(57)【要約】【課題】装置構成が単純で、高速に画像を読み取り、かつ、高解像度の画像を取得する画像読取装置、プログラム及び記憶媒体を提供すること。【解決手段】原稿を所定のサイクル時間毎に撮影する撮影手段１１と、撮影手段が所定のサイクル時間毎に撮影した画像データの品質を評価する評価手段４１と、評価手段４１が評価した評価値に対応づけて各画像データを記憶する画像データ記憶手段２８と、ユーザによる画像取得指示を入力する指示入力手段１６と、評価値が所定値以上の画像データを読み出し、第１の画像データの画素が対応する、同じ原稿を撮影した第２の画像データの画素から検出する画素対応づけ手段４５と、画像取得指示が入力されたことをトリガーに、画像データの画素数よりも大きい画素数が確保された合成画像データの画素範囲に、画素対応づけ手段が互いに対応付けた複数の画素の画素値をそれぞれ格納する画素値格納手段４６と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2010056771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台に読み取り面が略上向きに載置された原稿を読み取る画像読み取り装置であって、
原稿を所定のサイクル時間毎に撮影する撮影手段と、
前記撮影手段がサイクル時間毎に撮影した画像データの品質を評価する評価手段と、
前記評価手段が評価した評価値に対応づけて各画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
ユーザによる画像取得指示を入力する指示入力手段と、
評価値が所定値以上の画像データを読み出し、第１の画像データの画素が対応する、同じ原稿を撮影した第２の画像データの画素を検出する画素対応づけ手段と、
前記画像取得指示が入力されたことをトリガーに、
画像データの画素数よりも大きい画素数が確保された合成画像データであって、画像データと合成画像データの画素数により定まる合成画像データの画素範囲に、前記画素対応づけ手段が互いに対応付けた各画像データの複数の画素の画素値をそれぞれ格納する画素値格納手段と、
を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記画素範囲の全てに画像データの画素値が格納されない場合、前記合成画像データの画素のうち画素値が格納されない画素の画素値を、周囲の画素の画素値で補間する補間手段、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記評価手段は、前記撮影手段の画素数に対する原稿が撮影された画素数の比、又は、前記撮影手段の撮影範囲における原稿が撮影された位置の、少なくとも一方に基づき、画像データの品質を評価する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記評価手段は、画像データの先鋭度、コントラスト又は平均輝度値の少なくとも一つに基づき、画像データの品質を評価する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
濃淡を備えた評価パターンが前記撮影手段の撮影範囲内に配置されており、
前記評価手段は、撮影された評価パターンの画素値分布と、予め記憶している該評価パターンの標準的な画素値分布との差が所定内であるか否かにより、画像データの品質を評価する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
評価値が所定値以下の画像データを画像データ記憶手段から削除する削除手段、
を有することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
撮影手段が撮影した画像データと画像データ記憶手段に記憶された画像データの、画素値の差分を検出する差分検出手段を有し、
前記削除手段は、差分が所定値内の場合、評価値が低い方の画像データを削除する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記画素値格納手段は、
前記画素範囲において最も評価値のよい画像データの画素値を格納した画素に対し、
前記画素対応づけ手段による、最も評価値のよい画像データと他の画像データの画素を対応づけた際の画素の対応関係が得られるように、他の画像データの画素値を格納する画素を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
前記合成画像データの横の長さ又は縦の長さが、前記画像データのｎ倍の場合、
前記画素値格納手段は、前記画素対応づけ手段が互いに対応付けた複数の画素のいずれかの画素の画素位置を、縦横にそれぞれｎ倍した前記合成画像データ内の画素位置に、前記画素範囲を設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項１０】
原稿台に読み取り面が略上向きに載置された原稿を読み取る画像読み取り方法であって、
撮影手段が、原稿を所定のサイクル時間毎に撮影するステップと、
評価手段が、前記撮影手段が所定のサイクル時間毎に撮影した画像データの品質を評価するステップ、
画像データ記憶手段に、前記評価手段により評価された評価値に対応づけて各画像データを記憶するステップと、
指示入力手段が、ユーザによる画像取得指示を入力するステップと、
評価値が所定値以上の画像データを読み出し、画素対応づけ手段が、第１の画像データの画素が対応する、同じ原稿を撮影した第２の画像データの画素を検出するステップと、
画素値格納手段が、前記画像取得指示が入力されたことをトリガーに、
画像データの画素数よりも大きい画素数が確保された合成画像データであって、画像データと合成画像データの画素数により定まる合成画像データの画素範囲に、前記画素対応づけ手段が互いに対応付けた各画像データの複数の画素の画素値をそれぞれ格納するステップと、
を有することを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項１１】
原稿を載置する原稿台と、読み取り面が略上向きに原稿台に載置された原稿を撮影する撮影手段と、ユーザによる画像取得指示を入力する指示入力手段と、を備えた書画カメラと接続されたコンピュータを、
