CN107409165A - 图像结合装置、图像读取装置及图像结合方法 - Google Patents

图像结合装置、图像读取装置及图像结合方法 Download PDF

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Abstract

将具有与被拍摄体的相同部分对应的重复部的图像以相邻的方式进行排列时次序连续的多个图像为一组，在按此方式进行分组而形成的每个组中分别设置图像处理部(7a、7b、7c)，多个图像处理部(7a、7b、7c)分别并行地进行通过图像匹配来检测结合位置信息的处理,该结合位置信息用于无位置偏移地结合组内的图像和与该图像相邻的图像。结合信息传输路径(10a、10b)在图像处理部(7a、7b)间、图像处理部(7b、7c)间传输不同组的两个图像之间的结合位置信息。

Description

图像结合装置、图像读取装置及图像结合方法
技术领域
本发明涉及图像结合装置、图像读取装置及图像结合方法。
背景技术
利用由沿着长边方向排列成交错状的多个长条形的线传感器构成的线传感器组来读取纸原稿的图像读取装置正在被使用。在该图像读取装置中，通常将线传感器的长边方向(排列方向)称为主扫描方向，将与线传感器的长边方向正交的方向称为副扫描方向。从副扫描方向观察时，在线传感器组中排列在主扫描方向上的线传感器的检测范围有部分重叠。
线传感器组和纸原稿在副扫描方向上相对地被扫描，从而在各线传感器中读取到纸原稿的一部分。由各线传感器读取到的图像在重复的部分被结合，最终合成为一幅图像的数据。
作为对由各线传感器读取到的图像进行结合的方法，公开有基于通过各线传感器所拍摄的图像彼此的图像匹配而得到的相关度来检测副扫描方向上各图像的结合位置的方法(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5322885号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
最近，为了读取大型的纸原稿，线传感器的数量在增加。若线传感器的数量增加，则检测所有图像彼此的结合位置将花费大量时间，导致高速的图像结合变得困难。
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供能够高速结合图像串的图像结合装置、图像读取装置及图像结合方法。
解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的，本发明所涉及的图像结合装置包括：多个图像处理部，对于具有与其他图像重复的部分即重复部的多个图像，以使具有与被拍摄体的相同部分对应的重复部的图像相邻的方式对各图像进行排列从而排序得到图像串，并以次序连续的多个图像为一组的方式来对图像串进行分组，对由此形成的每个组设置图像处理部，多个图像处理部分别并行地进行通过图像匹配来检测结合位置信息的处理，该结合位置信息用于使组内的第1图像和在图像串中次序与该第1图像相邻的第2图像无位置偏移地进行结合；以及结合信息传输路径。结合信息传输路径在图像处理部之间传输与第1图像不同组的第2图像和第1图像之间的结合位置信息。多个图像处理部分别基于自身检测出的结合位置信息、以及经由结合信息传输路径传输的结合位置信息，在与属于其他组的图像之间以无位置偏移的状态进行结合，并以无位置偏移的状态结合属于对应的组的多个图像。
发明效果
根据本发明，对于具有与其他图像重复的部分即重复部的多个图像，以使具有与被拍摄体的相同部分对应的所述重复部的图像相邻的方式对各图像进行排列从而排序得到图像串，并以次序连续的多个图像为一组来对该图像串进行分组，对于组内的第1图像和在所述图像串中次序与第1图像相邻的第2图像，在各组中并行地检测结合位置信息，因此能够缩短检测这些图像的结合位置信息的时间。此外，经由结合信息传输路径在图像处理部之间收发与第1图像相邻但不同组的第2图像和第1图像之间的结合位置信息。由此，各图像处理部能够在与属于其他组的图像之间以无位置偏移的状态进行结合，并且能够以无位置偏移的状态结合属于对应的组的多个图像。其结果是，能够高速地结合图像串。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像读取装置的结构的框图。
图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像读取装置中的线传感器组的排列的图。
图3是表示由图像读取装置读取的纸原稿的一个示例的图。
图4是表示线传感器组与纸原稿的像被相对扫描的情况的图。
图5是表示由各线传感器拍摄的图像的一个示例的图。
图6是表示A/D转换部的结构的框图。
图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的存储器控制部的结构的图。
图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的图像存储器所存储的图像数据的一个示例的图。
图9是表示图像相结合的情况的图。
图10是表示由最终结合了各图像的结合图像所规定的绝对坐标系的图。
图11是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的结合信息导出部的结构的框图。
图12是表示2张图像间的图像匹配的情况的图。
图13是表示结合信息导出部的整体结构的框图。
图14是表示跨不同组对图像进行结合的情况的图。
图15是表示基于其他的相邻图像的结合位置信息的平均值来求取相邻图像的结合位置信息的情况的一个示例的图。
图16是表示从图像结合部输出的图像数据被设置到输出部的图像存储器的绝对坐标系中的情况的图。
