TWI394428B - Image reading method and image reading device - Google Patents

Description

影像讀取方法及影像讀取裝置

本發明係關於以利用面型影像感測器之相機，將辦公室或家庭的文件、或傳票與郵件、紙幣等之帳單類、其他的立體物予以讀取、補正、加工之影像讀取裝置，特別是以非接觸方式，在家庭或辦公室的自然環境下，能夠操作性良好且高畫質地實行高精度、高速的讀取處理之影像處理方式、硬體構成、軟體構成者。

近年來，藉由固定在支柱的相機，從正上方讀取被朝上放置的文件之讀取裝置的產品被推出。此等讀取裝置於基於照明條件(天花板螢光燈的閃爍、照明光線的種類、特性、個數、支柱或操作者的陰影)或文件的位置、形狀(由於傾斜或與光軸之偏差所倒置的變形等2次元變形)等所讀取的影像資料產生不必要的變形或陰影，因此，需要進行校正來除去環境光線的影像。一般之校正方法，係藉由讀取白紙來進行白色平衡調整或描影資料的取得。

如P2001-045244般，書畫相機等，在使讀取面成為白色來校正時，有將讀取面的白色予以讀取者。雖然對於讀取的影像有進行OCR辨識之需要，但是，在進行OCR辨識時，需要進行原稿的取出處理。原稿與原稿台如為相同原色時，則難於做原稿的邊緣的分辨，於以OCR辨識為主來進行的讀取裝置中，由於反射率高的原稿很多，所 以將原稿台做成黑色。因此，在以OCR辨識為主來進行的讀取裝置中，使用白紙來進行校正。但是，於校正時，使用者需要放置白紙之手續。因此，作為解決此問題之方法，則有如日本專利特開2004－200842般，於原稿台上設置顯示部，於校正時，使顯示部顯示白色，於讀取時，使顯示黑色，可以不需要白紙之方法。

另外，於電腦製圖法的領域中，為了進行環境光線的計測，於影像取入時，代替對象物而放置鏡面球或立體構造物，使用映射於鏡面球的影像或立體構造物的影子之手法被提出。

但是，如依據前述以往技術，每次開放式掃描器的照明環境改變時，需要於原稿台放置基準騙來實施描影波形讀取、補正處理，需要基準片的管理或操作法之學習，作業效率差。

另外，特開2004－200842記載的方法，需要顯示部，成本提高。另外，放置原稿的部分成為顯示部，於放置書等重物時，有耐壓的問題。進而，以顯示部來顯示白色時，以高精度相機來讀取，且以相同等級來均勻地顯示有其困難。另外，於以RGB來顯示白色時，即使以高精度相機來讀取，在白色也可以觀看之等級下，則顯示部也需要高精度。此種顯示部會成為高的價格。

另外，即使正確地讀取描影波形，且實行了校正，但是，於已設定原稿後，操作者或顧客接近讀取裝置的附近時，照明環境改變，於原稿產生操作者或支柱的陰影，存在有讀取精度降低的問題。

另外，於電腦製圖法之照明環境的計算上，有需要花費很多時間之問題。

用以解決前述課題之本發明的影像讀取方法，係使用影像讀取裝置之影像讀取方法，該影像讀取裝置係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為具備：使用讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料，來推算描影資料(shading data)的描影資料推算步驟。

另外，本發明之影像讀取方法的原稿台反射率，其特徵為：利用存在於讀取影像資料內的已知的反射率之標記區域影像資料，及存在於前述讀取影像資料內之原稿台讀取區域的影像資料，來求得原稿台讀取區域之反射率。

另外，本發明之影像讀取裝置，係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器 ，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為具備：記憶讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料的第1記憶手段；及記憶於原稿台上的讀取區域放置均勻反射率的讀取媒體所讀取之資料的第2記憶手段；及使用記憶於前述第1記憶手段之影像資料與記憶於前述第2記憶手段之影像資料，來生成描影資料的描影資料產生手段。

另外，本發明之影像讀取裝置，係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為具備：以讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料，及於原稿台上的讀取區域放置均勻反射率的讀取媒體所讀取的影像資料為基礎，來產生原稿台的濃度不均的資訊之原稿台不均產生手段；及使用在前述原稿台不均產生步驟所獲得的原稿台不均資訊，及讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料，來產生描影資料之描影資料產生手段。

本發明之影像讀取方法，係使用影像讀取裝置之影像讀取方法，該影像讀取裝置係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器 ，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為具備：以讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料，及於原稿台上的讀取區域放置均勻反射率的讀取媒體所讀取的影像資料為基礎，來產生原稿台的濃度不均的資訊之原稿台不均產生步驟；及使用在前述原稿台不均產生步驟所獲得的原稿台不均資訊，及讀取原稿台所獲得的原稿台讀取影像資料，來產生描影資料之描影資料推算步驟。

另外，於推算描影資料時，使用原稿台的反射率。

另外，本發明之影像讀取方法，係使用影像讀取裝置之影像讀取方法，該影像讀取裝置係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為：具備讀取原稿台來判定原稿的有無之判定步驟，在前述判定步驟中，被判定為無原稿之情形時，則讀取原稿台上的讀取區域，使用前述已讀取的原稿台讀取影像資料來產生描影資料。

