JP3430776B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書籍原稿などを光
学的走査によって読み取る画像読み取り装置において、
見開きのブック原稿の左右に存在する原稿の側面部分を
検出する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、書籍等の原稿の表面を上向き
に原稿台に載置し、原稿台の上方に設けられた読み取り
部で原稿を読み取らせる装置が存在する。このような装
置においては、見開いて載置されたブック原稿の左右に
存在する側面部分も原稿として読み取って出力していた
ので、出力画像は、不要な側面部分も含むものとなり見
苦しかった。不要な画像を読み取り領域から除去する技
術として、マイクロフィルムスキャナやデジタル複写機
では、原稿と原稿の外側との濃度差から原稿の領域を判
別し、その原稿領域以外の領域を削除する技術が存在す
る。

【０００３】しかしながら、上記のような上向きに見開
きのブック原稿においては、原稿の左右の側面部分は、
原稿の表面部分との濃度差が少ないので、濃度差から表
面部分のみを抽出することが困難であった。また、不要
な原稿の側面部分を含むことは、見苦しいだけでなく、
原稿サイズを検出するときにも、左右の側面部分を含む
領域を原稿サイズと見做してしまい、正確な原稿サイズ
を得ることができなかった。本発明は、上述した問題点
を解決するために成されたものであり、本発明の目的
は、ブック原稿を読み取る画像読み取り装置において、
見開かれたブック原稿の側面の不要部分を正確に検出
し、検出した側面部分の領域を原稿画像領域から除いた
領域に基づいて原稿サイズを算出することである。

【０００４】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、原稿台上に載置された原稿を光学
的走査により読み取る画像読み取り装置において、原稿
を読み取る撮像手段と、原稿の高さを測定する測距手段
と、前記測距手段により測定された原稿高さデータから
高さの変曲点を求め、この変曲点に基づいて原稿面の左
右端部を検出する端部検出手段と、原稿面の領域から左
右端部の外側の領域を除いた領域の長さと、前記測距手
段により測定された複数点における原稿高さデータから
求められる前記撮像手段により原稿が実際の原稿サイズ
より縮んで読取られることによる原稿全体の縮み量とに
基づいた原稿サイズを算出する原稿サイズ算出手段とを
備えたものである。上記構成においては、撮像手段によ
り原稿を読み取り、測距手段により原稿の高さを測定
し、端部検出手段により測定された原稿高さデータから
高さの変曲点を求め、この変曲点に基づいて原稿面の左
右端部を検出する。原稿サイズ算出手段は、原稿面の領
域から検出された左右端部の外側の領域を除いた領域の
長さと、測距手段により測定された複数点における原稿
高さデータから求められる撮像手段により原稿が実際の
原稿サイズより縮んで読取られることによる原稿全体の
縮み量とに基づいて原稿サイズを算出する。こうして、
原稿サイズを正確に検出することができる。また、請求
項２の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置にお
いて、前記原稿サイズ算出手段は、前記光学的走査の副
走査方向の原稿サイズは前記長さと縮み量とに基づいて
算出し、主走査方向の原稿サイズは原稿面の主走査方向
の長さに高さに応じた補正係数を掛けて算出するもので
ある。上記構成においては、原稿サイズ算出手段は、副
走査方向については原稿面の長さと原稿の縮み量とに基
づいて原稿サイズを算出し、主走査方向については原稿
面の長さに高さに応じた補正係数を掛けて原稿サイズを
算出する。こうして、原稿サイズを正確に検出すること
ができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例による画
像読み取り装置について、図面を参照して説明する。図
１は画像読み取り装置の全体構成を示し、図２は、原稿
台１上に、原稿である書籍（以下、ブック原稿１０と称
する。）が置かれた様子を示す。原稿台１上には、書籍
やファイルなどのブック原稿１０が見開かれた状態で上
向きに置かれ、その上方には、ブック原稿１０の見開き
面を読み取るラインセンサを有した撮像装置２が設けら
れている。原稿台１の原稿載置面は、一般的な原稿の下
地色より濃く着色されていて、ブック原稿１０を原稿載
置面を背景にして読み取った時に原稿面と原稿載置面と
の識別ができるようになっている。本装置には、原稿台
１の奥側上方に配置され、原稿台ｌ上のブック原稿１０
を照明する照明部３と、画像読み取り条件などの設定を
行う操作パネル４と、原稿台１の奥側に配置され、ブッ
ク原稿１０の上部の側面を映す傾斜ミラー５（測距ミラ
ー）と、ブック原稿１０の撮像装置２の予備スキャン動
作及び本スキャン動作等の撮影動作を制御する制御部
（図１１参照）が設けられている。撮像装置２により撮
影された画像データは、制御部により各種処理を受け
て、所望の出力装置（プリンタ、コンピュータ等）に出
力される。

