JP2711051B2 - 画像読取装置の読取領域接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、読取領域接続装置、特
に、複数の固体撮像素子を用いて、各走査線ごとの画像
情報の読取領域を主走査方向で分割して原稿の画像情報
を読み取る画像読取装置に用いる読取領域接続装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばスキャナ等の画像読取装置で
は、写真や絵のような階調性を有する絵柄原稿を読み取
る場合と、文字等の階調性を有しない線画原稿を読み取
る場合とがある。この種の画像読取装置において、画素
で構成される画像情報を主走査方向で複数の読取領域に
分割し、かつ各読取領域の隣接する端部に読み取りの重
複領域を設けて、原稿の画像を読み取るものが知られて
いる。この画像読取装置は、主走査方向に配列されかつ
画素に相当する多数の固体撮像素子からなる複数のＣＣ
Ｄラインセンサと、複数の領域に対応して主走査方向に
配列されかつ固体撮像素子に原稿からの光を結像する複
数のまたは単一のレンズとを備えている。

【０００３】この種の画像読取装置として、原稿台に設
けられた基準パターンを読み取り、それにより得られた
各ＣＣＤラインセンサ毎の読取境界位置情報に応じて、
読取領域を接続するものが特開平３−１７５２号公報に
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
原稿台に設けられた基準パターンを読み取り、読取領域
を接続しているので、原稿が厚み方向（光軸方向）に変
位した場合に、重複読取範囲において、画像情報の欠落
または重複等のいわゆる継ぎ目ずれが生じる。本発明の
目的は、原稿が光軸方向にずれても継ぎ目ずれを生じに
くくすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る読取領域接
続装置は、複数の固体撮像素子を用いて、各走査線ごと
の画像情報の読取領域を主走査方向で分割し、両読取領
域の隣接する端部に第１及び第２読取重複領域を設け
て、原稿の画像を読み取る画像読取装置に用いられるも
のである。この装置は、演算手段と領域接続手段とを備
えている。

【０００６】演算手段は、両読取重複領域内の対応する
各画素対に関する画像情報の相関を演算して接続画素対
を求めるものである。領域接続手段は、接続画素対で両
読取領域を接続するものである。

【０００７】

【作用】本発明に係る読取領域接続装置では、演算手段
により、両読取重複領域内の対応する各画素対に関する
画像情報の相関が演算され接続画素対が求められる。そ
して領域接続手段により、その接続画素対で両読取領域
が接続される。ここでは、各画素対に関する画像情報の
相関を演算し、演算結果に基づいて読取領域を接続する
ので、原稿が光軸方向にずれても適切な接続ができ、継
ぎ目ずれが生じにくい。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を採用した画像読
取装置（以下、スキャナという）１を示している。この
スキャナ１は、下フレーム２と下フレーム２上に配置さ
れた上フレーム３とを有している。下フレーム２の上面
には、原稿載置装置４が配置されている。

【０００９】図２に示すように、原稿載置装置４の下方
には、透過原稿をスリット露光するための透過用光源７
が配置されている。原稿載置装置４は、図２に矢印で示
す副走査方向に移動可能な原稿台５と、原稿台５を駆動
する駆動機構１３とを有している。原稿台５は１９×２
５．４インチサイズまでの原稿６を載置可能であり、上
下１対のガラス板で原稿を挟持する構成となっている。

【００１０】上フレーム３には、反射原稿をスリット露
光するための反射用光源８と、主走査方向（図２の奥行
き方向）に並設された４個のＣＣＤラインセンサ１０ａ
〜１０ｄとが配置されている。ＣＣＤラインセンサ１０
ａ〜１０ｄの各々は、たとえば７５００画素のＣＣＤ素
子を主走査方向に直列配置して構成されている。したが
って、主走査方向に１９インチサイズの原稿６を３００
００画素で読み取り可能となっている。また、隣り合う
ＣＣＤラインセンサ１０ａ〜１０ｄの端部には、図１０
に示すように、たとえば１００画素の読取重複領域ＤＲ
が設けられている。

