JP2019110506A - 画像処理装置および画像処理プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】画像読取装置内における斜行補正において、斜行角が大きくなる場合のスループット低下を抑えつつ、必要メモリ容量の増加も抑制できる画像処理装置または画像処理プログラムを提供する。【解決手段】シートの少なくとも一方面を読み取って得た1次画像データが入力される画像入力手段と、前記1次画像データが一時的に記憶される第1メモリと、前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの画像処理を実行する画像処理手段と、前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの斜行角に対し、前記画像処理手段によって所定の角度で補正する斜行補正手段と、前記斜行補正手段で補正した2次画像データを一時的に記憶する第2メモリと、前記第2メモリから読み出される前記2次画像データにおけるシート画像の傾きを、前記所定の角度よりも小さい角度で修正する斜行修正手段とを有することを特徴とする。【選択図】図3

Description

シート状の原稿をラインセンサなどの読取センサで読み取る際、搬送方向に対して斜めに読み取ると、画像がある角度で傾いたように見える。この角度を斜行角あるいはスキュー角(傾き)と呼び、搬送方向に対して垂直になるように補正することを斜行補正と言う。昨今の画像取込装置ではメモリの大容量化に伴い、装置内で斜行補正をするものが増えてきた。本提案は、斜行補正のスループット低下の抑制に関する。
昨今の画像読取装置は、画像処理の高速化のために読取装置内にDDR3などの大容量メモリを有している。DDRメモリを有する画像読取装置内で斜行補正する場合、DDRメモリのアクセス方法に起因して、斜行角が大きくなるほどスループットが低下する(特許文献1)。
また斜行角を正確に取得するために、読み取った画像の全画素がメモリに保持されている必要があり、斜行補正時のスループットが低下する要因が多い(特開2016-163143)。画像読取装置による原稿の読み取り速度の向上が図られている昨今では、画像の回転処理に要する時間が無視できないものとなってきた。
特許05124509号公報
特許文献1に記載されている方法は、斜行した画像を大容量低速メモリにそのまま格納し、その後、ブロック単位で小容量高速メモリに随時データを読み出して、回転処理と圧縮を行い、再び大容量低速メモリに格納する。特徴としてはブロック単位で回転処理を行う点である。
このとき大容量低速メモリから読み出した画像データがバースト境界を超えないものであっても、回転処理によって任意角度に補正されるため大容量低速メモリに書き戻す際にはバースト境界を超えたアクセスとなるためスループットが低下する。
上記を鑑み、本発明に係る画像処理装置は、
シートの少なくとも一方面を読み取って得た1次画像データが入力される画像入力手段と、
前記1次画像データが一時的に記憶される第1メモリと、
前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの画像処理を実行する画像処理手段と、
前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの斜行角に対し、前記画像処理手段によって所定の角度で補正する斜行補正手段と、
前記斜行補正手段で補正した2次画像データを一時的に記憶する第2メモリと、
前記第2メモリから読み出される前記2次画像データにおけるシート画像の傾きを、前記所定の角度よりも小さい角度で修正する斜行修正手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の側面に係る画像処理プログラムは、
シートの少なくとも一方面を読み取って得た1次画像データが入力される画像入力ステップと、
前記1次画像データが一時的に記憶される第1メモリから読み出される前記1次画像データの画像処理を実行する画像処理ステップと、
前記第1メモリから読み出される前記1次画像データを所定の角度θ0で補正する斜行補正ステップと、
前記斜行補正手段で補正した2次画像データを一時的に記憶する第2メモリから読み出される前記2次画像データにおけるシート画像の傾きを、前記所定の角度を補正した後に、角度φ0で修正する斜行修正ステップとを備えることを特徴とする。
本発明は、大凡のシート傾き情報θnの斜行補正を、画像取込と同じライン処理内で並列実行できる。また、実際の斜行角と実行した大凡の斜行補正との差分φnはθnに比べて微小角であるためライン処理が終わった後で、単独実行しても斜行修正に必要な処理時間は少なくなり、斜行補正のスループット低下を抑制できる。
