２図は文字／図形混在原稿の説明図であつて、この
ような原稿を図示しないデジタル複写機の原稿設置台に
セツトしてコピー開始ボタンを押すと、原稿読み取り手
段１は原稿を光学的に読み取り、２値のデジタルデータ
に変換した後、第一の記憶手段２中に入力画像データと
して格納する。次に輪郭線追跡手段３により第一の記憶
手段２中の入力画像データ中の連結している黒画素集合
の輪郭を追跡し、その輪郭の主走査方向，副走査方向の
最小値と長さを求める。これが黒画素集合を囲む最小の
長方形となる。その次に文字／図形判別手段４により、
その長方形の大きさから入力画像データ中の黒画素集合
が文字画像なのか、あるいは図形画像なのかを判定す
る。文字画像の場合は、文字列抽出手段５により、その
最小の長方形の分布から文字列を推定し、平均文字幅，
高さ，間隔を算出した後、文字整列手段６により、文字
幅，高さ，間隔が均一となるように、各文字画像の拡大
・縮小率，移動量を計算する。
また、図形の場合はベクトル化手段７により、その線
画像とベクトルで近似した後、ベクトル修正手段８によ
り、ベクトルの方向と予め設定された整列方向（例えば
水平・垂直方向）との角度誤差の小さい方向に修正す
る。
画像合成手段９は、ベクトル修正手段８で修正したベ
クトルデータを第二の記憶手段10中に作画すると共に、
文字整列手段６で算出した各文字画像の拡大・縮小率，
移動量を基に、文字画像データを第二の記憶手段10中に
書き込む。最後に出力手段11は、第二の記憶手段10中の
出力画像データを読み出して転写紙に作像し、排出す
る。
第３図は、画像処理結果の説明図であつて、以上の処
理により、この図に示すような出力結果が得られる。
なお、第２図，第３図中の長方形枠は、文字画像の大
きさ，位置が分かり易いように付加したものである。
ここで、現在メモリ装置がコスト高であるため、第一
の記憶手段２と第二の記憶手段10とを同一のメモリ装置
により構成することも可能である。また本発明の機能を
実行するに当たり、予め実行領域をタブレツトやマーカ
等で指定することにより、原稿中の一部だけを処理する
ことも可能となる。あるいは文字／図形判別手段で判別
した文字画像を整列処理し、図形画像はそのまま合成し
て出力するとか、文字画像だけを出力するとかといつた
モードも設定可能である。
次に、第１図に示す各手段における動作を個別に説明
する。
（１）輪郭線追跡方法 まず、入力画像をラスタ走査し、追跡を開始する黒画
素を捜す。次にその追跡開始画素から外側の輪郭線の場
合には反時計回りに、内側の輪郭線の場合には時計回り
に輪郭画素を追跡し、再び追跡開始画素に戻つたら、１
つの黒画素集合の輪郭線追跡が終了したことになる。
以上の処理を、まだ追跡が終了していない輪郭画素が
無くなるまで繰り返す。
第４図，第５図は輪郭線追跡方法の説明図であつて、
第４図は１つの黒画素集合の輪郭線を追跡した例で、輪
郭線の方向としては第５図に示すような０〜７の方法と
したものである。
まず、第４図のようにラスタ走査30し、追跡開始画素
を捜す。追跡開始画素が（ｉ＋1,j）の位置に見つか
り、ラスタ走査時の１つ前の画素が白画素なので外側輪
郭線と判断して、この位置より反時計回りに追跡を開始
する。次に、第５図中符号４の方向から反時計回りに近
傍画素を調べ、最初に見つかつた黒画素の方向を輪郭線
の方向とする。その次に、追跡中心画素をその黒画素に
移動し、（前回の輪郭線の方向−２）の方向から反時計
回りに近傍画素を調べ、これを追跡開始画素にたどり着
くまで繰り返す。この結果、第４図の矢印群31で示すよ
うな輪郭線の追跡が行えた。
第６図は輪郭データの説明図で、上記追跡結果のう
ち、外側の輪郭線追跡の場合だけを輪郭データとして記
憶手段に格納する。輪郭データは第６図に示すように、
輪郭座標の最小値と最大値をとつて、開始位置（最小
値）と長さ（最大値−最小値）で構成されている。第６
図の１行目に示したものは第４図に示す輪郭線追跡結果
である。
（２）文字／図形判定方法 輪郭線追跡の結果として得られた輪郭データのうち、
Ｘ方向（主走査方向）、Ｙ方向（副走査方向）の大きさ
（第６図参照）により、その輪郭線の内側の画像がノイ
ズなのか、文字なのか、或いは図形なのかを判定する。
第７図は文字／図形判定方法の処理フローチヤートで
あつて、予めノイズ画像の大きさ上限、文字画像の大き
さの上限を決めておき、それぞれL1,L2とすると、同図
のフローに示すように、長さX,Yが共にL1より小さい場
合（７−１でYES）をノイズ画像、長さX,Yが共にL1より
大きく（７−１でNO）、L2より小さい場合（７−２でYE
S）を文字画像、それ以外（７−２でNO）を図形画像と
判定する。
第８図は輪郭データの内容の説明図であつて、画像判
定データはこの判定結果をコード化して、同図のデータ
エリアに示すように第６図の輪郭データの順番に登録す
る。
ここで、上記のL1,L2は変倍率に応じて変化させない
と、変倍読み取り時の正確な画像判定ができないので、 L1′＝L1×Ｒ L2′＝L2×Ｒ （Ｒは変倍率） という計算を行い、判定時にL1,L2の代わりにL1′,L2′
