JPH10271286A - ドキュメントエッジ自動検出方法及びドキュメントエッジ自動検出システム - Google Patents

ドキュメントエッジ自動検出方法及びドキュメントエッジ自動検出システム

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JPH10271286A
JPH10271286A JP10054788A JP5478898A JPH10271286A JP H10271286 A JPH10271286 A JP H10271286A JP 10054788 A JP10054788 A JP 10054788A JP 5478898 A JP5478898 A JP 5478898A JP H10271286 A JPH10271286 A JP H10271286A
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JP10054788A
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Xiao-Fan Feng
フォン シアオ−ファン
John C Handley
シー．ハンドリー ジョン
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Xerox Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気ノイズ、埃、及び／又は汚れを感知する
ことなく、走査されるドキュメントの位置及び幅を自動
的に検出することができるシステムを提供する。 【解決手段】 このシステムは、ドキュメントの一部を
走査し、画像濃度を表す画像データのピクセルを生成す
るＣＣＤセンサアレイ100 、１次関数を使用して画像デ
ータから第１の値のセットを計算する平均値計算回路10
6 、２次関数を使用して画像データから第２の値のセッ
トを計算する標準偏差計算回路105 、第１の値のセット
と第２の値のセットからドキュメントの物理的エッジを
決定するエッジ決定回路104 を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査システムによ
って走査されるドキュメント（文書）の幅及びエッジを
自動的に検出するシステム及び方法に関する。さらに詳
細には、本発明は、２次関数から計算された値を利用し
て、走査されるドキュメントのエッジ及び幅を検出する
方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、オフィス設備のコピー機とは、
紙の原稿が実際に撮影される光レンズゼログラフィック
（電子写真）コピー機をいう。画像は受光体（例えば、
感光体）の領域で結像され、次にトナーで現像される。
受光体上で現像された画像はコピーシートに転写され、
原稿の永久的なコピーを形成するために使用される。
【０００３】近年、デジタルコピー機として知られるも
のが利用されるようになった。最も基本的な機能に関し
ては、デジタルコピー機は、コピーされる原画像が受光
体上に直接結像されない点を除いて、光レンズコピー機
と同じ機能を実行する。代わりにデジタルコピー機で
は、原画像はラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）として公知
のデバイスによって走査され、このラスタ入力スキャナ
は典型的には小さな光センサの線形アレイの形態であ
る。
【０００４】原画像はＲＩＳの光センサ上に結像され
る。ＲＩＳは原画像の様々な明暗領域をデジタル信号に
変換する。これらのデジタル信号はメモリに一時的に保
持され、原画像のコピーをプリントすることが所望され
る場合はデジタルプリント装置を、また画像を表示する
ことが所望される場合はディスプレイスクリーンを作動
させるために使用される。即ち、画像は、他の複写（複
製）の目的で使用され得るように走査され、電気信号に
変換される。また、デジタル信号は、メモリに格納され
ずにプリントデバイス又はディスプレイデバイスに直接
送出されてもよい。デジタルプリント装置はデジタルデ
ータに応答するあらゆる公知のタイプのプリントシステ
ムであってよく、例えば受光体の画像の広い部分を放電
する変調走査レーザ又はインクジェットプリントヘッド
である。
【０００５】コピーと走査システムをデジタルベースシ
ステムに統合することによって、このシステムは光レン
ズ又はアナログコピーシステムの場合と異なる問題に直
面する。さらに詳細には、デジタル走査システムでは、
所望の画像処理ルーチンが画像データの正確なピクセル
に適用されるようにドキュメントの実際の位置を検出す
る必要がある。
【０００６】本発明について述べる際、ピクセルという
用語が利用される。この用語は、受取媒体上の物理的に
画定可能な領域で物理的に測定可能な光学特性を表す電
気（光ファイバが使用されれば光）信号についていう。
受取媒体は有形のドキュメント、受光体又はマーキング
