(57)【要約】曲線歪曲修正機構を使用してフォームを読むためのシステムおよびプロセスが開示されている。既知のフォームのモデルイメージは、少なくとも３つのアラインメントマークによって画定されるセクターに区分けされ、各セクターの伝達関数または修正関数は、フォームのキャプチャされ読み取られていないイメージ上のアラインメントマークの位置とモデルイメージ上のそれらを比較することによって生成される。伝達関数は、次に、マークの正しい位置を算定するためにセクター内の他のマークに適用される。各セクターは、フォーム上の全てのマークが正確に見いだされ解釈されるように曲線歪曲が取り扱われることを適切に確保するようにサイズ付けされる。誤差がチェックされ得、それらが残る場合、より小さいセクターが、利用できる場合、画定され得、用いられ得る。
2012510235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取られていないフォーム上の情報を読み取るためのプロセスであって、該プロセスは、
コンピューターシステムに、該読み取られていないフォームのモデルのイメージを保存するステップであって、該モデルのイメージはアラインメントマークを含む、ステップ、
該コンピューターシステムに、該読み取られていないフォームのイメージを保存するステップであって、該読み取られていないイメージは、該モデルのイメージ上のアラインメントマークに対応するアラインメントマークを含む、ステップ、
該モデルのイメージをセクターのグループに区分けするステップであって、各セクターは少なくとも３つのアラインメントマークの位置によって画定される、ステップ、
該モデルのイメージ上のアラインメントマークと該読み取られていないイメージ上の対応するアラインメントマークを比較することによって、該モデルのイメージ上のセクターに対応する該読み取られていないイメージ上のセクターを検出するステップ、
該モデルのイメージおよび該読み取られていないイメージの対応するアラインメントマークの位置から該読み取られていないイメージの各セクターのための伝達関数を生成するステップ、および
該読み取られていないイメージの対応するセクター上のマークの位置に各セクターの伝達関数を適用することにより該マークの修正された位置を生成し、それによって該読み取られていないフォームの読み取りを可能にするステップ
を含む、プロセス。
【請求項２】
請求項１のプロセスであって、更に、
前記読み取られていないイメージの各セクターの座標システムを形成するステップであって、各セクターの前記伝達関数は、該読み取られていないイメージの歪曲を補正する、ステップ、および
前記モデルのイメージの各セクター内の対応する位置への参照によって、該読み取られていないイメージの各セクター内の前記マークの修正された位置の意味を決定するステップ
を含む、プロセス。
【請求項３】
請求項２のプロセスであって、前記セクターが３つのアラインメントマークの位置によって画定され、更に、
３つのアラインメントマークによって画定される各セクターに３点伝達関数の方程式を適用するステップ
を含む、プロセス。
【請求項４】
請求項３のプロセスであって、更に、
前記モデルのイメージのマークの位置のｘ,ｙ座標システム、および前記読み取られていないイメージのマークのｘ’,ｙ’座標システムを構築するステップであって、３マーク伝達関数は、ｘ’＝Ａ’ｘ＋Ｂ’ｙ＋Ｃ’およびｙ’＝Ｄ’ｘ＋Ｅ’ｙ＝Ｆ’である、ステップ
を含む、プロセス。
【請求項５】
請求項２のプロセスであって、前記セクターが４つのアラインメントマークの位置によって画定され、該プロセスは、更に、
４つのアラインメントマークによって画定される各セクターに４点伝達関数の方程式を適用するステップ
を含む、プロセス。
【請求項６】
請求項５のプロセスであって、更に、
モデルフォームイメージのマークの位置のｘ，ｙ座標システム、および読み取られていないフォームイメージのマークのｘ’，ｙ’座標システムを構築するステップであって、４マーク伝達関数は、
【数１４】
2012510235.tif 000016
である、ステップ
を含む、プロセス。
【請求項７】
請求項２のプロセスであって、更に、８つのアラインメントマークによって画定される読み取られていないフォームイメージの各セクターに複数マーク伝達関数を適用するステップであって、該伝達関数は、
【数１５】
2012510235.tif 000017
である、ステップ
を含む、プロセス。
【請求項８】
請求項１のプロセスであって、更に、
前記読み取られていないイメージ上の特定のマークの修正された位置を生成するステップであって、前記モデルのイメージ上の特定のマークの位置は既知である、ステップ、
該読み取られていないイメージの特定のマークの修正された位置と、該モデルのイメージ上の特定のマークの対応する既知の位置間の差を算定するステップ、
誤差の閾値を確立するステップ、および
該閾値と該差を比較し、該差が該閾値を超える場合、前記フォームを却下するステップ
を含む、プロセス。
【請求項９】
既知のフォーム上のマーキングを処理および修正するためのシステムであって、該システムは、
光の一部を反射するフォームを照らす照明、
該フォームから該反射された光を受け取るように配置されたカメラ、
該フォームの読み取られていないイメージを抽出し保存するカメラ電子装置であって、該読み取られていないイメージは複数の位置にアラインメントマークを有する、カメラ電子装置、
アラインメントマークを有する該フォームのモデルイメージ、
該アラインメントマークの位置によって画定されるセクター、
該読み取られていない保存されたイメージおよび該モデルイメージの対応するアラインメントマークからの位置の各セクターのための伝達関数、および
該読み取られていない保存されたイメージの各セクター内のマークへの該伝達関数の適用によって、該読み取られていない保存されたイメージの各セクター内のマークの修正された位置を生成するアプリケーション
を含む、システム。
【請求項１０】
請求項９のシステムであって、更に、
