JPH04213967A - ２値モード文書スキャナのしきい値レベルを確立する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は文書スキャナに関し、
さらに詳細には文書スキャナが２値モードで動作すると
きに用いられる最適なしきい値に信号レベルを決定する
ための方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この発明が適用されるタイプの文書スキ
ャナでは、スキャナは従来文書が走査のために位置決め
されるプラテンが設けられる。

【０００３】文書はＸ方向として定義される方向に伸長
する光線または光跡を用いた走査期間中に照射される。 光線は、文書に対して直交Ｙ方向と定義される方向に移
動する。こうして光は文書から線１本ずつ、あるいは一
列ずつ反射され、各文書列はＸ方向に伸長する。黒い線
と白紙上のテキスト画像とからなる文書の場合、文書の
白い背景のＰＥＬ領域から高強度の光が反射され、文書
の画像部分のみを含む文書ＰＥＬから中強度の光が反射
され、文書の黒い画像のＰＥＬ領域から低強度の光が反
射される。

【０００４】プラテンは、光跡の移動による走査のため
に文書が固定して載置される、水平な、矩形の透明ガラ
スあるいはガラス状部材からなる。あるいは、プラテン
は不動の光跡と一致させて配置された薄いガラス条片か
らなり、その上で走査中文書が移動する。

【０００５】いずれの場合も反射光または反射光跡は、
Ｘ方向に効果的に伸長する感光セルの線形のアレイ上に
光学的に向けられる。かかるアレイの一例として、個々
のセルが光跡の１画素、ピクセル、あるいはＰＥＬを規
定するＣＣＤアレイがある。アレイの個々のセンサセル
はそれぞれＹ方向に伸長する文書走査カラムを規定する
。

【０００６】スキャナ装置は文書全体の走査、あるいは
その一部またはウィンドウの走査のいずれかに用いるこ
とができる。文書中のウィンドウ領域の走査要求の場合
には、このウィンドウ領域はそのウィンドウ領域のＸ座
標およびＹ座標を与えることによって規定され、プラテ
ンと光跡の移動によって規定され、プラテンと光跡の移
動によって規定されるＸ−Ｙ座標系に基準合わせされる
。

【０００７】スキャナ装置が文書走査要求または文書中
のウィンドウの走査要求を受けると、センサアレイセル
のアナログ信号成分を文書に対する光跡のＹ方向の位置
に関して問い合わせしなければならず、さらに、実際に
文書または文書ウィンドウを見るセンサセルが画像メモ
リに読み出される。

【０００８】上記のＣＣＤアレイは個々のセンサセルの
それぞれに対するアナログ信号出力を提供するように動
作可能である。信号の大きさはその時セルが見ている文
書ＰＥＬの反射率特性によって決まる。このように、高
反射率のＰＥＬ（すなわち、文書の白背景領域内のＰＥ
Ｌ）が見られているとき、大きな出力が提供され、中程
度の反射率のＰＥＬ（すなわち、文書の黒線画像の一部
分だけを含む文書ＰＥＬ）が見られているとき、中程度
の出力が提供され、低反射率のＰＥＬ（すなわち、黒線
画像のみを含む文書ＰＥＬ）が見られているとき、小さ
な信号提供される。

【０００９】文書スキャナは通常二つの動作モードのう
ちの一つのモードで動作する。第１の動作モードはたと
えば写真のような多数の濃淡のグレーの画像を含む文書
の走査に特に適している。この場合、各センサセルのア
ナログ出力を可能な多数の２値の値に解像するために電
子信号処理手段が設けられる。たとえば、現在見られて
いる文書についてのセンサセルからのアナログ信号出力
は、００００、００００から１１１１、１１１１までの
２５６の異なる値を持つ範囲に及ぶ大きさの８ビットの
２値ワードに解像される。

【００１０】このスキャナ装置の第２の動作モードは、
ここでは２値動作モードと定義するが、このモードでは
スキャナ装置は線、あるいは、たとえばタイプされたテ
キストのページのようなテキスト文書の走査に最も適し
ている。この場合もまた各センサセルからのアナログ出
力はかなりの大きさの範囲にわたる。

【００１１】しかし、この第２の動作モードでは上記の
電子信号処理手段はアナログ信号から発生する様々な８
ビットバイトを二つの２値の値、すなわち０あるいは１
のいずれか一つに解像する能力を持たねばならない。こ
の動作には、様々な８ビットのセンサセルの大きさを比
較する対象となるあらかじめ設定したしきい値信号量（
すなわち、００００、００００と１１１１、１１１１の
中間程度のバイトの大きさ）を用いることが必要である
。

【００１２】このようにして、実際に様々な反射率特性
のＰＥＬを有するが、可視情報内容に関していえばわず
か二つの反射率状態のＰＥＬ（すなわち、白背景のＰＥ
Ｌと暗い画像のＰＥＬだけ）を有するのみである文書が
２値の電子画像に変換され、この２値の電子画像は文書
の持っている可視情報内容の複製である。

【００１３】この発明は主として２値モードで動作する
スキャナ装置に適用される。

【００１４】当該技術分野の熟練者にはよく理解される
ところであるが、走査のためにスキャナ装置に与えられ
る文書には白以外の非常に多種にわたる背景の濃淡ある
いは色が含まれ、基板あるいは紙の厚み、もしくは光学
的透明度は多岐にわたり、また文書の取扱いが不適切で
ある場合には様々な状態が起こる。さらに、これらの異
なりうる文書状態はすべて、文書毎に異なるだけでなく
、単一の文書の内部でも異なることがあることがわかっ
ている。

