JPH03268189A - 文書のスキュー識別方法及び装置 - Google Patents
文書のスキュー識別方法及び装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
施例において、本発明は、本文及びまたは図形より成る
文書のスキューを測定し、また選択的に、文書のスキュ
ーを所望の角度へ調節するだめの方法及び装置を提供す
る。
アプリケーションにおいて、文書画像のスキューを測定
することは、望ましい。
の行が水平な行などの事前選択された基準行と異なる場
合の角度である。光学的文字認識装置は、この種の装置
が、文書の画像を走査する時、一般に、文書の一群を水
平に走査するので、本文のスキューの角度を知ることが
望ましい画像処理装置の典型的例である。本文の画像の
方向が適切でない場合、光学的文字認識装置は、個々の
文字を認識することが困難であり、厳しい場合には、実
際に、本文の多くの行を走査する。
れている。成功ばするが、従来の方法は、種々の制約を
受のる。例えば、方法と装置のなかには、−船釣てない
か、または、特殊目的のハードウェアを必要とするもの
があり、この種の装置の複雑さとコス1〜を高めている
。いくつかの装置では、許容出来ない程度のコンピュー
タ処理時間あるいはコンピュータ処理能力が必要とされ
る。
、特殊化されたデータ表示が使用されることを必要とし
ている。
めの方法と装置が望まれていることは、明らかである。
するだめの改良した方法と装置とを提供する。画像の縮
小は、性能を向上するために選択的に使用される。画像
は、回転をシュミレー1−するために回転するか、また
は垂直に切断され、また走査線上の画素の数の分散など
の統計的測定値が、スキュー角度を測定するために最大
になる。
プリケーションがある。例えば、本文が5%以上曲がる
と、大抵の光学的文字認識装置の精度は低下する。本発
明を使用すると、光学的文字認識装置は、スキューを迅
速に検査し、これによって、文書のスキューを調整する
ことが出来る。
の目は、僅かな文書のスキューでも検出する。従って、
この形式の電子複写機は、本発明を使用すると、機械的
複雑さがなく、文書のスキューを検査して、補正する。
に有用である。
様なアプリケーションを単に説明しているだけである。
これに類憤するもののスキュー修正があるが、これに限
定されるものでない。
装置を提供する。光学的文字認識装置は、文書の画像を
入力する入力手段と、次の手段より成る除スキュー手段
より構成されている。すなわら、(i)少なくとも第1
スキユー角から第2スキユー角へ画像を回転する手段、
(ii)各スキュー角における画像の走査線内のオン画
素の数の分散を計算する手段、(iii )脱スキュー
画像を形成するために、実質的に分散を最大にする角度
の回りに画像を回転する手段である。光学的文字認識装
置は、そのほかに、除スキューされた画像内の文字を識
別する手段と、画像内の文字を出力する手段とを有する
。
提供している。この装置は、文書の画像を入力する入力
手段と除スキコーー手段より成っている。除スキュー手
段は、(1)少なくとも第1スキユー角から第2スキユ
ー角へ画像を回転する手段と、(ii)各スキュー角に
おける画像の走査線内のオン画素の数の分散を計算する
手段と、(iii )文書の除スキコ、−された画像を
形成するために、実質的に分散を最大にする角度の回り
に画像を回転する手段とより成っている。さらに、本装
置は、文書の除スキューされた画像を出力する手段を有
する。明細書の残りの部分と付属図面を参照することに
より、本発明の特徴と利点は、−層理解される。
、用語“画像”は、画素より成る2次元データ構造の表
示を指す。2進法画像は、与えられた画素“オン”また
は“オフ”である場合の画像である。2進法画像は、1
つ以上の原始画像が宛先画像に写像される多くの操作に
より処理される。この操作の結果は、一般に画像と呼ば
れる。
もある。
れ、白色である場合、オフと定義される。
係の多くの文書が、黒色の前景と白色の背景とを有する
ことを反映している。本発明の技術は、負の画像にも適
用されるが、考察は、白色地の上の黒色について行われ
る。いくつかの例において、考察は、オンまたはオフの
画素である“注意不要” (don ’ t car
