TWI244051B - System and method facilitating document image compression utilizing a mask - Google Patents

Description

1244051 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為關於文件影像處理，特定言之，為有助於使 用罩幕自文件影像背景分劃出前景，以進行文件影像壓縮 之系統與方法。 【先前技術】 經由電腦所得之資訊量，隨著電腦網路、網際網路、 數位儲存設備的普及，而有劇烈成長。因為資訊量的增加， 所以需要能更快速傳送資訊與更有效率儲存資訊。資料壓 縮即是一種能使文件更有效率傳送與/或儲存的方式。 傳統上資料壓縮系統已採用多種壓縮方法，舉例言之， 符元匹配（symbol matching)。但對於内含圖片文件能進行有 效壓縮之技術對於，舉例言之，含有文字與/或手寫稿之文 件’其壓縮效果卻並不令人滿意。 進行資料壓縮可縮減表現資訊所需的空間。雖然壓縮 可以用於任何格式的資訊上。但關於數位資訊，包括影像、 文字、聲音、影片的壓縮技術更是越來越受到重視。一般 資料壓縮係用於標準電腦系統。但其他技術，舉例言之但 不限於’數位與衛星電視與行動/數位電話亦需使用資料壓 縮。 資料壓縮的重要性如下：資料壓縮後，與未經壓縮資 料比較，可以儲存於較小儲存空間中。當對於大量資訊的 需求增加’即需要資料壓縮技術協助供應大量資訊。雖然 5 1244051 儲存設備的儲存容量已有顯著增加，但對於資訊的 增加的儲存容量仍不敷需求。舉例言之，未經壓縮 可能需要5百萬位元的儲存空間，但經壓縮後可能只丨 萬位元的儲存二間。此外進行資料壓縮後可使經壓 料比未經壓縮的資料更容易傳輸。即使傳輸速率已 加’例如寬頻、對稱式數位用戶迴路、I線數據機 網路的出現’但增加的傳輸速率仍是不足以應付傳 壓縮資料產生的負荷。舉例言之，以對稱式數位用 傳送未經壓縮之影像，可能需時丨θ分鐘，但使用壓 後，傳輸同樣影像可能只需約1分鐘。 一般而言’資料壓縮有無失真與失真兩種形式 無失真壓縮，可在資料經壓縮後，仍能完整回復壓 始資料内容；失真壓縮則是在資料經壓縮後，會損 壓縮前資料内容。失真壓縮可有較佳壓縮比，因為 術允許刪除部份壓縮前的原始資料。無失真壓縮技 於’舉例言之，壓縮不可使原始資料產生損失的文字 因為上述文字資料若於壓縮後無法完全重建，將嚴 文字資料的品質與可讀性。失真壓縮可以用於影像 可知失原始資料内容的文字資料，因為上述資料， 真或雜訊的產生在人可知覺範圍内，是可接受或無 的。 胃料壓維相當適合應用在數位文件上。數位文件 文件影像為文件的數位表現。一般而言，數位文件 字' W像與/或影像與文字。除了可以使用較少儲存 需求使 的影像 % 2.5W 縮的資 不斷增 、網際 輸未經 戶迴路 縮技術 。使用 縮前原 失部分 該種技 術係用 資料， 重影響 或非不 部分失 法查覺 或數位 包含文 空間儲 1244051 存現有數位資料，其不會明顯削減文件品質，卻可以更小 空間儲存資料的特色，可促進將現有紙本資料數位化，以 實現無紙辦公室概念的意願。實現無紙辦公室是商業活動 進行的重要指標，因為無紙辦公室具有許多優點，舉例言 之’更容易接近資訊、減低環境成本、減低儲存成本等。 此外經由壓縮技術，降低數位檔案所佔空間，可更有效率 使用網路頻寬，因而使更多資料能更快速傳輸，與減低網 路塞車現象。不過上述縮減資料儲存所需空間，朝向具效 率的無紙辦公室環境與增加頻寬使用效率等特色，也只是 壓縮技術所具有之明顯優點中的一部份。 數位文件的資料壓縮具有數項需達成之目標，以使數位 文件的使用更具吸引力。首先，該資料壓縮技術必須可以 在短時間内壓縮與解壓縮大量資訊；第二，資料壓縮必須 可以準確的重現數位文件。 此外，數位文件的資料壓縮必須考慮文件的目的。有 些數位文件係使用來作為申請文件或提供紙本文件。有些 是用來修訂與/或編輯之用。目前資料壓縮技術並不能於閱 讀文字與\或影像時處理重排，亦不能以具效率與有效的方 式’利用資料壓縮技術辨認字元並將其重排至文書處理器、 個人數位助理、行動電話或相似裝置上。因此，目前壓縮 技術若不能支援對數位文件之更新、修正或其他一般修正 動作，將使將辦公室紙本文件掃描成為數位形式的目標難 以實現。 1244051 【發明内容】