图17是表示从输出部输出的图像的一个示例的图。
图18是表示图像结合装置的动作的流程图。
图19是由结合信息检测部进行的图像匹配处理的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像读取装置的结构的框图。如图1所示，图像读取装置200具备形成在基板50上的线传感器组1。线传感器组1由多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4构成。
线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4分别是将由CCD(Charge CoupledDevice:电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)构成的拍摄元件进行一维排列而成的传感器。线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4输出与入射到沿长边方向排列的各拍摄元件的光束的强度相对应的模拟信号。线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4以固定周期反复输出模拟信号。
图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像读取装置中的线传感器组的排列的图。如图2所示，多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4的长边方向相同，并沿长边方向排列成交错状。
图2中规定了由X轴、Y轴、Z轴构成的XYZ正交坐标系。本实施方式中，将线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4的长边方向即X轴方向设为主扫描方向。此外，将Y轴方向设为与主扫描方向正交的副扫描方向。此外，将Z轴方向设为与主扫描方向和副扫描方向这两个方向正交的深度方向。若从副扫描方向观察线传感器组1，则相邻的线传感器的测量范围有部分重叠。
图3是表示由图像读取装置读取的纸原稿的一个示例的图。如图3所示，纸原稿20中，在主扫描方向(X轴方向)形成有例如“ABCDEFGH”这样的字符的图像。本实施方式中，对下述情况进行说明，即：多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4将该纸原稿20的图像“ABCDEFGH”作为拍摄对象(被拍摄体)来进行拍摄。
图4是表示线传感器组与纸原稿的像被相对扫描的情况的图。图像读取装置200中，从照明光源射出并由纸原稿20反射的反射光如图4所示，经由成像光学系统到达基板50被扫描的位置，纸原稿20的像21在此处进行成像。利用图像读取装置200的扫描驱动部40，线传感器组1在副扫描方向(Y轴方向)上以一定速度对纸原稿20的像21进行相对扫描，且线传感器组1横穿纸原稿20的像21。通过该扫描，线传感器组1拍摄到纸原稿20的“ABCDEFGH”。
图5是表示由各线传感器拍摄的图像的一个示例的图。各线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4中，读取作为被拍摄体的纸原稿20的像21的一部分。如图5所示，各线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4拍摄到的多个图像成为按照被拍摄体上的拍摄位置在主扫描方向上接近的图像彼此相邻的顺序进行排序后而得的图像串。线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4排列成交错状，即沿着X轴方向一个隔一个地排列成2列，因此由各线传感器拍摄的图像在副扫描方向上错开。此外，由于在不同列中相邻的线传感器的检测范围在从副扫描方向观察时有部分重叠，因此由相邻的线传感器拍摄到的图像有部分重复。因此，对于各线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4中拍摄的图像，若各图像将该被拍摄体的重复部重合，则整体构成为一张被拍摄体图像，并且通过使对应于被拍摄体的相同部分的重复部相邻地排列各图像，从而排序得到图像串。重复部是指多个图像中对被拍摄体的相同部分进行了拍摄从而在多个图像中重复的部分。若从某个图像观察，则与其他图像重复的部分就是重复部。
线传感器组1分为3个组。第一组是线传感器1a-1～1a-4，第二组是线传感器1b-1～1b-4，第三组是线传感器1c-1～1c-4。通过该分组，由线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4拍摄的图像串也被分组成由线传感器1a-1～1a-4拍摄得到的图像、由线传感器1b-1～1b-4拍摄得到的图像、以及由线传感器1c-1～1c-4拍摄得到的图像这样的拍摄位置依次连续的多个图像。
返回图1，图像读取装置200除了具备多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4之外，还具备对多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4分别拍摄到的图像进行结合的图像结合装置100。图像结合装置100通过使多个线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4拍摄到的相邻的图像彼此在端部有规定数量以上的像素相一致的部分重合，来对线传感器组1拍摄到的图像串进行结合，从而生成一张图像。