前記読み取られていない保存されたイメージ上および前記モデルイメージ上の位置の座標システム、および
該モデルイメージ上の対応する位置への参照によって、修正された位置を有するマークの意味を決定するアプリケーション
を含む、システム。
【請求項１１】
請求項１０のシステムであって、更に、
前記読み取られていない保存されたイメージ上に修正された位置を有する特定のマーク、および前記モデルイメージ上の対応する特定のマークであって、該モデルイメージ上の該特定のマークの位置は既知である、特定のマーク、
前記読み取られていないイメージ上の該特定のマークの修正された位置と、該モデルイメージ上の該特定のマークの対応する既知の位置との間の差を算定する算定機、
誤差の閾値、および
該差を該誤差の閾値と比較し、該差が該閾値を超える場合前記フォームを却下するコンパレーター
を含む、システム。
【請求項１２】
既知のタイプのフォーム上のマークの位置を決定するための実行可能プログラム命令を含むコンピューター読み出し可能媒体であって、実行可能プログラムは、
コンピューターシステムに、読み取られていないフォームのモデルのイメージを保存するためのプログラム命令であって、該モデルのイメージはアラインメントマークを含む、プログラム命令、
該コンピューターシステムに、該読み取られていないフォームのイメージを保存するためのプログラム命令であって、該読み取られていないイメージは、該モデルのイメージ上のアラインメントマークに対応するアラインメントマークを含む、プログラム命令、
該モデルのイメージをセクターのグループに区分けするためのプログラム命令であって、各セクターは少なくとも３つのアラインメントマークの位置によって画定される、プログラム命令、
該モデルのイメージ上のアラインメントマークと該読み取られていないイメージ上の対応するアラインメントマークを比較することによって、該モデルのイメージ上のセクターに対応する該読み取られていないイメージ上のセクターを検出するためのプログラム命令、
該モデルのイメージおよび該読み取られていないイメージの対応するアラインメントマークの位置から該読み取られていないイメージの各セクターのための伝達関数を生成するためのプログラム命令、および
該読み取られていないイメージの対応するセクター上のマークの位置に各セクターの伝達関数を適用することにより該マークの修正された位置を生成し、それによって該読み取られていないフォームの読み取りを可能にするためのプログラム命令
を１つ以上含む、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１３】
請求項１２のコンピューター読み出し可能媒体であって、更に、
各セクターの座標システムを形成するためのプログラム命令であって、各セクターの前記伝達関数は、歪曲を補正する、プログラム命令、
前記モデルのイメージの各セクター内のマークの対応する位置への参照によって、前記読み取られていないイメージの各セクター内の前記マークの修正された位置の意味を決定するためのプログラム命令、および
３つのアラインメントマークによって画定される各セクターに３マーク伝達関数を適用するためのプログラム命令
を含む、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１４】
請求項１３のコンピューター読み出し可能媒体であって、前記３マーク伝達関数は、ｘ’＝Ａ’ｘ＋Ｂ’ｙ＋Ｃ’およびｙ’＝Ｄ’ｘ＋Ｅ’ｙ＝Ｆ’である、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１５】
請求項１２のコンピューター読み出し可能媒体であって、更に、
各セクターの座標システムを形成するためのプログラム命令であって、各セクターの前記伝達関数は、歪曲を補正する、プログラム命令、
前記モデルのイメージの各セクター内のマークの対応する位置への参照によって、前記読み取られていないイメージの各セクター内の前記マークの修正された位置の意味を決定するためのプログラム命令、および
４つのアラインメントマークによって画定される各セクターに３マーク伝達関数を適用するためのプログラム命令
を含む、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１６】
請求項１５のコンピューター読み出し可能媒体であって、４マーク伝達関数は、
【数１６】
2012510235.tif 000018
である、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１７】
請求項１２のコンピューター読み出し可能媒体であって、更に、
各セクターの座標システムを形成するためのプログラム命令であって、各セクターの前記伝達関数は、歪曲を補正する、プログラム命令、
前記モデルのイメージの各セクター内のマークの対応する位置への参照によって、前記読み取られていないイメージの各セクター内の前記マークの修正された位置の意味を決定するためのプログラム命令、および
８つのアラインメントマークによって画定される各セクターに複数マーク伝達関数を適用するためのプログラム命令であって、該伝達関数は、
【数１７】
2012510235.tif 000019
である、プログラム命令
を含む、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１８】
請求項１２のコンピューター読み出し可能媒体であって、更に、
前記モデルのイメージの各セクター内のマークの対応する位置への参照によって、前記読み取られていないイメージの各セクター内の前記マークの修正された位置の意味を決定するためのプログラム命令を含む、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項１９】
請求項１のプロセスであって、前記読み取られていないフォームは、印刷された書類、プレー票、宝くじスクラッチ券、および宝くじインスタント券から成るグループから選択される、プロセス。
【請求項２０】