以下為本發明之摘要’以提供對於本發明各面向 錢。本摘要並非對本發明的詳細回顧。本摘要 辨別本發明之重要/關鍵元素或界訂本發明之範圍 I 的目的在以簡化方式提供關於本發明之一些概念， 後續較詳細說明部分之引言。 卞為 本發明為較有助於使用罩幕自文件影像背景 景的文件影像壓縮系統與方法。根據本發明之—面=别 幕分離器元件接收文件影像（舉例言之文件可以一 D ，罩 娜與/或YUV作為文件表現）作為輸入資料。罩幕 件處理文件影像並輸出一罩幕(例如二位元) ： 一像素係屬於前景與/或背景。經由區分前景（:中母 字資訊)與背景(舉例言之：圈形資訊)，前景與,或二了文 更有效率的進行壓縮，因降 —皆豕可以 ，"宜之降低檔案大小與傳輪時間。之 後罩幕與/或文件影像可藉縮系統的其他部 之’為了使文件影像達到更佳壓縮效果）。舉例（舉^ 全區段階層式影像以使用本發明之系統與以= 辨認與/或壓縮文字，手寫稿、圖式與相類似文件。於 根據本發明之一特定面向， 八 素能量元件、區域接合元件 ：刀至少包含像 丨卞兴卓幕儲存兀件。 件功能在於計算文件影像各區域的像素能量(舉例言之變量： 目的在使前景與/或背景的能量變度減到最低 =度） 量是基於距離平方的總合）為用來 夏（此量剛 效果。但為了簡化經常性士十# 〜/或背景的壓縮 常ι十异，可將文件影像分劃 8 1244051 域（舉例言之’兩像素乘以兩像素、 f與背景(舉例言之:至少部分係基於使？/割各區域之前 里變度最低化）。也就是說， ' 肖豕與/或前景的能 | 區域自 别景的像素與屬於背景的像。 刀劃為兩組：屬於 算最低化，像素能量元件，至少暫日 選—步使經常性計 供區域接合元件與/或罩幕储存^件^’可储存計算資訊提 區域接合元件，至少部分，係 的新前景與/或背景的能量 '疋否可能接合區域 是否進行文件影像中成對間限值為低，來決定 用像素能量元件所儲存之計算資訊。接合元件可利 域，並可以其前景與背 口…果為一較大區 前景之像辛可炉A垃人 1特徵。接合前屬於 诼言了此在接合後屬於背景，反之亦η 、 元件可決定接合區域最人 ’、S 。區域結合 “、 域最合適的前景/背景分劃，舉例言之， >部分基於將新前景與新背景能量最低化。 、/域接合元件可繼續嚐試進行接合形成較大區域直到超 過此量閾限值’與/或實質上所有文件影像均已接合。舉例 5之’區域接合元件可以水平方向接合相鄰2乘2區域為2乘 4區域。之後’區域接合元件可以進行垂直接合形成4乘4區 域。一般而言，第一能量閾限值選取標準為，若接合結果 會將數灰階分劃為前景或後景，並有失去重要細節的可能， 舉例§之’文字（舉例言之，該區域有兩種以上顏色），時， 要能避免上述清況發生。因此罩幕可捕捉大部分文字與/或 與文件影像可捕捉之圖形線。 备區域接合完畢，以該區域之前景背景分劃形成罩幕， 1244051 舉例言之，屬於前♦ 本 的像素，在星蓋+ 背景的像素則指派為〇。但 ，被丸派為1，屬於 景與背景分劃狀況需要：…的’持續紀錄接合操作令前 擇之方1叶算。闕於此一問題，if 擇之方法（舉例言之， 门增其他選 所有像素之平均值、4异上屬較經濟）為計算接合區域幾乎 ....^ * ，並將像素灰階值超過前f平# 素“給前景，其餘指派給背 丄…值之像 像素灰階值較平均值 :、、選擇的方式尚有， 以上兩種選擇均可得 #餘私派給别景。 視覺上無法分辨之罩幕。 因此罩幕儲存元件可用 有關之資訊。從而，罩幕儲存罩幕令與前景背景分劃 前景與/或背景。 出每一文件影像像素係屬於 根據本發明之—, ^ # r # α ，為了減少經常性計算，可以藉 傢f fb篁70件言+ 1 ,丨、Ρ Α Μ β〇域月b量值（4像素乘以4像素）。若能量 車义第二能量閾限值為低， 右 j戌子所有像素指派給前景或背 景’另一則清空。若能晉 八者•丨可繼嫱 乂第二能量間限值為高或相等， 刀d可繼續以上述方式為夕 心 々4 % & f斑 .、、、之。對於相對而言屬相當乾淨的 文件衫像（舉例言之，不變 ^ ^ ^的&域），可以使計算速度明顯的 升A。 根據本發明之另一面 Π 為使罩幕尺寸最低化，若最終 區域（舉例言之，必須招 、過第一閾限值才能接合之區域）之前 景平均值與背景平均佶 勺值之差異值較第三閾限值為高，視是 否區域之全部平的插县古 值疋呵於或低於中間灰階值（舉例言之， 若灰階值範圍為0-225目丨丨i + βΒ 、 巧Ζ25則為中間值為127)，全區域可被宣告 為前景或背景。對於呈右 τ义一有微小抖動之彩色文件，這些區域 10 1244051 的罩幕若未經最佳化，將具有鹽與胡椒雜訊，使上述資料 壓縮需花費高成本。選取第三閾限值目的在於，避免產生 重要文字資料損失之同時，也可於掃描印刷文件時能將微 小抖動予以忽略（舉例言之許多印表機只具有4-6種顏色，所 以必須經抖動處理以產生所有顏色之色盤）。舉例言之，40 可為第三閾限值的不錯選擇。 本發明之另一面向為於像素能量元件中使用多項式回 歸以描述前景與/或背景。 ’ 本發明之另一面向為使文件影像分離系統，至少包含 罩幕分離器元件與前景/背景分割器。罩幕分離器元件可處 理文件影像（舉例言之至少包含文字與/或手寫稿）與將像素 係屬於前景或背景之資訊加以儲存。之後，前景/背景分割 器可接收罩幕與文件影像並將文件影像分離為前景影像與 背景影像。 根據本發明之一面向，文件影像壓縮系統至少包含文 件影像轉換元件、罩幕分離器元件與前景/背景分離元件。 文件影像壓縮系統可選擇性包含罩幕編碼器，前景編碼器 與/或背景編碼器。 本發明之一面向為使全區段階層式影像系統至少具有 像素能量元件與罩幕儲存元件。全區段階層式影像系統可 用於多種文件影像應用中，至少包含，但不限於，影印機、 文件掃描器、光學符號辨識系統、個人數位助理、傳真機、 數位相機、數位攝影機與/或電視遊樂系統。 本發明之另一面向則提供產生罩幕之方法，一電腦可讀 11 !244〇51 取媒體至少包含電腦可執行指令以供罩幕分離元件使用與 用來在兩或更多電腦程序間傳遞，至少包含與罩幕有關之 資訊的資料封包，上述罩幕將像素指派給文件影像的前景 或背景至少其中之一，且上述罩幕至少部分係基於使件影 像區域中像素能量計异最低化之計算產生。 為了元成上述成果與相關結果’部分關於本發明之說 明係以以下敘述與附加的圖式作為說明。但這些面向只代 表本發明可採原則中的數種，本發明包含所有可能面向與 均等面向，關於本發明之優點與進步特徵可從以下關於本 發明之敘述與對相關圖式加以思考後，變得明顯。 【實施方式】 以下為參照圖式，將本發明加以詳述。文中參考號碼 為用來表示與其相對應之元素。在以下敘述中，為了說明 起見’係以數特定詳細說明提供對本發明之完整描述。但 明顯的’本發明可在不限於該特定詳細說明情況下實施。 在其他範例中’眾所皆知的結構與裝置係以方塊示意圖表 示以利於描述本發明。 在本申請案中，「元件」與「系統」為指涉與電腦有 關之實體，可為硬體、硬體與軟體之組合、軟體、或執行 中款體。舉例言之，元件可為但不限於，在處理器上進行 、程序處理器、物件、可執行（executable)、執行緒、程 式與7或電腦。故由上述說明，在伺服器端運作之軟體與伺 &句可為「元件」。一或數種元件可存在於程序與/或 12 1244051 執行緒中，且元件可侷限於一電腦與/或分布 α构或更 目之電腦間。 此外，「文件影像」為指涉文件之數位表現，該

