JP3839942B2

JP3839942B2 - Multiple image generation method

Info

Publication number: JP3839942B2
Application number: JP33982497A
Authority: JP
Inventors: ロバート・ジー・ガン; スティーブン・エル・ウェブ; グレッグ・エー・デギ; グレゴリー・エー・ブレイク; ケヴィン・ジェイ・ヤンガース; ダン・エス・ジョンソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: GB2321361A; DE19741359A1; GB9800570D0; TW366646B; JPH10210279A; GB2321361B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には光学スキャナに関するもので、特に単一走査からカラーおよび白黒画像を含む複数の画像を取得する方法およびシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学スキャナは、画像を捕捉しデジタル化するために使用される。例えば、光学スキャナを使用して１枚の紙の上の印刷物の画像を捕捉することができる。デジタル化された画像は、次に電子的に記憶され、更に文字認識ソフトウェアを用いてテキストを生成するように処理されることもできる。大部分の光学スキャナは、照明および光学システムを使用して、オブジェクトを照射して、通常「走査行」と呼ばれる照射されたオブジェクトの小さい領域を光センサ・アレイ上へ集束させる。照明および光学部品に対してオブジェクトを移動させるか、あるいはオブジェクトに対して照明および光学部品を移動させるかいずれかによって、照射される走査行をオブジェクト全体にわたって掃くように移動させることによってオブジェクト全体の走査が実行される。
【０００３】
典型的スキャナ光学システムは、照射される走査行の画像を光センサ・アレイ表面に集束させるためのレンズ部品を含む。特定の設計によっては、スキャナ光学システムは、また、複数のミラーを備えて、光線経路を折り曲げることによって光学システムを比較的小さい筐体内に実装することができるようにすることもある。
【０００４】
種々のタイプの光センサ装置が光学スキャナで使用される可能性があるとはいえ、一般的に使用されるセンサは電荷結合素子(charge coupled device)すなわちＣＣＤである。よく知られているように、ＣＣＤは、各々が光の露出に反応して電荷を収集または構築する多数の個別セルあるいはピクセルを含む。所与のセルまたはピクセルに蓄積される電荷の大きさは光露出の強度および持続時間に関係しているので、集束される画像上の明るいスポットおよび暗いスポットを検知するためＣＣＤが使用される。典型的スキャナ・アプリケーションにおいては、ＣＣＤセルまたはピクセルの各々に構築される電荷が測定され、典型的スキャナで約５ミリ秒程の露出時間またはサンプリング間隔として知られる規則的間隔で放電される。荷電(すなわち画像データ)は露出時間の間にＣＣＤセルに同時に収集されるので、ＣＣＤセルからの同時または並列的データを連続または逐次データストリームに変換するためアナログ・シフト・レジスタがＣＣＤにおいて使用される。
【０００５】
典型的アナログ・シフト・レジスタは、各々が個別セルに接続されている複数の電荷転送バケットを含む。露出時間の最後に、ＣＣＤセルの各々によって収集された電荷が同時に電荷転送バケットへ転送され、ＣＣＤセルは次の露出に備える。次に、各バケットの電荷が、ＣＣＤセルが次の走査行に対して露出されている間に、バケットからバケットへバケツ・リレーのように伝送される。次に、順に並べられたＣＣＤセルからの電荷は、１つずつ、適切なアナログ／デジタル変換器によってデジタル信号に変換される。
【０００６】
大部分の光学スキャナのアプリケーションにおいては、ＣＣＤの個別ピクセルの各々は線形アレイを形成するように、順に配列される。このように、ＣＣＤアレイにおける各ピクセルは、照射された走査行の関連ピクセル部分に対応する。線形光センサ・アレイにおける個別ピクセルは、一般的に、「横方向」、すなわちオブジェクトを横切って進む(照射された)走査行の移動方向に対し垂直な方向に配列される。従って、線形光センサ・アレイの各ピクセルは、横方向に測定される長さおよび走査方向に測定される幅を持つ。大部分のＣＣＤアレイにおいて、ピクセルの長さおよび幅は等しく、典型的にはそれぞれ約８ミクロンである。
【０００７】
横方向のサンプリング率は、ＣＣＤにおける個別セルの数の関数である。例えば、一般に広く使用されているＣＣＤ光センサ・アレイは、約６００ＰＰＩ(ピクセル／インチ)という横方向におけるサンプリング率を可能にするために十分な数の個別セルを含む。このようなサンプリング率は横方向における本来的サンプリング率と呼ばれる。
【０００８】
走査方向のサンプリング率は、走査行移動速度とＣＣＤ露出時間の積(サンプリング間隔)に逆比例する。従って、走査方向のサンプリング率は、走査行移動速度またはＣＣＤ露出時間、あるいはその両者を減少させることによって増加させることができ、逆に、走査行移動速度またはＣＣＤ露出時間、あるいはその両者を増加させることによってサンプリング率を減少させることができる。所与の露出時間に関する「走査方向の最小サンプリング率」は、露出時に最大走査行移動速度で走査する時に達成されるサンプリング率である。例えば、毎秒３.３３インチの走査行移動速度および約５ミリ秒の最大露出時間は、約６００ＰＰＩという走査方向における最小サンプリング率を発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
現在では、光学文字認識(ＯＣＲ)は、正確な結果を得るため、３００ＰＰＩサンプリング率を必要とする。このように、高解像度だが低ビット深度である３００ＰＰＩ４ビットグレー走査(8.5 X 11)は約４.２メガバイトである。精度の高いカラーは２４ビット・カラーを必要とする。低解像度だが高ビット深度である１５０ＰＰＩ２４ビットカラー走査(8.5 X 11)は、約６.３メガバイトである。カラー画像およびＯＣＲを必要とする書き込み文字両方を含むドキュメントの走査を行うためには、走査は、３００ＰＰＩ２４ビット(8.5 X 11)でなければならず、これは、約２５.２４メガバイトのメモリに相当する。従って、テキストおよび画像を含むドキュメントの走査は多くのメモリを必要とする。しかし、コンピュータ上のソフトウェアは、カラー画像のサンプリングを約６.３メガバイトに下げ、カラー画像を放棄してテキストを取得する。このプロセスは、ソフトウェアで実行するには非常に遅く、また多量のメモリを不必要に消費する。代替方法としては、テキストまたはグラフィックスのいずれかを先ず走査し次に別の一方の走査を実行し、その後ドキュメントはソフトウェアによって再生成される。しかしながら、この代替方法も、多くのメモリを使用することに加えて非常に時間のかかるドキュメント走査方法である。
【００１０】
従って、テキストおよびグラフィックスの両方を含むドキュメントを走査し、(現行では速度的に制約のある)スキャナからホスト・コンピュータへ送られるデータの総量を減少させ、ホスト・コンピュータのソフトウェアによって処理されるデータの総量を減少させることができるスキャナが必要とされている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明において、上記課題の解決は、複数画像スキャナにおいて達成される。該スキャナは、(例えばテキストおよびグラフィックスのような)複数のタイプの画像を含むドキュメントの単一走査を実行し、該スキャナからホスト・コンピュータへ同一画像の複数の描画(例えば１つの高解像度グレイスケール画像および１つの低解像度高ビット深度カラー画像)を送り、それによって、ホスト・コンピュータへ送られ処理されるデータの総量を大幅に減少させる。データ量の減少は、例えば、約２５.２４メガバイトが、(３００ＰＰＩグレー画像(8.5 X 11)の４.２メガバイトおよび１５０ＰＰＩ２４ビット・カラー(8.5 X 11)の６.３メガバイトの合計である)約１０.５メガバイトに減少する。すなわち２.４対１の減少である。
【００１２】
本発明のスキャナは、例えば画像間の解像度比率が２であるとすれば高解像度グレー・データの２行および低解像度カラー・データの１行を行単位にインターリーブした形態で複数画像をホスト・コンピュータへ送る。本発明の利点は、ホスト・ソフトウェアが処理し保存すべき情報も、(スキャナ速度の制約を受ける)スキャナからホストへ送られるべき情報も、従来技術に比較して少ない。
【００１３】
更に、本発明は、インターリーブされた画像データストリームを、ホスト・コンピュータによる走査および更なる処理に備えて個別画像に解析することができる機能を持つホスト・コンピュータ・ソフトウェアを含む。
【００１４】
本発明は、スキャナを使用して１つの画像の複数描画を生成する方法を含む。該方法は、上記スキャナを使用して単一の走査を実行するステップ、および、上記単一走査によって取得された画像の複数の描画を上記スキャナが生成するステップを含む。単一走査によって取得された画像の複数の描画を生成する上記ステップは、少くとも１つのグレイスケール画像および少くとも１つのカラー画像を生成するサブステップを更に含み、更にこのサブステップは、少くとも１つの高解像度グレイスケール画像および少くとも１つの低解像度高ビット深度カラー画像を生成するサブステップを更に含む。上記スキャナが上記単一走査画像の上記複数描画を生成すると、上記スキャナは、上記単一走査画像から取得された上記画像の上記複数描出を更なる処理のためホスト・コンピュータへ送信する。
【００１５】
