KR20200092198A - 스케일 팩터를 고려한 스큐 보정 - Google Patents

스케일 팩터를 고려한 스큐 보정 Download PDF

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KR20200092198A
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Abstract

화상독취장치가 개시된다. 본 화상독취장치는 원고를 독취하는 이미지 센서, 메모리, 및 원고에 대응되는 스캔 이미지를 생성하고, 생성된 스캔 이미지를 기설정된 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리하고, 회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하여 메모리에 저장하는 프로세서를 포함한다.

Description

스케일 팩터를 고려한 스큐 보정{SKEW COMPENSATION BASED ON SCALE FACTOR}
화상독취장치는 문서, 그림 또는 필름 등의 원본 이미지를 스캔하여 디지털 데이터로 변환하는 장치이다. 이 경우 디지털 데이터는 컴퓨터의 모니터에 표시되거나 프린터에 의해 인쇄되어 출력 이미지로 생성될 수 있다. 이러한 화상독취장치의 예로는, 스캐너, 복사기, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(Multi Function Peripheral: MFP) 등을 들 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상독취장치의 간단한 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상독취장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 스큐 보정과 스케일 보정과의 관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 스케일 보정 전의 스큐 각도와 스케일 보정 후의 스큐 각도를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 프로세서의 일 실시 예에 따른 구체적인 구성을 나타내는 도면,
도 6은 다양한 입력 및 출력 해상도에 대응되는 스케일 팩터를 도시한 도면, 그리고,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스큐 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 “화상 형성 작업(image forming job)”이란 이미지의 형성 또는 이미지 파일의 생성/저장/전송 등과 같이 이미지와 관련된 다양한 작업들(e.g. 인쇄, 스캔 또는 팩스)을 의미할 수 있으며, “작업(job)”이란 화상 형성 작업을 의미할 뿐 아니라, 화상 형성 작업의 수행을 위해서 필요한 일련의 프로세스들을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
또한, "화상독취장치"란 원고의 이미지를 독취하여 스캔 이미지를 생성하는 장치를 말한다. 이러한 화상독취장치의 예로는 스캐너, 복사기, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(multi-function printer, MFP)등을 들 수 있다. 한편, 화상독취장치가 화상 형성 작업도 가능한 복사기, 팩시밀리, 복합기 등인 경우, 화상독취장치는 화상형성장치로 지칭될 수도 있다.
또한, “하드 카피(hard copy)”란 종이 등과 같은 인쇄 매체에 이미지를 출력하는 동작을 의미하며, “소프트 카피(soft copy)”란 TV 또는 모니터 등과 같은 디스플레이 장치에 이미지를 출력하는 동작을 의미할 수 있다.
또한, "스캔 데이터"란 화상독취장치를 이용하여 생성한 스캔 이미지를 의미하며, 흑백 이미지, 컬러 이미지일 수 있으며, 다양한 형태의 파일 포맷(예를 들어, BMP, JPG, TIFF, PDF 등)을 가질 수 있다.
또한, “사용자”란 화상독취장치를 이용하여, 또는 화상독취장치와 유무선으로 연결된 디바이스를 이용하여 화상 형성 작업과 관련된 조작을 수행하는 사람을 의미할 수 있다. 또한, “관리자”란 화상독취장치의 모든 기능 및 시스템에 접근할 수 있는 권한을 갖는 사람을 의미할 수 있다. “관리자”와 “사용자”는 동일한 사람일 수도 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상독취장치의 간단한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 화상독취장치(100)는 이미지 센서(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)로 구성될 수 있다.
이미지 센서(110)는 원고를 독취한다. 구체적으로, 이미지 센서(110)는 원고에서 반사된 광(또는 빛)으로부터 원고의 이미지 정보를 독취할 수 있다. 이러한 이미지 센서(110)는 주주사방향으로 일렬로 배치되는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CIS(CMOS image sensor)를 포함할 수 있다. 이러한 이미지 센서(110)는 플랫베드(flatbed) 하단에 배치될 수 있으며, 자동공급장치(ADF) 내에 배치될 수 있다.
메모리(120)는 이미지 처리를 위한 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(120)는 프로세서(130)의 이미지 처리를 수행하는데 필요한 프로그램을 저장하거나, 이미지 센서(110)에서 독취된 신호(예를 들어, 스캔 이미지) 또는 후술할 프로세서(130)에서 처리된 데이터(예를 들어, 스큐 보정된 이미지 또는 스케일 보정된 이미지)를 저장할 수 있다.
이러한, 메모리(120)는 DRAM, SRAM과 같은 휘발성 메모리이거나, HDD, SSD, 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리일 수 있으며, 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합일 수도 있다.
프로세서(130)는 화상독취장치(100) 내의 각 구성을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(130)는 CPU, ASIC 등으로 구현될 수 있다.
