JP2010273315A - スキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法を提供すること。
【解決手段】本発明による画像形成装置は原稿を移送させるための移送ローラーを動作させる移送ローラーモーター駆動部と、平板ガラスに密着された第２原稿サイズの第１領域で第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第１画像データを出力し、移送ローラーによって移送され、平板ガラスに密着された第２原稿サイズの第２領域で第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第２画像データを出力するスキャニング部と、第１画像データと第２画像データから選定されたオーバレイ領域を利用して画像パターンのマッチングを行い、オーバレイ領域の画像を重畳して第２原稿サイズの画像を生成する画像合成部とを含むことによって、Ａ４サイズの長さよりやや広いスキャンセンサーでＡ３サイズの原稿をスキャンすることができ、高い品質の合成されたＡ３原稿画像を得ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法に関するものであって、更に詳しくは、Ａ４サイズより若干大きいスキャンセンサーで平板ガラスに積載されたＡ３原稿の一部をスキャンした後、Ａ３原稿を移送して再びＡ３原稿の残りをスキャンし、この二つのスキャンされた画像を合成してＡ３原稿画像を生成する画像形成装置及びこのスキャン方法に関するものである。

一般的に、画像形成装置は、入力された画像信号を印刷媒体に印刷する装置であって、プリンター、コピー機、又はこれらの機能を一つの装置に統合して具現した複合機などを言う。

このような画像形成装置は、スキャン手段を通して原稿に記録された画像をスキャンするスキャニング部を含む。スキャニング部が原稿から情報を読み取るためには、スキャニング部のスキャンセンサーが移動するか、対象体である原稿が移動する必要がある。

ここで、原稿を固定させ、スキャンセンサーが移動する方式をフラットベッド型（Ｆｌａｔ Ｂｅｄ Ｔｙｐｅ）と言い、スキャンセンサーは停止されており、原稿が移動する方式をシートフィード型（Ｓｈｅｅｔ Ｆｅｅｄ ｔｙｐｅ）と言う。最近の複合機はこの二つの方式を全部採用しており、このような画像形成装置の例が図１に示されている。

図１に示されているように、画像形成装置５０はカバー１０と本体３０を含む。カバー１０には自動原稿給紙装置２０（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）が設けられ、本体３０には自動原稿給紙装置２０によって供給された原稿をスキャンするスキャンセンサー４０が設けられる。

ここで、スキャンセンサー４０は、電荷を用いて被写体の像が結ばれるようにする撮像素子の一つであるＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）が内臓されたＣＣＤＭ（ＣＣＭ Ｍｏｄｕｌｅ）が使用されるか、原稿をスキャンするＣＩＳ（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）が使用される。

自動原稿給紙装置２０は、一般的に、給紙される原稿が‘Ｃ’形状の移送経路Ｐを有するようになっており、原稿台２１に積載された原稿は、ピックアップローラー２２、移送ローラー２３、フィーディングローラ２４を通してスキャンセンサー４０上部に流入される。原稿はスキャンセンサー４０によってスキャンされた後、排紙ローラー２５を通して流出される。このように、自動原稿給紙装置２０を用いると、多枚の用紙を容易にスキャンすることができる。

また、自動原稿給紙装置２０を通さずに、原稿をスキャンすることができる。このためには、まず、カバー１０を開放した後、本体３０の上面に設けられた平板ガラス３１に原稿を整列させた状態でスキャン作業を実施する。そうすると、スキャンセンサー４０が矢印Ａで示された方向にスキャン窓の下部を往復移動しながら原稿をスキャンする。従って、スキャンセンサー４０が移動することにより、自動原稿給紙装置２０を用いずに単枚の原稿をスキャンすることができる。

一方、このようにスキャン機能を備えた従来の複合機は一番多く使用されるＡ４用紙のサイズに合わせてスキャンセンサー４０が設けられている。従って、Ａ４用紙より大きいＡ３用紙をスキャンするためには、Ａ３専用画像形成装置が必要であった。

しかし、Ａ３専用画像形成装置は一般的なＡ４用紙画像形成装置で使用されるスキャンセンサーより２倍大きいスキャンセンサーを使用しなければならなく、このようなスキャンセンサーのサイズ増加は、平板ガラスのサイズを増加させ、画像形成装置の体積も大きくなり、製品の製造原価の上昇に直結されるため、Ａ３画像形成装置の使用頻度が低い事務室や家庭では別途Ａ３画像形成装置を購買することは難しかった。

