CN101247462A - 图像读取方法和图像读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像读取方法和图像读取装置，通过将不是白色的原稿台读取区域兼用作阴影读取介质而不需要基准薄片。通过用已知的或从读取图像数据求得的原稿台读取区域的反射率，使不是白色的原稿台读取区域的读取图像数据近似于白色的读取图像数据生成阴影数据。本发明的课题是当取得阴影数据时需要将基准薄片放置在读取区域中的烦琐劳力/或者由于在原稿台上需要显示部而变成高价。本发明构成为其特征在于具有：放置摄像对象物的原稿台；输出与入射光量对应的信号的面图像传感器；用于用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统；和用读取与白色不同的颜色的原稿台得到的原稿台读取图象数据和预先已知的或者从图像数据得到的原稿台反射率对应的值推定白色的读取图像数据并生成阴影数据的阴影数据推定部。

Description

图像读取方法和图像读取装置

技术领域

本发明涉及使用利用了面图像传感器的照像机读取、校正、加工办公室或家庭的文本、或者发票、邮件、纸币等的帐票类、其它的立体物的图像读取装置，特别是涉及以非接触的方式执行在家庭或办公室的自然环境下操作性良好、高图像质量、且高精度、高速的读取处理的图像处理方式、硬件结构和软件结构。

背景技术

近年来，作为制品正在推出用固定在支柱上的照像机从正上方读取朝上放置的文档的读取装置。这些读取装置中，根据照明条件(天花板上的荧光灯的闪烁、照明光的种类、特性、个数、支柱或操作者等的影子)或文书的位置·形状(由倾斜或从光轴的偏离引起的变形等的二维畸变)等，读取的图像数据中发生不需要的畸变或影子，所以需要进行校准来除去环境光的影响。作为一般的校准方法，通过读取白纸来调整白平衡、取得阴影(shading)数据。

如P2001-045244那样，书画照像机等在将读取面作成白色进行校准时读取读取面的白色。存在着对读取的图像进行OCR识别的需要，当进行OCR识别时，需要进行原稿的切出处理。因为当原稿和原稿台为同一颜色时难以区分原稿的边缘，所以在主要进行OCR识别的读取装置中，因为反射率高的原稿很多所以使原稿台为黑色。因此，在主要进行OCR识别的读取装置中，用白纸进行校准。但是，当校准时需要请用户放置白纸的劳力。因此，作为解决这个问题的方法，如日本特开2004-200842那样，有在原稿台上设置显示部，当校准时使显示部显示白色，当读取时显示黑色，由此能够不需要白纸的方法。

又，在计算机图形学的领域中，提出了当为了测量环境光，取入图像时，代替对象物放置镜面球或立体构造物，利用映在镜面球上的图像或立体构造物的影子的方法。

但是，如果根据上述已有技术，则每次开放式扫描仪的照明环境发生变化，需要将基准薄片放置在原稿台上读入阴影波形、实施校正处理，需要管理基准薄片、学习操作法，使作业效率恶化。

又，日本特开2004-200842记载的方法需要显示部，从而成本上升。又因为放置原稿的部分成为显示部，所以当放置书本等重的物体时存在耐压的问题。进一步，当用显示部显示白色时，以利用高精细照像机读取时成为一样的水平来均匀地进行显示是困难的。又当用RGB显示白色时，在即便用高精细照像机读取也观察为白色的水平下，需要显示部也是高精细的。这样的显示部成为高价的部件。

又，即便正确地读取阴影波形实施了校准，也存在着在设置了原稿后，当操作者或顾客接近读取装置附近时，照明环境发生变化，在原稿上出现操作者或支柱的影子，使读取精度降低那样的问题。

此外，在计算机图形学的照明环境的计算中，存在需要很多时间的问题。

发明内容

用于解决上述课题的本发明的图像读取方法是使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

用读取原稿台得到的原稿台读取图象数据推定阴影数据的阴影数据推定阶段。

又，关于本发明的图像读取方法的原稿台反射率，利用存在于读取图像数据内的已知反射率的标记区域图像数据和存在于上述读取图像数据内的原稿台读取区域的图像数据，求得原稿台读取区域的反射率作为特征。

又，本发明的图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，具备：

存储读取原稿台得到的原稿台读取图象数据的第1存储单元、存储通过将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据的第2存储单元、和利用存储在上述第1存储单元中的图像数据和存储在上述第2存储单元中的图像数据生成阴影数据的阴影数据生成单元。

此外，本发明的图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，具备：

根据读取原稿台得到的原稿台读取图象数据和将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据，生成原稿台的浓度不均匀的信息的原稿台不均匀生成单元、和用在上述原稿台不均匀生成阶段得到的原稿台不均匀信息和读取原稿台得到的原稿台读取图象数据生成阴影数据的阴影数据生成单元。

本发明的图像读取方法是使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

根据读取原稿台得到的原稿台读取图象数据和将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据，生成原稿台的浓度不均匀的信息的原稿台不均匀生成阶段、和利用在上述原稿台不均匀生成阶段得到的原稿台不均匀信息和读取原稿台得到的原稿台读取图象数据生成阴影数据的阴影数据推定阶段。

