JP2018098718A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿を読み取って生成された原稿データから原稿の端部を精度よく判定することが可能な画像読取装置を提供する。
【解決手段】画像読取装置は、原稿を読み取って複数の画素の輝度値を含んだ画像データを生成する読取センサ１１４、生成された画像データから原稿内の領域と原稿外の領域の境界であるエッジ位置を推定する画像読取処理部３０４、原稿の端部を判定して原稿サイズを検出するＣＰＵ３０２を有する。ＣＰＵ３０２は、推定されたエッジ位置の近傍領域で前記推定されたエッジ位置の一方と他方側にある複数の画素について、それぞれ輝度値の分布を表す第１分布および第２分布を生成すし、両者の比較結果から原稿の端部を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、原稿の画像（以下、原稿画像という）を読み取るスキャナ等の画像読取装置に関し、特に、原稿を読み取って得られた画像データに基づいて原稿サイズを検知する画像処理装置に関する。

従来、原稿画像を画像読取センサで読み取って取得した画像データから、原稿の端部に発生するエッジを検出する画像読取装置が知られている。例えば、ユーザーが原稿台ガラスに原稿を載置してコピーボタンを押した後に、載置された原稿のサイズを画像読取センサで読み取って自動で判定する画像読取装置が知られている。

このような原稿サイズ検出では、原稿に印刷された罫線や文字等を原稿の端部と誤検知して正しい原稿サイズを検出できない場合がある。特に、新聞紙のように、原稿が原稿台ガラスの読取可能領域よりも大きく、原稿の端部が読取可能領域に収まらない場合にこのような誤検出が問題となる。これは、原稿の端部を読み取ることはできないにもかかわらず、原稿に印字された罫線などの印字情報を原稿の端部として誤検出してしまうことに起因する。

本来、原稿が原稿台ガラスの読取可能領域からはみ出している場合、原稿のサイズが確定できないので、ユーザーにサイズ指定を促すことが好ましい。あるいは、できるかぎり原稿の情報を失わないように、原稿サイズを読取可能な最大サイズに設定してもよい。

しかし、罫線によって原稿サイズを誤検知してしまった場合、原稿において、原稿台ガラスの読取可能な範囲にある部分が読み取られないおそれがあり、また、読み取られたとしても変倍率が適切に設定されないおそれもある。このように、ユーザーにとって好ましくない結果となってしまう。

特許文献１は、原稿を読み取って得られた画像データに対して周知の微分フィルタを適用してエッジ検出を行い、その結果について、抽出されたエッジ点群に対して直線近似を行う技術を開示する。直線近似の結果から、抽出されたエッジ点群が原稿の端部であるか否かが判定され、その判定結果から、原稿端部の確度の高低が評価される。確度が低いと判定された場合、抽出されたエッジ点群は原稿端部ではないと判定する。これにより、直線近似を用いて原稿の端部の誤検知を防いでいる。

特開２００９−１６４８０５

しかし、特許文献１では、原稿の先端から後端まで一様に線が引かれている原稿を直線近似した結果として、罫線を原稿の端部である確度が高いと判定するおそれがある。この場合には誤判定を回避することが困難である。

例えば建築図面や、縁取りされた罫線が記載された原稿の場合、原稿の先端から後端までほぼ全域に罫線が引かれていることは珍しくない。従って、このような原稿の先端から後端まで一様に線が引かれた原稿に対して、罫線が原稿の端部であると誤判定する可能性はかなり高い。

本発明は、上記の問題を解決するために、原稿データから原稿の端部を精度よく判定することが可能な画像読取装置を提供することを主たる課題とする。

本発明にかかる画像読取装置は、原稿を読み取って複数の画素の輝度値を含んだ画像データを生成する画像読取手段と、生成された画像データから前記原稿内の領域と原稿外の領域の境界であるエッジ位置を推定するエッジ位置推定手段と、前記原稿の端部を判定する端部判定手段と、を備えた画像読取装置であって、 前記端部判定手段は、前記推定されたエッジ位置の近傍領域で前記推定されたエッジ位置の一方側にある複数の画素についての輝度値の分布を表す第１分布を生成し、かつ、前記推定されたエッジ位置の近傍領域で前記推定されたエッジ位置を介して前記一方側と対向する他方側にある複数の画素の輝度値の分布を表す第２分布を生成し、前記第１分布と前記第２分布との比較結果から、前記推定されたエッジ位置が前記原稿の端部を表すか否かを判定することを特徴とする。

本発明によれば、原稿画像のエッジ部分を精度よく認識可能な画像読取装置を提供することを主たる課題とする。

画像読取装置の部分断面図。 （ａ）は原稿台ガラスの上視図、（ｂ）は画像読取センサと各画素の関係の説明図。 画像読取装置の機能ブロック図。 画像処理部のブロック図。 原稿読取時の輝度値を表すグラフ。 原稿台ガラスに大きい原稿を置いた状態の説明図。 白色原稿と白圧板との輝度ヒストグラム。 エッジ検出処理を表すフローチャート。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態にかかる画像読取装置を詳細に説明する。なお、本実施形態に記載する装置の構成や読取位置の決定手順は一例に過ぎず、本発明は実施形態に記載された内容に限定されるものではない。また、画像読取装置は、たとえば複写機に搭載されて、複写機の画像読取部として用いることもできる。

