JPH0855191A - ドキュメントコンポーネントの減数サンプリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドキュメントの減数サンプリング方法。 【解決手段】 ドキュメント中のコンポーネント文字を
ＯＣＲ９１０が入力として受けコンポーネントの識別同
定の信頼性測定値を出力する。しきい値処理装置８３５
がこれを受けてしきい値と比較し測定値がしきい値より
も大きい、すなわちコンポーネント文字が十分な信頼性
をもって識別同定される場合は、コンポーネント文字を
フォント置換式減数サンプリング装置８３０によって減
数サンプリングする。そうでない場合には、ドキュメン
ト中の文字をデシメーション（１０％減数法）式減数サ
ンプリング装置８４０によって減数サンプリングする。
別の実施例においては、文字を２次元非線形フィルタに
かけてデシメーションすることによっても減数サンプリ
ングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドキュメントの減
数サンプリングに関し、詳しくは光学的文字認識、フォ
ント置換、及び等化を用いる減数サンプリングに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現代の電気通信及びコンピュータシステ
ムにおける入出力装置は、情報（例えばテキスト、デー
タ、ビデオ、イメージ、等）を、更なる処理又は解釈
（そのシステムを使用している人々による解釈を含む）
のために、そのシステムへ、又は、から転送し、表示す
る装置である。

【０００３】ここで関心の対象となる情報は、ドキュメ
ントである。ドキュメントは、種々の形式で提供され
る。例えば、アナログ形式で紙、マイクロフィッシュ、
又は３５ｍｍフィルムで提供され、又は代わりに、スク
リーンダンプのようなディジタルビットマップ形式で、
若しくは、ＡＳＣＩＩ（アスキー）、Ｌａｔｉｎ１、ユ
ニコードのような文字表記、又はＬＡＴＥＸ、ＳＧＭ
Ｌ、のようなマークアップ言語、又はポストスクリプト
で表される。

【０００４】或る表記のドキュメントを別の表記のドキ
ュメントに変換することは可能である。しかし、変換の
結果、情報の損失が生じ、又はノイズが発生する（例え
ば、ファクシミリ（ファックス）装置によって生成され
るドキュメントにおける解像度の損失）。

【０００５】重要なのは、異なる出力装置へ供給するた
めにはドキュメントを異なるレートでサンプリングする
必要があることである。例えば、レーザプリンタは一般
に、３００〜６００ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度
を有する紙出力を生成し、一方ファックス装置の出力の
解像度は１００〜２００ｄｐｉ、ビットマップ端末の解
像度は７５〜１００ｄｐｉである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】出力装置の解像度より
も高い解像度を有するドキュメントを出力するために
は、一般に、高い方の解像度を有するドキュメント中の
情報の一部分だけを出力するように、高い方の解像度を
有するドキュメントを減数サンプリング（ダウンサンプ
リング）する必要がある。

【０００７】標準的な減数サンプリング手法には、低域
フィルタ処理及びデシメーション（１０％減数処理）が
ある。しかし、これらの手法は、解像度が非常に低い装
置にはうまく働かない。

【０００８】別の減数サンプリング手法としては、フォ
ント置換がある。この方法は、テキスト又は文字表記
（すなわち、文字のシーケンスと位置とが知られている
ような表記）のドキュメントだけに適用される。フォン
トは、文字セットの表記（例えばアルファベット）であ
る。フォントは、いくつもの属性を有する。例えば、字
体（Times Roman、Helvetica、等）、スタイル（太字、
斜体、等）、大きさ（１２ポイント、１８ポイント、
等）、及びドキュメントを出力する装置の解像度のよう
な属性である。

【０００９】フォント置換においては、高い方の解像度
のドキュメント中の文字が識別同定され、その文字は、
低い方の解像度で「見場のよい」ように設計されたフォ
ントを用いてその低い方の解像度の装置へ出力される。
簡単にいえば、フォント置換においては、ドキュメント
中の文字が低い方の解像度の装置へ出力される前に、１
個以上のフォント属性が変更される。

【００１０】フォント置換による減数サンプリングの問
題点は、適切な置換フォントを選択できるように、文字
の位置及び実体内容（アイデンティティ）を信頼性を持
って知る必要があることである。このような情報は、Ｌ
ＡＴＥＸ、ＳＧＭＬで表記されるドキュメントにおい
て、又は或る光学的文字認識（ＯＣＲ）システムにおい
ては利用可能である。しかし、この情報は一般に、多く
の種類のドキュメント（例えばファックス）では容易に
利用できない。