為至少包含一或以上色彩（舉例言之，為二位元（舉例I 黑/白），灰階與/或彩色文件）。此外，文件影像可含: 文字與/或含影像之文字，與可能的文字影像重疊。文 像可為以二位元、RGB、與/或YUV表現之文件影像 文件影像為以紅、綠、藍元件表現。YXJV文件^ 'IV >[象為 以Y表示之全色域亮度元件與以U與Y表示之束 、 〜干色域 元件。使用以U與γ表示之半色域亮度元件，可以以 的位元數表現且不會明顯犧牲YUV文件影像的視覺品 一般而言’與RGB表現相比較，YUV表現為較緊密與 的表現方式。文件影像至少包含圖案元素，一般以「名 代表。一文件影像可以為源於任何尺寸或形式之單一 數頁文件。 參照第1圖’為繪示關於本發明一面向之罩幕分離 件100。罩幕分離器元件100接收文件影像110(舉例言 為要歸檔與/或傳輸的文件）。舉例言之，罩幕分離器元件 可為文件壓縮系統（未繪出）之一部份。文件影像丨丨〇可 二位元、RGB、與/或YUV表現之文件影像。罩幕分離 件100處理文件影像1 10與產出罩幕12〇(舉例言之， 元）以指出文件影像110中之像素屬於前景與/或背景。 1 20與/或文件影像1 1 〇接著可以使用壓縮系統的其他 (未繪出）加以處理以達到壓縮文件影像11 〇的目的。 多數 文件 之， 像、 件影 RGB 使用 亮度 較少 質。 簡易 良素」 或複 器元 之， 100 為以 器元 二位 罩幕 部分 13 1244051 參照第2圖，為繪示一文件影像範例。文件影像至少 包含沿著條狀圖案之字母「C」與「Ο」。第3圖繪示與第 2圖範例文件影像相關，根據本發明一面向所得之罩幕。第 4圖為繪示與第2圖範例文件影像相關之背景與根據本發明 一面向所得之第3圖罩幕。虛線表示產生背景時需要「計 入」的像素邊界。至少包含虛線之像素與位於虛線内之像 素，為產生背景時「不須計入」（包含）之像素，因為當文 件影像重新組合時，前景會，至少部分，基於儲存於罩幕 之重建資訊置於背景上。在範例中，字母「C」與「Ο」與/ 或條狀圖案為固定顏色與/或具有平順顏色變化。有效的前 景壓縮可以數種平順與/或壓縮技術中——種達成。有效的背 景壓縮可以藉由將「不須計入」的像素以具較平順顏色變 化的像素值置換。一填充「不須計入」像素之簡單演算法 實施例，為將背景以低通過濾器處理，之後將重要像素予 以回復。在將兩步驟重複實施數次後，「不須計入」像素 之像素值會變為具平順變化，而可得到較佳壓縮效果。對 該演算法之一簡單之改進為，一開始即使用只容許非常低 訊號通過之低通過濾器，並增加在每一重複實施過程中低 通過濾器的分劃頻率。相似的演算法同樣可以使用在填充 前景中。 參照第1圖，罩幕分離器元件100至少包含像素能量 元件130、區域接合元件140與罩幕儲存元件150。 加入像素能量元件130是為了計算文件影像110各區 域之像素能量（舉例言之，變度）。舉例言之，當文件影像為 14 1244051 以YUV表現時，像素能量元件13〇係根據γυν表現中γ 7件與/或合適的YUV元件組合計算像素能量變度。為了 算之故，各區域中前景與背景可假設為不變。計算罩幕… 的目的即是盡#使上述假設*變值的變度為最纟。變度為 用來估計前景與/或背景之壓縮效果。此外，亦可心= 各區域時以計量化方式測量位元》，但經常性計算可能會 負荷太高而導致無法實I。因此計算變度，上述變度亦為 根據距離平方總和計算所得之能量測量值，為可接受用來 估計前景與背景經壓縮後的所佔之儲存空間之估計值。 假設-區域為Ν個像素中的組合s，前景F與背景Β 為S的分劃’其中⑽，叩細。若f⑴為位於位置χ 之像素影像值’且尤€ $，則前香血接旦匕 νν=Σ(/_2 貝“景與者景的變度各為·· Ο)

xeF νΒ^(/(χ)-μΒ)2 xeB 其 中 與 σ知丄 XeB 各為前景與 背景的平均像素值，且义與乂各為前景與背景的像素數目 上述變度亦可表示為·· = Σ /(x)2 - ^fMf2 xeF % = Σ /W2 - ΝΒμΒ2 (2) w太Σ f⑻ …HI f(x) (3) (4)

xeB 之後，至少部分以將前景與/或背景能量最低化(舉例言之 度)為根據，以像素能量元件13〇將s適當分劃為？與B( 例言之可使〜〜為最低)。但要找到對於S屬於適合之 與B分劃’因為可能有2N個罩幕，將會需要大量的計算 為了簡化計算，可將文件影像分為數區域，舉例言之 15 四像素值分別為 像素形成之空間 間中，即可只對 1244051 兩像素乘以兩像素為一區域。參照第5圖，根據本發 文件影像分為每兩像素乘以兩像素為一區域之相鄰區 '、v2、v3、v4。對於上述兩像素乘 ’只可能形成24=16個罩幕。所以在上 16個組合計算e=i/f+%，尋找具最低 的組合，以得到最佳F與B。 但使用κ-平均叢集演算，當κ=2時，因為文件影 純量函數，f(x)的值即可以加以排序，以得到可以具效 式計算的解答。假設排序後順序為Vl、v2、V3、v ， K = 2之K-平均叢集演算可得到3可能之分劃： 明， 域。 以兩 述空 能量 像為 率方 使用

可能前景V, VI、 V2%、、V 可能背景 V2 、 V3 、 v4 V3、v4 V4 村具有相同或較高 由上述排列可知所有 上述直覺上的說法，是因為永遠會產生與具非連續 相較’具較低變度之連續值組別。若排列順序不同 素可以加以重新標示，故仍可對Vl、、v V加以 之後可直接決定三組分劃中’可能具有最低能量之 背景分劃。顯而易見的，像素能量元# 130可以儲存 Σ/ω2 Σ/((與/或 ς/⑻ 量。 組別 因像 序。 景與 16 1244051 之部分總和值，以使經常性計算減至 素犯量元件丨3 〇可，至少暫時，儲存 最低。更進一步， 像 Σ/ω Σ/w2 Σ/(χ) 與Nf與/或ΝΒ之部分總和 與/或罩幕儲存元件150使用 此外，為了使經常計算 $ (四像素乘以四像素）加以 所有像素可以指派給前景或 閾限值為高或相等，可以繼 上述分劃可能無法達到最佳 並不會產生不良效果。對於 像（舉例言之，不變的區域）， 此外，可在計算出分隔 出相當程度為不變之區域（舉 言之，若平均前景與平均背 決定之閾限值（舉例言之，40 灰階值進行比較），則全區域 均值是接近於0或255)。 參照第1圖，將文件影 素區域後，雖可得到具有明 能含有像素雜訊，會使罩幕 罩幕120中捕捉文字與/或g 声例言之，供區域接合元件1 40 )0 減至最低，可以對小區域之能 叶算。若能量較閾限值為低， 背景’另一則清空。若能量較 續進行上述分劃之步驟。雖然 <匕’但只要閾限值能足夠小， 才目對而言屬相當乾淨的文件影 可以使計算速度明顯的升高。 前景與計算背景罩幕後，設定 例言之純前景或純背景）。舉例 景之差異值小於某個可以實驗 可以用來與全範圍為0-255之 則設定為前景或背景（取決於平 像1 1 0分劃為兩像素乘以兩像 顯前景與背景之區域，但因可 120具有鹽與胡椒雜訊而與在 3形線的目標相違。故使用區域 17 1244051 接合元件1 40以期能基於，至少部分，確定是否可能接合 區域之前景與/或背景之能量較第一閾限能量值為低，以對 文件影像1 1 0之成雙區域進行接合。區域接合元件1 40亦 可利用以像素能量元件1 30所計算與儲存 Σ/w Σ/w2 Σ/w 與 / 或 Σ/w2 與NF與/或NB之部分加總結果。 每一次接合後，須將數值重新計算，但幸運的是，亦 可在固定時間，藉由根據前景與背景之組合所得數值加總 達成。另一值得注意的是，各區域之[/«總和對於每一分 劃為常數，故不需要為選擇最佳分劃而加以計算。但在決 定何時不須進行區域接合時，仍要計算上述數值。 參照第6圖，為繪示對含前景Fi與背景Βι第一區域與 含前景F2與背景B2第二區域的可能接合方式。為決定接合 區域的能量是否較第一閾限值為低，區域接合元件1 50可 以計算新前景與新背景的群集。兩區域之能量變度對於新 前景與新背景具有七個可能群集。 可能前景 可能背景 F, Β1 F 2 Β 2 b2 F1Β 2 F2 Β, f2 F1Β1B2 F.F, Β】B2 18 1244051 F丨Βι F: ,Β F' 若至少一可能群集之背景與/或前景能量較第一閾限值為 低，區域接合元件140可以決定合適的接合區域之前景/背 景分劃，舉例言之，至少部分基於最低化前景與背景之能 量（舉例言之E= vF+v5)。若上述群集之能量無一較第一閾 限值為低，接合即不會發生，上述區域亦不必更進一步考 慮進行接合。預設上，當Bl、B2用於計算背景像素時，F1、 F2用於計算前景像素。 區域接合元件 140可以試圖繼續進行更大區域之接合 直到超過第一閾限值與/或文件影像11 0已達到相當程度接 合。舉例言之，區域接合元件1 40可以將水平方向相鄰之2 乘2區域接合成為以第6圖繪示之2乘4區域。之後，區 域接合元件140可以進行垂直方向接合，產生如第7圖之4 乘4區域。一般而言，第一閾限值能量值的選擇，以減低 接合時將數灰階分劃成前景或背景區塊，並伴隨可能重要 細節，例如文字（舉例言之當該區域有兩個以上顏色）損失的 可能性。舉例言之，若第一區域具有位於白色背景之灰色 文字，且第二區域為大部分黑色時，將兩區域接合可能導 致接合後之區域，前景為灰與白色，背景為黑色。因此結 果將導致罩幕120損失幾乎所有文字資訊。但無論兩顏色 是接合於前景或背景，因為不變的假設已非該區域之良好 適用模式，該區域會有明顯的能量上升。 19 1244051 此外，除了計算幾 為，對前景與背景的平均估固組合之最終能量，其他選擇 值為分劃之根據。如同^加以排序，且以排序後之平均 的方式可將分劃數降4 1、V2、V3、I加以排序，這樣