【００１５】これらの文書の変動要素に対処するために
、ここでは文書の可視画像の２値電子画像への変換を最
適化すべく、２値モードスキャナのしきい値レベルを調
整する方法を提供する。たとえば、操作者が文書を見て
、使用すべきしきい値を判断し、この判断は文書の平均
反射率に基づく。あるいは、ＣＲＴのような電子画像を
見る手段を有するスキャナの場合には、文書は満足な結
果が得られるまで対話形式で走査される。

【００１６】このように、当該技術においてスキャナ装
置が２値モードで動作する際に用いるべきしきい値レベ
ルを決定するための自動的な方法と装置が必要とされ、
特に、文書の背景の反射率レベルにのみ応答し、文書の
平均反射率値には応答しない自動的な方法と装置が必要
とされる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、複
数の文書走査列あるいは走査線の中の少なくともいくつ
かのもののＰＥＬに対して発生する複数の信号の大きさ
を含む信号の大きさの集まりを提供する２値モード文書
走査法および装置を提供することである。その後このヒ
ストグラムが分析され、ヒストグラム中の最も発生頻度
の高い信号の大きさを判定する（すなわち、文書の背景
のＰＥＬを走査することによって発生する信号を判定す
る）。この主として発生する信号はその後スキャナのし
きい値信号の大きさを判定するのに用いられる。

【００１８】この発明の他の目的は文書走査中にスキャ
ナのしきい値の大きさが動的かつ周期的に調整され、そ
れによって文書が走査されるにつれて、文書の有効な背
景の色調が変化する場合にしきい値信号の大きさを変更
する方法と装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明は、記憶された
、一つまたはそれ以上の文書走査線の様々なＰＥＬ色調
によって発生する様々な信号の大きさの集まり、履歴お
よびヒストグラムを参照してスキャナのしきい値信号レ
ベルを動的に確立する、２値モード文書走査のための文
書走査法と装置を提供する。ここで色調とは文書ＰＥＬ
の反射特性を意味する。また、走査線および走査列は同
義と考えるものとする。

【００２０】文書の２値モード走査とは、各文書走査線
の各ピクセル、画素、あるいはＰＥＬに対して発生する
走査信号の大きさがしきい値信号の大きさより小さい場
合、一つの２値状態（すなわち、２値の０あるいは２値
の１）の画像信号が発生する。走査信号の大きさがしき
い値信号の大きさ以上である場合、他の２値状態の画像
信号が発生する。

【００２１】この発明は線型の文書、たとえば人間の読
み取れるテキスト画像あるいは背景の色調に対して見ら
れる書式印刷画像を含む文書を走査するときに主として
用いられる。しかし、この発明の精神と範囲はそれに限
定されない。それは、この発明は文書内の大多数のＰＥ
Ｌが文書の背景の色調だけを含むいかなる文書の２値モ
ード走査にも用いることができるためである。

【００２２】白い紙の表面に黒い、人間の読めるテキス
トのあるタイプされたページを考えてみる。この型の文
書では、文書の白い背景、非画像、あるいはＰＥＬ領域
によって提供される走査信号の大きさは、各文書走査線
内の大半の時間に発生し、一部の走査線においては、Ｐ
ＥＬ領域は常に発生する。

【００２３】この発明によれば、２値モードスキャナ装
置において背景の自動的な制御を達成するためにヒスト
グラム技術が用いられる。さらに詳細には、上述の主信
号（すなわち背景の信号）の大きさは、一つまたはそれ
以上の走査線内の様々な走査信号の大きさの記憶された
集まりあるいはヒストグラムを提供し、その後このヒス
トグラムを分析して主信号の大きさを判定することによ
って発見することができる。

【００２４】この主信号の大きさは文書の、情報を持っ
た黒いテキスト画像と情報を持たない紙の白背景の間に
存在する走査コントラストの正確な測定であることから
、この発明によれば、この主信号の大きさの相関的要素
としてしきい値信号の大きさを確立することによって文
書走査が向上する。

【００２５】従来の、明るい色調の背景に対して見られ
る暗い色調の画像について考えると便利であるが、この
発明とそれに限定されない。それは、黒い背景に対して
明るい色調の画像を見る場合にも使用できるからである
。いずれの場合にも、文書の可視画像のＰＥＬは画像内
容の損失を最小限にして２値電子画像に変換される。

【００２６】この発明のある実施例では、しきい値信号
レベルは文書走査中、上述の方法で連続的に確立される
、あるいは初期化される。このようにして、文書の走査
長内で起こる背景の色調の変化が補償される。この発明
のこの機能はまた文書の有効な背景の色調を変える他の
要因、たとえば走査の照射の強さの変化等を補償する。

【００２７】従って、この発明の目的は、複数の文書走
査列あるいは走査線の中の少なくともいくつかのものの
ＰＥＬに対して発生する複数の信号の大きさを含む信号
の大きさの集まりを提供する２値モード文書走査法およ
び装置を提供することである。その後このヒストグラム
が分析され、ヒストグラム中の最も発生頻度の高い信号
の大きさを判定する（すなわち、文書の背景のＰＥＬを
走査することによって発生する信号を判定する）。この
主として発生する信号はその後スキャナのしきい値信号
の大きさを判定するのに用いられる。

