JPH05219323A

JPH05219323A - 書籍読取方法および装置

Info

Publication number: JPH05219323A
Application number: JP3351825A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ozawa; 正樹小澤; Kazuyoshi Uzuki; 一好夘月
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】書籍等曲面が平行線で近似できる原稿を上方
に向けたままで、しかも原稿に無理な力を加えずに、イ
メージデータが入力できる。【構成】原稿台上に曲面が平行線で近似できる原稿面
を上に向けて載置された画像をその上部から読み取る書
籍読取方法で、原稿の横方向に沿って原稿台からの高さ
が判るスリット画像を上方から撮像した後、前記スリッ
ト画像から当該原稿面の原稿台からの高さ情報を演算
し、この高さ情報を基にして原稿面を平面画像に補正す
る。そのために、書籍読取装置は、スリット画像を認識
するための形状認識手段と、スリット画像から原稿台と
原稿面との高さ情報を演算する高さ情報処理手段と、イ
メージデータを読み取る画像読取手段と、当該イメージ
データを前記高さ情報処理手段によって演算された高さ
情報を基にして曲面画像を平面画像に補正する画像補正
処理手段とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば一方が綴じら
れている書籍類、あるいは文字や絵等を描いた表面が曲
面で平行線の集合として近似できるもの（本明細書では
単に書籍という）、を上方に向けて原稿台に載置した状
態で読み取ることができる書籍読取方法および装置に関
するものであり、文字認識装置へ入力した場合、認識率
等の向上にも役立つものである。また、本発明は、書籍
読取装置を複写機やイメージスキャナ等に使用して、大
量の書籍等を平面画像に補正したデータべースを効率良
く作ることができるものである。なお、本明細書におい
て、「横方向」は、たとえば横書きの文書であれば、行
と平行な方向、「縦方向」は、同じく列方向をいう。ま
た、「高さ方向」は、原稿台から書籍等の厚さ方向をい
う。さらに、「上下」は、たとえば書籍を読む時の上下
方向をいう。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、一方が綴じられた比較的厚い
書籍等の見開き頁は、その表面が平らにならない。そし
て、当該書籍の縦方向の一列に注目すれば、平行で同じ
高さになっており、横方向の一行に注目すれば、両端と
中央部とが低く、頁の中央部が高い曲面からなってい
る。このような縦方向に平行な曲面からなる画像を複写
機やイメージスキャナで読み取る場合には、書籍等の所
望の頁を開き、この部分を下向きにした状態で、複写機
等のガラス板などに圧迫してその頁全体を平面とする。
そして、複写機やイメージスキャナに備えられているイ
メージセンサは、書籍等の見開き頁に近接し、この部分
と平行に移動してイメージデータを読み取る。

【０００３】たとえば、特開平２−２５８６２号公報に
示されているように、平行な曲面からなる画像は、原稿
を下に向けて原稿台に載置した後、原稿見開き部中央の
原稿台からの浮き上がりによるデフォーカス量を演算
し、このデフォーカス量に応じて合焦のずれ、および画
像歪みを補正して平面画像としていた。また、書籍等を
所望の頁を開き、この部分を上にして原稿台に載置し、
その上方からイメージを読み取るものがある。たとえ
ば、特開平２−２７２８７４号公報に示されているよう
に、物体距離検出手段は、縦方向に平行な曲面からなる
画像までの距離に関する距離情報を検出する。また、原
稿読取手段は、原稿面に沿って相対移動させて、前記距
離情報に基づいて原稿読取手段の少なくとも一部を原稿
載置台に対して垂直方向に移動させることによって前記
縦方向に平行な曲面からなる画像を平面画像にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】書籍等の画像をイメー
ジ入力する際における従来の一般的な方法では、厚みの
ある書籍の頁を左右に開き、その頁の境目をガラス板に
密着させることが困難であった。そのため、書籍の境目
部分は、複写機またはイメージスキャナの焦点が合わず
に、左右頁の境目近くに描かれている文字等の画像が不
鮮明になった。また、前記のような平行な曲面からなる
厚みのある書籍は、画像の歪みを無くすために、その左
右頁の境目をガラス板に無理に密着させるので、製本が
損傷される。また、厚い書籍の何頁にもわたる複写を行
なう場合、頁をめくる度に重い書籍を裏返す必要がある
ため、効率的な作業が困難であった。

【０００５】また、前記特開平２−２５８６２号公報に
示す原稿読取装置は、書籍の左右頁の境目をガラス板に
無理に密着させる必要がないが、合焦や画像歪みを除去
するために複雑な制御が必要であった。その上、上記原
稿読取装置は、複写が何頁にもわたる場合、その頁をめ
くる度に重い書籍を裏返さねばならないので、効率が悪
い。さらに、特開平２−２７２８７４号公報に示す画像
読取装置は、原稿を上に向けた状態で、原稿から原稿読
取装置までの距離情報を電気的に検出し、この距離情報
に応じて原稿読取手段の少なくとも一部を原稿に対して
垂直方向に機械的に移動させている。このように電気的
に検出した変化を機械的な変化に変えることは、複雑な
機構を必要とするだけでなく、補正された平面画像の質
に問題を有した。

【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、平行な曲面からなる画像を上方に向けたま
まで、しかも当該画像に無理な力を加えずに、イメージ
データを入力できる書籍読取方法および装置を提供する
ことを目的とする。また、本発明は、簡単な形状認識撮
像手段と演算手段とによって、品質の高い平面画像デー
タを得る書籍読取方法および装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１発明ないし第３発明は、書籍の表面が平行な直
線の集合で近似できることに着目し、書籍の表面におけ
る一箇所のスリット画像のみで処理されるものである。（第１発明）本発明の書籍読取方法は、原稿台（図１の
１１）上に読取面を上に向けて載置された原稿（図１の
１２）面の画像をその上部から読み取るものであって、
原稿（１２）表面における横方向に沿った原稿台（１
１）表面からの高さが判る１個のスリット画像を上方か
ら撮像した後、前記スリット画像（図８ａ（イ）の８
０）に基づいて原稿台（１１）表面から原稿（１２）の
横方向に沿った面までの高さ情報を演算し、この高さ情
報を基にして原稿（１２）表面の曲面画像を平面画像に
補正することを特徴とする。

【０００８】（第２発明）本発明の原稿読取装置は、原
稿台上に読取面を上に向けて載置された原稿面の画像を
その上部から読み取るもので、原稿表面における横方向
に沿った原稿台表面からの高さが判る１個のスリット画
像（８０）を上方から撮像すると共に、原稿画像全体を
複数の撮像素子によって読み取る撮像素子内蔵カメラ
（図１の１３）と、上記スリット画像（８０）から原稿
表面の横方向に沿った形状を認識する形状認識手段（図
１の１６）と、当該形状認識手段（１６）によって得ら
れた原稿表面の横方向に沿った形状から原稿台表面から
原稿表面における横方向に沿った高さ情報を演算する高
さ情報処理手段（図１の１７）と、前記撮像素子内蔵カ
メラ（１３）によって読み取られた各分割画像を処理す
る分割画像処理手段（図１の１５）と、当該分割画像処
理手段（１５）によって得られた画像情報と前記高さ情
報処理手段（１７）によって得られた高さ情報を基にし
て原稿表面の非平面画像を平面画像に補正する画像補正
処理手段（図１の１８）とから構成される。

【０００９】（第３発明）本発明の書籍読取装置は、前
記原稿全体を読み取るために、複数列に間隔を持って千
鳥状に配置された二次元撮像素子集合体（図５の２１）
と、当該二次元撮像素子集合体（２１）を光学的結像面
に沿って間欠的に移動しながら複数の分割画像を重複し
て撮像する機構と、前記二次元撮像素子集合体（２１）
によって一部重複して撮像された複数の分割画像を合成
して一つの画像とする分割画像処理手段（１５）と、当
該分割画像処理手段（１５）によって合成された画像を
補正して平面画像にする画像補正処理手段（１８）とか
ら構成される。

