JP2011259427A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査、副走査方向の色ズレを補正した後に、識別処理やＡＣＳ判定、又は圧縮処理、拡大縮小等の画像処理を行う画像処理装置を提供する。
【解決手段】原稿を読み取ってＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成する画像読取部と、ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正部と、色ズレ補正部によって色ズレ補正したＲＧＢ信号を入力し、画像読取部によって読み取った画像がカラー原稿かモノクロ原稿かを判定する判定部と、判定部での判定結果に応じて画像形成処理を制御する制御部と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、外部から受ける振動によって生じる色ズレを補正する画像処理装置及び画像処理方法に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置にあっては、画像読取部（スキャナ部）で原稿を読み取ってＲＧＢ信号を生成し、ＲＧＢ信号を用いて文字識別や、ＡＣＳ（Auto Color Select）等の処理を行っている。ＡＣＳは、カラー原稿であるか否かを判定するもので、ＲＧＢ信号からカラー画素（有彩色の画素）をカウントし、所定の閾値以上のカラー画素が存在する場合にカラー原稿であると判定する。ところで、従来の画像処理装置では、文字識別やＡＣＳは誤判定を抑制するために、主走査方向の色ズレ補正処理を行った後に文字識別やＡＣＳ判定を行っている。

しかしながら、従来の色ズレ補正は、主走査方向の色ズレ、つまりレンズの収差のみ補正するだけである。したがって副走査方向の色ズレ、つまり外部から受ける振動による色ズレは補正できないという問題点がある。また外部振動によって色ズレを生じたＲＧＢ信号をもとに、文字識別やＡＣＳ判定、或いは画像処理を行った場合は、誤識別や画質の低下を招くことになる。

特開平１１−２６６３７２号公報

発明が解決しようとする課題は、外部振動によって生じる主走査方向、副走査方向の色ズレを補正した後に、識別処理やＡＣＳ判定、又は圧縮処理、拡大縮小等の画像処理を行う画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。

実施形態に係る画像処理装置は、原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成する画像読取部と、前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正部と、前記色ズレ補正部によって色ズレ補正したＲＧＢ信号を入力し、前記画像読取部によって読み取った画像がカラー原稿かモノクロ原稿かを判定する判定部と、前記判定部での判定結果に応じて画像形成処理を制御する制御部と、を具備する。

一実施形態に係る画像処理装置を備えた画像形成装置の構成図。 一実施形態に係る画像処理装置の前処理部の構成を示すブロック図。 一実施形態に係る画像処理装置の後処理部の構成を示すブロック図。 一実施形態に係る画像処理装置の色ズレ補正部の一例を示すブロック図。 一実施形態における色ズレ補正部の色ズレ補正動作を説明する図。 一実施形態における注目画素に隣接する画素を示す図。 一実施形態におけるＧ信号の色ズレ補正動作を説明する図。 一実施形態におけるＢ信号の色ズレ補正動作を説明する図。

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る画像処理装置を備えた画像形成装置の構成図である。図１において、画像形成装置１０は例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではＭＦＰを例に説明する。

画像形成装置（ＭＦＰ）１０の上部には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１１、透過性の原稿載置台１２、及び操作パネル１３を備えている。またＭＦＰ１０の下部には複数の給紙装置１４を設け、ＭＦＰ１０の側面には、用紙を積載するトレイ１５を設けている。

またＭＦＰ１０は、ＡＤＦ１２の下部にスキャナ部２０とプリンタ部３０を備えている。スキャナ部２０は、原稿の画像を読み取るものであり、プリンタ部３０は、読み取った画像データをもとに用紙等の記録媒体に画像を形成する。以下の説明では、記録媒体として用紙Ｓを使用する例を述べる。

スキャナ部２０は画像読取部を構成し、キャリッジ２１、露光ランプ２２、反射ミラー２３、集光レンズ２４、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ２５、及びレーザユニット２６を含む。スキャナ部２０は、ＡＤＦ１１によって送られてくる原稿、又は原稿載置台１２に置かれた原稿をスキャンして読み取るため、キャリッジ２１に設けた露光ランプ２２からの光を原稿載置台１２の下方から原稿に照射する。そして原稿からの反射光を反射ミラー２３及び集光レンズ２４を介してＣＣＤラインセンサ２５に取り込む。

