JP2825344B2 - Image input device - Google Patents

Image input device

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JP2825344B2
JP2825344B2 JP2335102A JP33510290A JP2825344B2 JP 2825344 B2 JP2825344 B2 JP 2825344B2 JP 2335102 A JP2335102 A JP 2335102A JP 33510290 A JP33510290 A JP 33510290A JP 2825344 B2 JP2825344 B2 JP 2825344B2
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克己 村井
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ
ー等の2次元図面の読み取り装置である画像入力装置に
関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image input device that is a two-dimensional drawing reading device such as a facsimile, a copying machine, and an image scanner.

従来の技術 従来のこの分野に関する技術としては、イメージスキ
ャナーに用いられている画像入力装置がある。第10図は
その一例を示す略示側面図である。同図において、1001
は読み取りの対象となる原稿、1002は原稿を支持するガ
ラス板、1003は原稿を照明する蛍光灯、1004は原稿上の
1点の反射光を集光するレンズ、1005は光を電気信号に
変換するCCD、1006はCCD信号の処理回路である。
2. Description of the Related Art As a conventional technique relating to this field, there is an image input device used for an image scanner. FIG. 10 is a schematic side view showing one example. In the figure, 1001
Is the document to be read, 1002 is the glass plate that supports the document, 1003 is the fluorescent light that illuminates the document, 1004 is the lens that collects the reflected light at one point on the document, and 1005 is the light that is converted to an electrical signal A CCD 1006 is a CCD signal processing circuit.

以上のように構成された従来の画像入力装置において
は、原稿2が蛍光灯3により照らされ、レンズ1004が原
稿2における反射光を捉え、CCD1005上にその像を結
ぶ。この光学系は第10図上向かって左から右へ走査され
る。この送り方向に垂直な走査線分に相当する輝度情報
をCCD1005は電気信号に変える。このように順次光学系
を右へ送ることにより、走査線分に相当する輝度情報を
複数得て、画像入力としている。
In the conventional image input device configured as described above, the original 2 is illuminated by the fluorescent lamp 3, the lens 1004 captures the reflected light from the original 2, and forms an image on the CCD 1005. This optical system is scanned from left to right as viewed in FIG. The CCD 1005 converts luminance information corresponding to a scanning line perpendicular to the feed direction into an electric signal. By sequentially moving the optical system to the right in this manner, a plurality of pieces of luminance information corresponding to the scanning line segments are obtained, and are used as image input.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では原稿1001が製本
されている場合等の物理的制約により上へあるいは下へ
反っている場合がある。このために原稿1001はガラス板
1002より浮き上がり、近似的に輝度情報が空間曲面上の
各点のガラス面への正射影として得られるため、正しく
原稿の位置情報が保存されないという課題を有してい
る。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the original 1001 may be warped upward or downward due to physical restrictions such as binding. For this, the manuscript 1001 is a glass plate
There is a problem that the position information of the document is not correctly stored because the brightness information is obtained as an orthographic projection of each point on the space curved surface onto the glass surface approximately.

本発明は上記従来の画像入力装置の課題を解決するた
めに、湾曲した原稿や図面を、平面上の画像情報として
正しく取り込むことが出来る画像入力装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image input apparatus capable of correctly capturing a curved document or drawing as planar image information in order to solve the above-mentioned problems of the conventional image input apparatus.

課題を解決するための手段 本発明は、読み取り対象である湾曲した原稿表面の3
次元位置を測定する位置計測手段と、前記原稿表面上の
輝度を計測する輝度計測手段と、前記3次元位置と前記
輝度情報から前記原稿上の3次元位置と前記3次元位置
に対応した輝度からなる離散的3次元輝度情報を生成す
る3次元輝度情報生成手段と、前記離散的3次元輝度情
報を記憶する3次元輝度情報記憶手段と、前記3次元輝
度情報記憶手段により記憶された前記離散的3次元輝度
情報の各要素の3次元位置を用いて、前記要素間の前記
原稿表面上の距離を計算し、前記距離が保存されるよう
に前記要素の3次元位置を2次元直交座標上の位置へ変
換することにより、離散的2次元輝度情報を得る2次元
展開手段と、前記離散的2次元輝度情報から、2次元直
交座標上の格子点上の輝度を計算する輝度計算手段とを
有することを特徴とする画像入力装置である。
Means for Solving the Problems The present invention relates to a method of reading a curved document surface to be read.
A position measuring means for measuring a three-dimensional position, a luminance measuring means for measuring luminance on the surface of the document, and a three-dimensional position on the document from the three-dimensional position and the luminance corresponding to the three-dimensional position from the luminance information. Three-dimensional luminance information generating means for generating discrete three-dimensional luminance information, three-dimensional luminance information storage means for storing the discrete three-dimensional luminance information, and the discrete three-dimensional luminance information storage means. Using the three-dimensional position of each element of the three-dimensional luminance information, the distance between the elements on the surface of the document is calculated, and the three-dimensional position of the element on two-dimensional orthogonal coordinates is stored so that the distance is preserved. It has two-dimensional expansion means for obtaining discrete two-dimensional luminance information by converting to a position, and luminance calculation means for calculating luminance on a grid point on two-dimensional orthogonal coordinates from the discrete two-dimensional luminance information. Features An image input device for.

