JP2009171219A - 原稿読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数頁の原稿を読み取る際の生産性を低下させることなく、原稿の下地の紙紋を認識することと、画像形成に適した原稿画像の読み取りを行うことを両立させる。
【解決手段】 ラインセンサ３０８は原稿からの反射光に応じた画像信号を出力し、Ａ／Ｄ変換回路６１１は画像信号を画像データに変換する。乗算回路６０５は、画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含まない画像データを第１の輝度以上の画像データを第２の輝度の画像データに変換することにより原稿の下地の濃度を除去して、除算回路６１８を介して画像形成装置４００へ出力する。乗算回路６０５と並列に設けられた下地特徴認識回路６１２は、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含む第１の輝度以上の画像データを含む画像データに基づいて、原稿の下地の特徴を認識して、認識結果を画像形成装置４００へ出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、原稿の下地の特徴を読み取ることができる原稿読取装置に関する。

従来、有価証券や機密文書などの紙文書には、原本性を確認できるように、透かし、磁気印刷などの技術が用いられていた。これらは、高度な装置が必要であり、コストがかかるため、紙原稿の下地の特徴を読み取り、この下地の特徴の情報を原本固有のデータとして原本性の管理を行う技術が提案されている。下地の特徴とは、繊維の絡み合いで生じる凸凹の様子を指している。繊維の絡み具合はランダムであり、全く同じ紙繊維のパターンを持つ紙が複数存在する可能性は非常に低い。この下地の特徴のことを、唯一無二なヒトの指紋になぞらえて、紙紋といわれており、原本性の管理に応用が可能である。

紙紋は光学的に読み取ってデータベースなどに記録しておき、識別したい用紙を再び読み取り、データベースに記録されているパターンと照合することによって、原本との同一性を識別することが可能となる。

通常の原稿読み取りの場合、低濃度部分は同じ画像データとなるようにダイナミックレンジを設定しておくことにより、原稿の下地の凹凸を読み取らないようにしているため、紙紋を読み取ることができない。

そこで、画像読み取り用と下地状態の検出用に画像センサを共用する場合は、通常の画像読取時よりも低濃度側にダイナミックレンジを広げ、紙の地肌部分の下地状態の情報も含んだ状態の画像データを取得することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１５１８３３号公報

しかしながら、原稿下地の特徴の認識のためにダイナミックレンジを低濃度側に広げた場合、紙紋を読み取ることが可能になるが、その読取画像はコピー等のための原稿画像読取には適していない。

従って、紙紋読取に適したダイナミックレンジで原稿読取を行った後、原稿画像読取に適したダイナミックレンジで原稿読取を行う必要があり、複数頁の原稿を読み取る際の生産性が低下するという問題がある。

上記問題に鑑み、本発明は、原稿に光を照明する光源と、前記光源により照明された原稿からの反射光に応じた画像データを出力する原稿読取手段と、前記原稿読取手段から出力された画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含まない画像データを画像形成装置へ出力する第１の出力手段と、前記第１の出力手段と並列に設けられ、前記原稿読取手段から出力された画像データの前記所定輝度以上の輝度データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報を前記画像形成装置へ出力する第２の出力手段と、を有することを特徴とする原稿読取装置を提供するものである。

本発明によれば、原稿読取手段から出力された画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含まない画像データを画像形成装置へ出力する第１の出力手段と、第１の出力手段と並列に設けられ、原稿読取手段から出力された画像データの所定輝度以上の輝度データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報を画像形成装置へ出力する第２の出力手段を有するので、複数頁の原稿を読み取る際の生産性を低下させることなく、原稿の下地の特徴を認識することと、画像形成に適した原稿画像の読み取りを行うことを両立させることができる。

図１は本発明の実施形態の原稿読取装置３００の断面図である。３０１は原稿を載置するための原稿台ガラスである。３０２は原稿を照明するための光源で、キセノン管や冷陰極管などである。３０３は反射傘で、光源３０２からの光を原稿台ガラス３０１上の原稿に反射させる。原稿台ガラス３０１上の原稿からの反射光は第１ミラー３０４、第２ミラー３０５、第３ミラー３０６、および結像レンズ３０７を介して、ラインセンサ３０８の受光画素上に結像される。ラインセンサ３０８は入射光量に応じた電気信号を出力する。ここで想定される原稿とは、紙の上に画像が形成、印字、手書き等された原稿のことであり、原稿の下地の特徴として、紙の繊維からなる唯一無二のパターンである紙紋が読み取り画像として得られることを前提としている。