材料転写媒体であり得る。さらに、ピクセルという用語
は、ディスプレイ媒体上の物理的に画定可能な領域で物
理的に測定可能な光学特性を表す電気（光ファイバが使
用されれば光）信号についていう。両方の場合の複数の
物理的に画定可能な領域は、材料マーキングデバイス、
電気又は磁気マーキングデバイス、或いは光ディスプレ
イデバイスのいずれかによってレンダリングされる物理
的画像全体の物理的に測定可能な光学特性を表す。
【０００７】最後に、ピクセルという用語は、物理画像
の物理的光学特性を電子又は電気表示に変換するように
物理的画像を走査する場合、単一の光センサセルから生
成される物理的光学特性データを表す電気（光ファイバ
が使用されれば光）信号についていう。換言すると、こ
の場合、ピクセルは、光センサ上の物理的に画定可能な
領域で測定された物理的画像の物理的光学特性の電気的
（又は光学的）表示である。
【０００８】デジタル走査システムでは、プラテン走査
システムのプラテンカバーのバッキング(backing: 裏当
て）又は定速搬送（ "ＣＶＴ" ）システムのようなドキ
ュメントフィーディングシステムのバッキングロールを
表す画像データではなく、ドキュメントの画像のみに画
像処理ルーチンを実行することが所望される。この出願
では、バッキングロール又はバッキングという用語は、
ドキュメントではなく、走査される所望の画像でもな
い、デジタルスキャナによって走査される領域について
述べるために使用される。
【０００９】即ち、デジタル走査システムでは、走査さ
れるドキュメントの実際の位置、即ちドキュメントのエ
ッジ及びドキュメントの幅を決定することが重要であ
る。このドキュメントの検出技術はドキュメント走査シ
ステムに特に重要である。
【００１０】技術ドキュメント走査システムでは、入力
ドキュメントは５インチから３６インチ以上の範囲のサ
イズである。従来は、ドキュメントの位置を決定する一
つの方法では、ユーザは、ドキュメントのサイズを手作
業で決定し、ドキュメントが実際に走査される前に、ユ
ーザインタフェースによってドキュメント走査システム
に幅を入力する。この従来の方法では、ドキュメント
は、ドキュメント画像が切り取られないようにドキュメ
ント走査システムの中央に位置されなければならない。
【００１１】ユーザは常に正確な幅を入力し、ドキュメ
ント走査においてドキュメントを正確に中央に位置させ
るとは限らないため、この従来の手作業方法は生産性を
低下させ、無駄なコピーが生成される。したがって、ド
キュメントが走査のために最初に位置された時にドキュ
メントの幅及び位置を決定するために自動幅検出システ
ムを有することが所望される。
【００１２】ドキュメントが配置された(staged)場合に
ドキュメントの幅及び位置を決定するためにさまざまな
自動幅検出方式が提案されてきたが、技術（エンジニア
リング）環境で走査されるドキュメントはバッキングに
非常に類似していることがあり得るため、紙とバッキン
グ（バッキングロール又はプラテンカバーのバッキン
グ）とを識別するのが困難であることから、これらの検
出方法は完全な成功ではなかった。
【００１３】この問題は、スキャナＣＣＤセンサ出力が
変動する場合に悪化する。さらに、ドキュメントとスキ
ャナが相互作用してドキュメントのエッジ位置を被覆す
る統合キャビティ効果(integrating cavity effect) が
生成される可能性がある。
【００１４】あるこのような従来の自動幅検出方法は、
配置されるドキュメントのリードエッジの一部を捕獲
し、ここでリードエッジの捕獲された部分はバッキング
及びドキュメント自体に関する画像データを含む。この
自動化プロセスにおいて、ドキュメントの幅及び位置
は、各ＣＣＤセンサ要素がバッキング又はドキュメント
のどちらによって被覆されているかを決定することによ
って計算される。
【００１５】換言すると、幅検出プロセスは分類プロセ
スとなる。各ＣＣＤセンサ要素はバッキング又はドキュ
メントのいずれかによって被覆される。この決定を行う
ために、従来の自動検出方法は画像データのピクセルの
各列の平均を利用してドキュメントとバッキングとを区
別する。この平均値データの例は本出願の図３及び５に
例示されている。
【００１６】しかし、ドキュメントの輝度は非常に暗い
程度から非常に明るい程度まで変化し、また大部分のボ
ンドペーパー及びフィルムドキュメントはバッキングと
ほぼ同じ輝度を有するため、従来の自動幅検出プロセス
はドキュメントの実際の位置及び幅を検出しにくい。さ
らに、従来の方法は１次関数に対応する平均データから
ドキュメントの位置及び幅を決定することにのみ依存し
ていた。平均データは、ＣＣＤセンサ内の電気ノイズ又
は実際の走査システム内の埃及び汚れに非常に敏感であ
る。換言すると、余分な電気ノイズ、埃又は汚れによっ
て従来の自動幅検出プロセスは有効に作用しなくなる。
【００１７】電気ノイズ、埃及び汚れに敏感であること
に加えて、従来の自動幅検出プロセスは、バッキングロ
