JP2007336454A - 画像読み取り装置及び原稿下地処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 原稿の両面を読み取る際に、画像の下地濃度が表裏で異なって出力されてしまうことを回避する。
【解決手段】 原稿の両面を読み取る際に、表面及び裏面それぞれの読み取り画像の下地情報を検出し、どちらか一方の下地情報に基づいて読み取り画像の下地に関る画像処理を行う。
【選択図】 図7

Description

本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ等、スキャナ等の画像読み取り装置に関し、特に原稿の両面を読み取る両面読み取り構成を持った画像読み取り装置及び原稿下地処理方法に関する。
デジタル複写機やファクシミリ等で、新聞や再生紙などのように下地濃度が高い原稿を読み取りそのまま原稿等に出力してしまうと、下地まで再現してしまうため出力原稿が読み取りずらくなる場合がある。
これを解決する為の手法として自動濃度変換(AE)とよばれる、原稿の下地レベルを検出し、原稿の下地レベルを除去する方法が提案されている。
下地検出の方法には、通常の原稿読み取り動作に先立って原稿の画像を前もって読み取ることにより処理対象画像の地肌濃度を検出しておき、この検出結果に基づいて本読み取り時の画像に対して下地除去処理を行う方式と(以下、プリスキャン方式と称する、例えば特許文献1参照)、下地検出処理をリアルタイムに行い、その検出結果に基づく下地除去処理を行うリアルタイム方式(以下、リアルタイム方式と称する、例えば特許文献2参照)が一般的に使用されている。
プリスキャン方式は、原稿全面のヒストグラムを作成し、ヒストグラムに基づいて原稿の下地濃度を検出し、下地除去係数を判定している為、一般的には精度の良い下地除去が可能となる。しかしながらプリスキャン方式の場合、原稿を一度プリスキャンしてヒストグラムを作成する必要があるため、原稿を2回読み込むことになり生産性が低下する問題点がある。プリスキャンする代わりに、原稿を読み込んだデータをDRAM等に記憶しておき、原稿全面のヒストグラムを作成し下地濃度を検出してから、DRAM等から画像を読み出す際に下地除去を行う方法も提案されているが、原稿全面分のRAMが必要な為コストアップする問題点がある。
リアルタイム方式では、原稿の下地をプリスキャン無しにリアルタイムに検出して除去するため、生産性及びコストの問題は解決されているが、原稿に印刷された文字や絵柄によって下地除去の係数が変動してしまう場合があるため、印字情報など原稿の情報が集中している原稿中央部を避けて下地情報を検出する範囲を原稿先端部で行う方法や、特許文献3に記載されたようなリアルタイム方式における問題の対策アルゴリズムが各種提案されている。
次に、複写機等に使用される画像読み取り装置には、原稿搬送装置により原稿を1ページずつ原稿台ガラス上に搬送し、その搬送路に固定された露光装置により露光されて原稿の画像が読み取られる、いわゆる「流し読み」を行うものが知られている(例えば、特許文献4参照)。さらには、生産性向上のために画像読み取り装置を2つ設けて、原稿の表裏を一度の搬送で読み取るものが知られている。(例えば、特許文献5参照)
特開平3−157063号公報 特開平4−37258号公報 特開平7−322069号公報 特開2001−285595号公報 特開2004−187144号公報
上記のような原稿搬送装置により原稿の表面、裏面を読み取る装置での下地除去は、生産性の点からリアルタイム方式で行われる事が一般的であるが、下地濃度検出及び除去については一面ずつ処理が行われており、表面の下地除去は表面の画像データより得られた下地除去係数により下地除去を行い、裏面の下地除去は裏面の画像データより得られた下地除去係数にて下地除去を行っていた。
例えば、原稿先端部でリアルタイム方式にて下地濃度検出を行う場合、両面原稿を読み取った際に、図8に示すように裏面にのみ原稿先端部に印字があった場合、各種問題改善手法を適応したとしても、上述のリアルタイム方式の持つ問題点により表面の下地除去係数と裏面の下地除去係数が異なってしまう場合があり、同一の下地原稿を読み取った場合でも、図9のように出力画像データが表裏で異なるレベルとなって出力されてしまう問題点があった。
上記課題を解決するため請求項1に記載の画像読み取り装置では、原稿の表面画像を読み取る第1の読み取り手段と、前記原稿の裏面画像を読み取る第2の読み取り手段と、前記第1及び第2の読み取り手段により読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像それぞれの下地情報を検出可能な下地情報検出手段と、前記下地情報検出手段により検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項3に記載の画像読み取り装置では、原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される原稿の画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により表面画像を読み取られた前記原稿の裏面画像を前記読み取り手段に読み取らせるために前記原稿の表裏を反転させる原稿反転