JP6030890B2 - 画像処理ユニット、画像処理方法、およびスタンド型スキャナ - Google Patents

Description

この発明は、被写体が撮像された撮像画像を処理し、この撮像画像に存在する輝度ムラを除去した補正画像を生成する画像処理ユニット、画像処理方法、およびスタンド型スキャナに関する。

従来、身分証明書（免許証や健康保険証等）、帳票（取引伝票や契約書等）、さらには有価証券等の様々な媒体（被写体）をカメラやスキャナで撮像し、その撮像画像を保存管理することが行われている。また、必要に応じて媒体の撮像画像に対して文字認識処理を行うこともある。

例えば金融機関の窓口では、取り扱う媒体の種類が多種多様であること、および、窓口係員の業務の効率化の観点から、媒体を撮像する装置としてスタンド型スキャナを用いている。スタンド型スキャナは、読み取り面が上向きに置かれた媒体を、支柱に固定したカメラユニットで上方から撮像することで読み取る（撮像画像を得る。）非接触型のスキャナである。このスタンド型スキャナは、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おいて読み取りにかかる手間が抑えられる。

また、上述のスタンド型スキャナのように、媒体の読み取り面に太陽光や室内照明光等の外乱光が照射される環境で、この媒体の読み取り面を撮像すると、撮像画像に輝度ムラ（影や白とび）が生じることがある。この輝度ムラは、媒体の読み取り面に対する外乱光の強度や入射方向に応じて生じることから、装置の設置時に、その設置環境で媒体を撮像した撮像画像に対してキャリブレーションを行い、この撮像画像から輝度ムラを取り除く補正データ（静的補正データ）を生成し、装置本体に記憶している。媒体の撮像画像は、この補正データで補正される。この補正された画像が、保存管理や、文字認識を行う対象の画像として取り扱われる。

また、取得画像中に検出した影領域の輝度と、予め同種の媒体を記録した参照画像データの輝度と、を比較して影を補正する構成（特許文献１参照）や、読み取り時における太陽の位置情報と光線を遮蔽する物体の位置情報とに基づいて影を補正する構成（特許文献２参照）を備える装置がある。

特開２０１１−１３９３４０ 特開２０１１−１３９３３２

しかしながら、特許文献１に記載された構成は、参照画像データを記憶していない種類の媒体については、撮像画像に生じている影の領域を検出することができない。したがって、影の領域を適正に取り除く補正が行えない。このため、媒体の種類が追加される毎に、その追加された媒体について、参照画像データを取得し記憶させるキャリブレーションを行う必要があり、手間がかかる。

また、特許文献２に記載された構成は、装置本体の設置位置を変化させる等して、太陽の位置情報と光線を遮蔽する物体の位置情報とに変化が生じた場合、これらの情報を更新するキャリブレーションを行う必要があり、手間がかかる。

この発明の目的は、撮像する媒体の種類の追加、媒体の撮像位置の変化、媒体の撮像環境の変化(照明光等の変化）等が生じても、再度キャリブレーションを行うことなく、撮像画像に生じた影や白とび等の輝度ムラを適正に取り除くことができ、利用者の使い勝手を向上させた画像処理ユニット、画像処理方法、およびスタンド型スキャナを提供することにある。

この発明の画像処理ユニットは、上述の課題を解決し、その目的を達するために以下のように構成している。

領域検出部が、被写体が撮像された補正対象画像に存在する白とび領域、および影領域を検出する。領域検出部は、補正対象画像をｎ×ｍ画素で構成されるブロックに分割し、ブロック毎に代表輝度を決定した輝度マップを生成し、この輝度マップに基づいて白とび領域、および影領域を検出する。また、補正対象画像がカラー画像であれば、補正対象画像を分割したブロック毎に、そのブロックについて検出した被写体の地色に基づいて代表輝度を決定する構成にしてもよい。

白とび補正データ生成部が、領域検出部が検出した白とび領域の輝度に応じて、この白とび領域内に位置する各画素に対する白とび補正データを生成する。白とび補正データ生成部は、白とび領域の輝度を例えば予め定めた輝度に抑える白とび補正データを生成する。

また、影補正データ生成部が、領域検出部が検出した影領域の影の輝度に応じて、この影領域内に位置する各画素に対する影補正データを生成する。影補正データ生成部は、影領域の輝度を例えば予め定めた輝度に引き上げる影補正データを生成する。

