JP2021016110A - 異常画素検出装置、画像形成装置および異常画素検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物などによる異常画素の検出を高精度に行う。【解決手段】被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子で撮像した第一の複数の画素値と、当該第一の複数の画素値に対して基準位置が主走査方向に相対的にずれている第二の複数の画素値との比を採る演算により第三の複数の画素値を得る比較部と、前記比較部で得られた前記第三の複数の画素値における異常画素を検出する検出部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、異常画素検出装置、画像形成装置および異常画素検出方法に関する。

従来、画像読取部の白色基準板や原稿からの反射光を受光するための光路上に異物が存在すると、シェーディング補正データが一様性のないものになってしまう。このシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行った読取画像データには、副走査方向のスジが発生してしまう。そこで、白色基準板や光路上の異物検出を行う技術が既に知られている。

特許文献１には、白基準データに基づき、注目画素毎に、前後に隣り合う他の２つの画素に対応する各画素値が平均され、注目画素の画素値からその平均値を差し引いた差が求められ、この差の絶対値が閾値を超えていれば、当該注目画素が異常画素であると判定する技術が開示されている。

従来の異物検出は白色基準板を読み取ったデータ自体に基づいて行われており、白色基準板の画素値に対して主走査方向に依らず同一の閾値を用いて異物判定を行っている。つまり、照明ムラや撮像素子の感度ムラによって白色基準板の画素値に主走査偏差が存在する場合には、主走査位置毎にシェーディング補正前後で画素値の絶対値の差分が変わるにもかかわらず、シェーディング補正前の画素値に対して同一の閾値を用いて判定している。そのため、従来の技術によれば、シェーディング補正後の画素値での判定ができておらず、高精度の異物検出ができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異物などによる異常画素の検出を高精度に行うことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子で撮像した第一の複数の画素値と、当該第一の複数の画素値に対して基準位置が主走査方向に相対的にずれている第二の複数の画素値との比を採る演算により第三の複数の画素値を得る比較部と、前記比較部で得られた前記第三の複数の画素値における異常画素を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、異物などによる異常画素の検出を高精度に行うことができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置の一例の構成を示す図である。 図２は、画像読取部およびＡＤＦの構成を概略的に示す図である。 図３は、画像読取部の異常画素検出に係る各部の電気的接続を示すブロック図である。 図４は、比較部および検出部における異常画素検出を説明する図である。 図５は、異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図６は、第２の実施の形態にかかる比較部および検出部における異常画素検出を説明する図である。 図７は、異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図８は、基準位置をずらしすぎた場合の問題について説明する図である。 図９は、基準位置のずらし量が小さい場合の問題について説明する図である。 図１０は、第３の実施の形態にかかる検出部における異常画素検出を説明する図である。 図１１は、第４の実施の形態にかかる画像読取部の異常画素検出に係る各部の電気的接続を示すブロック図である。 図１２は、異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１３は、第５の実施の形態にかかる比較部および検出部における異常画素検出を説明する図である。 図１４は、異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１５は、第６の実施の形態にかかる画像読取部の異常画素検出に係る各部の電気的接続を示すブロック図である。 図１６は、異常画素補正を示す概念図である。

以下に添付図面を参照して、異常画素検出装置、画像形成装置および異常画素検出方法の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置１００の一例の構成を示す図である。図１において、異常画素検出装置として機能する画像処理装置１００は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する一般に複合機と称される画像形成装置である。

画像処理装置１００は、画像読取部１０１およびＡＤＦ（Automatic Document Feeder：自動原稿給送装置）１０２を有し、その下部に画像形成部１０３を有する。画像形成部１０３については、内部の構成を説明するために、外部カバーを外して内部の構成を示している。

ＡＤＦ１０２は、画像を読み取らせる原稿（対象物）を読取位置に位置づける原稿支持部である。ＡＤＦ１０２は、載置台に載置した原稿を読取位置に自動搬送する。画像読取部１０１は、ＡＤＦ１０２により搬送された原稿を所定の読取位置で読み取る。また、画像読取部１０１は、原稿を載置する原稿支持部であるコンタクトガラスを上面に有し、読取位置であるコンタクトガラス上の原稿を読み取る。具体的に画像読取部１０１は、内部に光源や、光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサを有するスキャナであり、光源で照明した原稿の反射光を光学系を通じてイメージセンサで読み取る。

