JP2000105818A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP2000105818A
JP2000105818A JP10291398A JP29139898A JP2000105818A JP 2000105818 A JP2000105818 A JP 2000105818A JP 10291398 A JP10291398 A JP 10291398A JP 29139898 A JP29139898 A JP 29139898A JP 2000105818 A JP2000105818 A JP 2000105818A
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JP10291398A
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Tsutomu Abe
勉 安部
Tetsuo Iyoda
哲男 伊與田
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体にゆがみのある文書情報でも正確に読
み取り可能な画像読取装置を提供する。 【解決手段】 制御装置4は、CCDカメラ1や走査装
置9を制御して画像の分割読込みを開始する。信号処理
回路2は、読み込んだ画像信号の処理を行い、この画像
情報を画像メモリ5に格納する。一方、測距装置8は、
被写体である原稿上のN点について距離を測定し、この
距離情報を画像メモリ5に格納する。接合処理制御回路
6は、画像メモリ5において格納された画像情報と距離
情報に基づいて透視変換を行い、これにより得られた平
板状分割画像を順次接合処理するよう制御する。すべて
の分割読み取りが終了した時点で、画像メモリ5には、
透視変換及び接合処理が行われた平板状画像が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、ディジタル複写機、ファク
シミリ等において、2値または多値の階調をもつディジ
タル画像を得るための画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、パーソナルコンピュータやワー
ドプロセッサに使われている画像読取装置は、上面にプ
ラテンガラスを備えた筐体の上面側に原稿を配置して原
稿画像を読み取るものである。この筐体内には、縮小光
学系を構成する照明光源、ミラー、レンズ、固体撮像素
子などが設置されている。また、別のタイプの画像読取
装置では、上面にプラテンガラスを備えた筐体内に、等
倍結像光学系を構成する照明光源、ロッドレンズアレ
イ、密着型センサなどが設置されている。このように構
成された画像読取装置においては、照明光源から放射さ
れた光は原稿面で反射し、その反射光が縮小光学系もし
くは等倍結像光学系を介して固体撮像素子もしくは密着
型センサに結像され、原稿面の濃淡に応じた反射光が電
気信号に変換される。
【0003】ところで、縮小結像型画像読取装置におい
ては、読取原稿をイメージセンサ受光面上に縮小投影す
るため、その縮小率に応じた光路長(原稿とイメージセ
ンサ間の距離に相当)を必要とする。また、密着型画像
読取装置においては、原稿とイメージセンサ間にロッド
レンズアレイを介し、センサ受光面上に等倍の正立投影
像を形成する。ロッドレンズアレイの使用により光路長
が短くなり画像読取装置の薄型化が可能である。しか
し、読み取り可能な原稿と等大かそれ以上のサイズの画
像読取装置となる。
【0004】これまでの画像入力装置、動画入力装置
は、入力の対象が静止画像、動画像に分かれている。画
像入力装置は一般に高解像度であるが、読み取り対象と
される画像は通常平面のものに限られる。平面の画像だ
けでなく情景なども入力可能な画像入力装置としては、
デジタルカメラが存在する。この画像入力装置は、PC
MCIAカードまたはシリアル接続によりパーソナルコ
ンピュータなどに読み取った画像を転送する形を取って
いる。デジタルカメラは被写体に対する自由度がある反
面、フラットベッド型のスキャナーと比較して解像度が
低下するため、高精細の画像入力には不向きである。一
方、動画入力装置の例としては、テレビ会議システム、
ビデオキャプチャーカードに接続される2次元CCDカ
メラを備えたものが挙げられる。動画入力装置は、ディ
スプレイの上部あるいは横に備え付けられ、解像度は低
く文書画像の入力では文字の判読が難しい。
【0005】上述の技術においては、読み取り原稿と等
大かそれ以上のプラテンガラスを必要とし、また画像読
取装置の高さは光路長に依存しており、これが画像読取
装置の小型化の障害となっていた。このため、この種の
画像読取装置は、パーソナルコンピュータやワードプロ
セッサ等の画像入力用として個人の机上に設置するには
大きすぎるきらいがあった。
【0006】画像の読み取り解像度の面では、縮小結像
型画像読取装置の場合、撮像素子、レンズ、およびプラ
テンガラスの位置を調整することにより任意の解像度に
設定できるが、上述のとおり装置の大型化を招くことと
なる。また密着型画像読取装置の場合は、使用するロッ