作用 本発明では、距離計測手段により得られた距離情報に
より3次元空間中に湾曲した原稿を再現する。そして、
その曲面上の輝度情報として画像を得た後、これを幾何
計算により曲面上の各点間の距離を保存しながら平面に
展開して画像情報を得ることができる。
In the present invention, a curved document is reproduced in a three-dimensional space based on the distance information obtained by the distance measuring means. And
After obtaining an image as luminance information on the curved surface, the image information can be obtained by expanding the image onto a plane while preserving the distance between each point on the curved surface by geometric calculation.

また、本発明では、湾曲した曲面に基準格子光を投影
することにより、曲面に投影されることにより歪んだ格
子を観測し、仮想的な平面に投影されたと仮定された基
準格子とのずれ幅を補正値して計算することにより、画
像の位置情報を校正し平面画像へ展開する。
Further, in the present invention, by projecting the reference grating light on a curved surface, a lattice distorted by being projected on the curved surface is observed, and a deviation width from the reference grating assumed to be projected on a virtual plane is observed. Is corrected and calculated to calibrate the image position information and develop it into a planar image.

実施例 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

最初に第1の実施例を第1図、第2図、第3図、第4
図、第5図を用いて説明する。
First, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG.
This will be described with reference to FIGS.

第1図は本発明にかかる画像入力装置の概略構成図、
第2図は読み取り、位置計測状態を説明するための側面
図、第3図はその位置計測の原理を説明するための光角
度図、第4図はその画像読み取り座標系図、第5図はそ
の座標値変換を説明するための図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image input device according to the present invention,
FIG. 2 is a side view for explaining the reading and position measurement state, FIG. 3 is an optical angle diagram for explaining the principle of the position measurement, FIG. 4 is an image reading coordinate system diagram, and FIG. It is a figure for explaining coordinate value conversion.

第1図において、101は位置計測回路、102は輝度計測
回路、103、104は輝度計測や位置計測の結果を蓄えてお
くメモリ、105はそれら得られた3次元座標値と輝度値
の合成回路、106はそのようにして3次元的に得られた
輝度データにより三角バッチを生成する三角バッチ生成
回路、107はその生成された三角バッチを記憶するメモ
リ、108は三角バッチを平面に展開する2次元展開回
路、109はその展開された平面上の各点上の輝度から格
子点上の輝度値を計算する輝度計算回路である。
In FIG. 1, 101 is a position measurement circuit, 102 is a luminance measurement circuit, 103 and 104 are memories for storing the results of luminance measurement and position measurement, and 105 is a synthesis circuit of the obtained three-dimensional coordinate values and luminance values. , 106 is a triangular batch generation circuit for generating a triangular batch based on the luminance data obtained three-dimensionally in this way, 107 is a memory for storing the generated triangular batch, and 108 is a raster for developing the triangular batch into a plane 2 A dimension development circuit 109 is a luminance calculation circuit that calculates a luminance value on a grid point from the luminance on each point on the developed plane.

