JP7341808B2

JP7341808B2 - 画像読取装置およびその制御方法

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Publication number: JP7341808B2
Application number: JP2019165458A
Authority: JP
Inventors: 大輔森川
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Description

画像読取装置およびその制御方法に関する。

傾いた原稿の画像を読み取った場合に生成される画像のデータの傾きを補正するためには、原稿の先端部のエッジを検出し、そのエッジの傾きに基づいて傾きを補正する画像読取装置が開示されている（特許文献１参照）。

原稿の画像が読み取られることにより生成された画像データにフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理後の画像データに２値化処理が行われた画像データからエッジを検出する画像読取装置が開示されている（特許文献２参照）。

特開２０１７－１１２４１２号公報特開２０１４－２３９３６７号公報

特許文献１のように、画像のデータの傾きを補正するために原稿の先端のエッジを検出する場合、特許文献２のようにフィルタリング処理された画像データに２値化処理が行われた画像データからエッジを検出することで、検出精度を向上させることが考えられる。

フィルタリング処理された画像データに２値化処理を行うことで、フィルタリング処理された画像データに含まれるノイズを除去することができる。しかし、原稿の画像の読み取られ方によっては、原稿の先端のエッジが強く現れず、２値化処理によってノイズとともに原稿の先端のエッジも除去され、画像データの傾きを補正する処理の精度が低くなる可能性がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像データの傾きを補正するためのエッジ検出処理の精度を向上させることを目的とする。

本発明の画像読取装置は画像データから特定されたエッジに基づいて画像の傾きを補正する補正処理を実行する画像読取装置であって、原稿の画像を読み取って画像データを生成する読取手段と、前記読取手段が生成した前記画像データのエッジを抽出するフィルタリング処理を実行し、画像データを生成するフィルタリング手段と、前記フィルタリング手段が生成した前記画像データに基づいて第１の閾値で２値化処理を実行することで第１の２値画像データを生成し、前記フィルタリング手段が生成した前記画像データに基づいて前記第１の閾値より低い第２の閾値で２値化処理を実行することで第２の２値画像データを生成する２値化手段と、前記第１の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素と前記第２の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素を合成した時に連続する画素を前記読取手段が生成した前記画像データのエッジとして特定する特定手段を有することを特徴とする。

画像データの傾きを補正するためのエッジ検出処理の精度を向上させることができる。

スキャナ１００の断面図の一例を示す図スキャナ１００の読取制御基板２００及び信号処理基板１２８の構成の一例を示す図スキャナの動作を制御するコントローラの構成の一例を示す図エッジ情報取得部３０５の構成の一例を示す図エッジを検出、判断する処理の一例を示す図画像の左右の主走査エッジ位置を判断する処理を表すフローチャート原稿の影と原稿の搬送方向先端のエッジとの関係の一例を示す図副走査方向のエッジ位置の検出処理の一例を示すフローチャート有効データ範囲の一例を示す図基準位置を算出する処理の一例を示す図斜行補正時の基準位置の算出処理の一例を示すフローチャート斜行補正処理の一例を示す図原稿の画像と背景部の境界に出現する影が非常に薄く出現した場合の元画像とエッジ検出画像の比較の一例を示す図副走査方向のエッジ位置の検出処理の一例を示すフローチャートエッジ検出範囲とオフセット値の関係の一例を示す図エッジ検出部の構成の一例を示す図２つの閾値を設定した画像処理の一例を示す図２つの閾値で２値化された画像データから共通するエッジを抽出する処理の一例を示す図

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例であり本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜スキャナの構成＞
図１はスキャナ１００の断面図の一例を示す図である。原稿読取装置であるスキャナ１００は、原稿の画像を読み取るリーダユニット１０１、原稿を搬送する自動原稿搬送装置１０２（以下、ＡＤＦとする）から構成される。

原稿束１０３は、原稿トレイ１０４に載置され、幅規制板１０５によって原稿に当接され、原稿の斜行搬送を抑制する。

原稿束１０３はピックアップローラー１０６により分離部へ配送される。分離部では、分離パッド１０７と分離ローラー１０８により、原稿束１０３の最上紙から１枚ずつ分離を行う。

分離された１枚の原稿は、第１レジストローラー１０９により、原稿の斜め搬送を修正し、第２レジストローラー１１０、第１搬送ローラー１１１、第２搬送ローラー１１２、第３搬送ローラー１１３の順に搬送される。

原稿が第２搬送ローラー１１２、第３搬送ローラー１１３を通過する際に、原稿は第一読取位置上を通過し、原稿の表面の画像が得られる。

第３搬送ローラー１１３を通過後、原稿は第４搬送ローラー１１４、第５搬送ローラー１１５によって搬送される。この際、原稿が第二読取位置上を通過し、原稿の裏面の画像情報を得る。

その後、原稿は第６搬送ローラー１１６、排紙ローラー１１７によって搬送され、原稿排紙トレイ１１８に排紙される。

次に、原稿の表面の画像を読み取る動作について説明する。

第一読取位置に存在する白色対向部材１１９と読取ガラス１２０の間を原稿が通過中、光源１２１、１２２が原稿を照射し、その反射光を反射ミラー１２３、１２４、１２５が結像レンズ１２６へ導く。

結像レンズ１２６で収束された光はＣＭＯＳなどの撮像素子をライン上に配置したラインセンサ１２７に結像される。結像された光信号は、ラインセンサ１２７により電気信号に変換され、信号処理基板１２８によってデジタル信号に変換されたあと、画像処理が行われる。

続いて、原稿の裏面の画像を読み取る読取動作について説明する。

第二読取位置に存在する白色対向部材１２９と裏面読取ガラス１３０の間を原稿が通過中、光源１３１、１３２が原稿を照射し、その反射光を反射ミラー１３３、１３４、１３５が結像レンズ１３６へ導く。

結像レンズ１３６で収束された光は、表面同様、撮像素子をライン上に配置したラインセンサ１３７に結像される。結像された光信号は、ラインセンサ１３７により電気信号に変換され、信号処理基板１３８によってデジタル信号に変換されたあと、画像処理が行われる。

原稿を搬送しながら画像を読み取る流し読み動作で原稿の表面を読み取る場合と、原稿を読取ガラス１２０の上に載置して読み取る圧板読み動作の場合とで共通の読取ユニットを用いる構成が一般的である。圧板読みの際には、光源１２１、１２２と反射ミラー１２３を図の左から右方向に移動させることで、読取ガラス１２０上に載置された原稿を読み取ることができる構成になっている。

一方、流し読みで原稿の裏面を読み取るユニットは、移動する必要がないことから、ＡＤＦ１０２の筐体に固定して取り付けられている。

＜スキャナの制御部の構成＞
図２はスキャナ１００の読取制御基板２００及び信号処理基板１２８の構成の一例を示す図である。

信号処理基板１２８には、ラインセンサ１２７、アナログ処理回路２０８、ＡＤコンバータ２０９などが搭載される。

原稿に光源を照射した反射散乱光が図１に示した光学系を通してラインセンサ１２７で光電変換され、光電変換されたアナログ信号に対して、アナログ処理回路２０８でオフセットやゲインの調整がされる。その後段のＡＤコンバータ２０９はアナログ処理回路で調整されたアナログ信号をデジタル信号へと変換し、変換されたデジタル画像信号は画像処理ＡＳＩＣ２０２へと入力される。

読取制御基板２００には、ＣＰＵ２０１、画像処理ＡＳＩＣ２０２、モータドライバ２０３、ＳＤＲＡＭ２０４、フラッシュメモリ２０５などが搭載される。図１では図示しないスキャナ内の各種センサ２０７の入力信号、及び、各種モータ２０６の制御出力信号は画像処理ＡＳＩＣ２０２、あるいは、ＣＰＵ２０１にて制御される。

