圖象識別的方法和裝置以及利用此方法和裝置的複印機和印表機的製作方法
2023-05-31 21:46:16 1
專利名稱：圖象識別的方法和裝置以及利用此方法和裝置的複印機和印表機的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及圖象識別的方法和裝置以及利用此方法和裝置的複印機和印表機。
在普通數字彩色複印機(雷射類型)的讀出部分中，如
圖1所示，採用線狀CCD構成的圖象傳感器1並把它放在原稿2的對面，圖象傳感器1的讀出寬度與原稿2的寬度相同。在此實例中，圖象傳感器1的寬度d實際上小於原稿的寬度D，因為利用了含透鏡3的縮小光路，但是在某些情況下，採用相同的寬度。若圖象傳感器1的長度方向設定為主掃描方向，則圖象傳感器1可以沿垂直於主掃描方向的副掃描方向前後移動。
在讀出採用這種圖象傳感器1的原稿時，利用全光柵掃描方法。更具體些說，如圖2所示，圖象傳感器1位於原稿2的上方，圖象傳感器1讀出第一行a(在主掃描方向)。然後，圖象傳感器1在副掃描方向移動一行，讀出下一行b(在主掃描方向)。此後，按順序重複這個過程讀出全部原稿，在此基礎上完成列印的規定的圖象處理。
利用上述這種類型全光柵掃描方法的複印機能夠以非常高的精度複印數據，所以，列印出的複印件幾乎與原稿完全相同。因此，能夠利用這種複印機來仿製任何被禁止的複印件，例如，紙幣。
所以，為了避免這種不規行為的發生，安裝了識別特定原稿的圖象識別裝置，被圖象傳感器1讀出的圖象數據經過識別處理，判斷印刷件上是否存在特定圖形，即，禁止複印的圖形。若檢測到特定圖形，就停止輸出，或者完成規定的禁止處理，例如，胡亂塗改。
此外，還有不同於數字彩色複印機的其他彩色複印機，例如，噴墨型複印機。這種類型複印機的圖象讀出方法在圖3A和圖3B中表示。更具體些說，寬度小的圖象傳感器5放在原稿2的對面。圖象傳感器5能夠以400dpi讀出128點。還設置了沿X方向移動圖象傳感器1的X電機和沿方向移動的Y電機，控制每個電機的轉數，使圖象傳感器5移動到原稿二維平面上任意位置處。
在讀出圖象數據時，正向轉動X電機，使圖象傳感器5沿X方向從位置X0移到位置Xn。在移動過程中，讀出相對部分(第一行的讀出區域a)的圖象數據。然後，反向轉動X電機，正向轉動Y電機一個規定角度，使圖象傳感器5沿著圖中虛線所示斜方向移動，定位於第二行讀出區域b的開頭(X0)。此後，Y電機停止，正向轉動X電機，使圖象傳感器5沿第二行從讀出區域b的位置X0移到位置Xn。在移動過程中，讀出相對部分(區域b)的圖象數據。
此後，重複以上過程，讀出全部原稿。基於每個區域a,b,…的圖象讀出是採用圖4所示帶狀區域的光柵掃描方法。(圖中從實線箭頭表示讀出圖象的周期，連接相鄰箭頭的直線代表圖象傳感器的移動過程，每個象素的數據是跟隨著箭頭被讀出的。)在列印時，每次讀出一個區域，對應於這個區域的圖象是由所規定的圖象處理完成的，輸出如此形成的一個區域圖象。更具體些說，如圖5所示，一個區域(所示實例中第一行的區域a)的讀出數據是從含圖象傳感器5的讀出部分加到圖象處理部分6上，其中完成規定的圖象處理，一個區域的數據加到輸出部分上，利用列印頭7列印出讀出區域a對應於區域a′的數據(等同尺寸列印)。因此，圖象讀出與圖象形成連繫在一起逐位列印出數據，可以使用一種廉價，小容量存儲器的複印機。
此外，輸出部分上的列印頭7對應於讀出部分的一種顏色分量有128個噴嘴，根據對應傳感器檢測元件測得的每個象素顏色，控制相應噴嘴的顏色分量有或無。
上述噴墨型彩色複印機沒有配置圖象識別裝置，例如普通雷射型數字複印機中用於識別特定原稿的那種圖象識別裝置。
然而，近年來上述噴墨型彩色印表機達到了能夠進行高精度彩色列印，增大了原稿與複印件之間的等同性。因此，就需要有一種能識別特定原稿圖象的識別裝置。然而，如上所述，由於掃描方法不同，用在全光柵掃描數字彩色複印機中的圖象識別裝置不適用。
此外，由於這兩種複印機之間在放大/縮小過程中讀出部分的工作是不同的，上述問題變得更加顯著，更具體些說，在圖1和圖2所示的數字彩色複印機中，圖象傳感器1隻沿一個方向運動。所以，在寬度方向上(圖象傳感器1的規定方向/主掃描方向)讀出原稿的解析度是恆定的，與放大/縮小比率無關。在副掃描方向上讀出解析度隨放大/縮小比率而變化。更具體些說，在副掃描方向上的圖象傳感器1運動速度在放大過程中降低，在縮小過程中升高，其速度是由放大/縮小比率調節的。只要根據需要把在副掃描方向上讀出的數據細化和補充，這種簡單運動可以使圖象數據具有相同的解析度，而與放大倍數無關。
與此對比，在噴墨型機器中，列印頭7處的128個噴嘴同時受到控制用於輸出，在讀出帶狀區域期間，利用從開始至第N個數據，並不利用第N+1個及以後的數據，為了讀出下一個帶狀區域，轉向Y電機使圖象傳感器1移動，移動距離相當於圖象傳感器1中N份數據(以後描述具體過程)。
所以，來自圖象傳感器1的部分輸出信號是無效的，Y方向移動的距離不是恆定的，與普通數字彩色複印機的讀出機構不同，原有的普通識別裝置就不適用。
此外，在副掃描方向上，與雷射型裝置一樣，圖象傳感器的移動速度隨放大倍數而變化。因此，讀出數據隨放大倍數而在二維方向變化，僅僅按照使用順序細化和補充讀出數據，不能得到與放大倍數無關的相同圖象數據。
本發明是基於以上背景，其目的是提供一種方法和裝置，可用於噴墨型機器那樣的復用機和印表機中，這種裝置讀出(從外部接收)數據的帶狀區域小於整個原稿，基於輸出的圖象數據生成列印數據，並提供利用這種方法和裝置的複印機和印表機，可以使含有特定數據(特定圖形)的數據被可靠地檢測出。
本發明的另一個目的是提供這樣一種方法和裝置，可以允許本發明上述目的以外的縮放處理。