図１は、本実施例による画像読取装置１００を正面から見た部分断面図を示す。画像読取装置１００は、筐体１０１、原稿おさえ板１０２、原稿１０４の裏写りを抑制するためにその表面が白色に塗られた白圧板１０３を有する。画像読取装置１００は、更に、原稿１０４を設置するための原稿台ガラス１０５、読取センサ１１４の読取ばらつきを補正するために濃度が一様に管理された白基準板１０６を有する。

原稿１０４を読み取るための読取ユニット１０７は、駆動モーター１１６により駆動レール１１７に沿って図１の左側から右側へ移動される。読取ユニット１０７は、その間に原稿１０４の表面の画像を画像データとして取得する。
読取ユニット１０７は、光源１０８、１０９、ミラー１１０、１１１、１１２、結像レンズ１１３、読取センサ１１４、画像処理基板１１５を有する。原稿１０４の画像読取時には、光源１０８、１０９が点灯されて原稿１０４が照射され、その反射光は、ミラー１１０、１１１、１１２でこの順に反射される。反射光は、結像レンズ１１３に入射して集光され、読取センサ１１４に到達する。画像処理基板１１５に実装された読取センサ１１４は、受光した光線をその光量に応じて電気信号に変換し、原稿１０４の画像データを生成する。

また、画像読取装置１００の底面にはフォトインタラプタ１１８が設置されている。フォトインタラプタ１１８は、後述するように、フォトインタラプタ１１８が設置された位置の上に原稿１０４が置かれているかどうかを判定する。画像読取装置１００は、読取センサ１１４で取得した画像データと、フォトインタラプタ１１８での判定結果に基づき、原稿１０４のサイズを自動検出する。

画像読取装置１００には、更に、画像読取開始を指示するための入力部およびディスプレイを備えた操作パネル１２０が設けられている。また、図１には示されていないが、画像読取装置１００は、後述する図３に示されるＣＰＵ３０２、ＡＤコンバータ３０３、読取画像処理部３０４を有する。更に、図３に示されるように、ＣＰＵ３０２が処理するデータや設定情報等を記憶するための記憶部１２１が設けられている。ユーザーは、原稿１０４を原稿台ガラス１０５上に置き、操作パネル１２０の入力部を通じて画像読取開始を指示する。

次に、主走査サイズの検知方法について、図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は、画像読取装置１００の原稿おさえ板１０２を開けた状態での原稿台ガラス１０５の平面図である。原稿台ガラス１０５に設置された原稿１０４の図２（ａ）における左右方向のサイズ（これを副走査サイズと呼ぶ）は、フォトインタラプタ１１８での上記判定結果により識別される。また、図２の上下方向のサイズ（これを主走査サイズと呼ぶ）は、読取センサ１１４で取得された画像データに基づき判定される。

フォトインタラプタ１１８は、図示しない赤外光の発光部と受光部を有する。以下、原稿おさえ板１０２を開けた状態でのフォトインタラプタ１１８における判定の詳細を記載する。
フォトインタラプタ１１８の発光部が赤外光を発光したときに、原稿１０４がフォトインタラプタ１１８の上部に存在していると、発光部から照射された赤外光は原稿１０４により反射されて受光部に入射する。

一方、フォトインタラプタ１１８の上部に原稿１０４が存在しない場合は、発光部から発光された赤外光は原稿１０４で反射されることはなく、画像読取装置１００の外部で散乱される。従って、受光部には赤外光は入射しない。

以上のことから、受光部に赤外光が入射された場合、フォトインタラプタ１１８が配置された位置の上部に原稿１０４が存在していると判定される。

一方、受光部に赤外光が入射されない場合は、フォトインタラプタ１１８が配置された位置の上部には原稿１０４は存在しないと判定される。これによって、原稿の副走査サイズがフォトインタラプタ１１８の取り付けられた位置よりも短いか否かが判定される。

図２（ａ）において、サイズ指標板２０１および２０２は、原稿台ガラス１０５に配置された原稿１０４が当接される当接部であり、原稿の位置合わせに用いられる。ユーザーは、画像読取時に原稿１０４の左端をサイズ指標板２０１に当接させ、かつ、その上端をサイズ指標板２０１に接触させて原稿１０４を原稿台ガラス１０５に配置する。

図２（ｂ）は原稿読取センサと各画素の関係の説明図である。図示されるように、読取ユニット１０７には、読取センサ１１４が図２（ｂ）の上下方向に１画素ずつ配列されている。読取センサ１１４での読取結果から、原稿内の領域と原稿外の領域の境界であるエッジ位置を推定し、副走査サイズを決定する。その詳細は後述する。

