JP4027454B2 - ドキュメント画像傾き決定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理システムに関するもので、特に、(1)人手の介入またはオリジナル・ドキュメント上にテキストまたはその他の傾き検出情報の存在を必要とすることなく傾き補正を実行し、また(2)画像の形状に関係なく画像トリミングを実行する画像処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ドキュメント(すなわち、写真またはテキスト文書のようなオリジナルの物理的オブジェクト)が、スキャナによって走査される時、オリジナル・ドキュメントのディジタル画像が典型的に生成される。しかし、オリジナル・ドキュメントのディジタル画像は、スキャナから取得されるディジタル画像全体内で傾きを見せることが多い。既知の通り、走査画像は典型的にはドキュメントの画像および背景情報を含む。走査画像の範囲内のドキュメント画像の傾きは、走査のためオリジナル・ドキュメントを給紙する自動ドキュメント供給メカニズムをスキャナが使用する場合に特に発生する可能性がある。加えて、オリジナル・ドキュメントのサイズがスキャナの走査区域に対して比較的小さい場合、走査画像は、相当量の背景情報を含むことがある。図１は、このような問題を内包する走査画像１０を示す。
【０００３】
図１に見られるように、走査画像１０はオリジナル・ドキュメントのドキュメント画像１１を含む。走査画像１０の残りの領域は、あらかじめ決められたピクセル・パターンを典型的に持つ背景１２である。ドキュメント画像１１は走査画像１０の内部で傾いていて、背景１２は走査画像１０のかなりの部分を占めている。走査画像１０がディスプレイ上に表示されるかまたは印刷装置によって印刷される時、ドキュメント画像１１は、典型的には、比較的不快で貧弱な視覚品質を持つ。加えて、傾いた画像は、その画像データが他のソフトウェア・プログラムによって更に処理される時エラーを引き起こす可能性もある。
【０００４】
傾き問題を検出し補正することを試みた従来技術がいくつかある。例えば、米国特許第4,941,189号は、走査行に沿ってテキスト文字を探索する傾き補正技術を記載している。また、米国特許第5,452,374号は、走査画像をテキストおよび非テキスト区域へ区分して、次にその区分に基づいて傾き情報を決定する別の技術を記載している。
【０００５】
しかし、これらの従来技術は、オリジナル・ドキュメントが少くともなんらかのテキストを含むことを必要としている。従来技術は、ドキュメントにおける１または複数行のテキストの検出に依存する。廉価なフォト・スキャナおよびマルチメディア・パーソナル・コンピュータの出現で、今日では、スキャナは、単にテキスト・ドキュメントを走査するだけでなく、写真やその他の画像ドキュメントを走査するために使用される。しかし、写真は典型的にはテキスト・データを含まない。従って、従来技術の傾き検出および補正技術は写真画像走査に適用できない。加えて、写真は種々のサイズおよび形状を持つことができるので、写真の走査画像から背景情報を切り取ることは、典型的には困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
走査ドキュメントにおけるテキストの存在を必要とすることなく走査画像の傾き情報を検出するいくつかの先行技術が提案されている。米国特許第5,093,653号および米国特許第4,533,959号はそのような先行技術を開示している。しかし、これらの先行技術は、(米国特許第5,093,653号の場合のように)人手の介入を必要とするか、または(米国特許第4,533,959号の場合のように)オリジナル・ドキュメントに特別のマークを必要とする。
【０００７】
従って、オリジナル・ドキュメント上にテキストまたは特別の傾き検出情報の存在を必要とすることなく、また人手の介入を必要とすることなく、走査画像に関する傾き補正を行うことができる技術、および、オリジナルのサイズや形状に関係なく走査画像に関して画像切り取りを行うことができる技術が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(1)オリジナル・ドキュメント上のテキスまたはその他の傾き検出情報の存在、または(2)人手の介入、を必要とすることなく、コスト効率のすぐれた形態で、走査される画像の傾き角度を決定する手段を提供する。これは、走査画像の範囲内のドキュメント画像の稜線を決定し、その稜線を使用してドキュメント画像の傾きを決定することによって達成される。稜線の決定は、ドキュメント画像に属する走査画像ピクセルの各走査行の最初または最後のドキュメント画像ピクセルの位置(すなわち走査行に沿ったドキュメント画像の稜線ピクセルの位置)を特定することによって行われる。これは、ピクセルの各走査行を背景ピクセルを含むあらかじめ決められた走査行と比較することによって達成される。次に、ドキュメント画像の傾き角度が、走査画像において検出された稜線の勾配を計算することによって決定される。
【０００９】
加えて、ドキュメント画像の境界が決定される。この決定は、(1)走査画像のドキュメント画像の最初の走査行に関する最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセル、(2)走査画像のドキュメント画像の最後の走査行に関する最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセル、(3)走査画像のドキュメント画像の最左端のドキュメント画像ピクセル、および(4)走査画像のドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセル、のそれぞれの位置を特定することによって達成される。
【００１０】
発明の課題を解決する手段として、本発明は、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する方法として、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取るステップ、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させるステップと、処理すべき走査行すべてについて、ピクセルを受け取り、ピクセル位置を特定し、稜線セグメントを延伸する上記各ステップを繰り返すステップ、および上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定するステップからなるドキュメント画像傾き決定方法を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の１つの実施形態に従って(図３および図４において示される)傾き補正および画像切り取り機構２０２を実施することができる(図３および図４において示される)画像処理システム２００を実現するコンピュータ・システム１００を示す。図２がコンピュータ・システム１００の基本コンポーネントのいくつかを示しているが、図示されているコンポーネントに限定する意図も、またシステムに他のコンポーネントまたはコンポーネントの組合せを除外する意図もない。画像処理システム２００および傾き補正および画像切り取り機構２０２の詳細は図３ないし図１３を参照して後述される。
【００１２】
１つの実施形態において、コンピュータ・システム１００は、スキャナを備えたパーソナル・コンピュータ、スキャナを備えたノートブック・コンピュータ、スキャナを備えたパームトップ・コンピュータ、スキャナを備えたワークステーションまたはスキャナを備えたメインフレーム・コンピュータのいずれかであることができる。別の実施形態においては、コンピュータ・システム１００は、また、コンピュータ・システムのコンポーネントの一部またはすべてを備えた走査システムである。
【００１３】
図２に見られるように、コンピュータ・システム１００はデータおよびその他の情報を伝送するバス１０１を含む。コンピュータ・システム１００は、また、データおよび命令を処理するためバス１０１に接続するプロセッサ１０２を含む。プロセッサ１０２は、例えば既知の市販されているプロセッサまたはマイクロプロセッサである。メモリ１０４がまたコンピュータ・システム１００に備わる。メモリ１０４はバス１０１に接続され、プロセッサ１０２によって実行されるべき情報および命令を典型的には記憶する。メモリ１０４は、また、コンピュータ・システム１００の表示装置１２１上に表示されるべきビットマップ画像のフレームを記憶するフレーム・バッファ(図２に図示されていない)を含むこともある。
【００１４】
メモリ１０４は、種々のタイプのメモリ形態で実施され得る。例えば、メモリ１０４は、ＲＡＭや非揮発性メモリによって実施される。加えて、メモリ１０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的に消去可能でプログラム可能非揮発メモリ等の組み合わせによって実施されることもある。
【００１５】
コンピュータ・システム１００は、また、バス１０１に接続された大容量記憶装置１０７を含む。大容量記憶装置１０７はデータおよびその他の情報を記憶する。また、大容量記憶装置１０７はシステムおよびアプリケーションのプログラムを記憶する。プログラムは、プロセッサ１０２によって実行されるが、プロセッサ１０２による実行の前にメモリ１０４へダウンロードされる必要がある。
【００１６】
表示装置１２１は、コンピュータ・システム１００のユーザに情報を表示するためバス１０１に接続される。バス１０１に接続されるキーボードまたはキー・パッド入力装置１２２がシステムに含まれる。更に付加的コンピュータ・システム１００の入力装置として、マウス、トラック・ボール、トラックパッドまたはカーソル方向キー等のようなカーソル制御装置１２３が接続される。カーソル制御装置１２３は、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０２へ通知し、表示装置１２１上のカーソル運動を制御するためバス１０１に接続される。コンピュータ・システム１００に含められる可能性のあるもう１つの装置はハード・コピー装置１２４である。ハード・コピー装置１２４は、紙またはフィルムのようなタイプの媒体上にテキストや画像情報を印刷するためコンピュータ・システム１００において使用される。
【００１７】
更に、コンピュータ・システム１００は画像スキャナ１２５を含む。画像スキャナ１２５を使用して、オリジナル・ドキュメント(すなわち写真またはテキスト・ドキュメントのようなオリジナルの物理的ドキュメント)がコンピュータ・システム１００によって更に処理することができるディジタル化された画像に変換される。本発明の１つの実施形態において、画像スキャナ１２５は、１走査行幅の走査区域を持つファックス機械型画像スキャナである。走査区域の長さは、走査行の幅である。この場合、画像スキャナ１２５の走査ヘッドは、走査行全体の像を形成する。各走査の後にオリジナル・ドキュメントをフィードするドキュメント給送メカニズムが提供される。本発明の別の１つの実施形態においては、画像スキャナ１２５は、比較的大きい走査区域を持つ複写機型画像スキャナである。この種のスキャナの場合、オリジナル・ドキュメントはスキャナの走査窓に相対するように置かれ、スキャナの走査ヘッドが各走査の後１つの方向に移動する。
【００１８】
コンピュータ・システム１００はまたその他の周辺装置１２６を含む。その他の装置１２６には、ディジタル信号処理装置、モデム、ＣＤ−ＲＯＭドライブが含まれる。コンピュータ・システム１００は、上述されたコンポーネントの一部を備えていない場合でも機能することができる。例えば、コンピュータ・システム１００はハード・コピー装置１２４なしでも機能する。
【００１９】
上述のように、コンピュータ・システム１００は、(図３および図４において示される)本発明の傾き補正および画像切り取り機構２０２を含む(図３および図４において示される)画像処理システム２００を含む。１つの実施形態において、画像処理システム２００は、プロセッサ１０２によって実行され、スキャナ１２５から受け取った走査データと対話する一連のソフトウェア・プログラムとして実施される。しかし、画像処理システム２００が離散的ハードウェアまたはファームウェアの形態で実施することも認められることであろう。同様に、傾き補正および画像切り取り機構２０２も、プロセッサ１０２によって実行されるソフトウェア・プログラムとして、あるいは、画像処理システム２００内の離散的ハードウェアまたはファームウェアの形態で実施することができる。本明細書の以下の記述において、画像処理システム２００は、傾き補正および画像切り取り機構２０２と共に、ソフトウェア・プログラムの形態で詳細に説明される。
【００２０】
図３に見られるように、画像処理システム２００は、傾き補正および画像切り取りプログラム２０２に加えて、走査制御プログラム２０３および画像形成プログラム２０４を含む。プログラム２０２ないし２０４のすべては、コンピュータ・システム１００(図２)の大容量記憶装置１０７に典型的には記憶される。これらプログラムは、プロセッサ１０２によって実行される前に、大容量記憶装置１０７からメモリ１０４へロードされる。
【００２１】
走査制御プログラム２０３は、スキャナ１２５および画像形成プログラム２０４と交信する。走査制御プログラム２０３の機能は、スキャナ１２５の走査動作を制御し、オリジナル・ドキュメント１５０の走査画像をスキャナ１２５から受け取ることである。よく知られているように、ドキュメントの走査画像は典型的にドキュメントのディジタル画像(すなわちドキュメント画像)およびなにがしかの背景画像を含む。走査制御プログラム２０３は、典型的にはスキャナ１２５に関するスキャナ・ドライバ・プログラムである。１つの実施形態において、走査制御プログラム２０３は、ヒューレット・パッカード社によって製作され販売されているＨＰ ＤｅｓｋＳｃａｎアプリケーション・プログラムである。代替的に、走査制御プログラム２０３はどのようなスキャナ・ドライバ・プログラムでもよい。