프로세서(130)는 스캔 해상도를 결정한다. 구체적으로, 프로세서(130)는 사용자가 설정한 출력 해상도 및/또는 스캔 속도에 기초하여 스캔 해상도(또는 입력 해상도)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 600x600 dpi 해상도를 갖는 장치에서 사용자가 기본 속도를 선택한 경우, 600x600 dpi 해상도로 스캔 작업이 수행되는 것으로 결정할 수 있다. 그리고 2배 빠른 속도를 선택한 경우, 프로세서(130)는 600x300 dpi 해상도로 스캔 작업을 수행하고, 이미지 프로세싱을 통하여 600x300 dpi 해상도로 스캔된 이미지를 확대 보정하여 600x600 dpi로 출력하는 것으로 결정할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 출력 해상도 및/또는 스캔 해상도에 기초하여 스케일 팩터를 산출할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 결정된 스캔 해상도 및/또는 사용자가 설정한 스캔 속도에 따라 스캔 작업이 수행되도록 이미지 센서(110)를 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 이미지 센서(110)에서 출력된 신호를 이용하여 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 생성된 스캔 이미지를 메모리(120)에 저장할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 스캔 이미지에 이미지 보정이 필요한지를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 출력 해상도와 이미지 센서(110)의 스캔 해상도가 상이한지 확인하여 스케일 보정(또는 스케일 처리)이 필요한지를 확인하고, 스캔 이미지에 스큐가 존재하는지를 확인하여 스큐 보정이 필요한지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 생성된 스캔 이미지 내의 원고의 상부 라인을 검출하고, 검출된 상부 라인의 각도를 이용하여 스큐 각도(제1 회전 각도)를 산출할 수 있으며, 이 각도를 기초로 스큐 보정이 필요한지를 확인할 수 있다. 여기서 회전 각도는 발생한 스큐 각도를 보상하기 위한 각도로 예를 들어, 스큐 각도가 시계방향으로
Figure pat00001
값이면, 회전 각도는 반시계방향으로
Figure pat00002
값일 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 스케일 보정이 필요한지를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 스캔 과정에서 가로 및 세로 비율이 동일하지 않은 형태로 스캔이 수행되었는지를 확인하거나, 스캔 과정에서의 해상도(또는 스케일 팩터)를 확인하여 스케일 보정의 필요 여부를 판단할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 스케일 보정 및 스큐 보정이 모두 필요한 경우, 스큐 보정시에 사용할 연산식을 결정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 계산된 스큐 각도에 따라 기본 연산식에 따라 스큐 보정을 수행할지, 근사화된 연산식에 따라 스큐 보정을 수행할지를 결정할 수 있다. 스큐 보정시에 사용하는 연산식에 대해서는 도 3을 참고하여 후술한다.
프로세서(130)는 스케일 보정 및 스큐 보정이 모두 필요한 경우, 우선적으로 생성된 스캔 이미지를 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리한다. 구체적으로 프로세서(130)는 제1 회전 각도에 스케일 팩터를 고려한 제2 회전 각도를 산출하고, 산출한 제2 회전 각도 및 스케일 팩터를 이용하여 스캔 이미지에 대한 회전 처리를 수행할 수 있다. 여기서 스케일 팩터는 스캔 속도 및 스캔 해상도 중 적어도 하나에 대응되며, 도 6에 도시된 바와 같이 주주사방향(x), 부주사 방향(y)별로 별도의 값으로 정의되거나, 주주사방향과 부주사방향에 대한 비례 값으로 정의될 수 있다.
이때 프로세서(130)는 스큐 각도에 따라 대응되는 연산식을 이용하여 스캔 이미지에 대한 회전 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 후술할 수학식 2에 기초하여 회전 보정을 수행할 수 있으며, 5도 이하 또는 1도 이하와 같은 작은 각도에서는 수학식 2를 근사화한 수학식을 이용하여 보다 빠른 연산 처리를 수행할 수도 있다.
그리고 프로세서(130)는 회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 보정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 회전 처리된 스캔 이미지를 앞서 산출된 스케일 팩터(또는 실제 출력 해상도)에 대응되는 스케일 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 스캔 과정에서 세로 방향에 대해서 1/2로 축소된 경우, 세로 방향에 대해서 2배 확장하는 스케일 처리를 수행할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 스캔 이미지에 대해서 상술한 스큐 보정 및 스케일 보정 이외에 추가적인 이미지 처리가 필요하면, 스큐 보정된 이미지에 추가 이미지 처리를 수행하고, 추가 이미지 처리된 것에 스케일 보정을 수행하여 최종 이미지를 출력할 수도 있다. 여기서 추가 이미지 처리는 픽셀별 속성을 구분하는 분할(segmentation), 컬러 보정(color correction), 스무딩(smoothing), 샤프닝(sharpening) 등일 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에서는 스케일 전의 데이터, 즉 크기가 작은 데이터를 이용하여 스큐 보정 및 추가 이미지 처리를 수행하는 바, 작은 메모리를 이용하여 이미지 처리가 가능하며, 보다 빠른 연산이 가능하다.
프로세서(130)는 이미지 처리가 완료되면, 스케일 보정된 이미지를 메모리(120)에 저장할 수 있다.
