DE69607313T2

DE69607313T2 - Durchscheinkorrektur für zweiseitige Dokumente

Info

Publication number: DE69607313T2
Application number: DE69607313T
Authority: DE
Inventors: Keith T. Knox
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2017-01-01
Also published as: DE69607313D1; US5832137A; US5646744A; JPH09200528A; EP0784396A2; EP0784396B1; EP0784396A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verminderung bzw. Beseitigung von Bildfehlern, die dem Durchscheineffekt beim doppelseitigen Bildscannen zuzuschreiben sind.
Die Erfassung von Informationen für die elektronische Bearbeitung direkt von gedruckten Originalen ist bei der elektronischen Dokumenterstellung immer stärker gefragt. Ein wichtiger Grund dafür liegt in der Tatsache, daß die elektronisch gespeicherten Informationen anschließend bearbeitet, formatiert und zusammengetragen und in anderer Form als der ursprünglich verfügbaren verwendet werden können. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Bildeingabemöglichkeit für solche Informationen zu haben. Neben der Erstellung neuer Dokumente aus elektronisch gespeicherten Informationen besteht ein Vorteil darin, daß sich einige Kopierfunktionen, die bei Linsenkopierern zur Verfügung stehen und bei denen Bilder direkt von Originalen kopiert werden, noch leichter ausführen lassen, wenn die Bildinformationen elektronisch vorliegen. Wenn demzufolge die Möglichkeit der Eingabe elektronischer Informationen, gekoppelt mit vorhandenen Ausgabeeinrichtungen, besteht, dann sind Funktionen, wie beispielsweise das Duplex-Kopieren, die Bilddrehung, das Schneiden, Bearbeiten, usw. möglich, ohne daß dazu komplizierte mechanische Vorgänge an den Originalen und Kopien erforderlich sind.
Beim Duplex-Scannen enthält das Scanergebnis einer Seite eines typischen doppelseitigen Stückes lichtdurchlässigen Papiers Informationen von beiden Seiten des Blattes. Dabei kommen die kontrastreichen von der Vorderseite mit einer kontrastarmen Version des Bildes von der Rückseite des Blattes zusammen. Die kontrastarmen Informationen von der Rückseite werden als "Durchschein"- Informationen bezeichnet.
Ein Verfahren zur mechanischen Verringerung des Durchscheinens besteht darin, beim Scannen eine schwarze Seite auf die Rückseite des Blattes zu legen. Das durch das Blatt hindurchtretende Licht wird von der schwarzen Unterlage absorbiert.
Zwar wird durch dieses Verfahren der Durchscheineffekt beträchtlich reduziert, doch infolge der Lichtstreuung von der Rückseite des Papiers aus bleibt immer noch ein kleines Restbild der Rückseite mit geringen Kontrasten erhalten.
Unter bestimmten Umständen ist das mechanische Entfernen von durchscheinenden Informationen nicht möglich. Dies ist der Fall, wenn beide Seiten eines Blattes gleichzeitig gescannt werden. Hierbei werden beide Seiten zur selben Zeit belichtet und abgebildet. Unter diesen Bedingungen scheinen die Informationen auf jeder Seite auch auf der jeweils anderen Seite durch. Der gleiche Effekt tritt auf, wenn nach dem Scannen der Durchscheineffekt korrigiert werden muß, nachdem ein Bild auf einem Scanner mit einer weißen Abdeckung gescannt wurde.
Mitunter wurde versucht, das Problem des Durchscheinens mechanisch zu lösen, wie beispielsweise in US-A-4,743,974, worin das gleichzeitige Duplex-Scannen von doppelseitig bedruckten Dokumenten beschrieben ist und wobei Sensoren benutzt werden, die zueinander seitlich leicht versetzt sind. Aus Platzgründen ist jedoch die Anordnung von Sensoren zum gleichzeitigen Duplex-Scannen dicht nebeneinander erstrebenswert.
Wenn man lediglich das gescannte Bild von einer Seite hat, besteht keine Möglichkeit, zwischen den kontrastarmen Durchscheininformationen von der Rückseite und kontrastarmen Informationen von der Vorderseite des Blattes zu unterscheiden. Es werden demnach weitere Informationen benötigt, um zwischen den beiden Arten kontrastarmer Informationen zu unterscheiden.
JP-A-63229961 beschreibt eine Schaltung zur Verbesserung der Bildqualität durch die Entfernung unnötiger, von der gegenüberliegenden Seite durchscheinender Informationen. In JP-A-6062216 ist in ähnlicher Weise eine solche Schaltung beschrieben.