ＣＣＤラインセンサ２５は、受光面に青色、緑色、赤色の色フィルタを配置した３つのラインセンサと、各ラインセンサに対応して設けたシフトレジスタを含む。各ラインセンサに入射した光は、光電変換され画像情報を出力する。画像情報はアナログ信号として出力され、アナログ信号はデジタル信号に変換され、さらに画像処理されて画像データ（ＲＧＢ信号）を生成する。画像データは、レーザユニット２６に供給され、レーザユニット２６からは、画像データに従ってレーザビームを生成する。

プリンタ部３０は、回転可能な感光体ドラム３１を有する。感光体ドラム３１は像担持体であり、感光体ドラム３１の周囲には、回転方向に沿って帯電装置３２、現像装置３３、転写装置３４、クリーニング装置３５、除電ランプ３６を有する。レーザユニット２６からのレーザビームは、感光体ドラム３１に照射され、感光体ドラム３１の外周面には、原稿の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

画像形成が始まると、帯電装置３２は所定の放電位置で放電し、回転する感光体ドラム３１の外周面に電荷を軸方向に均一に帯電させる。次に、感光体ドラム３１に対してレーザユニット２６からレーザビームが照射され、感光体ドラム３１の外周面に静電潜像が形成され、かつ保持される。

感光体ドラム３１の外周面には、現像装置３３から現像剤（例えばトナー）が提供され、静電潜像はトナー像に変換され現像される。感光体ドラム３１の外周面に形成されたトナー像は、転写装置３４によって用紙Ｓに静電的に転写される。用紙Ｓは給紙装置１４から搬送路３７１を経由して搬送される。感光体ドラム３１上に残った紙カス等の異物は、転写装置３４の後工程に配置したクリーニング装置３５によって除去する。除電ランプ３６は、感光体ドラム３１の外周面の残留電荷を除去する。

尚、プリンタ部３０の構成は、図示した例に限らず、他の方式、例えば中間転写ベルトを使用した方式などを用いることもできる。また図１では、画像形成部を簡略化して示しているが、カラー画像を形成する場合は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等のカラー画像形成部を有する。またＭＦＰ１０は、ＰＣ（Personal computer）等から入力されたプリントデータを処理してプリンタ部３０に出力し印刷することもできる。

プリンタ部３０によってトナー像が転写された用紙Ｓは、搬送路３７２を介して定着装置３８に搬送される。定着装置３８は、定着ローラと加圧ローラを対向して配置し、定着ローラと加圧ローラ間に用紙Ｓを搬送することで、用紙Ｓに転写されたトナー像を用紙Ｓに定着する。トナー像が定着され画像形成が完了した用紙Ｓは、排紙ローラ３９によってトレイ１５に排出する。

図２は、実施形態に係る画像処理装置の前処理部４０の構成を示すブロック図である。図２において、画像読取部２０からの画像データであるＲＧＢ信号は、シェーディング補正部４１、ライン間補正部４２を介して色ズレ補正部４３に入力される。

画像読取部２０は、ＣＣＤラインセンサ２５を含み、原稿を読み取ってＲＧＢ信号を生成するが、ＣＣＤラインセンサ２５は、各ラインセンサが物理的に離れて配置されているため、読取り位置にはズレが生じている。したがって、シェーディング補正部４１は、ＣＣＤの感度ムラや光源のムラなどを補正し、ライン間補正部４２は、ＣＣＤの物理的なラインずれを補正する。

シェーディング補正及びライン間補正の処理が行われた画像データは、色ズレ補正部４３に入力される。色ズレ補正部４３の詳細は後述するが、色ズレ補正部４３は、外部振動によって生じる副走査方向の色ズレを補正し、色ズレ補正したＲＧＢ信号をＡＣＳ（Auto Color Select）判定部４４に入力する。

