CN101622631A - 扫描文件的多色彩舍去 - Google Patents

Abstract

一种用于通过将图像分割成两个或者更多方块(14)而从所扫描的文件中移除非所需表格色彩内容的方法。每个方块(14)根据其背景与色彩内容的组合而分类成至少第一和第二集。根据第一方块(14)集来识别背景色彩。根据第二方块集识别至少一个表格色彩。应用使表格色彩图像数据值偏移到背景色彩数据值的变换。

Description

扫描文件的多色彩舍去

技术领域

本发明一般地涉及扫描文件图像的图像处理，并且更特别地涉及用于从图像中识别并移除色彩内容的方法。

背景技术

在制造扫描环境中，扫描文件可具有与来自该文件的所需数据无关的色彩内容。例如，预先印刷的申请表、税务表和其它文件可包含表格色彩区域，包括印刷的指令、线、方框或者将文件用户指引到需要人工录入的范围的符号，其中所录入的信息典型地采用铅笔或者深色墨水。许多类型的预先印刷的表格使用预先印刷的位置标记以用于字符录入，从而将所录入的字符或其它标记限于特定的位置和大小。这种位置标记的使用因而促进了对填表人所录入的字符内容的读取自动化的光符辨识(OCR)扫描。

出于清楚说明的目的，本申请使用术语“表格色彩”来识别可以从扫描表格或其它文件的扫描图像数据中忽略和“舍去”的色彩内容。表格色彩是非中性的，从而对应于表格色彩的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)数据值互不相同。在扫描表格或其它文件上感兴趣的数据是深色中性数据，在本申请中以术语“中性色数据”表示。中性色数据表示任何用户录入的文本标记(例如那些可能已经用钢笔或铅笔在表格上所做出的标记)，或者录入到表格或文件中的印刷数据。在许多应用中，使用光符辨识(OCR)或其它工具来进一步处理从表格或其它文件扫描的中性色数据。术语“背景色彩”具有作为术语用于文件扫描领域的传统意义。即，背景色彩一般是在上面录入或印刷文本或表格内容的介质的色彩。典型地，中性色彩(例如大多数情况下是白色或偏白色)的背景色彩也可以是非中性色彩，例如在将文件印刷在有色纸或其它彩色介质的情况下。在黑白两色扫描中，例如，优选将背景色彩偏移为白色或很浅的灰色，以提高背景与文本或表格色彩内容之间的对比度。

为了更有效地存储和处理这种扫描文件，从扫描文件图像数据移除非所需的表格色彩是有用的。传统上，已采用若干方式来实行这种做法。用于扫描预先印刷文件(例如表格)的若干方法使用预先已知的关于该预先印刷文件自身的频谱内容的信息，并且使用适当调试以消除该频谱内容的扫描硬件。例如，再公告专利RE29,104(Shepard)利用经调试的激光扫描器单元以扫描文件，其中激光的波长与文件上标记的色彩相匹配，从而从标记反射的光与从文件背景反射的光具有相同的强度。预先印刷的字符位置标记因而是“盲区(blinded)”并且不会干扰字符的读取。在其它方法中，同样在预知预先印刷的表格上所期望的色彩情况下采用各种类型的滤光器。

用于将感兴趣的中性色数据从表格色彩分离的其它方法在色彩数据自身上进行操作。例如，美国专利NO.5,335,292(Lovelady等)说明了将色彩数据重新映射到背景，其有效地使文件上的非所需色彩变为OCR系统的“盲区”，其中同样预先已知该色彩。还可以使用训练，从而扫描系统“学会”如何处理文件集。然而，训练具有若干缺陷。例如，对于训练需要分离的训练操作与工具。训练应用在色彩方面具有限制，并且在许多情况下，一般只有在所扫描的文件在红色、绿色或蓝色色彩通道之一中具有高阶内容时才运作良好。训练不仅耗时，而且还需要适当的操作者在场以检查并验证结果。

那些诸如所述的解决方式可以用于在预先已知非所需的表格色彩或色彩的情况下移除表格色彩内容。然而，这些解决方式限制任何扫描系统的色彩舍去，从而使其仅可用于特定的文件集。在采用硬件解决方式(例如滤色器或者使用具有特定波长的扫描光的硬件解决方式)的情况下，扫描光学系统与文件相匹配，从而色彩舍去仅可用于具有特定色彩的文件。针对特定表格色彩进行检查的图像处理解决方式相似地受限，即使这种系统可以被更简单地“重新训练”或者重新编程以识别和移除其它色彩。尽管如此，寻找特定表格色彩或色彩集的解决方式不提供可以与大范围的具有色彩内容的文件共同使用的灵活的解决方式。这可对工作流程具有不利影响，例如，因为其需要对具有不同表格色彩的文件进行手工分类以将这些文件指向不同的扫描系统。其它更复杂的问题包括墨水批次与印刷量(print run)之间的差异，这导致属于相同类型但不同时或不在相同位置印刷的文件的频谱内容方面的偏差。

