JP2001103240A

JP2001103240A - 画像位置検出装置とそれを有した画像処理装置

Info

Publication number: JP2001103240A
Application number: JP27859399A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Mano; 隆弘真野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】位置検出装置とそれを有した画像処理装置に
おいて、原稿下地模様の輝度値に関わらず、原稿綴じ部
や原稿エッジを正確に検出し、しかも、原稿外形が判定
しにくい薄手のブック原稿や、傾いたブック原稿の画像
であっても、原稿綴じ部、原稿エッジ及び原稿傾斜角を
確実に検出する。【解決手段】直線方向に類似した輝度パターンを持つ
画像領域である原稿綴じ部上の第１の位置ｓを求め、こ
の位置ｓ付近の位置ｘの輝度パターンＸを検出し、さら
に、所定の探索範囲内において、輝度パターンＸと最も
類似度の高い輝度パターンＹ_Tを検出する。この輝度パ
ターンＹ_Tの中心位置ｙと位置ｘより原稿綴じ部の傾き
角θを検出し、位置ｓと傾き角θから原稿綴じ部上の第
２の位置ｔを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出装置とそ
れを有した画像処理装置に係わり、特に、読み取り画像
中の原稿綴じ部や原稿エッジの検出・消去と読み取り画
像中の原稿の傾きを補正する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置の分野において、ブ
ック原稿からの反射光を受光して読み取り画像中の明暗
部を検出することで、原稿綴じ部又は原稿エッジを検出
するようにしたものがある（例えば、特開昭６２−１４
６６５号公報等参照）。また、読み取り画像中の原稿エ
ッジから原稿の外形を求め、この原稿外形の上下辺の極
位置から原稿綴じ部と原稿傾斜角の検出を行うようにし
たものがある（例えば、特開平１０−６５８７７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、上記前
者のような従来の読み取り画像中の明暗に基づいて原稿
綴じ部又は原稿エッジを検出する画像処理装置では、読
み取り画像中の文字、罫線等の暗部を原稿綴じ部又は原
稿エッジとして誤検出してしまう場合があるという問題
があった。また、上記後者のような従来の原稿外形の上
下辺の極位置から原稿綴じ部を検出する装置では、上下
辺の極位置のいずれかが検出できなかった場合に、原稿
綴じ部や原稿傾斜角の検出を行うことができないという
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、文字や罫線等より構成される原
稿下地模様の輝度値に関わらず、原稿綴じ部や原稿エッ
ジを正確に検出することができ、しかも、原稿外形の上
下辺の極位置が判定しにくい薄手のブック原稿や、傾い
たブック原稿の読み取り画像であっても、原稿綴じ部、
原稿エッジ及び原稿傾斜角を確実に検出することが可能
な位置検出装置とそれを有した画像処理装置を提供する
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、特定の要素を持った画像中の所定
位置を検出する画像位置検出装置において、任意の対象
画像の中の第１の位置を求める第１の位置検出手段と、
第１の位置付近の第１の輝度パターンを検出する第１の
輝度パターン検出手段と、対象画像中の所定の探索範囲
内において、第１の輝度パターンと最も類似度の高い第
２の輝度パターンを検出する第２の輝度パターン検出手
段と、第２の輝度パターンに対応した、第１の位置とは
離間した第２の位置を検出する第２の位置検出手段とを
備えたものである。

【０００６】上記構成においては、第１の位置検出手段
により任意の対象画像中の特定の要素を持った画像領域
（以下、特定領域という）上の第１の位置を求め、この
第１の位置付近の第１の輝度パターンを第１の輝度パタ
ーン検出手段により検出して、対象画像中の所定の探索
範囲内において、この第１の輝度パターンと最も類似度
の高い第２の輝度パターンを第２の輝度パターン検出手
段により検出する。さらに、この第２の輝度パターンに
対応した第１の位置とは離間した第２の位置を第２の位
置検出手段により検出する。ここに、例えば、対象画像
がブック原稿の読み取り画像である場合には、対象画像
中の原稿綴じ部や原稿エッジといった特定領域は、直線
方向（上下方向又は左右方向）に類似した輝度パターン
を持つ確率が高く、かつ、画像中の他の領域において、
これらに類似した輝度パターンが存在する確率は低いの
で、特定領域上の第１の位置付近の輝度パターンと最も
類似度の高い第２の輝度パターンは、特定領域付近の輝
度パターンとみなすことができる。従って、特定領域上
の第２の位置を精度良く検出することができる。