한편, 이상에서는 화상독취장치를 구성하는 간단한 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다양한 구성이 추가로 구비될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상독취장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 화상독취장치(100)는 이미지 센서(110), 메모리(120), 프로세서(130), 통신 장치(140), 디스플레이(150), 조작 입력 장치(160) 및 인쇄 엔진(170)으로 구성될 수 있다.
이미지 센서(110), 메모리(120)의 동작에 대해서는 도 1과 관련하여 설명하였는바, 중복 설명은 생략한다. 그리고 프로세서(130)에 대해서도 도 1와 관련하여 설명하였는바, 도 1에서 설명한 내용은 중복 기재하지 않고, 도 2에 추가된 구성과 관련된 내용만 이하에서 설명한다.
통신 장치(140)는 모바일 기기(Smart Phone, Tablet PC), PC, 노트북 PC, PDA, 디지털 카메라 등의 단말장치(미도시)와 연결되며, 메모리(120)에 기저장된 스캔 이미지 또는 보정된 스캔 이미지를 타 단말장치에 전송할 수 있다.
구체적으로, 통신 장치(140)는 화상독취장치(100)를 외부 장치와 연결하기 위해 형성되고, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 단말장치에 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트 또는 무선 통신(예를 들어, WiFi 802.11a/b/g/n, NFC, Bluetooth) 포트를 통하여 접속되는 형태도 가능하다. 이러한 통신 장치(140)는 통신 인터페이스, 트랜시버(transceiver) 등으로 지칭될 수 있다.
디스플레이(150)는 화상독취장치(100)에서 제공하는 각종 정보를 표시한다. 구체적으로, 디스플레이(150)는 화상독취장치(100)가 제공하는 각종 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다. 이러한 디스플레이(150)는 LCD, CRT, OLED 등과 같은 모니터일 수 있으며, 후술할 조작 입력 장치(160)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
그리고 디스플레이(150)는 화상독취장치(100)의 기능 수행을 위한 제어 메뉴를 표시할 수 있다. 이를 통해 사용자는 표시된 사용자 인터페이스 창 상에서 스캔 명령을 입력할 수 있다. 여기서 스캔 명령은 스캔 작업만을 수행하기 위한 명령일 수 있으며, 스캔된 작업을 특정의 서버로 전송하는 스캔-투-서버, 스캔-투-DLNA, 스캔-투-클라우드 등의 명령일 수도 있다.
또한, 화상독취장치(100)가 인쇄 작업 및 복사 작업도 가능한 복합기(MFP)인 경우, 스캔 명령은 스캔 기능을 이용하는 복사 명령일 수도 있다. 한편, 본 실시 예에서는 조작 입력 장치(160)를 통하여 스캔 명령을 입력받는 것만을 설명하였지만, 구현 시에는 스캔 명령은 통신 장치(140)를 통하여 단말장치(미도시)로부터 수신될 수도 있다.
또한, 디스플레이(150)는 생성된 스캔 이미지 및 스캔 이미지에 대한 정보를 표시할 수 있다. 이때 표시되는 스캔 이미지는 스캔 이미지 그 자체이거나 스캔 이미지에 대한 프리뷰 이미지일 수도 있다.
그리고 디스플레이(150)는 원고 스캔 이후에 수행할 이미지 처리 방식, 스캔 조건 등을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다. 이때, 사용자 인터페이스 창은 출력 이미지의 해상도, 스캔 속도 등을 입력받기 위한 입력 영역을 포함할 수 있다.
조작 입력 장치(160)는 사용자로부터 기능 선택 및 해당 기능에 대한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 여기서 기능은 인쇄 기능, 복사 기능, 스캔 기능, 팩스 전송 기능 등을 포함할 수 있다. 이러한 조작 입력 장치(160)는 복수의 버튼, 키보드, 마우스 등으로 구현될 수 있으며, 상술한 디스플레이(150)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로도 구현될 수도 있다.
인쇄 엔진(170)은 보정된 스캔 이미지를 인쇄할 수 있다. 이러한 인쇄 엔진(170)은 감광드럼, 중간전사벨트 및 용지 이송 벨트와 같은 화상형성매체에 이미지를 형성하고, 화상형성매체에 형성된 이미지를 인쇄 용지에 전사함으로써 인쇄 작업을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 사용자로부터 복사 명령을 입력받았으면, 스캔 작업이 수행되도록 이미지 센서(110)를 제어하여 스캔 이미지를 생성하고, 생성된 스캔 이미지에 대한 이미지 보정을 수행하고, 보정된 스캔 이미지가 인쇄되도록 인쇄 엔진(170)을 제어할 수 있다.
