JPH10255024A

JPH10255024A - 画像読取り装置

Info

Publication number: JPH10255024A
Application number: JP9060561A
Authority: JP
Inventors: Shinya Matsuda; 伸也松田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】見開き原稿の読取り画像の見栄えを良くするデ
ータ処理の信頼性を高める。【解決手段】原稿台と撮像系とを有し、原稿台に置かれ
た見開き原稿の画像を電気信号に変換する画像読取り装
置において、見開き原稿の見開き面を撮像した読取り画
像からエッジ領域を抽出する手段と、読取り画像におけ
る見開き方向の画素位置のうち、その位置を含む設定領
域内の画素であり且つ抽出されたエッジ領域に属する画
素の数が設定値以上である画素位置を、見開き面におけ
る左右のページの端縁位置として検出する手段と、検出
された端縁位置に応じて、前記読取り画像に対するデー
タ処理の範囲設定を行う手段と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書籍や雑誌などの
綴じられた原稿の読取りに好適な画像読取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ブックスキャナと呼称される画像読取り
装置が商品化されている。この装置では、原稿台の上方
に撮像系が配置され、原稿台と撮像系との間に高さ数十
ｃｍの開放空間が存在する。書籍や雑誌などの製本形態
の原稿（これを「ブック原稿」と呼称する）の読取りに
際して、ユーザーは原稿台上にブック原稿を見開いた状
態で上向きにセットする。スタートキーのオンに呼応し
て見開き面（原稿面）の走査が開始され、走査と並行し
て読み取られた画像が逐次に外部装置へ出力される。外
部装置がプリンタであれば、リアルタイムで複写画像が
形成される。

【０００３】ブック原稿の読取りでは、見開いたときに
原稿面の両側に現れる重なり合った紙葉の端部（これを
“裾部”と呼称する）も、原稿面とともに撮影されてし
まう。この裾部の撮影像は不要の情報であって出力画像
の見栄えを損なう。また、原稿面が湾曲していることか
ら、原稿面を構成する左右のページの境界付近である
“綴じ部”が暗くなり、同様に見栄えが低下する。この
ため、ブックスキャナには、裾部及び綴じ部の不要画像
を消去するマスキング機能が設けられている。すなわ
ち、裾部及び綴じ部の画像データを白地データに置き換
えるデータ処理が行われる。

【０００４】従来のブックスキャナにおいて、裾部及び
綴じ部の位置は、原稿面の高さ分布を測定し、高さ変化
の変曲点を検出することによって特定されていた。すな
わち、見開き方向の中央付近で高さ変化の向きの反転す
る位置（見開き中心）の近辺が綴じ部とされ、見開き方
向の両端付近で高さ変化の顕著な位置が裾部の内端とさ
れていた。

【０００５】また、原稿を下向きにセッティングする複
写機に関して、次の技術が知られている。原稿サイズ
を検出し、両端間の中央部を綴じ部とみなしてマスキン
グ範囲を自動設定する（特開昭６０−１２３８７２
号）。原稿面内の暗い部分を検出してマスキング範囲
を自動設定する（特開昭６３−２４９８６９号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高さの分布か
ら裾部及び綴じ部を特定する方法では、ソフトカバー装
丁の書籍などにおいて原稿面の湾曲が軽微である場合に
見開き中心が検出できなかったり、雑誌や小冊子のよう
に比較的に薄い原稿において裾部が検出できなかったり
するという問題があった。原稿サイズに基づいて綴じ部
を特定する方法では、見開き状態で左右の厚さが極端に
異なる場合などにおいて、見開きサイズの中央位置と見
開き中心とが大きくずれ、そのために必要な原稿情報を
誤って消去することがあった。単に暗い部分を消去する
方法では、写真や挿絵などの中間調画像が消去されてし
まう。

