TWI467515B - 掃描文件之彩色捨去 - Google Patents

Description

掃描文件之彩色捨去

此發明一般係關於用於掃描文件影像之影像處理，而更特定言之係關於一種用以從該影像識別並移除色彩內容之方法。

在製造掃描環境中，一掃描文件可具有與來自該文件的所需要資料無關之色彩內容。例如，預先印刷的申請表、稅表及其他文件可能包含表格色彩區域，包括印刷的指令、線條、方塊或將該文件的使用者引導至需要人工輸入的欄位之符號，其中所輸入的資訊一般係採用鉛筆或深色墨水。許多類型的預先印刷表格使用預先印刷的位置標記來進行字元輸入，從而將所輸入的字元或其他標記限制於特定的位置及尺寸。此類位置標記之使用因此促進光學字元辨識(OCR)掃描，此掃描使得對填表人所輸入的字元內容之讀取自動化。

基於清楚說明之目的，本申請案使用術語"表格色彩"來識別可以從針對一掃描表格或其他文件的掃描影像資料中忽略及"捨去"之色彩內容。該表格色彩係非中性色，從而使得對應於一表格色彩的紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)資料值互不相同。在一掃描表格或其他文件上的重要資料係深中性色資料，在此申請案中稱為"中性色資料"。中性色資料表示任何由使用者輸入的文字標記(例如可能已用鋼筆或鉛筆在一表格上所作之該些標記)或輸入一表格或文件 中之印刷資料。在許多應用中，藉由使用光學字元辨識(OCR)或其他用具來進一步處理從一表格或其他文件掃描的中性色資料。術語"背景色彩"具有與其作為術語用於文件掃描技術時的傳統意義。即，背景色彩一般係在上面輸入或印刷文字或表格內容的介質之色彩。一般地，一中性色彩(例如在大多數情況下係白色或偏白色)的背景色彩亦可能係一非中性色彩，例如在將一文件印刷於一有色紙張或其他有色介質上之情況下。在雙色調掃描中，例如，較佳的係將該背景色彩偏移為一白色或很淺的灰色，以提高該背景與文字或表格色彩內容之間的對比度。

從掃描文件影像資料移除非所需表格色彩會對更高效率地儲存並處理此類掃描文件有用。傳統上，已採取若干方式來實行此舉。用以掃描預先印刷文件(例如表格)之若干方法使用預先知道的關於該等預先印刷文件本身的頻譜內容之資訊並使用經適當調適用以消除此頻譜內容之掃描硬體。例如，再發佈的專利案RE29,104(Shepard)使用經調適用以掃描一文件之一雷射掃描器單元，其中該雷射之波長係與該等文件上的標記之色彩匹配，從而使得從該等標記反射的光與從該文件背景反射的光具有相同的強度。預先印刷字元位置標記因此"變成盲區(blinded)"而不會干擾該等字元之讀取。在其他方法中，同樣已在預知在該預先印刷表格上預期存在的色彩而採用各類濾光器。

用以將重要的中性色資料與該表格色彩分離之其他方法對該色彩資料本身進行操作。例如，美國專利案第 5,335,292號(Lovelady等人)說明色彩資料向該背景之一重新映射，其有效地使得該文件上的非所需色彩成為一OCR系統之"盲區"，其中同樣已預先知道該等色彩。還可以使用導流以使得一掃描系統"學會"如何處理一文件集合。但是，導流存在若干困難。例如，對於導流需要一分離的導流操作與公用程式。導流應用在色彩方面具有限制性，而且在許多情況下一般僅在該掃描文件在紅色、綠色或藍色色彩通道之一中具有一高階內容時才會運作良好。導流不僅耗時，而且還需要隨時有一訓練有素的操作者來檢視並驗證結果。

諸如上述之解決方式可用於在預先知道非所需表格色彩之情況下移除表格色彩內容。但是，此等解決方式對於任何掃描系統皆限制色彩捨去，從而使其僅可用於一特定的文件集合。在採用諸如彩色濾光器或使用具有一特定波長的掃描光之類硬體解決方式的情況下，掃描光學元件係與該文件匹配，從而使得色彩捨去僅可用於具有該特定色彩之文件。針對特定表格色彩進行檢查的影像處理解決方式同樣受限，但可能更容易將此類系統"重新導流"或重新程式化以識別及移除其他色彩。然而，尋找一特定表格色彩或色彩集合之解決方式不提供可結合具有色彩內容之廣泛範圍的文件來使用之一靈活的解決方式。此可能對工作流程產生一不利影響，例如，因其需要對具有不同表格色彩的文件進行手動分類以將其引向不同的掃描系統。其他更複雜的問題包括墨水批次與印刷工序之間的差異，此導致 屬於同一類型但於不同時間或位置印刷的文件之頻譜內容之偏移。

為嘗試提供一更靈活的色彩偵測及捨去方案，美國專利案第7,085,413號(Huang等人)說明使用從該掃描文件獲得之一色彩直方圖，其中若一主要色彩超過一臨界亮度則可對其加以識別並移除。此類方法至少比需要預知非所需色彩之先前所述方法更具動態性。但是，Huang等人的'413揭示內容中所說明之方法以及為移除非所需表格色彩而簡單地移除整個色彩通道之類似方法存在從該掃描資料拋棄所需資訊之風險而提供有限的效能，尤其係在表格色彩與色彩內容之間的差異可能有較寬變化之情況下。在文件具有實質上的色彩內容量(例如，至少占一半面積之一單一色彩)之情況下或在將一文件提供於一有色紙張材料上之情況下，可能可以接受此類解決方式。但是，此一方法不太適用於掃描可能具有某一較小量的色彩內容或可能具有彩色之文件。

