JP6387462B2 - 走査バーの座標を求めること - Google Patents

Description

背景
光学式イメージスキャナは一般に、対象物（物理的物体）のデジタルイメージ又は他のデジタル表現を生成するために使用される。頻繁に走査される対象物の１つのタイプは、ドキュメント（文書、原稿）である。例えば、青焼き、又はポスターなどのような特定のドキュメントは、極めて大きい可能性があり、より小さい縁に沿って５０インチ（１２７ｃｍ）ほども広がる。大判スキャナは、係るドキュメントを撮像するために使用され得る。しかしながら、個々の走査（スキャン）バーの長さは、５０インチ（１２７ｃｍ）よりも遙かに小さい可能性があり、その結果、大きなドキュメントを撮像するために、複数の走査バーを利用することができる。しかしながら、複数の走査バーを用いて首尾一貫して高品質のイメージ（画像）を得ることは、難題である。

本開示の一例による、部分的に重なって千鳥に配置された定位置の走査バーを有するドキュメントスキャナの略図である。 本開示の一例による、位置合わせパターンを有し且つ図１のドキュメントスキャナと共に使用可能なプラテンの一部の略図である。 本開示の一例による、図１の定位置の走査バーと共に作成された図２の位置合わせパターンの様々な例示的な寸法の略図である。 本開示の一例による、部分的に重なって千鳥に配置された定位置の走査バーを有する別のドキュメントスキャナの略図である。 部分的に重なって千鳥に配置された定位置の走査バーを位置合わせする方法に関する本開示の一例による流れ図である。 部分的に重なって千鳥に配置された定位置の走査バーを位置合わせする方法に関する本開示の一例による流れ図である。 単一の走査バーより広いドキュメントを走査する際に、図５の位置合わせ方法を用いる方法に関する本開示の一例による流れ図である。

詳細な説明
幾つかの大判スキャナは、単一の走査バーの幅より広いドキュメントを走査するために複数の走査バーを使用する。ドキュメントは、スキャナへ自動給紙され、走査バーの定位置のアレイを通過するように搬送され得る。例えば、１７インチ（４３．１８ｃｍ）幅の走査バーを用いて５０インチ（１２７ｃｍ）幅のドキュメントを走査するために、千鳥に配置されて部分的に重なるように配列された３つ以上の係る走査バーが使用され得る。ドキュメントがアレイを通過するように搬送される際に、各走査バーは、その時に走査バーの視野に隣接するドキュメントの領域の一連の一次元イメージスキャンを連続的に生成する。全走査バーから一次元イメージが得られた場合、これらイメージは、全体のドキュメントの合成イメージを生成するために互いにステッチングされる（繋ぎ合わされる）。本明細書および添付の特許請求の範囲において定義されるような用語「定位置」は、走査バーの位置がドキュメントの走査中に変化しないことを意味すると広く理解され得る。

各走査バーの、スキャナ内の正確な位置が分からない場合、ステッチングのプロセスは、高度に正確なイメージを生成するために、各走査バーによりキャプチャされたイメージを適切に位置合わせすることが困難である。一例において、イメージは、送り方向において６００ピクセルパーインチの解像度でキャプチャされ、走査バーの撮像素子は、その幅に沿って６００ピクセルパーインチの分解能で配置され得る。結果として、スキャナ内の推定された走査バーの場所の僅かな誤差でも、幾つかの走査バーでもってキャプチャされた一次元イメージは、他の走査バーに対して不正確な位置においてステッチングされる可能性があり、視認可能な不連続部または他のアーチファクトが合成イメージで看取されるかもしれない。

これを改善するために、幾つかのスキャナは、各走査バーの、スキャナ内の位置を求めるための基本位置合わせプロットを使用する。これは、位置合わせモードでスキャナへ供給される印刷されたドキュメントであり、特別の位置合わせモードで走査される。次いで、スキャナによりキャプチャされた二次元イメージは、各走査バーの、スキャナ内の位置決めを求めるために、基本プロット上の特徴要素の既知の位置と比較され得る。

しかしながら、これは幾つかの欠点を引き起こす。第１に、位置合わせは、ユーザの介入でもって行われ、かくして、それは自動的に行われることができない。多くの場合、それは、ユーザの選択時に行われる。更に、走査バーが位置合わせされた後、スキャナ内の及び／又はスキャナのプラテンに対するこれらの位置が変化する可能性がある。場合によっては、スキャナの開閉が係る変化を引き起こすかもしれない。別の場合では、当該位置は、動作中にスキャナ部品の膨張または収縮を生じる、スキャナの内部の温度変化の結果として変化するかもしれない。更に別の場合では、当該位置は、ある場所から別の場所へ輸送されているスキャナの結果として、例えばその過程でぶつけられる又は押される結果として変化するかもしれない。また、走査バーの位置は、アセンブリ内の走査バーの１つが保守または交換された場合に、変化する可能性もある。ユーザは、画質が非常に劣化して気付かずにはいられなくなるまで、これらの場合の幾つか又は全てにおいて再位置合わせの必要性を認識できない。