【００１０】

【作用】（第１発明）先ず、原稿台にたとえば、書
籍等の見開き頁を載置して、書籍表面の横方向に沿った
原稿台からの高さが判る一個のスリット画像を上方から
撮像する。そして、撮像されたスリット画像から書籍の
曲面が判る形状認識曲線を抽出する。その後、上記形状
認識曲線に基づいて、原稿台から書籍表面の横方向に沿
った高さ情報が演算される。その後、原稿台から書籍表
面までの高さ情報に基づいて書籍表面の画像が補正され
て平面画像となる。なお、前記書籍の表面は、その曲面
が平行線の集合で近似されているものとする。すなわ
ち、書籍の縦方向の高さは全て同じ高さで近似される。

【００１１】（第２発明）撮像素子内蔵カメラは、書籍
の表面を横方向に沿って原稿台からの高さが判る１個の
スリット画像を上方から撮像する。そして、形状認識手
段は、上記スリット画像から、形状認識曲線を抽出す
る。高さ情報演算手段は、前記形状認識手段によって得
られた原稿台からの高さが判る形状認識曲線から、原稿
表面の高さ情報を演算する。一方、書籍の原稿表面は、
撮像素子内蔵カメラによって、複数の分割画像として撮
像される。そして、分割画像処理手段は、分割画像を合
成して一つのイメージデータとして読み取る。画像補正
処理手段は、上記読み取られた書籍の原稿表面のイメー
ジデータを前記高さ情報演算手段によって得られた高さ
情報に基づいて補正し、平面画像に変える。したがっ
て、書籍を上向きにした状態で、原稿台上に載置するだ
けで、簡単にしかも品質の高い画像を得ることができ
る。

【００１２】（第３発明）書籍読取装置における撮像素
子集合体は、複数個からなる二次元撮像手段を複数列間
隔を持って千鳥状に配置されている。そして、この撮像
素子集合体は、光学的結像面に沿って間欠的に移動させ
ながら複数の分割画像を重複して撮像する。その後、各
二次元撮像手段によって撮像された分割画像は、分割画
像処理手段によって、一つの画像として合成される。し
たがって、上記のように配置された撮像素子集合体は、
解像度の高い画像を得ることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明における原稿読取装置の一
実施例を説明するための概略ブロック構成図である。図
１において、原稿読取装置は、たとえば書籍等の見開き
頁のような縦方向に平行で横方向に曲率を有する原稿１
２（以下、本明細書では単に原稿という）を載置する原
稿台１１と、原稿画像を分割して撮像する撮像素子およ
びその光学系と前記原稿１２の横方向に沿って原稿台１
１からの高さ方向が判る一つのスリット画像を上方から
撮像するスリット画像撮像素子およびその光学系とを内
蔵する撮像素子内蔵カメラ１３と、当該撮像素子内蔵カ
メラ１３によって撮像された分割画像を合成して一つの
イメージデータとして記憶する分割画像処理手段１５
と、前記撮像素子内蔵カメラ１３によって撮像されたス
リット画像から原稿の高さ情報を得るための形状認識曲
線を抽出する形状認識手段１６と、当該形状認識手段１
６によって得られた形状認識曲線に基づいて原稿台１１
から原稿１２の表面までの高さを演算する高さ情報処理
手段１７と、前記分割画像処理手段１５に格納されてい
たイメージデータと高さ情報処理手段１７によって得ら
れた原稿１２の高さ情報とによって原稿の非平面を平面
画像に補正する画像補正処理手段１８と、当該画像補正
処理手段１８によって補正された平面画像を出力する出
力手段１９とから構成される。また、上記原稿読取装置
には、原稿１２の影ができないように、たとえば左右に
照明１４が設けられている。

【００１４】分割画像処理手段１５は、撮像素子内蔵カ
メラ１３における複数の撮像素子によって順次撮像され
た分割画像を記憶する分割画像記憶手段１５１と、前記
複数の撮像素子によって撮像された複数の分割画像を一
つの画像に合成する分割画像合成手段１５２と、当該分
割画像合成手段１５２によって合成された一つの画像を
記憶する撮像画像記憶手段１５３とから構成される。

【００１５】形状認識手段１６は、撮像素子内蔵カメラ
１３によって撮像された後述のスリット画像を記憶する
スリット画像記憶手段１６１と、当該スリット画像記憶
手段１６１に格納されているスリット画像から撮像した
原稿の横方向に沿った形状認識曲線を認識して抽出する
曲線認識手段１６２と、前記抽出された形状認識曲線を
記憶する形状認識曲線記憶手段１６３とから構成され
る。

【００１６】高さ情報処理手段１７は、スリット画像か
ら抽出された前記形状認識曲線から原稿の表面と原稿台
の表面との高さを演算する高さ情報演算手段１７１と、
当該高さ情報演算手段１７１で演算された結果を記憶す
る高さ情報記憶手段１７２とから構成される。

【００１７】画像補正処理手段１８は、前記原稿を分割
して撮像した後に、合成して一つの画像として格納され
ている撮像画像記憶手段１５３の情報と前記原稿の高さ
情報が格納されている高さ情報記憶手段１７２の情報と
から画像を補正する画像補正手段１８１と、当該画像補
正手段１８１によって補正された画像を記憶する補正画
像記憶手段１８２とから構成される。

【００１８】図２は本実施例における撮像素子内蔵カメ
ラの概略構造を示す図である。図２において、撮像素子
内蔵カメラ１３は、原稿画像を画像結像面２１′に撮像
する撮像素子集合体２１と、スリット画像結像面２２′
にスリット画像を撮像するスリット画像撮像素子２２
と、原稿の高さ方向の形状を撮像するための光源２３
と、当該光源２３を原稿の横方向にスリット状に照射す
るために撮像素子内蔵カメラ１３に形成されたスリット
２４と、原稿画像を撮像素子集合体２１の画像結像面２
１′に焦点を合わすためのレンズ２５と、スリット画像
をスリット画像撮像素子２２のスリット画像結像面２
２′に焦点を合わすためのレンズ２６とから構成され
る。なお、スリット画像撮像素子２２およびレンズ２６
を撮像素子内蔵カメラ１３の中央部付近に置き、これら
が移動できるようにすることもできる。さらに、スリッ
ト光２３′は、原稿台１１上面に対して垂直で原稿１２
の横方向に対して平行になるように調整される。前記光
源２３から照射するスリット光２３′の波長帯として、
たとえば近赤外線ないし遠赤外線等、オフィスなど人間
の居住空間の照明の中で、鮮明なスリット光画像を撮像
できるような物が選択される。なお、スリット画像撮像
素子２２およびレンズ２６を固定する場合には、図２に
示すように撮像素子内蔵カメラ１３の内部で原稿画像を
撮像する撮像素子集合体２１およびレンズ２５の邪魔に
ならない位置に配置される。