請求項９のシステムであって、前記既知のフォームは、印刷された書類、プレー票、宝くじスクラッチ券、および宝くじインスタント券から成るグループから選択される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本発明は、米国特許出願番号１１／３７６，０５２の一部継続出願である。米国特許出願番号１１／３７６，０５２は、２００６年３月１４日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  Ａ  ＦＯＲＭと題されるものであり、２００５年３月１４日に出願された米国仮特許出願番号６０／６６１，６９８に対し優先権を主張する。これらの特許出願は、本発明と共通の所有者のものであり、これらは参照によりこの明細書に援用される。
【０００２】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、読み取られていないフォームのデジタルデータイメージをキャプチャするためのカメラ、および歪曲を修正しデジタルデータから情報を導き出し解釈するためにデジタルデータを処理するためのコンピューターシステムを用いる光学式読み取りシステムに関連する。この明細書では、「カメラ」は、シーンを表すデジタルデータをメモリに保存するコンピューター処理システムによってダウンロードまたは読み出しされ得る感光性媒体にシーンをキャプチャするいかなる感光性デバイスを含む。レンズ、フィルター、開口など、およびシーンイメージを保持する感光性の表面、単数のアレイ、または複数のアレイは、「カメラ」という用語に含まれ得る。
【背景技術】
【０００３】
（背景情報）
印刷された書類、プレー票、宝くじスクラッチ券、宝くじインスタント券、および同様なものは、この明細書では集合的に「フォーム」と定義される。フォームは、たびたび、複数の位置に人の特定の意図を示す人工のマークを有する。フォームを正確に識別し、印刷されたマーキングおよび人工のマーキングを読み取ることまたは処理することは簡単な作業ではない。
【０００４】
これらの作業のいくつかは、フォームの存在を検出すること、フォームが静止状態であることまたは動作がないことを決定すること、フォーム上のマークの有無を識別すること、フォーム上のマークを見いだすこと、および、次に、マークの意味を解釈することを含む。各作業には、これらのマークを検出および識別するために、背景に対して充分なコントラストでフォームを照らすための充分な光がなくてはならない。
【０００５】
フォームを識別するために、印刷されたマーキングが検出され解釈され得るか、人間がフォームタイプを指し示し得る。印刷されたマーキングは、通常、フォームタイプを識別するために使用されるロゴまたは他の特別なマークを含む。それに加えて、アラインメントマークは、フォーム上の位置を精密に識別するために処理システムによって印刷され使用され得る。そして、フォーム上のマーキングは、精密に見いだされ、それらの意味が解釈され得る。
【０００６】
フォーム上のマークの処理および識別は、フォームのイメージをキャプチャするカメラから始まる。キャプチャされたイメージは、コンピューティングステムによってダウンロードされ得、保存され得、解析され得る。イメージの解析は、コンピューターシステムで実行しているソフトウェア、ハードウェアのフレームワークに組み込まれているファームウェア、ハードウェアのステートマシーン、またはその組み合わせであり得る「アプリケーション」によって成し遂げられ得る。
【０００７】
フォームを読み取るときの１つの重要でよくある問題は、フォームが折り曲げられる、もみくしゃにされる、巻かれる、または折り重ねられることにより歪曲が生じるときに起こる。歪曲は、フォームを読み取ることまたは却下することにおいての誤差の主要な原因である。歪曲は、少なくとも、位置誤差および解像誤差として現れる。
【０００８】
いくつかの先行技術の読み込み装置は、仕切られた小室にフォームを平坦にしてポジショニングする駆動メカニズムを有する。このような駆動メカニズムは高価であり、それらを維持するためにルーチンサービスおよび技術サポートを必要とし、全てが追加的なコストおよび所有に対する経費に繋がる。
【０００９】
歪曲の補正への先行技術の試みは無効果的であり、このような歪曲を修正、減縮、および／または補正する、便利で、信頼でき、比較的高価でない使い易い読み込み装置は、業界に有益である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、多くの分類のフォームを読み取ることが可能である光学式読み取り装置、より特定的に、歪曲修正のためのシステムおよびプロセスを使用することによって、折り曲げられた、巻かれた、もみくしゃにされた、または折り重ねられたフォームの読み取りが可能である光学式読み取り装置に関する。本発明の少なくとも１つの実施形態によると、例えば、印刷された書類、プレー票、宝くじスクラッチ券、または宝くじインスタント券のような既知のフォームタイプのモデルイメージは、コンピューターシステムに保存される。モデルイメージとともに、情報はコンピューターシステムに保存される。その情報は、既知のロゴ、または各モデルイメージを少なくとも３つの同一直線上にないアラインメントマークによって画定されるエリアまたはセクターに区分けする他のフォームを識別するマークおよびアラインメントマークを含む。アラインメントマーク、ロゴ、他のこのような識別するマークの位置、属性（以下参照）および対応する意味、ならびに手書きされた可能性のあるマークの位置およびそれらの意味も各モデルイメージと共に保存される。
【００１１】
例えば、直交座標、極座標などのような座標システムは、モデルイメージ上、および読み取られていないフォームのいかなるキャプチャされたイメージ上の位置をも表す。直交座標システムでは、例えば、ｘおよびｙはモデルイメージ上の位置を定義し得、ｘ’およびｙ’はフォームの読み取られていないイメージ上の位置に対して使用され得る。
【００１２】
伝達関数は、修正された位置をもたらすために、読み取られていないイメージのセクター内のいかなるマークの見かけの位置にも適用され得る。見かけの位置は、次に、モデルイメージ上の対応する位置と比較され得、その位置は、マークの意味を決定し得る。中にマークを有する全てのセクションは、同様な態様で処理され得る。