另外，本發明之影像讀取裝置，係具備：放置攝取影像對象物之原稿台；及具備有：輸出對應入射光量之訊號的面型影像感測器，及藉由前述面型影像感測器來彩色攝取前述原稿台及放 置於前述原稿台之原稿用之光學系統的相機，其特徵為具備：於產生描影資料時，進行讀取原稿台的讀取動作，及放置均勻反射率的讀取媒體並予以讀取的讀取動作之2種的讀取動作之第1資料產生模式；及進行只讀取原稿台的讀取動作之第2資料產生模式。

原稿台上的讀取區域之反射率，為5%以上且75%以下。

另外，於原稿的周邊配置基準標記，藉由檢測此等濃度，來修正事先所記憶的描影波形，可以對應設定原稿後之照明變動。

另外，將配置於原稿的周邊之標記設為立體形狀，使得可以推算照明的方向、強度、大小等之照明環境，來提升描影波形的補正精度。

另外，以前述推算的光源形狀、強度為基礎，來推算基於開放式掃描器的支柱或操作者或顧客等障礙物所引起的陰影的發生，來提升補正的精度。

另外，作為標記，藉由求得基於鏡面球之概略的障礙物或照明之方向，以其為起始值，藉由投影於原稿台上的立體構造物的陰影來驗證，以實現高精度的照明環境之推算。

[作用]

使用事先已知或藉由原稿台反射率檢測部從讀取影像 資料所獲得的原稿台讀取區域之反射率，以不放置原稿之狀態下，與白色不同之顏色的原稿台讀取區域之讀取影像資料為基礎，來推算白色的讀取影像資料，藉由描影資料推算部來產生描影資料。取得與白色不同之顏色的原稿台讀取區域之讀取影像資料，求得該原稿台讀取區域的反射率，以成為白色的反射率(1.0)之方式來進行運算，可使近似使用白紙讀取影像資料之描影資料。如以如此所產生的描影資料來補正，可以獲得與使用白紙(基準片)讀取影像資料之描影補正同等的輸出影像。

另外，雖可認為原稿台讀取區域的反射率多數並不均勻的情形，但是，設置從原稿台上的讀取區域之原稿台讀取影像資料、及於原稿台上的讀取區域放置白紙(基準片)來讀取白色影像所獲得的白色影像資料，來求得原稿台讀取區域之反射率的不均資訊的原稿台不均產生步驟。如此一來，即使是原稿台讀取區域的反射率不是均勻的情形時，使用在前述原稿台不均產生步驟所獲得之原稿台不均資訊、及對應從讀取原稿台所獲得之原稿台讀取影像資料與事先已知的或影像資料所得之原稿台反射率之值，來推算已除去原稿台讀取區域的反射率之不均的白色的讀取影像資料，可以產生描影資料。原稿台不均資訊的取得，基本上進行1次即可，以後不需要再進行。因此，通常不需要白紙(基準片)，即可以取得描影資料，使用方式獲得改善。

進而，藉由具備定期地讀取原稿台上的讀取區域來判 定原稿之有無的判定部，在前述判定部判定無原稿之情形時，則讀取原稿台上的讀取區域，使用讀取的原稿台讀取影像資料，藉由前述的描影資料推算部來產生描影資料，使用者可以無意識地自動取得描影資料，使用方式可以大為提升。

另外，藉由配置於原稿或讀取對象物之周圍的立體標記，來推算照明環境，可以掌握對於原稿的照明條件，藉由修正校正用的描影波形，於原稿設定後，即使照明環境已改變，也可以動態地實行補正。

另外，以鏡面球的影像為起始值，來推算立體構造物的影子，藉由補正與實際觀測的影子之資料的差異，可以高速地實現高精度之計算處理，藉此，得以解於以往之電腦製圖法的照明環境之計算需要花很多時間的問題點。

以下，利用第1圖來說明本發明之實施例。

讀取裝置，係由：相機部1與影像處理部2所構成。相機部1係由：與相機頭固定的支柱12、及放置攝取影像物之原稿台13、及位於原稿台13上的相機攝取影像範圍132內之讀取區域131、及標記區域132所構成。原稿係放置於讀取區域131來讀取。相機攝取影像範圍132的影像被收容於讀取影像資料1a。即讀取影像時，不單讀取區域131，其外側之標記區域132的影像資料也可以取得。

影像處理部2係由：從相機部1所讀取的影像資料1a 來求得原稿台13上的讀取區域131的反射率之原稿台反射率檢測部21；及以所求得之反射率及讀取的讀取區域131的影像資料為基礎，來推算白紙讀取影像，並產生描影資料之描影資料推算部22；及記憶所產生的描影資料之描影記憶體23；及使用所產生的描影資料，對於原稿讀取影像進行描影補正的描影補正部24所構成。

以往，雖將讀取白紙之影像資料當成描影資料使用，但是描影之照明不均等之變形，即使在非白色的顏色中也同樣會產生。即使使用不是白色所產生的描影，應該也可以除去照明不均等之變形。

但是，反射率如太低，則SN比變差，盡成為雜訊。另外，訊號位準小的範圍，也可能無法成為得以確保訊號的線形性之訊號範圍的情形。即使以無法確保訊號的線形性的資料來產生描影資料並予以描影補正，RGB的色調會有偏差的可能性。因此，以原稿台的讀取區域131的反射率R為0.05(5%)以上來進行為佳。

