JP2008035173A

JP2008035173A - 画像処理方法

Info

Publication number: JP2008035173A
Application number: JP2006205945A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Hattori; 雄介服部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: US8102575B2; CN100586142C; US8300277B2; US20120086990A1; CN101115115A; US20080024841A1; JP4777178B2

Abstract

【課題】原稿をスキャンする場合、読み取り領域全体の画像から原稿自体の領域を推定し、範囲のみをトリミングして出力する機能がある。原稿が複数の場合はすべてを包括する範囲をトリミングして出力する。原稿領域の検出には、原稿台と原稿の境界エッジを用いる方法がある。原稿台面すべての領域が読み取れない機構の画像読取装置であって、原稿の大きさによっては原稿のエッジがすべて得られない場合にも、原稿領域範囲を正確に推定することを目的とする。
【解決手段】読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、得られたエッジの中で、読み取り基準位置から一番遠い位置にエッジの端点座標位置とその長さがある条件を満たしている場合、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像読取装置の原稿台に置かれている原稿を読み取り、この読み取った画像を処理して出力する画像処理装置に係り、特に、原稿台に置かれている原稿領域のみをトリミングして出力することができる画像処理装置に関する。

従来、現在、紙メディアのデータをデジタル化してＰＣ等に取り込む際に使用する機器として、イメージングスキャナや複合機といったものが挙げられる。これらの画像読取装置では、文字原稿などのモノクロ画像や雑誌などのカラー画像、現像された写真や、ネガ及びポジフィルム等、多くの種類の原稿を読み取ることができる。

一方、読み取った画像は原稿台全体であり原稿部分以外も含んでしまう。そこで出力する際に便利な機能として、自動で原稿領域のみを判定し、その部分のみをトリミングして出力する機能がある。複数の原稿が設置された場合は、複数の原稿すべてを包括する最小矩形領域を出力する機能と、それぞれ個別の矩形領域を出力する機能とがある。

現在のスキャナの読み取り開始位置は、メカ精度の関係から本来の基準（０，０）ではなく、原稿台の少し内側から読み始める。メカの組み立て誤差により、読み取り領域に部品の一部が入り込んでしまったりするのを防ぐためである。基準位置から縦方向のマージンを先端レジ、横方向のマージンを左端レジという。そのため、原稿台すべての画像が読み取れるわけではないので、原稿台の大きさに近いサイズの原稿をセットした場合、原稿すべての辺の画像情報が得られない。

自動原稿領域トリミング処理では、原稿の辺（エッジ）の情報が必要不可欠であり、原稿すべての辺の画像情報が得られない場合に失敗してしまう。具体的には原稿内の画像部分のみをトリミングしてしまったり、原稿端部が欠けてしまったりする。例えば図３（ａ）は読み取り基準位置マーク３０１に角を合わせて原稿台３０２に原稿３０３を設置したものを、読取面から見た図である。原稿３０３の高さと原稿台３０２の高さがわずかしか違わず、先端レジ、左端レジの影響で原稿下辺の画像情報が得られない読み取り画像３０５が得られる。読み取り画像３０５にエッジ抽出処理を行うと、図４（ｂ）に示すエッジ４０２が得られる。もちろん原稿下辺のエッジは得られず、原稿右辺エッジ４０２と原稿内画像４０３のエッジのみになり、エッジ４０２を包括する最小矩形は斜線で示す４０４となる。この４０４の領域がトリミング結果となり原稿の左一部分が欠けたものになってしまう。

原稿領域を検出するもので、読み取り画像の背景となる画像読取装置の部品に模様を付けることで原稿領域とそうでない領域を区別している（特許文献１参照）ものがある。また、読み取り画像の画素値分布を解析して、背景と原稿の間として一番確実性のあるエッジを特定する手法がある（特許文献２参照）。しかし、前者には装置自体に加工が必要でコストがかかる。また、後者は、先端レジ、左端レジの影響でエッジ自体が読み取り画像に存在しない場合には適応できない。
特開平２００１−２６８３特開平２００４−０９６４

