CN101420506A - 图像处理装置、图像读取装置、图像处理方法及图像处理程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理装置、图像读取装置、图像处理方法及图像处理程序。在旋转处理中，每当将关注像素的x坐标变更1个像素的量时，就在y方向权重系数上加上整数a。当y方向权重系数大于等于整数b时，从y方向权重系数上减去整数b，并将对应关注像素的y坐标变更1个像素的量。此外，每当将关注像素的y坐标变更1个像素的量时，就在x方向权重系数上加上整数a。当x方向权重系数大于等于b时，从x方向权重系数上减去整数b，并将对应关注像素的x坐标变更1个像素的量。以源图像中的包含对应关注像素的4个像素为对象，利用x方向权重系数和y方向权重系数分别除以整数b所得到的比值来进行二维插补，由此求得关注像素的像素值。

Description

图像处理装置、图像读取装置、图像处理方法及图像处理程序

技术领域

本发明主要涉及对图像数据进行旋转处理的图像处理装置。

本申请主张于2007年10月26日提出的日本专利申请2007-278880号和2008年4月23日提出的日本专利申请2008-112510号的优先权，并在此引用其全部内容。

背景技术

在图像扫描装置、复印装置、传真装置以及光学式字符读取装置(OCR)等中，在倾斜行进的状态下读取原稿时，会得到倾斜了的图像，读取质量下降。为了避免这种情况，人们提出了对图像数据进行旋转处理，可以以电子方式修正倾斜的图像读取装置。

众所周知，一般情况下使用旋转矩阵来进行这样的图像旋转处理。例如，人们知道，在设源图像的任意像素的坐标为(x，y)、转换后的图像所对应的像素坐标为(x^＊，y^＊)时，使用图1所示的式子来进行图像的旋转。此外，人们还知道在包含上述旋转处理的图像的几何学修正处理中，通过进行二维插补处理能够求得中间像素的阶调值(像素值)。

但是，上述方法由于通常对每个像素进行无理数、即sinθ和cosθ的乘法运算，所以计算成本非常大。因此，这样的图像旋转处理的处理时间显著增加，在应用到图像读取装置的倾斜修正中时，很难实现高速读取。因此，需要一种能以更短时间进行图像旋转处理的图像处理装置。

发明内容

本发明要解决的问题如上所述，接下来对用于解决该问题的手段及其效果进行说明。

根据本发明的第1观点，提供以下结构的图像处理装置，其对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像。即，该图像处理装置具有整数参数输入部、源图像对应位置运算部、以及二维插补部。向上述整数参数输入部输入第1整数参数和第2整数参数，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值。上述源图像对应位置运算部，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行以下处理：将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量。此外，上述源图像对应位置运算部，每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行以下处理：将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量。上述二维插补部，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标及y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此取得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

利用这种结构，多次使用利用了2个整数参数和权重系数的整数运算处理及整数比较处理，可以进行带有二维插补的旋转处理。因此，能够减少浮动小数点运算等计算成本大的处理，能快速地获得像质优良的旋转图像。

在上述图像处理装置中，上述二维插补部，最好在上述关注像素的像素值的计算中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方的除法运算。

根据该结构，由于能减少计算成本大的除法运算处理，所以能更快速地进行旋转处理。

在上述图像处理装置中，上述二维插补部，将上述第2整数参数变更为2的整数次幂的值，进而在上述x方向权重系数和上述y方向权重系数上乘上以下比率，并近似为整数值，之后，进行上述关注像素的像素值的计算，该比率是该2的整数次幂的值除以变更前的上述第2整数系数而得到的。

根据该结构，能显著降低除法运算处理的计算成本，所以能实现旋转处理的进一步的快速化。

根据本发明的第2观点，提供以下结构的图像读取装置。即，具有：上述图像处理装置；图像读取部，其读取原稿图像而获得图像数据；以及倾斜角度检测部，其根据上述图像数据中的2个点的坐标，获得2个倾斜参数整数，该2个倾斜参数整数的比值等于原稿倾斜角度的正切值。而且，该图像读取装置构成为：向上述图像处理装置提供2个上述倾斜参数整数作为上述第1整数参数和第2整数参数，来对上述图像数据进行旋转处理，由此获得修正了原稿倾斜的图像数据。

根据该结构，能以短时间获得修正了倾斜的图像数据，特别适于高速读取。

根据本发明的第3观点，提供以下的图像处理方法。即，该图像处理方法，基于第1整数参数和第2整数参数，对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值。该图像处理方法包括源图像对应位置运算步骤、和二维插补步骤。在上述源图像对应位置运算步骤中，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，在上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且进行以下处理：将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量。此外，在上述源图像对应位置运算步骤中，每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且进行以下处理：将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量。在上述二维插补步骤中，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标和y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

