JP2006245739A - 画像読取装置および画像読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】読み取られた画像の画質の劣化を抑えつつ、画像データからノイズを除去する画像読取装置および画像読取方法を提供する。
【解決手段】原稿が載る原稿台と、参照体と、線状の読取領域をその原稿台に沿って移動させながらその読取領域を読み取って読取信号を生成することによって該原稿台上の原稿の画像をその移動の方向に走査して読み取る原稿読取と、その参照体上で読取領域を複数箇所に移動させながら各読取領域を読み取って複数の参照読取信号を生成する参照読取とを実行する読取部と、参照読取で得られる複数の参照読取信号に基づいて、読取領域から得られる読取信号について該読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するノイズ位置確認部と、その読取領域上の発生位置について、その原稿読取で得られる読取信号を修正してノイズを除去するノイズ除去部とを備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像を読み取って読取信号を生成する画像読取装置および画像読取方法に関する。

情報技術の進歩した今日では、原稿中の原稿画像を電子データ化する必要性が増し、スキャナや複写機などといった、原稿画像を読み取って原稿画像を表す画像データを生成する画像読取装置が広く普及している。

画像読取装置の中には、原稿を搬送する手段を備え、搬送されてくる原稿画像を、一列に並んだセンサからなるラインセンサによって読み取って画像データを生成する画像読取装置が知られている。こうした画像読取装置では、原稿画像が読み取られる読取位置においてゴミが付着し、この結果、読み取られた画像データ中にすじ状のノイズが発生することがある。画像データ中にこのようなノイズが含まれるのを避ける方法として、ラインセンサを複数設け、それぞれから得られる画像データを比較することにより、読み取った画像データ中にゴミによるノイズが存在しているか否かを判定し、ノイズを含まない画像データを最終的な画像データとする方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。しかし、このようにラインセンサを複数設けると、得られる複数の読取信号を処理する回路の規模が大きくなり、コストも嵩んでしまう。特にカラーの画像読取装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の各々について、それぞれ複数のラインセンサを備えることが必要になるため、この問題は顕著なものとなる。

そこで、ラインセンサ１本の構成により、読取信号を処理する回路の規模を最小限に抑えるとともに、原稿を搬送しない状態で読取を行ってその読取データ中でノイズが発生する箇所を特定し、原稿搬送時には、その箇所の画像データを他の箇所の画像データで置換することで読み取られた画像データからノイズの影響を除去する画像読取装置（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
特開平９−１３９８４４号公報 特開平２０００−１５２００８号公報 特開２００２−２４７３５２号公報

画像読取装置の中には、静止した原稿中の原稿画像に対してラインセンサを移動させながら読み取る方式も知られている。従来は、静止した原稿画像を読み取る方式では、原稿台上にゴミが付着しても、搬送されてくる原稿画像を読み取る方式のようなすじ状のノイズは発生せず、このようなすじ状のノイズは、搬送されてくる原稿画像を読み取る方式に特有の問題と考えられていた。しかし、近年、読取装置の高解像度化が進むにつれ、静止した原稿画像を読み取る方式を用いた場合にもすじ状のノイズが発生することがわかってきたが、この場合のすじ状のノイズの原因は、搬送されてくる原稿画像を読み取る方式を用いた場合とは異なり、光路上のゴミなどである。

この方式の画像読取装置に対し特許文献３記載の方法を応用し、ノイズ検出用の基準板を設け、原稿の読取前にこの基準板を読むことでノイズが発生する箇所の特定を行った場合、この基準板上にゴミの付着や汚れがあると、これらのゴミの付着や汚れによるノイズが、光路上のゴミによるノイズと誤認され、その結果、原稿画像が読み取られる際には、本来ノイズを発生させない箇所の画像データが他の画像データによって置換されるため、読み取られた画像の画質が劣化するという問題が発生する。

本発明は、上記事情に鑑み、読み取られた画像の画質の劣化を抑えつつ、画像データからノイズを除去する画像読取装置および画像読取方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像読取装置は、
原稿が載る原稿台と、
参照体と、
線状の読取領域を上記原稿台に沿って移動させながらその読取領域を読み取って読取信号を生成することによってその原稿台上の原稿の画像をその移動の方向に走査して読み取る原稿読取と、上記参照体上で上記読取領域を複数箇所に移動させながら各読取領域を読み取って複数の参照読取信号を生成する参照読取とを実行する読取部と、
上記参照読取で得られる複数の参照読取信号に基づいて、上記読取領域から得られる読取信号についてその読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するノイズ位置確認部と、
上記読取領域上の上記発生位置について、上記原稿読取で得られる読取信号を修正して上記ノイズを除去するノイズ除去部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像読取装置は、参照体上の複数箇所で行われる読取によってそれぞれ得られる複数の参照読取信号に基づいて、読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するため、参照体上の複数箇所のうちのいくつかの箇所にゴミや汚れが付着していても、これらのゴミや汚れによるノイズと、読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズとを識別することができ、読取信号の修正部分を、恒常的にノイズが発生している部分に限定することができる。

