JPH08249442A

JPH08249442A - 二次元撮像式スキャナ

Info

Publication number: JPH08249442A
Application number: JP7049674A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Aoto; 和明青砥
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、二次元で画像情報の読み取りを行
う二次元撮像式スキャナに関し、位置センサの検出誤差
によらず、複数の画像情報を正確に合成することを目的
とする。【構成】原稿を二次元で読み取り、画像情報に変換す
る撮像手段１と、撮像手段１の撮像位置を検出する座標
検出手段２と、その座標検出手段２により検出された撮
像位置に基づいて、複数の画像情報における重複箇所を
算出する重複箇所算出手段３と、重複箇所算出手段３に
より算出された重複箇所内の画像情報について、エッジ
の検出を行うエッジ検出手段４と、そのエッジ検出手段
４により検出されたエッジの位置を合わせて、複数の画
像情報を所定の座標面上に写像する写像手段５と、写像
手段５により写像された複数の画像情報を合成する合成
手段６とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二次元で画像情報の読
み取りを行う二次元撮像式スキャナに関し、特に、複数
の画像情報を精度良く合成する二次元撮像式スキャナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像情報の読み取り装置として、
ＣＣＤ素子などの二次元撮像素子を使用した二次元撮像
式スキャナが知られている。この種の二次元撮像式スキ
ャナでは、本体に備えられた位置センサが撮像位置の検
出を行い、その撮像位置に応じて読み取った画像情報の
合成が行われる。

【０００３】図５は、この種の画像合成を説明する図で
ある。図において、まず、第１の撮像位置において第１
の画像情報が読み取られ、その位置から適宜に移動した
第２の撮像位置において第２の画像情報が読み取られ
る。この場合、第１および第２の撮像位置の原点Ｏ，
Ｏ′の移動量および移動方向から平行移動ベクトルＯ
Ｏ′が算出される。また、第１および第２の撮像位置に
おける座標軸の傾きから回転角θが算出される。

【０００４】このように算出された値を用いて、第２の
画像情報を平行移動ベクトルＯＯ′だけ平行移動し、さ
らに回転角θだけ回転することにより、第２の画像情報
が第１の画像情報と同じ座標面上に線形写像される。こ
の同じ座標面上において、第１および第２の画像情報が
単一の画像情報として合成される。

【０００５】さらに、特公平４−７５５３７号公報に記
載の発明では、複数の画像情報にまたがる直線の合成が
行われていた。すなわち、図５に示すような線分Ｌ上の
点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を第１および第２の画像情報にまた
がって選択し、これらの点を頂点とする三角形の面積が
ゼロのときは、この線分Ｌを単一の直線としてベクトル
化（数値化）していた。このようなベクトル化を施すこ
とにより、第１および第２の画像情報にまたがって、直
線の合成が行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例では、位置センサの検出誤差により、第１および
第２の画像情報が歪んで合成されるという問題点があっ
た。

【０００７】特に、マウスなどに使用されるエンコーダ
を位置センサとして使用した場合には、原稿面の凹凸な
どの要因により検出誤差が大きく生じ、画像情報の合成
部分が顕著に歪むために、その解決が要望されていた。
また、特公平４−７５５３７号公報に記載の発明のよう
に、複数の画像情報にまたがって直線の合成を行う場
合、画像情報の合成部分が歪むと、線分Ｌ上の点Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３からなる三角形の面積がゼロにならないため
に、単一の直線としてベクトル化できないという問題点
があった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めに、位置センサの検出誤差によらずに、複数の画像情
報を正確に合成できる二次元撮像式スキャナを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１〜３に
対応した原理ブロック図である。