为尝试提供更灵活的色彩探测和舍去方案，美国专利No.7,085,413(Huang等)说明了对从扫描文件获得的色彩直方图的使用，其中如果主要色彩超过了临界亮度，则可对该主要色彩进行识别和移除。该类型的方法至少比前面说明的需要已知非所需色彩的方法更具动态性。然而，Huang等‘413公开中所述的方法以及移除整个色彩通道以便于移除非所需的表格色彩的类似方法存在从扫描数据中舍弃所需信息的风险并提供有限的性能，特别是在表格色彩和色彩内容之间的差异可能变化很大的情况下。在文件具有大量色彩内容(例如至少占一半面积的单一色彩)的情况下，或者在将文件提供于有色纸料上的情况下，可接收这种解决方式。然而，这种方法不适合扫描具有某一小量的色彩内容或者可能具有多种色彩的文件。

理想情况下，色彩舍去方案将灰阶中性色数据内容保留在文件中，例如铅笔标记或钢笔标记或录入的深色文本内容(例如来自印刷机)，从而可以将该内容存储或用于进一步的处理，例如用于OCR处理或标记感测应用。可接受的色彩舍去方案会舍弃非所需的表格色彩，将一个或多个表格色彩的色彩像素舍去到该文件的背景中，而不会损害该中性色数据的质量。此外，扫描系统具有如下色彩舍去方法会极为有利：自动调试用于具有不同背景色彩的纸料、在每个扫描文件上独立地识别表格色彩内容，以及采取所需步骤来移除表格色彩而同时保留作为中性色数据所提供的所需信息。

发明内容

本发明的目的是提供移除表格色彩而不会使中性色彩数据明显丢失的文件扫描方法。鉴于该目的，本发明提供一种用于从文件的扫描图像数据中移除非所需表格色彩内容的方法，该方法包括：

a)获取以色彩数据格式的扫描文件图像数据；

b)将该图像数据分割成两个或更多方块(tile)；

c)将每个方块根据其背景和色彩内容的组合而分类成至少第一集和第二集；

d)从第一方块集中识别背景色彩；

e)从第二方块集中识别至少一个表格色彩；并且

f)应用使表格色彩图像数据值向背景色彩值偏移的变换。

从另一方面，本发明提供了一种用于从文件的扫描图像数据中移除非所需表格色彩内容的方法，该方法包括：

a)获取以色彩数据格式的扫描文件图像数据；

b)将该图像数据分割成两个或更多方块；

c)将每个方块通过其色彩内容利用以下步骤特征化：

(i)针对该方块内的红色色彩值生成红色直方图；

(ii)针对该方块内的绿色色彩值生成绿色直方图；

(iii)针对该方块内的蓝色色彩值生成蓝色直方图；

(iv)根据红色、绿色和蓝色直方图分布来确定，该方块是否主要包含中性色背景内容，或者主要包含表格色彩内容，或者背景和色彩内容的组合；

d)根据主要具有中性色背景内容的方块来识别背景色彩；

e)根据主要具有表格色彩内容的方块来识别至少一个表格色彩；

f)将具有该至少一个表格色彩的像素选择性地变换到背景色彩。

本发明的特征是，其对每个扫描文件的色彩内容进行个别分析，然后确定哪个色彩或者哪些色彩是要移除的表格色彩内容。

本发明的优点是，其不要求预先知道表格色彩以用于训练，但是动态地应用色彩处理工具以识别表格色彩内容并将该内容变换到背景。

在结合附图阅读以下详细说明的情况下，本发明的这些和其它目的、特征和优点将对那些本领域中的技术人员变得明显，在所述附图中示出并说明本发明的示例性实施例。

附图说明

虽然本说明书最后的权利要求书特别指出并清楚地主张本发明主题的权利要求，但是相信可以从下述说明并结合附图来更好地理解本发明，其中：

图1是示出色彩舍去方法的基本步骤的逻辑流程图；

图2是示出在子采样和方块直方图分析中所使用的程序序列的逻辑流程图；

图3A和3B示出在一个实施例的数据转换和分析中所使用的步骤序列；

图4示出根据一个实施例根据色彩和背景内容特征对图像的扫描方块的分配。

图5示出将数据中的一些从RGB到HSV的示例转换；

图6是系数计算和应用的逻辑流程图；以及

图7是示出方块利用和子采样的平面图。

具体实施方式

本说明书特别指向形成依照本发明的设备的部分或者与该设备更直接地配合的元件。应该理解，未具体示出或说明的元件可采取为本领域的技术人员所熟知的各种形式。

本发明的方法可以从扫描图像数据移除所有表格色彩，在所产生的灰阶图像中只留下中性色彩。即，使用本发明的方法，可以使一个或多个表格色彩向文件的背景色彩实质偏移，即向(典型地是白色或很浅的中性色的)页面色彩偏移。该表格色彩变换用对中性色数据的最小影响实现，所述中性色数据包含文件已经被扫描的信息内容。与传统解决方式不同，不需要对扫描系统进行预先“训练”或者预知表格或背景色彩。作为该方法的结果，非所需表格色彩舍去到背景中，而同时保留所需中性色数据。在该处理之后，则可将文件数据用于光符辨识(OCR)逻辑处理、标记感测探测处理，或者从文件中获得“中性色数据”(更确切地说是从文件的中性色彩部分获得数据)的其它处理。

