JP4416365B2

JP4416365B2 - スキャンした文書の自動式検出

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Publication number: JP4416365B2
Application number: JP2001376710A
Authority: JP
Inventors: ナガラヤンラメッシュ; リシン; ケイツェフランシス
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: EP1215884A2; JP2002208007A; US6674899B2; BR0106160A; CA2365001C; US20020076102A1; DE60141739D1; MXPA01013064A; CA2365001A1; BR0106160B1; EP1215884B1; EP1215884A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くいえば、スキャンした文書に対して自動式背景（background）検出を行うことに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動式背景検出処理では、輝度（intensity）情報を収集して、スキャンしたイメージのヒストグラム（histogram）を生成する。この後、この処理では、上記ヒストグラムから背景ピークを確認し、該ピークを含む曲線を推定し、平均偏差および標準偏差を計算する。この後、この標準偏差を用いて、文書についての利得因子（gain factor）を決定する。この利得因子を用いて、スキャンした文書のイメージの背景濃度（background gray level）を補償する。この方法では、濃度ヒストグラムによって、背景値を容易に生成可能なイメージコントラストを、簡単に測定することができる。しかしながら、この背景値の精度が、この背景値を生成するヒストグラムの精度と同程度にすぎない、ということに留意しなくてはならない。したがって、スキャンしたイメージの背景レベルを決定するためにヒストグラムを生成する際には、文書領域内にあるそれらのピクセルのみを確実にサンプリングしなくてはならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステムでは、背景検出は、文書のサブ領域（典型的にはリーディングエッジ（leading edge））内のピクセル値、または、文書全体（ページ）にわたるピクセル値のいずれかをサンプリングすることにより、実行される。これらの手法は、典型的には、スキャンした文書の実際の大きさおよび形状を反映しないであろう、スキャンしたイメージの大きさおよび形状を、事前に測定することに頼っている。よって、この事前の測定が、スキャンした文書の大きさおよび形状を正確に反映する際に、これらの手法によって適当な結果が生成される間においては、スキャンした文書が事前の測定によるもの（predetermined measure）と同一の大きさでなければ、または、スキャンした文書が、事前の測定が上記文書の背景以外の背景（例えば、圧胴（platen））を含むように配置されれば、これらの手法では、背景を正確に測定することができない。
【０００４】
例えば、白色のまたはライトグレー（light gray）の圧胴カバーを有する圧胴から文書をスキャンすることを考える。スキャンしようとする文書が事前の測定によるもの（predetermined measure）より小さければ、生成されるヒストグラムは、文書の濃度値に加えて、白色の圧胴カバーに対応する濃度値を含むかもしれない。ヒストグラムに圧胴カバーが十分に含まれていれば、検出される背景値は不正確となろう。したがって、非文書エリアより取得した濃度情報と、文書の背景に対応する濃度情報と、を区別することが可能な背景検出処理を用いることが望ましい。このような処理を用いる際には、背景値は、非文書領域の濃度値ではなく文書の値を反映するので、印字装置からの出力コピーには、イメージ品質の損失が表現されない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、スキャンした文書についての背景統計値を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）文書エリア内で選択されたピクセルからフルページ背景統計値を決定する工程と、（ｂ）上記文書エリアにおけるサブ領域内で選択されたピクセルからサブ領域背景統計値を決定する工程と、（ｃ）上記サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータに対応するかどうかを決定する工程と、（ｄ）上記フルページ背景統計値が破損しているかどうかを決定する工程と、（ｅ）上記フルページ背景統計値が破損していれば有効フルページ背景統計値を生成する工程と、を含む。
【０００６】
本発明の別態様によれば、文書エリアからの濃度情報と非文書エリアからの濃度情報とを区別する背景統計値を生成する方法が提供される。この方法は、文書エリア内のピクセルからフルページ背景統計値を生成する工程と、上記文書エリアにおける第１サブ領域内のピクセルから第１サブ領域背景統計値を生成する工程と、上記文書エリアにおける第２サブ領域内のピクセルから第２サブ領域背景統計値を生成する工程と、上記第１サブ領域背景統計値が非文書エリアからの濃度値に対応するかどうかを決定する工程と、上記フルページ背景統計値が破損しているかどうかの第１決定を行い、上記フルページ背景統計値が破損していれば有効フルページ背景統計値を生成する工程と、第２サブ領域背景統計値が非文書エリアからの濃度値に対応するかどうかを決定する工程と、上記フルページ背景統計値が破損しているかどうかの第２決定を行い、上記フルページ背景統計値が破損していれば有効フルページ背景統計値を生成する工程と、を含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、高速スキャン検出および低速スキャン検出という文言を用いる。高速スキャン検出とは、走査線（scanline）またはラスタ（raster）に沿ってピクセルをスキャンすることをいう。これは、スキャニングが光電子センサのアレイからのイメージデータを収集することの結果であるので、大まかに電子スキャンともよばれる。一方、低速スキャンは、文書とスキャニングシステムとの間における相対的な動作方向のことをいう。これは、スキャニングシステムにイメージデータの走査線を生成させる機械的動作である。
