JPH10327301A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH10327301A
JPH10327301A JP9132219A JP13221997A JPH10327301A JP H10327301 A JPH10327301 A JP H10327301A JP 9132219 A JP9132219 A JP 9132219A JP 13221997 A JP13221997 A JP 13221997A JP H10327301 A JPH10327301 A JP H10327301A
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JP9132219A
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Shinya Matsuda
伸也 松田
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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  • Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上向きに載置された原稿の画像を上方から読
み取る画像読取装置において、原稿表面の反射率を正確
に測定することにより、光沢のある画像をきれいに読み
取ることができる画像読取装置を提供する。 【解決手段】 原稿を原稿台上に上向きに載置し、該原
稿の画像を上方から読み取る画像読取装置において、原
稿を第1の方向から照明する第1照明3と、原稿を第2
の方向から照明する第2照明4と、原稿の画像を撮影す
るCCDセンサ8と、第1照明3および第2照明4を順
次点灯してCCDセンサ8によって原稿画像の撮影を行
い、得られた2つの画像データから原稿面の反射率を求
める演算装置と、を有することを特徴とする画像読取装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、書籍など厚みのあ
る原稿を上向きに載置して上方から原稿の画像を読み取
る画像読取装置に関し、詳しくは、写真やグラビアペー
ジなど、光沢があり下地の存在しない原稿の濃度を均一
に再現するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】原稿画像の読取装置には、様々な形態の
ものがある、例えば通常のコピー機のように、コピー機
の画像読み取りを行う撮影手段が内蔵された部分のプラ
テンガラス上に、原稿面を下に向けて専用の光源からの
光を原稿面に当てて、撮像素子により画像を読み取るも
の、また、原稿面を上に向けて、上方から原稿を読み取
るもの、などである。
【0003】このうち、原稿を上向きに載置して読み取
る装置は、例えば特開平7−79324号公報などに開
示されているものである(以下、ブック原稿読取装置を
称する)。このような画像読取装置は、原稿表面をガラ
ス面などに密着させる必要がないので、書籍類など厚さ
のある原稿を読み取るのに適しており、例えば前者の通
常のコピー機では、厚みのある原稿の場合、原稿面をガ
ラス面に密着できないと、そのガラス面から浮いている
部分が黒くなって非常に見栄えの悪いものとなる。その
点、ブック原稿読取装置では、原稿を上向きに載置す
る、つまり原稿面の上方に空間があるようにして、その
上方から原稿画像を読み取るため、原稿表面が曲がって
いても、その全面をほぼ均一に照明で照らすことができ
るので、通常のコピー機のように原稿の曲がりなどによ
ってその部分が黒くなったりするようなことがない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このブ
ック原稿読取装置においては、写真やグラビア頁のよう
な光沢のある原稿を読み取るのが難しいといった問題が
ある。これは、ブック原稿を開いた状態や、折りたたま
れた原稿を開いた場合、原稿表面が曲がっている。原稿
表面が曲がっている場合に、その曲り方によっては、装
置本体の照明の正反射が生じ、正確な濃度が認識できな
くなることがあるためである。
【0005】そこで、本発明の目的は、上向きに載置さ
れた原稿の画像を上方から読み取る画像読取装置におい
て、上向きに載置された原稿表面の反射率を正確に測定
することにより、光沢のある画像をきれいに読み取るこ
とができる画像読取装置を提供することである。
【0006】
【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、原稿を原稿台上に上向きに載置し、該原稿
の画像を上方から読み取る画像読取装置において、前記
原稿を第1の方向から照明する第1照明手段と、前記原
稿を第2の方向から照明する第2照明手段と、前記原稿
の画像を撮影する撮影手段と、前記第1照明手段および
第2照明手段を順次点灯して前記撮影手段によって前記
原稿の画像の撮影を行い、得られた2つの画像データか
ら前記原稿面の反射率を求める演算手段と、を有するこ