【００２２】
上述のように、走査制御プログラム２０３は、ドキュメント１５０を走査するためスキャナ１２５を制御する。オリジナル・ドキュメント１５０は種々の形状および大きさを持つことができる。例えば、ドキュメント１５０は、矩形、多角形、円形または卵形をしている。図５は、走査制御プログラム２０３によって取得されたドキュメント１５０の走査画像３００の１例を示す。図５に見られるように、ドキュメント１５０のドキュメント画像３０１は、走査画像３００の内側に傾き、傾き角度αを持つ。走査画像３００からわかるように、走査ドキュメント１５０は矩形の形状を持つ。図７は、走査制御プログラム２０３によって取得されたドキュメント１５０の別の走査画像４００を示し、この場合ドキュメント１５０は楕円形状を持つ。図５および図７は、走査画像３００および４００の範囲内にかなりの背景があることを示している。
【００２３】
図３に示されるように、画像処理システム２００において画像形成プログラム２０４を使用して、走査制御プログラム２０３から受け取ったオリジナル・ドキュメント１５０の走査画像(例えば図５または図７の走査画像３００または４００)が処理される。画像形成プログラム２０４は、典型的には、走査画像を表示装置１２１上に表示するかまたはハード・コピー装置１２４で印刷することができるように、オリジナル・ドキュメント１５０の走査画像を処理する。画像形成プログラム２０４の処理機能は、典型的には、走査画像の再サンプリングおよび補間を含む。画像形成プログラム２０４は、典型的には、装置特有の画像ドライバ・プログラムを含む。例えば、画像形成プログラム２０４は、既知のディスプレイ・ドライバ・プログラムまたは既知のプリンタ・ドライバ・プログラムを含むことができる。
【００２４】
１つの実施形態において、画像形成プログラム２０４は、米国カリフォルニア州所在のStorm Technology, Inc.社によって製作および販売されているEasyPhoto画像形成プログラムである。別の１つの実施形態では、画像形成プログラム２０４は、米国カリフォルニア州所在のAdobe Systems, Inc.社によって製作販売されているPhotoshop画像形成プログラムである。代替的には、画像形成プログラム２０４はいかなる既知の画像処理システムでもよい。画像処理システム２００の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はプログラム２０３および画像形成プログラム２０４と対話する。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はドキュメント１５０の走査画像のデータを走査制御プログラム２０３から受け取る。次に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像の傾きを補正し、あるいは、走査画像の範囲内の背景画像のすべてを除去することができるように、走査画像の範囲内のドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界を検出する。
【００２５】
傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、先ずドキュメント画像の稜線を検出し、次にその稜線の勾配を決定することによって、走査画像の範囲内のドキュメント画像(例えば図５のドキュメント画像３０１)の傾き角度を検出する。これにより、ドキュメント画像上にテキストまたは特別の傾き検出マークの存在を必要とすることなく、ドキュメント画像の傾き角度検出が可能となると共に、画像形成プログラム２０４が人手の介入なしにドキュメント画像の傾き補正を行うことができることとなる。
【００２６】
更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像の範囲内において、ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置、ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置、ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルの位置、およびドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルの位置を特定することによって、ドキュメント画像(例えば図５のドキュメント画像３０１)の境界を検出する。次に、これら６つのピクセルの位置情報を使用して、傾き補正後の走査画像におけるドキュメント画像の範囲(すなわち境界)が計算される。次に、この情報が画像形成プログラム２０４に提供され、それにより、画像形成プログラム２０４が、走査画像のトリミングまたは刈り取りを行って、背景の大部分またはすべてが取り除かれたドキュメント画像を作成することができる。
【００２７】
傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像の内側のドキュメント画像の走査行各々の最初および最後のピクセル位置を特定することによって走査画像の範囲内のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を検出する。これを実施するため、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像におけるピクセルの各走査行を境界ピクセルのあらかじめ定められた走査行と比較する。この比較によって、ドキュメント画像の境界稜線セグメントが生成される。次に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像の各稜線セグメントの長さを決定し、稜線セグメントの傾きを計算する。もしも傾き検出および画像切り取りプログラム２０２が稜線セグメントが十分長くないと判断すれば、プログラム２０２は、その稜線セグメントの傾きを計算しない。更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ(すなわちドキュメント画像における１つの稜線セグメントの傾きが別の１つの稜線セグメントの傾きと等しくない)と判断すれば、プログラム２０２は、ドキュメント画像が非矩形形状を持つと判断する。この場合、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が傾いているか否かに関係なく、ドキュメント画像の傾き角度をゼロにセットする。言い換えると、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が(円、楕円または多角形のような)非矩形形状を持つと判断すれば、画像の傾きを検出しない。その代わりに、プログラム２０２は、走査画像から背景の大部分またはすべてを切り取ることができるようにするためドキュメント画像の境界情報のみを提供する。
【００２８】
更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２が、検出されたドキュメント画像が矩形形状でないと判断すると、プログラム２０２は、６つのピクセルのすべてを含む最も小さい矩形を定義し、これを画像形成プログラム２０４に通知する。画像形成プログラムは、(図８に例が示されているように)この矩形の内部全体を切り取られたドキュメント画像として受け取る。この場合、すべての背景情報が切り取られるとは限らない。以下に、ドキュメント１５０が矩形形状を持つ場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の詳細を図５および図６を参照して記述し、ドキュメント１５０が矩形形状を持たない場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の詳細を図７および図８を参照して記述する。
【００２９】
図３、図５および図６に見られるように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像３００を検査して、キュメント画像３０１の最初の走査行の最初および最後のドキュント画像ピクセルの位置を特定する。図５に見られるように、プログラム２０２は、走査画像３００の最初の走査行がドキュメント画像３０１の最初の走査行であることを認識する。次に、プログラム２０２は、ドキュメント画像３０１の最初の走査行の最初のドキュメント画像ピクセル３１１および最後のドキュメント画像ピクセル３１２の位置を定める。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像３０１の他の走査行の最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセルの検査を続けるに従って、稜線セグメント３０４、３０５、３０６および３０７が作成されて行く。加えて、最左端のドキュメント画像ピクセル３１３および最右端のドキュメント画像ピクセル３１４の位置が特定される。また、ドキュメント画像３０１の最後の走査行の最初で最後のドキュメント画像ピクセル(すなわち３１５および３１６)の位置が特定される。図５からわかるように、ドキュメント画像３０１の最後の走査行の最初のドキュメント画像ピクセル３１５は、最後の走査行の最後のドキュメント画像ピクセル３１６と重なる。
【００３０】
ドキュメント画像の稜線セグメント３０４−３０７が作成された後、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は傾き角度αを計算し、傾き角度αおよびピクセル３１１−３１６から計算された切り取り境界と共に画像形成プログラム２０４へ送る。
【００３１】
上述のように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、また、ドキュメント画像の傾き角度αを計算する際ドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像が(図７のドキュメント画像４０１のように)矩形形状でないと判断すれば、プログラム２０２はドキュメント画像の傾き角度を計算せず、傾き角度をゼロにセットする。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が複数の傾き角度を持っていないか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。ドキュメント画像が多角形のような非矩形形状をもつ場合、傾き角度は複数となる。加えて、プログラム２０２は、ドキュメント画像の稜線セグメントがあらかじめ決められた長さより長いか否かを検出することによって、ドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。あらかじめ決められた長さより短い稜線セグメントは破棄され、そのような稜線セグメントについては傾き角度は計算されない。すべての検出されたセグメントが破棄されれば、プログラム２０２はドキュメント画像が(例えば楕円または円形のような)非矩形形状を持つと判断し、やはりドキュメント画像の傾き角度を計算しない。このような場合、プログラム２０２はドキュメント画像の６つの境界ピクセルの位置のみを特定するだけである。図９ないし図１１には、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の流れが示されている。この動作の流れを以下詳述する。
【００３２】
図３、図７および図８に見られるように、ドキュメント１５０が卵形のドキュメント画像４０１を持つ時、図３の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、傾き角度が異なったり稜線の長さがあらかじめ決められたものより短い複数の稜線を検出する。１つの実施形態においては、あらかじめ決められた稜線の長さは約２５ピクセルを含む。代替実施形態において、あらかじめ決められた稜線の長さは約２５ピクセル以上または以下とすることもできる。
【００３３】
プログラム２０２が、ドキュメント画像４０１が矩形でないことを検出すると、プログラム２０２は６つの境界ピクセル(すなわちドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよびドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルという６つのピクセル)の位置を特定するだけである。図７からわかるように、ドキュメント画像４０１の最初の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセル４１１および４１２は互いに重なり、ドキュメント画像４０１の最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセル４１５および４１６も互いに重なっている。
【００３４】
次に、図３、図５および図６に見られるように、画像形成プログラム２０４は、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２から受け取った傾き角度αに従ってドキュメント画像３０１の傾きを補正し、６つのドキュメント画像ピクセル３１１−３１６に従って走査画像３００の背景３０２のすべてを削除する。画像形成プログラム２０４が実行する上記補正および削除は既知の方法を使用して実行されるので、本明細書ではその詳細な記述は省略する。図６に処理されたドキュメント画像３０１ａが示されている。
