(57)【要約】  本発明は、連続的な記録画像を供給するのに適したデバイスならびに背景面を有するドキュメント処理システムに関し、基準の背景面画像を保存するステップを含む。次のステップは、基準の背景面画像に対して一連の記録画像を横切って動くドキュメントの存在を検出するステップ(11)からなる。続くステップは、一連の画像内のドキュメントの動きをモニターすることからなる(12)。次に、ドキュメントの動きの終了が検出され(13)、基準の背景面画像が更新される(14)。ドキュメントの動きは、記録画像に対してドキュメント抽出マスクをそれぞれ決定することによってモニターされ、記録画像の抽出マスクは、前記背景面画像に対する記録画像のエントロピーカードにより得られる。
2013527536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方では連続した取り込み画像を供給するのに適切なデバイス、他方では背景面を備えるシステムにおけるドキュメント処理方法であって、
前記システムが現在の背景面画像を保存し、
前記処理方法が以下のステップ、
a)  前記現在の背景面画像に対して、一連の取り込み画像における動くドキュメントの存在を検出するステップ(11)、
b)  前記一連の画像内部の前記ドキュメントの前記動きをモニターするステップ(12)、
c)  前記ドキュメントの前記動きの終了を検出するステップ(13)、および
d)  前記現在の背景面画像を更新するステップ(14)
を含み、
ステップb)において、前記ドキュメントの前記動きが、前記取り込み画像に対してドキュメント抽出マスクをそれぞれ決定することによってモニターされ、前記取り込み画像の抽出マスクが、前記現在の背景面画像に対する前記取り込み画像のエントロピーマップに基づいて得られる、ドキュメント処理方法。
【請求項２】
前記一連の取り込み画像に対するある軸に従って前記抽出マスクの特徴点の動く方向を決定するステップ、および
前記動く方向がドキュメントスタッキングに相当する場合、取り込み画像から前記ドキュメントの画像を抽出するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の処理方法。
【請求項３】
前記エントロピーマップが、動き探索ゾーンにおいて所与の取り込み画像に対して得られ、前記動き探索ゾーンが、前の取り込み画像に対して決定された抽出マスクに基づいて決定される、請求項1または2に記載のドキュメント処理方法。
【請求項４】
前記抽出マスクが、以下のステップ、
i)  前記現在の背景面画像と前記所与の取り込み画像との間のグレーレベルの差に基づいてエントロピーマップを得るステップであって、前記エントロピーマップが、前記画像の各画素にそれぞれのエントロピー値を関連づけるステップ、
ii)  0〜255のスケールで規格化されたエントロピー値を得ることによって、前記エントロピーマップの前記エントロピー値を正規化するステップ、および
iii)  しきい値より高い規格化されたエントロピー値が関連づけられている前記取り込み画像の前記画素に対応する、前記取り込み画像からの前記ドキュメントの抽出マスクを決定するステップ
に従って所与の取り込み画像に対して決定される、請求項1から3のうちの一項に記載のドキュメント処理方法。
【請求項５】
所与の取り込み画像に対して、
前記取り込み画像の前記エントロピーマップと前記前の取り込み画像の前記抽出マスクとに共通するゾーンに対応する前記取り込み画像の第1のゾーンを決定するステップ、
前記第1のゾーンの外側の前記取り込み画像の前記抽出マスクに対応する第2のゾーンを決定するステップ
をさらに含み、
ステップiii)が、前記取り込み画像の前記第1のゾーンおよび前記第2のゾーンに対して実行され、前記取り込み画像の前記抽出マスクの第1の部分が、第1のしきい値より高い規格化されたエントロピー値が関連づけられている前記第1のゾーンの前記取り込み画像の前記画素に対応し、前記取り込み画像の前記抽出マスクの第2の部分が、第2のしきい値より高いエントロピー値が関連づけられている前記第2のゾーンの前記取り込み画像の前記画素に対応し、
前記第1のしきい値が前記第2のしきい値より高い、請求項3または4に記載のドキュメント処理方法。
【請求項６】
前記取り込み画像の前記抽出マスクが、形態的なフィルタリングおよび充填関数を適用することによって得られる、請求項1から5のいずれか一項に記載のドキュメント処理方法。
【請求項７】
ステップb)において、前記ドキュメントの前記動きが、前記取り込み画像に対して実行されるオプティカルフローによる動きの評価に基づいてさらにモニターされる、請求項1から6のいずれか一項に記載のドキュメント処理方法。
【請求項８】
ステップb)において、前記ドキュメントの前記動きが、前記取り込み画像に対するカルマンフィルターの使用によってモニターされる、請求項1から6のうちの一項に記載のドキュメント処理方法。
【請求項９】
ステップc)において、前記ドキュメントの前記動きの前記終了が、前記連続する取り込み画像の前記抽出マスクのそれぞれの共通重心の位置に基づいて検出される、請求項1から8のいずれか一項に記載のドキュメント処理方法。
【請求項１０】
一方では連続した取り込み画像を供給するのに適切なデバイス(1006)、他方では背景面(1007)を備えるドキュメント処理システム(1000)であって、前記システムが、
現在の背景面画像を保存するためのメモリ(1001)、
前記現在の背景面画像に対して一連の取り込み画像における動いているドキュメントの存在を検出するのに適した第1の検出ユニット(1002)、
前記一連の画像内の前記ドキュメントの前記動きをモニターするのに適したモニタリングユニット(1003)、
前記ドキュメントの前記動きの終了を検出するのに適した第2の検出ユニット(1004)、および
前記現在の背景面画像を更新するのに適した更新ユニット(1005)
を備え、
