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技術 画像読み取り装置、画像読み取り方法及びプログラム

出願人 株式会社リコー
発明者 高橋優貴
出願日 2016年8月12日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2016-158724
公開日 2018年2月15日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2018-026754
状態 特許登録済
技術分野 FAXの走査装置 FAX原画の編集 スタジオ装置
主要キーワード 主記憶デバイス 光学中心点 補助記憶デバイス 電源投入指示 比較画像内 画像処理チップ ページ面 ページ端
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

スキャン画像可読性を向上させる。

解決手段

第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出手段と、前記算出手段により算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域座標を変換する変換手段と、前記変換手段により各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力手段とを有する。

概要

背景

従来より、書物等のような複数のページからなる原稿スキャンするのに適した、ブックスキャナと呼ばれる画像読み取り装置が知られている。当該画像読み取り装置は、原稿台の上方に撮像部が配置されており、原稿をスキャンする際に、ユーザは原稿台に対してスキャン面を上向きにした状態でセットすることができる。このため、原稿を複数ページにわたってスキャンする必要がある場合でも、ページをめくる際に原稿を引っくり返す手間が省け、ユーザにとっては利便性が高い。

一方で、当該画像読み取り装置の場合、スキャン画像可読性が低いという問題がある。原稿台に対してスキャン面を上向きにしてセットした場合、スキャン面の湾曲矯正されずにスキャンされるため、スキャン画像に歪みが発生するからである。また、スキャン面のサイズが同じであっても、原稿の厚みに起因して原稿台からスキャン面までの距離が変化するため、スキャン画像のサイズが均一にならないからである。

これに対して、例えば、下記特許文献1では、スキャン面の3次元形状を算出し、湾曲したスキャン面を平面に投影する座標変換を行うことで、スキャン画像の歪みを補正する構成が提案されている。

概要

スキャン画像の可読性を向上させる。 第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出手段と、前記算出手段により算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域座標を変換する変換手段と、前記変換手段により各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力手段とを有する。

目的

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、スキャン画像の可読性を向上させることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出手段と、前記算出手段により算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域座標を変換する変換手段と、前記変換手段により各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力手段とを有することを特徴とする画像読み取り装置

請求項2

前記算出手段は、前記第1画像の各画素領域の座標に対応する、前記第2画像の各対応画素領域の座標を特定し、前記変換手段は、前記所定値及び前記第2画像の各対応画素領域の座標を用いて、前記第1画像の各画素領域の座標を変換することを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。

請求項3

前記変換手段は、前記所定値をZ'、前記第1の撮像装置と前記第2の撮像装置との基線長をb、前記第1の撮像装置及び前記第2の撮像装置の焦点距離をf、前記第1画像の画素領域の第1の軸に対する座標をu、前記第2画像の対応画素領域の第1の軸に対する座標をu'とした場合、前記第1画像の画素領域の変換後の第1の軸に対する座標ucを、に基づいて算出することを特徴とする請求項2に記載の画像読み取り装置。

請求項4

前記変換手段は、前記所定値をZ'、前記第1の撮像装置と前記第2の撮像装置との基線長をb、前記第1の撮像装置及び前記第2の撮像装置の焦点距離をf、前記第1画像の画素領域の第2の軸に対する座標をv、前記第2画像の対応画素領域の第2の軸に対する座標をv'とした場合、前記第1画像の画素領域の変換後の第2の軸に対する座標vcを、に基づいて算出することを特徴とする請求項2に記載の画像読み取り装置。

請求項5

前記第1の撮像装置と、前記第2の撮像装置と、を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。

請求項6

第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出工程と、前記算出工程において算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域の座標を変換する変換工程と、前記変換工程において各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力工程とを有することを特徴とする画像読み取り方法

請求項7

第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出工程と、前記算出工程において算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域の座標を変換する変換工程と、前記変換工程において各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、画像読み取り装置画像読み取り方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

従来より、書物等のような複数のページからなる原稿スキャンするのに適した、ブックスキャナと呼ばれる画像読み取り装置が知られている。当該画像読み取り装置は、原稿台の上方に撮像部が配置されており、原稿をスキャンする際に、ユーザは原稿台に対してスキャン面を上向きにした状態でセットすることができる。このため、原稿を複数ページにわたってスキャンする必要がある場合でも、ページをめくる際に原稿を引っくり返す手間が省け、ユーザにとっては利便性が高い。

0003

一方で、当該画像読み取り装置の場合、スキャン画像可読性が低いという問題がある。原稿台に対してスキャン面を上向きにしてセットした場合、スキャン面の湾曲矯正されずにスキャンされるため、スキャン画像に歪みが発生するからである。また、スキャン面のサイズが同じであっても、原稿の厚みに起因して原稿台からスキャン面までの距離が変化するため、スキャン画像のサイズが均一にならないからである。

0004

これに対して、例えば、下記特許文献1では、スキャン面の3次元形状を算出し、湾曲したスキャン面を平面に投影する座標変換を行うことで、スキャン画像の歪みを補正する構成が提案されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記構成の場合、原稿の厚みに起因して発生するスキャン画像のサイズの不均一を補正することまでは実現されておらず、可読性について更なる改善の余地がある。

