JP2013225819A - Image processing device and manuscript reading system having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、書籍などの原稿を読み取って得られた画像を処理する画像処理装置およびこれを備えた原稿読取システムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that processes an image obtained by reading a document such as a book, and a document reading system including the image processing apparatus.
書籍のページを自然に開いた状態で上方から撮影してページの画像を読み取ることができる書画カメラ(ブックスキャナ)が普及している(特許文献1参照)。このような書画カメラを用いると、ページをめくりながらページの画像を次々に読み取ることができるため、書籍を電子化する作業を効率良く行うことができる。また、この書画カメラを用いた原稿読取システムでは、正規の読取位置(すなわち、水平・垂直等の基準方向)に対して傾いた状態で原稿がセットされた場合でも、読み取られた原稿の画像(原稿綴じ部や原稿エッジの位置等)に基づき傾斜角度を推定することにより、画像の傾きを自動的に補正することができる。 2. Description of the Related Art Document cameras (book scanners) that can take a picture of a page and read an image of the page while the page of the book is naturally opened are widely used (see Patent Document 1). When such a document camera is used, the images on the page can be read one after another while turning the page, so that the work of digitizing the book can be performed efficiently. Further, in the document reading system using the document camera, even when the document is set in an inclined state with respect to a normal reading position (that is, a reference direction such as horizontal or vertical), an image of the read document ( The inclination of the image can be automatically corrected by estimating the inclination angle based on the document binding portion and the position of the document edge.
ところで、撮影画像を回転させてその傾きを補正した場合、その矩形の画像エリアの四隅において、傾き補正前の撮影画像の画像エリアと重複しない領域が生じる。したがって、傾き補正後の撮影画像をディスプレイ等において表示する際には、傾き補正前の画像エリアに基づいて設定された矩形の画像表示エリアの四隅において画像データが欠損した領域が生じてしまう。 By the way, when the captured image is rotated and its inclination is corrected, areas that do not overlap with the image area of the captured image before the inclination correction are generated at the four corners of the rectangular image area. Therefore, when a captured image after tilt correction is displayed on a display or the like, regions where image data is lost are generated at the four corners of a rectangular image display area set based on the image area before tilt correction.
そこで、例えば、画像の回転により生じる画面(画像表示エリア)の四隅の切れ(画像データの欠損)を特定のパターンを用いてマスクし、他のパターン画像と合成する(画像データの欠損領域に特定の表示をするための画像データを発生させる)ことにより、画面の切れによる画像の不自然さを除去する技術が存在する(特許文献2参照)。 Therefore, for example, the four corners of the screen (image display area) caused by the rotation of the image (image data loss) are masked using a specific pattern and synthesized with another pattern image (specified as the image data loss region). In other words, there is a technique for removing unnaturalness of an image due to a screen cut (see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献2に記載された従来技術では、画像表示エリアの四隅の切れをマスクする特定のパターンに応じて、画像データの欠損領域に特定の表示をするためのデータを発生させる必要があるため画像表示処理が複雑となるという問題があった。さらに、画像表示エリアの四隅の切れを特定パターンでマスクしたとしても、画像表示エリアが不自然な八角形になってしまう課題は依然として解決されていない。
However, in the prior art described in
この場合、撮影画像の中心部における所定の領域(傾き補正により画像を回転させても画像表示エリア内に収まるサイズ)の画像データのみを使用することにより、画像表示エリア内の四隅における画像データの欠損に起因する不自然な表示を回避することも考えられる。しかし、画像の回転角度(補正すべき角度)に応じて画像データの欠損領域(換言すれば、画像表示エリアにおいて画像の回転による影響を受けない領域)の形状や大きさが変化するため、その結果、表示される画像サイズや撮像領域が時々刻々変化し、画像表示等を安定して行うことが難しいという問題が生じる。 In this case, by using only image data of a predetermined area (size that can be accommodated in the image display area even if the image is rotated by tilt correction) in the center of the captured image, the image data at the four corners in the image display area is used. It is also conceivable to avoid an unnatural display caused by a defect. However, since the shape and size of the missing area of the image data (in other words, the area not affected by the rotation of the image in the image display area) changes according to the rotation angle of the image (the angle to be corrected). As a result, the displayed image size and imaging region change from moment to moment, and there arises a problem that it is difficult to stably perform image display and the like.
さらに、上記従来技術では、撮影画像を比較的大きな角度(例えば、±180°)まで回転させることを想定し、上記特定のパターンとして円形や楕円形を用いるため、矩形の画像エリアを有する撮影画像のデータを効率的に利用することが難しいという問題もあった。 Furthermore, in the above prior art, it is assumed that the captured image is rotated to a relatively large angle (for example, ± 180 °), and a circular or elliptical shape is used as the specific pattern. Therefore, the captured image having a rectangular image area is used. There was also a problem that it was difficult to efficiently use the data.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、傾き補正を行った撮影画像をディスプレイ等に表示する場合であっても、矩形の画像表示エリアの四隅において撮影画像データの欠損に起因する不自然な領域の発生を防止できると共に、撮影画像データを効率的に利用可能とする画像処理装置およびこれを備えた原稿読取システムを提供することを主目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and even when displaying a photographic image with tilt correction on a display or the like, it is photographed at the four corners of a rectangular image display area. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of preventing the occurrence of an unnatural area due to image data loss and making it possible to efficiently use captured image data, and a document reading system including the image processing apparatus.