Erfindungsgemäß wird ein Bildbearbeitungsverfahren beschrieben, wobei ein Dokument zwecks besseren Aussehens des Bildes so bearbeitet wird, daß die von der zweiten Blattseite durchscheinenden Informationen entfernt werden.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Bildbearbeitungsverfahren zur Abschwächung der Durchscheineffekte beim Scannen eines doppelseitig bedruckten Dokuments in einem Duplex-Scansystem geschaffen, welches die folgenden Schritte umfaßt: das Ableiten eines ersten gescannten Bildes P von einer ersten Seite A eines doppelseitig bedruckten Dokuments und eines zweiten gescannten Bildes Q von der zweiten Seite B des doppelseitig bedruckten Dokuments, wobei zumindest das Bild P der ersten Seite eine Komponente aufweist, die auf das Durchscheinen von der zweiten Seite des Dokuments zurückführbar ist, und das Speichern der Bilder P und Q, das Erzeugen einer Darstellung von dem Bild Q der zweiten Seite, die dem Anteil des Durchscheinens an dem Bild P der ersten Seite entspricht, und das Bearbeiten des Bildes P dahingehend, daß die durchscheinenden Informationen als eine Funktion der Darstellung Q entfernt werden, wodurch ein korrektes Bild A entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild P weiterhin eine Funktion des Durchscheinkoeffizienten f ist, der die Intensität des Durchscheinanteils des Bildes angibt, wobei die Bearbeitungsfunktion angegeben wird durch
A(x) = (P(x) - (fxQ (-x))) / (1-f) und/oder durch
8(x) (Q(x) - (fxP(-x))) /(1-f).
Die Darstellung von Q kann durch Rückwärtslesen des Bildes Q und wahlweises Umsetzen des Bildes Q in räumliche Koordinaten erzeugt werden, die erforderlich sind, um jedes Pixel des Bildes Q in eine Position zu bringen, die dessen Beitrag zum Bild P entspricht. Darüber hinaus schafft die Erfindung eine Bildbearbeitungsvorrichtung zum Abschwächen der Durchscheineffekte beim Scannen eines doppelseitig bedruckten Dokuments in einem Duplex-Scansystem, welche umfaßt: einen Scanner zum Ableiten eines ersten gescannten Bildes P von einer ersten Seite A eines doppelseitig bedruckten Dokuments und eines zweiten gescannten Bildes Q von der zweiten Seite B des doppelseitig bedruckten Dokuments, wobei zumindest das Bild P der ersten Seite eine Komponente aufweist, die auf das Durchscheinen von der zweiten Seite des Dokuments zurückführbar ist; Bildspeicher zum Speichern der Bilder P und Q,
eine Bildbearbeitungsschaltung zur Erzeugung einer Darstellung von Q, die dem Anteil des Durchscheinens an dem Bild P entspricht,
eine Einrichtung zum Bearbeiten des Bildes P dahingehend, daß die durchscheinenden Informationen als eine Funktion der Darstellung Q entfernt werden, wodurch ein korrektes Bild A entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild P weiterhin eine Funktion des Durchscheinkoeffizienten f ist, der die Intensität des Durchscheinanteils des Bildes angibt, wobei die Bearbeitungsfunktion angegeben wird durch
A(x) = (P(x) - (fxQ (-x))) /(1-f) und/oder durch
B(x) = (Q(x) - (fxP(-x))) /(1-f).
Vorzugsweise weist die Bildbearbeitungsschaltung eine Einrichtung zum Rückwärtslesen des Bildes Q auf. Weiterhin ist es günstig, wenn die Bildbearbeitungsschaltung eine Einrichtung zum Umsetzen des Bildes Q in räumliche Koordinaten aufweist, damit jedes Pixel des Bildes Q in eine Position gebracht werden kann, die dessen Beitrag zum Bild P entspricht. Vorzugsweise umfaßt die Bildbearbeitungsschaltung: eine Einrichtung zum Umsetzen des rückwärtsgelesenen Bildes Q in räumliche Koordinaten, die erforderlich sind, um jedes Pixel des Bildes Q in eine Position zu bringen, die dessen Beitrag zu dem Bild P entspricht.
Wenn man lediglich das gescannte Bild von einer Seite hat, besteht keine Möglichkeit, zwischen den kontrastarmen Durchscheininformationen von der Rückseite und kontrastarmen Informationen der Vorderseite des Blattes zu unterscheiden. Es werden demnach weitere Informationen benötigt, um zwischen den beiden Arten kontrastarmer Informationen zu unterscheiden. Diese zusätzlichen Informationen erhält man durch das Scannen beider Seiten eines Blattes. Somit läßt sich das Durchscheinen wesentlich abschwächen, wenn die Bildkomponenten in dem gescannten Bild entfernt werden, die dem Durchscheinen zugeschrieben werden können, indem 1) man den Bildinhalt sowohl der ersten als auch der zweiten Seite des Blattes kennt, 2) die Ausrichtung des Bildinhaltes der ersten und der zweite Seite zueinander kennt, und 3) die kontrastarmen Bildteile in dem gescannten Bild identifiziert, die lediglich dem Bildinhalt der zweiten Seite zuzuordnen sind.
