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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung eines vor einem und gegen einen Untergrund dargestellten Druckträgerdokuments mit einem Scanner, etwa Photokopiergeräte oder Telefaxgeräte, und ein Gerät mit einem Scanner zur Durchführung des Verfahrens.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung gleichzeitig das Problem der Abtastung allein des Dokuments unter Ausschluss des Untergrunds, auf dem es platziert ist, wenn die Abmessungen des Dokuments kleiner als die des Abtastbereichs des Scanner sind.
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Das Ziel einer derartigen selektiven Abtastung ist, dass sie so schnell wie möglich erfolgt und dass sie den Verbrauch von Drucktoner zum Kopieren des Dokuments verringert, ganz zu schweigen von dem Vorteil, den Untergrund nicht auf der Kopie zu sehen.
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Nachdem die Anmelderin bemerkt hatte, dass die Funktion der Vorausdarstellung, die erlaubt, ein Nutz-Abtastfenster freizugeben, heute nur auf einem Personalcomputer besteht, wollte sie daher vorschlagen, alle Scannergeräte mit Mitteln zur automatischen Bestimmung der alleinigen abzutastenden Nutzzone auszustatten.
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Aus der
DE 197 00 352 A1 ist ein Verfahren zur Abtastung eines Druckträgerdokuments mit einem Scanner bekannt, bei dem die Position und der Winkel eines in einem Dokument eingebetteten Bilds automatisch bestimmt werden, wobei die Kanten des Bildbereichs des Dokuments mittels eines Filterverfahrens erfasst werden, das für jedes Pixel des Dokuments einen gefilterten Wert bereitstellt und nach Maximalwerten dieses Werts sucht. Aus der
DE 197 00 318 A1 ist ein ähnliches Verfahren zur Bestimmung der Kanten von Bildern auf einer gescannten Oberfläche bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Abtastverfahren bereitzustellen, das einfacher arbeitet und die optischen Eigenschaften des Hintergrunds nutzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Mit diesem Verfahren kann der Hintergrund von dem Dokument unterschieden werden, indem ein Schwellenwert festgelegt wird, jenseits dessen ein zugeordnetes Pixel als Teil des Hintergrunds angesehen wird.
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Mit verringerter Auflösung ist eine niedrigere Auflösung als die regelmäßige Auflösung gemeint.
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Bei einem Flachbettscanner wird eine Einrichtung verschoben, um ein flaches und unbewegliches Dokument, einen Druckträger für graphische Daten, Zeichen oder Bilder abzutasten, während bei einem Trommelscanner das Dokument verschoben wird. Die Erfindung last sich genauso gut auf beide Scannertypen anwenden.
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Bevorzugt findet die Umwandlung in Echtzeit statt.
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Vorzugsweise wird nach Erhalt der groben Darstellung des Dokuments in einem ersten Farbdarstellungsraum zu einer Änderung vom ersten in einen zweiten Farbraum fortgeschritten, ehe in diesem zweiten Raum nur die binäre Darstellung des Dokuments festgehalten wird.
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Weiterhin wird auch, wenn der erste Raum der RGB-Raum (RGB – rot, grün, blau) ist, in den Lab-Raum (Luminanz, Chrominanz der Achse a, Chrominanz der Achse b) umgewandelt und nur die Luminanzkoordinate festgehalten, um durch Vergleich mit einem Schwellwert die binäre Darstellung des Dokuments zu erzeugen.
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Vorzugsweise wird die Abtastung mit verringerter Auflösung auch mit einer größeren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der regelmäßigen Abtastung ausgeführt.
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Die Erfindung betrifft auch ein mit einem Scanner versehenes Gerät mit Abtastmitteln, Einstellmitteln für die Abtastungsauflösung, Teilen zur Unterscheidung eines abzutastenden Dokuments von einem Untergrund und einer Konturbestimmungssoftware nach Anspruch 6.
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Vorzugsweise umfasst das Gerät auch Mittel zur Einstellung der Abtastgeschwindigkeit.
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Man wird bemerken, dass der Erfindungsgedanke des beanspruchten Geräts derselbe wie der des Verfahrens ist, das während des Betriebs des Geräts eingesetzt wird. Genauer gesagt entspricht jeder Stufe des Verfahrens ein bestimmtes Mittel des Geräts.
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Die Erfindung lässt sich besser anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verstehen, in der:
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1 ein Blockschaltbild eines Telefaxgeräts zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist und
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2 die Stufen des Beschneidens eines zu scannenden Bildes darstellt.
