JPH04503271A - 走査画素データをマッピングする方法 - Google Patents

走査画素データをマッピングする方法

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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】 走査画素データをマツピングする方法 〔技術分野〕 本発明は、ページ上のイメージから得られる画素データを走査し、走査された画 素データをコンピュータのメモリ中に記憶するスキャナを使用する方法に関し、 より詳しくは、画素のグリ・ソドに対して検出器アレイの各検出エレメントの相 対的位置を決定し、これによってコンピュータのメモリ中への走査画素データの 正確なマツピングを容易に行う方法に関する。
〔背景技術〕
グリッド上の一点の相対的位置を決定し、これによって例えばコンピュータスク リーンのような視覚表示システム上のカーソルの移動を決定する位置センサある いはカーソル制御装置は公知である。この種の装置の一つに、一般的にマウスと 呼ばれて−)る光学的位置センサがある。ここで用いているように、用語「マウ ス」あるいはその複数形の「マイス」はある表面上の相対的動きや位置を検出し 、これをコンピュータディスプレイ上のカーソルあるいはコンピュータメモリ中 のアドレスの位置を決定するのに用いる出力信号を発生可能なあらゆる機械的な いし光学的装置を表すのに用いられる。
代表的な適用例においては、1個の電子−光学式ある0は電子−機械式マウスが コンピュータターミナル乃至ソフトウェアプログラムと組み合わされることによ り、オペレータはキーボードを必要とせずにコンピュータに命令を入力すること が可能である。
従来技術における幾つかの装置は、単一のマウスと検出器アレイとの組合わせか らなり、走査対象面から画素データを検出可能な走査装置タイプになっている。
この種の走査装置は、代表的には同時にテキストの単一ラインあるいは走査され たページ上のある位置に位置付けされた他のインディシア(indicia ; 標識)を走査するのに用いられる。この種のスキャナの利用度は一般的に限定さ れている。これはこれに用いられるマウスが、−次元の動きしか検出できず、そ して走査対象ページ上の当該位置とカーソルの位置とを関係づけることができな いためである。
他の従来のスキャナ、例えばホンコンのスカイワールドテクノロジーリミテッド (Skyworld Technology、 LTD)製の「スカイスキャン (Sky 5CAN)モデル5CN−101スキヤナは、走査対象ページから3 ないし4インチ幅で情報をスキャンするのに用いられる。
しかし、この種のスキャナーも、動きの検出がやはり一次元だけに制約され、こ れによって再生されるイメージを組み合わせて単一画面に情報をまとめることが できないため、用途が限定され、標準ページのテキストを再生させることができ ず、用途が限定されている。
上述の2個のマウスを検出器アレイと併用したスキャナが1988年7月23日 出願のアメリカ特許願第889,130号(US特許第4797544号)に開 示されている。この特許にはページ上の文字をコピーし、これをコンピュータの ディスプレイあるいはメモリに伝送する光学スキャナが開示されている。スキャ ナとページの間は位置のインディシアを含む透明体乃至はグリッドパターンにな っている。このスキャナは、ページ上に印刷された文字から反射される光を検出 するための感光素子アレイを備えているが、これは透明体ではない。このスキャ ナは、また二つの光学的マウスも備えており、これらのマウスは、ページからで はなく、透明体から反射した光に対して反応し、グリッドパターンに関する検出 器アレイ(感光素子アレイ)の位置と相対的角度を検出する。
各マウスは、カウンタとして動作し、グリッドパターン上で交差した垂直あるい は水平ラインの数を検出し、グリッドパターンに関する各マウスの位置を決定す る。しかし、各マウスの位置が決定されたとしても、コンピュータのメモリ中に 走査されたデータを正確にマツプするためには、検出器アレイの各検出エレメン トの正確な位置を決定する必要がある。理論的に、二つのマウス間に検出器アレ イを配置することによって、マウス間にラインを引くことは可能であり、かつ、 このラインを、コンピュータのメモリあるいはディスプレイに対する検出器アレ イの各エレメントの正しい位置付けに用いることができる。
検出エレメントの直線状アレイに関してデータをコンピュータのメモリ中のどこ に指定するかを決定する一つの可能な解決方法は、2次元のラスターグリッドを 横切って引かれたラインの近くに位置する画素の座標を決定するのに代表的に使 用されるアルゴリズムの一つを用いることである。これらのアルゴリズムは、既 知の座標をラインの両端に指定し、ラインのスロープを決定し、さらにグリッド 上の画素に関するラインの相対的位置を決定するために用いられる。グリッドに 対するラインの相対的位置は前ステップの結果に基づいた各ステップについて増 分計算することにより決定される。
プレゼンハムズラインアルゴリズム(Bresenham’ s Line A lgorithm)は、上述のような計算を行うのに一般的に用いられるアルゴ リズムの一つである。これは、このアルゴリズムが整数計算のみを用い、実数変 数に用いないので、余分な時間と実数変数に伴う計算を実行するのに必要なハー ドウェアをなくすことができるからである。プレゼンハムアルゴリズムは、X軸 方向のラスターグリッドに沿ってステップされ、マツプされたラインセグメント の下にあるX軸方向の各グリッドエレメントについてのラインに対し接近した異 なる画素座標位置の選択について使用される。換言すれば、プレゼンハムアルゴ リズムは、ラインセグメントをX軸上に投影することによってカバーされた各ラ スターグリッドエレメントに対する画素座標位置を算出する。このアルゴリズム は、上述したX軸基準に相似する方法でY軸に対する基準化をすることができる 。スキャナへの適用において、適切なラインセグメントは検出器アレイである。
したがって、N個の検出エレメントを有する検出器アレイに対しては、プレゼン ハムアルゴリズムが、アレイのX軸となす角の余弦のN倍に等しいメモリ指定数 を生ずる。しかし、スキャナ検出器がN個の画素に対するデータを検知し、余弦 角が1以下であるので、プレゼンハムアルゴリズムをスキャナの応用に用いるこ とは、そのアルゴリズムが検知されたデータを用いるのに十分な、画素の位置の 算出を行えないという理由で不適当である。
