JP6815274B2 - 画像読取装置及び画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、原稿を光学的に読み取ることで原稿に対応する画像データを生成する画像読取装置及び画像読取方法に関する。

コピー機、スキャナ、及びファクシミリなどに適用される画像読取装置として、読取対象としての原稿を一次元撮像素子（ラインセンサー）で走査し、原稿に対応する画像データを生成する密着イメージセンサーが実用されている。密着イメージセンサーは、主走査方向に直線状に配列された複数のセンサーチップを有し、これら複数のセンサーチップの各々は、予め決められた配列ピッチで主走査方向に直線状に配列された複数の撮像素子を有している。しかしながら、複数のセンサーチップの内の隣り合うセンサーチップ間には、撮像素子が配置されないため、撮像素子の配列ピッチが細かい場合に、隣り合うセンサーチップ間の位置に対応する画素データの欠落が目立ち、取得された画像データ（結合画像）の品質が低下することがあった。

この改善策として、ラインイメージセンサー（センサーチップ）と縮小型結合レンズ（縮小光学セル）との組み合わせからなる光学ユニットを複数備え、隣り合うセンサーチップによる原稿面における読取範囲が僅かに重なり合うように、複数の光学ユニットを主走査方向に配列することで、隣り合うセンサーチップ間における画素データの欠落をなくする装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の装置は、隣り合うセンサーチップで得られる画像データを結合する際に、センサーチップ及び縮小光学セルの取り付け誤差と原稿の高さ方向の浮き沈みによる縮小光学セルと原稿との距離の変動とに起因する画像の結合位置の変化を、ずれ量センサーを用いて検出し、検出されたずれ量を用いて、隣り合うセンサーチップによって取得された画像データの結合位置を補正している。

特開平１１−０３２２０３号公報（段落００３６〜００６４、図１〜図５）

しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、隣り合う縮小光学セルの各々の境界付近にずれ量センサーを配置することが必要であり、装置の構成が複雑になるという課題がある。

本発明の目的は、構成を複雑化することなく、原稿に対応する高品質な画像データを生成することができる画像読取装置及び画像読取方法を提供することである。

本発明に係る画像読取装置は、原稿を主走査方向に読み取ることで、前記原稿の前記主走査方向に並ぶ複数の読取範囲に対応する複数の部分画像データをそれぞれ出力する複数のセンサーチップと、前記複数の読取範囲に対応する前記複数の部分画像データの内の隣り合う部分画像データの重複領域の画像データに基づいて、隣り合う前記部分画像データの前記主走査方向の画像結合位置の候補である結合候補位置を算出する結合候補位置算出部と、前記複数の部分画像データにおける画素毎のエッジ強度に基づいて、前記結合候補位置の信頼度情報を生成する画像解析部と、前記信頼度情報に基づいて、前記結合候補位置又は予め決められた設定位置のいずれかを選択して結合位置情報として出力する結合位置決定部と、前記結合位置情報に従って隣り合う前記部分画像データを前記主走査方向に結合して結合画像データを生成する画像結合部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、構成を複雑化することなく、撮像部から原稿までの距離が大きい場合であっても、原稿に対応する高品質な画像データを生成することができるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る画像読取装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示される撮像部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における読取対象である原稿と、撮像部が原稿を読み取ることで生成される複数の部分画像データの例を示す図である。 図１に示される画像処理部の結合位置推定部の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示される画像処理部の画像結合部の構成を概略的に示すブロック図である。 図４に示される画像解析部の構成を概略的に示すブロック図である。 （ａ）は読取対象としての原稿を示す斜視図であり、（ｂ）は原稿と画像読取装置の撮像部との位置関係を示す図であり、（ｃ）は複数の部分画像及びオーバーラップ領域の例を示す図である。 （ａ）から（ｇ）は、実施の形態１における原稿距離と読取範囲の関係を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１における部分画像内における解析対象領域を示す説明図である。 （ａ）から（ｄ）は、実施の形態１における画素のエッジ強度のヒストグラムの例を示す説明図である。 （ａ）から（ｃ）は、実施の形態１における画素のエッジ強度のヒストグラムにおける弱エッジグループの例を示す説明図である。 （ａ）から（ｄ）は、実施の形態１における画素のエッジ強度のヒストグラムの例を示す説明図である。 実施の形態１における画素のエッジ強度のヒストグラムの説明図である。 実施の形態１における結合位置推定部の画像解析部の距離推定部の距離推定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る画像読取装置における画像解析部の構成を概略的に示すブロック図である。 （ａ）から（ｄ）は、実施の形態２における推定フラグの変動を示す説明図である。 実施の形態１及び２の変形例の画像読取装置のハードウェア構成の例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る画像読取装置及び画像読取方法を、添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

《１》実施の形態１．
《１−１》構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像読取装置１の構成を概略的に示すブロック図である。画像読取装置１は、実施の形態１に係る画像読取方法を実施することができる装置である。

図１に示されるように、画像読取装置１は、原稿７０を光学的に読み取る（走査する）ことで、複数の部分画像データ（「分割画像データ」とも言う）ＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを生成する撮像部２と、複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎから、読取対象である原稿７０に対応する結合画像データ（「結合画像」とも言う）Ｄ６を生成する画像処理部３とを備えている。なお、Ｎは２以上の整数である。

図２は、図１に示される撮像部２の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、撮像部２は、複数の縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎ（すなわち、第１から第Ｎの縮小光学セル）と、複数のセンサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎ（すなわち、第１から第Ｎのセンサーチップ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換部２３とを備えている。

１個の縮小光学セル２１＿ｋと１個のセンサーチップ２２＿ｋとは、互いに対応するように配置されている。ここで、ｋは１以上Ｎ以下の整数である。１個の縮小光学セル２１＿ｋと１個のセンサーチップ２２＿ｋとの組み合わせは、１個の光学ユニット２０＿ｋを構成している。つまり、撮像部２は、Ｎ個の光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎ（すなわち、第１から第Ｎの光学ユニット）を有している。

縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎは、センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎに原稿７０上の複数の読取範囲の画像をそれぞれ縮小結像させる縮小光学系である。縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎの各々は、例えば、レンズ及び絞りから構成される。原稿７０上の複数の読取範囲の内の、主走査方向ＤＸに隣り合う縮小光学セル２１＿ｍ−１の読取範囲と縮小光学セル２１＿ｍの読取範囲とが重なり合うように、光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎは配置される。読取範囲の内の重なり合っている重複領域は、隣り合う部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍ間の画像重複領域（オーバーラップ領域）に対応する。なお、ｍは２以上Ｎ以下の整数である。センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎによる読取範囲は、撮像部２の縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎから原稿７０までの距離である原稿距離Ｌに応じて変動する。センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎ及び縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎは、原稿距離Ｌが変動しても、オーバーラップ領域ＯＬが存在するように配置されることが望ましい。

センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎの各々は、上記特許文献１と同様に、予め決められた配列ピッチで主走査方向ＤＸに直線状に配列された複数の撮像素子（ラインセンサー）を有している。複数の撮像素子の配列方向（第１方向）は主走査方向ＤＸである。センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎは、それらの撮像素子が主走査方向ＤＸに直線状に並ぶように、主走査方向ＤＸに配列される。

変換部２３は、センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎで得られた電気信号を部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎに変換する。つまり、部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎは、センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎの出力に対応する。部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎが示す読取範囲の画像である部分画像（ユニット画像）ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎは、（Ｎ−１）個のオーバーラップ領域ＯＬ（すなわち、ＯＬ＿１〜ＯＬ＿Ｎ−１）を持つ。部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎは、光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎによって取得された部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎに基づいて生成された副走査方向ＤＹに長い領域の画像（後述の図７（ｃ）に示される）である。