【００２８】さらに、この発明の他の目的は文書走査中
にスキャナのしきい値の大きさが動的かつ周期的に調整
され、それによって文書が走査されるにつれて、文書の
有効な背景の色調が変化する場合にしきい値信号の大き
さを変更する方法と装置を提供することである。

【００２９】この発明のこれらの、そしてその他の目的
および利点は、当該技術の熟練者には図面を参照して行
う以下の詳細な実施例の説明から明らかになるであろう
。

【００３０】

【実施例】この発明を採用した文書走査装置１０を図１
に示す。このスキャナ装置はこの発明を用いることので
きる一般的なタイプのものであるが、この発明はここに
開示する具体的な構成には限定されない。

【００３１】このスキャナ装置では、文書１１は画像側
を下に向けて透明なプラテン１２上に配置される。文書
１１の下向きの側はその上に含まれる可視画像が、たと
えば図４のホスト４５のようなデータ処理装置等の使用
することができる電子画像の形式に変換されるように走
査される。一般的に、スキャナ装置１０は文書固定、光
源移動型のものである。しかし、この発明の精神と範囲
の中で、スキャナ装置は移動文書と不動の光跡を提供す
ることができる。

【００３２】文書走査は、線型の光源１６と反射鏡アレ
イ１７を含む可動キャリッジ１５によって図１のように
達成される。モータ１８は好適にはステッピングモータ
であるが、これは歯車、ケーブル等の手段によってキャ
リッジ１５と機械的に結合される。モータ１８はプラテ
ン１２の長さに沿ってキャリッジ１５を両方向に移動さ
せる動作をする。図１の左への移動は走査運動と定義さ
れ、右への移動はホーミング運動と定義される。この運
動の方向は、図１に適当なラベルを付けた矢印で示すよ
うにＹ方向と定義される。プラテン１２から反射される
光跡２４は、図３から最も良くわかるようにレンズ２０
に向けられ、その後光センサ手段２１に向けられる。Ｃ
ＣＤアレイ２７は光跡２４の長さにほぼ一致するＸ方向
の有効長さを持つものである。

【００３３】光源１６はプラテン１２のＸ方向あるいは
幅にわたる比較的細い光跡２４を提供するように動作す
る。キャリッジ１５と光跡２４のホームポジションは光
線がプラテン１２の透明な先端部１３を照射するような
位置である。

【００３４】図３についていえば、光センサ手段２１は
好適には個々の感光検出器セル２８の線型のアレイとし
て構成される電荷結合素子（ＣＣＤ）アッセンブリーあ
るいはアレイ２７である。センサアレイ２７の各検出器
セル２８は、光跡２４によって規定される線型の走査線
内の画素あるいはピクセル（ＰＥＬ）を規定する。文書
１１上の様々なＰＥＬ密度（たとえば、文書１インチ当
り４００ＰＥＬ）を識別することのできるＣＣＤアレイ
は現在市場で容易に入手可能であり、高品質の解像度を
提供する。

【００３５】図２では、典型的な文書走査線の光跡２４
（図１参照）は、たとえば３，４００ＰＥＬ（すなわち
、幅８　１／２インチの文書のインチ当たり４００ＰＥ
Ｌ）の長さからなる。その結果、レンズ２０を通過する
光跡２４の長さが、ＣＣＤアレイ２７に到達したとき所
定の比率（たとえば７：５：１）で光学的に減少する。 光センサ手段２１のアナログ信号成分は、キャリッジ１
５がプラテン１２の長さに沿ってＹ方向に移動するにつ
れて文書の行毎に周期的に読み出される。

【００３６】文書走査が完了したとき、キャリッジ１５
はホームポジションに戻り（図１で見て右への運動）、
その後光跡２４がプラテン１２の先端１３の上に（すな
わち、図１に示す光跡２４の位置の右に）位置するよう
に停止する。

【００３７】光センサ手段２１からの出力走査信号は、
次に図３と関連して説明するように、出力信号のディジ
タル形式への変換後、可撓性のケーブル１９（図４の３
１）を介して電子制御器２２に結合される。制御器２２
はキャリッジモータ１８に駆動信号を提供する。制御器
２２は、モータ１８を開ループあるいは閉ループサーボ
機構の方式で制御する動作をする。ある実施例では、制
御器２２はたとえば回転速度計位置検出器２３の出力等
からキャリッジ１５に関する位置または運動フィードバ
ック情報を受け、ホームセンサ５９と走査センサ９０の
端部からキャリッジ位置フィードバックを受ける。

【００３８】制御器２２は出力ケーブル１４（図４の４
３、４４）を介して遠隔ホストあるいはプロセッサ４５
（図４）を用いてデータおよび信号を処理し走査する要
素を内蔵する。制御器２２の動作は図４を参照してより
詳細に説明される。

【００３９】図３は光センサ手段２１のデータ成分の読
み出しの実施例を示す。通常制御器２２から出るゲート
信号（図示せず）を用いて、ＣＣＤアレイ２７の一つお
きの検出器セル２８のアナログ信号成分が、アナログシ
フトレジスタ２５に並列に結合され、一方、一つおきの
他の列のセル２８に存在する信号はアナログシフトレジ
スタ２６に並列に結合される。