【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の画像位置検出装置を有し、第１の位置と第２の位置に
基づいて対象画像中の特定の要素を持つ領域の傾斜角を
算出する傾斜角算出手段と、画像位置検出装置と傾斜角
算出手段とによる検出・算出結果、及び任意の対象画像
除去幅を基に、画像として不要な領域を除去する除去手
段と、特定領域の傾斜角に基づいて画像を回転する回転
補正手段とを備えた画像処理装置である。

【０００８】この構成においては、画像位置検出装置に
より輝度パターンを利用して特定領域上の第１の位置と
第２の位置とを検出して、これらの特定領域上の２点
と、傾斜角算出手段により算出した特定領域の傾斜角
と、任意の対象画像除去幅とに基づいて、除去手段によ
り画像として不要な領域を除去することができる。これ
により、例えば対象画像がブック原稿の読み取り画像で
ある場合に、文字や罫線等より構成される原稿下地模様
の輝度値に関わらず、原稿綴じ部や原稿エッジといった
特定領域を正確に除去することができ、しかも、原稿外
形の上下辺の極位置が判定しにくい薄手のブック原稿
や、傾いたブック原稿の読み取り画像であっても、原稿
綴じ部や原稿エッジといった特定領域を確実に検出して
除去することができる。また、傾斜角算出手段により算
出した特定領域の傾斜角に基づいて、回転補正手段によ
り画像を回転させることにより、傾いた原稿の読み取り
画像に対する傾き補正（いわゆるスキュー補正）を行う
ことができる。

【０００９】また、前記第１及び第２の位置を原稿綴じ
部又は原稿端部とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
位置検出装置とそれを有した画像処理装置について図面
を参照して説明する。図１は本発明が適用される画像処
理装置（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。

【００１１】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。

【００１２】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。つまり、ラインセ
ンサ３１の移動によってブックスキャナ１の撮像面が形
成されることになる。

【００１３】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。

【００１４】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図１に示さ
れる基準位置ＰＯ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。

【００１５】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。原稿綴じ部の消去や原稿の枠消しといった原稿画像
中の輝度の差異を補う処理も必要である。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、原
稿綴じ部の消去、原稿の枠消し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。本スキ
ャン時のラインセンサ３１の移動方向は、予備スキャン
時とは逆の方向である。読み取りモードには、左右の両
ページを一括して読み取るモード（シート原稿と同様の
走査形態）と、左右の各ページを別々に読み取るモード
とがある。どちらのモードにおいても、各ページに対し
て予備スキャンと本スキャンとが実施される。

【００１６】図３に本実施形態によるブックスキャナ１
の全体処理を示す。ＣＰＵ７０（図１９参照）は、スタ
ートキー５２が押されると、原稿サイズ検出、原稿高さ
検出、輝度検出等を行うために、予備スキャン動作を開
始する（＃１）。この処理では、ラインセンサ３１を左
右に移動させ、傾斜した測距板１６に写ったブック原稿
ＢＤの側面と表面とを同時に撮像する（＃２，＃３）。
予備スキャンが終了すると（＃４でＹＥＳ）、ＣＰＵ７
０は、まず撮像した表面画像におけるブック原稿ＢＤと
原稿台２０との輝度差に基づいてブック原稿ＢＤのサイ
ズを検出する（＃５）。次に、撮像したブック原稿ＢＤ
の側面画像から得られた輝度分布の特徴に基づいてブッ
ク原稿ＢＤの高さを検出し、さらにその形状からブック
原稿ＢＤの高さの変曲点となるブック原稿ＢＤの綴じ部
上端の副走査方向位置を検出する（＃６）。そして、Ｃ
ＰＵ７０は、これら＃５及び＃６における検出結果に基
づいてブック原稿ＢＤの綴じ部の上端位置ｓ（図１０参
照）の座標を検出し（＃７）、位置ｓ付近の輝度パター
ンを求める。次に、この輝度パターンと指定したライン
内の複数の輝度パターンとのパターンマッチング比較を
順次行っていき、輝度パターンと最も類似度の高い輝度
パターンを検出して、この輝度パターンからブック原稿
ＢＤの綴じ部の下端位置ｔ（図１０参照）の座標を検出
する（＃８）。そして、ＣＰＵ７０は、＃７及び＃８で
の検出結果に基づいて原稿綴じ部の傾き角を算出する
（＃９）。

【００１７】ＣＰＵ７０は、上記のようにしてブック原
稿ＢＤの綴じ部の上端位置、下端位置及び傾き角を算出
し、原稿綴じ部幅を任意に設定した後、本スキャンを開
始する（＃１０）。本スキャン処理では、ＣＰＵ７０
は、ラインセンサ３１を左右に移動させながらブック原
稿ＢＤの表面の撮像を行って（＃１１）、上記の原稿綴
じ部の上端位置、下端位置及び原稿綴じ部幅により決定
される原稿綴じ部領域については、読み取りライン毎に
その部分の画像データを消去して出力する（＃１２）。
また、ブック原稿ＢＤの読み取り画像が傾斜していた場
合には、上記＃９で算出した原稿綴じ部の傾き角に基づ
いて、ブック原稿ＢＤの画像データを回転座標変換しつ
つ出力する（＃１３）。そして、全ラインの読み取りが
終了すると（＃１４でＹＥＳ）、ブックスキャナ１によ
る画像読み取り動作が完了する。

