JP2005123724A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くレベル比を算出して、高画質な画像を生成することができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光源と、原稿からの反射／透過光を受光して画像データを生成する読取部と、読取部における受光レベルを変更するレベル変更部と、複数の受光レベルそれぞれの下で原稿を読み取らせる読取制御部と、読取部における受光レベルを減衰させるレベル減衰部と、レベル減衰部によって複数の受光レベルそれぞれを同一の減衰率で減衰させて複数の減衰受光レベルを作り、それら複数の減衰受光レベルそれぞれの下で画像を読み取らせて複数の画像データを生成させる減衰制御部と、複数の減衰受光レベル相互のレベル比を算出するレベル比算出部と、読取制御部が読取部に生成させた複数の画像データを、レベル比算出部によって算出されたレベル比に応じたレベル補正を経て合成する合成部とを備えた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、原稿画像を読み取って、原稿画像を表わす画像データを生成する画像読取装置に関する。

従来、原稿画像に光を照射して、その光が原稿画像で反射／透過された光を取得することによって原稿画像を読み取る画像読取装置が広範に用いられている。例えば、フィルムに記録された画像をプリント出力する写真用デジタルプリンタには、フィルムに照射された光の透過光をＣＣＤなどといった撮像素子で受光して、フィルムに記録された画像を読み取るフィルムスキャナが搭載されている。このフィルムスキャナでフィルムの画像が読み取られて生成された画像データは、写真用デジタルプリンタに搭載されたプリンタに送られてプリント出力される。

ところで、一般に、撮像素子で読み取ることができる濃度の幅（以下では、濃度の幅をダイナミックレンジと称する）は、フィルムに記録することができるダイナミックレンジよりも狭い。したがって、フィルムスキャナで画像が読み取られて生成された画像データをそのままプリント出力すると、フィルムに記録された撮影画像を直接露光して得られる画像と比べて、プリント画像の濃度のコントラスト（濃淡差）が減少してしまうという問題がある。また、撮像素子は小さいほどダイナミックレンジが狭くなってしまうが、撮像素子の値段は大きさに伴って上昇するため、なるべく小さい撮像素子を使って写真用デジタルプリンタ全体のコストを減少させたいという要望がある。

このような問題を解決する方法として、特許文献１には、撮像素子における電荷の蓄積時間を変えて、複数の蓄電条件それぞれの下で画像を読み取り、読み取った複数の画像の同じ位置の画素から１つの画素を選択していくことによって、広いダイナミックレンジを有する画像を得る画像入力方法について記載されている。この特許文献１の方法を適用することによって、小さい撮像素子を使っても広いダイナミックレンジを有する画像を得ることができる。
特開２００３−５５４５号公報

ところで、特許文献１に示す方法のように、複数の受光レベルそれぞれの下で生成した画像データに基づいて新しい画像データを生成する場合、まずは、生成した複数の画像データに受光レベルのレベル比に応じた補正を施して、それら複数の画像データそれぞれのレベルを合わせることが行われる。この後、レベル補正を施した複数の画像データのうち好ましい画像データを画素ごとに選択するなどして、新しい画像データが生成される。このとき、高画質な画像を表わす画像データを生成するためには、正確なレベル比に応じてレベル補正を行うことが必要であり、このレベル比の誤差は５％以内であることが好ましい。

本来ならば、上述した複数の受光レベルを実現するための、例えば光源の電流値や絞り量などといった制御値によってレベル比を算出することができるが、これらの制御値を変更したときの受光レベルの反応に対するリニアリティは不完全であるため、制御値に基づいて算出されたレベル比の精度は低い。このように不正確なレベル比に応じてレベル補正が施された複数の画像データを用いて１つの画像データを生成すると、生成された画像データが表わす画像にトーンジャンプが生じてしまい、その画像のグラデーション等が不自然になってしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、精度良くレベル比を算出して、高画質な画像を生成することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の画像読取装置は、原稿に光を照射する光源と、
光源の光が照射された原稿から得られる光を受光して原稿を読み取り、原稿の画像を表す画像データを生成する読取部と、
読取部における受光レベルを変更するレベル変更部と、
レベル変更部によって受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作り、それら複数の受光レベルそれぞれの下で読取部に前記原稿を読み取らせて複数の画像データを生成させる読取制御部と、
読取部における受光レベルを減衰させるレベル減衰部と、
レベル変更部によって受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作った状態で、レベル減衰部によって複数の受光レベルそれぞれを同一の減衰率で減衰させて複数の減衰受光レベルを作り、それら複数の減衰受光レベルそれぞれの下で読取部に任意の画像を読み取らせて複数の画像データを生成させる減衰制御部と、
減衰制御部が読取部に生成させた複数の減衰画像データに基づいて、それら減衰画像データが生成されたときの複数の減衰受光レベル相互のレベル比を算出するレベル比算出部と、
読取制御部が前記読取部に生成させた複数の画像データを、レベル比算出部によって算出されたレベル比に応じたレベル補正を経て合成する合成部とを備えたことを特徴とする。

