JP5222795B2 - 画像読取方法および画像読取システム - Google Patents

Description

本発明は、オフィスや家庭の文書、もしくは伝票や郵便物、紙幣などの帳票類、その他の立体物を、エリアイメージセンサを用いたカメラで読取り、補正、加工する画像読取方法および画像読取システムに関する。

上向きに置かれたドキュメントを支柱に固定されたイメージセンサで真上から読み取る非接触型のスキャナ装置は、フラットベッドスキャナと比べると、多様なサイズや厚さの用紙が混在している場合にスキャンする手間を少なくできるため、多様な帳票を扱う金融機関の窓口業務などで活用されている。
非接触型のスキャナ装置は、照明条件や文書の位置・形状などによって読み取った画像データには不要な歪みや影などの輝度ムラ(Shade:シェード)が発生する。また、環境光の色の違いにより、読取った画像データの色合いが変化する。そのため、キャリブレーションを行うことで環境光の影響を取り除く必要がある。一般的なキャリブレーション方法としては、原稿台に白紙を置き読み込ませることでホワイトバランスデータやシェーディングデータの取得を行い、該ホワイトバランスデータを用いて原稿画像のホワイトバランスデータ補正を行い、該シェーディングデータを用いて原稿画像のシェーディング補正を行っている。しかし、照明環境が変化するたびに白紙を置くのは手間がかかることや、白紙は汚れや紛失の問題があるため、不要にしたいとのニーズがある。
従来技術としては、特許文献1のように、原稿台の反射率を用いて原稿台の読取画像データから白紙のシェードを推定し、シェーディングデータを生成するものがある。
また、特許文献２や特許文献3のように、読取台上に表示部を設け、キャリブレーション時は白を表示しこれを読み取って補正データを求めるものがある。

特開２００８−１９９５５６号公報 特開２００８−６１１７０号公報 特開２００４−２００８４２号公報

白紙を用いずに原稿台のみでホワイトバランスデータを取得する場合、原稿台の輝度値ではホワイトバランスが取れるが、白紙のような高輝度領域ではホワイトバランスが取得できないという課題がある。
また、シェーディングデータに関しては、白紙に発生する影に対して原稿台に発生する影は輝度値が低いため、白紙のシェーディング補正に直接用いることができないという課題がある。
そして、上記特許文献1の方法では、原稿台輝度値に対して一律の計数を乗算するため、イメージセンサの出力値が非線形の場合には適用できない、という課題がある。
また、特許文献２や特許文献3の方法では、表示部が必要になりコストがかかるとともに、表示部で白を表示させる際、高精細カメラで読み取って一様になるレベルで均一に表示させることは難しいという問題がある。

本発明は、これらの課題を解決するために、白紙無しでホワイトバランス調整およびシェーディングデータ取得を行う画像読取方法、および画像読取システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像読取方法は、撮像対象物を置く原稿台と、入射光量に対応する信号を出力するイメージセンサと、該イメージセンサで原稿台及び原稿台に置かれた原稿をカラー撮影するカメラを用いる画像読取方法において、原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を白紙推定テーブルとして保持しておき、原稿台を撮影して原稿台画像を取得し、前記白紙推定テーブルを用いて該原稿台画像を変換した白紙相当画像を生成し、該白紙相当画像と前記撮影した原稿台画像とを用いてホワイトバランスデータを生成するものである。
そして、例えば、前記白紙推定テーブルは、同一の撮影条件で撮影した原稿台画像と白紙画像とを用いて計算することにより生成するものである。
また、例えば、前記ホワイトバランスデータは、無彩色を撮影した際のRレベル、Gレベル、Bレベル各信号レベルを、基準信号レベルに合わせるための係数を算出することで生成するものである。
本発明の画像読取方法においては、前記撮像対象物を置く原稿台は、原稿の読取り領域の外側に、枠外黒色部および基準マークを備えており、前記白紙相当画像および前記撮影した原稿台画像に加えて、前記枠外黒色部の輝度値および前記基準マークの輝度値を用いてホワイトバランスデータを生成してもよい。
本発明の画像読取方法においては、さらに、前記ホワイトバランスデータと、前記白紙推定テーブルを用いて前記撮影した原稿台画像を変換した白紙相当画像とを用いてシェーディングデータを生成するものである。
さらに、原稿台に置かれた原稿を撮影して原稿画像を取得し、前記ホワイトバランスデータを用いて該撮影した原稿画像のホワイトバランス補正を行い、前記シェーディングデータを用いて該撮影した原稿画像のシェーディング補正を行うものである。

