KR20080076729A - 화상 판독방법 및 화상 판독장치 - Google Patents

Abstract

백색이 아닌 원고대 판독영역을 쉐딩 판독매체와 겸함으로써 기준 시트를 불필요하게 한다. 종래기술인 또는 판독 화상 데이터로부터 구한 원고대 판독영역의 반사율을 이용하여, 백색이 아닌 원고대 판독영역의 판독 화상 데이터를, 백색의 판독 화상 데이터에 근사시켜 쉐딩 데이터를 생성한다.

쉐딩 데이터 취득시에 기준 시트를 판독영역에 놓는 번거로운 수고가 필요하거나, 또는 원고대에 표시부가 필요하여 고가가 된다.

촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서와 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계와, 백색과 다른 색의 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와 미리 종래의 또는 화상 데이터로부터 얻은 원고대 반사율에 대응하는 값을 사용하여 백색의 판독 화상 데이터를 추정하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 추정부를 구비하는 것을 특징으로 구성된다.

Description

화상 판독방법 및 화상 판독장치{IMAGE READING METHOD AND IMAGE READING DEVICE}

본 발명은 사무실이나 가정의 문서, 또는 전표나 우편물, 지폐 등의 장표류, 그 밖의 입체물을, 에어리어 이미지 센서를 이용한 카메라로 판독하여 보정, 가공하는 화상 판독장치에 관한 것으로, 특히 비접촉으로 가정이나 사무실의 자연스러운 환경하에서 조작성 좋고, 고화질이며, 고정밀도, 고속의 판독처리를 실행하기 위한 화상 처리방식, 하드웨어 구성, 소프트웨어 구성에 관한 것이다.

최근, 상향으로 놓여진 도큐멘트를 지주에 고정된 카메라로 바로 위에서 판독하는 판독장치가 제품으로서 나와 있다. 이들 판독장치는, 조명조건(천정 형광등의 어른거림, 조명광의 종류, 특성, 개수, 지주나 조작자 등의 그림자)이나 문서의 위치, 형상(기울기나 광축으로부터의 어긋남에 의한 변형 등 2차원적 왜곡) 등에 의하여 판독한 화상 데이터에는 불필요한 왜곡이나 그림자가 발생하고 있기 때문에, 캘리브레이션을 행하여 환경광의 영향을 제거할 필요가 있다. 일반적인 캘리브레이션방법으로서는 백지를 읽게 함으로써 화이트 밸런스 조정이나 쉐딩 데이터의 취득을 행하고 있다.

P2001-045244와 같이, 서화 카메라 등은 판독면을 백색으로 하여 캘리브레이션시는 판독면의 백색을 판독하는 것이 있다. 판독한 화상에 대하여 OCR 인식을 행하는 요구가 있으나, OCR 인식을 행할 때, 원고의 컷아웃 처리를 행할 필요가 있다. 원고와 원고대가 동일한 색이면 원고의 가장자리의 구별이 어렵기 때문에, OCR 인식을 주로 행하는 판독장치에서는 반사율이 높은 원고가 많기 때문에 원고대는 흑색으로 하고 있다. 그 때문에 OCR 인식을 주로 행하는 판독장치에서는 백지를 사용하여 캘리브레이션을 행하고 있다. 그러나 캘리브레이션시에는 사용자에게 백지를 놓는 시간이 필요하게 된다. 그래서 이 문제를 해결하는 방법으로서, 일본국 특개2004-200842와 같이, 원고대 위에 표시부를 설치하여 캘리브레이션시에는 표시부에 백색을 표시시키고, 판독시는 흑색을 표시시킴으로써 백지를 불필요하게 할 수 있는 방법이 있다.

또 컴퓨터 그래픽스분야에서는, 환경광의 계측을 행하기 위하여 화상 도입시에 대상물 대신에 경면구(鏡面球)나 입체 구조물을 놓고 경면구에 찍힌 화상이나 입체 구조물의 그림자를 이용한 방법이 제안되어 있다.

그러나 상기 종래기술에 의하면, 오픈 스캐너의 조명환경이 변화될 때마다 원고대에 기준 시트를 놓고 쉐딩 파형 판독, 보정처리를 실시할 필요가 있고, 기준 시트의 관리나 조작법의 습득이 필요하여 작업효율이 나빴다.

또, 일본국 특개2004-200842 기재의 방법은, 표시부가 필요하게 되어 고비용이 된다. 또 원고를 놓는 부분이 표시부가 되기 때문에, 책 등 무거운 물건을 놓을 때는 내압의 문제가 있다. 또한 표시부에서 백색을 표시시킬 때, 고선명 카메라로 판독하여 똑같아지는 레벨에서 균일하게 표시시키는 것은 어렵다. 또 RGB에서 백색을 표시시킬 때, 고선명 카메라로 판독하여도 백색으로 보이는 레벨에서 표시부도 고정세(高精細)한 것이 필요하다. 그와 같은 표시부는 고가의 것이 된다.

또, 정확하게 쉐딩 파형을 판독하여 캘리브레이션을 실행하였다 하여도 원고를 세트한 후에, 판독장치 근처에 조작자나 고객이 접근하였을 때, 조명환경이 변화하여 원고에 조작자나 지주의 그림자가 발생하여 판독 정밀도가 떨어진다는 문제가 있었다.

또, 컴퓨터그래픽스의 조명환경의 계산에는 막대한 시간이 걸린다는 문제점이 있었다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 화상 판독방법은, 촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에 어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법으로서,

원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 추정하는 쉐딩 데이터 추정단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 화상 판독방법의 원고대 반사율은, 판독 화상 데이터 내에 존재하는 종래의 반사율의 마커영역 화상 데이터와 상기 판독 화상 데이터 내에 존재하는 원고대 판독영역의 화상 데이터를 이용하여 원고대 판독영역의 반사율을 구하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 화상 판독장치는, 촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치로서,

원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 기억하는 제 1 기억수단과, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기억하는 제 2 기억수단과, 상기 제 1 기억수단에 기억하고 있는 화상 데이터와 상기 제 2 기억수단에 기억하고 있는 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 생성수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 화상 판독장치는, 촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치로서,

원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기초로 원고대의 농도 불균일의 정보를 생성하는 원고대 불균일 생성수단과, 상기 원고대 불균일 생성단계에서 얻은 원고대 불균일 정보와, 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 생성수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

촬상 대상물을 놓는 원고대와

또, 본 발명의 화상 판독방법은, 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법으로서,

원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기초로 원고대의 농도 불균일의 정보를 생성하는 원고대 불균일 생성단계와, 상기 원고대 불균일 생성단계에서 얻은 원고대 불균일 정보와, 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 추정단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 쉐딩 데이터를 추정할 때에 원고대의 반사율을 이용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 화상 판독방법은, 촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법으로서,

원고대를 판독하여 원고의 유무를 판정하는 판정단계를 구비하고, 상기 판정단계에서 원고가 없다고 판정된 경우에 원고대 위의 판독영역을 판독하여, 상기 판독한 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 화상 판독장치는, 촬상 대상물을 놓는 원고대와 입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치로서,

쉐딩 데이터를 생성할 때에, 원고대를 판독하는 판독동작과, 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하는 판독동작의 2개의 판독동작을 행하는 제 1 데이터 생성모드와, 원고대를 판독하는 판독동작만을 행하는 제 2 데이터 생성모드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

원고대 위의 판독영역의 반사율이 5% 이상이면서 75% 이하인 것을 특징으로 한다.

또, 원고의 주변에 기준 마커를 배치하고, 이들 농도를 검출함으로써 미리 기억한 쉐딩 파형을 수정함으로써 원고를 세트한 후에서의 조명 변동에 대응할 수 있게 하였다.