本発明は上記のような問題を解決するためのものであって、Ａ４サイズより若干大きいスキャンセンサーで平板ガラスに積載されたＡ３原稿の一部をスキャンした後、Ａ３原稿を移送して再びＡ３原稿の残りをスキャンし、このスキャンされた画像を合成してＡ３原稿の画像を生成する画像形成装置及びこのスキャン方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明はスキャンしようとする原稿を積載する平板ガラスを備えた画像形成装置において、前記平板ガラスを通してスキャニングできる第１原稿サイズより大きい第２原稿サイズのためのスキャニングモードである場合、第２原稿サイズの第１領域から第２原稿サイズの第２領域へ前記原稿を移送させるための移送ローラーを動作させる移送ローラー駆動モーターを制御する移送ローラーモーター駆動部と、前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第１領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第１画像データを出力し、前記移送ローラーによって移送され、前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第２領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第２画像データを出力するスキャニング部と、前記スキャニング部から出力された前記第１画像データ及び前記第２画像データを貯蔵するための画像貯蔵部と、及び前記画像貯蔵部に貯蔵された前記第１画像データと前記第２画像データから選定されたオーバレイ領域を利用して画像パターンのマッチングを行い、前記オーバレイ領域の画像を重畳して第２原稿サイズ画像を生成する画像合成部を提供する。

前記画像合成部は、前記画像パターンのマッチングを行うために、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出し、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点を連結することが望ましい。

前記画像合成部は、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出するためにハリスコーナー検出アルゴリズムを用いることができる。

前記画像合成部は、前記オーバレイ領域のコーナー検出以前に、前記オーバレイ領域でノイズの影響を減らすために前記オーバレイ領域の画像にガウシアンぼかしを行うことが好ましい。

前記ガウシアンぼかしは、前記オーバレイ領域の画像の不動小数点演算を整数演算に変えて行うことが好ましい。

前記画像合成部は、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点の連結前に、回転及びサイズの多様な画像の変化に対するマッチングを行う地域記述子を作ることが望ましい。

前記画像合成部は、前記地域記述子の利用による一貫性のあるマッチングポイントを探すために、ランダムサンプルアルゴリズムを用いて間違った対応関係を除去することが好ましい。

前記画像合成部は、前記画像パターンのマッチングを行った後、 前記オーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを求めることが好ましい。

前記オーバレイ領域の画像の重畳は、 前記オーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを用いて回転及びスキューを補正して整列することが好ましい。

前記オーバレイ領域の画像の重畳は、前記整列された二つのオーバレイ領域の画像の重畳される部分が自然に見えるように、ダイナミックプログラミングを用いたスティーチングを適用することができる。

また、本発明はスキャンしようとする原稿を積載する平板ガラスと、前記原稿を移送させるための移送ローラーと、前記平板ガラスに積載された前記原稿から画像をスキャンするためのスキャンセンサーを備えた画像形成装置のスキャン方法において、前記平板ガラスを通してスキャニングできる第１原稿サイズより大きい第２原稿サイズのためのスキャニングモードである場合、前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第１領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第１画像データを出力する段階と、前記移送ローラーを動作させて前記第２原稿サイズの第１領域から第２原稿サイズの第２領域に前記原稿を移送させ、前記移送ローラーによって移送されて前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第２領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第２画像データを出力する段階と、及び前記第１画像データと前記第２画像データから選定されたオーバレイ領域を用いて画像パターンのマッチングを行い、前記オーバレイ領域の画像を重畳して第２原稿サイズ画像を生成する段階を提供することによって上述した目的を達成する。

本発明による平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法は、スキャンしようとする原稿を積載する平板ガラスより大きい原稿に対してもスキャニング可能にすることによって、製品の製造原価を大幅節減することができる。

また、本発明による平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法は、オーバレイ領域の画像を最適の状態で重畳することにより、高い品質の画像を得ることができる。

従来技術による画像形成装置の一例を示した図面である。 本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置を概略的に示した図面である。 本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置の上部を示した図面である。 本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置のスキャン方法を概略的に示したフロー図である。 図４に適用される画像合成部の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明における第１領域及び第２領域を示した図面であり、 本発明におけるスキャンされた画像のオーバレイ領域を示した図面である。 本発明におけるオーバレイ領域の画像でのコーナーを説明するための図面である。 本発明におけるオーバレイ領域の画像のコーナー間の対応点連結を示す図面である。 本発明における間違った対応関係の除去前後を示した図面である。 本発明の一実施例による画像合成の例を示した図面である。 本発明の一実施例によるスキャンされた画像を合成する方法を概略的に示したフロー図である。

以下、添付された図面を参照して本発明による平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置及びこのスキャン方法の好ましい実施例を説明する。

図２は本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置を概略的に示した図面であり、図３は本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置の上部を示した図面であり、図４は本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置の構成を概略的に示したブロック図であり、図７ａは本発明における第１領域及び第２領域を示した図面である。

