JP6796265B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置に関するものである。

ある画像形成装置は、原画像を２値化して得られた２値画像において、原稿領域ではない領域外画素を特定し、領域外画素の値を白色値にして、コンタクトガラスを覆うためのカバーを開放した状態で読み取られた画像における原稿外部分（黒色部分）を除去している（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６−１１９６３３号公報

しかしながら、上述の技術では、カバーの開角度によっては、原稿外領域の濃度が高くならないため、２値画像において原稿外領域が白色となってしまい、原画像における原稿外領域の画像が除去されないことがある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、カバーの開角度に拘わらず、読取画像内の原稿外領域を正確に特定し原稿外領域の画像を除去する画像読取装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像読取装置は、原稿が載置されるコンタクトガラスを覆うための、回転軸を中心にして回動可能なカバーを備え、前記コンタクトガラス上の原稿の原稿画像を含む読取画像を生成する画像入力部と、前記回転軸に対して垂直な主走査方向に沿った前記読取画像の画素値プロファイルと、前記カバーの開角度に応じたリファレンスプロファイルとの差分に基づいて、前記原稿画像を含まないラインを無原稿ラインとして特定する無原稿ライン特定部と、前記無原稿ライン内の全画素の原稿領域属性を第１値とする原稿領域属性判定部と、前記原稿領域属性が第１値である画素の画素値を白色値に変更する外領域画像除去部とを備える。そして、前記原稿領域属性判定部は、前記無原稿ライン以外の各画素については、当該画素の画素値と、前記無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分に基づいて、前記原稿領域属性を、前記第１値、および前記第１値とは異なる第２値のいずれかとし、（ａ）（ａ１）当該画素の画素値と、前記無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分が閾値より小さい画素および（ａ２）前記無原稿ラインに属する画素の総数が、注目画素の所定周辺範囲内で所定数より大きければ、前記注目画素の前記原稿領域属性を、前記第１値とし、（ｂ）そうでなければ前記第２値とする。

本発明によれば、カバーの開角度に拘わらず、読取画像内の原稿外領域を正確に特定し原稿外領域の画像を除去する画像読取装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示す画像読取装置におけるカバーの開角度について説明する図である。 図３は、図１に示す画像読取装置のリファレンスプロファイルの例を示す図である。 図４は、図１に示す画像読取装置における無原稿ライン特定処理について説明するフローチャートである。 図５は、図１に示す画像読取装置における原稿領域属性判定処理について説明するフローチャートである（１／２）。 図６は、図１に示す画像読取装置における原稿領域属性判定処理について説明するフローチャートである（２／２）。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像読取装置は、例えばスキャナー機、コピー機、複合機などである。

図１に示す画像読取装置は、画像入力部１、画像処理部２、および画像出力部３を備える。画像入力部１は、スキャナーを備え、１ページずつ、原稿画像を光学的に読み取り、読取画像の画像データ（量子化されたビットマップ画像データ）を生成し、画像処理部２に出力する。なお、読取画像は、スキャナーの読取幅（主走査方向の幅）および走査幅（副走査方向の幅）に対応する所定サイズの矩形画像である。スキャナーに原稿が載置されている場合には、読取画像内に原稿画像が含まれている。また、ここでは、読取画像は、多階調のＣＭＹカラー画像である。なお、読取画像は、多階調のグレースケール画像でもよい。

画像処理部２は、画像入力部１から入力された画像データ（つまり、読取画像）に対して各種画像処理を行い、画像処理後の画像データを画像出力部３に出力する。画像出力部３は、例えば電子写真方式のカラープリントエンジンを有し、画像処理部２からの画像データに基づく画像を印刷用紙に印刷する。

図２は、図１に示す画像読取装置におけるカバーの開角度について説明する図である。図２に示すように、画像入力部１は、原稿が載置されるコンタクトガラス４１と、コンタクトガラス４１を覆うための、回転軸を中心にして回動可能なカバー４２と、光学系４３とを備える。光学系４３は、画像読取時に、コンタクトガラス４１を介して光を出射し、コンタクトガラス４１を介して入射してくる反射光を受光し、受光した反射光の強度に従って読取画像を生成する。そして、画像入力部１は、コンタクトガラス４１上の原稿の原稿画像を含む読取画像を生成する。

