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JP2005006255A - 画像撮像装置 - Google Patents

画像撮像装置 Download PDF

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JP2005006255A
JP2005006255A JP2003170435A JP2003170435A JP2005006255A JP 2005006255 A JP2005006255 A JP 2005006255A JP 2003170435 A JP2003170435 A JP 2003170435A JP 2003170435 A JP2003170435 A JP 2003170435A JP 2005006255 A JP2005006255 A JP 2005006255A
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和宏 竹原
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みな子 桑田
Koichi Sugiyama
晃一 杉山
Minehiro Konya
峰弘 紺矢
Seiichi Senoo
静一 妹尾
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Abstract

【課題】利用者が画像認識に適した撮影状態を容易に調整することができ、画像認識が可能な状態のよい画像を容易に得ることができる画像撮像装置を提供する。
【解決手段】画像入力部101により撮像された画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かを、複数の撮像条件を備える撮像条件判断部102により判断する。上記画像入力部101により被写体を撮像する毎に、撮像条件判断部102が画像認識に適していないと判断したとき、報知部103は、予め定められた複数の撮像条件の優先順位に基づいて撮像状態の情報または撮像状態を改善する情報の少なくとも一方を報知する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像撮像装置に関し、特にカメラ機能付きの携帯情報端末や携帯電話等の画像認識機能を有する画像撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、画像認識としてのOCR(光学式文字認識)の技術は、文書画像から文字情報を抽出する技術として、文書読取装置、名刺読取装置、帳票読取装置などの種々の装置に利用されている。このようなOCRの画像入力手段として、スキャナーが用いられることが一般的であったが、近年、CCD(チャージ・カップルド・デバイス)やCMOS(コンプリメンタリ・メタル・オキサイド・セミコンダクタ)センサーの進歩により、これらのデバイスを使用したデジタルカメラをOCRの画像入力手段として利用するようになっている。
【0003】
このような画像撮像装置として、撮影対象に対してカメラの撮像面が平行となるようにするためのあおり修正情報を表示面に表示することにより、利用者があおりを修正した後に撮像できるものがある(例えば、特許文献1参照)。ここで、「あおり」とは、撮影対象と撮像面とが平行になっていない状態を表す用語である。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−186757号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記画像撮像装置は、あおりの状態を撮影者に報知することにより、撮影者が正しい撮影状態になるように調整することが可能であるが、その他の撮像状態に関しては言及されていない。認識に適した画像を撮像するためには、あおりの他にもさまざまな撮影条件が存在する。例えば、明るさ、認識対象の大きさ、画像の傾き、手ぶれの有無などといった条件がある。しかしながら、これら複数の画像状態に関する条件を、適切な順序で判定して利用者に報知しないと不具合が生じる場合がある。以下にその不具合について説明する。
【0006】
なお、本明細書では、「画像の傾き」を、撮影対象と撮像面とは平行であるが、例えば横書きでかかれた文書画像が水平に撮影できていない状態などを表す意味で使用する。また、「あおり」とは、前述したように撮影対象と撮像面が平行でないことを意味し、本明細書では、「画像の傾き」と「あおり」を異なった状態を表すものとして使用している。
【0007】
最初に、撮像条件に関する考察を行うと次のことが言える。
【0008】
「明るさ」に関する状態を利用者が調整するにあたり、暗すぎる、明るすぎる状態は認識に不適であり、利用者もそれに関しては想定可能である。しかしながら、すべての認識手段に共通な明るさに関する最適な状態は存在しないため、利用者が画像認識に最適な明るさにしようと調整することは不可能である。利用者はおおよその見当で調整するしかないということが言える。
【0009】
また、「認識対象の大きさ」に関しても、たとえば文字認識手段について、全ての文字認識手段に共通な文字の大きさの最適値は存在しない。文字認識装置に関していえば、認識可能な文字の大きさが、装置ごとに最小何ピクセルから最大何ピクセルとなっているのが一般的である。利用者は、撮像したい対象の撮像範囲を選択するとともに撮像装置と被写体との間の距離を調整することにより、おおよその見当で文字の撮像対象の大きさを調整している。
【0010】
これに対して、「あおりの有無」、「傾きの有無」、「手ぶれの有無」は、
・ 被写体と対象が水平である(あおりがない)、
・ 被写体中の撮像対象の傾きが0である(傾きがない)、
・ 撮像装置が静止している(手ぶれがない)、
といった最適な状態が存在する。これらの状態は画像認識に共通な条件であり、利用者も容易に想定できる状態である。
【0011】
すなわち、このことから、
・ 明るさ、認識対象の大きさに関する調整は、利用者の見当による余地が大きく、従って、最初の設定は、適切な状態から大きく外れている可能性がある。また、「あおりの有無」、「傾きの有無」、「手ぶれの有無」と比較した場合、利用者にとって画像認識に適しているかの判断が難しく、調整しづらい撮像条件である。
【0012】
・ 「あおりの有無」、「傾きの有無」、「手ぶれの有無」は、利用者が最適な状態を容易に想定できる。従って利用者にとっては、調整しやすい撮像条件である。
ということが言える。
【0013】
従って、利用者がおおよその見当で定めた、「明るさ」、「認識対象の大きさ」について、利用者自身が画像認識に適した調整ができたか否かが判断できないため、この調整が適切であるか否かを優先して報知して利用者に知らせることは望ましい構成であると言える。