本発明は、単一走査を基に１つの画像の複数の描画を生成する画像処理装置を備えるスキャナを含む。上記画像処理装置は、単一走査画像を該単一走査画像の複数描画に分割するプレスケーラを含む。上記プレスケーラは、また、上記単一走査画像を、上記単一走査画像の少くとも１つの白黒描画と上記単一走査画像の少なくと１つのカラー描画に分割する機能を含む。更に、上記プレスケーラは、少くとも１つの高解像度グレイスケール画像および１つの低解像度高ビット深度カラー画像に分割する機能を含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、単一の走査から２つのセットの走査データを同時に取得することができるスキャナを提供する。走査の区域が同一であるにもかかわらず、データ・タイプおよび解像度の観点から見たビュー(すなわち画像の様相)は変わる。例えば、ドキュメントの走査が実行される時、該スキャナの中の画像処理装置が、走査されたドキュメントから１つの高解像度グレイスケール画像および１つの低解像度２４ビット・カラー画像を生成して、１つのデータストリームにインターリーブされる形態でその両方の描画をホスト・コンピュータに送る。次に，ホスト・コンピュータは、走査されたドキュメントの２つのビューを再作成するためその両方の描画を解析する。
【００１７】
図１は、２画像スキャナに関するデータ経路のブロック図であって、点線部分１００は画像処理装置によって実施されるスキャナ機能であり、点線部分１０２はホスト・コンピュータ機能である。本実施形態が白黒およびカラー画像を含む２画像スキャナではあるけれども、概念は複数画像に拡張することができる点は注意されるべきである。画像処理装置１００は、図２および図３を参照しながら後述される機能上の細部を備えるＡＳＩＣの形態で実施される。ドキュメントが走査される時、ＣＣＤアレイ１０４またはその他の既知の光センサ装置は、赤データ信号１０６、青データ信号１０８および緑データ信号１１Ｏを出力する。次に、これら３つのデータ信号は、画像プレプロセッサ１１２によって、カラー画像データ信号１２８および単色画像データ信号１３０に変換される。画像プレプロセッサ１１２は、カラー画像データ信号１２８をバッファ１１４のカラー・バッファ部分１１８に書き込み、単色画像データ信号１３０をバッファ１１４の単色バッファ部分１１６に書き込む。
【００１８】
次に、画像ポストプロセッサ１２０が、カラー・バッファ１１８および単色バッファ１１６にある画像データを使用して、ホスト・コンピュータの指定に従って、スキャナによって走査された１つまたは２つのいずれかのビューのウィンドウを生成する。２つのビューが生成される場合、画像ポストプロセッサは、インターリーブされたデータストリーム１３６という形態でその２つのビューをホスト・コンピュータに送信する。
【００１９】
ホスト・コンピュータが走査ウィンドウの２つのビューを受け取ると、データ解析機構１２２は、データストリーム１３６を解析してカラー画像１２４および単色画像１２６に分解する。この時点で、２つのビューはホスト・コンピュータで処理される準備ができる。この利点は、ホスト・ソフトウェアが処理し保存すべき情報も、(スキャナ速度の制約を受ける)スキャナからホストへ送られるべき情報も、従来技術に比較して少ない。
【００２０】
I. 複数画像スキャナ
２画像スキャナは、１回の走査で完全なページ(テキストおよび図形／画像)情報をホスト・コンピュータに送るために必要とされるデータを減少させる。現行の光学文字認識は、正確な結果を得るためには３００ＰＰＩサンプリング率を必要とする。カラーを忠実に表現するには、２４ビット・カラー走査が必要である。これを実行するための典型的走査は、(8.5 X 11の場合)２４ビット深度の３００ＰＰＩであり、これは２５.２４メガバイトである。同じページの２つの描画、すなわち１つの高解像度グレイスケール画像および１つの低解像度２４ビット・カラー画像をスキャナが送出することを可能とさせることによって、ホスト・ソフトウェアに送られそれによって処理されるデータの総量は大幅に減少する。３００ＰＰＩ４ビットのグレー画像(8.5 X 11)は約４.２メガバイト、１５０ＰＰＩ２４ビット・カラー(8.5 X 11)は６.３メガバイトで合計約１０.５メガバイトであり、２.４対１のデータ減少である。
【００２１】
本発明の複数画像スキャナは、上述の動作を非常に迅速に実行する画像処理装置を持つ。画像処理装置は、本明細書で記述される機能を持つ従来技術のフィールド・プログラム可能ゲートアレイまたはＡＳＩＣまたはその他の形態で実現することができる。複数画像スキャナの画像処理装置は、それぞれ詳細は後述される画像プレプロセッサ１１２、バッファ１１６および画像ポストプロセッサ１２０を備える。
【００２２】
A. 画像プレプロセッサ
図２に示されるように、プレプロセッサ１１２は、ＣＣＤ１０４から(赤１０６、緑１０８および青１１０からなる)ＲＧＢ画像データを取り出し、その画像の１つの表現または２つの異なる表現のいずれかをバッファ１１４へ書き込む。可能な表現の１つはカラー画像であり、他方は、３つのカラー・チャネルから１つ(赤，緑または青)だけを選択することによって生成される単色画像である。２つの異なるバッファ画像は、同じｙ解像度を持つが、ｘ解像度およびビット深度は異なる。各画像のビット深度は１２ビットまたは８ビットのいずれかに選択することができ、またｘ解像度は、ＣＣＤ解像度を１から６３までの整数係数によって除した数値とすることができる。ＣＣＤ解像度は、両方の画像に対して同一であり、３００ＰＰＩまたは１５０ＰＰＩのいずれかである。例えば、画像プレプロセッサ１１２は、３００ＰＰＩ(y)×３００ＰＰＩ(x)８ビット単色(緑経路)データおよび３００ＰＰＩ(y)×１００ＰＰＩ(x)１２ビット・カラー・データをバッファに書き込むようにプログラムすることができる。必ずしも両方の画像が生成されなくてもよい点に注意する必要がある。プレプロセッサは、カラー表現だけまたは単色表現だけ、あるいはその両方を生成するようにプログラムすることができる。本発明の画像プレプロセッサによって実行される４つの主要機構を図１および図２を参照して以下に記述する。
【００２３】
1.Ａ／Ｄ変換器
Ａ／Ｄ変換器は、ＣＣＤアレイから３００ＰＰＩまたは１５０ＰＰＩアナログＲＧＢ画像データを取り出して、各ピクセル毎に３つのカラー値すべてのうちの１つまたは３つのいずれかを１０ビット・デジタル数へ変換する。これらのデジタル値は埋め込みビットを含む１２ビットにされてダーク・クランプに送られる。
【００２４】
2.ダーク・クランプ
ダーク・クランプは、当該行に関する平均ダーク電流を各ピクセル値から減ずる。次に、所望の走査ウィンドウの内側のピクセルが補正器に送られる。
【００２５】
3.補正器
補正器は、不均一な照射およびＣＣＤ反応に起因したピクセル変動を削除する。補正されピクセル値は次にプレスケーラに送られる。
【００２６】
4.プレスケーラ
プレスケーラは補正されたピクセル値を単色画像およびカラー画像に分割して、異なる整数係数によって各画像のｘ解像度を減少させ、１つまたは２つの生成画像をバッファへ書き込む。プレスケーラは補正器からの画像データを単色ストリームおよびカラー・ストリームに分割して、異なる整数係数によって各ストリームのｘ解像度を減少させ、１つまたは２つの生成画像をバッファへ保存する。これによって、画像データの各行によって消費されるバッファ空間量が最小限にとどめられる。この効果は特に２つのビューがホストによって要求される時顕著である。例えば、プレスケーラが備えられず、ホストが８.５インチ幅の操作ウィンドウの３００ＰＰＩ単色表現および１００ＰＰＩカラー表現を求めるとすれば、画像の各行は、１１.４７５ＫＢのバッファ空間（８.５インチ３００ＰＰＩ３カラー／ピクセル１.５バイト／カラー)を消費する。しかし、プレスケーラを使用すれば、各行は、６.３７５ＫＢ(８.５インチ３００ＰＰＩ１カラー／ピクセル＋８.５インチ１００ＰＰＩ３カラー／１.５バイト／カラー)を消費するにすぎない。
【００２７】
プレスケーラは全１２ビット・データまたは切り捨てを行った８ビット・データのいずれかをバッファに保存することができる点に注意する必要がある。データ幅は、各ストリーム毎に独立して指定できる。プレスケーラは、２つのデータストリームのｘ解像度を減少する際、単にピクセルを落とすのではなく、隣接するピクセルを一緒に平均する。これは、実質的には、より低い解像度で再サンプリングされる前に画像データをローパス・フィルタしているもので、エリアジングの減少に役立つ。プレスケーラは、１から６３の整数係数によってｘ解像度を減じることができる。
【００２８】
B. 画像ポストプロセッサ
画像ポストプロセッサは、バッファに保存された画像を使用して、ホストによって指定された走査ウィンドウの１つまたは２ついずれかのビューを生成する。各ビューは、カラー画像または単色画像から生成される。２つのビューは、同一画像あるいは異なる画像いずれからでも生成することができる。例えば、１つのビューをカラー画像から生成し別のビューを単色画像から生成することができるし、また、両方のビューをカラー画像から生成することができるし、また、両方のビューを単色画像から生成することもできる。２つのビューは異なるｙ解像度を持つことができるが、各ビューのｙ解像度は、バッファのｙ解像度を１から１６の間の整数で除したものでなければならない。また、２つのビューのｘ解像度は異なるものとすることができるが、それらｘ解像度は、バッファにある画像のｘ解像度の１／４から２倍である。また、ビューの各々は、異なるマトリックス、階調マップ、データ・タイプ等々を持つことができる(後述するような制約はある)。
【００２９】
２つのビューは、生成されると、ｙ解像度の比率に従って、行単位でインターリーブされる形態で送出される。例えば、ビュー１のｙ解像度が３００でビュー２のｙ解像度が１５０であれば、データはビュー１の画像データの２行が送られると、次にビュー２の１行が送られる(開始時点を除く)。以下の表１は、種々のｙ解像度比率の場合のインターリーブされるデータの例である。
【００３０】
【表１】