【００１１】したがって、低い解像度の装置にドキュメ
ントを出力するために、改善された減数サンプリング方
法が求められている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、本発明の
原理に基づき、次の方法を取ることによって解決され
る。すなわち、ドキュメント中のコンポーネントを減数
サンプリングする方法であって、このコンポーネントが
文字表記されていると共に、連関する信頼性測定値を有
する、ような減数サンプリング方法である。この信頼性
測定値は、連関する文字表記がこのコンポーネントを正
しく識別同定するかどうかの確率を表示する。

【００１３】本方法は、もしこの信頼性測定値がしきい
値を超える場合には第１の減数サンプリング手法により
このコンポーネントを減数サンプリングし、もしそうで
ない場合には第２の減数サンプリング手法によりこのコ
ンポーネントを減数サンプリングする。

【００１４】本発明の推奨実施例において、第１の減数
サンプリング手法は、いわゆるフォント置換であり、第
２の減数サンプリング手法は、いわゆるデシメーション
（１０％減数法）である。本発明の別の態様では、デシ
メーションは、コンポーネントの減数サンプリングにお
いて非線形フィルタ処理と組み合わされる。

【００１５】

【発明の実施の形態】Ｉ．序論 図１は、本発明の方法が実行されるシステムのブロック
図である。図１は、リンク１２５を介して通信ネットワ
ーク１２０に対して情報を入出力するためのいくつかの
通信装置１１０−ｉからなる。例えば、通信装置１１０
−１は、メモリ１１１、キーボード１１２、ＣＲＴ（陰
極線管）画面１１３、及びプロセッサ／モデムからなる
基本パーソナルコンピュータであり、通信装置１１０−
２は、ファクシミリ（ファックス）装置１１５、そして
通信装置１１０−３は、レーザプリンタ１１６である。

【００１６】通信ネットワーク１２０にはその他の入出
力装置も接続されることも当業者には認識されよう（例
えば、通信装置１１０−４内の大量記憶媒体、又は通信
装置１１０−５内のワークステーション及び光学的スキ
ャナ１１８）。通信ネットワーク自体は、公衆電話ネッ
トワーク、構内通信網（ＬＡＮ）、等である。

【００１７】通信ネットワーク内の各通信装置１１０−
ｉは、ドキュメントを生成できる。例えば、通信装置１
１０−１はドキュメントをＣＲＴ画面上に表示する一
方、レーザプリンタ１１６はドキュメントを紙に出力す
る。しかし、各通信装置１１０−ｉが本来のドキュメン
トの解像度よりも低い解像度でドキュメントを表示又は
プリントする場合がしばしばある。

【００１８】したがって、通信装置１１０−ｉはドキュ
メントを減数サンプリング（ダウンサンプリング）する
必要がある。減数サンプリングは、高い方の解像度のド
キュメント中の情報を、低い方の解像度の通信装置での
出力用に準備処理する手法である。

【００１９】ドキュメントには、情報の有形又は物理的
表記（例えば、紙製のドキュメント、又は、そのアナロ
グ又はディジタル写真でマイクロフィッシュ又はスキャ
ンしたイメージを含む）、情報のハードウエア／ソフト
ウエア／ファームウエア記述（例えば、ポストスクリプ
ト又はＬＡＴＥＸ、ＳＧＭＬ、のようなマークアップ言
語）及び、記述（例えばビットマッピング）及び強化の
処理における中間ステップが含まれる（ＳＧＭＬについ
ては、文献（C.Goldfarb, "The SGML Handbook," Caren
don Press, 1990） を参照されたい）。

【００２０】ドキュメントを２つのグループに分けると
都合がよい。第１のグループは、ドキュメント中の各文
字について、その文字の表記中の各画素が、「オン」又
は「オフ」のいずれかであるような、ドキュメントのビ
ットマップ表記からなる。この第１のグループのこのよ
うなドキュメントの一例は、ファックスである。

【００２１】第２のグループは、ドキュメント中の文字
のシーケンスと文字の位置との指定を含む、ドキュメン
トのテキスト表記からなる。この第２のグループのドキ
ュメントの例は、ＡＳＣＩＩファイル又はＳＧＭＬファ
イルである。

【００２２】図２（ａ）は、４００ｄｐｉから１００ｄ
ｐｉへ、デシメーションによって減数サンプリングした
ドキュメントの例示である。結果は、ファックス装置の
出力のように見える。ファックスの出力は、見かけと同
じに悪いと一般に信じられている。それは、１００〜２
００ｄｐｉでテキストを表記しようとしてもよい仕事は
不可能だからである。実際には、ビットマップ端末は７
５〜１００ｄｐｉで比較的よい結果を出している。この
ことから、ファックス出力で問題なのは、解像度ではな
くて、減数サンプリングの方法であることが判る。

