(57)【要約】【課題】画像読取装置のコストを抑えつつ、さまざまな白色度の用紙に対しても、光沢の違いで作られたパターンを高い精度で抽出できるようにする。【解決手段】画像読取装置は、規定の読取条件で照明手段および移動手段を制御して、用紙２００の第１の領域２００ａの輝度画像データを得て、第１の領域２００ａの輝度画像データの度数分布を生成する度数分布生成手段と、パターン２００ｄを含む用紙２００において第１の領域２００ａの副走査方向下流に位置した第２の領域２００ｂの読取条件を、度数分布を用いて決定する読取条件決定手段と、読取条件決定手段によって決定された読取条件で、照明手段および移動手段の少なくとも一方を制御して、第２の領域２００ｂの前記輝度画像データを得る第２の領域読取手段と、第２の領域２００ｂの輝度画像データからパターン２００ｄを抽出する抽出手段と、を備える。【選択図】図６
2012150559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、
前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、
前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、
規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成する度数分布生成手段と、
前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定する読取条件決定手段と、
前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得る第２の領域読取手段と、
前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出する抽出手段と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記第２の領域読取手段は、前記用紙の白色度が低いほど前記第２の領域の露光量を大きくする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第２の領域読取手段は、前記用紙の白色度が低いほど、前記照明光の光度を大きくする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第２の領域読取手段は、前記用紙の白色度が低いほど、副走査方向での前記照明光と前記用紙との相対移動速度を遅くする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記読取条件は、前記照明光の光度と、前記副走査方向での前記照明光の前記用紙に対する相対移動速度とのうちの少なくとも１つである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１の領域と前記第２の領域とは、前記副走査方向に沿って並んでいる請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第１の領域と前記第２の領域とは、前記用紙の端部に位置している請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、を備える画像読取装置で実行される画像読取方法であって、
度数分布生成手段が、規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成するステップと、
読取条件決定手段が、前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定するステップと、
第２の領域読取手段が、前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得るステップと、
抽出手段が、前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出するステップと、
を含む画像読取方法。
【請求項９】
光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、を備える画像読取装置のコンピュータを、
規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成する度数分布生成手段と、
前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定する読取条件決定手段と、
前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得る第２の領域読取手段と、
前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出する抽出手段と、
として機能させるプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを記録した、コンピュータが読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像読取方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バーコードに代表されるパターン（マーク）を印刷するマーキングと呼ばれる技術がある。そして、パターンが印刷された用紙の画像を読み取り、読み取った画像からパターンを抽出し、抽出したパターンからそのパターンが示す情報を取り出す画像読取装置が知られている。