【００１０】請求項１に記載の発明は、原稿を二次元で
読み取り、画像情報に変換する撮像手段１と、撮像手段
１の撮像位置を検出する座標検出手段２と、その座標検
出手段２により検出された撮像手段１の撮像位置に基づ
いて、複数の画像情報における重複箇所を算出する重複
箇所算出手段３と、重複箇所算出手段３により算出され
た重複箇所内の画像情報について、エッジの検出を行う
エッジ検出手段４と、そのエッジ検出手段４により検出
されたエッジの位置を合わせて、複数の画像情報を所定
の座標面上に写像する写像手段５と、写像手段５により
写像された複数の画像情報を合成する合成手段６とを備
えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の二次
元撮像式スキャナにおいて、写像手段５は、エッジ間の
重なる画素数を最大とする写像変換を探索し、その写像
変換に基づいて画像情報を写像することを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２の二次元撮像式スキャナにおいて、エッジ検出
手段４は、原稿と原稿外との画像情報の相違に基づいて
原稿の辺部をエッジとして検出することを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１の二次元撮像式スキャナでは、座標検
出手段２が、撮像手段１の撮像位置を（検出誤差を含ん
で）検出する。

【００１４】重複箇所算出手段３は、この撮像位置に基
づいて、読み込まれた画像情報の重複する箇所を算出す
る。エッジ検出手段４は、この重複箇所内の画像情報に
ついて、エッジの検出を行う。写像手段５は、これらの
エッジの位置を合わせて、複数の画像情報を写像変換す
ることにより、複数の画像情報を同じ座標面上に写像す
る。

【００１５】合成手段６は、この同じ座標面上におい
て、複数の画像情報の合成を行う。このようにして、座
標検出手段２の検出誤差によらずに、エッジの位置を合
わせて正確に画像情報の合成が行われる。請求項２の二
次元撮像式スキャナでは、写像手段５が、エッジ検出手
段４により検出されたエッジ間において、重なる画素数
が最大となる写像変換を探索する。

【００１６】このように探索された写像変換を用いて、
画像情報をそれぞれ写像変換することにより、複数の画
像情報が正確に合成される。特に、撮像手段１の読み取
りに歪みが生じる場合、重複箇所のエッジは完全に重な
らないが、上述のように、重なる画素数が最大となる写
像変換を探索することより、複数の画像情報を最適な位
置に写像して合成することができる。

【００１７】請求項３の二次元撮像式スキャナでは、エ
ッジ検出手段４が、原稿と原稿外との画像情報の相違に
基づいて原稿の辺部をエッジとして検出し、この原稿の
辺部の位置を合わせて画像情報の合成が行われる。通
常、平坦な画像内からエッジを検出することは困難であ
るが、このように原稿の辺部をエッジとして検出するこ
とより、平坦な画像に対しても、原稿の辺部がエッジと
して確実に検出され、画像情報の合成が確実に行われ
る。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図２は、請求項１〜３に対応する実施例を示す図
である。図において、原稿台１１の上に原稿１２が配置
され、原稿１２の上にスキャナ本体１３が置かれる。

【００１９】このスキャナ本体１３の下面側には、二次
元の撮像素子からなる撮像部１４が配置され、撮像部１
４の両端には、回転可能なローラ１５，１６が配置され
る。ローラ１５，１６には、回転量を計測するエンコー
ダ１７，１８が個別に配置され、撮像部１４およびエン
コーダ１７，１８の出力はインターフェース１９に個別
に接続される。

【００２０】このインターフェース１９は、ケーブル２
０を介して、外部基板上のインターフェース２１に接続
され、インターフェース２１の出力は、マイクロプロセ
ッサ部２２に接続される。このマイクロプロセッサ部２
２のデータ出力は、外部の画像処理装置のデータバスな
どに接続される。

【００２１】なお、請求項１〜３に記載の発明と本実施
例との対応関係については、撮像手段１は撮像部１４に
対応し、座標検出手段２はローラ１５，１６およびエン
コーダ１７，１８に対応し、重複箇所算出手段３，エッ
ジ検出手段４，写像手段５および合成手段６は、マイク
ロプロセッサ部２２の各機能に対応する。

【００２２】図３は、本実施例の動作を示す流れ図であ
る。図４は、本実施例の画像情報を示す説明図である。
以下、これらの図を用いて本実施例の動作を説明する。
操作者は、第１の画像情報の読み取り後に、スキャナ本
体１３を適宜に移動し、第２の画像情報の読み取りを行
う。

【００２３】このスキャナ本体１３の移動に伴って、下
面に配置されたローラ１５，１６がそれぞれ回転する。
これらの回転量は、エンコーダ１７，１８により計測さ
れ、マイクロプロセッサ部２２に出力される。マイクロ
プロセッサ部２２は、これらの回転量から第１および第
２の画像情報の撮像位置を計測する。