0006

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、スキャン画像の可読性を向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の各実施形態に係る画像読み取り装置は、以下のような構成を有する。即ち、
第1の撮像装置により撮影された第1画像と、第2の撮像装置により撮影された第2画像とに基づいて、該第1の撮像装置から撮影対象までの距離を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出される距離が所定値になるように、前記第1画像の各画素領域座標を変換する変換手段と、
前記変換手段により各画素領域の座標が変換された前記第1画像を出力する出力手段とを有することを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明の各実施形態によれば、スキャン画像の可読性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0009

画像読み取り装置の外観構成の一例を示す図である。
画像読み取り装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
スキャン面の各位置までの距離を示す第1の図である。
スキャン面の各位置までの距離を示す第2の図である。
スキャン面の各位置までの距離を示す第3の図である。
画像読み取り装置のスキャン処理方法を説明するための図である。
スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を示す図である。
スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を、y軸方向から見た様子を示す図である。
スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を、x軸方向から見た様子を示す図である。
画像読み取り装置の機能構成を示す図である。
スキャン処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0010

以下、各実施形態の詳細について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

0011

[実施形態]
<1.画像読み取り装置の外観構成>
はじめに、一実施形態に係る画像読み取り装置の外観構成について説明する。図1は、画像読み取り装置の外観構成の一例を示す図である。

0012

図1に示すように画像読み取り装置100は、撮像ユニット110と、支持アーム120と、本体部130とを有する。

0013

撮像ユニット110は、第1の撮像装置111と第2の撮像装置112とを有する。第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112は、本体部130の上面に形成された原稿台133に対して平行に配置されている。また、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112は、原稿台133にセットされる書物等の複数のページからなる原稿150、160を撮影する。なお、原稿150及び原稿160は、厚みの異なる書物であり、本実施形態において、ユーザは、それぞれの原稿150、160について、複数ページにわたってスキャンを行うものとする。

0014

支持アーム120は、原稿台133の上方に撮像ユニット110を配置するために、本体部130から上方に向かって延びる部材である。支持アーム120により、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112は、原稿台133に対してスキャン面151、161を上向きにしてセットした原稿150、160を、上方から撮影することができる。なお、スキャン面151、161とは、原稿150及び原稿160の各ページのうち、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112により撮影される撮影対象(ページ面)を指す。

0015

本体部130は、ユーザが各種指示(電源投入指示電源遮断指示、スキャン指示等)を入力するための操作部131と、画像読み取り装置100の内部状態を表示する表示部132とを有する。ユーザが操作部131を介して各種指示を入力することで、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112は、原稿台133にセットされた原稿150または原稿160のスキャン面151または161を撮影する。

0016

なお、本実施形態では、第1の撮像装置111と第2の撮像装置112とを結ぶ直線に平行な方向を、x軸方向とする。また、原稿台133に平行であって、x軸に直交する方向を、y軸方向とする。更に、原稿台133に直交する方向を、z軸方向とする。

0017

<2.画像読み取り装置のハードウェア構成>
次に、画像読み取り装置100のハードウェア構成について説明する。図2は、画像読み取り装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。

0018

図2に示すように、画像読み取り装置100は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203を備える。CPU201、ROM202、RAM203は、いわゆるコンピュータを形成する。更に、画像読み取り装置100は、補助記憶部204、第1の撮像装置111、第2の撮像装置112、操作部131、表示部132、接続部205を備える。なお、画像読み取り装置100の各部は、バス206を介して相互に接続されている。

0019

CPU201は、補助記憶部204に格納された各種プログラム(例えば、スキャン処理プログラム)を実行するデバイスである。

0020

ROM202は不揮発性主記憶デバイスである。ROM202は、補助記憶部204に格納された各種プログラムを、CPU201が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、BIOS(Basic Input/Output System)やEFI(Extensible Firmware Interface)等のブートプログラムなどを格納する。

0021

RAM203は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)等の揮発性の主記憶デバイスである。RAM203は、補助記憶部204に格納された各種プログラムがCPU201によって実行される際に展開される、作業領域を提供する。

0022

補助記憶部204は、CPU201により実行される各種プログラムや、CPU201が各種プログラムを実行することで生成したデータ(例えば、スキャン画像等)を格納する補助記憶デバイスである。

0023

第1の撮像装置111は、原稿150または160を撮影することで画像を生成する。本実施形態において、第1の撮像装置111により撮影された第1画像を"基準画像"と称する。

0024

第2の撮像装置112は、原稿150または160を撮影することで画像を生成する。本実施形態において、第2の撮像装置112により撮影された第2画像を、"比較画像"と称する。

0025

操作部131は、ユーザが画像読み取り装置100に対して各種指示を入力する際に用いる操作デバイスである。表示部132は、画像読み取り装置100の内部状態を表示する表示デバイスである。接続部205は、外部機器と接続するための接続デバイスである。画像読み取り装置100において生成され、補助記憶部204に格納されたデータ(例えば、スキャン画像等)は、接続部205を介して外部機器に出力することが可能である。