ＣＰＵ２０１は、画像処理ＡＳＩＣ２０２の各種動作などを設定し、その設定を基づいて画像処理ＡＳＩＣ２０２は、ＡＤコンバータ２０９から入力されたデジタル画像信号入力に対して、各種の画像処理を実行する。その画像処理の際には、画像処理ＡＳＩＣ２０２画像信号を一時保管するためにＳＤＲＡＭ２０４とも各種制御信号や画像信号の受け渡しを行う。また、画像処理ＡＳＩＣ２０２の各種設定値や画像処理パラメータの一部は、フラッシュメモリ２０５へと格納され、必要に応じて読み出して使用される。

ＣＰＵ２０１からの指示、あるいは、画像処理ＡＳＩＣ２０２へのセンサ信号入力をトリガにして、画像処理が開始されたり、モータドライバ２０３へと各種モータの制御パルス出力を行ったりすることで、一連の画像読取動作を実施する。

なお、画像処理ＡＳＩＣ２０２で各種画像処理が行われた後の画像データは、不図示のメイン制御基板へと受け渡される。

操作部２１０は、ディスプレイ表示やコピー開始指示入力、各種設定などユーザによって操作されるＵＩ（ユーザインターフェース）である。

＜画像処理回路の構成＞
図３は、スキャナの動作を制御するコントローラの構成の一例を示す図である。

コントローラ３００は、図２の画像処理ＡＳＩＣ２０２の一部であり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３０１によりスキャナによる原稿の画像の読取処理を制御する。

コントローラ３００は、原稿の画像の斜行補正を行うために、シェーディング補正部３０４、エッジ情報取得部３０５、エッジ判断部３０６、メモリ３０７、傾き式算出部３０８、基準位置算出部３０９、及び斜行補正部３１０を備える。また、各種モータ２０６及び信号処理基板１２８（図示しないＬＥＤ光源及びラインセンサ１２７）に接続され、各種モータ２０６の一部である原稿搬送モータによる原稿束１０３の搬送制御及び信号処理基板１２８による画像読取制御を行う。

コントローラ３００は、ラインセンサ１２７からアナログ処理回路２０８、Ａ／Ｄコンバータ２０９を介して原稿の画像を表すアナログ画像データを取得し、斜行補正等の画像処理を行って画像データを生成する。生成された画像データは、複写機のプリンタ部やファクシミリ送信、パーソナルコンピュータ等への送信に用いられる。

操作部２１０は、コントローラ３００に接続される入力装置であり、ユーザからの画像読取処理の開始指示、原稿サイズ指定等の指示を受け付けて、コントローラ３００に送信する。また、操作部２１０は、ディスプレイ等の出力装置を備え、コントローラ３００の制御によりメッセージの表示等を行う。

ＣＰＵ３０１は、画像読取装置の各部の動作を制御することで画像読取処理を行う。画像読取処理では、ＬＥＤ光源の発光制御、原稿搬送モータによる原稿１０３の搬送制御、ラインセンサ１２７による受光した反射光の光電変換等の制御をＣＰＵ３０１が行う。さらに、操作部２１０から入力されるユーザの指示に基づいて、ＣＰＵ３０１は、画像読取処理を行う。

Ａ／Ｄ変換部２０９は、ラインセンサ１２７から入力されるアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。シェーディング補正部３０４は、デジタル画像データを処理して、ＬＥＤ光源の光量の不均一性やラインセンサ１２７の画素感度の影響などを平坦化する補正、いわゆるシェーディング補正を行う。

エッジ情報取得部３０５は、シェーディング補正部３０４により補正されたデジタル画像データに基づいて、信号処理基板１２８による読み取りのばらつきによるランダムノイズ除去を行う。また、エッジ情報取得部３０５は、シェーディング補正部３０４により補正されたデジタル画像データに基づいて、原稿画像の主走査方向（幅方向）に対する斜行量（傾き）を検知する。

エッジ情報取得部３０５は、検知した斜行量をＣＰＵ３０１に入力する。また、エッジ情報取得部３０５は、シェーディング補正部３０４により補正されたデジタル画像データに基づいて、原稿画像のエッジ部分を表すエッジ情報を特定して、メモリ３０７に格納する。

なお、エッジ情報取得部３０５は、デジタル画像データをシェーディング補正部３０４から直接取得する他に、メモリ３０７から取得してもよい。エッジ情報取得部３０５の詳細については後述する。

エッジ判断部３０６は、原稿画像の主走査方向（幅方向）の２つのエッジ部分を左主走査エッジ位置及び右主走査エッジ位置として特定し、ＣＰＵ３０１に入力する。エッジ判断部３０６は、エッジ情報取得部３０５で生成されるエッジ情報をメモリ３０７から取得し、ＣＰＵ３０１から指示される原稿画像のエッジ部分を判断するための閾値である原稿エッジ判断値に基づいて、原稿画像のエッジ部分を判断する。

傾き式算出部３０８は、エッジ判断部３０６で判断された左主走査エッジ位置及び右主走査エッジ位置に基づいて、原稿画像の傾きを表す一次式を算出するための範囲を判断する。傾き式算出部３０８は、メモリ３０７から取得するエッジ情報により一次式を算出するための範囲のデータを取得して、斜行量、傾き方向、切片、切片向きを表す一次式を算出する。傾き式算出部３０８は、算出した一次式をＣＰＵ３０１に入力する。

基準位置算出部３０９は、原稿１０３の搬送方向前側の画像の二つの角部の位置（角位置）のいずれか一方を、斜行補正時の基準位置としてＣＰＵ３０１に入力する。基準位置算出部３０９は、原稿１０３の各辺の状態劣化及び原稿１０３の斜行量に関わらず、原稿１０３の正確な角位置を算出する。そのために基準位置算出部３０９は、エッジ情報と一次式に基づいて、原稿１０３の搬送方向前側の二つの角位置のいずれか一方を、左主走査エッジ位置又は右主走査エッジ位置に応じて主走査方向に微調整する。

基準位置算出部３０９は、傾き式算出部３０８で算出された一次式と、微調整した角位置とから、斜行補正時の基準位置となる原稿１０３の搬送方向前部の角位置を推定する。

斜行補正部３１０は、斜行量、傾き方向、及び斜行補正時の基準位置に基づいてデジタル画像データの斜行補正及び位置補正を行って、画像データを生成する。斜行補正部３１０は、生成した画像データを出力する。また、斜行補正部３１０は、シェーディング補正されたデジタル画像データをメモリ３０７に格納する。

以下にエッジ情報取得部３０５、エッジ判断部３０６、傾き式算出部３０８、基準位置算出部３０９、及び斜行補正部３１０の詳細について説明する。

図４は、エッジ情報取得部３０５の構成の一例を示す図である。エッジ情報取得部３０５は、入力データ選択部４０１、ノイズ除去部４０２、エッジ検出部４０３、主走査カウンタ４０４、及び副走査カウンタ４０５を備える。

入力データ選択部４０１は、ＣＰＵ３０１からの入力データ選択指示に基づいて、シェーディング補正部３０４及びメモリ３０７の少なくとも一方から取得するデジタル画像データを、ノイズ除去部４０２に送信する。

ノイズ除去部４０２は、入力データ選択部４０１から取得したデジタル画像データに対して信号処理基板１２８に起因するランダムノイズ成分の除去処理を行う。ランダムノイズ成分は、エッジ検出処理時に画像のエッジ部分であると誤検知される可能性がある。そのためにノイズ除去部４０２は、エッジ検出前にノイズ成分の除去を行う。