本実施形態に係わる画像読取装置の模式図。 画像読取装置内部の模式図。 実施例1の構成図。 斜行補正時のバーストアクセス(模式図)。 斜行補正前の図。 θ0斜行補正後の図。 θ0斜行補正時の第1メモリの制御タイミング。 φ0斜行補正後の図。 実施例1のフローチャート。 実施例2の構成図。 斜行角取得手段の構成図。 実施例2のフローチャート。 実施例3の構成図。 実施例3のフローチャート。 実施例4の構成図。 実施例4のフローチャート。 実施例5の構成図。 実施例5のフローチャート。
(実施例1)
図1は、本発明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101を積載収納する。原稿台102上の原稿(シート)101は、給紙ローラー106によって1枚ずつ分離して搬送路108に送り出され、搬送ローラー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。
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101の読取りを開始する。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の裏面を読取る。無論、画像読取ユニット104を1つ設けて、原稿101の少なくとも一方面のみを読取る構成としてもよい。各画像読取ユニット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、黒色で非蛍光部材である。
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2は、画像読取装置100の制御系のブロック図を示す。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、給紙ローラー106、搬送ローラー107等を駆動するモーター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、各画像読取ユニット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1044の発光強度を可変にするもの(例えば、発光部1044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、各画像読取ユニット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ことができる。画像処理回路26の内部には本発明の係る斜行補正装置を備えている。
図3に本発明に係る斜行補正装置の構成を示す。以下、斜行補正装置が備える各構成について説明する。画像データを斜行補正装置内に取り込むための画像入力手段300と、画像入力手段300から入力された1次画像データを一時的に記憶する第1メモリ301を備える。
第1メモリ301から入力された画像データを大凡の斜行角度θ0で斜行補正するための斜行補正手段302と、斜行補正手段302で斜行補正した2次画像データを記憶するための第2メモリ306を備え、更に第2メモリ306に記憶された2次画像データを斜行角φ0で修正する斜行修正手段307を備える。第1メモリ301にはSRAMのような高速低容量メモリを想定する。また第1メモリと第2メモリは共用してもよい。
斜行補正手段302は、内部に第1メモリからリードする際のアドレスを制御する第1メモリリードアドレス生成器303と、第2メモリにライトする際のアドレスを制御する第2メモリライトアドレス生成器304を有する。第1メモリからリードするアドレスと第2メモリにライトするアドレスの関係は、アフィン変換などの諸所の回転を与える計算によって算出される。第1メモリリードアドレス生成器303と、第2メモリライトアドレス生成器304は専用回路などのハード実装でもよいし、CPUなどの演算器からのアドレスを演算するなど、ソフト制御でもよい。
また斜行補正手段302は斜行補正で隣接する画素間で比例配分計算を実行する隣接画素補正器305を有する。隣接画素補正器305は、斜行角度が大きくなるときに隣接画素間で画素値を補正する際の演算を実施する。画素値補正は、隣接画素値の比例計算など諸所の方法を用いてもよい。
図4に斜行補正時のバーストアクセスの模式図を示す。メモリは一枚分の画像データを一度に保持できるDDRメモリを想定する。図中に示したように斜行角402と403がθ1>θ2という関係にある時、斜行した線401は、斜行角402がθ1のとき主走査方向の走査線nからn+11まで傾き、斜行角403がθ2のとき主走査方向の走査線nからn+4まで傾く。
斜行した線401を取り囲むように描いた四角はバーストアクセスサイズ400であり、DDRのようなメモリはバーストアクセスによるメモリアクセスを基本としている。図中に示したように斜行角がθ1>θ2という関係にある時、バーストアクセスの回数はそれぞれ22回と15回となり、斜行角が大きくなる程、一度にアクセスできるデータのうち無効なデータを含みやすくなるためスループットが低下する。