本発明の画像読取システムは、撮像対象物を置く原稿台と、入射光量に対応する信号を出力するイメージセンサと、該イメージセンサで原稿台及び原稿台に置かれた原稿をカラー撮影するカメラを備える画像読取システムにおいて、原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を記憶する白紙推定テーブルと、原稿台を撮影した原稿台画像を前記白紙推定テーブルを用いて変換して白紙相当画像を生成し、該白紙相当画像と前記原稿台画像とを用いてホワイトバランスデータ生成するホワイトバランスデータ生成部と、該ホワイトバランスデータを用いて原稿台に置かれた原稿を撮影した原稿画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正部とを備えるものである。
本発明の画像読取システムは、さらに、同一の撮影条件で撮影した原稿台画像と白紙画像とを用いて原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を計算することにより白紙推定テーブルを生成する白紙推定テーブル生成部を備えてもよい。
本発明の画像読取システムにおいては、さらに、前記ホワイトバランスデータと、前記白紙推定テーブルを用いて前記撮影した原稿台画像を変換した白紙相当画像とを用いてシェーディングデータを生成するシェーディングデータ生成部と、該シェーディングデータを用いて前記原稿画像のシェーディング補正を行うシェーディング補正部とを備えるものである。
また、本発明の画像読取システムにおいては、さらに、前記撮像対象物を置く原稿台は、原稿の読取り領域の外側に、枠外黒色部および基準マークを備えるものであり、前記ホワイトバランスデータ生成部は、前記白紙相当画像および前記撮影した原稿台画像に加えて、前記枠外黒色部の輝度値および前記基準マークの輝度値を用いてホワイトバランスデータを生成してもよい。

本発明によれば、原稿台画像を白紙の画像になるよう演算を行うことで、白紙読取り画像データを用いたシェーディングデータに近似させることができるため、このように生成したシェーディングデータで補正することで白紙読取り画像データを用いたシェーディング補正と同等の出力を得ることができる。その結果、校正時に白紙を置く手間を省くことができ、使い勝手の向上が図れる。

本発明の画像読取システムの機能ブロック図 画像読取装置の模式図 画像処理装置のハードウェアブロック図 本発明の白紙推定テーブル生成部の機能ブロック図 白紙推定テーブルのデータ保持形式を示す図 白紙推定テーブル生成のフローチャート 本発明のホワイトバランスデータ生成部の機能ブロック図 ホワイトバランスデータのデータ保持形式を示す図 白紙相当画像の生成フローチャート ホワイトバランスデータ算出のフローチャート ホワイトバランス補正のフローチャート 無彩色撮影時のホワイトバランス調整前後の出力値を示す図 本発明のシェーディングデータ生成部の機能ブロック図 シェーディングデータ生成のフローチャート シェーディング補正のフローチャート シェーディング補正前後の出力値を示す図

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は画像読取システムの機能を表す図である。画像読取システムは、画像読取装置11と画像処理装置12で構成される。
画像読取装置11は、画像取得部101、画像取得命令発行部102、および通信部103から成る。画像取得部101は、カメラを用いて画像の取得を行う。画像取得命令発行部102は、画像処理装置12からの命令を受け画像取得部101に対して画像取得命令を発行する。通信部103は、画像処理装置12から画像取得命令を受信したり、画像を画像処理装置12へと配送したりする。
画像処理装置12は、通信部302、白紙推定テーブル生成部104、ホワイトバランスデータ生成部105、シェーディングデータ生成部106、ホワイトバランス補正部110、シェーディング補正部111から成る。
画像処理装置12における処理段階としては、初回登録時に1度行う処理、環境光が変化する度に行う処理17、原稿が読み込まれる度に行う処理18がある。初回登録時に1度行う処理には、白紙推定テーブルの生成がある。環境光が変化する度に行う処理17には、ホワイトバランスデータ生成とシェーディングデータ生成がある。原稿が読み込まれる度に行う処理18には、ホワイトバランス補正とシェーディング補正がある。
通信部302は、画像読取装置11へと画像取得命令の発行を行ったり、画像読取装置11が撮像した画像を取得したりする。白紙推定テーブル生成部104は、通信部302を通じて得られた白紙画像13と原稿台画像14を用いて、白紙推定テーブル107の生成を行う。白紙推定テーブル生成部104の詳細説明に関しては、図4から図６にて説明する。ホワイトバランスデータ生成部105は、白紙推定テーブル107と原稿台画像14を用いて、ホワイトバランスデータ１０８の生成を行う。ホワイトバランスデータ生成部の詳細な説明に関しては図７から図10にて説明する。シェーディングデータ生成部106は、原稿台画像14と、白紙推定テーブル107と、ホワイトバランスデータ108を用いてシェーディングデータ109を生成する。シェーディングデータ生成部106の詳細な説明は、図13から図14にて行う。ホワイトバランス補正部110は、ホワイトバランスデータ108を用いて原稿画像１５のホワイトバランス補正を行う。ホワイトバランス補正部110の詳細な説明は図11にて行う。シェーディング補正部111は、シェーディングデータ109を用いてホワイトバランス補正後の原稿画像15のシェーディング補正を行う。シェーディング補正部111の詳細な説明は、図15にて行う。原稿画像15は、ホワイトバランス補正部110においてホワイトバランス補正が行われ、シェーディング補正部111においてシェーディング補正を行うことで、輝度ムラが無く色合いの変化がない補正済画像16となる。