なお、ノイズ除去部４０２には、一般的な移動平均フィルタや、エッジ画像を保存しつつノイズ成分の除去が可能なバイラテラルフィルタ等が採用される。

ノイズ除去部４０２は、ノイズ除去後のデジタル画像データをエッジ検出部４０３に送信する。

エッジ検出部４０３は、ノイズ除去後のデジタル画像データに対してエッジ検出処理を行い、画像のエッジを特定する。一般的なエッジ抽出フィルタである、１次微分あるいは２次微分フィルタ等が採用される。

主走査カウンタ４０４は、ＣＰＵ３０１から受信した主走査方向（幅方向）のエッジ検出範囲に基づき、エッジ検出部４０３がエッジを検出する主走査方向における範囲を制御する。

副走査カウンタ４０５は、ＣＰＵ３０１から受信した副走査方向（搬送方向）のエッジ検出範囲に基づき、エッジ検出部４０３がエッジを検出する副走査方向における範囲を制御する。

エッジ検出部４０３は、主走査カウンタ４０４及び副走査カウンタ４０５により設定されたエッジ検出範囲内で、画像のエッジを検出する。エッジ検出部４０３は、検出したエッジ及びエッジから生成される後述のエッジ情報をメモリ３０７に格納する。

この課題に対して以下の処理を実行することで、画像データの傾きを補正するためのエッジ検出処理の精度を向上させることができる。

図５はエッジを検出、判断する処理の一例を示す図である。図５（ａ）は、主走査カウンタ４０４及び副走査カウンタ４０５により設定される原稿画像のエッジ検出範囲の説明図であり、図５（ｂ）は、エッジ判断部３０６が行う左右の主走査エッジ位置の検出処理の説明図である。説明を簡易にするために、図５（ｂ）では左端画素を１画素目、右端画素を３６画素目としている。

また、主走査カウンタ４０４に設定される主走査方向のエッジ検出範囲をＨ、副走査カウンタ４０５に設定される副走査方向のエッジ検出範囲をＶとする。エッジ検出範囲Ｖは、原稿１０３の搬送方向先端より前の位置から所定画素分（所定ライン分）の範囲に設定される。

エッジ検出部４０３は、例えば背景色から色が変化する画素をエッジ部分として検出する。エッジ検出部４０３は、エッジ部分として検出した画素を「１」、エッジ部分として検出しなかった画素を「０」として、２値化して表す。エッジ検出部４０３での詳細な処理については、図１６～１８を用いて説明する。

図１６はエッジ検出部の構成の一例を示す図である。本実施例のエッジ検出部４０３は、図１６に示すようにフィルタ処理部１６０１、細線化処理部１６０２、二段閾値判定部１６０３及び１６０４、画像合成部及びエッジ追跡処理部１６０５により構成される。

フィルタ処理部１６０１には、１次微分あるいは２次微分フィルタが適用されることが多い。１次微分フィルタとして知られるＳｏｂｅｌ（ソーベル）やＰｒｅｗｉｔｔ（プレヴィット）はともに、ＸとＹ方向について畳み込み演算処理を行い、別々にエッジ抽出を行う。その両方の結果を合成するエッジ抽出する処理である。そして、３×３の中心画素を、９画素それぞれに所定の係数をかけた後、合算した濃度値に置き換える。Ｓｏｂｅｌ（ソーベル）は中央部の画素に「２」がかかるので、Ｐｒｅｗｉｔｔ（プレヴィット）と比較してコントラストの少ないエッジを強調する効果がある。

Ｓｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタのオペレータ（式（１）、（２））及びエッジ強さ（式（３））、エッジ角度（式（４））を式に示す。

２次微分フィルタの例であるＬａｐｌａｃｉａｎ（ラプラシアン）は、エッジの方向に依存しない特徴があるが、エッジとして抽出するための閾値の設定にエッジ抽出結果の依存性が強いため、外乱の影響を受けやすい。

各種フィルタの特徴から、本発明の目的である、外乱の影響を受けにくく、かつ、影の薄い原稿の先端に見えられるコントラストの少ない画像を的確に判断するため、本実施例では、Ｓｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタを適用した例で説明する。

細線化処理部１６０２は、フィルタ処理部１６０１でエッジが抽出された画像データに対し、副走査方向に対する連続するエッジ中で強さが最大となる箇所を抽出する処理である。

エッジ抽出によって得られたエッジの幅は、元の画像の変化が比較的緩やかで広範囲な場合に広くなる。エッジ抽出の閾値を高くするとエッジ幅は狭くなるが、緩やかな変化を見逃してしまうことになる。そこで、閾値を比較的低めに設定しておき、幅広くエッジ部分を抽出させ、その後に細線化処理を行うことで、エッジ抽出を効果的に行うことができる。

背景部と原稿との境界エッジは、原稿の搬送方向（Ｙ）に対して直角となる方向（Ｘ）に出現するため、エッジの法線方向（Ｙ）の３画素のエッジの強さを計算する。そして３画素の中央のエッジの強さが前後２つのエッジの強さよりも大きければ、その中央部を極大点エッジとし、中央のエッジの強さが最大とならない部分を除去する処理を行う。

なお、エッジの細線化方法については、モルフォロジー変換における収縮（Ｅｒｏｓｉｏｎ）でも同様の効果があるが、上記の通り、エッジの出現する方向が限定的であるため、煩雑な演算による回路規模増大を防ぐために、上記のように処理する方法を適用する。

二段閾値判定部１６０３及び１６０４は、細線化処理部１６０２で細線化された画像データに対し、それぞれ異なる２つの閾値により２値化処理を行い、２値化された画像データである２値画像データを生成する。

二段閾値判定部（その１）１６０３には、強いエッジを抽出するための閾値が設定され、二段閾値判定部（その２）１６０４には、弱いエッジを抽出するための閾値が設定されている。

図１７は、２つの閾値を設定した画像処理の一例を示す図である。入力画像データに対し、Ｓｏｂｅｌ（ソーベル）によるエッジ抽出した結果では、背景部と原稿先端部との境界エッジの他に、背景部や原稿内部におけるノイズ成分も含まれたエッジが抽出される。ノイズ成分としては、背景部そのものの汚れ、光源のちらつきやラインセンサ１２７に起因するノイズなどがあり、このままの状態では原稿エッジ部分とノイズ成分が局所的に連続しているように観測され、正確に境界エッジを判別することは困難となる。

さらに、細線化処理部１６０２により細線化処理を行ったとしても、センサ起因のノイズ成分や、搬送中にラインセンサ等に付着する異物の影響で画像に表出するスジなどは、副走査方向に連続する特徴を有する。よって、この細線化処理によっては、周囲と連続しない孤立点をノイズ成分として除去できるが、周囲と連続するようなノイズ成分は除去しきれない。

そこで、細線化処理後の画像データに対して、二段閾値判定部１６０３及び１６０４に設定されている強いエッジ判定閾値及び弱いエッジ判定閾値に基づいて、２値化処理を行う。強いエッジ判定閾値による２値化では、ノイズ成分を除去する効果は強いが、原稿の先端部のエッジが不連続になりやすい。一方で、弱いエッジ判定閾値による２値化では、ノイズ成分を除去する効果は弱いが、原稿の先端部のエッジが残り、連続性を確保しやすいという特徴がある。上記の二つの閾値は、例えばスキャンして生成された画像データを２値化するための閾値であり、生成された画像データの輝度値に基づいて黒画素とするか白画素とするかを判定するための閾値である。一例をあげると、弱いエッジを判定するための閾値は、輝度値が低い画素も白画素（エッジ）としたいため、０～２５５の範囲で表すと１２８程度に設定される。また、強いエッジを判定するための閾値は、輝度値が高い画素のみを白画素（エッジ）としたいため、０～２５５の範囲で表すと１９２程度に設定される。一般的には、背景部や原稿の下地付近は輝度値が低く、影部や原稿の端部に近づくにつれて輝度値が高くなる。なおここで、説明した輝度値はフィルタリングされた後の画像データの輝度値を参照している。そのため、フィルタリングされる前の画像データにおいて、隣接する画素との輝度差が大きい画素は白に近い色で表現され、輝度差が小さい画素は黒に近い色で表現されている。ここで説明した閾値は一例であり、弱いエッジを判定するための閾値が強いエッジを判定するための閾値より低ければ、他の値でもよい。