図5に読取画像500に対して原稿501がψ0斜行した様子を示す。画像の読取は、読取画像先端502から主走査方向の読み取り、その後、副走査方向に1ラインシフトし再度主走査方向に読み取る動作を繰り返す。従って、第1メモリのライト順503で示したLnからLn+4の画素データは、原稿に対してψ0斜行することになる。
図6に読取画像500をθ0で斜行補正する様子を示す。回転の中心600は、副走査方向第1ライン上でかつ主走査方向に最初の画素(左上)とした。斜行角θ0は実際の斜行角ψ0に対して大凡で近似値であればよい。第1メモリのライト順503でライトしたデータは、第1メモリのリード順601に図示したように、第1メモリのライト順503の各ラインバッファでLn+4からLnの順でリードする。この時、回転の中心を左上としたが右上でもよい。また副走査方向第2ライン以降で主走査方向に2画素以降を回転の中心600としてもよい。※回転の中心が確定できればよい。
図7にθ0斜行補正時の第1メモリの制御タイミングを示す。図示の例では、第1メモリにLnからLn+4の5ライン分のデータを一時的に記憶するためラインバッファメモリをMnからMn+4の5段の構成をとった。ラインバッファメモリをMnからMn+4の5ライン分のデータが格納された際に、バッファメモリ間の第1メモリのリード順700に従って、1、2、…、nの方向に順にリードする。第1メモリ301のリードアドレスと第2メモリ306へのライトアドレスは、中心600と斜行角θ0が確定しているため、アフィン変換や諸所の回転関数を用いて算出する。斜行角θ0が大きい場合、隣接画素補正器305により隣接画素間で画素値を補正してもよい。
本例ではラインバッファを5段の構成にしたが段数構成に制限はない。またラインバッファを5段にした場合、6段目に相当するラインバッファを記憶するために6段目以降のラインバッファが必要となる。その場合は1段目〜5段目と同様に6段目〜10段目のラインバッファが必要となる。1段目〜5段目のラインバッファがθ0斜行補正手段302よりリードされている時、ラインバッファ6段目〜10段目が画像入力手段300からライトするように排他処理することで画像データを取りこぼすことはない。
図8にθ0斜行補正後のφ0斜行修正の様子を示す。φ0斜行修正では第2メモリに格納した2次画像データを、第2メモリのリード順800に従い、8×8などの任意の正方単位802でリードし、順次φ0斜行補正し、完了次第、第2メモリ306に格納する。前述したとおり、斜行角θ0は実際の斜行角ψ0に対して大凡で近似値であるので正確な斜行補正を行うため、φ0斜行修正を行う。ただしθ0>>φ0となる所定の角度で、大きな角度補正が終了しているため、図8に図示したような正方単位802で斜行補正しても処理量は小さい。
図9に実施例1のフローチャートを示す。画像入力手段300から入力された画像データは、第1メモリライトステップS900で第1メモリ301にライトされた後、θ0斜行補正手段302内で生成された、θ0斜行時の第1メモリリードアドレス生成ステップS901とθ0斜行時の第2メモリライトアドレス生成ステップS902で斜行補正され、第1メモリの最終アドレス判定ステップS903まで繰り返す。
続いて、第2メモリリードステップS904で第2メモリステップS306からリードされた2次画像データは、φ0斜行修正(ステップS905)され、再び第2メモリ306にライトされる(ステップS906)。2次画像データの最終アドレス判定ステップS907まで繰り返し実行し処理を完了する。
なお図中の第1メモリライトステップS900から第1メモリ最終アドレス判定ステップS903までのθ0斜行補正は、斜行角が確定している。そのため画像入力手段300から入力した画素は、入力時点で、その画素毎に斜行補正される内容(補正量)が確定していることになる。従って、θ0斜行補正手段302に入力された直後から斜行補正を開始できるためライン処理内で斜行補正を完了することができる。
また図中の第2メモリリードステップS904から第2メモリ最終アドレス判定ステップS907まではφ0の斜行修正になる。θ0斜行補正手段302が確定した斜行補正しかできないため実際との差分φ0が生じる。θ0が実際の斜行角と等しい場合は、φ0の斜行修正は必ずしも実施する必要はない。
(実施例2)
図10に実施例2の構成を示す。実施例2は実施例1に対して、斜行角取得手段1000と、斜行補正手段302を選択実行するための斜行補正手段1001を備えている。斜行補正手段1001は、内部に更にθ1からθ4までの斜行補正条件(1002、1003、1004、1005)を有している。それぞれの斜行補正条件は、図3に図示したθ0斜行補正手段302に記載した、第1メモリからリードする際のアドレスを制御する第1メモリリードアドレス生成器303と、第2メモリにライトする際のアドレスを制御する第2メモリライトアドレス生成器304を有する。