ールからドキュメント、ドキュメントのエッジへの変移
を検出するために非常に感度の高いフィルタリングルー
チンを必要とする。これは本出願の図３及び５に示さ
れ、ここでバッキングからドキュメントへの変移（ピク
セル番号約５１０及び２４５）は非常に狭いパルススパ
イクによって表される。したがって、従来のプロセスは
この変移を検出するために非常に感度の高いフィルタリ
ングルーチンを要求し、これによって検出プロセスが電
気ノイズ、埃又は汚れに対して非常に敏感になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、電気ノイ
ズ、埃及び／又は汚れを感知することなく、走査される
ドキュメントの位置及び幅を自動的に検出することがで
きる自動検出ルーチンを有することが所望される。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、埃、汚れ及び
電気ノイズを実質的に感知しないドキュメントの幅及び
位置の自動的な検出を提供する方法及びシステムを提案
し、ここで本発明はドキュメントの実際のエッジを決定
するために平均情報に加えて２次統計、例えば標準偏差
を利用する。２次統計を利用することによって、敏感な
フィルタリングルーチンを使用せずにバッキングとドキ
ュメントとの変移が容易に検出されることができる。
【００２０】本発明の一つの態様は、走査システムにお
いてドキュメントのエッジを自動的に検出する方法であ
る。この方法は、ドキュメントの一部を走査し、画像濃
度を表す画像データのピクセルを生成し、１次関数(fir
st order function)を使用して画像データから第１の値
のセットを計算し、２次関数(second order function)
を使用して画像データから第２の値のセットを計算し、
第１の値のセットと第２の値のセットからドキュメント
の物理的エッジを決定する。
【００２１】本発明の別の態様は、走査システムにおい
てドキュメントのエッジを自動的に検出するシステムで
ある。このシステムは、ドキュメントの一部を走査し画
像濃度を表す画像データのピクセルを生成するスキャナ
と、１次関数を使用して画像データから第１の値のセッ
トを計算する第１手段と、２次関数を使用して画像デー
タから第２の値のセットを計算する第２手段と、第１の
値のセットと第２の値のセットからドキュメントの物理
的エッジを決定する第３手段と、を含む。
【００２２】本発明のさらなる目的及び利点は様々な実
施の形態及び本発明の特徴の以下の記述から明らかにな
るであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明を説明するために使用され
る各図面の短い記述は例示の目的のみで表され、本発明
の範囲を限定するものではない。
【００２４】以下は本発明の詳細な記述である。この記
述及び図面において、同一参照番号は同等の回路及び／
又は同等の機能を表す。
【００２５】上に述べたように、図１は典型的なデジタ
ル走査システムの概略図である。図１に例示されるよう
に、ドキュメント１はＣＣＤセンサ７によって走査され
る。図１に例示される特定のシステムでは、ドキュメン
ト１はバッキングロール３の使用によってＣＣＤセンサ
７を通過するように移動される。ドキュメント１及びバ
ッキングロール３から反射した光はレンズシステム
（系）５を通過し、このシステムは反射した光をＣＣＤ
センサ７上に結像させる。反射した光は光学中心線１３
に対して結像される。ドキュメントの反射した画像９は
ＣＣＤセンサ７によって画像データのピクセルに変換さ
れ、バッキングロール１１の反射画像も同様に変換され
る。したがって、ＣＣＤセンサ７は画像データのピクセ
ルを生成し、これはバッキングロールの反射画像１１及
びドキュメントの反射画像９の両方を表す。
【００２６】図２はドキュメント配置の際に捕獲された
典型的なリードエッジ画像を例示する。図２に例示され
るように、画像のリードエッジが捕獲され、ここで画像
データはバッキング及び実際のドキュメントの反射画像
を表す。図２に例示される例では、ＣＣＤセンサは３６
インチの幅を走査する。
【００２７】ＣＣＤセンサの解像度が２００ドット／イ
ンチである場合、デジタル走査システムは走査線当たり
７２００ピクセルの画像データを生成する。画像データ
の各ピクセルは左から右の方向に１から７２００のピク
セル位置番号が指定され、また、右から左の方向で１か
ら７２００のピクセル位置番号を付与される。これらの
ピクセル位置番号は、リードエッジ画像の二本以上の走
査線がドキュメント位置モード中に捕獲されると画像デ
ータの列を形成する。例えば、走査されたリードエッジ
が２５本の走査線である場合、ピクセル位置番号は２５
ピクセルの列であり、これらのピクセルの各々の画像デ
ータはＣＣＤの同じフォトサイトによって形成される。
【００２８】画像データのこれらの列の例は図２の参照
番号２１によって例示される。さらに詳細には、列のブ