すなわち、プレゼンハムアルゴリズムを、走査されたデータのメモリへの割当て の決定に用いることの問題点は、検出器アレイがある角度を取った場合に、スキ ャナによって正しい再生イメージが発生されたならば、割り当てられたはずの対 応する走査データより多いメモリアドレスが走査データの記録のために選択され てしまう、ということにある。このアルゴリズムによると、走査されたページ上 の異なる位置からの収集データが常にメモリ内の別々の位置に割り当てられる。
したがって、このアルゴリズムを走査データの割当てに用いるスキャナは、走査 するページ上のラインがページの縦方向及び横方向の何れに対しても平行あるい は垂直でない場合には、実際に走査されたラインより長い長さのラインを再生し てしまう。
二重マウス式スキャナの第2のタイプが1986年4月18日登録のイチカワ他 のUSP4,581,761に開示されている。
この特許には、磁気ひずみ特性を備えたパッド上に順繰りに置かれる紙面上を随 意に移動可能なイメージセンサ−が示されている。
そしてこのパッドは、その近接する二つの端部(一端が垂直軸を、他端が水平軸 を表わす)に誘起されるパルスを受けるように作用し、パッドの磁気歪をしてパ ッドの表面に波形状の擾乱が発生せしめられ、これが垂直方向と水平方向に伝達 される。位置センサは、波形がその下を透過するときにパッドの隆起部を検出す る能力と、波形が発生した時点から位置センサに到達するまでに要した時間の長 さを補作法計算することによって決定できる能力とを備えている。
前述のUSP4,581,761に開示されている絶対位置マウスとは異なり、 光学マウスは相対的位置付は装置であって、代表的にはマウスがグリッドパター ンのラインをカウントし始める前に、まずこれを方向付けし、初期化させていな ければ、グリッドパターンに関する位置を決定することができない。したがって 、上述した二重光学マウス式マウススキャナのために、適切に方向付けし、初期 化し、そして走査データにメモリアドレスを割り当てるための適切な方法を決定 しなければならない。
したがって、本発明の主な目的は、ページ上のイメージからの画素データを走査 し、走査データを適切なコンピュータメモリアドレスに指定して、これによって 走査イメージの正確な再生を容易にするように二重光学マウス式スキャナを利用 するための方法を提供することである。
本発明の他の目的は、N個の検出エレメントによって集収された情報を、X軸と 検出器アレイとの角度とは無関係に、メモリ中のN個の必ずしも異なっていない 位置に正確に指定する方法を提供することである。
本発明のさらなる他の目的は、それが移動するグリッド上のグリッドパターンに 関する二重光学マウス式スキャナの相対的位置を決定する方法を提供することで ある。
〔発明の概要〕
簡単にいえば、本発明の好ましい実施例は、(a)検出素子を長尺に配列した検 出器アレイと、検出器アレイの両端に配置された二つの光学マウスとを有するス キャナを、ページ上を覆う透明性グリッドパターン上に載せるステップと、(b )二つのマウスによって提供された移動情報を用いてグリッドパターンに関する スキャナの方向を決定するステップと、(c)マウスの位置の検出を開始する開 始点にスキャナを位置決めし、そしてグリッドパターンの表面を横切ってスキャ ナを移動させることによりページの走査を開始するステップと、及び(d)特定 の検出素子の実際の位置に最も近づけて決定されたグリッドパターン上の座標位 置に対応するコンピュータのメモリアドレスに、スキャナとのコミュニケーショ ンに基づいて、各検出器素子にて走査された画素データを記憶するステップとか らなる。
〔図面の簡単な説明〕
第1図は、本発明の好ましい実施例による検出器アレイ及び二つの位置センサを 有するスキャナを示す斜視図である。
第2図は、スキャナと、グリッドパターンの電気的表示との関係を図式的に示す 平面図である。
第3図は、本発明の好ましい実施例に基づいて、ページからの画素データを走査 し、走査された画素データを適切なコンピュータメモリに伝送するステップを示 すフローチャートである。
第4図は、本発明の好ましい実施例に基づいて、スキャナ及びコンピュータを方 向付は初期化して既知の第1位置を走査しマツプするステップをさらに示すフロ ーチャートである。
第5図は、第1検出エレメントからの走査画素データを記憶するメモリアドレス を決定するステップをさらに示すフローチャートである。
第6図は、検出器アレイ中の残りのエレメントのために「直近アルゴリズム」を 起動し、エレメントの位置をメモリにマツピングするステップをさらに示すフロ ーチャートである。
第7図は、エレメント0及びN−1のX−Y座標位置及び検出器アレイとXある いはY軸とによって形成された角を決定するステップをさらに示すフローチャー トである。
第8図は、検出器アレイ中の次近接検出エレメントによって検出された画素デー タを記憶する次処理用アドレスを決定するステップをさらに示すフローチャート である。
第9図は、第3図に示されたステップを示し、さらに記憶された画素データを遠 隔ターミナルを書き込むステップを含むフローチャートである。
第10図は、本発明の実行に使用できる要素部材の構成を概略示するブロック図 である。
〔実施例〕
図1は本発明の好ましい実施例による、検出器アレイ及び二つの位置センサを有 するスキャナの斜視図である。スキャナIOが、その上にグリッドパターン13 を有する透明体12に載置されており、この透明体が一枚のペーパ14上に載置 されている。画素データであるプリント情報16がページ上で走査される。スキ ャナlOは、二つの位置センサセクション20.22と走査アレイセクション2 4を含むハウジング18からなる。
各位置センサセクション20は、光源26と検出器28を含んでいる。走査アレ イセクション24は、光源アレイ30と検出器アレイ32を含んでいる。位置及 び移動情報をコンピュータ(図示時)に伝達する2セツトのワイヤ34.36が それぞれ位置センサセクション20.22から延長されている。同様に、データ ライン38、タイミングライン40、及び信号ライン42の一端で光源アレイ3 0と検出器アレイ32からの情報がコンピュータの種々の要素に伝送されている (図示を省略するが、次に説明する)。