또, 원고의 주변에 배치하는 마커를 입체형상으로 하고, 조명의 방향, 세기, 크기 등의 조명환경을 추정 가능하게 하여 쉐딩 파형의 보정 정밀도를 향상시켰다.

또, 상기 추정한 광원형상, 강도를 기초로 오픈 스캐너의 지주나 조작자나 고객 등의 장해물에 의한 그림자의 발생을 추정하여 보정의 정밀도를 향상시켰다.

또, 마커로서 경면구(鏡面球)에 의한 개략의 장해물이나 조명의 방향을 구한 다음에, 이것을 초기값으로 하여 원고대의 위에 투영된 입체 구조물의 그림자로 검증함으로써 정밀도가 높은 조명환경의 추정을 실현하였다.

미리 종래의 또는 원고대 반사율 검출부에서 판독 화상 데이터로부터 얻은 원고대 판독영역의 반사율을 이용하여 원고를 놓지 않은 상태에서 백색과 다른 색의 원고대 판독영역의 판독 화상 데이터를 기초로 백색의 판독 화상 데이터를 추정하여 쉐딩 데이터 추정부에서 쉐딩 데이터를 생성한다. 백색과 다른 색의 원고대 판독영역의 판독 화상 데이터를 취득하고, 그 원고대 판독영역의 반사율을 구하여 백색의 반사율(1, 0)이 되도록 연산을 행함으로써 백지 판독 화상 데이터를 이용한 쉐딩 데이터에 근사시킬 수 있다. 이와 같이 생성한 쉐딩 데이터로 보정하면 백지(기준 시트) 판독 화상 데이터를 이용한 쉐딩 보정과 동등한 출력화상을 얻을 수 있다.

또, 원고대 판독영역의 반사율이 균일하지 않은 경우가 많다고 생각되나, 원고대 위의 판독영역의 원고대 판독 화상 데이터와, 원고대 위의 판독영역에 백지 (기준 시트)를 놓고 백색 화상을 판독하여 얻은 백색 화상 데이터로부터 원고대 판독영역의 반사율의 불균일 정보를 구하는 원고대 불균일 생성단계를 마련한다. 그렇게 하면 원고대 판독영역의 반사율이 균일하지 않은 경우에도 상기 원고대 불균일 생성단계에서 얻은 원고대 불균일 정보와, 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와 미리 종래의 또는 화상 데이터로부터 얻은 원고대 반사율에 대응하는 값을 사용하여, 원고대 판독영역의 반사율의 불균일을 제거한 백색의 판독 화상 데이터를 추정하여 쉐딩 데이터를 생성할 수 있다. 원고대 불균일 정보의 취득은 기본적으로는 한번 행하는 것으로 되어, 이후에 행하는 일은 없다. 그 때문에 통상은 백지(기준 시트)를 필요로 하지 않고 쉐딩 데이터를 취득할 수 있어, 사용상 편리함이 향상된다.

또한, 정기적으로 원고대 위의 판독영역을 판독하여 원고의 유무를 판정하는 판정부를 구비함으로써, 상기 판정부에서 원고가 없다고 판정된 경우에 원고대 위의 판독영역을 판독하고, 판독한 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 상기한 쉐딩 데이터 추정부에서 쉐딩 데이터를 생성하면, 사용자가 의식하지 않아도 자동적으로 쉐딩 데이터를 취득할 수 있어 사용상 편리함이 비약적으로 향상된다.

또, 원고나 판독 대상물의 주위에 배치한 입체 마커에 의하여 조명환경을 추정함으로써 원고에의 조명조건을 파악할 수 있고, 캘리브레이션용 쉐딩 파형을 수정함으로써 원고 설정 후에 조명환경이 변화되었을 때에도 다이내믹하게 보정을 실행할 수 있다. 또 경면구의 화상을 초기값으로 하여 입체 구조물의 그림자를 추정하여, 실제 관측한 그림자의 데이터와의 차이를 보정함으로써 고속이고, 고정밀도 한 계산처리를 실현할 수 있었다. 이것에 의하여 종래의 컴퓨터그래픽스의 조명환경의 계산에는 막대한 시간이 걸린다는 문제점을 해결하였다.

본 발명에 의하면, 기준 시트를 사용하지 않고 쉐딩 데이터 취득이 가능해지고, 기준 시트를 놓는 번거로운 수고를 생략할 수 있어, 사용상 편리함의 향상을 도모할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 도 1을 사용하여 설명한다.

판독장치는 카메라부(1)와 화상처리부(2)로 구성된다. 카메라부(1)는 카메라 헤드(11)와 고정하는 지주(12)와, 촬상물을 놓는 원고대(13), 원고대(13) 위의 카메라 촬상범위(132) 내에 있는 판독영역(131)과, 마커영역(132)으로 구성된다. 원고는 판독영역(131)에 놓고 판독한다. 판독 화상 데이터(1a)에는 카메라 촬상범위(132)의 화상이 들어가 있다. 즉, 화상을 판독하면 판독영역(131)뿐만 아니라, 그 바깥쪽의 마커영역(132)의 화상 데이터도 취득할 수 있다.

화상처리부(2)는 카메라부(1)에서 판독한 화상 데이터(1a)로부터 원고대(13)위의 판독영역(131)의 반사율을 구하는 원고대 반사율 검출부(21)와, 구한 반사율 및 판독한 판독영역(131)의 화상 데이터를 기초로, 백지 판독 화상을 추정하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 추정부(22)와, 생성한 쉐딩 데이터를 기억하는 쉐딩 메모리(23)와, 생성한 쉐딩 데이터를 이용하여 원고 판독 화상에 대하여 쉐딩의 보정을 행하는 쉐딩 보정부(24)로 이루어진다.

종래, 백지를 판독한 화상 데이터를 쉐딩 데이터로서 사용하고 있었으나, 쉐딩이라는 조명 불균일 등의 왜곡은, 백색이 아닌 색에서도 마찬가지로 발생한다. 즉, 백색이 아닌 색에서도 발생한 쉐딩을 이용하여도, 조명 불균일 등의 왜곡을 제거할 수 있는 것이다.

단, 너무 반사율이 낮으면 SN 비가 나빠 노이즈만이 된다. 또 신호 레벨이 작은 범위는 신호의 선형성이 확보된 신호범위가 되지 않은 경우도 있을 수 있다. 신호의 선형성이 확보되어 있지 않은 데이터에서 쉐딩 데이터를 생성하여 쉐딩 보정하여도 RGB의 색조가 어긋날 가능성도 있다. 그 때문에 원고대의 판독영역(131)의 반사율(R)은 0.05(5%) 이상으로 행하는 것을 생각할 수 있다.

또, 원고대의 반사율(R)을 1.0(100%)로 하면 원고 판독을 행하여 2치화(値化)하면 원고대도 백지와 마찬가지로 백색이 된다. 후처리에서 OCR 인식을 행하는 경우는, 원고와 원고대의 경계를 찾아내고 싶기 때문에, 원고대는 2치화시에 흑색이 되는 것이 요망된다. 그것을 위해서는 2치화시에 흑색이 되는 반사율로 하는 것을 생각할 수 있다. OCR 인식처리를 행하는 경우에만 2치화 문턱값을 바꾸는 것도 생각할 수 있다. 또 원고의 반사율은 실제로는 1.0(100%)으로는 되지 않고, 90 내지 80% 정도라고 생각하기 때문에, 원고대의 판독영역(131)의 반사율(R)은 75% 이하로 하는 것을 생각할 수 있다. 원고대의 판독영역(131)의 반사율에 대해서는 반사율(R)은 0.05(5%) 이상이고, 또한 원고대의 판독영역(131)의 반사율(R)은 75% 이하로 하는 것을 생각할 수 있다.