【0014】
また、「明るさ」、「認識対象の大きさ」に関する調整は、利用者が最適な状態を想定しにくいため、この報知の順位を後にすると次のような問題が有り得る。
【0015】
例えば、特に撮像装置を被写体にかざして一度の撮像開始指示で利用者が報知情報を元に被写体が認識に適しているよう撮像の状態を調整していく場合などにおいて、現在の撮影環境で明るさが不足していた場合、「明るさ」が足りないため、撮影場所を変更しなければならないといった可能性も有り得る。また、小さい文字が書かれた文書画像の撮影を行おうとしている場合、利用者がある程度の大きい範囲の認識対象を撮影することを優先した場合、どのように距離を調節しても「認識対象の大きさ」が適切にならない可能性がある。このとき、もし、最初に「あおりの有無」、「傾きの有無」、「手ぶれの有無」の判定が行われ、利用者がその調整を行ったとしても、全く無駄になってしまう。
【0016】
そこで、この発明の目的は、利用者が画像認識に適した撮影状態を容易に調整することができ、画像認識が可能な状態のよい画像を容易に得ることができる画像撮像装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明の画像撮像装置は、被写体を撮像する画像入力手段と、上記画像入力手段により撮像された画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かを判断する複数の撮像条件を備える撮像条件判断手段と、上記画像入力手段により被写体を撮像する毎に、撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により画像認識に適していないと判断されたとき、予め定められた上記複数の撮像条件の優先順位に基づいて撮像状態の情報または撮像状態を改善する情報の少なくとも一方を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする。
【0018】
上記構成の画像撮像装置によれば、画像入力手段により被写体を撮像し、画像認識に適した画像を撮影するための撮像条件に基づいて、上記画像入力手段により、例えば一度の撮像指示で被写体を複数回撮像し、撮像された画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かを各々の撮像画像に対して、複数の撮像条件判断手段により判断し、認識に適していないと判断された場合、撮像状態をその都度報知する。したがって、上記画像入力手段により被写体を撮像する毎に、上記報知手段により、撮像条件判断手段の判断結果に基づいた撮像状態がその都度報知されるため、利用者は報知情報に基づいて容易に撮影の状態を調整することができる。
【0019】
例えば、撮像装置が、一定間隔の時間毎に逐次、撮像と撮像状態の報知を行うことにより、利用者はその都度(一定間隔の時間の都度)報知される報知情報に基づいて、装置の位置や、向き等を調整することができる。したがって、利用者にとって使い勝手がよく、利用者が画像認識に適した撮影状態を容易に調整することができ、画像認識が可能な状態のよい画像を容易に得ることができる画像撮像装置を実現することができる。
【0020】
ここで、「画像認識」としては、文字認識、バーコード認識、指紋認識、顔画像認識、図面認識などのいずれでもよく、2つ以上の画像認識を組み合わせてもよい。
【0021】
また、一実施形態の画像撮像装置は、撮像条件判断手段により撮像された画像が認識に適していると判断された場合、撮像状態を報知する。
【0022】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記報知手段は、上記撮像条件判断手段が備える複数の撮像条件のうちの最も優先順位の高い撮像条件についての撮像状態の情報または撮像状態を改善する情報の少なくとも一方を報知することにより、利用者に最も優先して修正すべき撮影条件を明確に示すことができる。
【0023】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記撮像条件判断手段が備える複数の撮像条件は、利用者が容易に最適な状態を想定できる最適状態存在条件と、利用者が設定を行う利用者設定条件とを含み、利用者設定条件の判断に関する報知を最適状態存在条件の判断に関する報知より優先して行う。
【0024】
撮像状態の報知の順序は、明るさ、認識対象の大きさなどといった利用者が最適な状態を想定できないため、おおよその見当で定めた利用者設定条件を、あおりの有無、傾きの有無、手ぶれの有無といった利用者が容易に最適条件を想定できる最適状態存在条件より優先して行うことにより、おおよその見当で定めた利用者設定条件の適不適を優先して知ることができる。
【0025】
さらに、最適状態存在条件の報知を優先した場合、利用者設定条件が不適なため、条件を大きく変更することにより、それまでに行った、あおりの有無、傾きの有無、手ぶれの有無といった調整が無駄になる可能性があるが、利用者設定条件の報知を優先するため、無駄の可能性をなくすことができる。
【0026】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記画像入力手段により撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により複数の撮像条件の全てにおいて画像認識に適していると判断されたとき、撮像状態を画像撮像の都度報知する。これにより、画像認識に最適な撮像状態の画像を得ることができる。
【0027】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記利用者設定条件として、画像の明るさ、認識対象の大きさに関する条件を含む。
【0028】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記最適状態存在条件として、あおりの有無、傾きの有無、手ぶれの有無を含む。
【0029】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記画像入力手段により撮像された画像を保存するための画像保存手段と、上記画像保存手段に保存する画像を指示するための画像保存指示手段とを備えることにより、認識に適した画像を保存する。認識に適した画像が保存可能であることにより、例えば、保存した名刺画像の文字認識手段による認識結果を住所録に利用する、など、画像保存後に、画像認識手段による認識結果をいつでも利用することができる。また、画像を保存することにより、被写体がその場になくても、利用者は画像認識の結果の修正を、保存した画像を見ながらいつでも行うことができる。
【0030】