為了實現以上目的，按照本發明的圖象識別裝置包含圖象處理部分，根據輸入圖象數據生成輸出到輸出部分的數據，這種裝置包括識別特定圖象的識別裝置。
輸入到圖象處理部分的圖象數據以若干個帶狀小區域的形式按順序輸入，這些帶狀小區域是由掃描整個圖象時分割整個圖象而形成的。輸出部分根據圖象處理部分輸出的規定行數帶狀數據按順序輸出圖象數據，識別裝置從多次掃描操作時產生的相當數量所述圖象數據中檢測特定的圖象，並把該數據與內部存儲的數據進行比較，將結果輸出到所述輸出部分。
整個圖象被分成許多小區域並輸入到圖象處理部分，其中識別裝置檢測輸入圖象數據是否為特定圖象。因此，不需要提供一個讀出整個圖象一個頁面的圖象存儲器，就可以檢測特定的文件。
按照本發明的另一方面，在此圖象識別裝置中，圖象處理系統配置了圖象讀出部分(讀出部分10)和圖象處理單元(圖象處理部分20)，圖象讀出部分在整個圖象讀出區根據帶狀小區域(每個小區域沿副掃描方向延伸)讀出圖象；圖象處理單元根據從圖象讀出部分輸出的圖象數據生成列印數據供輸出。更詳細些說，本發明的圖象處理系統有縮放功能，縮放處理的運行滿足以下(1)至(3)的要求。
(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化。
(2)放大處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關(在此實施例中為恆定的128點)。
(3)收縮小處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關(在此實施例中為恆定的64點)。
圖象處理系統中的圖象識別裝置在所述讀出圖象數據中識別特定圖象(在此實施例中的「特定標記M，特定圖形」)，根據所述圖象處理單元中生成的縮放操作之後圖象數據，完成規定的識別處理並識別出所述特定圖象，此圖象處理系統包括識別所述特定圖象的識別單元和輸出所述識別單元識別結果的輸出單元。注意到在此實施例中，識別單元和輸出單元統一地稱之為識別裝置50,50′或50″。
本發明圖象處理系統不受上述限制，本發明可應用於從外部裝置接收數據的任何系統，且包括根據接收到的圖象數據生成列印數據供輸出的圖象處理單元，所述圖象處理系統的縮放處理可以是滿足以下(1)至(3)要求的處理。
(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化。
(2)放大處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
注意到上述圖象處理系統中的縮放處理不是本質的，以上條件可以任意組合。以上條件的各種組合在下面的實施例中給出。
最好是，所述列印數據是二元數據，此數據表示是否輸出對應於每種顏色分量的噴墨，所述識別單元根據所述圖象處理單元中縮放操作之後和生成所述二元數據之前生成的多值圖象數據完成識別處理。用於所述識別處理的圖象數據可以是確定顏色分量的一種信號，此信號不同於諸如YMC數據和YMCK數據的光色信息。
同時，在本發明的圖象識別方法中，圖象的讀出是基於整個圖象讀出區中多個平行帶狀小區域，列印數據的生成是根據用於輸出的最終圖象數據。若所述列印數據是利用縮放處理生成的，則滿足下列要求(1)至(3)。
(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化。
(2)放大處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
根據縮放操作之後的圖象數據完成規定的識別處理，識別出包含在所述圖象數據內的特定圖象。
作為另一種解決方法，圖象數據是基於待列印圖象區的多個平行帶狀小區域從外部裝置中接收到的。於是，列印數據基本上是根據接收到的圖象數據而生成和輸出的，若實現縮放處理以生成所述列印數據，則滿足下列要求(1)至(3)的要求。
(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化。
(2)放大處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相等的，與放大倍數無關。
根據縮放處理之後的圖象數據完成規定的識別處理，識別出包含在所述圖象數據內的特定圖象。
更好的是，所述列印數據是二元數據，此數據表示是否輸出對應於每種顏色分量的噴墨，此數據是縮放處理之後在所述圖象處理單元中產生的，為了識別所述特定圖象，根據所述二元數據生成之前的多值圖象數據完成規定的識別處理。可以根據確定一種顏色分量信號的圖象數據完成所述識別處理，此信號不同於諸如YMC數據和YMCK數據的光色信息(RGB數據)。
按照本發明，在複印機中基於帶狀小區域的圖象數據完成縮放處理，生成列印數據，並基於帶狀小區域的列印數據實現列印處理，提供一種識別特定圖象的圖象識別裝置，利用縮放操作之後的數據，若識別裝置識別出特定的圖象，就禁止輸出。
還是按照本發明，在印表機中基於帶狀小區域的圖象數據完成縮放處理，生成列印數據，並基於帶狀小區域生成的列印數據實現列印處理，利用縮放操作之後的數據，提供一種識別特定圖象的圖象識別裝置，若識別裝置識別出特定的圖象，就禁止輸出。
總之，按照本發明，識別處理是基於沒有縮放處理或縮放操作之後的數據。更具體些說，在噴墨型複印機或印表機中，與雷射型印表機不同，列印數據是從主掃描操作和副掃描操作規定小區域內得到的每個圖象數據中產生的。在縮放處理時，基本讀出寬度隨放大倍數而變化。(在此實施例中，讀出部分讀出的圖象數據是128點數據，類似於等同尺寸列印的情況，但是基本讀出寬度減小了，因為並不利用點超過從開頭起N個點的圖象數據。)因此，在讀出圖象數據的一側，數據隨放大倍數而變化，縮放處理之後的數據寬度分成兩類，縮小情況和放大情況。