主走査サイズは、読取センサ１１４の画像データから判定される。説明のため、原稿１０４が原稿台ガラス１０５に貼り付けられたサイズ指標板２０１および２０２に当接され、読取センサ１１４が停止した状態で原稿１０４の一部が読取可能な位置にある状態を図２に示す。

読取ユニット１０７の光源１０８、１０９が光線を原稿１０４に照射し、その反射光を読取センサ１１４が受光することで、読取センサ１１４上にある位置での原稿１０４の画像データが得られる。なお、画像読取装置１００における読取ユニット１０７、光源１０８、１０９、読取センサ１１４、フォトインタラプタ１１８等の制御は、後述する図３に示すＣＰＵ３０２が実行する。

フォトインタラプタ１１８は、ユーザーには視認できない赤外光を発光するので、原稿おさえ板１０２を開けた状態で照射しても、ユーザーが眩しいと感じることはない。

しかし、読取ユニット１０７の光源１０８、１０９は、原稿読取に用いるための光源であり、可視光線を照射する。従って、原稿おさえ板１０２を開けた状態で光源１０８、１０９が可視光線を照射すると、ユーザーが眩しいと感じることがある。したがって、この実施形態では、読取センサ１１４を使って主走査方向の原稿サイズを検出する際は、原稿おさえ板１０２は閉じた状態で検出を行うものとする。

図３に、本実施形態による画像読取装置の機能ブロック図を示す。図示されるように、画像読取装置のＣＰＵ３０２には、操作パネル１２０、駆動モーター１１６、フォトインタラプタ１１８、読取センサ１１４、ＡＤコンバータ３０３、読取画像処理部３０４が接続されている。読取センサ１１４は、原稿画像を読み取って得られたＲＧＢアナログ出力をＡＤコンバータ３０３に送る。ＡＤコンバータ３０３は、読取センサ１１４からのアナログ出力をデジタル信号に変換して読取画像処理部３０４に送る。なお、特に記載のない限り、駆動モーター１１６、フォトインタラプタ１１８、読取センサ１１４、ＡＤコンバータ３０３、読取画像処理部３０４等は、いずれもＣＰＵ３０２より制御される。

ユーザーが原稿１０４を原稿台ガラス１０５に置いてから操作パネル１２０の入力部を通じて画像読取を開始すると、ＣＰＵ３０２は、原稿サイズ検知を開始する。詳細には、ＣＰＵ３０２は、駆動モーター１１６を制御して、読取ユニット１０７を図２に示されるように原稿の端部が読取可能な位置に移動させる。

読取ユニット１０７が上記位置に移動した後、ＣＰＵ３０２は、光源１０８、１０９を制御して可視光を原稿に対して照射し、読取センサ１１４によって、反射光量に応じたアナログ信号を得る。読取センサ１１４の出力はＡＤコンバータ３０３によってデジタルデータに変換され、読取画像処理部３０４に送信される。 読取画像処理部３０４の詳細なブロック図を図４に示す。図示されるように、読取画像処理部３０４は、原稿エッジ検出部４０１、分散検知部４０２および原稿サイズ検出部４０３を有する。

読取画像処理部３０４に入力された画像データは、原稿エッジ検出部４０１および分散検知部４０２に入力される。原稿エッジ検出部４０１からの出力は、分散検知部４０２に入力される。分散検知部４０２は、入力された画像データと原稿エッジ検出部の入力とを用いて、エッジ位置の周辺領域における各画素の輝度のヒストグラムを検出する。この実施形態では、画素の輝度として読取センサ１１４の出力値を用いた。従って、別途記載がない限り、以下の説明における「分散値」は、読取センサ１１４の出力値についての分散値を指す。

以下、原稿エッジ検出部４０１について説明する。図２の状態から、原稿おさえ板１０２を閉じた状態で原稿１０４が原稿台ガラス１０５に置かれたときに読取センサ１１４によって画像データを取得した。図５は、取得された画像データにおける画像読取センサの主走査位置ごとの輝度値を示したグラフを示す。図５において、縦軸は画像センサの出力値、横軸は原稿領域における主走査位置（ｍｍ）であり、サイズ指標板２０２の位置をゼロとして図２の下方向を正の方向としている。

この実施形態では、読取センサ１１４で取得した画像データを８ｂｉｔのデジタルデータとし、光が検出されていない状態での出力値を０、読取センサ１１４の最大感度での出力値を２５５とした。これにより、読取センサ１１４に入射した光量（カンデラ：ｃｄ）が大きいほど、その出力値は大きくなる。

白圧板１０３は、原稿１０４の裏写りを防止する目的で白色度が高く管理されている。一方、原稿１０４の紙が白色であった場合、白圧板と比較すると、白色度が低くなるため、輝度値がやや低くなる傾向にある（図５の例では、出力値２２０に相当する）。

