(57)【要約】【課題】照明光の写り込みを軽減する。【解決手段】書画撮像装置は、下向きの書画原稿が載置される透明板と、透明板を下方から照らす照明と、書画原稿の原稿面を下方から撮像するカメラ１と、透明板で反射した照明光のみをカメラ１で撮像することにより得られた写り込み補正用データを予め記憶するフラッシュメモリ１５と、カメラ１から出力された書画原稿の画像データの値と写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出して補正画像データを出力する減算部２０とを備える。さらに、書画撮像装置は、書画原稿の画像データの輝度値が所定値を上回るときに、１より小さい係数を出力する係数演算部１７と、減算部２０に入力される前の写り込み補正用データの各画素の値に係数を乗算する乗算部１８とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下向きの書画原稿が載置される透明板と、
この透明板を下方から照らす照明と、
前記書画原稿の原稿面を下方から撮像する撮像手段と、
前記透明板で反射した照明光のみを前記撮像手段で撮像することにより得られた写り込み補正用データを予め記憶する記憶手段と、
前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの値と前記写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出して補正画像データを出力する減算手段とを備えることを特徴とする書画撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の書画撮像装置において、
さらに、前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの輝度値が所定値を上回るときに、１より小さい係数を出力する係数演算手段と、
前記減算手段に入力される前の写り込み補正用データの各画素の値に前記係数を乗算する乗算手段とを備えることを特徴とする書画撮像装置。
【請求項３】
下向きの書画原稿が載置される透明板と、この透明板を下方から照らす照明と、前記書画原稿の原稿面を下方から撮像する撮像手段とを備えた書画撮像装置において、照明光の写り込みを補正する写り込み補正方法であって、
前記透明板で反射した照明光のみを前記撮像手段で撮像することにより得られた写り込み補正用データを記憶手段に予め保存しておく写り込み補正用データ登録ステップと、
前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの値と前記写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出して補正画像データを出力する減算ステップとを備えることを特徴とする写り込み補正方法。
【請求項４】
請求項３記載の写り込み補正方法において、
さらに、前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの輝度値が所定値を上回るときに、１より小さい係数を出力する係数演算ステップと、
前記減算ステップで演算を行う前の写り込み補正用データの各画素の値に前記係数を乗算する乗算ステップとを備えることを特徴とする写り込み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書画原稿を透明板に下向きに載置して、カメラにより下方から撮像する書画撮像装置に係り、特に照明光の写り込みを補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）に代わって、透明なガラス板の上にカタログや書籍等の書画原稿を下向きに載置し、下方からカメラで撮影して得た画像を液晶プロジェクタで投影する書画撮像装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４６０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された書画撮像装置においては、装置のサイズを薄くしたいという要求があったが、装置を薄くすると、照明光の写り込みが発生してしまうという問題点があった。以下、この写り込みの問題点について図を用いて説明する。図４は特許文献１に開示された従来の書画撮像装置の光学系の断面図である。書画撮像装置の光学系は、ＣＣＤカメラ等のカメラ１と、レンズ２と、ガラス製の透明板４と、遮光板５と、ひさし６と、蛍光灯７と、反射板８と、外囲器９とを有する。
【０００５】
遮光板５と外囲器９とは、蛍光灯７からレンズ２までの光路を囲むように配置されている。ひさし６は、遮光板５の上端部に形成され、蛍光灯７の上部を覆うようになっている。反射板８は、外囲器９の側壁部９ａの内面に取り付けられている。遮光板５の内面、ひさし６の上面、外囲器９の側壁部９ａの内面、外囲器９の底面部９ｂの上面は、光の反射を極力小さくするために黒色仕上げが施されている。
【０００６】
この書画撮像装置では、図５に示したように、蛍光灯７から出射した照明光は反射板８によって反射され、透明板４に照射される。これにより、透明板４上に下向きに載置された書画原稿３が照らされることになる。このとき、反射板８の下端部で反射した光が透明板４に到達するまでの距離は、反射板８の上端部で反射した光が透明板４に到達するまでの距離よりも長い。したがって、書画原稿３に照射される光の照度に不均一が生じる。そこで、反射板８の下端側の反射率を高くし、上端側の反射率を低く抑えることにより、書画原稿３全体を均一に照らすことができるようにしている。そして、カメラ１は、書画原稿３を下方から撮像する。
【０００７】
以上のような書画撮像装置において、装置を薄くしようとすると、図５に示す透明板４からレンズ２までの距離ｌが小さくなり、レンズ２への入射光と透明板４とのなす角θが小さくなる（すなわち、透明板４に対する照明光の入射角が大きくなる）。透明板４に対する照明光の入射角が大きくなると、透明板４において全反射が発生し易くなり、カメラ１で撮像する画像に照明光の写り込みが目立つようになる。特に光の反射状態が複雑な透明板４の四隅で照明光の写り込みが顕著に目立つようになった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、照明光の写り込みを軽減することができる書画撮像装置および写り込み補正方法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】