图像结合装置100包括多个A/D转换部2、对从线传感器组1输出并由A/D转换部2进行了A/D转换的数字数据信号进行图像处理的多个图像处理部7、以及图像数据存储用的图像存储器8。图像结合装置100还包括在图像处理部7间对图像数据进行收发的图像数据传输路径9、在图像处理部7间传输用于结合图像的结合信息的结合信息传输路径10、以及输出合成后的图像数据的输出部15。
本实施方式中，对应于线传感器1a-1～1a-4的组设有A/D转换部2a、图像处理部7a及图像存储器8a。此外，对应于线传感器1b-1～1b-4的组设有A/D转换部2b、图像处理部7b及图像存储器8b。并且，对应于线传感器1c-1～1c-4的组设有A/D转换部2c、图像处理部7c及图像存储器8c。
此外，在本实施方式中，作为图像数据传输路径9，设置有图像数据传输路径9a、9b。图像数据传输路径9a在图像处理部7a与图像处理部7b之间传输图像数据，图像数据传输路径9b在图像处理部7b与图像处理部7c之间传输图像数据。此外，作为结合信息传输路径10，设置有结合信息传输路径10a、10b。结合信息传输路径10a在图像处理部7a与图像处理部7b之间收发结合信息。结合信息传输路径10b在图像处理部7b与图像处理部7c之间收发结合信息。
A/D转换部2a、2b、2c、图像处理部7a、7b、7c及图像存储器8a、8b、8c能够分别独立并行地进行动作。
图6是表示A/D转换部的结构的框图。如图6所示，A/D转换部2b具备4个A/D转换器25和缓冲器26。对A/D转换部2b输入从线传感器1b-1、1b-2、1b-3、1b-4输出的模拟信号。4个A/D转换器25分别对从线传感器1b-1、1b-2、1b-3、1b-4输入的模拟信号进行A/D转换，并输出数字数据信号。从4个A/D转换器25输出的4个数字数据信号分别输入缓冲器26。缓冲器26将4个数字数据信号以排成一列的方式进行存储。缓冲器26按线传感器1b-1、1b-2、1b-3、1b-4的顺序、即沿主扫描方向排列的顺序输出数字数据信号。A/D转换部2b将从缓冲器26输出的数字数据信号作为单线图像数据1b-m输出给图像处理部7b。
A/D转换部2a、2c的结构也与A/D转换部2b的结构相同。对A/D转换部2a输入从线传感器1a-1、1a-2、1a-3、1a-4输出的模拟信号，进行A/D转换，并输出数字数据信号1a-m。对A/D转换部2c输入从线传感器1c-1、1c-2、1c-3、1c-4输出的模拟信号，进行A/D转换，并输出数字数据信号1c-m。
返回图1，各图像处理部7(7a、7b、7c)例如可以利用ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等集成逻辑IC(IC；Integrated Circuit：集成电路)，通过硬件电路来实现。此外，各图像处理部7(7a、7b、7c)也可以通过由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、MPU(Micro Processing Unit：微处理器)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等硬件执行存储于存储器的软件程序来实现，即通过硬件和软件程序协同动作来实现。
各图像处理部7包括：对从A/D转换部2输入的图像数据进行阴影校正的阴影校正部3、控制向图像存储器8读出/写入图像数据的存储器控制部4、经由存储器控制部4读取图像存储器8所存储的图像数据并基于该读取的图像数据导出结合信息的结合信息导出部5、以及基于结合信息导出部5导出的结合信息进行图像的结合的图像结合部6。图像处理部7a中设置有阴影校正部3a、存储器控制部4a、结合信息导出部5a以及图像结合部6a，图像处理部7b中设置有阴影校正部3b、存储器控制部4b、结合信息导出部5b以及图像结合部6b，图像处理部7c中设置有阴影校正部3c、存储器控制部4c、结合信息导出部5c以及图像结合部6c。
阴影校正部3(3a、3b、3c)对所输入的数字数据信号进行阴影校正。例如，阴影校正是对数字数据信号进行校正，以减小因线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4的拍摄元件各自的特性而产生的亮度的误差，若拍摄对象的亮度是相同的明亮度，则画面整体均匀地达到相同的明亮度。
图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的存储器控制部的结构的图。如图7所示，存储器控制部4(4a、4b、4c)在每次输入数字数据信号1a-m、1b-m、1c-m时，将数字数据信号1a-m、1b-m、1c-m存储到图像存储器8(8a、8b、8c)。
另一方面，存储器控制部4a、4b具备图像暂时保存存储器11(11a、11b)。存储器控制部4b将所输入的数字数据信号1b-m中从头开始的t字节的数据设为数据1b-1t，并经由图像数据传输路径9a传输至存储器控制部4a的图像暂时保存存储器11a来进行存储。此外，存储器控制部4c将所输入的数字数据信号1c-m中从头开始的t(t为自然数)位的数据设为数据1c-1t，并经由图像数据传输路径9b传输至存储器控制部4b的图像暂时保存存储器11b来进行存储。该t位成为能充分覆盖各线传感器检测范围的重叠部分的主扫描方向的宽度的大小。
存储器控制部4a以使图像暂时保存存储器11a所存储的数字数据1b-1t与图像存储器8a所存储的数字数据1a-m相关联的方式进行存储。存储器控制部4b以使图像暂时保存存储器11b所存储的数字数据1c-1t与图像存储器8b所存储的数字数据1b-m相关联的方式进行存储。