本発明の画像処理装置は、原稿の紙面を撮影した矩形の撮影画像をその図心を軸に回転させることにより当該撮影画像の傾き補正を行う画像回転部と、前記傾き補正前における補正前撮影画像の画像エリア内に位置し、且つ前記撮影画像を所定の基準回転角度で回転させた基準補正撮影画像の画像エリア内に位置する矩形の切出しエリアを設定する切出しエリア設定部と、前記画像回転部によって傾き補正された撮影画像から前記切出しエリアに相当する領域の画像を切り出す画像切出し部と、前記画像切出し部によって切り出された画像から生成された表示データに基づき矩形の画像表示エリアに撮影画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention includes an image rotation unit that performs tilt correction of a captured image by rotating a rectangular captured image obtained by capturing a paper surface of a document around the centroid, and shooting before correction before the tilt correction. A cut-out area setting unit that sets a rectangular cut-out area that is located within the image area of the image and that is located within the image area of the reference-corrected shot image that is obtained by rotating the shot image at a predetermined reference rotation angle; An image cutout unit that cuts out an image of an area corresponding to the cutout area from a shot image that has been tilt-corrected by the unit, and a shot image in a rectangular image display area based on display data generated from the image cut out by the image cutout unit And a display unit for displaying the.
このように本発明によれば、傾き補正を行った撮影画像をディスプレイ等に表示する場合であっても、矩形の画像表示エリアの四隅において撮影画像データの欠損に起因する不自然な領域の発生を防止できると共に、撮影画像データを効率的に利用可能となるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, even when a captured image with tilt correction is displayed on a display or the like, the occurrence of unnatural areas due to the loss of captured image data at the four corners of the rectangular image display area In addition, it is possible to prevent the image data and to effectively use the captured image data.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、原稿の紙面を撮影した矩形の撮影画像をその図心を軸に回転させることにより当該撮影画像の傾き補正を行う画像回転部と、前記傾き補正前における補正前撮影画像の画像エリア内に位置し、且つ前記撮影画像を所定の基準回転角度で回転させた基準補正撮影画像の画像エリア内に位置する矩形の切出しエリアを設定する切出しエリア設定部と、前記画像回転部によって傾き補正された撮影画像から前記切出しエリアに相当する領域の画像を切り出す画像切出し部と、前記画像切出し部によって切り出された画像から生成された表示データに基づき矩形の画像表示エリアに撮影画像を表示する表示部とを備えた構成とする。 A first invention made to solve the above-described problem is an image rotation unit that corrects the inclination of a photographed image by rotating a rectangular photographed image obtained by photographing the paper surface of the document around the centroid. A cutout area for setting a rectangular cutout area that is located in the image area of the pre-correction photographed image before tilt correction and that is located in the image area of the reference correction photographed image obtained by rotating the photographed image by a predetermined reference rotation angle A rectangular shape based on a setting unit, an image cutout unit that cuts out an image of an area corresponding to the cutout area from a captured image that has been tilt-corrected by the image rotation unit, and display data generated from the image cut out by the image cutout unit And a display unit for displaying a photographed image in the image display area.
これによると、補正前撮影画像の画像エリア内および基準補正撮影画像の画像エリア内に共に位置する切出しエリアを設定し、傾き補正された撮影画像から矩形の切出しエリアに相当する領域の画像を切り出して生成した表示データに基づき撮影画像を表示するため、傾き補正を行った撮影画像をディスプレイ等に表示する場合であっても、矩形の画像表示エリアの四隅において撮影画像データの欠損に起因する不自然な領域の発生を防止できると共に、撮影画像データを効率的に利用することが可能となる。 According to this, a cut-out area that is located in both the image area of the pre-correction shot image and the image area of the reference correction shot image is set, and an image corresponding to the rectangular cut-out area is cut out from the tilt-corrected shot image. Since the captured image is displayed on the basis of the display data generated in this way, even if the captured image subjected to tilt correction is displayed on a display or the like, there is a problem caused by the loss of the captured image data at the four corners of the rectangular image display area. The generation of natural areas can be prevented and the captured image data can be used efficiently.
また、第2の発明は、上記第1の発明において、前記切出しエリアは、前記補正前撮影画像の画像エリアを同じアスペクト比で縮小された形状を有する構成とする。 In a second aspect based on the first aspect, the cut-out area has a shape obtained by reducing the image area of the pre-correction captured image with the same aspect ratio.
これによると、矩形の切出しエリアの設定が容易となると共に、標準の画像エリアと同じアスペクト比で切り出された画像によりユーザに違和感を与えることなく画像表示を行うことが可能となる。 According to this, it becomes easy to set a rectangular cut-out area, and it is possible to display an image without giving a sense of incongruity to the user by an image cut out with the same aspect ratio as that of a standard image area.
また、第3の発明は、上記第1または第2の発明において、前記切出しエリアでは、その対頂点をなす2つの頂点が前記基準補正撮影画像の画像エリアの辺上に位置する構成とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the cutout area, two vertices forming the opposite vertices are positioned on a side of the image area of the reference corrected photographed image.
これによると、矩形の切出しエリアの設定が容易となると共に、表示データにおいて撮影画像データをより効率的に利用することが可能となる。 According to this, it becomes easy to set a rectangular cut-out area, and it is possible to more efficiently use captured image data in display data.
また、第4の発明は、上記第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記撮影画像の傾き補正角度を設定する傾き補正角度設定部を更に有し、前記画像切出し部は、前記傾き補正角度が前記基準回転角度よりも大きい場合、前記画像の切り出しを実施しない構成とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the image correction unit further includes a tilt correction angle setting unit that sets a tilt correction angle of the captured image, and the image cutout unit includes the tilt correction. When the angle is larger than the reference rotation angle, the image is not cut out.
これによると、撮影画像の傾き補正において基準回転角度よりも大きな回転がなされた場合に、切り出された画像の四隅において不自然な領域の発生を防止することができる。 According to this, when rotation larger than the reference rotation angle is performed in the inclination correction of the captured image, it is possible to prevent the occurrence of unnatural areas at the four corners of the clipped image.
また、第5の発明は、上記第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記表示部は、前記切出しエリアに対応する画像表示エリアを有する構成とする。 According to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the display unit includes an image display area corresponding to the cut-out area.
これによると、画像表示エリアに撮影画像(切り出された画像)の全体を大きく表示して、撮影画像が存在しない部分に他の画像を合成する等の処理が不要となる。 This eliminates the need for processing such as displaying the entire captured image (the clipped image) in a large size in the image display area and combining another image with a portion where the captured image does not exist.