本発明の第1の実施例では、第2図に示す機構を用い
て輝度と位置を測定するようになっている。第2図にお
いて、201は読み取りの対象となる原稿、202は原稿を支
持するガラス板、203は原稿に照射するために必要な光
源、204は光源203からの光を集光するコンデンサレン
ズ、205はそのコンデンサレンズ204を通過した光からス
リット光を生成するためのスリット、206は照らされた
スリット光を検出集光するための受光レンズ、207は1
本のスリット光を電気信号に変換するCCDである。第2
図に示す機構により、第4図に示すガラス板202を座標
系x−y−zで、同時に輝度値とx、y、z軸上の値を
得ることができる。第3図はこの時に必要なパラメータ
を示している。即ち、スリット光の入射角α、受光レン
ズ206の焦点距離f、スリット光源とカメラレンズ中心
の距離D、CCD207上の観測位置dがそれぞれ既知であれ
ば三角測量の原理により、原稿表面の被照射位置が判
る。
In the first embodiment of the present invention, the luminance and the position are measured using the mechanism shown in FIG. 2, reference numeral 201 denotes a document to be read; 202, a glass plate supporting the document; 203, a light source required to irradiate the document; 204, a condenser lens for condensing light from the light source 203; Is a slit for generating slit light from the light passing through the condenser lens 204, 206 is a light receiving lens for detecting and condensing the illuminated slit light, and 207 is a light receiving lens.
It is a CCD that converts slit light of a book into an electric signal. Second
By the mechanism shown in the figure, the brightness value and the values on the x, y, and z axes can be simultaneously obtained from the glass plate 202 shown in FIG. 4 in the coordinate system xyz. FIG. 3 shows parameters required at this time. That is, if the incident angle α of the slit light, the focal length f of the light receiving lens 206, the distance D between the slit light source and the center of the camera lens, and the observation position d on the CCD 207 are already known, the illumination of the surface of the original is performed by the principle of triangulation. I know the position.

以下に本発明第1の実施例の処理手順を説明する。 Hereinafter, the processing procedure of the first embodiment of the present invention will be described.

(ステップ1); 投影されたスリット光は第4図に示すように曲線とし
て観測される。第2図に示したスリット投影系203、20
4、205及び受光系206、207はガラス板202上を副走査方
向に動く。副走査方向の離散位置j(0≦j≦M−1)
において、主走査方向にスリット光が探索され、離散位
置i(0≦i≦N−1)において、3次元座標の3項組
(xij,yij,zij)が計算される。これと同時に輝度Iij
が得られる。
(Step 1); The projected slit light is observed as a curve as shown in FIG. The slit projection systems 203 and 20 shown in FIG.
4, 205 and the light receiving systems 206, 207 move on the glass plate 202 in the sub-scanning direction. Discrete position j in the sub-scanning direction (0≤j≤M-1)
In, slit light is searched for in the main scanning direction, and a set of three terms (x ij , y ij , z ij ) of three-dimensional coordinates is calculated at a discrete position i (0 ≦ i ≦ N−1). At the same time, the brightness I ij
Is obtained.

(ステップ2); 座標データ、輝度データを融合して3次元輝度情報と
して4項組(Iij,xij,yij,zij){0≦j≦M−1,0
≦j≦N−1}を得る。以後これをノッドと呼ぶ。
(Step 2): Coordinate data and luminance data are fused to form a four-term set (I ij , x ij , y ij , z ij ) {0 ≦ j ≦ M−1,0 as three-dimensional luminance information.
≦ j ≦ N−1}. Hereinafter, this is called a nod.

(ステップ3); 格子i−j上の近傍ノードを結び、第5図(a)に示
すような三角パッチデータとする。
(Step 3): Neighbor nodes on the grid ij are connected to form triangular patch data as shown in FIG. 5 (a).

(ステップ4); 基準となるノードを一つ選んだのち、その近傍2ノー
ドを選び、3ノードを通る平面上に、直交する適当な2
次元展開座標系u−vを決める。このとき3ノードの2
次元展開座標系位置が一意に決まる。
(Step 4): After selecting one reference node, two adjacent nodes are selected, and two suitable nodes orthogonal to each other on a plane passing through the three nodes are selected.
A dimensional expansion coordinate system uv is determined. At this time, 2 of 3 nodes
The position of the dimensional expansion coordinate system is uniquely determined.

(ステップ5); 原稿201上の各点間の距離は微小区間では観測座標系
でも保存されると仮定し、前ステップ得られた3ノード
の近傍から出発し再帰的にノード間の空間距離から2次
元座標系U−V上の位置を決める。第5図(a)では
P0、P1、P2から最初の三角パッチをつくり、これから平
面座標が作られる。P0は原点である。第5図(b)で
は、P1〜P3、P2〜P3の距離が保存されるように、P3のu
−v空間上での座標位置が決定される。これにより2次
元輝度情報が得られる。
(Step 5); It is assumed that the distance between each point on the manuscript 201 is stored in the observation coordinate system in a minute section, and starts from the vicinity of the three nodes obtained in the previous step and recursively calculates the spatial distance between the nodes. A position on the two-dimensional coordinate system UV is determined. In FIG. 5 (a)
Create the first triangular patch from P 0 , P 1 , and P 2 , from which planar coordinates are created. P0 is the origin. In FIG. 5 (b), so that the distance P 1 ~P 3, P 2 ~P 3 is stored, the P 3 u
A coordinate position in the -v space is determined. Thereby, two-dimensional luminance information is obtained.

