JP2014003397A - 画像読取装置、画像処理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像輪郭検出精度の向上と、誤動作による画像損失のリスク低減すること。
【解決手段】副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサと、前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替手段と、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定手段とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、原稿を読み取る画像読取装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。

一般に画像読取装置には、読み取った画像から原稿のサイズや傾きを検出する輪郭検出機能が搭載されている。例えば、イメージセンサに対向する位置に配置される対向面部材を黒色にし、読み取った画像から特定の閾値で白黒バイナリ画像を作成し、原稿領域（白）と、背景（対向面部材／黒）の変化箇所に基づいて原稿の輪郭（境界）を検出する。しかしながら、原稿縁が黒い原稿では、背景と原稿領域との境界位置が検出しにくい上、原稿領域外の黒色が画像内に写り込む可能性がある。さらに、検出された原稿の輪郭を使用すれば、背景黒色を白色に塗り替える汎用の画像処理によって好ましい画像を得ることができるが、輪郭位置が検出しにくい原稿では、誤動作をしてしまう。その結果、原稿上の必要なコンテンツが消去されてしまうおそれがあった。

また、特にシートフィードスキャナにおいては、イメージセンサの対向面部材を白色にし、読み取った画像を副走査方向に１次微分または２次微分を行って微分情報を生成するものも提案されている。これは、原稿の上方エッジ及び下方エッジにおいては微分情報の変化が大きいので、その変化を検出することによって、原稿の境界を検出するものである。

これら背景板との濃度差で境界を検出する方法では、いずれも原稿濃度と背景濃度との差が少ない場合に輪郭の検出精度が低下する。この問題を解決するために特許文献１では、２つの光源を切り替えて点灯し、それぞれの光源で照射した画像を別々に読み取ることで、原稿境界に発生する影から原稿境界を検出する方法が提案されている。しかし、原稿の境界は別々に読み取った画像データの平均値を出力しており、影の影響により好ましくない境界濃度の画像が得られてしまうおそれがあった。

特開２０１０−１５４３０５号公報

上記従来技術では、境界位置の誤検知が発生する、もしくは、好ましくない原稿濃度の画像が出力されるおそれがあった。

そこで、本発明は上述した事情に鑑み、原稿の色や明度等の原稿状態に左右されずに、かつ、原稿領域外の好ましくない画像が写り込まない、品質の高い画像を出力する画像読取装置を提供する。

本発明は、副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサと、前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替手段と、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定手段とを備える。

また、別の形態として本発明は、原稿の画像を主走査方向に読み取る画像読取手段と、原稿を副走査方向に搬送する原稿搬送手段とを備える画像読取装置であって、前記画像読取手段は、前記副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１及び第２の発光部の間に配置された画像読取センサと、少なくとも前記第１及び第２の発光部それぞれの発光条件を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第１及び第２の発光部それぞれを異なる発光強度で且つ異なる発光タイミングで発光させて前記画像読取センサを通じて原稿の画像を主走査方向に読み取って出力制御することを特徴とする。

また、別の形態として本発明は、副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサとを備える画像読取装置における画像読取方法であって、切替手段が、前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替工程と、判定手段が、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定工程とを有する。

また、別の形態として本発明は、副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサとを有する画像読取装置を、前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替手段、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定手段として機能させるためのプログラムとして提供される。

本発明によれば、原稿の色や明度等の原稿状態に左右されずに、かつ、原稿領域外の好ましくない画像が写り込まず、品質の高い画像を出力することができる。

本発明の一実施形態に係る画像読取装置の模式図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取ユニットの構成を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るシステム構成のブロック図である。 一対の発光部の発光状態の切り替えによる影の映りこみを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る照明切替制御の例を示すフローチャートである。 照明切替制御を行った場合の原稿とその読取画像の例を示す図である。 読取画像における奇数ラインの画像と偶数ラインの画像とを示す図である。 読取画像における明度と位置との関係を示す濃度グラフの図である。 読取画像に対する画像処理、およびエッジ検出処理の例を示すフローチャートである。 輪郭検出の例を説明するための図である。 穴を含む原稿を読み取った際の、奇数ラインと偶数ラインの画像を示す図である。 原稿中の穴に対して生じる影の膨張処理を説明するための図である。 原稿の輪郭検出の例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る輪郭検出の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る影の膨張処理の例を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
［装置構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置１００の模式図である。以下、画像読取装置１００が備える各構成について説明する。原稿台１０２は、読取対象となる原稿である原稿１０１を積載収納する。原稿台１０２上の原稿は、給紙ローラ１０６によって一枚ずつ分離して搬送路１０８に送り出され、搬送ローラ１０７によって搬送路１０８に沿って搬送され、排出部１０３に排出される。排出部１０３は、画像読取処理を終えた原稿１０１を積載収納する。搬送路１０８に沿って配置された各種ローラ類により原稿に対する原稿搬送手段を実現する。

