(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系を用いて原画像の光学像を固体撮像素子に結像し、原画像を撮像して電気信号に変換する画像読取装置であって、
前記撮像するに際して、撮像対象とする原画像を複数の領域に分割し各領域ごとに撮像する分割撮像機構部と、
原画像の全体を撮像する全体画像撮像モードと、分割画像を撮像する第１の分割撮像モードと、前記第１の分割撮像モードによる撮像に対して前記分割撮像機構部の動作により固体撮像素子を微小角度移動させて前記分割画像を撮像する第２の分割撮像モードと、に切り換え可能とする撮像モード切換手段と、
前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について３点の特徴点を抽出し、前記第２の分割撮像モードにより撮像された各画像から前記各特徴点に対応する対応点を探索し、前記対応点により前記特徴点の三次元位置情報を算出する位置算出手段と、
前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について、前記三次元情報を基に座標変換を行って歪み画像を修正し一様な平面に近似する歪み修正手段と、
前記歪み修正手段によって修正された各分割画像を接合処理して、所望の撮像対象の画像データを得る接合処理手段と、
を具備することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
結像光学系を用いて原画像の光学像を固体撮像素子に結像し、原画像を撮像して電気信号に変換する画像読取装置であって、
前記撮像するに際して、撮像対象とする原画像を複数の領域に分割し各領域ごとに撮像する分割撮像機構部と、
原画像の全体を撮像する全体画像撮像モードと、分割画像を撮像する第１の分割撮像モードと、前記第１の分割撮像モードによる撮像に対して前記分割撮像機構部の動作により固体撮像素子を微小角度移動させて前記分割画像を撮像する第２の分割撮像モードと、に切り換え可能とする撮像モード切換手段と、
前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について少なくとも３点の特徴点を抽出し、前記第２の分割撮像モードにより撮像された各画像から前記各特徴点に対応する対応点を探索し、前記対応点により前記特徴点の三次元位置情報を算出する位置算出手段と、
前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について、前記特徴点の少なくとも１点を頂点とする複数の三角形領域に分割する分割画像内領域分割手段と、
前記各三角形領域に対して前記三次元位置情報を基に座標変換を行って歪み画像を修正し前記各三角形領域を一様な平面に近似する分割撮像画像内歪み補正手段と、
前記分割画像内歪み補正手段によって修正された各三角形領域画像を接合する分割撮像画像内接合手段と、
前記分割撮像画像内接合手段によって接合された各分割画像を接合処理して、所望の撮像対象の画像データを得る撮像画像間接合処理手段と、
を具備することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像を固体撮像素子で読み取る場合に、読み取り画像中の歪みを修正可能とした画像読取装置に関し、特に、製本された書籍のように原稿画像全体が湾曲するような撮像対象であっても、歪みのない画像データが得られる画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラテンガラス上に載置された原稿を固体撮像素子（光センサ）で読み取り、読み取った原稿画像の歪を修正する装置としては、例えば、特開平７−９５３８７号公報に開示されるように、製本された書籍を原稿とする場合に、書籍の綴じ部分がプラテンガラスから浮くことにより、撮像時に原稿ページが撮像面に完全に一致していないために生じる原稿ページの歪み画像を修正するものが存在する。
【０００３】