画像処理部３は、複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを記憶する記憶部である画像メモリ４と、複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの内の主走査方向ＤＸに隣り合う部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍの主走査方向ＤＸの結合位置を決める結合位置推定部５と、結合位置推定部５から提供された結合位置情報Ｄ５に基づいて複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを結合（合成）することで結合画像データＤ６を生成する画像結合部６とを備えている。なお、画像読取装置１は、原稿７０が載置される原稿台（後述の図７（ｂ）に示される）、原稿７０を照明する光源部、撮像部２に対する原稿７０の相対位置を副走査方向ＤＹに移動させる搬送部（後述の図１７に示される）、及び装置全体の動作を制御する制御部を備えてもよい。

画像メモリ４は、撮像部２から出力された部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを一定期間保持する。結合位置推定部５は、撮像部２の縮小光学セル２１＿１〜２１＿Ｎから原稿７０までの原稿距離Ｌに応じて変動する原稿７０上の読取範囲に合わせて、隣り合う縮小光学セル２１＿ｍ−１と２１＿ｍの間における画像の結合位置を推定する。画像結合部６は、結合位置推定部５で決定された結合位置情報Ｄ５を用いて、隣り合う部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍを結合することによって、結合画像データＤ６を生成する。

図３は、画像読取装置１による読取対象である原稿７０と、撮像部２が原稿７０を光学的に読み取る（走査する）ことで生成される複数の部分画像データ（分割画像データ）ＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの例を示す図である。画像読取装置１を用いて読み取られた原稿７０と、原稿７０に対応する部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの例を示す。図３の例では、Ｎ＝４である。原稿距離Ｌが一定の状態で、光学ユニット２０＿１〜２０＿４によって、原稿７０の読み取りを実行する処理を、主走査方向ＤＸに直交する副走査方向ＤＹに原稿７０又は撮像部２を少し（一定距離）ずつ移動させる毎に、原稿７０の上端から下端までに対して、複数回繰り返し行うことで、原稿７０の全体の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿４を得る。部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿４のうち、点線で囲われた部分ＯＬが、部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎに対応する部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿４のオーバーラップ領域である。

図４は、図１に示される結合位置推定部５の構成を概略的に示すブロック図である。図４に示されるように、結合位置推定部５は、類似度算出部５１と、マッチング候補選出部５２と、画像解析部５３と、結合位置決定部５４とを有している。類似度算出部５１とマッチング候補選出部５２とは、結合候補位置算出部５０を構成している。

類似度算出部５１は、画像メモリ４から部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを適宜読み出し、隣り合う光学ユニット２０＿ｍ−１と２０＿ｍによって読み取られた部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍ（隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１〜ＵＩ＿ｍ）のオーバーラップ領域ＯＬにおける部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍとの類似度を算出する。類似度の算出は、画像の位置を主走査方向ＤＸにずらしながら（例えば、１画素ずつずらしながら）行われる。また、類似度の算出は、部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの全てについて行われることが望ましい。なお、本出願においては、類似度は、比較対象である２つの画像データの差異の程度を示す指標である。２つの画像データの類似度の値が小さいほど（すなわち、差異がゼロに近いほど）、それらはより類似している。また、２つの画像データの類似度の値が大きいほど（すなわち、差異が大きいほど）、それらはより非類似である。

マッチング候補選出部５２は、類似度算出部５１で算出された類似度Ｄ５１から、オーバーラップ領域ＯＬの画像データが一致する位置（一致の程度が高い位置）を、結合位置の候補を示す結合候補位置として算出し、結合候補位置を示す結合候補位置情報Ｄ５２を結合位置決定部５４に提供する。

画像解析部５３は、画像メモリ４から読み出した部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを解析し、その解析の結果である推定フラグＦａを結合位置決定部５４に提供する。画像解析部５３によって、撮像部２の光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎから原稿７０までの原稿距離Ｌの大小を検出することができる。

結合位置決定部５４は、マッチング候補選出部５２から提供される結合候補位置情報Ｄ５２と、画像解析部５３における解析の結果である推定フラグＦａとから、隣り合う画像データを結合するための主走査方向ＤＸにおける結合位置を決定し、結合位置情報Ｄ５を画像結合部６に提供する。

図５は、図１に示される画像結合部６の構成を概略的に示すブロック図である。図５に示されるように、画像結合部６は、画像信号変換部６１と、画像拡大縮小部６２と、変換倍率算出部６３と、画像境界結合部６４とを有している。

画像信号変換部６１は、画像メモリ４から読み出された部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎと、結合位置推定部５で算出された結合位置情報Ｄ５とから、必要な画像変換処理を行う。必要な画像変換処理は、画像の濃淡変換処理、画像のノイズ除去などのための平滑化処理、画像を鮮明にする鮮鋭化処理などのような一般的な空間フィルタによる画像処理を含むことができる。

画像拡大縮小部６２は、変換倍率算出部６３で算出された変換倍率に応じて、画像の拡大及び縮小を行うことができる。拡大縮小の方法に制約はなく、バイリニア補間又はバイキュービック補間などのような一般的な処理方法を用いることができる。画像の拡大及び縮小の倍率は、部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎに基づく部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎにおいて同じ倍率であってもよいし、異なる倍率であってもよい。なお、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎは、光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎによって取得された部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎに基づいて生成された副走査方向ＤＹに長い領域の画像（後述の図７（ｃ）に示される）である。例えば、対象となっている部分画像ＵＩ＿ｍの左の領域の部分画像ＵＩ＿ｍ−１と右の領域の部分画像ＵＩ＿ｍ＋１との変換倍率が異なる場合は、対象となっている部分画像ＵＩ＿ｍ内における変換倍率を部分画像ＵＩ＿ｍ内において滑らかに（徐々に）変化させて、部分画像ＵＩ＿ｍとＵＩ＿ｍ−１との結合位置における変換倍率の大きな差及び部分画像ＵＩ＿ｍとＵＩ＿ｍ＋１との結合位置における変換倍率の大きな差が生じないようにしてもよい。

変換倍率算出部６３は、結合位置推定部５から出力される結合位置情報Ｄ５から部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎの各々に対して決まる画像の拡大縮小倍率を算出する。

画像境界結合部６４は、画像拡大縮小部６２で拡大又は縮小処理された部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎを、結合位置情報Ｄ５を用いて、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎのオーバーラップ領域ＯＬに含まれる画像結合位置で隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍを結合する。このとき、２つの部分画像を単純に結合する方法、隣り合うオーバーラップ領域ＯＬの画像データをブレンドする方法により、滑らかに結合（結合位置付近における画素値の変化が緩やかになるように結合）する処理を採用してもよい。

図６は、図４に示される画像解析部５３の構成を概略的に示すブロック図である。図６に示されるように、画像解析部５３は、対象画像データ抽出部５３１と、エッジ強度算出部５３２と、エッジ強度平均値算出部５３３と、平均エッジ強度比較部５３４と、ヒストグラム生成部５３５と、相関値算出部５３６と、距離推定部５３７とを有している。

対象画像データ抽出部５３１は、センサーチップ２２＿１〜２２＿Ｎの出力に基づく部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎから、画像解析部５３で解析対象とする領域である互いに同じ形状の解析対象領域（例えば、図９（ｂ）に示されるＡ１，…，Ａｍ）を選択し、対応する部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎから解析対象領域の画像データを抽出する。抽出される解析対象領域の画像データの領域形状には、特に制約はないが、実施の形態１では、矩形領域が抽出される。また、部分画像ＵＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの全体を解析対象とする場合は、対象画像データ抽出部５３１において全領域を指定する処理を行う。ただし、この場合には、画像解析部５３は、対象画像データ抽出部５３１で処理を行わないように構成してもよく、また、対象画像データ抽出部５３１を具備しない構成としてもよい。