前記モニタリングユニットが、前記取り込み画像に対して前記ドキュメントの抽出マスクをそれぞれ決定することによって、前記ドキュメントの前記動きをモニターすることができ、前記取り込み画像の前記抽出マスクが、前記現在の背景面画像に対する前記取り込み画像のエントロピーマップに基づいて得られる、ドキュメント処理システム。
【請求項１１】
前記一連の取り込み画像に対する軸に従って前記抽出マスクの特徴点の動く方向を決定するのに適した決定ユニット(1008)、および
前記動く方向がドキュメントスタッキングに相当する場合、取り込み画像からドキュメントの画像を抽出するのに適した抽出ユニット(1009)
をさらに備える、請求項10に記載のドキュメント処理システム。
【請求項１２】
前記モニタリングユニット(1003)が、
i)  前記現在の背景面画像と前記所与の取り込み画像との間のグレーレベルにおける差に基づいてエントロピーマップを得るステップであって、前記エントロピーマップが前記画像の各画素にそれぞれのエントロピー値を関連づけるステップ、
ii)  0〜255のスケールで規格化されたエントロピー値を得ることによって、前記エントロピーマップの前記エントロピー値を正規化するステップ、および
iii)  しきい値より高い前記規格化されたエントロピー値を関連づけられた、前記取り込み画像の画素に対応する前記取り込み画像からの前記ドキュメントの抽出マスクを決定するステップ
によって所与の取り込み画像に対する抽出マスクを決定する、請求項10または11に記載のドキュメント処理システム。
【請求項１３】
前記モニタリングユニット(1003)が、
前記取り込み画像の前記エントロピーマップと前記前の取り込み画像の前記抽出マスクとに共通するゾーンに対応する前記取り込み画像の第1のゾーンを決定するステップ、
前記第1のゾーンの外側で前記取り込み画像の前記抽出マスクに対応する第2のゾーンを決定するステップ
にさらに適合し、
前記抽出マスクの第1の部分が、第1のしきい値より高い前記正規化されたエントロピー値を関連づけられた前記第1のゾーンの前記取り込み画像の前記画素に対応し、抽出マスクの第2の部分が、第2のしきい値より高い前記正規化されたエントロピー値を関連づけられた前記第2のゾーンの前記取り込み画像の前記画素に対応し、
前記第1のしきい値が、前記第2のしきい値より高い、請求項10に記載のドキュメント処理システム。
【請求項１４】
前記取り込み画像の前記抽出マスクが、形態的なフィルタリングおよび充填関数の適用によって得られる、請求項10から13のいずれか一項に記載のドキュメント処理システム。
【請求項１５】
前記モニタリングユニットが、前記取り込み画像に対して実行されるオプティカルフローによる動きの評価に基づいて前記動きをモニターするのにさらに適する、請求項10から14のいずれか一項に記載のドキュメント処理システム。
【請求項１６】
前記第2の検出ユニットが、前記連続した取り込み画像の前記抽出マスクのそれぞれの共通重心の位置に基づいて前記ドキュメントの前記動きの前記終了を検出する、請求項10から15のいずれか一項に記載のドキュメント処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドキュメント読取り装置、より詳細にはゲームチケットなどの読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲームチケット読取り装置は、一般に、読まれるべきゲームチケットが差し込まれる入力面を有するユニットに相当する。チケットは、スロットへ滑り込まされ、次に、機械的なローラーを使用して対象となっているゲームチケット上に示される情報を抽出するのに適した光学読取り装置へ送られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
必然的にかかる維持費は、そうしたドキュメント読取り装置の使用に関係しうる。実際、読取り装置に関係する機械的なローラーおよび機械的な付属品を定期的に検査し修理することが適切である。
【０００４】
本発明は、この状況を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第1の態様は、一方では連続した取り込み画像を供給するのに適切なデバイス、他方では背景面を備えるシステムにおけるドキュメント処理方法を提供し、
前記システムが現在の背景面画像を保存し、
前記処理方法が以下のステップを含む。
a)  現在の背景面画像に対して、一連の取り込み画像における動くドキュメントの存在を検出するステップ、
b)  前記一連の画像内部のドキュメントの前記動きをモニターするステップ、
c)  前記ドキュメントの動きの終了を検出するステップ、および
d)  現在の背景面画像を更新するステップであって、
ステップb)において、ドキュメントの動きが、取り込み画像に対してドキュメント抽出マスクをそれぞれ決定することによってモニターされ、取り込み画像の抽出マスクが、前記現在の背景面画像に対する前記取り込み画像のエントロピーマップに基づいて得られる。
【０００６】
そうした処理方法により、このドキュメントが処理システムの表面に配置されたときに、一連の取り込み画像に基づいてドキュメントを自動的にモニターすることができるのが有利である。そうした時間とともにドキュメントをモニターすることとは、考慮される様々な取り込み画像の中からこのドキュメントを抽出すること、およびドキュメントが背景面に配置されるか、または背景面から取り除かれた後に、現在の背景面画像の更新に基づくものである。
【０００７】
次に、一旦、動きの終了が検出されると、この動きの終了がドキュメントのスタッキングに相当する場合、取り込み画像の1つからドキュメントの画像を抽出すること、およびドキュメントのこの画像を供給して、考えられる任意のタイプのドキュメント読取り手段によってこの画像の読取りを実行することが可能である。
【０００８】
そうした処理は、好ましくは均一性を有さず、形状および内容が先験的には知られていない任意のタイプのドキュメントに適用されうるのが有利である。