前記撮影手段が所定のサイクル時間毎に撮影した画像データの品質を評価する評価手段と、
前記評価手段が評価した評価値に対応づけて各画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
評価値が所定値以上の画像データを読み出し、第１の画像データの画素が対応する、同じ原稿を撮影した第２の画像データの画素を検出する画素対応づけ手段と、
前記画像取得指示が入力されたことをトリガーに、
画像データの画素数よりも大きい画素数が確保された合成画像データであって、画像データと合成画像データの画素数により定まる合成画像データの画素範囲に、前記画素対応づけ手段が互いに対応付けた各画像データの複数の画素の画素値をそれぞれ格納する画素値格納手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿の画像データを取得する画像読み取り装置等に関し、特に、原稿の読み取り面を上向きに載置する画像読み取り装置、画像読み取り方法、プログラム及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスキャナでは原稿面を下にし、原稿面がコンタクトガラスに接するように原稿を載置し、コンタクトガラス越しに原稿を光学的に走査する。このため、書籍の原稿面をスキャンする際には見開きページを取り込むごとに書籍を持ち上げページをめくり、書籍を再度コンタクトガラスに載置する必要があり、ユーザにとっては極めて面倒な作業を強いられる。また、原稿の走査中にユーザが原稿面を見ることができないため、誤ったページをスキャンしてしまったり、原稿が十分に開かれていない状態で画像を取り込んでしまうという問題が発生しやすい。これらの問題は自動原稿送り装置（ADF）を搭載しないスキャナで複数ページの原稿をスキャンする際にも同様に発生する。
これに対し、例えば書画カメラのように読み取り面を上に向けた状態で、デジタルカメラなどのエリアセンサをスキャナ代わりにして原稿を読み取る方法が様々考えられている。例えば、カメラないし被写体を微少な距離だけずらして撮影された複数枚の画像を合成する読み取り方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、カメラの撮像エリアを超える画像を撮影可能にすると共に、非平面の原稿を平面に変換する目的で、撮影用のカメラと移動可能な原稿台を備え、原稿台を動かしながら原稿を撮影し、得られた画像を合成する画像読み取りシステムが開示されている。一般に、このような読み取り方法は、被写体とカメラとの位置関係が固定である原稿等を高解像度に走査するため利用される。
【０００４】
また、短時間で連続的に撮影された画像を合成したりすることにより、画素間を補完して高解像度化する手法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、主に照明装置の映り込みを防止する目的で、揺動可能な支持柱に取り付けられたカメラを用いて複数の角度から原稿を撮影し、得られた画像を合成する装置および方法が開示されている。
【０００５】
また、被写体を乗せる台やカメラを移動させて被写体の部分領域を撮影し、この部分画像をつなぎ合わせることにより、カメラの解像度に対して被写体が大きい場合であっても一定の解像度を確保する手法も既に知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
特許文献３には、画像の貼り合わせを行うことなく被写体を読み取ることを目的として、被写体の斜め上に配置された鏡により反射された像を、光路が可変な光学系に設置されたラインセンサで読み取る装置および方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３９３１１０７号公報
【特許文献２】特開２００６‐２７９８２８号公報
【特許文献３】特開２００７‐８２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の方法のように、カメラや被写体を微小な距離だけ移動させる手法では極めて精度の高い位置合わせが必要であり、機器構成の複雑化、大型化、高価格化につながるという問題があった。また、特許文献２記載の方法のように、連続画像を用いる手法では、連続画像中に被写体に適当な量の移動が必要であり、被写体が紙原稿の場合には原稿台に静止するとカメラと被写体との位置関係が変化しないため、この手法の効果を期待することができない。
【０００８】
また、特許文献１又は２記載の方法では、原稿台を移動させながら部分領域を撮影して合成するため、一枚の画像を得るために複数回の撮影を伴うと共に、撮像系の物理的動作を伴うため時間がかかるという問題がある。
これに対し、特許文献３記載の方法のように、カメラと被写体との位置関係を変化させて画像を取得し部分画像をつなぎ合わせる方法や、位置や角度を変えて撮影する方法では、前述した問題が発生しない反面、撮像系を移動させて撮影する必要があることから、機器構成が複雑になる上に一回の原稿の取り込みに時間がかかるという問題がある。
本発明は、上記課題に鑑み、単純な装置構成により、上向きに載置された原稿を読み取り、かつ、高解像度の画像を取得する画像読取装置、画像読み取り方法、プログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、原稿を載置する原稿台と、読み取り面が略上向きに原稿台に載置された原稿を撮影する撮影手段と、を有する画像読み取り装置において、撮影手段が所定のサイクル時間毎に撮影した画像データの品質を評価する評価手段と、前記評価手段が評価した評価値に対応づけて各画像データを記憶する画像データ記憶手段と、ユーザによる画像取得指示を入力する指示入力手段と、評価値が所定値以上の画像データを読み出し、第１の画像データの画素が対応する、同じ原稿を撮影した第２の画像データの画素から検出する画素対応づけ手段と、画像取得指示が入力されたことをトリガーに、画像データの画素数よりも大きい画素数の合成画像データの画素範囲に、画素対応づけ手段が互いに対応付けた各画像データの複数の画素の画素値を格納する画素値格納手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
