JPH11317868A - 検出方法及び検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠陥を含む原稿を、その欠陥の後を残さず、
且つ別の画像領域を欠陥として間違って認識せずにに適
切に表示する方法及びそのシステムを提供する。 【解決手段】 高速走査方向におけるビデオ画像データ
の変動に対応するピクセルの高速走査コスト値を決定
し、低速走査方向におけるビデオ画像データの変動に対
応するピクセルの低速走査コスト値を決定し、ピクセル
の高速走査コスト値及び低速走査コスト値を合計し、ピ
クセルの合計コスト値が所定のしきい値よりも小さい場
合に、ピクセルが走査アーチファクトを表すことを決定
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、一般に、原稿（文
書）を走査し、これらの文書を連続的な記録媒体上に電
子画像をレンダリングするためにプリントシステムで利
用できる電子画像データに変換するシステムに関する。
さらに詳細には、本発明は、走査文書上の画像の電子画
像データへの変換中に生成される走査アーチファクトを
検出するためのシステム及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、原稿からの電子入力走査によっ
て生成されたビデオ画像データからの原稿のコピーを再
現する場合、文書の外側エッジの決定に依存する機能を
提供するのが望ましい。このような機能は、例えば、自
動拡大、自動ツーアップコピー(automatic two-up copy
ing:二つの別個の入力文書を走査し、これらの二つの画
像を単一の出力シートの同じ側に配置する機能を意味す
る）、必要以上にスペースを必要とする文書を格納する
のを避けるための、文書の検出した外側エッジから外れ
る背景画像データの削除、文書の走査システムでの自動
検出、電子画像の電子デスキュー等を含む。換言する
と、これらの機能を提供するために、文書の外側エッジ
は走査システムによってどうにかして検出されなければ
ならない。

【０００３】従来、原稿の外側エッジのこの検出を達成
するために、原稿に対する背景が走査システムに提供さ
れ、この背景は原稿の背景となるため、背景は原稿から
識別可能な傾向を有する。例えば、背景には黄色、黒、
又は白よりも白い白、蛍光を発するバッキング（裏当
て）及び種々の他の代替物が提供されてきた。

【０００４】種々の代替物が利用されてきたが、両面又
は透かし（ウォーターマーク）の入った文書を走査する
場合に透き通しをなくすために、原稿を走査する場合は
暗いバッキングを利用するのが最も望ましい。したがっ
て、黒のような光吸収バッキングを利用することによっ
て、走査システムは、文書を走査する場合の透き通しを
なくすことができ、さらに、走査システム又は他の下流
画像処理システムが原稿の外側エッジを自動的に検出す
ることができ、結果として上述の種々の特徴を容易に実
施することができる。

【０００５】しかし、光吸収バッキングを使用すること
による所望しない結果として、原稿の欠陥、例えば、
穴、裂け、折れ込み等又は原稿の他の特徴的な特性、例
えば、予めパンチされた穴等が、原稿をレンダリング
し、記録媒体上にプリントした場合に黒い物として現れ
ることが挙げられる。以下の記述において、原稿の欠陥
及び原稿の特徴的な特性を一般に欠陥と称するが、ここ
での欠陥は原稿の物理的特性が実際の欠陥であることを
示すのではなく、走査方法において所望しないアーチフ
ァクトを形成する特性を示すにすぎない。この問題は、
以下に示す本願の図１〜６の説明から容易に明らかとな
るであろう。

【０００６】図１は、原稿３が予めパンチされた穴のよ
うな欠陥５を有する従来のプラテン走査システムを例示
する。このプラテン走査システムでは、照射装置９が照
射Ａを提供し、該照射Ａはプラテンガラス７及び欠陥５
を通過し、その結果反射光Ｂとして文書カバー１のバッ
キング２から反射する（又は該バッキングに吸収され
る）。この反射光Ｂは、光エネルギーを電子画像データ
に変換する電子センサを含む光電システム１１によって
感知される。光電センサシステム（「センサ」）１１は
電荷結合装置（ＣＣＤ）、全幅アレイセンサ（ＦＷＡ）
又は白黒モード又はカラーモードで動作可能な他の光電
子装置でもよい。

【０００７】図１にさらに例示されるように、照射源９
が位置Ｃに移動され、センサ１１が位置Ｄに移動された
場合、照射源９から生成される光はプラテンガラス７を
介してドキュメント３からセンサ１１へ反射するため、
センサ１１は文書３上の実際の画像の電子バージョンを
表す電気画像データを形成することができる。

【０００８】別の走査システム、即ち、図２に例示され
るような定速搬送システム（ＣＶＴ）では、欠陥５を有
する文書は走査システムによって走査される。さらに詳
細には、図２に例示されるように、光源９は光Ａを生成
し、この光は小さなプラテンガラス７０を通過し、さら
に文書３の欠陥５を通過する。この光は、文書３をプラ
テンガラス７０に対して又は該プラテンガラスに近接す
るように支持するローラ又はスキー(ski) １３で反射光
Ｂとして反射し、該反射光Ｂはセンサ１１によって受け
取られる。ＣＶＴシステムは、さらに、ガイド１７及び
１９（或いは間に駆動ニップを形成する一対のローラ）
を含み、プラテンガラス７０の走査ステーション及びロ
ーラ又はスキー１３を通過するように原稿をガイドす
る。このローラ又はスキー１３は、特定のバッキング２
０を有するキャビティ１５でほぼ囲まれている。

【０００９】文書が走査システムを通過するように移動
されると、図３に例示するように、欠陥５は走査領域の
外側に移動するため、光源９から生成された光Ａが文書
３に入射し、光Ｂとしてセンサ１１に反射した光は文書
３上の実際の画像を表す。

【００１０】上述の例の全てにおいて、従来の走査シス
テムが欠陥５に関連する領域を走査している場合、セン
サ１１は、実際には、文書のすぐ後ろの物、プラテンの
場合はプラテンカバーのバッキング、ＣＶＴの場合はロ
ーラ又はスキー１３、のそれぞれから反射した光を検出
している。しかし、従来の走査システムが文書３の非欠
陥領域を走査している場合、従来の走査システムは文書
３上の実際の画像から反射した光を受け取っている。換
言すると、文書３全体を走査することによって生成され
た電子画像データは、文書の背後の領域及び画像自体を
表す画像データを含む。

