JPH10210266A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿がある程度傾いて載置された場合でも、
読み取り不要なセンターライン領域を適切に除去するこ
とができる画像読み取り装置を提供する。 【解決手段】 書籍などの原稿ＢＤを上向きに載置して
撮影を行う画像読み取り装置において、原稿の外形から
原稿の傾きを算出するとともに、原稿の高さから原稿の
綴じ部の上端位置を検出し、これにより斜めに存在する
センターライン位置を正確に求め、さらに、原稿の綴じ
部付近の輝度値を検出することにより、画像として不要
な除去すべき除去幅Ｗ１も正確に算出する。そして、こ
のようにして求めたセンターライン領域６０のみを斜め
に消し残しなく正確に除去する。すなわち、本スキャン
を行う際にあっては、ラインセンサによる走査がセンタ
ーライン領域６０を通過する場合には、この領域６０に
ある画像データは画像除去範囲にあるものと設定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書籍などの原稿を
上向きに載置して撮影を行う画像読み取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読み取り装置の分野では、例
えば特開昭６２−１４６６４号公報、特開昭６３−２４
９８６９号公報、あるいは特開平３−７９１５８号公報
に示されるように、書籍原稿を読み取る際に、原稿中央
の綴じ部の浮きにより発生する陰影（綴じ部の画像濃度
そのもの）を検出して、その領域を除去する技術が提案
されている。これにより、画像として読み取り不要な綴
じ部の陰影が原稿面の中央に発生するために読み取り画
像が見にくいという事態が回避される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の画像読み取り装置における綴じ部の検出およびその
領域の除去方法では、特に原稿が傾いて載置された場合
に、同一の主走査ライン上（例えば装置の前後方向）に
並ぶデータ内に、原稿中央の綴じ部の陰影と文字や罫線
などの画像情報とが混在することになり、したがって綴
じ部を特定することが困難となって適切なセンターライ
ン領域の除去ができないという問題があった。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、原稿があ
る程度傾いて載置された場合でも、読み取り不要なセン
ターライン領域を適切に除去することができる画像読み
取り装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、原稿台上に載置された原稿を光学的走査に
より読み取る画像読み取り装置において、原稿を走査し
ながら読み取る撮像素子と、前記撮像素子により読み取
られた原稿面のエッジ部を検出し、これに基づき原稿の
外形を求める外形測定手段と、前記外形測定手段から原
稿載置時の傾きを算出する原稿傾き算出手段と、原稿の
高さを検出する高さ検出手段と、前記高さ検出手段から
原稿の綴じ部を検出する綴じ部検出手段と、前記綴じ部
検出手段により検出された綴じ部位置近傍の輝度値から
除去すべき幅を検出する除去幅検出手段と、前記原稿傾
き算出手段と前記綴じ部検出手段とによる検出結果、お
よび前記除去幅検出手段により検出された除去幅をもと
に求められた画像として不要な原稿のセンターライン領
域を斜めに除去する手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】この発明にあっては、原稿の外形から原稿
の傾きを算出するとともに、原稿の高さから綴じ部の例
えば上端位置を検出し、これにより斜めに存在する綴じ
部の位置を正確に求める。さらに、その綴じ部付近の輝
度値を検出することにより、画像として不要な除去すべ
き幅も正確に算出する。そして、これらをもとに求めら
れた原稿のセンターライン領域のみを除去する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による画像読み取り
装置の一実施の形態に係るブックスキャナについて図面
を参照して説明する。