为了实现这个目的，本发明的方法典型地使用减小的分辨率或子采样图像来工作，以简单地减少必须被处理的图像数据量以及减少所需的时间量。该方法首先对减小的分辨率或子采样图像执行基于直方图的RGB分析，以将扫描图像数据分类以用于确定背景和表格色彩内容。接下来，执行色调(H)、饱和度(S)和值(V)变换，并且分析所得到的HSV数据以识别最普通的背景和表格颜色。然后开发系数算法并将其应用于每个像素，这使中性色数据和背景像素产生很小的变化或不产生变化并使表格色彩像素向背景变换。

图1的逻辑流程图示出色彩舍去方法的基本步骤。这些步骤的更详细说明接下来在本申请的后续部分中给出。提供图例30作为在此以及后面在图2、3A、3B和6所示的逻辑流程图中使用的符号的关键。

最初，提供原始图像10作为图像数据。起初几个关键步骤帮助识别文件的色彩内容。作为这些步骤的第一步骤，对原始图像10的图像数据执行可选的子采样步骤100或者相似步骤以减小图像的分辨率。子采样或其它分辨率减小(例如使用双线性差值或双三次差值)有助于减少计算时间，因为其减小了需要进行处理以用于随后的色彩分析的图像数据的大小。必须注意，该子采样或其它分辨率减小只针对色彩分析程序而进行。一旦已使用在此定义的初始步骤识别了待舍去到背景中的表格色彩，则处理完整的原始图像10(而不是该图像的子采样部分)以在后面的步骤中移除色彩。

下面执行方块直方图分析步骤200，其中图像被分割成多块并且每块被用于生成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)直方图。使用方块直方图分析步骤200将图像的各段分类以识别包含色彩和其它内容的区域。接下来，从方块直方图分析步骤200获得的一部分图像段被转换成HSV数据并在HSV分析步骤300中进行处理。在该处理中，对这些色调、饱和度和值参数进行分析以为这些方块找出最普通的背景和前景色彩。

使用在本发明中所使用的逻辑的重复迭代，可以将若干非中性色彩作为舍去色彩来处理。一旦确定了这些色彩，则为每个色彩计算系数集并将该系数集应用于系数应用步骤400。处理的这部分可以可选地允许测量操作者对舍去色彩识别的控制。作为该处理的结果，提供色彩舍去图像18。

有益的是注意到，参考图1所述的处理应用于最简单的情况，即移除单一色彩。相同处理的合适部分也在必须舍去多个色彩的情况下迭代地实行，如随后所述。

图2的逻辑流程图示出在子采样步骤100和方块直方图分析步骤200中所使用的程序序列。图7示出原始图像10在其经历该处理时的平面图(未按比例)。对于该步骤，对原始图像10进行子采样，或者以其它方式减小其分辨率，并使用特定尺寸、组织成列12的段或方块14对其进行扫描。将块14排列成连续的列提供了对整个图像的覆盖。方块14优选是不重叠的，从而每个像素16出现于一个且只有一个方块14中。

在每个方块14中有若干像素16，如在图7的放大窗E中所示。对一定数量的像素16进行子采样以用于随后的色彩分析。在图7的简单示例中，子采样每隔一像素进行选择以提供分辨率减小的图像。如先前说提到的，该子采样是可选的并且仅为减小必须被处理的数据量以便于识别舍去色彩而实行。经验结果已经示出，对于确定大多数文件的舍去色彩来说，大约100dpi(dots per inch，每英寸点数)的子采样是可接受的。取决于文件的复杂性和所需的精确度，更低的dp i值(例如50-70dpi)的性能可能不如针对不小于100dpi的图像所做的分析。在一个实施例中，方块14的尺寸大约是0.16平方英寸。可替换地使用非方形的方块形状。

回过来参考图2的流程图，方块设定步骤110建立了欲用于扫描步骤120(其中在该图像的两端之间移动而获得每隔方块14)的方块14的大小。然后对每个方块14执行色彩特征化。与在整个图像上将色彩特征化的传统方法比，使用小的方块14更有利于色彩分析。使用多个小方块14促进了对相互间有所区别的多个色彩的探测。然后，在方块直方图分析步骤200中对每个方块14的特征化准备用于进一步色彩分析的图像数据，如下文所述。

方块直方图分析

在直方图生成步骤210，为每个方块14生成了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)直方图。因为在文件图像边缘的数据可能是部分的(例如列12中的最后一块14超过文件页的边缘)，所以可从将进一步进行分析的方块直方图内容集中舍去相应的数据。