とを特徴とする画像読取装置である。
【0007】この発明は、異なる2方向から原稿面を照
明し、それぞれの照明による画像を読み取り、得られた
2つの画像データから反射率を求めることで、正反射に
影響されない正確な原稿表面の反射率を求めるものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の一実施の形態を説明する。
【0009】図1は、本発明を適用したブック原稿読取
装置の全体構成を説明するための斜視図である。このブ
ック原稿読取装置(以下単に装置と略記する)は、左右
それぞれ個別に上下動可能な原稿台1に、ブック原稿5
0を見開いた状態で載置して、照明3、4により原稿面
が照明され、撮像カメラ部2において反射ミラー6及び
レンズ7を介してCCDラインセンサ8により画像を読
み取る。この画像読み取りに際して、原稿台上のミラー
5に写ったブック原稿の側面形状が、CCDラインセン
サ8によって読み取られて、原稿面の高さが検出され
る。そして、検出された原稿面の高さに基づき撮像カメ
ラ部2におけるピント合わせや読み取った画像の歪みを
補正し、歪みのないブック原稿画像を得るものである。
【0010】この装置10の原稿台1上には、ブック原
稿を見開いた状態を保つために両手でブック原稿の両辺
を押さえたときでも原稿読み取り動作を開始できるよう
にスタートキー9が設けられている。また、各種設定を
行うための操作パネル10が原稿台1の奥に設けられて
いる。
【0011】撮像カメラ部2内部に設けられているCC
Dラインセンサ8は、画像に対して、装置手前から奥の
方にフォトセンサ(画素)が並ぶように配置(図1中矢
印A方向、主走査方向)されており、モータによって左
右方向(図1中矢印B方向、(画像に対しては図中B′
で示す副走査方向))に移動する。
【0012】図2は、この装置10の制御系を説明する
ためのブロック図である。
【0013】この回路は大別して、装置各部を制御する
制御部と、画像を読み取る撮像部からなる。制御部にお
いて、CPU21は、CCDラインセンサ8の副走査方
向への移動制御(センサ移動制御部23)、ピントを合
わせるための自動合焦(AF)制御(AF制御部2
4)、照明の点灯制御(第1照明制御部25および第2
照明制御部26)、および各種画像処理のための制御な
どを行う。
【0014】撮像部では、CCDラインセンサ8で読み
取られた画像データがA/D変換部31でデジタルデー
タに変換された後、照度補正部32を経て、画像メモリ
33に記憶される。
【0015】また、予備スキャン時において、A/D変
換部31からの画像データから、原稿上側の外形境界線
を検出することにより原稿の高さ分布が計測されて、C
PU21の内部メモリ22に測高データとして記憶され
る。ここで、高さ分布の計測に必要な外形境界線の検出
が比較器27とカウンタ28によって行われる。
【0016】比較器27には予めCPU21によってあ
るしきい値が設定されており、CCDラインセンサ8か
ら出力が送られてくるごとに、しきい値と出力値が比較
される。また、カウンタ28が送られてきたセンサ出力
の画素数をカウントする。そして、CPU21は、比較
器27からしきい値をまたぐ出力値の画像データが送ら
れてきた旨の信号を受けとり、そのときの画素番号をカ
ウンタ28から読み取る。この動作をCCDセンサ8の
副走査方向の移動に伴う1ラインごとに実行すること
で、外形境界線の検出が行われる。そして、得られた外
形境界線のうちから測距ミラー域での境界線から原稿高
さが計測されて、内部メモリ22に記憶される。
【0017】画像メモリ33に記憶される画像データ
は、予備スキャン時においては、第1照明3によって照
明されたときの画像データが記憶され、本スキャン時に
おいては、この予備スキャン時の画像データとは別に、
第2照明4によって照明された画像データが記憶され
る。ここで、画像メモリ33の容量としては、同一原稿
に対して2枚分の画像データを記憶する容量を持ってい
ることが好ましいが、後述するように予備スキャン時に
おいては、例えばある特定の数か所(後述の手順では2
か所)だけ記憶するようにしてもよく、その場合には本
スキャン時の画像1枚分の記憶容量と、さらに予備スキ
ャン時の数か所の画像データを記憶できる容量があれば
よい。
【0018】そして、得られた測光データおよび画像デ
ータから、反射率演算部34において反射率の計測が行
われ、その結果をもとに輝度補正部35により輝度補正
が行われて、プリンタ装置36などにより画像が用紙上
に出力される。
【0019】図3はこの装置の動作手順を示すフローチ
ャートである。
【0020】まず、スタートキーが押され、画像読み取
りの開始が検知されると(S1)、第1照明3を点灯し
(S2)、予備スキャンを開始する(S3)。
【0021】そして、主走査方向の1ライン分の画像読
み取りが行われ(S4)、読み取りされたラインごとに
前記したように、各画素の出力値としきい値とが比較さ
れ(S5)と、しきい値をまたぐ画素のカウント値(境
界位置)が記憶される(S6)。これにより外形境界線