【０００９】
「現在の背景面画像」という表現は、新しいドキュメントが配置される面を表わす画像を意味する。したがって、動きの終了が検出されると、この背景面画像を更新する準備が行われる。ドキュメントの動きが、ドキュメントのスタッキングに、またはドキュメントのアンスタッキングに対応しうることに以降留意するのが適切である。したがって、動きの終了が検出された場合に、このことは、現在の背景面上に新しいドキュメントを追加するか、または背景面にすでに配置されているドキュメントを取り除くかのいずれかである。したがって、ドキュメントのスタッキングの場合には、ドキュメントのアンスタッキングの場合と全く同様に、現在の背景面画像を更新する準備が行われ、その結果背景面画像が、場合によっては新しいドキュメントを受け取る準備がなされた新しい背景面を表わすようにする。
【００１０】
現在の背景面画像を更新するこのステップによって、一連の取り込み画像におけるドキュメントの動きを適切にモニターすることができるのが有利である。実際、このモニターが、この現在の背景面画像を参照することによって、巧妙に実行されることに留意することが適切である。より正確には、各取り込み画像に対するドキュメント抽出マスクを決定する準備が行われ、この抽出マスクは、現在の背景面画像に対して対象となっている取り込み画像のエントロピーマップに基づいて決定される。この場合、このマップは、現在の背景面画像に対する微分エントロピーマップである。これらの微分エントロピーマップに基づいて、一連の取り込み画像内のドキュメントの動きをモニターすることが可能である。したがって、一連の画像の各取り込み画像に対して、または一連の画像の少なくとも一部の取り込み画像に対して、抽出マスクが関連づけられており、この抽出マスクが、関連づけられている画像内で動くドキュメントの位置に何らかの方法で対応するように準備を行うことができるのが有利である。この場合、エントロピーは、ドキュメントとドキュメントによって隠された背景との間の情報の変化のレベルを表す。
【００１１】
取り込み画像の「抽出マスク」という表現は、取り込み画像に適用される2値のマスクを意味し、その結果この2値のマスクにより、存在が検出されたドキュメントの輪郭を定めることが可能となり、このため、この取り込み画像からこのドキュメントを抽出することが可能となる。
【００１２】
取り込み画像の「エントロピーマップ」という表現は、エントロピー値を取り込み画像の画素の全てまたは一部に対応させるマップを意味するものと理解されたい。
【００１３】
本発明の実施形態において、これらのステップが全体として、ドキュメントの動きが終了に達するまで、時間とともにおよび適切なやり方でドキュメントの位置を特定することを可能とし、次いで、最終的に、必要な場合は、ドキュメントの画像を提供するために、さらに続くステップでその画像を読み取るために、停止している間にドキュメントを抽出することを可能にする効率的な抽出マスクを利用することを可能とする。検出されたドキュメントの動きがドキュメントスタッキングの場合に、そうしたケースとなる。
【００１４】
これらの特性のおかげで、形状も内容も先験的に知られておらず、時間とともに変わりうる背景面に配置されるドキュメントの動きを追跡することが可能であるのが有利である。この状況は、「ゲームチケット」のタイプのドキュメントを処理するのに特に適している。実際、様々なゲームのゲームチケットは、同じ形状というわけではなく、様々なタイプのチケットに対して同じ場所に配置された情報を含んでいるわけではない。
【００１５】
本発明によるドキュメント処理方法の、ゲームチケットの読取りへの応用例においては、これらの特性によって、このドキュメント処理システムでは、システムのユーザ、例えば店員またはプレーヤー自身でさえが、ゲームチケットを配置することができ、さらにゲームチケットがその形状、内容、およびシステムの表面にチケットが配置されるやり方にかかわらず、抽出されて読み取られるようにすることができるので、機械的なローラーのための維持費をもはや不要にすることができる。さらに、この方法がドキュメントスタッキングおよびアンスタッキングを管理することに留意することが有利である。したがって、この目的のために提供されるシステムの表面に次々とこれらのチケットを配置することによって、どんなユーザもいくつかのゲームチケットを次々に読み取らせることが可能である。
【００１６】
本発明の実施形態において、ドキュメント処理方法は、以下のステップをさらに備える。
-  一連の取り込み画像に対するある軸に従って抽出マスクの特徴点の動く方向を決定するステップ、および
-  この動く方向がドキュメントスタッキングに相当する場合、取り込み画像からドキュメントの画像を抽出するステップ。
【００１７】
ドキュメントの動く方向を巧妙に判定すること、すなわち、より正確には、ドキュメントスタッキングかアンスタッキングかを判定することの準備がここで行われる。次に、動きがドキュメントスタッキングに相当する場合、このことは、新しいドキュメントが読み取られることになり、この場合に、取り込み画像から抽出されたドキュメントの画像が、後続のステップで読み取られうるように、次ぎに供給されることを意味する。
【００１８】
動きがスタッキングに相当するかどうか判定するために、軸が考慮され、取り込み画像のシーケンスに対して抽出マスクのある特徴点の動きが判定される。こうした手順によって、この動きがドキュメントスタッキングであるかどうかを容易に効率的に推定することが可能である。処理システムは、例えば、「背景面」とも呼ばれるシステムの配置面にドキュメントを配置するためにドキュメントを手動で挿入することができる開口を備えた箱に相当する。この場合、特徴点の動きが判定される軸は、システムの開口面に垂直な軸に相当する。
【００１９】
この軸は、一般に挿入の方向、および配置面すなわち背景面にドキュメントを配置する方向にも相当する。
【００２０】
本発明の実施形態では、エントロピーマップは動き探索ゾーンにおいて所与の取り込み画像に対して得られ、
