JP2002262086A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 白基準画像データ中のレベル低下部を検知
し、正しくシェーディング補正を行なう画像処理装置を
実現する。 【解決手段】 原稿の画像を読み取る際に基準とする白
基準画像データ中の著しいレベル低下部を周囲画素との
レベル差及びその画素自身のレベルに基づいて検知し、
前記レベル低下部のデータを白基準データとして使用し
ない基準データ選択手段２２ａを、あるいは、前記レベ
ル低下部のデータに対して、同一画素部に存在する白基
準データまたは同一ライン上にある白基準データの充填
処理を行なう基準データ充填手段２２ｂのいずれかを備
えたシェーディング補正処理部２２を有する画像処理装
置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージスキャ
ナ、ファクシミリ、複写機等、原稿の搬送をさせながら
画像読み取りを行なう画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シェーディング補正用の基準データとす
るために、原稿の白基準部位を数ライン読み込み、欠陥
画素の有無に関わらず、ライン間で平均化処理を行なっ
て、白基準データとする方法が報告されている。或い
は、欠陥画素判定を行ない、欠陥画素のデータを取り入
れない手段を用いている方法もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像読
み取りにおいて、シェーディング補正用の白基準データ
中に、白基準部位に付着したごみにより、レベル低下を
起こす白基準画素が発生する場合が度々ある。レベル低
下が発生した白基準画素がある状態で、シェーディング
補正を実施すると、シェーディング補正演算により、白
基準データ中にあるレベル低下を発生した画素の部位に
おいて、再現画像が実際よりも白く補正されてしまい、
これが、副走査方向に連続するため、あたかも、縦方向
への白スジが付くような異常な画像再現となってしま
う。

【０００４】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、下記の目的を有している。 １）白基準データ中のレベル低下部を検知することを目
的とする。 ２）該レベル低下部のデータを白基準データとして使用
しないことにより、正しくシェーディング補正を行なう
ことを目的とする。 ３）該レベル低下部のデータを同一画素部分の画像デー
タによって充填することにより正しくシェーディング補
正を行なうことを目的とする。 ４）該レベル低下部のデータを同一ライン上のデータか
ら充填することにより正しくシェーディング補正を行な
うことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、１次元配列された複数の光電変換素子を有するライ
ンセンサを用いて、原稿を搬送させながら画像読取りを
行なう読取部を有する画像処理装置において、白基準読
み取り部位の白基準画像データを読み取り、記憶するた
めのフレームメモリと、原稿の画像を読み取る際に、該
フレームメモリに記憶された前記白基準画像データを、
基準データとして使用するシェーディング補正手段とを
備え、前記フレームメモリに記憶される前記白基準画像
データの中のレベル低下を生じているレベル低下画素部
を、周囲画素とのレベル差及び当該画素自身のレベルに
基づいて検知することができるレベル検知手段を有して
いる画像処理装置とすることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像処理装置において、前記レベル低下画素部のデー
タを前記白基準画像データとして使用しない基準データ
選択手段を有する画像処理装置とすることを特徴とする
ものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の画像処理装置において、前記レベル低下画素
部に位置する白基準画像データに対して、同一画素部に
存在する白基準画像データによる充填処理を行なうこと
により、白基準画像データとして使用することを可能と
する基準データ充填手段を有する画像処理装置とするこ
とを特徴とするものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２に記載の画像処理装置において、前記レベル低下画素
部に位置する白基準画像データに対して、同一ライン上
にある白基準画像データによる充填処理を行なうことに
より、白基準画像データとして使用することを可能とす
る基準データ充填手段を有する画像処理装置とすること
を特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１乃至図５に基づいて、本発明
におけるイメージスキャナを一実施例として、本発明に
係る画像処理装置の基本動作例を説明する。まず、図１
を用いて、本発明に係るイメージスキャナについて説明
する。図１において、装置本体１の右側上部に自動給紙
装置（ＡＤＦ）２が設けられ、また、装置本体１上面に
は原稿読み取り台３が設けられている。装置本体１の内
部には、光源４ａとミラー４ｂとを備えた第１の走行体
４と、ミラー５ａ、５ｂを備えた第２の走行体５と、レ
ンズ６と１次元の光電変換素子（本実施例においては、
ＣＣＤを使用している）７と、前記走行体４、５を駆動
するステッピングモータ８とからなる露光走査光学系９
が設けられている。

