JP6131634B2 - 画像入力装置、及び画像入力方法 - Google Patents
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Description
本発明は、他の一視点における画像入力装置において、対象物に光を照射する照明装置と、前記対象物からの反射光を検出するイメージセンサと、前記イメージセンサによって検出された反射光を処理する画像処理部を有している。そして、画像処理部は、前記画像処理部は、前記対象物が白基準シートの場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、前記対象物が所定の目的物である場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、所定の補正値を用いて、所定の演算を行って、前記所定の目的物の画像であって周囲環境の影響のない画像を得ることを特徴としている。
なお、本方法は、イメージセンサと、画像処理部とを有する画像入力装置という、特定の機械に結び付けられている。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における画像入力装置の構成を示すブロック図である。
図3(a)で示すように、
所定の地点における白基準シート30の反射率:Ni
上記の地点における、キャリブレーション時の設置環境の明るさを:Li
とする。
とすると、
キャリブレーション時の設置環境の明るさのもとで、さらに照明装置1を点灯し、ある地点の明るさは、:Li+Lr
で示される。
キャリブレーション時の明るさで白基準シート30上の地点の観測される反射光のレベル値: P(i、i)は、
P(i、i)=Ni×Li・・・(1)
であらわされる。
P(i、ir)=Ni×(Li+Lr)・・・(2)
であらわされる。
原稿面におかれた、任意の帳票における反射率(任意の濃さの印刷):Nx
とすると、図4(c)に示すように運用時に任意の帳票から観測される反射光のレベル値: P(x、y)は、
P(x、y)=Nx×Ly・・・(3)
となる。次に、本発明による照明装置1をこの変化した状態の照明のもとで点灯すると、その明るさは、照明装置1は影などの変化の影響を受けず、
Ly+Lr
で示される。
P(x、yr)=Nx×(Ly+Lr)・・・(4)
となる。
さて、求めるものは、影の影響がないとき明るさLiによる、任意の帳票の濃度Nxから観測される反射光のレベル値であり、
P(x、i)=Nx×Li・・・(5)
が求める反射光のレベル値である。
この反射光のレベル値P(x、i)が、これまでに装置に入力されてきた観測値である、P(i、i)、P(i、ir)、P(x、y)、P(x、yr)
によって、示すことができれば、求まったことになる。
(2)から(1)の両辺を引くと、
P(i、ir)−P(i、i)=Ni×Lr・・・(6)
(4)から(3)の両辺を引くと、
P(x、yr)−P(x、y)=Nx×Lr・・・(7)
となる。
(6)に(1)を代入してNiを消去すると、
P(i、ir)−P(i、i)=P(i、i)×Lr/Li・・・(8)
もともと求める値である、(5)に(7)式および(8)式を代入して整理すると、
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×P(i、i)・・・(9)
となり、P(x、i)が観測される値だけで示すことができる。
P(i、i) = Ni × Li + Pb・・・(1)‘
P(i、ir) = Ni × (Li+Lr) + Pb・・・(2)‘
P(x、y) = Nx × Ly + Pb・・・(3)‘
P(x、yr) = Nx ×(Ly+Lr) + Pb・・・(4)‘
P(x、i) = Nx × Li + Pb・・・(5)‘
とおく。
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×
(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(9)‘
となる。
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態における画像入力装置の構成を示す斜視図である。
P(i、i) = Ni × Li + Pb ・・・(1)‘
P(i、ir) = Ni × (Li+Lr) + Pb・・・(2)‘
P(x、y) = Nx × Ly + Pb ・・・(3)‘
P(x、yr) = Nx ×(Ly+Lr) + Pb・・・(4)‘
から、P(i、y)をP(i、i)、P(i、ir)、P(x、y)、P(x、yr)、Pbで表すと、
P(i、y) = (P(x、y)−Pb)×(P(i、ir)−P(i、i))/(P(x、yr)−P(x、y))+Pb・・・(10)
となる。
に従って、演算部で計算を行うことで求めることができる。
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態について、図7(a)、(b)を用いて説明する。
(第4の実施の形態)
本発明による第4の実施の形態について、図7(a)、(b)を用いて説明する。
(第5の実施の形態)
図8を用いて、第5の実施の形態について説明する。
(第6の実施の形態)
第6の実施の形態について、図9を用いて説明する。第6の実施の形態においては、イメージセンサが有する画素の利用方法が異なっている。その他の構成は、第1、第2の実施の形態と同じであるので、省略する。
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(1)
上記(1)式において、
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値
P(i、y)=(P(x、y)−Pb)×(P(i、ir)−P(i、i))/(P(x、yr)−P(x、y))+Pb・・・(2)
P(x、i)=(P(x、y)−Pb)/(P(i、y)−Pb)×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(3)
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、y):周囲環境の影響があるときの前記イメージセンサ上の所定の画素における白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):設置時の照明に加え補助光による影がない場合の白基準シート上の光レベル値
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値
前記観測されたステップから求められた各々の反射光のレベル値に対して、下記(4)式の演算を行うステップと、を有する画像入力方法。
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(4)
上記(4)式において、
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値
P(i、y)=(P(x、y)−Pb)×(P(i、ir)−P(i、i))/(P(x、yr)−P(x、y))+Pb・・・(5)
P(x、i)=(P(x、y)−Pb)/(P(i、y)−Pb)×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(6)
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、y):周囲環境の影響があるときの前記イメージセンサ上の所定の画素における白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):設置時の照明に加え補助光による影がない場合の白基準シート上の光レベル値
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値
2 対象物
3 画像撮像部
4 レンズ
5、101 イメージセンサ
6 原稿載置台
7 スタンド部
10、102 画像処理部
11 演算部
12 画像保存部
13 記憶部
20 設置環境照明
30 白基準シート
100 画像入力装置
Claims (11)
- 対象物に光を照射する照明装置と、
前記対象物からの反射光を検出するイメージセンサと、
前記イメージセンサによって検出された反射光を処理する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
前記対象物が白基準シートの場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
前記対象物が所定の目的物である場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
照明がないときの黒レベル補正値と、