この歪修正装置は、書籍の原稿ページがプラテンガラスから湾曲して浮いている場合に、読み取り画像中の直線的なテキスト行を、歪みのない部分と歪んだ部分とに区別し、歪みのない部分を直線で近似する一方、歪んだ部分を指数曲線等の特定の曲線で近似して、各テキスト行に対し垂直方向の変換を施すことにより、テキスト行を直線に近づけ、続いて、各テキスト行の歪んだ部分に水平方向の変換（拡大）を施すことにより、前記湾曲によって生じた圧縮を修正するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の歪修正装置によれば、プラテンガラス上に原稿を載置させることにより、固体撮像素子等の読み取り手段と対象原稿とを正対させた場合について読み取った原稿画像の歪みの修正を行うので、原稿画像の上方に上下及び左右方向に回転可能な固体撮像素子を設置し、原稿画像を複数に分割して撮像し、これを接合して画像データを得るような場合における画像の歪み、例えば分割撮像する原稿画像面が全体にわたって湾曲しているような場合の修正に適用することができないという問題点があった。
【０００５】
また、上述の歪修正装置によれば、対象となる原稿画像中にテキスト行、あるいはそれに類似した構造が全くない場合においては、適用することは不可能であるという問題点が存在する。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、原稿画像を分割して撮像しこれを接合して画像データを得る場合において、原稿の種類や配置状態及び画像の内容に依存することなく、読み取った原稿画像中の歪みを修正することができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の請求項１に記載の画像読取装置は、結像光学系を用いて原画像の光学像を固体撮像素子に結像し、原画像を撮像して電気信号に変換する画像読取装置であって、次の各構成を具備することを特徴としている。
分割撮像機構部。この分割撮像機構部は、撮像するに際して、撮像対象とする原画像を複数の領域に分割し各領域ごとに撮像するものである。
撮像モード切換手段。この撮像モード切換手段は、原画像の全体を撮像する全体画像撮像モードと、分割画像を撮像する第１の分割撮像モードと、前記第１の分割撮像モードによる撮像に対して前記分割撮像機構部の動作により固体撮像素子を微小角度移動させて前記分割画像を撮像する第２の分割撮像モードと、に切り換え可能とするものである。
位置算出手段。この位置算出手段は、前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について３点の特徴点を抽出し、前記第２の分割撮像モードにより撮像された各画像から前記各特徴点に対応する対応点を探索し、前記対応点により前記特徴点の三次元位置情報を算出するものである。
歪み修正手段。この歪み修正手段は、前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について、前記三次元情報を基に座標変換を行って歪み画像を修正し一様な平面に近似するものである。
接合処理手段。この接合処理手段は、前記歪み修正手段によって修正された各分割画像を接合処理して、所望の撮像対象の画像データを得るものである。
を具備することを特徴とする画像読取装置。
【０００８】
請求項２に記載の画像読取装置は、請求項１と同様に分割撮像機構部、撮像モード切換手段及び位置算出手段を有するとともに、次の各構成を具備することを特徴としている。
分割画像内領域分割手段。この分割画像内領域分割手段は、前記第１の撮像モードにより分割撮像された各画像について、各画像について抽出された３点の特徴点のうち少なくとも１点を頂点とする複数の三角形領域に分割するものである。
分割撮像画像内歪み補正手段。この分割撮像画像内歪み補正手段は、前記各三角形領域に対して前記三次元位置情報を基に座標変換を行って歪み画像を修正し前記各三角形領域を一様な平面に近似するものである。
分割撮像画像内接合手段。この分割撮像画像内接合手段は、前記分割画像内歪み補正手段によって修正された各三角形領域画像を接合するものである。