動的補正データ生成部が、白とび補正データ生成部が生成した白とび補正データ、および影補正データ生成部が生成した影補正データに基づき動的補正データを生成する。

動的補正画像生成部が、補正対象画像を動的補正データ生成部が生成した動的補正データで補正した動的補正画像を生成する。

したがって、撮像する媒体の種類の追加、媒体の撮像位置の変化、媒体の撮像環境の変化(照明光等の変化）等が生じても、再度キャリブレーションを行うことなく、撮像画像に生じた影や白とび等の輝度ムラを適正に取り除くことができる。これにより、利用者の使い勝手の向上が図れる。

また、入力された被写体が撮像された撮像画像の各画素の画素値を予め定めた静的補正データで補正した補正対象画像を生成する補正対象画像生成部を設け、動的補正データ生成部が静的補正データを、白とび補正データ生成部が生成した白とび補正データ、および影補正データ生成部が生成した影補正データに加えて動的補正データを生成する構成とするのが好ましい。これにより、被写体を撮像するカメラ等の撮像装置の特性を考慮した動的補正画像を生成することができ、より適正な動的補正画像の生成が行える。

この発明によれば、撮像する媒体の種類の追加、媒体の撮像位置の変化、媒体の撮像環境の変化(照明光等の変化）等が生じても、再度キャリブレーションを行うことなく、撮像画像に生じた影や白とび等の輝度ムラを適正に取り除くことができ、利用者の使い勝手の向上が図れる。

スタンド型スキャナの外観を示す概略図である。 スタンド型スキャナの主要部の構成を示すブロック図である。 画像処理部の機能構成を示すブロック図である。 キャリブレーション時に、静的補正データの生成に用いた撮像画像を示す図である。 キャリブレーション時と同一の輝度ムラが生じている媒体の撮像画像を示す図である。 図５に示す媒体の撮像画像に対する静的補正画像を示す図である。 キャリブレーション時と異なる輝度ムラが生じている媒体の撮像画像を示す図である。 図７に示す媒体の撮像画像に対する静的補正画像を示す図である。 補正画像生成処理を示すフローチャートである。 静的補正画像を示す図である。 図１０に示す性的補正画像の輝度マップを示す図である。 影補正データ生成処理を示すフローチャートである。 影領域の検出を説明する図である。 影領域の検出を説明する図である。 影領域の検出を説明する図である。 影領域が２つ存在する静的補正画像を示す図である。 影領域が２つ存在する静的補正画像を示す図である。

以下、この発明の実施形態であるスタンド型スキャナについて説明する。

図１は、この例にかかるスタンド型スキャナの外観を示す概略図である。図２は、このスタンド型スキャナの主要部の構成を示すブロック図である。このスタンド型スキャナ１は、制御部２と、撮像部３と、画像処理部４と、画像出力部５とを備える。

制御部２は、スタンド型スキャナ１本体各部の動作を制御する。

撮像部３は、光学素子をマトリクス状に配置した撮像素子（不図示）およびこの撮像素子上に画像を結像する撮像レンズ（不図示）等を有する。撮像部３は、撮像エリア内をカラー画像で撮像する。撮像素子や撮像レンズは、アーム１１の一方の端部（上端部）に取り付けている。アーム１１の他方の端部（下端部）は、ベース筐体１２に取り付けている。撮像部３の撮像エリア１３は、図１にハッチングで示す領域である。撮像部３は、制御部２から指示された各種設定データ（シャッタースピード、ホワイトバランス値など）に基づいて、撮像エリアを撮像する。

画像処理部４は、撮像部３が撮像した撮像画像（カラー画像）を入力画像とし、この入力画像に生じている影や白とび等の輝度ムラを取り除く画像補正処理を行う。この画像処理部４が、この発明にかかる画像処理ユニットに相当する。

画像出力部５は、画像処理部４において画像補正処理が行われた補正画像を図示していない上位装置等に出力する。上位装置は、例えば文字認識装置や、記録装置である。

図３は、画像処理部の機能構成を示すブロック図である。画像処理部４は、画像入力機能部４１と、静的補正データ記憶機能部４２と、静的補正画像生成処理機能部４３と、領域検出処理機能部４４と、動的補正データ生成処理機能部４５と、動的補正画像生成処理機能部４６と、を備えている。