因此，減輕了相應的操作。通過獲得縮放處理是放大還是縮小的信息，算法就在規定處理的相應識別算法之間轉換。由於規定的識別處理是對縮放操作之後的圖象數據進行的，相同的裝置可用於沒有讀出部分的印表機中。
現在對此處所用的術語下定義。
在此技術說明中，如圖6所示，傳感器5本身的掃描方向A規定為主掃描方向，用於讀出帶狀區域的傳感器運動方向B規定為副掃描方向。因此，傳感器是沿著副掃描方向運動，而讀出數據是沿著主掃描方向，帶狀區域內的圖象數據是按光柵掃描讀出的。此外，傳感器的運動與列印頭的運動同步，換句話說，讀出下一個帶狀區域的列印頭運動方向C規定為頁面掃描方向。
縮放處理包括放大處理和縮小處理。處理操作不僅包括這种放大/縮小處理，而且還包括等同尺寸處理，其中放大倍數為100％，或沒有縮放處理的處理。
輸出禁止處理不僅包括停止輸出，而且還包括全部塗黑或輸出與原稿不同的複印件，例如，在原有圖象面上列印出特殊標記。
圖1是普通數字彩色複印機中讀出部分結構的一個例子，圖2是用於說明數字彩色複印機中掃描方法的示圖，圖3A和3B是用於說明適合本發明噴墨型複印機中掃描方法的示圖，圖4是用於說明適合本發明噴墨型複印機中掃描方法的示圖，圖5是噴墨型複印機總體結構的示圖，
圖6是用於說明適合本發明噴墨型複印機中掃描時掃描方向的定義，圖7是表示本發明第一個實施例的方框圖，圖8和圖9是用於說明縮小處理時的掃描示圖，圖10是用於說明放大/縮小處理的示圖，圖11表示輸出部分的內部結構，圖12表示識別裝置的內部結構，圖13和圖14是用於說明二值/多值轉換部分作用的示圖，圖15表示識別部分內部結構的方框圖，圖16和圖17是用於說明緩衝器控制部分作用的示圖，圖18A和18B是用於說明標記檢測部分作用的示圖，圖19,20和21是用於說明標記檢測部分和緩衝器控制部分作用的示圖，圖22是另一例識別裝置的示圖，圖23是表示本發明第二個實施例的方框圖，圖24是按照本發明第二個實施例的一例識別裝置示圖，圖25A和25B是用於說明壓縮部分作用的示圖，圖26和圖27是按照本發明第二個實施例的另一例識別裝置示圖，圖28是按照本發明第三個實施例的一例識別裝置示圖。
參照圖7，通過舉例說明運用本發明的複印機總體結構。
如圖所示，讀出部分10用於讀出基於帶狀小區域的原稿，圖象處理部分20用於從讀出部分10的輸出中獲取RGB數據，並對此數據完成規定的圖象處理以形成輸出圖象，而輸出部分30基於圖象處理部分20的輸出，實際列印數據到紙片上。
此外，具有附加列印功能的複印機在圖象處理部分20的輸入側包括一個與讀出部分10方向一致的外部設備接口(i/f)40。RGB信號從外部計算機或類似設備通過接口40加到圖象處理部分20上。注意，專門用於複印的裝置沒有這種外部設備接口40。與此相反，從圖7所示的結構中去除讀出部分10，可以構成印表機專用裝置。
對每個部分要進一步詳細描述。讀出部分10有傳感器部分11和明暗(shading)校正部分12。如接合現有技術所描述的，傳感器部分11有圖象傳感器(128點/400dpi)，例如CCD，用於讀出帶狀區域，和驅動機構，使圖象傳感器沿X方向(副掃描方向)和Y方向(頁面掃描方向)運動。明暗校正部分12對傳感器部分11讀出的圖象數據完成明暗校正，換句話說，校正構成傳感器單元靈敏度差異和光路精度引起的不均勻性，生成均一化的三種顏色R,G和D亮度信號，並把形成的信號輸出到隨後階段的圖象處理部分20。
圖象處理部分20在其YMCK變換部分21中對經過讀出部分10或外部設備接口40加上的RGB數據完成對數變換；生成用於列印的Y(黃)，M(品紅)，C(青)數據；去除黑色分量中的Y,M和C色分量生成Bk(黑)數據。把Bk(以下就用「K」)數據加到YMC數據上生成的四色分量數據傳送到縮放處理部分22，完成規定的縮放處理，得到由複印機主體一側確定的放大倍數。
更具體些說，在等同尺寸處理情況下，得到的數據直接輸出。更具體些說，傳感器一次讀出的128點(在主掃描方向)數據用於列印頭一次處理中的數據(128點)。
在縮小處理情況下，在傳感器讀出的128點中，從開始就使用規定數目的點，生成列印頭64點的數據(一次列印操作中用128點數據的二分之一)。例如，若放大倍數為50％，如圖8所示，第一次副掃描時讀出128點，生成列印頭64點的數據。
注意到，可以有多種方法從128點生成64點的數據，例如，每隔一次細化數據，或對2點數據求平均得到1點數據。縮放處理部分22從128點中生成列印頭所用的前半部分64點數據。
注意到在實際列印中，128點的數據是統一處理的，讀出部分10中的傳感器部分11使128點沿頁面掃描方向移動，第二次副掃描時傳感器部分11讀出的128點數據上再一次生成列印頭所用的後半部分64點數據，再把第一次數據與第二次數據進行組合，生成列印頭用於輸出的128點數據(以後要詳細描述)。
如上所述，由於列印頭同時輸出128點，例如，若數據縮小到它的75％，如圖9所示，在第一次副掃描時讀出128點生成的數據中，從開始使用85點數據生成列印頭所用的64點。因此，數據從85點縮小到64點，生成相對於所讀圖象數據的75％縮小比的數據，縮放處理部分22提取對應於第1個至第N個數據的數據以生成64點數據。
注意到，由於使用N點數據(75％情況下85點數據)，並不使用第N+1個及以後的數據(75％情況下85點)。所以，根據在下一次副掃描時得到的數據，生成對應於這一部分的圖象數據。因此，傳感器部分11中的傳感器沿頁面掃描方向的移動距離是第一次副掃描時所用到的N點，第二次副掃描是從第N+1點起讀取128點的數據(實際使用的數據是從開始到第N個點的數據)。於是，沿頁面掃描方向的移動距離隨縮小比率而不同。