ハウジング18は、オペレータの手のひらに納まり、透明体12の表面上をスム ーズに可動できるようになっている。二つの光源26.30は、発光ダイオード 、白熱電球あるいは他の種々の光源でよく、可視光線をはじめ紫外線及び赤外線 を放射するものであればよい。あるいはまた、光源26.30は、ダイオードレ ーザのようなレーザであってもよい。検出器28.32はフォトデテクタあるい はCCDのような複数の感光ディバイスのいずれによっても構成することができ る。一般的に、光源と検出器は、グリッドパターン13あるいはページ14の一 部を照射し、かつそれによる反射光が光学的誤差を抑制するに十分な率で検出器 の一つへ到達するように整えられる。
透明体12は、マイラー(mylar)あるいはプラスチック等、多数の材料の 中の任意のもので作ることができ、また、グリッドパターン13をその表面の片 側に印刷、染色あるいは成形等により形成することができる。グリッドパターン 13を形成するラインは、可視光線は透過させるが、紫外線あるいは赤外線は透 過させない材料からなるのが好ましい。このようにすれば、光源アレイ30が光 を照射して検出器アレイ32が可視光線のみを検出し、他方、光源26が光を照 射して検出器28が非可視光線のみを検出することにより、マウス(検出器28 )は、スキャナの位置に関する情報のみを検出し、走査アレイ(検出器アレイ3 2)は、が走査されるべきページから画素データのみを検出することになる。
図2はグリッドパターン13の電子画像及びページ14のプリント情報16に対 する検出器アレイ32の素子48との相対的大きさを示す。スキャナのマウスに ついての相関的な位置指標を表わすマウス点M、、M、が検出器アレイ32に対 するマウスのおおよその位置を示す。この電子的グリッドパターンI3は、2組 の直交するグリッドラインで構成されるが、これらのラインには水平グリッドラ イン50.52及び垂直グリッドライン54.56が含まれ且つ、これらの間に スペース58が区画・形成されている。
電子グリッドパターン13は、図2がグリッドパターンとその下のデータの実際 の物理的大きさではなくて、検出素子48に関するグリッドパターンとデータの 拡大イメージを描いているだけであるので「電子的」を付して表現する。各グリ ッドラインの組みは、平行で均一の間隔を持ったグリッドラインで構成されてお り、二本のグリッドラインの間にはグリッドラインの幅と略等しい幅のスペース が形成されている。したがって、ライン50〜56及びスペース58は略同じラ イン幅Wを有する。画素は、例えばスペースあるいはラインの正方形部のように 、幅Wのスペースあるいはグリッドラインのどの領域によっても規定される。代 表的な例では、グリッドパターン1インチ当り200グリツドラインがあり、し たがってグリッドパターン1平方インチは400画素長さ×400画素幅になる 。グリッドパターン13とデータ16の実際の物理的大きさは図2に示した大き さの約1/4であるが、拡大効果によって用いられた検出素子とグリッドパター ンの大きさに応じて大きくしたり小さくしたりすることができる。同様にして、 他のライン幅が使用でき、またグリッドパターンは正方形のスペースを形成する 必要はないが、正方形のスペースがコンピュータ処理により適している。
検出器アレイ32の素子48は、グリッドパターンの電子的画素に略同じ大きさ である。検出器アレイ32の1インチ当り約400個の素子48があり、代表的 にはその長さが2〜3インチである。代表的な検出器アレイ32には代表的に1 024個の検出素子48があるが、添字0〜N−1(各素子の最下段)を付した 9個の素子のみを図2に示しており、必ずしも全ての検出素子がスキャナによっ て利用される必要はない。検出器アレイ32は、グリッドパターン13及びX− Y座標軸に対していずれの方向にも移動可能である。比較的小さいサイズの画素 及び検出器アレイ32の素子48を図2に示したプリント情報16によってさら に表わすことができ、これが図1に描かれた語rFinancial J中の「 F」の部分を形成する。
各素子0〜N−1は「○」印の付された中心を有している。複数の隣り合う画素 は「*」印の付された中心を有している。X−Y座標系は、グリッドライン54 に沿ったY軸及び、素子Oの中心や一つの画素の中心に対応する原点を有するよ うに定められるものであるが、U−V座標系は、グリッドパターン13の何れの 位置にも定めることができる。X−Y座標系とU−V座標系を図2に示された位 置に配置することの理由は、図3〜9に関して次に説明する。
図3はページ14から画素データ16を走査し、走査された画素データを適切な コンピュータメモリ位置に伝送し、これによって走査イメージの正確な再生を容 易にするステップを示している。
ステップ70において、スキャナIOがグリッドパターン13に関して方向付け られる。この結果、スキャナ10がその動きを検出し且つ、グリッドパターン1 3上の相対的位置を決定できるようになる。スキャナIOとコンピュータが初期 化され、選択された初期位置から走査が開始される。この初期位置から画素デー タが走査され、コンピュータのメモリにマツプされる。代表的には、この初期位 置は、スキャナの初期化後にとられる位置ならどこでもよいが、所望ならば特別 に選択された位置をとることもできる。
ステップ90において、[ニアレストアルゴリズム(nearest aIgo rithm) Jの実行準備のために、検出素子0で収集されたデータについて 処理用座標が設定される。このニアレストアルゴリズムは、走査イメージを正確 に再生させるために個々の素子について画素データを保存すべきメモリ位置を決 定するのに用いられるアルゴリズムである。また、[ニアレストアルゴリズム」 というのは、X軸方向やY軸方向のイメージに対しとられる各ステップについて 異なる座標位置を選択するのに代えて、特定の検出素子48の中心に数学的に最 も近い一つの座標位置乃至メモリアドレスを決定するために用いられるアルゴリ ズムである。よって、「ニアレストアルゴリズム」は、異なる検出素子に関し同 じ座標位置を2度選択する場合がある。なぜなら、雨検出素子がある座標位置に 他の座標位置よりも接近していると計算されることがあるからである。
検出器アレイ32の各素子の実際の位置は、マウスM1あるいはM2のいずれか の位置を決定し、かつ検出器アレイ32とX−Y座標系のいずれかの軸とによっ て形成される角度を決定することによって計算できる。検出器アレイの長さ及び 検出器アレイのいずれか一端からマウスの一方までの距離に関する他の情報は、 各スキャナによって決定され、定数として入力される。注意しなければならない のは、各マウスは検出器アレイ32に対し一直線になる必要はな(、マウスから 検出器アレイの一端までの距離が決定でき、かつ定数として入力されれば、各マ ウスは任意の位置に配置できることである。上述の情報に基づいて「ニアレスト アルゴリズム」を検出器アレイ中の検出素子の中心に最も近いグリッドパターン 上の画素の座標位置の計算に利用できる。