を用いる。
（３）文字列抽出方法 第９図，第10図は文字列抽出方法の説明図であつて、
文字列の推定方法としては、例えば第９図に示すよう
に、ある文字画像の外枠矩形の中心を原点とし、その原
点とその近傍の文字画像の外枠矩形中心との距離を求
め、その距離の短い方向を文字列の方向と仮定し、原点
を移動する（第９図）。
次に、この原点とその近傍の文字画像の外枠矩形中心
との距離を求め、その距離の短い方向に原点を移動する
（第９図）。
以上の処理を文字の中心間の距離の差が予め設定した
しきい値より大きくなつた場合、または文字列の方向が
変化した場合に文字列の終わりと判断する。その結果、
第10図の例のように文字列を抽出できる。さらに１つの
文字列中の文字の高さ，幅，間隔の平均値を求め、文字
列中の文字配列が整うように、各文字画像の縦倍率，横
倍率，移動量を算出する。このとき、文字幅が狭い文字
（例えば数字の１）や、文字高さが低い文字（例えば記
号の一）、縦横共に小さい文字（例えばカナの小文字）
は平均値の算出に含めない。
（４）文字整列方法 第11図は文字整列結果の説明図であつて、上記のよう
に文字列抽出手段５で算出した各文字画像の縦，横の変
倍率，移動量の基に、各文字画像を整列する。
第10図に示すような文字列を整列し直した結果を第11
図に示す。このように、手書きの文字原稿でも文字の大
きさや間隔を揃えることにより、見栄えのよい原稿に変
換することができる。
（５）ベクトル化方法 第12図はベクトル化方法の説明図であつて、２値の線
図形画像のベクトル化の方法としては、例えば電子通信
学会論文誌1985年４月Vol.J68−Ｄ No.4（P.845〜85
2）や、特開昭62−286177号公報に記載されているよう
な、線図形画像の両側の輪郭線を追跡しつつその中心線
を求め、これを折れ線ベクトルとして近似表面する方法
がある。第12図の（ａ）から（ｂ）への変換がベクトル
化の例である。
（６）ベクトル修正方法 第12図の（ｂ）から（ｃ）への変換例に示すように、
角度の差または距離の小さいベクトルを１つのベクトル
に統合することにより、手書きによる線の振れを吸収し
て直線に変換することができる。
（７）文字整列次のエラー処理 第13図は文字整列時の説明図であつて、同図（ａ）に
示すように、整列処理により配置し直した文字画像が図
形画像に重なつた場合は、同図（ｂ）に示すように、文
字間隔を小さくして並び変えるか、あるいは同図（ｃ）
に示すように、重なつた文字を次の行の先頭に移動し、
次の行を１文字ずつ右にずらすことにより対処できる。
文字画像が印字領域外に移動された場合も同じ処理で対
処可能である。
（８）画像圧縮 前段階ではメモリ装置がコスト高であるため、少ない
メモリで本発明の機能を実現することが望ましい。
そこで、まず、その１番目の方法としては、原稿読み
取りの際、縮小して入力し、処理後、拡大して出力する
方法がある。この方法だと入力から出力までの間の処理
における演算回数も減るので、処理時間も短くなるが、
文字画像の品質が劣化するという問題がある。
また、２番目の方法として、原稿を読み取つた後、入
力画像データを圧縮し、処理後に復元してから出力する
方法がある。圧縮，復元の方法としては、フアクシミリ
等で使用されているMH法などでも可能であるが、黒誤差
の情報のみが必要ということから、黒画素のラン・レン
グスを用いて圧縮，復元する例を説明する。
第14図は黒画素のデータ構造の説明図であつて、副走
査方向（Ｙ方向）位置、主走査方向（Ｘ方向）開始位
置、走査方向終了位置のデータからなり、ラスタ走査順
にデータが登録されている。入力画像が圧縮されたデー
タ構造となつているため、上記の輪郭線追跡方法は使用
できず、以下のような方法となる。
第15図は圧縮画像の輪郭線追跡の説明図であつて、 、圧縮された画像データを副走査方向に順に調べて、
まだ追跡していない黒画素開始点を捜す。
、その開始点からＹの正方向（副走査のライン数が増
加する方向）に、まだ追跡していない黒画素開始点を捜
す。
、で同じ副走査列の前の黒画素列の黒画素終了点の
方が次の副走査列の黒画素開始点より近くにある場合
は、同じ副走査列の前の黒画素列の黒画素終了点に進
み、今度はその点からＹの負方向に黒画素終了点を捜
す。
、まだ追跡していない黒画素開始点か見つからなかつ
た場合は、その黒画素列の黒画素終了点に進み、そこか
ら今度はＹの負方向に黒画素終了点を捜す。
、又はで同じ副走査列の次の黒画素列の黒画素開
始点の方が、次の副走査列の黒画素終了点より近くにあ
る場合は、同じ副走査列の次の黒画素列の黒画素開始点
に進み、今度はその点からＹの正方向に黒画素開始点を
捜す。
、上記〜を繰り返し、の追跡開始点に戻つた
ら、１つの輪郭ループの追跡が終了したことになる。再
びに戻つて次の追跡開始点を捜す。
、上記〜を繰り返し、まだ追跡していない黒画素
開始点がなくなつたら、処理を終了する。
この方法は前記の輪郭線追跡方法に比べ、黒画素の開
始点と終了点のみを調べるので処理時間が速く、また第
