JPH10285334A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】読取り動作の設定に用いる原稿情報を過不足な
く取得し、データ処理の効率を高める。 【解決手段】原稿のうちの予め定められた部分について
高解像度の撮影を行い、残りの部分について低解像度の
撮影を行う予備撮影手段と、予備撮影手段による撮影で
得られた原稿情報に応じて読取り動作の設定を行う動作
制御手段と、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、種々のドキュメン
トの画像を画像データに変換する画像読取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナや複写機の読取り部な
ど、主に文字画像の読取りに使用される画像読取り装置
において、原稿に応じて動作条件を最適化するために予
備スキャンニングが行われている。予備スキャンニング
で、下地輝度・原稿サイズ・特定色のマーキングなどの
原稿情報が検出され、濃度再現特性・出力サイズ・編集
領域などの動作条件が設定される。特に、ブックスキャ
ナと呼称される書籍や雑誌の読取りに適した上向きセッ
ティング形式の画像読取り装置では、原稿面である見開
き面の高さ分布（湾曲状態）が測定され、その結果に応
じてフォーカシング（ピント調整）及び画像歪みの補正
が行われている。高さの測定方法としては、見開き方向
と直交する方向（これを縦方向という）における原稿端
面を撮影してその形状を判別する方法がある（特開平５
−１６１００２号）。原稿台の上にミラーを斜め上方に
向けて配置することにより、読取り用の撮像光学系を原
稿端面の撮影（高さの測定）にも用い、装置構成を簡略
化することができる。なお、一般の書籍や書類などの文
字原稿を鮮明に読み取るには、１ｍｍ当たり１２〜１６
画素以上の解像度で撮影を行う必要があるが、フォーカ
シング及び画像歪みの補正については、１ｍｍ当たり１
画素程度の解像度であればよい。

【０００３】また、ブックスキャナによるブック原稿の
読取りでは、見開いた状態を保持するために見開き面の
端部を押さえておかなければならない場合がある。その
場合に、ユーザーの指や手の甲が原稿とともに撮影され
てしまう。出力画像の見栄えをよくするには、指の像を
消去する必要がある。指の像（指位置）の抽出、すなわ
ち消去範囲の特定には、読取り画像を適当な大きさのブ
ロックに分けて輝度判別を行う方法が用いられている。
所定輝度レベルのブロックの連結性を考慮することによ
り、抽出の信頼性を高めることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来では、予備スキャ
ンニングに際して、原稿面の全体が一律に一定の解像度
で撮影されていた。このため、撮影データ量が必要以上
に多く、動作条件の設定のためのデータ処理に無駄な生
じていた。

【０００５】本発明は、読取り動作の設定に用いる原稿
情報を過不足なく取得し、データ処理の効率を高めるこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】撮影の解像度を部位によ
って変え、又は撮影範囲を必要部分に限定することによ
って、測定項目に応じた必要最小限の原稿情報を得る。

【０００７】請求項１の発明の装置は、原稿画像を一定
の解像度の画像データに変換する画像読取り装置であっ
て、原稿のうちの予め定められた部分について高解像度
の撮影を行い、残りの部分について低解像度の撮影を行
う予備撮影手段と、前記予備撮影手段による撮影で得ら
れた原稿情報に応じて読取り動作の設定を行う動作制御
手段と、を有している。

【０００８】請求項２の発明の装置は、原稿画像を一定
の解像度の画像データに変換する画像読取り装置であっ
て、原稿のうちの予め定められた部分のみについて撮影
を行う予備撮影手段と、前記予備撮影手段による撮影で
得られた原稿情報に応じて読取り動作の設定を行う動作
制御手段と、を有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したブックス
キャナ１の外観を示す斜視図、図２は原稿のセッティン
グの一例を示す図、図３は原稿を押さえた状態を示す図
である。

【００１０】ブックスキャナ１は、書籍や雑誌などのブ
ック原稿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を有している。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。

【００１１】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の下面との距離は３０ｃｍ
以上である。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。

【００１２】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、下端側に原稿の高さ分布
を測定するための投影板１８が固定されている。投影板
１８と下端縁と原稿台２０との間には暗色に着色された
一定幅の平坦面１９が存在する。操作パネルＯＰには、
液晶ディスプレイとともに、読取りのモードや条件（読
取りサイズ、倍率、出力枚数、濃度など）を指定するた
めのボタンが配置されている。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にブック原稿における縦方
向の端面の像が写り、その状態の投影板１８が原稿画像
とともに撮影される。撮影像の各画素の輝度を調べて端
面の上縁を検出することにより、原稿の高さ分布を測定
することができる。