図２乃至図４に示したように、本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置は、上部に原稿１０を積載できるように平板ガラス１１０を備えた本体１００と、本体１００の上部に備えられた平板ガラス１１０を開閉するカバー１２０を含み、また、多枚の原稿を自動で給紙する自動原稿給紙ユニット１３０を含む。

この本体１００には、移送ローラー部材２２０、移送ローラー駆動モーター２３０、移送ローラーモーター駆動部２４０、スキャニング部３１０、画像貯蔵部３２０、画像合成部３３０、Ａ３原稿スキャンボタン４１０、原稿スキャンボタン４２０、原稿サイズ感知センサー４２０及び制御部４３０が備えられている。

本発明の第１実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置は、平板ガラス１００に積載された原稿１０を移送するための移送ローラー部材２２０と、この移送ローラー部材２２０を駆動するための移送ローラー駆動モータ２３０、この 移送ローラー駆動モータ２３０を制御するための移送ローラーモーター駆動部２４０を含む。

移送ローラー部材２２０は、平板ガラス１１０の上側に自動原稿給紙装置１３０及びスキャンセンサー３１２の長さ方向と垂直な方向に、即ち、平板ガラス１１０の上側に横方向に設けられる。

具体的に、移送ローラー部材２２０は、平板ガラス１１０の上側に横方向に設けられる移送ローラー軸２２１と、この移送ローラー軸２２１に回転可能に装着された多数の移送ローラー２２２を含めて構成される。

このように構成された移送ローラー部材２２０は、スキャンセンサー３１２の長さ方向に平板ガラス１１０に引き入れられた原稿１０が移送ローラー２２２側に移送されるように作動する。

例えば、Ａ３サイズの原稿をスキャンするために平板ガラス１００上でＡ３原稿１０の短側部を移送ローラー部材２２０に整列させた状態で、 移送ローラー部材２２０が作動すると、Ａ３原稿１０は移送ローラー２２２の回転によって移送ローラー部材２２０側に移送される。

また、移送ローラー駆動モータ２３０は移送ローラー部材２２０、即ち、移送ローラー軸２２１と連結され、移送ローラー軸２２１に駆動力を伝達することによって、移送ローラー２２２が回転されるようにする。

従って、移送ローラー駆動モータ２３０は平板ガラス１１０に置かれたＡ３原稿１０の第１領域である上部がスキャンセンサー３１２によってスキャンされた後、スキャンされていないＡ３原稿１０の第２領域である残りの部分が平板ガラス１１０に置かれるように移送ローラー部材２２０に駆動力を伝達する。図７ａにおいてＡ４原稿は第１原稿サイズを示し、Ａ３原稿は第２原稿サイズを示し、Ａ３原稿はＡ４原稿の幅より広い第１領域及び第２領域で２回スキャンされる。

一方、本体１００にはＡ３原稿を支持するために、平板ガラス１１０の下側、即ち、移送ローラー２２２の反対側端部に支持フラップ１４０が設けられる。即ち、支持フラップ１４０は、自動原稿給紙装置１３０及びスキャンセンサー３１２の長さ方向と垂直に平板ガラス１１０に引き入れられる本体１００外部に露出されたＡ３原稿１０の一部を支持する役割をする。

好ましくは、カバー１２０の下側下端、即ち、支持フラップ１４０と隣接したカバー１２０の下端には、Ａ３原稿１０がカバー１２０の端部に引っ掛かることなく容易に平板ガラス１１０側に引き入れられるように、所定空間に切開された原稿引入れ口１２１が形成される。

また、カバー１２０の上側下端、即ち、移送ローラー部材２２０と隣接したカバー１２０の下端には、Ａ３原稿１０がカバー１２０の端部に引っ掛かることなく容易に本体１００の外側に引出されるように、所定空間に切開された原稿引出し口１２２が形成される。

このような原稿引入れ口１２１及び原稿引出し口１２２によって、使用者はカバー１２０を開閉することなくＡ３原稿を容易に平板ガラス１１０に引入れるか、引出すことができる。

本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置は、平板ガラス１００に積載されたＡ３原稿１０の一部領域をスキャンして画像データとして出力するスキャニング部３１０と、このスキャニング部３１０から出力された画像データを貯蔵する画像貯蔵部３２０と、この画像貯蔵部３２０に貯蔵された画像データを用いて画像パターンのマッチングを行い、Ａ３原稿画像を生成する画像合成部３３０とを含む。

スキャニング部３１０は平板ガラス１１０に積載された原稿から画像をスキャンするためのスキャンセンサー３１２を含む。ここで、スキャンセンサー３１２は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）モジュールであるＣＣＤＭ又はＣＩＳ（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）であって、図２及び図３において本体１００の左側上部、正確には、後述される自動原稿給紙装置１３０の下部に設けられ、自動原稿給紙装置１３０を通して給紙される原稿をスキャンする。また、スキャニング部３１０はスキャンセンサー３１２を左右に移動させるスキャンセンサー移動手段を備え、平板ガラス１１０上に置かれた原稿１０をスキャンすることができる。