【００１０】なお、この露光走査光学系９の下段の構成
については、ここでの説明は省略する。また、自動給紙
装置２には、ＡＤＦユニット１０と、原稿台１１とが設
けられている。ＡＤＦユニット１０内には、ステッピン
グモータ１２が備えられている。更に、原稿読み取り台
３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取り付けられ
ており、原稿１３は、その原稿押さえ板１４の下にセッ
トされている。原稿読み取り台３の端部には、シェーデ
ィング補正用の白基準部位１５が配置されている。

【００１１】このようなイメージスキャナにおける制御
回路を次に説明する。図２は、露光走査光学系９により
読み取られた画像データの処理を行なうための制御回路
の構成を示すものである。また、原稿読み取りモードと
しては、図３に示すような原稿読み取り台３を用いて画
像データの読み取りを行なうブックモードと、図４に示
すような自動給紙装置２を用いて画像データの読み取り
を行なうＡＤＦモードとがある。

【００１２】そこで、まず、図３に示すようなブックモ
ードにおける画像データ読み取りの際の制御回路の基本
動作について図２，図３を参照しながら述べる。原稿１
３を原稿押さえ板１４下の原稿読み取り台３上にセット
した後、ＣＰＵ１６は、光源ドライバ（光源点灯装置）
１７を動作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ
駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７にて、図１に示す
白基準部位１５を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄ
コンバータ（図示せず）でアナログディジタル変換を行
ない、画像データのシェーディング補正用の基準データ
として画像処理部１９内のラインバッファ（図示せず）
に記憶する。ＣＰＵ１６は、モータドライバ（駆動装
置）２０をドライブしてステッピングモータ８を動作さ
せ、これにより、第１の走行体４は原稿１３のある方向
へ移動する。第１の走行体４が原稿面を一定速度で走査
することにより、その原稿１３の画像データがＣＣＤ７
により光電変換される。

【００１３】図５は、最も基本的な画像処理部１９の内
部の構成を示すものである。図５において、ここで光電
変換されたアナログビデオ信号１９ａは、アナログビデ
オ処理部２１でディジタル変換の処理まで行なわれた
後、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部
２３により、それぞれシェーディング補正、各種の画像
データ処理を行なった後、２値化処理部２４により、所
望とする２値化処理された２値化データ１９ｂを作成す
る。なお、ここでは、２値化処理部２４により、２値化
処理する例を示しているが、多値化処理でも同様であ
る。その後、その２値化データ１９ｂは、バッファコン
トローラ２７を介して、スキャンバッファ２５に順次記
憶されていく。Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバ
ッファ２５内のデータを外部のホストコンピュータ（図
示せず）等の処理装置に出力する制御を行なう。バッフ
ァコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像
データの入出力管理を行なう。

【００１４】次に、図４に示すようなＡＤＦモードにお
ける画像データ読み取りの基本動作について述べる。こ
の場合には、所定の読み取り位置で、第１の走行体４を
静止させ、まず、白基準部位３１が読み込まれた後、Ｃ
ＰＵ１６が、モータドライバ（駆動装置）２８をドライ
ブしてステッピングモータ１２を動作させることによ
り、原稿台１１にセットされた原稿１３を分離ローラ２
９、搬送ローラ３０で搬送していき、第１の走行体４の
所定の読み取り位置まで搬送される。なお、白基準部位
３１を、ここでは、板のように図示しているが、白基準
用のローラの場合もあり、どちらに対しても有効であ
る。