Auf diese Weise lassen sich unter minimalem Aufwand durch den Bediener und mit minimalen Auswirkungen auf das Bild automatisch Durchscheineffekte von Bildern entfernen.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden aus den nachfolgenden Beschreibungen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen noch deutlicher, in denen:
Fig. 1 einen Duplex-Scanner zeigt;
die Fig. 2 und 3 eine Duplex-Scanvorrichtung zeigen;
Fig. 4 ein Bildbearbeitungssystem zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann,
die Fig. 5A - 5E eine schrittweise Darstellung des Bildes bei Anwendung der Erfindung ist und
die Fig. 6A und 6B ein Blockdiagramm der Funktionsweise des erfindungsgemäßen System darstellen.
Allgemein sei zu den Zeichnungen angemerkt, daß die Darstellungen der Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und nicht deren Eingren zung dienen. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rastereingabescanner 10 zur Erstellung einer elektronischen Abbildung eines Bildes von einem Dokument. Nachfolgend bezeichnet der Begriff "Dokument" ein Original mit einem darauf befindlichen Bild, von dem eine Kopie gewünscht wird. Zu Dokumenten können Trägermedien (Substrate) mit darauf befindlichen Bildern gehören, z. B. geschnittenes Papier, Folien oder andere Einzelstücke aus dünnem Material, nicht aufgetrennte Computerformulare, die eine größere Länge haben, oder jedes beliebige andere Material mit einem darauf befindlichen Bild, das kopiert werden soll. Gegebenenfalls wird später die Art des Dokuments, auf die die Beschreibung Anwendung findet, genauer angegeben. Bei der vorliegenden Erfindung haben wir es vorrangig mit "Duplex- Dokumenten" zu tun, d. h. Originale mit Bildern auf beiden Seiten. Der Begriff "Bild" bezeichnet hierbei die Informationen auf dem Dokument, die gescannt werden sollen, und die auf irgendeine Art auf ein anderes Substrat oder auf ein elektronisches Speichermedium kopiert werden. Unter "Scannen" ist nachfolgend die relative Bewegung von lichtempfindlichen Sensoren zu Dokumenten zwecks Erfassen einer elektronischen Darstellung des Bildes bzw. von Informationen über das Bild zu verstehen.
An dieser Stelle sei auf US-A-4,743,974 und auf US-A-4,967,233 verwiesen, in denen ein Beispiel-Duplexbildscanner beschrieben ist, bei dem die Erfindung angewendet werden könnte. Das Durchscheinen kann sich bei jedem Scanner als Problem erweisen. Allerdings läßt sich das Bearbeiten vereinfachen, wenn der Zeitpunkt der Bilderfassung der zweiten Seite weitgehend nahe am Zeitpunkt der Bilderfassung der ersten Seite liegt, wie nachstehend noch deutlicher wird.
Der Rastereingabescanner 10 kann aus einem oberen und unteren Rahmenelement 12 und 14 bestehen. An dem oberen Rahmenelement 12 befindet sich eine Dokumenteingabekassette 20 zum Halten eines Stapels von Dokumenten D, z. B. geschnittene Papierbögen, die mit der Vorderseite nach oben in der Dokumentkassette liegen und von denen die Daten erfaßt werden sollen. Die Dokumenteingabekassette 20 weist einen Dokumenteinzug 22 auf, der Dokumente D aus der Dokumenteingabekassette 20 einzieht. Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Dokumenteinzug 22 ein bekannter Vakuum-Welleneinzug von oben sein, den man bei den standardmäßigen Dokumenteinzügen für Lichtlinsenkopierer zum Zuführen von Dokumenten in der Reihenfolge 1-N findet. Ebenso kann die Dokumenteingabekassette 20 nach oben vorgespannt sein oder eine Kassettenhubvor richtung (nicht abgebildet) aufweisen, um die Dokumente D in Einzugsposition zu bringen.
Vom Dokumenteinzug 22 werden die Dokumente D zu einem Weg 24 für die eingegebenen Blätter geleitet, um von dort zu einer Scanposition gelenkt zu werden. Auf dem Blatttransportweg 24 werden die Dokumente D über eine aus einem Paar Gummiwalzen 28 bestehende Quetschwalze 26 befördert, die die Dokumente auf dem Blatttransportweg 24 vorwärtsschiebt. Eine zweite Quetschwalze 28 umfaßt vorzugsweise einen Querwalzen-Ausrichtspalt, damit die Dokumente vor dem Eintritt in die Scanstation in der gewünschten Position ausgerichtet werden. Zum Antrieb des Dokumenteinzugs und der Antriebswalzen in den Walzenspalten sowie der anderen Antriebselemente des Rastereingabescanners 10 ist ein Antriebsmotor (nicht abgebildet) vorgesehen.
