JP2006203815A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿の読み取りデータのピーク値を検出し、そのピーク値に応じて画像データを正規化することによって画像の地肌を除去する画像読取装置を提供する。
【解決手段】 地肌領域を読み取り、予め定めた地肌領域の濃度を除去する範囲（以下、地肌除去濃度範囲とする）を超えた濃度領域を地肌として検出した場合に、画像データに乗算されるゲイン数を調整することにより、原稿のデザインや大きさによって同じ濃度部分を読み取った画像データにおける濃度差の発生を防止する。また、ゲイン係数の調整は、画像データの状態に応じて、ユーザが操作部を通じて設定することもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像読取装置に関し、特に、原稿の読み取りデータのピーク値を検出し、そのピーク値に応じて画像データを正規化することによって画像の地肌を除去する画像読取装置に関する。

一般に複写機などの画像処理装置において、対象となる原稿をスキャナなどの画像読取装置で読み取り、読み取られた多値画像をプリンタ又はディスプレイに出力した場合、原稿の地肌の濃淡もそのまま再現されるため、出力画像中に地肌の汚れが目立つ画像となる。そこで、従来から画像を出力する前に、原稿の地肌の濃度レベルに相当する閾値を設定し、この閾値を基に地肌を検出し、原稿地肌の汚れを除去していた。

複数の原稿が貼り合わされた原稿においては、例えば新聞などの地肌濃度が高い紙や、上質紙などの地肌濃度の低い紙が混在していて、地肌の濃度レベルはそれぞれ異なる値をとる。そのため、例えば、新聞の地肌濃度レベルに合わせた地肌の除去を上質紙に対して施すと上質紙の絵柄のハイライトや低コントラストの文字が除去される。一方、上質紙の地肌濃度レベルに適した閾値を適用すると、新聞の地肌が除去されないという問題がある。

特許文献１では、像域分離情報及び色情報を用いることにより、地肌除去閾値を地肌の濃度レベルに連続的に追従させて高精度に切り替え、また貼り合わせ原稿の数が多い場合や原稿に占める地肌領域の割合が少ない場合でも高精度に切り替えて地肌を除去することができる画像処理装置が提案されている。
特開平７−２６４４０９号公報

しかし、上記の発明は以下の問題を有している。

図２は、ディジタルＰＰＣの読取部の回路構成を示している。この読取部は、この回路の他に、シェーディング補正を行うための基準白板と、原稿を載せるための原稿台を有し、原稿台の下を光源、ミラーが搭載されたキャリッジが副走査方向に移動することにより原稿を読み取ることができる。この場合、光源光が原稿に照射され、その反射光がミラー、集光レンズを介してＣＣＤ基板１上のＣＣＤ２に導かれてアナログ電気信号に変換される。この画像信号は、同じくＣＣＤ基板１上のアナログ処理回路３、Ａ／Ｄ変換回路器４を介して画像処理基板５上のディジタル処理回路６に送られる。ディジタル処理回路６は、ＣＰＵ１１(及びメモリ１２)により制御される原稿ピーク検出部７、地肌除去演算部８、シェーディング補正回路９、フィルタ処理回路、γ変換処理回路１０などのディジタル回路を有し、これらの画像処理を行って複写機の不図示の書き込み部に送る。

ディジタル処理回路６は、原稿ピーク検出部７において地肌除去演算を行う為の原稿地肌ピークレベルを検出・保持し、その値を用いて地肌除去演算部８においてディジタル画像データを正規化する。

また、シェーディング補正回路９は、原稿の読み取り前に読み取られた基準白板の主走査方向に対する画素毎の読み取りデータを記憶し、その読み取りデータに基づいて原稿の読み取りデータを除算することにより、光源の主走査方向への照明むらやＣＣＤ２の画素毎の感度むらを補正する。ここで、一般に、原稿の地肌部の読み取り濃度レベルは、その原稿の白に最も近い濃度レベルであると考えられる。したがって、原稿の読み取りデータのピーク値を用いて画像データを正規化すれば、地肌部が白色の濃度レベルと等価になるので、見かけ上、地肌部の濃度情報がなくなり地肌を除去することができる。

