JP2009071530A - シェーディングデータ検査方法及び検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像データの符号化により生じるブロックノイズを線として誤って検出することなく、シェーディングデータに関する検査を正確に行え、検査に要する時間も短縮できるシェーディングデータ検査方法を提供する。
【解決手段】このシェーディングデータ検査方法では、テストチャートを読み取って得られた画像データに対し、シェーディング補正を施した後、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換によるデータの符号化を行う。続いて、符号化された画像データを復号し、復号した画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する。続いて、検出された線の中で、前記画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去して、シェーディングデータに関する検査を行う。
【選択図】図4

Description

本発明は、シェーディングデータ検査方法及び検査装置に関する。
シェーディングデータは画像読取装置のシェーディング補正の基準となるデータで、これが正しく取得されているか出荷時に検査する必要がある。その検査では、例えば、画像読取装置に所定のテストチャートを読み取らせて生成させたJPEG(Joint Photographic Experts Group)形式の画像ファイルをパーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)に送り、PC上で検査プログラムを色線がないか否かを検出する。
ところで、画像読取装置に備えられるCCD(Charge Coupled Device)ラインセンサは、奇数画素と偶数画素とを分離して処理する。このため、奇数画素と偶数画素とで、均一濃度のテストチャートを読み取った場合でも、出力レベルが微妙に異なる場合がある。すると、JPEGファイルの生成時の離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)で1画素ごとの周期パターンが選択されるため、そのJPEGファイルを復号したときに、ブロックノイズが現れてしまう。そのブロックノイズのうち、副走査方向に連なったものは色線として誤検出される場合がある。このようなブロックノイズによる色線は、シェーディングデータに関する正確な検査の妨げとなる。
ブロックノイズを除去することは特許文献1、2に開示されているが、安易なブロックノイズの除去は、シェーディングデータの異常を示す線として検出すべき線まで除去してしまうおそれがある。
また、ブロックノイズの影響を除去する方法として、例えばテストチャートを複数回読み取らせ、それらの画像データの平均値等を用いてシェーディングデータに関するテストを行う方法が挙げられるが、検査に要する時間が長くなる。
特開平10−276433号公報 特開平5−219385号公報
そこで、本発明の解決すべき課題は、画像データの符号化により生じるブロックノイズを線として誤って検出することなく、シェーディングデータに関する検査を正確に行え、検査に要する時間も短縮できるシェーディングデータ検査方法及び検査装置の提供である。
上記の課題を解決するため、本発明に係るシェーディングデータ検査方法においては、テストチャート上の所定濃度の帯を読み取って得られた画像データに対し、シェーディング補正を施す補正段階と、前記シェーディング補正後の前記画像データに対して、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換による符号化を行う符号化段階と、符号化された前記画像データに対する復号を行う復号段階と復号された前記画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する検出段階と、検出された前記線の中で、前記画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去する除去段階と、検出された前記線のうち、前記ブロックノイズとして除去されずに残った線に基づいて、前記シェーディングデータに関する検査を行う検査段階とを備える。
また、本発明に係るシェーディングデータ検査方法においては、前記符号化段階では、前記画像データに対してJPEG符号化を行う。