注：上記は単に典型的例にすぎない。その他１対９の比率まで実施可能である。
【００３１】
本発明の画像ポストプロセッサによって実行される５つの主要機能を図１および図３を参照して以下に記述する。
1.行合併器
行合併器は、該当する画像(カラーまたは白黒)から１ないし９行を読み取り、いくつかの行を平均化して、マトリックス器へ送る。行合併器は、走査された画像の複数の描画を、ホスト・コンピュータに送られるべき１つのデータ・ストリームにインターリーブする。走査された画像の複数の描画を行毎にインターリーブすることによって、すべての描画が生成され、インターリーブされてホストへリアルタイムすなわち行毎に送られるので、スキャナは必ずしもすべての描画を保存しなくてもよい。
【００３２】
行合併器は、カラー画像または単色画像から１かないし９行のデータを読み取り、行のいくつかを平均して、マトリックス器によって実行されなければならない計算処理の数を減少させる。加えて、行合併器は、追加の隣接行を平均することによって単純な形式のｙ解像度事前縮尺を提供することができる。例えば、行合併器は、バッファから９行を読み取り、各３隣接行を平均して３というファクタでｙ解像度を有効に減少させ、中心行対称のため残りの外側の２行を平均して、結果として生成した２行をマトリックス器へ送る。従って、この場合マトリックス器によって処理されなければならない行数を９から２へ減少させた。
【００３３】
(Ｎをバッファから読みとられる９までの行数として)１からＮまでのいかなる隣接行数も一緒に平均することができる。しかしながら、隣接行が平均された後結果として生成される行の数は、１、３、５、７または９であり、その左右対称行は、マトリックス器に渡される前に更に平均される。これは、隣接行が平均されない場合１、３、５、７または９のいずれかの中心行を使用することができることを意味する。しかし、２または３の隣接行が平均されるとすれば、１または３行の中心行だけを使用することができる。４ないし９の隣接行が平均されれば、１つの中心行だけを使用することができる。
【００３４】
行は、各行の対応するピクセルを加算して１、２、４または８の縮尺係数で除することによって平均される。従って、１、２、４または８行を平均する時にのみ正確な平均が得られる。縮尺係数で除された加算行数が２を超える場合、行合併器は桁あふれする。従って、３、５、６、７または９行の平均が求められるとすれば、最も近い小さめの縮尺係数が使用されるべきであり、マトリックス係数は、行合併器において出される余剰「利得」を埋め合わせるように減少されなければならない。この規則に対する唯一の例外は、バッファから９行を読み取り、各隣接３行を平均し、次に中心行３を使用する場合である。この場合、行合併器は、９行を２行に減少する。これらの２行のうち１つ(すなわち中心に対応する行)は、バッファからの中央３行を加えることによって得られる。もう１つの行は、バッファからの外側６行を加えることによって得られる。しかし、行合併器から出力される行が２を越える数で乗じられないように、ただ１つの除数を選択することができるだけである。従って、この例では、４という除数が選択されなければならない。この例では行合併器の利得は３／４であるので、マトリックス器係数は、埋め合わせのため増加される必要があるかもしれない。
【００３５】
使用されるべきバッファ画像(カラーまたは単色)、その画像から読み取られる行の数、平均される隣接行の数およびスケール係数は、生成されるべきビュー各々毎に独立して指定することができる。
【００３６】
2.マトリックス器
マトリックス器は、各ピクセルの３つのカラーを混合して階調マップ器に行を送る前に単色または３色を生成する。
【００３７】
3.階調マップ器
階調マップ器は、参照テーブルおよび補間を使用して、画像コントラストおよび強度を調整して、その後フォーマッタにデータを送る。出力されるピクセルは階調マップ器によって更に変換され、階調マップと呼ばれる移転曲線を含む参照テーブルを通過する。階調マップは、ガンマ補正の実行、コントラストおよび強度の調整、陰影の強化などを行うため使用される。
【００３８】
4.フォーマッタ
フォーマッタは、指定されたデータ幅に納める前に、データを選択的にしきい値にかける。この段階は、また、圧縮エンジンに送る前に、必要に応じてデータを反転させることができる。
【００３９】
5.圧縮エンジン
圧縮エンジンは、圧縮アルゴリズムを使用して、データをホストに送る前に、画像データ行を選択的に圧縮する。
【００４０】
II. 単一走査ウィンドウから複数ビューの生成
本発明の複数画像スキャナは、単一走査から２つの画像を取得する能力を持つ。複数画像の走査コマンド言語(略してＳＣＬと呼ぶ)の実施は、走査ウィンドウの概念をそのウィンドウの特定のビューと切り離す。ＳＣＬはスキャナのために使用されるコマンド言語であり、一般によく知られている。どのようなコマンド言語でも使用することができる点に留意する必要がある。しかし、本発明の好ましい実施形態においては、ＳＣＬは１つの走査ウィンドウから複数のビューを生成するために使用される。走査ウィンドウは、(ｘおよびｙ位置および範囲によって規定され)走査されるページの物理的領域である。走査ウィンドウのビューは、物理的領域の内側に含められ(解像度、データ・タイプ、ミラー、反転等々によって定義される)データである。ウィンドウおよびビューとは独立した(ＡＤＦ使用、連番などの)スキャナ設定項目がある。ビューおよびウィンドウを分離する利点は、複数のビューの定義を複数のビューを含む複数のウィンドウに拡張することができる点である。本発明以外のいかなるスキャナも、複数画像能力または複数のビューの実施形態を備えていない。注意されるべき点ではあるが、複数のビューという本実施形態において、単一の走査を使用して同一ドキュメントの複数のビューを取得しているが、単一または複数の走査を使用して同一ドキュメントの複数のビューを取得するか否かは問題ではない。データが(単一または複数の走査から)どのように取得されようとも、重要なのは、１つ以上のビューというＳＣＬ実施形態によって異なるデータが同じ空間を表現することが可能にされている点である。
【００４１】
本発明の１つの好ましい実施形態では、ヒューレット・パッカード社のスキャンジェット５ｐ(ScanJet 5p)が利用され、データの２つのビューの同時取得が可能とされる。しかし、どのような製造業者のどのようなカラー・スキャナでも本発明を実施することができるように修正することができることは留意されるべきである。走査の区域が同じものであるが、２つのビューのデータ・タイプおよび解像度は変わることができる。２つのビューに対して設定される変数に関する制限は、ＳＣＬにおけるSetViewTypeマクロを用いて次の表２のように記述される。
【００４２】
【表２】