ロック２１が例示され、ここで各列の平均値及び平均偏
差が示される。さらに詳細には、例えば、列ｉに関連す
るピクセル位置では、平均値はＸi であり、標準偏差値
はＳi であり、一方列ｉ＋１に関するピクセル位置で
は、平均値はＸi+1 であり、標準偏差値はＳi+1 であ
る。各列に関するこれらの平均値及び標準偏差値は、走
査されるドキュメントの実際のエッジ及び幅を決定する
場合に、本発明によって利用される。
【００２９】この列状にフォーマット化されたデータの
さらなる例は図３〜６に例示される。さらに詳細には、
上に述べたように、図３は右から左へ（バッキングから
ドキュメントへ）走査した場合のピクセル０からピクセ
ル２００のピクセル位置の平均値を例示し、一方、図５
は左から右へ走査した場合のピクセル番号０からピクセ
ル番号４００の各ピクセル位置の平均値を例示する。一
方、図４は右から左の方向に走査した場合のピクセル番
号０からピクセル番号１２００のピクセル位置の標準偏
差値を例示し、図６は左から右の方向に走査した場合の
ピクセル番号０からピクセル番号４００の各ピクセル位
置を例示する。換言すると、図３及び４は右から左への
画像データのピクセルの読み取りに対応し、図５及び６
は左から右へのピクセル位置に関するデータの読み取り
を例示する。
【００３０】図３及び５に例示されるように、多くのソ
ースがデータに見られるばらつきに大きく寄与するた
め、平均値データのみを利用してドキュメントの左右の
エッジを検出するのは困難である。さらに詳細には、バ
ッキングは一定の反射率を有するが、線形ＣＣＤは要素
（ＣＣＤセンサ上のフォトサイト又はフル幅アレイの光
センサチップ）間のばらつき、光学系及びシステム（電
気）ノイズによる応答が変化する。さらに、埃粒子が垂
直方向の濃い縞として画像に現れ、ドキュメント自体は
テクスチャ（きめ）及びファイバ含量によって非常に変
化し得る。最後に、上に述べたように、幾つかのドキュ
メントタイプ、例えばフィルム及びボンドペーパーはバ
ッキングに類似した反射率を有する。
【００３１】ばらつきの他の原因は暗いドキュメントで
あり、これによって反射率放射輝度(reflectance radia
nce)がドキュメントのエッジ付近に生成され、エッジが
傾斜しているように見え、一方埃粒子によって様々なジ
ャンプが起こり、これはフィルム又はボンドペーパーの
エッジに類似しているようにみえる。ＣＣＤセンサ又は
フル幅アレイにおける要素間のばらつき及びシステムノ
イズによってエッジを被覆する反射率のばらつきが起こ
る。換言すると、ばらつきの様々な原因によって、単に
平均値データのみに依存した場合、ドキュメントの左及
び右のエッジの検出が非常に困難になる。
【００３２】図４及び６に例示されるように、平均値に
加えて２次数値、例えば標準偏差値が利用される。これ
らの第２値、２次関数から生成された値を利用すること
によって、ドキュメントの標準偏差とバッキングの標準
偏差との広いギャップによって、ばらつきのさまざまな
原因に対する感度が非常に低減される。
【００３３】さらに詳細には、バッキングによって覆わ
れるＣＣＤ要素では、バッキングは走査中に静止してい
るため、標準偏差はセンサ電子ノイズである。しかし、
ドキュメントによって被覆されるＣＣＤセンサの要素で
は、ドキュメントはドキュメント配置での走査中移動す
るため、標準偏差はセンサ電子ノイズとドキュメント輝
度のばらつきから成る。典型的には、ドキュメント輝度
のばらつきはセンサ電子ノイズよりも大きいため、標準
偏差値は、バッキングからドキュメント自体への変移が
ある場合、クリーン且つ大きなギャップを提供する。
【００３４】さらに、標準偏差値はバッキング上の汚れ
又は埃に対してより耐性がある（ロバストである）。バ
ッキング上の埃又は汚れは平均値を大きく低減させる
が、センサノイズは走査中同じスポットに見えるため、
変化しない。換言すると、バッキングとドキュメントと
の平均の差はセンサノイズ及び／又はバッキング上の埃
又は汚れによってマスクされる（隠される）が、標準偏
差値は電子ノイズ又は埃及び汚れにあまり敏感ではない
ため、標準偏差値の差は鮮明に見え、分離される。
【００３５】本発明の好適な実施の形態では、信号対ノ
イズの比は、スキャナで行われるローパスフィルタリン
グによってさらに向上される。スキャナから得られる画
像は、例えば、４００ｓｐｉで走査され、各走査線上の
４ピクセル幅のウィンドウにわたって平均が取られ、１
００ｓｐｉ画像を生成する。この効果は画像をローパス
フィルターに通すことである。反射率が独立的であり、
等しく正規分布となるバッキングロールでは、スキャナ
ノイズの分散は１／２に低減される。しかし、紙のノイ
ズは約１／ｆ2 のパワースペクトルを有する。ローパス
フィルタリング（平均化）は、あまり効果を有さない。
これによってドキュメントとバッキングロールとの信号
対ノイズの比が増加する。
【００３６】標準偏差値の耐性について言うと、本発明
は図１１及び１２に例示された方法を利用してドキュメ