原稿１０４の主走査方向の端部では、原稿台ガラス１０５と原稿を抑える白圧板１０３との間に、原稿１０４の厚みだけ隙間が発生する。従って、原稿１０４の端部には影が発生し、この端部での主走査位置では輝度値が低くなる。この実施形態では、図５において原稿端部の輝度値が４０となっているので、輝度値４０をしきい値とした。ＣＰＵ３０２は、輝度値が４０以下である画素をエッジの部分にある画素としてエッジ位置推定を行い、原稿端部のエッジがどこにあるかを判定する。

図２（ｂ）に示されるように、読取ユニット１０７には、読取センサ１１３が図２の上下方向に１画素ずつ配列されており、読取解像度６００ｄｐｉで読み取った場合、１画素のピッチは０．０４２３（ｍｍ）となる。

したがって、読取センサ１１４においてエッジ位置にあると推定される画素の位置を求めることで、原稿端部がどの位置にあるかを算出することが可能である。図５の例では、サイズ指標板２０２から画像読取センサが７０２１画素分（つまり７０２１×０．０４２３≒２９７（ｍｍ））離れた位置において画像読取センサの出力値が１０となっている。出力値がしきい値４０以下であることから、この位置が原稿のエッジであると推定できる。従って、原稿１０４の主走査端部のエッジは、サイズ指標板２０２から２９７（ｍｍ）離れた位置に存在すると推定される。

なお、原稿１０４に文字や線などが印刷されていた場合、原稿の端部以外の領域にも輝度値が低くなる主走査位置が存在し、これらもエッジとして推定される場合もある。

その一方で、原稿が存在しない領域においては、光源１０８、１０９からの可視光線が原稿台ガラス１０５を介して原稿を抑える白圧板１０３で反射される。白圧板１０３は全面一様に白色であることから、その読取センサ１１４の出力値は２５５となる。前述のように原稿１０４の印字がなされていない部分におけるセンサ出力値は２２０であることからも、サイズ指標板２０２から２９７（ｍｍ）を超える領域には原稿が存在しないと判定される。

以上のことから、エッジが複数検出された場合、サイズ指標板２０２から最も離れた主走査位置であってかつ読取センサ１１４の出力値が上記しきい値以下である位置を原稿１０４のエッジであると判定できる。本実施形態においては、この判定は、ＣＰＵ３０２により行われる。

なお、フォトインタラプタ１１８は、サイズ指標板２０１から２７７ｍｍの位置に配置されている。この位置では、Ａ３Ｒ、Ａ４Ｒ、Ｂ４Ｒ、Ｂ５Ｒの原稿が配置された場合にはフォトインタラプタの上部に原稿が存在せず、かつ、Ａ４およびＢ５原稿が配置された場合にはフォトインタラプタの上部に原稿が存在する。従って、Ａ３Ｒ、Ａ４Ｒ、Ｂ４Ｒ、Ｂ５Ｒの原稿が配置された場合にはフォトインタラプタの出力はＯＮとなり、Ａ４およびＢ５原稿が配置された場合にはＯＦＦとなる。

また、原稿サイズのＪＩＳ規格から、Ａ３原稿の短辺およびＡ４原稿の長辺はともに２９７（ｍｍ）、Ｂ４原稿の短辺およびＢ５原稿の長辺は２５７（ｍｍ）である。さらに、Ａ４原稿の短辺およびＡ５原稿の長辺は２１０（ｍｍ）、Ｂ５原稿の短辺およびＢ６原稿の長辺は１８２（ｍｍ）であると判定される。

一般に、画像読取装置、あるいは画像読取装置を備えた複写機で使用される原稿サイズはＡ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ４、Ｂ５である。従って、判定されたエッジの主走査サイズとフォトインタラプタのＯＮ、ＯＦＦ出力から、画像読取装置に置かれた原稿サイズを以下のように判定することができる。

この表は、ＣＰＵ３０２により参照可能となるように画像読取装置１００の記憶部１２１に記憶される。なお、判定された原稿の主走査サイズが１８２ｍｍ未満である場合、および２９７ｍｍよりも大きい場合には、原稿サイズを確定することができない。

この場合、判定された原稿の主走査サイズが最小の主走査サイズである１８２ｍｍ未満であれば、ＣＰＵ３０２は、原稿サイズは画像読取装置が出力可能な最小の原稿サイズであるＢ５Ｒであると判定する。

一方、判定された原稿の主走査サイズが最大の主走査サイズである２９７ｍｍを超える場合には、原稿は、出力可能な最大領域となる原稿サイズであるＡ３Ｒであると判定する。

このようにして、主走査方向においてエッジ位置を推定した後に、フォトインタラプタ１１８の出力を参照して、副走査方向のフォトインタラプタ１１８が設けられた位置に原稿があるか否かを判定する。

以下、フォトインタラプタ１１８の出力がＯＦＦ、すなわちフォトインタラプタ１１８の上部に原稿１０４が存在しない場合について説明する。この場合において、操作パネル１２０がユーザーにより押されると、ＣＰＵ３０２は、画像読取装置１００を動作させ、読取センサ１１４から画像データを取得する。ＣＰＵ３０２は、サイズ指標板２０２から２９７ｍｍの位置に原稿１０４のエッジが存在すると判定した場合、表１を参照して、原稿１０４の原稿サイズはＡ４であると判定する。