백색이 아닌(반사율 5% 이상 내지 75% 이하의) 원고대 판독영역(131)을 쉐딩 판독매체와 겸함으로써 기준 시트(를 쉐딩 판독매체)를 불필요하게 할 수 있다.

원고대 반사율 검출부(21)에서는 원고를 놓고 있지 않은 상태의 판독영역, 즉 원고대 그 자체의 반사율을 구한다. 도 2에 원고대 반사율 검출부(21)의 실시예의 블럭도를 나타낸다. 여기서는 설명을 간단하게 하기 위하여 마커영역(132)을 백색(반사율 : 1.0)영역인 경우의 실시예를 나타내는 것으로 한다. 마커영역(132), 즉 백색영역(132)의 화상의 신호값을 구하는 백색영역 데이터 검출부(211)와, 판독영역(131)의 화상의 신호값을 구하는 판독영역 데이터 검출부(212)와, 제산부(213)로부터 실현할 수 있다. 백색영역 데이터 검출부(211)에서는 판독한 촬상범위의 화상 데이터(1a)로부터 백색영역(4)에 대응하는 화상 데이터 위치의 화상 데이터의 값을 백색영역 데이터로서 검출한다. 마찬가지로 판독 영역 데이터 검출부(212)에서도 판독한 촬상범위의 화상 데이터(1a)로부터 판독영역(131)에 대응하는 화상 데이터 위치의 화상 데이터의 값을 판독영역 데이터로서 검출한다. 화상 데이터 위치는 미리 종래의 좌표로 하여도 된다. 사용자가 지정하여도 되고, 일반적인 패턴 검출처리에서 자동적으로 검출하여도 된다. 앞서 설명하였으나, 마커는 백색이 아니어도 되고, 반사율을 미리 알고 있으면 그 반사율을 기초로 백색(반사율 : 1.0)으로 변환하여 계산할 수 있다. 예를 들면 즉, 백색영역 데이터 검출부(211)인 마커영역 데이터 검출부(211)의 신호에 대하여, 1.0/마커의 반사율의 값을 곱셈하면 된다. 구체적으로는 0.5의 반사율이면 21a의 신호를 2배 하면 백색(반사율 : 1.0)으로 변환할 수 있다.

제산부(213)에서는 검출한 백색영역 데이터(21a)와 판독영역 데이터(21b)로 부터 21b/21a의 연산을 구하여 반사율(2a)로서 출력한다. 여기서 반사율(1.0 내지 0.0)은 백색영역 데이터를 1.0으로 하여 판독영역 데이터의 비율을 구하고 있다. 예를 들면 백색영역 데이터가 255이고 판독영역 데이터가 127인 경우는 반사율 0.5가 된다. 판독영역(131)의 반사율은 판독영역의 물성에 의하여 결정되어 있는 경우도 있다. 구하는 원고대 반사율을 미리 알고 있으면, 화상으로부터 구하는 일은 없고, 예를 들면 원고대 반사율 검출부(21)를 레지스터로 치환하여 고정값을 설정하여 두는 것을 생각할 수 있다.

도 3에 본 발명의 쉐딩 데이터 추정부(22)의 실시예를 나타낸다. 쉐딩 데이터 추정부(22)에서는 원고대 반사율 검출부(21)에서 구한 반사율(2a)에 대하여 역수 1/N(211)에서 역수를 취하고, 화상 메모리(223)에 저장되어 있는 원고대 판독영역의 화상 데이터와 승산부(222)에서 곱셈을 행한다. 실제의 백색화상을 판독하여 얻은 쉐딩 데이터가 아니나, 원고대 판독영역의 화상 데이터를 백색이 되는 값(1/반사율)에서 배가 되기 때문에 백색영역을 판독한 화상 데이터에 근사시켜 쉐딩 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면 반사율 0.5의 경우는 원고대 판독영역의 화상 데이터의 신호값을 2배 한다.

상기 원고대 반사율 검출부(21)나 쉐딩 데이터 추정부(22)의 실시예에서는 하나의 색밖에 기재하고 있지 않으나, R(빨강), G(초록), B(파랑) 모두 색상별로 나누어 마찬가지로 행함으로써 실현할 수 있기 때문에 설명은 생략한다. 이 방법을 사용함으로써 원고대 판독영역은 회색이어도 되고, 파랑이나 빨강 등의 여러가지 색으로 하여도 쉐딩 데이터의 취득이 가능하게 된다. 마커영역도 컬러플하여도 된다. 생성한 쉐딩 데이터(2b)는 쉐딩 메모리(23)에 저장시킨다.

또, 원고대가 무채색이면 예를 들면 셔터속도나 센서출력의 게인 등의 카메라파라미터 조정으로 백지를 판독한 값의 신호값이 소정의 특정한 범위(D)(245∼254)에 들어가도록 조정되어 있으면, 원고대 반사율을 이용하지 않고 원고대 판독영역의 화상 데이터의 피크값(PG)을 구하고, 그 피크값이 범위(D)(245 내지 254)에 들어가는 배율(D/PG)을 구하여, 원고대 판독영역의 화상 데이터로 곱셈함으로써 쉐딩 데이터를 생성하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 원고대의 반사율이 낮으면 쉐딩 데이터는 디지털적으로 확대되어 있을 뿐이기 때문에, 정밀도가 열화하여 보정 후의 화질도 열화되는 것을 생각할 수 있다.

그 때문에 쉐딩 취득시에는 카메라 파라미터(셔터속도 및 또는 센서출력의 게인값)를 바꾸어 아날로그신호의 시점에서 값을 크게 하여 판독하는 것도 생각할 수 있다. 그 카메라 파라미터는 조정된 값으로 판독한 원고대 판독영역(131)의 화상 데이터의 피크값이 범위(D)(245 내지 254)에 들어가는 배율(D/PG)을 구하여, 그 배율을 기초로 카메라 파라미터를 변경하는 것도 생각할 수 있다. 또 원고대 반사율 검출부(21)에서 구한 반사율로부터 백색에 근사하는 그 배율을 기초로 카메라 파라미터를 변경하는 것도 생각할 수 있다. 그렇게 하면 정밀도 열화를 억제할 수 있다.

환경광이 어두운 경우는 상기한 바와 같이 아날로그신호의 시점에서 값을 크게 하여도 백지를 판독한 값의 신호값이 소정의 특정한 범위(D)(245 내지 254)에 들어가지 않는 경우도 있을 수 있다. 그 경우는 백색에 근사하는 그 배율을 기초 로 카메라 파라미터를 변경한 후에, 다시 원고대 판독영역을 판독하여 원고대 판독영역의 화상 데이터의 피크값(P'G)을 구하여, 범위(D)(245 내지 254)에 들어가는 배율을 구하여, 원고대 판독영역의 화상 데이터에 디지털적으로 곱셈하여 쉐딩 데이터를 생성하면 된다. 그렇게 함으로써 적극 정밀도 열화는 억제할 수 있다고 생각할 수 있다. 그러나 그 때 여기서 구한 카메라 파라미터는 실제의 원고 판독에서는 사용할 수 없는 경우가 있기 때문에, 원고를 판독할 때에는 카메라 파라미터를 원래로 되돌리는 것을 생각할 수 있다. 즉, 쉐딩 추정단계와, 원고를 판독하여 화상의 보정을 행하는 경우의 카메라 파라미터가 다른 경우가 있다. 이와 같이 쉐딩 추정단계와 원고를 판독하여 화상의 보정을 행하는 단계에서 카메라 파라미터를 변환함으로써 적극 쉐딩 데이터의 정밀도 열화는 억제할 수 있다고 생각할 수 있다.

