Technisches Gebiet
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Diese Erfindung bezieht sich auf einen Bildscanner bzw.
-abtastvorrichtung, die Bilder auf einem Dokument bzw.
einer Druckschrift scant bzw. abtastet und diese als
Zwei- bzw. Biniveaubilder für eine elektronische
Speicherung, Übertragung und Drucken von Dokumenten bzw.
Druckschriften ausgibt.
Beschreibung des Standes der Technik
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Einige Vorteile von Bildscannern sind, daß sie es
ermöglichen, Druckschriftbildspeicherung, -übertragung,
-drucken und weitere derartige Verarbeitung schnell und
mit geringen Kosten durchzuführen. Derartige Scanner
werden deshalb verwendet, um die Muster, die derartige
Bilder aufbauen, in Zweiniveaubildsignale umzuwandeln, und
zwar entsprechend Schwarz- und Weißniveaus. Um
sicherzustellen, daß Muster mit niedrigem Kontrast ebenfalls
binarisiert bzw. digitalisiert werden, und zwar anstelle
von während des Umwandlungsprozesses ausgelöscht zu
werden, ist es notwendig, die Digitalisierungsschwelle so
nahe wie möglich bei dem Hintergrund einzustellen.
Variationen in der Hintergrundhelligkeit, die durch
Papierverfärbung und dergleichen verursacht sind, haben den
Einschluß von granularem Rauschen in dem Zweiniveaubild zur
Folge. Dieses Hintergrundrauschen verschlechtert die
Qualität des Zweiniveaubildes und verringert ebenfalls
die Bildkompressionseffizienz.
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Bei herkömmlichen Bildscannern wird Hintergrundrauschen
entweder dadurch unterdrückt, daß alle Muster
gleichförinig dünn gemacht werden oder durch das Kreisverfahren,
wobei die interessierenden Pixels bzw. Bildelemente mit
umgebenden Mustern verglichen werden, und falls alle
umgebenden Muster dieselben sind, die interessierenden
Pixel mit den umgebenden Mustern kombiniert werden.
Jedoch kann das gleichförmige Dünnmachen der Muster ein
Auslöschen des interessierenden Musters zur Folge haben.
Bei dem Kreisverfahren kann eine Zunahme in der Größe der
Hintergrundrauschelemente die Anzahl der Kombinationen
von Kreisen, die verglichen werden sollen, exponentiell
ansteigen, wodurch es schwierig wird, die notwendige
Verarbeitung durchzuführen und wodurch deshalb eine wirksame
Unterdrückung des Hintergrundrauschens verhindert wird.
Somit ist es bei herkömmlichen Bildscansystemen
schwierig, die Bilder zu digitalisieren, ohne Muster mit
niedrigem Kontrast auszulöschen, und es ist ebenfalls
schwierig, Zweiniveaubilder mit niedrigem
Hintergrundrauschen zu erzeugen. Demzufolge sei bemerkt, daß es in
hohem Maße wünschenswert wäre, die Bilder ohne Auslöschen
von Mustern mit niedrigem Kontrast zu digitalisieren, und
Zweiniveaubilder mit niedrigem Hintergrundrauschen zu
erzeugen.
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Ein weiteres Verfahren zum Unterdrücken von
Hintergrundrauschen ist in WO-A-8707740 offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung sieht einen Bildscanner vor,
der Zweiniveaubilder hoher Qualität erzeugen kann, durch
wirksames Unterdrücken von Hintergrundrauschen und durch
Nicht-Auslöschen von interessierenden Mustern, und zwar
sogar wenn Bildmuster mit niedrigem Kontrast
digitalisiert werden. Diese Zweiniveaubilder hoher Qualität
werden durch einen Bildscanner erhalten, der mit einem
Zweiniveaubildfilter versehen ist, der die Anzahl von
kontinuierlichen Mustern in vertikalen, horizontalen und
diagonalen radialen Richtungen von einem Punkt zählt, die
Ergebnisse mit einem vorbestimmten Bezugswert vergleicht,
und Muster, die unter dem Bezugswert sind, auslöscht. Da
Zeichen (Character) und Symbole auf einer Druckschrift
durch gerade vertikale, horizontale und diagonale
Liniensegmente gebildet sind, können Muster, die eine niedrige
Kontinuität aufweisen, wenn sie dicht dran angesehen
werden, als Rauschen betrachtet werden. Das Vorsehen des
Zweiniveaubildfilters, um Muster mit niedriger
Kontinuität zu entfernen, ermöglicht es, daß Hintergrundrauschen
wirksam von den Zweiniveaubildern eliminiert wird, und
zwar ohne interessierende Muster auszulöschen.