画像合成部１６０５は、二段閾値判定部１６０３及び１６０４で２値化処理された２つの画像データに対し以下の処理を行う。その処理は弱いエッジを判定するための閾値で２値化処理された画像データの中から、強いエッジを判定するための閾値で２値化処理された画像データと接続する部分のみを正式なエッジ部分とし、接続しない部分を除去する処理である。

強いエッジ判定閾値による２値化の結果では、ノイズの影響を除去する効果は強い反面、エッジの連続性が犠牲になることを補うために、弱いエッジ判定閾値による２値化の結果がノイズ成分を拾いやすいがエッジの連続性が残されるという特徴が利用される。つまり、原稿の先端のエッジ部以外でのノイズ成分は、強いエッジ判定閾値による２値化の結果では出現しにくく、弱いエッジ判定閾値による２値化の結果では出現しやすいため、その合成を取ることで、ノイズ成分が除去できる。一方で、原稿の先端のエッジ部は、強いエッジ判定閾値による２値化の結果では不連続になりやすいこと、弱いエッジ判定閾値による２値化の結果では連続しやすいこと、その合成を取ることで連続するエッジとなるため、エッジ部分の連続性を残すことができる。

図１８は２つの閾値で２値化された画像データから共通するエッジを抽出する処理の一例を示す図である。

図１８（ａ）は弱いエッジを判定するための閾値で２値化処理された画像データを示す。図１８（ｂ）は強いエッジを判定するための閾値で２値化処理された画像データを示す。図１８（ｃ）は図１８（ａ）の画像データと図１８（ｂ）の画像データを同一の座標で合成した画像データを示す。図１８（ｄ）は合成した画像データからエッジ追跡処理を行った例を示す。説明を簡易にするため、主走査方向に３６画素幅、副走査方向に１０画素幅でエッジ抽出した結果を示している。また、図１８（ａ）で抽出されているエッジを薄いグレーで、図１８（ｂ）で抽出されているエッジを濃いグレーで示している。

図１８（ａ）に示すように、弱いエッジを判定するための閾値で２値化された画像データでは、副走査方向の６画素目の位置を中心にエッジ部分が抽出できているが、それ以外の位置でもノイズ成分としてエッジとして認識されている箇所がある。図１８（ｂ）に示すように、強いエッジを判定するための閾値で２値化された画像データでは、副走査方向６画素目の位置を中心にエッジ部分が抽出できているが、その連続性は分断されやすい。また、ノイズ成分としてエッジとして認識されている箇所は少ない。よって、弱いエッジを判定するための閾値で抽出されたエッジを示す画素の数より強いエッジを判定するための閾値で抽出されたエッジを示す画素の数の方が少なくなる。

これらの合成した画像データである図１８（ｃ）において、（主走査画素位置、副走査画素位置）＝（主、副）と表すと、（主、副）＝（１，６）、（２，５）の位置においては強いエッジと及び弱いエッジともに抽出されるため合成後もエッジとして記憶される。

また、（主、副）＝（３，６）の位置においては、強いエッジとしては抽出されないが、弱いエッジとして抽出され、隣接画素である（主、副）＝（２，５）及び（４、６）と接続するため、エッジとして記憶される。

一方で、（主、副）＝（４，１０）の位置においては、強いエッジとしては抽出されないが、弱いエッジとして抽出され、隣接画素とも接続されないため、ノイズ成分と見なされ、除去される。つまり、画素値が０になる。このようなエッジ追跡処理を継続することで、図１８（ｄ）の画像を得る。

また、どの画素とも隣接せずに孤立している画素をエッジとして特定するために、エッジとして特定されている画素群から直線で示し、その直線上にある画素をエッジとして特定してもいい。

図１８の処理はＣＰＵ３０１が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムをメモリ３０７に読み出すことで実行されてもよい。

以上のような処理を実行することで、画像データの傾きを補正するためのエッジ検出処理の精度を向上させることができる。

エッジ検出範囲（Ｈ、Ｖ）で検出されたエッジは図５（ｂ）のように示される。エッジ検出部４０３の画像合成部１６０５は、さらにエッジ検出範囲において得られた情報に基づいて、主走査方向の位置毎に副走査方向に論理和演算を行う。そして主走査方向の画素毎に、一度でもエッジ画像が検出された画素を「１」、一度もエッジが検出されない画素を「０」とする演算結果を算出する。論理和演算の結果は、主走査方向の位置毎のエッジの有無を表す。論理和演算の結果を図５（ｃ）に示す。エッジ検出部４０３は、エッジ情報として、この論理和演算の結果をメモリ３０７に格納する。

エッジ判断部３０６は、エッジ検出部４０３で生成されたエッジ情報をメモリ３０７から取得し、このエッジ情報に基づいて、左右の主走査エッジ位置の検出処理を行う。

エッジ判断部３０６は、エッジ情報を主走査方向の両方向から１画素ずつ順に確認して、エッジ画像の主走査方向の両端部を検出する。エッジ判断部３０６は、エッジ情報において、値が「１」に設定された画素が所定数連続した場合に、その先頭の画素を主走査エッジ位置と判断する。

連続する所定数は、ＣＰＵ３０１により原稿エッジ判断値としてエッジ判断部３０６に設定される。エッジ判断部３０６は、左端部のエッジカウンタ及び右端部のエッジカウンタ（いずれも不図示）を備え、値が「１」の画素が連続する数をカウントする。

エッジ判断部３０６は、値が「１」である画素を主走査エッジ位置として記憶しておき、値が「０」の画素を検出すると、カウント値を「０」にクリアし、且つ主走査エッジ位置もクリアする。

背景部の汚れや画像に重畳されるノイズ成分により、本来のエッジ以外の部分をエッジと判定した場合、カウンタ値の不連続が生じるため、エッジ判断部３０６は、記憶した左主走査エッジ位置をクリアして、左端部のエッジカウンタのカウント値を「０」にする。左主走査エッジ位置とは、原稿の主走査方向における左側から探索したエッジの位置である。また、右主走査エッジ位置とは、原稿の主走査方向における右側から探索したエッジの位置である。

そして、エッジ判断部３０６は、カウント値を「０」にした後に検知したエッジ位置にラッチして、左端部のエッジカウンタのカウント値を「１」に設定する。値が「１」の画素は、エッジ画像の右端位置まで連続する。

具体的には図５（ｄ）のようにカウントする。図５（ｂ）の例では、左端部から３画素目が値「１」であるために、エッジ判断部３０６は、３画素目を左主走査エッジ位置として記憶して、左端部原稿エッジカウンタのカウント値を「１」に設定する。しかしながら、４画素目の値が「０」であるために、エッジ判断部３０６は、記憶した左主走査エッジ位置をクリアして、左端部のエッジカウンタのカウント値を「０」にする。

次に左端部から１０画素目が値「１」であるために、エッジ判断部３０６は、１０画素目を左主走査エッジ位置として記憶して、左端部原稿エッジカウンタのカウント値を「１」に設定する。値が「１」の画素は、２７画素目まで連続する。

図５（ｂ）の例では、原稿エッジ判断値が「５」であるために、エッジ判断部３０６は、１５画素目の値を確認した段階で記憶している左主走査エッジ位置の画素を画像の左端部のエッジ位置と判断する。

