JP2007082211A - 画像読取装置、画像形成装置、および画像読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、得られた画像データを的確に圧縮して情報量の増大を抑制するとともに、画像データを印刷したときの描出品質を高めることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る画像読取装置は、光学的な読取りを担い且つ所定の画素数を有する第１のラインセンサと、光学的な読取りを担い且つ前記所定画素数よりも多い画素数を有する第２のラインセンサと、第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び第２のラインセンサから出力される第２の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された第１の画像情報及び第２の画像情報を互いに合成して文書画像の画像データを生成する合成器と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カラー及び白黒で表わされる文書画像を読み取る画像読取装置、その画像読取装置を搭載した画像形成装置、およびその画像読取方法に関する。

近年、ネットワークの普及に伴い、作成した文書画像データをネットワークを介して送信したり、ネットワークを介して送信されてきた文書画像データを保管したりすることが頻繁に行なわれている。さらには、ネットワークプリンタを用いた文書画像データの出力等、文書画像を電子データで取り扱うことが一般化しつつある。かかる状況に加えて、カラープリンタやカラーデジタル複写機の価格が低下してきているため、文書画像のカラー化も急ピッチで進んでいる。

文書画像をカラー化すると、その情報量を増やすことができる。このため、文書画像のカラー化は、プレゼンテーションに用いる場合には欠かせないものになってきている。その反面、文書画像をカラー化すると、電子データの容量が急激に増加してしまう欠点も持っている。この増大した電子データを取り扱うことは、クライアントＰＣ（パーソナルコンピュータ）の負荷増大となり、かつ、ネットワークの通信負荷も増大する。この欠点を補うために、電子データを圧縮することが必須となっている。

かかる圧縮処理に関しては、一例として、文書画像の全領域を、中間調で生成された写真等の画像領域と文字や細線からなる線画領域とに分離し、その画像領域と線画領域とを別々に圧縮することで、原画像の情報を損なうことなく、圧縮率を高める方法が定着しつつある。この手法のうち、領域分離に関しては画像電子学会等の画像に関する分野で報告されている（特許文献１、非特許文献１参照）。また、圧縮に関しても、画像領域と文字部分領域とに分離して圧縮することにより、文字情報の欠落を最小限にし、ファイル容量を小さくすることができるが知られている。
特開平２−２７４１７４号公報 Ricoh Technical Report No. 30, "Compact PDF Technology," December, 2004

ところで、上述のようなカラー文書画像（原稿）を読み取る場合、一般に、読取り装置の受光面にレッド（RED）、グリーン（GREEN）及びブルー（BLUE）の原色フィルタを配置したカラーセンサが用いられている。このカラーセンサは、例えば、それぞれのラインセンサの受光面に前記フィルタをそれぞれ配置した３ラインＣＣＤセンサである。また、通常の原稿で用いられている黒文字を読み取る場合も、前記３原色のフィルタで色分離して読み取り、その後、レッド、グリーン及びブルーの信号成分の割合に基づいて、文字が無彩色である黒文字としての処理が行われる。

この３ラインＣＣＤセンサを用いた場合、物理的にラインセンサ間に読取り箇所との間の距離差があるため、同時に同一箇所を読み取ることはできない。このため、ラインセンサ間で同一箇所を読み取った情報を生成するライン間補正という処理が行われる。この処理の際、スキャン時における各センサの読取速度が一定であれば、ライン間補正により同一箇所の情報を容易に生成できる。

しかしながら、各センサの読取速度に変動が生じた場合、ライン間補正処理によりレッド情報、グリーン情報、ブルー情報を相互に正確に重ね合わせることができない。したがって、黒一色の線であっても、線の両エッジに色がついてしまい、黒線を黒と描出することができなかったり、また、無彩色部分だけを抽出する処理を行うと、結果として黒線が細くなったり、かすれ、途切れなどが発生したりして、描出品質が低下するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、この読取により得られた画像データを的確に圧縮して情報量の増大を抑制するとともに、かかる読取りにより得られた画像データを印刷したときの描出品質を高めることができる画像読取装置、画像形成装置、および画像読取方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置において、前記光学的な読取りを担い且つ所定の画素数を有する第１のラインセンサと、前記光学的な読取りを担い且つ前記所定画素数よりも多い画素数を有する第２のラインセンサと、前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記第２のラインセンサから出力される第２の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置において、前記光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサと、前記光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから出力される前記第１及び第２の画像情報を用いて当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成器と、前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記生成器から出力される第３の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、を備えたことを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するため、本発明に係る画像生成装置は、本発明に係る別の態様によれば、文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置と、この画像読取装置により生成された画像データを用いて画像を形成する画像形成手段とを備え、前記画像読取装置は、前記光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサと、前記光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサと、前記第１及び第２のラインセンサから出力される前記第１及び第２の画像情報を用いて当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成器と、前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記生成器から出力される第３の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、を備えたことを特徴とする。