本開示の１つの概念は、ユーザの相互作用なしに及び基本プロットを含む媒体を走査することなしに、部分的に重なる走査バーを自動的に位置合わせするための技術を提供することである。コンピュータと共に実施される場合、結果は、コンピュータの機能への大幅な機能強化である。その理由は、多くの場合に、係る位置合わせがいつ実行されるべきであるかをコンピュータが判断することができ、ユーザがこれを認識して位置合わせを開始することに依存しないからである。

さて、図面を参照すると、部分的に重なる走査バーをユーザの相互作用なしに、及び基本プロットを含む媒体を走査することなしに自動的に位置合わせするドキュメントスキャナの一例が示される。スキャナのプラテンは、座標系において既知の位置における位置合わせパターンを有する。当該位置合わせパターンは、走査バーにより画像形成可能である。パターンに隣接して配置された対応する走査バーによりキャプチャされた各位置合わせパターンの一次元のイメージ部分（又は「スライス」）から、コントローラは、座標系内で各走査バーのＸ座標およびＹ座標を求める。次いで、これらＸ座標およびＹ座標を用いて、任意の個々の走査バーよりも幅が広いドキュメントの、各走査バーによりキャプチャされたイメージを互いに適切にステッチングすることができる。

さて、ドキュメントスキャナの一例を、図１に関連して考察すると、スキャナ１００はプラテン１１０を含む。プラテン１１０は、方向１０２（実質的に座標系１０４のＹ方向）においてスキャナを通るドキュメントを受け取ることができる。ドキュメントはＸ方向において、個々の走査バー１２０のスパンよりも大きくすることができる。２つの走査バー１２０Ａ、１２０Ｂ（ひとまとめにして１２０）が、座標系１０４のＸ−Ｙ平面に実質的に位置するプラテン１１０の画像形成可能な表面１１５に隣接して配置される。画像形成可能な表面１１５が走査バー１２０に最も近いプラテン１１０の面にあるように示されているが、別の例において、画像形成可能な表面１１５は、透明プラテン１１０の反対側にあってもよい。一例において、走査バー１２０は、画像形成可能な表面１１５と接触して配置され得る。別の例において、走査バー１２０は、Ｚ軸に沿って、画像形成可能な表面１１５の上に或る距離だけ隔置され得る。走査バー１２０は、一例においてスキャナのシャシ（筐体）又はカバーの構造的部材のような、スキャナ１００の他の特徴要素（図示せず）により定位置に維持される。各走査バー１２０は、複数の個々の撮像素子（図示せず）を有し、それらの各々は、走査されたイメージのピクセルを生成する。走査バー１２０は、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）走査技術、ＣＩＳ（密着型センサ）技術、又は他の技術を使用することができる。走査バー１２０の撮像素子は、Ｘ方向に平行な一次元配列において実質的に直線的に配列されており、各撮像素子は、Ｚ方向において（プラテン１１０に向かって）対応する視野を有する。定められた時間に、各走査バー１２０は、走査バー１２０の撮像素子の視野内に配置されたドキュメントのスライス、及び／又はプラテン１１０の一部を撮像する。キャプチャされたイメージは、ピクセルの線形アレイであり、それぞれは同じＹ座標および異なるＸ座標を表す。ドキュメントがスキャナ１００を通る際、時系列のスライスが走査バー１２０によりキャプチャされ、それらはピクセルの二次元イメージへ変換され得る。プラテン１１０の１つの用途は、少なくとも撮像素子の視野内に、画像形成可能な表面１１５に平行に実質的に平坦な位置関係においてドキュメントを維持することである。例えばローラ（図示せず）のような他の機械的構成要素が、ドキュメントの送り及びその平坦性の維持を援助する。一例において、ドキュメントは、走査バー１２０とプラテン１１０との間に供給される。別の例において、プラテン１１０は透明であり、走査バー１２０とドキュメントとの間に配置され、その結果、ドキュメントはプラテン１１０を介して撮像される。プラテン１１０は、寸法安定性のある剛性材料から作成され得る。

走査バー１２０Ａ、１２０Ｂは、部分的に重なって千鳥に配置された配列で配置される。座標系１０４に関連して、２つの走査バー１２０Ａ、１２０ＢがＸ軸に沿ってスパン１２２において部分的に重なっているが、Ｙ軸に沿って千鳥に配置される。

２つの位置合わせパターン１３０Ａ、１３０Ｂ（ひとまとめにして１３０）がプラテン１１０上に配置される。位置合わせパターン１３０は、ドキュメントが存在しない時に走査バー１２０に関する位置情報を得るために走査バー１２０により撮像され、走査バー１２０は、引き続いて走査されるドキュメントのイメージを適切に形成するために使用され得る。一例において、位置合わせパターン１３０は、プラテン１１０上にエッチングされる。一例において、位置合わせパターン１３０は、媒体に取り付けられ、プラテン１１０に取り付けられる。各位置合わせパターン１３０は、パターン１３０が走査バー１２０の端部部分１２４により画像形成可能であるように、その走査バー１２０に対してプラテン１１０上に配置される。当該端部部分１２４は、位置合わせパターン１３０を撮像するために使用され得るが、ドキュメントを撮像するために使用されない。プラテン１１０が走査バー１２０とドキュメントとの間に配置される場合、ドキュメントの走査中、対応する位置合わせパターン１３０により１つの走査バー１２０の視野から遮断されているドキュメントの部分は、走査バーの部分的な重なり１２２の故に、代わりとして他の走査バーにより撮像される。