또는 사용자로부터 스캔-투-서버, 스캔-투-DLNA, 스캔-투-클라우드 등의 명령을 입력받았으면, 프로세서(130)는 보정된 스캔 이미지가 명령에 대응되는 저장소로 전송되도록 통신 장치(140)를 제어할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 화상독취장치(100)의 일반적인 기능만을 도시하고 설명하였지만, 상술한 구성뿐만 아니라, 화상독취장치(100)가 지원하는 기능에 따라 팩스 송수신 기능을 수행하는 팩스 송수신부 등을 더 포함할 수도 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 화상독취장치는 가로/세로 비율이 다르게 스캔된 스캔 이미지에 대한 스큐 보정이 필요한 경우에도, 스큐 보정을 먼저 수행할 수 있는바, 즉 보다 작은 이미지로 스큐 보정 및 이미지 처리가 가능한바 보다 빠르고, 보다 작은 메모리를 이용하여 스큐 보정을 수행할 수 있다.
이하에서는 스캔 문서에 대한 스케일 보정이 필요한 이유를 먼저 설명하고, 스케일 보정된 스캔 이미지에 대해서 일반적인 스큐 보정 방식을 그대로 적용하는 경우의 문제점을 이어서 설명한다.
이미지 센서(110)의 속도보다 빠른 속도로 스캔을 수행하고자 하는 경우에 가로 방향(주주사 방향)에 비해 세로 방향(부주사 방향)의 스캔 해상도를 낮게 하여 원고를 스캔하고, 이후에 스캔 이미지를 이미지 처리하여 세로 방향을 확대하면 사용자가 원하는 해상도를 갖는 스캔 이미지를 빠르게 스캔할 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서(110)의 스캔 속도가 60 IPM(Image Per Minute)이 요구되고, 600x600 dpi에서 이미지 센서(110)의 물리적인 최고 속도가 30 IPM이라고 가정하자. 이 경우, 이미지 센서(110)는 600x300 dpi 해상도로는 60 IPM의 속도로 스캔 작업 가능한바, 600x300 dpi로 스캔 이미지를 얻고, 스케일 보정하여 600x300 dpi 해상도의 스캔 이미지를 600x600 dpi 해상도의 출력 이미지로 출력할 수 있다.
한편, 화상독취장치(100)에서는 센서의 배치 편차나 롤러 및 모터의 움직임 등의 기구 특성으로 인해 인쇄 용지가 정렬되지 않을 수 있으며, 그에 따라 스캔 이미지가 원본과 다르게 틀어지는 스큐가 발생할 수 있다.
이와 같은 스큐가 상술한 바와 같이 높은 스캔 속도를 얻기 위하여 세로 해상도를 낮추어 스캔 작업을 수행하는 경우에 발생한 경우, 우선적으로 스케일을 먼저 수행하고, 스케일 보정된 이미지에 대해서 스큐 보정을 수행하여야 한다. 그 이유에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 3은 스큐 보정과 스케일 보정과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(110)는 원고(200)를 스캔한 스캔 이미지(202)를 출력한다. 스캔 이미지(202)는 도 3에서와 같이 왜곡된 형태를 갖는다. 화상독취장치(100)에서는 센서의 배치 편차나 롤러 및 모터의 움직임 등의 기구 특성으로 인해 원고(200)가 정렬되지 않을 수 있으며, 그에 따라 스캔 이미지(202)가 원본(200)과 다르게 왜곡이 발생할 수 있다.
구체적으로, 원고(200)가 이미지 센서(110)에 정렬되어 배치되지 않는 경우, 스캔 이미지(110)는 틀어진 원고(201)를 스캔하게 된다. 그리고 이와 같이 틀어진 상태의 원고(201)를 스케일(예를 들어, 축소)하여 스캔하면, 회전되고 세로 방향으로 짧은 스캔 이미지(202)가 생성된다.
이러한 스캔 이미지(202)를 정상적으로 보정하기 위해서, 프로세서(130)는 먼저, 스캔 이미지(202)를 스케일 보정하여 확대된 스캔 이미지(205)를 출력하고, 확대된 스캔 이미지(205)에 대해서 스큐 보정을 수행하여 최종 이미지(206)를 출력하여야 한다.
그러나 스캔 이미지(202)에 대해서 회전 처리(또는 스큐 보정 처리)를 먼저 수행하고(203), 이후에 스케일 보정하는 경우(204)에는 앞서 설명한 최종 이미지(206)와 동일한 결과를 얻을 수 없다.
구체적으로, 회전 처리와 스케일 처리는 컴퓨터 그래픽에서 흔히 사용되는 아핀 변환(affine transformation)의 일종으로 행렬 형태로 표현될 수 있다. 아핀 변환의 예로는 이동(translation), 회전(rotation), 확대/축소와 같은 크기 변환(Scaling), 거울(Reflection), Shear 등이 있다. 이와 같은 아핀 변환들은 행렬의 곱으로 표현될 수 있는데, 스케일 처리와 회전 처리는 교환 법칙(Commutative property)을 가지고 있지 않다. 즉, 순서가 중요하다. 여기서 교환 법칙은 두 행렬 S, R에 있어서 S*R = R*S을 만족하는 것이다.
이와 같이 스케일 처리와 회전 처리는 교환 법칙이 적용되지 않기 때문에 스큐되고 스케일된 왜곡 이미지를 정확히 보정하기 위해서, 먼저 스케일 보정을 수행하고, 다음에 스큐 보상 처리를 수행하여야 하는 것이다.