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、先端レジ、左端レジの影響で原稿すべてのエッジが得られなくても、正確に原稿領域のみを、また複数原稿の場合はすべてを包括する最小矩形のみをトリミングできるようにするものである。

本願発明の請求項１によれば、原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置において、前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出手段と、前記抽出手段により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力手段を有することを特徴とする。

また、本願発明の請求項５によれば、原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置の制御方法において、前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出工程と、前記抽出工程により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力工程を有することを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置において、前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出手段と、前記抽出手段により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力手段を有するので、原稿すべてのエッジが得られなくても、原稿領域、または、複数原稿のすべてを包括する最小矩形をトリミングできる。

本発明の請求項５によれば、原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置の制御方法において、前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出工程と、前記抽出工程により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力工程を有するので、原稿すべてのエッジが得られなくても、原稿領域、または、複数原稿のすべてを包括する最小矩形をトリミングできる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明に関わる画像読取装置に用いられる画像読取装置の一つの例を示すものであり、その画像読取装置の断面図である。
図１において、１０１はスキャナ本体、１０２は透過原稿ユニット、１０３は読み取り原稿である。スキャナ１０１は、不図示のインターフェースケーブルによりホストコンピュータ（以下、ホストＰＣ）に接続されている。

さらに、スキャナ１０１は移動光学ユニット１０４、原稿台ガラス１０５、電気基板１０６、パルスモータ１０７、無端ベルト１０８、プーリ１０９、１１０、ギア列１１１、ガイドレール１１２、白色基準板１１３を有している。白色基準板１１３の中には、黒マーク１３６が有り、スキャナ１０１はこの黒マーク１３６を基準にして読み取りエリアを決めて画像を読み取っている。光学ユニット１０４とパルスモータ１０７はそれぞれ不図示のケーブルにより電気的に接続されている。また、光学ユニット１０４は、ガイドレール１１２に載置部１１４により摺動可能に載置されている。また、載置部１１４は無端ベルト１０８に固着されている。

そして、移動光学ユニット１０４は、反射原稿用光源１１５、複数の反射ミラー１１６、１１７、１１８、結像レンズ１１９、撮像手段であるラインセンサ１２０から構成されている。

次に、上記構成を有するスキャナ１０１における反射原稿画像の読み取り動作を簡単に説明する。
スキャナ１０１における読み取り動作の開始は、ホストＰＣからの読み取り命令コマンドによる。スキャナ１０１は、光学ユニット１０４の反射原稿用光源１１５を点灯し、原稿からの反射光を複数のミラー１１６、１１７、１１８により反射させ結像レンズ１１９を介してセンサ１２０に結像することで主走査方向１ライン分の画像を読み取る。また、パルスモータ１０７の動力をギア列１１１によりプーリ１０９を回転させることで、無端ベルト１０８を駆動する。これにより、無端ベルト１０８に対して戴置部１１４により固着される光学ユニット１０４は矢印Ｘで示す副走査方向にガイドレール上を移動する。スキャナ１０１は、光学ユニット１０４を副走査方向に移動しつつ、前述の主走査方向のライン画像の読み取りを繰り返す。スキャナ１０１は、図１の光学ユニット１０４を点線で示す位置まで読み取り動作をしながら移動させることで、原稿台ガラス１０５全面のスキャンが可能となる。但し、ホストＰＣからの読み取りコマンドの内容に応じて、原稿台ガラス１０５上の原稿の部分画像を読むことが可能である。その場合には、ホストが指定する読み取り画像範囲に対して、主走査方向にはセンサ出力のうち採用する画素範囲を、また副走査方向には光学ユニットの移動範囲を電気基板上の後述の制御部で規定することにより実現する。

図２は、主にスキャナ１０１の機能構成を示すブロック図である。図１に示すものと同じ構成には同じ番号を付す。
まず、光学ユニット１０４において、２２４は反射原稿用光源１１５と透過原稿用光源１３５を点灯するための光源点灯回路であり、この中に光源の光量検知を行うための検知部が含まれている。反射原稿用光源１１５と透過原稿用光源１３５に冷陰極管を用いた場合には、いわゆるインバータ回路となる。

