JP2001230909A - 読み取り装置 - Google Patents

読み取り装置

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JP2001230909A
JP2001230909A JP2000041912A JP2000041912A JP2001230909A JP 2001230909 A JP2001230909 A JP 2001230909A JP 2000041912 A JP2000041912 A JP 2000041912A JP 2000041912 A JP2000041912 A JP 2000041912A JP 2001230909 A JP2001230909 A JP 2001230909A
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JP2000041912A
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Takashi Honda
隆史 本田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像読み取り装置において、読み取り所望領
域よりも大きいサイズの所望領域外が読み取り面に存在
していても、簡単な処理により、主/副走査両方向に対
して所望の読み取り領域を適正に検出する。 【解決手段】 物体の高さデータの端部付近データか
ら、物体が読み取り所望領域よりも大きい所望領域外を
有するものであるか否かを判断し、所望領域外を有する
と判断された場合、物体外形の内側に存在する所望領域
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、書籍などの物体を
上向きに載置して撮影する読み取り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、書籍原稿を上向きで読み取る
画像読み取り装置の分野では、読み取り所望領域を検出
するために各種提案がなされている。例えば、特開平8
−289092号公報には、見開き書籍原稿の高さを検
出した後に、該原稿の左右端部に存在する変曲点を検出
し、その位置を原稿表面端とするものが示されている。
また、特開平11−4323号公報には、原稿表面のサ
ンプルデータから原稿左右端部付近の縦方向エッジパタ
ーンを検出して、その位置を原稿表面端とするものが示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の原稿面検出処理では、例えば、原稿面より大サ
イズのハードカバーやバインダーといった表紙に綴じら
れた原稿(以下、バインダー原稿という)が設置された
場合、読み取りの主又は副走査方向の原稿表面が検出で
きずに、表紙部を原稿内領域と判断してしまい、このた
め、枠消し処理を行ってもバインダー等の表紙部が出力
画像に残存してしまう問題があった。
【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、上記のような読み取り所望領域
よりも大きいサイズの所望領域外が読み取り面に存在し
ていても、簡単な処理により、主/副走査両方向に対し
て所望の読み取り領域を適正に検出することが可能な読
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、対象物載置台上に載置された物体を光学的
走査により読み取る読み取り装置において、物体を走査
しながら読み取る撮像素子と、物休の高さを検出する高
さ検出手段と、上記撮像素子により読み取られた物体と
対象物載置台との境界を検出し、これに基づき物体の外
形を求める外形測定手段と、上記高さ検出手段で得られ
た高さデータの端部付近データに基づいて、物体が読み
取り所望領城よりも大きな所望領域外を有するものであ
るか否かを判断する判定手段と、上記判定手段による判
定結果に基づき、上記外形測定手段により求められた物
体の外形の内側に存在する所望領域を求める所望領域検
出手段を備えたものである。
【0006】上記構成においては、物体の高さデータの
端部付近データから、物体が読み取り所望領域よりも大
きい所望領域外を有するものであるか否かを判断し、所
望領域外を有する物体であると判断された場合、物体外
形の内側に存在する所望領域を検出する。
【0007】上記判定手段は、上記端部付近データに高
さの低い領域が所定長さ以上有る場合に、読み取り所望
領城外を有する物体であると判断することができる。こ
れにより、読み取り所望領城外を容易に検出することが
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
ブックスキャナについて図面を参照して説明する。図1
はブックスキャナ1の外観を示し、図2はブックスキャ
ナ1の使用状態の一例を示す。
【0009】<装置の全体構成>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(対象物載置台)、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いる。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との距離は30cm以上であ