理想的情況係，一色彩捨去方案將灰階中性色資料內容保留於一文件中，例如鉛筆標記或鋼筆標記或輸入的深色文字內容(例如來自一印表機)，從而使得可以將此內容儲存或用於進一步處理，例如用於OCR處理或標記感測應用。一可接受的色彩捨去方案會拋棄非所需表格色彩，將一或多個表格色彩之色彩像素捨去至該文件背景內，而不會折衷該中性色資料之品質。此外，一掃描系統具有一如下色彩捨去方法將會極為有利：自動調適用於具有不同背 景色彩的紙張材料；在每一掃描文件上獨立地識別該表格色彩內容；以及採取所需步驟來移除表格色彩而同時保留作為中性色資料而提供之所需資訊。

本發明之一目的係提供一種移除表格色彩而不會造成中性色彩資料的明顯遺失之文件掃描方法。鑑於此目的，本發明提供一種用以從針對一文件的掃描影像資料移除非所需表格色彩內容之方法，該方法包含：a)以一色彩資料格式獲得該掃描文件影像資料；b)將該影像資料分割成兩個或兩個以上方塊；c)將每一方塊依據其背景與色彩內容之組合而分類成至少一第一與第二集合；d)根據該第一方塊集合識別一背景色彩；e)根據該第二方塊集合識別至少一表格色彩；以及f)施加使得表格色彩影像資料值向背景色彩值偏移之一轉換。

從另一態樣來看，本發明提供一種用以從針對一文件的掃描影像資料移除非所需表格色彩內容之方法，該方法包含：a)以一色彩資料格式獲得該掃描文件影像資料；b)將該影像資料分割成兩個或兩個以上方塊；c)採取以下步驟依據每一方塊的色彩內容將每一方塊特徵化：(i)針對該方塊內的紅色色彩值產生一紅色直方 圖；(ii)針對該方塊內的綠色色彩值產生一綠色直方圖；(iii)針對該方塊內的藍色色彩值產生一藍色直方圖；(iv)依據紅色、綠色及藍色直方圖分佈來決定該方塊是否主要包含中性色背景內容，或主要包含表格色彩內容，或包含背景與色彩內容之一組合；d)依據主要具有中性色背景內容之方塊來識別一背景色彩；e)依據主要具有表格色彩內容之方塊來識別至少一表格色彩；以及f)向該背景色彩選擇性地轉換具有該至少一表格色彩之像素。

本發明之一特徵係，其對每一掃描文件之色彩內容進行個別分析，由此決定哪一或哪些色彩係要移除的表格色彩內容。

本發明之一優點係其不需要預知表格色彩或導流，而動態地應用色彩處理工具來識別表格色彩內容並將此內容轉換為該背景。

熟習此項技術者在結合附圖閱讀以下詳細說明之後，即可明白本發明之此等及其他目的、特徵及優點，在該等附圖中顯示並說明本發明之一解說性具體實施例。

本說明特定言之係關於形成依據本發明之設備之部分或與該設備更直接配合之元件。應瞭解，未明確顯示或說明的元件可以採取熟習此項技術者所熟知的各種形式。

本發明之方法可以從該掃描影像資料移除所有表格色彩，而在所產生的灰階影像內僅留下中性色彩。即，藉由使用本發明之方法，可以使得一或多個表格色彩向該文件之背景色彩實質上偏移，即，向頁面色彩(其一般係白色或一很淺的中性色)偏移。實現此表格色彩轉換而對包含文件掃描所針對的資訊內容之中性色資料產生最小的影響。與傳統解決方式不同，不需要先行"導流"該掃描系統或預知該(等)表格或背景色彩。此方法使得將非所需表格色彩捨去至該背景中而同時保留所需中性色彩。在此處理之後，接著可將該文件資料用於光學字元辨識(OCR)邏輯處理、標記感測偵測處理或獲得來自該文件的"中性色資料"(更精確地說係來自該文件的中性色彩部分的資料)之其他處理。

為實現此點，本發明之方法一般用於一解析度減小或子取樣的影像，其僅用於減少必須處理的影像資料量並減少所需要的時間量。該方法首先對一解析度減小或子取樣的影像實行一基於RGB直方圖的分析，以對所有掃描影像資料進行分類來決定背景及表格色彩內容。接下來，實行色度(H)、飽和度(S)及值(V)轉換，並分析所得HSV資料以識別最一般的背景及表格色彩。接著開發一係數演算法並將其應用於每一像素，其使得中性色資料及背景像素極少或 不會有任何變化並使得表格色彩像素向該背景轉換。

圖1之邏輯流程圖顯示一色彩捨去方法的基本步驟。接下來在此申請案之後續各部分中對此等步驟作更詳細的說明。提供一圖例30作為對此一及隨後在圖2、3A、3B及6所示邏輯流程圖中的所使用符號之一解答。