雖然沒有說明，在放大處理情況下，在第一次副掃描時得到的128點象素數據中，從開始到第N個點的數據傳過適當的內插處理以生成列印頭所用的128點數據。更具體些說，若圖象放大到它的200％，則從開始起的64點數據產生128點以得到200％的放大比率。縮放處理部分22完成這個過程。在放大處理時，使用從開始起的N點數據，頁面掃描的移動距離也相應於N個點。
在上述縮小/放大處理情況下，在讀出128點中使用的從開始起點數目，頁面掃描方向上的移動距離，和根據提取的點數據生成列印頭所用數據的點數目在圖10中表示。所示例子只是用於說明，縮小/放大處理的方法不局限以上所述。
縮放處理部分22的輸出傳送到列印頭明暗/灰度校正部分23，對每個噴嘴校正象素信號(列印頭明暗校正)，為了消除列印時基於列印頭處噴嘴形狀差異引起的不均勻性。此外，為了更清晰地顯示字符的間隙，進行灰度校正，通過調節濃度信號的增加或減少，使邊緣增強或列印結果的總體光澤得到調整。
這些校正之後的數據加到隨後階段的偽中間色調處理/黑色字符處理部分24，確定相應的噴嘴是否輸出噴墨。更具體些說，對於列印頭處每種顏色分量，有四個噴嘴共128組。對於128點象素中的每一個，四個噴嘴中的判斷是二值的，即是否從規定的噴嘴中輸出相應的噴墨。然而，藉助誤差擴散法或濃度平均法，完成偽色調表示，參照周圍象素的濃度，對每個象素進行二值化處理(偽色調處理)。
此外，對於黑色字符部分，僅僅使Bk(黑色信號)信號接通，以便從對應於黑色信號的噴嘴中射出墨水，而禁止其他顏色信號的噴嘴中射出墨水。因此，在彩印列印時，可以更清晰地列印出黑色字符部分。
輸出部分30在輸入側有緩衝存儲器31和組合部分32，如圖11所示，從圖象處理部分20輸出的數據加到這兩個部分。更具體些說，基於128點的數據(在等同尺寸和放大處理時)或基於64點的數據(在縮小處理時)從圖象處理部分20輸入，如上所述。此後，最終的列印數據是基於128點。
若在縮小處理時輸入前一半的64點數據，則該數據存儲在緩衝存儲器31中。當後一半的64點數據輸入時，這後一半的數據進入組合部分32，存儲在緩衝存儲器31的數據也進入組合部分32，在其中生成128點數據。如此形成的數據存儲在列印數據存儲部分33。
在等同尺寸處理和放大處理時，128點數據從圖象處理部分20送出，該數據經組合部分32直接地存儲在列印數據存儲部分33。究竟是傳送128點數據還是64點數據，是根據來自圖象處理部分20的控制信號(1/0標誌)決定的。
在列印數據存儲部分33中，控制信號按照預先的定時傳送到列印頭控制部分34，控制部分34控制包含規定數目噴嘴和墨盒的列印頭35，根據控制信號進行運作，所以，列印處理時規定顏色的墨水射出到128點的預定象素。
注意到上述圖象處理部分20和輸出部分30是熟知的裝置，所以不對這些裝置給以詳細的描述。如有需要，例如，在NIKKEIELECTRONICS(日經電子)，May 25,1992,PP.195-214中給出詳細的描述。
此處，按照本發明給出了用於檢測特定圖形的識別裝置50，如圖7所示。上述圖象處理部分20的輸出加到識別裝置50中，在其中對縮放處理之後供列印的圖象數據完成規定的識別處理，識別結果(特定圖形的檢測信號)送到輸出部分30，完成規定的輸出禁止處理。更具體些說，按照本發明，圖象數據或類似於圖象數據用於列印的數據用在此識別過程中。
所以，用於圖象處理的圖象數據可以用相同的方法進行處理，不管此數據來自讀出部分10還是來自外部設備接口40。因此，具有相同結構的設備可以作為複印機的識別部分，也可以作為印表機的識別部分。
識別裝置50內部的配置如圖12所示。更具體些說，從圖象處理部分20輸出的數據是YMCK二值數據，在此實施例中二值/多值轉換部分51放在輸入側，轉換成多值數據的數據具有色調，信息量就增大了，可以允許高精度的識別。YMCK多值數據加到識別部分52，完成實際的識別過程。
例如，二值/多值轉換部分51利用圖13所示的5×5濾波器，對於處在中心待處理象素A周圍的二元值(1/0)加上權重，對這些數據求和生成多值數據。注意到圖13中的a至f是係數，例如，a=11,b=6,c=3,d=2,e=1和f=0。於是，若5×5矩陣中的象素都是1，得到多值數據為63。然而，因為彩色圖象數據通常表示成256個色調或更多，與這種彩色圖象數據比較，以上數據信息量是很小的。
若用於生成多值數據作為基準的處理象素設定為每四個象素，如圖中A,A′,A″…所示，則400dpi圖象變成100dpi多值圖象。當然，若這種處理是對全部象素進行的，則在保持原有解析度的同時，可以生成多值數據，處理方法的確定取決於處理速度，精度等等。
此外，行存儲器51a是供上述周圍象素使用的，必需的象素數據暫時保留在行存儲器51a中，在讀出必需的象素數據的同時，完成多值處理。注意，由於數據是在長度方向基於一行加上的，長度方向的數據也是基於一行存儲在行存儲器51a中，一旦在副掃描方向上這樣的五行數據存儲完畢，讀出這些存儲數據進行多值處理。
同時，圖15中有識別部分52。更具體些說，二值/多值轉換部分51按順序把圖象數據加到緩衝控制部分52a，給所加圖象數據定地址，把數據存儲在緩衝存儲器52b的規定地址。