【０００３】
マーキングの技術は、現在さまざまな用途に使われている。例えば、商品のラベルや出版物には、関連ホームページへ誘導するためのＱＲコード（登録商標）などの２次元コードが多くみられる。オフィスの文書にも、コピー機でのコピー許可または禁止を指示する地紋が使われている。
【０００４】
２次元コードなどのコードシンボルは、用紙の局所面積をパターンで占有するタイプ、地紋は多数の小さな点や線で構成したパターンをコンテンツと重ね合わせるタイプであるが、いずれも、ラベル、出版物、文書にとって、邪魔なものであると言える。なぜなら、人間が見て理解するコンテンツ（文字や図形）と、機械に理解させるためのパターンを同じページ内に混在させているからである。
【０００５】
パターンを邪魔でなくするためには、パターンを目立たない色のトナー（インク）で印刷すればよい。
【０００６】
近年、電子写真プロセスにおいて、透明なトナーが使われるようになってきており、ここでは、これを利用することを考える。
【０００７】
透明トナーでパターンを印刷することで、上記の邪魔の問題は解決されるが、パターンの抽出に新たな課題が生じてしまう。すなわち、人間が見ても見えない透明トナーパターンは、機械に読ませても見えないという課題である。これは通常の読取装置が、人間が観察するのと同じ見栄えの画像を得るように設計されているからである。つまり、この設計を多少なりとも変更しないと、前記課題は解決できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記課題を解決するには、下記の解決策がある。
【０００９】
第１の解決策は、透明トナーに特殊な材を混ぜる方法である。この方法としては、紫外線を照射し、特殊な材によって励起した光を観測する方法（特許文献１参照）や、赤外線を照射し、特殊な材によって吸収された光を観測する方法（特許文献２参照）などがある。特殊な材を印刷した領域と、印刷していない領域とでパターンを形成すれば、受光の異なる２値のパターン画像が観測できる。特殊な材そのものも透明なので、邪魔の問題はないが、非可視波長域までカバーした特殊な照明や受光素子が必要となるため、読取装置が高コストとなる欠点がある。
【００１０】
第２の解決策は、透明トナーにより光沢を生じさせる方法である。用紙において透明トナーを塗布した領域は平滑性が高まり光沢が生じ、塗布しない領域は用紙が持つ低い平滑性が維持され光沢が生じない。正反射光を観測すれば、両領域で２値のパターンが観測できる。特定の角度からだと人間にも見えてしまうが、邪魔というほどでもない。読取装置として、正反射光を観測する方式と、乱反射光のみを観測する方式とがある。前者の例として特許文献３、後者の例として特許文献４がある。
【００１１】
正反射光より乱反射光を観測した方が、用紙の色（用紙によって吸収される波長）を精度よく読み取ることができる。このため通常の読取装置は、乱反射光を受光する受光素子を備えている。特許文献３の読取装置は、乱反射光を受光する受光素子とは別に、正反射光を受光する受光素子も備えた読取装置である。この特許文献３の読取装置は、光沢のパターンを読み取るためのものではないが、正反射光用受光素子を使えば、光沢パターンを読み取ることができる。しかし、専用の受光素子が必要となる分、読取装置が高コストとなる欠点がある。
【００１２】
乱反射光の光量は、用紙の色（用紙自体または付着したトナーやインクの色）によって増減するが、光沢の度合いによっても増減する。用紙の色が同じなら、光沢のある領域（図８（ｂ）参照）は、光沢のない領域（図８(ａ)参照）に比べ、乱反射光の光量が小さくなる。この原理を利用して、用紙地肌（トナーやインクが付着していない部分）の光沢パターンを読み取るのが、特許文献４の装置である。この特許文献４の装置では、特定の照明光量（通常の８５％）でスキャンし、得られた画像の輝度値の度数分布（度数分布）から、光沢領域と非光沢領域の輝度値を特定している。特殊な照明や受光素子を必要としないため、読取装置が高コストとなる欠点のない方式といえる。しかし、用紙の多様性に対応できないという問題点を有している。つまり、用紙の白色度によっては、正しくパターンが検出できない場合がある。白色度が高い用紙では、検出できたとしても（同文献の段落００３８記載）、白色度が低い用紙では、光沢領域と非光沢領域の輝度値が接近しすぎて、弁別できない。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像読取装置のコストを抑えつつ、さまざまな白色度の用紙に対しても、光沢の違いで作られたパターンを高い精度で抽出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成する度数分布生成手段と、前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定する読取条件決定手段と、前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得る第２の領域読取手段と、前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出する抽出手段と、を備える。
【００１５】
