(57)【要約】【課題】３次元データを２次元のページデータに変換する処理の効率を高める。【解決手段】書物電子化装置（１０Ａ）は、書物（１）にＸ線を照射するＸ線照射部（１１１）と、透過光検出部（１１２）および反射光検出部（１１３）と、複数の空間点データ（２２１）を生成する３次元データ生成部（２１０）と、を備えている。空間点データ（２２１）は、位置情報（２２５）と、物質の配置パターンの特定に用いられる物性値とが対応付けられたデータである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書物にエネルギー線を照射する照射部と、
前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出部と、
検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成部と、を備えていることを特徴とする書物電子化装置。
【請求項２】
前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の反射率の値を含むことを特徴とする請求項１に記載の書物電子化装置。
【請求項３】
前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の吸収率の値をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の書物電子化装置。
【請求項４】
前記複数の空間点データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成する２次元データ生成部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の書物電子化装置。
【請求項５】
前記３次元データ生成部は、前記出射エネルギー線に基づいて、前記配置パターンを特定するために用いられる、前記複数の空間点データと相関する光学データをさらに生成し、
前記光学データは、前記書物が有する層構造における各層の境界を特定するために用いられる境界特定情報を含み、
前記２次元データ生成部は、前記複数の空間点データおよび前記光学データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成することを特徴とする請求項４に記載の書物電子化装置。
【請求項６】
前記境界特定情報は、界面反射数、合計吸収率、および入射角のうち少なくともいずれかの情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の書物電子化装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記書物を透過して出射された前記出射エネルギー線を検出する第１検出部と、前記書物内の前記物質にて反射されて出射された前記出射エネルギー線を検出する第２検出部とを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の書物電子化装置。
【請求項８】
書物にエネルギー線を照射する照射工程と、
前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出工程と、
検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成工程と、を含むことを特徴とする書物電子化方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の書物電子化装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記３次元データ生成部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書物電子化装置および書物電子化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
書物の保存または利用の観点から、書物の電子データ化が求められている。また、書物は、開くことで傷むことがあり、古い書物の場合には劣化していて開くことができないこともある。そのため、書物を開かずに実施可能な、書物の電子データ化が求められている。
【０００３】
書物の電子データ化の技術として、以下のような技術が知られている。すなわち、Ｘ線の照射によって取得した書物の３次元データから上記書物のページに対応するページ領域を特定する。そして、当該ページ領域における文字列または図形を２次元平面にマッピングする（例えば、特許文献１参照）。当該技術によれば、上記書物に書かれた文字列または図形を含む２次元のページデータが作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１３１１８４号（２０１７年８月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、多大な情報量の３次元データを解析して２次元のページデータに変換するために、長大な時間を要し得る。
【０００６】
本発明の一態様は、３次元データを２次元のページデータに変換する処理の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様における書物電子化装置は、書物にエネルギー線を照射する照射部と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出部と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様における書物電子化方法は、書物にエネルギー線を照射する照射工程と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出工程と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、３次元データを２次元のページデータに変換する処理の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は電子化の対象となる書物の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は３次元データを構成する空間点データの一例を示す斜視図である。
【図２】書物の厚さ方向に平行な断面における、或るシート周辺に分布するノードの一例について概略的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態１における書物電子化装置の概要を示すブロック図であり、（ｂ）は上記書物電子化装置が有する走査部の一変形例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１における書物電子化装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は書物における或る箇所について、照射Ｘ線が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図であり、（ｂ）は書物１における別の箇所について、Ｘ線の上記様子の一例を示す断面模式図である。
【図６】上記書物電子化装置が有する反射光検出部の一変形例について説明するための図である。
【図７】上記書物電子化装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】上記書物電子化装置の一変形例における走査部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態２における書物電子化装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１０】上記書物電子化装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本出願における各図面に記載した構成の形状および寸法（長さ、奥行き、幅等）は、実際の形状および寸法を反映させたものではなく、図面の明瞭化と簡略化とのために適宜変更している。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
以下の説明においては、本発明の一態様における書物電子化装置等の理解を容易にするために、始めに、図１〜３を用いて、本発明の一態様における書物電子化の概要について説明する。その後、本実施形態の書物電子化装置について詳細に説明する。
【００１３】
（書物の電子化）
書物の電子化について図１を用いて概略的に説明する。図１の（ａ）は、電子化の対象となる書物の一例を示す斜視図である。図１の（ｂ）は、３次元データを構成する空間点データの一例を示す斜視図である。
【００１４】
図１の（ａ）に示すように、閉じられた状態の書物１は、複数のシート（紙）の領域と、シートの隙間の領域とを含む。該シートは、例えばインクにより表面に文字等が記載されている。つまり、書物１は、紙からなるシート上にインクにて文字が記載された本である。以下では、このような書物１を電子化する場合を例示して説明する。
【００１５】
上記書物１の３次元データは、重なった複数のシートと、シート同士の間の隙間（空気）と、シート上のインク（文字）との情報を含む。上記シートは、書物１の各ページを形成する紙である。上記シートは、書物１の表面に露出するシート（表紙および裏表紙）を含んでいてもよい。
【００１６】
図１の（ｂ）に示すように、３次元データ２は、３次元空間における複数の空間点Ｐの集合によって構成される。本明細書において、各空間点Ｐをノードと称し、各ノードはそれぞれ、座標値およびデータ値を含む空間点データを有する。この空間点データについて、詳しくは後述する。上記座標値は、例えば（ｘ、ｙ、ｚ）により表される。図中のｘｙｚ軸におけるｘ値、ｙ値、ｚ値は、３次元空間における、それぞれ横方向（ｘ方向）、縦方向（ｙ方向）、奥行き方向（ｚ方向）のノード（空間点Ｐ）の位置を表す。換言すれば、ｘ値、ｙ値、およびｚ値は、書物１における任意の位置を原点として、原点からのｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向における距離にそれぞれ相当する。
【００１７】
なお、本発明の一態様における書物電子化装置が電子化の対象とする書物は、上記書物１に限定されない。例えば、１枚のシートが巻かれた巻物でもよいし、複数のシートが綴じられた本でもよく、綴じられずに複数のシートが重なっているものでもよい。書物のシートは、一般的には紙であるが、これに限定されない。例えば、プラスティック等の材質からなっていてもよい。上記書物は、例えば、文字が書かれた１枚または複数枚のＯＨＰシート若しくは各種の紙（パピルスや羊皮紙）であってもよい。
【００１８】
また、書物のシート上には、文字、図形、および符号等の記号が、インク等を用いて記載されている。上記記号は、当該書物を媒体として伝達することを意図された有意な情報（以下、有意情報と称することがある）を示す。当該有意情報を記載するために用いられる材料はインクに限定されない。上記有意情報は、顔料を含む各種の材料（例えば、黒鉛、塗料、絵具等）を用いて記載されていてよい。上記記号を記載する媒体としての材料の種類は特に限定されない。また、上記記号の濃度（文字等の濃淡）が薄くてもよい。
【００１９】
書物１の電子化においては、シート上に記載された有意情報を識別可能に抽出することが重要であり、上記３次元データを２次元（平面）のページデータに変換することを要する。しかし、上記３次元データを２次元ページデータへ変換する処理を行う際、上記有意情報を正確に抽出することは容易では無く、その上、実用上の観点から処理の速度（効率）の向上についても要望される。
【００２０】
（本発明の一態様における書物電子化の概要）
本発明の一態様における書物１の電子化について、図２および図３を用いて概略的に説明する。図２は、書物の厚さ方向に平行な断面における、或るシート周辺に分布するノードの一例について概略的に示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、書物１の３次元データ２は、空気のノードＮＡ（図中、中空の丸）、紙のノードＮＰ（図中、斜線ハッチング付の丸）、インクのノードＮＩ（図中、黒塗りの丸）を含む。各ノードは、空間点データを有する。空間点データが含むデータ値は、その位置の物質に応じたスカラー値である。
【００２２】