又，将当推定阴影数据时用原稿台的反射率作为特征。

又，本发明的图像读取方法是使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

读取原稿台并判定有无原稿的判定阶段，当在上述判定阶段判定为没有原稿时，读取原稿台上的读取区域，利用上述读取的原稿台读取图像数据，生成阴影数据。

又，本发明的图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，具备：

当生成阴影数据时，进行读取原稿台的读取动作和放置反射率均匀的读取介质进行读取的读取动作这2种读取动作的第1数据生成模式；和只进行读取原稿台的读取动作的第2数据生成模式。

将原稿台上的读取区域的反射率在5％以上且75％以下作为特征。

又，通过在原稿的周边配置基准标记，检测它们的浓度，修正预先存储的阴影波形，能够与设置了原稿后的照明变动对应。

又，使配置在原稿周边的标记为立体形状，可以推定照明方向、强度、大小等的照明环境，提高阴影波形的校正精度。

又，根据上述推定的光源形状、强度，推定由开放式扫描仪的支柱、操作者、顾客等障碍物产生的影子的发生，提高校正精度。

又，作为标记，求得根据镜面球的概略的障碍物或照明的方向，并且通过将它作为初始值，用投影在原稿台上的立体构造物的影子进行验证，实现了高精度的照明环境的推定。

用预先已知的或由原稿台反射率检测部从读取图像数据得到的原稿台读取区域的反射率，在不放置原稿的状态中根据颜色与白色不同的原稿台读取区域的读取图像数据推定白色的读取图像数据，由阴影数据推定部生成阴影数据。通过取得颜色与白色不同的原稿台读取区域的读取图像数据，求得该原稿台读取区域的反射率，以成为白色的反射率(1.0)的方式进行运算，能够使其与用白纸读取图像数据的阴影数据近似。如果用这样生成的阴影数据进行校正，则能够得到与用白纸(基准薄片)读取图像数据的阴影校正同等的输出图像。

又，考虑到原稿台读取区域的反射率不均匀的情形很多，设置从原稿台上的读取区域的原稿台读取图像数据、和在原稿台上的读取区域中放置白纸(基准薄片)读取白图像得到的白图像数据求得原稿台读取区域的反射率的不均匀信息的原稿台不均匀生成阶段。如果这样做，则即便在原稿台读取区域的反射率不均匀的情形中，用在上述原稿台不均匀生成阶段中得到的原稿台不均匀信息、读取原稿台得到的原稿台读取图像数据和预先已知的或从图像数据得到的原稿台反射率相对应的值，能够推定除去了原稿台读取区域的反射率的不均匀的白色的读取图像数据，生成阴影数据。原稿台不均匀信息的取得基本上是进行1次即可，以后就不进行了。因此，通常不需要白纸(基准薄片)就能够取得阴影数据，提高使用的方便性。

进一步，通过备有定期地读取原稿台上的读取区域并判定有无原稿的判定部，当由上述判定部判定为没有原稿时，读取原稿台上的读取区域，用读取的原稿台读取图像数据，由上述阴影数据推定部生成阴影数据时，即便用户没有意识到也能够自动地取得阴影数据，飞跃地提高使用的方便性。

又，根据配置在原稿或读取对象物周围的立体标记，推定照明环境，由此能够掌握到原稿的照明条件，通过修正校准用的阴影波形，即便当在设定原稿后照明环境发生变化时，也能够动态地实施校正。又，通过将镜面球的图像作为初始值，推定立体构造物的影子，校正与实际观测到的影子的数据的差异，能够实现高速且高精度的计算处理。通过这样做，解决了在已有的计算机图形学的照明环境的计算中花费很多时间那样的问题。

附图说明

图1是表示本发明的装置结构的框图。

图2是表示原稿台反射率检测部的实施例的图。

图3是表示本发明的阴影数据推定部的实施例的框图。

图4是表示阴影校正的实施例的图。

图5是表示本发明的装置结构的框图。

图6是表示原稿台不均匀的信号的图。

图7是表示本发明的原稿台不均匀信息生成部的实施例的图。

图8是表示本发明的阴影数据推定部26的实施例的图。

图9是表示阴影数据取得和读取的处理流程的概略的图。

图10是表示各阶段的概要处理流程的图。

图11是表示自动阴影数据取得方法的概略处理流程的图。

图12是本发明的装置结构的框图。

图13是本发明的装置结构的框图。

图14是其它实施例的装置结构的框图。

图15是表示其它实施例的原稿台的图。

图16是镜面球的解析处理的概念图。

图17是构造体的解析处理的概念图。

图18是照明环境推定部的流程图。

图19是阴影校正部的概念图。

图20是表示阴影波形的修正的概念图。

图21是阴影校正部的流程图。

(附图标记说明)