【００４０】レジスタ２５および２６に与えられたアナ
ログ信号は、ＣＣＤアレイ２７の個々のセル２８が受け
た、光跡２４の同数の個々のＰＥＬから反射される様々
な光のレベルを表す。個々のアナログ信号の大きさは、
光跡２４の小さなインクレメンタルピクセルまたはＰＥ
Ｌから所定時間中に反射される光の量の平均に対応する
。これらの信号はレジスタ２５および２６に転送され、
マルチプレクサ２９を介してアナログ／ディジタル変換
器（Ａ／Ｄ）３０に直列にシフトされる。この目的には
、各種の適当なアナログ／ディジタル変換器を商業的に
入手可能である。

【００４１】Ａ／Ｄ変換器３０の出力３１は一連の２値
データのバイト、たとえば各ＰＥＬに対し１バイトのデ
ータからなる。これらのバイトはそれぞれシフトレジス
タ２５および２６から検索されたアナログ信号の一つの
大きさにディジタル的に対応し、したがって各バイトは
、ＣＣＤアレイ２７のセル２８の一つに存在する反射光
の大きさに対応する。アレイ２７が１インチ当たり４０
０セルまたはＰＥＬを結像する場合、Ａ／Ｄ３０の出力
３１は同様に１インチ当たり４００バイトからなる。

【００４２】図１の文書スキャナにおいては、文書１１
はＸ方向と定義される方向に伸長する光跡２４を用いた
走査中に照射される。光跡２４は直交Ｙ方向と定義され
る方向に文書１１に対して移動する。光はこのように文
書１１から線毎または列毎に反射され、各文書列はＸ方
向に伸長する。白紙上の黒線またはテキスト画像からな
る文書の場合、高強度の光が文書の白背景のＰＥＬ領域
から反射し、中強度の光が文書の黒い画像部分のみを含
む文書ＰＥＬから反射され、低強度の光が文書の黒い画
像ＰＥＬ領域から反射される。

【００４３】反射光線あるいは反射光線（図２の２４）
はＸ方向に有効に伸長する感光セル２８の線型のアレイ
に光学的に向けられる。アレイ２７の個々のセンサセル
２８はそれぞれＹ方向に伸長する文書走査カラムを規定
する。

【００４４】スキャナ装置１０（図１）は、文書１１の
表面全体を走査または読み取りするか、あるいはその内
部またはウィンドウを走査する。文書１１内のウィンド
ウ領域の走査要求の場合、このウィンドウ領域は、プラ
テン１２と光跡２４の移動によって規定されるＸ−Ｙ座
標系に基準合わせしたウィンドウ領域ＸおよびＹ座標を
与えることによって規定される。

【００４５】スキャナ装置１０が文書１１内のウィンド
ウの走査の要求を受けた場合、センサセル２８の信号成
分は、文書ウィンドウに対する光跡のＹ方向位置に関し
て問い合わせされねばならず、加えて、実際に文書のウ
ィンドウのＸ方向の幅を見るセンサセル２８だけが図４
の画像メモリ４０に読み出される。

【００４６】文書スキャナ１０は二つの動作モードのう
ちの一つのモードで動作することができる。第１の動作
モード（すなわち、デフォルト動作モード）は、写真の
ようなグレー画像の濃淡を含む文書の走査に特に適して
いる。この場合、制御器２２は各センサセル２８のアナ
ログ出力を多数の２値の値の一つに解像する。たとえば
、グレースケールの文書１１のためのセンサセル２８か
らのアナログ出力信号は、００００、００００から１１
１１、１１１１の大きさの範囲にわたる大きさを有する
８ビットの２値ワードに解像される。このように、この
８ビット情報信号の情報成分は文書のグレースケール画
像ＰＥＬに存在する情報成分を保持する。

【００４７】スキャナ装置１０の第２の動作モードは、
ここでは２値動作モードと定義されるが、このモードで
は、装置はタイプされたテキストのページのような線文
書１１の走査に最適である。この場合、各センサセル２
８からのアナログ出力もまたほぼ８ビットの大きさの範
囲に及ぶ。しかし、この第２の動作モードでは、制御器
２２は様々な多レベルの８ビットバイトを二つの値の値
、すなわち０または１のうちの一つに解像する動作をす
る。この動作には、様々な８ビットのセンサセルの大き
さを比較する対照となるあらかじめ決められたしきい値
信号の量（すなわち００００、００００と１１１１、１
１１１の二つの大きさの中間程度の大きさを持つバイト
）を用いる必要がある。 この場合、中間的な反射率特性のＰＥＬはこれら二つの
２値状態のうちの一つに解像される。

【００４８】以下の説明に用いる約束としては（それに
限定されるものではないが）、バイト１１１１、１１１
１は最も明るい色で最も反射率の高いＰＥＬを表し、バ
イト００００、００００は最も暗い色で最も反射率の低
いＰＥＬを表す。通常、中間の色合いのＰＥＬの２値画
像信号へのしきい値信号の解像は明るい値に対して見ら
れる暗い可視画像の情報成分の損失を最小限にするよう
に行われる。