【００１１】例えば、図４に示されるように、原稿３
は、三つの穴が欠陥５として表されるような三つの穴が
予めパンチされた紙にプリントされた画像４からなる。
この文書が、図２及び３に例示されるように、文書の背
後の物及び装置、例えばローラ又はスキー１３及びキャ
ビティ１５が非反射性である従来のＣＶＴシステムによ
って走査される場合、図５に示されるように、記録媒体
３０に記録された画像４０も原稿３の欠陥５に対応する
暗い、又は黒い領域５０（走査アーチファクト）を含
む。他方、図６に例示されるように、図４の文書が、図
１に例示されるように、プラテンカバーのバッキングは
白色であるが使用によって汚れており、傷があったり、
そうでなければ文書の背景と同等の反射率がない従来の
プラテンシステムによって走査される場合、元の画像領
域４は記録又は表示媒体３０上に画像領域４０として再
現され、走査アーチファクトは原稿３の欠陥５に対応す
る領域５０の形態で依然として存在する。プラテンカバ
ーバッキングが非反射性である場合、得られる画像は図
５に例示したものと同様である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】したがって、上述のよ
うに、幾つかの欠陥を有する原稿を走査でき、元の欠陥
の跡を残さずに記録又は表示媒体に画像を最終的にレン
ダリングできるのが望ましい。換言すると、原稿３は欠
陥５を含むにもかかわらず、図５及び６のレンダリング
された走査アーチファクト５０がなくなる。さらに、こ
れらの画像を、走査アーチファクトをなくし、画質を犠
牲にせず、画像領域を走査アーチファクト領域として間
違って識別せずにレンダリング又は表示するのが望まし
い。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
ビデオ画像データストリーム内のピクセルに関連する画
像データが走査アーチファクトであるか否かを検出する
方法である。この方法は高速走査方向におけるビデオ画
像データの変動に対応するピクセルの高速走査コスト値
を決定し、低速走査方向におけるビデオ画像データの変
動に対応するピクセルの低速走査コスト値を決定し、ピ
クセルの高速走査コスト値及び低速走査コスト値を合計
し、ピクセルの合計コスト値が所定のしきい値よりも小
さい場合に、ピクセルが走査アーチファクトを表すこと
を決定する。

【００１４】本発明の第２の態様は、ビデオ画像データ
のストリーム内のピクセルに関連する画像データが走査
アーチファクトであるか否かを検出するシステムであ
る。このシステムは、高速走査方向におけるビデオ画像
データの変動に対応するピクセルの高速走査コスト値を
決定する高速走査手段と、低速走査方向におけるビデオ
画像データの変動に対応するピクセルの低速走査コスト
値を決定する低速走査手段と、ピクセルの高速走査コス
ト値及び低速走査コスト値を合計する累積器と、ピクセ
ルの合計コスト値が所定のしきい値よりも小さい場合に
ピクセルが走査アーチファクトを表すことを決定するア
ーチファクト手段と、を含む。

【００１５】本発明の第３の態様は、ピクセルが画定さ
れた画像領域内に走査アーチファクトを表すか否かを検
出するシステムである。このシステムは、走査中に文書
が支持される上に明白な背景パターンを有する背景部材
を含む文書支持システム、該文書支持システム内で文書
を走査しこの文書から画像データを生成する走査システ
ム、及び画像データ中の明白な背景パターンを検出する
検出手段を含む。該検出手段は、高速走査方向の明白な
背景パターンの検出に関連する各ピクセル毎に第１のコ
スト値を決定する高速走査手段、低速走査方向の明白な
背景パターンの検出に関連する各ピクセル値毎に第２の
コスト値を決定する低速走査手段、及び第１の及び第２
のコスト値に基づいてピクセルが走査アーチファクトを
表す時に分類するアーチファクト手段を含む。

【００１６】本発明の第４の態様は、ビデオ画像データ
ストリーム内のピクセルのウィンドウに関連する画像デ
ータが走査アーチファクトであるか否かを検出する方法
である。この方法は、高速走査方向の所定の変動を有す
る画像パターンを検出し、低速走査方向のパターンの変
動を検出し、画像パターンが検出されパターンが低速走
査方向で所定のしきい値よりも下へ変動する場合にピク
セルのウィンドウが走査アーチファクトを表すと決定す
る。

【００１７】本発明の第５の態様は、画定された画像領
域内の走査アーチファクトを表すピクセルのレンダリン
グを防止するためのプリントシステムである。このプリ
ントシステムは、走査中に文書が支持される上に、明白
な背景パターンを有する背景部材を含む文書支持システ
ム、該文書支持システム内の文書を走査しそこから画像
データを生成する走査システム、及び画像データの明白
な背景パターンを検出する検出手段を含む。検出手段
は、高速走査方向の明白な背景パターンの検出に関連す
る各ピクセル毎に第１のコスト値を決定する高速走査手
段、低速走査方向の明白な背景パターンの検出に関連す
る各ピクセル毎に第２のコスト値を決定する低速走査手
段、及び第１の及び第２のコスト値に基づいてピクセル
が走査アーチファクトを表す時に分類するアーチファク
ト手段を含む。また、このシステムは、アーチファクト
手段がピクセルは走査アーチファクトを表すと分類した
場合にピクセルに関連する画像データを背景値に置換
し、アーチファクト手段がピクセルは画像データを表す
と分類した場合にピクセルに関連する画像データを維持
する画像処理手段及び画像処理手段から受け取った背景
値及び画像データをレンダリングするプリント手段を含
む。

【００１８】本発明のさらなる目的及び利点は、本発明
の種々の特徴の以下の記述から明らかになるであろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下は、本発明に例示した図面の
詳細な説明である。この説明において、図面と同様に、
同一参照番号は同じ装置、回路又は同等の機能を実行す
る回路を表す。

