JP2004272415A

JP2004272415A - 光学読取装置

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Publication number: JP2004272415A
Application number: JP2003059571A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Iwashita; 博一岩下
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】光学読取装置において、白紙画像データを外部記憶装置から読み込むための所要時間を短縮する。
【解決手段】入力画像メモリ１０４は、画像入力部１０１によって取得された原稿画像データを取り込んで一時的に記憶する。白紙画像メモリ１０６は、所定の解像度に対応する白紙画像データを取り込んで、一時的に記憶する。補正データ作成部１０８は、白紙画像データに画素密度変換処理を施すことによって、原稿画像データと同じ解像度の補正データを作成する。シェーディング補正処理部１０９は、補正データを用いて、原稿画像データのシェーディング補正を行う。一種類の解像度の白紙画像データのみを読み込み、これを変換することによって他の解像度の白紙画像データを作成するので、白紙画像データ読み込みに要する時間が短縮される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像データを光学的に取得する光学読取装置に関し、特に、取得された画像データの濃度むらを補正するシェーディング補正機能を備えた光学読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学読取装置を用いて画像データを取得する場合、読み取り原稿（帳票等）を照らす照明器の照度ムラなどに起因して、濃度むらが発生する場合がある。このような濃度むらを補正する技術として、シェーディング補正が知られている。シェーディング補正を採用した光学読取装置としては、通常のイメージスキャナや、ファクシミリ装置の読取部等が、知られている。シェーディング補正の技術は、例えば、下記の非特許文献１に開示されている。
【０００３】
非特許文献１にも開示されているように、シェーディング補正技術では、予め光学読取装置によって白紙原稿の画像データ（以下「白紙画像データ」と記す）が取得され、この白紙原稿の各画素濃度が検出される。そして、この光学読取装置で原稿の画像データ（以下「原稿画像データ」と記す）を取得した際に、この原稿画像データの各画素濃度と白紙画像データの画素濃度との減算や除算等が、行われる。この演算の結果が、補正後の画素濃度となる。
【０００４】
近年、複数種類の解像度に対応する光学読取装置が多く登場している。例えば、通常のイメージスキャナの場合、２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉ等の解像度に対応している。ユーザは、これらの解像度からいずれかを選択して、所望の原稿画像データを取り込むことができる。周知のように、‘ｄｐｉ’は、ｄｏｔｐｅｒｉｎｃｈの略であり、１インチ当たりの画素数を示す単位である。例えば、‘２００ｄｐｉ’とは、１インチ当たりの画素数が２００ドットであることを意味する。すなわち、解像度が高いほど、単位長さ当たりの画素数が多くなり、したがって、単位面積当たりの画素数も多くなる。
【０００５】
上述のように、シェーディング補正では、原稿画像データの画素毎に、濃度補正のための演算が行われる。したがって、白紙画像データの解像度は、原稿画像データの解像度と同一でなければならない。解像度が異なると、両画像データの画素が一対一に対応しなくなるからである。
【０００６】
このため、従来の光学読取装置は、白紙画像データを、その光学読取装置が対応している解像度毎に取得していた。例えば、三種類の解像度２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉに対応する光学読取装置の場合、これらの解像度２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉのすべてについての白紙画像データを予め取り込んで、外部記憶装置等に保存することとしていた。これにより、すべての解像度において、シェーディング補正を行うことが可能になる。
【０００７】
【非特許文献１】
谷尻豊寿著「パソコンによる最新画像処理入門」技術評論社、平成８年５月１日発行、ｐ９６−９８
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光学読取装置には、白紙画像データを外部装置等から読み込むための時間が長いという欠点があった。
