JP2006211054A - Image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、複写機等においてラインセンサを用いて画像データを取り込む画像処理装置に関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus that captures image data using a line sensor in an image scanner, a facsimile machine, a copying machine or the like.
従来では、画像読み取りにおいて、読み取った画像データに原稿には存在してないスジが副走査方向に発生することが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
かかる副走査方向のスジは、原稿読み取り時、或いはシェーディング補正用の基準データの読み取りにおいて、光学経路上に有る何らかの異物を読み取ることにより、発生することが知られている。
It is known that such a streak in the sub-scanning direction is generated by reading some foreign matter on the optical path when reading a document or reading reference data for shading correction.
上記のように従来の画像処理装置においては、読み取りセンサに入力するライン毎の読み取り位置に異物が存在すると、この読み取り及びシェーディング補正処理にライン毎に用いる基準白データにより副走査方向に連なったスジとなって現れるため、この不具合を解消することが望まれている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して異物の存在が副走査方向に連なったスジとなって現れる不具合を解消することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional image processing apparatus, when foreign matter exists at the reading position for each line input to the reading sensor, the streak connected in the sub-scanning direction by the reference white data used for each line for the reading and shading correction processing. Therefore, it is desired to solve this problem.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can eliminate the problem that the presence of foreign matter appears as a streak continuous in the sub-scanning direction in consideration of the above situation.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、原稿を搬送させながら所定位置に固定された読み取り光学系の読み取りセンサによって画像データを読み取り、読み取った画像データを処理する画像処理装置において、回転中の白色ローラ面を原稿読み取り前に複数のライン原稿読み取り位置において、前記読み取りセンサにより読み取ったラインデータを基に生成した白基準データを検証し、前記白色ローラ面に設けた読み取り位置マークを読み取ることにより、前記白色ローラ面に存在する傷や汚れ位置を特定する画像処理手段と、前記特定した位置の異常を記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記特定した傷や汚れ位置を、前記白基準データとして取り込まないように前記白色ローラを予め回転させてから前記白基準データを読み取る請求項1に記載の画像処理装置を特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記画像処理手段は、前記白基準データにおいて濃度低下が発生した場合に、前記読み取りセンサと前記白色ローラの間にあるコンタクトガラスに濃度低下を発生させる原因が有ると判定する判定手段を備えた請求項2記載の画像処理装置を特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
The image processing according to
According to a third aspect of the present invention, when the density reduction occurs in the white reference data, the image processing means has a cause of causing the density reduction in the contact glass between the reading sensor and the white roller. The image processing apparatus according to
本発明によれば、原稿読み取り前に原稿読み取り位置にて原稿搬送ローラ(白色ローラ)を回転させながら白色ローラ面を複数ライン読み取ったラインデータを基に生成する白基準データを検証し、白色ローラ面にある読み取り位置マークを読み取り、それによって白色ローラ面に存在する傷や汚れ位置を特定し、その位置を記憶手段に記憶させることができるようにしたので、異物の存在が副走査方向に連なったスジとなって現れる不具合を解消することができる。 According to the present invention, white reference data generated based on line data obtained by reading a plurality of lines of the white roller surface while rotating the document conveying roller (white roller) at the document reading position before document reading is verified. Since the reading position mark on the surface is read, the position of scratches and dirt existing on the surface of the white roller is specified, and the position can be stored in the storage means, so the presence of foreign matter continues in the sub-scanning direction. The problem that appears as a streak can be solved.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の画像処理装置を搭載するイメージスキャナの実施の形態を説明する概略図である。
この図1に示すイメージスキャナは自動原稿給紙装置(ADF)2を備えており、原稿台11に原稿(図示せず)をセットし、原稿を搬送しながら画像データを読み取る。
原稿台11の下部には原稿排紙台3が設けられており、読み終えた原稿はこの原稿排紙台3に排出される。これによりイメージスキャナの原稿の搬送処理部を構成している。
この場合、イメージスキャナ本体1の内部には、光源4aとミラー4bと、レンズ6と1次元の光電変換素子を備えたラインセンサ(本実施の形態ではCCDを使用する)7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はここでの説明を省略する。
ユニット10として構成されるADF2内にはステッピングモータ12が備えられている。またイメージスキャナ本体1の内部にはシェーディング補正を行なうための白基準板(白色ローラ)15が移動手段(図示せず)を伴って配置されている。この白基準板15を読み取る際には、これをスキャンライン位置(原稿を搬送させて画像を読み取る場合の読み取り位置)に移動して読み取る構成となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an embodiment of an image scanner equipped with an image processing apparatus of the present invention.
The image scanner shown in FIG. 1 includes an automatic document feeder (ADF) 2. A document (not shown) is set on a document table 11 and image data is read while the document is conveyed.