【００２０】以下の説明において、高速走査方向及び低
速走査方向という用語が利用される。高速走査方向と
は、走査線又はラスタに沿ったピクセルの走査をいう。
また、これは、走査が光電センサのアレイからの画像デ
ータの収集の結果であることから、一般に電子走査とも
いわれる。他方、低速走査方向とは、文書と走査システ
ムとの間の相対移動の方向をいう。これは、走査システ
ムに画像データの走査線を生成させる機械的移動であ
る。

【００２１】上述のように、デジタル走査システムを利
用して文書を走査する場合、透き通しをなくし、自動位
置合わせ及び電子デスキュー方法が実行されるように走
査される原稿の自動的検出及び方向付けを可能とするた
めに光吸収（例えば、黒又は暗い）バッキングを利用す
るのが望ましい。さらに、上述のように、コピーのため
に暗いバッキングを利用することに関する問題は、文書
が穴、裂け又は折れ込み等の欠陥を有する場合に起こ
る。

【００２２】例えば、文書がパンチ穴を含む場合、この
パンチ穴に対応する領域は、黒いバッキングを利用した
場合、コピーでは黒くなる。これは、捕獲した画像は、
穴が原稿にある場所にバッキング領域のグレー値（黒）
を有する事実のためである。バッキング領域のグレー値
が原稿内にあるこれらの領域は、走査アーチファクトと
みなされる。多くの場合、コピーの背景が白でありアー
チファクトが黒としてレンダリングされる場合は特に、
コピーに走査アーチファクトをレンダリングするのは望
ましくない。

【００２３】この問題を解決するために、本発明は、文
書の黒い又は暗い領域が原稿の一部であるのか穴、裂
け、折れ込み又は原稿の他の欠陥のいずれかによる走査
システムのバッキングの画像であるのかを識別するシス
テム及びその方法を提案する。本発明の好適な実施の形
態では、背景検出領域は、文書の実際の背景値を表す値
又はデフォルトホワイト値に置き換えることができる。

【００２４】この解決策を実現化するために、このシス
テムは異なるオブジェクトタイプ、より詳細には、文書
の実際の画像と走査される文書の背後のバッキングを表
す画像データを識別できなければならない。この識別方
法を助けるために、走査システムのバッキングは、通
常、文書の画像領域に関連する特性と識別可能な幾つか
の特性を有するべきである。

【００２５】例えば、上述のように、暗い色又は黒のい
ずれかのバッキング領域を有するのが望ましい。バッキ
ング領域を暗くすることによって、低反射率値を有する
あらゆるピクセルを潜在的にバッキングピクセル、した
がって、レンダリング画像から取り除かれる対象とみな
すことができる。しかし、ピクセルの反射率値だけに依
存すると多くの誤った検出を生成するので、バッキング
と文書の実際の画像との適切な区別を提供するために、
第２の測定基準を有するのが望ましい。

【００２６】バッキングと画像領域とを識別するために
利用可能な第２の基準は、バッキングにわたったグレー
レベルの変動である。バッキングは外観が均一である傾
向があるため、画像の典型的な従来通りのバッキング領
域にわたったグレーレベルの変動は非常に小さいことが
分かる。また、連続する走査線間のバッキング領域にわ
たった変動も、この均一な外観のために非常に小さい。
しかし、文書の画像内に均一な領域を有するのも一般的
である。したがって、典型的な均一な外観を有するバッ
キングは、画像領域とバッキング領域との適切な区別を
行うために必ずしも十分な情報を提供するとは限らな
い。

【００２７】この状況を解決するために、本発明は、図
７に例示するように、バッキング材料に埋め込みパター
ンを含むバッキング領域を設ける。さらに詳細には、図
７では、バッキング領域２００は埋め込みパターン２１
を含み、この埋め込みパターンは高速走査方向に周期的
に繰り返すが低速走査方向では均一なままである。本発
明の好適な実施の形態では、パターンは、バッキングに
周期的パターンで浅い溝をつくるか、そうでなければ反
射した光の知覚可能なパターンを形成する表面を形成す
ることによってバッキング材料に埋め込まれる。埋め込
みパターンを設けることによって、高速走査方向におけ
るバッキングに沿ったグレーレベルの明白な変動が増加
する。したがって、埋め込みパターンによって、本発明
は、容易に検出でき、潜在的バッキングピクセルとして
認識され得る、所与の走査線に沿ったいくらかの変動を
有する信号を生成することができる。パターンの周期性
は、典型的なハーフトーン周波数に対応しないように選
択されるが、より大きな画像の比較的小さな領域にわた
って検出可能である。

【００２８】さらに、図７に例示するように、パターン
は、低速走査方向に殆ど又は全く変動がないように埋め
込まれる。低速走査方向に全く又は殆ど変動をもたらさ
ないことは、ハーフトーンが低速走査方向にもいくらか
の周期性を有するため、定速搬送システムを利用する場
合、又は画像がハーフトーンであるかどうか見分けよう
とする場合に、バッキングピクセルの検出に非常に有用
である。ＣＶＴシステムでは、バッキング画像又は走査
線毎のパターンの変動は走査バー又は走査システムとバ
ッキング材料との相対移動がないために小さく、その理
由は、ＣＶＴ走査システムでは、バッキングの同じ領域
が連続的に画像形成されるためであり、生成される変動
は、主に電気ノイズ及び所望しない相対移動（例えば、
振動）による。

【００２９】領域内の特定のピクセルが画像ピクセル
（前景）であるかバッキングピクセルであるかを決定す
る際にこれらの基準を利用するために、本発明の一つの
実施の形態は図１０に例示される方法を実行する。この
方法は特定の決定のためのコスト値を決定することに基
づく。例えば、この方法は、ピクセルを背景として分類
することに対してピクセルをハーフトーンとして分類す
ることのコストを決定してもよい。換言すると、コスト
が高くなる程、分類があまり正確でなくなる。コストが
許容可能に最小である場合、この分類は目的を処理する
のに許容される。これらのコストレベルは特定のリスク
適合レベルに適するように調節され得る。