对于说生成的每个红色的、绿色的和蓝色的直方图，在获得值步骤220中获得下列数据：

(i)最小码值(CV)；

(ii)最大码值(CV)；

(iii)峰值或最普通的CV。

接下来是单一峰值决策步骤230，其中评估每个直方图中码值(CV)的相对分布。在步骤230中，需要确定是否任何个别的直方图展示出单一峰值或者多于一个峰值。色彩通道中的每一个都必须展示单一峰值以便于方块包含单一色彩或者中性色。具有多于仅一个峰值指示在相应方块14中存在多个色彩的可能性。对于该评估，使用凭经验确定的阈值(图2中的THRESH1)。如果最大CV和最小CV的差超过该阈值，则感测多峰值(即，可能的多色彩)状况。

在感测了单一峰值状况的情况下，接下来执行中性色彩测试240。在该逻辑中，对针对红色、绿色和蓝色的峰值进行比较。对于中性色彩，R、G和B值将大致相同，并在某一较小的变化范围内。只要这些值的差低于凭经验确定的阈值(图2中的Thresh3)，则假设方块具有中性或者背景色彩。在这种情况下，变换步骤242追踪中性峰值并将针对峰值数据值的RGB数据值转换到HSV数据值。然后，将该色彩信息作为浅中性色或者背景数据存储在表A中，这在图2的20处指示。

如果步骤240确定了针对红色、绿色和蓝色的峰值之间的差超过阈值，则方块指示极有可能是色彩舍去的候选者的色彩。变换步骤244追踪色彩峰值并将针对该峰值数据值的RGB数据值转换成HSV数据值。然后，该色彩信息作为单一峰值色彩数据存储在表B中，这在图2的22处指示。

在感测多峰值状况的情况下，执行深中性色决策步骤250。在此，计算最小R、G和B值之间的差，并将其与凭经验确定的阈值(图2中的Thresh2)相比较。如果小于该阈值，则直方图指示具有多个峰值的深中性色，这是极有可能对应所感兴趣数据(例如铅笔标记、钢笔录入或者其它中性色文本或标记)的图像内容的特征。该关系，即最小R、G和B值之间的差小于阈值的多峰值状况，也可以指示直方图中的多个色彩。在任一情况下，虽然这种方块很有可能具有针对扫描文件所感兴趣的数据内容，但是关于这种方块的信息对于舍去色彩识别的目的来说并不感兴趣。相对于图2所示的逻辑流程，该数据存储在表D中，这在24处指示。同样，有益的是重新强调，仅针对舍去色彩识别的有限目的而将该数据视为“舍弃”，如表D和下文说概述的。使用该数据用于色彩分析的尝试可能在识别表格色彩时导致模糊的结果。在后续色彩计算中不考虑该数据使得处理简化并更可能产生表格色彩的精确识别。明显地，不会舍弃对应于分配给表D的方块的实际图像数据。一旦已经识别一个或更多个舍去色彩，则与所有其它图像像素一起对该图像数据进行色彩舍去处理，如下文所述。

仍参考图2的步骤250，在存在多峰值状况并且最小R、G和B值的差超过阈值的情况下，直方图指示色彩和背景内容。变换步骤254追踪多峰值方块并且将针对峰值数据值的RGB数据值转换成HSV数据值。然后将此存储在表C中，这在26处指示。

因此，在方块直方图分析步骤200中的处理结束时，已经将每个方块14的内容分类并存储。综上所述，以进行下列分配以用于对每个方块14进行分类：

表A，其中方块14主要包含中性色或者背景色彩。

表B，其中方块14包含纯表格色彩的相当大的区域。

表C，其中方块14兼含表格色彩和背景内容。

表D，其中方块14包含极有可能包含所感兴趣的数据的深中性色内容。

然后，具有与欲保留的表D深中性色内容明显不同内容的所有方块14在额外分析之前都必须经历RGB到HSV转换。

作为示例，考虑图4所示的部分文件。在此，文件40具有白色/中性色背景并具有红色表格色彩(欲舍去色彩)和黑色文本。文件40具有红线42、录入文本44和色彩区域46，并且使用图2所示的逻辑流程来示出针对代表性方块14的一小部分样本数据。在该实施例中，对来自该文件的方块14如下分类：

(i)在表C中保存多峰值直方图数据(色彩前景和背景)。在包含白色或其它浅中性色背景和有色文本或线的文件的一部分上，红色、绿色和蓝色方块直方图展示多于一个峰值。RGB方块直方图中的最小值代表针对该方块14所存在的最深色彩(图4示例中的红色)，数据存储与表C中。

(ii)单一峰值中性色直方图数据保存于表A(浅中性色背景)中。在只包含白色、偏白色或者其它主要为中性色背景的文件的一部分上，红色、绿色和蓝色方块直方图只展示一个峰值。在这样的方块14中，针对红色、绿色和蓝色成分的最普通CV将对应于白色背景色彩，针对每一这种方块的数据存储于表A中。