【０００８】［全体構成］図１はブックスキャナ１の外
観を示す斜視図、図２はブック原稿ＢＤをセッティング
した状態を示す図である。

【０００９】ブックスキャナ１は、電気回路などを収納
する本体ハウジング１０、原稿を支持する暗色の原稿台
２０、原稿画像を電気信号に変換する撮像ユニット３
０、及び原稿の照明を担うランプユニット４０を備えて
いる。原稿台２０は本体ハウジング１０の前面側に配置
されている。撮像ユニット３０は、原稿台２０の上方に
配置され、本体ハウジング１０の上面から上方に延びた
支柱１２によって片持ち形式で支持されている。ランプ
ユニット４０は、撮像ユニット３０の下面側に配置さ
れ、支柱１２に固定されている。原稿台２０と撮像ユニ
ット３０との間の空間８０は装置外の自由空間に対して
開放されており、ブック原稿のセッティングに十分な広
さを有している。原稿台２０と撮像ユニット３０との距
離は３０ｃｍ以上である。

【００１０】本体ハウジング１０の前面の上端側に操作
パネルＯＰが設けられており、下端側に原稿面の高さを
検出するための測距ミラー１６が固定されている。測距
ミラー１６の前面側の表面は光沢性の平面であり、原稿
台２０の上面に対する４５°の傾斜面となっている。こ
の測距ミラー１６の上端面は、シェーディング補正のた
めの白色板１８として機能する。本体ハウジング１０に
おける操作パネルＯＰに向かって右側の側面には、メイ
ンスイッチ５１が設けられている。

【００１１】原稿台２０の左右方向の両側には、ユーザ
ーが読み取りの開始を指示するためのスタートキー５２
が１つずつ設けられている。また、原稿台２０の前面側
には、アームレスト２５が設けられている。

【００１２】撮像ユニット３０は、ＣＣＤアレイからな
るラインセンサ３１、結像レンズ３２、及びミラー３３
を有している。ミラー３３と結像レンズ３２とによっ
て、原稿画像がラインセンサ３１の受光面に投影され
る。結像レンズ３２は、前後方向に移動可能に設けられ
ており、図示しないＡＦ機構によって位置決めされる。

【００１３】ラインセンサ３１は、図示しない走査機構
の可動体に取り付けられており、ＣＣＤ素子の配列方向
を上下方向に保った状態で左右方向（副走査方向）Ｍ２
に沿って平行移動をする。この平行移動によって２次元
の原稿画像の撮像が行われる。つまり、ブックスキャナ
１においては、ラインセンサ３１の移動によって撮像面
が形成されることになる。ラインセンサ３１に代えてエ
リアセンサを用いた場合には、その受光面が撮像面に対
応する。原稿画像の主走査方向は、原稿台２０上では前
後方向であり、撮像面上では上下方向である。

【００１４】以上の構成のブックスキャナ１は、ブック
原稿の読み取りに好適な画像読み取り装置である。ブッ
クスキャナ１とディジタル複写機とを組み合わせること
により、各種の原稿に適合する総合的な複写システムを
構成することができる。

【００１５】ブックスキャナ１の使用に際して、ユーザ
ーは、図２のように原稿台２０の上にブック原稿ＢＤを
見開いた状態で上向きに置く。そのとき、測距ミラー１
６の下端にブック原稿ＢＤを押し当てて位置決めを行
う。つまり、測距ミラー１６と原稿台２０との境界が原
稿のセッティングの基準線となっている。その基準線の
中央が原稿載置時の左右方向の基準位置である。原稿台
２０は左右独立に上下移動可能に構成されている。これ
により、見開いたときの左右のページの高さをほぼ同一
にすることができる。

【００１６】ブックスキャナ１では、同一の原稿に対し
て２回の走査（原稿画像の読み取り）が行われる。ブッ
ク原稿ＢＤでは、シート原稿と違って原稿面が湾曲して
いるので、湾曲状態に応じて撮像のピント調整を行う必
要がある。輝度の差異を補う処理も必要である。このた
め、１回目の走査（以下、予備スキャンという）で湾曲
状態が検出され、その検出結果に基づいて２回目の走査
（以下、本スキャンという）で必要な処理が行われる。
外部装置への画像出力は本スキャン時に行われる。本ス
キャン時のラインセンサ３１の移動方向は、予備スキャ
ン時とは逆の方向である。読み取りモードには、左右の
両ページを一括して読み取るモード（シート原稿の場合
と同様の走査形態）と、左右の各ページを別々に読み取
るモードとがある。どちらのモードにおいても、各ペー
ジに対して予備スキャンと本スキャンとが実施される。