14図に示すデータ構造に黒画素のランの識別フラグを設
け、１つの輪郭ループの追跡毎に画像判定を行つて判定
結果の識別コードを上記識別フラグに記入することによ
り、出力画像用のメモリが不要になると共に、隣接画像
の分離が正確にできる。
また、文字画像の移動，変倍は、まず１つの文字画像
分のラン・レンズスデータを抽出した後、移動量（xm,y
m）、変倍率（xr,yr）、文字画像の外接矩形枠の左上位
置（xcs,ycs）、枠の大きさ（xcl,ycl）、黒ランの開始
位置（xs,ys）、長さ（xl）とすると、移動・変倍後の
黒ランの開始位置（xs′,ys′）、長さ（xl′）は、 xs′＝（xs−xcs）×xr＋（xcs＋xm） ys′＝（ys−scs）×xr＋（ycs＋ym） xl′＝xl×xr の式より求めることができる。
第16図は画像形成装置の制御概念図、第17図は手書き
原稿の説明図であつて、第17図に示すような原稿（第16
図の符号20）をデジタル複写機の原稿設置台にセツト
し、本発明の機能のモードと直線を整列する方法（例え
ば水平，垂直の４方向）の選択を行つた後、コピー開始
ボタンを押すと、原稿読み取り手段１は原稿を光学的に
読み取り、２値のデジタルデータに変換した後、第一の
記憶手段２中に入力画像データ2aとして格納する。次に
輪郭線追跡手段３により、第一の記憶手段２中の入力画
像データ2aを読み出して、連結している黒画素集合の輪
郭を追跡し、その輪郭の主走査方向，副走査方向の最小
値と長さを求め、それを輪郭データ2bとして第一の記憶
手段２に格納する。入力画像データ2a全部について輪郭
線追跡が終了したら、画像判定手段12により輪郭データ
2bを読み出して、輪郭の大きさにより入力画像データ2a
中の黒画素集合がノイズ画像なのか、文字画像なのか、
あるいは図形画像なのかを判定し、その判定結果を画像
判定データ2cとして第一の記憶手段２に格納する。その
次にベクトル化手段７により画像判定データ2cを読み出
して図形画像を抽出し、それをベクトル化して、その結
果をベクトルデータ2dとして格納する。その後、図形認
識手段13はベクトルデータ2dを読み出して、直線，円等
の図形要素として認識し、かつ図形要素間の接続関係を
も認識して、それらの認識結果を図形要素データ2eとし
て格納する。
図形修正手段14は、コピー開始時に設定された直線の
整列方向の情報を基に、図形要素データ2eを読み出し
て、直線要素の方向が設定された整列方向との角度誤差
の小さい方向に、図形要素間の接続関係を保持したまま
修正し、その修正後の図形要素データ2fを第一の記憶手
段２に格納する。
作画手段15は、修正後の図形要素データ2fと、画像判
定手段12により文字と判定された画像を第二の記憶手段
10中に出力画像データ10aとして格納する。最後に出力
手段11は第二の記憶手段10中の出力画像データ10aを読
み出して転写紙21に作像し、排出する。
第18図は画像処理結果の説明図であつて、以上により
第18図に示すような出力結果が得られる。
第19図は部分的な画像処理の説明図であつて、本発明
の機能を実行するに当たり、予め実行領域を指定するこ
とにより、第19図に示すような部分的な処理も可能にな
る。この方法だと全体を処理する場合に比べ、処理速度
は速くなる。
第20図は直線の整列方向指定の画像処理の説明図であ
つて、第20図（ａ）に示すように、直線の整列方向を任
意に指定すると、同図（ｂ）に示すような入力原稿か
ら、同図（ｃ）に示すような出力結果が得られる。
第21図は手書き原稿の説明図、第22図は画像処理の途
中結果の説明図、第23図は画像処理結果の説明図、第24
図は部分的な画像処理の説明図であつて、この原稿の場
合、前述と同様にして、図形要素データ2eを読み出し
て、直線要素の方向が設定された整列方向との角度誤差
の小さい方向に、図形要素間の接続関係を保持したまま
修正した後（この処理による途中結果が第22図に示され
ている）、それらの修正後の図形要素データのうち、あ
る図形要素の端点が他の要素とある定められたしきい値
内で接近している場合、端点をその図形要素まで延長し
て修正し、その修正後のデータを第一の記憶手段２に格
納する。
作画手段15は、修正後の図形要素データ2fと、画像判
定手段12により文字と判定された画像を第二の記憶手段
10中に出力画像データ10aとして格納する。最後に出力
手段11は第二の記憶手段10中の出力画像データ10aを読
み出して転写紙21に作像し、排出する。
以上により第23図に示すような出力結果が得られる。
また、本発明の機能を実行するに当たり、予め実行領
域を指定することにより、第24図に示すような部分的な
処理も可能になる。
第24図のように、一点鎖線等の実線以外の線種では、
本発明による処理を実行すると実線に変換されてしま
う。しかもこのような部分的な処理の場合は、全体を処
理する場合に比べ処理速度は速くなる。
第25図は手書き原稿の説明図、第26図は画像処理の途
中結果の説明図、第27図は画像処理結果の説明図、第28
図は部分的な画像処理の説明図であつて、前述と同様に
