JP2000354151A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像読み取り装置において、読み取り画像中
の撮像対象物以外の画像領域、例えば指領域を正確に検
出することができるようにして、撮像対象物の画像を誤
消去することなく、指等の画像のみを確実に消去する。 【解決手段】 読み取り画像データ中の各画素の輝度
を、その画素を中心とした局所領域内の最大輝度値に置
き換えることにより、原稿画像中の文字や罫線といった
面積の小さな低輝度領域は、その近傍に存在する下地の
画素の輝度に置き換えられ、除去される（＃３）。これ
により、指領域の検出にとってノイズと考えられる文字
や罫線といった要素を排除し、指画像の特徴を強調する
ことができるので、指領域を正確に検出することができ
る（＃４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読み取り装置
に係わり、特に、書籍等の撮像対象物を上方から撮影す
る画像読み取り装置における画像中の撮像対象物以外の
画像領域を検出する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像読み取り装置すなわ
ち、フェイスアップスキャナの分野では、例えば、特開
平６−７８１３３号公報に示されるように、画像読み取
りセンサによる読み取り画像から、原稿の下地と指との
輝度差により、原稿を押さえる指の画像を構成する領域
（以下、指領域という）を検出し、読み取り画像から指
領域の画像を消去するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のフェイスアップスキャナでは、原稿を押さ
える指が文字や罫線に重なった状態で原稿を読み取る
と、指画像と文字・罫線画像の分離が行えず、正確に指
領域を検出できないという問題があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、読み取り画像中の撮像対象物以
外の画像領域、例えば指領域を正確に検出することがで
きるようにして、撮像対象物の画像を誤消去することな
く、撮像対象物以外の画像のみを確実に消去することが
可能な画像読み取り装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、撮像対象物を上方より読み取る撮
像手段を備えた画像読み取り装置において、撮像手段に
よる読み取り画像データから、所定の局所領域の画像の
特徴を強調する領域強調手段と、領域強調手段による領
域強調結果に基づいて、特定の画像領域を検出する領域
検出手段と、領域検出手段による領域検出結果に基づい
て、撮像手段による読み取り画像データを補正する画像
補正手段とを備えたものである。

【０００６】上記構成においては、撮像手段による読み
取り画像データから、所定の局所領域の画像の特徴を強
調して、この領域強調結果に基づいて、特定の画像領域
を検出する。これにより、読み取り画像中の特定の領
域、例えば指領域の画像の特徴が強調されるので、その
領域を正確に検出することができる。従って、この検出
結果に基づいて、撮像手段による読み取り画像データを
補正することにより、撮像対象物の画像を誤消去するこ
となく、撮像対象物以外の画像のみを確実に消去するこ
とができる。

【０００７】また、領域強調手段は、撮像手段による読
み取り画像データ中の各画素の輝度を、その近傍の画素
の最大輝度値に置き換えるものとしてもよい。これによ
り、例えば、原稿画像中の指領域を検出する場合に、原
稿画像中の文字や罫線といった面積の小さな低輝度領域
を構成する低輝度画素は、近傍に存在する最大輝度の画
素である下地の画素の輝度に置き換えられて消失する
が、面積の大きな低輝度領域である指画像を構成する低
輝度画素は、その近傍の画素も指画像を構成する低輝度
画素であるため、その輝度を近傍の画素の最大輝度値に
置き換えても、指画像であると判断可能な低輝度画素と
して残される。従って、指領域の検出処理にとってノイ
ズと考えられる文字や罫線といった要素を排除し、指画
像の特徴を強調することができ、指画像領域を的確に検
出可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
について図面を参照して説明する。図１は画像読み取り
装置（ブックスキャナ）１の外観を示す斜視図、図２は
ブックスキャナ１の使用状態の一例を示す斜視図であ
る。ブックスキャナ１は、電気回路などを収納する本体
ハウジング１０、原稿を支持する暗色の原稿台２０、原
稿画像を電気信号に変換する撮像ユニット３０、及び原
稿の照明を担うランプユニット４０を備えている。原稿
台２０は、本体ハウジング１０の前面側に配置されてお
り、この原稿台２０上には、書籍やファイルなどのブッ
ク原稿、シート原稿、又は立体物が上向きに置かれる。
撮像ユニット３０は、原稿台２０の上方に配置され、本
体ハウジング１０の上面から上方に延びた支柱１２によ
って片持ち形式で支持されている。ランプユニット４０
は、撮像ユニット３０の下面側に配置され、支柱１２に
固定されている。原稿台２０と撮像ユニット３０との間
の空間８０は、装置外の自由空間に対して開放されてお
り、ブック原稿のセッティングに十分な広さを有してい
る。原稿台２０と撮像ユニット３０との間の距離は３０
ｃｍ以上である。