また、一実施形態の画像撮像装置において、上記画像入力手段により撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により画像認識に適していると判断されたとき、上記画像入力手段により撮像された画像を認識する画像認識手段を備えることにより、認識に適した画像を認識する。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の画像撮像装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0032】
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態の画像撮像装置の主要な機能を示す構成図である。図1に示すように、この第1実施形態の画像撮像装置は、画像入力手段としての画像入力部101と、撮像条件判断手段としての撮像条件判断部102と、報知手段としての報知部103と、画像保存指示手段としての画像保存指示部104と、画像保存手段としての画像保存部105と、制御手段としての制御部106とを備えている。
【0033】
また、図5は上記画像入力部101の主要な構成例としての撮像装置501と、表示装置505を示している。この撮像装置501は、図5に示すように、CCD502と、A/D(アナログ/デジタル)コンバータ503と、画像メモリ504とを備えている。上記CCD502は、被写体像をアナログ信号に変換し、A/Dコンバータ503は、CCD502からのアナログ信号をデジタル画像データに変換して、変換されたデジタル画像データを画像メモリ504に格納する。そして、上記画像メモリ504に格納されたデジタル画像データを、表示装置505により表示する。この表示装置505は、LCD(液晶ディスプレイ)506とバックライト507とを備えている。
【0034】
図1に示す撮像条件判断部102は、画像入力部101内(より詳しくは図5に示す画像メモリ504内)の画像データが画像認識に適しているか判断するための撮像条件の情報を複数保持し、上記画像データが上記撮像条件を満たしているか否かを判断する手段である。
【0035】
ここで、「撮像条件」とは、利用者が容易に最適な状態を想定できる最適状態存在条件や、利用者が設定を行う利用者設定条件等といった条件である。
【0036】
「最適状態存在条件」とは、上述したように、「あおりの有無」、「傾きの有無」、「手ぶれの有無」などの条件であって、画像認識に適した状態(あおりがない、傾きがない、手ぶれがない)が利用者にとって容易に想定できる条件である。
【0037】
同じく、「利用者設定条件」とは、「明るさ」、「認識対象の大きさ」に関する条件などであって、利用者の見当による余地が大きく、利用者にとって画像認識に適しているかの判断が難しく、調整しづらい撮像条件である。
【0038】
また、上記報知部103は、撮像条件判断部102が判断する複数の撮像条件のうち、少なくとも1つの条件での判断結果を元に、画像の状態や、適切な撮像が行われるための利用者への指示などを、表示や音声等により報知する手段である。
【0039】
また、上記画像保存指示部104は、画像入力部101内の画像データを画像保存部105に保存を指示するための手段であり、具体的にはボタン、スイッチ等である。
【0040】
また、上記画像保存部105は、利用者が上記画像入力指示部104にて指示したときに、画像入力部101内の画像データを保存する手段であり、電源の供給なしでデータを保持できるフラッシュメモリ、磁気ディスクなどがこれに該当する。
【0041】
また、上記制御部106は、画像入力部101と、撮像条件判断部102と、報知部103と、画像保存指示部104および画像保存部105を制御することによって、画像入力部101による画像の入力と、撮像条件判断部102による画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かの判断と、報知部103による報知が逐次行うと共に、利用者の画像保存指示部104による画像保存の指示と、画像保存部105による画像の保存が行う。
【0042】
図3(a),(b)は、この第1実施形態の具体的な構成例であるカメラ付き携帯端末型の画像撮像装置を示しており、図3(a)は上記画像撮像装置の正面図であり、図3(b)は上記画像撮像装置の裏面図である。
【0043】
この画像撮像装置は、図3(a),(b)に示すように、本体301と、ディスプレイ302と、カメラ303と、撮影ボタン304とを備えている。図3(b)に示すカメラ303は画像入力部101(図1に示す)に該当し、図3(a)に示す撮影ボタン304は画像保存指示部104(図1に示す)に該当する。
【0044】
図4の名刺401は、被写体の一例であり、この第1実施形態では、利用者が、認識対象文書である名刺401を、文字認識後に住所録などに利用する目的で、文字認識に適した状態で撮影保存することを試みるものとする。
【0045】
次に、図2のフローチャートを参照しながら、この第1実施形態の画像撮像装置の動作を説明する。
【0046】
最初に、電源スイッチ(図示せず)等を操作することにより、図2のステップS201において、画像入力部101(図3(b)に示すカメラ303)により、被写体(名刺401)の撮像が開始される。
【0047】
次に、ステップS202において状態判断を行う。すなわち、画像入力部101内の画像データに対して、撮像条件判断部102が撮像条件を満たすか否かを判断する。この撮像条件および撮像条件判断部102の判断の詳細な説明に関しては後述する。
【0048】
次に、ステップS203で、ステップS202の状態判断の結果により撮像条件判断部102により画像データが撮像条件を満たさないと判断した場合は、ステップS204に進み、撮像条件を満たさない画像データの状態の情報、または撮像状態を改善する情報、またはその両方を、報知部103により報知する。
【0049】
例えば、ステップS202で撮像条件判断部102により明るさが不足していると判断された場合、図6の601のように、「撮影環境の明るさが不足しています」との撮像状態の情報を報知する。このとき、図7のように「撮影環境を明るくして下さい」と、撮像状態を改善する情報を報知する、あるいは、図8のように「撮影環境の明るさが不足しています。撮影環境を明るくして下さい」と撮像状態の情報と撮像状態を改善する情報の両方を報知してもよい。
【0050】
また、対象の大きさが小さすぎると判断された場合、図9の701のように、「文字が小さすぎます」との撮像状態の情報を報知する。このとき、図10のように、「装置を被写体に近づけてください」と撮像状態を改善する情報を報知してもよい。また、図示しないが、「文字が小さすぎます。装置を被写体に近づけてください」と撮像状態の情報と撮像状態を改善する情報の両方を報知してもよい。