도 4에 쉐딩 보정(24)의 실시예의 블럭 구성도를 나타낸다. 실제로 판독을 행할 때는 판독영역에 원고가 놓여진다. 원고 판독의 0 내지 255의 화상 데이터(1a)에 대하여 쉐딩 보정을 행할 때, 쉐딩 메모리(23)에 저장되어 있는 쉐딩 데이터(2c)를 이용하여, 연산부(241)에서 (255 * 1a)/2c의 연산을 행함으로써 쉐딩 보정을 행할 수 있다. 쉐딩 데이터는 백지 상당의 데이터로 되어 있기 때문에, 쉐딩 불균일이 적은 양호한 출력화상(3)을 얻을 수 있다.

상기 방법에 의하여 원고대(13)의 판독영역(131)을 이용하여 쉐딩 데이터를 저비용으로 작성할 수 있다. 화상보정을 위한 시트도 불필요하게 되어 캘리브레이션시에 사용자가 시트를 놓는 수고도 불필요하게 된다.

상기는 원고대의 판독영역이 균일한 반사율인 것을 전제로 하고 있으나, 실제로는 판독영역이 균일한 반사율이 되지 않는 경우가 많다. 또 균일한 반사율로 하면 비용이 드는 경우도 있다. 반사율이 균일하지 않은 불균일이 있는 판독영역의 화상에서 쉐딩 데이터를 생성하면 쉐딩 데이터에 반사율의 불균일이 반영된다. 그 경우, 판독 화상의 환경광의 영향은 제거할 수 있으나, 불균일부분은 보정부족 또는 과보정될 가능성이 있어, 출력화상(3)의 화질이 열화된다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다.

판독장치는 카메라부(1)와 화상처리부(2)로 구성된다. 카메라부(1)는 도 1과 동일하여 설명을 생략한다.

화상 처리부(2)는 카메라부(1)에서 판독한 화상 데이터(1a)로부터 원고대 불균일 정보를 구하는 원고대 불균일 정보 생성부(25)와, 화상 데이터(1a)로부터 원고대(13) 위의 판독영역(131)의 반사율을 구하는 원고대 반사율 검출부(21)와, 구한 반사율, 원고대 불균일 정보 및 판독한 판독영역(131)의 화상 데이터를 기초로 백지 판독화상을 추정하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 추정부(26)와, 쉐딩 데이터 추정부(26)에서 쉐딩 데이터 생성시, 원고대 불균일 정보를 이용할지의 여부로 출력을 변환하는 스위치(4)와, 생성한 쉐딩 데이터를 기억하는 쉐딩 메모리(23)와, 생성한 쉐딩 데이터를 이용하여 원고 판독화상에 대하여 쉐딩의 보정을 행하는 쉐딩 보정부(24)로 이루어진다.

도 6에 원고대 불균일 정보의 그래프를 나타낸다.

가로축에 주 주사방향의 화소위치, 세로축에 신호값을 나타낸다. 백지 화상 을 W라 하고, 백지 화상의 화상위치(P)점의 신호를 PW라 한다. 도 1의 쉐딩 데이터추정부(22)에서 생성한 쉐딩 데이터(백지의 근사 데이터)를 HW라 하고, P점의 신호를 PHW라 한다. 원고대 판독영역(131)이 균일하지 않고, 원고대 판독영역(131)의 좌단부근의 반사율이 낮으면 PW와 PHW에 차가 생긴다. 이 차분의 불균일 정보를 구하여 보정할 수 있으면, 원고대 판독영역(131)이 균일하지 않아도 양호한 쉐딩 데이터의 생성과 양호한 쉐딩 보정 후의 출력화상이 얻어진다.

백지의 판독 화상은 환경광에 의한 화상출력의 불균일은 생기나, 백지 매체 자체는 색상 불균일, 휘도 불균일은 없다고 생각된다. 그래서 원고대 불균일 정보를 얻기 위하여 백지의 판독 화상 데이터를 이용하는 것을 생각하였다. 그러나 특별히 백지일 필요는 없고, 반사율이 균일한 것이면 된다. 그러나 가장 입수하기 쉬운 것은 백지이기 때문에, 이하의 실시예의 설명은 백지를 사용하는 방법으로 설명한다.

도 7에 본 발명의 원고대 불균일 정보 생성부(25)의 실시예를 나타낸다. 먼저 도 1의 쉐딩 데이터 추정부(22)에서 생성하는 방법에 의하여 원고대 반사율과 원고대 판독영역(131)의 화상을 이용하여 백지의 근사 데이터[쉐딩 데이터(2b)]를 생성하여 화상 메모리(252)에 저장한다. 그 후에 백지를 판독영역(131)에 놓고 백지 화상 데이터(1a)를 판독하고, 제산부(251)에서 백지 화상 데이터(1a)/백지의 근사 데이터[쉐딩 데이터(25b)]의 연산출력(25a)을 구하여 원고대 불균일 정보기억부(253)에 기억한다. 환경광의 영향은 백지의 판독화상 데이터도 백지의 근사 데이터도 동일하면 제산함으로써 환경광의 영향을 제거하는 것이 가능하고, 원고대의 불균일 정보만을 취득하는 것이 가능하게 된다.

도 8에 본 발명의 쉐딩 데이터 추정부(26)의 실시예를 나타낸다. 원고대 불균일 정보를 취득하는 경우, 또는 원고대 불균일 정보를 이용하지 않고 쉐딩 데이터를 생성하는 경우는 변환신호(2e)에 의하여 셀렉터(225)가 26a의 출력을 선택한다. 원고대 불균일 정보를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 경우는 변환신호(2e)에 의하여 셀렉터(225)가 26b의 출력을 선택한다.

승산부(222)의 출력까지는 도 1의 쉐딩 데이터 추정부(22)와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 원고대 반사율 및 원고대 판독영역의 화상 데이터에 의하여 구한 쉐딩 데이터(26a)와 원고대 불균일 정보(2d)를 승산부(224)에 의하여 곱셈함으로써 불균일 정보를 제거할 수 있다.

원고대 불균일 정보를 이용하여 원고대의 불균일을 보정하는 것은 제품의 불균일 등을 커버하기 위함이고, 즉 원고대 불균일 정보를 한번 취득하고 있으면, 그 불균일 정보의 취득은 특별히 필요없다고 생각된다. 환경광의 쉐딩제거는 원고대 판독영역을 이용한 쉐딩 데이터 추정에 의한 쉐딩 데이터 생성을 행함으로써 대응할 수 있기 때문에 통상은 화상보정을 위한 시트는 불필요하고, 캘리브레이션시에 사용자가 시트를 놓는 시간도 불필요하게 된다. 백지를 이용하는 원고대 불균일 정보생성은 보수 모드와 같이 일반적으로는 사용하지 않도록 하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면 나중에 원고대에 닦아도 제거되지 않는 때가 묻은 경우나 경시열화의 특성에 의하여 원고대 반사율의 불균일이 변하는 경우는, 백지를 이용하여 다시 원고대 불균일 정보생성을 행함으로써 대응이 가능해진다.