【００１５】この時、原稿１３は一定速度で搬送されて
いき、第１の走行体４は停止したままで、原稿面の画像
データをＣＣＤ７で読み取る。以下、ブックモードと同
様の処理を行ない、２値化された画像データ、或いは多
値画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／
Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示
せず）等に送られる。

【００１６】本発明に係る画像処理装置における具体的
な実施例を、図を用いながら説明する。図６は、図５中
の本発明に関わる部分を細分化、且つ抜粋したものであ
る。図中の各部を以下に説明する。光源４１よりコンタ
クトガラス４２上にある原稿４３を照らし、反射光を、
シェーディング調整板４４を通してレンズ４５によって
集光し、ラインセンサ４６にて結像する構成としてい
る。なお、図６では、説明の簡単化のために、反射光を
折り返すためのミラーは省略している。シェーディング
調整板４４は、ラインセンサ４６の中央部と端部での反
射光量の差を無くすための光量調整の役割を果たす。こ
れはシェーディング演算処理において、ラインセンサ４
６の中央部と端部で反射光量の差があり過ぎると、多分
に歪を含んだ演算結果しか得られないために、予め、反
射光量の差を無くした後に、シェーディング演算処理を
行なうためのものである。

【００１７】シェーディング調整板４４の働きを示す例
として、図７（Ａ）が、シェーディング調整板４４が無
い場合の白基準部位のビデオデータを読み込んだ際の再
現レベル分布である。このように、中央部のレベルが高
く、端部でレベルが落ちる。一方、図７（Ｂ）がシェー
ディング調整板４４を用いた際のレベル分布例である。

【００１８】ラインセンサ４６で光電変換をした後に、
アナログビデオデータとしてレベル調整し、Ａ／Ｄコン
バータ４９にて、ディジタル変換を行なう。ディジタル
化されたビデオデータは、黒補正演算回路５０により、
黒側のオフセット分となる部分を演算処理にて取り除
き、シェーディング補正演算回路５１に送られる。特に
詳しくは書かないが、この際の黒側のオフセット分に
は、ラインセンサ４６からの出力が２チャンネル構成の
場合、チャンネル間の差分を含んでいる。ここでの演算
処理は、特に、チャンネル間の誤差成分を除くのが大き
な目的である。シェーディング補正演算のためには、白
基準部位を読取った白基準データを一旦フレームメモリ
に記憶し、ここに記憶した白基準データから更に１ライ
ン分の白基準データを生成する。生成処理はフレームメ
モリに記憶している複数ライン分の白基準データを１ラ
イン分の白基準データに演算処理を行なうことによりま
とめる。演算処理方法としては平均化、加重平均化、最
大値による白基準データ生成等あるが、ここでは、限定
していない。

【００１９】実際の原稿読取りの際には、ここで生成し
た白基準データと原稿読取りデータ間でシェーディング
演算処理を行ない、画像データとして次段処理部に出力
するものである。

【００２０】本発明においては、白基準部位を読取った
基準データのフレームメモリへの格納方法として、読み
取った白基準データをフレームメモリに記憶させるのと
同時に入力されてきた画像データのレベル低下部を検出
する。レベル低下部を検出する例を、図を用いて説明す
る。

【００２１】図８に、白基準データを検出エリア３×３
でトレースを行なって検出する場合について説明する。
この検出エリアは３×３マトリクスで形成されており、
注目画素と周囲の画像間でレベル差を検知し、注目画素
が周囲の画素よりもレベルが低い場合に、この注目画素
をごみ画素候補のピークと考え、その周囲画素もごみ画
素候補とする。このごみ画素は、３×３のごみ画素候補
ブロックと判断する。検出したごみ画素候補ブロックの
例を図９に示す。図９で示す例では、斜線網掛け部によ
って示している２箇所においてごみ画素候補ブロックと
判断されている。