【００３５】
図５および図６に見られるように、図６の処理済みドキュメント画像３０１ａは、走査画像の背景がない点を除き図５の未処理ドキュメント画像３０１と同一である。加えて、処理済みドキュメント画像３０１ａは傾いていない。更に図６の処理済みドキュメント画像３０１ａは切り取り稜線を持たない。これは、画像形成プログラムがドキュメント画像ピクセル３１１−３１６に基づいて図５のドキュメント画像３１０をトリミンングした結果である。
【００３６】
図７のドキュメント画像４０１を処理する場合、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、６つの境界ピクセル４１１−４１６のピクセル情報のみを画像形成プログラム２０４に送る。これら６つの境界ピクセル４１１−４１６に基づいて、画像形成プログラム２０４は、これらのピクセルすべてとドキュメント画像４０１を含む最も小さい矩形４００ａを作成する。画像形成プログラム２０４は、次に、矩形４００ａの外側にある図７の走査画像４００のすべてを切り落として画像４０１の刈り取り済みドキュメント画像を作成する。
【００３７】
図３に見られるように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は走査制御プログラム２０３とのインターフェースを持つので、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査制御プログラム２０３がスキャナを制御して１走査行の走査を完了すると同時に、走査制御プログラム２０３からその１走査行のピクセルを受け取る。このようにして、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は走査制御プログラム２０３の動作と並列して動作する。この結果、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、制御プログラム２０３がドキュメント１５０の走査を完了すると同時に、ドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を決定することができる。
【００３８】
しかしながら、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の構成が上述のものに限定されない点は理解されるべきであろう。図４は、画像処理システム２００の別の１つの実施形態を示し、この場合傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は画像形成プログラム２０４とのみインターフェースを持つ。この形態では、ドキュメント１５０全体が走査されその走査画像が走査制御プログラム２０３から画像形成プログラム２０へ送られた後、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を検出する。
【００３９】
図９および図１０は、ドキュメント画像の稜線セグメントおよび６つの境界ピクセルを作成する際の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作手順を示す。図１１は、図９および図１０の動作手順によって作成されたドキュメント画像の稜線セグメントおよび６つの境界ピクセルに基づいてドキュメント画像の傾き角度を検出する場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作手順を示す。図1２は、矩形ドキュメント画像における稜線セグメント作成の様態を示し、図1３は、円形または楕円形ドキュメント画像における稜線セグメント作成の様態を示す。図１２および図１３を参照しながら図９、図１０および図１１の詳細を以下記述する。
【００４０】
プロセスはステップ５００から始まる。ステップ５０１および５０２において、背景ピクセルの走査行のカラー値がセットされる。この値は、走査画像の各走査行のピクセルのカラーと比較して各走査行の最初と最後の画像ピクセルを特定するための基準値としてセットされる。代替的実施形態では、各ピクセルの輝度値だけが使用される。この場合、輝度は、約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青として計算される。また別の実施形態では、ピクセルのカラー(あるいは輝度)が対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違する時、そのピクセルは画像ピクセルとみなされる。しきい値は、スキャナの背景の予想される変動性に基づいて決定される定数である。更に別の実施形態では、ピクセルのカラー(あるいは輝度)が対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違しかつその隣接するピクセルのカラー(あるいは輝度)がまた対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違する場合その走査行のピクセルは画像ピクセルとみなされる。この実施形態がスキャナのノイズに対して強力である。
【００４１】
ステップ５０３で、走査画像の走査のすべてが処理されたか否か判断される。すべて完了していれば、ステップ５０４ないしステップ５０６において、走査画像内のドキュメント画像の傾き角度が計算される。図９に見られるように、ステップ５０５はドキュメント画像が非矩形形状であるかを判断するために実行される。(図３および図４の)プログラム２０２は、ステップ５０５において、ドキュメント画像の複数稜線セグメントに関して異なる傾き角度が見出されるか否かを判断することによって、非矩形であるか否かを決定する。非矩形であれば、プログラム２０２はドキュメント画像の傾き角度を計算せず、ステップ５０７ａにおいて、傾き角度をゼロにセットする。ステップ５０５でドキュメント画像の複数稜線セグメントに関して異なる傾き角度が検出されなければ、ステップ５０６においてドキュメント画像の傾き角度が計算される。いずれの場合でも、プログラム２０２は、ステップ５０７で切り取り境界を計算し、ステップ５２３で処理を終了する。
【００４２】
ステップ５０３で走査画像がまだ完全に検査されていないと判断されると、ステップ５０８へ進み、次の未検査走査行(ｒ)のピクセルが取得される。次に、ステップ５０９において、走査行ｒのピクセルの各々のカラーが背景走査行の背景ピクセルの各々のカラーと比較され、一致しているか否か判断される。一致している場合(すなわち走査行ｒのピクセルすべてが背景ピクセルと一致する場合)、プログラム２０２はステップ５１０を経てステップ５０３へ戻る。ステップ５０９でいずれかのピクセルが背景と一致しない場合、対応する背景ピクセルと異なるカラーを持つ最初のドキュメント画像ピクセル(ピクセルｃ1)の位置が特定される。値ｒは、初期的にゼロにセットされ、新たな走査行が検査される度毎に増分される。
【００４３】
次にプロセスはステップ５１２へ進み、境界ピクセルの記憶が更新される。現在時の最初と最後のピクセルを記憶された６つの境界ピクセルと比較することによってこれら６つのピクセルが更新される必要があるか否かが判断される。これらの６つのピクセルの位置の値は初期的にゼロにセットされる。例えば、現在時最初のピクセルの位置の値が記憶された左端のピクセルのそれより小さければ、記憶された左端のピクセルは、現在時の最初のピクセルと置き換えられる。このようにして最終的には６つの境界ピクセルが決定される。
【００４４】
次に、図１０のステップ５１３において、走査行ｒの最初のドキュメント画像ピクセルが現在までの左の稜線セグメントを継続しているか否かが判断される。そうであれば、ステップ５１４においてその稜線セグメントの作成を継続する。例えば、図１２に見られるように、走査行７００が現在検査中の走査行ｒであり、ピクセル７１０が走査行の最初のピクセルと判断されるとすれば、図１０のステップ５１３において、ピクセル７１０が稜線セグメント７０１を継続していると判断され、ステップ７１４において、稜線セグメント７０１がピクセル７１０へ延伸される。同様に、図１３は円形または楕円形ドキュメント画像の稜線セグメント８０１および８０２の作成形態を示している。
【００４５】
図１０のステップ５１３の判断が否定であれば、ステップ５１５において当該左稜線セグメントの作成は終了する。次に、ステップ５１６において、この最初のピクセルを基にして新しい左稜線セグメントが開始される。次に、ステップ５１７ないしステップ５２２において走査行ｒの最後のピクセルｃ２の位置の特定が実行される。図９および図１０に見られるように、ステップ５１７−５２２は、走査行の最初のピクセルに関するステップ５１１−５１６と、処理が走査行の最後のピクセルに対するものである点を除いて基本的に同一である。
【００４６】
図１１は、検出された稜線セグメントに基づく傾き情報更新のプロセスを示す。このプロセスは、図９および図１０のステップ５０４、５１０、５１５および５２１においてセグメント作成が終了される場合に、実行される。セグメントが短すぎると破棄される(ステップ６０２)。ステップ６０４においてドキュメント画像が非長方形を持つと判断されると、傾き角度はゼロにセットされ後続のセグメントは破棄される。そうでなければ、検出されたセグメントの勾配を使用して傾き角度推定値が更新される。
【００４７】
以上、本発明は、上述のように特定の実施形態を参照して記述された。しかしながら、本発明の理念および有効範囲を逸脱することなく上述の実施形態に対し種々の修正および変更を行うことが可能である点は当業者にとって明らかであろう。
【００４８】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する方法であって、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取るステップ(A)と、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B)と、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させるステップ(C)と、処理すべき走査行すべてについて、ピクセルを受け取り、ピクセル位置を特定し、稜線セグメントを延伸する上記ステップ(A)、(B)および(C)を繰り返すステップと、上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定するステップ(D)と、を含むドキュメント画像傾き決定方法。
（２）上記走査画像が、ドキュメント画像のドキュメント画像ピクセルおよび走査画像の背景ピクセルを含み、上記ステップ(B)があらかじめ決められた背景ピクセルの走査行を受け取るステップ(B1)および走査画像の走査行ピクセルを対応する走査行の上記あらかじめ決められた背景ピクセルと比較して、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B2)を更に含む、上記（１）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（３）上記ステップ(B2)が、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(i)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(ii)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なり、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なる場合、該最初および最後のドキュメント画像ピクセルが実際に走査行に沿ったドキュメント画像の最初および最後のドキュメント画像ピクセルであると判断するステップ(iii)を更に含む、上記（２）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
【００４９】
（４）上記背景ピクセルの各々のカラーが約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青である、上記（３）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（５）上記ステップ(C)が、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが稜線セグメントを継続するものでない場合、当該稜線セグメントの作成および延伸を終了し、当該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る新しい稜線セグメントを生成するステップ(C1)および上記ステップ(A)および(B)を繰り返すステップ(C2)を更に含む、上記（１）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（６）上記ステップ(D)が、当該稜線セグメントが前の稜線セグメントに対して垂直または平行であるか否かおよび当該稜線セグメントがあらかじめ決められた長さ値より長いか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状を有するか否かを決定するステップ(a)、およびドキュメント画像が矩形形状を有していない場合傾き角度をゼロにセットするステップ(b)を更に含む、上記（５）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（７）上記あらかじめ決められた長さ値が約２５個のピクセルに等しい、上記（６）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