另外，以原稿台的反射率R為1.0(100%)來進行原稿讀取並予以2值化時，原稿台也與白紙相同，變成白色。在於以後處理來進行OCR辨識的情形時，想要發覺原稿與原稿台的邊界，原稿台以2值化時成為黑色為佳。因此，可以考慮2值化時成為黑色之反射率。也可以考慮只在進行OCR辨識處理之情形，才改變2值化臨界值。另外，原稿的反射率實際上並不成為1.0(100%)，預料為90~80%之程度，所以，原稿台的讀取區域131的反射率 R，可以設為75%以下。關於原稿台的讀取區域131的反射率，可以設為反射率在0.05(5%)以上，且原稿台的讀取區域131的反射率R為75%以下。

藉由使不是白色(反射率5%以上~75%以下之)原稿台讀取區域131兼為描影讀取媒體，可以不需要基準片(描影讀取媒體)。

於原稿台反射率檢測部21中求得沒有放置原稿之狀態的讀取區域，即原稿台本身的反射率。第2圖係表示原稿台反射率檢測部21的實施例之區塊圖。此處為了使說明變得簡單，係表示標記區域132為白色(反射率：1.0)區域之情形的實施例。由：求得標記區域132，即白色區域132之影像的訊號值之白色區域資料檢測部211；及求得讀取區域131的影像之訊號值的讀取區域資料檢測部212；及除法部213可以實現。於白色區域資料檢測部211中，從所讀取的攝取影像範圍的影像資料1a，將對應白色區域4之影像資料位置的影像資料之值當成白色區域資料予以檢測出。同樣地，於讀取區域資料檢測部212中，也從所讀取的攝取影像範圍的影像資料1a，將對應讀取區域131的影像資料位置之影像資料之值當成讀取區域資料予以檢測出。影像資料位置也可以是事先已知的座標。也可以由使用者指定，也可以在一般的圖案檢測處理中自動地檢測出。雖如前述，標記可以不是白色，反射率如為已知，能以其反射率為基礎來換算為白色(反射率：1.0)而計算之。例如，對於白色區域資料檢測部211之標記區域 資料檢測部的訊號，乘以1.0/標記的反射率之值即可。具體而言，如為0.5之反射率，使21a的訊號成為2倍，便可以換算為白色(反射率：1.0)。

於除法部213中，從所檢測的白色區域資料21a與讀取區域資料21b來球的21b/21a之運算，並當成反射率2a予以輸出。此處，反射率(1.0~0.0)係以白色區域資料為1.0來求得讀取區域資料的比例。例如白色區域資料為255，讀取區域資料為127之情形時，反射率成為0.5。讀取區域131的反射率也有依據讀取區域的物性來決定的情形。求得的原稿台反射率如事先得知，可不由影像求得，例如將原稿台反射率檢測部21置換為暫存器，事先設定固定值即可。

第3圖係表示本發明之描影資料推算部22的實施例。於描影資料推算部22中，對於在原稿台反射率檢測部21所求得的反射率2a，以倒數1/N 211取得倒數，以乘法部222和儲存於影像記憶體223之原稿台讀取區域的影像資料進行乘算。雖不是讀取實際的白色影像所得之描影資料，但是被以使原稿台讀取區域的影像資料成為白色之值(1/反射率)相乘，可以使近似讀取白色區域之影像資料來產生描影資料。例如，在反射率0.5之情形時，將原稿台讀取區域的影像資料的訊號值予以2倍。

前述在原稿台反射率檢測部21或描影資料推算部22之實施例中，雖只是記載1色，但是R(紅)、G(綠)、B(藍)都可以藉由每一色分開同樣地進行來實現，省 略其說明。藉由使用此方法，原稿台讀取區域可以是灰色，即使是藍色或紅色等之各種顏色，也可以取得描影資料。標記區域也可以是多彩的。產生的描影資料2b則儲存於描影記憶體23。

另外，如原稿台為無彩色，例如也可以快門速度或感測器輸出的Gain(增益)等之相機參數調整，予以調整成讀取白紙之值的訊號值控制在特定的範圍D(245~254)時，則不使用原稿台反射率，求得原稿台讀取區域的影像資料之峰值PG，且求得該峰值在範圍D(245~254)之倍率(D/PG)，藉由與原稿台讀取區域的影像資料相乘，來產生描影資料。但是，原稿台的反射率如太低，描影資料只被數位化地放大，精度劣化，補正後的畫質也會劣化 。

因此，於描影取得時，也可以考慮改變相機參數(快門速度及/或感測器輸出的Gain值)，於類比訊號的時間點使值變大來讀取。該相機參數也可以求得以被調整的值所讀取的原稿台讀取區域131之影像資料的峰值納入範圍D(245~254)之倍率(D/PG)，以該倍數為基礎來變更相機參數。另外，也可以考慮從原稿台反射率檢測部21所求得之反射率，以近似白色之該倍率為基礎來變更相機參數。如此一來，可以抑制精度劣化。

環境光為黯淡之情形時，如前述般，即使是於類比訊號的時間點使值變大，也有讀取白紙之值的訊號值無法納入某特定的範圍D(245~254)的情形。在該情形時，以 近似白色之該倍率為基礎來變更相機參數後，再度，讀取原稿台讀取區域，求得原稿台讀取區域的影像資料的峰值P’G，且求得納入範圍D(245~254)之倍率，數位化地與原稿台讀取區域的影像資料相乘來產生描影資料即可。藉由如此，認為可以極力地抑制精度劣化。但是，那時，此處所求得的相機參數，有無法在實際的原稿讀取上使用的情形，於讀取原稿時，以使相機參數恢復原狀為佳。即描影推算步驟與讀取原稿，並進行影像的補正時之相機參數會有不同。如此，藉由在描影推算步驟，與讀取原稿，且進行影像的補正之步驟中切換相機參數，認為可以極力地抑制描影資料的精度劣化。