なお、３次元データ２の解像度（分解能）は、書物１の１ページの紙の厚さおよびページ間の隙間の幅より充分に小さい。すなわち、互いに隣り合うノード間の距離（座標のピッチ）は上記紙の厚さおよび上記隙間の幅より充分に小さい。また、３次元データ２の解像度は、書物１に書かれた文字を判別できる程度に充分小さいことが好ましい。図２では、図面の平易化のために紙およびインクの厚さ、並びにインクの幅等を実際の大きさよりも小さく記載している。
【００２３】
図２に示す例では、紙のノードＮＰの上および下にインクのノードＮＩが存在する。これは、紙の両面に文字が記載されていることに対応する。本実施形態において、３次元データ２のｚ方向は、書物１の厚さ方向となっている。書物１の３次元データ２では、このｚ方向に沿って、空気のノードＮＡ、インクのノードＮＩ、および紙のノードＮＰが或る配置パターンにて存在する。上記配置パターンは、ｘ値およびｙ値が異なる様々な位置において様々であり得る。
【００２４】
ここで、比較のために従来技術について説明する。例えば、従来のＸ線ＣＴ（Computed Tomography）スキャンの技術を適用して立体物の３次元データを作成することができる。具体的には、Ｘ線位相コントラスト断層撮影装置を用いて立体物を撮影することによって、立体物を表す３次元データ（３次元画像）を作成することができる。この場合、３次元データにおける各ノードは、物質によるＸ線の吸収率に基づくスカラー値を有する。しかし、このようなＸ線ＣＴスキャンにより書物の３次元データを生成した場合、書物を電子化する上では精度が不十分で有り得る。換言すれば、該３次元データを２次元ページデータへ変換し、上記有意情報を正確に認識することが困難であり得る。
【００２５】
本発明者らが想到した、本実施形態における書物電子化装置１０Ａの概要について、図３を用いて以下に説明する。図３の（ａ）は、本実施形態における書物電子化装置１０Ａの概要を示すブロック図である。
【００２６】
図３の（ａ）に示すように、書物電子化装置１０Ａは、３次元スキャン装置１００Ａと、データ処理装置２００Ａとを備えている。３次元スキャン装置１００Ａは、走査部１１０Ａと制御部１２０とを備えている。書物電子化装置１０Ａが有する制御部１２０およびデータ処理装置２００Ａの詳細については後述する。
【００２７】
走査部１１０Ａは、書物１に対してＸ線（照射Ｘ線Ｌ１）を照射するＸ線照射部（照射部）１１１と、書物１を透過したＸ線（透過Ｘ線Ｌ２）を検出する透過光検出部（第１検出部）１１２と、書物１を構成する物質により反射されたＸ線（反射Ｘ線Ｌ３）を検出する反射光検出部（第２検出部）１１３とを備えている。
【００２８】
透過光検出部１１２および反射光検出部１１３は、書物１内の物質の影響を受けて書物１から外部に出射される出射Ｘ線（出射エネルギー線）を検出する検出部である。
【００２９】
書物１は、図示しない駆動機構によって支持されており、例えば図中の矢印方向に回転可能となっている。また、書物１は、図３の（ａ）における紙面の手前から奥の方向（前後方向）にも移動可能となっている。つまり、走査部１１０Ａは、書物１を３次元的にスキャンできるように、書物１にＸ線を照射することができるようになっている。
【００３０】
なお、書物１が回転する場合、ノードの座標を表す上述のｘｙｚ軸も同期して回転する。これは、ノードが有する空間点データにおける位置情報（座標値）は、各ノードの位置情報（座標値）における書物１を構成する物質に対応しているためである。ｚ軸方向は、常に書物１の厚さ方向となってよい。
【００３１】
本実施形態における書物電子化装置１０Ａは、走査部１１０Ａに反射光検出部１１３を備えている。これにより、書物電子化装置１０Ａは、書物１によるＸ線の反射（界面反射）および回折等の現象についても検出することができるようになっている。書物１は、空気の屈折率と紙の屈折率との差、紙の屈折率とインクの屈折率との差、および空気の屈折率とインクの屈折率との差が明確に存在する。反射光検出部１１３によって、空気と紙との界面、紙とインクとの界面、および空気とインクとの界面等を判別するための情報（上述した配置パターンについての情報）を得ることができる。本実施形態の書物電子化装置１０Ａは、当該情報を用いることにより、書物１のページ数および文字をより精度良く、効率的に認識することができる。
【００３２】
（走査部の変形例１）
なお、図３の（ａ）に示す走査部１１０Ａでは、書物１が回転するようになっているが、書物１を３次元的にスキャンするための具体的な態様は特に限定されない。例えば、走査部１１０Ａは以下のような走査部１１０Ａ１であってもよい。図３の（ｂ）は、書物電子化装置１０Ａが有する走査部１１０Ａの一変形例を示すブロック図である。
【００３３】
図３の（ｂ）に示すように、一変形例における走査部１１０Ａ１は、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３が、従来のＣＴスキャン装置におけるガントリに設けられている。この場合、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３が書物１の周辺を回転することにより、書物１を３次元的にスキャンすることができる。
【００３４】
（書物電子化装置の詳細）
本実施形態の書物電子化装置１０Ａの詳細について、図４〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３５】
本実施形態では、書物１に照射するエネルギー線として例えばＸ線を用いる書物電子化装置１０Ａについて説明する。しかし、上記エネルギー線はＸ線に限定されず、テラヘルツ波、赤外光、可視光等であってもよい。上記エネルギー線は、電子化の対象とする書物に応じて設定される。例えば、一枚または少数枚の、文字が記載された透明なＯＨＰシートを電子化する場合等には、エネルギー線として可視光を使用してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、走査部１１０Ａにおける反射光検出部１１３が前述の図３の（ａ）に示すような位置関係にて配置されて、反射Ｘ線Ｌ３を検出する構成の書物電子化装置について説明する。しかし、上記反射率を検出するための具体的な態様は特に限定されない。例えば、公知のＸ線反射率測定のような技術を適用してもよく、Ｘ線照射部１１１および反射光検出部１１３は、図３の（ａ）に示す位置とは異なる位置関係となるように配置されてもよい（後述の図８参照）。
【００３７】
図４は、本実施形態の書物電子化装置１０Ａの概略的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、書物電子化装置１０Ａは、３次元スキャン装置１００Ａとデータ処理装置２００Ａとを備えている。
【００３８】
（３次元スキャン装置１００Ａ）
３次元スキャン装置１００Ａは、図３を用いて上述した各部に加えて、書物保持部１１５を備えている。また、制御部１２０は、動作制御部１２１とデータ取得部１２２とを備えている。
【００３９】
書物保持部１１５は、例えば閉じられた書物１の端部を留め金で挟んで挟持するとともに、図示を省略する駆動機構によって書物１を回転可能となっている。書物保持部１１５は、書物１に対する３次元スキャンを行うことができるように、書物１にＸ線を照射させながら書物１を回転させることができるようになっていればよく、具体的な態様は特に限定されない。
【００４０】
３次元スキャン装置１００Ａが有するＸ線照射部１１１、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、および書物保持部１１５は、前述の走査部１１０Ａ（図３参照）を構成する。
【００４１】
（Ｘ線）
Ｘ線照射部１１１が照射する照射Ｘ線Ｌ１は、シングルビーム、ファンビーム、およびコーンビームのいずれの形状であってもよい。また、Ｘ線のピーク波長は０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であってよい。Ｘ線は、インクの材料に応じて、適切なピーク波長が設定されてよい。
【００４２】
照射Ｘ線Ｌ１は、Ｘ線源から出射した特性Ｘ線であってよい。或いは、上記Ｘ線は、フィルタ等を用いて、連続Ｘ線から特定の波長域について取り出したＸ線であってもよい。Ｘ線照射部１１１が照射するＸ線は、ピーク波長が固定されていてもよく、可変であってもよい。
【００４３】
また、Ｘ線照射部１１１は、多層膜等を用いて平行ビームとした（コリメートした）Ｘ線を出射するようになっていてもよく、Ｘ線をパルス光として出射するようになっていてもよい。
【００４４】
（透過光検出部）
透過光検出部１１２としては、従来のＸ線ＣＴスキャンに用いられる公知の機器を用いることができる。また、透過光検出部１１２の配置についても、従来のＸ線ＣＴスキャンにおける各種の方式（例えば、いわゆる第１世代〜第４世代の方式）を応用することができる。そのため、透過光検出部１１２について詳細な説明は省略する。概略的には、透過光検出部１１２は、Ｘ線照射部１１１におけるＸ線の照射の態様（ファンビーム等）に応じて、所定のピッチにて検出器が平面的に敷き詰められて形成されている。
【００４５】
（反射光検出部）
反射光検出部１１３は、書物１に照射Ｘ線Ｌ１が照射され、書物１を構成する物質により反射された反射Ｘ線Ｌ３を検出することができるようになっていればよく、具体的な態様は特に限定されない。上記反射Ｘ線Ｌ３は、書物１を構成する物質によりトムソン散乱されたＸ線で有り得る。
【００４６】
ここで、反射Ｘ線Ｌ３について、図５を用いて説明する。図５の（ａ）は、書物１における或る箇所について、照射Ｘ線Ｌ１が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図である。図５の（ｂ）は、書物１における別の箇所について、照射Ｘ線Ｌ１が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図である。以下では、図５の（ａ）に示す状態を状態α、図５の（ｂ）に示す状態を状態βと称することがある。
【００４７】
ここでは、説明の簡略化のために、図５の（ａ）に示すように、強度Ｔ０で入射した照射Ｘ線Ｌ１が、３枚の紙２１〜２３およびインク３１〜３３を通過して、強度Ｔ１に減衰した透過Ｘ線Ｌ２として出射する場合について考える。図５の（ａ）に示す領域の書物１では、紙２１の上面にインク３１が接しており、紙２１の下面にインク３２が接している。そして、紙２２の上面にインク３３が接している。
【００４８】
空気の屈折率をｎａｉｒ、インクの屈折率をｎｉｎｋとし、空気とインク３１との界面におけるＸ線の反射率をＲ１とする。この場合、Ｘ線が垂直入射する場合の反射率Ｒは、
Ｒ＝（ｎａｉｒ−ｎｉｎｋ）２／（ｎａｉｒ＋ｎｉｎｋ）２
で表される。また、図５の（ａ）、（ｂ）に示すような斜めに入射する照射Ｘ線Ｌ１においても、公知の理論式に基づいて反射率を算出することができる。なお、照射Ｘ線Ｌ１は、書物１の内部における深い位置となるほど、強度が減衰するため反射Ｘ線Ｌ３の強度は小さくなる。
【００４９】
その他の界面についても、同様に空気、インク、および紙の屈折率に基づいて反射率を求めることができ、図５中に反射率Ｒｘとして記載した。ここで、照射Ｘ線Ｌ１の延長線と交わる複数の界面について、紙面の上方から下方に順に数えてｘ番目の界面と称する。ｘはここでは１〜９の整数である。
【００５０】
一方、図５の（ｂ）に示す状態βでは、紙２１の上面にインク３１が接しており、紙２２の上面にインク３２が接し、紙２３の上面にインク３３が接している。強度Ｔ０で入射した照射Ｘ線Ｌ１が、３枚の紙２１〜２３およびインク３１〜３３を通過して、強度Ｔ’１に減衰して出射する。この場合について、各種の界面における反射率をＲ’ｘとする。
【００５１】
状態αおよび状態βのいずれの場合においても、複数の界面による反射の合計数は同じく９である。また、強度Ｔ１と強度Ｔ’１とは互いに等しく、Ｘ線の合計の吸収率についても互いに同じである。ただし、各種の界面における反射率については、以下のとおりである。
Ｒ１＝Ｒ’１、Ｒ２＝Ｒ’２、Ｒ９＝Ｒ’９、
Ｒ３≠Ｒ３、Ｒ４≠Ｒ４、Ｒ５≠Ｒ５、Ｒ６≠Ｒ６、Ｒ７≠Ｒ７、Ｒ８≠Ｒ８。
【００５２】
このように、状態αと状態βとで、合計の吸収率および反射数が同じである。しかし、各種の界面における反射率の違いを捉えることにより、状態αと状態βとが、互いに異なる状態であることを認識し易くすることができる。
【００５３】