して図形要素データ2eを読み出して、直線要素の方向が
設定された整列方向と角度誤差の小さい方向に、図形要
素間の接続関係を保持したまま修正した後（この処理に
よる途中結果が第26図に示されている）、それらの修正
後の図形要素データのうち、３つ以上の直線要素がほぼ
平行で、それらの間隔がある定められたしきい値内であ
れば、それらの間隔の平均値で等間隔となるように、図
形要素の接続関係を保持したまま直線要素を修正し、そ
の修正後のデータを第一の記憶手段２に格納する。
作画手段15は、修正後の図形データ2fと、画像判定手
段12により文字と判定された画像を第二の記憶手段10中
に出力画像データ10aとして格納する。最後に出力手段1
1は第二の記憶手段10中の出力画像データ10aを読み出し
て転写紙21に作像し、排出する。
以上により第27図に示すような出力結果が得られる。
平行線の等間隔処理についてさらに詳しく説明する。
第26図に示すように、直線要素を整列した後、直線L11
〜L18がほぼ平行で、その間隔Y1〜Y7がほぼ等しく、ま
たL21〜L23がほぼ平行で、その間隔X1とX2がほぼ等しい
場合、Y1〜Y7がそれらの平均値と等しくなるように直線
L12〜L18を平行移動させ、またX1とX2がそれらの平均値
と等しくなるように、直線L22とL23を平行移動させる。
その結果、第27図に示すようにL12〜L18がL12′〜
L18′に修正されてその間隔Y1′〜Y7′は全て等しくな
り、L22〜L23がL22′〜L23′に修正されて、その間隔
X1′とX2′は等しくなる。
また、本発明の機能を実行するに当たり、予め実行領
域を設定することにより、第28図に示すような部分的な
処理も可能になる。
第29図は本発明による画像形成装置の第２の実施例の
制御ブロツク図、第30図は手書き原稿の説明図、第31図
は画像処理結果の説明図であつて、第29図において、30
は文字列方向変換手段である。
本実施例も前述と同様にして、原稿を図示しないデジ
タル複写機の原稿設置台にセツトしてコピー開始ボタン
を押すと、原稿読み取り手段１は原稿を光学的に読み取
り、２値のデジタルデータに変換した後、第一の記憶手
段２中に入力画像データとして格納する。次に輪郭線追
跡手段３により、第一の記憶手段２中の入力画像データ
中の連結している黒画素集合の輪郭を追跡し、その輪郭
の主走査方向，副走査方向の最小値と長さを求める。こ
れが黒画素集合に囲む最小の長方形となる。その次に文
字／図形判別手段４により、その表方形の大きさから入
力画像データ中の黒画素集合が文字画像なのか、あるい
は図形画像なのかを判定する。文字画像の場合は、文字
列抽出手段５により、その最小の長方形の分布から文字
列を推定した後、文字列方向変換手段30により、文字列
方向が縦の場合には横、横の場合には縦になるように、
各文字画像の回転角度と移動量を決める。
また、図形の場合はベクトル化手段７により、その線
画像とベクトルで近似した後、ベクトル修正手段８によ
り、ベクトルの方向と予め設定された整列方向（例えば
水平・垂直方向）との角度誤差の小さい方向に修正す
る。
画像合成手段９は、ベクトル修正手段８で修正したベ
クトルデータを第二の記憶手段10中に作画すると共に、
文字列方向変換手段30で決定した各文字画像の回転角度
と移動量を基に、文字画像データを第二の記憶手段10中
に書き込む。最後に出力手段11は、第二の記憶手段10中
の出力画像データを読み出して転写紙に作像し、排出す
る。
以上の処理により、第31図に示すような出力結果が得
られる。
各手段における制御方法は前述の通りであるが、以下
について述べておく。
（１）文字列抽出方法 第32図は文字列抽出方法の説明図であつて、文字列の
推定方法としては、例えばこの図に示すように、ある文
字画像の外枠矩形の中心を原点とし、その原点とその近
傍の文字画像の外枠矩形中心との距離を求め、その距離
の短い方向を文字列の方法と仮定し、原点を移動する
（第32図）。
次に、この原点とその近傍の文字画像の外枠矩形中心
との距離を求め、その距離の短い方向に原点を移動する
（第32図）。
以上の処理を文字の中心間の距離の差が予め設定した
しきい値より大きくなつた場合、または文字列の方向が
変化した場合に文字列の終わりと判断する。
第33図，第34図は文字列抽出結果の説明図であつて、
第33図の例のように、文字列を抽出できる。さらに１つ
の文字列中の各文字の高さ，幅，間隔の平均値を求め、
文字列方向変換のための各文字画像の回転方向，移動量
を算出する。このとき小さい文字（例えばカナの小文
字）は第33図の1011から第34図の1107、第33図の1013か
ら第34図の1111への変換の例のように、回転後の移動量
が他と異なり、この例のように、横書きから縦書きへの
変換の場合は、下揃えから上揃えとなる。句読点の場合
も同様に、上揃えとなる（第33図の1107から第34図の11
13への変換）。
また、記号のカツコ（第33図の1014,1018）は回転処
理を行わないので、横書きで幅の狭い文字または縦書き
