JP5209068B2 - 非接触スキャンシステムおよび非接触スキャン方法 - Google Patents

非接触スキャンシステムおよび非接触スキャン方法 Download PDF

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Description

本発明は、特に、低コストでユーザにとって使いやすいスキャン装置および方法に関する。
典型的なスキャン装置は、要求駆動型ユーザインターフェース（ＵＩ）モデル上で作動し、スキャン機能はボタンまたは他の類似した接触手段を介したユーザによって明示的に発動される。要求駆動型ＵＩモデルは、多くの状況、例えば本や雑誌など製本されたものをスキャンする場合などで、ユーザにとって扱いにくい。要求駆動型ＵＩパラダイム下では、ユーザは最初に書物をスキャン面に載置し、それから、多くの場合はボタン押下により、あるケースではスキャナとネットワーク接続された共通配置されていないコンピュータのボタン押下により、スキャンを始める。これは、ユーザに対してスキャンされる書物から手を離すことを要求し、スキャン画像の品質に影響を与える。
また、従来のラインスキャナは、スキャンされる対象はスキャンバーから正確な距離に配置されることが必要なため、フィールドに浅い窪み部があれば非平面の対象を捕らえることが難しくなる。
低コストの消費者用スキャナは低速であり、リニアスキャンバーの精密な動きを確保するために正確な製造が要求され、そして、カメラによる原稿撮像器は要求駆動型ＵＩを採用し、大きく高価なコピースタンドを必要とする。
上記に説明した欠点、および他の欠点を解消するスキャンシステムが要求される。
例えば、特許文献１には、原稿上の画像を読み取る際に、所定間隔を置いて読み取った画像において大きな変化が生じたことを検出して、原稿の到来を検出することが開示されている。原稿が載置されたら、原稿のエッジを検出して、原稿の傾きが所定の角度以下か否かを判定する。原稿の傾きが所定角度以下となり、さらに、連続して読み取った２つの画像間の変化が所定画素数となって原稿の位置調整が終了したことを検出したら、原稿の画像を読み取る。これにより、操作者が読取開始の操作を行う必要がなく、操作者を煩雑な操作から解放し、読取作業の効率化を図ることができる。
特開２００１−２３８０３９号公報（２００１年８月３１日公開）
しかしながら、上記特許文献１における技術では、以下の問題がある。まず、原稿を所定の角度以下に調整する必要があるので、原稿をセットするのに時間がかかるおそれがある。さらに、原稿載置部の範囲の周囲から内部へ向けて原稿部分への変化点を検出して原稿枠を求め、原稿の傾きを算出しているので、変化点の検出に誤りが生じると、原稿の傾きが正しく算出できないおそれがある。すなわち、読取動作が行われないおそれがある。
本発明の実施形態は、原稿をスキャンするための方法およびシステムを含む。本発明のある実施形態では、スキャナのスキャナ走査面に近接してスキャンされるように、スキャン機能が、原稿対象物を位置決めするユーザによって暗示的に引き出される。本発明の一つの特徴において、原稿対象物をスキャンしようとするユーザの意図は、アクティブセンシングパイプラインによって決定されても良い。
本発明のシステムは、上記課題を解決するために、原稿をスキャンするシステムであって、第１撮像装置と、スキャナ走査面と、上記第１撮像装置と通信可能に接続され、指示を格納するメモリを備えたコンピュータシステムとを含み、上記メモリに格納される、上記コンピュータシステムに実行させる指示は、
1) 上記第１撮像装置からの画像フレームを受信し、
2) 上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較し、
3) 上記比較が、上記受信した画像フレームが先に取り込まれた画像フレームに対して静止状態であることを示す時に、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定し、
4) 上記決定が、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであることを示す場合、上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込むものであることを特徴としている。
上記の構成によれば、上記1)〜4)の動作によって、操作者が読取開始の明示的な操作（ボタン操作等）を行うことなく、原稿のスキャンが行えるため、読取作業の効率化を図ることができる。さらに、上記3)の動作における原稿確認は、角度等の精密な位置合わせを必要としないため、原稿セットが容易に行え、読取動作も確実に行われる。
また、上記システムでは、上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込む上記指示は、上記画像フレームを上記原稿バッファへ転送する指示を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記第１撮像装置は、パン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つを含んでいる構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、
a) 上記受信した画像フレームのコンテンツ位置の解析、
b) 上記原稿画像の取り込みの前における、上記コンテンツ位置に応じてのパン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つの調整、を格納する構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記受信した画像フレームと、先に取り込まれた画像フレームとの比較指示は、上記受信した画像フレームと先に取り込まれた画像フレームとの間における、各画素位置での画素色の差を算出する指示を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定する指示は、さらに、
a) 上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツの算出、
b) 上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツと、上記スキャナ走査面において遮るものの無い参照画像フレームの高周波数コンテンツとの比較、
の指示を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツの算出の指示は、上記受信した画像フレームの勾配の算出の指示を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、さらに、第２撮像装置を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込む指示は、上記原稿画像を第２の撮像装置を用いて取り込む指示を含む構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記第２撮像装置は、パン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つを含んでいる構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、
a) 上記受信した画像フレームのコンテンツ位置の解析
b) 上記原稿画像の取り込みの前における、上記コンテンツ位置に応じてのパン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つの調整、
を格納する構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、上記取り込まれた原稿画像を第１レシピエントに送信先を記載する指示を格納する構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、得られた送信先が記載された画像から、上記第１レシピエントを決定する指示を格納する構成とすることができる。
また、上記システムでは、上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較する指示は、上記受信した画像フレームと先に取り込まれた画像フレームとの間のオプティカルフローを決定する指示を含む構成とすることができる。
本発明における上記およびその他の目的、特徴および利点は、図面と共に供される後述する発明の詳細な説明により容易に理解されるであろう。