典型的に、迅速な(あるいはある情報の、正確な)座標位置の決定を行なう場合 には、整数のみが入力として「ニアレストアルゴリズム」に利用されるべきであ る。例えば、素子0が画素の中心に直接並ぶ場合、その座標位置は整数値を表わ すことになり、素子0によって検出された画素データは、素子0の位置に直接対 応するメモリアドレスに容易に記憶される。しかし、どの素子も整数座標位置上 に直接並ぶように検出器アレイが位置することはほとんどなく、したがって直接 対応するメモリアドレスがないから、素子の実際の座標位置を用いることができ ない。したがって、一般的には、アレイの検出素子の範囲内(視野内)の各画素 についての実際の非整数座標位置を「ニアレストアルゴリズム」で使用される処 理用整数座標位置に取り換え、データを記憶するための最良のメモリアドレスを 決定することになる。
「ニアレストアルゴリズム」がどのように操作されるかを十分に説明するために は、検出素子のための処理用座標位置を指定するプロセス及びニアレストアルゴ リズムにおける種々の計算によって最も近い対応するメモリアドレスを各素子の ために決定するステップを通じての説明が必要である。これについては以下にさ らに説明する。しかし、実際には、そのようなプロセスを実行するとは不要乃至 実際的でない。なぜならば、通常必要とする計算の幾つかあるいは全部を、メモ リアドレスの指定を非常に迅速に行えるルックアップテーブルルーチンに変更す ることができ、そしてこれにより、素子0以外の検出素子のための処理用的座標 位置の設定や、あるいは非整数計算を除くことができるからである。
したがって、素子0及びN−1の座標位置が既知である場合、これらに関する全 ての計算は、これら二つの素子の全ての可能な位置について構成してルックアッ プテーブル(置き換え表)を単に調べることによって決定できる。
同様にして、一つの素子の位置及びアレイのX軸とによって形成される角が既知 である陰り、素子の全アレイのための全ての画素指定は、ルックアップテーブル に変更できる。ホストコンピユーテイング系が多数のメモリを備えている場合、 ルックアップテーブルは、グリッドパターン上の素子0の非整数座標位置にも対 応させて設定することさえできる。はとんどのコンピュータはそれほど利用幅の あるメモリを備えていないので、ルックアップテーブルにより簡単に表わせる整 数値に対応する処理用標準値を素子Oに指定することになる。アレイがY軸とで 形成する角を決定することにより、アレイの各残りの素子の位置がルックアップ テーブルから容易に計算できる。各素子の位置が決定されると同時に、最近接メ モリアドレスがその素子によって収集されたデータのために設定される。
非整数値を整数値に変換することによって生じる視覚誤差の相対的度合はそれ程 大きくない(走査イメージに対して画素及び検出素子が極めて小さいサイズであ るため)ので、一般的には、素子0の実際位置と、対応する処理用基準位置との 間の差に関してニアレストアルゴリズムにより決定された設定位置を修正する必 要はないが、所望ならこの修正を行なうこともできる。多くの情況において、検 出器アレイとY軸とにより形成される角度全てにテーブルを設定する必要はない 。それどころか、2〜3度の増分で十分である。アレイの新しい位置を設定する 前に、ホストコンピュータの動作速度が全アレイのためのメモリアドレスを計算 するのに必要な動作速度よりも遅ければ、並行処理手法を用いてホストコンピュ ータの増速を図る必要がある。並行処理が利用できない場合、次に説明するよう にニアレストアルゴリズムを実際に計算することに頼る必要がある。
ルックアップテーブルのための値を設定するとき、あるいは他の方法として「ニ アレストアルゴリズム」を用いる場合、図2にX−Y座標として示す、検出素子 0の中心に原点を有する処理用X−Y座標が検出器アレイの範囲内のグリッドパ ターンの領域について設定される。図2において検出器アレイはX−Y座標の第 1象限にある。
「ニアレストアルゴリズム」が非正整数座標位置の決定について使用されるのを 回避するために、最近接メモリアドレスの設定処理の途中で検出素子のためのお およその処理用標準位置を決定するのに基準座標が用いられる。これについては 次に詳述する。
図2において、標準座標はU−■座標として示される。このU−■座標は、処理 用X−Y座標のように素子0の中心で正確に配置しな(でもよく、X−Y座標の 原点からライン幅の1/2までずらして配置できる。
素子0において設定された処理用座標の原点が既知条件であるため、素子0によ って収集された画素データは直接メモリアドレスに割り当てられる。さらに、素 子0からの画素データが一度適切な処理用X−Y座標位置に割り当てられると、 処理用X−Y座標位置指定、及び対応するメモリアドレスが、ステップ110で 示すように、残された素子のために設定できる。ルックアップテーブルが[ニア レストアルゴリズム」の代りに用いられる場合、ステップ110は、ルックアッ プテーブルによる適切なメモリアドレスの設定処理に置き換えられる。もしそう でなければ、ステップ110において、[ニアレストアルゴリズム」が検出素子 のために、決定された処理用X−Y座標位置の各々につき実行される。何れにし ても、走査画素データは、ステップ130に示すように、設定されたメモリアド レスに適切に記憶される。
スキャナ10が別の位置に移動されるときに、ステップ150に示すように、ス テップ90からステップ130が繰返えされる。
この操作ループは、ステップ170に示すように、イメージの走査が完了するか 、あるいはオペレータが停止しようとするまで、スキャナ10の各々の新しい位 置におけるアレイの各検出素子のために繰返えされる。この操作を通じて、各マ ウスM!及びM2が移動情報と位置情報の両方をコンピュータに伝送する。