３０９は白色基準板であり、シェーディング補正係数を算出する際に基準とするための部材である。一般に、白色基準板３０９は原稿台ガラス３０１に貼り付けられており、通常の原稿と同様に、原稿台ガラス３０１越しに白色基準の読み取りが行われる。

第１ミラー３０４、第２ミラー３０５、第３ミラー３０６からなるミラーユニットは、原稿台ガラス３０１上の原稿や白色基準板３０９を読み取るために、不図示の駆動部によって図中矢印Ｆ方向に移動させられる。

原稿読取装置３００は、原稿の読み取りに先立って白色基準板３０９の読み取りを行う。原稿読取装置３００は、白色基準板３０９を読み取るべく、光源３０２及びミラー３０４等を白色基準板３０９の下方に移動させ、ラインセンサ３０８により白色基準板３０９からの反射光の読み取りを行わせ、シェーディング補正係数の演算を行う。

シェーディング補正係数の演算の後、原稿読取装置３００はミラーユニットを矢印Ｆの方向に移動させることにより、原稿台ガラス３０１上の原稿の画像をラインセンサ３０８により読み取らせる。原稿読取装置３００は、読み取った原稿の画像データに対して、予め演算されたシェーディング補正係数によってシェーディング補正を行う。

３１０は自動原稿給送装置（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ、以下ＡＤＦ）である。ＡＤＦ３１０を使用して原稿を読み取る場合は、ミラーユニットを静止させた状態で、搬送中の原稿を読み取る（原稿流し読み）。

ＡＤＦ３１０は、原稿載置台３１１上に載置された原稿を、ピックアップローラ３１２と分離ローラ３１３ａ、３１３ｂにより一枚ずつ分離し、搬送ローラ３１４により流し読みガラス３１５（読み取り位置Ａ）へ搬送する。

このときミラーユニットは、流し読みガラス３１５（読み取り位置Ａ）下で静止され、ＡＤＦ３１０が原稿を流し読みガラス３１５上を通過させている間に、ラインセンサ３０８が原稿の画像を読み取る。流し読みガラス３１５と通過した原稿は、排紙ローラ３１６により排紙トレイ３１７上に排出される。

なお、ＡＤＦ３１０を使用した原稿流し読みの場合においても、原稿台ガラス３０１上の原稿を読み取る場合と同様に、原稿読み取りに先立って白色基準板３０９の読み取りが行われ、シェーディング補正係数の演算が行われる。

図２は、本実施形態の原稿読取装置のブロック図である。前述した白色基準板３０９の読み取りが行われると、ラインセンサ３０８は白色基準板３０９からの反射光量に応じた画像信号を出力する。ラインセンサ３０８の出力は、アナログ信号処理回路６１０により、サンプリング、ゲイン補正、オフセット補正等のアナログ処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器６１１によりデジタル画像データに変換される。

デジタル化された白色基準画像データは、加算平均回路６０１に入力される。加算平均回路６０１は、白色基準画像データをライン単位で加算し、加算したデータを加算した回数で除算することにより平均化処理を行う。ラインメモリ６０２は白色基準画像データを所定ライン数加算したデータを保持するために使用される。画像データを所定ライン数分加算するため、メモリのビット数は画像データの階調より大きいものが使用される。加算平均回路はタイミング信号生成回路（図示せず）などからのライン同期信号に従って、白色基準画像データを所定ライン分のラインメモリ６０２を使用して加算処理する。加算処理が終了したら、加算平均回路６０１はラインメモリに保持された白色基準画像データを１画素ずつ読み出し、その画像データ値を加算ライン数で除する処理を行う。除算処理は、回路構成を簡単にするため、ビットシフトによる２のべき乗での除算が行われる。加算平均回路６０１は、除算処理した白色基準画像データをシェーディング補正係数メモリ６０３に書き込む。

前述したように、シェーディング補正係数の演算の後、原稿の画像の読み取りが行われる。原稿読み取りデータは、互いに並列に設けられた乗算回路６０４（第２の乗算回路）及び乗算回路６０５（第１の乗算回路）に入力される。乗算回路６０４と６０５は、原稿読み取りデータと原稿読み取りデータのダイナミックレンジを決定するターゲットに応じた値を乗算する回路である。乗算回路６０４は原稿下地の特徴認識用のターゲットによる乗算処理を行い、乗算回路６０５は原稿画像読取用のターゲットによる乗算処理を行う。