【００１９】上記撮像素子内蔵カメラ１３に内蔵してい
る画像撮像素子は、原稿画像が非平面のまま左右頁を撮
像し、その後、平面画像に補正する方法をとるため、高
精細な解像度が要求される。たとえば、原稿画像が局所
的に６０度まで傾いても読み取り可能とした場合、撮像
された画像上で文字幅が通常の１／２になるため、平坦
な原稿画像を撮像する場合の２倍以上の解像度を必要と
する。このような場合、平面画像に対し２００ｄｐｉの
解像度が必要であれば、本実施例では４００ｄｐｉ以上
の解像度が必要となる。特に、Ａ４版の書籍の左右頁を
同時に４００ｄｐｉの解像度で撮像するためには１，６
００万個の画素が必要となる。このように、本実施例の
様に、書籍を開いたままの状態で読み取ることを目的と
する装置では、高い撮像解像度が要求される。このよう
な高い解像度で撮像するための手段としては、ＣＣＤを
用いたリニアイメージセンサを撮像素子として採用し、
センサの配列方向に直角に配置し、これを移動しながら
原稿画像を撮像する方法が一般的である。また、二次元
にセンサを配列した画素数の大きなＣＣＤイメージセン
サを撮像素子として採用すれば、撮像素子を移動するこ
となく全体の原稿画像を撮像することが可能である。ま
た、本実施例のごとく、画素数が要求解像度よりも少な
い二次元イメージセンサを撮像素子として採用し、その
撮像素子を移動しながら部分部分を撮像して最後にそれ
らを合成して、単一の画像を得る方法もある。いずれの
場合にも、曲面をなす原稿画像面を撮像するため、十分
に焦点深度の深い光学系が必要である。

【００２０】図３は本実施例における撮像素子内蔵カメ
ラによって原稿の高さ方向が判るスリット画像を上方か
ら撮像する際の説明図である。図３において、撮像素子
内蔵カメラ１３における光源２３は、スリット２４によ
って、原稿１２の上方から横方向に沿って照射する。そ
して、撮像素子内蔵カメラ１３におけるスリット画像撮
像素子２２は、原稿１２上をスリット状に照射されてい
る部分から反射する反射光をスリット画像結像面２２′
に結像させる。すなわち、スリット画像撮像素子２２に
よって撮像されたスリット画像は、形状認識手段１６に
おけるスリット画像記憶手段１６１に記憶される。そし
て、上記スリット画像記憶手段１６１に記憶されたスリ
ット画像は、曲線認識手段１６２によって、平行な曲面
を有する画像から平面画像に補正するための高さ情報を
得るための形状認識曲線が抽出される。本実施例におい
て、原稿１２の縦方向には、高さの変化がないものとし
て、原稿面の高さを原稿面上の横方向の位置ごとに高さ
を認識する方法を採用した。そのための手段としては、
原稿を横から観察する手法、レーザ光による距離センサ
を利用する手法、あるいは原稿を照らす光の影から原稿
の形状を認識する手法等がある。本実施例では、書籍等
の原稿の表面が平行な曲面の集合で近似できることに着
目し、書籍の表面における一箇所のスリット画像のみで
処理されるものである。しかし、原稿の表面が平行な曲
面でない場合、たとえば、原稿上部において比較的平ら
に近いのに対して、原稿の下部において大きく湾曲して
いる場合には、上下二箇所においてスリット画像を撮像
することによって補正することができる。

【００２１】図４は本実施例に使用する原稿台の構造を
説明するための図である。図４において、原稿台１１の
一端部には、原稿台１１の平面より突出し、原稿１２の
上端を揃えるための原稿ガイド４１が設けられている。
原稿１２の上端を原稿ガイド４１に合わせられることに
より、原稿の縦方向の位置が適正に揃えられる。したが
って、スリット画像撮像素子２２は、原稿１２の表面の
横方向に沿ったスリット画像を撮像できる。また、原稿
ガイド４１の側面には、原稿１２を中央部に置く助けと
なる目盛り（図示されていない）が刻印されている。さ
らに、原稿台１１には、原稿把持器具４２が設けられて
おり、この原稿把持器具４２が書籍等の左右の頁の境目
の原稿面の傾きを大きくしないように、原稿面の左右の
端を押さえると共に、頁の上部と下部において、原稿面
の高さを変えないようにする機能も合わせ持つ。また、
原稿把持器具４２は、たとえば図４に示すように、原稿
１２の余白部の内、スリット画像撮像素子２２がスリッ
ト画像を撮像するに当たり影響のない範囲を押える。

【００２２】図５は撮像素子集合体の配置を説明するた
めの図である。撮像素子集合体２１は、たとえば図５に
示すように、６個の撮像素子ａないしｆが千鳥状に配置
されている。そして、上記のように２列に配置された撮
像素子ａないしｆの受光部ａ′ないしｆ′は、原稿面を
走査する際に、原稿１２の横方向に対して一部がオーバ
ーラップするように配置されている。また、図５に示し
た撮像素子の個数あるいはその配置は、単なる一例に過
ぎず、撮像素子の形あるいはその性能によって任意に変
更することができる。

【００２３】図６は原稿台に載置された原稿を各撮像素
子によって撮像した際に、撮像された画像が撮像画像記
憶手段に書き込まれる順序を示す図である。図６はたと
えば、６個の撮像素子ａないしｆからなる撮像素子集合
体２１が９回移動することによって原稿画像を撮像する
場合を示し、数字は分割画像記憶手段１５１に書き込む
際の順番である。また、上記撮像素子集合体２１は、図
示されていない、移動機構によって一定距離ずつ水平に
移動する。そして、この移動機構が一定距離だけ移動
し、一旦静止した後、画像信号は、各撮像素子ａないし
ｆから取り出され、分割画像記憶手段１５１に書き込ま
れる。上記移動機構の移動距離は、図示されていない位
置検出センサなどを用いた制御機構を利用して一定に保
たれる。各撮像素子ａないしｆは、上記のような移動機
構によって移動しながら、たとえば図６に示すように、
順次分割画像記憶手段１５１に書き込まれる。すなわ
ち、分割画像記憶手段１５１の１列目は、撮像素子ｂ、
ｄ、ｆによって書き込まれ、水平移動した後、第２列目
が同じく撮像素子ｂ、ｄ、ｆによって分割画像記憶手段
１５１に書き込まれる。さらに、水平移動した後、第３
列目が同じく撮像素子ｂ、ｄ、ｆによって分割画像記憶
手段１５１に書き込まれる。これと同時に、撮像素子
ａ、ｃ、ｅによって第１列目の残りが書き込まれる。同
様に、第４列目が撮像素子ｂ、ｄ、ｆによって分割画像
記憶手段１５１に書き込まれると同時に、撮像素子ａ、
ｃ、ｅによって第２列目の残りが書き込まれる。以後こ
れを繰り返して全て読み取られた原稿画像は、分割画像
合成手段１５２により合成され、撮像画像記憶手段１５
３に格納される。

【００２４】以上のように、本実施例では、固定位置の
単一の光学系によって、単一の画像結像面２１′に原稿
台１１およびその上の原稿面の像を結び、原稿台１１の
上をＮ個（図６では５４個）の領域に区分しておいて、
撮像素子集合体２１を移動しながらそれぞれの領域を撮
像し、分割画像記憶手段１５１に格納し、分割画像合成
手段１５２によって、これらの分割画像を一つの画像に
合成する。本実施例では、撮像素子ａないしｆからなる
位置の違った場所から撮像する構成とするため、撮像時
間が短縮されると共に、構造が単純化された。撮像素子
ａないしｆの受光部ａ′ないしｆ′の回りに、図示され
ていない信号線引出し部などが付随しているため、２つ
の撮像素子の受光部を密着して配置することはできな
い。そのため、各撮像素子の間隔は、開けて配置されて
いる。