次に、右端部のエッジ位置の判断フローを説明する。図５（ｂ）の例では左端部から３４画素目が値「１」であるために、エッジ判断部３０６は、３４画素目を右主走査エッジ位置として記憶して、右端部原稿エッジカウンタのカウント値を「１」に設定する。しかしながら、左端部から３３画素目の値が「０」であるために、エッジ判断部３０６は記憶した右主走査エッジ位置をクリアして、右端部原稿エッジカウンタのカウント値を「０」にする。左端部から２７画素目が値「１」であるために、エッジ判断部３０６は、２７画素目を右主走査エッジ位置として記憶し、右端部原稿エッジカウンタのカウント値を「１」に設定する。値が「１」の画素は、左端部から１０画素目まで連続する。

図５（ｂ）の例では、原稿エッジ判断値が「５」であるために、エッジ判断部３０６は、左端部から２３画素目の値を確認した段階で記憶している右主走査エッジ位置の画素を画像の右端部のエッジ位置と判断する。

以上のようにエッジ判断部３０６は、ＣＰＵ３０１から指示された所定数だけ値「１」に設定された画素が連続する場合に、その先頭の画素が背景部の汚れやノイズ成分による擬似的なエッジではなく、読み取った原稿画像のエッジ部分であると判断する。

エッジ判断部３０６は、左端部の原稿開始位置及び右端部の原稿終了位置を判定し、ＣＰＵ３０１へ左右両端部の主走査エッジ位置の判断結果を送信する。

図６は、画像の左右の主走査エッジ位置を判断する処理を表すフローチャートである。図６のフローは、ユーザによる操作部２１０からの画像読取処理の開始指示に応じて実行される。ＣＰＵ３０１が各ハードウェアを制御することにより図６のフローチャートの処理は実行される。なお、ＣＰＵ３０１が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムをメモリ３０７に読み出し、実行することでの図６のフローチャートの処理が実行されてもよい。

Ｓ６０１において、ＣＰＵ３０１は、操作部２１０から画像読取処理の開始指示を受信すると、各種モータ２０６に含まれる原稿搬送モータを制御し、原稿１０３の搬送を開始させる。

Ｓ６０２において、ＣＰＵ３０１は信号処理基板１２８を制御し、搬送されたに原稿の画像を読み取ってデジタル画像データを取得する。

Ｓ６０３において、ＣＰＵ３０１はエッジ情報取得部３０５を制御し、エッジ検出部４０３により、Ｓ６０３で取得されたデジタル画像データからエッジ検出を行う。

また、Ｓ６０３でＣＰＵ３０１がエッジ検出できたと判定した場合、Ｓ６０４へ進み、ＣＰＵ３０１がエッジ検出できなかったと判定した場合Ｓ６１０に進む。

Ｓ６０４において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、エッジ情報を生成してメモリ３０７に格納する。

Ｓ６１０において、ＣＰＵ３０１はスキャナ１００にエラーが発生していると判断して、操作部２１０のエラー通知を行い、操作部２１０はエラーを示す情報を表示する。

Ｓ６０５において、ＣＰＵ３０１はエッジ判断部３０６を制御し、メモリ３０７からエッジ情報を取得して、画像の左主走査エッジ位置及び右主走査エッジ位置を検索する。そのためにエッジ判断部３０６は、エッジ情報から、値が「１」の画素を確認する。

Ｓ６０５でＣＰＵ３０１がエッジ判断部３０６を制御し、値が「１」の画素を確認した場合Ｓ６０６へ進み、値が「１」の画素を確認できなかった場合、Ｓ６０５に戻る。

Ｓ６０６において、ＣＰＵ３０１はエッジ判断部３０６を制御し、値が「１」であると確認した画素を原稿の開始位置として記憶する。ここで、原稿の開始位置はメモリ３０７に記憶されてもいいし、ラッチ回路等で記憶されてもいい。

Ｓ６０７において、ＣＰＵ３０１はエッジ判断部３０６を制御し、値が「１」の画素が所定数連続するか否かを判定する。本実施例では、ＣＰＵ３０１は値が「１」の画素が５回連続するか否かを判定する。所定数連続すると判定された場合、Ｓ６０８に進む。そうでない場合、Ｓ６０５に戻る。

Ｓ６０８において、ＣＰＵ３０１はエッジ判断部３０６を制御し、Ｓ６０６で記憶した画素を主走査エッジ位置に確定する。

Ｓ６０９において、ＣＰＵ３０１は次の原稿が載置されているか否かを判定する。次の原稿があると判定した場合、Ｓ６０１に戻る。そうでない場合、処理を終了する。なお原稿トレイ１０４は、例えば載置された原稿１０３を検知するセンサを備える。ＣＰＵ３０１は、このセンサの検知結果により、次の原稿１０３が原稿トレイ１０４に載置されているか否かを判断することができる。

なお、ＣＰＵ３０１はエッジ判断部３０６を制御し、Ｓ６０５～Ｓ６０８の処理を、主走査方向の左側及び右側のそれぞれから行うことで、左右の主走査エッジ位置を確定する。

原稿画像の副走査方向のエッジは、ＣＰＵ３０１がエッジ情報取得部３０５を制御し、エッジ検出部４０３により検出される。エッジ検出部４０３による原稿の副走査方向のエッジ画像の検出、つまり搬送方向先端のエッジ検出処理について説明する。

搬送方向における原稿１０３の先端部には、光源からの光と搬送されている原稿１０３との位置関係から、影が生じる。この影は、搬送方向にある程度の幅をもっている。

原稿１０３の搬送方向先端の斜行補正を精度よく行うためには、原稿画像から副走査方向のエッジ画像を正確に検出する必要がある。

図７は、原稿の影と原稿の搬送方向先端のエッジとの関係の一例を示す図である。エッジ検出部４０３は、影により生じるエッジを影部エッジ７０１として検出し、影部から原稿部に変化する部分を原稿部エッジ７０２として検出する。このように、影部エッジ７０１と原稿部エッジ７０２は、エッジ検出部４０３により二重に検出される。

これは、エッジ検出時の検出局所領域（フィルタサイズ）にもよるが、影幅が広く出た場合には影部の輝度が安定する傾向にあり、検出局所領域（フィルタサイズ）内でのエッジ変化が無いと判定されてしまうことにより発生する。

原稿の画像からエッジを正確に検出するために、エッジ検出部４０３は、エッジ検出結果を副走査方向に確認して、２回目のエッジ変化（「０」から「１」へ値の変化）位置（画素）を原稿部エッジ７０２として検出する。

また、影部エッジ画像７０１が検出されない場合がある。この場合、エッジ画像が一重になって出現する。エッジ検出部４０３は、１回目のエッジ変化（「０」から「１」の変化）位置（画素）を記憶しておき、この記憶された位置から副走査方向に所定画素数だけエッジ変化の有無を確認する。エッジ検出部４０３は、エッジ変化がなければ記憶した位置を原稿部エッジ７０２として検出する。原稿部エッジ７０２が原稿画像の副走査方向のエッジ位置（副走査エッジ位置）となる。

図８は、副走査方向のエッジ位置の検出処理の一例を示すフローチャートである。図８のフローはＳ６０３で、エッジ検出部４０３がデジタル画像データからエッジ検出を行って生成するエッジ検出結果を用いて実行される。ＣＰＵ３０１が各ハードウェアを制御することにより図８のフローチャートの処理は実行される。なお、ＣＰＵ３０１が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムをメモリ３０７に読み出し、実行することでの図８のフローチャートの処理が実行されてもよい。

Ｓ８０１において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、副走査方向にエッジを検出する。そして、ＣＰＵ３０１は画素毎の値を確認し、値に変化（「０」から「１」への変化）がある場合、Ｓ８０２に進む。そうでない場合、Ｓ８０１に戻り、次の副走査方向の次の画素の値を確認する。