(ステップ6); 前ステップ5の結果、展開座標系での各ノードの位置
は正方格子上には第5図(c)に示すように一般的には
存在しない。そこで、格子点上の各輝度値を近傍ノード
上の輝度値から算出する。この方法には、畳み込み内挿
(キュービック コンボールション(Cubic Convolutio
n))を用いる。例えば第5図(c)中のP点はP0
P1、P2、P3、P4、P5、P6から畳み込み内挿により計算さ
れる。
(Step 6) As a result of the previous Step 5, the position of each node in the developed coordinate system does not generally exist on the square lattice as shown in FIG. 5 (c). Therefore, each luminance value on the grid point is calculated from the luminance values on the neighboring nodes. This method includes convolution interpolation (Cubic Convolutio
Use n)). For example the point P of the 5 diagram (c) is P 0,
It is calculated by convolution interpolation from P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 , and P 6 .

以上のように本実施例では、スリット光を投射するこ
とにより、原稿201表面上の輝度値を読みとると同時に
その奥行き情報を読み取り、原稿201を3次元的に三角
パッチとして再構成する。そして、これを2次元平面へ
展開することによって湾曲した原稿201を補正して入力
することができる。
As described above, in this embodiment, by projecting the slit light, the luminance value on the surface of the document 201 is read at the same time as the depth information is read, and the document 201 is reconstructed three-dimensionally as a triangular patch. Then, by expanding this on a two-dimensional plane, the curved document 201 can be corrected and input.

次に本発明の第2の実施例を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第2の実施例では位置計測の方法が第1の実施例のそ
れと異なるが、その他は同じ装置、方式となる。従っ
て、その差異だけを中心に次に説明する。
In the second embodiment, the position measurement method is different from that of the first embodiment, but the other devices and methods are the same. Therefore, only the difference will be described below.

第1の実施例では三角測量の原理により、3次元座標
位置を求めたが、第2の実施例では焦点調節機構系を利
用することにより行なう。これを第6図、第7図を用い
て説明する。第6図は第2の実施例の読み取り光学系の
機構図、第7図は画像入力のための走査系を説明する機
構図である。第6図において、601はレーザー光を発光
する光源、602は前記レーザー光を集光するコンデンサ
レンズ、603は鏡筒、604は原稿609より反射してくる反
射光を鏡筒外に導くハーフミラー、605は原稿609の反射
を経て検出されたレーザー光の幅より焦点を検出する焦
点検出光学系、606は原稿表面レーザー光照射位置の輝
度値を得るためのディテクタ、607は反射光をディテク
タ606に集光するためのレンズ、608は原稿表面へレーザ
ー光を照射するための対物レンズ、610は鏡筒603を上下
するアクチュエータコイル、611は、鏡筒603の上下位置
を電気信号に変えるためのポテンシオメーターである。
In the first embodiment, the three-dimensional coordinate position is obtained based on the principle of triangulation, but in the second embodiment, the three-dimensional coordinate position is obtained by using a focus adjustment mechanism system. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a mechanical diagram of a reading optical system according to the second embodiment, and FIG. 7 is a mechanical diagram for explaining a scanning system for inputting an image. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a light source that emits laser light, 602 denotes a condenser lens for condensing the laser light, 603 denotes a lens barrel, and 604 denotes a half mirror that guides reflected light reflected from a document 609 to the outside of the lens barrel. Reference numeral 605 denotes a focus detection optical system that detects a focal point based on the width of the laser light detected through the reflection of the document 609, 606 denotes a detector for obtaining a luminance value of the laser light irradiation position on the document surface, and 607 denotes a detector 606 for the reflected light. 608 is an objective lens for irradiating laser light to the document surface, 610 is an actuator coil that moves up and down the lens barrel 603, and 611 is an actuator coil that changes the vertical position of the lens barrel 603 into an electric signal. It is a potentiometer.

