DE10026700B4

DE10026700B4 - Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes

Info

Publication number: DE10026700B4
Application number: DE2000126700
Authority: DE
Inventors: Ace Chien
Original assignee: Transpacific Optics LLC
Current assignee: TRANSPACIFIC OPTICS LLC, WILMINGTON, DEL., US
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: DE10026700A1

Abstract

Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes, umfassend einen interessierenden Bereich und ein Hintergrundbild, wobei das Bild Pixel mit jeweils einem zugeordneten R-, G- und B-Wert aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(a) Bestimmen der Koordinaten von Grenzpixeln für ein erstes abgetastetes Bild, wobei die Grenzpixel an den interessierenden Bereich angrenzende Pixel des Hintergrundbilds sind, die ein Bild in dem interessierenden Bereich (IB-Bild) umschreiben, und ein Pixel dem Hintergrundbild zugeordnet wird, wenn seine Standarddifferenzen kleiner als ein vorgegebener Wert sind, wobei seine Standarddifferenzen die Differenzen seiner R-, G- und B-Werte von vorgegebenen Standardwerten sind;
(b) Ermitteln von R-, G- und B-Mittelwerten sämtlicher Grenzpixel, deren Koordinaten in Schritt (a) bestimmt wurden, und Festlegen von R-, G- und B-Schwellenwerten abhängig von den ermittelten R-, G- und B-Mittelwerten;
(c) Für jedes Pixel des ersten abgetasteten Bildes erneut bestimmen oder für jedes Pixel eines weiteren abgetasteten Bildes bestimmen, ob das Pixel...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes und insbesondere ein Verfahren, mit dem die Schwellenwerte für die rote (R), die grüne (G) und die blaue (B) Farbe dynamisch verfeinert werden können, um anhand der Werte eines Hintergrundbildes Grenzpixel zu bestimmen, wodurch der Zurichtbereich präzise bestimmt werden kann.
Ein herkömmliches Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes wird nach dem Vorabtastprozeß ausgeführt. Die Technik des automatischen Zurichtens umfaßt eine präzise Unterscheidung des interessierenden Bereichs (im folgenden mit IB bezeichnet) von einem Hintergrundbild durch Suchen der Grenzen des IB. Da die Farbe des Hintergrundbildes gewöhnlich schwarz ist, sind die R-, G- und B-Werte eines Hintergrundpixels sehr ähnlich. Im Idealfall sind alle R-, G- und B-Werte eines Hintergrundpixels null. Hingegen sind die Farben des IB sehr verschieden, so daß die R-, G- und B-Werte der IB-Pixel nicht gleichmäßig sind und ein Hintergrundbild-Pixel von einem IB-Pixel einfach unterschieden werden kann, indem die Standarddifferenzen ihrer R-, G- und B-Werte geprüft werden.
Eine Erfassungsprozedur wird herkömmlicherweise dadurch ausgeführt, daß die R-, G- und B-Werte jedes Pixels zeilenweise und spaltenweise geprüft werden. Falls die Differenzen der R-, G- und B-Werte eines Pixels einen vorgegebenen Wert übersteigen, wird das Pixel im allgemeinen als IB-Pixel bestimmt. Andernfalls wird das Pixel als Hintergrundpixel bestimmt. Die Grenzen des IB beziehen sich auf die Hintergrundpixel, die den IB umschreiben. Um ein Kriterium für die Bestimmung der R-, G- und B-Werte eines Hintergrundpixels zu schaffen, wendet die herkömmliche Technik konstante R-, G- und B-Schwellenwerte an, um ein Hintergrundpixel von einem IB-Pixel zu unterscheiden.
Die konstanten R-, G- und B-Schwellenwerte können jedoch unter verschiedenen Umständen keine ausreichenden Informationen liefern, um ein Hintergrundpixel von einem IB-Pixel zu unterscheiden. Wenn beispielsweise die Farbe des Originaldokuments selbst dunkler als die Hintergrundfarbe ist, kann das Hintergrundbild fehlerhaft als Teil des IB aufgefaßt werden, falls die R-, G- und B-Schwellenwerte zu hoch angesetzt sind. Falls andererseits die R-, G- und B-Schweltenwerte zu niedrig angesetzt sind, können die IB-Pixel fehlerhaft als Hintergrundpixel aufgefaßt werden. Unter Umständen bestimmen die R-, G- und B-Schwellenwerte die Genauigkeit der automatischen Zurichtung.