根据该方法，多次使用利用了2个整数参数和权重系数的整数运算处理和整数比较处理，可以进行带有二维插补的旋转处理。因此，能减少浮动小数点运算等计算成本大的处理，能快速地获得像质优良的旋转图像。

根据本发明的第4观点，提供如下所述的、对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像的图像处理程序。即，该图像处理程序执行整数参数输入步骤、源图像对应位置运算步骤、以及二维插补步骤。在整数参数输入步骤中，输入第1整数参数和第2整数参数，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值。在上述源图像对应位置运算步骤中，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，在上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且进行以下处理：将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素，即、对应关注像素的y坐标变更规定像素的量。此外，在上述源图像对应位置运算步骤中，每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且进行以下处理：将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量。在上述二维插补步骤中，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标和y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

由此，多次使用利用了2个整数参数和权重系数的整数运算处理和整数比较处理，可以进行带有二维插补的旋转处理。因此，能减少浮动小数点运算等计算成本大的处理，能快速地获得像质优良的旋转图像。

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚。

附图说明

图1是表示旋转图像时的一般的坐标转换式的图。

图2是表示本发明的一实施方式中的图像扫描装置的整体结构的正面剖视图。

图3是表示图像扫描装置的电气结构的框图。

图4是表示在倾斜检测部中所检测的2个倾斜参数整数a、b的说明图。

图5是表示由倾斜修正部执行的旋转处理的流程图。

图6是表示旋转处理的概要的说明图。

图7是表示二维插补处理的概念图。

图8是表示源图像及其旋转结果的图。

具体实施方式

接下来，对发明的实施方式进行说明。图2是表示本发明的一实施方式中的图像扫描装置的整体结构的正面剖视图。

如图2所示，作为图像读取装置的图像扫描装置101具有由自动输稿部和平板稿台部构成的图像读取部115。

以下，进行具体说明。即，该图像扫描装置101具有：原稿台103，其配置有承载读取原稿的稿台玻璃102；原稿台盖板104，其用于在将该读取原稿按压到上述稿台玻璃上的状态下保持该读取原稿。此外，图像扫描装置101上设置有用于指示开始读取原稿等的未图示的操作面板。在原稿台盖板104的下表面，以和上述稿台玻璃102相对的方式安装有用于向下按压原稿的压垫121。

在上述原稿台盖板104上，设置有自动输稿器(auto documentfeeder：原稿自动输送装置)107。该自动输稿器107具有设置在原稿台盖板104的上部的原稿盘111、设置在该原稿盘111的下方的排纸盘112。

如图2所示，在上述原稿台盖板104的内部，构成有连接原稿盘111和排纸盘112的弯曲状的原稿输送路径113。该原稿输送路径113上配置有：搓纸辊51、分离辊52、分离垫53、输送辊55、以及排纸辊58。

搓纸辊51导入原稿盘111上的读取原稿，分离辊52和分离垫53，构成为1页1页地分离所导入的原稿。输送辊55构成为向原稿读取位置P输送所分离出的原稿，排纸辊58构成为向排纸盘112排出读取后的原稿。此外，在上述原稿读取位置P处，以和稿台玻璃相对的方式安装有按压部件122。

在上述结构中，叠放在原稿盘111上的读取原稿，被一页一页地分离并沿弯曲状的上述原稿输送路径113进行输送，经过原稿读取位置P而被后述的扫描单元21读取，之后被排出到排纸盘112上。

如图2所示，上述原稿台103的内部设置有扫描单元21。该扫描单元21具有可在原稿台103的内部移动的滑架。

该滑架30具有：作为光源的荧光灯22、反射镜23、23...、聚光透镜27、以及电荷耦合元件(CCD)28。荧光灯22向读取原稿照射光，来自读取原稿的反射光，被多个反射镜23、23...反射后，通过聚光透镜27而会聚，并在CCD28的表面上成像。上述CCD28，将入射的会聚光转换为电信号输出。

在本实施方式中，上述CCD28为3行式彩色CCD。该CCD28为下述结构：针对红、绿、蓝(RGB)各颜色设置了在主扫描方向(原稿的宽度方向)上细长延伸的一维线传感器，并且对应于各个线传感器而设置了不同的滤色片。

驱动带轮47和从动带轮48被可自由旋转地支撑在上述原稿台103的内部。而且，在驱动带轮47和从动带轮48之间张设有环状驱动带49，上述滑架30被固定在该驱动带49的适当位置。在该结构中，利用未图示的电动马达来正反驱动上述驱动带轮47，可以使滑架30沿副扫描方向水平移动。

