JP2010258634A

JP2010258634A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2010258634A
Application number: JP2009104661A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kumano; 俊哉熊野
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】カラーＣＣＤの出力から少ない処理回路によりカラーとモノクロの画像データを得ることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】カラーＣＣＤ１０のＲＧＢセンサからのアナログデータ出力はアナログフロントエンド１１を介してカラー画像処理回路２１に入力され、シェーディング補正処理及びγ補正処理が行われる。回転／合成回路５１、５２、５３からのＲＧＢ信号の画像データがＪＢＩＧコーデック２５に、回転／合成回路５２からのＧ信号の画像データが二値化回路２４を介してＪＢＩＧコーデック２５に入力される。そして、カラーまたはモノクロのモード設定に応じてＪＰＥＧコーデック２３、ＪＢＩＧコーデック２５のいずれかの符号化データがマルチプレクサ２６によって選択され、メモリコントローラ４を介して画像メモリ５に記憶される。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタル複合機あるいはファクシミリ装置等に使用する画像読取装置に関し、特にカラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えた画像読取装置に関する。

複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有する最近のデジタル複合機あるいはファクシミリ装置等の画像読取装置は、原稿用紙の画像を読み取るＣＣＤイメージセンサまたは密着型センサ（ＣＩＳ）を備えている。このようなセンサでは、照明ムラ及び各受光素子間の感度バラツキあるいはレンズ特性により、均一な輝度及び濃度の原稿画像を読み取ったにも拘わらず、読み取られた画像データの輝度及び濃度が不均一となることがある。この現象はシェーディングと呼ばれ、複写紙上に形成される再現画像の忠実度を損なう原因となる。

このため、デジタル複合機等の画像読取装置の読取部に白基準板を取り付け、この白基準板を読み取ったデータをシェーディングデータとして保存し、実際のスキャン時に得られたデータを上記のシェーディングデータで補正している。

一方、最近の画像読取装置はカラースキャナ機能を備えた機器が増加しており、このようにカラースキャナ機能を搭載した画像読取装置では、ＲＧＢの濃度特性の相違を調整している。すなわち、階調特性（γ特性）のバランスを調整するために、専用のテストチャートを読み取らせた時の値から、各色のγ補正テーブルを生成し、濃度差が少なくなるように調整している。

図４は上記のような補正処理を含む画像処理を行う従来の画像処理部の機能ブロック図であり、カラー／モノクローム（以下、単にモノクロという）の画像処理部を独立して用意し、モードに応じて切り換えている。すなわち、カラーＣＣＤ６０からの画像データをカラー画像処理回路６１及びモノクロ画像処理回路６２に入力し、シェーディング補正、γ補正等の画像処理を行う。そして、カラー画像処理回路６１及びモノクロ画像処理回路６２の出力をそれぞれ回転／合成回路６３、６４により画像回転処理あるいはＮin１処理、拡大、縮小等の合成処理を行う。

次に、回転／合成回路６３、６４の出力をそれぞれＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）コーデック６５及びＪＢＩＧ（Joint Bi-Level Image Group）コーデック６６により符号化した後、カラーまたはモノクロのモード設定に応じてコーデック６５、６６のいずれかの出力をマルチプレクサ（ＭＰＸ）６７により選択する。そして、マルチプレクサ６７からの画像データを画像メモリ６８に記憶する。なお、モノクロモードの処理では、カラーＣＣＤ６０がモノクロ専用の出力を持っていればそれを利用するが、これをもたない場合には、Ｒ／Ｇ／Ｂの３出力のうち、Ｇ出力をモノクロ処理部の入力とする。

上記のように、従来の画像読取装置は、カラー／モノクロの画像処理において、シェーディング／空間フィルタ／解像度変換等の共通した処理が少なくないにも拘らず、それぞれ、専用の回路を持つため、コスト的に不利となる。このため、カラーＣＣＤの出力をシェーディング処理したＲＧＢ信号の中からいずれかの信号を取り出し、モノクロ信号とすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７５５４８９号公報