【００２５】図７は本実施例の動作手順を示すフローチ
ャートである。先ず、原稿１２は、原稿台１１上に見開
き部を上面にすると共に、原稿１２の上部を原稿ガイド
４１に揃えた状態で載置される。ステップ７１では、光
源２３から照射するスリット光２３′が、原稿１２の表
面に当たり、原稿１２の表面における横方向に沿ったス
リット画像をスリット画像撮像素子２２によって撮像す
る。そして、スリット画像撮像素子２２によって撮像さ
れたスリット画像のイメージデータは、スリット画像記
憶手段１６１に記憶される。ステップ７２では、曲線認
識手段１６２が、前記スリット画像から原稿１２の高さ
が判る形状認識曲線を抽出し、この形状認識曲線を形状
認識曲線記憶手段１６３に記憶する。ステップ７３で
は、高さ情報演算手段１７１が、前記形状認識曲線を基
に原稿面の横方向に沿った原稿台からの高さを演算し、
高さ情報記憶手段１７２に原稿面高さデータとして記憶
する。ステップ７４では、撮像素子集合体２１における
撮像素子ａないしｆが位置を変えながら原稿台１１上の
各領域の画像を撮像し、それぞれ分割画像として分割画
像記憶手段１５１に記憶される。ステップ７５では、上
記分割画像記憶手段１５１に記憶された分割画像を分割
画像合成手段１５２によって合成すると共に、原稿台上
面全体の合成された画像を撮像画像として撮像画像記憶
手段１５３に記憶する。ステップ７６では、画像補正処
理手段１８によって、前記撮像素子集合体２１が撮像し
た撮像画像を前記原稿面高さデータを基に画像を補正し
て、あたかも原稿面が平坦であったかのような補正画像
を生成する。ステップ７７では、次の操作の準備を行な
うため、各手段をリセットする。

【００２６】図８ａ（イ）ないし（ニ）および図８ｂ
（ホ）ないし（ト）はスリット画像撮像手段によって撮
像されたスリット画像の説明図で、図８ａ（イ）ないし
（ニ）の一部を拡大した図が図８ｂ（ホ）ないし（ト）
に示されている。スリット光２３′によって照射された
原稿面の部分は、スリット画像撮像素子２２によって、
図８ａ（イ）に示すスリット画像として撮像される。す
なわち、図８ａ（イ）には、スリット光２３′が照射さ
れている部分が、スリット状に明るい帯状領域８１とな
っている。曲線認識手段１６２は、このスリット画像に
おける帯状領域８１の上部の境界線、すなわち形状認識
曲線８２を抽出する。図８ａ（イ）における８１′は、
原稿画像の端部であり、この部分が図８ｂ（ホ）に拡大
して示されている。すなわち、形状認識曲線８２は、光
の当たる部分を白く、光の当たらない部分を黒く表示す
ることによって表わされている。そして、この形状認識
曲線８２は、幅があるため、たとえば光の当たる上部
（図８ｂの白塗り三角）をエッジとして検出するように
している。このようにして検出されたエッジは、図８ａ
（ロ）のごとくなり、原稿画像の端部８２′は、図８ｂ
（ヘ）に示すようになる。また、図８ｂ（ヘ）に示され
ている画素ごとの変化を調べる。この時の画素どうしに
大きな変化があると判定された画素が原稿画像の端部で
あると判定される。さらに、図８ａ（ロ）に示す８２″
の部分を拡大した図が図８ｂ（ト）に示されている。こ
の形状認識曲線８２の曲率が大きい部分を書籍の頁また
は原稿の左右の端と認識する。そして、上記曲率の大き
い部分の両端は、頁または原稿の横方向の範囲と決定す
る。その後、上記形状認識曲線８２上の各点について、
原稿面上の対応する部分の原稿台１１表面からの高さを
計算し、原稿面高さデータとする。

【００２７】上記境界線の抽出方法としては、画像にエ
ッジオペレータを適用してエッジ画像を生成し、エッジ
画像に対して発見的探索の手法でエッジを追跡する手法
（Martelli 1972）や、Ｈｅｕｃｋｅｌのオペレータを
用いて求めたストロークを発見的探索によって結合する
手法（Ramer 1975）などがある。しかし、本実施例で
は、形状認識曲線８２の位置が限定された範囲に入るこ
とと、単純な曲線であること、およびスリット画像のコ
ントラストを大きく設定できることから、以下に示すよ
うな簡易なアルゴリズムで境界線を抽出した。

【００２８】図８ａ（イ）に示すスリット画像の各水平
座標について、画像の上部から下部に向かって、エッジ
オペレータを順次適用し、エッジ値が予め定めたしきい
値を初めて越える画素を抽出し、境界画素とする。エッ
ジオペレータとしてはグラジエントオペレータや、離散
ラプラシアン、Ｋｉｒｓｃｈのテンプレートなどが一般
的に用いられている。本実施例では、境界線が原稿の横
方向に連続していることと、画像の上部から下部へ順次
適用していくことから、次のようなグラジエントオペレ
ータの変形をエッジオペレータとして採用する。すなわ
ち、下記に本実施例のエッジオペレータを示す。ー 1 ー1 -1ー 1 ー1 -1 0 0 0 1 1 1 1 1 1

【００２９】次に、図８ａ（ハ）および（ニ）にしたが
って原稿面の横方向の範囲を認識する手順を説明する。
左右それぞれの頁の原稿面あるいは、１頁から成る原稿
の原稿面の横方向の範囲を次の様な手順で決定する。（１）撮像画像の左半分に属する形状認識曲線８２の画
素の中から、垂直座標が最も小さい（最も上部にある）
画素を左頁の追跡開始画素とする。（２）追跡開始画素から左右に境界を追跡していき、大
きく屈曲している部分で追跡を終え、追跡の終端の間を
原稿面の左頁紙面範囲８３とする。（３）左頁紙面範囲８３が右側に大きく広がっている場
合には、１頁から成る原稿とみなし、その他の場合、右
頁の原稿面の範囲を同様な手順で行い、右頁紙面範囲８
４を決定する。

【００３０】図９（イ）および（ロ）は本実施例におけ
る形状認識曲線の追跡手順のアルゴリズムの一例を示
す。形状認識曲線の追跡手順は、以下の順序によって
行なわれる。（１）形状認識曲線８２上の画素の集合を｛Ｂ_i｜ｉは
水平座標｝とする。（２）追跡開始画素をＢ_cとする。（３）形状認識曲線８２上の画素Ｂ_iの垂直座標をｘ_i
と記す。（４）追跡開始画素Ｂ_cから順次Ｂ_c+1、Ｂ_c+2、・・
・のように追跡して、Ｂ_i-1まで原稿面範囲に加えたと
すると、ｄ１＝ｘ_i-1−ｘ_i-5 (1) ｄ２＝ｘ_i+5−ｘ_i+1 (2) を計算する。ここで上記「５」は実験的に決められた任
意の数である。そして、｜ｄ１−ｄ２｜≦しきい値ｓ (3) であれば形状認識曲線８２上の画素Ｂ_iも原稿面範囲に
加え、次の追跡を実行する。また、計算結果が｜ｄ１−ｄ２｜＞しきい値ｓ (4) であれば形状認識曲線８２上の画素Ｂ_iを原稿面範囲に
加え、追跡を終了する。なお、上記しきい値ｓの値は、
実験などで最適な値が決定される。（５）追跡開始画素Ｂ_Cから順次Ｂ_C-1，Ｂ_C-2・・・
のように追跡して、Ｂ_i+1まで原稿面範囲に加えたとす
ると、ｄ１＝ｘ_i+1−ｘ_i+5 (5) ｄ２＝ｘ_i-5−ｘ_i-1 (6) を計算する。｜ｄ１−ｄ２｜≦しきい値ｓ (3) であれば形状認識曲線８２上の画素Ｂ_iを原稿面範囲に
加え、次の追跡を実行する。また、計算結果が｜ｄ１−ｄ２｜＞しきい値ｓ (4) であれば形状認識曲線８２上の画素Ｂ_iを原稿面範囲に
加え、追跡を終了する。