【００１８】次に、図３の＃５で行われる原稿サイズ検
出処理について図４を参照して説明する。図４は、原稿
台２０上に載置されたブック原稿ＢＤの様子を簡略化し
て示した図である。ＣＰＵ７０は、予備スキャン時に
は、原稿表面の画像を粗いピッチ（例えば１ｍｍピッ
チ）でサンプリングして読み取る。この結果、予備スキ
ャン終了時にはサンプリングデータが装置内蔵のメモリ
（ＲＡＭ）上に格納されることになる。このデータに対
して、所定しきい値による輝度値の比較や、隣接画素間
の輝度の差分値についての変化量の検出を行うことによ
り、図に示されるようにブック原稿ＢＤが斜めにセット
された場合であっても、原稿台２０とブック原稿ＢＤの
境界線を検出することができる。

【００１９】次に、図３の＃６で行われる原稿高さ検出
処理について図５乃至図８を参照して説明する。図５に
予備スキャン時に読み取った画像データの様子を示す。
ブック原稿ＢＤの側面（奥側端面）の像は、原稿高さの
変化に起因して高い部分が上方へ湾曲したように読み取
られる。ブック原稿ＢＤの表面及び側面はランプユニッ
ト40により照射されているので、これらの領域の読み取
りデータは全体的に白側に近いデータとなる。それに対
して、原稿下地より濃く着色されている原稿台２０及び
測距ミラー１６内で原稿側面が写っていない背景の領域
は入射光量が少なくなるため、これらの領域の読み取り
データは黒側に近いデータとなる。なお、図５では、理
解を容易にするためオペレータの手の画像２１を含めて
いる。

【００２０】図６は、原稿高さの測定原理を説明するた
めの図である。図において、ラインセンサ３１の読み取
り範囲を１点鎖線で示し、その主走査方向の画素数を１
〜ｎで示している。ブック原稿ＢＤを原稿台２０上の所
定位置に載置すると、測距ミラー１６上にブック原稿Ｂ
Ｄの側面の鏡像ＢＤ’が形成される。図に示されるよう
に、この鏡像ＢＤ’は、原稿台２０の延長線上に形成さ
れることになる。

【００２１】図７は、ラインセンサ３１による主走査方
向１ライン分の出力値の例を示すグラフである。横軸に
センサの画素番地（左：手前側、右：奥側）、縦軸にセ
ンサ面照度に対応するセンサ出力をとっている。グラフ
の右側より、測距ミラー１６上の原稿側面が写っていな
い背景部、測距ミラー１６に写った原稿側面部、原
稿表面部、原稿台部と続く。ラインセンサ３１のセ
ンサ出力にしきい値を設け、このしきい値を越える画素
番地の最小値より原稿側面部のエッジ（ｎ１）を検出す
る。原稿を設置する基準位置に対応した画素番地（ｎ
２）は固定であるので、これらの差分（ｎ２−ｎ１）が
原稿の高さに相当する画素数となる。ラインセンサ３１
の副走査方向に一定の間隔でこの原稿の高さに相当する
画素数の計算を行うことにより、図８に示されるような
原稿左右方向の高さ分布データを得ることができる。た
だし、ブック原稿ＢＤの高さ検出方法は、上記の方法に
限定されず、ブック原稿ＢＤの表面に入射した光の反射
光量や反射角度を検出する等の他の方法を用いてもよ
い。

【００２２】次に、図３の＃６及び＃７で行われる原稿
綴じ部の上端位置ｓの検出について説明する。上記の原
稿高さ検出処理により得られたブック原稿ＢＤの高さ分
布データに基づき、次の方法で変曲点（綴じ部）を検出
する。まず、綴じ部検出のために、（ａ）ブック原稿ＢＤの綴じ部は、一般的に原稿のほぼ
中央付近に存在する。（ｂ）綴じ部の高さ形状は、その周囲の高さ分布に対し
てＶ字型に落ち込んでいる。などの検出ルールを設定して、これらのルールに従って
綴じ部検出処理を行う。具体的には、ルール（ａ）に基
づき、基準位置ＰＯ（図１参照）を中心とした原稿中央
部付近に相当する位置の高さ分布データを検出範囲とし
て設定する。そして、この検出範囲内で隣接する高さデ
ータ間の差分値の符号を調べる。ルール（ｂ）に従う
と、図９に示される同符号が所定個以上連続した後に逆
符号が所定個以上連続する場合の変曲点ｒは、綴じ部位
置である可能性が高くなるので、このことを利用して原
稿綴じ部の上端位置を検出する。