更具體些說，若構成列印用圖象數據的象素安排成圖1b所示，這些象素的坐標為(Xi,Yi)，來自圖象處理裝置20的數據是在長度方向，即，圖中的主掃描方向，以一行為基礎給出的，一旦在二值/多值轉換部分51中對所有象素完成多值處理，若每次有126點從圖象處理裝置20輸入，則相同象素數目的多值數據從二值/多值轉換部分51輸出(數據是不同的，因為二值數據轉換成多值數據)，(0,0),(0,1),…,(0,127)的數據是第一次給出的，(1,0),(1,1),…,(1,127)的數據是第二次給出的。當達到副掃描方向末端的數據(i=max)給出時，這表示在頁面掃描方向上先前的126點數據已經給出，換句話說，(0,128),(0,129),…,(0,255)已經給出(此後按順序給出)。
在縮小處理情況下，若每次給出64點數據，則(0,0),(0,1),…(0,63)的數據是第一次給出的(1,0),(1,1),…(1,63)的數據是第二次給出的。當達到副掃描方向末端的數據(i=max)給出時，這表示在頁面掃描方向上先前的64點數據已經給出，換句話說，(0,64),(0,65),…(0,127)的數據已經給出(此後按順序給出)。
使用座標值作為緩衝存儲器52b中的地址，沿長度方向給出的圖象數據可以存儲在交叉方向(見圖17)。更具體些說，X座植值(Xi)用於存儲器的低位地點，而Y座標值(Yi)用於存儲器的高位地址。因此，沿帶狀方式(主掃描方向+副掃描方向)光柵掃描數據是頁面掃描數據，沿長度方向按順序傳送一行的數據存儲在交叉方向上成一列的安排，存儲在相應於待列印圖象數據象素位置的地址上。
注意，若在二值/多值轉換部分51中解析度下降，則給識別部分52時的數據段數目是不同的，但是數據還是沿長度方向以一行為基礎給出的，基於座標值完成對緩衝存儲器的尋址。
存儲在緩衝存儲器52b中的數據按順序輸出到標記檢測部分52c和細節匹配部分52d，其中標記檢測部分52c檢測規定的標記，若檢測到對應於規定標記的圖象，就給細節匹配部分52d送出一個檢測信號，在其中完成細節匹配處理以便作出正確的判斷。
現在描述標記檢測部分52a的處理功能。我們假設，特定標記M是由「一個圓和一個星的組合」而成，如圖18A和18B所示，此標記已印製在待檢測的特定原稿(圖象數據)上，對這種特定標記M作檢測。若特定標記M和尺寸為8mm，在等同尺寸或放大處理情況下，基於一次副掃描生成的輸出數據寬度是400dpi下128點，與8mm尺寸一致。然而，特定標記不一定存在於這次副掃描帶狀區域內，這個標記往往跨越相鄰的區域(見圖18A)。標記檢測部分52c在第二次副掃描操作中得到的16mm寬度數據存儲到緩衝存儲器82b這一時刻開始搜索。
更具體些說，基於第一次副掃描操作生成的圖象數據僅僅存儲在緩衝存儲器中，標記檢測部分52c在那個時刻並不工作。當基於第二次副掃描操作生成的圖象數據存儲在緩衝存儲器中時，收集可搜索的數據。在基於第二次副掃描的數據存儲之後，讀出第一次和第二次存儲的數據用於第一次搜索。在基於第三次副掃描操作生成的數據存儲到緩衝存儲器之後，讀出第二次和第三次存儲的數據用於第二次搜索。此後，重複上述過程，對於每個16mm寬度的帶狀區域，判斷是否存在特定標記M。注意，可以採用各種熟知的識別算法，對於檢測特定標記M的具體過程，可以用模式匹配或特徵量提取方法作出判斷，此處不給以詳細描述。
寫入或讀出緩衝存儲器的運行定時以及標記檢測部分52c的搜索處理在圖19中表示。更具體些說，第一步存儲Y方向(主掃描方向)128點的圖象數據。在第二步，完成頁面掃描，存儲Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域128點的圖象數據到緩衝存儲器52b中。此時，數據存儲的區域不同於第一步已經存儲數據的區域。
然而，在第三步，完成頁面掃描，存儲Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域128點的圖象數據到緩衝存儲器52b中。此時，數據存儲的區域不同於第一步和第二步已經存儲數據的區域。由於第二步的過程已經收集了可搜索的數據，利用已經存儲的25b點數據，在與第三步存儲數據的同時，搜索特定標記M。
類似地，在第四步，完成頁面掃描，存儲Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域128點的圖象數據到緩衝存儲器52b中。此時，由於第一步存儲的數據已經用於第三步的搜索過程，第一步中存儲部分處的數據被改寫。
此後，上述的數據存儲和搜索處理過程重複進行。若檢測到與特定標記M類似的圖形，就輸出檢測信號到細節匹配部分52d。注意，存儲器一般以4的倍數作為運行的基準，在第四步中數據可以在分開的單元上，在第五步，存儲器中一部分的數據被改寫，這一部分存儲第一步的數據，形成一個環形存儲器。
同時，如上所述，在縮小處理情況下，第一次副掃描中生成用於列印的64點圖象數據。因此，僅僅給出4mm寬度數據。如圖18B所示，通過四次副掃描操作，收集到與以上相同的16mm寬度帶狀區域的數據。所以，若已經存儲了四次副掃描操作的數據，就讀出數據作搜索處理。在此實施例中，為了使搜索處理定時和搜索的區域與圖18A所示等同尺寸和放大處理情況下相同，就收集8mm寬度(兩次副掃描操作)的數據，每次讀出前四次副掃描操作的數據，根據這一方式完成搜索處理。
對應於這個過程的具體流程在圖20中表示。更具體些說，在第一步至第四步中，Y方向(主掃描方向)的64點圖象數據按順序存儲在緩衝存儲器52b的不同部分。在第五步，完成頁面掃描，把Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域的64點圖象數據存儲在分開單元。由於前四步的過程已收集到可搜索數據，在與第五步存儲數據的同時，已存儲的25b點數據(第一步至第四步操作得到的數據)用於搜索特定標記M。