また、本発明の画像読取装置において、「基準体を備え、上記読取部が、上記基準体を読み取って基準読取信号を生成する基準読取も実行するものであり、上記ノイズ位置確認部が、上記複数の参照読取信号に基づいて上記ノイズの有無と発生位置を確認するに当たって、その複数の参照読取信号のそれぞれを、上記基準読取で得られる基準読取信号の信号レベルで規格化して用いるものである」という形態は好ましい形態である。

読取部において、画像を読み取って読取信号を生成する際の読み取り感度が低下した場合、ノイズによる読取信号の変化と、読取部の感度が低下したことに伴う読取信号の変化とを区別することが難しくなる場合がある。このような場合、基準読取で得られる基準読取信号の信号レベルでそれぞれ規格化された複数の参照読取信号を用いることで、ノイズの有無を判断する精度やノイズの発生位置を特定する精度を向上させることができる。

また、本発明の画像読取装置において、「上記ノイズ位置確認部が、読み取られた画像中で白すじとなるノイズについてノイズの有無と発生位置を確認するものである」という形態も好ましい形態である。

一般に、原稿台上の原稿の画像を、移動しながら画像を走査して読み取る方式の画像読取装置では、読み取られた画像中に白すじ状のノイズが生じやすいことが知られている。このため、白すじ状のノイズの有無と発生位置を確認を行うことにより、移動しながら画像を走査して読み取る方式の画像読取装置に適したノイズの除去を行うことができる。

上記目的を達成するための本発明の画像読取方法は、
線状の読取領域を、原稿が載る原稿台に沿って移動させながら該読取領域を読み取って読取信号を生成することによって該原稿台上の原稿の画像をその移動の方向に走査して読み取る原稿読取過程と、
参照体上で上記読取領域を複数箇所に移動させながら各読取領域を読み取って複数の参照読取信号を生成する参照読取過程と、
上記参照読取過程で得られる複数の参照読取信号に基づいて、上記読取領域から得られる読取信号についてその読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するノイズ位置確認過程と、
上記読取領域上の上記発生位置について、上記原稿読取で得られる読取信号を修正して上記ノイズを除去するノイズ除去過程とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像読取方法では、参照体上の複数箇所で行われる読取によってそれぞれ得られる複数の参照読取信号に基づいて、読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置が確認されるため、参照体上の複数箇所のうちのいくつかの箇所にゴミや汚れが付着していても、これらのゴミや汚れによるノイズと、読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズとを識別することが可能になり、読取信号の修正部分を、恒常的にノイズが発生している部分に限定することができる。

本発明の画像読取装置および画像読取方法によれば、読み取られた画像の画質の劣化を抑えつつ、画像データからノイズを除去す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であるスキャナを表す図である。

スキャナ１０００には、カラーの原稿画像２０をセットするための上カバー１００と、この原稿画像２０を読み取って画像信号を生成する画像読取部２００とが備えられている。

画像読取部２００には、図示しないランプと第１ミラー２１２とを備えた第１キャリッジ２１０、第２ミラー２２１と第３ミラー２２２とを備えた第２キャリッジ２２０、レンズ２３０、およびＣＣＤ１などが備えられている。ランプで照射された光は、露光ガラス１１２を経て原稿画像２００上で反射し、その反射光の中の、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光はそれぞれ、第１キャリッジ２１０の第１ミラー２１２、第２キャリッジ２２０の第２ミラー２２１および第３ミラー２２２を経て、レンズ２３０によりＣＣＤ１上にそれぞれ集光される。このように集光されたＲ、Ｇ、Ｂの３色の反射光は、ＣＣＤ１に備えられた、一列に並ぶ複数のセンサをそれぞれ有する３本のラインセンサ１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ入射する。これら３本のラインセンサ１ａ，１ｂ，１ｃによって、副走査方向を横切る方向（主走査方向）に一直線上に並んだＮ個の画素のＲ色成分、Ｇ色成分、Ｂ色成分をそれぞれ表す、画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂがそれぞれ出力される。図１では、例として、原稿画像２０上で所定距離をおいてそれぞれ並んでいる３つの点Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃でそれぞれ反射されたＲ、Ｇ、Ｂの反射光が、ラインセンサ１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ入射している状況が示されている。

このスキャナ１０００では、露光ガラス１１２の上カバー１００側に向いた面が、原稿２０がセットされる原稿台１１３となっている。第１キャリッジ２１０中の図示しないランプにより、原稿台１１３の上にセットされた原稿２０に光が照射されながら、第１キャリッジ２１０が、図において矢印で示す副走査方向に所定の移動速度で移動することにより、原稿台１１３の上に静止した原稿画像２０の読取が行われる。３つの点Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃は、それぞれ所定距離をおいて並んでいるため、この原稿画像２０の同一地点からの、Ｒ，Ｇ、Ｂのそれぞれの反射光は、第１キャリッジ２１０の移動に伴い、この所定距離に対応した時間的なずれをもって、ラインセンサ１ａ，１ｂ，１ｃに入射することになる。

