JPH09200455A - 読取り画像の濃度補正方法及び画像読取り装置 - Google Patents

読取り画像の濃度補正方法及び画像読取り装置

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JPH09200455A
JPH09200455A JP8007373A JP737396A JPH09200455A JP H09200455 A JPH09200455 A JP H09200455A JP 8007373 A JP8007373 A JP 8007373A JP 737396 A JP737396 A JP 737396A JP H09200455 A JPH09200455 A JP H09200455A
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JP8007373A
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Shinya Matsuda
伸也 松田
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Minolta Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/401—Compensating positionally unequal response of the pick-up or reproducing head

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】原稿画像が多値画像である場合にも、原稿面の
輝度の不均一を適切に補った良質の読取り画像の出力を
可能にする。 【解決手段】原稿を支持する原稿台と原稿画像を電気信
号に変換する撮像手段とを有し、原稿台と撮像手段との
間に開放空間が存在する構造の画像読取り装置による読
取りに際して、原稿面内の複数箇所の輝度と高さ方向の
位置とを測定し、それらの測定値に基づいて原稿面にお
ける下地部分の反射光の空間分布を示す用紙光沢度デー
タを生成し、その後に原稿面又は他の原稿面の原稿画像
を読み取るときに、原稿面を細分化した読取り部分毎
に、当該読取り部分が下地部分であるものと仮定したと
きの輝度を用紙光沢度データに基づいて算定し、算定値
に応じて読取り部分に対する濃度補正量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、書籍や雑誌などの
製本された原稿の読取りに好適な画像読取り装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ブックスキャナと呼称される画像読取り
装置が商品化されている。この装置では、原稿台の上方
に撮像系が配置され、原稿台と撮像系との間に高さ数十
ｃｍの開放空間が存在する。書籍や雑誌などの製本形態
の原稿（これを「ブック原稿」と呼称する）の読取りに
際して、ユーザーは原稿台上にブック原稿を見開いた状
態で上向きにセットする。スタートキーのオンに呼応し
て原稿を照らすランプが点灯され、原稿面（読取り対象
面）の走査が開始される。走査と並行して読み取られた
画像が逐次に外部装置へ出力される。外部装置がプリン
タであれば、リアルタイムで複写画像が形成される。
【０００３】図１２は撮像系とブック原稿との位置関係
の模式図、図１３はブック原稿の左右方向の位置と下地
輝度との関係を示す図である。見開いた状態のブック原
稿ＢＤでは、「天（head）」と呼称される部分の形状が
綴じ代を谷とする双峰状であり、原稿面（見開いたペー
ジの紙面）Ｓ２が湾曲している。このため、シート原稿
（平面状の原稿）と比べると、撮像面Ｓ３との対向角度
ａが原稿面Ｓ２における左右方向Ｍ２の位置によって大
きく変化する。特に綴じ代部分及び左右方向Ｍ２の両端
部分では対向角度ａが小さく、これらの部分の撮像状況
は真横方向から原稿面Ｓ２を見る状況に近い。一般に、
ブック原稿ＢＤの用紙は多少の光沢を呈する。すなわ
ち、原稿面Ｓでの光反射には指向性がある。指向性があ
る場合には、対向角度ａが小さいほど、撮像面Ｓ３に入
射する光の量が少なくなる。また、左右方向Ｍ２の光量
が一様な光源を原稿面Ｓの照明に用いたとしても、原稿
面Ｓ２が湾曲しているので、照明光の入射角度が左右方
向Ｍ２の位置によって異なる。これらのことから図１３
のように原稿面Ｓの輝度が不均一になる。さらに、書籍
や雑誌などでは、紙質の経年変化が生じて両端付近の下
地（白地）の色が黄色みをおびた色になることが多い。
【０００４】したがって、ブック原稿ＢＤの読取りにお
いては、読取り画像の綴じ代部分や両端部分が黒っぽく
なるので、読取り画像を再現（プリントアウトなど）し