コントローラ１５０が走査バー１２０に結合される。コントローラ１５０は、各走査バー１２０による一次元イメージのキャプチャをトリガする又は命令することができる。コントローラは、（位置合わせパターン１３０のスライスをキャプチャするための）位置合わせ中、及び（ドキュメントのスライスをキャプチャするための）ドキュメント走査中の双方において、そのように行うことができる。ドキュメントの走査中、コントローラ１５０は、ドキュメントをスキャナ１００に送り込むことと同期してそのように行い、ドキュメントの二次元イメージがその後に構築され得る一連の係るイメージをキャプチャする。

さて、位置合わせパターンを有するプラテンの一例を、図２に関連して考察すると、２つの部分的に重なった走査バーの隣接する端部の近傍におけるプラテン２１０の部分は、位置合わせパターン２３０Ａ、２３０Ｂを有する。位置合わせパターン２３０Ａは、第１の走査バーに関連付けられ、位置合わせパターン２３０Ｂは、第２の走査バーに関連付けられる。第１の走査バーは、定められた時間において、それが破線２２０Ａに沿って撮像するようにスキャナ内に配置され、第２の走査バーは、それが破線２２０Ｂに沿って撮像するようにスキャナ内に配置される。前述されたように、プラテン２１０に対する走査バーの、スキャナにおける公称の位置が存在するが、走査バーの位置は、時々公称の位置からずれる可能性があり、これら位置は、時間と共に及び／又は特定の事象に応じて変化するかもしれない。図２はプラテン２１０の一部を示しているので、他の位置合わせパターン２３０も、プラテン２１０の他の部分に配置されることができ、これらパターンの幾つかが他の走査バーにより撮像され得ることに留意されたい。

スキャナは、例えばローラ２１２Ａ、２１２Ｂのような、ドキュメント搬送機構を含むことができる。これらローラ２１２は一例において、プラテン２１０の上に配置され得るが、別の例において、プラテン２１０は透明であり、ローラ２１２はプラテン２１０の下に配置され、プラテン２１０を通して視認され得る。一例において、各対応するローラ２１２の上に（即ち、Ｚ軸においてそれからオフセットして）配置された走査バーの部分は、ドキュメントの対応する部分を撮像する。結果として、Ｘ軸に沿った位置２１４の重なりの範囲、及び位置２１４を通って供給されるドキュメントの部分は、破線２２０Ａ、２２０Ｂに対応する走査バーの双方により撮像される。その結果として、コントローラ１５０は、位置２１４の範囲において、走査されたドキュメントのデジタル表現を互いにステッチングする際に、必要に応じてどちらか一方の走査バーにより生成されたピクセルを選択する。

プラテン２１０に対する走査バーの位置決めは変化する可能性があるが、２つの隣接する走査バーの隣接する端部における位置合わせパターン２３０は、互いに対してプラテン２１０上に正確に配置される。２つのパターン２３０Ａ、２３０Ｂのこれら正確な位置は、予め決定されており、スキャナのコントローラに既知である。互いに対する２つのパターン２３０Ａ、２３０Ｂの正確な位置は、時間と共に変化しない、又は以下に限定しないが、数ある中でも、スキャナの開閉、スキャナ内部の温度変化、スキャナの輸送、スキャナのぶつかり、及び走査バーの交換を含む、互いに対してスキャナの内部構成部品の相対位置を潜在的に変更する可能性があるスキャナの事象に応答して変化しない。位置合わせパターン２３０が媒体上に形成され、それが次いでプラテン２１０に付着される場合、２つの走査バーの隣接する端部における一対の位置合わせパターン２３０は、単一の媒体２３２上に形成され得る。

各位置合わせパターン２３０は、少なくとも１つの特徴要素を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において定義されるような、位置合わせパターンの「特徴要素」は、対照的な背景に逆らって配置された所定の形状を意味すると広く理解され得る。例えば、形状は暗い色、背景は明るい色とすることができ、走査中にパターン２３０及び特徴要素の認識を容易にする。各特徴要素は、対応する位置合わせパターン内に正確に配置され、その位置およびその形状の特徴の双方はスキャナのコントローラに既知であり、時間と共に又はスキャナの事象に応じて実質的に変化しない。

一例において、各位置合わせパターン２３０は、第１の特徴要素２３４及び第２の特徴要素２３６を含む。第１の特徴要素２３４は、座標系１０４のＹ軸に平行な一対のバーとすることができる。第２の特徴要素２３６は、Ｘ軸に平行な底辺を有する二等辺三角形とすることができる。図３に関連して後述されるように、特徴要素２３４、２３６の形状は、走査バーのＸ座標およびＹ座標を求めることを容易にするために選択される。一例において、２つの位置合わせパターン２３０Ａ、２３０Ｂは、各走査バーの両端に隣接するので（例えば、パターン２３０Ｂは、Ｘ方向において線２２０Ｂの最大距離付近にあるが、パターン２３０Ａは、Ｘ方向において線２２０Ａの最小距離付近にある）、特徴要素２３４、２３６は鏡映される（この例において、Ｘ方向において互いの鏡像として配置される）。しかしながら、他の例において、特徴要素２３４、２３６は鏡映されない。