つまり、書物１を構成する物質（特に、界面）の反射率についての情報を用いることにより、書物１の厚さ方向におけるインクおよび紙の配置パターンを特定し易くすることができる。配置パターンとは、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向について、例えば空気、インク、紙、インク、空気、紙、インク、紙・・・といった、空気とインクと紙との順序（パターン）のことを意味する。
【００５４】
例えば、界面部分に存在するノードが反射率に関する情報（スカラー値）を有し、その他の部分（例えば紙の内部におけるノード）は反射率に関するデータを有しない、または反射率に関するデータの値が非常に小さい。
【００５５】
反射光検出部１１３は、上記のような各種の界面により反射されたＸ線を検出することができるように配置されていればよい。
【００５６】
（反射光検出部１１３の変形例）
反射光検出部１１３は、書物１に対して、Ｘ線照射部１１１から照射Ｘ線Ｌ１をどのように照射するかに応じて、配置される位置および形状を決定される。図６は、反射光検出部１１３の一変形例について説明するための図である。図６に示すように、Ｘ線照射部１１１から照射Ｘ線Ｌ１がファンビームまたはコーンビームとして書物１に照射されるとする。この場合、或る界面Ｓ１にて、透過Ｘ線Ｌ２と、様々な方向への反射Ｘ線Ｌ３とが生じる。このような反射Ｘ線Ｌ３を検出できるように、反射光検出部１１３が、書物１に対する位置関係としてＸ線照射部１１１の後方に広い面積にて配置されていてもよい。
【００５７】
（制御部）
図４を再び参照して、制御部１２０は、３次元スキャン装置１００Ａの動作を統括的に制御する。
【００５８】
動作制御部１２１は、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、および書物保持部１１５の動作を制御する。本実施形態では、動作制御部１２１は、書物保持部１１５によって書物１を回転させつつ、書物１を３次元スキャンするように、Ｘ線の照射および検出を行うように各部を制御する。
【００５９】
データ取得部１２２は、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３から送信されるデータを取得して、データ処理装置２００Ａに送信する。データ取得部１２２は、取得したデータを一時的に記憶するようになっていてもよく、取得したデータに対して何らかの前処理を行うようになっていてもよい。データ取得部１２２の具体的な態様は特に限定されない。
【００６０】
（データ処理装置）
データ処理装置２００Ａは、３次元データ生成部２１０と、記憶部２２０と、２次元データ生成部２３０と、文字認識部２４０とを備えている。記憶部２２０は、空間点データ２２１を格納する。空間点データ２２１は、書物１を構成する物質の位置情報２２５と吸収率２２６と反射率２２７とが対応付けられたデータである。２次元データ生成部２３０は、配置パターン特定部２３１、面特定部２３２、およびデータ生成部２３３を備えている。
【００６１】
３次元データ生成部２１０は、前述のデータ取得部１２２から送信されたデータを受信する。３次元データ生成部２１０は、受信したデータを用いて、３次元データ２（図１の（ｂ）参照）を生成する。
【００６２】
ここで、３次元データ生成部２１０が生成する３次元データ２では、各ノードが座標値および物性値を有している。ノードが有する空間点データは、例えば（ｘ、ｙ、ｚ、ｋｘｙｚ）と表すことができる。ここで、（ｘ、ｙ、ｚ）は座標値であり、位置情報２２５に対応する。そして、ｋｘｙｚは物性値であり、本実施形態では少なくとも反射率２２７の情報を含む。なお、従来のＸ線ＣＴスキャンではｋｘｙｚは吸収率の情報のみを含むスカラー値であった。
【００６３】
本実施形態の書物電子化装置１０Ａにおいて、上記物性値は、反射率２２７に加えて吸収率２２６を含んでいてもよい。この場合、上記ｋｘｙｚは、吸収率を表すｋ１ｘｙｚ、反射率を表すｋ２ｘｙｚのように表されるようになっていてもよい。ｋ１ｘｙｚおよびｋ２ｘｙｚは、或る位置に存在する物質に応じたスカラー値である。例えば、吸収率を表すｋ１ｘｙｚが０以上１０以下のデータ値を有するとする。この場合、例えば、６以上９未満のデータ値はインクに対応し、３以上６未満のデータ値は紙に対応し、０以上３未満のデータ値は紙面の隙間（空気）に対応するようになっていてよい。反射率を表すｋ２ｘｙｚについては、例えば、前述のようにどのような界面での反射であるかに対応して、界面の状態に応じてデータ値の範囲が設定される。
【００６４】
物質に応じたデータ値（データ値と物質との対応関係）は、サンプルの書物を用いて予め３次元スキャンを行うことにより決定することができる。
【００６５】
３次元データ生成部２１０は、公知の手法を適用して上記物性値を算出することにより、空間点データ２２１を生成する。例えば、反射率について、一般にＸ線ＣＴスキャンにおいて用いられる画像再構成の手法を適用して算出してもよい。
【００６６】
３次元データ生成部２１０にて生成された空間点データ２２１は記憶部２２０に送信され、位置情報２２５と吸収率２２６と反射率２２７とが対応付けられて記憶される。なお、記憶部２２０は、データ処理装置２００Ａに含まれていなくともよく、データ処理装置２００Ａの外部に設けられていてもよい。この場合、データ処理装置２００Ａと記憶部２２０とが通信可能に接続されていればよい。
【００６７】
そして、２次元データ生成部２３０は、記憶部２２０から空間点データ２２１を読み出して、演算処理を行うことにより２次元ページデータを生成する。２次元データ生成部２３０が有する各部の詳細な説明は、書物電子化装置１０Ａの動作の説明と合わせて後述する。
【００６８】
文字認識部２４０は、上記２次元ページデータに基づいて、書物１のページに記載された文字（有意情報）を認識する。
【００６９】
（書物電子化装置が実行する処理）
本実施形態の書物電子化装置１０Ａが実行する処理の流れ（書物電子化方法）の一例について、図７を用いて説明する。図７は、書物電子化装置１０Ａが実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７０】
図７に示すように、先ず、Ｘ線照射部１１１は、書物保持部１１５によって保持された書物１にＸ線（エネルギー線）を照射する（ステップ１１；以下Ｓ１１のように略記する）（照射工程）。
【００７１】
そして、書物１にＸ線を照射するとともに、書物保持部１１５によって書物１を回転させることにより、書物１を３次元スキャンする。具体的には、透過光検出部１１２が透過Ｘ線Ｌ２を検出し、反射光検出部１１３が反射Ｘ線Ｌ３を検出する（Ｓ１３：検出工程）。
【００７２】
次いで、検出したデータに基づいて、３次元データ生成部２１０は演算処理を行う。これにより、３次元データ生成部２１０は、書物１の３次元データ２を構成する多数のノードのそれぞれに対応する空間点データ２２１を算出する（Ｓ１５：３次元データ生成工程）。換言すれば、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３が検出したＸ線に基づいて、位置情報２２５と、当該位置における前記物質に対応する物性値（吸収率２２６および反射率２２７）とが対応付けられた複数の空間点データ２２１を生成する。位置情報２２５は、書物１内の３次元空間における位置に関する情報である。物性値は、位置情報２２５にて示される位置における物質に対応する値であって、書物１の厚さ方向における物質の配置パターンの特定に用いられる。
【００７３】
次いで、２次元データ生成部２３０は、３次元データ生成部２１０が生成した３次元データ２を用いて、２次元ページデータを生成する。
【００７４】
具体的には、配置パターン特定部２３１は、空間点データ２２１に含まれる反射率２２７の情報を用いて、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気とインクと紙との配置パターンを特定する。
【００７５】
また、面特定部２３２は、３次元データ２を用いて、ページ領域を特定する（Ｓ１７）。このページ領域を特定する処理については、例えば特許文献１に記載のような公知の技術を適用することができる。概略的には、面特定部２３２は、３次元データ２における、吸収率２２６の値が紙を表す数値範囲となっているノードの集合によって形成される領域をページ領域として特定する。換言すれば、面特定部２３２は、等値面を探索することによりページ領域を特定する。
【００７６】
面特定部２３２は、反射率２２７の情報を補助的に用いてページ領域を特定してもよい。これにより、紙と空気との境界を特定する精度および処理速度を高めることができる。そのため、ページ領域をより正確かつ高速に特定することができる。
【００７７】
次いで、データ生成部２３３は、３次元データ２、ページ領域の情報、および上記特定した配置パターンの情報を用いて、２次元ページデータを生成する（Ｓ１９）。２次元ページデータは、書物１の各ページが電子化された情報であって、例えば文字が記載された紙の画像を表すデジタルデータであるといえる。２次元ページデータは、文字以外の有意情報を含んでいてもよい。或るページに含まれる有意情報は、例えばインクに対応するインクのノードＮＩの配置によって表される。
【００７８】
データ生成部２３３は、或るページ領域において、２次元平面上のどの位置にインクが存在するか（インクのノードＮＩが存在するか）ということを特定する。ここで、３次元データ２が含む反射率２２７の情報と、上記配置パターンの情報とを用いることにより、上記インクのノードＮＩの位置をより正確に特定することができ、処理速度を速めることができる。また、データ生成部２３３は、紙に関する情報は抽出せずにインクに関する情報だけを抽出するようになっていてもよい。
【００７９】
なお、書物１の紙が曲がっている場合（特に、書物１が古い場合または巻物である場合）、特定されたページ領域は３次元空間における曲面であり得る。そのような場合であっても、データ生成部２３３は、ページ領域の各点のデータ値を２次元平面上にマッピングすることで、２次元ページデータを生成することができる。マッピングの方法として、公知の方法（例えば、鞍点特徴を利用した３次元メッシュ展開等）を利用することができる。
【００８０】
次いで、文字認識部２４０は、２次元ページデータに基づいて、文字を認識する（Ｓ２１）。文字認識部２４０は、２次元ページデータからパターンマッチング等によって文字を抽出し、抽出された文字をテキストデータ（文字コード）に変換してもよい。
【００８１】
（変形例）
（ａ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３を一体の機器として備えていてもよい。この場合、例えば、書物１の周辺に環状に取り囲むように検出器が設けられる。変形例の書物電子化装置１０Ａは、該検出器の内側をＸ線照射部１１１が回転して書物１を３次元スキャンするようになっていてもよい。
（ｂ）書物電子化装置１０Ａは、文字認識部２４０が設けられていなくてもよい。この場合、例えば、書物電子化装置１０Ａが生成した２次元ページデータを、液晶モニタ等の表示部を用いて表示してもよい。ユーザが該表示部を視認することにより、文字を認識することができる。
（ｃ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、従来のＸ線反射率測定の手法を応用して書物１をスキャンするようになっていてもよい。図８は、変形例における書物電子化装置１０Ａが有する走査部１１０Ａ２の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図８に示すように、走査部１１０Ａ２は、Ｘ線照射部１１１から書物１へ照射される照射Ｘ線Ｌ１と、反射Ｘ線Ｌ３との為す角が例えば１７０°以上の適切な角度となるように配置されている。透過光検出部１１２は、書物１を透過した透過Ｘ線Ｌ２が入射する位置に配置されている。
【００８３】
走査部１１０Ａ２は、書物１が回転することにより、全反射臨界角を超える角度にて界面に照射Ｘ線Ｌ１を照射することができる。この場合、反射Ｘ線Ｌ３の強度が増大する。そのため、反射光検出部１１３により反射Ｘ線Ｌ３を検出し易くすることができる。例えば、照射Ｘ線Ｌ１としてパルス光を用いることが好ましい。反射光検出部１１３は、光路差によって生じる時間差に基づく時間分解により、検出した反射Ｘ線Ｌ３の出射箇所についての情報を得ることができる。