Die Unterscheidung eines Hintergrundpixels von einem IB-Pixel ist in Wirklichkeit nicht einfach. Ein Grund hierfür besteht darin, daß das Hintergrundbild ein Reflexionsbild der Abdeckung des Scanners ist. Gewöhnlich ist die Abdeckung des Scanners aus einem schwarzen Material hergestellt. Wenn eine Lichtquelle Licht auf die schwarze Abdeckung des Scanners richtet, wird das Reflexionsbild der schwarzen Abdeckung vermutlich gleichmäßig schwarz sein. Sobald jedoch das schwarze Material aus einem Material geringer Qualität besteht oder bei der Herstellung Risse erfährt, erzeugt das Reflexionsbild unerwartete Ergebnisse.
Darüber hinaus sollten die vielen verschiedenen Scannermodelle und die vielen verschiedenen Typen von Lichtquellen berücksichtigt werden. Da die Lichtintensität nach dem Einschalten stärker ist und sich nach einer bestimmten Zeitperiode stabilisiert, ist das Hintergrundbild nicht gleichmäßig schwarz, wenn der Abtastvorgang während des Aufwärmprozesses erfolgt. Falls in einem solchen Fall der Scanner einen Aufwärmprozeß nach dem Einschalten durchlaufen muß oder falls die Lichtquelle instabil ist, ist die Lichtintensität eines abgetasteten Bildes nicht gleichmäßig verteilt. Weiterhin kann die Farbe des Originaldokuments selbst dunkler als die Farbe der Abdeckung sein. Folglich ist es schwierig, ein Hintergrundpixel von einem IB-Pixel anhand konstanter R-, G- und B-Schwellenwerte zu unterscheiden.
Eine zuverlässigere Bestimmung der Hintergrundpixel bieten Verfahren, bei denen die Schwellenwerte auf Basis des abgetasteten Bildes bestimmt werden.
Aus der Druckschrift EP 0732842 B1 ist ein solches Verfahren zur Bestimmung von Schwellenwerten von Hintergrundpixeln bekannt, bei dem Pixel, die Farbwerte in bestimmten Bereichen aufweisen, ausgezählt werden und statistisch ausgewertet werden.
In der Druckschrift EP 0549255 A2 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem bereits während des Abtastens eines Bildes eine Bestimmung der Farbdichten von Hintergrundbereichen durch eine direkten Auswertung von Videosignal-Pegeln erfolgt.
Beide genannten Verfahren sind einstufig und eher für Bilder mit großem Helligkeits- bzw. Farbunterschieden zwischen Hintergrund und interessierendem Bereich geeignet.
In der Druckschrift US 5900953 wird ein mehrstufiges, iteratives Verfahren offenbart, bei dem die Bestimmung von Hintergrund-Schwellenwerten anhand eines über das Bild gelegten Gitters durchgeführt wird. Die Maschenweite des Gitters wird dynamisch verändert, um auch kleine dem Vordergrund zugeordnete Bildelemente erfassen zu können. Die ineinander geschachtelte Iteration von Schwellenwerten und Gitterweite führt zu guten Ergebnissen, erfordert jedoch einen erheblichen Rechenaufwand.