移動情報及び位置情報は同じ基本信号から誘導される。マウスによる直角位相信 号出力を移動の有無及びその移動方向を決定するのに用いることができる。スキ ャナが初期化されていないときは、スキャナの移動の感知のみが重要である。一 度スキャナが初期化されると、直角位相信号(前述のアメリカ特許願第8891 30号に開示されているように)は、グリッドパターン13上にスキャナの位置 を指示し、「ニアレストアルゴリズム」の入力として、さらにこの入力のために 移動情報が不適切なことを示すのに用いることができる。しかし、移動情報はス キャナの位置の変化を示すことができるので、なお重要である。スキャナの位置 は、素子の座標位置を決定するのにステップ150のループを初期化する。代表 的には、マウスM、あるいはM2のいずれかがラインあるいはスペースの交差を 検出したときに、ステップ150のループを初期化する位置の変化が生じる。こ の変化は同じ計算が2度行なわれた結果となり、例えばスキャナが一つの軸と略 平行に移動するとき、予め定められた時間だけ離れてのラインあるいはスペース の交差のみが、位置の変化の生じたことの決定に利用される。
図4は図3に示したステップ70をさらに説明するフローチア−トである。ステ ップ72において、スキャナ10が視覚的に透過性のグリッドパターンI3上に 載置される。次いで、移動検出がステップ74で各マウスにより開始される。マ ウスは、伝導ワイヤ34.36を介して遠隔的にあるいはハウジング18の適当 な個所に配備された手動スイッチの何れかにより移動検出の開始を操作される。
この手動スイッチは、これが押圧あるいは開放されたときに、操作信号をマウス に伝送するように動作可能である。
移動検出が開始された後、ステップ76によって示されるように、スキャナがグ リッドパターンのX−Y座標に方向付けられる。
スキャナの方向付けは、XあるいはY軸に関するスキャナの位置決定のためにス キャナの移動情報を用いるコンピュータのプログラムにより行うことができる。
予め定められた方法でグリッドパターン13の表面上にスキャナを移動させるこ とにより、コンピュータは、グリッドパターン中において画素の列と行を識別す ることができる。次いで、コンピュータが行の一つにXあるいはY軸のいずれか を指定し、マウスのオリエンテーションに基づいてメモリバンクを組織化する。
方向付けられたスキャナは、ある一定ポインドからのラインあるいはスペースの 交差のカウント開始を指令されるまでは、グリッドパターン上の固定されたポイ ントに関する位置を決定することができない。ステップ78において、スキャナ は、コンピュータのメモリのための初期化ポイントに対応するグリッドパターン 上のある一定位置に移動させられる。この初期化ポイントは、グリッドパターン 上のどのポイントであってもよい。初期化ポイントに届いたとき、コンピュータ あるいはスキャナの手動スイッチからの信号がマウスによる位置検出を開始させ 、スキャナはマウスの位置を決定するために各ラインあるいはスペースの交差を カウントし、これにより、グリッドパターン上のスキャナの位置を決定する。位 置検出は、マウスの視点が通過するグリッドパターンの表面からスキャナが浮き 上がること、あるいは、コンビコータあるいは手動スイッチからの信号が入るこ とにより中断される。
走査は、初期化ポイントから開始される。走査が開始されたことを、コンピュー タあるいはスキャナの手動スイッチからの信号が示す。ステップ80は、第1走 査位置の選択ステップを示すが、この第1走査位置はグリッドパターン上のどの ポイントにもとることができる。なぜならば、スキャナが初期化ポイントからそ の位置を追跡でき且つ、どのポイントからも他のポイントと同等にメモリのマツ ピングを開始できるからである。同様にして、位置検出器の中断は走査を中断さ せ、この結果、走査されたイメージのどの部分も保存される。
図5は、図3のステップ90にて示されたように、検出素子0の処理用座標位置 を設定するプロセスをさらに示す。ステップ92において、素子OのX−Y座標 位置は、素子からのマウスの位置を決定し、かつ差異位置を計算することにより 決定される。一度ラインのエンドポイント(検出器アレイ32)の位置が二つの 差異位置から判ると、このラインと、このラインの位置する座標の何れかの軸と により形成された角を決定することができる。検出器アレイ32とXあるいはY 軸の何れかとにより形成された角を決定する必要性をさらに次に説明する。
ステップ104において、素子0の実際のX−Y座標位置は、素子0がグリッド パターンのどこにあるかということには関係なく、処理用X−Y座標位置(0, 0)に変換される。所望ならば、処理用X−Y座標位置に対応させて処理用メモ リ位置をコンピュータに設け、ステップ中に戻りが生じたときに使用できろうよ うにしておくこともできる。しかし、このようなステップはホストコンピュータ が十分な速度で処理用座標位置からメモリアドレスを計算できれば必要ではない 。一度処理用座標位置が素子0のために設定されると、処理用X−Y座標に直接 置換する必要のないU−V座標を、ステップ106に示すように、素子0の中心 付近に方向付けることができる。
図6において、フローチャートは、検出器アレイ中の残りの素子に対する「ニア レストアルゴリズム」を実行し、かつ図3のステップ110に示すような適切な メモリアドレスを設定するステップをさらに示す。ステップ116は、次素子の 処理用X−Y座標位置が前素子と同じであると仮定した場合、検出器アレイ中の 次素子のための新しいメモリアドレスは、位置に大きい変化が生じた場合にのみ 必要であることを示している。新しいメモリアドレスを次素子に指定する必要性 は、この素子のU−V座標位置を前素子、すなわちこの場合素子0のX−Y座標 位置と比較することにより決定できる。素子0以外の素子のU−V座標位置を決 定するステップについて次に説明する。
一つの素子のU−V座標位置を前素子のX−Y座標位置と比較するために、処理 用X座標位置がU座標位置と比較され、また処理用Y座標位置がV座標位置と比 較される。処理用X座標位置がU座標位置より小さいか等しければ、処理用X座 標位置はワンポジションだけ大きいことになる。処理用Y座標位置がV座標位置 より小さいか等しければ、処理用Y座標位置はワンポジションだけ大きいことに なる。
新しい処理用X−Y座標位置が検出器アレイ中の各素子につき決定されるにつれ て、予定検出周期中当該素子により検出された画素データがコンピュータの対応 するメモリアドレスに記憶される。したがって、ステップ128において、ステ ップ116が検出器アレイの各次素子のために連続して繰り返えされ、一方、前 素子により収集された画素がステップ130に示すように適切なメモリアドレス に記憶される。