ＡＣＳ判定部４４では、色ズレ補正したＲＧＢ信号からカラー画素（有彩色の画素）をカウントし、所定の閾値（ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３）以上のカラー画素が存在する場合に、カラー原稿であると判定する。具体的には、以下の条件が成立した時にカラー画素としてカウントする。即ち、
｜Ｒ−Ｇ｜＞ｔｈ１ and ｜Ｇ−Ｂ｜＞ｔｈ２ and ｜Ｂ−Ｒ｜＞ｔｈ３
の場合、該当画素をカラー画素としてカウントする。振動などにより色ズレが発生した場合、本来黒線である画像に色ズレが発生し、カラー画素と判定される場合がある。この様な誤判定を抑制するために、色ズレ補正後の画像信号をＡＣＳ判定部４４に入力する。

また、色ズレ補正部４３の出力信号は、拡大・縮小部４５、フィルタ部４６、圧縮部４７でそれぞれ処理され、圧縮された画像データが記憶部（ページメモリ）４８に格納される。ページメモリ４８に格納された圧縮画像は、必要に応じて記憶デバイス（例えばＨＤＤ４９）に保存される。拡大・縮小部４５は画像の拡大又は縮小といった変倍処理を行う。色ズレ補正部４３の出力信号を拡大縮小部４５に入力することにより、色ズレが補正された画像信号を拡大・縮小するので、色ズレが目立たない。

フィルタ部４６は、画像データのノイズ除去等を行う。また圧縮部４７により画像データを圧縮してページメモリ４８やＨＤＤ４９に保存することで、ページメモリ４８やＨＤＤ４９の容量を小さくすることができる。

圧縮部４７は、例えばＪＰＥＧ圧縮などの圧縮方式を用いて画像圧縮を行う。画像圧縮は、色ズレ補正後の画像信号を用いることで、黒線や黒文字などの無彩色画像に対する圧縮率が向上し、データ量削減の効果がある。つまり色ズレを補正する前に圧縮すると、無彩色画像の場合、色を表す信号は本来ゼロであるべきところに無駄なデータが入ることになり圧縮率が悪化するが、色ズレ補正後であれば圧縮率を向上することができる。

尚、ＡＣＳ判定部４４による判定結果は、ＣＰＵ６０に供給される。ＣＰＵ６０は、ＭＦＰ１０の全体の動作を制御する制御部を構成する。ＣＰＵ６０は、画像形成処理を制御し、例えばＡＣＳ判定部４４が、カラー原稿であると判定した場合は、ＭＦＰ１０のブラック、マゼンタ、シアン、イエローのカラー画像形成部を動作させる。また後述する色変換部５２での色変換処理のパラメータを設定する。またＡＣＳ判定部４４が、モノクロ原稿であると判定した場合に、ＣＰＵ６０は、マゼンタ、シアン、イエローのカラー画像形成部の動作を停止し、ブラック（Ｋ）の画像形成部のみを動作させるように制御する。

図３は、ページメモリ４８から読み出した画像データを後処理する後処理部５０の構成を示すブロック図である。図３において、ページメモリ４８から出力された画像信号は、復号部５１に入力され伸長処理と復号処理が行われ、復号部５１からＲＧＢ信号を出力する。出力されたＲＧＢ信号は色変換部５２と識別処理部５３に入力する。色変換部５２では、ＲＧＢ信号をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）信号に変換する。

識別処理部５３は、エッジ検出部５４、無彩色検出部５５及び識別信号生成部５６を含む。エッジ検出部５４は既知のソーベルフィルタなどを用いて画像のエッジを検出する。無彩色判定部５５は、ＲＧＢ信号から｜Ｒ−Ｇ｜と｜Ｇ−Ｂ｜の信号を求め、所定の閾値（ｔｈ１，ｔｈ２）と比較し、以下の条件の場合に無彩色と判定する。例えば、
｜Ｒ−Ｇ｜＜ｔｈ１ and ｜Ｇ−Ｂ｜＜ｔｈ２
であれば無彩色と判定し、上記以外なら有彩色と判定する。無彩色検出部５５は、色ズレ補正後の画像信号を入力することにより、無彩色の検出精度が向上する。

識別信号生成部５６は、エッジ検出部５４の検出結果と無彩色検出部５５の検出結果を用いて、黒文字、色文字、非文字を判定する。即ち、エッジが有り無彩色であれば黒文字と判定し、エッジが有り有彩色であれば色文字と判定し、エッジが無ければ非文字と判定する。