また、本発明の画像読取方法は、光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、を備える画像読取装置で実行される画像読取方法であって、度数分布生成手段が、規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成するステップと、読取条件決定手段が、前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定するステップと、第２の領域読取手段が、前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得るステップと、抽出手段が、前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出するステップと、を含む。
【００１６】
また、本発明のプログラムは、光沢の違いで表現されたパターンが印刷された用紙に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に、前記照明光を前記用紙に対して相対移動させる移動手段と、前記照明光において前記用紙で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する輝度画像データ生成手段と、を備える画像読取装置のコンピュータを、規定の読取条件で前記照明手段および前記移動手段を制御して、前記用紙の第１の領域の前記輝度画像データを得て、前記第１の領域の前記輝度画像データの度数分布を生成する度数分布生成手段と、前記パターンを含み前記用紙において前記第１の領域の前記副走査方向下流に位置した第２の領域の読取条件を、前記度数分布を用いて決定する読取条件決定手段と、前記読取条件決定手段によって決定された読取条件で、前記照明手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御して、前記第２の領域の前記輝度画像データを得る第２の領域読取手段と、前記第２の領域の前記輝度画像データから前記パターンを抽出する抽出手段と、として機能させる。
【００１７】
また、本発明の記録媒体は、前記プログラムを記録した、コンピュータが読取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、用紙の第２の領域の読取条件を適切に変更設定できるので、特殊な照明や受光素子を必要とせずに、さまざまな白色度の用紙に対し、高い精度で光沢のパターンを抽出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の概略構成例を示す構成図である。
【図２】図２は、輝度画像データ生成部を示す図である。
【図３】図３は、載置読取方式の画像読み取りを説明するための画像読取装置の概略図である。
【図４】図４は、シートスルー方式の画像読み取りを説明するための画像読取装置の概略図である。
【図５】図５は、画像読取装置の電気的接続を示すブロック図である。
【図６】図６は、用紙を示す平面図である。
【図７】図７は、照明の光度と露光エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、反射光の強度と方向との関係を説明するための説明図である。
【図９】図９は、用紙白色度が中の場合の輝度の度数分布の一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、用紙白色度が低の場合の輝度の度数分布の一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、用紙白色度が高の場合の輝度の度数分布の一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、画像読取装置が実行する読取処理のフローチャートである。
【図１３】図１３は、画像読取装置が実行する読取処理のタイムチャートである。
【図１４】図１４は、用紙の使用形態を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第１の変形例にかかる用紙を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【図１６】図１６は、第２の変形例の用紙を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【図１７】図１７は、第３の変形例の用紙を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【図１８】図１８は、第４の変形例の用紙を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態にかかる画像読取装置１００の概略構成例を示す構成図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、その下部に、用紙２００の画像を読み取る画像読取部１１０を備え、その上部に、用紙２００を搬送するＡＤＦ（Auto  Document  Feeder：用紙２００搬送装置）１４０を備える。
【００２２】
画像読取部１１０は、ＡＤＦ１４０により搬送される用紙２００が上部を通過するスリットガラス１１２と、読取対象の用紙２００を載置するコンタクトガラス１１４と、読取対象の用紙２００に照明光を照射する光源１１８および第１のミラー１２０が搭載された第１のキャリッジ１２２と、第２のミラー１２４および第３のミラー１２６が搭載された第２のキャリッジ１２８と、レンズ１３２と、光電変換素子１３０と、を備える。また、画像読取部１１０は、第１のキャリッジ１２２および第２のキャリッジ１２８を駆動する駆動モータ１３３、ホームポジションを検出するホームポジションセンサ（図示せず）、および用紙２００を検知する用紙検知センサ（図示省略）なども備える。ここで、駆動モータ１３３は、主走査方向と直交する副走査方向に、照明光を用紙２００に対して相対移動させる移動手段に相当する。