以上の構成により、上記読み取り光学系では、原稿60
9表面上の一点の輝度値と同時に焦点を随時調節し、ポ
テンシオメーター611の出力により、奥行き情報も同時
に得る。
With the above configuration, the reading optical system can
The focus is adjusted at any time simultaneously with the luminance value of one point on the surface, and the depth information is simultaneously obtained by the output of the potentiometer 611.

本発明の第1の実施例ではスリット光を主走査方向に
投射して、CCD207により、1走査線分を同時に得たが、
本発明の第2の実施例では読み取り部を主操作方向へも
機械的に操作する。これを第7図を用いて説明する。第
7図において、705は第6図に示した読み取り光学系で
ある。701、703は副走査方向へベルト702を移動させる
ベルト、704は前記プーリー703を駆動するモーター、70
6は、読み取り対象の原稿、707はアクチュエータコイル
610のドライブ回路、708はポテンシオメーター611の出
力電圧を読みとる読み取り回路、709は主走査方向へベ
ルトを張るためのプーリー、710はベルト、711はこのベ
ルト710を駆動するモーターである。
In the first embodiment of the present invention, the slit light is projected in the main scanning direction, and one scanning line is simultaneously obtained by the CCD 207.
In the second embodiment of the present invention, the reading unit is mechanically operated in the main operation direction. This will be described with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 705 denotes the reading optical system shown in FIG. 701 and 703 are belts for moving the belt 702 in the sub scanning direction, 704 is a motor for driving the pulley 703, 70
6 is the original to be read, 707 is the actuator coil
A drive circuit 610, a reading circuit 708 for reading the output voltage of the potentiometer 611, a pulley 709 for pulling a belt in the main scanning direction, a belt 710, and a motor 711 for driving the belt 710.

以上のように構成された、走査系により、読み取り光
学系705は主走査方向へ往復動作を繰り返しながら、副
走査方向へ一回走査することによって画像の取り込みを
行なう。後は第1の実施例と同じ処理を行なう。
With the scanning system configured as described above, the reading optical system 705 repeats the reciprocating operation in the main scanning direction and scans once in the sub-scanning direction to capture an image. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed.

以上のように本実施例では、前記した構成により焦点
調節を行ないながら、画像を取り込み、原稿の湾曲を補
正することも可能になる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to take in an image and correct the curvature of a document while performing focus adjustment by the above-described configuration.

次に本発明の第3の実施例を第8図、第9図を用いて
説明する。第8図は、その画像入力装置の概略構成図、
第9図はその画像入力装置の動作を説明する動作説明図
である。第8図において、801は投影された基準格子光
のガラス板上への正射影の位置を計測する回路、802は
輝度計測を行なう回路、803、804は各々位置、輝度を記
憶するメモリ、805は観測された基準格子光の位置によ
り補正値を計算する補正値演算記憶回路、806は歪み補
正回路805内のデータとメモリ804から読み出した輝度値
に補正された座標位置を与える補正回路、807は補正さ
れた座標位置から基準格子上の輝度値を計算する輝度計
算回路である。本発明第1、第2の実施例では原稿表面
までの奥行きを得ることにより、湾曲した表面から得ら
れる画像の歪みを補正したが、本実施例では投影された
基準パターンの歪みから2次元的に座標変換を行ない補
正を行なう。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the image input device,
FIG. 9 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the image input device. In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a circuit for measuring the position of the orthogonal projection of the projected reference grating light onto the glass plate; 802, a circuit for measuring the luminance; 803, 804, memories for storing the position and luminance; Is a correction value calculation storage circuit that calculates a correction value based on the position of the observed reference lattice light, 806 is a correction circuit that gives corrected coordinate positions to the data in the distortion correction circuit 805 and the luminance value read from the memory 804, and 807 Is a luminance calculation circuit for calculating a luminance value on the reference grid from the corrected coordinate position. In the first and second embodiments of the present invention, the depth of the image obtained from the curved surface is corrected by obtaining the depth to the surface of the original. In the present embodiment, however, the two-dimensional shape is obtained from the distortion of the projected reference pattern. And perform correction.