如图7所示，存储器控制部4a在每次输入数字数据1a-m时，将在数字数据1a-m的后端结合了数字数据1b-1t的前端后得到的数字数据逐次存储到图像存储器8a。此外，存储器控制部4b在每次输入数字数据1b-m时，将在数字数据1b-m的后端结合了数字数据1c-1t的前端后得到的数字数据逐次存储到图像存储器8b。存储器控制部4c在每次输入数字数据1c-m时，将数字数据1c-m逐次存储到图像存储器8c。
图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的图像存储器所存储的图像数据的一个示例的图。如图8所示，图像存储器8a中存储基于线传感器1a-1～1a-4分别拍摄到的数字数据1a-m的图像、以及基于线传感器1b-1的开头部分拍摄到的数字数据1b-1t的图像。图像存储器8b中存储基于线传感器1b-1～1b-4分别拍摄到的数字数据1b-m的图像、以及基于线传感器1c-1的开头部分拍摄到的数字数据1c-1t的图像。图像存储器8c中存储基于线传感器1c-1～1c-4分别拍摄到的数字数据1c-m的图像。
存储器控制部4(4a、4b、4c)在将线传感器组1读取到的图像数据存储到图像存储器8(8a、8b、8c)之后，根据需要，读取图像存储器8(8a、8b、8c)中所存储的图像数据并输出给结合信息导出部5(5a、5b、5c)或图像结合部6(6a、6b、6c)。存储器控制部4(4a、4b、4c)也可以读取图像存储器8(8a、8b、8c)中所存储的图像数据的一部分并进行输出。
返回图1，结合信息导出部5a、5b、5c导出用于以无位置偏移且无亮度差的方式结合图像存储器8a所存储的多个图像、图像存储器8b所存储的多个图像以及图像存储器8c所存储的多个图像的结合信息。
如上所述，各线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4配置为在主扫描方向上排列成交错状，并在从副扫描方向观察时各线传感器的检测范围有部分重叠。因此，各线传感器1a-1～1a-4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4所读取到的图像与相邻的图像在副扫描方向上位置交替错开，并在主扫描方向上存在图像彼此的端部有规定数量以上的像素一致的区域。本实施方式中，通过使相邻的图像之一在副扫描方向上错开，并在主扫描方向上使该区域重合，从而使图像结合。在主扫描方向上，在图像彼此的端部有规定数量以上的像素一致的区域在该图像中成为与其他图像重复的部分即重复部。
图9是表示图像相结合的情况的图。这里，将线传感器1a-1～1a-4拍摄到的图像分别设为图像Pa1、Pa2、Pa3、Pa4。此外，将线传感器1b-1～1b-4拍摄到的图像分别设为图像Pb1、Pb2、Pb3、Pb4。并且，将线传感器1c-1～1c-4拍摄到的图像分别设为图像Pc1、Pc2、Pc3、Pc4。
将图像存储器8a中存储的图像Pb1的一部分图像设为图像Pa5。该图像Pa5是由数字数据1b-1形成的图像。图像Pa5是用于在图像Pa4和与图像Pa4不同组的图像Pb1之间进行图像匹配的图像数据。图像Pa5在经由图像数据传输路径9a被传输并存储于存储器控制部4a的图像暂时保存存储器11a之后，通过存储器控制部4a被存储到图像存储器8a。此外，将图像存储器8b中存储的图像Pc1的一部分图像设为图像Pb5。该图像Pb5是由数字数据1c-1t形成的图像。图像Pb5是用于在图像Pb4和与图像Pb4不同组的图像Pc1之间进行图像匹配的图像数据。图像Pb5在经由图像数据传输路径9b被传输并存储于存储器控制部4b的图像暂时保存存储器11b之后，通过存储器控制部4b被存储到图像存储器8b。
存储器控制部4a可以参照图像存储器8b获取图像Pa5，存储器控制部4b也可以参照图像存储器8c获取图像Pb5。该情况下，不需要图像数据传输路径9a、9b。
返回图1，结合信息导出部5a通过图像匹配导出结合信息，该结合信息用于以无位置偏移且无亮度偏差的方式结合属于对应组的图像Pa1～Pa4(组内的第1图像和第2图像)、以及图像Pa5(与第1图像相邻的第2图像)中相邻的图像。结合信息导出部5b通过图像匹配导出结合信息，该结合信息用于以无位置偏移且无亮度偏差的方式结合属于对应组的图像Pb1～Pb4(组内的第1图像和第2图像)、以及图像Pb5(与第1图像相邻但属于其他组的第2图像)中相邻的图像。结合信息导出部5c通过图像匹配导出结合信息，该结合信息用于以无位置偏移且无亮度偏差的方式结合属于对应组的图像Pc1～Pc4(组内的第1图像和第2图像)中相邻的图像。另外，与第1图像进行图像匹配的第2图像是图像串中次序与第1图像相邻的图像。第2图像中有的属于与第1图像相同的组，有的属于与第1组不同的组。
本实施方式中，最终所有图像结合成一张图像，因此需要用于配置各图像的一个绝对坐标系。图10是表示由最终结合了各图像的结合图像所规定的绝对坐标系的图。图10中示出了成为使图像Pa1和图像Pa2重合的基准的设计上的结合位置Pa12。结合信息导出部5a导出图像Pa1和图像Pa2的结合位置偏离该点Pa12的位置偏移量(ΔXp1,ΔYp1)来作为结合信息。图10中示出了成为使图像Pa2和图像Pa3重合的基准的设计上的结合位置Pa23。此外，还示出了图像Pa3和图像Pa4重合的设计上的结合位置Pa34、以及图像Pa4和图像Pa5重合的设计上的结合位置Pa45。结合信息导出部5a导出这些结合位置的位置偏移量(ΔXp2,ΔYp2)、(ΔXp3,ΔYp3)、(ΔXp4,ΔYp4)来作为结合信息(结合位置信息)。