前記動き探索ゾーンは、前の取り込み画像に対して決定された抽出マスクに基づいて決定される。
【００２１】
このように進めることよって、ドキュメントを処理する速度を向上させることが可能であり、このために、次ぎに、エントロピーマップが、動いているドキュメントの位置を、少なくともおおよそ特定することができる探索ゾーンにおいてのみ決定されるため、性能を改善することが可能である。したがって、計算負荷は、動きが発生する画像ゾーンの外側の計算を遂行することを回避することによって軽減される。
【００２２】
本発明の実施形態において、抽出マスクは、以下のステップにより所与の取り込み画像に対して求められる。
i)  現在の背景面画像と所与の取り込み画像との間のグレーレベルの差に基づいてエントロピーマップを得るステップであって、前記エントロピーマップが、画像の各画素にそれぞれのエントロピー値を関連づけるステップ、
ii)  0〜255のスケールで規格化されたエントロピー値を得ることによって、前記エントロピーマップのエントロピー値を正規化するステップ、および
iii)  しきい値より高い規格化されたエントロピー値が関連づけられている取り込み画像の各画素に対応する、取り込み画像からのドキュメントの抽出マスクを決定するステップ。
【００２３】
そうした抽出マスクを決定することにより、なんらかの方法で、取り込み画像内のドキュメントの位置を特定すること、および時間とともにその動きをモニターすることが可能になる。したがって、モニターされているドキュメントが動き続ける限りそれ自体は変化しない背景面画像に対してドキュメントの位置を各画像において決定することが可能である。実際、この背景面の画像はドキュメントの動きの終了時にのみ更新される。したがって、まず、第1のエントロピー値は、現在の背画画像と考慮される所与の取り込み画像との間のグレーレベルの差に基づいて計算される。
【００２４】
取り込み画像に対して以下のステップを実行することがさらに可能である。
取り込み画像と前の取り込み画像との間の差によって取り込み画像のエントロピーマップを得るステップ、
前記取り込み画像の局所的なエントロピーマップと前の取り込み画像の抽出マスクとに共通するゾーンに対応する前記取り込み画像の第1のゾーンを決定するステップ、
第1のゾーンの外側の前記取り込み画像のエントロピーマップに対応する第2のゾーンを決定するステップであって、
ステップiii)が、取り込み画像の第1のゾーンおよび第2のゾーンに対して実行され、取り込み画像の抽出マスクの第1の部分が、第1のしきい値より高い規格化されたエントロピー値が関連づけられている第1のゾーンの取り込み画像の画素に対応し、取り込み画像の抽出マスクの第2の部分が、第2のしきい値より高いエントロピー値が関連づけられている第2のゾーンの取り込み画像の画素に対応し、
前記第1のしきい値が前記第2のしきい値より高い。
【００２５】
均質な配置面上に、2つのドキュメントを重ね合わせることは、1つのドキュメントを重ね合わせることに比べより大きな情報の変化を生成することに気づくことができる。したがって、1番目の場合、エントロピーは、2番目の場合よりも高くなる。
【００２６】
そうした特性によって、連続する抽出マスクのオーバーラップに応じて異なるしきい値を使用することが可能となる。こうして、起こりうる干渉を回避することができる。次に、完全な抽出マスクは、得られた抽出マスクの第1および第2の部分をつなぎ合わせることにより得られる。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、形態的なフィルタリング、および充填関数（filling function）の適用によって、取り込み画像の抽出マスクを得る準備が行われる。
【００２８】
ステップb)において、取り込み画像に対して実行されるオプティカルフローによる動きの評価に基づいて、ドキュメントの動きをモニターする準備をさらに行うことができる。
【００２９】
そうした特性によって、起こり得そうな干渉に対して、より正確に、より堅固に動きをモニターすることが可能になる。実際、オプティカルフローにより、エントロピーマップに基づいて動きのモニタリングを確認または訂正することができる。こうして、抽出マスクを決定するためにエントロピーおよびオプティカルフローによる処理の両方を組み合わせることにより、より信頼性のある抽出マスクを決定することが可能である。
【００３０】
本発明の一実施形態では、ステップc)において、ドキュメントの動きの終了は、連続する取り込み画像の抽出マスクのそれぞれの共通重心の位置に基づいて検出される。
【００３１】
本発明の一実施形態では、ステップb)において、取り込み画像に対するカルマンフィルターの使用に基づいて、ドキュメントの動きがモニターされる準備を行うことができる。
【００３２】
本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様によるドキュメント処理方法の実施に適したドキュメント処理システムを提案する。
【００３３】
発明の他の態様、目的および利点は、本発明の実施形態の1つの説明を読むと明らかになるであろう。
【００３４】
また、本発明は、図面の助けを借りてより一層理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による方法の主要なステップを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による存在検出の機能性を示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるエントロピーマップの求める図である。