データが得られる。
【0022】続いて、この予備スキャン時において、後
述する反射率の演算のため、予め決められた原稿面上の
2か所のみ画像データを記憶する(S7)。そして、す
べてのラインの予備スキャンが終了したか否かを判断し
て(S8)、終了していれば第1照明3を消灯する(S
9)。この予備スキャンでは、それ程高い解像度は必要
ではないので、本スキャンより粗い解像度で読み取って
いる。これによりメモリ容量が少なくてすむ。
【0023】続いて得られた外形境界線のデータから原
稿高さが測定される(S10)、なお、この原稿高さの
測定については、例えば特願平9−60559号や、特
開平7−79324号公報などに記載されているように
既に公知であるので、その詳細な説明は省略するが、極
簡単に説明すると、外形境界線のデータのうち、測距ミ
ラー5に写し出されている部分の外形境界線データが原
稿高さのデータとなる。
【0024】次に、本スキャンのために、第2照明4を
点灯し(S11)、本スキャンを開始する(S12)。
そして、1ライン分の読み取りが行われ(S13)、こ
こでは読み取った画像データの総てが画像メモリ33に
記憶される(S14)。
【0025】続いて、すべてのラインの本スキャンが終
了したか否かを判断して(S15)、終了していれば第
2照明4を消灯する(S16)。そして、後述するよう
に原稿面の反射率を求め(S17)、求めた反射率をも
とにして輝度補正が行われて(S18)、画像が用紙上
に出力される(S19)。この「輝度補正」(前記S1
8の処理)では、「下地とばし」処理が行われる。「下
地とばし」処理とは、画像濃度のヒストグラム(各画素
をカウントする)を作成し、画素数が最も多い濃度をも
とに下地の濃度を設定し、その下地濃度よりも明るい画
素を最も明るいデータ(つまり真白)に置き換える処理
である。これにより新聞などのように下地に色がついて
いても白として再現され、コントラストの高い画像が得
られる。
【0026】図4は、照明、原稿、CCDセンサの配置
関係を示す図面である。以下、この図4を参照して前記
ステップS17における反射率の演算ついて説明する。
原稿の反射率の演算は、拡散成分と正反射成分との比率
を用いるPhongの反射モデル(コンピュータビジョ
ン、1982年、P.92〜102)を利用する。
【0027】ここで、原稿面上の各点の画像データは下
記(1)式により表される。 I0 =Is ×ρ×{scosψ+(1−s)cosn δ} …(1) ただし、式中I0 は反射光強度、Is は原稿面照度、ρ
は原稿の反射率、ψは原稿面の法線方向と光源の方向の
なす角、sは拡散成分と正反射成分との比率、nは正反
射成分の鋭さ、δは原稿面での光源の正反射方向と視点
の方向のなす角である(sおよびnは用紙の紙質により
決まる定数)。以下同様。
【0028】この(1)式から原稿面上の、ある点Aの
画像データは下記(2)および(3)式で表される。 I0 Ar÷(Is ×ρA)=scosψAr+(1−s)cosn δAr …(2) I0 Al÷(Is ×ρA)=scosψAl+(1−s)cosn δAl …(3) ここで、rおよびlは第1および第2照明によるそれぞ
れの画像での数値を表す。
【0029】この(2)および(3)式から、下記
(4)式のようにA点における原稿の反射率ρAが得ら
れる。 ρA=I0 Ar÷{Is ×(scosψAr+(1−s)cosn δAr)} =I0 Al÷{Is ×(scosψAl+(1−s)cosn δAl)} …(4) 同様に、原稿面上の他のある点Bの画像データを用いて
下記(5)式のようににおける原稿の反射率ρBが得ら
れる。 ρB=I0 Br÷{Is ×(scosψBr+(1−s)cosn δBr)} =I0 Bl÷{Is ×(scosψBl+(1−s)cosn δBl)} …(5) また、反射強度I0 は読み取った画像データから、角度
ψrおよびψlは高さ分布から、それぞれ求めることが
できる。さらに、原稿面照度Is は原稿のない状態で予
め測定しておくことができる。
【0030】したがって、未知数は、定数sおよびnの
2つとなり、(4)式および(5)式を解くことにより
これらを求めることができる。
【0031】ここで、定数nは書籍に使用されている用
紙によって決まる定数ではあるが、一般的には「1」と
おいて差し支えない。したがって、n=1とすれば、 IAr÷{Is ×(scosψAr+(1−s)cosδAr)} =IAl÷{Is ×(scosψAl+(1−s)cosδAl)} …(6) となる。
【0032】そして、この(6)式からsは、 s=(IAlcosδAr−IArcosδAl) ÷{IAr(cosψAl−cosδAl) −IAl(cosψAr−cosδAr)} …(7) として求められる。
【0033】このように、原稿面上の1ないし2点の画
像データを用いることにより、原稿の光沢度や正反射率
を求めることができる。
【0034】本実施の形態では、前述したように、第1
照明を用いる予備スキャン時において、原稿面上の2か
所の画像データを記憶しておき、この予備スキャン時の