さらにまた、上記課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取方法において、光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサから出力される第１の画像情報と、光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサから出力される第２の画像情報とを用いて、当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成するステップと、前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報に互いに異なる圧縮を各別に掛けるステップと、この格別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成するステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像読取装置、画像形成装置、および画像読取方法によれば、複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、この読取により得られた画像データを的確に圧縮して情報量の増大を抑制するとともに、かかる読取りにより得られた画像データを印刷したときの描出品質を高めることができる。

以下、本発明に係る一実施例を、添付図面を参照して説明する。

図１に、本実施例の画像読取装置の光学系を中心とした概略構成を説明する。この画像読取装置は、スキャナとも呼ばれる装置であり、読取対象である文書画像としての原稿からライン毎に文書画像の情報を読み取るように構成されている。

この画像読取装置（以下、スキャナと呼ぶ）の具体的な構成及び動作を、図１を用いて説明する。同図に示すように、このスキャナは、原稿Ｏｒｇに光を照射する光源１と、原稿Ｏｒｇに均一な光を照射する目的で配光特性を調製するリフレクタ２と、原稿Ｏｒｇからの反射光を受ける第１ミラー３と、この第１ミラー３からの反射光を受ける第２ミラー５と、第２ミラー３からの反射光を受ける第３ミラー６と、第２ミラー６からの反射光を４ラインＣＣＤセンサ９の結像面に結像するための集光レンズ８とを備える。さらに、スキャナは、集光レンズ８により結像された光エネルギーを光電変換により電荷に変更し、結像した画像を電気信号として順次、外部に出力する４ラインＣＣＤ（charge coupled device）センサ９と、この４ラインＣＣＤセンサ９を実装するＣＣＤセンサ基板１０と、ＣＣＤセンサ基板１０から出力されるＣＣＤ出力信号に各種処理を行う制御基板１１と、ＣＣＤセンサ基板１０と制御基板１１とを相互に電気的に接続するハーネス１１と、白基板１３及び原稿Ｏｒｇを載せるための原稿台ガラス１４と、原稿押さえカバー１５とから構成される。

上述した構成要素のうち、光源１、リフレクタ２、及び第１ミラー３で構成する部分を第１キャリジ４と呼び、第２ミラー５及び第３ミラー６で構成する部分を第２キャリジ７と呼ぶ。原稿台ガラス１４に置かれた原稿Ｏｒｇを読み取る場合、第１キャリジ４は、図示しない駆動手段により、図１中の左側から右方向に移動する。その際、原稿Ｏｒｇと４ラインＣＣＤセンサ９の結像面の距離である光路長を変化させないように、第２キャリジ７も第１キャリジ４と同じ方向に移動する。そのときの第２キャリジ７の移動速度は第１キャリジ４の半分の速度に設定される。

図２に、４ラインＣＣＤセンサ９の概略構成を示す。この４ラインＣＣＤセンサ９は、モノクロ読取用ラインセンサ部、ブルー読取用ラインセンサ部、グリーン読取用ラインセンサ部、及びレッド読取用ラインセンサ部から成る４つのラインセンサ部を備える。

まず、モノクロ読取用ラインセンサ部は、受光面色フィルタを設けないフォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１と、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１で変換された奇数番目の画素の電荷を、隣接するアナログシフトレジスタＫ−ＯＤＤ９３に転送するためのシフトゲートＫ−ＯＤＤ９２と、電荷を出力側に順次転送するアナログシフトレジスタＫ−ＯＤＤ９３と、アナログシフトレジスタＫ−ＯＤＤ９３から出力される電荷を一画素単位で基準電位に戻すリセット回路部ＲＳＴＯ９４と、出力段のアンプＡＭＰ＿Ｋ−ＯＤＤ９５と、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１で変換された偶数番目の画素の電荷は隣接するアナログシフトレジスタＫ−ＥＶＥＮ９７に転送するためのシフトゲートＫ−ＥＶＥＮ９６と、電荷を出力側に順次転送するアナログシフトレジスタＫ−ＥＶＥＮ９７と、アナログシフトレジスタＫ−ＥＶＥＮ９７から出力される電荷を一画素単位で基準電位に戻すリセット回路ＲＳＴＥ９８と、出力段のアンプＡＭＰ＿Ｋ−ＥＶＥＮ９９とを備える。

また、ブルー読取用ラインセンサ部は、受光面上に青色フィルタを配置したフォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａで変換された画素の電荷は隣接するアナログシフトレジスタＢＬＵＥ９Ｃに転送するためのシフトゲートＢＬＵＥ９Ｂと、電荷を出力側に順次転送するアナログシフトレジスタＢＬＵＥ９Ｃと、アナログシフトレジスタＢＬＵＥ９Ｃから出力される電荷を一画素単位で基準電位に戻すリセット回路ＲＳＴＢ９Ｄと、出力段のアンプＡＭＰ＿ＢＬＵＥ９Ｅとを備える。