Ｓ８０２において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、値が変化した画素を副走査方向の原稿開始位置として記憶する。

Ｓ８０３において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、原稿開始位置として記憶された画素の次の画素から引き続き、副走査方向に画素毎の値を確認する。そして、ＣＰＵ３０１は値に変化（「０」から「１」への変化）があるか否かを判定する。変化があると判定された場合、Ｓ８０４に進み、そうでない場合はＳ８０７に進む。

Ｓ８０４において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、副走査方向の原稿開始位置を、Ｓ８０３で変化を検出した画素に更新する。

Ｓ８０７において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、副走査方向に所定数の画素において、値の変化が無いことを確認する。所定数確認した場合は、Ｓ８０５に進む。所定数確認していない場合はＳ８０３に戻る。

Ｓ８０５において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、記憶している画素を、原稿の画像の副走査エッジ位置として確定する。

Ｓ８０６において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、Ｓ８０５で確定した副走査エッジ位置をメモリ３０７に格納する。以上の処理により、原稿画像の副走査エッジ位置が検出される。

＜従来の副走査方向のエッジ検出方法における課題＞
原稿の画像と背景部の境界に出現する影は、原稿が薄紙であったり、原稿の搬送性による原稿と背景部との距離のばらつきや、装置の耐久により読み取った画像のＳ／Ｎ比が小さくなったりすることなどの要因により変化する。

図１３は、原稿の画像と背景部の境界に出現する影が非常に薄く出現した場合の元画像とエッジ検出画像の比較の一例を示す図である。エッジ検出画像においては、エッジとして認識した箇所を「白」、エッジではないと認識した箇所を「黒」として表示している。

影が適当な幅で出現する場合、背景部から影への変化点はエッジとして認識された後に影領域の輝度変化が小さいことからエッジ非検出（黒）となる。その後に影と原稿の画像のエッジ検出（白）となり、原稿エッジ検出後にはエッジ非検知（黒）となることが想定される。

これと比較して、図１３に示したように影が非常に薄く出現した場合、背景部から影への変化点はエッジとして認識されるところまでは同様だが、影領域が非常に短区間でしか出現しないため、影と原稿とのエッジ検出（白）が連続する。つまり、背景部から影、原稿先端までの一連をエッジとして認識する箇所があり、影と原稿との境界エッジを正確に認識することができない場合がある。

さらに、影の出現の仕方も原稿との境界において均一ではないため、とある箇所では影領域の輝度変化が小さいエッジ非検出（黒）が検出され、ある主走査方向の位置においては影と原稿とのエッジ検出（白）が連続するという現象が見られることがある。

このような場合には、上記の図８の処理フローに示した方法で２回目のエッジ変化位置を原稿部エッジ画像として検出すると、とある箇所では原稿の先端部を２回目のエッジとして認識する。しかし他の箇所では原稿先端部を超えて原稿内部で２回目のエッジとして認識することがあり、原稿先端のエッジ検出精度が低下する要因となる。

原稿先端のエッジ検出精度は、後記する斜行補正部３１０でのアフィン変換時に過補正や逆補正などの要因ともなる。上記の課題を解決するために以下の処理を実行する。

＜本発明に係る副走査方向のエッジ検出方法＞
そこで、本発明では、図８のフローチャートの一部処理を変更することにより、上記のような場合であっても、より精度が高い原稿先端部のエッジを検出する方法を提示する。

図１４は副走査方向のエッジ位置の検出処理の一例を示すフローチャートである。図１４のフローはＳ６０３で、エッジ検出部４０３がデジタル画像データからエッジ検出を行って生成するエッジ検出結果を用いて実行される。ＣＰＵ３０１が各ハードウェアを制御することにより図１４のフローチャートの処理は実行される。なお、ＣＰＵ３０１が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムをメモリ３０７に読み出し、実行することでの図１４のフローチャートの処理が実行されてもよい。

Ｓ１４０１において、ＣＰＵ３０１はＳ８０１と同様にエッジ検出部４０３を制御し、副走査方向にエッジを検出する。そして、ＣＰＵ３０１は画素毎の値を確認し、値に変化（「０」から「１」への変化）がある場合、Ｓ１４０２に進む。そうでない場合、Ｓ１４０１に戻り、次の副走査方向の次の画素の値を確認する。

Ｓ１４０２において、ＣＰＵ３０１はＳ８０２と同様にエッジ検出部４０３を制御し、値が変化した画素を副走査方向の原稿開始位置として記憶する。

Ｓ１４０３において、ＣＰＵ３０１はＳ８０３と同様にエッジ検出部４０３を制御し、引き続き、副走査方向の画素毎の値を確認する。そしてＣＰＵ３０１は値に変化（「０」から「１」への変化）があるか否かを判定する。変化があると判定された場合、Ｓ１４０４に進む。そうでない場合、Ｓ１４０７に進む。

Ｓ１４０４において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、Ｓ１４０２の処理で副走査方向の原稿開始位置として記憶した画素とは別に、Ｓ１４０３で値が変化した画素の位置と、Ｓ１４０２で記憶された位置との差分値をオフセット値として記憶する。

Ｓ１４０７において、ＣＰＵ３０１はＳ１４０７と同様にエッジ検出部４０３を制御し、副走査方向に所定数の画素において、値の変化が無いことを確認する。所定数確認した場合は、Ｓ１４０５に進む。所定数確認していない場合はＳ１４０３に戻る。

Ｓ１４０５において、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、Ｓ１４０２で記憶された画素位置及びＳ１４０４で記憶されたオフセット値から、副走査方向のエッジ位置を確定する。この副走査方向のエッジ位置の確定する方法の詳細については後述する。

Ｓ１４０６で、ＣＰＵ３０１はエッジ検出部４０３を制御し、Ｓ１４０５で確定した副走査方向のエッジ位置をメモリ３０７に格納する。以上の処理により、副走査方向のエッジ位置が検出される。

ここで、Ｓ１４０４での副走査方向のエッジ位置を確定する方法について説明する。前述の通り、影が薄く出現した場合には、Ｓ１４０２で検出したエッジ位置からエッジが継続し、ある主走査方向の位置においては２回目のエッジ変化が検出できないことがある。そこで、図１５に示すように、エッジ検出範囲Ｈに対して、Ｓ１４０４で記憶されたオフセット値が「０」あるいは、副走査検索範囲の上限値「Ｖ」以外の画素数とエッジ検出範囲Ｈの画素数の割合を算出し、その結果を元に下記の表に従いオフセット値を決定する。図１５はエッジ検出範囲とオフセット値の関係の一例を示す図である。

上記表１において、エッジ検出範囲Ｈの画素数に対するオフセット値が「０」あるいは、副走査検索範囲の上限値「Ｖ」以外の画素数の割合が２５％未満の場合、Ｓ１４０４での検出結果は信頼度が低いと判断される。その場合、事前の影幅の観測結果から判明しているオフセット値を予め定めた値として採用する。このオフセット値は事前に観測した結果を用いてもいいし、工場出荷時に手入力されて登録されてもよい。

次に、エッジ検出範囲Ｈの画素数に対するオフセット値が「０」あるいは、副走査検索範囲の上限値「Ｖ」以外の画素数の割合が２５％以上～５０％未満の場合、Ｓ１４０４の検出結果（オフセット値）のうち最頻出値近傍から中央値を算出する。そして上記の予め定めた値に対し、当該中央値が大きく離れる場合には、予め定めた値を採用する。これは上記の判断と同様に、検出結果の信頼度が低いことを考慮している。一方で算出した中央値と予め定めた値が大きく離れない場合には、予め定めた値と当該中央値の平均値をオフセット値として更新する。これは検出結果の信頼度がそこまで低くないことから、予め定めた値に対して実測値による補正を行うことで、より精度を上げることとの考慮している。

