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画像復元装置、方法、及びプログラム NEW コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P190016512
整理番号 (T2016-023,S2017-0150-N0)
掲載日 2019年11月25日
出願番号 特願2018-552951
出願日 平成29年11月22日(2017.11.22)
国際出願番号 JP2017042106
国際公開番号 WO2018097211
国際出願日 平成29年11月22日(2017.11.22)
国際公開日 平成30年5月31日(2018.5.31)
優先権データ
  • 特願2016-229777 (2016.11.28) JP
発明者
  • 田邉 造
  • 名取 隆廣
  • 古川 利博
出願人
  • 学校法人東京理科大学
  • 公立大学法人公立諏訪東京理科大学
発明の名称 画像復元装置、方法、及びプログラム NEW コモンズ 新技術説明会
発明の概要 画像情報に含まれる不一様なテクスチャ及び地色を除去する。判定部(61)が、観測画像情報の画素値に基づく基準値と各画素の画素値とに基づいて、各画素が不一様なテクスチャ又は地色かを判定し、状態量算出部(62)が、原画像情報の状態nにおける状態量を、状態(n-1)の状態量、(n-1)からnへの状態遷移、及び駆動源を用いて算出し、観測量算出部(63)が、原画像情報に不一様なテクスチャ又は地色が加わって観測画像情報となる過程を表す観測量を、状態nの状態量、不一様なテクスチャ又は地色と判定された画素の画素値、及び原画像情報に応じてその過程に与える影響を表した非線形項を用いて算出し、推定部(64)が、有色性駆動源付カルマンアルゴリズムにより、算出された状態量及び観測量に基づいて、状態nの状態量の最適値を原画像情報として推定する。
従来技術、競合技術の概要

従来、画像工学の分野において、劣化した画像から原画像を復元する技術の研究開発が多くなされている。すなわち、原画像情報(所望の情報)に劣化情報(ぼけ、雑音、裏写り等)が混在した劣化画像情報(取得された情報)から劣化画像情報を取り除き、原画像を復元する技術が提案されている。

例えば、ファクシミリから送られてきた文書画像を認識する文字認識装置に関するもので、文書画像に含まれる縦ラインノイズを検出し、ノイズを除去する文字認識装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この文字認識装置では、文書画像からファクシミリで送られてくる文書に特徴的な縦ラインノイズを検出し、縦ラインノイズを除去し、縦ラインノイズを除去した部分で文字の線分があると推定できる画素を黒画素に修正する。

また、例えば、原稿用紙の折り目跡に基づいて原稿画像に作成された縦及び横方向の折り目ノイズを除去する折り目ノイズ除去装置が提案されている。この折り目ノイズ除去装置では、原稿を読み取り、2値の原稿画像を出力し、原稿用紙の所定の折り畳み方に基づいて形成される折り目の位置に、原稿画像の折り目方向に所定幅の折り目ノイズ探索範囲を設定する。そして、この折り目ノイズ探索範囲内で、横方向の探索範囲においては水平方向に、縦方向の探索範囲においては垂直方向に、それぞれ所定画素値の画素が連結する所定長さ以上のランレングスを統合した矩形領域を抽出し、この矩形領域内の所定の画素を除去する。

産業上の利用分野

本発明は、画像復元装置、方法、及びプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
原画像情報に不一様なテクスチャ及び地色の少なくとも一方が混在した観測画像情報に対し、前記原画像情報を駆動源として含む状態空間モデルに基づく予測法を用い、前記観測画像情報から前記原画像情報を推定する画像復元装置であって、
前記観測画像情報に含まれる画素の画素値の分布から算出される基準値と、前記観測画像情報に含まれる各画素の画素値とに基づいて、前記観測画像情報の各画素が前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方か否かを判定する判定手段と、
前記原画像情報の時刻nでの状態nにおける状態量を、時刻(n-1)での状態(n-1)の状態量、前記状態(n-1)から前記状態nへの状態遷移、及び前記状態(n-1)の状態量に含まれない前記状態nの状態量の要素を含む前記駆動源を用いて算出する状態量算出手段と、
前記原画像情報に前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方が加わって観測画像情報となる過程を表す観測量を、前記状態nの状態量、及び前記判定手段により前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方と判定された画素の画素値を用いて算出する観測量算出手段と、
前記状態量算出手段により算出された状態量、及び前記観測量算出手段により算出された観測量に基づいて、前記状態空間モデルに基づく予測法により、前記状態nの状態量の最適値を原画像情報として推定する推定手段と、
を含む画像復元装置。

