JP2001069332A - 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、読み取り原稿の
端部にインデックス等がある場合においても、読み取り
画像中の指領域等の特定領域を正確に検出して、特定領
域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から指領域の候補と
なる所定の輝度以下の領域を検出し、この領域内の輝度
分布が特定のパターンを有するか否かを判別する。ここ
に、低輝度領域の輝度分布のパターンは、原稿を押さえ
る指とその影の領域とインデックス等の領域とで異なる
ので、指とその影の領域とインデックス等の領域とを判
別することができる。これにより、読み取り画像中の指
領域６０を正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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指画像領域等の特定の画像
領域を検出する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の原稿上向きセット型の画像読み取
り装置の分野において、読み取り画像中の端部における
所定輝度以下の領域を、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）と判断して、この指領
域を読み取り画像から消去するようにしたものがある
（例えば、特開平６−７８１３３号公報等参照）。ま
た、読み取り画像から端縁と接する所定輝度以下の連結
線分群を抽出して、この連結線分群の内端から外側の範
囲の画像を消去するようにしたものがある（例えば、特
開平１０−３３６４２２号公報等参照）。さらにまた、
カラーセンサで原稿を読み取って、読み取った画像デー
タから肌の色に相当する画像を抽出することにより、指
領域を検出するようにしたものがある（例えば、特開平
６−１０５０９１号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−７８１３３号公報に示されるような従来の画像
読み取り装置では、読み取り原稿の端部に印字されたペ
ージ番号やインデックス（見出し）等も指領域として検
出され、消去されてしまうという問題があった。また、
上記特開平１０−３３６４２２号公報に示されるような
所定輝度以下の連結線分群の内端から外側の範囲の全て
の画像を消去する装置では、指領域の内端より外側に文
字や罫線の画像が存在する場合に、これらの画像を消去
してしまうという問題があった。また、上記特開平６−
１０５０９１号公報に示されるような読み取り画像中の
肌の色に相当する画像を指領域と判定する装置では、肌
の色範囲の設定が難しく、また、原稿を押さえる手指に
マニキュアがされているような場合に、検出ミスが生じ
る可能性がある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、読み取り原稿の端部にインデッ
クス等がある場合においても、読み取り画像中の指領域
等の特定領域を正確に検出することができ、他の画像を
誤消去することなく、特定領域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
に本発明は、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、所定の輝度以下の領域を検出する
領域検出手段と、領域検出手段により検出された領域の
輝度分布が特定のパターンを有するか否かを判別するパ
ターン判別手段と、パターン判別手段による判別結果に
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、領域検出手段により
検出された所定の輝度以下の領域の輝度分布が特定のパ
ターンを有するか否かがパターン判別手段により判別さ
れる。ここに、低輝度領域の輝度分布のパターンは、原
稿を押さえる指とその影の領域とインデックス等の領域
とで異なるので、指とその影の領域とインデックス等の
領域とを判別することができる。従って、読み取り画像
中の他の画像を誤消去することなく、指とその影の領域
の画像のみを消去することが可能となる。

【０００７】また、特定のパターンが領域の縁から領域
中央に向かうに連れて徐々に輝度が低下する指又はその
影らしさを示すパターンであり、領域検出手段により検
出された領域の輝度分布がそのようなパターンであった
とき、画像補正手段は、該領域の画像を消去するものと
すればよい。これにより、原稿を押さえる指とその影ら
しい低輝度画像のみを適正に消去することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態
による画像読み取り装置（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３０ｃｍ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
における領域検出手段やパターン判別手段としても機能
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２０
１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３
０２（請求項における画像補正手段）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
ン画像データから原稿を押さえる指領域の検出を行う。
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、この予備スキャン画像に基づ
いて、原稿の高さ検出処理、原稿サイズ検出処理、及び
後述する指領域検出処理を行う（＃２）。次に、ＣＰＵ
１０１は、本スキャン処理（＃３）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、指領域の画像の消去といった画像処
理を行い（＃４）、処理後の画像を外部へ出力する（＃
５）。