Ein weiteres iteratives Verfahren wird in dem Artikel "Comments an Picture Thresholding Using an Iterative Selection Method", IEEE Transactions an Systems, Man and Cybernetics, Vol. 20, Nr. 5, S. 1238-1239, September/Oktober 1990, beschrieben. Gemäß dem Verfahren werden Schwellenwerte zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Schwarzweißbild iterativ bestimmt, indem bestimmte Bereiche des Histogramms der Helligkeitsverteilung ausgewertet werden. Bei diesem Verfahren bedingt das Erstellen des Histogramm einen erhöhten Rechenaufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein unaufwendiges Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes zu schaffen, mit dem die Schwellenwerte der roten, grünen und blauen Farben dynamisch verfeinert werden können, um Grenzpixel anhand der Werte eines Hintergrundbildes zu bestimmen, so daß das Bild des interessierenden Bereichs präzise gewählt werden kann.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen automatischen Lernprozeß für den Bildscanner zu schaffen, um die Informationen bezüglich der R-, G- und B-Schwellenwerte und der Hintergrundfarbe in Vorabtastprozeduren effizient zu lernen, so daß der Prozeß des automatischen Zurichtens nach wenigen Durchläufen eines Lernprozesses präziser erfolgen kann und der Lernprozeß nicht mehr erforderlich ist, sobald die R-, G- und B-Werte an die R-, G- und B-Schwellenwerte angenähert worden sind.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Zunächst werden die Koordinaten von Grenzpixeln für ein erstes abgetastetes Bild bestimmt, wobei die Grenzpixel an den interessierenden Bereich angrenzende Pixel des Hintergrundbilds sind, die ein Bild in dem interessierenden Bereich umschreiben. Ein Pixel wird dem Hintergrundbild zugeordnet, wenn seine Standarddifferenzen kleiner als ein vorgegebener Wert sind, wobei seine Standarddifferenzen die Differenzen seiner R-, G- und B-Werte von vorgegebenen Standardwerten sind. Anschließend werden die R-, G- und B-Mittelwerte sämtlicher zuvor bestimmter Grenzpixel ermittelt. Es werden dann R-, G- und B-Schwellenwerten abhängig von den ermittelten R-, G- und B-Mittelwerten festgelegt. Für jedes Pixel des ersten abgetasteten Bildes wird erneut bestimmt oder für jedes Pixel eines weiteren abgetasteten Bildes wird bestimmt, ob das Pixel ein Grenzpixel ist, wobei ein Pixel als ein Grenzpixel bestimmt wird, wenn die R-, G- und B- Werte dieses jeweiligen Pixels kleiner als die R-, G- und B-Schwellenwerte sind. Die Koordinaten eines als Grenzpixel bestimmten Pixels werden aufgezeichnet und das IB-Bildes wird im Zurichtbereich, der durch jedes der Grenzpixel definiert ist, zugerichtet.
Das Verfahren ist demnach zweistufig aufgebaut, wobei zunächst (vorläufige) Grenzpixel aufgrund von vorgegebenen Standard-Schwellenwerten bestimmt werden. Danach werden die Schwellenwerte anhand der Farbwerte der im ersten Schritt bestimmten (vorläufigen) Grenzpixel angepasst und es werden die endgültigen Grenzpixel, die zum Zuschneiden des Bildes eingesetzt werden, auf Basis der angepassten Schwellenwerte ermittelt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Suchen der Grenzpixel, die das IB-Bild umschreiben;
2 einen Ablaufplan zur Erläuterung des Verfahrens zum Suchen der Grenzpixel, die das IB-Bild umschreiben;
3 einen Ablaufplan zur Erläuterung des Verfahrens zum dynamischen Aktualisieren der R-, G- und B-Schwellenwerte durch Approximation gemäß dem Verfahren der Erfindung; und
4 einen Ablaufplan zur Erläuterung des Verfahrens des automatischen Zurichtens eines IB-Bildes auf der Grundlage der approximierten R-, G- und B-Schwellenwerte.
Die im folgenden beschriebene bevorzugten Ausführungsform stellt lediglich ein Beispiel dar. Fachleute werden erkennen, daß an der offenbarten Ausführungsform Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken oder vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Zunächst werden erfindungsgemäß die Grenzpixel gesucht, die das IB-Bild umschreiben. Wie in 1 gezeigt ist, wird im Betrieb des Scanners das Originaldokument 12 auf die Oberseite einer Blattauflage 11 gelegt, so daß zwei Kanten des Originaldokuments auf zwei zueinander senkrechte Seiten der Blattauflage 11 ausgerichtet sind. Somit befinden sich die Grenzen, die bestimmt werden müssen, nur bei den beiden anderen Kanten a und b. Folglich zielt die Erfindung darauf, die R-, G- und B-Schwellenwerte zu finden, die die Grenzen a und b für das IB-Bild präzise bestimmen können.