(iii)单一峰值色彩直方图数据保存于表B(色彩背景)中。在包含例如图4中色彩区域46的较大纯舍去色彩区域(在一个实施例中超过0.16平方英寸)的文件的一部分上，可生成包含该非中性色彩的单一峰值方块直方图，针对每一这种方块的数据存储于表B中。

(iv)所有其它直方图数据保存在表D(深中性色前景和背景)中。在兼含白色背景和黑色文本的文件的一部分上，红色、绿色和蓝色方块直方图展示多于一个峰值。RGB方块直方图中的最小值代表针对该方块而存在的最深中性黑色文本，其是不会针对舍去色彩识别目的而考虑的数据。针对这种方块的色彩数据存储于表D中。

按照对方块14中的每一个的这种分类和分配，使用表B和表C数据来确定欲在产生用于色彩舍去的系数等式时使用的最佳色彩RGB值。如果发现方块14针对红色、绿色和蓝色方块直方图具有单一峰值，则根据来自那些方块的最普通的红色、绿色和蓝色CV来计算色调、饱和度和值(HSV)参数。如果方块14具有针对红色、绿色和蓝色的多峰值直方图，并且最小值的比较指示存在该色彩，则基于针对RGB的最小值来计算针对该方块14的HSV参数。

一旦完成方块直方图分析步骤200，算法便具有以下信息：文件图像中方块14的总数、单一峰值方块的数量以及非中性色多峰值方块14的数量。然后，可以在后续处理中使用针对每个单一峰值方块直方图和多峰值方块直方图的对应色调、饱和度和值参数。

色调、饱和度和值分析

如在成像领域中已熟知的那样，色彩的精确分析需要看三个属性，例如：红色、绿色、蓝色(RGB)或者色调、饱和度和值(HSV)坐标。在此，已经示出使用HSV值而不是其对应的RGB值对于识别表格色彩来说特别有用。

在利用图2的处理逻辑实行对方块14的分类和分配之后，在发现文件中的舍去色彩时的下一步是分析针对已经分类成表20、22和26的数据的方块直方图计算的结果。这通过分析已经针对每个对应的单一峰值和多峰值方块直方图而计算出的色调、饱和度和值参数实行。如参考图2的处理步骤所述，分配给表A、B和C的RGB值变换成其对应的色调、饱和度和值(HSV)坐标。

根据每个单一峰值方块直方图，针对最普通的红色、绿色和蓝色码值(CV)来计算色调、饱和度和值(HSV)参数，如参考图2所述。然后实行对这些色调、饱和度和值参数的分析以发现最普通的背景和前景色彩。通过循环穿过HSV分析程序，可以发现若干非中性色彩作为舍去色彩。

图3A和3B的逻辑流程图给出在HSV分析步骤300中所遵循的详细程序。第一步骤序列开始于表A中所列的方块数据。如前面提到和在图4的示例中所示出的，表A包含针对只具有浅中性色前景内容的方块14的录入项。

分析的第一步骤是发现最普通的中性色背景色彩，如果在大量色彩中存在一个最普通的中性色背景色彩的话。这帮助消除不是背景色彩的中性色彩，并且通过从上述(表A)直方图数据中发现最普通值(HSV)来实行。首先在普通值确定步骤304中对从在图2中的方块直方图分析步骤200所获得的表A值进行平均。步骤304为所有的表A录入项提供平均的R、G和B值。使用图4的示例，该步骤本质上将R、G和B列的每一列中的值进行平均，从而计算出平均的R值、平均的G值和平均的B值。

然后使用表A值实行中性色内容决策步骤310。该步骤确定背景内容是否是色彩或者中性色。这可以若干方式来确定。在一个实施例中，使用是整个文件的50％的阈值或者某个其它合适的百分比值。在表A内容超过针对该文件的阈值百分比的情况下，可以假设中性背景色彩并且继续利用取平均步骤312处理。取平均步骤312找到针对具有这种内容类型的方块的平均峰值和最小RGB值。然后，作为取平均步骤312的一部分来计算分布的最小值和该平均的中间值。执行另一取平均步骤314以计算在普通值确定步骤304中所获得的平均R、G和B峰值的平均值。然后，在背景设定步骤316，将背景变量设为平均RGB峰值。将背景最小值设为在步骤312中所计算的最小值。

在一些情况下，可以在有色纸上印刷文件。在表A内容指示有色而非中性色彩背景的情况下，执行在图3A中由虚线轮廓所指示的色彩背景步骤320。这些步骤应用于来自表B的数据。首先，获得了针对最普通RGB色调的码值。然后，计算平均RGB值的最高值并将其指定为背景。该平均背景用于计算在色彩舍去阶段所采用的主要系数，后面将说明。还获得RGB分布的最小值并将其指定为背景最小值，这用来确定像素是否为背景像素。例如，如果最高值通道被确定为红色，则将红色通道高于最小背景值情况下的图像像素指定为红色通道值。