上記のように、カラーＣＣＤの出力をシェーディング処理したＲＧＢ信号の中から一つの信号を取り出してモノクロ信号とすることが行われている。しかしながら、デジタル複合機等の画像読取装置では、複数ページを１枚の中に配置するＮin１処理や画像の回転処理の機能が必須となっており、カラー用とモノクロ用の回転／合成回路を設けると、画像読取装置のコストが高くなってしまう。
また、ＲＧＢ成分の一つをモノクロ入力とすると、カラー原稿を読み取るときにドロップアウトカラー、すなわち、特定の色が抜けて見えなくなる現象が生じるため、処理後の画像に乱れが生じることがある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、カラーＣＣＤの出力から少ない処理回路によりカラーとモノクロの画像データを得ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の画像読取装置は、カラーＣＣＤと、前記カラーＣＣＤからのＲＧＢ信号を処理するカラー画像処理部と、前記カラー画像処理部からの画像データを回転及び／または合成する回転／合成部と、前記回転／合成部からの出力をカラー画像データとして圧縮する第１の符号化部と、前記回転／合成部からの出力をモノクロ画像データとして符号化する第２の符号化部と、前記第１の符号化部または第２の符号化部からの画像データを格納する記憶部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の画像読取装置は、上記の画像読取装置において、前記第２の符号化部が、前記回転／合成部からの出力を２値化してモノクロ２値画像データとすることを特徴とする。

また、本発明のさらに他の画像読取装置は、上記のいずれかの画像読取装置において、前記カラー画像処理部が、ＲＧＢ画像データをＹＣｂＣｒもしくはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データに変換し、ＹまたはＬ^＊をモノクロ画像データとする、あるいは、ＲＧＢ画像データのうち一成分を抽出してモノクロ画像データとすることを特徴とする。

本発明の画像読取装置によれば、画像処理部と回転／合成部をカラー及びモノクロで共用するので、必要な回路を削減でき、画像読取装置のコストを低減できる。また、本発明の他の画像読取装置によれば、簡略な回路でモノクロ２値画像データを得ることができる。
また、本発明のさらに他の画像読取装置によれば、輝度Ｙまたは明度Ｌ^＊をモノクロ画像データとして用いた場合、ドロップアウトのない自然なモノクロ画像が得られる。一方、ＲＧＢ画像データのうち一成分を抽出してモノクロ画像データとして用いれば、特定の色をドロップアウトしたモノクロ画像が得られる。

本発明の画像読取装置を使用するデジタル複合機のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の画像読取装置の概要を示すブロック図である。本発明の画像読取装置の詳細な機能を示すブロック図である。従来の画像読取装置を示す機能ブロック図である。

まず、本発明の画像読取装置を使用するデジタル複合機のハードウェア構成について図１のブロック図により説明する。
ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１はバス１６を介してデジタル複合機のハードウェア各部を制御するとともに、フラッシュメモリ２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２は、デジタル複合機の動作に必要な種々のプログラムあるいは操作メッセージを記憶し、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）３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４は画像メモリ５への画像信号の書込み、読出しを制御し、画像メモリ５はＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等を用いて構成され、受信した画像データあるいは読み取った画像データを記憶する。また、コーデック６は所定のプロトコルに対応して符号化及び復号するものであり、読み取った原稿の画像データを送信するためにＭＨ（Modified Huffman）、ＭＲ（Modified READ）またはＭＭＲ（Modified MR）方式により符号化し、外部から受信した画像データを復号する。このコーデック６は、電子メールに添付可能なファイルとして一般的に利用される画像フォーマットであるＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）方式等にも対応して符号化、復号する。

また、モデム７はバス１６に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクスモデムとしての機能を有し、このモデム７は同様にバス１６に接続されたネットワーク制御ユニット（ＮＣＵ）８と接続されている。ＮＣＵ８はアナログ回線の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム７を公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続する。
操作パネル９は、デジタル複合機の動作状態の表示、あるいは、種々の機能の操作画面の表示を行う表示部と、デジタル複合機を操作するための複数のキーよりなる。

また、カラーＣＣＤ１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂからなる３チャンネルＣＣＤであり、原稿をスキャンすることにより３つのカラー信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力する。アナログフロントエンド１１はカラーＣＣＤ１０からの信号をサンプル／ホールド及び増幅して読取画像信号処理回路１２に入力する。この読取画像信号処理回路１２は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等の補正処理及び回転／合成処理を実行し、処理された画像データがメモリコントローラ４を介して画像メモリ５に記憶される。