本発明の書画撮像装置は、下向きの書画原稿が載置される透明板と、この透明板を下方から照らす照明と、前記書画原稿の原稿面を下方から撮像する撮像手段と、前記透明板で反射した照明光のみを前記撮像手段で撮像することにより得られた写り込み補正用データを予め記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの値と前記写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出して補正画像データを出力する減算手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の書画撮像装置の１構成例は、さらに、前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの輝度値が所定値を上回るときに、１より小さい係数を出力する係数演算手段と、前記減算手段に入力される前の写り込み補正用データの各画素の値に前記係数を乗算する乗算手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、下向きの書画原稿が載置される透明板と、この透明板を下方から照らす照明と、前記書画原稿の原稿面を下方から撮像する撮像手段とを備えた書画撮像装置において、照明光の写り込みを補正する写り込み補正方法であって、前記透明板で反射した照明光のみを前記撮像手段で撮像することにより得られた写り込み補正用データを記憶手段に予め保存しておく写り込み補正用データ登録ステップと、前記撮像手段から出力された書画原稿の画像データの値と前記写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出して補正画像データを出力する減算ステップとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透明板で反射した照明光のみを撮像手段で撮像することにより得られた写り込み補正用データ、すなわち透明板による反射のみの写り込み画像を予め取得しておき、撮像手段から出力された書画原稿の画像データの値と写り込み補正用データの値との差分を画素毎に算出することにより、書画原稿の画像に現れる照明光の写り込みを軽減することができ、画像の見苦しさを改善することができる。
【００１２】
また、本発明では、撮像手段から出力された書画原稿の画像データの輝度値が所定値を上回るときに、１より小さい係数を出力し、減算手段に入力される前の写り込み補正用データの各画素の値に係数を乗算することにより、写り込み補正によって補正した部分が暗くなってしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る書画撮像装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る書画撮像装置の写り込み補正用データ登録時の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る書画撮像装置の原稿撮像時の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の書画撮像装置の光学系の断面図である。
【図５】従来の書画撮像装置の光学系の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る書画撮像装置の電気系の構成を示すブロック図である。書画撮像装置の電気系は、カメラ１と、Ａ／Ｄ変換器１０と、ゲイン調整部１１と、画像分割・平均演算部１２と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）などの揮発性のメモリ１３と、ＣＰＵ１４と、不揮発性のフラッシュメモリ１５と、画像拡大演算部１６と、係数演算部１７と、乗算部１８と、ゲイン調整部１９と、減算部２０とを有する。
【００１５】
次に、以上のような書画撮像装置の動作について、まず写り込み補正用のデータを登録する動作を図２のフローチャートを用いて説明する。光学系の構成は、図４、図５に示した従来の書画撮像装置と同様であるので、図４、図５の符号を用いて説明する。
最初に、透明板４の上方に透明板全体を覆う黒色の光吸収体を透明板４と離隔して配置する。蛍光灯７から出射した照明光は反射板８によって反射され、透明板４に照射される。カメラ１は、レンズ２を通じて入射した透明板４からの入射光を画像信号に変換する（図２ステップＳ１００）。ここで、透明板４の上には透明板全体を覆う黒色の光吸収体が透明板４と離隔して配置されているので、透明板４を透過した光が反射されて透明板４に戻ることは殆どない。したがって、カメラ１は、透明板４による反射のみの写り込み画像を取得することになる。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器１０は、カメラ１から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データを出力する（ステップＳ１０１）。ゲイン調整部１１は、Ａ／Ｄ変換器１０から出力された画像データの各画素の輝度値に所定のゲインＧ１を乗算するゲイン調整を行い、画像の輝度を適切なレベルに調整する（ステップＳ１０２）。なお、このゲイン調整部１１は必須の構成要件ではない。
【００１７】
続いて、画像分割・平均演算部１２は、ゲイン調整部１１によってゲイン調整された縦ｐ画素×横ｑ画素の画像データを予め定められた縦ｉ画素×横ｉ画素（ｉ＜ｐ、ｉ＜ｑ）の大きさの縦ｍ×横ｎ個（ｍ＜ｐ、ｎ＜ｑ）のブロックに分割し、縦ｍ画素×横ｎ画素の画像データに縮小する（ステップＳ１０３）。画像分割・平均演算部１２は、ブロック内の各画素の輝度の平均値をそのブロックの輝度値とすることで、ブロックを１画素に縮小する。この処理をブロック毎に行うことで、縦ｐ画素×横ｑ画素の画像データを縦ｍ画素×横ｎ画素の画像データに縮小する。なお、この画像分割・平均演算部１２は必須の構成要件ではない。