【００３１】たとえば、図９（イ）に示すように、形状
認識曲線８２における追跡終了画素Ｂ_Eの決めかたを説
明する。上記式(5) および(6) における変数ｉについて
ｉ＝Ｃから始めて、ｉ＝Ｅ＋２まで追跡が完了し、次に
ｉ＝Ｅ＋１、すなわち図９（ロ）に示すＢ_E+1に来た場
合、ｄ１＝ｘ_E+2−ｘ_E+6＝２ (5) ′ ｄ２＝ｘ_E-4−ｘ_E＝１ (6) ′ となる。たとえば、しきい値ｓは、実験的に「２」とす
ると、｜ｄ１−ｄ２｜＝１となり、しきい値ｓ＝２よ
り小さい。したがって、画素Ｂ_E+1は原稿面範囲に加
え、次の画素についても同様な追跡を行なう。上記追跡
を継続し、変数ｉがＥとなり、図９（ロ）のＢ_Eに来た
場合、式(5)および(6) を計算する。ｄ１＝ｘ_E+1−ｘ_E+5＝１ (5) ″ ｄ２＝ｘ_E-5−ｘ_E-1＝４ (6) ″ たとえば、しきい値ｓは、上記同様に「２」とすると、
｜ｄ１−ｄ２｜＝３となり、しきい値ｓ＝２より大き
い。すなわち、図９に示すＢ_Eは原稿面範囲に加える。
そして、以後の追跡を終了する。すなわち、画素Ｂ_Eま
でが原稿面である。

【００３２】次に、図１０を参照しつつ撮像素子内臓カ
メラの画像結像面上に原稿面が立体的に投影された場合
の原稿面の立体像の頁面の高さの求め方を説明する。図
１０は画像結像面における頁面の高さの求め方を説明す
る図である。（１）形状認識光の通る平面１０１と原稿台表面１０２
の交線１０３の像を基準線１０４とする。（２）基準線１０４と形状認識光学系の光軸１０５との
間の距離をｖとする。（３）形状認識光学系のレンズ２６と形状認識光学系の
結像面２２′との間の距離をａとする。（３）形状認識曲線上の点の像１０６と基準線１０４と
の間の距離をｈとする。（４）頁面の高さＨｇは、次の
式で計算される。Ｈｇ＝Ｋ・ｈ・ａ／（ｈ＋ｖ）Ｋは定数であり、製造時に調整して装置に設定する。（５）左右の頁ないしは１頁から成る原稿の原稿面の範
囲において、形状認識曲線上の点の各々に対し、求めた
高さＨｇを記録して原稿面高さデータとする。

【００３３】次に、撮像素子内臓カメラ１３が原稿画像
を撮像した後、この撮像画像を分割画像処理手段１５に
書き込む手順を説明する。（１）図２に示す撮像素子集合体２１は、初期位置に置
かれ、走査開始の準備を行なう。（２）撮像素子集合体２１上の各撮像素子（たとえば、
図５に示すａないしｆ）から読み取られた分割画像デー
タが分割画像処理手段１５における分割画像記憶手段１
５１にそれぞれ書き込まれる。そして、分割画像記憶手
段１５１におけるメモリの数は、Ｎ個あり、原稿台上面
のＮ個の領域と１対１に対応している。（３）撮像素子集合体２１は、原稿画像の一列分を読み
取った後、水平に一定距離だけ移動する。（４）原稿画像を一列ずつ走査して、全ての列を読み取
るまで（２）、（３）の処理を繰り返す。（５）上記のような複数の二次元撮像素子によって撮像
された分割画像は、そのオーバラップ部分において、濃
度が揃う様にそれぞれの分割画像を補正する。そして、
補正した結果の画像を分割画像記憶手段１５１に格納す
る。（６）上記分割画像記憶手段１５１における内容は、分
割画像合成手段１５２によって繋ぎ合わせて一つの画像
に合成し、撮像画像記憶手段１５３に書き込む。

【００３４】原稿画像を前記各撮像素子ａないしｆによ
って撮像した分割画像を合成する方法を説明する。図１
１（イ）および（ロ）は本実施例における撮像画像の合
成方法の概念図を示す。前記各撮像素子ａないしｆが各
位置において撮像した分割画像１１１は、原稿台面上の
Ｎ個の領域の各々に対して撮像される。Ｎ個の分割画像
の隣合うものどうしの画像がオーバラップするように撮
像素子集合体２１の位置とその移動距離を調節してお
く。

【００３５】次に、上記分割画像１１１を合成した撮像
画像１１２とするためのアルゴリズムについて説明す
る。すなわち、以下の手順によって分割画像１１１から
図１１（ロ）に示す一つの撮像画像１１２を合成する。（１）各分割画像は、撮像された各撮像素子ａないしｆ
の感度の差による濃度の差を除去するための濃度補正を
行う。濃度補正処理を施した補正後の分割画像を補正分
割画像と呼ぶ。濃度補正の方法としては、たとえばオー
バラップ部分の濃度ヒストグラムの等頻度化（リモート
センシング画像のモザイク処理で使われている）などの
手法を用いる。（２）撮像された分割画像の各画素を補正分割画像空間
に写像（アフィン変換）する。リモートセンシングなど
の場合、座標の定まっている基準点を画像の中から見つ
けてアフィン変換のパラメータを決定する方法が用いら
れている。本実施例の場合には、基準点とすべき点が画
像中にないため、以下の２通りの方法がある。すなわ
ち、撮像が行われる瞬間の撮像素子集合体２１の位置間
隔を一定になるように制御できる場合には、最適な写像
関数を装置の製造時に装置毎の特性に基づいて決定し、
分割画像合成手段１５２に設定しておく。撮像が行われ
る瞬間の撮像素子集合体２１の位置間隔を一定になるよ
うに制御できない場合には、撮像の瞬間の撮像素子集合
体２１の位置情報をセンサによって求め、記録してお
き、それをもとにして、アフィン変換のパラメータを計
算する。（３）アフィン変換の結果からリサンプリングと接合を
行い、撮像画像とする。

【００３６】次に、リサンプリングと分割画像の合成方
法について説明する。リサンプリングの手法には、目的
画像の画素を原画像空間に写像した座標の最も近くに写
像される原画像の画素の濃度を採るニアレストレイバー
法や、目的画像の画素を原画像空間に写像した座標を囲
む原画像の４画素の濃度に距離に応じた重みをつけて１
次近似するバイリニア法などがある。分割画像の接合手
法には、画像のオーバーラップ部分の中で濃度差が少な
い部分を縫い合わせる手法などがあり、リモートセンシ
ングのモザイク処理で利用されている。本実施例では、
以下に示すように、ニアレストネイバー法を主体とした
リサンプリングと分割画像の接合を同時に行う簡易な手
法を採用した。

【００３７】以下、リサンプリングと素子画像の接合を
同時に行う手順を示す。（１）撮像画像の画素を｛Ｉ（ｘ，ｙ）｜ｘ，ｙは整数、０≦ｘ＜Ｈ、０≦ｙ＜
Ｖ｝と表す。ここでＨ，Ｖは、それぞれ撮像画像の水平及び
垂直画素配列数、Ｉ（ｘ，ｙ）は画素の濃度である。（２）ｋ番目の補正分割画像を｛Ｅ_k（ｉ，ｊ）｜ｉ，ｊは整数、０≦ｉ＜ｈ、０≦ｊ
＜ｖ｝とする。ｈ，ｖは撮像素子の水平および垂直方向の画素
配列数、Ｅ_k（ｉ，ｊ）は、座標（ｉ，ｊ）の画素の濃
度である。（３）撮像画像の画素の座標( ｘ, ｙ) をｋ番目の補正
分割画像空間へ、アフィン変換した座標を（Ｉ_k( ｘ,
ｙ) ,Ｊ_k( ｘ, ｙ) ）とし、０≦Ｉ_k( ｘ, ｙ) ＜ｈかつ０≦Ｊ_k( ｘ, ｙ) ＜ｖの場合、ｋ番目の補正分割画像で最近隣の画素の濃度を
撮像画像の座標( ｘ,ｙ) の画素の濃度とする。複数の
補正分割画像から画素の濃度が決定された場合には、そ
れらの平均値を採用する。