A document discharge table 3 is provided below the document table 11, and the document that has been read is discharged to the document discharge table 3. This constitutes a document conveyance processing unit of the image scanner.
In this case, inside the image scanner
A
図2は図1のイメージスキャナの露光走査光学系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概略ブロック図である。また図3は図1のイメージスキャナのADFモードにおける画像データ読み取りの基本動作を説明する概略図である。
図2に示す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。また図1に示した白基準板15を所定の読み取り位置に移動させて白基準データをCCD7に読み取らせるように制御する。
CCD7により読み取った画像データに対して画像処理部19内のA/Dコンバータ(図示せず)によりアナログディジタル変換を行い、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と接続しているラインバッファ31に記憶する。それと並行してCPU16はステッピングモータ12をモータドライバ(駆動装置)28により駆動する。
これにより、原稿台11にセットされた原稿13(図3)を分離ローラ29、搬送ローラ30で搬送していき、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、原稿13面上の画像データはCCD7で読み取られる。
図2及び図3に関連して、詳述はしないがユニット10として構成されるADF2、ミラー4b、白基準板15、CCD駆動部18、スキャンバッファ25、I/Fコントローラ26が示されている。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of a control circuit for processing image data read by the exposure scanning optical system of the image scanner of FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the basic operation of image data reading in the ADF mode of the image scanner of FIG.
The
The image data read by the
As a result, the document 13 (FIG. 3) set on the document table 11 is conveyed by the
2 and 3, although not described in detail, an
図4は図2の画像処理部の基本的な内部の構成を示すブロック図である。
図2のCCD7により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においてデジタル変換の処理まで行なわれる。その後、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う。
アナログビデオ信号aに上記で各種の画像データ処理を行なった後、2値化処理部(画像データ出力部)24により、所望とする2値化処理された2値化データbを作成する。なお、ここでは2値化処理部として例を示しているが、多値処理でも同様である。
その後、2値化データbをスキャンバッファ25(図2)に順次記憶していく。I/Fコントローラ26(図2)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なう。バッファコントローラ27(図2)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。
図5は図4中の本発明に関わる画像データ処理部を細分化、かつ抜粋して示す概略回路図である。図中の各部を説明すると、光源4aよりスキャンライン上にある原稿13を照らし、反射光をシェーディング調整板32を通してレンズ6によって集光し、ラインセンサ(CCD)7にて結像する構成とする。
なお、図5においては、説明を簡単にするために反射光を折り返すためのミラーは省略している。この実施の形態で示しているシェーディング調整板32は、ラインセンサ7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している。
これはシェーディング演算処理において、ラインセンサ中央部と端部で反射光量の差が有り過ぎると、多分に歪を含んだ演算結果しか得られないために、反射光量の差を予め無くした後に、シェーディング演算処理を行なうためのものである。
図5において、ラインセン7からの信号はプリアンプ回路33、可変増幅回路34、A/Dコンバータ35、黒補正演算回路36、シェーディング補正演算回路37を介して処理され、次段処理へ出力される。
FIG. 4 is a block diagram showing a basic internal configuration of the image processing unit of FIG.
The analog video signal a photoelectrically converted by the
After performing various kinds of image data processing on the analog video signal a as described above, a binarization processing unit (image data output unit) 24 creates desired binarized data b that has been binarized. Here, an example is shown as a binarization processing unit, but the same applies to multi-value processing.
Thereafter, the binarized data b is sequentially stored in the scan buffer 25 (FIG. 2). The I / F controller 26 (FIG. 2) performs control to output the data in the
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing the image data processing unit related to the present invention in FIG. 4 subdivided and extracted. Explaining each part in the figure, the original 13 on the scan line is illuminated from the
In FIG. 5, a mirror for folding the reflected light is omitted for the sake of simplicity. The shading adjustment plate 32 shown in this embodiment plays the role of adjusting the amount of light for eliminating the difference in the amount of reflected light between the center and the end of the
This is because, in the shading calculation process, if there is too much difference in the amount of reflected light between the center and end of the line sensor, only the calculation result including distortion is obtained. This is for performing arithmetic processing.