第9図を用いてこの動作を説明する。原稿の読み取り
前、あるいは同時に原稿に対して、第9図(a)中ガラ
ス面上×に示す位置に基準格子光としてスポット光を投
影する。この場合は縦横にT、S個のスポット光が投影
される。原稿がガラス面より浮いた状態ではこれを観測
すると同じく第9図中(a)に示す●のようにずれて得
られる。従って、このずれを補正値として用いることに
より、観測位置を変化させる。今、観測された基準格子
点上の座標値をx′pq、y′pq、(0≦p≦S−1,0≦
q≦T−1)、観測されるべき座標(ガラス面上に投光
した場合の座標)をxpq、ypqとすると、各々の補正値cx
pq、cypqは cxpq=xpq−x′pq cypq=ypq−y′pq となる。本実施例では格子点の数は基準格子計測回路80
1の精度が輝度計測より高く得られないことから画像の
標本点より少なく取っている。従って、走査によって得
られた座標x′ij、y′ijの値に対する補正値cxij、cy
ijは直接は得られない(第9図(b))。そこで、第9
図(b)に示す状況では補正値は以下の式で求める。
This operation will be described with reference to FIG. Before or at the same time as reading the document, a spot light is projected as a reference grating light onto the document at a position indicated by x on the glass surface in FIG. 9A. In this case, T and S spot lights are projected vertically and horizontally. When the original is floated from the glass surface, when the original is observed, the original is obtained with a shift as indicated by a circle in FIG. 9A. Therefore, the observation position is changed by using this deviation as a correction value. Now, the observed coordinate values on the reference grid point are represented by x ′ pq , y ′ pq , (0 ≦ p ≦ S−1,0 ≦
q ≦ T−1), and let x pq and y pq be coordinates to be observed (coordinates when light is projected on the glass surface), and each correction value cx
pq and cy pq become cx pq = x pq -x ' pq cy pq = y pq -y' pq . In this embodiment, the number of grid points is
Since the accuracy of 1 cannot be obtained higher than the luminance measurement, it is smaller than the sample point of the image. Therefore, correction values cx ij , cy for the values of the coordinates x ′ ij , y ′ ij obtained by scanning
ij cannot be obtained directly (FIG. 9 (b)). Therefore, the ninth
In the situation shown in FIG. 2B, the correction value is obtained by the following equation.

cxij=cxpq +(x′ij−x′pq)(cxp+1q−cxpq)/cxpq +(y′ij−y′pq)(cxpq+1−cxpq)/cxpq cyij=cypq +(y′ij−y′pq)(cyp+1q−cypq)/cypq +(x′ij−x′pq)(cypq+1−cypq)/cypq 以上の式は補正値の2次元座標上の線系補間になって
いる。以上の動作により、得られた輝度値Iijに対して
補正された座標値xij、yijを計算する。この補正によ
り、得られた輝度値の座標は格子上にならないため第1
の実施例に示した畳み込み内挿により、格子点上の輝度
値を計算し出力する。
cx ij = cx pq + (x ′ ij −x ′ pq ) (cx p + 1q −cx pq ) / cx pq + (y ′ ij −y ′ pq ) (cx pq + 1 −cx pq ) / cx pq cy ij = cy pq + (y ' ij -y' pq) (cy p + 1q -cy pq) / cy pq + (x 'ij -x' pq) (cy pq + 1 -cy pq) / cy pq more The equation is a linear interpolation on the two-dimensional coordinates of the correction value. By the above operation, corrected for resultant luminance values I ij coordinate values x ij, calculating a y ij. As a result of this correction, the coordinates of the obtained luminance value do not fall on the grid,
The luminance value on the lattice point is calculated and output by the convolution interpolation shown in the embodiment.

以上のように、本実施例では基準格子を投影すること
により、原稿の湾曲により乗じる歪みを2次元座標上の
各点の対応により補正することができる。
As described above, in the present embodiment, by projecting the reference grid, the distortion multiplied by the curvature of the document can be corrected by the correspondence of each point on the two-dimensional coordinates.

なお、上記実施例では、格子点上の各輝度値を近傍ノ
ード上の輝度値から算出する場合、畳み込み内挿法を用
いたが他の方法で求めてもよい。
In the above embodiment, when each luminance value on a grid point is calculated from a luminance value on a neighboring node, the convolution interpolation method is used, but it may be obtained by another method.

また、光としては、スリット光でなく、スポット光を
利用してもよい。
As the light, spot light may be used instead of slit light.

また、上記実施例では、原稿201をガラス板202で支持
し、下方よりスリット光を投射し、位置計測と輝度計測
を行ったが、このとき、ガラス板202による光の屈折の
影響が計測誤差を生じる場合がある。この場合、原稿読
み取りをガラス板202を介することなく、上方より読み
取るようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the original 201 is supported by the glass plate 202, the slit light is projected from below, the position measurement and the brightness measurement are performed, but at this time, the influence of the refraction of the light by the glass plate 202 causes a measurement error. May occur. In this case, the original may be read from above without passing through the glass plate 202.