図2は画像読取システムの画像読取装置11の模式図である。画像読取装置11はカメラ部201とそれを固定する支柱202と撮像物を置く原稿台203、原稿台上のカメラ撮像範囲204の内にある読取り領域205と、基準マーク206とで構成される。原稿は読取り領域205に置いて撮影する。読取り画像データにはカメラ撮像範囲の画像が収まっている。つまり、画像を読み取ると読取り領域205だけでなく、その外側の基準マーク206の画像データも取得することができる。
原稿台203は原稿との区別が容易な色が望ましく、黒色(反射率Rは0.05以下)が望ましい。基準マーク206はホワイトバランスデータを算出する際の基準として用いる。ここでは説明を簡単にするために、基準マーク206を白色(反射率1.0)とするが、反射率が既知であればその反射率を基に白に変換して計算できる。
従来、白紙を読取った画像データをシェーディングデータとして使用していたが、シェーディングという照明ムラ等の歪みは、白でない色でも同様に発生する。つまり、白でない色で発生したシェーディングを用いても、照明ムラ等の歪みを除去できる。
但し、反射率が低いとSN比が悪くノイズばかりとなる。そのため、原稿台の読取り領域205の反射率Rは0.05(5%)以上で行うことが考えられる。また、原稿台反射率Rを1.0にすると、原稿と原稿台の境界を見つけにくい。原稿の反射率は実際には1.0(100%)にはならず、90〜75%程度と考えられるので、原稿台の読取り領域205の反射率Rは75%以下にすることが考えられる。
白でない(反射率5%以上75%以下の)原稿台読取り領域205をシェーディング読取り媒体と兼ねることで、白紙を不要にできる。

図3は画像読取システムの画像処理装置12のハードウェア構成を表す図である。画像処理装置は、演算装置CPU301、通信部302、電源303、ハードディスクドライブ等の外部記憶装置304、キーボード305、ディスプレイ306、およびメモリ307からなる。
画像処理装置12は、通信部302を通じて画像読取装置11への読取り命令発行や、画像の取得を行う。CPU301はキーボード305を通じて入力されたユーザからの画像取得要求を解釈し、通信部302を通じて画像読取装置11へと発行する。画像取得要求の発行は、グラフィカルインタフェース(GUI)を用いてマウスで発行することもできるし、画像読取装置に画像取得スイッチを設けてスイッチを押下することで発行することもできる。また、CPUは外部記憶装置304に格納されているプログラムをメモリ307に格納して実行することによって、プログラムの指示に従って通信部302を通じて取得した画像の補正を行い、補正済画像16を外部記憶装置306へ蓄積したり、ディスプレイ306に表示したりする。

図4は、原稿台画像14を白紙相当の画像に変換するための白紙推定テーブル107を算出する、白紙推定テーブル生成部104の機能を表すブロック図である。
白紙推定テーブル生成部104は、原稿台画像取得部401、読取り領域画像抽出部402、白紙画像取得部403、白紙領域画像抽出部404、白紙推定テーブル算出部407、白紙推定テーブル書出し部408からなる。原稿台画像取得部401は、通信部302を通じて画像読取装置11から原稿台画像14を取得する。白紙画像取得部403は、通信部302を通じて画像読取装置11から白紙画像13を取得する。読取り領域画像抽出部402は、原稿台画像14に含まれているカメラ撮像範囲204の画像から、読取り領域205の領域のみを読取り領域画像405として抽出する。白紙領域画像抽出部404は、白紙画像13に含まれているカメラ撮像範囲204の画像から、白紙の領域のみを白紙領域画像406として抽出する。なお、白紙は読取り領域全面に置くことが望ましいが、読取り領域の半分など一部にのみ置いても良い。白紙を一部に置く場合は、白紙画像13から白紙領域画像406として抽出した範囲と同一の範囲を、原稿台画像14から読取り領域画像405として抽出する必要がある。白紙推定テーブル算出部407は、読取り領域画像405と白紙領域画像406から、白紙推定テーブル107の算出を行い、メモリ307上へと保存する。白紙推定テーブル書き出し部408は、メモリ307上の白紙推定テーブル107を、外部記憶装置304へと保存する。