手段と、前記原稿読み取り手段により読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像それぞれの下地情報を検出可能な下地情報検出手段と、前記下地情報検出部により検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項4に記載の原稿下地処理方法では、原稿の表面画像を読み取る第1の読み取りステップと、前記原稿の裏面画像を読み取る第2の読み取りステップと、前記第1及び第2の読み取りステップにおいて読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像いずれかの下地情報を検出する下地情報検出ステップと、前記下地情報検出ステップにおいて検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理ステップと、を有することを特徴とする。
以上のように、本発明では原稿の両面を読み取る際に、表面画像及び裏面画像それぞれの下地情報のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行うため、画像の下地濃度が表裏で異なって出力されてしまうことを回避可能となる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて以下実施例に詳細に説明する。
[実施例1]
図1は、本実施例で使用する自動原稿給送装置を搭載した画像読み取り装置の構成を示す図である。また、図2は図1の画像読み取り装置によって実行される両面原稿読み取り動作のフローチャートである。以下、図1及び図2を用いて、画像読み取り装置の構成及び動作を説明する。
図1において、100は自動原稿給送装置である。101は原稿トレイであり、原稿102を積載する。原稿トレイ101の上方には、給紙ローラ103が設けられている。給紙ローラ103は、分離搬送ローラ104と同一駆動源に接続され、その回転に連れて回転し、原稿102を給紙する(ステップS201)。
給紙ローラ103は、通常、ホームポジションである上方の位置に退避しており、原稿のセット作業を阻害しないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ103は下降して原稿102の上面に当接する。給紙ローラ103は、図示しないアームに軸支されているので、アームが揺動することにより上下に移動する。
分離搬送従動ローラ105は、分離搬送ローラ104の対向側に配置されており、分離搬送ローラ104側に押圧されている。分離搬送従動ローラ105は、分離搬送ローラ104より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ104と協働して、給紙ローラ103によって給紙される原稿102を1枚ずつ捌いて給紙する。
レジストローラ106およびレジスト従動ローラ107は、分離部で給紙された原稿の先端を揃えるものであり、静止したレジストローラ対106、107のニップ部に向けて分離した原稿の先端を突き当て、原稿にループを生じさせてその先端を揃える。そして、リードローラ108およびリード従動ローラ109は、原稿を流し読みガラス116に向けて搬送する。流し読みガラス116の対向側には、プラテンローラ110が配置されている。
この際、流し読みガラス116上を通過する原稿102の表面の画像情報をCCDラインセンサ126(第1の読み取り手段)にて読み取る(ステップS202)、CCDラインセンサ126での原稿102の表面画像読み取りが終了すると、リード排出ローラ111およびリード排出従動ローラ112は、原稿をCIS(コンタクトイメージセンサ)128側に搬送する。117は流し読みガラス116からシートをすくい上げるためのジャンプ台である。CIS128の対向側には、プラテンローラ127が配置されている。
この際、流し読みガラス130上を通過する原稿102の裏面の画像情報をCIS128(第2の読み取り手段)にて読み取る(ステップS203)、CIS128での原稿102の裏面画像読み取りが終了すると、排紙ローラ113は原稿を排紙トレイ114に排出する(ステップS204)。
115は画像読み取り装置である。画像読み取り装置115は、読み取り原稿面に対して光を照射するランプ119、および原稿102からの反射光をレンズ125およびCCDラインセンサ126に導くミラー120、121、122を有する。ランプ119およびミラー120は、第1ミラー台123に取り付けられている。また、ミラー121、122は、第2ミラー台124に取り付けられている。
ミラー台123、124は、ワイヤ(図示せず)によって駆動モータ(図示せず)と結合され、駆動モータの回転駆動により原稿台ガラス118と平行に移動する。原稿からの反射光は、ミラー120、121、122を介してレンズ125に導かれ、レンズ125によってCCDラインセンサ126の受光部に結像される。CCDラインセンサ126は、結像した反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
CISラインセンサ128も同様に原稿102からの反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
