Угловая коррекция оптического изображения для повышения эффективности кодирования факсимильных сообщений

 

Контроллер системы предназначен для формирования сжатого факсимильного сообщения в системе радиосвязи. Контроллер системы содержит память изображения для запоминания оптического изображения, анализатор изображения, анализатор наилучшего угла сканирования, устройство вращения изображения и факсимильный кодер. Анализатор изображения при помощи угла сканирования осуществляет анализ длинной строки части запомненного оптического изображения. Анализатор наилучшего угла сканирования идентифицирует оптимальный угол сканирования из результатов одной или нескольких процедур анализа изображения, полученных анализатором изображения. Средство вращения изображения формирует выравненное оптическое изображение с использованием запомненного оптического изображения и оптимального угла изображения. Факсимильный кодер формирует сжатое факсимильное изображение из выравненного оптического изображения. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к кодированию сообщений факсимильных изображений, в частности к способу оптимизации ориентирования изображения для сжатия сообщения факсимильного изображения.

Системы радиосвязи избирательного вызова обычно содержат радиочастотное передающее устройство/кодирующее устройство (базовую станцию), доступ к которым осуществляется по линии связи с Коммутируемой Телефонной Сетью Общего Пользования, и радиоприемное устройство (например, приемное устройство избирательного вызова или аналогичное устройство), которое имеет по меньшей мере один однозначно определенный кодированный адрес выхода. В процессе работы приемное устройство избирательного вызода принимает и декодирует информацию, переданную с базовой станции: информацию, имеющую адрес и, возможно, сообщение данных или речевое сообщение. Когда приемное устройство избирательного вызова обнаруживает свой адрес, оно оповещает об этом пользователя и представляет ему принятую информацию.

Современные системы радиосвязи избирательного вызова, такие как системы поискового вызова, используют методы передачи сообщений, которые могут доставлять пользователю речевые, цифровые и буквенно-цифровые сообщения. Большинство систем поискового вызова передает адрес и информацию сообщения в соответствии с протоколом, таким как GSC (Последовательный Код "Голэй" или POCSAG (код Консультативной Группы по Стандартизации Кодов Почтового Управления). Форматы этих протоколов хорошо известны специалистам в области систем поискового вызова. Для формирования сообщения или поискового вызова доступ к базовой станции или терминалу поискового вызова обычно получают через коммутируемую телефонную сеть общего пользования с телефона с дисковым номеронабирателем или с двухтональной многочастотной сигнализацией. Телефон, как устройство ввода речевого сообщения, приемлем, но если нужно ввести графическую информацию или данные, то желательно другое средство ввода. Альтернативные устройства ввода, такие как терминалы ЭВМ и заказные устройства ввода, работают хорошо, если источники вызова могут передавать свою информацию пользователю в сжатом формате на основе буквенно-цифровых символов. Но у потребителей эти альтернативные средства ввода не получили распространения из-за большой стоимости и сложности в обращении. Факсимильные аппараты более широко восприняты создателями вызова по причине простоты их работы и возможности принимать почти любой документ на бумаге. Тем не менее стандартные сообщения данных, генерируемые факсимильными аппаратами, громоздкие - особенно когда информация с передаваемого документа состоит из таких мелких, детализированных объектов, как буквенно-цифровые символы. Передача таких больших количеств данных, будучи удобной для отправителя, требует использования ресурсов радиоспектра, у которых ширина полосы данных обычно более узкая, чем, например, в коммутируемых телефонных сетях общего пользования. Например, обычные современные факсимильные аппараты могут определять данные со скоростью 9600 битов/с по телефонной линии связи с автоматическим установлением соединения между станциями, а большинство систем POCSAG работают в радиочастотных каналах со скоростями 1200 бит/с, хотя некоторые из них работают со скоростями 512 бит/с и 2400 бит/с.

Итак, есть необходимость обеспечения возможности для передачи содержащейся на печатной странице информации по устройству радиосвязи избирательного вызова без значительного расширения инфраструктуры обычной сигнализации избирательного вызова.

Согласно первому аспекту данного изобретения, способ используемый в контроллере устройства радиосвязи для формирования сжатого факсимильного сообщения, включает в себя этапы запоминания оптического изображения сканируемого документа в памяти изображений, анализа оптического изображения, идентификации наилучшего угла сканирования, вращения оптического изображения, формирования сжатого факсимильного сообщения и передачи сжатого факсимильного сообщения с радиочастотного передатчика. На этапе анализа оптического изображения оптическое изображение анализируют под одним углом или несколькими углами сканирования и для каждого используемого при анализе угла сканирования формируют соответствующий коэффициент длинной строки. На этапе идентификации наилучшего угла сканирования из соответствующих коэффициентов длинной строки идентифицируют наилучший угол сканирования, который соответствует одному углу или нескольким углам сканирования. На этапе вращения оптического изображения для получения выравненного оптического изображения оптическое изображение этапа запоминания поворачивают до наилучшего угла, определенного на этапе идентификации. На этапе формирования сжатого факсимильного сообщения сжатое факсимильное сообщение формируется кодированием выравненного оптического изображения, полученного на этапе вращения.

Этап анализа оптического изображения включает в себя этапы сканирования части оптического изображения, запомненного в памяти изображения для каждого одного или нескольких углов сканирования для детектирования смежных групп светлых элементов изображения, определения из смежных групп светлых элементов изображения длин светлых участков строки в части оптического изображения, вычисления коэффициента длинной строки как общего количества светлых участков строки; причем каждый из указанных светлых участков строки имеет такую длину, которая превышает заранее определенную минимальную длину, и повторения указанных этапов сканирования, определения и вычисления для одного или нескольких углов сканирования.