図5のステップ92で説明した素子OのX−Y座標位置及び、検出器アレイとX あるいはY軸とにより形成された角を決定するステップをさらに示すフローチャ ートを図7に示す。ステップ94において、素子0のX−Y座標位置は上述した ようにして決定される。素子0から、X軸に沿って延長する素子N−1までの距 離(D X)はステップ96により示すようにして計算される。同様にして、ス テップ98は、素子0から、Y軸に沿って延長する素子N−1までの距離(DY )の計算を示す。
検出器アレイと、XあるいはY軸の何れかとで形成される角及びその正弦と余弦 は、それぞれステップ100及び102で決定される。角の正弦と余弦は「ニア レストアルゴリズムJを操作するための入力として実際必要であるが、その正弦 と余弦がDY及びDXの値から計算することができるので、角は実際には決して 計算する必要はない。角の正弦(S)は次式に基づいて計算できる。
同様にして、角の余弦(C)は次式により計算できる。
FTU−τ7弓 値DX及びDYは常にスキャナの位置に伴って変化するがπ五ることに注意しな ければならない。この値は、使用者によりスキャナが最初に使用される前に計算 でき、製造者によりコンピュータのROMあるいは他のメモリに入力され、必要 なときはいつでも再使用可能にできる。
この値がS及びCにつき設定され、U−V座標の原点が設定された後、U−V座 標位置を、図8にさらに示すステップ110で、使用すべく決定することができ る。素子OのU−V座標位置は、素子の処理用X−Y座標位置(0,0)に対応 する範囲(±0゜5、±0.5)内である。素子0のU−V座標位置から、次隣 接素子のU座標位置が次式に基づいて決定できる。
次U=直前U+に こで、次Uはその素子のU座標位置となり、また、直前Uは前素子のU座標位置 である。素子0のU−V座標位置を(0゜0)と仮定すると、素子lに対する次 Uは、図8のステップ118に示すように、Cに等しい、すなわち、Cの1 ( 次Uが決定される検出器アレイ中の素子の数)倍に等しい。同様にして、素子2 に対する次U(素子1に対する次U)は、プラスC1すなわちCの2倍に等しい 。
次いで、次Uが次素子に最初に指定された処理用X座標(前隣接素子のX−Y座 標位置から引き出された)と比較される。上述したように、次Uが処理用X座標 より大きいかあるいは等しければ、処理用X座標は一つだけ増大し、新しいメモ リ位置がその素子の成分として創成されることになる。
ステップ120によれば、次隣接素子のV座標位置が次式に基づいて決定できる 。
次V=直前V+S ここで、次Vはその素子のV座標位置となり、また直前Vは前素子のV座標位置 である。素子0のU−V座標位置を(0,0)と仮定すると、素子1に対する次 VはSに等しい。すなわちSの1(次Vが決定される検出器アレイ中の素子の数 )倍に等しい。同様にして、素子2に対する次Vは(素子lに対する次V)プラ スS、すなわちSの2倍に等しい。
次いで、次Vが次素子に最初に指定された処理用Y座標(近接前素子のX−Y座 標位置から引き出された)と比較される。上述したように、次Vが処理用Y座標 より大きいかあるいは等しければ、処理用Y座標は一つだけ増大し、新しいメモ リ位置がその素子の成分として創成されることになる。一つの素子に対する処理 用X−Y座標位置が決定されると、画素データが検出素子から読みとられ、処理 用X−Y座標位置に対応するメモリアドレスに記憶される。
図3に示したステップを表わすフローチアートと、記憶された画素データを遠隔 ターミナルに書き込むステップをさらに含んだものを図9に示す。図9は、スキ ャナがステップ70中のステップ72でグリッドパターンに載置されてから後以 外は図3と同じであり、コンピュータあるいはスキャナの手動スイッチの何れか からの信号が例えばプリンタあるいはビデオ表示ターミナル(VDT)のような 遠隔ターミナルに送られ、これにより、コンピュータのメモリに伝送される情報 を遠隔ターミナルに受信可能にさせる。もう一つのステップ、すなわちステップ 140がステップ130の後に加えられている。このステップにおいて、画素デ ータ及びメモリアドレス情報がメモリに入力されるように指示されるとき、遠隔 ターミナルへも書き込みが指示される。これにより、イメージの視覚表示が走査 中にモニタできる。
図10は本発明の実行に用いることのできる構成部材の配置を概略的に示すブロ ックダイヤグラムである。スキャナ10がハウジング18、位置センサ28及び 検出器32で示されている。伝送線34.36が、それぞれ直角位相信号XA、 XB、YA及びYBの形をなすスキャナの移動情報信号と位置情報信号をアップ /ダウンカウンタ200に伝送している。このアップ/ダウンカウンタは、グリ ッドパターンを横切って移動するにつれて両マウスの位置のトラックを保持する 。データライン38が、アナログ信号形式の走査された画素データを、これのメ モリへの記憶のために用意されたディジタイザ202に伝送する。タイミングラ イン40がタイミング周期をタイミング発生器204からスキャナに提供し、こ れにより上述したステップが適切な時間シーケンスで実行される。信号ライン4 4の端部がタイミング発生器204に連絡されており、タイミングウィン40を 通して伝送された命令で完了したことを表示する。
タイミング発生器204は、ディジタイザ202及びマツプ計算器206にも連 絡されていて、アップ/ダウンカウンタ200から位置情報を受信し、RAM  (ランダムアクセスメモリ)208に記憶されるべき走査データのためのメモリ アドレスを決定する。部材200.202.204及び206はハードウェアの 形で示されているが、これら諸部材は同じ結果を達成可能なソフトウェアで置換 してもよい。走査データは、ディジタイザ202を介してRAM208に伝送さ れると共に、処理用X−Y座標位置あるいは前述のステップに基づいて決定され たX−Y座標位置に対応するメモリアドレスに、CPU (中心処理装置)21 0の制御下で記憶される。VDT (ビデオ表示ターミナル)212あるいは他 のタイプの遠隔ターミナルもCPUに連結でき走査イメージを受け、表示できる 。
RAM208中のメモリアドレスが、一度検出素子により検出された光量を表わ すある値に指定されると、そのメモリアドレスが、通常、新しい走査期間の発生 ごとに上書きされる。しかし、この必要性は常に適用されるというわけではない 。
F i g 3 F i g 4 F i g 5 F i g 6 F i g 7 F i g 8 F i g 9 国際調査報告