エッジ強度算出部５３２は、対象画像データ抽出部５３１で抽出した解析対象領域の画像データのエッジ強度を画素毎に算出する。エッジ強度は、画素値の変化の度合い（鮮鋭度）を表す画像の特徴量である。エッジ強度は、一般的なエッジ検出方式を用いて算出可能であり、算出の方向（実施の形態１の場合は、主走査方向ＤＸと副走査方向ＤＹ）及び用いる画像データの種類（輝度値、ＲＧＢ値など）に制約はないが、実施の形態１では、画素値として輝度値を用いる。

エッジ強度平均値算出部５３３は、エッジ強度算出部５３２で算出された画素毎のエッジ強度の値に対して、各解析対象領域の画像データにおけるエッジ強度の平均値を算出する。なお、各解析対象領域の画像データにおけるエッジ強度を代表する代表値としては、平均値以外の値を用いてもよい。

平均エッジ強度比較部５３４は、エッジ強度平均値算出部５３３で求められたエッジ強度の平均値と予め決められた閾値とを比較し、この比較の結果であるエッジ強度比較フラグＦｅを出力する。

ヒストグラム生成部５３５は、エッジ強度算出部５３２で算出された画素毎のエッジ強度の値のヒストグラムを作成する。実施の形態１において、ヒストグラム生成部５３５は、解析対象領域の画像データにおけるエッジ強度の値に対する出現個数（度数）からヒストグラムを作成する。ただし、ヒストグラム生成部５３５は、隣接する複数（予め決められた個数）のエッジ強度の値を１つのグループとし、解析対象領域の画像データにおけるグループ毎の出現個数（度数）からヒストグラムを作成してもよい。

相関値算出部５３６は、ヒストグラム生成部５３５で生成されたヒストグラムから、解析対象領域の画像データにおける相関値Ｃを算出する。

距離推定部５３７は、平均エッジ強度比較部５３４から提供される比較の結果であるエッジ強度比較フラグＦｅと相関値算出部５３６から提供される相関値Ｃとから、画像読取装置１の撮像部２から原稿７０までの原稿距離Ｌを推定する。

実施の形態１では、結合候補位置算出部５０は、複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの内の主走査方向ＤＸに隣り合う領域に対応する部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍの重複領域のデータから、隣り合う部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍの主走査方向ＤＸの画像結合位置の候補である結合候補位置を示す結合候補位置情報Ｄ５２を取得する。

画像解析部５３は、隣り合う部分画像データＤＩ＿ｍ−１とＤＩ＿ｍにおける画素毎のエッジ強度の分布特性に基づいて、結合候補位置情報Ｄ５２の確からしさを示す信頼度情報（距離推定情報）である推定フラグＦａを生成する。

結合位置決定部５４は、信頼度情報である推定フラグＦａに基づいて、結合候補位置情報Ｄ５２に基づく位置又は予め決められた位置を結合位置情報Ｄ５として出力する。

《１−２》動作
次に、実施の形態１に係る画像読取装置１の動作について説明する。図７（ａ）は、読取対象としての原稿７０を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、原稿７０と撮像部２との位置関係を示す図であり、図７（ｃ）は、複数の部分画像（分割画像）ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０及び複数のオーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９の例を示す図である。実施の形態１では、図７（ａ）に示されるような冊子状の本が原稿７０であり、図７（ｂ）に示されるように、透明な原稿台７１上の原稿７０の表面（開いた本の下面）を主走査方向ＤＸに読み取る走査を繰り返すことで、図７（ｃ）に示されるような部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０が得られる例を説明する。図７（ａ）から（ｃ）の例では、撮像部２の光学ユニット２０＿１〜２０＿１０の縮小光学セル２１＿１〜２１＿１０から原稿７０までの距離である原稿距離Ｌが、主走査方向ＤＸの位置に応じて異なる（変動している）。

図７（ａ）では、原稿７０の絵柄である文字部分は簡略化して線で表されている。線のある部分が文字列のある部分を示しており、原稿７０の左右端付近の部分、上下端付近の部分、改行部分、段落分け部分などには、文字列のない空白部分（紙の色の部分）が存在する。

図７（ｂ）に示されるように、原稿７０を原稿台７１上に載置し、主走査方向ＤＸにおける原稿７０の中心付近（縮小光学セル２１＿ｋの読取範囲付近）での原稿距離Ｌが、撮像部２でぼやけなく撮像可能な距離よりも大きい場合を説明する。

図７（ｂ）の状態で、画像読取装置１を制御する制御部（例えば、図１７に示されるプロセッサ８１）が撮像部２と原稿７０を副走査方向ＤＹに搬送する搬送部とを制御し、副走査方向ＤＹに原稿７０を少しずつ移動させながら、主走査方向ＤＸの読み取りを繰り返す。制御部は、読み取ったライン単位の画像データを画像メモリ４に順次保持させることで、原稿７０の全体の画像データを得る。

制御部は、画像メモリ４には、原稿７０の全体の画像データを保持させてもよいが、画像メモリ４に要求されるメモリ容量を抑制するために、画像処理部３における処理に必要な画像データだけを保持させてもよい。

原稿７０を読み取ることで、光学ユニット２０＿１〜２０＿１０の個数と同じ個数である１０個の短冊状の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿１０に対応する部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０（図７（ｃ）に示される）が得られる。図７（ｃ）は、隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍを結合することで形成された結合画像を示す。ただし、画像メモリ４で保持される画像データは、図７（ｃ）に示されるものと同じである必要はない。

図７（ｃ）で、隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの境界部分にある点線で囲まれた領域は、オーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９である。オーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９の面積は、原稿距離Ｌに依存して異なり、原稿距離Ｌが小さい場合は、オーバーラップ領域の面積が小さく、原稿距離Ｌが大きい場合は、原稿距離Ｌが小さい場合に比べてオーバーラップ領域ＯＬの面積は大きい。実施の形態１では、原稿７０と撮像部２の位置関係は、図７（ｂ）のようになっているため、オーバーラップ領域ＯＬ＿１の面積は小さく、オーバーラップ領域ＯＬ＿２、ＯＬ＿３、ＯＬ＿４の面積はこの順に大きくなり、オーバーラップ領域ＯＬ＿５の面積が最大である。オーバーラップ領域ＯＬ＿６の面積は、オーバーラップ領域ＯＬ＿５の面積より小さく、オーバーラップ領域ＯＬ＿７、ＯＬ＿８の面積はこの順に小さくなり、オーバーラップ領域ＯＬ＿９の面積はオーバーラップ領域ＯＬ＿１の面積と概ね同じで、小さい。副走査方向ＤＹの位置を変更して主走査方向ＤＸの読み取りを行う処理が繰り返されるが、副走査方向ＤＹの位置に応じてオーバーラップ領域ＯＬの面積が異なることがあり得る。

以上に、原稿距離Ｌとオーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９の面積との関係を説明したが、オーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９が主走査方向ＤＸの１ラインである場合は、オーバーラップ領域ＯＬ＿１〜ＯＬ＿９の面積は主走査方向ＤＸの画素数で表される。

結合位置推定部５は、隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの結合位置を推定する。図８（ａ）から（ｇ）は、実施の形態１における原稿距離Ｌと読取範囲の関係を示す説明図である。図８（ａ）は、図８（ｂ）のように原稿距離Ｌ＝Ｌａの場合（Ｌが小さい場合）における、主走査方向ＤＸの幅が狭いオーバーラップ領域ＯＬ＿ｎａを示している。図８（ｆ）は、図８（ｇ）のように原稿距離Ｌ＝Ｌｂ＞Ｌａの場合（Ｌが大きい場合）における、主走査方向ＤＸの幅が広いオーバーラップ領域ＯＬ＿ｎｂを示している。

主走査方向ＤＸのいずれの位置においても原稿距離Ｌの値が一定値である場合は、原理的には、オーバーラップ領域ＯＬの幅も一定値であるため、部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの結合位置、つまりオーバーラップ領域ＯＬの重なり具合は、一意に決まる。