【００５０】
（８）各走査行が複数のピクセルから構成される複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の境界を決定する方法であって、走査行の各々を背景ピクセルのあらかじめ決められた走査行と照合し、当該ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよび当該ドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルのそれぞれの位置を特定するステップと、位置が特定された上記６個のドキュメント画像ピクセルを相互に接続して上記キュメント画像の境界を定義するステップと、を含むドキュメント画像境界決定方法。
（９）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を有するか否かを判断するステップを更に含む、上記（８）に記載のドキュメント画像境界決定方法。
（１０）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ場合、最初の走査行の最初および最後のドキュメント像ピクセルを通る第１の水平線、最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る第２の水平線、最左端ドキュメント画像ピクセルを通る第１の垂直線、および最右端ドキュメント画像ピクセルを通る第２の垂直線を引くことによってドキュメント画像の境界を定義するステップを更に含む上記（９）に記載のドキュメント画像境界決定方法。
【００５１】
（１１）記憶媒体と、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する機能を持ち上記記憶媒体に記憶されるコンピュータ・プログラムと、を備える装置であって、上記コンピュータ・プログラムが、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取る第１の命令セットと、上記ドキュメント画像に属するピクセルのうち該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定する第２の命令セットと、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させる第３の命令セットと、上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定する第４の命令セットと、を含む、ドキュメント画像傾き決定装置。
（１２）上記走査画像がドキュメント画像のドキュメント画像ピクセルおよび走査画像の背景ピクセルを含み、上記第２の命令セットが、あらかじめ決められた背景ピクセルの走査行を受け取る上記第２の命令セットの第１のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較する上記第２の命令セットの第２のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較する上記第２の命令セットの第３のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なり上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なる場合、該最初および最後のドキュメント画像ピクセルが実際に走査行に沿ったドキュメント画像の最初および最後のドキュメント画像ピクセルであるか否かを判断する上記第２の命令セットの第４のサブセットを含む、上記（１１）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１３）上記背景ピクセルの各々のカラーが約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青である、上記（１２）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１４）上記第３の命令セットが、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが稜線セグメントを継続するものでない場合、当該稜線セグメントを終了し、当該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る新しい稜線セグメントを生成する上記第３の命令セットの第１のサブセットを含む、上記（１３）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１５）上記第４の命令セットが、当該稜線セグメントが前の稜線セグメントに対して垂直または平行であるか否かおよび当該稜線セグメントがあらかじめ決められた長さ値より長いか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状を有するか否かを決定する上記第４の命令セットの第１のサブセット、およびドキュメント画像が矩形形状を有していない場合傾き角度をゼロにセットする上記第４の命令セットの第２のサブセットを含む、上記（１４）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１６）あらかじめ決められた長さ値が約２５個のピクセルに等しい、上記（１５）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
【００５２】
（１７）記憶媒体と、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の境界を決定する機能を持ち上記記憶媒体に記憶されるコンピュータ・プログラムと、を備える装置であって、上記コンピュータ・プログラムが、走査行の各々を背景ピクセルのあらかじめ決められた走査行と照合し、当該ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよび当該ドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルのそれぞれの位置を特定する第１の命令セットと、上記位置を特定した６個のドキュメント画像ピクセルを相互に接続して上記キュメント画像の境界を定義する第２の命令セットと、を備えるドキュメント画像境界決定装置。
（１８）ドキュメント画像が複数の傾き角度を有するか否かを判断する第３の命令セットを上記コンピュータ・プログラムが更に含む、上記（１７）に記載のドキュメント画像境界決定装置。
（１９）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ場合、最初の走査行の最初および最後のドキュメント像ピクセルを通る第１の水平線、最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る第２の水平線、最左端ドキュメント画像ピクセルを通る第１の垂直線、および最右端ドキュメント画像ピクセルを通る第２の垂直線を作成することによって上記ドキュメント画像の境界を定義する第４の命令セットを上記コンピュータ・プログラムが更に含む、上記（１８）に記載のドキュメント画像境界決定装置。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によって、オリジナル・ドキュメント上にテキストまたは特別の傾き検出情報の存在を必要とすることなく、また人手の介入を必要とすることなく、走査画像に関する傾き補正を行うことが可能となり、更に、オリジナルのサイズや形状に関係なく走査画像に関して画像切り取りを行うことが可能となり、これによって、画像処理システムの処理効率が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査されるドキュメントの傾いた画像を示す概念図である。
【図２】画像処理システムを実施するコンピュータ・システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に従う傾き補正および画像切り取り機構を含む画像処理システムを示すブロック図である。
【図４】画像処理システムにおける傾き補正および画像切り取り機構の図３とは異なる実施形態を示すブロック図である。
【図５】図３および図４の画像処理システムによって生成されたドキュメント画像であるが、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理される前のドキュメント画像を示す概念図である。
【図６】図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理された後の図５のドキュメント画像の概念図である。
【図７】図３および図４の画像処理システムによって生成されたドキュメント画像であるが、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理される前の図５とは別のドキュメント画像を示す概念図である。
【図８】図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理された後の図７のドキュメント画像の概念図である。
【図９】図１０および図１１と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１０】図９および図１１と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１１】図９および図１０と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１２】ドキュメント画像が矩形形状を含む場合図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によってドキュメント画像の傾き角度および境界情報が取得される方法を示すブロック図である。
【図１３】ドキュメント画像が非矩形形状を含む場合図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によってドキュメント画像の傾き角度および境界情報が取得される方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 走査画像
１１ ドキュメント画像
１２ 背景
１００ コンピュータ・システム
１０１ バス
１０２ プロセッサ
１０４ メモリ
１０７ 大容量記憶装置
１２１ ディスプレイ
１２２ キーボード
１２３ ポインティング・デバイス
１２４ ハードコピー・デバイス
１２５ 画像スキャナ
１２６ その他の周辺装置
１５０ オリジナル・ドキュメント
２０２ 傾き検出および画像切り取り機構またはプログラム
２０３ 走査制御プログラム
２０４ 画像形成プログラム
３００、４００ 走査画像
３０１、４０１ ドキュメント画像
３０１ａ、４０１ａ 処理済みドキュメント画像
３０４、３０５、３０６、３０７、７０１、７０２、８０１、８０２ 稜線セグメント
３１１、４１１ 最初の走査行の最初のピクセル
３１２、４１２ 最初の走査行の最後のピクセル
３１３、４１３ 最左端のピクセル
３１５、４１５ 最後の走査行の最初のピクセル
３１６、４１６ 最後の走査行の最後のピクセル
３１４、４１４ 最右端のピクセル
７１０、７１１、７１２、７１３、７１４ ピクセル
７００、７２０、８１０、８２０ 走査行
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理システムに関するもので、特に、(1)人手の介入またはオリジナル・ドキュメント上にテキストまたはその他の傾き検出情報の存在を必要とすることなく傾き補正を実行し、また(2)画像の形状に関係なく画像トリミングを実行する画像処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ドキュメント(すなわち、写真またはテキスト文書のようなオリジナルの物理的オブジェクト)が、スキャナによって走査される時、オリジナル・ドキュメントのディジタル画像が典型的に生成される。しかし、オリジナル・ドキュメントのディジタル画像は、スキャナから取得されるディジタル画像全体内で傾きを見せることが多い。既知の通り、走査画像は典型的にはドキュメントの画像および背景情報を含む。走査画像の範囲内のドキュメント画像の傾きは、走査のためオリジナル・ドキュメントを給紙する自動ドキュメント供給メカニズムをスキャナが使用する場合に特に発生する可能性がある。加えて、オリジナル・ドキュメントのサイズがスキャナの走査区域に対して比較的小さい場合、走査画像は、相当量の背景情報を含むことがある。図１は、このような問題を内包する走査画像１０を示す。
【０００３】
図１に見られるように、走査画像１０はオリジナル・ドキュメントのドキュメント画像１１を含む。走査画像１０の残りの領域は、あらかじめ決められたピクセル・パターンを典型的に持つ背景１２である。ドキュメント画像１１は走査画像１０の内部で傾いていて、背景１２は走査画像１０のかなりの部分を占めている。走査画像１０がディスプレイ上に表示されるかまたは印刷装置によって印刷される時、ドキュメント画像１１は、典型的には、比較的不快で貧弱な視覚品質を持つ。加えて、傾いた画像は、その画像データが他のソフトウェア・プログラムによって更に処理される時エラーを引き起こす可能性もある。
【０００４】