原稿画像２０を読み取る際に、原稿画像２０上で反射された反射光が、例えば、ラインセンサ１ａに入射するまでの光路上の、第１ミラー２１２、第３ミラー２２１、第３ミラー２２２のいずれかの上にゴミが付着していた場合、このゴミによるすじ状のノイズが画像中に発生する。このようなノイズを画像から除去するため、スキャナ１０００には、原稿がセットされる位置の傍らに、灰色背景板１８、および白色背景板１９を備えており、原稿２０の読取が開始される前に、白色背景板１９上の１箇所でＲ、Ｇ、Ｂの３色それぞれについての読取がラインセンサ１列（１ライン）分行われ、さらに灰色背景板１８上の異なる２箇所でＲ、Ｇ、Ｂの３色の光それぞれについての読取が、それぞれの箇所で３ライン分行われて、これらの読取信号に基づいて読取信号中のノイズの発生箇所の特定が行われる。図１には、このような読取が行われる位置を明示するために、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色それぞれの読取が行われる位置として、白色背景板１９上の３つの点Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃で表された第１の読取位置Ａ、灰色背景板１８上の３つの点Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃で表された第２の読取位置Ｂ、および第２の読取位置Ｂとは異なる灰色背景板１８上の読取位置として、３つの点Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃で表された第３の読取位置Ｃが示されている。

図２は、図１に示す画像読取装置で読み取られた読取信号の処理を行う回路の構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ部１は、ＣＣＤ駆動回路２からの駆動信号によって駆動されることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光それぞれについて、画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ出力する。

図２に示すように、ＣＣＤ部１の後段には、サンプルホールド回路３Ａ、出力増幅回路４Ａ、Ａ／Ｄ変換回路５Ａおよびシェーディング補正回路６Ａからなる第１の信号処理系と、サンプルホールド回路３Ｂ、出力増幅回路４Ｂ、Ａ／Ｄ変換回路５Ｂおよびシェーディング補正回路６Ｂからなる第２の信号処理系と、サンプルホールド回路３Ｃ、出力増幅回路４Ｃ、Ａ／Ｄ変換回路５Ｃおよびシェーディング補正回路６Ｃからなる第３の信号処理系とが設けられている。これら３つの信号処理系は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の光にそれぞれ対応した画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを各々処理する信号処理系である。

ＣＣＤ部１から得られる３つのアナログの画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、各サンプルホールド回路３Ａ，３Ｂ，３Ｃにより各々サンプリングされた後、出力増幅回路４Ａ，４Ｂ，４Ｃによって各々適正なレベルに増幅され、さらに、各Ａ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃにより各デジタル画像データＲ，Ｇ，Ｂに変換される。これらのデジタル画像データＲ，Ｇ，Ｂに対し、各シェーディング補正回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃにより各ラインセンサ１ａ，１ｂ，１ｃの感度バラツキや光学系の光量分布特性に対応した補正が施される。このような補正を行うためには、画像データの白色基準が必要である。そこで、スキャナ１０００では、スキャナ１０００の電源が投入されると、図１に示す白色背景板１９上の第１の読取位置Ａでの読取が行われ、この読取で得られた、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色についての読取信号が、シェーディング補正回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃにそれぞれ入力されて、シェーディング補正に必要な白色基準を与える画像データとして用いられる。

以上が画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応した３つの信号処理系の概要である。シェーディング補正回路６Ａ以外のシェーディング補正回路６Ｂ，６Ｃの後段には、各出力遅延回路７Ｂ，７Ｃが備えられており、これら出力遅延回路７Ｂ，７Ｃによって、図１において説明したように、Ｇ色に対応した画像データＧ，Ｂ色に対応した画像データＢがそれぞれの読取位置のずれに対応した時間的なずれが補正され、３つの画像データＲ，Ｇ，Ｂの同期が行われる。同期された３つの画像データＲ，Ｇ，Ｂは、ラインメモリ８において各々所定ライン数分記憶される。

図１に示す灰色背景板１８上の異なる２箇所でＲ、Ｇ、Ｂの３色の光それぞれについて得られた読取信号は、上述の信号処理が施された後、ラインメモリ８の後段に設けられているゴミ検出回路群９に入力される。そして、この入力された読取データからゴミの影響を受けている画素が検知され、その所在位置を示すデータであるゴミ検出データが、ノイズ除去回路１０に出力される。