【００１９】次に、予備スキャン画像に基づく指領域検
出処理について詳述する。まず、特開平６−７８１３３
号公報や特開平１０−３３６４２２号公報に示されるよ
うに、予備スキャン画像中の所定の輝度以下の領域を指
領域の候補として検出する。通常、この処理により原稿
を押さえる指の領域が検出されるが、インデックス（見
出し）等のある原稿では、インデックス画像等の低輝度
領域も指領域として検出される。そこで、検出された指
領域候補の輝度分布のパターンが「原稿を押さえる指と
その影」らしいかどうかを判別する。

【００２０】図６は予備スキャン画像（２５６階調）中
の原稿を押さえる指周辺の輝度分布を示す図、図７は指
周辺の輝度分布を分かりやすくするために図６を４階調
で表した図である。原稿を押さえる指は円柱状の立体形
状を有するので、ランプユニット４０の照明により指の
影が発生する。図６及び図７に示されるように、指領域
６０内の輝度は、指画像６１と指影画像６２との境界で
最も低下し、外側にいくに連れて上昇する。また、指の
表面の中でランプユニット４０の照明光を撮像ユニット
３０に正反射するような角度の傾斜面を持つ部分の画像
は、他の部分の画像よりも高輝度となり、照明光と指の
表面のなす角度が正反射する角度からずれるに従って、
徐々に輝度が低下する。このように、原稿を押さえる指
は立体形状を持つので、指領域６０の輝度分布には特定
のパターンが存在する。

【００２１】一方、インデックス等は、通常均一色（均
一濃度）である場合が多いため、その輝度分布も当然均
一となる。また、均一でないものであっても、図６、図
７に示されるような輝度分布パターンのものは非常に稀
である。従って、所定の輝度以下の指領域候補となる領
域について、その領域内の輝度分布パターンが「原稿を
押さえる指とその影」らしいかどうかを判別することに
より、その領域が指領域６０か、あるいはインデックス
画像等の領域かということを判定することができる。

【００２２】次に、領域内の輝度分布パターンが「原稿
を押さえる指とその影」らしいかどうかを判別する方法
の一例について図８及び図９を参照して説明する。図８
は図７中のＡの位置のラインにおける指領域６０内の輝
度分布をスムージング処理したグラフであり、図９は図
８中の輝度の値を表す関数ｆ（ｘ）の微分係数ｆ'(ｘ）
を示すグラフである（ただし、ｘはＡの読み取りライン
上の主走査位置）。図９に示される微分係数ｆ'(ｘ）
（各主走査位置における関数ｆ（ｘ）の接線の傾き）を
分析することにより、指領域の輝度分布パターンの特徴
を把握することができる。すなわち、指領域の輝度分布
パターンは、以下の条件を満たす。 微分係数ｆ'(ｘ）の絶対値が一定値以下である（傾き
が急激でない＝指領域は緩やかな輝度変化をする）。 微分係数ｆ'(ｘ）の値がゼロとなることが一定回数以
下で、かつ、符号変化の回数が一定回数以下である（負
あるいは正が連続する＝徐々に変化する）。 指領域６０の上端付近における微分係数ｆ'(ｘ）の値
が正である（輝度の値を表す関数ｆ（ｘ）が下に凸であ
る）。

【００２３】全ての指領域候補となる領域について、そ
の領域内の複数のラインにおける輝度分布パターンの関
数ｆ（ｘ）の微分係数ｆ'(ｘ）を求めて、上記の条件を
満たすライン数が一定数以上であれば、その領域内の輝
度分布パターンが「原稿を押さえる指とその影」らしい
と判別して、当該領域を指領域と判定し、上記の条件を
満たすライン数が一定数未満であれば、当該領域をイン
デックス画像等の領域であると判定する。

【００２４】上記の輝度分布パターンが「原稿を押さえ
る指とその影」らしいかどうかを判別する処理が、請求
項におけるパターン判別手段に相当する。また、上記の
指領域候補となる低輝度領域を検出する処理が請求項に
おける領域検出手段に相当する。

【００２５】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、所定の輝度以下であると検出された
指領域候補となる領域について、その領域内の輝度分布
が「原稿を押さえる指とその影」らしいパターンを有す
るか否かを判別するようにしたので、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、読
み取り原稿の端部にページ番号やインデックスが印字さ
れている場合でも、これらの画像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。