各位置合わせパターン２３０Ａ、２３０Ｂの任意の点２３８は、位置合わせパターン２３０Ａ、２３０Ｂの相対的位置決めを示すために選択され得る。一例において、任意の点２３８は、走査バーの隣接する端部から最も離れている第１の特徴要素２３４のエッジの底部である（即ち、最も小さいＹ値）。これら任意の点２３８を用いて、パターン２３０Ａ、２３０ＢがＸ方向において距離２４２だけ、及びＹ方向において距離２４４だけ間隔を置いて配置されていることが予め設定されており、スキャナ又はコントローラに既知である。

同じ任意の点２３８を用いて、プラテン２１０に対する各走査バーの位置が求められ得る。例えば、撮像線２２０Ｂは、対応する走査バーが、位置合わせパターン２３０Ｂの底部からＹ方向に距離４５２Ｂだけオフセットしていることを示す。また、線２２０Ｂは、パターン２３０Ｂに隣接する走査バーの端部が、走査バーのその端部から最も離れている第１の特徴要素２３４のエッジからＸ方向に距離４５４Ｂだけ離間されていることも示す。図３に関連して後述されるように、距離４５２、４５４は、スキャナの各走査バーのＸ座標およびＹ座標を求めるために測定可能であり、次いで各走査バーからのドキュメントのイメージを互いにステッチングする際に使用され得る。

さて、図３に関連して、定位置走査バーを用いた位置合わせパターンの様々な例示的な測定に関する略図を考察すると、例示的な位置合わせパターン３００は、２つの平行なバー３１０Ａ、３１０Ｂ、及び三角形３２０を含む。この例において、バー３１０及び三角形３２０は、暗い色であり、明るい色である背景に逆らって設定されている。位置合わせパターン３００は、位置合わせパターン２３０Ｂ（図２）と同じ又は類似する。走査バーは、位置合わせパターン３００に対して配置され、走査バー又は位置合わせパターンの移動無しで、位置合わせパターン３００のスライスの単一走査（イメージ測定）を行う。

４つの例示的な測定が、位置合わせパターン３００のこの走査を示す。線Ａ３３２、線Ｂ３３４、線Ｂ’３３６、及び線Ｃ３３８は、位置合わせパターン３００に対して４つの異なる位置に位置する走査バーにより走査された位置合わせパターンの部分を示す。線３３２〜３３８は、位置合わせパターン３００の走査バーの視野の右側端部部分を表し、線の破線部分は、それらがページの外へ左側まで延在していることを示す。線Ａ３３２、線Ｂ３３４、及び線Ｃ３３８に関して、走査バーは、Ｘ軸に沿って同じ位置を有するが、Ｙ軸に沿って異なる位置を有する。線Ｂ’３３６に関して、走査バーは、Ｘ軸に沿って異なる位置を有するが、Ｙ軸に沿って実質的に同じ位置を有する。

測定線３３２〜３３８のそれぞれについて走査バーによりキャプチャされた一次元イメージのピクセルパターンの略図が示される。イメージピクセルパターンＡ３４２は線Ａ３３２に対応し、ピクセルパターンＢ３４４は線Ｂ３４４に対応し、パターンＢ’３４６は線Ｂ’３３６に対応し、及びパターンＣ３４８は線Ｃ３３８に対応する。

ピクセルパターン３４２〜３４８のそれぞれは、バー３１０Ａ、３１０Ｂ、及び三角形３２０のスライスに対応する暗領域を有する。

暗領域３５２Ａ〜３５８Ａは、バー３１０Ａのスライスに対応し、暗領域３５２Ｂ〜３５８Ｂは、バー３１０Ｂのスライスに対応する。暗領域３６２〜３６８は三角形３２０のスライスに対応する。

ピクセルパターン３４２〜３４８が走査バーにより撮像された後、位置合わせパターンに対応する特徴記号が、そのピクセルパターンにおいて探索される。位置合わせパターン３００と共に使用可能な一例において、これは、明領域により分離された実質的に等しい幅の２つの隣接する暗領域を最初に探索することを含み、明領域の幅は、暗領域の幅に対して所定の関係を有する。例えば、暗領域がＰの隣接ピクセル位置の幅である場合、それらの間の明領域は、位置合わせパターンの特徴記号を表すためにＰの隣接ピクセル位置の幅のＮ倍とすることができ、ここで、Ｎの値は予め決められている。次に、単一の暗領域が、２つの暗領域に隣接するピクセルのスパンＳの範囲内で探索される。この単一の暗領域は三角形３２０に対応し、それ故にその幅は、Ｙ軸に沿った走査バーの位置に依存する。この単一の暗領域の幅に関係無く（幅Ｗまで）、残りのピクセルのスパンＳは明領域であろう。これら条件が全て満たされる場合、特徴記号がピクセルパターンにおいて見出されたと結論付けられる。

各ピクセルパターン３４２〜３４８は、係る特徴記号を示す。暗領域３５２Ａ〜３５８Ａ及び３５２Ｂ〜３５８Ｂは全て幅Ｐであり、全てはＭ×Ｐサイズの明領域により間隔をあけられている。また、それらは、様々なサイズからなる隣接する単一の暗領域３６２〜３６８も有する。