【００４９】このようにして、実際に様々な反射率特性
のＰＥＬを有するが、可視情報成分に関していえばわず
か二つの反射率状態（たとえば、白背景のＰＥＬと黒い
画像のＰＥＬのみ）のＰＥＬしか持たない文書１１は、
２値の電子画像に変換され、この２値電子画像はかかる
文書１１の持つ可視情報成分の複製である。

【００５０】この発明は主としてスキャナ装置１０が２
値モードで動作するときに用いられる。この発明に寄れ
ば、制御入力導体４２（図４の４３）がスキャナ装置１
０を導体４２上に活動中の信号が存在するときスキャナ
装置１０を２値動作モードにする。スキャナ装置１０は
、２値動作モードでは値の固定されたしきい値信号、あ
るいはその値がこの発明にしたがって周期的、自動的に
決定されるしきい値信号のいずれかによって動作する。

【００５１】当該技術の熟練者にはよく理解されるとこ
ろであるが、タイプされたページのような線型の文書が
スキャナ装置１０に供給されるとき不適切な文書走査か
ら、背景の濃淡、基板の色および厚さ、光学的透明度、
また条件には大きなばらつきがある。さらに、文書の反
射率特性に関与するが、可視情報を持たない文書パラメ
ータはすべていかなる単一の文書内でもばらつき得るも
のである。

【００５２】これらの文書の変動要素に対処するため、
この発明はスキャナ装置１０が導体４２に存在する制御
信号を用いて選択される自動的な背景の制御を伴う２値
モードで動作するとき用いられるしきい値信号あるいは
大きさを決定する方法と装置を提供する。後に明らかに
なるが、この発明の自動的な背景の制御は文書１１の背
景の反射率レベルにのみ応答し、文書の平均反射率の値
には応答しない。

【００５３】図５から図８を参照してこの発明を詳細に
説明する前に、文書全体あるいは文書のウィンドウの走
査に関連する主要な電気および電子要素の全体的な構成
を図４を参照して説明する。

【００５４】当該技術の熟練者には周知である方法によ
って、マスター中央演算処理装置（ＣＰＵ）３５がライ
ン３４上のキャリッジ位置回転速度計２３やキャリッジ
位置センサ５９および９０の出力と関連して、モータ１
８へのライン３３上の適当な起動信号によってキャリッ
ジ１５（図１）の運動を制御する。センサ５９および９
０はたとえばキャリッジ１５に取り付けた旗によって一
時的に遮断される固定の光ビームからなる。

【００５５】さらにマスターＣＰＵ３５は、ライン３６
および３７上で行われる双方向の制御信号の対話を通じ
てＣＣＤセルのサンプリングと光センサ手段２１のセル
成分のアナログ／ディジタル変換を開閉する。

【００５６】光センサ手段２１の出力（すなわち、図３
のＡ／Ｄ３０の出力３１）によって提供されるディジタ
ルバイトデータがバス３１を介して従プロセッサ３２に
並列に与えられる。プロセッサ３６は、ケーブル４１を
介してバッファメモリ４０の記憶位置にデータバイトを
挿入する。従プロセッサ３２はライン３８を介してマス
ターＣＰＵ３５から受け取られる開始指令に応じてデー
タを受け取り、記憶し、その状態と動作をライン３９を
介してＣＰＵ３５に連続的に知らせる。

【００５７】従プロセッサ３６はまた通信リンク４３お
よび４４（図１の１４）を介して遠隔ホストデータ処理
装置４５と双方向通信する。並列ビットでは、多数のラ
インケーブルがホスト４５と従プロセッサ３６の間にイ
ンターフェース４３、４４を提供し、またこの目的には
、モデム、ファイバオプティック通信その他のこれに替
わる様々なデータ転送方法が利用可能である。図５に関
して、この図は図４の従プロセッサ３２内に含まれる２
値モード画像プロセッサ５０の実施例を開示している。 ２値モードとしきい値信号５４の大きさはこの発明によ
れば図５に周期的に、たとえば、走査線毎に設定される
。

【００５８】この図でＡ／Ｄ３０（図３）の８ビット走
査信号出力がケーブルまたはバス１９に存在する。上述
のように、この８ビット信号の２値の大きさは０から２
５５までの１０進値範囲に及ぶ。

【００５９】この多レベル２値信号は画像プロセッサ論
理ネットワーク５０への入力として提供される。ネット
ワーク５０は、たとえば画像スケーリング等の多数の周
知の画像処理および増強機能を含むが、これはこの発明
の利用には重要ではない。

【００６０】この発明のこの実施例においては、画像プ
ロセッサ５０は画像フォーマッティング論理ネットワー
ク５１と自動背景プロセッサ５２を有する。図１のスキ
ャナ装置が自動的な背景の処理が可能な２値モードで動
作可能になったとき、ライン４２に存在する信号は活動
中である。その結果、プロセッサ５２は周期的に動作し
て画像フォーマッタ５１の部分５４に記憶された信号し
きい値の大きさを更新するために文書１１の走査線（た
とえば、文書走査線または走査列毎）の走査バイト成分
を分析する。スキャナ装置が２値モードで動作可能にな
り、但しライン４２上の信号が活動していないとき、デ
フォルトしきい値信号が部分５４に記憶され、文書１１
の走査中に用いられる。