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ページから画素データを検出すると共に、画素データをコンピュータに伝送 する検出素子0乃至N−1を含む長尺の検出器アレイと、検出素子0から第1予 定距離だけ離れていて第1位置情報を検出し、これをコンピュータに伝送する第 1位置センサと、及び第1位置センサから第2予定距離だけ離れていて第2位置 情報を検出し、これをコンピュータに伝送する第2位置センサとを有するスキャ ナを、ページ上のイメージによる画素データを走査し、走査された画素データを 、ページのX−Y座標位置に別々に対応するメモリアドレスを有するコンピュー タのメモリにマップするようにして、用いる方法であって、(a).スキャナを ページに載置するステップと、(b).第1及び第2位置センサにより第1及び 第2位置情報の検出を開始し、第1及び第2位置情報をコンピュータに伝送する ステップと、 (c).第1及び第2位置情報を用いて座標位置に関するスキャナの方向を決定 するステップと、 (d).走査を開始しようとするページ上の選択された第1位置にスキャナを移 動させるステップと、 (e).検出素子により画素データの検出を開始するステップと、(f).走査 されるべきイメージの上方にスキャナを移動させるステップと、 (g).検出素子による画素データをコンピュータに伝送するステップと、及び (h).それぞれの画素データを記憶するために、第1及び第2位置情報をペー ジ上の別々のX−Y座標位置に対応したそれぞれのメモリアドレスの決定に使用 し、特定検出素子による画素データ出力を特定検出素子の位置に最も近い座標位 置に対応するメモリアドレスに記憶させるステップとからなる方法。
  2. 2.交差する行と列による直交アレイを形成する位置のインディシアを有する透 明体にてページが覆われており、行と列の交差中心が別々のX−Y座標位置を規 定し、第1及び第2位置センサが位置のインディシアを光学的に検出する請求の 範囲1項に記載の方法。
  3. 3.第1及び第2位置情報をメモリアドレスの決定に使用するステップが、 X−Y座標位置を検出素子0に原点を有する処理用座標として処理用X−Y座標 位置に変換するステップと、X軸と略平行なU軸及びY軸と略平行なV軸を有す るU−V座標の原点を素子0のX−Y座標位置に略対応させて配置するステップ と、 検出素子0による画素データ出力を第1メモリアドレスに記憶させるステップと 、 次検出素子の位置に最も近いX−Y座標位置に対応する次メモリアドレスを決定 し、そこで、次検出素子に対応する次U−V座標位置を決定し、それに基づいて 、次検出素子にて出力された画素データを記憶し、次検出素子のU軸成分と先行 の隣接する検出素子の先行の処理用X軸成分とを比較し、次U軸成分が先行の処 理用X軸成分よりも大きいかあるいは等しければX軸成分を増大させて次処理用 X軸成分を作り、また、次検出素子のV軸成分と先行の隣接する検出素子の先行 のY軸成分とを比較し、次V軸成分が先行の処理用Y軸成分より大きいかあるい は等しければY軸成分を増大させて次処理用Y軸成分を作るステップと、次隣接 検出素子にて出力された画素データ出力を次メモリアドレスに記憶するステップ と、及び 検出器アレイ中の各検出素子につきメモリアドレスを決定し、そこに画素データ を記憶するステップを繰返すステップとを含む請求の範囲1項に記載の方法。
  4. 4.次U−V座標位置を決定するステップが、次UがU座標位置、直前Uが先行 の近接検出素子に指定されたU座標位置、Cが検出器アレイとX軸にて形成され る角の余弦である式;次U=直前U+Cに基づいて、次U座標位置を計算するス テップと、及び 次VがV座標位置、直前Vが先行の近接検出素子に指定されたV座標位置、Sが 検出器アレイとX軸にて形成される角の正弦である式;次V=直前V+Sに基づ いて、次V座標位置を計算するステップとを含む請求の範囲3項に記載の方法。
  5. 5.次U−V座標を決定するステップが、さらに、検出素子0及びN−1のX− Y座標位置を決定し、検出素子0のX−Y座標位置を(X1、Y1)にラベルし 、検出素子N−1のX−Y座標位置を(X2、Y2)にラベルするステップと、 X軸に沿った検出素子0から検出素子N−1までの距離DXを式;DX=X2− X1に基づいて計算するステップと、Y軸に沿った検出素子0から検出素子N− 1までの距離DYを式;DY=Y2−Y1に基づいて計算するステップと、検出 器アレイとX軸にて形成される角の正弦Sを式;S=DX/√(DX2+DY2 ) に基づいて計算するステップと、 検出器アレイとX軸とにより形成される角の余弦Cを式C=DY/√(DX2+ DY2) に基づいて計算するステップとを含んでいる請求の範囲4項に記載の方法。
  6. 6.U−V座標の原点を、X軸方向、Y軸方向、あるいはX及びY軸方向の両方 の何れかについて、検出素子0の座標位置の半分内に配置する請求の範囲3項に 記載の方法。
  7. 7.処理用X−Y座標位置及びU−V座標位置が整数で表わされるように制限さ れた請求の範囲3項に記載の方法。
  8. 8.検出素子が予め定められた周期で画素を検出する請求の範囲1項に記載の方 法。
  9. 9.第1位置センサあるいは第2位置センサが第1乃至第2位置情報を検出した 後にのみ、検出素子が画素データを検出する請求の範囲1項に記載の方法。
  10. 10.コンピュータにより画素データ及び表示アドレス出力を受信するために画 素イメージを表示するための遠隔ターミナルを初期化し、画素データをターミナ ルの出力のどこに位置させるかをターミナルに指令するように表示アドレスを動 作させるステップと、 画素データがメモリに記憶された後にメモリアドレスを表示アドレスに変換する ステップと、及び 画素データ及び表示アドレスをターミナルに伝送し、そこに表示するステップと をさらに含む請求の範囲1項に記載の方法。
  11. 11.第1及び第2位置情報をメモリアドレスの決定に使用するステップが、 X−Y座標位置を検出素子0に原点を有する処理用座標として処理用X−Y座標 位置に変換するステップと、X軸と略平行なU軸及びY軸と略平行なV軸を有す るU−V座標の原点を素子0のX−Y座標位置に略対応させて配置するステップ と、 検出素子0による画素データ出力を第1メモリアドレスに記憶させるステップと 、 次検出素子に対応する次U−V座標位置を決定することにより、次検出素子の位 置に最も近いX−Y座標位置に対応し、また次検出素子からの画素データ出力を 記憶するための次メモリアドレスを決定し、次検出素子のU軸成分と先行の隣接 する検出素子の先行の処理用X軸成分とを比較し、次U軸成分が先行の処理用X 軸成分よりも大きいかあるいは等しければX軸成分を増大させて次処理用X軸成 分を作り、また、次検出素子のV軸成分と先行の隣接する検出素子の先行のY軸 成分とを比較し、次V軸成分が先行の処理用Y軸成分より大きいかあるいは等し ければY軸成分を増大させて次処理用Y軸成分を作るステップと、次隣接検出素 子による画素データ出力を次メモリアドレスに記憶するステップと、 検出器アレイ中の各検出素子につきメモリアドレスを決定し、そこに画素データ を記憶するステップを繰返すステップとからなる請求の範囲11項に記載の方法 。