例えばＡ３ＲとＡ４、Ｂ４ＲとＢ５の組み合わせのように、読取センサ１１４で取得された画像データから判定されるエッジの位置のみでは原稿サイズを決定できないことがある。しかし、ＣＰＵ３０２は、表１を参照することで、フォトインタラプタ１１８のＯＮ／ＯＦＦの状態から、原稿サイズを一意に決定することができる。

図６に、原稿台ガラスに大きい原稿を置いた状態の説明図を示す。図示されるように、原稿１０４が原稿台ガラス１０５からはみ出して置いてあり、かつ、原稿１０４のサイズ指標板２０１、２０２から２９７ｍｍ離れた位置に罫線６０１が描かれている場合を説明する。なお、図６におけるサイズ指標板２０１、２０２等は図２で説明したものと同一である。この場合、原稿１０４は、原稿台ガラス１０５から飛び出して置かれているため、原稿１０４の端部は読取センサ１１４の検出可能領域外にある。したがって、上記の例のように、原稿１０４のサイズ指標板２０１、２０２から最も離れた主走査位置に存在するエッジ検出位置が原稿１０４のエッジであると判定することは適切ではない。この場合には、原稿１０４の罫線６０１が原稿のエッジであると誤判定されてしまうからである。

しかし、このような場合、ＣＰＵ３０２が表１を参照して判定すると、主走査サイズは２９７ｍｍ、フォトインタラプタはＯＦＦとなり、原稿サイズはＡ４であると判定されてしまう。原稿１０４がＡ４サイズであると判定すると、画像読取装置１００は、原稿１０４のＡ４サイズより外側の領域については画像読取を行わず、これは、ユーザーにとって望ましくない。

この原稿はＡ４サイズよりも大きくサイズが確定できないので、ユーザーに対してサイズ指定を促すか、または画像読取装置が読取可能な最大サイズ（表１のケースの場合Ａ３Ｒ）としてサイズを強制的に決めてしまうことが望ましい。

本実施形態では、推定されたエッジ位置の近傍領域で、推定されたエッジ位置を境界としてその一方側と、対向する他方側とで後述する分散値を取得する。これにより、推定されたエッジ位置が原稿１０４の端部であるのか、あるいは原稿の罫線６０１等であるのかの端部判定を行う。この処理は、ＣＰＵ３０２の制御の下で、図４の分散検知部４０２によって実行される。

表２に、図２の領域２０３、２０４の輝度値を上述の読取センサ１１４の出力値として取得した際の輝度ヒストグラムを示す。なお、領域２０３、２０４のいずれにおいてもサンプル数は２５００個としている。図２の領域２０３は、原稿１０４内の領域であり、原稿１０４を位置合わせするためのサイズ指標板２０２に近い側（以下、「奧側」と記載する）にある。その一方で、図２の領域２０４は、原稿１０４外で白圧板１０３により覆われた領域内にあり、サイズ指標板２０２側から遠い側（以下、「手前側」と記載する）にある。

表２においては、エッジの原稿１０４側の領域２０３と白圧板１０３側の領域２０４のそれぞれについて、画素の輝度値を表す読取センサ１１４の出力値をヒストグラムとして比較している。なお、出力値３〜１７６および２２２〜２５３の範囲は、ヒストグラムの度数が０であったため、記載を省略している。

また、これは一例であり、使用する原稿や白圧板の素材、状態によって結果は異なる。

図７に、白色原稿と白圧板との輝度ヒストグラムを示す。図２の領域２０３の範囲、すなわちエッジの原稿１０４側の近傍領域、における輝度値をヒストグラムにしたグラフを図７においてＳ７０１として示す。同様に、図２の領域２０４の範囲、すなわちエッジの白圧板１０３側の近傍領域、における輝度値をヒストグラムにしたグラフを図７においてＳ７０２として示す。

表２のデータについて、サンプルした輝度値の平均値をＡｖｅｒａｇｅ、取得した輝度値について、１個目のデータをＩ［１］、２個目のデータをＩ［２］、…２５００個目のデータをＩ［２５００］、と表記する。サンプル数が２５００個であったとすると、分散σは、以下の式１で計算される。
σ１＝｛Σ（Ｉ[N]−Average）^２｝／Ｎ …式１
ただし、ΣはＮ＝１〜２５００迄の総和を示す。

表２の結果について、それぞれ式１に基づき分散値を計算すると、表３のようになる。

一般的に、原稿として用いられる紙は、パルプなどの木材の繊維を粉砕し、糊で固めたあと、漂白を行うことで白い紙を生成する。このとき、パルプの繊維はある程度粒子が粗い状態であるため、紙の表面性が粗くなってしまう。表面性の粗さは紙の種類によって異なるが、特に再生紙の場合、表面性が粗くなる。