また、本発明では、画像読取装置にて、テストチャート上の所定濃度の帯を読み取って得られた画像データに対し、シェーディング補正を施し、シェーディング補正後の前記画像データに対して、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換による符号化を行った後、その画像データが当該シェーディングデータ検査装置に与えられ、その与えられた前記画像データを復号して得られた画像データに基づいて、前記画像読取装置のシェーディングデータに関する検査を行うシェーディングデータ検査装置において、前記画像読取装置から与えられた符号化された前記画像データに対する復号を行う復号部と、復号された前記画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する線検出部と、検出された前記線の中で、前記画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去するブロックノイズ除去部と、検出された前記線のうち、前記ブロックノイズとして除去されずに残った線に基づいて、前記シェーディングデータに関する検査を行う検査部とを備える。
本発明によれば、復号された画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する。そして、その検出した線の中で、画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去して、シェーディングデータに関する検査を行う。このため、画像データの符号化により生じるブロックノイズを線として誤って検出することなく、シェーディングデータに関する検査を正確に行える。
また、1回のテストチャートの読み取りによりシェーディングデータに関する検査が行えるため、検査に要する時間を短縮できる。
また、本発明によれば、JPEG符号化により生じるブロックノイズを線として誤って検出することなく、シェーディングデータに関する検査を正確に行える。
図1は本発明の一実施形態に係るシェーディングデータ検査方法が適用される画像読取装置としてのデジタル複合機及びデジタル複合機が接続されたネットワークの構成例を示す図であり、図2は図1のデジタル複合機のブロック図である。
図1に示すネットワーク構成例では、デジタル複合機1は、公衆交換電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)5に接続されるとともに、LAN(Local Area Network)6を介してPC2〜4及びインターネット7に接続されている。デジタル複合機1は、コピーモード、プリンタモード、ファクシミリモードの各機能を備えるとともに、メールの送信及び受信する機能も備えている。
デジタル複合機1は、図2に示すように、MPU(Micro Processing Unit)11、フラッシュメモリ12、RAM(Random Access Memory)13、メモリコントローラ14、画像メモリ15、コーデック16、モデム17、NCU(Network Control Unit)18、操作パネル19、読取機構制御回路20、光源21、読取素子としてのカラーCCD22、アナログフロントエンド23、読取画像信号処理回路24、プリント画像信号処理回路25、プリンタ26、LANインターフェース(I/F)27等を備えて構成されている。これらの各部はバス28を介して接続されている。
MPU11はバス28を介してデジタル複合機1のハードウェアの各部を制御するとともに、フラッシュメモリ12に記憶されたプログラムに基づいて各種のプログラムを実行する。フラッシュメモリ12は、デジタル複合機1の動作に必要な種々のプログラムや操作メッセージ及びシェーディングデータを記憶している。また、RAM13は、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
メモリコントローラ14は、画像メモリ15に対する画像データの書き込み、及び読み出しを制御する。画像メモリ15は、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等を用いて構成され、送信すべき画像データ、受信した画像データ、及び読み取った画像データを記憶する。コーデック16は、所定のプロトコルに対応して符号化及び復号を行うものである。このコーデック16の処理として、読み取った原稿の画像データに対するMH(Modified Huffman)、MR(Modified READ)、MMR(Modified Modified READ)方式、TIFF(Tagged Image File Format)又はJPEG方式による符号化、及び、ファクシミリ及び電子メール等で受信した画像データの復号などが含まれる。