【００３０】図１０に例示される方法は、ステップＳ１
で高速走査コスト値を決定する。高速走査コスト値を決
定するのに加えて、ステップＳ３は低速走査コスト値を
決定する。さらに、ステップＳ５はピクセルのビデオコ
スト値を決定する。これら三つのコスト値を決定した
後、ステップＳ７で合計コスト値を計算し、該合計コス
ト値は、画像データがレンダリングされる前景ピクセル
としてピクセルが分類されるか又は背景値は画像データ
に置換され、この背景値はステップＳ９でレンダリング
されるバッキングピクセルとしてピクセルが分類される
かを決定するのに利用される。

【００３１】図１１は、図１０のステップＳ１で実行さ
れる方法のさらなる詳細を示す。さらに詳細には、図１
１は高速コスト値を決定する方法を例示する。この方法
において、ステップＳ１１は画像センサから受け取った
ビデオ信号を高速走査フィルタリングする。フィルタリ
ングされたビデオ信号は、さらに処理されてステップＳ
１２でこのビデオ信号の絶対値を生成する。ビデオ信号
の絶対値を利用して、ステップＳ１３は、高速走査方向
の所定の局所近傍にわたった局所的最大値を決定する。
局所的最大値は、ステップＳ１４で高速走査コスト値を
決定するのに利用される。

【００３２】図１２は、図１０のステップＳ３で実行さ
れる低速走査コスト値の決定をより詳細に例示するフロ
ーチャートである。具体的には、図１２はステップＳ３
１の方法が、本発明の好適な実施の形態では、図１１の
ステップＳ１１で生成される高速走査フィルタリングビ
デオ信号を低速走査フィルタリングするのを示す。得ら
れた高速走査／低速走査フィルタリング信号はステップ
Ｓ３２で低速走査コスト値を決定するのに利用される。

【００３３】図１０に関して上述したように、三つのコ
スト値が決定された後、合計コスト値がレンダリングさ
れ、この値は走査アーチファクトを検出するのに利用さ
れる。図１３に例示されるように、ステップＳ９１は、
合計コスト値の平均値がしきい値コスト値よりも大きい
か否かを決定する。合計コスト値の平均値がしきい値コ
スト値よりも大きい場合、ステップＳ９３は、そのピク
セルに関連する画像データをそのままレンダリングし、
そのピクセルが画像ピクセルを表すと識別する。しか
し、合計コスト値の平均値はしきいコスト値よりも小さ
いとステップＳ９１が決定した場合、ステップＳ９２は
個々のピクセルに関連した画像データの代わりにその特
定のピクセルの背景値をレンダリングし、ピクセルはバ
ッキングピクセルを表すことが特定される。このレンダ
リング方法で利用される背景値は、デフォルト値又は文
書のヒストグラムから従来のように計算されるような、
文書の計算された背景値のいずれであってもよい。

【００３４】上述の例において、各基準は関連する別個
に計算したコスト値を有することが分かる。換言する
と、ピクセルが走査アーチファクトを表すか否かを識別
するこの方法は、コストを、背景で予測される特徴から
導出したビデオ信号の特徴の各々に関連付ける。

【００３５】例えば、ピクセルのグレーレベル値が非常
に明るいグレー値である場合、走査システムのバッキン
グはそのピクセルに対して暗いグレーレベル値を生成す
る非常に暗いグレーであると思われるため、この特定の
特徴はコストを受ける。他方、高速走査の変動が非常に
高い場合、バッキングにおけるパターンの高速走査の変
動はハーフトーンパターンとの混同を避けるために既に
確立されているため、コストが計算される。最後に、低
速走査の変動が小さなしきい値よりも大きい場合、バッ
キングは低速走査方向に変動がないと思われるため、コ
ストが割り当てられる。

【００３６】以下は、本発明の好適な実施の形態の走査
アーチファクトを識別する方法の詳細な例である。図８
はこの例を説明するために利用される。

【００３７】この例において、点線５００で画定された
走査アーチファクト内にある図８のピクセルＺに関連す
るビデオ画像データの入力走査線は、まずフィルタリン
グされて信号Ｆを生成する。信号Ｆを生成するために使
用されるフィルターはバンドパスフィルターである。該
フィルターは、バッキングの埋め込みパターン周波数で
ピークゲインを有するように設計される。これによっ
て、図８のパターン２１０の増幅が確実となる。同時に
（エレクトロニクスに固有である）高周波ノイズを減衰
させるために、フィルターは高周波数でローゲインを有
する。最後に、フィルターは、ランプの強度のゆるやか
な変動によるグレーレベルのあらゆる変動をなくすため
に、非常に低い周波数でローゲインを有する。十分なバ
ンドパスフィルターの例は以下の通りである。 f=[-0.25 -0.5 -0.25 0.5 1 0.5 -0.25 -0.5 -0.25]

【００３８】フィルターｆは、走査画像Ｖの高速走査方
向に、好ましくは少なくとも１０個のピクセルに用いら
れ、Ｆを得る。画像Ｆは、各ピクセルの絶対値によって
さらに処理される。

【００３９】

【数１】

【００４０】局所的最大値信号Ｍは、局所近傍にわたっ
て高速走査方向に（所与の走査線ｋ）Ｆの最大値を連続
的に取ることによって形成される。 M(i)=max(F_a (l)),i-n≦l ≧i+n

【００４１】信号Ｍはバッキングマッチ（突き合わせ）
に対するコスト／ペナルティをピクセルベースで増分さ
せるために使用される。Ｍのピクセル値は予め計算した
上限及び下限と比較され、この値がこの範囲外である場
合、このピクセルに付加されるコスト又はペナルティ
は、この範囲からのピクセル偏差に等しい。 if (M(i)>T_Mu)C(i)=C(i)+M(i)-T _Mu else if (M(i)<T _Ml)C(i)=C(i)+T _Ml -M(i)