で高さの低い文字については、その文字がカツコがどう
かを認識する手段が必要になる。簡単なシステム構成に
するには、この処理をオペレータに委ね、オペレータが
回転処理しない部分を領域指定するといつた方法も可能
である。
（２）文字列方向変換方法 上記のように文字列抽出手段５で算出した各文字画像
の回転角度，移動量を基に、各文字画像を再配置する。
第33図に示すような文字列を再配置した結果を第34図に
示す。このように、文章原稿中の各文字画像を回転，移
動することにより、文字列方向を変換することができ
る。
（３）画像圧縮 第35図は文字画像の回転処理の説明図であつて、画像
圧縮については前述した通りであるが、文字画像の回転
処理は、例えば35図のように、まず１つの文字画像分の
ラン・レングスデータを抽出し、それを副走査方向のラ
ン・レングスデータに変換することにより行える。文字
画像の移動処理は、回転処理後の文字画像のラン・レン
グスデータのＹ方向位置,X方向開始位置,X方向終了位置
に移動量を加算すればよい。
（４）その他 この方法によれば、例えば新聞のように縦書きの段組
みのある原稿中のある記事を領域指定して入力すると、
その原稿から文字列を切り出し、再配置することによ
り、横書きの段組み無しの原稿を作成することも可能で
ある。
第36図は本発明による画像形成装置の第３の実施例の
制御ブロツク図、第37図は被合成原稿の説明図、第38図
は合成原稿の説明図、第39図は画像処理結果の説明図で
あつて、第36図において、40は領域抽出手段、41は文字
切り出し手段、42は文字配置手段である。
被合成原稿に合成原稿を重ね合わせる処理について以
下説明する。
このような原稿を図示しないデジタル複写機の原稿設
置台にセツトしてコピー開始ボタンを押すと、原稿読み
取り手段１は原稿を光学的に読み取り、２値のデジタル
データに変換した後、第一の記憶手段２中に入力画像デ
ータとして格納する。原稿の読み取りは２枚一度に行つ
ても、２回の読取りに分けてもよい。
被合成原稿の場合は、文字切り出し手段41により、第
一の記憶手段２中の被合成原稿画像データ中の連結して
いる黒画素集合の輪郭を追跡し、その輪郭の主走査方
向，副走査方向の最小値と長さを求める。これが黒画素
集合を囲む最小の長方形となる。漢字等のように１文字
が複数の黒画素集合で構成される場合は、近傍になる黒
画素集合を１つの文字画像とみなす。
次に、文字列抽出手段５により、その各文字画像の分
布から文字列方向（縦書きか横書きか）を推定し、平均
文字幅，高さ，間隔を算出する。
合成原稿の場合は、領域抽出手段40により、第一の記
憶手段２中の合成原稿画像データ中の連結している黒画
素集合の輪郭を追跡し、その輪郭の主走査方向，副走査
方向の最小値と長さを求めた後、これらの黒画素集合を
囲む最小の長方形を含む最小の長方形を算出する。これ
が合成画像領域となる。
次に、文字配置手段42は、前記文字列情報，合成画像
領域情報から、合成画像領域内にある文字画像を抽出
し、その文字画像が合成画像領域外に位置するように各
文字画像を配置し直すための移動量を算出する。
画像合成手段９は、文字配置手段42で算出した各文字
画像の移動量も基に、文字画像データを第二の記憶手段
10中に書き込むと共に、領域抽出手段40で算出した合成
画像領域内にある合成画像を第二の記憶手段10中に書き
込む。最後に出力手段11は第二の記憶手段10中の出力画
像データを読み出して転写紙に作像し、排出する。
以上により、第39図に示すような出力結果が得られ
る。
ここで、現在メモリ装置がコスト高であるため、第一
の記憶手段２と第二の記憶手段10とを同一のメモリ装置
により構成し、被合成原稿画像中の合成画像領域内の各
文字画像を移動した後、合成原稿画像から合成領域内に
ある画像を切り出して、被合成原稿画像中にコピーする
ようにすることも可能である。
また、前記の説明では合成画像領域を合成原稿中より
自動的に抽出したが、予め合成領域のタブレツトやマー
カ等で指定することにより、より正確に速く処理するこ
とも可能となる。
あるいは、被合成原稿と合成原稿の両方に合成領域を
指定することにより、任意領域から任意領域へ、しかも
丁度はめ込むように合成処理を行うことも可能となる。
この場合、被合成原稿画像中の合成画像領域が予め分
かつているので、被合成原稿画像を入力した後、文字配
置処理までを行ない、合成原稿画像を読み取り後、直ぐ
に被原稿画像中の合成画像領域に入れることにより記憶
手段の容量を１ページ分にすることが可能になる。
前記の説明では合成画像として２値画像を例に挙げた
が、領域指定手段を用いることにより多値画像の合成処
理も容易に可能となる。
次に、前述した以外の各手段による作用を説明する。
（１）文字切り出し法 第40図，第41図は文字切り出し方法の説明図であつ
て、輪郭追跡処理で抽出した輪郭データは、例えば第40
図のように、漢字等では１文字中に複数存在する。この
複数の輪郭データから１つの文字画像を抽出するには、
まず、ある輪郭データの近傍に他の輪郭データがあるか