しかし、原稿距離Ｌの値が、主走査方向ＤＸの位置に応じて変動する場合に、オーバーラップ領域の重なり具合は、オーバーラップ領域ごとに異なる。

このような場合に、単純にオーバーラップ領域を重ねて部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍとを結合すると、オーバーラップ領域内において同じ画像が重複したり、画像の一部が欠落したりする可能性がある。

図８（ａ）、（ｂ）の場合、隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍは、図８（ｃ）のような位置関係で結合されることが望ましいが、部分画像ＵＩ＿ｍ−１の端からどのくらいの幅が隣りの部分画像ＵＩ＿ｍと重ね合っているのかは分からないため、オーバーラップ領域の画像内容から隣り合う部分画像ＵＩの位置関係を推定する必要がある。

結合位置推定部５の類似度算出部５１は、隣り合う部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの位置関係を評価する類似度を算出する。例えば、図８（ｄ）又は図８（ｅ）のように、２つの部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの位置関係を主走査方向ＤＸに少しずつずらしながら、オーバーラップ領域の画像の差異を示す類似度を算出する。類似度としては、一般的に、画像のパターンマッチングに用いられるＳＡＤ（差分絶対値和）又はＳＳＤ（差分二乗和）などを用いることができる。類似度算出部５１は、複数の位置関係における類似度を算出するが、正しい位置関係で類似度を算出するときは、オーバーラップ領域の画像は一致し差異がないため、ＳＡＤ又はＳＳＤの値はゼロに近い値である。つまり、類似度としては、値が小さいほど差異がなく（すなわち、値が小さいほど、より類似しており）、画像間のマッチングが良好であることを示す。

類似度の算出に用いられる対象画像領域は、主走査方向ＤＸの１ライン分の領域ではなく、ある１ラインと、この１ラインの副走査方向ＤＹの前又は後の１又は複数ラインとを含む領域であってもよい。また、類似度の算出に用いられる画像領域の形状に制限はなく、種々の形状の画像領域を用いることができる。また、類似度の算出に用いられる画素データの値（画素値）は、ＲＧＢ値、輝度値などであってもよい。

結合位置推定部５のマッチング候補選出部５２は、類似度算出部５１で算出された類似度Ｄ５１に基づいて、１つ以上の結合候補位置を選出する。例えば、類似度の値が最小である位置（最も差異が小さい位置）だけでなく、類似度の値が最小である位置の近傍で、類似度が近似した値（類似度の値が最小である位置の画素値を基準にして予め設定された画素値の範囲内の値）を持つ場合は、複数のマッチング候補を選出してもよい。

次に、結合位置推定部５の画像解析部５３の動作を説明する。画像解析部５３は、類似度算出部５１とは別に、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎの内容から原稿距離Ｌの大小を推定し、推定の結果を示す推定フラグＦａを出力する。実施の形態１では、類似度算出部５１でオーバーラップ領域に含まれる画像内容（絵柄）を用いて類似度を算出しているが、図７（ａ）の原稿７０では、オーバーラップ領域に絵柄が含まれない場合があり得る。例えば、原稿７０の上端付近には絵柄がないため、この領域で類似度を算出すると部分画像ＵＩ＿ｍとＵＩ＿ｍ−１との位置のずれの程度によらず、類似度（差異）は全てゼロに近い値となる（すなわち、非常に似ていると判定される）ことが多い。

しかし、実際には冊子状の原稿７０を読み取っており、主走査方向ＤＸの位置に応じて原稿距離Ｌが異なっており、主走査方向ＤＸの中心付近では画像がぼやけるが、主走査方向ＤＸの左端付近（走査開始位置付近、すなわち、部分画像ＵＩ＿１付近）及び右端付近（走査終了位置付近、すなわち、部分画像ＵＩ＿Ｎ付近）では、通常、ぼやけはなく原稿７０の表面の凹凸を読み取ることが可能である。画像解析部５３は、この原稿７０の表面の凹凸の、主走査方向ＤＸの位置に応じた変動を検出する。

画像解析部５３の対象画像データ抽出部５３１は、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎの各々から解析対象とする領域の画像データを抽出する。図９（ａ）及び（ｂ）は、図７（ｃ）に示される部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０に対応する。対象とする領域は、オーバーラップ領域と同一であってもよく、また、異なる領域（オーバーラップ領域の一部）であってもよい。実施の形態１では、図９（ｂ）に示されるように、部分画像ＵＩ＿１、ＵＩ＿２、…、ＵＩ＿ｍ、…の主走査方向ＤＸの中心付近の矩形領域Ａ１、Ａ２、…、Ａｍ、…を解析対象領域とし、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０の全てにおいて同じ位置の画像データを抽出する。

画像解析部５３のエッジ強度算出部５３２は、対象画像データ抽出部５３１で選択された解析対象領域の画像データの各画素におけるエッジ強度を算出する。エッジ強度の値は正の整数であり、隣接画素間における画素値の変化量が大きいほどエッジ強度の値は大きい。したがって、解析対象領域に絵柄がない場合には、エッジ強度の値は小さい。

画像解析部５３のエッジ強度平均値算出部５３３は、エッジ強度算出部５３２で求められた各画素におけるエッジ強度の平均値を算出する。ここでは、解析対象領域のエッジ強度の平均値が算出されるが、解析対象領域のエッジ強度の最大値又は中心値などのような解析対象領域のエッジ強度の状態を把握できる指標であれば平均値以外の指標を用いてもよい。

画像解析部５３の平均エッジ強度比較部５３４は、エッジ強度の平均値により原稿距離Ｌが小さいことを判別できるように、エッジ強度比較フラグＦｅを設定する。解析対象領域に絵柄が含まれている場合には、絵柄が含まれていない場合に比べて、エッジ強度の平均値は大きい。このため、平均エッジ強度比較部５３４は、エッジ強度の平均値（平均エッジ強度）が予め決められた閾値より大きい場合にはエッジ強度比較フラグＦｅに“１”（結合候補位置情報の信頼度が高い）に設定し、そうでない場合にはエッジ強度比較フラグＦｅに“０”（結合候補位置情報の信頼度が低い）を設定する。比較対象とする閾値は、固定パラメータ値、又は、過去に処理した画像における平均値と原稿距離Ｌの判定結果を保持し、その内容に基づいて決められた値などに設定することができる。また、過去に処理した画像ではなく、事前に適切なチャート（すなわち、テストパターン）などで測定したデータに基づいて、閾値が決められてもよい。

画像解析部５３のヒストグラム生成部５３５は、エッジ強度算出部５３２で算出された解析対象領域内の画素毎のエッジ強度について、エッジ強度毎に画素数を計測して得られたエッジ強度毎の出現個数（度数）からヒストグラムを生成する。図１０（ａ）から（ｄ）は、生成されたヒストグラムを示すヒストグラム曲線１０１〜１０４の例を示す。

解析対象領域に文字などのような比較的コントラストの高い絵柄があり、且つ原稿距離Ｌが小さい場合（すなわち、原稿７０が基準位置である原稿台７１から浮き上がっていない場合）には、図１０（ａ）にヒストグラム曲線１０１として示すように、エッジ強度が小さい部分から大きい部分まで、広い範囲にわたりエッジ強度に画素が分布している。これは、原稿７０の絵柄付近ではエッジ強度が大きい画素が存在し、絵柄のない空白部分では紙表面の凹凸によりエッジ強度が小さい多数の画素が存在するためである。

図１０（ａ）の原稿と同じ原稿７０で原稿距離Ｌを大きくして読み取りを行う場合、図１０（ｂ）のヒストグラム曲線１０２で示されるヒストグラムとなる（点線は図１０（ａ）のヒストグラム曲線１０１である）。原稿距離Ｌが大きいと画像がぼやけるためエッジ強度は、全体的に小さくなり、ヒストグラム曲線１０２は、エッジ強度がゼロの方に寄る。さらに、本来エッジ強度が小さい画素のエッジ強度がさらに小さく検出され、エッジ強度がゼロ付近の画素数が増える。