【００３８】図１２は撮像画像から補正分割画像へのア
フィン変換の概念を示す図である。図１３は撮像画像に
おける画素の濃度を決定する方法を説明するための図で
ある。図１２において、格子点は画素の位置を表し、ｋ
番目の補正分割画像とｋ′番目の補正分割画像に撮像画
像からアフィン変換している様子を図示している。ｋ番
目の補正分割画像とｋ′番目の補正分割画像の両方にア
フィン変換で写されている撮像画像の画素もある。その
ような場合は、ｋ番目の補正分割画像によって決定され
た画素の濃度とｋ′番目の補正分割画像によって決定さ
れた画素の濃度の平均値を撮像画像の画素の濃度とすれ
ばよい。図１３は撮像画像の座標（ｘ，ｙ）の画素がｋ
番目の補正分割画像にアフィン変換されて座標（Ｉ_k(
ｘ, ｙ) ,Ｊ_k( ｘ, ｙ) ）に写された場合に、最も近
距離にある補正分割画像の座標（ｉ，ｊ）の画素の濃度
を、もとの撮像画像の座標（ｘ，ｙ）の画素の濃度とし
て決定する様子を示している。

【００３９】次に、画像の補正方法について述べる。頁
の上縁の曲線上で頁の左（右）端から原稿面上である距
離にある点と、頁の下縁の曲線上で頁の左（右）端から
原稿面上で同一の距離にある点とを結ぶ原稿面上の直線
は、原稿台の上面の平面にほぼ平行であり、原稿台１１
の原稿ガイド４１にほぼ垂直で、画像上でもほぼ直線と
なることを利用して補正を行う。左右の頁の各々につい
て以下の手順で補正を行い、たとえば、補正画像記憶手
段１８２における左頁補正画像メモリと右頁補正画像メ
モリにそれぞれ結果を格納する。原稿が１つの頁から成
る場合にはどちらか一方の補正画像メモリに格納する。（１）頁面高さデータから高さのジャンプする点、たと
えば図１４におけるサンプル点１４２、を抽出して原稿
面形状サンプルデータとする。（２）補正画像の空間を補正画像空間とよぶ。撮像画像
の画素に対し、それらが原稿台上に密着していた場合に
撮像されたであろう位置関係に補正して、補正画像空間
上にマッピングした場合の画素間の距離の伸縮率を、撮
像画像の画素の水平座標毎に計算し、図示されていない
記憶手段に格納する。また、撮像画像の画素の水平座標
毎に、補正画像空間上にマッピングした水平座標を計算
し、図示されていない記憶手段に、マッピング水平座標
として格納する。伸縮率とマッピング水平座標の計算に
は、原稿面形状サンプルデータを利用する。（３）補正画像の画素毎に撮像画像空間上の対応する座
標を計算し、その近傍にある撮像画像の画素の濃度を基
にして、補正画像の画素の濃度を決定し、補正画像を完
成する。補正画像の画素に対応する撮像画像空間上の座
標を計算する時に、先に計算したマッピング水平座標お
よび伸縮率を用いる。以下、上記の手順を詳細に説明す
る。

【００４０】原稿面形状サンプルデータの生成方法を説
明する。図１４は原稿面高さデータと原稿面形状サンプ
ルデータの関係を示す図である。図１に示す高さ情報演
算手段１７１によって演算された頁面高さデータ１４１
は、図１４に示すように階段状となる。この点に着目し
て、同一の高さとして連続する区間毎に代表点ｓ１ない
しｓ５を選んで原稿面形状サンプル点１４２として抽出
する。代表点を選ぶ方法には、同一高さの点の並んだ区
間の中間の点を選ぶ方法や、高さが変化した点を選ぶ方
法などがある。以下に後者の手順を示す。（１）頁面高さデータに含まれる左右の端点をサンプル
点１４２に選ぶ。（２）頁面高さデータの左の端点より右の端点まで順次
チェックして、高さがジャンプした点を新たにサンプル
点１４２に加える。（３）形状認識曲線上の点の水平座標と撮像画像空間上
の水平座標の変換関係を利用して各サンプル点１４２に
対応する撮像画像空間の水平座標を計算し、各サンプル
点１４２の水平座標として記録する。形状認識曲線上の
点の水平座標と撮像画像空間上の水平座標の変換関係
は、本実施例の装置を製造する際に決定し、装置に組み
込んで置く。

【００４１】次に、補正画像を計算する方法について説
明する。以下、補正画像を計算する手順を左右の頁毎に
行い補正画像を得る。（１）高さ情報演算手段１７１によって演算された頁面
高さデータ上の高さ値の平均値が標準高さ（ＳＨｇ）と
する。（２）原稿面領域に含まれる撮像画像の画素をマッピン
グ対象画素とする。（３）原稿面上の水平方向の直線が、補正画像の上でも
水平方向の直線になるように、マッピング対象画素を補
正画像空間上に展開する。そうすると画面上の距離に伸
縮が生じるが、標準高さの点を基準とし、標準高さの点
については距離の伸縮がないようにする。その上で、補
正画像の上での距離と撮像画像の上での距離の比を伸縮
率と呼ぶ。マッピング対象画素の水平座標ｉ毎に伸縮率
ＶＥ_iを計算し、｛ＶＥ_i｜ｉはマッピング対象画素の水平座標｝を伸縮率表と呼ぶ。（４）マッピング対象画素の水平方向の端から反対側の
端の方向へ順次、補正画像空間上で展開した場合の水平
座標をマッピング水平座標とよぶ。マッピング対象画素
の水平座標ｉに対するマッピング水平座標をＭＨ_iと
し、｛ＭＨ_i｜ｉはマッピング対象画素の水平座標｝を水平マッピング表と呼ぶ。（５）補正画像空間上の画素単位に、リサンプリングを
行い補正画像を求める。

【００４２】次に、原稿画像の伸縮率表の計算方法につ
いて説明する。以下の記述中の「高さ」は、撮像画像の
画素の座標値と単位が一致しているものである。（１）原稿面形状サンプルデータの水平座標をＳ₁，・
・・，Ｓ_k，・・・，Ｓ_nとする。Ｈｇ（Ｓ_i）がサン
プル点毎の高さである。（２）伸縮率ＶＥ_iを次のように計算する。レンズと結
像面の間の距離をａとする。標準高さをＳＨｇとする。
Ｓ_k≦ｉ＜Ｓ_k+1となるｋについてＶＥ_i＝（ａ−ｈ_i）／（ａ−ＳＨｇ）・・・・・・（イ）とする。ここでｈ_iは水平座標ｉの撮像画像の画素の高
さ値を、サンプル点の高さ値から一次近似して求めた値
であり、次のように計算する。ｈ_i＝｛( ｉ−Ｓ_k) ・Ｈｇ（Ｓ_k+1）＋Ｈｇ（Ｓ_k）・( Ｓ_k+1−ｉ) ｝／（Ｓ_k+1−Ｓ_k）