さらに、プリント画像信号処理回路１３はプリント画像信号を処理してプリンタ１４に入力し、プリンタ１４は電子写真方式等のプリンタ装置であり、受信した画像データ、コピー原稿データあるいは外部からのプリントデータを印刷する。
また、ＬＡＮ（Local Area Network）インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５はＬＡＮに接続され、ＬＡＮに対して信号及びデータを送信するものであり、信号変換やプロトコル変換などのインターフェース処理を実行する。

図２は上記の読取画像信号処理回路１２の概要を示すブロック図であり、以下、この読取画像信号処理回路１２について説明する。
上記のように、カラーＣＣＤ１０の出力はアナログフロントエンド１１に入力されてサンプル／ホールド及び増幅され、読取画像信号処理回路１２に入力される。この読取画像信号処理回路１２はカラー画像処理回路２１、回転／合成回路２２、ＪＰＥＧコーデック２３、二値化回路２４、ＪＢＩＧコーデック２５及びマルチプレクサ２６により構成されている。

カラー画像処理回路２１は、シェーディング補正、γ補正等の画像処理を行い、回転／合成回路２２は、画像回転処理あるいはＮin１処理、拡大、縮小等の合成処理を行う。ＪＰＥＧコーデック２３は、回転／合成回路２２から出力されるＲＧＢ画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を行う。また、二値化回路２４には、回転／合成回路２２からＧ成分のみが入力され、このＧ成分を２値化してモノクロ２値画像データにし、ＪＢＩＧコーデック２５が二値化画像データをＪＢＩＧ方式または、ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ方式のいずれかで圧縮する。そして、カラーまたはモノクロのモード設定に応じてＪＰＥＧコーデック２３、ＪＢＩＧコーデック２５のいずれかの符号化データがマルチプレクサ２６によって選択され、メモリコントローラ４を介して画像メモリ５に記憶される。

また、図３はカラーＣＣＤの駆動回路を含む画像処理部の詳細を示すブロック図であり、以下、この画像処理部について説明する。
タイミング生成回路３１は、基準クロック（Ｃlk）に基づいて１画素単位のクロックを発生するとともに、この１画素単位のクロックを計数して１ラインの画素アドレスを出力する。そして、タイミング生成回路３１はこのアドレスをデコードすることにより、シフトパルス、リセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤからの１ライン読取領域中の有効領域信号、ライン同期信号を出力する。

カラーＣＣＤ１０のＲＧＢセンサからのアナログデータ出力は、タイミング生成回路３１の出力により入力切替を行うマルチプレクサ（ＭＰＸ）３２により順次選択されてアナログフロントエンド１１に入力される。このアナログフロントエンド１１は、上記したように、アナログデータをサンプル／ホールド及び増幅し、カラー画像処理回路２１に出力する。

アナログフロントエンド１１からの画像データはカラー画像処理回路２１のＡ／Ｄ変換器４１により８ビットのデジタルデータに変換される。このデジタルデータは、タイミング生成回路３１の出力により出力切替を行うデマルチプレクサ（ＤＭＰＸ）４２により、順次、ＲＧＢ成分のシェーディング補正回路４３、４４、４５に入力される。シェーディング補正回路４３、４４、４５は、各色毎のシェーディング補正基準値に基づいて、光源の照度ムラ、ＣＣＤイメージセンサの各素子間の感度バラツキあるいはレンズ特性等を補正するシェーディング補正を実行する。

このシェーディング補正回路４３、４４、４５の出力は、ＲＧＢ成分のγ補正回路４６、４７、４８に入力され、各色のガンマ補正テーブルによって理想的な階調特性に合わせるべく、濃度補正（階調性補正制御）が実行される。この後、濃度補正された各色の画像データは、ラインずれ補正メモリ４９、５０に入力され、タイミングが調整される。すなわち、カラーＣＣＤ１０のＲ、Ｇ、Ｂ各成分のカラーイメージセンサの画像を読み取る位置が異なる為、各イメージセンサで読み取った同一走査ライン上の各出力はずれて出力される。このずれを補正するため、ラインずれ補正メモリ４９、５０により、Ｂ信号を基準として、Ｒ信号、Ｇ信号を遅延して出力する。