ントエッジを決定し、この方法は画像データのピクセル
の各列に対する平均値、標準偏差値及びブラックピクセ
ルカウント値からドキュメントのエッジを計算する。図
１１に例示されるように、ステップＳ１はドキュメント
配置中にドキュメントのリードエッジ画像のヒストグラ
ムからバックグラウンド（背景）値を決定する。
【００３７】画像の典型的なヒストグラムは図９に例示
され、ここでヒストグラム３３は典型的には二つの分離
したピーク３１及び３７を有する。ピーク３１はホワイ
トピーク値、即ちドキュメントバックグラウンド値を示
し、ピーク３７はブラックピーク値を示す。これらのピ
ーク値は、ホワイトピーク値の分布の幅値３５と共に利
用されてしきい値を決定し、このしきい値はピクセルが
ブラックかホワイトか、或いはドキュメントがスキャナ
の両端部を覆うか否かを決定する場合に利用される。
【００３８】ヒストグラムからバックグラウンド値を決
定した後、ステップＳ２は右と左のエッジ距離を決定す
る。本発明の好適な実施の形態では、左のエッジの距離
は以下の式を使用して計算される。
【００３９】DistLft=sqrt([(LocMean-LeftMean)/MEANT
OL]2+[(LocStd-STDTHD)/(Wstd×STDTOL]2) ここで、LocMean はＣＣＤセンサの左の端部の８列の平
均の平均であり、LocStdはＣＣＤセンサの左の端部の８
列の標準偏差の平均であり、LeftMeanはバッキングロー
ルに対するスキャナ応答であり、MEANTOL 、STDHD 及び
STDTOLは予め設定された値であり、Wstdは標準偏差重み
ファクタである。好適な実施の形態では、暗い基体では
Wstdは４であり、他のドキュメントでは２である。右の
エッジ距離(DistRgt) は類似の式を使用して計算され、
全ての値はスキャナデバイスの右側に反映される。
【００４０】ステップＳ２が完了した後、プロセスは、
単一のピクセル位置に関連するピクセルの各列の平均
値、標準偏差値、及びブラックピクセルカウント値を決
定する。さらに詳細には、ドキュメント配置中に走査さ
れたドキュメントのリードエッジが３０本の走査線を有
する場合、例えば、ピクセル位置５０のピクセルの列
は、３０ピクセルの画像データを含み、ここで画像デー
タの各ピクセルはＣＣＤの同じユニットフォトセルによ
って生成される。
【００４１】これらの値が計算されると、ステップＳ４
は隣接する列の値をブロックにグループ化し、本発明の
好適な実施の形態では、このブロックは５列の平均値、
標準偏差値及びブラックピクセルカウント値を含む。ピ
クセル値の列をブロックにグループ化した後、ステップ
Ｓ５は各ブロックのデータを分析し、ブロックをバッキ
ング又はドキュメントに分類する。ブロックがバッキン
グとして分類されることがステップＳ６で決定された場
合、ステップＳ７はクラスタ中央値及び拡がり値(sprea
d value)をアップデート（更新）し、これらの値は分析
されたブロックの平均値及び標準偏差値の関数である。
これらの値の実際の計算は以下に詳細に述べられる。
【００４２】全てのブロックがバッキング又はドキュメ
ントのいずれかとして分類されると、ステップＳ９はど
のブロックがエッジ位置を最も含みそうかを計算し、ブ
ロックがドキュメントのエッジを含む信頼レベルを示す
コスト関数(cost function)又は関連する信頼ファクタ
を決定する。エッジ位置は適応ユークリッド距離の式を
利用して計算される。
【００４３】d i 2=[(locmean[i-1]-avgmean[i])/(k ＿
factor)stddevmean[i-1]2]+[(locstd[i-1]-avgstd[i])/
(k＿factor)stddevstd[i-1]]2 ここで、 locmean[i]=(a)locmean[i-1]+(1-(a))(X[i]-locmean[i-
1]); avgmean[i]=X[i]; stddevmean[i]=(a)stddevmean[i-1]+(1-(a))(X[i]-locm
ean[i]); locstd[i]=(z)locstd[i-1]+(1-(z))(S[i]-locstd[i-
1]); avgstd[i]=S[i]; 及び stdavgstd[i]=(z)stdavgstd[i-1]+(1-(z))(S[i]-locstd
[i-1])
【００４４】係数(a) 及び(z) は、図９に例示されるよ
うに、ヒストグラムピーク及びホワイトピークの周りの
ヒストグラムの拡がり(spread)を利用して決定される推
定されたドキュメントタイプに基づいて設定される。さ
らに、平均平均値(avgmean[i])及び平均標準偏差値(avg
std[i]) はバッキングのクラスタ中心座標であることが
分かる（図７）。平均値の標準偏差(stddevmean[i-1])
及び標準偏差の標準偏差(stddevstd[i-1])は、バッキン
グの拡がりの測定値を提供する。クラスタ中心及び拡が