カバー４２には、弾力性のあるマット４２ａが設けられている。マット４２ａの表面が白色となっており、マット４２ａの形状およびサイズは、コンタクトガラス４１の形状およびサイズと略同一となっている。そのため、原稿がコンタクトガラス４１に載置されていない場合においてカバー４２が閉じられたときには、カバー４２の開角度がゼロとなり、画像読取時に、白色のマット４２ａで反射した反射光が光学系４３で受光される。また、シート状の原稿がコンタクトガラス４１に載置された場合においてカバー４２が閉じられたときには、カバー４２の開角度が略ゼロとなり、画像読取時に、原稿または白色のマット４２ａで反射した反射光が光学系４３で受光される。

他方、カバー４２が開けられた状態でも画像読取は可能であり、画像読取の対象原稿が立体的なもの（例えば厚みのあるブック原稿）である場合には、カバー４２の開角度は、対象原稿の厚みや高さに応じた角度となる。また、カバー４２が開けられた状態で誤って画像読取が実行されることもある。

カバー４２が開けられた状態では、コンタクトガラス４１からカバー４２（マット４２ａ）までの距離（コンタクトガラス４１から垂直方向の距離）が主走査方向に沿って変化するとともに、カバー４２の開角度によっても変化する。また、白色のマット４２ａの表面をコンタクトガラス４１に投影した場合のコンタクトガラス４１上でのマット４２ａの幅Ｗ１は、コンタクトガラス４１の幅Ｗ２より狭くなる。そのため、カバー４２が開けられた状態で読み取られた読取画像における、原稿のない領域に対応する部分（ライン）は、特有の濃度分布（画素値プロファイル）を有する。つまり、カバー４２の回動軸に近い位置のほうが回動軸から遠い位置より距離がコンタクトガラス４１からマット４２ａまでの距離が長くなるため、反射光が弱くなり、読取画像の濃度が高くなる。

図１に戻り、画像処理部２は、外領域特定部１１と、外領域画像除去部１２とを備える。

外領域特定部１１は、ラインプロファイル取得部２１、無原稿ライン特定部２２、および原稿領域属性判定部２３を備え、読取画像における原稿画像以外の領域を特定する。

ラインプロファイル取得部２１は、カバー４２の回転軸に対して垂直な主走査方向に沿った読取画像の画素値プロファイルを取得する。画素値プロファイルは、１ライン（主走査方向に沿った１ライン）におけるすべての画素の画素値の分布であり、ここでは、画素値は、各画素のＣＭＹ値（シアン・マゼンタ・イエロー）の平均値である。なお、画素値は、輝度値などといった他の特性値でもよい。

無原稿ライン特定部２２は、取得された画素値プロファイルと、カバー４２の開角度に応じたリファレンスプロファイルとの差分に基づいて、原稿画像を含まないライン（つまり、画素値プロファイルがリファレンスプロファイルに近いライン）を無原稿ラインとして特定する。なお、リファレンスプロファイルは、特定開角度での原稿なしの読取画像の主走査方向に沿った１ラインにおける画素値の分布である。

リファレンスプロファイルは、機種によって異なるため、実験などで予め特定される。図３は、図１に示す画像読取装置のリファレンスプロファイルの例を示す図である。例えば図３に示すように、複数の開角度（ここでは、２０度、４０度および６０度）でのリファレンスプロファイルが使用される。

原稿領域属性判定部２３は、無原稿ライン内の全画素の原稿領域属性を第１値（原稿領域より外側を示す値、以下「領域外」という）とする。なお、原稿領域属性において、原稿領域の内側を示す値（以下「領域内」という）は、第１値とは異なる第２値とされる。

この実施の形態では、さらに、原稿領域属性判定部２３は、無原稿ライン以外の各画素については、当該画素の画素値と、無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値とに基づいて、原稿領域属性を、上述の第１値および第２値のいずれかとする。

具体的には、原稿領域属性判定部２３は、無原稿ライン以外の各画素については、当該画素の画素値と、無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分に基づいて、原稿領域属性を、上述の第１値および第２値のいずれかとする。

また、この実施の形態では、原稿領域属性判定部２３は、（ａ）（ａ１）当該画素の画素値と、無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分が閾値より小さい画素および（ａ２）無原稿ラインに属する画素の総数が、注目画素の所定周辺範囲内で所定数より大きければ、注目画素の原稿領域属性を上述の第１値とし、（ｂ）上述の画素の総数が注目画素の所定周辺範囲内で所定数以下であれば、注目画素の原稿領域属性を上述の第２値とする。