한편, 스케일, 회전, 분할 등 각종 이미지 처리를 하드웨어로 수행하는 경우, 프로세서(130)는 메모리(120)에서 필요한 데이터를 읽거나 쓰는 과정이 필요하다. 따라서 이미지의 크기가 크면 메모리(120)에 저장된 데이터를 읽고 쓰는 횟수가 증가하게 되어 높은 메모리 대역폭이 요구된다. 특히, 이웃하는 주변 화소를 이용하는 이미지 처리에선 프로세서(130)는 내부 메모리 절감을 위해 타일(Tile) 단위로 이미지 데이터를 처리한다. 이와 같은 동작은 주변 픽셀 데이터를 읽어 오는 것이 필요하여 더 않은 메모리 액세스 및 고속 데이터 처리를 요구한다.
이러한 점에서, 낮은 해상도로 읽어온 스캔 데이터를 회전 처리 및 추가 이미지 처리를 수행하고, 최종적으로 스케일 보정하는 방법이 요구되었다.
따라서, 본 개시에서는 먼저 스큐 보정을 수행할 수 있도록, 이후의 동작에 수행되는 스케일 보정 동작에서 사용되는 스케일 팩터 값을 이용하여 스큐 보정을 수행한다.
구체적으로, 프로세서(130)는 왜곡된 스캔 이미지(202)에 대해서 스케일 팩터를 이용하여 스큐 보정(즉, 회전 처리)을 수행할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 스큐 보정된 이미지에 대해서 스케일 보정(예를 들어, 확대 스케일링)을 수행할 수 있다. 한편, 구현시에 스큐 보정과 스케일 보정 사이에는 추가적인 이미지 처리 동작이 수행될 수 있다.
이하에서는 스케일 팩터를 이용하여 스큐 보정하는 구체적인 동작을 설명한다.
우선 프로세서(130)는 스케일 팩터를 확인한다. 구체적으로, 프로세서(130)는 사용자가 요청한 스캔 해상도와 출력 해상도에 따른 스케일 팩터를 확인할 수 있다. 여기서, 스케일 팩터는 가로 방향(주주사 방향) 및 세로 방향(부주사 방향) 별로 산출될 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 가로 방향 대비 세로 방향의 비율로 산출될 수도 있다.
스케일 팩터가 확인되면, 프로세서(130)는 스큐 각도(
Figure pat00003
)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 원고는 제1 스큐 각도(
Figure pat00004
)로 회전되고, 그 상태에서 스케일 된다. 스케일된 스캔 이미지(202)에서의 제2 스큐 각도(
Figure pat00005
)는 제1 스큐 각도(
Figure pat00006
)와 상이할 수 있다. 예를 들어, 가로 및 세로 비율이 모두 동일하게 축소 또는 확대된 경우에 제1 스큐 각도(
Figure pat00007
)와 제2 스큐 각도(
Figure pat00008
)는 동일하지만, 가로 및 세로 비율이 상이하면 제2 스큐 각도(
Figure pat00009
)는 제1 스큐 각도(
Figure pat00010
)와 상이하다.
다만, 프로세서(130)에서는 제1 스큐 각도(
Figure pat00011
)를 바로 검출할 수는 없는바, 우선적으로 스캔 이미지(202) 상에서 제2 스큐 각도(
Figure pat00012
)를 검출한다. 구체적으로, 프로세서(130)는 스캔 이미지(202) 상의 원고의 상부 라인을 검출하고, 검출된 상부 라인의 각도를 이용하여 제2 스큐 각도(
Figure pat00013
)를 검출할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 회전 중심점(xc2, yc2)을 산출할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 스케일 팩터(sx,sy)(또는 sy/sx)를 이용하여 제2 스큐 각도(
Figure pat00014
)에서 제1 스큐 각도(
Figure pat00015
)를 계산할 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 스캔된 이미지(202)와 스큐 이미지(201)는 도시된 바와 같은 연관 관계를 갖는다. 이러한 점을 고려하면, 제1 스큐 각도(
Figure pat00016
)는 다음과 같은 수학식 1로 계산될 수 있다.
Figure pat00017
여기서,
Figure pat00018
는 이미지(201)에서의 각도인 제1 스큐 각도이고,
Figure pat00019
는 이미지(202)에서의 각도인 제2 스큐 각도, sy는 y축 스케일 팩터, sx는 x축 스케일 팩터이다. 여기서 sy/sx 비례 스케일 팩터로 지칭될 수도 있다.
이와 같이 제1 스큐 각도(
Figure pat00020
)가 계산되면, 프로세서(130)는 다음과 같은 수학식 2를 이용하여 회전 처리를 수행할 수 있다.
Figure pat00021
여기서, (x3, y3)는 스큐 보정된 이미지의 출력 좌표, (x2, y2)는 스캔 이미지(202)의 좌표,
Figure pat00022
는 제1 스큐 각도, (xc2, yc2)는 스캔 이미지(202) 내의 회전 중심점이다.