下面参考图3B，示出用于识别背景以及欲舍去的表格色彩的基本处理循环。在每个循环录入330之后，执行色调识别步骤332，其基本步骤在虚线轮廓内示出。将来自表C的值用作为输入。使用表C数据生成了HSV值的直方图。可以在连续的回路操作中识别出第一、第二和第三最普通的色调。一旦找到最普通色调，便将超出给定范围角度(在图3B的示例实施例中是+/-10度)处的其它色调排除在考虑之外。然后针对所识别的色彩检查值(V)和饱和度(S)坐标。确定最普通的V坐标值并将其用于识别针对表C中的对应RGB数据录入项的对应饱和度S坐标值。

例如，参考图5，其中示出某些典型值，例如可能在表C内列出的值。将这些RGB值转换成HSV值。在所给出的示例中(其中为清楚起见在该示例中只示出4个值)，最普通的色调值是9度，红色色调。+/-10度的范围给定359度和19度之间的H值所得范围。这为该循环操作消除了(252，370，180)HSV值，(带蓝色的色调)，因为值252度在该H值范围之外。剩余HSV录入项的最普通值坐标是160。这将可以可选地用作为针对伪造数据的检验的饱和度计数隔离。这些饱和度值的最高值(S＝500)对应于第二RGB录入项(160，90，45)。

再次参考图3B，执行第二色调识别步骤338，其基本步骤在虚线轮廓内示出。这些步骤对与表C一起使用的数据应用相似处理，使用在色调识别步骤332所建立的相同色调范围并获得饱和度值。舍去色彩确定步骤340将从表C和表B数据所获得饱和度值进行比较，并且选择对应于两个饱和度值中的较低值的RGB值作为欲舍去的RGB色彩。然后，在最大/最小确定步骤344中获得对应于该色彩的最大和最小RGB值。例如，对于RGB色彩(160，90，45)来说，最大值是160，最小值是45。

然后，循环返回步骤350将处理指回循环录入330以用于欲舍去的后续表格色彩。在一个实施例中，执行图3B所示循环三次以识别三个舍去色彩。参考图3A和3B在前面所述的程序探测中性色背景和色彩内容并对其进行概括，以便于提供由色彩移除算法所使用的变量。一旦确定了这些色彩，这为每个色彩计算系数集。

色彩舍去算法

前面的步骤提供用于生成系数的变量，所述系数允许快速处理图像数据并移除非所需的色彩材料。例如，在共同转让的美国专利No.5,014,328和美国专利No.5,014,329(两个都颁予Rudak)中说明了色彩舍去系数的使用，并且这两个专利都通过引用并入于此。

对于色彩舍去，为每个RGB色彩生成色彩舍去函数。该函数具有一次系数(primary coefficient)和二次系数。对于图像中的每个像素，将该一次系数乘以最大RGB值，而将二次系数乘以最小RGB值。然后，将这两个所产生的值加到一起以产生针对该像素的灰阶值。由于任何图像都可以具有与所存在的色彩一样多的系数等式，因此必须检查图像中的每个像素以确定哪个等式应该应用于该像素。

首先将每个像素RGB值与背景最小值相比较。如果R、G和B值大于背景最小值，则将该像素灰阶值设为该像素RGB(最大值)。这样做是为了保留图像内的背景可变性。如果任何RGB值小于背景最小值，则在给定像素RGB与用于生成色彩舍去系数等式的三个可能RGB值之间执行比较。针对最接近匹配的色彩舍去RGB的等式(如由该像素的相对色调所确定的那样)将被用于计算针对该像素的灰阶值。如果未发现最接近匹配，则使用具有最低一次系数数字的等式。

多色彩舍去算法的最终输出是具有与输入图像相同分辨率的灰阶图像。输出图像将所有中性色像素保持为接近其原始灰阶值，而将所有合格的色彩像素驱至近背景值。像素的色彩越多，则系数等式将越有可能产生接近图像中的背景值的灰阶值。

图6的逻辑流程图示出根据一个实施例的多色彩舍去程序。系数计算步骤410具有在虚线轮廓中示出的程序序列。为了能够动态地(例如，在对文件进行扫描时)执行该程序，只相对于二维来考虑三维色彩空间。由于算法的目的是舍去除了中性色的所有色彩，因此二维色彩空间是可行的选择。例如，如果在3维RGB色彩空间中将最主要的表格色彩识别为RGB(200，100，50)，则会在2维空间中使用最大值(200)和最小值(50)来计算系数等式。该等式对于任何由RGB(200，200-50，50)或(200-50，200，50)或(50，200，200-50)代表的色彩都会完全相同。使用该等式的目的是将任何这些RGB色彩驱至灰阶背景值。

例如，图6中系数计算步骤410的程序可获得如下内容：

参数-＞最大值200，最小值50，背景235

一次系数＝(背景-最小值)/(最大值-最小值)

(235-50)/(200-50)＝1.233

二次系数＝(1-一次系数)