本発明は、原稿をスキャンするシステムであって、第１撮像装置と、スキャナ走査面と、上記第１撮像装置と通信可能に接続され、指示を格納するメモリを備えたコンピュータシステムとを含み、上記メモリに格納される、上記コンピュータシステムに実行させる指示は、
1) 上記第１撮像装置からの画像フレームを受信し、
2) 上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較し、
3) 上記比較が、上記受信した画像フレームが先に取り込まれた画像フレームに対して静止状態であることを示す時に、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定し、
4) 上記決定が、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであることを示す場合、上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込むものである。
それゆえ、操作者が読取開始の操作を行う必要がなく、かつ、原稿セットが容易に行え、読取動作も確実に行われるといった効果を奏する。
本発明の典型的な実施形態を示すものであり、コンピュータシステムに通信可能に接続され、撮像装置および“ルックアップ”構造のスキャナ走査面を有するスキャン装置を示す図である。 本発明の典型的な実施形態を示すものであり、コンピュータシステムに通信可能に接続され、撮像装置および“ルックダウン”構造のスキャナ走査面を有するスキャン装置を示す図である。 ユーザがスキャンしようとする静的原稿画像の検出を含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 DirectShowグラフ実行を含む本発明の典型的な実施形態のチャートである。 ＰＴＺ機能付き撮像装置を含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 ２つの撮像装置を含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 一方がＰＺＴ対応の撮像装置である、２つの撮像装置を含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 オプティカルフロー解析を含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 原稿トラッキングモーションテンプレートを含む本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。 本実施形態のスキャン装置の変形例を模式的に示す斜視図である。 図９Ａに示されるスキャン装置を、図９Ａに示されるＡ方向の上流側から模式的に映した上面図である。 図９Ａに示されるスキャン装置８ａの分解し、一部の構成要素を模式的に示した図面である。
本発明の実施の形態は、図面を参照して理解されるものであり、同一の部材には同一の部材番号を付して説明する。上記の図面は、本実施形態の一部として組み込まれている。
ここに記載された図面は一般的なものであり、本発明の構成要素は、異なる構成の広い変形例として構成および設計可能であることは容易に理解されよう。したがって、以下により詳細に説明される方法およびシステムの実施形態は、本願発明の範囲を限定するものではなく、単に現時点で好適な発明の実施形態を示すものでしかない。
本発明の実施形態の要素は、ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアによって具現化される。典型的な実施形態は、ここでは、これらの形態の一つで説明され明確にされるが、本発明の概念の中で他の形態にて達成可能であることも当業者においては理解される。
典型的なスキャン装置は、要求駆動型ユーザインターフェース（ＵＩ）モデル上で作動し、スキャン機能はボタンまたは他の類似した接触手段を介したユーザによって明示的に発動される。要求駆動型ＵＩモデルは、多くの状況、例えば本や雑誌など製本されたものをスキャンする場合などで、ユーザにとって扱いにくい。要求駆動型ＵＩパラダイム下では、ユーザは最初に書物をスキャン面に載置し、それから、多くの場合はボタン押下により、あるケースではスキャナとネットワーク接続された共通配置されていないコンピュータのボタン押下により、スキャンを始める。これは、ユーザにスキャンされた巻の解放を要求し、スキャン画像の品質に影響を与える。
また、従来のラインスキャナは、スキャンされる対象はスキャンバーから正確な距離に配置されることが必要なため、フィールドに浅い窪み部があれば非平面の対象を捕らえることが難しくなる。
低コストの消費者用スキャナは低速であり、リニアスキャンバーの精密な動きを確保するために正確な製造が要求され、そして、カメラによる原稿撮像器は要求駆動型ＵＩを採用し、大きく高価なコピースタンドを必要とする。
上記に説明した欠点、および他の欠点を解消するスキャンシステムが要求される。
本発明のある実施形態は、アクティブセンシングによってユーザの意図を推測し、推測されたユーザの意図に応じて自動的にスキャンを開始するスキャナシステムを含む。
図１Ａは、“ルックアップ”構造のスキャナシステム２を含む本発明の典型的な実施形態を示す。スキャナシステム２は、通信リンク６を介してスキャン装置８に通信可能に接続されたコンピュータシステム４を含む。典型的なコンピュータシステム４は、独立したコンピュータシステム、分割されたコンピュータシステム、および他のコンピュータシステムを含むものであって良い。本発明のある実施形態では、コンピュータシステム４は、コンピュータシステム４によって実行される指示を格納するメモリを含む。典型的な通信リンク６は、有線、無線および他の通信リンクを含むものであって良い。スキャン装置８は、撮像装置１０（例えばカメラ）および透明撮像面（スキャナ走査面とも称する）１２をハウジングしたアセンブリとして構成されていても良い。スキャナ走査面１２には、スキャンされる平面もしくは非平面の対象物が接触してもしくは近接して載置される。スキャナ走査面１２は撮像装置１０によって観察されており、スキャンの意図が検出された時に、スキャナ走査面１２に接触しているもしくは近接している対象物がスキャンされる。本発明のある“ルックアップ”構造の実施形態では、スキャナ走査面１２はスキャン装置８の上面の一部であってもよい。本発明の他の“ルックアップ”構造の実施形態（図示せず）では、スキャナ走査面は、スキャン装置の上面以外の面の一部であってもよい。“ルックアップ”の用語は、撮像装置がスキャンされる対象物をスキャナ走査面を通して見る構造を示す。
図１Ｂは、“ルックダウン”構造のスキャナシステム１４を含む本発明の他の実施形態を示す。スキャナシステム１４は、通信リンク１８を介してスキャン装置２０に通信可能に接続されたコンピュータシステム１６を含む。典型的なコンピュータシステム１６は、独立したコンピュータシステム、分割されたコンピュータシステム、および他のコンピュータシステムを含むものであって良い。本発明のある実施形態では、コンピュータシステム１６は、コンピュータシステム１６によって実行される指示を格納するメモリを含む。典型的な通信リンク１８は、有線、無線および他の通信リンクを含むものであって良い。スキャン装置２０は、撮像装置２２（例えばカメラ）を撮像面（スキャナ走査面とも称する）２４の上に配置したアセンブリとして構成されていても良い。スキャナ走査面２４上には、スキャンされる平面もしくは非平面の対象物が接触してもしくは近接して載置される。スキャナ走査面２４は撮像装置２２によって観察されており、スキャンの意図が検出された時に、スキャナ走査面１２上に接触しているもしくは近接している対象物がスキャンされる。本発明のある“ルックダウン”構造の実施形態では、スキャナ走査面２４は不透明な面であってもよい。本発明の他の“ルックダウン”構造の実施形態では、スキャナ走査面２４は、フィルム状の対象物（例えば、ＯＨＰフィルム、Ｘ線フィルム、スライド、および他のフィルム状画像）の撮像に用いられるように、透過光を照射する面で構成されていても良い。“ルックダウン”の用語は、スキャンされる対象物が撮像装置２２とスキャナ走査面２４との配置される構造を示す。
本発明の“ルックアップ”構造および“ルックダウン”構造の実施形態の両方において、スキャナ走査面は画像走査領域に関連している。スキャナ走査面に接触して、または画像走査領域内に配置された対象物は、スキャナ走査面に近接していると見なされ、スキャンされる。本発明のある実施形態では、画像走査領域は撮像装置の焦点面に近接した領域に関連している。