在该结构中，在预先将上述滑架30移动到与上述原稿读取位置P对应的位置的状态下，驱动自动输稿器107。之后，在原稿输送路径113上输送的读取原稿，在原稿读取位置P处被扫描，从荧光灯22照射并被读取原稿反射了的反射光被导入滑架30内，并被反射镜23、23...反射，通过聚光透镜27而导入CCD28，进行成像。其结果是，CCD28能够输出与读取内容对应的电信号。

此外，在作为平板扫描仪使用时，一边使滑架30以一定的速度沿稿台玻璃102移动，一边扫描被放置在该稿台玻璃102上的读取原稿。与上述一样，来自原稿的反射光被导向滑架30内的CCD28，进行成像。

图3是图像扫描装置101的框图。如图3所示，图像扫描装置101除了上述扫描单元21之外，还具有CPU41、ROM42、图像处理部43、图像存储器66、倾斜检测部67、倾斜修正部(图像处理装置)68、编码转换部69、以及输出控制部70。

作为用于对图像扫描装置101所具有的扫描单元21、倾斜检测部67、倾斜修正部68、输出控制部70等进行控制的控制部，设置有CPU41。用于该控制的程序和数据等，被存储在作为存储部的ROM42中。

上述扫描单元21具有模拟前端(AFE)63，该AFE63和CCD28连接。在读取原稿时，CCD28所具有的RGB各颜色的上述线传感器，在主扫描方向上对原稿内容进行扫描，并读取1行，各个线传感器的信号由上述AFE63从模拟信号转换为数字信号。通过该主扫描，从AFE63输出1行像素的数据作为RGB各颜色的阶调值。通过一边在副扫描方向以微小距离输送原稿或滑架30，一边反复进行以上处理，能将整个原稿的图像数据获取为数字信号。

扫描单元21具有图像处理部65，上述AFE63输出的图像数据的数字信号，被输入到该图像处理部65。该图像处理部65，对每一次主扫描所输入的1行像素数据进行黑点(shading)校正，而对因扫描单元21的光学系统而引起的读取不均进行修正。此外，图像处理部65，针对上述像素数据，进行矫正色差的修正，该色差是因CCD28中的RGB各颜色的线传感器的配置间隔(行间距)而引起的。

上述图像存储器66用于存储由扫描单元21读取的图像。由扫描单元21读取的图像数据，在图像处理部43中被进一步进行公知的图像处理(过滤处理等)，之后，被输入并存储到图像存储器66中。

上述倾斜检测部67构成为：对从扫描单元21输入的图像数据进行解析，检测出原稿区域，并基于原稿区域自动地检测原稿倾斜(为了矫正倾斜所要旋转的角度)。

倾斜检测部67具体进行如下所述的处理。即，在本实施方式中，在配置于被扫描原稿的背面侧的上述压垫121和按压部件122(图2)的表面，贴有比普通纸亮的白色薄板(薄压板)，因此，在由CCD28读取的图像数据中，原稿周围的背景部分亮度增高。

倾斜检测部67利用这个情况进行图像处理，并进行2值化处理，在该图像处理中，根据像素数据的RGB成分，按照公知的式子来计算亮度(Y成分)，在该2值化处理中，其亮度在规定值以上时作为背景像素，低于规定值时作为原稿像素。

图4表示2值化后的图像的例子。另外，在图4中，所细划分出的1个块对应于1个像素，并且，空白块表示背景像素，划了斜线的块表示原稿像素。

在图4的例子中，原稿在倾斜行进的状态下被自动输稿部所输送，并被扫描单元21所读取，其结果是，作为原稿像素区域获得了从正常方向向顺时针方向旋转了若干的长方形的图像。

在本实施方式中，上述倾斜检测部67通过适当的图像识别处理来检测位于该原稿像素区域的角部的2个点(以涂黑的块图示)。然后，分别求得所检测出的2个点的x坐标和y坐标，并且通过运算来求得2个点的x坐标之差及y坐标之差。在这里，设所求得的y坐标之差为dy、设x坐标之差为dx。在图4的例子中，dy＝10，dx＝50。

然后，倾斜检测部67将y坐标之差dy和x坐标之差dx分别除以最大公约数，将所得到的结果作为倾斜参数a、b。在图4的例子中，a＝1，b＝5。

在这里，设原稿的倾斜角度为θ时，则θ＝tan^-1(dy/dx)＝tan^-1(a/b)的关系成立。即，a和b的比值(a/b)与原稿的倾斜角度的正切值tanθ一致。这里，本实施方式的倾斜检测部67只将倾斜参数a，b存储到适当的存储器中，而不计算倾斜角度θ。