【００２４】次に、マイクロプロセッサ部２２は、この
ように計測された撮像位置を用いて、既知である撮像部
１４の撮像領域から、第１および第２の画像情報におい
て重複する箇所ＡＢＣＤおよびＡ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′を算出
する（ステップＳ１）。マイクロプロセッサ部２２は、
重複箇所ＡＢＣＤ内の第１の画像情報を２値化し、原稿
１２と原稿外との輝度差あるいは色度差などから原稿１
２の辺ａｂを検出する（ステップＳ２）。

【００２５】同様にして、重複箇所Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′内
の第２の画像情報から原稿１２の辺αβを検出する（ス
テップＳ３）。この状態で、マイクロプロセッサ部２２
は、エンコーダ１７，１８により計測された撮像位置を
用いて、第１の画像情報の座標面上に、辺αβの位置を
線形写像する（ステップＳ４）。

【００２６】マイクロプロセッサ部２２は、この座標面
上において、撮像位置の計測誤差の範囲内で、所定量づ
つ辺αβを平行移動および回転させながら（ステップＳ
５）、辺αβと辺ａｂとの重なる画素数Ｎを順次算出し
（ステップＳ６）、重なる画素数が最大となる写像変換
を探索する（ステップＳ７，８，９）。

【００２７】このようにして探索された写像変換を用い
て、マイクロプロセッサ部２２は、第２の画像情報の全
体を写像し（ステップＳ１０）、第１および第２の画像
情報を同一の座標面上において合成する（ステップＳ１
１）。以上のようにして、本実施例の二次元撮像式スキ
ャナでは、重複箇所内の辺ａｂおよび辺αβの位置を合
わせて画像情報の合成を行うので、エンコーダ１７，１
８による撮像位置の計測誤差によらずに、正確に画像情
報の合成が行われ、合成部分の歪みを的確に防止するこ
とができる。

【００２８】また、本実施例では、重複箇所内の辺ａｂ
と辺αβとの重なる画素数Ｎを最大とする写像変換を探
索しているので、撮像部１４の原稿読み取りに歪みが生
じる場合においても、最適な写像変換が求められ、画像
情報の合成を最適に行うことができる。さらに、本実施
例では、写像変換の探索中は、辺αβのみを写像すれば
よいので、画像情報をすべて写像しながら探索する場合
に比べて、演算処理量が大幅に省かれ、画像情報の合成
に要する時間を格段に短縮することができる。

【００２９】また、本実施例では、原稿１２の辺部を検
出しているので、平坦な画像からなる画像情報に対して
も、原稿１２の辺部がエッジとして確実に検出され、画
像情報の合成を確実に行うことができる。なお、上述し
た実施例では、原稿１２の辺部ａｂ，αβをエッジとし
て検出しているが、それに限定されるものではなく、画
像情報内のエッジを検出すればよい。例えば、重複箇所
内の画像情報について空間周波数に対する微分処理を行
い、微分値が所定値以上となる画像情報をエッジとして
検出してもよい。このようなエッジの検出により、重複
箇所内の輪郭部分などが検出され、これらの輪郭部分の
位置を重ねることにより、画像情報の合成を正確に行う
ことができる。

【００３０】また、上述した実施例では、エッジ上で重
複する画素数が最大となる写像変換を探索しているが、
等価な動作として、エッジ上で重複しない画素数が最小
となる写像変換を探索してもよい。さらに、上述した実
施例では、エッジの重複する画素数が最大となる写像変
換を探索しているが、このような探索を行う構成に限定
されるものではなく、エッジ上の少なくとも２点が一致
する写像変換を算出してもよく、例えば、エッジの両端
が一致する写像変換を算出してもよい。このように写像
変換を直接算出することにより、探索に要する演算処理
量が省かれ、画像情報の合成に要する時間を削減するこ
とができる。