一例において、更に具体的に言うと、当該特徴記号は、走査バーからの信号の輝度において変化を表すピクセルパターンの全てのエッジの位置の場所を特定するために、ガウシアンフィルタ及びその第１と第２の導関数をイメージに最初に適用することにより、ピクセルパターン内で場所を特定される。信号ノイズ及び他の測定要因に起因して、当該パターンにおいて多数のエッジが存在する可能性があり、それらの多くは、輝度において僅かの変化を表し、明領域と暗領域との間の遷移は存在しない。従って、輝度におけるばらつきのしきい値を超えるエッジは、明領域と暗領域との間の遷移と関連付けられるこれらエッジとして識別される。これらエッジは、特徴記号の明領域と暗領域の、スパン及びピクセルパターン内の位置を画定する。

走査バーのＸ座標は、走査バーにより撮像されたピクセルパターン３４２〜３４８内の特徴記号の位置から求められる。一例において、Ｘ座標は、垂直バー３１０Ａ、３１０Ｂの一方または双方のピクセルパターン内の位置から全体的に又は部分的に求められる。線Ｂ３３４及び線Ｂ’３３６の位置決めを考察する。例示の明確化のために、図３において僅かに分離されているが、それらはＹ軸に沿って実質的に同じ位置を有すると仮定する。しかしながら、線Ｂ’３３６と関連付けられる走査バーは、Ｘ方向において線Ｂ３３４と関連付けられる走査バーから距離Ｄ３０５だけオフセットしている。結果として、ピクセルパターンＢ３４４及びＢ’３４６は同じ特徴記号を有する（単一の暗領域３６４、３６６の幅は、線Ｂ３３４及び線Ｂ’３３６が同じＹ位置を有するので同じである）。しかしながら、この特徴記号は、２つのピクセルパターン３４４、３４６において異なる位置を有する。当該特徴記号は、距離Ｄ３０５に対応するピクセル位置の数だけ互いからオフセットしている。走査バーの撮像素子がＸ方向において既知の間隔（例えば、図２の間隔２４２）で配置されているので、走査バーのＸ座標は、ピクセルパターン内で特徴記号のピクセル位置から計算され得る。そして次に、２つの隣接する走査バーのＸ座標は、２つの走査バーのどの撮像素子が走査されたドキュメントの同じＸ位置を撮像することができるかを求めるために使用され得る。一例において、特定の走査バーのＸ座標を得ることを容易にするために、各走査バーは、スキャナにおける走査バーのアレイ内でその走査バーの位置を示す識別番号を有することができ、各走査バーは、当該識別番号に基づいて全アレイのゼロピクセルを基準とすることができる。

一例において、更に具体的に言うと、Ｘ座標は、２つの暗領域３１０Ａ、３１０Ｂの少なくとも１つのエッジの、ピクセルパターン内の場所から求められる。幾つかの例において、走査バーのＸ座標は、２つの垂直バー３１０Ａ、３１０Ｂの４つのエッジの、ピクセルパターン内の位置の平均として求められ得る。走査バーの物理的な位置合わせパターン上の対応する平均エッジ位置、及びその隣接する走査バーは既知なので、Ｘ座標は、走査バーを、その隣接する部分的に重なった千鳥に配置された走査バーに対して位置合わせするために使用され得る。

走査バーのＹ座標は、その走査バーにより撮像されたピクセルパターン３４２〜３４８内で特徴記号の単一の暗領域３６２〜３６８の幅から求められる。

一例において、三角形３２０’を参照すると、これは、幾何学的原理を通じて達成され得る。三角形３２０’は、三角形３２０と同じであるが、例示の明確化のために白抜きの形態である。三角形３２０’は、角度Ａ３７２及び高さ３７４を有する二等辺三角形である。線３７６は、Ｙ軸に沿った特定の位置において走査バーにより走査された三角形３２０’の部分を示す。撮像されたピクセルパターンは、幅３７８の単一の暗領域を有する。三角形３２０’の上部を二等分する投影線３８０は、線３７６と直角を形成し、その中点において線３７６に交わる。投影線３８０の高さ３８２は、（幅／２）×tan（Ａ）として計算される。三角形３２０’の底辺がＹの原点とみなされる場合、走査バーのＹ座標は、高さ３７４引く高さ３８２である。走査バーとその隣接する走査バーに対する物理的な位置合わせパターンの三角形の底辺間の間隔（例えば、図２の間隔２４４）は既知であるので、Ｙ座標は、走査バーを、その隣接する部分的に重なって千鳥に配置された走査バーに対して位置合わせするために使用され得る。

ひとたび２つの隣接する走査バーのＸ座標およびＹ座標がそれらの対応する位置合わせパターン（例えば、図２において、線２２０Ａと関連付けられた走査バーの位置合わせパターン２３０Ａ、及び線２２０Ｂと関連付けられた走査バーの位置合わせパターン２３０Ｂ）に対して求められたならば、これら２つのＸ座標、Ｙ座標の対は、２つの位置合わせパターン（例えば、図２のパターン２３０Ａ、２３０Ｂ）の位置間の既知の一定のオフセットＸｐ、Ｙｐに基づいて互いを基準とする。このように、スキャナのプラテンの座標系において、各走査バーの位置が取得され得る。