【図４】抽出マスクが2つの部分で決定される本発明の実施形態を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による抽出マスクへの形態的演算子の適用を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による抽出マスクへの形態的演算子の適用を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による抽出マスクへの形態的演算子の適用を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態による抽出マスクへの形態的演算子の適用を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による連結されるコンポーネントを決定するステップを示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるオプティカルフローの決定に基づいて動きの評価を考慮に入れることを示す図である。
【図８】本発明の実施形態による動きの終了を検出するステップ示す図である。
【図９】本発明の実施形態によるドキュメントスタッキングまたはアンスタッキングに関する意志決定を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態によるドキュメント処理システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図1は、本発明の実施形態によるドキュメント処理方法の主要なステップを示す。
【００３７】
本方法は、一方では、連続する取り込み画像を提供するのに適したデバイス、他方では背景面を備えるシステムにおいて実現される。したがって、背景面から取り除かれるか、または背景面に配置されるドキュメントはいずれも、本発明の実施形態に従って一連の取り込み画像に基づいて処理することができる。
【００３８】
システムにおいて現在の背景面画像を保存することが適切である。この現在の背景面画像は、ドキュメントが具体的に配置されうる背景面を表わす。
【００３９】
本例では、準備ステップ10において、背景面を表わす画像の決定からなる初期化のステップが提供される。
【００４０】
次に、ステップ11において、現在の背景面画像に対して一連の取り込み画像の中で動くドキュメントの存在が検出される。このステップにおいては、一連の取り込み画像において新たな動きの存在を時間とともに連続して解析する準備が行われる。
【００４１】
ステップ12において、一連の取り込み画像内のドキュメントの動きがモニターされる。本発明の実施形態では、ドキュメントの動きは、取り込み画像に対するドキュメントの抽出マスクをそれぞれ決定することによってモニターされる。取り込み画像の各抽出マスクは、現在の背景面画像に対する取り込み画像のエントロピーマップに基づいて得られる。本発明の実施形態では、取り込み画像の各エントロピーマップは、対象となっている取り込み画像の画素に関連づけられたエントロピー値に基づいて決定される。より正確には、エントロピー値は、現在の背景面画像および取り込み画像との間のグレーレベルの差に基づいて、対象となっている取り込み画像の各画素もしくは画素のグループに対して(または、取り込み画像の適切な探索ゾーンでのみ計算が行なわれる場合には、少なくとも、この取り込み画像の適切な部分に対して)決定することができる。次に、これらのエントロピー値は、0と255の値の範囲にわたって正規化することができる。こうして、1つまたは複数のしきい値に対して比較することよって、動きが検出されたドキュメントに対応する取り込み画像の部分が選択される。
【００４２】
ステップ13において、ドキュメントの動きの終了が検出される。
【００４３】
次に、ステップ14において、現在の背景面画像が更新される。次にステップ11に戻る。
【００４４】
以下のセクションは、本発明の実施形態によるドキュメントの処理方法の各機能性の使用について詳細に説明する。
【００４５】
図2は、本発明の実施形態による、ドキュメント検出の機能性11またはドキュメントの存在の検出の機能性も示す。
【００４６】
本実施形態では、ドキュメントの存在を検出する機能性は、3つの取り込み画像、例えば、連続するフレーム1、フレーム2およびフレーム3に(または画像1、画像2および画像3にも)基づく。第1フェーズでは、QVGA(320画素×240画素を有するクォータービデオグラフィックスアレイ)タイプのディスプレイの形態で取り込み画像をサブサンプルする準備が行われる、202。次に、2つの連続する取り込み画像の差を示す「差異画像」203と呼ばれる画像が得られる。したがって、ここに示すケースでは、画像1と画像2の間の第1の差異画像、および画像2と画像3の間の第2の差異画像が得られる。次に、この2つの差異画像のそれぞれに対してグローバルな分散値が計算される、204。次に、これらのグローバルな分散値が固定のしきい値より大きい場合は、動きが検出されたと判定される準備を行うことができる、205および207。そうでない場合は、この存在検出機能は、後に続く3つ組の画像に適用される、205および206。
【００４７】
以下のセクションは、本発明の実施形態による動きモニター機能12について説明する。
【００４８】
まず、最初のステップで、空の背景面、すなわちその表面に全くドキュメントが配置されていない画像を保存する準備が行われる。初期背景面が均一面である場合、このステップは、取り込み画像の均一性の検出に基づいて実行することができる。次に、動きのモニター中に、基準背景面が存在するかどうかをチェックすることができ、基準背景面が存在する場合には、現在の背景面画像を更新し、動きのモニターを止めるようにする。
【００４９】
この目的のために、対象となっている取り込み画像のブロックに対して標準偏差の平均の計算(すなわち分散の平方根の計算)に基づいて均一性の計算を実行する準備が行われる。これを行うために、取り込み画像は、画素のブロックに分割される。次に、標準偏差値が画素の各ブロックに対して求められる。最後に、取り込み画像のブロックのすべてに対してこれらの標準偏差の平均値が見積もられる。次に、ここで均一性値と呼ばれる値が得られる。これは、取り込み画像が、ドキュメントのない空の背景面である基準背景面画像に相当するかどうかを判定するために使用される。より正確には、この均一性値があるしきい値未満である場合は、画像が基準背景を表わすと決定される。次に、この基準背景は、エントロピーマップを確立するために後でその基準背景を再使用する目的で、画像の構成要素の1つに従って、例えばQVGAフォーマットで保存される。
