JP7211238B2 - エッジ検出装置、傾き補正装置、読取装置、画像処理装置およびエッジ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、エッジ検出装置、傾き補正装置、読取装置、画像処理装置およびエッジ検出方法に関する。

従来、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）の読取画像から検知したスキュー角度やレジスト位置に基づいて、ＡＤＦ読取時の原稿スキューおよび主副レジストずれを画像処理にて補正するエレキスキュー補正技術が知られている。

特許文献１には、エレキスキュー補正に際して、読取画像から原稿の傾き量を検出するために、読み取った画像における原稿による影エッジから一つの端辺に対応する複数の傾き量からなる傾き量群を取得する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示の技術によれば、画像の影エッジから原稿の傾き量を検出しているが、原稿の状態によっては、原稿による影が形成されず、エッジの検出に失敗して誤った傾き量（角度）検出を行ってしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データにおける背景領域と原稿領域との間に形成される影領域の形状によらず、高精度に原稿のエッジを検出することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、原稿領域と当該原稿領域の外側の背景領域とを含む画像における前記背景領域の色情報である第一の色情報と前記原稿領域の色情報である第二の色情報とを取得する色情報取得手段と、前記第一の色情報と前記第二の色情報との間の画素値の変化量に基づいて前記背景領域と前記原稿領域の境界を検出する境界検出手段と、を備え、前記境界検出手段は、前記第一の色情報と前記第二の色情報との大小関係を検出し、当該大小関係に応じて、画素値の変化量に基づく前記背景領域と前記原稿領域との境界の検出手法を変えることを特徴とする。

本発明によれば、画像データにおける背景領域と原稿領域との間に形成される影領域の形状によらず、高精度に原稿のエッジを検出することができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 図２は、スキャナの概略構成を模式的に示す断面図である。 図３は、ＡＤＦの概略構成を模式的に示す断面図である。 図４は、原稿の読取位置近傍の構成を模式的に示す図である。 図５は、画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図６は、画像処理部の機能を示すブロック図である。 図７は、画像データの一例を示す図である。 図８は、色情報取得部における処理の概要を模式的に示す図である。 図９は、影領域の有無でエッジ検出の成否が変わる場合を示す図である。 図１０は、境界検出部における処理の概要を模式的に示す図である。 図１１は、境界点群からの境界線の検出（推定）例を示す図である。 図１２は、原稿の傾き量（スキュー量）の検出手法を示す図である。 図１３は、境界検出部における処理の概要の他の例を模式的に示す図である。 図１４は、第２の実施の形態にかかる境界検出部における処理の概要を模式的に示す図である。 図１５は、第３の実施の形態にかかる境界検出部における処理の概要を模式的に示す図である。 図１６は、第４の実施の形態にかかる境界検出部における処理の概要を模式的に示す図である。 図１７は、第５の実施の形態にかかる画像処理部の機能を示すブロック図である。 図１８は、第二の色情報取得エリア内の画素値が均一である場合の度数分布例を示す図である。 図１９は、第二の色情報取得エリア内の画素値が不均一である場合の度数分布例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、エッジ検出装置、傾き補正装置、読取装置、画像処理装置およびエッジ検出方法の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置１００の概略構成を模式的に示す断面図である。画像処理装置１００は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機である。

図１に示すように、画像処理装置１００は、給紙部１０３、装置本体１０４、スキャナ１０１及び搬送手段として機能する自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１０２を備える。

画像処理装置１００は、装置本体１０４内に、画像形成部であるプロッタ１２０を備える。プロッタ１２０は、タンデム方式の作像部１０５と、作像部１０５に給紙部１０３から搬送路１０７を介して記録紙を供給するレジストローラ１０８と、光書き込み装置１０９と、定着部１１０と、両面トレイ１１１と、を備えている。

作像部１０５には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（キー・プレート（ブラック））の４色に対応して４本の感光体ドラム１１２が並設される。各感光体ドラム１１２の周りには、帯電器、現像器１０６、転写器、クリーナ及び除電器を含む作像要素が配置されている。

また、転写器と感光体ドラム１１２との間には、両者のニップに挟持された状態で駆動ローラと従動ローラとの間に張架された中間転写ベルト１１３が配置されている。

このように構成されたタンデム方式の画像処理装置１００は、ＡＤＦ１０２から送られた検知対象物である原稿をスキャナ１０１で読み取った原稿画像に基づき、ＹＭＣＫの色毎に各色に対応する感光体ドラム１１２に光書き込み装置１０９から光書き込みを行い、現像器１０６で各色のトナー毎に現像し、中間転写ベルト１１３上に例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順で１次転写する。そして、画像処理装置１００は、１次転写により４色重畳されたフルカラーの画像を給紙部１０３から供給された記録紙に２次転写した後、定着部１１０で定着して排紙することによりフルカラーの画像を記録紙上に形成する。

次に、スキャナ１０１について説明する。

図２は、スキャナ１０１の概略構成を模式的に示す断面図である。図２に示すように、スキャナ１０１は、第１キャリッジ２５と、第２キャリッジ２６と、結像レンズ２７と、撮像手段である撮像部２８とを備えており、これらの各構成部材はスキャナ１０１の本体フレーム１０１ａの内部にそれぞれ配置されている。