【００２３】図２（ｂ）は、フォント置換によって減数
サンプリングした種類のドキュメント、すなわち文字の
位置と内容の実体とが知られているようなドキュメント
の例示である。図２（ｂ）中のドキュメントは、図２の
ドキュメントと同じテキストであるが、１０ポイントの
大きさの「Ｔｉｍｅｓ Ｒｏｍａｎ」の字体で表したも
のである。結果は、ほぼ同じ解像度ではあるが、よりよ
い見場のドキュメントとなっている。

【００２４】本発明の方法の第１の実施例を用いて減数
サンプリングした結果の例示である。この第１の実施例
は、可能な場合にフォント置換を用い、必要な場合に他
の方法（この例ではデシメーション）を用いて減数サン
プリングする混合（ハイブリッド）手法である。詳しく
は、ドキュメントが文字の識別子及び位置を指定する場
合又はこの情報を光学的文字認識（ＯＣＲ）手法によっ
て信頼性をもって得ることができる場合には、この減数
サンプリングは、フォント置換の手法によって行われ
る。

【００２５】ＯＣＲは、文字の電子的識別同定を提供す
る目的で、手書き、プリント又は表示された文字を自動
的に識別同定するプロセスである。このようなＯＣＲシ
ステムの一例としては、Xerox Imaging Systems から入
手可能なScan WorX システムがある。又、ほかにも種々
のＯＣＲシステム及び手法が利用可能であることを当業
者は認識されよう。

【００２６】一般に、ＯＣＲシステムは、個々の文字
（例えば、１個の文字、数字、又は句読点）を識別同定
する。しかし、文字毎に認識動作を行う代わりに、コン
ポーネント毎の認識動作をＯＣＲシステムに行わせるこ
とも可能である。ここに、コンポーネントとは、１個の
文字、又は１個の単語（ワード）中のつながった文字
（例えば、１個の単語中の、不鮮明のため隣の文字と相
互に接触してしまっている文字）からなる小さな文字グ
ループ、のいずれかを意味する。

【００２７】図３（ａ）に戻って、もし文字の識別同定
について信頼性がない場合には、減数サンプリングはデ
シメーションによって行われる。このハイブリッド手法
は、ドキュメント中の文字毎にでも又コンポーネント毎
にでも適用できる。図３（ａ）のドキュメントの方が図
２（ａ）のドキュメントよりも読みやすいことは、多く
の人が同意されよう。

【００２８】本発明の方法の第１の態様は一般に、ドキ
ュメントの見場（外観）を改善するが、第１の態様のハ
イブリッド手法は、ＯＣＲ解析におけるギャップ（すな
わち、ＯＣＲシステムが文字を信頼性をもって識別同定
できないという部分）を強調しがちであり、その結果、
ドキュメントをいささか、ランサム・ノートのように見
えさせてしまう。

【００２９】この問題は、チャネル等化の手法を用い
て、フォント置換による減数サンプリングとデシメーシ
ョンによる減数サンプリングとの間の差を減少させると
いう、本発明の方法の第２の態様によって軽減される。
これによって、ＯＣＲ解析おけるどのようなギャップも
テキストの残りの部分に混合調和される。

【００３０】このプロセス（「非線形ドキュメント等化
処理又はフィルタ処理」と称する）によって、図３
（ｂ）のドキュメントが生成された。このプロセスにつ
いては、本出願と同時継続出願関係にある特許出願（"A
Method of Nonlinear Filteringof Degrded Document
Images"）（ＡＴ＆Ｔ）に記述がある。ここに同出願を
引用文献とする。

【００３１】等化後は、ＯＣＲ解析にギャップを見出す
ことは困難である。テキスト中の英単語"ramification
s" の中の"ramifi"及び"Information" の中の"In"が、
テキストの残りの部分ほどには鮮明ではないが、これら
のギャップを見出すにはかなり注意して見る必要がある
ことを、当業者は認識されよう。

【００３２】次の各項において本発明の方法の態様につ
いて述べる。具体的には、第ＩＩ項においては、可能な
場合にフォント置換を用い、必要な場合にデシメーショ
ンを用いて減数サンプリングする方法について述べる。
詳しくは、この項はデシメーションを用いる必要がある
場合を説明する。第ＩＩＩ項は、上に触れた非線形ドキ
ュメント等化手法について詳細に述べる。第ＩＶ項にお
いては、本発明の方法を集約し、本発明の方法について
の他の潜在的適用を列記する。