図１０（ａ）と同様に原稿距離Ｌが小さく、解析対象領域に絵柄がない場合には、図１０（ｃ）の実線で示すようなヒストグラム曲線１０３が得られる。これは、絵柄がないために、エッジ強度の大きな画素はなくなり、エッジ強度が小さな画素の数が増えるからである。

図１０（ｃ）と同じ原稿７０で原稿距離Ｌを大きくすると、図１０（ｄ）の実線のようなヒストグラム曲線１０４が得られる。点線は図１０（ｃ）のヒストグラム曲線１０３である。図１０（ｂ）と同様に、本来エッジ強度が小さい画素のエッジ強度はさらに小さくなり、エッジ強度がゼロ付近となる画素が増える。

図１０（ａ）から（ｄ）では、解析対象領域の面積が変わらないので、座標軸の縦軸と横軸とヒストグラム曲線とで囲まれる部分の面積は同じであり、ヒストグラム曲線の形状が変わることになる。図１０（ａ）から（ｄ）のヒストグラム曲線１０１〜１０４でわかるように、原稿距離Ｌが小さければ、紙表面の凹凸又は裏映りがあることで、比較的エッジ強度の小さい部分で、ヒストグラム形状に差が生じる。

画像解析部５３の相関値算出部５３６は、生成したヒストグラムから比較的エッジ強度が小さい集団を判別し、その集団に対する相関値を算出する。

図１１（ａ）は、図１０（ｃ）と同じヒストグラム曲線１０３を示し、図１１（ｂ）は、図１０（ｄ）と同じヒストグラム曲線１０４を示す。図１１（ａ）は、解析対象領域に絵柄がなく、原稿距離Ｌが小さい場合を示し、図１１（ｂ）は、解析対象領域に絵柄がなく、原稿距離Ｌが大きい場合を示す。原稿距離Ｌが小さくぼやけがない場合には、エッジ強度の小さい画素が多く存在することから、エッジ強度が小さい集団である弱エッジグループ（低鮮鋭度グループ）を判定し、その中におけるエッジ強度の最大値を求める。弱エッジグループとは、例えば、図１１（ａ）では、エッジ強度Ｓａよりも小さなエッジ強度を持つ画素の集合を指し、図１１（ｂ）では、エッジ強度Ｓｂよりも小さなエッジ強度を持つ画素の集合を指す。

弱エッジグループのエッジ強度の最大値であるＳａ、Ｓｂを決める方法として、エッジ強度がゼロから順に大きくなる方向にエッジ強度毎の度数（画素数）を累積し、この累積値が予め決められた累積値用閾値を超える点をエッジ強度の最大値とする方法がある。

しかし、エッジ強度は、画素値の変動を検出しているため画素値の変動のない画素では、エッジ強度がゼロとなることから、原稿距離Ｌにかかわらずエッジ強度がゼロの度数が最も大きくなる傾向がある。また、エッジ強度がゼロ付近のヒストグラムが、図１１（ｃ）のように局所的には、滑らかに変化していない（すなわち、急峻に増加及び減少する）場合がある。

そこで、解析対象領域の全画素のエッジ強度の度数を累積して累積値を求める代わりに、解析対象領域における予め決められた上限値より小さく且つ予め決められた下限値より大きい度数のみを累積して累積値を求めてもよい。このように、解析対象領域における予め決められた上限値より小さく且つ予め決められた下限値より大きい度数を、弱エッジグループのエッジ強度の最大値の判定対象として、弱エッジグループの中におけるエッジ強度の最大値を決定してもよい。

例えば、解析対象領域の画素数が累積値用閾値１００００個である場合、各エッジ強度に対応する度数が２００（下限値）より大きく３０００（上限値）より小さいときのみを、対象度数として累積して累積値を求める。このような処理を、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎの各々について、エッジ強度がゼロから順に大きくなる方向に繰り返す。つまり、弱エッジグループの最大値を算出するために用いられる対象範囲は、エッジ強度がゼロから最大値までの全範囲である必要はなく、適宜決めることができる。図１１（ｃ）では、矢印で示した対象範囲が累積値を求めるために使用され、対象範囲の内の丸で囲われた３つの部分は、条件を満たさないため累積の対象外となる。このようにして、弱エッジグループのエッジ強度の最大値Ｓｂと、弱エッジグループに含まれる度数Ｎｂが算出できる。

エッジ強度の度数を累積するか否かを判定するための上限値及び下限値は、事前に調整した固定のパラメータ値とすることができるが、原稿７０の読取開始時に取得した画像データに基づいて算出した値としてもよく、また、以前に読み取った原稿の画像データから算出した値としてもよい。

次に、弱エッジグループのエッジ強度の最大値と度数を用いて、原稿距離Ｌの大小に依存して変化する相関値を算出する。ここで、算出する相関値Ｃｋは、次式で得られる。
Ｃｋ＝Ｎｋ／Ｓｋ
Ｓｋは、対象となる弱エッジグループにおけるエッジ強度の最大値、Ｎｋは、弱エッジグループに含まれる度数である。ｋは、光学ユニットの番号である。実施の形態１では、ｋは、１〜１０の整数であり、１０個の相関値が算出される。
言い換えれば、画像解析部５３は、複数の部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎの各々において決められた解析対象領域における画素毎のエッジ強度の出現個数（度数）を求め、出現個数が予め決められた個数範囲（例えば、上限値以下の範囲、又は、下限値と上限値との間の範囲）内に存在するエッジ強度の出現個数を、エッジ強度が弱い側から計数することによって累積値Ｎｋを求め、累積値Ｎｋが予め決められた累積値用閾値（例えば、１００００個）を超えたときのエッジ強度を、エッジ強度の最大値Ｓｋとし、最大値Ｓｋと累積値Ｎｋとに基づいて、相関値Ｃｋを生成する。

次に、原稿７０の解析対象領域の絵柄と原稿距離Ｌによって、相関値Ｃｋがどのように変化するかを図１２（ａ）から（ｄ）を用いて説明する。図１２（ａ）から（ｄ）の実線で示されるヒストグラム曲線１０１〜１０４は、図１０（ａ）から（ｄ）のヒストグラム曲線と同じである。弱エッジグループに含まれる度数Ｎｋを求める際に、各エッジ強度における度数の上限と下限を考慮したが、この点を簡略化して説明する。

図１２（ａ）は、絵柄（文字など）があり、原稿距離Ｌが小さい場合を示している。原稿距離Ｌが小さいと文字部分のエッジ強度は大きくなり、大きなエッジ強度の値を持つ画素が増え、弱エッジグループに含まれる度数Ｎａが全体の度数に占める割合は小さくなる。

図１２（ｂ）は、絵柄（文字など）があり、原稿距離Ｌが大きい場合を示している。図１２（ａ）と比べて原稿距離Ｌが大きく、全体としてエッジ強度が小さい部分に度数が集中するような分布になる。したがって、弱エッジグループに含まれる度数Ｎｂが全体の度数に占める割合は、Ｎａよりも大きい。

図１２（ｃ）は、絵柄（文字など）がなく、原稿距離Ｌが小さい場合を示している。図１２（ａ）と比べて絵柄がないことから、エッジ強度が大きい部分の分布が少なく、且つ原稿７０の表面の凹凸により比較的小さなエッジ強度の度数が増え、弱エッジグループに含まれる度数Ｎｃは、Ｎａより大きい。

図１２（ｄ）は、絵柄（文字など）がなく、原稿距離Ｌが大きい場合を示している。図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）と比べて原稿距離Ｌが大きいことから、エッジ強度が大きい部分の分布が少ない。これは、図１２（ａ）と図１２（ｂ）の関係と同様である。さらに、図１２（ｄ）では、エッジ強度がゼロに近い部分の度数が増え、最大値Ｓｄは、Ｓｃよりも小さい。また、図１２（ｂ）と比較して、絵柄（文字など）の有無の違いがあることから、エッジ強度が最大値よりも大きい部分の度数（解析対象の画素数から弱エッジグループに含まれる度数を除いた数）は、図１２（ｂ）の方が大きい。