【００１３】原稿台２０の上面には、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５２，５３、及び
原稿サイズを検出するためのフォトセンサ６１が設けら
れている。フォトセンサ６１は、Ｔ字状に並ぶ受光素子
群からなり、ランプユニット４０からの照明光の受光分
布（原稿による遮光の状態）に応じた検出信号を出力す
る。原稿台２０の前面にはアームレスト２５が取り付け
られている。

【００１４】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、ＡＦ機構１３２によって位置決めされる。ラインセ
ンサ３１は、図示しない副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。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。

【００１５】図２のように、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
その見開き方向が原稿台２０の左右方向となるように上
向きに置く。このとき、原稿面である見開き面Ｓ１にお
ける左ページと右ページとの境界（見開き中心）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、本体ハウジング１０の前端縁にブック原稿ＢＤを押
し当てて前後方向の位置決めを行う。平坦面１９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、必要に応じて図３のようにブック原稿ＢＤの両端を
押さえて見開き状態を維持する。ブック原稿ＢＤを押さ
えたままでスタートキー５２，５３を操作することがで
きる。

【００１６】以上の構成のブックスキャナ１は、１つの
原稿画像に対して予備スキャンニングと本スキャンニン
グとを行う。予備スキャンニングは、本発明の予備撮影
に相当し、本スキャンニングの動作設定に必要な原稿情
報（原稿面Ｓ１の高さ分布、厳密な原稿サイズ、原稿の
下地輝度、ユーザーの指の位置など）を得るために行わ
れる。本スキャンニングでは、原稿面Ｓ１の全体が１ｍ
ｍ当たり１６画素程度の解像度で撮影される。これに対
して、予備スキャンニングでは、処理対象データを最小
限に抑えるため、後述のようにラインセンサ３１の出力
を不等間隔でサンプリングすることによって、撮影の解
像度が原稿面Ｓ１の位置に応じて変更される。

【００１７】図４は読取り画像Ｇ０の概略を示す図であ
る。主走査及び副走査で得られる読取り画像Ｇ０は、ブ
ック原稿ＢＤの上面の撮影像（上面像）Ｇ１、原稿台２
０の撮影像Ｇ２０、平坦面１９の撮影像Ｇ１９、及び投
影板１８の撮影像Ｇ１８から構成されている。撮影像Ｇ
１８のうちの像Ｇ１８１は、セッティングされたブック
原稿ＢＤの端面Ｓ３の形状を示している。撮影像Ｇ１８
のうちの像（端面像）Ｇ１８１以外の像１８０は、投影
板１８に映った背景像である。撮像面に近い被写体は遠
くの被写体よりも大きく撮像されるので、上面像Ｇ１の
主走査方向の両端縁は湾曲している。

【００１８】原稿台２０及び平坦面１９は暗色であるの
で、撮影像Ｇ２０，Ｇ１９は他の像と比べて暗い像にな
る。見開き面Ｓ１とともに端面Ｓ３も照明されるので、
端面像Ｇ１８１は背景像１８０よりも明るい。したがっ
て、輝度の大小判別によって上面像Ｇ１及び端面像Ｇ１
８１を抽出し、原稿サイズ及び原稿面Ｓ１の高さ分布を
測定することができる。上面像Ｇ１について輝度度数分
布を求めることによって、下地輝度を設定することがで
きる。また、明るさや大きさの判別によって指の像を抽
出することができる。

【００１９】原稿サイズ情報は、出力倍率又は出力画像
サイズの設定に用いられる。高さ分布情報は、フォーカ
シング及び画像歪みの補正に用いられる。すなわち、高
さの測定値に基づいて、結像レンズ３２の最適位置及び
画像の変倍率を算定し、スキャンニングの開始時点から
の経過時間と算定値とを対応づける制御データテーブル
を作成しておく。そして、本スキャンニングにおいて、
制御データテーブルから走査位置に対応したデータを読
み出し、走査が注目位置に達する直前に結像レンズ３２
を算定位置に移動させ、それにより合焦状態で撮影され
た画像を変倍してシート原稿と同様の画質の読取り画像
を生成する。下地輝度は、下地部分の画像データを白地
データに置き換える濃度調整に用いられる。指の像の位
置情報は、指の像の消去（マスキング）に用いられる。

【００２０】図５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、副走査機構１３１、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、ＣＰＵ１０１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。