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Weitere Merkmale der Erfindung, ihr Wesen und
verschiedene Vorteile werden aus der Begleitzeichnung und der
folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung
offenbar werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In der Zeichnung zeigt:
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Fig. 1 ein Diagramm eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels eines Bildscanners, der einen
Zweiniveaubildfilter gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist;
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Fig. 2 ein Diagramm, das den Zweiniveaubildfilter in
größerer Einzelheit zeigt, um einen
Prioritätscodierer zu zeigen;
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Fig. 3 ein Diagramm ähnlich der Fig. 2, das ein weiteres
bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt; und
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Fig. 4 ein Diagramm, das weiter den Prioritätscodierer
der Fig. 2 und 3 darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Fig. 1 zeigt die Anordnung des erfindungsgemäßen
Bildscanners. Wie man erkennt, ist der Bildscanner mit einer
Lichtquelle 1, einer Linse 2, einer ein-dimensionalen
Abbildevorrichtung 3, einer Binarisierungs- bzw.
Digitalisierungsschaltung 4, und einem Zweiniveaubildfilter 5
ausgerüstet. Das Bild auf einer Druckschrift 6 wird auf
der ein-dimensionalen Abbildevorrichtung 3 durch die
Linse 2 gebildet und Licht von der Druckschrift 6, das
auf die Elemente der ein-dimensionalen Abbildevorrichtung
3 auftrifft, wird in elektrische Signale umgewandelt, die
die ein-dimensionale Abbildevorrichtung 3 an die
Digitalisierungsschaltung 4 ausgibt.
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Wenn die ein-dimensionale Abbildevorrichtung 3 eine Linie
des Bildes in elektrische Signale umwandelt, wird die
Druckschrift 6 in eine eingestellte Richtung bewegt, und
zwar ein Pixel bzw. Bildelement zu einer Zeit, um dadurch
das vollständige Bilddruckschriftbild zu scannen. Die
Digitalisierungsschaltung 4 wandelt die Signale, die von
der Abbildevorrichtung 3 kommen, in Zweiniveausignale um,
die dann zu dem Zweinivaubildfilter 5 geschickt werden.
Der Zweiniveaubildfilter 5 untersucht die Muster, die die
Zweiniveaubilder aufbauen, und zwar im Hinblick auf eine
radiale Kontinuität von einem spezifischen Punkt in den
vertikalen, horizontalen und diagonalen Richtungen und
löscht Muster aus, die eine niedrige Kontinuität zeigen.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist der Zweiniveaubildfilter
in größerer Einzelheit gezeigt. Der
Zweiniveaubildfilter 5 weist sieben Schieberegister 101 bis 107 auf. Die
Anzahl der Orte jedes dieser Schieberegister ist
dieselbe, wie die Anzahl der konstituierenden Elemente der
eindimensionalen Abbildevorrichtung 3. Die
Zweiniveaubilddaten von der Digitalisierungsschaltung 4 werden eine
Linie bzw. Zeile zu einer Zeit in das erste
Schieberegister 101 des Musterherausziehabschnitts bzw.
Musterextraktionsabschnitts 51 eingegeben. Die Ausgangsgröße des
Schieberegisters 101 wird in das zweite Schieberegister
102 eingegeben, und dies fährt fort, bis die Daten das
Schieberegister 107 erreichen.
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Die Extraktions- bzw. Herausziehpunkte b bis y werden
radial in den vertikalen, horizontalen und diagonalen
Richtungen für die Schieberegister 101 bis 107
eingestellt, und zwar unter Verwendung eines Extraktions- bzw.