また、スキャナ１０１の本体フレーム１０１ａの内部には、図示しない第１レール及び第２レールが副走査方向（図２中、左右方向）に延在するよう設けられている。第１レールは、副走査方向と直交する主走査方向に所定の間隔をあけて配置された２本のレールからなる。第２レールについても、第１レールと同様の構成である。

第１キャリッジ２５は、第１レールに摺動自在に取り付けられ、図示しない駆動モータにより図示しない第１キャリッジ用駆動ワイヤを介して副走査方向に、図２中実線で示す位置と破線で示す位置との間で往復移動可能に構成されている。第１キャリッジ２５には、光源２４と、第１ミラー部材２５ａとが設けられている。

また、第２キャリッジ２６は、第２レールに摺動自在に取り付けられ、図示しない駆動モータにより図示しない第２キャリッジ用駆動ワイヤを介して副走査方向に、図２中実線で示す位置と破線で示す位置との間で往復移動可能に構成されている。第２キャリッジ２６には、第２ミラー部材２６ａと、第３ミラー部材２６ｂとが設けられている。

ここで、これら第１キャリッジ２５及び第２キャリッジ２６は、２：１の速度比で副走査方向に移動する。このような移動速度の関係により、第１キャリッジ２５及び第２キャリッジ２６の移動があっても、原稿面から結像レンズ２７までの光の光路長が変化しないようになっている。

結像レンズ２７は、各ミラー部材を介して入射された原稿からの反射光を撮像部２８に集光結像する。撮像部２８は、ＣＣＤ等の撮像素子で構成され、結像レンズ２７を介して結像された原稿の反射光像を光電変換して読取画像であるアナログ画像信号を出力する。

次に、スキャナ１０１上に搭載されるＡＤＦ１０２について説明する。

図３は、ＡＤＦ１０２の概略構成を模式的に示す断面図である。

図３に示すように、ＡＤＦ１０２は、原稿を載置する原稿トレイ１１を備える。原稿トレイ１１は、基端部を支点として図中ａ，ｂ方向に回動する可動原稿テーブル４１と、原稿の給紙方向に対する左右方向を位置決めする一対のサイドガイド板４２とを有している。可動原稿テーブル４１の回動により、原稿の給送方向前端部が適切な高さに合わせられる。

また、原稿トレイ１１には、原稿の向きが縦と横の何れになっているかを検知する原稿長さ検知センサ８９，９０が給送方向に離隔して設けられている。なお、原稿長さ検知センサ８９，９０としては、光学的手段により未接触で検知する反射型センサ、又は接触式のアクチュエータタイプのセンサを用いてもよい。

一対のサイドガイド板４２は、片側が給紙方向に対する左右方向にスライド自在であり、異なるサイズの原稿が載置可能に構成されている。

一対のサイドガイド板４２の固定側には、原稿の載置により回動するセットフィラー４６が設けられている。また、セットフィラー４６の先端部の移動軌跡上の最下部には、原稿トレイ１１に原稿が載置されたことを検知する原稿セットセンサ８２が設けられている。つまり、原稿セットセンサ８２は、セットフィラー４６が回動して原稿セットセンサ８２から外れたか否かにより、ＡＤＦ１０２にセットされた原稿の有無を検知する。

ＡＤＦ１０２は、分離給送部５１と、プルアウト部５２と、ターン部５３と、第１読取搬送部５４と、第２読取搬送部５５と、排紙部５６とにより構成される搬送部５０を備えている。搬送部５０の各搬送ローラは、１つ以上の搬送モータにより回転駆動される。

分離給送部５１は、原稿を給紙する給紙口６０の近傍に配置されたピックアップローラ６１と、搬送経路を挟んで対向するように配置された給紙ベルト６２及びリバースローラ６３とを有している。

ピックアップローラ６１は、給紙ベルト６２に取り付けられた支持アーム部材６４により支持されており、図示しないカム機構を介して原稿束に接触する接触位置と原稿束から離れた離隔位置との間で図中ｃ，ｄ方向に上下動する。ピックアップローラ６１は、接触位置において原稿トレイ１１上に積載された原稿のうち、数枚（理想的には一枚）の原稿をピックアップする。

給紙ベルト６２は、給送方向に回転し、リバースローラ６３は、給送方向と逆方向に回転する。また、リバースローラ６３は、原稿が重送された場合に、給紙ベルト６２に対して逆方向に回転するが、リバースローラ６３が給紙ベルト６２に接している場合、又は原稿を一枚のみ搬送している場合には、図示しないトルクリミッタの働きにより、給紙ベルト６２に連れ回りする。これにより、原稿の重送が防止される。

プルアウト部５２は、搬送経路５２ａを挟むように配置された一対のローラからなるプルアウトローラ６５を有している。プルアウト部５２は、プルアウトローラ６５とピックアップローラ６１の駆動タイミングにより、送り出された原稿を一次突当整合（いわゆる、スキュー補正）し、整合後の原稿を引き出し搬送する。

ターン部５３は、上から下に向けて湾曲した搬送経路５３ａを挟むように配置された一対のローラからなる中間ローラ６６及び読取入口ローラ６７を有している。ターン部５３は、中間ローラ６６により引き出し搬送された原稿を、湾曲した搬送経路を搬送することによりターンさせて、読取入口ローラ６７により原稿の表面を下方に向けて原稿の読取位置（撮像位置）であるスリットガラス７の近傍まで搬送する。