モデム17は、バス28に接続されており、ファクシミリ通信のための機能を有している。このモデム17には、同様にバス28に接続されたNCU18と接続されている。NCU18は、公衆交換電話網5への接続を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム17を公衆交換電話網5に接続する。
操作パネル19は、デジタル複合機1に対する操作の受け付け、及び、操作に必要な情報の表示等を行うものであり、複数の操作キー、及び液晶表示装置等により構成された表示部を備えている。読取機構制御回路20は、原稿の読み取り時に自動原稿送り装置及びフラットベットスキャナ等を備えた図示しない原稿載置台を制御するとともに、光源21を点灯させる。カラーCCD22は、原稿載置台にセットされた原稿の画像を読み取ってアナログフロントエンド23に入力する。アナログフロントエンド23は、カラーCCD22からの信号をサンプル/ホールド、及び増幅して読み取り信号処理回路24に入力する。読取画像信号処理回路24は、白黒及びR、G、Bの3色よりなる色成分のデジタル画像データを生成するとともに、シェーディング補正を実行する。補正された画像データはメモリコントローラ14を介して画像メモリ15に記憶される。
プリント画像信号処理回路25は、プリント画像信号を処理してプリンタ26に入力しする。プリンタ26は、電子写真方式等のプリンタ装置であり、受信したデータ、コピー原稿データ、及び外部のPC2〜4から与えられたプリントデータをプリントする。LANインターフェースは、LAN6に接続され、LAN6及びインターネット7からの信号及びデータを受信するとともに、LAN6及びインターネット7に対して信号及びデータを送信する。
このようなデジタル複合機1では、ファクシミリ送信時には、原稿の画像データがカラーCCD22により読み取られ、読取画像信号処理回路24からの画像信号がコーデック16で圧縮されてメモリコントローラ14を介して画像メモリ15に蓄積される。この圧縮された画像データが画像メモリ15から読み出されてモデム17で変調され、NCU18から公衆交換電話網5を介して送信先に送信される。また、ファクシミリ受信時には、受信した画像データがモデム17で復調され、メモリコントローラ14を介して画像メモリ15に蓄積された後、コーデック16で復号される。復号された画像データに基づいて、プリント画像信号処理回路25がプリント画像信号を生成してプリンタ26に供給し、これによって、受信された画像データがプリントされる。
一方、デジタル複合機1の出荷時又はCCDの校正時には、シェーディングプレート(白基準板)8の画像読取信号の値がシェーディングデータとしてフラッシュメモリ12に記憶される。そのシェーディングデータを利用して、光源21の照度のムラ、CCDイメージセンサの各素子間の感度のバラツキあるいはレンズ特性等に関する補正が行われる。
以下では、例えば中央に所定濃度の帯が記録されたテストチャートを用いて、記憶されたシェーディングデータの異常を検査する場合の手順について説明する。
シェーディングデータの異常を検出する場合、作業者は、LAN6に接続されたPC、又はPCインターフェース(図示せず)を介してデジタル複合機1に直接接続されたPCを起動し、検査ソフトを立ち上げる。
図3は、検査ソフトを実装した検査用のPCのブロック図である。このPC50は、本発明のシェーディングデータ検査装置に相当するものであり、図3に示すように、MPU51、ROM(Read Only Memory)52、RAM53、表示部54、入力部55、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)56、LANインターフェース57を備えて構成されている。これらの各部はバス58を介して接続されている。
MPU51は、バス58を介してPC50のハードウェアの各部を制御するとともに、ROM52に記憶されたソフトウェアプログラムに基づいて各種のプログラムを実行する。なお、このMPU51は、本発明に係るシェーディングデータ検査装置の復号部、線検出部、ブロックノイズ除去部及び検査部に相当している。
ROM52は、MPU51を動作させるためのプログラム及び設定データ等を記憶する。RAM53は、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。表示部54は、液晶表示装置等により構成され、画像を表示する。入力部55は、PC50を操作するためのキーボード等により構成され、PC50に対する操作を受け付ける。HDD56は、PC50にインストールされているソフトウェア等に関するデータを記憶するものであり、シェーディングデータに関する検査を行うための検査用ソフトウェアがインストールされている。LANインターフェース57は、LAN6に接続され、上記のLANインターフェース27と同様な働きをする。