他の実施形態（図示せず）では、スキャナシステムは、例えば、スキャン装置に内蔵された内蔵プロセッサを、コンピュータシステムとして含んでも良い。スキャン装置は、撮像装置およびスキャンされる対象物が接触してもしくは近接して載置される撮像面（スキャナ走査面）をハウジングしたアセンブリを構成するものであっても良い。スキャナ走査面は撮像装置によって観察され、スキャンの意図が検出された時に、スキャナ走査面にある対象物がスキャンされる。本発明のある実施形態では、撮像装置のスキャナ走査面は“ルックアップ”構造であっても良い。本発明の他の実施形態では、撮像装置のスキャナ走査面は“ルックダウン”構造であっても良い。
ある実施形態（図示せず）では、スキャン装置は、スキャンの前に作動する照明器を含んでいても良い。
本発明の低コストな“ルックアップ”構造の典型的な実施形態では、図９Ａに示すように、スキャン装置８ａは、２つのチェンバ、すなわち下チェンバ８１および上チェンバ８２を有していてもよい。また、図９Ａに示す実施形態では、下チェンバ８１の底部の第１開口、および、照明を行う蛍光照明器９０が配置されている。また、蛍光照明器９０の上部には拡散板８７が設けられている（図９Ｃ参照）。但し、照明手段は、図９Ａおよび図９Ｃに示される蛍光照明器９０に限定されるものではなく、下チェンバ８１の内部側の面に取り付けられた一つ以上のＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。また、下チェンバ８１の内部にＬＥＤを取り付ける形態においては、ＬＥＤ照明を拡散するためのボンド紙を、下チェンバ８１の内部側の壁紙として用いてもよい。
また、図９Ｂは、図９Ａに示されるスキャン装置８ａを、図９Ａに示すＡ方向の上流側から映した上面図である。図９Ｃは、図９Ａに示されるスキャン装置８ａの分解図であり、下チェンバ８１、蛍光照明器９０、カメラ８６を示した図面である。図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、蛍光照明器９０の上部には白色の拡散板８７が設けられ、拡散板８７における上チェンバ８２側の面には、ＣＣＤセンサからなるカメラ８６が取り付けられている。カメラ８６は、上チェンバ８２の上部に形成されている開口８２ａを撮影できるように取り付けられている。なお、カメラ８６は、ＣＣＤセンサを備えるものに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサを備えておりＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続可能なウェブカメラであってもよい。
上チェンバ８２は、その上部に大きな開口８２ａを有しており、下チェンバ８１の上に設置されている。上チェンバ８２は、上下方向に伸縮するようになっており、この伸縮によってカメラ８６と開口８２ａとの間の距離が調整されるようになっている。
上チェンバ８２の開口８２ａは、位置が固定された、透明な、ポリエステルの透明性シートで覆われていても良い。カメラ８６と開口８２ａとの間の距離は、透明性シートで覆われた開口８２ａに接触してまたは近接して配置された撮影対象に焦点が合うように、適切な距離に調整されてもよい。スキャン装置８ａにおいて、カメラ８６にて撮影される上記透明面は、典型的なスキャン装置のスキャナ走査面となる。
本発明のある実施形態によれば、スキャン装置の電源が入れられた時点では低電力状態に入り、スキャン開始しようとするユーザの意図がスキャナシステムにおいて推測されるまではその状態が維持される。本発明のある実施形態では、上記推測は、撮像装置によって得られ、コンピュータシステムに伝送される画像に用いてなされる。
本発明の他の実施形態によれば、近接検出器（例えばフォトセンサ、動きセンサ、または他のセンサ）がスキャン装置アセンブリ上に配置され、センサに近接した位置の状態の変化を検出しても良い。これらの実施形態では、撮像装置がパワーダウンされている時、近接検出器によって検出された近接イベントが撮像装置のパワーアップ処理を開始させても良く、他の実施形態では、近接イベントがスキャン開始のユーザ意図を推測させるものであっても良い。
アクティブセンシングによってスキャンの意図が検出された時、スキャンシステムは高品質なスキャンを行うために光源を点灯させても良く、スキャナ走査面に接触または近接して配置された対称物の画像を取り込んでも良い。
図２に記載された本発明のある実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置の撮像装置で得られた画像フレームの受信３０を含んでもよい。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
撮像装置にて得られた画像が静止状態かどうかを決定するために、受信された画像フレームと先に得られた画像フレームとの間で動き検出３２が行われても良い。本発明のある実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの内部バッファに格納されても良い。他の実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの外に格納され、コンピュータシステムの要求に応じて通信されるか、あるいはコンピュータシステムによって直接アクセスされても良い。
本発明のある実施形態では、動き検出３２は、受信したフレームと先に得られた画像フレームとの画素毎の比較を行うフレームベース動き検出フィルタを含んでいても良い。
ある実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム（受信したフレームと先に得られた画像フレーム）間の大幅な画素色変化の数を追跡しても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、μＲ（ｉ）は画素位置ｉにおける２つのフレームの赤成分の平均値を示し、Ｒｄ ２（ｉ），Ｇｄ ２（ｉ），Ｂｄ ２（ｉ）のそれぞれは、２つのフレーム間の赤，緑，青の成分の２乗残差を示す。本発明の他の実施形態では、画素の色差は、従来ある他の算出方法で求められても良い。
他の実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム間の大幅な画素輝度変化の数を追跡しても良い。これらの実施形態の幾つかでは、撮像装置はグレイスケール画像データを取り込んでも良く、輝度値はグレイスケール値であっても良い。これらの実施形態の他の例では、撮像装置はカラー画像データを取り込んでも良く、輝度値は周知の方法でカラー画像データから求められても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、Ｙｄ ２（ｉ）は、２つのフレーム間の輝度の２乗残差を示す。
画素値の差ｄ（ｉ）が第１の閾値Ｔｄに対応する第１の基準に到達すると、位置ｉの画素は大きな変化を有すると見なされ、カウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、ｄ（ｉ）＞Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明の他の実施形態では、ｄ（ｉ）≧Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、Ｔｄ＝１００００とする。
各画素に対して画素値の差が決定され、各画素の画素値と閾値Ｔｄとが比較され、適切にカウンタｃが増加された後、そのカウンタ値は、得られた画像に関するシーンが静止状態であるか否かを決定する（図２の３４）ための第２の閾値Ｔｃと比較されても良い。ある実施形態では、カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達すると、そのシーンは静止状態ではないと決定される（図２の３５）。カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達しなければと、そのシーンは静止状態であると決定される（図２の３６）。ある実施形態では、ｃ＞Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態３５であると決定され、ｃ≦Ｔｃの時にそのシーンは静止状態３６であると決定される。他の実施形態では、ｃ≧Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態３５であると決定され、ｃ＜Ｔｃの時にそのシーンは静止状態３６であると決定される。本発明のある実施形態では、Ｔｃ＝５０とする。