【０００８】
従来の背景検出手法では、スキャンしようとする文書が普通の文書または期待される文書の大きさおよび／または位置を正確に反映しない場合には、背景を正確に測定することができないかもしれない。かかる課題を解決するために、本発明は、非文書領域から得られる濃度情報と、文書の背景に対応する濃度情報とを区別する手法を提案する。本発明の手法では、予め設定したエリア（事前設定エリア）がスキャンした文書を正確に表現しない場合に圧胴を検出することができる、端のような予め設定したエリア内における１つ以上のサブ領域についてのヒストグラム情報だけでなく、標準的なフルページ文書（例えば、８.５×１１サイズのＡ４等）の大きさおよび形状を定める事前設定エリアについてのヒストグラム情報をも収集する。ページ全体をスキャンした後、本手法では、サブ領域についてのヒストグラムを分析して、ヒストグラムのピーク値が圧胴カバーの濃度値内にあるかどうかを決定する。上記ピーク値が圧胴カバーの濃度値内にあれば、本手法では、上記フルページヒストグラムのピーク値を比較して、このピーク値がどちらかのサブ領域からのピーク値のしきい値範囲内にあるかどうかを決定する。フルページピークがどちらかのサブ領域ピークのしきい値範囲内にあれば、本手法では、フルページエリアにおける第１ピーク値の範囲を超えた検索を行い、別のピークを探す。
【０００９】
ここで図１を参照するに、スキャンした文書のオリエンテーション（orientation）、および、本発明の議論に用いられるスキャンした文書内におけるサブ領域を表現した図が示されている。図１において、エリア１０は、標準的なフルページ文書の大きさ、形状およびオリエンテーションを定める、事前設定エリアを表す。なお、ヒストグラムデータは、入力文書のスキャンを行う際にこのフルページ文書から収集される。圧胴からスキャンを行う際には、入力文書は、通常、この圧胴の左上角の（top left corner）（レジストレーションコーナー）に配置される。このオリエンテーションを用いると、入力文書が標準的なフルページ文書（エリア１０）より小さければ、圧胴カバーは、この入力文書が高速スキャン方向２０における事前設定エリアより小さい際には下端（bottom edge）に、または、この入力文書が低速スキャン方向２２における事前設定エリアより小さい際には右端（right edge）にさらされる。よって、圧胴カバーに対応する濃度値情報と文書エリアの濃度値情報とを区別するために、本手法では、フルページエリア１０に加えて、右端近くのサブ領域すなわちサンプルウィンドウ１２、および、下端近くのサブ領域すなわちサンプルウィンドウ１４についてのヒストグラムを収集する。さらには、詳細については後述するように、第２背景ピークの検出を援助するために、本手法では、文書の中央におけるサブ領域、すなわち、サンプルウィンドウ１６からヒストグラム情報を収集する。
【００１０】
サンプルウィンドウ１２、１４および１６は、説明を目的として示したものであり、図１に示すような領域のみに限定されるものではない、ということに注意されたい。すなわち、サンプルウィンドウの１つ以上の任意の大きさ、形状および位置を、所定のアプリケーションについて、変更することができる。例えば、右端サンプルウィンドウ１２を、下端サンプルウィンドウ１４に隣接するように、下方に延長させることができる。加えて、サンプルウィンドウ１２および１４を互いに排他性を持ったものにする必要はない（すなわち、これら２つの領域は重なり合ってもよい）。さらには、サンプルウィンドウ１２および１４を結合させて１つのサンプルウィンドウとみなすことかできることを認識されたい。
【００１１】
左上ハンドコーナー（hand corner）がレジストレーションコーナーを定めるような圧胴を参照して、本発明を説明しているが、他のレジストレーションポジションを用いてスキャンを行うように本発明を容易に適合させることが可能であることを認識されたい。
【００１２】
ここで図２を参照するに、本発明にかかるスキャニング処理の一実施形態における工程を表すフロー図が示されている。工程１００では、フルページ入力文書に対応する事前設定エリア１０についてのスキャンしたイメージデータを用いて、ヒストグラムピーク値、標準偏差、文書についての利得因子や背景濃度値等のような、フルページ背景統計値を決定する。
【００１３】
工程１１０では、サンプルウィンドウ１２または１４のような文書エリア１０におけるサブ領域からのイメージデータを用いて、背景統計値を決定する。ここで、入力文書が予め設定した文書エリア（事前設定文書エリア）１０と等価でなければ、圧胴カバーまたは他の非文書媒体が検出される。説明のために、ここでの処理については、サンプルウィンドウ１２内のピクセルの上での動作として記載する。すなわち、工程１１０では、サンプルウィンドウ１２に対応するビデオイメージデータにおけるピクセルを用いて、ヒストグラムピーク値、標準偏差、文書についての利得因子や背景濃度値等のような、背景統計値を生成する。
【００１４】