【0051】
また、画像が傾いていると判断された場合、図11の801のように、「文書が左に傾いています」との情報を報知する。このとき、図示しないが、「文書を水平にしてください」と撮像状態を改善する情報を報知してもよい。また、図12のように「文書が左に傾いています。文書を水平にしてください」と撮像状態の情報と撮像状態を改善する情報の両方を報知してもよい。
【0052】
一方、ステップS203で、ステップS202の結果により撮像条件判断部102により画像データが撮像条件を満たしている判断した場合は、ステップS205に進み、撮像条件を満たしている画像データの状態を、報知部103により報知する。例えば、図13の901のように、「認識に適した撮影状態です」との情報を報知する。
【0053】
次に、ステップS206で、利用者が画像保存指示部104を操作することにより画像保存指示があったか否か(図3(a)の撮影ボタン304を押したか否か)により、処理が分岐し、保存指示がなかった場合は、ステップS208に進む。一方、保存指示があった場合は、ステップS207において、画像入力部101内の画像データを画像保存部105に保存した後、ステップS208に進む。
【0054】
ステップS208において処理継続か否かを判断する。すなわち、画像入力部101による画像の入力、撮像条件判断部102による画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かの判断、報知部103による報知の処理が続いているか否かの判断が行われ、終了の操作がない場合、ステップS201に戻り、終了の操作があれば、処理を終了する。
【0055】
すなわち、この第1実施形態では、装置が作動している間中、画像入力部101による画像の入力、撮像条件判断部102による画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かの判断、報知部103による報知の処理が繰り返される。利用者は、報知部103により報知される画像の状態に関する情報をもとに、「明るさ」、「認識対象の大きさ」、「あおり」、「傾き」、「手ぶれ」などといった撮像状態を調整していく。
【0056】
利用者が撮像状態を調整することによって、撮像条件判断部102により撮像状態が撮像条件を満たすと判断された場合、報知部103から撮像が適しているという報知が行われる。このとき、利用者は、画像保存指示部104を操作することにより、画像認識に適した画像を画像保存部105に保存することが可能である。
【0057】
なお、ステップS205において、この画像撮像装置をステップS205の撮影条件を満たす場合の報知を行わない構成にしても、装置の利便性が低下することはない。なぜならば、撮像条件判断部102により撮像状態が撮像条件を満たすと判断され、入力画像を判定する処理がステップS205へ進んだ場合、報知部103により入力画像が画像認識に適していないという報知が行われない。この場合、利用者は、適していないという報知がないことにより、逆に入力画像が画像認識に適していると判断できるからである。このような理由により、この画像撮像装置を、撮影条件を満たす場合の報知を行わない構成にすることも可能である。
【0058】
以下、上記ステップS202における画像状態の判断に関する詳細を、図14のフローチャートと図18〜図21を用いて説明する。
【0059】
撮像条件判断部102は、撮像状態を判定する条件として、「明るさ」、「認識対象の大きさ」などの利用者設定条件と、「あおり」、「傾き」、「手ぶれ」などの最適状態存在条件を保持する。
【0060】
このようにして上記画像撮像装置の撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)の報知は、予め定められた優先順位にて報知される。さらに、報知順位は、「明るさ」、「認識対象の大きさ」などの利用者設定条件の判断に関する報知を、「あおり」、「傾き」、「手ぶれ」などの最適状態存在条件に関する報知より優先して行う。
【0061】
そのために、最初に利用者設定条件、その後に最適状態存在条件の判断を行い、撮像状態が適切でないと判断された条件について、撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)を報知するようにすればよい。
【0062】
報知に関して、適切でないと判断された撮像条件の全てについて、撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)を報知してもかまわないが、報知の優先順位の高い撮像条件を一つだけについて撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)を報知することにより、利用者に最も優先して修正すべき撮影条件を明確に示すことができる。
【0063】
その他に、複数の撮像条件の判断処理を、適切でない条件が1つでもあった場合、その条件に関する撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)を報知し、その条件より後の順序の撮像条件は、当該撮像時点での撮像画像では行わないようにすることにより、撮像条件の判断にかかる全体の時間を少なくすることができ、その結果、装置の応答性が向上するという利点がある。
【0064】
また、報知方法が文章で表示する場合には表示画面が大きくならなくてよい、など、報知手段が簡便になるという利点がある。
【0065】
以下、説明する処理は、報知の優先順位が高い順に撮像条件の判断を行い、適切でない条件が1つでもあった場合、その条件に関する撮像状態の情報(または、撮像状態を改善する情報、または両方)を報知する。その条件より後の優先順位の撮像条件は、その撮像時点での撮像画像では行わない。
【0066】
以下、図14に示すフローチャートにしたがってステップごとに説明を行う。
【0067】
まず、ステップS1001において、画像入力部101内の画像データがカラー画像である場合、以後の処理を簡便化するために、カラー画像を白黒多値画像に変換する処理を行う(最初から白黒多値画像の場合は、本処理は必要ない)。この変換処理は、どのようなものでもよく、例えば、カラー画像が、R(赤)、G(緑)、B(青)で出力される場合、各画素ごとに
変換後の画素値 = (R+G+B)/3
の式で変換することにより、白黒多値画像に変換することが可能である。以後、画像入力部101内の画像データは、白黒多値画像とする。
【0068】
次に、ステップS1002では、以降行う状態判断に用いるために、画像入力部101内の画像データの2値化を行う。2値化の方法は、いわゆる大津のアルゴリズムと呼ばれる判別分析法など、どのような方法でもよい。
【0069】