レジストセンサ１０９は、搬送路１０８上を搬送される原稿１０１を検出する。レジストセンサ１０９が原稿１０１を検出すると、画像読取ユニット１０４で原稿の読み取りを開始する。本実施形態の場合、画像読取ユニット１０４は２つ設けられており、一方が原稿１０１の表面を、他方が原稿１０１の裏面を読み取る。無論、画像読取ユニット１０４を１つ設けて、原稿１０１の片面のみを読み取る構成としてもよい。画像読取ユニット１０４に対向する位置には、対向面部材である背景板１０５がそれぞれ設けられている。背景板１０５は、例えば、白色のものが用いられる。

図２は、画像読取ユニット１０４の構成説明図であり、図１の２つの画像読取ユニット１０４のうち、右側の画像読取ユニット１０４を示している。しかし、図１の左側の画像読取ユニット１０４も同様の構成である。

画像読取ユニット１０４は、筐体１０４１と、搬送路１０８に面して設けられたガラス板１０４２とによって、内部が実質的に密封されたユニットである。画像読取ユニット１０４の内部には、画像読取センサであるラインイメージセンサ１０４３と、一対の発光部１０４４と、が設けられている。ラインイメージセンサ１０４３は原稿１０１の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に延設され、主走査方向の１ライン分の画像を１度に読み取る。ラインイメージセンサ１０４３としては、例えば、ＣＣＤラインセンサやコンタクトイメージセンサが挙げられる。

一対の発光部１０４４は、原稿１０１の搬送方向（副走査方向）に互いに離間して配置されている。発光部１０４４の一方は、ラインイメージセンサ１０４３に対して原稿１０１の搬送方向において上流側に、他方は下流側に配置される。つまり、一対の発光部１０４４は、第１の発光部および第２の発光部から構成される。また、ラインイメージセンサ１０４３は、一対の発光部１０４４の間に、挟みこまれるようにして筐体１０４１内に配置されている。一対の発光部１０４４は、それぞれ、ラインイメージセンサ１０４３と略平行に延設されており、例えば、一対の発光部１０４４はそれぞれ複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイにより構成される。

ラインイメージセンサ１０４３は、図２において破線矢印で示すように、発光部１０４４からの光が原稿１０１で反射した反射光を受光して原稿１０１上の画像を読み取る。また、図２において破線矢印で示すように、原稿１０１が存在しない場合、ラインイメージセンサ１０４３は背景板１０５で反射した反射光を受光することになる。

次に、画像読取装置１００の制御系の構成について説明する。図３は、画像読取装置１００の制御系のブロック図及び画像読取装置１００に接続可能なＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２００のブロック図である。

画像読取装置１００は、制御部１０を備える。制御部１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）１４と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１５と、を備える。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶されたプログラムを実行し、画像読取装置１００全体の制御を行う。ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや固定的なデータが記憶される。ＲＡＭ１３には、ラインイメージセンサ１０４３が読み取った画像データや、ＣＰＵ１１の演算結果といった可変データが記憶される。ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は他の記憶手段でもよい。

入出力Ｉ／Ｆ１４には以下の構成が接続され、ＣＰＵ１１とデータの入出力が行われる。駆動回路２２は、給紙ローラ１０６、搬送ローラ１０７等を駆動するモータ２１をＣＰＵ１１の命令に従って駆動する。センサ２３には、上述したレジストセンサ１０９や原稿１０１の搬送終了を検出する排出検出センサ等が含まれ、その検出結果をＣＰＵ１１は取得することができる。

駆動回路２４は、画像読取ユニット１０４の一対の発光部１０４４をＣＰＵ１１の命令に従って駆動する。一対の発光部１０４４の発光部はそれぞれ独立して駆動される。また、駆動回路２４は、発光部の発光強度を可変に制御するもの（例えば、各発光部への供給電力量を可変とするもの）である。

Ａ／Ｄ変換器２５及び画像処理回路２６は、画像読取ユニット１０４のラインイメージセンサ１０４３毎に設けられる。Ａ／Ｄ変換器２５は、ラインイメージセンサ１０４３が出力する、画像を示すアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像処理回路２６は、Ａ／Ｄ変換器２５が変換したデジタル画像信号に対して、シェーディング補正等の画像処理を行う。ＣＰＵ１１は、画像処理回路２６から出力される画像信号を取得する。

通信Ｉ／Ｆ１５には、ＰＣ２００が接続可能であり、これによりＣＰＵ１１はＰＣ２００と通信可能である。通信Ｉ／Ｆ１５はネットワークに接続するためのインターフェースであってもよい。ＰＣ２００は一般的なパソコンであり、制御部２１０を備える。制御部２１０は、ＣＰＵ２１１と、ＲＯＭ２１２と、ＲＡＭ２１３と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）２１４と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）２１５と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２１６と、を備える。

ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２やＨＤＤ２１６に記憶されたプログラムを実行する。ＨＤＤ２１６には例えば画像読取装置１００用のドライバが記憶される。ＲＯＭ２１２及びＲＡＭ２１３及びＨＤＤ２１６は他の記憶手段でもよい。入出力Ｉ／Ｆ２１４には、ディスプレイ２２１や、キーボード、マウスといった入力部２２２が接続される。通信Ｉ／Ｆ２１５は画像読取装置１００が接続される。