【００１７】［本装置の動作フロー］図３はブックスキ
ャナ１の動作フローの概要を示す図である。

【００１８】スタートキーが押されると、本装置は原稿
サイズ検出、原稿高さ検出、輝度検出などを行うため
に、予備スキャン動作を開始する（＃１）。この処理で
は、ラインセンサ３１を左右に移動させ、傾斜した測距
ミラー１６に写った原稿側面と、原稿表面とを同時に撮
像する（＃２、＃３）。予備スキャンが終了すると（＃
４でＹＥＳ）、まず原稿の表面画像における原稿と原稿
台との輝度差より原稿サイズ及び原稿傾きを検出する
（＃５）。次いで、原稿の側面画像から得られた輝度分
布の特徴により、原稿高さを検出し、さらにその形状か
ら原稿表面の変曲点となる綴じ部を検出する（＃６）。
そして、これら＃５及び＃６での両検出結果に基づきセ
ンターライン位置を算出するとともに、前記綴じ部近傍
の輝度差から画像として不要な除去すべき除去幅を検出
する（＃７）。

【００１９】こうしてセンターラインの位置及び除去幅
が確定した後、本装置は原稿の画像を読み取る本スキャ
ンを開始する（＃８）。この処理においては、ラインセ
ンサ３１を移動させつつ、原稿表面の撮像を行うが（＃
９）、センターライン位置及び除去幅により決定される
除去すべきセンターライン領域に当たる場合には、ライ
ン毎にその部分の画像データを消去して出力する（＃１
０）。本スキャンが終了すると（＃１１でＹＥＳ）、原
稿の画像読み取りが完了する。

【００２０】次に、上記の各検出や動作について詳述す
る。

【００２１】［原稿サイズ検出及び原稿傾き検出］図４
は原稿台２０上に載置されたブック原稿ＢＤの平面図で
ある。予備スキャン時は、原稿表面の画像を粗いピッチ
（例えば１ｍｍピッチ）でサンプリングして読み取る。
この結果、予備スキャン終了時にはサンプリングデータ
が装置内蔵のメモリ（ＲＡＭ）上に格納されることにな
る。このデータに対して、所定しきい値による画素値比
較や、隣接画素間の差分値による変化量の検出により、
原稿台２０とブック原稿ＢＤとの境界線を検出すること
ができる。

【００２２】ここで、原稿台上に載置された原稿の傾き
検出は、次の方法で行う。厚みのあるブック原稿を上向
き見開きにして画像読み取り装置で読み取った場合に
は、原稿の上端（奥側）あるいは下端（手前側）エッジ
（副走査方向に沿うエッジ）は、原稿台２０の水平ライ
ン（左右方向）に対して膨らみを持つ曲線を描くことに
なる（図５参照）。よって、原稿の上端あるいは下端エ
ッジから原稿の傾きを検出するのは複雑な処理を要する
ため、原稿高さ分布の影響を受けない右端あるいは左端
エッジ（主走査方向に沿うエッジ）から算出する。すな
わち、右端あるいは左端エッジを示すサンプリングデー
タの並びを直線式にて近似し、その直線が原稿台２０の
垂直ライン（前後方向）に対してなす角度を、原稿の傾
きθと決定する。

【００２３】［原稿高さ検出及び原稿綴じ部検出］図５
は原稿を読み取る際の画像データの様子を示す図であ
る。原稿側面（奥側端面）の像は、原稿高さの変化によ
って高い部分が上方へ湾曲したように読み取られる。原
稿表面及び原稿側面はランプユニット４０により照射さ
れているので、全体的に白側に近いデータとなる。それ
に対して、原稿下地より濃く着色されている原稿台２
０、及び測距ミラー１６内で原稿側面が写っていない背
景部は入射光量が少なくなり、黒側に近いデータとな
る。なお、図５では、理解の容易のためオペレータの手
の画像を含めてある。