また、第6の発明は、上記第1から第5の発明のいずれかに係る画像処理装置と、前記撮影画像を生成するカメラ部を有する画像入力装置とを備えた原稿読取システムである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a document reading system including the image processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects of the present invention and an image input apparatus having a camera unit that generates the photographed image.
また、第7の発明は、上記第6の発明において、前記カメラ部が撮影範囲を変更可能な構成とする。 According to a seventh aspect, in the sixth aspect, the camera unit can change a photographing range.
これによると、ユーザは、原稿のサイズに拘わらず、表示部の画像表示エリア内に表示された撮影画像に基づきカメラ部の撮影範囲を調整することにより、撮影が必要な原稿領域を切出しエリア内に収めることができ、画像の切出しを意識せずに撮影を行うことが可能となる。 According to this, regardless of the size of the document, the user adjusts the shooting range of the camera unit on the basis of the shot image displayed in the image display area of the display unit, so that the document area that needs to be shot is within the cut-out area. Therefore, it is possible to take a picture without being aware of the image clipping.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る原稿読取システム1を示す全体構成図であり、図2は原稿読取システム1において書籍Bを正規の読取位置にセットした状態を示す平面図である。この原稿読取システム1は、書籍(原稿)Bの紙面の画像を読み取って、紙面の画像データを取得するものであり、紙面を撮影して映像信号に変換する書画カメラ(画像入力装置)2と、この書画カメラ2と通信可能に接続されたPC3とから構成される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a document reading system 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a state where a book B is set at a regular reading position in the document reading system 1. The document reading system 1 reads a paper image of a book (original) B to acquire image data of the paper surface, and a document camera (image input device) 2 that shoots the paper surface and converts it into a video signal. The
書画カメラ2は、撮影機能を有するカメラ部4と、このカメラ部4を保持するスタンド部5とを備えている。カメラ部4は、CCDやCMOS等からなるイメージセンサと、LEDや蛍光ランプ等からなる照明用光源(共に図示せず)とを内蔵する。スタンド部5は、机上面などの載置面6に載置される略V字状に開いた脚7と、この脚7に支持されたアーム8とを有している。脚7の上面には、書籍Bの撮影位置を規定するための一対のガイド部材9が突設されている。アーム8は、脚7から斜め上方に伸縮自在に設けられる一方、ヒンジ部8aによってカメラ部4を回動可能に保持しており、これにより、カメラ部4の画角や光軸方向(撮影方向)を調整可能となっている。また、カメラ部4は、画角や倍率を連続的に可変させる公知のズーム機能を有している。
The
PC3は、書画カメラ2の各種動作条件をユーザが設定したり、書画カメラ2で撮像した撮影画像をユーザが確認したりするための入出力装置として機能すると共に、撮影画像の画像処理や記録等を行う画像処理装置としても機能する。
The
なお、原稿読取システム1において書画カメラ2と共に用いられる装置としては、PC(Personal Computer)に限らず同様の機能を実現可能な任意の情報処理装置を用いることができる。また、PC3の機能の一部を書画カメラ2に付加することや、PC3と書画カメラ2とを一体的に構成することも可能である。さらに、書画カメラ2とPC3は直接的に接続されている必要はなく、例えば図示しないネットワークを介して接続されていてもよい。このように構成した場合、書画カメラ2が撮像のためのトリガ信号を発生させ(具体的には、例えばイメージキャプチャを指示するスイッチやボタン)、遠隔のPC3(例えば、サーバ)に対してプッシュ型のデータ伝送をすることになる。
The apparatus used together with the
書画カメラ2による撮影では、ユーザがカメラ部4の真下(光軸方向)の載置面6上に書籍Bを開いた状態で載置することにより、書籍Bの見開き2ページと書籍Bの周囲の載置面6の一部を含む撮影画像(動画または静止画)が得られる。このときユーザは、図2に示すように、書籍Bの上縁Baを左右方向に延びるガイド部材9に突き当てて前後方向位置および傾きを調節することにより、書籍Bを読取位置に精度良くセットすることが可能である。撮影画像は、PC3に適宜送信され、そこで必要な画像処理がなされた後、所定の記録媒体に保存されると共にユーザに対してディスプレイ表示される。
In photographing with the
なお、原稿読取システム1が読み取る原稿は、書籍に限らず、文字、図面、写真その他これに類する情報を含む任意の情報伝達媒体とすることができる。更に、この情報伝達媒体はポジフィルム、ネガフィルム等の透過原稿であってもよく、この場合は、例えば透明な導光板の側面に光源を配置した光源ユニットにより背面から光を照射し、透過光を撮像するように構成すればよい。 The document read by the document reading system 1 is not limited to a book, but may be any information transmission medium including characters, drawings, photographs, and similar information. Further, the information transmission medium may be a transmission original such as a positive film or a negative film. In this case, for example, light is emitted from the back side by a light source unit in which a light source is arranged on the side of a transparent light guide plate, and transmitted light is transmitted. May be configured to take an image.