なお、ここでは、当該画素の画素値と、無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分に基づいて、原稿領域属性が特定されているが、その代わりに、当該画素の画素値と、複数の無原稿ラインのいずれかにおける当該画素と同一の画素位置の画素値との差分に基づいて、原稿領域属性が特定されるようにしてもよい。

外領域画像除去部１２は、原稿領域属性が第１値である画素の画素値を白色値（つまり、背景色）に変更する。つまり、原稿領域属性が第２値である画素の画素値は変更されない。

次に、上記画像読取装置の動作について説明する。

原稿スキャンで得られた読取画像に対して、無原稿ライン特定処理が実行され、次に、原稿領域属性判定処理が実行される。

（ａ）無原稿ラインの特定

図４は、図１に示す画像読取装置における無原稿ライン特定処理について説明するフローチャートである。

無原稿ライン特定部２２は、まず、角度設定値を初期値（ここでは、最大開角度６０度）にセットし（ステップＳ１）、ラインカウンター値をゼロにしてラインカウンターをリセットする（ステップＳ２）。

なお、通常、センサーなどがなければ、カバー４２の開角度は不明であるので、ここでは、開角度を示す角度設定値を順次変更していき、読取画像のラインの画素値プロファイルが複数の開角度のリファレンスプロファイルのいずれかに近ければ、そのラインは無原稿ラインとされる。

次に、無原稿ライン特定部２２は、注目ラインを、読取画像の先頭から副走査方向に沿って順番に選択する（ステップＳ３）。

そして、ラインプロファイル取得部２１は、画像入力部１により生成された読取画像に基づいて、注目ラインの画素値プロファイルＰｉｎを取得する（ステップＳ４）。無原稿ライン特定部２２は、現時点の角度設定値に等しい開角度のリファレンスプロファイルＰｒｅｆとその注目ラインの画素値プロファイルＰｉｎとの差分（以下、プロファイル差分値ｄＰという）を計算する（ステップＳ５）。

例えば、プロファイル差分値ｄＰは、１ラインにおける各画素位置での画素値の差分（絶対値）の総和とされる。

次に、無原稿ライン特定部２２は、計算したプロファイル差分値ｄＰが所定の閾値Ｔｈ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。

計算したプロファイル差分値ｄＰが所定の閾値Ｔｈ１より小さい場合、無原稿ライン特定部２２は、注目ラインを、無原稿ライン候補とし（ステップＳ７）、ラインカウンター値を１だけ増加させる（ステップＳ８）。

一方、計算したプロファイル差分値ｄＰが所定の閾値Ｔｈ１より小さくない場合、注目ラインは、無原稿ライン候補とされず、ラインカウンター値も増加させない。

そして、無原稿ライン特定部２２は、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインであるか否かを判定し（ステップＳ９）、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインではなければ、ステップＳ３に戻り、次の注目ライン（現時点の注目ラインの、副走査方向における次のライン）を選択し（ステップＳ３）、その新たに選択した注目ラインに対してステップＳ４以降の処理を同様に行う。

一方、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインである場合、無原稿ライン特定部２２は、ラインカウンター値が閾値より大きいか否かを判定し（ステップＳ１０）、ラインカウンター値が閾値より大きい場合には無原稿ライン候補を無原稿ライン候補とする（ステップＳ１１）。

他方、ステップＳ１０においてラインカウンター値が閾値より大きくない場合には、無原稿ライン特定部２２は、角度設定値を変更して（ステップＳ１２）、ステップＳ２に戻り、ラインカウンター値をリセットした後（ステップＳ２）、新たな角度設定値に基づいて、ラインプロファイル取得部２１とともに、ステップＳ３以降の処理を同様に実行する。例えば、ステップＳ１２において角度設定値を小さくして、ステップＳ５において別の開角度のリファレンスプロファイルが選択され、そのリファレンスプロファイルに基づくプロファイル差分値ｄＰが特定される。

なお、ステップＳ４における画素値プロファイルＰｉｎは、メモリーなどで保持されるようにしておき、前回の角度設定値において特定した画素値プロファイルＰｉｎがメモリーなどで保持されていれば、再度計算せずに、メモリーなどから読み出すことで、画素値プロファイルＰｉｎを特定するようにしてもよい。