  12. 12.ページから画素データを検出すると共に、画素データをコンピュータに伝 送する検出素子0乃至N−1を含む長尺の検出器アレイと、検出素子0から第1 予定距離だけ離れていてインディシアを検出し、この第1インディシア検出情報 をコンピュータに伝送する第1位置センサと、及び第1位置センサから第2予定 距離だけ離れていてインディシアを検出し、この第2インディシア検出情報をコ ンピュータに伝送する第2位置センサとを有するスキャナを、ページ上のイメー ジによる画素データを走査し、走査された画素データを、X−Y座標位置を有す る中心による画素の行と列による直交アレイを形成する位置のインディシアを有 した透明体にて覆われたページ上のイメージからの画素データを走査し、X−Y 座標位置に対応するメモリアドレスを有するコンピュータのメモリに走査画素デ ータを記憶し、コンピュータに連絡する表示装置の出力として記憶画素データを 表示するようにして、用いる方法であって、 (a).スキャナを透明体に載置するステップと、(b).位置センサによりイ ンディシアの検出を開始し、第1及び第2情報をコンピュータに伝送するステッ プと、(c).第1及び第2情報を用いて直交アレイに関するスキャナの方向を 決定するステップと、 (d).メモリ内で初期化アドレスとして同一認識できる透過性部材上の位置に スキャナを位置付けするステップと、(e).走査を開始しようとする直交アレ イ上の選択された第1位置にスキャナを移動させるステップと、 (f).コンピュータからの記憶画素データ及び表示アドレスを受信するように 表示動作を初期化し、表示アドレスを、表示装置の出力中の記憶画素データをど こに配置するかを表示装置に指令するように動作させるステップと、 (g).検出素子により画素データの検出を開始するステップと、(h).走査 されるべきイメージ上に載置される透明体の表面上にスキャナを移動するステッ プと、 (i).検出素子によりの画素データ出力をコンピュータに伝送するステップと 、 (j).第1及び第2情報を透明体上の位置に対応した画素データ記憶用のメモ リアドレスの決定に使用し、そしてイメージの各画素の位置に対応する表示アド レスを決定するステップと、(k).表示アドレス及び記憶画素データを表示装 置に伝送し、これに表示するステップとからなる方法。
  13. 13.特定検出素子による画素データ出力を特定検出素子の位置に最も近い座標 位置に対応するメモリ内の最近接メモリアドレスに記憶する請求の範囲12項に 記載の方法。
  14. 14.第1及び第2情報をメモリアドレスの決定に使用するステップが、 検出素子0に原点を有する処理用座標につきX−Y座標位置を処理用X−Y座標 位置に変換するステップと、X軸と略平行なU軸及びY軸と略平行なV軸を有す るU−V座標の原点を素子0の略X−Y軸位置に配置するステップと、検出素子 0による画素データ出力を第1メモリアドレスに記憶させるステップと、 次検出素子の位置に最も近いX−Y座標位置に対応する次メモリアドレスを決定 し、次検出素子に対応する次U−V座標位置の決定に基づいて次検出素子による 画素データ出力をこの次メモリアドレスに記憶し、次検出素子のU軸成分と先行 の隣接する検出素子の先行の処理用X軸成分とを比較し、次U軸成分が先行の処 理用X軸成分よりも大きいかあるいは等しければX軸成分を増大させて次処理用 X軸成分を作り、また、次検出素子のV軸成分と先行の隣接する検出素子の先行 のY軸成分とを比較し、次V軸成分が先行の処理用Y軸成分より大きいかあるい は等しければY軸成分を増大させて次処理用Y軸成分を作るステップと、次隣接 検出素子による画素データ出力を次メモリアドレスに記憶するステップと、及び 検出器アレイ中の各検出素子につきメモリアドレスを決定し、そこに画素データ を記憶するステップを繰返すステップとからなる請求の範囲12項に記載の方法 。
  15. 15.次U−V座標位置を決定するステップが、次UがU座標位置、直前Uが先 行の隣接検出素子に指定されたU座標位置、Cが検出器アレイとX軸とにより形 成される角の余弦である式;次U=直前U+Cに基づいて、次U座標位置を計算 するステップと、及び 次VがV座標位置、直前Vが先行の隣接検出素子に指定されたV座標位置、Sが 検出器アレイとX軸とにより形成される角の余弦である式;次U=直前U+Cに 基づいて次U座標位置を計算するステップとからなる請求の範囲13項に記載の 方法。
  16. 16.次U−V座標を決定するステップが、検出素子0及びN−1のX−Y座標 位置を決定し、検出素子0のX−Y座標位置を(X1、Y1)にラベルし、検出 素子N−1のX−Y座標位置を(X2、Y2)にラベルするステップと、式DX =X2−X1に基づいてX軸に沿って検出素子0から検出素子N−1までの距離 DXを計算するステップと、式DY=Y2−Y1に基づいてY軸に沿って検出素 子0から検出素子N−1までの距離DYを計算するステップと、検出器アレイと X軸とにより形式される角の正弦Sを式;S=DX/√(DX2+DY2) に基づいて計算するステップと、 検出器アレイとX軸とにより形成される角の余弦Cを式;C=DY/√(DX2 +DY2) に基づいて計算するステップとをさらに含んでいる請求の範囲15項に記載の方 法。
  17. 17.U−V座標の原点をX軸方向、Y軸方向あるいはX及びY軸方向の両方の 何れかにある検出素子0の座標位置の半分内に配置する請求の範囲14項に記載 の方法。
  18. 18.処理用X−Y座標位置及びU−V座標位置が整数で表わされるように限定 された請求の範囲14項に記載の方法。
  19. 19.検出素子が予定周期率で画素を検出する請求の範囲12項に記載の方法。
  20. 20.第1位置センサあるいは第2位置センサがインディシアを検出した後にの み、検出素子が画素データを検出する請求の範囲12項に記載の方法。
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