In FIG. 5, the signal from the
図6はシェーディング調整板が無い場合の白基準板のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布を示す図である。図7はシェーディング調整板を用いた際のレベル分布を示す図である。
シェーディング調整板の働きを示す例として、図6は調整板が無い場合の白基準板のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布を示している。図6に示すように中央部のレベルが高く、端部でレベルが落ちる。図7はシェーディング調整板を用いた際のレベル分布を示しており、中央部でレベルが高く端部でレベルが落ちるという状態ではない。
図5に示したように、ラインセンサ7で光電変換を行った後に、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35にてデジタル変換を行なう。デジタル化したビデオデータは黒側のオフセット分となる部分を演算処理(黒補正演算回路36)にて取り除き、シェーディング補正演算回路37に送る。
詳しくは説明しないが、この際の黒側のオフセット分には、ラインセンサ7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差分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板(図1)を読み取った基準データをラインバッファ31(図2)に記憶し、実際の原稿読み取りの際には、この基準データと原稿読み取りデータ間でシェーディング演算処理を行い、画像データとして次段処理部に出力する。
FIG. 6 is a diagram showing the reproduction level distribution when the video data of the white reference plate is read when there is no shading adjustment plate. FIG. 7 is a diagram showing a level distribution when a shading adjustment plate is used.
As an example showing the function of the shading adjustment plate, FIG. 6 shows a reproduction level distribution when the video data of the white reference plate is read without the adjustment plate. As shown in FIG. 6, the level at the center is high, and the level falls at the end. FIG. 7 shows the level distribution when the shading adjustment plate is used, and it is not in a state where the level is high at the center and the level is lowered at the end.
As shown in FIG. 5, after performing photoelectric conversion by the
Although not described in detail, the black offset at this time includes a difference between channels when the output from the
For shading correction calculation, the reference data read from the white reference plate (FIG. 1) is stored in the line buffer 31 (FIG. 2), and shading is performed between the reference data and the original read data when actually reading the original. Arithmetic processing is performed and output as image data to the next stage processing unit.
図8は白色ローラ面の傷や汚れの検出処理を説明するために光学読み取り系を抜粋した構成で示す概略図である。
図8には抜粋した構成の光学読み取り系と白色ローラ及び読み取りガラス38を示しており、これを用いて白色ローラ面の傷や汚れの検出処理を説明する。
図8には白色ローラ15、読み取りガラス38、イメージスキャナ本体1の内部には、光源4aとミラー4bと、レンズ6と、1次元の光電変換素子を備えたラインセンサ(CCD)7とからなる光路を略示している。
図8を参照して、本実施の形態のイメージスキャナにおいて、原稿(図示せず)を搬送させながら原稿を読み取るには読み取りガラス38から入ってくる画像データを読み取る。この位置が原稿を搬送させて画像を読み取る場合の読み取り位置となり、通常スキャンライン位置と呼ばれる。
原稿画像を読み取る前に、白色基準板(白色ローラ)15を回転させながら、白基準データを読み取る。この白基準データを基にシェーディング補正処理を行なう。まず処理として読み取った白色ローラ15の読み取り主走査幅の画素による濃度の平均を求める。
図9は濃度の分布とその第1の平均例をグラフで示す図である。図10は濃度の分布とその第2平均例をグラフで示す図である。
図9では白色ローラ15(図8)を読み取った際の白基準データを生成した画像濃度の主走査方向への比較的濃度変化が無い場合の濃度分布例を示している。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an extracted optical reading system in order to explain the detection process of scratches and dirt on the white roller surface.
FIG. 8 shows an optical reading system, a white roller, and a reading
In FIG. 8, the
Referring to FIG. 8, in the image scanner of the present embodiment, in order to read a document while conveying a document (not shown), image data that enters from reading
Before reading the original image, the white reference data is read while rotating the white reference plate (white roller) 15. A shading correction process is performed based on the white reference data. First, the average of the density by the pixels of the read main scanning width of the
FIG. 9 is a graph showing density distribution and a first average example. FIG. 10 is a graph showing a density distribution and a second average example thereof.
FIG. 9 shows a density distribution example in the case where there is relatively no density change in the main scanning direction of the image density that generated the white reference data when the white roller 15 (FIG. 8) is read.
図10では白色ローラ15(図8)を読み取った際の比較的濃度変化が大きい場合の濃度分布例を示している。この分布例の中では、矢印で指示しているAの部位の画素とBの部位の画素にレベル低下が認められる。
異常画素の検出は対向検出板(図示せず)を読み取った主走査幅分の濃度平均値を求め、画素単位に求めた主走査幅分の平均値と濃度レベルの差を取り、その差が大きい場合に異常画素候補とする。差の大きさは予め設定するスレッシュホールド値により判定する。この判定により異常画素候補を抽出する。
図11は異常画素候補を平均濃度との差を取って抽出したもののうち主走査の抜粋部分を示す図である。異常画素候補を抽出したら、次にこの異常画素候補がどれくらい連続するかを検出する。即ち、異常画素候補が主走査方向にどれくらいの大きさを持っているかを検出する。
大きさを検出するために大きさ検出用のスレッシュホールド値を予め設定しておく。このスレッシュホールド値により判定した上で異常画素として検出する。これによると図11において矢印で示すA、B、C、Dの画素が異常画素候補である。
ここで連続画素のスレッシュホールドを「2」として考えると、A及びDは単独の異常画素候補で設定の異常画素に合致しない。合致するのはB、Cの連続異常画素候補の部分でこの画素部分が異常画素であると判定する。このようにして異常画素を検出することができる。
FIG. 10 shows an example of density distribution when the density change is relatively large when the white roller 15 (FIG. 8) is read. In this distribution example, a level drop is recognized in the pixel of the part A and the pixel of the part B indicated by the arrows.