最初，提供一原始影像10作為影像資料。開頭數個關鍵步驟輔助識別該文件之色彩內容。作為此等步驟之第一步驟，對原始影像10之影像資料執行用於減小該影像的解析度之一可選的子取樣步驟100或類似步驟。子取樣或其他解析度減小(例如使用雙線性內插或雙立方體內插之一方法)有助於減少計算時間，因為其減小針對隨後的色彩分析而需要加以處理的影像資料之尺寸。必須注意，僅針對色彩分析程序而實行此子取樣或其他解析度減小。一旦已藉由使用在此定義的初始步驟識別出欲捨去至該背景的表格色彩，便處理完整的原始影像10(並非此影像之一子取樣部分)以在一後續步驟中移除色彩。

接下來執行一方塊直方圖分析步驟200，其中將該影像分割成多個方塊並使用每一方塊來產生紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)直方圖。此直方圖分析步驟200係用於對該影像之各個區段進行分類以識別包含色彩與其他內容之區域。接下來，將從方塊直方圖分析步驟200獲得之影像區段之一部分轉換為HSV資料並在一HSV分析步驟300中加以處理。在此程序中，實行對此等色度、飽和度及值參數之一分析以發現此等方塊之最一般的背景及前景色彩。

藉由使用本發明中所使用的邏輯之重複迭代，可以將若干非中性色彩作為捨去色彩來加以處置。一旦決定此等色彩，便針對每一色彩計算一係數集合並將該係數集合應用於一係數應用步驟400。該程序之此部分可視需要允許測量操作者針對捨去色彩識別之控制。此處理之結果係提供一色彩捨去影像18。

有益的係，應注意，參考圖1所說明之程序適用於最簡單的情況，即移除一單一色彩。還在必須捨去彩色之情況下迭代地實施上述處理之適當部分，如隨後所述。

圖2之邏輯流程圖顯示在子取樣步驟100及方塊直方圖分析步驟200中使用的程序序列。圖7顯示原始影像10在其經歷此處理時之一平面圖(未按比例)。對於此步驟，對原始影像10進行子取樣，或者以其他方式減小其解析度，並藉由使用具有一指定尺寸、組織成列12的區段或方塊14來加以掃描。方塊14在連續列中的配置提供對整個影像之覆蓋。方塊14較佳的係不重疊，從而使得每一像素16出現於一且僅一方塊14內。

在每一方塊14內有若干像素16，如圖7之一放大窗口E所示。對一定數目之像素16進行子取樣以作隨後的色彩分析。在圖7之簡單範例中，該子取樣每隔一像素進行選擇以提供一解析度減小之影像。如先前所提到，此子取樣係可選的而且僅係實行用於減小為識別一捨去色彩而必須處理的資料量。憑經驗得出之結果已顯示對於決定大多數文件的捨去色彩而言約100 dpi(每一英吋的點數)之子取樣係 可以接受的。依據文件複雜程度及所需要的精確度，一更低(例如50至70 dpi)的dpi值之效能可能不及此針對一不小於100 dpi的影像所作之分析。在一具體實施例中，方塊14尺度約為0.16平方英吋。可能替代地使用非方形的方塊形狀。

回過來參考圖2之流程圖，一方塊設定步驟110建立欲用於一掃描步驟120(其中橫跨該影像移動而獲得每一方塊14)的方塊14之尺寸。接著對每一方塊14實行色彩特徵化。與將整個影像上的色彩特徵化之傳統方法相比，使用一小方塊14對色彩分析更有利。多個小方塊14之使用促進對可以互相區分的彩色之偵測。接著，在方塊直方圖分析步驟200中對每一方塊14的特徵化準備用於進一步色彩分析的影像資料，如下文所述。

方塊直方圖分析

在一直方圖產生步驟210中，針對每一方塊14產生紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)直方圖。由於處於該文件影像的邊緣之資料可以係部分(例如在列12中的最後一方塊14延伸超過文件頁面邊緣之情況下)，因此可以從將作進一步分析的方塊直方圖內容集合中拋棄對應資料。

對於所產生的每一紅色、綠色及藍色直方圖，在一獲得值步驟220中獲得以下資料：(i)最小碼值(CV)；(ii)最大碼值(CV)；(iii)峰值或最一般的CV。

接下來係一單一峰值決策步驟230，其中評估在每一直方圖中碼值(CV)之相對分佈。在步驟230中，需要決定任何個別的直方圖展現一單一峰值還係多個峰值。該等色彩通道之每一通道必須展現一單一峰值以讓一方塊包含一單一色彩或中性色。具有多於僅一峰值指示在該對應方塊14內有可能存在彩色。對於此評估，使用一憑經驗決定的臨界值(圖2中的臨界值1)。若最大與最小CV之間的差超過此臨界值，則感測一多峰值(即，一可能的彩色)狀況。

在感測一單一峰值狀況之情況下，接下來實行一中性色彩測試240。在此邏輯中，將針對紅色、綠色及藍色之峰值相比較。對於中性色彩，該等R、G及B值將大致相同而在一定的較小可變範圍內。只要此等值之間的差低於一憑經驗決定的臨界值(圖2中的臨界值3)，便將該方塊假定為具有一中性色或背景色彩。若此係實際情況，則一轉換步驟242追蹤中性色峰值並將針對峰值資料值的RGB資料值轉換為一HSV資料值。接著將此色彩資訊作為淺中性色或背景資料儲存於一表A中，其在圖2中係顯示於20。