図１２（ａ）の絵柄があり原稿距離Ｌが小さい場合は、解析対象領域に含まれるエッジ強度の最大値又は平均値が極度に大きいことを用いて、比較的容易に原稿距離Ｌが小さいことを判別できる。図１２（ｄ）の絵柄がなく原稿距離Ｌが大きい場合も同様に、解析対象領域に含まれるエッジ強度の最大値又は平均値が極度に小さいことを用いて、原稿距離Ｌが大きいことを判別できる。したがって、図１２（ａ）と図１２（ｄ）の状態の判別は、エッジ強度平均値算出部５３３、平均エッジ強度比較部５３４を備えることで可能である。

図１３は、図１２（ｂ）及び（ｃ）と同じヒストグラム曲線１０２（グラフＧｂ）及び１０３（グラフＧｃ）を重ねて示している。グラフＧｂとグラフＧｃとは、領域Ａ１３付近の形状が異なる。これは、図１２（ｂ）では、原稿距離Ｌが大きく、原稿７０の全体がぼやけるため、エッジ強度が全体的に小さくなり、絵柄部分以外の画素における原稿７０の表面の凹凸によるエッジ強度も小さくなり、これに対し、図１２（ｃ）では、原稿距離Ｌが小さく、ぼやけはないが、絵柄がないため、原稿７０の表面の凹凸によるエッジ強度は、弱エッジグループの中において比較的エッジ強度の大きいものだからである。弱エッジグループの最大値は、対象となるエッジ強度における度数が予め決められた下限値と上限値の間の範囲に収まるもののうちの最大のエッジ強度の値としていることから、グラフＧｂの最大値ＳｂよりもグラフＧｃの最大値Ｓｃの方が大きい。

図１２（ｂ）と図１２（ｃ）では、対象とする原稿７０に絵柄の有無の差がある。絵柄部分のエッジ強度は、原稿７０の表面の凹凸によるエッジ強度に比べて分布する範囲が広く、特定範囲に集中せず、エッジ強度が大きくなるにしたがい徐々にその分布度数が減っていく。そのため、原稿距離Ｌが大きくなることでエッジ強度が小さい値の度数が多くなったとしても、弱エッジグループの中における比較的大きい値の周辺に度数が集中することはない。このように、グラフＧｂの形状とグラフＧｃの形状は、明確に異なる。

図１２（ｂ）で原稿７０の表面の凹凸が見分けられないほど原稿距離Ｌが大きくなると原稿７０のぼやけが大きくなり、最大値Ｓｂよりも大きいエッジ強度における度数の分布はほとんどなくなり、グラフＧｂの度数Ｎｂの値と、グラフＧｃの度数Ｎｃの値の差が小さくなる。このとき、相関値Ｃｂ、Ｃｃを求めると、ＮｂとＮｃが同様な値である（すなわち、Ｎｂ≒Ｎｃ）ことから、最大値ＳｂとＳｃの違いが相関値ＣｂとＣｃに反映され、Ｃｂ＞Ｃｃとなる。

画像解析部５３の距離推定部５３７は、対象となる縮小光学セル２１＿ｋから原稿７０までの原稿距離Ｌを推定する。距離推定部５３７は、平均エッジ強度比較部５３４から、対象となる部分画像ＵＩ＿ｋの平均エッジ強度の大小、例えば、平均エッジ強度の大きさをいくつかに段階分けしたエッジ強度比較フラグＦｅを得る。平均エッジ強度が大きければ、原稿７０がくっきりと（すなわち、ぼやけが無い状態で）読み取れているため、原稿距離Ｌは、小さいと判定できる。一方、距離推定部５３７は、相関値算出部５３６から、絵柄があっても原稿距離Ｌが大きくぼやけた画像なのか、原稿７０に絵柄がなく原稿距離Ｌが小さく平坦な画像なのかを判別する相関値Ｃを得る。

ところで、類似度算出部５１とマッチング候補選出部５２では、画像データが結合可能であるという前提で処理を実行し、類似度算出部５１の結果をもとにマッチング候補選出部５２では、最も確からしい候補を選出する。しかしながら、対象となる光学ユニット２０＿ｋについての原稿距離Ｌが極度に大きくなる等すると、マッチング候補の選出を誤る可能性がある。

図１４は、距離推定部５３７における距離推定手順を示すフローチャートである。図１４では、推定フラグＦａは、１ビットの値であり、“０”と“１”の２つの状態を表す。エッジ強度比較フラグＦｅから原稿距離Ｌが小さいと判定できる場合には（ステップＳ１においてＹＥＳ）、距離推定部５３７は、推定フラグＦａに“０”を設定する（ステップＳ３）。エッジ強度比較フラグＦｅから原稿距離Ｌが小さいと判別できない場合にはステップＳ１においてＮＯ）、距離推定部５３７は、相関値Ｃが予め決められた基準値より大きければ（ステップＳ２においてＹＥＳ）推定フラグＦａに“０”を設定し（ステップＳ３）、相関値Ｃが基準値以下であれば（ステップＳ２においてＮＯ）推定フラグＦａに“１”を設定する（ステップＳ４）。推定フラグＦａは、マッチング候補選出部５２の出力の確からしさ（信頼度）の判定結果を表す信頼度情報である。推定フラグＦａが“０”に設定された場合には、マッチング候補選出部５２の出力の確からしさ（信頼度）は高く、推定フラグＦａが“１”に設定された場合には、マッチング候補選出部５２の出力の確からしさ（信頼度）は低い。

結合位置決定部５４は、マッチング候補選出部５２から得られる結合候補位置情報Ｄ５２と画像解析部５３からの推定フラグＦａとから、画像結合位置を決定する。推定フラグＦａが“０”である場合、結合位置決定部５４は、原稿距離Ｌが類似度算出部５１とマッチング候補選出部５２で算出可能な範囲にあるものと判定して、マッチング候補選出部５２から得られる結合候補位置を画像結合位置として出力する。推定フラグＦａが“１”である場合、結合位置決定部５４は、原稿距離Ｌが大きすぎてマッチング候補選出部５２の出力の信頼度が低いと判定して、マッチング候補選出部５２から得られる結合候補位置情報Ｄ５２を使用せず、別の値を画像結合位置として出力する。

推定フラグＦａが“１”である場合に採用される画像結合位置は、予め記憶部に保持された値を用いることができる。予め保持された値は、例えば、原稿７０の搬送部の大きさなどの構造上の制約によって決まる原稿距離Ｌの最大値に基づいて決められた推測値、縮小光学セル２１＿ｋの性能に基づいて決められた推測値、他の光学ユニットに関して既に決定された画像結合位置に基づいて決められた推測値、又は、別のラインに関して既に決定された画像結合位置に基づく推測値などである。

このように、結合位置決定部５４は、マッチング候補選出部５２から出力される結合候補位置情報Ｄ５２の信頼度が高いと判定された場合には、この結合候補位置情報Ｄ５２が示す結合候補位置を画像結合位置として出力し、マッチング候補選出部５２から出力される結合候補位置情報Ｄ５２の信頼度が低いと判定された場合には、他の値（例えば、予め保持されている値）を画像結合位置として出力することで、画像結合位置のずれを小さくしている。

結合位置決定部５４は、以上に説明した画像結合位置の設定動作を、複数の光学ユニット２０＿１〜２０＿Ｎの各々について行い、画像結合位置が求められる。原稿７０の右端に対応する部分画像ＵＩ＿１０については、その右隣に結合すべき画像は存在しないため、推定フラグＦａを求めなくてもよい。

画像結合部６は、結合位置推定部５で得られた結合位置情報Ｄ５を用いて、画像メモリ４から読み出した部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎを、オーバーラップ領域で結合する。