【００６１】いずれの場合にもフォーマッタ５１はケー
ブル１９上の各走査信号バイトの大きさをしきい値５４
の大きさと比較する動作をし、その後その比較の結果と
してビット０またはビット１である２値出力を提供する
動作をする。効率的なデータ伝送を達成するために、８
個のかかる走査ＰＥＬビットは１バイトにパックされ、
このパックされたバイトがその後出力バス５６に入る（
図１の１４および図４の４４参照）。

【００６２】ライン４２上に活動中の信号があると仮定
すると、プロセッサ５２は、たとえば一つの文書の行内
といった所定量の文書走査データ内でＡ／Ｄ走査バイト
が連続して順次発生するとき、ケーブル１９上に存在す
るかかるバイトの大きさを連続的に読む。この所定量の
走査データ内の最も発生頻度の高い個々のバイト値（あ
るいはある範囲の値）がプロセッサ５２がフォーマッタ
５１の部分５４のためのしきい値の大きさを確立するた
めに用いられる。その後このしきい値の大きさは画像フ
ォーマッタ５１が、次の所定量の走査データ１９が到着
するとき、走査データ１９を２値の大きさ５６に変換す
るのに用いられる。また、この次の走査データ量が到着
するとき、プロセッサ５２は、部分５４の新しいしきい
値の大きさが必要とされるときはこの新しいしきい値の
大きさを再度決定する動作をする。

【００６３】このようにして、画像フォーマッタ５１は
、Ａ／Ｄ出力１９を文書の背景の反射率特性のみの相関
的要因、すなわち、文書の最も発生頻度の高いケーブル
１９上のＡ／Ｄ出力のみの相関的要因であるしきい値の
大きさ５４を用いて二つの２値状態のうちの一つに変換
する。

【００６４】図５に示すこの発明の実施例では、走査信
号１９の単位量が分析される度に行われる信号しきい値
レベル５４更新の利用を提供する。この場合、単位量は
３，４００走査バイトに等しい（すなわち、８　１／２
インチの文書の１インチ当たり４００ＰＥＬ）。しかし
、従来の文書１１にはまたこの発明の精神と範囲におい
ては、通常しきい値レベル５４を線毎に更新する必要は
ない。

【００６５】図６には、この発明の一実施例を示すが、
ここでは図６のしきい値レベル５４は文書１１が走査さ
れるとき図５における場合より少ない頻度で更新される
。さらに詳細には、図６ではしきい値信号５４の大きさ
はライン５５上の出力によって文書走査線８本からなる
各グループにつき１回の頻度でリセットされる。図７に
この発明のこの実施例で用いられる走査信号メモリ６０
の構成を示す。

【００６６】図６および図７を各文書走査線の各ＰＥＬ
に対して一つの８ビットバイトからなる走査信号に関連
して説明する。しかし、この発明はこれに限定されるも
のではない。この約束を用いる結果、入力ケーブル１９
は０から２５５までの１０進値の範囲に及ぶバイト信号
を提供する。この発明に係る装置は２５６のこれらの個
々の信号レベルのすべてに関して走査信号の数を調べる
動作をするが、これは通常不要である。このように、図
６および図７では、この２５６の可能な走査信号値の範
囲は１６の等しい大きさの範囲に分割され、各範囲は１
６の異なる走査信号値を含む。

【００６７】図７では、信号メモリ６０の１６のメモリ
記憶位置６１はそれぞれ図６の動作によって計数される
１６の走査信号の１０進値を示す記号説明を含む。メモ
リ位置６１の右のカラムは隣接するメモリ位置６１の内
容を１カウント増加させる動作をするケーブル１９条の
Ａ／Ｄ出力バイトを含む。たとえば、最も低いメモリ位
置６１は、「０から１５」の１０進値範囲に入る走査信
号バイト１９、すなわちバイト範囲００００、ＸＸＸＸ
内の１６のすべての２値バイトの数をカウントする（Ｘ
はビットのｄｏｎ’ｔｃａｒｅ状態を指す）。 ８走査線サイクルの始めにはすべての記憶位置６１は０
のカウントを持つように初期化される。

【００６８】この約束に限定されることなく、最も低い
メモリ位置６１は文書の最も暗いＰＥＬのカウントを持
つ。一方、最も上のメモリ位置６１は文書の最も明るい
ＰＥＬのカウントを持つ。

【００６９】図６に関して、マイクロプロセッサ５２は
、００００、ＸＸＸＸから１１１１、ＸＸＸＸまでのバ
イト範囲にわたる二つの異なる２値バイトを図７のメモ
リ位置６１の右に位置するカラムによって示すように、
レジスタ６２および６３にくり返される８走査線サイク
ルで効率的にロードする動作をする。

【００７０】効率上の目的から、マイクロプロセッサ５
２は好適にはレジスタ６２、６３に１バイトだけをロー
ドし、このバイトの上の４ビット（ニブル）は一つのレ
ジスタ、たとえばレジスタ６２にロードされ、このバイ
トの下のニブルは他のレジスタにロードされる。たとえ
ば、図７でライン１と指定する８走査線のサイクルの始
めに、レジスタ６２は００００とロードされたニブル（
すなわち、０から１５の範囲の１０進値の走査信号）を
有し、レジスタ６３は０００１とロードされたニブル（
すなわち、１６から３１の範囲の１０進数の走査信号）
を有する。