同样地，如图10所示，将图像Pb1、Pb2、图像Pb2、Pb3、图像Pb3、Pb4以及图像Pb4、Pb5的成为重合基准的设计上的结合位置设为Pb12、Pb23、Pb34、Pb45。结合信息导出部5b导出重合位置相对于结合位置Pb12、Pb23、Pb34、Pb45的位置偏移量(ΔXp5,ΔYp5)、(ΔXp6,ΔYp6)、(ΔXp7,ΔYp7)、(ΔXp8,ΔYp8)来作为结合信息(结合位置信息)。此外，如图10所示，将图像Pc1、Pc2、图像Pc2、Pc3以及图像Pc3、Pc4的成为重合的基准的设计上的结合位置设为Pc12、Pc23、Pc34。结合信息导出部5c导出重合位置相对于结合位置Pc12、Pc23、Pc34的位置偏移量(ΔXp9,ΔYp9)、(ΔXp10,ΔYp10)、(ΔXp11,ΔYp11)来作为结合信息(结合位置信息)。
图11是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像结合装置中的结合信息导出部的结构的框图。如图11所示，结合信息导出部5(5b)包括匹配区域范围初始值存储部30(30b)、结合信息检测部31(31b)、结合信息存储部32(32b)、结合信息暂时存储部33(33b)、以及结合信息决定部34(34b)。
匹配区域范围初始值存储部30(30b)存储上述重合的设计上的结合位置Pb12、Pb23、Pb34、Pb45、以及进行以该位置坐标为中心的图像匹配的范围的初始值。
结合信息检测部31(31b)从图像存储器8b经由存储器控制部4b读取相邻图像中的重复区域周边的图像数据。结合信息检测部31(31b)从匹配区域范围初始值存储部30(30b)读取设计上的结合位置Pb12、Pb23、Pb34、Pb45及匹配区域范围，并使用从图像存储器8b读取的重复区域周边的图像进行图像匹配。
通过该图像匹配，结合信息检测部31(31b)检测出两个图像的相关度达到最高的最优解的结合位置信息。具体而言，以设计上的结合位置Pb12～Pb45为基准，来检测图像匹配的相关度最高的位置偏移量(ΔXp5,ΔYp5)～(ΔXp8,ΔYp8)以作为结合位置信息。
图12是表示两个图像间的图像匹配的情况的图。图12中，用虚线示出相对于图像Pb1位于设计上的结合位置Pb12的图像Pb2。用实线示出通过图像匹配从而位于与图像Pb1的相关度最高的最优解的位置的图像Pb2。该情况下，求出图像Pb2(虚线)与图像Pb2(实线)间的位置偏移来作为位置偏移量(ΔXp5,ΔYp5)。
这里，当包含重复区域的图像是包含素色或重复图案的图像的情况下，通过图像匹配，有可能会获得多个最优解。在该情况下，检测到的位置偏移量(ΔXp5,ΔYp5)～(ΔXp8,ΔYp8)被错误检测的可能性变高。因此，结合信息检测部31(31b)除了检测作为多个最优解而获得的结合位置之外，还检测结合位置的准确度。例如，在存在k(k为自然数)个解的情况下，可以将准确度计算为1/k。将计算出的准确度与结合位置信息对应关联，并作为结合信息存储到结合信息存储部32(32b)。
此外，结合信息检测部31(31b)在以作为结合位置信息的位置偏移量(ΔXp5,ΔYp5)～(ΔXp8,ΔYp8)为中心将图像Pb1～Pb5重合时，求取重合后的规定范围内的多个像素的平均亮度，并计算两个图像的平均亮度的差来作为亮度差信息。结合信息检测部31(31b)将计算出的亮度差信息作为结合信息存储到结合信息存储部32(32b)。
由此，结合信息检测部31(31b)检测结合位置信息、结合位置信息的准确度以及亮度差信息，并将检测出的这些信息作为结合信息存储到结合信息存储部32(32b)。
另外，在图像的位置偏移仅发生在副扫描方向上的情况下，也可以仅在副扫描方向上进行图像匹配，仅检测副扫描方向的位置偏移量。
图13是表示结合信息导出部的整体结构的框图。如图13所示，结合信息导出部5a、5c也与结合信息导出部5b大致相同地进行动作。结合信息导出部5a中，结合信息检测部31(31a)从图像存储器8a经由存储器控制部4a读取图像Pa1～图像Pa5，还从匹配区域范围初始值存储部30(30a)读取设计上的结合位置Pa12、Pa23、Pa34、Pa45及匹配区域范围。然后，结合信息检测部31(31a)对从图像存储器8a读取的相邻图像中的重复区域周边进行图像匹配。由此，检测位置偏移量(ΔXp1,ΔYp1)～(ΔXp4,ΔYp4)来作为结合位置信息，此外，检测结合位置信息的准确度、亮度差信息。这些结合信息被存储到结合信息存储部32(32a)。
此外，结合信息导出部5c中，结合信息检测部31(31c)从图像存储器8c经由存储器控制部4c进行读取，并从匹配区域范围初始值存储部30(30c)读取设计上的结合位置Pc12、Pc23、Pc34及匹配区域范围，并对从图像存储器8c读取的相邻图像中的重复区域周边进行图像匹配。由此，检测位置偏移量(ΔXp9,ΔYp9)～(ΔXp11,ΔYp11)来作为结合位置信息，此外，检测结合位置信息的准确度、亮度差信息。这些结合信息被存储到结合信息存储部32(32c)。
如图13所示，存储到结合信息存储部32(32a)的结合信息中，图像Pa4(第1图像)和图像Pa5(与第1图像不同组的第2图像)之间的结合信息经由结合信息传输回路10a被发送至图像处理部7b的结合信息暂时存储部33(33b)并进行存储。并且，存储到结合信息存储部32(32a)的结合信息中，图像Pb4(第1图像)和图像Pb5(与第1图像不同组的第2图像)之间的结合信息经由结合信息传输回路10b被发送至图像处理部7c的结合信息暂时存储部33(33c)并进行存储。