次に、ステップS1003, S1004 では、利用者設定条件による判定を行い、ステップS1003では撮像画像の明るさの判定、ステップS1004では認識対象の大きさの判定を行う。
【0070】
ステップS1003では、画像入力部101内の画像データの明るさ(明度)が算出され、算出された数値が適切な数値であるかが判定され、明るさが適切である場合、ステップS1004へ進み、適切でない場合、撮像状態は認識に適さないと判定される。
【0071】
明度の算出は、ステップS1001にて、白黒多値画像を求めていることにより、白黒多値画像における説明とする。明度は、
【数1】
Figure 2005006255
の式で求められる(ただし、P(i,j)は、画像中の(i,j)座標における画素値、wは画像の横幅ピクセル数、hは画像の縦幅ピクセル数)。
【0072】
通常、画像の明度が低すぎる場合、あるいは極端に高すぎる場合でも、認識精度は低下する。したがって、上記算出した明度Lについて、
L0 ≦ L かつ L ≦ L1
ならば、明度の値は適切であるという条件式、および、下限値L0,上限値L1の値が保存条件情報の1つとなっている。
【0073】
保存条件判断部102は、明度Lが保存条件情報を満たすか否か、すなわち、
L0 ≦ L かつ L ≦ L1
を満たすか否かを判定する。この条件に適していなければ、保存条件は満たさないとして終了する。このとき、満たさない原因がわかっており、さらに、撮影条件をどのように変更すれば保存条件に適するかも簡単に求められる。例えば、L< L0 である場合、明るさが不足しているため、より明るい撮影状態にする必要がある。この状態を報知している例が図6, 図7, 図8である。利用者は、表示された報知情報により、現在の撮影環境が文字画像を撮影保存するためには暗い環境であるということを知り、室内を明るくするなどの改善を行う。再度、ステップS1003に進んだときに明るさに関する条件は満たされたならば、次はステップS1004に進むことになる。
【0074】
ステップS1004では、対象の大きさが適切であるか否かの判定を行われ、大きさが適切である場合、ステップS1005へ進み、適切でない場合、撮像状態は認識に適さないと判定される。
【0075】
一般に画像認識装置では、認識可能な対象の最小の大きさが存在する。文字認識装置の場合、認識可能な最小文字より小さい文字は、認識不可能、あるいは、認識精度が著しく低い。従って、認識に適した画像を保存するためには、あらかじめ、認識可能な認識対象の最小の大きさ ChMin を実験等で定めておき、認識対象の大きさが、ChMin 以上になるようにすることが必要条件である。
【0076】
図15は画像入力部101内の画像中の認識対象の大きさを計算する一例を示すフローチャートであり、図15のフローチャートと図16をもとに説明する。本処理は、ステップS1002にて求めた2値画像を利用する。
【0077】
最初にステップS1101において、画像入力部101内の画像データ(2値画像)に対して、一般にラベリングと呼ばれる画素成分連結成分抽出手法により、連結した文字成分を抽出することができる。図16(a)に、「プ」の文字についての連結した文字成分の外接枠を点線で囲んで示している。
【0078】
次に、ステップS1102で、各連結成分の外接枠統合処理を行う。外接枠枠統合処理とは、全ての画像連結成分について外接枠を求め、異なる2つの外接枠が一部分でも重なっていた場合、2つの外接枠を統合する。この統合処理を、全ての外接枠が重ならなくなるまで続ける処理である。図16(a)の場合、半濁点からなる連結成分と半濁点以外(「フ」の部分)の連結成分の2つの外接枠が存在する。さらにこの2つの外接枠は、図16(a)のように一部重なっている。したがって、この2つの外接枠を統合するという処理が行われる。統合後の外接枠を図で示したものが、図16(b)である。文字によっては、必ずしも統合後の外接枠が文字の外接枠にならない場合もある。その例を図16(c)にて図示している。図16(c)の「川」のような分離文字の場合には、文字連結成分が重ならず、図16(c)のように2つの外接枠は統合されずに残ってしまう。ステップS1102の処理が終わった後の例を、図16(d)に挙げている。図16(d)では、「早川太郎」の文字について、最終の外接枠を点線で図示している。「早」、「太」は外接枠で囲まれているが、「川」は3つ、「郎」は2つの外接枠が統合できずに残っている。
【0079】
次にステップS1103の処理にて、最終の統合枠の長い方の辺(図中の縦方向)の長さを求め、その平均の長さを求める。文字の大きさの平均を求めるのに、このように長辺を使うのは、上記、「川」といった分離文字のためであり、長辺を使うことにより、分離文字の影響なく、画像入力部101内の画像中の文字の平均の大きさ Ch を求めることが可能である。
【0080】
この文字の平均の大きさ Ch が、あらかじめ実験等で求めた文字の大きさの閾値ChMin 以上であるか否かを判定すればよい。
【0081】
撮像条件判断部102は、文字の大きさの平均 Ch が撮像条件情報を満たすか否か、すなわち、
ChMin ≦ Ch
を満たすか否かを判定する。この条件に適していなければ、撮像条件は満たさないとして終了する。このとき、認識対象が小さいという旨の報知が行われる。この状態を報知している例が図9, 図10である。この報知をもとに利用者は、装置を被写体に近づけるなどして文字が大きく撮影されるようにするなどの改善を行う。
【0082】
再度、図14に示すステップS1004に進んだときに大きさに関する条件が満たされたならば、次はステップS1005に進む。認識可能な文字の大きさの最大値の判定も必要な場合も上記最小値と同様に判定することが可能である。
【0083】
次に、ステップS1005, S1006, S1007 では、最適状態存在条件による判定を行い、ステップS1005ではあおりの有無の判定、ステップS1006では傾きの有無の判定、ステップS1007では手ぶれの有無の判定を行う。
【0084】
ステップS1005では、画像にあおりがあるか否かの判定を行われ、あおりがないと判断された場合、ステップS1006へ進み、あおりがあった場合、撮像状態は認識に適さないと判定される。
【0085】
画像のあおりの有無の判定に関しては、例えば、次のような方法により可能である。最初に、画像入力部101内の画像を、上下、左右等分に2分割し、均等に4分割する。4分割の例を図17(a)に図示している。次に、4分割された各領域で、各領域における画像の鮮鋭度を求める。
【0086】
画像の鮮鋭度の求め方は、どのような方法でもよいが、例えば、次のような方法により可能である。
【0087】
白黒多値画像の座標(i,j)の点P(i,j) について、
DC(P(i,j)) = max {abs(P(i,j)−P(i+a,j+b));a=−1,0,1,b=−1,0,1}