一方、Ａ４サイズの原稿をスキャンするための一般的なスキャンセンサーの場合は、Ａ４用紙の短端部長さ（２１０ｍｍ）に合わせて設けられているが、本発明に適用されるこのスキャンセンサー３１２は、その長さがＡ４用紙の短端部長さ（２１０ｍｍ）より１０ｍｍ乃至３０ｍｍほど広いことが好ましい。

このスキャニング部３１０は、平板ガラス１１０上に置かれた原稿がＡ４サイズである場合は、スキャンセンサー３１２を用いてＡ４サイズの画像データを出力することができ、また、平板ガラス１１０上に置かれた原稿がＡ３サイズである場合は、スキャンセンサー３１２を用いてＡ４サイズより大きい画像データを出力することができる。

画像貯蔵部３２０はＤＲＡＭなどでなり、このスキャニング部３１０から出力された画像データを貯蔵する。

画像合成部３３０は、スキャニング部３１０を通してスキャンされた二つの画像を結合するための画像処理（ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、Ａ３サイズのスキャン画像を生成する。

このように、本発明によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置は、Ａ４サイズより若干大きいスキャンセンサー３１２を用いてＡ３原稿を２回スキャンし、画像合成部３３０でこれを合成することにより、Ａ３原稿の画像を得ることができる。

本発明の一実施例によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置は、Ａ３原稿のスキャン機能を行うために信号を出力するＡ３原稿スキャンボタン４１０、及びこのＡ３原稿スキャンボタン４１０の信号によりスキャニング部３１０がＡ３原稿をスキャンするように信号を出力する制御部４３０を含む。一方、このＡ３原稿スキャンボタン４１０のような機能は、一般的な原稿のスキャン機能を行うために信号を出力する原稿スキャンボタン４２０、及び平板ガラス１１０上に整列された原稿のサイズを感知する原稿サイズ感知センサー４２２を通しても達成することができる。

Ａ３原稿スキャンボタン４１０は図示されていないが、本体１００の一側に形成され、使用者がＡ３原稿をスキャンするためにクリックすることができるように構成されたものであって、本体１００とカバー１２０との間に形成された原稿引入れ口１２１を通して平板ガラス１１０に積載されたＡ３原稿１０がスキャンされるように制御部４３０に信号を出力する役割をする。

また、原稿スキャンボタン４２０によって一般的な原稿のスキャン機能を行うために信号が出力されると、原稿サイズ感知センサー２６０は原稿引入れ口１２１に設けられ、原稿引入れ口１２１を通して引入れられる原稿のサイズを感知する。この際に、制御部４３０は原稿サイズ感知センサー２６０から感知された感知結果、平板ガラス１１０に整列された原稿が原稿引入れ口１２１を通して外部に露出された場合、Ａ３原稿と判断し、平板ガラス１１０に整列された原稿が原稿引入れ口１２１を通して外部に露出されなかった場合、Ａ４原稿と判断する。

制御部４３０は、Ａ３原稿スキャンボタン４１０又は原稿スキャンボタン４２０、及び原稿サイズ感知センサー２６０から出力された信号の伝達を受け、スキャンセンサー２１０及び移送ローラー駆動モータ２３０が作動されるように信号を出力することによって、Ａ３原稿である場合、スキャンが行われるようにする。また、制御部４３０はスキャン画像が貯蔵されるように制御部４３０を制御し、貯蔵されたスキャン画像を合成するように画像合成部３３０を制御する。

そして、自動原稿給紙装置１３０は、カバー１２０の左側、正確にはスキャンセンサー３１２が設けられた位置の上部に設けられ、多枚の原稿が自動に給紙され排出されるように構成される。具体的に、自動原稿給紙装置１３０は内部に多数の給紙ローラー１３１，１３２，１３３を備え、給紙部１３４を通して給紙された原稿を排紙部１３５を通して排出する。一方、移送ローラー駆動モーター２３０は連結部材を介してこの移送ローラー１３１，１３２，１３３に駆動力を伝達することができる。

この際に、スキャンセンサー３１２は、自動原稿給紙装置１３０の下部に停止された状態で、給紙される原稿をスキャンする。従って、スキャンされる原稿は平板ガラス１００を経ずにスキャンされる。