また、光としては赤外線を用いることもできる。 In addition, infrared light can be used as light.

その場合、格子計測手段801は、赤外光を受光し、格
子計測と輝度計測を同時に行なうことが出来る。
In that case, the grating measurement unit 801 receives the infrared light and can simultaneously perform the grating measurement and the luminance measurement.

発明の効果 以上説明したように本発明にかかる画像入力装置によ
れば、湾曲した原稿でも、平面として画像入力すること
ができ、文書データの記録、伝送、文字認識などに応用
することができ、その実用的効果は大きい。
Effects of the Invention As described above, according to the image input apparatus of the present invention, even a curved document can be input as a flat image, and can be applied to recording, transmission, character recognition, and the like of document data. Its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明にかかる画像入力装置の一実施例を示す
概略構成図、第2図は同実施例の読み取り、位置計測の
ための機構を示す側面図、第3図は同実施例の位置計測
の原理を説明するための光線図、第4図は同実施例の画
像読み取り座標系図、第5図は同実施例の座標値変換を
説明するための座標系図、第6図は本発明にかかる画像
入力装置の第2の実施例の読み取り光学系の機構を示す
断面図、第7図は同実施例の画像入力のための走査系機
構図、第8図は本発明にかかる画像入力装置の第3の実
施例の画像入力装置の概略構成図、第9図は同画像入力
装置の動作を説明する構成図、第10図は従来の画像入力
装置の側面図である。 101…位置計測回路、102…輝度計測回路、103、104、10
7…メモリ、105…3次元座標値と輝度値の合成回路、10
6…三角パッチを生成する生成回路、108…2次元展開回
路、109…輝度計算回路、201…原稿、202…ガラス板、2
03…光源、207…CCD、601…レーザー光源、705…読み取
り光学系、706…原稿。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image input apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing a mechanism for reading and measuring the position of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a ray diagram for explaining the principle of position measurement, FIG. 4 is an image reading coordinate system diagram of the embodiment, FIG. 5 is a coordinate system diagram for explaining coordinate value conversion of the embodiment, and FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a mechanism of a reading optical system according to a second embodiment of the image input device according to the present invention, FIG. 7 is a scanning system mechanism diagram for image input according to the second embodiment, and FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an image input device according to a third embodiment of the device, FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the operation of the image input device, and FIG. 10 is a side view of a conventional image input device. 101: position measurement circuit, 102: luminance measurement circuit, 103, 104, 10
7 ... memory, 105 ... combining circuit of 3D coordinate value and luminance value, 10
6: a generation circuit for generating a triangular patch, 108: a two-dimensional expansion circuit, 109: a luminance calculation circuit, 201: an original, 202: a glass plate, 2
03: light source, 207: CCD, 601: laser light source, 705: reading optical system, 706: manuscript.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 3/00 G06T 7/00 H04N 1/04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 3/00 G06T 7/00 H04N 1/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】読み取り対象である湾曲した原稿表面の3
次元位置を測定する位置計測手段と、 前記原稿表面上の輝度を計測する輝度計測手段と、 前記3次元位置と前記輝度情報から前記原稿上の3次元
位置と前記3次元位置に対応した輝度からなる離散的3
次元輝度情報を生成する3次元輝度情報生成手段と、 前記離散的3次元輝度情報を記憶する3次元輝度情報記
憶手段と、 前記3次元輝度情報記憶手段により記憶された前記離散
的3次元輝度情報の各要素の3次元位置を用いて、前記
要素間の前記原稿表面上の距離を計算し、前記距離が保
存されるように前記要素の3次元位置を2次元直交座標
上の位置へ変換することにより、離散的2次元輝度情報
を得る2次元展開手段と、 前記離散的2次元輝度情報から、2次元直交座標上の格
子点上の輝度を計算する輝度計算手段と、 を有することを特徴とする画像入力装置。
1. A curved document surface 3 to be read.
Position measuring means for measuring a three-dimensional position; luminance measuring means for measuring luminance on the surface of the document; and three-dimensional position on the document from the three-dimensional position and the luminance corresponding to the three-dimensional position from the three-dimensional position and the luminance information. Discrete 3