図3は、図1中の書画カメラ2およびPC3の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the
書画カメラ2は、カメラ部4を備えた撮像処理部11と、ユーザが設定した動作条件に基づいて撮像処理部11に所要の動作を行わせる操作指示部12と、PC3との接続のためのUSB規格等に準拠する外部インタフェイス13とを有している。
The
PC3は、書画カメラ2との接続のためのUSB規格等に準拠する外部インタフェイス21と、書画カメラ2からの撮影画像データが入力される画像データ入力部22と、撮影画像の記録や表示に際して必要な画像処理を行う画像処理部23と、キーボード等からなる入力操作部24においてユーザが設定した動作条件を書画カメラ2に対して送信する操作系制御部25と、画像処理後の撮影画像をLCDやプロジェクタ等からなる表示部26に表示するためのデータを生成する表示データ生成部27と、画像処理後の撮影画像データを保存するデータ格納部28とを有している。画像処理部23は、撮影画像の傾き補正を行う画像傾斜補正部30を有している。画像傾斜補正部30によって処理される撮影画像データは画像データ記憶部38から読み出され、また、後述する画像傾斜補正部30での撮影画像の基準回転角度や統計的処理等に用いられる各種パラメータの情報はパラメータ記憶部39から読み出される。また、パラメータ記憶部39には、予めカメラ部4に搭載されたイメージセンサに関する情報(例えば、縦横の有効出力画素(ピクセル)数)が格納されている。
The
PC3における画像データ入力部22、画像処理部23、操作系制御部25および表示データ生成部27等における処理機能は、画像処理アプリケーションなどのプログラムをCPUで実行するソフトウェア処理によって実現することができる。もちろんPC3を画像処理装置と解釈して、特定の処理を高速に実行するハードウェアを備える構成としてもよい。画像データ記憶部38およびパラメータ記憶部39は汎用のメモリからなる。
The processing functions of the image
PC3において、画像データ入力部22は、書画カメラ2から送信される撮影画像データを画像処理部23の画像データ記憶部38に順次格納し、必要に応じてその撮影画像データを画像傾斜補正部30に順次出力する。そして、画像傾斜補正部30は、撮影画像データの画像処理の際に撮影画像の傾斜角度を推定すると共に、その推定した傾斜角度に基づき撮影画像の傾き補正を行う。傾き補正された撮影画像データは、データ格納部28に格納されると共に、表示データ生成部27に送られて表示部26に表示される。
In the
画像傾斜補正部30は、後に詳述するように撮影画像から切り出されて表示部26に表示される領域となる矩形の切出しエリアを設定する切出しエリア設定部31と、撮影画像のグレースケール変換や2値化を行うグレースケール変換部32と、グレースケール変換された撮影画像について複数のエッジ画素を抽出する(エッジ検出を行う)エッジ抽出部33と、抽出された複数のエッジ画素に基づき当該エッジ画素を結ぶ複数の線分(直線成分)の抽出を行う線分抽出部34と、抽出された複数の線分の傾斜角度について統計的処理を行うことによって撮影画像の傾斜角度を推定すると共に、当該傾斜角度に基づき撮影画像の傾き補正角度を設定する傾き補正角度設定部35と、傾き補正角度に基づき撮影画像を回転させる画像回転部36と、この画像回転部36によって傾き補正された撮影画像から前出の切出しエリアに相当する領域の画像を切り出す画像切出し部37とを有している。
As will be described in detail later, the image
また、PC3において、ユーザは入力操作部24を操作することにより、書画カメラ2で撮影される画像の解像度、フレームレート、シャッタスピード、照明用光源の発光量などの動作条件を適宜入力することができる。この動作条件は、操作系制御部25から書画カメラ2に対して制御信号として送信され、書画カメラ2では、PC3からの制御信号に基づき操作指示部12が送出した処理命令にしたがって撮像処理部11が撮影動作を実行する。
In the
図4は図1に示した原稿読取システム1による画像表示手順の要部を示すフロー図であり、図5は図4に示した画像表示手順における入力画像の一例を示す説明図であり、図6、図7及び図8はそれぞれ図4中の傾き補正(ST103)、画像切出し(ST104)及び画像表示(ST105)の概要を示す説明図である。 4 is a flowchart showing the main part of the image display procedure by the document reading system 1 shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the input image in the image display procedure shown in FIG. 6, 7 and 8 are explanatory diagrams showing the outline of the inclination correction (ST103), image cutout (ST104) and image display (ST105) in FIG. 4, respectively.
原稿読取システム1を利用するユーザは、まず、読取位置(書画カメラ2の撮影可能位置)に書籍Bを開いた状態でセットし、書画カメラ2を起動させると共に、PC3で所要のアプリケーションを起動させる。これにより、画像の入力、すなわち書画カメラ2での撮像が開始されてその撮影画像データがPC3に順次送信される。このとき、PC3では、後に詳述するように、撮影画像から切り出されて表示部26に表示される領域となる矩形の切出しエリア42(図7参照)が切出しエリア設定部31により設定される(ST101)。
A user who uses the document reading system 1 first sets the book B in an opened state at a reading position (position where the
ここで、例えば図5に示すように、撮影画像の画像エリア40は、書画カメラ2の撮影エリアに基づく矩形の外形輪郭を有し、この画像エリア40内には、書籍Bの画像とその背景となる載置面6の画像とが含まれる。書籍Bの紙面(ここでは、見開きページ)には、文字や記号等が表示される文章領域43と、図面や写真等が表示される図形領域44とが含まれる。