Die anfängliche Erfassung dient lediglich dem Auffinden der momentanen R-, G- und B-Mittelwerte der Grenzen a und b. Daher werden die Pixel von links nach rechts nacheinander gelesen und mit den Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte jedes Pixels der ersten Zeile des abgetasteten Bildes verglichen. Die Standarddifferenz bezieht sich auf die Differenz zwischen einem der R-, G- und B-Werte und einem Standardwert. Falls die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte sämtlich kleiner als ein vorgegebener Wert, etwa 10, sind, wird das Pixel als Kandidat für ein Grenzpixel bestimmt. Dann werden fortgesetzt sämtliche Pixel derselben Spalte des Grenzpixel-Kandidaten geprüft, um zu bestimmen, ob die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte für jedes Pixel in der Spalte sämtlich kleiner als der vorgegebene Wert sind. Wenn ja, bezeichnet die Spalte des Grenzpixel-Kandidaten eine Grenze a. Dann ist die Suche der Grenze a beendet.
Wenn nein, wird das nächste Pixel in derselben Zeile des Grenzpixel-Kandidaten gewählt, um dieselbe Prüfung auszuführen. Der Prozeß wird solange wiederholt, bis eine Grenze a gefunden wird. Die Prozedur ist die gleiche für die Suche der Grenze b. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Prüfung statt an der ersten Zeile an der ersten Spalte erfolgt und daß die Suchreihenfolge statt von links nach rechts von oben nach unten erfolgt.
Nun wird mit Bezug auf 2 das Verfahren zum Suchen der Grenze a im einzelnen erläutert. Der Ablauf ist der folgende:

201: Setze X = 0, Y = 0, W = Breite des abgetasteten Bildes, L = Länge des abgetasteten Bildes.
202: Lese das Pixel bei den Koordinaten (X, Y)
203: Bestimme, ob X = W? Wenn ja, gehe zum Schritt 207. Wenn nein, gehe zum Schritt 204.
204: Bestimme, ob die R-, G- und B-Standarddifferenzen des Pixels an der (X, Y)-Position größer als ein vorgegebener Wert, etwa 10, sind? Wenn ja, gehe zum Schritt 205. Wenn nein, gehe zum Schritt 206.
205: Da die R-, G- und B-Standarddifferenzen des momentanen Pixels zu groß sind, wird das momentane Pixel bei (X, Y) als ein IB-Pixel bestimmt und wird das nächste Pixel X = X + 1 geprüft. Gehe dann zum Schritt 202.
206: Da die R-, G- und B-Standarddifferenzen des momentanen Pixels zu klein sind, wird das momentane Pixel bei (X, Y) als ein Hintergrundpixel bestimmt. Zeichne dann die Koordinaten des momentanen Pixels auf, um das nächste Pixel in derselben Spalte, Y = Y + 1, zu prüfen, und gehe dann zum Schritt 202.
207: Ende.
208: Bestimme, ob Y = L? Wenn ja, gehe zum Schritt 209. Wenn nein, gehe zum Schritt 207.
209: Bestimme die Spalte des momentanen Pixels als eine Grenze a und gehe zum Schritt 207.

Das Verfahren zum Bestimmen der Grenze b kann demselben Ablauf folgen. Falls das Originaldokument nicht richtig auf die beiden Seiten der Blattauflage ausgerichtet ist, ist das Erfassungsverfahren von 2 mit geringen Modifikationen, die dem Fachmann bekannt sind, noch immer anwendbar.
Nach dem Auffinden der Grenzen a und b für das Originaldokument kann der Anfangsschwellenwert für die R-, G- und B-Werte eines Pixels durch Mitteln der Werte jedes R-, G- und B-Kanals für sämtlich Grenzpixel bestimmt werden. Die Durchschnittswerte für die R-, G- und B-Kanäle können folgendermaßen dargestellt werden:
Die Durchschnittswerte für R, G und B für sämtliche Grenzpixel der Seiten a und b sind durch AVG_R, AVG_G bzw. AVG_B gegeben. n gibt die Gesamtzahl der Pixel auf der Grenze an.