たときの見栄えを良くするために、原稿面Ｓ２における
左右方向Ｍ２の輝度の不均一を補う処理（濃度補正）が
必要である。
【０００５】図１４は原稿面Ｓ２の左右方向Ｍ２と撮像
の主走査方向Ｍ１との関係を示す図である。従来では、
本スキャンニングに先立って行う予備スキャンニングに
おいて、左右方向Ｍ２の読取り範囲を細分化した各位置
毎に、左右方向Ｍ２と直交する主走査方向Ｍ１に並ぶ１
ライン分の画素の輝度を調べて輝度ヒストグラムを作成
し、各位置（ライン）の下地輝度を判別していた。そし
て、本スキャンニングにおいて、予備スキャンニング時
に判別した下地輝度に応じて、読取り画像の下地濃度が
均一になるように、画像処理を行い又は照明光量の調整
を行っていた。
【０００６】図１５は２種の画像の輝度ヒストグラムを
示す図である。図１５（Ａ）において実線が示すよう
に、原稿画像が文字画像である場合には、原稿画像の大
半が下地部分（文字の背景）であるので、輝度範囲の高
輝度側に大きなピークが現れる。下地輝度ＬB として
は、例えば画素数がピーク値Ｎｐの半分である２つの輝
度レベルの内の低輝度側のレベルが選定される。図１５
（Ａ）において破線が示すように、綴じ代部分などの暗
い部分では輝度分布のピークが低輝度側にシフトする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように原稿画
像が文字画像である場合には、各ラインの輝度分布に顕
著なピークがみられるので、下地輝度ＬB を選定するこ
とができる。ところが、原稿画像が写真などの多値濃度
画像である場合には、図１５（Ｂ）のように輝度分布に
目立ったピークがみられず、適切な下地輝度ＬB を選定
することができないことが多い。つまり、主に原稿面の
湾曲に起因する輝度の差異を正しく補正することができ
なかった。
【０００８】また、従来では、例えば１冊の書籍の多数
ページを１ページずつ読み取る場合に、各回の読取り毎
に左右方向Ｍ２の多数の位置のそれぞれについて輝度ヒ
ストグラムを作成していたので、下地輝度ＬB の選定に
要する演算時間が長く、濃度補正によって読取りの高速
化が損なわれるという問題もあった。
【０００９】本発明は、原稿画像が２値画像であるか多
値画像であるかに係わらず、原稿面の輝度の不均一を適
切に補った良質の読取り画像を出力することが可能な画
像読取り装置を実現することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の方法
は、読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原稿画像を
電気信号に変換する撮像手段とを有し、前記原稿台と前
記撮像手段との間に原稿のセッティングのための開放空
間が存在する構造の画像読取り装置における読取り画像
の濃度補正方法であって、原稿面内の複数箇所の輝度と
高さ方向の位置とを測定し、それらの測定値に基づいて
前記原稿面における下地部分の反射光の空間分布を示す
用紙光沢度データを生成し、その後に前記原稿面又は他
の原稿面の原稿画像を読み取る際に、原稿面を細分化し
た読取り部分毎に、当該読取り部分が下地部分であるも
のと仮定したときの輝度を前記用紙光沢度データに基づ
いて算定し、算定値に応じて当該読取り部分に対する濃
度補正量を設定するものである。
【００１１】請求項２の発明の方法は、原稿面内の複数
箇所の輝度と高さ方向の位置とを測定し、それらの測定
値に基づいて前記原稿面における下地部分の反射光の空
間分布を示す用紙光沢度データを生成し、その後に前記
原稿面又は他の原稿面の原稿画像を読み取る際に、原稿
面を細分化した読取り部分毎に、当該読取り部分が下地
部分であるものと仮定したときの輝度を前記用紙光沢度
データに基づいて算定し、算定値以上の実測輝度を最小
濃度に対応づける変換則を適用して、当該読取り部分の
実測輝度を濃度に変換するものである。
【００１２】請求項３の発明の方法は、前記他の原稿面
の原稿画像を読み取る際に、読取り部分と前記撮像手段
との位置関係を特定するために、当該読取り部分の高さ
方向の位置を測定するものである。
【００１３】請求項４の発明の装置は、読取り対象の原
稿を支持する原稿台と、原稿画像を電気信号に変換する
撮像手段と、前記電気信号を量子化して外部装置へ出力
する信号処理系とを有し、前記原稿台と前記撮像手段と
の間に原稿のセッティングのための開放空間が存在する
構造の画像読取り装置であって、前記信号処理系が、原
稿面内の複数箇所の輝度と高さ方向の位置とを測定し、
それらの測定値に基づいて前記原稿面における下地部分
の反射光の空間分布を示す用紙光沢度データを生成し、
その後に前記原稿面又は他の原稿面の原稿画像を読み取
る際に、原稿面を細分化した読取り部分毎に、当該読取