【００２３】図１０に原稿綴じ部の上端位置ｓの検出方
法を説明するための図を示す。上記にて既に得られた検
出結果より、図１０において測距ミラー１６に映った変
曲点ｒの副走査方向位置が分かる。前述した原稿サイズ
検出処理において検出された原稿台２０とブック原稿Ｂ
Ｄの境界線のうち原稿の奥側の境界線（図１０に示され
る境界線ＡＤ）に注目して、この境界線ＡＤ上の変曲点
ｒと同じ副走査方向位置の点を検出することにより、原
稿台２０上における原稿綴じ部ＣＬの上端位置ｓの座標
を求めることができる。ただし、原稿綴じ部ＣＬの上端
位置ｓを求める方法は、上記の原稿の高さから検出する
方法に限定されず、ユーザ指定により手動で設定する等
の他の方法を用いてもよい。

【００２４】次に、図３の＃８で行われる原稿綴じ部の
下端位置ｔの検出について主に図１１及び図１２を参照
して説明する。上記図３の説明では、説明を容易にする
ために、原稿綴じ部の上端位置ｓ（以後、位置ｓとい
う）付近の輝度パターンを直接用いてパターンマッチン
グを行う旨を記したが、図１１に示されるように、傾い
たブック原稿ＢＤを読み取る場合は、位置ｓ付近の輝度
パターンに原稿台２０の輝度データが含まれる場合が多
いので、位置ｓから所定の画素数分離れた仮綴じ部位置
ｘ付近の輝度パターンＸ（ベクトル）を用いてパターン
マッチングを行うことが望ましい。まず、第１の綴じ部
である位置ｓから任意の画素数分主走査方向に移動した
ところを仮綴じ部位置ｘ（以後、位置ｘという）とし、
その位置ｘ付近の輝度パターンＸ（ベクトル）（以後、
パターンＸ（ベクトル）という）を求める。例えば、位
置ｘから綴じ部ＣＬの特徴を含む副走査方向左右ｎ画素
分の輝度データをパターンＸ（ベクトル）（＝Ｘ₁，Ｘ
₂，・・・ _,Ｘ_n) として配列する。つまり、図１３に示
されるように、パターンＸ（ベクトル）の中心は位置ｘ
に対応する。

【００２５】パターンＸ（ベクトル）の決定方法は、上
記の位置ｓから所定の画素数分離れた位置ｘ付近の輝度
パターンＸ（ベクトル）をそのまま用いる方法に限定さ
れず、パターンＸ（ベクトル）の各要素の値として主走
査方向の複数個の輝度値の平均値あるいは最大値を用い
る等の他の方法を用いてもよい。また、パターンＸ（ベ
クトル）の各要素の輝度データを１画素毎ではなく数画
素毎に採取することにより、処理の高速化を図ることが
できる。さらにまた、パターンＸ（ベクトル）の各要素
の輝度データの採取間隔を調整して、パターンＸ（ベク
トル）の中央付近のデータ採取間隔を狭く取る等の方法
で輝度データに重み付けを行うことにより、検出処理の
精度を向上させることができる。従って、図１４に示さ
れるように、パターンＸ（ベクトル）の中央部以外の輝
度データを間引いて採取し、中央部の輝度データの採取
間隔を狭くする（中央部の評価に重みを付ける）こと
で、検出精度を向上させつつ処理時間の短縮を図ること
ができる。

【００２６】次いで、下端位置ｔに対応した輝度パター
ンＹ_T（ベクトル）を探索する。具体的には、例えば、
位置ｘから任意の画素数分主走査方向に離れた副走査方
向の探索ラインｌ_k上において、探索範囲内の各画素位
置ｉ(=１〜Ｎ）から左右ｎ画素を範囲として、各画素位
置ｉに対応した輝度パターンＹ_i（ベクトル）（＝
Ｙ _i1，Ｙ_i2，・・・，Ｙ_in：以後、パターンＹ_i（ベクト
ル）という）を、上記パターンＸ（ベクトル）と同様の
方法で求める。図１１には、ｉ＝１，Ｔ，Ｔ＋α，Ｎの
場合を示しており、それらのパターンＹ₁（ベクト
ル），Ｙ_T（ベクトル），Ｙ_T+α（ベクトル），Ｙ
_N（ベクトル）のそれぞれの輝度分布を図１５に示す。
次に、下記の式（１）に示される内積演算により、パタ
ーンＸ（ベクトル）と探索ラインｌ_k上における各パタ
ーンＹ₁〜Ｙ_N（ベクトル）との類似度Ｒ_iを算出す
る。