画像データと、第2照明を用いる本スキャン時の当該2
か所と同じ位置の画像データと、さらに高さ分布データ
から前記(4)および(5)式を立てる。なお、サンプ
リングする2か所については、基本的には原稿面上のど
の部分でもよいが、光軸を挟んで対称な位置や、原稿
(書籍)の綴じ部分で光が十分に到達しない恐れがある
部分などは避けた方がよい。
【0035】そして、各定数が求められると、(1)式
を用いて、第1照明による画像、第2照明による画像の
いずれからでも、原稿の各画素の反射率ρ、つまり濃度
データを算出することができる。本実施の形態では、第
2照明による本スキャン時の画像データから反射率ρを
算出して、得られた反射率から前述のステップS18に
おいて、輝度補正として、下地部分をとばしたり、再現
輝度カーブを制御するなど、必要に応じた様々な補正処
理を行っている。
【0036】以上説明した反射率の測定は、あくまでも
本発明の一実施形態であり、本発明は、このような実施
形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範
囲内において様々な変形が可能である。例えば、予備ス
キャンと本スキャンの間に、第2の予備スキャンとして
第2照明を点灯して2点の画像データを読み取り、原稿
の光沢度や正反射率(s、n)を求めるようにしてもよ
い。これにより、本スキャン前に反射率などを求めてお
くことができるので、その後本スキャン時にあっては、
読み取った画像データを逐次処理して、本スキャン時の
画像データのすべてをメモリに記憶することなく、逐次
外部へ出力することができるようになる。したがって、
この場合には、本スキャン時の画像データをすべて記憶
しておけるほど大きな容量のメモリがいらなくなり、メ
モリ容量を削減することができるる。
【0037】これは、上述した実施の形態においては、
本スキャンで得られた画像データに基づいて定数を求め
るので、本スキャンで得られた画像データをすべてメモ
リに一旦記憶する必要があり、必然的に本スキャン時の
画像データをすべて記憶しておけるメモリ容量が必要と
なるのであるが、このように本スキャン前に第2予備ス
キャンとして反射率などを求めておけばこのような大き
な容量のメモリがいらなくなるのである。なお、このよ
うに第2予備スキャンを行った場合でも、少なくとも第
1照明による第1予備スキャン時のデータとこの第2予
備スキャン時のデータは記憶しておく必要があるが、こ
れら各予備スキャン時に取得するデータは本スキャン時
の読み取りデータと比較して、粗い解像度で読み取って
も十分反射率などの算出は可能であるため、データ量が
本スキャン時の全画像データと比較して非常に少なくて
済み、メモリ容量を削減するこができるのである。
【0038】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、2つの照
明手段により照明された原稿画像をそれぞれ読み取り、
得られた2つの画像データから原稿面の反射率を求める
こととしたので、光沢のある原稿や輝度を測定するため
の比較対称となる下地部分がないような原稿であって
も、正確な原稿表面の反射率を得ることができるので、
画像の輝度補正などを原稿表面の光沢に合わせて確実に
行うことができるようになり、よりきれいな出力画像を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用したブック原稿読取装置の全体
構成を示す斜視図である。
【図2】 上記装置の制御系のブロック図である。
【図3】 上記装置の原稿読み取り動作の手順を示すフ
ローチャートである。
【図4】 照明、原稿、CCDセンサの配置関係を示す
図面である。
【符号の説明】
1…原稿台、 2…撮像カメラ部、 3…照明部、 5,6…ミラー、 7…レンズ、 8…CCDラインセンサ、 21…CPU、 22…内部メモリ、 33…画像メモリ、 34…反射率演算部、 35…輝度補正部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/04 101

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を原稿台上に上向きに載置し、該原
    稿の画像を上方から読み取る画像読取装置において、 前記原稿を第1の方向から照明する第1照明手段と、 前記原稿を第2の方向から照明する第2照明手段と、 前記原稿の画像を撮影する撮影手段と、 前記第1照明手段および第2照明手段を順次点灯して前
    記撮影手段によって前記原稿の画像の撮影を行い、得ら
    れた2つの画像データから前記原稿面の反射率を求める
    演算手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。
JP9132219A 1997-05-22 1997-05-22 画像読取装置 Withdrawn JPH10327301A (ja)

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