Auf dem Blattweg 24 werden die Dokumente in die Scanstation 30 befördert. Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 deutlich wird, besteht die Scanstation 30 erfindungsgemäß aus einem oberen und einem unterem Scanelement 32 und 34. Das obere Scanelement 32 ist in bezug auf den Blattweg 24 unbeweglich angebracht und weist einen allgemein mit 36 gekennzeichneten Rahmen für das obere Scanelement auf. Wie besser in Fig. 3 zu sehen ist, verläuft der Rahmen 36 quer zum Dokumenttransportweg über selbigem und hält so die Scananordnung zum Scannen eines unter ihr entlanggeschobenen Dokuments. Aus den Fig. 2 und 3 wird ersichtlich, daß die Scananordnung 38 zum Scannen der Dokumente an einem oberen Teil des Rahmens 36 auf einem Stützelement 40 für die Scananordnung quer zum Blatttransportweg gehalten wird. Das Stützelement 40 für die Scananordnung ist ein relativ starres Element, das mittels einer Befestigungseinrichtung am Rahmen 36 angebracht ist und die Scananordnung 38 quer zum Blatttransportweg hält, ohne daß es zum Durchbiegen oder Verdrehen kommt, was Mängel in der Abbildungsqualität hervorrufen könnte. Bei der Scananordnung 38 kann es sich um eine lineare Anordnung von lichtempfindlichen Sensoren, z. B. CCDs oder Fotodioden, handeln, die so gesteuert sind, daß sie während einer Integrationsperiode von einem Dokument reflektiertes Licht erfassen können. Die lichtempfindlichen Sensoren entwickeln eine Ladung, die die Menge des erfaßten Lichts angibt und zu einem Bildprozessor übertragen wird, um dort bei der Assimilation einer elektronisch gespeicherten Darstellung des Bildes von einem Dokument verwendet zu werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Anordnung (array) mehrere kleinere Anordnungen umfassen, deren Stirnseiten aneinanderstoßen, so daß sie eine ununterbrochene Anordnung bilden, wie sie in US-A-4,601,161 beschrieben ist. Erfindungsgemäß sind auch andere Arten von Sensoren einsetzbar.
Die an dem Scanelement 32 entlanggeführten Dokumente werden von einer am Rahmen 36 gehaltenen Lampeneinrichtung mit einer Lampe 42 beleuchtet, wobei die Lampenabdeckung 44 eine Öffnung 45 hat, die an eine Stromversorgung (nicht abgebildet) angeschlossen ist und Licht auf das zu scannende Dokument richtet. Das Licht von dem beleuchteten Dokument wird zur Linse 46 reflektiert, die ein Bündel von bildübertragenden Glasfaserlinsen umfaßt, die unter der Handelsbezeichnung SELFOC von Nippon Sheet Glass Company Limited hergestellt werden, und mit denen das vom Dokument reflektierte Licht zur Scananordnung 38 gelenkt wird. Neben dem Teil der am dichtesten am Dokument gelegenen Linse 46 befindet sich ein Rahmenverlängerungsteil 48, das sich allgemein zu dem Dokument hin erstreckt und vorteilhafterweise eine lichtreflektierende konkave Oberfläche 50 hat, die zum besseren Ausrichten des Lichtes von der Beleuchtungslampe 42 zum Ausleuchten des Dokumentes beiträgt. Natürlich können zum Ausleuchten und Ausrichten des Lichts vom Dokument zur Scananordnung 38 auch andere optische und Beleuchtungssysteme verwendet werden. Wie in Fig. 2 erkennbar, ist das untere Scanelement 34 ein Spiegelbild des Scanelements 32 und verfügt über einen Rahmen 60, ein Stützelement 62 für die Scananordnung, eine Scananordnung 64, eine Lampeneinrichtung mit einer Lampe 66 und einer Lampenabdeckung 68 mit einer Öffnung 69, eine Linse 70 und das Rahmenverlängerungsteil 72 mit einer reflektierenden Oberfläche 74. Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Scanelementen besteht darin, daß das untere Scanelement 34 gegenüber dem oberen Scanelement 32 angeordnet ist, so daß die Bilder auf einer Seite des Dokuments gegenüber von der Seite gescannt werden, die von dem oberen Scanelement 32 gescannt wird. Dementsprechend werden wie in den Fig. 2 und 3 die Bilder auf der oberen Seite des die Scanstation 30 durchlaufenden Dokuments von dem oberen Scanelement 32 beleuchtet und gescannt, während die Bilder auf der Unterseite des Dokuments vom unteren Scanelement 34 beleuchtet und gescannt werden. In der Praxis ist es günstig, wenn die Elemente leicht zueinander versetzt sind, damit die Ausleuchtung zum Scannen einer Seite des Dokuments keine Schatten durch das Dokument durchscheinen läßt, die von den Sensoren in der Scananordnung erkannt werden. Allerdings besteht das Problem des Durchscheinens immer noch.