（ｄ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、従来のＸ線回折測定の手法を適用するようになっていてもよい。例えば、微小部Ｘ線回折のような公知の手法を用いてもよい。制御部１２０は、Ｘ線照射部１１１と書物１と反射光検出部１１３とを、Ｘ線回折を測定することができるように適切に動作させる。データ生成部２３３は、例えば３次元データ２を解析して、インクである可能性が高い位置（座標値）を特定し、Ｘ線回折測定により得られた回折パターンの情報に基づいてインクであるか否かをより正確に識別する。例えば、金属粒子が含まれているようなインクであれば、当該金属を同定することによりインクであるか否かを識別することができる。なお、データ生成部２３３は、紙の部分について識別を行ってもよい。
【００８４】
また、書物電子化装置１０Ａの他の変形例では、In-Plane  ＸＲＤ（面内回転法）の手法を適用するようになっていてもよい。この場合、Ｘ線照射部１１１と書物１と反射光検出部１１３とが適切な位置関係となるように配置されて、制御部１２０は、In-Plane  ＸＲＤを測定することができるようにこれらの各部を適切に動作させる。データ処理装置２００Ａは、得られる回折パターンの情報に基づいて、物質を同定してもよく、膜厚についての情報を取得してもよい。Ｘ線照射部１１１および反射光検出部１１３を書物１に対してｚ方向に移動させることにより、配置パターンに関する情報を得ることができる。
（ｅ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、透過光検出部１１２は、照射Ｘ線Ｌ１が書物１内で屈折されることにより書物１から出射される屈折Ｘ線を検出するようになっていてもよい。照射Ｘ線Ｌ１の入射角の情報、並びに透過光検出部１１２にて検出した屈折光の位置および強度の情報に基づいて、配置パターン特定部２３１は、配置パターンをより精度よく特定することができる。
（ｆ）書物電子化装置１０Ａの他の一変形例では、走査部１１０Ａは、書物１が回転するとともに、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３も移動可能となっていてもよい。この場合、書物１に様々な角度からＸ線を照射することができる。また、上記変形例（ｄ）または（ｅ）のような構成において、回折または屈折したＸ線をより適切に取得することができる。
【００８５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図９および図１０を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８６】
前記実施形態１の書物電子化装置１０Ａでは、２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１が有する反射率２２７の情報を利用して２次元ページデータを生成していた。これに対して、本実施形態の書物電子化装置１０Ｂでは、２次元データ生成部２３０は、反射率２２７の情報にさらに加えて光学データ２２９を用いて、２次元ページデータを生成するようになっている点が異なっている。
【００８７】
（書物電子化装置１０Ｂ）
図９は、本実施形態における書物電子化装置１０Ｂの概略的な構成を示すブロック図である。図９に示すように、書物電子化装置１０Ｂは、３次元スキャン装置１００Ｂと、データ処理装置２００Ｂとを備えている。
【００８８】
３次元スキャン装置１００Ｂは、制御部１２０がデータ取得部１２２Ｂを有している。このデータ取得部１２２Ｂは、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３から受信したデータを３次元データ生成部２１０に送信するとともに、該データに基づいて光学データ２２９を生成し、生成した光学データ２２９を記憶部２２０に格納する。具体的には、データ取得部１２２Ｂは、書物１を３次元スキャンする間における、或る１ステップの界面反射数、合計吸収率、入射角、位相差等の情報を取得する。データ取得部１２２Ｂは、当該情報を全てのステップにおいて取得し、取得した情報に基づいて光学データ２２９を生成する。
【００８９】
光学データ２２９は、書物１が有する層構造における各層の境界を特定するために用いられる境界特定情報を含み、空間点データ２２１と相関する。書物１が有する層構造とは、例えば書物１の厚さ方向における各ページによって形成される構造である。「各層の境界を特定する」とは、ページ領域を特定することを意味する。なお、以下では上記「層」のことを「膜」と表現することがある。
【００９０】
上記境界特定情報は、界面反射数、合計吸収率、および入射角のうち少なくともいずれかの情報を含む。
【００９１】
２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１および光学データ２２９を用いることにより、各膜厚（紙厚）、膜種、各膜の位置情報、インクの位置情報を取得することができる。
【００９２】
（ｉ）膜厚（紙厚）
例えば、従来の薄膜の膜厚測定において、膜厚に応じて反射光の強度（光量）が変化することが知られている。これは、膜の上面からの反射光と下面からの反射光との位相差に起因するものである。反射光検出部１１３は、上記位相差を検出することができるように構成されている。３次元データ生成部２１０は、このような光干渉現象に基づいて、膜厚を演算することができる（光干渉法）。そのため、空間点データ２２１および光学データ２２９を用いて、膜厚（紙厚）についての情報を得ることができる。
【００９３】
（ｉｉ）膜種
書物１において、紙の厚さとインクの厚さとは大きく相違する。そのため、上述のようにして得られた膜厚の情報を用いて、膜の種類（膜種）を特定することもできる。
【００９４】
（ｉｉｉ）各膜の位置情報
配置パターン特定部２３１により特定した配置パターンに加えて、上記膜厚の情報を用いることにより、書物１の厚さ方向における各膜の位置に関する情報を得ることができる。つまり、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気、紙、およびインクの層がそれぞれどの位置に存在するかという情報を得ることができる。
【００９５】
（ｉｖ）インクの位置情報
上述のように各膜の位置に関する情報を得ることができれば、当該情報は、書物１の或るページにおけるインクの膜が存在する箇所についての情報として利用することができる。そのため、インクの位置情報を取得することができる。
【００９６】
（有利な効果）
以上のように、２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１および空間点データ２２１と相関する光学データ２２９を用いることにより、ページ領域を特定する処理並びにインクの位置を特定する処理の精度および処理速度を高めることができる。そのため、本実施形態の書物電子化装置１０Ｂは、２次元データ生成部２３０が２次元ページデータを生成する処理を効率化することができる。
【００９７】
また、２次元データ生成部２３０は、各膜の位置情報を取得することにより、インクに関する情報のみを抽出する（３次元データ２からインクの膜が存在する部分の情報のみを抽出する）こともできる。
【００９８】
（処理の流れ）
図１０は、本実施形態における書物電子化装置１０Ｂが実行する処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、先ず、Ｘ線照射部１１１は、書物１にＸ線（エネルギー線）を照射する（Ｓ３１：照射工程）。そして、書物１を回転させて３次元スキャンする（Ｓ３３）。次いで、検出したデータに基づいて、３次元データ生成部２１０は、書物１の３次元データ２を生成する（Ｓ３５）。これらＳ３１，３３，３５の処理は、前記実施形態１におけるＳ１１，１３，１５（図７参照）の処理と同様である。
【００９９】
次いで、データ取得部１２２は、光学データ２２９を生成し、該光学データ２２９を記憶部２２０に格納する（Ｓ３７）。なお、Ｓ３７の処理はＳ３５の処理の前に行われてよく、Ｓ３５の処理と並行して行われてもよい。
【０１００】
次いで、配置パターン特定部２３１は、空間点データ２２１に含まれる反射率２２７の情報を用いて、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気とインクと紙との配置パターンを特定する。
【０１０１】
そして、面特定部２３２は、ページ領域を特定する（Ｓ３９）。面特定部２３２は、３次元データ２および光学データ２２９を用いることにより、紙と空気との境界を特定する精度および処理速度を高めることができる。そのため、ページ領域をより正確かつ高速に特定することができる。
【０１０２】
次いで、データ生成部２３３は、３次元データ２、ページ領域の情報、上記特定した配置パターンの情報、および光学データ２２９を用いて、２次元ページデータを生成する（Ｓ４１）。
【０１０３】
データ生成部２３３は、或るページ領域において、２次元平面上のどの位置にインクが存在するか（インクのノードＮＩが存在するか）ということを特定する。ここで、３次元データ２が含む反射率２２７の情報と、上記配置パターンの情報と、光学データ２２９とを用いることにより、上記インクのノードＮＩの位置をより正確に特定することができ、処理速度を速めることができる。
【０１０４】
次いで、文字認識部２４０は、２次元ページデータに基づいて、文字を認識する。
【０１０５】
〔実施形態３〕
前記実施形態１および実施形態２では、書物電子化装置１０Ａおよび書物電子化装置１０Ｂを用いて書物を電子化していた。これに対して、本発明の一態様における書物電子化方法は、Ｘ線源として例えば放射光を用いてもよい。例えば大型放射光施設にて、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、書物保持部１１５を適切に設置するとともに、放射光Ｘ線を用いて書物の３次元スキャンを行う。そして、データ処理装置２００Ａまたはデータ処理装置２００Ｂは、得られた情報に基づいて処理を行う。これにより、書物の電子化を行うことができる。
【０１０６】
〔ソフトウェアによる実現例〕
書物電子化装置１０Ａ・１０Ｂの制御ブロック（特に制御部１２０、３次元データ生成部２１０、２次元データ生成部２３０、および文字認識部２４０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０７】
後者の場合、書物電子化装置１０Ａ・１０Ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０８】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る書物電子化装置は、書物にエネルギー線を照射する照射部と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出部と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成部と、を備えている。
【０１０９】
本発明の態様２に係る書物電子化装置は、上記態様１において、前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の反射率の値を含む。
【０１１０】
本発明の態様３に係る書物電子化装置は、上記態様２において、前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の吸収率の値をさらに含む。
【０１１１】
本発明の態様４に係る書物電子化装置は、上記態様１〜３のいずれかにおいて、前記複数の空間点データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成する２次元データ生成部を備える。
【０１１２】
本発明の態様５に係る書物電子化装置は、上記態様４において、前記３次元データ生成部は、前記出射エネルギー線に基づいて、前記配置パターンを特定するために用いられる、前記複数の空間点データと相関する光学データをさらに生成し、前記光学データは、前記書物が有する層構造における各層の境界を特定するために用いられる境界特定情報を含み、前記２次元データ生成部は、前記複数の空間点データおよび前記光学データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成する。
【０１１３】
本発明の態様６に係る書物電子化装置は、上記態様５において、前記境界特定情報は、界面反射数、合計吸収率、および入射角のうち少なくともいずれかの情報を含む。
【０１１４】