e)画像を引用している。
多くの画素を縦と横の方向に伸長している領を指す。
する領域を指す。織物状領域の例には、ぼかし状領域ま
たは点刻状領域がある。
画素の間で行われる論理演算である。
れる論理演算である。
動作であり、この場合、原始画像内の各画素はNXN角
の画素となり、すべての画素は、最初の画素と同し値を
有する。
り特性づげられた位取り動作である。基準化−Nの縮小
は、原始画像をNXN角の画素に分割し、原始画像のそ
の大きさの4角を宛先画像の単一画素に写像する。宛先
画像の画素に対する値は、しきい値レヘルMにより決定
され、これは1とN2との間の数である。画素の4角の
なかのオン画素の数が、Mと同じかそれより大きい場合
、宛先画素はオンであり、さもなげれば、オフである。
素に細分化される動作であり、原始画像の各要素は、宛
先画像内の小さい要素に写像される。各宛先画像要素に
対する値は、原始画像要素内の画素の選択された部分集
合により定義される。
から選択された画素と同じである状態で、単一画素への
写像を伴う。この選択は予め決定されるか(例えば、左
上の画素)、または無作為である。
集合内のほかの画素と側方または上下に隣接しているオ
ン画素の集合である。
の集合内のほかの画素と側方、」1下、または斜めに隣
接しているオン画素の集合である。
素パターンにより定義される規則に従って、同じ大きさ
の宛先画像に原始画像を写像する。
各画素は定義づけられた値(オンまたはオフ)を有する
。SEを定義している画素は、互いに隣接しなくてよい
。中心位置は、パターンの幾何学的中心にある必要はな
く、実際に、それはパターン内にあることさえも必要な
い。
る周辺を有するSEを指す。例えば、無地2 x 2
S Eは、2×2角のオン画素である。無地SEは、矩
形である必要はない。
少なくとも1個のオフ画素を規定するSEを指す。
対応する画素の位置にSEの中心を重ね合せた結果、S
E内のすべてのオンとオフの画素と、原始画像内の潜在
する画素との間に整合が生成する場合及びこの場合にの
み、宛先画像内の与えられた画素がオンになる形態学的
動作である。
ある原始画像内の与えられた画素により、SEが、宛先
画素内に対応する位置にSE中心を有する宛先画像へ読
み込まれる形態学的動作である。グイレーションに使用
されるは、一般にオフ画素を持っていない。
と次に続くダイレーションとより成る形態学的動作であ
る。この結果は、原始画像内の各整合のためにSEを宛
先画像に複製することである。
ンと、次に続くエロージョンとより成る形態学的0 動作である。
導された画像を指し、これは、オン画素のほぼ無地な領
域を、最初の画像に関係のある領域を有している。
、動詞の形で引用されることがある。例えば、ダイレー
ト動作(名詞の形)の引用は、画像をダイレートするこ
と、または画像がグイI/−トされていること(動詞の
形)、または画像がダイレート動作を受けていること(
形容詞の形)に関している。意味の差はない。
る方法と装置を提供する。好適実施例において、ビット
マツプ内のすべての、あるいは、はぼすべての画素が使
用される。走査線のオン画素の数の分散は、ビットマツ
プの回転角の関数として測定される。この分散は、画像
がゼロ・スキューに非常に近づいた場合に、実質的に最
大になる。
だけの画像、線図形だけの画像(何本かの水平線がある
場合)及び本文、ぼかし、点刻が混成したいくつかの画
像について働く。
00の構成図である。装置100の基本動作は、文書1
02のいくつかの特性的部分を取り出すか、または削除
することである。このために、本装置は、画素にもとす
いて文書をデジタル化する走査器103を有し、その結
果として生したデータ構造を提供する。アプリケーショ
ンによっては、走査器は、2進法画像(単一ビソト/画
素)、あるいは、グレースケール画像(複数の複数ビッ
ト/画素)を提供する。このデータ構造は、走査器の分
解精度までの文書の生の内容を有する。
へ送られるか、または、ファイル記憶装置105に格納
される。この装置は、ディスクまたは他の大容量記憶装
置である。
特殊目的コンピュータ、あるいは、汎用コンピュータと
補助の特殊目的コンピュータとの組合せである。ファイ
ル記憶装置が使用される場合、画像は、処理前に、メモ
リ104へ送られる。メモリ104は、中間データ構造