撮像画像間接合処理手段。この撮像画像間接合処理手段は、前記分割撮像画像内接合手段によって接合された各分割画像を接合処理して、所望の撮像対象の画像データを得るものである。
【０００９】
本発明は、原画像を分割して撮像することにより、撮像領域（分割画像）が原画像全体に比べて小さくなり、撮像領域がほぼ平面と近似できることを利用して歪みを補正を行うものである。
すなわち、本発明によれば、撮像した各分割画像について平面に近似することにより歪を修正し、これらを接合して全体画像を得ているので、原稿画像全体が湾曲しているような場合についても歪が修正された画像を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る画像読取装置の一例としてのＯＡカメラの構成の主要部を示すブロック図、図２は画像読取装置の使用状態を示す斜視説明図、図３は上記画像読取装置のより詳細な構成を示すブロック図、図４はこの画像読取装置の動作を説明するためのフローチャートである。
ＯＡカメラ１０は高精細画像を得るためのカメラであり、例えば図２に示すように、小型ワークステーション１１のディスプレイ１２の上部に設置され、机上に載置された書籍１３等を原稿として読み取ることができる。
【００１１】
本発明の画像読取装置は、図１に示すように、レンズ等の結像光学系１とイメージセンサ等の固体撮像素子２とから構成され、結像光学系１の前方に配置された原稿面４の画像情報を前記結像光学系１を介して固体撮像素子２に受光させる撮像部３と、この撮像部３を動作させて前記原稿面４を分割して撮像可能とした分割撮像機構部５と、前記結像光学系１及び分割撮像機構部５の駆動を制御する撮像駆動制御装置６と、原稿面４の全体画像を撮像する場合と原稿面４を分割して撮像する場合とを選択する撮像モード切換部８と、前記固体撮像素子２からの撮像データを入力して読取画像の歪修正をともなう画像データのデータ処理を行うデータ処理装置９とを有している。
【００１２】
撮像部３における結像光学系１は、固体撮像素子２に対して前方に位置し、焦点位置を可変とするため光学軸方向に沿って往復移動が可能な駆動機構（図示せず）を有して構成されている。
【００１３】
分割撮像機構部５は、回転等の機械的動作により撮像部３による撮像対象位置を変化させるもので、例えば、前記撮像部３を相互に直交する二方向（水平方向Ｘおよびこれに直交する方向Ｙ）に対して回転可能にした水平回転機構５１及び鉛直回転機構５２から構成され、撮像部３にふれ角を与えるようになっている。
【００１４】
撮像駆動制御装置６は、原稿面４を撮像するに際して、撮像対象とする原画像を複数の領域に分割し各領域ごとに撮像するように分割撮像機構部５により撮像部３を駆動するとともに、撮像モード切換部８からの信号を受けて原稿面４の分割撮像面に焦点が合うように結像光学系１を前記駆動機構により移動させて合焦距離を切り替える合焦制御手段を含むものである。
【００１５】
撮像モード切換部８は、撮像駆動制御装置６からの信号を受け撮像の仕方を選択するもので、原稿面４の全体又は原稿面４を分割して撮像する場合に原稿面４の撮像面に焦点が合うように、撮像駆動制御装置６の合焦制御手段に信号を出力して結像光学系１の位置を制御する。すなわち、原画像の全体を撮像する全体画像撮像モードと、分割画像を撮像する２種類の分割撮像モードとに切り換え可能なようになっている。そして、前記分割撮像モードには、分割画像を撮像する第１の分割撮像モードと、この第１の分割撮像モードによる撮像に対して分割撮像機構部５の動作により固体撮像素子２を含む撮像部３を微小角度移動させて撮像対象となる前記分割画像を異なる視点から再度撮像する第２の分割撮像モードが設定されている。
【００１６】