【００２４】図６は原稿高さの測定原理を説明するため
の図である。原稿ＢＤを所定位置に載置することで、測
距ミラー１６によってこの原稿ＢＤの鏡像ＢＤ′が形成
される。ここで原稿側面の鏡像は、図示のように原稿台
２０の延長線上に形成されることになる。なお、ライン
センサ３１の読み取り範囲を一点鎖線で示し、その主走
査方向の画素数を１〜ｎで示している。

【００２５】図７はラインセンサによる主走査方向１ラ
イン分の出力例を示すグラフである。横軸にラインセン
サ３１の画素番地（左：手前側、右：奥側）、縦軸にセ
ンサ面照度に対応するセンサ出力をとっている。グラフ
の右より、測距ミラー上の原稿側面が写っていない背景
部、測距ミラーに写った原稿側面部、原稿表面部
、原稿台部と続く。センサ出力にしきい値を設け、
このしきい値を通過する画素の最小値より原稿側面部の
エッジ（ｎ１）を検出する。原稿を設置する基準位置は
固定（ｎ２）であるので、これらの差分より距離を計測
する。（ｎ２−ｎ１）が原稿高さに相当する画素数とな
り、センサの副走査方向に一定の間隔でこの処理を行う
ことによって、図８の模式図に示すような原稿左右方向
の高さ分布データを得ることができる。

【００２６】上記方法により得られた原稿左右方向の高
さ分布データに基づき、次の要領にて変曲点（原稿の綴
じ部）を検出する。

【００２７】まず、綴じ部の検出のために、 「（ａ）原稿の綴じ部は、一般的に原稿のほぼ中央付近
に存在する。 （ｂ）綴じ部における原稿高さ形状は、その周囲の高さ
分布に対してＶ字型に落ち込んでいる。」などの検出ル
ールを設定する。

【００２８】これらのルールに従い、綴じ部検出処理を
行う。上記ルール（ａ）については、前述したように検
出された原稿サイズから、その中央部付近に相当する高
さ分布データの範囲を設定することができる。また、上
記ルール（ｂ）については、隣接する高さ分布データ間
の差分による符号を調べ、図９に示すように、例えば同
符号が所定個以上連続した後に、逆符号が所定個以上連
続する場合の変化点が綴じ部位置である可能性が高いこ
とを利用して検出することができる。

【００２９】図１０は原稿のセンターライン位置を算出
する方法を説明するための図である。上記にてすでに得
られた検出結果より、図１０において測距ミラー１６に
写った変曲点ｒの副走査方向位置が分かる。また、前述
したように検出された原稿サイズにおいて、変曲点ｒと
同じ副走査方向位置にあって原稿台２０と原稿ＢＤとの
境界位置（原稿の奥側エッジ）を調べることにより、原
稿台上における原稿のセンターラインＣＬの上端位置ｓ
の座標が求められる。さらに、原稿サイズの検出結果か
ら原稿ＢＤの主走査方向にほぼ沿う端縁ＡＢ（あるいは
ＣＤ、つまり左右いずれかの端縁）が求められ、その長
さと原稿傾きθの検出結果とにより、センターラインＣ
Ｌの下端位置ｔの座標を算出することができる。これら
の結果より、座標ｓと座標ｔとを結ぶ直線がセンターラ
インＣＬの存在する位置として求められる。