どうかを調べ、それらの距離が予め設定されたしきい値
より短い場合、１つに統合していく。この処理を順次繰
り返すことにより、第41図に示すように、文字画像を切
り出すことができる。
（２）文字列抽出方法 第42図，第43図は文字列抽出方法の説明図であつて、
文字列の測定方法としては、例えば第42図に示すよう
に、ある文字画像の外枠矩形の中心を原点とし、その原
点とその近傍の文字画像の外枠矩形中心との距離を求
め、その距離の短い方向を文字列の方向と仮定し、原点
を移動する（第42図）。
次に、この原点とその近傍の文字画像の外枠矩形中心
との距離を求め、その距離の短い方向に原点を移動する
（第42図）。
以上の処理を文字の中心間の距離の差が予め設定した
しきい値より大きくなつた場合、または文字列の方向が
変化した場合に、文字列の終わりと判断する。
その結果、第42図の例のように文字列を抽出できる。
さらに１つの文字列中の文字の高さ，幅，間隔の平均値
を求めると共に、文字列の間隔（行間隔）の平均値をも
算出し、再配置処理における文字画像の移動量の計算に
用いる。
（３）文字配置方法 第44図は文字配置方法の説明図であつて、上記のよう
に、文字列抽出手段５で算出した各文字画像の平均高
さ，幅，間隔，文字列の間隔を用いて、合成領域内にあ
る各文字画像を再配置する際の移動量を算出する。
文字配置の方法は、第44図の例に示すように、合成領
域内にある文字画像（第44図の1103〜1105,1108〜111
0）をその順番（1101〜1110）が変わらないように移動
する（第44図の左側から右側への変換処理）。
このように文章原稿中の文章が丁度合成画像を避ける
ように配置することにより、合成領域部分の文字が消さ
れたりすることがなく、２つの原稿を合成することがで
きる。
（４）合成領域抽出方法 第45図は高税領域抽出方法の説明図であつて、合成原
稿中の合成画像領域を自動的に抽出する方法としては、
例えば第45図に示すように、まず原稿中の黒画素集合の
輪郭を追跡して、黒画素集合を囲む最小の長方形（第45
図左側の点線で記された部分）を得る。
次に、これらの長方形を全て包含する最小の長方形を
算出して、これを合成領域とする（第45図の右側）。ま
た他の方法として、合成原稿画像中の黒画素のヒストグ
ラムを水平，垂直方向に算出し、黒画素の個数が予め設
定されたしきい値より大きい部分を全て包括するような
最小の長方形を求めることによつても可能である。
合成原稿画像が多値画像の場合は、予め背景濃度と画
像濃度とのしきい値濃度を設定しておき、そのしきい値
濃度より濃い部分を黒画素、低い部分を白画素として、
前記の何れかの方法により合成画像領域を抽出すること
ができる。
（５）文字配置時の文字あふれ処理 第46図は文字あふれ処理の説明図であつて、文字配置
処理において、配置処理後に文字画像がページからはみ
出した場合（第46図左側）、そのはみ出した文字画像を
次のページの先頭に配置する（第46図の右側）。配置す
る位置は、１ページ目の文字列開始位置に揃える。
第47図は本発明による画像形成装置の第４の実施例の
制御ブロツク図、第48図は原稿の説明図、第49図，第50
図は画像処理結果の説明図であつて、第47図において、
50は領域切り出し手段である。
以下、制御動作を説明する。
第48図に示すような原稿を図示しないデジタル複写機
の原稿設置台にセツトしてコピー開始ボタンを押すと、
原稿読み取り手段１は原稿を光学的に読み取り、２値の
デジタルデータに変換した後、第一の記憶手段２中に入
力画像データとして格納する。
次に、領域切り出し手段50は、第一の記憶手段２中の
原稿画像データ中の連結している黒画素集合の輪郭を追
跡し、の輪郭の主走査方向，副走査方向の最小値と長さ
を求める。これが黒画素集合を囲む最小の長方形とな
る。その次にこの長方形の大きさからその黒画素集合が
文字または文字の一部なのか、図形の一部なのかを判定
し、図形の場合はその図形領域を抜き出して第二の記憶
手段10中に書き込み、出力手段11により転写紙に作像
し、排出することにより第50図に示すような出力結果が
得られる。
第一の記憶手段２中に残つた文字画像については、ま
ず文字切り出し手段41により黒画素集合を囲む最小の長
方形情報から各文字画像を切り出す。漢字等のように１
文字が複数の黒画素集合で構成される場合は、近傍にあ
る黒画素集合を１つの文字画像とみなす。
次に、文字列抽出手段５により、その各文字画像の分
布から文字列方向（縦書きか横書きか）を推定し、平均
文字幅，高さ，間隔を算出する。
文字配置手段42は、前記文字列情報から領域切り出し
手段50で抜き取つた領域内に文字列を延長するように、
各文字画像を配置し直すための移動量を算出した後、そ
の文字画像データを第二の記憶手段10中に書き込む。最
後に出力手段11は第二の記憶手段10中の出力画像データ
を読み出して転写紙に作像し、排出する。
以上により、第49図に示すような出力結果が得られ
る。
ここで、現在メモリ装置がコスト高であるため、第一
の記憶手段２と第二の記憶手段10とを同一のメモリ装置