パラメータは次のように設定される。
Phase -- これがシーケンスの最初の伝送であるかどうかを示すフラグ。次の値のいずれかでなければならない。SL_FIRST or SL_SCAN：伝送における最初のバッファ,SL_ADF_SCAN：ＡＤＦ伝送における最初のバッファ(現時点ではHP 1750AおよびHP5110Aによってのみサポートされている),SL_NEXT：各追加バッファ伝送;
PbufferView0 -- ビュー０データ・バッファへのポインタ;
LengthView0 -- ビュー０データ・バッファのサイズ;
pReceivedView0 -- ビュー０に関してスキャナから実際に送られるバイト数のポインタ;
pBufferView1 -- ビュー１データ・バッファへのポインタ;
LengthView1 -- ビュー１データ・バッファのサイズ;
pReceivedView1 -- ビュー１に関してスキャナから実際に送られるバイト数のポインタ;
【００４３】
この関数は、スキャナの２つのビューモードをサポートしている点を除いて、ＳＣＬに関してよく知られているScan()関数に類似している。
【００４４】
単一走査の２つのビューに関するデフォルト設定項目のいくつかを下記表３に示す。
【００４５】
【表３】

【００４６】
上記表３において、*は、そのパラメータが２つのビューに対して別々に設定されないことを示す。しかし、２つのビューに対して別々に設定することができるように修正することはできる。また、これらのパラメータ設定およびＳＣＬコマンドは本発明の実施形態を反映しているが、本発明の単一走査概念に基づいて複数のビューを可能にするパラメータ設定またはＳＣＬコマンドの可能な組合せにだけ限定するようには意図されていない。
【００４７】
スキャナによってホスト・コンピュータへ送られるべきビューの数を選択する以下のコマンドが追加された。
コマンド：ビューの数選択
エスケープ・シーケンス：Esc*f#A
照会ＩＤ：10466 範囲：1-2
デフォルト：1
マクロ：SetNumberofViews(x)
送付コマンド：SendCommand(SL_NUM_OF_VIEWS, x)
但しxは1または2。
【００４８】
このコマンドは、スキャナによって送られるビューの数を選択する。デフォルトは１である。本実施形態がサポートする値は、1=１つのビュー、2=２つのビュー、である。２つのビューが使用可能にされると、２つのビューに関するデータが、それらのＹ解像度に応じて行単位でインターリーブされて送られる。例えば、ビュー１のＹ解像度が３００でビュー２のＹ解像度が１５０であれば、上述のように、(最初を除いて)ビュー１が２行送られると次にビュー２が１行送られるというように交互に伝送される。
【００４９】
以下のようにビュー選択コマンドを使用して、動作させたい所望のビューに関してスキャナの設定を行うことができる。
コマンド：ビュー選択
エスケープ・シーケンス：Esc*f#B
照会ＩＤ：10467
範囲：0-1
デフォルト：0
マクロ：SetViewType(x)
送出コマンド：SendCommand(SL_VIEW_TYPE, x)
但し、xは、ビュー１に対しては0、ビュー２にに対しては1である。
【００５０】
ビューは、スキャナ設定を選択する前に選択されなければならない。このコマンドは、後続のＳＣＬコマンドまたは照会がどのビューを参照するかを選択する。サポートされる値は、0(ビュー１)および1(ビュー２)である。デフォルトはビュー１である。
【００５１】
III. 複数画像走査データ解析方法
ホスト・コンピュータ・ソフトウェアは、スキャナによって送られたインターリーブされた複数画像データを解析する。本実施形態において、ソフトウェア・プログラムDualScanおよびそのサポート・モジュールは、複数画像データ形式の詳細の知識を持たないユーザがフォトショップ(Photo Shop)のようなプログラムで使用できるようにスキャナからの複数画像データを解析して周知のＴＩＦＦファイルに変換することを可能にする。DualScanはヒューレット・パッカード社から販売されているソフトウェア・プログラムである。画像の一方または両方が解析問題を一層複雑にする圧縮データを含む可能性がある。DualScanは、スキャナから受け取る(インターリーブされた)データストリームを解析することによって、ハードウェアとして複数画像機能を持つスキャナの使用を可能にする。本実施形態に記述される２つのビューではなく、複数のビュー・データの解析を含むようにDualScanを拡張することは当業者にとって容易であろう。
【００５２】
図４は、２画像データストリームのブロック図であって、データストリーム１３６がスキャナ(図示されていない)から送られ、データストリーム解析機構１２２によって解析されてホスト・コンピュータ(図示されていない)上のビュー１データ(単色画像)１２６およびビュー２データ(カラー画像)１２４が生成される。データ・ストリーム解析機構の動作の詳細は図５に流れ図として示されている。
【００５３】
初期的に、ステップ２００において、画像の各々について解像度、圧縮状態および行バイト数がデータ解析機構によって照会される。次に、各ビューに関する画像比率がデータ解析機構によって計算される(ステップ２０２)。次に、ステップ２０４において、インターリーブされた画像データがデータ解析機構によってスキャナから受け取られる。ステップ２０６において、データ解析機構は、走査データの１行を適切な出力バッファにコピーする(必要に応じてそのデータを伸張する)。次に、データ解析機構は、ステップ２０２で計算した画像比率に基づいてビューを切り替える(ステップ２１０)。エラーが検出されずかつデータストリームの解析が完了していなければ(ステップ２１２)、データ解析機構はステップ２０４に戻り、更に解析すべきデータをスキャナから受け取る。エラーが検出されるかあるいはデータストリームの解析が完了してれば(ステップ２１２)、データ解析機構は、適切な措置を講ずる呼び出し元関数にこの状態を返す。エラー条件には、(1)出力バッファ容量不足、(2)スキャナからの不具合応答、(3)伸張エンジンおよびスキャナにデータなし、または(4)走査完了が含まれる。図５の処理ステップの詳細は、後述の付録Ａに原始コードとして示されている。
【００５４】
本明細書に記述されている実施形態は、２つの走査、２つのビューおよび２つのインターリーブされたデータストリームの解析を記述しているが、これらの概念は、複数の走査、複数のビューおよび複数のインターリーブされたデータストリームの解析に容易に拡張することができる点は留意されるべきである。
【００５５】
本発明の上記記述は、例示の目的のために提示されたものであって、本発明を上述されたものに限定するように意図されてはいないし、上記実施形態の種々の修正および変形は可能である。例えば、データストリーム解析機構は、複数セットのデータを含むインターリーブされたデータストリームを解析する能力を有している。データストリームは、走査された画像データストリームである必要はない。また、同一ウィンドウの複数のビューのＳＣＬ実施形態は複数のビューがどのように取得されるかは関係ない。ビューが同一領域の複数の走査から取得される場合でも実施形態は同じである。上記実施形態は発明の原理およびその実際的応用を最もよく説明するため選択され記述されたものであって、これによって、当業者が、特定の使用に合致するように種々の実施形態および種々の修正の形態で本発明を利用することが可能であろう。
【００５６】
【表４】

