JP2009303164A - 画像読取装置及び画像読取装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】直線状でない切断辺上に、CCDの光源と、原稿を押さえる圧板からの反射光とによる光の乱反射で生じる光の漏れによる影が発生した場合でも、原稿の原稿領域を適切に切り出して読み取ることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取手段と、読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング手段と、読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析手段と、上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析手段とを有する画像読取装置である。
【選択図】図6
【解決手段】本発明は、原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取手段と、読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング手段と、読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析手段と、上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析手段とを有する画像読取装置である。
【選択図】図6
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切り出して出力する画像処理装置に関する。
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などが挙げられる。これらの画像読取装置では、文字原稿等、モノクロ画像や雑誌等、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。
ユーザが原稿のみの読取画像を取得したい場合、原稿台全体の読取画像から、原稿部分を切り出す必要がある。読み取る際に便利な機能として、原稿領域のみを自動判定し、原稿領域のみを自動で切り出して読み取る機能が知られている。また、複数の原稿が設置されている場合、複数の原稿の全てを包括する最小矩形領域を読み取る機能と、それぞれ個別の矩形領域を読み取る機能とが知られている。
原稿領域を切り出す場合、原稿を取り囲む輪郭線を抽出し、この輪郭線に囲まれている矩形部分を原稿領域として切り出す技術が知られている。この従来技術では、読み取った原稿領域を切り出すために、読み取った画像について、輪郭線を抽出する。その際に用いられる技術としては、注目画素が、周囲画素との間で、色や輝度が著しく変化することを、一般的な画像処理でよく用いられる画像処理フィルタを用いて探索する方法が知られている。この方法によって、画像処理フィルタを用いた結果値に、一定の閾値を設け、輪郭を簡便に抽出することができ、これを利用して、読み取った画像の原稿領域を切り出す。
また、原稿台全面のRGB各色配列パターンを検知し、この諧調値の差異に基づいて、原稿を押さえるスキャナカバー裏面と原稿領域との境界線、すなわち原稿の輪郭線を検出する発明が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
さらに、直線状でない切断辺を検知する場合、1枚の原稿を切断して分離した複数枚の紙片について、切断辺の形状、切断辺にかかる画像の特徴に基づいて照合することによって、つなぎ目を特定する発明が知られている(たとえば、特許文献2参照)。
この従来発明は、紙片を結合した際につなぎ目に生じる影を消去する発明である。すなわち、スキャンされた切断原稿の、端部の数十ラインのエリアにおけるデータの並び、パターン、色合い等によって、最も特徴が明らかになる方法を画像に応じて選択し、数値化することによって、特徴を抽出する発明である。この結果、ある原稿の後端部と、別の原稿の前端部との特徴の一致度に応じて、結合の対象とする。
特開2004−201240号公報
特開平6−178086号公報
図7(a)は、直線状でない切断辺について、ラプラシアンフィルタをかけた結果の例を示す図である。
しかし、読み取った画像について輪郭を抽出する特許文献1記載の方法では、原稿の輪郭が直線状でない場合、特に図7(a)の原稿91に示すように、切断辺92が鋸歯状に細かく切断されている原稿では、次の問題がある。つまり、画像処理フィルタを適用した結果、直線状でない切断辺上に、原稿を照明する光源の光と、原稿を押さえる圧板との反射光による乱反射によって影が発生し、この影が、断続的かつ規則的な輪郭線として抽出される。
この結果、直線的に連続する輪郭線を抽出することができず、原稿の輪郭線抽出ができないので、原稿の輪郭が直線状でない原稿では、原稿の切り出しを適切に行って画像を読み取ることができないという問題がある。
また、直線状でない切断辺を検知する特許文献2記載の方法では、切断辺が細かい鋸歯状である場合、上記乱反射による影が発生することによって、その特徴を誤検出するという問題がある。
一方、使用する画像処理フィルタの値を変更することによって、鋸歯状の細かい切断辺を持つ原稿について、輪郭線検出の精度を向上させることができるが、これを行うことによって、原稿領域検出以外のノイズも多く発生するという問題がある。この結果、実際に原稿の置かれていない個所を原稿として検出し、実際の原稿以外の部分を切り出すという問題がある。