工程１２０では、圧胴カバーが、サンプルウィンドウ１２について生成された統計値において検出されるかどうかを決定する。具体的には、工程１２０では、ウィンドウ１２について生成された背景統計値を、圧胴カバーについての統計値と比較する。ウィンドウ１２からの統計値が圧胴カバー統計値に匹敵（comparable）しなければ、本処理は、圧胴カバーがウィンドウ１２において検出されていないことを確定し、かつ、工程１００で収集されたフルページ統計値がこの後の背景検出処理のために用いられる、工程１３０を引き続き実行する。サンプルウィンドウ１２からの背景統計値が圧胴カバーの背景統計値に匹敵（comparable）すれば、工程１２０は、圧胴カバーがウィンドウ１２において検出されていることを決定し、かつ、工程１４０を引き続き実行する。
【００１５】
工程１４０では、工程１００からのフルページ統計値が圧胴カバーについての対応する統計値と比較されて、フルページ統計値が圧胴カバーまたは他の非文書エリアに対応するイメージデータによって破損したかどうかの決定がなされる。フルページ統計値が圧胴カバー統計値のしきい値範囲内にあれば、本処理は、フルページ統計値が破損していると判断し、かつ、工程１５０における処理を引き続き実行する。フルページ統計値が圧胴カバー統計値のしきい値範囲内になければ、本処理は、フルページ統計値が有効であると判断し、かつ、工程１３０を引き続き実行する。工程１５０では、本処理は、フルページ統計値を分析して、有効（validated）フルページ統計値を生成する。
【００１６】
図３は、図２における工程１００で実行される、スキャンしたイメージデータからフルページ背景統計値を生成する処理を、より詳細に示している。この処理では、工程１０１は、始動して、スキャンしたエリア１０内からのイメージ値より、ヒストグラムを生成する。より詳細には、工程１０１では、ヒストグラムデータの収集元となるであろう、スキャンしたエリア１０を確認する。工程１０１は、さらに、エリア１０内のすべてのピクセルが必ずしもヒストグラム生成の際に用いられないのであれば、サンプリングしようとするエリア内のピクセルのサブセットを確認する。工程１０３では、文書エリア１０からのスキャンしたイメージデータ内で選択されたピクセルから、ヒストグラムデータが収集される。工程１０５は、工程１０３で収集されたヒストグラムデータから、フルページ背景ピークＰｆおよび標準偏差Ｓｆを決定する。ピークＰ_fおよび標準偏差Ｓ_fからの利得因子のような付加的な統計値を生成するために、工程１０７を含めることができる。本明細書で用いられるように、ピークＰｆすなわちピーク値Ｐｆは、このピークを含むヒストグラム２進数（histogram bin）における２進数（濃度値）を確認する。
【００１７】
簡潔に述べると、文書の背景値を決定するための従来の手法では、文書エリア内で選択されるピクセルからのイメージ輝度値のヒストグラムを作り上げる。ヒストグラムデータを取得すると同時に、背景ピークおよび白色しきい値が決定される。背景ピーク値は、スキャンしようとするイメージの背景（白色）値に関連した輝度を持った、最大数のピクセルを有する濃度値である。
【００１８】
一旦ヒストグラムデータが作り上げられると、各２進数値は、特定の濃度値（２進数値は８ビットシステムについては０〜２５５の範囲をとる）と関連付けられ、高輝度（白色）の２進数〜低輝度（黒色）の２進数値から読み取られる。各２進数でのピクセル数（頻度）は、第１ピークを検出するために、現在格納されている最大値と比較される。さらに、小さなピークを背景として誤って認識することを防ぐために、濃度２進数の頻度、および／または、ピークの濃度値を、しきい値と比較することができる。さらには、一旦ピークがヒストグラムにおいて検出されれば、ヒストグラムデータの検索では、隣接するより大きなピークを探索する。谷に遭遇することなくより大きなピークが検出されれば、この大きなピークは、背景ピークに指定される。
【００１９】
背景ピークが認識されたので、ヒストグラム分布における中間点またはピーク点からの標準偏差が決定される。１つの方法としては、ヒストグラムの近似的な形状は、最高発生頻度を有する２進数における頻度値、最高発生頻度を有する２進数における各側の２進数における頻度値を含む、少なくとも３点を通る曲線を定めることにより、推定される。この後、ヒストグラム分布曲線の標準偏差を既知の方法により決定することができる。あるいは、３つ以上のサンプル点を曲線に適合させ、かつ、この結果を正規分布に近似化するのではなく、サンプル点の重み付け平均を用いて、平均値を決定することができる。計算された平均カン（can）を有し、かつ、正規分布を仮定して、標準偏差を従来の方法により取得することができる。
【００２０】
あるいは、典型的なヒストグラム分布は、ほとんど正規ガウス分布に似ているので、１／４ピーク値を決定することにより、ヒストグラムにおいて平均値（ピーク）からの２つのシグマ点の適当な推定値が表現される。別言すれば、ピーク頻度の１／４以下の頻度を有する濃度は、ヒストグラム分布における平均値またはピーク点から離れた２つの標準偏差である点を表す。あるいは、１／４ピーク頻度の位置を決定できなければ、背景ピークのピーク頻度の５／８に等しいピーク頻度を有する濃度値を、ヒストグラムにおける平均値またはピーク値から離れた１つの標準偏差である濃度値を認識する際に、用いることができる。
【００２１】
ヒストグラムデータはノイジー（noisy）となる傾向があるので、データの平滑化を行うことは効果的である。ヒストグラムに対して平滑化を行う１つの手法では、Ｎ個の隣接する２進数における頻度を加算し、加算値をＮで割り、かつ、この結果を新しい２進数に配置する。Ｎ＝４とした場合におけるこの方法では、２５６の２進数を有するヒストグラムは、６４の２進数のヒストグラムに圧縮される。最終的には、一旦標準偏差が得られれば、この標準偏差は、背景濃度値を決定付ける利得因子を決定するために用いられる。
【００２２】