【００１１】光学系９は、原稿６からの光を水平方向に
９０°曲げる反射ミラー１１と、原稿６からの光をＣＣ
Ｄラインセンサ１０ａ〜１０ｄ上に結像するためのレン
ズ１２とを備えている。レンズ１２は、ＣＣＤラインセ
ンサ１０ａ〜１０ｄに対応して４個が並列配置されてい
る。このスキャナ１は、図３に示すようなＣＰＵ２０を
備えている。ＣＰＵ２０は、アドレスデータバス２１を
介してラインセンサ起動部２２、前処理部２３、繋ぎ合
わせ処理部２４及び後処理部２５に接続されている。ラ
インセンサ起動部２２は、ＣＣＤラインセンサ１０ａ〜
１０ｄを駆動する。前処理部２３は、ＣＣＤラインセン
サ１０ａ〜１０ｄから得られた画像情報に対して、シェ
ーディング補正やグラデーション変換等の処理を行う。
繋ぎ合わせ処理部２４は、後述する読取領域の接続を行
う。後処理部２５はアンシャープマスキング、データ圧
縮、データ出力等の処理を行う。

【００１２】繋ぎ合わせ処理部２４は、図４に示すよう
に、ディジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰとい
う）３０を備えている。ＤＳＰ３０は、図１０に示す１
００画素の読取重複領域ＤＲの画像データや読取重複領
域ＤＲにおける接続位置データを格納するための内部メ
モリ３９を有している。ＤＳＰ３０には、前処理部２３
から画像データとクロック発生部（図示せず）から主走
査クロックＭＳＣＬとが与えられる。ＤＳＰ３０は、主
走査クロックＭＳＣＬの計数値を基準にして読取重複領
域ＤＲの画像データを取り込むとともに、内部メモリ３
９に格納された画像データに所定の相関演算処理を施
し、隣り合うラインセンサ１０ａ〜１０ｄにおける接続
位置を示す接続アドレスを算出する。算出された接続ア
ドレスは出力アドレス制御部３２に与えられる。

【００１３】また、前処理部２３から与えられた画像デ
ータは、切り換えスイッチ３６を介して、２つのライン
メモリ３３，３４のいずれか一方に選択的に出力され
る。各ラインメモリ３３，３４は、４個のＣＣＤライン
センサ１０ａ〜１０ｄの全画素の画像データを記憶する
容量を有している。ラインメモリ３３，３４の入力アド
レスは、入力アドレスカウンタ３１により制御される。
入力アドレスカウンタ３１には主走査クロックＭＳＣＬ
が与えられており、入力アドレスカウンタ３１は、その
計数結果に応じて、ラインメモリ３３，３４に対して切
り換えスイッチ３７を介して選択的に入力アドレスを出
力する。

【００１４】出力アドレス制御部３２は、ＤＳＰ３０か
ら与えられた接続アドレスを、切り換えスイッチ３７を
介して選択的にラインメモリ３３，３４に与える。ライ
ンメモリ３３，３４のいずれか一方には、入力アドレス
カウンタ３１によりアドレッシングされたアドレスに、
前処理部２３から画像データが入力される。また、この
とき、他方のラインメモリでは、出力アドレス制御部３
２により決定された出力アドレスから切り換えスイッチ
３８を介して後処理部２５に画像データが出力される。

【００１５】切り換えスイッチ３６，３７，３８はそれ
ぞれ切換部３５により制御される。切換部３５には主走
査クロックＭＳＣＬに同期して出力される副走査クロッ
クＳＳＣＬが与えられており、副走査クロックＳＳＣＬ
が与えられる毎に各切り換えスイッチ３６，３７，３８
をトグル的に切り換える。つまり、１主走査ラインの画
像データの読み込みが終了する都度、切り換えスイッチ
３６，３７，３８が切り換わり、ラインメモリ３３，３
４での入力と出力とが交互に切り換わる。