りはスキャナ較正、ドキュメント輝度（統合キャビティ
効果）及びスキャナノイズに依存する。したがって、こ
れらの値は走査と走査の間及びスキャナのエッジからド
キュメントエッジまで適用可能でなければならない。
【００４５】可能性の高いエッジ位置及びコスト関数を
有するブロックの計算が所定の回数実行され、計算の各
繰り返しはエッジがブロック内に現れるか否かを決定す
るのにあまり厳格でない基準及び適性係数(competence
coefficients) を使用する。換言すると、エッジブロッ
ク位置及びコスト関数の計算の各繰り返しでは、上に述
べた距離の式のk ＿factor値が変化される。本発明の好
適な実施の形態では、エッジブロック位置及び関連する
コスト関数は三つの異なるk ＿factor値を使用して三回
の別個の繰り返しに対して計算され、ここで第１のk ＿
factor値は２．５であり、第２のk ＿factor値は３であ
り、最後のk ＿factor値は４である。
【００４６】繰り返しが完了した後、エッジブロック位
置及び異なるｋファクタに関連するコスト関数は分析さ
れ、ステップＳ１２で最も可能性の高いエッジブロック
位置（最も高い信頼レベルを有するブロック位置）を検
出する。最も可能性の高いエッジ位置を有するブロック
を利用して、ステップＳ１３は二次元空間の導関数（微
分）法を利用してエッジブロックにおけるドキュメント
の物理的エッジを検出する。
【００４７】最も可能性の高いエッジブロックの決定
は、三つのブロックのうちのどれが適合するかを考慮
し、関連するコスト関数と比較する。二つ以上のブロッ
ク位置が適合する場合、このブロック位置は最も可能性
の高いエッジブロック位置として選択され、関連するコ
スト関数は低減され、信頼ファクタは増大する。選択さ
れた最も可能性の高いエッジブロックはさらに分析さ
れ、選択されたブロック内にブラックピクセルがあるか
どうかを検出する。ブラックピクセルが検出されたか否
か、又は関連するコスト関数が所定の値よりも大きいか
否かに応じて、選択された最も可能性の高いエッジブロ
ックは選択されたエッジブロックとして維持されるか、
又はプロセスはドキュメントのエッジの検出に失敗があ
ったことを示す。
【００４８】ステップＳ１３に先立って、図２のブロッ
ク２１内でエッジ位置が検出される。ステップＳ１３
で、実際のエッジは三つのピクセルブロック、即ち、選
択された最も可能性の高いエッジブロック及び二つの隣
接ブロックを利用して決定される。これらの三つのブロ
ックは導関数法を利用して分析され、どのピクセル位置
がドキュメントの物理的エッジの実際の位置であるかを
決定する。
【００４９】上に述べたソフトウェア実施が以下のコー
ド表に説明される。このコード表は第２統計学(second
statistics) を使用してドキュメントのエッジを検出す
るために上に述べた機能を実行するソフトウェアコード
の例を説明する。本発明のプロセスはソフトウェアで実
施されているが、ハードウェアでも容易に実施され得
る。
【００５０】
【外１】
【００５１】
【外２】
【００５２】
【外３】
【００５３】
【外４】
【００５４】
【外５】
【００５５】
【外６】
【００５６】
【外７】
【００５７】
【外８】
【００５８】
【外９】
【００５９】
【外１０】
【００６０】
【外１１】
【００６１】
【外１２】
【００６２】
【外１３】
【００６３】
【外１４】
【００６４】
【外１５】
【００６５】
【外１６】
【００６６】
【外１７】
【００６７】
【外１８】
【００６８】
【外１９】
【００６９】
【外２０】
【００７０】
【外２１】
【００７１】
【外２２】
【００７２】
【外２３】
【００７３】
【外２４】
【００７４】
【外２５】
【００７５】
【外２６】
【００７６】
【外２７】
【００７７】
【外２８】
【００７８】
【外２９】
【００７９】図１３はこの分析の可能な例を例示し、こ
こでブロック４３は最も可能性の高いエッジブロックを
表し、ブロック４１及び４５は最も可能性の高いエッジ
ブロックに隣接するブロックを表す。ブロック４１、４
３及び４５のデータは、ドキュメントの実際のエッジの
ピクセル位置４７が決定されるまで導関数法を利用して
分析される。
【００８０】図７は、クラスタ中心又はバッキング値の
計算、バッキングとクラスタ中心の拡がりならびにフィ
ルムドキュメント及びボンドペーパードキュメントの拡
がり値の表示である。クラスタ中心は画像を横切る走査
及び走査と走査の間に応じて移動することができる。図
７に示されるデータはほぼ楕円形であるが、このデータ
は、データが平均の標準偏差及び標準偏差の標準偏差に
対して正規化される場合、点(locmean,locstd)周りで球
形になる。この正規化データの例は図８に例示される。
【００８１】図８に例示されるように、球の中心点は
（ＸＯi , ＳＯi ）であり、ここでＸＯi は前に分析し
たブロックの平均値の平均であり、ＳＯi は前に分析し
たブロックの標準偏差の平均である。さらに、このデー