画像入力機能部４１は、撮像部３による媒体の撮像画像（読取画像）が入力される。この撮像画像は、カラー画像である。画像入力機能部４１は、入力された撮像画像を一時的に記憶する画像メモリを有する。

静的補正データ記憶機能部４２は、スタンド型スキャナ１本体の設置時等に行った、撮像部３が撮像した媒体の撮像画像に生じている輝度ムラ（影や白とび）を除去するキャリブレーションにより得られた静的補正データをメモリに記憶する。この静的補正データは、キャリブレーション時の撮像環境で撮像された撮像画像であれば、この撮像画像に生じている輝度ムラを除去することができる。また、この静的補正データには、撮像部３の撮像特性にかかる要素も含まれている。

静的補正データは、撮像部３が撮像した媒体の撮像画像の各画素（ｘ，ｙ）について、その画素（ｘ，ｙ）の色信号Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ）の値を、色信号Ｒ１（ｘ，ｙ），Ｇ１（ｘ，ｙ），Ｂ１（ｘ，ｙ）に変換するパラメータであり、

で示される。［数１］において、ＳＲ（ｘ，ｙ），ＳＧ（ｘ，ｙ），ＳＢ（ｘ，ｙ）は、対応する画素について定めたＲ，Ｇ，Ｂの各色信号のゲインであり、ＫＲ（ｘ，ｙ），ＫＧ（ｘ，ｙ），ＫＢ（ｘ，ｙ）は、対応する画素について定めたＲ，Ｇ，Ｂの各色信号のオフセットである。

静的補正画像生成処理機能部４３は、画像入力機能部４１に入力された撮像画像（撮像部３が撮像した媒体の撮像画像）に対して、静的補正データ記憶機能部４２が記憶する静的補正データを用いて、静的補正画像を生成する。この静的補正画像が、この発明で言う補正対象画像に相当する。静的補正画像生成処理機能部４３は、画像入力機能部４１に入力された媒体の撮像画像が、キャリブレーション時と同一の輝度ムラが生じている撮像画像であれば、その輝度ムラを除去した静的補正画像を生成することができる。しかしながら、画像入力機能部４１に入力された媒体の撮像画像に生じている輝度ムラが、キャリブレーション時と異なっている撮像画像であれば、輝度ムラを除去した静的補正画像を生成することができない。

領域検出処理機能部４４は、静的補正画像生成処理機能部４３が生成した静的補正画像において、輝度ムラが生じている領域（白とび領域、および影領域）を検出する。

動的補正データ生成処理機能部４５は、領域検出処理機能部４４が検出した領域内に位置する静的補正画像の各画素の画素値、および、静的補正データ記憶機能部４２が記憶する静的補正データを用いて動的補正データを生成する。この動的補正データの生成処理の詳細については後述する。

動的補正画像生成処理機能部４６は、画像入力機能部４１に入力された撮像部３が撮像した媒体の撮像画像に対して、動的補正データ生成処理機能部４５が生成した動的補正データを用いて、動的補正画像を生成する。

画像出力部５は、動的補正画像生成処理機能部４６が生成した動的補正画像を上位装置に出力する。

ここで、キャリブレーション時から、スタンド型スキャナ１本体の設置位置の変更等にともなう媒体の撮像環境に変化が生じた場合における、撮像部３の撮像画像、およびこの撮像画像から生成される静的補正画像について説明する。

図４は、キャリブレーション時に、静的補正データの生成に用いた撮像画像を示す図である。図４においてハッチングで示す領域は、アーム１１の影が生じている領域（影領域）である。静的補正データは、この影領域に位置する画素の輝度を適正に補正し、この影を除去した静的補正画像が生成できるように決定されたものである。また、静的補正データは、撮像画像における白とび領域に位置する画素の輝度も適正に補正できるように決定されている。

次に、図５は、キャリブレーション時と同一の輝度ムラが生じている媒体の撮像画像を示す図である。キャリブレーション時から、スタンド型スキャナ１本体の設置位置の変更等にともなう媒体の撮像環境に変化が生じていない。この図５においても、ハッチングで示す領域は、アーム１１の影が生じた領域（影領域）であり、図４と同じ位置に影領域が生じている。

図６は、図５に示す媒体の撮像画像に対する静的補正画像を示す図である。上述したように、画像入力機能部４１に入力された撮像部３が撮像した媒体の撮像画像が、キャリブレーション時と同一の輝度ムラが生じている撮像画像であれば、輝度ムラを除去した静的補正画像を生成することができる。