0026

<3.スキャン処理方法の説明>
次に、画像読み取り装置100によるスキャン処理方法について説明する。

0027

(1)スキャン面の各位置までの距離
はじめに、原稿150を原稿台133にセットした状態における、スキャン面151の各位置と第1の撮像装置111との間の距離について図3を用いて説明する。図3は、スキャン面の各位置までの距離を示す第1の図である。

0028

このうち、図3(a)は、原稿150を原稿台133にセットした状態を、原稿台133の上方から見た様子を示している。また、図3(b)は、原稿150を原稿台133にセットした状態のA−A断面(図3(a)参照)を、原稿台133の側面(y軸方向)から見た様子を示している。

0029

図3(b)に示すように、原稿台133に対してスキャン面151を上向きにして原稿150をセットした場合、スキャン面151の湾曲が矯正されない。このため、原稿台133からの高さは、ページ端部301、302及び背表紙部303において低くなる。一方、ページ中央部304、305において高くなる。

0030

したがって、第1の撮像装置111からスキャン面151までの距離をグラフ化すると、図3(c)に示すように、ページ端部301、302及び背表紙部303に対応する位置において、距離が長くなる(グラフ300参照)。一方、ページ中央部304、305に対応する位置において距離が短くなる(グラフ300参照)。

0031

続いて、原稿150よりも厚さが厚い原稿160を原稿台133にセットした状態における、スキャン面161の各位置と第1の撮像装置111との間の距離について図4図5を用いて説明する。図4は、スキャン面の各位置までの距離を示す第2の図である。図4の例は、原稿160の全ページのうち、真ん中近辺のページを開いた状態で原稿台133にセットした様子を示している。

0032

図4(a)は、原稿160を原稿台133にセットした状態を、原稿台133の上方から見た様子を示している。また、図4(b)は、原稿160を原稿台133にセットした場合のA−A断面(図4(a)参照)を、原稿台133の側面(y軸方向)から見た様子を示している。

0033

図4(b)に示すように、原稿台133に対してスキャン面161を上向きにして原稿160をセットした場合、図3(b)同様、スキャン面161の湾曲が矯正されない。このため、原稿台133からの高さは、ページ端部401、402及び背表紙部403において低くなる。一方、ページ中央部404、405において高くなる。加えて、原稿150よりも厚さが厚いため、原稿150をセットした場合の原稿台133からの高さと比較して、対応する部分の高さが、いずれも高くなる。

0034

したがって、第1の撮像装置111からスキャン面161までの距離をグラフ化すると、図4(c)に示すように、ページ端部401、402及び背表紙部403に対応する位置において、距離が長くなる(グラフ400参照)。一方、ページ中央部404、405に対応する位置において距離が短くなる(グラフ400参照)。また、原稿150をセットした場合の第1の撮像装置111からスキャン面151の各位置までの距離(グラフ300参照)と比較して、対応する位置までの距離が、全体的に短くなる(グラフ400参照)。

0035

同様に、図5は、スキャン面の各位置までの距離を示す第3の図であり、原稿160の全ページのうち、最初または最後のページを開いた状態で原稿台133にセットした様子を示している。

0036

図5(b)に示すように、原稿台133に対してスキャン面161'を上向きにして原稿160をセットした場合、図3(b)、図4(b)同様、スキャン面161'の湾曲が矯正されない。このため、原稿台133からの高さは、ページ端部501、502及び背表紙部503において低くなる。一方、ページ中央部504、505において高くなる。加えて、原稿160の真ん中のページを開いた状態で原稿台133にセットした場合の原稿台133からの高さ(図4(b)のスキャン面161の原稿台133からの高さ)と比較して、対応する部分の高さが、いずれも高くなる。

0037

したがって、第1の撮像装置111からスキャン面161'までの距離をグラフ化すると、図5(c)に示すように、ページ端部501、502及び背表紙部503に対応する位置において距離が長くなる(グラフ500参照)。一方、ページ中央部504、505に対応する位置において距離が短くなる(グラフ500参照)。また、原稿160の真ん中のページを開いた状態でセットした場合の第1の撮像装置111からスキャン面161の各位置までの距離(グラフ400参照)と比較して、対応する位置までの距離が、全体的に短くなる(グラフ500参照)。

0038

図3乃至図5の例示から明らかなように、第1の撮像装置111からスキャン面の各位置までの距離は、スキャン面が湾曲していた場合、同一原稿同一ページ内であってもスキャン面の位置によって異なる。このため、スキャン面が湾曲していた場合、通常は、スキャン画像に歪みが発生する。

0039

また、厚みの異なる原稿同士間においては、スキャン面のサイズが同じで、かつ、スキャン面内での比較する位置が同じであっても、第1の撮像装置111からの距離は異なる。更に、原稿の厚みが厚い場合においては、同一原稿であっても、開くページが異なれば、スキャン面内の比較する位置が同じであっても、第1の撮像装置111からの距離は異なる。このため、通常は、原稿の厚みに起因してスキャン画像のサイズは不均一になる。