【数１】

【００２７】上記の画素位置ｉの最小移動単位は１画素
であるが、任意に移動画素数を設定して類似度Ｒ_iの算
出回数を減らすことにより、検出処理の高速化を図るこ
とができる。また、画素位置ｉの移動間隔を調整して、
中央付近の移動間隔を狭くする等の重み付けを行うこと
により、検出処理の精度を向上させることができる。さ
らにまた、パターンＸ（ベクトル）とパターンＹ_i（ベ
クトル）とを比較しやすくするために、これらの輝度パ
ターンの輝度データを綴じ部ＣＬ以外平滑化する等の前
処理を行ってもよい。また、図１６に示されるように、
パターンＸ（ベクトル）とパターンＹ_i（ベクトル）と
を比較しやすくするために、これらの輝度パターンの輝
度データの最小値を０にする等の前処理を行ってもよ
い。これにより、図１７に示されるように、パターンＸ
（ベクトル）とパターンＹ_i（ベクトル）の原稿下地の
輝度レベルが異なっている場合でも、精度の高い検出を
行うことができる。

【００２８】上記の式（１）に示される内積演算の結
果、類似度Ｒ₁〜Ｒ_Nの中で最大の類似度Ｒ_Tの値が予め
設定したしきい値以上であれば、類似度Ｒ_Tに対応する
パターンＹ_Tから仮綴じ部位置ｙ（以後、位置ｙとい
う）を算出することができる。すなわち、図１１に示さ
れるように、パターンＹ_Tの中心が位置ｙとなる。この
位置ｙと位置ｘとを用いて綴じ部傾き角θを算出するこ
とができる。また、この傾き角θと位置ｓとを用いて第
２の綴じ部である位置ｔを算出することができる。図１
１に示されるように、この位置ｔと位置ｓとを結ぶ直線
が原稿の綴じ部ＣＬの存在する位置となる。

【００２９】次に、上記の類似度Ｒ_iを用いた原稿綴じ
部ＣＬの検出処理の流れについて図１８のフローチャー
トを参照して説明する。まず、ＣＰＵ７０は、原稿綴じ
部ＣＬの上端位置ｓと、これに対応した仮綴じ部位置ｘ
を検出した後（＃２１，＃２２）、位置ｘ付近の輝度パ
ターンＸ（ベクトル）を検出する。そして、探索回数ｋ
を０クリアして（＃２４）、探索回数ｋを１加算し（＃
２５）、１番目の探索ラインｌ₁を対象とする１回目の
探索を開始する。次いで、ＣＰＵ７０は、探索回数ｋが
Ｍ（但し、Ｍは２以上の自然数）以下であるか否かのチ
ェック（＃２６）を行う。探索回数ｋが１の場合は、ｋ
がＭ以下となるので（＃２６でＹＥＳ）、探索ラインを
１ライン目の位置に設定して（＃２７）、ｉ＝１〜Ｎの
範囲内でパターンＸ（ベクトル）とパターンＹ_i（ベク
トル）とのパターンマッチング演算を行い、類似度Ｒ₁
〜Ｒ_Nの算出を行う（＃２８）。そして、ＣＰＵ７０
は、これらの類似度Ｒ₁〜Ｒ_N中の最大類似度Ｒ_Tの値が
予め設定したしきい値以上であるか否かを判定して、し
きい値以上である場合には（＃２９でＹＥＳ）、パター
ンＹ_T（ベクトル）の中心となる画素の位置を位置ｙに
設定し（＃３０）、この位置ｙと＃２２で求めた位置ｘ
より綴じ部傾き角θを算出する（＃３１）。ＣＰＵ７０
は、上記により求めた位置ｓと綴じ部傾き角θに基づい
て位置ｔを算出し（＃３４）、位置ｓと位置ｔに基づい
て原稿綴じ部ＣＬを検出する（＃３５）。

【００３０】また、上記＃２９の判定の結果、最大類似
度Ｒ_Tの値が予め設定したしきい値未満である場合には
（＃２９でＮＯ）、ＣＰＵ７０は、探索回数ｋを１加算
し（＃２５）、次の探索ラインｌ_k上のパターンＹ
_i（ベクトル）を対象として上記＃２６乃至＃２９の処
理を行って、最大類似度Ｒ_Tがしきい値以上となるパタ
ーンＹ_T（ベクトル）の検出を行う。ただし、探索回数
ｋがＭ回目を超えた場合は（＃２６でＮＯ）、予め設定
したしきい値以上の値を持つ最大類似度Ｒ_Tを検出する
ことができないと判断して、図１２に示されるように、
最後の探索ラインｌ _M内のパターンＹ_i（ベクトル）に
対するパターンマッチング演算において最大類似度Ｒ_T
を持つと判断されたパターンＹ_T（ベクトル）内の最小
の輝度値を持つ画素の位置を位置ｙに設定して（＃３
２）、この位置ｙと＃２１で求めた位置ｓより綴じ部傾
き角θを算出する（＃３３）。その後、処理は＃３４に
進む。