により構成し、まず原稿画像中の抜き取り画像を第一の
記憶手段２から読み出して出力後、第一の記憶手段２中
の抜き取り領域内の画像を消去した後、文字画像切り出
し処理から文字配置処理までを第一の記憶手段中で行つ
た後、出力するようにすることも可能である。
また、前記の説明では合成画像領域を合成原稿中より
自動的に抽出したが、予め合成領域をタブレツトやマー
カ等で指定することにより、より正確に速く処理するこ
とも可能となる。
次に、前述した以外の各手段による作用を述べる。
（１）文字配置方法 第51図は文字配置方法の説明図であつて、文字列抽出
手段５で算出した各文字画像の平均高さ，幅，間隔，文
字列の間隔を用いて、画像を抜き取つた領域内に文字画
像を再配置する際の移動量を算出する。
文字配置の方法は、第51図の例に示すように、領域外
にある文字画像を、その順番（第51図1101〜1110）が変
化しないように移動する（第51図の左側から右側への変
換）。
このように、原稿中の指定領域内の画像を抜き取つた
後、その空白となつた領域に文章構造を変化させないよ
うに、文字を再配置することにより、原稿のレイアウト
を変更することができる。
（２）領域自動抽出方法 第52図は領域自動抽出方法の説明図であつて、原稿中
の図形画像領域を自動的に抽出する方法としては、例え
ば第52図に示すように、まず原稿中の黒画素集合の輪郭
を追跡して、黒画素集合を囲む最小の長方形を得た後、
前記の文字／図形判定方法により図形の輪郭長方形を抽
出する（第52図左側の点線で記された部分）。
次にこれらの長方形を全て包含する最小の長方形を算
出して、これを図形画像領域とする（第52図右側）。
（３）出力処理 第53図は出力処理の説明図であつて、前記の領域抜き
取り画像と文字配置処理後の画像を合わせて１ページ分
の画像に収める場合（第53図左側）、１ページ内に配置
して出力できるようにすることも可能である（第53図右
側）。これにより転写紙の無駄を少なくできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、手書き原稿の
文字を正確かつ綺麗に整列させることにより、手書き原
稿を見栄えのよい原稿にしたり、また元の原稿を自由に
レイアウトしたりすることが可能な画像形成装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例の制
御ブロツク図、第２図は文字／図形混在原稿の説明図、
第３図は画像処理結果の説明図、第４図は１つの黒画素
集合の輪郭線を追跡した例の説明図、第５図は輪郭線の
方向の説明図、第６図は輪郭線追跡結果の説明図、第７
図は文字／図形判定方法のフローチヤート、第８図は輪
郭データの内容の説明図、第９図および第10図は文字列
抽出方法の説明図、第11図は文字整列結果の説明図、第
12図はベクトル化方法の説明図、第13図は文字整列時の
エラー処理の説明図、第14図は黒画素のデータ構造の説
明図、第15図は圧縮画像の輪郭線追跡の説明図、第16図
は画像形成装置の制御概念図、第17図は手書き原稿の説
明図、第18図は画像処理結果の説明図、第19図は部分的
な画像処理の説明図、第20図は直線の整列方向指定の画
像処理の説明図、第21図は手書き原稿の説明図、第22図
は画像処理の途中結果の説明図、第23図は画像処理結果
の説明図、第24図は部分的な画像処理の説明図、第25図
は手書き原稿の説明図、第26図は画像処理結果の途中の
説明図、第27図は画像処理結果の説明図、第28図は部分
的な画像処理の説明図、第29図は本発明による画像形成
装置の第２の実施例の制御ブロツク図、第30図は手書き
原稿の説明図、第31図は画像処理結果の説明図、第32図
は文字列抽出方法の説明図、第33図および第34図は文字
列方向変換方法の説明図、第35図は文字画像の回転処理
の説明図、第36図は本発明による画像形成装置の第３の
実施例の制御ブロツク図、第37図は被合成原稿の説明
図、第38図は合成原稿の説明図、第39図は画像処理結果
の説明図、第40図および第41図は文字切り出し方法の説
明図、第42図および第43図は文字列抽出方法の説明図、
第44図は文字配置方法の説明図、第45図は合成領域抽出
方法の説明図、第46図は文字あふれ処理の説明図、第47
図は本発明による画像形成装置の第４の実施例の制御ブ
ロツク図、第48図は原稿の説明図、第49図および第50図
は画像処理結果の説明図、第51図は文字配置方法の説明
図、第52図は領域自動抽出方法の説明図、第53図は出力
処理の説明図である。 １……原稿読み取り手段、２……第一の記憶手段、３…
…輪郭追跡手段、４……文字／図形判別手段、５……文
字列抽出手段、６……文字整列手段、７……ベクトル化
手段、８……ベクトル修正手段、９……画像合成手段、
10……第二の記憶手段、11……出力手段、30……文字列
方向変換手段、40……領域抽出手段、41……文字切り出
し手段、42……文字配置手段、50……領域切り出し手