従来から適用されているレベル比を算出する方法として、例えば、複数の受光レベルを作る際の、例えば絞り量や光源の光量などといった制御値に基づいて算出する方法や、実際に複数の受光レベルそれぞれの下で生成された画像データの値に基づいて算出する方法などがある。しかし、制御値からレベル比を算出する方法の場合、上述したように、レベル比の算出精度が低いという問題がある。また、実際に生成された画像データの値に基づいてレベル比を算出する方法の場合、例えば、明るい方の受光レベル下で生成された画像データは飽和レベルを超えてしまう恐れがあり、このような場合には正確なレベル比を算出することができない。

本発明の第１の画像読取装置によると、レベル比が算出される際には、複数の受光レベルそれぞれが同一の減衰率で減衰されて、画像データが飽和レベルを超えてしまう不都合が未然に防止され、その減衰された複数の減衰受光レベルそれぞれの下で減衰画像データが生成される。本発明の画像読取装置は、これら複数の減衰画像データを用いることによって、精度の良いレベル比を算出することができる。また、複数の画像データを、高精度なレベル比に応じたレベル補正を経て合成することによって、高画質な画像を表わす画像データを生成することができる。

また、上記目的を達成する本発明の第２の画像読取装置は、原稿に光を照射する光源と、
光源の光が照射された原稿から得られる光を受光して原稿を読み取り、原稿の画像を表す画像データを生成する読取部と、
読取部における受光レベルを変更するレベル変更部と、
レベル変更部によって受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作り、それら複数の受光レベルそれぞれの下で読取部に原稿を読み取らせて複数の画像データを生成させる読取制御部と、
複数の画像データそれぞれにおけるデータ値がどちらも、読取部における飽和値を下回っている画像領域における、複数の画像データのデータ値に基づいて、複数の受光レベル相互のレベル比を算出するレベル比算出部と、
読取制御部が読取部に生成させた複数の画像データを、レベル比算出部によって算出されたレベル比に応じたレベル補正を経て合成する合成部とを備えたことを特徴とする。

複数の受光レベルそれぞれの下で画像を読み取って複数の画像データを生成し、それら複数の画像データそれぞれにおけるデータ値が飽和していない画像領域の各データ値に基づいてレベル比を算出することによって、上述したようなレベル減衰部を必要とせず、コストを抑えて、精度の良いレベル比を算出することができる。

本発明によれば、精度良くレベル比を算出して、高画質な画像を生成することができる画像読取装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の画像読取装置の一実施形態が適用された、デジタルの画像データに基づいて画像を写真プリントする写真用デジタルプリンタの外観斜視図である。

写真用デジタルプリンタ１０は、写真フィルム上に記録された撮影画像を光学的に読み取って撮影画像データを得たり、あるいはデジタルカメラ等で撮影されて小型記録媒体に記録された撮影画像データを小型記録媒体から読み込んで、それらの撮影画像データに所定の補正処理を施して補正画像データを生成して、その補正画像データおよび補正画像データに基づく補正画像を写真プリントに記録する装置である。

この写真用デジタルプリンタ１０は、本発明の一実施形態である画像入力機１００と、画像出力機２００から構成されている。

画像入力機１００は、現像済み写真フィルムからその写真フィルムに記録された複数の撮影画像を光電的にコマごとに順次読み取るスキャナ部１１０と、スキャナ部１１０で読み取って得た撮影画像データに対し所定の補正処理を行う画像補正処理部１２０を備えている。画像補正処理部１２０は、ＣＲＴ表示部１３０、キーボード１４０、マウス１５０、および回路部１６０から構成されており、回路部１６０は、小型記録媒体を装填するための小型記録媒体装填口（図示しない）、およびＦＤを装填するためのＦＤ装填口（図示しない）を有している。画像入力機１００を構成している各部の詳細は後述する。

また、画像出力機２００は、画像入力機１００で得られた画像データに基づいて変調されたレーザ光を走査することにより印画紙に画像を露光するレーザプリンタ部２１０と、レーザプリンタ部２１０により露光された印画紙を現像してプリント写真を得るプロセッサ部２２０とから構成されている。画像出力機２００の内部構成についても後述する。

まず、画像入力機１００のスキャナ部１１０の構成と、写真フィルム上に記録された撮影画像を読み取る一連の手順について説明する。

図２は、画像入力機のスキャナ部の構成を示す模式図である。

ここでは、現像済みの写真フィルム２０がフィルムキャリア１１９にセットされ、写真フィルム２０が矢印Ａ方向に給送されて、写真フィルム２０に記録された撮影画像がコマごとに粗く高速に読み取られる（以下、これをプレスキャンと称する）。