また、データ処理装置９は、撮像対象を分割した各領域毎に、第１の分割撮像モードにより撮像された各画像（撮像画像データ）について３点の特徴点を抽出し、第２の分割撮像モードにより撮像された各画像（撮像画像データ）から前記各特徴点に対応する対応点を探索し、これら対応点により各特徴点の三次元位置情報を算出し、この三次元位置情報を基に第１の分割撮像モードにより撮像された各画像に対して座標変換を行って歪み修正がなされた部分画像を作成し、これら各部分画像を隣接する画像に対する輝度値や線分等の構造を基に接合処理する接合処理手段を有し、所望の撮像対象の画像データを得るものである。
【００１７】
次に、画像読取装置の更に詳細な構成について、図３のブロック図を参照しながら説明する。
撮像駆動制御部６は、分割撮像機構部５を駆動する分割撮像駆動部６１と、原稿画像をいくつに分割すればよいかを制御する分割撮像制御部６２と、原稿画像における撮像対象領域を決める撮像対象領域抽出部６３と、撮像の際の解像度の指定を行う解像度指定部６４と、結像光学系１を駆動する合焦制御手段としての結像光学系駆動部６５と、から構成されている。
【００１８】
データ処理装置９は、固体撮像素子２を電気的に駆動する固体撮像素子駆動部９０１と、固体撮像素子２からの撮像画像データを格納する入力バッファ９０２と、撮像モード切換部８からの撮像終了信号を受けて前記撮像画像データの処理を選択する一次処理選択部９０３と、前記第１の分割撮像モード及び第２の分割撮像モードによる撮像画像データから、第１の分割撮像モードの撮像画像データを平面に近似するための処理を行う平面方程式を決定する原稿平面決定部９０４と、前記平面方程式に基づいて第１の分割撮像モードの撮像データの座標の変換を行う座標変換部（歪み修正手段）９０５と、座標変換された分割画像（部分画像）を記憶し、画像の絶対座標に対して前記各部分画像を接合する画像間接合部（接合処理手段）９０６と、接合された画像を記憶する最終画像記憶部９０７と、最終画像を出力する出力部９０８とを有している。
【００１９】
また、原稿平面決定部９０４は、前記第１の分割撮像モードにより撮像された各画像（撮像画像データ）について３点の特徴点を抽出する特徴点抽出部９４１と、前記第２の分割撮像モードにより撮像された各画像（撮像画像データ）から前記各特徴点に対応する対応点を探索する対応点探索部９４２と、これら対応点により各特徴点の三次元位置情報を算出する三次元情報算出部（位置算出手段）９４３と、この三次元位置情報を基に第１の分割撮像モードにより撮像された各画像を平面に近似するための平面方程式決定部９４４と、を有している。
【００２０】
次に、上記画像読取装置の動作について、図３ないし図５を参照しながら説明する。
先ず、解像度指定部６４により読み込む画像の解像度を設定する（図４のステップ１０１）。解像度を高く設定するにしたがって、原稿面４の画像を細かく分割することになる。この設定をした後に、撮像モード切換部８が全体画像撮影モードに設定される。
【００２１】
結像光学系駆動部６５は、撮像モード切換部８からの信号（全体画像撮像許可信号）を受けて、原稿面４の全体を撮像するに際して原稿面４に焦点が合うように結像光学系１を移動するとともに、固体撮像素子駆動部９０１へ駆動許可信号を出力する。この信号を受けた固体撮像素子駆動部９０１により固体撮像素子２が駆動され、固体撮像素子２により原稿面４の全体画像を撮像し（ステップ１０２）（図５（ａ））、この撮像イメージデータは入力バッファ９０２へ格納される。
【００２２】
全体画像撮像モードによる撮像が終了すると固体撮像素子駆動部９０１より撮像モード切換部８へ全体画像撮像モード撮像終了信号が出力され、撮像モード切換部８はこの信号を受けて一次処理選択部９０３へ処理開始信号を出力する。
一次処理選択部９０３では、前記処理開始信号を受けて、処理手段として撮像対象領域抽出部６３を選択し、入力バッファ９０２に格納された前記撮像イメージデータから撮像対象領域抽出部６３により実際の撮像対象となる対象領域が抽出される（ステップ１０３）（図５（ｂ））。
対象領域の抽出の方法については、例えば原稿面４が紙の文書であればエッジを抽出することにより文書領域を設定してもよいし、また、撮像された画像をディスプレイに表示し、人手の操作により対象領域を設定してもよい。
【００２３】