地肌除去演算は、通常、原稿の地肌ピークレベルに応じて決るゲイン係数が乗算され、目標出力レベルに変換される。

図３は、地肌がほぼ白基準板に近い白の原稿を読んだ場合の地肌とその原稿内に存在する黒部分(高濃度部分)のデータの挙動を示す。例えば、各画素を８ビットのディジタル信号に変換したとき、各画素のＲＧＢ濃度信号は、０から２５５の値をとる。したがって、白は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）であり、黒は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）である。

地肌除去演算部８は、白基準板及び原稿地肌領域の濃度レベルが目標とする濃度レベルになるように、ゲイン係数を乗算する。その後、シェーディング補正部９がシェーディング補正を行い、地肌領域の濃度レベルをほぼ２５５(地肌を除去した状態)にする。この時、黒部分のデータにも地肌と同じゲイン係数が乗算される。なお、地肌除去処理は、どんな原稿でも行うわけではなく、ある程度地肌の濃度が濃くなるとゲイン係数演算は行うが地肌領域の濃度レベルが２５５となるほどゲイン係数を乗算しない。

図４は、地肌除去部８が地肌除去を行う濃度のほぼ下限付近の地肌濃度の原稿を読み取った場合の地肌及びその原稿内に存在する黒部分(高濃度部分)のデータの濃度レベルの挙動を示す。具体的な原稿のイメージとしては、新聞紙等の地肌のある程度濃い原稿を読み取った場合である。

図３と同様、地肌除去演算部８は、白基準板および原稿地肌領域の濃度レベルを目標とする濃度レベルになるように、ゲイン係数を乗算している。その後、シェーディング補正部９がシェーディング補正を行って地肌領域の濃度レベルをほぼ２５５(地肌を除去した状態)に補正している。ここでは地肌に図３のときよりも高いゲイン係数が乗算されるため、黒部分のデータが図３のときよりも濃度レベルが高くなっている。

図５は、地肌の濃度がさらに濃い、装置の地肌除去範囲を超えた地肌濃度の原稿での地肌とその原稿内に存在する黒部分(高濃度部分)の濃度レベルの挙動である。

地肌除去範囲を超えた高い地肌濃度の原稿に対しては、地肌除去範囲内で最も濃度が高い状態での地肌領域の濃度レベルが目標とする濃度レベルになるようなゲイン係数が地肌データに乗算される。従って、この場合、地肌は完全に除去されない。しかし、黒部分のデータには、図４のときよりもさらに高いゲイン係数が乗算されることになるので、濃度レベルはさらに高くなる。

このような従来の画像読取装置の地肌除去機能によれば、黒領域を持つ原稿の読取データが周辺の地肌レベルの大小によって変化する。よって、原稿の濃度が均一であるにも係らず、出力画像の黒部分の濃度に差が生じることとなる。さらに、もともと値の低い黒領域の画像データに大きいゲイン係数が乗算されると、黒ベタ領域に含まれる画像データのノイズが増幅され、スジ等のノイズが目だった画像となる。

そこで、本発明は、地肌領域を読み取り、予め定めた地肌領域の濃度を除去する範囲（以下、地肌除去濃度範囲とする）を超えた濃度領域を地肌として検出した場合に、画像データに乗算されるゲイン数を調整することにより、原稿のデザインや大きさによって同じ濃度部分を読み取った画像データにおける濃度差の発生を防止できる画像読取装置を提案することを目的としている。

請求項１記載の発明は、原稿を読み取る読取手段を有する画像読取装置において、前記読取手段によって読み取った原稿の画像データから地肌の濃度レベルを検出する地肌検出手段と、前記地肌検出手段によって検出した前記濃度レベルに応じたゲイン係数を算出するゲイン係数生成手段と、前記ゲイン係数生成手段によって算出された前記ゲイン係数を前記画像データに乗算し、前記画像データに含まれる原稿の地肌成分を除去する地肌除去手段とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像読取装置において、前記地肌除去手段は、前記地肌検出手段によって検出された前記濃度レベルが前記地肌成分の除去が必要な濃度より低いとき、前記ゲイン係数を低くすることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像読取装置において、前記地肌除去手段によって前記画像データに乗算される前記ゲイン係数を変更する操作部を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像読取装置において、前記地肌検出手段によって検出される前記濃度レベルがピーク値であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像読取装置において、原稿の地肌領域の濃度レベルを設定する設定する設定手段を有し、前記ゲイン係数生成手段は、前記設定手段によって設定された前期濃度レベルを前記ピーク値によって除算した値が前記ゲイン係数であることを特徴とする。