本発明の態様７に係る書物電子化装置は、上記態様１〜６のいずれかにおいて、前記検出部は、前記書物を透過して出射された前記出射エネルギー線を検出する第１検出部と、前記書物内の前記物質にて反射されて出射された前記出射エネルギー線を検出する第２検出部とを備える。
【０１１５】
本発明の態様８に係る書物電子化方法は、書物にエネルギー線を照射する照射工程と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出工程と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成工程と、を含む。
【０１１６】
本発明の各態様に係る書物電子化装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記書物電子化装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記書物電子化装置をコンピュータにて実現させる書物電子化装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１１７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０Ａ・１０Ｂ  書物電子化装置
１１１          Ｘ線照射部（照射部）
１１２          透過光検出部（検出部、第１検出部）
１１３          反射光検出部（検出部、第２検出部）
２１０          ３次元データ生成部
２３０          ２次元データ生成部
【図１】
2020003861.tif 000003
【図２】
2020003861.tif 000004
【図３】
2020003861.tif 000005
【図４】
2020003861.tif 000006
【図５】
2020003861.tif 000007
【図６】
2020003861.tif 000008
【図７】
2020003861.tif 000009
【図８】
2020003861.tif 000010
【図９】
2020003861.tif 000011
【図１０】
2020003861.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月5日(2019.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書物電子化装置および書物電子化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
書物の保存または利用の観点から、書物の電子データ化が求められている。また、書物は、開くことで傷むことがあり、古い書物の場合には劣化していて開くことができないこともある。そのため、書物を開かずに実施可能な、書物の電子データ化が求められている。
【０００３】
書物の電子データ化の技術として、以下のような技術が知られている。すなわち、Ｘ線の照射によって取得した書物の３次元データから上記書物のページに対応するページ領域を特定する。そして、当該ページ領域における文字列または図形を２次元平面にマッピングする（例えば、特許文献１参照）。当該技術によれば、上記書物に書かれた文字列または図形を含む２次元のページデータが作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１３１１８４号（２０１７年８月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、多大な情報量の３次元データを解析して２次元のページデータに変換するために、長大な時間を要し得る。
【０００６】
本発明の一態様は、３次元データを２次元のページデータに変換する処理の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様における書物電子化装置は、書物にエネルギー線を照射する照射部と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出部と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様における書物電子化方法は、書物にエネルギー線を照射する照射工程と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出工程と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、３次元データを２次元のページデータに変換する処理の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は電子化の対象となる書物の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は３次元データを構成する空間点データの一例を示す斜視図である。
【図２】書物の厚さ方向に平行な断面における、或るシート周辺に分布するノードの一例について概略的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態１における書物電子化装置の概要を示すブロック図であり、（ｂ）は上記書物電子化装置が有する走査部の一変形例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１における書物電子化装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は書物における或る箇所について、照射Ｘ線が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図であり、（ｂ）は書物１における別の箇所について、Ｘ線の上記様子の一例を示す断面模式図である。
【図６】上記書物電子化装置が有する反射光検出部の一変形例について説明するための図である。
【図７】上記書物電子化装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】上記書物電子化装置の一変形例における走査部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態２における書物電子化装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１０】上記書物電子化装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本出願における各図面に記載した構成の形状および寸法（長さ、奥行き、幅等）は、実際の形状および寸法を反映させたものではなく、図面の明瞭化と簡略化とのために適宜変更している。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
以下の説明においては、本発明の一態様における書物電子化装置等の理解を容易にするために、始めに、図１〜３を用いて、本発明の一態様における書物電子化の概要について説明する。その後、本実施形態の書物電子化装置について詳細に説明する。
【００１３】
（書物の電子化）
書物の電子化について図１を用いて概略的に説明する。図１の（ａ）は、電子化の対象となる書物の一例を示す斜視図である。図１の（ｂ）は、３次元データを構成する空間点データの一例を示す斜視図である。
【００１４】
図１の（ａ）に示すように、閉じられた状態の書物１は、複数のシート（紙）の領域と、シートの隙間の領域とを含む。該シートは、例えばインクにより表面に文字等が記載されている。つまり、書物１は、紙からなるシート上にインクにて文字が記載された本である。以下では、このような書物１を電子化する場合を例示して説明する。
【００１５】
上記書物１の３次元データは、重なった複数のシートと、シート同士の間の隙間（空気）と、シート上のインク（文字）との情報を含む。上記シートは、書物１の各ページを形成する紙である。上記シートは、書物１の表面に露出するシート（表紙および裏表紙）を含んでいてもよい。
【００１６】
図１の（ｂ）に示すように、３次元データ２は、３次元空間における複数の空間点Ｐの集合によって構成される。本明細書において、各空間点Ｐをノードと称し、各ノードはそれぞれ、座標値およびデータ値を含む空間点データを有する。この空間点データについて、詳しくは後述する。上記座標値は、例えば（ｘ、ｙ、ｚ）により表される。図中のｘｙｚ軸におけるｘ値、ｙ値、ｚ値は、３次元空間における、それぞれ横方向（ｘ方向）、縦方向（ｙ方向）、奥行き方向（ｚ方向）のノード（空間点Ｐ）の位置を表す。換言すれば、ｘ値、ｙ値、およびｚ値は、書物１における任意の位置を原点として、原点からのｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向における距離にそれぞれ相当する。
【００１７】
なお、本発明の一態様における書物電子化装置が電子化の対象とする書物は、上記書物１に限定されない。例えば、１枚のシートが巻かれた巻物でもよいし、複数のシートが綴じられた本でもよく、綴じられずに複数のシートが重なっているものでもよい。書物のシートは、一般的には紙であるが、これに限定されない。例えば、プラスティック等の材質からなっていてもよい。上記書物は、例えば、文字が書かれた１枚または複数枚のＯＨＰシート若しくは各種の紙（パピルスや羊皮紙）であってもよい。
【００１８】
また、書物のシート上には、文字、図形、および符号等の記号が、インク等を用いて記載されている。上記記号は、当該書物を媒体として伝達することを意図された有意な情報（以下、有意情報と称することがある）を示す。当該有意情報を記載するために用いられる材料はインクに限定されない。上記有意情報は、顔料を含む各種の材料（例えば、黒鉛、塗料、絵具等）を用いて記載されていてよい。上記記号を記載する媒体としての材料の種類は特に限定されない。また、上記記号の濃度（文字等の濃淡）が薄くてもよい。
【００１９】
書物１の電子化においては、シート上に記載された有意情報を識別可能に抽出することが重要であり、上記３次元データを２次元（平面）のページデータに変換することを要する。しかし、上記３次元データを２次元ページデータへ変換する処理を行う際、上記有意情報を正確に抽出することは容易では無く、その上、実用上の観点から処理の速度（効率）の向上についても要望される。
【００２０】
（本発明の一態様における書物電子化の概要）
本発明の一態様における書物１の電子化について、図２および図３を用いて概略的に説明する。図２は、書物の厚さ方向に平行な断面における、或るシート周辺に分布するノードの一例について概略的に示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、書物１の３次元データ２は、空気のノードＮＡ（図中、中空の丸）、紙のノードＮＰ（図中、斜線ハッチング付の丸）、インクのノードＮＩ（図中、黒塗りの丸）を含む。各ノードは、空間点データを有する。空間点データが含むデータ値は、その位置の物質に応じたスカラー値である。
【００２２】
なお、３次元データ２の解像度（分解能）は、書物１の１ページの紙の厚さおよびページ間の隙間の幅より充分に小さい。すなわち、互いに隣り合うノード間の距離（座標のピッチ）は上記紙の厚さおよび上記隙間の幅より充分に小さい。また、３次元データ２の解像度は、書物１に書かれた文字を判別できる程度に充分小さいことが好ましい。図２では、図面の平易化のために紙およびインクの厚さ、並びにインクの幅等を実際の大きさよりも大きく記載している。
【００２３】
図２に示す例では、紙のノードＮＰの上および下にインクのノードＮＩが存在する。これは、紙の両面に文字が記載されていることに対応する。本実施形態において、３次元データ２のｚ方向は、書物１の厚さ方向となっている。書物１の３次元データ２では、このｚ方向に沿って、空気のノードＮＡ、インクのノードＮＩ、および紙のノードＮＰが或る配置パターンにて存在する。上記配置パターンは、ｘ値およびｙ値が異なる様々な位置において様々であり得る。
【００２４】
ここで、比較のために従来技術について説明する。例えば、従来のＸ線ＣＴ（Computed
Tomography）スキャンの技術を適用して立体物の３次元データを作成することができる。具体的には、Ｘ線位相コントラスト断層撮影装置を用いて立体物を撮影することによって、立体物を表す３次元データ（３次元画像）を作成することができる。この場合、３次元データにおける各ノードは、物質によるＸ線の吸収率に基づくスカラー値を有する。しかし、このようなＸ線ＣＴスキャンにより書物の３次元データを生成した場合、書物を電子化する上では精度が不十分で有り得る。換言すれば、該３次元データを２次元ページデータへ変換し、上記有意情報を正確に認識することが困難であり得る。