図5は、白紙推定テーブル107の保持形式を表す図であり、数値は一例を表す。白紙推定テーブルは、原稿台輝度値Ｉｇ501、原稿台輝度値に対応する白紙輝度値Ｉｗ502、および原稿台輝度値が同一であるデータのデータ数Ｄｇ503が保持されている。

次に、図6を用いて、白紙推定テーブル算出部407における白紙推定テーブル107の生成手順を、説明する。白紙推定テーブル107は、画像読取装置11の入出力特性を示すテーブルであり、機器固有である。従って、白紙推定テーブルの算出は、工場出荷時や初回校正時に1度行えば良い。以下の説明では簡単のため白紙推定テーブルを輝度により求める例を示すが、画像読取装置11の出力各色(R,G,BやCMY、R,Gr,Gb,Bなど)毎に算出しても良い。
白紙推定テーブル算出部407は、プログラムを開始601すると、読取り領域画像抽出部402から読取り領域画像405を取得602し、白紙領域画像抽出部404から白紙領域画像406を取得603する。次に、画像の左上を原点とし、主走査方向をx、副走査方向をyとする座標を取り、読取り領域画像上の位置(x,y)の輝度値Igを取得する604。位置(x,y)は、初期値として原点(0,0)が代入されており、以下の説明でも断りがない限り初期値として(0,0)が代入されているものとする。次に、白紙推定テーブル407を参照し、Igに対応する白紙輝度値Iw502とデータ数Dg503を取得する。例えば図5の例では、原稿台輝度値Igが2である場合、白紙輝度値Iwは6でありデータ数Dgは25である。取得した白紙輝度値Iwと、データ数Dgを乗算し、結果をIwTempとして保持する606。次に、白紙領域画像406において、位置(x,y)の輝度値IwNewを取得し607、IwTempに加算608し、データ数Dgに1を加算609する。そして、IwTempをDgで除算し、結果をIwに格納610し、白紙推定テーブル107の白紙輝度値502にIwを、データ数503にDgを、それぞれ登録611する。xに1を加算612し、xが画像幅を超えていないかを判定613し、超えていない場合は604から612の手順を繰り返す。xが画像の主走査方向幅(画像幅)を超えた場合、xに0を代入し、yに1を加算615する。yが画像の副走査方向の幅(画像縦幅)を超えていないかを判定し、超えていない場合は604から615を繰り返す。yが画像縦幅を超えた時点で、プログラムを終了617する。

次に、白紙推定テーブル107を用いたホワイトバランス調整およびシェーディング補正について、説明する。ホワイトバランス調整、およびシェーディングデータ生成は、環境光が変化する度に行う必要がある。例えば、画像読取装置11の周囲にモノが置かれた時や、新たに照明を設置した時などに行う必要がある。
ホワイトバランス調整は無彩色箇所における各色(R,G,B)の出力が同一となるように調整する処理である。原稿台画像のみを用いてホワイトバランス調整を行うと、原稿台の反射率(0.05から0.75までにおけるホワイトバランスを取ることは可能であるが、白紙の反射率(0.75以上)のホワイトバランスを取ることができない。この問題を解決するため、白紙相当の画像を用いることで白紙領域のホワイトバランス調整を可能とする。