以排序，並考慮與排序結：、^2、1根據平均值加 此外與/或可選擇的 t分劃結果P 定區域上的/近似值，可以二，區域接合元件120，根據給 下的有限子組合。區域_计兩區域之前景與背景之組合 積能量之組合。 _ 疋件120可以選擇出具最低累 當接合只會造成能量升 不再接合，該區域之像素^ 第—閾限值時，區域即 分劃可以在進行每_拯二P可以分劃為前景與背景。上述 算。或者，可藉接合區域°元時但這將會需要大量的計 像素值之平均值，指派較前…：算接合區域幾乎所有 其他像素則指派至背景。或去介值“之像素至前景， 像素指派給背景，其一’、可將具有較平均值為高之 其餘像素則指派給前景。 參照第1圖，备以π a & ’、 使用單幕儲存元件二7 140耗盡接合可能時’ 區域元件〜=== Π::::…2"心:件 1豕I係屬於前景或背景。 母 在—實施例中，為減少經 言之4像素乘以4像素/區域能量（舉例 若能量比第二間限值為低，所有二素:乎量：件130計算。 像常4乎均可以指派給前 20 1244051 景或背景，其他則幾乎清空。 曰 相等，可以> 垔比第一閾限值為兩或 了以進仃上述的分劃動作。 义 文件影像（舉例言之具有固定對於相對來說屬乾淨的 根擔^ )可明顯增加計算速度。 區域（舉柄〜 4使罩幕尺寸最低化，若最終 f ^ 3b 閣值才能接合之區域）之前 =值與背景平均值之差異值較第三間限值為高，視是 二之：部平均值是高於或低於中間灰階值(舉例言之， 右灰階值範圍為0-225則為中門祐炎n ^ 』局宁間值為127)，全區域可被宣告 為前景或背景。對於具有微小抖動之彩色文件，這些區域 的罩幕若未經最佳化，將具有鹽與胡椒雜m，使上述資料 壓縮需花費高成本。選取第三閾限值目的在於，避免產生 重要文字資料損失之同時，也可於掃描印刷文件時能將微 小抖動予以忽略（舉例言之許多印表機只具有4_6種顏色，所 以必須經抖動處理以產生所有顏色之色盤）。舉例言之，40 可為第三閾限值的不錯選擇。 前述罩幕分離器元件1 00，係根據前景與背景一般為不 變的假設下加以描述，但根據本發明，像素能量元件130 可使用多項式回歸描述前景與/或背景。舉例言之，若前景 與/或背景的多項式表示為方程式似+你+ //所構成之平面’ 則能量可表示為·· vf= TJ(f(^y)-aFx^fiFy + MF)2 vb= Υ^{ί{^)-αΒχ^βΒγ^μΒ)2

x.y^B 其中x，y代表像素位置，％、久、…為使vf最低化之純量， %、凡、A為使vB最低化之純量，注意％、凡、外可以在 21 1244051 固定時間使用y /(x 2、 中Σ/(Α3〇為且三夫^私、Σ ，戍、乙/〇^)少之值解出，其 η :、一口數與三方程式的線性系統，同樣的^、 哥，傻1/相似方式解出。之前所述為不變之前景與/或背 後夺处县此170件130 ’根據能量最低的原則計算小區域之 :、I Μ將區域分劃成前景與背景。因此後續可將小區 摇 八ρ分基於於每次進行接合時，使能量⑻最低之前 可以半用接合區域元件140進行接合。但因前景與背景不 旦1均值加以排序，故所有組合必須加以測試以得到能 之組合…便於利用接合，每一區域之前景與 Ν可以力Σ Μ、Σ/(_、Σ/(Χ，办與/或以，30之數值與 Ν可以加以儲存。 此丹 之後為了減低經常性計算，小區域的能量(舉 像素乘以四像素）可以藉由像素能量元件130加以叶;四 像素能量元件可以使用基於該區域上為不變之前提邀二 用多項式回歸模式加以操作。 、歲疋 此外與/或可供選擇之情形，像素能量元件u〇可ρ 用平面回歸計算能量。前景能量％與背景心可定義為：使 Σ(,(χ，少) + ♦ +〜y + C>)2

x，yeF

x.yeB 其中F代表前景，B代表背景，/(^)為位於χ ’ 像素值。 此外d/T、方f、CF為以將前景能量％最低化之前提選取· ββ、為以將背景νβ最低化為前提選取。舉例一 ;s之，可藉 由對下列方程式系統（3方程式、3未知數）求觫以# A將前景能 22 1244051 量vF最低化：

5Cc ^=0 1^=0 其中舉例言之：

dvF 二 dAF

Yj2(f(x,y)^AFx + BFy + CF)X =0

jc，yeF 相似計算可以用來計算背景能量％。

第1圖為繪示罩幕分離器元件100元件之示意圖，如 同於此所定義的，罩幕分離器元件1 00可以實施為一個或 更多元件。因此根據本發明，可以儲存於電腦可讀取媒體， 用於實施罩幕分離器1 0之電腦可執行元件，包含··但不限 於，專用積體電路、光碟、數位影音光碟、唯讀記憶體、 軟碟、硬碟、電氣可消除可程式唯讀記憶體與記憶棒上。