1照像机部，2图像处理部，3输出图像，4开关，

11照像机头，12支柱，13原稿台，131读取区域，132白区域，

21原稿台反射率检测部，22阴影推定部，23阴影存储器，

14各镜面球标记，15构造物标记，16-17各镜面球标记，18构造物标记，

19各镜面球标记，20读取对象物，

24阴影校正部，25原稿台不均匀信息生成部，26阴影推定部，

27图像存储器，

211白区域数据检测部，212读取区域数据检测部，213除法部，

221倒数，222乘法部，223图像存储器，241运算部，

251除法部，252图像存储器，253原稿台不均匀信息存储部，

224乘法部，225选择器

110照明环境推定部，111图像分离部，112镜面球解析，113概略推定部

114推定影子计算，115影子提取，116详细验证部

120阴影校正部，121阴影存储器，122阴影波形修正部

123阴影校正部，130输出图像，

201镜面标记检测区域，202构造物检测区域，

2010球的外形，2011-2012反射光，2015中心位置，

2016反射边界，2017反射矢量，

2021-2024反射矢量，2050概略推定光源，

260构造物，261-262影子，270-271构造物

具体实施方式

下面，用图1说明本发明的实施例。

读取装置由照像机部1和图像处理部2构成。照像机部1由照像机头11、固定的支柱12、放置摄像物的原稿台13、处在原稿台13上的照像机摄像范围132内的读取区域131和标记区域132构成。将原稿放置在读取区域131中进行读取。将照像机摄像范围132的图像收纳在读取图像数据1a中。即，如果读取图像，则不仅取得读取区域131的图像数据，而且还可取得其外侧的标记区域132的图像数据。

图像处理部2包括：从用照像机部1读取的图像数据1a求得原稿台13上的读取区域131的反射率的原稿台反射率检测部21、根据求得的反射率和读取的读取区域131的图像数据，推定白纸读取图像并生成阴影数据的阴影数据推定部22、存储生成的阴影数据的阴影存储器23、用生成的阴影数据对原稿读取图像进行阴影校正的阴影校正部24。

至今，使用读取了白纸的图像数据作为阴影数据，但是即便不是白色的颜色也同样发生称为阴影的照明不均匀等的畸变。即，即便使用不是白色的颜色发生的阴影，也应该能够除去照明不均匀等的畸变。

但是，当反射率过低时SN比恶化，只有噪声。又，也可能存在信号电平小的范围不成为确保信号线性的信号范围的情形。用不能够确保信号线性的数据生成阴影数据并进行阴影校正也存在着使RGB的色调偏离的可能性。因此，可以考虑原稿台的读取区域131的反射率R在0.05(5％)以上的情形。

又，当使原稿台的反射率R为1.0(100％)，进行原稿读取并使其二值化时，原稿台也成为与白纸同样的白色。当在后处理中进行OCR识别时，为了可以看到原稿和原稿台的边界，当进行二值化时希望原稿台成为黑色。因此，可以考虑设为当进行二值化时成为黑色的反射率。也可以考虑只在进行OCR识别处理时改变二值化阈值。又，因为原稿的反射率实际上不到1.0(100％)，考虑为约90～80％，所以可以考虑原稿台的读取区域131的反射率R在75％以下。关于原稿台的读取区域131的反射率，可以考虑反射率R在0.05(5％)以上，并且原稿台的读取区域131的反射率R在75％以下。

通过将不是白色的(反射率5％以上～75％以下的)原稿台读取区域131兼用作阴影读取介质，能够不需要基准薄片(阴影读取介质)。

在原稿台反射率检测部21中求得没有放置原稿的状态的读取区域，即原稿台本身的反射率。图2中表示原稿台反射率检测部21的实施例的框图。这里，为了使说明简单，表示标记区域132为白(反射率：1.0)区域时的实施例。能够由求得标记区域132，即白区域132的图像信号值的白区域数据检测部211、求得读取区域131的图像信号值的读取区域数据检测部212和除法部213来实现。在白区域数据检测部211中，从读取的摄像范围的图像数据1a检测与白区域4对应的图像数据位置的图像数据值作为白区域数据。同样也在读取区域数据检测部212中，从读取的摄像范围的图像数据1a检测与读取区域131对应的图像数据位置的图像数据值作为读取区域数据。也可以将图像数据位置设为预先已知的坐标。既可以是用户指定的，也可以是在一般的图案检测处理中自动检测出来的。在前面述说过，标记也可以不是白色的，如果反射率是已知的，则能够根据该反射率变换成白色(反射率：1.0)进行计算。例如，即，可以对作为白区域数据检测部211的标记区域数据检测部211的信号，乘上1.0/标记反射率的值。具体地说，如果反射率为0.5，如果使21a的信号成为2倍则能够变换到白色(反射率：1.0)。

用除法部213从检测出的白区域数据21a和读取区域数据21b求得21b/21a的运算结果作为反射率2a输出。这里反射率(1.0～0.0)是令白区域数据为1.0求得的读取区域数据的比例。例如，当白区域数据为255、读取区域数据为127时反射率成为0.5。也存在着读取区域131的反射率由读取区域的物理特性决定的情形。如果预先知道所求的原稿台反射率，则可以考虑不从图像求得，例如将原稿台反射率检测部21置换成寄存器，设定固定值。

图3表示本发明的阴影数据推定部22的实施例。在阴影数据推定部22中利用倒数1/N 211使由原稿台反射率检测部21求得的反射率2a取倒数，利用乘法部222与存储在图像存储器223中的原稿台读取区域的图像数据相乘。虽然不是通过读取实际的白图像得到的阴影数据，但是因为用成为白色那样的值(1/反射率)使原稿台读取区域的图像数据加倍，所以能够近似读取了白区域的图像数据，生成阴影数据。例如，当反射率为0.5时，使原稿台读取区域的图像数据的信号值成为2倍。