一方、図７は、キャリブレーション時と異なる輝度ムラが生じている媒体の撮像画像を示す図である。キャリブレーション時から、スタンド型スキャナ１本体の設置位置の変更等にともなう媒体の撮像環境に変化が生じている。図７においてもハッチングで示す領域は、アーム１１の影が生じた領域（影領域）であるが、図４とは異なる位置に影領域が生じている。

図８は、図７に示す媒体の撮像画像に対する静的補正画像を示す図である。図８に示すように、生成された静的補正画像は、撮像画像に生じている影が除去されていないだけでなく、キャリブレーション時に、静的補正データの生成に用いた撮像画像の影領域に白とびが生じる。

このスタンド型スキャナは、キャリブレーション時と異なる輝度ムラが生じている媒体の撮像画像（例えば、図７に示す撮像画像）であっても、再度キャリブレーションを行うことなく、輝度ムラを除去した補正画像(動的補正画像）を得ることができる。以下、その動作を詳細に説明する。

スタンド型スキャナ１は、撮像部３が撮像エリア１３に載置された媒体を撮像する。撮像部３による媒体の撮像画像は、画像処理部４において、以下に示す補正画像生成処理が行われる。

図９は、補正画像生成処理を示すフローチャートである。撮像部３による媒体の撮像画像は、画像入力機能部４１に入力される。静的補正画像生成処理機能部４３が、撮像部３が撮像した媒体の撮像画像の各画素（ｘ，ｙ）について、その画素（ｘ，ｙ）の色信号Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ）の値を、色信号Ｒ１（ｘ，ｙ），Ｇ１（ｘ，ｙ），Ｂ１（ｘ，ｙ）に変換した静的補正画像を生成する（ｓ１）。

上述したように、スタンド型スキャナ１本体の設置時に行った静的補正データの生成にかかるキャリブレーション時から、スタンド型スキャナ１本体の設置位置の変更等にともなう媒体の撮像環境に変化が生じていなければ、ｓ１で輝度ムラが適正に除去された静的補正画像が生成される。一方、スタンド型スキャナ１本体の設置位置の変更等にともなう媒体の撮像環境に変化が生じていれば、ｓ１で輝度ムラが適正に除去されていない静的補正画像が生成される。

また、この静的補正画像の生成においては、各画素の色信号Ｒ１（ｘ，ｙ），Ｇ１（ｘ，ｙ），Ｂ１（ｘ，ｙ）の値を上限値で制限せず、[数１]により算出した値にしている。

画像処理部４は、ｓ１で生成した静的補正画像に輝度ムラが生じているかどうかを検出する。

具体的には、領域検出処理機能部４４がｓ１で生成した静的補正画像の輝度マップを生成する（ｓ２）。ｓ２では、ｓ１で生成した静的補正画像を小領域に分割する。静的補正画像を、例えば３２画素×３２画素を１ブロックとした領域分割を行う。ここで分割したブロックには、撮像した媒体に表記されている罫線や文字等に対応する画素が含まれているが、これらの画素に比べて媒体の地色に対応する画素（罫線や文字等が表記されていない画素）がより多く含まれている。

次に、領域検出処理機能部４４は、各ブロックについて色クラスタリングをする。色クラスタリングとは、公知のように処理領域(ブロック）中の各画素を色空間上でクラスタリングする処理である。例えば、各画素を色空間上にマッピングした後、ボロノイ分割やユークリッド距離の閾値などを用いて近い色同士を同じクラスタとして色空間内を領域分割する処理である。そして、各クラスタにおいて、クラスタの中心に位置する色や最も頻度が高い色を、代表色にする。これにより、ブロック毎に、媒体の地色を検出することができる。

領域検出処理機能部４４は、ブロック毎に、そのブロックについて検出した媒体の代表色にかかる画素の輝度値を算出し、これを代表輝度値Ｙ２にする。代表色の画素の輝度値Ｙ２は、例えば、

により算出する。[数２]に示す、ａ，ｂ，ｃは、予め定めた定数である。例えば、
ａ＝0.299,ｂ＝0.587,ｃ＝0.114である。また、Ｒ，Ｇ，Ｂは、その代表色にかかる画素の各色信号である。