【００２３】
光源１１８は、主走査方向（図１の紙面に対し垂直の方向）に線状に伸びた光源である。光源１１８は、例えばＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）アレイやキセノン光源である。光源１１８は、用紙２００に、主走査方向に沿って照明光を照射する照明手段に相当する。
【００２４】
画像読取部１１０では、用紙２００の面に対し４５度の角度で光源１１８が照明光を照射し、９０度の角度に反射した光（乱反射光）を、第１のキャリッジ１２２や第２のキャリッジ１２８の各ミラー１２２，１２４，１２６で折り返し、レンズ１３２で光電変換素子１３０に結像させている。
【００２５】
図２は、輝度画像データ生成部１３４を示す図である。図２に示すように、画像読取部１１０は、輝度画像データ生成部１３４を備えている。輝度画像データ生成部１３４は、光電変換素子１３０と、ＡＤ変換部１３５と、を有する。光電変換素子１３０は、照明光において用紙２００で乱反射した光を光電変換する。光電変換素子１３０は、１ラインの画素数だけ並んだフォトダイードアレイで構成されるＣＣＤラインセンサである。各フォトダイオードは、用紙２００の色や平滑度合いを反映した反射光量に応じた電荷を蓄える。各フォトダイオードの電荷は、アナログシフトレジスタに移され、転送クロックによってシリアルにＡＤ変換部１３５へと送られる。ＡＤ変換部１３５では、各画素の電荷量を多値のデジタルデータ（８ｂｉｔ／画素）に変換する。これにより主走査方向１ライン分の輝度画像データが得られる。以上を副走査方向に繰り返すことにより、２次元の輝度画像データを得ることができる。次元の輝度画像データは、以下に説明するように、用紙２００と照明光とを副走査方向に相対移動させることで実現される。このように、輝度画像データ生成部１３４は、照明光において用紙２００で乱反射した光を用いて、輝度画像データを生成する。
【００２６】
図３は、載置読取方式の画像読み取りを説明するための画像読取装置１００の概略図、図４は、シートスルー方式の画像読み取りを説明するための画像読取装置１００の概略図である。画像読取部１１０では、図３に示す載置読取方式又は図４に示すシートスルー読取方式で用紙２００の画像を読み取ることができる。
【００２７】
載置読取方式は、図３に示すように、光源１１８を点灯し、駆動モータ１３３により第１のキャリッジ１２２および第２のキャリッジ１２８を副走査方向に移動走査して、コンタクトガラス１１４上に載置された用紙２００の面を読み取る読取方式である。
【００２８】
シートスルー読取方式は、図４に示すように、光源１１８を点灯し、第１のキャリッジ１２２および第２のキャリッジ１２８を停止した状態のまま、ＡＤＦ１４０により搬送される用紙２００がスリットガラス１１２の上部を通過する際に用紙２００の面を読み取る読取方式である。
【００２９】
図１に戻って、ＡＤＦ１４０は、用紙２００を載置する用紙トレイ１４２と、用紙２００を受け取る排紙トレイ１４６と、用紙搬送機構１４８とを、備える。ＡＤＦ１４０には、用紙トレイ１４２から、スリットガラス１１２の上部を経て、排紙トレイ１４６へ至る用紙２００搬送経路１５０が設けられている。用紙搬送機構１４８は、給紙ローラ１５１、搬送ドラムローラ１５２、排紙ローラ１５３等の搬送ローラを備える。これらの各ローラ１５１〜１５３は、駆動モータ１５９によって回転駆動される。画像読取部１１０によりシートスルー読み取りが行われる場合、用紙搬送機構１４８では、用紙トレイ１４２に載置された用紙２００が、給送ローラ１５１および搬送ドラムローラ１５２によって、搬送経路１５０に沿って搬送されて、スリットガラス１１２の上部を通過し、画像読取装置１００により読み取られる。読み取りが終了した用紙２００は、搬送ドラムローラ１５２および排紙ローラ１５３によって、排紙トレイ１４６へ排出される。また、このＡＤＦ１４０は、搬送経路１５０におけるスリットガラス１１２の上流側に、用紙２００を検知する用紙検知センサ（図示省略）を備える。ここで、上述の駆動モータ１５９は、主走査方向と直交する副走査方向に、照明光を用紙２００に対して相対移動させる移動手段に相当する。
【００３０】
図５は、画像読取装置１００の電気的接続を示すブロック図である。図５に示すように、画像読取装置１００は、制御部としてのＣＰＵ１７０を備え、このＣＰＵ１７０に、ＲＯＭやＨＤＤなどによって構成された記憶部１７１と、ＲＡＭ１７２と、画像処理部１７３と、画像読取部１１０と、ＡＤＦ１４０と、操作・表示部１７４と、通信インターフェス部１７５と、が接続されている。
【００３１】
記憶部１７１は、ＣＰＵ１７０が実行するプログラムや各種のデータを記憶している。ＲＡＭ１７２は、ＣＰＵ１７０が処理するデータやプログラムなどを展開する作業メモリである。画像処理部１７３は、ＡＳＩＣやＤＳＰ等の回路であって、データを高速に処理する。操作・表示部１７４は、スイッチ、ボタン、ＩＣカードリーダ等から構成される操作部と、ＬＥＤやＬＣＤ等で構成された表示部と、から構成されている。この操作・表示部１７４を通じて当該画像読取装置１００は、使用者と操作や状態に関する情報の授受を行う。通信インターフェス部１７５は、外部装置や記憶メディア（ＩＣカード、ＣＤ、ＤＶＤ等）との間で、バスやイーサネット（登録商標）、電話回線、無線等を介してデータ通信を行う。