在上述的原稿台反射率检测部21或阴影数据推定部22的实施例中，只记述了1种颜色，但是因为对于R(红)、G(绿)、B(蓝)，也能够分成每个颜色同样地进行和实现，所以省略了对它们的说明。通过用本方法，原稿台读取区域也可以是灰色的，即便是蓝色或红色等的种种颜色，也可以取得阴影数据。标记区域也可以是多色的。将生成的阴影数据2b存储在阴影存储器23中。

又，如果原稿台是无彩色的，则例如，如果在快门速度或传感器输出的增益等的照像机参数调整中以将读取白纸的值的信号值收纳在某个特定的范围D(245～254)中的方式进行调整，则也可以考虑不用原稿台反射率，求得原稿台读取区域的图像数据的峰值PG，求得将该峰值收纳在范围D(245～254)中的倍率(D/PG)，与原稿台读取区域的图像数据相乘来生成阴影数据。但是，要考虑如果原稿台的反射率低，则只是数字地扩大阴影数据，所以精度恶化，校正后的图像质量也恶化。

因此，也可以考虑当取得阴影时，改变照像机参数(快门速度和/或传感器输出的增益值)，在模拟信号的时刻使值增大并读取。也可以考虑求得将用调整了该照像机参数的值读取的原稿台读取区域131的图像数据的峰值收纳在范围D(245～254)中的倍率(D/PG)，根据该倍率变更照像机参数。又，也可以考虑根据利用原稿台反射率检测部21求得的反射率，根据近似白色的该倍率变更照像机参数。如果这样做，则能够抑制精度恶化。

当环境光暗时，有可能存在即便如上述那样在模拟信号的时刻使值增大，也不能将读取白纸得到的值的信号值收纳在某个特定的范围D(245～254)中。这时可以根据近似白色的该倍率变更照像机参数后，再次读取原稿台读取区域，求得原稿台读取区域的图像数据的峰值P′G，求得收纳在范围D(245～254)中的倍率，与原稿台读取区域的图像数据数字地相乘，生成阴影数据就行。通过这样做，认为能够极力地抑制精度恶化。但是，这时，因为存在着这里求得的照像机参数不能够在实际的原稿读取中使用的情形，所以考虑当读取原稿时使照像机参数回到原来的值。即，存在着阴影推定阶段和读取原稿、进行图像校正时的照像机参数不同的情形。通过这样在阴影推定阶段和读取原稿、进行图像校正的阶段中切换照像机参数，认为能够极力地抑制阴影数据的精度恶化。

图4表示阴影校正部24的实施例的方框结构图。当实际地进行读取时，将原稿放置在读取区域中。当对原稿读取的0～255的图像数据1a进行阴影校正时，通过用存储在阴影存储器23中的阴影数据2c，用运算部241进行(255*1a)/2c的运算，能够进行阴影校正。因为阴影数据成为与白纸相当的数据，所以能够得到阴影不均匀少的良好的输出图像3。

根据上述方法，能够用原稿台13的读取区域131以低成本作成阴影数据。也不需要用于图像校正的薄片，当校准时也不需要用户放置薄片的劳力。

上述将原稿台的读取区域具有均匀的反射率作为前提，但是实际上读取区域不具有均匀的反射率的情形是很多的。又，也存在着为了实现均匀的反射率而增加成本的情形。当用反射率不均匀的具有不均匀性的读取区域的图像生成阴影数据时，在阴影数据中反映出反射率的不均匀。这时，能够除去读取图像的环境光的影响，但是存在着不均匀部分校正不足或过度校正的可能性，使输出图像3的图像质量恶化。

下面用图5说明本发明的实施例。

读取装置由照像机部1和图像处理部2构成。照像机部1与图1同样，省略对它的说明。

图像处理部2包括：从用照像机部1读取的图像数据1a求得原稿台不均匀信息的原稿台不均匀信息生成部25、从图像数据1a求得原稿台13上的读取区域131的反射率的原稿台反射率检测部21、根据求得的反射率、原稿台不均匀信息和读取了的读取区域131的图像数据推定白纸读取图像并生成阴影数据的阴影数据推定部26、当用阴影数据推定部26生成阴影数据时，根据是否使用原稿台不均匀信息而切换输出的开关4、存储生成的阴影数据的阴影存储器23、用生成的阴影数据对原稿读取图像进行阴影校正的阴影校正部24。

图6表示原稿台不均匀信息的曲线图。

横轴表示主扫描方向的象素位置，纵轴表示信号值。令白纸图像为W，白纸图像的图像位置P点的信号为PW。令由图1的阴影数据推定部22生成的阴影数据(白纸的近似数据)为HW，P点的信号为PHW。当原稿台读取区域131不均匀，原稿台读取区域131的左端附近的反射率低时，在PW和PHW中生成差异。如果能够求得该差分的不均匀信息进行校正，则即便原稿台读取区域131不均匀，也能够得到良好的阴影数据生成和良好的阴影校正后的输出图像。

白纸的读取图像生成由环境光引起的图像输出的不均匀，但是认为白纸介质自身没有色不均匀和亮度不均匀。因此，为了得到原稿台不均匀信息，考虑用白纸的读取图像数据。但是，没有必要特别为白纸，只要是反射率均匀的物体就行。但是，因为白纸是最容易取到手的，所以用使用白纸的方法说明下面的实施例。