若步驟240決定針對紅色、綠色及藍色的峰值之間的差超過該臨界值，則該方塊指示一極有可能成為色彩捨去之一候選者的色彩。一轉換步驟244追蹤色彩峰值，並將針對該峰值資料值的RGB資料值轉換為一HSV資料值。接著將此色彩資訊作為單一峰值色彩資料儲存於一表B中，其在圖2中係顯示於22。

在感測一多峰值狀況之情況下，實行一深中性色決策步 驟250。在此，計算最小R、G及B值之間的差，並將其與一憑經驗決定的臨界值(圖2中的臨界值2)相比較。若小於此臨界值，則該直方圖指示具有多個峰值之一深中性色，此係極有可能對應於重要資料(例如，鉛筆標記、鋼筆項目或其他中性色文字或標記)的影像內容之特徵。此關係，即在最小R、G及B值之間的差小於一臨界值之一多峰值狀況，亦可能指示該直方圖中的彩色。在任一情況下，儘管此一方塊極有可能具有對於該掃描文件而言的重要資料內容，但關於此一方塊的資訊對於捨去色彩識別之目的而言並不重要。相對於圖2所示邏輯流程，此資料係儲存於一表D中，此係指示於24。同樣，有益的係，重新強調僅基於捨去色彩識別之有限目的而將此資料視為"拋棄"，如表D及下文所概述。將此資料用於色彩分析之一嘗試可能使得在識別一表格色彩時產生模糊的結果。在後續色彩計算中排除此資料使得處理簡化而更可能產生表格色彩之一精確識別。很明顯，不會拋棄對應於指派給表D的方塊之實際影像資料。一旦已識別一或多個捨去色彩，便與所有其他影像像素一起對此資料進行用以捨去色彩之處理，如下文所述。

仍參考圖2之步驟250，在存在一多峰值狀況而且最小R、G及B值之間的差超過該臨界值之情況下，該直方圖指示色彩及背景內容。一轉換步驟254追蹤多峰值方塊，並將針對該峰值資料值的該RGB資料值轉換為一HSV資料值。接著將此儲存於一表C中，此係指示於26。

因此，在方塊直方圖分析步驟200中的該等程序結束時，已對每一方塊14之內容進行分類與儲存。綜上所述，已進行如下指派來對每一方塊14進行分類：表A，其中方塊14主要包含一中性色或背景色彩。

表B，其中方塊14包含一純表格色彩之一相當大的區域。

表C，其中方塊14兼含表格色彩與背景內容。

表D，其中方塊14包含極有可能包含重要資料之深中性色內容。

接著，具有與欲保留的表D深中性色內容明顯不同的內容之所有方塊14在額外分析之前經歷RGB至HSV轉換。

作為一範例，對圖4所示部分文件加以考量。在此，一文件40具有一白色/中性色背景而具有紅色表格色彩(期望的捨去色彩)與黑色文字。文件40具有紅線42、輸入文字44及一色彩區域46，並藉由使用圖2所示之邏輯流程顯示針對代表性方塊14的樣本資料之一小部分。在此具體實施例中，對來自此文件之方塊14進行如下所述之分類：(i)將多個峰值直方圖資料保存於表C中(色彩前景與背景)。在包含白色或其他淺中性色背景及有色文字或線條的文件之一部分上，該等紅色、綠色及藍色方塊直方圖展現多於一個峰值。該等RGB方塊直方圖中的最小值表示針對該方塊14所存在的最暗色彩(在圖4之範例中係紅色)，資料係儲存於表C中。

(ii)單一峰值中性色直方圖資料係保存於表A(淺中性 色背景)中。在僅包含白色、象牙白或其他主要為中性色背景的文件之一部分上，該等紅色、綠色及藍色方塊直方圖展現僅一峰值。在此一方塊14中，針對紅色、綠色及藍色成分之最一般的CV將對應於白色背景色彩，針對每一此方塊的資料係儲存於表A中。

(iii)單一峰值色彩直方圖資料係保存於表B(色彩背景)中。在包含諸如一圖4所示色彩區域46的較大純捨去色彩區域(在一具體實施例中超過0.16平方英吋)之文件之一部分上，可以產生包含此非中性色彩之單一峰值方塊直方圖，針對每一此方塊之資料係儲存於表B中。

(iv)所有其他直方圖資料係保存於表D中(深中性色前景與背景)。在兼含白色背景與黑色文字的文件之一部分上，該等紅色、綠色及藍色方塊直方圖展現多於一個峰值。該等RGB方塊直方圖中的最小值表示針對該方塊而存在的最深中性黑色文字，其係不會針對捨去色彩識別之目的而加以考量之資料。針對此類方塊之色彩資料係儲存於表D中。