傾き問題を検出し補正することを試みた従来技術がいくつかある。例えば、米国特許第4,941,189号は、走査行に沿ってテキスト文字を探索する傾き補正技術を記載している。また、米国特許第5,452,374号は、走査画像をテキストおよび非テキスト区域へ区分して、次にその区分に基づいて傾き情報を決定する別の技術を記載している。
【０００５】
しかし、これらの従来技術は、オリジナル・ドキュメントが少くともなんらかのテキストを含むことを必要としている。従来技術は、ドキュメントにおける１または複数行のテキストの検出に依存する。廉価なフォト・スキャナおよびマルチメディア・パーソナル・コンピュータの出現で、今日では、スキャナは、単にテキスト・ドキュメントを走査するだけでなく、写真やその他の画像ドキュメントを走査するために使用される。しかし、写真は典型的にはテキスト・データを含まない。従って、従来技術の傾き検出および補正技術は写真画像走査に適用できない。加えて、写真は種々のサイズおよび形状を持つことができるので、写真の走査画像から背景情報を切り取ることは、典型的には困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
走査ドキュメントにおけるテキストの存在を必要とすることなく走査画像の傾き情報を検出するいくつかの先行技術が提案されている。米国特許第5,093,653号および米国特許第4,533,959号はそのような先行技術を開示している。しかし、これらの先行技術は、(米国特許第5,093,653号の場合のように)人手の介入を必要とするか、または(米国特許第4,533,959号の場合のように)オリジナル・ドキュメントに特別のマークを必要とする。
【０００７】
従って、オリジナル・ドキュメント上にテキストまたは特別の傾き検出情報の存在を必要とすることなく、また人手の介入を必要とすることなく、走査画像に関する傾き補正を行うことができる技術、および、オリジナルのサイズや形状に関係なく走査画像に関して画像切り取りを行うことができる技術が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(1)オリジナル・ドキュメント上のテキスまたはその他の傾き検出情報の存在、または(2)人手の介入、を必要とすることなく、コスト効率のすぐれた形態で、走査される画像の傾き角度を決定する手段を提供する。これは、走査画像の範囲内のドキュメント画像の稜線を決定し、その稜線を使用してドキュメント画像の傾きを決定することによって達成される。稜線の決定は、ドキュメント画像に属する走査画像ピクセルの各走査行の最初または最後のドキュメント画像ピクセルの位置(すなわち走査行に沿ったドキュメント画像の稜線ピクセルの位置)を特定することによって行われる。これは、ピクセルの各走査行を背景ピクセルを含むあらかじめ決められた走査行と比較することによって達成される。次に、ドキュメント画像の傾き角度が、走査画像において検出された稜線の勾配を計算することによって決定される。
【０００９】
加えて、ドキュメント画像の境界が決定される。この決定は、(1)走査画像のドキュメント画像の最初の走査行に関する最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセル、(2)走査画像のドキュメント画像の最後の走査行に関する最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセル、(3)走査画像のドキュメント画像の最左端のドキュメント画像ピクセル、および(4)走査画像のドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセル、のそれぞれの位置を特定することによって達成される。
【００１０】
発明の課題を解決する手段として、本発明は、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する方法として、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取るステップ、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させるステップと、処理すべき走査行すべてについて、ピクセルを受け取り、ピクセル位置を特定し、稜線セグメントを延伸する上記各ステップを繰り返すステップ、および上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定するステップからなるドキュメント画像傾き決定方法を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の１つの実施形態に従って(図３および図４において示される)傾き補正および画像切り取り機構２０２を実施することができる(図３および図４において示される)画像処理システム２００を実現するコンピュータ・システム１００を示す。図２がコンピュータ・システム１００の基本コンポーネントのいくつかを示しているが、図示されているコンポーネントに限定する意図も、またシステムに他のコンポーネントまたはコンポーネントの組合せを除外する意図もない。画像処理システム２００および傾き補正および画像切り取り機構２０２の詳細は図３ないし図１３を参照して後述される。
【００１２】
１つの実施形態において、コンピュータ・システム１００は、スキャナを備えたパーソナル・コンピュータ、スキャナを備えたノートブック・コンピュータ、スキャナを備えたパームトップ・コンピュータ、スキャナを備えたワークステーションまたはスキャナを備えたメインフレーム・コンピュータのいずれかであることができる。別の実施形態においては、コンピュータ・システム１００は、また、コンピュータ・システムのコンポーネントの一部またはすべてを備えた走査システムである。
【００１３】
図２に見られるように、コンピュータ・システム１００はデータおよびその他の情報を伝送するバス１０１を含む。コンピュータ・システム１００は、また、データおよび命令を処理するためバス１０１に接続するプロセッサ１０２を含む。プロセッサ１０２は、例えば既知の市販されているプロセッサまたはマイクロプロセッサである。メモリ１０４がまたコンピュータ・システム１００に備わる。メモリ１０４はバス１０１に接続され、プロセッサ１０２によって実行されるべき情報および命令を典型的には記憶する。メモリ１０４は、また、コンピュータ・システム１００の表示装置１２１上に表示されるべきビットマップ画像のフレームを記憶するフレーム・バッファ(図２に図示されていない)を含むこともある。
【００１４】
メモリ１０４は、種々のタイプのメモリ形態で実施され得る。例えば、メモリ１０４は、ＲＡＭや非揮発性メモリによって実施される。加えて、メモリ１０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的に消去可能でプログラム可能非揮発メモリ等の組み合わせによって実施されることもある。
【００１５】
コンピュータ・システム１００は、また、バス１０１に接続された大容量記憶装置１０７を含む。大容量記憶装置１０７はデータおよびその他の情報を記憶する。また、大容量記憶装置１０７はシステムおよびアプリケーションのプログラムを記憶する。プログラムは、プロセッサ１０２によって実行されるが、プロセッサ１０２による実行の前にメモリ１０４へダウンロードされる必要がある。
【００１６】
表示装置１２１は、コンピュータ・システム１００のユーザに情報を表示するためバス１０１に接続される。バス１０１に接続されるキーボードまたはキー・パッド入力装置１２２がシステムに含まれる。更に付加的コンピュータ・システム１００の入力装置として、マウス、トラック・ボール、トラックパッドまたはカーソル方向キー等のようなカーソル制御装置１２３が接続される。カーソル制御装置１２３は、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０２へ通知し、表示装置１２１上のカーソル運動を制御するためバス１０１に接続される。コンピュータ・システム１００に含められる可能性のあるもう１つの装置はハード・コピー装置１２４である。ハード・コピー装置１２４は、紙またはフィルムのようなタイプの媒体上にテキストや画像情報を印刷するためコンピュータ・システム１００において使用される。
【００１７】
更に、コンピュータ・システム１００は画像スキャナ１２５を含む。画像スキャナ１２５を使用して、オリジナル・ドキュメント(すなわち写真またはテキスト・ドキュメントのようなオリジナルの物理的ドキュメント)がコンピュータ・システム１００によって更に処理することができるディジタル化された画像に変換される。本発明の１つの実施形態において、画像スキャナ１２５は、１走査行幅の走査区域を持つファックス機械型画像スキャナである。走査区域の長さは、走査行の幅である。この場合、画像スキャナ１２５の走査ヘッドは、走査行全体の像を形成する。各走査の後にオリジナル・ドキュメントをフィードするドキュメント給送メカニズムが提供される。本発明の別の１つの実施形態においては、画像スキャナ１２５は、比較的大きい走査区域を持つ複写機型画像スキャナである。この種のスキャナの場合、オリジナル・ドキュメントはスキャナの走査窓に相対するように置かれ、スキャナの走査ヘッドが各走査の後１つの方向に移動する。
【００１８】
コンピュータ・システム１００はまたその他の周辺装置１２６を含む。その他の装置１２６には、ディジタル信号処理装置、モデム、ＣＤ−ＲＯＭドライブが含まれる。コンピュータ・システム１００は、上述されたコンポーネントの一部を備えていない場合でも機能することができる。例えば、コンピュータ・システム１００はハード・コピー装置１２４なしでも機能する。
【００１９】
上述のように、コンピュータ・システム１００は、(図３および図４において示される)本発明の傾き補正および画像切り取り機構２０２を含む(図３および図４において示される)画像処理システム２００を含む。１つの実施形態において、画像処理システム２００は、プロセッサ１０２によって実行され、スキャナ１２５から受け取った走査データと対話する一連のソフトウェア・プログラムとして実施される。しかし、画像処理システム２００が離散的ハードウェアまたはファームウェアの形態で実施することも認められることであろう。同様に、傾き補正および画像切り取り機構２０２も、プロセッサ１０２によって実行されるソフトウェア・プログラムとして、あるいは、画像処理システム２００内の離散的ハードウェアまたはファームウェアの形態で実施することができる。本明細書の以下の記述において、画像処理システム２００は、傾き補正および画像切り取り機構２０２と共に、ソフトウェア・プログラムの形態で詳細に説明される。
【００２０】
図３に見られるように、画像処理システム２００は、傾き補正および画像切り取りプログラム２０２に加えて、走査制御プログラム２０３および画像形成プログラム２０４を含む。プログラム２０２ないし２０４のすべては、コンピュータ・システム１００(図２)の大容量記憶装置１０７に典型的には記憶される。これらプログラムは、プロセッサ１０２によって実行される前に、大容量記憶装置１０７からメモリ１０４へロードされる。
【００２１】
走査制御プログラム２０３は、スキャナ１２５および画像形成プログラム２０４と交信する。走査制御プログラム２０３の機能は、スキャナ１２５の走査動作を制御し、オリジナル・ドキュメント１５０の走査画像をスキャナ１２５から受け取ることである。よく知られているように、ドキュメントの走査画像は典型的にドキュメントのディジタル画像(すなわちドキュメント画像)およびなにがしかの背景画像を含む。走査制御プログラム２０３は、典型的にはスキャナ１２５に関するスキャナ・ドライバ・プログラムである。１つの実施形態において、走査制御プログラム２０３は、ヒューレット・パッカード社によって製作され販売されているＨＰ ＤｅｓｋＳｃａｎアプリケーション・プログラムである。代替的に、走査制御プログラム２０３はどのようなスキャナ・ドライバ・プログラムでもよい。
【００２２】
上述のように、走査制御プログラム２０３は、ドキュメント１５０を走査するためスキャナ１２５を制御する。オリジナル・ドキュメント１５０は種々の形状および大きさを持つことができる。例えば、ドキュメント１５０は、矩形、多角形、円形または卵形をしている。図５は、走査制御プログラム２０３によって取得されたドキュメント１５０の走査画像３００の１例を示す。図５に見られるように、ドキュメント１５０のドキュメント画像３０１は、走査画像３００の内側に傾き、傾き角度αを持つ。走査画像３００からわかるように、走査ドキュメント１５０は矩形の形状を持つ。図７は、走査制御プログラム２０３によって取得されたドキュメント１５０の別の走査画像４００を示し、この場合ドキュメント１５０は楕円形状を持つ。図５および図７は、走査画像３００および４００の範囲内にかなりの背景があることを示している。
【００２３】
図３に示されるように、画像処理システム２００において画像形成プログラム２０４を使用して、走査制御プログラム２０３から受け取ったオリジナル・ドキュメント１５０の走査画像(例えば図５または図７の走査画像３００または４００)が処理される。画像形成プログラム２０４は、典型的には、走査画像を表示装置１２１上に表示するかまたはハード・コピー装置１２４で印刷することができるように、オリジナル・ドキュメント１５０の走査画像を処理する。画像形成プログラム２０４の処理機能は、典型的には、走査画像の再サンプリングおよび補間を含む。画像形成プログラム２０４は、典型的には、装置特有の画像ドライバ・プログラムを含む。例えば、画像形成プログラム２０４は、既知のディスプレイ・ドライバ・プログラムまたは既知のプリンタ・ドライバ・プログラムを含むことができる。
【００２４】