［画像読み取り処理］
次に、画像読取装置１００が実行する処理について説明する。画像読取装置１００は、例えば、ＰＣ２００を介して、ユーザが読み取り開始を指示した場合に原稿１０１の読み取りを開始する。具体的には、ＰＣ２００には、画像読取装置１００を制御する制御プログラム（例えば、アプリケーションプログラム、ドライバプログラム）が組み込まれている。そして、ＰＣ２００を通じて、この制御プログラムを起動実行して、ＰＣ２００の画面上に操作画面を表示し、当該操作画面を通じたユーザ操作によって、ＰＣ２００に接続された画像読取装置１００の遠隔制御を行うことができる。例えば、ＣＰＵ１１は、まず給紙ローラ１０６を駆動して原稿１０１の搬送を開始する。レジストセンサ１０９によって検出した原稿１０１が画像読取ユニット１０４に到達するタイミングで、ＣＰＵ１１は、発光部１０４４の発光を開始すると共に、ラインイメージセンサ１０４３を駆動して原稿１０１の画像を読み取る。

本実施形態では、ラインイメージセンサ１０４３が原稿１０１の画像を読み取る際、一対の発光部１０４４それぞれを異なる発光強度で且つ異なる発光タイミングで発光される。具体的には、ＣＰＵ１１が、一対の発光部１０４４の発光状態を切り替える。詳細には、一対の発光部１０４４において一方の発光部の発光強度が他方の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、他方の発光部の発光強度が一方の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とする。そして、例えば奇数ラインの読取時と偶数ラインの読取時とで、発光状態を交互（ライン毎）に切り替える。すなわち、ここでは、ＣＰＵ１１が一対の発光部１０４４の発光状態（発光条件）を切り替える切替手段として機能する。

このように発光状態を切り替えることにより、本実施形態では、原稿１０１の上方エッジ近傍及び下方エッジ近傍に対応する読取画像中の領域に、はっきりとした影が映り込むようにする。これにより、読取画像中の原稿１０１の輪郭検出を容易にする。なお、この原稿１０１の輪郭検出については、画像読取装置１００の内部処理として行ってもよいし、画像読取装置１００から出力する画像データに基づいてＰＣ２００側の制御プログラムで行ってもよい。

図４（ａ）、（ｂ）は、発光部１０４４の発光状態の切り替えによる、線状の影の映りこみの説明図である。まず、図４（ａ）に示すように、原稿１０１が矢印方向にラインイメージセンサ１０４３に到達する場合、原稿１０１が到達するまではラインイメージセンサ１０４３は背景板１０５を読み取り、到達した後は原稿１０１を読み取ることになる。ラインイメージセンサ１０４３は、原稿１０１が到達する際、図４（ａ）で一対の発光部１０４４のうち右側の発光部の発光強度が強い場合、右側の発光部からの光が原稿１０１で遮られて背景板１０５上に生じる影を読み取る。なお、図４（ａ）において左側の発光部の発光強度が強い場合は、影が生じない。これにより、読取画像中の、原稿１０１の上方エッジに相当する部分に、例えば奇数ラインと偶数ラインのどちらかには原稿の影を映り込ませることができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、原稿１０１が矢印方向にラインイメージセンサ１０４３を通過する場合、原稿１０１が通過するまではラインイメージセンサ１０４３は原稿１０１を読み取り、通過した後は背景板１０５を読み取ることになる。ラインイメージセンサ１０４３は、原稿１０１が通過する際、図４（ｂ）で一対の発光部１０４４のうち左側の発光部の発光強度が強い場合、左側の発光部からの光が原稿１０１で遮られて背景板１０５上に生じる影を読み取る。なお、図４（ｂ）において右側の発光部の発光強度が強い場合は、影が生じない。これにより、読取画像中の、原稿１０１の下方エッジに相当する部分に、例えば奇数ラインと偶数ラインのどちらかには原稿の影を映り込ませることができる。

影の映り込みをよくするためには、一対の発光部１０４４のうち一方の発光部の発光強度の強弱の差は大きい方が好ましく、例えば、一対の発光部１０４４のうち、一方を点灯、他方を消灯、としてもよい。また、第１の発光状態と第２の発光状態とで、一対の発光部１０４４のトータルの発光強度は一定であることが望ましい。例えば、第１の発光状態における一対の発光部１０４４の発光強度の比を２：１（＝合計３）とした場合、第２の発光状態における一対の発光部１０４４の発光強度の比を１：２（＝合計３）とすることが望ましい。

また、影がより確実に映り込むように、或いは、より正確に検出できるようにするため、副走査方向の読取解像度は、出力解像度よりも高いことが好ましく、例えば、出力解像度の２倍の解像度であることが好ましい。出力解像度には、ＰＣ２００へ出力する解像度、或いは、ユーザが画像の解像度として設定した解像度等、最終的な読取画像ファイルの解像度である。副走査方向の読取解像度の変更は、例えば、原稿１０１の送り速度を変更することで実現できる。出力解像度よりも高い解像度で読み取った画像は、後述する輪郭検出等を終えた後に、後述の倍率変換処理によって解像度を変換して出力解像度に合わせればよい。なお、主走査方向の読取解像度も、出力解像度よりも高くしてもよいが、データ量増大抑制等の観点から等倍であることが好ましい。