【０００７】ここで、原稿台１上に載置されたブック原
稿１０の各部の名称を定義する（図２参照）。見開かれ
たブック原稿１０の、左右の両頁全域を原稿面１０ａと
称し、ブック原稿１０の原稿面１０ａに対して傾斜した
右外側の面を右側面１０ｆ，左外側の面を左側面１０
ｆ’とする。また、原稿の上側の面を天部面１０ｂとす
る。

【０００８】図３、図４は、それぞれ本装置を前方及び
側方から見た概略構成を示す。撮像装置２は、複数の撮
像素子を装置手前側から奥側方向（主走査方向）にライ
ン上に配列したＣＣＤラインセンサ７と、原稿面１０ａ
の像をラインセンサ７上に投影する撮像レンズ６を有す
る光学系とを備える。ラインセンサ７は、原稿面１０ａ
の像が結像される結像面において、主走査方向と直交す
る副走査方向（図３の矢印方向）に移動することによ
り、原稿面１０ａの像を読み取る。また、撮像レンズ６
は、レンズ駆動部３２（図１１参照）の駆動によって、
光軸方向に移動可能に設けられており、後述する高さ検
出によって得られるブック原稿１０の高さに応じて移動
され、ラインセンサ７上に常に合焦状態で原稿面１０ａ
の像を結像する。高さ検出ミラー５は、原稿台１の奥側
で副走査方向に伸び、原稿台１の原稿載置面に対してお
よそ４５°の角度で傾斜して設置されており、原稿台１
に載置されたブック原稿１０の天部面１０ｂを映す。ミ
ラー５に映されたブック原稿１０の天部面１０ｂの像
は、原稿面１０ａとともに、レンズ６によって投影され
る。ラインセンサ７は、投影された原稿面１０ａ及びミ
ラー５に映された天部面１０ｂの像を読み取るだけの十
分な長さを有しており、走査移動によって、原稿面１０
ａ及び天部面１０ｂの像を同時に読み取る。なお、本実
施例では、ラインセンサを用いたものを示したが、これ
に代えてエリアセンサを用いてもよい。

【０００９】ブック原稿１０の原稿面１０ａは、見開い
て原稿台１上に載置されると、高さ方向に湾曲する。こ
のため、原稿面１０ａの像は、副走査方向に縮んでしま
い、また、主走査方向の像の長さは原稿の高さが高い部
分では長く、原稿の高さが低い部分では、短くなるとい
った画像の歪みが生じる。さらに、撮像装置２から原稿
面１０ａまでの距離も原稿の高さによって変化するの
で、原稿の高さに応じたピント調整が必要となる。この
ような問題を解決するため、副走査方向の各位置でのブ
ック原稿１０の高さを検出し、この高さに応じて、画像
の歪みの補正、及び、ラインセンサ７に結像される像の
ピント調整を行う。

【００１０】図５は、本実施例の高さ検出処理の原理を
示す図である。ミラー５には、ブック原稿１０の天部面
１０ｂの像１１が映され、ミラー５に映された天部面１
０ｂの像１１をラインセンサ７で読み取ることによっ
て、ブック原稿１０の高さの分布を求める。