なお、代表輝度値Ｙ２は、そのブロックに属する画素の最大の輝度値としてもよいし、頻度が最大である輝度値としてもよい。

また、ｓ２における輝度マップの生成において、彩度の高いブロックや、代表輝度値Ｙ２が極めて低いブロックは、媒体の地色を表していないと考えられるため、周辺のブロックの代表輝度値Ｙ２によって補完した値に置き換えるようにしてもよい。

ｓ１で生成された静的補正画像が、図１０に示す画像であれば、ｓ２で図１１に示す輝度マップが生成される。図１０に示す静的補正画像には、白とびが生じている領域(白とび領域）と、影が生じている領域(影領域）とが存在する。白とび領域は、キャリブレーション時の撮像環境においては影が生じていた領域である。また、影領域は、キャリブレーション時の撮像環境においては影が生じていなかったが、撮像環境の変化により影が生じた領域である。

なお、ｓ１で生成された静的補正画像が、図６に示す画像であれば、ほぼ均一な輝度マップが形成される。

画像処理部４は、ｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップを用いて、白とび領域、および影領域が生じていないかどうか(輝度ムラが生じていないかどうか）を判定する（ｓ３）。画像処理部４は、ｓ３で輝度ムラが生じていないと判定すると、ｓ１で生成した静的補正画像を出力画像に決定し（ｓ４）、本処理を終了する。

画像処理部４は、ｓ３で輝度ムラが生じていると判定すると、ｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップを用いて、白とび補正データ生成処理を行う（ｓ５）。

なお、このｓ５にかかる処理は、ｓ１で生成された静的補正画像に白とびが生じていない場合、実行しない。後述する、白とび補正データα（ｘ，ｙ）＝１にする。

ｓ５にかかる白とび補正データ生成処理について説明する。動的補正データ生成処理機能部４５は、ｓ１で生成した静的補正画像の画素毎に、その画素が属するブロックの代表輝度値Ｙ２と、白基準値Ｙｏとを用いて、白とび補正データα（ｘ，ｙ）を算出する。具体的には、各画素について、

により、白とび補正データα（ｘ，ｙ）を算出する。白とび補正データα（ｘ，ｙ）は、その画素が属するブロックの代表輝度値Ｙ２が白基準値Ｙｏよりも大きければ、その代表輝度値Ｙ２を白基準値Ｙｏに合わせる比例定数である。また、白とび補正データα（ｘ，ｙ）は、その画素が属するブロックの代表輝度値Ｙ２が白基準値Ｙｏ以下であれば、１にする。この白とび補正データα（ｘ，ｙ）は、ｓ２における輝度マップの生成において、分割したブロック毎に算出する。白とび補正データα（ｘ，ｙ）は、ブロック毎に算出するので、そのブロックに属する画素おいては同じである。

このように、動的補正データ生成処理機能部４５は、ｓ２で生成した輝度マップ上において、局所的に白とび領域が存在する場合、その白とび領域を取り除く白とび補正データα（ｘ，ｙ）を生成する。

なお、白基準値Ｙｏは、例えば輝度値を２５６階調とした場合、２５０程度に定めておけばよい。また、ｓ１における静的補正画像の生成においては、各画素の色信号Ｒ１（ｘ，ｙ），Ｇ１（ｘ，ｙ），Ｂ１（ｘ，ｙ）の値を上限値で制限していないので、この静的補正画像に対して適正な白とび補正データα（ｘ，ｙ）を算出できる。

また、画像処理部４は、ｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップを用いて、影補正データ生成処理を行う（ｓ６）。図１２は、このｓ６にかかる影補正データ生成処理を示すフローチャートである。

画像処理部４は、領域検出処理機能部４４がｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップ(例えば、図１１参照）に基づき、静的補正画像に生じている影領域を検出する（ｓ１１）。ｓ１１では、影の方向、範囲、および形状等を検出する。具体的には、ｓ２で生成した輝度マップを、左上の角を原点とした、半径ｒ、角度θの座標軸として以下の処理を行う。

ここでは、輝度マップの座標軸は、影の主要な発生要因であるスタンド型スキャナ１本体のアーム１１の位置に基づいて定めている。このため、原点は、アーム１１の位置に応じて設定すればよい。また、影の主要な発生要因が他の物体、例えばスタンド型スキャナ１の付近に設置されているカウンターの天板であれば、影はｘ軸またはｙ軸に沿って発生するので、この場合には座標系はｘ−ｙ座標系にすればよい。