【０００９】
上述のように、従来の光学読取装置では、白紙画像データが、解像度毎に準備される。これらの白紙画像データは、例えば外部記憶装置等に格納されている。そして、光学読取装置の初期化処理時に、光学読取装置で設定された解像度に対応する白紙画像データ或いはすべての白紙画像データが、外部記憶装置から読み込まれる。
【００１０】
ここで、白紙画像データは、原稿画像データと同じデータサイズを有している。したがって、データサイズは非常に大きく、外部記憶装置等からの読み込み時間は非常に長い。このため、光学読取装置の初期化時にすべての解像度の白紙画像データを読み込む場合、この初期化処理時間が非常に長くなってしまう。
【００１１】
一方、設定された解像度に対応する白紙画像データのみを読み込む場合、光学読取装置の解像度が変更されるたびに新たな白紙画像データを読み込まなければならなくなる。このため、解像度変更処理の所要時間が非常に長くなってしまう。
【００１２】
このような理由から、初期化時や解像度変更時の処理時間が短い光学読取装置が嘱望されていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる光学読取装置は、画像入力部によって取得された原稿画像データを取り込んで一時的に記憶する入力画像メモリと、所定の解像度に対応する白紙画像データを取り込んで一時的に記憶する白紙画像メモリと、白紙画像データに画素密度変換処理を施すことによって、原稿画像データと同じ解像度の補正データを作成する補正データ作成部と、補正データを用いて、原稿画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部とを備える。
【００１４】
この発明では、白紙画像メモリに取り込まれた白紙画像データの画素密度を補正データ作成部で変換する。したがって、所定の解像度に対応した白紙画像データを一旦取り込めば、その後に画像入力部の解像度が変更されても白紙画像データの再取得を行う必要がない。これにより、この発明によれば、初期化時や解像度変更時の処理時間を短縮することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。
【００１６】
図１は、この実施の形態に係る光学読取装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１７】
図１に示したように、光学読取装置１００は、外部記憶装置２００に接続されている。この光学読取装置１００は、画像入力部１０１と、表示部１０２と、操作入力部１０３と、入力画像メモリ１０４と、出力画像メモリ１０５と、白紙画像メモリ１０６と、補正データメモリ１０７と、補正データ作成部１０８と、シェーディング補正処理部１０９と、制御部１１０とを備える。
【００１８】
画像入力部１０１は、帳票等の原稿を光学的に読み取ることによって、原稿画像データを取得する。画像入力部１０１としては、イメージスキャナやファクシミリ読取装置などが採用される。
【００１９】
表示部１０２は、入力画像メモリ１０４や出力画像メモリ１０５等に格納された画像データを、オペレータに対して表示する。さらに、表示部１０２は、オペレータに光学読取装置１００の操作を補助するための操作画面を表示する。表示部１０２としては、例えば、通常のディスプレイ装置を使用することができる。
【００２０】
操作入力部１０３は、この光学読取装置１００に対するオペレータの操作を受け付ける。操作入力部１０３としては、例えば、キーボードやマウスなどを使用することができる。
【００２１】
入力画像メモリ１０４は、画像入力部１０１から入力された原稿画像データを一時的に保存するためのメモリである。
【００２２】
出力画像メモリ１０５は、シェーディング補正が施された後の原稿画像データを一時的に保存するためのメモリである。
【００２３】
白紙画像メモリ１０６は、外部記憶装置２００から白紙画像データを読み込んで、一時的に保存する。
【００２４】
補正データメモリ１０７は、シェーディング補正に使用される補正データを一時的に保存する。
【００２５】
補正データ作成部１０８は、白紙画像メモリ１０６から白紙画像データを読み込み、この白紙画像データの解像度を、原稿画像データの設定解像度と一致するように変換する。解像度を変換する方法については、後述する。そして、補正データ作成部１０８は、変換後の白紙画像データを、補正データとして、補正データメモリ１０７に格納する。なお、白紙画像データの解像度が原稿画像データの解像度と同じであるとき、補正データ作成部１０８は、かかる白紙画像データをそのまま補正データメモリ１０７に格納する。