【００５７】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）スキャナを使用して１つの画像の複数描画を生成する方法であって、上記スキャナを使用して上記画像の単一走査を実行するステップ(a)と、上記単一走査から上記画像の複数の描画を上記スキャナが生成するステップ(b)と、を含む画像の複数描画生成方法。
（２）上記ステップ(b)が、少くとも１つのグレイスケール画像および少くとも１つのカラー画像を生成するステップを含む、上記（１）に記載の画像の複数描画生成方法。
（３）上記ステップ(b)が、少くとも１つの高解像度グレイスケール画像および少くとも１つの低解像度高ビット・カラー画像を生成するステップを含む、上記（１）に記載の画像の複数描画生成方法。
（４）上記単一走査から生成された上記複数の描画をホスト・コンピュータでの更なる処理のため上記スキャナがホスト・コンピュータへ送信するステップ(c)を更に含む、上記（１）に記載の画像の複数描画生成方法。
【００５８】
（５）単一走査から１つの画像の複数の描画を生成する画像処理装置を備えるスキャナ。
（６）上記画像処理装置が、上記単一走査画像を複数の描画に分割する機能を持つプレスケーラを含む、上記（５）に記載のスキャナ。
（７）上記プレスケーラが、上記単一走査画像の少くとも１つの単色描画および上記単一走査画像の少くとも１つのカラー描画に上記単一走査画像を分割する、上記（６）に記載のスキャナ。
（８）上記プレスケーラが、少くとも１つの高解像度グレースケール画像および少くとも低解像度高ビット・カラー画像に上記単一走査画像を分割する、上記（６）に記載のスキャナ。
【００５９】
（９）１つの画像の複数の描画を生成する方法であって、スキャナを使用して上記画像の単一走査を実行するステップと、上記単一走査画像の複数の描画を表す複数のデータ信号を上記スキャナが生成するステップと、上記単一走査画像の複数の描画を表す上記複数のデータ信号をインターリーブすることによって単一のインターリーブされたデータストリームを上記スキャナが生成するステップと、を含む画像の複数描画生成方法。
（１０）上記単一走査画像の複数の描画の更なる処理のため上記インターリーブされた単一データストリームをコンピュータへ上記スキャナが送信するステップを更に含む、上記（９）に記載の画像の複数描画生成方法。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に従うスキャナの利用によって、テキストとグラフィックスのような異なるタイプの画像を含むドキュメントの１回の走査から、例えば高解像度グレースケール画像と低解像度高ビット深度カラー画像という２つの描画画像を同時に出力することが可能となり、それによって、ホスト・コンピュータへ送られそこで処理されるデータの総量が大幅に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った複数画像スキャナに関するデータ経路のブロック図である。
【図２】本発明に従った複数画像スキャナに関する画像プレプロセッサのデータ経路の一層詳細なブロック図である。
【図３】本発明に従った複数画像スキャナに関する画像ポストプロセッサのデータ経路の一層詳細なブロック図である。
【図４】本発明に従った複数画像スキャナからホスト・コンピュータへのデータ経路の一層詳細なブロック図である。
【図５】本発明に従って、複数セットのデータを含むデータストリームを解析する方法の流れ図である。
【符号の説明】
１００スキャナ
１０２ホスト・コンピュータ
１０４ＣＣＤアレイ
１１２画像プレプロセッサ
１１４バッファ
１１６単色バッファ
１１８カラー・バッファ
１２０画像ポストプロセッサ
１２２データ解析機構
１２４カラー画像
１２６単色画像
１２８カラー画像信号
１３０単色画像信号
１３６データストリーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to optical scanners, and more particularly to a method and system for acquiring multiple images including color and black and white images from a single scan.
[0002]
[Prior art]
Optical scanners are used to capture and digitize images. For example, an optical scanner can be used to capture an image of a print on a piece of paper. The digitized image can then be stored electronically and further processed to generate text using character recognition software. Most optical scanners use illumination and optical systems to illuminate the object and focus a small area of the illuminated object, commonly referred to as a “scan row”, onto the photosensor array. Scan the entire object by moving the illuminated scan line across the object, either by moving the object relative to the illumination and optics, or by moving the illumination and optics relative to the object. Is executed.
[0003]
A typical scanner optical system includes a lens component for focusing an image of the illuminated scan row onto the surface of the photosensor array. Depending on the particular design, the scanner optical system may also include a plurality of mirrors to allow the optical system to be mounted in a relatively small housing by folding the beam path.
[0004]
A commonly used sensor is a charge coupled device or CCD, although various types of photosensor devices may be used in an optical scanner. As is well known, a CCD includes a number of individual cells or pixels, each collecting or building charge in response to light exposure. Since the amount of charge stored in a given cell or pixel is related to the intensity and duration of light exposure, a CCD is used to detect bright and dark spots on the focused image. In a typical scanner application, the charge built on each CCD cell or pixel is measured and discharged on a typical scanner at regular intervals known as exposure times or sampling intervals on the order of about 5 milliseconds. Since charge (i.e., image data) is collected simultaneously in the CCD cell during the exposure time, an analog shift register is used in the CCD to convert simultaneous or parallel data from the CCD cell into a continuous or sequential data stream. The
[0005]
A typical analog shift register includes a plurality of charge transfer buckets, each connected to an individual cell. At the end of the exposure time, the charge collected by each of the CCD cells is simultaneously transferred to the charge transfer bucket, and the CCD cell is ready for the next exposure. The charge in each bucket is then transmitted like a bucket relay from bucket to bucket while the CCD cells are exposed for the next scan row. The charge from the sequentially arranged CCD cells is then converted into digital signals one by one by an appropriate analog / digital converter.
[0006]
In most optical scanner applications, each individual pixel of the CCD is arranged in sequence to form a linear array. Thus, each pixel in the CCD array corresponds to the associated pixel portion of the illuminated scan row. The individual pixels in a linear photosensor array are generally arranged in a “lateral” direction, that is, perpendicular to the direction of movement of a scan row that travels (illuminated) across the object. Thus, each pixel of the linear photosensor array has a length measured in the lateral direction and a width measured in the scanning direction. In most CCD arrays, the length and width of the pixels are equal, typically about 8 microns each.
[0007]
The horizontal sampling rate is a function of the number of individual cells in the CCD. For example, a commonly used CCD photosensor array includes a sufficient number of individual cells to allow a lateral sampling rate of about 600 PPI (pixels / inch). Such a sampling rate is called the original sampling rate in the horizontal direction.
[0008]
The sampling rate in the scanning direction is inversely proportional to the product (sampling interval) of the scanning row moving speed and the CCD exposure time. Accordingly, the sampling rate in the scanning direction can be increased by decreasing the scanning row moving speed and / or the CCD exposure time, and conversely, increasing the scanning row moving speed and / or the CCD exposure time. Thus, the sampling rate can be reduced. The “minimum sampling rate in the scan direction” for a given exposure time is the sampling rate achieved when scanning at the maximum scan row moving speed during exposure. For example, a scan line travel speed of 3.33 inches per second and a maximum exposure time of about 5 milliseconds produces a minimum sampling rate in the scan direction of about 600 PPI.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Currently, optical character recognition (OCR) requires a 300 PPI sampling rate to obtain accurate results. Thus, a high resolution but low bit depth 300 PPI 4 bit gray scan (8.5 x 11) is about 4.2 megabytes. High precision color requires 24 bit color. A low resolution but high bit depth 150 PPI 24 bit color scan (8.5 x 11) is about 6.3 megabytes. To scan a document containing both color images and written characters that require OCR, the scan must be 300 PPI 24 bits (8.5 X 11), which corresponds to approximately 25.24 megabytes of memory To do. Thus, scanning a document containing text and images requires a lot of memory. However, software on the computer reduces the sampling of the color image to about 6.3 megabytes and abandons the color image to obtain text. This process is very slow to run in software and unnecessarily consumes a large amount of memory. Alternatively, either text or graphics is first scanned and then another one is performed, after which the document is regenerated by software. However, this alternative method is also a very time consuming document scanning method in addition to using a lot of memory.
[0010]
Thus, data processed by host computer software can be scanned through documents containing both text and graphics, reducing the total amount of data sent from the scanner (currently speed limited) to the host computer. There is a need for a scanner that can reduce the total amount of.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the solution to the above problem is achieved in a multi-image scanner. The scanner performs a single scan of a document containing multiple types of images (such as text and graphics), and multiple renderings of the same image from the scanner to a host computer (such as one high-resolution gray). Scale image and one low resolution high bit depth color image), thereby greatly reducing the total amount of data sent to the host computer for processing. For example, the reduction in the amount of data is about 25.24 megabytes, which is the sum of 4.2 megabytes for 300 PPI gray images (8.5 x 11) and 6.3 megabytes for 150 PPI 24-bit color (8.5 x 11). Decrease to 10.5 megabytes. That is a 2.4 to 1 reduction.
[0012]
For example, if the resolution ratio between the images is 2, the scanner of the present invention can display a plurality of images in a form in which two rows of high-resolution gray data and one row of low-resolution color data are interleaved in units of rows. Send to. The advantages of the present invention are that there is less information to be processed and stored by the host software, and less information to be sent from the scanner to the host (which is limited by scanner speed) compared to the prior art.
[0013]
In addition, the present invention includes host computer software with the ability to analyze the interleaved image data stream into individual images for scanning and further processing by the host computer.
[0014]
The present invention includes a method for generating multiple drawings of an image using a scanner. The method includes performing a single scan using the scanner and generating a plurality of drawings of images acquired by the single scan. The above step of generating a plurality of renderings of an image acquired by a single scan further comprises a sub-step of generating at least one grayscale image and at least one color image, further comprising at least one sub-step. It further includes a sub-step of generating one high resolution grayscale image and at least one low resolution high bit depth color image. When the scanner generates the multiple representations of the single scan image, the scanner sends the multiple representations of the image obtained from the single scan image to a host computer for further processing.
[0015]
The present invention includes a scanner including an image processing apparatus that generates a plurality of drawings of one image based on a single scan. The image processing apparatus includes a prescaler that divides a single scan image into a plurality of drawings of the single scan image. The prescaler also includes a function of dividing the single scan image into at least one black and white drawing of the single scan image and at least one color drawing of the single scan image. Furthermore, the prescaler includes the ability to divide into at least one high resolution grayscale image and one low resolution high bit depth color image.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention provides a scanner that can simultaneously acquire two sets of scan data from a single scan. Despite the same scanning area, the view (ie, the appearance of the image) from a data type and resolution perspective changes. For example, when a document scan is performed, an image processing device in the scanner generates one high-resolution grayscale image and one low-resolution 24-bit color image from the scanned document. Both drawings are sent to the host computer in a form interleaved with the data stream. The host computer then analyzes both drawings to recreate the two views of the scanned document.
[0017]
FIG. 1 is a block diagram of a data path relating to a two-image scanner. A dotted line portion 100 is a scanner function implemented by the image processing apparatus, and a dotted line portion 102 is a host computer function. It should be noted that although this embodiment is a two-image scanner including black and white and color images, the concept can be extended to multiple images. The image processing apparatus 100 is implemented in the form of an ASIC with functional details described below with reference to FIGS. When the document is scanned, the CCD array 104 or other known photosensor device outputs a red data signal 106, a blue data signal 108, and a green data signal 110. These three data signals are then converted by the image preprocessor 112 into a color image data signal 128 and a monochrome image data signal 130. The image preprocessor 112 writes the color image data signal 128 to the color buffer portion 118 of the buffer 114 and writes the single color image data signal 130 to the single color buffer portion 116 of the buffer 114.
[0018]
The image post processor 120 then uses the image data in the color buffer 118 and the monochrome buffer 116 to open either one or two views of the window scanned by the scanner, as specified by the host computer. Generate. If two views are generated, the image post processor sends the two views to the host computer in the form of an interleaved data stream 136.
[0019]
When the host computer receives two views of the scan window, the data analyzer 122 analyzes the data stream 136 and breaks it down into a color image 124 and a monochrome image 126. At this point, the two views are ready to be processed by the host computer. The advantage is that there is less information to be processed and stored by the host software and less information to be sent from the scanner to the host (which is limited by scanner speed) compared to the prior art.
[0020]
I. Multiple image scanner
The two-image scanner reduces the data required to send complete page (text and graphics / image) information to the host computer in a single scan. Current optical character recognition requires a 300 PPI sampling rate to obtain accurate results. 24-bit color scanning is required to faithfully represent color. A typical scan to do this is (in 8.5 x 11) 24 bits deep 300 PPI, which is 25.24 megabytes. Data sent to and processed by the host software by allowing the scanner to send two drawings of the same page, one high resolution grayscale image and one low resolution 24-bit color image The total amount of is greatly reduced. 300PPI 4-bit gray image (8.5 x 11) is about 4.2 megabytes, 150PPI 24-bit color (8.5 x 11) is 6.3 megabytes, totaling about 10.5 megabytes, a 2.4 to 1 data reduction. is there.
[0021]
The multi-image scanner of the present invention has an image processing apparatus that performs the above-described operation very quickly. The image processing apparatus may be implemented in a prior art field programmable gate array or ASIC or other form having the functionality described herein. Each of the image processing apparatuses of the multiple image scanner includes an image preprocessor 112, a buffer 116, and an image post processor 120, which will be described in detail later.
[0022]
A. Image preprocessor
As shown in FIG. 2, the preprocessor 112 retrieves RGB image data (consisting of red 106, green 108 and blue 110) from the CCD 104 and buffers either 114 one representation or two different representations of the image. Write to. One possible representation is a color image and the other is a monochromatic image generated by selecting only one (red, green or blue) from the three color channels. Two different buffer images have the same y resolution but different x resolution and bit depth. The bit depth of each image can be selected to be either 12 bits or 8 bits, and the x resolution can be a numerical value obtained by dividing the CCD resolution by an integer coefficient from 1 to 63. The CCD resolution is the same for both images and is either 300 PPI or 150 PPI. For example, the image preprocessor 112 is programmed to write 300 PPI (y) × 300 PPI (x) 8-bit single color (green path) data and 300 PPI (y) × 100 PPI (x) 12-bit color data to the buffer. Can do. Note that both images do not necessarily have to be generated. The preprocessor can be programmed to generate only a color representation, only a single color representation, or both. The four main mechanisms performed by the image preprocessor of the present invention are described below with reference to FIGS.
[0023]
1. A / D converter
The A / D converter takes 300 PPI or 150 PPI analog RGB image data from the CCD array and converts one or any three of all three color values to a 10-bit digital number for each pixel. These digital values are converted to 12 bits including embedded bits and sent to the dark clamp.
[0024]
2.Dark clamp
The dark clamp subtracts the average dark current for that row from each pixel value. The pixels inside the desired scan window are then sent to the corrector.
[0025]
3.Compensator
The corrector eliminates pixel variations due to non-uniform illumination and CCD response. The corrected pixel value is then sent to the prescaler.
[0026]
4. Prescaler
The prescaler splits the corrected pixel values into a single color image and a color image, reduces the x resolution of each image by different integer coefficients, and writes one or two generated images to the buffer. The prescaler splits the image data from the corrector into a single color stream and a color stream, reduces the x resolution of each stream by different integer coefficients, and stores one or two generated images in a buffer. This minimizes the amount of buffer space consumed by each row of image data. This effect is particularly noticeable when two views are requested by the host. For example, if a prescaler is not provided and the host seeks a 300 PPI single color representation and a 100 PPI color representation of an 8.5 inch wide operating window, each row of the image contains 11.475 KB of buffer space (8.5 inch 300 PPI 3 Color / pixel 1.5 bytes / color). However, with a prescaler, each row consumes only 6.375 KB (8.5 inches 300 PPI1 color / pixel + 8.5 inches 100 PPI3 color / 1.5 bytes / color).
[0027]
Note that the prescaler can store either all 12-bit data or truncated 8-bit data in a buffer. The data width can be specified independently for each stream. When reducing the x resolution of two data streams, the prescaler averages adjacent pixels together rather than simply dropping the pixels. This is essentially a low pass filter of the image data before it is resampled at a lower resolution, which helps reduce aliasing. The prescaler can reduce the x resolution by an integer factor from 1 to 63.
[0028]
B. Image post processor
The image post processor uses the image stored in the buffer to generate either one or two views of the scan window specified by the host. Each view is generated from a color image or a single color image. The two views can be generated from either the same image or different images. For example, one view can be generated from a color image and another view can be generated from a single color image, both views can be generated from a color image, and both views can be generated from a single color image. It can also be generated. The two views can have different y resolutions, but the y resolution of each view must be the buffer's y resolution divided by an integer between 1 and 16. Also, the x resolution of the two views can be different, but the x resolution is ¼ to twice the x resolution of the image in the buffer. Each view can also have a different matrix, tone map, data type, etc. (with restrictions as described below).
[0029]
When two views are generated, they are sent in a form that is interleaved row by row according to the y resolution ratio. For example, if the y resolution of view 1 is 300 and the y resolution of view 2 is 150, when two rows of image data of view 1 are sent, one row of view 2 is sent next (the start time is except). Table 1 below is an example of interleaved data for various y resolution ratios.
[0030]
[Table 1]