ｓ１１では、ｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップにおけるθ軸方向の代表輝度値Ｙ２を用いて影領域を検出する。このとき、領域検出処理機能部４４は、半径ｒを適当な間隔で変化させ、各半径ｒについてθ軸方向の代表輝度値Ｙ２により影領域であるかどうかを判定する。

例えば、図１３に示す輝度マップにおける半径ｒ１におけるθ軸方向の代表輝度値Ｙ２は、図１４に示す曲線になる。領域検出処理機能部４４は、代表輝度値Ｙ２が白基準値Ｙ０を下回る領域を影の領域とし、その極小点の角度θＣを影の中心、両端の角度θＬ、θＲを影の両端とする。領域検出処理機能部４４は、角度θＣから角度θＬの範囲と、角度θＣから角度θＲの範囲とについて、この間の代表輝度値Ｙ２にかかる曲線の近似曲線ＹＬ（θ）、ＹＲ（θ）を算出し、このＹＬ（θ）、ＹＲ（θ）を、この半径ｒ１におけるθ軸方向の影領域の形状とする。

領域検出処理機能部４４は、適当な間隔で変化させた各半径ｒについて得たθ軸方向の影領域を統合することにより、ｓ２で生成した輝度マップにおける影領域を検出する。これにより、例えば、影の中心θＣを通るｒ軸方向における代表輝度値Ｙ２は、図１５に示す曲線として得られる。この影の中心θＣを通るｒ軸方向における代表輝度値Ｙ２に対する近似直線ＹＣ（ｒ）から、ｒ軸方向の影の形状を得ることができる。

このように、ｓ２で生成した静的補正画像の輝度マップに対して、θ軸方向、およびｒ軸方向にかかる影の形状を得ることで、この静的補正画像において生じている影領域を検出することができる。

画像処理部４は、領域検出処理機能部４４がｓ１１で影領域を検出すると、

により、影領域内に位置する各点（ｒ，θ）における影の輝度ＹＳ（ｒ，θ）を求める（ｓ１２）。この影の輝度ＹＳ（ｒ，θ）は連続した値となるので、局所的な代表輝度値Ｙ２の変動の影響を受けることがない。

この[数４]において、ｍａｘは、（）内のどちらか大きい方の値を用いることを意味する。これは後述する影補正データβの算出において、ｓ２で生成した輝度マップ上で推定した影の輝度よりも明るい画素に対して過補正が発生しないようにするためである。

なお、上述の影領域の検出および、影の輝度ＹＳの算出は、ｓ２で生成した輝度マップ上における代表する影の形状をあらわすことができれば、上述した処理でなく、他の処理であってもよい。

動的補正データ生成処理機能部４５は、検出した影領域内に位置する各点（ｒ，θ）について、その点の影の輝度ＹＳと白基準値Ｙｏとを用いて、影補正データβを算出する（ｓ１３〜ｓ１５）。具体的には、

により、検出した影領域内に位置する各点（ｒ，θ）毎に、影補正データβ（ｒ，θ）を算出する。

影補正データβ（ｒ，θ）は、その点（ｒ，θ）の影の輝度ＹＳ（ｒ，θ）が白基準値Ｙｏよりも小さければ、その影の輝度ＹＳを白基準値Ｙｏに合わせる比例定数である。また、影補正データβ（ｒ，θ）は、その点（ｒ，θ）の影の輝度ＹＳ（ｒ，θ）が白基準値Ｙｏよりも大きければ、１である。

このように、画像処理部４は、ｓ２で生成した輝度マップ上において、局所的に暗い領域が存在する場合、その影を取り除く影補正データβ（ｒ，θ）を生成する。

なおｓ１３〜ｓ１５は、各画素について行う。

動的補正データ生成処理機能部４５は、ｓ５で生成した白とび補正データα（ｘ，ｙ）、および、ｓ６で生成した影補正データβ（ｒ，θ）に基づき動的補正データを生成する（ｓ７）。

動的補正データ生成処理機能部４５は、白とび補正データα（ｘ，ｙ）、および影補正データβ（ｒ，θ）を、静的補正データの画素サイズ（撮像画像の画素サイズ）に合わせるサイズ変更処理を行う。このサイズ変更処理において、線形補完やガウスフィルタ等を用いて、輝度マップを生成するときに分割したブロック同士の境目が滑らかにつなげるのが好ましい。また、上述したように、この例では、影補正データβ（ｒ，θ）は、その座標系をｒ−θ座標系にしたので、座標系を合わせる座標変換処理を行う。