【００３１】図１９は本装置の画像処理制御回路のブロ
ック図、図２０は図１９の画像処理制御回路における各
信号のタイミングチャートである。この画像処理制御回
路を用いて、上記の検出処理において得られた情報と予
め設定した除去幅に基づいて、画像データ中の原稿綴じ
部領域を斜めに除去することができる。この回路は、装
置の制御用の回路や各種のメモリを含む制御部１００
と、画像の読み取りを行う撮像部２００と、読み取った
画像に対する画像処理と画像編集を行う画像処理編集部
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ＣＰＵ７０、各種の制御用プログ
ラムを格納するシステムＲＯＭ６７及び各種のデータを
格納するシステムＲＡＭ６８を備えている。

【００３２】制御部１００内のＣＰＵ７０は、請求項１
における第１の位置検出手段、第１の輝度パターン検出
手段、第２の輝度パターン検出手段、第２の位置検出手
段、及び請求項２における傾斜角算出手段、除去手段、
回転補正手段として機能する。撮像部２００は、ライン
センサ３１、及びラインセンサ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６１を備
えている。画像処理編集部３００は、濃度変換等の各種
画像処理を行う画像処理回路６２、画像信号Ｓ１と画像
編集信号Ｓ３とのＡＮＤゲート回路６３、画像編集信号
Ｓ３を出力する編集回路６４、画像データに対して拡大
／縮小処理を行う電子変倍回路６５、及び外部出力用に
データを変換する出力インターフェース６６を備えてい
る。

【００３３】図１９及び図２０において、ラインセンサ
３１から読み出されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６
１でデジタル信号に変換され、画像処理回路６２へ出力
される。画像処理回路６２は、受け取った画像データに
対して濃度変換、エッジ強調、γ変換等の処理を行った
後、処理後のデータを画像信号Ｓ１としてＡＮＤゲート
回路６３へ出力する。画像信号Ｓ１は、ＡＮＤゲート回
路６３において編集回路６４から出力される画像編集信
号Ｓ３によりその出力が制御される。すなわち、画像編
集信号Ｓ３が有効（例えばハイレベル）の期間のみ、画
像信号Ｓ１と同じ信号が画像信号Ｓ２として電子変倍回
路６５へ送られ、一方、画像編集信号Ｓ３が無効（例え
ばローレベル）の期間は、画像信号Ｓ２が送られず、こ
の部分の画像データがいわゆる白データとなる。このよ
うにして画像編集信号Ｓ３により画像信号Ｓ１の出力を
制御することで、画像中の原稿の綴じ部領域等の不要部
分を除去することができる。不要部分除去後の画像デー
タ（画像信号Ｓ２）は、電子変倍回路６５にて拡大／縮
小された後、出力インターフェース６６へ送られて、外
部へ出力される。

【００３４】図２１は図１９に示される編集回路６４の
ブロック図である。画像編集信号Ｓ３は、カウンタＣ１
／Ｃ２で作られた画像オン・タイミング信号（以下、オ
ン信号と略す）と、カウンタＣ３／Ｃ４で作られた画像
オフ・タイミング信号（以下、オフ信号と略す）とから
なる。それぞれのカウンタへは、水平同期信号発生ごと
にカウンタ初期値ラッチ７１から各々カウンタ初期値が
ロードされ、画素クロックによってカウントアップされ
る。カウンタＣ１，Ｃ２が所定値に達するとオン信号が
１画素クロック期間“ロー”になり、カウンタＣ３，Ｃ
４が所定値に達するとオフ信号が１画素クロック期間
“ロー”になる。図２０に示されるように、画像編集信
号Ｓ３は、オン信号が“ロー”になると有効（アクティ
ブ）となり、オフ信号が“ロー”になると無効（インア
クティブ）となる。