図４は、図２の工程１１０で実行される、スキャンしたイメージデータからのサブ領域から背景統計値を生成する処理を、より詳細に示している。この処理では、工程１１１は、始動して、文書エリア１０内の少なくとも１つのサブ領域（例えばサンプルウィンドウ１２または１４）からのイメージ値から、ヒストグラムを生成する。より詳細には、工程１１１では、サンプリングしようとする多数の走査線により定められるような、サンプルしようとするサンプルウィンドウ、サンプリングの前に低速スキャン方向にスキップされる多数の先行走査線（leading scanline）、サンプリング開始前に高速スキャン方向にスキップするための多数の先行ピクセル、および、サンプルしようとする走査線内の多数のピクセルを認識することができる。さらには、サンプルウィンドウにおけるピクセル数がヒストグラムバッファの容量より大きい場合には、工程１１１では、選択されたピクセルを認識するか、または、工程１１３で処理しようとするサンプルウィンドウ内のサブサンプルウィンドウを生成する。
【００２３】
工程１１３では、ヒストグラムデータが、認識されたサンプルウィンドウからのスキャンしたイメージデータ内のピクセルから収集される。工程１１５では、工程１１３で収集したヒストグラムデータから、サンプルウィンドウヒストグラムピークＰｓおよび標準偏差Ｓｓを決定する。ＰｓおよびＳｓに基づく利得因子および背景濃度のような背景統計値をさらに生成する際に、工程１１７を含めることができる。
【００２４】
図５は、図２の工程１５０で実行される、検査済みフルページ背景統計値の生成を、より詳細に示すフロー図である。この処理において、工程１５１では、第１ページピークを再度検索（looking back）することにより、工程１００で収集したフルページヒストグラムデータから、新しいフルページ背景統計値（例えばピークＰ'ｆ）を決定する。すなわち、工程１５１では、上述したものと同様の方法によりピークＰ'ｆを認識し、ピークＰｆの輝度より低い（黒い）輝度を関連付けられた濃度値を有する２進数値を検索し始める。新しいページピークＰ'ｆは認識されているので、工程１５１では、標準偏差を認識し、必要となるかもしれない任意の背景統計値をさらに生成する。
【００２５】
工程１５３では、新しいフルページ背景統計値（例えばピークＰ'ｆ）を１つ以上のしきい値と比較して、新しい統計値が有効であるかどうかを決定する。このしきい値は、具体的には、圧胴カバーまたは文書イメージよりも、新しい背景ピークＰ'ｆの方が、文書背景に関連しそうであることを確実とするように、選択される。新しい背景統計値がしきい値内にあれば、この新しい統計値は有効な統計値とされ、処理は、新しい背景統計値（例えばピークＰ'ｆ）がこの後の背景検出処理のために用いられる工程１５５を引き続き実行する。あるいは、工程１５３において、新しい背景統計値がしきい値範囲外にあることが分かれば、処理は、新しい有効な統計値が生成されなかったことを確定し、工程１５７を引き続き実行する。工程１５７では、処理は、この後の背景検出処理のために用いられる有効化統計値のような、工程１００で収集したフルページ統計値を再度検索する。
【００２６】
好ましい実施形態では、工程１５３で用いたしきい値は、サンプルウィンドウ１６を含む１つ以上のサブ領域から収集したヒストグラムデータからだけでなく、フルページヒストグラムデータから生成された背景統計値に基づいている。この実施形態では、工程１１０では、２つのサブ領域（例えばサンプルウィンドウ１２または１４だけでなくサンプルウィンドウ１６）についての背景統計値を生成する必要があろう。
【００２７】
具体的には、上記実施形態によれば、文書エリアの１つのサブ領域についての第１サンプルウィンドウ（例えばウィンドウ１２）、および、第２サブ領域についての第２サンプルウィンドウ（例えばウィンドウ１６）を確認するために、工程１１０が変更されよう。第１サンプルウィンドウおよび第２サンプルウィドウのそれぞれについては、サンプリングしようとする多数の走査線、サンプリング前に低速スキャン方向にスキップされる多数の先行走査線、サンプリング開始前に高速スキャン方向にスキップするための多数の先行ピクセル、および、サンプリングしようとする走査線内の多数のピクセル、により、定めることができる。さらには、変更させた工程１１０は、第１サンプルウィンドウ内のピクセルからの第１ヒストグラム、および、第２サンプルウィンドウ内のピクセルからの第２ヒストグラムを生成する。
【００２８】
以下、図２〜図５に示したような本発明の一実施形態に基づいて、非文書エリアの濃度値を文書エリアの濃度値から分離する、スキャンしたイメージの背景値を認識するための処理についての詳細例を説明する。この詳細例の説明に用いる背景統計値は、ピクセル輝度値の統計値、ヒストグラムから決定される背景ピーク、および、ピーク値の標準偏差である。
【００２９】
この例では、ヒストグラムデータが、文書エリア１０内、右端近くのサブ領域（サンプルウィンドウ１２）内、および、文書の中央におけるサブ領域（サンプルウィンドウ１６）内、における選択されたピクセルから収集され、かつ、イメージ値のヒストグラムが、これら３つの領域のそれぞれについて生成される。ヒストグラムは生成されているので、本処理では、各ヒストグラムについて背景ピーク値および標準偏差を決定する。すなわち、工程１００では、文書エリア１０から作り上げたヒストグラムより、フルページ背景ピーク値Ｐｆおよび標準偏差Ｓｆを決定する一方、ウィンドウ１２より作り上げたヒストグラムから右端背景ピーク値Ｐｒおよび標準偏差Ｓｒ、ならびに、ウィンドウ１６より作り上げたヒストグラムから中央背景ピーク値Ｐｃおよび標準偏差Ｓｃが工程１１０で生成される。
【００３０】