【００１３】
「伝達関数」は、「転換関数」、または「方程式」、または「修正関数」、または「ファクター」、または当技術分野で見いだされ得る他のこのような用語もしくは用語の組み合わせとして他の者に呼ばれ得る、この明細書で使用されるフレーズである。
【００１４】
属性は、マークの形、サイズ、重心などを指し得る。マークの位置および属性はアラインメントマークまたはロゴを定義し得る。フォームのタイプは、ロゴ、またはある他の印刷された単数もしくは複数のマークによって決定され得るか、エージェントによって手動で作成され得る。例えば、フォーム上の特定の位置の鉛筆のマークは、ゲームをするときのような、フォームを完成した人間による選択を指し示し得る。
【００１５】
読み取られていないイメージ上のアラインメントマークは、コンピューターシステムによって容易に検出され認識される。特定の位置で見いだされたマークは、アラインメントマークとしてのその検出を受け入れる属性（大きい、丸い、正方形、楕円、長い線状、またはいかなる形）を有する。ロゴは、それらの検出および識別の容易さにおいてアラインメントマークと同様なマークであり、上記で言及されたように、フォームのタイプを識別することに使用され得る。
【００１６】
フォームをセクターに区分けすることは、セクターをサイズ付けすることによって曲線歪曲の修正を可能にする。より小さいセクターは相対的に平坦であり得、そのようなセクターの曲線はセクターのマークの読み取りに誤差の原因となるように現れない。
【００１７】
セクターが３つの同一直線上にない点によって画定される場合、次の方程式は、そのセクター内のマークのスケーリング、転換、および転回を修正する伝達関数を表し得る。
【００１８】
ｘ’＝Ａ’ｘ＋Ｂ’ｙ＋Ｃ’  方程式１、および
ｙ’＝Ｄ’ｘ＋Ｅ’ｙ＋Ｆ’  方程式２
フォームの特定のキャプチャされたイメージの６つの係数（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、およびＦ’）が導き出されれば、方程式１および方程式２は、モデルイメージのいかなる位置（ｘ，ｙ）をもフォームの読み取られていないイメージの対応する座標（ｘ’，ｙ’）に転換するために使用され得る。
【００１９】
セクターが、４辺のセクターエリアを画定する４つの同一直線上にない点によって画定される場合、次の方程式は、スケーリング、転換、転回、およびフォームの読み取られていないセクターをキャプチャするカメラに関連する視点の問題を修正する伝達関数を表し得る。
【００２０】
【数１】
2012510235.tif 000003
フォームの特定の読み取られていないイメージの８つの係数（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、およびＨ）が導き出されれば、方程式３および方程式４が、モデルイメージのいかなる位置（ｘ，ｙ）をもフォームの読み取られていないイメージの対応する座標（ｘ’，ｙ’）に転換するために使用され得る。
【００２１】
上記の伝達関数方程式の係数は、読み取られていないイメージの特定のマークの実際のｘ’，ｙ’の位置と、モデルイメージの対応するｘ，ｙの位置を比較することによって見いだされる。フォームのエリアをカバーするために、少なくとも３つの同一直線上にない既知のアラインメントマークが処理され得るが、しかし、４つまたはそれよりも多くのマークが有利に使用され得る。以下に示されるように、係数が行列代数のテクニックの使用によって見いだされ得るような方程式系に帰着する。
【００２２】
次の実例では、８つのアラインメントマークがセクターを画定するために使用される。この実例によると、８つのアラインメントマークがセクターを画定するために使用されるとき、次の複二次伝達関数方程式（方程式７）が適用され得、スケーリング、転換、転回、およびフォームの読み取られていないセクターをキャプチャするカメラに関連する視点の問題を修正し得る。
【００２３】
【数２】
2012510235.tif 000004
フォームタイプが知られ、フォームの全セクターについての伝達関数が導き出された後、同じセクター区分けが、読み取られていない保存されたイメージに適用され得、伝達関数は読み取られていないイメージ上の全セクター内のマークの位置に適用され得る。これは各セクター内のマークの修正された位置（存在する場合）に帰着する。これらの他のマークの修正された位置は、次に、モデルイメージ上の対応する位置と比較され得る。モデルイメージ上の位置は、これらの他のマークの意味を決定する保存された意味を有し、これらの他のマークの修正された位置は、モデルイメージの位置とマッチする。
【００２４】
ある用途では、しかし、伝達関数は、そのエリアのすぐ外のエリアに適用され得る。
【００２５】
セクターが他のアラインメントマークまたは既知の位置のマークを含む場合、これらの他のマークは誤差を算定するために使用され得る。読み取られていない保存されたイメージ上のこれらの他のマークの位置は検出され得、これらの位置は伝達関数の適用によって修正され得る。修正された位置は、モデルイメージの実際の位置と比較され得、誤差が算定され得る。誤差の閾値が確定され得、いずれかのセクターの誤差が閾値を超える場合、フォームが却下され得る。
【００２６】
他の用途では、他のより近いアラインメントマークがさらに別のセクターを形成するために使用され得、別の伝達関数が適用され得る。このプロセスは、容認できる誤差を有する、より小さいセクターがなくなるまで継続され得、そこでフォームは却下され得る。マークが存在する、フォームの全セクターに、容認できる誤差が形成される場合、マークされたフォームは受理され得、次にシステムによって処理され得る。
【００２７】
次の詳細説明は、例示的な実施形態、図面、および使用の記述された方法への参照がなされるとともに進行するが、本発明はこれらの実施形態または使用方法に限られるように意図されていないことが当業者に認識される。むしろ、本発明は、広い範囲のものであり、添付の特許請求に示されるようにだけ定義されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