Dann werden die momentanen R-, G- und B-Schwellenwerte, die durch Curr_R, Curr_G bzw. Curr_B gegeben sind, mit den anfänglichen R-, G- und B-Durchschnittswerten AVG_R, AVG_G bzw. AVG_B gemittelt. Das heißt, daß die Ausdrücke (AVG_R + Curr_R)/2, (AVG-G + Curr_G)/2 und (ACG_B + Curr_B)/2 berechnet werden. Dann werden sämtliche temporären R-, G- und B-Durchschnittswerte im Speicher bei New_R, New_G bzw. New_B als R-, G- und B-Schwellenwerte gespeichert, um die Hintergrundpixel im nachfolgenden vorabgetasteten Bild zu bestimmen. Diese Prozedur wird wiederholt, bis sich die R-, G- und B-Schwellenwerte an die genauen Werte annähern. Dieser Prozeß ist einem Lernprozeß sehr ähnlich. Obwohl die R-, G- und B-Schwellenwerte für das Hintergrundpixel für jede Vorabtastung von einem Zeitpunkt zum nächsten unterschiedlich sind, werden sie nach wenigen Vorabtastungen gegen den genauen Wert konvergieren, wenn der Scanner gerade initialisiert worden ist. Die Aufgabe besteht darin, zu verhindern, daß Hintergrundpixel fehlerhaft als IB-Pixel aufgefaßt werden. Obwohl die R-, G- und B-Schwellenwerte für jede Vorabtastung gemittelt werden, verlangsamt die für die Berechnung der R-, G- und B-Mittelwerte erforderliche Zeit den Vorabtastprozeß nicht. Da darüber hinaus die R-, G- und B-Schwellenwerte für die Bestimmung der Grenzpixel dynamisch aktualisiert werden, ist das Verfahren auch auf jede von Schwarz verschiedene Hintergrundfarbe anwendbar, solange die Farbe gleichmäßig verteilt ist.
In 3 ist der Ablaufplan zur Erläuterung des Verfahrens der dynamischen Aktualisierung der R-, G- und B-Schwellenwerte gezeigt. Die Erfindung sieht drei Referenzwerte für die dynamische Aktualisierung der R-, G- und B-Schwellenwerte einschließlich Update (ein Merker), R-, G- und B-Schwellenwerte (durch T gegeben) und R-, G- und B-Mittelwerte (durch Curr_R, Curr_G bzw. Curr_B gegeben) vor. Wenn Update = 1, bedeutet dies, daß die R-, G- und B-Schwellenwerte T aktualisiert werden müssen. Wenn Update = 0, bedeutet dies, daß die R-, G- und B-Schwellenwerte T sehr nahe beim Istwert liegen, so daß die Approximation angehalten werden kann. T ist eine Speichervorrichtung zum vorübergehenden Speichern der R-, G- und B-Schwellenwerte nach jeder Berechnung. Curr_R, Curr_G und Curr_B sind ebenfalls Speichervorrichtungen zum Speichern der jeweiligen R-, G- und B-Mittelwerte.
Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:

301: Initialisiere Update, T und Curr_R, Curr_G, Curr_B. Setze Update = 1, T = 0, Curr_R = 0, Curr_G = 0, Curr_B = 0.
302: Lese im Vorabtastprozeß die Werte von Update, T und Curr_R, Curr_G und Curr_B.
303: Bestimme, ob Update = 0? Wenn ja, liegen Curr_R, Curr_G, Curr_B sehr nahe beim Wert T. Gehe dann zum Schritt 317 und halte an. Wenn nein, gehe zum Schritt 304.
304: Bestimme, ob die Standarddifferenzen (Std_R, Std_G, Std_B) der R-, G- und B-Werte eines momentanen Pixels kleiner als ein vorgegebener Wert, etwa 10, sind? Wenn ja, kann das momentane Pixel ein Hintergrundpixel sein, gehe dann zum Schritt 305. Wenn nein, gehe zum Schritt 317.