次に図３を参照し、ゴミ検出回路群９と、このゴミ検出回路群９で生成されるゴミ検出データについて説明する。

図３は、図２に示すゴミ検出回路を表す図である。

このゴミ検出回路群９は、灰色背景板１８上の第２の読取位置Ｂおよび第３の読取位置Ｃでの読取から得られた読取データに基づき、ゴミに起因するノイズの発生箇所を伝えるゴミ検出データを生成するための回路である。ゴミ検出回路群９は、この読取データを構成するＲ、Ｇ、Ｂ各色を表す画像データＲ，Ｇ，Ｂの各々を処理するための３個のゴミ検出回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃからなる。これらのゴミ検出回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、画素平均回路３０、減算回路３１、画素遅延回路３２、比較回路３３、結果保持回路３４および最終判定回路３５、およびノイズ検出結果保持回路３６によりそれぞれ構成されている。以下、Ｒ色用のゴミ検出回路９Ａを例にとって、これらの回路について説明する。

図４は、図３に示す画素平均回路と、図１に示す灰色背景板上で読み取られた３ライン分の読取データとの関係を表す図である。

灰色背景板１８上の第２の読取位置Ｂや第３の読取位置Ｃにおいてラインセンサ１ａによって行われる１回の主走査毎に、読み取られたＮ個の画素のＲ成分を表す、１ライン分の画像データＲがシェーディング補正回路６Ａから順次出力され、それらは、ラインメモリ９内の一連の記憶領域に順次書き込まれる。このような主走査方向の読取が、第２の読取位置Ｂおよび第３の読取位置Ｃそれぞれにおいて３回ずつ行われることによって得られる３ライン分の読取データは、それぞれラインメモリ８に入力された後、それぞれ３ライン分のデータとして画素平均回路３０に入力され、その３ライン分のデータの同位置画素の平均値の算出が行われる。以下では、画素１個分の画像データを画素データと呼ぶ。例えば、３回めの主走査で得られた１個の画素ｋの画素データＲがラインメモリ９に書き込まれると、その画素データと、画素ｋよりも１ライン（すなわち、Ｎ画素）だけ前の画素ｋ−Ｎの画素データと、画素ｋより２ライン（すなわち、２Ｎ画素）だけ前の画素ｋ−２Ｎの画素データとの組が画素平均回路３０へ供給される。画素平均回路３０は、このようにして供給される３個の画素データの平均値を求める。

図３に示す画素遅延回路３２では、画素平均回路３０から出力される平均化された画素データを、主走査方向に８画素分遅延させる処理が行われる。減算回路３１は、画素平均回路３０から出力された画素データから所定のスレッショルドレベルの減算を行い、比較回路３３は、減算回路３１から出力された画素データの方が画素遅延回路３２によって遅延された画素データより大きいか否かを判定し、大きい場合は”１”を、小さい場合は”
０”をゴミ検出データの構成ビットとして出力する。

図４には、例として、図に示す現在画素位置に対応した３ライン分の画素データの平均値が画素平均回路３０から出力されており、破線で囲んだ８画素前の画素位置における３個の画素の画素データの平均値が画素遅延回路３２から出力されている状況が示されている。この場合、現在画素位置に対応した画素データの平均値が、８画素前の画素位置における画素データの平均値よりも所定スレッショルドレベル以上大きいか否かが比較回路３３により判定されることとなる。ここで、比較回路３３の比較結果は画素遅延回路３２にフィードバックされ、遅延された画素データよりスレッショルドレベル以上大きい画素データが画素遅延回路３２により画素遅延を受けることはない。

図５は、画素平均回路３０から出力される１ライン分の画素データを例示したものである。

比較回路３３から出力されるゴミ検出データは、図５に示す例のように、画素データが示す濃度に所定スレッショルド以上の変化が発生した状況において、その濃度の変化の発生した画素位置を示すデータである。

以上のゴミ検出データが生成されるまでの処理は、図１に示す灰色背景板１８上の第２の読取位置Ｂおよび第３の読取位置Ｃでそれぞれ３回の主走査によって得られた読取信号に対して共通して施される処理である。ゴミ検出データ生成が行われた後、第２の読取位置Ｂから得られたゴミ検出データと、第３の読取位置Ｃから得られたゴミ検出データとでは、処理が分岐される。

第２の読取位置Ｂでの読取で得られたゴミ検出データは、一旦、図３に示す結果保持回路３４に記憶される。この結果保持回路３４は、図２に示すＣＰＵ１２からの指示により、比較回路３３から出力されるゴミ検出データの保持を行い、さらにこのゴミ検出データを、比較回路３３の後段に設けられている最終判定回路３５に出力する。

一方、第３の読取位置Ｃでの読取で得られたゴミ検出データは、結果保持回路３４に記憶されることなく、最終判定回路３５に入力される。

最終判定回路３５は、第３の読取位置Ｃでの読取から得られたゴミ検出データを受け取り、結果保持回路３４から出力されている、第２の読取位置Ｂでの読取で得られたゴミ検出と比較する。この比較では、これら２つのゴミ検出データの両方において、”１”とな
っている画素位置と幅が、２画素以内のずれをもって共通している場合には、この幅の中に存在する画素をゴミ発生画素とし、ゴミ発生画素に対応したビットが”１”、ゴミ発生
画素でない画素に対応したビットが”０”となる最終的なゴミ検出データが生成され、ノ
イズ検出結果保持回路３６にそのゴミ検出データが記憶される。