【０００７】また、綴じ部の位置検出が不正確である
と、見開き面の左ページと右ページとを個別に出力する
場合に、片ページ分の出力範囲を正しく設定できないと
いう問題もあった。すなわち、読取り画像が正しく分割
されず、ページの一部が消失したり、一方のページに他
方のページの一部が含まれたりすることがあった。

【０００８】本発明は、見開き原稿の読取り画像の見栄
えを良くするデータ処理の信頼性を高めることを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一般に、見開き原稿にお
ける綴じ部及び裾部に対応する暗部は、見開き方向と直
交する方向の全長にわたって線状に延びる。これに対し
て、文字や図などの必要画像が全長にわたることはほと
んどない。この点に着目し、見開き方向と直交する方向
の画素列のうちの明るさが変化するエッジ領域に対応す
る画素の総数を調べることによって、綴じ部及び裾部の
位置を検出する。

【００１０】請求項１の発明の装置は、原稿台と撮像系
とを有し、前記原稿台に置かれた見開き原稿の画像を電
気信号に変換する画像読取り装置であって、前記見開き
原稿の見開き面を撮像した読取り画像からエッジ領域を
抽出する手段と、前記読取り画像における見開き方向の
画素位置のうち、その位置を含む設定領域内の画素であ
り且つ抽出されたエッジ領域に属する画素の数が設定値
以上である画素位置を、見開き面における左右のページ
の端縁位置として検出する手段と、検出された端縁位置
に応じて、前記読取り画像に対するデータ処理の範囲設
定を行う手段と、を有している。

【００１１】設定領域としては、見開き方向と直交する
方向に並ぶ１ライン分の画素列に対応した領域、複数ラ
イン分の画素列に対応した領域などとすることができ
る。後者とした場合には、見開き原稿の左右の端縁が走
査方向に対して傾いている場合にも、より確実に端縁位
置を検出することができる。

【００１２】請求項２の発明の装置は、前記データ処理
として、前記読取り画像を部分的に消去するマスキング
を行う。請求項３の発明の装置は、前記見開き面の左右
のページの読取り情報を個別に出力する分割モードが設
けられており、前記分割モードにおいて、左ページと右
ページとの境界として検出された端縁位置に基づいて、
前記読取り画像の出力範囲を設定する手段を有してい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はブックスキャナ１の外観を
示す斜視図、図２は原稿台２０の可動機能を示す図であ
る。

【００１４】ブックスキャナ１は、ブック原稿（見開き
原稿）ＢＤの読取りに好適な画像読取り装置であって、
電源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３０、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１
０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
下面の後方側に取付けられており、原稿台２０を斜め上
方から照らす。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ＢＤのセッティングに十分な広さを有してい
る。原稿台２０の上でページをめくることができるの
で、ユーザーは多数ページの読取り作業を能率的に進め
ることができる。

【００１５】本体ハウジング１０の前面の上端側に液晶
ディスプレイを含む操作パネルＯＰが設けられており、
下端側に見開き面（原稿面）Ｓ１の高さを検出するため
の投影板１８が固定されている。投影板１８の前面は光
沢面であり、原稿台２０の上面に対する４５°の傾斜面
となっている。この投影板１８にブック原稿ＢＤにおけ
る見開き方向と直交する方向（以下、縦方向という）の
端面Ｓ３の像が写り、その状態の投影板１８が原稿画像
とともに撮影される。端面Ｓ３の撮影像の形状判別によ
り、見開き方向における高さ分布を測定することができ
る。

【００１６】本体ハウジング１０における操作パネルＯ
Ｐ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。原稿台２０の左右方向の両側には、ユー
ザーが読取りの開始を指示するためのスタートキー５
２，５３が１つずつ設けられており、前面側にはアーム
レスト２５が設けられている。

【００１７】図１において、撮像ユニット３０は、ＣＣ
Ｄ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、ＡＦ機構１３２によって位置決めさ
れる。ラインセンサ３１は、図示しない走査機構の可動
体に取付けられており、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２次元の撮像面
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な
る。原稿画像の主走査方向は、原稿台２０上では前後方
向（ブック原稿ＢＤの縦方向）であり、撮像面上では上
下方向である。