【００４２】下限は、（高速走査の変動がない）電子原
稿又は非常に平滑な原稿（例えば、写真）にコストを与
えるためのものである。これらの平滑な暗い領域は他の
コストを受けず、これらの線ごとの変動及びブラック値
は、十分にバッキング画像統計の範囲内である。したが
って、下限は写真が誤って検出されないように使用され
るものである。上限は、画像にある真のラインスクリー
ンハーフトーンを除去するのを助ける。これらのハーフ
トーンはバッキングに埋め込まれたパターンよりもより
広い範囲を有するため、上限は優れた識別特徴である。

【００４３】上述したように、低速走査の変動は目立つ
特徴である。バッキング画像は時間をかけてゆっくりと
変動するため、連続する走査線間の変動の測定を使用で
きることを思い出されたい。高速走査フィルター特徴と
同様に、選択された低速走査フィルターもバンドパスフ
ィルターである。低周波数は、時間にわたったあらゆる
照射（ランプ）の変動を除去するためになくされなけれ
ばならない。同様に、高周波数も測定方法に固有なホワ
イトノイズを除去するためになくされなければならな
い。このような単純なバンドパスフィルターは、以下の
通りである。 ｇ＝[1 0 -1]

【００４４】フィルターｇは、低速走査方向において、
少なくとも三本の走査線にわたって、中心走査線にある
図８のピクセルＺの高速走査フィルタリング画像Ｆに適
用され、Ｇを得る。画像Ｇは各ピクセルの絶対値を用い
てさらに処理される。

【００４５】

【数２】

【００４６】高速走査限界と同様に、低速走査上限が出
力画像Ｇ_a にも適用される。これは、背景スキー又はロ
ーラが走査線毎に非常にゆるやかな変動を有することが
予想されるためである。Ｇ_a が所与のしきい値よりも上
の場合、コスト（又はペナルティ）は所与のピクセルに
関連づけられる。即ち、 if(G_a (i,k)>T _G )C(i)=C(i)+G_a (l,k)-T _G

【００４７】コスト関数の最後の成分は入力画像ピクセ
ルＺのグレー値Ｖ（ｉ，ｋ）の関数である。背景はほぼ
黒いことが分かっている。測定したグレーレベルがバッ
キングの４シグマ光点(4 sigma light point) よりも上
の場合、コストはこのピクセルに関連付けられる。即
ち、 if (V(i,k)>T_V )C(i)=C(i)+V(i,k)-T _V ここでT _V はバッキングの４シグマ光点（four sigma l
ight point) に設定される。上記のバッキングの４シグ
マ光点とは、プラテンカバー又はＣＶＴユニットの背景
値を検出するために使用されるヒストグラム上の点を意
味する。全てのヒストグラムにおいて、背景値は、通
常、プラテンカバー等を走査することによって測定され
た強度値の分布曲線のピークである。走査によって値の
分布が形成されるため、４シグマとは、ピーク値から４
標準偏差離れた値となり、この場合、白色強度値に向か
って４標準偏差となり、例えば、黒が０であり白が２５
５でありピークが４５であると、２５５に向かって４５
から４標準偏差離れた点になる。

【００４８】要約すると、この例では、ピクセルＺは以
下の三つの別個のコストの合計である関連するコストを
有する。 範囲外の高速走査フィルタリングデータの変動 低速走査フィルタリングデータの大きすぎる変動 高すぎる入力ビデオグレーレベル

【００４９】検出方法の最終段階において、コスト画像
は矩形ぼけフィルターを使用して平均が取られ、Ｃ_lPが
得られる。これによって、ピクセルＺがウィンドウの中
心にあるようなウィンドウ２５によって画定された所与
の近傍において各ピクセルの平均コストが与えられる。
このコスト関数はしきい値と比較され、ピクセルＺが画
像にあるかバッキングからのものかを決定する。 if (C _lP(i)>T _C )V _out (i)=V _in (i) else V_out (i)=W ここで、Ｔ_C は静的しきい値であり、Ｗは背景値であ
り、該背景値はデフォルト値、ユーザプログラマブル値
又は原稿のヒストグラムから従来通りに生成された計算
された背景値のいずれであってもよい。

【００５０】測定したグレー統計と黒のバッキング統計
との偏差が大きいことによってコストが大きくなり、こ
のコストはピクセルを白に変換する「コスト」として解
釈される。したがって、ピクセルはそのまま残され画像
の一部と見なされる。小さな「コスト」値を有するピク
セルは、白、デフォルト値、又は計算された背景値に変
換される。

【００５１】上述の方法は、三つのコスト値が走査アー
チファクトを検出するために利用されることを示すが、
これらのコスト値の種々のサブ組み合わせが種々の走査
システムにおいて有効的に利用され得る。例えば、プラ
テン走査システムでは、走査システムは同じバッキング
領域を連続的に画像形成しないため、低速走査コスト値
は有効的に除去されることができ、その理由は、このよ
うな走査システムでは走査システムが移動するが、文書
はそのままであるためである。したがって、低速走査の
変動が予測され、コスト値を割り当てようとすると有用
性よりも損害のほうが多い。このようなシステムでは、
高速走査コスト値及びビデオコスト値のみが使用される
であろう。

【００５２】ＣＶＴシステムのような別の例では、図１
８に例示されるように、検出したバッキング画像はパタ
ーンを持たない光源であるため、高速走査コスト値は有
効ではない。したがって、この例では、低速走査コスト
値及びビデオコスト値のみが測定される。

【００５３】最後に、第３の例では、走査システムは、
文書の画像に応答し、バッキングを走査すると飽和する
ように設計されたセンサのセット及びバッキングを走査
するとバッキングの反射率によって黒く見える別のセン
サのセットを利用する。換言すると、センサの主なセッ
トは赤色フィルターを有し、緑色、青色フィルターのセ
ンサの第２のセット及びバッキングはシアンに着色され
る。このような例では、赤色センサはシアンを黒と見な
し、文書を画像と見なす。緑色センサは走査アーチファ
クトを検出する回路に画像データ（バッキングを走査す
ると飽和する）を送出し、このデータはバッキングとセ
ンサとの色の関係によって既にバッキングに較正されて
いるため、高速走査コスト値及び低速走査コスト値のみ
が計算されればよい。