り部分が下地部分であるものと仮定したときの輝度を前
記用紙光沢度データに基づいて算定し、算定値以上の実
測輝度を最小濃度に対応づける変換則を適用して、当該
読取り部分の実測輝度を濃度に変換するように構成され
た装置である。
【００１４】請求項５の発明の装置は、原稿の置き換え
の有無を検出する手段を有し、前記信号処理系が、原稿
の置き換えが行われる毎に用紙光沢度データを生成し、
新たに生成した用紙光沢度データを既存の用紙光沢度デ
ータに代えて輝度の算定に用いるように構成された装置
である。
【００１５】請求項６の発明の装置は、前記信号処理系
が、適正な用紙光沢度データが得られなかった場合に、
その旨を操作者に知らせる表示機能を有するものであ
る。本明細書において、原稿面の「輝度」とは、撮像手
段からみた原稿面の明るさの度合いを意味する。「位置
関係」とは、読取り部分と撮像手段との対向角度を含む
３次元配置関係を意味する。
【００１６】一般に、ブック原稿は同じ材質の複数の用
紙から構成されている。材質が同じであれば、原稿面の
光沢度（光反射特性）もほぼ同じである。したがって、
複数の原稿面を１面ずつ順に読み取る場合において、初
回の読取り時に原稿面の光沢度を測定しておけば、２回
目以降の読取りに際しては、初回に測定した光沢度に基
づいて下地輝度を算定することができる。光沢度を測定
するには、下地（用紙の白地）の占める割合が比較的に
大きい原稿面を撮像する必要がある。写真集などの多値
画像が主体のブック原稿については、解説文などの文字
（２値画像）が主体のページを最初に読み取るように取
り決めておけばよい。
【００１７】以下、「光沢度」について説明する。図１
は光沢を説明するための光反射の模式図である。一般
に、“光沢のある”面Ｓａとは、反射光の内の正反射成
分の割合が大きいものをいう。すなわち、図１（Ａ）の
ように面Ｓａに入射角γで光Ａが入射した場合におい
て、入射光Ａの大部分が正反射方向Ｍｓに反射する。一
方、図１（Ｂ）のように“光沢のない”面Ｓｂでは、反
射の指向性がなく、入射光Ａは種々の方向にほぼ均等に
反射する。ここで、正反射方向Ｍｓに対して角度（以
下、傾き角度ということがある）θだけ傾いた方向Ｍｎ
へ反射する光Ｂの光量Ｒは、傾き角度θの関数ｆ（θ）
であって（１）式で表される。
【００１８】Ｒ＝Ｉ×ｒ×ｆ（θ） …（１） Ｉ：入射光量 ｒ：反射率 反射率ｒは、入射光量と正反射光量との比率であるの
で、ｆ（θ）は、方向Ｍｍへ反射する光Ａの光量Ｒと正
反射光量との比率を示すことになる。本明細書ではｆ
（θ）を傾き角度θでの光沢度と定義する。
【００１９】図２は原稿面Ｓ２と撮像面Ｓ３との位置関
係を示す図である。図２（Ｂ）は図Ｄ（Ａ）中の破線で
囲まれた部分Ｑの拡大図である。原稿面Ｓ２上の任意の
点ｎで反射した光の内、撮像用のレンズ８に向かう光Ｂ
ｎの光量Ｒｎは（２）式で表される。
【００２０】 Ｒｎ＝Ｉｎ×ｒｎ×ｆ（θｎ） …（２） Ｉｎ：点ｎの入射光量 ｒｎ：点ｎでの反射率 θｎ：正反射方向に対する反射光Ｂｎの進行方向の傾き
角度 通常、原稿面Ｓ２内で反射率は一定である。厳密には、
反射率は特定の入射角度（紙の場合は７５°）での入射
光と正反射光との光量比であるが、入射角度が変化して
も入射光と正反射光との光量比はさほど変化しない。そ
こで、原稿画像の下地である用紙の反射率ｒｊを原稿面
Ｓ２内の部位に係わらず一定と仮定する〔（３）式参
照〕。すなわち、いかなる角度で光が入射しても、その
正反射光量は変わらないものとする。
【００２１】ｒｊ＝ｒ …（３） 点ｎの入射光量Ｉｎは、光源７の明るさと光源７から原
稿面Ｓ２までの距離との関数となる。ここで、光源７を
見開いたブック原稿ＢＤの左右方向Ｍ２に無限に延びた
線状光源とし、照明光が光源７に垂直な平面内で均一に
拡がると仮定すると、点ｎでの入射光量Ｉｎは（４）式
で表される。
【００２２】 Ｉｎ＝ａ×Ｉｏ／（Ｈ７−Ｈｎ） …（４） ａ：定数 Ｌｏ：光源の明るさ Ｈ７：原稿台から光源までの距離 Ｈｎ：原稿面の高さ（原稿台から点ｎまでの距離） 一方、撮像面Ｓ３上での点ｎの明るさを示す受光量Ｕｎ
は、反射光量Ｒｎ、原稿面Ｓ２からレンズ８までの距離
Ｄ（＝Ｈ８−Ｈｎ）、及び撮影角度δｎの関数となり、
（５）式で表される。
【００２３】 Ｕ＝ｂ×Ｒ×ｃｏｓ3 δ／（Ｈ８−Ｈｎ）2 …（５） ｂ：定数 ｃｏｓ3 δ：レンズによる光量低下分 以上の（２）〜（５）式をまとめると、受光量Ｕｎは
（６）式で表される。 Ｕｎ＝ｂ×Ｉｎ×ｒｎ×ｆ（θｎ）×ｃｏｓ3 δｎ／（Ｈ８−Ｈｎ）2 ＝ｂ×ａ×Ｉｏ／（Ｈ７−Ｈｎ）×ｒ×ｆ（θｎ） ×ｃｏｓ3 δｎ／（Ｈ８−Ｈｎ）2 ＝ｃ×ｆ（θｎ）×ｃｏｓ3 δｎ／〔（Ｈ７−Ｈｎ）×（Ｈ８−Ｈｎ）2 〕 …（６） ｃ：定数 ここで、基準点Ｏと点ｎとの左右方向Ｍ２の距離をｘｎ