305: Update = 1 und die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte sind kleiner als der vorgegebene Wert, so daß das momentane Pixel als Hintergrundpixel bestimmt wird. Berechne dann den Mittelwert jedes R-, G- und B-Kanals aller Pixel in derselben Spalte des momentanen Pixels. Speichere dann die neu berechneten Durchschnittswerte der R-, G- und B-Kanäle in den New_R-, New_G- bzw. New_B-Speichervorrichtungen.
306: Nehme den größten in New_R, New_G und New_B gespeicherten Wert auf und speichere ihn in einer Speichervorrichtung Max.
307: Bestimme, ob T = 0? Wenn ja, werden zum ersten Mal die Mittelwerte der R-, G- und B-Kanäle für sämtliche Pixel der Grenze berechnet. Gehe dann zum Schritt 308. Wenn nein, gehe zum Schritt 309.
308: Speichere den Max-Wert, der im Schritt 306 gefunden wurde, in New_T. Gehe dann zum Schritt 310.
309: Bilde den Mittelwert der in Max und T gespeicherten Werte und speichere dann den Mittelwert in New_T.
310: Bestimme, ob die R-, G- und B-Mittelwerte, die in Curr_R, Curr_G und Curr_B gespeichert sind, gleich 0 sind. Wenn ja, gehe zum Schritt 31. Wenn nein, gehe zum Schritt 312.
311: Gibt an, daß der Mittelwert der R-, G- und B-Schwellenwerte zum ersten Mal berechnet wurde. Weise dann die in New_R, New_G und New_B gespeicherten R-, G- und B-Mittelwerte den R-, G- bzw. B-Speichervorrichtungen zu. Gehe dann zum Schritt 316.
312: Da die R-, G- und B-Mittelwerte nicht nahe genug bei den genauen Werten liegen, berechne die Mittelwerte aus den momentanen R-, G- und B-Mittelwerten, die in Curr_R, Curr_G und Curr_B gespeichert sind, und aus den vorhergehenden R-, G- und B-Mittelwerten, die in New_R, New_G und New_B gespeichert sind. Speichere dann die Mittelungsergebnisse in den R-, G- bzw. B-Speichervorrichtungen.
313: Berechne die Differenz der in T und New_G gespeicherten Werte und bestimme dann, ob die Differenz kleiner als ein vorgegebener Wert, etwa 10, ist. Bestimme außerdem, ob die Differenz zwischen R und Curr_R, die Differenz zwischen G und Curr_G und die Differenz zwischen B und Curr_B sämtlich kleiner als eine vorgegebene Zahl, etwa 10, sind. Wenn ja, gehe zum Schritt 314. Wenn nein, gehe zum Schritt 315.
314: Da die Differenzen alle kleiner als ein vorgegebener Wert sind, sollte der approximierte Wert sehr nahe beim genauen Wert liegen. Setze dann Update = 0 und beende die Approximation. Gehe dann zum Schritt 316.
315: Da die Differenzen alle größer als ein vorgegebener Wert sind, bedeutet dies, daß der momentane Schwellenwert noch immer approximiert werden muß. Gehe dann zum Schritt 316.
316: Speichere die Summe aus den R-, G- und B-Schwellenwerten, die in New_G gespeichert sind, und aus einem vorgegebenen Gewicht δ in einer Speichervorrichtung T. Speichere die Werte von R, G und B in den Speichervorrichtungen Curr_R, Curr-G bzw. Curr_B.
317: Beende die Approximation der R-, G- und B-Schwellenwerte für die Vorabtastung. Das heißt, daß der Lernprozeß beendet werden kann.