図７は、ホワイトバランスデータを生成するホワイトバランスデータ生成部105の機能を示すブロック図である。ホワイトバランスデータ生成部105は、原稿台画像取得部801、白紙推定テーブル取得部802、黒色部輝度値取得部803、白紙相当画像生成部804、基準マーク輝度値取得部805、読取り領域輝度値取得部806、補間部807、ホワイトバランスデータ書込部808からなる。
原稿台画像取得部801は、通信部302を通じて画像読取装置11から原稿台画像14を取得する。白紙推定テーブル取得部802は、外部記憶装置304に格納されている白紙推定テーブル107を取得する。白紙相当画像生成部804において、原稿台画像14と白紙推定テーブル107を使用して、白紙相当画像19を生成する。黒色輝度値取得部803は、カメラ撮像範囲204内の、読取り領域205および基準マーク206を除いた外周部の各色輝度値を取得する。基準マーク輝度値取得部805は、基準マーク206の各色輝度値を取得する。基準マーク206が複数設置されている場合は、基準マーク毎に各色輝度値を扱っても良く、平均値としても良い。読取り領域輝度値取得部806は、原稿台画像14および白紙相当画像19の読取り領域205の各色輝度値を取得する。読取り領域の輝度値は、4角や最大値、最小値を取得し使用しても良く、輝度ムラがあり輝度値が変化している場合は基準色(例えば緑)の輝度値毎に他の色(例えば赤、青)の輝度値を取得することでデータ数を増やすことが可能となる。補間部807は、黒色部輝度値取得部803と基準マーク輝度値取得部805と読取り領域輝度値取得部806で取得した輝度値で取得できなかった輝度値を補間する。補間方法は、3次スプライン補間や、線形補間、ニュートン補間などがあり、センサの特性に合わせた任意の補間方法を選択することができる。ホワイトバランスデータ書き込み部808は、生成したホワイトバランスデータ108を外部記憶装置304へと書き出す。

図８に、ホワイトバランスデータ108のメモリ307および外部記憶装置304上での保持形式を示す。ホワイトバランスデータ108は各色で入力値と出力値をそれぞれ保持する。色の表現は3原色(R,G,B)やベイヤー型(R,Gr,Gb,B)、減色混合(CMY)などがあるが、表現方法は同様である。ここでは3原色(R,G,B)の場合について述べる。ホワイトバランスデータ108は、Rのホワイトバランスデータ92、Gのホワイトバランスデータ93、Bのホワイトバランスデータ94をそれぞれ保持し、Rの入力値921と入力値に対応する出力値922、Gの入力値931と入力値に対応する出力値932、Bの入力値941と入力値に対応する出力値942をそれぞれ保持する。

先ず、図９を用いて、白紙相当画像生成部804の処理の流れを、説明する。白紙相当画像生成部804における処理は、白紙推定テーブル107を用いて、原稿台画像14を白紙相当画像へと変換するものである。
白紙相当画像生成部804はプログラムを開始701すると、原稿台画像取得部801を通じて原稿台画像14を取得702し、白紙推定テーブル取得部802を通じて白紙推定テーブル107を取得703する。次に、原稿台画像14の位置(x,y)での輝度値Igを取得704し、白紙推定テーブル107のIgに対応する白紙輝度値Iwを取得705し、位置(x,y)の輝度値にIwを代入706する。例えば図5の白紙推定テーブルの例では、原稿台輝度値Igが「2」である場合、白紙輝度値Iwとして「6」を取得し、位置(x,y)の輝度値に「6」を代入する。次にxに1を加算707し、xが画像幅を超えていないかを判定708し、超えていない場合は704から707を繰り返す。xが画像幅を超えた場合、xに0を代入709し、yに1を加算710し、yが画像縦幅を超えていないかを判定711する。yが画像縦幅を超えていない場合、704から710を繰り返す。yが画像縦幅を超えた時点でプログラムを終了712する。
以上により、原稿台画像14を白紙相当画像19へと変換することができる。