Here, for example, as shown in FIG. 5, the
この図5では、傾き補正が必要となる撮影画像の例を示しており、画像エリア40の水平(横)方向をX軸方向、垂直(縦)方向をY軸方向とすると、書籍Bの画像の仮想の水平線(原稿の基準方向)H1は、後に詳述する傾き補正の目標方向となるX軸に平行な補正基準線H0に対して角度θだけ傾いている。ここでは説明の便宜上、図示等を省略するが、書籍Bの画像に関する仮想の垂直線についても水平線H1と同様に原稿の基準方向とすることが可能であり、その場合、Y軸に平行な方向が傾き補正の目標方向となる。
FIG. 5 shows an example of a photographed image that needs to be tilt-corrected. If the horizontal (horizontal) direction of the
再び図4を参照して、次に、PC3の画像データ入力部22において書画カメラ2からの撮影画像の入力が検出されると(ST102:YES)、後に詳述するように、傾き補正角度設定部35が、入力された撮影画像の傾斜角度を推定して傾き補正角度を設定し、さらに、その傾き補正角度に基づき、画像回転部36が矩形の撮影画像を回転させて撮影画像の傾き補正を行う(ST103)。
Referring to FIG. 4 again, next, when the input of the photographed image from the
ここで、傾き補正前における撮影画像の画像エリア40を画像表示エリア(すなわち、ディスプレイ等における画像の表示領域)とすると、図6に示すように、撮影画像をその図心Gを軸に傾き補正角度θだけ時計回り方向に回転させた場合、図6中に破線で示す傾き補正後の画像エリア41には、画像エリア40と重複しない領域が生じる(すなわち、画像表示エリアの四隅において画像データが欠損した領域Rが生じる)。
Here, assuming that the
そこで、画像切出し部37は、図7に示すように、傾き補正後の撮影画像からST101で設定された切出しエリア42に相当する領域の画像を切り出し(ST104)、画像表示エリアにおける画像データが欠損した領域R(図6参照)を除去する。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
その後、表示部26は、画像切出し部37によって切り出された画像から表示データ生成部27が生成した表示データに基づき、矩形の画像表示エリアに撮影画像(切り出した画像)を表示する(ST105)。
Thereafter, the
このように、画像データの回転によって発生する画像データの欠損領域Rを除去するように切出しエリア42を設定すると、撮影画像の画像エリア40の周辺部分に画像データ(撮像データ)の不使用領域が発生する(図7では、撮影画像の画像エリア40から切出しエリア42を除いた部分が不使用領域となる)。この場合に、イメージセンサが出力する画像データが占めるエリア(即ち、補正前撮影画像の画像エリア40)をそのまま表示部26に表示にしてしまうと、切出しエリア42のみならず不使用領域までもが表示され、表示が不自然になってしまう。つまり、上述した領域Rのように四隅の画像欠損としては表れないが、画像の周辺全体が欠損した状態で表示されてしまう。
As described above, when the
そこで、例えば図8に示すように、表示部26における画面51には、切出しエリア42に対応する矩形の画像表示エリア52が設けられており、この画像表示エリア52にはST104で撮影画像(全体画像)から切り出された画像のみが表示される。これにより、画像表示エリア52に撮影画像(切り出された画像)の全体を大きく表示して、撮影画像が存在しない部分に他の画像を合成する等の処理が不要となる。なお、ここでは、画像表示エリア52の周辺には、図示しないマウス等でユーザが操作可能な複数の動作設定ボタン等を含む動作設定エリア53が設けられているが、動作設定エリア53を設けずに画面51全体を画像表示エリア52としてもよい。
Thus, for example, as shown in FIG. 8, a rectangular
また、後述するように、切出しエリア42の大きさはユーザが設定する基準回転角度θs(原稿の最大傾斜角度。詳細は後述する)によって一意に定まるため、基準回転角度θsに応じて画像表示エリア52を決定してもよい。例えば、基準回転角度θsを大きくすると切出しエリア42は小さくなるため、これに応じて画像表示エリア52を小さくすればよい。一方、画像表示エリア52の大きさが一定の場合は、基準回転角度θsに応じて表示倍率を変更すればよい。つまり、基準回転角度θsが大きければ画像サイズは小さいため、表示倍率を相対的に大きくすればよい。
As will be described later, the size of the
PC3では、上記一連の処理ST102〜ST105が繰り返し実行されることにより、傾き補正された一連の画像(映像)が表示部26に表示される。最終的に画像の入力が一定時間ないと判定されると(ST102:NO)、全ての動作が終了する。
In the
なお、上述のように切出しエリア42は撮影画像の画像エリア40より小さくなるため、図8において、原稿が画像表示エリア52内に完全に収まらないこともあり得るが、そのような場合、ユーザは、カメラ部4の位置(高さ)の調整やズーム機能の利用により画面51を見ながら画角(撮影範囲)を変更し、原稿全体(または撮影を必要とする原稿の一部の領域)を画像表示エリア52内に収める操作を自ずと行う。その結果、ユーザは画像の切出しを意識せずに撮影を実行することが可能となる。
Since the
さて、切出しエリア42を設けることに関して、上述した不使用領域の発生によって、イメージセンサの有効出力画素数に対して実際に表示される画素数は減少する。しかし、昨今のイメージセンサは高画素化が進んでいることから(例えば、書画カメラとして500万画素のイメージセンサを搭載する製品が知られている)、不使用領域の存在は画質に直ちに影響を与えるものではない。
Now, regarding the provision of the
図9及び図10は、図4中の切出しエリア設定(ST101)の詳細を示すフロー図及び説明図である。 9 and 10 are a flowchart and an explanatory diagram showing details of the cut-out area setting (ST101) in FIG.