【００５４】図１４は、ピクセルが走査アーチファクト
を表すか否かを検出するために利用される本発明の一つ
の実施の形態による回路のブロック図である。図１４に
例示されるように、センサ１１によって生成されたビデ
オ信号は高速走査フィルター６１１に送出され、該フィ
ルターは高速走査フィルタリング信号Ｆ（ｉ，ｋ）を生
成する。また、ビデオ信号はビデオコスト関数回路６１
６にも送出され、該回路はコスト値Ｃ₃(ｉ）を生成す
る。

【００５５】次に、高速走査フィルタリング信号Ｆ
（ｉ，ｋ）は最大値検出回路６１２及び低速走査フィル
ター６１４に送出される。最大値検出回路６１２はフィ
ルタリング信号を分析して局所的最大値信号Ｍ（ｉ）を
生成し、該信号は高速走査コスト関数回路６１３に送出
される。高速走査コスト関数６１３は高速走査方向のコ
スト値を決定し、コスト値信号Ｃ₁(ｉ）を生成する。

【００５６】他方、低速走査フィルター６１４は信号Ｇ
（ｉ，ｋ）を生成し、該信号は高速走査方向及び低速走
査方向においてフィルタリングされている。この信号Ｇ
（ｉ，ｋ）は低速走査コスト関数回路６１５に送出さ
れ、該回路はコスト値信号Ｃ₂(ｉ）を生成する。

【００５７】種々のコスト値信号Ｃ₁(ｉ）、Ｃ₂(ｉ）及
びＣ₃(ｉ）は累算器６１９に送出され、該累算器は種々
のコスト信号を合計して合計コスト信号Ｃ（ｉ）を生成
する。ピクセルの合計コスト値はフィルター６１７を通
過し、該フィルターは、好適な実施の形態では、多数の
近傍ピクセルにわたって適用される矩形ぼけフィルター
であり、特定のピクセルのコスト値信号の平均である信
号を生成する。この平均信号Ｃ_lpは背景回路６１８に送
出され、該背景回路はピクセルが画像前景信号又はバッ
キング信号のどちらを表すかを最終的に決定する。この
決定に基づいて、背景回路はセレクタ６３０に制御信号
を送出し、該セレクタによって画像信号は処理されない
まま通過するか或いはそのピクセルに関連する画像デー
タを背景値に置き換えられ、該背景値はデフォルト値、
ユーザプログラマブル値、又は原稿のヒストグラムから
従来通りに生成した計算した背景値である。

【００５８】コスト値及びピクセルの実際の分類を決定
するのに利用される上述の種々のしきい値及び範囲はデ
フォルト値としてシステムに予め設定されるか又は較正
方法中に生成され、該較正方法は文書なしでバッキング
の走査を行い、パターンの変動及びピクセルがバッキン
グ又は画像のどちらを表すかに関する実際の決定を行う
のに必要な異なるパラメータを決定する。

【００５９】さらに、第４の基準が上述の方法に付加さ
れ、この基準では、走査アーチファクトの形状（例え
ば、サイズ）が検出され、例えば、そのサイズが所定の
範囲内であるか否かを検証する。走査アーチファクトの
サイズがこの範囲外である場合、ピクセルは実際には画
像前景領域を表し走査システムのバッキングを表さない
ことが決定される。

【００６０】本発明の別の実施の形態では、走査アーチ
ファクトは、バッキングに埋め込まれる実際のパターン
ではなく走査アーチファクトが存在するか否かを検出す
るために光の波長が利用されることに依存する方法を利
用して検出される。さらに詳細には、本発明のこの実施
の形態では、センサの別個のセットが用いられる。セン
サの別個のセットは視覚的に知覚可能な波長外の光の波
長に反応するもの、及び／又は赤、緑又は青のような典
型的な走査環境で使用される可視範囲のセンサである。
好適な実施の形態では、使用される光の波長は赤外スペ
クトル又は紫外スペクトルである。

【００６１】さらに、この実施の形態も追加の又は変更
された光源を有し、該光源は、センサの新しい別個のセ
ットでのみ検出することができるが、文書走査システム
で典型的に使用されるセンサでは検出することができな
い。この光源は、他のセンサによって検出され得る光を
射出又は反射しないように設計される。したがって、セ
ンサの新しいセットが光を検出する場合常に、システム
は光が文書の欠陥によるものであり、関連するピクセル
が走査アーチファクトを表すことを認識する。電子文書
のこれらの領域は背景として処理され、それににしたが
ってプリントされるため、あらゆる好ましくない走査ア
ーチファクトが除去される。

【００６２】このような実施の形態の例が図１５に例示
される。図１５は図１に例示したシステムに非常に類似
するが第２の光源９０及びセンサ１１０の第２のセット
が加えられているプラテン走査システムを例示する。セ
ンサ１１及び１１０は同じセンサアレイバー上に形成さ
れるか別個のセンサとなるように形成される。第２の光
源９０はセンサ１１０の新しいセットのみによって検出
され得る光を射出する。元の光源９から射出された光
は、元のセンサ１１によって検出されることができるが
センサ１１０の新しいセットによっては検出されること
ができない光を射出する。

【００６３】同じ概念を利用した別の実施の形態におい
て、二つの光源９及び９０は単一の光源に結合され、こ
の光源はセンサ１１及び１１０の感度のスペクトル全体
にわたって光を射出する。単一の光源が利用される例に
おいて、文書カバー１のバッキング材料２１０は、セン
サ１１０が感知する波長の入射光のみを選択的又は主に
反射するように変更される。したがって、これらのセン
サ１１０が励起される場合は常に、システムは光がバッ
キング材料から反射した光であると決定し、この領域に
関連するピクセルを走査アーチファクトを表すバッキン
グピクセルとして分類する。

【００６４】しかし、原稿がセンサ１１０の新しいセッ
トにも光を反射する場合、文書カバー１のバッキング２
１０は、文書自体がセンサ１１０に光を反射するよりも
多くセンサ１１０の新しいセットに光を常に反射するこ
とを確実とするように変更され、そのためしきい値処理
手順がセンサ１１０によって検出された光が文書からく
るのかバッキングからくるのかを識別するために使用さ
れる。或いは、反射光にパターンを与える既に特徴化し
た方法の一つを、上述の走査アーチファクト認識動作の
ロバトニス（頑強性）を改良するために用いてもよい。