1-1.233＝-0.233

然后，使用在前面的系数计算步骤410中获得的系数来为每个像素执行像素处理步骤420。在该2维空间中，根据下面所示例的系数等式将3维空间中的若干色彩平面移动到背景值：

系数计算＝(最大值*一次系数)+(最小值*二次系数)

(200*1.233)+(50*-0.233)＝234.95

最大值(200)和最小值(50)系数等式因而将若干色彩移动至灰阶背景值235。

本发明的方法提供了灵活、有效的适应性色彩舍去方案，并且不需要针对可能扫描的每种类型的文件进行训练。明显地，本发明的方法允许分别扫描每一个别文件，而不会预先载入值或需要操作者录入并且不需要识别文件类型。不需要预先对文件进行分类，从而只有特定类型的文件去往特别的扫描器，或者将只具有特定色彩的文件在相同批次程序中进行处理。这意味着，例如，不必将扫描限于文件类型的特定集；本发明的方法可以为不同的色彩文件提供色彩舍去，从而允许扫描这些文件并按顺序对其进行处理。

然后，可以将使用本发明方法所处理的文件以若干种方式使用。例如，可在根据本发明的色彩舍去之后对文件执行OCR处理。

可以由扫描器设备或者由对所扫描的数据进行操作的图像处理器来执行本发明的方法。因为其提供用于移除一个或多个非所需表格色彩的快速方法，所以可以将本发明方法直接在所扫描数据上执行，从而提供给终端用户的扫描器数据已经通过使用表格色彩舍去而符合条件。

不像用于选择色彩舍去的其它方法，本发明方法不需要训练扫描器或者图像处理装置。利用本发明方法，不需要预先对文件进行分类。

子采样、方块化、生成直方图、执行RGB-HSV转换以及针对异常状况的测试的步骤可以应用那些图像处理领域内的专业人员所熟悉的若干不同类型的程序。如那些图像处理领域内的专业人员所熟知的，还可以在图像数据处理期间执行针对异常的可选检查。色彩扫描可以获得RGB数据，或者可选地可以获得某一其它数据格式(例如YCC格式)的色彩数据。方块优选是非重叠的，虽然一定数量的重叠(其中相同像素在两个相邻方块的边缘上)可以是允许的。尽管已经发现系数变换有利于将表格色彩偏移为背景色彩，但可以替换地使用应用本发明的色彩识别方法的其它变换。子采样只是可用于减小图像方块的分辨率的若干种方法之一。用于减小分辨率的其它合适方法包括，但不限于，例如双线性差值或者双三次差值。

因此，所提供的是用于从所扫描的图像中识别并移除表格色彩内容的设备和方法。

部件列表

10原始图像

12行

14方块

16像素

18色彩舍去图像

20表

22表

24表

26表

30图例

40文件

42红线

44录入文本

46色彩区域

100子采样步骤

110方块设定步骤

120扫描步骤

200方块化的直方图分析步骤

210直方图生成步骤

220获得值步骤

230单一峰值决策步骤

240中性色彩测试

242变换步骤

244变换步骤

250深中性色决策步骤

254变换步骤

300HSV分析步骤

304普通值确定步骤

310中性色内容决策步骤

312取平均步骤

314取平均步骤

316背景设定步骤

320色彩背景步骤

330循环录入

332色调识别步骤

338色调识别步骤

340舍去色彩区定步骤

344最大值/最小值确定步骤

350循环返回步骤

400系数应用步骤

410系数计算步骤

420像素处理步骤

Claims (25)