Three-dimensional luminance information generating means for generating three-dimensional luminance information; three-dimensional luminance information storage means for storing the discrete three-dimensional luminance information; and the discrete three-dimensional luminance information stored by the three-dimensional luminance information storage means Using the three-dimensional position of each element, the distance between the elements on the surface of the document is calculated, and the three-dimensional position of the element is converted to a position on two-dimensional orthogonal coordinates so that the distance is preserved. Thereby, two-dimensional developing means for obtaining discrete two-dimensional luminance information, and luminance calculating means for calculating luminance on a grid point on two-dimensional orthogonal coordinates from the discrete two-dimensional luminance information are provided. Image input device.
【請求項2】位置計測手段は、読み取り対象の原稿をス
ポット光で走査し、前記スポット光によって照らされる
点の見かけ上の位置から、三角測量の原理を用い、奥行
き方向の距離を計測することを特徴とする請求項1記載
の画像入力装置。
2. The position measuring means scans a document to be read with a spot light and measures a distance in a depth direction from an apparent position of a point illuminated by the spot light by using a principle of triangulation. The image input device according to claim 1, wherein:
【請求項3】位置計測手段は、読み取り対象の原稿をス
リット光で走査し、前記スリット光によって照らされる
点の見かけ上の位置から、三角測量の原理を用い、奥行
き方向の距離を計測することを特徴とする請求項1記載
の画像入力装置。
3. The position measuring means scans a document to be read with slit light, and measures a distance in a depth direction from an apparent position of a point illuminated by the slit light by using a principle of triangulation. The image input device according to claim 1, wherein:
【請求項4】位置計測手段は、焦点検出光学系を利用操
作することを特徴とする請求項1記載の画像入力装置。
4. An image input apparatus according to claim 1, wherein said position measuring means operates using a focus detection optical system.
【請求項5】位置計測手段は、距離によりその投影幅の
変化する投射光を用い、前記投射光の投影幅が最小にな
るように光学系を調節し、その調節値により、距離を得
るものとし、同時に輝度計測手段は前記調節された光学
系より輝度情報を得ることを特徴とする請求項1記載の
画像入力装置。
5. The position measuring means uses projection light whose projection width changes according to the distance, adjusts the optical system so that the projection width of the projection light is minimized, and obtains the distance based on the adjustment value. 2. An image input apparatus according to claim 1, wherein said luminance measuring means simultaneously obtains luminance information from said adjusted optical system.
【請求項6】読み取り対象である湾曲した原稿表面の輝
度を測定する輝度計測手段と、 前記原稿に直交する2次元座標からなる基準格子光を照
射する投影手段と、 前記投影された基準格子の見かけ上の位置を計測する格
子位置計測手段と、 前記格子位置計測手段により得られた見かけ上の位置と
仮想平面に前記投影手段で投影されたと仮定した格子位
置からのずれ幅を補正値として演算し記憶する補正値演
算記憶手段と、 前記補正値演算記憶手段に記憶された前記補正値によ
り、見かけ上の位置を前記投影された基準格子上の座標
に変換する補正手段と、 前記補正手段により得られた座標位置と前記輝度計測手
段により得られた輝度情報より、前記仮想平面上の等間
隔格子の各点の輝度を計算する輝度計算手段と、 を有することを特徴とする画像入力装置。
6. A luminance measuring means for measuring a luminance of a curved original surface to be read, a projecting means for irradiating a reference lattice light consisting of two-dimensional coordinates orthogonal to the original, and A grid position measuring means for measuring an apparent position; and calculating as a correction value a deviation width from an apparent position obtained by the grid position measuring means and a grid position assumed to be projected by the projecting means on a virtual plane by the projecting means. Correction value calculation storage means for storing and storing; correction means for converting an apparent position into coordinates on the projected reference grid based on the correction value stored in the correction value calculation storage means; Brightness calculation means for calculating the brightness of each point of the equally-spaced grid on the virtual plane from the obtained coordinate position and the brightness information obtained by the brightness measurement means, That image input device.
【請求項7】投影手段は赤外光の投影によるものとし、
前記格子計測手段は、前記赤外光を受光し、格子計測と
輝度計測を同時に行なうことを特徴とする請求項6記載
の画像入力装置。
7. A projection means for projecting infrared light,
7. The image input device according to claim 6, wherein the grid measuring unit receives the infrared light and performs grid measurement and luminance measurement simultaneously.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003015218A (en) * 2001-07-03 2003-01-15 Ricoh Co Ltd Projection display device

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