由于2个点的x坐标和y坐标分别用整数表示，所以上述的y坐标之差dy和x坐标之差dx也为整数，并且倾斜参数a，b也为整数。所得到的倾斜参数整数a，b，被作为提供给后述的倾斜修正部68的整数参数来使用。

另外，上述的倾斜参数a、b的检测处理(角度检测处理)，既可以在不对源图像进行分辨率转换(缩放)的情况下进行，也可以使用缩小了源图像的缩小图像数据来进行角度检测。通过使用缩小图像数据，特别是在利用软件进行处理时，可以缩短角度检测处理。

图3所示的上述倾斜修正部68构成为：基于由上述倾斜检测部67得到的上述倾斜参数整数a、b，对图像存储器66的光栅图像数据进行旋转处理，以电子方式对原稿的倾斜进行修正。该倾斜修正部68，具有整数参数输入部71、源图像对应位置运算部72、以及二维插补部73。

参数输入部71构成为：可以取得2个倾斜参数整数作为第1整数参数a和第2整数参数b。如上所述，2个整数参数a、b的比值(a/b)等于要对图像进行旋转的角度(原稿的倾斜角度)的正切值tanθ。

源图像对应位置运算部72，通过基于旋转图像中的关注像素(m，n)的位置进行规定的计算，求得源图像中与上述关注像素(m，n)对应的位置的像素，即、对应关注像素(i，j)的位置。此外，源图像对应位置运算部72，通过基于上述关注像素的位置进行规定的运算，求得在上述二维插补部73进行插补时所使用的x方向权重系数kwx以及y方向权重系数kwy。

二维插补部73，基于上述对应关注像素(i，j)、和x坐标及y坐标的至少任意一方与该对应关注像素不同的3个像素，进行二维插补，由此求得旋转图像中的关注像素的像素值Q(m，n)。在该二维插补中，使用上述x方向权重系数kwx及y方向权重系数kwy分别除以整数b所得到的比值(kwx/b，kwy/b)。另外，在后面将对由倾斜修正部68进行的旋转处理的详细情况进行阐述。

编码转换部69，针对图像存储器66所保存的图像数据，进行例如JPEG等公知的压缩处理，并进行编码。

输出控制部70，向和图像扫描装置101连接的、作为上位装置的个人计算机(未图示)发送编码后的图像数据。发送方法是任意的，例如可以考虑使用局域网(LAN)的方法、以及使用通用串行总线(USB)的方法等。

在本实施方式中，图像处理部65、倾斜检测部67、倾斜修正部68以及编码转换部69等，使用例如ASIC、FPGA等硬件来实现。通过向ASIC等中写入利用后述方法进行图像旋转处理的图像处理程序，来实现上述倾斜修正部68的旋转处理功能。其中，该倾斜修正部68等也可以利用CPU41和程序的组合等来实现。

接下来，一边参照图5的流程一边对上述倾斜修正部68进行的图像的旋转处理进行说明。

开始图5的流程，倾斜修正部68，首先，输入由倾斜检测部67求得的2个倾斜参数整数，来作为第1整数参数a和第2整数参数b(S101)。另外，该S101的处理相当于整数参数输入步骤(整数参数输入步骤)。

然后，进行变量的初始化处理(S102)。在该初始化处理中，旋转图像中的关注像素的x坐标m和y坐标n被复位为0。此外，运算对应关注像素(与上述关注像素对应的源图像的像素)的位置时所使用的x方向的偏移值moff和y方向的偏移值noff也被复位为0。再有，二维插补所使用的x方向权重系数kwx和y方向权重系数kwy，也被复位为0。并且，上述变量m、n、moff、noff、kwx、kwy都为整数变量。

接下来，计算旋转图像的关注像素(m，n)的像素值Q(m，n)(S103)。在该处理中，首先计算源图像的上述对应关注像素的位置(i，j)。对应关注像素的x坐标i，是通过在旋转图像的关注像素的x坐标m上加上偏移值moff而得到的(i＝m+moff)。同样，对应关注像素的y坐标j，是通过在旋转图像的关注像素的y坐标n上加上偏移值noff而得到的(j＝n+noff)。

在这里，旋转图像的关注像素每在y方向移动(b/a)个像素，上述偏移值moff就减1(S114)。此外，旋转图像的关注像素每在x方向移动(b/a)个像素，偏移值noff就加1(S107)。另外，在后面将对该偏移值的加减处理进行阐述。