エッジ検出範囲Ｈの画素数に対するオフセット値が「０」あるいは、副走査検索範囲の上限値「Ｖ」以外の画素数の割合が５０％以上～７５％未満の場合、Ｓ１４０４における検出結果の信頼度が比較的高いが全て採用するほど信頼度がある訳ではない。そのため、Ｓ１４０４で得られたオフセット値の最頻出値近傍の中央値を新しいオフセット値として更新する。中央値を採用することにより、例外的な値を除去し、検出結果の精度を上げる効果が期待できる。

最後に、エッジ検出範囲Ｈの画素数に対するオフセット値が「０」あるいは、副走査検索範囲の上限値「Ｖ」以外の画素数の割合が７５％以上の場合、Ｓ１４０４における検出結果の信頼度が高いため、各位置における検出結果を全て採用する。なお、上記の割合は、例示であり、２５％や５０％といった判断を切り替える閾値の割合をユーザ等が任意に変更することができる。また、全ての割合において、予め定めた値を使う、最頻出値近傍の中央値を採用してもよい。

この表を用いて求められたオフセット値をＳ１４０２で記憶された原稿開始位置から引くことで、おおよその原稿開始位置（影部でなく原稿部）を求めることができる。

＜傾き式算出部＞
傾き式算出部３０８による一次式の算出処理について説明する。傾き式算出部３０８は、エッジ判断部３０６で判断された左右の主走査エッジ位置及びエッジ検出部４０３で検出された副走査方向のエッジ位置に基づいて、一次式の算出に用いるエッジ検出結果の有効データ範囲を判断する。

傾き式算出部３０８は、有効データ範囲で主走査方向に対する斜行量を表す一次式を算出する。一次式の算出は、例えば一般的な最小二乗法やハフ変換により行われる。

原稿１０３の端部、特に角部は、破れ、自然劣化、角折れ等により劣化する可能性がある。そのために傾き式算出部３０８は、一次式の算出を有効データ範囲内のエッジ検出結果により行う。

傾き式算出部３０８は、エッジ判断部３０６で判断した左右の主走査エッジ位置から、原稿の画像の中央位置（（左主走査エッジ位置）＋（右主走査エッジ位置）／２）及び原稿の画像の長さ（（右主走査エッジ位置）－（左主走査エッジ位置））を算出する。

傾き式算出部３０８は、エッジ検出結果から、原稿の画像の長さの範囲内（右主走査エッジ位置と左主走査エッジ位置との間）で、原稿画像中央位置を中心にして主走査方向に所定数の画素の値を取得する。原稿の画像の中央位置を中心にして主走査方向に所定数の画素が、有効データ範囲となる。

図９は、有効データ範囲の一例を示す図である。ここでは、主走査方向の画素数が７２００画素であり、図の最も左側の画素が１画素目、最も右側の画素が７２００画素目である。エッジ判断部３０６は、左主走査エッジ位置を１００画素目、右主走査エッジ位置を５０６０画素目と判断する。

この場合、原稿の画像の中央位置は２５８０画素目となり、原稿の画像の長さは４９６０画素となる。図９では、原稿画像中央位置を中心にして、主走査方向に２０４８画素の範囲（１５５７画素目～２６０４画素目）を有効データ範囲とする。

傾き式算出部３０８は、有効データ範囲内の副走査エッジ位置に基づいて、斜行量を示す一次式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を算出する。具体的には、斜行量及び切片の傾き方向（符号）が、プラスであるかマイナスであるか、斜行量（ａ）、傾き方向、切片（ｂ）、切片方向が算出される。なお、本処理により算出された原稿の画像の長さをＣＰＵ３０１へ出力し、読取原稿の主走査サイズを確定する目的で使用することも可能である。

＜基準位置算出部＞
基準位置算出部３０９による基準位置算出処理について説明する。ここでは、原稿の画像の副走査方向端部の左端部角位置を基準位置として算出する例を説明する。なお、基準位置算出部３０９は、ＣＰＵ３０１の指示により、左端部角位置及び右端部角位置のいずれか一方を基準位置として算出する。

原稿１０３の端部が劣化している場合、エッジ検出結果から正確に原稿画像の角位置を判断することができないため、角位置を推定する必要がある。角位置の正確な推定には、エッジ判断部３０６で判断された左主走査エッジ位置と、エッジ検出部４０３で検出された副走査方向のエッジ位置、傾き式算出部３０８で算出された一次式を用いる。

図１０は基準位置を算出する処理の一例を示す図である。図１０は、左主走査エッジ位置ｘ０が「１００」、左主走査エッジ位置のエッジ１１０の副走査方向の位置ｙ０が「３５０」、一次式が（ｙ＝０．２ｘ＋１５０）の場合の例であり、基準位置は（ｘ２，ｙ２）である。

この場合、左主走査エッジ位置を通る副走査方向（ｙ方向）に伸びる直線と、一次式と、の交点（仮想基準位置）の副走査方向の位置ｙ１は、（ｙ１＝０．２×１００＋１５０＝１７０）となる。左主走査エッジ位置ｙ０と位置ｙ１との副走査方向の差分Δｙは、（Δｙ＝３５０－１７０＝１８０）となる。差分Δｙと斜行量ａとの乗算値である３６画素が、主走査方向の調整量となる。

主走査方向の調整量の算出は、従来は複雑で精密な計算により行われるが、本実施形態では、このように簡素化して行われる。この算出方法では、原稿画像の傾きが大きくなるにつれて調整量の精度が低下する。しかし、斜行補正部３１０で補正可能な傾きの範囲では、１画素未満（例えば６００ｄｐｉで４２ｕｍ未満）での調整が可能なようにＣＰＵ３０１で制御される。

基準位置算出部３０９は、算出した調整量により仮想基準位置を調整することで基準位置を算出する。基準位置算出部３０９は、算出した主走査方向の調整量を、左主走査エッジ位置に対してプラス方向（０）、マイナス方向（１）のいずれに調整すればよいかを判断する。

傾き式算出部３０８で算出された一次式の傾き方向がプラス（０）の場合、原稿は、右下に傾いている状態であり、左主走査エッジ位置に対してプラス方向に補正される。傾き式算出部３０８で算出された一次式の傾き方向がマイナス（１）の場合、原稿画像は、右上に傾いている状態であり、左主走査エッジ位置に対してマイナス方向に補正される。

例えば、図１０のように原稿画像が右下に傾いて（傾き方向：プラス（０））おり、左主走査エッジ位置ｘ０が１００画素目であり、調整量が３６画素である場合、基準位置算出部３０９は、プラス方向（０）の調整と判断する。また基準位置算出部３０９は、（１００＋３６＝１３６）画素目を原稿画像の左端部の推定主走査エッジ位置ｘ２と推定する。推定副走査エッジ位置ｙ２は、調整された左端部の推定主走査エッジ位置ｘ２を一次式に代入することで算出される。

図１０の例では、一次式に左端部の推定主走査エッジ位置ｘ２を代入することで左端部の推定副走査位置（ｙ２＝０．２＊１３６＋１５０＝１７７）が算出される。なお、この例では小数点以下を四捨五入しているが、切り捨ててもよい。これらの処理により、基準位置算出部３０９は、斜行補正部３１０が斜行補正に用いる斜行補正時の基準位置（ｘ２，ｙ２）を推定する。

図１１は斜行補正時の基準位置の算出処理の一例を示すフローチャートである。図１１の処理は図１４の処理が終了することによって開始される。ＣＰＵ３０１が各ハードウェアを制御することにより図１１のフローチャートの処理は実行される。なお、ＣＰＵ３０１が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムをメモリ３０７に読み出し、実行することでの図１１のフローチャートの処理が実行されてもよい。