また、一対の発光部１０４４が原稿１０１に対して光を照射する角度についても、より明確に影ができ、検出が容易になるように構成する。例えば、ラインイメージセンサ１０４３、一対の発光部１０４４、原稿１０１が搬送される位置、および背景板１０５のそれぞれの間隔と位置は、望ましい影を形成するように配置する。

原稿１０１の輪郭検出を容易にするためには、第１及び第２の発光状態の切り替えは、予め定めたライン数毎であることが好ましい。なお、複数ライン数毎に切り替えてもよいが、本実施形態では１ライン毎に発光状態を切り替える。１ライン毎に発光状態を切り替えることで、原稿１０１の上方及び下方のエッジの検出精度が向上する。

［処理フロー］
図５は、ＣＰＵ１１が実行する照明切替制御の例を示すフローチャートである。この照明切替制御は、原稿１０１の読取動作中における発光部１０４４の駆動制御である。Ｓ１では、ＣＰＵ１１は、読取ライン数を示すパラメータｋの値を１（１ライン目）として初期化する。Ｓ２では、ＣＰＵ１１は、ｋの値が奇数か否かを判定する。ｋが奇数の場合は（Ｓ２にてＹＥＳ）Ｓ３へ進み、ｋが偶数の場合は（Ｓ２にてＮＯ）Ｓ４へ進む。Ｓ３では、ＣＰＵ１１は、第１発光状態で一対の発光部１０４４を駆動する。一方Ｓ４では、ＣＰＵ１１は、第２発光状態で一対の発光部１０４４を駆動する。

Ｓ５では、ＣＰＵ１１は、ラインイメージセンサ１０４３による一回の読み取り（１ラインの読み取り）が完了したか否かを判定する。一回の読み取りが完了した場合は（Ｓ５にてＹＥＳ）Ｓ６へ進み、未完了である場合は（Ｓ５にてＮＯ）Ｓ５にて待ち状態となる。Ｓ６では、ＣＰＵ１１は、ｋの値に１を加算する。Ｓ７では、ＣＰＵ１１は、ｋの値が予め定めた値Ｎに達したか否かを判定する。Ｎは読み取る原稿１０１のサイズに応じて設定される全ライン数である。ｋがＮに達した場合は（Ｓ７にてＹＥＳ）一単位の処理を終了する。ｋがＮに達していない場合は（Ｓ７にてＮＯ）Ｓ２へ戻り、ＣＰＵ１１は、同様の処理を繰り返す。

［読み取り例］
図６は、図５に示す照明切替制御を行った場合の原稿１０１の例とその読取画像ＩＭＧの例を示す。読取画像ＩＭＧにおいて、原稿１０１の上方エッジ及び下方エッジには、読み取られた複数本のラインに影の画像ＳＨが映り込んでいる。この影の画像ＳＨを検出することで、読取画像ＩＭＧにおける原稿１０１の上方エッジ及び下方エッジを検出できる。これらのエッジの検出結果を用いて、原稿１０１の輪郭を検出できる。影の領域の広さ（副走査方向の長さ）は、ラインイメージセンサ１０４３、発光部１０４４、搬送路１０８を移動する原稿１０１の位置、および背景板１０５の位置関係から、幾何学的に求めることができる。よって、影の開始端、終了端を検出できれば、影と原稿画像との境界を検出できなくても、上方エッジ、下方エッジを特定できる。

本実施形態では、原稿１０１の読取中、一対の発光部１０４４の発光状態を切り替えることで、原稿１０１の上方エッジ及び下方エッジを検出でき、その結果、原稿１０１の輪郭を検出できる。一対の発光部１０４４の発光切り替えにより生じる原稿１０１の影を利用することで、原稿の色や明度に左右されずに原稿の輪郭の検出精度を向上させた出力制御を行うことができる。

［輪郭検出処理］
次に、読取画像ＩＭＧから原稿１０１の上方エッジ及び下方エッジに相当する位置を検出し、原稿１０１の輪郭を検出する処理の例について説明する。この処理は、画像読取装置１００側で行ってもよいし、ＰＣ２００側で行ってもよい。本実施形態では、画像読取装置１００にて行うものとして説明する。本実施形態では、読取画像ＩＭＧを、奇数ラインの画像と偶数ラインの画像に分けた後、原稿１０１の上方エッジ及び下方エッジに相当する位置を検出する。

図７（ａ）及び（ｂ）は、読取画像ＩＭＧの奇数ラインの画像と偶数ラインの画像とを示す。本実施形態では１ライン毎に発光状態を切り替える。そのため、奇数ライン及び偶数ラインと発光状態との関係により、一方の画像は上方エッジに影の画像ＳＨが映り込んだ画像となり、他方の画像は下方エッジに影の画像ＳＨが映り込んだ画像となる。

図８（ａ）は、図７（ａ）の線Ｌ１における明度と位置との関係を示す濃度グラフである。図８において、縦軸を明度、横軸を副走査方向の位置として示している。ここで示す濃度グラフにおいて、左側から順に、背景板、影、原稿の順に検出されているものとする。影が映り込んだ部分においては明度が低いため、その範囲を特定でき、原稿１０１のエッジの読取画像ＩＭＧ上の位置をより正確に特定できる。