以下の発明の記述は、付随する図面を参照する。
【図１】図１は、本発明を具現化するシステムのシステムブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは、曲線の問題の図解集である。
【図２Ｂ】図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは、曲線の問題の図解集である。
【図２Ｃ】図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは、曲線の問題の図解集である。
【図３】図３は、本発明のプロセスを示すフローチャートである。
【図４】図４は、マーキングを有するフォームのレイアウトである。
【図５Ａ】図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａは、本発明の１つ以上のプロセスを使用して読み取られ得るフォームの例の例である。
【図５Ｂ】図５Ｂ、図６Ｂ、および図７Ｂは、本特許に記述されたプロセスの１つ以上に従って、それぞれ図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに表されたフォームを、セクターに区分けすることを示す。
【図６Ａ】図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａは、本発明の１つ以上のプロセスを使用して読み取られ得るフォームの例の例である。
【図６Ｂ】図５Ｂ、図６Ｂ、および図７Ｂは、本特許に記述されたプロセスの１つ以上に従って、それぞれ図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに表されたフォームを、セクターに区分けすることを示す。
【図７Ａ】図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａは、本発明の１つ以上のプロセスを使用して読み取られ得るフォームの例の例である。
【図７Ｂ】図５Ｂ、図６Ｂ、および図７Ｂは、本特許に記述されたプロセスの１つ以上に従って、それぞれ図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに表されたフォームを、セクターに区分けすることを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
(例示的な実施形態の詳細説明）
図１は、光源４によって照らされているフォーム２を示し、フォーム２からの反射光６がカメラ１８によって受け取られている。フォームは、例えば、印刷された書類、プレー票、宝くじスクラッチ券、または宝くじインスタント券を表し得る。フォーム２は、カメラ１８から数インチから１フィートまたはそれ以上離れてポジショニングされたプラテン５上に位置し得る。カメラシーン、従って、フォーム２の複数のセクションは、順に処理され得るが、配置は、カメラ１８によってフォーム２の全体が見られることを可能にする。イメージは、カメラの感光性表面に印され、デジタル化されてピクセルまたはピクセルデータとして保存されるビデオ信号１０を作り出すためにカメラ電子装置８によってダウンロード（スキャンまたは読み込み）され得る。コンピューター処理システム１２内のプロセッサー１４（好ましくはマイクロプロセッサー）は、ピクセルデータを処理する。コンピューター処理システム１２は、メモリ１８、ならびに少なくともディスプレー、キーボード、ボタン、プリンター、および通信を操作するための入出力デバイスドライバー１６を含む。コンピューター処理システム１２は、次に、コンピューターネットワーク１７に接続され得る。
【００３０】
メモリ１８は、少なくとも、一つ以上のイメージバッファー、他のバッファー、キャッシュなどを含み得る。オペレーティングシステムおよびソフトウェアアプリケーションはメモリ１８に保存され得る。以下で考察される処理アプリケーション１３は、折り曲げられたフォームの湾曲または歪曲を修正または補正するためのプロセスを含む。１つの実施形態では、外部のリムーバブルフラッシュメモリ１９は、コンピュータープロセッサーシステム１２にアップロードされる専有ソフトウェアを含み得る。この実施形態では、フラッシュメモリ１９を取り外すことは、コンピュータープロセッサーシステム１２から専有ソフトウェアを取り外す。
【００３１】
コンピューターネットワーク１７は、インターネットのようなパブリックネットワークまたはプライベートネットワークなどであり得るが、いかなる場合も、例えば、経済情報のような情報は、外部干渉および保護を防止するために暗号化され得る。この例では、情報はフォームから得られ得、ネットワーク１７を介してセントラルコントローラー１５に送信され得る。セントラルコントローラー１５は、次に、経済情報を認証し、エージェントがしかるべく行動をすることを認可する。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂ（原寸大ではない）は、折り曲げられた、巻かれた、折り重ねられた、またはもみくしゃにされたフォーム２がカメラ１８の前に置かれ、カメラ１８により見られたとき生じるいくつかの問題を示す。この実例では、１つの折り曲がり２０を有するフォーム２は、プラテン５上に置かれ、ＬＥＤアレイ２２のような光源からの光４によって照らされる。この実例では、正方形のマーク２４はフォーム２の折り曲げられた部分上に存在し、光源からの光２６は、正方形２４からカメラ１８へ反射される。光線２６は角度θを定め、角度θは、光が、フォーム２がないときに位置２４’でプラテン５に突きあたるのと同じ角度θである。フォーム２上の正方形２４の寸法は、しかし、光線２６の広がりのためにプラテン５上の正方形２４’より小さい。コンピュータープロセッサーシステム１２は折り曲がり２０を知らず、位置２４のマークを、あたかもそれは２４’にあるかのように、および２４’でのマークと同じくらい大きいかのように処理する。カメライメージの解析が、マークを解析することに寸法をファクターとして使用する場合、折り曲がりはイメージに寸法誤差をもたらす。