Note: The above is only a typical example. Other ratios up to 1: 9 can be implemented.
[0031]
The five main functions performed by the image post processor of the present invention are described below with reference to FIGS.
1. Line merger
The row merger reads 1 to 9 rows from the appropriate image (color or black and white), averages several rows and sends them to the matrix device. The row merger interleaves multiple drawings of scanned images into a single data stream to be sent to the host computer. By interleaving multiple drawings of the scanned image line by line, all drawings are generated and interleaved and sent to the host in real time, ie line by line, so the scanner does not necessarily have to store all the drawings. Good.
[0032]
A row merger reads 1 or 9 rows of data from a color or monochrome image and averages some of the rows to reduce the number of computations that must be performed by the matrix unit. In addition, the row merger can provide a simple form of y-resolution prescale by averaging additional adjacent rows. For example, the row merger reads 9 rows from the buffer, averages each 3 adjacent rows to effectively reduce the y resolution by a factor of 3, and averages the remaining 2 outer rows for central row symmetry, The resulting two rows are sent to the matrix unit. Therefore, in this case the number of rows that must be processed by the matrix unit has been reduced from 9 to 2.
[0033]
Any number of adjacent lines from 1 to N can be averaged together (where N is the number of lines up to 9 read from the buffer). However, the number of resulting rows after the adjacent rows are averaged is 1, 3, 5, 7 or 9, and the symmetrical rows are further averaged before being passed to the matrix unit. This means that any central row of 1, 3, 5, 7 or 9 can be used if adjacent rows are not averaged. However, if two or three adjacent rows are averaged, only one or three central rows can be used. If 4 to 9 adjacent rows are averaged, only one central row can be used.
[0034]
The rows are averaged by adding the corresponding pixels in each row and dividing by a 1, 2, 4 or 8 scale factor. Thus, an accurate average is only obtained when averaging 1, 2, 4 or 8 rows. If the number of added rows divided by the scale factor exceeds 2, the row merger overflows. Thus, if the average of 3, 5, 6, 7 or 9 rows is to be determined, the closest smaller scale factor should be used, and the matrix factor will be the extra "gain" that is output at the row merger. Must be reduced to make up. The only exception to this rule is when 9 rows are read from the buffer, each adjacent 3 rows are averaged, and then the central row 3 is used. In this case, the row merger reduces 9 rows to 2 rows. One of these two rows (ie, the row corresponding to the center) is obtained by adding the middle 3 rows from the buffer. Another line is obtained by adding the outer 6 lines from the buffer. However, only one divisor can be selected so that the rows output from the row merger are not multiplied by more than two. Therefore, in this example, a divisor of 4 must be selected. Since the gain of the row merger is 3/4 in this example, the matrix unit coefficients may need to be increased to make up.
[0035]
The buffer image (color or single color) to be used, the number of rows read from that image, the number of adjacent rows to be averaged and the scale factor can be specified independently for each view to be generated.
[0036]
2.Matrix device
The matrix unit generates a single color or three colors before mixing the three colors of each pixel and sending the rows to the tone mapper.
[0037]
3.Tone mapper
The tone mapper uses a look-up table and interpolation to adjust the image contrast and intensity and then sends the data to the formatter. The output pixels are further transformed by a tone mapper and pass through a lookup table containing a transfer curve called a tone map. The tone map is used to perform gamma correction, adjust contrast and intensity, enhance shadows, and the like.
[0038]
4. Formatter
The formatter selectively thresholds the data before it fits into the specified data width. This stage can also invert the data as needed before sending it to the compression engine.
[0039]
5. Compression engine
The compression engine uses a compression algorithm to selectively compress the image data rows before sending the data to the host.
[0040]
II. Generate multiple views from a single scan window
The multi-image scanner of the present invention has the ability to acquire two images from a single scan. Implementation of a multiple image scan command language (referred to as SCL for short) separates the concept of a scan window from a particular view of that window. SCL is a command language used for scanners and is generally well known. Note that any command language can be used. However, in the preferred embodiment of the present invention, SCL is used to generate multiple views from a single scan window. The scan window is the physical area of the page being scanned (defined by x and y position and range). The view of the scan window is the data (defined by resolution, data type, mirror, inversion, etc.) contained inside the physical area. There are scanner setting items (ADF use, serial number, etc.) independent of the window and view. The advantage of separating views and windows is that the definition of multiple views can be extended to multiple windows containing multiple views. No scanner other than the present invention has multiple image capabilities or multiple view embodiments. It should be noted that in this embodiment of multiple views, a single scan is used to obtain multiple views of the same document, but single or multiple scans are used to obtain the same view. It doesn't matter whether you get multiple views of a document. Regardless of how data is acquired (from single or multiple scans), it is important that the SCL implementation of one or more views allows different data to represent the same space. .
[0041]
In one preferred embodiment of the present invention, Hewlett-Packard's ScanJet 5p is utilized to allow simultaneous acquisition of two views of data. However, it should be noted that any color scanner from any manufacturer can be modified to implement the present invention. Although the area of scan is the same, the data type and resolution of the two views can vary. The restrictions on the variables set for the two views are described in Table 2 below using the SetViewType macro in SCL.
[0042]
[Table 2]