Соответственно во втором аспекте данного изобретения способ, используемый в контроллере устройства радиосвязи для формирования сжатого факсимильного сообщения, включает этапы запоминания оптического изображения сканированного документа в памяти изображения, анализа оптического изображения, идентификации наилучшего угла сканирования, вращения оптического изображения, формирования сжатого факсимильного сообщения и передачи сжатого факсимильного сообщения. На этапе анализа оптического изображения оптическое изображение анализируют под одним углом или несколькими углами сканирования и для каждого угла сканирования, используемого при анализе, формируют соответствующий коэффициент длинной строки. На этапе идентификации наилучшего угла сканирования наилучший угол сканирования, соответствующий одному или нескольким углам сканирования, идентифицируют из соответствующих коэффициентов длинной строки, полученных на этапе анализа. На этапе вращения оптического изображения запомненное на этапе запоминания оптическое изображение поворачивают до достижения наилучшего угла, определенного на этапе идентификации, для получения выравненного оптического изображения. На этапе формирования сжатого факсимильного сообщения сжатое факсимильное сообщение формируют кодированием в кодере факсимильного аппарата выравненного оптического изображения, полученного на этапе сканирования.

Этап идентификации наилучшего угла сканирования включает этапы сравнения, повторного определения и два этапа повторения процесса. На этапе сравнения один или несколько коэффициентов длинной строки, полученные на этапе анализа, сравниваются с определенными заранее критериями продолжения. На этапе повторного определения один или несколько углов сканирования повторно определяются, если коэффициенты длинной строки соответствуют критериям продолжения. На первом этапе повторения этап анализа одного или нескольких повторно определяемых углов сканирования повторяется, если коэффициенты длинной строки соответствуют критериям продолжения. На втором этапе повторения этап вращения повторяется, если коэффициенты длинной строки не удовлетворяют критериям продолжения.

Соответственно в третьем аспекте данного изобретения контроллер системы, который формирует сжатое факсимильное сообщение в системах радиосвязи, включает в себя память изображения для запоминания оптического изображения; анализатор изображения, средство идентификации наилучшего угла сканирования, средство вращения изображения и факсимильный кодер. Анализатор изображения, связанный с памятью изображения, анализирует часть запомненного оптического изображения и осуществляет анализ длинной строки с использованием угла сканирования. Средство идентификации наилучшего угла, связанное с анализатором изображения, идентифицирует наилучший угол сканирования из одного или нескольких циклов анализа изображения, осуществленных указанным средством анализа изображения. Устройство вращения, связанное со средством анализа наилучшего угла сканирования и памятью изображения, формирует выравненное оптическое изображение с использованием запомненного оптического изображения и наилучшего угла. Факсимильный кодер, связанный с памятью изображения, формирует сжатое факсимильное сообщение из выравненного оптического изображения.

Анализатор изображения включает в себя средство сканирования для сканирования части запомненного оптического изображения под каждым из углов для детектирования смежных групп светлых элементов изображения, средство определения для определения из смежных групп светлых элементов изображения длин светлых участков строки изображения в части запомненного оптического изображения, и средство вычисления для вычисления коэффициента длинной строки как общего количества светлых участков строки, причем каждый из указанных светлых участков имеет длину, которая превышает заранее определенную минимальную длину.

Соответственно в четвертом аспекте данного изобретения контроллер системы, который формирует сжатое факсимильное сообщение в системах радиосвязи, содержит память изображения для запоминания оптического изображения; анализатор изображения, средство идентификации наилучшего угла сканирования, средство вращения изображения и факсимильный кодер. Анализатор изображения, связанный с памятью изображения, анализирует часть запомненного оптического изображения и формирует результат анализа длинной строки с использованием определенного угла сканирования. Средство идентификации наилучшего угла, связанное с анализатором изображения, идентифицирует наилучший угол сканирования из одного или нескольких результатов анализа изображения, сформированных указанным средством анализа изображения. Средство идентификации наилучшего угла сканирования сравнивает один или несколько коэффициентов длинной строки с определенными заранее критериями непрерывности и повторно определяет один или несколько углов сканирования, если коэффициенты длинной строки соответствуют критериям продолжения. Средство вращения изображения, связанное со средством анализа наилучшего угла сканирования и памятью изображения, формирует выравненное оптическое изображение с использованием запомненного оптического изображения и наилучшего угла. Факсимильный кодер, связанный с памятью изображения, формирует сжатое факсимильное сообщение из выравненного оптического изображения.

Соответственно в пятом аспекте данного изобретения способ, используемый в контроллере устройства радиосвязи для формирования сжатого факсимильного сообщения, включает в себя этапы запоминания оптического изображения сканируемого документа в памяти изображения, анализа оптического изображения, идентификации наилучшего угла сканирования, вращения оптического изображения, формирования сжатого факсимильного сообщения и передачи сжатого факсимильного сообщения с радиочастотного передатчика. На этапе анализа оптического изображения оптическое изображение анализируют под одним или несколькими углами сканирования и для каждого угла сканирования, использованного при анализе, формируют соответствующий коэффициент длинной строки. На этапе идентификации наилучшего угла сканирования наилучший угол сканирования, соответствующий одному или нескольким углам сканирования, определяют из соответствующих коэффициентов длинной строки. На этапе вращения оптического изображения оптическое изображение этапа запоминания поворачивают до достижения наилучшего угла, определенного на этапе идентификации, для получения выравненного оптического изображения. На этапе формирования сжатого факсимильного сообщения сжатое факсимильное сообщение формируют кодированием выравненного оптического изображения, полученного на этапе вращения.

Этап анализа оптического изображения включает в себя этапы сканирования части оптического изображения, запомненного в памяти изображения, под каждым из нескольких углов сканирования для детектирования смежных групп светлых элементов изображения, определения из смежных групп светлых элементов изображения длин светлых участков строки в части оптического изображения, вычисления коэффициента длинной строки как общего количества светлых участков строки, причем каждый из указанных светлых участков строки имеет такую длину, которая превышает заранее определенную минимальную длину, и повторения указанных этапов сканирования, определения и вычисления для каждого из углов сканирования.

Этап идентификации наилучшего угла сканирования включает в себя этапы сравнения, повторного определения и два этапа повторения процесса. На этапе сравнения один или несколько коэффициентов длинной строки, определенных на этапе анализа, сравнивают с заранее определенными критериями продолжения. На этапе повторного определения один или несколько углов сканирования повторно определяют, если коэффициенты длинной строки соответствуют критериям продолжения. На первом этапе повторения этап анализа одного или более нескольких повторно определенных углов сканирования повторяют, если коэффициенты длинной строки соответствуют критериям продолжения. На втором этапе повторения этап вращения повторяют, если коэффициенты длинной строки не соответствуют критериям продолжения.