【００１８】ブックスキャナ１の使用に際して、ユーザ
ーは原稿台２０の上にブック原稿ＢＤを上向きに置く。
そのとき、左右のページの境界を原稿台２０の左右方向
の中心を示すマークに合わせるとともに、投影板１８に
ブック原稿ＢＤを押し当てて前後方向の位置決めを行
う。投影板１８と原稿台２０との境界が原稿のセッティ
ングの基準線であり、その基準線の中央が基準位置であ
る。また、ユーザーは、図２のように見開き状態を維持
するために必要に応じてブック原稿ＢＤの両端を手で押
さえる。ブックスキャナ１では原稿を押さえたままスタ
ートキー５２，５３を押すことができる。原稿台２０
は、原稿の重量に応じて左右独立に上下移動ができるよ
うにバネ機構によって支持されている。これにより、ブ
ック原稿ＢＤの厚さに係わらず、どのページを開いても
左右の高さがほぼ同一になり、撮影距離が一定範囲内の
値となる。ただし、図２（Ｂ）のように、上下移動にと
もなって左ページＳＬと右ページとの境界である見開き
中心ＰＣが基準位置ＰＳからずれる場合がある。なお、
原稿台２０が固定型であっても、セッティングずれ・左
右の湾曲の差異などによって見開き中心ＰＣと基準位置
ＰＳとのずれが無視できない大きさになる場合がある。

【００１９】以上の構成のブックスキャナ１において、
読取りモードは、左右の両ページの画像情報を１つの読
取り画像として出力する“シート原稿モード”と、左右
の各ページの画像情報を個別の読取り画像として出力す
る“ブック分割モード”とに大別される。どちらのモー
ドにおいても、見開き面Ｓ１の湾曲に因る歪みに対する
画像補正とともに、ブック原稿ＢＤにおける見開き方向
の端面（裾部）Ｓ２及び見開き中心ＰＣの近辺（綴じ
部）の不要画像を消去するデータ処理（マスキング）が
行われる。

【００２０】図３はマスキングの範囲設定の要領を説明
するための図である。図３（Ａ）中の破線は主走査方向
の注目位置を示している。左右の各ページの見開き方向
の端縁位置を特定するため、まず、ブック原稿ＢＤの両
端を検出する。具体的には、図３（Ａ）のように読取り
画像Ｇ０のうちの原稿台２０の後端からの距離が５０〜
１００ｍｍ程度の所定位置に注目し、見開き方向におけ
る輝度分布を調べる。信頼性を高めるため、見開き方向
の各位置当たり２〜３画素分の画素値をサンプリング
し、それらの平均値を輝度情報として用いる。原稿台２
０は暗色であるので、輝度の大小判別によって原稿台２
０とブック原稿ＢＤとの境界を検出することができる。
すなわち、図３（Ｂ）が示す輝度分布において、予め設
定された閾値（例えば輝度範囲の中央値）を越える範囲
の左端ＹＬ及び右端ＹＲをブック原稿ＢＤの端縁位置
（裾部の下端縁）とする。そして、ブック原稿ＢＤの両
端の一定幅の領域ＡＬ，ＡＲを、見開き面の端縁（裾部
の上端縁）の検出対象領域とする。領域ＡＬ，ＡＲの幅
としては、各種原稿の調査の結果からみて、ブック原稿
ＢＤの見開き寸法（左端ＹＬと右端ＹＲとの距離）の２
０％程度が適切である。また、左端ＹＬと右端ＹＲとの
間の中央位置ＹＣを仮の見開き中心とし、この仮の見開
き中心ＹＣを中央位置とする一定幅の領域ＡＣを真の見
開き中心ＰＣの検出対象領域として設定する。上述した
ように必ずしもブック原稿ＢＤの中央が見開き中心ＰＣ
とは限らないからである。領域ＡＣの幅としては、見開
き寸法の２０％程度が適切である。