【０００９】本体ハウジング１０の前面上部には操作パ
ネルＯＰが設けられており、また、この操作パネルＯＰ
の下方には原稿台２０に載置された原稿面の高さを検出
するための測距板１６が固定されている。測距板１６の
前面側の表面は光沢性のある平面であり、原稿台２０の
上面に対する４５°の傾斜面となっている。この測距板
１６の上端面は、シェーディング補正のための白色板１
８として用いられる。また、本体ハウジング１０の右側
面には、メインスイッチ５１が設けられている。原稿台
２０の左右両側部には、ユーザが読み取り開始を指示す
るためのスタートキー５２が１つずつ設けられており、
また、原稿台２０の前面側には、ブック原稿を押さえる
際のひじ掛けとして用いられるアームレスト２５が配設
されている。

【００１０】撮像ユニット３０は、ＣＣＤアレイからな
るラインセンサ３１（撮像手段）、結像レンズ３２及び
ミラー３３を有している。ランプユニット４０からの光
で照射された原稿台２０からの反射画像は、ミラー３３
と結像レンズ３２とによりラインセンサ３１の受光面に
投影される。結像レンズ３２は、前後方向に移動可能に
設けられており、不図示のＡＦ機構によって位置決めさ
れる。ラインセンサ３１は、不図示の走査機構の可動体
（スキャナ）に取り付けられており、ＣＣＤ素子の配列
方向を上下に保った状態で図示の左右方向（副走査方
向）Ｍ２に沿って平行移動する。この平行移動によって
２次元の原稿画像の撮像が行われる。

【００１１】上記のブックスキャナ１は、ブック原稿の
読み取りに適した画像入力手段である。ブックスキャナ
１とデジタル複写機とを組み合わせることにより、各種
の原稿に適合した総合的な複写システムを構成すること
ができる。

【００１２】次に、画像読み取り時の処理について説明
する。ブックスキャナ１の使用に際して、ユーザは、図
２に示されるように、ブック原稿ＢＤを原稿台２０上に
上向き見開き状態で置く。その時、測距板１６の下端に
ブック原稿ＢＤを押し当てて位置決めを行う。つまり、
測距板１６と原稿台２０との境界が原稿のセッティング
の基準線となっている。その基準線の中央が基準位置Ｐ
Ｏ（図３（Ａ）参照）である。原稿台２０は、左右部が
独立して上下移動可能な構成になっている。これによ
り、ブック原稿ＢＤを上向き見開き状態で載置した際
に、左右のページの高さをほぼ同一にすることができ
る。

【００１３】ブックスキャナ１では同一の原稿に対して
２回の走査（原稿読み取り）が行われる。ブック原稿Ｂ
Ｄでは、シート原稿と違って原稿面が湾曲しているの
で、湾曲状態に応じて撮像のピント調整を行う必要があ
る。原稿を押さえる指の像を消去する処理も必要であ
る。このため、１回目の走査（以下、予備スキャンとい
う）で湾曲状態や原稿面の輝度が検出され、その検出結
果に基づいて２回目の走査（以下、本スキャンという）
でピント調整、指消去等の処理が行われる。外部装置へ
の画像出力は本スキャン時に行われる。