グリーン読取用ラインセンサ部は、受光面上に緑色フィルタを配置したフォトダイオードアレイＧＲＥＥＮ９Ｆで変換された画素の電荷は隣接するアナログシフトレジスタＧＲＥＥＮ９Ｈに転送するためのシフトゲートＧＲＥＥＮ９Ｇと、電荷を出力側に順次転送するアナログシフトレジスタＧＲＥＥＮ９Ｈと、アナログシフトレジスタＧＲＥＥＮ９Ｈから出力される電荷を一画素単位で基準電位に戻すリセット回路部ＲＳＴＧ９１と、出力段のアンプＡＭＰ＿ＧＲＥＥＮ９Ｊとを備える。

さらに、レッド読取用ラインセンサ部は、受光面上に赤色フィルタを配置したフォトダイオードアレイＲＥＤ９Ｋで変換された画素の電荷は隣接するアナログシフトレジスタＲＥＤ９Ｍに転送するためのシフトゲートＲＥＤ９Ｌと、電荷を出力側に順次転送するアナログシフトレジスタＲＥＤ９Ｍと、アナログシフトレジスタＲＥＤ９Ｍから出力される電荷を一画素単位で基準電位に戻すリセット回路部ＲＳＴＲ９Ｎと、出力段のアンプＡＭＰ＿ＲＥＤ９Ｏとを備える。

上述した４つのラインセンサ部から出力された信号（出力信号）ＯＵＴ１〜５のそれぞれは、図３に示すように時系列に並ぶ、第１空送り信号、光シールド信号、第１ダミー画素信号、有効画素信号、第２ダミー画素信号、及び第２空送り信号の列を有する。このうち、第１及び第２空送り信号は、各アナログシフトレジスタを作動させるが、フォトダイオードが存在しないことによる電荷の存在しない信号の列である。光シールド信号は、フォトダイオードは配置されているが、光が入射しないようにアルミ等で受光面がカバーされた領域から出力される、ＣＣＤセンサの基準出力となる信号の列である。さらに、有効画素信号は、画像の読取り情報に対応する信号の列である。第１ダミー画素信号は、光ホールド信号と有効画素信号と列間を繋ぐ信号列であり、一方、第２ダミー画素信号は、有効画素信号と第２空送り信号との列間を繋ぐ信号である。

図２に示す４ラインＣＣＤセンサ９は、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１と、フォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ，フォトダイオードアレイＧＲＥＥＮ９Ｆ，フォトダイオードアレイＲＥＤ９Ｌの有効画素数を異なるように構成したことを特徴としている。具体的には、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１の有効画素数は、フォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、フォトダイオードアレイＧＲＥＥＮ９Ｆ、及びフォトダイオードアレイＲＥＤ９Ｋそれぞれの有効画素数の２倍になるように構成されている。これは、例えば、２９７ｍｍの原稿幅を読み取る際、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１は６００ｄｐｉ（dot per inch）の解像度で読み取るとすれば、フォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、フォトダイオードアレイＧＲＥＥＮ９Ｆ、及びフォトダイオードアレイＲＥＤ９Ｋはそれぞれ３００ｄｐｉの解像度で読み取ることになる。

また、図３に示すように、各アナログシフトレジスタを制御するクロックＣＬＫ１及びクロックＣＬＫ２は互いに逆位相である。これらのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２は、シフトゲートＫ−ＯＤＤ９２とシフトゲートＫ−ＥＶＥＮ９６を制御する同期信号ＳＨＫと、シフトゲートＢＬＵＥ９Ｂを制御する同期信号ＳＨＢと、シフトゲートＧＲＥＥＮ９Ｇを制御する同期信号ＳＨＧと、シフトゲートＲＥＤ９Ｌを制御する同期信号ＳＨＲがゲートを開く論理１の‘Ｈ’期間及びその前後の所定期間で停止する。なお、この停止期間は、本実施例では論理１の‘Ｈ’の期間に対して設定したが、ＣＣＤセンサの種類によっては、同様の動作を論理０の‘Ｌ’の期間に対して設定することもできる。

このように構成される４ラインＣＣＤセンサは、例えば特開２００４−２８９２４５号公報に詳細に説明されているのと同様に動作する。

次に、図４を用いて制御基板１１及びＣＣＤセンサ基板１０を説明する。

制御基板１１はＣＰＵ等の処理ＩＣ１１Ａと、各種タイミングを生成する各種タイミング生成部１１Ｂ１と、各種アナログ処理部１１Ｃと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部１１Ｄと、各種デジタル処理部１１Ｅと、画像変換部１１Ｆとを備えて構成されている。このうち、各種タイミング生成部１１Ｂは、ＣＣＤセンサ基板１０の後述するＣＣＤセンサ制御部１０Ａ、各種アナログ処理部１１Ｃ、ＡＤ変換部１１Ｄ、及び、各種デジタル処理部１１Ｅの駆動に必要なタイミング信号を生成する。