画像形成部１０３は、画像読取部１０１で読み取った原稿画像を印刷する。画像形成部１０３は、記録紙を手差しする手差ローラ１０４や、記録紙を供給する記録紙供給ユニット１０７を有する。記録紙供給ユニット１０７は、多段の記録紙給紙カセット１０７ａから記録紙を繰り出す機構を有する。供給された記録紙は、レジストローラ１０８を介して二次転写ベルト１１２に送られる。

二次転写ベルト１１２上を搬送する記録紙は、転写部１１４において中間転写ベルト１１３上のトナー画像が転写される。

また、画像形成部１０３は、光書込装置１０９や、タンデム方式の作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）１０５や、中間転写ベルト１１３や、上記二次転写ベルト１１２などを有する。作像ユニット１０５による作像プロセスにより、光書込装置１０９が書き込んだ画像を中間転写ベルト１１３上にトナー画像として形成する。

具体的に、作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）１０５は、４つの感光体ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を回転可能に有し、各感光体ドラムの周囲に、帯電ローラ、現像器、一次転写ローラ、クリーナーユニット、及び除電器を含む作像要素１０６をそれぞれ備える。各感光体ドラムにおいて作像要素１０６が機能し、感光体ドラム上の画像が各一次転写ローラにより中間転写ベルト１１３上に転写される。

中間転写ベルト１１３は、各感光体ドラムと各一次転写ローラとの間のニップに、駆動ローラと従動ローラとにより張架して配置されている。中間転写ベルト１１３に一次転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１３の走行により、二次転写装置で二次転写ベルト１１２上の記録紙に二次転写される。その記録紙は、二次転写ベルト１１２の走行により、定着装置１１０に搬送され、記録紙上にトナー画像がカラー画像として定着する。その後、記録紙は、機外の排紙トレイへと排出される。なお、両面印刷の場合は、反転機構１１１により記録紙の表裏が反転されて、反転された記録紙が二次転写ベルト１１２上へと送られる。

なお、画像形成部１０３は、上述したような電子写真方式によって画像を形成するものに限るものではなく、インクジェット方式によって画像を形成するものであってもよい。

次に、画像読取部１０１およびＡＤＦ１０２について説明する。

図２は、画像読取部１０１およびＡＤＦ１０２の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、画像読取部１０１は、本体１１内に、撮像素子であるイメージセンサ９を備えたセンサ基板１０、イメージセンサ９に結像するためのレンズユニット８、第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７を有する。イメージセンサ９は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどである。第１キャリッジ６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である光源２及びミラー３を有する。第２キャリッジ７は、ミラー４,５を有する。

また、画像読取部１０１は、上面にコンタクトガラス１及び基準白板である基準部材１３を設けている。基準部材１３は、読み取り光学系等における各種の歪みを補正するためなどに用いる。また、画像読取部１０１は、ＡＤＦ１０２により搬送された原稿を読みとるためのシートスルー読み取り用スリット１４も備えている。

ＡＤＦ１０２は、コンタクトガラス１に対して開閉できるように、ヒンジ等を介して画像読取部１０１に連結される。

ＡＤＦ１０２は、複数枚の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ１５を備えている。また、ＡＤＦ１０２は、原稿トレイ１５に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してシートスルー読み取り用スリット１４へ向けて自動給送する給送ローラ１６を含む分離・給送手段も備えている。

さらに、ＡＤＦ１０２は、ＡＤＦ背景板１７をシートスルー読み取り用スリット１４に対向する位置に備えている。ＡＤＦ背景板１７は、主走査方向の濃度が一様になるように構成されている。

このように構成された画像処理装置１００において、原稿１２の画像面をスキャン（走査）して原稿１２の画像を読み取るスキャンモード時には、画像読取部１０１は、第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７を待機位置（ホームポジション）から副走査方向（Ａ方向）に移動させながら光源２から光を上方に向けて照射する。このとき、コンタクトガラス１からイメージセンサ９までの光路長を一定に維持するために、第２キャリッジ７は第１キャリッジ６の１／２の速度で移動する。そして、第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７は、原稿１２からの反射光を、レンズユニット８を介してイメージセンサ９上に結像させる。そして、イメージセンサ９の光電変換により信号が出力され、後段の信号処理部２５（図３参照）によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿１２の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。