【００１４】図３（Ａ）は原稿台２０上にブック原稿Ｂ
Ｄがセットされた状態を示す図、（Ｂ）は読み取り画像
Ｇ０を示す図である。この読み取り画像Ｇ０は、ブック
原稿ＢＤの読み取り対象面の像Ｇ１、原稿台２０の像Ｇ
２０、及び測距板１６に写った像Ｇ１８から構成されて
いる。像Ｇ１８内の像Ｇ１８１，Ｇ１８２は、見開いた
状態のブック原稿ＢＤにおける端面（書籍における
「天」と呼称される部分）の形状を示している。像Ｇ１
８内の像Ｇ１８１，Ｇ１８２以外の部分は、測距板１６
に写った背景像である。像Ｇ１８と像Ｇ２０との境界の
位置は、上述の原稿セッティングの基準線（測距板１６
と原稿台２０との境界線）に対応し、既知であるので、
その境界に対応する位置と像Ｇ１８１，Ｇ１８２の輪郭
線との距離（画素数）から原稿面の高さを算出すること
ができる。また、像Ｇ１と像Ｇ２０との境界は、原稿面
の下地色と原稿台２０の色との差異を利用して容易に判
別することができる。像Ｇ１の上端縁及び下端縁が湾曲
しているのは、原稿面の高さが一定でないからである。
つまり、撮像面に近い被写体は遠くの被写体よりも大き
く撮像される。本スキャン時には、予備スキャン時に得
た原稿面の高さ情報に基づいて、湾曲した像Ｇ１を原稿
面の高さが一定である場合の像に補正する画像処理が行
われる。

【００１５】図４は、本実施形態によるブックスキャナ
１の回路ブロック図である。この回路は、装置の制御を
行う各種回路やメモリ等を含む制御部１００と、画像の
読み取りを行う撮像部２００と、読み取った画像データ
の処理を行う画像処理部３００とから構成される。制御
部１００は、装置全体の制御と各種演算を行うＣＰＵ１
０１、各種のデータを格納するメモリ１０２、各種の制
御用プログラムを格納するプログラムメモリ１０３、ラ
インセンサ３１の移動制御を行うセンサ移動制御部１０
４、撮影レンズ３２のピントを合わせるレンズ移動制御
部１０５、及びランプユニット４０の点灯制御を行う照
明制御部１０６を備えている。ＣＰＵ１０１は、請求項
における領域強調手段や領域検出手段としても機能す
る。また、撮像部２００は、ラインセンサ３１、ライン
センサ３１で読み取った画像データをデジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換器２０１、及びＡ／Ｄ変換器２０１
でデジタル変換された画像データを格納する画像メモリ
２０２を備えている。画像処理部３００は、各種の画像
補正処理を制御する画像処理制御部３０１、及び読み取
り画像のうちの指画像等の不要部分を消去するマスク処
理や読み取り画像の歪み補正処理を行う画像補正部３０
２（画像補正手段）を備えている。

【００１６】予備スキャン時には、ＣＰＵ１０１は、ラ
インセンサ３１で読み取った画像データを、Ａ／Ｄ変換
器２０１でデジタルデータに変換し、画像メモリ２０２
に予備スキャン画像データとして格納する。次に、ＣＰ
Ｕ１０１は、この予備スキャン画像データを読み取っ
て、原稿サイズと原稿高さの検出を行い、また、後述す
る方法で画像メモリ２０２に格納されている予備スキャ
ン画像データから文字・罫線等を除去し、この文字・罫
線等除去後の画像データに基づいて指領域を検出する。
ＣＰＵ１０１は、これらの原稿サイズ、原稿高さ及び指
領域の検出データをメモリ１０２に格納する。本スキャ
ン時には、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に格納された
原稿高さの検出データに基づいてレンズ移動制御部１０
５に指示を与え、撮像レンズ３２のピント合わせを行っ
た後に、ラインセンサ３１で出力用の画像データを読み
取る。そして、この出力用画像データをＡ／Ｄ変換器２
０１でデジタル変換し、画像メモリ２０２に出力用画像
データとして格納する。ＣＰＵ１０１は、この画像デー
タを画像処理部３００の画像補正部３０２へ転送すると
共に、メモリ１０２に格納された原稿サイズ、原稿高さ
及び指領域の検出データに基づいて、画像処理制御部３
０１に歪み補正量や指・外枠などの不要な画像の位置を
指示する。