ピーク値は決定されているので、工程１２０では、圧胴カバーがサンプルウィンドウ１２について作り上げた右端ヒストグラムにおいて検出されるかどうかを決定する。すなわち、工程１２０では、ウィンドウ１２について生成された背景統計値が、圧胴カバーのような非文書エリアからのイメージデータに対応するかどうかを決定する。この決定は、右端ヒストグラムが圧胴カバーについてのヒストグラムに対応するかどうかを確かめることにより実現される、という点で有益である。具体的には、右端ピーク値Ｐｒは、圧胴カバーについて期待される最高および最低のうどちにより定められる範囲と比較される。また、標準偏差Ｓｒは、圧胴カバーの平均的濃度についての最大標準偏差と比較される。数学的には、これらの比較は、以下の式により与えられる。
【００３１】
ＰＣ_low＜Ｐｒ＜ＰＣ_high （１）
Ｓｒ＜Ｍａｘ＿Ｓｔｄ＿Ｄｅｖ（２）
ここで、ＰＣ_LOWは、圧胴カバーについての最低濃度値であり、ＰＣ_HIGHは圧胴カバーについての最高濃度値であり、Ｍａｘ＿Ｓｔｄ＿Ｄｅｖは圧胴カバーの平均濃度の最大標準偏差である。ＰＣ_LOW、ＰＣ_HIGHおよびＭａｘ＿Ｓｔｄ＿Ｄｅｖについての値については、キャリブレーション技術により決定することができる。白色圧胴カバーを有するあるシステムでは、ＰＣ_LOW、ＰＣ_HIGHおよびＭａｘ＿Ｓｔｄ＿Ｄｅｖは、それぞれ、２１０、２３０および２.５であることが分かっている。
【００３２】
方程式（１）および（２）により与えられる条件のうちのいずれか一方が満たされなければ、本処理では、圧胴カバーが右端ヒストグラムで検出されていいないと決定する。すなわち、右端ピークＰｒが圧胴カバーについての濃度値の範囲内にないので、および／または、標準偏差Ｓｒが、ピークが圧胴カバーに起因すれば得られると期待されるであろう標準偏差より大きいので、本処理では、圧胴カバーがウィンドウ１２内で検出されなかったと確定する。上述したように、カバーがウィンドウにおいて検出されなければ、処理は、スキャンしたイメージについての総利得の決定を、フルページピークＰｆ（工程１３０）を用いて引き続き実行する。しかしながら、方程式（１）および（２）により与えられる条件の両方が満たされれば（すなわち、右端ピークＰｒが圧胴カバーについての濃度値の範囲内にあり、標準偏差Ｓｒが圧胴カバーの標準偏差と同様であれば）、本処理では、圧胴カバーがウィンドウ１２に現われたと判定する。
【００３３】
上述したように、圧胴カバーがサブ領域内で検出されれば、本処理では、フルページピーク値は圧胴カバーによって破損されているかどうかを決定する。これを達成するために、本処理は、右端ピークを有するフルページ背景ピーク値Ｐｆを比較する、という点で有益である。具体的には、本処理では、フルページピーク値が、ウィンドウ１２より作り上げたヒストグラムから認識される背景ピーク内に含まれるかどうかを決定する。この比較については、次に示す式により表現することができる。
【００３４】
（Ｐｒ−ＭＳｒ）＜Ｐｆ＜（Ｐｒ＋ＭＳｒ）（３）
ここで、Ｍは、０より大きい定数、好ましくは２である。
【００３５】
すなわち、フルページピークＰｆが右端ピークの２つのシグマ内に含まれれば、本処理では、フルページヒストグラムが圧胴カバーによって破損されており、この結果として、フルページピークＰｆが誤って計算されている、と判断する。一方、フルページピークＰｆが右端ピークの２つのシグマ内になければ、本処理では、フルページヒストグラムおよびフルページピークＰｆは圧胴カバーによって何ら影響を受けていないとみなし、フルページヒストグラムおよびピークＰｆを用いて総利得（工程１３０）を決定する。
【００３６】
本処理において、フルページ統計値が圧胴カバーによって破損していると判断すれば、フルページヒストグラムを分析して、有効化フルページ背景ピークを生成する。上述したように、有効化フルページ背景ピークの生成は、第１ページピークを再検索することにより、工程１００で収集したフルページヒストグラムデータから新しいフルページピークＰ'ｆを認識することから始まる。すなわち、新しいピークＰ'ｆは、ピークＰｆの輝度より低い（黒い）輝度を有する２進数値（濃度値）からのピークを含む。
【００３７】
新しいフルページピークＰ'ｆは認識されているので、この新しいピークを、サンプルウィンドウ１６から収集したヒストグラムデータから生成された背景統計値に基づくしきい値と比較して、このＰ'ｆが有効であるかどうかを決定する。新しいピークＰ'ｆが、有効であるということは、右端ピークＰｒ未満の少なくとも２つのシグマであり、かつ、ピークＰｆの最小頻度に基づく最小頻度を有している、という点で有益である。加えて、新しいピークが背景ピークであるということを確実にするためには、この新しいピークＰ'ｆは、文書の中央（ウィンドウ１６）から決定されるようなスキャンした文書について取得することができた最小背景ピークより、大きくなくてはならない。すなわち、新しいピークＰ'ｆの有効性は、次に示す条件を用いて決定される、という点で有益である。
【００３８】
Ｐ'ｆ＜（Ｐｒ−ＭＳｒ）（４）
（Ｐｃ−ＭＳｃ）＜Ｐ'ｆ（５）
Ｐ'ｆ（ｃｏｕｎｔ）＞ＮＰｆ（ｃｏｕｎｔ）（６）
ここで、Ｐｆ（ｃｏｕｎｔ）は、ピーク２進数の頻度（ピーク２進数におけるピクセルの数）であり、Ｐ'ｆ（ｃｏｕｎｔ）は新しいピーク２進数の頻度であり、Ｍは、０より大きい定数、好ましくは２であり、Ｎは、０と１との間の定数である。
【００３９】
方程式（４）、（５）および（６）により与えられた条件のそれぞれが満たされれば、本処理では、新しい有効な背景ピークが認識されたことを確定する。すなわち、新しい背景ピークＰ'ｆは有効なピークであるとされ、処理は、この新しい背景ピークＰ‘ｆを、スキャンした文書についての全利得の計算のようなこの後の背景検出処理のために用いられる有効化ピークとして、継続する。一方、方程式（４）、（５）および（６）のうち１つ以上の条件が満たされなければ、本処理は、有効なピークが確認されていない（すなわち、新しいピークＰ'ｆは有効でない）と確定し、全利得の計算に用いた有効ピークとして工程１００で以前に収集したフルページピークＰｆを再検索する。
【００４０】