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Das Gerät zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist hier ein in 1 dargestelltes Telefaxgerät, das eine Zeitbasis 10 umfasst, die die Funktionsweise der verschiedenen Schaltkreise des Telefaxgeräts und insbesondere eines Mikroprozessors 11 desselben taktet und dabei die Folgesteuerung der Funktionsweise dieser verschiedenen Schaltkreise oder Vorrichtungen steuert. Das Telefaxgerät ist insbesondere mit einem Scanner, hier einem Flachbettscanner für schwarz und weiß und Farbe, versehen, mit einer Abtastvorrichtung 14 mit Schlittenkopf zur Aufnahme eines abzutastenden Dokuments 20, das durch und auf einer heruntergeklappten schwenkbaren Abdeckung 15 unbeweglich auf ein Glas der Vorrichtung 14 gedruckt wird. Schaltkreise 12 steuern die Einstellung der Abtastungsauflösung der Abtastvorrichtung 14, und hier sind Schaltkreise 13 vorgesehen, die die Einstellung der Geschwindigkeit der Abtastvorrichtung 14 steuern.
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Die Abtastvorrichtung 14 ist am Ausgang mit einer Verarbeitungsgruppe 16 verbunden, die vorgesehen ist, um das Bild des Dokuments 20 bezüglich des Untergrunds zu unterscheiden, das heißt, das Bild der Abdeckung 15 in dem allgemeinen Fall, in dem des Dokument 20 die abgetastete Oberfläche nicht vollständig bedeckt. Ein mit der Verarbeitungsbaugruppe 16 verbundener Speicher 17 enthält eine Software zur Bestimmung der Bildkonturen. Die Verarbeitungsbaugruppe 16 ist hier eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Die Verarbeitungsbaugruppe 16 funktioniert in Echtzeit zur fliegenden Abtastung eines Bildes im Verlauf der Erfassung durch die Abtastvorrichtung 14 und zum verzögerungsfreien Steuern der Schaltkreise 12 und 13.
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Nunmehr wird die Ausführung des Verfahrens erläutert.
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Zur Abtastung des auf das Gas der Abtastvorrichtung 14 plazierten Dokuments 20 mit heruntergeklappter Abdeckung 15 des Bilduntergrunds werden das Dokument 20 und der Untergrund 15 mit einer durch die Schaltkreise 12 bestimmten verringerten Auflösung durch die Vorrichtung 14 abgetastet. Die Verarbeitungsbaugruppe 16 unterscheidet dann zwischen dem Dokument 20 und dem Untergrund 15 in dem von der Abtastvorrichtung 14 erfaßten Bild und bestimmt die Konturen des Dokuments 20 mit Hilfe der Software im Speicher 17. Das Dokument 20 wird dann erneut optisch mit einer geeigneten bzw. nominellen Auflösung abgetastet, wobei der Untergrund 15 zumindest teilweise durch Einschränkung der abgetasteten Zone auf die das Bild des Dokuments 20 enthaltende Zone möglicherweise mit Überresten des Untergrunds 15 um diese Zone herum beseitigt wird.
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Vorzugsweise wird wie hier die Anfangsabtastung mit verringerter Auflösung mit einer größeren Geschwindigkeit als der regelmäßigen bzw. nominellen Abtastgeschwindigkeit ausgeführt.
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Zum Erleichtern der Verarbeitung der Unterscheidung des Dokuments 20 vom Untergrund 15 wird nach der Abtastung mit verringerter Auflösung, die eine grobe Darstellung 22 des Dokuments 20 (2), die in dieser Beschneidungsphase genügt, liefert, die Darstellung 22 in der Verarbeitungsbaugruppe 16 in eine binäre Darstellung 30 (Bitmap) mit 1 Bit pro Pixel umgewandelt. Diese Umwandlung findet hier während der Aufnahme der Bilddaten 22 der Abtastvorrichtung 14 in Echtzeit fliegend statt, in denen jedes Pixel, schwarz und weiß oder der drei hier vorgesehenen Primärfarben rot, grün, blau, auf ein Oktett codiert wird, das eine Intensität angibt.