ここで、プルアウト部５２からターン部５３への原稿の搬送速度は、第１読取搬送部５４における搬送速度よりも高速に設定されている。これにより、第１読取搬送部５４に搬送される原稿の搬送時間の短縮が図られている。

第１読取搬送部５４は、スリットガラス７に対向するよう配置された第１読取ローラ６８と、読取終了後の搬送経路５５ａに配置された第１読取出口ローラ６９とを有している。第１読取搬送部５４は、スリットガラス７の近傍まで搬送された原稿の表面を第１読取ローラ６８によりスリットガラス７に接触させながら搬送する。この際、原稿は、スリットガラス７を介して、スキャナ１０１にて読み取られる。このとき、スキャナ１０１の第１キャリッジ２５および第２キャリッジ２６は、ホームポジションの位置で停止した状態である。第１読取搬送部５４は、読取終了後の原稿を第１読取出口ローラ６９によりさらに搬送する。

ここで、図４は原稿の読取位置近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図４においては、原稿は、左から右に搬送される。

図４に示すように、ＡＤＦ１０２は、スリットガラス７に対向する位置に、撮像背景となる背景部材９２を備えている。背景部材９２は、例えば可視光領域での反射率が一様に高いとされる白色の部材であり、シェーディング補正に用いられる。原稿は、スリットガラス７と背景部材９２との間を搬送される。スキャナ１０１は、図４に示す読取ラインの位置で、画像読み取りを行う。

第２読取搬送部５５は、原稿の裏面を読み取る第２読取部９１と、搬送経路５５ａを挟んで第２読取部９１に対向するよう配置された第２読取ローラ７０と、第２読取部９１の搬送方向下流に配置された第２読取出口ローラ７１とを有している。

第２読取搬送部５５では、表面読取後の原稿の裏面が第２読取部９１により読み取られる。裏面が読み取られた原稿は、第２読取出口ローラ７１により排紙口に向けて搬送される。第２読取ローラ７０は、第２読取部９１における原稿の浮きを抑えると同時に、第２読取部９１におけるシェーディングデータを取得するための基準白部を兼ねるものである。両面読み取りを行わない場合には、原稿は第２読取部９１を素通りするようになっている。

排紙部５６は、排紙口の近傍に一対の排紙ローラ７２が設けられ、第２読取出口ローラ７１により搬送された原稿を排紙トレイ１２に排紙する。

また、ＡＤＦ１０２には、搬送経路に沿って、突き当てセンサ８４、レジストセンサ８１、排紙センサ８３などの各種センサが設けられており、原稿の搬送距離や搬送速度等の搬送制御に用いられる。

さらに、プルアウトローラ６５と中間ローラ６６との間には、原稿幅センサ８５が設けられている。なお、原稿の搬送方向の長さは、突き当てセンサ８４やレジストセンサ８１での原稿の先端及び後端を読み取りによりモータパルスから検知される。

次に、画像処理装置１００のハードウェア構成について説明する。

ここで、図５は画像処理装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図５に示すように、画像処理装置１００にはスキャナ１０１で読み取った原稿画像に所定の処理を施し、画像データとしてプロッタ１２０に出力する画像処理部２００が設けられている。スキャナ１０１とＡＤＦ１０２と画像処理部２００は、エッジ検出装置、傾き補正装置および読取装置を構成する。

画像処理部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、メインメモリ２０５、チップセット２０６、画像処理ＡＳＩＣ２０７、コントローラＡＳＩＣ２０８、メインメモリ２０９、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２１０を備える。なお、ＡＳＩＣは、Application Specific Integrated Circuit（特定用途向け集積回路）の略称である。

ＣＰＵ２０１は、画像処理装置１００を制御するためのものである。メインメモリ２０５は、ＣＰＵ２０１が画像処理装置１００を制御するためのプログラムが展開されるワーク領域として使用されたり、扱う画像データなどを一時保管したりするもの（画像メモリ）である。チップセット２０６は、ＣＰＵ２０１と共に用いられコントローラＡＳＩＣ２０８、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２１０がメインメモリ２０５へアクセスすることを制御する。

本実施の形態の画像処理装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施の形態の画像処理装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の画像処理装置１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

スキャナ１０１は、コピー処理する画像データや外部インターフェイスへ出力するための画像データを読み取る機能を有している。プロッタ１２０は、コントローラＡＳＩＣ２０８で画像処理された画像データを印刷するための機能を有している。

画像処理ＡＳＩＣ２０７は、スキャナ１０１より読み取られた画像データに対して画像処理を行いコントローラＡＳＩＣ２０８へ画像データを出力する。また、画像処理ＡＳＩＣ２０７は、コントローラＡＳＩＣ２０８からの画像データをプロッタ１２０にて印刷できるように画像処理したり、プロッタ１２０の印刷タイミングにあわせて画像データを送ったりするものである。

コントローラＡＳＩＣ２０８は、チップセット２０６越しのメインメモリ２０５を使って画像処理装置１００で扱う画像データの回転、および編集などを行い、ＨＤＤ２１１に蓄積し画像処理ＡＳＩＣ２０７と画像データを送受信する。メインメモリ２０９は、コントローラＡＳＩＣ２０８が画像処理を行う画像メモリとして使用される。ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２１１は、画像処理した画像データを一時保管するため使用される。

Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２１０は、画像処理装置１００に付加機能を与えるための外部インターフェイスである。例えば、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２１０は、ネットワークインターフェイス、ＵＳＢ、ＳＤカード、操作部、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、原稿幅センサ８５などのインターフェイスや画像処理を高速化するためのハードウェアアクセラレータ、暗号化処理回路などが具備されている。

次に、画像処理部２００により発揮される機能について説明する。

ここで、図６は画像処理部２００の機能を示すブロック図である。なお、ここでは、画像処理部２００が発揮する機能のうち、本実施の形態における特徴的な機能について説明する。

図６に示すように、画像処理部２００は、画像生成部３００と、色情報取得手段である色情報取得部３１０と、境界検出手段である境界検出部３２０と、傾き量検出手段である傾き量検出部３３０と、傾き補正手段である傾き補正部３４０と、を有する。本実施の形態においては、画像処理ＡＳＩＣ２０７が画像生成部３００を有し、コントローラＡＳＩＣ２０８が色情報取得部３１０と、境界検出部３２０と、傾き量検出部３３０と、傾き補正部３４０と、を有する。なお、これに限るものではなく、ＣＰＵ２０１がプログラムを実行することにより、色情報取得部３１０と、境界検出部３２０と、傾き量検出部３３０と、傾き補正部３４０と、を実現するものであってもよい。

画像生成部３００は、原稿の読取位置（撮像位置）であるスリットガラス７を通過する原稿に照射した光の反射光を撮像部２８で読み取ったアナログ画像信号に基づき、画像情報であるデジタル画像データ（以下、画像データという）を生成する。

ここで、図７は画像データの一例を示す図である。

図７に示すように、画像データには、原稿部分の情報領域である「原稿領域」と、当該原稿領域の外側に位置して背景となる背景部材９２の情報領域である「背景領域」が存在する。加えて、画像データには、背景領域と原稿領域との境に影領域が発生する。背景部材９２が可視光領域での反射率が一様に高いとされる白色の部材である場合、背景領域と原稿領域の間の影領域は、可視光領域であればどの波長領域であっても形成されるようになる。影領域できることによって画素値の変化が著しくなることから、エッジの検出率が向上する。なお、図７では原稿の上辺及び左辺近傍にのみ影領域を示しているが、実際には原稿の全ての輪郭付近に影領域が発生する。

ところで、主走査方向において原稿と背景部材９２との距離が一定であれば、影領域の幅は主走査方向に於いて均一となる。しかしながら、原稿の状態によっては、原稿による影が形成されない場合がある。このような場合には、エッジの検出に失敗して誤った傾き量（角度）検出を行ってしまうという問題がある。

色情報取得部３１０は、画像データ内の背景領域の一部および原稿領域の一部からそれぞれの色情報（地肌の色など）を取得し、取得した色情報を境界検出部３２０に出力する。

境界検出部３２０は、色情報取得部３１０から入力された二つの色情報の間の色情報の変化から背景領域と原稿領域との境界（境界線）を検出し、境界線情報を傾き量検出部３３０に出力する。

傾き量検出部３３０は、画像データ内の背景領域と原稿領域との境界線の検出結果から原稿の傾き量（スキュー量）を検出する。

傾き補正部３４０は、傾き量検出部３３０で検出した原稿の傾き量（スキュー量）に基づいて傾きを補正し、補正後画像データとして後段に出力する。

次に、色情報取得部３１０における処理について詳述する。

ここで、図８は色情報取得部３１０における処理の概要を模式的に示す図である。図８に示すように、色情報取得部３１０は、まず、メモリ上の画像データ内の予め定義された背景領域の一部分の画素値を取得し、その統計量（例えば平均値）から、背景領域の色情報を示す第一の色情報を取得する。図８に示す例では、背景領域の上部の領域（破線の長方形で図示）である第一の色情報取得エリアＸ１から第一の色情報を取得するものとする。

また、色情報取得部３１０は、メモリ上の画像データ内の予め定義された原稿領域の一部分の画素値を取得し、その統計量（例えば平均値）から、原稿領域の色情報を示す第二の色情報を取得する。図８に示す例では、原稿領域の上部の領域（破線の長方形で図示）である第二の色情報取得エリアＸ２から第二の色情報を取得するものとする。

背景領域の色が均一で、かつ、原稿領域の輪郭付近の色が原稿の地肌色と同じである場合、図８の左側において示すように、背景領域と原稿領域との境界付近の画素値を主走査方向に調べていくと、その画素値は概ね下記のようになる。
第一の色情報 → 影領域の色情報 → 第二の色情報

なお、第一の色情報と第二の色情報が等価といえる場合、影領域の有無でエッジ検出の成否が変わることが有る。ここで、図９は影領域の有無でエッジ検出の成否が変わる場合を示す図である。図９（ａ）は影領域なしの場合を示し、図９（ｂ）は影領域ありの場合を示す。図９（ａ）に示すように影領域がない場合には、エッジ検出が難しいものとなっている。したがって、エッジ検出を行う上では、影領域での画素値の変化量が大きいことが好ましい。その為の条件としては、背景部材９２の反射率が高いことや、原稿の透過率が低いことなどが挙げられる。本実施形態は、可視光領域での反射率が一様に高いとされる白色部材を背景部材９２として用いることによって、光源のピーク波長に依らず影領域での画素値の変化を大きくなることが特徴であり、その為、エッジ検出に成功する可能性を高めることができる。