图7表示本发明的原稿台不均匀信息生成部25的实施例。首先，根据由图1的阴影数据推定部22生成的方法，用原稿台反射率和原稿台读取区域131的图像，生成白纸的近似数据(阴影数据2b)，存储在图像存储器252中。此后，将白纸放置在读取区域131中并读取白纸图像数据1a，在除法部251中求得白纸图像数据1a/白纸的近似数据(阴影数据25b)的运算输出25a，存储在原稿台不均匀信息存储部253中。如果环境光的影响对白纸的读取图像数据和白纸的近似数据是相同的，则通过除法运算可以除去环境光的影响，可以只取得原稿台的不均匀信息。

图8表示本发明的阴影数据推定部26的实施例。当取得原稿台不均匀信息时或不使用原稿台不均匀信息而生成阴影数据时，根据切换信号2e，选择器225选择26a的输出。当用原稿台不均匀信息生成阴影数据时，根据切换信号2e，选择器225选择26b的输出。

因为直到乘法部222的输出为止都与图1的阴影数据推定部22相同，所以省略对它们的说明，通过由乘法部224将用原稿台反射率和原稿台读取区域的图像数据求得的阴影数据26a和原稿台不均匀信息2d相乘，能够除去不均匀信息。

用原稿台不均匀信息校正原稿台的不均匀是为了补偿制品的偏差等，即，如果取得一次原稿台不均匀信息，则可以认为取得该不均匀信息不是特别必要的。因为环境光的阴影除去能够通过进行根据用原稿台读取区域的阴影数据推定的阴影数据生成来应对，所以通常不需要用于图像校正的薄片，也不需要当校准时用户放置薄片的劳力。可以考虑如保守模式那样一般不使用利用白纸的原稿台不均匀信息生成。例如，以后产生即便擦拭原稿台也不能够除去的污染的情形或根据随时间经过恶化的特性原稿台反射率的不均匀改变的情形下，可以通过用白纸再次生成原稿台不均匀信息来对应。

又，也简单地触及使用不是白色的均匀反射率的特定介质生成原稿台不均匀信息的情形。作为1个实施例的考虑方法，如果以读取原稿台读取区域131生成白纸的近似数据(阴影数据2b)的方式，对于读取特定介质的数据也同样地成为白纸的近似数据，则以后可以与用白纸的方法同样地取得不均匀信息。为了使读取了特定介质得到的数据为白纸的近似数据，例如，由原稿台反射率检测部21从特定介质的读取图像数据和标记区域图像数据，求得特定介质的反射率N，使求得的1.0/反射率N的值与介质读取图像数据相乘就行。因此也可以考虑追加使原稿台反射率检测部21的输出2a与原稿台不均匀信息生成部25联系起来，使原稿台不均匀信息生成部25内的1a和输出2a的倒数(1.0/输出2a)的值相乘的乘法部，代替1a将乘法部的输出输入到除法部251。

又，即便在该图5的方法中，如果原稿台和当生成原稿台不均匀信息时用的均匀介质是无彩色的，则如上述说明了的那样，如果在快门速度或传感器输出的增益等的照像机参数调整中，以将读取白纸得到的值的信号值收纳在某个特定的范围D(245～254)中的方式进行调整，则也可以考虑不用原稿台反射率，从原稿台读取区域的图像数据的峰值PG和范围D(245～254)求得倍率(D/PG)，与原稿台读取区域的图像数据相乘并作成白纸的近似数据而进行原稿台不均匀信息生成阶段和阴影推定阶段。

又，这里也可以考虑当取得阴影时，改变照像机参数(快门速度和/或传感器输出的增益值)在模拟信号的时刻使值增大并读取。又，当环境光暗时，即便改变照像机参数也不在范围D(245～254)中的情形也与前面所述的同样，根据与白色近似的该倍率变更照像机参数后，再次读取，求得原稿台读取区域的图像数据的峰值PG，数字地相乘不足的部分而生成阴影数据就行。

图9表示阴影数据取得和读取的处理流程的概略。当取得阴影数据时，在S10判定是否没有原稿台不均匀信息或者原稿台不均匀是否发生了变化。该判定既可以由用户进行，也可以用软件自动地判定。例如，当生成原稿台不均匀信息时在特定的文件夹内作成特定的文件名，当判定时，能够通过在特定的文件夹内是否存在特定的文件名，判定是否没有原稿台不均匀信息。又，难以从图像判定原稿台不均匀是否发生了变化，但是例如，也可以考虑根据从已知的信息或通过实验等得到的信息推测的原稿台随时间经过恶化的特性，预先求得作为阴影数据经得住的日数，当经过该日数时定期地更新原稿台不均匀信息。如果，当没有原稿台不均匀信息或原稿台不均匀发生变化时，成为S20的生成原稿台(读取区域)不均匀信息的原稿台(读取区域)不均匀信息生成阶段。在存在原稿台不均匀信息的情形中当原稿台不均匀不变化时不实施原稿台(读取区域)不均匀信息生成阶段。下面在S30判定是否没有阴影数据或环境光是否发生了变化。该判定既可以由用户进行，也可以用软件自动地判定。例如，也可以考虑存储当读取原稿时放置原稿的读取区域的外侧特定地方的图像信号，作成图像信号的履历，根据履历的变化判定环境光是否发生了变化。当环境光发生了变化时，在S40进入阴影数据推定阶段，读取原稿台读取区域，推定并生成阴影数据。