【請求項2】
原画像情報に不一様なテクスチャ及び地色の少なくとも一方が混在した観測画像情報に対し、前記原画像情報を駆動源として含む状態空間モデルに基づく予測法を用い、前記観測画像情報から前記原画像情報を推定する画像復元装置であって、
前記観測画像情報に含まれる画素の画素値に基づく基準値と、前記観測画像情報に含まれる各画素の画素値とに基づいて、前記観測画像情報の各画素が前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方か否かを判定する判定手段と、
前記原画像情報の時刻nでの状態nにおける状態量を、時刻(n-1)での状態(n-1)の状態量、前記状態(n-1)から前記状態nへの状態遷移、及び前記状態(n-1)の状態量に含まれない前記状態nの状態量の要素を含む前記駆動源を用いて算出する状態量算出手段と、
前記原画像情報に前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方が加わって観測画像情報となる過程を表す観測量を、前記状態nの状態量、前記判定手段により前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方と判定された画素の画素値、及び前記原画像情報に応じて前記過程に与える影響を表した非線形項を用いて算出する観測量算出手段と、
前記状態量算出手段により算出された状態量、及び前記観測量算出手段により算出された観測量に基づいて、前記状態空間モデルに基づく予測法により、前記状態nの状態量の最適値を原画像情報として推定する推定手段と、
を含む画像復元装置。

【請求項3】
前記観測画像情報は、両面に画像を有する文書を読み取ることにより得られ、
前記不一様なテクスチャは、前記文書の原画像情報を有する面に、他方の面の画像が裏写りした裏写り画像情報であり、
前記観測量算出手段は、前記裏写り画像情報に前記非線形項を乗算して、前記原画像情報に加えることにより、前記観測量を算出する
請求項2に記載の画像復元装置。

【請求項4】
前記観測量算出手段は、前記判定手段により前記不一様なテクスチャと判定された画素の画素値を、前記裏写り画像情報として用いる請求項3に記載の画像復元装置。

【請求項5】
前記観測量算出手段は、前記文書の裏面を読み取ることにより得られた裏面観測情報を、前記裏写り画像情報として用いる請求項3に記載の画像復元装置。

【請求項6】
前記不一様なテクスチャは、前記観測画像情報が示す画像に含まれるシワ及び折り目、並びに前記観測画像情報が示す画像の背景に施されたグラデーションの少なくとも一つであり、
前記観測量算出手段は、前記不一様なテクスチャを示すテクスチャ画像情報に前記非線形項を乗算して、前記原画像情報に加算することにより、前記観測量を算出する
請求項2に記載の画像復元装置。

【請求項7】
前記基準値は、前記観測画像情報に含まれる画素の画素値の分布から算出される値である請求項2~請求項6のいずれか1項に記載の画像復元装置。

【請求項8】
原画像情報に不一様なテクスチャ及び地色の少なくとも一方が混在した観測画像情報に対し、前記原画像情報を駆動源として含む状態空間モデルに基づく予測法を用い、前記観測画像情報から前記原画像情報を推定する画像復元方法であって、
判定手段が、前記観測画像情報に含まれる画素の画素値の分布から算出される基準値と、前記観測画像情報に含まれる各画素の画素値とに基づいて、前記観測画像情報の各画素が前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方か否かを判定し、
状態量算出手段が、前記原画像情報の時刻nでの状態nにおける状態量を、時刻(n-1)での状態(n-1)の状態量、前記状態(n-1)から前記状態nへの状態遷移、及び前記状態(n-1)の状態量に含まれない前記状態nの状態量の要素を含む前記駆動源を用いて算出し、
観測量算出手段が、前記原画像情報に前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方が加わって観測画像情報となる過程を表す観測量を、前記状態nの状態量、及び前記判定手段により前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方と判定された画素の画素値を用いて算出し、
推定手段が、前記状態量算出手段により算出された状態量、及び前記観測量算出手段により算出された観測量に基づいて、前記状態空間モデルに基づく予測法により、前記状態nの状態量の最適値を原画像情報として推定する
画像復元方法。

【請求項9】
原画像情報に不一様なテクスチャ及び地色の少なくとも一方が混在した観測画像情報に対し、前記原画像情報を駆動源として含む状態空間モデルに基づく予測法を用い、前記観測画像情報から前記原画像情報を推定する画像復元方法であって、
判定手段が、前記観測画像情報に含まれる画素の画素値に基づく基準値と、前記観測画像情報に含まれる各画素の画素値とに基づいて、前記観測画像情報の各画素が前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方か否かを判定し、
状態量算出手段が、前記原画像情報の時刻nでの状態nにおける状態量を、時刻(n-1)での状態(n-1)の状態量、前記状態(n-1)から前記状態nへの状態遷移、及び前記状態(n-1)の状態量に含まれない前記状態nの状態量の要素を含む前記駆動源を用いて算出し、
観測量算出手段が、前記原画像情報に前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方が加わって観測画像情報となる過程を表す観測量を、前記状態nの状態量、前記判定手段により前記不一様なテクスチャ及び前記地色の少なくとも一方と判定された画素の画素値、及び前記原画像情報に応じて前記過程に与える影響を表した非線形項を用いて算出し、
推定手段が、前記状態量算出手段により算出された状態量、及び前記観測量算出手段により算出された観測量に基づいて、前記状態空間モデルに基づく予測法により、前記状態nの状態量の最適値を原画像情報として推定する
画像復元方法。

【請求項10】
コンピュータを、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の画像復元装置を構成する各手段として機能させるための画像復元プログラム。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開
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