【００１６】次に、スキャナ１の概略動作について説明
する。原稿６を原稿台５に装着し、オペレータが走査開
始を指示すると、透過用光源７または反射用光源８が点
灯し、原稿台５が図２の左右方向（副走査方向）に移動
して走査が開始される。走査が開始されると、原稿６に
対して透過または反射した光は、反射ミラー１１で水平
方向に反射してレンズ１２に入射する。レンズ１２に入
射した光はＣＣＤラインセンサ１０ａ〜１０ｄ上に結像
し、画像に応じた電気信号に変換される。

【００１７】変換された電気信号は前処理部２３でまず
前処理される。そして繋ぎ合わせ処理部２４において、
ラインセンサ１０ａ〜１０ｄの読取重複領域ＤＲ内の接
続画素を示す接続アドレスがＤＳＰ３０で算出され、出
力アドレス制御部３２に与えられる。ここでは、図１０
に示すたとえば、ＣＣＤラインセンサ１０ａと１０ｂと
の読取重複領域ＤＲにおける画素データ群ａの画素群７
４００〜７４９９と画素データ群ｂの画素群０〜９９と
において、対応する１００個の画素対のうちから繋ぎ合
わせ位置となる画素対が決定される。なおここでは、各
画素対の対応関係が、画素データ群ａの画素群７４００
〜７４９９と画素データ群ｂの画素群０〜９９との間で
変えられることはない。たとえば、データ群ａにおいて
画素（ｍ−２）が接続対象となる場合には、データ群ｂ
では画素（ｎ−２）が接続対象となる。相関演算では、
この対応関係を変えずに各画素対について相関演算をＤ
ＳＰ３０で行い、相関の高い画素対において両読取領域
を出力アドレス制御部３２で接続する。なお、相関と
は、ラスタースキャンにおけるＣＣＤラインセンサ１０
ａ〜１０ｄで読み取った画素ごとの１２ビットデータの
一致度合いをいう。

【００１８】次にＤＳＰ３０の制御動作を、図５〜図９
に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、これ
らの制御動作は、リアルタイムで行われる。まず、図５
のステップＳ１で初期設定を行う。ここでは、最大繰り
返し回数Ｒや接続位置ｍｉを初期値に定め、内部メモリ
３９に格納する。またステップＳ２では、接続位置ｍｉ
を内部メモリ３９から読み出す。ステップＳ３では、繰
り返し回数ｉを「１」にセットする。なお、この接続位
置ｍｉは、読取重複領域ＤＲ内のデータのＤＳＰ３０の
内部メモリ３９での接続データのアドレス位置を示して
いる。

【００１９】ステップＳ４では、主走査クロックＭＳＣ
Ｌに基づき、読取重複領域ＤＲにおける画像データの入
力を待つ。読取重複領域ＤＲの画像データが到達すると
ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、ＣＣＤラ
インセンサ１０ａ〜１０ｄから前処理部２３を介して与
えられた画像データを内部メモリ３９に格納する。ステ
ップＳ６では、後述する相関演算処理を行う。ステップ
Ｓ７では、相関演算処理により得られた接続位置ｍｉを
内部メモリ３９に格納する。ステップＳ８では、繰り返
し回数ｉをインクリメントする。

【００２０】ステップＳ９では、繰り返し回数ｉが
「３」を超えたか否かを判断する。つまり、ＣＣＤライ
ンセンサ１０ａ〜１０ｄ間の接続個数分の接続位置を算
出したか否かを判断する。この接続個数は、ラインセン
サ１０ａ〜１０ｄの数より１少ない数であり、したがっ
て、本実施例ではＣＣＤラインセンサが４個なので３と
なる。この判断により、１主走査ラインの接続処理が終
了したか否かが判明する。ステップＳ９で繰り返し回数
ｉが「３」を超えていないと判断するとステップＳ４に
戻り、次の読取重複領域ＤＲのデータが入力されるのを
待つ。ステップＳ９で繰り返し回数ｉが「３」を超えた
と判断するとステップＳ１０に移行する。