１つの実施形態において、画像形成プログラム２０４は、米国カリフォルニア州所在のStorm Technology, Inc.社によって製作および販売されているEasyPhoto画像形成プログラムである。別の１つの実施形態では、画像形成プログラム２０４は、米国カリフォルニア州所在のAdobe Systems, Inc.社によって製作販売されているPhotoshop画像形成プログラムである。代替的には、画像形成プログラム２０４はいかなる既知の画像処理システムでもよい。画像処理システム２００の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はプログラム２０３および画像形成プログラム２０４と対話する。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はドキュメント１５０の走査画像のデータを走査制御プログラム２０３から受け取る。次に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像の傾きを補正し、あるいは、走査画像の範囲内の背景画像のすべてを除去することができるように、走査画像の範囲内のドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界を検出する。
【００２５】
傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、先ずドキュメント画像の稜線を検出し、次にその稜線の勾配を決定することによって、走査画像の範囲内のドキュメント画像(例えば図５のドキュメント画像３０１)の傾き角度を検出する。これにより、ドキュメント画像上にテキストまたは特別の傾き検出マークの存在を必要とすることなく、ドキュメント画像の傾き角度検出が可能となると共に、画像形成プログラム２０４が人手の介入なしにドキュメント画像の傾き補正を行うことができることとなる。
【００２６】
更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像の範囲内において、ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置、ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置、ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルの位置、およびドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルの位置を特定することによって、ドキュメント画像(例えば図５のドキュメント画像３０１)の境界を検出する。次に、これら６つのピクセルの位置情報を使用して、傾き補正後の走査画像におけるドキュメント画像の範囲(すなわち境界)が計算される。次に、この情報が画像形成プログラム２０４に提供され、それにより、画像形成プログラム２０４が、走査画像のトリミングまたは刈り取りを行って、背景の大部分またはすべてが取り除かれたドキュメント画像を作成することができる。
【００２７】
傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像の内側のドキュメント画像の走査行各々の最初および最後のピクセル位置を特定することによって走査画像の範囲内のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を検出する。これを実施するため、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像におけるピクセルの各走査行を境界ピクセルのあらかじめ定められた走査行と比較する。この比較によって、ドキュメント画像の境界稜線セグメントが生成される。次に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像の各稜線セグメントの長さを決定し、稜線セグメントの傾きを計算する。もしも傾き検出および画像切り取りプログラム２０２が稜線セグメントが十分長くないと判断すれば、プログラム２０２は、その稜線セグメントの傾きを計算しない。更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ(すなわちドキュメント画像における１つの稜線セグメントの傾きが別の１つの稜線セグメントの傾きと等しくない)と判断すれば、プログラム２０２は、ドキュメント画像が非矩形形状を持つと判断する。この場合、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が傾いているか否かに関係なく、ドキュメント画像の傾き角度をゼロにセットする。言い換えると、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が(円、楕円または多角形のような)非矩形形状を持つと判断すれば、画像の傾きを検出しない。その代わりに、プログラム２０２は、走査画像から背景の大部分またはすべてを切り取ることができるようにするためドキュメント画像の境界情報のみを提供する。
【００２８】
更に、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２が、検出されたドキュメント画像が矩形形状でないと判断すると、プログラム２０２は、６つのピクセルのすべてを含む最も小さい矩形を定義し、これを画像形成プログラム２０４に通知する。画像形成プログラムは、(図８に例が示されているように)この矩形の内部全体を切り取られたドキュメント画像として受け取る。この場合、すべての背景情報が切り取られるとは限らない。以下に、ドキュメント１５０が矩形形状を持つ場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の詳細を図５および図６を参照して記述し、ドキュメント１５０が矩形形状を持たない場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の詳細を図７および図８を参照して記述する。
【００２９】
図３、図５および図６に見られるように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査画像３００を検査して、キュメント画像３０１の最初の走査行の最初および最後のドキュント画像ピクセルの位置を特定する。図５に見られるように、プログラム２０２は、走査画像３００の最初の走査行がドキュメント画像３０１の最初の走査行であることを認識する。次に、プログラム２０２は、ドキュメント画像３０１の最初の走査行の最初のドキュメント画像ピクセル３１１および最後のドキュメント画像ピクセル３１２の位置を定める。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像３０１の他の走査行の最初のドキュメント画像ピクセルおよび最後のドキュメント画像ピクセルの検査を続けるに従って、稜線セグメント３０４、３０５、３０６および３０７が作成されて行く。加えて、最左端のドキュメント画像ピクセル３１３および最右端のドキュメント画像ピクセル３１４の位置が特定される。また、ドキュメント画像３０１の最後の走査行の最初で最後のドキュメント画像ピクセル(すなわち３１５および３１６)の位置が特定される。図５からわかるように、ドキュメント画像３０１の最後の走査行の最初のドキュメント画像ピクセル３１５は、最後の走査行の最後のドキュメント画像ピクセル３１６と重なる。
【００３０】
ドキュメント画像の稜線セグメント３０４−３０７が作成された後、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は傾き角度αを計算し、傾き角度αおよびピクセル３１１−３１６から計算された切り取り境界と共に画像形成プログラム２０４へ送る。
【００３１】
上述のように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、また、ドキュメント画像の傾き角度αを計算する際ドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２がドキュメント画像が(図７のドキュメント画像４０１のように)矩形形状でないと判断すれば、プログラム２０２はドキュメント画像の傾き角度を計算せず、傾き角度をゼロにセットする。傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、ドキュメント画像が複数の傾き角度を持っていないか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。ドキュメント画像が多角形のような非矩形形状をもつ場合、傾き角度は複数となる。加えて、プログラム２０２は、ドキュメント画像の稜線セグメントがあらかじめ決められた長さより長いか否かを検出することによって、ドキュメント画像が矩形形状であるか否かを判断する。あらかじめ決められた長さより短い稜線セグメントは破棄され、そのような稜線セグメントについては傾き角度は計算されない。すべての検出されたセグメントが破棄されれば、プログラム２０２はドキュメント画像が(例えば楕円または円形のような)非矩形形状を持つと判断し、やはりドキュメント画像の傾き角度を計算しない。このような場合、プログラム２０２はドキュメント画像の６つの境界ピクセルの位置のみを特定するだけである。図９ないし図１１には、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作の流れが示されている。この動作の流れを以下詳述する。
【００３２】
図３、図７および図８に見られるように、ドキュメント１５０が卵形のドキュメント画像４０１を持つ時、図３の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、傾き角度が異なったり稜線の長さがあらかじめ決められたものより短い複数の稜線を検出する。１つの実施形態においては、あらかじめ決められた稜線の長さは約２５ピクセルを含む。代替実施形態において、あらかじめ決められた稜線の長さは約２５ピクセル以上または以下とすることもできる。
【００３３】
プログラム２０２が、ドキュメント画像４０１が矩形でないことを検出すると、プログラム２０２は６つの境界ピクセル(すなわちドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよびドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルという６つのピクセル)の位置を特定するだけである。図７からわかるように、ドキュメント画像４０１の最初の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセル４１１および４１２は互いに重なり、ドキュメント画像４０１の最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセル４１５および４１６も互いに重なっている。
【００３４】
次に、図３、図５および図６に見られるように、画像形成プログラム２０４は、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２から受け取った傾き角度αに従ってドキュメント画像３０１の傾きを補正し、６つのドキュメント画像ピクセル３１１−３１６に従って走査画像３００の背景３０２のすべてを削除する。画像形成プログラム２０４が実行する上記補正および削除は既知の方法を使用して実行されるので、本明細書ではその詳細な記述は省略する。図６に処理されたドキュメント画像３０１ａが示されている。
【００３５】
図５および図６に見られるように、図６の処理済みドキュメント画像３０１ａは、走査画像の背景がない点を除き図５の未処理ドキュメント画像３０１と同一である。加えて、処理済みドキュメント画像３０１ａは傾いていない。更に図６の処理済みドキュメント画像３０１ａは切り取り稜線を持たない。これは、画像形成プログラムがドキュメント画像ピクセル３１１−３１６に基づいて図５のドキュメント画像３１０をトリミンングした結果である。
【００３６】
図７のドキュメント画像４０１を処理する場合、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、６つの境界ピクセル４１１−４１６のピクセル情報のみを画像形成プログラム２０４に送る。これら６つの境界ピクセル４１１−４１６に基づいて、画像形成プログラム２０４は、これらのピクセルすべてとドキュメント画像４０１を含む最も小さい矩形４００ａを作成する。画像形成プログラム２０４は、次に、矩形４００ａの外側にある図７の走査画像４００のすべてを切り落として画像４０１の刈り取り済みドキュメント画像を作成する。
【００３７】
図３に見られるように、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は走査制御プログラム２０３とのインターフェースを持つので、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、走査制御プログラム２０３がスキャナを制御して１走査行の走査を完了すると同時に、走査制御プログラム２０３からその１走査行のピクセルを受け取る。このようにして、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は走査制御プログラム２０３の動作と並列して動作する。この結果、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は、制御プログラム２０３がドキュメント１５０の走査を完了すると同時に、ドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を決定することができる。