【００６５】ＣＶＴ走査システムにおいてこの概念を実
行する場合、図１６及び１７は、ピクセルが走査アーチ
ファクトを表すか否かを決定するために光の波長を利用
する実施の形態を例示する。図１６及び１７は、第２の
光源９０及びセンサ１１０の第２のセットが加えられて
いることを除いて、図２及び３と実質的に同一である。
上述のように、センサ１１及び１１０は同じサンサアレ
イバーに形成されるか別個のセンサとなるように形成さ
れる。第２の光源９０はセンサ１１０の新しいセットの
みによって検出される波長で光を射出する。元の光源９
によって射出された光は、元のセンサ１１によっては検
出されるがセンサ１１０の新しいセットによっては検出
されない光を射出する。

【００６６】類似の概念を利用した別の実施の形態で
は、二つの光源９及び９０が単一の光源に結合され、こ
の単一の光源はセンサ１１及び１１０の感度のスペクト
ル全体にわたって光を射出する。単一の光源が利用され
るこの例において、キャビティ１５又はローラ１３のバ
ッキング材料２１０は、センサ１１０が感知する光のみ
を反射するように変更される。したがって、これらのセ
ンサ１１０が励起される場合は常に、システムは光がバ
ッキング材料から反射した光であることを決定し、関連
するピクセルを走査アーチファクトを表すバッキングピ
クセルとして分類する。

【００６７】しかし、原稿がセンサ１１０の新しいセッ
トにも光を反射する場合、キャビティ１５又はローラ１
３のバッキング２１０は、文書がセンサ１１０に反射す
るよりもより多くの光をセンサ１１０の新しいセットに
常に反射することを確実とするように変更され、そのた
めしきい値処理手順がセンサ１１０によって検出された
光が文書からくるのかバッキングからくるのかを識別す
るために使用される。

【００６８】バッキング材料と文書自体との区別を知覚
するために、バッキングから反射する光に依存する代替
物として、バッキング材料自体がセンサ１１０の追加的
なセットによって検出可能な波長の光のエミッターを含
んでもよい。このようなシステムの例は図１８に例示さ
れる。

【００６９】例示の目的のみのために、図１８はＣＶＴ
走査システムを示すが、このようなシステムはプラテン
走査システムにも容易に適用可能である。図１８に例示
されるように、追加の光源９０はセンサ１１０に対向す
る文書３側に配置され、キャビティ１５又はロール１３
のバッキング領域の一部として一体化される。この光源
９０はセンサ１１０の追加セットによって検出可能な波
長又はその波長の範囲の光を射出する。この例におい
て、センサ１１０は、光源９０からの光が欠陥５で文書
を通過である場合常に、文書の欠陥を検出する。換言す
ると、センサ１１０が光源９０から射出した光の存在を
検出する場合、システムは光源９０からの光の受け取り
に関連するピクセルが走査アーチファクト、原稿の欠陥
を表すと決定することができる。したがって、システム
は、画像から走査アーチファクトを除去するようにこれ
らのピクセルを処理することができる。

【００７０】図１９は、走査アーチファクトの検出及び
この検出による画像データの補正が可能な単純な回路を
例示する。図１９に例示されるように、センサ１１０か
らの画像データはアーチファクト検出回路６１に送出さ
れ、該アーチファクト検出回路は光源９０からの光がセ
ンサ１１０を励起させたか否かを検出する。受け取った
画像データが光源９０から射出した光による励起を示し
た場合、アーチファクト検出回路６１はこの情報を画像
補正回路６３に送る。画像補正回路６３は、原稿３の実
際の走査を表すセンサ１１からの画像データも受け取
る。ピクセルが走査アーチファクトを表すことをアーチ
ファクト検出回路が示す場合、画像補正回路６３は画像
データをデフォルト背景値、例えば、白又は走査されて
いる文書の近似したもしくは実際の背景値のいずれかに
置き換える。実際の背景値はヒストグラム回路６７を含
むオプションの背景値回路６５から生成され得る。この
ような回路は従来のものであり、例えば、1994年１月に
発行されたファレル(Farrell) による米国特許第5,282,
061 号に教示されるように、文書の実際の背景値を生成
し計算することがよく知られている。

【００７１】光源９０は、センサ１１が検出できない
（又は黒く見える）波長の光を射出することも知られて
いる。さらに、センサ１１０は、文書の画像の実際の検
出を行うセンサ１１ほど高い解像度を必要としない。さ
らに、ビット解像度（即ち、画像センサ１１０によって
生成されるピクセル当たりのビット）はセンサ１１によ
って生成される信号のビット解像度よりも低い。

【００７２】画像補正回路に関しては、センサ１１０が
原稿の境界内の光を検出したと決定した場合は常に、文
書のこれらの領域は変更され、その文書の背景値に適し
た色でレンダリング又は表示される。この背景値は、常
にマーキング材料を画像形成する単なるデフォルト値で
あるか、文書自体の検出した背景にマッチングされる。

【００７３】要約すると、本発明はピクセルが走査アー
チファクトの結果であるか否かを検出するためのシステ
ム及び方法を提供し、そのピクセルに関連する画像デー
タを適切に処理する。本発明の一つの実施の形態では、
本発明は、ピクセルが走査アーチファクトを表すか否か
を決定するために、高速走査方向及び低速走査方向のビ
デオ信号の変動及びビデオ信号のグレーレベルを利用す
る。本発明の別の実施の形態では、本発明はバッキング
から反射又は射出した光の実際の波長を利用してピクセ
ルが走査アーチファクトを表すか否かを決定する。

