(57)【要約】【課題】書籍１２をデジタルカメラ１４で撮影する書籍用スキャナーにおいて頁の綴じ部分１６までの撮影を高速に、簡易に、安価で可能とする書籍用スキャナーを提供する。【解決手段】Ｖ字型の書籍台１１に置かれた書籍１２を、Ｖ字型の透明な板１３で押さえ、書籍１２の上方からデジタルカメラ１４を設置し、必要に応じて偏光フィルターを設置して撮影する装置を用い、撮影して得られた電子データを、画像処理プログラムを用いて、デジタルカメラ１４からの距離に応じて補正を行うことにより正規の形へ変形させて平面画像に投影し、所望する画像を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書籍１２を載せるＶ字型の書籍台１１と書籍１２の一部を覆うＶ字型の透明な板１３とＶ字型の透明な板１３の上方に設置したデジタルカメラ１４と撮影した電子データを画像処理により正規の形へ変形させることを特徴とする書籍用スキャナー。
【請求項２】
書籍１２を載せるＶ字型の書籍台１１と書籍１２の一部を覆うＶ字型の透明な板１３とＶ字型の透明な板１３の上方に設置したデジタルカメラ１４とデジタルカメラ１４とＶ字型の透明な板１３との間に偏光フィルター１５を設置し、撮影した電子データを画像処理により正規の形へ変形させることを特徴とする書籍用スキャナー。
【請求項３】
書籍１２の頁を電子データ化する工程と、電子データを左右の面に分け輪郭形状を取得する工程と、左右に分けた電子データにデジタルカメラ１４からの距離に応じた補正を行う工程とを備えることを特徴とする画像処理方法
【請求項４】
偏光フィルター１５を用いて書籍１２の頁を電子データ化する工程と、電子データを左右の面に分け輪郭形状を取得する工程と、左右に分けた電子データにデジタルカメラ１４からの距離に応じた補正を行う工程とを備えることを特徴とする画像処理方法
【請求項５】
デジタルカメラ１４で撮影した電子データを画像処理により台形型のスキャン画像を正規の形へ変形させることを特徴とする書籍用スキャナー用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像歪み補正装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からある方法として、スキャナーに特開平０８−３１０７４０号公報に示されるような給紙機構を設け、連続して電子データを作成する方法が多く用いられている。前述の給紙機構を用いた電子化の方法は、給紙機構を利用するために、書籍１２の綴じ部分１６付近を裁断するなどして書籍１２を頁毎にバラバラに分解する必要がある。この方法はスキャン速度、スキャン精度は高いものの、書籍１２を分解するために書籍１２が古書や貴重な書籍、また個人的なノート等のように分解できない場合には利用が出来ない方式であった。
【０００３】
このため、書籍１２を分解せずに電子データに変換する場合、特開２００６−１５７２３４号公報に示されているように、平面で透明な台である原稿台の上に書籍１２を置き、下から読み込む形でスキャンを行って電子データを得る方式がある。当該スキャンを行う機器はスキャナーと呼ばれており、現在では一般的に平面の文書を電子データとして変換する際に用いられている機器である。しかしながら前述の特開２００６−１５７２３４号公報に示されているような方法では、書籍の綴じ部分１６をスキャナーの原稿台に密着させる事が出来ないため、画像としてのゆがみが発生する。また厚みのある書籍では、頁を１８０度開く事で綴じ部分１６を痛める事になる。さらには１ないし数頁毎に書籍１２を原稿台から持ち上げて裏返してページをめくり、再び書籍１２を裏返してスキャンする事から作業効率が良くなかった。このため、綴じ部分１６を裁断せずに書籍１２を効率良くスキャンする方法としてデジタルカメラ１４を利用して電子データを得るスキャン方法が考案されている。
【０００４】
図２に示すように、デジタルカメラ１４を利用した従来のスキャン方法では、書籍１２の見開き面を１８０度まで開かず６０度から１２０度の間で書籍１２の綴じ部分１６を傷めない角度まで開き、スキャンする書籍１２をＶ字型の書籍台１１に固定し、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁をＶ字型の透明な板１３によって押さえ、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁から垂直なカメラ面方向にデジタルカメラ１４、２台を設置し、スキャンを行う方式が考案されている。しかし、図３に示すように、当該方法では、書籍１２の綴じ部分１６付近が、Ｖ字型の透明な板１３に厚みがあるためデジタルカメラ１４によって撮影することが不可能であった。また、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁から垂直なカメラ面方向から撮影する場合は、僅かではあるもののＶ字型の透明な板１３に周囲の光がさすことによる反射があるため、デジタルカメラ１４が撮影した場合に書籍１２の周囲の光が写りこんでしまうという問題が発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−３１７０７４０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