Herausziehpunkts a des vierten Schieberegisters 104 als
den Anfangs- bzw. Startpunkt. Dies bedeutet, daß die
Extraktionspunkte b bis g in der vertikalen Richtung, die
Punkte h bis m in der horizontalen Richtung, die Punkte n
bis s in der rechten diagonalen Richtung und die Punkte t
bis y in der linken diagonalen Richtung eingestellt
werden. Der Musterextraktionsabschnitt 51 extrahiert dann
die weißen und schwarzen Muster der Zweiniveaubilder, und
zwar entsprechend diesen Extraktionspunkten a bis y, und
zwar unter Verwendung von zum Beispiel "0" für weiß und
"1" für schwarz, was in den Filterabschnitt 52 eingegeben
wird.
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Der Filterabschnitt 52 weist acht Prioritäts- bzw.
Vorrangcodierer 108 bis 115, vier Addierer 116 bis 119, vier
Komparatoren 120 bis 123, eine NAND-Schaltung 124 und
eine AND-Schaltung 125 auf. Die Musterinformation von dem
zentralen Extraktionspunkt a des
Musterextraktionsabschnitts 51 wird in die AND-Schaltung 125 eingegeben und
Musterinformation über die Extraktionspunkte in jeder
Richtung b bis g, h bis m, n bis s und t bis y wird in
die Gruppen von drei Orten auf jeder Seite des zentralen
Extraktionspunkts a in jeder Richtung unterteilt, und
zwar zur Eingabe in die Prioritätscodierer 108 bis 115.
Die Prioritätscodierer 108 bis 115 teilen kontinuierliche
schwarze Musterpixel in den Extraktionspunkten b bis g, h
bis m, n bis s und t bis y in zwei Teile, und zwar
vertikal, horizontal und diagonal und zählen kontinuierliche
Musterelemente.
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Unter Bezugnahne auf Fig. 4 wird ein Beispiel unter
Verwendung des Prioritätscodierers 108 im folgenden
beschrieben. Der Prioritätscodierer 108 zählt die
kontinuierlichen Musterelemente in der vertikalen Richtung
nach oben von dem zentralen Extraktionspunkt a (Punkte b,
c, d). Wie in Fig. 4 gezeigt ist, gibt zum Beispiel der
Codierer 00 aus, wenn die Werte der Eingangssignale (b,
c, d) gleich (0, 0, 0) sind, 01, wenn die Werte (1, 1, 0)
sind, 11, wenn die Werte (1, 1, 1) sind, 10, wenn die
Werte (1, 0, 1) sind und 00 wenn die Werte (0, 1, 1)
sind; das heißt, er gibt die Anzahl der kontinuierlichen
Einsen von dem Extraktionspunkt a aus. So teilen die
Prioritätscodierer 108 bis 115 kontinuierlich Muster in
jeder Richtung in zwei Teile und zählen die
Musterelemente, und die Werte der zwei Teile in jeder Richtung
werden von den Addierern 116 bis 119 addiert.
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Die so gezählten kontinuierlichen Musterelemente in jeder
Richtung werden jeweils mit vorbestimmten Bezugswerten
durch die Komparatoren 120 bis 123 verglichen und das
logische Produkt der vergleiche wird von der
NAND-Schaltung 124 ausgegeben. Falls eine Musterkontinuität in
allen Richtungen unterhalb des Bezugsniveaus bzw. -pegels
ist, veranlaßt der Ausgang der NAND-Schaltung 124, daß
der Ausgang der AND-Schaltung 125 als "0" definiert wird.
Dies bedeutet, daß der Ausgang des Zweiniveaubildfilters
5 "0" ist, und zwar unabhängig von dem originalen
Bildzustand, wodurch Muster, deren Kontinuität bzw. Stetigkeit
unter den vorbestimmten Bezugswert fällt, veranlaßt
werden, ausgelöscht zu werden.