装置構成が単純で、高速に画像を読み取り、かつ、高解像度の画像を取得する画像読取装置、プログラム及び記憶媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、画像読み取り装置１００による画像の読み取りを模式的に説明する図の一例を示す。まず、カメラ１１は原稿１２をサイクル時間毎に撮影する。原稿１２は、ユーザによる載置、ページめくり、又は、ページめくり後の自己回復力などにより、カメラ１１に対する相対位置が若干ずつ変化していく。カメラ１１はサイクル時間毎に原稿１２を撮影しているので、この相対位置が若干変化した原稿１２を撮影することができ、したがって、同じ原稿１２が撮影されても、カメラ１１の各素子には原稿１２の中の異なる微少部分（カメラの１画素により撮影される後述の原稿画素）が入射して撮影されることになる。
【００１３】
画像データはそれぞれ同じ画素数Ｇ１で撮影されており、画像データには「あ」という文字が撮影されている。画像データには同じ文字「あ」が撮影されていても、原稿１２が少しずつ動きながら撮影されているので各画像データＡ〜Ｃの撮影範囲は異なっている。このため、画像読み取り装置１００は、基準となる画像データに対し複数の画像データの画素を位置あわせする。すなわち、各画像データの画素毎に、原稿の同じ微少部分（原稿画素）が撮影された画素を対応づける。
【００１４】
また、画像読み取り装置１００は、画像データを縦横に数倍（図では３倍）にした画像合成フィールド（メモリ）を用意する。用意した直後は画像合成フィールドの各画素には、何も格納されていない。例えば画像データを縦横に３倍した場合、画素数は９×Ｇ１画素となる。画像読み取り装置１００は、画像合成フィールドに各画像データの画素を格納していく。この場合、画像合成フィールドは画像データの９倍の広さなので、原理的には９枚の画像データまでは全ての画像データを格納することができる。
【００１５】
例えば、いずれかの画像データＡの画素の画素値を、画像データＡ〜Ｃの画素数と画像合成フィールドの画素数の比によって定まる画像合成フィールドの合成領域のいずれの画素に格納する。同様の手順で画像データＡのその他の画素の画素値は、画像合成フィールドの縦横２画素おきに格納され、それぞれに同じ広さの合成領域が設定される。これにより、画像合成フィールドの９画素に１つの割合で画像データＡの画素値が格納されたことになる。
【００１６】
そして、画素値が格納されていない画像合成フィールドの合成領域に、他の画像データＢ、Ｃ等から画素値を格納していく。各画像データの画素の対応関係が明らかなので、対応する画素の画素値を「３×３」の合成領域の空いている画素に格納する。格納する位置は、合成領域毎に共通とすればよい。
例えば、画像データＡを（１、１）に格納したなら、画像データＢの対応する画素の画素値を（１，２）に格納し、画像データＣの対応する画素の画素値を（１，３）に格納する、等である。原理的には画像データが９つあれば、画像合成フィールドの全ての画素を埋めることができる。
【００１７】
画像データが画像合成フィールドの全ての画素を満たす数だけ撮影されなかった場合、画素値が格納されていない画像合成フィールドの画素には、画素値を補完して格納する。補間には種々の方法が知られているのがどのような方法で補完してもよい。
【００１８】
以上の処理により、カメラ１１の画素数Ｇ１の所定倍（ここでは９倍）の解像度の合成画像データを得られたことになる。原稿１２は原稿面を上に向けた状態で撮影され、ユーザが原稿１２のページをめくるだけで各ページの合成画像データが次々と取得されるので、原稿１２を持ち上げて裏返すなどの作業が必要ない。また、カメラ１１や原稿１２の台を動かす必要がないので、コスト増を抑制することができる。
【００１９】
図２は、画像読み取りシステム２００の構成図の一例を示す。画像読み取りシステム２００は、画像読み取り装置１００と、ネットワーク１８と、合成画像データの配信先となる受信用コンピュータ１９とを有する。
【００２０】
さらに画像読み取り装置１００は、書画カメラ装置５０と、書画カメラ装置５０と接続された制御部６０とを有する。書画カメラ装置５０は、カメラ１１と、光源１３と、カメラ１１と光源１３を備えつける柱部１４と、原稿台１５と、読み取りスイッチ１６とを有する。カメラ１１は、画像データの変化により撮影を開始し以降はサイクル時間毎の連続的に撮影し、読み取りスイッチ１６がユーザにより押下される度に１ページの合成画像データを合成する。
【００２１】
カメラ１１は例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）の光電変換素子により、画素毎に入射した光を電気に変換しそれをＡ／Ｄ変換して所定の輝度階調（例えば、２５６階調）の画像データを出力する。カメラ１１は、サイクル時間毎に原稿１２を撮影する。サイクル時間は、例えば、数フレーム／秒〜３０フレーム／秒であるが、一定でもよいしユーザが設定可能となっていてもよい。
【００２２】
光源１３は、例えば蛍光灯やＬＥＤで可視光の波長の光で原稿１２を照明する。可視光以外の例えば近赤外光のように夜間でも撮影可能な波長の光を照射してもよい。
【００２３】
ネットワーク１８は、例えば社内、一部署、一フロア等のＬＡＮ、支店間など地理的に離れたＬＡＮ同士を接続したＷＡＮ、又は、インターネットなどである。なお、ネットワーク１８は有線・無線のいずれであってもよい。
【００２４】
制御部６０は、コンピュータを実体とし、後述する各手段が実現できればよいので、その呼び名は、ＰＣ（Personal  Computer）、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、スマートフォン、その他プログラムを実行するＣＰＵを備えたコンピュータであればよい。
【００２５】
図３は、制御部６０のハードウェア構成図の一例を示す。それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、記憶媒体装着部２４、ＮＩＣ２５、入力装置２６、表示制御部２７及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）２８を有するように構成される。なお、受信用コンピュータ１９のハードウェア構成図も同様なので説明は省略する。