【００１１】図６は、撮像装置２によって読み取った画
像データの様子を示す。同図において、ａは原稿面１０
ａの像、ｂは原稿台１の像、ｃはミラー５に映った背景
部の像、ｄはミラー５に映った天部面１０ｂの像、ｅは
原稿の位置合わせ基準、ｆは右側面１０ｆの像、ｆ’は
左側面１０ｆ’の像を示す。原稿面の像ａと原稿上部側
面の像ｄは原稿の高さ変化により、主走査方向に湾曲し
たように読み取られる。原稿面１０ａと原稿天部面１０
ｂは、一般に白色に近い紙であるので白く読み取られ
る。それに対して、原稿地肌より濃く着色されている原
稿台１、及びミラー５に映る背景部の像ｃは反射光量が
少なくなり、黒く読み取られる。

【００１２】図７は、図６において、点線で示す位置の
画像をラインセンサ７で読み取った場合の主走査方向の
１ライン分の出力の様子を示す。横軸にラインセンサ７
の撮像素子のアドレス、縦軸に各画像素子の出力（像の
照度）を取っている。図中（１）はミラー５上に映った
背景部の像ｃ、（２）はミラー５上に映った原稿上部側
面の像ｄ、（３）は原稿面１０ａの像ａ、（４）は原稿
台１の像ｂの各像のラインセンサ７上での領域を示す。
Ｄｔｈ１は、原稿１０の像か他の像かを判別するための
所定のしきい値であり、Ｄｔｈ２は、原稿天部面１０ｂ
の像ｄか原稿面１０ａの像ａかを判別するための所定の
しきい値である。ｎ１はしきい値Ｄｔｈ１を越える出力
の撮像素子の最小のアドレス値、即ち、原稿天部面１０
ｂの像１１における原稿面１０ａの上部エッジが結像さ
れる位置を示す値である。ｎ４は原稿の位置合わせ基準
に対応する撮像素子のアドレス値であり、固定の値であ
る。（ｎ４−ｎ１）が原稿高さに相当する画素数であ
る。この各ラインの（ｎ４−ｎ１）の値から原稿の高さ
分布データ（図７参照）を求める。この高さ分布データ
から、原稿の高さ変化によって生じる画像の歪みを補正
するための画像歪み補正係数と、原稿の高さ変化によっ
て生じるデフォーカスを無くすよう、撮像レンズ６を上
下方向に駆動するための自動焦点調整（ＡＦ）制御用デ
ータとを算出する。また、（ｎ３−ｎ２）は原稿面１０
ａの主走査方向における長さに相当する画素数であり、
原稿サイズ検出の元となるデータである。実際に出力さ
れる主走査方向の長さは、各ラインで検出された原稿の
主走査方向の長さ（ｎ３−ｎ２）に、そのラインでの高
さに応じた補正係数を掛けて、変倍したものとなる。

【００１３】図８は、各ラインの主走査方向出力より求
められた原稿高さ（ｎ４−ｎｌ）を副走査方向にプロッ
トして得た高さ分布データの例である。縦軸は、原稿高
さ（ｎ４−ｎ１）であり、横軸は、副走査方向における
位置である。Ｘ１及びＸ２は、それぞれ、原稿面１０ａ
と、左右原稿側面１０ｆ，１０ｆ’との境界を示してお
り、この境界Ｘ１及びＸ２を次のようにして求める。

【００１４】図９は、図８のデータにおける隣合う原稿
高さ（ｎ４−ｎ１）の差分ｄの分布を示す。説明を簡単
にするために、図８の高さ分布データのグラフ上に示し
た３２ポイントのみの場合を示している。この原稿高さ
（ｎ４−ｎ１）の差分を取るポイント数は、右側面１０
ｆ、左側面１０ｆ’（原稿面の左右端部）を検出するの
に十分なポイント数であれば、どのような値に設定して
もよい。図８では、図７の左側のポイントから、その右
隣のポイントとの差分を順番に取っており、原稿の高さ
が増加している部分を正の値、減少している部分を負の
値として示している。この図では、中央の綴じ部及び左
右の原稿側面１０ｆ，１０ｆ’では高さの変化が大き
く、従って、差分の値が大きくなっている。図８に示さ
れるグラフにおいて、さらに、左側のポイントから、そ
の右隣のポイントとの差分を順番に取って、その差が所
定値を越えたポイントを原稿面１０ａと左右原稿側面１
０ｆ，１０ｆ’との境界であるＸ１及びＸ２の候補ポイ
ント（このポインを変曲点という）とする。次に、中央
の綴部を左右原稿側面１０ｆ，１０ｆ’と誤認識しない
よう、図に示すように左右頁の略中央に点Ｘ３，Ｘ４を
設定し、点Ｘ３からＸ４までの間にある候補ポイントを
削除する。このようにして、原稿面１０ａと左右原稿側
面１０ｆ，１０ｆ’との境界であるＸｌ及びＸ２を求め
る。