また、電気基板１０６において、２２７Ｒ、２２７Ｇ、２２７Ｂはアナログゲイン調整器であり、ラインセンサ１２０から出力されたアナログ画像信号を可変増幅することが可能な構成である。２２８はＡ／Ｄ変換器であり、可変アナログゲイン調整器２２７から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。２２９は画像処理部であり、デジタル信号化された画像信号に対してオフセット補正、シェーディング補正、デジタルゲイン調整、カラーバランス調整、マスキング、主・副走査方向の解像度変換、画像圧縮等の画像処理を行う。

２３０はラインバッファであり、画像データを一時的に記憶する部分であり、汎用のランダムアクセスメモリで実現している。２３１はインタフェース部であり、ホストＰＣ２２１と通信するためのものである。ここではＵＳＢインタフェースで実現しているが、ＩＥＥＥ１３９４等、別のインタフェースを採用することも可能である。２３２は画像処理を行う際のワーキングエリアとして用いられるオフセットＲＡＭである。このオフセットＲＡＭ２３２は、ラインセンサ１２０にＲＧＢ用ラインセンサが各々所定のオフセットを持って平行に配置されているので、そのＲＧＢライン間オフセットの補正用として用いられる。また、オフセットＲＡＭは、シェーディング補正等の各種データの一時記憶も行う。ここでは汎用のランダムアクセスメモリで実現している。２３３はガンマカーブを記憶し、ガンマ補正を行うためのガンマＲＡＭである。

２２６はフィルムスキャナ全体のシーケンスを記憶したシステムコントローラであり、ホストＰＣ２２１からの命令に従って各種制御を行う。２３４はシステムコントローラ２２６と画像処理部２２９とラインバッファ２３０とインタフェース部２３１とオフセットＲＡＭ２３２とガンマＲＡＭ２３３をつなぐシステムバスであり、アドレスバスとデータバスによって構成されている。

２２５はパルスモータ１０７用のモータ駆動回路であり、スキャナ１０１のシステム制御手段であるシステムコントローラ２２６からの信号によりパルスモータ１０７の励磁切り替え信号を出力する。

次に図４に示す自動原稿領域推定処理の遷移図と図５のフローチャートを参照しながら、本件の実施形態を説明する。

まず、図３のように原稿を設置する。読み取り基準位置マーク３０１に角を合わせて原稿台３０２にＡ４サイズ原稿３０３を配置した場合を図３（ａ）、Ｌｅｔｔｅｒサイズ原稿４０４を設置した場合を図３（ｂ）に示す。ここで、原稿台３０２の幅は２１７ｍｍ、高さは２９８ｍｍとする。また先端レジ、左端レジはそれぞれ５ｍｍである。よって、読み取り可能範囲は横５〜２１２ｍｍ、縦５〜２９３ｍｍである。この領域を図３にそれぞれ破線３０５で示す。よってこの読み取り装置は、読み取り基準位置マーク４０１に角を合わせた時、Ａ４サイズ原稿（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）は下辺が、Ｌｅｔｔｅｒサイズ原稿（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）は右辺が読み取り可能範囲内にない。設置した原稿４０３はＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）であり、“ＡＢＣ”という文字が左上から横５０ｍｍ、縦５０ｍｍの箇所にプリントされている。設置した原稿４０４はＬｅｔｔｅｒサイズ（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）であり、“ＡＢＣ”という文字が左上から横５０ｍｍ、縦５０ｍｍの箇所にプリントされている。

図３（ａ）の状態で画像を読み取ると、図４（ａ）に示す読み取り画像４０１が得られる。原稿台４０２の高さは２９８ｍｍであるが、先端レジの影響で読み取り基準位置マーク４０１から高さ２９３ｍｍまでしか読み取れない。そのため、原稿３０３の高さは２９７ｍｍであるが、読み取り画像５０１には原稿４０３の下辺４ｍｍ分が存在しない。