る。
【0010】本体ハウジング10の前面の上端側に操作
パネルOPが設けられており、下端側に原稿面の高さを
検出するための測距ミラー16(高さ検出手段)が固定
されている。測距ミラー16の前面側の表面は光沢性の
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。この測距ミラー16の上端面は、シェー
ディング補正のための白色板18として機能する。本体
ハウジング10における操作パネル0Pに向かって右側
の側面には、メインスイッチ51が設けられている。原
稿台20の左右方向の両側には、ユーザーが読み取りの
開始を指示するためのスタートキー52が1つずつ設け
られている。また、原稿台20の前面側には、アームレ
スト25が設けられている。
【0011】撮像ユニット30は、CCDアレイからな
るラインセンサ31(撮像素子)、結像レンズ32、お
よびミラー33を有している。ミラー33と結像レンズ
32とによって、原稿画面がラインセンサ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、図示しないAF機構によって位置決
めされる。ラインセンサ31は、図示しない走査機構の
可動体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。以上の構成のブックスキャナ1は、
ブック原稿の読み取りに好適な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、各種の原稿に適合する総合的な複写システムを
構成することができる。
【0012】<画像読み取り時の制御概要>ブックスキ
ャナ1の使用に際して、ユーザーは、図2のように原稿
台20の上にブック原稿BDを見開いた状態で上向きに
置く。その時、測距ミラー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、測距ミラー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MB(図3参
照)である。また、上記基準線と測距ミラー16の前縁
との間には、原稿台20と同濃度の原稿上端検出用板1
9が配置されている。原稿台20は左右独立に上下移動
可能に構成されている。これにより、見開いた時の左右
のぺ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BD
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。
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)で必要な処理が行われる。外部装置への
画像出力は本スキャン時に行われる。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。
【0014】図3(A)は原稿台20上にブック原稿BD
が載置された状態を示し、図3(B)はラインセンサ31
による読み取り画像G0を示している。読み取り画像G
0は、ブック原稿BDの読み取り対象面の像G1、原稿
台20の像G20、及び測距ミラー16に写った像G1
8から構成されている。像G18の内の像G181、G
182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G18の内の像G181、G182以外の部分
は、測距ミラー16に写った背景像である。像G18と
像G20との境界は上述の基準線に対応し既知であるの
で、その境界と像G181、G182の輪郭線との距離
(画素数)から原稿面の高さを算定することができる。像
G1と像G20との境界は、原稿面の下地色と原稿台2
0の色との差異を利用して判別することができる。
【0015】また、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はないことにより、
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
れることによる。像G1の上端縁が湾曲して原稿上端検
出用板19に入り込んだ像19より、この原稿上端の湾
曲エッジを検出することで、サイズ検出が可能となる。
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。
【0016】<信号処理の構成ブロック>図4はブック
スキャナ1の信号処理系100のブロック構成を示す。
ラインセンサ31の出力は、AD変換部102によって
例えば8ビットの画像データD102に変換される。予
備スキャン時には、画像データD102は、一時メモリ
104に一旦格納され、装置の読み取り動作を制御する
CPU101を経由してRAM106ヘ転送される。各
原稿形状検出部(輝度検出部112/原稿高さ検出部1
13/原稿サイズ検出部114)は、このRAM106