在該等方塊14之每一方塊之此分類及指派後，使用表B及表C資料來決定欲在產生用於色彩捨去的係數等式時使用之最佳色彩RGB值。若發現方塊14針對該等紅色、綠色及藍色方塊直方圖具有一單一峰值，則依據根據該些方塊之最一般的紅色、綠色及藍色CV來計算色度、飽和度及值(HSV)參數。若方塊14具有針對紅色、綠色或藍色的多峰值直方圖，而該等最小值之一比較指示存在該色彩，則 依據針對RGB的最小值來計算針對該方塊14之HSV參數。

一旦完成方塊直方圖分析步驟200，該演算法便具有以下資訊：該文件影像中的方塊14之總數、單一峰值方塊之數目以及非中性色多峰值方塊14之數目。接著，可以在後續處理中使用針對每一單一及多峰值方塊直方圖之對應色度、飽和度及值參數。

色度、飽和度及值分析

吾等已熟知，在成像技術中，一色彩的精確分析需要看三個屬性，例如：紅色、綠色、藍色(RGB)或色度、飽和度及值(HSV)座標。在此，顯示出HSV值而非其對應的RGB值之使用對於識別表格色彩特別有用。

在藉由圖2所示處理邏輯來實行方塊14的分類及指派後，在發現該文件影像中的捨去色彩時之下一步驟係分析針對已分類進表20、22及26中的資料進行方塊直方圖計算之結果。此係藉由分析已針對該等對應的單一峰值及多峰值方塊直方圖之每一直方圖而計算出的色度、飽和度及值參數來實行。如上面相對於圖2之處理步驟所說明，指派給表A、B及C的RGB值係轉換成其對應的色度、飽和度及值(HSV)座標。

依據每一單一峰值方塊直方圖，針對最一般的紅色、綠色及藍色碼值(CV)而計算色度、飽和度及值(HSV)參數，如參考圖2之說明。接著實行對此等色度、飽和度及值參數之一分析，以發現最一般的背景及前景色彩。藉由迴路經歷HSV分析程序，可以發現若干非中性色彩作為捨去色 彩。

圖3A及3B之邏輯流程圖提出在HSV分析步驟300中遵循之詳細程序。第一步驟序列從表A所列方塊資料開始。如先前所提到及圖4之範例中所顯示，表A包含針對僅具有淺中性色背景內容的方塊14之項目。

該分析之第一步驟係在存在一相當大量的最一般中性色背景色彩之情況下發現該最一般中性色背景色彩。此有助於消除並非該背景色彩的中性色彩，而且係藉由從上述直方圖資料(表A)中發現最一般值(HSV)來實行。首先在一般值決定步驟304中將從圖2中的方塊直方圖分析步驟200獲得之表A中的值平均。步驟304提供針對所有表A項目之一平均的R、G及B值。藉由使用圖4所示範例，此步驟本質上將R、G及B行之每一行中的值平均，從而計算出一平均的R值、一平均的G值及一平均的B值。

接著藉由使用表A中的值來實施一中性色內容決策步驟310。此步驟決定該背景內容是否係一色彩或係中性色。此可以係採取若干方式來決定。在一具體實施例中，使用整個文件的50%之一臨界值或某一其他適當的百分比值。在表A內容超過針對該文件之此臨界百分比之情況下，可以假定中性色背景色彩內容而以一平均步驟312來繼續處理。平均步驟312發現針對具有此類內容的方塊之平均的峰值及最小RGB值。接著作為平均步驟312之部分而計算分佈之最小值及此平均之平均值。執行另一平均步驟314來計算在一般值決定步驟304中獲得之平均R、G及B峰值 之平均值。接著，在一背景設定步驟316中，將一背景變數設定為平均RGB峰值。將該背景最小值設定為在步驟312中計算得出之最小值。

在某些情況下，可以將一文件印刷於有色紙張上。在表A內容指示一有色而非中性色彩背景時，執行色彩背景步驟320(圖3A中以一虛線輪廓指示)。此等步驟係予以應用於來自表B之資料。首先，獲得針對最一般的RGB色度之碼值。接著，計算該等平均RGB值之最高值並將其指派為背景。在計算用於色彩捨去階段的主要係數時使用此平均背景，後面將說明。還獲得該RGB分佈之最小值並將其指派為一背景最小值，其係用於決定一像素是否係一背景像素。例如，若將最大值通道決定為紅色，則將紅色通道大於該最小背景值的影像像素指派為紅色通道值。

接下來參考圖3B，顯示用以識別欲捨去的背景及表格色彩之基本處理迴路。在每一迴路項目330後，實行一色度識別步驟332，而其基本步驟係顯示於虛線輪廓內。來自表C之值係用作輸入。藉由使用表C之資料來產生HSV值之一直方圖。可以在連續的迴路操作中識別第一、第二及第三最一般色度。一旦發現該最一般色度，便在考量時排除處於超出一給定範圍(圖3B之範例性具體實施例中係＋/－10度)的角度之其他色度。接著針對所識別色彩而檢查值(V)及飽和度(S)座標。決定最一般的V座標值並使用其來識別針對表C中的對應RGB資料項目之對應飽和度S座標值。

例如，參考圖5，其中顯示某些典型值，例如可能在表C 內列出的值。將此等RGB值轉換為HSV值。在給定的範例(在此範例中為清楚起見而僅顯示4個值)中，最一般的色度值係9度，即一紅色色度。＋/－10之範圍給定介於359度與19度之間的一所得之H值範圍。此針對此迴路操作而消除(252,370,180)HSV值，(一帶藍色的色度)，因為252度之值超出此H值範圍。其餘HSV項目之最一般值座標係160。此將飽和度計數(其可能係視需要用作針對偽資料之一檢查)隔離。此等飽和度值(S＝500)之最高值對應於第二RGB項目(160,00,45)。