【００３３】ＩＩ．減数サンプリングのハイブリッド方
法 図４は、本発明の方法の第１の実施例の流れ図で、ドキ
ュメントのテキストファイル表記を減数サンプリングす
る場合を示す。本発明の方法においては、テキスト表記
をコンポーネント毎に減数サンプリングするのが有利で
ある。ここに、コンポーネントとは、１個の単体の文字
（アルファベットの文字、数字、又は句読点のような）
又は１個の単語中のつながった文字（例えば、１個の単
語中の、不鮮明のために隣の文字と相互に接触してしま
っている文字グループ）からなる小さな文字グループの
いずれかを意味する。

【００３４】図４のステップ６１０において、本方法が
或るコンポーネントの識別子とこの識別子の信頼性の測
定値とを受領する。ステップ６２０において、信頼性測
定値がしきい値と比較され、しきい値を超えているかど
うかが判断される。もし信頼性測定値がしきい値を超え
ている場合、ステップ６３０においてコンポーネントが
第１の減数サンプリング方法（この例ではフォント置
換）によって減数サンプリングされる。

【００３５】もし信頼性測定値がしきい値より低い場
合、ステップ６４０においてコンポーネントが第２の減
数サンプリング方法（この例ではデシメーション）によ
って減数サンプリングされる。この場合、しきい値は、
フォント置換されたドキュメントのより良い見場よりも
文字をデシメーションで生成する場合に得られるより良
い精度を取るように選択される。

【００３６】信頼性測定値は、たぶん或る標準的な既成
品のＯＣＲシステムから得られるかも知れないが、一般
には入手可能ではない。そのため、次の説明で、本発明
の方法の更なる態様としてＯＣＲシステムによって識別
同定されたコンポーネントについての信頼性測定手法を
含む態様を述べる。

【００３７】本発明の方法のこの態様は、概して、同じ
ドキュメント中の同じ単語を２例取った場合のその２例
が相互に非常に類似していることがしばしばあり、別々
のドキュメントから１個の単語をそれぞれ取って得た２
例の場合よりもはるかに多く相互類似している、という
事実を利用している。

【００３８】１個のドキュメント（又はドキュメントの
特定の性質）中での強い相関関係の効果は驚くには当た
らない。或る特定のコンポーネントの全ての事例が、多
かれ少なかれ同じようにひずまされている場合が多いと
いうことである。

【００３９】例えば、これらコンポーネントの事例が現
れたページは各々、おそらく元のドキュメントからほぼ
同一回数のフォトコピー処理を経て来たものである。同
様に、もしそのドキュメントがスキャナでスキャンされ
た場合スキャナにおけるゲインコントロール（利得制
御）は全体にわたってかなり一貫して同一値である。

【００４０】この効果を図５で説明する。図５中に、２
個の互いに異なるドキュメントからボックス（囲み部
分）７１０及び７１２にそれぞれ、単語"using" のいく
つかの事例を示す。或る特定の単語の事例間の類似性を
視覚的に判断する方法は、単語の各事例のビットマップ
を平均する方法である。初めに、この特定の単語の或る
事例のビットマップ中の各画素が「１」の値（画素が
「オン」であることを示す）又は「０」の値（画素が
「オフ」であることを示す）を有すると仮定する。

【００４１】この特定の単語の各事例中の対応する画素
が合計され事例の数で除されて、平均画素値が定められ
る。例えば、囲み部分７１０の"using" の事例が平均さ
れて囲み部分７１１の形状が生成され、囲み部分７１２
の"using" の事例が平均されて囲み部分７１３の形状が
生成される。囲み部分７１１及び７１３それぞれの平均
した事例においては、同じ１個のドキュメント中では、
単語中の文字のまわりのイメージにある少量のぼやけか
ら見られるように、かなり類似した形で生成されてい
る。

【００４２】比較のため、これら２個のドキュメント
（すなわち囲み部分７１１及び７１３）にわたって"usi
ng" のすべての事例を平均した結果を囲み部分７１５に
示す。囲み部分７１５に示すこの結果は、イメージが不
鮮明で認識困難であるという点で不満足なものである。