書籍１２を電子データに変換するために、書籍１２を開いてスキャナーの原稿台の上に置く場合、綴じ部分１６がスキャナーの原稿台に密着出来ないため、得られた電子データうち綴じ部分１６付近の画像が変形してしまい、書籍１２の文字や図柄等を正確に読み取ることが出来なかった。また、スキャナーは画像読み取り装置が、原稿台と並行に移動してスキャンするため、１頁のスキャンに数秒から数十秒の長い時間が掛かった。
【０００７】
デジタルカメラ１４を利用した書籍１２のスキャンでは、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁の平面化のためにＶ字型の透明な板１３で押さえ、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁から垂直な位置よりデジタルカメラ１４で撮影を行う方式が考案されているが、当該方式では同じ形式のデジタルカメラ１４が２台必要となるため、より高価なシステムとなっていた。さらにＶ字型の透明な板１３は、Ｖ字型に配置されるため、図３に示すように書籍１２の綴じ部分１６付近に、Ｖ字型の透明な板１３の厚み分数ミリメートル幅の範囲でデジタルカメラ１４による撮影が不可能な領域が発生した。
【０００８】
Ｖ字型の透明な板１３は一定の割合で光を反射してしまう、このため反射を抑制する必要のある場合は、反射元となる方向に黒いカバーをかぶせて反射を見えなくするか、従来は、Ｖ字型の透明な板１３に高価な表面処理を行って反射を抑制するしか方法がなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、Ｖ字型の書籍台１１、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を平面化するＶ字型の透明な板１３と、デジタルカメラ１４、１台、画像処理プログラムから構成される。書籍１２をＶ字型の書籍台１１の上に載せ、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を広げる。書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁をＶ字の透明な板１３で押さえて平面を確保する。このＶ字の透明な板１３の上方にデジタルカメラ１４を設置して、必要に応じて偏光フィルター１５をデジタルカメラ１４のレンズと書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁との間に設置する。デジタルカメラ１４にて書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を撮影し、得られた電子データを画像処理プログラムを用いて遠近感を考慮した補正を行い、得られた電子データを平面上に投影した補正電子データ２２を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、頁と頁の中心の綴じ部分１６付近にＶ字型の透明な板１３の厚み分の範囲でデジタルカメラ１４による撮影が不可能な領域が発生せず、補正電子データ２２を得ることが可能となる。このため、書籍１２が、見開きページのように左右が繋がっている頁である場合でも、左右が繋がった形での補正電子データ２２を得ることが可能となる。また２頁を同時に撮影することができるため、デジタルカメラ１４を２台利用する方式とスキャン速度の差が無く高速な撮影によって補正電子データ２２の取得が可能となる。さらに、画像処理プログラムによって３次元的な電子データを平面へ投影変換し、補正電子データ２２を得ることによって、撮影時に書籍１２の配置ずれを気にする必要もなく手軽な撮影で高品質な補正電子データ２２を得ることが可能となる。そのうえ、Ｖ字の透明な板１３の面の上方からデジタルカメラ１４で撮影するため、Ｖ字の透明な板１３で反射された余計な反射像は偏光されている。偏光された反射像は、必要に応じて偏光フィルター１５を設置することで大幅にカットでき排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の概要図である。
【図２】デジタルカメラ１４を２台利用する一般的な書籍スキャナーの概要図である。