【００２１】図６は信号処理系１００のブロック図であ
る。信号処理系１００は、ＡＤ変換器１０２、照度補正
回路１０３、画像メモリ１０４、メモリコントローラ１
０５、測定回路１０６、画像処理回路１０７、及びＣＰ
Ｕ１０１を有している。

【００２２】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る。

【００２３】予備スキャンニングにおいて、照度補正回
路１０３を経た画像データＤ１は画像メモリ１０４に一
旦格納される。ただし、全ての画素の画像データＤ１で
はなく、予め定められた手順で間引いた残りの画素の画
像データＤ１のみが格納される。メモリコントローラ１
０５は、画素クロック及びラインクロックをカウント
し、格納すべき画素の画像データＤ１が照度補正回路１
０３から出力されたときに、画像メモリ１０４にデータ
の書込みを指示する。他の画素の画像データＤ１は無効
になる。このようなメモリコントローラ１０５のサンプ
リング機能により、実質的には原稿の一部が高解像度で
撮影され、他の部分が低解像度で撮影されることにな
る。つまり、本発明の予備撮影手段の機能は、撮像ユニ
ット３０とメモリコントローラ１０５とによって実現さ
れる。測定回路１０６は、画像メモリ１０４からデータ
を読み出し、原稿面の高さ分布・原稿サイズ・下地輝度
・指の像の位置を測定する。測定結果は原稿情報ＤＳと
してＣＰＵ１０１に送られる。ＣＰＵ１０１は、測定回
路１０６からの原稿情報ＤＳに基づいて、フォーカシン
グ・歪み補正・濃度調整・マスキングの内容を設定す
る。つまり、本スキャンニングの動作設定を行う。ＣＰ
Ｕ１０１内のＲＡＭには設定内容を示す制御データテー
ブルが設けられる。

【００２４】本スキャンニングにおいて、照度補正回路
１０３から画素配列順に出力された画像データＤ１は、
間引かれることなく画像処理回路１０７に入力される。
画像処理回路１０７は、照度むらを補正及び濃度調整を
担う輝度補正部７１１、画像歪みの補正を含む変倍処理
を担う歪み補正部７１２、及び不要画像を消去するマス
キング７５１３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行う。所定の画像処理を受
けた画像データＤ２が読取り画像情報として外部装置に
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。

【００２５】図７は読取り画像Ｇ０を構成する画像デー
タＤ１に対するサンプリングの模式図である。まず、副
走査方向については、原稿面の高さが大きく変化する見
開き中心の近辺、及びブック原稿の左右の端部のサンプ
リング間隔を短くし（例えば１ライン毎）、他の部分の
サンプリング間隔を長く（例えば１０ライン毎）する。
高さの変化が緩やかな部分については、粗いサンプリン
グでもフォーカシング及び歪み補正に支障はない。見開
き中心の近辺を細かくサンプリングすることにより、フ
ォーカシング及び歪み補正の精度を確保することができ
るだけでなく、見開き中心の位置を正確に検出し、基準
位置と見開き中心とのずれを加味した画像出力制御を行
うことができる。左右の端部を細かくサンプリングする
ことにより、高さ変化の度合いを調べて原稿面と裾面
（左右の側面）との境界を検出し、ページサイズを算出
することができる。また、指の像Ｇｈの位置を正確に測
定することができる。本実施形態のブックスキャナ１で
はスタートキー５２，５３が原稿台２０の左端部及び右
端部に配置されているので、ユーザーが左右方向の端部
以外の部分（手前側の部分）を押さえることはほとんど
ない。なお、細かいサンプリングを行う範囲は、フォト
センサ６１によって検出される概略の原稿サイズに応じ
て適宜設定される。

【００２６】次に、主走査方向については、原稿の両端
部のサンプリング間隔を短くし（例えば８画素毎）、他
の部分のサンプリング間隔を長く（例えば８０画素毎）
する。これにより、主走査方向のページサイズ及び下地
輝度を正確に算定することができる。下地輝度の測定に
おいては、ページの余白を最大限に利用するのが望まし
い。通常、両端部は余白である。また、両端部を細かく
サンプリングすれば、ブック原稿ＢＤが薄い場合や端面
Ｓ３が暗い場合であっても、上面像Ｇ１（図４参照）の
端縁の湾曲状態から原稿面の高さ分布を測定することが
できる。