以上説明したゴミ検出回路９Ａと同様の処理を行うゴミ検出回路が、Ｇ、Ｂの各色毎の、ゴミ検出回路９Ｂ、９Ｃとして備えられ、これら３つのゴミ検出回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃによりゴミ検出回路群９が構成されている。

以上が、ゴミ検出回路群９と、このゴミ検出回路群９で生成されるゴミ検出データについての説明である。

続いて、ユーザによって原稿画像の読取が指示されてから、図１に示す原稿画像２０が読み取られ、ノイズ除去が行われた画像データが生成されるまでの処理について説明する。

図６は、ユーザによって原稿画像の読取が指示されてから、原稿画像を表す画像データに対し、ノイズ除去や画像処理が施されて最終的な画像データが生成されるまでの過程を表すフローチャートである。

スキャナ１０００の電源が投入されると、図１に示す白色背景板１９上の第１の読取位置Ａでの読取が行われ、シェーディング補正に必要な白色基準が得られる。そしてユーザにより、原稿２０が原稿台１１３上にセットされ、原稿２０中の原稿画像の読取が指示されると、図１に示す灰色背景板１８上の、第２の読取位置Ｂおよび第３の読取位置Ｃでの読取が行われ（ステップＳ１）、白色背景板１９上での読取で得られた白色基準を用いて、これら灰色背景板１８上の２箇所での読取によって得られた読取データのシェーディング補正が行われる。そして、シェーディング補正後の読取データに基づき、図３において説明したように、図３に示すゴミ検出回路９でノイズの検出作業が行われ（ステップＳ２）、このノイズの検出作業で得られたゴミ検出データが、図４に示すノイズ検出結果保持回路３６に記憶される（ステップＳ３）。続いて、原稿２０中の原稿画像の読取が行われ、生成された画像信号に対し、図２に示すサンプルホールド回路からＡ／Ｄ変換回路までの回路において図２で説明した処理が施される。そして、処理された画像データに対し、図１に示す白色背景板１９上での読取から得られる白色基準を用いたシェーディング補正が、シェーディング補正回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃにおいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の画像データそれぞれに対し行われた後、ラインメモリ８に記憶される（ステップＳ４）。ラインメモリ８にに記憶された画像データは、続いて図２に示すノイズ除去回路１０に入力されてノイズの除去作業が行われる（ステップＳ５）。このノイズの除去作業の具体的な内容については後述する。そして、ノイズ除去後の画像データは、図２に示す画像処理回路１１に出力されて、画像処理回路１１において、拡大縮小処理、地肌除去処理、２値化処理などの画像処理が施される。

以上説明した過程において、ステップＳ１が本発明の画像読取方法における参照読取過程に相当し、ステップＳ４が本発明の画像読取方法における原稿読取過程に相当し、ステップＳ２およびステップＳ３が本発明の画像読取方法におけるノイズ位置確認過程に相当し、ステップＳ５が本発明の画像読取方法におけるノイズ除去過程に相当する。

また、以上説明した過程において、読取信号を処理するための各回路の制御は、図２に示すＣＰＵ１２によって行われる。具体的には、ＣＰＵ１２は、ＣＣＤ駆動回路２によって行われるＣＣＤ１の駆動の周期を設定し、図２に示す各出力増幅回路４Ａ，４Ｂ，４Ｃの利得の制御、シェーディング補正回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃ、ゴミ検出回路群９、ノイズ除去回路１０、画像処理回路１１などの制御を行う。

続いて、ノイズ除去回路１０と、ノイズ除去回路１０において行われるノイズの除去作業について説明する。

ノイズ除去回路１０は、ゴミ検出回路９Ａ，９Ｂ，９Ｃから出力されるＲ、Ｇ、Ｂ各色に対応したゴミ検出データに基づいて、ゴミに起因したすじ状のノイズを、図１に示す原稿画像２０から除去する回路である。ノイズ除去回路１０は、ラインメモリ８から出力される画像データＲ，Ｇ，Ｂの各々を１ライン分一時記憶するための画像データバッファと、ゴミ検出回路群９から出力される各ゴミ検出データを一時記憶するゴミ検出データバッファとを有している。

図７は、ノイズ除去回路１０によって行われるノイズ除去のための処理の内容を示す図である。

図７では、図面が煩雑になるのを防ぐため、Ｒ色に対応した画像データバッファ１０１Ａおよびゴミ検出データバッファ１０２Ａの記憶内容と、Ｂ色に対応した画像データバッファ１０１Ｃおよびゴミ検出データバッファ１０２Ｃの記憶内容のみが図示されており、Ｇ色に対応したものは図示が省略されている。