На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема системы радиосвязи в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения; на фиг. 2 - принципиальная электрическая блок-схема контроллера системы для использования в системе радиосвязи по фиг. 1 в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения; на фиг. 3, 4 - иллюстрации анализа строки сканирования части оптического изображения документа, имеющего угловую погрешность сканирования, под углом анализа в +2,5 и -2,5 град. соответственно согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения; на фиг. 5 - фрагмент в увеличенном виде строки сканирования изображения по фиг. 3, согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения; на фиг. 6 - фрагмент в увеличенном виде строки сканирования изображения документа, не имеющего погрешности выравнивания, согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения; на фиг. 7, 8 - иллюстрации анализа строки сканирования части оптического изображения под углом анализа 0 град. и +1,25 град. соответственно согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения; на фиг. 9 - вид документа по фиг. 3, 4, 7 и 8, повернутый электронными средствами в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения; на фиг. 10, 11 и 12 - блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие формирование и передачу сжатого факсимильного сообщения в системе радиосвязи по фиг. 1 в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения; на фиг. 13 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующей способ анализа части оптического изображения в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы 100 радиосвязи, соответствующая предпочтительному варианту осуществления данного изобретения. Система 100 радиосвязи содержит устройства ввода сообщения, такие как телефон 101 и факсимильный аппарат 120, подключенные обычной коммутируемой Телефонной Сетью Пользования 108 к контроллеру 102 системы, и факсимильный аппарат 130, непосредственно соединенный кабелем с контроллером 102 системы. Факсимильные аппараты осуществляют оптическое сканирование документов 121 и 131, кодируют оптическое изображение в стартные факсимильные сообщения группы 3 или группы 4 Международного Консультативного Комитета по Телеграфии и Телефонии (МККТТ), которые передаются контроллеру 102 системы. Контроллер 102 системы контролирует работу радиочастотного приемопередающего устройства 103 и кодирует и декодирует входящие и исходящие телефонные адреса в форматы, которые совместимы с требованиями адресации компьютеров коммутации сообщений по наземным линиям связи и персональных радиотелефонов, например, протоколы сообщений сотовой системы связи. Контроллер 102 системы может также функционировать для кодирования сообщений поисковых вызовов для их передачи по радиочастотному приемопередающему устройству 103. Контроллер 102 системы может также обеспечивать прием стандартных факсимильных сообщений группы 3 или группы 4 и кодировать сообщения, как описано ниже, для их передачи радиочастным приемопередающим устройством 103. Телефонные сигналы, факсимильные сообщения и сообщения данных передаются и принимаются по меньшей мере одной антенной 104, связанной с радиочастотным приемопередающим устройством 103. Телефонные сигналы и факсимильные сообщения передаются в приемное устройство связи, такое как персональный радиотелефон 105. Персональный радиотелефон 105 может декодировать факсимильные сообщения и связан с дисплеем 151 изображения для отображения изображений документов 121 и 131. Радиочастотное приемопередающее устройство 103 можно также использовать для передачи сообщений данных поискового вызова и факсимильных сообщений на дополнительное портативное приемное устройство 106. Портативное приемное устройство 106 может декодировать факсимильное сообщение и связано с дисплеем изображения 152 для отображения изображений документов 121 и 131.

Следует обратить внимание на то, что вместо коммутируемой телефонной системы общего пользования 108, как вариант, можно было бы использовать Цифровую Сеть Связи с интеграцией служб и комплексными услугами (ISDN) либо другую цифровую сеть, такую как "Интернет".

Нужно отметить, что контроллер 102 системы может действовать в условиях распределенного управления передачей сообщений, обеспечивающих совмещение сотовой системы, системы одновременной передачи вещательной программы различными станциями, системы с ведущей и ведомой станциями и других систем обслуживания связью для обеспечения надежных радиосигналов в пределах данного географического района. Специалисту в данной области ясно, что функции телефонной и радиосвязи могут относиться к отдельным контроллерам системы, которые работают или независимо, или в сетевом режиме.

В фиг. 2 представлена блок-схема контроллера 102 системы для использования в системе 100 радиосвязи по фиг. 1, выполненного в соответствии в предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Исходный документ 121, изображенный на фиг. 1, считывает (сканируется) факсимильным аппаратом 120, который квантует изображение на элементы изображения и кодирует факсимильные сообщения группы 3 или группы 4 МККТТ для передачи к контроллеру 102 системы. Факсимильный аппарат 120 не должен обязательно находиться физически там же, где и контроллер 102 системы, и фактически он может быть заменен несколькими устройствами, такими как компьютер, обычный сканер документов, или, возможно, специальным устройством ввода сообщений, которые могут передавать по меньшей мере факсимильное сообщение контроллеру 102 системы через коммутируемую телефонную сеть общего пользования 108. Либо документ 131 считывается факсимильным аппаратом 130, как изображено на фиг. 1, который передает сообщение группы 3 и группы 4 МККТТ и подключен к контроллеру 102 системы, как изображено на фиг. 2, через высокоскоростную местную сеть передачи данных или непосредственно с помощью кабельного подсоединения. Контроллер 102 системы осуществляет прием факсимильных сообщений группы 3 и группы 4 МККТТ, исходящих от факсимильных аппаратов 130 и 120, и увязывает каждое факсимильное сообщение по меньшей мере с одним адресом избирательного вызова, выбранным абонентом, создавшим сообщение. Ниже излагаются три варианта ввода созданной факсимильной информации для передачи на персональный радиотелефон 105 и портативное приемное устройство 106.