第4圖係表示描影補正部24的實施例之區塊構成圖。實際進行讀取時，原稿被放置於讀取區域。對於原稿讀取之0~255之影像資料1a進行描影補正時，使用儲存於描影記憶體23之描影資料2c，藉由於運算部241進行(255*1a)/2c之運算，可以進行描影補正。描影資要成為相當於白紙的資料，可以獲得描影不均少之良好的輸出影像3。

藉由前述方法，可以使用原稿台13之讀取區域131，低成本地做成描影資料。變成不需要影像補正用之基準片，於校正時，使用者放置基準片之手續成為不需要。

前述雖以原稿台之讀取區域為均勻反射率為前提，但是實際上，多數情形是，讀取區域不是均勻的反射率。另外，也有要做成均勻的反射率時，需要花成本。以反射率 不是均勻之有不均的讀取區域的影向來產生描影資料時，反射率的不均會反映於描影資料。在該情形時，讀取影像的環境光線的影像雖可以除去，但是不均的部分有補正不足或過度補正的可能，輸出影像3的畫質會劣化。

以下，利用第5圖來說明本發明之實施例。

讀取裝置係由：相機部1與影像處理部2所構成。相機部1係與第1圖相同，省略說明。

影像處理部2係由：從藉由相機部1所讀取的影像資料1a來求得原稿台不均資訊之原稿台不均資訊產生部25；及從影像資料1a來求得原稿台13上之讀取區域131的反射率之原稿台反射率檢測部21；及以求得的反射率、原稿台不均資訊及讀取的讀取區域131的影像資料為基礎，來推算白紙讀取影像，並產生描影資料之描影資料推算部26；及於描影資料推算部26進行描影資料產生時，是否使用原稿台不均資訊而切換輸出之開關4；及記憶所生成之描影資料之描影記憶體23；及使用所產生的描影資料，對於原稿讀取影像進行描影的補正之描影補正部24所形成。

第6圖係表示原稿台不均資訊的曲線。

橫軸表示主掃瞄方向的畫素位置，縱軸表示訊號值。將白紙影像設為W，將白紙影像的影像位置P點的訊號設為PW。將第1圖的描影資料推算部22所產生的描影資料(白紙的近似資料)設為HW，將P點的訊號設為PHW。原稿台讀取區域131並不均勻，原稿台讀取區域131的左 端附近的反射率如低，則PW與PHW會產生差異。求得此差量的不均資訊且可以補正時，則原稿台讀取區域131即使不是均勻，也可以獲得良好的描影資料的產生與良好的描影補正後的輸出影像。

白紙的讀取影像，依據環境光線而產生影像輸出之不均，但是白紙媒體本身可以認為為顏色不均、亮度不均。 因此，為了獲得原稿台不均資訊，可以使用白紙的讀取影像資料。但是，並無特別需要為白紙，只要反射率為均勻的物體即可。但是，最容易到手的是白紙，以下的實施例之說明，係使用白紙之方法來說明。

第7圖係表示本發明之原稿台不均資訊產生部25的實施例。首先，藉由以第1圖的描影資料推算部22所產生的方法，使用原稿台反射率與原稿台讀取區域131之影像，產生白紙之近似資料(描影資料2b)，並儲存於影像記憶體252。之後，將白紙放置於讀取區域131，讀取白紙影像資料1a，於除法部251中，求得白紙影像資料1a/白紙的近似資料(描影資料25b)的運算輸出25a，並記憶於原稿台不均資訊記憶部253。環境光線的影響，只要是白紙的讀取影像資料、白紙的近似資料都相同時，藉由除法可以除去環境光線的影響，成為可以取得單單原稿台的不均資訊。

第8圖係表示本發明之描影資料推算部26的實施例。取得原稿台不均資訊之情形，或不使用原稿台不均資訊，來產生描影資料之情形，藉由切換訊號2e，選擇器225 選擇26a的輸出。使用原稿台不均資訊來產生描影資料之情形時，藉由切換訊號2e，選擇器225選擇26b的輸出。

直到乘法部222的輸出為止，與第1圖的描影資料推算部22相同，省略說明。藉由乘法部224，將原稿台反射率及原稿台讀取區域之影像資料所求得之描影資料26a與原稿台不均資訊2d予以相乘，可以除去不均資訊。

使用原稿台不均資訊來補正原稿台的不均，係為了補償產品的偏差等，即如一度取得原稿台不均資訊，則該不均資訊的取得，並無特別需要。環境光線的描影除去，可以藉由使用原稿台讀取區域之描影資料推算來進行描影資料產生而予以對應，通常，並不需要影像補正用之基準片，校正時，不需要使用者放置基準片之手續。使用白紙之原稿台不均資訊產生，係如維護模式般，一般做成不使用。例如，在之後即使沾有擦拭原稿台也無法去除的污物的情形，或由於時間經過劣化的特性，使得原稿台反射率的不均改變之情形時，可以藉由使用白紙，再度進行原稿台不均資訊產生來對應。