【００１７】画像補正部３０２は、画像処理制御部３０
１から歪み補正量に関する情報を受け取って、画像の歪
みを補正し、併せて、指・外枠などの不要な画像の位置
に関する情報を受け取って、その位置の画像データを白
に相当する値に変換することにより、指や外枠などの不
要な画像を消去する。そして、画像補正部３０２による
処理を終えた画像データは、プリンタやコンピュータへ
出力される。

【００１８】図５は本実施形態によるブックスキャナ１
の全体処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１
は、スタートキー５２が押されると、予備スキャン処理
を開始し、ランプユニット４０を点灯させ、ラインセン
サ３１を左右に走査して、原稿の予備スキャン画像を読
み取る（＃１）。そして、指領域検出以外の形状認識処
理である原稿の高さ検出処理と原稿サイズ検出処理を行
う（＃２）。そして、予備スキャン画像に対して後述す
る文字・罫線等の除去処理を行った後に（＃３）、指領
域検出処理を行い（＃４）、指領域を検出する。次に、
ＣＰＵ３１は、本スキャン処理（＃５）を開始し、ライ
ンセンサ３１で出力用の画像データを読み取った後に、
歪み補正、外枠の消去、指画像の消去といった画像処理
を行い（＃６）、外部へ画像を出力する（＃７）。

【００１９】次に、指領域検出処理の前処理として行う
文字・罫線等の除去処理について説明する。図６に予備
スキャン画像中の指画像の一例を示す。図中、左側の黒
い（低輝度）領域が指画像、その他の領域が原稿画像
（白色の下地に書かれた文字の画像）である。図に示さ
れるように、原稿画像の領域である文字領域４２では、
下地の構成要素である高輝度画素中に、文字の構成要素
である低輝度画素が分散的に分布しているが、指領域４
１においては、指画像の構成要素である低輝度画素が集
中的に分布している。この予備スキャン画像のｎ×ｎの
局所領域において、その領域内の画素の最大輝度値を中
心画素に割り付けることで文字・罫線等を除去する。

【００２０】そのしくみを図７を使って説明する。図７
（Ａ）は図６の文字領域４２の拡大図であり、図７
（Ｂ）は図７（Ａ）の各画素の輝度を表したものであ
る。ここでいう輝度とは、画素の明るさを０から２５５
の整数で表したものであり、値が大きいほど明るい（白
い）。ここで例として、ｆ４を中心とする一辺が５画素
の正方形の局所領域４５について考えると、この局所領
域４５における輝度最大画素はｇ５（１８４）であり、
これは下地を構成する画素である。このように文字領域
４２では、５（画素）×５（画素）程度の局所領域を考
えた時、局所領域内の輝度最大画素は下地を構成する画
素である可能性が高い。よって局所領域内最大輝度（こ
こではｇ５の１８４）を中心画素（ここではｆ４）に割
り付けることは、文字部の輝度を下地輝度に置き換える
ことになり、結果として文字・罫線は消去されることに
なる。一方、指領域４１においては、指画像の構成要素
である低輝度画素は集中的に分布するので、一辺を５画
素とする正方形の局所領域では、指画像の輪郭部を除い
て最大輝度も低い。よって最大輝度を中心画素に割り付
けても、各画素の輝度はほとんど変化しない。従って、
予備スキャン画像の各画素の輝度をその近傍の画素の最
大輝度に置き換えると、図８に示されるように、文字や
罫線といった面積の小さい低輝度領域（文字領域４２）
を構成する画素は下地輝度（高輝度）に置き換えられ、
面積の大きな低輝度領域（指領域４１）を構成する画素
である指画像のみが残される。