【００３８】
しかしながら、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の構成が上述のものに限定されない点は理解されるべきであろう。図４は、画像処理システム２００の別の１つの実施形態を示し、この場合傾き検出および画像切り取りプログラム２０２は画像形成プログラム２０４とのみインターフェースを持つ。この形態では、ドキュメント１５０全体が走査されその走査画像が走査制御プログラム２０３から画像形成プログラム２０へ送られた後、傾き検出および画像切り取りプログラム２０２はドキュメント１５０のドキュメント画像の傾き角度および境界情報を検出する。
【００３９】
図９および図１０は、ドキュメント画像の稜線セグメントおよび６つの境界ピクセルを作成する際の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作手順を示す。図１１は、図９および図１０の動作手順によって作成されたドキュメント画像の稜線セグメントおよび６つの境界ピクセルに基づいてドキュメント画像の傾き角度を検出する場合の傾き検出および画像切り取りプログラム２０２の動作手順を示す。図1２は、矩形ドキュメント画像における稜線セグメント作成の様態を示し、図1３は、円形または楕円形ドキュメント画像における稜線セグメント作成の様態を示す。図１２および図１３を参照しながら図９、図１０および図１１の詳細を以下記述する。
【００４０】
プロセスはステップ５００から始まる。ステップ５０１および５０２において、背景ピクセルの走査行のカラー値がセットされる。この値は、走査画像の各走査行のピクセルのカラーと比較して各走査行の最初と最後の画像ピクセルを特定するための基準値としてセットされる。代替的実施形態では、各ピクセルの輝度値だけが使用される。この場合、輝度は、約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青として計算される。また別の実施形態では、ピクセルのカラー(あるいは輝度)が対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違する時、そのピクセルは画像ピクセルとみなされる。しきい値は、スキャナの背景の予想される変動性に基づいて決定される定数である。更に別の実施形態では、ピクセルのカラー(あるいは輝度)が対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違しかつその隣接するピクセルのカラー(あるいは輝度)がまた対応する基準背景ピクセルのカラー(あるいは輝度)とあらかじめ決められたしきい値より大きく相違する場合その走査行のピクセルは画像ピクセルとみなされる。この実施形態がスキャナのノイズに対して強力である。
【００４１】
ステップ５０３で、走査画像の走査のすべてが処理されたか否か判断される。すべて完了していれば、ステップ５０４ないしステップ５０６において、走査画像内のドキュメント画像の傾き角度が計算される。図９に見られるように、ステップ５０５はドキュメント画像が非矩形形状であるかを判断するために実行される。(図３および図４の)プログラム２０２は、ステップ５０５において、ドキュメント画像の複数稜線セグメントに関して異なる傾き角度が見出されるか否かを判断することによって、非矩形であるか否かを決定する。非矩形であれば、プログラム２０２はドキュメント画像の傾き角度を計算せず、ステップ５０７ａにおいて、傾き角度をゼロにセットする。ステップ５０５でドキュメント画像の複数稜線セグメントに関して異なる傾き角度が検出されなければ、ステップ５０６においてドキュメント画像の傾き角度が計算される。いずれの場合でも、プログラム２０２は、ステップ５０７で切り取り境界を計算し、ステップ５２３で処理を終了する。
【００４２】
ステップ５０３で走査画像がまだ完全に検査されていないと判断されると、ステップ５０８へ進み、次の未検査走査行(ｒ)のピクセルが取得される。次に、ステップ５０９において、走査行ｒのピクセルの各々のカラーが背景走査行の背景ピクセルの各々のカラーと比較され、一致しているか否か判断される。一致している場合(すなわち走査行ｒのピクセルすべてが背景ピクセルと一致する場合)、プログラム２０２はステップ５１０を経てステップ５０３へ戻る。ステップ５０９でいずれかのピクセルが背景と一致しない場合、対応する背景ピクセルと異なるカラーを持つ最初のドキュメント画像ピクセル(ピクセルｃ1)の位置が特定される。値ｒは、初期的にゼロにセットされ、新たな走査行が検査される度毎に増分される。
【００４３】
次にプロセスはステップ５１２へ進み、境界ピクセルの記憶が更新される。現在時の最初と最後のピクセルを記憶された６つの境界ピクセルと比較することによってこれら６つのピクセルが更新される必要があるか否かが判断される。これらの６つのピクセルの位置の値は初期的にゼロにセットされる。例えば、現在時最初のピクセルの位置の値が記憶された左端のピクセルのそれより小さければ、記憶された左端のピクセルは、現在時の最初のピクセルと置き換えられる。このようにして最終的には６つの境界ピクセルが決定される。
【００４４】
次に、図１０のステップ５１３において、走査行ｒの最初のドキュメント画像ピクセルが現在までの左の稜線セグメントを継続しているか否かが判断される。そうであれば、ステップ５１４においてその稜線セグメントの作成を継続する。例えば、図１２に見られるように、走査行７００が現在検査中の走査行ｒであり、ピクセル７１０が走査行の最初のピクセルと判断されるとすれば、図１０のステップ５１３において、ピクセル７１０が稜線セグメント７０１を継続していると判断され、ステップ７１４において、稜線セグメント７０１がピクセル７１０へ延伸される。同様に、図１３は円形または楕円形ドキュメント画像の稜線セグメント８０１および８０２の作成形態を示している。
【００４５】
図１０のステップ５１３の判断が否定であれば、ステップ５１５において当該左稜線セグメントの作成は終了する。次に、ステップ５１６において、この最初のピクセルを基にして新しい左稜線セグメントが開始される。次に、ステップ５１７ないしステップ５２２において走査行ｒの最後のピクセルｃ２の位置の特定が実行される。図９および図１０に見られるように、ステップ５１７−５２２は、走査行の最初のピクセルに関するステップ５１１−５１６と、処理が走査行の最後のピクセルに対するものである点を除いて基本的に同一である。
【００４６】
図１１は、検出された稜線セグメントに基づく傾き情報更新のプロセスを示す。このプロセスは、図９および図１０のステップ５０４、５１０、５１５および５２１においてセグメント作成が終了される場合に、実行される。セグメントが短すぎると破棄される(ステップ６０２)。ステップ６０４においてドキュメント画像が非長方形を持つと判断されると、傾き角度はゼロにセットされ後続のセグメントは破棄される。そうでなければ、検出されたセグメントの勾配を使用して傾き角度推定値が更新される。
【００４７】
以上、本発明は、上述のように特定の実施形態を参照して記述された。しかしながら、本発明の理念および有効範囲を逸脱することなく上述の実施形態に対し種々の修正および変更を行うことが可能である点は当業者にとって明らかであろう。
【００４８】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する方法であって、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取るステップ(A)と、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B)と、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させるステップ(C)と、処理すべき走査行すべてについて、ピクセルを受け取り、ピクセル位置を特定し、稜線セグメントを延伸する上記ステップ(A)、(B)および(C)を繰り返すステップと、上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定するステップ(D)と、を含むドキュメント画像傾き決定方法。
（２）上記走査画像が、ドキュメント画像のドキュメント画像ピクセルおよび走査画像の背景ピクセルを含み、上記ステップ(B)があらかじめ決められた背景ピクセルの走査行を受け取るステップ(B1)および走査画像の走査行ピクセルを対応する走査行の上記あらかじめ決められた背景ピクセルと比較して、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B2)を更に含む、上記（１）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（３）上記ステップ(B2)が、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(i)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(ii)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なり、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なる場合、該最初および最後のドキュメント画像ピクセルが実際に走査行に沿ったドキュメント画像の最初および最後のドキュメント画像ピクセルであると判断するステップ(iii)を更に含む、上記（２）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
【００４９】
（４）上記背景ピクセルの各々のカラーが約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青である、上記（３）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（５）上記ステップ(C)が、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが稜線セグメントを継続するものでない場合、当該稜線セグメントの作成および延伸を終了し、当該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る新しい稜線セグメントを生成するステップ(C1)および上記ステップ(A)および(B)を繰り返すステップ(C2)を更に含む、上記（１）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（６）上記ステップ(D)が、当該稜線セグメントが前の稜線セグメントに対して垂直または平行であるか否かおよび当該稜線セグメントがあらかじめ決められた長さ値より長いか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状を有するか否かを決定するステップ(a)、およびドキュメント画像が矩形形状を有していない場合傾き角度をゼロにセットするステップ(b)を更に含む、上記（５）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
（７）上記あらかじめ決められた長さ値が約２５個のピクセルに等しい、上記（６）に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
【００５０】
（８）各走査行が複数のピクセルから構成される複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の境界を決定する方法であって、走査行の各々を背景ピクセルのあらかじめ決められた走査行と照合し、当該ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよび当該ドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルのそれぞれの位置を特定するステップと、位置が特定された上記６個のドキュメント画像ピクセルを相互に接続して上記キュメント画像の境界を定義するステップと、を含むドキュメント画像境界決定方法。
（９）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を有するか否かを判断するステップを更に含む、上記（８）に記載のドキュメント画像境界決定方法。
（１０）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ場合、最初の走査行の最初および最後のドキュメント像ピクセルを通る第１の水平線、最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る第２の水平線、最左端ドキュメント画像ピクセルを通る第１の垂直線、および最右端ドキュメント画像ピクセルを通る第２の垂直線を引くことによってドキュメント画像の境界を定義するステップを更に含む上記（９）に記載のドキュメント画像境界決定方法。
【００５１】
（１１）記憶媒体と、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを決定する機能を持ち上記記憶媒体に記憶されるコンピュータ・プログラムと、を備える装置であって、上記コンピュータ・プログラムが、上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取る第１の命令セットと、上記ドキュメント画像に属するピクセルのうち該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定する第２の命令セットと、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させる第３の命令セットと、上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定する第４の命令セットと、を含む、ドキュメント画像傾き決定装置。