【００３１】また、上述した実施例では、第１の画像情
報の座標面上に、第２の画像情報を写像変換している
が、それに限定されるものでなく、基準とする座標面上
に第１および第２の画像情報をそれぞれ写像し、合成し
てもよい。さらに、上述した実施例では、２つの画像情
報の合成のみについて述べたが、それに限定されるもの
ではなく、このような合成を順次繰り返して行うことに
より、複数の画像情報の合成を行ってもよいし、また、
複数の画像情報の重複箇所を検出し、その重複箇所のエ
ッジをそれぞれ検出し、これらのエッジの位置を合わせ
て同一の座標面上に写像することにより、複数の画像情
報を一度に合成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、重複箇所内のエッジ部の位置を合わせて画像
情報の合成を行うので、座標検出手段の検出誤差によら
ずに、正確に画像情報の合成を行うことができる。した
がって、マウスなどに使用されるエンコーダを位置セン
サとして使用した場合にも、エンコーダの検出誤差に左
右されずに画像情報を正確に合成することができるの
で、従来から問題となっていた画像合成の歪みを確実に
防止することができる。

【００３３】また、特公平４−７５５３７号公報に記載
されているように、複数の画像情報にまたがる直線や図
形の合成を行う際にも、本発明により画像情報の写像変
換を正確に行うことにより、図５に示した点Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３を頂点とする三角形が歪まず、その面積がゼロ
になるので、直線や図形の合成を的確に行うことが可能
となる。

【００３４】請求項２に記載の発明では、重複箇所内の
エッジが重なる画素数を最大とする写像変換を探索する
ので、画像情報を正確かつ最適に合成することができ
る。特に、撮像手段の読み取りに歪みが生じ、重複箇所
のエッジが完全に重ならない場合にも、エッジの位置が
最も重なる写像変換を探索することにより、画像情報の
合成を最適に行うことができる。

【００３５】また、写像変換の探索中は、エッジのみを
写像すればよいので、画像情報をすべて写像しつつ探索
を繰り返す場合に比べ、演算処理量を大幅に省き、画像
情報を合成するために要する時間を格段に短縮すること
ができる。請求項３に記載の発明では、原稿の辺部をエ
ッジとして検出し、その辺部が重なるように画像情報を
合成するので、平坦な画像から構成された画像情報に対
しても、エッジを確実に検出し、画像情報の合成を確実
に行うことができる。

【００３６】このように、本発明を適用した二次元撮像
式スキャナでは、座標検出手段の検出誤差によらず、複
数の画像情報を正確に合成できるので、低精度の位置セ
ンサが使用された場合にも、歪みなく正確な合成画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３に対応した原理ブロック図であ
る。

【図２】請求項１〜３に対応する実施例を示す図であ
る。

【図３】本実施例の動作を示す流れ図である。

【図４】本実施例の画像情報を示す説明図である。

【図５】従来の画像合成を説明する図である。

【符号の説明】

１撮像手段２座標検出手段３重複箇所算出手段４エッジ検出手段５写像手段６合成手段１１原稿台１２原稿１３スキャナ本体１４撮像部１５，１６ローラ１７，１８エンコーダ１９，２１インターフェース２０ケーブル２２マイクロプロセッサ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を二次元で読み取り、画像情報に変
換する撮像手段と、前記撮像手段の撮像位置を検出する座標検出手段と、前記座標検出手段により検出された前記撮像手段の撮像
位置に基づいて、複数の画像情報における重複箇所を算
出する重複箇所算出手段と、前記重複箇所算出手段により算出された重複箇所内の画
像情報について、エッジの検出を行うエッジ検出手段
と、前記エッジ検出手段により検出されたエッジの位置を合
わせて、前記複数の画像情報を所定の座標面上に写像す
る写像手段と、前記写像手段により写像された前記複数の画像情報を合
成する合成手段と、を備えたことを特徴とする二次元撮像式スキャナ。
【請求項２】請求項１に記載の二次元撮像式スキャナ
において、前記写像手段は、前記エッジ間の重なる画素数を最大とする写像変換を探
索し、その写像変換に基づいて前記画像情報を写像する
ことを特徴とする二次元撮像式スキャナ。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の二次元
撮像式スキャナにおいて、前記エッジ検出手段は、前記原稿と原稿外との画像情報
の相違に基づいて前記原稿の辺部をエッジとして検出す
ることを特徴とする二次元撮像式スキャナ。