また、本実施形態における「色情報」は、例えばＲｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青）の様な一つまたは複数の成分の画素値から構成される情報としたものである。本実施形態によれば、画像中の原稿領域や背景領域の組み合わせなどによって、色情報に含まれる成分の中から、着目する成分を選択することでエッジ検出の成功率を高めることができる。

なお、本実施形態においては、Ｒｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青）成分の画素値としたが、これに限るものではなく、例えばＣＭＹＫ値、三刺激値（ＸＹＺ）、Ｌａｂ色空間におけるＬａｂ値などに基づいて構成される情報であっても良い。また、上記の様な可視光に基づく情報にのみ限定したものではなく、他にも可視光でない赤外や紫外の光（非可視光）に基づいて構成された情報が含まれるものであっても良い。

次に、境界検出部３２０における処理について詳述する。

ここで、図１０は境界検出部３２０における処理の概要を模式的に示す図である。図１０に示すように、境界検出部３２０は、特定の主走査位置、あるいは特定の副走査位置に着目して画素値の変化量を調べる。本実施形態においては、図８に示したように、特定の副走査位置に着目して、主走査方向に画素値の変化量を調べるものとする。

境界検出部３２０は、第一の色情報と第二の色情報との間の色情報の変化（画素値の変化量）に基づいて原稿領域と背景領域との境界の位置を推定する。例えば、図１０に示すように、境界検出部３２０は、色情報取得部３１０が取得した第一の色情報と第二の色情報の大小関係に応じて、背景領域と原稿領域との境界点の検出の仕方を変更する。ここでは、以下に示す２つのケースＡ、Ｂについて説明する。

［ケースＡ］
第一の色情報＜第二の色情報の場合（原稿が背景部材より反射率が高い場合など）

ケースＡの場合、図１０（ａ）に示すように、画素値をプロットしていくと、影領域で画素値が下がり、原稿領域に入ると画素値が上がる為、下に凸となる領域を含む曲線になる。この時、境界検出部３２０は、注目画素と、注目画素の隣の画素からの画素値の変化量を検査し、変化量が正になった箇所、あるいは変化量が連続で正になった箇所を境界点として検出する。

［ケースＢ］
第一の色情報＞第二の色情報の場合（原稿が背景部材より高濃度の場合や、原稿領域では影領域から更に画素値が下がる場合など）

ケースＢの場合、図１０（ｂ）に示すように、画素値をプロットしていくと、影領域で画素値が下がり、原稿領域に入ると、原稿が高濃度である為影領域より僅かに画素値が上がるか、あるいは影領域より更に画素値が下がる。その為、背景部分と原稿部分の境界は画素値の変化量が負になっている箇所の近傍に位置することが多い。この時、境界検出部３２０は、注目画素と、注目画素の隣の画素からの画素値の変化量を検査し、変化量が負になった箇所、あるいは変化量が連続で負になっている箇所を境界点として検出する。

ここで、変化量が連続で正または負になっている箇所における境界点の検出について説明する。上述のように、変化量が連続で正または負になっている箇所においては、連続する箇所の起点、中点、終点などを境界点とすることが可能である。ただし、連続する箇所の起点、中点、終点のいずれを境界点とするかについては、原稿の状態等によって変わるものとなっている。

境界検出部３２０は、上述の通り、第一の色情報と第二の色情報との間の色情報の変化（画素値の変化量）から背景部材と原稿との境界上にある点（背景領域と原稿領域との境界点）の座標Ｘを推定する。

そして、境界検出部３２０は、上記の推定を主走査位置、あるいは副走査位置を変更して繰り返し、背景部材と原稿の境界上にある点（背景領域と原稿領域との境界点）の座標Ｘの集合（境界点群）を求める。

傾き量検出部３３０は、境界検出部３２０が求めた背景部材と原稿の境界上にある点（背景領域と原稿領域との境界点）の座標Ｘの集合（境界点群）から原稿のエッジとなる境界線を推定（検出）し、原稿の傾き量（スキュー量）を検出する。ここで、図１１は境界点群からの境界線の検出（推定）例を示す図である。図１１に示す例は、境界点群Ｘ［１］～Ｘ［Ｎ］からの背景領域と原稿領域との境界である境界線の検出（推定）を示すものである。

ここで、傾き量検出部３３０における原稿の傾き量（スキュー量）の検出手法について説明する。

ここで、図１２は原稿の傾き量（スキュー量）の検出手法を示す図である。図１２に示すように、傾き量検出部３３０は、推定された背景領域と原稿領域との境界線の直線式に基づき、原稿領域画像の傾き角度θを算出する。

また、傾き補正部３４０は、傾き量検出部３３０にて算出した角度θに応じて、原稿領域内の画像情報に対して行列演算などによる回転処理を施す。回転処理の一例として、下記に示す行列演算によって、座標（ｘ，ｙ）に存在する画素の情報を座導（ｘ’，ｙ’）に転移させて、原稿領域内の画像情報の傾きを補正することができる。