タの拡がりは前に分析したブロックの平均値の標準偏差
及び前に分析したブロックの標準偏差の標準偏差に等し
い。また、図８は距離の式のk ＿factorの変化が距離計
算の拡がりの効果をどのように変化させるかを例示す
る。
【００８２】上に述べたように、ブロックがエッジブロ
ック位置として選択されるか否かを決定する場合、クラ
スタ中心と座標(avgmean,avgstd)で表され、且つ現在分
析されているブロックが表す点との距離が計算される。
距離の値が大きくなると、ブロックがドキュメントを含
む可能性が高くなる。
【００８３】さらに詳細には、確率関係までの距離が図
３〜６に明確に示され、ここでバッキングとドキュメン
トとの変移点はデータ中のジャンプを引き起こすため、
この変移点は、分析されているブロックの平均値と標準
偏差と、前に分析されたブロックの平均値の平均値と、
前に分析されたブロックの標準偏差の平均との間の有意
な距離を示す。
【００８４】エッジにあうと、avgmean 及びavgstdは値
がジャンプする。統計locmean 及びlocstdは残りを遅ら
せるため、d i は突然増加する。しかし、フォルスアラ
ーム(false alarm) であり得る。これは以下のように処
理される。
【００８５】Ｘ（平均値）及びＳ（標準偏差）の各走査
は、d がk ＿factor以下、k ＿factorより大きいか又は
k ＿factorよりかなり大きいか或いはk ＿factorが距離
の式のk に等しいかに応じて、０、１又は２のステータ
スアレイ（状態配列：statusarray) をマークする。ゼ
ロ（０）は 'バッキング' を示し、１は '多分ドキュメ
ントにある' ことを示し、２は '確実にドキュメントに
ある' ことを意味する。第１走査では、k ＿factorは小
さく設定され、好適な実施の形態では２．５であり、各
走査につれて徐々に大きくなる（好適な実施の形態では
３及び４）。各走査後、ステータスアレイは０、１、又
は２の値を含む。ステータスアレイは分類ミスのコスト
（即ち、タイプＩ又はＩＩの誤差のコスト）を使用して
アップデート（更新）され、エッジ候補を得る。
【００８６】例えば、x がstatus[x]=1 又は2 である場
合、エッジがx にあることを決定することに関するコス
トは、status[i], i<xと、status[i],i>x の０の数のカ
ウントの合計として計算される。最小コスト位置はエッ
ジ候補である。これはその分類ミスコストと共に格納さ
れる。
【００８７】好適な実施の形態では、増加するk ＿fact
orで三回走査した後、三つのエッジ候補と分類ミスコス
トを合計したものが生成される。これら三つの候補は分
析されて単一のエッジ推定及びコストを形成する。これ
らのコストは信頼係数０、１又は２に変換され、これら
の係数は上記と同じ意味を有する。同じ手順が使用さ
れ、走査プロセスが反対方向へ進み、両エッジを推定す
る。ブロックは５ピクセル列から成るため、この手順
は、好適な実施の形態では、５ピクセル内までのエッジ
を推定する。最有力（最低コスト）候補はエッジをさら
に正確に定めるために選択される。
【００８８】正確なエッジを検出するために、プロセス
は選択されたブロック及び左右二つの隣接するブロック
を使用する。このデータは、好適な実施の形態では、３
ピクセル列のブロックに再構成され、平均値及び標準偏
差が列毎に計算され、平均値ｍＸi 、ｍＳi 及び標準偏
差ｓＸi ，ｓＳi ，ｉ＝１，ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥを得
る。これらの値は上に述べたものに類似した距離計算で
使用される。 D i =sqrt([(mXi+1 −mX i )/MEANTOL]2+[(sX i+1 −sX
i/STDTOL]2) ここで、MEANTOL 及びSTDTOLは予め設定された値であ
る。Ｄi の最大のジャンプは３ピクセル内のエッジを推
定するために使用される。最後に、隣り合う値を補間す
ることによってエッジ位置が検出される。このステップ
は、統合キャビティ効果によって生成されたエッジの影
の影響を相殺する。
【００８９】図１０は、走査されるドキュメントのエッ
ジ位置を決定するために利用される回路のブロック図で
ある。図１０に例示されるように、ＣＣＤセンサアレイ
１００は画像データを生成し、このデータは、ヒストグ
ラム回路１０２、平均値計算回路１０６、標準偏差計算
回路１０５及びバッファ１０７に送出される。ヒストグ
ラム回路１０２は画像データのヒストグラムを計算し、
上に述べたバックグラウンド値を計算する。これらのバ
ックグラウンド値がメモリ１０３に送出され、さらなる
処理のために一時的に格納される。
【００９０】平均値計算回路１０６はピクセルの各列の
平均値を計算すると共に上に述べた他の平均値計算を行
い、平均値をメモリ１０３に送出する。標準偏差計算回
路１０５は画像データ及び平均値データをメモリ１０３
から受け取り、各列のデータの標準偏差及び上に述べた