또, 백지가 아닌 균일한 반사율의 특정한 매체를 사용하여 원고대 불균일 정보생성을 행하는 경우에 대해서도 간단하게 언급하여 둔다. 일 실시예의 사고방식으로서, 원고대 판독영역(131)을 판독하여 백지의 근사 데이터[쉐딩 데이터(2b)]를 생성하도록 특정한 매체를 판독한 데이터에 대해서도 마찬가지로 백지의 근사 데이터로 하면, 나중에는 백지를 이용한 방법과 마찬가지로 불균일 정보를 취득할 수 있다. 특정한 매체를 판독한 데이터를 백지의 근사 데이터로 하기 위해서는, 예를 들면 원고대 반사율 검출부(21)에서 특정한 매체의 판독 화상 데이터와 마커영역 화상 데이터로부터 특정한 매체의 반사율(N)을 구하고, 구한 1.0/반사율(N)의 값을 매체판독 화상 데이터로 곱셈하면 된다. 그것을 위해서는 원고대 반사율 검출부(21)의 출력(2a)을 원고대 불균일 정보 생성부(25)에 연결시켜 원고대 불균일 정보 생성부(25) 내의 1a와 출력(2a)의 역수[1.0/출력(2a)]의 값을 곱셈하는 승산부를 추가하여 승산부의 출력을 1a 대신에 제산부(251)에 입력하는 것도 생각할 수 있다.

또, 이 도 5의 방법에서도 원고대 및 원고대 불균일 정보 생성시에 사용하는 균일 매체가 무채색이면, 상기에서 설명한 바와 같이 셔터속도나 센서출력의 게인 등의 카메라 파라미터 조정으로 백지를 판독한 값의 신호값이 어느 특정한 범위(D)(245 내지 254)에 들어가도록 조정되어 있으면, 원고대 반사율을 이용하지 않고 원고대 판독영역의 화상 데이터의 피크값(PG)과 범위(D)(245 내지 254)로부터 배율(D/PG)을 구하고, 원고대 판독영역의 화상 데이터로 곱셈하여 백지의 근사 데이터를 작성하여 원고대 불균일 정보 생성단계 및 쉐딩 추정단계를 행하는 것을 생 각할 수 있다.

또, 여기서도 쉐딩 취득시에는 카메라 파라미터(셔터속도 및 또는 센서출력의 게인값)를 바꾸어 아날로그신호의 시점에서 값을 크게 하여 판독하는 것도 생각할 수 있다. 또 환경광이 어두운 경우에, 카메라 파라미터를 바꾸어도 범위(D)(245 내지 254)가 되지 않는 경우도 앞서 설명한 것과 마찬가지로 백색에 근사하는 그 배율을 기초로 카메라 파라미터를 변경한 후에, 다시 판독하여 원고대 판독영역의 화상 데이터의 피크값(PG)을 구하여, 부족분을 디지털적으로 곱셈하여 쉐딩 데이터를 생성하면 된다.

도 9에 쉐딩 데이터 취득 및 판독의 처리 플로우의 개략을 나타낸다. 쉐딩 데이터 취득을 행할 때, S10에서 원고대 불균일 정보가 없는지 또는 원고대 불균일이 변화하였는지의 여부의 판정을 행한다. 이 판정은 사용자가 행하는 것이어도 되고, 소프트웨어로 자동적으로 판정하여도 된다. 예를 들면 원고대 불균일 정보생성을 행하면 특정한 파일명을 특정한 폴더 안에 작성하도록 하여 두고, 판정시에 특정한 폴더 내에 특정한 파일명이 존재하는지의 여부에 의해 원고대 불균일 정보가 없는지의 여부를 판정할 수 있다. 또 원고대 불균일이 변화하였는지의 여부는, 화상으로부터는 판정하기 어려우나, 예를 들면 종래의 정보 또는 실험 등에서 얻은 정보로부터 추측한 원고대의 경시 열화의 특성으로부터 미리 쉐딩 데이터로서 견딜 수 있는 일수를 구하여 두고, 그 일수가 지나면 정기적으로 원고대 불균일 정보를 갱신하는 것도 생각할 수 있다. 만약에 원고대 불균일 정보가 없거나, 또는 원고대 불균일이 변화된 경우는 S20의 원고대(판독영역) 불균일 정보생성을 행하는 원 고대(판독영역) 불균일 정보 생성단계가 된다. 원고대 불균일 정보가 있는 경우에 원고대 불균일이 변화하지 않은 경우는 원고대(판독영역) 불균일 정보 생성단계는 행하지 않는다. 다음에 S30의 쉐딩 데이터가 없는 또는 환경광이 변화하였는지의 여부를 판정한다. 이 판정도 사용자가 행하는 것이어도 되고, 소프트웨어로 자동적으로 판정하여도 된다. 예를 들면 원고 판독시에 원고가 놓여지는 판독영역의 바깥쪽 특정 부분의 화상신호를 기억하여 두고, 화상신호의 이력을 작성하여 이력의 변화를 기초로 환경광이 변하였는지의 여부를 판정하는 것도 생각할 수 있다. 환경광이 변한 경우는 S40에서 쉐딩 데이터 추정단계로 들어가, 원고대 판독영역을 판독하여 쉐딩 데이터를 추정하여 생성한다.

환경광이 변화되어 있지 않으면 S40의 쉐딩 데이터 추정단계는 행하지 않는다.

실제로 원고의 판독을 행하는 경우, S50의 판독화상 보정단계에 들어가, 판독한 화상 데이터에 대하여 쉐딩 보정을 실시하여 출력화상을 얻는다. S20의 원고대(판독영역) 불균일 정보 생성단계는 실시할 기회는 적다. 화상보정(쉐딩) 데이터를 작성하는 주된 단계는 기본적으로는 S40의 쉐딩 데이터 추정단계가 된다.

또, 여기서는 필요한 데이터가 구비되도록 연속적인 처리로 하고 있으나, 특히 S20의 원고대(판독영역) 불균일 정보 생성단계, S40의 쉐딩 데이터 추정단계, S50의 판독화상 보정단계는 개별로 행하는 것이어도 되고, 각각의 개별의 단계를 사용자가 자유롭게 기동을 지시하는 것이어도 된다.

도 10에 각 단계의 개요처리 플로우를 나타낸다. 도 10(a), S20의 원고대 (판독영역) 불균일 정보 생성단계에서는, 제일 먼저 S21에서 원고대의 판독영역을 판독하고, 판독영역의 화상 데이터를 얻는다. S22에서 원고대 반사율과 판독영역의 화상 데이터로부터 쉐딩 데이터(백지화상 데이터)를 추정한다. 다음에 S23에서 백지를 원고대의 판독영역에 놓고 백지의 판독 화상 데이터를 취득한다. 이 경우, 원고대의 판독영역에 백지를 놓을 필요가 있다. S24에서는 S22에서 추정한 백지화상 데이터와 S23에서 얻은 백지의 판독 화상 데이터를 기초로 원고대 불균일 정보를 취득한다. 구하는 방법의 상세는 도 7에서 설명하였기 때문에 생략한다.

도 10(b), S40의 쉐딩 데이터 추정단계에서는, 제일 먼저 S41에서 원고대의 판독영역을 판독하고, S42에서 원고대 반사율과 판독영역의 화상 데이터로부터 쉐딩 데이터(백지화상 데이터)를 추정한다. 쉐딩 데이터 추정방법의 상세는 도 2, 도 3, 도 8에서 설명하였기 때문에 생략한다. 도 10(c), S50의 판독화상 보정단계에서는, S51에서 원고를 원고대 판독영역에 놓고 판독을 행하고, S52에서 쉐딩 데이터를 이용하여 판독화상의 쉐딩을 보정하여, S53의 출력화상을 얻는다. 쉐딩 보정의 상세는 도 4에서 설명하였기 때문에 생략한다.