【００２６】
制御部６０は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、ワイヤレスＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等で書画カメラ装置５０に接続されており、カメラ１１が撮影を開始するとカメラ１１により撮影された画像データを次々と受信する。この画像データに後述する処理を施し、合成画像データを生成する。
【００２７】
ＣＰＵ２１は、ＯＳ（Operating  System）やアプリケーションソフトをＨＤＤ２８から読み出して実行することで種々の機能を提供すると共に、制御部６０が行う処理を統括的に制御する。また、画像処理プログラム３０を実行して後述する各機能を実現する。
【００２８】
ＲＡＭ２２はＣＰＵ２１が画像処理プログラム３０を実行する際に画像処理プログラム３０や処理に必要なデータを一時保管する作業メモリ（主記憶メモリ）になり、ＲＯＭ２３はＢＩＯＳ（Basic Input Output System）やＯＳを起動するためのプログラム、設定ファイルを記憶している。
【００２９】
記憶媒体装着部２４は記憶媒体２９が着脱可能に構成されており、記憶媒体２９に記録された画像処理プログラム３０やデータを読み込み、ＨＤＤ２８にインストールする際と、データを書き込む際に使用される。なお、記憶媒体２９は、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＳＤカード、メモリースティック（登録商標）、マルチメディアカード、ｘＤカード等、不揮発性のメモリであればよい。
【００３０】
ＮＩＣ２５は、ネットワーク１８に接続するためのインターフェイス、例えばイーサネット（登録商標）カードであり、OSI基本参照モデルの物理層、データリンク層に規定されたプロトコルに従う処理を実行する。
【００３１】
入力装置２６は、キーボードやマウスなど、ユーザからの様々な操作指示を入力するためのデバイスである。表示制御部２７は、プログラムが指示する画面情報に基づき所定の解像度や色数等で液晶などのディスプレイ３１に描画する。例えば、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を形成し、操作に必要な各種ウィンドウやデータ等をディスプレイ３１に表示する。
【００３２】
ＨＤＤ２８は、ＳＳＤ（Flash Solid State Drive）等の不揮発メモリでもよく、本実施形態では画像処理プログラム３０が記憶されている。画像処理プログラム３０は、記憶媒体２９に記憶して配布されたり、ネットワーク１８を介して接続された所定のサーバからダウンロードされ、ＨＤＤ２８にインストールされる。
【００３３】
図４は、制御部６０の機能構成図の一例を示す。図４の各ブロックは、ＣＰＵ２１が画像処理プログラム３０を実行するか又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアにより実現される。
【００３４】
＜評価部４１＞
評価部４１について説明する。評価部４１は、その画像データから合成画像データを生成してよいか否かを判定するための評価値を算出する。画素数に対する原稿１２の撮影範囲が小さすぎたり、撮影範囲がずれているような場合は、合成画像データに用いるべきでない。同様に、画像データの焦点が合っておらずぼやけていたり、コントラストが低かったり、暗いような場合にはその画像データは適切な条件で撮影されていないので、合成画像データに用いるべきでない。このため、評価部４１は、各画像データをこのような評価項目に基づき評価して合成画像データに用いることができるか否かを判定する。評価部４１は、例えば各画像データについて以下のような評価項目を数値化する。なお、評価値は、数値が高いほど評価が高いものとする。
「原稿が撮影された画素数／画素数、撮影位置」
「鮮明度（エッジ数）、コントラスト、平均輝度値」
図５（ａ）は原稿１２が小さく撮影された例の一例を、図５（ｂ）は撮影位置がずれてしまった例の一例を、それぞれ示す。原稿台１５は無地又は単色など、輝度がほぼ一定であるので、画像データのうち輝度が一定の領域を原稿台１５が撮影された領域として検出することができる。したがって、「画像データの総画素数−輝度がほぼ一定の画素数」が、「原稿が撮影された画素数」となり、「原稿が撮影された画素数／画素数」を算出できる。
【００３５】
また、図５（ｂ）のように撮影位置がずれている場合、輝度がほぼ一定の領域が左端部に現れ、かつ、右端部に輝度がほぼ一定の領域が現れないことになる。このように、左右又は上下の画素領域において、一方に輝度が一定の領域が所定値以上存在値、かつ、他方に輝度が一定の領域が存在しない場合、撮影位置がずれているとしてよい。
【００３６】
また、鮮明度は、画像データに水平・垂直なエッジを検出し、エッジの数や大きさから評価される。コントラストは、画素値のヒストグラムが偏っているなどの公知の方法から評価され、平均輝度値は画像データの各画素の画素値の平均から評価される。以下では、各評価項目の数値に重み付けして合計した値を評価値とする。
【００３７】
原稿１２は少しずつ動きながらも撮影されているが、この評価値により合成に適当な画像データが撮影されているか否かを判定できる。
【００３８】
なお、評価値は、評価値が一定以上か否かに関わらず、画像データに対応づけてＨＤＤ２８に記憶される。例えば、各評価項目の数値のうち１つでも閾値を満たさなければ合成画像データに用いることが不適当であるとしてＨＤＤ２８に記憶せず破棄してもよい。また、評価値が閾値を満たさなければ、ＨＤＤ２８に記憶せず破棄してもよい。
【００３９】
＜画素の対応づけ＞
まず、画像補整部４４は、各画像データに対して台形補正やコントラスト補正を始めとする各種画像処理を施し、画像データを合成に適した画像データに補正する。特に原稿１２が書籍形式の場合、綴じ込み部付近では画像データに歪みが発生するので、例えば原稿１２の外縁が長方形になるように歪み補正する。また、綴じ込み部付近と小口付近では明るさが変わるので、原稿１２の全体が均一の明るさとなるように輝度ムラを補正する。
【００４０】