斜行補正手段1001内部に実装したθ1からθ4までの斜行補正手段(1002、1003、1004、1005)は最大4つの斜行補正から選択し実行できることを特徴とする。またこれらの斜行補正条件は4つに限らず、任意の必要数だけ実装することができる。
図11に斜行角取得手段1000の構成を示す。斜行角取得手段1000は読取画像先端から、原稿先端1100までのピクセル数より前述した大凡の斜行角θを求める。原稿先端1100が斜行した場合、読取画像先端の任意の2点間距離L1103で原稿先端1100が掛かるピクセル数1102に差が生じる。このときd/Lは正接となるため、θを求めることができる。
ここでθは正確な斜行角を求める必要がないため、区間1101のように大凡の斜行角が分かる範囲で検知すればよい。他の検知手段としては、原稿が光学式センサを横切る際の経過時間差や、任意の斜行検知センサであってもよい。
図12に実施例2のフローチャートを示す。実施例1に対して、斜行角取得手段1000からの入力フローと斜行補正手段1001における選択実行フローが加わる。画像入力手段300から入力された画像データは、第1メモリライトステップS900で第1メモリ301にライトされる。一方斜行角取得手段1000は大凡の斜行角θを検知し、斜行補正手段1001に通知する。斜行補正手段1001は検知した斜行角に近似している斜行補正手段を選択し斜行補正する(ステップS1201)。以下は実施例1(図9)と同じである。
(実施例3)
図13に実施例3の構成を示す。実施例3は実施例2に対して、実精度斜行角取得手段1300と、差分取得手段1301を備えている。実精度斜行角取得手段1300は、斜行角取得手段1000とは異なり、実際の斜行角ψを求めるために実装する。斜行角ψは、原稿先端だけでなく原稿と背景との境界全体を検知して決定した値であり、実際の原稿の斜行角となる。差分取得手段1301は、斜行角取得手段1000で得た大凡の斜行角θnと実際の斜行角ψとの斜行角の差分(φ0=ψ−θn)を求める。斜行角の差(φ0)は前記斜行補正手段で既に補正した補正角に対して、更に修正すべき斜行角となる。
図14に実施例3のフローチャートを示す。実施例2に対して、斜行角取得手段1000からの入力フローと斜行補正手段1001における選択実行フローが加わる。画像入力手段300から入力された画像データは、第1メモリライトステップS900で第1メモリ301にライトされる。一方斜行角取得手段1000は大凡の斜行角θを検知し、斜行補正手段1001に通知する。斜行補正手段1001は検知した斜行角に近似している斜行補正手段を選択し斜行補正する(ステップS1201)。以下は実施例1(図9)と同じである。
(実施例4)
図15に実施例4の構成を示す。実施例4は実施例3に対して、補正選択手段1500を備える。補正選択手段1500は、斜行角取得手段1000より原稿の大凡の斜行角θ〜θに基づいて斜行補正手段1001より出力した各補正データのうち、最もθに近似される斜行角の補正データを選択して、その補正データを第2メモリ306にライトする選択手段である。
図16に実施例4のフローチャートを示す。実施例3に対して、各補正データの選択フローが加わる。あくまで処理の一例であるが、ステップS1201からステップS1600で示す部分は、斜行角θ〜θに対応した処理を並列で行う例を示している。なお、本実施例において、ステップS1600の結果、最もよくθを近似できているものを第1メモリに保存された全てのデータから判断しなくてもよい。例えば画像データにおける一部となる所定のライン数の分に対して斜行角を比較することで、最もよくθを近似できているものを特定し、そのθに基づいて画像データの残りの部分に対するステップS1202、ステップS1202などの処理を実行する。
(実施例5)
図17に実施例5の構成を示す。実施例5は実施例4に対して、第3メモリ1700を備える。第3メモリ1700は第2メモリに格納した画像データに対して斜行角の差(φ0)の斜行補正をする際に一時的に画像データを記憶するための記憶装置である。SRAMのような高速低容量メモリを想定する。
図18に実施例5のフローチャートを示す。実施例4に対して、斜行角の差(φ0)の斜行補正をする際に一時的に画像データをライト・リードするためのバッファメモリとして用いる。
100 画像読取装置
101 原稿
102 原稿台
103 排出部
104 画像読取ユニット
1043 ラインイメージセンサ
1044 発光部
105 背景板
106 給紙ローラー
107 搬送ローラー
108 搬送路
109 レジストセンサ
10 画像読取装置制御部
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 入出力I/F
15 通信I/F
21 モーター
22 モーター駆動回路
23 センサ
24 発光部駆動回路