で、点P(i,j)の微分値 DC(P(i,j))を定める(abs( x )は、xの絶対値を表す)。
【0088】
図17(b)は、画像入力部101内の画像データ(白黒多値画像)のうち、点P(i,j)を中心とした縦横3画素からなる領域である。上記点P(i,j)の微分値DC(P(i,j))は、点P(i,j)の周りの8個のうち、点P(i,j)の画素値と最も差が大きい画素値を持つ座標を選び、その差の絶対値をとった値である。
【0089】
あらかじめ、実験等により、点P(i,j)が鮮鋭な点であるか否かを判定するための閾値RDCTH を求めておく。
【0090】
さらに、2値画像から、文字画素成分の個数 PBNUM を求める。そして、鮮鋭であると判定された画素数を、
{ P(i,j) ; DC(P(i,j) > RDCTH ) }
で表して、以下の式で、鮮鋭であると判定された画素数を文字成分の個数PBNUMで割った値 PB を求める。
【0091】
PB = { P(i,j) ; DC(P(i,j) > RDCTH ) }/ PBNUM
PB は、鮮鋭であると判定された画素の文字成分における比率を表している。
【0092】
4つの領域で求められた鮮鋭度のうち、最大の値であるものをThMax , 最小の値であるものをThMin とする。あおりがない状態であるとは、4つの領域の鮮鋭度に差がない、すなわち、ThMax , ThMin に差がないことであると言える。従って、あらかじめ、実験等で、適切な閾値ThDisを求めておき、
ThMax − ThMin < ThDis
を満たすならば、4つの領域で鮮鋭度に差がなく、従って画像にあおりがないと判定する一方、満たさないならば、4つの領域で鮮鋭度に差があり、従って画像にあおりがあると判定することができる。
【0093】
画像にあおりが存在する場合、利用者は、「あおりがあります。被写体との接写面を垂直にしてください」などと表示された報知情報(図示せず)により、画像入力部101が被写体に対して水平になるように調整して撮像を行う。その結果、再度、ステップS1005へ進んだときに画像のあおりに関する条件が満たされたならば、次はステップS1006へ進むことになる。
【0094】
ステップS1006では、名刺401(図4に示す)の傾きを計測し、傾きが許容範囲内か否かが測定される。傾きがない(許容範囲内)と判断された場合、ステップS1007へ進む一方、傾きがあった場合、撮像状態は認識に適さないと判定される。
【0095】
画像の傾きを測定する処理はさまざまな手法が考えられるが、例えば画像中の文字列を抽出し、その後、各文字列の傾きの平均を求めて、求めた平均値を画像の傾きの値とするといった手法で容易に実現できる。
【0096】
最初に、文字列(行)抽出処理を行う。文字列の抽出に関してはさまざまな方法が存在するが、例えば、特許第3058489号「文字列抽出方法」に文書画像から文字列を抽出する方法が記載されており、この第1実施形態でも、この方法を用いることにより、文字列を抽出することが容易に実現できる。
【0097】
次に、各文字列の傾きの計測を行う。文字列の傾き計測に関しても種々の方法が存在するが、例えば次のような方法で求められる。以下、図18を参照して説明する。行抽出処理にて、行数と各行の外接枠の座標が抽出できる。N行抽出された(この実施形態では、N=6)として、各i行(i=1〜N)の左上座標を{STX(i), STY(i)}とし、右下座標を{ENX(i), ENY(i)}とする。この各行を、X座標値が、(STX(i)+ENX(i))/2 の箇所で、左右に分割する。ここで左の領域をA0, 右の領域をA1とする。A0,A1 のそれぞれの領域について、それぞれについてY方向の重心 Y0,Y1 を次のように求める。
【0098】
【数2】
Figure 2005006255
ただし、M0(y) は、A0 領域内でY座標が y である直線上に存在する文字画素数である。また、重心Y1 に関しても同様の式により求められる。
【0099】
以上の重心Y0,Y1 を用いて、各i行(i=1〜N)の行の傾きθ(i)[度]を、
Figure 2005006255
で表せるので、傾きθ(i)は、
θ(i) = arctan{2×(Y1−Y0)/{(ENX(i)−STX(i))}
により求められる。最後に、傾きθ(i)の平均値θを求め、その値を傾きとする。
【0100】
以上、画像の傾きの計測方法に関して述べたが、その他さまざまな計測方法があり、上記の方法に制限されるものではない。
【0101】
次に、以上で求めた傾きが認識対象として問題ないか否かが判定される。
【0102】
ここでは、傾き許容範囲は、認識実験等からα[度]以内と定められたとする。すなわち、
−α≦θ かつ θ≦α
ならば、傾きは許容範囲であるという条件が保存条件情報の一構成要素となっている。
【0103】
上記で求めた傾きθが上記条件を満たさないとき、すなわち、
θ<−α または α<θ
のとき、保存条件は満たさないとして終了する。このときの傾きに関する画像の状態の報知例を図11の801に示しており、「文書が左に傾いています」と表示される。
【0104】
その他の報知例として、傾きに関する画像の状態と改善に関する情報の報知例を、図12の802に示しており、「文書が左に傾いています。文書を水平にしてください」と表示される。
【0105】
画像に傾きがあった場合、利用者は、傾きを修正して撮像を行う。その結果、再度、ステップS1006へ進んだときにぶれに関する条件が満たされたならば、次はステップS1007へ進むことになる。
【0106】
ステップS1007では、画像入力部101内の画像に手ぶれなどよる装置のぶれの有無が判定される。手ぶれがないと判断された場合、撮影状態は認識に適していると判定される一方、手ぶれがあった場合、撮像状態は認識に適さないと判定される。
【0107】
手ぶれの判定のために、画像入力部101の画像メモリ504は、複数の画像を保存することが可能な例えば図19に示す画像保存領域1501からなる。この画像保存領域1501は、カウンタ領域1502と、K個からなる複数の一時記憶領域1503とから構成されており、画像データは、カウンタ領域1502内のカウンタが指す値の番号の画像保存領域に保存されるものとする。
【0108】
この画像データの保存処理を図20のフローチャートを用いて説明する。数値Kの設定に関しては、後述する。
【0109】
最初に、カウンタ領域1502を初期化(初期値は1)する(ステップS1601)。次に、撮像が行われる(ステップS1602)が、撮像された画像は、カウンタ領域1502内の数値が示す図19の領域に一時記憶される(ステップS1603)。
【0110】
次に、カウンタ領域1502の値iが1つ増加し(ステップS1604)、i≦KであればステップS1601へ戻り撮影、一時記憶処理を続ける一方、i>Kであれば判定処理へ進む(ステップS1605)。