【００２２】図１０に示す例のように、このごみ画素候
補ブロックは更に膨張処理が行なわれて、ごみ画素部と
して検出される。ごみ画素部は、即ち、白基準データ中
のレベル低下部データである。本例においては、３×３
画素のブロックに対して膨張処理を行なうことにより、
合計９×９画素の画素ブロックの塊りでレベル低下部を
検出したことになる。本例は便宜的に検出エリア３×３
画素ブロックを使ってごみ候補のピークを検出した上で
膨張処理で主走査，副走査方向に３倍の膨張処理を行な
ったが、それ以外のサイズであっても処理方法は同様で
ある。

【００２３】なお、ここでの検出例においては、ごみ画
素を主走査，副走査両方向に対して同一の広がりを持っ
て検出、及び、膨張処理を行なったが、実際には、様々
なごみの形、大きさがあり、それらのごみに対しても同
様の処理を行なうことによりごみを検出することができ
るのは言うまでも無い。また、検出処理は、ごみ画素と
して周囲画素とのレベル差だけではなく、その画素自身
のレベルをも検知対象として処理する。よって、検出の
条件としては、注目画素と周囲画素とのレベル差がある
ことと、注目画素のレベルが低いという２項目である。
この条件により検出処理を行なう。

【００２４】次に、請求項２に記載の画像処理装置とし
て、１ラインの白基準データを生成する場合に、検出し
たレベル低下部のデータを使用しないで演算処理を行な
って、１ライン分の白基準データとする処理について説
明する。

【００２５】図１１に、白基準データ中にレベル低下部
を検出してその部分を膨張処理した例を記載している
が、この検出結果を例にして、１ライン分の白基準デー
タを計算する場合を示す。

【００２６】図１１の処理例は、主走査方向４番目、且
つ、副走査方向４番目のブロックでごみと思われるピー
クデータを検出し、そのブロックに対して膨張処理を行
なったものである。同様に、主走査方向１１番目、且
つ、副走査方向５番目のブロック部にごみ検知をした場
合である。

【００２７】それぞれの領域部分にごみがあるとして白
基準データの計算を行なう。１ライン分の白基準データ
を形成するために、以下の例では、２７ライン分のデー
タが蓄積されており、同一主走査画素の平均化処理を行
なって、１ライン分のデータを形成する場合について説
明する。まず、１主走査目であるが、最初のブロック分
の画素の中には、ごみがないため、主走査方向に画素分
のレベルデータの足し込みを行い、２７ラインなので、
２７で除算することにより、１主走査目ブロックの白基
準データを得ることができる。同様に、２主走査ブロッ
ク目まで同じ演算で白基準データを得ることができる。

【００２８】３ブロック目の演算で３、４、５副走査ブ
ロック目にごみデータがあることを検出しているので、
この場合の演算について説明する。１、２副走査ブロッ
ク目までのレベルデータの足しこみを行ない、次の３副
走査ブロック目のデータは膨張処理によりごみブロック
として判断されるので、３副走査ブロックのデータは足
し込まれない。同様に、４、５副走査ブロック目のデー
タも足し込まれない。６副走査ブロック目から以降のブ
ロックはごみブロックではないので、足しこみ処理を行
なう。よって、最終的な総和が３ブロック分のデータを
除いた形で演算され、その総和を演算に使用した６ブロ
ック×３画素／ブロックとなるので、演算に使用したデ
ータ数が１８となり、１８で除算処理を行ない、３主走
査ブロック目の白基準データを生成することができる。

【００２９】同様に、４、５主走査ブロック目も同じ演
算で白基準データを生成する。もう１つの検知したごみ
ブロックを含む主走査ブロック目もごみ検知部を除いて
演算処理することにより、白基準データを生成する。全
てのライン分の白基準データを同様の演算処理を行なう
ことにより、ごみ部を除いた１ライン分の白基準データ
を作成する。

【００３０】次に、ごみ部検出部分を主走査同一画素部
上のごみではない部分のデータに置き換える場合の処理
例について説明する。白基準データの１ライン化処理と
して、請求項２における説明と同様に、平均化処理を使
用する場合で説明する。