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Das Beschneiden des Dokuments 20 wird hier durch Verarbeitung von Luminanzinformationen bewirkt, die immer vorhanden sind, selbst wenn eine Farbe fehlt. So wie die Bilddaten 21 hier durch die Vorrichtung 14 in einem ersten Darstellungsraum bzw. Farbreferenzen rot, grün, blau (RGB) erfaßt werden, werden diese Daten zuerst umgewandelt, das heißt man schreitet zu einer Veränderung fort, damit sie in einen zweiten Farbdarstellungsraum übergehen können und das Bild 22 erhalten wird. Dieser zweite Raum ist hier der Lab-Raum; Luminanz, Chrominanz der Achse a und Chrominanz der Achse b. Die Verarbeitungsbaugruppe 16 verfügt dann direkt über die Luminanzkomponente oder -koordinate, um durch einen Vergleich mit einem unten erläuterten Schwellwert die binäre Darstellung 30 von Pixeln zu erzeugen, die die drei Farboktette des Bildes 22 ersetzen, wobei die Darstellung 30 zum Herausziehen der Konturen dient.
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Der Untergrund 15 weist eine optische Eigenschaft auf, die ihn ohne Zweideutigkeit vom Dokument 20 unterscheidet. In diesem Beispiel ist die Abdeckung des Untergrundes 15 von einem Schwarz mit sehr großer Dichte, die größer ist als die, die das gesamte Dokument 20 bieten könnte. In einem anderen Beispiel könnte dies beispielsweise Fluoreszenz oder wieder eine spezifische Farbe sein.
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Die Software 17 zur Gewinnung der Konturen des Dokuments 20 in dem das Bild des Untergrunds 15 umfassenden globalen Bild bestimmt die Grenzen der Zonen des Schwarzen mit sehr großer Dichte des Untergrunds 15 und entnimmt aus dem globalen Bild diese Zonen des Untergrunds 15, deren Lage so bestimmt worden ist.
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Um die Bitmap 30 zu erhalten, um dort die Zonen des Untergrunds 15 zu markieren und abzugrenzen, wird die Luminanz L der verschiedenen Pixel des globalen Bildes 22, die in einem Oktett im Lab-Raum codiert ist, mit dem Schwellwert, hier einem Wert von Schwarz zwischen dem sehr dichten Schwarz des Untergrundes 15 und dem dichtesten Schwarz, das das Dokument 20 bieten kann, aber nicht so dicht wie das des Untergrundes 15 ist, verglichen. In dem so erhaltenen Bild 30 werden die Pixel des Untergrundes 15 jeweils beispielsweise durch ein Bit ”1” und die des Dokuments 20 durch das entgegengesetzte Bit ”0” dargestellt. Das Dokument 20 wird daher in dieser Anfangsphase der Formatierung der Bilddaten in Zonen als ein Leerraum betrachtet.
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In diesem Beispiel und zum Vereinfachen der Software 17 zur Konturengewinnung erfolgt die Beschneidung nach Zeilen und Spalten von Pixeln, die durch optische Abtastung erhalten wurden, wobei jede Zeile oder Spalte, die eindeutig ”1” oder Untergrundpixel darstellt, als den Untergrund 15 darstellend betrachtet wird. So wird ein globales, hier rechteckiges Bild 30 definiert, das einen ”schwarzen”, des Dokument 20 umgebenden Rahmen 31, 32, 33, 34 umfaßt, so weit dieses letztere nicht einen Rand des globalen Bildes 30 berührt.
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Wenn die Ränder des Dokuments 20, hier in Quadratform, wie in der 2 zur Richtung der Zeilen oder Spalten der Abtastung geneigt sind, umfassen gewisse Zeilen und Spalten ein Segment mit weißen Pixeln ”0” (eine Ecke des Dokuments 20) mit zwei Segmenten von schwarzen Pixeln in ”1” auf beiden Seiten (siehe Zonen 36 bis 39 des Bildes 40). Dieser Fall wird später behandelt.
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Um Störwirkungen wie beispielsweise Flecken der Abdeckung des Untergrundes 15 zu vermeiden, ist hier eine räumliche Tiefpaßfiltrierung zur Beseitigung von isolierten weißen Pixeln unter den schwarzen Pixeln des Untergrunds bzw. ”1” vorgesehen. Diese Filtrierung besteht hier darin, die Anzahl von schwarzen Pixeln pro Zeile von 1728 Nutzpixeln zu ermitteln und jede Zeile, deren Anzahl von Pixeln eine Oberschwelle überschreitet, zum Beispiel 1720 Pixel, als schwarz zu erklären. Dieselbe Art von Filtrierung wird an den Spalten ausgeführt.