図4は、シェーディングデータに関する検査の際のデジタル複合機及び検査用のPCの処理の手順を示すフローチャートである。なお、図4のステップS1〜S4がデジタル複合機1が行う処理であり、ステップS5,S6がPC50が行う処理である。
PC50の検査用ソフトウェアを立ち上げた後、作業者が、図5に示すような、所定濃度の黒帯が印刷されたテストチャートをデジタル複合機1の原稿載置台にセットし、操作パネル19のスキャナ切替キーを押す。すると、操作パネル19の表示部に図6に示すようなスキャンメニュー選択画面が表示される。この表示画面にて、作業者が、カラー(1)、フォルダー(2)の欄を選択する。
この選択によって表示部には、図7に示すようなスキャン条件入力画面が表示される。この表示画面にて、作業者が、画質を写真(3)、解像度を300dpi(4)、デフォルトの01に登録されているフォルダー(5)を選択した後、操作パネル19のスタートキーを押す。これによって、読取機構制御回路20、光源21、カラーCCD22によってテストチャートのスキャンが実行される(図4のステップS1)。スキャンされた画像データは、アナログフロントエンド23を介して読取画像信号処理回路24に入力され、シェーディング補正が実行された(ステップS2)後、コーデック16によるJPEG符号化が実行される(ステップS3)。このJPEG符号化では、画像データに対して、縦8ドット、横8ドットのサイズの画素ブロックごとに、離散コサイン変換が施される。JPEG符号化された画像データは、メモリコントローラ14を介して画像メモリ15等の選択されたフォルダーに保存される(ステップS4)。
このようにテストチャートの画像データをJPEG符号化することにより、画像データのデータ量が抑制され、画像データのPC50への転送や、PC50による読み込み等が容易になる。
次に、作業者が、PC50の表示部54の検査画面において、デジタル複合機1の画像メモリ15の上記フォルダーに保存されたテキストチャートの画像データを指定する。するとその画像データがPC50によって読み込まれ、MPU51によって復号される(ステップS5)。そして、その復号されたテストチャートの画像データに基づいて、MPU51が、テストチャート中の黒帯の部分に副走査方向に沿った色線又は白スジが入っていないか否か等を自動的に判定することにより、シェーディングデータに関する検査が行われる(ステップS6)。
すなわち、図8に示すように、PC50のMPU51は、復号したテストチャートの画像データ中から、高さ45ドットの黒帯を抽出した(ステップS101)後、jを0にセットする(ステップS102)。
次に、MPU51は、j列目のLine平均X(j)を演算する(ステップS103)とともに、行列平均Y(j)を演算する(ステップS104)。すなわち、MPU51は、図9に示すように、j列目の副走査方向の画像の濃度の平均値X(j)を演算するとともに、行列平均Y(j)としてj−8列目からj−1列目までの8列×45ラインの画像の濃度の平均値を演算する。なお、jが0〜8のときは1列目から8列目までの平均を行列平均Y(j)として演算する。
行列平均Y(j)の演算後、MPU51は、X(j)がY(j)−許容誤差<X(j)<Y(j)+許容誤差の関係にあるか否か、すなわちX(j)が許容範囲内にあるか否かを判定する(ステップS105)。この判定によって、j列目が色スジ(線)に該当するか否かが判定される。j列目が色スジに該当する場合にはステップS106に進む一方、j列目が色スジに該当しない場合にはステップS108に進む。なお、上記の許容誤差としては、例えば、画像の濃度の階調が0〜255の場合、12前後の値を採用することができる。
そして、MPU51は、X(j)が許容範囲内になく、j列目が色スジに該当する場合には、そのj列目の色スジがJPEG符号化の影響により生じたブロックノイズであるか否かの判定を行う(ステップS106)。この判定では、図10に示すように、j列目のドット列内において、画像の濃度が基準レベル(例えば、X(j)から所定値を引き算した値等が設定される)以下になっている低濃度区間71が検出される。なお、j列目のドット列の副走査方向の全体が連続的に連なった低濃度区間71となっている場合もあるし、ドット列内に1つ又は複数の低濃度区間71が存在する場合もある。なお、j列目のドット列の副走査方向の全体が低濃度区間71となっている場合には、そのj列目の色スジはブロックノイズによるものでないと判定されて、ステップS107に進む。