【００４３】単語の２個の事例を比較するより定量的な
方法は、各事例のビットマップ間のハミング距離を計算
する方法である。ハミング距離は、２個のビットマップ
イメージが互いに異なる（一致しない）画素の数として
定義される。大きなハミング距離は、互いに非常に異な
る２個のイメージ、すなわちぼやけて見えるビットマッ
プ平均、に対応する。囲み部分７１５に見られる結果
は、ハミング距離が大きい場合は、２個のドキュメント
にわたって単語を比較することになることを表明するも
のである。

【００４４】しかし、平均化処理を囲み部分７１１及び
７１３に示すように、１個のドキュメントの範囲内の同
一の単語の事例に限るならば、一致の程度が改善され
る。これは、「単語の事例の探査範囲を単一のドキュメ
ントに制約する限り、ハミング距離測定値（又はこれに
類似のもの）は、かなりよく使える」ということを表し
ている。

【００４５】このことから、ハミング距離の手法を用い
て、２個のボックスを計算しこれら２個のボックス中の
画素が同じ単語に対応するかどうかを点検する述部を構
築することが有利であると判る。ボックスとは、ビット
マップページ上の矩形を定義する４個の変数（すなわ
ち、２個の角部の座標、又は１個の角部の座標及びボッ
クスの高さ及び幅）のセットである。

【００４６】なお、もしハミング距離について僅かに非
標準的な定義を用いるならば、２個のイメージの類似性
についてのハミング距離測定有用さも改善されることを
注記したい。２個のイメージの位置決め（例えばサンプ
リングのためのイメージの位置合わせの際の）において
画素に満たない小さなエラーがしばしば存在し、これが
単語の周辺に沿ったハミング距離を大きくする結果とな
ることがある。画素を目標位置の１画素近隣範囲内の画
素に合致させることによってこのエラーを補償すること
が有利である。

【００４７】このようにして、画素が見出されると推定
される位置の近くに画素がない場合にだけ１個の画素が
１個のエラーとしてカウントされる。これは、単語の周
辺部でしばしば見出される大きなハミング距離測定値を
避ける「控え目」なハミング距離測定である。

【００４８】この控え目なハミング距離を用いて、ドキ
ュメントの全てのコンポーネントをいくつものクラスに
グループ分けし、各々のクラスが１個のコンポーネン
ト、すなわち１個の文字又は１個のフォント内のつなが
った文字グループ、だけに対応するようにすることがで
きる。そうすると、標準の既成品ＯＣＲシステム又はソ
フトウエアプログラムを用いてどのクラスがどの文字に
対応しているかを識別同定することができる。

【００４９】もし或る特定のクラスが大きく（すなわち
多くの要素を有し）且つそのクラスの各メンバーについ
てのＯＣＲ解析結果がかなり一様である場合には、その
クラスのメンバーをフォント置換による減数サンプリン
グに、妥当な自信をもって使うことができる。

【００５０】信頼性測定値は、ＯＣＲ解析結果における
類似性の度合に基づかせると有利である。例えば、もし
或るクラスの要素の割合が高い値を示す（例えば８０％
よりも大きい）ことがＯＣＲシステムによって同様に識
別同定された場合には、その割合を信頼性測定値として
用いることができる。

【００５１】もし或るクラスの要素の割合が同様にして
十分に大きくないという形でＯＣＲの結果が一様でない
場合には、信頼性測定値は低いことになり、したがって
そのクラスの事例を減数サンプリングするにはデシメー
ションが用いられる。ＯＣＲ結果の類似性又は一様性に
基づく別の信頼性測定値も考えられることは、当業者に
は認識されよう。

【００５２】本発明のこの態様を実施したシステムの概
念図を図６に示す。ドキュメント中のコンポーネントの
イメージのビットマップ表記がＯＣＲシステム８２０に
入力され、同じくデシメーション式減数サンプリング装
置８４０に入力される。図６には図示しないが、ドキュ
メントはいくつかのコンポーネントからなり、コンポー
ネントは、システムにそれぞれ別個に入力する必要があ
る。

【００５３】標準的なドキュメント処理手法に基づき、
ドキュメント中の各コンポーネントは、「オン」画素を
見出しそれから隣接する「オン」画素を見出すことによ
り、他のコンポーネントから分離できる。隣接する「オ
ン」画素がもはや見出されない、すなわち全ての「オ
ン」画素が「オフ」画素によって包囲される状態になっ
た場合、これらの互いに隣接する「オン」画素が１個の
コンポーネントを形成する。そして、これらの画素を用
いて、システムに入力するビットマップ表記が得られ
る。

【００５４】図６に戻って、ＯＣＲシステム８２０が、
コンポーネントのテキスト表記と、そのコンポーネント
の識別同定の信頼性測定値とを出力する。テキスト表記
は、フォント置換式減数サンプリング装置８３０に入力
される。信頼性測定値は、スイッチ８５０を制御するし
きい値処理装置８３５に入力される。