图6表示向倾斜修正部68中输入了在图4的例子中所求得的倾斜参数整数a＝1、b＝5来作为第1整数参数和第2整数参数时的旋转图像的关注像素与源图像的对应关注像素的对应关系。

在图6中，分别用由双线围成的块来表示以旋转图像的第1行及第1列为关注像素时的该关注像素、和源图像的对应关注像素。如图6的上侧所示，每当旋转图像的关注像素在x方向移动5个像素(＝b/a)，源图像的对应关注像素就在y方向错开1个像素的量。此外，每当旋转图像的关注像素在y方向移动5个像素，源图像的对应关注像素就在x方向错开1个像素的量。

接下来，通过进行二维线性插补来取得旋转图像的关注像素的像素值Q(m，n)。如图7所示，以源图像的对应关注像素(i，j)、在x方向上与该对应关注像素相邻的像素(i-1，j)、在y方向上相邻的像素(i，j+1)、斜向相邻的像素(i-1，j+1)共计4个像素为对象，进行该二维线性插补。而且，基于这4个像素各自的像素值P(i，j)、P(i-1，j)、P(i，j+1)、P(i-1，j+1)，利用x方向权重系数kwx除以第2整数参数b所得到的比值(kwx/b)、和y方向权重系数kwy除以第2整数参数b所得到的比值(kwy/b)进行线性插补，由此取得旋转图像的关注像素(m，n)的像素值Q(m，n)。

在这里，每当旋转图像的关注像素在y方向移动1个像素，x方向权重系数kwx就加上第1整数参数a(图5的S112)。此外，每当旋转图像的关注像素在x方向移动1个像素，y方向权重系数kwy就加上第1整数参数a(S105)。另外，在后面将对该权重系数的加法处理进行阐述。

在图5的S103中，表示了在图7的概念图中所说明的关注像素的像素值Q(m，n)的计算式。并且，该计算式变形为，以第2整数参数b进行的除法运算出现在以大括号[～]括住的部分的外侧。由此，能够将计算成本大的除法处理，汇总为1次利用第2整数参数的平方(b²)的除法运算，从而能使计算处理快速化。

在S103的像素值取得处理(二维插补步骤、二维插补步骤)结束之后，对关注像素的x坐标m加1(S104)。该处理，相当于将旋转图像的关注像素(m，n)在x方向移动1个像素的量。

接下来，在y方向权重系数kwy上加上第1整数参数a(S105)。然后，调查加法运算后的y方向权重系数kwy是否大于等于第2整数参数b(S106)。当大于等于第2整数参数b时，在y方向的偏移值noff上加1(S107)，并且从y方向权重系数kwy上减去第2整数参数b(S108)。之后，返回S106的处理。

在y方向权重系数kwy小于第2整数参数b时，转移到S109的处理，判定旋转图像的关注像素的x坐标m是否小于在旋转图像的宽度width上乘上原稿的倾斜角度的余弦值(cosθ)所得到的数。在x坐标m小于width×cosθ时，返回到S103的处理。

利用以上的流程，反复进行以下处理，即、一边使旋转图像的关注像素(m，n)的x坐标m从0开始1个1个地变化到(width×cosθ-1)，一边计算像素值Q(m，n)。而且，x坐标m每变化1，y方向权重系数kwy就加上a(S105)，所以在计算像素值Q(m，n)时的二维插补中，反映图7的下侧的2个像素值P(i，j+1)、P(i-1，j+1)的权重增大。m每变化1时的该权重的变化比例，与a除以b而得到的值一致。并且，在y方向权重系数kwy大于等于b时，y方向偏移值noff加1。这表示源图像的对应关注像素(i，j)在y方向错开1个像素的量。

在S109的判断中，当关注像素的x坐标m大于等于width×cosθ时，将该x坐标m、y方向偏移值noff、以及y方向权重系数kwy都复位为0(S110)，并且，在关注像素的y坐标n上加1(S111)。该处理，相当于使旋转图像的关注像素(m，n)在y方向移动1个像素的量。

接下来，在x方向权重系数kwx上加上第1整数参数a(S112)。然后，调查加法运算后的x方向权重系数kwx是否大于等于第2整数参数b(S113)。当大于等于第2整数参数b时，将x方向的偏移值moff减1(S114)，并且从x方向权重系数kwx上减去第2整数参数b(S115)。之后，返回到S113的处理。

当x方向权重系数kwx小于第2整数参数b时，转移到S116的处理，判定旋转图像的关注像素的y坐标n是否小于旋转图像的高度height乘以原稿的倾斜角度的余弦值(cosθ)所得到的数。当y坐标n小于height×cosθ时，返回到S103的处理。当y坐标n大于等于height×cosθ时，表示关注像素的像素值的计算全部结束，所以结束处理。