次に、図10に、白紙推定テーブル107を使用したホワイトバランスデータ生成部105の処理の流れを示す。ホワイトバランスは、無彩色を撮影した際の各色出力値を同一にする処理であり、基準色(例えば緑)に他の色(赤と青)を合わせる方法や、輝度Yに対して出力を同一にする方法がある。ここでは、緑に他の色を合わせる方法について述べる。ホワイトバランスデータ生成部105は、プログラムを開始1001すると、原稿台画像取得部801を通じて原稿台画像14を取得1002する。次に、黒色部輝度値取得部803において枠外の黒色部の各色輝度値(Rb,Gb,Bb)を取得1003し、基準マーク輝度値取得部805において基準マーク206の各色輝度値(Rw,Gw,Bw)を取得1004し、読取り領域輝度値取得部806にて読取り領域の輝度値(Rg,Gg,Bg)を取得1005する。次に、白紙推定テーブル取得部802を通じて白紙推定テーブル107を取得703し、原稿台画像を白紙相当画像19へと変換1007する。そして、読取り領域輝度値取得部806にて白紙相当画像19の読取り領域の輝度値(Rwe,Gwe,Bwe)を取得1008する。次に、X軸に赤の輝度値(0,Rb,Rg,Rw,Rwe,255)を、Y軸に緑の輝度値(0,Gb,Gg,Gw,Gwe,255)をプロットしたグラフを生成1009し、補間部807にてプロット間の補間を行うことで赤の0から255までの入力値921に対する出力値922を取得1010する。青に関しても同様に、X軸に青の輝度値(0,Bb,Bg,Bw,Bwe,255)を、Y軸に緑の輝度値(0,Gb,Gg,Gw,Gwe,255)をプロットしたグラフを生成1011し、補完部807にてプロット間の補間を行うことで、青の0から255までの入力値941に対する出力値942を取得1012する。緑は基準信号であるため、0から255までの入力値931に対して、線形に0から255までの出力値932が取得1013される。
この実施例では、枠外黒色部の各色輝度値(Rb,Gb,Bb)、および基準マークの各色輝度値(Rw,Gw,Bw)を含めてプロット間の補間を行っているが、本発明は、原稿台画像１４の読取り領域の輝度値(Rg,Gg,Bg)、および白紙相当画像19の読取り領域の輝度値(Rwe,Gwe,Bwe)を用いてプロット間の補間を行うことに特徴があるものである。枠外黒色部の各色輝度値(Rb,Gb,Bb)、および基準マークの各色輝度値(Rw,Gw,Bw)を併せて用いることにより、より正確な補間を行うことができる。

図10は、基準信号を緑とした場合についての処理の流れを示しているが、基準信号を赤にすることも可能である。その場合、1009においてX軸に緑の輝度値を、Y軸に赤の輝度値を取ってプロットし補間することで緑の入力値931に対する出力値932の算出が可能であり、1011においてX軸に青の輝度値を、Y軸に赤の輝度値を取ってプロットし補間することで青の入力値941に対する出力値942を算出することが可能である。また、基準信号を青とした場合も同様の手順にて各色の入力値に対する出力値を得ることが可能である。

図11に、ホワイトバランス補正部110におけるホワイトバランス補正の処理の流れを示す。ホワイトバランス補正は、画像が読み込まれる度に行う必要がある。ホワイトバランス補正部110は、プログラムを開始1101すると通信部302を通じて任意の画像15を取得1102し、ホワイトバランスデータ108を取得1103する。次に、画像上の位置(x,y)の各色輝度値(Rin,Gin,Bin)を取得1104し、ホワイトバランスデータ108の入力値(Rin,Gin,Bin)に対応する出力値(Rout,Gout,Bout)を取得1105する。例えば図８の例では、各色の入力値がそれぞれ(1,3,2)であった場合、出力値は(3,3,3)が得られる。その後、位置(x,y)の輝度値として(Rout,Gout,Bout)を代入1106する。次にxに1を加算1107し、xが画像幅を超えていないかを判定1108し、超えていない場合は1104から1107を繰り返す。xが画像幅を超えた場合、xに0を代入1109し、yに1を加算1110し、yが画像縦幅を超えていないかを判定1111する。yが画像縦幅を超えていない場合、1104から1110を繰り返す。yが画像縦幅を超えた時点でプログラムを終了1112する。

以上により、画像上の各々の点においてホワイトバランスの取れた画像を得ることができる。ホワイトバランス補正の概念を図12に示す。図12は、白紙を撮影した際の副走査方向中心の各色輝度値を、主走査方向に沿って出力したグラフを表す。ホワイトバランス調整前の各色出力1201では、各色R,G,B毎に異なる出力であったのに対し、ホワイトバランス調整後の各色出力1202は全て同じ値を得ることができる。

次に、白紙推定テーブル107を用いたシェーディングデータ生成およびシェーディング補正に関して、図13から図16を用いて説明する。
図13は、シェーディングデータ生成部106の機能を表すブロック図である。シェーディングデータ生成部106は、原稿台画像取得部801、白紙推定テーブル取得部802、白紙相当画像生成部804、ホワイトバランス補正部110、ホワイトバランスデータ取得部1301、除算部1302、シェーディングデータ書き込み部1303からなる。ホワイトバランスデータ取得部1301は、外部記憶装置304内に保存されているホワイトバランスデータ108を取得する。除算部1302は、ホワイトバランス補正後の白紙相当画像を、画素毎に基準値から輝度値を除算する。シェーディングデータ書き込み部1303は、生成したシェーディングデータ109を外部記憶装置304へと書き込みを行う。