【００２１】ステップＳ１０では、副走査方向の走査が
完了したか否かを判断する。副走査方向の走査が完了し
ていないと判断するとステップＳ２に戻り、次の主走査
ラインにおける処理を行う。ステップＳ１０で副走査の
完了と判断すると処理を終了する。ステップＳ６の相関
処理では、図６に示すステップＳ２１で、１主走査ライ
ン前のデータ群ａで決定された接続位置ｍｉ（または初
期値の接続位置ｍｉ）における相関値ＳＥを計算する。
ここでは、注目画素ｍ，ｎ及びその前後の１０画素の合
計２１画素における画像データａ_m-11〜ａ_m+11，ｂ_n-11
〜ｂ_n+11を用いて次の相関演算を行う。

【００２２】

【数１】

【００２３】続いて、注目画素ｍ，ｎに隣接する前後の
画素ｍ−１，ｍ＋１，ｎ−１，ｎ＋１に関して、前相関
値ＳＥＦと後相関値ＳＥＢとの演算を行う。ただし、前
相関値ＳＥＦは、データ群ａにおける注目画素ｍ−１
と、データ群ｂにおける注目画素ｎ−１とに関する相関
演算結果である。また、後相関値ＳＥＢは、データ群ａ
における注目画素ｍ＋１と、データ群ｂにおける注目画
素ｎ＋１とに関する相関演算結果である。

【００２４】

【数２】

【００２５】

【数３】

【００２６】ステップＳ２４では、相関値ＳＥと前相関
値ＳＥＦと後相関値ＳＥＢとを比較し、相関値ＳＥが最
小であるか否かを判断する。相関値ＳＥが最小であると
判断すると、現在の接続位置ｍｉでの相関が高いと判断
してステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、
ステップＳ２で読み出した接続位置ｍｉを算出位置Ｍに
代入する。ステップＳ２６では、図７に示すシフト１処
理を行う。

【００２７】シフト１処理では、まずステップＳ３１
で、算出位置Ｍを接続位置ｍｉに代入する。ステップＳ
３２では、得られた接続位置ｍｉにより接続アドレスの
算出を行い、算出された接続アドレスを出力アドレス制
御部３２に出力し、メインルーチンに戻る。図６のステ
ップＳ２４で相関値ＳＥが最小ではないと判断すると、
ステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、３つ
の相関値のうち前相関値ＳＥＦが最小であるか否かを判
断する。前相関値ＳＥＦが最小であると判断した場合に
はステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では、図
８に示すシフト２処理を行う。

【００２８】ここでは、まずステップＳ４１で、処理回
数を計数するためのカウンタ値ｒを「０」にセットし、
接続位置ｍｉを算出位置Ｍに代入する。ステップＳ４２
では、カウンタ値ｒをインクリメントする。ステップＳ
４３では、算出位置Ｍをデクリメントする。これによ
り、注目画素対が図１０において左側に移動する。ステ
ップＳ４４では、前相関値ＳＥＦを相関値ＳＥに代入す
る。ステップＳ４５では、新たな相関値ＳＥに対する前
相関値ＳＥＦを算出する。ステップＳ４６では、前相関
値ＳＥＦが相関値ＳＥより大きいか否かを判断する。ス
テップＳ４６で前相関値ＳＥＦが相関値ＳＥより大きい
と判断した場合には、ステップＳ４７に移行する。ステ
ップＳ４７では前述したシフト１処理を実行する。

【００２９】また、ステップＳ４６で、前相関値ＳＥＦ
が相関値ＳＥより小さいと判断した場合にはステップＳ
４８に移行する。ステップＳ４８では、初期設定時に設
定された繰り返し回数Ｒをカウンタ値ｒが超えたか否か
を判断する。繰り返し回数Ｒを超えていないと判断する
とステップＳ４２に戻り、注目画素対を図１０において
さらに左側に移動させて相関演算を行う。

【００３０】前相関値ＳＥＦが相関値ＳＥよりも小さい
間は、注目画素対を１画素前（図１０左側）にずらせて
前相関値ＳＥＦを再度算出する。そして、得られた前相
関値ＳＥＦと相関値ＳＥとの大小を判別し、新たな相関
値ＳＥの方が小さくなるか、あるいはカウンタ値ｒが所
定回数Ｒを超えるまで相関演算を繰り返す。そして最小
相関値になった位置における画素対の位置を接続位置ｍ
ｉとしてシフト１処理で処理を行う。