通过以上的流程，反复进行以下的处理：一边使旋转图像的关注像素(m，n)的y坐标n从0开始1个1个地变化到(height×cosθ-1)，一边计算像素值Q(m，n)。而且，由于n每变化1，x方向权重系数kwx就加上a，所以在计算像素值Q(m，n)时的二维插补中，反映图7左侧的2个像素值P(i-1，j)、P(i-1，j+1)的权重增大。n每变化1时的该权重的变化比例与a除以b得到的值一致。此外，当x方向权重系数kwx大于等于b时，x方向偏移值moff减1。这表示源图像的对应关注像素(i，j)在x方向错开1个像素的量。另外，图5的S104～S116的处理，相当于源图像对应位置运算步骤(源图像对应位置运算步骤)。

由此，对如图8上侧所示的源图像的光栅图像进行旋转处理，可以得到下侧所示的旋转图像。而且，在图5所示的流程中的二维插补处理(S103)中，计算式的[～]内可以利用整数之间的加法运算和乘法运算来实现，仅利用1次除法运算(仅是利用b²进行的除法运算)就能得到关注像素的像素值Q(m，n)。再有，权重系数的计算(S105、S108、S112、S115)可以利用整数的加减法运算处理来实现，是否要偏移对应关注像素的位置的判定(S106，S113)可以利用整数之间的比较处理来实现。因此，能显著地降低计算成本，能缩短处理时间。

此外，图5和图8表示向逆时针方向旋转图像时的情况，不过，也可以向顺时针方向旋转图像。这个处理，只要在图5的流程图的S103、S107以及S114的处理中，将-1变更为+1、将+1变更为-1即可。

再有，在图6和图8中为了简化说明，利用纵向18个像素×横向18个像素的小图像进行了说明，不过，本实施方式的旋转处理可以适用于任意大小的图像。另外，在图6和图8中以灰度等级(gray scale)图像的例子进行了说明，不过，本实施方式的旋转处理，也可以通过对RGB各颜色的阶调进行和上述相同的处理，而适用于彩色图像的旋转。当旋转彩色图像时，最好在对各像素生成3个成分通用的权重系数之后，依次对各颜色成分进行插补运算。即，最好是按每个像素来切换颜色成分。由此，颜色成分之间能够通用计算权重系数的处理，从而能缩短处理时间。

如以上那样，本实施方式的图像扫描装置101所具有的倾斜修正部68，构成为对作为源图像的光栅图像进行旋转处理，而获得旋转图像。而且，如图3所示，上述倾斜修正部68具有整数参数输入部71、源图像对应位置运算部72、以及二维插补部73。向上述参数输入部71，输入其比值(a/b)等于旋转角度的正切值tanθ的第1整数参数a和第2整数参数b。上述源图像对应位置运算部72，每当将上述旋转图像中的关注像素(m，n)的x坐标m变更1个像素的量时，就在y方向权重系数kwy上加上上述第1整数参数a(S104、S105)。而且，当该y方向权重系数kwy大于等于上述第2整数参数b时，源图像对应位置运算部72，就从该y方向权重系数kwy上减去上述第2整数参数b(S108)，并进行将源图像中与上述关注像素(m，n)对应的位置的像素，即、对应关注像素(i，j)的x坐标i变更1个像素的量的处理(S107)。另外，源图像对应位置运算部72，每当将上述旋转图像中的上述关注像素(m，n)的y坐标n变更1个像素的量时，就在x方向权重系数kwx上加上上述第1整数参数a(S111、S112)。而且，当该x方向权重系数kwx大于等于上述第2整数参数b时，源图像对应位置运算部72从该x方向权重系数kwx上减去上述第2整数参数b(S115)，并且，进行将源图像的上述对应关注像素(i，j)的y坐标变更1个像素的量的处理(S114)。再有，二维插补部73，如图7所示，以上述源图像中的上述对应关注像素(i，j)、以及x坐标和y坐标的至少一方与该对应关注像素相差1个像素的量的3个像素(i-1，j)、(i，j+1)、(i-1，j+1)为对象，利用上述x方向权重系数除以第2整数参数所得到的比值(kwx/b)、以及上述y方向的权重系数除以第2整数参数所得到的比值(kwy/b)来进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值Q(m，n)。

由此，多次使用利用了整数参数a、b以及权重系数kwx、kwy的整数运算处理和整数比较处理，能够进行带有二维插补的旋转处理。因此，能够减少浮动小数点运算等计算成本大的处理，能快速地获得像质优良的旋转图像。