【００３３】
図２Ｂは図２Ａに示されたのと同じ実例の側面高度図を表し、光２６の光線は、折り曲げられたフォーム２を正方形２４で交差し、プラテン５を２４’で交差する。正方形２４の側面図の長さは、正方形２４’の側面図の長さよりも有意に短い。しかし、図２Ｃの図解に示されたように付加的な問題がある。
【００３４】
図２Ｃでは、１つのドットＡがフォーム２の折り曲げられた部分上にある。光２６の少しの光線は、Ａからカメラ１８に反射される。上記のように、ドットＡは、プロジェクションドットＡ’よりも寸法が小さい。しかし、注意すべきは、折り曲げられた部分がプラテン５に平坦にされる(２８)ときは、ドットＡは位置Ａ”に位置することである。Ａ’およびＡ”のプロジェクション間にオフセット３０（ポジション誤差）がある。イメージ解析器は、マークＡを、本当のポジションは位置Ａ”にあるが、あたかもそれが位置Ａ’に位置するかのように処理する。
【００３５】
フォーム２の折り曲がり２０は、少なくとも寸法誤差およびポジション誤差を作り出す。フォーム２が湾曲されている、丸められている、または複数の折り曲がりを有する場合、結果として生ずる誤差はそれだけ調整することがより困難になる。
【００３６】
図３は本発明に従って既知のフォームのピクセルデータを処理するための方法を示す。このプロセスによると、大まかに、読み取られていないイメージのピクセルデータは、処理システムメモリ１８（図１）に保存されたフォームのモデルイメージと比較される。モデルイメージは、全てのアラインメントマークの位置を含むテンプレートとして使用される。モデルイメージフォームはセクターに分割され、いくつかのアラインメントマークは各セクターを画定し、各セクターのための伝達関数を含む。キャプチャされ保存されたイメージおよびモデルイメージのアラインメントマークの位置は、伝達関数の係数を決定する。伝達関数は、次に、修正された位置を作り出すために読み取られていないイメージの対応するセクターのマークの位置に適用され、これらのマークの意味は、モデルイメージの対応する位置への参照によって決定される。モデルイメージ上のマークの位置の意味は保存されている。
【００３７】
更に詳細に言い換えると、図３に示されたプロセスは、アラインメントドットまたはマークのようなマークを含む既知のフォームタイプの読み取られていないキャプチャされたイメージから始まる（３１）。特定のフォームの読み取られていないイメージに対応する保存されたモデルイメージが検索される（３２）。キャプチャされたイメージ上のアラインメントマークの位置が見いだされ（３３）、モデルイメージ上の対応するアラインメントマークの位置を使用して伝達関数の係数が見いだされる（３４）。
【００３８】
１つのセクターの伝達関数が決定されたとき、その関数は、そのセクター内または付近の他のアラインメントマークに適用され得る。キャプチャされたイメージのアラインメントマークの修正された位置とモデルイメージのそれらのマークの位置の比較がなされたとき、誤差３５が算定され得る。許され得る誤差のための誤差の閾値が確立され得、誤差が閾値内の場合、フォームはこの明細書で考察されるように更に処理され得る。誤差が大きすぎる場合、容認できる誤差が見いだされるまで、この明細書で考察されるように、他のより近いアラインメントマークが使用され得る。容認できない誤差が残る場合、フォームは却下され得る（４６）。
【００３９】
容認できる誤差は、フォーム上の容認できる既知の位置に解析するシステムが指定するポジション誤差より小さいものであり得る。例えば、マークがされ得るエリアは一辺が０．１インチの正方形であり得る。０．０５インチのポジション誤差は、容認できる誤差であり得る。
【００４０】
誤差がすべて容認できる場合（４０）、各セクターの伝達関数はそのセクター内の全てのマークに適用され（４２）、キャプチャされたイメージ上の全てのマークに修正された位置を作り出す（４４）。全てのマークの意味は、上記で言及されたように、モデルイメージ上の対応する位置への参照によって見いだされる（４８）。
【００４１】
誤差が容認できないままである場合、伝達関数がフォームの全てのセクションのマークで容認できる誤差に帰着するまでより小さいセクターが順番に他のアラインメントマークで用いられ得る（４５）。容認できる誤差が見いだされない場合、フォームは却下され得る（４６）。
【００４２】
実例的に、フォームは、三角形および矩形のセクターに分割され得るが、エリアを取り囲むいかなる形も使用され得る。
【００４３】
他の用途では、容認できる誤差は、フォームの却下率が容認できるまでサンプルまたはテストフォームを実施することによって決定され得る。ある用途では、容認できる誤差は単に予測され得る。
【００４４】
以下は、線形修正プロセスの適用を示す簡単な例を記述する。図４は、平坦に置かれたフォーム５０の上面図を示す。アラインメントマーク５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、および５４ｄ、ならびに５４ａ’、５４ｂ’、５４ｃ’、および５４ｄ’は、表されたように配置される。例えば、例示的な基本的線形修正ファクターとして、キャプチャされ保存されたイメージでのアラインメントマーク５４ａおよび５４ｂ間の算定された距離は、モデルイメージ上のアラインメントマーク５４ａおよび５４ｂ間の距離の８０％だけであり得る。そのファクターを使用して、キャプチャされたイメージ上のマークＣからマーク５４ａまでの距離は、その距離を１／０．８、すなわち１．２５でかけることによって修正され得る。マークＣは、次に、モデルイメージ上のその位置のマークとして解釈され、モデル上でのその位置の重要性はマークＣに割り当てられる。マークＣは、ロゴ、他のアラインメントマーク、または人工のマークであり得る。注意すべきは、アラインメントマークが相互により近い場合、実際の距離誤差はそれに応じて縮減されることである。すなわち、５インチの距離が１％修正された場合、修正は０．０５インチだが、距離が２．５インチの場合、同じ修正ファクターは０．０２５インチにすぎない。そのため、アラインメントマークが近いほど誤差は小さい。