【００２５】
本発明者らが想到した、本実施形態における書物電子化装置１０Ａの概要について、図３を用いて以下に説明する。図３の（ａ）は、本実施形態における書物電子化装置１０Ａの概要を示すブロック図である。
【００２６】
図３の（ａ）に示すように、書物電子化装置１０Ａは、３次元スキャン装置１００Ａと、データ処理装置２００Ａとを備えている。３次元スキャン装置１００Ａは、走査部１１０Ａと制御部１２０とを備えている。書物電子化装置１０Ａが有する制御部１２０およびデータ処理装置２００Ａの詳細については後述する。
【００２７】
走査部１１０Ａは、書物１に対してＸ線（照射Ｘ線Ｌ１）を照射するＸ線照射部（照射部）１１１と、書物１を透過したＸ線（透過Ｘ線Ｌ２）を検出する透過光検出部（第１検出部）１１２と、書物１を構成する物質により反射されたＸ線（反射Ｘ線Ｌ３）を検出する反射光検出部（第２検出部）１１３とを備えている。
【００２８】
透過光検出部１１２および反射光検出部１１３は、書物１内の物質の影響を受けて書物１から外部に出射される出射Ｘ線（出射エネルギー線）を検出する検出部である。
【００２９】
書物１は、図示しない駆動機構によって支持されており、例えば図中の矢印方向に回転可能となっている。また、書物１は、図３の（ａ）における紙面の手前から奥の方向（前後方向）にも移動可能となっている。つまり、走査部１１０Ａは、書物１を３次元的にスキャンできるように、書物１にＸ線を照射することができるようになっている。
【００３０】
なお、書物１が回転する場合、ノードの座標を表す上述のｘｙｚ軸も同期して回転する。これは、ノードが有する空間点データにおける位置情報（座標値）は、各ノードの位置情報（座標値）における書物１を構成する物質に対応しているためである。ｚ軸方向は、常に書物１の厚さ方向となってよい。
【００３１】
本実施形態における書物電子化装置１０Ａは、走査部１１０Ａに反射光検出部１１３を備えている。これにより、書物電子化装置１０Ａは、書物１によるＸ線の反射（界面反射）および回折等の現象についても検出することができるようになっている。書物１は、空気の屈折率と紙の屈折率との差、紙の屈折率とインクの屈折率との差、および空気の屈折率とインクの屈折率との差が明確に存在する。反射光検出部１１３によって、空気と紙との界面、紙とインクとの界面、および空気とインクとの界面等を判別するための情報（上述した配置パターンについての情報）を得ることができる。本実施形態の書物電子化装置１０Ａは、当該情報を用いることにより、書物１のページ数および文字をより精度良く、効率的に認識することができる。
【００３２】
（走査部の変形例１）
なお、図３の（ａ）に示す走査部１１０Ａでは、書物１が回転するようになっているが、書物１を３次元的にスキャンするための具体的な態様は特に限定されない。例えば、走査部１１０Ａは以下のような走査部１１０Ａ１であってもよい。図３の（ｂ）は、書物電子化装置１０Ａが有する走査部１１０Ａの一変形例を示すブロック図である。
【００３３】
図３の（ｂ）に示すように、一変形例における走査部１１０Ａ１は、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３が、従来のＣＴスキャン装置におけるガントリに設けられている。この場合、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３が書物１の周辺を回転することにより、書物１を３次元的にスキャンすることができる。
【００３４】
（書物電子化装置の詳細）
本実施形態の書物電子化装置１０Ａの詳細について、図４〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３５】
本実施形態では、書物１に照射するエネルギー線として例えばＸ線を用いる書物電子化装置１０Ａについて説明する。しかし、上記エネルギー線はＸ線に限定されず、テラヘルツ波、赤外光、可視光等であってもよい。上記エネルギー線は、電子化の対象とする書物に応じて設定される。例えば、一枚または少数枚の、文字が記載された透明なＯＨＰシートを電子化する場合等には、エネルギー線として可視光を使用してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、走査部１１０Ａにおける反射光検出部１１３が前述の図３の（ａ）に示すような位置関係にて配置されて、反射Ｘ線Ｌ３を検出する構成の書物電子化装置について説明する。しかし、上記反射率を検出するための具体的な態様は特に限定されない。例えば、公知のＸ線反射率測定のような技術を適用してもよく、Ｘ線照射部１１１および反射光検出部１１３は、図３の（ａ）に示す位置とは異なる位置関係となるように配置されてもよい（後述の図８参照）。
【００３７】
図４は、本実施形態の書物電子化装置１０Ａの概略的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、書物電子化装置１０Ａは、３次元スキャン装置１００Ａとデータ処理装置２００Ａとを備えている。
【００３８】
（３次元スキャン装置１００Ａ）
３次元スキャン装置１００Ａは、図３を用いて上述した各部に加えて、書物保持部１１５を備えている。また、制御部１２０は、動作制御部１２１とデータ取得部１２２とを備えている。
【００３９】
書物保持部１１５は、例えば閉じられた書物１の端部を留め金で挟んで挟持するとともに、図示を省略する駆動機構によって書物１を回転可能となっている。書物保持部１１５は、書物１に対する３次元スキャンを行うことができるように、書物１にＸ線を照射させながら書物１を回転させることができるようになっていればよく、具体的な態様は特に限定されない。
【００４０】
３次元スキャン装置１００Ａが有するＸ線照射部１１１、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、および書物保持部１１５は、前述の走査部１１０Ａ（図３参照）を構成する。
【００４１】
（Ｘ線）
Ｘ線照射部１１１が照射する照射Ｘ線Ｌ１は、シングルビーム、ファンビーム、およびコーンビームのいずれの形状であってもよい。また、Ｘ線のピーク波長は０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であってよい。Ｘ線は、インクの材料に応じて、適切なピーク波長が設定されてよい。
【００４２】
照射Ｘ線Ｌ１は、Ｘ線源から出射した特性Ｘ線であってよい。或いは、上記Ｘ線は、フィルタ等を用いて、連続Ｘ線から特定の波長域について取り出したＸ線であってもよい。Ｘ線照射部１１１が照射するＸ線は、ピーク波長が固定されていてもよく、可変であってもよい。
【００４３】
また、Ｘ線照射部１１１は、多層膜等を用いて平行ビームとした（コリメートした）Ｘ線を出射するようになっていてもよく、Ｘ線をパルス光として出射するようになっていてもよい。
【００４４】
（透過光検出部）
透過光検出部１１２としては、従来のＸ線ＣＴスキャンに用いられる公知の機器を用いることができる。また、透過光検出部１１２の配置についても、従来のＸ線ＣＴスキャンにおける各種の方式（例えば、いわゆる第１世代〜第４世代の方式）を応用することができる。そのため、透過光検出部１１２について詳細な説明は省略する。概略的には、透過光検出部１１２は、Ｘ線照射部１１１におけるＸ線の照射の態様（ファンビーム等）に応じて、所定のピッチにて検出器が平面的に敷き詰められて形成されている。
【００４５】
（反射光検出部）
反射光検出部１１３は、書物１に照射Ｘ線Ｌ１が照射され、書物１を構成する物質により反射された反射Ｘ線Ｌ３を検出することができるようになっていればよく、具体的な態様は特に限定されない。上記反射Ｘ線Ｌ３は、書物１を構成する物質によりトムソン散乱されたＸ線で有り得る。
【００４６】
ここで、反射Ｘ線Ｌ３について、図５を用いて説明する。図５の（ａ）は、書物１における或る箇所について、照射Ｘ線Ｌ１が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図である。図５の（ｂ）は、書物１における別の箇所について、照射Ｘ線Ｌ１が入射した場合の、Ｘ線の透過および反射の様子の一例を示す断面模式図である。以下では、図５の（ａ）に示す状態を状態α、図５の（ｂ）に示す状態を状態βと称することがある。
【００４７】
ここでは、説明の簡略化のために、図５の（ａ）に示すように、強度Ｔ０で入射した照射Ｘ線Ｌ１が、３枚の紙２１〜２３およびインク３１〜３３を通過して、強度Ｔ１に減衰した透過Ｘ線Ｌ２として出射する場合について考える。図５の（ａ）に示す領域の書物１では、紙２１の上面にインク３１が接しており、紙２１の下面にインク３２が接している。そして、紙２２の上面にインク３３が接している。
【００４８】
空気の屈折率をｎａｉｒ、インクの屈折率をｎｉｎｋとし、空気とインク３１との界面におけるＸ線の反射率をＲ１とする。この場合、Ｘ線が垂直入射する場合の反射率Ｒは、Ｒ＝（ｎａｉｒ−ｎｉｎｋ）２／（ｎａｉｒ＋ｎｉｎｋ）２
で表される。また、図５の（ａ）、（ｂ）に示すような斜めに入射する照射Ｘ線Ｌ１においても、公知の理論式に基づいて反射率を算出することができる。なお、照射Ｘ線Ｌ１は、書物１の内部における深い位置となるほど、強度が減衰するため反射Ｘ線Ｌ３の強度は小さくなる。
【００４９】
その他の界面についても、同様に空気、インク、および紙の屈折率に基づいて反射率を求めることができ、図５中に反射率Ｒｘとして記載した。ここで、照射Ｘ線Ｌ１の延長線と交わる複数の界面について、紙面の上方から下方に順に数えてｘ番目の界面と称する。ｘはここでは１〜９の整数である。
【００５０】
一方、図５の（ｂ）に示す状態βでは、紙２１の上面にインク３１が接しており、紙２２の上面にインク３２が接し、紙２３の上面にインク３３が接している。強度Ｔ０で入射した照射Ｘ線Ｌ１が、３枚の紙２１〜２３およびインク３１〜３３を通過して、強度Ｔ’１に減衰して出射する。この場合について、各種の界面における反射率をＲ’ｘとする。
【００５１】
状態αおよび状態βのいずれの場合においても、複数の界面による反射の合計数は同じく９である。また、強度Ｔ１と強度Ｔ’１とは互いに等しく、Ｘ線の合計の吸収率についても互いに同じである。ただし、各種の界面における反射率については、以下のとおりである。
Ｒ１＝Ｒ’１、Ｒ２＝Ｒ’２、Ｒ９＝Ｒ’９、
Ｒ３≠Ｒ’３、Ｒ４≠Ｒ’４、Ｒ５≠Ｒ’５、Ｒ６≠Ｒ’６、Ｒ７≠Ｒ’７、Ｒ８≠Ｒ’８。
【００５２】
このように、状態αと状態βとで、合計の吸収率および反射数が同じである。しかし、各種の界面における反射率の違いを捉えることにより、状態αと状態βとが、互いに異なる状態であることを認識し易くすることができる。
【００５３】
つまり、書物１を構成する物質（特に、界面）の反射率についての情報を用いることにより、書物１の厚さ方向におけるインクおよび紙の配置パターンを特定し易くすることができる。配置パターンとは、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向について、例えば空気、インク、紙、インク、空気、紙、インク、紙・・・といった、空気とインクと紙との順序（パターン）のことを意味する。
【００５４】
例えば、界面部分に存在するノードが反射率に関する情報（スカラー値）を有し、その他の部分（例えば紙の内部におけるノード）は反射率に関するデータを有しない、または反射率に関するデータの値が非常に小さい。
【００５５】
反射光検出部１１３は、上記のような各種の界面により反射されたＸ線を検出することができるように配置されていればよい。
【００５６】
（反射光検出部１１３の変形例）
反射光検出部１１３は、書物１に対して、Ｘ線照射部１１１から照射Ｘ線Ｌ１をどのように照射するかに応じて、配置される位置および形状を決定される。図６は、反射光検出部１１３の一変形例について説明するための図である。図６に示すように、Ｘ線照射部１１１から照射Ｘ線Ｌ１がファンビームまたはコーンビームとして書物１に照射されるとする。この場合、或る界面Ｓ１にて、透過Ｘ線Ｌ２と、様々な方向への反射Ｘ線Ｌ３とが生じる。このような反射Ｘ線Ｌ３を検出できるように、反射光検出部１１３が、書物１に対する位置関係としてＸ線照射部１１１の後方に広い面積にて配置されていてもよい。