このスキャナ部１１０には、ＬＥＤ光源１１２Ａと、拡散ボックス１１２Ｂと、温調ユニット１１２Ｃとからなる、本発明にいう光源の一例にあたるとともに、本発明にいうレベル変更部の一例に相当する光源１１１が備えられている。この光源１１１によって、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色の光、および赤外光が順次に発せられ、それら各光は拡散ボックス１１２Ｂを経由して、写真フィルム２０を図２に示すように下側から照射する。写真フィルム２０を透過した光は、撮像レンズ１１３を経由して、ＮＤフィルタ１１４で光量が調整されて、ＣＣＤ１１５およびＣＣＤ基板１１６に達する。このＣＣＤ１１５およびＣＣＤ基板１１６を合わせたものは、本発明の画像読取装置にいう読取部の一例にあたり、ＮＤフィルタ１１４は、本発明にいうレベル減衰部の一例に相当する。撮像レンズ１１３は、撮像レンズ駆動部（図示しない）によって駆動されて撮像レンズ１１３の焦点距離が調整され、その撮像レンズ１１３の焦点距離に応じた倍率の画像がＣＣＤ１１５のセンサ面に結像される。写真フィルム２０に記録された撮影画像がＣＣＤ１１５上に結像されて得られた撮影画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１１８でデジタルの撮影画像データに変換され、画像補正処理部１２０に伝達される。

ここで、ＣＣＤ１１５は、写真フィルム２０をコマごとに読み取るエリアセンサである。まず、光源１１１からＲ色の光が発せられて、そのＲ光の下でコマの画像の読み取りが行われ、続いて、光源からＧ色の光が発せられてコマの画像の読み取りが行われ、さらに、Ｂ光、赤外光での画像の読み取りが行われる。赤外光で画像を読み取ると、写真フィルム２０に記録された撮影画像を表わす撮影画像データではなく、写真フィルム２０についた傷の画像を表わす傷画像データが得られる。取得された撮影画像データおよび傷画像データは図１に示す画像補正処理部１２０に送られて、撮影画像データに各種補正処理が施されることによって、傷が修正された見た目に美しい画像を表わす撮影画像データが生成される。全ての光における１コマ分の画像の読み取りが終了すると、写真フィルム２０が矢印Ａ方向に給送されて、次のコマの読み取りが開始される。

また、プレスキャンのときは、ＣＣＤ１１５では飛び飛びに間引かれた受光素子でのみ画像読み取りが行われ、その結果粗い画像が得られる。プレスキャンの後、読み取られた撮影画像、および予め用意されている条件指定画面が図１に示すＣＲＴ表示部１３０に表示される。オペレータは、ＣＲＴ表示部１３０に表示された撮影画像および条件指定画面を確認して、プリントサイズや解像度などといった画像取得条件を指定する。画像取得条件が指定されると、必要に応じて撮像レンズ１１３は指定されたプリントサイズに応じた焦点距離に調整される。さらに写真フィルム２０は矢印Ｂ方向に給送されて、ＣＣＤ１１５では、指定されたプリントサイズに応じた間引き方で（あるいは、指定された解像度で）撮影画像が読み取られる（以下、これをファインスキャンと称する）。ここで、位置ずらしピエゾ１１７は、ＣＣＤ１１５における読取位置を、例えば１／２画素分だけ正確にずらすためのものである。初めの読取位置で読み取られた画像と、読取位置がずらされて読み取られた画像とを合成することによって、ＣＣＤ１１５自体の解像度よりも高い解像度で画像を読み取ることができる。ＣＣＤ１１５で得られた撮影画像信号は、前述したとおり、Ａ／Ｄ変換器１１８でデジタルの撮影画像データに変換されて画像補正処理部１２０に伝達される。

次に、画像入力機１００の画像補正処理部１２０を構成している回路部１６０の構成について説明する。

図３は、画像入力機の画像補正処理部を構成している回路部のブロック図である。

回路部１６０は、各種のプログラムが実行されるとともに、各種制御を行うＣＰＵ１７１、ＣＰＵ１７１で各種プログラムが実行される際の作業領域として使用されるＲＡＭ１７２、固定的な定数等が格納されたＲＯＭ１７３、この画像入力機１００内の各部の制御を行うための制御信号を入出力する制御インタフェース１７４、図２のスキャナ部１１０から画像が入力される画像インタフェース１７５、図１に外観を示すＣＲＴ表示部１３０、キーボード１４０、マウス１５０、さらに小型記録媒体１６３をアクセスする小型記録媒体ドライブ１６２、ＦＤ１６５をアクセスするＦＤドライブ１６４、ハードディスク１７６、図１に示す画像出力機２００との間のデータの送受信を担う外部インタフェース１７７を備えており、それらはバス１７８で相互に接続されている。ＣＰＵ１７１は、本発明にいう読取制御部の一例、本発明にいう減衰制御部の一例、本発明にいうレベル比算出部の一例、および本発明にいう合成部の一例それぞれに相当する。