【００３２】
図６は、用紙２００を示す平面図である。図６に示すように、本実施形態では、用紙２００は、副走査方向での上流部（以後、前端部ともいう）が第１の領域２００ａとされ、副走査方向での下流部（以後、後端部ともいう）が第２の領域２００ｂとされ、これらの第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとの間の領域が第３の領域２００ｃとなっている。なお、図面では、各領域２００ａ，２００ｂ，２００ｃの範囲を、それぞれ点線で概略的に示している。第１の領域２００ａおよび第２の領域２００ｂには、同一のパターン２００ｄが印刷されている。即ち、用紙２００には、パターン２００ｄが複数印刷されている。パターン２００ｄは、光沢の違いで表現されている。光沢の違いは、例えば光沢の有無である。このようなパターン２００ｄは、光沢部分が透明トナーで作られ、非光沢部分が用紙地肌で作られている。なお、図面では、目視可能に示してあるが、実際には本実施形態では透明となっている。第３の領域２００ｃには、コンテンツが印刷される。パターン２００ｄは、図面では２次元コードの例を示してあるが、バーコード等であってもよい。
【００３３】
次に、用紙２００の色および光沢と輝度データとの関係について参照して説明する。ここで、図７は、照明の光度と露光エネルギーとの関係を示すグラフ、図８は、反射光の強度と方向との関係を説明するための説明図である。
【００３４】
光電変換素子１３０の露光エネルギーＱは、受光束φと露光時間Ｔとの積に比例する。この関係を式で表すと、Ｑ∝φ×Ｔ  である。さらに、受光束φは、光源１１８の照明光の光度ｉにも比例するので、結局、露光エネルギーＱと照明光の光度ｉとは、図７に示すように、比例関係にある。この関係を式で表すと、Ｑ∝ｉ×Ｔである。
【００３５】
また、図８に示すように、照明光の光度が同じであっても、その乱反射光度は、用紙２００の地肌領域より光沢領域の方が少し小さい。したがって、図７のグラフでは、地肌領域での露光エネルギーと照明の光度との関係を示す線（実線）よりも、光沢領域での露光エネルギーと照明の光度との関係を示す線（点線）の方が、傾きが少し小さくなる。同様に、反射光度は、用紙２００の白色度に比例するので、図７中の各線の傾きも用紙２００の白色度に比例する。図７の各線の傾きは、光沢の有無より用紙２００の白色度で大きな違いを生じている。このような関係を踏まえ、本実施形態は、とある白色度の用紙２００を、とある光度の照明光で照射し、その乱反射光の露光エネルギーのわずかな差を、光沢の有無ととらえ、パターン２００ｄを抽出するものである。
【００３６】
ところで、通常、画像読取装置１００は、所定の範囲の露光エネルギーを輝度レベルに変換するようになっている。図７の例では、輝度レベル２５５と記した位置よりも下の露光エネルギーを、２５６段階の輝度レベルに変換し、その位置より上の露光エネルギーは全て輝度レベル「２５５」と変換する（クリッピングする）。これにより、例えば、照明の光＝ｉ２においては、用紙２００の白色度が高だった場合、地肌領域も光沢領域も同じ輝度レベル「２５５」となる。つまり、両領域を弁別できない（パターン２００ｄを抽出できない）。また同じ照明光度において、用紙２００の白色度が低だった場合、両領域の輝度レベルは、かなり近接してしまい、弁別精度が低下してしまう。このような現象を避け、常に良好な領域弁別を行うには、用紙２００の白色度が高、中、低と低くなるに従い、照明の光度を徐々に高くするように（図７中のｉ１，ｉ２，ｉ３となるように）変化させればよい。光源１１８が、ＬＥＤアレイならば光度を高速に変化させることが容易である。さらに、上述のＱ∝ｉ×Ｔの関係からわかるように、変化させるのは照明の光度でなくても、露光時間であってもよい。露光時間Ｔは、線速Ｖと反比例する関係にある。ここで、線速とは、図３を用いて説明した載置読取方式の例では第１のキャリッジ１２２の移動速度、図４を用いて説明したシートスルー方式の例では搬送ドラムローラ１５２の回転速度に相当する。つまり用紙２００の白色度の高、中、低の場合に合わせて、移動速度または回転速度を大、中、小と変化させてもよい。
【００３７】
図７は、理論的な説明をするためのものだが、実際の輝度データには、ある程度の揺らぎが入ってくる。これは用紙２００の面の平滑度の不均一性などに起因する現象である。実際の輝度値のばらつきを、度数分布で表したものを、図９〜図１１に示す。例えば、用紙２００の８．５ｉｎｃｈ×１ｉｎｃｈの矩形領域を６００ｄｐｉで読み取った画像であれば、３．０６×１０６個もの画素となり、各画素の輝度値の度数分布は、図９に示すように、ある輝度値を中心とした正規分布となる。前述のように、光沢領域は地肌領域より少しだけ輝度値が小さくなる。図７で照明の光度がｉ２で白色度が中の用紙２００の場合のように、光沢／地肌の両領域の（理論）輝度値が十分離れていれば、図９に示すよう、両領域の分布は大きく交わることがない。しかし、図７で照明の光度がｉ２で白色度が低の用紙２００の場合のように、両領域の（理論）輝度値が接近していると、図１０に示すように、両領域の分布が交わってしまう。図９のような分布であれば、輝度値＝Ａをしきい値として、どの画素が地肌で、どの画素が光沢かを分別することができるが、図１０のような分布だと、正しい分別をすることができない。図７で照明の光度がｉ２で白色度が高の用紙２００の場合も、図１１に示すような分布となるので、正しい分別をすることができない。しかし、正しい分別をすることができない場合であっても、度数分布が図１０のような分布ならば、照明の光度をｉ２からｉ３に変更すればよく、図１１のような分布なら照明の光度をｉ２からｉ１に変更すればよいことがわかる。