Ｓ６０１は、エッジ抽出処理で、ここでは８方向ラプラシアンフィルタと２値化処理によるエッジ抽出を行う。８方向ラプラシアンフィルタは、ある注目点を中心とした上下左右の９つの画素値に対して、注目点は−８、その他は１の係数を乗算し、その結果を合計する。その合計値が２値化閾値より大きかったらエッジとして抽出する。読み取り画像４０１に対してＳ６０１を行うと、原稿右辺のエッジ４０２と原稿内プリント”ＡＢＣ”のエッジ４０３が得られる。先端レジの５ｍｍの範囲内に原稿の先端が、左端レジの５ｍｍの範囲内に原稿の左端が夫々存在するので、読取った画像には先端と左端のエッジが存在しない。このために先端（上端）と左端のエッジは抽出されない。

Ｓ６０２は、原稿領域推定処理で、Ｓ６０１で得られたエッジをすべて包括する最小矩形を生成する。ここでは、最小矩形４０４は、エッジ４０２と４０３を包括する最小矩形である。この最小矩形４０４は、得られたすべてのエッジの座標の中で、横方向の最小値と最大値、縦方向の最小値と最大値を求める。これは、座標点（横方向最小値、縦方向最小値）、座標点（横方向最大値、縦方向最小値）、座標点（横方向最大値、縦方向最大値）、座標点（横方向最小値、縦方向最大値）の４点を頂点とする矩形である。この矩形４０４が推定原稿領域である。

Ｓ６０３、Ｓ６０４、Ｓ６０５が原稿領域補正処理である。Ｓ６０３は、Ｓ６０２で得られた推定原稿領域４０４の頂点の中で、読み取り基準位置から一番遠い頂点４０６がエリア４０７（図４（ｅ）中の右下の矩形領域）の範囲内にあるかどうかを判定する。エリア４０７は横方向２０２ｍｍから２１２ｍｍの範囲、縦方向２８３ｍｍから２９３ｍｍとする。最大読み取り位置の幅２１２ｍｍ×高さ２９３ｍｍから１０ｍｍのマージンをとった範囲である。ノイズの影響によりエッジ抽出は完璧ではなく、実際に原稿端があるのに一部が欠けたエッジが得られた場合を想定したマージンである。頂点４０６はエリア４０７の範囲にあるのでＳ６０４に進む。もし頂点４０６がエリア４０７の範囲にない場合、推定原稿領域５０４の範囲をトリミングして出力する。

Ｓ６０４はＳ６０２で得られた推定原稿領域５０４の幅５０８（図５中のｌｘ）が２０２ｍｍ（図５中の閾値Ｘ）以上かを判定する。幅５０８は２０２ｍｍより小さいため、Ｓ６０５に進む。設置した原稿がＬｅｔｔｅｒサイズの場合（図３（ｂ））、原稿端のエッジは下辺しか得られないため、従来手法だと原稿上部が欠けてトリミングしてしまう。そこで、閾値Ｘを最大読み取り幅２１２ｍｍからマージン１０ｍｍを設けた２０２ｍｍ以上の場合は設置した原稿はＬｅｔｔｅｒサイズであると判定しＳ６０６に進む。

Ｓ６０５はＳ６０２で得られた推定原稿領域４０４の高さｌｙが２８３ｍｍ（図５中の閾値Ｙ）以上かを判定する。高さ５０９は２８３ｍｍ以上のため、設置した原稿はＡ４サイズであると判定しＳ６０６に進む。もし高さ５０９が２８３ｍｍより小さい場合、推定原稿領域４０４の範囲をトリミングして出力する。

Ｓ６０４とＳ６０５の処理は、小さな原稿をＡ４またはＬｅｔｔｅｒサイズと誤って検出するのを避けるために行われる。小さな原稿の右下端がエリアＡ内にあるように置かれた場合であっても、その推定原稿領域４０４の大きさからの判断も行うので、誤検出を防止できる。

Ｓ６０６は原稿領域補正処理で、Ｓ６０２で得た推定原稿領域４０４を、読み取り基準位置と頂点４０６を含む最小矩形４０５を推定原稿領域と再定義する。そして推定原稿領域４０５の範囲をトリミングして出力する。