【００４５】
フォーム上のいかなる種類のマークの検出は、マークの端、そしてマークの特徴または属性が見いだされることを可能にするコントラストを必要とする。典型的に、全てのフォームタイプは、容易に見いだされ認識されるように属性がかなり異なるロゴを有し、その１つが見いだされない場合、フォームタイプはエージェントによって打ち込まれ得るか、またはフォームが却下され得る。同様に、アラインメントマークは、検出を容易にするために特異的である。
【００４６】
端やマークを検出するための、およびマークの属性を算定するための公知のテクニックがあり、この明細書では更に考察されない。
【００４７】
図４の実施形態では、４つのアラインメントマーク５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、および５４ｄを、キャプチャされ保存されたイメージおよびモデルイメージフォームの４隅で解析することは、適用されたときに容認できる誤差に帰着する伝達関数を作り出し得る。その場合、キャプチャされ保存されたイメージの他のマークは、その伝達関数によって処理され得る。このような例は、そのフォームの処理を迅速化する。
【００４８】
いずれかの誤差が大きすぎると考えられる場合、ある用途では、追加的なアラインメントマーク（例えば、５４ａ’、５４ｂ’、５４ｃ’、５４ｄ’）が用いられ得る。これらの８つのアラインメントマークが使用される場合、フォームは３つのセクター５２、５３、および５５に分割され得る。伝達関数は、各セクターのために創出され得、各セクター内で見いだされたどのマークも対応する伝達関数を使用して修正される。アラインメントマークは、更に、該当する場合、フォームの中央部分Ｄ内に置かれ得る。多くのセクションが使用されるほどフォームの処理は長くかかり得る。しかし、注意すべきは、セクターに他のマークがない場合、そのセクターは処理される必要がないことである。
【００４９】
図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａは３つの例示的なフォームを示す。図５Ａは、フォームの外周部の周辺に分配された１１のアラインメントマーク６０を有する。各アラインメントマーク６０は、そのフォームタイプの既知の形を有する。図６Ａは、フォームの中心部分内にもアラインメントマーク７０が分配されている他のフォームタイプを表す。このフォームタイプは、２つの７０中央アラインメントマークとともに、１０の周辺アラインメントマーク７２を有する。
【００５０】
図７Ａは、さらに他のフォームタイプである。ここでは、アラインメントマークは図６Ａのものと同様にポジショニングされているが、図６Ａのそれらと比較して、中央マーク７６および周囲マーク７４はより細く、太くない。図７Ａでは、アラインメントマークは、偶然見る人にとって明白さおよび邪魔さの程度は低い。
【００５１】
図５Ｂ、図６Ｂ、および図７Ｂは、図５Ａ、図６Ａ、および図７Ａに表された対応するフォームタイプに適用され得るセクター分けを示す。図５Ｂには、５つの三角形のセクター８１、８２、８３、８４、および８５があり、それぞれは３つの点により形成され、この明細書に表されたように３点伝達関数が適用される。図５Ｂは、１つの矩形セクター８７およびもう１つの４辺セクター８６を有する。これらの４辺セクターには、４点伝達関数が適用される。
【００５２】
図６Ｂおよび図７Ｂには、６つの矩形または正方形セクター９０および９２がそれぞれ表されている。４点伝達関数は、これらの各セクターのために創出される。
【００５３】
（伝達関数）
上述から言い直すと、矩形フォームは、例えば、単なる１枚の紙なので、読み取りに問題をきたし得る歪曲をたびたび有する。紙フォーム上の直線などはキャプチャされたイメージ上で必ずしも直線ではない。フォームのテンプレートまたはモデルイメージは、しかし、歪曲されていないマークおよび線を有する、平坦で、通常矩形のフォームを表す。本発明は、キャプチャされたイメージ上の曲線の歪曲を補正または修正する非線形伝達関数を提供する。
【００５４】
上記で言及されたように、本発明の一つ以上の実施形態によると、フォームの各モデルイメージは、いくつかのセクターに区分けされ得、あるセクターは３つのアラインメントマークによって画定され、他のセクターは４つのアラインメントマークによって、そしてさらに他のセクターは４つよりも多くのそのようなマークによって画定され得る。
【００５５】
（３点方程式および解答）
セクターが３つのアラインメントマークで画定される場合、セクター内の位置に適用する伝達関数は、次のようであり得る。
【００５６】
ｘ’＝Ａ’ｘ＋Ｂ’ｙ＋Ｃ’  方程式１、および
ｙ’＝Ｄ’ｘ＋Ｅ’ｙ＋Ｆ’  方程式２
特定のキャプチャされたイメージの６つの係数（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦ）が導き出されると、方程式１および方程式２は、モデルイメージ上のいかなる位置（ｘ，ｙ）をもキャプチャされたイメージ上の対応する座標（ｘ’，ｙ’）に転換するために適用され得る。
【００５７】
次の考察はこれらの方程式を解くための１つのやり方を示す。方程式１および方程式２は、次のように行列形式に配列され得る。
【００５８】
Ａ、Ｂ、およびＣについて解くためには
【００５９】
【数３】
2012510235.tif 000005
Ｄ、Ｅ、およびＦについて解くためには
【００６０】
【数４】
2012510235.tif 000006
行列の簡単さのため、これを容易に解くためにクラメールの公式が使用され得る。例えば、
【００６１】
【数５】
2012510235.tif 000007
（４点方程式および解答）
セクターが４つのアラインメントマークで画定される場合、セクター内の位置に適用され得る伝達関数は、次のように定義され得る。