、あるいは、最終処理済データ構造を記↑aするために
も使用される。
導された画像(画像の顕著な特徴の座標など)、数値デ
ータ、または組合せである。この情報番よ、アプリケー
ション固有のハードウェア108へ伝達される。これは
、プリンタまたはデイスプレィであるか、あるいは、フ
ァイル記憶装置105へ書き込まれる。
加速するように、選択的に縮小される。好適な実施例に
おいて、画像は、300画素/インチで走査され、約4
×から8×の縮小が使用され、満足される結果が得られ
、他方で本発明の動作速度が著しく増大する。−船釣な
“縮小”段階が、ここで説明のために使用されているが
、ほかの形式の縮小も、単一準ザンプル抽出、または、
限界値が設定された縮小などを十分に行うことが出来る
。
、画像の特定の回転角について計算される。ここで使用
されているように、オン画素の数の“分散”は次式で表
される。
ての行が、分散の計算に使用される。同様な文書が順次
走査される場合、複数の走査線ま3 4 たは単一の走査線でさえも選択抽出することが可能であ
る。上式において、1つの行にある画素の数の2乗の和
を除いたすべての項は、実質的に一定であり、無視され
る。従って、一つの実施例では、各走査線のオン画素の
数の2乗の和だけが、回転角の関数として計算される。
れているが、ほかの幕数も使用されることが認識される
。1本の走査線の画素数の1より大きいすべての幕数は
、有効に使用される。2乗は一般にすべてのほかの幕数
より速いので、好適である。簡潔に言えば、上記の式は
、ほかのすべての形の式のなかで、“分散”と呼ばれて
いる。
転角を比較的に少しづつ変えて、行われる。いくつかの
実施例において、画像は、分散を計算するために、実際
には回転しないが、その代りに、垂直に切断される。垂
直切断において、画像の垂直なブロックは、数個の画素
だけ上方に(または、下方に)移動し、移動する画素の
数は、各ブロック毎に右へ1個だけ増加する。各ブロッ
クの水平方向の幅は、切断角によって逆に変化する。例
えば、1度(1ラジアンの約1157)の回転をシュミ
レートすると、幅が28画素の最初の垂直ブロックは変
らずにそのままであるが、幅57画素の次の垂直ブロッ
クは、画素1個だけ移動し、幅57画素の次の垂直ブロ
ックは、画素2個だけ移動し、以下同様である。
文書のスキューは約±5度(θ。2X )の範囲を超え
ないので、画像は正負のいずれの方向にこの範囲で回転
する。多くの回転角における分散の計算の後、分散がほ
ぼ最大である角度が、本技術の精通者に周知の方法で、
第10段階において求められる。分散の最大値は、正確
に求める必要はないが、最大分散は、少なくとも約±2
0%以内にあり、最も好適には、その分散が実質的に最
大であるように±10%以内にあることが好ましい。実
施例のなかには、±θmaXの範囲で各種5 6 の増加量において分散を評価することによって位置づけ
られて、最大値を見つけるために補間されるものもある
。あるいは、区間2等分法などのほかの精密な方法か使
用される。分散が最大である角度は、文書のスキュー角
に非常に近い。
または計数など)を行う時間が、縮小係数により変化す
ることである。すなわち、係数4による縮小は、係数1
6によって計算時間が減少する。
さが低下する。正確さと解答値との間の関係は、次の通
りである。除スキュー算法による角度の解答値(ラジア
ン)は、約1/(画像内の画素数)である。従って、最
初の画像が2500画素の幅であり、係数8により縮小
されるならば、角度の解答値は、約1/300、あるい
は通常のアプリケーションで許容可能である約0.2度
である。実際には、誤差は、これよりも小さいことが一
般に知られている。
除スキューするように、第10段階で測定された角度の
負の値だけ回転される。スキュー修正は、画像を回転す
ることにより行われる。ビット・ブロック転送(ラスタ
ー操作)エクジストを使用して画像を回転する効率的な
方法は、知られており、例えば、ベース著、“速いラス
ター回転・コロンビア州、1986年5月、77〜81
頁、で考察されており、これは、すべての目的でここに
取り入れられている。小さ角度の回転に関して(すなわ
ち、5度以下)、回転は、2つ直角な切断によって近似
化される。大きい角度に関しては、回転は3つの切断に
