JP2012029167A - 画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のラインセンサで読取った画像データから、原稿先端部を用いてヒストグラムを作成し、そのヒストグラムの最頻出値と、原稿の濃淡有無を設定したモード設定から閾値を決定し、その閾値に従って２値化を行い白黒画像データの取得を行う画像読取装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】千鳥状に配置した複数のラインセンサによって、原稿最先端部を除いた原稿先端部分を用いてヒストグラムの作成を行う。作成されたヒストグラムの最頻出値と原稿の地肌部分と文字部分の濃淡差が有るか無いかを設定したモードに従って閾値を決定する。閾値が決定するまではあらかじめ読取った画像データを画像メモリに格納しておき、閾値が決定後画像メモリから原稿の先頭ラインから順に読出し２値化を行い白黒画像データの取得を行う。原稿読取後閾値を参考値として表示することで、任意に閾値を変えて再読取を行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、原稿を読取る画像読取装置およびその画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。

複数のラインセンサから読取った画像データを２値化する際にある閾値レベルを境目として白黒の２値化を行う手法が広く知られている。閾値レベルは原稿の地肌濃度と文字濃度の濃淡ありなしによって変化する。

従来は閾値レベルを任意に設定することができたが原稿の地肌濃度に合わせて閾値を自動で設定することが出来なかった。

閾値は原稿の地肌濃度と文字部分の濃度の間のレベルに存在する。閾値の決定の手法として画像ピーク値を検出してそのピーク値の一定割合を閾値とする手法が知られている。そして、決定された閾値と画像信号を比較することにより２値化された白黒画像情報を得ることができる。

特開平５−３０４６０７号公報

閾値を任意に設定することはできたが、原稿に合わせて最適な２値化の閾値を決定するのは難しく、綺麗な白黒画像を得るために原稿の読取を繰り返し２値化の閾値を決定していたため時間がかかっていた。

また、原稿によっては閾値を決めるのが難しいものがある。例えば、劣化した青焼き原稿などは地肌部分と文字部分の濃淡の区別がしにくいため閾値を決めることが困難である。また、原稿をキャリアシートに挟んで原稿の読取を行った場合、原稿全体の濃度レベルが低下するので、地肌部分と文字部分の濃淡の差が少なくなり、２値化するための閾値を決めるのが困難となる。

そこで、本発明は、このような問題を解決するために、原稿の読取データから原稿の地肌部分と他の部分の読取データを分け、その情報から閾値を自動的に決定する事で手戻りすることなくさまざまな原稿を２値化した白黒画像を得る画像読取装置および画像形成装置を提供する。

本発明の画像読取装置は、複数のラインセンサを備え、隣り合う前記ラインセンサの読取範囲が重なるように千鳥状に配置したラインセンサユニットと、シェーディング補正手段と、前記複数のラインセンサによって原稿を読取り取得した読取データを繋ぎ合せ、前記シェーディング補正手段によってシェーディング補正された画像データを出力する画像読取装置において、前記画像データを格納する画像メモリと、前記画像データの内の所定の範囲の画像データを使用して所定の階調レベル範囲毎の画素を度数としてカウントし、前記所定の階調レベル範囲毎に記憶するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラム作成手段で作成した度数の最頻出値に対応する前記階調レベル範囲に基づいて前記画像データを２値化するための閾値を演算する閾値決定手段と、前記画像メモリに記憶された前記画像データを前記閾値に従い２値化した２値化データを出力する２値化手段を有する。

また、前記ヒストグラム作成手段は前記ラインセンサユニットにより取得可能な階調レベルが前記階調レベル範囲の幅が異なる複数の領域に分けられ、前記閾値決定手段は前記ラインセンサユニットにより取得可能な階調レベルの両端であって予め決められた階調レベルを除いて前記閾値を演算することができる。

また、前記閾値決定手段は、ユーザーが所望の画像を得る為の閾値を演算する複数の演算手段を選択可能に有し、操作パネルからのユーザー入力によって前記複数の演算手段の内から１つの演算手段を選択し、該演算手段によって前記閾値の演算をすることができる。

また、前記ヒストグラム作成手段は、前記画像データの内の所定の範囲の画像データの内予め決められたライン毎の画像データを使用し、プリスキャンを行わないことを特徴とすることができる。

また、前記閾値を表示する表示部を有し、前記２値化手段によって２値化データが出力された後に、前記表示部に表示された前記閾値と異なる第２閾値が操作パネルから入力された場合に、前記２値化手段は、前記第２閾値に従い再度原稿を読取り２値化して出力することができる。