に転送されたサンプリングデータを使用して検出を行
う。但し、このデータは各検出系に対してのみ使用され
るものなので、本スキャン読み取りよりも粗い解像度
(例えば、CCD8画素ピッチ)に間引いたデータでよ
い。輝度検出部112は、副走査方向の所定ライン毎に
各画素の輝度を集計して輝度ヒストグラムを作成し、副
走査所定ライン毎の下地輝度を検出する。原稿高さ検出
部113は、測距ミラー16におけるミラー背景と原稿
上端面のエッジ(境界)位置を検出する。原稿サイズ検出
部114は、原稿台20上における原稿領域を検出す
る。CPU101は、上記各検出結果に基づき、下地飛
ばし量/画像歪み補正量/画像マスキング位置等を算出
する。また、CPU101は高さデータに基づいてAF
制御のためのデータ生成も行う。
【0017】本スキャン時には、AD変換部102から
画像処理部103へ画像データD102が送られる。画
像処理部103は、原稿面の湾曲に起因する画像歪み補
正、濃度補正、原稿を押さえたユーザーの手の像を消去
するマスキングなどの処理を担う。所定の画像処理を受
けた画像データが複写機やプリンタなどの外部装置へ出
力される。なお、CPU101は、ROM105内のプ
ログラムに従って、ランプ制御部45及びセンサ駆動部
35を含む駆動系を制御する。センサ駆動部35は、ラ
インセンサ31に対して所定のクロック信号を供給す
る。
【0018】<読み取り動作フローの概要>図5はCP
U101による読み取り動作のフローチャートである。
ブックスキャナ1は、スタートキー52のオンに呼応し
てランプユニット40の光源を点灯し、予備スキャンを
開始する(#1)。予備スキャンにおいては、サンプリ
ング用の間引き画像データをRAM106へ転送しつつ
(#2,#3)、原稿の外形サイズ検出(#4)/原稿
面の高さ測定(#5)/本発明の特徴とする大サイズ表
紙部の有無判断(#6)及び原稿の読み取り所望領域検
出(#7)/下地レベル測定(#8)等を行う。予備ス
キャン終了後、原稿形状の湾曲補正やAF制御情報の作
成などを行い、その後、本スキャンを開始する(#
9)。本スキャンにおいては、原稿高さ検出結果に基づ
く原稿歪み補正(#10)、エッジ強調や変倍等の画像
処理、及びラインセンサの走査に合せて原稿面にピント
位置を合焦し続けるAF動作を行い(#11)、処理後
の画像データを逐次外部装置へ出力する。本スキャンが
終了すると(#12)、ランプユニット40の光源を消
灯し、新たなスタート指示を待つ待機状態となる。
【0019】<原稿高さ検出処理の概要>図6は書籍型
原稿をブックスキャナ1に設置し、予備スキャンを行っ
た際に得られるサンプリング画像を示す。この画像に
は、測距ミラー16に映った像と、原稿台20上にの原
稿面像が含まれる。予備スキャン時の画像取得は、本ス
キャンにおいて各種形状補正/画像処理等を実施するた
めに必要な読み取り画像データのサンプリングを行うの
が目的であるため、本スキャンよりも粗い解像度での読
み取り密度で実行する。
【0020】前述のように、予備スキャンで得られる測
距ミラー16の画像サンプルデータにおいて、原稿上端
面はランプユニット40により照射されているので白側
に近い輝度データとなり、測距ミラー16内で原稿端面
か映っていない背景部は入射光量が少ないため逆に黒側
に近い輝度データとなる。基本的にはこの輝度変化を利
用し、主走査方向に対して閾値との比較により原稿上端
面部のエッジが検出可能となる。また、サンプリングさ
れた画像データから、上記原稿上端画の鏡像以外に原稿
台20上に載置された原稿表面の輝度データも同時に取
得できる。
【0021】図7は、測距ミラー16に映った画像から
原稿高さ検出を行う基本原理を示す。原稿高さ検出部1
13で、ある副走査位置における「測距ミラー背景位
置」と「原稿上端面位置」の境界アドレスを後述の方法
により検出できた場合、このアドレスは、主走査方向ラ
インセンサ31の先頭アドレスMTからの距離PXLE
Nとして取得できる。一方、原稿高さ0mm面の基準位
置MBも、初期マシン調整等を行うことにより先頭アド
レスMTからの距離PXSTDを既知データとして認識
可能である。従って、その副走査位置における原稿高さ
画素数HTは、 HT=PXSTD−PXLEN の演算により算出することができる。また、初期マシン
調整処理において、規定高さの物体を測距ミラー16に
投影した状態がラインセンサ31上で何画素相当で投影
されているかを計測/記憶させておく。この調整値を使
用すれば、検出された上記原稿高さ画素数HTを実原稿
高さ(例えばmm単位)に変換できる。
【0022】以下に、読み取り対象物体として、例えば
バインダー付き原稿を原稿台に設置した場合の読み取り
について詳細説明する。この場合の予備スキャン時のサ
ンプル画像は図8のようになる。このバインダー付き原
稿の読み取り画像には、読み取り所望領城(原稿面)よ
りも大きな所望領域外(外形:バインダー表紙部)を有
する。そこで、外形を求めた後、その内側に存在する所
望領域を求める必要がある。
【0023】<原稿サイズ(外形)検出処理>まず、予備
スキャンデータに対して原稿外形サイズ(原稿と原稿台