ピクセルパターン３４２〜３４８内で特徴記号の場所を特定することに関して、それは、位置合わせパターンを撮像する走査バーの端部部分である。かくして幾つかの例において、全ピクセルパターンが、特徴記号に関して探索される必要はなく、むしろ走査バーの公称位置のＸ方向において最大の変化を網羅するピクセルパターン３４２〜３４８のその領域が探索される。６００ｐｐｉ（ピクセルパーインチ）の解像度を有する走査バー及びＸ方向において１インチ（２．５４ｃｍ）幅である位置合わせパターン３００の例において、走査バーの端部から２インチ（１２００ピクセル）のスパン内で特徴記号を探索するので十分である。

更に、位置合わせパターン３００は位置合わせパターン２３０Ｂ（図２）と同じ又は類似するが、隣接して部分的に重なる走査バーの他の位置合わせパターン（例えば、図２の位置合わせパターン２３０Ａ）は、位置合わせパターン３００の鏡像とすることができる。この場合、イメージピクセルパターンの処理の幾つかは、位置合わせパターン３００に関して前述したものと反対方向に処理され得る。

さて、ドキュメントスキャナの別の例を、図４に関連して考察すると、スキャナ４００は、プラテン４１０、４つの走査バー４２０Ａ〜４２０Ｄ（ひとまとめにして４２０）、６つの位置合わせパターン４３０Ａ〜４３０Ｆ（ひとまとめにして４３０）、及びコントローラ４５０を含む。プラテン４１０、個々の走査バー４２０、個々の位置合わせパターン４３０は、プラテン１１０、個々の走査バー１２０、及び個々の位置合わせパターン１３０（図１）に類似するが、それらの寸法は異なるかもしれない。中間の走査バー４２０Ｂ、４２０Ｃはそれぞれ、２つの位置合わせパターン４３０に隣接して配置され、走査バー４２０Ｂ、４２０Ｃの双方の端部部分は、対応する位置合わせパターン４３０を撮像する。

スキャナ４００は、コントローラ１５０（図１）に類似することができるコントローラ４５０を含む。様々な例において、コントローラ４５０の一部または全ては、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせで実現され得る。幾つかの例において、コントローラ４５０がファームウェア又はソフトウェアで全体的に又は部分的に実現される場合、コントローラ４５０は、内部に格納された実行可能プログラムを有する持続性コンピュータ可読媒体（メモリ４６０）にアクセスし、当該プログラムの機械可読命令を実行するプロセッサ４５５を含む。メモリ４６０は、機械可読命令が格納される任意の有形媒体とすることができる。メモリ４６０は、位置合わせプログラム又はモジュール４７０、及びステッチングプログラム又はモジュール４８０用の命令を含む。位置合わせモジュール４７０は、位置合わせパターン４３０を撮像し、スキャナ４００における各走査バー４２０のＸ座標およびＹ座標を求める。ステッチングモジュール４８０は、これらＸ座標およびＹ座標を用いて、スキャナ４００により走査されたドキュメントの二次元デジタル表現を構築する。

さて、図５Ａ〜図５Ｂに関連して、ドキュメントの走査中に定位置に配置される、部分的に重なって千鳥に配置された走査バーを位置合わせするための方法の一例を考察する。図５Ａ〜図５Ｂの流れ図は、当該スキャナにおいて又はそのコントローラにおいて実施される方法のステップとみなされ得る。代案として、図５Ａ〜図５Ｂの流れ図は、当該スキャナ又はそのコントローラの流れ図とみなされ得る。スキャナは、スキャナ１００、４００とすることができる。方法５００は、一次元イメージを生成するためにプラテン上の対応する位置合わせパターンの部分を各走査バーでもって撮像（又は「スライス」）することによる５０２で始まる。各位置合わせパターンは、座標系の既知の位置に配置される。幾つかの例において、５０４において、当該パターンは、全ての走査バーでもって同時に撮像される。５０６において、位置合わせパターンに対応する特徴記号の場所が各一次元イメージにおいて特定される。幾つかの例において、５０８において、ガウシアンフィルタ及びその第１と第２の導関数をイメージに適用して、イメージの明領域と暗領域との間のエッジの場所を特定する。係る例において、５１０において輝度のばらつきのしきい値を超えるエッジが識別され、５１２において、Ｘ方向において所定の空間関係を有する、識別されたエッジのパターンの場所が特定される。場所を特定されたパターンは、ピクセルパターン３４２〜３４８（図３）の場合と同様とすることができる。

５１４において、各走査バーのＸ座標は、対応する特徴記号の第１の特徴要素の、対応する一次元イメージ内の位置または場所から求められる。幾つかの例において、５１６において、位置合わせパターンの第１の特徴要素に対応する特徴記号のエッジが識別される。係る例において、各識別されたエッジの一次元イメージ内の位置は、５１８において求められ、５２０においてＸ座標は、求められた場所から計算される。