再次參考圖3B，執行一第二色度識別步驟338，其基本步驟係顯示於虛線輪廓內。此等步驟應用與結合表C資料所使用的處理類似之處理，而使用與色度識別步驟332中所建立的相同色度範圍並獲得一飽和度值。一捨去色彩決定步驟340將從表C與表B資料獲得之飽和度值相比較並選擇對應於兩個飽和度值中最低值之RGB值作為欲捨去的RGB色彩。接著在一最大值/最小值決定步驟344中獲得對應於此色彩之最大及最小RGB值。例如，對於RGB色彩(160,90,45)，該最大值係160，該最小值係45。

接著，一迴路返回步驟350將處理導引回到迴路項目330以捨去後續的表格色彩。在一具體實施例中，將圖3B所示迴路執行三次以識別三個捨去色彩。先前參考圖3A及3B所說明之程序偵測中性色背景及色彩內容並對其進行概述，以便提供色彩移除演算法所使用之變數。一旦決定此等色彩，便針對每一色彩而計算一係數集合。

色彩捨去演算法

先前之步驟提供用於產生允許快速處理該影像資料並移除非所需色彩材料的係數之變數。例如在共同讓渡的美國專利案第5,014,328號及美國專利案第5,014,329號(兩者皆係頒予Rudak)中說明色彩捨去係數之使用，而兩專利案皆係以引用的方式併入於此。

對於色彩捨去，產生針對每一RGB色彩之一色彩捨去函數。此函數具有一一次及二次係數。對於該影像中的每一像素，將該一次係數乘以最大RGB值，而將該二次係數乘以最小RGB值。接著將此等兩個所產生值一起加總以產生針對像素之灰階值。由於任何影像皆可能具有與所存在的色彩一樣多之係數等式，因此必須檢查該影像中的每一像素以決定應將哪一等式應用於該像素。

首先將每一像素RGB值與該背景最小值相比較。若R、G及B值大於該背景最小值，則將該像素灰階值設定為像素RGB(最大值)。此係實行用於保留該影像內的背景可變性。若該等RGB值之任何值小於該背景最小值，則在一給定像素RGB與用於產生該等色彩捨去係數等式的三個可能RGB值之間實行一比較。將使用最近匹配之用於色彩捨去RGB的等式(由該像素之相對色度決定)來計算針對該像素之灰階值。若未發現一最近匹配，則接著使用具有最低一次係數數字之等式。

彩色捨去演算法之最終輸出係具有與輸入影像相同的解析度之一灰階影像。該輸出影像將所有中性色像素保持為 接近其原始灰階值，而將所有合格的色彩像素驅動至一近背景值。該像素之色彩越多，則該係數等式將越有可能產生接近該影像中的背景值之一灰階值。

圖6所示邏輯流程圖顯示依據一具體實施例之彩色捨去程序。一係數計算步驟410具有顯示於虛線輪廓中之程序序列。為了能夠動態地(例如，在對該文件進行掃描時)實行此程序，僅相對於二維來考量三維色彩空間。由於該演算法之目的係捨去除中性色以外的所有色彩，因此二維色彩空間係一可行的選項。例如，若在三維RGB色彩空間中將最主要的表格色彩識別為RGB(200,100,50)，則會藉由使用最大值(200)與最小值(50)在二維空間中計算該係數等式。此等式對於任何以RGB(200,200至50,50)或(200－50,200,50)或(50,200,200－50)表示的色彩皆會完全相同。使用此等式之目的係將此等RGB色彩之任何色彩驅動至灰階背景值。

例如，圖6所示係數計算步驟410之程序可獲得以下項目：參數－>最大值200、最小值50、背景235一次係數＝(背景－最小值)/(最大值－最小值)(235－50)/(200－50)＝1.233 二次係數＝(1－一次係數)1－1.233＝－0.233

接著，藉由使用在先前的係數計算步驟410中獲得之係數來針對每一像素執行一像素處理步驟420。在此二維空間中，藉由下面所例示之係數等式將三維空間中的若干色 彩平面移動至背景值：係數計算＝(最大值*一次係數)＋(最小值*二次係數)(200*1.233)＋(50*－0.233)＝234.95 該最大值(200)及最小值(50)係數等式因此將若干色彩移動至灰階背景值235。

本發明之方法提供一靈活、高效率的適應性色彩捨去方案，而不需要針對可能掃描的每一類文件進行導流。很明顯，本發明之方法允許分別掃描每一個別文件，而不會預先載入值或需要操作者輸入而且不需要識別該文件類型。不需要對文件進行預先分類，從而使得僅特定類型的文件到達一特定掃描器或使得在同一批次程序中處置僅特定類型的文件或僅具有特定色彩的文件。此意謂著(例如)不需要將掃描限制於一特定的文件類型集合，本發明之方法可以提供針對不同色彩文件之色彩捨去，從而允許掃描此等文件並按順序加以處理。