図５は本発明によるＡ３用紙スキャン機能を備えたＡ４画像形成装置のスキャン方法を概略的に示したフロー図である。

まず、使用者がＡ３原稿をスキャンするために平板ガラス１１０にＡ３原稿１０の短側部（２１０ｍｍ）が移送ローラー部材２２０と接触されて整列されるようにＡ３原稿を位置させた後（Ｓ１００）、原稿スキャンボタン４２０を押すと（Ｓ２００）、原稿サイズ感知センサー２６０が作動して平板ガラス１１０上に整列された原稿のサイズを感知し、制御部４３０に信号を伝達する（Ｓ２１０）。

次いで、制御部４３０は原稿サイズ感知センサー２６０から伝達された信号により、整列された原稿のサイズがＡ３サイズであるかを判断する（Ｓ２２０）。

この判断結果、原稿のサイズがスキャンセンサー３１２のスキャン容量範囲外である場合、即ち、Ａ３サイズである場合、制御部４３０は原稿スキャンボタン２５０の動作信号の伝達を受け、平板ガラス１１０に密着されたＡ３原稿１０の一部をスキャンするようにスキャンセンサー３１２に信号を出力する。

そうすると、スキャンセンサー３１２は平板ガラス１１０の下部を往復移動しながら平板ガラス１１０に密着されたＡ３原稿をスキャンする。従って、スキャニング部３１０はＡ３原稿の半分より少し大きいサイズに対してスキャンした第１画像データを出力し、この第１画像データは画像貯蔵部３２０に貯蔵される（Ｓ３００）。

前記スキャンが完了し、一定時間が経過した後、制御部４３０は移送ローラー部材２２０が回転されるように、 移送ローラー駆動モータ２３０に信号を出力する。移送ローラー部材２２０が回転されると、Ａ３原稿のスキャンされていない残りの部分が移送ローラー部材２２０側に移送されて平板ガラス１１０に密着され、Ａ３原稿のスキャンされた部分は本体１００とカバー１２０との間に形成された原稿引出し口１２２を通して本体外部に露出される（Ｓ４００）。

次いで、制御部４３０は平板ガラス１１０に密着されたＡ３原稿の残りの部分がスキャンされるようにスキャンセンサー３１２に信号を出力し、これにより、スキャンセンサー３１２がもう一度平板ガラス１１０の下部で往復移動しながらＡ３原稿をスキャンする （Ｓ５００）。従って、スキャニング部３１０はＡ３原稿の半分より少し大きいサイズに対してスキャンした第２画像データを出力し、この第２画像データは画像貯蔵部３２０に貯蔵される。

このように、Ａ３原稿のスキャンが全部完了すると、画像処理部３００はスキャンされた二つの画像データを結合するための画像プロセッシングを行い、一つのＡ３サイズの画像を生成する（Ｓ６００）。

その反面、原稿サイズ感知センサー２６０の感知結果、原稿のサイズがスキャンセンサー３１２のスキャン容量範囲内にある場合、即ち、Ａ４サイズである場合、制御部４３０は原稿スキャンボタン２５０の動作信号の伝達を受け、平板ガラス１１０に密着されたＡ４原稿をスキャンするようにスキャンセンサー３１２に信号を出力する。

そうすると、スキャンセンサー３１２は平板ガラス１１０の下部を往復移動しながら平板ガラス１１０に密着されたＡ４原稿をスキャンする。従って、Ａ４原稿のスキャン作業が完了される（Ｓ２３０）。

このように、平板ガラス１１０上に整列された原稿のサイズにより、スキャンセンサー３１２及び移送ローラー駆動モータ２３０の動作を制御して、Ａ４原稿又はＡ３原稿を選択的にスキャンすることができる。

図６は図４に適用される画像合成部の構成を概略的に示したブロック図であり、図７ｂは本発明におけるスキャンされた画像のオーバレイ領域を示した図面であり、図８は本発明におけるオーバレイ領域の画像内でパターンのコーナーを説明するための図面であり、図９は本発明におけるオーバレイ領域の画像内のコーナー間の対応点連結を示す図面であり、図１０は本発明における間違った対応関係の除去前後を示した図面である。

図６に示したように、画像合成部３３０は、コーナー検出モジュール３４０、パターンマッチングモジュール３６０、特異値除去モジュール３６０、移動推定モジュール３７０、及び重畳モジュール３８０を含む。

コーナー検出モジュール３４０は、図７ｂに示したようにスキャンされた第１画像データとスキャンされた第２画像データのうち、３００画素程度を重ねた後、このオーバレイ領域でハリスコーナー検出（ｈａｒｒｉｓ ｃｏｒｎｅｒ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）アルゴリズムを行う。二つのオーバレイ領域で重なる画素数は３００画素ずつ（１インチ）が適当である。この重なる画素数を少なくすると、計算時間やメモリは減るが、スキューの激しい映像では合成に失敗する場合が発生する。