25 A/D変換器
26 画像処理回路
300 画像入力手段
301 第1メモリ
302 斜行補正手段
303 第1メモリリードアドレス生成器
304 第2メモリライトアドレス生成器
305 隣接画素補正器
306 第2メモリ
307 傾き修正手段
400 アクセスサイズ
401 斜行した線
402 斜行角θ1
403 斜行角θ2
500 読取画像
501 原稿
502 読取画像先端
503 第1メモリのライト順
600 中心
601 第1メモリのリード順
700 バッファメモリ間の第1メモリのリード順
800 第2メモリのリード順
801 第2メモリのライト順
802 正方単位で斜行補正
1000 斜行角取得手段
1001 斜行補正手段
1002 θ1 斜行補正手段
1003 θ2 斜行補正手段
1004 θ3 斜行補正手段
1005 θ4 斜行補正手段
1100 原稿先端
1101 区間
1102 dピクセル数
1103 Lピクセル数
1301 差分取得手段
1500 補正選択手段
1700 第3メモリ

Claims (8)

  1. シートの少なくとも一方面を読み取って得た1次画像データが入力される画像入力手段と、
    前記1次画像データが一時的に記憶される第1メモリと、
    前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの画像処理を実行する画像処理手段と、
    前記第1メモリから読み出される前記1次画像データの斜行角に対し、前記画像処理手段によって所定の角度で補正する斜行補正手段と、
    前記斜行補正手段で補正した2次画像データを一時的に記憶する第2メモリと、
    前記第2メモリから読み出される前記2次画像データにおけるシート画像の傾きを、前記所定の角度よりも小さい角度で修正する斜行修正手段とを有することを特徴とする。
  2. 前記画像入力手段から入力された前記1次画像データに対して大凡のシート傾き情報θnを取得する斜行角取得手段と、
    前記斜行角取得手段によって決定した前記シート傾き情報θnに基づいて斜行補正を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記1次画像データに対して実際のシート傾き情報ψを取得する実精度斜行角取得手段と、を更に備え、
    前記斜行修正手段は前記実精度斜行角取得手段が取得した前記実際のシート傾き情報ψに基づいて斜行修正を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
  4. 前記斜行角取得手段から取得した前記シート傾き情報θnと、前記実精度斜行角取得手段から取得した前記実際のシート傾き情報ψとの、差分φnn=ψ−θn)を得るための傾き角差分取得手段と、を更に備え、
    前記斜行修正手段は前記傾き角差分取得手段より取得した差分φnに基づいて斜行修正することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 前記シート傾き情報θnに対応した複数の前記斜行補正手段を有し、
    それぞれの前記斜行補正手段から得た斜行角に対して、シート傾き情報ψに最も近い傾き角で補正した画像データを2次画像データとして選択する選択手段とを備えることを特徴とする請求項3または4に記載の画像処理装置。
  6. 前記第2メモリに格納された第2次画像データを前記斜行修正手段に基づいて傾き補正する際に、第2次画像データの一部を一時的に保存する小容量かつ高速動作可能な第3メモリを更に備え、
    前記第2メモリと前記第3メモリ間で高速な斜行修正を実行することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 前記実精度斜行角取得手段と、前記斜行角取得手段と、前記傾き角差分取得手段より取得した前記シート傾きψ、θn、φnの各斜行角のうち、一部あるいは全てを用いて前記シートの他方面の斜行補正を実行することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
  8. シートの少なくとも一方面を読み取って得た1次画像データが入力される画像入力ステップと、
    前記1次画像データが一時的に記憶される第1メモリから読み出される前記1次画像データの画像処理を実行する画像処理ステップと、
    前記第1メモリから読み出される前記1次画像データを所定の角度θ0で補正する斜行補正ステップと、
    前記斜行補正ステップで補正した2次画像データを一時的に記憶する第2メモリから読み出される前記2次画像データにおけるシート画像の傾きを、前記所定の角度を補正した後に、角度φ0で修正する斜行修正ステップとを備えることを特徴とする画像処理プログラム。
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