図６を参照するに、非文書エリアから取得した濃度情報が背景の決定に含まれているかどうかを決定するために、２つのサブ領域から収集した情報を用いる処理を示すフロー図が示されている。図６に示す処理は、ヒストグラムデータを収集し、かつ、文書エリア１０、ウィンドウ１２、ウィンドウ１４およびウィンドウ１６を含む、複数の領域のそれぞれからヒストグラムを計算する工程２００から始まる。ヒストグラムは作り上げられているので、この後、本処理では、工程２１０において、各ヒストグラムについての背景ピーク値および標準偏差を決定する。すなわち、工程２１０は、文書エリア１０より作り上げたヒストグラムから、フルページ背景ピーク値Ｐｆおよび標準偏差Ｓｆを決定し、ウィンドウ１２より作り上げたヒストグラムから、右端背景ピーク値Ｐｒおよび標準偏差Ｓｒを決定し、ウィンドウ１４より作り上げたヒストグラムから下端ピーク値Ｐｂおよび標準偏差Ｓｂを決定し、ウィンドウ１６より作り上げたヒストグラムから中央背景ピーク値Ｐｃおよび標準偏差Ｓｃを決定する。
【００４１】
工程２２０では、本処理では、圧胴カバーがサンプルウィンドウ１２について作り上げた右端ヒストグラムにおいて検出されるかどうかを決定する。すなわち、工程１２０では、ウィンドウ１２について生成された背景統計値が、圧胴カバーのような非文書エリアからのイメージデータに対応するかどうかを決定する。この決定は、右端ヒストグラムが圧胴カバーについてのヒストグラムに対応するかどうかを確認することにより実行される、という点で有益である。この決定については、方程式（１）および（２）で与えられる関係を用いて上述したものと同じ方法により実行することができる。上述したように、方程式（１）および（２）により与えられる条件のうちのいずれか一方が満たされなければ、本処理では、圧胴カバーが右端ヒストグラムにおいて検出されていないと決定する。カバーがウィンドウ１２において検出されなければ、本処理では、後に詳述する工程２５０において、圧胴カバーが下端ヒストグラムで検出されるかどうかを決定する。しかしながら、方程式（１）および（２）により与えられる条件の両方が満たされれば、本処理は、圧胴カバーがウィンドウ１２に現れたと確定し、かつ、フルページピーク値が圧胴カバーによって破損しているかどうかの決定がなされる工程２３０を引き続き実行する。
【００４２】
フルページピーク値が破損しているかどうかの決定は、方程式（３）により与えられる関係を用いて上述したものと同じ方法により実行される。具体的には、本処理では、フルページ背景ピーク値Ｐｆを右端ピークと比較して、フルページピークＰｆが右端ピークＰｒの２つのシグマ（２Ｓｒ）内に含まれるかどうかを決定する。フルページピークＰｆが右端ピークＰｒの２つのシグマ内に含まれなければ、フルページヒストグラムおよびフルページピークＰｆは圧胴カバーによって影響を受けていないとみなされ、本処理では、フルページヒストグラムおよびピークＰｆを用いて、全利得を決定する（工程２６０）。
【００４３】
あるいは、フルページピークが右端ピークの２つのシグマ内に含まれるのであれば、フルページヒストグラムおよびフルページピークＰｆは、圧胴カバーのような非文書エリアからのイメージデータによって、破損しているかもしれない。この場合には、本処理では、工程２４０において、有効フルページピークを生成する。工程２４０は、上述した工程１５０と同じ方法で動作する。すなわち、新しいフルページピークＰ'ｆは、第１ページピークを再度検索することにより工程２００で収集したフルページヒストグラムデータから確認される。次に、新しいフルページピークＰ'ｆの有効性が、方程式（４）、（５）および（６）により与えられる条件に基づいて決定される。
【００４４】
方程式（４）、（５）および（６）により与えられる条件のそれぞれが満たされれば、新しい背景ピークＰ'ｆは有効ピークとされ、本処理は、工程２９０における新しい背景ピークＰ'ｆを用いた全利得の計算のような背景統計値の生成を引き続き実行する。一方、方程式（４）、（５）および（６）の条件のうち１つでも満たされなければ、本処理では、新しいピークＰ'ｆが有効でないと確定し、かつ、工程２９０における全利得の計算に用いられる有効ピークのような、工程２００および２１０において生成されたピークＰｆ、および、フルページヒストグラムを再度検索する。
【００４５】
工程２５０では、圧胴カバーが、ウィンドウ１４について作り上げた下端ヒストグラムにおいて検出されるかどうかを決定する。この決定は、下端ヒストグラムが圧胴カバーについてのヒストグラムに対応するかどうかを確認することにより実行される、という点で有益である。この決定については、右端ヒストグラムにおいて圧胴カバーを検出するために用いたものと同様の方法により実行することができる。具体的には、下端ピーク濃度値Ｐｂは、圧胴カバーについて期待される最高および最小濃度値と、圧胴カバーの平均濃度についての最大標準偏差と比較した下背景ピークの標準偏差Ｓｂと、により定められる範囲と比較される。すなわち、工程２５０では、次に示す条件が満たされるかどうかを決定する。
【００４６】
ＰＣ_low＜Ｐｂ＜ＰＣ_high （７）
Ｓｂ＜Ｍａｘ＿Ｓｔｄ＿Ｄｅｖ（８）
（７）および（８）により与えられる条件が両方とも満たされれば（すなわち、下端ピークＰｂが圧胴カバーについての濃度値の範囲内にあり、かつ、標準偏差Ｓｂが圧胴カバーの標準偏差と同様であれば）、本処理は、圧胴カバーがウィンドウ１４に現われたとみなし、かつ、工程２７０を引き続き実行する。一方、方程式（７）および（８）の条件のうち一方が満たされなければ、圧胴カバーはウィンドウ１４に現れず、処理は工程２６０に移行する。工程２６０では、フルページヒストグラムを用いた全利得、ならびに、工程２００および工程２１０で生成されるピークＰｆのような、背景統計値を生成する。
【００４７】