【００６２】
【数６】
2012510235.tif 000008
特定のキャプチャされたイメージの８つの係数（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、およびＨ）が導き出されると、方程式３および方程式４は、モデルイメージ上のいかなる位置（ｘ，ｙ）をも、キャプチャされたイメージの対応する座標（ｘ’，ｙ’）に転換するために使われ得る。
【００６３】
次の考察は、これらの方程式を解くための１つのやり方を示す。方程式３および方程式４は、次のように更に行列のような形式に再配列され得る。
【００６４】
Ａ・ｘ＋Ｂ・ｙ＋Ｃ・１＋Ｄ・０＋Ｅ・０＋Ｆ・０−Ｇ・ｘ・ｘ’−Ｈ・ｙ・ｘ’＝ｘ’  方程式５、および
Ａ・０＋Ｂ・０＋Ｃ・０＋Ｄ・ｘ＋Ｅ・ｙ＋Ｆ・１−Ｇ・ｘ・ｙ’−Ｈ・ｙ・ｙ’＝ｙ’  方程式６
方程式５および方程式６は、次に、ガウス消去法を使用し方程式系として解かれ得る。ガウス消去法によると、次の８ｘ９の拡大係数行列の構築が不可欠であり、上三角行列化および後退代入がなされる。
【００６５】
【数７】
2012510235.tif 000009
（曲線修正に適用される複二次変換）
４つより多くのアラインメントマークがセクターを画定するために使用されるとき、セクター内の位置に適用され得る伝達関数は、次の複二次方程式によって定義され得、複二次方程式は二次変換
方程式７：
【００６６】
【数８】
2012510235.tif 000010
を表す。
【００６７】
Ａ”およびＢ”は、変換の係数行列であり、２つの１ｘ８行列としてそれぞれ表現され得、
【００６８】
【数９】
2012510235.tif 000011
Ｕは１ｘ８行列であり、その転置行列ＵＴは８ｘ１行列である。Ｕの代わりにＵＴが以下に明晰性のために定義される。
【００６９】
【数１０】
2012510235.tif 000012
これは、ｎ＝１、２、．．．、８とするｕn＝ｕn（ｘ，ｙ）は、ｘおよびｙの関数であることを意味する。
【００７０】
この８点伝達関数は、係数行列Ａ”およびＢ”を決定するために８つの参照点を必要とする。
【００７１】
テンプレートまたはモデルイメージに８つの参照点、
Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）、Ｐ４（ｘ４，ｙ４）、Ｐ５（ｘ５，ｙ５）、Ｐ６（ｘ６，ｙ６）、Ｐ７（ｘ７，ｙ７）、Ｐ８（ｘ８，ｙ８）
およびキャプチャされた空間に８つの対応する点
Ｐ１’（ｘ’１，ｙ’１）、Ｐ２’（ｘ’２，ｙ’２）、Ｐ３’（ｘ’３，ｙ’３）、Ｐ４’（ｘ’４，ｙ’４）、Ｐ５’（ｘ’５，ｙ’５）、Ｐ６’（ｘ’６，ｙ’６）、Ｐ７’（ｘ’７，ｙ’７）、Ｐ８’（ｘ’８，ｙ’８）
も有すると仮定する。
【００７２】
これらの８点を方程式１に代入すると、（ｊ＝１、２、．．．、８に対して）
【００７３】
【数１１】
2012510235.tif 000013
を有し、すなわち、行列形式では、上記の２行は、
方程式８：
Ｘ’＝ＱＡ”、
Ｙ’＝ＱＢ”
になる。
【００７４】
行列Ａおよび行列Ｂは上記と同じであり、行列Ｘ’、行列Ｙ’、行列Ｑは以下に定義される。
【００７５】
【数１２】
2012510235.tif 000014
方程式８では、Ｘ’、Ｙ’、Ｑは全て既知であり、ＡおよびＢは解かれる対象の未知数である。
【００７６】
行列Ｑが特異行列の場合、方程式２によって与えられた上記の２つの線形系は、解がなく、上記と異なる８つの参照点を選択しなければならない。
【００７７】
行列Ｑが正則行列の場合、方程式２から係数行列Ａおよび係数行列Ｂを解き得、
方程式９
Ａ”＝Ｑー１Ｘ’
Ｂ”＝Ｑー１Ｙ’
を得得る。Ｑー１は行列Ｑの逆行列である。
ＡおよびＢを方程式１に代入することは
方程式１０
ｘ’＝ＵＡ”＝ＵＱー１Ｘ’
ｙ’＝ＵＢ”＝ＵＱー１Ｙ’
に繋がる。
または同等に、
方程式１１：
【００７８】
【数１３】
2012510235.tif 000015
ここでは、ｊ＝１、２、．．．、８とするｘ’ｊおよびｙ’ｊは、キャプチャされた空間の事前に選択された８つの参照点の既知の座標である。Ｑー１はテンプレートまたはモデルイメージの事前に選択された８つの参照点の座標（ｘｊ，ｙｊ）のみに依存するため、Ｑー１も既知である。テンプレートの所与の点（ｘ，ｙ）において、ｎ＝１、２、．．．、８とするｕｎ（ｘ，ｙ）は、算定され得る。従って、テンプレートのいかなる点（ｘ，ｙ）においても、キャプチャされた空間の対応する点（ｘ’，ｙ’）は、上記の２つの方程式から得られ得る。
【００７９】
実際には、Ｑー１は、変換を加速するためにオフラインで算定され得る。それは、（ｘ，ｙ）から（ｘ’，ｙ’）への変換の全ペアのＱー１を算定しなくてもよいことを意味する。Ｑー１は、テンプレートの８つの参照点が選択された後のみに算定され得る。
【００８０】
上記された実施形態は例としてこの明細書に示されており、多くのバリエーションおよびその代替は可能であることが認識される。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲に示されたようにのみ定義されていると広く解釈されるべきである。
【図１】
2012510235.tif 000020
【図２Ａ】
2012510235.tif 000021
【図２Ｂ】
2012510235.tif 000022
【図２Ｃ】
2012510235.tif 000023
【図３】
2012510235.tif 000024
【図４】
2012510235.tif 000025
【図５Ａ】
2012510235.tif 000026
【図５Ｂ】
2012510235.tif 000027
【図６Ａ】
2012510235.tif 000028
【図６Ｂ】
2012510235.tif 000029
【図７Ａ】
2012510235.tif 000030
【図７Ｂ】
2012510235.tif 000031
【国際調査報告】
2012510235.tif 000032
2012510235.tif 000033
2012510235.tif 000034