対象領域が設定された後、分割撮像制御部６２により、指定された解像度で対象領域を撮像するには原稿画像（対象領域）をいくつの分割領域に分割すればよいかを決定し（図５（ｃ））、分割領域を撮像する際のズーム量設定（ステップ１０４）及び分割数設定を行う（ステップ１０５）。原稿画像の分割数の決定方法については後述する。
【００２４】
分割数が決定された後、分割撮像駆動部６１により、原画像の所望の部分の分割画像が得られるように分割撮像駆動部６１により撮像部３を回転させてふれ角を与える。すなわち、分割撮像制御部６２は各々の分割領域を撮像する際の撮像部３のカメラ角度パラメータを算出し、このカメラ角度パタメータを基に撮像部３を回転移動させる（ステップ１０６）。
【００２５】
次に、カメラ角度パラメータの算出方法について、図６を参照しながら説明する。
分割撮像機構部５をモデル化した例を図６に示す。分割撮像機構部５は、図に示すように、水平回転機構５１（関節１）については、Ｘ０軸及びＹ０軸を含む面においてＸ０軸から±９０度の範囲（Ｙ０軸から１８０度の範囲）で回転し任意の位置で固定できるように構成され、鉛直回転機構（関節２）５２については、Ｘ１軸及びＹ１軸を含む面においてＸ１軸から９０度の範囲で回転し任意の位置で固定できるように構成されている。すなわち、カメラ角度パラメータθ１＝０の場合、リンクａ２はＸ０軸及びＺ軸０を含む面上にのり、カメラ角度パラメータθ２＝０の場合、リンクａ２はＸ１軸上に位置する。また、結像光学系１の前方（Ｙ２方向）には原稿面４が存在し、光軸の先方と原稿がある平面との交点の位置を座標（ｘ，ｙ）とすると、この図において次式が成立する。
【００２６】
【式１】
0003632326.tif 000002
【００２７】
ただし、
0003632326.tif 000003
【００２８】
式１をθ１、θ２、Ｌについて解くと、カメラ角度パラメータθ１、θ２を算出することができる。
【００２９】
次に、原稿画像（対象領域）をいくつに分割すればよいかの決定方法について説明する。
すなわち、ｘ方向、ｙ方向の分割数をそれぞれｎｘ，ｎｙとすると、ｎｘ，ｎｙは以下の式により算出することができる。
【００３０】
【式２】
ｎｘ＝ｍｌｘ／Ｎｘ
【００３１】
【式３】
ｎｙ＝ｍｌｙ／Ｎｙ
【００３２】
ただし、
ｍ：指定された解像度
Ｎｘ：固体撮像素子２のｘ方向の分解能
Ｎｙ：固体撮像素子２のｙ方向の分解能
ｌｘ：撮像対象領域のｘ方向長さ
ｌｙ：撮像対象領域のｙ方向長さ
【００３３】
ｌｘ，ｌｙについては撮像対象領域を覆う長方形を考え、その長方形の一隅と、その対角上にある一隅とをカメラの注視点とした際の角度および焦点合わせの距離を式１に代入することによりそれぞれの点の座標値が算出でき、この座標値から算出することができる。
【００３４】
撮像部３が分割画像を得るための所望の位置に回転された後、分割撮像駆動部６１は撮像モード切換部８に移動が終了したことを示す信号を出力する。移動終了信号を受信した撮像モード切換部８は、原稿を分割して撮像する分割撮像モード１に切り換えを行い、分割撮像モード１で撮像することを許可する撮像許可信号を結像光学系駆動部６５へ出力する。
【００３５】
分割撮像モード１においては、結像光学系駆動部６５が原稿４の所望の分割画像に合焦するように結像光学系１を駆動するとともに、合焦終了信号を固体撮像素子駆動部９０１へ出力する。固体撮像素子駆動部９０１により駆動された固体撮像素子２は、入力バッファ９０２へ原稿の分割撮像画像データ（フレーム１読み取り）を出力する（ステップ１０７）。
【００３６】
分割撮像モード１による撮像が終了すると固体撮像素子駆動部９０１より撮像モード切換部８へ分割撮像モード１撮像終了信号が出力され、撮像モード切換部８はこの信号を受けて、分割撮像モード２で撮像を行うことを確認する分割撮像モード２確認信号を分割撮像制御部６２へ出力する。分割撮像制御部４４では、前記分割撮像モード２確認信号を受けて、撮像部３を現在の位置から微小角度移動させるための移動信号を分割撮像駆動部６１へ出力し、分割撮像機構部５により撮像部３を分割撮像モード１の位置に対して所望の位置に回転させる（ステップ１０８）。
