JP2003234902A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細線は強調できるとともに、薄い紙を使った
両面原稿の場合の裏写りを防止することができる画像処
理装置の実現を課題とする。 【解決手段】 濃度判定を行う濃度判定処理部４２と細
線であるか否かを選別するパターン検出処理部４６を設
けて、２つのフィルタ処理部４３、４４の出力を画像切
替え処理部４５で切り替えて出力するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置に関
し、特にエッジ強調処理の自動選択を可能にした画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置において、読取りデータを
多値出力可能な電子写真方式で出力する場合、低濃度の
データ、例えば、鉛筆でかかれた文字などをスキャナで
読取って、そのデータをそのまま出力すると、書き込み
の段階では処理されているものの、実際の出力ではトナ
ーが転写紙に全くのらなかったり、かすれた状態になる
ことが多い。たとえ再現できたとしても、文字中心の原
稿では、利用者には薄い文字の出力よりも濃い文字の出
力の方が可読性が良く好まれることが多い。このため、
濃度に応じてフィルタ処理の強度を段階的に変化させる
ことによって、低濃度の画像データに対しては、エッジ
を強調して、細線の再現性の向上を行うという発明があ
る。しかしながら、このように低濃度の画素を均一にフ
ィルタ処理によって先鋭化すると、薄い紙を使った両面
原稿の場合には、裏写りするようになり、意図しない部
分が強調された画像を形成すると言う欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、低濃度
の画素を先鋭化することで細線の再現性の向上を図った
従来の技術では、薄い紙を使った両面原稿の場合に、裏
写りするようになり、意図しない部分が強調された画像
が形成されるという問題があった。本発明は、比較的簡
単にこの問題を解決して、細線は強調できるとともに、
薄い紙を使った両面原稿の場合の裏写りを防止すること
ができる画像処理装置の実現を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、光源によって照らされた原稿の反射光を
デジタルデータに変換する光電変換手段を含む画像読取
り手段と、濃度に応じて先鋭度を変更する先鋭度変更手
段とを有する画像処理装置において、前記先鋭度変更手
段によってエッジ強調を行う必要がある細線であるか否
かを選別する細線選別手段を具備することを特徴とす
る。これにより、細線部分は強調されるものの、意図し
ない部分が強調された画像を形成することがなく、薄い
紙を使った両面原稿の場合でも、裏写りすることのない
画像処理装置を実現することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像処理装
置を添付図面を参照にして詳細に説明する。

【０００６】図１は画像読取装置の構成図である。大き
な構成としては、読取装置本体１と原稿搬送装置２と原
稿読取台３が設けられており、これによってイメージス
キャナを構成している。この場合、装置本体１の内部に
は、キセノンランプや蛍光灯で構成される光源４ａとミ
ラー４ｂとを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａ、５
ｂを備えた第２の走行体５と、レンズ６と、一次元の光
電変換素子（本例ではＣＣＤを使用する）７と、第１、
第２の走行体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。なお、こ
の露光走査光学系９の下段の構成についてのここでの説
明は省略する。また、原稿搬送装置２には、ＳＤＦユニ
ット１０と、原稿台１１とが設けられている。ＳＤＦ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。さらに、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板１５が
配置されている。

【０００７】図２は画像読取装置の全体の制御機構のブ
ロック図である。また、図３はブックモード時の原稿読
み取り部の構成図、図４はＳＤＦモード時の原稿読み取
り部の構成図である。図２に示す画像読取装置は、光源
４ａ、ＣＣＤ７、ステッピングモータ８、１２、ＣＰＵ
１６、光源ドライバ１７、ＣＣＤ駆動部１８、画像処理
部１９、モータドライバ２０、２８、スキャンバッファ
２５、Ｉ／Ｆコントローラ２６、バッファコントローラ
２７を備える。

【０００８】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
を行うブックモードと、図４に示すような原稿搬送装置
２を用いて画像データの読み取りを行うＳＤＦモードと
がある。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基本動作について述べ
る。原稿１３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１７を動
作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ駆動部１
８により駆動されるＣＣＤ７で白基準板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）
でアナログデジタル変換を行い、画換データのシェーデ
ィング補正用の基準データとして画像処理部１９内のＲ
ＡＭ（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。