一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルーモード時には、画像読取部１０１は、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７をシートスルー読み取り用スリット１４の下側へ移動する。その後、ＡＤＦ１０２の原稿トレイ１５に載置された原稿が給送ローラ１６によって矢示Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、画像読取部１０１は、シートスルー読み取り用スリット１４の位置において原稿に対して光源２から光を上方に向けて照射する。そして、第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７は、原稿からの反射光を、レンズユニット８を介してイメージセンサ９上に結像させる。そして、イメージセンサ９の光電変換により信号が出力され、後段の信号処理部２５（図３参照）によりデジタル信号に変換される。それによって、ＡＤＦ１０２によって搬送される原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。このようにして画像の読み取りが完了した原稿は、排出口に排出される。

なお、画像読取部１０１は、電源ＯＮ時などのスキャンモード時又はシートスルーモード時の画像読み取り前に、光源２による照明により、基準部材１３からの反射光を読取って基準を設定する。即ち、画像読取部１０１は、第１キャリッジ６を基準部材１３の直下に移動させ、光源２を点灯させて基準部材１３からの反射光をイメージセンサ９の上に結像させる。基準部材１３からの反射光がイメージセンサ９でアナログ信号に変換され、後段の信号処理部２５（図３参照）によりデジタル信号に変換される。それによって、基準部材１３が読み取られ、その読み取り結果（デジタル信号）に基づいて原稿の画像読み取り時のシェーディング補正が行われる。

また、ＡＤＦ１０２に搬送ベルトを備えている場合には、スキャンモードであっても、ＡＤＦ１０２によって原稿をコンタクトガラス１上の読み取り位置に自動給送して、その原稿の画像を読み取ることができる。

ところで、基準部材１３、イメージセンサ９に至るまでの光路、イメージセンサ９への異物付着や、イメージセンサ９の画素欠陥などの異常がある場合、読取画像にスジが発生し画像品質を劣化させてしまうため、読取前に異常画素の検出を行う必要がある。このような異常画素検出を正確に行うためには、濃度の一様性が担保されている部材を用いることが望ましい。

そこで、本実施形態においては、基準部材１３の読取データと、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７をシートスルー読み取り用スリット１４の下側へ移動させ、主走査方向の濃度がある程度一様であるＡＤＦ背景板１７の読取データとを用いて、異常画素検出を行う。

図３は、画像読取部１０１の異常画素検出に係る各部の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、画像読取部１０１は、上述したイメージセンサ９、光源２に加え、画像処理部２２と、制御部２３と、光源駆動部２４と、を備えている。光源駆動部２４は、光源２を駆動する。

制御部２３は、光源駆動部２４、イメージセンサ９、画像処理部２２の各部を制御する。

画像処理部２２は、信号処理部２５と、比較部２６と、検出部２７と、を備える。

信号処理部２５は、Ａ／Ｄ変換などを行う。

比較部２６は、第一の複数の画素値であるＡＤＦ背景板１７（被写体）の読取データ（ＡＤＦ背景板データ）と、第二の複数の画素値である基準位置を変更した基準部材１３の読取データ（基準部材データ）とを比較する。より詳細には、比較部２６は、基準部材１３を読み取ったデータを主走査方向に所定の画素数分シフトさせた基準部材データとＡＤＦ背景板データとの比を採ることで比較を行う。なお、比較部２６は、基準部材１３を読み取ったデータを主走査方向に所定の画素数分シフトさせる処理も行う。

検出部２７は、比較部２６で得られた第三の複数の画素値である出力データにおいて所定の閾値の範囲外の画素を検出する。

以下において、比較部２６および検出部２７における異常画素検出について詳述する。

ここで、図４は比較部２６および検出部２７における異常画素検出を説明する図である。本実施形態では、主走査方向の基準位置が異なる２つのデータを用いることで、シェーディング補正後のデータでの異常画素検出を可能とする。

図４に示すように、異物付着などによって画素値に異常が発生した場合、異常が発生している箇所に相当する画素位置の基準部材１３の読取データ（基準部材データ）の値は、周囲の画素と比較して小さくなる（実線）。

一方、基準部材データは、照明ムラやイメージセンサ９の感度ムラによって主走査方向に緩やかに変化している。図４に示すように、比較部２６は、この基準部材データの基準位置を主走査方向にずらす（大破線）。