を用いて演算し、照明がない環境における、前記対象物の反射光のレベルの実測値、又は推定値を、前記黒レベル補正値として使用することにより、前記所定の目的物の画像であって周囲環境の影響のない画像を得ることを特徴とする画像入力装置。 - 対象物に光を照射する照明装置と、
前記対象物からの反射光を検出するイメージセンサと、
前記イメージセンサによって検出された反射光を処理する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
前記対象物が白基準シートの場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
前記対象物が所定の目的物である場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
所定の補正値、
を用いて、下記(1)式の演算を行って、前記所定の目的物の画像であって周囲環境の影響のない画像を得ることを特徴とする画像入力装置。
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(1)
上記(1)式において、
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値 - 前記イメージセンサは、個々のフィールドが短冊状の複数の画素を有する複数のフイールドに分割される構造を持ち、フィールド毎に切換えられて画素に蓄積された電荷を移送し、
前記照明装置は、前記イメージセンサの切換えられるフィールドに対応して点灯または消灯を行い、
前記画像処理部は、前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定のフィールドにおける前記白基準シートおよび前記所定の目的物からの反射光のレベル値と、
前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の前記フィールドとは別のフィールドにおける前記白基準シートおよび前記所定の目的物からの反射光のレベル値を用いて、
前記(1)式の演算を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像入力装置。 - 対象物に光を照射する照明装置と、
前記対象物からの反射光を検出するイメージセンサと、
前記イメージセンサによって検出された反射光を処理する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
前記対象物が白基準シートの場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
前記対象物が所定の目的物である場合に前記照明装置が点灯しているときの前記反射光のレベルと前記照明装置が点灯していないときの前記反射光のレベルの差と、
所定の補正値、
を用いて、周囲環境の影響があるときの白基準シートからの反射光のレベル値P(i、y)を下記(2)式の演算を行って求め、それ以降、周囲環境の変化がない場合は、前記P(i、y)を下記(3)式に用いて前記所定の目的物の画像であって周囲環境の影響のない画像を得ることを特徴とする画像入力装置。
P(i、y)=(P(x、y)−Pb)×(P(i、ir)−P(i、i))/(P(x、yr)−P(x、y))+Pb・・・(2)
P(x、i)=(P(x、y)−Pb)/(P(i、y)−Pb)×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(3)
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、y):周囲環境の影響があるときの前記イメージセンサ上の所定の画素における白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):設置時の照明に加え補助光による影がない場合の白基準シート上の光レベル値
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値 - 前記イメージセンサは、個々のフィールドが短冊状の複数の画素を有する複数のフイールドに分割される構造を持ち、フィールド毎に切換えられて画素に蓄積された電荷を移送し、
前記照明装置は、前記イメージセンサの切換えられるフィールドに対応して点灯または消灯を行い、
前記画像処理部は、前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定のフィールドにおける前記白基準シートおよび前記所定の目的物からの反射光のレベル値と、
前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の前記フィールドとは別のフィールドにおける前記白基準シートおよび前記所定の目的物からの反射光のレベル値を用いて、
前記(2)式乃至前記(3)式の演算を行うことを特徴とする請求項4に記載の画像入力装置。 - 前記照明装置と前記対象物との間に遮蔽物が無いことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像入力装置。
- 前記照明装置は、赤外領域の波長を含む光を照射することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像入力装置。
- 前記照明装置は、紫外領域の波長を含む光を照射することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像入力装置。
- 前記画像処理部は、前記イメージセンサの隣接する分光感度の波長を同じくする所定の複数の画素について前記反射光のレベル値の平均値を求め、前記平均値を用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像入力装置。
- イメージセンサと、照明装置と、画像処理部とを有する画像入力装置の画像入力方法において、
前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における白基準シートからの反射光のレベル値と、
前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値と、
前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における所定の目的物からの反射光のレベル値と、
前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値と、
を観測するステップと、
前記観測されたステップから求められた各々の反射光のレベル値に対して、下記(4)式の演算を行うステップと、
を有することを特徴とする画像入力方法。
P(x、i)=(P(x、yr)−P(x、y))/(P(i、ir)−P(i、i))×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(4)
上記(4)式において、
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値 - 前記観測されたステップから求められた各々の反射光のレベル値を記憶するステップと、
周囲環境の影響があるときの白基準シートからの反射光のレベル値P(i、y)を下記(5)式の演算を行って求めるステップと、
周囲環境の変化がない場合は、前記P(i、y)を下記(6)式に用いて前記所定の目的物の画像であって周囲環境の影響のない画像を得るステップと、
を有することを特徴とする請求項10記載の画像入力方法。
P(i、y)=(P(x、y)−Pb)×(P(i、ir)−P(i、i))/(P(x、yr)−P(x、y))+Pb・・・(5)
P(x、i)=(P(x、y)−Pb)/(P(i、y)−Pb)×(P(i、i)−Pb)+Pb・・・(6)
P(x、i):周囲環境の影響がないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(i、y):周囲環境の影響があるときの前記イメージセンサ上の所定の画素における白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、i):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記白基準シートからの反射光のレベル値、
P(i、ir):設置時の照明に加え補助光による影がない場合の白基準シート上の光レベル値
P(x、y):前記照明装置が点灯していないときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
P(x、yr):前記照明装置が点灯しているときの前記イメージセンサ上の所定の画素における前記所定の目的物からの反射光のレベル値、
Pb:照明がないときの黒レベル補正値
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