制御インタフェース１７４からは、ここに示す例では、図２の各要素に向けて各制御信号が送出され、それら各要素では、各制御信号を受けて、写真フィルム２０の給送、撮像レンズ１１３の焦点距離の調整（結像倍率の調整）などが行われる。

また、その制御インタフェース１７４からは、ＣＣＤ１１５を制御するための制御信号や、この画像入力機１００の各部の制御を司る制御信号が出力される。

さらに、この制御インタフェース１７４からは、各種データや、オペレータによって指定された画像取得条件などがＣＰＵ１７１に伝達される。

画像入力機１００は、基本的には以上のように構成されている。

ここで、図１に示す画像入力機１００において写真フィルム上に記録された撮影画像を読み取る場合、スキャナ部１１０でプレスキャンが行われると、そのプレスキャンにより得られた撮影画像は、画像インタフェース１７５を経由して回路部１６０（図３参照）に入力され、ＣＲＴ表示部１３０に表示される。オペレータによってプリント倍率などといった画像取得条件が指定されると、その指定結果に応じた画像取得条件を表す情報がＣＰＵ１７１（図３参照）に伝達される。さらに、スキャナ部１１０ではファインスキャンが行われ、それにより得られた撮影画像はＣＰＵ１７１に入力されて各種の補正処理が行われる。その補正処理後の補正画像は、画像出力機２００に伝達されて、レーザ光による露光の際にレーザ光変調用の信号として用いられる。

また、写真フィルムに記録された撮影画像をスキャナ部１１０で読み取るのではなく、デジタルカメラなどで撮影された撮影画像が記録された図３に示す小型記録媒体１６３から撮影画像が入力される場合は、撮影画像データが小型記録媒体ドライブ１６２を経由して回路部１６０に入力されて、撮影画像が図１に示すＣＲＴ表示部１３０に表示される。また、撮影画像データは画像インタフェース１７５を経由してＣＰＵ１７１にも送られて、写真フィルムから撮影画像を読み取る場合と同様に、オペレータによって画像取得条件が指定されると、その指定結果に応じた画像取得条件を表す情報がＣＰＵ１７１に伝達され、各種の画像補正処理が行われる。その画像補正処理後の補正画像は、画像出力機２００に伝達される。

次に、画像出力機２００の構成、および画像出力機２００に伝達された撮影画像を写真にプリントする一連の手順について説明する。

図４は、画像出力機の内部構造を示す模試図である。

この画像出力機２００の内部には、巻回された長尺の未露光の印画紙３０が装鎮されており、この印画紙３０はその先端から引き出されて、レーザプリンタ部２１０を経由し、さらにプロセッサ部２２０を経由し、カッタ２３０により１コマずつに切断されてソータ２４０にスタックされる。

画像入力機１００のＣＰＵ１７１から出力されこの画像出力機２００に送られてきた画像は、レーザプリンタ部２１０を構成する画像バッファ２１１に一旦格納される。

また、このレーザプリンタ部２１０には、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色のレーザ光を出射する３つのレーザ光源２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂが備えられており、それらのレーザ光源２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂは画像バッファ２１１に格納されたＲ，Ｇ，Ｂの各色分解画像に基づいて駆動され、これらのレーザ光源２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂからは、その駆動に応じて変調されたレーザ光が出射される。それらのレーザ光は、回転多面鏡２１３により繰り返し反射偏向し、ミラー２１４で反射し、さらに印画紙３０上でのスポット径を調節するためのｆθレンズ２１５を経由して、露光部Ｅｐにおいて、印画紙３０を、図４の紙面に垂直な方向に繰り返し走査する。その間印画紙３０は矢印Ｃ方向に搬送され、その印画紙３０上に画像が露光される。

この露光後の印画紙３０は、プロセッサ部２２０に搬送され、まずリザーバ部２２１で印画紙３０の搬送速度調整が行われた後、現像槽２２２で発色現像が行われ、定着槽２２３で漂白定着が行われ、さらにリンス槽２２４でリンス処理が行われ、乾燥部２２５で乾燥された後、前述したようにカッタ２３０で写真１枚ずつに切断されてソータ２４０にスタックされる。