上記構成を有する画像読み取り装置では、原稿固定読み取りモードと流し読みモードの2つのモードで原稿を読み取ることができる。原稿固定読み取りモードは、原稿102を原稿台ガラス118上に載置し、第1ミラー台123および第2ミラー台124を副走査方向(図中矢印方向)に移動させながら原稿を読み取るモードである。また、流し読みモードは、第1ミラー台123および第2ミラー台124を停止させた状態で、原稿搬送装置100によって原稿102を搬送させながら、流し読みガラス116,130位置で原稿を読み取るモードである。
なお、流し読みガラス116のCCDラインセンサ126による読み取り位置と、流し読みガラス130のCISラインセンサ128による読み取り位置は、本実施例では40mmの間隔で配置されている。なお、この間隔は40mmに限定される物ではない。
次に、図3に本実施例の画像処理回路の構成ブロック図を示す。
CCDラインセンサ126からのアナログ信号をA/D変換回路301が8bitのデジタル信号(0が高濃度、255が低濃度を示す)に変換する。A/D変換回路301によってデジタルに変換された画像データにシェーディング補正回路302がシェーディング補正を施す。そして、下地処理回路309が、シェーディング補正された8bitの画像データの下地検出及び除去を行う。
下地処理回路309は、ユーザーから下地除去モードを指定されたか否かによって、画像データを下地処理をせずにそのまま後段に出力するか、下地除去処理をした画像データを後段に出力するかを切り換える事が可能となっている。
次にCISラインセンサ128からのアナログ信号をA/D変換回路303がデジタル信号に変換する。A/D変換回路303によってデジタルに変換された画像データにシェーディング補正回路304がシェーディング補正を施す。そして、下地処理回路310は下地処理回路309と同様の動作を行う。
下地処理回路310から出力されたCISラインセンサ128からの画像データは、一時記憶メモリ305に一時記憶される。出力選択回路306は、CCDラインセンサ126からの画像データを画像データ出力ライン308に転送するか、一時記憶メモリ305に記憶されたCISラインセンサ128からの画像データを画像データ出力ライン308に転送するかを選択する。
また、下地除去回路309、310はお互いの検出した下地除去係数を相互に参照する事が可能となっている。
図4は下地除去回路309、310の詳細構成図である、下地除去は各種方法が提案されているが、本実施例では説明の簡易化のため最も基本的な方法での下地除去について説明する。
FIFOメモリ401は、画像データを250ライン分遅延させて後段回路に出力(600dpi読み取り時約10mmに相当)できるようになっている。FIFOメモリ401は、下地除去係数を求め終わるまで画像データをバッファする為に用意されている(下地除去係数が決定した段階で画像データの下地除去を行う)。また、原稿先端10mmにて下地濃度を検出する場合の例であり、FIFOメモリサイズはこれに限る物ではない。
平均化回路402は、画像データ入力について指定した領域(原稿の所定領域)の平均値を算出できるようになっており、原稿の所定領域の平均値を算出する事により原稿の下地濃度を検出する。下地除去係数演算回路404は、平均化回路402の演算した平均値を受けて下記の演算を行う。
BK=255/AVE(BK:下地除去係数、AVE:平均化回路の平均値)
ここで求まった下地除去係数BKをゲイン回路403に反映する(内部生成モード)。また、下地除去係数演算回路404は、外部から入力された下地除去係数をゲイン回路403に出力する事も出来る(外部入力モード)。図5に、下地除去係数演算回路404のモード表を示す。
ゲイン回路403は、下地除去係数演算回路404から入力された下地除去係数を使用し下記の演算を行う。
OUT=BKIN×INB(255以上は255でクリップ)
(OUT:下地除去後画像データ、BKIN:下地除去係数、INB:バッファメモリからの入力データ)
上記演算を行う事で、例えば下地レベル平均値が140であった場合に、140を255にする演算を行う。この演算により、下地レベルを除去した読み取りデータ出力が可能となる。このときの処理画像例を図6に記す。図6は、下地処理前画像の原稿先端部にて平均値を算出した際の例である。
選択回路405は、ユーザーから下地除去モードを指定されたか否かによって、画像データを下地処理せずにそのまま後段に出力するか、下地除去処理をした画像データを後段に出力するか切り換える事が可能となっている。
図7は、これらを制御して原稿の両面を同時に読み取り、下地検出、除去を行う際のフローチャートである。
上記構成にて原稿の両面を同時に読み取る際、まずユーザーが下地処理適応、非適応を選択したかを判断する(ステップS701)。
下地処理適応を選択された場合、下地処理回路309は、図5の内部生成モードに設定しておき、下地処理回路310を図5の外部入力モードとしておく(ステップS702)。
非適応であった場合は、下地処理回路309、下地処理回路310に下地処理非適応の設定を行う(ステップS703)。