【００５５】もし信頼性測定値がしきい値よりも大きい
場合、しきい値処理装置８３５が信号を出力し、これに
よってスイッチ８５０が、フォント置換式減数サンプリ
ング装置８３０によって生成されたコンポーネントの減
数サンプリングバージョンを、システムの出力として選
択する。

【００５６】もしそうでない場合には、スイッチ８５０
は、デシメーション式減数サンプリング装置８４０によ
って生成されたコンポーネントの減数サンプリングバー
ジョンを、システムの出力として選択する。なお、図６
のシステムによって、もとは文字表記ではなかったドキ
ュメントをフォント置換よって減数サンプリングするこ
とが可能となる。

【００５７】ＩＩＩ．非線形チャネル等化器を用いた減
数サンプリング方法 この項は、フォント置換による減数サンプリングとデシ
メーションによる減数サンプリングとの間の差異を減少
させるために非線形ドキュメント等化を用いる本発明の
第２の実施例を示す。この方法においては、もしＯＣＲ
出力が信頼できない場合、デシメーションだけによる減
数サンプリングの代わりに、入力イメージは等化され、
減数サンプリングされる。等化され減数サンプリングさ
れたイメージは一般に、減数サンプリングだけされたイ
メージよりもよりよい見場のものとなる。

【００５８】図７は、本発明の方法のこの第２の実施例
のブロック図である。図６において述べたシステムの場
合のように、コンポーネントのイメージのビットマップ
表記がＯＣＲシステム９１０に入力される。ＯＣＲシス
テム９１０は、コンポーネントのテキスト表示と識別同
定の信頼性測定値とを出力する。

【００５９】テキスト表記はフォント置換式減数サンプ
リング装置９２０に入力される。ビットマップ表記は
又、２次元非線形フィルタ及びデシメーション装置９６
０（又は簡単に、フィルタ９６０）に入力される。下に
述べるように、フィルタ処理とデシメーション処理とは
組み合わせることができる。

【００６０】フィルタ９６０の使用は、ドキュメントが
受けたひずみが、多くの場合非線形フィルタ処理動作と
してモデル化できるという認識に基づいている。例え
ば、普通の種類のひずみは、しきい値処理に先立つ不鮮
明化である。このようなプロセスは、ドキュメントがフ
ォトコピーされ又はスキャンされるときに生じる。不鮮
明化そのものは、フォトコピー機又はスキャナの光学系
で生じる線形フィルタ処理動作である。これによって、
もとのイメージがバイナリであってもグレイレベルが形
成される。

【００６１】バイナリイメージを復元するためには、フ
ィルタ処理されたイメージがしきい値処理される（非線
形動作）。線形フィルタ処理部分が同じでも、しきい値
が異なると得られるイメージは非常に異なったものとな
る。これらの動作は何回も反復して行われることが有り
得る。例えばドキュメントが、たぶん１回よりも多くフ
ォトコピーされそれからスキャンが行われる場合であ
る。

【００６２】その結果としての非線形フィルタ処理は、
概して、単純な（すなわちガウス）フィルタ及び数個の
パラメータ（例えばガウスフィルタの標準変位偏差及び
しきい値）では記述できないが、より一般的な非線形フ
ィルタ構造を用いればモデル化が可能である。フィルタ
のパラメータは、手近のドキュメントに特定のひずみを
正確にモデル化するように適応させることができる。

【００６３】図７に戻って、フィルタ９６０が、入力
（劣化）イメージと参照イメージとを用いて調整され
る。フィルタ９６０の出力をは、デシメーションされビ
ットマップ化され等化されたイメージと称する。参照イ
メージは、参照コンポーネントイメージ記憶装置９３０
が用いるためにコンポーネントのテキスト表記を供給す
るＯＣＲシステム９１０を用いて得ることができる。

【００６４】参照コンポーネントイメージ記憶装置９３
０は、参照イメージ（すなわち非劣化コンポーネントイ
メージ）のビットマップ表記を内蔵する。参照コンポー
ネントイメージ記憶装置９３０は、ＯＣＲシステム９１
０によって供給されるテキスト表記を取り込んでそのテ
キスト表記についての参照イメージを出力する参照テー
ブルとして実現すると有利である。

【００６５】等化イメージと参照イメージとの差異（合
算器９４０において定められる）は、エラーで、これは
フィルタを調整するために用いられ、これによって、或
る時間経過後にエラーが可能最小値に減少される。