0040

(2)スキャン処理方法
本実施形態における画像読み取り装置100は、スキャン面の湾曲に伴うスキャン画像の歪みを補正するとともに、原稿の厚みに起因して発生するスキャン画像のサイズの不均一を補正する。以下、本実施形態における画像読み取り装置100のスキャン処理方法について説明する。

0041

図6は、画像読み取り装置のスキャン処理方法を説明するための図である。このうち、図6(a)は、原稿150に対して画像読み取り装置100のスキャン処理方法を適用した場合に算出される、スキャン面151の各位置の座標を示している(説明の便宜上、3次元ではなく断面図で示している)。

0042

図6(a)に示すように、適用前のスキャン面151の各位置までの距離は、グラフ300に示すとおり、x軸方向の各位置によって異なっている。これに対して、画像読み取り装置100では、まず、スキャン面151を所定の平面に投影する第1の座標変換を行うことで、スキャン画像の歪みを補正する(グラフ610参照)。なお、3次元形状のスキャン面151を所定の2次元形状の平面に投影する第1の座標変換は、既知座標変換方法を用いるものとする。

0043

続いて、画像読み取り装置100では、第2の座標変換を行うことで、スキャン面151の各位置までの距離を所定値(距離Z')にする(グラフ611参照)。

0044

換言すると、画像読み取り装置100では、スキャン処理方法を適用した後のスキャン面151の各位置までの距離が、グラフ611に示す所定値(距離Z')になるように、基準画像の各画素領域の座標を変換する。

0045

これにより、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、基準画像について、スキャン面151の湾曲に起因するスキャン画像の歪みを補正することができるとともに、スキャン面151までの距離を所定値(距離Z')にすることができる。

0046

図6(b)は、原稿160に対して画像読み取り装置100のスキャン処理方法を適用した場合に算出される、スキャン面161の各位置の座標を示している。

0047

図6(b)に示すように、適用前のスキャン面161の各位置までの距離は、グラフ400に示すとおり、x軸方向の各位置によって異なっている。これに対して、画像読み取り装置100では、まず、スキャン面161を所定の平面に投影する第1の座標変換を行うことで、スキャン画像の歪みを補正する(グラフ620参照)。続いて、画像読み取り装置100では、第2の座標変換を行うことで、スキャン面161の各位置までの距離を所定値(距離Z')にする(グラフ621参照)。

0048

換言すると、画像読み取り装置100では、スキャン処理方法を適用した後のスキャン面161の各位置までの距離が、グラフ621に示す所定値(距離Z')になるように、基準画像の各画素領域の座標を変換する。

0049

これにより、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、基準画像について、スキャン面161の湾曲に起因するスキャン画像の歪みを補正することができるとともに、スキャン面161までの距離を所定値(距離Z')にすることができる。

0050

また、第1の座標変換後のスキャン面161の各位置までの距離は、グラフ620に示すとおり、第1の座標変換後のスキャン面151の各位置までの距離(グラフ610)よりも、全体的に短かった。これに対して、第2の座標変換後のスキャン面161の各位置までの距離は、グラフ611とグラフ621との対比から明らかなように、第2の座標変換後のスキャン面151の各位置までの距離と等しくなる。

0051

つまり、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、原稿の厚さが異なり、スキャン面までの距離が異なる場合であっても、スキャン面のサイズが同じであれば、両者のスキャン画像のサイズを均一にすることができる。

0052

図6(c)は、原稿160に対して画像読み取り装置100のスキャン処理方法を適用した場合の、スキャン面161'の各位置の座標を示している。

0053

図6(c)に示すように、適用前のスキャン面161'の各位置までの距離は、グラフ500に示すとおり、x軸方向の各位置によって異なっている。これに対して、画像読み取り装置100では、まず、スキャン面161'を所定の平面に投影する第1の座標変換を行うことで、スキャン画像の歪みを補正する(グラフ630参照)。続いて、画像読み取り装置100では、第2の座標変換を行うことで、スキャン面161'の各位置までの距離を所定値(距離Z')にする(グラフ631参照)。

0054

換言すると、画像読み取り装置100では、スキャン処理方法を適用した後のスキャン面161'の各位置までの距離が、グラフ631に示す所定値(距離Z')になるように、基準画像の各画素領域の座標を変換する。

0055

これにより、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、基準画像について、スキャン面161'の湾曲に起因するスキャン画像の歪みを補正することができるとともに、スキャン面161'までの距離を所定値(距離Z')にすることができる。

0056

また、第1の座標変換後のスキャン面161'の各位置までの距離は、グラフ630に示すとおり、第1の座標変換後のスキャン面161の各位置までの距離(グラフ620)よりも、全体的に短かった。これに対して、第2の座標変換後のスキャン面161'の各位置までの距離は、グラフ621とグラフ631との対比から明らかなように、第2の座標変換後のスキャン面161の各位置までの距離と等しくなる。