ここで、オーバレイ領域の画像内でパターンのコーナーとは、画像内パターンの二つのエッジが会う点であって、図８（ａ）はオーバレイ領域の画像を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のオーバレイ領域の画像に対しハリスコーナー検出アルゴリズムを適用して探したコーナーを示す。即ち、図８（ｂ）に示された赤い点がハリスコーナー検出アルゴリズムを適用して探したコーナーを示す。このようなコーナーは、イメージの明るさ変化、回転及びスキュー（ｓｋｅｗ）などに基づいて容易に探せる特徴がある。

一方、ノイズに基づいたコーナー検出のためにオーバレイ領域にガウシアンぼかし（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｂｌｕｒ）を適用した後、微分をし、この値を用いてハリスコーナー検出アルゴリズムを適用したハリスマトリックスＡ（ｘ）を計算することができる。このように計算されたハリスマトリックスの固有値が一定空間で最大値となる点が、ハリスコーナーである。

一方、このハリスコーナーを計算するためには、２回のガウシアンぼかしの計算が必要である。このガウシアンぼかし計算は、基本的に不動小数点（ｆｌｏａｔｉｎｇ−ｐｏｉｎｔ）演算であり、ハリスコーナー検出の速度を決定する核心部分である。従って、オーバレイ領域の画像に関するガウシアンぼかしは、不動小数点演算を整数演算に変えて行うことが好ましい。

パターンマッチングモジュール３５０は、二つのオーバレイ領域で見つけたコーナー間の対応点を探す構成である。図９は第１画像と第２画像間のこのようなパターンマッチングの例を示す。

パターンマッチングモジュール３５０はパターンマッチングのために、まず、コーナー周辺の情報を用いてその部分の特徴を記述する地域記述子（ｌｏｃａｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）を作る。即ち、パターンマッチングモジュール３５０はオーバレイ領域の画像内パターンのコーナー間の対応点連結前に、回転及びサイズの多様な画像の変化に対するマッチングを行うことができる地域記述子を作る。そして、パターンマッチングモジュール３５０は、二つのオーバレイ領域でこの地域記述子を比較して一番類似した点を対応点として連結する。このパターンマッチングによって、２回に亘ったスキャン作業で生じ得る明るさ変化や閉塞（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）にも強靭に動作するため、画像併合アルゴリズムの正確性を高めることができる。

特異値除去モジュール３６０は一貫性あるマッチングポイントを探すために、ランダムサンプルアルゴリズムを使用して間違った対応関係（ｏｕｔｌｉｅｒ）を除去する。

上述した地域記述子は狭い範囲の情報のみ使用し、画像の全体的な関係は考慮しないため、相当な量の間違った対応関係を含むことになる。従って、特異値除去モジュール３６０は、ランダムサンプリングアルゴリズム（ｒａｎｄｏｍ ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を使用して間違った対応関係を除去する。このランダムサンプリングアルゴリズムは無作為で選んだ幾つかのサンプルから解を予測し、他の元素がその解と一貫しているのかテストするものである。この過程を定められた回数だけ、又は適応的に反復することにより、一番適切な解と有効な対応関係を得ることになる。

このランダムサンプリングアルゴリズムは理論的にｐ（例えば０．９９）の確立で成功するためには、

の反復回数が必要である。ここで、εは間違った対応関係の比率であって、ｍは解を予測するために必要な最小のサンプル数である。従って、なるべく小さいｍを使用することがランダムサンプリングアルゴリズムの計算量を減らすことになり、間違った対応関係が高い比率でもよく動作することができる。二つのオーバレイ領域の画像間では４−ポイントアルゴリズムを使用するが、計算量を減らすために２−ポイントアルゴリズムを使用することが好ましい。図１０（ａ）はランダムサンプリングアルゴリズムを行う前の対応関係を示した図面であり、図１０（ｂ）はランダムサンプリングアルゴリズムを行った後の対応関係を示した図面であって、図１０（ａ）に示された間違った対応関係が全部除去される。

移動推定モジュール３７０は画像パターンのマッチングを行った後、二つのオーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを求める。

二つのオーバレイ領域の画像間に存在する幾何学的な関係は、その複雑度によって、平衡移動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）、ユークリッド（ｅｕｃｌｉｄｅａｎ）、類似点（ｓｉｍｉｌｉｔｙ）、アフィン（ａｆｆｉｎｅ）、及び投影関係（ｐｒｏｊｅｃｔｉｖｅ）に区分される。

この中で、Ａ３原稿を２回に亘ってスキャンした時、二つのオーバレイ領域の画像間に存在する移動は、回転とスキュー（ｓｋｅｗ）を含む類似点で充分にモデリングされる。

次の表は各移動のパラメーターとこれを求めるのに必要な自由変数の個数を表示する。

上記の表を参考すると、類似点は４つの自由変数が必要であり、従って、最小２つのマッチング点を通して移動のパラメーターを求めることができる。

画像重畳モジュール３９０は二つのオーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを用いて回転及びスキューを補正して整列し、また、この整列された二つのオーバレイ領域の画像の重畳される部分が自然に見えるようにダイナミックプログラミングを用いたスティッチングを適用する。