画素対応づけ部４５は、各画像データの画素を画像合成フィールドの画素に対応づける。図６（ａ）は、画像合成フィールドと画像データの画素の対応づけを模式的に説明する図の一例である。例えば、３つの画像データＡ〜Ｃがある場合、それぞれ同じ又は近い原稿画素I（例えば、「あ」という文字の第１画の右端）が存在するが、原稿１２は少しずつ動きながら撮影されるため、原稿画素Iが同じ画素位置に撮影される可能性は低い。例えば、画像データＡでは（ｘ１、ｙ１）の画素に原稿画素Ｉが撮影され、画像データＢでは（ｘ２、ｙ２）の画素に原稿画素Ｉが撮影され、画像データＣでは（ｘ３、ｙ３）の画素に原稿画素Ｉが撮影されている。
【００４１】
この同じ原稿画素Ｉを、同じ画像合成フィールドの合成領域に格納することで画像データＡの合成が可能となるので、画素対応づけ部４５は画像データＡ〜Ｃの原稿画素Ｉを、同じ合成領域に対応づける。
【００４２】
このため、まず原稿画像Ａ〜Ｃの各画素を互いに対応づける。同じ原稿１２が撮影されている画像データは上下左右にずらすことで画素値が一致するはずである。したがって、例えば、最も評価値のよい画像データ（ここでは画像データＡとする）に対し、画像データＢ、Ｃの画素をずらしながら、画素値の一致の程度を判定する。画素対応づけ部４５は、画素値の差分の二乗を求め、その和（合計）を算出する。これを、画素を１つずつずらしながら繰り返し、合計が最も小さい時に画像データＢ、Ｃの各画素が画像データＡの各画素に対応づけられたと判定する。
【００４３】
また、エッジ部のみを比較して一致する位置を検出してもよい。画素対応づけ部４５は、垂直方向、水平方向にエッジを検出し、所定値以上のエッジについてのみ同様の算出を実行することで、処理負荷を低減することができる。
【００４４】
また、複数の画像を合成して高解像度の画像を作る際には、一般的に1画素よりも小さいレベル（サブピクセルレベル）で位置合わせを行うことが好ましい。このサブピクセル単位で位置合わせる行う方法としては、例えば次の方法がある。
１）ある領域内に含まれる図形（文字など）のエッジや輪郭を関数で近似し、画像間で比較対象領域内の近似関数同士の誤差が最小となる位置を求める
２）ある領域内に含まれる図形（文字など）の特徴点（線の端点、交点など）を求め、画像間で比較対象領域内の特徴点のずれが最小となる位置を求める
図７（ａ）は上記１）の方法を、図７（ｂ）は上記２）の方法をそれぞれ模式的に示す図の一例である。図７（ａ）の画像Ａに画像Ｂの位置をあわせる場合、画像ＡとＢをそれぞれ関数で近似し、画像Ｂの位置をずらしながら関数同士のずれが最小となる位置を決定する。
【００４５】
また、図７（ｂ）では、元の画像データから画像Ａと画像Ｂの特徴点をそれぞれ抽出し、互いの特徴点のずれが最小となる位置を決定する。
【００４６】
このような方法を用いて厳密に画像間の位置合わせを行い、ずれに合った画素範囲上の位置に新たな画素を配置していく。例えば、解像度を元画像の3倍に高解像度化する際には、元解像度での1/3画素のずれが高解像度時の1画素分のずれに相当することになる。したがって、位置あわせの際に1/3画素のずれがあると判断された際には、高解像度の画像の画素範囲上で1画素隣に画素が配置される。現実には、高解像度の画像の画素範囲内の1画素にぴったり当てはまる画素が見つかることは極めて稀であるため、ぴったり当てはまらなかった画素の情報を保持しておき、最終的に埋まらなかった画素の画素値を補完する際に利用する。
【００４７】
次に、画素格納部４６は、画像データＡの各画素を画像合成フィールドの合成領域に格納する。例えば、合成画像データを画像データの縦横を３倍した大きさとする場合、原稿画素Ｉが撮影された（ｘ１，ｙ１）の座標をｘ方向とｙ方向にそれぞれ３倍した（３×ｘ１，３×ｙ１）に、画像データＡの（ｘ１，ｙ１）の画素値を格納する。
【００４８】
この（３×ｘ１，３×ｙ１）の画素の周囲の複数の画素が合成領域となる。図では、（３×ｘ１，３×ｙ１）を左上に、右に２画素、下に２画素の矩形領域を合成領域とした。（３×ｘ１，３×ｙ１）を９×９の合成領域の中央の画素に対応づけてもよいし、右上、右下、左下の画素に対応づけてもよい。
【００４９】
そして、画素格納部４６は、画像データＡの画素（ｘ１，ｙ１）に対応する、画像データＢの画素（ｘ２，ｙ２）の画素値、画像データＣの画素（ｘ３，ｙ３）の画素値、を合成領域に格納する。
【００５０】
合成領域のどこに各画像データの画素を格納するかの位置の決定についてはいくつかの方法がある。
・最も評価値のよい画像データと他の画像データの位置あわせを行った結果に基づき、合成領域の画素値が格納されていない画素を埋めていく
・評価値の近い画像データを近くに格納する
・原稿１２の移動方向を考慮する
・所定の順番又は不作為に格納する
最も評価値のよい画像データＡと他の画像データＢの位置あわせを行った結果を利用する場合、例えば右側に1画素移動した位置関係で対応すれば、合成領域において、画像データＡの画素の右側に画像データＢの画素値を格納する。所望の画素値が既に格納されている場合は、位置あわせの結果に基づき、次に好適に画素に画素値を格納する。
【００５１】
また、「評価値の近い画像データ」は画像データの外観が近似しているとしてよいので、近くに配置することで合成画像データの違和感を低減できると考えられる。したがって、画像データＡが最も評価値が高いとすると、画素格納部４６は、評価値を参照して、次に評価値の高い画像データ（例えば、画像データＢ）の画素値を合成領域の画像データＡの右の画素に格納し、次に評価値の高い画像データ（例えば、画像データＣ）の画素値を合成領域の画像データＡの下の画素に格納する。
【００５２】
また、原稿１２の移動方向を考慮してもよい。原稿１２は少しずつ動きながらサイクル時間毎に撮影されているので、画像データＡに対し画像データＢ、Ｃが移動した方向に、合成領域に各画素値を格納する相対的な位置を決定する。例えば、画像データＢが画像データＡに対し左上方向に移動した場合、画像データＡの画素（ｘ１，ｙ１）の画素値を右下に配置し、その左上に画像データＢの画素（ｘ２，ｙ２）の画素値を格納し、さらにその左上に画像データＣの画素（ｘ３，ｙ３）の画素値を格納する。したがって、この場合、合成領域は矩形でなく左斜め上方向に連続した直線状の領域となる。移動方向を考慮して合成することで、原稿１２の空間的に近い画素を連続して配置できる。この場合、画像データと合成画像データで縦横比が異なる場合があるので、縦横比が一致するよう適宜補正して次述の画素の補間により画素値のない画素を埋める。