Abnormal pixels are detected by obtaining an average density value for the main scanning width obtained by reading a counter detection plate (not shown), and taking the difference between the average value for the main scanning width obtained for each pixel and the density level. If it is larger, an abnormal pixel candidate is determined. The magnitude of the difference is determined by a preset threshold value. An abnormal pixel candidate is extracted by this determination.
FIG. 11 is a diagram showing an excerpt of main scanning out of the abnormal pixel candidates extracted by taking the difference from the average density. Once the abnormal pixel candidates are extracted, it is detected how long the abnormal pixel candidates continue. That is, the size of the abnormal pixel candidate in the main scanning direction is detected.
In order to detect the size, a threshold value for size detection is set in advance. The pixel is detected as an abnormal pixel after being determined by the threshold value. According to this, A, B, C, and D pixels indicated by arrows in FIG. 11 are abnormal pixel candidates.
If the threshold of continuous pixels is considered as “2”, A and D are independent abnormal pixel candidates and do not match the set abnormal pixels. It is determined that this pixel portion is an abnormal pixel in the portion of B and C continuous abnormal pixel candidates that match. In this way, abnormal pixels can be detected.
図12は読み取り位置マークを有する白色ローラを示す概略図である。
異常画素の判定の際には白色ローラ15のライン位置を特定するために、図12に示すような読み取り位置マーク15aを有する白色ローラを読み取る。
この例では読み取り位置マーク15aは原稿を搬送する外に設けられており、原稿読み取りに支障をきたすことは無い。この読み取り位置から異常を検出したラインまでのライン数を記憶手段(図示せず)に記憶させる。
上記により白色ローラ15上の傷或いは汚れ位置を特定し、そのライン位置を記憶した。これを用いて、白基準データの読み取りの際には、白色ローラ15を予め回転させておいて、傷或いは汚れ位置を白基準データとして取り込まないようにする。
まず、白色ローラ15の回転と読み取り位置マーク15aの検出により白色ローラ15の基準位置を検出する。次に記憶されている傷或いは汚れ位置分のライン数だけ白色ローラ15を回転させ、傷或いは汚れ位置を外した白色ローラ15のラインから白基準データを取り込む。この処理により傷或いは汚れを含まない白基準データを生成することができる。
上述した処理を行った上で白基準データ中に異常画素の存在の有無を検出する方法について説明する。上記では白色ローラ15を読み取ることにより異常画素を検出する方法について説明したが、この処理と同じようにシェーディング補正の基準データ用に生成した白基準データに対しても処理を行なう。
この処理は白色ローラ15上にある傷或いは汚れ以外に、コンタクトガラスの汚れやごみ付着による画像異常を検出させるためのものである。この処理により、検出結果を操作パネル(図示せず)等に表示することにより、コンタクトガラス(読み取りガラス)38(図8)の清掃を促し、ごみを取り除かせる。
したがって、白色ローラ15の回転により傷或いは汚れ位置を避けた白基準データであっても濃度低下が発生した場合に、読み取りセンサ7と白色ローラ15の間にあるコンタクトガラス38に濃度低下を発生させるごみ付着等の原因が有ると判定することができる。
FIG. 12 is a schematic view showing a white roller having a reading position mark.
When determining an abnormal pixel, in order to specify the line position of the
In this example, the reading position mark 15a is provided outside the transport of the document and does not hinder the document reading. The number of lines from this reading position to the line where the abnormality is detected is stored in a storage means (not shown).
The scratch or dirt position on the
First, the reference position of the
A method for detecting the presence or absence of abnormal pixels in the white reference data after performing the above-described processing will be described. In the above description, the method for detecting abnormal pixels by reading the
This process is for detecting an image abnormality due to dirt or dust on the contact glass in addition to scratches or dirt on the
Accordingly, even when the white reference data avoids scratches or dirt positions due to the rotation of the
7 読み取りセンサ(CCD、ラインセンサ)、15 白色ローラ(原稿搬送ローラ)、15a 読み取り位置マーク、19 画像処理部、31 記憶手段(ラインバッファ)、38 読み取りガラス(コンタクトガラス) 7 Reading sensor (CCD, line sensor), 15 White roller (original transport roller), 15a Reading position mark, 19 Image processing unit, 31 Storage means (line buffer), 38 Reading glass (contact glass)
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