結合位置情報Ｄ５が、原稿距離Ｌが大きい場合における情報である場合には、オーバーラップ領域の画像データからは正確な画像結合位置を算出できていないため、単純に画像を結合すると結合誤りが発生し得る。そのため、画像信号変換部６１では、結合部分の画像を変換し、万一結合誤りが生じても、その誤りを目立たなくするように動作する。

なお、エッジ強度比較フラグＦｅ及び推定フラグＦａの各々は、１ビットの情報である場合を説明したが、２ビット以上であって３つ以上の状態を表すフラグを用いてもよい。その場合は、距離推定部５３７、及び結合位置決定部５４で判定制御を詳細にすることができる。

《１−３》効果
以上に説明したように、実施の形態１に係る画像読取装置１及び画像読取方法によれば、部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎから原稿距離Ｌが大きい（ぼやけがあり、結合候補位置情報Ｄ５２の信頼度が低く、Ｆａ＝１である）か、小さい（ぼやけがなく、結合候補位置情報Ｄ５２の信頼度が高く、Ｆａ＝０である）かを判定することができる。このため、Ｆａ＝１の場合に、部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍとの結合位置を類似度に基づく結合候補位置情報Ｄ５２から決定せずに、予め準備された他の値とし、Ｆａ＝０の場合に、部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍとの結合位置を類似度に基づく結合候補位置情報Ｄ５２から決定する。このように、画像解析部５３が、類似度に基づく結合候補位置情報Ｄ５２の信頼度が低いことを示す推定フラグＦａ＝１を出力した場合には、結合位置を予め決められた他の位置などに切り替えることができるので、結合画像から、結合位置の誤りによる視認上の違和感を排除することができる。

また、実施の形態１に係る画像読取装置１及び画像読取方法によれば、特別なセンサーを備えなくても、原稿距離Ｌが大きいことを把握でき、部分画像ＵＩ＿ｍ−１とＵＩ＿ｍの結合位置を調整可能であるので、装置の構成を簡素化することができる。

《２》実施の形態２．
図１５は、本発明の実施の形態２に係る画像読取装置の結合位置推定部５の画像解析部５３ａの構成を概略的に示すブロック図である。図１５において、図６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図６における符号と同じ符号が付される。

実施の形態２に係る画像読取装置は、画像解析部５３ａが推定結果記憶部としての推定結果メモリ５３８を備えている点、及び画像解析部５３ａの距離推定部５３７ａが推定結果メモリ５３８に記憶されている他のラインについての推定フラグＦａを参照して結合位置決定部５４に提供される処理対象のラインについての推定フラグＦａを決定する点が、実施の形態１に係る画像読取装置１と異なる。この点以外の点については、実施の形態２に係る画像読取装置は、実施の形態１に係る画像読取装置１と同じである。したがって、実施の形態２の説明に際しては、図１から図５、図７から図１４をも参照する。

次に、実施の形態２における画像解析部５３ａの距離推定部５３７ａと推定結果メモリ５３８の動作を説明する。

上記実施の形態１においては、画像解析部５３の距離推定部５３７は、エッジ強度比較フラグＦｅと相関値Ｃとから、原稿距離Ｌが閾値よりも大きいか小さいかの推定（判定）を行い、この推定の結果を示す推定フラグＦａを結合位置決定部５４に提供している。

これに対し、実施の形態２においては、他のラインについての推定フラグＦａの値は推定結果メモリ５３８に保持されており、距離推定部５３７ａは、エッジ強度比較フラグＦｅと、相関値Ｃと、推定結果メモリ５３８に記憶されている他のラインについての推定フラグＦａ（推定フラグ変動情報）とから、結合位置決定部５４に提供される推定フラグＦａを求めている。

図１６（ａ）から（ｄ）を用いて、推定フラグＦａの変動について説明する。図１６（ａ）は、光学ユニット２０＿１〜２０＿１０によって読み取られた部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿１０に対応する部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０から原稿距離Ｌを推定する際に用いられるライン位置を示している。画像読取動作が主走査方向ＤＸの１ライン単位で行われる場合、画像解析部５３ａは、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０毎に推定フラグＦａを算出する。つまり、主走査方向ＤＸの１ライン当たり、１０個の推定フラグＦａが算出される。この動作を副走査方向ＤＹに原稿７０の位置をずらしながら、原稿７０の終端（図１６（ａ）の下端）まで繰り返す。原稿７０の上端から副走査方向ＤＹについての位置が異なる、第ｐライン、第ｑライン、第ｒラインの各々について（ｐ、ｑ、ｒは正の整数であり、ｐ＜ｑ＜ｒである）、部分画像ＵＩ＿１〜ＵＩ＿１０毎に算出した推定フラグＦａの状態が、図１６（ｂ）から（ｄ）に示されている。これら推定フラグＦａの状態は、推定結果メモリ５３８で保持される。

図１６（ｂ）から（ｄ）における実線のグラフは、第ｐライン、第ｑライン、第ｒラインのライン位置における推定フラグＦａの値を示している。図１６（ｂ）に、原稿距離Ｌの変動イメージを点線で示している。図１６（ｂ）からわかるように、部分画像ＵＩ＿５とＵＩ＿６に対応する光学ユニット２０＿５と２０＿６で原稿距離Ｌが大きくなり（Ｆａ＝１であり）、部分画像ＵＩ＿５とＵＩ＿６はぼやけている。このとき、図１６（ｂ）に示される推定フラグＦａは、光学ユニット２０＿５と２０＿６では、“１”であり、その他の光学ユニット２０＿１〜２０＿４、２０＿７〜２０＿１０では、“０”である。

図１６（ｃ）の実線のグラフは、第ｑラインにおける推定フラグＦａの状態を示しており、その実線のグラフの形状は、図１６（ｂ）のものと同じである。

図１６（ｄ）の実線のグラフは、第ｒラインにおける推定フラグＦａの状態を示している。図１６（ｄ）の点線のグラフは、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）における推定フラグＦａの値と同じである。図１６（ｄ）の実線のグラフは、光学ユニット２０＿４と光学ユニット２０＿８でＦａ＝“１”である点で、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）における推定フラグＦａの値と異なる。

原稿７０の上端（第１ライン）から第ｒラインの１ライン前である第（ｒ−１）ラインまで、推定フラグＦａの状態が図１６（ｂ）と同じであったとすれば、第ｒラインの推定フラグＦａは、急激な原稿距離Ｌの変動がある可能性又は距離推定部５３７ａにおける推定結果が誤っている可能性がある。

距離推定部５３７ａでは、エッジ強度比較フラグＦｅと相関値Ｃにより原稿距離Ｌが閾値より大きいか小さいかを推定しているので、エッジ強度比較フラグＦｅの判定又は相関値Ｃの算出を誤ることで、距離推定部５３７ａにおける判定結果は変わる。

しかしながら、第ｒラインの次のラインである第（ｒ＋１）ラインにおける推定フラグＦａを算出した場合に、推定フラグが図１６（ｄ）と異なり、図１６（ｂ）と同じ結果であるならば、原稿距離Ｌの変動が急峻であると判定した判定結果に誤りがある可能性が高い。この場合、画像解析部５３は、第ｒラインの推定フラグＦａを、図１６（ｄ）の実線で示されるものから、図１６（ｂ）に実線で示される推定フラグＦａに置き替えて出力することができる。

また、第ｒラインの次のラインである第（ｒ＋１）ラインにおける推定フラグＦａの値が第ｒラインにおける推定フラグＦａの値と同じであるときには、第（ｒ−１）ラインと第ｒラインとの間で、原稿距離Ｌの変動があったとみなして、画像解析部５３は、算出した通りの推定フラグＦａを出力する。