これに対して、ＣＣＤセンサ基板１０には、４ラインＣＣＤセンサ９を駆動させるための図示しない電圧変換回路やバッファ等からなる上述したＣＣＤセンサ制御部１０Ａが形成されている。このＣＣＤセンサ制御部１０Ａは、４ラインＣＣＤセンサ９に接続され、このセンサ９を駆動するようになっている。４ラインＣＣＤセンサ９は、読み取った画像信号を制御基板１１の各種アナログ処理部１１Ｃに出力する。

４ラインＣＣＤセンサ９から出力される画像信号は、図３の出力信号ＯＵＴ１〜５に示すように、ある電位のオフセット（ＣＣＤセンサデバイスとしては直流出力電圧として定義される）をはいて入射光量に比例して下方向に出力される。図３の例では、出力信号ＯＵＴ１〜５の下方向は基準電位であるＯＶ方向とする。この信号形状では、オフセット電位、光シールド部に発生する暗時出力電圧、また画素毎に発生するリセットノイズが不要な要因である。このため、各種アナログ処理部１１Ｃにより、かかる不要要因が除去された後、その後段のＡＤ変換部１１Ｄの入力レンジに有効信号成分が合致するように有効信号成分の振幅が調整される。この調整を経た出力信号ＯＵＴ１〜５がＡＤ変換部１１Ｄに画像信号として出力されて、デジタル信号に変換される。このデジタル変換された画像信号は、各種デジタル処理部１１Ｅにて、フォトダイオードアレイの各画素の感度バラツキによる高周波歪みや、集光レンズ８の収差による低周波歪み、さらには、光源１の発光分布ムラを補正するためのシェーディング補正に付されて、正規化された画像信号に変換される。シェーディング補正に関しては公知であるため、詳細は省略する。

この処理により、光源１消灯時の４ラインＣＣＤセンサ９からの出力が‘０’、光源１を点灯し、白基準板１３を読み取ったときの４ラインＣＣＤセンサ９からの出力が‘２５５’に設定される。ＡＤ変換部１１Ｄの分解能は、８ビットの場合、‘２５５’となるが、１０ビットの場合、‘１０２３’となる。

また、各種デジタル処理部１１Ｅでは、上述した各種のデジタル処理に加えて、ライン間補正と呼ばれる遅延処理が実行される。これは、図２に模式的に表されているように、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１、ＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｌはそれぞれ物理的に離れて配置されており、この４つのフォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１、ＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｌは、原稿の同一箇所を同時には読み取ることができないことに因る。このため、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１、ＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｌそれぞれからのデジタル信号は、各種デジタル処理部１１Ｅにより、ライン間補正が実行される。この結果、ライン単位の遅延処理が実行され、各フォトダイオードアレイの読取位置が一致させられる。

この各種デジタル処理部１１Ｅでの処理を経たデジタル信号は、さらに、本発明の構成を実施した画像変換部１１Ｆに送られてデジタル量の画像信号の圧縮処理に付される。この圧縮された画像信号（デジタル信号）は、その後、後段の画像処理系に出力されて処理の画像処理に付される。

図５に示すように、画像処理部１１Ｆは、４ラインＣＣＤセンサ９に対応した本発明独自の構成を有している。詳しくは、４ラインＣＣＤセンサ９は、周知の３ラインＣＣＤセンサ９に、モノクロラインセンサを追加・装備しているため、これに対応すべく、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、置換処理部１１ＦＡ、変換処理部１１ＦＢ，１１ＦＣ、合成部１１ＦＤ、及び変換処理部１１ＦＥを備える。

４ラインＣＣＤセンサ９から出力される画像信号は、前述したように、各種アナログ処理部１１Ｃ、ＡＤ変換部１１Ｄ、及び、各種デジタル処理部１１Ｅにより正規化されたデジタル信号に変換されて、画像処理部１１Ｆに供給される。このうち、カラー読取用のフォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｌの出力信号に基づく正規化された画像信号が文字／画像抽出部１１Ｆ８に供給され、これと並行して、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１の出力信号に基づく正規化させた画像信号が、置換処理部１１ＦＡに供給される。

文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡでは、協働して、原稿１枚分の画像信号を、文字等の細線で構成される線画情報（線画領域）と中間調で構成される写真等の画像情報（画像領域）に分離する。

この分離の概念について、比較のため、まず従来周知のものについて図６に模式的に示す。この図６に示す概念に従う分離は、従来周知のものであって、原稿１枚分の同一の画像信号から線画情報と画像情報とをそれぞれ抽出する処理になる。

