(57)【要約】【課題】  歪んだ文書の画像を一時記憶装置に記憶させ歪み角度を計算し画素毎に操作を行うような歪み除去処理を必要としない文書スキュー調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】  文書スキャナ（１０）といった文書画像捕捉装置において用いられる、文書がイメージング領域へまだ入る途中であるときに文書の歪み（２５）を検出及び測定し、結果として得られる撮像された画像が歪んでいないよう文書の歪みを調整するようカメラの回転を行う方法である。これは、例えばカメラ全体を回転させること、センサ素子のみを回転させること、又はプリズムといった光学路中の他の素子を回転させることといった幾つかの方法のうちの１つによって達成されうる。本発明に組み込まれる方法の使用は、歪みを測定及び調整するため又は画像を撮像するために文書の動きが停止されることを必要としない。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法であって、
ａ１．カメラの前を通過させて前記文書を搬送する段階と、
ｂ１．前記文書の前縁を検出する段階と、
ｃ１．第１のアルゴリズムを用いて前記文書の前縁スキュー角を決定する段階と、
ｄ１．前記カメラを前記文書に合わせるよう前記カメラを回転する段階と、
ｅ１．前記文書が前記カメラの視野内に完全にあるかどうかを判定する段階と、
ｆ１．第２のアルゴリズムを用いて文書全体に基づいて前記スキュー角を再計算する段階と、
ｇ１．前記スキュー角が所定の許容範囲内になければ、前記カメラを前記文書に合わせるよう前記カメラを回転する段階と、
ｈ１．前記文書が完全に前記カメラの視野内にあるときに前記文書の画像を捕捉する段階とを含む方法。
【請求項２】
ｅ２．前記文書が完全に前記カメラの視野内にあるときに前記カメラが前記文書に合っていなければ前記文書の搬送を停止する段階を更に含む、
請求項１記載の文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法。
【請求項３】
ｉ１．前記文書を前記カメラの視野の外へ搬送する段階を更に含む、
請求項２記載の文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法。
【請求項４】
前記前縁の検出はサブサンプリングによって達成される、
請求項１記載の文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法。
【請求項５】
前記サブサンプリングされた画像は一時記憶装置に格納される、
請求項４記載の文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法。
【請求項６】
前記カメラはイメージングセンサとしてエリア・センサ・アレイを用いる、
請求項１記載の文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象がイメージング装置に対して正しい向きとされているかどうかを判定するのに用いられ得る直交する境界又は他の直交する特徴を有する文書、写真、及び他の対象の画像を捕捉する画像記録装置に係る。これらの装置は、文書スキャナ、画像スキャナ、及び複写スキャナ（ディジタル複写機の画像捕捉装置／系の部分）を含む。
【背景技術】
【０００２】
文書は、原稿送り装置を用いてスキャンのために給送されるときに、給紙路を通って進行する間に歪むことがある。歪み（スキュー）は、どのようにして紙をホッパに置いたか、又は、給送ローラが紙を動かすためにどのようにして紙の縁部を把持したか等を含む多くの要因によって生じうる。歪みは、十分な注意又は時間がとられない場合は、スキャナ内の文書の手による配置から生じうる。
【０００３】
従来技術では、曲がった（歪んだ）文書は捕捉され、一時的に記憶される。従って、この画像は歪んでいる。次に、画像は、スキュー角を計算し、画像を構成する画素を操作することによってまっすぐにされる。これにより、画像の鮮鋭さが幾らか失われるとともに、画像形成装置内の歪んだ画像の一時記憶が必要である。
【特許文献１】米国特許第４，３３８，５８８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４３７，１１４号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８７５，１０３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，００１，７６６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５２８，３８７号明細書
【特許文献６】米国特許第３，７０１，０９８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，９０１，２５３号明細書