他の標準偏差計算を決定し、標準偏差値をメモリ１０３
に送出する。上に述べた正確なプロセスを実行する画像
決定回路１０４はメモリ１０３及びバッファ１０７に接
続され、走査されるドキュメントの物理的エッジを計算
するのに必要な適切なデータを受け取る。
【００９１】上に述べたように、第２位数統計（標準偏
差Ｓi ) がドキュメントのエッジを決定するために平均
値に加えて使用される。この第２位数統計の利用によっ
て、エッジを検出するのにより信頼性のあるプロセスが
提供され、これはセンサ電子ノイズ又は埃及び／又は汚
れに対して敏感ではない。
【００９２】本発明は上に詳細に述べられてきたが、様
々な変更が本発明の精神から逸脱しない限り実施され得
る。例えば、本発明の好適な実施の形態はＣＣＤセンサ
アレイに関して述べられてきたが、この自動幅検出方法
はフル幅アレイの走査システムでも容易に実施され得
る。さらに、本発明の自動幅検出方法は、ＡＳＩＣ、プ
ログラマブルゲートアレイ、又はソフトウェアでも容易
に実施されることができるため、このプロセスをスキャ
ナ、電子サブシステム、プリンタ又はディスプレイデバ
イスに配置することができる。
【００９３】最後に、本発明はモノクローム又は白黒環
境に関して述べられてきた。しかし、本発明の概念はカ
ラー環境にも容易に適用可能である。したがって、本発
明の自動幅検出プロセスはカラーピクセルを表示する各
カラー空間値にも適用され得る。
【００９４】本発明は本明細書中に開示された様々な実
施の形態を参照して述べられてきたが、これは上に説明
した詳細なセットに結合されるのではなく、請求の範囲
内でなされるこのような変更又は修正を網羅することが
意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的なデジタル走査システムの概略図であ
る。
【図２】ドキュメント配置中に捕獲された典型的なリー
ドエッジ画像を例示する。
【図３】ドキュメント配置中のドキュメントの右のエッ
ジの平均値データを例示するグラフである。
【図４】ドキュメント配置中のドキュメントの右のエッ
ジの標準偏差データを例示するグラフである。
【図５】ドキュメント配置中のドキュメントの左のエッ
ジの平均値データを例示するグラフである。
【図６】ドキュメント配置中のドキュメントの左のエッ
ジの標準偏差データを例示するグラフである。
【図７】本発明の概念による様々なドキュメント及びバ
ッキング測定値の中心クラスタ及び拡がりを例示する。
【図８】本発明の概念による特徴空間における距離測定
のグラフ表示である。
【図９】ドキュメントの典型的なヒストグラムのグラフ
表示である。
【図１０】本発明の概念によるドキュメントの幅及び位
置を自動的に検出するシステムを示すブロック図であ
る。
【図１１】本発明の概念によるドキュメントの幅及び位
置を自動的に検出する方法を例示するフローチャートで
ある。
【図１２】本発明の概念によるドキュメントの幅及び位
置を自動的に検出する方法を例示するフローチャートで
ある。
【図１３】本発明の概念による、エッジブロックが決定
された後のバッキングとドキュメントのエッジとの変移
を例示するグラフである。
【符号の説明】
１ ドキュメント ７ ＣＣＤセンサ １０５ 標準偏差計算回路 １０６ 平均値計算回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査システムにおいてドキュメントのエ
    ッジを自動的に検出する方法であって、（ａ） ドキュ
    メントの一部を走査するステップを有し、（ｂ） 画像
    濃度を表す画像データのピクセルを生成するステップを
    有し、（ｃ） １次関数を使用して画像データから第１
    値のセットを計算するステップを有し、（ｄ） ２次関
    数を使用して画像データから第２値のセットを計算する
    ステップを有し、（ｅ） 第１セットの値と第２値のセ
    ットからドキュメントの物理的エッジを決定するステッ
    プを有する、 ドキュメントエッジ自動検出方法。
  2. 【請求項２】 走査システムにおいてドキュメントのエ
    ッジを自動的に検出するシステムであって、 ドキュメントの一部を走査し、画像濃度を表す画像デー
    タのピクセルを生成するスキャナを有し、 １次関数を使用して画像データから第１の値のセットを
    計算する第１手段を有し、 ２次関数を使用して画像データから第２の値のセットを
    計算する第２手段を有し、 第１の値のセット及び第２の値のセットからドキュメン
    トの物理的エッジを決定する第３手段を有する、 ドキュメントエッジ自動検出システム。
JP10054788A 1997-03-06 1998-03-06 ドキュメントエッジ自動検出方法及びドキュメントエッジ自動検出システム Pending JPH10271286A (ja)

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