シーンが非静止状態３５であると決定された時、受信した画像フレームの後続処理はスキップされ、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析３０を継続する。シーンが静止状態３６であると決定された場合は、原稿の存在確認３８が実施される。原稿の存在確認３８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認３８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現在の画像フレームの勾配フィルタの応答は、遮るもののない撮像面における実際の画像に含まれるエッジに対応しているであろう、参照画像と呼ばれる基準エッジデータと比較される（図２の４０）。
いくつかの実施形態では、現フレームのエッジの数は、参照画像のエッジの数とブロックベースで比較される。ブロックベースでは、画像をＭ×Ｎのブロックに分割し、個々のブロックごとにピクセル数を比較するようになっている。例えば４×６に分割して、最初のブロックを比較し、違いがあれば比較処理を抜けられるので、ピクセルベースで比較するよりも処理量の削減という有利な効果がある。なお、ピクセルベースでは、画像全体でエッジピクセル数をカウントして変化量を比較するようになっている。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のブロックにおけるエッジを示す画素数の実質的な変化は、対象とする原稿が撮像面上かその付近に置かれていることを示す（図２の４２）。なお、撮像面上またはその付近に原稿がない場合、フレーム画像にはピントの合っていない背景画像や、フラットな画像が映っているため、エッジが検出されない。したがってエッジ検出数の増加（エッジを示す画素数の実質的変化）は、撮像面において対象とする原稿が存在していることを示すのである。
本発明のいくつかの実施形態では、２５％かそれ以上のブロックエッジカウントの変化が実質的な変化を示すとする。代替の実施形態では、２５％以外の検出しきい値を使用してもよい。
もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されない（図２の４１）として、アクティブセンシングの処理ルートは次の画像フレーム（図２−３０）の分析を継続する。本発明の他の実施形態では、周知の他の原稿確認方法が用いられても良い。
もし、原稿物の存在が確認された場合（図２の４２）は、現フレームの画像データを原稿バッファに取り込んでも良い（図２の４４）。本発明のある実施形態では、原稿バッファへの現フレームの取り込み４４は、格納された現フレームの原稿バッファへの転送を含んでいても良い。他の実施形態では、原稿バッファへの現フレームの取り込み４４は、撮像装置による現在ビューの取り込みを含んでいても良い。本発明のある実施形態では、現在ビューの取り込み４４は、アクティブセンシングパイプラインが撮像装置制御を必要とする調整を決定する時、もしくは第２撮像装置が利用可能である時にのみ撮像装置によって行われる。
得られた画像データは、原稿バッファから読み出されて後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、光学的文字認識（ＯＣＲ）解析、および他の画像処理）において利用可能とされる。アクティブセンシングパイプラインは、画像フレームの分析３０を継続しても良い。
図３に記載された本発明のある実施形態は、マイクロソフト製のDirectShow APIフレームワークを用いて構築されたアクティブセンシングパイプラインを含んでも良い。アクティブセンシングパイプライン５０のDirectShow映像処理グラフは、動き検出フィルタ５４と接続されて動作可能なように取り込みフィルタ５２を含んでいても良い。動き検出フィルタ５４は、動作可能なようにエッジ検出フィルタ５６に接属されていても良い。エッジ検出フィルタ５６は、動作可能なようにフレーム取り込みフィルタ５８に接属されていても良い。アクティブセンシングパイプラインの結果は、後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、ＯＣＲ解析、および他の画像処理、および／またはユーザフィードバック（例えば、音声フィードバックおよび視覚フィードバック）のトリガ）に利用可能とされる（図３の６０）。
本発明のある典型的な実施形態では、ユーザへのフィードバックは、警告音で提供されるものであって良い。他の実施形態では、ユーザへのフィードバックは、ＬＥＤの点滅で提供されるものであって良い。本発明の他の実施形態では、視覚フィードバック（例えば、スキャンされたコンテンツのサムネイルおよび他の視覚インジケータ）を提供するための小ディスプレイを含んでいても良い。そのディスプレイは、スキャンやスキャナのルーチン情報を確認するために使用されてもよい。
本発明のある実施形態では、ネットワークスキャンのためのルーチン情報（例えば、ｅメールアドレスまたは他のルーチンインジケータ）は、ユーザによる手書き、タイプ、またはそれ以外の方法で示され、スキャン装置でスキャンされたルーチン情報のページから、ＯＣＲまたは手書き認識によって抽出され、第１レシピエントに保管されても良い。ある実施形態では、ルーチン情報が抽出されるとすぐに、ユーザが予め決められたキュー（例えば、スキャナ走査面への白紙の設置）を介して処理を終了するまで、全ての追加スキャンが第１レシピエントに保管されているユーザ指定の提供アドレスに送信される。
なお、第１レシピエントとは、ＯＣＲなどで読み取った情報（画像に示されている情報）を格納しておく格納部（メモリ等の記憶領域）であり、格納される内容は、ｅメールアドレス、起動させるアプリケーションを示す情報、ネットワークストレージアドレスを示す情報、クラウドサービスなどを示す情報である。
本発明のある実施形態では、パン・チルト・ズーム（ＰＴＺ）調整機能を有する撮像装置を含んでいても良い。ある実施形態では、第１撮像がコンテンツ分析に基づいて分析されたコンテンツであっても良く、撮像装置は画像内の対象物に関するセンサ調整を最適化するためにパンされても良い。撮像装置は、コンテンツを視野の中心に合わせるために傾けられても良く、コンテンツをセンサフレームの大きさに合わせるためにズームされても良い。
本発明のある実施形態では、図４にて説明されるように、ＰＴＺ機能付き撮像装置を備えていても良い。これらの実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置のＰＴＺ機能付き撮像装置で得られた画像フレームの受信７０を含んでも良い。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
ＰＴＺ機能付き撮像装置にて得られた画像が静止状態かどうかを決定するために、受信された画像フレームと先に得られた画像フレームとの間で動き検出７２が行われても良い。本発明のある実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの内部バッファに格納されても良い。他の実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの外に格納され、コンピュータシステムの要求に応じて通信されるか、あるいはコンピュータシステムによって直接アクセスされても良い。
本発明のある実施形態では、動き検出７２は、受信したフレームと先に得られた画像フレームとの画素毎の比較を行うフレームベース動き検出フィルタを含んでいても良い。
ある実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム（受信したフレームと先に得られた画像フレーム）間の大幅な画素色変化の数を追跡しても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、μＲ（ｉ）は画素位置ｉにおける２つのフレームの赤成分の平均値を示し、Ｒｄ ２（ｉ），Ｇｄ ２（ｉ），Ｂｄ ２（ｉ）のそれぞれは、２つのフレーム間の赤，緑，青の成分の２乗残差を示す。本発明の他の実施形態では、画素の色差は、従来ある他の算出方法で求められても良い。
他の実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム間の大幅な画素輝度変化の数を追跡しても良い。これらの実施形態の幾つかでは、撮像装置はグレイスケール画像データを取り込んでも良く、輝度値はグレイスケール値であっても良い。これらの実施形態の他の例では、撮像装置はカラー画像データを取り込んでも良く、輝度値は周知の方法でカラー画像データから求められても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、Ｙｄ ２（ｉ）は、２つのフレーム間の輝度の２乗残差を示す。