続いて、低濃度区間71の副走査方向の長さLが検出され、その長さLの中でJPEG符号化の処理の単位となる画素ブロックの副走査方向の幅に対応するドット数、すなわち8ドット以上で、かつ8ドットの自然数倍の不連続部分があるか否かが判定される。低濃度区間71の長さLの中で8ドット以上で、かつ 8ドットの自然数倍の不連続部分がある場合には、その低濃度区間71がブロックノイズによるものと判定され、それ以外の場合はその低濃度区間71がブロックノイズによるものでないと判定される。この判定は、j列目のドット列に含まれるすべての低濃度区間71について行われる。そして、j列目のドット列に含まれる低濃度区間71のうちすべがブロックノイズによるものであると判定された場合には、そのj列目の色スジがブロックノイズによるものであると判定され、ステップS108に進む。一方、j列目のドット列に含まれる低濃度区間71のうちのいずれか1つ以上がブロックノイズによるものでないとと判定された場合には、そのj列目の色スジがブロックノイズによるものでないと判定され、ステップS107に進む。
ここで、JPEG符号化により発生するブロックノイズは、符号化の処理の単位となる画素ブロックごとに発生する。そして、そのブロックノイズには、画素ブロックを副走査方向に連続的に縦断する色スジ状のものが含まれる場合がある。この色スジ状のノイズ成分が、シェーディングデータの異常による線と誤って検出される場合がある。特に、このような色スジ状のノイズ成分を含んだ複数の画素ブロックが副走査方向に沿って並んだ場合には、シェーディングデータの異常による線と誤認される可能性がさらに高くなる。
そこで、本実施形態では、上記のように、JPEG符号化により発生するブロックノイズの特性に基づいて、ブロックノイズを除去することによって、ブロックノイズによる検査への影響を回避している。
ステップS107にて、MPU51は、jを色線又は色スジを検出した座標としてRAM53に記憶する。
ステップS108にて、MPU51は、jがnか否かを判定することにより最終列か否かを判定する。そして、MPU51は、最終列でないと判定した場合、jに1加算した(ステップS109)後、ステップS103に戻って再び、j列目のLine平均Xを演算する。
一方、ステップ108で最終列であると判定した場合、MPU51は、RAM53にjが記憶されているか否かを判定することにより、シェーディングデータの異常の有無を判定する(ステップS110)。そして、MPU51は、RAM53にjが記憶されていないと判定した場合、表示部54に例えば、「シェーディング補正データに異常なし」を表示する(ステップS111)。また、MPU51は、RAM53にjが記憶されていると判定した場合、RAM53に記憶されているjの値を座標値に変換して表示部54に表示する(ステップS112)。
これにより、シェーディングデータに異常があった場合、例えば、シェーディングデータの取得時にCCDの128番目の素子にゴミが付着していた場合、図11に示すように、表示部54に、テストチャートの帯の読取画像、シェーディングデータに異常がある旨、及び異常位置が表示される。このため、作業者は検出された座標位置に白線又は色線が存在するか否かを目視で確認できる。そして、白線又は色線が存在する場合には、デジタル複合機1のスキャナユニット内のミラー、レンズ、あるいはCCDの表面の清掃、あるいは、シェーディングデータを取り直し等の対応が行われる。
以上のように、本実施形態によれば、テストチャートの画像データのJPEG符号化により生じるブロックノイズを白線又は色線として誤って検出することなく、シェーディングデータに関する検査を正確に行える。
また、1回のテストチャートの読み取りによりシェーディングデータに関する検査が行えるため、検査に要する時間を短縮できる。
なお、上述の実施形態では、テストチャートの画像データの符号化にJPEG符号化を用いた構成について説明したが、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換を行う符号化であれば、テストチャートの画像データに任意の符号化方式を適用してもよい。また、画素ブロックの縦、横のサイズについても、8ドットに限らず、他のサイズが採用されてもよい。
また、上述の実施形態では、上述の図8のステップS105の判定において、X(j)がY(j)−許容誤差<X(j)<Y(j)+許容誤差の関係にあるか否かを判定することにより、X(j)が許容範囲内にあるか否かを判定するようにした。この点に関する変形例として、各列のLine平均X(j)の標準偏差σを演算し、その標準偏差に係数を乗算したものを上記の許容誤差の代わりに用いてもよい。例えば、X(j)がY(j)−4σ<X(j)<Y(j)+4σの関係にあるか否かを判定することによって、X(j)が許容範囲内にあるか否かを判定してもよい。