쉐딩 데이터 취득시에 백지를 판독영역에 놓을 필요가 없기 때문에 사용상 편리성이 확대될 가능성이 있다. 도 11에 자동 쉐딩 데이터 취득방법의 개략 처리플로우를 나타낸다. S410에서 원고대의 판독영역을 판독하고, S420에서 판독 화상 데이터를 기초로 원고대의 판독영역에 원고가 존재하는지의 여부를 판정하는 원고 유무 판정을 행한다. 구체적인 방법으로서는, 원고대 반사율 검출부(21)에 의하여 원고대의 판독영역의 반사율은 알고 있기 때문에, 그 반사율의 부근이 흑색이 되도 록 2치화 문턱값을 구하여 2치화한다. 원고는 명도가 원고대보다 높은 경우가 대부분이기 때문에 판독영역의 2치화 결과가 흑색이면, 원고대 판독영역에는 원고가 없다고 판단할 수 있다. 또 판독영역의 2치화 결과가 백색이면 원고대 판독영역에는 원고가 있다고 판단할 수 있다. 이 결과로 원고가 있는 경우는 다시 S410의 원고대 판독영역을 판독하고, S420에서 원고 유무 판정을 반복한다. 원고대 판독영역에 원고가 없는 경우, S40의 쉐딩 데이터 추정단계에 들어가 쉐딩 데이터를 추정한다. 이와 같이 하면 사용자가 의식적으로 쉐딩 추정단계의 지시를 행하지 않아도 자동으로 행할 수 있어, 사용상 편리성이 비약적으로 확대된다. 자동 쉐딩 데이터 취득의 기동 타이밍으로서는 항상 행하는 것도 생각할 수 있고, 정기적으로 행하는 것도 생각할 수 있다. 또 자동 쉐딩 데이터 취득처리를 행할지의 여부의 선택 스위치를 설치하는 것도 생각할 수 있다.

상기에서는 쉐딩 추정단계, 즉 쉐딩 데이터를 메모리에 기억하는 단계에서 백지 데이터 상당으로 보정하고 있으나, 특별히 원고 판독시에 백지 데이터 상당으로 보정하여도 문제는 없다. 도 12에 본 발명의 실시예의 블럭 구성도를 나타낸다. 원고대 판독영역의 화상 데이터를 그대로 화상 메모리(27)에 기억한다. 그 때, 원고대 반사율 검출부(21)에서는 원고대 반사율을 구하여 둔다. 원고대 반사율은 미리 알고 있으면 고정값이어도 된다. 그리고 실제의 원고 판독시, 화상 메모리(27)로부터 원고대 판독영역의 화상 데이터를 판독하고, 쉐딩 추정부(22)에서 원고대 반사율(2a)을 이용하여 원고대 판독영역의 화상 데이터를 백지화상 데이터 상당(쉐딩 데이터)으로 보정한다. 쉐딩 보정부(24)에서는 도 1과 동등한 보정을 실현할 수 있다.

또, 도 13에 본 발명의 실시예의 블럭 구성도를 나타낸다. 도 12와 마찬가지로 원고대 판독영역의 화상 데이터를 그대로 화상 메모리(27)에 기억한다. 그 때, 원고대 반사율 검출부(21)에서는 원고대 반사율을 구하여 둔다. 또 원고대 불균일 정보 생성부(25)에서는 도 8과 마찬가지로 원고대 불균일 정보를 생성하여 둔다. 그리고 실제의 원고 판독시, 화상 메모리(27)로부터 원고대 판독영역의 화상 데이터를 판독하여 쉐딩 추정부(26)에서 원고대 반사율(2a), 원고대 불균일 정보(2d)를 이용하여 원고대 판독영역의 화상 데이터를 백지화상 데이터 상당(쉐딩 데이터)으로 보정한다. 쉐딩 보정부(24)에서는 도 5와 동등한 보정을 실현할 수 있다.

다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여 도 14를 이용하여 설명한다.

카메라부(1)는 카메라 헤드(11)와 고정하는 지주(12)와 촬상물을 놓는 원고대(13)와 원고대 촬영면의 판독 대상물 주변에 배치된 마커(14∼19)로 구성된다.

카메라(11)는 단판식의 컬러 센서를 이용하고 있고, 하향으로 설치되며, 아래의 원고대(13)에 놓여진 판독 대상물(20)을 판독한다. 이 경우, 기본적으로는 판독 대상물(20)을 놓아도 마크(14∼19)가 가려지지 않는 위치에 배치하는 것으로 하나, 일부의 마커가 가려졌다 하여도 다른 마커의 화상에 의하여 보완하는 것은 가능하다.

화상처리부(2)는 카메라부(1)에서 판독한 화상 데이터로부터 판독 대상물(20)의 근접하는 위치, 예를 들면 판독 대상물(20)을 둘러싸도록 배치된 마커 (14 ~ 19)의 화상정보를 이용하여 조명환경을 추정하는 조명환경 추정부(110)와 추정한 조명환경을 기초로 수정한 쉐딩 파형으로 입력화상을 보정하는 쉐딩 보정부(120)로 이루어진다.

조명환경 추정부(110)는, 카메라부(11)로부터의 화상을 입력하고, 화상 분리 부에서 마커(14 ~ 19)의 화상과 판독 대상물(20)의 화상을 판독 위치에 의하여 분리한다. 마커화상 중, 경면구 마커(14, 16, 17, 19)의 화상은, 경면구 해석부(112)에 입력하고, 반사광의 벡터를 계산한다. 개략 추정부(113)에서는 각 경면구 마커(14, 16, 17, 19)의 출력 벡터를 합성함으로써, 개략의 조명광원 위치의 추정을 행한다. 다음에 이 개략의 광원위치에 의하여 생성될 구조물 마커(15, 18)의 그림자를 추정 그림자 계산부(114)에서 계산한다.

다음에, 마커화상 중 구조물 마커(15, 18)에서 생성되는 실제의 그림자 화상을 그림자 추출부(115)에 입력하고, 상세 검증부(116)에서 추정한 광원으로 작성한 그림자와 실제의 그림자를 비교하여, 이것이 합치하도록 개략 광원의 위치를 보정하여 광원의 밝기, 크기를 포함하여 추정한다. 이와 같이 하여 고정밀도한 조명환경의 추정을 실시할 수 있다.

도 15는 원고대(13) 위의 도입 화상을 나타내고 있다. 판독 대상물(20)의 주변에 경면구 마커(14, 16, 17, 19)와 구조물 마커(15, 18)를 배치하고, 개략과 상세의 검출기를 별개로 행함으로써 각각의 가장 자신있는 검출을 조합시킬 수 있었다. 카메라부(11)에서 본 마커(14 ~ 19)의 위치는, 공장 출하시에 위치관계를 고정하고 있기 때문에, 경면마커 검출영역(201), 구조물 검출영역(202)과 같이 화 상 위에서 용이하게 컷아웃화 가능하다.

도 16은 경면구 해석부(112)의 처리내용을 설명하는 개념도이다. 도 16(a)에 나타내는 바와 같이, 경면마커 검출영역(201)의 경면구 마커(14)의 화상은, 구의 외형(2010)과 조명의 반사광(2011, 2012)을 관측할 수 있다. 이 반사광은 도 16(b)와 같이 구면상의 반사위치에 따라 광원의 위치를 나타내고 있다고 생각할 수 있다. 이 반사는 구의 중심위치로부터의 법선에 대하여 경면반사가 일어나 있기 때문에, 중심위치로부터의 어긋남량을 계측하면, 구면의 법선 벡터가 구해지고, 카메라에서 본 반사경계(2016)에 대한 반사 벡터(2017)는 용이하게 계산이 가능하다. 이 화상을 쉐딩 파형 기억시의 화상을 원고 판독시에 비교하여 차분을 취함으로써 조명의 변화를 검출할 수 있다.