【００３５】上記の画像編集信号Ｓは画像データ中の各
ラインのデータから原稿の綴じ部領域の画像を除去する
ための信号であり、ＣＰＵ７０は、水平同期信号をイン
ターラプトとして処理し、現在のラインへ移行したこと
を検知すると、処理が次ラインへ移行するまでにカウン
タ初期値ラッチ７１に次ライン用のカウンタ値を設定す
る。これにより、次ラインの処理のスタート時までに、
カウンタＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４によって読み込まれる
カウンタ初期値が更新されて、画像出力オン／オフのタ
イミングが変化する。このカウンタ初期値を設定する際
に、上記のようにして求めた原稿の綴じ部ＣＬの位置と
予め設定した除去幅を考慮してカウンタ初期値を設定し
て、１ライン（あるいは数ライン）毎にタイミングの変
化点（カウンタ初期値）の更新を繰り返すことにより、
斜めの原稿綴じ部除去に必要な画像編集信号Ｓ３を得る
ことができる。なお、原稿綴じ部領域が主走査方向に沿
って真っ直ぐになることも考えられるが、かかる場合も
斜めの綴じ部領域の一態様として扱うことができる。

【００３６】このように、予備スキャンデータに基づい
て取得した原稿綴じ部領域に関する情報に基づき、原稿
綴じ部領域を除去するタイミングを本スキャン前に１ラ
イン単位で算出しておいて、本スキャン中に各ライン毎
のオン／オフ信号のカウント値を設定してやることによ
り、検出された原稿綴じ部領領域がたとえ主走査方向に
対して斜めであっても、その綴じ部領城の正確な除去が
可能である。

【００３７】次に、上記図３の＃１３に示される回転補
正処理について説明する。本スキャンの読み取り画像デ
ータの傾き補正（スキュー角の補正）を行うには、上記
の原稿綴じ部領領域の検出において得られた原稿の綴じ
部傾き角θを用いる。例えば、本スキャンで得た画像デ
ータ全体に対して下記の式（２）の回転変換を施すこと
で、ブック原稿ＢＤの読み取り画像のスキューを補正す
ることができる。また、本スキャンで得た各ラインの画
像データを回転座標変換しつつ出力することにより、ス
キュー補正することもできる。

【数２】

【００３８】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、原稿綴じ部ＣＬ上の第１の位置ｓを
求めて、この位置ｓ付近の輝度パターンＸ（ベクトル）
と最も類似度の高い輝度パターンＹ_T（ベクトル）に対
応した位置ｙを検出するようにしたことにより、第１の
位置とは離間した原稿綴じ部ＣＬ上の位置ｔを求めるこ
とができる。このように輝度パターンを利用して画像中
の原稿綴じ部ＣＬを検出するようにしたことにより、傾
いたブック原稿ＢＤの読み取り画像であっても、原稿綴
じ部領域を確実に検出して除去することができる。これ
により、読み取り画像中の原稿綴じ部領域以外の低輝度
の画像領域（例えば、文字画像）を誤消去することがな
くなると共に、原稿綴じ部領域の消し残しをなくすこと
ができる。また、原稿の綴じ部傾き角θを算出して、こ
の傾き角θに基づいて画像を回転させるようにしたこと
により、傾いた原稿の読み取り画像に対する傾き補正を
行うことができ、従って、歪みのない自然な画像を得る
ことができる。

【００３９】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、本発明を読み取り画像中の原稿綴じ部領域の検
出・除去に適用した例を示したが、読み取り画像中の原
稿エッジ等の他の特定の要素を持った画像領域の検出・
除去に適用してもよい。また、上記実施形態では、本発
明をブックスキャナに適用した例を示したが、本発明の
適用対象となる装置はこれに限らず、画像データに対し
て処理を施す装置であれば何でもよく、例えば、スキャ
ナを持たないコンピュータ等であってもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
対象画像中の特定の要素を持った画像領域（以下、特定
領域という）上の位置である第１の位置を求めて、この
第１の位置付近の第１の輝度パターンと最も類似度の高
い第２の輝度パターンに対応した第２の位置を検出する
ようにしたことにより、第１の位置とは離間した特定領
域上の位置を求めることができる。このように輝度パタ
ーンを利用して画像中の原稿綴じ部や原稿エッジといっ
た特定領域上の位置を検出するようにしたことにより、
文字や罫線等より構成される原稿下地模様の輝度値に関
わらず、特定領域上の位置を正確に検出することがで
き、また、対象画像が原稿外形の上下辺の極位置が判定
しにくい薄手のブック原稿や、傾いたブック原稿の読み
取り画像であっても、特定領域上の位置を確実に検出す
ることができる。