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Da alle Zeichen und Symbole auf der Druckschrift 6 aus
vertikalen, horizontalen und diagonalen Liniensegmenten
bestehen, können Muster, die eine niedrige Kontinuität
zeigen, als Hintergrundrauschen betrachtet werden. Durch
Verwenden des Zweiniveaubildfilters 5, um Muster mit
niedriger Kontinuität auszulöschen, wird es ermöglicht,
daß Hintergrundrauschen wirksam von dem Zweiniveaubild
entfernt wird, und zwar ohne die originalen bzw.
ursprünglich interessierenden Muster zu löschen. Der
Bezugswert wird auf ein Niveau eingestellt, das das
optimale Entfernen des Hintergrundrauschens durch den
Zweiniveaubildfilter 5 sicherstellt, und zwar ohne ein
Auslöschen der interessierenden Muster.
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Der Zweiniveaubildfilter 5, der oben beschrieben wurde,
ist derart angeordnet, daß er irgendein Muster als zu
entfernendes Hintergrundrauschen behandelt, das eine
Kontinuität aufweist, die unter dem Bezugswert ist, und
zwar in allen Richtungen, nämlich vertikalen,
horizontalen und diagonalen Richtungen. Jedoch kann er
angeordnet sein, um Muster auszulöschen, die eine niedrige
Kontinuität in irgendwelche zwei der vier Richtungen
zeigen. In einem derartigen Fall könnte das
Ausführungsbeispiel der Fig. 3 verwendet werden, wobei die Ausgänge
der vier Komparatoren 120' bis 123' des Filterabschnitts
52' in Paare kombiniert werden, und zwar für eine Eingabe
an fünf AND-Schaltungen 126 bis 131 und die Ausgänge
dieser AND-Schaltungen werden in eine einzelne NOR-
Schaltung 132 eingegeben. Der Ausgang der NOR-Schaltung
132 wird dann in die AND-Schaltung 125' zusammen mit der
Musterinformation, die sich auf den zentralen
Extraktionspunkt a in dem Musterextraktionsabschnitt 51'
bezieht, eingegeben. Als Folge, falls eine
Musterkontinuität in irgendwelche zwei Richtungen unter dem
Bezugswert ist, wird der Ausgang der NOR-Schaltung 132 "0" und
unabhängig von dem Originalbildzustand, wird der Ausgang
des Zweiniveaubildfilters 5 "0", wodurch veranlaßt wird,
daß dieses Muster ausgelöscht wird. Das
Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 ermöglicht es deshalb, einen engeren
Bereich von Hintergrundrauschen zu entfernen.
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Es sei bemerkt, daß ein Druckschriftbildscanner offenbart
wurde, der gescannte Bilder zur Ausgabe als
Zweiniveaubilder umwandelt. Dieser Bildscanner erzeugt
Zweiniveaubilder hoher Qualität durch wirksames Unterdrücken von
Hintergrundrauschen und durch Nicht-Auslöschen von
interessierenden Mustern, und zwar sogar wenn Bildmuster
mit niedrigem Kontrast binarisiert bzw. digitalisiert
werden. Diese Zweiniveaubilder hoher Qualität werden
durch einen Bildscanner erreicht, der einen
Zweinivaubildfilter aufweist, der die Anzahl von kontinuierlichen
Mustern in vertikalen, horizontalen und diagonalen
radialen Richtungen von einem Punkt zählt, die Ergebnisse mit
einem vorbestimmten Bezugswert vergleicht und Muster
auslöscht, die unterhalb des Bezugswerts sind. Der
Zweiniveaubildfilter zählt die Anzahl von kontinuierlichen
Musterelementen in jeder Richtung, und zwar vertikalen,
horizontalen und diagonalen Richtungen, von einem
spezifischen Punkt und vergleicht die Ergebnisse mit einer
vorbestimmten Referenz bzw. Bezug. Muster, die unter den
Bezugswert fallen, werden betrachtet als von dem
Hintergrundrauschen zu resultieren und werden ausgelöscht. Weil
Zeichen und Symbole auf einer Druckschrift durch gerade,
vertikale, horizontale und diagonale Liniensegmente
gebildet sind, können Muster, die eine derartig niedrige
Kontinuität aufweisen, wenn sie dicht dran betrachtet
werden, als Rauschen angesehen werden. Das Vorsehen des
Zweiniveaubildfilters, um Muster niedriger Kontinuität zu
entfernen, ermöglicht es, daß Hintergrundrauschen wirksam
von den Zweiniveaubildern eliminiert wird, und zwar ohne
interessierende Muster auszulöschen.