【００５３】
＜画素の補間＞
続いて画素の補間について説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、画素の補間を模式的に説明する図の一例である。図８（ａ）〜（ｄ）の左の合成領域は画素値を数値で示し、右の領域は画素値をグレースケールの濃淡で示す。図８（ａ）は画素値が格納されていない空の合成領域を示し、図８（ｂ）は基準となる画像データＡの画素値が格納された合成領域を示し、図８（ｃ）は画像データＢ、Ｃなど画像データＡ以外の画像データの画素値が格納された合成領域をそれぞれ示す。
【００５４】
この結果、図８（ｃ）では４画素に画素値が格納されていない。このような状態は、評価値を満たす画像データが十分な数だけ撮影されない場合に生じる。合成領域に空の画素が存在する場合、画素補間部４７は合成領域に格納された他の画素値を用いて、空の画素を補間する。例えば、画素値の補間は線形補間してもよいし、２次式、３次式を用いて補完してもよい。
【００５５】
図８（ｃ）では（２、１）の画素が空なので、画素（１，１）と（３，１）の画素値を用いて線形補間すると、（２、１）の画素値は「９６」となる。同様に、（２、３）の画素が空なので、画素（１，３）と（３，３）の画素値を用いて線形補間すると、（２、３）の画素値は「３２」となる。同様に、（３、２）の画素が空なので、画素（３，１）と（３，３）の画素値を用いて線形補間すると、（３、２）の画素値は「３２」となる。同様に、（２、２）の画素が空なので、画素（１，１）と（３，３）の画素値を用いて線形補間すると、（２、２）の画素値は「６４」となる。
【００５６】
補間により、合成領域の各画素の画素値を補完して全ての画素に画素値を格納することができる。図８（ｃ）では内挿の例を示したが、外挿することもできるし、線形（1次式）や２次式、３次式等で補間するのでなく、例えば画像データＡ〜Ｃから格納された画素の平均値を空の画素の画素値に格納してもよいし、画像データＡ〜Ｃの評価値でそれぞれの画素の画素値を重み付けして、空の画素の画素値に格納してもよい。
【００５７】
また、図８（ｃ）では合成領域の中で補完したが、隣接した合成領域（不図示）は、原稿１２においても隣接した画素に対応するので、隣接した合成領域の画素の画素値も近い値を格納しているとしてよい。このため、画素補間部４７は、画素値が空の画素を注目画素にしてその周囲（隣接した８画素）の画素値を用いて、注目画素の画素値を補間してもよい。この場合も、注目画素の周囲の画素の平均値を用いてもよいし、ガウシアンフィルタのような平滑化フィルタを用いてもよい。
【００５８】
＜差分の検出＞
差分検出部４２は、各画像データ毎に画像データ間の画素値の差分を検出する。すなわち、同じ画素位置にて撮影された異なる画像データの画素値を減算した差分（絶対値又は差分の二乗でもよい）を画素毎に算出し、全画素の合計を算出する。例えば、原稿台１５に何も原稿１２が載置されていない場合、各画像データには連続的に原稿台１５が撮影されるので、画像データ間の差分は極めて小さい。これに対し、原稿台１５に原稿１２が載置されたり、ページがめくられると、差分が大きく変化する。したがって、差分を検出することで、原稿１２の載置やページがめくられたことを検出できる。
【００５９】
そして、削除部４３は、画像データの差分が所定値以内の画像データ、及び、差分が極めて大きい画像データをＨＤＤ２８から削除する。前者により同じような画像データがＨＤＤ２８を圧迫することを防止でき、後者によりユーザが次のページをめくった場合（めくった最中）のように、画像データの変化が大きく合成に用いることが困難な画像データを排除することができる。
【００６０】
〔画像読み取り装置１００の動作手順〕
画像読み取り装置１００の動作手順について図９のフローチャート図に基づき説明する。まず、ユーザは、原稿台１５の所定の位置に被写体となる原稿１２を載置する。差分検出部４２は、カメラ１１に映る画像データの変化から、ユーザが原稿１２を原稿台１５に載置しようとしていること又は載置したか否かを判定する（Ｓ３０１）。ユーザが原稿１２を原稿台１５に載置しようとしていない又は載置してない場合（Ｓ３０１のＮｏ）、このステップＳ３０１の判定を繰り返す。この場合、カメラ１１が撮影した画像データはＨＤＤ２８に記憶されることなく破棄される。
【００６１】
なお、カメラ１１の撮影範囲は原稿１２よりも十分に広く取ることが望ましい。これにより、原稿１２が少しずつ動いていても、原稿１２の全面をより多くの画像データで捉えることができ、合成画像データを合成する際に有利になる。
【００６２】
ユーザが原稿１２を原稿台１５に載置しようとしているか又は載置した場合（Ｓ３０１のＹｅｓ）、カメラ１１は最終的な生成物である合成画像データの生成に必要な画像データの取得を開始する。上記のようにカメラ１１は所定のサイクル時間毎に画像データを取得する（Ｓ３０２）。
【００６３】
カメラ１１によって一定の時間間隔をおいて撮影された画像データは、撮影されるたびに制御部６０のＨＤＤ２８に記憶される（Ｓ３０３）。
【００６４】
ついで、評価部４１は、撮影された画像データを評価する（Ｓ３０４）。上記のように、評価は、画像データにおける原稿１２の面積が十分であるか、画像データが十分に鮮明であるか等の評価項目ごとに行われる。評価部４１は、評価値を画像データに対応づけてＨＤＤ２８に記憶する（Ｓ３０５）。  
ついで、評価部４１は評価値が一定以上か否かを判定する（Ｓ３０６）。評価値が一定以上でない場合（Ｓ３０６のＮｏ）、評価部４１はその画像データを削除する（Ｓ３０７）。これにより、評価値の低い画像データを用いて合成画像データを生成することを防止できる。
【００６５】
なお、ＨＤＤ２８に記憶される画像データの数が一定数を超えた場合は、評価値の低い画像データから順に削除されることが望ましい。これにより、ＨＤＤ２８の容量を節約することができる。
【００６６】
このように、ユーザが原稿１２を原稿台１５の上で移動させている間や、ページめくりをしている間にも、継続的に画像データが評価値と共に取得されている。すなわち、評価値は画像データと共に記憶されているので、合成に適した画像データを利用できる。なお、ページめくりが行われることで、原稿１２に大きな変化が発生した際には、差分検出部４２がそれを検出するので、画像データが切り替わったことを検出できる。