图14是表示跨不同组对图像进行结合的情况的图。如图14所示，图像Pa4与图像Pa5之间的位置偏移量(ΔXp4,ΔYp4)成为图像Pa4与图像Pb1之间的位置偏移量。因此，结合信息导出部5(5a)如上所述，经由结合信息传输路径10a将图像Pa4与图像Pa5之间的位置偏移量(ΔXp4,ΔYp4)发送至结合信息导出部5(5b)的结合信息暂时存储部33(33b)进行存储。此外，图像Pb4与图像Pb5之间的位置偏移量(ΔXp8、ΔYp8)成为图像Pb4与图像Pc1之间的位置偏移量。因此，结合信息导出部5(5b)将图像Pb4与图像Pb5之间的位置偏移量(ΔXp8,ΔYp8)发送至结合信息导出部5(5c)的结合信息暂时存储部33(33c)。
结合信息决定部34(34b)基于结合信息存储部32(32b)所存储的图像的结合信息和结合信息暂时存储部33(33b)所存储的结合信息，决定图像Pb1～Pb4的结合位置信息和亮度差信息。例如，在所检测出的某相邻图像的结合位置(位置偏移量)与其他相邻图像的结合位置(位置偏移量)相比，从统计学上看相差很大的情况下，结合信息决定部34(34b)不使用该结合信息，而是基于其他图像彼此的结合位置(位置偏移量)的平均值来决定结合位置。此外，在求得多个成为相邻图像的最优解的结合位置、且准确度较低(例如小于0.5)的情况下，结合信息决定部34(34b)不使用该结合信息，而是基于其他相邻图像彼此的结合位置的平均值来决定结合位置和亮度差。
即，结合信息决定部34(34b)在通过相邻图像的图像匹配不能够使最佳的结合位置信息收敛为一个的情况下，基于其他相邻图像彼此的图像匹配的结合位置信息的平均值来决定该相邻图像间的结合位置信息。
图15是表示基于其他的相邻图像的结合位置信息的平均值来求取相邻图像的结合位置信息的情况的一个示例的图。例如，如图15所示，在通过图像Pb2和图像Pb3间的图像匹配导出多个结合位置的情况下，可以采用在图像Pb1和图像Pb2间求得的位置偏移量(实线箭头)、以及在图像Pb3和图像Pb4间求得的位置偏移量(实线箭头)的平均值来作为图像Pb2和图像Pb3间的位置偏移量(虚线箭头)。由此，本实施方式中，能够将误检测出的结合信息的影响限制在最低限度。
结合信息暂时存储部33(33b)中存储有从图像处理部7a的结合信息存储部32(32a)发送来的图像Pa4和图像Pa5间的结合信息。因此，结合信息决定部34(34b)接收从图像处理部7a发送来的结合信息，并与结合组内的相邻图像相同地来决定跨组的相邻图像间的结合信息。所决定的所有的结合信息被输出到图像结合部6b。
图像结合部6(6b)从图像存储部8(8a)经由存储器控制部4(4a)读取对应组的图像Pa1～Pa4，基于由结合信息决定部34(34a)所决定的亮度差信息，校正各图像Pa1～Pa4的亮度，并基于所决定的结合位置信息结合各图像。亮度的校正例如以图像Pa1为基准来进行。图像的结合在绝对坐标系(Xp,Yp)上进行。图像结合部6a将结合后的图像数据输出给输出部15。
图像结合部6(6b)从图像存储部8(8b)经由存储器控制部4(4b)读取对应组的图像Pb1～Pb4，基于由结合信息决定部34(34b)所决定的亮度差信息，校正各图像Pb1～Pb4的亮度，并基于结合位置结合图像Pb1～Pb4。亮度的校正以利用与图像Pa4的亮度差校正了亮度后的图像Pb1(Pa5)为基准来进行。图像结合部6b将结合后的图像数据输出给输出部15。
图像结合部6(6c)从图像存储部8(8c)经由存储器控制部4(4c)读取对应组的图像Pc1～Pc4，基于由结合信息决定部34(34c)决定的亮度差信息，校正各图像Pc1～Pc4的亮度，并基于结合位置结合图像Pc1～Pc4。亮度的校正以利用与图像Pb4的亮度差校正了亮度后的图像Pc1(Pb5)为基准来进行。图像结合部6c将结合后的图像数据输出给输出部15。
输出部15例如具有由图10中的绝对坐标系(Xp,Yp)规定的图像存储器15M(参照图1)，对设置于图像存储器15M的图像进行显示输出。从图像结合部6a、6b、6c输出并结合后的图像数据被设置于绝对坐标系(Xp,Yp)中在结合时所决定的各个位置坐标。
图16是表示从图像结合部输出的图像数据被设置到输出部的图像存储器15M的绝对坐标系中的情况的图。如图16所示，图像Pa1～Pa4、图像Pb1～Pb4、图像Pc1～Pc4以全部结合后的形式设置于图像存储器15M。图像Pa1～Pa4、图像Pb1～Pb4、图像Pc1～Pc4在图像结合部6a、6b、6c中将所有的图像的位置偏移都考虑在内来进行结合，因此图像间没有位置偏移。此外，图像Pa1～Pa4、图像Pb1～Pb4、图像Pc1～Pc4在图像结合部6a、6b、6c中将所有的亮度偏差都考虑在内来进行亮度差校正，因此图像中没有不自然的亮度偏差。由此，所有的图像结合后的结合图像例如从输出部15进行显示输出。
图17是表示从输出部输出的图像的一个示例的图。如图17所示，从输出部15输出的结合图像22是以图像无位置偏移且没有亮度差的方式结合后的图像，因此与图3所示的纸原稿高度一致。
接着，对本实施方式所涉及的图像结合装置100的动作进行说明。图18是表示图像结合装置的动作的流程图。
如图18所示，首先，存储器控制部4(4a、4b、4c)进行图像读取及传输(步骤S1)。由线传感器组1拍摄到的且在A/D转换部2(2a、2b、2c)中经过A/D转换后的数字数据1a-m、1b-m、1c-m通过存储器控制部4(4a、4b、4c)被写入图像存储器8(8a、8b、8c)。与此同时，经由图像数据传输路径9(9a、9b)，数字数据1b-1t、1c-1t从存储器控制部4b、4c被传输至存储器控制部4a、4b，并被写入图像存储器8a、8b。
接着，结合信息导出部5(5a、5b、5c)的结合信息检测部31(31a、31b、31c)通过图像匹配检测相邻图像的结合位置信息(位置偏移量)(步骤S2)。图19是由结合信息检测部进行的图像匹配处理的时序图。如图19所示，由3个结合信息检测部31a、31b、31c并行地进行图像匹配，检测与各组关联的图像的结合位置信息，因此相比于利用一个图像处理部进行所有相邻图像的图像匹配，能够大幅缩短检测结合位置信息的时间。