【００４３】水平マッピング表の計算方法を説明する。（１）原稿面形状サンプルデータの各サンプル点の水平
座標をＳ₁，．．，Ｓ_i，．．，Ｓ_n とする。Ｈｇ（Ｓ_i）がサンプル点毎の高さである。（２）水平展開率Ｄ_iを次のように計算する。Ｄ_i＝｛（１＋Ｔ²）の平方根｝・ＶＥ_i ここでＴは（Ｈｇ（Ｓ_i+1）−Ｈｇ（Ｓ_i-1））／（Ｓ_i+1−Ｓ
_i-1）とし、｛Ｄ_i｜ｉはサンプル点の番号｝を展開率
表と呼ぶ。次に、上記のＤ_iの計算式のもとになった考
え方を説明する。先ず、上記各サンプル点１４２におけ
る近似的な接線１４３方向を考える。このサンプル点１
４２における接線１４３から水平展開率を求める。「水
平展開率」とは、元画像の画素を補正画像の上に写像し
た場合における画素の間隔の伸び率である。すなわち、
「１」の傾斜した長さを水平に写像すると「ｘ」になっ
たとすると、水平展開率＝１／ｘとなる。上記各サンプル点における
水平展開率１４４をそれぞれ求めたものが図１４に×印
によって示されている。図１４の１４４に示す展開率表
は、各サンプル点での水平展開率を記録した表である。
「１」に近い点は展開率が小さく略平らであることを表
し、「１」より大きくなるにしたがい、展開率が高く平
らな面から落ち込んでいることを表す。（３）水平座標Ｓ₁に対して、マッピング水平座標を
０、すなわち、ｉ＝Ｓ₁のときＭＨ_i＝０とする。（４）マッピング対象画素の水平座標ｉ−１に対するマ
ッピング水平座標ＭＨ_i-1が定まった時、水平座標ｉに
対するマッピング水平座標ＭＨ_iを次のように計算す
る。Ｓ_k≦ｉ＜Ｓ_k+1となるｋについてＭＨ_i＝ＭＨ_i-1・｛（ｉ−Ｓ_k）・Ｄ_k+1＋Ｄ_k・（Ｓ_k+1−ｉ）｝／（Ｓ_k+1−Ｓ_k）

【００４４】図１５（イ）および（ロ）は本実施例を説
明するためのサンプル画像を示す図である。図１６は補
正画像の画素の濃度を決めるための説明図である。たと
えば、図１５（イ）に示すサンプル画像である文字
「フ」における各画素の濃淡は、■、▲、＝、□で表わ
している。すなわち、前記の順は、濃度の濃い方から薄
い方に並べられている。そして、当該画素の濃度を数値
化した場合、■が「０」、▲が「１」、＝が２、□が３
として表わされる。上記サンプル画像「フ」の濃度を数
値化した図が図１５（ロ）に示されている。撮像画像の
中の補正対象画像、たとえば図１５（イ）および（ロ）
に示した文字「フ」における第５行の画素について説明
する。前述のごとく原画像の画素１６１は、数値によっ
てその濃淡が示され、原画像空間１６２に配置されてい
る。そして、これらを補正画像空間１６３に配置し、そ
の時の補正画像の画素１６４の濃淡が前述の数値によっ
て表現されている。また、上記数値によって表わされて
いる濃淡が補正画像の濃淡表現１６５として表わされて
いる。このようにして各原画素は、端から順に、補正画
像空間にマッピングされていく。この時、水平展開率に
等しい距離だけ間隔を開けながら補正画像空間に撮像画
像の画素を並べていく。このようにした場合に、撮像画
像の画素の水平座標の各々が補正画像空間のどの位置に
写像されるかを記録したものが水平マッピッグ表であ
る。

【００４５】次に、補正画像の画素値のリサンプリ
ング方法について説明する。補正画像空間の各点（ｘ，
ｙ）に対して、対応する撮像画像空間の座標ＲＨ_x，Ｒ
Ｖ_(x,y)を求め、撮像画像空間でＲＨ_x，ＲＶ_(x,y)の
近傍の画素の濃度から補正画像の画素点（ｘ，ｙ）の画
素値を決定する。そのための手法としては、最も近距離
にある画素の濃度を採用するニアレストネイバー法や、
周囲４画素を用いて１次近似を行う方法、周囲４画素の
平均値をとる方法などがある。本実施例では周囲４画素
を用いて１次近似を行う方法を採用する。以下、周囲４
画素を用いて１次近似を行う方法の手順を示す。（１）補正画像の画素の水平座標ｘの範囲を０≦ｘ＜Ｘ
とし、垂直座標ｙの範囲を−Ｙ＜ｙ＜Ｙとする。（２）補正画像の画素の座標（ｘ，ｙ）の各々につい
て、撮像画像上へ逆写像した点（ＲＨ_x，ＲＶ_(x,y)）
を次のように求める。ＭＨ_i≦ｘ＜ＭＨ_i+1となるｉについてＲＨ_x＝ｉ＋（ｘ−ＭＨ_i）／（ＭＨ_i+1−ＭＨ_i）ＲＶ_(x,y)＝ｒｈ＋ｙ／ＶＸ_x ここでｒｈはレンズの光軸と結像面との交点の撮像画像
上の垂直座標である。また、ＶＸはＶＥ（伸縮率）をも
とにして、次の計算式で求める。ｉ≦ｘ＜ｉ＋１となるｉについてＶＸ_x= （ｘ−ｉ）（ＶＥ_i+1−ＶＥ_i）＋ＶＥ_i （３）撮像画像空間上の点（ＲＨ_x，ＲＶ_(x,y)）の周
囲４画素の濃度から一次近似した値を補正画像の画素
（ｘ，ｙ）の濃度とする。

【００４６】以上、本実施例を詳述したが、前記本実施
例に限定されるものではない。そして、特許請求の範囲
に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の
設計変更を行うことが可能である。たとえば、一枚の原
稿、あるいは厚みの薄い原稿の場合には、原稿面形状認
識装置が認識した原稿面の水平方向の範囲の中に、原稿
台の画像を含む場合が有り得る。そのような場合に原稿
台の画像を補正対象の範囲から除外するために、原稿台
上面を暗色で反射率の低い材質とし、撮像画像の画素値
が一定のしきい値より小さいと、原稿台の画像である可
能性があると判定する。そして、撮像画像の中の長方形
領域で、その補集合内の全ての画素が原稿台の画像であ
る可能性がある長方形領域の中で、最小のものを選び、
原稿面領域と呼び、その外に含まれる画像は補正対象外
とする。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、厚みを持つ書籍等の非
平面画像を上に向けた状態で撮像しても、画像補正手段
によって補正されて品質の高い平面画像として読み取る
ことができる。また、本発明によれば、非平面画像を上
に向けた状態で撮像できるため、書籍等を傷めることな
く、多くの画像データを簡単でしかも効率良く読み取る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における原稿読取装置の一実施例を説
明するための概略ブロック構成図である。

【図２】本実施例における撮像素子内蔵カメラの概略
構造を示す図である。

【図３】本実施例における撮像素子内蔵カメラによっ
て原稿の高さ方向が判るスリット画像を上方から撮像す
る際の説明図である。

【図４】本実施例に使用する原稿台の構造を説明する
ための図である。

【図５】撮像素子集合体の配置を説明するための図で
ある。

【図６】原稿台に載置された原稿を各撮像素子によっ
て撮像した際に、撮像された画像が撮像画像記憶手段に
書き込まれる順序を示す図である。

【図７】本実施例の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【図８】図８ａ（イ）ないし（ニ）および図８ｂ
（ホ）ないし（ト）はスリット画像撮像手段によって撮
像されたスリット画像の説明図で、図８ａ（イ）ないし
（ニ）の一部を拡大した図が図８ｂ（ホ）ないし（ト）
に示されている。