【００２１】次に、読取り画像Ｇ０の各画素に対してフ
ィルタリングを行い、明るさの変化が顕著な部分である
エッジ領域を抽出する。例えば、注目画素とその上下左
右の４画素との差分を求めるラプラシアンフィルタを適
用する。この場合、注目画素の主走査方向（縦方向）の
座標をＸ、副走査方向（見開き方向）の座標をＹとする
と、フィルタリング前の画素値Ｄ（Ｘ，Ｙ）とフィルタ
リング後の画素値（微分値）Ｄ’（Ｘ，Ｙ）との関係は
（１）式で表される。

【００２２】Ｄ’（Ｘ，Ｙ）＝−Ｄ（Ｘ，Ｙ−１）−Ｄ（Ｘ−１，Ｙ）−Ｄ（Ｘ＋１，Ｙ） −Ｄ（Ｘ，Ｙ＋１）＋４×Ｄ（Ｘ，Ｙ） …（１）そして、得られた微分値Ｄ’（Ｘ，Ｙ）が所定の閾値
（例えば最大値の１／２）を越える画素を、エッジ領域
に対応した画素（これをエッジ画素という）として記憶
する。すなわち、図３（Ｃ）に示すエッジ画素分布（エ
ッジ画像）を生成する。

【００２３】続いて、見開き方向の各画素位置毎に、縦
方向に並ぶ例えば１列分の画素のうちのエッジ画素を数
え、図３（Ｄ）に示すような見開き方向におけるエッジ
画素数の分布を求める。ここで、縦方向の１つの画素列
におけるエッジ画素の割合について次の調査結果があ
る。書籍の文字や模様は紙面上に断続的に存在するの
で、紙面の文字領域におけるエッジ画素の割合は多くて
も２０％程度である。木立などの輝度変化の激しい写真
であっても３０％程度である。縦方向の罫線が有ればエ
ッジ画素数は多いが、罫線が縦方向に全長にわたること
は少なく、エッジ画素の割合は５０〜６０％程度であ
る。一方、綴じ部や裾部に現れる線状の暗部は縦方向に
全長にわたるので、エッジ画素の割合は１００％又はそ
れに近い値となる。したがって、例えば１列の画素数の
８０％程度の閾値でエッジ画素数の分布を２値化するこ
とにより、左右のページの端縁を検出することができ
る。すなわち、上述の左端側の検出対象領域ＡＬ内でエ
ッジ画素数が閾値を越える画素位置のうち、最も右側の
画素位置を左ページの外端縁ＰＬとする。右側の検出対
象領域ＡＲ内でエッジ画素数が閾値を越える画素位置の
うち、最も左側の画素位置を右ページの外端縁ＰＲとす
る。また、中央部の検出対象領域ＡＣ内でエッジ画素数
が最も多い画像位置を、左右のページの内端縁であって
ページ境界でもある見開き中心ＰＣとする。なお、見開
き方向の全画素位置についてエッジ画素を数える必要は
なく、実際上は処理を高速化するため検出対象領域Ａ
Ｌ，ＡＣ，ＡＲのみについてエッジ画素数の分布を求め
るのが好ましい。

【００２４】マスキング範囲は、このようにして検出さ
れた端縁に応じて設定される。すなわち、外端縁ＰＬの
左側、外端縁ＰＲの右側、及び見開き中心ＰＣの両側の
所定幅の領域について、読取り画像Ｇ０の画素値を原稿
の下地と同値の白地データ値に置き換え、裾部及び綴じ
部の不要画像を消去する。

【００２５】以上の説明のとおり、ブックスキャナ１で
はエッジ領域を抽出してページの端縁を検出するので、
原稿面の下地の輝度が低い場合やページの全体が写真で
ある場合にも、正しい検出結果が得られる。