工程２７０では、フルページピークが破損しているかどうかを決定する。この決定は、工程２３０におけるものと同様の方法によりなされる。しかしながら、フルページピークを右端ピークと比較するのではなく、工程２７０では、フルページピークＰｆが下端ピークＰｂの２つのシグマ（２Ｓｂ）内に含まれるかどうかを決定する。すなわち、工程２７０では、次に示す条件が満たされるかどうかを決定する。
【００４８】
（Ｐｂ−ＭＳｂ）＜Ｐｆ＜（Ｐｂ＋ＭＳｂ）（９）
ここで、Ｍは、０より大きい定数、好ましくは２である。
【００４９】
フルページピークＰｆが下端ピークＰｂの２つのシグマ内に含まれなければ、フルページヒストグラムおよびフルページピークＰｆは、圧胴カバーにより影響を受けていないとみなされ、本処理では、フルページヒストグラムおよびピークＰｆを用いて、全利得を決定する（工程２６０）。方程式（９）の条件が満たされれば、フルページヒストグラムおよびフルページピークＰｆは圧胴カバーからのイメージデータによって破損しているかもしれない。この場合には、本処理では、工程２８０において有効フルページピークを生成する。
【００５０】
工程２８０は、工程２４０におけるものと同様の方法により動作する。すなわち、新しいフルページピークＰ'ｆが、第１ページピークを再度検索することにより工程２００で収集されたフルページヒストグラムデータから確認される。次に、新しいフルページピークＰ'ｆの有効性は、次に示す条件に基づいて決定される。
【００５１】
Ｐ'ｆ＜（Ｐｂ−ＭＳｂ）（１０）
（Ｐｃ−ＭＳｃ）＜Ｐ'ｆ（１１）
Ｐ'ｆ（ｃｏｕｎｔ）＞ＮＰｆ（ｃｏｕｎｔ）（１２）
ここで、Ｍは、０より大きい定数、好ましくは２であり、Ｎは、０と１との間の定数であり、０.１５と０.３５との間であれば有益である。
【００５２】
方程式（１０）（１１）および（１２）により与えられる条件のそれぞれが満たされれば、新しい背景ピークＰ'ｆは有効ピークとみなされ、本処理は、工程２９０における新しい背景ピークＰ'ｆを用いた全利得の計算のような背景の生成を引き続き実行する。一方、方程式（１０）、（１１）および（１２）により与えられる条件のうち１つでも満たされなければ、本処理では、有効なピークが確認されなかったとみなし、かつ、工程２９０における全利得の計算のために用いられる有効ピークのような、工程２００および工程２１０で生成されたピークＰｆおよびフルページヒストグラムを、再度検索する。
【００５３】
要約すれば、本発明は、非文書エリアから得られる濃度情報と、文書の背景に対応する濃度情報とを区別する、スキャンしたイメージの背景値を決定する方法を提供する。この方法では、標準的なフルページ文書の大きさおよび形状を定める事前設定エリアについてのヒストグラム情報に加えて、事前設定エリアがスキャンしたイメージを正確に表現しない場合に非文書エリアからの濃度データを収集することができる事前設定エリア内、の１つ以上のサブ領域についてのヒストグラム情報をも収集する。本方法では、サブ領域についてのヒストグラムを分析して、ヒストグラムにおけるピーク値が圧胴カバーの濃度値内にあるかどうかを決定する。ヒストグラムにおけるピーク値が圧胴カバーの濃度値内にあれば、本手法では、フルページエリアにおけるピーク値を比較して、このピーク値がいずれかのサブ領域からのピーク値のしきい値範囲にあるかどうかを決定する。フルページピークがしきい値範囲内にあれば、本手法では、フルページエリアにおける第１ピーク値の範囲を超えて検索し、第２の、有効な背景ピークを見つけられるかどうかを決定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】スキャンした文書のオリエンテーション、および、本発明の議論に用いられる文書エリア内のサブ領域を示す図
【図２】本発明の概念に基づいて非文書エリアからの濃度情報が文書背景値の決定に含まれるかどうかを決定するための処理を示すフロー図
【図３】本発明の概念に基づいてフルページ背景統計値を生成するための方法を示す図
【図４】本発明の概念に基づいて文書エリアにおけるサブ領域についての背景統計値を生成する方法を示す図
【図５】本発明の概念に基づいて有効フルページ背景統計値を生成するための方法を示すフロー図
【図６】本発明の概念に基づいて、非文書エリアより取得した濃度情報が背景の決定に含まれるかどうかを決定する際に、２つのサブ領域から収集した情報を用いる方法を示す図。
【符号の説明】
１０エリア
１２、１４、１６サンプルウィンドウ
２０高速スキャン方向
２２低速スキャン方向

Claims

スキャンした文書について背景統計値を生成する方法であって、
（ａ）文書エリア内で選択されたピクセルからフルページ背景統計値を決定する工程であって、当該フルページ背景統計値が、フルページ入力文書に対応する所定の領域(10)について走査された画像データを用いることによって計算され、当該フルページ背景統計値が、文書及び背景グレイ・レベルに対する、ヒストグラム・ピーク値、標準偏差、ゲイン・ファク夕、を含むものであり、
（ｂ）前記文書エリアにおけるサブ領域内で選択されたピクセルからサブ領域背景統計値を決定する工程であって、当該サブ領域背景統計値が、サンプル・ウィンドウ(12)に対応する画像データ内の画素を用いて計算され、
（ｃ）前記サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応するかどうかを決定する工程と、
（ｄ）前記サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応する場合において、前記フルページ背景統計値が破損しているかどうかを決定する工程であって、
フルページ背景統計値と非文書エリアに対する対応する統計値を比較することによって、もし、フルページ背景統計値が非文書エリアに対する対応する統計値のスレッシュホールド範囲内にあると判断されるならば、前記フルページ背景統計値が、破損していると決定され、
（ｅ）前記フルページ背景統計値が破損していれば有効フルページ背景統計値を生成する工程であって、
当該有効フルページ背景統計値が、