The parameters are set as follows:
Phase-A flag that indicates whether this is the first transmission of the sequence. Must be one of the following values: SL_FIRST or SL_SCAN: first buffer in transmission, SL_ADF_SCAN: first buffer in ADF transmission (currently supported only by HP 1750A and HP5110A), SL_NEXT: each additional buffer transmission;
PbufferView0-Pointer to the view 0 data buffer;
LengthView0-View 0 data buffer size;
pReceivedView0-Pointer to the number of bytes actually sent from the scanner for view 0;
pBufferView1-Pointer to the view 1 data buffer;
LengthView1-View 1 data buffer size;
pReceivedView1-Pointer to the number of bytes actually sent by the scanner for view 1;
[0043]
This function is similar to the well-known Scan () function for SCL, except that it supports two view modes of the scanner.
[0044]
Some of the default settings for the two views of a single scan are shown in Table 3 below.
[0045]
[Table 3]

[0046]
In Table 3 above, * indicates that the parameter is not set separately for the two views. However, it can be modified so that it can be set separately for the two views. Also, these parameter settings and SCL commands reflect embodiments of the present invention, but only for possible combinations of parameter settings or SCL commands that allow multiple views based on the single scan concept of the present invention. It is not intended to be limiting.
[0047]
Added the following commands to select the number of views to be sent by the scanner to the host computer.
Command: Select number of views
Escape sequence: Esc * f # A
Reference ID: 10466 Range: 1-2
Default: 1
Macro: SetNumberofViews (x)
Send command: SendCommand (SL_NUM_OF_VIEWS, x)
Where x is 1 or 2.
[0048]
This command selects the number of views sent by the scanner. The default is 1. The values supported by this embodiment are 1 = 1 view, 2 = 2 views. When two views are enabled, the data for the two views is sent interleaved row by row according to their Y resolution. For example, if the Y resolution of view 1 is 300 and the Y resolution of view 2 is 150, as described above, when view 1 is sent by two lines (except for the first), view 2 is sent by one line next. Are transmitted alternately.
[0049]
The view selection command can be used to set the scanner for the desired view to be operated as follows.
Command: Select view
Escape sequence: Esc * f # B
Reference ID: 10467
Range: 0-1
Default: 0
Macro: SetViewType (x)
Send command: SendCommand (SL_VIEW_TYPE, x)
However, x is 0 for