【特許文献８】米国特許第５，８１８，９７６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来技術の歪み除去処理を必要としない方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡単に述べると、本発明の１つの面によれば、文書スキャナ中でスキュー角を補正する方法は、カメラの前を通過させて文書を搬送する段階を含む文書の前縁が検出される。文書の前縁スキュー角は、第１のアルゴリズムを用いて決定される。カメラはカメラを文書に合わせるよう回転される。文書がカメラの視野内に完全にあるかどうかを判定し、そうであれば、第２のアルゴリズムを用いて文書全体に基づいてスキュー角を再計算する。カメラはカメラを文書に合わせるよう回転され、文書の画像が捕捉される。
【０００６】
本発明の１つの実施例によれば、文書の歪みは、文書がまだイメージング領域に入る途中に検出されるため、結果として生ずる画像は歪んでいない。これは、例えば、カメラ全体、センサ素子、又はプリズムといった光学路上の他の素子を回転させるといった幾つかの方法のうちの１つによって達成されうる。
【０００７】
本発明の利点は、画像を撮影するため又は歪みを測定し調整するために文書の動きを停止することを必要としないことである。
【０００８】
本発明がディジタル形式でない画像捕捉装置、例えばフィルムカメラ又は光学複写機に使用されるとき、元の文書中の歪みを決定するために補助ディジタル画像センサが組み入れられる。このセンサは、文書の歪みを決定するためにのみ使用されるため、最終画像を捕捉するのに必要とされるものよりも単純で低い解像度でありえ、従って比較的安価である。
【０００９】
本発明を用いた装置では、歪みは文書がイメージング領域に入るときに検出され調整されうるため、画像はスキュー誤差なしに撮像されうる。すると、画像は、そのままホストへ送信するために利用可能である。現在の方法では、元の（歪んだ）画像は一時的に記憶されねばならず、スキュー角が決定されねばならない。次に、補正された画像は、画像記憶空間が次の画像のために使用されうる前に元の画像から形成されねばならない。これは、画像が撮像され処理されうる速度に影響を与える。処理速度に対する影響は、画像のサイズに直接的に関係する。この方法は、画像の歪みを除去する従来技術の方法から生ずる鮮鋭さの損失をなくす。
【００１０】
本発明はまた、光学複写機及びコピースタンドといったディジタル式でない写真適用、及び、フィルムカメラを用いる他の自動給紙装置にも使用されうる。本発明は、一般的には文書全体である領域を一度にイメージングする画像記録装置での使用に限られるが、本発明を用いた装置は、同じ目的、すなわち文書、写真等の画像を形成することを達成する他の種類のカメラを用いるイメージング装置でより広い分野で競争しうる。本願では、「文書」という用語は、イメージングされるべき全ての可能なものを表わすために用いる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、本発明による装置の一部をなす要素、又はより直接的に本発明の装置と協働する要素に関する。特に図示又は説明しない要素は、当業者に周知の様々な形をとりうると理解されるべきである。
【００１２】
ここで図１を参照するに、本発明の１つの実施例は文書の画像を捕捉するための１つ以上のディジタルカメラ１３を含む文書スキャナ１０である。
【００１３】
図３を参照するに、説明のために、ディジタルカメラ１３は、文書１１の光学的な像を電気的なファイルへ変換するイメージングセンサ１４と、文書１１の像をイメージングセンサ１４へ合焦するレンズ１５と、イメージングセンサからの信号を離散数値へ変換し、画像処理システム（図示せず）へ画像を与える回路基板組立体１６と、イメージングセンサ１４、レンズ１５、及び回路基板組立体１６のための支持手段１７とを含む。
【００１４】
図１を参照するに、このスキャナでは、文書１１は、入力トレイ（図示せず）といった入力領域から個々に取り出され、カメラ１３の視野１２を通って搬送される。文書１１が完全にカメラ１３の視野１２内にあるとき、文書１１の動きを止めることなく、カメラ１３は文書１１の画像を捕捉する。文書１１は、搬送手段１８の残る部分を通って視野１２から出力トレイ又はホッパへ移動する。文書１１は、この搬送手段を通って連続して互いの後に続き、順次にイメージングされる。
【００１５】
図２を参照するに、殆どのセンサの場合のように、イメージングセンサ１４は、システムが動作している間は常にイメージングしており、１秒間に数回の一定の間隔で画像をたえずリフレッシュしている。画像を捕捉するということは、これらの画像のうちの１つを画像記憶装置１９へ保存することを意味する。本発明では、カメラ１３が文書１１を待っている間、多数の画像のうちの１つが、その画像内に文書１１の前縁２２が存在するか否かを検出するために一次記憶装置２０へ保存される。画像全体は、この一次記憶装置には記憶されないが、画像はサブサンプリングされる。これは、画像内の多数の画素（ピクセル）のうちの１つのみが実際に保存されることを意味する。
【００１６】
図４ａ乃至図４ｃを参照するに、文書１１の前縁２２が視野１２に入るにつれて、サブサンプリングされた画像はこの前縁だけでなく側縁２４の前方部も含むこととなる。コンピュータアルゴリズムは、これらの側縁部２４の有無を決定し、また、前縁部２２のスキュー角２５を決定する。サブサンプリングされた画像は、文書の有無とスキュー角２５が決定されうる速度を高めるために使用されうる。スキャナは、イメージングセンサ１４を文書１１に合わせるためにカメラ１３を適切な方向に回転させるよう回転アクチュエータ機構３０を作動させ始めうる。