ノイズの除去を行うため、ノイズ除去回路１０は、各ゴミ画素に対応した画素データＢ，Ｇ，Ｒについて、そのゴミ発生画素を中心とした主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの周囲画素のうち、どの画素の画素データＢ、Ｇ、Ｒによって置換するかを判定し、判定結果に従って画素置換を行う。

ノイズ除去回路１０は、ゴミ検出データバッファに格納されたゴミ検出データを参照し、ゴミ発生画素の有無を判定する。図７に示す例では、画像データバッファ１０１Ｃに格納されている画像データＢが、副走査方向に延びた１ラインのすじ状ノイズを含んでおり、一方、ゴミ検出データバッファ１０２Ｃ内には、このノイズの原因となっているゴミ発生画素の位置を示すゴミ検出データが格納されている。そして、ＲおよびＧの各色のゴミ検出データに関しては、ノイズが発生していない状況である。

図７の例では、主走査方向についてｉ番目の画素Ｂｉがゴミ発生画素である。この場合、ノイズ除去回路１０は、ゴミに起因したすじ状ノイズを画像データＢから除去するため、ゴミ発生画素Ｂｉに対応した画素データをその周囲の適当なＢ色画素の画素データによって置換する必要がある。そのためには、置換に用いるのに適当な画素データを捜す必要があり、ノイズ除去回路１０は、この置換用の画素データを次のようにして求める。

まず、ノイズ除去回路１０は、ゴミ発生画素Ｂｉを中心とした主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの領域から、ゴミ発生画素Ｂｉおよびゴミ発生画素Ｂｉと隣接する主走査方向の２画素ずつを除いた斜線で示す領域を、ゴミ発生画素Ｂｉに対する置換用画素選択対象領域と定める。

次に、ノイズ除去回路１０は、ゴミ発生画素Ｂｉの色とは異なった色に対応した画像データバッファ、例えばＲ色に対応した画像データバッファ１０１Ａ内において、ゴミ発生画素Ｂｉと同位置の画素Ｒｉの画素データを参照し、画素Ｒｉの画素データと最も近い値の画素データを有する画素Ｒｉ’を、画素Ｒｉを中心とした主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの領域から選択する。

次に、ノイズ除去回路１０は、ゴミ発生画素Ｂｉに対する置換用画素選択対象領域中の画素の中から、このようにして選択した画素Ｒｉ’の画素データに最も近い画素データを有する画素Ｂｉ’を求める。そして、画素Ｂｉ’の画素データを画像データバッファ１０１Ｃから読み出し、この画素データにより画像データバッファ１０１Ｃ内のゴミ発生画素Ｂｉの画素データを置き換える。なお、このようにゴミが発生したＢ色画素Ｂｉの画素データを置換するだけでなく、色のバランスを考慮して、ゴミ発生画素位置にある全ての色の画素Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの各画素データの置き換えを行ってもよい。

このような処理が、ゴミ検出データによって示される全てのゴミ発生画素について実施されることにより、画像データバッファ内の画像データからゴミに起因したすじ状のノイズが除去される。そして、このノイズ除去の行われた画像データが画像処理回路１１に送られる。以上が、ノイズ除去回路１０によって行われる処理の概要である。

この処理において、ゴミ発生画素と隣接する主走査方向２画素を置換画素選択対象領域から外しているのは、そのようなゴミ発生画素と隣接している画素は、ゴミが発生していると検知されていない場合でも、ゴミの影響を多少なりとも受けている可能性があるからである。

以上は、Ｂ色の画素データにノイズがあり、Ｒ色の画素データにノイズが存在しない例である。ここで、Ｂ色の画素データ、およびＲ色の画素データの同一位置にノイズが存在し、Ｇ色の画素データにノイズが存在しない場合には、Ｇ色の画素データを用いて置換を行う。このように、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２色の画像データが同一画素位置にゴミ発生画素を有する場合には、その画素位置にゴミ発生画素を有していない１色の画像データを参照する。また、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、ある１色の画像データがゴミ発生画素を有しており、他の２色の画像データがこれと同一画素位置のゴミ発生画素を有していない場合には、例えばゴミ発生画素がＲ色ならば、置換画素選択のために参照する画素の色はＧ色、という具合にルールが定められており、このルールに従って、参照する画素の色を決定する。

さらに、画像データＲ、Ｇ、Ｂのすべてにおいて、同一画素位置にゴミが発生する場合も考えられる。この場合、他の色の画像データから置換画素を判定することはできない。そこで、このような場合には、例えば主走査方向３画素前の画像データで置換を行う。