【0111】
なお、以上の構成により、図19に示す一時記憶領域1503の領域1,領域2,…,領域Kには、画像入力部101にて撮像された画像が連続して一時記憶されている。
【0112】
ステップS1606で、画像がぶれのない画像であるか否かを判定が行われる。判定は、K個の一時記憶領域に一時記憶された各画像の変化量を調べることにより可能である。最初に次式で表される Dmax を求める。
【0113】
【数3】
Figure 2005006255
ただし、M(i)(i=1,…,K)は、領域iに一時記憶された画像を意味するものとする。
【0114】
dis(M(i), M(j)) は、画像 M(i)とM(j)の距離を表す。ここで、距離はどんな距離でも良く、例えば、次式で示されるようなユークリッド距離でよい。
【0115】
【数4】
Figure 2005006255
ただし、X, Y は、横幅w、縦幅h の白黒多値画像であり、X(i,j)、Y(i,j)は、それぞれ、画像X, Y の(i,j)成分の値である。
【0116】
判定は、あらかじめ実験等でぶれがないと判断して定めた値Dth と上記の方法で算出した Dmax との比較により行われる。Dmax < Dth ならば、ぶれの判定時点において一時記憶された画像の変化量は小さく、従ってぶれはないと判断できる。
【0117】
一方、Dmax ≧ Dth の場合、画像の変化量は大きく、従って、ぶれがあるため、撮像条件は満たさないとして終了する。なお、一時領域の個数Kの値に関しては、上記の判定方法に適した個数となるように、あらかじめ実験などで求めておけばよい。
【0118】
画像にぶれがあった場合、利用者は、表示された報知情報により、現在の画像撮像装置を静止させる必要があることを知り、手ぶれなどに注意することにより、装置を静止させて撮像を行う。その結果、再度、ステップS1007へ進んだときにぶれに関する条件が満たされたならば、撮像条件は成立していると判定される。
【0119】
(第2実施形態)
図21はこの発明の第2実施形態の画像撮像装置のブロック図を示しており、この画像撮像装置は、画像認識手段を備え、画像認識に適している画像を認識するように構成している。
【0120】
図21に示すように、この第2の実施形態の画像撮像装置は、画像入力手段としての画像入力部101と、撮像条件判断手段としての撮像条件判断部102と、報知手段としての報知部103と、制御手段としての制御部106と、画像認識手段としての画像認識部107とを備えている。
【0121】
図22は上記第2実施形態の画像撮像装置の動作を示すフローチャートであり、以下、図22のフローチャートにしたがって画像撮像装置の動作を説明する。
【0122】
最初に、ステップS1801において、画像入力部101により被写体(名刺401)の撮像が開始される。
【0123】
次に、ステップS1802において、画像入力部101内の画像データに対して、撮像条件判断部102が撮像条件を満たすか否かを判断する。
【0124】
次に、ステップS1803で、ステップS1802の結果により撮像条件判断部102により画像データが撮像条件を満たさないと判断した場合は、ステップS1804に進み、撮像条件を満たさない画像データの状態の情報、または、撮像状態を改善するための情報、または、その両方を、報知部103により報知する。その後、ステップS1806に進む。
【0125】
一方、ステップS1803で撮像条件判断部102により撮像条件を満たすと判断した場合は、ステップS1805に進み、画像認識部107により画像入力部101内の画像データの認識を行った後、ステップS1806に進む。
【0126】
ステップS1806において処理継続か否かすなわち終了操作が行われたか否かを判断して、終了の操作がない場合、ステップS1801に戻る一方、終了の操作があれば、処理を終了する。
【0127】
図23は、撮像条件判断部102により撮像条件を満たすと判断され、画像認識部107により画像データが認識された例である。1901は認識対象枠であり、この認識対象枠1901内の文字列が画像認識部107により認識され、その結果が認識結果表示窓1902に表示されている。
【0128】
上記上記画像撮像装置によれば、認識に適した画像が得られるので、確実な画像認識が可能となる。
【0129】
なお、上記画像撮像装置は、認識指示を行う認識指示部を備え、利用者が画像認識部107に認識指示を与えるような構成にすることも容易に可能である。
【0130】
上記第2実施形態では、画像認識として文字認識機能を有する画像撮像装置について説明したが、文字認識に限らず、バーコード認識、指紋認識、顔画像認識、図面認識などの一般の画像認識機能を有する画像撮像装置にこの発明を適用してもよい。
【0131】
この発明の画像撮像装置は、上記第1,第2実施形態に限定されるものではなく、例えば、第1,第2実施形態を組み合わせて、画像の保存と画像認識とを行う画像撮像装置に適用してもよい。
【0132】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の画像撮像装置によれば、画像入力手段により被写体を撮像する毎に、撮像条件判断手段の判断結果が報知手段により利用者に報知されるため、利用者はその都度報知される報知情報に基づいて、容易に装置の位置や、向き等を調整することができる。従って、利用者にとって使い勝手のよい、画像認識に適した状態の画像を撮像する撮像装置を実現することができる。
【0133】
また、上記画像撮像装置によれば、報知手段は、撮像条件判断手段の複数の撮像条件を、利用者が設定を行う明るさ、認識対象の大きさといった利用者設定条件を、利用者が容易に最適な状態を想定できるあおり、傾き、手ぶれの有無といった最適状態存在条件に優先して報知することにより、利用者は、おおよその見当で設定し、不適な度合いが大きい可能性がある明るさ、認識対象の大きさといった利用者設定条件の適不適を最初に知ることができる。
【0134】
そのため、利用者設定条件が不適であるために、あおり、傾き、手ぶれの有無といった最適状態存在条件の調整が全く無駄になるといった可能性をなくすことができる。
【0135】
また、上記画像撮像装置によれば、画像認識に適した画像の保存が可能であり、保存した画像の画像認識手段による認識結果(例えば、文字認識結果のテキスト情報など)を、いつでも作成することが可能である。画像認識の際、画像を保存しているため、被写体がその場になくても、認識結果の誤りを保存した画像を見ることで、利用者が修正することが可能である。
【0136】
また、画像認識に適した状態のよい画像をそのまま画像認識手段に入力し、すぐに認識結果を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態の画像撮像装置のブロック図である。