このように本実施の形態によれば、画像データにおける背景領域と原稿領域との間に形成される影領域の形状によらず、背景領域と原稿領域の境界近辺の色情報の変化から原稿の傾きを検出することができるため、高精度に原稿のエッジを検出することができる。

なお、本実施形態においては、画素値の変化量に基づいて原稿領域と背景領域との境界の位置を推定するものとしたが、これに限るものではない。図１３は、境界検出部３２０における処理の概要の他の例を模式的に示す図である。図１３に示すように、境界検出部３２０は、特定の主走査位置、あるいは特定の副走査位置に着目して画素値を調べるようにしてもよい。ここでは、図８に示したように、特定の副走査位置に着目して、主走査方向に画素値を調べるものとする。

境界検出部３２０は、第一の色情報と第二の色情報との間の色情報の変化（画素値）に基づいて原稿領域と背景領域との境界の位置を推定する。例えば、図１３に示すように、境界検出部３２０は、第一の色情報の画素値と第二の色情報の画素値との間で、画素値が所定値以上連続して増加する場合、これらの連続する画素値の何れかを原稿領域と背景領域との境界の位置として推定する。また、境界検出部３２０は、第一の色情報の画素値と第二の色情報の画素値との間で、画素値が所定値以上連続して減少する場合、これらの連続する画素値の何れかを原稿領域と背景領域との境界の位置として推定する。

これにより、画像データにおける背景領域と原稿領域との間に形成される影領域の形状によらず、背景領域と原稿領域の境界近辺の色情報の変化から原稿の傾きを検出することができるため、高精度に原稿のエッジを検出することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態は、強調フィルタ（一次微分フィルタなど）を加える点が、第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１４は、第２の実施の形態にかかる境界検出部３２０における処理の概要を模式的に示す図である。図１４に示すように、境界検出部３２０は、特定の主走査位置、あるいは特定の副走査位置に着目して画素値の変化量を調べる。本実施形態においては、図８に示したように、特定の副走査位置に着目して、主走査方向に画素値の変化量を調べるものとする。

境界検出部３２０は、画素値の変化量が所定の量より大きくなった箇所を境界上にある点として推定する。ここで、本実施形態においては、画素値の変化を検出しやすくする為に、強調フィルタ（一次微分フィルタなど）を加える。すなわち、境界検出部３２０は、強調フィルタの出力から境界上にある点を推定する。例えば、図１４に示すように、境界検出部３２０は、色情報取得部３１０が取得した第一の色情報と第二の色情報の大小関係に応じて、背景領域と原稿領域の境界点の検出の仕方を変更する。ここでは、以下に示す２つのケースＡ、Ｂについて説明する。

［ケースＡ］
第一の色情報＜第二の色情報の場合（原稿が背景部材より反射率が高い場合など）

ケースＡの場合、図１４（ａ）に示すように、強調フィルタ出力は上側に凸型となる領域を含む曲線になる。この場合、境界検出部３２０は、しきい値を上側に設け、そのしきい値を跨いだ点を境界点として検出する。

図１４（ａ）に示す例において、初めてしきい値を跨いだ点（図中に白丸で図示）を境界点とすると、その場合は実際の境界線の位置と検出した位置とではズレが生じる。そのズレを抑える為には、より原稿領域に近い箇所を境界点として検出するのが好ましい。その方法の一例としては、図１４（ａ）に示すように、強調フィルタの出力値を主走査方向に調べていき、変化量（傾き）が負で、かつ、しきい値を跨いだ箇所を境界点として検出する方法が挙げられる。

［ケースＢ］
第一の色情報＞第二の色情報の場合（原稿が背景部材より高濃度の場合や、原稿領域では影領域から更に画素値が下がる場合など）

ケースＢの場合、図１４（ｂ）に示すように、強調フィルタ出力は下側の凹型となる領域を含む曲線になる。この場合、境界検出部３２０は、しきい値を下側に設け、そのしきい値を跨いだ点を境界点として検出する。

図１４（ｂ）に示す例においても、前述したように原稿領域により近い箇所を境界点として検出するのが好ましい。この場合では、変化量（傾き）が正で、かつ、しきい値を跨いだ箇所を境界点として検出すると、原稿領域の近傍での境界点を検出することができる。

一般的に、背景領域と原稿領域との境界では画素値が大きく変化する為、画素値の大きな変化が起こっている箇所を検出することによって、境界の位置を正確に検出することができる。

このように本実施の形態によれば、強調フィルタ（一次微分フィルタなど）を加えた構成で、しきい値を適切に設定することによって、正確なエッジ検出が可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態は、しきい値を超過する画素が存在しなかった場合、しきい値を更新して、再度しきい値を超過する画素を探索する点が、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と異なる。以下、第３の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１５は、第３の実施の形態にかかる境界検出部３２０における処理の概要を模式的に示す図である。図１５（ａ）に示すように、原稿領域と背景領域との色の組み合わせ次第では、第一の色情報と第二の色情報とが示す値が近い場合が発生し得る。このような場合、境界検出部３２０では、しきい値を超過する画素が無く、境界点の検出に失敗する可能性が有る。