【図３】綴じ部分１６付近における撮影が不可能な領域の説明図である。
【図４】スキャン頁１７の説明図である。
【図５】スキャン面１８の説明図である。
【図６】スキャン面１８について縮小係数を得るための長さに関する説明図である。
【図７】デジタルカメラ１４の位置から縮小係数を得るための長さ、角度に関する説明図である。
【図８】スキャン面１８について縮小係数を得るための縦方向長さに関する説明図である。
【図９】スキャン面１８について縦方向に対して縮小補正を行った説明図である。
【図１０】スキャン面１８について横方向に対して縮小補正を行った説明図である。
【図１１】本発明のブロックダイアグラムである
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように、書籍１２をＶ字型の書籍台１１の上に、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を開いて見開きが上になるようにして設置する。当該書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を透明なＶ字型の板１３を用いて上方より押さえる。書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁の上方にデジタルカメラ１４を設置する。デジタルカメラ１４によって書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を撮影し、図４に示すように、電子データであるスキャン頁１７を得る。デジタルカメラ１４におけるピントの合掌距離は単一の距離であるため合掌点の前後に位置する部分はボケが発生する。書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁は上方から撮影するため、焦点位置以外の個所にボケが発生する。このため絞りを調整してボケの範囲を調整して撮影を行う。
【００１３】
本発明においては、Ｖ字の透明な板１３の上方からデジタルカメラ１４で撮影するため、Ｖ字の透明な板１３の表面や裏面で反射された反射像や光は偏光されている。かかる偏光された反射像や反射した光を大幅にカットし排除するために、請求項４記載のとおり、必要に応じて偏光フィルター１５をデジタルカメラ１４と書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁との間に設置してもよい。
【００１４】
次に、スキャン頁１７をパソコン等の電子機器を用いて画像処理を行い、平面に投影する処理を行うための請求項５記載の画像処理プログラムについて説明する。本発明によれば、スキャン頁１７は、綴じ部分１６がデジタルカメラより最も遠く、書籍の端部分１９が最も近くなるため、図４に示すように３次元的に変形した画像となっている。
【００１５】
まず、図５に示すように、スキャン頁１７のうち書籍１２の綴じ部分１６を撮影した個所に相当する線を綴り位置２０とし、スキャン頁１７のうち書籍１２の書籍の端部分１９を撮影した個所に相当する線を書籍の端位置２１とする。スキャン頁１７を綴り位置２０を中心に左右の頁に分け、左右各々の輪郭を抽出して左右各々についてスキャン面１８の電子データを作成する。かように各々のスキャン頁１７毎に綴り位置２０を中心に左右のページに分けて左右各々の輪郭を抽出して左右各々のスキャン面１８を作成し、今後は、それぞれのスキャン面１８に処理を行っていく。まず、輪郭形状について述べると、書籍１２の１頁の輪郭の縦幅と横幅の長さは固定的であってその輪郭形状は長方形のシート形状をなしている。しかし、図５に示すように、スキャン面１８においては、書籍１２の輪郭形状は台形となっているが、これは綴じ部分１６とデジタルカメラ１４との間の距離Ｌと書籍の端部分１９とデジタルカメラ１４との間Ｄの距離が異なるため、見掛け上の大きさが変化したためである。
【００１６】
次に、一般的に、デジタルカメラ１４と被写体の距離が半分になれば、撮影した電子データにおける被写体に関する画像の大きさ、サイズは２倍になることからもわかるように、デジタルカメラ１４からの撮影距離と撮影した電子データにおける被写体に関する画像の大きさ、サイズには相関関係がある。さらに書籍１２の輪郭形状は長方形をなしており、書籍１２のうちの１頁の縦幅の長さは一定であることから、撮影距離の比率を類推することが可能となる。図７に示すように、デジタルカメラ１４から被写体である書籍１２までの距離は、デジタルカメラ１４の撮影点を点ａとし、書籍１２の綴じ部分１６を点bとすると点aから点bまでの距離Ｌとなる。図６に示すように、電子データであるスキャン面１８のうち、綴り位置２０の点tから点t’までの縦幅の長さをＨとし、書籍の端位置２１の点ｒから点ｒ’までの縦幅の長さをＣとする。