レジスタ６０６は原稿下地の特徴認識用のターゲット値を、レジスタ６０７は原稿画像読取用のターゲット値を保持している。乗算回路６０４、６０５にそれぞれ入力された原稿画像データは、原稿下地の特徴認識用のターゲット値、原稿画像読取用のターゲット値に基づいてそれぞれ乗算処理される。なお、各ターゲット値は原稿読み取りジョブ開始前にあらかじめ設定されており、原稿下地の特徴認識用のターゲット値は、原稿画像読取用のターゲット値に対して小さめの値が設定される。

例えば、画像処理のデータビット数が８ｂｉｔ（２５６階調）である場合は、次のようにターゲット値が設定される。原稿画像読取用のターゲット値は、原稿の下地が有する所定の濃度を除去すべく２８８とし、一方、原稿下地認識用のターゲット値は、原稿の下地の特徴が除去されないようにすべく２２４とする。なお、これらのターゲット値は８ｂｉｔより大きな値なので、レジスタ６０６、６０７は９ｂｉｔのデータを保持できるレジスタとする。このように、原稿下地の特徴認識用の乗算回路６０４のダイナミックレンジは広めに、原稿画像読取用の乗算回路６０５のダイナミックレンジは狭めに設定される。

レジスタ６０７には、ターゲット値として２８８が保持されているので、乗算回路６０５は、原稿読み取りデータに対して１．１２５（＝２８８／２５６）を乗算する。このように、乗算回路６０５は１よりも大きい値を乗算している。レジスタ６０６には、ターゲット値として２２４が保持されているので、乗算回路６０４は、原稿読み取りデータに対して０．８７５（＝２２４／２５６）を乗算する。このように、乗算回路６０４は１よりも小さい値を乗算している。

乗算回路６０４及び６０５から出力された原稿画像データは、除算回路６１７及び６１８にそれぞれ入力される。除算回路６１７及び６１８は、原稿画像データに対して、シェーディング補正係数メモリ６０３に保持されたシェーディング補正係数で除算処理（シェーディング補正処理）がなされる。

除算回路６１７及び６１８では、同一のシェーディング補正係数で除算演算を行うが、前段での乗算処理でのターゲット値がそれぞれ異なっているので、それぞれダイナミックレンジの異なる画像データが得られる。

図３は原稿画像読取用の乗算回路６０５及び原稿下地の特徴認識用の乗算回路６０４の画像データ入出力特性をあらわしたグラフである。また、図４（ａ）は、下地の白い原稿画像が原稿画像読取用の乗算回路６０５を経由した画像、図４（ｂ）は原稿下地の特徴認識用の乗算回路６０４を経由した画像を示す。このように、図４（ａ）は原稿の下地の濃度が除去される一方、図４（ｂ）は原稿の下地の特徴、すなわち紙の繊維のパターンである紙紋が維持されることがわかる。

原稿下地認識用ターゲット値が２２４なので、入出力特性の傾きは１より小となり、出力画像データの上限は２２４以下となる。このように、乗算回路６０４は、第１の輝度以上（輝度２２６以上）の画像データを含む画像データを後段へ出力する。すなわち、乗算回路６０４は、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上（輝度２２６以上）の輝度データを含む画像データを後段へ出力する。したがって、図４（ｂ）に示すように、原稿下地認識時には原稿の下地の特徴（紙紋）を認識することが可能となる。

一方、原稿画像読取用ターゲット値が２８８なので、入出力特性の傾きは１より大となって、出力画像データの上限は２５５より大きくなるような処理がなされる。乗算回路６０５では、上限を２５５としたクリップがなされるので、出力画像データの上限はターゲット値ではなく、２５５となる。このように、乗算回路６０５は、第１の輝度以上（輝度２２６以上）の画像データを第２の輝度（輝度２５５）の画像データに変換している。すなわち、乗算回路６０５は、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上（輝度２２６以上）の輝度データを含まない画像データを後段へ出力する。これにより、図４（ａ）に示すように、原稿の下地の濃度を除去することが可能となる。