【００２６】また、領域内の輝度分布パターンが「原稿
を押さえる指とその影」らしいかどうかを判別する方法
は、上記の方法に限られず、例えば、最初に指領域候補
となる低輝度領域を抽出するために設定した閾値を徐々
に低下させて、指領域候補の領域の外周付近において
「指領域候補の領域でなくなる画素数」を計測してもよ
い。この際、指領域候補の領域が真の指領域である場合
には、指領域内の輝度は緩やかに変化するため、所定量
の閾値の低下により「指領域候補の領域でなくなる画素
数」は、一定の範囲内に収まるはずである。これに対し
て、指領域候補の領域がインデックス画像等の領域であ
る場合には、領域内の輝度が均一になるため、閾値が一
定の値より低くなった時点で、「指領域候補の領域でな
くなる画素数」が急増する。従って、閾値を徐々に低下
させた場合における領域内の「指領域候補の領域でなく
なる画素数」の変化量が一定の範囲内である場合に、領
域内の輝度分布パターンが「原稿を押さえる指とその
影」らしいと判別することができる。

【００２７】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、領域内の輝
度分布パターンが「原稿を押さえる指とその影」らしい
かどうかを判別する方法は、上記の２つの方法に限られ
ず、図７に示されるような指領域の輝度分布パターンが
判別可能な方法であれば何でもよい。また、上記実施形
態では、低輝度領域内の輝度分布パターンが「原稿を押
さえる指とその影」らしいかどうかを判別することによ
り指領域を検出したが、低輝度領域内の輝度分布パター
ンが「ページ番号やインデックス」らしいかどうかを判
別することにより指領域を検出してもよい。さらにま
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。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の輝
度以下の領域の輝度分布が特定のパターンを有するか否
かを判別するようにしたので、読み取り画像中の指領域
とインデックス等の領域とを判別することができる。こ
れにより、読み取り原稿の端部にインデックス等がある
場合においても、読み取り画像中の指領域等の特定領域
を正確に検出することができるので、他の画像を誤消去
することなく、特定領域の画像のみを確実に消去するこ
とができる。また、特開平１０−３３６４２２号公報に
示される装置と異なり、指領域の内端より外側に文字や
罫線の画像が存在する場合でも、これらの画像の誤消去
を防ぐことができる。

【００２９】また、特定のパターンが領域の縁から領域
中央に向かうに連れて徐々に輝度が低下する指又はその
影らしさを示すパターンであり、検出された領域の輝度
分布がそのようなパターンであったとき、この領域の画
像を消去することにより、上記と同様な効果を有するこ
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】上記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）は上記ブックスキャナの原稿台上にブッ
ク原稿がセットされた状態を示す図、（Ｂ）は上記ブッ
クスキャナによる読み取り画像を示す図である。

【図４】上記ブックスキャナの回路ブロック図である。

【図５】上記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】上記ブックスキャナによる予備スキャン画像中
の指周辺の輝度分布を示す図である。

【図７】図６を４階調で表した図である。

【図８】図７中のＡのラインにおける指領域内の輝度分
布をスムージング処理したグラフである。

【図９】図８中の輝度の値を表す関数ｆ（ｘ）の微分係
数ｆ'(ｘ）を示すグラフである。

【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） １０１ ＣＰＵ（領域検出手段、パターン判別手段） ３０２ 画像補正部（画像補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C072 AA01 BA10 CA02 DA02 DA04 EA05 LA12 UA20 VA06 5C076 AA40 BA06 5L096 AA06 BA07 CA14 EA06 FA14 HA08 JA11 MA03

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、所定の輝
   度以下の領域を検出する領域検出手段と、 前記領域検出手段により検出された領域の輝度分布が特
   定のパターンを有するか否かを判別するパターン判別手
   段と、 前記パターン判別手段による判別結果に基づいて、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】 前記特定のパターンが領域の縁から領域
   中央に向かうに連れて徐々に輝度が低下する指又はその
   影らしさを示すパターンであり、前記領域検出手段によ
   り検出された領域の輝度分布がそのようなパターンであ
   ったとき、前記画像補正手段は、該領域の画像を消去す
   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。