図14を用いて、シェーディングデータ生成部106の処理の流れについて、説明する。シェーディングデータ生成部106は、プログラムを開始1401すると原稿台画像取得部801を通じて原稿台画像14を読取り1402、白紙推定テーブル取得部802を通じて白紙推定テーブル107を取得703する。原稿台画像14は白紙相当画像生成部804にて白紙相当画像19へと変換1007された後、ホワイトバランス補正部110にてホワイトバランスの補正1403が行われる。ホワイトバランス補正の手順は、図11と同様である。その後、白紙相当画像19は除算部1302において基準値(例えば255)から輝度値を除算1404する。全画素において、各色に関して基準値から除算した値を画素毎に算出し、結果画像をシェーディングデータ109として保存し、プログラムを終了1405する。シェーディングデータ109は、各色において生成しても良く、輝度Yに関して生成しても良い。

次に、図15を用いて、原稿画像15の補正処理に関して、説明する。原稿画像15は、ホワイトバランス補正110、およびシェーディング補正111を行うことにより、照明環境の影響を廃した輝度ムラのない画像を得ることができる。前記補正処理は、原稿画像15を取得する度に行う必要がある。
通信部302を通じて得られた原稿画像15は、ホワイトバランス補正部110にて図11に示す処理によりホワイトバランスの補正が行われる。ホワイトバランス補正後の原稿画像15は、シェーディングデータ109と画素毎に乗算することによりシェーディング補正1501される。これにより、輝度ムラの無い補正済画像16を得ることができる。

図16は、白紙を読取った際のシェーディング補正前後の出力値を示す概念図である。シェーディング補正前の出力値1601では輝度ムラにより出力が非線形であるのに対し、シェーディング補正後の出力値1602は補正を行うことにより一様にすることが可能となる。

本発明によれば、白紙を用いずにホワイトバランスデータ取得とシェーディングデータ取得が可能となり、原稿画像のホワイトバランス補正とシェーディング補正を行うことが可能となる。これにより、白紙を置く煩わしい手間を省くことができ、使い勝手の向上を図れる。
これにより、本発明は、オフィスや家庭の文書、もしくは伝票や郵便物、紙幣などの帳票類、その他の立体物をイメージセンサを用いたカメラで読取ることが可能になるものである。

１１・・・画像読取装置、１２・・・画像処理装置、１３・・・白紙画像、１４・・・原稿台画像、１５・・・原稿画像、１６・・・補正済画像、１７・・・環境光が変化する度に行う処理、１８・・・原稿が読み込まれる度に行う処理、１９・・・白紙相当画像、
１０１・・・画像取得部、１０２・・・画像取得命令発行部、１０３・・・通信部、１０４・・・白紙推定テーブル生成部、１０５・・・ホワイトバランスデータ生成部、１０６・・・シェーディングデータ生成部、１０７・・・白紙推定テーブル、１０８・・・ホワイトバランスデータ、１０９・・・シェーディングデータ、１１０・・・ホワイトバランス補正部、１１１・・・シェーディング補正部、
２０１・・・カメラ部、２０２・・・支柱、２０３・・・原稿台、２０４・・・カメラ撮像範囲、２０５・・・読取領域、２０６・・・基準マーク、
３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・通信部、３０３・・・電源、３０４・・・外部記憶装置、３０５・・・キーボード、３０６・・・ディスプレイ、３０７・・・メモリ、
４０１・・・原稿台画像取得部、４０２・・・読取領域画像取得部、４０３・・・白紙画像取得部、４０４・・・白紙領域画像取得部、４０５・・・読取領域画像、４０６・・・白紙領域画像、４０７・・・白紙推定テーブル算出部、４０８・・・白紙推定テーブル書出し部、
５０１・・・原稿台輝度値、５０２・・・白紙輝度値、５０３・・・データ数、
８０１・・・原稿台画像取得部、８０２・・・白紙推定テーブル取得部、８０３・・・黒色部輝度値取得部、８０４・・・白色相当画像生成部、８０５・・・基準マーク輝度値取得部、８０６・・・読取領域輝度値取得部、８０７・・・補間部、８０８・・・ホワイトバランスデータ書込み部、
９２・・・Ｒのホワイトバランスデータ、９２１・・・Ｒの入力値、９２２・・・Ｒの出力値、９３・・・Ｇのホワイトバランスデータ、９３１・・・Ｇの入力値、９３２・・・Ｇの出力値、９４・・・Ｂのホワイトバランスデータ、９４１・・・Ｂの入力値、９４２・・・Ｂの出力値、
１２０１・・・ホワイトバランス調整前の各色出力、１２０２・・・ホワイトバランス調整後の各色出力、
１３０１・・・ホワイトバランスデータ取得部、１３０２・・・除算部、１３０３・・・シェーディングデータ書込み部、
１６０１・・・シェーディング補正前の出力値、１６０２・・・シェーディング補正後の出力値。