根據上述實施例中所述系統，參考第8與第9圖之流 程圖以更了解根據本發明實施之方法。為了說明方便起見， 方法以一連串方塊表示與描述，需要了解的是，本發明不 限於圖示中之方塊順序，根據本發明，某些方塊會可以不 同次序與/或與其他方塊同時進行。此外，根據本發明實施 本方法時，亦非一定需要納入所有繪示方塊。 本發明可以關於電腦可操作之指令之一般文字描述， 例如可為一或以上元件執行之程式模組。一般而言，程式 模組包含能實施特定任務或實施特定抽象資料型態之慣常 程序、程式、物件、資料結構等。一般而言，程式模組的 功能可以基於上述數種具體實施例之需求加以結合或分 23 1244051 散0 參照第8與第9圖，為繪示根據本發明之一面向產生 罩幕之方法800。在810,為計算文件影像區域之像素能量（舉 例言之，變度）。舉例言之，像素能量的計算結果，至少根 據區域多項式回歸，可以為變度。此外計算所得之像素能 量變度，可以利用對於區域幾乎所有像素平方距離加總^ 時所使用之對前景計算所得之平均像素值，與對前景計算 所得之平均像素值計算，以得到像素能量變度。此外，除 上述方式，計算所得之像素能量變度亦可以利用對前景計 算所得之像素值總和與對前景計算所得之像素值總和計算 得到。 之後，於8 2 0對區域進行像素分劃以將計算所得之前 景與/或背景之像素能量最低化。在8 3 0中，所為之決定為 根據是否幾乎所有文件影像區域已經完成分劃。若在830 中為選擇N 〇，則繼續於8 10進行處理’若若在8 4 0中為選 擇YES，則於840中繼續處理。 之後於840，目的為將相鄰之兩區域接合。於850為對 於所欲進行的接合，是否造成之新前景與新背景會較間限 能量為高作一決定。若在840中為選擇YES，則於860中 繼續處理，若在850中為選擇NO，則繼續於870進行區域 接合。於880，則為計算在接合區域的新前景與新背景分劃。 於885，則對是否幾乎所有文件影像區域已經嘴試過進行接 合作一決定。若在885中為選擇YES，則不再繼續處理， 若在885中為選擇NO，則繼續於840進行處理。 24 1244051 在 8 6 0中，則對阜 為乎所有文件影像區域已經+ 進行接合作一決定。若在以Λ 士 *时 、曰$ 右在860中為選擇N〇，則在89〇 理之區域轉移到下—去祕 处 、纟接合區域（舉例言之兩像素乘以兩像 素區域），若在860中為！嫂v 马選擇YES，則不再繼續處理。 之後參照第10圖，為 文件影像分離之系統1 〇〇〇。 元件100與前景/背景分割 少包含像素能量元件13〇， 件 150 〇 繪示根據本發明之一面向，進行 系統1000至少包含罩幕分離器 器160。罩幕分離器元件100至 區域接合元件140，罩幕儲存元 如上所述，根據本發明之一面向，罩幕分離器元件_ 接收文件衫像1 1 〇作為輸入，之後罩幕分離器元件1 〇〇 文件影像進行處理，產出罩幕120作為輸出。 前景/背景分割器16G接收罩幕12()並以文件影像110 作為輸入。至少基於草幕120，前景/背景分割器160用來 ^文件影像11G分離為前景影像17G與背景影像刚。舉例 。之罩幕120中幾乎所有代表1之像素可以放入前景影 像1 70，罩幕！ 20中幾乎所有代表G之像素則可以放入背景 影像180。相反來說，舉例言之，罩幕12()中幾乎所有代= 0、之像素可以放入前景影像17〇，幾乎罩幕12〇中幾乎所有 代表1之像素可以放入前景影像1 8〇 C ^舉例言之，罩幕分離器元件1〇〇可以藉由分離像素至 刖景（舉例言之與文字有關者），並將關於哪些像素是屬於前 景之資訊儲存於罩幕120，以處理至少包含文字之文件影像 11()。之後，前景/背景分割器16〇可以接收罩幕12〇與文件 25 1244051 1 10為 影像m。前景/背景分割ϋ 160可以分離文件影像 前景影像170與背景影像180。 參照第U圖，為緣示根據本發明之一面向，進行文件 影像壓縮之系統1100。上述系、统1100至少包含文件影像轉 換元件⑴0’罩幕分離器元件咖與前景/背景分割器元件 ⑽。前景/背景分割器160接收革幕120與文件影像1150 作為輸入。至少根據罩I 120,前景/背景分割胃160為用 來將文件影像1150分離為前景影像170與背景影像18〇。 參照第12圖，系統1 100可選擇性包含罩幕編碼器 1120,前景編碼器1130與/或背景編碼器114〇。罩幕分離 器元件1〇〇可至少包含像素能量元件13〇、區域接合元件14〇 與罩幕儲存元件150。系統11〇可選擇性包含前景影像處理 器1170與/或背景影像處理器118〇。 文件影像轉換元件11 1 0為用來接收文件影像n 5 〇與 產出文件影像1 1 6 0經轉換後之表現。舉例言之文件影像轉 換元件1 1 1 0可接收RGB文件影像並產出rgB影像之γυν 表現。 罩幕編碼器1 1 20可用來對罩幕1 20編碼。舉例言之， 一般罩幕1 2 0為二位元，罩幕編碼器11 2 0可以用傳統二位 元壓縮技術以對罩幕達到有效壓縮效果。罩幕編碼器11 20 可產出罩幕位元串流。 前景編碼器1130使用來對前景影像170進行編碼。前 景為包含前景像素之影像與「不需計入」像素之影像。（舉 例言之屬於背景之像素）。前景影像處理器11 70可利用適合 26 1244051 壓縮之值用來填滿「不需計入」像 ^ 處理禍素並提供前景編碼器1130 ° 别景影像。舉例言之，上《旦 包含里A 牛J。之，在刚景影像170 —般至少 …、色文字資訊，不需計 此所有的前旦炎像素亦填為黑色之情況，因 不為黑色。前景編竭 j ! go -T 影像推〜$ 1 1 30可以利用可有效對 進仃壓縮之壓縮技術，舉例今 壓縮或任Θ i ^ 。之JPEG，小波轉換影像 前景位元串流。 “碼盗U3 0可產出 背景編碼器114〇使用來對 t ^ ^ ^ 牙景〜像180進行編碼。背 巧各旁景傢素之影像與不需計入 屬 I 7诼京之影像。（舉例言之 ;則景之像素）背景影像處理器 ^ 田七&、 裔Μ4ϋ可利用適合壓縮之值 來填滿不需計入像素，以提供昔 捉供者景編碼器11 40處理過之 者景影像。舉例言之’背景影像180為至少包含白色平順 頁面之情況，$需計入像素為位於可以白色填充文字之位 置’故所有的背景為白色。背景編碼器1 i4Q可以利用可有 效對影像進行壓縮之壓縮技術’舉例言之jpeg，小波轉換 影像壓縮或任何其他影像壓縮演算法。背景編碼器ιΐ4〇可 產出背景位元串流。 舉例言之，-供填充「不需計入」像素之簡單演算法 為以低通過滤器處理影像，之後回復重要像素。重複上述 兩步驟數次後，不需計入像素最後為具平順變化之值，並 且可達到好的壓縮效果。上樹演算法的簡單改進方式唯一 開始使用只可讓非常低頻率通過之低通過濾器，之後於每 一重複處理中增加低通過滤器之分劃頻率。 此外，刖景編碼器1 1 3 0與/或背景編碼器i丨4〇可利用 27 1244051 罩幕120改良前景與/或背景的壓縮效果。 與/或解碼器預設為使用罩幕，上述 種、'扁碼器 發明有關之一前景斑一背景妒曰” 少基於使與本 ^ …、 ^罝變度最低化，進行々姓 像分劃操作所產生之罩幕。 件影 上述適合於與本發明古Μ 之編碼器與/或解瑪器，均為附加請求項所包括。月有關 罩幕位元串流，前景位元串流與/或 社人盔w ^ X矿京位兀串流可以 …口為早一位元串流與/或單獨傳送至，舉例言之，解碼系 統（未繪出）。解碼系統可以將罩幕位元串流加以解碼以得到 罩幕120。此外，解碼系統可以接收罩幕12〇。解碼系統可 以利用罩幕120以將前景位元串流與/或背景位元串流重組 為文件影像。 可了解的是本發明之系統與/或方法可以利用於全區段 階層式影像系統中以用來識別與/或壓縮文字，手寫稿，圖 式與其他相似文件。此外相關領域之一般技藝人士可知乘， 本發明之系統與/或方法可以用於許多文件影像應用中，至 少包含，但不限於，影印機、文件掃描器、光學符號辨識 系統、個人數位助理、傳真機、數位相機、數位攝影機與/ 或電視遊樂系統。 參照第13圖，為繪示區段階層式影像系統1 300。該系 統1300至少包含像素能量元件130與罩幕儲存元件150。 像素能量元件1 30為用來計算文件影像區域中像素能 量變度。此外，像素能量元件130更可用來計算，至少部 分基於使至少前景與背景其中之一像素能量最低化（舉例言 之變度）後所得之區域分劃。 28 1244051 罩幕儲存7C件1 50為用來儲存與罩幕中分劃有關之資 訊。舉例言之’系統1 300可以用於許多文件影像應用中， 至少包含，但不限於，機、文件掃描器、光學符號辨 識系統、個人數位助理、傳真機、數位相機、數位攝影機 與/或電視遊樂系統。 …為了提供關於本發明之其他相關叙述，帛14圖與以下 讨論為提供一關於可能適合 ^ ^ σ之计算環境1410，可供實施關 於本發明之許多面向的簡 1 一般性敘述。可理解的是， 叶算環境1 4 1 〇只為一可能訃笪 β弃衣*兄但並非本發明唯一實施 衣兄。雖上文已為關於本發 人的 Α 發月了於一或多數電腦可執行指 7的一般描述，但 ^ ^ ^ 解的疋，本發明亦可與其他電腦 程式模組結合以/或作為 式模紐U 硬體與軟體之組合。-般而言，程 飞模組包含可執行特殊任 式、巷★ 糈次實施特殊抽象資料型態之常 明之方資料：構等等。此外，-了解的是本發 處理器電腦系蛴’、他電統組態，包含單-處理器或多 系、’先、迷你電溢 電腦、可媸4 脚糸統、大型主機電腦、與個人 J揭式電腦漿置、以嫩本 費者電芎爾σ & 妓處理器為基礎或可程式化消 。用口口等相似物一 ~或多數相關裝置一同運二運作’上述每-裝置可以與其 境中，其中宜此 乍。本發明亦可在分散式計算環 丹r某些工作伤 理，加以實# . ’、 通訊網路，在遠端處理裝置處 々风万6。在分考令 a 儲存装置均可用办 5算環境中，本地端與遠端記憶體 用垠儲存程式模組。 態 1 4圖為繪示一 繪示獨立架構，但任何合適計算環境 可理觫沾e ^ 敌上4系統與方法之可能硬體組 Χ解的是雖為“ 29 1244051 均可用於本發明。舉例言之’ 於，單體式、多處理器、分散 腦、大型主機、超級電腦、可 位與類比裝置。 計算架構至少包含，但不限 客戶、/词服器端、迷你電 用於根據本發明而使用之數 參照第1 4圖，一供實施數種關於本發明各面向之實施 環境1410至少包含電腦1412,至少包含處理單元Μ" ^ 系統記憶體1416、與至少包含系統記憶體至處理單元i4i4 專數種系統元件之系統匯流排1 4 1 8。處理單元1 * 1 4可以為 任何商業上可得之處理器。雙處理器與其他多處理器架構 亦可以作為處理單元1 4 1 4。 系統匯流排1418可以為任何形式的匯流排架構至少包 含記憶體匯流排或記憶體控制器，週邊匯流排與使甩目前 商業上可得之匯流排架構之區域匯流排。電腦記憶體14/6 至少包含唯讀記憶體1420、動態隨機記憶體1422。儲存於 唯讀記憶體1420中之基本輸入/輸出系統（81〇8)，包含基本 常式可幫助資訊於電腦1412元素間傳輸，例如開機時。 電腦1412可更包含硬碟裝置1424、磁碟裝置等 等裝置以自可抽換式碟片1432讀取或儲存資訊，光碟裝置 1424舉例言之，可讀取唯讀光碟碟片丨412,或讀取或寫入 其他光學媒體硬碟1412、磁碟裝置1426、光碟裝置1430 各藉硬碟介面1434、磁碟介面1436與光碟介面1438與系 統匯流排1418連接。電腦1412 一般至少包含某種形式電 腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體可為任何可得可為電腦1412 使用之媒冑。舉例言之，但不限於，電腦可讀取媒體邛至 30 1244051 少包含電腦儲存媒體與通訊媒體。電腦儲 崎俘媒體可至少包 含揮發與非揮發、以任何方法或科技實施， 可用於儲存諸 如電腦可讀取指令、資料結構、電腦模式 a其他資料之可 抽換與不可抽換媒體。電腦儲存媒體至少自人 g &，但不限於， 動態隨機記憶體、唯讀記憶體、電氣可消 、 巧咏可程式唯讀記 憶體、快閃記憶體或其他記憶體科技，唯 光碟、數位多 用途光碟或其他磁性儲存裝置，或其他彳 可可以用於儲存 所需資訊與可以與電腦1412連接之媒體。 艰訊媒體一般之 具體實施例為電腦唯讀指令、資料結構、帛式模电或直他 模組化資料訊號’舉例言之，連線載波或其他傳輸機制與， 至少包含任何資訊傳輸媒介。「模組化資料訊號」該詞彙 為代表具有一或以上特徵組或可將訊號中資料編碼之訊 號。舉例言之、但不限於、通訊媒n i ^ ^ ° 妹體至；包含有線媒體例 如有線網路或直接纜線連接，與無線媒體例如聲波、射頻、 紅外線與其他無線媒體。電腦可讀取媒體及包含任何上述 媒體組合。 數種程式模式至少包含可储存於磁碟與動態隨機記憶 趙1422上之作業系統1440、一或以上之應用程式1442、 其他程式模式1444、與程式非插斷資料1446。電腦i4i2 中的作業系統1440可以為任何商業上可得之作業系統。 使用者可以藉鍵盤1448與指標裝置，例如滑鼠145〇， 輸入指令與資料於電腦1412中。其他輪入裝置（未繪出）可 包含微型麥克風、紅外線遙控、搖桿、遊戲控制器、衛星 天線、掃描器或其他類似裝置。這些與其他輸入裝置通常 31 j244〇51 藉與匯流排1 4 1 8連接之序列埠1 452與處理單元1 4 1 4連接， 俱也可能藉其他介面為之，例如平行埠、遊戲埠、萬用串 列匯流排、與紅外線介面等。螢幕1454或其他型式顯示裝 f亦可以與系統匯流排1 4 1 8藉由介面，例如視訊轉換器丨4 5 6 連接。除了螢幕，電腦一般尚包含其他週邊輸出裝置（未緣 出），例如音響、印表機等。 電腦1412可於網路環境中使用邏輯與/或實體與遠端 電腦’例如遠端電腦1 4 5 8，連接加以操作。遠端電腦丨4 5 8 玎為工作站、伺服器端、路由器、個人電腦、供娛樂用途 之微處理器、對等共享裝置或其他一般網路節點，且一般 包含數種與電腦1 4 1 2相關之全部或多數元素。基於簡潔理 由’僅繪示記憶體儲存裝置1 460。所繪示之邏輯連結包含 近端區域網路1462與廣域網路1464。上述網路環境在辦公 室、企業網路、内部網路與網際網路均為常見。 當為近端區域網路環境時，電腦1 4丨2與區域網路丨462 藉由網路介面或轉換器1 4 6 6連接。當為廣域網路環境時， 電腌1416 —般包含數據機1468，或在近端區域網路上與通 訊祠服器端連接，或其他於廣域網路上可建立通訊之構件、 例如網際網路。數據機1468可以為内接或外接，與系統匯 流排1418藉由序列埠介面1452連接。在網路環境中圖 式中繪示與電腦1412，或其一部份，相關之程式模組可以 儲存於遠知圮憶體儲存裝置丨46〇。此處網路連結實施例為 僅供參考，其他可用於電腦間通訊的構件亦可使用。 第15圖為繪示與本發明可連接之樣本計算環境15〇〇 32 1244051 之方塊示意圈。系絲 山 ..... 00至少包含一或以上客戶端1510。 ^ μ 1 〇可為硬體與/或軟體（舉例言之，可為線緒、程 裝置）。系統1500尚至少包含一或以上伺服器端 1530。词服考被 κ ^ 530亦可為硬體與/或軟體（舉例言之，可 為線緒、程序、計笪