このような紙について、読取センサ１１４を使って画像データを取得すると、図７のＳ７０１に示されるように、ヒストグラムのピークの周囲にもある程度の度数が分散しており、ヒストグラムにばらつきが生じる。したがって、分散値も表３に示されるように大きな値となる。

一方、白圧板１０３は、プラスチック製の材料で生成される。プラスチックで生成された部材は、紙に比べると表面性が滑らかであり、読取センサ１１４を使って画像データを取得すると、図７のＳ７０２に示されるように、ヒストグラムのピークの周囲で度数分散は小さい。従って、表３に示されるように、原稿領域と比較して分散が小さいという結果が得られる。

また、通常、原稿１０４の材質は、白圧板１０３のような原稿を押えるための部材の材質とは異なるので、一般に、原稿を読み取った画像における分散値と、原稿を押えるための部材を読み取った画像における分散値とは互いに異なる。

このことから、原稿エッジを検出した位置から主走査方向について、推定されたエッジ位置の手前側の領域２０３と奥側の領域２０４における分散値を比較する。両者が異なる場合、例えば両者の差が所定のしきい値を超えた場合には、推定されたエッジ位置は原稿１０４の端部である蓋然性が高いと判定することができる。特に、手前側の領域２０３の分散値が小さいことは、白圧板１０３の画像の分散値である蓋然性が高く、奥側の分散値が大きいことは原稿１０４の画像の分散値である蓋然性が高い。これは、実際の白圧板１０３および原稿１０４の配置と一致するので、推定されたエッジ位置が実際に原稿１０４の端部である蓋然性は非常に高いと判定できる。

したがって、この場合、推定されたエッジ位置は原稿１０４の端部であると判定される。表３の例では、原稿領域の分散が２５．３８１８１、白圧板１０３の分散が４．０８７４６５との算出結果が得られた。従って、これらの分散値の平均値である１４．７３４６４を、原稿１０４または白圧板１０３を判定するためのしきい値として設定することができる。この値よりも分散が大きい場合、その領域の画像データは原稿１０４に対応し、分散値が小さい場合、その領域の画像データは白圧板１０３に対応すると判定できる。

この例では、一例として、原稿１０４の画像データの分散値と白圧板１０３の画像データの分散値の平均値を閾値として選定した。しかし、原稿１０４の表面粗さは、紙の種類等により変動し、かつ、白圧板１０３のような原稿を押えるための部材の表面粗さも必ずしも一定ではない。

従って、上述のしきい値は一律に設定する必要はない。例えば、あらかじめ製品を出荷する前に白圧板１０３の分散を面内で複数カ所取得し、その平均値に対してあらかじめ決められた任意の値をオフセットさせることでしきい値を製品毎に決定してもよい。

エッジの手前側と奥側の画像データにおける分散値を比較し、手前側の分散値が大きく、奥側の分散値も同様に大きいと判定された場合には、両者ともに原稿１０４の画像データであると判定できる。したがって、検出されたエッジは、原稿１０４の端部ではなく、原稿の罫線６０１であると判定される。

このような手法を用いることで、推定されたエッジ位置がエッジ原稿１０４の端部であるか、それ以外（例えば原稿の罫線６０１等）であるかを判定することができる。原稿に印字された罫線に限らず、文字などの印字情報についても同様にエッジであると推定される場合もある。その場合においても、推定されたエッジ位置主走査方向について、上述のように手前側と奥側の画像データにおける分散を比較することで、原稿１０４の端部か文字などの印字情報であるかを判定することができる。

上記の結果から、ＣＰＵ３０２は、サイズ指標板２０２、２０３から最も離れた位置で検出されたエッジが原稿１０４の端部であると判定した場合には、その位置を原稿１０４の端部がある位置として判定し、前述の表１に基づき、原稿サイズ検知を行う。一方、上記の結果から、サイズ指標板２０２、２０３から最も離れた位置で検出されたエッジが原稿１０４の端部ではなく、原稿の罫線６０１や印字情報である、と判定された場合もある。この場合、ＣＰＵ３０２は、原稿サイズ検知判定を行わず、図示しない表示手段を通じてユーザーに原稿サイズを指定するよう促すか、あるいは、原稿サイズを読取可能な最大サイズ（表１の場合、Ａ３サイズ）であると判定するなどの処理を行う。

図８に、画像読取装置１００においてＣＰＵ３０２が実行する、原稿のエッジ検出処理を表すフローチャートを示す。ユーザーは、原稿１０４を原稿台ガラス１０５に原稿を置いてから操作パネル１２０の入力部を通じて画像読取開始を指示する。これに応答して、ＣＰＵ３０２は、原稿１０４の読取が可能な位置へと読取ユニット１０７を移動させる（Ｓ１０１）。

その後、ＣＰＵ３０２は、原稿１０４の主走査方向のエッジを検知するために原稿１０４側を読み取って画像データを生成する（Ｓ１０２）。その後、ＣＰＵ３０２は、取得された画像データから、上記しきい値よりも輝度が低く、かつ、サイズ指標板２０２から主走査方向において最も離れた位置にあるエッジ位置を推定する（Ｓ１０３）。