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Wenn man so über die Positionen der zwei Rechteckblöcke von schwarzen bzw. als schwarz erklärten Zeilen 31, 32 und der zwei Rechteckblöcke von schwarzen bzw. als schwarz erklärten Spalten 33, 34 verfügt, die das Bild des Dokuments 20 umrahmen, ist somit die Position dieses letzteren im globalen Bild 30 durch die zwei schwarzen Zeilen und zwei schwarzen Spalten definiert, die in dem globalen Bild 30 einer weißen Zeile bzw. Spalte benachbart sind, die somit einen Rand des Dokuments 20 darstellt.
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Um die entsprechenden Schwarz-Weiß-Übergänge zu markieren, testet die Verarbeitungsbaugruppe 16 die Pixelbit zeilenweise ab und bestimmt die Position der Seitenränder des weißen Bildes, mit 0-Bit, wenn eine erste unvollständige schwarze Zeile erkannt wird. Der obenerwähnte Zähler gestattet die Speicherung der Ziffern 1 bis 1728 oder Positionen von schwarzen Spalten der zwei Schwarz-Weiß- und dann Weiß-Schwarz-Übergänge, die internen Seitenrändern der besagten senkrechten Blöcke 33, 34 des Rahmens zugeordnet sind.
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Eine Abtastung derselben Art, aber nach einer beliebigen Spalte zwischen diesen zwei letzteren Spalten, gestattet gleichfalls die Markierung der Höhenposition der zwei schwarzen Zeilen des internen Randes der besagten horizontalen Blöcke 31, 32 des Rahmens.
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Nachdem die Position des Dokuments 20 so umrahmt und in dem Bild 30 definiert worden ist, wird die Abtastvorrichtung 14 dann durch die Verarbeitungsbaugruppe 16 über die Schaltkreise 13 eingestellt, damit ihr Schlittenkopf einen schnellen Vorlauf im Block 31 bis zur Position der ersten Rand-”Zeile” (oder Höhe des Dokuments 20) durchführt, um danach seinen Vorschub mit regelmäßiger bzw. nomineller Geschwindigkeit bei der Abtastung des sich bietenden Bildes zu verfolgen und diese Abtastung anzuhalten, um den Kopf in seine Ruhestellung zurückzubringen, wenn die Position der entgegengesetzten Randzeile (Block 32) erreicht ist. Es wird das Bild 35 erhalten.
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Nachdem die oberen 31 und unteren 32 schwarzen Randblöcke des Rahmens des Bildes 30 so durch die optische Erfassung ohne übermäßigen Zeitverlust beseitigt worden sind, werden die verbleibenden Pixel der Seitenränder 33, 34 danach ihrerseits in der Verarbeitungsbaugruppe 16 beseitigt, indem nur die Spalten zwischen den zwei internen Randspalten der Seitenblöcke 33, 34 bewahrt werden, um ein beschnittenes Bild 40 des Dokuments 20 zu liefern.
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Wie obenerwähnt, besteht eine optimale zusätzliche Behandlung zur Behandlung des gegenwärtigen Falles eines Dokuments 20 mit geneigten Rändern darin, die in den dreieckigen Zonen 36, 37, 38 und 39 zwischen dem Rahmen 31 bis 34 und dem Dokument 20 befindlichen Pixel, die anfangs als zu dem Untergrund 15 gehörend erkannt wurden, aber die aufgrund der Gegenwart von zahlreichen weißen Pixeln (Segmente einer Ecke des Dokuments 20) von ”0”) in ihrer Zelle oder Spalte nicht in den schwarzen Rechteckrahmen 31 bis 34 integriert worden sind, in dem endlichen beschnittenen Bild 40 auf Weißpegel zu treiben.
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So werden in dem allgemeinen Fall eines Dokuments 20 beliebiger Form und Orientierung die Positionen der Pixel des Untergrunds 15 markiert und danach aus dem abgetasteten Endbild beseitigt. Diese Beseitigung kann in der Lieferung eines eingeschränkten Bildes ohne den schwarzen Rechteckrahmen 31 bis 34 und/oder in der Lieferung eines Bildes, in dem das Dokument 20 perfekt beschnitten und dessen Untergrund 15 vollständig gelöscht ist, das heißt dessen Bild durch nicht gedruckte Pixel dargestellt wird, bestehen.
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Wie erwähnt kann der erfindungsgemäße Scanner als Alternative ein Trommelscanner mit einem festen Kopf und einer oder zwei Vorschubwalzen für ein vor dem Kopf durchlaufendes Dokument sein.