そこで、本実施形態にかかる境界検出部３２０では、図１５（ｂ）に示すように、しきい値を超過する画素が存在しなかった場合、しきい値を更新して、再度しきい値を超過する画素を探索する。境界検出部３２０は、例えば、更新後のしきい値を、予め定めた値に設定するか、あるいは第一の色情報と第二の色情報の差分に基づいて設定する。

このように本実施の形態によれば、原稿領域と背景領域の色情報が類似する場合においても、境界点の検出の成功率を高めることができる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。

第４の実施の形態は、２つの色情報（第一の色情報、第二の色情報）の各成分に関して差分の大きさを評価する点が、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる。以下、第４の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１６は、第４の実施の形態にかかる境界検出部３２０における処理の概要を模式的に示す図である。本実施形態は、背景部材９２の色情報（第一の色情報）と、原稿の色情報（第二の色情報）が複数の成分（例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅの３成分）からなる場合に有効である。以下においては、一例として、色情報が（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３成分から構成されている場合について説明する。背景部材９２の色情報である第一の色情報を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、原稿の色情報である第二の色情報を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）と表現する。

図１６に示すように、境界検出部３２０は、２つの色情報（第一の色情報、第二の色情報）の各成分に関して差分の大きさを評価する。

簡単な例としては、境界検出部３２０は、下記の数式によって定めるＤｉｆｆ＿＊で評価できる。
Ｄｉｆｆ＿＊＝|＊２－＊１| （＊＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）

続いて、境界検出部３２０は、Ｄｉｆｆ＿＊の値をＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅの３成分の間で比較し、最も値が大きくなっている成分を選択する。

以後、境界検出部３２０は、選択された成分についてのみ境界点の検出を行う。

本実施の形態によれば、例えば下記の様な場合に、より高精度な境界点の検出を実現することができる。
背景部材：白色 （Ｒ１≒Ｇ１≒Ｂ１）
原稿 ：黄色（Ｒ２≒Ｇ２＞Ｂ２）
また、Ｒ１≒Ｒ２、Ｇ１≒Ｇ２

図１６に示す例においては、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎの情報からでは背景領域と原稿領域とで読取値がほぼ等価といえるが、Ｂｌｕｅに関しては背景領域と原稿領域とで読取値の差分は大きい。この場合では、Ｄｉｆｆ＿Ｒ、ＤｉＦＦ＿Ｇ、ＤｉＦＦ＿Ｂの中ではＤｉｆｆ＿Ｂが最も大きい為、Ｂｌｕｅ成分に基づいて背景と原稿の境界検出を行う。

このように本実施の形態によれば、複数の成分から構成される画像に対して、何れか一つの成分だけでも原稿領域と背景領域とで色情報の差が大きければ、背景領域と原稿領域との境界を精度良く検出することができる。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。

第５の実施の形態は、背景領域や原稿領域の色情報に関する統計量によって動作を変更する点が、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる。以下、第５の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１７は、第５の実施の形態にかかる画像処理部２００の機能を示すブロック図である。図１７に示すように、第５の実施の形態にかかる画像処理部２００は、統計量取得手段である統計量取得部３５０を更に備えている。

統計量取得部３５０は、背景領域や原稿領域の色情報に関する統計量を取得する。そして、境界検出部３２０は、統計量取得部３５０により取得された統計量によって動作を変更する。

ここで、図１８は第二の色情報取得エリア内の画素値が均一である場合の度数分布例を示す図、図１９は第二の色情報取得エリア内の画素値が不均一である場合の度数分布例を示す図である。第１の実施の形態ないし第４の実施の形態においては、例えば図１８に示すような第二の色情報取得エリアＸ２における画素値が概ね均一である場合を想定したものであった。しかしながら、実際には、例えば図１９に示すように、第二の色情報取得エリアＸ２での画素値が不均一となる場合も考えられる。また、第二の色情報取得エリアＸ２だけでなく、第一の色情報取得エリアＸ１についても不均一となる場合が考えられ、同様のことが言える。図１９に示すように、取得した色情報が場所により不均一である場合、境界検出部３２０で用いられる色情報が示す値は、色情報が示す値の決定の仕方や原稿部分の画像のパターンなどによって変化する。このような場合では、検出された境界線の信頼性は損なわれる。

そこで、本実施形態においては、統計量取得部３５０が、背景領域、または原稿領域に含まれる色情報に関する統計量を取得し、境界検出部３２０が、統計量に基づき動作を変えるようにしたものである。境界検出部３２０は、例えば原稿領域の画素値の統計量によっては境界検出を行わない、または境界検出結果を棄却する、などと動作を変える。

統計量取得部３５０は、例えば、色報取得エリア内の画素値の統計量として標準偏差（図１８に示すσ１、図１９に示すσ２。この時σ１＜σ２）を取得する。

境界検出部３２０は、標準偏差σ１あるいは標準偏差σ２のいずれかが予め定めた値を超過する場合、色情報エリア内の画素値が不均一であると判断し、境界検出を行わない。例えば、図１９に示す例では、標準偏差σ２が所定の値を超えている為、境界検出は実行しない。

また、境界検出部３２０は、例えば図１９に示すような状況で境界検出を行わないと判断した場合に、ユーザに対して背景領域の色変更を施した後での再試行を報知するなどしてもよい。これにより、境界検出の成功率を高めるシステムを構築することができる。