書籍１２における位置関係と電子データであるスキャン面１８の画像上位置関係を比較すると、図６の点ｔ、点ｔ’が図７の点bに対応し、図６の点ｒ、点ｒ’が図７の点b’に対応するため、図７における点bから点b’までの長さは、電子データの画像上に投影されたスキャン面１８の横幅の長さＤＷに対応する。なお、点aから点bまでの線と点ｂから点b’までの線は垂直に交わっている。また、仮に書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁を、V字型の書籍台１１の上に設置せずに、平面になるようにして撮影した場合のスキャン面１８は、角度αがゼロ度であるため、輪郭形状が長方形をなし見掛け上の大きさが変化しない。そのため当該平面になるようにして撮影した場合のスキャン面１８の点ｒは点ｒ２の位置になり、点ｒ’は点ｒ２’の位置となる。当該平面になるようにして撮影した場合のスキャン面１８の横幅の長さは点ｔから点ｒ２の間の長さＷとなる。縦幅の長さＣと縦幅の長さＨの比率は長さＤ＋Ｕと長さＤの比率に等しい。書籍の端部分１９を点d’とし、点bから点b’までの線と並行して点d’から引いた線と点aから点bまでの線との交わり点を点d’とすると、点dから点d‘までの長さＦは、点bと点b’の横幅の長さがＤＷであること、縦幅の長さＣと縦幅の長さＨの比率は長さＤ＋Ｕと長さＤの比率に等しいことから以下の式で求められる。
【数１】
2013051655.tif 000003
角度αはＶ字型の透明な板１３の角度に等しい角度となる。点d点d’と点b点b’と並行であるので、角度b、d’、dの角度も等しくαとなる。図７に示すように、点d、点d’、点bからなる三角形は直角三角形のため角度αが判明していれば以下の計算で容易に点bから点d’の横幅の長さＷを求める事ができる。
【数２】
2013051655.tif 000004
以上の計算方法によりスキャン面１８の縦幅と横幅のサイズは縦幅と横幅の比率がＨ：Ｗであることが算出できる。
【００１７】
さらに、得られたＨ：Ｗと同一比率になるようにスキャン面１８を変形させるのだが、スキャン面１８は綴じ部分１６から離れるに従ってデジタルカメラとの距離が近づく、すなわち距離に比例して拡大されていくため、平面に投影するためには単純な拡大、縮小処理では実現できない。このため、図８のように綴り位置２０からの離れ量を基準とする拡大率の変化に合わせた変形を行う。拡大率は綴り位置２０を基準とすると、書籍の端位置２１付近の面が最も大きな拡大率となり、それぞれ連続的に拡大率が変化している。このため平面に投影するには逆に綴り位置２０から離れるに従って拡大率の逆数をもって縮小補正係数を作成し、これを掛ければ良い事になる。図６の縦幅長さＨと縦幅長さＣから、拡大率の逆数をもって縮小補正係数とし、スキャン面１８を縮小補正係数に従って、図９に示すように、縦方向に縮小処理を、図１０に示すように横方向に縮小処理を行い、スキャン面１８を平面に投影した補正電子データ２２を得る。図１１は以上の経緯を説明した本発明のダイアグラムである。縦方向と横方向の縮小処理は、縦方向から始めても横方向から始めてもよい。かように距離に応じて補正を行うことによりスキャン面１８を正規の形へ変形させて平面画像に投影し、補正電子データ２２を得る。その後、隣り合うスキャン面１８に関する補正電子データ２２をあわせることで、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁の画像に関する電子データを得ることができる。これをパソコン等の電子機器に映したり、紙に印刷するなどの方法により、書籍１２のうちスキャンして電子データを得たい頁の画像を得る。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、ノート、雑誌、文庫本等のように一方を綴られた書類を電子データに変換するための装置に関するものであり、原稿となる書類に与える物理的なダメージを最小限に抑えながら、綴じ部分１６付近まで電子データに変換する装置である。このため従来の方法では難しかった貴重な書籍、資料や、個人のノート等のように傷める事を避けたい書類を簡単な機器で安価かつ迅速に電子データへと変換することを可能とする書籍スキャナーに関するものである。
【符号の説明】
【００１９】
１１  Ｖ字型の書籍台
１２  書籍
１３  Ｖ字型の透明な板
１４  デジタルカメラ
１５  偏光フィルター
１６  綴じ部分
１７  スキャン頁
１８  スキャン面
１９  書籍の端部分
２０  綴り位置
２１  書籍の端位置
２２  補正電子データ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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