如果环境光不发生变化，则不进行S40的阴影数据推定阶段。

当实际上读取原稿时，在S50进入读取图像校正阶段，对读取的图像数据施加阴影校正而得到输出图像。在S20实施原稿台(读取区域)不均匀信息生成阶段的机会很少。作成图像校正(阴影)数据的主要阶段基本上在S40的阴影数据推定阶段。

又，这里以汇集必要的数据的方式进行连续的处理，但是也可以个别地进行特别是S20的原稿台(读取区域)不均匀信息生成阶段、S40的阴影数据推定阶段，S50的读取图像校正阶段。也许更好的是由用户自由地指示起动各个个别的阶段。

图10表示各阶段的概要处理流程。图10(a)，在S20的原稿台(读取区域)不均匀信息生成阶段中，最初在S21读取原稿台的读取区域，得到读取区域的图像数据。在S22从原稿台反射率和读取区域的图像数据推定阴影数据(白纸图像数据)。下面在S23将白纸放置在原稿台的读取区域中取得白纸的读取图像数据。这时，需要将白纸放置在原稿台的读取区域中。在S24中根据在S22推定的白纸图像数据和在S23得到的白纸的读取图像数据取得原稿台不均匀信息。因为在图7中说明了求得方法的详细情形所以这里省略对它们的说明。

在图10(b)中，在S40的阴影数据推定阶段中，最初在S41读取原稿台的读取区域，在S42从原稿台反射率和读取区域的图像数据推定阴影数据(白纸图像数据)。因为在图2、图3、图8中说明了阴影数据推定方法的详细情形所以这里省略对它们的说明。在图10(c)中，在S50的读取图像校正阶段中，在S51将原稿放置在原稿台读取区域中进行读取，在S52用阴影数据校正读取图像的阴影，在S53得到输出图像。因为在图4中说明了阴影校正的详细情形所以这里省略对它们的说明。

因为当取得阴影数据时不需要将白纸放置在读取区域中，所以可以扩大使用的方便性。图11表示自动阴影数据取得方法的概略处理流程。在S410读取原稿台的读取区域，在S420进行根据读取图像数据判定在原稿台的读取区域中是否存在原稿的原稿有无判定。作为具体的方法，因为根据原稿台反射率检测部21，知道原稿台读取区域的反射率，所以以使该反射率附近变黑的方式求得二值化阈值进行二值化。因为大多数的情形都是原稿的亮度比原稿台高，所以如果读取区域的二值化结果是黑色的，则能够判断为在原稿台读取区域中没有原稿。又，如果读取区域的二值化结果是白色的，则能够判断为在原稿台读取区域中存在原稿。结果当存在原稿时，再次在S410读取原稿台读取区域，在S420重复原稿有无判定。当在原稿台读取区域中没有原稿时，在S40进入阴影数据推定阶段，推定阴影数据。通过这样做，即便用户不有意识地进行阴影推定阶段的指示，也能够自动地进行，飞跃地扩大了使用的方便性。作为自动阴影数据取得的起动定时，既可以考虑经常地进行，也可以考虑定期地进行。又，也可以考虑设置是否进行自动阴影数据取得处理的选择开关。

在上述中，在阴影推定阶段，即将阴影数据存储在存储器中的阶段中，校正为与白纸数据相当，但是特别是即便当读取原稿时校正到与白纸数据相当也没有问题。图12表示本发明的实施例的方框结构图。将原稿台读取区域的图像数据原封不动地存储在图像存储器27中。这时，用原稿台反射率检测部21求得原稿台反射率。如果已经预先知道则原稿台反射率也可以是固定值。而且，当进行实际的原稿读取时，从图像存储器27读出原稿台读取区域的图像数据，由阴影推定部22用原稿台反射率2a将原稿台读取区域的图像数据校正到与白纸图像数据相当(阴影数据)。能够用阴影校正部24实现与图1同等的校正。

又，图13表示本发明的实施例的方框结构图。与图12同样，将原稿台读取区域的图像数据原封不动地存储在图像存储器27中。这时，用原稿台反射率检测部21求得原稿台反射率。又，用原稿台不均匀信息生成部25与图8同样地生成原稿台不均匀信息。而且，当进行实际的原稿读取时，从图像存储器27读出原稿台读取区域的图像数据，由阴影推定部26用原稿台反射率2a、原稿台不均匀信息2d将原稿台读取区域的图像数据校正为与白纸图像数据相当(阴影数据)。能够用阴影校正部24实现与图5同等的校正。

下面，用图14说明本发明的其它实施例。

照像机部1由照像机头11、固定的支柱12、放置摄像物的原稿台13、和配置在原稿台摄影面的读取对象物周边中的标记14～19构成。

照像机11使用单板式的彩色传感器，朝下设置，读取放置在下面的原稿台13上的读取对象物20。这时，基本上，配置在即便放置了读取对象物20也不隐藏标记14～19的位置上，但是即便一部分的标记被隐藏，也可以由其它的标记图像进行补充。