５２２において、各走査バーのＹ座標は、対応する特徴記号の第２の特徴要素の対応する一次元イメージ内の幅から求められる。幾つかの例において、５２４において、位置合わせパターンの第２の特徴要素に対応する特徴記号のエッジが識別される。係る例において、識別されたエッジ間の、一次元イメージ内の間隔が５２６において求められ、５２８において、Ｙ座標が、求められた間隔から計算される。

さて、図６に関連して、単一の走査バーより広いドキュメントを走査するための方法の一例を考察する。図６の流れ図は、当該スキャナにおいて又はそのコントローラにおいて実施される方法のステップとみなされ得る。代案として、図６の流れ図は、当該スキャナ又はそのコントローラの流れ図とみなされ得る。スキャナは、スキャナ１００、４００とすることができる。方法６００は、複数の走査バーを位置合わせすることによる５００で始まる。幾つかの例において、６０２において、位置合わせ５００は、ユーザの介入無しに、及びユーザが位置合わせプロット媒体をスキャナに供給すること無く、スキャナにより自動的に開始される。６０４において、単一の走査バーより広いドキュメントが、走査バーを通過するように給紙（供給）される。６０６において、一連の一次元ドキュメントイメージが、給紙中に各走査バーからキャプチャされる。幾つかの例において、給紙は、中間のイメージが走査バーによりキャプチャされる距離だけスキャナを通じてドキュメントを段階的に動かすこと又は進めることを含むことができる。６０８において、走査バーからの一次元ドキュメントイメージを位置合わせするために及びドキュメントの二次元イメージを形成するために、各走査バーのＸ座標およびＹ座標を用いることにより、各走査バーからの一連のドキュメントイメージが互いにステッチングされる。ステッチングプロセスは、二次元イメージを構築するために使用されるべき各走査バーによりキャプチャされたイメージの部分を決定し、次いで二次元イメージを構築するためにこれらイメージを適切に配列する。完成した二次元イメージは、ドキュメントと同じ幅の単一の走査バーでもって全イメージがキャプチャされた場合と同じに出現する。

幾つかの例において、本明細書で説明された少なくとも１つのブロック又はステップは、自動化される。言い換えれば、装置、システム、及び方法は自動的に動作する。本明細書および添付の特許請求の範囲において定義されるように、用語「自動化」または「自動的」（及びその同様の変化形）は、人間の介入、監視、労力および／または決定の必要性なしに、装置、システム、及び／又はコンピュータ及び／又は機械的／電気的装置を用いるプロセスの制御された動作を意味するものと広く理解されるべきである。

方向および相対的位置の用語（例えば、「上部」、「底部」、「側部」、「左側」、及び「右側」など）は、任意の要素またはアセンブリの特定の向きを必要とすることは意図されておらず、例示および説明の便宜のために使用されている。

上記の説明から、本開示により提供されたスキャナ、コンピュータ可読媒体、及び方法が当該技術において大幅な進歩を提供することは理解されるであろう。幾つかの特定の例が説明および例示されたが、本開示は、説明された及び例示されたような特定の方法、形態、又は部品の構成に制限されない。本開示の例は、独立型のスキャナに限定されないが、例えば多機能プリンタのような、他の装置に含まれるスキャナのサブシステムを含む。本説明は、本明細書で説明された要素の新規で進歩性のある組み合わせの全てを含むと理解されるべきであり、特許請求の範囲は、本出願において、又はこれら要素の任意の新規で進歩性のある組み合わせに対する後続の出願において提示され得る。上記の例は例示であり、単一の特徴要素または要素は、本出願または後続の出願において請求され得る全ての可能な組み合わせに必須ではない。特別の定めのない限り、方法の請求項のステップは、指定された順序で実行されなくてもよい。同様に、図面のブロック又は番号（例えば、（１）、（２）など）は、特定の順序で進める必要があるステップと解釈されるべきではない。追加のブロック／ステップが追加されることができ、幾つかのブロック／ステップが取り除かれることができ、又はブロック／ステップの順序が変更されることができ、依然として開示された例の範囲内にある。更に、異なる図面内に記載された方法またはステップは、他の図面の方法またはステップに追加またはそれらと交換され得る。更に、特定の数値データの値（例えば、一定量、数値、カテゴリーなど）、又は他の特定の情報は、例を説明するための例示と解釈されるべきである。係る特定の情報は、例を制限するために提供されていない。本開示は、上述した具現化形態に制限されないが、代わりに添付の特許請求の範囲の等価物の全範囲に鑑みて、添付の特許請求の範囲により定義される。請求項がその等価物の「１つの（ａ）」又は「第１の」要素を記載する場合、係る請求項は、２つ以上の係る要素を必要とせず又は排除せずに、１つ又は複数の係る要素の組み込みを含むと理解されるべきである。請求項が「有する」と記載する場合、当該用語は、「含む」を意味すると解釈されるべきである。

Claims (12)