（１２）上記走査画像がドキュメント画像のドキュメント画像ピクセルおよび走査画像の背景ピクセルを含み、上記第２の命令セットが、あらかじめ決められた背景ピクセルの走査行を受け取る上記第２の命令セットの第１のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較する上記第２の命令セットの第２のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較する上記第２の命令セットの第３のサブセット、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なり上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なる場合、該最初および最後のドキュメント画像ピクセルが実際に走査行に沿ったドキュメント画像の最初および最後のドキュメント画像ピクセルであるか否かを判断する上記第２の命令セットの第４のサブセットを含む、上記（１１）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１３）上記背景ピクセルの各々のカラーが約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青である、上記（１２）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１４）上記第３の命令セットが、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが稜線セグメントを継続するものでない場合、当該稜線セグメントを終了し、当該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る新しい稜線セグメントを生成する上記第３の命令セットの第１のサブセットを含む、上記（１３）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１５）上記第４の命令セットが、当該稜線セグメントが前の稜線セグメントに対して垂直または平行であるか否かおよび当該稜線セグメントがあらかじめ決められた長さ値より長いか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状を有するか否かを決定する上記第４の命令セットの第１のサブセット、およびドキュメント画像が矩形形状を有していない場合傾き角度をゼロにセットする上記第４の命令セットの第２のサブセットを含む、上記（１４）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
（１６）あらかじめ決められた長さ値が約２５個のピクセルに等しい、上記（１５）に記載のドキュメント画像傾き決定装置。
【００５２】
（１７）記憶媒体と、各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の境界を決定する機能を持ち上記記憶媒体に記憶されるコンピュータ・プログラムと、を備える装置であって、上記コンピュータ・プログラムが、走査行の各々を背景ピクセルのあらかじめ決められた走査行と照合し、当該ドキュメント画像の最初の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最後の走査行に関する最初および最後のドキュメント画像ピクセル、当該ドキュメント画像の最左端の画像ピクセルおよび当該ドキュメント画像の最右端のドキュメント画像ピクセルのそれぞれの位置を特定する第１の命令セットと、上記位置を特定した６個のドキュメント画像ピクセルを相互に接続して上記キュメント画像の境界を定義する第２の命令セットと、を備えるドキュメント画像境界決定装置。
（１８）ドキュメント画像が複数の傾き角度を有するか否かを判断する第３の命令セットを上記コンピュータ・プログラムが更に含む、上記（１７）に記載のドキュメント画像境界決定装置。
（１９）上記ドキュメント画像が複数の傾き角度を持つ場合、最初の走査行の最初および最後のドキュメント像ピクセルを通る第１の水平線、最後の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る第２の水平線、最左端ドキュメント画像ピクセルを通る第１の垂直線、および最右端ドキュメント画像ピクセルを通る第２の垂直線を作成することによって上記ドキュメント画像の境界を定義する第４の命令セットを上記コンピュータ・プログラムが更に含む、上記（１８）に記載のドキュメント画像境界決定装置。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によって、オリジナル・ドキュメント上にテキストまたは特別の傾き検出情報の存在を必要とすることなく、また人手の介入を必要とすることなく、走査画像に関する傾き補正を行うことが可能となり、更に、オリジナルのサイズや形状に関係なく走査画像に関して画像切り取りを行うことが可能となり、これによって、画像処理システムの処理効率が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査されるドキュメントの傾いた画像を示す概念図である。
【図２】画像処理システムを実施するコンピュータ・システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に従う傾き補正および画像切り取り機構を含む画像処理システムを示すブロック図である。
【図４】画像処理システムにおける傾き補正および画像切り取り機構の図３とは異なる実施形態を示すブロック図である。
【図５】図３および図４の画像処理システムによって生成されたドキュメント画像であるが、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理される前のドキュメント画像を示す概念図である。
【図６】図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理された後の図５のドキュメント画像の概念図である。
【図７】図３および図４の画像処理システムによって生成されたドキュメント画像であるが、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理される前の図５とは別のドキュメント画像を示す概念図である。
【図８】図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によって処理された後の図７のドキュメント画像の概念図である。
【図９】図１０および図１１と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１０】図９および図１１と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１１】図９および図１０と共に、図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構の動作の流れ図である。
【図１２】ドキュメント画像が矩形形状を含む場合図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によってドキュメント画像の傾き角度および境界情報が取得される方法を示すブロック図である。
【図１３】ドキュメント画像が非矩形形状を含む場合図３および図４の傾き補正および画像切り取り機構によってドキュメント画像の傾き角度および境界情報が取得される方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 走査画像
１１ ドキュメント画像
１２ 背景
１００ コンピュータ・システム
１０１ バス
１０２ プロセッサ
１０４ メモリ
１０７ 大容量記憶装置
１２１ ディスプレイ
１２２ キーボード
１２３ ポインティング・デバイス
１２４ ハードコピー・デバイス
１２５ 画像スキャナ
１２６ その他の周辺装置
１５０ オリジナル・ドキュメント
２０２ 傾き検出および画像切り取り機構またはプログラム
２０３ 走査制御プログラム
２０４ 画像形成プログラム
３００、４００ 走査画像
３０１、４０１ ドキュメント画像
３０１ａ、４０１ａ 処理済みドキュメント画像
３０４、３０５、３０６、３０７、７０１、７０２、８０１、８０２ 稜線セグメント
３１１、４１１ 最初の走査行の最初のピクセル
３１２、４１２ 最初の走査行の最後のピクセル
３１３、４１３ 最左端のピクセル
３１５、４１５ 最後の走査行の最初のピクセル
３１６、４１６ 最後の走査行の最後のピクセル
３１４、４１４ 最右端のピクセル
７１０、７１１、７１２、７１３、７１４ ピクセル
７００、７２０、８１０、８２０ 走査行
Claims (7)
- 各走査行が複数のピクセルを含む複数の走査行を持つ走査画像の内側に位置するドキュメント画像の傾きを、画像処理システムによって決定する方法であって、傾き検出手段が、走査制御手段から上記走査画像の１つの走査行のピクセルを受け取るステップ(A)と、該傾き検出手段が、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B)と、該傾き検出手段が、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが、前の走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを持つ稜線セグメントを継続するものであれば、上記稜線セグメントを当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルへ延伸させるステップ(C)と、該傾き検出手段が、処理すべき走査行すべてについて、ピクセルを受け取り、ピクセル位置を特定し、稜線セグメントを延伸する上記ステップ(A)、(B)および(C)を繰り返すステップと、該傾き検出手段が、上記稜線セグメントがあらかじめ決められた長さの値より長い場合該稜線セグメントの勾配を決定することによって上記傾き角度を決定するステップ(D)と、を含むドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記走査画像が、ドキュメント画像のドキュメント画像ピクセルおよび走査画像の背景ピクセルを含み、上記ステップ(B)があらかじめ決められた背景ピクセルの走査行を受け取るステップ(B1)および走査画像の走査行ピクセルを対応する走査行の上記あらかじめ決められた背景ピクセルと比較して、上記ドキュメント画像に属するピクセルの中から該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルの位置を特定するステップ(B2)を更に含む、請求項１に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記ステップ(B2)が、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(i)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーをその対応する背景ピクセルのカラーと比較するステップ(ii)、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なり、上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルの隣接ピクセルのカラーがその対応する背景ピクセルのカラーと異なる場合、該最初および最後のドキュメント画像ピクセルが実際に走査行に沿ったドキュメント画像の最初および最後のドキュメント画像ピクセルであると判断するステップ(iii)を更に含む、請求項２に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記背景ピクセルの各々のカラーが約１／４の赤、１／２の緑および１／８の青である、請求項３に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記ステップ(C)が、当該走査行の上記最初および最後のドキュメント画像ピクセルが稜線セグメントを継続するものでない場合、当該稜線セグメントの作成および延伸を終了し、当該走査行の最初および最後のドキュメント画像ピクセルを通る新しい稜線セグメントを生成するステップ(C1)および上記ステップ(A)および(B)を繰り返すステップ(C2)を更に含む、請求項１に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記ステップ(D)が、当該稜線セグメントが前の稜線セグメントに対して垂直または平行であるか否かおよび当該稜線セグメントがあらかじめ決められた長さ値より長いか否かを判断することによってドキュメント画像が矩形形状を有するか否かを決定するステップ(a)、およびドキュメント画像が矩形形状を有していない場合傾き角度をゼロにセットするステップ(b)を更に含む、請求項５に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
- 上記あらかじめ決められた長さ値が約２５個のピクセルに等しい、請求項６に記載のドキュメント画像傾き決定方法。
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