Dokumente, die in die Scanstation gelangen, werden mittels einer Vierwalzentransportvorrichtung mit Geschwindigkeitssteuerung (CVT - Controlled Velocity Transport) 80 vorangetrieben und durch die Station befördert, wobei die Vorrichtung aus zwei Quetschwalzenpaaren 82 und 84 am Eingang bzw. Ausgang der Scanstation besteht. Jedes Quetschwalzenpaar besteht aus einer oberen Antriebswalze 82a bzw. 84a und einer unteren Mitläuferwalze 82b bzw. 84b. Angetrieben werden die Antriebswalzen 82a und 84a von einem Motor (nicht abgebildet), der die Geschwindigkeit der Walzen und folglich auch die sorgfältig gesteuerte konstante Geschwindigkeit, mit der die Dokumente von den Walzen weiterbewegt werden, aufrechterhält. Die Walzen mit der CVT können separat zur Scanstation jeweils am oberen und unteren Rahmenteil gehalten werden.
Wie in den Fig. 1 und 2 werden die durch die Scanstation 32 transportierten Blätter zwischen Vorlagenglaselementen 90 und 92 hindurchgeleitet, welche am oberen bzw. unteren Rahmenelement 12 bzw. 14 gehalten werden und gewährleisten, daß die Dokumente während des Transports zum Scannen vollkommen flach liegen.
Beim Durchlauf der Dokumente durch die Scanstation 30 erstellen lichtempfindliche Sensoren an den Scananordnungen 38 und 64 eine elektronische Darstellung des Bildes auf ihnen und leiten sie an eine Bildbearbeitungs- oder -speichereinrichtung weiter.
Nach dem Verlassen der Scanstation 32 aus Fig. 1 werden die Dokumente mittels CVT 80 zu einem Blattausgabeweg 94 befördert, auf dem sie von Quetschwalzenpaaren 96, 98 und 100 in einen Auffangbehälter 102 ausgegeben werden. Durch das Überqueren des beschriebenen, allgemein U-förmigen, einmal umgeklappten Blattweges und das Anlegen der Dokumente vom Stapel aus der Eingabekassette 20 von oben her werden die Dokumente einmal natürlich umgedreht, so daß sie mit der Vorderseite nach unten in der gleichen, ursprünglichen Reihenfolge in den Auffangbehälter eingelegt werden.
Die Steuerung der beschriebenen Anordnung kann sich je nach der vorgesehenen Verwendung der Vorrichtung richten. So kann das Anlegen der Dokumente, die Steuerung der über den Blattweg geleiteten Blätter in den gewünschten Betriebsarten, einschließlich der Bewegung des Scanelements 34 beim Scannen über das Vorlagenglas hinweg, von einem eingebauten Mikroprozessor gesteuert werden, wie er gewöhnlich bei der Steuerung von Lichtlinsenkopierern oder Rasterscannern nach dem Stand der Technik verwendet wird, und der auf die Erfordernisse der vorliegenden Vorrichtung für die jeweilige Anwendung zugeschnitten ist. Die Steuerung der Belichtungsvorrichtung kann ebenfalls von einem eingebauten Mikroprozessor ausgeführt werden, der wiederholt die Sensoren der Sensoranordnungen 38 und 64 abruft und dadurch die Ladungsinformationen des Bildes auf den gescannten Dokumenten ableitet, die abgeleiteten Daten mit Adresseninformationen versieht und die adressierten Informationen ausgibt. Die Steuerung der Vorrichtung reagiert auf eingegebene Informationen vom Bediener. Als Alternative dazu kann die beschriebene Vorrichtung aber auch teilweise oder vollständig von einer anderen Einrichtung gesteuert werden, z. B. von einem Rechner, einer lokalen oder ferngesteuerten Arbeitsstation oder von einem kompatiblen Drucker.
Fig. 4 zeigt eine Computer-Arbeitsstation 200, die über einen Netzwerkanschluß 202 an eine Speichereinheit 204 für Text- und Grafikdokumente angeschlossen ist. Die hier beschriebenen Arbeitsschritte können entweder an der Arbeitsstation oder an einem Server oder einem zur Speichereinrichtung 204 gehörenden Prozessor erfolgen. Die Computer-Arbeitsstation kann ein Drucksystem 206 zur Vervielfältigung von Dokumenten aufweisen. Weiterhin kann die Computer-Arbeitsstation ein Scansystem 208 (wie bereits beschrieben) haben. Es ist aber auch möglich, daß die beschriebene Bearbeitung im Scanner selbst stattfindet, wenn er mit den entsprechenden Prozessoren bestückt ist. Dies kann bei einem digitalen Kopierer sehr wohl der Fall sein, der ein Äquivalent zu der beschriebenen Kombination aus Computer/Scanner und Drucker darstellt.
Anhand der Fig. 5A - E verfolgen wir diesen Prozeß nun Schritt für Schritt. In Fig. 5A ist das zweiseitig bedruckte Dokument abgebildet, um das es bei der Erfindung geht und bei dem es zu Qualitätsmängeln infolge des Durchscheinens kommen kann.