返回图18，接着，结合信息导出部5(结合信息检测部31)在以检测出的结合位置为中心的预先确定的范围内检测相邻图像的亮度差信息(步骤S3)。
接着，结合信息传输路径10a将检测出的结合信息从结合信息导出部5a传输至结合信息导出部5b的结合信息暂时存储部33b，结合信息传输路径10b将检测出的结合信息从结合信息导出部5b传输至结合信息导出部5c的结合信息暂时存储部33c(步骤S4)。
接着，结合信息决定部34(34a、34b、34c)基于结合信息存储部32(32a、32b、32c)所存储的结合信息和如果有的情况下存储于结合信息暂时存储部33(33b、33c)的结合信息，来决定结合信息(步骤S5)。这里，例如，在步骤S2中，在图像间检测出多个最优解的结合位置的情况下或者没有获得最优解的情况下，基于在其他图像间检测出的结合位置的平均值来决定该图像间的结合位置。
接着，图像结合部6(6a、6b、6c)基于结合信息决定部34(34a、34b、34c)所决定的结合信息，对图像Pa1～Pa4、图像Pb1～Pb4、图像Pc1～Pc4进行结合(步骤S6)。这里，根据合成所有图像的绝对坐标系(Xp,Yp)，配置并结合各图像。
接着，输出部15将从图像结合部6(6a、6b、6c)输出的图像Pa1～Pa4、图像Pb1～Pb4、图像Pc1～Pc4输入图像存储器15M，并对所有图像的结合图像进行显示输出(步骤S7)。
如上述详细说明的那样，根据本实施方式，将线传感器组1拍摄得到的图像串分组，分成在将具有与被拍摄体的相同部分相对应的重复部的图像相邻排列时次序连续的多个图像Pa1～Pa4、Pb1～Pb4、Pc1～Pc4，对于组内的图像Pa1～Pa4和与之相邻的第2图像Pa2～Pa5，在各组中并行地检测结合位置信息，因此能够缩短检测这些图像的结合位置信息的时间。此外，用于图像Pa4、图像Pb4和不同组的图像Pb1、Pc1的图像匹配的图像数据经由图像数据传输路径9a、9b在图像处理部7a、7b间、图像处理部7b、7c间传输。由此，能够用其中一方的图像处理部7a、7b检测图像Pa4和与图像Pa4相邻且不同组的图像Pb1(Pa5)、Pc1(Pb5)之间的结合位置信息。此外，图像Pa4、Pb4和与该图像Pa4、Pb4相邻且不同组的图像Pb1、Pc1之间的结合位置信息经由结合信息传输路径10a、10b在图像处理部7a、7b及图像处理部7b、7c间进行收发。由此，各图像处理部7a、7b、7c能够既考虑与属于其他组的图像间的位置偏移(例如，对图像Pb1的位置进行校正，校正量相当于图像Pa4与图像Pa5的位置偏移量等)，又在不产生位置偏移的状态下对属于对应组的多个图像进行结合。其结果是，能够高速地结合多个图像并排的图像串。考虑与属于其他组的图像间的位置偏移是指在与属于其他组的图像间没有位置偏移的状态下进行结合。考虑与属于其他组的图像间的亮度偏差是指在与属于其他组的图像间没有亮度偏差的状态下进行结合。
例如，如本实施方式所示那样，若将图像串分为三个组，并具备三个图像处理部7a、7b、7c，则如图19所示，能够将结合图像的处理所需的时间缩短为约1/3。
另外，在上述实施方式中，将线传感器1a-1等的数量设为12，将线传感器1a-1等的组所包含的线传感器1a－1等的数量设为4，但本发明并不限于此。线传感器1a-1等的数量只要在4以上即可。此外，组所包含的线传感器1a-1等的数量只要在2以上即可。即使线传感器1a-1等的数量增加，只要使组的数量也增加，就能够缩短图像结合所需的时间。
线传感器组1可以不排列成交错状。例如，可以排列成三列以上。此外，线传感器1a-1等的长度可以不同。图像读取装置200只要具备能够拍摄以下图像串的拍摄元件即可：多个图像按被拍摄体上的拍摄位置的顺序排序，且在拍摄位置最靠近的图像彼此的端部有规定数量以上的像素一致。这意味着也可以设置二维拍摄元件来代替线传感器1a-1。
此外，图像处理部7(7a、7b、7c)的硬件结构或软件结构是一个示例，可以任意地进行变更和修正。
例如，图像暂时保存存储器11a、11b也可以位于存储器控制部4a、4b的外部。此外，图像存储器8a、8b、8c也可以位于图像处理部7a、7b、7c的内部。
此外，在上述实施方式中，从图像处理部7b、7c经由图像数据传输路径9a、9b向图像处理部7a、7b传输图像数据，由图像处理部7a、7b进行跨组的相邻图像的图像匹配，检测结合信息，并经由结合信息传输路径10a、10b将所检测出的结合信息从图像处理部7a、7b传输至图像处理部7b、7c。然而，也可以将图像数据从图像处理部7a、7b传输至图像处理部7b、7c，由图像处理部7b、7c进行跨组的相邻图像的图像匹配，检测结合信息，并从图像处理部7b、7c将结合信息传输至图像处理部7a、7b。
关于图像处理部7(7a、7b、7c)，不限于专门的系统，可以使用通常的计算机系统来实现。例如，也可以将用于执行上述动作的计算机程序存储于计算机可读取的记录介质(软盘、CD-ROM、DVD-ROM等)并进行分配，通过在计算机中安装该计算机程序，从而构成执行上述处理的图像处理部7(7a、7b、7c)。此外，也可以通过在互联网等通信网络上的服务器装置所具有的存储装置中预先存储该计算机程序，并由通常的计算机系统进行下载等来构成图像处理部7(7a、7b、7c)。
在通过OS(Operating System：操作系统)和应用程序分担、或OS与应用程序协同动作来实现图像处理部7(7a、7b、7c)的功能的情况下等，可以仅将应用程序部分存储到记录介质、存储装置。