Claims (10)

1. 撮像対象物を置く原稿台と、入射光量に対応する信号を出力するイメージセンサと、該イメージセンサで原稿台及び原稿台に置かれた原稿をカラー撮影するカメラを用いる画像読取方法において、
   同一の撮影条件で撮影した原稿台画像と白紙画像とを用いて計算した、原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を白紙推定テーブルとして保持しておき、
   原稿台を撮影して原稿台画像を取得し、
   前記白紙推定テーブルを用いて該原稿台画像を変換した白紙相当画像を生成し、
   該白紙相当画像を用いてホワイトバランスデータを生成することを特徴とする、画像読取方法。
2. 請求項１記載の画像読取方法において、
   前記白紙相当画像と、前記撮影した原稿台画像とを用いてホワイトバランスデータを生成することを特徴とする、画像読取方法。
3. 請求項２記載の画像読取方法において、
   前記ホワイトバランスデータは、無彩色を撮影した際のRレベル、Gレベル、Bレベル各信号レベルを、基準信号レベルに合わせるための係数を算出することで生成することを特徴とする画像読取方法。
4. 請求項２記載の画像読取方法において、
   前記撮像対象物を置く原稿台は、原稿の読取り領域の外側に、枠外黒色部および基準マークを備えており、
   前記白紙相当画像および前記撮影した原稿台画像に加えて、前記枠外黒色部の輝度値および前記基準マークの輝度値を用いてホワイトバランスデータを生成することを特徴とする画像読取方法。
5. 請求項２記載の画像読取方法において、さらに、
   前記ホワイトバランスデータと、前記白紙推定テーブルを用いて前記撮影した原稿台画像を変換した白紙相当画像とを用いてシェーディングデータを生成することを特徴とする画像読取方法。
6. 請求項５記載の画像読取方法において、
   原稿台に置かれた原稿を撮影して原稿画像を取得し、
   前記ホワイトバランスデータを用いて該撮影した原稿画像のホワイトバランス補正を行い、
   前記シェーディングデータを用いて該撮影した原稿画像のシェーディング補正を行うことを特徴とする、画像読取方法。
7. 撮像対象物を置く原稿台と、入射光量に対応する信号を出力するイメージセンサと、該イメージセンサで原稿台及び原稿台に置かれた原稿をカラー撮影するカメラを備える画像読取システムにおいて、
   同一の撮影条件で撮影した原稿台画像と白紙画像とを用いて計算した、原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を記憶する白紙推定テーブルと、
   原稿台を撮影した原稿台画像を前記白紙推定テーブルを用いて変換して白紙相当画像を生成し、該白紙相当画像と前記原稿台画像とを用いてホワイトバランスデータ生成するホワイトバランスデータ生成部と、
   該ホワイトバランスデータを用いて原稿台に置かれた原稿を撮影した原稿画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正部と
   を備えることを特徴とする画像読取システム。
8. 請求項７記載の画像読取システムにおいて、さらに、
   同一の撮影条件で撮影した原稿台画像と白紙画像とを用いて原稿台輝度値のそれぞれの値に対応する白紙輝度値を計算することにより白紙推定テーブルを生成する白紙推定テーブル生成部を備えることを特徴とする画像読取システム。
9. 請求項７記載の画像読取システムにおいて、さらに、
   前記ホワイトバランスデータと、前記白紙推定テーブルを用いて前記撮影した原稿台画像を変換した白紙相当画像とを用いてシェーディングデータを生成するシェーディングデータ生成部と、
   該シェーディングデータを用いて前記原稿画像のシェーディング補正を行うシェーディング補正部とを備えることを特徴とする画像読取システム。
10. 請求項７記載の画像読取システムにおいて、
    前記撮像対象物を置く原稿台は、原稿の読取り領域の外側に、枠外黒色部および基準マークを備えるものであり、
    前記ホワイトバランスデータ生成部は、前記白紙相当画像および前記撮影した原稿台画像に加えて、前記枠外黒色部の輝度値および前記基準マークの輝度値を用いてホワイトバランスデータを生成することを特徴とする画像読取システム。

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