【００１５】図１０は、原稿の高さデータより原稿の副
走査方向の縮み量を求める方法を示す図である。高さを
有するブック原稿は、原稿の中央部など読み取り部に対
して傾斜した面を有するため、原稿の真上から読み取っ
た場合には、実際の原稿サイズより副走査方向に縮んで
読み取られる。このため、実際の副走査方向の原稿サイ
ズを求めるために、（Ｘ２−Ｘ１）に副走査方向の縮み
量を加える。この縮み量の求め方を次に説明する。同図
において、原稿の高さデータの測定点が多い場合には、
原稿面の実際の長さΔＬは、隣合う測定点の副走査方向
長さΔＸにその間の高さの差分Δｈを加えた、以下の式
で近似できる。 ΔＬ＝ΔＸ＋Δｈ そして、高さの差分Δｈ（＝ΔＬ−ΔＸ）はその点での
副走査方向の縮み量ｃｔに近似したものとなり、上記式
において、各ポイントでのΔｈをすべてのポイントにつ
いて求めて加算することにより、原稿全体の縮み量ｃｔ
を求めることができる。副走査方向の原稿サイズＳｓ
は、原稿境界の差（Ｘ２−Ｘ１）に、原稿の縮み量ｃｔ
を加えた値として次式により求められる。 Ｓｓ＝（Ｘ２−Ｘ１）＋ｃｔ

【００１６】また、主走査方向の原稿サイズＭｓは、図
７のｎ３，ｎ２と高さの関数ｆ（ｈ）を用いて、Ｍｓ＝
（ｎ３−ｎ２）＊ｆ（ｈ）として求められる。高さの関
数ｆ（ｈ）については、詳細説明を省略する。このよう
に求められた原稿サイズＳｓ，Ｍｓが実際の原稿サイズ
となる。

【００１７】図１１は制御部における回路のブロック構
成を示す。本実施例においては、ラインセンサ７は、実
際の画像読み取りのスキャン動作（本スキャン動作）の
前に、ブック原稿１０の副走査方向の各位置での高さを
検出するために、予備スキャン動作を行う。予備スキャ
ンによって得られるラインセンサ７の出力（画像デー
タ）は、各ライン毎にアドレス１の撮像素子から順に、
Ａ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換された後、比較器２
２に入力される。比較器２２には、ＣＰＵ２３によって
上述したしきい値Ｄｔｈ１，Ｄｔｈ２が予め設定されて
いる。比較器２２にしきい値Ｄｔｈ１を越えるレベルを
有する画素データが入力されると、カウンタ２４のカウ
ント値がメモリ２８の所定アドレスに取り込まれる。カ
ウンタ２４は、ラインセンサ７に与えられるドットクロ
ックに同期してカウントを実行するものであり、カウン
タ２４のカウント値は、比較器２２で比較される画像デ
ータのアドレスを示している。

【００１８】ＣＰＵ２３は、各ライン毎に、メモリ２８
に取り込んだカウント値の中で最小値をｎ１と認識し
て、各ライン毎のｎ１をメモリ２８に記憶する。このｎ
１と基準位置アドレスｎ４との差によって、ブック原稿
１０の各ラインでの高さが求められる。また、比較器２
２にしきい値Ｄｔｈ２を越えるレベルを有する画素デー
タが入力されると、カウンタ２４のカウント値がメモリ
２８の別の所定アドレスに取り込まれる。ＣＰＵ２３
は、各ライン毎に、メモリ２８に取り込んだカウント値
の中で最小値をｎ２、最大値をｎ３と認識して各ライン
毎のｎ２，ｎ３をメモリ２８に記憶する。このｎ２とｎ
３との差によってブック原稿１０の各ラインでの主走査
方向の長さを求めることができる。