0057

つまり、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、原稿の厚さが厚く、ページごとにスキャン面までの距離が異なる場合であっても、スキャン面のサイズが同じであれば、両者のスキャン画像のサイズを均一にすることができる。

0058

<4.座標の変換方法の説明>
次に、画像読み取り装置100のスキャン処理方法による、基準画像の各画素領域の座標の変換方法(第2の座標変換の方法)について説明する。図7は、スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を示す図である。なお、ここでいうスキャン面上の点Pとは、基準画像及び比較画像に対して第1の座標変換が行われた後の、基準画像内の所定の画素領域と、当該所定の画素領域に対応する比較画像内対応画素領域とに基づいて算出される位置の点を指すものとする。つまり、スキャン面上の点Pは、図6(a)〜(c)のグラフ610、620、630上のいずれかの点である。

0059

図7において、面701は、第1の撮像装置111の撮像面を示しており、面702は、第2の撮像装置112の撮像面を示している。なお、撮像面701、撮像面702上の各軸のうち、x軸に平行な軸を第1の軸と称し、y軸に平行な軸を第2の軸と称する。また、図7において、点711は、第1の撮像装置111の光学中心点を示しており、点712は、第2の撮像装置112の光学中心点を示している。

0060

更に、図7において、撮像面701上の点721と光学中心点711との間の距離fは、第1の撮像装置111の焦点距離を示しており、撮像面702上の点722と光学中心点712との間の距離fは、第2の撮像装置112の焦点距離を示している。また、光学中心点711と光学中心点712との間の距離bは、基線長を示している。

0061

なお、第1の座標変換が行われた後の、基準画像内の任意の画素領域の点を、点p(座標=(u,v))とする。また、点pに対応する比較画像内の対応画素領域の点を、点p'(座標=(u',v'))とする。また、点pと点p'とに基づいて算出される、スキャン面上の点Pの座標を、(X,Y,Z)とする。

0062

ここで、画像読み取り装置100のスキャン処理方法を適用し、点P(座標=(X,Y,Z))が点P'(座標=(X,Y,Z'))の位置にくるように(距離Z'になるように)、基準画像の画素領域の点pの座標を変換したとする(第2の座標変換)。

0063

この場合、撮像面701上の点p(座標=(u,v))は、点pc(座標=(uc,vc))に変換されることになる。

0064

つまり、画像読み取り装置100のスキャン処理方法において、スキャン面の各位置までの距離が所定値(例えば、距離Z')になるように、基準画像の各画素領域(点p)の座標を変換することは、点pcの座標を算出することに他ならない。

0065

以下、撮像面701上の基準画像内の画素領域の点pに対する第2の座標変換後の点pcの座標(uc,vc)の算出方法について説明する。

0066

<5.点pcの座標の算出方法>
(1)点pcの座標ucの算出方法
図8は、スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を、y軸方向から見た様子を示す図である。具体的には、図8は、第2の座標変換の前後のスキャン面151上の点P、点P'の位置と、第2の座標変換の前後の撮像面701、702上の点p、点pc、点p'の第1の軸に対する座標u、uc、u'との関係を示している。

0067

図8から明らかなように、焦点距離f、撮像面701上の点pの第1の軸に対する座標u、スキャン面上の点Pの座標X、Zの間には、下式(1)の関係がある。

0068

したがって、点Pの座標Xは、下式(2)により表すことができる。

0069

また、図8から明らかなように、焦点距離f、撮像面701上の第2の座標変換後の点pcの第1の軸に対する座標uc、第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標X及びZ'(=距離Z')の間には、下式(3)の関係がある。

0070

したがって、点pcの第1の軸に対する座標ucは、下式(4)により表すことができる。

0071

更に、上式(4)に、上式(2)を代入することで、下式(5)が導き出される。

0072

ここで、距離Zは、点pと点p'との視差(u−u')、焦点距離f、基線長bに基づいて、下式(6)により求めることができる。

0073

以上のことから、撮像面701上の第2の座標変換後の点pcの第1の軸に対する座標ucは、以下の変数を用いて下式(7)により表すことができる。
・第2の座標変換前の撮像面701上の点pの第1の軸に対する座標u、
・第2の座標変換前の撮像面702上の点p'の第1の軸に対する座標u'、
・基線長b、
・焦点距離f、
・第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標(=距離Z')。

0074

なお、本実施形態において第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標(=距離Z')は、固定値であるとする。

0075

(2)点pcの座標vcの算出方法
図9は、スキャン面上の点Pの位置と撮像面上の座標との関係を、x軸方向から見た様子を示す図である。具体的には、図9は、第2の座標変換の前後のスキャン面151上の点P、点P'の位置と、第2の座標変換の前後の撮像面701上の点p、pcの第2の軸に対する座標v、vcとの関係を示している。