Jedesmal, wenn die Vorabtastung ausgeführt wird, müssen die obenerwähnten R-, G- und B-Schwellenwerte so lange approximiert werden, bis die R-, G- und B-Schwellenwerte sehr nahe bei den tatsächlichen R-, G- und B-Mittelwerten liegen. Außerdem werden die Prozesse vom Schritt 307 zum Schritt 310 und die Prozesse vom Schritt 310 zum Schritt 313 wiederholt iteriert, um den approximierten Wert der tatsächlichen R-, G- und B-Mittelwerte zu erhalten. Mit den approximierten R-, G- und B-Schwellenwerten können die Grenzpixel präziser definiert werden. Tatsächlich ist der Lernprozeß wie oben beschrieben sehr effizient. Wenn der Scanner gerade initialisiert worden ist, können die approximierten Werte für die tatsächlichen R-, G- und B-Werte nach drei bis fünf Vorabtastungen schnell erhalten werden. Der Lernprozeß kann beendet werden, sobald die R-, G- und B-Werte nahe bei den tatsächlichen R-, G- und B-Werte liegen. Der Lernprozeß ist in den nachfolgenden Abtastprozessen nicht mehr erforderlich. Der Hauptunterschied zwischen der Erfindung und anderen Lösungswegen besteht darin, daß der Lernprozeß endet, sobald die approximierten R-, G- und B-Werte erhalten worden sind. Der Lernprozeß muß nicht für jede Vorabtastung ausgeführt werden.
In 4 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung des Verfahrens zum Wählen des IB-Bildes auf der Grundlage der approximierten R-, G- und B-Schwellenwerte gezeigt.

401: Start.
402: Lese nacheinander jedes Pixel des abgetasteten Bildes.
403: Bestimme, ob die Differenzen der R-, G- und B-Werte eines momentanen Pixels kleiner als die approximierten R-, G- und B-Schwellenwerte sind, die in T gespeichert sind? Oder ob die Differenzen zwischen den momentanen R-, G- und B-Mittelwerten, die in New_R, New_G und New_B gespeichert sind, und den vorhergehenden R-, G- und B-Mittelwerten, die in Curr_R, Curr_G und Curr_B gespeichert sind, kleiner als ein vorgegebener Wert sind? Wenn ja, gehe zum Schritt 404. Wenn nein, gehe zum Schritt 405.
404: Bestimme, ob das momentane Pixel ein Hintergrundpixel ist, und markiere dann die Position des momentanen Pixels.
405: Bestimme das momentane Pixel als ein IB-Pixel.
406: Setze die Bilddaten in binäre Bilddaten um, nachdem sämtliche Grenzpixel bestimmt worden sind.
407: Lese das IB-Bild anhand der Positionen der markierten Pixel.
408: Ende.

Zusammenfassend kann die Erfindung die Grenzpixel, die das IB-Bild umschreiben, präziser bestimmen, weil die R-, G- und B-Schwellenwerte auf approximierten R-, G- und B-Werten und nicht auf konstanten R-, G- und B-Werten basieren. Die approximierten R-, G- und B-Werte werden anhand einer momentanen Hintergrundbild-Situation wiederholt approximiert. Folglich kann die Erfindung an verschiedene Scannermodelle und an verschiedene Lichtquellen angepaßt werden und ist auch für jede von Schwarz verschiedene, gleichmäßige Farbe als Hintergrundfarbe geeignet.