以上のような一連の処理によって、写真フィルム２０に記録された撮影画像、あるいは小型記録媒体１６３に記録された撮影画像がプリント出力される。

ここで、ＣＣＤ１１５などといった撮像素子のダイナミックレンジは、写真フィルム２０のダイナミックレンジよりも狭いため、従来の写真用デジタルプリンタで写真プリントされた撮影画像は、写真フィルム２０を直接露光して得られる撮影画像と比べて、濃度のコントラストに欠けてしまうなどという問題がある。

図５は、広いダイナミックレンジを有する撮影画像を得る一連の画像読取処理を示すフローチャートである。

上述した一連の処理によって撮影画像が粗く読み取られ（プレスキャン）、その後、ファインスキャンが開始される。

まずは、光源１１１からＲ色の光が発せられる。ここで、今回は、ＮＤフィルタ１１４が光の光路を遮らない位置に移動されている。ＣＰＵ１７１によって光源のＰＷＭが調整されて、ＣＣＤ１１５に照射されるＲ光の受光レベルがレベルＬＲ１に調整される。このような状態で、写真フィルム２０に記録された撮影画像が細かく読み取られる（図５のステップＳ１）。

写真フィルム２０上の撮影画像が読み取られて得られた撮影画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１１８でデジタルの撮影画像データに変換され（図５のステップＳ２）、図３に示すＣＰＵ１７１に伝達される。

ＣＰＵ１７１に伝達された撮影画像データには、画素ごとの感度の調整処理や、シェーディング補正などといった各種補正処理が施される（図５のステップＳ３）。これら各種補正処理は、従来から広く行われているものであるため、本明細書では説明を省略する。

補正処理が施された撮影画像データは、分岐点Ｐ１においてステップＳ４に進み、図３に示すハードディスク１７６に一時的に保存される。

続いて、再び、光源１１１からＲ色の光が発せられる。今回は、ＣＰＵ１７１からの指示によって、ＰＷＭが変更されて光源１１１から発せられる光の光量が調整され、ＣＣＤ１１５に照射されるＲ光の受光レベルがレベルＬＲ２に調整される。光源１１１は、本発明にいうレベル変更部の一例にあたる。この例では、前回の受光レベルＬＲ１と今回の受光レベルＬＲ２との比は、受光レベルＬＲ１：受光レベルＬＲ２＝１：１６となるように調整される。このような状態で、写真フィルム２０に記録された撮影画像が再び読み取られる（図５のステップＳ１−２回目）。

撮影画像が読み取られて得られた撮影画像信号は、前回と同様にしてＡ／Ｄ変換器１１８でデジタルの撮影画像データに変換され（図５のステップＳ２−２回目）、図３に示すＣＰＵ１７１に伝達され、その撮影画像データに各種補正処理が施される（図５のステップＳ３−２回目）。

分岐点Ｐ１において、今回は画像の保存が行われずにステップＳ７に進む。

続いて、ハードディスク１７６に記録された前回の撮影画像データ（受光レベルがＬＲ１のときのデータであるため、以下では、この撮影画像データをＬＲ１データと称する）、および今回得られた撮影画像データ（以下では、この撮影画像データをＬＲ２データと称する）に、予め算出されたレベル比に応じて、それぞれの撮影画像データのレベルを合わせるレベル補正処理が施される（図５のステップＳ５）。このレベル比の算出方法については後述する。

続いて、レベル補正処理が施されたＬＲ１データ、およびＬＲ２データそれぞれに、画素ごとに所定の重み付けがなされる（図５のステップＳ６）。

ＬＲ１データ、およびＬＲ２データに重み付けがなされると、ＣＰＵ１７１では、ＬＲ１データおよびＬＲ２データが加算される（図５のステップＳ７）。所定の重み係数をα、βとすると、ＣＰＵ１７１では、（α×ＬＲ１データの値）＋｛（１−α）×ＬＲ２データの値｝が算出され、新しい合成画像データが生成される。このようにして生成された合成画像データは、ＬＲ１データおよびＬＲ２データそれぞれのダイナミックレンジを合わせたダイナミックレンジを有する。

尚、Ｒ色の光について３回以上画像の読み取りを行う場合には、分岐点Ｐ２からステップＳ４に戻り、生成された合成画像データがハードディスク１７６に保存されるとともに（ステップＳ４−２回目）、受光レベルＬＲ１および受光レベルＬＲ２と異なる受光レベルの下で３回目の画像の読み取りが行われてＬＲ３データが取得される（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３−３回目）。このＬＲ３データと、合成画像データとにレベル補正処理が施されて（ステップＳ５）、重みが付され（ステップＳ６）、それらが合成される（ステップＳ７）。しかし、この例では、Ｒ色について２回の画像の読み取りが行われるものとして説明を続ける。

Ｒ色の光における画像読取処理が終了すると、続いて、光源１１１からＲ色の光が発せられて、Ｒ色と同様にして画像が読み取られる。さらに、Ｂ色の光における画像読取処理が行われて、全ての光における画像読取処理が終了する。