これに対して、本実施例で実施される分離は、分離結果を形式的に見ると同一だが、その内容は異なる。この本実施例に従う分離の概念であって、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡが協働して実行する処理を図７に示す。つまり、概念的には、原稿１枚分の同一の画像情報について各別に収集された２組の画像信号が用意され、この２組の画像信号から、それぞれ別個に、線画領域と画像領域とが抽出される。このうち、画像情報（画像領域）の抽出には、画素数の少ない（分解能が低い）カラー読取り用のフォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｋで読み取ったカラー画像信号が用いられ、一方、文字情報の抽出には、結果として、画素数の多い（分解能が高い）フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１で読み取ったモノクロ画像信号が用いられる。一例として、カラー画像情報の解像度が３００ｄｐｉに、モノクロ画像情報の解像度が６００ｄｐｉにそれぞれ設定される。

この本実施例に基づく分離を、より詳細に説明する。文字／画像抽出部１１Ｆ８は、カラー読取り用のフォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆ、ＲＥＤ９Ｋで読み取ったカラー画像信号から、文字等の細線で構成される線画情報と中間調で構成される写真等の画像情報とを画素毎に抽出する。この結果得られたカラー画像信号に基づく画像情報及び文字情報のうち、画像情報は画像処理部１１ＦＣに直接、供給されるが、文字情報はまず、無彩色判定部１１Ｆ９に供給される。このため、無彩色判定部１１Ｆ９は、カラー画像信号に基づく文字情報に対して無彩色判定を行う。この無彩色判定には、従来周知の手法を採用できる。例えば、文字情報を成す画像信号のブルー、グリーン、及びレッドのカラー成分の比率から有彩色か無彩色かを判断する。無彩色の場合、ブルー、グリーン、及びレッドのカラー成分の値が同一である。しかし、実際にはノイズ成分が含まれるため、正確に同一とならないため、ある程度の許容値が必要である。例えば、８ビット分解能の場合、２５５ＬＳＢ分の±５ＬＳＢの範囲で各カラー成分の値が一致している場合、無彩色と判定するようにすればよい。

この無彩色判定部１１Ｆ９において無彩色である判定された文字情報の画素情報は、置換処理部１１ＦＡに送られる。この置換処理部１１ＦＡには、前述したように、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１からの高分解能の画像信号が供給されている。このため、図８に概念的に示すように、置換処理部１１ＦＡは、無彩色であると判定された文字情報の画素（部分）を、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１で読み取ったモノクロの画像情報に置換する。つまり、比較的低い分解能に設定したカラー画像信号に基づく無彩色の文字情報を表す各画素が、それよりも高い分解能のモノクロの画像情報に置き換えられる。この結果、色合成のときの位置ズレに因って文字のエッジ部に色が付いた場合でも、そのようなエッジ部の色付き部分は無視され、無彩色の部分のみが活かされる。しかも、この無彩色の部分に（画素毎に）モノクロの画像情報がマッピングされる。

したがって、図７に示す如く、結果として、カラー読取り用のフォトダイオードアレイＢＬＵＥ９Ａ、ＧＲＥＥＮ９Ｆで読み取ったカラーの画像信号から画像情報が単独に分離され、一方、フォトダイオードアレイＢ／Ｗ９１で読み取ったモノクロの画像情報から線画情報が等価的には別個に分離されたことになる。これにより、無彩色の線画情報については、そのままモノクロ情報が維持される
このように、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡが協働して分離したモノクロの線画情報は、もう一方の変換処理部１１ＦＢに送られる。この変換処理部１１ＦＢは、文字などの線画に適した可逆圧縮処理（例えばＪＢＩＧ圧縮）を実行する。これに対し、変換処理部１１ＦＣは、文字／画像抽出部１１Ｆ８で抽出された画像情報に、画像に適した圧縮率の高い非可逆圧縮処理（例えばＪＰＥＧ圧縮）を実行する。このように、処理対象の情報の種類に適した圧縮が個別に実行され、全体として、高い圧縮効率を維持することができる。

この２つの変換処理部１１ＦＢ，１１ＦＣで個別に圧縮された文字情報及び画像情報は、その後、合成部１１ＦＤに送られて互いに画素毎に合成される。この合成された情報は、デジタル量の画像信号として、次段の変換処理部１１ＦＥに送られ、必要な変換処理に処せられる。

以上のように本実施例に係るスキャナによれば、無彩色と判定された画素については必ず、より高解像度のモノクロ画素値に置換されるので、文字などの線画情報について、その細り、途切れ、かすみなどの画像劣化や、情報の欠落を抑制又は防止し、印刷などの品質をより向上させることができる。