【００５０】
ドキュメントの動きが検出された場合、3つの異なる状況に帰着する可能性がある。
-  スタッキング、すなわち、新しいドキュメントの追加であり、この場合取り込み画像において抽出を続行することが有用であり、
-  またはアンスタッキング、すなわち1つまたは複数のドキュメントの除去であり、
-  もしくはすべてのドキュメントの除去であり、したがって基準背景面の取得でもある。
【００５１】
一実施形態では、エントロピー計算およびオプティカルフローによる動きの評価の両方によって得られる抽出マスクに基づいて、動きをモニターする準備が行われる。
【００５２】
図3は、本発明の実施形態によるエントロピーマップの決定を示す。
【００５３】
取り込み画像のエントロピーマップを決定するために、この取り込み画像301(すなわち「現在のフレーム」)と現在の背景面画像302との間で、画素間の、グレーレベルにおける画像の差303を計算する準備がここで行われる。次に、取り込み画像の画素の各ブロックに対してグレーレベルのヒストグラムが決定される。次に、画素のブロック当たりのグレーレベルのヒストグラム304に基づいて、画像の各ブロックに関連づけられるエントロピー値305が計算される、すなわち、単一ブロックの各画素は、このブロックに対して決定されたエントロピー値に関連づけられる。エントロピーマップは、対象となっている取り込み画像上のこれらのエントロピー値に相当する。
【００５４】
以下のセクションは、本発明の実施形態によるそうしたエントロピー計算について説明する。ブロックサイズは「BSize」として定義され、また、走査ステップサイズは「StepSize」として定義される。
【００５５】
一旦エントロピーマップが差異画像全体にわたるブロックにおいて計算されると、得られた値は、0〜255のレベル間で正規化される。
【００５６】
より正確には、エントロピーマップは以下のようにして得ることができる。
-  各ブロックBsize×Bsizeに対して、画素のグレーレベルのエントロピーレベルが計算され、
-  次に、このエントロピー値は、サブブロックStepSize×StepSizeの中心画素に割り当てられ、
-  最後に、ブロックBSizeは、対象となっている取り込み画像全体が走査されるまで、処理を反復するためにStepSizeだけシフトされる。
【００５７】
本発明の実施形態において、抽出マスクは、第1および第2のゾーンに応じて決定される。図4は、そうした実施形態を示す。ここで、抽出マスクの決定は、エントロピーマップ上の2つの別個の領域が参照され、これらははじめに2つの別個のしきい値に対して、個別にしきい値処理され、次に統合される中間のステップを経る。
【００５８】
図4は、ドキュメント401が配置された配置面を表わす取り込み画像400を示す。一旦ドキュメント401が配置面に安定して配置されると、画像400は現在の背景面画像として保存される。次に、図4は、新しいドキュメント402が配置された現在の背景面400の画像を表わす取り込み画像410も示す。この段階で、ドキュメント402は、ドキュメント401に部分的に重なっている。したがって、新しいドキュメント402は、2つの領域によると考え得ことができる。すなわちドキュメント401と402に共通する部分に相当する第1の領域、およびドキュメント402の残りの部分に相当する第2の領域である。
【００５９】
第1の領域に対して、取り込み画像400に対してすでに計算された抽出マスクと取り込み画像410の抽出マスクとの論理積が実行される。
【００６０】
最後に、ドキュメント402の第1の領域に対するエントロピーマップの第1の部分、およびドキュメント402の第2の領域に対するエントロピーマップの第2の部分が得られる。次に、抽出マスクを確立するために、2つの別個のしきい値が定義され得て、共通部分のしきい値は、その他の部分に関連づけられているしきい値よりも高く、システムによる、および既に置かれているチケットの存在による起こり得そうな干渉を防ぐようにしている。次に、完全な抽出マスクを得るためには、論理和を実行してマスクの2つの部分を連結するようにすることで十分である。
【００６１】
次に、一実施形態では、このステップで得られる抽出マスクに現われる可能性のある不適切な寄生領域を除去するために形態的演算子を適用する準備が行われる。
【００６２】
したがって、拡張して、次に侵食をする2つの基本演算の連続に相当する形態的閉鎖を適用することが有利でありうる。
【００６３】
切り離されて見える抽出マスクの領域を接続することができる形態的演算子が適用される。これは、対象となっているドキュメントに大きな均一のゾーンがある場合にそのケースがありうる。この場合、これらの均一のゾーンに対するエントロピー値は、これらの領域内で0またはほとんど0でありうる。
【００６４】
取り込み画像から抽出マスクを抽出することができるように、抽出マスクがドキュメントの全体を表わしていることが有利である。したがって、侵食し、次に拡張する2つの基本演算の連続に相当する形態的開放を適用することが有利でありうる。
【００６５】
拡張中（during a dilation）、これは、2値で表現された画像を拡張するために構造化要素を使用する問題である。侵食中(during an erosion)に、構造化要素は、2値画像の構造を侵食するために使用される。図5A〜5Dは、本発明の実施形態によるそうした演算を示す。図5Aは、形態的演算子を適用する前の抽出マスクを示す。図5Bは、この抽出マスクに適用された拡張演算を示す。この拡張は、ここでは大きさ3×3の正方形に対応する構造化要素に基づく。図5Cは、例えば図5Bで示す得られた拡張構造に対する侵食の適用を示す。この侵食も3×3の正方形に対応する構造化要素に基づく。最後に、図5Dは、本発明の実施形態による連続した拡張および侵食演算を反復した後に得られる抽出マスクを示す。