以上説明したような、画素データの置換方法以外にも、例えばゴミ発生画素がＲ色の画素である場合、Ｇ色、Ｂ色の両方について、ゴミ発生画素と同一画素位置の画素データと最も近い画素データを捜す処理を行ってもよい。この場合、ゴミ発生画素と同一画素位置の画素データと最も近い画素データとして２色分の画素データが得られるが、それらのうちゴミ発生画素と同一位置にある画素の画素データとの差が小さい方を選択すればよい。

続いて以上説明した画素置換処理において、図７に示す画像データバッファ１０１Ａ内で、ゴミ発生画素Ｂｉと同位置の画素Ｒｉの画素データと最も近い値の画素データを有する画素Ｒｉ’ を決定するための行われる置換画素判定処理について説明する。

図８は、この置換画素判定処理の対象となる画素を、主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの範囲内で表した図である。

図８において、中央の画素位置Ｌ８は、図７に示す画像データバッファ１０１Ａ内の、ゴミ発生画素Ｂｉと同位置にある画素Ｒｉの位置を示している。置換画素判定処理では、この画素位置Ｌ８を中心とした主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの周囲画素の画素データについて左端の画素位置Ｌ０から右端の画素位置Ｌ１６まで順に、以下に説明する置換画素判定アルゴリズムに従って判定を行う。

図９は、ノイズ除去回路１０によって行われる置換画素判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。

まず、カウンタｉを”０”にセットし（ステップＳ１）、画素位置ＬｉのＢ色画素に対
応したゴミ検出データが”０”であるかを判断する（ステップＳ２）。この判断結果が「
ＹＥＳ」である場合にはステップＳ３に進み、「ＮＯ」である場合にはステップＳ１０に進む。ステップＳ３では、画素位置Ｌｉの主走査方向前後２画素と同一位置にあるＢ色画素のゴミ検知データが”０”であるかが判断される。この判断結果が「ＹＥＳ」である場
合はステップＳ４に進み、「ＮＯ」である場合はステップＳ１０に進む。これらステップＳ２およびステップＳ３の条件分岐により図８の中央の画素位置Ｌｉ、およびこの画素位置Ｌ８の主走査方向前後２画素の画素位置におけるＢ色画素が置換対象外とされる。

ステップＳ４では、画素位置Ｌｉおよび画素位置Ｌｉの主走査方向前後２画素の画素位置におけるＢ色画素のゴミ検出データが全て”０”であるという条件を満たし、かつ、画
素位置ＬｉのＢ色画素がこの条件を満足させた最初の画素であるかが判定される。画素位置Ｌｉの画素がステップＳ４における「最初の画素」である場合、置換画素位置にカウンタｉの値を保持させ（ステップＳ５）、Ｍｉｎデータには中央の画素位置Ｌ８の画素データと画素位置Ｌｉの画素データとの差の値を保持させ（ステップＳ６）、ステップＳ１０に進む。一方、画素位置ＬｉがステップＳ４における「最初の画素」でない場合、Ｍｉｎデータが、画素位置Ｌ８の画素データと画素位置Ｌｉの画素データとの差より大きいか否かを判断する（ステップＳ７）。この判断結果が「ＮＯ」である場合にはステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ７の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、すなわち、画素位置Ｌ８の画素データと画素位置Ｌｉの画素データとの差が、Ｍｉｎデータより小さい場合には、置換画素位置にカウンタｉの値を保持させ（ステップＳ８）、Ｍｉｎデータの値として、画素位置Ｌ８の画素データと画素位置Ｌｉの画素データとの差を保持させ（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０に進むと、カウンタｉが１６か否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」であれば、置換画素判定処理を終了し、「ＮＯ」であれば、カウンタｉを１だけ増加させ（ステップＳ１１）、ステップＳ２に戻る。

以上の処理が繰り返される過程において、現在の置換画素位置に対応した画素データよりも、画素位置Ｌ８の画素データにより近い画素データが新たに発見された場合には、この新たに発見された画素データの画素位置によって置換画素位置が更新される。そして、ｉ＝１６となって置換画素判定処理が終了した時点において、置換画素位置として保持されている画素位置は、画素位置Ｌ８の画素データに最も近い画素データに対応した画素位置となる。そして、ノイズ除去回路１０が、この画素位置におけるＢ色画素の画素データにより、ゴミ発生画素の画素データの置き換えを行う。

なお、このようにゴミが発生したＢ色画素Ｂｉの画素データを置換するだけでなく、色のバランスを考慮して、ゴミ発生画素位置にある全ての色の画素Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの各画素データを、置換画素位置にある各色の画素データによって置き換えてもよい。

以上が本実施形態の説明である。

以上説明したように、本実施形態によれば、原稿読取に使用されるセンサおよび回路を利用し、小規模な回路構成で、読取位置におけるゴミを正確に検出し、これに起因したノイズを読取画像から除去することができる。

本実施形態のスキャナ１０００は、画像を読み取り、ノイズが除去された画像データを生成する画像読取装置であるが、本発明の画像読取装置は、ノイズが除去された画像データを生成するだけにとどまらず、さらに画像を出力するための出力部を備え、すじ状のノイズが除去されることにより、画質が向上された画像を出力するコピー機であってもよい。