경면구 마커(14, 16, 17, 19)에 대한 반사 벡터(2021 ~ 2024)를 각각 합성함으로써, 도 16(c)와 같이 카메라부(11)와 경면구 마커(2013, 2011), 개략 추정광원(2050)의 위치관계를 계산한다.

도 17은 구조물 마커의 처리를 설명하는 개념도이다. 구조물(260)은 조명에 의하여 원고대(13)에 그림자(261)를 생성한다. 도 17(a)는 상기한 개략 추정광원(250)으로 생성되는 그림자를 나타내고 있다. 이것은 도 17(c)에서 나타내는 바와 같이, 개략 추정광원(250)의 광은, 구조물(270, 271)로 차단되기 때문에 그림자가 발생하고, 이것을 카메라부(11)에서 관측한 경우, 어떠한 화상이 되는지를 추정할 수 있다. 이것에 대하여, 도 17(b)는 실제의 판독화상에서 관측되는 구조물(260)의 그림자(262)를 관측한 것이다. 만약, 개략 추정광원과, 실제의 광원이 일치하여 있으면 이들 2개의 그림자는 일치하는 것이나, 추정에 잘못이 있으면 어긋남이 발생한다. 반대로 어긋남을 적게 하기 위한 추정광원 위치를 찾아낼 수 있으면, 실제의 광원위치를 계산할 수 있게 된다. 이와 같이 추정한 광원위치를 조금씩 변화시켜 추정한 그림자와 관찰한 그림자의 차를 적게 함으로써 상세한 광원위치의 검증을 행한다.

이상 설명한 조명환경 추정부(110)의 처리 플로우차트를 도 18에 나타낸다. 경면구 위치, 구조물 위치로부터 마커를 추출하기 위한 좌표를 결정하고, 화상을 잘라내어(1131), 경면구의 반사화상의 중심위치로부터의 어긋남량으로 반사 벡터를 계산하고(1132), 모든 경면구의 반사 벡터를 계산한(1133) 후, 개략 광원위치의 추정(1134)을 행한다. 다음에 개략 광원위치로부터 구조물에서 생성될 그림자를 추정(1135)한다. 이것과 실제로 구조물에서 생성되는 그림자의 화상과 추정한 그림자를 비교하여(1136), 허용 오차범위에 들어가면(1137), 광원의 방향, 위치, 조도의 계산(1138)을 행한다. 오차 이상이면, 추정 광원위치를 수정(1140)하고, 다시 추정광원에 의한 그림자의 계산을 행한다.

다음에 도 19를 사용하여 쉐딩 보정부의 설명을 행한다. 카메라부(1)에서 관측하는 화상은, 조명의 위치에 따라 크게 변화된다. 판독 대상물(20)을 백지로 한 경우의, 선(305)에 있어서의 판독 파형은, 예를 들면 도 19(b)와 같이 먼 쪽의 광원이면 도 19(d)의 쉐딩 파형(321)과 같이 완만해진다. 중앙의 오목부는 예를 들면 광학계에서의 오염이나 센서의 일부의 열화 등을 나타내고 있고, 백지를 읽어 기준정보로 함으로써 이들 열화를 보정할 수 있다. 그러나 도 19(c)와 같은 근접 광원에서는 광원의 근처는 아주 밝고, 떨어지면 급격하게 어두워지는 쉐딩 파형이 된다. 이와 같이 광원의 위치, 방향에 따라 쉐딩 파형의 수정이 불가결하다.

도 20은 쉐딩 파형의 수정을 설명하는 개념도이다. 도 20(a)는 조명위치에 따라 카메라(11)나 지주의 그림자가 발생하는 경우를 나타내고 있다. 도 20(b)와 같이 카메라(11)가 조명(313)과 원고대(13) 사이에 위치한 경우, 그림자가 발생한다. 이 케이스에서 도 20(c)에서의 종래와 같이 기준 시트로 판독한 쉐딩 파형(331)에서는 그림자를 그대로 판독한다. 그러나 도 20(d)과 같이 수정한 쉐딩 파형(333)을 작성하면 그림자의 영향을 상쇄할 수 있다.

도 21에 쉐딩 보정부의 플로우 차트를 나타낸다. 먼저 기준 시트, 또는 그레이의 원고대를 판독하여 쉐딩 파형을 기억(1231)한다. 다음에 조명환경 지정부의 결과를 도입하여(1232), 원고대 위의 휘도분포를 계산하고, 쉐딩 파형을 수정(1233)한다. 다음에 보정계산에 의하여 정합성이 손상되어 있는지의 여부, 예를 들면 원고대를 하얗게 읽는 일이 없는지 등의 체크를 행하여(1234), 이상이 없으면 입력화상에 수정한 쉐딩 보정을 행하고(1235), 보정결과 출력(126)을 행한다. 정합성에 문제가 있으면 보정계수를 조절하여 다시 쉐딩 파형의 수정을 행한다.

지금까지의 설명은 경면구와 확산면을 가지는 구조물을 조합하여 광원 추정, 그림자 추정, 쉐딩 보정을 행한 예를 나타내었으나, 확산면을 가지는 구조물의 그림자를 이용하는 대신에, 경면구의 그림자를 이용하는 것도 가능하고, 그렇게 하면 경면구만으로 광원의 추정도 가능하게 된다. 또 상기 설명에서는 원고를 둘러싸는 위치에 입체물의 마커를 배치한 예를 나타내었으나, 이것은 예를 들면 원고대의 상 부에 2개 나열하는 등, 원고대를 둘러싸는 위치에 배치하지 않아도 조명환경의 검출은 가능하여, 생산비용을 낮출 수 있다.

또, 원고대 위의 그림자를 추정할 때, 판독장치의 지주 등, 종래의 물체만이 생성하는 그림자를 논하였으나, 예를 들면 인물이 근접하여 왔을 때, 경면구에 찍힌 화상을 이용하여 개략의 형상을 추정하여 그림자를 생성하는 것도 가능하다.

본 발명의 화상처리부(2)에 대해서는 소프트웨어처리로 행하여도 된다. 또 그 때, 퍼스널컴퓨터로 소프트웨어처리를 행하여도 되고, LSI에 조립하여 하드웨어처리로 행하여도 된다.

도 1은 본 발명의 장치구성을 나타내는 블럭도,

도 2는 원고대 반사율 검출부의 실시예를 나타내는 도,

도 3은 본 발명의 쉐딩 데이터 추정부의 실시예를 나타내는 블럭도,

도 4는 쉐딩 보정의 실시예를 나타내는 도,

도 5는 본 발명의 장치구성을 나타내는 블럭도,

도 6은 원고대 불균일의 신호를 나타내는 도,

도 7은 본 발명의 원고대 불균일 정보 생성부의 실시예를 나타내는 도,

도 8은 본 발명의 쉐딩 데이터 추정부(26)의 실시예를 나타내는 도,

도 9는 쉐딩 데이터 취득 및 판독의 처리 플로우의 개략을 나타내는 도,

도 10은 각 단계의 개요 처리 플로우를 나타내는 도,

도 11은 자동 쉐딩 데이터 취득방법의 개략 처리 플로우를 나타내는 도,

도 12는 본 발명의 장치구성의 블럭도,

도 13은 본 발명의 장치구성의 블럭도,

도 14는 다른 실시예의 장치구성 블럭도,

도 15는 다른 실시예의 원고대를 나타내는 도,

도 16은 경면구의 해석처리의 개념도,

도 17은 구조체의 해석처리의 개념도,

도 18은 조명환경 추정부의 플로우차트,

도 19는 쉐딩 보정부의 개념도,

도 20은 쉐딩 파형의 수정을 나타내는 개념도,

도 21은 쉐딩 보정부의 플로우차트이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 카메라부 2 : 화상처리부