本発明の画像形成装置は、上述の画像読取装置と、画像を記憶媒体に記録する画像形成手段と、前記記録媒体を画像形成手段に搬送する搬送手段と、を有し、前記画像読取装置で取得した前記２値化データに基づいて前記記憶媒体に画像を形成することを特徴とする。

原稿の地肌濃度が濃い、薄いに関わらず最適な閾値にて２値化された白黒画像を素早く得ることができる。

図１は、原稿を読取るラインセンサの配置とヒストグラムを作成する原稿の領域を説明する図である。 図２は、ヒストグラムの階調レベル刻みを説明する図である。 図３は、画像形成装置の構成の概略図である。 図４は、画像読取装置の構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態を説明する。
図１は、原稿を読取るラインセンサの配置とヒストグラムを作成する原稿の領域を説明する図である。ラインセンサユニット１は、第１ラインセンサ２、第２ラインセンサ３、第３ラインセンサ４、第４ラインセンサ５、第５ラインセンサ６の５つのラインセンサを２列に並べて配置してある。複数のラインセンサを用いて幅広の原稿を読取る。原稿の幅方向を主走査方向、主走査方向に垂直な方向を副走査方向とする。読取らない部分が無いように、隣り合う各ラインセンサは読取範囲が一部重複するように配置されている。各ラインセンサで読取った原稿の読取データは、後述するつなぎ合わせの処理によって繋がれる。すなわち、ラインセンサ毎の読取データを１ラインの画像データにし、さらにそれらを合わせて原稿に対応する１枚の画像データが作成される。原稿９がセンサユニット１を通過して第２搬送ローラ８に到達する前は、原稿９は第１搬送ローラ７によって搬送される。原稿９がセンサユニット１を通過して第２搬送ローラ８に到達すると、原稿９は第１搬送ローラ７と第２搬送ローラ８によって搬送される。第１搬送ローラ７と第２搬送ローラ８は原稿９の搬送手段の一部を構成する。

第１ラインセンサから第５ラインセンサまでの読取データをつなぎ合わせた後、原稿のヒストグラム作成を行う。ラインセンサユニット１で読取った画像データに基づいてヒストグラムの作成演算を行う。ラインセンサユニット１の読取可能な階調レベルを区分に区切って特性値として、区切られた所定の階調レベル範囲内にある画素を度数としてカウントし、区分毎に記憶する。ヒストグラムの作成は原稿９の原稿最先端領域１０を除いた、ヒストグラム作成領域１１の部分にて行う。ヒストグラムはヒストグラム作成領域１１の中でヒストグラム作成ライン１２に示す３ラインのうち１ラインを使用して作成する。演算時のメモリを削減したい場合は、精度は多少落ちるが、２〜１０ライン程度の所定のライン間隔のデータを使用しても文字と地肌は分離が可能なので、間引きしたデータを用いてもよい。原稿最先端領域１０は原稿の最先端部分のヒストグラム作成には使用しない領域のことで、例えば１４７ラインとすると、読取精度が６００ｄｐｉにて６．２２３ｍｍである。また、ヒストグラム作成領域１１はヒストグラム作成に使用する領域のことで、例えば５１０ラインとすると、読取精度が６００ｄｐｉにて２１．５９ｍｍである。

原稿を読取った画像データは後述するＲＡＭ等の画像メモリに蓄えられ、ヒストグラム作成領域１１の終了部分まで読取り、ヒストグラムの作成が終了しＲＡＭに区分毎に度数が記憶され、閾値が決定したところで再度原稿の先頭画像データを画像メモリから読み出し後段の画像補正ブロックへ出力する。

図２は、ヒストグラムの階調レベル刻みを説明する図である。ヒストグラムは、特性値としてラインセンサユニット１の読取可能な階調レベルを所定の幅に区切り、その区間に対応する画素をカウントする。図１のヒストグラム作成領域１１で読取った画像データは、２５６階調すべてを１階調刻みで原稿全体のヒストグラムを作成するのではなく、青焼き原稿とキャリアシートに入れた原稿の地肌レベルとなるレベル７０〜１６５までは細かく地肌濃度を取るために５レベル刻みとし、さらに、地肌レベルが高くなると地肌が白くなり濃淡差が大きくなることから、徐々に粗く地肌濃度を取ることができるため、レベル１６５〜１８５までは１０レベル刻み、レベル１８５〜２３０までは１５レベル刻みとするようにヒストグラムの作成をしている。