原稿給紙を開始すると(ステップS704)、CCDラインセンサ126の原稿読み取り位置がCIS128の原稿読み取り位置より搬送の上流側にあるため、CCDラインセンサ126の原稿画像データが先に得られる。本実施例では、流し読みガラス116のCCDラインセンサ126読み取り位置と、流し読みガラス130のCIS128読み取り位置は、本実施例では40mmの間隔で配置されているため、CCDラインセンサ126の原稿読み取り位置に原稿先端が来てから、CIS128の原稿読み取り位置に原稿先端が来るまで40mmの間隔がある。
下地処理適応を選択された場合、下地処理回路309は、原稿先端から原稿が10mm搬送されるまでに上述した方法で原稿の平均値を算出し、下地除去係数をゲイン回路403に設定することで、CCDラインセンサ126側の画像データの下地除去を開始する(ステップS706)。
次に、CIS128側の画像データは、下地処理回路310が外部入力モードに設定されているため、下地処理回路309の生成した(CCDラインセンサ126側で生成された)下地除去係数に基づいて下地除去を行う(ステップS707)。下地処理回路309が下地除去係数を演算してから、CIS128の原稿先端が来るまで(40−10mm)30mmの間隔があるため、CIS128側は原稿先端が来た時点から原稿画像データの下地除去が可能となる。
下地処理非適応を選択された場合は、下地処理に関する部分はスルーされ、読み取り動作に関しては同様に行われる(ステップS712、S713)。
次に、出力選択回路306は、CCDラインセンサ126の画像データを画像データ出力ライン308に転送開始し、CIS128からの画像データについては、一時記憶メモリ305に一時記憶しておく(ステップS708)。CCDラインセンサ126からの画像データを画像データ出力ライン308に転送終了したことを検出すると(ステップS709)、出力選択回路306を切り換えて、一時記憶メモリ305に記憶されたCIS128からの画像データを画像データ出力ライン308に転送開始する(ステップS710)。一時記憶メモリ305からCIS128からの画像データを画像データ出力ライン308に転送終了した事を検出し(ステップS711)、原稿の両面同時読み取り出力を終了する。
このように制御する事で、下地処理適応を選択された場合に、従来、図8のような裏面にのみ原稿先端部に印字がある原稿の場合に起きていた図9に示すような画像レベル差が発生する不具合のない両面原稿の読み取りが可能となる。具体的に述べると、従来は、下地除去回路がそれぞれ内部生成モードで動作し、平均化回路402の平均値演算結果が表面と裏面とで異なっていた。そのため、結果的にゲイン回路への下地除去係数が異なってしまい、表面、裏面で異なった下地レベルの画像が出力されてしまっていた。本実施例によれば、このような従来の問題を解決し、図10に示すように、表面と裏面とで下地レベル差のない原稿読み取りが可能となる。
[実施例2]
実施例2では、実施例1と同様の構成で反転両面読み取りを行う際の動作について説明する。反転両面読み取りモード時の原稿の動きについて説明すると、原稿トレイ101上に積載された原稿102は、給紙ローラ103により最上位の原稿から分離搬送ローラ対104,105との間に搬送される。原稿が複数枚重なって搬送された場合、分離搬送ローラ104と分離搬送従動ローラ105は、原稿を1枚に分離して搬送する。
1枚に分離された原稿は、下流側にあるレジストローラ対106,107によって原稿の先端を揃えられて、リードローラ対108,109を通過して第一の読み取り部(表面読み取り部)に搬送される。続けて原稿102は、リード排出ローラ111,112を通過して第二の読み取り部(裏面読み取り部)に案内され(反転両面読み取りモード時は第二の読み取り部では原稿の読み取りを行わない)、続けて排紙ローラ113に搬送される。
その後、原稿102は、原稿反転パス129に送り込まれて分離搬送ローラ対104,105へ向けてスイッチバック搬送される。原稿102はレジストローラ対106,107によって先端を揃えられて第一の読み取り部へと搬送される。このとき、原稿102は、原稿反転パス129により表裏が反転している。続けて原稿102は、リード排出ローラ111、112を通過して第二の読み取り部(裏面読み取り部)に案内され、続けて排紙ローラ113に搬送され排紙トレイ114に排出される。
反転両面読み取りは、主にCCDラインセンサ126とCIS128の特性の違いにより発生する微妙な読み取り濃度差が許容できないような精度の高い読み取りを行いたい場合に使用する。
反転両面読み取りモード時の画像制御系の動きについて図11のフローチャートを用いて説明する。
まず、ユーザーが下地処理適応、非適応を選択したかを判断する(ステップS1101)。
下地処理適応を選択された場合、下地処理回路309は、図5の内部生成モードに設定しておき、下地処理回路310を図5の外部入力モードとしておく(ステップS1102)。
非適応であった場合は、下地処理回路309、下地処理回路310に下地処理非適応の設定を行う(ステップS1103)。
次に、原稿給紙を開始し(ステップS1104)、ステップS1105において下地処理適応を選択された場合、下地処理回路309は原稿先端から原稿が10mm搬送されるまでに上述した方法で原稿の平均値を算出し、下地除去係数をゲイン回路403に設定することでCCDラインセンサ126側の画像データの下地除去を開始する(ステップS1106)。