また、影や背景板などの原稿領域外を特定する方法として、奇数ラインと偶数ラインとの濃度の差を検出してもよい。例えば、図７（ａ）の線Ｌ１と図７（ｂ）の同等位置の濃度を比較したとき、一方では影が生じているため明度が著しく低く、一方は明度が高い。これらの濃度の差に基づいて、原稿領域外と判定することができる。

図１３（ａ）は、読み取る原稿の例として穴のある原稿に対し、背景部を斜線で表した図である。この原稿を上述した発光状態の切り替えを行いながら画像を読み取り、濃度差を表すと図１３（ｂ）のようになる。濃度差が大きいほど明るい（白）、濃度差が無いほど暗い（黒）で表している。影部ははっきりとした濃度差があるため副走査方向に数ライン連続的に出現する。一方、画像内部の文字や図柄は１ラインでかつ薄いグレーで出現することが多い。さらに影でもなく、文字や図柄の境界でもない部分は、奇数ラインの画像と偶数ラインの画像とに濃度差が略無い。このように奇数ラインと偶数ラインとの濃度差に基づいた原稿境界判定によって、原稿の濃度によらずに正しく境界を検知することができる。なお、穴を含む原稿を扱った処理の例については、第二実施形態にて詳しく述べる。

また、図８（ｂ）は、図９（ｂ）を参照して後述する処理のいくつかのパラメータを示している。閾値ｔｈは、明度が低い領域であるか否かを判定するために用いられる予め定められた固定値である。つまり、閾値ｔｈより低い明度を有する画素は、本明細書における「影」の画素として扱う。長さｈは、読取画像に映り込む影の長さを示し、ラインイメージセンサ１０４３、発光部１０４４、搬送路１０８を搬送される原稿１０１の位置、背景板１０５の位置関係から、幾何学的に求まる値である。ｐｉｘ（ｙ）は、位置ｙにおける画素の明度である。閾値ｔｈおよび長さｈは予め定義され、記憶部であるＲＯＭ１２等に保持されているものとする。

［処理フロー］
図９（ａ）は、本実施形態に係る画像読取装置１００のＣＰＵ１１による、読取画像ＩＭＧに対する画像処理の例を示すフローチャートである。Ｓ１１では、ＣＰＵ１１は、原稿１０１の上方及び下方のエッジ検出処理を行う。Ｓ１２では、ＣＰＵ１１は、原稿１０１の輪郭検出処理を行う。図９（ｂ）は、Ｓ１１のエッジ検出処理の詳細な例を示すフローチャートである。

図９（ｂ）のフローチャートは、奇数ラインの読取画像ＩＭＧ又偶数ラインの読取画像ＩＭＧのうち、上方エッジ近傍に影が映り込んだ方の読取画像ＩＭＧを副走査方向に走査して、原稿１０１の上方エッジを検出する処理である。ここでは、上方エッジの検出について説明するが、下方エッジの検出についても同様である。なお、以下の説明において列とは、読み取る原稿１０１において副走査方向の一連の画素を意味する。

Ｓ２１で、ＣＰＵ１１は、初期化を行う。ここでは、ＣＰＵ１１は、演算に使用する各パラメータｙ、ｅｄｇｅ、ｓｈａｄｏｗを初期化する。ｙは副走査方向の画素位置、ｅｄｇｅは検出された原稿の上方エッジ位置である。また、ｓｈａｄｏｗは影の上端位置を示す。初期値として、ｙ＝０、ｅｄｇｅ＝−１、ｓｈａｄｏｗ＝−１を設定する。ｅｄｇｅの値が−１のときは、処理中の列にエッジが無かったということを示す。また、各パラメータは、ＲＡＭ１３等に保持されているものとする。

以下に述べる処理を副走査方向の１画素ずつずらして行うために、Ｓ２２からＳ２４でループ処理を形成している。Ｓ２２では、ＣＰＵ１１は、ｙの値が読取画像の高さ（総奇数ライン数又は総偶数ライン数）に達したか否かを判定する。ｙが読取画像の高さに達していない場合は（Ｓ２２にてＹＥＳ）Ｓ２３へ進み、読取画像の高さに達している場合は（Ｓ２２にてＮＯ）一単位の処理を終了する。

Ｓ２３では、ＣＰＵ１１は、ｐｉｘ（ｙ）の値が閾値ｔｈより大きいか（明るいか）否かを判定する。ｐｉｘ（ｙ）の値が閾値ｔｈより大きい場合は（Ｓ２３にてＹＥＳ）Ｓ２４へ進み、閾値ｔｈ以下である場合は（Ｓ２３にてＮＯ）Ｓ２５へ進む。Ｓ２４では、ＣＰＵ１１は、ｙを一つ加算してＳ２２へ戻る。