の境界)を検出する。この時点で行うのは原稿外形の枠
位置検出であるため、その検出方法は種々の複写機等に
搭載されている従来技術の原稿サイズ検出処理を採用す
ればよい。例えば、所望の濃度以上の原稿を検出するた
めに、所定濃度を持つ治具チャートを使用して濃度デー
タを取り込む初期調整処理を行い、各主走査毎に原稿外
形サイズ検出閾値(図9のTHRegに相当)を算出し調
整値として記憶させる。予備スキャンの際には、得られ
るサンプル画像データにおいて上記閾値を越えるアドレ
スを原稿外形枠位置として順次記憶していく。
【0024】図9に、バインダー原稿の呼びスキャン画
像と、ある副走査位置yにおける主走査方向輝度分布の
例を示す。測距ミラー下端の基準線を境に、上側が「測
距ミラー領域」、下側が「原稿台領域」である。原稿外形
サイズ検出は、測距ミラー下端の基準線から下方に向か
って画素輝度値を調べ、閾値THRegを越える画素が
所定個数連続した最初のアドレスを検出結果とする。副
走査位置yにおいて、基準線から検出を始め、外形サイ
ズ検出閾値THRegを越える画素が存在するアドレス
EGyは、原稿表面エッジ位置bではなくバインダー上
端位置aとなる。このように副走査所定ピッチ(例えば
1mm)毎に同様の検出を行うことにより、原稿外形の
位置が求められる。図10にバインダー付き原稿の場合
のバインダー外形(黒丸)を示し、図11に通常原稿の
場合の原稿外形を示している。
【0025】<原稿高さデータからのバインダー検出処
理>次に、前記原稿高さ検出処理により、対象原稿の高
さデータを副走査所定ピッチ(例えば1mm)毎に取得す
る。これにより、図12のように、前記原稿外形サイズ
検出結果で得られた副走査位置範囲内における原稿高さ
データを検出することができる。この原稿高さデータを
使用して、対象としている原稿がバインダー等の大きな
サイズの表紙部を有するか否かを以下の条件により判定
する。すなわち、原稿高さデータにおいて、原稿外形サ
イズ検出で検出された副走査方向の原稿端位置から所定
長さ以上の低い均一高さ領域(図12のL)が存在する
場合、対象原稿が大サイズ表紙部を有すると判断する。
CPU101は、これら処理を実行する判定手段として
機能する。
【0026】このように判断する理由は、大きなサイズ
を有しない通常の原稿の場合、原稿端部付近での低い均
一高さ領域は極めて短い。一方、バインダーのような大
きなサイズの表紙部を有する場合、綴じ方や原稿厚さに
もよるが、バインダー部全面がほぼ平画に見開かれるの
に対して、原稿部は山型形状に見開かれるため、副走査
方向の原稿端部付近でバインダー部の低い均一高さ領域
が長く存在することによる。
【0027】多くのバインダーの幅(横)は、図13のよ
うに定型用紙サイズに対して約20mm〜30mm程度
大きい長さ(LENcl)になっている。また、この原稿
を見開いた状態で設置すると、図14のようにバインダ
ー部のみの領域(LENop)はさらに長くなる。これを
原稿高さデータで考えた場合、バインダー自体の厚みは
最大約4mmなので、図15に示す副走査方向の原稿外
形サイズ位置から高さ(HT)が4mm以下のデータが少
なくとも20mm以上連続(LN)する場合、対象原稿が
バインダー原稿である可能性が高いと判断できる。な
お、上記実施例においては、所望領域外の判断を、「所
定長さ以上の低い均一高さ領域」としたが、想定される
対象物体の不要領域を考慮して、例えば、「所定長さ以
上で高さ勾配変化が少ない領域」を所望領域外と判断し
てもよい。
【0028】<原稿面のサイズ検出処理>上記の検出処
理で読み取り対象原稿がバインダー原稿であると判定さ
れた場合、その内側に存在する(バインダー部を除い
た)原稿表面のサイズ検出処理を行う。[副走査位置]
図16に示すように、副走査方向の原稿表面端位置は、
原稿端部付近で高さデータが急激に変化する位置(変曲
点)を調べることにより検出することができる。
【0029】[主走査位置]まず、原稿高さデータから
バインダーのみが位置する副走査領域の大きさ(図14
のLENop)を調べる。次に、予備スキャンによるサ
ンプリング画像(図8)において、上記バインダー部内
の原稿面データ領域(図14のAREAbd)のバインダ
ー部平均輝度値(AVbd)を算出する。併せて、上記で
得られた原稿表面端位置(図16)から内側にある原稿
表面データ領域(図14のAREAob)のヒストグラム
を作成し、原稿表面下地ビーク輝度値(PKob)を算出
する。原稿表面は種々の画像が想定されるため、平均値
ではなく原稿の下地と判断される白側ピーク値を算出す
る。
【0030】このようにして得られた両輝度値は、図9
の主走査方向の輝度分布データにおいて、以下の値に各
々関連付けられる。 LTbd≒AVbd LTob≒PKob すなわち、除去したい輝度値(LTbd)と検出したい輝
度値(LTob)がこの時点で判明したことになる。そこ
で、バインダー部除去用のサイズ検出閾値としてTHR
bdを設け、 THRbd=(LTbd+LTob)/2 に設定する。
【0031】そして、図17に示すように、予備スキャ
ンのサンプリング画像において既に得られている原稿外