【００７４】本発明は上に詳細に説明されてきたが、本
発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更が実施され得
る。例えば、本発明の好適な実施の形態は、走査アーチ
ファクトとして識別された個々のピクセルを識別し補正
することに関して述べられてきた。本発明は、ピクセル
の所定のウィンドウの中心ピクセルが走査アーチファク
トを表すと決定された場合にそのウィンドウ内にある全
てのピクセルを走査アーチファクトを表すものとして分
類するように容易に変更できる。この実施の形態では、
ウィンドウ内にある全てのピクセルを分類することによ
って、走査アーチファクトとして識別された実際の領域
は走査アーチファクトよりもやや広いため、所望されれ
ば走査アーチファクトを適切に全て除去することができ
る。

【００７５】ビデオ信号のバッキングの存在を検出する
ために上記で利用されたのと同じ方法を、走査される原
稿の位置及び方向を決定するために使用することができ
る。さらに詳細には、この方法を、走査される文書の位
置及び方向を決定するように、文書のエッジ、即ち、バ
ッキングと文書自体の遷移を検出するために利用するこ
とができる。この検出は文書の外側エッジのパラメータ
を開発するために利用され、バッキング領域がこれらの
外側エッジ内に検出された場合、バッキング領域は適切
に処理されることができ、例えば、画像データを背景値
に置換することによってこのバッキング領域をなくすこ
とができる。

【００７６】最後に、本発明の走査アーチファクト検出
システム及び方法は、アプリケーション専用集積回路、
種々のロジック回路又はソフトウェアで容易に実施する
ことができるため、この方法をスキャナ、電子サブシス
テム、プリンタ、又は他の画像処理装置に組み込むこと
が可能となる。

【００７７】本発明は本明細書中に開示した種々の実施
の形態を参照して述べられてきたが、上に説明した詳細
に制限されず、請求の範囲内でなされる変更や変化を含
むことが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプラテン走査システムの要素を示す正投
影図である。

【図２】従来の定速搬送走査システムを例示する図であ
る。

【図３】従来の定速搬送走査システムを例示する図であ
る。

【図４】欠陥を有する原稿の例を例示する図である。

【図５】従来の走査／再現システムを利用して図４に例
示した原稿をレンダリング又は表示したコピーの例を例
示する図である。

【図６】従来の走査／再現システムを利用して図４に例
示した原稿をレンダリング又は表示したコピーの例を例
示する図である。

【図７】本発明の概念による背景パターンの例を例示す
る図である。

【図８】図７の背景パターンを使用して原稿の欠陥領域
を走査した場合に生成される画像データのピクセル表示
を例示する図である。

【図９】原稿の欠陥が走査アーチファクトとしてレンダ
リングされない図４に例示した原稿のレンダリングを例
示する図である。

【図１０】本発明の概念によって原稿の走査アーチファ
クトを検出する方法を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の概念によって高速走査方向の変動を
決定する方法を例示するフローチャートである。

【図１２】本発明の概念によって低速走査方向の変動を
決定する方法を例示するフローチャートである。

【図１３】本発明の概念によって走査アーチファクトを
決定し処理する方法を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の概念によって走査アーチファクトの
存在を決定する回路を例示するブロック図である。

【図１５】走査アーチファクトの存在を検出するのに光
学特性を利用する本発明の別の実施の形態を例示する正
投影図である。

【図１６】走査アーチファクトの存在を検出するのに光
学特性を利用する本発明の別の実施の形態を例示する図
である。

【図１７】走査アーチファクトの存在を検出するのに光
学特性を利用する本発明の別の実施の形態を例示する図
である。

【図１８】走査アーチファクトの存在を決定するのに光
学特性を利用する本発明の第３の実施の形態を例示する
図である。

【図１９】本発明の概念によって走査アーチファクトを
検出し該アーチファクトからの画像データを補正するシ
ステムのブロック図である。

【符号の説明】

３ 原稿 ５ 欠陥 ９、９０ 光源 １１、１１０ センサ ６１９ 累積器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオン シー．ウィリアムズ アメリカ合衆国 14568 ニューヨーク州 ワルワース オーチャード ストリート 3900

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ画像データストリーム内のピクセ
   ルに関連する画像データが走査アーチファクトであるか
   否かを検出する方法であって、（ａ） 高速走査方向に
   おけるビデオ画像データの変動に対応するピクセルの高
   速走査コスト値を決定するステップと、（ｂ） 低速走
   査方向におけるビデオ画像データの変動に対応するピク
   セルの低速走査コスト値を決定するステップと、（ｃ）
   ピクセルの高速走査コスト値及び低速走査コスト値を
   合計するステップと、（ｄ） ピクセルの合計コスト値
   が所定のしきい値よりも小さい場合に、ピクセルが走査
   アーチファクトを表すことを決定するステップと、 を含む検出方法。
2. 【請求項２】 ビデオ画像データのストリーム内のピク
   セルに関連する画像データが走査アーチファクトである
   か否かを検出するシステムであって、 高速走査方向におけるビデオ画像データの変動に対応す
   るピクセルの高速走査コスト値を決定する高速走査手段
   と、 低速走査方向におけるビデオ画像データの変動に対応す
   るピクセルの低速走査コスト値を決定する低速走査手段
   と、 ピクセルの高速走査コスト値及び低速走査コスト値を合
   計する累積器と、 ピクセルの合計コスト値が所定のしきい値よりも小さい
   場合にピクセルが走査アーチファクトを表すことを決定
   するアーチファクト手段と、 を含む検出システム。
3. 【請求項３】 ピクセルが画定された画像領域内に走
   査アーチファクトを表すか否かを検出するシステムであ
   って、 文書支持システムを含み、 前記文書支持システム内で文書を走査しこの文書から画
   像データを生成する走査システムを含み、 前記文書支持システムは、走査中に文書が支持される上
   に明白な背景パターンを有する背景部材を含み、 さらに画像データ中の明白な背景パターンを検出する検
   出手段を含み、 前記検出手段は、 高速走査方向の前記明白な背景パターンの検出に関連す
   る各ピクセル毎に第１のコスト値を決定する高速走査手
   段を含み、 低速走査方向の前記明白な背景パターンの検出に関連す
   る各ピクセル値毎に第２のコスト値を決定する低速走査
   手段を含み、 第１の及び第２のコスト値に基づいてピクセルが走査ア
   ーチファクトを表す時に分類するアーチファクト手段を
   含む、 検出システム。