然後，在第六步，完成頁面掃描，把Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域的64點圖象數據存儲在緩衝存儲器52b的不同部分。此時，在標記檢測部分52c一側，根據第一步至第四步操作得到的數據，在第五步完成搜索處理，第六步繼續搜索或搜索處理中斷。更具體些說，在縮小處理情況下，副掃描操作的移動時間縮短了，基於一次副掃描處理的搜索所需時間也縮短了。因為對256點區域的搜索處理可能未完成，在第六步確保搜索有備用時間，所以能保證完成搜索處理。
此外，在第七步，完成頁面掃描，把Y方向(主掃描方向)下一個帶狀區域的64點圖象數據存儲在緩衝存儲器52b中。此時，由於第一步和第二步存儲的數據已經被第五步和第六步的搜索處理使用過了，第一步存儲的數據被改寫。在第七步，利用第三步至第六步存儲的256點數據搜索特定標記。
此後，重複以上過程完成數據存儲和搜索處理。若檢測到類似於特定標記M的任何圖形，就輸出檢測信號到細節匹配部分52d。
注意，若搜索處理可以在單一步中完成，則此搜索處理是基於前三次搜索操作的數據實現的，一旦得到三次搜索操作的數據，而不是在得到四次搜索處理的數據之後開始搜索處理，此後，每次搜索處理可以基於一次副掃描得到的數據來實現。
實際上，如圖21所示，判斷列印頭的數據是否為64點數據，若此數據是64點數據，則其流程如圖20所示，若此數據不是64點數據(若此數據是128點數據)，則執行圖19中的流程。此數據是否為64點數據是根據來自圖象處理部分20的標誌確定的。更具體些說，在列印處理時的輸出部分30處，是否組合圖象是基於圖象處理部分20的標誌進行轉換的，因此，這一標誌也加到識別裝置50一側。
在上述例子中，由於多值數據的生成沒有降低二值/多值轉換部分51的解析度，每次實現搜索處理時256點數據是有保證的，但是，若解析度下降到，例如，100dpi的水平，則搜索處理的實現是基於兩次副掃描操作數據(等同尺寸或放大處理情況)或四次副掃描操作數據(縮小處理情況)的圖象數據，此圖象數據對應於寬度為16mm數據，因此，點數目不受上述的限制，可以減少。
同時，若標記檢測部分52c檢測到特定標記M，細節匹配部分52d用於可靠地判斷圖象數據是否為複印/列印禁止圖形，並基於存儲在ROM等的字典數據52e完成規定的識別處理。
更具體些說，特定標記的位置是由標記檢測部分52d的功能確定的，細節匹配部分對其進行分割，與ROM中存儲的字典數據進行旋轉匹配，以獲得高精度判斷。至於具體的識別算法，因為可以採用各種已知的算法，所以不再對此給以詳細的描述。
利用標記檢測部分52c測得的特定標記M作為細節匹配部分52d識別對象的參照，為的是檢測與參照圖形有預定位置關係的圖形，標記檢測部分52c測得的對象自然地與細節匹配部分52d測得的不同。於是，標記檢測部分52d測得的上述特定標記，細節匹配部分測得的特定標記，或有預定位置關係的圖形，是按照本發明識別(檢測)的特定圖形。
現在描述利用本發明上述裝置的一個識別方法實施例。若此裝置用作複印機，在讀出部分10中，傳感器沿著副掃描方向運動，以獲得副掃描方向上每個位置的數據，光柵掃描一個帶狀區域以獲得圖象數據(RGB)。預定明暗校正之後得到的RGB數據按順序實時加到圖象處理部分20的同時，經受副掃描處理。若進行縮放處理，就會涉及到與放大倍數有關的複雜操作，例如，改變副掃描方向上的運動速度，或改變頁面掃描方向上的移動距離。
圖象處理部分20把輸入圖象數據轉換成YMCK數據，若縮放處理部分22進行等同尺寸和放大處理，則生成與放大倍數有關的128點圖象數據。在縮小處理情況下，生成與放大倍數有關的64點圖象數據。更具體些說，在讀出部分10中，進行各種與放大倍數有關的複雜操作，而縮放處理部分20的輸出僅局限於兩種類型，128點或64點。
然後，進行預定的校正處理和偽色調處理，生成YMCK二值數據，並把此數據加到輸出部分30。此時，數據是基於128點還是64點與縮放處理部分22的輸出相對應。YMCK二值數據在與上述操作的同時也加到識別裝置50上。
於是，在輸出部分30中，基於所加圖象數據生成列印頭的圖象數據，基於列印頭128點數據完成一個帶狀區域的列印。識別裝置50在值/多值轉換部分51把YMCK(二值)數據轉換成多值數據，然後將結果加到識別部分52作預定的識別處理。一旦檢測到特定標記(圖形)，送出一個檢測信號到輸出部分30，根據這個檢測信號輸出部分30停止列印。
如上所述，在這個實施例中，由於縮放處理之後的列印數據或類似的數據用作判斷，這種數據分成與放大倍數無關的兩類，因此可以用簡單的算法作出準確的判斷。
若該裝置用作印表機，則RGB數據是從外部設備，例如通過外部設備接口40的計算機，按照規定的順序加到圖象處理部分20。與從讀出部分10輸出的情況一樣，主掃描方向上規定點數目的數據沿著副掃描方向按順序加上。在這種處理中，數據按順序從頁面掃描方向規定點數目分開的位置處傳送。注意，在圖象處理部分20及之後的處理與上述複印機情況下的過程相同，此處不給以描述。
注意到在上述實施例中，識別部分52進行的處理是基於YMCK多值數據，但是本發明不受此限制，YMCK二值數據可以直接地加到識別部分52，不需要提供圖12所示二值/多值轉換部分51，識別部分52基於二值數據完成識別處理。
如圖22所示，YMCK/RGB轉換部分53可以放在二值/多值轉換部分51與識別部分52之間，把YMCK(多值)數據轉換成RGB(二值)數據，基於RGB數據完成識別處理。除了被處理的數據從YMCK變成RGB以外，識別部分52中的處理基本上與上述實施例中描述的相同。
圖23表示本發明第二個實施例。如圖所示，在第二個實施例中，連接識別裝置50′的位置與第一個實施例的不同。更具體些說，縮放處理部分22的輸出(YMCK多值數據)加到識別裝置50′。