段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 1/00 - 11/80 G06F 17/50 G06K 9/18 - 9/58

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
    して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、原稿
    読み取り手段により得られた２値の画像データを保持す
    る第一の記憶手段と、第一の記憶手段中の文字画像の外
    枠矩形を求めて、文字画像を１文字ずつ切り出し、文字
    画像の外枠矩形の中心に基づき文字列を抽出する文字列
    抽出手段と、文字列抽出手段で抽出した文字画像の外枠
    矩形の中心に基づき、文字の大きさや間隔が揃い、また
    文字列が水平または垂直方向の近い方に整列するよう
    に、文字画像を拡大、縮小、移動する文字整列手段と、
    出力画像を保持する第二の記憶手段と、第二の記憶手段
    に書き込まれた出力画像を転写紙に像形成して出力する
    出力手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、原稿読み取り手段によ
    り読み取つた画像から文字画像、図形画像を判別する文
    字／図形判別手段を有し、文字画像は、文字列抽出手
    段、文字整列手段による上記の処理を行い、図形画像は
    そのまま、あるいは直線近似した後、その両者を合成し
    て出力することを特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項３】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
    して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、原稿
    読み取り手段により得られた２値の画像データを保持す
    る第一の記憶手段と、第一の記憶手段中の文字画像の外
    枠矩形を求めて、文字画像を１文字ずつ切り出し、文字
    画像の外枠矩形の中心に基づき文字列を抽出する文字列
    抽出手段と、文字列抽出手段で抽出した文字画像の外枠
    矩形の中心に基づき、文字列方向が縦方向の場合は、文
    字画像を時計回りに90度回転して横方向に、文字列方向
    が横方向の場合には文字画像を反時計方向に90度回転し
    て縦方向に変換する文字列方向変換手段と、出力画像を
    保持する第二の記憶手段と、第二の記憶手段に書き込ま
    れた出力画像を転写紙に像形成して出力する出力手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項４】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
    して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、原稿
    読み取り手段により得られた少なくとも原稿１枚分より
    大きい２値の画像データを保持する第一の記憶手段と、
    文字を含む被合成原稿画像データ中から文字画像の外枠
    矩形を求めて、文字画像を１文字ずつ切り出す文字切り
    出し手段と、文字切り出し手段で切り出された文字画像
    の外枠矩形の中心に基づき文字列を抽出する文字列抽出
    手段と、被合成原稿画像中の、合成領域にある文字画像
    を合成領域外に配置し直す文字配置手段と、２つの原稿
    画像を重ね合わせる画像合成手段と、出力画像を保持す
    る第二の記憶手段と、第二の記憶手段に書き込まれた出
    力画像を転写紙に像形成して出力する出力手段とを備え
    たことを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項５】原稿を光学的に読み取り、それを光電変換
    して２値の画像データを得る原稿読み取り手段と、原稿
    読み取り手段により得られた２値の画像データを保持す
    る第一の記憶手段と、出力画像を保持する第二の記憶手
    段と、入力画像データ中から画像を抜き出して第二の記
    憶手段中に書き込む領域切り出し手段と、入力画像デー
    タ中から文字画像の外枠矩形を求めて、文字画像を１文
    字ずつ切り出す文字切り出し手段と、文字切り出し手段
    で切り出された文字画像の外枠矩形の中心に基づき文字
    列を抽出する文字列抽出手段と、文字列抽出手段で算出
    した文字列情報を用いて、抜き取つた画像領域内に上記
    切り出した文字画像を配置し直す文字配置手段と、第二
    の記憶手段に書き込まれた出力画像を転写紙に像形成し
    て出力する出力手段とを備えたことを特徴とする画像形
    成装置。
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