画素値の差ｄ（ｉ）が第１の閾値Ｔｄに対応する第１の基準に到達すると、位置ｉの画素は大きな変化を有すると見なされ、カウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、ｄ（ｉ）＞Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明の他の実施形態では、ｄ（ｉ）≧Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、Ｔｄ＝１００００とする。
各画素に対して画素値の差が決定され、各画素の画素値と閾値Ｔｄとが比較され、適切にカウンタｃが増加された後、そのカウンタ値は、得られた画像に関するシーンが静止状態であるか否かを決定する（図４の７４）ための第２の閾値Ｔｃと比較されても良い。ある実施形態では、カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達すると、そのシーンは静止状態ではないと決定される（図４の７５）。カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達しなければと、そのシーンは静止状態であると決定される（図４の７６）。ある実施形態では、ｃ＞Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態７５であると決定され、ｃ≦Ｔｃの時にそのシーンは静止状態７６であると決定される。他の実施形態では、ｃ≧Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態７５であると決定され、ｃ＜Ｔｃの時にそのシーンは静止状態７６であると決定される。本発明のある実施形態では、Ｔｃ＝５０とする。
シーンが非静止状態７５であると決定された時、受信した画像フレームの後続処理はスキップされ、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析７０を継続する。シーンが静止状態７６であると決定された場合は、原稿の存在確認７８が実施される。原稿の存在確認７８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認７８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現画像フレームへの勾配フィルタの反応は、参照エッジデータとの比較８０を含む。参照エッジデータは、遮るものの無い撮像面の参照画像のエッジ内容に一致する。ある実施形態では、現フレーム画像のエッジカウントは、ブロック単位の比較にて参照画像のエッジカウントと比較されても良い。ある実施形態では、一つ以上のブロックにおけるエッジ画素の数の実質的な変化は、スキャナ走査面に原稿物が置かれていることを意味する（図４の８２）。本発明のある実施形態では、ブロックエッジカウントで２５％以上の変化があれば、実質的な変化と見なされる。他の実施形態では、２５％以外の検出閾値が用いられても良い。もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されず（図４の８１）、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析７０を継続する。本発明の他の実施形態では、周知の他の原稿確認方法が用いられても良い。
もし、原稿物の存在が確認された場合（図４の８２）は、現フレームのコンテンツの解析８４が行われ、ＰＴＺ機能付き撮像装置において、画像内の対象に対してセンサ配置が最適化されるように（視野内のコンテンツがセンサフレームの中心に合わされるように）パン・チルト・ズームの調整８６が行われる。それから、現フレームの画像データが撮像装置を介して原稿バッファに取り込まれる（図４の８８）。取り込まれた画像は、原稿バッファから読み出されて後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、光学的文字認識（ＯＣＲ）解析、および他の画像処理）において利用可能とされる。アクティブセンシングパイプラインは、画像フレームの分析８０を継続しても良い。
本発明のある実施形態では、第１撮像装置と第２撮像装置とが備えられていても良い。第１撮像装置と第２撮像装置とは、少なくとも一つの特性が異なっていても良い。一つの典型的な実施形態では、第１撮像装置は第２撮像装置よりも低空間解像度で画像を取り込んでも良い。他の典型的な実施形態では、第１撮像装置は第２撮像装置よりも高いフレームレートで画像を取り込んでも良い。他の典型的な実施形態では、第１撮像装置は第２撮像装置よりも低空間解像度および高いフレームレートの両方で画像を取り込んでも良い。
２つの撮像装置を備えた本発明の実施形態は、図５を参照した説明にて理解される。これらの実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置の第１撮像装置で得られた画像フレームの受信１００を含んでもよい。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
第１撮像装置にて得られた画像が静止状態かどうかを決定するために、受信された画像フレームと先に得られた画像フレームとの間で動き検出１０２が行われても良い。本発明のある実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの内部バッファに格納されても良い。他の実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの外に格納され、コンピュータシステムの要求に応じて通信されるか、あるいはコンピュータシステムによって直接アクセスされても良い。
本発明のある実施形態では、動き検出１０２は、受信したフレームと先に得られた画像フレームとの画素毎の比較を行うフレームベース動き検出フィルタを含んでいても良い。
ある実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム（受信したフレームと先に得られた画像フレーム）間の大幅な画素色変化の数を追跡しても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、μＲ（ｉ）は画素位置ｉにおける２つのフレームの赤成分の平均値を示し、Ｒｄ ２（ｉ），Ｇｄ ２（ｉ），Ｂｄ ２（ｉ）のそれぞれは、２つのフレーム間の赤，緑，青の成分の２乗残差を示す。本発明の他の実施形態では、画素の色差は、従来ある他の算出方法で求められても良い。
他の実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム間の大幅な画素輝度変化の数を追跡しても良い。これらの実施形態の幾つかでは、撮像装置はグレイスケール画像データを取り込んでも良く、輝度値はグレイスケール値であっても良い。これらの実施形態の他の例では、撮像装置はカラー画像データを取り込んでも良く、輝度値は周知の方法でカラー画像データから求められても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、Ｙｄ ２（ｉ）は、２つのフレーム間の輝度の２乗残差を示す。
画素値の差ｄ（ｉ）が第１の閾値Ｔｄに対応する第１の基準に到達すると、位置ｉの画素は大きな変化を有すると見なされ、カウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、ｄ（ｉ）＞Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明の他の実施形態では、ｄ（ｉ）≧Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、Ｔｄ＝１００００とする。
各画素に対して画素値の差が決定され、各画素の画素値と閾値Ｔｄとが比較され、適切にカウンタｃが増加された後、そのカウンタ値は、得られた画像に関するシーンが静止状態であるか否かを決定する（図５の１０４）ための第２の閾値Ｔｃと比較されても良い。ある実施形態では、カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達すると、そのシーンは静止状態ではないと決定される（図５の１０５）。カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達しなければ、そのシーンは静止状態であると決定される（図５の１０６）。ある実施形態では、ｃ＞Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態１０５であると決定され、ｃ≦Ｔｃの時にそのシーンは静止状態１０６であると決定される。他の実施形態では、ｃ≧Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態１０５であると決定され、ｃ＜Ｔｃの時にそのシーンは静止状態１０６であると決定される。本発明のある実施形態では、Ｔｃ＝５０とする。