【００１７】
画像のサンプルは連続的にとられ、スキュー角２５が決定される。カメラ１３は、スキュー角２５がゼロに許容可能な程度に近くなるまで適切な方向に動かされ続ける。そのとき、カメラ動きは停止され、スキャナは、文書１１の後縁２８が画像中で検出されるまでサブサンプリングされた画像を処理し続ける。そのとき、スキュー角２５が許容可能な限界内であることを確かめるために、例えば同時継続中の２００２年１０月１日出願の米国特許出願第１０／２６２，０４９号に記載の最小境界領域といったよりロバストなスキュー測定アルゴリズムが使用されうる。カメラ１３は、残る歪みを補正するためにそのときに再び合わされうる。最終的なフル解像度画像が撮像され、画像記憶装置１９に保存される。図２を参照のこと。
【００１８】
概して、走査は、文書１１がまだ動いている間に行われ、文書がカメラ１３の視野１２から出始める前に完了する。次に文書は、同様にしてイメージングされる。
【００１９】
文書がカメラ１３の視野１２を出始める前に処理が達成されえない例外的な文書１１については、搬送手段１８は、画像のスキュー角２５が限界内となるまで停止され、最終画像は画像記憶装置１９に保存される。搬送手段１８は、再開され、次の文書１１は同様にイメージングされる。
【００２０】
再び図３を参照するに、本発明は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤの種類のエリア・イメージング・センサ１４を含むディジタルカメラ１３を含む。レンズ１５又は他の光学系はイメージングセンサ上に文書の像を合焦する。イメージング回路基板組立体１６といった回路は、イメージングセンサ内の画像の電気的な内容を離散した数値（アナログからディジタルへの変換）へ変換する。レンズ及びイメージングセンサ用の支持手段１７が設けられる。カメラ内の他の要素のための支持手段は、図示されていない。回転アクチュエータ機構３０は、文書の歪みを調整するのに必要な軸の回りにカメラを回転し、全ての他の自由度の動きを抑制する。支持手段は、文書搬送手段（図示せず）に対して所定の位置にアクチュエータ機構を保持する。
【００２１】
図２を参照するに、アクチュエータ制御電子部３１といったアクチュエータを制御する電子回路が示されている。マイクロプロセッサといった処理装置３２は、スキュー角を計算し、アクチュエータの回転を制御するために用いられる。一時記憶装置２０は、スキュー角を決定するためにサブサンプリングされた画像を格納するために使用される。歪みを調整するのに必要な回転を決定するために処理装置が従うべきアルゴリズムは、図５に示されている。画像記憶装置１９は、各文書の最終画像を保存する。
【００２２】
最終画像を捕捉するために選択された方法がディジタルでなく、フィルム又は他の媒体を用いるものである場合、本発明はまた、図６に示される写真フィルムといったアナログ画像捕捉方法及び媒体を用いるカメラ５０を含む。
【００２３】
フィルム又は他の媒体を用いるアナログ画像捕捉装置における実施例では、処理は、文書前縁２２のスキュー角２５を検出するために補助ディジタル画像カメラ４０が用いられること以外は上述と同様に行われる。この補助カメラの視野４５は、アナログカメラの視野５５と本質的に同じである。補助画像センサ４０は、スキュー角を決定するために一次記憶装置上に格納された画像をサブサンプリングするためだけに使用されるため、低費用のディジタルセンサが使用されうる。スキュー角要件が満たされると、アナログ画像は、アナログ画像捕捉カメラ５０によって用いられる媒体へ捕捉される。全ての他の動作も上述の概要に従う。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による機械的なスキュー調整を用いる文書スキャナ（本例ではエリア・アレイ・スキャナ）を示す図である。
【図２】本発明による文書スキャナの要素を示す概略図である。
【図３】イメージング用部品とカメラ１３を回転させる機構を拡大して示す図である。
【図４ａ】カメラの視野に入る歪んだ文書を示す図である。
【図４ｂ】文書がカメラの視野に更に入るにつれて文書の歪みを調整ためのカメラの回転を示す図である。
【図４ｃ】カメラの視野を歪んだ文書と合わせるためのカメラの回転の完了を示す図である。
【図５】本発明に用いられる歪み調整方法の１つの実施例を示すフローチャートである。
【図６】角度画像捕捉装置と、文書の歪みを決定する補助ディジタル画像センサとを用いる、本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  文書スキャナ
１１  文書
１２  視野
１３  ディジタルカメラ
１４  イメージングセンサ
１５  レンズ
１６  回路基板組立体
１７  支持手段
１８  搬送手段
２２  前縁
２４  側縁
２８  後縁
３０  回転アクチュエータ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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