【００３８】
上述したとおり、本実施形態の用紙２００には、図６に示すように、前端部に位置する第１の領域２００ａと後端部に位置する第２の領域２００ｂとの２箇所に同じパターン２００ｄが印刷されている。そこで、第１の領域２００ａの度数分布から、第２の領域２００ｂの照明光度や線速（読取条件）を決定すれば、用紙２００の白色度に依存しない正しいパターン２００ｄを抽出することができる。
【００３９】
以下に、パターン抽出の具体的な詳細な処理として画像読取装置１００が実行する読取処理について説明する。この読取処理は、ＣＰＵ１７０によるソフトウェア処理であってもよいし、画像処理部１７３が行うハードウェア処理であってもよいが、以下では、ＣＰＵ１７０が行うものとして説明する。
【００４０】
この読取処理では、ＣＰＵ１７０は、プログラムとの協働によって、図５に示すように、度数分布生成部１８１、読取条件決定部１８２、第２の領域読取部１８３および抽出部１８４として機能する。
【００４１】
度数分布生成部１８１は、規定の読取条件で光源１１８および駆動モータを制御して、用紙２００の第１の領域２００ａの輝度画像データを得て、第１の領域２００ａの輝度画像データの度数分布（ヒストグラム）を生成する。
【００４２】
ここで、本実施形態では、用紙２００の読取条件として、第１の〜第４の読取条件がある。第１の読取条件は、照明の光度が小（ｉ１）、照明の移動の速度が大であり、白色度が高の用紙２００用である。第２の読取条件は、照明の光度が中（ｉ２）、照明の移動の速度が中であり、白色度が中の用紙２００用である。第３の読取条件は、照明の光度が大（ｉ３）、照明の移動の速度が小であり、白色度が低の用紙２００用である。第４の読取条件は、第３の領域２００ｃに印刷されたコンテンツを読み取るのに適した照明の光度や移動の速度を規定している。
【００４３】
読取条件決定部１８２は、パターン２００ｄを含み用紙２００において第１の領域２００ａの副走査方向下流に位置した第２の領域２００ｂの読取条件を、度数分布生成部１８１が生成した度数分布を用いて決定する。
【００４４】
第２の領域２００ｂ読取手段は、読取条件決定部１８２によって決定された読取条件で、光源１１８および駆動モータの少なくとも一方を制御して、第２の領域２００ｂの輝度画像データを得る。
【００４５】
抽出部１８４は、第２の領域２００ｂの輝度画像データからパターン２００ｄを抽出する。
【００４６】
次に、読取処理の流れを図１２に示すフローチャートに沿って説明する。図１２に示すように、ＣＰＵ１７０は、まず、第２の読取条件で、用紙２００の第１の領域２００ａのスキャン画像を得る（ステップＳ１１）。続いて、ＣＰＵ１７０は、第４の読取条件で用紙２００の第３の領域２００ｃのスキャン画像を得る（ステップＳ１２）。なお、用紙２００のパターン２００ｄの抽出のためだけにスキャンをするのなら、このステップＳ１２の処理は不要だが、ここでは、コンテンツの画像も同時に得る例を示しているため、ステップＳ１２の処理を行っている。
【００４７】
続いて、ＣＰＵ１７０は、用紙２００の第１の領域２００ａの度数分布を作成する（ステップＳ１３）。画像読取装置１００が光電変換素子１３０を３チャネル備えるカラー画像読取装置であっても、その輝度成分のみを、ここでは利用する。さらに低輝度の分布情報は不要なので、高輝度（輝度値＝１２８〜２５５）の画素の個数のみをカウントする。度数分布が作成できたら、最大度数の輝度値を探し、その最大度数の輝度値が所定の輝度値Ａ（例えば２４０）以下であれば（ステップＳ１４のＹｅｓ）、第２の領域２００ｂの読取条件を第３の読取条件とし（ステップＳ１６）、その最大度数の輝度値が所定に輝度値Ａより大きく２５５より小さければ、第２の領域２００ｂの読取条件を第２の読取条件とし（ステップＳ１７）、その最大度数の輝度値が２５５であれば（ステップＳ１５のＮｏ）、第２の領域２００ｂの読取条件を第１の読取条件として（ステップＳ１８）、それぞれ用紙２００の第２の領域２００ｂのスキャン画像を得る。
【００４８】
次に、ＣＰＵ１７０は、用紙２００の第２の領域２００ｂのスキャン画像からパターン２００ｄを抽出する（ステップＳ１９）。抽出は、輝度値Ａをしきい値として画像を２値化し、期待する２値画像パターン２００ｄとの相関を求める一般的な手法を用いてよい。この際、しきい値は固定の値Ａとしてもよいし、第１の領域２００ａと同様に第２の領域２００ｂでも度数分布を作成して図９のような２山の谷間の輝度値をしきい値としてもよい。また、しきい値と、別な輝度値（図９中のＢ）との間を光沢部としてもよい。なお、この読取処理のタイムチャートは、図１３のようになる。
【００４９】
このように、本実施形態では、光源１１８による用紙２００の露光量を、１ページ（１枚）の用紙２００を読み取る期間で一定とせず変化させている。
【００５０】