【００２６】
シェーディング補正処理部１０９は、補正データメモリ１０７に格納された補正データを用いて、入力画像メモリ１０４に格納された原稿画像データにシェーディング補正を施す。そして、シェーディング補正処理部１０９は、シェーディング補正後の原稿画像データを、出力画像メモリ１０５に格納する。シェーディング補正の方法については、後述する。
【００２７】
制御部１１０は、光学読取装置１００内の他の構成部１０１〜１０９および外部記憶装置２００の動作を制御する。
【００２８】
外部記憶装置２００は、白紙画像データを記憶する。この白紙画像データは、実際に光学読取装置１００を用いて取得することが望ましい。照度ムラは、光学読取装置１００ごとに異なるからである。この実施の形態では、画像入力部１０１で設定し得る最高の解像度で、白紙画像データを取得するものとする。
【００２９】
次に、白紙画像データの解像度を変換する方法の一例を説明する。以下、画像入力部１０１の解像度が２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉである場合を例に採って説明する。上述のように、この実施の形態では白紙画像データを最高の解像度で取得するので、白紙画像データの解像度は４００ｄｐｉである。
【００３０】
まず、解像度を４００ｄｐｉから２００ｄｐｉに変換する場合を説明する。図２において、（Ａ）は４００ｄｐｉの画素列の一部を概念的に示し、（Ｂ）は２００ｄｐｉの画素列の一部を概念的に示している。図２（Ａ）、（Ｂ）から解るように、変換後の画像データ（すなわち補正データ）の画素Ｂ１１〜Ｂ４４の位置は、すべて、白紙画像データの画素位置のいずれか（すなわちＡ１１〜Ａ４４）と一致する。したがって、対応する画素Ａ１１〜Ａ４４のみを抽出することによって、解像度の変換を行うことができる。
【００３１】
次に、解像度を４００ｄｐｉから３００ｄｐｉに変換する場合を説明する。この場合、変換後の画像データ（すなわち補正データ）の画素位置は、白紙画像データの画素位置と必ずしも一致しない。したがって、周知の画像サイズ変換技術を応用して、解像度の変換を行う。画像サイズ変換技術は、例えば、下記文献に記載されている。この文献にも記載されているように、画像サイズ変換技術としては、最近傍法や線形補間法等がある。
【００３２】
八木伸行等著「Ｃ言語で学ぶ実践画像処理」オーム社、平成４年５月３０日発行、ｐ１４５−１４９
最近傍法とは、変換前の画素のうちで直線距離が最も近い画素に、変換後の画素を対応させる方法である。図３（Ａ）に示したように、補正データの画素Ｂ０の位置は、白紙画像データの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置（ｘ，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）のいずれとも一致しない。そして、画素Ｂ０は、画素Ａ１〜Ａ４のうち、画素Ａ３に最も近い。したがって、画素Ｂ０の濃度として、画素Ａ３の濃度が採用される。
【００３３】
線形補間法とは、変換前の近接４画素の濃度および距離比を用いて、変換後の各画素濃度を演算する方法である。図３（Ｂ）に示したように、白紙画像データの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置座標を（ｘ，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）とすると、補正データの画素Ｂ０の位置座標は（ｘ＋ｐ，ｙ＋ｑ）で表すことができる（０≦ｐ，ｑ≦１）。線形補間法では、Ａ１〜Ａ４の濃度ｄ_１〜ｄ_４および規格化された距離ｐ，ｑを下式（１）に代入することによって、画素Ｂ０の濃度ｄ_０を算出する。
【００３４】
ｄ_０＝（１−ｑ）（１−ｐ）ｄ_１＋（１−ｑ）ｐｄ_２＋ｑ（１−ｐ）ｄ_３＋ｑｐ・ｄ_４・・・（１）
次に、このようにして得られた補正データを用いてシェーディング補正を行う方法を、図４を用いて説明する。
【００３５】
上述のように、シェーディング補正は、シェーディング補正処理部１０９が行う。シェーディング補正処理部１０９は、入力画像メモリ１０４から原稿画像データ（図４（Ａ）参照）を読み出すとともに、補正データメモリ１０７から補正データ（図４（Ｂ）参照）を読み出す。そして、シェーディング補正処理部１０９は、原稿画像データと補正データとを用いて、シェーディング補正を行う。このシェーディング補正は、原稿画像データの各画素濃度を、補正データの対応画素濃度で除算することによって行われる。すなわち、除算は、対応する画素毎に行われる。これにより、画像入力部１０１の照度ムラの影響を除去することができる（図４（Ｃ）参照）。なお、除算するよりも減算する方が良好な結果を得られる場合もある。除算、減算のいずれを選択するかは、任意である。