このように、ターゲット値を適宜設定することにより、画像データのダイナミックレンジの異なる２種類の原稿読み取りデータを得る。

乗算回路６０４のダイナミックレンジは広めに設定されているため、原稿の下地の特徴（紙紋や凹凸）が画像となって現れ、原稿の下地の特徴を抽出または認識することができる。下地特徴認識回路６１２は、下地の特徴パターン（紙紋）抽出し、特徴パターンメモリ６１３に記憶された特徴パターンとの比較を行い、一致した特徴パターンを示すコードを認識結果として画像形成装置４００へ出力する。すなわち、下地特徴認識回路６１２は、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報を画像形成装置４００へ出力する。下地特徴認識回路６１２は、一致する特徴パターンが特徴パターンメモリ６１３に記憶されていないと判断した場合は、新たなコードを生成し、そのコードともにその特徴パターンを特徴パターンメモリ６１３へ記憶させる。下地特徴認識回路６１２は乗算回路６０５と並列に設けられており、原稿読取用の画像データを画像形成装置４００へ出力する動作と並行して処理することができる。

一方、乗算回路６０５のダイナミックレンジは狭めに設定されており、除算回路６１８の出力は画像形成装置４００に送られる。そして、画像形成装置４００において、ＡＣＳ（自動カラー選択）判定や像域分離といった中間処理、誤差拡散処理他スクリーン処理等の画像処理を経て、シート上に画像形成が行われる。

画像形成装置４００は、下地特徴認識回路６１２の認識結果に基づいて、コピー禁止の原稿であるか否か判定し、コピー禁止の原稿であれば、この原稿の画像形成を禁止し、コピー許可の原稿であれば、この原稿の画像データに基づいて記録紙に画像形成を行う。ここでは、原稿読取装置は画像形成装置へ画像データを出力する構成で説明したが、画像形成装置に替えて、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置であってもよい。この場合、上述のコピー禁止に替えて、原稿読取装置側で画像データを画像処理装置へ出力するか否か判断するように構成してもよい。

このように１回の原稿読み取りで得られた画像データから、ダイナミックレンジの異なる２種類の画像データを同時に生成することが可能になる。従って、複数頁の原稿の紙紋認識を行っても、原稿読み取りの生産を低下させることがない。

また、原稿下地の特徴の検知と原稿画像読取処理が同時に行うことが可能なので、原稿下地の特徴の検知した結果、コピー禁止の原稿であれば、原稿画像読取を停止し、コピー許可の原稿であれば、コピーを直ちに出力するといった制御が可能となる。したがって、原稿下地の特徴の検知と原稿画像読取を２回の読み取りジョブを行って実行する場合に比べ、高速なコピー制御が可能となる。

上述した実施形態では、ダイナミックレンジの広狭により、原稿の下地の特徴を認識することと、画像形成に適した原稿画像の読み取りを行うことを両立させたが、これに限られるものではない。すなわち、原稿下地特徴認識用の乗算回路６０４に替えて、原稿の下地の特徴を維持または強調するデータ変換回路を設けるようにしてもよいし、原稿の下地の特徴を維持するべく、あえて乗算回路６０４を設けないようにしてもよい。原稿の下地の特徴を強調するデータ変換回路としては、例えば、乗算回路６０４により画像データに対して２を乗算し、乗算回路６０４の後段に設けた減算回路により、２５６以上の所定値（例えば２８７）で減算するようにしてもよい。

上述した第１の実施形態では、モノクロ原稿読取装置について説明した。第２の実施形態では、カラー原稿読取装置に本発明を適用する場合について説明する。カラー原稿読取装置においては、原稿下地の特徴の検知はカラー画像で行う必要はなく、ＲＧＢのうちのいずれか１色を選択し、その画像信号に対してダイナミックレンジを広めに設定して、下地特徴認識回路に出力すればよい。

したがって、この場合は、原稿下地の特徴の検知のためのシェーディング処理系統を１色分、原稿画像読取用のシェーディング処理系統をＲＧＢ３色分用意した構成にすればよい。この場合の構成について、以下の第２の実施形態で説明する。

図５は、第２の実施形態の原稿読取装置のブロック図である。基本的な構成は、図２のブロック図とほぼ同様である。アナログ信号処理回路７１０は６１０に、Ａ／Ｄ変換器７１１は６１１に、加算平均回路７０１は６０１に、ラインメモリ７０２は６０２に、シェーディング補正係数メモリ７０３は６０３に対応する。また、乗算回路７０５Ｒ、Ｇ、Ｂは６０５に、レジスタ７０７は６０７に、除算回路７１８Ｒ、Ｇ、Ｂは６１８に対応する。また、乗算回路７０４は６０４に、レジスタ７０６は６０６に、除算回路７１７は６１７に、下地特徴認識回路７１２は６１２に対応する。