ここで、このような画像読取装置１００で用いられる用紙２００は、図１４に示すように、例えば画像印刷装置によって印刷されたものである。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、度数分布生成部１８１が、規定の読取条件で光源１１８および駆動モータを制御して、用紙２００の第１の領域２００ａの輝度画像データを得て、第１の領域２００ａの前記輝度画像データの度数分布を生成し、読取条件決定部１８２が、用紙２００の第２の領域２００ｂの読取条件を、度数分布生成部１８１が生成した度数分布を用いて決定し、第２の領域読取部１８３が、読取条件決定部１８２によって決定された読取条件で、光源１１８および駆動モータ１３３や１５９の少なくとも一方を制御して、第２の領域２００ｂの輝度画像データを得る。したがって、用紙２００の第２の領域２００ｂの読取条件を適切に変更設定できるので、特殊な照明や受光素子を必要とせずに、さまざまな白色度の用紙２００に対し、高い精度でパターン２００ｄを抽出することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、パターン２００ｄを用紙２００の第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂに設けてある。これは、生産性を高める効果を狙ったものである。例えば、読取条件を変更する領域を設けない場合、同一ページを２回スキャン（２パス）させなければ、上記の処理を行うことができない。これに対して、パターン２００ｄを含む２つの領域が同一ページの異なる領域に設けてあると、第１の領域２００ａで用紙２００の地肌の輝度値を調べ、第２の領域２００ｂでパターン２００ｄを抽出する処理を、１パスの中で行うことができ、生産性が向上する。また、このように、第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとを、副走査方向の両端部に設けたので、操作者は用紙２００の縦幅方向（長手方向）を副走査方向に平行にさえすれば、用紙２００の縦幅方向のどちらの端部を先に読み取らせるかを意識する必要がない。
【００５３】
また、本実施形態では、第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとが副走査方向に並んでいる。したがって、読取条件の切替えが容易である。
【００５４】
また、本実施形態では、第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとが用紙２００の端部に位置している。このようにすることで、パターン２００ｄとコンテンツが重畳することで読取精度が低下するという問題が避けられる。これは、コンテンツがページの端部まで印刷される頻度は低いという傾向を利用している。なお、上記の処理では、パターン２００ｄ（透明トナー）とコンテンツ（有色トナー）とが、重なっていないことを前提としている。
【００５５】
次に、変形例にかかる用紙２００について説明する。図１５は、第１の変形例にかかる用紙２００を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【００５６】
図１５に示すように、第１の変形例の用紙２００は、用紙２００の外周部の４つの各辺縁部のそれぞれに、パターン２００ｄが印刷されている。そして、図１５の（ａ）に示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合には、用紙２００の縦幅方向の前端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の縦幅方向の後端部が第２の領域２００ｂとされる。一方、図１５の（ｂ）で示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合（用紙横幅方向と副走査方向とが一致している場合）には、用紙２００の横幅方向の前端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の横幅方向の後端部が第２の領域２００ｂとされる。なお、このような用紙２００の方向（姿勢）は、ＣＰＵ１７０が用紙検出センサの出力に基づいて判断する。
【００５７】
この変形例では、用紙２００をどの方向で読み取らせても、パターン２００ｄを検出することができるので、操作者に用紙２００の上下左右の４方向を意識させなくて済む。
【００５８】
図１６は、第２の変形例の用紙２００を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【００５９】
図１６に示すように、第２の変形例の用紙２００には、一対の角部にパターン２００ｄが印刷されている。そして、図１６の（ａ）に示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合には、用紙２００の縦幅方向の前端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の縦幅方向の後端部が第２の領域２００ｂとされる。一方、図１６の（ｂ）で示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合（用紙横幅方向と副走査方向とが一致している場合）には、用紙２００の横幅方向の前端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の横幅方向の後端部が第２の領域２００ｂとされる。
【００６０】
この変形例では、用紙２００をどの方向で読み取らせても、パターン２００ｄを検出することができるので、操作者に用紙２００の上下左右の４方向を意識させなくて済む。
【００６１】
図１７は、第３の変形例の用紙２００を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【００６２】