以下の説明では、左端部の角を基準位置として推定する場合を説明するが、右端部の角を基準位置として推定する場合も同様の処理となる。

Ｓ１１０１において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、エッジ判断部３０６で判断された左主走査エッジ位置ｘ０に対応する副走査方向の位置ｙ０を取得する。

Ｓ１１０２において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、傾き式算出部３０８で算出された一次式にエッジ判断部３０６で判断された左主走査エッジ位置ｘ０を代入して、仮想基準位置の副走査方向の位置ｙ１を算出する。

Ｓ１１０３において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、仮想基準位置の副走査方向の位置ｙ１から、左主走査エッジ位置の副走査位置ｙ０を減算して差分Δｙを算出する。

Ｓ１１０４において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、差分Δｙと傾き式算出部３０８で算出された一次式の斜行量ａとを乗算して、調整量Δｘを算出する。

Ｓ１１０５において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、傾き式算出部３０８で算出された一次式の傾き方向がプラス（０）かどうかを判定する。プラス（０）であると判定された場合、Ｓ１１０６に進む。そうでない場合、つまりマイナス（１）であると判定された場合、Ｓ１１０７に進む。

Ｓ１１０６において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、左主走査エッジ位置ｘ０に調整量Δｘを加算して推定主走査エッジ位置ｘ２を算出する。

Ｓ１１０７において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、左主走査エッジ位置ｘ０から調整量Δｘを減算することで推定主走査エッジ位置ｘ２を算出する。

Ｓ１１０８において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、傾き式算出部３０８で算出された一次式に、算出した推定主走査エッジ位置ｘ２を代入することで、斜行補正時の基準位置となる推定副走査エッジ位置ｙ２を算出する。

Ｓ１１０９において、ＣＰＵ３０１は基準位置算出部３０９を制御し、算出した推定主走査エッジ位置ｘ２及び推定副走査エッジ位置ｙ２を、斜行補正の基準位置として出力する。以上の処理により、斜行補正時の基準位置が算出される。

＜斜行補正部＞
斜行補正部３１０は、傾き式算出部３０８で算出された一次式に含まれる斜行量、傾き方向、及び基準位置算出部３０９で推定された基準位置に基づいて、画像の斜行補正及び位置補正を行う。斜行補正部３１０は、例えば一般的なアフィン変換等により、斜行補正を行う。

斜行補正部３１０は、下記に示すアフィン変換の式（式（５）、（６））によって、斜行量に応じた角度θの補正を行った原稿の画像の各画素の位置（主走査方向（Ｘ），副走査方向（Ｙ））を算出する。斜行補正部３１０は、メモリ３０７に格納されたデジタル画像データをアフィン変換することで、斜行補正した画像を表す画像データを出力する。

基準位置（ｘ２，ｙ２）は、斜行補正されたデジタル画像データを平行移動させるための移動量となる。この移動量によって、原稿画像の先端部及び端部の出力位置を合わせることができる。アフィン変換による一連の処理を図１２に示す。図１２は斜行補正処理の一例を示す図である。斜行補正部３１０は、画像を回転処理及び平行移動することで斜行補正を行う。
Ｘ＝ｘｃｏｓθ －ｙｓｉｎθ ＋ｘ２式（５）
Ｙ＝ｘｓｉｎθ ＋ｙｃｏｓθ ＋ｙ２式（６）
ここで、
Ｘ：主走査方向の補正後の画素位置，Ｙ：副走査方向の補正後の画素位置
ｘ：補正前の主走査方向の画素位置，ｙ：補正前の副走査方向の画素位置
ｘ２：主走査方向の平行移動量（主走査方向の基準位置）
ｙ２：副走査方向の平行移動量（副走査方向の基準位置）
θ：原稿先端から算出された傾きに基づく角度
である。

以上のように、実施例１のスキャナ１００は、読み取った画像に重畳されて現れる外乱の影響を低減し、斜行量の誤差を軽減した画像を示す画像データを生成することができる。

なお、本実施例では斜行補正部により生成された画像データはメモリ３０７に格納されるが、メモリ３０７に格納された後、どのような処理に使用されてもよい。例えば、操作部２１０にプレビュー画像として表示してもいいし、スキャナ１００が備える不図示のネットワークインターフェースを介して、メールやＦＡＸ等で外部の装置に送信されてもよい。また、コピー処理に使用されてもよい。

＜その他の実施の形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００スキャナ
３０１ＣＰＵ
１２８信号処理基板

Claims

画像データから特定されたエッジに基づいて画像の傾きを補正する補正処理を実行する画像読取装置であって、
原稿の画像を読み取って画像データを生成する読取手段と、
前記読取手段が生成した前記画像データのエッジを抽出するフィルタリング処理を実行し、画像データを生成するフィルタリング手段と、
前記フィルタリング手段が生成した前記画像データに基づいて第１の閾値で２値化処理を実行することで第１の２値画像データを生成し、前記フィルタリング手段が生成した前記画像データに基づいて前記第１の閾値より低い第２の閾値で２値化処理を実行することで第２の２値画像データを生成する２値化手段と、
前記第１の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素と前記第２の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素を合成した時に連続する画素を前記読取手段が生成した前記画像データのエッジとして特定する特定手段を有することを特徴とする画像読取装置。
前記エッジとして抽出された画素のうち、前記特定手段によりエッジとして特定されなかった画素は除去されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記特定手段によりエッジとして特定されなかった画素のうち前記連続する画素に基づく直線上にある画素もエッジとして前記特定手段は特定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
前記フィルタリング手段は、前記読取手段が生成した前記画像データの画素に１次微分フィルタを用いて畳み込み演算処理を実行し、エッジが抽出された画像データを生成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像読取装置。
前記エッジが抽出された画像データのエッジを細線化した画像データを生成する細線化手段をさらに有し、
前記細線化手段により生成された前記画像データに前記２値化手段は２値化処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
前記第１の閾値で２値化処理を実行することで生成された前記第１の２値画像データのエッジの数は、前記第２の閾値で２値化処理を実行することで生成された前記第２の２値画像データのエッジの数より少ないことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像読取装置。
前記１次微分フィルタは３×３画素のＳｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタであることを特徴とする請求項４または５に記載の画像読取装置。
前記原稿の画像が前記読取手段により読み取られたときに発生した斜行を、前記特定手段が特定した前記エッジに基づいて、前記読取手段により生成された画像データが示す画像が補正された画像データを生成する補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像読取装置。
前記補正手段は前記読取手段により生成された前記画像データの基準位置と前記特定手段が特定した前記エッジに基づく前記エッジの斜行量に基づいて、前記補正された画像データを生成することを特徴とする請求項８に記載の画像読取装置。
前記基準位置は前記画像データが示す画像の左端の角であることを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
画像データから特定されたエッジに基づいて画像の傾きを補正する補正処理を実行する画像読取装置の制御方法であって、
原稿の画像を読み取って画像データを生成する読取工程と、
前記読取工程で生成した前記画像データのエッジを抽出するフィルタリング処理を実行し、画像データを生成するフィルタリング工程と、
前記フィルタリング工程で生成した前記画像データに基づいて第１の閾値で２値化処理を実行することで第１の２値画像データを生成し、前記フィルタリング工程で生成した前記画像データに基づいて前記第１の閾値より低い第２の閾値で２値化処理を実行することで第２の２値画像データを生成する２値化工程と、
前記第１の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素と前記第２の２値画像データに含まれるエッジとして抽出された画素を合成した時に連続する画素を前記読取工程で生成した前記画像データのエッジとして特定する特定工程を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。