【００２１】上述のように、本実施形態によるブックス
キャナ１によれば、読み取り画像データ中の各画素の輝
度を、その近傍の画素の最大輝度値に置き換えることに
より、文字や罫線といった指領域の検出処理にとってノ
イズと考えられる要素を排除し、指画像の特徴を強調す
ることができるので、原稿を押さえる指が文字や罫線に
重なった状態で原稿を読み取った場合でも、読み取り画
像中の指領域を正確に検出することができる。これによ
り、文字や罫線を誤消去することなく、指領域の画像の
みを確実に消去することができる。

【００２２】本発明は、上記実施形態に限られるもので
はなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形
態では、輝度最大画素を求める範囲となる局所領域を一
辺が５画素の正方形の領域としたが、局所領域は大き
さ、形ともこれに限らない。また、上記実施形態では、
指領域検出処理の前処理として文字・罫線等の除去処理
を行うものを示したが、前処理としては指領域検出処理
にとって有利な画像とする処理、すなわち指画像を強調
するような処理であれば何でもよい。また、上記実施形
態では、本発明を指領域の検出に適用したものを示した
が、原稿の外枠検出に本発明を適用してもよい。これに
より、読み取り画像から原稿の外枠を確実に消去するこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の局
所領域の画像の特徴を強調して、この領域強調結果に基
づいて、特定の画像領域を検出するようにしたので、読
み取り画像中の特定の画像領域、例えば指領域を正確に
検出することができる。このため、読み取り画像中の撮
像対象物の画像を誤消去することなく、指等の撮像対象
物以外の画像のみを確実に消去することができる。これ
により、例えば、原稿を押さえる指が文字や罫線に重な
った状態で原稿を読み取った場合でも、指領域を正確に
検出して、指領域の画像のみを確実に消去することがで
きる。

【００２４】また、読み取り画像データ中の各画素の輝
度を、その近傍の画素の最大輝度値に置き換えるものと
することにより、例えば、原稿画像中の指領域を検出す
る場合に、文字や罫線といった指領域の検出処理にとっ
てノイズと考えられる要素を排除し、指画像の特徴を強
調することができるので、原稿を押さえる指が文字や罫
線に重なった状態で原稿を読み取った場合でも、指画像
と文字・罫線画像を分離して、正確に指領域を検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるブックスキャナの外
観を示す斜視図である。

【図２】ブックスキャナの使用状態の一例を示す図であ
る。

【図３】（Ａ）は原稿台上にブック原稿がセットされた
状態を示す図、（Ｂ）は読み取り画像を示す図である。

【図４】ブックスキャナの回路ブロック図である。

【図５】ブックスキャナの全体処理を示すフローチャー
トである。

【図６】予備スキャン画像中の指画像の一例を示す図で
ある。

【図７】（Ａ）は図６の文字領域の拡大図であり、
（Ｂ）は（Ａ）の各画素の輝度を表した図である。

【図８】図６の予備スキャン画像の各画素の輝度をその
近傍の画素の最大輝度に置き換えた結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ブックスキャナ（画像読み取り装置） ３１ ラインセンサ（撮像手段） ４５ 局所領域 １０１ ＣＰＵ（領域強調手段、領域検出手段） ３０２ 画像補正部（画像補正手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像対象物を上方より読み取る撮像手段
   を備えた画像読み取り装置において、 前記撮像手段による読み取り画像データから、所定の局
   所領域の画像の特徴を強調する領域強調手段と、 前記領域強調手段による領域強調結果に基づいて、特定
   の画像領域を検出する領域検出手段と、 前記領域検出手段による領域検出結果に基づいて、前記
   撮像手段による読み取り画像データを補正する画像補正
   手段とを備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記領域強調手段は、前記撮像手段によ
   る読み取り画像データ中の各画素の輝度を、その近傍の
   画素の最大輝度値に置き換えることを特徴とする請求項
   １に記載の画像読み取り装置。