另外，關於使用不是白紙之均勻反射率的特定媒體來進行原稿台不均資訊產生的情形時，也簡單說明之。1實施例之想法，讀取原稿台讀取區域131，產生白紙之近似資料(描影資料2b)，對於讀取特定的媒體之資料，也同樣地做成白紙之近似資料，之後，可以與使用白紙的方法同樣地取得不均資訊。以將讀取特定的媒體之資訊做成白紙之近似資料上，例如，藉由原稿台反射率檢測部21而 由特定的媒體的讀取影像資料與標記區域影像資料，來求得特定的媒體之反射率N，將所求得之1.0/反射率N之值乘上媒體讀取影像資料即可。為此，可以考慮將原稿台反射率檢測部21之輸出2a接於原稿台不均資訊產生部25，且追加將原稿台不均資訊產生部25內的1a與輸出2a的倒數(1.0/輸出2a)之值予以相乘的乘法部，將乘法部的輸出代替1a輸入除法部251。

另外，在此第5圖的方法中，原稿台及原稿台不均資訊產生時所使用的均一媒體如為非彩色，如前述說明般，只要藉由快門速度或感測器輸出的Gain等之相機參數調整，予以調整成讀取白紙之值的訊號值納入某特定範圍D(245~254)時，不使用原稿台反射率，由原稿台讀取區域的影像資料之峰值PG與範圍D(245~254)求得倍率(D/PG)，乘上原稿台讀取區域之影像資料，來做成白紙之近似資料，來進行原稿台不均資訊產生步驟及描影資料推算步驟。

另外，此處，於描影取得時，也可考慮改變相機參數(快門速度及/或感測器輸出的Gain值)，於類比訊號的時間點使值便大而予以讀取。另外，在環境光線黯淡之情形時，改變相機參數，不使成為範圍D(245~254)之情形，也與先前敘述般相同，以近似白色之該倍率為基準，改變相機參數後，再度予以讀取，求得原稿台讀取區域之影像資料的峰值PG，數位化地乘上不足部分，來產生描影資料即可。

第9圖係表示描影資料取得及讀取的處理流程之概略。進行描影資料取得時，於S10來進行是否無原稿台不均資訊，或原稿台不均已改變之判定。此判定可由使用者為之，也可以軟體自動地判定。例如，進行原稿台不均資訊產生時，先於特定的檔案夾內做成特定的檔案名稱，於判定時，藉由特定的檔案夾內是否存在特定的檔案名稱，可以判定是否沒有原稿台不均資訊。另外，原稿台不均是否已改變，雖然不易由影像來判定，例如可以從已知的資訊或實驗等所獲得的資訊來推測原稿台的時間經過劣化的特性，事先當成描影資料來求得可耐受之日數，一經過該日數，則定期地更新原稿台不均資訊。假如，無原稿台不均資訊或原稿台不均已改變之情形時，則成為進行S20之原稿台(讀取區域)不均資訊產生之原稿台(讀取區域)不均資訊產生步驟。在有原稿台不均資訊之情形時，原稿台不均並無改變的情形，則不進行原稿台(讀取區域)不均資訊產生步驟。接著，判定是否無S30之描影資料或環境光線是否已經改變。此判定可由使用者為之，也可以軟體自動地判定。例如，於原稿讀取時，記憶放置有原稿之讀取區域的外側特定處所之影像資訊，做成影像訊號的履歷，以履歷的變化為基礎，來判定環境光線是否已改變。在環境光線已改變的情形時，則於S40進入描影資料推算步驟，讀取原稿台讀取區域，推算產生描影資料。

環境光線如無改變時，S40之描影資料推算步驟則不進行。

實際上，在進行原稿之讀取的情形時，進入S50的讀取影像補正步驟，對於讀取的影像資料，施以描影補正而獲得輸出影像。實施S20之原稿台(讀取區域)不均資訊產生步驟的機會少。做成影像補正(描影)資料之主要步驟，基本上係S40之描影資料推算步驟。

另外，此處雖為了弄齊必要的資料而進行連續之處理，但是，特別是S20的原稿台(讀取區域)不均資訊產生步驟、S40之描影資料推算步驟、S50之讀取影像補正步驟，可以個別地進行，說不定由使用者將個別之步驟予以自由地啟動為佳。

第10圖係表示各步驟之概要處理流程。(a)圖係在S20的原稿台(讀取區域)不均資訊產生步驟中，最初於S21讀取原稿台的讀取區域，來獲得讀取區域的影像資料。於S22中，從原稿台反射率與讀取區域的影像資料來推算描影資料(白紙影像資料)。接著，於S23中，將白紙放置於原稿台的讀取區域，以取得白紙的讀取影像資料。在此情形，需要於原稿台的讀取區域放置白紙。於S24中，以在S22所推算的白紙影像資料與於S23中獲得的白紙的讀取影像資料為基礎，來取得原稿台不均資訊。求得方法之詳細，已於第7圖中說明過，予以省略。

(b)圖係於S40之描影資料推算步驟中，最初於S41讀取原稿台的讀取區域，於S42從原稿台反射率與讀取區域的影像資料來推算描影資料(白紙影像資料)。描影資料推算的方法之詳細，已於第2圖、第3圖、第8圖 中說明過，予以省略。(c)圖係於S50的讀取影像補正步驟中，於S51將原稿放置於原稿台讀取區域來進行讀取，使用S52描影資料來補正讀取影像的描影，獲得S53的輸出影像。描影補正的詳細，於4中已經說明過，予以省略。