【００３７】
所望の位置とは、例えば左右方向や上下方向に微小角度移動させた位置であり、固体撮像素子２が左右方向に横長である場合には、分割撮像モード１と分割撮像モード２での重複した撮像面積を大きくするため、左右方向に回転させるのが好ましい。また、回転させる微小角度も原画像に対する分割領域の位置により変化させ、各分割領域について、分割撮像モード１と分割撮像モード２での重複した撮像面積が同じほぼ面積となるように回転角度が制御されている。
【００３８】
その後、分割撮像駆動部６１は、撮像モード切換部８に撮像部３の移動が終了したことを示す移動終了信号を出力する。この移動終了信号を受けた撮像モード切換部８は、分割撮像モード１により撮像された原稿分割領域を異なる視点から撮像する分割撮像モード２に切り換え、撮像許可信号を結像光学系駆動部６５へ出力する。
【００３９】
分割撮像モード２においては、結像光学系駆動部６５が原稿分割領域（分割撮像モード１で撮像した領域と大部分が重複する領域）に合焦するように結像光学系１を駆動するとともに、合焦終了信号を固体撮像素子駆動部９０１へ出力する。固体撮像素子駆動部９０１により駆動された固体撮像素子２は、入力バッファ９０２へ原稿の分割撮像画像データ（フレーム２読み取り）を出力する（ステップ１０９）。
【００４０】
分割撮像モード２による撮像が終了すると固体撮像素子駆動部９０１より撮像モード切換部８へ分割撮像モード２撮像終了信号が出力され、撮像モード切換部８はこの信号を受けて、原画像の一分割領域の分割撮像が終了したことを示す一分割領域撮像終了信号を一次処理選択部９０３へ出力する。
【００４１】
一次処理選択部９０３では、前記一分割領域撮像終了信号を受けて、処理手段として原稿平面決定部９０４を選択し、入力バッファ９０２に格納された分割撮像モード１及び分割撮像モード２による撮像画像データを原稿平面決定部９０４に取り込む作業が行われる。
【００４２】
原稿平面決定部９０４では、分割撮像モード１及び分割撮像モード２による撮像画像データから、以下の手順で撮像した原稿面の三次元情報を算出し、撮像原稿面の平面方程式を決定する。
【００４３】
まず、特徴点抽出部９４１が分割撮像モード１で撮像された撮像画像データから、原稿上の点の三次元座標を求めるための（距離算出に用いる）特徴点を３点を抽出する（ステップ１１０）。点が存在する平面を決定するためには、特徴点の抽出は少なくとも３点が必要となる。抽出の方法としては、撮像画像データから直線部（画像が直線となる部分）を取り出しその端点を用いる、あるいは輝度値が周囲と著しく異なる点を用いる、等が考えられる。ただし、撮像画像データの周辺近傍においては、分割撮像モード２において撮像されていないことが予想されるので、この領域において特徴点を設定しないようにする。
【００４４】
次に、対応点探索部９４２が、分割撮像モード２で撮像された撮像画像データから、分割撮像モード１で撮像された撮像画像データから抽出された前記各特徴点に対応する点（対応点）を探索する（ステップ１１１）。探索方法としては、特徴点抽出部９４１で用いられたアルゴリズムで対応点候補を抽出し、周囲の構造が似ている点を対応点として決定する方法などがある。また、エピポーラ性を利用して対応点を決定する方法も用いることができる。
【００４５】
対応点が決定した後は、三次元情報算出部９４３において、一般的な三角測量の原理で、抽出した各特徴点の三次元情報を得る。
続いて、平面方程式決定部９４４において、前記３点の三次元情報から撮像した画像の平面方程式を決定する（ステップ１１２）。
平面方程式は、抽出した特徴点（特徴点１，特徴点２，特徴点３）のうちの一つ（特徴点１）の三次元座標値を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、平面の法線ベクトルをベクトルＶ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とした場合、以下の式により表すことができる。