シーンが非静止状態１０５であると決定された時、受信した画像フレームの後続処理はスキップされ、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１００を継続する。シーンが静止状態１０６であると決定された場合は、原稿の存在確認１０８が実施される。原稿の存在確認１０８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認１０８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現画像フレームへの勾配フィルタの反応は、参照エッジデータとの比較１１０を含む。参照エッジデータは、遮るものの無い撮像面の参照画像のエッジ内容に一致する。ある実施形態では、現フレーム画像のエッジカウントは、ブロック単位の比較にて参照画像のエッジカウントと比較されても良い。ある実施形態では、一つ以上のブロックにおけるエッジ画素の数の実質的な変化は、スキャナ走査面に原稿物が置かれていることを意味する（図５の１１２）。本発明のある実施形態では、ブロックエッジカウントで２５％以上の変化があれば、実質的な変化と見なされる。他の実施形態では、２５％以外の検出閾値が用いられても良い。もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されず（図５の１１１）、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１００を継続する。本発明の他の実施形態では、周知の他の原稿確認方法が用いられても良い。
もし、原稿物の存在が確認された場合（図５の１１２）は、第２撮像装置が現フレームの画像データを原稿バッファに取り込んでも良い（図５の１１４）。第２撮像装置によって得られた画像データは、原稿バッファから読み出されて後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、光学的文字認識（ＯＣＲ）解析、および他の画像処理）において利用可能とされる。アクティブセンシングパイプラインは、画像フレームの分析１００を継続しても良い。
本発明のある実施形態は、少なくとも第２撮像装置がＰＴＺ機能付である、２つの撮像装置を備えていても良い。これらの実施形態の幾つかは、図６を参照した説明にて理解される。これらの実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置の第１撮像装置で得られた画像フレームの受信１２０を含んでもよい。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
第１撮像装置にて得られた画像が静止状態かどうかを決定するために、受信された画像フレームと先に得られた画像フレームとの間で動き検出１２２が行われても良い。本発明のある実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの内部バッファに格納されても良い。他の実施形態では、先に得られた画像フレームはコンピュータシステムの外に格納され、コンピュータシステムの要求に応じて通信されるか、あるいはコンピュータシステムによって直接アクセスされても良い。
本発明のある実施形態では、動き検出１２２は、受信したフレームと先に得られた画像フレームとの画素毎の比較を行うフレームベース動き検出フィルタを含んでいても良い。
ある実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム（受信したフレームと先に得られた画像フレーム）間の大幅な画素色変化の数を追跡しても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、μＲ（ｉ）は画素位置ｉにおける２つのフレームの赤成分の平均値を示し、Ｒｄ ２（ｉ），Ｇｄ ２（ｉ），Ｂｄ ２（ｉ）のそれぞれは、２つのフレーム間の赤，緑，青の成分の２乗残差を示す。本発明の他の実施形態では、画素の色差は、従来ある他の算出方法で求められても良い。
他の実施形態では、フレームベース動き検出フィルタは、二つのフレーム間の大幅な画素輝度変化の数を追跡しても良い。これらの実施形態の幾つかでは、撮像装置はグレイスケール画像データを取り込んでも良く、輝度値はグレイスケール値であっても良い。これらの実施形態の他の例では、撮像装置はカラー画像データを取り込んでも良く、輝度値は周知の方法でカラー画像データから求められても良い。各画素位置ｉにおける画素値の差ｄは、下記式にて算出される。
Figure 0005209068
ここで、Ｙｄ ２（ｉ）は、２つのフレーム間の輝度の２乗残差を示す。
画素値の差ｄ（ｉ）が第１の閾値Ｔｄに対応する第１の基準に到達すると、位置ｉの画素は大きな変化を有すると見なされ、カウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、ｄ（ｉ）＞Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明の他の実施形態では、ｄ（ｉ）≧Ｔｄの時にカウンタｃが１増加される。本発明のある実施形態では、Ｔｄ＝１００００とする。
各画素に対して画素値の差が決定され、各画素の画素値と閾値Ｔｄとが比較され、適切にカウンタｃが増加された後、そのカウンタ値は、得られた画像に関するシーンが静止状態であるか否かを決定する（図６の１２４）ための第２の閾値Ｔｃと比較されても良い。ある実施形態では、カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達すると、そのシーンは静止状態ではないと決定される（図６の１２５）。カウンタｃの値がＴｃに対応する第１の基準に到達しなければ、そのシーンは静止状態であると決定される（図６の１２６）。ある実施形態では、ｃ＞Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態１２５であると決定され、ｃ≦Ｔｃの時にそのシーンは静止状態１２６であると決定される。他の実施形態では、ｃ≧Ｔｃの時にそのシーンは非静止状態１２５であると決定され、ｃ＜Ｔｃの時にそのシーンは静止状態１２６であると決定される。本発明のある実施形態では、Ｔｃ＝５０とする。
シーンが非静止状態１２５であると決定された時、受信した画像フレームの後続処理はスキップされ、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１２０を継続する。シーンが静止状態１２６であると決定された場合は、原稿の存在確認１２８が実施される。原稿の存在確認１２８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認１２８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現画像フレームへの勾配フィルタの反応は、参照エッジデータとの比較１３０を含む。参照エッジデータは、遮るものの無い撮像面の参照画像のエッジ内容に一致する。
ある実施形態では、現フレーム画像のエッジカウントは、ブロック単位の比較にて参照画像のエッジカウントと比較されても良い。ある実施形態では、一つ以上のブロックにおけるエッジ画素の数の実質的な変化は、スキャナ走査面に原稿物が置かれていることを意味する（図５の１３２）。本発明のある実施形態では、ブロックエッジカウントで２５％以上の変化があれば、実質的な変化と見なされる。他の実施形態では、２５％以外の検出閾値が用いられても良い。もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されず（図５の１３１）、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１２０を継続する。本発明の他の実施形態では、周知の他の原稿確認方法が用いられても良い。
もし、原稿物の存在が確認された場合（図６の１３２）は、現フレームのコンテンツの解析１３４が行われ、ＰＴＺ機能付きの第２撮像装置において、画像内の対象に対してセンサ配置が最適化されるように（視野内のコンテンツがセンサフレームの中心に合わされるように）パン・チルト・ズームの調整１３６が行われる。それから、現フレームの画像データが第２撮像装置を介して原稿バッファに取り込まれる（図６の１３８）。取り込まれた画像は、原稿バッファから読み出されて後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、光学的文字認識（ＯＣＲ）解析、および他の画像処理）において利用可能とされる。アクティブセンシングパイプラインは、画像フレームの分析１２０を継続しても良い。