【００１９】また、ＣＰＵ２３は、ＣＣＤラインセンサ
７が現在撮影している原稿の副走査方向位置Ｘを検出
し、その副走査方向位置Ｘは、メモリ２８に記憶され
る。本スキャン動作によって得られるラインセンサ７の
画像データは、各ライン毎に、アドレス１の撮像素子か
ら順に、Ａ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換された後、
数ライン分の画像データを記憶可能なバッファメモリ２
９に順次書き込まれる。書き込まれた画像データは、先
に説明したブック原稿１０の上側の面の画像データを含
むものであるため、上側の面の画像データを削除し、原
稿面１０ａの画像データのみが画像処理回路３０によっ
て順次読み出され、適宜補正処理を受けてプリンタ３１
に出力され、プリントされる。上記の画像処理回路３０
での補正処理は、予備スキャンによって得られた各ライ
ンのカウント値ｎ１に基づいて、主走査方向及び副走査
方向の画像の歪みを補正するものである。

【００２０】また、ＣＰＵ２３は、本スキャン動作中に
は、カウント値ｎｌに基づいて、レンズ駆動部３２に制
御信号を出力し、ラインセンサ７の読み取り位置に応じ
て、レンズを移動させて、ラインセンサ７上に常に原稿
面１０ａの画像が合焦伏態で結像するようにする。さら
に、ＣＰＵ２３は、上述のように、高さ分布データよ
り、原稿の左右に位置する消去すべき原稿側面１０ｆ，
１０ｆ’の境界位置Ｘ１，Ｘ２を検出し、そして、画像
処理回路３０を制御して左右原稿側面１０ｆ，１０ｆ’
の画像の消去処理を行う。さらに、ＣＰＵ２３は、主走
査方向の原稿サイズＭｓと副走査方向の原稿サイズＳｓ
とを求め、その原稿サイズを外部の出力装置に画像処理
回路３０を介して出力する。さらに、ＣＰＵ２３は、セ
ンサ移動部２５及びランプ制御部２７に制御信号を出力
し、ラインセンサ７のスキャン移動及び照明部３のラン
プ点灯を制御する。

【００２１】図１２は、上記のように構成された画像読
み取り装置のＣＰＵ２３によって制御される読み取り動
作の手順を示すフローチャートである。操作パネル４か
ら読み取り動作の開始が入力されると、ＣＰＵ２３はラ
ンプ制御部２７を介して照明部３のランプを点灯し、ブ
ック原稿１０を照明する（＃１）。次いで、センサ移動
部２５に対して予備スキャンの開始を指示し（＃２）、
各読み取りライン毎のカウント値ｎ１，ｎ２，ｎ３のサ
ンプリングを行う。この動作では、ＣＣＤラインセンサ
７を一端より副走査方向に移動させながら、ミラー５に
映った原稿側面と原稿面１０ａとの撮影を行い、カウン
ト値ｎ１，ｎ２，ｎ３をメモリ２８に記憶する（＃
３）。全てのラインについて一定周期で、＃３の動作を
繰り返し、全てのラインについて処理が終了した時点を
予備スキャンの終了とする。

【００２２】予備スキャンが終了したならば（＃４でＹ
ＥＳ）、サンプリングしたカウント値ｎ１より、図８に
示す高さ分布データを求める（＃５）。次に、この高さ
分布データから、図９に示すように所定のポイントでの
高さの差分ｄを求め、その差分ｄから、原稿面１０ａと
左右原稿側面１０ｆ，１０ｆ’との境界の位置（Ｘ１，
Ｘ２）を求める（＃６）。ＣＰＵ２３によるこの処理が
原稿面の左右端部の検出手段に相当する。その後、副走
査方向の縮み量ｃｔを演算し、副走査方向の原稿サイズ
Ｓｓを求め、各ラインについて求められた主走査方向の
長さ（ｎ３−ｎ２）に高さの関数ｆ（ｈ）を掛けて、主
走査方向の原稿サイズＭｓを求める（＃７）。上記の動
作が終了すると、次に、センサ移動部２５に対して本ス
キャンの開始を指示し、ラインセンサ７を予備スキャン
とは反対の方向に走査移動させ、ブック原稿１０を撮影
する本スキャンを行う（＃８）。