次に、Ｓ１０３で推定されたエッジ位置の近傍領域で、主走査方向の奥側と手前側で分散値を算出する。この例では、エッジ検出位置が、サイズ指標板２０２を基準として主走査方向に７５００画素離れた位置でエッジが検出された場合について、以下のように分散値を算出する。

原稿領域と原稿領域外との分散値を算出するためにエッジが検出された位置の近傍の範囲にある画素について、画素データから輝度値（この例では読取センサ１１４の出力値）の分布を表す第１分布を求める。これにより、画像の輝度値の分布を表すよう数値化を行った。この実施形態では、輝度値の分布を表す第１分布として輝度値の分散を求めて両者を比較し、その比較結果から、推定されたエッジ位置が原稿の端部であるかを判定した。なお、分散値の算出にあたっては、推定されたエッジ位置が検出された位置から、エッジ方向に対して垂直な方向である主走査方向について所定の画素数内にある画素を除外した。そして、推定されたエッジ位置から主走査方向１００画素分の画像データを用いた。

その理由は、原稿エッジ検出位置の近傍は、原稿のエッジ自体を構成するデータが画像データとして含まれてしまうからである。このようにエッジ自体を構成するデータを除外して分散値を算出することで、原稿領域と原稿領域外との分散値をよりよく識別できる算出結果が得られる。

原稿エッジを構成する領域の主走査方向の幅あるいは太さは、原稿１０４の紙の厚みによって異なる。この例では、推定されたエッジ位置である、サイズ指標板２０２から７５３０画素目のラインを中心として、上述のように、主走査方向の奥側と手前側それぞれ３０画素をエッジ構成画素として分散値の計算から除外した。また、分散値を計算するには、式１で示したように、所定数以上のデータ数が必要である。この例では、例として主走査方向の１００画素分の画像データを用いて分散値を計算した。

エッジ検出位置が主走査位置７５００画素目であることから、エッジ検出位置から手前側に３０画素離れた位置から主走査方向に１００画素分の画像データを用いると、式２に示される、分散値の第１の値が得られる。
σ２＝｛Σ（Ｉ[N]−Average）^２｝／１００ …式２
ただし、ΣはＮ＝７３７１〜７４７０迄の総和を示す。

同様にして、エッジ検出位置が主走査位置７５００画素目であることから、エッジ検出位置から奥側に３０画素離れた位置から、主走査方向１００画素分の画像データを用いると、式３に示される、分散値の第２の値が得られる。
σ３＝｛Σ（Ｉ[N]−Average）^２｝／１００ 式３
ただし、ΣはＮ＝７５３１〜７６３０迄の総和を示す。

続いて、このエッジが原稿１０４の端部に起因するのか、あるいは原稿１０４に印字された罫線６０１などの画像などの印字情報に起因するのかを判定するために、第１の値および第２の値を比較する。そのために、ＣＰＵ３０２は、エッジの主走査方向について、画素の奥側と手前側の分散値を測定して上記第１の値および第２の値を算出し、これらの値とあらかじめ決められたしきい値とを比較する（Ｓ１０５）。表３に示した結果から、この実施形態でのしきい値は１４．７３４６４となる。

エッジの奥側の分散値がしきい値よりも小さく、エッジの手前側の分散値がしきい値よりも大きいと判定された場合を説明する。この場合、検出されたエッジの奥側は白圧板１０３、手前側は原稿１０４であると判定される。従って、ＣＰＵ３０２は、推定されたエッジ位置は原稿１０４の端部であると判定する。
この場合、推定されたエッジ検出位置が主走査位置７５００画素目にあることから、ＣＰＵ３０２は、サイズ指標板２０２から７５００×０．０４２３≒３１７ｍｍ離れた位置が原稿の端部であると判定する。

ＣＰＵ３０２は、上記判定結果から原稿サイズを確定したあと、原稿の読取を実施する（Ｓ１０６）。
この例では、原稿の端部は約３１７ｍｍであってＢ５Ｒ〜Ａ３Ｒのいずれの原稿サイズにも適合せず、かつ、最大の主走査サイズである２９７ｍｍよりも長い。従って、ＣＰＵ３０２は、原稿のサイズは出力可能な最大の原稿サイズであるＡ３Ｒであると判定する。

続いて、原稿領域の画像データを転送する。この実施形態においては、確定した原稿サイズ領域の画像データのみを転送する。例えば、ユーザーが設置した原稿１０４がＡ４サイズであると判定された場合、原稿の主走査領域としては、表１に基づくと主走査サイズは２９７ｍｍとなる。したがって、サイズ指標板２０１を基準とし、主走査方向に７０２１画素分離れた領域の画像データのみを転送する。また、副走査方向はＡ４原稿の場合、２１０ｍｍとなる。したがって、原稿の副走査サイズはサイズ指標板２０１を基準として、４９６４画素分離れた領域の画像データのみを転送する。（Ｓ１０７）