Fig. 5B stellt die Scanergebnisse des Dokuments dar. Wenn nur eine Seite gescannt werden würde, gäbe es keine Möglichkeit, zwischen den kontrastarmen "Durchschein"- Informationen von der Rückseite und den kontrastarmen Informationen von der Vorderseite des Blattes zu unterscheiden. Dazu sind weitere Informationen nötig, die man durch das Scannen beider Seiten des Blattes erhält.
Nachdem beide Seite eines Bildes erfaßt worden sind, läßt sich erfindungsgemäß eine Abschwächung des Durchscheinens erreichen. Zwar ist die vorliegende Erfindung mit einem Duplex-Scanner ausgeführt worden, doch natürlich kann die Erfin dung auch bei einer einzelnen Sensoranordnung in einem System zur Anwendung kommen, bei dem das Dokument ein zweites Mal an der Sensoranordnung entlangläuft. Eine andere Anordnung kann eine Sensoranordnung hoher Qualität und eine Sensoranordnung niedriger Qualität aufweisen, bei der die Informationen von der Sensoranordnung niedriger Qualität zum Erfassen des Bildes auf der zweiten Seite genutzt wird. Bei noch einer anderen Anordnung kann das Ausgabeergebnis aus lediglich einem Simplex-Scanner zur Abschwächung der Durchscheineffekte verarbeitet werden, indem jedes Dokument zweimal den Scanner durchläuft, um die erforderlichen Bilddaten der ersten und der zweiten Seite abzuleiten.
Wie in Fig. 5C zu erkennen, ist bei der Abschwächung der Durchscheineffekte zu beachten, daß die kontrastarmen Durchschein- Informationen seitenverkehrt zu den kontrastreichen Informationen der anderen Seite sind. Wenn man nun die kontrastreichen und kontrastarmen Informationen von den beiden Seiten vergleicht, muß deshalb eines der Bilder umgekehrt werden.
Wie in Fig. 5D ist es als nächstes erforderlich, das kontrastreiche und das kontrastarme Bild zueinander auszurichten. Da die Bilder zu verschiedenen Zeitpunkten oder an verschiedenen Sensoren erfaßt werden, werden sie nicht mit denselben räumlichen Bezugspunkten gescannt. Dadurch können sich ein Schräglagenausgleich, seitliche Verschiebungen und auch lineare Verzeichnungen als notwendig erweisen. Beim gleichzeitigen Scannen lassen sich diese Korrekturen aus der Geometrie des Scanners ermitteln oder durch einen Kalibriervorgang vornehmen, bei dem ein Testzielpunkt gescannt wird und die räumliche Verschiebung der Zielmerkmale festgehalten wird. Im Falle einer Softwarekorrektur eines willkürlichen Ausgabeergebnisses eines Scanners kann in bestimmtem Umfang das Eingreifen durch den Menschen in den Korrekturalgorithmus erforderlich sein.
An diesem Punkt des Prozesses kann eine Pixelstelle auf der Seite A identifiziert werden, zu deren Wert potentiell die Seite B beiträgt, denn die Stelle des Bildes auf der Seite B ist bekannt.
Dementsprechend werden die kontrastarmen Informationen von Bereichen eines ersten Bildes entfernt, die dem Durchscheinen von der zweiten Seite entsprechen. Anfangs stellt man fest, daß das Durchscheinbild seinem Wesen nach geringe Kontraste aufweist und mit dem kontrastreichen Hauptbild vermischt ist. Ein Beispieldokument hat zwei Seiten, A und B. Nach 1) dem Rückwärtslesen des Bildes in einen Puffer und 2) dem Ausrichten jedes Bildes ist das Dokument soweit bearbeitet, daß die Position jeden Pixels auf der Seite A bzw. B sowohl dem Vorderseitenbild bzw. korrekten Bild A oder B als auch umgekehrten Durchscheinbild B bzw. A entspricht. In diesem Zustand können an dem Dokument die Durchscheineffekte abgeschwächt werden.
Es stehen Modelle zur Verfügung, die das entstehende Bild beschreiben. Die entstehenden gescannten Bilder P und Q lassen sich darstellen als:
P(x) = (A(x) + fB(-x)) / (1 + f) (1)
Q = (fA(-x) + B(x)) / (1 +f) (2),
wobei f eine Konstante ist, die die Kontraststärke des Durchscheinanteils des Bildes angibt.
Die tatsächlichen Bilder A und B werden demnach ausgedrückt durch:
A(x) = (P(x) - (fxQ (-x))) / (1-f) (3)
B(x) = (Q(x) - (fxP(-x))) / (1-f). (4)
Demzufolge kann jedes Pixel in A bzw. B so modifiziert werden, daß mit minimalen Auswirkungen auf das Bild A bzw. B die korrigierte Seite A bzw. B abgeleitet werden kann.
Bei dieser Korrektur handelt es sich um ein lineares Modell. Darüber hinaus sind auch andere Ausführungsformen des Vermischungsmodells möglich. Ebenso könnte das Modell nichtlineare Kombinationen der beiden Bilder einschließen. In solchen Fällen würden sich die Korrekturformeln aus den Gleichungen 3 und 4 von den hier gezeigten unterscheiden.