【図2】図2は上記画像撮像装置のフローチャートである。
【図3】図3(a)はカメラ付き携帯端末型の画像撮像装置を示す正面図であり、図3(b)は上記画像撮像装置の裏面図である。
【図4】図4は認識対象とする文書(名刺)を示す図である。
【図5】図5は上記画像撮像装置の画像入力部の構成を示すブロック図である。
【図6】図6は明るさに関する撮像状態を報知する例を示す図である。
【図7】図7は明るさに関する撮像状態を改善する情報を報知する例を示す図である。
【図8】図8は明るさに関する撮像状態と撮像状態を改善する情報の両方を報知する例を示す図である。
【図9】図9は認識対象の大きさに関する撮像状態を報知する例を示す図である。
【図10】図10は認識対象の大きさに関する撮像状態を改善する情報を報知する例を示す図である。
【図11】図11は傾きに関する撮像状態を報知する例を示す図である。
【図12】図12は傾きに関する撮像状態と傾きに関する撮像状態を改善する情報の両方を報知する例を示す図である。
【図13】図13は撮像状態が画像認識に適していることを報知する例を示す図である。
【図14】図14は上記第1実施形態の画像認識装置の画像の状態を判断する処理を示すフローチャートである。
【図15】図15は認識対象の大きさを計測する処理を示すフローチャートである。
【図16】図16(a)は文字連結成分とその外接枠の例を示す図であり、図16(b)は外接枠を統合した例を示す図であり、図16(c)は1文字が1つの外接枠とならない例を示す図であり、図16(d)は外接枠統合終了の例を示す図である。
【図17】図17(a)は鮮鋭度を調べるために画像を4分割した例を示す図であり、図17(b)は鮮鋭度を調べるために画素ごとの微分値を求めるための例を示す図である。
【図18】図18は文字列の傾き検出例を示す図である。
【図19】図19は手ぶれの有無を検出するための画像入力部内のメモリの構成を示すブロック図である。
【図20】図20は手ぶれの有無を検出する処理を示すフローチャートである。
【図21】図21はこの発明の第2実施形態の画像撮像装置のブロック図である。
【図22】図22は上記画像撮像装置のフローチャートである。
【図23】図23は上記画像撮像装置の認識例を示す図である。
【符号の説明】
101…画像入力部、
102…撮像条件判断部、
103…報知部、
104…画像保存指示部、
105…画像保存部、
106…制御部、
107…画像認識部、
301…本体、
302…ディスプレイ、
303…カメラ、
304…撮影ボタン、
401…名刺、
501…撮像装置、
502…CCD、
503…A/Dコンバータ、
504…画像メモリ、
505…表示装置、
506…LCD、
507…バックライト、
601…撮像状態(明るさに関する)の情報の報知例、
602…撮像状態(明るさに関する)を改善する情報の報知例、
603…撮像状態(明るさに関する)の情報と撮像状態を改善する情報の報知例、
701…撮像状態(大きさに関する)の情報の報知例、
702…撮像状態(大きさに関する)を改善する情報の報知例、
801…撮像状態(傾きに関する)の情報の報知例、
802…撮像状態(傾きに関する)の情報と撮像状態を改善する情報の報知例、
901…撮像状態(認識に適している状態)の報知例、
1501…画像保存領域、
1502…カウンタ領域、
1503…一時記憶領域、
1901…認識対象枠、
1902…認識結果表示窓。

Claims (8)

  1. 被写体を撮像する画像入力手段と、
    上記画像入力手段により撮像された画像の状態が画像認識に適した画像であるか否かを判断する複数の撮像条件を備える撮像条件判断手段と、
    上記画像入力手段により被写体を撮像する毎に、撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により画像認識に適していないと判断されたとき、予め定められた上記複数の撮像条件の優先順位に基づいて撮像状態の情報または撮像状態を改善する情報の少なくとも一方を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする画像撮像装置。
  2. 請求項1に記載の画像撮像装置において、
    上記報知手段は、上記撮像条件判断手段が備える複数の撮像条件のうちの最も優先順位の高い撮像条件についての撮像状態の情報または撮像状態を改善する情報の少なくとも一方を報知することを特徴とする画像撮像装置。
  3. 請求項1に記載の画像撮像装置において、
    上記撮像条件判断手段が備える複数の撮像条件は、利用者が容易に最適な状態を想定できる最適状態存在条件と、利用者が設定を行う利用者設定条件とを含み、
    上記報知手段は、上記利用者設定条件の判断に関する報知を上記最適状態存在条件の判断に関する報知より優先して行うことを特徴とする画像撮像装置。
  4. 請求項1に記載の画像撮像装置において、
    上記画像入力手段により撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により上記複数の撮像条件の全てにおいて画像認識に適していると判断されたとき、撮像状態を画像撮像の都度報知することを特徴とする画像撮像装置。
  5. 請求項3に記載の画像撮像装置において、
    上記利用者設定条件は、画像の明るさが適切であるかを判定する条件と、上記画像認識の対象の大きさが適切であるかを判定する条件のうちの少なくとも1つ以上の条件を含むことを特徴とする画像撮像装置。
  6. 請求項3に記載の画像撮像装置において、
    上記最適状態存在条件は、あおりの有無、傾きの有無、手ぶれの有無のうちの少なくとも1つ以上の条件を含むことを特徴とする画像撮像装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の画像撮像装置において、
    上記画像入力手段により撮像された画像を保存するための画像保存手段と、
    上記画像保存手段に保存する画像を指示するための画像保存指示手段とを備え、
    上記画像入力手段により撮像された画像を利用者が上記画像保存指示手段により指示することにより上記画像保存手段に保存することを特徴とする画像撮像装置。
  8. 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の画像撮像装置において、
    上記画像入力手段により撮像された画像の状態が上記撮像条件判断手段により画像認識に適していると判断されたとき、上記画像入力手段により撮像された画像を認識する画像認識手段を備えることを特徴とする画像撮像装置。
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