よって近似化され、この場合、水平方向に同じ大きさの
第1と第3の切断と、垂直方向に第2の大きい切断とに
よって行われる。
迅速に行われなければならないことである。画像を係数
2により垂直方向に縮小すること7 8 が望まれていると想定する。これを行う1つの方法は、
奇数と偶数との行を論理的に組合せるために、ラスター
動作(ビット・ブロック転送)を使用することであり、
これば、最初の画像の各組の行について縮小された画像
の単一の行を形成する。
れ、係数2によりいずれの方向へも縮小された画像を形
成する。
に依存する。レベル−1または4の結果を得ることは、
簡単である。ORが、いずれのラスター動作の方位に使
用される場合、最初の画像の対応する2×2角内の4個
の画素のいずれかがオンであるとすると、その結果は、
オン画素である。これは単に、レベル−1の縮小である
。同様に、ANDがいずれのラスター動作の方位に使用
される場合、4個の画素がすべてオンであるならば、結
果はレベル4の縮小である。
めに使用される。水平ORに続いて垂直ANDを行った
結果を縮小画像R1とし、水平ANDに続いて垂直OR
を行った結果をR2とする。レベル2の縮小はR1とR
2とを論理和演算することにより求められ、レベル3の
縮小は、R1とR2との論理積演算を行うことにより得
られる。
的でない。サン・ワークステーションなどのいくつかの
コンピュータでは、ラスクー動作は、ソフトウェアで行
われる。画像は、連続データのブロックとして記憶され
、画像の第1行より始まり、左から右へ移動し、次に、
第2行より始まり、以下同様に行われる。従って、2つ
のワード内の16または32ビツトは、1つの動作で組
合せられるので、行間のラスクー動作は速い。しかし、
2つの列の間でラスター動作を行うためには、論理動作
が行われ前に、対応するピッ1へが、−度に2個のヒン
ト(各列から1個)が見つけられなければならない。垂
直ラスクー動作を行うための画素当りの時間は、水平ラ
スクー動作の259 0 倍以上であるということになる。実際に、この方法がラ
スター動作により完全に行われる時には、その時間の9
0%以上が、垂直動作に当てられる。
方法がある。列のラスター動作を使用するよりむしろ、
1つの行内の16個の列に対応する16個の連続ビット
を使用することである。これらの16ビツトは、短い整
数としてアクセスされる。16ビツトは、8ビツトのオ
ブジェクトの216工ントリ配列(すなわち、参照用テ
ーブル)へ索引として使用される。この配列の8ビツト
の内容は、索引の最初のビットと第2のビットとの論理
和を与え、第3ビツトと第4ビットとの・・・・第15
ビツトと第16ビツトとの論理和を与える。実際」二、
2つの配列が必要であり、1つは、隣接する列の8組を
論理和演算を行うためのもの、もう1つは、列を論理積
演算を行うためのものである。数値の事例は、サンプル
にすぎないことが理解されなければならない。これを、
4ピントのオブジェクトの28工ントリ配列と行うか、
あるいば、多くのほかの方法のいずれか1つの方法とし
て行うことも可能である。
画素に対し速く、“サン”の行ラスター動作として行わ
れている。1000xl 000画素の画像が、″サン
”3/260型により、レベル−1または4のいずれか
で、500X500画素の画像へ約0.06秒で縮小さ
れる。
作とこれに続く次の、あるいは異なる、列間の論理動作
が必要である。そのほかに、いくつかのしきい値レベル
により、次に組合せられる2つの中間の縮小画像が必要
とされる。列動作用のテーブル参照法は、非常に幅広い
画素語を有することが望まれる場合には、扱いにくくな
る。テーブルが非常に大きくなるか、あるいは、多重並
列テーブル内の幅広い画素語の部分を参照する特殊な方
法が必要となる。後者は確かに優れているが、メモリア
ドレスとしてデータ語の部分を使用するある方法が必要
であり、それでなければ、必1 2 要ではない。
理動作と、その結果としての2Qビツト画素語(0〜2
Qビツト)の組合せビット縮小とを行う特殊なハードウ
ェアの論理図である。図面は16画素語を示しているが
、このハードウェアの利点は、参照用テーブル法の動き
が遅くなった場合、非常に長い画素語について明確に分
るようになる。1行の画像が、数個の画素語しか示して