【図９】（イ）および（ロ）は本実施例における形状
認識曲線の追跡手順のアルゴリズムの一例を示す。

【図１０】画像結像面における頁面の高さの求め方を
説明する図である。

【図１１】（イ）および（ロ）は本実施例における撮
像画像の合成方法の概念図を示す。

【図１２】撮像画像から補正分割画像へのアフィン変
換の概念を示す図である。

【図１３】撮像画像における画素の濃度を決定する方
法を説明するための図である。

【図１４】原稿面高さデータと原稿面形状サンプルデ
ータの関係を示す図である。

【図１５】（イ）および（ロ）は本実施例を説明する
ためのサンプル画像を示す図である。

【図１６】補正画像の画素の濃度を決めるための説明
図である。

【符号の説明】

１１・・・原稿台１２・・・原稿１３・・・撮像素子内蔵カメラ１４・・・照明１５・・・分割画像処理手段１５１・・分割画像記憶手段１５２・・分割画像合成手段１５３・・撮像画像記憶手段１６・・・形状認識手段１６１・・スリット画像記憶手段１６２・・曲線認識手段１６３・・形状認識曲線記憶手段１７・・・高さ情報処理手段１７１・・高さ情報演算手段１７２・・高さ情報記憶手段１８・・・画像補正処理手段１８１・・画像補正手段１８２・・補正画像記憶手段１９・・・出力手段２１・・・撮像素子集合体２１′・・・画像結像面２２・・・スリット画像撮像素子２２′・・・スリット画像結像面２３・・・光源２３′・・・スリット光２４・・・スリット２５、２６・・・レンズ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】たとえば、図９（イ）に示すように、形状
認識曲線８２における追跡終了画素Ｂ_Ｅの決めかたを説
明する。上記式（５）および（６）における変数ｉにつ
いてｉ＝Ｃから始めて、ｉ＝Ｅ＋２まで追跡が完了し、
次にｉ＝Ｅ＋１、すなわち図９（ロ）に示すＢ_Ｅ＋１に
来た場合、ｄ１＝Ｘ_Ｅ＋２−Ｘ_Ｅ＋６＝１（５）′ ｄ２＝Ｘ_Ｅ−４−Ｘ_Ｅ＝３（６）′ となる。たとえば、しきい値ｓは、実験的に「２」とす
ると、｜ｄ１−ｄ２｜＝２となり、しきい値ｓ＝２未
満である。したがって、画素Ｂ_Ｅ＋１は原稿面範囲に加
え、次の画素についても同様な追跡を行なう。上記追跡
を継続し、変数ｉがＥとなり、図９（ロ）のＢ_Ｅに来た
場合、式（５）および（６）を計算する。ｄ１＝Ｘ_Ｅ＋１−Ｘ_Ｅ＋５＝１（５）″ ｄ２＝Ｘ_Ｅ−５−Ｘ_Ｅ−１＝４（６）″ たとえば、しきい値ｓは、上記同様に「２」とすると、
｜ｄ１−ｄ２｜＝３となり、しきい値ｓ＝２より大き
い。すなわち、図９に示すＢ_Ｅは原稿面範囲に加える。
そして、以後の追跡を終了する。すなわち、画素Ｂ_Ｅま
でが原稿面である。図８ａ（イ）に示す帯状領域８１の
輪郭の鮮鋭さが不足すると、形状認識曲線８２の画素単
位のゆらぎが大きくなるため、原稿面の範囲内を、原稿
面の端部であると誤って認識する場合がある。これを避
けるためには、ｄ２およびｄ２を計算する時に、画素の
水平座標を変化させて平均化を行なえばよい。そのため
には、たとえば、式（１）、（２）、（５）、（６）
を、それぞれ下記の、式（１）’’’、（２）’’’、
（５）’’’，、（６）’’’に置き換えればよい。

【数１】ここで上記「４」および「３」は実験的に決められた任
意の数である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】水平マッピング表の計算方法を説明する。（１）原稿面形状サンプルデータの各サンプル点の水平
座標をＳ_１，．．，Ｓ_ｉ，．．，Ｓ_ｎとする。Ｈｇ（Ｓ_ｉ）がサンプル点毎の高さである。（２）水平展開率Ｄ_ｉを次のように計算する。Ｄ_ｉ＝｛（１＋Ｔ^２）の平方根｝・ＶＥ_ｉここでＴは（Ｈｇ（Ｓ_ｉ＋１）−Ｈｇ（Ｓ_ｉ−１１））／（Ｓ
_ｉ＋１−Ｓ_ｉ−１）とし、｛Ｄ_ｉ｜ｉはサンプル点の番
号｝を展開率表と呼ぶ。次に、上記のＤ_ｉの計算式のも
とになった考え方を説明する。先ず、上記各サンプル点
１４２における近似的な接線１４３方向を考える。この
サンプル点１４２における接線１４３から水平展開率を
求める。「水平展開率」とは、元画像の画素を補正画像
の上に写像した場合における画素の水平方向の間隔の伸
び率である。すなわち、「１」の傾斜した長さを水平に
写像すると「ｘ」になったとすると、水平展開率＝１／ｘとなる。上記各サンプル点における
水平展開率１４４をそれぞれ求めたものが図１４に×印
によって示されている。図１４の１４４に示す展開率表
は、各サンプル点での水平展開率を記録した表である。
「１」に近い点は展開率が小さく略平らであることを表
し、「１」より大きくなるにしたがい、展開率が高く平
らな面から落ち込んでいることを表す。（３）水平座標Ｓ_１に対して、マッピング水平座標を
０、すなわち、ｉ＝Ｓ_１のときＭＨ_ｉ＝０とする。（４）マッピング対象画素の水平座標ｉ−１に対するマ
ッピング水平座標ＭＨ_ｉ−１が定まった時、水平座標ｉ
に対するマッピング水平座標ＭＨ_ｉを次のように計算す
る。Ｓ_ｋ≦ｉ＜Ｓ_ｋ＋１となるｋについてＭＨ_ｉ＝ＭＨ _ｉ−１＋｛（ｉ−Ｓ_ｋ）・Ｄ_ｋ＋１＋Ｄ_ｋ・（Ｓ_ｋ＋１−ｉ）｝／（Ｓ_ｋ＋１−Ｓ_ｋ）

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１６日

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿台上に読取面を上に向けて載置され
た原稿面の画像をその上部から読み取る書籍読取方法に
おいて、原稿表面における横方向に沿った原稿台表面からの高さ
が判る１個のスリット画像を上方から撮像した後、前記
スリット画像に基づいて原稿台表面から原稿の横方向に
沿った面までの高さ情報を演算し、この高さ情報を基に
して原稿表面の曲面画像を平面画像に補正することを特
徴とする書籍読取方法。
【請求項２】原稿台上に読取面を上に向けて載置され
た原稿面の画像をその上部から読み取る書籍読取装置に
おいて、原稿表面における横方向に沿った原稿台表面からの高さ
が判る１個のスリット画像を上方から撮像すると共に、
原稿画像全体を複数の撮像素子によって分割画像として
読み取る撮像素子内蔵カメラと、上記スリット画像から原稿表面の横方向に沿った形状を
認識する形状認識手段と、当該形状認識手段によって得られた原稿表面の横方向に
沿った形状から原稿台表面から原稿表面における横方向
に沿った高さ情報を演算する高さ情報処理手段と、前記撮像素子内蔵カメラによって読み取られた各分割画
像を合成処理する分割画像処理手段と、当該分割画像処理手段によって得られた画像情報と前記
高さ情報処理手段によって得られた高さ情報とを基にし
て原稿表面の非平面画像を平面画像に補正する画像補正
処理手段と、を備えたことを特徴とする書籍読取装置。
【請求項３】前記原稿全体を読み取るために、複数列
に間隔を持って千鳥状に配置された二次元撮像素子集合
体と、当該二次元撮像素子集合体を光学的結像面に沿って間欠
的に移動しながら複数の分割画像を重複して撮像する機
構と、前記二次元撮像素子集合体によって一部重複して撮像さ
れた複数の分割画像を合成して一つの画像とする分割画
像処理手段と、当該分割画像処理手段によって合成さた画像を補正して
平面画像にする分割画像処理手段と、を備えたことを特徴とする請求項２記載の書籍読取装
置。