於描影資料取得時，不需要將白紙放置於讀取區域，使用方法有擴大的可能性。第11圖係表示自動描影資料取得方法之概略處理流程。於S410中，讀取原稿台的讀取區域，於S420中，以讀取影像資料為基礎，進行判定原稿是否存在於原稿台的讀取區域之原稿有無判定。具體之方法，係藉由原稿台反射率檢測部21，可以得知原稿台的讀取區域之反射率，使該反射率的附近成為黑色之方式來求得2值化臨界值而予以2值化。原稿之亮度幾乎都比原稿台還高，讀取區域之2值化結果如為黑色，可以判斷原稿台讀取區域沒有原稿。另外，如讀取區域的2值化結果為白色，可以判斷原稿台讀取區域有原稿。基於此結果，在有原稿的情形時，再度讀取S410之原稿台讀取區域，重複S420原稿有無判定。在原稿台讀取區域無原稿的情形時，進入S40的描影資料推算步驟，來推算描影資料。如此一來，即使使用者有意識地不進行描影推算步驟的指示，也可以自動地進行，使用方法大幅擴大。自動描影資料取得的啟動時序，也可以考慮經常地進行，也可以考慮定期地進行。另外，也可以考慮設置是否進行自動描影資料取得處理之選擇開關。

於前述中，描影推算步驟，即於將描影資料記憶於記憶體之步驟中，雖補正為相當於白紙資料，但是，特別是在原稿讀取時，即使補正為相當於白紙資料，也沒有問題。第12圖係表示本發明之實施例的區塊構成圖。將原稿台讀取區域之影像資料原樣地記憶於影像記憶體27。那時，於原稿台反射率檢測部21中，求得原稿台反射率。原稿台反射率如為事先已知，也可以是固定值。然後，於實際的原稿讀取時，從影像記憶體27讀出原稿台讀取區域的影像資料，於描影資料推算部22中，使用原稿台反射率2a，將原稿台讀取區域的影像資料補正為相當於白紙影像資料(描影資料)。於描影補正部24中，可以實現與第1圖同等的補正。

另外，第13圖係表示本發明之實施例的區塊構成圖。與第12圖相同，將原稿台讀取區域的影像資料原樣地記憶於影像記憶體27。那時，於原稿台反射率檢測部21中，求得原稿台反射率。另外，於原稿台不均資訊產生部25中，與第8圖同樣地產生原稿台不均資訊。然後，於實際的原稿讀取時，從影像記憶體27讀出原稿台讀取區域的影像資料，於描影資料推算部26中，使用原稿台反射率2a、原稿台不均資訊2d將原稿台讀取區域的影像資料補正為相當於白紙影像資料(描影資料)。於描影補正部24中，可以實現與第5圖同等的補正。

接著，利用第14圖來說明本發明之其他的實施例。

相機部1係由：與與相機頭11固定的支柱12、及放 置攝取影像物之原稿台13、及配置於原稿台攝取影像面的讀娶對象物周邊之標記14~19所構成。

相機11係使用單板式的彩色感測器，且向下設置，讀取放置於下方之原稿台13的讀取對象物20。在此情形，基本上，即使放置讀取對象物20，也設為配置在不遮蔽標記14~19之位置，但是，即使一部份的標記被遮蔽，也可以藉由其他的標記的影向來補正。

影像處理部2係由：從在相機部1所讀取的影像資料，使用配置於讀取對象物20的接近之位置，例如包圍讀取對象物20之標記14－19的影像資訊，來推算照明環境之照明環境推算部110；及以推算的照明環境為基礎而修正的描影波形來補正輸入影像之描影補正部120所構成。

照明環境推算部110係輸入來自相機部11之影像，於影像分離部，藉由讀取位置來分離標記14－19的影像與讀取對象物20的影像。於標記影像中，鏡面球標記14、16、17、19的影像，係輸入鏡面球解析部112，來計算反射光的向量。藉由於概略推算部113中，合成各鏡面球標記14、16、17、19的輸出向量，來進行概略的照明光源位置的推算。接著，於推算影計算部114來計算藉由此概略的光源位置所產生之構造物標記15、18之影子。

接著，於標記影像之中，將以構造物標記15、18所產生的實際之影子影像輸入影抽出部115，於詳細驗證部116比較以推算之光源所做成的影子與實際的影子，使其一致地補正概略光源的位置，包含光源的亮度、大小來進 行推算。如此，可以實施高精度之照明環境的推算。

第15圖係表示原稿台13上之取入影像。於讀取對象物20的周邊配置鏡面球標記14、16、17、19與構造物標記15、18，且藉由個別地進行概略與詳細的檢測，可以組合個別之擅長的檢測。從相機部11所見到的標記14-19之位置，係在工廠出貨時將位置關係予以固定，因此，如鏡面標記檢測區域210、構造物檢測區域202般，可以從影向上容易地取出。

第16圖係說明鏡面球解析部112的處理內容之概念圖。如第16(a)圖所示般，鏡面標記檢測區域201的鏡面球標記14的影像，係可由球的外形2010與照明的反射光2011、2012來觀測。此反射光係如第16(b)圖般，因應球面上的反射位置而顯示光源的位置。此反射係對於從球的中心位置之法線，引起鏡面反射的關係，如計測從中心位置的偏差量，則求得球面的法線向量，對於從相機所見到之反射境界2016的反射向量2017可以容易地計算。於原稿讀取時，藉由將此影像與描影波形記憶時的影像比較並取得差量，可以檢測照明的變化。