階調レベル７０〜１６５の範囲では５レベル毎に区切り、その領域を階調５レベル刻み領域２１とし、階調レベル１６５〜１８５の範囲では１０レベル毎に区切り、その領域を階調１０レベル刻み領域２２とし、階調レベル１８５〜２３０の範囲では１５レベル毎に区切り、その領域を階調１５レベル刻み領域２３とし、区切られた各部に対応する画素数をカウントする。階調レベル０〜７０と階調レベル２３０〜２５５はヒストグラム未作成階調領域２４でヒストグラムの作成対象としない領域である。ヒストグラムの階調刻みを５、１０、１５としているが、原稿の地肌レベルが中間レベルである時は地肌濃度と文字濃度の原稿濃淡差が小さくなる傾向にあるため閾値を細かく設定する必要があり、地肌レベルが白くなるにつれて原稿濃淡差が大きくなっていくため、閾値を細かく設定する必要が無いためである。

閾値は最頻出値２５の階調レベルから決定されることになる。ここではさらに原稿の種類に応じて閾値を決めるための複数の閾値の決定方法が用意されている。操作パネルからユーザーの入力により選択する。原稿の濃淡モードが濃淡ありに設定されている時は濃淡あり閾値２６が選択され、濃淡モードが濃淡なしに設定されている時は濃淡なし閾値２７がそれぞれ一意的に選択される。原稿の濃淡モードが濃淡ありに設定されている時は最頻出値２５の中央値である１８０レベルから７０レベル小さな値を閾値とする。原稿の濃淡モードが濃淡なしに設定されている時は最頻出値２５の中央値である１８０レベルから３０レベル小さな値を閾値とする。所望の画像を得る為に、閾値の決定方法を選択可能にすることができる。読取データは地肌部分と文字部分とでヒストグラムに２つの山が現れる傾向にある。文字や線などの部分は画像が濃い単調の部分なので階調レベルが高く急峻な山が現れる。また地肌部分は文字に比べ淡色であるが、地肌に合った階調レベルの分布の山が現れる。青焼き原稿やキャリアシートに入った原稿はこのヒストグラムの山の間隔が狭くなる。そこで、原稿に応じて所望の画像を得る為に文字部分や線などを構成すると推定される区分から閾値とする階調レベルまでのレベル差を可変できるようにすることが好ましい。

また、階調レベルの両端は読取時のミスによる場合が想定されるので、その部分はヒストグラムの度数にカウントしない。例えば、画像データの先端部などの原稿の無い部分を白基準板あるいは開放状態で読取った場合に、真っ白あるいは真っ黒に読取る事がある。

別の態様としては、メモリのリソースに余裕があれば、１階調毎または同じ階調レベル幅の区分のヒストグラムを演算しても良い。

図３は画像形成装置の構成の概略図である。画像形成装置３７の構成の概要を説明する。画像形成装置３７は、画像形成部３１と画像読取装置３６を備える。画像形成手段３２には、機器内部に格納されたロール紙３３が供給される。ロール紙３３は、ロール状に記録媒体を巻いたものである。記録媒体は、紙、薄い扁平なプラスチックフィルムなどである。ロール紙３３は、複数の搬送ローラ３４によって画像形成手段３２に搬送され、画像形成手段３２によって画像が記録され、外部に排出される。搬送ローラ３４は記録媒体を搬送する搬送手段の一部である。画像形成手段３２は、例えば、電子写真式記録装置、インクジェット記録装置などのプリンタ装置である。画像読取装置３６は、原稿３５を読取り画像データに変換するラインセンサユニット１を有する。さらに原稿３５を挟持しながら搬送する第１搬送ローラ７、第２搬送ローラ８とピンチローラ３８のローラ対を有する。原稿３５はラインセンサユニット１上を通過するように搬送される。ラインセンサユニット１によって取得した画像データを画像形成部３１に出力することで、取得した画像データを記録媒体であるロール紙３３に記録することができる。

図４は画像読取装置の構成を示すブロック図である。
制御部５０は画像読取装置の全体を制御する制御手段である。例えば制御手段５０はＣＰＵである。ＲＯＭ５１は制御部５０の動作プログラムやデータを保存する記憶手段である。制御部５０はＲＯＭ５１に記憶された動作プログラムに従って各部の制御を行う。