1异我置）。伺服器端1 53 0，舉例言之，可 利用本發明，台人城a J 端1 530間一 „ I ^緒以執行轉換。客戶端1510與伺服器 傳遞的資料封：旎：訊方式’為用來於兩或更多電腦程序間 與飼η ^ 統15GG至少包含用來利於客戶端1510 可=#⑴〇間通訊的通訊框架155G。客戶端⑽ 戶端上客戶資料儲存處测連接，以用來儲存在客 之資訊。同樣的，伺服器端1 530亦可與一 广饲服器端資料儲存處154。連接，以用來 词一"： 1 530之資料。 W服器缟 以上敘述包含關於本發明之數實施例。卷 Ab ^ ^ 田热’於此不可 月匕窮盡列舉所有關於本發明之可思及元件斑 "、万法組合，作 相關一般技藝人士可以據此思及關於本發 一 傲儿 < 其他組合與 變化。因此本發明為包含所有可能落·於附屬 、 r闹^ 屬％求項精神與 範圍内的更改，修正與變化。此外’用於發明詳細 請求項中之包括（include)—詞之液係與當作請求 ., 中連接詞 之包含（comprising)詞義相似。 【圖式簡單說明】 元件之方 塊示 第1圖為繪示根據本發明所得之罩幕分離器 意圖。 33 1244051 第2圖為根據本發明— 第3圖為繪示與第2 面向所得之罩幕。 面向之文件影像範例 圖範例文件影像相關 發明一面向所得之第3圖罩幕。 第5圖為繪示根據本發明一 两向，將文 乘以兩像素區域 第6圖為繪示根據本發明一面向 四像素接合區域。 可能形 第7圖為繪示根據本發明一面向 四像素接合區域。 可能形 第8圖為繪示根據本發 第9圖為繪示關於第8 第1 0圖為繪*不根據本 統方塊示意圖。 明之—面向產生罩幕 圖方法之更詳細流程 發明之一面向所得之 1 1圖為繪示根據本發明之 十巧又71 < 面向所得之 統方塊示意圖。 第 12圖為繪示根據本發明之一面向所得之 統方塊不意圖。 第1 3圖為繪示關於根據本發明之一面向所 影像壓縮的方塊示意圖。 第14圖為繪示根據本發明，於系統中所設 境的概要方塊示意圖。 第1 5圖為為緣示根據本發明之範例通訊環 ，根據本發明一 之背景與根據本 影像分為兩像素 成之兩像素乘以 成之四像素乘以 之方法流程圖。 圖。 文件影像分離系 文件影像分離系 文件影像分離系 得之區段階層式 定之範例計算環 竟的概要方塊示 34 1244051 意圖。 【元件代表符號簡單說明】 100罩幕分離器元件 110文件影像 120罩幕 130像素能量元件 140 區域接合元件 150罩幕儲存元件 160罩幕分離器元件 800製造罩幕之方法 8 1 0計算文件影像區域之像素能量 820對區域進行像素分劃以使前景與/或背景能量為最低 830幾乎所有文件影像已經分劃 840嚐試接合相鄰成對區域 850是否超過能量閾限值 860是否幾乎所有文件影像區域已經嚐試過接合 870接合區域 880計算接合區域之新前景與/新背景 885是否幾乎所有文件影像區域已經嚐試過接合 8 90欲處理之區域轉移到下一未接合區域 1100文件影像轉換元件 I 120 罩幕編碼器 II 3 0前景編碼器 35 1244051