図9に示すように、まず、切出しエリア設定部31は、パラメータ記憶部39(図3参照)にアクセスして、入力された画像のサイズ情報を取得する(ST201)。ここでは、画像のサイズ情報として、図10に示す傾き補正前における撮影画像の画像エリア40(すなわち、従来どおり画像表示エリアに全体表示される傾き補正が不要な、前の撮影画像の画像エリアに相当)のX軸方向およびY軸方向の長さにそれぞれ相当するX軸方向のピクセル数LixおよびY軸方向のピクセル数Liyが取得される。
As shown in FIG. 9, first, the cut-out
次に、切出しエリア設定部31は、切出しエリア42を設定するための撮影画像の回転角度である基準回転角度θsの値を取得する(ST202)。基準回転角度θsのデフォルト値もパラメータ記憶部39に格納されているが、ユーザは、入力操作部24を介して別途所定の基準回転角度θsを設定することができる。基準回転角度θsとしては、通常の撮影で想定される原稿(書籍等)の傾きの最大値(例えば、±20°)が設定される。
Next, the cutout
ここで、原稿読取システム1を利用するユーザは、自身と対面する位置に書画カメラ2を設置して、書籍を読む際の状態のまま、図2に示したように書籍Bの上縁Baを左右方向に延びるガイド部材9に突き当てて書籍を撮影範囲内に置くのが自然だと考えられる。そうすると、撮影画像の傾斜角度は通常は一定の範囲内となるため、比較的大きな画像の傾き(例えば、±45°以上)は考慮しなくてよい。
Here, the user using the document reading system 1 installs the
続いて、切出しエリア設定部31は、切出しエリア42のサイズを算出する(ST203)。この切出しエリア42は、少なくとも傾き補正前における撮影画像(補正前撮影画像)の画像エリア40内に位置し、且つ撮影画像を基準回転角度θsで回転させた撮影画像(基準補正撮影画像)の画像エリア41内に位置するように設定される。これにより、傾き補正を行った撮影画像をディスプレイ等に表示する場合であっても、矩形の画像表示エリア52の四隅において撮影画像データの欠損に起因する不自然な領域の発生を防止できると共に、矩形の撮影画像データを効率的に利用することが可能となる。
Subsequently, the cutout
ここでは特に、切出しエリア42は、図10に示すように、その対頂点をなす2つの頂点P1、P3が基準補正撮影画像の画像エリア41の辺上に位置するように設定される(但し、補正前撮影画像の画像エリア40を時計回りに回転して、傾き補正を実行すると想定した場合。傾き補正を反時計回りの方向に行う場合は、頂点P2、P4が基準補正撮影画像の画像エリア41の辺上に位置することになる)。これにより、矩形の切出しエリア42の設定が容易となると共に、切出しエリア42を最大化して撮影画像データをより効率的に利用することが可能となる。また、切出しエリア42は、補正前撮影画像の画像エリア40と同じアスペクト比で図心Gを中心に縮小された矩形状をなすように設定される。これにより、標準の画像エリア40と同じアスペクト比で切り出された画像によりユーザに違和感を与えることなく画像表示を行うことが可能となる。
Here, in particular, as shown in FIG. 10, the
また、図10から理解されるように、基準回転角度θsが小さいほど切出し領域42は大きくなる。つまり、θsが小さいほど、補正前撮影画像の画像エリア40の対角線と交わる基準補正撮影画像の画像エリア41の辺位置は外側に移動し、P1とP3の間隔が大きくなる。従って、上述のイメージセンサの不使用領域を小さくしたい場合(例えば、解像度劣化を少なくして原稿を読み取りたい場合)、ユーザは基準回転角度θsを小さく設定すればよい。ただし、このとき傾き補正を実行する最大角度は小さくなるから、原稿をなるべく傾斜しないように書画カメラにセットする必要がある。逆に、読み取った画像のデータ量を制限する必要があったり、高解像度化を要しないような場合、ユーザはθsを大きく設定しておくとよい。θsを大きくすると切出しエリア42は小さくなるが、これは原稿の配置状態(即ち、傾き補正の要否とその回転角度の大きさ)とは無関係に設定される。つまり、原稿に傾き補正が必要ない状況であっても、切出しエリア42のサイズは小さくなる。この小さくなった切出し領域42に原稿が収まらない場合、ユーザは例えば書画カメラ2のカメラ位置を高くして全体が映るようにするから、同一原稿を読み取る場合の解像度が低くなるのである。このように、ユーザは基準回転角度θsの設定によって、実質的に原稿の読み取り解像度を調整できるようになる。
Further, as can be understood from FIG. 10, the
なお、上述してきた説明では、傾き補正(画像の回転処理)は図心Gを軸に実行されるとしているが、回転処理を行うソフトウェアの実装においてはX,Y座標の原点(例えば図10の補正前撮影画像の画像エリア40の左隅)を中心に回転処理を行ない、最終的に回転領域の中心を図心Gに一致させる座標変換を行ってもよい。即ち、回転処理そのものにおいて図心Gを軸とすることは必須の概念ではない。
In the above description, tilt correction (image rotation processing) is performed with the centroid G as the axis. However, in the implementation of software that performs rotation processing, the origin of the X and Y coordinates (for example, FIG. 10). Rotation processing may be performed centering on the left corner of the
図10に示す切出しエリア42のX軸方向およびY軸方向の長さの1/2幅であるLxおよびLyは次の(式1)および(式2)によって算出することができる。
Lx and Ly, which are ½ widths of the length in the X-axis direction and the Y-axis direction of the cut-
そして、切出しエリア設定部31は、既知の画像エリア40の各頂点の座標と、Lix、LiyおよびLx、Lyの値から切出しエリア42の各頂点P1〜P4の座標を算出する(ST204)。
Then, the cutout
図11は、図4中の傾き補正(ST103)の詳細を示すフロー図である。PC3では、書画カメラ2から取得した撮影画像データを画像データ入力部22が画像データ記憶部38に格納した後(ST301)、グレースケール変換部32が撮影画像をRGBのカラー画像から白黒画像に変換する(ST302)。このグレースケール変換処理は、中間値法等の周知の方法を用いて行うことができる。書画カメラ2がYC分離後の信号を直接出力する構成であれば、Y(輝度)信号をそのまま用いるとよい。
FIG. 11 is a flowchart showing details of the inclination correction (ST103) in FIG. In the
続いて、エッジ抽出部33は、グレースケール変換された撮影画像において輝度が急激に変化する部位をエッジ画素として抽出する(ST303)。このエッジ画素抽出処理は、キャニー(Canny)法等の周知の方法を用いて行うことができる。更に、線分抽出部34は、取得された複数のエッジ画素から直線成分としての線分の抽出を行う(ST304)。この線分抽出処理は、確率的ハフ(Hough)変換等の周知の方法を用いて行うことができる。確率的ハフ変換は、画像の中から端点を持つ線分を検出する際に用いられ、検出された線分について始点,終点の座標値を取得することができる。ここで抽出された端点の座標値等の各線分のデータは、パラメータ記憶部39に格納される。なお、撮影画像から抽出する直線成分としては、ここに示す線分に限らず、少なくとも書籍Bの傾斜の度合いを反映するものであれば良い。
Subsequently, the
次に、傾き補正角度設定部35は、線分抽出部34により検出された複数の線分の傾斜角度に関する情報について統計的処理(以下、線分情報統計処理という。)を行うことによって撮影画像の傾斜角度を推定する(ST305)。この線分情報統計処理では、線分の傾斜角度に関するヒストグラムの情報が生成される。
Next, the tilt correction
その後、画像回転部36は、推定された傾斜角度に基づき撮影画像を回転させることにより撮影画像の傾きを補正し、これにより、正規の読取位置にて(すなわち、傾きなしで)書籍Bの紙面が読み取られた場合と同等の撮影画像を生成する(ST306)。この画像回転処理により、例えば図6に示したように、原稿の基準方向(水平・垂直方向)と目標方向(X軸・Y軸方向)とが略一致して撮影画像の傾きが解消される。
Thereafter, the
図12は図11中の線分情報統計処理(ST305)の詳細を示すフロー図である。まず、傾き補正角度設定部35は、パラメータ記憶部39から画像処理の対象となる撮影画像についての全ての線分の情報(以下、「線分情報」という。)を取得する(ST401)。この線分情報は、上述したST304における確率的ハフ変換等によって生成されたものであり、例えば複数の線分の各々における両端点の座標データ等が含まれる。
FIG. 12 is a flowchart showing details of the line segment information statistical processing (ST305) in FIG. First, the inclination correction