本発明は、地肌領域を読み取り、予め定めた地肌領域の濃度を除去する範囲（以下、地肌除去濃度範囲とする）を超えた濃度領域を地肌として検出した場合に、画像データに乗算されるゲイン数を調整することにより、原稿のデザインや大きさによって同じ濃度部分を読み取った画像データにおける濃度差の発生を防止できる。

以下、本発明の一実施形態に係る画像読取装置の構成及び動作について説明する。

図１は、本実施形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る画像読取装置は、ＣＣＤ基板１３、ＣＣＤ１４、アナログ信号処理部１５、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理基板１７、ディジタル処理回路１８、原稿ピーク検出部１９、地肌除去演算部２０、シェーディング補正部２１、フィルタ処理・γ変換処理回路２２、ＣＰＵ２３、メモリ２４、ゲイン係数生成部２５、及び操作部２６を有して構成される。

なお、本実施形態に係る画像読取装置は、この回路の他に、シェーディング補正を行うための基準白板と、原稿を載せるための原稿台を有し、原稿台の下を光源、ミラーが搭載されたキャリッジが副走査方向に移動することにより原稿を読み取ることができる。この場合、光源光が原稿に照射され、その反射光がミラー、集光レンズを介してＣＣＤ基板１３上のＣＣＤ１４に導かれてアナログ電気信号に変換される。この画像信号は、同じくＣＣＤ基板１３上のアナログ処理回路１５、Ａ／Ｄ変換回路器１６を介して画像処理基板１７上のディジタル処理回路１８に送られる。ディジタル処理回路１８は、ＣＰＵ２３(及びメモリ２４)により制御される原稿ピーク検出部１９、地肌除去演算部２０、シェーディング補正部２１、フィルタ処理・γ変換処理回路２２、ゲイン係数生成部２５などのディジタル回路を有し、これらの画像処理を行って複写機の不図示の書き込み部に送る。

ディジタル処理回路１８は、原稿ピーク検出部１９において読み取った画像データのピーク値を検出し、ゲイン係数生成回路部２５において画像データのピーク値に応じたゲイン係数値を算出し、該ゲイン係数を地肌除去演算部２０に転送し、地肌除去演算部２０においてゲイン係数と画像データの乗算を実行し、ディジタル画像データを正規化する。

また、シェーディング補正回路２１は、原稿の読み取り前に読み取られた基準白板の主走査方向に対する画素毎の読み取りデータを記憶し、その読み取りデータに基づいて原稿の読み取りデータを除算することにより、光源の主走査方向への照明むらやＣＣＤ１４の画素毎の感度むらを補正する。ここで、一般に、原稿の地肌部の読み取りレベルは、その原稿の白に最も近い濃度レベルであると考えられる。

なお、本実施形態においては、ＣＣＤ１４で読み取った画像の各画素を８ビットのディジタル信号に変換した例について説明する。よって、各画素のＲＧＢ濃度信号は、０から２５５の値をとり、白は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）であり、黒は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）である。

地肌除去演算部８は、白基準板及び原稿地肌領域の濃度レベルが目標とする濃度レベルになるように、ゲイン係数を乗算する。その後、シェーディング補正部９がシェーディング補正を行い、地肌領域の濃度レベルをほぼ２５５(地肌を除去した状態)にする。

次に、地肌除去演算部２０においてゲイン係数を算出する具体的な処理について説明する。

なお、本実施形態においては、原稿の地肌領域の濃度レベルをほぼ２５５に達するように除去する地肌濃度（以下、地肌除去濃度とする）の下限を１００（／２５５）とする。原稿の地肌領域の濃度レベルは、操作部からユーザが任意に設定してもよい。

例えば、検出された地肌領域の濃度レベルのピーク値が１００以上であった場合、地肌除去演算部２０は、（地肌領域の目標とする濃度レベル）／（原稿の地肌領域における濃度レベルのピーク値）を地肌除去用のゲイン数として、ディジタル画像信号Ｄに乗算する。

つまり、地肌除去演算部２０から得られる画像データＡＥ＿Ｄは、ディジタル画像信号Ｄの地肌領域における濃度レベルのピーク値が１００（／２５５）以上の場合、ＡＥ＿Ｄ＝Ｄ×（地肌領域の目標とする濃度レベル）／（原稿の地肌領域における濃度レベルのピーク値）により地肌領域の除去を実現する。