한편, 산출된 제1 스큐 각도(
Figure pat00023
)가 1도 이하인 경우에는 수학식 2는 아래의 수학식 3과 같이 근사화된 수학식을 이용하여 스큐 보정을 수행할 수 있다.
Figure pat00024
이하에서는 상술한 수학식 2 및 3의 유도 과정을 상세히 설명한다.
그리고 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 도 3의 원본 이미지(200)의 좌표 및 이미지를
Figure pat00025
라 표시하고, 스큐 이미지(201)를
Figure pat00026
라 표시하고, 스캔 이미지(202)를
Figure pat00027
라 표시하고, 스큐 보정된 이미지(203)를
Figure pat00028
라 표시하고, 스케일 보정된 이미지(204)를
Figure pat00029
라 표시한다.
상술한 수학식 2는 스케일 팩터를 고려하여 스캔 이미지(202)에서 스큐 보정된 이미지를 변환하는 함수이다. 스큐 보정 및 스케일 보정을 수행하고 얻어진 이미지(204)는 원본(200) 또는 기존의 방법의 출력물(206)과 동일하다.
먼저, 스큐 보정된 이미지(203)에서 스케일 보정된 이미지(240)로의 변환은 다음의 수학식 4와 같다.
Figure pat00030
여기서 S는 다음 수학식 5와 같은 스케일 함수(scale matrix)이다.
Figure pat00031
여기서, sx는 가로 방향의 스케일 팩터이고, sy는 세로 방향의 스케일 팩터이다. 예를 들어, 가로 방향을 2배(200%), 세로 방향으로 1.5배(150%) 확대한다고 하면, sx = 2, sy = 1.5이다.
수학식 4에 대한 역 변환은 다음과 같은 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Figure pat00032
여기서,
Figure pat00033
은 S의 역행렬(inverse matrix)이고, 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00034
한편, 스케일 보정된 이미지(204)는 원본(200)과 동일해야 하는바, 수학식 6은 다음과 같은 수학식 8을 만족해야 한다.
Figure pat00035
이와 같은 환경에서, 스큐 이미지(201)는 (xc1, yc1)을 중심으로 시계 방향(
Figure pat00036
)만큼 회전되었다고 가정하면, 스큐 이미지(201)는 원본(200)에 대해서 다음과 같은 수학식 9과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00037
여기서, R은 회전 행렬이고, 다음과 같은 수학식 10으로 표현될 수 있다.
Figure pat00038
여기서
Figure pat00039
는 제1 스큐 각도이다.
그리고 수학식 9에 대한 역 변환은 다음과 같은 수학식 11로 나타낼 수 있다.
Figure pat00040
여기서 회전 행렬의 역행렬(R-1)은 다음과 같은 수학식 12과 같다. 즉, 이것은 시계 방향으로 -(
Figure pat00041
)만큼 회전하는 것과 같다.
Figure pat00042
그리고 스큐 이미지(201)에서 스캔 이미지(202)로의 변환은 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00043
그리고 수학식 13에 대한 역변환은 수학식 14와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00044
이와 같이 산출된 수학식 11을 수학식 8에 대입하면, 수학식 15이 나오며, 수학식 15에 수학식 14를 반영하면 수학식 16이 나온다.
Figure pat00045
=
Figure pat00046
Figure pat00047
여기서, 중심점의 좌표의 관계는 수학식 17과 같으며, 수학식 17을 수학식 16에 반영하면 앞서 설명한 수학식 2가 나온다.
Figure pat00048
한편, 상술한 수학식 2는 다양한 가정을 통하여 간략화할 수 있다. 먼저, 회전 중심점을 원점이라고 가정하면, 수학식 2는 다음과 같은 수학식 18와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00049
그리고 제1 스큐 각도가 1도 이하인 경우,
Figure pat00050
Figure pat00051
,
Figure pat00052
Figure pat00053
,
Figure pat00054
,
Figure pat00055
Figure pat00056
로 가정하는 것이 가능하며, 제1 스큐 각도와 제2 스큐 각도도
Figure pat00057
Figure pat00058
로 표현하는 것이 가능하다.
따라서 스큐 각도가 1도 이하인 경우에는 수학식 2를 앞서 설명한 바와 같은 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
또한, 제1 스큐 각도가 1도 이하이고, 회전 중심점이 원점인 경우에는, 수학식 2를 다음과 같은 수학식 19와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00059
한편, 스큐는 대부분 5도 이내 각도를 갖는데, 스큐 각도가 5도인 경우에는
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
로 가정할 수 있으며, 제1 스큐 각도와 제2 스큐 각도도
Figure pat00063
Figure pat00064
로 표현하는 것이 가능하다.