0076

図9から明らかなように、焦点距離f、撮像面701上の点pの第2の軸に対する座標v、スキャン面上の点Pの座標Y、Zの間には、下式(8)の関係がある。

0077

したがって、点Pの座標Yは、下式(9)により表すことができる。

0078

また、図9から明らかなように、焦点距離f、撮像面701上の第2の座標変換後の点pcの第2の軸に対する座標vc、第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標Y及びZ'(=距離Z')の間には、下式(10)の関係がある。

0079

したがって、点pcの第2の軸に対する座標vcは、下式(11)により表すことができる。

0080

更に、上式(11)に、上式(9)を代入することで、下式(12)が導き出される。

0081

ここで、距離Zは、上式(6)に示したように、点pと点p'との視差(u−u')、焦点距離f、基線長bに基づいて表すことができる。

0082

以上のことから、撮像面701上の第2の座標変換後の点pcの第2の軸に対する座標vcは、以下の変数を用いて下式(13)により表すことができる。
・第2の座標変換前の撮像面701上の点pの第2の軸に対する座標v、
・第2の座標変換前の撮像面701上の点pの第1の軸に対する座標u、
・第2の座標変換前の撮像面702上の点p'の第1の軸に対する座標u'、
・基線長b、
・焦点距離f、
・第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標(=距離Z')。

0083

なお、上述したとおり、本実施形態において第2の座標変換後のスキャン面上の点P'の座標(=距離Z')は、固定値であるとする。

0084

(3)第2の座標変換後のサイズ
上式(7)及び(13)により、撮像面701上の第2の座標変換後の点pc(座標=(uc,vc))を算出することで、撮像面701上の1画素(Δu、Δv)あたりの長さは、下式(14−1)、(14−2)のように統一することができる。

0085

この結果、画像読み取り装置100のスキャン処理方法によれば、原稿の厚さが厚く、ページごとにスキャン面までの距離が異なる場合であっても、スキャン面のサイズが同じであれば、両者のスキャン画像のサイズを均一にすることができる。

0086

<6.画像読み取り装置の機能構成>
次に、画像読み取り装置100の機能構成について説明する。図10は、画像読み取り装置の機能構成を示す図である。画像読み取り装置100は、補助記憶部204に格納されたスキャン処理プログラムが実行されることで、スキャン処理部として機能する。

0087

スキャン処理部1000は、ユーザインタフェース部1001、基準画像取得部1002、比較画像取得部1003、距離データ算出部1004、第1の座標変換部1005、第2の座標変換部1006、画像処理部1007、画像出力部1008を有する。

0088

ユーザインタフェース部1001は、操作部131を介してユーザにより入力されたスキャン指示を受け付け、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112に撮影指示を送信する。また、ユーザインタフェース部1001は、基準画像取得部1002及び比較画像取得部1003に取得指示通知する。

0089

基準画像取得部1002は、ユーザインタフェース部1001より取得指示が通知されると、第1の撮像装置111により撮影された基準画像を第1の撮像装置111より取得する。基準画像取得部1002は、取得した基準画像を距離データ算出部1004と、第1の座標変換部1005とに通知する。

0090

比較画像取得部1003は、ユーザインタフェース部1001より取得指示が通知されると、第2の撮像装置112により撮影された比較画像を第2の撮像装置112より取得する。比較画像取得部1003は、取得した比較画像を距離データ算出部1004に通知する。

0091

距離データ算出部1004は、算出手段の一例であり、基準画像取得部1002より通知された基準画像と、比較画像取得部1003より通知された比較画像とを用いて、基準画像の各画素領域の視差を演算する。なお、比較画像と基準画像とを用いて、基準画像の各画素領域の視差を演算する方法は既知であるため、ここでは説明を省略する。

0092

また、距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域の視差を演算する際に算出した、比較画像の対応画素領域を特定する。

0093

また、距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域の視差に基づいて、基準画像の各画素領域に対応するスキャン面上の各位置までの距離を算出する。例えば、距離データ算出部1004は、基準画像の所定の画素領域の点に対応するスキャン面上の点までの距離を、上式(6)と同様の式に基づいて算出する。これにより、スキャン面の3次元形状を導出することができる。

0094

距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域に対応するスキャン面上の各位置までの距離を、基準画像の各画素領域(例えば、点p)と対応付けて、第1の座標変換部1005に通知する。つまり、距離データ算出部1004は、スキャン面の3次元形状を、第1の座標変換部1005に通知する。

0095

また、距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域(例えば、点p)に対応する、比較画像内の各対応画素領域(点p')の座標を、基準画像の各画素領域の座標と対応付けて、第1の座標変換部1005に通知する。

0096

第1の座標変換部1005は、距離データ算出部1004より通知された、スキャン面の3次元形状を、所定の2次元形状の平面に投影する第1の座標変換を行うことで、基準画像の各画素領域の座標及び比較画像内の各対応画素領域の座標を変換する。

0097

また、第1の座標変換部1005は、第1の座標変換後の基準画像の各画素領域(例えば、点p)の座標((u,v))と、比較画像内の各対応画素領域(点p')の座標((u'v'))とを対応付けて、第2の座標変換部1006に通知する。