そして、ラインずれ補正メモリ４９、５０及びガンマ補正回路４８の出力がそれぞれ回転／合成回路５１、５２、５３に入力され、各色ごとに回転または合成処理が実行される。この回転／合成回路５１、５２、５３は、ページメモリとこのページメモリを制御するメモリコントローラよりなり、ページメモリへの書き込みアドレス及び読み出しアドレスを制御することによって回転または合成処理を実行する。例えば、複数ページを１枚の中に配置するＮin１処理の場合は、複数枚の原稿の画像データが各色ごとに圧縮されて一枚の画像データに合成される。また、圧縮処理の場合は、例えば、Ａ３の原稿の画像データがＡ４の原稿に各色ごとに圧縮処理される。

この後、上記の回転／合成処理されたＲＧＢ信号はＪＰＥＧコーデック２３に入力されてＪＰＥＧ圧縮処理される。また、回転／合成回路５２からのＧ信号の画像データは二値化回路２４にも入力され、モノクロ２値された画像データがＪＢＩＧコーデック２５によりＪＢＩＧ圧縮処理される。そして、上記のように、カラーまたはモノクロのモード設定に応じてＪＰＥＧコーデック２３、ＪＢＩＧコーデック２５のいずれかの符号化データがマルチプレクサ２６によって選択され、メモリコントローラ４を介して画像メモリ５に記憶される。

以上のように、回転／合成回路２２からの出力をカラー画像データとして符号化するとともに、回転／合成回路２２の出力のＧ成分のみをモノクロ画像データとして符号化する。このように、カラーとモノクロでカラー画像処理回路２１、回転／合成回路２２を共用することにより、必要な回路を削減でき、画像読取装置のコストを低減できる。図示していないが、回転／合成回路２２には、ＲＧＢ各色についてページメモリを有しており、このページメモリ用のＲＡＭを削減できるので、コストを低減する効果は大きい。

なお、上記の実施例では、Ｇ成分を用いてアナログ信号を作成したが、色変換処理によってＲＧＢ画像データをＹ、Ｃｂ、Ｃｒ（輝度、色度１及び色度２）の３成分の画像データに変換し輝度Ｙを用いてモノクロ画像データを得ることもできる。また、ＲＧＢ画像データを人間の視感度に等方的な表色系であるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊に変換し、明度Ｌ^＊を用いてモノクロ画像データを得ることもできる。このように、輝度Ｙまたは明度Ｌ^＊を用いれば、ドロップアウトのない自然なモノクロ画像が得られる。

さらに、上記の実施例では、カラー画像処理回路でシェーディング補正とガンマ補正のみを行う場合について説明したが、このカラー画像処理回路で、先鋭度の補正、モアレ除去を行うための空間フィルタ処理あるいは解像度変換処理等を実行することも可能である。

１０カラーＣＣＤ
１１アナログフロントエンド
２１カラー画像処理回路
２２、５１、５２、５３回転／合成回路
２３ＪＰＥＧコーデック
２４二値化回路
２５ＪＢＩＧコーデック
２６、３２マルチプレクサ
４１Ａ／Ｄ変換器
４２デマルチプレクサ
４３、４４、４５シェーディング補正回路
４６、４７、４８ガンマ補正回路
４９、５０ラインずれ補正メモリ

Claims

カラーＣＣＤと、前記カラーＣＣＤからのＲＧＢ信号を処理するカラー画像処理部と、前記カラー画像処理部からの画像データを回転及び／または合成する回転／合成部と、前記回転／合成部からの出力をカラー画像データとして圧縮する第１の符号化部と、前記回転／合成部からの出力をモノクロ画像データとして符号化する第２の符号化部と、前記第１の符号化部または第２の符号化部からの画像データを格納する記憶部とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
請求項１に記載された画像読取装置において、
前記第２の符号化部が、前記回転／合成部からの出力を２値化してモノクロ２値画像データとすることを特徴とする画像読取装置。
請求項１または請求項２に記載された画像読取装置において、
前記カラー画像処理部が、ＲＧＢ画像データをＹＣｂＣｒもしくはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データに変換し、ＹまたはＬ^＊をモノクロ画像データとすることを特徴とする画像読取装置。
請求項１または請求項２に記載された画像読取装置において、
前記回転／合成部が出力するＲＧＢ画像データのうち一成分を抽出してモノクロ画像データとすることを特徴とする画像読取装置。