【００６６】図７のシステムは又、フィルタ９６０の調
整を調節する調整／固定制御器９５０を有するので有利
である。詳しくは、調整／固定制御器９５０は、ＯＣＲ
システム９１０によって生成された信頼性測定値を用い
てスイッチ９８０を制御することができる。

【００６７】すなわち、もし信頼性測定値が高い場合、
スイッチ９８０が閉じられる。これはフィルタ９６０を
調整するために参照イメージを使用できることを示す。
逆に、もし信頼性測定値が低い場合には、参照イメージ
を用いてフィルタ９６０を調整すべきではなく、したが
って、フィルタ９６０の誤調整を避けるためスイッチ９
８０は開いておく必要がある。

【００６８】図６のシステムの場合のように、図７のス
イッチ９７０を制御するための信頼性測定値が、しきい
値処理装置９３５に入力される。もし信頼性測定値がし
きい値よりも大きい場合、スイッチ９７０はシステムの
出力として、フォント置換式減数サンプリング装置９２
０によって生成されたコンポーネントの減数サンプリン
グバージョンを選択する。そうでなければ、出力は、フ
ィルタ９６０によって生成されたコンポーネント減数サ
ンプリングバージョンとなる。

【００６９】コンポーネントが減数サンプリングされる
順序は、そのコンポーネントがドキュメント中に現れる
順序と必ずしも同じである必要はない。例えば、ＯＣＲ
システム９１０が信頼性をもって認識できる全てのコン
ポーネントをまずフォント置換式減数サンプリングにか
け、同時に同じこれらのコンポーネントを用いてフィル
タ９６０を調整することが可能である。

【００７０】この条件下ではスイッチ９８０は閉じられ
ていて、スイッチ９７０がフォント置換式減数サンプリ
ング出力を選択する。信頼性をもって認識することの可
能な全てのコンポーネントがフォント置換式減数サンプ
リングをされ終ると、残りのコンポーネントが等化及び
デシメーションによって減数サンプリングされる。

【００７１】この時点で、スイッチ９８０が開き（フィ
ルタ９６０を誤って認識されたイメージで調整するのを
避けるため）、スイッチ９７０がフィルタ９６０の出力
選択を開始する。この手順が、十分な調整データがフィ
ルタ９６０の調整に利用可能となるのを確実にする。

【００７２】フィルタ９６０は、２次元配列（アレイ）
の（２Ｍ＋１）×（２Ｍ＋１）参照テーブルを形成して
実現する。この各参照テーブルは、（２Ｈ＋１）×（２
Ｈ＋１）画素平方のサポートにおいてビットによってア
ドレスされる、

【００７３】この場合、イメージ中の位置（ｉ,ｊ）に
おける参照テーブル（ｋ,el）（−Ｍ≦ｋ,el≦Ｍ） に
対するアドレスａ（ｋ,el,ｉ,ｊ） は、次式で与えられ
る。

【数１】

【００７４】もしイメージ中の位置（ｉ,ｊ） における
参照テーブル（ｋ,el） の出力をｗ（ｋ,el,ａ（ｋ,el,
ｉ,ｊ）） とすると、フィルタの出力は次式で表され
る。

【数２】

【００７５】調整プロセスによって、ｙ（ｉ,ｊ） と、
もとのイメージｑ（ｉ,ｊ） との間の平均二乗差が最小
化される。残留エラーは次式で与えられる。 ε（ｉ,ｊ）＝ｑ（ｉ,ｊ）−ｙ（ｉ,ｊ） （３）

【００７６】フィルタ９６０は、要素ｗ（ｋ,el,ａ
（ｋ,el,ｉ,ｊ））に修正値αε（ｘ,ｙ）を加えること
によって、全てのｋ,el について対応するようになる。
ここに、αは収斂の速さを定める小さな数である。な
お、フィルタは単に、選択された値ｉ及びｊにおいてだ
け出力ｙ（ｉ,ｊ） を計算することで入力信号をデシメ
ーションする。例えば、出力は、ｉ及びｊの各々ｎ番目
の値毎に計算される。ここに、ｎは減数サンプリングフ
ァクタ、すなわち減数サンプリングの前及び後のイメー
ジ解像度の比率である。

【００７７】Ｈ、Ｍ、及びαの一般的な値は、Ｈ＝１、
Ｍ＝３、及びα＝０.０００５ である。

【００７８】フィルタ９６０の構造及び調整の更に詳細
な説明が本出願と同時に出願された特許出願（A Method
of Nonlinear Equalization of Degraded Document Im
ages）に記載されており、ここに引用文献とする。