【００１８】
画像分割・平均演算部１２によって縮小処理された画像データは、メモリ１３に一時的に格納される（ステップＳ１０４）。次に、ＣＰＵ１４は、メモリ１３に格納された画像データを圧縮し（ステップＳ１０５）、圧縮後の画像データを写り込み補正用データとしてフラッシュメモリ１５に格納する（ステップＳ１０６）。フラッシュメモリ１５に格納する前に画像データを圧縮することで、データ量を削減した状態でフラッシュメモリ１５に格納することができる。
こうして、写り込み補正用データのフラッシュメモリ１５への登録が終了する。
【００１９】
次に、書画原稿３を撮像する動作を図３のフローチャートを用いて説明する。まず、装置の電源が投入されたときに、ＣＰＵ１４は、フラッシュメモリ１５に格納されている写り込み補正用データを解凍してメモリ１３に格納する（図３ステップＳ２００）。
透明板４上に下向きに載置された書画原稿３をカメラ１が撮像する動作は上記と同様であり（ステップＳ２０１）、Ａ／Ｄ変換器１０は、カメラ１から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データを出力する（ステップＳ２０２）。
【００２０】
画像拡大演算部１６は、メモリ１３に格納された写り込み補正用データが表す画像の座標とＡ／Ｄ変換器１０から出力された画像データが表す画像の座標とが同一で、かつ写り込み補正用データの画像サイズ（縦横の画素数）と画像データの画像サイズとが同一になるように、写り込み補正用データの画像サイズを拡大する（ステップＳ２０３）。画像拡大演算部１６は、画像分割・平均演算部１２と逆の処理を行えばよい。すなわち、画像拡大演算部１６は、縦ｍ画素×横ｎ画素の写り込み補正用データの各画素を、それぞれ縦ｉ画素×横ｉ画素のブロックに拡大する。このとき、ブロック内の各画素の輝度値は拡大前の画素の値と同じである。画像拡大演算部１６は、このような画像拡大演算を写り込み補正用データの各画素について行うことにより、縦ｍ画素×横ｎ画素の写り込み補正用データを、縦ｐ画素×横ｑ画素の写り込み補正用データに拡大する。なお、画像拡大演算部１６は必須の構成要件ではなく、画像分割・平均演算部１２による画像縮小演算をしない場合には、画像拡大演算も不要である。
【００２１】
次に、係数演算部１７は、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されるデータが表す画像の輝度値の飽和状態に応じて１以下の係数αを出力する（ステップＳ２０４）。係数演算部１７は、画像の輝度値の代表値（例えば各画素の輝度値の平均値あるいは極大値）が所定値以下の場合、画像の輝度値が飽和状態でないと判断し、α＝１とする。また、係数演算部１７は、画像の輝度値の代表値が所定値を上回る場合、画像の輝度値が飽和状態に近いと判断し、α＜１とする。この画像の輝度値が飽和状態に近いときの係数αの値は、ＣＰＵ１４から任意に設定できるようになっている。乗算部１８は、画像拡大演算部１６から出力された写り込み補正用データの各画素の輝度値に係数演算部１７から出力された係数αを乗算する（ステップＳ２０５）。この係数αを乗算する理由については後述する。
【００２２】
ゲイン調整部１９は、乗算部１８から出力された写り込み補正用データの各画素の輝度値に所定のゲインＧ２を乗算するゲイン調整を行い、写り込み補正用データの輝度を適切なレベルに調整する（ステップＳ２０６）。なお、このゲイン調整部１９は必須の構成要件ではない。減算部２０は、Ａ／Ｄ変換器１０から出力された画像データの輝度値とゲイン調整部１９から出力された写り込み補正用データの輝度値との差分を同じ座標の画素毎に算出して補正画像データを出力する（ステップＳ２０７）。Ａ／Ｄ変換器１０から出力された画像データの輝度値をＬ１、画像拡大演算部１６から出力された写り込み補正用データの輝度値をＬ２とすると、補正画像データの輝度値は、Ｌ１−Ｌ２×α×Ｇ２となる。減算部２０で演算処理された補正画像データは、プロジェクタ２１に出力される。プロジェクタ２１は、図示しないスクリーンに画像を投影する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態では、透明板４による反射のみの写り込み画像を予め取得しておき、カメラ１で撮像して得た書画原稿３の画像から写り込み画像を減算することにより、書画原稿３の画像に現れる照明光の写り込みを軽減することができ、画像の見苦しさを改善することができる。
【００２４】
なお、輝度値が飽和状態に近い画像から写り込み画像を引いてしまうと、補正した部分が暗くなってしまうので、カメラ１で撮像した画像の輝度値が飽和状態に近い場合には、１より小さい係数αを写り込み画像の輝度値に乗算して、写り込み画像の輝度値を下げる。こうして、輝度値が飽和状態に近い画像にも対応することができる。
【００２５】
本実施の形態の書画撮像装置は、プロジェクタと一体になった書画撮像装置でもよいし、プロジェクタ等の外部装置と独立した書画撮像装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、被写体である書画原稿を透明板に下向きに載置して、カメラにより下方から撮像する書画撮像装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…カメラ、２…レンズ、３…書画原稿、４…透明板、５…遮光板、６…ひさし、７…蛍光灯、８…反射板、９…外囲器、１０…Ａ／Ｄ変換器、１１…ゲイン調整部、１２…画像分割・平均演算部、１３…メモリ、１４…ＣＰＵ、１５…フラッシュメモリ、１６…画像拡大演算部、１７…係数演算部、１８…乗算部、１９…ゲイン調整部、２０…減算部、２１…プロジェクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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