Claims

Verfahren zum automatischen Zurichten eines abgetasteten Bildes, umfassend einen interessierenden Bereich und ein Hintergrundbild, wobei das Bild Pixel mit jeweils einem zugeordneten R-, G- und B-Wert aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Bestimmen der Koordinaten von Grenzpixeln für ein erstes abgetastetes Bild, wobei die Grenzpixel an den interessierenden Bereich angrenzende Pixel des Hintergrundbilds sind, die ein Bild in dem interessierenden Bereich (IB-Bild) umschreiben, und ein Pixel dem Hintergrundbild zugeordnet wird, wenn seine Standarddifferenzen kleiner als ein vorgegebener Wert sind, wobei seine Standarddifferenzen die Differenzen seiner R-, G- und B-Werte von vorgegebenen Standardwerten sind; (b) Ermitteln von R-, G- und B-Mittelwerten sämtlicher Grenzpixel, deren Koordinaten in Schritt (a) bestimmt wurden, und Festlegen von R-, G- und B-Schwellenwerten abhängig von den ermittelten R-, G- und B-Mittelwerten; (c) Für jedes Pixel des ersten abgetasteten Bildes erneut bestimmen oder für jedes Pixel eines weiteren abgetasteten Bildes bestimmen, ob das Pixel ein Grenzpixel ist, wobei ein Pixel als ein Grenzpixel bestimmt wird, wenn die R-, G- und B- Werte dieses jeweiligen Pixels kleiner als die R-, G- und B-Schwellenwerte sind; (d) Aufzeichnen der Koordinaten eines als Grenzpixel bestimmten Pixels; und (e) Zurichten eines IB-Bildes im Zurichtbereich, der durch jedes der Grenzpixel definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: (f) Bestimmen des jeweiligen Pixels als IB-Pixel, wenn die Differenz der R-, G- und B-Werte des jeweiligen Pixels größer als die R-, G- und B- Schwellenwerte sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) die folgenden Schritte umfasst: sequentielles Vergleichen und Bestimmen, ob die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte für jedes Pixel in der ersten Zeile des abgetasteten Bildes kleiner als ein vorgegebener Wert sind; Bestimmen jedes der Pixel in der ersten Zeile als einen Grenzpixel- Kandidaten, wenn die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte jedes der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als der vorgegebene Wert sind; sequentielles Vergleichen und Bestimmen, ob die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte für jedes Pixel in der Spalte des ersten Auftretens der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als ein vorgegebener Wert sind; und Bestimmen dieser Spalte des ersten Auftretens des Grenzpixel-Kandidaten als eine erste Grenze, wenn die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte jedes Pixel dieser Spalte der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als ein vorgegebener Wert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) die folgenden Schritte umfasst: sequentielles Vergleichen und Bestimmen, ob die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte für jedes Pixel in der ersten Spalte des abgetasteten Bildes kleiner als ein vorgegebener Wert sind; Bestimmen jedes der Pixel in der ersten Spalte als einen Grenzpixel- Kandidaten, wenn die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte jedes der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als der vorgegebene Wert sind; sequentielles Vergleichen und Bestimmen, ob die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte für jedes Pixel in der Zeile des ersten Auftretens der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als ein vorgegebener Wert sind; und Bestimmen der Zeile des ersten Auftretens des Grenzpixel-Kandidaten als eine zweite Grenze, wenn die Standarddifferenzen der R-, G- und B-Werte jedes Pixels in dieser Zeile der Grenzpixel-Kandidaten kleiner als ein vorgegebener Wert sind.
Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Bestimmen eines Pixels als IB-Pixel, wenn die Differenzen der R-, G- und B-Werte des Pixels größer als der vorgegebene Wert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (b) die folgenden Schritte umfasst: (g) Speichern der R-, G- und B-Mittelwerte der Grenzpixel; (h) Erhalten der ermittelten R-, G- und B-Schwellenwerte als approximierte R-, G- und B-Schwellenwerte durch Bilden des Durchschnitts der R-, G- und B-Mittelwerte der Grenzpixel und der R-, G- und B-Werte der momentanen Grenzpixel; (i) Bestimmen, ob die Differenz zwischen den approximierten R-, G- und B-Schwellenwerten und den vorhergehenden R-, G- und B- Schwellenwerten kleiner als ein vorgegebener Wert ist und ob die Differenz zwischen den momentanen R-, G- und B-Mittelwerten und den vorhergehenden R-, G- und B-Mittelwerten kleiner als ein vorgegebener Wert ist; (j) wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt (i) positiv ist, Setzen der Summe der approximierten R-, G- und B- Schwellenwerte und eines Gewichtstandardwerts als aktualisierte R-, G- und B-Schwellenwerte; und (k) Setzen der momentanen R-, G- und B-Mittelwerte als aktualisierte R-, G- und B-Mittelwerte.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: (1) Wiederholen der Schritte (g) bis (k), wenn die Differenz zwischen den approximierten R-, G- und B-Schwellenwerte, und den vorhergehenden R-, G- und B-Schwellenwerten größer als ein vorgegebener Wert ist und die Differenz zwischen den momentanen R-, G- und B-Mittelwerten und den vorhergehenden R-, G- und B-Mittelwerten größer als der vorgegebene Wert ist.