本発明のある実施形態では、受信した画像フレームと参照画像との間のオプティカルフロー情報が、アクティブセンシングパイプラインにおけるスキャンの意図を決定するために使用されてもよい。これらの実施形態は、前述した実施形態における画素ベースの動き検出よりも改善されたスキャン意図の識別を提供しても良い。本発明の実施形態は、僅かな動き（例えば、ユーザが本等の書物を置く時の動き、またはそれをスキャナ走査面に近接させて保持しようとする時の動き）の影響を軽減するのに有用なオプティカルフロー解析を含むものである。書物を保持するときの動きの軌跡はランダムである。あるいは、ユーザが複数の対象物（例えば、名刺）を一度にスキャンしようとして複数の対象物をスキャナ走査面に置く状況において、動きの軌跡は現画像と先の画像との間で同じであろう。
本発明のある実施形態はオプティカルフロー解析を含むものであり、図７を参照して説明される。これらの実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置の第１撮像装置で得られた画像フレームの受信１５０を含んでもよい。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
オプティカルフロー解析１５２は、撮像装置によって獲られた画像が静止状態であるかどうか、および前回の移動点に対応する静止点がフレーム内にあるかどうかを決定するために、受信した画像フレームと先の画像フレームとの間で行われても良い。本発明のある実施形態では、オプティカルフローフィールドを推定するために、ルーカス・カナデ法のオプティカルフロー推定を用いても良い。本発明の他の実施形態では、周知のオプティカルフローフィールド推定手法が用いられても良い。本発明のある実施形態では、先に得られた画像フレームは、コンピュータシステムの内部バッファに格納されても良い。他の実施形態では、先に得られた画像フレームは、コンピュータシステムの外に格納され、コンピュータシステムの要求に応じて通信されるか、あるいはコンピュータシステムによって直接アクセスされても良い。
シーンに動きがあると決定された時（図７の１５５）、受信した画像フレームの後続処理はスキップされ、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１５０を継続する。シーンがほぼ静止状態１５６であると決定された場合は、原稿の存在確認１５８が実施される。原稿の存在確認１５８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認１５８は、オプティカルフロー解析において決定された複数の特徴点に関連した関心領域（ＲＯＩ）に限定されても良い。原稿境界の角部は、オプティカルフロー解析１５２による特徴点として検出されても良い。バウンディングボックス（bounding box）は特徴点の範囲に適合されるものであって良い。本発明のある実施形態では、関心領域はバウンディングボックスに関連して定義されても良い。ある実施形態では、バウンディングボックスは、原稿関心領域の候補を規定するために、それぞれの画像方向に固定された割合分（例えば１５％）だけ拡げられても良い。固定割合の拡張係数は、画像サンプルグリッドに関連して、原稿が傾いている場合でもその全体の画像取り込みが保証されるように、決定されても良い。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認１５８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現画像フレームへの勾配フィルタの反応は、参照エッジデータとの比較１６０を含む。参照エッジデータは、遮るものの無い撮像面の参照画像のエッジ内容に一致する。ある実施形態では、現フレーム画像のエッジカウントは、ブロック単位の比較にて参照画像のエッジカウントと比較されても良い。ある実施形態では、一つ以上のブロックにおけるエッジ画素の数の実質的な変化は、スキャナ走査面に原稿物が置かれていることを意味する（図７の１６２）。本発明のある実施形態では、ブロックエッジカウントで２５％以上の変化があれば、実質的な変化と見なされる。他の実施形態では、２５％以外の検出閾値が用いられても良い。もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されず（図７の１６１）、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１５０を継続する。本発明の他の実施形態では、周知の他の原稿確認方法が用いられても良い。
もし、原稿物の存在が確認された場合（図７の１６２）は、現フレーム関心領域の画像データを原稿バッファに取り込んでも良い（図７の１６４）。得られた画像データは、原稿バッファから読み出されて後続の処理（例えば、画像強調、画像圧縮、光学的文字認識（ＯＣＲ）解析、および他の画像処理）において利用可能とされる。アクティブセンシングパイプラインは、画像フレームの分析１５０を継続しても良い。
図８を参照して説明される本発明のある実施形態は、スキャナ走査面の一回のスキャンで、多数の原稿（例えば、名刺およびレシート）の追跡および分離を容易にするために、スキャナ走査面に関連する画像を複数の候補領域に分割しても良い。これらの実施形態では、アクティブセンシングは、コンピュータシステムにおける、スキャン装置の撮像装置で得られた画像フレームの受信１８０を含んでもよい。本発明のある典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置からＵＳＢ接続を介してコンピュータシステムへ伝送されても良い。他の典型的な実施形態では、コンピュータシステムを内蔵プロセッサとし、画像フレームをスキャン装置の内部で伝送しても良い。さらに他の典型的な実施形態では、画像フレームは、スキャン装置とコンピュータシステムとの間で無線送信されてもよい。
時間経過による取り込み画像間のシーンの動きの解析によって、静止対象物のシルエットが特定されても良い。本発明のある実施形態では、例えば、「A.Bobick, J.Davis,“Real-time recognition of activity using temporal templates”, IEEE Workshop on Applications of Computer Vision, pp.39-42, December 1996」により教示されるモーションテンプレートアルゴリズム、および周知の他のモーションテンプレートアルゴリズムが、現画像フレームと先の画像フレームとの間のフレーム毎の差を用いての対象物のシルエットを特定するために使用されてもよい。他の実施形態では、参照画像から確定されるバックグラウンド画像は、静止対象物のシルエットの特定１８２のために、受信した画像フレームから減算される。
静止対象物のシルエット１８６のそれぞれにおける原稿の存在確認１８８は、静止対象物シルエットに関する関心領域（ＲＯＩ）において行われる。原稿の存在確認１８８は、スキャンされた対象物が原稿の性質（例えば、文字、写真、ライン、その他のコンテンツによる高周波数コンテンツ特性）を有していることを確認しても良い。原稿の性質を有しているスキャンされた対象物は、平面物体、非平面物体、および他の物体を含んでいてもよい。典型的な平面物体は、ページ原稿、布材、紙葉、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に平らに接触するもしくは近接する他の物体を含んでいてもよい。典型的な非平面物体は、製本、ラベルもしくは他の高周波数コンテンツを含む３次元物体、およびスキャンシステムのスキャナ走査面に容易に平らに接触するもしくは近接させることのできない他の物体を含んでいてもよい。
本発明のある実施形態では、原稿の存在確認１８８は、文字エッジや典型的な原稿画像の他の高周波数コンテンツに反応する勾配フィルタを含んでいても良い。典型的な勾配フィルタは、キャニーエッジ検出器、ソーベルオペレータ、ラプラスエッジ検出器、ロバーツフィルタ、プレウィットフィルタ、または高周波数コンテンツに反応する周知の他のフィルタや検出器を含んでいても良い。