次に、各線分の相互の交差状態を判定するために、線分情報にある全ての線分から1つの線分を検査対象線分(判定対象である線分)として抽出し(ST402)、更に、線分情報にある全ての線分から検査対象線分以外の1つの線分を比較対象線分として抽出する(ST404)。なお、少なくとも線分情報統計処理の開始時には、比較が終了していない検査対象線分および比較対象線分が存在するため、対象となる線分の有無を判定するST403、ST405では共にNoと判定される。 Next, in order to determine the mutual intersection state of each line segment, one line segment is extracted as an inspection target line segment (line segment to be determined) from all the line segments in the line segment information (ST402), and further Then, one line segment other than the inspection target line segment is extracted as a comparison target line segment from all the line segments in the line segment information (ST404). It should be noted that at least at the start of the line segment information statistical process, there are inspection target line segments and comparison target line segments that have not been compared. Therefore, it is determined No in both ST403 and ST405 for determining the presence or absence of the target line segment. Is done.
次に、ST402で抽出した検査対象線分がST404で抽出した比較対象線分と交差するか否かを判定し、交差する場合(ST406;Yes)には、当該検査対象線分をST402の抽出候補から除外し(ST407)、更に、ST404で抽出されるべき比較対象線分の情報をリセットする(ST408)。これにより、当該検査対象線分は、統計的処理の対象から除外される。その後、再びST402に戻り、まだ交差状態を判定していない次の検査対象線分を上記と同様に抽出する。なお、各線分の交差状態は、線分の両端点の座標に基づき公知の方法を用いて判定することができる。 Next, it is determined whether or not the inspection target line segment extracted in ST402 intersects with the comparison target line segment extracted in ST404. If it intersects (ST406; Yes), the inspection target line segment is extracted in ST402. The information is excluded from the candidates (ST407), and the information on the comparison target line segment to be extracted in ST404 is reset (ST408). Thereby, the inspection target line segment is excluded from the target of statistical processing. Thereafter, the process returns to ST402 again, and the next inspection target line segment for which the intersection state has not yet been determined is extracted in the same manner as described above. In addition, the intersection state of each line segment can be determined using a known method based on the coordinates of both end points of the line segment.
一方、検査対象線分と比較対象線分とが互いに交差しない場合(ST406;No)には、当該比較対象線分をST404の抽出候補から除外する(ST409)。その後、再びST404に戻り、まだ交差状態を判定していない次の比較対象線分を上記と同様に抽出する。 On the other hand, if the inspection target line segment and the comparison target line segment do not intersect each other (ST406; No), the comparison target line segment is excluded from the extraction candidates of ST404 (ST409). After that, the process returns to ST404 again, and the next comparison target line segment for which the intersection state has not yet been determined is extracted in the same manner as described above.
最終的に、所定の検査対象線分と交差する比較対象線分が存在しない場合(ST405;Yes)、傾き補正角度設定部35は、当該検査対象線分の座標データに基づきその傾斜角度θを算出し(ST410)、その算出結果をヒストグラム情報に追加(すなわち、統計的処理の対象として抽出)する(ST411)。つまり、横軸を傾斜角度θ、縦軸を度数として、θに対応する度数をカウントアップする。
Finally, when there is no comparison target line segment that intersects the predetermined inspection target line segment (ST405; Yes), the inclination correction
この処理によって、最終的に全ての検査対象線分の交差状態の判定が終了すると(ST403;Yes)、傾き補正角度設定部35は、ST411において追加されたヒストグラム情報に基づきヒストグラムを生成し、このヒストグラムの傾斜角度分布における最大度数を検索する(ST412)。そして、傾き補正角度設定部35は、検索した最大度数の値(例えば、階級の間隔の中間値)を撮影画像の傾斜角度(つまり、傾き補正角度)として推定する(ST413)。
As a result of this processing, when the determination of the intersection state of all the inspection target line segments is finished (ST403; Yes), the inclination correction
このように、統計的処理の対象から交差線分を排除することにより、撮影画像の傾斜角度を推定するのに適切な有効線分(原稿の基準方向に沿った線分)を処理対象として撮影画像の傾斜角度を精度良く推定することが可能となる。なお、ここでは、撮影画像から抽出した直線成分(線分)に基づき撮影画像の傾斜角度を推定したが、これに限らず、他の公知の方法により撮影画像の傾斜角度を推定してもよい。場合によっては、原稿自体の傾きを検出するための各種センサを備えた構成も可能である。 In this way, by eliminating the intersection line segment from the target of statistical processing, an effective line segment (line segment along the reference direction of the document) appropriate for estimating the tilt angle of the captured image is captured as the processing target. It is possible to accurately estimate the inclination angle of the image. Here, the tilt angle of the captured image is estimated based on the linear component (line segment) extracted from the captured image. However, the present invention is not limited to this, and the tilt angle of the captured image may be estimated by other known methods. . In some cases, a configuration including various sensors for detecting the inclination of the document itself is also possible.