なお、Ｓ１０３では、サイズ指標板２０２から最も離れた主走査位置から順にエッジの探索を行うが、すべての主走査位置まで検索してもエッジが検出されない場合もある。この場合には、ＣＰＵ３０２は、原稿が設置されていない、あるいは原稿が正しく設置されていないなど、なんらかの理由で原稿端部のエッジが検出できなかったと判定する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ３０２は、原稿サイズが確定できないことから、ユーザーに対して原稿サイズが検出できなかったこと操作パネル１２０のディスプレイに示し、ユーザーに対してサイズ指定を促す。（Ｓ１０８）

また、Ｓ１０４で、検出されたエッジの奥側と手前側の分散値が両方とも所定値より大きい場合は、検出されたエッジは原稿１０４の端部ではなく、原稿の罫線６０１などの印字情報が印字された部分だと考えられる。従って、ＣＰＵ３０２は、この場合には原稿端部は見つからなかったと判定される。ＣＰＵ３０２は、原稿サイズが確定できないことから、ユーザーに対して原稿サイズが検出できなかったことを示し、サイズ指定をするよう促す（Ｓ１０８）。

以上のように、原稿１０４が原稿台ガラス１０５からはみ出して設置されていて原稿端部の検出が原理的にできない場合には、原稿の罫線６０１などのような原稿の印字部分を誤って原稿端部と判定して原稿サイズを誤検知するおそれがある。本実施形態によれば、そのような誤検出を抑制することができる。

なお、本実施形態における各種制御はＣＰＵ３０２が実行するものとして説明したが、このような制御は、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）や ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＳｏＣ（System-on-a-Chip）等により実現され得る。

Claims (10)

1. 原稿を読み取って複数の画素の輝度値を含んだ画像データを生成する画像読取手段と、生成された画像データから前記原稿内の領域と原稿外の領域の境界であるエッジ位置を推定するエッジ位置推定手段と、前記原稿の端部を判定する端部判定手段と、を備えた画像読取装置であって、
   前記端部判定手段は、前記推定されたエッジ位置の近傍領域で前記推定されたエッジ位置の一方側にある複数の画素についての輝度値の分布を表す第１分布を生成し、かつ、前記推定されたエッジ位置の近傍領域で前記推定されたエッジ位置を介して前記一方側と対向する他方側にある複数の画素の輝度値の分布を表す第２分布を生成し、前記第１分布と前記第２分布との比較結果から、前記推定されたエッジ位置が前記原稿の端部を表すか否かを判定することを特徴とする、
   画像読取装置。
2. 前記端部判定手段は、前記第１分布を構成する複数の画素の輝度値の分布を表すように数値化した第１の値と、前記第２分布を構成する複数の画素の輝度値の分布を表すように数値化した第２の値とを比較して、その比較結果から、前記推定されたエッジ位置が前記原稿の端部を表すか否か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. 前記端部判定手段は、前記第１分布を構成する複数の画素の輝度値の分散を表す第１分散値と、前記第２分布を構成する複数の画素の輝度値の分散を表す第２分散値とを比較し、その差が所定のしきい値を超えた場合に、前記推定されたエッジ位置が前記原稿の端部を表すと判定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. 前記端部判定手段は、前記複数の画素として、前記推定されたエッジ位置に垂直な方向にある画素を用いることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置。
5. 前記端部判定手段は、前記推定されたエッジ位置から所定の画素数内にある画素を除外して前記第１分布および前記第２分布を生成することを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像読取装置。
6. 前記端部判定手段は、前記第１分散値または前記第２分散値に対して、その分散値が所定の第１しきい値よりも大きいときには、画像データが読み取られた領域は原稿を読み取ることで生成された領域であると判定することを特徴とする、
   請求項３〜５のいずれかに記載の画像読取装置。
7. 前記端部判定手段は、前記第１分散値または前記第２分散値に対して、その分散値が所定の第２しきい値よりも小さいときには、画像データが読み取られた領域は、原稿を読み取ることで生成された領域ではないと判定することを特徴とする、
   請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記画像読取装置は、画像読取時に前記原稿が当接される当接部を有し、前記一方側は、前記推定されたエッジ位置に関して前記当接部に近い側であり、前記他方側は、前記推定されたエッジ位置から前記当接部に遠い側であり、
   前記端部判定手段は、前記第１分散値が前記第１しきい値よりも大きく、かつ、前記第２分散値が前記第２しきい値よりも小さいときには、前記推定されたエッジ位置が前記原稿の端部を表すと判定することを特徴とする、
   請求項７に記載の画像読取装置。
9. 前記端部判定手段は、前記当接部から最も離れた位置にある推定されたエッジ位置に対して、前記原稿の端部を表すか否かを判定することを特徴とする、
   請求項８に記載の画像読取装置。
10. 前記端部判定手段によって前記原稿の端部を表すと判定された推定されたエッジ位置が存在しない場合には、読取可能な最大領域で画像読取を行うことを特徴とする、
    請求項１〜９のいずれかに記載の画像読取装置。