色変換部５２による色変換後の画像信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、フィルタ部５７、下地処理部５８及び墨入れ／階調処理部５９を介して画像出力部であるプリンタ部３０に出力される。また識別信号生成部５６による識別信号がフィルタ部５７、下地処理部５８及び墨入れ／階調処理部５９に供給される。

フィルタ部５７は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）やハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の処理を行う。例えば、識別信号生成部５６からの識別信号が文字を示す信号と識別した画素に対してはＨＰＦ処理を行って強調し、写真（非文字）を示す信号と識別した画素に対してはＬＰＦ処理を行う。

下地処理部５８は、画像データの下地レベルを検出して下地レベルのデータのみを除去し、他のデータに影響を及ぼさないように処理する。例えば、カラーコピーを行うときに、原稿が黄ばんでいるような場合は下地除去を行う。墨入れ／階調処理部５９は、Ｙ，Ｍ，Ｃの画像データに対して墨入れ処理（黒色の補正）を行うとともに、墨入れ処理した画像データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（ブラック）に対して諧調処理（例えばディザ処理）を行い、プリンタ部３０に出力する。

図４は、色ズレ補正部４３の一例を示すブロック図である。色ズレ補正部４３は、ライン間補正部４２からのＲＧＢ信号が入力され、ＲＧＢ信号の平均値（ｋ）を算出する平均算出部４３１と、平均算出部４３１からの出力をもとに回帰直線を算出する回帰直線算出部４３２と、補正カラー信号生成部４３３とを含む。補正カラー信号生成部４３３は、回帰直線算出部４３２にて算出した回帰直線ｙと平均算出部４３１からの平均値ｋをもとにＲＧＢ信号を補正し、補正したＲＧＢ信号（ここでは便宜上Ｒ’Ｇ’Ｂ’信号とする）を出力する。

次に、図５を参照して色ズレ補正部４３による色ズレの補正動作について説明する。図５（ａ）は色ズレが生じている部分のＲＧＢ信号の一例を示す。色ズレがなければＲＧＢ信号は重なるはずであるが、色ズレによってＲＧＢ信号はズレを生じている。図５（ｂ）は色ズレ補正後のＲＧＢ信号（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）の一例を示す。図５（ａ），（ｂ）において横軸は画素位置を示し、縦軸は信号値を示す。図５の（ａ）と（ｂ）を比較すると、補正前は色ズレの幅がＷ１であるが、色ズレ補正後は色ズレの幅がＷ２に低減されている。

以下、色ズレの補正方法についてＲ信号を例に説明する。図５（ａ）のＲ信号に着目し、Ｒ信号の円（Ｐ）内の点を注目画素としたとき、注目画素の近傍画素５点と同位置でのＲＧＢの３平均値（ｋ）をプロットすると、図５（ｃ）のようになる。図６は、注目画素（斜線部）を中心にしてその横方向に隣接する近傍画素（５画素）を示す図である。

上記のプロットから、図５（ｃ）で示すように回帰直線を算出するが、注目画素Ｐが回帰直線から離れていることが分かる。この点Ｐを回帰直線へ近似させたときのＲ’信号を図５（ｄ）に示す。回帰直線への近似方法は理想状態として算出された回帰直線により得られる一次式の傾きと切片を利用する。（１）式に回帰直線の一次式を示す。

ｙ＝ａｘ＋ｂ …（１）
（１）式において、ａは傾き、ｂは切片である。回帰直線に近似させる際、（１）式の傾きと切片を使用し、（１）式のｘにＲＧＢの３平均値ｋを代入する。これにより出力ｙは色ズレ補正後のカラー信号Ｒ’となる。

以上の処理をＧ，Ｂ信号に対しても同様に行うことで、各色は理想状態に近付き、色ズレ補正が実現できる。即ち、図７、図８で示すように、Ｇ信号及びＢ信号の色ズレ補正に使用する回帰直線ｙ＝ｃｘ＋ｄ、ｙ＝ｅｘ＋ｆをそれぞれ得て、ｘにＲＧＢの３平均値ｋを代入する。これにより図５（ｂ）のように補正後のカラー信号Ｇ’、Ｂ’を得ることができる。