以上に説明したように、実施の形態２に係る画像読取装置及び画像読取方法によれば、推定結果メモリ５３８を用いて他のラインの推定フラグＦａの値を保持することで、推定フラグＦａの変動を把握することができる。このため、画像解析部５３ａは、例えば、推定フラグＦａの副走査方向ＤＹにおける変動が予め決められたライン数以上継続しない場合には、判定誤りであると判断し、推定フラグＦａの副走査方向ＤＹにおける変動が予め決められたライン数以上継続したときに新しい推定フラグＦａを出力することができる。このため、判定誤りを減らすことができ、結合画像データを高品質にすることができる。

また、実施の形態２では、画像解析部５３ａが推定結果メモリ５３８を有する構成としたが、結合位置推定部５に結合位置情報Ｄ５を保持するメモリを備え、結合位置情報Ｄ５の変動を把握できる構成とすることでも、結合位置情報Ｄ５の算出誤りを抑制することができる。

なお、実施の形態２では、第ｒラインの１ライン前及び１ライン後の結果を用いる場合を説明したが、用いられるラインは、これらに限定されない。例えば、第ｒラインの１及び２ライン前と、１及び２ライン後の結果を用いて判定してもよい。

以上に説明した点以外については、実施の形態２は、実施の形態１と同じである。

《３》変形例
上記実施の形態１及び２における画像読取装置の機能の一部は、ハードウェア構成で実現されてもよいし、あるいは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含むマイクロプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムで実現されてもよい。画像読取装置の機能の一部がコンピュータプログラムで実現される場合には、マイクロプロセッサは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体からコンピュータプログラムをロードし実行することによって、画像読取装置の機能の一部を実現することができる。

図１７は、実施の形態１及び２の変形例の画像読取装置のハードウェア構成の例を示す図である。図１７は、画像読取装置の機能の一部をコンピュータプログラムで実現可能とするハードウェア構成を示す。図１７に示されるように、画像読取装置は、撮像部２と、演算装置である画像処理部３と、原稿を撮像部２に対し相対的に副走査方向ＤＹに移動させる搬送部８６とを有している。画像処理部３は、制御部としてのＣＰＵを含むプロセッサ８１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８２と、不揮発性メモリ８３と、大容量の記憶部８４と、これらが接続されるバス８５とを備えている。不揮発性メモリ８３としては、例えば、フラッシュメモリを使用することができる。また、記憶部８４としては、例えば、ハードディスク（磁気ディスク）装置、光ディスク記憶装置、及び半導体記憶装置等を使用することができる。

部分画像データＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎは、ＲＡＭ８２（画像メモリ４としての機能を持つ。）に格納させる。プロセッサ８１は、不揮発性メモリ８３又は記憶部８４からコンピュータプログラムをロードし、ロードされたコンピュータプログラムを実行することによって、上記実施の形態１及び２における画像処理部３の機能を実現することができる。

１ 画像読取装置、 ２ 撮像部、 ２０＿１〜２０＿Ｎ 光学ユニット、 ２１＿１〜２１＿Ｎ 縮小光学セル、 ２２＿１〜２２＿Ｎ センサーチップ、 ２３ 変換部、 ３ 画像処理部、 ４ 画像メモリ、 ５ 結合位置推定部、 ６ 画像結合部、 ５０ 結合候補位置算出部、 ５１ 類似度算出部、 ５２ マッチング候補選出部、 ５３，５３ａ 画像解析部、 ５４ 結合位置決定部、 ６１ 画像信号変換部、 ６２ 画像拡大縮小部、 ６３ 変換倍率算出部、 ６４ 画像境界結合部、 ７０ 原稿、 ５３１ 対象画像データ抽出部、 ５３２ エッジ強度算出部、 ５３３ エッジ強度平均値算出部、 ５３４ 平均エッジ強度比較部、 ５３５ ヒストグラム生成部、 ５３６ 相関値算出部、 ５３７，５３７ａ 距離推定部、 ５３８ 推定結果メモリ、 ＤＩ＿１〜ＤＩ＿Ｎ 部分画像データ（分割画像データ）、 ＵＩ＿１〜ＵＩ＿Ｎ 部分画像（分割画像）、 ＯＬ，ＯＬ＿１〜ＯＬ＿Ｎ−１ オーバーラップ領域、 Ｆａ 推定フラグ、 Ｃ 相関値、 Ｆｅ エッジ強度比較フラグ。

Claims (8)

1. 原稿を主走査方向に読み取ることで、前記原稿の前記主走査方向に並ぶ複数の読取範囲に対応する複数の部分画像データをそれぞれ出力する複数のセンサーチップと、
   前記複数の読取範囲に対応する前記複数の部分画像データの内の隣り合う部分画像データの重複領域の画像データに基づいて、隣り合う前記部分画像データの前記主走査方向の画像結合位置の候補である結合候補位置を算出する結合候補位置算出部と、
   前記複数の部分画像データにおける画素毎のエッジ強度に基づいて、前記結合候補位置の信頼度情報を生成する画像解析部と、
   前記信頼度情報に基づいて、前記結合候補位置又は予め決められた設定位置のいずれかを選択して結合位置情報として出力する結合位置決定部と、
   前記結合位置情報に従って隣り合う前記部分画像データを前記主走査方向に結合して結合画像データを生成する画像結合部と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記画像解析部は、前記複数の部分画像データの各々において決められた解析対象領域における画素毎のエッジ強度と、前記エッジ強度の出現個数とに基づいて、前記信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記画像解析部は、
   前記複数の部分画像データ毎に、前記解析対象領域における前記画素毎のエッジ強度の代表値を求め、
   前記代表値と予め決められた閾値との比較の結果に基づいて、前記結合候補位置の前記信頼度情報を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記画像解析部は、
   前記複数の部分画像データ毎に、前記解析対象領域における前記画素毎のエッジ強度の代表値を求め、前記代表値と予め決められた閾値との比較の結果を求め、
   前記複数の部分画像データ毎に、前記解析対象領域における相関値を求め、
   前記比較の結果と前記相関値に基づいて、前記結合候補位置の前記信頼度情報を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
5. 前記画像解析部は、
   前記解析対象領域における画素毎のエッジ強度の出現個数を求め、
   前記出現個数が予め決められた個数範囲内に存在する前記エッジ強度の出現個数を、前記エッジ強度が弱い側から計数することによって累積値を求め、
   前記累積値が予め決められた累積値用閾値を超えたときのエッジ強度を、エッジ強度の最大値とし、
   前記最大値と前記累積値とに基づいて、前記相関値を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記画像解析部は、
   前記信頼度情報を保持する推定結果記憶部をさらに有し、
   前記複数の部分画像データにおける画素毎のエッジ強度と、前記推定結果記憶部に保持されている他の前記信頼度情報とに基づいて、前記結合候補位置の前記信頼度情報を生成する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記画像解析部は、
   前記信頼度情報を保持する推定結果記憶部をさらに有し、
   前記複数の部分画像データにおける画素毎のエッジ強度と、前記相関値と、前記推定結果記憶部に保持されている他の前記信頼度情報とに基づいて、前記結合候補位置の信頼度情報を生成する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像読取装置。
8. 原稿を主走査方向に読み取ることで、前記原稿の前記主走査方向に並ぶ複数の読取範囲に対応する複数の部分画像データをそれぞれ出力する複数のセンサーチップを有する装置において実施される画像読取方法であって、
   前記複数の読取範囲に対応する前記複数の部分画像データの内の隣り合う部分画像データの重複領域の画像データに基づいて、隣り合う前記部分画像データの前記主走査方向の画像結合位置の候補である結合候補位置を算出するステップと、
   前記複数の部分画像データにおける画素毎のエッジ強度に基づいて、前記結合候補位置の信頼度情報を生成するステップと、
   前記信頼度情報に基づいて、前記結合候補位置又は予め決められた設定位置のいずれかを選択して結合位置情報として出力するステップと、
   前記結合位置情報に従って隣り合う前記部分画像データを前記主走査方向に結合して結合画像データを生成するステップと
   を有することを特徴とする画像読取方法。

Images