1 140 背景編碼器 1 1 5 0文件影像 1 160 經轉換之表現 1 170前景影像處理器 1180背景影像處理器 1 4 1 0計算環境 14 1 2 電腦 1 4 1 4處理單元 1 4 1 6系統記憶體 1420唯讀記憶體 1422動態隨機記憶體 1424硬碟裝置 1426硬碟裝置 1428可抽換式碟片 1430光碟裝置 1432可抽換式碟片 1434 硬碟介面 1436磁碟介面 1438光碟介面 1440作業系統 1442應用程式 1444程式模式 1446程式非插斷資料 1448鍵盤 36 1244051 1450 滑鼠 1 452 序列埠介面 1454顯示器 1456視訊轉換器 1458遠端電腦 1460記憶體儲存裝置 1462 近端區域網路 1464 廣域網路

1466網路轉換器 1468數據機 1 5 00計算環境 1510 客戶端 1 5 3 0伺服器端 1 540伺服器端資料儲存處 1 5 5 0 通訊框架 1 560客戶端資料儲存處

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Claims (1)

1244051 拾、申請專利範圍： 1. 一區段階層式影像系統，至少包含： 一像素能量元件，其係用於計算文件影像區域之像素 能量，該像素能量元件至少部分係基於使前景或背景至 少其中之一者能量為最低，而可用於計算區域之分劃； 一區域接合元件’至少部分基於在使像素能量I最低 時’對文件影像之成雙區域進行接合；及 一罩幕儲存元件，用來儲存與罩幕中分劃有關之資訊。 2·如專利申請範圍第i項所述之區段階層式影像系統，其中 上述之像素能量元件係使用下列方程式計算能量變度： ν5=Σ(/(χ)-^)2 xgB JC€F 其中尸為前景，ΰ為背景，/(JC)為像素值 /w 為前景平均像素值， xeB 為背景平均像素值 乂為前景像素數目， 乂為背景像素數目， 以供計算區域像素能量變度。 3·如專利申請範圍第1項所述之區段階層式影像系統，其中 上述之像素能量元件係利用下列方程式計算能量： 〜=Σ(/(χ，少)+為^碼少+Q)2 38 1244051 其中F代表前景，B代表背景，/(^)為位於x，y之像" 值， 、CF為以將前景vF能量最低化之前提選取’ 乂方、為以將背景v5最低化為前提選取， 以計算區域之像素能量。 4 ·如專利申請範圍第1項所述之區段階層式影像系統’其 中上述之區域接合元件係用來評估兩區域之前景與背 景’並選擇具有最低累積能量之組合。 5.如專利申請範圍第1項所述之區段階層式影像系統’其 中上述之區域接合元件係根據給定區域上的，近似值’ 估計兩區域之前景與背景之組合下的有限子組合’孤、 擇具有最低累積能量之組合。 6·—種影印機，其係包含如專利申請範圍第1項所述之區段 階層式影像系統。 7 · —種文件掃描器，其係包含如專利申請範圍第丨項所述之 區段階層式影像系統。 8.—種光學符號辨識系統，其係包含如專利申請範圜第1項 39 口44051 所述之區段階層式影像系統