上記の通り、ｐｉｘ（ｙ）は位置ｙにおける画素の明度（明るいほど大きい値）を示し、ｐｉｘ（ｙ）が明るいときを背景画像であると判断して、ＣＰＵ１１はループ処理を続ける。ｐｉｘ（ｙ）が閾値ｔｈ以下となった際に（例えば、図８（ｂ）の位置Ｐ）、ＣＰＵ１１は影の上端を検出したと判断（Ｓ２３にてＮＯ）する。そして、ＣＰＵ１１はＳ２５で影の上端位置を示すｓｈａｄｏｗに、現在のｙの値を設定する。また、Ｓ２６以降の処理では影の後端すなわち原稿１０１の上方エッジを検出する処理を行う。ここで、黒い原稿等で原稿の上方エッジが見つけられなかったときのために、Ｓ２６では原稿の上方エッジの位置を示すｅｄｇｅにはｓｈａｄｏｗ＋ｈを設定しておく。ここでのｈは一対の発光部１０４４が照射する角度などから予め定義することが考えられる。

Ｓ２６乃至Ｓ２８の処理は、Ｓ２７の処理を副走査方向の１画素ずつずらして行うためのループ処理を形成している。ＣＰＵ１１は、読取画像の高さ（総奇数ライン数又は総偶数ライン数）とｓｈａｄｏｗ＋ｈのいずれか小さい方まで処理を行う。Ｓ２６にて、ＣＰＵ１１は、読取画像の高さとｓｈａｄｏｗ＋ｈのいずれか小さい方よりも現在のｙの値が小さいか否かを判定する。ｙが小さい場合には（Ｓ２６にてＹＥＳ）Ｓ２７へ進み、そうでない場合には（Ｓ２６にてＮＯ）処理を終了する。Ｓ２７でｐｉｘ（ｙ）が閾値ｔｈを上回った場合（Ｓ２７にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、ｙが原稿１０１の上方エッジに達したと判断して（例えば、図８の位置Ｑ）、Ｓ２９に移る。ｐｉｘ（ｙ）が閾値ｔｈ以下の場合は（Ｓ２７にてＮＯ）Ｓ２８へ進む。Ｓ２８にて、ＣＰＵ１１は、ｙの値に１を加算してＳ２６へ戻る。Ｓ２９では、ＣＰＵ１１は、上方エッジ位置（現在のｙの値）をｅｄｇｅに設定して終了する。

読取対象となる原稿１０１が図８（ｂ）に示すように明原稿であれば、上方エッジにて略確実にＳ２７における判定がｙｅｓとなる。しかし、明度の低い暗原稿の場合はＳ２７における判定がｎｏとなる場合が生じ得る。暗原稿の場合、Ｓ２９の処理を行わずにループ処理を終了してしまうため、ｅｄｇｅの値はｓｈａｄｏｗ＋ｈのまま終了することになる。つまり、本実施形態では、明原稿の場合は原稿１０１の上方エッジを検出し、暗原稿の場合は影上端から長さｈの位置でエッジ位置を算出する。これにより、原稿１０１の明るさによらず上方エッジの位置を特定することが出来る。一方、下方エッジを検出する場合、影下端から副走査方向に向かって上方へ長さｈの位置で原稿の下方エッジを検出する。こうして、原稿の色や明度に左右されずに原稿のエッジ位置の検出精度を向上することができる。

以上のようなエッジ検出処理をすべての列で行い、かつ、奇数ラインの読取画像及び偶数ラインの読取画像の双方に行うことで、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにｅｄｇｅが示す位置の集合を得ることが出来る。図１０（ａ）、（ｂ）は、斜行している原稿１０１が読み取られた場合を示しており、それぞれ２辺ずつの輪郭を得ることが出来る。

図９（ａ）のＳ１２の輪郭検出処理では、図１０（ａ）、（ｂ）のｅｄｇｅが示す位置の集合を合わせることで原稿１０１の輪郭を検出することができる。つまり、ｅｄｇｅが示す位置の集合の端部からお互いの端部への補助線を引くことで、図１０（ｃ）のように原稿１０１全体の輪郭を得ることが出来る。斜行せずに読み取られた原稿１０１からは、上方及び下方のエッジの位置を示す２辺のみが得られるが、同様に補助線を引くことで原稿全体の輪郭情報を得ることができる。

また、輪郭検出は、図９（ｂ）に示すＳ２３およびＳ２７の処理をそれぞれ図１４に示すＳ２３’およびＳ２７’に置き換えることで、奇数ラインと偶数ラインの画素の明度差に基づいた輪郭検出を行うことができる。図１４において、ｐｉｘｏｄｄ（ｙ）は奇数ラインの画像の位置ｙにおける明度で、ｐｉｘｅｖｅｎ（ｙ）は偶数ラインの画像の位置ｙにおける明度である。

なお、輪郭検出処理は、周知の原稿サイズ検出処理と組み合わせて使用してもよく、輪郭が残る最小の領域を切り出すことで実現することが出来る。また、輪郭検出処理は、周知の傾き検出処理と組み合わせて使用してもよく、輪郭から傾きを算出して、傾きが大きい場合にユーザに警告を出してもよい。また、原稿画像を正立させるように回転処理を施してもよい。