とすると、ｃｏｓδｎは（７）式で表される。
【００２４】 ｃｏｓδｎ＝１／（１＋ｔａｎ2 δ）1/2 ＝ｘｎ／〔ｘｎ2 ＋（Ｈ８−Ｈｎ）2 〕1/2 …（７） したがって、受光量Ｕｎは、ｘｎ，Ｈｎの関数ｇ（ｘ
ｎ，Ｈｎ）を用いて（８）式で表される。
【００２５】 Ｕｎ＝ｃ×ｇ（ｘｎ，ｈｎ）×ｆ（θｎ） …（８） この（８）式が、光沢度に基づく下地輝度の算定のため
の演算式である。〔定数ｃの算出〕見開いた状態のブッ
ク原稿ＢＤでは、レンズ７に向かう方向が正反射方向Ｍ
ｓと一致する点、すなわちθ＝０となる点ｍが左右のペ
ージに１個ずつ存在する。これらの点ｍは、撮像面Ｓ３
からみて最も明るく見える箇所である。点ｍでは光沢度
ｆ（０）が１となるので、点ｍの位置が判れば定数ｃを
特定することができる。
【００２６】図３は定数ｃの算出の原理を示す図であ
る。点ｍ（ｘｍ，Ｈｍ）では、撮像角度δｍが照明光Ａ
ｍの入射角度γｍの２倍となる。
【００２７】δｍ＝２×γｍ …（９） また、δｍ，γｍについては次の関係がある。 ｔａｎδｍ＝ｘｍ／（Ｈ８−Ｈｍ） …（１０） ｔａｎγｍ＝ΔＨｍ／Δｘｍ …（１１） ｘｍ：点ｍと基準点Ｏとの距離 Ｈｍ：点ｍとレンス８との距離 Δｘｍ：距離ｘｍの微小変化量 ΔＨｍ：距離Ｈｍの微小変化量 ｔａｎγｍは、点ｍにおける原稿面Ｓ２の接線の傾きを
示し、原稿面Ｓ２の高さ変化の情報（点ｍの近辺の点の
位置情報）により求めることができる。なお、点ｍの位
置を特定するために点ｍの高さを測定する必要がある。
高さの測定方法としては、読取り画像の解析による方法
が公知である。光切断法などの３次元計測の手法を利用
して高さを測定することも可能である。距離ｘｍは走査
速度とサンプリング周期とによって一義的に決まるの
で、これを測定する必要はない。
【００２８】（１０）式及び（１１）式を用いて原稿面
Ｓ２上の点ｎにおける撮像角度δｎと入射角度γｎとを
求め、得られた値が（９）式を満足すれば、その点ｎは
点ｍである。
【００２９】点ｍが見つかれば、点ｍを含み左右方向Ｍ
２と直交する方向に延びるラインの輝度分布を調べる
（輝度ヒストグラムを作成する）。そして、従来と同様
に特定の要領で下地輝度ＬB を求める。例えば、図１５
（Ａ）で説明したように、画素数がピーク値Ｎｐの半分
である２つの輝度レベルの内の低輝度側の輝度レベルを
下地輝度ＬB とする。下地輝度ＬB の算定の要領は、こ
こでの例に限定されるものではない。輝度の高いほうか
ら画素数をカウントしていき、カウント値が設定値にな
ったときの輝度を下地輝度ＬB としてもよい。
【００３０】下地輝度ＬB が求まれば、（１２）式によ
って定数ｃを算定する。 ｃ＝ＬB ／ｇ（ｘｍ，Ｈｍ） …（１２） 原稿面Ｓ２の下地部分が白色であれば定数ｃは大きく、
暗色であれば定数ｃは小さい。
【００３１】図４は原稿面Ｓ２の傾きと反射光Ｂとの関
係を示す図である。見開いた状態のブック原稿ＢＤにお
ける左右のページの一方（図２の例では基準点Ｏの左側
のページ）において、角度θ，δ，γの相互の関係は、
次の〜の関係のいずれかである。
【００３２】 θ＝δ−２×γ 〔図４（Ａ）の場合〕 θ＝２×γ−δ 〔図４（Ｂ）の場合〕 θ＝δ＋２×γ 〔図４（Ｃ）の場合〕 時計回り方向を正の方向とすると、傾き角度θは（１
３）式又は（１４）式で表される。
【００３３】 θ＝δ−２×γ （２×γ＜δの場合） …（１３） θ＝２×γ−δ （２×γ≧δの場合） …（１４） 原稿面Ｓ２上の任意の点ｎにおける撮像角度δｎ及び照
明光Ａｎの入射角度γｎは（１０）式及び（１１）式に
よって求めることができるので、原稿面Ｓ２を走査して
様々な傾き角度θでの受光量Ｕｎを測定することによ
り、（８）式によって傾き角度θと光沢度ｆ（θ）との
関係を求めることができる。
【００３４】図５は正反射方向に対する反射光の傾き角
度θと光沢度ｆ（θ）との関係の一例を示すグラフであ
る。原稿面Ｓ２の湾曲の度合いは様々であるので、１回
の走査で所定の角度範囲の全域について光沢度を求める
ことができないことがある。このようなときには、ブッ
ク原稿ＢＤのセッティング状態を変えるように操作者に
促し、又は近傍のデータを参照して補完や推定を行うこ
とによって必要なデータを生成する〔図５（Ｂ）〕。一
般には、０°〜１２０°の角度範囲の光沢度ｆ（θ）が
求まれば、実用に支障はない。
【００３５】求めた所定角度範囲の光沢度ｆ（θ）を用
紙光沢度データとして記憶しておけば、他の原稿面につ
いて輝度を測定することなく、原稿面を細分化した各読
取り部分の下地輝度（読取り部分が下地部分であるもの
と仮定したときの輝度）を、（８）式に基づく演算によ
って算定することができる。したがって、他の原稿面の
画像が写真などの多値画像であっても、ブック原稿ＢＤ
の各原稿面の材質が同一である限り適切な濃度補正を行