0098

更に、第1の座標変換部1005は、第1の座標変換後の基準画像を、第2の座標変換部1006に通知する。

0099

第2の座標変換部1006は、変換手段の一例である。第2の座標変換部1006は、基準画像の各画素領域(例えば、点p)の座標((u,v))と、各対応画素領域(点p')の座標((u',v'))とを用いて、基準画像の各画素領域について、第2の座標変換を行う((uc,vc))。なお、基準画像の各画素領域の第2の座標変換は、上式(7)及び(13)に基づいて行う。

0100

第2の座標変換部1006は、更に、第2の座標変換後の座標(例えば、(uc,vc))に基づいて、基準画像を補正し、第2の座標変換後の基準画像を生成する。第2の座標変換部1006は、第2の座標変換後の基準画像を画像処理部1007に通知する。

0101

画像処理部1007は、第2の座標変換部1006より通知された、第2の座標変換後の基準画像について、画素間の補間処理ノイズ除去等の各種画像処理を行い、画像処理後の基準画像を画像出力部1008に通知する。

0102

画像出力部1008は、出力手段の一例であり、画像処理部1007より通知された画像処理後の基準画像を、スキャン画像として出力する。なお、スキャン画像の出力先は、画像読み取り装置100内の補助記憶部204であってもよいし、画像読み取り装置100外の外部機器であってもよい。画像読み取り装置100外の外部機器には、例えば、携帯端末、PC(Personal Computer)等の情報処理装置や、プリンタMFP(Multi-Function Peripheral)等の画像形成装置が含まれる。画像出力部1008が、情報処理装置にスキャン画像を出力する場合、画像読み取り装置100と当該情報処理装置とは、スキャナシステムを形成することになる。また、画像出力部1008が、画像形成装置にスキャン画像を出力する場合、画像読み取り装置100と当該画像形成装置とは、コピーシステムを形成することになる。

0103

<7.スキャン処理の流れ>
次に、画像読み取り装置100によるスキャン処理の流れについて説明する。図11は、スキャン処理の流れを示すフローチャートである。図11に示すフローチャートは、ユーザにより画像読み取り装置100の電源投入されることで、処理が開始される。

0104

テップS1101において、ユーザインタフェース部1001は、操作部131がユーザからのスキャン指示を受け付けたか否かを判定する。ユーザからのスキャン指示を受け付けていないと判定した場合には(ステップS1101においてNoの場合には)、スキャン指示を受け付けたと判定するまで待機する。なお、ユーザは、スキャン指示を入力する前に、原稿台133に、所定のページを開いた状態で原稿150等をセットしているものとする。

0105

一方、スキャン指示を受け付けたと判定した場合には(ステップS1101においてYesの場合には)、ステップS1102に進む。ステップS1102において、ユーザインタフェース部1001は、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112に対して、撮影指示を通知する。これにより、第1の撮像装置111及び第2の撮像装置112は撮影を行い、それぞれ、基準画像及び比較画像を生成する。

0106

ステップS1103において、基準画像取得部1002は、第1の撮像装置111により生成された基準画像を取得し、距離データ算出部1004及び第1の座標変換部1005に通知する。また、比較画像取得部1003は、第2の撮像装置112により生成された比較画像を取得し、距離データ算出部1004に通知する。

0107

ステップS1104において、距離データ算出部1004は、基準画像取得部1002より通知された基準画像と、比較画像取得部1003より通知された比較画像とを用いて、基準画像の各画素領域の視差を演算する。また、距離データ算出部1004は、演算した視差に基づいて、基準画像の各画素領域に対応するスキャン面の各位置までの距離を算出する。これにより、距離データ算出部1004は、スキャン面の3次元形状を取得することができる。更に、距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域と対応付けて、算出したスキャン面の各位置までの距離を、第1の座標変換部1005に通知する。

0108

ステップS1105において、距離データ算出部1004は、視差を演算する際に算出した、基準画像の各画素領域(例えば、点p)に対応する、比較画像内の各対応画素領域(点p')の座標を特定する。また、距離データ算出部1004は、基準画像の各画素領域(点p)と対応付けて、特定した各対応画素領域(点p')の座標を、第1の座標変換部1005に通知する。

0109

ステップS1106において、第1の座標変換部1005は、距離データ算出部1004より通知された、スキャン面の3次元形状を、所定の2次元形状の平面に投影する第1の座標変換を行う。これにより、基準画像の各画素領域(例えば、点p)の座標及び比較画像内の各対応画素領域(点p')の座標を変換する。

0110

また、第1の座標変換部1005は、第1の座標変換後の基準画像の各画素領域(例えば、点p)の座標((u,v))と、比較画像内の各対応画素領域(点p')の座標((u'v'))とを対応付けて、第2の座標変換部1006に通知する。