【００３１】図１１において、ごみ検知部は２箇所であ
る。この２箇所のごみ検知部分に対してデータを充填す
る。充填データは、主走査方向の同一画素を用いて、充
填する。図１１に示す例では、３主走査ブロック目の３
副走査ブロック部のデータを同一画素データに置き換え
る。例えば、その置き換え画像を、同じ３主走査ブロッ
クの１個上のブロックである２副走査ブロックの画像デ
ータにより、３副走査ブロックに充填する。同様に、４
副走査ブロック、５副走査ブロックに対しても、同一の
画像データを充填する。充填をすることにより、３主走
査ブロックの同一画素部の総和を求めることができる。
また、充填処理を行なうことにより、同一主走査毎のデ
ータ数は同じになる。本例では、２７ライン分のデータ
数となるので、総和を２７で除算処理して白基準データ
を得る。同様の処理を４主走査ブロック目、５主走査ブ
ロック目に対しても行なうことにより、この部分の白基
準データを生成することができる。本例での２つ目のご
み検知部にも同じ処理を施し、白基準データを得る。以
上の操作を白基準データ全体に施すことにより、１ライ
ン分の白基準データを得ることができる。

【００３２】次に、ごみ部検出部分を、副走査同一画素
部上のごみではない部分のデータに置き換える場合の処
理例について説明する。白基準データの１ライン化処理
としては請求項２における説明と同様に、平均化処理を
使用する場合で説明する。

【００３３】図１１において、ごみ検知部は２箇所であ
る。この２箇所のごみ検知部分に対してデータを充填す
る。充填データは、副走査方向の同一ラインデータとし
て、充填する。図１１に示す例では、３主走査ブロック
目の３副走査ブロック部のデータを同一ラインデータに
置き換える。例えば、その置き換え画像を、同じ３副走
査ブロックの１個左のブロックである２主走査ブロック
の画像データで３副走査ブロックにより充填する。同様
に４副走査ブロック、５副走査ブロックに対しても同一
ラインデータの画像データを充填する。充填をすること
により、３主走査ブロックの同一画素部の総和を求める
ことができる。また、充填処理を行なうことにより、同
一主走査毎のデータ数は、同じになる。本例では、２７
ライン分のデータ数となるので、総和を２７で除算処理
して白基準データを得る。同様の処理を、４主走査ブロ
ック目、５主走査ブロック目に対しても行なうことによ
り、この部分の白基準データを生成することができる。
本例での２つ目のごみ検知部にも同じ処理を施し、白基
準データを得る。以上の充填処理を白基準データ全体に
施すことにより、１ライン分の白基準データを得ること
ができる。以上の処理は、図５に示すシェーディング補
正処理部２２の基準データ選択部２２ａあるいは基準デ
ータ充填部２２ｂで実施されるものである。

【００３４】

【発明の効果】（１）請求項１に対する作用効果 白基準画像データ中の著しいレベル低下部を周囲画素と
のレベル差及びその画素自身のレベルに基づいて検知す
ることができるので、正しくシェーディング補正を行な
うことが可能である。 （２）請求項２に対する作用効果 レベル低下部のデータを白基準データとして使用しない
ことにより、正しくシェーディング補正を行なうことが
できる。 （３）請求項３に対する作用効果 レベル低下部のデータを同一画素部分の画像データを充
填することにより、正しくシェーディング補正を行なう
ことができる。 （４）請求項４に対する作用効果 レベル低下部のデータを同一ライン上のデータから充填
することにより、正しくシェーディング補正を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 イメージスキャナの構成の一例を示す構成図
である。

【図２】 画像データの処理を行なうための制御回路の
構成を示すブロック図である。

【図３】 原稿読み取り台を用いて画像データの読み取
りを行なうブックモードを説明する図である。

【図４】 自動給紙装置を用いて画像データの読み取り
を行なうＡＤＦモードを説明する図である。

【図５】 最も基本的な画像処理部の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 図５中の本発明に関わる部分を更に細分化し
たブロック構成図である。