うことができる。読取り部分の位置を特定するには、読
取り部分の高さを測定すればよい。
【００３６】ブック原稿ＢＤの取り替えを検出し、取り
替えが行われる毎に用紙光沢度データを更新すれば、画
像読取り装置の使い勝手が向上する。また、原稿面Ｓ２
が著しく湾曲していたり外光が写り込んだりして適切な
用紙光沢度データが得られない場合には、その旨を操作
者に知らせることによって読取り不良を防ぐことができ
る。
【００３７】
【発明の実施の形態】図６はブックスキャナ１の外観を
示す斜視図、図７はブック原稿ＢＤをセッティングした
状態を示す図である。
【００３８】ブックスキャナ１は、電気回路などを収納
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３
０、及び原稿の照明を担うランプユニット４０を備えて
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の下面側に配置さ
れ、支柱１２に固定されている。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との距
離は３０ｃｍ以上である。
【００３９】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、下端側に原稿面の高さを
検出するための測距板１６が固定されている。測距板１
６の前面側の表面は光沢性の平面であり、原稿台２０の
上面に対する４５°の傾斜面となっている。この測距板
１６の上端面は、シェーディング補正のための白色板１
８として機能する。本体ハウジング１０における操作パ
ネルＯＰに向かって右側の側面には、メインスイッチ５
１が設けられている。
【００４０】原稿台２０の左右方向の両側には、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が
１つずつ設けられており、中央部には原稿の有無を検出
する２つの原稿センサ５３が埋め込まれている。また、
原稿台２０の前面側には、アームレスト２５が設けられ
ている。原稿センサ５３は、発光素子と受光素子とを組
み合わせた反射型フォトセンサである。なお、原稿の有
無を検出するために発光素子と受光素子とを空間８０を
挟んで対向するように設けてもよい。光学式ではなく、
マイクロスイッチなどの機械式センサ、超音波センサに
よって原稿の有無を検出することも可能である。
【００４１】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、図示しないＡＦ機構によって位置決めされる。
【００４２】ラインセンサ３１は、図示しない走査機構
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。つまり、ブックスキャナ１
においては、ラインセンサ３１の移動によって２次元の
撮像面が形成されることになる。ラインセンサ３１に代
えてエリアセンサを用いた場合には、その受光面が撮像
面になる。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。
【００４３】以上の構成のブックスキャナ１は、ブック
原稿の読取りに好適な画像入力手段である。ブックスキ
ャナ１とディジタル複写機とを組み合わせることによ
り、各種の原稿に適合する総合的な複写システムを構成
することができる。
【００４４】ブックスキャナ１の使用に際して、ユーザ
ーは、図７のように原稿台２０の上にブック原稿ＢＤを
見開いた状態で上向きに置く。そのとき、測距板１６の
下端にブック原稿ＢＤを押し当てて位置決めを行う。つ
まり、測距板１６と原稿台２０との境界が原稿のセッテ
ィングの基準線となっている。その基準線の中央が基準
位置Ｐ０（図８参照）である。原稿台２０は左右独立に
上下移動可能に構成されている。これにより、見開いた
ときの左右のページの高さをほぼ同一にすることができ
る。
【００４５】ブックスキャナ１では、同一の原稿に対し
て２回の走査（原稿画像の読取り）が行われる。ブック
原稿ＢＤでは、シート原稿と違って原稿面が湾曲してい
るので、湾曲状態に応じて撮像のピント調整を行う必要
がある。輝度の差異を補う処理も必要である。このた
め、１回目の走査（以下、予備スキャンニングという）
で湾曲状態が検出され、その検出結果に基づいて２回目
の走査（以下、本スキャンニングという）で必要な処理
が行われる。外部装置への画像出力は本スキャンニング
時に行われる。本スキャンニング時のラインセンサ３１
の移動方向は、予備スキャンニング時とは逆の方向であ
る。読取りモードには、左右の両ページを一括して読み
取るモード（シート原稿の場合と同様の走査形態）と、
左右の各ページを別々に読み取るモードとがある。どち