以上のようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光における画像の読み取りが終了すると、図２に示すフィルムキャリア１１９によって写真フィルム２０が移動されて、次のコマの読み取りが開始される。

ここで、ステップＳ５で用いられるレベル比が不正確である場合、そのようなレベル比に応じてレベル補正がなされた複数の画像を合成するときに階調ずれが生じてしまい、生成された画像にトーンジャンプが生じてしまう恐れがある。このレベル比は、受光レベルＬＲ１と受光レベルＬＲ２との比であるため、これらの受光レベルを作るために調整されたＰＷＭの調整量から算出することができるが、ＰＷＭの調整量と受光レベル値とのリニアリティは不完全であるため、このようにして算出されたレベル比は精度が低いという問題がある。また、これら受光レベルＬＲ１および受光レベルＬＲ２それぞれの下で生成された画像データの値を使ってレベル比を算出することも考えられるが、受光レベルが高い方の画像データは飽和してしまっている可能性があり、このような飽和した画像データを使ってレベル比を算出してしまうと、レベル比の精度が劣化してしまう。

本実施形態においては、例えば、一日の作業の開始前や、オペレータによって指示されたタイミングで、高精度なレベル比を算出する処理が行われる。

図６は、高精度なレベル比を算出する一連の処理を示すフローチャートである。以下では、このフローチャートに従って、精度の良いレベル比を算出するための処理について説明する。

まず、図５を使って説明した画像の読み取りにおける本処理と同様にして、各色の光による１回目の画像読取時の受光レベルが実現される（図６のステップＳ１１）。この例では、本処理と同様に、図３に示すＣＰＵ１７１によって光源１１１のＰＷＭが調整されて、ＣＣＤ１１５の受光レベルがレベルＬＲ１に調整される。

続いて、ステップＳ１１で実現された受光レベルＬＲ１の状態で、受光レベルが減衰される（図６のステップＳ１２）。この例では、図３に示すＣＰＵ１７１の指示によって、図２に示すＮＤフィルタ１１４が所定の位置に移動される。このＮＤフィルタ１１４によって光源１１１から照射された光が減衰され、ＣＣＤ１１５の受光レベルがＬＲ１＿ｌｏｗに減衰される。ここで、このＮＤフィルタ１１４の濃度は、暗い受光レベル下での画像データのＳ／Ｎ比が劣化するのを避けるため、画像データの飽和レベルの５０％〜９０％程度の濃度であることが好ましい。

この状態で、図５のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同様な処理を経て、Ｒ色の光によって画像の所定の画素が読み取られ（図６のステップＳ１３）、さらに、生成された画像データが図３に示すハードディスク１７６に保存される（図６のステップＳ１４）。

画像読取の本処理においては、各色の光それぞれについて２回ずつ画像の読み取りが行われたため、このレベル比算出処理においても、原稿が２回読み取られる。図６のステップＳ１５からステップＳ１１に戻る。

２回目の原稿の読取時には、本処理における各色の光による２回目の画像読取時の受光レベルが実現される（図６のステップＳ１１−２回目）。今回も本処理と同様に、図３に示すＣＰＵ１７１によって光源１１１のＰＷＭが変更されるとともに、ＮＤフィルタ１１４が光路を妨げない位置に移動されて、ＣＣＤ１１５の受光レベルがレベルＬＲ２に調整される。

続いて、２回目のステップＳ１１で実現された受光レベルＬＲ２の状態で、１回目のステップＳ１２と同様の方法で受光レベルが減衰される（図６のステップＳ１２−２回目）。図３に示すＣＰＵ１７１の指示によって、図２に示すＮＤフィルタ１１４が所定の位置に移動され、ＣＣＤ１１５の受光レベルがＬＲ２＿ｌｏｗに減衰される。この状態で、１回目と同様にして画像の所定の画素が読み取られ（図６のステップＳ１３−２回目）、生成された画像データが保存される（図６のステップＳ１４−２回目）。

本処理と同様に２回の画像読取処理が行われると、生成された複数の画像データに基づいてレベル比が算出される（図６のステップＳ１６）。１回目の受光レベルＬＲ１＿ｌｏｗの下で生成された画像データをＬＲ１＿ｌｏｗデータ、２回目の受光レベルＬＲ２＿ｌｏｗの下で生成された画像データをＬＲ２＿ｌｏｗデータとすると、レベル比Ｒは、
レベル比Ｒ＝（ＬＲ１＿ｌｏｗデータのデータ値）／（ＬＲ２＿ｌｏｗデータのデータ値）
の式で算出される。