動的補正データ生成処理機能部４５は、撮像画像の各画素（ｘ，ｙ）に対する、ゲインＳＲ２，ＳＧ２，ＳＢ２、およびオフセットＫＲ２，ＫＧ２，ＫＢ２を

により算出する。また、[数６]における、α２（ｘ，ｙ）はサイズ変更処理後における白とび補正データであり、β２（ｘ，ｙ）はサイズ変更処理後における影補正データである。

ｓ７で生成される撮像画像に対する動的補正データは、

である。

画像処理部４は、撮像画像の各画素（ｘ，ｙ）について、その画素（ｘ，ｙ）の色信号Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ）の値を、ｓ７で生成した動的補正データを用いて、色信号Ｒ２（ｘ，ｙ），Ｇ２（ｘ，ｙ），Ｂ２（ｘ，ｙ）に変換した動的補正画像を生成する（ｓ８）。ｓ８では、各画素の色信号Ｒ２（ｘ，ｙ），Ｇ２（ｘ，ｙ），Ｂ２（ｘ，ｙ）の値を上限値で制限する。画像処理部４は、ｓ８で生成した動的補正画像出力画像に決定する。

画像出力部５は、画像処理部４が決定した出力画像(静的補正画像、または動的補正画像）を上位装置に出力する。

上述したように、動的補正データは、静的補正画像に生じている白とび、および影を除去するように生成しているので、ｓ８では、白とびや影を適正に除去した動的補正画像を生成することができる。

このように、このスタンド型スキャナ１は、撮像する媒体の種類の追加、媒体の撮像位置の変化、媒体の撮像位置周辺の環境変化等が生じても、再度キャリブレーションを行わなくても、撮像画像に生じた影や白とび等の輝度ムラを適正に取り除くことができる。

また、上記の例では、静的補正データを、スタンド型スキャナ１本体の設置時において行ったキャリブレーションにより得られたものとしたが、このスタンド型スキャナ１のアーム１１の位置や大きさ等に基づいて、一義的に定めたものであってもよい。このようにすれば、個々のスタンド型スキャナ１に対する静的補正データの設定が簡単に行える。

なお、静的補正データを、スタンド型スキャナ１本体の設置時において行ったキャリブレーションにより得られたものにすることで、この静的補正データには撮像部３の撮像特性にかかる要素が含まれているので、撮像画像に生じた影や白とび等の輝度ムラをより適正に取り除くことができる。

また、撮像部３の撮像環境において、影の発生要因となる光源が２方向以上存在する場合、図１６に示す様に、方向の異なる複数の影が発生することがある。このような場合には、影補正データ生成処理において、検出した影Ａ、Ｂ・・・毎に影の中心角度ＡθＣ、ＢθＣ・・・を求め、それぞれのＡθＣ、ＢθＣ・・・、に対応する影のパラメータから、静的補正データに対する影補正データＡβ（ｒ，θ）、Ｂβ（ｒ，θ）・・・を計算し、これらを統合した影補正データβ（ｒ，θ）を生成すればよい。例えば、２方向の光源により発生した２つの影に対して影補正データＡβ（ｒ，θ）、Ｂβ（ｒ，θ）を計算した後、影補正データβを、β＝ｍａｘ（Ａβ，Ｂβ）で求めればよい。

また、撮像部３の撮像環境において、影の発生要因となる光線を遮蔽する物体が２つ以上存在する場合、図１７に示す様に、座標系の異なる複数の影が発生することがある。このような場合には、影補正データ生成処理において、検出した影毎に、その影の領域に応じた座標系において、静的補正データに対する影補正データＡβ、Ｂβ・・・を計算し、これらを統合した影補正データβ（ｒ，θ）を生成すればよい。例えば、スタンド型スキャナ１のアーム１１による影Ａと、付近に設置されたカウンターの天板の影Ｂが同時に発生している場合、ｒ−θ座標系において前者の影Ａの影補正データＡβ（ｒ，θ）を、ｘ−ｙ座標系において後者の影Ｂの影補正ゲインＢβ（ｘ，ｙ）を求める。その後、Ａβ（ｒ，θ）とβＢ（ｘ，ｙ）の座標系をそろえる変換処理を行った後、影補正データβを、β＝ｍａｘ（Ａβ，Ｂβ）で求めればよい。