らのモードにおいても、各ページに対して予備スキャン
ニングと本スキャンニングとが実施される。
【００４６】図８はブック原稿ＢＤの読取りの一例を示
す平面図である。図８（Ａ）は原稿台２０上にブック原
稿ＢＤがセッティングされた状態を示し、図８（Ｂ）は
読取り画像Ｇ０を示している。
【００４７】読取り画像Ｇ０は、ブック原稿ＢＤの原稿
面の像Ｇ１、原稿台２０の像Ｇ２０、及び測距板１８に
写った像Ｇ１８から構成されている。像Ｇ１８の内の像
Ｇ１８１，１８２は、見開いた状態のブック原稿ＢＤに
おける端面（書籍における「天」と呼称される部分）の
形状を示している。像Ｇ１８の内の像Ｇ１８１，１８２
以外の部分は、測距板１８に写った背景像である。像Ｇ
１８と像Ｇ２０との境界は上述の基準線に対応し既知で
あるので、その境界と像Ｇ１８１，１８２の輪郭線との
距離（画素数）から原稿面の高さを算定することができ
る。像Ｇ１と像Ｇ２０との境界は、原稿面の下地色と原
稿台２０の色との差異を利用して容易に判別することが
できる。像Ｇ１と像Ｇ２０との境界が判れば、撮像面上
でのブック原稿ＢＤの端縁が判明する。このように画像
解析によって原稿面の高さを測定すれば、原稿台２０に
圧力センサを設けて見開いた状態のブック原稿ＢＤにお
ける左右の各側の重量を測定する場合に比べて、ページ
めくりによる左右のページ数の変化をより正確に検出す
ることもできる。
【００４８】なお、像Ｇ１の上端縁及び下端縁が湾曲し
ているのは、原稿面の高さが一定ではないからである。
つまり、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。本スキャンニング時には、予備スキャン
ニング時に得た原稿面の高さ情報に基づいて、湾曲した
像Ｇ１を原稿面の高さが一定である場合の像に補正する
画像処理（画像歪み補正）が行われる。
【００４９】図９はブックスキャナ１の信号処理系１０
０のブロック図である。ラインセンサ３１の出力は、Ａ
Ｄ変換部１０２によって例えば８ビットの画像データＤ
１０２に変換される。
【００５０】予備スキャンニング時において、画像デー
タＤ１０２は、画像メモリ１０４に一旦格納された後、
ＣＰＵ１０１に取り込まれる。ＣＰＵ１０１は、副走査
範囲を等間隔に細分化した各位置における原稿面の高さ
を画像データＤ１０２に基づいて算定し、本スキャンニ
ングの準備として画像歪み補正及び濃度補正のためのデ
ータなどを生成する。ただし、濃度補正に関するデータ
生成処理の内容は、ブック原稿ＢＤのセッティングの直
後とそれ以外とで異なる。すなわち、ブック原稿ＢＤに
対する初回の予備スキャンニングでは、副走査方向の所
定位置毎に１ライン分の画像データＤ１０２に基づいて
輝度ヒストグラムを作成し、所定の要領で下地輝度ＬB
（図１５参照）を算定する。そして、各位置の高さの測
定値と下地輝度ＬB の算定値とから光沢度ｆ（θ）を算
出し、算出値を光沢度データＤθとしてメモリ１０５に
格納する。これに対して、２回目以降の予備スキャンニ
ングでは、輝度ヒストグラムの作成を省略し、新たに測
定した原稿面の高さとメモリ１０５内の光沢度データＤ
θが示す光沢度ｆ（θ）に基づいて、副走査方向の所定
位置毎に（８）式を用いて下地輝度ＬB を算出する。こ
のように輝度ヒストグラム又は光沢度ｆ（θ）に基づい
て求められた下地輝度ＬB は、本スキャンニング時に画
像処理部１０３による濃度補正に用いられる。 本スキ
ャンニング時においては、ＡＤ変換部１０２から画像処
理部１０３へ画像データＤ１０２が送られる。画像処理
部１０３は、輝度データを濃度データに変換する処理、
原稿面の湾曲に起因する画像歪みの補正、濃度補正、原
稿を押さえたユーザーの手の像を消去するマスキングな
どの処理を担う。所定の画像処理を受けた画像データが
複写機やプリンタなどの外部装置へ出力される。
【００５１】なお、ＣＰＵ１０１は、センサ駆動部３
５、レンズ駆動部３６、及びランプ駆動部ランプ４５を
含む駆動系を制御する。センサ駆動部３５は、ラインセ
ンサ３１に対して所定のクロック信号を供給するととも
に、スキャナの駆動を担う。レンズ駆動部３６は、ＣＰ
Ｕ１０１からのＡＦ信号に従って結像レンズ３２の位置
調整を行う。ＣＰＵ１０１には、原稿センサ５３及び通
信インタフェース１２１が接続されている。通信インタ
フェース１２１は、ＣＰＵ１０１と外部装置との双方向
通信を可能にする機能を有している。
【００５２】以下、ブックスキャナ１における読取り画
像の濃度補正方法を説明する。図１０は濃度補正の内容
を示すグラフである。画像処理部１０３は、濃度補正に
先立って、撮像面の各画素の受光量を示す輝度データＤ
Ｌ（画像データＤ１０２）を、（１５）式に則して視覚
特性に見合った濃度データＤｄに変換する。
【００５３】Ｄｄ＝ｌｏｇ（１／ＤＬ） …（１５） 図１０の第２象限は、本発明に直接に関係する濃度補正