ドレンズアレイによって正立投影像を結像するため、そ
の共役長によって解像度は固定されたものとなる。
【0007】これに対し、画像読取装置の小型化や操作
の簡素化を図るため、特開平4−126447号公報に
おいて、原稿の分割読み取りを行う画像読取装置が提案
されている。しかし、この装置は首振り型の画像読取装
置であり、従来の画像読取装置と比較して読取原稿と撮
像素子間の距離が大きいため、撮像素子を固定するもの
の僅かな方向のずれによって、読み取られた画像は読み
取ろうと意図した位置から大きくずれたものとなってし
まう。その対策として撮像素子の方向や位置を制御する
機械系に対して精密な位置精度を要求すると、今度は装
置の大型化につながる。また、この装置では原稿の分割
読み取りと分割画像の接続処理が必要なため、高解像度
の読み取りで画像の分割数が多い場合には、分割画像の
接続処理において膨大な時間を要することとなり、実用
的な処理時間内に読み取りを終了することが困難であ
る。
【0008】そこで、特開平10−63870号公報に
おいては、基準画像に対して接続画像を相対的に移動さ
せながら両画像の接続位置を探索する方法が提案されて
いる。その探索領域の面積は、読み取り機構の位置精度
に応じて設定するので、読み解き機構の位置精度に拘ら
ず、隣接する分割画像を正確に接続することができ、原
稿画像に忠実なデータを得ることができる。さらに、分
割画像間の接続位置は、まず大まかに探索し、その結果
を基に細かく探索することにより効率良く探索されるの
で、解像度を高く設定して原稿画像の分割数が増加した
場合においても、短時間で分割画像の接続を終了し、原
稿画像のデータを迅速に得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像読取装置は、被写体である原稿が平板であることを
前提としており、原稿が平板でないときは原稿の文書情
報等がゆがんで満足のいく読み取りができないという問
題がある。たとえば、開いた本などの読み込みを行う場
合、綴じしろ付近は平板ではなく曲がっているので、文
書情報等の正確な読み取りができない。あるいは、缶な
どの曲面に描かれた文書情報等も同様にゆがんでおり正
確に読み取ることができない。さらには、厳密に言う
と、机上に置いた紙の原稿は、紙に癖がついているため
紙面の一部が浮いて平らでない場合があり、このような
ゆがんだ紙面の文書情報も正確に読み取ることができな
いという問題がある。
【0010】従って本発明の目的は、被写体にゆがみの
ある文書情報でも正確に読み取り可能な画像読取装置を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被写体の画
像情報を複数の分割画像情報として入力する撮像装置
と、被写体における複数点の距離情報を入力する測距装
置と、分割画像情報と距離情報に基づいて透視変換して
得た複数の平板状分割画像の接合処理制御を行う接合処
理制御回路とを備えた画像読取装置により、達成され
る。ここで透視変換とは3次元空間から2次元投影面へ
の変換をいう。
【0012】この画像読取装置に、分割画像の接合処理
によって得られた画像データを格納する記憶手段を備え
ることにより、携帯式の装置とすることができる。ま
た、この画像読取装置から接合処理制御回路を取り除い
て、簡易な携帯式の装置とすることができる。この場
合、画像データは携帯式の装置からコンピュータに転送
され、このコンピュータにより分割画像の接合処理が行
われることになる。この携帯式の画像読取装置はデジタ
ルカメラ等に適用することができる。
【0013】また、本発明に係る画像読取システムは、
被写体の分割画像情報及び距離情報に基づいて得た複数
の平板状分割画像を接合処理して画像を形成する画像読
取装置と、画像読取装置の走査制御を行う走査装置と、
走査装置に制御信号を付与する制御信号入力装置とを備
えて構成される。ここで制御信号入力装置としては、例
えばパーソナルコンピュータのキーボードが用いられ
る。
【0014】さらに、本発明に係る画像読取方法は、被
写体の画像情報を複数の分割画像情報として読み込み、
かつ被写体における複数点の距離情報を入力し、分割画
像情報と距離情報に基づいて透視変換を行い、この透視
変換により得た複数の平板状分割画像を接合処理して画
像を形成するものである。ここで、分割画像情報の読込
みに先立って被写体全体の画像情報を粗い解像度で読み
込み、その後分割画像情報を精細な解像度で読み込ん
で、粗い解像度の画像情報の対応位置に精細な解像度の
分割画像情報を上書きする方法を用いることができる。
【0015】このようにすることにより、被写体にゆが
みのある文書情報でも正確に読み取り可能な画像読取装
置を得ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る画像読取装
置を用いたシステム構成例を示す図である。本例では、
図のように、開いた本のような平板でない被写体10の
画像読込みを行うCCDカメラを備えた画像読取装置1
1と、画像読取装置11を支持し方向可変の制御機構を
備えた支持体15と、画像読取装置11より出力された
画像情報を伝達するケーブル13と、ケーブル13で伝