尚、以上述べた例では、図６で示したように１次元での説明となったが、処理範囲を例えば５×５の２次元として処理を行うことで原稿の主走査、副走査両方向の色ズレを補正することができる。また、ＲＧＢ信号それぞれとＲＧＢ信号の３平均値ｋでの相関関係を基本として処理を行うため、色味の変化が生じることはなく、有彩色の場合はエッジ部の色ズレのみ補正し有彩色の色味は保たれる。このことから有彩色、無彩色両条件で処理を切替る必要はない。

以上説明した実施形態によれば、外部振動によって生じる色ズレを補正を行った後にＡＣＳ判定や、拡大縮小、圧縮、識別の処理を行うことにより、高画質化することができ、判定精度を向上することができる。

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…画像形成装置（ＭＦＰ）
１１…画像形成装置本体
２０…スキャナ部（画像読取部）
３０…プリンタ部（画像出力部）
４１…シェーディング補正部
４２…ライン間補正部
４３…色ズレ補正部
４３１…平均算出部
４３２…回帰直線算出部
４３３…補正カラー信号生成部
４４…ＡＣＳ判定部
４５…拡大・縮小部
４６…フィルタ部
４７…圧縮部
４８…ページメモリ
４９…記憶デバイス（ＨＤＤ）
５０…後処理部
５１…復号部
５２…色変換部
５３…識別処理部
５４…エッジ検出部
５５…無彩色検出部
５６…識別信号生成部
５７…フィルタ部
５８…下地処理部
５９…墨入れ／諧調処理部
６０…ＣＰＵ

Claims (10)

1. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成する画像読取部と、
   前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正部と、
   前記色ズレ補正部によって色ズレ補正したＲＧＢ信号を入力し、前記画像読取部によって読み取った画像がカラー原稿かモノクロ原稿かを判定する判定部と、
   前記判定部での判定結果に応じて画像形成処理を制御する制御部と、
   を具備する画像処理装置。
2. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成する画像読取部と、
   前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正部と、
   前記色ズレ補正部によって色ズレ補正したＲＧＢ信号を圧縮処理する圧縮部と、
   前記圧縮部からの画像データを処理して画像出力部に出力する後処理部と、
   を具備する画像処理装置。
3. 前記色ズレ補正したＲＧＢ信号を前記圧縮部にて圧縮する前に拡大・縮小する拡大・縮小部を備える請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記圧縮部で圧縮した画像データを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶した画像データを伸長処理する復号部を備え、
   前記復号部からの画像データを後処理して前記画像出力部に出力する請求項２記載の画像処理装置。
5. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成する画像読取部と、
   前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正部と、
   前記色ズレ補正部によって色ズレ補正したＲＧＢ信号を入力し、画素単位毎に文字画素か否かを識別する識別処理部と、
   前記識別処理部の識別結果に応じて前記色ズレ補正後のＲＧＢ信号を後処理する後処理部と、を具備する画像処理装置。
6. 前記識別処理部は、エッジ検出部と無彩色検出部を含み、エッジ検出部と無彩色検出部の検出結果によって、黒文字、色文字、非文字を識別する請求項５記載の画像処理装置。
7. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成し、
   前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正したＲＧＢ信号を生成し、
   前記色ズレ補正したＲＧＢ信号を入力し、前記読み取った画像がカラー原稿かモノクロ原稿かを判定し、
   前記判定結果に応じて画像形成処理を制御する画像処理方法。
8. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成し、
   前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正したＲＧＢ信号を生成し、
   前記色ズレ補正したＲＧＢ信号を圧縮し、
   前記圧縮した画像データを後処理部で処理して画像出力部に出力する画像処理方法。
9. 前記色ズレ補正したＲＧＢ信号を前記圧縮する前に拡大・縮小する請求項８記載の画像処理方法。
10. 原稿を読み取ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を生成し、
    前記ＲＧＢ信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正したＲＧＢ信号を生成し、
    前記色ズレ補正したＲＧＢ信号入力し、画素単位毎に文字画素か否かを識別し、
    前記識別結果に応じて前記色ズレ補正後のＲＧＢ信号を後処理部で後処理する画像処理方法。

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