【００６６】
次に、連結コンポーネントを決定するステップによって、抽出マスクにより得られた領域を、特に領域のサイズに応じて、ソート、およびフィルターすることが可能となる。実際、そうした連結コンポーネントによって、互いに連結される抽出マスクの領域を決定することが可能となる。本発明の実施形態において、連結領域は、近傍によって探索される。より正確には、ここでは2つの画素が、図6に示されるように、タイプ4の近傍関係を満足できる場合に、隣同士と考えられる。図6では、4つの画素602は、画素601の隣であるが、画素603はこの画素601の隣ではない。この近傍ルールに基づいて、抽出マスクが走査され、この関係が満たされるかどうかをチェックして、その結果として、抽出マスクの新しい領域を作成するか、または作成しないかが決定される。
【００６７】
次に、本発明の一実施形態では、この段階で得られた抽出マスクに残る穴部分を充填することを可能にする充填関数を適用する準備が行われる。この目的のために、垂直および水平方向の各ラインの端部、および抽出マスクの各カラムがマークされる。一旦これらの端部がマークされると、各ラインおよび各カラムは、マスクのすべての穴部分を充填するために充填される。
【００６８】
次に、これまでに得られた抽出マスクの情報をさらに改良するためにオプティカルフローの決定に基づいた動きの評価を考慮に入れることが可能である。あるいは、もちろん、このドキュメントの動きを評価するために取り込み画像に対してカルマンフィルターを使用する準備を行うこともできる。
【００６９】
オプティカルフローは、2つの連続する画像間で画像の画素の変位を決定することができる。このオプティカルフローを考慮に入れることは、新しいドキュメントの配置によって、すでに配置されていて、対象となっている現在の背景面画像に含まれるあるドキュメントが動きやすくなる場合に特に適している。オプティカルフローによるドキュメントの動きを評価するために、動いているドキュメントから抽出されたある特徴点の動きを評価することを想像することができる。これらの特徴点は、ハリス検出器(またはフィルタ)を使用して検出することができるドキュメントにおけるコーナでありうる。
【００７０】
図7は、本発明の実施形態によるそうした機能性を示す。特徴点の抽出71は、前の取り込み画像72を基にして実行することができる。次に、これらの特徴点では、ドキュメントの動きは、前の取り込み画像72と現在の画像73との間のオプティカルフローによって評価される。この段階で、一方では上記したようにして決定された抽出マスク75およびオプティカルフローによって評価される動きを考慮して、動き情報に関するこれらの項目を組み合わせるようにすること、ならびに可能性のある誤差を低減することができることが有利である。次に、ステップ77において、抽出マスクの寄生ゾーンを除去することができる、一体となった動き評価76が得られる。
【００７１】
オプティカルフローによって、動いているドキュメントの画素の平均の変位ベクトルを評価することが可能であることに留意することが適切である。したがって、入って来るドキュメントの動きゾーンを、効率的に定めることができ、この動きゾーンのまわりの寄生の動きゾーンを除去することができる。寄生の動きゾーンは、例えば背景チケットの動きとリンクされうる。
【００７２】
図8は、本発明の実施形態による動きの終了を検出するステップ示す。ドキュメントが安定しているかどうか決定するために、ここで、最後のN個の取り込み画像に対して得られた抽出マスクの共通重心の位置を解析する準備が行われる。図8において、Ct-N、Ct-N+1、Ct-N+2、Ct-N+3は、ある前の取り込み画像の共通重心のそれぞれの位置を表わす。次に、現在の取り込み画像Iに対して、現在の画像の共通重心の位置と保存されている前の画像の共通重心の位置との共通重心位置における差が計算される。
【００７３】
次に、これらの差の最大値が所与のしきい値未満である場合、ドキュメントが安定しており、したがって、その動きが終了したと判定されうる。
【００７４】
一旦ドキュメントの動きの終了が検出されると、ドキュメントスタッキングまたはアンスタッキングが進行中かどうかが判定される。図9はそうした判定を示す。
【００７５】
これを行うために、本発明の実施形態においてドキュメントから抽出された特徴点のグローバルな軌道を基礎とする準備が行われる。具体的には、オプティカルフローを計算するために使用された特徴点を使用することができる。これらの点は、ハリスフィルタによってグレーレベルにおける画像から抽出されたコーナに相当しうる。スタッキングまたはアンスタッキング操作は、コンポーネントによるこれらの特徴点の全体的な軌道を解析することによって区別されうる。この機能性の信頼性を向上させるために、ドキュメントの動きゾーンから「スキン」(「skin」)の動きゾーンを分離するために、「スキン」のセグメント化を行うことが有利でありうる。図9は、垂直軸Yおよび水平の時間軸に関して特徴点の動きの方向を示す。Y軸は、ドキュメントが背景面に置かれる場合か、またはドキュメントが背景面から取り除かれる場合に、ドキュメントが向けられる軸に相当しうる。したがって、カーブ91は、ドキュメントスタッキングに相当し、カーブ92は、ドキュメントアンスタッキングに相当しうる。
【００７６】
図10は、本発明の実施形態によるドキュメント処理システムを示す。
【００７７】
ドキュメント処理システムは、一方では、連続した取り込み画像1006を提供するのに適したデバイス、他方では背景面1007を備える。
【００７８】
ドキュメント処理システムは、さらに以下を備える。
-  現在の背景面画像を保存するためのメモリ1001、