可以将计算机程序叠加于载波，并通过通信网络来进行发布。例如，也可以在通信网络上的公告板(BBS：Bulletin Board System)公开计算机程序，并经由网络来发布计算机程序。于是，可以构成为能通过启动该计算机程序，并在OS的控制下，与其他的应用程序同样地进行执行，从而执行所述处理。
在不脱离本发明的广义精神与范围的情况下，可对本发明实施各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式仅用来对本发明进行说明，而不对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围由权利要求的范围来表示，而不是由实施方式来表示。并且，在权利要求的范围内及与其同等发明意义的范围内实施的各种变形也视为在本发明的范围内。
另外，关于本申请，基于2015年4月9日提出申请的日本专利申请2015－080093号主张优先权，本申请说明书中作为参考而引入了日本专利申请2015－080093号的说明书、权利要求书以及全部附图。
工业上的实用性
本发明可适用于对一部分重复的相邻图像连续地进行结合的图像结合装置等。
标号说明
1传感器组，1a-1～1a－4、1b-1～1b-4、1c-1～1c-4线传感器，2、2a、2b、2c A/D转换部，3、3a、3b、3c阴影校正部，4、4a、4b、4c存储器控制部，5、5a、5b、5c结合信息导出部，6、6a、6b、6c图像结合部，7、7a、7b、7c图像处理部，8、8a、8b、8c图像存储器，9、9a、9b图像数据传输路径，10、10a、10b结合信息传输路径，11、11a、11b图像暂时保存存储器，15输出部，15M图像存储器，20纸原稿，21像，22结合图像，25A/D转换器，26缓冲器，30、30a、30b、30c匹配区域范围初始值存储部，31、31a、31b、31c结合信息检测部，32、32a、32b、32c结合信息存储部，33、33b、33c结合信息暂时存储部，34、34a、34b、34c结合信息决定部，40扫描驱动部，50基板，100图像结合装置，200图像读取装置。

Claims (5)

1.一种图像结合装置，其特征在于，包括：
多个图像处理部，对于具有与其他图像重复的部分即重复部的多个图像，以使具有与被拍摄体的相同部分对应的所述重复部的图像相邻的方式对各图像进行排列从而排序得到图像串，并以次序连续的多个图像为一组的方式来对所述图像串进行分组，对由此形成的每个组分别设置所述图像处理部，所述多个图像处理部分别并行地进行通过图像匹配检测结合位置信息的处理，该结合位置信息用于无位置偏移地结合组内的第1图像和在所述图像串中次序与该第1图像相邻的第2图像；以及
结合信息传输路径，该结合信息传输路径在所述图像处理部之间传输与所述第1图像不同组的所述第2图像和所述第1图像之间的所述结合位置信息，
所述多个图像处理部分别基于自身检测出的所述结合位置信息、以及经由所述结合信息传输路径传输的所述结合位置信息，在与属于其他组的图像之间以无位置偏移的状态进行结合，并以无位置偏移的状态结合属于对应的组的多个图像。
2.如权利要求1所述的图像结合装置，其特征在于，
所述多个图像处理部分别并行地进行下述处理，即：基于所述第1图像和所述第2图像之间所检测出的所述结合位置信息，检测使所述第1图像和所述第2图像重合时的所述亮度差信息，
所述结合信息传输路径在所述图像处理部之间传输与所述第1图像不同组的所述第2图像和所述第1图像之间的所述亮度差信息，
所述多个图像处理部分别基于自身所检测出的亮度差信息、以及经由所述结合信息传输路径接收到的亮度差信息，在与属于其他组的图像之间以没有亮度偏差的状态进行结合，并以没有亮度偏差的状态结合属于对应的组的多个图像。
3.如权利要求1所述的图像结合装置，其特征在于，
所述多个图像处理部分别在通过所述第1图像和所述第2图像的图像匹配无法将所述结合位置信息收敛为一个的情况下，
基于其他图像彼此的图像匹配的所述结合位置信息的平均值，来决定所述第1图像与所述第2图像之间的所述结合位置信息。
4.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
线传感器组，该线传感器组由多个线传感器构成，该多个线传感器的长边方向相同，在所述长边方向上一个隔一个地排列成两列，且从与所述长边方向正交的方向观察时，在不同列中相邻的线传感器的检测范围有部分重叠；
扫描驱动部，该扫描驱动部使所述线传感器组和拍摄对象在与所述长边方向正交的方向上被相对扫描；以及
权利要求1至3的任一项所述的图像结合装置，该图像结合装置对所述扫描驱动部进行的相对扫描过程中由所述线传感器组拍摄到的构成图像串的图像进行结合。
5.一种图像结合方法，其特征在于，包括：
第1步骤，在该第1步骤中，对于具有与其他图像重复的部分即重复部的多个图像，以使具有与被拍摄体的相同部分对应的所述重复部的图像相邻的方式对各图像进行排列从而排序得到图像串，并以次序连续的多个图像为一组的方式对所述图像串进行分组，对由此形成的每个组分别设置图像处理部，多个所述图像处理部分别并行地进行通过图像匹配检测结合位置信息的处理，该结合位置信息用于无位置偏移地结合组内的第1图像和在所述图像串中次序与该第1图像相邻的第2图像；
第2步骤，在该第2步骤中，在所述图像处理部之间传输与所述第1图像不同组的所述第2图像和所述第1图像之间的所述结合位置信息；以及
第3步骤，在该第3步骤中，所述多个图像处理部分别基于自身所检测出的所述结合位置信息、以及所传输的所述结合位置信息，在与属于其他组的图像之间以无位置偏移的状态进行结合，并以无位置偏移的状态结合属于对应的组的多个图像。
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