1. 部分的に重なる走査バーを位置合わせする方法であって、
   一次元イメージを生成するためにプラテン上の対応する位置合わせパターンの部分を各走査バーでもって撮像し、各位置合わせパターンが座標系の既知の位置に配置されており、
   各イメージにおいて、前記位置合わせパターンに対応する特徴記号の場所を特定し、
   前記対応する特徴記号の第１の特徴要素の、対応するイメージ内の位置から各走査バーのＸ座標を求め、
   前記対応する特徴記号の第２の特徴要素の、前記対応するイメージ内の幅から各走査バーのＹ座標を求めることを含み、
   前記第１の特徴要素が、前記座標系のＹ軸に平行に配置された複数の線形特徴要素であり、各線形特徴要素が、Ｘ方向において所定の幅を有し、２つの隣接する線形特徴要素のそれぞれが、既知の間隔だけオフセットしており、
   前記第２の特徴要素が、前記線形特徴要素に対して、前記座標系における所定位置に配置された三角形特徴要素である、方法。
2. 前記場所を特定することが、
   前記イメージの明領域と暗領域との間のエッジの場所を特定するために、ガウシアンフィルタ及びその第１と第２の導関数を前記イメージに適用し、
   輝度のばらつきのしきい値を超えるエッジを識別し、
   Ｘ方向において所定の空間関係を有する前記識別されたエッジのパターンの場所を特定することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記Ｘ座標を求めることが、前記位置合わせパターンの前記第１の特徴要素におけるエッジを識別し、
   各識別されたエッジの前記一次元イメージ内の位置を求め、
   前記求められた位置から前記Ｘ座標を計算することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記Ｙ座標を求めることが、
   前記位置合わせパターンの前記第２の特徴要素におけるエッジを識別し、
   前記識別されたエッジ間の、前記一次元イメージ内の間隔を求め、
   前記求められた間隔から前記Ｙ座標を計算することを含む、請求項１〜３の何れかに記載の方法。
5. 各位置合わせパターンが、ドキュメントの走査中に使用されない前記対応する走査バーの部分により走査される、請求項１〜４の何れかに記載の方法。
6. 単一の走査バーよりも広いドキュメントを、前記走査バーを通過するように供給し、
   前記供給中に各走査バーから一連の一次元ドキュメントイメージをキャプチャし、
   前記走査バーからの前記一次元ドキュメントイメージを位置合わせするために、及び前記ドキュメントの二次元イメージを形成するために各走査バーの前記Ｘ座標およびＹ座標を用いることにより、各走査バーからの前記一連のドキュメントイメージを互いにステッチングすることを含む、請求項１〜５の何れかに記載の方法。
7. ドキュメントスキャナであって、
   ドキュメントを受け取るプラテンと、
   座標系において既知の位置に、前記プラテン上に配置された複数の位置合わせパターンと、
   前記プラテンに隣接して配置される走査バーアレイの状態に、２つの部分的に重なって千鳥に配置された走査バーであって、各走査バーが、前記位置合わせパターンの対応する１つの一次元スライスを撮像するための位置に固定されている、２つの部分的に重なって千鳥に配置された走査バーと、
   前記撮像されたスライスから、前記座標系内の各対応する走査バーのＸ座標およびＹ座標を求めるためのコントローラとを含み、
   各位置合わせパターンが、前記座標系のＹ軸に平行に配置された複数の線形特徴要素、及び前記線形特徴要素に対して、前記座標系における所定位置に配置された三角形特徴要素を含み、各線形特徴要素が、Ｘ方向において所定の幅を有し、２つの隣接する線形特徴要素のそれぞれが、既知の間隔だけオフセットしている、ドキュメントスキャナ。
8. 各走査バーは、前記座標系のＸ軸に実質的に沿って前記スキャナ内に配置され、同じＹ座標および異なるＸ座標をそれぞれ示すピクセルの線形アレイを生成することができる、請求項７に記載のスキャナ。
9. 前記走査バーが前記Ｘ方向において或る距離だけ延在し、前記スキャナが、前記Ｘ方向において前記或る距離よりも大きいドキュメントを走査することができる、請求項７又は８に記載のスキャナ。
10. 各位置合わせパターンが、ドキュメントの走査のために使用されない各対応する走査バーの端部部分に隣接して、前記プラテン上に配置される、請求項７〜９の何れかに記載のスキャナ。
11. 内部に格納された実行可能プログラムを有する持続性コンピュータ可読媒体であって、前記プログラムが、以下のこと、即ち
    スキャナのプラテン上に配置された位置合わせパターンの部分の一次元イメージを、２つの部分的に重なる走査バーのそれぞれから受け取り、
    前記位置合わせパターンの部分に対応する特徴記号の場所を、各一次元イメージにおいて特定し、
    前記特徴記号の第１の特徴要素の対応する一次元イメージ内の位置から各走査バーのＸ座標を求め、
    前記特徴記号の第２の特徴要素の前記対応する一次元イメージ内の幅から各走査バーのＹ座標を求めることを、プロセッサに命令し、
    前記第１の特徴要素が、前記座標系のＹ軸に平行に配置された複数の線形特徴要素であり、各線形特徴要素が、Ｘ方向において所定の幅を有し、２つの隣接する線形特徴要素のそれぞれが、既知の間隔だけオフセットしており、
    前記第２の特徴要素が、前記線形特徴要素に対して、前記座標系における所定位置に配置された三角形特徴要素である、持続性コンピュータ可読媒体。
12. 前記プログラムが、ユーザの介入なしに及び位置合わせプロット媒体を供給せずに、当該方法を自動的に開始するように前記プロセッサに命令する、請求項１１に記載の媒体。

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