图像处理部2包括：从由照像机部1读取的图像数据利用接近读取对象物20的位置，例如以包围读取对象物20的方式配置的标记14～19的图像信息，推定照明环境的照明环境推定部110；和用根据推定的照明环境修正了的阴影波形校正输入图像的阴影校正部120。

照明环境推定部110输入来自照像机部11的图像，用图像分离部根据读取位置分离标记14～19的图像和读取对象物20的图像。在标记图像中，将镜面球标记14、16、17、19的图像，输入到镜面球解析部112，计算反射光的矢量。在概略推定部113中，通过合成各镜面球标记14、16、17、19的输出矢量，进行概略的照明光源位置的推定。下面，用推定影子计算部114计算应该根据该概略的光源位置生成的构造物标记15、18的影子。

下面，将在标记图像中由构造物标记15、18生成的实际的影子图像输入到影子提取部115中，在详细验证部116中，比较用推定的光源作成的影子和实际的影子，以使它们一致的方式校正概略光源的位置，并推定光源的亮度、大小等。这样一来，能够实施高精度的照明环境的推定。

图15表示原稿台13上的取入图像。在读取对象物20的周边配置镜面球标记14、16、17、19和构造物标记15、18，通过单独地使用概略和详细的检测器，能够组合各自擅长的检测。从照像机部11看到的标记14-19的位置，因为在工厂出货时固定了位置关系，所以如镜面标记检测区域201、构造物检测区域202那样，可以从图像上容易地切出。

图16是说明镜面球解析部112的处理内容的概念图。如图16(a)所示，镜面标记检测区域201的镜面球标记14的图像，能够观测球的外形2010和照明的反射光2011、2012。可以认为该反射光，如图16(b)所示，与球面上的反射位置相应地表示光源的位置。该反射，因为相对来自球的中心位置的法线发生镜面反射，所以如果测量从中心位置的偏离量，则求得球面的法线矢量，可以容易地计算相对从照像机看到的反射边界2016的反射矢量2017。通过当读取原稿时比较该图像和阴影波形存储时的图像得到它们的差分，能够检测照明的变化。

通过分别合成针对镜面球标记14、16、17、19的反射矢量2021-2024，如图16(c)那样，计算照像机部11和镜面球标记2013、2011，概略推定光源2050的位置关系。

图17是说明构造物标记的处理的概念图。构造物260通过照明在原稿台13生成影子261。图17(a)表示由上述概略推定光源250生成的影子。对此，如图17(c)所示，概略推定光源250的光，由于构造物270、271的遮蔽产生影子，当用照像机部11观测它时，能够推定成为什么样的图像。对此，图17(b)是观测在实际的读取图像中观测的构造物260的影子262的图。如果概略推定光源和实际的光源一致，则它们的2个影子应该一致，但是当在推定中存在误差时发生偏离。相反地，如果找到为了减少偏离的推定光源位置，则能够计算实际的光源位置。这样，通过每次稍微改变推定的光源位置、减少推定的影子和观察到的影子之差来进行详细的光源位置的验证。

图18表示以上所述的照明环境推定部110的处理流程图。从镜面球位置、构造物位置决定用于提取标记的坐标，切出图像(1131)，用从镜面球的反射图像的中心位置的偏离量计算反射矢量(1132)，在计算了全部的镜面球的反射矢量(1133)后，推定概略光源位置(1134)。下面，从概略光源位置推定应该由构造物生成的影子(1135)。将它与推定为由实际构造物生成的影子的图像的影子进行比较(1136)，如果进入允许误差范围(1137)，则计算光源的方向、位置、照度(1138)。如果在误差以上，则修正推定光源位置(1140)，再次计算由推定光源产生的影子。

下面，用图19，说明阴影校正部。用照像机部1观测的图象，随着照明的位置产生很大变化。关于令读取对象物20为白纸时的线305上的读取波形，如果例如如图19(b)那样是远方的光源，则如图19(d)的阴影波形321那样成为平缓的波形。中央的凹陷表示例如光学系统中的污染或传感器的一部分恶化等，通过读取白纸作为基准信息，能够校正这些恶化。但是，在图19(c)那样的接近光源中，形成在光源附近极其明亮，离开光源就急剧变暗的阴影波形。这样，根据光源的位置、方向修正阴影波形是不可缺少的。

图20是说明阴影波形的修正的概念图。图20(a)表示随着照明位置发生照像机11或支柱的影子的情形。如图20(b)那样，当照像机11位于照明313和原稿台13之间时，发生影子。在该情形中，在图20(c)中的如已有的那样用基准薄片读取的阴影波形331中，原封不动地读取了影子。但是，如图20(d)那样如果作成修正了的阴影波形333，则能够抵消影子的影响。

图21表示阴影校正部的流程图。首先，读入基准薄片或灰色的原稿台，存储阴影波形(1231)。其次，取入照明环境指定部的结果(1232)，计算原稿台上的亮度分布，修正阴影波形(1233)。其次，检查是否通过校正计算损害一致性，例如是否将原稿台读成白色的等(1234)，如果没有异常，则对输入图像进行修正了的阴影校正(1235)，输出校正结果(1236)。如果在一致性中存在着问题，则调节校正系数，再次修正阴影波形。