在識別裝置50′中，用於圖象數據是多值信息，可以從圖12所示第一個實施例中去掉二值/多值轉換部分51，僅僅留下識別部分52，或者可以從圖22所示識別裝置50中去掉二值/多值轉換部分51，留下YMCK/RGB轉換部分53和識別部分52。
由於多值數據通常具有至少256個色調，緩衝存儲器必須有更大的容量，要求讀出和寫入到存儲器有更短的存取時間，導致成本增大。
因此，如圖24所示，可以在識別裝置52之前放置細化部分54以降低解析度。通過圖25A和25B所示平均化處理，細化部分54可以把解析度從400dpi減小到100dpi。更具體些說，把4×4區域中象素(1)至(16)的密度值求和，這個和值被象素數目除得到平均值，此平均值的16倍用作細化處理之後一個象素的密度值(見圖25B)。
由於平均化過程中應當保持規定象素數目的數據，保持了加到行存儲器54a的數據，一旦存儲規定行數(在此實施例中為四行)的數據，讀出此數據用於細化(平均化)處理。
由於主掃描方向是圖中的長度方向，數據是基於長度方向一行按順序加上的。更具體些說，(1),(5),(9),(13),…的圖象數據是第一次加上的，(2),(6),(10),(14),…的圖象數據是第二次加上的。所加圖象數據按順序存儲在行存儲器54a中。於是，數據是沿副掃描方向按順序加上的，一旦達到四行數據沿副掃描方向加上了，也就從行存儲器54a中讀出先前三行數據，利用此數據完成平均化處理。
注意，除了待處理的數據是多值數據且其解析度在細化處理之後下降以外，識別部分52的結構和功能與第一個實施例中所描述的相同，相同部分用相同的參考字符表示，對這些部分不給以詳細的描述。
識別裝置50′完成規定的識別處理，若識別出複印/輸出禁止圖形，檢測信號就傳送到偽中間色調處理/黑字符處理部分24或輸出部分30，進行複印禁止處理。更具體些說，對於輸出部分30，可以完成與第一個實施例描述的相同處理。偽中間色調處理/黑字符處理部分24停止輸出YMCK二值數據，或把所有象素設置成「黑=1，其他顏色=0」，完全塗黑。
若利用上述的灰階數據(例如，有256個色調的多值數據)，則識別部分的電路規模就增大，為了減少待處理數據段數據，可以在識別部分52之前放置特徵量提取部分55，如圖26中識別裝置50′所示。作為這種特徵量提取的一個例子，可以進行邊緣提取或利用窗口比較器作彩色分離完成二元化。也可以採用其他多種特徵量提取方法。
此外，把兩種結構(圖24和圖26)進行組合，如圖27所示，細化部分54細化處理後使其解析度下降的圖象數據(例如，具有256個色調的多值數據)可以送到特徵量提取部分55，由特徵量提取得到的圖象數據可以加到識別部分52。
圖28表示本發明的第三個實施例。按照第三個實施例，圖象處理部分20′內部有一個放在縮放處理部分22之後的YMCK轉換部分21，基於RGB數據完成縮放處理，縮放處理以後的64點或128點數據轉換成YMCK數據。其他方面的結構，功能和效果與上述實施例的相同，相同部分用相同的參考字符表示，對這部分不給以詳細的描述。
在這個配置中，縮放處理部分22的輸出加到識別裝置50″。所以，識別裝置50″中為RGB數據。注意，對於識別裝置50″中的識別處理，待處理的數據要轉換成RGB數據，處理的細節可以與上述每個實施例的相同(尤其是第二個實施例)，對此不給以詳細的描述。
雖然在圖中並未畫出，在這個圖象處理部分20′中(縮放處理以後作YMCK轉換)，YMCK轉換部分21的輸出加到識別裝置，從YMCK轉換部分21輸出的信號相當於第二個實施例中從縮放處理部分22輸出的信號，可以照樣使用第二個實施例的識別裝置。類似地，若圖象處理部分20′的輸出加到識別裝置，從圖象處理部分20′輸出的信號相當於第一個實施例中從圖象處理部分20輸出的信號，所以，可以照樣使用第一個實施例的識別裝置。
注意，在以上本發發明的實施例中，加到圖象處理部分20和20′的圖象數據是RGB數據，但是，本發明不受此限制，可以採用不同於RGB數據的信號，例如，YMC信號或YMCK信號，可以採用能夠確定顏色信息的任何信號。
如上所述，在本發明圖象識別的方法和裝置中，以及在利用此方法和裝置的複印機和印表機中，識別處理是基於縮放操作之後的圖象數據，所以，圖象數據的種類可以方便地限制於兩類，與放大倍數無關，這就使各種操作比較容易。
因此，即使在噴墨型裝置中，該裝置讀出(從外部接收)數據是根據小於整個原稿的帶狀小區域，或在複印機和印表機中，生成和輸出列印數據是根據所加上的圖象數據，所以能夠可靠地檢測出含特定圖象的圖象數據。
權利要求
1．一種含圖象處理部分的圖象識別裝置，用於從輸入圖象數據生成列印數據並把生成的數據輸出到輸出部分，包括識別裝置，用於識別特定的圖象；輸入到所述圖象處理部分的圖象數據是按順序輸入若干帶狀小區域的圖象數據，這些帶狀小區域是在掃描整個圖象過程中分割整個圖象而形成的；所述輸出部分按順序輸出的圖象數據是基於所述圖象處理部分輸出的規定行數帶狀數據；所述識別裝置在多次掃描操作時從所述圖象數據中檢測特定圖象，把特定圖象與存儲在內部的數據進行比較，將結果輸出到所述輸出部分。
2．按照權利要求1的圖象識別裝置，其中所述識別裝置搜索特定圖象，在連續搜索操作期間檢測到所述特定圖象時，使被搜索的區域部分地互相重疊。
3．一種含圖象處理部分的圖象識別裝置，用於對輸入圖象數據進行縮放處理生成列印數據並把生成的數據輸出到輸出部分，包括識別裝置，用於識別特定的圖象；輸入到所述圖象處理部分的圖象數據是按順序輸入若干帶狀小區域的圖象數據，這些帶狀小區域是在掃描整個圖象過程中分割整個圖象而形成的；在接收到分割圖象數據的同時，所述圖象處理部分實現取決於放大倍數的縮放處理；所述輸出部分按順序輸出的圖象數據是基於所述圖象處理部分輸出的規定行數帶狀數據；所述識別裝置在多次掃描操作時從所述圖象中檢測特定的圖象，這些圖象數據已經過所述圖象處理部分的縮放處理，把特定圖象與存儲在內部的數據進行比較，將結果輸出到所述的輸出部分。