形サイズ検出を行った各副走査位置で、原稿外形サイズ
より内側の領域に対して、上記閾値THRbdを使用し
て主走査方向に輝度データを調べ、闇値を超えるデータ
領域を主走査方向の原稿表面領域(図のアドレスbより
下の領域)として各検出アドレスを格納する。CPU1
01はこれら処理を実行する所望領域検出手段として機
能する。なお、上記では原稿上向き読み取り装置におけ
るバインダー原稿検出を一実施例として説明したが、例
えば、その他の立体物として、平面トレイ上に置かれた
動物の臓器の撮像などにおける読み取り領域検出処理に
も適用可能である。
【0032】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限
られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形
態では、測距ミラーに映った像を読み取ることで、物体
の高さ検出を行うものを示したが、その他の手法で高さ
検出を行ってもよい。また、読み取り対象物は、バイン
ダー原稿に限られず、固定台上に載せられた花びんのよ
うな立体物であってもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
読み取り所望領域の検出処理において、物体高さデータ
の端部付近データの状態を検出し、その結果に基づいて
物体外形の内側にある所望領域を検出するようにしたの
で、簡単な処理・構成でもって、物体が立体物であって
も容易に所望領域のみを読み取ることができる。また、
物体高さデータの端部付近データに所定高さより低い領
域が所定長さ以上有る場合に、読み取り所望領域外が有
ると判断し、これを物体の有効領域から除外することに
より、容易かつ適確に有効領域のみを読み取ることがで
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。
【図2】 同ブックスキャナの使用状態の一例を示す
図。
【図3】 (A)は原稿台にブック原稿がセッティング
された状態を示す図、(B)はその読み取り画像を示す
図。
【図4】 ブックスキャナの信号処理系のブロック図。
【図5】 読み取り動作のフローチャート。
【図6】 高さ検出におけるサンプリング画像の部分
図。
【図7】 原稿高さ検出の基本モデル図。
【図8】 バインダー原稿設置時の予備スキャン画像を
示す図。
【図9】 バインダー原稿での予備スキャン画像と主走
査方向輝度分布図。
【図10】 バインダー原稿の外形サイズ検出結果を示
す図。
【図11】 通常原稿の外形サイズ検出結果を示す図。
【図12】 原稿高さ検出結果を示す図。
【図13】 バインダー原稿の綴じた状態の平面図と側
面図。
【図14】 バインダー原稿の見開いた状態の平面図と
側面図。
【図15】 バインダー原稿であることを判定する要件
を説明する図。
【図16】 原稿表面のサイズ検出(副走査位置)を説明
する図。
【図17】 原稿表面のサイズ検出(主走査位置)を説明
する図。
【符号の説明】
1 ブックスキャナ 16 測距ミラー 20 原稿台 31 ラインセンサ 101 CPU 113 原稿高さ検出部 114 原稿サイズ検出部
フロントページの続き Fターム(参考) 2H012 CA22 CA30 5B047 AA07 AB02 BA02 BB02 BC05 BC09 BC11 BC14 CA14 CB09 CB23 DC04 DC09 5C072 AA01 CA02 DA02 DA04 EA05 LA12 RA04 UA20 VA06 WA04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物載置台上に載置された物体を光学
    的走査により読み取る読み取り装置において、 物体を走査しながら読み取る撮像素子と、 物休の高さを検出する高さ検出手段と、 上記撮像素子により読み取られた物体と対象物載置台と
    の境界を検出し、これに基づき物体の外形を求める外形
    測定手段と、 上記高さ検出手段で得られた高さデータの端部付近デー
    タに基づいて、物体が読み取り所望領城よりも大きな所
    望領域外を有するものであるか否かを判断する判定手段
    と、 上記判定手段による判定結果に基づき、上記外形測定手
    段により求められた物体の外形の内側に存在する所望領
    域を求める所望領域検出手段を備えたことを特徴とする
    読み取り装置。
  2. 【請求項2】 上記判定手段は、上記端部付近データに
    高さの低い領域が所定長さ以上有る場合に、読み取り所
    望領城外を有する物体であると判断することを特徴とす
    る請求項1に記載の読み取り装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018097213A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置、情報処理装置、カール検出装置およびプログラム

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