いないので、512ビツトの画素語が想定されている。
つのステージにおいて行われる。第1ステージにおいて
、垂直に隣接した一組の画素語が、第1メモリ203か
ら読み取られ、所望の第1論理動作が、それらの間で行
われる。次に、所望の第2論理動作が、その結果生成し
た画素語と、1ビツトだけ移動した画素語の変形との間
で行われる。これにより、関係のビン1〜(有効ビット
)を有する処理された画素語が、すべてのほかのヒツト
位置に形成する。第2ステージにおいて、処理された画
素語の有効ピッ1−が取り出されて圧縮され、次に第2
メモリ204に格納される。メモリ203は、好適に、
画素語サイズに相当するワードサイズにより構成されて
いる。メモリ204は、同様に構成されている。
49C4,02などのビットスライス型プロセッサ
の配列として、好適に具体化されている。この特定のプ
ロセッサは、16ビツト幅素子であって、それぞれが6
4の送り可能なレジスタを有している。32個のこの素
子は、512ピツ1への画素語に適している。簡略化す
るため、1個の16ビソト素子210の4個のレジスタ
205.206.207.208だけが示されている。
を論理的に組み合せて、その結果を記憶する動作がある
。プロセッサはデータボート215を有しており、デー
タバス217へ接続している。
は、半分が画素語程度の幅である。各トランシーバは、
2つのボートを有し、ボートは、トランシーバ220に
ついては220aと220bで示され、トランシーバ2
22については222aと222bで示されている。各
トランシーバは、その半分が画素語程度の幅である。ボ
ート220aと222aは、それぞれがデータバス21
7の奇数ビットへ接続し、これらは、関係のピッ1−に
相当する。ボート220bは、データバスのビットO〜
(C1−1)へ接続し、一方で、ボート222bは、ビ
ットQ〜(2Q−1)へ接続している。ハス回線は、駆
動しない路線が高く引き上げられるように、レジスタ1
25により引き上げられている。
連の動作には、(a)1組の垂直に隣接した画素詔が論
理積演算されて、単一の2Qビツトの画素語を形成し、
数組の隣接したビットが論理和演算されて、Qピッ1−
の画素語を形成し、その結果が記憶され、(b)垂直に
隣接した組の画素語が論理和演算され、その結果生成し
た2Qビツト画素語の隣接したビットが論理積演算され
、その結果のQビット画素語が記憶され、FC+この2
つのQビットの画素語が論理和演算される。
、第1メモリ203からデータバス217へ、さらにレ
ジスタ205と206へ読み取られる。レジスタ205
と206が、論理積演算され、その結果は、レジスタ2
07と208に記憶される。レジスタ208の内容は、
1ピッ1−右へ移動され、レジスタ207と208が、
論理和演算され、その結果は、レジスタ208に記4g
される。レジスタ205と206は、論理和演算され、
その結果は、レジスタ206と207に記憶される。レ
ジスタ207の内容は、1ビットたけ右へ移動され、レ
ジスタ206と207は、論理積演算され、その結果は
、レジスタ207に記憶される。
結果を格納しており、一方で、レジスタ208ば、画素
語の論理積演算と数組の隣接したビットの論理和演算と
の結果を格納している。
数ビットの位置1.3、・・・・ (2Q1)に格納し
ている。レヘルー2の縮小に関して、レジスタ207と
208は論理和演算され、その結果は、データバス21
5へ接続しているプロセッサ・データ・ポート215に
おいて使用可能になる。
−ランシーバ220へ保持されて、有効ビットを有する
Qビット画素語を隣接した位置に生成する。このQビッ
トエンティティは、ハスへ読み戻されて、メモリ204
へ転送されるが、いずれのランチも使用することが好適
である。かように、2つの新しい画素語(最初の2つの
水平に隣接している)は、上述のようにステージ200
において処理されて、その結果は、プロセ・ノサ・デー
タ・ポート215において使用可能になり、ボー)22
2aを経てトランシーバ222へ保持される。次に、こ
の2つのトランシーバの内容は、4個の2Qビット画素
語の縮小を示している1個の2Qビット画素語を形成す
るために、ポート220bと222bを経てデータバス
217へ読み取られる。その結果は、第2メモリ204