【０００９】図５は、図２に示す画像処理部１９の最も
基本的な構成を示すブロック図である。図５に示す画像
処理部１９は、アナログビデオ処理部２１、シェーディ
ング補正処理部２２、画像データ処理部２３、２値化処
理部２４を備える。ここで光電変換されたアナログビデ
オ信号ａは、アナログビデオ処理部２１でデジタル変換
の処理まで行われた後、シェーディング補正処理部２
２、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った後、２値画像
を所望とする場合は、２値化処理部２４により２値化デ
ータｂを作成する。多値データを所望する場合は８ｂｉ
ｔデータとして後段に送る。その後、その２値化データ
あるいは多値データｂをスキャンバッファ２５に順次記
憶していく。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）等の装置に出力する制御を行う。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
入出力管理を行う。

【００１０】次に、図４に示すようなＳＤＦ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
の場合にも、まず、白基準板１５が読み込まれた後、ス
テッピングモータ１２をＣＰＵ１６がモータドライバ
（駆動装置）２８でドライブすることにより、原稿台１
１にセットされた原稿１３を、分離ローラ２９、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
取り位置まで搬送する。このとき、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い、２値化あるいは多値の画
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。

【００１１】図６は、図５に示す画像処理部１９をさら
に詳細に示すブロック図である。図５に示すアナログビ
デオ処理部２１は、プリアンプ回路３１と、可変増幅回
路３２を備えている。また、シェーディング補正処理部
２２は、Ａ／Ｄコンバータ３３、黒演算回路３４、シェ
ーディング補正演算回路３５、ラインバッファ３６を備
えている。光源４ａで原稿読み取り台３上にある原稿１
３を照射した反射光を、シェーディング調整板３７を通
して、レンズ６によって集光し、ＣＣＤ７に結像する。
なお、図６では、説明簡単化のために、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
３７は、ＣＣＤ７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、あまりにＣＣＤ７の中央部と
端部で反射光量の差が有りすぎると、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うためのもので
ある。

【００１２】本発明の画像処理装置の請求項１の発明の
ブロック図を図７に示す。この画像処理装置は図５の画
像処理部１９の中の画像データ処理部２３の内部にあた
る。前段の処理からの画像データは、γ変換処理部４１
によってＬＵＴ（カラールックアップテーブル）を参照
して、γ補正が行なわれ、１：１の変換処理が行われ
る。次に、前記のγ変換処理部４１後のデータに対し
て、濃度判定部４２では、あらかじめ定められている一
定のしきい値によって、低濃度部か否かの判定を行な
う。判定処理は図８のフローチャートに示すような流れ
になる。この例では、低濃度部であるか否かを判定する
しきい値を、白を０、黒を２５５として、６４／２５５
とする。

【００１３】図８で、ステップ１００でスタートする
と、ステップ１０１で注目画素の値（濃度）データが、
６４より小さいならば、注目画素は低濃度部と判定し
て、Ｄフラグを真に設定し、ステップ１０２で後で述べ
るように低濃度部のデータＬを画像切替え処理部４５で
選択し、６４より小さくないならば、注目画素は低濃度
部ではないとして、Ｄフラグを疑に設定し、ステップ１
０３で後で述べるように非低濃度部のデータＨを画像切
替え処理部４５で選択し、その後ステップ１０４で終了
する。ここで、Ｄフラグは注目画素が低濃度であるか否
かを判定する１ｂｉｔデータであり、具体的には真＝
１、疑＝０というように、あらかじめ数値と意味を対応
づけておいて後段の処理に用いる。すなわち、 Ｄフラグ＝１（真） ［低濃度部］ Ｄフラグ＝０（疑） ［非低濃度部］ である。

【００１４】フィルタ処理部４３および４４では、あら
かじめ低濃度部用のフィルタと、そうでない場合（非低
濃度部用）のフィルタの２つを決めておく。非低濃度部
用のフィルタを画像のＭＴＦを補正する図９に係数と構
成を示すＭＴＦ補正フィルタとし、低濃度部用のフィル
タを図１０に係数と構成を示す示す低濃度部のエッジを
強調するエッジ強調フィルタとする。フィルタ処理部
（非低濃度部用）４４では、図９の係数にしたがってた
たみ込み演算を行なう。非低濃度部用フィルタ処理部４
４の出力、データＨは

【００１５】データＨ＝３．０＊ｅ−０．５＊ｂ−０．
５＊ｄ−０．５＊ｈ−０．５＊ｆ によって得られる。ここで、ｅ、ｂ、ｄ、ｈ、ｆは図１
１に示すマトリックスのテンプレートａ〜ｉに従った値
であり、式は図９のＭＴＦ補正フィルタの係数「３．
０」および「−０．５」とこれらの値の畳み込みを示し
ている。