また、無原稿ラインが特定されるまで、無原稿ライン候補のライン番号がメモリーなどで保持されるとともに、後述の原稿領域属性の判定で使用されるため、無原稿ラインのライン番号がメモリーなどで保持される。

（ｂ）原稿領域属性の判定

原稿領域属性の判定では、無原稿ラインに属する画素の原稿領域属性が「領域外」とされ、無原稿ラインに属さない画素の原稿領域属性が、無原稿ラインの画素値を使用して、画素ごとに、「領域外」および「領域内」のいずれかに分類される。

図５および図６は、図１に示す画像読取装置における原稿領域属性判定処理について説明するフローチャートである。

原稿領域属性判定部２３は、注目ラインを、読取画像の先頭から副走査方向に沿って順番に選択する（ステップＳ２１）。

次に、原稿領域属性判定部２３は、注目ラインが無原稿ラインであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。

注目ラインが無原稿ラインである場合、原稿領域属性判定部２３は、注目ラインの全画素の原稿領域属性を「領域外」とする（ステップＳ２３）。

一方、注目ラインが無原稿ラインではない場合、原稿領域属性判定部２３は、まず、注目画素を、注目ラインの先頭から主走査方向に沿って順番に選択する（ステップＳ２４）。

次に、原稿領域属性判定部２３は、無原稿ラインにおける同画素位置（注目画素と同じ画素位置）の画素値の平均値を計算し、注目画素の画素値とその平均値との差分ｄＤを特定する（ステップＳ２５）。具体的には、注目画素が１ラインにおけるｉ番目の画素であるとすると、複数の無原稿ラインのｉ番目の画素の画素値が特定され、それらの画素値の平均値が特定され、注目画素の画素値とその平均値との差分ｄＤが特定される。

次に、原稿領域属性判定部２３は、計算した差分ｄＤが所定の閾値Ｔｈ２より小さいか否かを判定する（ステップＳ２６）。

計算した差分ｄＤが所定の閾値Ｔｈ２より小さい場合、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域外候補」とする（ステップＳ２７）。

計算した差分ｄＤが所定の閾値Ｔｈ２より小さくない場合、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域内候補」とする（ステップＳ２８）。

そして、原稿領域属性判定部２３は、現時点の注目画素が注目ラインの最終画素であるか否かを判定し（ステップＳ２９）、現時点の注目画素が注目ラインの最終画素ではなければ、ステップＳ２４に戻り、次の注目画素（現時点の注目画素の、主走査方向における次の画素）を選択し（ステップＳ２４）、その新たに選択した注目画素に対してステップＳ２５以降の処理を同様に行う。

また、原稿領域属性判定部２３は、注目ラインにおけるすべての画素の原稿領域属性が、それぞれ、「領域外」、「領域外候補」、および「領域内候補」のいずれかに設定されると、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインであるか否かを判定し（ステップＳ３０）、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインではなければ、ステップＳ２１に戻り、次の注目ライン（現時点の注目ラインの、副走査方向における次のライン）を選択し（ステップＳ２１）、その新たに選択した注目ラインに対してステップＳ２２以降の処理を同様に行う。

一方、現時点の注目ラインが読取画像の最終ラインであれば（ステップＳ３０）、図５に示す後段の処理が実行される。

まず、原稿領域属性判定部２３は、注目画素を、読取画像の先頭から走査方向に沿って順番に選択する（ステップＳ４１）。

そして、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性が「領域外」であるか否かを判定し（ステップＳ４２）、注目画素の原稿領域属性が「領域外」でなければ（つまり、「領域外候補」または「領域内候補」であれば）、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性が「領域外候補」であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

注目画素の原稿領域属性が「領域外候補」である場合、原稿領域属性判定部２３は、注目画素を中心とした所定サイズのウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ３より大きいか否かを判定する（ステップＳ４４）。なお、当該ウィンドウのサイズは、例えば、３画素×３画素などとされる。

そして、当該ウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ３より大きい場合には、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域外」とする（ステップＳ４５）。

一方、当該ウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ３より大きくない場合には、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域内」とする（ステップＳ４６）。