【００３１】ステップＳ４８で、カウンタ値ｒが所定の
繰り返し回数Ｒを超えたと判断するとステップＳ４９に
移行する。ステップＳ４９では、計算前の接続位置ｍｉ
を算出位置Ｍに代入し、ステップＳ４７に移行してシフ
ト１処理を実行する。図６のステップＳ２７で、前相関
値ＳＥＦが最小ではないと判断するとステップＳ２９に
移行する。ここでは、後相関値ＳＥＢが最小値であるこ
とになるので、図９に示すシフト３処理を実行する。

【００３２】図９のステップＳ５１〜Ｓ５９での処理
は、図８のステップＳ４２〜Ｓ４９での処理と同様であ
る。ここでの相違点は、ステップＳ５３で算出位置Ｍを
インクリメントして注目画素対を図１０において後ろ
（図１０右側）に移動する点と、ステップＳ５４で後相
関値ＳＥＢを新たな相関値ＳＥとする点と、ステップＳ
５５で後相関値ＳＥＢを算出する点と、ステップＳ５６
で後相関値ＳＥＢと相関値ＳＥとを比較する点である。
その他の処理は図８と同様であり、説明を省略する。

【００３３】ここでは、図１０に示すように、データ群
ａとデータ群ｂとにおける注目画素対を、対の関係を変
更することなく図１０の右側へ１画素分移動させる。た
とえばデータ群ａにおける注目画素ｍと、データ群ｂに
おける注目画素ｎとに関する相関を演算し、ステップＳ
５６での判断がＮｏの場合にはさらに右側に１画素分移
動させて相関を演算する。そして相関値ＳＥが最小とな
ると、ステップＳ５７に移行しシフト１処理を行う。

【００３４】上述の演算によれば、読取重複領域ＤＲに
おいて、隣り合うＣＣＤラインセンサの画素の対関係を
固定し、注目画素対に関して相関演算を行い、その相関
演算結果の大小に応じて注目位置をシフトすることによ
り、すべての画素について一度に相関演算を行う場合に
比べて計算量が少なくなり、処理時間が短くなる。な
お、上記実施例ではＣＣＤラインセンサ１０とレンズ１
２との個数は同一であるが、１個のレンズで複数のＣＣ
Ｄラインセンサをカバーしている場合にも本発明を適用
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係る読取領域接続装置では、両
読取重複領域内の対応する各画素対に関する画像情報の
相関を演算して接続画素対を求め、その接続画素対で両
読取領域を接続しているので、原稿が光軸方向にずれて
も継ぎ目ずれが生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用したスキャナの斜視概
略図。

【図２】その断面概略図。

【図３】制御系のブロック図。

【図４】繋ぎ合わせ処理部のブロック図。

【図５】ＤＳＰの制御フローチャート。

【図６】相関処理の制御フローチャート。

【図７】シフト１処理の制御フローチャート。

【図８】シフト２処理の制御フローチャート。

【図９】シフト３処理の制御フローチャート。

【図１０】繋ぎ合わせ処理を示す概念図。

【符号の説明】

１ スキャナ ６ 原稿 １０ａ〜１０ｄ ＣＣＤラインセンサ ２４ 繋ぎ合わせ処理部 ３０ ＤＳＰ ３２ 出力アドレス制御部 ３３，３４ ラインメモリ ＤＲ 読取重複領域

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の固体撮像素子を用いて、各走査線ご
   との画像情報の読取領域を主走査方向で分割し、両読取
   領域の隣接する端部に第１及び第２読取重複領域を設け
   て、原稿の画像情報を読み取る画像読取装置の読取領域
   接続装置であって、 前記両読取重複領域内の対応する各画素対に関する画像
   情報の相関を演算して接続画素対を求める演算手段と、 前記接続画素対で前記両読取領域を接続する領域接続手
   段と、 を備えた画像読取装置の読取領域接続装置。