【００７１】ここでケーブル１９上に存在する次の走査
信号バイトはバイト０１１１、００１０（すなわち、２
０の走査信号１０進値）と仮定する。かかる走査信号バ
イトの大きさは文書の高反射率の可視画像の部分を含む
文書ＰＥＬから来ている。ケーブル１９上のこのバイト
値は二つのコンパレータネットワーク６４、６５に接続
されている。これらのコンパレータネットワークは現在
ケーブル１９上に存在するバイトの大きさを、図７に示
すように現在レジスタ６２および６３に記憶されている
バイトの大きさと比較する動作をする。

【００７２】この仮定の走査信号バイトがケーブル１９
上に存在する結果、コンパレータ６４は比較状態を検出
し（すなわち０００１、００１０は０００１、ＸＸＸＸ
と比較される）、ライン６６を介してマイクロプロセッ
サ５２に活動状態の出力を提供する。

【００７３】この結果、マイクロプロセッサ５２は図７
に「１６から３１」と示されたメモリ位置６１に記憶さ
れたカウントを一つ進める動作をする。

【００７４】当該技術の熟練者には自明である通り、図
６に示す構成と同等の手段（図示せず）が、二つのコン
パレータ６４、６５のそれぞれの出力に一つずつ、計二
つのハードウェアカウンターを提供する。これらの二つ
のかうんたーは８走査線サイクルの各線に対して各線毎
に、図７に示すバイト値の発生回数のカウントを蓄積す
る。 このサイクル内の各線の最後に、マイクロプロセッサ５
２がこれら二つのカウンターの内容を読み、その内容を
記憶し、サイクルの次の走査線に備えるためカウンター
を０にリセットする。一つの８走査線のサイクルの終わ
りにはマイクロプロセッサ５２はカウント値のヒストグ
ラムを作成済みである。その後マイクロプロセッサ５２
は１６の記憶されたカウント値の中でどれが多数である
かを判定し、この多数の値はマイクロプロセッサ５２が
ライン５５に加えるべきしきい値信号を決定するのに用
いられる。

【００７５】図６において、メモリ６０の１６のメモリ
位置の内容は文書１１上をＸ方向に伸長する８走査線の
帯びの全体的な反射率特性の同様なヒストグラムからな
る。

【００７６】この発明によれば、マイクロプロセッサ５
２はメモリ６０のすべての記憶位置６１に問い合わせて
、どの記憶位置６１が最も高いカウントを有するかを判
定する。 この最高カウントの値はその後ライン５５に加えるべき
しきい値信号値の決定に用いられる。他のすべての記憶
位置６１の有するカウントは無視される。それは、この
発明によればフォーマッタ５０のしきい値信号５４（図
示せず）は文書１１の背景の反射率特性によってのみ決
定されるためである。

【００７７】ある時間にライン５５に存在するしきい値
信号は、現在の８線走査サイクル期間中に画像フォーマ
ッタ５１（図５）によって、ケーブル１９上のＡ／Ｄ出
力バイトをケーブル５６上のパックされた２値出力バイ
トに変換するために用いられる。同時に図６、図７の装
置は現在の８線走査サイクル内のバイト値の数に基づく
新しいしきい値信号５５を再計算する動作をする。

【００７８】たとえば、文書１１が白い色調の紙の上の
黒いタイプされた人間の読めるテキストからなると仮定
する。この場合、「２２４から２３９」と示されたメモ
リ位置は一つの８走査線サイクルの最後に最高カウント
を含む。 その結果、図５のしきい値信号レベル５４は、文書の黒
いテキスト画像の最良の解像度を得るための、０１１１
、００００（１０進数の１１２）の値に設定される。こ
の場合、仮定の大きさ０１１１、００００以下のケーブ
ル１９上のすべての走査バイト値は、ライン５６上の画
像バイト（図１の１４および図４の４４）にパックする
ために画像フォーマッタ５１（図５）によって０の２値
出力に解像され、大きさ０１１１、００００以上のケー
ブル１９上のすべての走査バイト値は、１の２値出力に
解像される。

【００７９】図８にこの発明の方法の実施例をフローチ
ャートの形で開示する。機能ブロック７１に示すように
、この発明の考察はたとえば図４のホスト４５等からの
走査要求の受領から始まる。決定ブロック７２は図１の
導体４２の活動状態の信号を介してスキャナ装置１０の
２値モードが選択されたかどうかを判定する。

【００８０】２値動作モードが選択されなかった場合、
機能ブロック７３は図３および図４のＡ／Ｄ出力３１（
図１のケーブル１９）によって供給される多レベル走査
信号に正確に対応する多レベル画像信号を発生する動作
をする。これらの画像信号は、文書走査の終了が決定ブ
ロック７５によって検出され、走査動作が機能ブロック
７６の動作によって検出され、走査動作が機能ブロック
７６の動作によって終了する時まで、機能ブロック７４
の動作によって信号使用装置（図１のホスト４５）に供
給される。走査動作の終了は、当該技術の熟練者には周
知の通り、たとえば図１の走査センサ９０の端部の使用
もしくはモータ位置変換器を含む手段の使用によって検
出することができる。

【００８１】２値動作モードが選択された場合、決定ブ
ロック７７は自動背景機能もまた選択されたかどうかを
判定する動作をする。

【００８２】自動背景機能が選択されなかった場合、機
能ブロック７８は多レベル走査信号の大きさを図５の５
４のようなデフォルトしきい値信号の大きさと比較する
動作が可能であり、その後、機能ブロック７９はこの信
号比較に基づいた２値レベル画像信号を発生する動作を
する。 これらの２値レベル信号は、上述のように決定ブロック
７５が走査動作の終了を検出する時まで、機能ブロック
７４の動作によって信号使用装置に与えられる。