達される画像信号をコンピュータ14に入力する映像入
力装置16とを備える。ここでケーブル13で伝達され
る画像信号がNTSC信号の場合は、映像入力装置16
として例えばビデオキャプチャーが用いられる。また、
コンピュータ14は画像読取装置11とケーブル17で
接続されており、CCDカメラのズーム、フォーカシン
グ、画像の読み取り位置の指示を出す。インタフェース
としては例えばRS232Cが用いられる。画像の読み
取り位置の制御は走査装置9によりCCDカメラの撮影
方向を調整することにより行われる。
【0017】図2は、画像読取装置11の一実施例を示
すブロック図である。図のように、画像読取装置11
は、被写体の画像情報を複数の分割画像情報として入力
するCCDカメラ1と、CCDカメラ1で撮像した画像
情報の処理を行う信号処理回路2と、処理後の画像情報
を格納する画像メモリ5と、被写体おける複数点の距離
を測定して距離情報を得る測距装置8と、これらの画像
情報及び距離情報に基づいて透視変換して得た複数の平
板状分割画像を接合処理制御する接合処理制御回路6
と、各部を制御する制御装置4とを備える。この画像読
取装置11とコンピュータ14とを接続するためにイン
タフェース7が設けられる。また、CCDカメラ1の撮
影方向を自由に変えるように動作する機構として走査装
置9が設けられる。この走査装置9は制御装置4により
制御される。
【0018】ここで測距装置8は、CCDカメラ1の撮
像中心に設けられた距離測定センサを有し、被写体上の
N点についてCCDカメラ1からの距離を正確に測定す
る。被写体までの距離をN点測定するのは、被写体の形
状を算出するためである。被写体が平面である場合は3
点計測すれば画像処理によって正常な画像が得られる
が、開いた本の頁や円筒状の缶の側面の文字や図を読み
取る場合は、それらの被写体のN点を計測し表面形状を
算出する必要がある。そこで、本発明では、画像読取装
置11に測距装置8を設けているのである。
【0019】次に本発明の動作について説明する。まず
ユーザは、被写体である原稿の読みとり範囲と所望の解
像度をコンピュータ14の入力装置を用いて指定する。
これを受けて制御装置4は、CCDカメラ1や走査装置
9を制御して画像の分割読込みを開始する。画像の分割
読込みは、図5に示すように、原稿画像50を複数の分
割画像51に分割し、CCDカメラ1により分割画像5
1及び隣接画像との重複領域52を順次読み込むことに
より行うことができる。信号処理回路2は、読み込んだ
画像信号の処理を行い、この画像情報を画像メモリ5に
格納する。
【0020】一方、測距装置8は、被写体である原稿上
のN点について距離を測定し、この距離情報を画像メモ
リ5に格納する。接合処理制御回路6は、画像メモリ5
において格納された画像情報と距離情報に基づいて透視
変換を行い、これにより得られた平板状分割画像を順次
接合処理するよう制御する。CCDカメラ1の撮像面と
原稿面の向きが求められるので、透視変換は原稿上のN
点の距離情報及び画像情報で可能である。最終的に、読
み取りたい原稿のすべての分割読み取りが出来た時点
で、画像メモリ5には、透視変換及び接合処理が行われ
た平板状画像が得られる。ここで分割画像の接合処理
は、例えば特開平10−63870号公報に開示されて
いるような方法を用いることができる。
【0021】制御装置4は、画像メモリ5で得られた平
板状画像をインターフェース7を通して画像取込み装置
16に伝達し、コンピュータ14によりこの画像を表示
装置に表示する。このように本発明では、距離情報を用
いた3次元画像処理により、湾曲した原稿でも正確に読
み取ることができる。
【0022】また、分割読み込みの方法として、まず原
稿の全体画像を粗い解像度(カメラで言うWide)で
読み込み、その後、ユーザの所望する精細な解像度で分
割読み込みを行うこともできる。この場合、図5に示す
ように、荒い解像度で読み込んだ全体画像に、精細な解
像度で読み込んだ分割画像53を配置し上書きしていく
方法がとられる。
【0023】図3は、画像読取装置11の他の実施例を
示すブロック図である。本実施例は記憶手段12を備え
る点で図2のものと異なる。また本実施例によるシステ
ムは走査装置9を具備しておらず、従って制御装置4か
らは走査装置9への制御信号も出力されない。本実施例
は、例えばデジタルカメラに搭載する画像読取装置に適
用することができる。本実施例によれば、透視変換及び
画像接合により作成した平板状画像を内蔵のフラッシュ
メモリやRAMカードなどの記憶手段12に格納するこ
とにより、携帯式の画像読取装置を得ることができる。
読み取った画像は、内蔵のフラッシュメモリやRAMカ
ードから画像データをコンピュータに伝送することによ
り、表示装置に表示させることができる。本実施例で
は、ユーザが、ズーム機能によって解像度をセットし、
ある程度の重なり領域をもって分割読込みを行うように
している。すなわち分割読込みはユーザが手加減で行う
ことになる。
【0024】図4は、画像読取装置11のさらに他の実
施例を示すブロック図である。本実施例は画像メモリ5
及び接合処理制御回路6を具備しない点で図3のものと