【００７９】ＩＶ．結び 以上の開示において、光学的文字認識、フォント置換、
及びデシメーションを用いてドキュメントを減数サンプ
リングする方法について述べた。非線形ドキュメント等
化の手法を用いた減数サンプリングの方法についても開
示した。これらの説明に際しては、特定のハードウエア
又はソフトウエアを引用することはしなかったが、代わ
りにこれらの説明に基づき利用可能な又は望ましいハー
ドウエア又はソフトウエアを当業者が容易に適応させる
ことが可能なように記述した。

【００８０】例えば、図７の等化装置については２次元
非線形適応フィルタの実施例を述べたが、本発明の精神
及び技術範囲から外れずに、これに代わって他のフィル
タ構造（例えばニュートラルネットワークに基づくフィ
ルタ）を使用できることを当業者は認識されよう。

【００８１】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【００８２】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ド
キュメントの文字の減数サンプリング方法において、文
字認識、フォント置換、及びデシメーション等の手法を
組み合わせて用いることによってドキュメントを減数サ
ンプリングするようにしたので、従来技術では困難であ
った解像度が非常に低い装置への出力に関しての減数サ
ンプリングが可能になる。したがって、種々の解像度の
入出力装置を含む情報処理システム業務処理効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法が実行されるシステムのブロック
図である。

【図２】種々の手法により減数サンプリングしたドキュ
メントを図３と共に例示する説明図である。 （ａ）デシメーションによって減数サンプリングしたド
キュメントを示す。 （ｂ）フォント置換によって減数サンプリングしたドキ
ュメントを示す。

【図３】種々の手法により減数サンプリングしたドキュ
メントを図２と共に例示する説明図である。 （ａ）可能な場合にフォント置換を用い必要な場合にデ
シメーションを用いて減数サンプリングする本発明の方
法の第１の実施例、を用いて減数サンプリングしたドキ
ュメントを示す。 （ｂ）等化を用いて減数サンプリングする本発明の方法
の第２の実施例、を用いて減数サンプリングしたドキュ
メントを示す。

【図４】本発明の方法の第１の実施例の流れ図である。

【図５】２種類の異なるドキュメントから選択された英
単語の例示及び１種類のドキュメント中の同じ英単語の
例示である。

【図６】ドキュメントをフォント置換及びデシメーショ
ンを用いて減数サンプリングする本発明の方法の第１の
実施例、を用いるシステムのブロック図である。

【図７】ドキュメントを非線形適応フィルタを用いて減
数サンプリングする本発明の方法の第２の実施例、を用
いるシステムのブロック図である。

【符号の説明】

１１０−ｉ 通信装置 １１０−１ 基本パーソナルコンピュータ １１０−２ ファクシミリ装置（＝１１５） １１０−３ レーザプリンタ（＝１１６） １１１ メモリ １１２ キーボード １１３ ＣＲＴ（陰極線管）画面 １１４ プロセッサ／モデム １１７ 大量記憶媒体 １１８ スキャナ １１９ ワークステーション １２０ 通信ネットワーク １２５ リンク ８２０、９１０ ＯＣＲシステム ８３０、９２０ フォント置換式減数サンプリング装置 ８３５、９３５ しきい値処理装置 ８４０ デシメーション式減数サンプリング装置 ８５０、９７０、９８０ スイッチ ９３０ 参照コンポーネントイメージ記憶装置 ９４０ 合算器 ９５０ 調整／固定制御器 ９６０ ２次元非線形フィルタ及びデシメーション装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス ワード チャーチ アメリカ合衆国，07928 ニュージャージ ー， チャタム，ロングヒル レイン ２ (72)発明者 ウィリアム アーサー ゲイル アメリカ合衆国，07040 ニュージャージ ー， メイプルウッド，エセックス アヴ ェニュー 17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドキュメント中のコンポーネントを減数
   サンプリングする方法であって、該コンポーネントが文
   字表記されると共に、連関する信頼性測定値を有し、該
   信頼性測定値が、該文字表記によって該コンポーネント
   が識別同定される精度を示す、ような減数サンプリング
   方法において、 もし前記信頼性測定値がしきい値を超える場合には第１
   の減数サンプリング手法により前記コンポーネントを減
   数サンプリングし、もしそうでない場合には第２の減数
   サンプリング手法により前記コンポーネントを減数サン
   プリングするステップを有することを特徴とするドキュ
   メントコンポーネントの減数サンプリング方法。