【００２６】図４はブックスキャナ１の制御系のブロッ
ク図である。ブックスキャナ１は、マイクロコンピュー
タを備えたＣＰＵ１０１によって制御される。ＣＰＵ１
０１は、ラインセンサ３１の駆動制御を担う撮像制御回
路１３０、ラインセンサ３１を移動させる副走査機構１
３１、ＡＦ機構１３２、ランプユニット４０の点灯制御
を担うランプ制御回路１４０、及び操作パネルＯＰの表
示デバイスに対して動作の指示を与える。また、ＣＰＵ
１０１は、ラインセンサ３１の出力の量子化や画像補正
を行う信号処理系１００の制御をも担う。ＣＰＵ１０１
には、メインスイッチ５１及びスタートキー５２，５３
が接続されている。

【００２７】図５は信号処理系１００のブロック図、図
６はマスキングの一例を示す図である。信号処理系１０
０は、ＣＰＵ１０１、ＡＤ変換器１０２、照度補正回路
１０３、画像メモリ１０４、画像処理回路１０５、及び
ページ端縁検出回路１０６を有している。

【００２８】ラインセンサ３１から出力された光電変換
信号は、ＡＤ変換器１０２によって例えば８ビットの画
像データに変換される。ＡＤ変換器１０２から画素配列
順に出力された画像データは、照度補正回路１０３でシ
ェーディング補正を受けた後に、画像メモリ１０４に一
旦格納される。画像メモリ１０４は、最大読取りサイズ
（例えばＡ３）の読取り画像の記憶が可能である。ペー
ジ端縁検出回路１０６は、輝度分布に基づいてブック原
稿ＢＤの端縁位置ＹＬ，ＹＲを検出するサイズ検出部６
０１、フィルタリングによってエッジ領域を抽出するエ
ッジ抽出部６０２、及び見開き方向におけるエッジ画素
数の分布を求めるエッジ計数部６０３から構成されてい
る。

【００２９】ＣＰＵ１０１は、ページ端縁検出回路１０
６から端縁位置ＹＬ，ＹＲ及びエッジ画素数の分布デー
タを取り込み、マスキングの範囲を設定して画像処理回
路１０５に通知する。また、端縁位置ＹＬ，ＹＲに基づ
いて原稿サイズを判別し、プリント用紙サイズ又は出力
倍率の自動設定をする。さらに、ブック分割モード及び
シート原稿モードにおいて、ＣＰＵ１０１は、見開き中
心ＰＣの検出結果に基づいて、画像メモリ１０４からの
画像データの読出しタイミングを最適化する。すなわ
ち、見開き中心ＰＣが基準位置と一致している場合と同
様の出力結果が得られるように、出力画像を移動させ
る。この機能により、見開き中心ＰＣとセッティングの
基準位置ＰＳとのずれが補正されるので、厳密にブック
原稿ＢＤを位置決めする必要がなくなり、ユーザーの作
業負担が軽減される。

【００３０】画像処理回路１０５は、照度むらを補正す
る輝度補正部５１１、画像歪みの補正を含む変倍処理を
担うサイズ補正部５１２、及び不要画像を消去するマス
キング部５１３を有しており、ＣＰＵ１０１によって指
定された内容のデータ処理を読取り画像Ｇ０に対して行
う。マスキング部５１３によって図６のように裾部及び
綴じ部が白地とされた読取り画像Ｇ２が外部装置に出力
される。外部装置としては、プリンタ、ディスプレイ、
画像メモリ、画像編集装置（コンピュータシステム）な
どがある。

【００３１】図７はブックスキャナ１の概略の動作を示
すフローチャートである。一対のスタートキー５２，５
３の一方がオンされると（＃１）、ＣＰＵ１０１は、ラ
ンプ制御部１４０に対してランプの点灯を指示し（＃
２）、撮像制御回路１３０及び副走査機構１３２に対し
て走査の開始を指示する（＃３）。走査期間において
は、走査と並行して読取り情報を逐次に画像メモリ１０
４に格納する。走査が終われば照明を消灯する（＃
４）。その後、以下の処理を行う。