異なる。本実施例は、すべての情報を記憶手段12に取
り込み、後でコンピュータ上で画像処理を行うものであ
る。記憶手段12からの画像情報や距離情報はインター
フェース7を通してコンピュータ14へ転送され、コン
ピュータ14において透視変換及び接合処理が行われ平
板状画像が得られる。本構成例によれば、図3のものよ
りも簡易な携帯式の画像読取装置を得ることができる。
【0025】なお、本発明では被写体の形状を計測する
のに被写体上のN点までの距離を測定して3次元画像処
理を行っているが、これには例えば空間コード化法や光
切断法が用いられる。またレーザ変位計のようなスポッ
ト計測装置を用いることもできる。CCDカメラの被写
界深度については、缶の側面や開いた本の頁のような湾
曲した原稿を読み込む場合、ゆがんだ原稿の各点までの
距離を測定してあるので、その距離に応じて焦点を合わ
せることになる。
【0026】以上述べたように、本発明に係る画像読取
装置は、低解像度の動画像入力用の2次元撮像装置を用
いて、曲面状に変形されたゆがんだ文書情報などを高解
像度で読み込んで高精細のデジタル画像を得ることがで
きる。また、本発明により、従来のフラットベッド型ス
キャナのようにオフィスのデスクトップ上を占有するこ
となく、画像読取装置の小型化を図ることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、被写体にゆがみのある
文書情報でも正確に読み取り可能な画像読取装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像読取装置を用いたシステム構
成例を示す図である。
【図2】画像読取装置の一実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】画像読取装置の他の実施例を示すブロック図で
ある。
【図4】画像読取装置のさらに他の実施例を示すブロッ
ク図である。
【図5】画像の分割読込みを説明するための図である。
【符号の説明】
1 CCDカメラ 2 信号処理回路 4 制御装置 5 画像メモリ 6 接合処理制御回路 8 測距装置 9 走査装置 10 被写体 11 画像読取装置 12 記憶手段 13、17 ケーブル 14 コンピュータ 15 支持体 16 画像取込み装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 AA51 BB02 BB05 CC02 DD02 EE08 FF04 JJ03 JJ26 LL06 MM21 PP22 QQ00 QQ03 QQ04 QQ23 QQ24 5B047 AA01 BA02 BB04 BC15 CA12 CA14 CB18 5B057 AA11 BA02 CA13 CA16 CB12 CB16 CD14 CE10 DB03 5C076 AA19 BA06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の画像情報を複数の分割画像情報
    として入力する撮像装置と、前記被写体における複数点
    の距離情報を入力する測距装置と、前記分割画像情報と
    距離情報に基づいて透視変換して得た複数の平板状分割
    画像の接合処理制御を行う接合処理制御回路とを備えた
    ことを特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の平板状分割画像の接合処理に
    よって得られた画像データを格納する記憶手段を備えた
    ことを特徴とする請求項1記載の画像読取方法。
  3. 【請求項3】 被写体の画像情報を複数の分割画像情報
    として入力する撮像装置と、前記被写体における複数点
    の距離情報を入力する測距装置と、前記分割画像情報及
    び距離情報を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴と
    する画像読取装置。
  4. 【請求項4】 被写体の分割画像情報及び距離情報に基
    づいて得た複数の平板状分割画像を接合処理して画像を
    形成する画像読取装置と、前記画像読取装置の走査制御
    を行う走査装置と、前記走査装置に制御信号を付与する
    制御信号入力装置とを備えたことを特徴とする画像読取
    システム。
  5. 【請求項5】 被写体の画像情報を複数の分割画像情報
    として読み込み、かつ前記被写体における複数点の距離
    情報を入力し、前記分割画像情報と距離情報に基づいて
    透視変換し、前記透視変換により得た複数の平板状分割
    画像を接合処理して画像を形成することを特徴とする画
    像読取方法。
  6. 【請求項6】 前記分割画像情報の読込みに先立って被
    写体全体の画像情報を粗い解像度で読み込み、その後分
    割画像情報を精細な解像度で読み込んで、前記粗い解像
    度の画像情報の対応位置に前記精細な解像度の分割画像
    情報を上書きすることを特徴とする請求項5記載の画像
    読取方法。
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