因此，隨後可以採取若干方式來使用藉由使用本發明之方法來處理的文件。例如，可以在依據本發明之色彩捨去之後對該等文件實行OCR處理。

可藉由一掃描器設備或藉由對掃描資料進行操作之一影像處理器來執行本發明之方法。由於其提供一用以移除一或多個非所需表格色彩之快速方法，因此可以直接對該掃描資料執行本發明之方法，從而使得提供給一終端使用者的掃描器資料係已經藉由使用表格色彩捨去而符合條件。

與用於選擇性色彩捨去之其他方法不同，本發明之方法 不需要一掃描器或影像處理裝置之導流。對於本發明之方法，不需要對文件作預先分類。

子取樣、方塊化、產生直方圖、實行RGB至HSV轉換及針對異常條件的測試之步驟可以應用熟習影像處理者所熟悉之若干不同類型的程序。熟習影像處理技術者已熟知，還可以在影像資料處理期間執行針對異常條件之可選檢查。例如色彩掃描可獲得RGB資料，或者視需要可獲得某一其他資料格式(例如YCC格式)的色彩資料。方塊較佳的係非重疊，但一定數量的重疊(其中同一像素在兩個相鄰方塊之邊緣上)可能係可允許的。儘管已發現係數轉換有利於將表格色彩偏移為背景色彩，但可以替代地使用應用本發明之色彩識別方法的其他轉換。子取樣僅係可用於減小一影像方塊的解析度之若干方法之一方法。用以減小解析度之其他合適方法包括但不限於(例如)雙線性內插或雙立方體內插。

因此，所提供者係一種用以從一掃描影像識別並移除表格色彩內容之設備及方法。

10‧‧‧原始影像

12‧‧‧列

14‧‧‧方塊

16‧‧‧像素

18‧‧‧色彩捨去影像

20‧‧‧表

22‧‧‧表

24‧‧‧表

26‧‧‧表

30‧‧‧圖例

40‧‧‧文件

42‧‧‧紅線

44‧‧‧輸入文字

46‧‧‧色彩區域

100‧‧‧子取樣步驟

110‧‧‧方塊設定步驟

120‧‧‧掃描步驟

200‧‧‧方塊化的直方圖分析步驟

210‧‧‧直方圖產生步驟

220‧‧‧獲得值步驟

230‧‧‧單一峰值決策步驟

240‧‧‧中性色彩測試步驟

242‧‧‧轉換步驟

244‧‧‧轉換步驟

250‧‧‧深中性色決策步驟

254‧‧‧轉換步驟

300‧‧‧HSV分析步驟

304‧‧‧一般值決定步驟

310‧‧‧中性色內容決策步驟

312‧‧‧平均步驟

314‧‧‧平均步驟

316‧‧‧背景設定步驟

320‧‧‧色彩背景步驟

330‧‧‧迴路項目

332‧‧‧色度識別步驟

338‧‧‧色度識別步驟

340‧‧‧捨去色彩決定步驟

344‧‧‧最大值/最小值決定步驟

350‧‧‧迴路返回步驟

400‧‧‧係數應用步驟

410‧‧‧係數計算步驟

420‧‧‧像素處理步驟

雖然本說明書最後的申請專利範圍特別指出並明確提出本發明之標的，但吾等咸信可從以上說明並結合附圖來更佳地瞭解本發明，其中：圖1係顯示一色彩捨去方法的基本步驟之一邏輯流程圖；圖2係顯示用於子取樣與方塊直方圖分析的程序序列之 一邏輯流程圖；圖3A及3B顯示在一具體實施例中用於資料轉換及分析的步驟順序；圖4顯示依據一具體實施例依據色彩及背景內容特性之該影像的掃描方塊之指派；圖5顯示該資料之某些資料從RGB向HSV之一範例性轉換；圖6係係數計算及應用之一邏輯流程圖；以及圖7係顯示方塊使用及子取樣之一平面圖。

10‧‧‧原始影像

18‧‧‧色彩捨去影像

30‧‧‧圖例

100‧‧‧子取樣步驟

200‧‧‧方塊化的直方圖分析步驟

300‧‧‧HSV分析步驟

400‧‧‧係數應用步驟

Claims (24)