本発明の画像読取装置の一実施形態であるスキャナを表す図である。 図１に示す画像読取装置で読み取られた読取信号の処理を行う回路の構成を示すブロック図である。 図２に示すゴミ検出回路を表す図である。 図３に示す画素平均回路と、図１に示す灰色背景板上で読み取られた３ライン分の読取データとの関係を表す図である。 画素平均回路３０から出力される１ライン分の画素データを例示したものである。 ユーザによって原稿画像の読取が指示されてから、原稿画像を表す画像データに対し、ノイズ除去や画像処理が施されて最終的な画像データが生成されるまでの過程を表すフローチャートである。 ノイズ除去回路１０によって行われるノイズ除去のための処理の内容を示す図である。 この置換画素判定処理の対象となる画素を、主走査方向１７画素、副走査方向１ラインの範囲内で表した図である。 ノイズ除去回路１０によって行われる置換画素判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＣＣＤ
１ａ ラインセンサ
１ｂ ラインセンサ
１ｃ ラインセンサ
２ ＣＣＤ駆動回路
３Ａ サンプルホールド回路
３Ｂ サンプルホールド回路
３Ｃ サンプルホールド回路
４Ａ 出力増幅回路
４Ｂ 出力増幅回路
４Ｃ 出力増幅回路
５Ａ Ａ／Ｄ変換回路
５Ｂ Ａ／Ｄ変換回路
５Ｃ Ａ／Ｄ変換回路
６Ａ シェーディング補正回路
６Ｂ シェーディング補正回路
６Ｃ シェーディング補正回路
７Ｂ 出力遅延回路
７Ｃ 出力遅延回路
８ ラインメモリ
９ ゴミ検出回路群
９Ａ 画像データＲを処理するゴミ検出回路
９Ｂ 画像データＧを処理するゴミ検出回路
９Ｃ 画像データＢを処理するゴミ検出回路
１０ノイズ除去回路
１１ 画像処理回路
１２ ＣＰＵ
１８ 灰色背景板
１９ 白色背景板
２０ 原稿画像
３０ 画素平均回路
３１ 減算回路
３２ 画素遅延回路
３３ 比較回路
３４ 結果保持回路
３５ 最終判定回路
３６ ノイズ検出結果保持回路
１００ 上カバー
１１２ 露光ガラス
１１３ 原稿台
２００ 画像読取部
２１２ 第１ミラー
２１０ 第１キャリッジ
２２１ 第２ミラー
２２２ 第３ミラー
２２０ 第２キャリッジ
２３０ レンズ
１０００ スキャナ
１０１Ａ 画像データバッファ
１０１Ｃ 画像データバッファ
１０２Ａ ゴミ検出データバッファ
１０２Ｃ ゴミ検出データバッファ

Claims (4)

1. 原稿が載る原稿台と、
   参照体と、
   線状の読取領域を前記原稿台に沿って移動させながら該読取領域を読み取って読取信号を生成することによって該原稿台上の原稿の画像をその移動の方向に走査して読み取る原稿読取と、前記参照体上で前記読取領域を複数箇所に移動させながら各読取領域を読み取って複数の参照読取信号を生成する参照読取とを実行する読取部と、
   前記参照読取で得られる複数の参照読取信号に基づいて、前記読取領域から得られる読取信号について該読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するノイズ位置確認部と、
   前記読取領域上の前記発生位置について、前記原稿読取で得られる読取信号を修正して前記ノイズを除去するノイズ除去部とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 基準体を備え、
   前記読取部が、前記基準体を読み取って基準読取信号を生成する基準読取も実行するものであり、
   前記ノイズ位置確認部が、前記複数の参照読取信号に基づいて前記ノイズの有無と発生位置を確認するに当たって、該複数の参照読取信号のそれぞれを、前記基準読取で得られる基準読取信号の信号レベルで規格化して用いるものであることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記ノイズ位置確認部が、読み取られた画像中で白すじとなるノイズについてノイズの有無と発生位置を確認するものであることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 線状の読取領域を、原稿が載る原稿台に沿って移動させながら該読取領域を読み取って読取信号を生成することによって該原稿台上の原稿の画像をその移動の方向に走査して読み取る原稿読取過程と、
   参照体上で前記読取領域を複数箇所に移動させながら各読取領域を読み取って複数の参照読取信号を生成する参照読取過程と、
   前記参照読取過程で得られる複数の参照読取信号に基づいて、前記読取領域から得られる読取信号について該読取領域上の定位置に恒常的に生じるノイズの有無と発生位置を確認するノイズ位置確認過程と、
   前記読取領域上の前記発生位置について、前記原稿読取で得られる読取信号を修正して前記ノイズを除去するノイズ除去過程とを備えたことを特徴とする画像読取方法。

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