移動推定モジュール３８０で求めた移動パラメータを用いて二番目の画像を最初の画像に投影（ｗｒａｐｐｉｎｇ）させ、二つの画像の回転及びスキューを容易に補正して整列することができる。ここで、計算量の多い部分は二つの画像の重なる部分が最大限自然に見えるようにするスティッチング（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）方法である。

Ａ３原稿のスキャンの場合、同じスキャンセンサー３１２を二回使用するため、二つの画像間に明るさの変化は殆どない。従って、計算量の多いブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）をせず、スティッチングだけでも満足した品質を得ることができる。即ち、二つの画像が重なる各部分のうち、最大限類似した所に沿って継いで貼るほど、見た目が自然である。最大限類似した所、例えば、紙の白い背景に沿って画像が合わせられると、結果的に自然な結果を得ることができる。このような継ぎ目（ｓｅａｍ）を探すために、比較的計算量の少ないダイナミックプログラミングを用いる。ダイナミックプログラミングとは、最適化解を求める際に全体問題を割った部分問題に最適化して全体問題の最適化を求めるアルゴリズムである。ここでは、継ぎ目を決定する際に一番上の一点から始まり、下の三方向のうち、最大限類似した点に沿うようにして最適化された解を探す方式に応用する。

図１１は本発明の一実施例による画像合成の例を示した図面である。

図１１（ａ）の画像は、スキャンセンサー３１２がＡ３原稿サイズの第１領域でＡ４サイズより広くスキャンして得た第１画像であり、図１２（ｂ）の画像は、スキャンセンサー３１２がＡ３原稿サイズの第２領域でＡ４サイズより広くスキャンして得た第２画像であって、図１２（ｃ）の画像は、図１２（ａ）の第１画像と図１２（ｂ）の第２画像を画像合成部３３０で合わせて生成したＡ３原稿画像である。

図１２は本発明の一実施例によるスキャンされた画像を合成する方法を概略的に示したフロー図である。

まず、制御部４３０は画像貯蔵部３２０に貯蔵された第１画像データと第２画像データが画像合成部３３０と連動するように制御する。そうすると、画像合成部３３０は第１画像データと第２画像データからオーバレイ領域を読み取り、オーバレイ領域でノイズの影響を減らすためにオーバレイ領域の画像にガウシアンぼかしを行う（Ｓ６０２）。

そして、画像合成部３３０はハリスコーナー検出アルゴリズムを用いてオーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出する（Ｓ６０４）。

そして、画像合成部３３０はオーバレイ領域の画像の回転及びサイズの多様な画像の変化に対するマッチングを行うことができる地域記述子を作り、オーバレイ領域のコーナー間の対応点を連結する（Ｓ６０６）。

そして、画像合成部３３０は、地域記述子の利用による一貫性のあるマッチングポイントを探すためにランダムサンプルアルゴリズムを用いて間違った対応関係を除去する（Ｓ６０８）。

そして、画像合成部３３０は、オーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを求めて幾何学的移動を推定する（Ｓ６１０）。

そして、画像合成部３３０は、オーバレイ領域の画像の幾何学的動きのパラメータを用いて回転及びスキューを補正して整列し、整列された二つのオーバレイ領域の画像の重畳される部分が自然に見えるようにダイナミックプログラミングを用いたスティッチングを適用し、オーバレイ領域の画像を重畳する（Ｓ６１２）。

本発明では、Ａ４サイズのスキャンセンサーを用いてＡ３原稿をスキャンする画像形成装置に対して説明したが、Ａ３スキャンセンサーを用いて Ａ２原稿をスキャンする画像形成装置のように、スキャンセンサーのスキャン容量の二倍サイズの原稿をスキャンする画像形成装置は全て本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲により解釈されるべきである。また、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正及び変更が可能であるため、本発明と同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

Claims (18)