即，在本实施例的图像扫描装置101的情况下，在使用自动输稿部和平板稿台部的任意一个来读取原稿时，原稿的倾斜角度(要旋转的角度)θ通常为几度左右。这种情况下，即使视为cosθ＝1也基本没有误差(像质的降低)。在本实施方式中，着眼于这一点，通过进行上述处理，能够显著地简化计算。如上所述，只要原稿的倾斜为几度左右，就能维持很高的精度，并且，能避免以往技术那样的复杂处理。

此外，上述二维插补部73，在上述关注像素的像素值Q(m，n)的计算(图5的S1103)中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方(b²)的除法运算。

由此，能够减少计算成本大的除法运算处理，因此能更快速地进行旋转处理。

另外，关注像素的像素值Q(m，n)的计算处理(S103)，还可在以下处理之后进行：在上述第2整数参数b上乘以适当的比率而得到2的整数次幂的值，进而在x方向权重系数kwx和y方向权重系数kwy上乘以上述比率，并近似为整数值。例如，在图4的例子中a＝1，b＝5，可以考虑在第2整数参数b上乘以比率(16/5)，变更为2的4次幂、即16。然后，最好在x方向权重系数kwx和y方向权重系数kwy上也乘以该比率(16/5)并近似为整数值，再进行像素值Q(m，n)的计算。对于对权重系数kwx、kwy乘以比率并取整数值而得到的结果，也可以分别针对原kwx(kwy)的值为0的情况、为1的情况、为2的情况、...预先计算并存储到查询表(lookup table)等中，通过参照该查询表来取得。

由此，能够显著降低除法运算处理的计算成本，所以能实现旋转处理的进一步快速化。

此外，本实施方式的图像扫描装置101，如图3所示，具有图像读取部115和倾斜检测部67。图像读取部115构成为读取原稿的图像而获得图像数据。倾斜检测部67，根据上述图像数据中的2个点的坐标来获得其比值等于原稿的倾斜角度的正切值tanθ的2个倾斜参数a，b。而且，图像扫描装置101构成为，向上述倾斜修正部68提供2个上述倾斜参数整数a、b作为2个整数参数，来对上述图像数据进行旋转处理，由此获得修正了原稿倾斜的图像数据。

由此，能够以短时间获得修正了倾斜的图像数据，特别适于高速读取。

以上，对本发明优选的实施方式及其变形例进行了说明，不过以上结构，例如也可以如以下这样来进行变更。

在倾斜角度θ比45°小的情况下(a/b小于1的情况下)，可以变更为：在S108的处理之后不返回S106而进入S109。同样，也可以变更为：在S115之后不返回S113而进入S116。由此，可以实现旋转处理的进一步快速化。本实施方式的图像扫描装置101，由于不是假定在通常的使用中使原稿旋转45°以上的角度，所以上述变更是有效的。

在S105的处理中加到y方向权重系数kwy上的值、以及在S112的处理中加到x方向权重系数kwx上的值，可以不是参数a本身，可以变更为与缩放率对应的值。同样，在S108的处理中从y方向权重系数上减去的值、以及在S115的处理中从x方向权重系数上减去的值，可以不是参数b本身，可以变更为与缩放率对应的值。由此，能在倾斜修正的同时进行放大缩小处理。设缩放率为X时，在S105和S112的处理中，只要在权重系数上加上a/X即可，在S108和S115的处理中只要从权重系数上减去b/X即可。例如，在进行50％缩小(X＝1/2)的情况下，在S105和S112的处理中不是加上a，而是加上2a，在S108和S115的处理中不是减去b，而是减去2b。

在图5～图8中对源图像的旋转中心为(0，0)的情况下的旋转处理进行了说明，不过，旋转中心的位置可以适当变更。这种情况下，只要根据旋转中心的位置，适当地设定图5的流程中的初始化处理(S102)中的偏移值moff、noff的初始值，和S110中的noff的复位值即可。

二维插补处理，可以不用上述线性插补，可以变更为利用例如二次曲线或样条(spline)曲线进行的二维插补。

倾斜角度检测处理，可以不用如图4所示那样通过提取原稿区域来进行检测，例如可以变更为基于原稿所记载的字符的排列和图形的倾斜来获得2个倾斜参数整数a、b。

上述的图像旋转处理，除了用于修正由自动输稿部所致的读取原稿时的倾斜以外，也能用于修正由平板稿台部所致的读取原稿时的倾斜。此外，上述图像旋转处理，不限于图像扫描装置101，还能应用于其他的图像读取装置，例如，能应用于复印装置、传真装置、复合机、光学式字符读取装置(OCR)等。