この利点は、図を用いて従来の手法と比較することで、より明確になる。一般に、原稿Ｏｒｇを読み取るときに読取速度にムラや変動が生じた場合、各種デジタル処理部１１Ｅで行われるライン間補正処理によるブルー、グリーン、及びレッドの色合成（色重ね）が正確にできない。しかも、図９（Ａ）に例示するように、文字の両端に、位置ずれに伴う色付き部分が発生することも前述した通りである。これに対処するため、従来は、無彩色判定を行なって、ブルー、グリーン、及びレッドのカラー信号が許容値内で一致した部分のみを黒文字部分と判定する。この判定結果に減色処理を適用してコントラスト強調を行なう。この結果、図９（Ｂ）に示すような文字の細りのほか、途切れ、かすみなどに因り画像が劣化し、場合によっては、情報の欠落を招いていた。

これに対して、本発明を適用した本実施例のスキャナの場合、線画に対して無彩色判定を実行した後、減食処理の代わりに、高解像度のモノクロ画像情報に拠る置換処理を行う。これにより、図８（Ｂ）と図９（Ｂ）とを比較してみると明瞭に分るように、文字の細りのほか、途切れ、かすみなどの発生を確実に抑制又は防止できる。

次に、本実施例に係るスキャナを搭載した画像形成装置の例を幾つか例示する。

図１０に、かかる画像形成装置としてのデジタル複写機の概略図を記す。このデジタル複写機は、図１で説明した画像読取装置であるスキャナ部Ａと、画像を紙に印刷するプリンタ部Ｂとを備える。

スキャナ部Ａでは、図４に示した画像変換部１１Ｆから正規化された画像信号が出力される。この画像信号は、プリンタ部Ｂの画像処理部１１４に入力する。この画像処理部１１４は、図示しないページメモリ等の一時記憶メモリによる画像信号の保管、拡大／縮小処理、ブルー、グリーン、及びレッドのカラー成分の画像信号を、画像形成に合った形式であるイエロー（YELLOW）、マゼンタ（MAGENTA）、シアン（CYAN）、及びブラック（BLACK）の４色への変換などを担う。この４色成分に変換された画像信号は制御信号に変換され、後段のレーザ光学系１１５から成る半導体レーザに与えられる。

プリンタ部Ｂは画像形成部１１６を備えており、この画像形成部１１６は、感光体ドラム１１７、帯電器１１８、現像器１１９、転写チャージャ１２０、剥離チャージャ１２１、クリーナ１２２、用紙搬送機構１２３、定着器１２４、排紙ローラ１２５などの構成要素を備えている。これにより、従来周知の電子写真方式の印刷工程が実現されているので、用紙搬送機構１２３により搬送されてきた用紙Ｐに印刷を施すことができる。なお、昨今は現像材の用紙Ｐへの転写効率が向上してきているため、クリーナ１２２を設けないという構成も可能になっている。

図１１に、上述したデジタル複写機の電気的な概略構成を示す。これによれば、システム制御部１１３は、本システムをトータル的に制御する部分で、スキャナ部Ａ、画像処理部１１４、及びプリンタ部Ｂの制御を行う、ネットワークを介して外部データを送受信するＩ／Ｆ（図示せず）を有している。スキャナ部Ａから出力される画像信号は画像処理部１１４に送られ、この画像処理部１１４で各種処理に付される。この後、画像信号は、プリンタ部Ｂに入力される。複写目的で原稿Ｏｒｇを読み取った場合は、かかる流れで処理が行われる。これに対し、ファイリング目的で原稿Ｏｒｇを読み取った場合はスキャナ部Ａから出力される画像信号はシステム制御部１１３を介して、ネットワーク経由で外部クライアントＰＣに圧縮した画像信号を転送する。この複写処理かファイリング処理かはコントロールパネル１２７によりユーザが入力することにより指令される。

この複写処理及びファイリング処理の画像信号の流れを、図１２を用いて説明する。

複写処理のときには、原稿Ｏｒｇを忠実に再現したいため、画像劣化の要因となる圧縮処理は行わない。つまり、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡにて分離された無彩色画像情報と、文字／画像抽出部１１Ｆ８で抽出されたカラー画像情報とを画像処理部１１４で合成し、各種処理を行いプリンタ部Ｂに転送させる。

ファイリング処理のときには、原稿Ｏｒｇに含まれる情報を欠落させることなく、かつ、ファイル容量を小さくする必要がある。よって、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡにて処理された無彩色画像情報は変換処理部１１ＦＢにて圧縮処理に付され、文字／画像抽出部１１Ｆ８で抽出されたカラー画像情報は変換処理部１１ＦＣにて圧縮処理に付される。その後、モノクロの線画情報とカラー画像情報とが合成部１１ＦＤで合成され、変換処理部１１ＦＥにより外部に出力できる標準的なファイルに圧縮／変換されてシステム制御部１３に出力される。システム制御部１１３の図示しない外部Ｉ／Ｆ部を介して、ネットワーク経由で外部のクライアントＰＣに、圧縮された画像信号が標準的なファイル形式となり出力される。