В первом варианте создавший сообщение абонент, которому нужно отослать факсимильное сообщение на персональный радиотелефон 105, который может принимать факсимильные сообщения, или на портативное приемное устройство 106 (далее - абонентское устройство 105 или 106), по обычному телефону связывается с компанией, обслуживающей устройство этого абонента, и вводит номер кода устройства абонента или телефонный номер (эти номера присваиваются данной компанией и соответствуют фактическим кодированным адресам абонентного устройства 105 или 106) с клавиатуры телефона. Компания ведет список кодовых и телефонных номеров, которые могут принимать факсимильные сообщения, и при приеме введенного номера кода или номера телефона, который соответствует номерам кода или телефона, которые могут принимать факсимильные сообщения, начинает процедуру приема обычного факсимильного сообщения через коммутируемую телефонную сеть общего пользования 108. Создавший сообщение абонент затем ставит обычный факсимильный аппарат в режим "на-линии" и передает документ контроллеру 102 системы обслуживающей компании. После приема факсимильного сообщения контроллер 102 системы кодирует и передает сообщение данных соответствующему устройству абонента. Способ, протокол и аппарат, необходимые для передачи сообщения данных, излагаются подробно ниже.

Во втором варианте создавший сообщение абонент, желающий отослать факсимильное сообщение на абонентское устройство, использует обычный факсимильный аппарат, характеристики которого предусматривают запоминание перечня заранее определенных телефонных номеров обслуживающей компании и кодовых или телефонных номеров абонентов. В этом варианте факсимильное сообщение отдается, когда из памяти передающего факсимильного аппарата вызывается телефонный номер обслуживающей компании и код или номер телефона абонента. Факсимильный аппарат набирает телефонный номер обслуживающей компании, тем самым устанавливая связь с данной сетью данной компании. Номер кода абонентского устройства представлен псевдонимом или прозвищем, которые указывают заранее определенное местонахождение памяти в факсимильном аппарате, содержащее номер кода или номер телефона абонента. После того, как связь с обслуживающей компанией установлена, факсимильный аппарат передает номер кода или номер телефона абонентского устройства. Если этот набор состоялся успешно, факсимильный аппарат передает документ контроллеру 102 системы.

В третьем варианте факсимильный аппарат 130 тесно связан с контроллером 102 системы, как изображено на фиг. 1 и фиг. 2. Этот вариант включает в себя все описанные выше характеристики и при этом их качество улучшено тем, что для создания факсимильного сообщения коммутируемая телефонная сеть общего пользования 108 не требуется. В этом варианте аппарат 130 ввода факсимильного сообщения можно непосредственно подключить к контроллеру 102 системы через высокоскоростную сеть (например, сеть, соответствующую техническому описанию RS-232 Ассоциации Электронной Промышленности, Стандарту 802.3 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), или через аналогичную сеть), что обеспечивает очень высокую пропускную способность по сообщениям.

Контроллер 102 системы содержит интерфейс 207 сети, контроллер 206 сообщений и факсимильный кодер/декодер 225, память 203 изображения, анализатор 205 изображения, устройство 220 вращения изображения и анализатор 204 оптимального угла. Интерфейс 207 сети связан по меньшей мере с факсимильным аппаратом 130 и коммутируемой телефонной сетью общего пользования для приема факсимильных сообщений и может быть подключен к другим последовательно подключенным устройствам (не показаны). Интерфейс 207 сети также связан с контроллером 206 сообщений для манипулирования принятыми факсимильными сообщениями и их трассировки. Контроллер 206 сообщений связан с радиочастотным приемо-передающим устройством 103 для передачи факсимильных сообщений на абонентские устройства 105 и 106 и также передачи речевых сообщений и сообщений данных на абонентские устройства 105 и 106 и от них. Контроллер 206 сообщений также связан с кодером/декодером 225 факсимильных сообщений для кодирования и декодирования факсимильных сообщений. Факсимильный кодер/декодер 225 факсимильных сообщений связан с памятью 203 изображения, которая запоминает и проверяет оптические изображения для приема и передачи факсимильных сообщений. Память 203 изображения связана с устройством 220 вращения изображения, которое вращает оптические изображения, и также связана с анализатором 205 изображений, который анализирует оптические изображения. Анализатор 205 изображений связан с анализатором 204 наилучшего угла, от которого получают величину угла и которому анализатор 205 изображения возвращает величину анализа. Анализатор 204 наилучшего угла связан с факсимильным кодером/декодером 225 для управления кодированием оптического изображения и с контроллером 206 сообщений для указания завершения оптимизации оптического изображения и передачи сжатого факсимильного сообщения одному устройству или нескольким устройствам 105 и 106.

Контроллером 102 системы предпочтительно является изготавливаемое компанией "Моторола Инк.," Шаумбург, Иллинойс, оконечное устройство поискового выхода модели E09PED0552 "ПейджБридж", модифицированное специальными программно-аппаратными средствами в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения, как это описано ниже. Интерфейс 207 сети, контроллер 206 сообщений, факсимильный кодер/декодер 225, память 203 изображения, анализатор 205 изображения, устройство 220 вращения изображения и анализатор 204 наилучшего угла предпочтительно выполняют в рамках узлов оконечного устройства поискового вызова модели E09PED0552 "ПейджБридж", которое также включает в себя память программы, центральный процессор, периферийное оборудование ввода/вывода и ЗУПВ. Либо, как вариант, контроллером системы может быть оконечное устройство поискового вызова модели МР 2000.

При приеме сообщения интерфейсом 207 сети контроллер 206 сообщений определяет содержание сообщения - является ли оно факсимильным или нет. Если принятое сообщение является факсимильным сообщением, которое может быть принято как стандартное или расширенное сообщение группы 3, группы 4 МККТТ, то контроллер 206 сообщений дает команду факсимильному кодеру/декодеру 225 декодировать это факсимильное сообщение в оптическое изображение, содержащее биты, сгруппированные в строки сканирования. Эти биты представляют светлые и темные элементы изображения, сканированные с документа факсимильным аппаратом 120 или 130 по принципу "строка-за-строкой".

Согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения, в примере используется документ формата А4 (прибл. 21,0 на 29,7 см) с текстом на английском языке при обычной разрешающей способности сканирования факсимильным аппаратом 120 или 130, и кодированный в сообщение группы 3 МККТТ. Оптическое сканирование, выполняемое оптическим сканером в факсимильном аппарате 120 или 130, дает изображение, имеющее плотность элементов изображения, равную приблизительно 100 (по вертикали) на 200 (по горизонтали) точкам на дюйм, или 40 на 80 точек на сантиметр. Изображение документа содержит 1145 горизонтальных строк сканирования, каждая из которых в среднем имеет 65 темных и светлых участков строки в одной строке, а участок состоит из одного или нескольких смежных идентичных элементов изображения (т.е. либо светлого, либо темного). Стандартная группа 3 МККТТ кодирования изображения в основном преобразует длину каждого участка в кодовое слово от двух до тринадцати битов длиной. Средняя длина кодового слова в этом документе-примере приблизительно равна четырем битам. Сообщение этого примера, кодированное в группу 3 МККТТ, составляет, примерно, 372000 битов. Для передачи этого сообщения, исходя из последовательного протокола без исправления ошибок, потребуется 310 секунд при скорости 1200 бодов. Это время передачи, составляющее около 5 мин, непрактично ввиду экономических аспектов обычных радиосистем, в настоящее время эксплуатируемых обслуживающими компаниями. При ограничении размера документа этого примера до одной четверти формата бумаги А4 стандартное сообщение группы 3 уменьшится приблизительно до 93000 битов. При помощи модифицированного способа с использованием группы 3 МККТТ, известного специалистам данной области как код относительной адресации (считывания), сокращают также длину сообщения, которая имеет время передачи, равное приблизительно 30 - 45 с при скорости 1200 битов/с. И даже это время передачи имеет такую длительность, что очень желательно дальнейшее сокращение длины передачи и соответствующего времени передачи.

В соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения кодирование оптического изображения данного документа в факсимильное сообщение, который кодируется по методу кодирования группы 3 МККТТ, принимается контроллером 102 системы и декодируется факсимильным кодером/декодером 225, и полученное оптическое изображение запоминается под управлением контроллера 206 сообщений в памяти 203 изображения. Следует отметить, что когда сообщение сканируется в факсимильном аппарате 120 или 130, документ точно не выравнивается и поэтому сканируется с угловой погрешностью в отношении направления горизонтального сканирования, используемого оптическим сканером в факсимильном аппарате 120 или 130. Также, либо в сочетании с угловой погрешностью, вызванной во время сканирования на факсимильном аппарате 120 или 130, сканированный документ уже содержит угловую погрешность (например, по той причине, что документ был принят по факсу). Анализатор 204 наилучшего угла управляет анализатором 205 изображения для выполнения анализа строки сканирования части запомненного оптического изображения под одним углом или несколькими углами, определяя оптимальный угол по коэффициентам длинной строки, переданным в анализатор 204 наилучшего угла от анализатора 205 изображения. Далее анализатор 204 наилучшего угла управляет устройством 220 вращения изображения для поворота электронными средствами изображения, запомненного в памяти 203 изображения, на величину наилучшего угла и запоминает повернутое изображение в памяти 203 изображения. Анализатор 204 наилучшего угла затем управляет факсимильным кодером/декодером 225 для кодирования факсимильного сообщения. Анализатор 204 наилучшего угла затем обеспечивает указание контроллеру 206 сообщений о том, что имеется оптимизированное факсимильное сообщение, которое может быть передано абонентскому устройству 105 или 106.

На фиг. 3 и 4 изображен анализ строки сканирования части оптического изображения документа 301 под углом анализа, равным +2,5 град. и -2,5 град. соответственно согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения. Документом в фиг. 3 и 4 является документ в формате А4, как и в предыдущем примере, который по сути представляет собой любой текстовой документ аналогичного размера, сканируемый оптическим сканером и имеющий угловую погрешность сканирования. Согласно фиг. 3 и 4, угловая погрешность 310 сканирования составляет 1,35 град. Анализатор 204 наилучшего угла управляет анализатором 205 для выполнения анализа под первым углом 320, равным +2,5 град. и изображенным в фиг. 3, и вторым углом 420, равным -2,5 град., изображенным в фиг. 4 (для наглядности углы преувеличены). Сканирование производится электронными средствами с использованием информации, запомненной в памяти 203 изображения, аналогично используемому для поворота запомненного в памяти изображения, что является хорошо известным специалистам данной области, за исключением того, что вместо целого изображения сканируется только часть изображения. В примере по фиг. 3 и 4 часть документа сканируется сотней строк 315 и 415 сканирования (число строк, фактически показанное в фиг. 3, для наглядности уменьшено). Одна сотня строк 315 и 415 сканирования центрирована у левого края оптического изображения и сканируется под соответствующими углами +2,5 и -2,5 град. относительно горизонтального сканирования; эти строки расположены со стандартным интервалом для сканирования группы 3 со стандартной плотностью (около 100 строк на дюйм или 40 строк на сантиметр плотности строк вертикального сканирования), хотя также можно использовать другие интервалы (напр., как вариант, около 200 строк на дюйм или 80 строк на сантиметр, плотности строк вертикального сканирования).

На фиг. 5 изображен увеличенный фрагмент анализируемой строки сканирования по фиг. 3 изображения в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения. Когда документ 301 сканируется под тестовым углом, который в этом примере равен -2,5 град., анализатор изображения считает общее число длинных строк, которые являются светлыми участками строки, превышающими заранее определенную минимальную длину, в одной сотне строк 415 сканирования. Длинные строки 410 изображены в виде затемненных частей строк 415 сканирования на фиг. 5. В примере на фиг. 5 заранее определенная минимальная длина равна 60 элементам изображения и составляет приблизительно три средних ширины знака для документа 301 в этом примере. Общее число длинных строк является коэффициентом длинной строки (КДС), который является результатом анализа строки сканирования под тестовым углом -2,5 град. В примере по фиг. 5 имеется приблизительно 427 таких длинных строк (представленных 64 длинными строками в 15 строках сканирования, фактически изображенных на фиг. 5) - поэтому коэффициент длинной строки равен 427 при -2,5 град. Число более коротких светлых участков, которые все включены в незатемненные участки 325 строк 415 сканирования, составляет, приблизительно, 6000 ввиду содержания текста документа 301.