第３変形例の用紙２００には、第２の領域２００ｂが２つ定義されており、一方の第２の領域２００ｂにパターン２００ｄが印刷されている。この変形例では、両方の第２の領域２００ｂでパターン２００ｄ抽出を試みる方式である。この変形例によれば、操作者は４方向を意識せず、かつ、パターン２００ｄも１個で済む。
【００６３】
図１８は、第４の変形例の用紙２００を説明する説明図であって、（ａ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合を示す図、（ｂ）は、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合を示す図である。
【００６４】
第４の変形例の用紙２００には、第２の変形例と同様に、一対の角部にパターン２００ｄが印刷されている。そして、図１８の（ａ）に示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが一致している場合には、用紙２００の縦幅方向の前端部における左右方向の両端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の縦幅方向の後端部における左右方向の両端部が第２の領域２００ｂとされる。そして、用紙２００における第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂを除く領域に第３の領域２００ｃが位置している。一方、図１８の（ｂ）で示すように、用紙縦幅方向と副走査方向とが直交している場合（用紙横幅方向と副走査方向とが一致している場合）には、用紙２００の横幅方向の前端部の左右方向の両端部が第１の領域２００ａとされ、用紙２００の横幅方向の後端部の左右方向の両端部が第２の領域２００ｂとされる。そして、用紙２００における第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂを除く領域に第３の領域２００ｃが位置している。即ち、本変形例では、第１の領域２００ａや第２の領域２００ｂが主走査方向で分断されていている。これにより、第３の領域２００ｃの面積を増やすことができる。この場合、載置読取方式で、ＬＥＤアレイ光源を用いれば、主走査の中で光度を変えることは容易である。
【００６５】
この変形例では、用紙２００をどの方向で読み取らせても、パターン２００ｄを検出することができるので、操作者に用紙２００の上下左右の４方向を意識させなくて済む。
【００６６】
なお、本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施の形態を各種採用することができる。例えば、画像読取装置１００の機構も、図４に示した縮小光学系に限定せず、密着イメージセンサを用いた等倍光学系であってもよい。
【００６７】
また、パターン２００ｄはネガポジどちらであってもよい。例えば、通常のバーコードパターンの黒で印刷される部分を光沢、それ以外の部分を非光沢とするものを「ポジ」とすれば、その逆を「ネガ」と呼ぶ。コンテンツがある第３の領域２００ｃも含め、ほぼ全面を光沢とし、光沢をくり抜くかたちでパターン２００ｄを形成するネガであってもよい。また光沢部分を透明トナーで作り、非光沢部分を用紙地肌で作ると説明したが、非光沢部分を透明トナー（塗布部がつや消し状態になる）で作り、光沢部分を用紙２００の地肌（いわゆるグロス紙）で作ってもよい。
【００６８】
また、本実施形態で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されても良い。
【００６９】
また、本実施形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００…画像読取装置
１１８…光源
１３３，１５９…駆動モータ
１３４…輝度画像データ生成部
１８１…度数分布生成部
１８２…読取条件決定部
１８３…第２の領域読取部
１８４…抽出部
２００…用紙
２００ａ…第１の領域
２００ｂ…第２の領域
２００ｄ…パターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２００５−１７０００７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５１８１号公報
【特許文献３】特開平０６−０７００９７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０２０３２号公報
【図１】
2012150559.tif 000003
【図２】
2012150559.tif 000004
【図３】
2012150559.tif 000005
【図４】
2012150559.tif 000006
【図５】
2012150559.tif 000007
【図６】
2012150559.tif 000008
【図７】
2012150559.tif 000009
【図８】
2012150559.tif 000010
【図９】
2012150559.tif 000011
【図１０】
2012150559.tif 000012
【図１１】
2012150559.tif 000013
【図１２】
2012150559.tif 000014
【図１３】
2012150559.tif 000015
【図１４】
2012150559.tif 000016
【図１５】
2012150559.tif 000017
【図１６】
2012150559.tif 000018
【図１７】
2012150559.tif 000019
【図１８】
2012150559.tif 000020