In der Praxis wird anschließend jedes Pixel im gescannten Bild P oder Q durch eine logische Einrichtung modifiziert, in der die Gleichungen 3 und 4 implementiert werden und dadurch ein echtes Bild A bzw. B abgeleitet wird.
Die Fig. 6A und 6B veranschaulichen ein Blockdiagramm der Funktionsweise einer möglichen Ausführungsform des beschriebenen Prozesses. In Fig. 6A werden zu Beginn die gescannten Bilder P (die Scankombination des Bildes der Seite A und der Durchscheinanteil von Seite B) und das gescannte Bild Q (die gescannte Kombination des Bildes von Seite B und der Durchscheinanteil von Seite A, der im Hinblick auf eine Abschwächung minimal ist) gescannt und in einer Puffereinheit 300 bzw. 302 zwischengespeichert. Anfangs werden die Daten, die das gescannte Bild Q beschreiben, im Puffer 302 im Standardformat N-1 gespeichert. Allerdings werden sie dann in einem N-1-Format in den Puffer 304 umgeschrieben, um das Bild rückwärtszulesen. Als nächstes werden die Daten des gescannten Bildes Q umgesetzt, um am Bildbearbeitungsprozessor 306 eine räumliche Korrektur um einen während des Kalibrierens ermittelten Betrag hinsichtlich der x-, y- und θ-Position durchzuführen, so daß jedes Pixel des gescannten Bildes Q annähernd der Position seiner Auswirkung auf das gescannte Bild entspricht. Anschließend wird das rückwärtsgelesene und ausgerichtete Bild gemäß Gleichung 3 bearbeitet, wobei von dem gescannten Bild P eine Komponente des Bildes, die auf ein Durchscheinen zurückzuführen ist, entfernt wird.
Fig. 6B ähnelt weitgehend Fig. 6A und umfaßt einen Puffer 320 zur Aufnahme des gescannten Bildes Q, einen Buffer 322 zur Aufnahme des gescannten Bildes P, einen Puffer 324, der die rückwärtsgelesene Version des gescannten Bildes P aufnimmt, und den Bildbearbeitungsprozessor 326, der das gescannte Bild P räumlich um einen Betrag verschiebt, der notwendig ist, um es zu dem gescannten Bild Q auszurichten. Zur Ableitung des korrekten Bildes B von den abgeleiteten gescannten Bildern P und Q wird die Gleichung 4 auf die gescannten Bilder P und Q angewandt. Die beschriebenen Gleichungen lassen sich entweder mittels Schaltungen oder zum Ausführen der mathematischen Berechnung programmierter Software oder aber noch eher mittels einer Tabelle, die wahrscheinliche Korrekturen für einen vorgegebenen Satz von Materialien und Bedingungen enthält, auf jedes Pixel anwenden. Die bei den Bildbearbeitungsprozessoren 306, 326 verwendete Kalibrierung kann entweder vom Anwender einzeln für jedes Bild vorgenommen oder aber automatisch mit einem Kalibrierungsprozeß abgeleitet oder eingefügt werden, der ein Testziel scannt und ein Zielmerkmal im Hinblick auf jede Scanposition lokalisiert. Genauso kann ein Wert des Durchscheinkoeffizienten f mit einer empirisch-praktischen Methode eingegeben werden, wobei ein Anwender die Ergebnisse beobachtet oder den Durchscheineffekt auf der Grundlage bekannter Abbildungsparameter mißt.
Bei verschiedenen Papierarten wird auch der Umfang des Durchscheinens unterschiedlich sein. Außerdem kann die Art der Markierungen, d. h. Toner, Tinte, Schreibstift, usw., die Durchscheinintensität beeinflussen. Diese Werte unterscheiden sich aber nicht radikal von jenen für normales, unbeschichtetes Papier. Gegebenenfalls kann eine manuelle Anpassung am Umfang der Durchscheinkorrektur vorgenommen werden, d. h. der Wert "f' ermöglicht es dem Bediener, eine maximale Korrektur durchzuführen.
Das offenbarte Verfahren kann ohne weiteres bei Software auf dem Gebiet der objektorientierten Softwareentwicklung zum Einsatz kommen, wobei portable Quellen codes geschaffen werden, die auf verschiedenen Computer- oder Arbeitsstations- Plattformen verwendet werden können. Demgegenüber kann das beschriebene Bildbearbeitungssystem aber auch teilweise oder vollständig in Geräten mit standardmäßiger Logik oder speziell bei einem Einzelchip mit VLSI-Design implementiert werden. Ob zur Umsetzung des Systems die Software oder die Hardware genutzt wird, ist unterschiedlich und hängt von der Anforderung an die Geschwindigkeit und Effizienz des Systems sowie von der konkreten Funktion, dem verwendeten Software- oder Hardwaresystem und dem speziellen Mikroprozessor- oder Mikrocomputersystem ab. Ausgehend von der hierin angegebenen Funktionsbeschreibung und bei allgemeiner Kenntnis der Computertechnik läßt sich das Bildbearbeitungssystem durchaus ohne übermäßiges Experimentieren von Fachleuten auf dem jeweiligen Anwendungsgebiet entwickeln.