ＬＲ１＿ｌｏｗデータ、およびＬＲ２＿ｌｏｗデータは、飽和しないように予め減衰された受光レベル下で生成されており、これらＬＲ１＿ｌｏｗデータ、およびＬＲ２＿ｌｏｗデータに基づいて算出されたレベル比Ｒは、十分に高い精度を有する。このレベル比Ｒを図５のステップＳ５のレベル補正に用いることによって、複数の画像データに精度良くレベル補正が施され、これら複数の画像データが合成された画像データが表わす画像は、グラデーション等が自然で高い画質を有する。

尚、この例では、画像の１つの画素のみを使ってレベル比Ｒを算出したが、画像の複数の画素を使って複数のレベル比を算出して、それら複数のレベル比の平均値をレベル補正に用いても良い。

また、この例では、Ｒ色の光でのみレベル比を算出して、そのレベル比を全ての色の画像データにおけるレベル補正に共通して用いたが、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとにレベル比を算出して、それぞれのレベル比を各色の画像データそれぞれにおけるレベル補正に用いてもよい。特に、複数の受光レベルを作るときに、光源の電流値や電圧値、光学フィルタなどを制御する場合には、各色で受光レベルが異なってしまうことがあるため、各色ごとにレベル比を算出することが好ましい。

以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の画像読取装置の第２実施形態の説明を行う。以下では、第１実施形態との相違点に注目し、重なる部分については説明を省略する。

第２実施形態におけるスキャナ部は、図２に示す第１実施形態のスキャナ部１１０とほぼ同様な構成を有するが、ＮＤフィルタ１１４が備えられていない。

図７は、第２実施形態において、高精度なレベル比を算出する一連の処理を示すフローチャートである。

まず、図５を使って説明した画像読取の本処理と同様にして、各色の光による１回目の画像読取時の受光レベルが実現される（図７のステップＳ２１）。本処理と同様に、図３に示すＣＰＵ１７１によって光源１１１のＰＷＭが調整されて、ＣＣＤ１１５の受光レベルがレベルＬＲ１に調整される。

続いて、ステップＳ２１で実現された受光レベルＬＲ１の状態で、本処理と同様にして、画像が読み取られ（図７のステップＳ２２）、さらに、生成された画像データが図３に示すハードディスク１７６に保存される（図７のステップＳ２３）。

本実施形態のレベル比算出処理においても、本処理と同様にして画像が２回読み取られる。図７のステップＳ２４からステップＳ２１に戻る。

本処理と同様に、光源１１１のＰＷＭが変更されてＣＣＤ１１５の受光レベルがレベルＬＲ２に調整され、その状態で画像が読み取られ（図７のステップＳ２２−２回目）、画像データが保存される（図７のステップＳ２３−２回目）。

画像の読み取りが終了すると、生成された２つの画像データ（ＬＲ１データ、およびＬＲ２データ）それぞれの同じ画像領域のデータ値が検出され、それら２つのデータ値がどちらもＣＣＤの飽和値以下の値であるか否かが判定される（図７のステップＳ２５）。

２つのデータ値の少なくとも一方が飽和値よりも大きい場合、ＬＲ１データ、およびＬＲ２データにおけるデータ値が検出される領域（以下では、判定領域と称する）が変更される（図７のステップＳ２６）。

さらに、ＬＲ１データ、およびＬＲ２データそれぞれの判定領域のデータ値が検出され、それら２つのデータ値がどちらもＣＣＤにおける飽和値以下の値であるか否かが判定される（図７のステップＳ２５−２回目）。

このステップＳ２５およびステップＳ２６の処理が、ＬＲ１データ、およびＬＲ２データそれぞれの判定領域におけるデータ値がどちらも飽和値以下になるまで行われる。

データ値がどちらも飽和値以下になると、それらのデータ値に基づいてレベル比が算出される（図７のステップＳ２７）。例えば、ＬＲ１データのデータ値をＤＡＴＡ＿ＬＲ１、およびＬＲ２データのデータ値をＤＡＴＡ＿ＬＲ２とすると、レベル比Ｒは、
Ｒ＝ＤＡＴＡ＿ＬＲ１／ＤＡＴＡ＿ＬＲ２
で算出される。

ここで、１つのレベル比を算出して、それをレベル補正に用いてもよいが、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７の処理を繰り返して複数のレベル比を算出して、その平均値などをレベル補正に用いても良い。その際、画素間のばらつきの影響を抑えるため、４画素以上、できれば６４画素以上においてレベル比を算出して、それらの平均値を用いることが好ましい。

また、このレベル比算出の処理を、図５に示す本処理のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３を経て生成された複数の画像データを使って行ってもよい。

このように、本実施形態によると、ＮＤフィルタなどといった減衰手段を備えることなく、信頼性の高いレベル比を算出することができる。

ここで、上記では、光源のＰＷＭなどを変化させることによって複数の受光レベルを作る画像読取装置について説明したが、本発明にいうレベル変更部は、例えば、光源の電流や電圧、ＣＣＤの蓄電時間、透過率を変更するデバイスの挿入などによって複数の受光レベルを作るものであってもよい。