4．一種安裝在圖象處理系統中的圖象識別裝置，包括圖象讀出部分和圖象處理裝置，圖象讀出部分用於讀出基於整個圖象讀出區的帶狀小區域上圖象；圖象處理裝置用於生成和輸出基於從圖象讀出部分輸出圖象數據的列印數據；所述識別裝置識別存在於所述讀出圖象數據中的特定圖象；其中所述圖象處理系統中的縮放處理滿足以下(1)至(3)的要求(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化，(2)放大處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，和(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，所述圖象識別裝置包括識別裝置，用於對縮放操作之後所述圖象處理裝置中產生的圖象數據進行規定的識別處理並識別出特定的圖象，和輸出裝置，用於輸出所述識別裝置的識別結果。
5．一種安裝在圖象處理系統中的圖象識別裝置，包含從外部設備接收圖象數據以及生成和輸出基於接收到圖象數據的列印數據的圖象處理裝置，所述識別裝置識別存在於所述接收到圖象數據中的特定圖象，其中所述圖象處理系統中的縮放處理滿足以下(1)至(3)的要求(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化，(2)放大處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，和(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，所述圖象識別裝置包括識別裝置，用於對縮放操作之後所述圖象處理裝置中產生的圖象數據進行規定的識別處理並識別出特定的圖象，和輸出裝置，用於輸出所述識別裝置的識別結果。
6．按照權利要求4或5的圖象識別裝置，其中所述列印數據是二元數據，此數據表示是否輸出對應於每種顏色分量的噴墨，和所述識別裝置基於多值圖象數據完成識別處理，該多值圖象數據是在縮放操作之後生成所述二元數據之前在所述圖象處理裝置中產生的。
7．按照權利要求4或5的圖象識別裝置，其中用於所述識別的圖象數據是一個規定顏色分量的信號，此信號不是象YMC數據和YMCK數據那樣的光色信息。
8．一種識別圖象的方法，其中列印數據基本上是根據讀出圖象得到的圖象數據而生成和輸出的，圖象讀出是基於整個圖象讀出區的多個平行帶狀小區域，生成所述列印數據的縮放處理滿足以下(1)至(3)的要求(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化，(2)放大處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，和(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，基於縮放操作之後的圖象數據完成規定的處理以識別包含在所述圖象數據內的特定圖象。
9．一種識別圖象的方法，其中根據待列印圖象區的多個平行帶狀小區域，從外部設備接收圖象數據，列印數據基本上是根據接收到的圖象數據而生成和輸出的，生成所述列印數據的縮放處理滿足以下(1)至(3)的要求(1)所述帶狀小區域的基本讀出寬度隨放大倍數而變化，(2)放大處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，和(3)縮小處理得到的列印數據寬度是相同的，與放大倍數無關，基於縮收操作之後的圖象數據完成規定的識別處理，識別出包含在所述圖象數據內的特定圖象。
10．按照權利要求8或9的方法，其中所述列印數據是二元數據，此數據表示是否輸出對應於每種顏色分量的噴墨，根據縮放操作之後生成所述二元數據之前在所述圖象處理裝置中產生的多值圖象數據完成規定的識別處理以識別出特定的圖象。
11．按照權利要求8或9的方法，其中根據由確定一種顏色分量的信號構成的圖象數據完成所述識別處理，此信號不是象YMC數據和YMCK數據那樣的光色信息。
12．一種複印機，能夠基於帶狀小區域讀出圖象，執行縮放操作以讀出圖象數據，生成列印數據，以及基於生成列印數據的帶狀小區域列印數據，包括權利要求4,6和7中任一條的圖象識別裝置，若圖象識別裝置識別出特定圖象，實現禁止輸出處理。
13．一種印表機，能夠對基於帶狀小區域的圖象數據實現縮放操作，生成列印數據，以及基於生成列印數據的帶狀小區域列印數據，包括權利要求5至7中任一條的圖象處理裝置，若圖象識別裝置識別出特定圖象，實現禁止輸出處理。
全文摘要
複印機基於讀出部分10讀出的帶狀區域獲得圖象數據,在隨後階段的圖象處理部分20中把此圖象數據轉換成YMCK數據,在縮放處理部分22中完成縮放處理。YMCK二元數據是由偽色調處理部分24生成的。輸出部分30基於生成二元數據的帶狀區域按順序輸出數據。圖象處理部分的輸出被分成縮小處理情況下的64點部分(在等同尺寸/放大處理情況下的128點部分)。然後,圖象處理部分的輸出加到識別裝置50上,基於縮放操作之後的數據完成識別處理。因此,在基於此整個原稿小的帶狀區域讀出數據的同時,複印機列印出每個規定區域的數據,可以安全地檢測出含特定圖象(特定圖形)的圖象數據。
文檔編號H04N1/393GK1217122SQ97194150
公開日1999年5月19日 申請日期1997年3月26日 優先權日1996年3月27日
發明者平石順嗣 申請人:歐姆龍株式會社