1. 一種用以從針對一文件的掃描影像資料移除至少一非所需表格色彩內容之方法，該方法包含：a)以一色彩資料格式獲得該掃描文件影像資料；b)將該影像資料分割成兩個或兩個以上方塊；c)將每一方塊依據其背景與色彩內容之組合而分類成至少第一與第二集合；d)根據該第一方塊集合識別一背景色彩；e)根據該第二方塊集合識別至少一表格色彩；以及f)施加使得表格色彩影像資料值向背景色彩值偏移之一轉換。
2. 如請求項1之方法，其中將每一方塊分類包含形成針對每一方塊之紅色、綠色及藍色直方圖。
3. 如請求項1之方法，其中將每一方塊分類包含減小該方塊的解析度之步驟。
4. 如請求項1之方法，其中該色彩格式係紅色、綠色、藍色(RGB)格式。
5. 如請求項1之方法，其中該等方塊實質上係非重疊。
6. 如請求項1之方法，其中施加一轉換包含應用使得表格色彩值向背景色彩值偏移之係數。
7. 如請求項1之方法，其中識別該背景色彩包含：a)將RGB色彩資料轉換為HSV色彩資料；以及b)識別針對一色度色彩資料值在該背景色彩之約+/-10度內的 像素之最一般色度色彩資料值。
8. 如請求項1之方法，其進一步包含減小該影像資料之該解析度。
9. 如請求項1之方法，其中識別至少一表格色彩包含：a)將RGB色彩資料轉換為HSV(色度、飽和度、值)色彩資料；以及b)發現該最一般色度色彩資料值。
10. 一種用以從針對一文件的掃描影像資料移除非所需表格色彩內容之方法，該方法包含：a)以一色彩資料格式獲得該掃描文件影像資料；b)將該影像資料分割成兩個或兩個以上方塊；c)藉由以下步驟依據每一方塊的色彩內容將每一方塊特徵化：(i)針對該方塊內的紅色色彩值產生一紅色直方圖；(ii)針對該方塊內的綠色色彩值產生一綠色直方圖；(iii)針對該方塊內的藍色色彩值產生一藍色直方圖；(iv)依據紅色、綠色及藍色直方圖分佈來決定該方塊是否主要包含中性色背景內容，或主要包含表格色彩內容，或包含背景與色彩內容之一組合；d)依據主要具有中性色背景內容之方塊來識別一背景色彩；e)依據主要具有表格色彩內容之方塊來識別至少一表格色彩；以及f)向該背景色彩選擇性地轉換具有該至少一表格色彩之像素。
11. 如請求項10之方法，其中選擇性的轉換包含應用使得表格色 彩值向背景色彩值偏移之係數。
12. 如請求項10之方法，其中識別該背景色彩包含：a)將RGB色彩資料轉換為HSV色彩資料；以及b)發現針對一色度色彩資料值在該背景色彩之約+/-10度內的像素之該最一般色度色彩資料值。
13. 如請求項10之方法，其中依據該等紅色、綠色及藍色直方圖分佈對該方塊是否主要包含中性色背景內容或主要包含表格色彩內容或包含背景與色彩內容之一組合之決定包含識別該等紅色、綠色或藍色直方圖分佈中之一或多個峰值。
14. 如請求項10之方法，其中識別至少一表格色彩包含將一RGB座標值轉換為一HSV座標值。
15. 如請求項10之方法，其中將每一方塊特徵化進一步包含減小該方塊內的該影像資料之解析度。
16. 如請求項10之方法，其中該色彩格式係紅色、綠色、藍色(RGB)格式。
17. 如請求項10之方法，其中該等方塊實質上係非重疊。
18. 如請求項10之方法，其中在一連續文件中執行相同的步驟來處理每一文件。
19. 如請求項10之方法，其中選擇性地轉換像素包含依據來自該所識別表格色彩之最大及最小RGB資料值產生轉換係數，並將該等轉換係數應用於每一像素之最大及最小RGB資料值。
20. 一種用以掃描文件之方法，其包含：a)掃描包含一第一表格色彩與一第一背景色彩之一第一文件； b)依據針對該第一文件之該掃描資料偵測至少該第一表格色彩及該第一背景色彩；c)依據該所偵測的第一表格色彩及第一背景色彩來計算並施加一第一轉換，其中該第一轉換使得該第一表格色彩向該第一背景色彩偏移；d)掃描包含一第二表格色彩與一第二背景色彩之一第二文件，其中該第二表格色彩不同於該第一表格色彩，而該第二背景色彩不同於該第一背景色彩；e)依據針對該第二文件之該掃描資料偵測至少該第二表格色彩及該第二背景色彩；以及f)依據該所偵測的第二表格色彩及第二背景色彩來計算並施加一第二轉換，其中該第二轉換使得該第二表格色彩向該第二背景色彩偏移。
21. 如請求項20之方法，其中偵測至少該第一表格色彩及第一背景色彩包含將該文件分割成複數個方塊並產生針對每一方塊之一紅色、綠色及藍色直方圖。
22. 一種用以從掃描文件資料移除至少一非所需表格色彩之方法，其包含：a)形成該文件資料之複數個非重疊區段；b)產生針對每一區段之一紅色、一綠色及一藍色直方圖；c)偵測在該等紅色、綠色或藍色直方圖之任一直方圖中之一或多個峰值；d)依據該等峰值偵側一背景色彩； e)將來自該等紅色、綠色及藍色直方圖之峰值轉換為色度、飽和度及值座標值；f)分析該等色度、飽和度及值座標值；以及g)依據該等色度、飽和度及值座標值偵測該至少一非所需表格色彩。
23. 一種用以掃描文件之方法，其包含：a)掃描包含至少第一及第二表格色彩與一背景色彩之一文件；b)依據該掃描文件資料偵測該第一表格色彩及該背景色彩；c)依據該所偵測的第一表格色彩及背景色彩來計算並施加一第一轉換，其中該第一轉換使得該第一表格色彩向該背景色彩偏移；d)依據該掃描文件資料來偵測該第二表格色彩；以及e)依據該所偵測的第二表格色彩及背景色彩來計算並施加一第二轉換，其中該第二轉換使得該第二表格色彩向該背景色彩偏移。
24. 如請求項23之方法，其進一步包含向該掃描文件資料施加該等第一及第二轉換。