また、上記では、ＮＤフィルタによって受光レベルを減衰させる例について説明したが、本発明にいうレベル減衰手段は、絞りや光学フィルタなどを用いるものであっても良い。

また、上記では読取素子としてＣＣＤを適用する例について説明したが、本発明にいう読取素子は、例えば、ＭＯＳなどであってもよい。

また、上記では、画像読取装置を写真用デジタルプリンタに適用する例について説明したが、本発明にいう画像読取装置は、光源から発せられた光が原稿上で反射した反射光に基づいて、原稿の画像を読み取る、汎用のスキャナやコピー機などに適用するものであってもよい。

本発明の画像読取装置の一実施形態が適用された、デジタル画像データに基づいて画像を写真プリントする写真用デジタルプリンタの外観斜視図である。 画像入力機のスキャナ部の構成を示す模式図である。 画像入力機の画像補正処理部を構成している回路部のブロック図である。 画像出力機の内部構造を示す模試図である。 広いダイナミックレンジを有する撮影画像を得る一連の画像読取処理を示すフローチャートである。 高精度なレベル比を算出する一連の処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において、高精度なレベル比を算出する一連の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 写真用デジタルプリンタ
２０ 写真フィルム
１００ 画像入力機
１１０ スキャナ部
１１１ 光源
１１２Ａ ＬＥＤ光源
１１２Ｂ 拡散ボックス
１１２Ｃ 温調ユニット
１１３ 撮像レンズ
１１４ ＮＤフィルタ
１１５ ＣＣＤ
１１６ ＣＣＤ基板
１１７ 画素ずらしピエゾ
１１８ Ａ／Ｄ変換部
１１９ フィルムスキャナ
１３０ ＣＲＴ表示部
１４０ キーボード
１５０ マウス
１６０ 回路部
１６２ 小型記録媒体ドライブ
１６３ 小型記録媒体
１６４ ＦＤドライブ
１６５ ＦＤ
１７１ ＣＰＵ
１７２ ＲＡＭ
１７３ ＲＯＭ
１７４ 制御インタフェース
１７５ 画像インタフェース
１７６ ハードディスク
１７７ 外部インタフェース
１７８ バス
２１０ レーザプリンタ部
２２０ プロセッサ部
２２１ リザーバ部
２２２ 現像槽
２２３ 定着槽
２２４ リンス槽
２２５ 乾燥槽
２３０ カッタ
２４０ ソータ

Claims (2)

1. 原稿に光を照射する光源と、
   前記光源の光が照射された原稿から得られる光を受光して該原稿を読み取り、該原稿の画像を表す画像データを生成する読取部と、
   前記読取部における受光レベルを変更するレベル変更部と、
   前記レベル変更部によって前記受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作り、それら複数の受光レベルそれぞれの下で前記読取部に前記原稿を読み取らせて複数の画像データを生成させる読取制御部と、
   前記読取部における受光レベルを減衰させるレベル減衰部と、
   前記レベル変更部によって前記受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作った状態で、前記レベル減衰部によって該複数の受光レベルそれぞれを同一の減衰率で減衰させて複数の減衰受光レベルを作り、それら複数の減衰受光レベルそれぞれの下で該読取部に任意の画像を読み取らせて複数の画像データを生成させる減衰制御部と、
   前記減衰制御部が前記読取部に生成させた複数の減衰画像データに基づいて、それら減衰画像データが生成されたときの複数の減衰受光レベル相互のレベル比を算出するレベル比算出部と、
   前記読取制御部が前記読取部に生成させた複数の画像データを、前記レベル比算出部によって算出されたレベル比に応じたレベル補正を経て合成する合成部とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿に光を照射する光源と、
   前記光源の光が照射された原稿から得られる光を受光して該原稿を読み取り、該原稿の画像を表す画像データを生成する読取部と、
   前記読取部における受光レベルを変更するレベル変更部と、
   前記レベル変更部によって前記受光レベルを変更させて複数の受光レベルを作り、それら複数の受光レベルそれぞれの下で前記読取部に前記原稿を読み取らせて複数の画像データを生成させる読取制御部と、
   前記複数の画像データそれぞれにおけるデータ値がどちらも、前記読取部における飽和値を下回っている画像領域における、該複数の画像データのデータ値に基づいて、前記複数の受光レベル相互のレベル比を算出するレベル比算出部と、
   前記読取制御部が前記読取部に生成させた複数の画像データを、前記レベル比算出部によって算出されたレベル比に応じたレベル補正を経て合成する合成部とを備えたことを特徴とする画像読取装置。

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