【００１６】また、フィルタ処理部（低濃度部用）４３
では、図１０の係数にしたがってたたみ込み演算を行な
う。低濃度部用フィルタ処理部４３の出力、データＬは

【００１７】データＬ＝５．０＊ｅ−１＊ｂ−１＊ｄ−
１＊ｈ−１＊ｆ によって得られる。式は図１０のエッジ強調フィルタの
係数「５．０」および「−１．０」とこれらの値の畳み
込みを示している。

【００１８】さらに、パターン検出処理部４６でパター
ン検出を行う。その前に、前段のγ変換処理部からの画
像データの各画素に２値化しきい値Ｂｔｈによって、以
下のように２値化処理を行う。 データ＞Ｂｔｈならば １［黒］ データ≦Ｂｔｈならば ０［白］

【００１９】つぎに図１１に示した３×３のマトリクス
を使用して、注目画素周辺のパターンの白黒が図１２の
パターンであるか否かを比較し、パターンに一致した場
合は、Ｐフラグを１＝真に、そうでない場合は、Ｐフラ
グを０＝疑の信号に設定し、この結果を画像切替え処理
部４５に渡す。 Ｐフラグ＝１（真） ［パターン一致］ Ｐフラグ＝０（疑） ［パターン不一致］ である。次に画像切替え処理部４５では、濃度判定処理
部４２の判定結果とパターン検出処理の結果にしたがっ
て、フィルタ強度の異なる前述の２つの画像データＬと
データＨとを切替える。そうして、注目画素が以下の条
件を満たす場合に、エッジ強調を行なったフィルタ処理
後のデータを選択する。

【００２０】この細線判定による選択を含めた判定処理
のフローチャートを図１３に示す。ステップ２００でス
タートすると、ステップ２０１で注目画素の値（濃度）
データが６４より小さいならば、注目画素は低濃度部と
判定して、Ｄフラグを真＝１に設定し、ステップ２０２
に進み、注目画素周辺のパターンの白黒が図１２のパタ
ーンであるか否かを比較し、パターンに一致した場合は
Ｐフラグを真＝１に設定して、ステップ２０３で低濃度
部のデータＬを画像切替え処理部４５で選択し、ステッ
プ２０５で終了する。

【００２１】ステップ２０１で注目画素の値（濃度）デ
ータが６４より小さくない場合は、注目画素は低濃度部
ではないとして、Ｄフラグを疑＝０に設定する。ステッ
プ２０２で、注目画素周辺のパターンが図１２のパター
ンと一致しない場合はＰフラグを疑＝０に設定する。い
ずれの場合も、ステップ２０４に進んで非低濃度部のデ
ータＬを画像切替え処理部４５で選択し、ステップ２０
５で終了する。 Ｄフラグ＝１（真）でかつＰフラグ＝１（真）ならばデ
ータＬ Ｄフラグ＝０（疑）またはＰフラグ＝０（疑）ならばデ
ータＨ

【００２２】次に、本発明の請求項３の発明の実施の形
態について説明する。ｎ×ｎの一定のマトリクスサイズ
によってパターン検出を行なう場合、変倍処理などで画
像の密度が異なると検出精度が違ってくる。たとえば、
等倍では、３×３のマトリクスサイズで検出が行なえる
が、４００％変倍のときには、画像のサイズが大きくな
り、３×３のマトリクスでは広い範囲を見ることができ
ず、線を検出できなくなってしまうという問題があっ
た。本実施の形態はこの問題を解決する。

【００２３】図１４に本実施の形態の画像処理装置のブ
ロック図を示す。γ変換処理部５１、濃度判定処理部５
２、フィルタ処理部５３、５４、画像切替え処理部５５
については、請求項１の場合と同じである。解像度指定
部５７では、変倍率（画像の拡大・縮小の割合）に応じ
て、以下のように、パターン検出処理部５６に設定を行
う。すなわち 変倍率が５０％〜２００％ ＲＳ＝０ 変倍率が２０１％〜４００％ ＲＳ＝１

【００２４】パターン検出処理部５６では、前段のγ変
換処理部５１からの画像データに対して、２値化しきい
値Ｂｔｈによって、以下のように２値化処理を行う。 データ＞Ｂｔｈならば １［黒］ データ≦Ｂｔｈならば ０［白］ つぎに、解像度指定部５７のＲＳ信号にしたがって以下
のようにパターン検出の手段を選択する。