На фиг. 6 изображен увеличенный фрагмент анализируемой строки сканирования изображения документа 301, не имеющего угловой погрешности, в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изображения. В примере по фиг. 6 заранее определенная минимальная длина длинных строк также составляет 60 элементов изображения, или, приблизительно, три знака. В примере по фиг. 6 имеется, приблизительно, 221 такая длинная строка (представленная 31 длинной строкой в 15 строках сканирования, фактически изображенных в фиг. 5) - поэтому коэффициент длинной строки равен 221, если нет угловой погрешности сканирования. Число более коротких светлых участков приблизительно то же (6000), что и на фиг. 5, что объясняется содержанием документа. Следует отметить, что коэффициент длинной строки минимален, когда в текстовых документах или в документах аналогичного типа сканирование выравнивается по строкам текста. В конкретном примере, иллюстрируемом фиг. 5 и 6, уменьшение подлежащих кодированию участков строки составляет 427 - 221 = 206, т.е. уменьшение составляет около 3%. Объем уменьшения участка строки для обычного разнообразия текстовых документов оценивается в пределах от пренебрежимо малых величин до 10%, но уменьшение участка строки более 90% возможно для документов с конкретным графическим изображением (состоящим из горизонтальных белых полос высотой 0,04 дюйма (0,1016 см), отделенных узкими черными полосками высотой 0,03 дюйма (0,0762 см), для параметров, используемых в примере для предпочтительного осуществления данного изобретения); с угловой погрешностью в 45 град. В принципе уменьшение участка строки не достигается, если изображение сканируется без угловой погрешности, если только не оказывается, что у исходного изображения имеется более высокое содержание вертикальных светлых строк, чем содержание горизонтальных светлых строк. Обычно значительного уменьшения можно добиться при более значительных угловых погрешностях до предела, определенного заранее заданными параметрами, выбранными для осуществления процедуры, и характером изображения на документе. Следует отметить, что поскольку процедура кодирования группы 3 и группы 4 МККТТ в основном преобразует каждую длину участка в кодовое слово, в приведенном выше примере сжатие составляет свыше 3%, и можно добиваться сжатия свыше 90%.

Фиг. 7 и 8 иллюстрируют анализ строки сканирования части оптического изображения документа 301 под углом анализа в 0 град. и +1,25 град. соответственно согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения. Анализатор 204 наилучшего угла по получении КДС, как описано выше для +2,5 и -2,5 град. , управляет анализатором 205 изображения для возвращения КДС для угла 720 между первоначально использованными углами 320 и 420 (фиг. 3 и 4). Угол 720 равен 0 град. , как изображено на фиг. 7. Следует отметить, что значение коэффициентов длинной строки для углов 320, 420 и 720 (+2,5, -2,5 и 0 град.) в этом примере будет наименьшим для угла 320 (2,5 град.) и наибольшим для угла 420 (-2,5 град.). Анализатор 204 наилучшего угла выбирает углы 320 (фиг. 3) и 720 (фиг. 7), соответствующие двум наименьшим КДС, и определяет угол 820 между двумя наименьшими углами, который в этом примере равен +1,25 град. , как показано на фиг. 8. Анализ КДС выполняется для углов 820, 720 и 320, в результате чего выбирают углы 320 и 820 с наименьшим КДС. В этом примере процедура повторяется и заканчивается, когда два наименьших КДС меньше двух отдельных друг от друга отсчетов - более полно это описывается ниже. В этом примере оптимальный угол 1,25 град. определяется анализатором 204 наилучшего угла. Анализатор 204 наилучшего угла управляет устройством 220 вращения изображения для осуществления электронными средствами поворота изображения в памяти 203 изображения на величину угла, равного оптимальному углу и по направлению противоположному оптимальному углу, хорошо известным для специалистов данной области способом и запоминает повернутое изображение в памяти 203 изображения под управлением анализатора 204 наилучшего угла. Повернутое изображение является изображением, имеющим существенно уменьшенную угловую погрешность сканирования, как изображено в фиг. 9, в котором угловая погрешность 920 сканирования меньше 0,1 град. Повернутое изображение кодируется факсимильным кодером/декодером 225 в стандартном или модифицированном коде МККТТ группы 3 или группы 4 и передается под управлением контроллера 206 сообщения.

Следует отметить, что в факсимильном кодере/декодере 225 для кодирования факсимильной передачи в целях использования в системе радиосвязи кроме кодов МККТТ группы 3 или группы 4 могут, как вариант, использоваться другие коды, и что по существу любой способ кодирования будет выигрывать от вращения изображения, поскольку избыточность информации строк сканирования обычно улучшается вследствие поворота. Улучшение обычно происходит и для текстовых, и для графических документов, что наиболее важно для документов, имеющих информацию, ориентированную существенно линейно.

На фиг. 10, 11 и 12 в виде блок-схем последовательности операций изображен способ формирования и передачи сжатого факсимильного сообщения в системе радиосвязи фиг. 1 согласно предпочтительному осуществлению данного изобретения. На этапе 1005 (фиг. 10) принимается факсимильное сообщение, кодированное стандартным или увеличенным кодированием группы 3 или группы 4 МККТТ. На этапе 1010 длина слова (длина байта) принятого факсимильного изображения определяется как величина RL. Принятое сообщение декодируется в оптическое изображение, имеющее элементы изображения, сгруппированные в строки сканирования на этапе 1015, и оптическое изображение запоминается в памяти изображения на этапе 1020. На этапе 1025 первый и второй углы устанавливаются на 2,5 град. и -2,5 град. На этапе 1030 коэффициенты длинной строки (КДС) оптического изображения определяются для первого и второго углов. Способ определения КДС описан ниже со ссылками на фиг. 13. На этапе 1035 определяется КДС оптического изображения под третьим углом - в середине между первым и вторым углами. На этапе 1040 определяются два наименьших КДС из числа КДС, соответствующих первому, второму и третьему углам. На этапе 1045 определяется угловая разность углов, соответствующих двум наименьшим КДС.