藉由個別合成對於鏡面球標記14、16、17、19之反射向量2021-2024，如第16(c)圖般，計算相機部11與鏡面球標記2013、2011、概略推算光源2050的位置關係。

第17圖係說明構造物標記的處理之概念圖。構造物260係藉由照明於原稿台13產生影子261。第17(a)圖 係表示藉由前述概略推算光源250所產生的影子。此係如第17(c)圖所示般，概略推算光源250的光線係被構造物270、271所遮蔽而產生影子，在藉由相機部11來管測此的情形時，可以推算成為哪種影像。對於此，第17(b)圖係觀測於實際的讀取影像中所被觀測之構造物260的影子262者。假如，概略推算光源與實際的光源為一致時，此等二個影子應為一致，如推算有誤時，則產生偏差。反之，如找尋使偏差減少之推算光源位置時，變成可以計算實際的光源位置。如此，藉由使推算的光源位置各少許的改變，使得推算的影子與觀測的影子的差量減少，來進行詳細的光源位置之驗證。

第18圖係表示以上所述之照明環境推算部110的處理流程圖。從鏡面球位置、構造物位置來決定抽出標記用的座標，取出影像(1131)，藉由從鏡面球的反射影像的中心位置的偏差量，來計算反射向量(1132)，已計算全部的鏡面球的反射向量(1133)後，進行概略光源的推算(1134)。接著，從概略光源位置來推算由構造物所產生的影子(1135)。將其與推算實際上構造物所產生的影子之影像的影子比較(1136)，如進入容許誤差範圍(1137)，則進行光源的方向、位置、照度的計算(1138)。如在誤差以上，修正推算光源位置(1140)，再度進行藉由推算光原汁影子的計算。

接著，利用第19圖來進行描影補正部的說明。藉由相機部1所觀測的影像，係依據照明的位置而大為不同。 在將讀取對象物20當成白紙的情形時，線305之讀取波形，例如如第19(b)圖般，如為遠方的光源，則如第19(d)圖的描影波形321般，變得平緩。中央的凹處，例如係表示光學系統之污染或感測器的一部份之劣化等，藉由讀取白紙並當成基準資訊，可以補正此等的劣化。但是，於如第19(c)圖之近接光源中，成為光源的附近極為明亮，一離開時，便急遽變暗之描影波形。如此，依據光源的位置、方向，來進行描影波形的修正，係屬不可或缺的。

第20圖係說明描影波形的修正之概念圖。第20(a)圖係表示藉由照明位置而產生相機11或支柱的影子之情形。如第20(b)圖般，相機11在位於照明313與原稿台13之間的情形時，產生影子。在此情形下，於第20(c)圖之如以往般，以基準片所讀取的描影波形331中，成為原樣地讀取影子。但是，如第20(d)圖般，如做成修正過之描影波形333，則可以將影子的影響抵消掉。

第21圖係表示描影補正部的流程圖。首先，讀入基準片，或灰色的原稿台，記憶描影波形(1231)。接著，取入照明環境指定部的結果(1232)，計算原稿台上的亮度分佈，修正描影波形(1233)。接著，進行依據補正計算，匹配性是否沒有受損，例如是否沒有將原稿台讀取成為白色等之檢查(1234)，如無異常，對輸入影像進行修正過之描影補正(1235)，進行補正結果輸出(126)。如匹配性有問題，則調整補正係數，再度進行描影波形的 修正。

目前為止的說明，雖表示組合鏡面球與具有擴散面之構造物來進行光源推算、影子推算、描影補正之例子，但是，也可以代替使用具有擴散面之構造物的影子，而使用鏡面球的影子，如此一來，可以只以鏡面球來進行光源的推算。另外，於前述說明中，雖表示於包圍原稿的位置配置立體物之標記，但是，例如於原稿台之上部排列2個等，即使不配置於包圍原稿台之位置，也可以進行照明環境的檢測，能夠降低生產成本。

另外，在推算原稿台上的影子時，雖只論及讀取裝置的支柱等已知的物體所產生的影子，例如利用人物靠近時映射於鏡面球的影像，來推算概略的形狀，以產生影子亦可。

針對本發明之影像處理部2，也能藉由軟體處理來進行。另外，那時，可以藉由個人電腦來進行軟體處理，也可以組裝於LSI而以硬體處理來進行。

[發明效果]