このように本実施の形態によれば、信頼性の低いエッジの情報に基づいて画像処理を行うのは、何もしない時よりも却って異常を起こす可能性が有る為、エッジが正しく検出できていない可能性が高いと判断できる場合は、エッジ検出を行わない（あるいは検出結果を棄却する）ことにより、検出された境界線の信頼性を高めることができる。

なお、上記各実施の形態では、エッジ検出装置により検出した背景領域と原稿領域の境界を原稿の傾き量の補正に用いることとして説明したがこれに限るものではない。エッジ検出装置により検出した背景領域と原稿領域の境界を画像中の原稿情報だけを抜き出す処理（トリミング）や、位置補正処理（レジスト調整）などに用いるようにしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、本発明の画像処理装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像処理装置であればいずれにも適用することができる。

以上、この発明の各実施の形態について説明したが、それらの各部の具体的な構成、処理の内容、データの形式等は、実施形態で説明したものに限るものではない。また、以上説明してきた実施形態の構成は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。

２８ 撮像手段
９２ 背景部材
１００ 画像処理装置
１０１、１０２、２００ エッジ検出装置、傾き補正装置、読取装置
１０２ 搬送手段
１２０ 画像形成部
３１０ 色情報取得手段
３２０ 境界検出手段
３３０ 傾き量検出手段
３４０ 傾き補正手段
３５０ 統計量取得手段

特開２０１７－１１２４１２号公報

Claims (12)

1. 原稿領域と当該原稿領域の外側の背景領域とを含む画像における前記背景領域の色情報である第一の色情報と前記原稿領域の色情報である第二の色情報とを取得する色情報取得手段と、
   前記第一の色情報と前記第二の色情報との間の画素値の変化量に基づいて前記背景領域と前記原稿領域の境界を検出する境界検出手段と、
   を備え、
   前記境界検出手段は、前記第一の色情報と前記第二の色情報との大小関係を検出し、当該大小関係に応じて、画素値の変化量に基づく前記背景領域と前記原稿領域との境界の検出手法を変える、
   ことを特徴とするエッジ検出装置。
2. 前記境界検出手段は、前記第一の色情報と前記第二の色情報との間において画素値が連続して増加または減少する場合に、連続する画素値の何れかを前記原稿領域と前記背景領域との境界の位置とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
3. 前記境界検出手段は、
   注目画素と当該注目画素の近隣画素との間での画素値の変化量が所定の値を超過する画素の位置から前記背景領域と前記原稿領域との境界を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
4. 前記境界検出手段は、
   前記画素値の変化量が所定の値を超過する画素がなかった場合、前記所定の値を変更して、画素値の変化量が所定の値を超過する画素を探索する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のエッジ検出装置。
5. 前記色情報は、前記画像中の複数の成分の画素値から構成されるものであって、
   前記境界検出手段は、前記第一の色情報と前記第二の色情報の間で最も差が大きい成分の画素値に基づいて前記背景領域と前記原稿領域の境界を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
6. 前記原稿領域と前記背景領域との一部分から画素値の統計量を取得する統計量取得手段を備え、
   前記境界検出手段は、前記統計量取得手段で取得した前記統計量に基づき動作を選択する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のエッジ検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッジ検出装置と、
   前記エッジ検出装置により検出した背景領域と原稿領域の境界から前記原稿領域の傾き量を検出する傾き量検出手段と、
   前記傾き量検出手段で検出された傾き量に応じて、前記原稿領域に傾き補正を実施する傾き補正手段と、
   を備えることを特徴とする傾き補正装置。
8. 背景部材が背景となる撮像位置で原稿を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された画像から前記背景部材の画像である背景領域と前記原稿の画像である原稿領域の境界を検出する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッジ検出装置と、
   前記エッジ検出装置により検出した前記背景領域と前記原稿領域の境界から前記原稿領域の傾き量を検出する傾き量検出手段と、
   前記傾き量検出手段で検出された傾き量に応じて、前記原稿領域に傾き補正を実施する傾き補正手段と、
   を備えることを特徴とする読取装置。
9. 前記撮像位置に対して前記原稿を搬送する搬送手段を備え、
   前記撮像手段は、前記原稿が前記搬送手段によって前記撮像位置を通過した際の前記原稿を撮像する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の読取装置。
10. 前記背景部材は、白色部材である、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の読取装置。
11. 請求項８ないし１０の何れか一項に記載の読取装置と、
    前記読取装置で読み取った画像情報に基づき画像を形成する画像形成部と、
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
12. エッジ検出装置におけるエッジ検出方法であって、
    原稿領域と当該原稿領域の外側の背景領域とを含む画像における前記背景領域の色情報である第一の色情報と前記原稿領域の色情報である第二の色情報とを取得する色情報取得工程と、
    前記第一の色情報と前記第二の色情報との間の画素値の変化量に基づいて前記背景領域と前記原稿領域の境界を検出する境界検出工程と、
    を含み、
    前記境界検出工程は、前記第一の色情報と前記第二の色情報との大小関係を検出し、当該大小関係に応じて、画素値の変化量に基づく前記背景領域と前記原稿領域との境界の検出手法を変える、
    ことを特徴とするエッジ検出方法。

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