-  現在の背景面画像に対して一連の取り込み画像における動いているドキュメントの存在を検出するのに適した第1の検出ユニット1002、
-  前記一連の画像内のドキュメントの前記動きをモニターするのに適したモニタリングユニット1003、
-  前記ドキュメントの動きの終了を検出するのに適した第2の検出ユニット1004、および
-  現在の背景面画像を更新するのに適した更新ユニット1005であり、
モニタリングユニットが、取り込み画像に対してドキュメントの抽出マスクをそれぞれ決定することによって、ドキュメントの動きをモニターすることができ、取り込み画像の抽出マスクが、前記現在の背景面画像に対する前記取り込み画像のエントロピーマップに基づいて得られる。
【００７９】
また、システムは、一連の取り込み画像に対するある軸に従って抽出マスクの特徴点の動く方向を決定するのに適した決定ユニット1008、および動く方向がドキュメントスタッキングに相当する場合、取り込み画像からドキュメントの画像を抽出するのに適した抽出ユニット1009を備えることができる。
【００８０】
モニタリングユニット1003は、以下によって所与の取り込み画像に対する抽出マスクを決定することができる。
i)  現在の背景面画像と所与の取り込み画像との間のグレーレベルにおける差に基づいてエントロピーマップを得るステップであって、前記エントロピーマップが画像の画素にそれぞれのエントロピー値を関連づけるステップ、
ii)  0〜255のスケールで規格化されたエントロピー値を得ることによって、前記エントロピーマップのエントロピー値を正規化するステップ、および
iii)  取り込み画像からドキュメントの抽出マスクを決定するステップ。
【００８１】
取り込み画像の抽出マスクは、形態的なフィルタリング、および充填関数の適用によってさらに改良することができる。
【００８２】
モニタリングユニットは、取り込み画像に対して実行されたオプティカルフローによる動きの評価に基づいて動きをモニターするのにさらに適切になりうる。
【００８３】
第2の検出ユニットは、連続した取り込み画像の抽出マスクのそれぞれの共通重心の位置に基づいて、ドキュメントの動きの終了を検出することができる。
【００８４】
モニタリングユニット1003は、以下によって所与の取り込み画像に対する抽出マスクを決定することができる。
i)  現在の背景面画像と所与の取り込み画像との間のグレーレベルにおける差に基づいてエントロピーマップを得るステップであって、前記エントロピーマップが画像の画素にそれぞれのエントロピー値を関連づけるステップ、
ii)  0〜255のスケールで規格化されたエントロピー値を得ることによって、前記エントロピーマップのエントロピー値を正規化するステップ、および
iii)  しきい値より高い規格化されたエントロピー値に関連づけられた取り込み画像の画素に対応する、取り込み画像からのドキュメントの抽出マスクを決定するステップ。
【００８５】
モニタリングユニット1003は、以下に対してさらに適しうる。
-  取り込み画像のエントロピーマップと前の取り込み画像の抽出マスクとに共通するゾーンに対応する前記取り込み画像の第1のゾーンを決定するステップ、
-  第1のゾーンの外側で前記取り込み画像の抽出マスクに対応する第2のゾーンを決定するステップであって、
抽出マスクの第1の部分が、第1のしきい値より高い正規化されたエントロピー値を関連づけられた第1のゾーンの取り込み画像の画素に対応し、抽出マスクの第2の部分が、第2のしきい値より高い正規化されたエントロピー値を関連づけられた第2のゾーンの取り込み画像の画素に対応し、
前記第1のしきい値が、前記第2のしきい値より高い。
【００８６】
取り込み画像の抽出マスクは、形態的なフィルタリングおよび充填関数の適用によって得ることができる。
【００８７】
モニタリングユニットは、取り込み画像に対して実行されたオプティカルフローによる動きの評価に基づいて動きをモニターするのにさらに適切になりえる。
【００８８】
第2の検出ユニット1004は、連続した取り込み画像の抽出マスクのそれぞれの共通重心の位置に基づいてドキュメントの動きの終了を検出することができる。
【符号の説明】
【００８９】
203  差異画像
301  取り込み画像
302  現在の背景面画像
303  画像の差
304  ヒストグラム
305  エントロピー値
400  取り込み画像
401  ドキュメント
402  ドキュメント
410  取り込み画像
601  画素
602  画素
603  画素
72  前の取り込み画像
73  現在の画像
75  抽出マスク
91  カーブ
92  カーブ
1001  メモリ
1002  第1の検出ユニット
1003  モニタリングユニット
1004  第2の検出ユニット
1005  更新ユニット
1006  取り込み画像
1007  背景面
1008  決定ユニット
1009  抽出ユニット
【図４】
2013527536.tif 000003
【図５Ａ】
2013527536.tif 000004
【図５Ｂ】
2013527536.tif 000005
【図５Ｃ】
2013527536.tif 000006
【図５Ｄ】
2013527536.tif 000007
【図６】
2013527536.tif 000008
【図９】
2013527536.tif 000009
【図１】
2013527536.tif 000010
【図２】
2013527536.tif 000011
【図３】
2013527536.tif 000012
【図７】
2013527536.tif 000013
【図８】
2013527536.tif 000014
【図１０】
2013527536.tif 000015
【国際調査報告】
2013527536.tif 000016
2013527536.tif 000017
2013527536.tif 000018
2013527536.tif 000019
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