また、上記の画像処理の一部又は全てを、画像読取装置１００に接続されたＰＣ２００等の外部装置で行ってもよい。この場合、画像読取装置１００と外部装置とを含むシステムが本実施形態に係る画像読取装置に相当する。

また、解像度を変換するための倍率変換処理は、以下に示す式１のように奇数ラインの画像と、偶数ラインの画像の明度を比較し、明度の高い方を選択することで、影が画像に及ぼす影響を少なくすることができる。ｐｉｘ’（ｘ，ｙ）は位置（ｘ，ｙ）における出力画像の明度、ｐｉｘｏｄｄ（ｘ，ｙ）は奇数ラインの画像の位置（ｘ，ｙ）の明度、ｐｉｘｅｖｅｎ（ｘ，ｙ）は偶数ラインの画像の位置（ｘ，ｙ）の明度を示す。

［式１］
ｐｉｘ’（ｘ，ｙ）＝ｍａｘ｛ｐｉｘｏｄｄ（ｘ，ｙ），ｐｉｘｅｖｅｎ（ｘ，ｙ）｝
また、倍率変換処理は、以下に示す式２のように影の影響を少なくすると共に、原稿領域内部の画素に対する出力値は、奇数ラインの画像と偶数ラインの画像とで平均した明度で出力することで、より好ましい画像を得られる。

［式２］
（原稿輪郭の内側（原稿領域）の場合）
ｐｉｘ’（ｘ，ｙ）＝｛ｐｉｘｏｄｄ（ｘ，ｙ）＋ｐｉｘｅｖｅｎ（ｘ，ｙ）｝÷２
（原稿輪郭の外側（原稿領域外の領域）の場合）
ｐｉｘ’（ｘ，ｙ）＝ｍａｘ｛ｐｉｘｏｄｄ（ｘ，ｙ），ｐｉｘｅｖｅｎ（ｘ，ｙ）｝
また、倍率変換処理に用いられる原稿輪郭よりも内側の処理は、上記以外にも周知の倍率変換処理によって解像度を変換して出力してもよい。

式２を用いることで、出力される画素値は奇数ラインの画素、偶数ラインの画素、奇数／偶数の平均値のいずれかが出力される。その結果、たとえ原稿輪郭検知に失敗したとしても、画像に損失を起こすことがなく、画像損失リスクの低い画像読取装置を提供することができる。同様に、人工的に作られた明度で出力しないため、元画像との接合箇所も滑らかで、好適な画像出力となる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態として、図１３に示したような穴の開いた原稿の処理について説明する。穴は例えばバインダーの綴じ部に見られる。

第１実施形態と同様に一対の発光部１０４４により発光状態を切り替えることで、本実施形態では、原稿内部に存在する穴にも、はっきりとした影が映り込むようになる。これにより、読取画像中の原稿１０１の内部に存在する穴検出を容易にする。

読取画像ＩＭＧから原稿１０１の内部に存在する穴検出処理の例について説明する。本実施形態では、読取画像ＩＭＧを、奇数ラインの画像と偶数ラインの画像に分けた後、原稿１０１内部の穴径の下方側及び穴径の上方側に相当する位置を検出する。

図１１（ａ）、（ｂ）は、読取画像ＩＭＧ原稿内部の奇数ラインの画像と偶数ラインの画像とを示す。本実施形態では１ライン毎に発光状態を切り替えるため、奇数ライン及び偶数ラインと発光状態との関係により、一方の画像は穴径の下方側に影の画像ＳＨが映り込んだ画像となり、他方の画像は穴径の上方側に影の画像ＳＨが映り込んだ画像となる。

図１１（ａ）、（ｂ）と、奇数ラインと偶数ラインとの濃度差に基づいた原稿境界判定によって、図１３（ｂ）が得られる。図１２を用いて、原稿に含まれる穴に着目して説明する。

図１３（ｂ）のように算出された濃度差を、２値化して影位置を黒で表すと図１２（ａ）のような図柄が表れる。これに対して、図１５（ａ）および（ｂ）のフローチャートに示す影の膨張処理を行う。本実施形態において、図１５（ａ）、（ｂ）の処理は、ＣＰＵ１１が実行することにより実現される。

図１５（ａ）のＳ１５１では、ＣＰＵ１１は、読み取った画像全体の全てに対して処理を行う。Ｓ１５１の読み取った画像に含まれる画素それぞれを注目画素として適用する処理の詳細を図１５（ｂ）に示す。Ｓ１５２では、ＣＰＵ１１は、注目画素が影かどうかを判定する。注目画素が影である場合は（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、処理を終了する。一方、注目画素が影ではない場合（Ｓ１５２にてＮＯ）、ＣＰＵ１１は、近傍位置に影が存在するかどうかの判定を行う（Ｓ１５３）。例えば、近傍位置に影が存在する例として、注目画素の位置をｙとした場合に、ｐｉｘ（ｙ−ｄ）〜ｐｉｘ（ｙ−１）とｐｉｘ（ｙ＋１）〜ｐｉｘ（ｙ＋ｄ）の２つの範囲を走査する。そして走査した範囲の双方に影となる明度を有する画素が存在した場合が相当する。ここで、変数ｄは予め定められた近傍距離であり、バインダー穴の間隔以下の距離であることが望ましい。