Согласно фиг. 11, если угловая разность (УР) не меньше 0,5 град. на этапе 1105 и если разница двух наименьших КДС не меньше 2 на этапе 1110, и если КДС, соответствующий третьему углу, является одним из двух наименьших КДС на этапе 1115, то углы, соответствующие двум наименьшим КДС, переопределяются в качестве первого и второго углов на этапе 1125, и процедура продолжается на этапе 1035 (фиг. 10), как описано выше. Если УР не меньше 0,5 град. на этапе 1105, и если разница двух наименьших КДС не меньше 2 на этапе 1110, и если КДС, соответствующий третьему углу, не является одним из двух наименьших КДС на этапе 1115, то запомненное оптическое изображение поворачивается электронными средствами на угол 90 град. и вновь запоминается, и процедура продолжается на этапе 1025 (фиг. 10), как описано выше.

Если УР меньше 0,5 град. на этапе 1105 или если разница двух наименьших КДС меньше 2 на этапе 1110, то процедура продолжается на этапе 1205 (фиг. 12). Наименьший угол определяется как угол, соответствующий наименьшему КДС на этапе 1205. На этапе 1210 оптическое изображение поворачивается электронными средствами на величину оптимального угла и запоминается в памяти 203 изображения. На этапе 1215 повернутое изображение кодируется в факсимильное сообщение группы 3 МККТТ. Длина слова факсимильного сообщения повернутого изображения определяется и обозначается как величина EL на этапе 1220. Если величина EL меньше величины RL (т.е. длина факсимильного сообщения повернутого изображения короче длины принятого факсимильного сообщения) на этапе 1225, то факсимильное сообщение повернутого изображения передается абонентскому устройству 105 или 106 на этапе 1230. Если величина EL не меньше величины RL (т.е. длина факсимильного сообщения повернутого изображения не короче длины принятого факсимильного сообщения) на этапе 1225, то принятое сообщение передается абонентскому устройству 105 или 106 на этапе 1235.

Следует отметить, что на этапе 1215 кроме кода группы 3 МККТТ можно использовать другие способы кодирования, которые обеспечивают преимущества улучшенной ориентации в соответствии с данным изобретением.

На фиг. 13 блок-схема последовательности операций изображает способ анализа части оптического изображения в соответствии с предпочтительным осуществлением данного изобретения. Если коэффициент длинной строки должен быть определен под углом, как на этапе 1030 (фиг. 10), то тестовый угол определяется как имеющий значение, при котором должен быть определен коэффициент длинной строки на этапе 1305 (фиг. 13). На этапе 1310 счетчик строк сканирования исходно устанавливается на величину -50, а счетчик длинных строк исходно устанавливается на 0. На этапе 1315 хорошо известным специалистам данной области способом выполняется одно электронное сканирование оптического изображения, запомненного в оптической памяти, и при этом формируется строка сканирования из элементов изображения. Сканирование выполняется под тестовым углом, начиная с ячейки памяти изображения, соответствующей горизонтальному положению на левом краю оптического изображения и вертикального положения ниже центра левого края оптического изображения для числа в счетчике строк сканирования, и продолжается в части памяти изображения, как определено углом сканирования и плотностью вертикальных и горизонтальных элементов изображения в факсимильном сообщении. На этапе 1320 счетчик длинной строки получает приращение на число длинных строк, которое определено из элементов изображения, сканированных на этапе 1315, в которых длинная строка является непрерывным сегментом из более чем 60 светлых элементов изображения. На этапе 1325 счетчик строк сканирования получает приращение на единицу. Если отсчет счетчика строки сканирования не больше +50, то процедура продолжается на этапе 1315. Если отсчет счетчика строк сканирования больше +50, то электронными средствами просканировано сто строк, и коэффициент длинных строк для тестового угла установлен на значение отсчета счетчика длинных строк.

Следует отметить, что возможны прочие способы получения нового тестового угла. Например, хорошо известный специалистам в данной области способ полиноминального прогнозирования второго порядка можно использовать во многих случаях для уменьшения числа итераций, требуемых для определения более оптимального тестового угла, чем угол, полученный с использованием угла между двумя углами с наименьшим КДС. В этом способе используется увеличенное число известных КДС, в примере с применением полиномиального способа второго порядка - три КДС. Однако способ с применением полинома второго порядка более сложный. Также, если тестовые углы указывают на то, что изображение существенно повернуто, то на этапе 1120 можно использовать другие углы переориентации. Например, в системах, в которых документы, вероятно, имеют произвольные ориентации, можно было бы использовать 5 град. вместо 90 град. Значение угловой разности и значение разности двух наименьших КДС, используемых на этапах 1105 и 1110 (фиг. 11), которые определяют продолжение процедуры обработки, могут быть другими заранее определенными значениями, в зависимости от наиболее вероятных размеров, разрешающей способности и содержания документа. Аналогично минимальное число смежных светлых элементов изображения в длинной строке и число использованных строк сканирования на этапах 1310, 1320 и 1330 (фиг. 13) можно изменять в зависимости от ожидаемого содержания документов.

Также следует отметить, что описанные выше устройство и способ обеспечивают сжатие факсимильного сообщения не только на текстовом документе на английском языке, как в приведенных выше примерах, но и на любом документе, имеющем изображение с сильной линейной корреляцией элементов изображения. К таким можно будет отнести документы, которые в основном, но не обязательно, являются текстом на любом языке, и некоторые графические документы. Также следует отметить, что этот способ обычно обеспечивает сжатие факсимильного сообщения в том же описанном выше порядке, если текст (или другой тип) документа со значительным объемом информации линейной формы получен путем оптического сканирования, при котором документ был расположен "вверх ногами".

Также следует отметить, что эти описанные выше способ и устройство можно использовать не только в контроллере системы, но также можно использовать в абонентском устройстве 105 или 106, или любом устройстве радиосвязи в системе 100 связи, в которой устройство радиосвязи связано с факсимильным аппаратом для передачи факсимильных сообщений другому абонентскому устройству 105 или 106, или факсимильному аппарату 120 или 130.