【００２３】本スキャン動作中には、ＣＰＵ２３は、＃
５の処理で得た高さ分布データに基づいて、レンズ駆動
部３２に制御信号を出力してレンズ６のピント調整を実
行するとともに（＃９）、本スキャン動作によって得た
画素データの歪み等を補正するために、画像処理回路３
０に対して、高さデータに基づいて補正量を設定する。
なお、このとき、＃６によって求められた境界位置（Ｘ
１，Ｘ２）の外側部分である左右原稿側面１０ｆ，１０
ｆ’については、ラインセンサ７の出力を行わないよう
ＣＰＵ２３で制御することにより、左右原稿側面１０
ｆ，１０ｆ’と判断された画像を消去する（＃１０）。
全てのラインについて本スキャン動作が終了すると（＃
１１でＹＥＳ）、ランプを消灯し（＃１２）、画像読み
取り動作を終了する。

【００２４】なお、本発明は、上記の実施例に限られず
種々の変形が可能であり、例えば、上記では原稿の撮影
を原稿の見開き状態で左右ページを一括して行うものを
示したが、原稿の綴じ部を中心として左右のページを各
々独立して撮影するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る画像読み取り
装置によれば、原稿の左右側面を除いた原稿表面から原
稿サイズを算出しているので、ブック原稿の厚さによら
ず正確な原稿サイズ検出を行うことができ、正しい画像
再現が可能となる。また、原稿面の傾斜による原稿読み
取り時の縮み量に基づいて原稿サイズを算出しているの
で、原稿面が傾斜している場合であっても正確な原稿サ
イズ検出を行うことができ、正しい画像再現が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像読み取り装置の全
体構成図である。

【図２】画像読み取り装置にブック原稿を載置した様子
を示す図である。

【図３】画像読み取り装置を前方から見た概略構成図で
ある。

【図４】画像読み取り装置を側方から見た概略構成図で
ある。

【図５】本実施例の高さ検出の原理を示す図である。

【図６】画像読み取り装置で読み取った画像データの様
子を示す図である。

【図７】センサに読み取られた主走査方向の１ライン分
の出力例を示す図である。

【図８】原稿の高さ分布データ例を示す図である。

【図９】隣合う高さデータの差分の分布を示す図であ
る。

【図１０】原稿の高さデータより原稿の副走査方向の縮
み量を求める方法を示す図である。

【図１１】画像読み取り装置の回路ブロック図である。

【図１２】画像読み取り装置の動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 原稿台 ５ 傾斜ミラー（測距手段） ７ ＣＣＤラインセンサ（撮像手段） １０ ブック原稿 ２３ ＣＰＵ（端部検出手段） ３０ 画像処理回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 H04N 1/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
   により読み取る画像読み取り装置において、 原稿を読み取る撮像手段と、 原稿の高さを測定する測距手段と、 前記測距手段により測定された原稿高さデータから高さ
   の変曲点を求め、この変曲点に基づいて原稿面の左右端
   部を検出する端部検出手段と、 原稿面の領域から左右端部の外側の領域を除いた領域の
   長さと、前記測距手段により測定された複数点における
   原稿高さデータから求められる前記撮像手段により原稿
   が実際の原稿サイズより縮んで読取られることによる原
   稿全体の縮み量とに基づいて原稿サイズを算出する原稿
   サイズ算出手段とを備えたことを特徴とする画像読み取
   り装置。
2. 【請求項２】 前記原稿サイズ算出手段は、前記光学的
   走査の副走査方向の原稿サイズは前記長さと縮み量とに
   基づいて算出し、主走査方向の原稿サイズは原稿面の主
   走査方向の長さに高さに応じた補正係数を掛けて算出す
   る、ことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装
   置。