ラインセンサユニット１から出力された原稿の読取データは前処理部４１にてアナログデータからデジタルデータに変換され、メモリ４２に格納される。その後メモリ４２から読取データを読出し主走査方向、副走査方向のつなぎ合わせの処理を主走査／副走査つなぎ合わせ処理部４３にて行う。ここではまず複数のラインセンサによって読取られた読取データを１ラインにつなぎ合わせ、それを合わせて原稿に対応した画像データを生成する。次に、シェーディング補正処理をシェーディング補正部４４にて行った後ヒストグラム作成部４６にてヒストグラムの作成を行うと同時に、同じ画像データを画像メモリ４５に格納する。シェーディング補正後のデータによって閾値を決めるのでラインセンサの出力ばらつきによる影響を排除できる。原稿最先端領域１０とヒストグラム作成領域１１の画像読取りが終了すると、閾値判定部４７により閾値が演算される。原稿の先頭部分の画像データが画像メモリ４５から読み出され、画像補正部４８へ出力される。閾値判定部４７により決定された閾値は２値化部４９に設定される。２値化部４９は画像補正部４８に出力された画像データに基づき、その画像データを２値化し、白黒画像情報を出力する。こうして得た白黒画像情報は画像形成部３１等に出力され記録媒体に出力された白黒画像を得ることができる。また、閾値は最良白黒画像が得られなかったときの参考値とするため、表示部５２にて表示される。

また、従来の技術は閾値を取得する為に予め原稿を読取り、その読取データを基に閾値を決め、その後本スキャンを行い、本スキャンで得た読取データをプリスキャンで得た閾値によって２値化していたが、上述実施形態によれば閾値を取得する際にプリスキャンが不要となるので、高速に２値化できる。

また上述実施形態において、ユーザーが所望の２値化画像が取得できなかった場合に、閾値を変更して再度２値化する手段を備えてもよい。その場合、表示部５２にて表示された閾値に対して異なる閾値を不図示の操作パネルから入力し、２値化部４９にその値を渡し、再度原稿の読取りを行い２値化する。

本発明は原稿を読取るスキャナを有する画像形成装置に利用できる。

１ ラインセンサユニット
２ 第１ラインセンサ
３ 第２ラインセンサ
４ 第３ラインセンサ
５ 第４ラインセンサ
６ 第５ラインセンサ
７ 第１搬送ローラ
８ 第２搬送ローラ
９ 原稿
１０ 原稿最先端領域
１１ ヒストグラム作成領域
１２ ヒストグラム作成ライン
２１ 階調５レベル刻み領域
２２ 階調１０レベル刻み領域
２３ 階調１５レベル刻み領域
２４ ヒストグラム未作成領域
２５ 最頻出値
２６ 濃淡あり閾値
２７ 濃淡なし閾値
３１ 画像形成部
３２ 画像形成手段
３３ ロール紙
３４ 搬送ローラ
３５ 原稿
３６ 画像読取装置
３７ 画像形成装置
３８ ピンチローラ

Claims (6)

1. 複数のラインセンサを備え、隣り合う前記ラインセンサの読取範囲が重なるように千鳥状に配置したラインセンサユニットと、
   シェーディング補正手段と、
   前記複数のラインセンサによって原稿を読取り取得した読取データを繋ぎ合せ、前記シェーディング補正手段によってシェーディング補正された画像データを出力する画像読取装置において、
   前記画像データを格納する画像メモリと、
   前記画像データの内の所定の範囲の画像データを使用して所定の階調レベル範囲毎の画素を度数としてカウントし、前記所定の階調レベル範囲毎に記憶するヒストグラム作成手段と、
   前記ヒストグラム作成手段で作成した度数の最頻出値に対応する前記階調レベル範囲に基づいて前記画像データを２値化するための閾値を演算する閾値決定手段と、
   前記画像メモリに記憶された前記画像データを前記閾値に従い２値化した２値化データを出力する２値化手段を有することを特徴とした画像読取装置。
2. 前記ヒストグラム作成手段は前記ラインセンサユニットにより取得可能な階調レベルが前記階調レベル範囲の幅が異なる複数の領域に分けられ、前記閾値決定手段は前記ラインセンサユニットにより取得可能な階調レベルの両端であって予め決められた階調レベルを除いて前記閾値を演算することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記閾値決定手段は、ユーザーが所望の画像を得る為の閾値を演算する複数の演算手段を選択可能に有し、操作パネルからのユーザー入力によって前記複数の演算手段の内から１つの演算手段を選択し、該演算手段によって前記閾値の演算をすることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記ヒストグラム作成手段は、前記画像データの内の所定の範囲の画像データの内予め決められたライン毎の画像データを使用し、プリスキャンを行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 前記閾値を表示する表示部を有し、
   前記２値化手段によって２値化データが出力された後に、
   前記表示部に表示された前記閾値と異なる第２閾値が操作パネルから入力された場合に、前記２値化手段は、前記第２閾値に従い再度原稿を読取り２値化して出力することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像読取装置と、
   画像を記憶媒体に記録する画像形成手段と、
   前記記録媒体を画像形成手段に搬送する搬送手段と、
   を有し、前記画像読取装置で取得した前記２値化データに基づいて前記記憶媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

Images