Таким образом, заявленные способ и устройство обеспечивают быстрое определение улучшенной ориентации оптического изображения, благодаря чему получают сжатое факсимильное сообщение для существенной доли документов, которые обычно передаются как факсимильные сообщения.

Формула изобретения

1. Контроллер системы для формирования сжатого факсимильного сообщения в системах радиосвязи, содержащий память изображения для запоминания оптического изображения, отличающийся тем, что содержит анализатор изображения, связанный с памятью изображения, для анализа части запомненного оптического изображения под одним или несколькими углами сканирования для формирования результатов анализа длинной строки с использованием угла сканирования, анализатор наилучшего угла сканирования, связанный с анализатором изображения, для идентификации наилучшего угла сканирования из одного или нескольких результатов анализа изображения, сформированных анализатором изображения, при этом анализатор наилучшего угла сканирования сравнивают один или несколько коэффициентов длинной строки с заданным критерием продолжения и повторно определяет один или несколько углов сканирования, если коэффициенты длинной строки удовлетворяют критерию продолжения, устройство поворота изображения, связанное с указанным анализатором наилучшего угла сканирования и указанной памятью изображения, для формирования выравненного оптического изображения с использованием запомненного оптического изображения и наилучшего угла сканирования, и факсимильный кодер, связанный с памятью изображения, для формирования сжатого факсимильного сообщения из выравненного оптического изображения.

2. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что критерий продолжения основан на угловой разности между углами, относящимися к наименьшим двум коэффициентам длинной строки.

3. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что критерий продолжения основан на разности между наименьшими двумя коэффициентами длинной строки.

4. Контроллер по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что указанный анализатор изображения содержит сканер для сканирования части запомненного оптического изображения под каждым одним или несколькими углами для детектирования смежных групп светлых элементов изображения, схему для определения из смежных групп светлых элементов изображения длин светлых сегментов строки в указанной части запомненного оптического изображения и средство для вычисления коэффициента длинной строки как общего количества светлых сегментов строки, причем каждый из указанных светлых сегментов строки имеет длину, превышающую предварительно определенную минимальную длину.

5. Контроллер по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что при приеме факсимильного сообщения, содержащего кодированное оптическое изображение, указанный контроллер системы содержит контроллер сообщений для приема факсимильных сообщений и факсимильный декодер, связанный с указанным контроллером сообщений, для декодирования факсимильного сообщения для формирования оптического изображения, а также связанный с памятью изображения для запоминания в ней оптического изображения.

6. Контроллер по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что анализатор наилучшего угла сканирования определяет наименьший коэффициент длинной строки с использованием коэффициентов длинной строки, сформированных анализатором изображения.

7. Контроллер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что анализатор наилучшего угла сканирования формирует предварительно определенный угол, а устройство поворота изображения поворачивает запомненное оптическое изображение на предварительно определенный угол, если коэффициенты длинной строки удовлетворяют предварительно определенному критерию поворота.

8. Способ формирования сжатого факсимильного сообщения с помощью контроллера устройства радиосвязи, причем указанный способ включает операции запоминания оптического изображения сканированного документа в памяти изображения, отличающийся тем, что анализируют оптическое изображение, запомненное в операции запоминания, под одним или несколькими углами сканирования, и формируют соответствующий коэффициент длинной строки для каждого анализируемого угла сканирования, при этом операция анализа включает сканирование части оптического изображения, запомненного в памяти изображения, под каждым углом из одного или нескольких углов сканирования для обнаружения смежных групп светлых элементов изображения, определение из смежных групп светлых элементов изображения длины светлых сегментов строки в указанной части оптического изображения, вычисление коэффициента длинной строки как общего количества светлых сегментов строки, причем каждый из указанных светлых сегментов строки имеет длину, которая превышает предварительно определенную минимальную длину, и повторение указанных операций сканирования, определения и вычисления для каждого угла из одного или нескольких углов сканирования, идентифицируют из соответствующих коэффициентов длинной строки, сформированных в указанной операции анализа, наилучшего угла сканирования, соответствующего одному из упомянутых одного или нескольких углов сканирования, поворачивают оптическое изображение, запомненное в указанной операции запоминания, до наилучшего угла сканирования, определенного в операции идентифицирования, для получения выравненного оптического изображения, формируют сжатое факсимильное сообщение путем кодирования в факсимильном кодере выравненного оптического изображения, полученного в указанной операции поворота изображения, и передают сжатое факсимильное сообщение из радиочастотного передатчика.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция идентифицирования наилучшего угла сканирования включает сравнение одного или нескольких коэффициентов длинной строки, сформированных в операции анализа, с предварительно определенным критерием продолжения, повторное определение одного или нескольких углов сканирования, если коэффициенты длинной строки удовлетворяют критерию продолжения в указанной операции сравнения, повторение операции анализа одного или нескольких углов сканирования с использованием одного или нескольких повторно определенных углов сканирования, если коэффициенты длинной строки удовлетворяют критерию продолжения в операции сравнения, и повторение операции поворота изображения, если коэффициенты длинной строки не удовлетворяют критерию продолжения в операции сравнения, поворот оптического изображения, запомненного в операции запоминания, до наилучшего угла сканирования, определенного в операции идентифицирования, для получения выравненного оптического изображения, формирование сжатого факсимильного сообщения путем кодирования в факсимильном кодере выравненного оптического изображения, полученного в операции поворота изображения, и передачу сжатого факсимильного сообщения из радиочастотного передатчика.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что повторное определение одного или нескольких коэффициентов длинной строки включает выбор двух коэффициентов из множества коэффициентов длинной строки, имеющих наименьшие значения, определение нового угла сканирования по среднему значению углов сканирования, относящихся к коэффициентам длинной строки, выбранным в операции выбора двух коэффициентов длинной строки, и идентифицирование двух углов, относящихся к двум коэффициентам длинной строки, выбранных в указанной операции выбора, и нового угла сканирования в качестве одного или нескольких углов сканирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13