また、コントロールパネル１２７からユーザが無彩色文字のみのファイリング要求があった場合、変換処理部１１ＦＣの出力を用いず、変換処理部１１ＦＢから出力される文字情報のみを用いて外部に出力する為のファイルを生成することも可能である。

今回の説明では、画像形成装置に図１０に示したような単色複写の構成を記載したが、現像器１１９がイエロー（YELLOW）、マゼンタ（MAGENTA）、シアン（CYAN）、及びブラック（BLACK）の４色分を有するカラー（複数色）複写で用いられることは言うまでもない。

このように、本実施例によれば、モノクロ読取用のイメージセンサとカラー読取用のイメージセンサの出力を用い、文字／画像混在のカラー原稿をファイリングする際、無彩色の文字等の線画情報をモノクロ読取り専用の解像度の高いイメージセンサで読み取り、その情報から線画情報を生成するため、線画情報の欠落がなく、かつ、画像情報は解像度の低いカラーイメージセンサで読み取り、その情報から画像情報を生成するため、圧縮率を高めることができる。

以上のように、本発明を実施すれば、複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、この読取により得られた画像データを的確に圧縮して情報量の増大を抑制することができる画像読取装置及び画像形成装置が提供される。

また、複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、この読取により得られた画像データを的確に圧縮して情報量の増大を抑制するとともに、かかる読取りにより得られた画像データを印刷したときの描出品質を高めることができる画像読取装置及び画像形成装置が提供される。

さらに、複数のラインセンサを用いて光学的に文書画像を読み取るときに、各センサに読取速度の違いがある場合であっても、かかる読取りにより得られた画像データを印刷したときの黒線の描出品質を高めることができる画像読取装置及び画像形成装置が提供される。

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で、当業者であれば、従来周知の技術と組み合わせて更に様々な形態で実施することができる。例えば、文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡを含む画像処理部１１Ｆは、例えば論理回路などハードウエア回路で構成してもよいが、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリなどを備えたコンピュータで構成し、そのソフトウエア処理によって、前述した文字／画像抽出部１１Ｆ８、無彩色判定部１１Ｆ９、及び置換処理部１１ＦＡの機能、又は、それ以外のコンポーネントの機能をも含む動作を実現するように構成することもできる。

本発明に係る画像読取装置としてのスキャナの一例を説明する、光学系を中心とする概略構成図。 実施例に係るスキャナに搭載した４ラインＣＣＤセンサの構成を模式的に示す説明図。 ４ラインＣＣＤセンサの動作を説明するタイミング図。 実施例に係るスキャナの制御基板を中心とする電気的な構成を説明するブロック図。 制御基板に搭載された、圧縮を中心とする画像処理の概要を説明するブロック図。 文書画像から画像情報と文字情報とを分離して抽出する、従来周知の概念を説明する図。 同一内容だが異なる分解能で読み取られた２種類の文書画像から画像情報と文字情報とを各別に抽出する、本発明に係る概念を説明する図。 本発明を実施した実施例において実行される無彩色文字の生成を説明する図。 従来法の一例に拠る無彩色文字の生成を説明する図。 本発明に係る画像形成装置としてのデジタル複写機の一例を示す、機構を中心とする概略構成図。 上述のデジタル複写機の電気的な概略構成を説明するブロック図。 上述のデジタル複写機の電気的な構成のうちの、圧縮を中心とする画像処理の概要を説明するブロック図。

符号の説明

９ ラインＣＣＤセンサ
１１Ｃ 各種アナログ処理部
１１Ｄ ＡＤ変換部
１１Ｅ 各種デジタル処理部
１１Ｆ８ 文字／画像抽出部（抽出手段）
１１Ｆ９ 無彩色判定部（判定手段）
１１ＦＡ 置換処理部（置換手段）
１１ＦＢ 変換処理部（ａ）（第２の圧縮器）
１１ＦＣ 変換処理部（ｂ）（第１の圧縮器）
１１ＦＤ 合成部（合成器）
１１ＦＥ 変換処理部（ｃ）
９Ａ フォトダイオードアレイＢＬＵＥ（第１のラインセンサ）
９Ｆ フォトダイオードアレイＧＲＥＥＮ（第１のラインセンサ）
９Ｋ フォトダイオードアレイＲＥＤ（第１のラインセンサ）
９１ フォトダイオードアレイＢ／Ｗ（第２のラインセンサ）

Claims (16)