1.一种用于从文件的扫描图像数据中移除至少一非所需表格色彩内容的方法，该方法包括：

a)获取以色彩数据格式的扫描文件图像数据；

b)将该图像数据分割成两个或更多方块；

c)将每个方块根据该方块的背景和色彩内容的组合而分类成至少第一集和第二集；

d)从第一方块集中识别背景色彩；

e)从第二方块集中识别至少一个表格色彩；并且

f)应用使表格色彩图像数据值向背景色彩值偏移的变换。

2.权利要求1的方法，其中将每个方块分类包括形成针对每个方块的红色、绿色和蓝色直方图。

3.权利要求1的方法，其中将每个方块分类包括减小该方块的分辨率的步骤。

4.权利要求1的方法，其中所述色彩格式是红色、绿色和蓝色(RGB)格式。

5.权利要求1的方法，其中所述方块实质上是非重叠的。

6.权利要求1的方法，其中应用变换包括应用将表格色彩值向背景色彩值偏移的系数。

7.权利要求1的方法，其中识别所述背景色彩包括：

a)将RGB色彩数据变换为HSV色彩数据；以及

b)针对具有在所述背景色彩大约+/-10度范围内的色调色彩数据值的像素来识别最普通的色调色彩数据值。

8.权利要求1的方法进一步包括减少所述图像数据的分辨率。

9.权利要求1的方法，其中识别至少一个表格色彩包括：

a)将RGB色彩数据变换为HSV(色调、饱和度、值)色彩数据；并且

b)找到所述最普通的色调色彩数据值。

10.一种用于从文件的扫描图像数据中移除非所需表格色彩内容的方法，该方法包括：

a)获取以色彩数据格式的扫描文件图像数据；

b)将所述图像数据分割成两个或更多方块；

c)利用以下步骤将每个方块通过其色彩内容特征化：

(i)针对所述方块内的红色色彩值生成红色直方图；

(ii)针对所述方块内的绿色色彩值生成绿色直方图；

(iii)针对所述方块内的蓝色色彩值生成蓝色直方图；

(iv)根据所述红色、绿色和蓝色直方图分布来确定，所述方块是否主要包含中性色背景内容，或者主要包含表格色彩内容，或者背景和色彩内容的组合；

d)根据主要具有中性色背景内容的方块来识别背景色彩；

e)根据主要具有表格色彩内容的方块来识别至少一个表格色彩；

f)将具有所述至少一个表格色彩的像素选择性地变换到背景色彩。

11.权利要求10的方法，其中选择性变换包括应用将表格色彩值向背景色彩值变换的系数。

12.权利要求10的方法，其中识别所述背景色彩包括：

a)将RGB色彩数据变换到HSV色彩数据；并且

b)针对具有在所述背景色彩大约+/-10度范围内的色调色彩数据值的像素来识别最普通的色调色彩数据值。

13.权利要求10的方法，其中根据所述红色、绿色和蓝色直方图分布来确定所述方块是否主要包含中性色背景内容或者主要包含表格色彩内容或者背景和色彩内容的组合包括识别在所述红色、绿色和蓝色直方图分布中的一个或更多峰值。

14.权利要求10的方法，其中识别至少一个表格色彩包括将RGB坐标值转换到HSV坐标值。

15.权利要求10的方法，其中对每个方块进行特征化进一步包括减小所述方块内的图像数据的分辨率。

16.权利要求10的方法，其中所述色彩格式是红色、绿色、蓝色(RGB)格式。

17.权利要求10的方法，其中所述方块实质上是非重叠的。

18.权利要求10的方法，其中执行相同步骤来处理连续文件中的每个文件。

19.权利要求10的方法，其中选择性地变换像素包括基于所识别表格色彩的最大和最小RGB数据值来生成变换系数，并且将所述变换系数应用于每个像素的最大和最小RGB数据值。

20.一种用于扫描文件的方法，包括：

a)扫描包含第一表格色彩和第一背景色彩的第一文件；

b)从所述第一文件的扫描数据中探测至少第一表格色彩和第一背景色彩；

c)根据所探测的第一表格色彩和第一背景色彩来计算和应用第一变换，其中所述第一变换使第一表格色彩向第一背景色彩偏移；

d)扫描包含第二表格色彩和第二背景色彩的第二文件，其中所述第二表格色彩与所述第一表格色彩不同，并且所述第二背景色彩与所述第一背景色彩不同；

e)从所述第二文件的扫描数据中探测至少第二表格色彩和第二背景色彩；并且

f)根据所探测的第二表格色彩和第二背景色彩来计算和应用第二变换，其中所述第二变换使所述第二表格色彩向所述第二背景色彩偏移。

21.权利要求20的方法，其中探测至少第一表格色彩和第一背景色彩包括将所述文件分割成多个方块并且针对每个方块生成红色、绿色和蓝色直方图。

22.一种用于从扫描文件数据中移除至少一个非所需表格色彩的方法，包括：

a)形成所述文件数据的多个非重叠段；

b)生成针对每个段的红色、绿色和蓝色直方图；

c)探测任何一个红色、绿色和蓝色直方图中的一个或更多峰值；

d)根据所述峰值探测背景色彩；

e)将红色、绿色和蓝色直方图的峰值变换成色调、饱和度和值坐标值；

f)分析色调、饱和度和值坐标值；并且

g)根据所述色调、饱和度和值坐标值来探测所述至少一个非所需表格色彩。

23.一种用于扫描多个文件的方法，其中为多个文件中的每个文件提供文件数据重复下列步骤：

a)获取以色彩数据格式的扫描文件图像数据；

b)根据所扫描的文件图像数据来计算背景色彩和至少一个表格色彩；并且

c)根据所述至少一个表格色彩和背景色彩来计算和应用变换，其中所述变换使所述表格色彩向所述背景色彩偏移。

24.一种用于扫描文件的方法，包括：

a)扫描包括至少第一和第二表格色彩和背景色彩的文件；

b)从所扫描的文件数据中探测第一表格色彩和背景色彩；

c)根据所探测的第一表格色彩和背景色彩来计算和应用第一变换，其中所述第一变换将所述第一表格色彩向所述背景色彩偏移；

d)从所扫描的文件数据中探测第二表格色彩；

e)根据所探测的第二表格色彩和背景色彩来计算和应用第二变换，其中所述第二变换将所述第二表格色彩向所述背景色彩偏移。

25.权利要求24的方法进一步包括对所扫描的文件数据应用所述第一和第二变换。

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