（ｅ１）フルページヒストグラムデータから、新しいページ背景統計値を決定し、
（ｅ２）新しいフルページ背景統計値を、1つあるいはそれより多いスレッシュホールドと比較して、新しいフルページ背景統計値が有効か否かを決定し、
（ｅ３）もし、新しい背景統計値が、スレッシュホールド内にあるならば、新しい背景統計値が、有効なフルページ背景統計値であると決定し、
（ｅ４）もし、新しい背景統計値が、スレッシュホールド範囲の外側にあると判断されるならば、有効なフルページ背景統計値として、フルページ背景統計値を用いる、
サブ工程によって計算される、
工程を具備することを特徴とする方法。
前記サブ領域背景統計値はサブ領域ヒストグラムを含み、かつ、前記工程（ｃ）は、前記サブ領域ヒストグラムが非文書エリアについてのヒストグラムに対応するかどうかを確認することを特徴とする請求項1に記載の方法。
前記サブ領域背景統計値はサブ領域背景ピークＰｓを含み、かつ、
前記工程（ｃ）は、
（ｃ１）前記サブ領域ピークＰｓを前記非文書エリアについての濃度値の範囲と比較する副工程と、
（ｃ２）前記サブ領域ピークＰｓが前記非文書エリアについての濃度値の前記範囲内にある際に、前記サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータに対応していると確定する副工程と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記工程（ｃ）は、（ｃ３）サブ領域背景ピークの標準偏差Ｓｓを、前記非文書エリアについての背景ピークの標準偏差と比較する副工程を具備し、
前記副工程（ｃ２）は、サブ領域ピークＰｓが両方とも非文書エリアについての濃度値の前記範囲内にあり、かつ、前記標準偏差Ｓｓが前記非文書エリアについての背景ピークの前記標準偏差未満である際に、前記サブ領域背景統計値が前記非文書エリアからのイメージデータに対応していると確定することを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記フルページ背景統計値はフルページピークＰｆを含み、前記サブ領域背景統計値はサブ領域ピークＰｓを含み、前記工程（ｄ）における比較は、（Ｐｓ−ＭＳｓ）＜Ｐｆ＜（Ｐｓ＋ＭＳｓ）により与えられ、Ｓｓは前記サブ領域ピークＰｓの標準偏差であり、かつ、Ｍは０より大きい定数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
スキャンした文書についての背景統計値を生成する方法であって、
（ａ）文書エリア内で選択されたピクセルからフルページ背景統計値を生成する工程であって、当該フルページ背景統計値が、フルページ入力文書に対応する所定の領域(10)に対する、走査された画像データを用いることによって計算され、当該フルページ背景統計値が、文書及び背景グレイ・レベルに対する、ヒストグラム・ピーク値、標準偏差、ゲイン・ファクタを含み、
（ｂ）前記文書エリアにおける第1サブ領域内のイメージデータから第1サブ領域背景統計値を生成する工程であって、当該第1のサブ領域背景統計値が、文書の当該第1のサブ領域をカバーするサンプル・ウィンドウ(12)に対応する画像データ内の画素を用いて計算され、
（ｃ）前記文書エリアにおける第２サブ領域内のイメージデータから第２サブ領域背景統計値を生成する工程であって、当該第２のサブ領域背景統計値が、文書の当該第２サブ領域をカバーするサンプル・ウィンドウ(12)に対応する画像データ内の画素を用いて計算され、
（ｄ）前記第1サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応するかどうかを決定する工程と、
（ｅ）前記第1サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応する場合において、
前記フルページ背景統計値が破損しているかどうかを、前記第1サブ領域背景統計値に基づいて決定し、前記フルページ背景統計値が破損していれば、有効フルページ背景統計値を生成する工程であって、フルページ背景統計値と、前記第1サブ領域背景統計値についての対応する統計値を比較することによって、もし、フルページ背景統計値が、前記第1のサブ領域背景統計値のスレッシュホールド範囲内にあると判断されるならば、前記フルページ背景統計値が破損していると決定され、
（ｆ）前記第２サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応しているかどうかを決定する工程と、
（ｇ）前記第２サブ領域背景統計値が非文書エリアからのイメージデータにおける濃度値の範囲に対応している場合において、
前記フルページ背景統計値が破損しているかどうかを、前記第２サブ領域背景統計値に基づいて決定し、前記フルページ背景統計値が破損していれば、有効フルページ背景統計値を生成する工程であって、前記フルページ背景統計値と、前記第２のサブ領域背景統計値に対する対応する統計値を比較することによって、もし、前記フルページ背景統計値が、前記第２のサブ領域背景統計値のスレッシュホールド内にあると判断されるならば、前記フルページ背景統計値が破損していると決定され、そして、
前記有効フルページ背景統計値が、
（ｅ１）前記フルページ背景統計値から、新しいフルページ背景統計値を決定し、
（ｅ２）新しいフルページ背景統計値を、1つあるいはそれより多くのスレッシュホールドと比較して、当該新しいフルページ背景統計値が有効か否かを決定し、
（ｅ３）もし、新しいフルページ背景統計値が、スレッシュホールド内にあるならば、新しいフルページ背景統計値を、前記有効化されたフルページ背景統計値として決定し、
（ｅ４）もし、新しいフルページ背景統計値が、前記スレッシュホールド範囲外にあると判断されるならば、前記フルページ背景統計値を、有効化されたフルページ背景統計値として用いる、
サブ工程によって計算される、
工程を具備することを特徴とする方法。