つまり、上記従来例では、直線状でない切断辺上に、原稿を照明する光源と原稿を押さえる圧板からの反射光とによる光の乱反射で生じる光の漏れによる影が発生した場合に、原稿の原稿領域を適切に切り出して読み取ることができないという問題がある。
本発明は、直線状でない切断辺上に、原稿を照明する光源と、原稿を押さえる圧板からの反射光とによる光の乱反射で生じる光の漏れによる影が発生した場合でも、原稿の原稿領域を適切に切り出して読み取ることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取手段と、読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング手段と、読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析手段と、上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析手段とを有する画像読取装置である。
本発明によれば、直線状でない切断辺上に、原稿を照明する光源と、原稿を押さえる圧板からの反射光とによる光の乱反射で生じる光の漏れによる影が発生した場合でも、原稿の原稿領域を適切に切り出して読み取ることができるという効果を奏する。
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
図1は、本発明の実施例1である画像読取装置R1を示す断面図である。
画像読取装置R1は、スキャナSC1と、原稿押圧板15とを有する。
スキャナSC1は、不図示のインタフェースケーブルを介して、ホストコンピュータに接続されている。スキャナSC1は、光学ユニット10と、原稿台ガラス1と、電気基板20と、パルスモータ2と、無端ベルト3と、プーリ4、5と、ギア列6と、ガイドレール7と、白色基準板8とを有する。
白色基準板8の中には、黒マーク8bが有り、スキャナSC1は、黒マーク8bを基準にして、読み取りエリアを決め、画像を読み取る。
光学ユニット10とパルスモータ2とは、それぞれ不図示のケーブルを介して、電気的に接続されている。また、光学ユニット10は、載置部9を介して、ガイドレール7に、摺動可能に載置されている。また、載置部9は、無端ベルト3に固着されている。
光学ユニット10は、反射原稿用光源11と、複数の反射ミラーM1、M2、M3と、結像レンズ12と、撮像手段であるラインセンサ13とを有する。
次に、スキャナSC1が反射原稿画像を読み取る動作について説明する。
ホストコンピュータからの読み取り命令コマンドによって、スキャナSC1が読み取り動作を開始する。スキャナSC1は、光学ユニット10の反射原稿用光源11を点灯し、原稿からの反射光を、ミラーM1、M2、M3に反射させ、結像レンズ12を介して、ラインセンサ13に結像することによって、主走査方向1ライン分の画像を読み取る。
また、ギア列6を介して、パルスモータ2が、プーリ4を回転させることによって、無端ベルト3を駆動する。これによって、載置部9に固着されている光学ユニット10は、無端ベルト3を介して、矢印Xで示す副走査方向に、ガイドレール7上を移動する。
スキャナSC1は、光学ユニット10を副走査方向に移動しつつ、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SC1は、光学ユニット10を、図1に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によって、原稿台ガラス1の全面をスキャンする。ただし、ホストコンピュータからの読み取りコマンドの内容に応じて、原稿台ガラス1上の原稿の部分画像を読むことができる。この場合、ホストコンピュータ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規定し、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って実現する。
また、パルスモータ2が、ギア列6を介して、プーリ4を回転させることによって、無端ベルト3を駆動する。これによって、載置部9に固着される光学ユニット10は、矢印Xで示す副走査方向に、無端ベルト3を介して、ガイドレール上を移動する。
スキャナSC1は、光学ユニット10を副走査方向に移動しつつ、主走査方向におけるライン画像の読み取りを繰り返す。スキャナSC1は、光学ユニット10を、図1に示す点線で示す位置まで読み取りしながら移動することによって、原稿台ガラス1の全面をスキャンすることができる。ただし、ホストからの読み取りコマンドの内容に応じて、原稿台ガラス1上の原稿の部分画像を読むことができる。
この場合、ホストコンピュータが指定する読み取り画像範囲に対して、主走査方向には、センサ出力のうちで、採用する画素範囲を規定し、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20上の後述の制御部で規定することによって、実現する。
また、副走査方向に光学ユニット10を移動させる場合、ホストコンピュータが指定する画像読み取りの解像度設定によって、システムコントローラ21が速度を選択し、画像を読み取る。
図2は、主にスキャナSC1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。