【００２５】ＲＳ値が０の場合は、図１１に示した３×
３のマトリクスを使用する。すなわち、図１２の検出パ
ターンを使用する。ＲＳ値が１の場合は、図１５に示し
た５×５のマトリクスを使用する。すなわち、図１６の
検出パターンを使用する。ＲＳ信号にしたがって、切替
えた検出マトリクスと検出パターンにしたがって、パタ
ーンに一致した場合は、Ｐフラグを１＝真に、そうでな
い場合は、Ｐフラグを０＝疑の信号に設定し、この結果
を画像切替え処理部４５に渡す。 Ｐフラグ＝１（真） ［パターン一致］ Ｐフラグ＝０（疑） ［パターン不一致］ このように、変倍率によってｎ×ｎマトリクスのサイズ
を変えるようにしたので、変倍処理などで画像の密度が
異なっても、所定の検出精度を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、細線であるか否かを選別する細線選別手段を設
けて、細線の場合には先鋭度変更手段によってエッジ強
調を行うようにしている。これにより、細線は強調でき
るとともに、薄い紙を使った両面原稿の場合の裏写りを
防止することができる画像処理装置を実現することがで
きる。

【００２７】本発明の請求項２の発明は、細線選別をｎ
×ｎマトリクスを使用したパターンマッチングによって
行うようにしている。これにより、細線の識別を確実に
し、細線を強調するとともに、薄い紙を使った両面原稿
の場合の裏写りを防止することができる画像処理装置を
実現することができる。

【００２８】本発明の請求項３の発明は、解像度によっ
て、パターン検出処理のｎ×ｎマトリクスのサイズを変
更するマトリクスサイズ変更手段を設ける。これによ
り、画像の解像度によって検出精度が異なるという欠点
を解消することができ、変倍などで、画像の解像度が変
化する場合においても、良好な細線の検出効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像読取装置の構成図。

【図２】図１に示す画像読取装置の全体の制御機構のブ
ロック図。

【図３】図１に示す画像読取装置のブックモード時の原
稿読み取り部の構成図。

【図４】図１に示す画像読取装置のＳＤＦモード時の原
稿読み取り部の構成図。

【図５】図２の画像処理部の基本的な構成を示すブロッ
ク図。

【図６】図５に示す画像処理部のさらに詳細なブロック
図。

【図７】請求項１の発明の画像処理装置のブロック図。

【図８】図７の画像処理装置における判定処理のフロー
チャート。

【図９】本発明で用いられるＭＴＦ補正フィルタの係数
と構成を示す図。

【図１０】本発明で用いられるエッジ強調フィルタの係
数と構成を示す図。

【図１１】３×３マトリックスのテンプレート。

【図１２】３×３マトリックスにおける細線判定用パタ
ーン。

【図１３】細線判定を含む判定処理のフローチャート。

【図１４】請求項３の発明の画像処理装置のブロック
図。

【図１５】５×５マトリクスのテンプレート。

【図１６】５×５マトリックスにおける細線判定用パタ
ーン。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 原稿搬送装置 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 一次元の光電変換素子 ８、１２ ステッピングモータ ９ 露光走査光学系 １０ ＳＤＦユニット １１ 原稿台 １３ 原稿 １４ 原稿押さえ板 １５ 白基準板 １６ ＣＰＵ １７ 光源ドライバ １８ ＣＣＤ駆動部 １９ 画像処理部 ２０、２８ モータドライバ ２１ アナログビデオ処理部 ２２ シェーディング補正処理部 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 ２６ Ｉ／Ｆコントローラ ２７ バッファコントローラ ２９ 分離ローラ ３０ 搬送ローラ ３１ プリアンプ回路 ３２ 可変増幅回路 ３３ Ａ／Ｄコンバータ ３４ 黒演算回路 ３５ シェーディング補正演算回路 ３６ ラインバッファ ３７ シェーディング調整板 ４１、５１ γ変換処理部 ４２、５２ 濃度判定部 ４３、５３ フィルタ処理部（低濃度部用） ４４、５４ フィルタ処理部（通常） ４５、５５ 画像切替え処理部 ４６、５６ パターン検出処理部 ５７ 解像度指定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源によって照らされた原稿の反射光を
   デジタルデータに変換する光電変換手段を含む画像読取
   り手段と、濃度に応じて先鋭度を変更する先鋭度変更手
   段とを有する画像処理装置において、 前記先鋭度変更手段によってエッジ強調を行う必要があ
   る細線であるか否かを選別する細線選別手段を具備する
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記細線選別手段はｎ×ｎマトリクスを
   使用したパターンマッチングによって選別を行うことを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 解像度によってｎ×ｎマトリクスのサイ
   ズ（ｎの大きさ）を変更するマトリクスサイズ変更手段
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。