【図７】 シェーディング調整板の働きの例を示す図で
ある。

【図８】 レベル低下部を検出する例を示す図である。

【図９】 検出したごみ画素候補ブロックの例を示す図
である。

【図１０】 ごみ画素候補ブロックを更に膨張処理を行
なっている例を示す図である。

【図１１】 白基準データ中にレベル低下部を検出して
その部分を膨張処理した例を示す図である。

【符号の説明】

１…装置本体、２…自動給紙装置（ＡＤＦ）、３…原稿
読み取り台、４…第１の走行体、４ａ…光源、４ｂ…ミ
ラー、５…第２の走行体、５ａ，５ｂ…ミラー、６…レ
ンズ、７…光電変換素子、８…ステッピングモータ、９
…露光走査光学系、１０…ＡＤＦユニット、１１…原稿
台、１２…ステッピングモータ、１３…原稿、１４…原
稿押さえ板、１５…白基準部位、１６…ＣＰＵ、１７…
光源ドライバ（光源点灯装置）、１８…ＣＣＤ駆動部、
１９…画像処理部、１９ａ…アナログビデオ信号、１９
ｂ…２値化データ、２０…モータドライバ（駆動装
置）、２１…アナログビデオ処理部、２２…シェーディ
ング補正処理部、２２ａ…基準データ選択部、２２ｂ…
基準データ充填部、２３…画像データ処理部、２４…２
値化処理部、２５…スキャンバッファ、２５ａ…ライン
バッファ、２６…Ｉ／Ｆコントローラ、２７…バッファ
コントローラ、２８…モータドライバ（駆動装置）、２
９…分離ローラ、３０…搬送ローラ、３１…白基準部
位、４１…光源、４２…コンタクトガラス、４３…原
稿、４４…シェーディング調整板、４５…レンズ、４６
…ラインセンサ、４７…プリアンプ回路、４８…可変増
幅回路、４９…Ａ／Ｄコンバータ、５０…黒補正演算回
路、５１…シェーディング補正演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波塚 義幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 沖本 守彦 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 福田 拓章 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮崎 慎也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 5B047 AA01 BA01 BB02 CB23 DA04 DC01 DC11 5C072 AA01 BA08 EA05 FB12 RA16 UA02 UA03 UA11 XA01 5C077 LL02 MM03 MM27 PP06 PP44 PP46 PP47 PP68 PQ08 PQ22 SS01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次元配列された複数の光電変換素子を
   有するラインセンサを用いて、原稿を搬送させながら画
   像読取りを行なう読取部を有する画像処理装置におい
   て、白基準読み取り部位の白基準画像データを読み取
   り、記憶するためのフレームメモリと、原稿の画像を読
   み取る際に、該フレームメモリに記憶された前記白基準
   画像データを、基準データとして使用するシェーディン
   グ補正手段とを備え、前記フレームメモリに記憶される
   前記白基準画像データの中のレベル低下を生じているレ
   ベル低下画素部を、周囲画素とのレベル差及び当該画素
   自身のレベルに基づいて検知することができるレベル検
   知手段を有していることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像処理装置におい
   て、前記レベル低下画素部のデータを前記白基準画像デ
   ータとして使用しない基準データ選択手段を有すること
   を特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の画像処理装置
   において、前記レベル低下画素部に位置する白基準画像
   データに対して、同一画素部に存在する白基準画像デー
   タによる充填処理を行なうことにより、白基準画像デー
   タとして使用することを可能とする基準データ充填手段
   を有することを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の画像処理装置
   において、前記レベル低下画素部に位置する白基準画像
   データに対して、同一ライン上にある白基準画像データ
   による充填処理を行なうことにより、白基準画像データ
   として使用することを可能とする基準データ充填手段を
   有することを特徴とする画像処理装置。