１…スタンド型スキャナ
２…制御部
３…撮像部
４…画像処理部
５…画像出力部
１１…アーム
１２…ベース筐体
１３…撮像エリア
４１…画像入力機能部
４２…静的補正データ記憶機能部
４３…静的補正画像生成処理機能部
４４…領域検出処理機能部
４５…動的補正データ生成処理機能部
４６…動的補正画像生成処理機能部

Claims (6)

1. 被写体が撮像された補正対象画像をｎ×ｍ画素で構成されるブロックに分割し、ブロック毎に代表輝度を決定した輝度マップを生成し、この輝度マップに基づいて、当該補正対象画像に存在する白とび領域、および影領域を検出する領域検出部と、
   前記領域検出部が検出した白とび領域の輝度に応じて、この白とび領域内に位置する各画素に対する白とび補正データを生成する白とび補正データ生成部と、
   前記領域検出部が検出した影領域の影の輝度に応じて、この影領域内に位置する各画素に対する影補正データを生成する影補正データ生成部と、
   前記白とび補正データ生成部が生成した白とび補正データ、および前記影補正データ生成部が生成した影補正データに基づき動的補正データを生成する動的補正データ生成部と、
   前記補正対象画像を前記動的補正データ生成部が生成した動的補正データで補正した動的補正画像を生成する動的補正画像生成部と、を備えた画像処理ユニット。
2. 入力された被写体が撮像された撮像画像の各画素の画素値を予め定めた静的補正データで補正した前記補正対象画像を生成する補正対象画像生成部を備え、
   前記動的補正データ生成部は、前記静的補正データを、前記白とび補正データ生成部が生成した白とび補正データ、および前記影補正データ生成部が生成した影補正データに加えて前記動的補正データを生成する、請求項１に記載の画像処理ユニット。
3. 前記領域検出部は、前記補正対象画像を分割した前記ブロック毎に、そのブロックについて検出した被写体の地色に基づいて代表輝度を決定する、請求項１、または２に記載の画像処理ユニット。
4. 前記影補正データ生成部は、前記領域検出部が複数の影領域を検出したとき、検出された影領域毎に前記影補正データを生成する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理ユニット。
5. 被写体が撮像された補正対象画像をｎ×ｍ画素で構成されるブロックに分割し、ブロック毎に代表輝度を決定した輝度マップを生成し、この輝度マップに基づいて、当該補正対象画像に存在する白とび領域、および影領域を検出する領域検出ステップと、
   前記領域検出ステップが検出した白とび領域の輝度に応じて、この白とび領域内に位置する各画素に対する白とび補正データを生成する白とび補正データ生成ステップと、
   前記領域検出ステップが検出した影領域の影の輝度に応じて、この影領域内に位置する各画素に対する影補正データを生成する影補正データ生成ステップと、
   前記白とび補正データ生成ステップが生成した白とび補正データ、および前記影補正データ生成ステップが生成した影補正データに基づき動的補正データを生成する動的補正データ生成ステップと、
   前記補正対象画像を前記動的補正データ生成ステップが生成した動的補正データで補正した動的補正画像を生成する動的補正画像生成ステップと、をコンピュータが実行する画像処理方法。
6. アームの一端に取り付けられ、前記アームの他端側に載置された被写体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部が被写体を撮像した補正対象画像をｎ×ｍ画素で構成されるブロックに分割し、ブロック毎に代表輝度を決定した輝度マップを生成し、この輝度マップに基づいて、当該補正対象画像に存在する白とび領域、および影領域を検出する領域検出部と、
   前記領域検出部が検出した白とび領域の輝度に応じて、この白とび領域内に位置する各画素に対する白とび補正データを生成する白とび補正データ生成部と、
   前記領域検出部が検出した影領域の影の輝度に応じて、この影領域内に位置する各画素に対する影補正データを生成する影補正データ生成部と、
   前記白とび補正データ生成部が生成した白とび補正データ、および前記影補正データ生成部が生成した影補正データに基づき動的補正データを生成する動的補正データ生成部と、
   前記補正対象画像を前記動的補正データ生成部が生成した動的補正データで補正した動的補正画像を生成する動的補正画像生成部と、を備えたスタンド型スキャナ。