光学ユニット10において、光源点灯回路14は、反射原稿用光源11を点灯し、この中に、光源の光量検知を行う検知部が含まれている。反射原稿用光源11に、冷陰極管を用いると、いわゆるインバータ回路になる。
また、電気基板20において、アナログゲイン調整器22R、22G、22Bは、ラインセンサ13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できる。A/D変換器23は、アナログゲイン調整器22R、22G、22B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。画像処理部24は、デジタル信号化された画像信号について、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。
ラインバッファ25は、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によって構成されている。
I/F26は、ホストコンピュータ40と通信する。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ようにしてもよい。
オフセットRAM27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ている。オフセットRAM27は、ラインセンサ13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RAM27は、シェーディング補正等、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。ガンマRAM28は、ガンマカーブを記憶し、ガンマ補正を行うためのRAMである。
システムコントローラ21は、フィルムスキャナ全体のシーケンスを記憶し、ホストコンピュータ40からの命令に従って各種制御を行う。
CPUバス29は、システムコントローラ21と画像処理部24とラインバッファ25とI/F26とオフセットRAM27とガンマRAM28とを互いに接続し、アドレスバスとデータバスとによって構成されている。
パルスモータ2用のモータ駆動回路31は、スキャナSC1のシステム制御手段であるシステムコントローラ21からの信号によって、パルスモータ2の励磁切り替え信号を出力する。
次に、スキャナSC1の制御に用いられる一般的なホストコンピュータ40の概略構成について、説明する。
図3は、スキャナSC1のホストコンピュータとして利用される一般的なコンピュータの構成を示すブロック図である。
ホストコンピュータ40は、ROM42と、RAM43と、中央処理装置41と、ディスク装置44と、バス48と、I/F46と、I/F47と、外部記憶装置45とを有する。
ROM42は、後述する図4に示す制御手順を実現するプログラムを保持する。
RAM43は、上記プログラムの動作に必要な記憶領域とワークエリアとを提供する。中央処理装置41は、ROM42に保持されているプログラムに従って処理する。
バス48は、上記の各構成を接続し、各構成間におけるデータの授受を可能とする。I/F46は、スキャナSC1との間で通信し、スキャナSC1のI/F26と同様に、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ようにしてもよい。
I/F47は、マウスやキーボード等の入力部51と接続する。
外部記憶装置45は、フロッピー(登録商標)ディスクやCD−ROM等、外部記憶媒体を駆動するためのものであり、ROM42に制御プログラムを予め保持する代わりに、外部記憶媒体に記憶されている場合、それを読み出してダウンロードする。なお、不図示ではあるが、ネットワークコネクタを介して、ネットワーク経由で制御プログラムをダウンロードするようにしてもよい。
スキャナSC1は、原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取手段の例である。
中央処理装置41は、読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング手段の例である。
中央処理装置41は、読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析手段の例である。
中央処理装置41は、上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析手段の例である。
また、中央処理装置41は、画像の輪郭線が鋸歯状に切断されていることを検知する手段の例である。さらに、中央処理装置41は、検知された直線状でない輪郭線に、輪郭線が直線状に繋がるよう補間する輪郭線補間処理手段の例である。そして、中央処理装置41は、上記輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線を、上記輪郭線に隣接して存在する輪郭線の間に、輪郭線を配置することによって輪郭線を直線状に補間する手段の例である。しかも、中央処理装置41は、上記画像解析手段が抽出した各輪郭線の大きさ、隣接する輪郭線との距離、隣接して連続する輪郭線の数に応じて、輪郭線の特徴を解析する手段の例である。
次に、実施例1の動作について説明する。
図4は、実施例1における原稿設置例を示す図である。
図5は、原稿領域を推定する処理の説明図である。