他方、注目画素の原稿領域属性が「領域内候補」である場合、原稿領域属性判定部２３は、注目画素を中心とした所定サイズのウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ４より大きいか否かを判定する（ステップＳ４７）。ここで、例えば、閾値Ｔｈ４は、閾値Ｔｈ３より大きく設定される。なお、当該ウィンドウのサイズは、例えば、３画素×３画素などとされる。

そして、当該ウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ４より大きい場合には、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域外」とする（ステップＳ４５）。

一方、当該ウィンドウ内における、原稿領域属性が「領域外」または「領域外候補」である画素の数が所定の閾値Ｔｈ４より大きくない場合には、原稿領域属性判定部２３は、注目画素の原稿領域属性を「領域内」とする（ステップＳ４６）。

そして、原稿領域属性判定部２３は、注目画素が読取原稿の最終画素であるか否かを判定し（ステップＳ４８）、注目画素が読取原稿の最終画素ではなければ、ステップＳ４１に戻り、走査方向に沿って次の注目画素を選択し（ステップＳ４１）、新たに選択した注目画素に対して、ステップＳ４２以降の処理を同様に行う。

一方、注目画素が読取原稿の最終画素であれば、外領域画像除去部１２は、読取画像の全画素のうち、原稿領域属性が「領域外」である画素の画素値を、白色値に変更する（ステップＳ４９）。例えば、読取画像がＣＭＹカラー画像である場合、原稿領域属性が「領域外」である画素の画素値のＣＭＹ値は、（０，０，０，）に変更される。

以上のように、上記実施の形態によれば、画像入力部１は、原稿が載置されるコンタクトガラス４１を覆うための、回転軸を中心にして回動可能なカバー４２を備え、コンタクトガラス４１上の原稿の原稿画像を含む読取画像を生成する。無原稿ライン特定部２２は、上述の回転軸に対して垂直な主走査方向に沿った読取画像の画素値プロファイルと、カバー４２の開角度に応じたリファレンスプロファイルとの差分に基づいて、原稿画像を含まないラインを無原稿ラインとして特定する。原稿領域属性判定部２３は、無原稿ライン内の全画素の原稿領域属性を第１値とする。外領域画像除去部１２は、原稿領域属性が第１値である画素の画素値を白色値に変更する。

これにより、読取画像の２値画像に基づき原稿外領域を特定せずに済むため、カバー４２の開角度に拘わらず、読取画像内の原稿外領域を正確に特定し原稿外領域の画像が除去される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態において、原稿種別に応じて、例えばライン単位で原稿外領域を判定したい場合には、図５および図６に示す処理を実行せずに、無原稿ラインの全画素の画素値を白色値に変更するようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、原稿種別に応じて、図６に示す処理を実行せずに、図５における「領域外候補」を「領域外」とし、図５における「領域内候補」を「領域内」としてもよい。

本発明は、例えば、画像読取装置に適用可能である。

１ 画像入力部
１２ 外領域画像除去部
２２ 無原稿ライン特定部
２３ 原稿領域属性判定部
４１ コンタクトガラス
４２ カバー

Claims (1)

1. 原稿が載置されるコンタクトガラスを覆うための、回転軸を中心にして回動可能なカバーを備え、前記コンタクトガラス上の原稿の原稿画像を含む読取画像を生成する画像入力部と、
   前記回転軸に対して垂直な主走査方向に沿った前記読取画像の画素値プロファイルと、前記カバーの開角度に応じたリファレンスプロファイルとの差分に基づいて、前記原稿画像を含まないラインを無原稿ラインとして特定する無原稿ライン特定部と、
   前記無原稿ライン内の全画素の原稿領域属性を第１値とする原稿領域属性判定部と、
   前記原稿領域属性が第１値である画素の画素値を白色値に変更する外領域画像除去部と、
   を備え、
   前記原稿領域属性判定部は、前記無原稿ライン以外の各画素については、当該画素の画素値と、前記無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分に基づいて、前記原稿領域属性を、前記第１値、および前記第１値とは異なる第２値のいずれかとし、（ａ）（ａ１）当該画素の画素値と、前記無原稿ラインにおける当該画素と同一の画素位置の画素値の平均値との差分が閾値より小さい画素および（ａ２）前記無原稿ラインに属する画素の総数が、注目画素の所定周辺範囲内で所定数より大きければ、前記注目画素の前記原稿領域属性を、前記第１値とし、（ｂ）そうでなければ前記第２値とすること、
   を特徴とする画像読取装置。

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