【００３６】
次に、光学読取装置１００の全体動作の一例について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
まず、オペレータが、操作入力部１０３を操作して、光学読取装置１００の初期化処理を実行する。初期化処理とは、画像取得を介するための準備を行う処理である。この初期化処理では、白紙画像データの読み込み（ステップＳ５０１参照）や補正データの作成（ステップＳ５０２参照）等が行われる。まず、制御部１１０の制御にしたがって、外部記憶装置２００に格納されている白紙画像データが読み出され、白紙画像メモリ１０６に格納される（ステップＳ５０１参照）。上述のように、この実施の形態では、画像入力部１０１が対応している解像度のうちで最も高い解像度の白紙画像データが、白紙画像メモリ１０６に格納される。例えば画像入力部１０１の解像度が２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉである場合、４００ｄｐｉの白紙画像データが、白紙画像メモリ１０６に格納される。
【００３８】
次に、補正データ作成部１０８が、上述のような変換技術（図２、図３参照）を用いて、白紙画像データの解像度を変換する（ステップＳ５０２参照）。変換後のデータは、補正データとして、補正データメモリ１０７に格納される。すなわち、画像入力部１０１の解像度が２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉである場合、補正データメモリ１０７には、２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉの三種類の補正データが格納される。
【００３９】
初期化処理が終了すると、原稿画像データの取得開始処理が実行される（ステップＳ５０３参照）。これは、表示部１０２の表示により、オペレータに、次の原稿画像データを取得するか否かを問う処理である。オペレータが、操作入力部１０３を操作して、原稿を取得する旨の選択を行った場合には、ステップＳ５０４以降の処理が実行される。一方、オペレータが画像を取得しない旨の選択を行った場合、光学読取装置１００は動作を終了する。
【００４０】
ステップＳ５０４では、解像度の変更受付処理が行われる。これは、表示部１０２の表示により、オペレータに、原稿画像データの解像度を変更するか否かを問う処理である。オペレータが、操作入力部１０３を操作して、解像度を変更する旨の選択を行った場合には、解像度設定処理（ステップＳ５０５参照）が実行された後、ステップＳ５０５以降の処理が実行される。一方、オペレータが、解像度を変更しない旨の選択を行った場合、解像度設定処理が行われることなく、ステップＳ５０６以降の処理が実行される。
【００４１】
解像度設定処理では、制御部１１０が、操作入力部１０３から入力されたオペレータの指示にしたがって、画像入力部１０１の解像度を変更設定する（ステップＳ５０５参照）。
【００４２】
ステップＳ５０６では、画像入力部１０１が、原稿画像データを取得する。取得された画像データは、入力画像メモリ１０４に格納される。
【００４３】
その後、シェーディング補正処理部１０９により、原稿画像データに対して、上述のようなシェーディング補正（図４参照）が施される（ステップＳ５０７参照）。補正後の原稿画像データは、上述のように、出力画像メモリ１０５に格納される。なお、出力画像メモリ１０５に格納された原稿画像データは、図示しない手段により、外部に出力される。
【００４４】
原稿画像データのシェーディング補正が終了すると、ステップＳ５０３に戻り、再び原稿画像データの取得開始処理が実行される。そして、ステップＳ５０３でオペレータが画像を取得しない旨の選択を行うまで、ステップＳ５０３〜Ｓ５０７が繰り返し実行される。
【００４５】
以上説明したように、この実施の形態に係る光学読取装置１００は、初期化処理時に、白紙画像データを外部記憶装置２００から一種類のみ読み込み、補正データ作成部１０８によって解像度毎の補正データに変換する。このため、この実施の形態によれば、初期化処理時の白紙画像データ読み込み時間を短縮することができる。
【００４６】
また、初期化処理時にすべての解像度の補正データを作成するので、解像度設定処理（ステップＳ５０５参照）時に、新たに白紙画像データを読み込む必要もない。したがって、解像度設定処理の所要時間も非常に短い。
【００４７】