一方、ディジタル画像信号Ｄの地肌領域における濃度レベルのピーク値が１００（／２５５）以下の場合、ＡＥ＿Ｄ＝Ｄ×（地肌領域の目標とする濃度レベル）／（原稿の地肌領域における濃度レベルのピーク値）×Ａにより地肌領域の除去を実現する。ここで、係数Ａは１より低い係数である。地肌領域における濃度レベルのピーク値が地肌除去濃度よりも低い場合、係数Ａによりディジタル画像信号Ｄに乗算されるゲイン係数を低く抑える。よって、地肌領域以外の領域の濃度が高い原稿の高濃度領域の濃度レベルが低下することが防止することができる。また、係数Ａは、操作部２６から調整可能であり、画像の状態に応じて、ユーザの好みに合わせて調整できる。

また、例えば、地肌領域の目標とする濃度レベルが２００（／２５５）で、ディジタル画像信号Ｄの地肌領域における濃度レベルのピーク値が１５０（／２５５）であった場合、ゲイン係数生成部２５は（地肌領域の目標とする濃度レベル）／（原稿の地肌領域における濃度レベルのピーク値）、本例においては２００／１５０＝１．３３をゲイン係数として算出し、地肌除去演算部２０に入力する。

そして、例えば、原稿の地肌領域における濃度レベルのピーク値が１００〜１５０（／１５０）の場合、ゲイン係数（１．３３）をディジタル画像信号Ｄに乗算する。つまり、地肌を除去するために高いゲイン係数をディジタル画像信号Ｄに乗算する。

一方、原稿地肌領域における濃度レベルのピーク値が５０〜１００（／２５５）の場合、ゲイン係数生成部２５から入力されたゲイン係数よりも低いゲイン係数をディジタル画像信号に乗算する。ここでは、ゲイン係数生成部２５のおいて算出されたゲイン係数（１．３３）を１５％低下させたゲイン係数（１．１３）をディジタル画像信号Ｄに乗算する。

一方、原稿地肌領域における濃度レベルのピーク値が５０（／２５５）以下の場合、ゲイン係数生成部２５から入力されたゲイン係数をディジタル画像信号に乗算しない。ゲイン係数を乗算しないことにより、原稿上の濃度レベルが高い領域が地肌レベルによって薄くなることを防止する。

なお、ゲイン係数は操作部２６から調整可能であり、画像の状態に応じて、ユーザの好みに合わせて調整できる。

本実施形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。 従来の画像読取装置の構成を示すブロック図である。 従来の画像読取装置において地肌除去を行った場合の濃度レベルを示す図である。 従来の画像読取装置において地肌除去を行った場合の濃度レベルを示す図である。 従来の画像読取装置において地肌除去を行った場合の濃度レベルを示す図である。

符号の説明

１３ ＣＣＤ基板
１４ ＣＣＤ
１５ アナログ信号処理部
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 画像処理基板
１８ ディジタル処理回路
１９ 原稿ピーク検出部
２０ 地肌除去演算部
２１ シェーディング補正部
２２ フィルタ処理・γ変換処理回路
２３ ＣＰＵ
２４ メモリ
２５ ゲイン係数生成部
２６ 操作部

Claims (5)

1. 原稿を読み取る読取手段を有する画像読取装置において、
   前記読取手段によって読み取った原稿の画像データから地肌の濃度レベルを検出する地肌検出手段と、
   前記地肌検出手段によって検出した前記濃度レベルに応じたゲイン係数を算出するゲイン係数生成手段と、
   前記ゲイン係数生成手段によって算出された前記ゲイン係数を前記画像データに乗算し、前記画像データに含まれる原稿の地肌成分を除去する地肌除去手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記地肌除去手段は、前記地肌検出手段によって検出された前記濃度レベルが前記地肌成分の除去が必要な濃度より低いとき、前記ゲイン係数を低くすることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記地肌除去手段によって前記画像データに乗算される前記ゲイン係数を変更する操作部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
4. 前記地肌検出手段によって検出される前記濃度レベルがピーク値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像読取装置。
5. 原稿の地肌領域の濃度レベルを設定する設定する設定手段を有し、
   前記ゲイン係数生成手段は、前記設定手段によって設定された前期濃度レベルを前記ピーク値によって除算した値が前記ゲイン係数であることを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。

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