【００５７】
（制御部）
図４を再び参照して、制御部１２０は、３次元スキャン装置１００Ａの動作を統括的に制御する。
【００５８】
動作制御部１２１は、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、および書物保持部１１５の動作を制御する。本実施形態では、動作制御部１２１は、書物保持部１１５によって書物１を回転させつつ、書物１を３次元スキャンするように、Ｘ線の照射および検出を行うように各部を制御する。
【００５９】
データ取得部１２２は、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３から送信されるデータを取得して、データ処理装置２００Ａに送信する。データ取得部１２２は、取得したデータを一時的に記憶するようになっていてもよく、取得したデータに対して何らかの前処理を行うようになっていてもよい。データ取得部１２２の具体的な態様は特に限定されない。
【００６０】
（データ処理装置）
データ処理装置２００Ａは、３次元データ生成部２１０と、記憶部２２０と、２次元データ生成部２３０と、文字認識部２４０とを備えている。記憶部２２０は、空間点データ２２１を格納する。空間点データ２２１は、書物１を構成する物質の位置情報２２５と吸収率２２６と反射率２２７とが対応付けられたデータである。２次元データ生成部２３０は、配置パターン特定部２３１、面特定部２３２、およびデータ生成部２３３を備えている。
【００６１】
３次元データ生成部２１０は、前述のデータ取得部１２２から送信されたデータを受信する。３次元データ生成部２１０は、受信したデータを用いて、３次元データ２（図１の（ｂ）参照）を生成する。
【００６２】
ここで、３次元データ生成部２１０が生成する３次元データ２では、各ノードが座標値および物性値を有している。ノードが有する空間点データは、例えば（ｘ、ｙ、ｚ、ｋｘｙｚ）と表すことができる。ここで、（ｘ、ｙ、ｚ）は座標値であり、位置情報２２５に対応する。そして、ｋｘｙｚは物性値であり、本実施形態では少なくとも反射率２２７の情報を含む。なお、従来のＸ線ＣＴスキャンではｋｘｙｚは吸収率の情報のみを含むスカラー値であった。
【００６３】
本実施形態の書物電子化装置１０Ａにおいて、上記物性値は、反射率２２７に加えて吸収率２２６を含んでいてもよい。この場合、上記ｋｘｙｚは、吸収率を表すｋ１ｘｙｚ、反射率を表すｋ２ｘｙｚのように表されるようになっていてもよい。ｋ１ｘｙｚおよびｋ２ｘｙｚは、或る位置に存在する物質に応じたスカラー値である。例えば、吸収率を表すｋ１ｘｙｚが０以上１０以下のデータ値を有するとする。この場合、例えば、６以上９未満のデータ値はインクに対応し、３以上６未満のデータ値は紙に対応し、０以上３未満のデータ値は紙面の隙間（空気）に対応するようになっていてよい。反射率を表すｋ２ｘｙｚについては、例えば、前述のようにどのような界面での反射であるかに対応して、界面の状態に応じてデータ値の範囲が設定される。
【００６４】
物質に応じたデータ値（データ値と物質との対応関係）は、サンプルの書物を用いて予め３次元スキャンを行うことにより決定することができる。
【００６５】
３次元データ生成部２１０は、公知の手法を適用して上記物性値を算出することにより、空間点データ２２１を生成する。例えば、反射率について、一般にＸ線ＣＴスキャンにおいて用いられる画像再構成の手法を適用して算出してもよい。
【００６６】
３次元データ生成部２１０にて生成された空間点データ２２１は記憶部２２０に送信され、位置情報２２５と吸収率２２６と反射率２２７とが対応付けられて記憶される。なお、記憶部２２０は、データ処理装置２００Ａに含まれていなくともよく、データ処理装置２００Ａの外部に設けられていてもよい。この場合、データ処理装置２００Ａと記憶部２２０とが通信可能に接続されていればよい。
【００６７】
そして、２次元データ生成部２３０は、記憶部２２０から空間点データ２２１を読み出して、演算処理を行うことにより２次元ページデータを生成する。２次元データ生成部２３０が有する各部の詳細な説明は、書物電子化装置１０Ａの動作の説明と合わせて後述する。
【００６８】
文字認識部２４０は、上記２次元ページデータに基づいて、書物１のページに記載された文字（有意情報）を認識する。
【００６９】
（書物電子化装置が実行する処理）
本実施形態の書物電子化装置１０Ａが実行する処理の流れ（書物電子化方法）の一例について、図７を用いて説明する。図７は、書物電子化装置１０Ａが実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７０】
図７に示すように、先ず、Ｘ線照射部１１１は、書物保持部１１５によって保持された書物１にＸ線（エネルギー線）を照射する（ステップ１１；以下Ｓ１１のように略記する）（照射工程）。
【００７１】
そして、書物１にＸ線を照射するとともに、書物保持部１１５によって書物１を回転させることにより、書物１を３次元スキャンする。具体的には、透過光検出部１１２が透過Ｘ線Ｌ２を検出し、反射光検出部１１３が反射Ｘ線Ｌ３を検出する（Ｓ１３：検出工程）。
【００７２】
次いで、検出したデータに基づいて、３次元データ生成部２１０は演算処理を行う。これにより、３次元データ生成部２１０は、書物１の３次元データ２を構成する多数のノードのそれぞれに対応する空間点データ２２１を算出する（Ｓ１５：３次元データ生成工程）。換言すれば、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３が検出したＸ線に基づいて、位置情報２２５と、当該位置における前記物質に対応する物性値（吸収率２２６および反射率２２７）とが対応付けられた複数の空間点データ２２１を生成する。位置情報２２５は、書物１内の３次元空間における位置に関する情報である。物性値は、位置情報２２５にて示される位置における物質に対応する値であって、書物１の厚さ方向における物質の配置パターンの特定に用いられる。
【００７３】
次いで、２次元データ生成部２３０は、３次元データ生成部２１０が生成した３次元データ２を用いて、２次元ページデータを生成する。
【００７４】
具体的には、配置パターン特定部２３１は、空間点データ２２１に含まれる反射率２２７の情報を用いて、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気とインクと紙との配置パターンを特定する。
【００７５】
また、面特定部２３２は、３次元データ２を用いて、ページ領域を特定する（Ｓ１７）。このページ領域を特定する処理については、例えば特許文献１に記載のような公知の技術を適用することができる。概略的には、面特定部２３２は、３次元データ２における、吸収率２２６の値が紙を表す数値範囲となっているノードの集合によって形成される領域をページ領域として特定する。換言すれば、面特定部２３２は、等値面を探索することによりページ領域を特定する。
【００７６】
面特定部２３２は、反射率２２７の情報を補助的に用いてページ領域を特定してもよい。これにより、紙と空気との境界を特定する精度および処理速度を高めることができる。そのため、ページ領域をより正確かつ高速に特定することができる。
【００７７】
次いで、データ生成部２３３は、３次元データ２、ページ領域の情報、および上記特定した配置パターンの情報を用いて、２次元ページデータを生成する（Ｓ１９）。２次元ページデータは、書物１の各ページが電子化された情報であって、例えば文字が記載された紙の画像を表すデジタルデータであるといえる。２次元ページデータは、文字以外の有意情報を含んでいてもよい。或るページに含まれる有意情報は、例えばインクに対応するインクのノードＮＩの配置によって表される。
【００７８】
データ生成部２３３は、或るページ領域において、２次元平面上のどの位置にインクが存在するか（インクのノードＮＩが存在するか）ということを特定する。ここで、３次元データ２が含む反射率２２７の情報と、上記配置パターンの情報とを用いることにより、上記インクのノードＮＩの位置をより正確に特定することができ、処理速度を速めることができる。また、データ生成部２３３は、紙に関する情報は抽出せずにインクに関する情報だけを抽出するようになっていてもよい。
【００７９】
なお、書物１の紙が曲がっている場合（特に、書物１が古い場合または巻物である場合）、特定されたページ領域は３次元空間における曲面であり得る。そのような場合であっても、データ生成部２３３は、ページ領域の各点のデータ値を２次元平面上にマッピングすることで、２次元ページデータを生成することができる。マッピングの方法として、公知の方法（例えば、鞍点特徴を利用した３次元メッシュ展開等）を利用することができる。
【００８０】
次いで、文字認識部２４０は、２次元ページデータに基づいて、文字を認識する（Ｓ２１）。文字認識部２４０は、２次元ページデータからパターンマッチング等によって文字を抽出し、抽出された文字をテキストデータ（文字コード）に変換してもよい。
【００８１】
（変形例）
（ａ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３を一体の機器として備えていてもよい。この場合、例えば、書物１の周辺に環状に取り囲むように検出器が設けられる。変形例の書物電子化装置１０Ａは、該検出器の内側をＸ線照射部１１１が回転して書物１を３次元スキャンするようになっていてもよい。
（ｂ）書物電子化装置１０Ａは、文字認識部２４０が設けられていなくてもよい。この場合、例えば、書物電子化装置１０Ａが生成した２次元ページデータを、液晶モニタ等の表示部を用いて表示してもよい。ユーザが該表示部を視認することにより、文字を認識することができる。
（ｃ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、従来のＸ線反射率測定の手法を応用して書物１をスキャンするようになっていてもよい。図８は、変形例における書物電子化装置１０Ａが有する走査部１１０Ａ２の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図８に示すように、走査部１１０Ａ２は、Ｘ線照射部１１１から書物１へ照射される照射Ｘ線Ｌ１と、反射Ｘ線Ｌ３との為す角が例えば１７０°以上の適切な角度となるように配置されている。透過光検出部１１２は、書物１を透過した透過Ｘ線Ｌ２が入射する位置に配置されている。
【００８３】
走査部１１０Ａ２は、書物１が回転することにより、全反射臨界角を超える角度にて界面に照射Ｘ線Ｌ１を照射することができる。この場合、反射Ｘ線Ｌ３の強度が増大する。そのため、反射光検出部１１３により反射Ｘ線Ｌ３を検出し易くすることができる。例えば、照射Ｘ線Ｌ１としてパルス光を用いることが好ましい。反射光検出部１１３は、光路差によって生じる時間差に基づく時間分解により、検出した反射Ｘ線Ｌ３の出射箇所についての情報を得ることができる。
（ｄ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、従来のＸ線回折測定の手法を適用するようになっていてもよい。例えば、微小部Ｘ線回折のような公知の手法を用いてもよい。制御部１２０は、Ｘ線照射部１１１と書物１と反射光検出部１１３とを、Ｘ線回折を測定することができるように適切に動作させる。データ生成部２３３は、例えば３次元データ２を解析して、インクである可能性が高い位置（座標値）を特定し、Ｘ線回折測定により得られた回折パターンの情報に基づいてインクであるか否かをより正確に識別する。例えば、金属粒子が含まれているようなインクであれば、当該金属を同定することによりインクであるか否かを識別することができる。なお、データ生成部２３３は、紙の部分について識別を行ってもよい。
【００８４】
また、書物電子化装置１０Ａの他の変形例では、In-Plane  ＸＲＤ（面内回転法）の手法を適用するようになっていてもよい。この場合、Ｘ線照射部１１１と書物１と反射光検出部１１３とが適切な位置関係となるように配置されて、制御部１２０は、In-Plane  ＸＲＤを測定することができるようにこれらの各部を適切に動作させる。データ処理装置２００Ａは、得られる回折パターンの情報に基づいて、物質を同定してもよく、膜厚についての情報を取得してもよい。Ｘ線照射部１１１および反射光検出部１１３を書物１に対してｚ方向に移動させることにより、配置パターンに関する情報を得ることができる。