【００４６】
【式４】
Ｖｘ（ｘ−ｘ０）＋Ｖｙ（ｙ−ｙ０）＋Ｖｚ（ｚ−ｚ０）＝０
【００４７】
そして、図７に示すように、特徴点１から特徴点２へ向うベクトルをベクトルａ、特徴点１から特徴点３へ向うベクトルをベクトルｂとすると、法線ベクトルＶ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、
ベクトルＶ＝  ベクトルａ  ×  ベクトルｂ
で求めることができる。
【００４８】
続いて、座標変換部９０５において、復元すべき画像の三次元情報として上述の平面情報を使用して歪みを補正し、平面に近似した画像を復元する（ステップ１１３）。すなわち、図６で使用したパラメータを用いると撮像画像データの座標からグローバル座標（Ｘ０，Ｙ０）へは、ある関数ｆｘ，ｆｙを用いることにより次式のような形で算出することができる。
【００４９】
【式５】
Ｘ０＝ｆｘ（θ１，θ２，Ｐｘ，Ｐｙ）
【００５０】
【式６】
Ｙ０＝ｆｙ（θ１，θ２，Ｐｘ，Ｐｙ）
【００５１】
ただし、
Ｐｘ：撮像画像中でのｘ座標
Ｐｙ：撮像画像中でのｙ座標
である。
【００５２】
歪みが修正された画像は、画像間接合部９０６により、隣接する画像に対しての画像情報をもとに接合される（ステップ１１４）（図５（ｄ））。画像情報としては、輝度値、あるいは線分などの構造を利用することができる。
【００５３】
撮像対象領域に対し、すべての領域についての分割撮像が行われるまで以上の動作が繰り返され（ステップ１１５）、領域すべてが撮像された後、出力部９０８が最終画像記憶部９０７に格納された最終画像データの出力を行って（ステップ１１６）動作は完了する。
【００５４】
上記構成の画像読取装置によれば、分割撮像した各撮像画像データについて平面に近似することにより歪を修正し、これらを接合して全体画像を得ているので、原稿画像全体が湾曲しているような場合についても、撮像領域（分割画像）が原画像全体に比べて小さくして各撮像領域を平面に近似するので、歪が修正された全体画像を得ることができる。
また、画像内の適当な特徴点を抽出することによりこれを基にした平面近似により歪みを補正するので、画像内にテキスト行の存在が必須要件となることがなく、画像の内容に依存せずに画像中の歪を修正することができる。
【００５５】
図８及び図９は本発明の実施の形態の他例を示すものであり、図８はＯＡカメラの構成を示すためのブロック図、図９は動作のフローチャートである。図８において図２と同じ構成をとる部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。図２の構成との相違点は、図８に示す画像読取装置においては、分割撮像して得た撮像画像データを一様な平面に近似するのではなく、撮像画像データ内においてさらに細分割して得られた部分（細分割領域）をそれぞれ平面に近似するための原稿内平面決定部９０９を設けていることである。
【００５６】
原稿内平面決定部９０９は、第１の分割撮像モードにより撮像された各画像について複数点（例えば４点以上）の特徴点を抽出する特徴点抽出部９９１と、第２の分割撮像モードにより撮像された各画像から前記各特徴点に対応する対応点を探索する対応点探索部９９２と、これら探索点により各特徴点の三次元位置情報を算出する三次元情報算出部９９３と、分割画像を画像の４隅の点及び特徴点を結ぶ線により図１０に示すような三角形のパッチ（細分割領域）に分割する三角パッチ作成部（分割画像内領域分割手段）９９４と、前記三次元位置情報を基に第１の分割撮像モードにより撮像された細分割領域を平面に近似するための平面方程式を決定する平面方程式決定部９９５と、前記平面方程式に基づいて細分割領域の撮像画像データの座標の変換を行う座標変換部（分割撮像画像内歪み補正手段）９９６と、座標変換された細分割領域の画像を記憶し、これらを接合して分割画像を得る画像内接続部（分割撮像画像内接合手段）９９７と、を有している。
【００５７】