へ転送される。この全体的一連の流れは、行の組合せ内
の画素語がすべて処理されるまで、継続する。
る。
4個のレジスタを有している。従って、メモリアクセス
は、ブロックモードで一層効率が良いので、8組の画素
語がメモリ203からブロックで読み取られ、上述のよ
うに処理され、プロセッサのレジスタに記憶され、メモ
リ204ヘブロソクで書き込まれるならば、−層速い動
作が発生ずるであろう。
り、左の半分をトランシーバ220のボー)220bを
経て送る。これは、ポート220a’c Bてハスへ読
み取られる。ハス内のそのワードのすべての他の画素だ
けが、最初に有効になり、従ってプロセッサは、一連の
移動と論理動作とを使用して、画素をすべて確認する必
要がある。レジスタ225は、駆動されていないハス回
線のすべてと、各不駆動回線をプルアップするので、こ
の場合の偶数ピッ1−はずべて、1である。この拡張さ
れた画素語は、■と有効データと交互になっており、2
つのレジスタへ読み込まれ、1つのレジスタの内容は、
1個所に移動し、レジスタは、論理的に論理積演算され
る。どこかで奇数ビット内のOがあったとしても、偶数
と奇数との組のなかに00がある。そのほかのビットは
、少しも影響を受けない。次に、この画素語は、拡張さ
れた画像内の垂直に隣接した2つのワードへ書き込まれ
る。このプロセスは、トランシーバ222を使用して、
右手の画素語に対し反復される。プロセ8 ソサは、行全体を個々の画素語について同時に拡張し、
画像全体を個々の行について同時に拡張する。
角を計算する。第2A図の画像の分散は、第2Bに示さ
れている。計算されたスキューは、0.60度であるこ
とがわかった。第3図において、4×縮小(第3B図に
示す)が使用されて、画像のスキュー角を計算する。第
3A図の画像の分散の曲線は、第3B図に示されている
。この計算された分散は、−0,66度が最大であった
。実際のスキュー角は、約−0,60度であり、本方法
の標準的精度を示している。
セロソクス・コーポレーション、すべての権利留保)に
記載のソフトウェアを使用して、“C”で“サン”3/
260によって行われた。
て示されているが、各種のプログラミング言語とハード
ウェア構成は有効に使用されることば、本技術分野の熟
練者には明らかである。
は、スキュー角を測定するのに約4秒を要した。改良さ
れた性能は、ソフトウェアを最適化することにより、容
易に達成される。
を提供する。上記の内容は、示されているが、これに制
約されるものではないことは、理解されるべきであろう
。本発明の多くの変形は、この開示の概説によって、技
術の専門家には明らかになるであろう。例えは、本発明
は、走査線のオン画素の数の分散を最大にすることに関
して、主に説明されているが、本発明は、回転の関数と
して、走査線のオフ画素の数の分散を最大にすることに
よって、容易に適用される。従って、本発明の適用範囲
は、」二記の説明に関して決定されるべきでないが、そ
の代りに、同等のその全範囲に準拠した付属の特許請求
の範囲に関して決定されなげればならない。
ているハードウェアを示す全構成図であり、第1B図は
、本発明の好適な実施例の動作を示す流れ図である。 第2A図と第2B図は、それぞれ、本文の画像と、スキ
ュー角の関数としての分散のプロ71〜図である。 第3A図と第3B図は、それぞれ、本文の画像と、縮小
した画像に関するスキュー角の関数としての分散のプロ
ット図である。 第4図は、改良された縮小動作を示す。 1 2 730− 手 続 補 正 書 (方式) 1、事件の表示 平成2年特許願第32881 2号 2、発明の名称 文書のスキュ 識別法 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 ゼロックス コ ポレーション 4、代 理 人 5補正命令の日付 平成3年3月12日
Claims (1)
- 文書の画像を入力する段階より成るデジタルプロセシン
グ手段内の画像のスキューを測定し、文書回転角の関数
として前記画像の少なくとも1本の走査線内の一群のオ
ン画素の分散を測定し、前記スキューが、前記分散が実
質的に最大である文書回転角で位置づけられている方法
。
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