1. 文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置において、
   前記光学的な読取りを担い且つ所定の画素数を有する第１のラインセンサと、
   前記光学的な読取りを担い且つ前記所定画素数よりも多い画素数を有する第２のラインセンサと、
   前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記第２のラインセンサから出力される第２の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、
   この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、
   を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第１のラインセンサは、受光面を有し、当該受光面にレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルタを配置した３ラインのＣＣＤ（charge coupled device）ラインセンサであり、
   前記第２のラインセンサは、カラーフィルタの配置無しの受光面を有する１ラインのＣＣＤラインセンサである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１のラインセンサは、有彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第１の画像情報は有彩色で構成される画像データであり、
   前記第２のラインセンサは、無彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第２の画像情報は無彩色で構成される画像データである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記第１のラインセンサは、有彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第１の画像情報は中間調で構成される画像データであり、
   前記第２のラインセンサは、無彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第２の画像情報は細線及び文字を含む無彩色の画像データである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置において、
   前記光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサと、
   前記光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサと、
   前記第１及び第２のラインセンサから出力される前記第１及び第２の画像情報を用いて当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成器と、
   前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記生成器から出力される第３の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、
   この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、
   を備えたことを特徴とする画像読取装置。
6. 前記第１のラインセンサは、有彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第１の画像情報は有彩色で構成される画像データであり、
   前記第２のラインセンサは、無彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第２の画像情報は無彩色で構成される画像データである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記第１のラインセンサは、受光面を有し、当該受光面にレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルタを配置した３ラインのＣＣＤ（charge coupled device）ラインセンサであり、
   前記第２のラインセンサは、カラーフィルタの配置無しの受光面を有する１ラインのＣＣＤラインセンサである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記生成器は、
   前記第１のラインセンサから出力される前記第１の画像情報から線画情報を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段により抽出された線画情報で表示される領域のうちの無彩色の領域を判定する判定手段と、
   この判定手段により判定された無彩色領域を前記第２のラインセンサから出力される前記第２の画像情報で置換して前記第３の画像情報を生成する置換手段と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
9. 文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取装置と、この画像読取装置により生成された画像データを用いて画像を形成する画像形成手段とを備え、
   前記画像読取装置は、
   前記光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサと、
   前記光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサと、
   前記第１及び第２のラインセンサから出力される前記第１及び第２の画像情報を用いて当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成器と、
   前記第１のラインセンサから出力される第１の画像情報及び前記生成器から出力される第３の画像情報に互いに異なる圧縮を掛ける第１及び第２の圧縮器と、
   この第１及び第２の圧縮器により個別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成する合成器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記第１のラインセンサは、有彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第１の画像情報は有彩色で構成される画像データであり、
    前記第２のラインセンサは、無彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第２の画像情報は無彩色で構成される画像データである、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第１のラインセンサは、受光面を有し、当該受光面にレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルタを配置した３ラインのＣＣＤ（charge coupled device）ラインセンサであり、
    前記第２のラインセンサは、カラーフィルタの配置無しの受光面を有する１ラインのＣＣＤラインセンサである、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記生成器は、
    前記第１のラインセンサから出力される前記第１の画像情報から線画情報を抽出する抽出手段と、
    この抽出手段により抽出された線画情報で表示される領域のうちの無彩色の領域を判定する判定手段と、
    この判定手段により判定された無彩色領域を前記第２のラインセンサから出力される前記第２の画像情報で置換して前記第３の画像情報を生成する置換手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 文書画像を光学的に読み取って当該文書画像の画像データを生成する画像読取方法において、
    光学的な読取りを担い且つ所定の分解能を有する第１のラインセンサから出力される第１の画像情報と、光学的な読取りを担い且つ前記所定の分解能よりも高い分解能を有する第２のラインセンサから出力される第２の画像情報とを用いて、当該第２の画像情報の分解能を反映した第３の画像情報を生成する生成するステップと、
    前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報に互いに異なる圧縮を各別に掛けるステップと、
    この格別に圧縮された前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報を互いに合成して前記文書画像の画像データを生成するステップと、
    を備えたことを特徴とする画像読取方法。
14. 前記第１のラインセンサは、有彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第１の画像情報は有彩色で構成される画像データであり、
    前記第２のラインセンサは、無彩色の文書画像を読み取る光学的にセンサであって、前記第２の画像情報は無彩色で構成される画像データである、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の画像読取方法。
15. 前記第１のラインセンサは、受光面を有し、当該受光面にレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルタを配置した３ラインのＣＣＤ（charge coupled device）ラインセンサであり、
    前記第２のラインセンサは、カラーフィルタの配置無しの受光面を有する１ラインのＣＣＤラインセンサである、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像読取方法。
16. 前記第３の画像情報を生成するステップは、
    前記第１のラインセンサから出力される前記第１の画像情報から線画情報を抽出し、
    この抽出された線画情報で表示される領域のうちの無彩色の領域を判定し、
    この判定された無彩色領域を前記第２のラインセンサから出力される前記第２の画像情報で置換して前記第３の画像情報を生成する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像読取方法。

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