次に、出力選択回路306からCCDラインセンサ126の画像データを画像データ出力ライン308に転送開始する、このときCIS128の読み取りは行わず、CCDラインセンサ126から原稿表面の画像データを画像データ出力ライン308に転送終了したことを検出すると(ステップS1108)、反転パス129を通して原稿を表裏反転しCCDラインセンサ126にて原稿裏面を読み取る。
下地処理回路309は、表面で使用した下地処理係数をそのまま使用し下地除去を行い、下地処理回路309で処理された画像データを画像データ出力ライン308に転送する(ステップS1110)。CCDラインセンサ126からの画像データを画像データ出力ライン308に転送終了した事を検出すると(ステップS1112)、原稿の読み取り動作を終了する。
また、ステップS1105において下地処理非適応を選択された場合は、下地処理回路309は、選択回路405にてCCDラインセンサ126の画像データを下地除去を行わずに転送する(ステップS1107)。このときCIS128の読み取りは行わず、CCDラインセンサ126から原稿表面の画像データを画像データ出力ライン308に転送終了したことを検出すると(ステップS1109)、反転パス129を通して原稿を表裏反転しCCDラインセンサ126にて原稿裏面を読み取る。
下地除去が行われていない画像データを画像データ出力ライン308に転送する(ステップS1111)。CCDラインセンサ126からの画像データを画像データ出力ライン308に転送終了した事を検出すると(ステップS1113)、原稿の読み取り動作を終了する。
このように制御する事で、実施例1同様に、下地処理適応を選択された場合に、従来、図8のような裏面にのみ原稿先端部に印字がある原稿の場合に起きていた図9に示すような画像レベル差が発生する不具合のない両面原稿の読み取りが可能となる。具体的に述べると、従来は、下地除去回路がそれぞれ内部生成モードで動作し、平均化回路402の平均値演算結果が表面と裏面とで異なっていた。そのため、結果的にゲイン回路への下地除去係数が異なってしまい、表面、裏面で異なった下地レベルの画像が出力されてしまっていた。本実施例によれば、このような従来の問題を解決し、図10に示すように、表面と裏面とで下地レベル差のない原稿読み取りが可能となる。
装置概略構成図である。 原稿読み取りフローチャートである。 画像系制御構成図である。 下地処理回路詳細構成図である。 下地除去モード表である。 下地処理画像例である。 両面同時読み取りフローチャートである。 下地処理前画像を示す図である。 下地処理後画像を示す図である。 下地処理後画像を示す図である。 反転両面原稿読み取りフローチャートである。
符号の説明
100 自動原稿給送装置
126 CCDラインセンサ
128 CIS
129 反転パス
309 下地処理回路

Claims (4)

  1. 原稿の表面画像を読み取る第1の読み取り手段と、
    前記原稿の裏面画像を読み取る第2の読み取り手段と、
    前記第1及び第2の読み取り手段により読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像それぞれの下地情報を検出可能な下地情報検出手段と、
    前記下地情報検出手段により検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理手段と、
    を有することを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 前記原稿を搬送する搬送手段を有し、前記第1及び第2の読み取り手段は、前記搬送手段により搬送される原稿の表面画像及び裏面画像を読み取ることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
  3. 原稿を搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段により搬送される原稿の画像を読み取る読み取り手段と、
    前記読み取り手段により表面画像を読み取られた前記原稿の裏面画像を前記読み取り手段に読み取らせるために前記原稿の表裏を反転させる原稿反転手段と、
    前記原稿読み取り手段により読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像それぞれの下地情報を検出可能な下地情報検出手段と、
    前記下地情報検出部により検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理手段と、
    を有することを特徴とする画像読み取り装置。
  4. 原稿の表面画像を読み取る第1の読み取りステップと、
    前記原稿の裏面画像を読み取る第2の読み取りステップと、
    前記第1及び第2の読み取りステップにおいて読み取られた前記原稿の表面画像及び裏面画像いずれかの下地情報を検出する下地情報検出ステップと、
    前記下地情報検出ステップにおいて検出された前記原稿の表面画像及び裏面画像のいずれか一方の下地情報に基づいて他方の下地処理を行う下地処理ステップと、
    を有することを特徴とする原稿下地処理方法。
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