現画像フレームへの勾配フィルタの反応は、参照エッジデータとの比較１９０を含む。参照エッジデータは、遮るものの無い撮像面の参照画像のエッジ内容に一致する。ある実施形態では、現フレーム画像のエッジカウントは、ブロック単位の比較にて参照画像のエッジカウントと比較されても良い。ある実施形態では、一つ以上のブロックにおけるエッジ画素の数の実質的な変化は、ＲＯＩに関する領域のスキャナ走査面に原稿物が置かれていることを意味する（図８の１９２）。本発明のある実施形態では、ブロックエッジカウントで２５％以上の変化があれば、実質的な変化と見なされる。他の実施形態では、２５％以外の検出閾値が用いられても良い。もし、処理された全てのブロックで参照画像に関するエッジ画素の実質的な変化が検出されなければ、原稿物の存在は確認されず（図８の１９１）、アクティブセンシングの処理ルートは画像フレームの分析１８０を継続する。確認された領域の原稿は、原稿バッファに取り込まれ、全ての静止対象物シルエットが処理された後、アクティブセンシングパイプラインは画像フレームの分析１８０を継続してもよい。
本発明のある実施形態では、画像フレーム全体が静止状態となるまで、確認されたＲＯＩの原稿がキャッチされる。これらの実施形態の幾つかでは、ＲＯＩは送信先を記載するために、一つの電子原稿に合成されても良い。他の実施形態では、キャッチされたＲＯＩはマルチページ原稿として送信先を記載されても良い。さらに他の実施形態では、各領域は取り込まれた時のままで個々に送信先を記載されても良い。
本明細書で使用されている用語および表現は、説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。そのような用語および表現は開示および説明された特徴と同等のものを除くことを意図するものではなく、本発明の範囲は以下の請求項によってのみ定義および限定される。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
２，１４ スキャナシステム
４，１６ コンピュータシステム
６，１８ 通信リンク
８，２０ スキャン装置
１０，２２ 撮像装置
１２，２４ スキャナ走査面

Claims (14)

  1. 原稿をスキャンするシステムであって、
    第１撮像装置と、
    スキャナ走査面と、
    上記第１撮像装置と通信可能に接続され、指示を格納するメモリを備えたコンピュータシステムとを含み、
    上記メモリに格納される、上記コンピュータシステムに実行させる指示は、
    1) 上記第１撮像装置からの画像フレームを受信し、
    2) 上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較し、
    3) 上記比較に基づいて、上記受信した画像フレームが先に取り込まれた画像フレームに対して静止状態であるか否かを判定し、
    4) 静止状態であると判定された場合に限り、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定し、
    5) 上記決定が、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであることを示す場合、
    上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込むものであり、
    上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込む上記指示は、上記画像フレームを上記原稿バッファへ転送する指示を含むことを特徴とするシステム。
  2. 上記第１撮像装置は、パン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、
    a) 上記受信した画像フレームのコンテンツ位置の解析、
    b) 上記原稿画像の取り込みの前における、上記コンテンツ位置に応じてのパン調節機能
    、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つの調整、
    を格納することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
  4. 上記受信した画像フレームと、先に取り込まれた画像フレームとの比較の指示は、
    上記受信した画像フレームと先に取り込まれた画像フレームとの間における、各画素位置での画素色の差を算出する指示を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  5. 上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定する指示は、さらに、
    a) 上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツの算出、
    b) 上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツと、上記スキャナ走査面において遮
    るものの無い参照画像フレームの高周波数コンテンツとの比較、
    の指示を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  6. 上記受信した画像フレームの高周波数コンテンツの算出の指示は、上記受信した画像フレームの勾配の算出の指示を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
  7. さらに、第２撮像装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  8. 画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込む指示は、上記原稿画像を第２の撮像装置を用いて取り込む指示を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
  9. 上記第２撮像装置は、パン調節機能、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの
    少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
  10. 上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、
    a) 上記受信した画像フレームのコンテンツ位置の解析
    b) 上記原稿画像の取り込みの前における、上記コンテンツ位置に応じてのパン調節機能
    、チルト調節機能、およびズーム調節機能のうちの少なくとも一つの調整、
    を格納することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
  11. 上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、上記取り込まれた原稿画像に示される送信先を第１レシピエントに伝送する指示を格納することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  12. 上記メモリは、上記コンピュータシステムに実行させる追加指示として、得られた送信先が記載された画像から、上記第１レシピエントを決定する指示を格納することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
  13. 上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較する指示は、
    上記受信した画像フレームと先に取り込まれた画像フレームとの間のオプティカルフローを決定する指示を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  14. 原稿を得るためのコンピュータにより実行される方法であって、
    a) コンピュータシステムにおいて、第１撮像装置から画像フレームを受信し、
    b) 上記受信した画像フレームを、先に取り込まれた画像フレームと比較し、
    c) 上記比較が、上記受信した画像フレームが先に取り込まれた画像フレームに対して静
    止状態であるか否かを判定し、
    d) 静止状態であると判定された場合に限り、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであるかどうかを決定し、
    e) 上記決定が、上記受信した画像フレームが原稿に関するものであることを示す場合、
    上記画像フレームに関する原稿画像を原稿バッファに取り込む行為として、上記画像フレームを上記原稿バッファへ転送することを特徴とする方法。
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