view

1 and 1 for view 2.
[0050]
The view must be selected before selecting the scanner settings. This command selects which view the subsequent SCL command or query refers to. Supported values are 0 (view 1) and 1 (view 2). The default is view 1.
[0051]
III. Multiple image scanning data analysis method
The host computer software analyzes the interleaved multiple image data sent by the scanner. In this embodiment, the software program DualScan and its support module provide multiple image data from the scanner so that users who do not have detailed knowledge of multiple image data formats can use it in programs such as Photoshop. Can be converted into a known TIFF file. DualScan is a software program sold by Hewlett-Packard Company. One or both of the images may contain compressed data that further complicates the analysis problem. DualScan allows the use of a scanner with multiple image capabilities as hardware by analyzing the data stream received (interleaved) from the scanner. It would be easy for those skilled in the art to extend DualScan to include analysis of multiple view data rather than the two views described in this embodiment.
[0052]
FIG. 4 is a block diagram of a two-image data stream in which the data stream 136 is sent from a scanner (not shown) and analyzed by the data stream analysis mechanism 122 on a host computer (not shown). View 1 data (monochromatic image) 126 and view 2 data (color image) 124 are generated. Details of the operation of the data stream analysis mechanism are shown as a flow diagram in FIG.
[0053]
Initially, in step 200, the resolution, compression state, and row byte count are queried by the data analysis mechanism for each of the images. Next, the image ratio for each view is calculated by the data analysis mechanism (step 202). Next, in step 204, interleaved image data is received from the scanner by the data analysis mechanism. In step 206, the data analysis mechanism copies a line of scan data to the appropriate output buffer (decompresses that data as necessary). Next, the data analysis mechanism switches the view based on the image ratio calculated in step 202 (step 210). If no error is detected and the analysis of the data stream is not complete (step 212), the data analysis mechanism returns to step 204 to receive further data to be analyzed from the scanner. If an error is detected or the analysis of the data stream is complete (step 212), the data analysis mechanism returns this status to the calling function that takes appropriate action. Error conditions include (1) insufficient output buffer capacity, (2) failure response from the scanner, (3) no data in the decompression engine and scanner, or (4) scan complete. The details of the processing steps in FIG. 5 are shown as source codes in Appendix A described later.
[0054]
Although the embodiments described herein describe the analysis of two scans, two views, and two interleaved data streams, these concepts are based on multiple scans, multiple views, and multiple It should be noted that it can easily be extended to the analysis of the interleaved data stream.
[0055]
The above description of the present invention has been presented for purposes of illustration and is not intended to limit the present invention to that described above, and various modifications and variations of the above embodiments are not intended. Is possible. For example, a data stream analysis mechanism has the ability to analyze an interleaved data stream that includes multiple sets of data. The data stream need not be a scanned image data stream. Also, SCL embodiments of multiple views of the same window are irrelevant how multiple views are acquired. The embodiment is the same even if the view is acquired from multiple scans of the same region. The above embodiments have been selected and described in order to best explain the principles of the invention and its practical application, so that those skilled in the art will recognize various embodiments and various embodiments to suit a particular use. It will be possible to utilize the invention in a modified form.
[0056]
[Table 4]

[0057]
The present invention includes the following embodiments as examples.
(1) A method of generating a plurality of drawings of one image using a scanner, the step (a) of executing a single scan of the image using the scanner, and the image from the single scan. A step (b) in which the scanner generates a plurality of drawings.
(2) The method according to (1), wherein the step (b) includes a step of generating at least one grayscale image and at least one color image.
(3) Generating multiple renderings of an image according to (1), wherein step (b) includes generating at least one high resolution grayscale image and at least one low resolution high bit color image. Method.
(4) The method according to (1), further including a step (c) in which the scanner transmits the plurality of drawings generated from the single scan to the host computer for further processing in the host computer. A method of generating multiple images.
[0058]
(5) A scanner including an image processing device that generates a plurality of drawings of one image from a single scan.
(6) The scanner according to (5), wherein the image processing device includes a prescaler having a function of dividing the single scanned image into a plurality of drawings.
(7) The prescaler divides the single scan image into at least one single color drawing of the single scan image and at least one color drawing of the single scan image. Scanner.
(8) The scanner according to (6), wherein the prescaler divides the single scan image into at least one high resolution grayscale image and at least low resolution high bit color image.
[0059]
(9) A method for generating a plurality of drawings of one image, the step of performing a single scan of the image using a scanner, and a plurality of data signals representing a plurality of drawings of the single scan image The scanner generating an image, and the scanner generating a single interleaved data stream by interleaving the plurality of data signals representing a plurality of renderings of the single scanned image. Multiple drawing generation method.
(10) Multiple rendering of an image according to (9), further comprising the step of the scanner sending the interleaved single data stream to a computer for further processing of multiple renderings of the single scanned image. Generation method.
[0060]
【The invention's effect】
By utilizing a scanner according to the present invention, two rendered images, eg, a high resolution grayscale image and a low resolution high bit depth color image, can be simultaneously obtained from a single scan of a document containing different types of images such as text and graphics. Output, thereby significantly reducing the total amount of data sent to and processed by the host computer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a data path for a multiple image scanner according to the present invention.
FIG. 2 is a more detailed block diagram of the data path of the image preprocessor for a multiple image scanner according to the present invention.
FIG. 3 is a more detailed block diagram of the data path of the image post processor for a multiple image scanner according to the present invention.
FIG. 4 is a more detailed block diagram of a data path from a multiple image scanner to a host computer in accordance with the present invention.
FIG. 5 is a flow diagram of a method for analyzing a data stream including multiple sets of data in accordance with the present invention.
[Explanation of symbols]
100 scanner
102 Host computer
104 CCD array
112 Image preprocessor
114 buffers
116 monochrome buffer
118 color buffer
120 image post processor
122 Data analysis mechanism
124 color image
126 monochrome image
128 color image signal
130 Monochromatic image signal
136 Data stream

Claims

スキャナを使用して原画像の複数の画像を生成する方法であって、
上記スキャナを使用して上記原画像の単一走査を実行するステップと、
上記スキャナが、上記単一走査で得られる上記原画像から２以上の画像を走査中に並行して生成するステップと、を有し、
前記画像は、少なくとも１つの高解像度グレイスケール画像および少なくとも１つの低解像度高ビット・カラー画像を含む、スキャナを使用して原画像の複数画像を生成する方法。A method of generating multiple images of an original image using a scanner,
Performing a single scan of the original image using the scanner;
The scanner generates two or more images in parallel during scanning from the original image obtained by the single scanning,
A method for generating multiple images of an original image using a scanner, wherein the images include at least one high resolution grayscale image and at least one low resolution high bit color image.

更なる処理のために、上記スキャナが、上記単一走査から得られる上記原画像から生成された２以上の画像をホスト・コンピュータに送信するステップを更に含む、請求項１に記載のスキャナを使用して原画像の複数の画像を生成する方法。The scanner of claim 1, further comprising the step of sending the two or more images generated from the original image obtained from the single scan to a host computer for further processing. And generating a plurality of images of the original image.

単一走査で得られる原画像から２以上の画像を走査中に同時に生成するよう動作可能な画像処理装置と、
単一走査された原画像を２以上の画像に分割するよう動作可能なプレスケーラと、を有し、
前記画像は、少なくとも１つの高解像度グレイスケール画像および少なくとも１つの低解像度高ビット・カラー画像を含む、スキャナ。An image processing device operable to simultaneously generate two or more images from an original image obtained in a single scan during scanning;
A prescaler operable to divide a single scanned original image into two or more images;
The scanner, wherein the image comprises at least one high resolution grayscale image and at least one low resolution high bit color image.

原画像の複数の画像を生成する方法であって、
スキャナを使用して上記原画像の単一走査を実行するステップと、
上記スキャナが、上記単一走査された原画像の２以上の画像を表す２以上のデータ信号を同時に生成するステップと、を有し、
前記画像は、少なくとも１つの高解像度グレイスケール画像および少なくとも１つの低解像度高ビット・カラー画像を含んでおり、
上記スキャナが、上記単一走査された原画像の２以上の画像を表す上記２以上のデータ信号をインターリーブし、単一のインターリーブされたデータストリームを生成するステップと、
を有する原画像の複数の画像を生成する方法。A method of generating a plurality of images of an original image,
Performing a single scan of the original image using a scanner;
The scanner simultaneously generating two or more data signals representing two or more images of the single scanned original image;
The image includes at least one high resolution grayscale image and at least one low resolution high bit color image;
The scanner interleaves the two or more data signals representing two or more images of the single scanned original image to generate a single interleaved data stream;
A method for generating a plurality of images of an original image.

上記単一走査された原画像の２以上の画像の更なる処理のため、上記スキャナが、上記インターリーブされた単一データストリームをコンピュータに送信するステップを更に有する、請求項４に記載の原画像の複数の画像を生成する方法。 5. The original image of claim 4, further comprising the step of the scanner sending the interleaved single data stream to a computer for further processing of two or more images of the single scanned original image. To generate multiple images.