【００８３】自動背景機能が選択されている場合、機能
ブロック７８および７９は上述したような２値画像信号
を提供する動作をし、さらに機能ブロック７８のしきい
値信号レベルは機能ブロック８０−８３の動作によって
周期的に更新または再初期化される。各ＰＥＬ走査信号
に関して２値決定がなされる手段であるしきい値信号の
更新の頻度は高くても低くてもよい。しかし、更新は各
文書走査中に多数会起こることが好適である。

【００８４】さらに詳細には、決定ブロック７７が自動
背景機能が選択されたことを検出したときは、機能ブロ
ック８０は走査信号の単位量のヒストグラムを作成する
動作をする。このヒストグラムの内容から、機能ブロッ
ク８１がヒストグラム中の最も頻度の高い走査信号を判
定する。その後機能ブロック８２がこの最も頻度の高い
走査信号の大きさを用いて新しいしきい値信号レベルを
決定する。機能ブロック８３の出力は機能ブロック７８
のしきい値レベルの更新を行うためにこの機能ブロック
に加えられる。機能ブロック８３の出力はまた機能ブロ
ック８０に与えられ、それによってしきい値信号レベル
の再計算を繰り返す。

【００８５】機能ブロック７８によって用いられるしき
い値信号レベルのこの再計算は、決定ブロック８９の動
作によって示すように走査の終了が検出されるまで継続
する。

【００８６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
文書走査列あるいは走査線の中の少なくともいくつかの
もののＰＥＬに対して発生する複数の信号の大きさを含
む信号の大きさの集まりを提供する２値モード文書走査
法および装置が提供される。その後このヒストグラムが
分析され、ヒストグラム中の最も発生頻度の高い信号の
大きさを判定する（すなわち、文書の背景のＰＥＬを走
査することによって発生する信号を判定する）。この主
として発生する信号はその後スキャナのしきい値信号の
大きさを判定するのに用いられる。

【００８７】さらに、本発明によれば、文書走査中にス
キャナのしきい値の大きさが動的かつ周期的に調整され
、それによって文書が走査されるにつれて、文書の有効
な背景の色調が変化する場合にしきい値信号の大きさを
変更する方法と装置が提供される。

【００８８】この発明を多数の詳細な実施例を参照しつ
つ説明してきたが、当該技術の熟練者にはこの発明の精
神と範囲に含まれる他の実施例が容易に想像できよう。 このように、この発明は以下のクレームの内容によって
のみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実装した文書操作装置の部分概略側面
図である。

【図２】図１のスキャナの、ＣＣＤアレイ画像平面対書
対象平面の光反射経路を線図的に表した図である。

【図３】図１のＣＣＤアレイの概略図であり、ＣＣＤセ
ンサに反射された光跡の結果、個々のＣＣＤセンサセル
により発生されたアナログ信号を処理し、ディジタル化
するための回路及び論理が示されている。

【図４】図１の操作に組み込まれた、プロセッサ制御論
理及び回路の配列及び構造を示すブロック図である。

【図５】しきい値信号の大きさが操作行毎に設定される
、図４の論理及び回路に用いられる本発明に基づく２進
値モード画像プロセッサの第１の実施例である。

【図６】しきい値信号の大きさが８つの文書操作行の各
群に関して設定される、図４の論理及び回路に用いられ
る本発明に基づく２進値モード画像プロセッサの別の実
施例である。

【図７】図６の操作信号メモリの構造であり、どのよう
にして、列の８つの連続文書行を操作した結果、２５６
の可能な操作信号の大きさが１６のメモリ位置に収集さ
れるかを示している。

【図８】本発明に基づく方法の流れ図である。

【符号の説明】

１０…文書操作装置 １１…文書 １２…プラテン １５…可動キャリッジ １６…光源 １７…反射鏡アレイ １８…モータ １９…信号 ２０…レンズ ２１…光センサ手段 ２２…制御器 ２３…位置回転速度計 ２４…光跡 ２５，２６…シフトレジスタ ２７…ＣＣＤアレイ ２８…検出器セル ３０…ＡＤ変換器 ４５…ホスト ５４…しきい値信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２値モードで動作可能であり、各文書走査
   列の各画素（ＰＥＬ）に関して発生された電子信号の大
   きさを、前記電子信号の大きさとしきい値信号の大きさ
   とを比較することにより、第１の状態信号又は第２の状
   態信号に変換し、各文書走査列が文書の背景色調と文書
   の画像色調とを規定するような、文書スキャナにおいて
   、前記しきい値信号の大きさを文書の背景色調の関数と
   して動的に確立するための方法であって：（１）　少な
   くともいくつかの文書走査列の多数のＰＥＬに関して発
   生される信号の大きさの集まりを形成し；（２）　前記
   格納された集まり内で最も頻度が高い信号の大きさを決
   定するべく、前記信号の大きさの集まりを分析し； （３）　前記最も頻度が高い信号の大きさの関数として
   前記しきい値信号の大きさを決定する； 各ステップからなることを特徴とする方法。