【００６７】
ユーザは、原稿１２の読み取りを希望するページを開いた後に読み取りスイッチ１６を押下するので、画像読み取り装置１００はこの読み取りスイッチ１６の押下により画像の読み取り指示を検出する（Ｓ３０８）。ページめくりを検出して、画像の読み取り指示としてもよい。
【００６８】
画像読取指示を検出した画像読み取り装置１００は（Ｓ３０８のＹｅｓ）、ＨＤＤ２８に記憶された画像データから、所定の数の画像データを読み出し、画像補整部４４へ送出する。画像補整部４４は、各画像データに対し台形補正やコントラスト補正を始めとする各種画像処理を実行して、合成に適した画像に変換する（Ｓ３０９）。
【００６９】
ついで、画素対応づけ部４５は、例えば最も評価値の高い基準となる画像データを決定し、それ以外の画像データと基準の画像データとの相対的な位置関係を解析して位置合わせを行う。また、画素格納部４６は、空の画像合成フィールド（メモリ）を用意して、画像合成フィールドの各画素に、各画像データの画素値を格納していく（Ｓ３１０）。所定の数の画像データを合成し終えると、画像読み取り装置１００は合成画像データをネットワーク１８を介して受信用コンピュータ１９に送信する（Ｓ３１１）。
【００７０】
なお、本実施例では合成画像データをネットワーク１８経由で受信用コンピュータ１９に送信したが、合成画像データをプリンタ、複写機、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral）等の画像形成装置に送り、用紙などの記録材に印刷してもよく、この場合コピー機のスキャナとして利用することが可能となる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の画像読み取り装置１００は、原稿面を上に向けた状態で撮影を行うため、ユーザが原稿１２のページをめくる度に原稿１２を持ち上げる必要はない。また、ユーザが読み取りスイッチ１６を押下する前から原稿１２を撮影しているので、少しずつ位置の変わる画像データを撮影しやすい。また、ユーザは画像データの読み取りに待たされることなく、高解像度の画像を得ることができる。また、画像読み取り装置１００は、カメラ１１、光源１３、及び、制御部６０から構成され、原稿台１５やカメラ１１の稼働部を設ける必要がないのでコスト増を抑制できる。
【実施例２】
【００７２】
実施例１では、評価値のみを元に画像データを評価したが、例えば光沢紙のように、評価値が安定しにくいが画像データは合成可能な程度に撮影されている場合がある。そこで、本実施例では、画像データに基づく評価値に加え、新たに評価パターン４０を撮影範囲に追加して評価パターン４０の撮影品質に基づき、画像データが品質を満たして撮影されているか否かを判定する画像読み取り装置１００について説明する。なお、本実施例における機能構成図は図４の機能構成図と等しく、制御部６０のハードウェア構成図は図３と同様なので省略する。
【００７３】
図１０は、評価パターン４０と共に撮影された画像データの一例を模式的に説明する図の一例である。評価パターン４０は、原稿台１５の所定位置に固定されていることが好ましい。これにより、評価パターン４０の検出が容易になる。評価パターン４０は、マス毎に区切られ各マスに所定の濃淡又は色、が配置されている。エッジ検出が容易なように、マスを区切る輪郭線は、画素値がゼロの黒又は画素値が２５５の白である。したがって、例えば、マスの輪郭線に基づき評価パターン４０を検出し、評価パターン４０が検出されたら、各マスの画素値が、予め登録されたマスター画像の画素値と一致するか（誤差の範囲か否か）を判定する。一致すれば、画像データは適切に撮影されていると判定してよいことになる。
【００７４】
したがって、本実施例では、画像データから検出した評価値又は評価パターン４０の撮影品質の双方から、合成可能な画像データが取得されたか否かを検出することができる。すなわち、原稿１２をページめくりしながら撮影する画像読み取り装置１００において、動的に変化する原稿１２の画像データが合成可能な程度に取得されたか否かを、静的な評価パターン４０を用いて判定可能となる。
【００７５】
図１１は、本実施例の画像読み取り装置１００の動作手順を示すフローチャート図の一例を示す。全体的な手順は実施例１と同様であるので、異なる部分のみを図１１に示す。図１１に示すように、図９のステップＳ３０４〜Ｓ３０７のうち、ステップＳ３０４とＳ３０６のみについて説明する。
・Ｓ３０４
評価部４１は、ＨＤＤ２８に記憶された画像データを評価して評価値を算出する。算出方法は実施例１にて説明した。また、評価部４１は画像データから評価パターン４０を切り出す。評価パターン４０の撮影位置は画像データ間でほぼ同じ位置としてよいので、予め設定された範囲（例えば、画像データの右上の所定範囲）から評価パターン４０を検出する。評価部４１は、評価パターン４０の標準テンプレートを読み出し、設定された範囲で画素をずらしながら画素値の差を評価し、最も画素値が一致する位置に評価パターン４０が撮影されていると検出する。その時の画素領域に評価パターン４０が撮影されているとして、評価パターン４０を切り出す。
【００７６】
ついで、評価部４１は、撮影された評価パターン４０から垂直・水平なエッジを検出して、所定数以上のエッジが検出されるか否かを判定する。所定数以上のエッジが検出されれば適切な焦点で画像データが撮影されているとしてよい。
【００７７】
また、評価部４１は、評価パターン４０から例えば１０画素値ごとのヒストグラムを作成し、予め定めた標準分布に画素値が分布しているか否かを判定する。例えば、各ヒストグラムが標準分布に対しプラスマイナスの閾値内であれば、適切なコントラストで撮影されていると判定できる。また、標準分布に対し、各ヒストグラムが全体的に高画素又は低画素に移動している場合、画像データ全体の明るさ（例えば、シャッタースピード、光源１３の影響）を調整すれば標準分布が得られるので、適切なコントラストで撮影されていると判定してよい。
【００７８】
なお、エッジ数やヒストグラムの標準分布との一致の程度に応じて、評価パターン４０の撮影品質を数値化することが好ましい。数値化することで評価値と、標準パターン４０の撮影品質を同等に扱うことが可能となる。