之區段階層式影像系統。 1 〇 · —種傳真機，其係包含如專利申請範圍第！項所述之區 段階層式影像系統。 1 1 · 一種數位相機，其係包含如專利申請範圍第i項所述之 區段階層式影像系統。 12.—種數位攝影機，其係包含如專利申請範圍第t項所述 之區段階層式影像系統。 其係包含如專利申請範圍第1項所 1 3 · —種電視遊樂系統，其係自 述之區段階層式影像系統。 統中產生罩幕之方法，至 1 4 · 一種用以在區段階層式影像系 少包含： 計算區域像素能量； 算所得像素能量而對該區域進行 基於至少將前景與背景其 鄰成雙區域加以接合； 至少部分基於對區域中前 景或背景之至少一著，計 t分劃； 中之一能量最低化，將相 40 1244051 儲存罩幕中分劃資訊。 1 5 ·如專利申請範圍第1 4項所述之方法，其中上述之 區域像素能量更包含： 計算前景像素值之總合； 計算背景像素值之總合；與 計算幾乎所有區域内像素之距離平方總合。 16.—種罩幕分離器元件，至少包含： 一像素能量元件，其係可用來計算文件影像區域 能量，該像素能量元件更可用來計算區域之分劃， 算至少部分係基於將前景與背景其中一者能量最低 所為之計算； 一區域接合元件，其係可用來將文件影像成雙區 行接合，該接合至少部分係基於接合區域能量是否 一能量閾限值為高之決定，該接合元件更用來將接 域劃分為新前景與新背景；及 一罩幕儲存元件，其係可用來儲存與罩幕中分劃 之資訊。 1 7 ·如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件， 上述之文件影像至少包含文件影像之YUV、RGB、 元表現其中之一。 計算 像素 該計 化時 域進 較第 合區 有關 其中 二位 41 1244051 1 8.如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之罩幕為關於前景與背景分劃資訊之二位元表現。 1 9.如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之像素能量元件至少部分係利用K-平均叢集演算法 來計算區域之像素能量變度，其中K為2。 20.如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之像素能量元件係以下述方程式計算能量變度： 〜=Σ(/(χ)-〜)2 xeF xeB 其中其中F為前景，5為背景，/㈨為像素值， ^=ΐ·Σ /w 為前景平均像素值 xeF /w 為背景平均像素值，且 XED Α為前景像素數目， A為背景像素數目， 以供計算區域像素能量變度。 2 1 ·如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之像素能量元件至少可暫時儲存與像素能量計算相 關資訊。 22.如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 42 1244051 上述之像素能量元件至少係部分基於多項式回歸計算該 區域之像素能量。 23. 如專利申請範圍第16項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之區域接合元件至少係部分基於接合區域之平均像 素值進行分劃。 24. 如專利申請範圍第23項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之像素值，若較平均值為高，可指派到前景。 25. 如專利申請範圍第23項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之像素值，若較平均值為高，可指派到背景。 26. 如專利申請範圍第1 6項所述之罩幕分離器元件，其中 上述之文件影像為YUV表現，且像素能量元件係至少利 用Y元件計算像素能量。 27. —種用來產生罩幕以將文件影像分劃為背景與前景之方 法，其至少包含： 計算區域像素能量； 至少部分基於，對於區域中前景或背景至少一者計算 所得之像素能量進行區域分劃； 若該區域經接合後，未超過與接合區域中新前景與背 景相關之能量閾限值，則將相鄰成雙區域加以接合； 43 1244051 儲存罩幕中分劃資訊 28.如專利申請範圍第27項所述之方 區域像素能量更包含： 、中上述〈计 計算前景像素值之總合； *十算奇景像素值之總合；與 計算幾乎所有區域内像素之距離平方 如 像以 計得 丨 量 而 h能算 素計 第 園 範 請 中 所 項 少 至 算 基 係 7 令 2 戈 部 域加 區歸 之回 述式 上項 中多 其以 ， 域 法區 方該 之對 述於 〇.八如專利申請範圍帛27項所述之方法，其中上述之屋 i更匕含至少將前景或背景之一的像素能量最低化 31. 如專利申請範圍帛27㉟所述之方法’纟中上述之据 區域分劃t包含計算#合區域之平均像素值。 32、 如專利申請範圍第27項所述之方法，其中上述之接 區域分劃更包含下述步驟·· 叶算接合區域之前景平均像素值； 計算接合區域之背景平均像素值；與 若前景平均像素值與背景平均像素值之差異值 44 1244051 閾限值為高，則將像素指派給前景或背景。 33·如專利申請範圍第27項所述之方法，其中上述之區域 分劃更包含下列步驟： 計算區域能量；與 若能量較第二閾限值為低，則將區域中像素指派給前 景或背景其中之一。 3 4 · —種文件影像壓縮系統，至少包含： 一文件轉換元件，用來接收文件影像與以經轉換後之 文件影像表現作為輸出；及 一罩幕分離器元件，至少包含用來決定具經轉換後表 現之區域中像素能量的像素能量元件，該像素能量元件 更可用來決定該區域之分劃，該決定至少部分係基於當 區域中前景或背景至少一者計算所得之像素能量為最低 時所為之決定，該罩幕分離器元件更包含區域接合元件， 用來接合成雙區域，若未超過第一閾限值，則接合區域 元件更可用來將接合區域像素分劃為新前景與新背景， 該分劃至少部分係基於使至少包含新前景與新背景中像 素之像素能量為最低所為之分劃，該罩幕分離器元件更 包含罩幕儲存元件，用來儲存罩幕中的分劃資訊。 35·如專利申請範圍第34項所述之文件影像壓縮系統，更 包含前景/背景分割器元件，其係可用來將轉換後的資訊 45 1244051 表現分離為前景影像與背景影像，該分離至少部分係基 於儲存於罩幕中資訊。 3 6.如專利申請範圍第34項所述之文件影像壓縮系統，更 包含前景編碼器、背景編碼器與罩幕編碼器至少其中之 一者。 37.如專利申請範圍第34項所述之文件影像壓縮系統，其 中上述之文件轉換元件係用來接收RGB文件影像與輸出 RGB文件影像之YUV表現。 3 8.—種用來於二或更多電腦程序間傳輸之資料封包，至少 包含： 與一罩幕有關之資訊，上述罩幕將像素指派給文件影 像中前景與背景至少其中之一者，罩幕係至少部分基於 對於文件影像加以計算後，使區域中像素能量為最低算 出。 3 9.—種電腦可讀取媒體，其至少包含可供罩幕分離元件使 用之電腦可用元件，至少包含： 一像素能量元件，其係可用來計算文件影像表現之 區域中的像素能量，該像素能量元件更可用來計算區域 分劃，該計算至少部分係基於使前景與背景至少其中之 一能量為最低所為之計算； 46 1244051 一區域接合元件，其係可用來決定是否對文件影 成雙區域進行接合，該決定至少部分係基於欲接合區 能量是否較能量閾限值為高所為之決定，該接合元件 可用來將接合區域分劃為前景與背景，該分劃至少部 係基於使前景與背景至少其中之一像素能量為最低；及 一罩幕儲存元件，其係可用來儲存與罩幕中前景 背景分劃有關之資訊。 40· —種罩幕分離元件，至少包含： 一種用來計算文件影像表現區域之像素能量之構件; 一種至少部分係基於使兩平面至少其中之一能量為 低時，用來計算區域分劃之構件； 一種至少部分係基於欲接合區域能量是否較能量閾 值為高之情況來決定是否對文件影像表現成雙區域進 接合之構件， 一種至少部分係基於使至少包含新前景與新背景中 素之像素能量為最低而將區域像素分劃為前景與背景 構件； 一種用來儲存與罩幕分劃相關資訊之構件。 像 域 更 分 與 最 限 行 像 之 47