따라서 스큐 각도가 5도 이하인 경우에는 수학식 2를 다음과 같은 수학식 20과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00065
또한, 제1 스큐 각도가 5도 이하이고, 회전 중심점이 원점인 경우에는, 수학식 2를 다음과 같은 수학식 21과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00066
따라서, 프로세서(130)는 상술한 수학식 2, 3, 18, 19, 20, 21중 어느 하나를 이용하여 스캔 이미지를 스큐 보정할 수 있다. 이와 같은 수학식에 의하여 보정된 스캔 이미지는 스케일 팩터를 고려한 것인 바, 스큐 이후에 스케일 되더라도 종래와 같은 이미지 왜곡은 존재하지 않게 된다.
도 5는 도 1의 프로세서의 일 실시 예에 따른 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 프로세서(130)는 스캐너 인터페이스(131), CPU(132), 스큐 코어(133), 이미지 처리 코어(134), 스케일 코어(135), 메모리 컨트롤러(136), 인쇄 이미지 코어(137), 비디오 컨트롤러(138)로 구성될 수 있다. 이러한 프로세서(130)는 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 SoC(System on Chip) 일 수 있다.
스캐너 인터페이스(131)는 이미지 센서(110)와 통신하여 스캔 이미지를 수신한다.
CPU(132)는 프로세서(130)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 스캔 해상도 또는 스캔 속도에 대응하여 이미지 센서(110)의 정보를 읽어오도록 스캐너 인터페이스(131)를 제어하고, 읽어온 정보가 메모리(120)에 저장되도록 메모리 컨트롤러(136)를 제어할 수 있다. 그리고 CPU(132)는 스큐 보정이 필요한 경우, 스케일 팩터를 이용하여 스큐 보정이 수행되도록 스큐 코어(133)를 제어할 수 있다.
스큐 코어(133)는 스큐 관련된 이미지 처리를 수행한다. 구체적으로, 스큐 코어(133)는 스큐 각도를 산출하고, 산출된 스큐 각도 및 스케일 팩터를 이용하여 스캔 이미지에 대한 스큐 보정을 수행할 수 있다.
이미지 처리 코어(134)는 스큐 보정된 이미지에 대한 추가 이미지 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 코어(134)는 픽셀별 속성을 구분하는 분할(segmentation), 컬러 보정(color correction), 스무딩(smoothing), 샤프닝(sharpening) 등과 같은 이미지 처리를 수행할 수 있다.
스케일 코어(135)는 스큐 보정된 이미지 또는 추가 이미지 처리된 이미지에 대하서 스케일 처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 스케일 코어(135)는 스큐 보정된 이미지에 대해서 스케일 팩터에 대응되는 스케일 처리를 수행할 수 있다.
메모리 컨트롤러(136)는 메모리(120)와 통신한다. 구체적으로, 메모리 컨트롤러(136)는 CPU(132) 제어에 따라 데이터를 메모리(120)와 송수신하거나 DMA(direct memory access) 방식으로 송수신할 수 있다.
인쇄 이미지 코어(137)는 인쇄 작업과 관련된 동작을 수행한다. 구체적으로, 인쇄 이미지 코어(137)는 인쇄 데이터가 수신되면, 수신된 인쇄 데이터에 대한 렌더링 동작을 수행하여 비트맵 이미지를 생성하는 동작을 수행할 수 있다.
비디오 컨트롤러(138)는 인쇄 엔진(170)을 제어한다. 구체적으로, 비디오 컨트롤러(138)는 생성된 비트맵 이미지를 비디오 신호로 변환하고, 변환한 비디오 신호를 인쇄 엔진(170)에 전송할 수 있다.
도 6은 다양한 입력 및 출력 해상도에 대응되는 스케일 팩터를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 입력 해상도 및 출력 해상도 각각에 대한 가로 방향 스케일 팩터, 세로 방향 스케일 팩터, 가로 대비 세로 비율 스케일 팩터가 도시된다.
예를 들어, 입력 해상도가 600 x 300인 경우에 출력 해상도가 600 x 600인 경우, 가로 스케일은 1이고, 세로 스케일은 2이다. 한편, 앞서 상술한 수학식 2, 3에서 도시된 바와 같이 수학식에서 스케일 팩터는 가로 및 세로 비율로 반영된다는 점에서, 실제 구현시에는 가로 스케일 팩터 및 세로 스케일 팩터 각각 산출하지 않고, 하나의 비율 스케일 팩터를 이용할 수도 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스큐 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 스캔 이미지를 생성한다(S710). 구체적으로, 스캔 속도 및 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 기초하여 원고를 스캔하여 스캔 이미지를 생성할 수 있다.
그리고 생성된 스캔 이미지를 기설정된 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리한다(S720). 여기서 스케일 팩터는 스캔 속도 및 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 대응되는 것이다. 구체적으로, 생성된 스캔 이미지를 이용하여 제1 회전 각도를 산출하고, 산출된 제1 회전 각도에 스케일 팩터를 고려한 제2 회전 각도를 산출하고, 산출한 제2 회전 각도 및 스케일 팩터를 이용하여 스캔 이미지에 대한 회전 처리를 수행할 수 있다.