処理、すなわち主として原稿面の湾曲に起因する輝度の
不均一を補う処理の入出力関係を示している。縦軸は補
正前の濃度レベル（原稿濃度）を示し、横軸は補正後の
濃度（補正濃度）を示している。
【００５４】画像処理部１０３は、ＣＰＵ１０１から与
えられる下地輝度ＬB を対数変換した下地濃度ＤB を切
片とする１次関数を適用して、副走査方向の各ラインの
濃度データＤｄを補正する。つまり、下地濃度ＤB 以下
の濃度データＤｄは一律に出力濃度範囲（ダイナミック
レンジ）の最小値とされ、下地濃度ＤB 以上の濃度デー
タＤｄは一定係数倍されて出力される。ただし、出力濃
度範囲の最大値は固定であるので、下地濃度ＤB の大小
に応じて補正の係数が変化する。これにより、例えば新
聞紙のように黄色みをおびた色が白色（濃度０）に補正
され、出力画像において印字部と背景との濃淡が鮮明に
なる。そして、このような補正が副走査範囲を細分化し
た各位置毎に行われるので、原稿面上の部位による輝度
の差異が補われ、ブック原稿ＢＤについてもシート原稿
の読取りと同様の品質の読取り画像を出力することがで
きる。
【００５５】図１０の第１象限は、外部装置の濃度再現
特性を考慮した補正処理の入出力関係を示している。図
１０の例では、中間調の再現性を高めるために、低濃度
域と高濃度域とで変換特性が異なる非線型の補正が行わ
れる。
【００５６】なお、第２象限及び第１象限の補正は、ル
ックアップテーブルを用いて実現してもよいし、演算回
路を用いてもよい。ソフトウェアによる補正演算も可能
である。
【００５７】図１１は読取り動作のフローチャートであ
る。原稿センサ５３の出力が「原稿なし」から「原稿あ
り」に切り換わると、ユーザーが原稿を置き換えたもの
と判断してフラグをセットする（＃１，２）。電源投入
時に「原稿あり」であった場合もフラグをセットする。
【００５８】スタートキー５２がオンされると、フラグ
をセットした後の初回の読取りか否かをチェックする
（＃３，４）。初回の読取りの場合には、予備スキャン
ニング中に原稿面の高さを測定するとともに、下地輝度
ＬB の実測値を得るために輝度ヒストグラムを作成する
（＃５）。そして、光沢度ｆ（θ）を算出し、所定角度
範囲について適正な光沢度データが得られたときには本
スキャンニングを行う（＃７，８）。このときの本スキ
ャンニングでは、光沢度ｆ（θ）を算出に用いた下地輝
度ＬB の実測値を用いて濃度補正を行う。
【００５９】予備スキャンニングで適正な光沢度データ
が得られなかったときには警告表示を行う（＃９）。例
えば原稿面の光反射の指向性が鋭い（光沢度が過大）と
きには、撮像面の受光総量が減って原稿が暗く撮影され
る。これは、照明光量が低下したときと同様の現象であ
り、撮像信号のＳＮ比の減少による画質の低下を招く。
そこで光沢度の値が一定値を下回るときには、原稿を平
らに押さえ直してもらうよう、ユーザーに警告を発す
る。
【００６０】一方、２回目以降の読取りの場合には、原
稿面の高さを測定するため予備スキャンニングを実行す
る（＃１０）。高さを測定することにより、原稿面の読
取り部分と撮像面との位置関係（撮像角度δ、原稿面の
傾き）を特定することができ、読取り部分で反射して撮
像面に向かう光の進行方向と正反射方向とのずれを示す
傾き角度θが定まる。２回目以降の読取りでは、以前に
得られた光沢度データから予備スキャンニングで特定さ
れた傾き角度θに対応する光沢度を抽出し、（８）式を
用いて下地輝度ＬB を算出する（＃１１）。その後の本
スキャンニングでは、光沢度データから求めた下地輝度
ＬB を用いて濃度補正を行う。
【００６１】
【発明の効果】請求項１乃至請求項６の発明によれば、
原稿画像が２値画像であるか多値画像であるかに係わら
ず、原稿面の輝度の不均一を適切に補った良質の読取り
画像を出力することができる。
【００６２】請求項６の発明によれば、原稿面での照明
光又は外光の正反射による読取り不良の発生を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光沢を説明するための光反射の模式図である。
【図２】原稿面と撮像面との位置関係を示す図である。
【図３】定数の算出の原理を示す図である。
【図４】原稿面傾きと反射光との関係を示す図である。
【図５】正反射方向に対する反射光の傾き角度と光沢度
との関係の一例を示すグラフである。
【図６】ブックスキャナの外観を示す斜視図である。
【図７】ブック原稿をセッティングした状態を示す図で
ある。
【図８】ブック原稿の読取りの一例を示す平面図であ
る。
【図９】ブックスキャナの信号処理系のブロック図であ
る。
【図１０】濃度補正の内容を示すグラフである。
【図１１】読取り動作のフローチャートである。