図13は図4中の画像切出し(ST104)の詳細を示すフロー図である。まず、画像切出し部37は、ST103で傾き補正された撮影画像を取得し(ST501)、続いて、出力画像(切出し画像)を格納するためのメモリ領域をデータ格納部28において確保する(ST502)。
FIG. 13 is a flowchart showing details of the image cutout (ST104) in FIG. First, the
次に、画像切出し部37は、ST101で算出された矩形の切出しエリア42の各頂点P1〜P4(図10参照)の座標を取得する(ST503)。そこで、画像切出し部37は、傾き補正された撮影画像の切出しエリア42内において、所定の画素(例えば、頂点P1)を始点としてY軸方向およびX軸方向に向けて全ての画素を順に抽出し(ST504、ST505)、抽出された画素の座標に基づき当該画素が切出しエリア42内にあるか否かを判定する(ST506)。なお、ST509およびST508は、それぞれST504およびST505に対応するループ端の終端である。
Next, the
ST506において抽出された画素が切出しエリア42内にある場合(YES)、当該画素の画素値の情報をST502で設定したメモリ領域に記憶する(ST507)。一方、抽出された画素が切出しエリア42内にない場合(NO)、当該画素の画素値は不要な情報として表示データから除外される。 When the pixel extracted in ST506 is in the cut-out area 42 (YES), the pixel value information of the pixel is stored in the memory area set in ST502 (ST507). On the other hand, when the extracted pixel is not in the cutout area 42 (NO), the pixel value of the pixel is excluded from the display data as unnecessary information.
このようにして、切出しエリア42内の全ての画素について画素値が取得される。これにより、表示データ生成部27は、データ格納部28に格納された切出し画像のデータから適切な表示データを生成することができる。
In this way, pixel values are acquired for all the pixels in the
なお、図示は省略したが、画像切出し部37は、切出しエリア42内の画像の切出しを行うに際し、傾き補正角度設定部35が推定した撮影画像の傾斜角度と基準回転角度とを比較し、撮影画像の傾き補正角度が基準回転角度を超えた場合、一連の画像切出し処理を中止することができる。つまり、撮影画像の傾き補正において基準回転角度よりも大きな回転がなされた場合には、基準回転角度θsに基づき設定された切出しエリア42は傾き補正後の撮影画像内に収まらないが、そのような場合には画像切出し処理を中止することで、切り出された画像の四隅において不自然な領域の発生を防止することができる。また、別法として、撮影画像の傾き補正角度が基準回転角度θsを超えた場合に、切出しエリア設定部31が、ST203の切出しサイズを傾き補正前における撮影画像の画像エリア40のサイズに設定する構成も可能である。また、撮影画像の傾き補正角度が基準回転角度θsを超えた場合に、基準回転角度θsだけ回転させたうえで、基準回転角度θsに対応した切出しエリア42の画像を切出すようにしてもよい。これによって、ある程度の傾斜角補正を実行し、かつ画像の四隅に不自然な領域が発生するのを防止することができる。
Although not shown, the
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像処理装置およびこれを備えた原稿読取システムの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 Although the present invention has been described based on specific embodiments, these embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. Note that not all of the components of the image processing apparatus according to the present invention and the document reading system including the image processing apparatus according to the present invention shown in the above-described embodiments are necessarily selected as long as they do not depart from the scope of the present invention. It is possible.
本発明に係る画像処理装置およびこれを備えた原稿読取システムは、傾き補正を行った撮影画像をディスプレイ等に表示する場合であっても、矩形の画像表示エリアの四隅において撮影画像データの欠損に起因する不自然な領域の発生を防止できると共に、撮影画像データを効率的に利用可能とし、書籍などの原稿を読み取って得られた画像を処理する画像処理装置およびこれを備えた原稿読取システムなどとして有用である。 The image processing apparatus according to the present invention and the document reading system provided with the image processing apparatus, even when displaying a photographic image subjected to tilt correction on a display or the like, lack of photographic image data at the four corners of the rectangular image display area. An image processing apparatus that can prevent an unnatural area caused by the occurrence of the image and that can efficiently use captured image data and processes an image obtained by reading a document such as a book, a document reading system including the image processing apparatus, and the like Useful as.
1 原稿読取システム
2 書画カメラ(画像入力装置)
3 PC(画像処理装置)
26 表示部
27 表示データ生成部
28 データ格納部
30 画像傾斜補正部
31 切出しエリア設定部
35 傾き補正角度設定部
36 画像回転部
37 画像切出し部
40 補正前撮影画像の画像エリア
41 基準補正撮影画像の画像エリア
42 切出しエリア
52 画像表示エリア
G 図心
θs 基準回転角度
1
3 PC (image processing device)
26
Claims (7)
前記傾き補正前における補正前撮影画像の画像エリア内に位置し、且つ前記撮影画像を所定の基準回転角度で回転させた基準補正撮影画像の画像エリア内に位置する矩形の切出しエリアを設定する切出しエリア設定部と、
前記画像回転部によって傾き補正された撮影画像から前記切出しエリアに相当する領域の画像を切り出す画像切出し部と、
前記画像切出し部によって切り出された画像から生成された表示データに基づき矩形の画像表示エリアに撮影画像を表示する表示部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 An image rotation unit that corrects the inclination of the photographed image by rotating a rectangular photographed image obtained by photographing the paper surface of the document around the centroid;
A cutout that sets a rectangular cutout area that is located within the image area of the pre-correction photographed image before the tilt correction and that is located within the image area of the reference correction photographed image obtained by rotating the photographed image by a predetermined reference rotation angle. An area setting section;
An image cutout unit that cuts out an image of an area corresponding to the cutout area from the captured image that has been tilt-corrected by the image rotation unit;
An image processing apparatus comprising: a display unit configured to display a captured image in a rectangular image display area based on display data generated from an image cut out by the image cutout unit.
前記画像切出し部は、前記傾き補正角度が前記基準回転角度よりも大きい場合、前記画像の切り出しを実施しないことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像処理装置。 A tilt correction angle setting unit for setting a tilt correction angle of the captured image;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image cutout unit does not cut out the image when the tilt correction angle is larger than the reference rotation angle.
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