그리고 회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리한다(S730). 구체적으로, 회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 팩터를 이용하여 스케일 처리할 수 있다. 추가 이미지 처리가 필요한 경우, 회전 처리 전에 추가 이미지 처리를 수행하고, 추가 이미지 처리가 된 이미지에 스케일 처리를 수행할 수 있다.
그리고 스케일 처리된 스캔 이미지를 저장한다(S740).
이상과 같이 일 실시 예에 따른 스큐 보정 방법은 스캔 이미지가 가로/세로 다른 해상도를 갖더라도 스큐 보정을 먼저 수행할 수 있다. 그에 따라 스케일 동작을 나중에 수행할 수 있는바, 스케일 동작 이전의 이미지 처리를 보다 빠르고 보다 작은 리소스로 처리 가능하다.
한편, 상술한 스큐 보정 방법은 프로그램으로 구현되어 관리 서버에 제공될 수 있다. 특히, 스큐 보정 방법을 포함하는 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 화상독취장치 110: 이미지 센서
120: 메모리 130: 프로세서
140: 통신 장치 150: 디스플레이
160: 조작 입력 장치 170: 인쇄 엔진

Claims (15)

  1. 화상독취장치에 있어서,
    원고를 독취하는 이미지 센서;
    메모리; 및
    상기 원고에 대응되는 스캔 이미지를 생성하고, 상기 생성된 스캔 이미지를 기설정된 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리하고, 회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하여 상기 메모리에 저장하는 프로세서;를 포함하는 화상독취장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    스캔 속도 또는 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 기초하여 원고가 스캔되도록 상기 이미지 센서를 제어하고,
    상기 스캔 속도 또는 상기 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 대응되는 스케일 팩터를 이용하여 상기 스캔 이미지를 회전 처리하는 화상독취장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생성된 스캔 이미지를 이용하여 제2 회전 각도를 산출하고, 상기 산출된 제2 회전 각도에 상기 스케일 팩터를 고려한 제1 회전 각도를 산출하고, 상기 산출한 제1 회전 각도 및 상기 스케일 팩터를 이용하여 상기 스캔 이미지에 대한 회전 처리를 수행하는 화상독취장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생성된 스캔 이미지 내의 원고의 상부 라인을 검출하고, 상기 검출된 상부 라인의 각도를 이용하여 상기 제1 회전 각도를 산출하는 화상독취장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 회전 처리된 스캔 이미지에 대한 추가 이미지 처리를 수행하고, 상기 추가 이미지 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하는 화상독취장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 추가 이미지 처리는,
    픽셀별 속성을 구분하는 분할(segmentation), 컬러 보정(color correction), 스무딩(smoothing) 또는 샤프닝(sharpening) 중 적어도 하나인 화상독취장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 스캔 이미지는,
    주주사 방향의 해상도와 부주사 방향의 해상도가 상이한 화상독취장치.
  8. 화상독취장치의 스큐 보정 방법에 있어서,
    스캔 이미지를 생성하는 단계;
    상기 생성된 스캔 이미지를 기설정된 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리하는 단계;
    회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하는 단계; 및
    상기 스케일 처리된 스캔 이미지를 저장하는 단계;를 포함하는 스큐 보정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    스캔 속도 또는 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 기초하여 원고를 스캔하여 스캔 이미지를 생성하고,
    상기 회전 처리하는 단계는,
    상기 스캔 속도 또는 상기 입력 스캔 해상도 중 적어도 하나에 대응되는 스케일 팩터를 이용하여 상기 스캔 이미지를 회전 처리하는 스큐 보정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회전 처리하는 단계는,
    상기 생성된 스캔 이미지를 이용하여 제2 회전 각도를 산출하는 단계;
    상기 산출된 제2 회전 각도에 상기 스케일 팩터를 고려한 제1 회전 각도를 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 제1 회전 각도 및 상기 스케일 팩터를 이용하여 상기 스캔 이미지에 대한 회전 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 스큐 보정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 회전 각도를 산출하는 단계는,
    상기 생성된 스캔 이미지 내의 원고의 상부 라인을 검출하고, 상기 검출된 상부 라인의 각도를 이용하여 상기 제1 회전 각도를 산출하는 스큐 보정 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 회전 처리된 스캔 이미지에 대한 추가 이미지 처리를 수행하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 스케일 처리하는 단계는,
    상기 추가 이미지 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하는 스큐 보정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 추가 이미지 처리는,
    픽셀별 속성을 구분하는 분할(segmentation), 컬러 보정(color correction), 스무딩(smoothing) 또는 샤프닝(sharpening) 중 적어도 하나인 스큐 보정 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 생성된 스캔 이미지는,
    주주사 방향의 해상도와 부주사 방향의 해상도가 상이한 스큐 보정 방법.
  15. 스큐 보정 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서,
    상기 스큐 보정 방법은,
    스캔 이미지를 기설정된 스케일 팩터를 이용하여 회전 처리하는 단계;
    회전 처리된 스캔 이미지를 스케일 처리하는 단계; 및
    상기 스케일 처리된 스캔 이미지를 저장하는 단계;를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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