【００２７】以上のようにサンプリング間隔を設定する
ことにより、測定データ量を最小限に抑え、画像メモリ
１０４の小容量化、及びデータ処理の負担の軽減を図る
ことができる。なお、本スキャンニングにおいて全ての
画素について適切なデータ処理を行うため、制御データ
テーブルの作成に際して、必要に応じて測定データを補
間し、又は間引いてもよい。例えば、歪み補正などのた
めに細かくサンプリングした部分について、濃度調整な
どの比較的に粗いデータで十分な項目の動作設定を行う
ときには、測定データを間引けばよい。

【００２８】図８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）、フォトセンサ６１の出力を取り込んで概略の原稿
サイズを検知する（＃３）。そして、副走査機構１３２
及び撮像制御回路１３０に対して予備スキャンニングの
開始を指示する（＃４、＃５）。予備スキャンニング期
間においては、ラインセンサ３１による撮像と並行して
画像データＤ１に対する上述の間隔のサンプリングを行
い、サンプリングした画像データＤ１を画像メモリ１０
４に格納する（＃６）。所定長のスキャンニングが終わ
ると、画像メモリ１０４内の画像データＤ１に基づいて
所定項目の測定を行い（＃８）、本スキャンニングの動
作設定を行う（＃９）。その後、本スキャンニングを開
始しライン単位の撮像で得られた画像データＤ１に画像
処理を加え、処理後の画像データＤ２を外部装置へ出力
する（＃１０〜＃１４）。全てのラインの画像出力が終
わると照明ランプを消灯して待機状態に戻る（＃１
５）。

【００２９】上述の実施形態においては、高さ分布及び
下地輝度といった見開き方向の全長にわたる撮影が必要
な測定を行う例を挙げたが、原稿サイズ及び指位置の両
方又は一方の測定のみを行う場合には、予備スキャンニ
ングに際してブック原稿ＢＤの端部のみを撮影すればよ
い。原稿サイズ及び指位置の測定においては、サンプリ
ングされた全ての画像データＤ１を対象にデータ処理を
行ってもよいし、必要な部分の画像データＤ１のみを対
象としてもよい。

【００３０】本発明は、図示の構成に限定されない。読
取り用のラインセンサ３１とは別に測定用のエリアセン
サを設け、その撮像ピッチを構造の作り込み又は駆動制
御の工夫によって不等ピッチとしてもよい。これによれ
ば、予備スキャンニングを省略して読取りの所要時間を
短縮できる。アナモレンズなどを用いて投影倍率を部分
的に変えたり、副走査速度を変化させることにより、予
備撮影の解像度を不均一にしてもよい。これにより、メ
モリコントローラ１０５を省略でき、部分的に本スキャ
ンニングを上回る高解像度の撮影を実現することもでき
る。画像データＤ１のサンプリングに際しては、平均化
やメディアンなどの種々のサンプリング手法を用いても
よい。具体的には、窓サイズの異なるディジタルフィル
タ（３×３、５×５など）を用意し、サンプリンング位
置に応じてフィルタを切り換える。これにより、平均的
なサンプリングを行うことができ、特異点に因るノイズ
の発生を防ぐことができる。本発明は、下向きセッティ
ング形式の画像読取り装置にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明によれば、
読取り動作の設定に用いる原稿情報を過不足なく取得
し、データ処理の効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したブックスキャナの外観を示す
斜視図である。

【図２】原稿のセッティングの一例を示す図である。

【図３】原稿を押さえた状態を示す図である。

【図４】読取り画像の概略を示す図である。

【図５】ブックスキャナの制御系のブロック図である。

【図６】信号処理系のブロック図である。

【図７】読取り画像を構成する画像データに対するサン
プリングの模式図である。

【図８】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） ３０ 撮像ユニット（予備撮影手段の構成要素） １０１ ＣＰＵ（動作制御手段） １０５ めもりコントローラ（予備撮影手段の構成要
素） ＢＤ ブック原稿（原稿） Ｄ２ 読取り画像データ（画像データ） ＤＳ 原稿情報

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像を一定の解像度の画像データに変
   換する画像読取り装置であって、 原稿のうちの予め定められた部分について高解像度の撮
   影を行い、残りの部分について低解像度の撮影を行う予
   備撮影手段と、 前記予備撮影手段による撮影で得られた原稿情報に応じ
   て読取り動作の設定を行う動作制御手段と、を有したこ
   とを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】原稿画像を一定の解像度の画像データに変
   換する画像読取り装置であって、 原稿のうちの予め定められた部分のみについて撮影を行
   う予備撮影手段と、 前記予備撮影手段による撮影で得られた原稿情報に応じ
   て読取り動作の設定を行う動作制御手段と、を有したこ
   とを特徴とする画像読取り装置。