【００３２】まず、輝度分布に基づいて見開きサイズ
（端縁ＹＬ，ＹＲ）を検出し（＃５）、ページの端縁位
置の検出対象領域ＡＬ，ＡＣ，ＡＲを設定する（＃
６）。エッジ画像を作成し（＃７）、検出対象領域Ａ
Ｌ，ＡＣ，ＡＲの各画素位置におけるエッジ画素の総数
を求め（＃８）、マスキングの対象となる裾部及び綴じ
部を設定する（＃９）。濃度調整・サイズ補正を行うと
ともに（＃１０）、マスキングを行い（＃１１）、外部
装置へ読取り画像を出力する（＃１２）。

【００３３】上述の実施形態においては、１ラインにお
けるエッジ画素の割合でページの端縁ＰＬ，ＰＲ及び見
開き中心ＰＣを検出する例を挙げたが、注目ラインとそ
の左右数ラインとを合わせた複数ライン分の領域につい
てエッジ画素を数えるようにしてもよい。これによれ
ば、裾部や綴じ部がライン方向に対して傾いている場合
であっても、確実に端縁ＰＬ，ＰＲ及び見開き中心ＰＣ
を検出することができる。本発明は、上向きセッティン
グ形式の画像読取り装置だけでなく、下向きセッティン
グ形式の画像読取り装置にも適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によれば、
見開き原稿の読取り画像の見栄えを良くするデータ処理
の信頼性を高めることができる。

【００３５】請求項２の発明によれば、シート原稿の場
合と同様にコントラストのむらのない読取り画像を再現
することができる。請求項３の発明によれば、見開き中
心が見開き方向の中央位置と一致していない場合にも、
左右の各ページの出力範囲を正しく設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブックスキャナの外観を示す斜視図である。

【図２】原稿台の可動機能を示す図である。

【図３】マスキングの範囲設定の要領を説明するための
図である。

【図４】ブックスキャナの制御系のブロック図である。

【図５】信号処理系のブロック図である。

【図６】マスキングの一例を示す図である。

【図７】ブックスキャナの概略の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ブックスキャナ（画像読取り装置）２０原稿台３０撮像ユニット（撮像系）１０１ＣＰＵ（範囲設定を行う手段）５１３マスキング部６０２エッジ抽出部（エッジ領域を抽出する手段）６０３エッジ計数部（端縁位置を検出する手段）ＢＤブック原稿（見開き原稿）Ｇ０読取り画像ＰＣ見開き中心（ページの端縁位置）ＰＬ，ＰＲ外端縁（ページの端縁位置）Ｓ１見開き面ＳＬ左ページＳＲ右ページＹ見開き方向の画素位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿台と撮像系とを有し、前記原稿台に置
かれた見開き原稿の画像を電気信号に変換する画像読取
り装置であって、前記見開き原稿の見開き面を撮像した読取り画像からエ
ッジ領域を抽出する手段と、前記読取り画像における見開き方向の画素位置のうち、
その位置を含む設定領域内の画素であり且つ抽出された
エッジ領域に属する画素の数が設定値以上である画素位
置を、見開き面における左右のページの端縁位置として
検出する手段と、検出された端縁位置に応じて、前記読取り画像に対する
データ処理の範囲設定を行う手段と、を有したことを特
徴とする画像読取り装置。
【請求項２】前記データ処理として、前記読取り画像を
部分的に消去するマスキングを行う請求項１記載の画像
読取り装置。
【請求項３】前記見開き面の左右のページの読取り情報
を個別に出力する分割モードが設けられており、前記分割モードにおいて、左ページと右ページとの境界
として検出された端縁位置に基づいて、前記読取り画像
の出力範囲を設定する手段を有した請求項１又は請求項
２記載の画像読取り装置。