1. スキャンしようとする原稿を積載する平板ガラスを備えた画像形成装置において、
   前記平板ガラスを通してスキャニングできる第１原稿サイズより大きい第２原稿サイズのためのスキャニングモードである場合、第２原稿サイズの第１領域から第２原稿サイズの第２領域へ前記原稿を移送させるための移送ローラーを動作させる移送ローラー駆動モーターを制御する移送ローラーモーター駆動部と、
   前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第１領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第１画像データを出力し、前記移送ローラーによって移送され、前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第２領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第２画像データを出力するスキャニング部と、
   前記スキャニング部から出力された前記第１画像データ及び前記第２画像データを貯蔵するための画像貯蔵部と、
   前記画像貯蔵部に貯蔵された前記第１画像データと前記第２画像データから選定されたオーバレイ領域を利用して画像パターンのマッチングを行い、前記オーバレイ領域の画像を重畳して第２原稿サイズ画像を生成する画像合成部とを含むことを特徴とする平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
2. 前記画像合成部は、前記画像パターンのマッチングを行うために、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出し、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点を連結することを特徴とする請求項１に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
3. 前記画像合成部は、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出するためにハリスコーナー検出アルゴリズムを用いることを特徴とする請求項２に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
4. 前記画像合成部は、前記オーバレイ領域のコーナー検出以前に、前記オーバレイ領域でノイズの影響を減らすために前記オーバレイ領域の画像にガウシアンぼかしを行うことを特徴とする請求項３に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
5. 前記ガウシアンぼかしは、前記オーバレイ領域の画像の不動小数点演算を整数演算に変えて行うことを特徴とする請求項４に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
6. 前記画像合成部は、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点の連結前に、回転及びサイズの多様な画像の変化に対するマッチングを行うことができる地域記述子を作ることを特徴とする請求項２に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
7. 前記画像合成部は、前記地域記述子の利用による一貫性のあるマッチングポイントを探すために、ランダムサンプルアルゴリズムを用いて間違った対応関係を除去することを特徴とする請求項６に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
8. 前記画像合成部は、前記画像パターンのマッチングを行った後、 前記オーバレイ領域の画像の幾何学的動きのパラメータを求めることを特徴とする請求項１に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
9. 前記オーバレイ領域の画像の重畳は、前記オーバレイ領域の画像の幾何学的動きのパラメータを用いて回転及びスキューを補正して整列することを特徴とする請求項８に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
10. 前記オーバレイ領域の画像の重畳は、前記整列された二つのオーバレイ領域の画像の重畳される部分が自然に見えるように、ダイナミックプログラミングを用いたスティッチングを適用することを特徴とする請求項９に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置。
11. スキャンしようとする原稿を積載する平板ガラスと、前記原稿を移送させるための移送ローラーと、前記平板ガラスに積載された前記原稿から画像をスキャンするためのスキャンセンサーを備えた画像形成装置のスキャン方法において、
    前記平板ガラスを通してスキャニングできる第１原稿サイズより大きい第２原稿サイズのためのスキャニングモードである場合、前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第１領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第１画像データを出力する段階と、
    前記移送ローラーを動作させて前記第２原稿サイズの第１領域から第２原稿サイズの第２領域に前記原稿を移送させ、前記移送ローラーによって移送されて前記平板ガラスに密着された前記第２原稿サイズの第２領域で前記第１原稿サイズの幅より広くスキャンして第２画像データを出力する段階と、
    前記第１画像データと前記第２画像データから選定されたオーバレイ領域を用いて画像パターンのマッチングを行い、前記オーバレイ領域の画像を重畳して第２原稿サイズ画像を生成する段階とを含むことを特徴とする平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
12. 前記第２原稿サイズ画像を生成する段階は、前記画像パターンのマッチングを行うために、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出し、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点を連結することを特徴とする請求項１１に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
13. 前記第２原稿サイズ画像を生成する段階は、前記オーバレイ領域の画像からパターンのコーナーを検出する前に、前記オーバレイ領域でノイズの影響を減らすために前記オーバレイ領域の画像にガウシアンぼかしを行うことを特徴とする請求項１２に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
14. 前記第２原稿サイズ画像を生成する段階は、前記オーバレイ領域のコーナー間の対応点の連結前に、回転及びサイズの多様な画像の変化に対するマッチングを行うことができる地域記述子を作ることを特徴とする請求項１３に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
15. 前記第２原稿サイズ画像を生成する段階は、前記地域記述子の利用による一貫性のあるマッチングポイントを探すために、ランダムサンプルアルゴリズムを用いて間違った対応関係を除去することを特徴とする請求項１４に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
16. 前記第２原稿サイズ画像を生成する段階は、前記画像パターンのマッチングを行った後、前記オーバレイ領域の画像の幾何学的動きのパラメータを求めることを特徴とする請求項１５に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
17. 前記オーバレイ領域の画像の重畳は、前記オーバレイ領域の画像の幾何学的移動のパラメータを用いて回転及びスキューを補正して整列することを特徴とする請求項１６に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。
18. 前記オーバレイ領域の画像の重畳は、前記整列された二つのオーバレイ領域の画像の重畳される部分が自然に見えるように、ダイナミックプログラミングを用いたスティッチングを適用することを特徴とする請求項１７に記載の平板ガラスより大きい原稿サイズスキャン機能を備えた画像形成装置のスキャン方法。