3 : 출력화상 4 : 스위치

11 : 카메라 헤드 12 : 지주

13 : 원고대 131 : 판독영역

132 : 백색영역 21 : 원고대 반사율 검출부

22 : 쉐딩 추정부 23 : 쉐딩 메모리

14 : 각 경면구 마커 15 : 구조물 마커

16 ~ 17 : 각 경면구 마커 18 : 구조물 마커

19 : 각 경면구 마커 20 : 판독 대상물

24 : 쉐딩 보정부 25 : 원고대 불균일 정보 생성부

26 : 쉐딩 추정부 27 : 화상 메모리

211 : 백색영역 데이터 검출부 212 : 판독영역 데이터 검출부

213 : 제산부 221 : 역수

222 : 승산부 223 : 화상 메모리

241 : 연산부 251 : 제산부

252 : 화상 메모리 253 : 원고대 불균일 정보 기억부

224 : 승산부 225 : 셀렉터

110 : 조명환경 추정부 111 : 화상 분리부

112 : 경면구 해석 113 : 개략 추정부

114 : 추정그림자 계산 115 : 그림자 추출

116 : 상세 검증부 120 : 쉐딩 보정부

121 : 쉐딩 메모리 122 : 쉐딩 파형 수정부

123 : 쉐딩 보정부 130 : 출력화상

201 : 경면마커 검출영역 202 : 구조물 검출영역

2010 : 구의 외형 2011 ~ 2012 : 반사광

2015 : 중심 위치 2016 : 반사경계

2017 : 반사벡터 2021 ~ 2024 : 반사벡터

2050 : 개략 추정 광원 260 : 구조물

261 ~ 262 : 그림자 270 ~ 271 : 구조물

Claims (20)

1. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법에 있어서,

   원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 추정하는 쉐딩 데이터 추정단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독방법.
2. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치에 있어서,

   원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 기억하는 제 1 기억수단과, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기억하는 제 2 기억수단과, 상기 제 1 기억수단에 기억하고 있는 화상 데이터와 상기 제 2 기억수단에 기억하고 있는 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 생성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
3. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치에 있어서,

   원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기초로 원고대의 농도 불균일의 정보를 생성하는 원고대 불균일 생성수단과, 상기 원고대 불균일 생성단계에서 얻은 원고대 불균일 정보와, 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터생성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
4. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법에 있어서,

   원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화상 데이터와, 원고대 위의 판독영역에 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하여 얻은 화상 데이터를 기초로 원고대의 농도 불균일의 정보를 생성하는 원고대 불균일 생성단계와, 상기 원고대 불균일 생성단계에서 얻은 원고대 불균일정보와, 원고대를 판독하여 얻은 원고대 판독 화 상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 쉐딩 데이터 추정단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독방법.
5. 제 1항과 제 3항, 제 4항에 기재된 화상 판독장치 또는 화상 판독방법에 있어서,

   쉐딩 데이터를 추정할 때에 원고대의 반사율을 이용하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치 또는 화상 판독방법.
6. 제 1항과 제 3항, 제 4항에 기재된 화상 판독장치 또는 화상 판독방법에 있어서,

   쉐딩 데이터를 추정할 때에 원고대의 반사율을 이용하고, 상기 원고대의 반사율은, 판독 화상 데이터 내에 존재하는 기지(旣知)의 반사율인 영역의 화상 데이터와 상기 판독 화상 데이터 내에 존재하는 원고대 판독영역의 화상 데이터를 이용하여 원고대 판독영역의 반사율을 구하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치 또는 화상 판독방법.
7. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치를 이용한 화상 판독방법에 있어서,

   원고대를 판독하여 원고의 유무를 판정하는 판정단계를 구비하고, 상기 판정단계에서 원고가 없다고 판정된 경우에, 원고대 위의 판독영역을 판독하고, 상기 판독한 원고대 판독 화상 데이터를 이용하여 쉐딩 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독방법.
8. 촬상 대상물을 놓는 원고대와,

   입사광량에 대응하는 신호를 출력하는 에어리어 이미지 센서 및 상기 에어리어 이미지 센서로 상기 원고대 및 상기 원고대에 놓여진 원고를 컬러 촬영하기 위한 광학계를 구비한 카메라를 구비하는 화상 판독장치에 있어서,

   쉐딩 데이터를 생성할 때에, 원고대를 판독하는 판독동작과, 균일한 반사율의 판독매체를 놓고 판독하는 판독동작의 2개의 판독 동작을 행하는 제 1 데이터 생성 모드와, 원고대를 판독하는 판독동작만을 행하는 제 2 데이터 생성모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
9. 제 1항 내지 제 8항에 기재된 화상 판독장치 또는 화상 판독방법에 있어서,

   원고대 위의 판독영역의 반사율은 5% 이상이면서 75% 이하인 것을 특징으로 하는 화상 판독장치 또는 화상 판독방법.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 카메라로 촬영하여 취득한 복수의 마커화상 데이터로부터 조명환경을 추정하는 수단과,

    상기 추정한 조명환경이 생성하는 원고대 위의 그림자를 추정하는 수단과,

    상기 원고대 위의 그림자를 이용하여 쉐딩 파형을 수정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
11. 제 10항에 있어서,

    원고대 위에 복수의 입체형상의 마커를 배치한 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
12. 제 11항에 있어서,

    입체형상의 마커로서 경면구, 또는 경면구의 일부를 이용한 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
13. 제 11항에 있어서,

    입체형상의 마커로서 확산 반사 표면의 입체 구조물을 이용한 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
14. 제 10항에 있어서,

    복수의 마커로서,

    복수종류의 입체형상의 마커를 혼재시켜 이용한 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
15. 제 10항에 있어서,

    입체형상의 마커를, 원고를 둘러싸는 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
16. 제 10항에 기재된 화상 판독장치에서의 조명환경을 지정하는 수단으로서,

    쉐딩 파형 기억시 및 원고 판독시에,

    상기 입체형상의 마커의 화상의 변화를 검출하는 수단과,

    기지의 마커위치로부터 반사광로를 계산하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
17. 제 10항에 기재된 화상 판독장치에서의 조명환경을 추정하는 수단으로서,

    쉐딩 파형 기억시 및 원고 판독시에,

    상기 입체형상의 마커의 화상과 상기 입체형상의 마커에 의한 그림자의 각각의 변화를 검출하는 수단과,

    기지의 마커위치로부터 반사광로를 계산하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
18. 제 10항에 기재된 화상 판독장치에서의 원고대 위의 그림자를 추정하는 수단으로서,

    상기 조명을 추정하는 수단에서의 광원이 기지의 장해물에 의하여 원고대에 투사하는 그림자를 생성하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
19. 제 10항에 기재된 화상 판독장치에서의 원고대 위의 그림자를 추정하는 수단에 있어서,

    입체물의 화상을 이용하여 장해물 형상을 추정하는 수단과, 추정한 장해물 형상에 의하여 원고대에 투사하는 그림자를 생성하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.
20. 제 10항에 기재된 화상 판독장치에서의 쉐딩 파형을 수정하는 수단으로서,

    기준 백색 화상 파형을 기억하는 수단과,

    원고대 위의 그림자 파형과 상기 백색 화상 파형을 연산하여 수정 후의 쉐딩 파형을 생성하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 판독장치.

Images