そして、画像間接合部（撮像画像間接合処理手段）９０６において、画像内接続部９９７からの分割画像（部分画像）を記憶し、画像の絶対座標に対して前記各部分画像を接合し、最終画像記憶部９０７で接合された画像が記憶される。
【００５８】
この画像読取装置の動作について、図８ないし図１０を参照しながら説明する。図９のフローチャートにおいて、図４と同様の手順については同一符号を付して説明を省略する。
分割撮像モード１及び分割撮像モード２で読み取りを行った後、分割撮像モード１による撮像画像データ内において図４と同様に特徴点を抽出する（ステップ１１０）。この特徴点の抽出は、例えば４点以上（この例では図１０に示すように、特徴点を１２個抽出する）の点について行う。
そして、図３の画像読取装置と同様に対応点探索部９９２により各特徴点に対応する対応点を決定し（ステップ１１１）、三次元情報算出部９９３により特徴点の三次元情報を得た後、三角パッチ作成部９９４により撮像画像データを図１０で示されるように三角形のパッチ（細分割領域）に分割する（ステップ２１２）。その後、各パッチごとに平面方程式を決定して座標変換を行う（ステップ２１３）。すなわち、各パッチ毎に平面に近似する処理を行うものである。
歪みが修正された各パッチは、画像内接合部９０７によって接合され（ステップ２１４）、さらに画像間接合部９０６によって全体画像へと接合される（ステップ２１５）。
【００５９】
上記構成の画像読取装置によれば、原稿を分割撮像して得られる撮像画像データを更に分割した各三角パッチ（細分割領域）について平面に近似するので、より高精度な歪の修正を行うことができる。例えば、カメラのズーム限界などにより撮像画像を平面に近似した場合において歪みが修正しきれない場合でも、画像を良好に復元することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像される原画像がどのような状態であっても画像中の歪を修正可能とするとともに、画像の内容に依存することなく画像中の歪を修正することができる。
したがって、原画像全体が湾曲している場合における歪みに対しても対応可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置にかかる一例としてのＯＡカメラの構成を示す簡易ブロック図である。
【図２】画像読取装置の使用状態を示す斜視説明図である。
【図３】図１の画像読取装置の構成の詳細を示すブロック図である。
【図４】画像読取装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図５】（ａ）ないし（ｄ）は全体画像撮像及び分割撮像の各撮像領域及び分割画像間の接合を説明するための説明図である。
【図６】カメラ角度制御の定式化を説明するためのカメラ機構のモデル図である。
【図７】画像平面決定の方法を説明するための撮像画像のモデル図である。
【図８】本発明の画像読取装置にかかる他の例としてのＯＡカメラの構成を示すブロック図である。
【図９】画像読取装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】分割撮像画像を三角パッチ（細分割領域）に分割する模式図である。
【符号の説明】
１…結像光学系、  ２…固体撮像素子、  ３…撮像部、  ４…原稿面、  ５…分割撮像機構部、  ６…撮像駆動制御装置、  ８…撮像モード切換部、  ９…データ処理装置、  １０…ＯＡカメラ、  １１…小型ワークステーション、  １２…ディスプレイパネル、  １３…書籍
【図１】
0003632326.tif 000004
【図２】
0003632326.tif 000005
【図３】
0003632326.tif 000006
【図４】
0003632326.tif 000007
【図５】
0003632326.tif 000008
【図６】
0003632326.tif 000009
【図７】
0003632326.tif 000010
【図８】
0003632326.tif 000011
【図９】
0003632326.tif 000012
【図１０】
0003632326.tif 000013