如依據本發明，可以不使用基準騙來進行描影資料取得，能夠省去放置基準片之手續，得以謀球使用方法的提升。

1‧‧‧相機部

2‧‧‧影像處理部

3‧‧‧輸出影像

4‧‧‧開關

11‧‧‧相機頭

12‧‧‧支柱

13‧‧‧原稿台

131‧‧‧讀取區域

132‧‧‧白色區域

21‧‧‧原稿台反射率檢測部

22‧‧‧描影資料推算部

23‧‧‧描影記憶體

14‧‧‧各鏡面球標記

15‧‧‧構造物標記

16－17‧‧‧各鏡面球標記

18‧‧‧構造物標記

19‧‧‧各鏡面球標記

20‧‧‧讀取對象物

24‧‧‧描影補正部

25‧‧‧原稿台不均資訊產生部

26‧‧‧描影資料推算部

27‧‧‧影像記憶體

211‧‧‧白色區域資料檢測部

212‧‧‧讀取區域資料檢測部

213‧‧‧除法部

221‧‧‧倒數

222‧‧‧乘法部

223‧‧‧影像記憶體

241‧‧‧運算部

251‧‧‧除法部

252‧‧‧影像記憶體

253‧‧‧原稿台不均資訊記憶部

224‧‧‧乘法部

225‧‧‧選擇器

110‧‧‧照明環境推算部

111‧‧‧影像分離部

112‧‧‧鏡面球解析

113‧‧‧概略推算部

114‧‧‧推算影子計算

115‧‧‧影子抽出

116‧‧‧詳細驗證部

120‧‧‧描影補正部

121‧‧‧描影記憶體

122‧‧‧描影波形修正部

123‧‧‧描影補正部

130‧‧‧輸出影像

201‧‧‧鏡面標記檢測區域

202‧‧‧構造物檢測區域

2010‧‧‧球的外形

2011－2012‧‧‧反射光

2015‧‧‧中心位置

2016‧‧‧反射境界

2017‧‧‧反射向量

2021－2024‧‧‧反射向量

2050‧‧‧概略推算光源

260‧‧‧構造物

261－262‧‧‧影子

270－271‧‧‧構造物

第1圖係表示本發明之裝置構成區塊圖。

第2圖係表示原稿台反射率檢測部的實施例圖。

第3圖係表示本發明之描影資料推算部的實施例區塊圖。

第4圖係表示描影補正的實施例圖。

第5圖係表示本發明之裝置構成區塊圖。

第6圖係表示原稿台不均的訊號圖。

第7圖係表示本發明之原稿台不均資訊產生部的實施例圖。

第8圖係表示本發明之描影資料推算部26的實施例圖。

第9圖係表示描影資料取得及讀取的處理流程的概略圖。

第10圖係表示各步驟的概略處理流程圖。

第11圖係表示自動描影資料取得方法之概略處理流程圖。

第12圖係本裝置構成之區塊圖。

第13圖係本發明之裝置構成的區塊圖。

第14圖係其他實施例之裝置構成的區塊圖。

第15圖係表示其他實施例的原稿台圖。

第16圖係鏡面球的解析處理的概念圖。

第17圖係構造體的解析處理的概念圖。

第18圖係照明環境推算部的流程圖。

第19圖係描影補正部的概念圖。

第20圖係表示描影波形的修正概念圖。

第21圖係描影補正部的流程圖。

1‧‧‧相機部

1a‧‧‧讀取影像資料

2‧‧‧影像處理部

2a‧‧‧反射率

2b‧‧‧描影資料

2c‧‧‧描影資料

3‧‧‧輸出影像

11‧‧‧相機頭

12‧‧‧支柱

13‧‧‧原稿台

21‧‧‧原稿台反射率檢測部

22‧‧‧描影資料推算部

23‧‧‧描影記憶體

24‧‧‧描影補正部

131‧‧‧讀取區域

132‧‧‧白色區域

Claims (11)

1. 一種影像讀取裝置，係具備：原稿台，其具有放置攝取影像對象物之原稿的讀取區域及標記區域；及相機，其具有光學系統用於針對上述讀取區域及放置於上述讀取區域之原稿進行彩色攝影，使用面型影像感測器(area image sensor)來輸出和射入光量對應之訊號；其特徵為具有：反射率檢測部，其針對未放置原稿狀態之讀取區域及上述標記區域進行讀取而獲得影像資料，使用由該影像資料所檢測出之上述讀取區域之資料及上述標記區域之資料，來運算上述讀取區域之反射率；描影資料推算部，其使用上述反射率檢測部所運算出之上述讀取區域之反射率，針對讀取上述讀取區域而獲得之影像資料進行補正，而推算描影資料；及原稿台不均資訊產生部，其依據讀取未放置原稿狀態之讀取區域所獲得之影像資料，以及在上述讀取區域放置均勻反射率之讀取媒體而讀取獲得之影像資料，來產生原稿台不均資訊。
2. 如申請專利範圍第1項之影像讀取裝置，其中，讀取上述讀取區域之讀取區域之反射率為5%以上，且75%以下。
3. 如申請專利範圍第1項之影像讀取裝置，其中， 上述標記區域，係在包圍放置於上述原稿台之讀取對象物的位置，被設置複數個，具有：照明環境推算部，用於由上述相機所攝影取得之複數個標記影像資料，來推算照明環境；及描影波形修正部，用於由推算出之照明環境進行描影波形之修正。
4. 如申請專利範圍第3項之影像讀取裝置，其中，於上述標記區域，係使用立體形狀的標記。
5. 如申請專利範圍第4項之影像讀取裝置，其中，上述立體形狀的標記，係鏡面球。
6. 如申請專利範圍第4項之影像讀取裝置，其中，上述立體形狀的標記，係擴散反射表面的立體構造物。
7. 如申請專利範圍第4項之影像讀取裝置，其中，上述立體形狀的標記，係混合複數種類的立體形狀的標記來使用。
8. 如申請專利範圍第4項之影像讀取裝置，其中，上述立體形狀的標記，係混合鏡面球與擴散反射表面的立體構造物來使用。
9. 如申請專利範圍第5項之影像讀取裝置，其中，使用上述鏡面球之影像來推算照明環境。
10. 如申請專利範圍第6項之影像讀取裝置，其中，使用上述擴散反射表面的立體構造物作成於上述原稿台之影之影像，來推算照明環境。
11. 如申請專利範圍第8項之影像讀取裝置，其中，使用上述鏡面球之影像求出照明環境，以此作為初期值， 使用上述擴散反射表面的立體構造物作成於原稿台之影之影像，來推算詳細之照明環境。