【００３０】［除去幅の検出］図１１は原稿のセンター
ライン領域を除去する際の除去幅の検出方法を説明する
ための図である。この除去幅の検出にあたっては、予備
スキャン中に得られたサンプリングデータにおいて、す
でに算出されているセンターライン位置に相当する各画
素データの輝度値を調べる。出力画像においてセンター
ラインとして現れるのは綴じ部に発生する陰影であるの
で、綴じ部付近における輝度値の低い画素が除去すべき
センターライン領域ということになる。図１１に示すよ
うなサンプリングデータである場合には、センターライ
ンＣＬ所在位置を中心として左右所定個数のデータに対
して輝度値を順次調べていき、検出された最も広い幅の
値を、除去すべき左右方向範囲を示す除去幅Ｗ１とす
る。つまり、センターラインＣＬ位置を中心とする除去
幅Ｗ１の範囲が、画像として不要な除去すべきセンター
ライン領域６０（図１２参照）となる。

【００３１】図１２はセンターライン領域を通る１ライ
ンでの画像出力範囲および画像除去範囲の設定について
説明するための図である。図１２に示すように、本スキ
ャンを行う際にあっては、ラインセンサ３１による走査
がセンターライン領域６０を通過する場合には、センタ
ーライン領域６０にある画像データは画像除去範囲にあ
るものと設定されることになる。

【００３２】［画像データの斜め除去］以上において得
られた情報に基づいて、画像データにおけるセンターラ
イン領域を斜めに除去するためには、例えば次のような
画像処理制御回路を用いる。

【００３３】図１３は本装置の画像処理制御回路のブロ
ック図、図１４は画像処理制御回路における各信号のタ
イミングチャートである。ラインセンサ３１から読み出
されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によってデジ
タルデータに変換される。このデジタルデータは、画像
処理回路６２内にて濃度変換、エッジ強調、γ変換等の
処理が行われ出力される（この画像処理後の信号を画像
信号Ｓ１と表す）。画像信号Ｓ１は、ＡＮＤゲート回路
６３で、画像編集信号Ｓ３によって出力制御される。す
なわち、画像編集信号Ｓ３が有効（例えばハイレベル）
の期間のみ、画像信号Ｓ１が次の電子変倍回路６４へと
送られ、一方、画像編集信号Ｓ３が無効（例えばローレ
ベル）の期間は、画像は”白”となる（図１４参照）。
このようにして、画像編集信号Ｓ３によって処理された
画像データ（画像信号Ｓ２と表す）は、電子変倍回路６
４にて拡大／縮小され出力インターフェース６５に送ら
れて、外部へとデータを送り出す。

【００３４】図１５は図１３に示される編集回路のブロ
ック図である。画像編集信号Ｓ３は、カウンタＣ１／Ｃ
２で作られた画像オン・タイミング信号（オン信号と略
称する）と、カウンタＣ３／Ｃ４で作られた画像オフ・
タイミング信号（オフ信号と略称する）とからなる。そ
れぞれのカウンタへは、水平同期信号の発生ごとにカウ
ント初期値ラッチ７３から各々カウンタ初期値がロード
され、画素クロックによってカウントアップされる。カ
ウンタが所定値に達すると、オン信号が１画素クロック
期間”ロー”になる。オン信号が”ロー”になると画像
編集信号Ｓ３は有効（アクティブ）となり、その後、オ
フ信号が”ロー”になると画像編集信号Ｓ３は無効（イ
ンアクティブ）に戻る（図１４参照）。

【００３５】ＣＰＵ７０は、水平同期信号をインターラ
プトとして処理し、現在のラインへ移行したことを検知
すると、処理が次ラインへ移行するまでにカウント初期
値ラッチ７３に次ライン用のカウント値を設定する。こ
れによって、次ラインのスタート時にカウンタＣ１、Ｃ
２、Ｃ３、Ｃ４が読み込むカウント初期値が更新され、
画像出力オン／オフのタイミングが変化する。このよう
にして１ライン（あるいは数ライン）毎にタイミングの
変化点の値更新を繰り返し、斜めのセンターライン領域
除去に必要な画像編集信号Ｓ３を得ることができる。な
お、センターライン領域が主走査方向に沿って真っ直ぐ
になることも考えられるが、かかる場合も斜めのセンタ
ーライン領域の一態様として扱うこととする。