まず、図4に示すように、原稿台61上に、直線状でない切断辺(ピッチ約1mmの鋸歯状)を持つ原稿D1を設置し、原稿押圧板15で覆う。
図4の状態で、解像度75dpiの画像を読み取ると、読み取り画像71を得ることができる。
図6は、実施例1の動作を示すフローチャートである。
S1で、画像処理フィルタが輪郭線抽出処理を実行する。たとえば、8方向ラプラシアンフィルタと、2値化処理による輪郭線抽出を行う。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。この合計値が、2値化閾値よりも大きければ、輪郭線として抽出する。
読み取り画像71について、S1で画像処理フィルタによる輪郭線抽出処理を行うと、原稿台61上に設置した頂点ABCDを持つ原稿62において、点Aと点Bとを結ぶ輪郭線ABと、点Cと点Dを結ぶ輪郭線CDとを得ることができる。点Aと点Cとを結ぶ切断辺と、点Bと点Dとを結ぶ切断辺上では、断片的かつ規則的な輪郭線群が得られる。
S2、S3、S4で、切断辺が直線状でない原稿72において特徴的に現れる、断片的かつ規則的な形状の輪郭線群を検出する。S1で得られた全ての輪郭線について、輪郭線間の幅(図7(a)に示すa)が2ピクセルから3ピクセルの範囲内であり、またそれぞれの輪郭線の大きさ(図7(a)に示すb)が1ピクセルから2ピクセルの範囲内にある輪郭線群を抽出する。
これらの条件を満たす輪郭線が6個以上連続すれば、それらの輪郭線群を、連続した辺92が、直線状でない切断辺特有の規則性をもっていると判断する。
S5で、輪郭線結合処理を行う。
S2、S3、S4で直線状ではない切断辺であると判断された辺92中に存在する輪郭線群の各輪郭線間に、2ピクセルのドットを配することによって、輪郭線群を擬似的に直線状に結合した辺93を得ることができる。
なお、S2、S3、S4、S5の各処理で示した数値は、1つの例であり、原稿によっては、上記処理した数値を変化させるようにしてもよい。
S6で、原稿領域を推定し、S2、S3、S4で得られた輪郭線群73が包括する最小の矩形74を生成する。この矩形74が原稿領域であると判断する。
本発明の実施例2は、実施例1のS5における輪郭線結合処理において、S2、S3、S4で切断辺が直線状でないと判断されると、上記切断辺上に連続して隣接する輪郭線群を検出し、その開始座標と終端座標とを検出する実施例である。
実施例2によれば、開始座標と終端座標とを結ぶことによって、輪郭線群を近似した輪郭を得ることができ、原稿領域を切り出すことができる。
つまり、中央処理装置41は、上記輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線に、上記輪郭線に連続して隣接する輪郭線群の開始座標、終端座標を検出し、両座標の間を直線状の輪郭線で結ぶことによって上記輪郭線を直線状に補間する手段の例である
本発明の実施例3は、実施例1のS5における輪郭線結合処理において、S2、S3、S4で切断辺が直線状でないと判断されると、図7(c)に示すように、予め記録したパターン形状の辺94で、上記切断辺の輪郭線を置き換える。そして、実施例3は、この置き換えられた形状が輪郭であると判断する実施例である。
そして、この置き換えられた形状に基づいて、原稿領域を切り出す実施例である。
つまり、中央処理装置41は、輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線を、予め記録した形状の輪郭線に置き換えることによって、輪郭線を補間する手段の例である。
上記実施例1、2、3は、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ができる。
なお、画像の輪郭線が直線状でないことを検知する場合、読み取った画像の輪郭線のうちで、大きさが一定範囲内のものを対象とし、この条件を満たす輪郭線同士の距離や連続して隣接する輪郭線の個数に基づいて、画像の輪郭線が直線状でないことを検知する。
輪郭線が直線状に繋がるよう補間する場合、たとえば、上記条件を満たす輪郭線群の隣接する輪郭線間に、2ピクセル大の輪郭線を補間する。
また、上記実施例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(又は記録媒体)を、システム又は装置に供給するようにしてもよい。そして、上記システムまたは装置のコンピュータ(又は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ようにしてもよい。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が、上記実施例の機能を実現し、上記プログラムコードを記憶した記憶媒体は、本発明を構成する。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することによって、上記実施例の機能が実現される。これだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づいて、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される。