【００７９】
・Ｓ３０６
ついで、評価部４１は、「評価値が一定以上か」又は「評価パターンの撮影品質が基準を満たすか」の少なくとも一方を満たすか否かを判定する（Ｓ３０６）。いずれかを満たす場合（Ｓ３０６のＹｅｓ）の手順は実施例１と同様である。
【００８０】
本実施例の画像読み取り装置１００によれば、画像データに共通の評価パターン４０を用いることにより、合成に用いる画像データが取得されたか否かの判定に、原稿種別が影響する程度を低減することができる。これにより、より正確な画質評価が可能となり、評価値が若干ばらついていても、高画質な合成画像データを生成可能となる。
【実施例３】
【００８１】
実施例１又は２では、ＨＤＤ２８に記憶される画像データの数が一定数を超えた場合は、評価値の低い画像データから順に削除すると説明したが、本実施例ではこれを具体的に実現する画像読み取り装置１００について説明する。
【００８２】
画像読み取り装置１００は原稿１２が少しずつ動いている状態で連続的に撮影しているが、最終的には静止する場合が多い。静止した状態では、画像データの差分がほぼ一定となる。そこで、本実施例では、画像データの差分が一定の範囲に入ったら、評価値の低い画像データを削除する。
【００８３】
なお、本実施例における機能構成図は図４の機能構成図と等しく、制御部６０のハードウェア構成図は図３と同様なので省略する。
【００８４】
図１２は、本実施形態の画像読み取り装置１００が画像を読み取る手順を示すフローチャート図の一例を示す。なお、図１２において図９と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。
【００８５】
これまで説明したように、カメラ１１により撮影された画像データのうち評価値又は撮影品質が基準を満たすものは、評価値と対応づけられてＨＤＤ２８に記憶される（Ｓ３０１〜Ｓ３０７）。
【００８６】
評価部４１は、繰り返し撮影される画像データに対し、その画像データ以前に撮影された画像データの中で評価値の高い画像データをＨＤＤ２８から読み出す（Ｓ４０１）。そして、差分検出部４２は、その時に撮影された画像データと、読み出した画像データの差分を算出する（Ｓ４０２）。
【００８７】
削除部４３は差分が一定の範囲内か否かを判定し（Ｓ４０３）、差分が一定の範囲内の場合（ゼロ、極めて小さいを含む）、原稿１２はほぼ完全に静止した状態で撮影され合成しても分解能の向上が望めないと考えられる。そこで、削除部４３は、比較対象となった２つの画像データのうち、評価値の高いほうを残し評価値の低い方をＨＤＤ２８から削除する（Ｓ４０４）。
【００８８】
評価部４１と削除部４３は、ステップＳ４０２〜Ｓ４０３を記憶されている画像データに対し繰り返す（Ｓ４０５）。これにより、差分の小さい画像データは評価値の高いのもののみを残すことができる。
【００８９】
なお、差分が極めて大きい場合、原稿１２に大きな変化があったものと判断でき、撮影された画像データは合成できないと判断してＨＤＤ２８から削除する。これにより、ユーザが誤って原稿１２を動かしたり次ページをめくったりしても、合成画像データの品質が低下することを防止できる。
【００９０】
以降は、実施例１又は２と同様であり、画像の読み取り指示を検出すると合成画像データが合成される。
【００９１】
本実施例の画像読み取り装置１００によれば、画像データの差分が一定範囲のものは削除するので、全く同じ画像データばかりが記憶手段に格納されることを防止することができる。また、合成に適さない画像データについては適宜削除していくことによって、画像合成に適切な画像データのみを合成に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】画像読み取り装置による画像の読み取りを模式的に説明する図の一例である。
【図２】画像読み取りシステムの構成図の一例である。
【図３】制御部のハードウェア構成図の一例である。
【図４】制御部の機能構成図の一例である。
【図５】原稿と撮影範囲の関係を模式的に説明する図の一例である。
【図６】画像合成フィールドと画像データの画素の対応づけを模式的に説明する図の一例である。
【図７】サブピクセル単位で位置合わせを行う方法を模式的に説明する図の一例である。
【図８】画素の補間を模式的に説明する図の一例である。
【図９】画像読み取り装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１０】評価パターンと共に撮影された画像データの一例を模式的に説明する図の一例である。
【図１１】画像読み取り装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。
【図１２】画像読み取り装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。
【符号の説明】
【００９３】
１１    カメラ
１２    原稿
１３    光源
１４    柱部  
１５    原稿台
１６    読み取りスイッチ
１８    ネットワーク
１９    受信用コンピュータ
２１    ＣＰＵ
２８    ＨＤＤ
３０    画像処理プログラム
４０    評価パターン
４１    評価部
４２    差分検出部
４３    削除部
４４    画像補整部
４５    画素対応づけ部
４６    画素格納部
４７    画素補間部
５０    書画カメラ装置
６０    制御部
１００  画像読み取り装置
２００  画像読み取りシステム
【図１】
2010056771.tif 000003
【図２】
2010056771.tif 000004
【図３】
2010056771.tif 000005
【図４】
2010056771.tif 000006
【図５】
2010056771.tif 000007
【図６】
2010056771.tif 000008
【図７】
2010056771.tif 000009
【図８】
2010056771.tif 000010
【図９】
2010056771.tif 000011
【図１０】
2010056771.tif 000012
【図１１】
2010056771.tif 000013
【図１２】
2010056771.tif 000014