【００３６】このように本実施の形態によれば、前記セ
ンターライン領域を除去するタイミングを本スキャン前
に１ライン単位で算出しておき、本スキャン中に各ライ
ン毎のオン／オフ信号のカウント値を設定してやれば、
検出されたセンターラインがたとえ主走査方向に対して
斜めであっても、そのセンターライン領域の正確な除去
が可能となる。

【００３７】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
を限定するために記載されたものではなく、種々変更が
可能である。例えば、上述した実施の形態では、測距ミ
ラー１６に写った側面像をラインセンサ３１を用いて読
み取ることにより原稿表面の高さ位置を検出していた
が、側面像をミラーを用いずに、直接、側面専用のセン
サで読み取る装置に適用することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の画像読み取り
装置によれば、原稿の傾きと原稿の綴じ部の上端位置と
を検出することにより斜めに存在する綴じ部の位置を正
確に求めるとともに、その綴じ部付近の輝度値を検出し
て画像として不要な除去すべき幅を正確に算出し、この
ようにして求めたセンターライン領域の画像のみを除去
するようにしたので、かかる簡単な構成により、例えば
傾いた原稿であっても、そのセンターライン領域を除去
する際には、文字画像等の欠損やセンターラインの消し
残しもなく、きわめて正確かつ容易に除去することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像読み取り装置の一実施の形
態に係るブックスキャナの外観を示す斜視図である。

【図２】 ブック原稿をセッティングした状態を示す図
である。

【図３】 ブックスキャナの動作フローの概要を示す図
である。

【図４】 原稿台上に載置されたブック原稿の平面図で
ある。

【図５】 原稿を読み取る際の画像データの様子を示す
図である。

【図６】 原稿高さの測定原理を説明するための図であ
る。

【図７】 ラインセンサによる主走査方向１ライン分の
出力例を示すグラフである。

【図８】 原稿左右方向の高さ分布データを示す図であ
る。

【図９】 綴じ部の検出方法を説明するための図であ
る。

【図１０】 原稿のセンターライン位置を算出する方法
を説明するための図である。

【図１１】 原稿のセンターライン領域を除去する際の
除去幅の検出方法を説明するための図である。

【図１２】 センターライン領域を通る１ラインでの画
像出力範囲および画像除去範囲の設定について説明する
ための図である。

【図１３】 本装置の画像処理制御回路のブロック図で
ある。

【図１４】 画像処理制御回路における各信号のタイミ
ングチャートである。

【図１５】 図１３に示される編集回路のブロック図で
ある。

【符号の説明】

１６…測距ミラー、 ２０…原稿台、 ３０…撮像ユニット、 ３１…ラインセンサ（撮像素子）、 ３２…結像レンズ、 ４０…ランプユニット、 ６０…センターライン領域、 ７０…ＣＰＵ、 θ…原稿の傾き、 ＢＤ…原稿、 ＣＬ…センターライン、 Ｗ１…除去幅、 ｒ…変曲点（綴じ部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
   により読み取る画像読み取り装置において、 原稿を走査しながら読み取る撮像素子と、 前記撮像素子により読み取られた原稿面のエッジ部を検
   出し、これに基づき原稿の外形を求める外形測定手段
   と、 前記外形測定手段から原稿載置時の傾きを算出する原稿
   傾き算出手段と、 原稿の高さを検出する高さ検出手段と、 前記高さ検出手段から原稿の綴じ部を検出する綴じ部検
   出手段と、 前記綴じ部検出手段により検出された綴じ部位置近傍の
   輝度値から除去すべき幅を検出する除去幅検出手段と、 前記原稿傾き算出手段と前記綴じ部検出手段とによる検
   出結果、および前記除去幅検出手段により検出された除
   去幅をもとに求められた画像として不要な原稿のセンタ
   ーライン領域を斜めに除去する手段と、を備えたことを
   特徴とする画像読み取り装置。