Claims

1. Bildbearbeitungsverfahren zur Abschwächung der Durchscheineffekte beim Scannen eines doppelseitig bedruckten Dokuments in einem Duplex- Scansystem, welches die folgenden Schritte umfaßt:

das Ableiten eines ersten gescannten Bildes P von einer ersten Seite A eines doppelseitig bedruckten Dokuments und eines zweiten gescannten Bildes Q von der zweiten Seite B des doppelseitig bedruckten Dokuments, wobei zumindest das Bild P der ersten Seite eine Komponente aufweist, die auf das Durchscheinen von der zweiten Seite des Dokuments zurückführbar ist, und das Speichern der Bilder P und Q,

das Erzeugen einer Darstellung von dem Bild Q der zweiten Seite, die dem Anteil des Durchscheinens an dem Bild P der ersten Seite entspricht, und das Bearbeiten des Bildes P dahingehend, daß die durchscheinenden Informationen als eine Funktion der Darstellung Q entfernt werden, wodurch ein korrektes Bild A entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild P weiterhin eine Funktion des Durchscheinkoeffizienten f ist, der die Intensität des Durchscheinanteils des Bildes angibt, wobei die Bearbeitungsfunktion angegeben wird durch

A(x) = (P(x) - (fxQ (-x))) / (1-f) und/oder durch

B(x) = (Q(x) - (fxP(-x))) / (14).

2. Bildbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin die Bearbeitung des Bildes Q zum Entfernen der Durchscheineffekte umfaßt, indem eine Darstellung von P erstellt wird, die dem Durchscheinanteil zum Bild Q der zweiten Seite entspricht,

das Bild Q dahingehend bearbeitet wird, daß die durchscheinenden Informationen als Funktion der Darstellung P entfernt werden und dadurch das korrekte Bild B abgeleitet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Darstellung von Q durch Rückwärtslesen des Bildes Q entsteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei

(i) zur Erzeugung der Darstellung von Q weiterhin der Schritt des Umsetzens des rückwärtsgelesenen Bildes Q in räumliche Koordinaten ausgeführt wird, die erforderlich sind, um jedes Pixel des Bildes Q in eine Position zu bringen, die dessen Beitrag zum Bild P entspricht, und/oder

(ii) zur Erzeugung der Darstellung von P weiterhin der Schritt des Umsetzens des rückwärtsgelesenen Bildes P in räumliche Koordinaten ausgeführt wird, die erforderlich sind, um jedes Pixel des Bildes P in eine Position zu bringen, die dessen Beitrag zum Bild Q entspricht.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Darstellung von P durch Rückwärtslesen des Bildes P entsteht.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Darstellung von Q durch Umsetzen des Bildes Q in räumliche Koordinaten entsteht, damit jedes Pixel des Bildes Q in eine Position gebracht werden kann, die dessen Beitrag zum Bild P entspricht, und/oder die Darstellung von P durch Umsetzen des Bildes P in räumliche Koordinaten entsteht, damit jedes Pixel des Bildes P in eine Position gebracht werden kann, die dessen Beitrag zum Bild Q entspricht.

7. Bildbearbeitungsvorrichtung zum Abschwächen der Durchscheineffekte beim Scannen eines doppelseitig bedruckten Dokuments in einem Duplex- Scansystem, welche umfaßt:

einen Scanner (30) zum Ableiten eines ersten gescannten Bildes P von einer ersten Seite A eines doppelseitig bedruckten Dokuments und eines zweiten gescannten Bildes Q von der zweiten Seite B des doppelseitig bedruckten Dokuments, wobei zumindest das Bild P der ersten Seite eine Komponente aufweist, die auf das Durchscheinen von der zweiten Seite des Dokuments zurückführbar ist; Bildspeicher (300, 302) zum Speichern der Bilder P und Q,

eine Bildbearbeitungsschaltung (306) zur Erzeugung einer Darstellung von Q, die dem Anteil des Durchscheinens an dem Bild P entspricht,

eine Einrichtung (308) zum Bearbeiten des Bildes P dahingehend, daß die durchscheinenden Informationen afs eine Funktion der Darstellung Q entfernt werden, wodurch ein korrektes Bild A entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild P weiterhin eine Funktion des Durchscheinkoeffizienten f ist, der die Intensität des Durchscheinanteils des Bildes angibt, wobei die Bearbeitungsfunktion angegeben wird durch

A(x) = (P(x) - (fxQ (-x))) / (1-f) und/oder durch

B(x) = (Q(x) - (fxP(-x))) / (1-f).

8. Dokumentbearbeitungssystem mit einer Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7 und einer Druckvorrichtung zum Drucken des Bildes P, wobei die Durchscheineffekte abgeschwächt sind.