到此为止的说明表示了将镜面球和持有扩散面的构造物组合起来进行光源推定，影子推定，阴影校正的例子，但是也可以代替持有扩散面的构造物的影子，使用镜面球的影子，如果这样做则只用镜面球也可以推定光源。又，在上述说明中，表示了在包围原稿的位置上配置立体物的标记的例子，但是这例如在原稿台的上部排列2个等，即便不配置在包围原稿台的位置上也可以检测照明环境，能够降低生产成本。

又，当推定原稿台上的影子时，讨论了只由读取装置的支柱等已知的物体生成的影子，但是也可以利用例如当人靠近时映到镜面球中的图像来推定概略的形状，生成影子。

关于本发明的图像处理部2也可以用软件处理来进行。又这时，既可以用个人计算机进行软件处理，也可以组装到LSI通过硬件处理进行。

如果根据本发明，则可以不用基准薄片而取得阴影数据，能够省去放置基准薄片的烦琐的劳力，能够谋求提高使用方便性。

Claims (20)

1.一种使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

用读取原稿台得到的原稿台读取图象数据推定阴影数据的阴影数据推定阶段。

2.一种图像读取装置，具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，还具备：

存储读取原稿台得到的原稿台读取图象数据的第1存储单元、存储通过将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据的第2存储单元、和利用存储在上述第1存储单元中的图像数据和存储在上述第2存储单元中的图像数据生成阴影数据的阴影数据生成单元。

3.一种图像读取装置，具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，还具备：

根据读取原稿台得到的原稿台读取图象数据和将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据，生成原稿台的浓度不均匀的信息的原稿台不均匀生成单元、和用在上述原稿台不均匀生成阶段得到的原稿台不均匀信息和读取原稿台得到的原稿台读取图象数据生成阴影数据的阴影数据生成单元。

4.一种使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

根据读取原稿台得到的原稿台读取图象数据和将反射率均匀的读取介质放置在原稿台上的读取区域中进行读取得到的图像数据，生成原稿台的浓度不均匀的信息的原稿台不均匀生成阶段、和利用在上述原稿台不均匀生成阶段得到的原稿台不均匀信息和读取原稿台得到的原稿台读取图象数据生成阴影数据的阴影数据推定阶段。

5.根据权利要求1、权利要求3和权利要求4中任一项所述的图像读取装置或图像读取方法，其特征在于：

当推定阴影数据时利用原稿台的反射率。

6.根据权利要求1、权利要求3和权利要求4中任一项所述的图像读取装置或图像读取方法，其特征在于：

当推定阴影数据时利用原稿台的反射率，关于上述原稿台的反射率，利用存在于读取图像数据内的具有已知反射率的区域的图像数据和存在于上述读取图像数据内的原稿台读取区域的图像数据，求得原稿台读取区域的反射率。

7.一种使用图像读取装置的图像读取方法，该图像读取装置具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取方法的特征在于，具备：

读取原稿台并判定有无原稿的判定阶段，当在上述判定阶段判定为没有原稿时，读取原稿台上的读取区域，利用上述读取出的原稿台读取图像数据，生成阴影数据。

8.一种图像读取装置，具备：

放置摄像对象物的原稿台；和

具有输出与入射光量对应的信号的面图像传感器和用于利用上述面图像传感器彩色拍摄上述原稿台和放置在上述原稿台上的原稿的光学系统的照像机，

该图像读取装置的特征在于，具备：

当生成阴影数据时，进行读取原稿台的读取动作和放置反射率均匀的读取介质进行读取的读取动作这2种读取动作的第1数据生成模式；和只进行读取原稿台的读取动作的第2数据生成模式。

9.根据权利要求1到权利要求8中任一项所述的图像读取装置或图像读取方法，其特征在于：

原稿台上的读取区域的反射率在5％以上且75％以下。

10.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，具备：

从利用上述照像机拍摄取得的多个标记图像数据，推定照明环境的单元；

推定上述推定出的照明环境所生成的原稿台上的影子的单元；和

利用上述原稿台上的影子修正阴影波形的单元。

11.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

将多个立体形状的标记配置在原稿台上。

12.根据权利要求11所述的图像读取装置，其特征在于：

作为立体形状的标记，使用镜面球或镜面球的一部分。

13.根据权利要求11所述的图像读取装置，其特征在于：

作为立体形状的标记，使用具有扩散反射表面的立体构造物。

14.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

作为多个标记，混合使用多种立体形状的标记。

15.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

将立体形状的标记配置在包围原稿的位置上。

16.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

作为推定照明环境的单元，具有：

当存储阴影波形时和读取原稿时，检测上述立体形状的标记的图像变化的单元；和

从已知的标记位置计算反射光程的单元。

17.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

作为推定照明环境的单元，具有：

当存储阴影波形时和读取原稿时，检测上述立体形状的标记的图像和由上述立体形状的标记产生的影子的各个变化的单元；和

从已知的标记位置计算反射光程的单元。

18.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

作为推定原稿台上的影子的单元，具有生成推定上述照明的单元中的光源由于已知的障碍物投射到原稿台上的影子的单元。

19.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

在推定原稿台上的影子的单元中，具有利用立体物的图像推定障碍物形状的单元和生成根据推定出的障碍物形状投射到原稿台上的影子的单元。

20.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于：

作为修正阴影波形的单元，具有：

存储基准白图像波形的单元；和

计算原稿台上的影子波形和上述白图像波形并生成修正后的阴影波形的单元。

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