エリアＡの大きさ、辺の閾値Ｘ、Ｙは可変である。例えば、原稿基準位置に合わせて設置してＢ５サイズ（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）より大きい（１９２ｍｍ×２６７ｍｍ以上）原稿の場合にＳ６０６を行うことができる。この場合には、エリアＡを横方向１９２ｍｍから２１７ｍｍの範囲、縦方向２６７ｍｍから２９８ｍｍとし、Ｘを１８２ｍｍ、Ｙを２５７ｍｍとする。

Ｓ６０１で有効なエッジが得られなかった場合、例外として、原稿台全面をトリミングして出力する。

上記で用いるエッジ検出の手法として、Ｌａｐｌａｃｉａｎフィルタ、Ｓｏｂｅｌフィルタ、Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ、等がある。

（他の実施形態）
複数の機器（たとえば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、スキャナ、プリンタ、複合機等）によって構成されているシステムに適応することもできる。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給することもできる。そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

本立つ姪の実施形態におけるスキャナの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態におけるスキャナの機能構成を主に示すブロック図である。本発明の実施の形態における、原稿設置例の図である。原稿領域推定処理の推定遷移図である。本発明実施形態におけるフローチャート図である。

符号の説明

１０１スキャナ本体
１０２透過原稿ユニット
１０３読み取り原稿
１０４移動光学ユニット
１０５原稿台ガラス
１２０ラインセンサ
１３５透過原稿用光源
１３６黒マーク

Claims

原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置において、
前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出手段と、
前記抽出手段により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力手段を有することを特徴とする画像処理装置。
前記抽出手段は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出手段により抽出された有効なエッジが１本のみであり、読み取り基準位置から一番遠い側にあるエッジの端点がある領域範囲にあり、かつそのエッジの長さが閾値以上ある場合、前記出力手段は、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、エッジ領域のみを包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置。
前記抽出手段は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出手段により抽出された有効なエッジが２本以上の場合、前記出力手段は、まずそれらのエッジをすべて包括する最小矩形を計算し、その矩形の、読み取り基準位置から一番遠い側にある端点がある領域範囲にあり、かつその辺の長さが閾値以上ある場合、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、すべてのエッジ領域を包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置。
前記抽出手段は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出手段により抽出された有効なエッジ本数が数えられない場合、前記出力手段は、それらのエッジをすべて包括する最小矩形を計算し、その矩形の、読み取り基準位置から一番遠い側にある端点がある領域範囲にあり、かつその辺の長さが閾値以上ある場合、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、すべてのエッジ領域を包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置。
原稿台に置かれている原稿を読み取るための読み取り手段を備え、読み取った原稿領域をトリミングして出力できる画像処理装置の制御方法において、
前記画像読み取り手段で読み取った画像から読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行う抽出工程と、
前記抽出工程により有効なエッジが得られなかった場合、読み取り画像全体を出力する出力工程を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。
前記抽出工程は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出工程により抽出された有効なエッジが１本のみであり、読み取り基準位置から一番遠い側にあるエッジの端点がある領域範囲にあり、かつそのエッジの長さが閾値以上ある場合、前記出力工程は、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、エッジ領域のみを包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置の制御方法。
前記抽出工程は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出工程により抽出された有効なエッジが２本以上の場合、前記出力工程は、まずそれらのエッジをすべて包括する最小矩形を計算し、その矩形の、読み取り基準位置から一番遠い側にある端点がある領域範囲にあり、かつその辺の長さが閾値以上ある場合、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、すべてのエッジ領域を包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置の制御方法。
前記抽出工程は、読み取り領域全体の画像のエッジ抽出を行い、
前記抽出工程により抽出された有効なエッジ本数が数えられない場合、前記出力工程は、それらのエッジをすべて包括する最小矩形を計算し、その矩形の、読み取り基準位置から一番遠い側にある端点がある領域範囲にあり、かつその辺の長さが閾値以上ある場合、そのエッジ端点と読み取り基準位置を含む最小矩形をトリミングして出力し、それ以外の場合は、すべてのエッジ領域を包括する最小矩形をトリミングして出力することを特徴とする前記請求項１に記載の画像処理装置の制御方法。