加えて、この実施の形態によれば、対応する解像度のうちで最高の解像度を有する白紙画像データを使用することとしたので、補正データ作成時に、信頼性の高い補正データを作成することができる。解像度が高い白紙画像データを用いる場合、上述の最近傍法や線形補間法（図３参照）の演算を行う際に、白紙画像データの画素Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と変換により作成される画素Ｂ０との距離を、短くすることができる。このため、補正データの精度を高くすることができ、したがってシェーディング補正の精度を高くすることができる。
【００４８】
なお、この実施の形態では、初期化処理時に、すべての解像度の補正データを作成することとしたが、解像度設定処理時に、該当する解像度の補正データを作成することにしてもよい。
【００４９】
また、画像入力部１０１が２００ｄｐｉ／３００ｄｐｉ／４００ｄｐｉの三種類の解像度に対応している場合を例に採って説明したが、他の解像度であってもよく、さらには二種類或いは四種類以上の解像度に対応していてもよいことは、もちろんである。
【００５０】
さらに、この実施の形態では最近傍法や線形補間法を用いて解像度を変換することとしたが、他の変換技術を用いてもよいことは、もちろんである。
【００５１】
加えて、この実施の形態では、対応する解像度のうちで最高の解像度を有する白紙画像データを補正データ作成処理（ステップＳ５０２参照）に使用することとしたが、他の解像度の白紙画像データを用いてもよい。画像データのデータ量は、解像度が高い場合ほど多くなる。したがって、低い解像度の白紙画像データを使用することにより白紙画像データの読み込み（ステップＳ５０１参照）に要する時間が短くなり、このため、初期化処理の所要時間がさらに短くなる。よって、初期化処理時間を最小に抑えたい場合には、最低の解像度を有する白紙画像データを補正データ作成処理に使用すればよい。しかしながら、上述したような理由により、白紙画像データの解像度が低いほど補正データの精度は低下する。したがって、最高解像度および最低解像度以外の解像度を使用することにより、補正データの必要な精度を確保しつつ、初期化処理時間を可能な限り短縮することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、初期化時や解像度変更時の処理時間が短い光学読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この実施の形態に係る光学読取装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】画素密度変換方法を説明するための概念図である。
【図３】画素密度変換方法を説明するための概念図である。
【図４】シェーディング補正方法を説明するための概念図である。
【図５】図１に示した光学読取装置の全体動作を概略的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００光学読取装置
１０１画像入力部
１０２表示部
１０３操作入力部
１０４入力画像メモリ
１０５出力画像メモリ
１０６白紙画像メモリ
１０７補正データメモリ
１０８補正データ作成部
１０９シェーディング補正処理部
１１０制御部

Claims

画像入力部によって取得された原稿画像データを取り込んで一時的に記憶する入力画像メモリと、
所定の解像度に対応する白紙画像データを取り込んで一時的に記憶する白紙画像メモリと、
前記白紙画像データに画素密度変換処理を施すことによって、前記原稿画像データと同じ解像度の補正データを作成する補正データ作成部と、
前記補正データを用いて、前記原稿画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部と、
を備えることを特徴とする光学読取装置。
前記白紙画像データの解像度が、前記画像入力部が選択し得る最高の解像度と一致し、
前記補正データ作成部が、当該白紙画像データの画素密度を縮小する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学読取装置。
前記白紙画像データの解像度が、前記画像入力部が選択し得る最低の解像度と一致し、
前記補正データ作成部が、当該白紙画像データの画素密度を拡大する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学読取装置。
前記白紙画像データの解像度が、前記画像入力部が選択し得る最高解像度よりも低く且つ最低解像度よりも高い解像度と一致し、
前記補正データ作成部が、当該白紙画像データの画素密度を縮小または拡大する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学読取装置。