（ｅ）書物電子化装置１０Ａの一変形例では、透過光検出部１１２は、照射Ｘ線Ｌ１が書物１内で屈折されることにより書物１から出射される屈折Ｘ線を検出するようになっていてもよい。照射Ｘ線Ｌ１の入射角の情報、並びに透過光検出部１１２にて検出した屈折光の位置および強度の情報に基づいて、配置パターン特定部２３１は、配置パターンをより精度よく特定することができる。
（ｆ）書物電子化装置１０Ａの他の一変形例では、走査部１１０Ａは、書物１が回転するとともに、Ｘ線照射部１１１、透過光検出部１１２、および反射光検出部１１３も移動可能となっていてもよい。この場合、書物１に様々な角度からＸ線を照射することができる。また、上記変形例（ｄ）または（ｅ）のような構成において、回折または屈折したＸ線をより適切に取得することができる。
【００８５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図９および図１０を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態において説明すること以外の構成は、前記実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８６】
前記実施形態１の書物電子化装置１０Ａでは、２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１が有する反射率２２７の情報を利用して２次元ページデータを生成していた。これに対して、本実施形態の書物電子化装置１０Ｂでは、２次元データ生成部２３０は、反射率２２７の情報にさらに加えて光学データ２２９を用いて、２次元ページデータを生成するようになっている点が異なっている。
【００８７】
（書物電子化装置１０Ｂ）
図９は、本実施形態における書物電子化装置１０Ｂの概略的な構成を示すブロック図である。図９に示すように、書物電子化装置１０Ｂは、３次元スキャン装置１００Ｂと、データ処理装置２００Ｂとを備えている。
【００８８】
３次元スキャン装置１００Ｂは、制御部１２０がデータ取得部１２２Ｂを有している。このデータ取得部１２２Ｂは、透過光検出部１１２および反射光検出部１１３から受信したデータを３次元データ生成部２１０に送信するとともに、該データに基づいて光学データ２２９を生成し、生成した光学データ２２９を記憶部２２０に格納する。具体的には、データ取得部１２２Ｂは、書物１を３次元スキャンする間における、或る１ステップの界面反射数、合計吸収率、入射角、位相差等の情報を取得する。データ取得部１２２Ｂは、当該情報を全てのステップにおいて取得し、取得した情報に基づいて光学データ２２９を生成する。
【００８９】
光学データ２２９は、書物１が有する層構造における各層の境界を特定するために用いられる境界特定情報を含み、空間点データ２２１と相関する。書物１が有する層構造とは、例えば書物１の厚さ方向における各ページによって形成される構造である。「各層の境界を特定する」とは、ページ領域を特定することを意味する。なお、以下では上記「層」のことを「膜」と表現することがある。
【００９０】
上記境界特定情報は、界面反射数、合計吸収率、および入射角のうち少なくともいずれかの情報を含む。
【００９１】
２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１および光学データ２２９を用いることにより、各膜厚（紙厚）、膜種、各膜の位置情報、インクの位置情報を取得することができる。
【００９２】
（ｉ）膜厚（紙厚）
例えば、従来の薄膜の膜厚測定において、膜厚に応じて反射光の強度（光量）が変化することが知られている。これは、膜の上面からの反射光と下面からの反射光との位相差に起因するものである。反射光検出部１１３は、上記位相差を検出することができるように構成されている。３次元データ生成部２１０は、このような光干渉現象に基づいて、膜厚を演算することができる（光干渉法）。そのため、空間点データ２２１および光学データ２２９を用いて、膜厚（紙厚）についての情報を得ることができる。
【００９３】
（ｉｉ）膜種
書物１において、紙の厚さとインクの厚さとは大きく相違する。そのため、上述のようにして得られた膜厚の情報を用いて、膜の種類（膜種）を特定することもできる。
【００９４】
（ｉｉｉ）各膜の位置情報
配置パターン特定部２３１により特定した配置パターンに加えて、上記膜厚の情報を用いることにより、書物１の厚さ方向における各膜の位置に関する情報を得ることができる。つまり、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気、紙、およびインクの層がそれぞれどの位置に存在するかという情報を得ることができる。
【００９５】
（ｉｖ）インクの位置情報
上述のように各膜の位置に関する情報を得ることができれば、当該情報は、書物１の或るページにおけるインクの膜が存在する箇所についての情報として利用することができる。そのため、インクの位置情報を取得することができる。
【００９６】
（有利な効果）
以上のように、２次元データ生成部２３０は、空間点データ２２１および空間点データ２２１と相関する光学データ２２９を用いることにより、ページ領域を特定する処理並びにインクの位置を特定する処理の精度および処理速度を高めることができる。そのため、本実施形態の書物電子化装置１０Ｂは、２次元データ生成部２３０が２次元ページデータを生成する処理を効率化することができる。
【００９７】
また、２次元データ生成部２３０は、各膜の位置情報を取得することにより、インクに関する情報のみを抽出する（３次元データ２からインクの膜が存在する部分の情報のみを抽出する）こともできる。
【００９８】
（処理の流れ）
図１０は、本実施形態における書物電子化装置１０Ｂが実行する処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、先ず、Ｘ線照射部１１１は、書物１にＸ線（エネルギー線）を照射する（Ｓ３１：照射工程）。そして、書物１を回転させて３次元スキャンする（Ｓ３３）。次いで、検出したデータに基づいて、３次元データ生成部２１０は、書物１の３次元データ２を生成する（Ｓ３５）。これらＳ３１，３３，３５の処理は、前記実施形態１におけるＳ１１，１３，１５（図７参照）の処理と同様である。
【００９９】
次いで、データ取得部１２２は、光学データ２２９を生成し、該光学データ２２９を記憶部２２０に格納する（Ｓ３７）。なお、Ｓ３７の処理はＳ３５の処理の前に行われてよく、Ｓ３５の処理と並行して行われてもよい。
【０１００】
次いで、配置パターン特定部２３１は、空間点データ２２１に含まれる反射率２２７の情報を用いて、書物１の、２次元平面の或る位置における厚さ方向（ｘ値およびｙ値を固定してｚ値が増減する方向）について、空気とインクと紙との配置パターンを特定する。
【０１０１】
そして、面特定部２３２は、ページ領域を特定する（Ｓ３９）。面特定部２３２は、３次元データ２および光学データ２２９を用いることにより、紙と空気との境界を特定する精度および処理速度を高めることができる。そのため、ページ領域をより正確かつ高速に特定することができる。
【０１０２】
次いで、データ生成部２３３は、３次元データ２、ページ領域の情報、上記特定した配置パターンの情報、および光学データ２２９を用いて、２次元ページデータを生成する（Ｓ４１）。
【０１０３】
データ生成部２３３は、或るページ領域において、２次元平面上のどの位置にインクが存在するか（インクのノードＮＩが存在するか）ということを特定する。ここで、３次元データ２が含む反射率２２７の情報と、上記配置パターンの情報と、光学データ２２９とを用いることにより、上記インクのノードＮＩの位置をより正確に特定することができ、処理速度を速めることができる。
【０１０４】
次いで、文字認識部２４０は、２次元ページデータに基づいて、文字を認識する。
【０１０５】
〔実施形態３〕
前記実施形態１および実施形態２では、書物電子化装置１０Ａおよび書物電子化装置１０Ｂを用いて書物を電子化していた。これに対して、本発明の一態様における書物電子化方法は、Ｘ線源として例えば放射光を用いてもよい。例えば大型放射光施設にて、透過光検出部１１２、反射光検出部１１３、書物保持部１１５を適切に設置するとともに、放射光Ｘ線を用いて書物の３次元スキャンを行う。そして、データ処理装置２００Ａまたはデータ処理装置２００Ｂは、得られた情報に基づいて処理を行う。これにより、書物の電子化を行うことができる。
【０１０６】
〔ソフトウェアによる実現例〕
書物電子化装置１０Ａ・１０Ｂの制御ブロック（特に制御部１２０、３次元データ生成部２１０、２次元データ生成部２３０、および文字認識部２４０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０７】
後者の場合、書物電子化装置１０Ａ・１０Ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０８】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る書物電子化装置は、書物にエネルギー線を照射する照射部と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出部と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成部と、を備えている。
【０１０９】
本発明の態様２に係る書物電子化装置は、上記態様１において、前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の反射率の値を含む。
【０１１０】
本発明の態様３に係る書物電子化装置は、上記態様２において、前記物性値は、前記物質による前記エネルギー線の吸収率の値をさらに含む。
【０１１１】
本発明の態様４に係る書物電子化装置は、上記態様１〜３のいずれかにおいて、前記複数の空間点データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成する２次元データ生成部を備える。
【０１１２】
本発明の態様５に係る書物電子化装置は、上記態様４において、前記３次元データ生成部は、前記出射エネルギー線に基づいて、前記配置パターンを特定するために用いられる、前記複数の空間点データと相関する光学データをさらに生成し、前記光学データは、前記書物が有する層構造における各層の境界を特定するために用いられる境界特定情報を含み、前記２次元データ生成部は、前記複数の空間点データおよび前記光学データを用いて、前記書物の２次元ページデータを生成する。
【０１１３】
本発明の態様６に係る書物電子化装置は、上記態様５において、前記境界特定情報は、界面反射数、合計吸収率、および入射角のうち少なくともいずれかの情報を含む。
【０１１４】
本発明の態様７に係る書物電子化装置は、上記態様１〜６のいずれかにおいて、前記検出部は、前記書物を透過して出射された前記出射エネルギー線を検出する第１検出部と、前記書物内の前記物質にて反射されて出射された前記出射エネルギー線を検出する第２検出部とを備える。
【０１１５】
本発明の態様８に係る書物電子化方法は、書物にエネルギー線を照射する照射工程と、前記書物内の物質の影響を受けて前記書物から外部に出射される出射エネルギー線を検出する検出工程と、検出した前記出射エネルギー線に基づいて、前記書物内の３次元空間における位置に関する位置情報と、当該位置における前記物質に対応する、前記書物の厚さ方向における前記物質の配置パターンの特定に用いられる物性値と、が対応付けられた複数の空間点データを生成する３次元データ生成工程と、を含む。
【０１１６】
本発明の各態様に係る書物電子化装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記書物電子化装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記書物電子化装置をコンピュータにて実現させる書物電子化装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１１７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０Ａ・１０Ｂ  書物電子化装置
１１１          Ｘ線照射部（照射部）
１１２          透過光検出部（検出部、第１検出部）
１１３          反射光検出部（検出部、第２検出部）
２１０          ３次元データ生成部
２３０          ２次元データ生成部