また、上述の記載例では、許容誤差として12、標準偏差の倍数として4、副走査方向のライン数として45、行列平均の幅として8列を採用したが、これらの値は適宜変更できる。さらに、上述の記載例では、注目画素列の近傍の行列として注目画素列の左側の画素列を採用したが、注目画素列の左右の画素列を採用してもよい。
また、上述の実施形態に係るシェーディングデータの検査のためのシステム構成の変形例として、PC50の検査のための機能をデジタル複合機1に組み込んでもよい。
また、上述の実施形態では本発明の画像読取装置をデジタル複合機1に適用した場合について説明したが、本発明の画像読取装置はファクシミリ装置、コピー機等の画像の読み取りを行う任意の装置に適用できる。
本発明の一実施形態に係るシェーディングデータ検査方法が適用されるデジタル複合機及びデジタル複合機が接続されたネットワークの構成例を示す図である。 図1のデジタル複合機のブロック図である。 検査ソフトを実装した検査用のPCのブロック図である。 シェーディングデータに関する検査の際のデジタル複合機及び検査用のPCの処理の手順を示すフローチャートである。 所定濃度の黒帯が印刷されたテストチャートの一例を示す図である。 スキャンメニュー選択画面の一例を示す図である。 スキャン条件入力画面の一例を示す図である。 図4のステップS6の処理の内容を詳細に示すフローチャートである。 Line平均X(j)、行列平均Y(j)の演算を説明するための図である。 j列目のドット列中に存在する低濃度区間の例を示す図である。 シェーディングデータに異常があった場合の表示の一例を示す図である。
符号の説明
1 デジタル複合機
5 公衆交換電話網
6 LAN
11 MPU
12 フラッシュメモリ
13 RAM
14 メモリコントローラ
15 画像メモリ
16 コーデック
17 モデム
18 NCU
19 操作パネル
20 読取機構制御回路
21 光源
22 カラーCCD
23 アナログフロントエンド
24 読取画像信号処理回路
25 プリント画像信号処理回路
26 プリンタ
27 LANインターフェース
28 バス
50 PC
51 MPU
52 ROM
53 RAM
54 表示部
55 入力部
56 HDD
57 LANインターフェース
58 バス
71 低濃度区間

Claims (3)

  1. テストチャート上の所定濃度の帯を読み取って得られた画像データに対し、シェーディング補正を施す補正段階と、
    前記シェーディング補正後の前記画像データに対して、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換による符号化を行う符号化段階と、
    符号化された前記画像データに対する復号を行う復号段階と
    復号された前記画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する検出段階と、
    検出された前記線の中で、前記画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去する除去段階と、
    検出された前記線のうち、前記ブロックノイズとして除去されずに残った線に基づいて、前記シェーディングデータに関する検査を行う検査段階と、を備えることを特徴とするシェーディングデータ検査方法。
  2. 請求項1に記載のシェーディングデータ検査方法において、
    前記符号化段階では、前記画像データに対してJPEG符号化を行うことを特徴とするシェーディングデータ検査方法。
  3. 画像読取装置にて、テストチャート上の所定濃度の帯を読み取って得られた画像データに対し、シェーディング補正を施し、シェーディング補正後の前記画像データに対して、所定の画素ブロックごとに離散コサイン変換による符号化を行った後、その画像データが当該シェーディングデータ検査装置に与えられ、その与えられた前記画像データを復号して得られた画像データに基づいて、前記画像読取装置のシェーディングデータに関する検査を行うシェーディングデータ検査装置において、
    前記画像読取装置から与えられた符号化された前記画像データに対する復号を行う復号部と、
    復号された前記画像データ中に含まれる副走査方向に沿った線を検出する線検出部と、
    検出された前記線の中で、前記画素ブロックの副走査方向の幅に対応する画素数以上の不連続な部分を持つ場合には、その線をブロックノイズとして除去するブロックノイズ除去部と、
    検出された前記線のうち、前記ブロックノイズとして除去されずに残った線に基づいて、前記シェーディングデータに関する検査を行う検査部と、を備えることを特徴とするシェーディングデータ検査装置。
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