近傍に影が存在すると判定したら（Ｓ１５３にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は注目画素を影として扱うように設定を変更する（Ｓ１５４）。例えば、注目画素の明度を閾値ｔｈよりも低い値に設定する。この影処理により、図１２（ａ）は図１２（ｂ）の様に輪郭のつながった図形が得られる。そして、本処理フローを終了する。一方、上下近傍の両方に影となる画素が存在しない場合（Ｓ１５３）、ＣＰＵ１１は処理を終了する。

図１５（ｂ）に示す影を膨張する処理の前に、周知のノイズフィルタ処理を施すことで、より精度の高い穴画像が得られる。

バインダーの穴が丸いという特徴を用いれば、図１２（ｂ）のようにつながった輪郭であれば、周知の輪郭追跡で求められた図形周囲から、周知の特徴量算出方法に基づいて、バインダーの穴であるという判定は容易に行うことができる。ここでの特徴算出とは、例えば周知の円形度算出方法であり、これにより円形バインダーの穴であるという判定を容易に行うことができる。なお、穴の形状は円形を対象とするものに限られない。

このように穴の内側は原稿領域外であり、かつ、穴の外側は原稿領域であるため、倍率変換処理を用いれば、穴によって発生した影が及ぼす影響を少なくすることができる。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ 画像読取装置
１０４３ ラインイメージセンサ
１０４４ 発光部

Claims (14)

1. 副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、
   前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサと、
   前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替手段と、
   前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定手段と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記判定手段は、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサにて読み取ったそれぞれの画像において対応する画素の明度差を算出し、当該明度差から前記原稿領域のエッジを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記ラインイメージセンサにて読み取った画像に対する出力値を算出する算出手段を更に有し、
   前記算出手段は、原稿領域外の領域の画像に対しては、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサにて読み取ったそれぞれの画像において対応する画素の明度のうち高い方の値を当該画素の出力値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記算出手段は、前記原稿領域の画像に対しては、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサにて読み取ったそれぞれの画像において対応する画素の明度の平均値を当該画素の出力値とすることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像において対応する画素の明度差を算出し、当該明度差から原稿に設けられた穴のエッジを検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記検出手段は、注目画素の近傍に予め定めた閾値よりも明度が低い画素がある場合に当該注目画素の明度を前記閾値よりも小さい値として扱って穴を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記判定手段は、前記検出手段にて検出された穴の内側を原稿領域外と判定することを特徴とする請求項５または６に記載の画像読取装置。
8. 前記切替手段は、前記ラインイメージセンサが前記原稿を読み取る予め定めたライン数ごとに前記第１及び第２の発光状態を切り替えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像読取装置。
9. 前記ラインイメージセンサにて画像を読み取る副走査方向の解像度は、出力解像度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像読取装置。
10. 原稿の画像を主走査方向に読み取る画像読取手段と、原稿を副走査方向に搬送する原稿搬送手段とを備える画像読取装置であって、
    前記画像読取手段は、前記副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１及び第２の発光部の間に配置された画像読取センサと、少なくとも前記第１及び第２の発光部それぞれの発光条件を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記第１及び第２の発光部それぞれを異なる発光強度で且つ異なる発光タイミングで発光させて前記画像読取センサを通じて原稿の画像を主走査方向に読み取って出力制御することを特徴とする画像読取装置。
11. 副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサとを備える画像読取装置における画像読取方法であって、
    切替手段が、前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替工程と、
    判定手段が、前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定工程と
    を有することを特徴とする画像読取方法。
12. 副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部および前記第１及び第２の発光部の間に配置された画像読取センサを有し原稿の画像を主走査方向に読み取る画像読取手段と、原稿を前記副走査方向に搬送する原稿搬送手段とを備える画像読取装置における画像読取方法であって、
    前記第１及び第２の発光部それぞれを異なる発光強度で且つ異なる発光タイミングで発光させて前記画像読取センサを通じて原稿の画像を主走査方向に読み取って出力制御する制御工程を有することを特徴とする画像読取方法。
13. 副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部と、前記第１の発光部と前記第２の発光部との間に配置されたラインイメージセンサとを有する画像読取装置を
    前記第１の発光部の発光強度が前記第２の発光部の発光強度より強い第１の発光状態と、前記第２の発光部の発光強度が前記第１の発光部の発光強度より強い第２の発光状態とを交互に切り替える切替手段、
    前記第１及び第２の発光状態で前記ラインイメージセンサが読み取ったそれぞれの画像に基づいて原稿領域の判定を行う判定手段
    として機能させるためのプログラム。
14. 副走査方向に互いに離間して配置された第１及び第２の発光部および前記第１及び第２の発光部の間に配置された画像読取センサを有し原稿の画像を主走査方向に読み取る画像読取手段と、原稿を前記副走査方向に搬送する原稿搬送手段とを備える画像読取装置を、
    前記第１及び第２の発光部それぞれを異なる発光強度で且つ異なる発光タイミングで発光させて前記画像読取センサを通じて原稿の画像を主走査方向に読み取って出力制御する制御部として機能させるためのプログラム。