0111

ステップS1107において、第2の座標変換部1006は、第1の座標変換後の基準画像及び比較画像を用いて、第1の座標変換後の基準画像について、第2の座標変換を行う。具体的には、第2の座標変換部1006は、第1の座標変換後の基準画像の各画素領域(例えば、点p)の座標((u,v))と、第1の座標変換後の比較画像の各対応画素領域(点p')の座標((u',v'))とを用いて、第2の座標変換を行う。これにより、第2の座標変換部1006は、第1の座標変換後の基準画像の各画素領域の座標を変換する(点pc(uc,vc)を算出する)。

0112

また、第2の座標変換部1006は、第2の座標変換後の座標(例えば、(uc,vc))に基づいて、基準画像を補正し、第2の座標変換後の基準画像を生成する。第2の座標変換部1006は、第2の座標変換後の基準画像を画像処理部1007に通知する。

0113

ステップS1108において、画像処理部1007は、第2の座標変換後の基準画像に対して、画素間の補間処理、ノイズ除去等の各種画像処理を行う。

0114

ステップS1109において、画像出力部1008は、各種画像処理が行われた基準画像を、スキャン画像として出力する。

0115

ステップS1110において、ユーザインタフェース部1001は、スキャン終了の指示を受け付けたか否かを判定する。ユーザインタフェース部1001では、例えば、画像読み取り装置100の操作部131に対して電源を遮断する操作をユーザが行ったか否かに基づいて、スキャン終了の指示を受け付けたか否かを判定する。

0116

ステップS1110において、スキャン終了の指示を受け付けていないと判定した場合(ステップS1110においてNoの場合)、ステップS1101に戻り、再び、スキャン指示があるまで待機する。この間に、ユーザが、次のページを開き、スキャン指示を入力すると、スキャン処理部1000では、ステップS1102からステップS1109の処理を実行する。

0117

一方、ステップS1110において、スキャン終了の指示を受け付けたと判定した場合(ステップS1110においてYesの場合)、スキャン処理を終了する。

0118

<8.まとめ>
以上の説明から明らかなように、本実施形態における画像読み取り装置100は、
・基準画像を撮影する第1の撮像装置と、比較画像を撮影する第2の撮像装置とを有し、撮影した基準画像と比較画像とを用いて、第1の撮像装置からスキャン面までの距離を算出する。
・算出した距離に基づいて導出されるスキャン面の3次元形状を、所定の2次元形状の平面に投影する第1の座標変換を行う。
・第1の座標変換後の基準画像の各画素領域について、スキャン面までの距離が所定値になるように第2の座標変換を行い、第2の座標変換後の基準画像を生成することで、スキャン画像を出力する。

0119

これにより、スキャン面の湾曲に伴うスキャン画像の歪みを補正するとともに、原稿の厚みに起因して発生するスキャン画像のサイズの不均一を補正することが可能になる。

0120

この結果、スキャン画像の可読性を向上させることができる。

0121

[他の実施形態]
上記実施形態では、スキャン処理プログラムを実行することで、スキャン処理部1000の各部の機能を実現するものとして説明した。しかしながら、スキャン処理部1000の各部が有する機能の一部または全部を、第1の撮像装置111が実現するように構成してもよい。この場合、第1の撮像装置111に、例えば、専用の画像処理チップを配し、当該画像処理チップにおいて、スキャン処理部1000の各部が有する機能の一部または全部を実現する。なお、スキャン処理部1000の各部が有する機能の全部を、第1の撮像装置111が実現するように構成した場合、画像読み取り装置100は、本体部130を有している必要はなく、撮像ユニット110が含まれていれば足りる。

0122

また、上記実施形態では、スキャン面151、161、161'の第2の座標変換後の各位置までの距離Z'を固定値として説明した。しかしながら、距離Z'は、第1の座標変換前のスキャン面151、161、161'の各位置までの距離の平均値最小値、あるいは最大値により決定してもよい。あるいは、ユーザの指示に基づいて決定するようにしてもよい。

0123

また、上記実施形態では、第1の撮像装置111により撮影された画像を基準画像とし、第2の撮像装置112により撮影された画像を比較画像とした。しかしながら、第1の撮像装置により撮影された画像を比較画像とし、第2の撮像装置112により撮影された画像を基準画像としてもよい。あるいは、スキャン面のうち、左ページ右ページとで、基準画像と比較画像とを入れ替えてスキャン処理を行うようにしてもよい。

0124

また、上記実施形態では、第1の座標変換と第2の座標変換の両方を実行するものとして説明した。しかしながら、スキャン面の湾曲がない原稿については、第1の座標変換を実行することなく、第2の座標変換を実行するように構成してもよい。

0125

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

0126

100 :画像読み取り装置
111 :第1の撮像装置
112 :第2の撮像装置
130 :本体部
131 :操作部
132 :表示部
133 :原稿台
150、160 :原稿
151、161 :スキャン面
701、702 :撮像面
711、712 :光学中心点
1001 :ユーザインタフェース部
1002 :基準画像取得部
1003 :比較画像取得部
1004 :距離データ算出部
1005 :第1の座標変換部
1006 :第2の座標変換部
1007 :画像処理部
1008 :画像出力部

先行技術

0127

特開平10−173905号公報

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