ここで、プログラムコードを記憶する記憶媒体としては、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、CD−ROM、CD−R、DVD、光ディスク、光磁気ディスク、MO等が考えられる。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続されている機能拡張ユニットに設けられているメモリに書き込まれる。その後に、そのプログラムコードの指示に基づいて、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに設けられているCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって、上記実施例の機能が実現される。
上記実施例において、読み取り基準位置は、画像読取装置によって画像を読み始める位置である。原稿領域切り出し処理結果に、傾き補正を行ってもよい。また、輪郭線検出の手法として、Laplacianフィルタ、Sobelフィルタ、Robertsフィルタ、Prewittフィルタ、等がある。
つまり、上記実施例は、原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取工程と、読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング工程とを画像読取装置に実行させるプログラムの例である。また、上記実施例は、読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析工程と、上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析工程とを画像読取装置に実行させるプログラムの例である。
SC1…スキャナ本体、
D1…読み取り原稿、
1…原稿台ガラス、
2…パルスモータ、
3…無端ベルト、
4…プーリ、
5…プーリ、
6…ギア列、
7…ガイドレール、
9…載置部、
10…光学ユニット、
11…反射原稿用光源、
12…結像レンズ、
13…ラインセンサ、
20…電気基板、
M1、M2、M3…反射ミラー。
D1…読み取り原稿、
1…原稿台ガラス、
2…パルスモータ、
3…無端ベルト、
4…プーリ、
5…プーリ、
6…ギア列、
7…ガイドレール、
9…載置部、
10…光学ユニット、
11…反射原稿用光源、
12…結像レンズ、
13…ラインセンサ、
20…電気基板、
M1、M2、M3…反射ミラー。
Claims (8)
- 原稿台に置かれている原稿を読み取る原稿読取手段と;
読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング手段と;
読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析手段と;
上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析手段と;
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1において、
上記輪郭線解析手段は、画像の輪郭線が鋸歯状に切断されていることを検知する手段であることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1において、
上記輪郭線解析手段は、検知された直線状でない輪郭線に、輪郭線が直線状に繋がるよう補間する輪郭線補間処理手段を有することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項3において、
上記輪郭線補間処理手段は、上記輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線を、上記輪郭線に隣接して存在する輪郭線の間に、輪郭線を配置することによって輪郭線を直線状に補間する手段であることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1において、
上記輪郭線解析手段は、上記画像解析手段が抽出した各輪郭線の大きさ、隣接する輪郭線との距離、隣接して連続する輪郭線の数に応じて、輪郭線の特徴を解析する手段であることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項3において、
上記輪郭線補間処理手段は、上記輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線に、上記輪郭線に連続して隣接する輪郭線群の開始座標、終端座標を検出し、両座標の間を直線状の輪郭線で結ぶことによって上記輪郭線を直線状に補間する手段であることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項3において、
上記輪郭線補間処理手段は、上記輪郭線解析手段が直線状でないと判断した輪郭線を、予め記録した形状の輪郭線に置き換えることによって、輪郭線を補間する手段であることを特徴とする画像読取装置。 - 原稿台に置かれている原稿を、原稿読取手段が読み取る原稿読取工程と;
読み取った画像に画像処理フィルタを施す画像処理フィルタリング工程と;
読み取った画像の輪郭線を抽出するために、上記画像処理フィルタを施した画像を解析する画像解析工程と;
上記解析の結果、画像の輪郭線が直線でないことを検知する輪郭線解析工程と;
を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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