虽然参照优选实施方式描述了本发明，但是可以以多种方法改进本发明，并且可以推知与上面提出和描述的实施方式不同的多种实施方式，这对本技术领域的普通技术人员而言是显而易见的。因此，所附权利要求书意在涵盖本发明的所有落入本发明主旨和范围内的改进方案。

Claims (12)

1.一种图像处理装置，对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像，具有：

整数参数输入部，输入第1整数参数和第2整数参数，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值；

源图像对应位置运算部，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量的处理；每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量的处理；以及

二维插补部，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标及y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，

上述二维插补部，在上述关注像素的像素值的计算中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方的除法运算。

3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，

上述二维插补部，将上述第2整数参数变更为2的整数次幂的值，进而，在上述x方向权重系数和上述y方向权重系数上乘上以下比率，并近似为整数值，之后进行上述关注像素的像素值的计算，该比率是该2的整数次幂的值除以变更前的上述第2整数参数而得到的。

4.一种图像读取装置，具有对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像的图像处理装置，获得修正了原稿倾斜的图像数据，具有：

图像读取部，读取原稿图像而获得图像数据；以及

倾斜角度检测部，根据上述图像数据中的2个点的坐标，获得2个倾斜参数整数，该2个倾斜参数整数的比值等于原稿倾斜角度的正切值；

上述图像处理装置具有：

整数参数输入部，被提供2个上述倾斜参数整数来作为第1整数参数和第2整数参数；

源图像对应位置运算部，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量的处理；每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量的处理；以及

二维插补部，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标及y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

5.根据权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，

上述二维插补部，在上述关注像素的像素值的计算中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方的除法运算。

6.根据权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，

上述二维插补部，将上述第2整数参数变更为2的整数次幂的值，进而，在上述x方向权重系数和上述y方向权重系数上乘上以下比率，并近似为整数值，之后进行上述关注像素的像素值的计算，该比率是该2的整数次幂的值除以变更前的上述第2整数参数而得到的。

7.一种图像处理方法，对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像，具有：

整数参数输入步骤，输入第1整数参数和第2整数参数，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值；

源图像对应位置运算步骤，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量的处理；每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量的处理；以及

二维插补步骤，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标及y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

8.根据权利要求7所述的图像处理方法，其特征在于，

在上述二维插补步骤中，在上述关注像素的像素值的计算中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方的除法运算。

9.根据权利要求7所述的图像处理方法，其特征在于，

在上述二维插补步骤中，将上述第2整数参数变更为2的整数次幂的值，进而，在上述x方向权重系数和上述y方向权重系数上乘上以下比率，并近似为整数值，之后进行上述关注像素的像素值的计算，该比率是该2的整数次幂的值除以变更前的上述第2整数参数而得到的。

10.一种计算机可读记录介质，记录了对作为源图像的光栅图像进行旋转处理而获得旋转图像的图像处理程序，

图像处理程序使计算机执行下述步骤：

整数参数输入步骤，输入第1整数参数和第2整数参数，该第1整数参数和第2整数参数的比值等于旋转角度的正切值；

源图像对应位置运算步骤，每当将上述旋转图像中的关注像素的x坐标变更规定像素的量时，就在y方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述y方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该y方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像中与上述关注像素对应的位置的像素、即对应关注像素的y坐标变更规定像素的量的处理；每当将上述旋转图像中的上述关注像素的y坐标变更规定像素的量时，就在x方向权重系数上加上上述第1整数参数，当上述x方向权重系数大于等于上述第2整数参数时，从该x方向权重系数上减去上述第2整数参数，并且，进行将源图像的上述对应关注像素的x坐标变更规定像素的量的处理；以及

二维插补步骤，以上述源图像中的上述对应关注像素、和x坐标及y坐标的至少一方与该对应关注像素相差规定像素的量的3个像素为对象，利用上述x方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值、和上述y方向权重系数除以上述第2整数参数所得到的比值进行二维插补，由此求得旋转图像中的上述关注像素的像素值。

11.根据权利要求10所述的计算机可读记录介质，其特征在于，

在上述二维插补步骤中，在上述关注像素的像素值的计算中，汇总进行利用上述第2整数参数的平方的除法运算。

12.根据权利要求10所述的计算机可读记录介质，其特征在于，

在上述二维插补步骤中，将上述第2整数参数变更为2的整数次幂的值，进而，在上述x方向权重系数和上述y方向权重系数上乘上以下比率，并近似为整数值，之后进行上述关注像素的像素值的计算，该比率是该2的整数次幂的值除以变更前的上述第2整数参数而得到的。

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