セレクタ回路７０９は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画像データのうち、いずれかひとつを選択する。乗算回路７０４は、セレクタ回路７０９で選択された１つの色成分の画像データを、レジスタ７０６に保持されたターゲット値により乗算処理する。

除算回路７１７は、乗算回路７０４から出力された画像データを、セレクタ回路７２０で選択されたシェーディング補正係数で除算する。セレクタ回路７２０は、セレクタ回路７０９が選択した色成分と同じ色成分のシェーディング補正係数メモリ７０３を選択する。

このようにして、下地の特徴認識のための画像データとして、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データのうちいずれかひとつを選択することにより、下地特徴認識回路７１２による下地の特徴認識が可能となる。

カラー原稿読取装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データのうち、原稿下地の特徴の認識しやすい色、たとえば可視光の中で波長に短い青を選択することにより、より精度良く原稿下地の特徴の認識が可能となる。

上述した実施形態では下地特徴認識回路６１２を原稿読取装置が有していたが、下地特徴認識回路６１２を画像形成装置に設けるようにしてもよい。この場合、乗算回路６０４及び除算回路６１７を経由した、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含む画像データを画像形成装置４００へ出力する。すなわち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報が画像形成装置へ出力される。

また、上述した原稿読取装置が組み込まれた画像形成装置として構成してもよい。

また、上述した実施形態では原稿読取装置について説明したが、このような原稿読取装置を有する画像形成装置としても構成してもよい。

本発明の実施形態の原稿読取装置の構成を示す図である。 第１実施形態の原稿読取装置におけるブロック図である。 乗算回路６０５及び乗算回路６０４の画像データ入出力特性をあらわすグラフである。 乗算回路６０５を経由した画像を示す図（ａ）及び乗算回路６０４を経由した画像を示す図（ｂ）である。 第２実施形態の原稿読取装置におけるブロック図である。

符号の説明

３００ 原稿読取装置
３０１ 原稿台ガラス
３０２ 光源
３０８ ラインセンサ
３０９ 白色基準板
６０１ 加算平均回路
６０２ ラインメモリ
６０３ シェーディング補正係数メモリ
６０４、６０５ 乗算回路
６０６ 下地特徴認識用ターゲット値レジスタ
６０７ 原稿画像読取用ターゲット値レジスタ
６１７、６１８ 除算回路
７０９、７０９ セレクタ回路

Claims (6)

1. 原稿に光を照明する光源と、
   前記光源により照明された原稿からの反射光に応じた画像データを出力する原稿読取手段と、
   前記原稿読取手段から出力された画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含まない画像データを画像形成装置へ出力する第１の出力手段と、
   前記第１の出力手段と並列に設けられ、前記原稿読取手段から出力された画像データの前記所定輝度以上の輝度データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報を前記画像形成装置へ出力する第２の出力手段と、
   を有することを特徴とする原稿読取装置。
2. 前記特徴は、原稿の繊維のパターンであることを特徴とする請求項１記載の原稿読取装置。
3. 前記第１の出力手段は、前記原稿読取手段から出力される画像データに、１よりも大きい値を乗算する第１の乗算回路を有することを特徴とする請求項１記載の原稿読取装置。
4. 前記第２の出力手段は、前記第１の乗算回路と並列に設けられ、前記原稿読取手段から出力される画像データに、１よりも小さい値を乗算する第２の乗算回路を有することを特徴とする請求項３記載の原稿読取装置。
5. 前記原稿読取手段は、複数の色成分の画像データを出力するものであり、
   前記第２の出力手段は、前記複数の色成分のうち１つの色成分の画像データに基づいた原稿の下地の特徴を示す情報を前記画像形成装置へ出力することを特徴とする請求項１記載の原稿読取装置。
6. 原稿に光を照明する光源と、
   前記光源により照明された原稿からの反射光に応じた画像データを出力する原稿読取手段と、
   前記原稿読取手段から出力される画像データに基づいて記録紙に画像形成を行う画像形成手段と、
   前記原稿読取手段から出力された画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含まない画像データを前記画像形成手段へ出力する出力手段と、
   前記出力手段と並列に設けられ、前記原稿読取手段から出力された画像データのうち、原稿の下地の特徴が現れる所定輝度以上の輝度データを含む画像データに基づいて、原稿の下地の特徴を認識する認識手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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