【００４１】また、請求項２の発明によれば、画像位置
検出装置により輝度パターンを利用して特定領域上の第
１の位置と第２の位置とを検出して、これらの特定領域
上の２点と、特定領域の傾斜角と、任意の対象画像除去
幅とに基づいて、画像として不要な特定領域を除去する
ようにしたことにより、例えば対象画像がブック原稿の
読み取り画像である場合に、文字や罫線等より構成され
る原稿下地模様の輝度値に関わらず、原稿綴じ部や原稿
エッジといった特定領域を正確に除去することができ、
しかも、原稿外形の上下辺の極位置が判定しにくい薄手
のブック原稿や、傾いたブック原稿の読み取り画像であ
っても、原稿綴じ部や原稿エッジといった特定領域を確
実に検出して除去することができる。これにより、読み
取り画像中の特定領域以外の低輝度の画像領域（例え
ば、文字画像）を誤消去することがなくなると共に、原
稿綴じ部や原稿エッジといった不要な領域の消し残しを
なくすことができる。また、特定領域の傾斜角を算出し
て、この傾斜角に基づいて画像を回転させるようにした
ことにより、傾いた原稿の読み取り画像に対する傾き補
正を行うことができ、歪みのない自然な画像を得ること
ができる。

【００４２】また、第１及び第２の位置を原稿綴じ部又
は原稿端部とすることにより、原稿綴じ部又は原稿端部
を確実に検出して除去することができる。

【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】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４】上記ブックスキャナの原稿台上に載置された
ブック原稿の様子を簡略化して示した図である。

【図５】上記ブックスキャナが予備スキャン時に読み
取った画像データの様子を示す図である。

【図６】上記ブックスキャナにおける原稿高さの測定
原理の説明図である。

【図７】上記ブックスキャナのラインセンサによる主
走査方向１ライン分の出力値の例を示すグラフである。

【図８】上記ブックスキャナの原稿左右方向の高さ分
布データを示す図である。

【図９】上記ブックスキャナの原稿高さデータの変曲
点を示す図である。

【図１０】上記ブックスキャナにおける原稿綴じ部の
上端位置を検出する方法の説明図である。

【図１１】最大類似度の値がしきい値以上である場合
の原稿綴じ部の下端位置ｔの検出方法の説明図である。

【図１２】最大類似度の値がしきい値未満である場合
の原稿綴じ部の下端位置ｔの検出方法の説明図である。

【図１３】輝度パターンＸ（ベクトル）の各要素の輝
度値を示すグラフである。

【図１４】中央部に重みを付けて採取したパターンＸ
（ベクトル）の各要素の輝度値を示すグラフである。

【図１５】輝度パターンＹ_i（ベクトル）の各要素の
輝度値を示すグラフである。

【図１６】パターンＸ（ベクトル）とパターンＹ
_i（ベクトル）の各要素の輝度データに対して輝度値の
最小値を０にする前処理を行った場合のグラフである。

【図１７】位置ｘと位置ｙの原稿下地の輝度レベルが
異なっている場合における位置ｙの検出の様子を示す図
である。

【図１８】上記ブックスキャナにおける原稿綴じ部検
出処理を示すフローチャートである。

【図１９】上記ブックスキャナの画像処理制御回路の
ブロック図である。

【図２０】上記画像処理制御回路における各信号のタ
イミングチャートである。

【図２１】図１９に示される編集回路のブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ブックスキャナ（画像処理装置）７０ＣＰＵ（画像位置検出装置、第１の位置検出手
段、第１の輝度パターン検出手段、第２の輝度パターン
検出手段、第２の位置検出手段、傾斜角算出手段、除去
手段、回転補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C072 AA05 EA05 LA12 RA03 RA04 RA06 SA03 VA06 XA01 5L096 AA06 BA07 CA14 FA67 FA69 9A001 BB02 BB03 BB04 EE02 EE05 GG14 HH09 HH21 HH24 HH25 HH28 JJ35 JZ07 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の要素を持った画像中の所定位置を
検出する画像位置検出装置において、任意の対象画像の中の第１の位置を求める第１の位置検
出手段と、前記第１の位置付近の第１の輝度パターンを検出する第
１の輝度パターン検出手段と、対象画像中の所定の探索範囲内において、前記第１の輝
度パターンと最も類似度の高い第２の輝度パターンを検
出する第２の輝度パターン検出手段と、前記第２の輝度パターンに対応した、前記第１の位置と
は離間した第２の位置を検出する第２の位置検出手段と
を備えたことを特徴とする画像位置検出装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の画像位置検出装置
を有し、前記第１の位置と前記第２の位置に基づいて対象画像中
の特定の要素を持つ領域の傾斜角を算出する傾斜角算出
手段と、前記画像位置検出装置と傾斜角算出手段とによる検出・
算出結果、及び任意の対象画像除去幅を基に、画像とし
て不要な領域を除去する除去手段と、前記特定領域の傾斜角に基づいて画像を回転する回転補
正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】前記第１及び第２の位置が原稿綴じ部又
は原稿端部であることを特徴とする請求項２に記載の画
像処理装置。