【図１２】撮像系とブック原稿との位置関係の模式図で
ある。
【図１３】ブック原稿の左右方向の位置と下地輝度との
関係を示す図である。
【図１４】原稿面の左右方向と撮像の主走査方向との関
係を示す図である。
【図１５】２種の画像の輝度ヒストグラムを示す図であ
る。
【符号の説明】
１ ブックスキャナ（画像読取り装置） ２０ 原稿台 ３０ 撮像ユニット（撮像手段） ５３ 原稿センサ（原稿の置き換えの有無を検出する手
段） ８０ 空間（開放空間） １００ 信号処理系 ＢＤ ブック原稿（原稿） Ｄθ 光沢度データ（用紙光沢度データ） Ｈｎ 高さ（読取り部分の高さ方向の位置） ＬB 下地輝度（下地部分の輝度） ｎ 点（読取り部分） Ｓ２ 原稿面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原
    稿画像を電気信号に変換する撮像手段とを有し、前記原
    稿台と前記撮像手段との間に原稿のセッティングのため
    の開放空間が存在する構造の画像読取り装置における読
    取り画像の濃度補正方法であって、 原稿面内の複数箇所の輝度と高さ方向の位置とを測定
    し、それらの測定値に基づいて前記原稿面における下地
    部分の反射光の空間分布を示す用紙光沢度データを生成
    し、 その後に前記原稿面又は他の原稿面の原稿画像を読み取
    る際に、原稿面を細分化した読取り部分毎に、当該読取
    り部分が下地部分であるものと仮定したときの輝度を前
    記用紙光沢度データに基づいて算定し、算定値に応じて
    当該読取り部分に対する濃度補正量を設定することを特
    徴とする読取り画像の濃度補正方法。
  2. 【請求項２】読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原
    稿画像を電気信号に変換する撮像手段とを有し、前記原
    稿台と前記撮像手段との間に原稿のセッティングのため
    の開放空間が存在する構造の画像読取り装置における読
    取り画像の濃度補正方法であって、 原稿面内の複数箇所の輝度と高さ方向の位置とを測定
    し、それらの測定値に基づいて前記原稿面における下地
    部分の反射光の空間分布を示す用紙光沢度データを生成
    し、 その後に前記原稿面又は他の原稿面の原稿画像を読み取
    る際に、原稿面を細分化した読取り部分毎に、当該読取
    り部分が下地部分であるものと仮定したときの輝度を前
    記用紙光沢度データに基づいて算定し、算定値以上の実
    測輝度を最小濃度に対応づける変換則を適用して、当該
    読取り部分の実測輝度を濃度に変換することを特徴とす
    る読取り画像の濃度補正方法。
  3. 【請求項３】前記他の原稿面の原稿画像を読み取る際に
    は、読取り部分と前記撮像手段との位置関係を特定する
    ために、当該読取り部分の高さ方向の位置を測定する請
    求項２記載の読取り画像の濃度補正方法。
  4. 【請求項４】読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原
    稿画像を電気信号に変換する撮像手段と、前記電気信号
    を量子化して外部装置へ出力する信号処理系とを有し、
    前記原稿台と前記撮像手段との間に原稿のセッティング
    のための開放空間が存在する構造の画像読取り装置であ
    って、 前記信号処理系は、 原稿面内の複数箇所の輝度と高さ方向の位置とを測定
    し、それらの測定値に基づいて前記原稿面における下地
    部分の反射光の空間分布を示す用紙光沢度データを生成
    し、 その後に前記原稿面又は他の原稿面の原稿画像を読み取
    る際に、原稿面を細分化した読取り部分毎に、当該読取
    り部分が下地部分であるものと仮定したときの輝度を前
    記用紙光沢度データに基づいて算定し、算定値以上の実
    測輝度を最小濃度に対応づける変換則を適用して、当該
    読取り部分の実測輝度を濃度に変換することを特徴とす
    る画像読取り装置。
  5. 【請求項５】原稿の置き換えの有無を検出する手段を有
    し、 前記信号処理系は、原稿の置き換えが行われる毎に用紙
    光沢度データを生成し、新たに生成した用紙光沢度デー
    タを既存の用紙光沢度データに代えて輝度の算定に用い
    る請求項４記載の画像読取り装置。
  6. 【請求項６】前記信号処理系は、適正な用紙光沢度デー
    タが得られなかった場合に、その旨を操作者に知らせる
    表示機能を有する請求項４又は請求項５記載の画像読取
    り装置。
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