また、図４に示すように、第一の複数の画素値であるＡＤＦ背景板１７（被写体）の読取データ（ＡＤＦ背景板データ）は、基準位置を変更していない基準部材データと同じような主走査分布を持つことになる（小破線）。

比較部２６は、基準位置を変更した基準部材データとＡＤＦ背景板データとを比較する。異常が無い場合でも主走査方向に緩やかに変化している成分の差分とともに、異常がある場合に発生する急峻に変化している成分の差分が現れる。後者の異常による急峻な変化の成分は、基準位置をずらした分だけ主走査方向にずれて２箇所に現れる。

検出部２７は、比較して得られた出力データに対して、所定の閾値の範囲外の画素（所定の閾値よりも小さい画素）を異常画素として検出する。

検出部２７は、各画素値を一定の値と比較するだけの構成であるため、簡易な構成で異常画素検出を行うことが可能である。

なお、本実施形態においては、所定の閾値よりも小さい画素を異常画素としていたが、所定の閾値よりも大きい画素を異常画素としても良い。

ところで、シェーディング補正前のデータでは同じ画素値差だったとしても、シェーディング補正によって重みが変わり、シェーディング補正後のデータでは異なる画素値差となってしまうことになる。これは、シェーディング補正を除算で行っていることに起因する。そこで、比較後のデータは、シェーディング補正後のデータである必要がある。シェーディング補正後に相当するデータで異常画素検出を行うのは、シェーディング補正後のデータにおける影響度を根拠に適切な閾値で異常画素の判定を行うためである。そこで、比較部２６における比較は、シェーディング補正で実施される演算と同様に、２つのデータの比を採ることで実現する。比較部２６は、この比を採る演算を行うことで、画素値の主走査方向に緩やかに変化する成分をおおよそ一様化する。これにより、主走査方向の画素値変動は最小化され、異常画素検出を行う際の誤検出が防止される。

一方、比較部２６は、異物付着などの異常によって発生する急峻に変化する成分については、比較を行っても一様化しない。このため、検出部２７は、急峻に変化する成分に基づき、異常として検出することができる。

なお、図４においては、基準部材１３よりも濃い濃度に相当する画素異常が発生した場合を示しているが、基準部材１３よりも薄い濃度に相当する画素異常が発生した場合でも同様に異常検出を行うことが可能である。

本実施形態によれば、シェーディング補正後のデータにおける影響度を考慮した閾値によって異常検出するので、異常検出の精度を向上させることができる。

次に、異物検出処理の流れについて説明する。

ここで、図５は異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図５に示すように、制御部２３は、基準部材１３を読み取り、基準部材１３の読取データ（基準部材データ）を保持する（ステップＳ１）。

次いで、制御部２３は、ＡＤＦ背景板１７を読み取り、ＡＤＦ背景板１７の読取データ（ＡＤＦ背景板データ）を保持する（ステップＳ２）。

次いで、比較部２６は、メモリの読み出しタイミングをずらすことで、基準部材データの基準位置を主走査方向にずらした後（ステップＳ３）、基準位置を変更した基準部材データとＡＤＦ背景板データとを比較する（ステップＳ４）。

次いで、検出部２７は、比較部２６の出力データにおいて異常画素を検出する（ステップＳ５）。

そして、制御部２３は、検出部２７により異常画素が検出された場合（ステップＳ６のＹｅｓ）、表示部に異常画素検出の旨を表示する（ステップＳ７）。すなわち、制御部２３は、表示制御部として機能する。異常画素検出の旨の表示としては、例えば部品交換や清掃などの異常を解消するための対応として「拭いてください」などの表示が挙げられる。なお、制御部２３は、検出部２７により異常画素が検出されなかった場合（ステップＳ６のＮｏ）、そのまま処理を終了する。

これにより、ユーザは異物付着などの異常の有無を確認することが可能となり、部品交換や清掃などの異常を解消するための対応を取ることができる。

このように本実施形態によれば、基準部材１３を読み取ったデータを主走査方向に所定の画素数分シフトさせた基準部材データとＡＤＦ背景板データとを比較して得られた出力データに対して、所定の閾値の範囲外の画素（所定の閾値よりも小さい画素）を異常画素として検出する。このように２つのデータの比を採る演算を行うことで、照明ムラやイメージセンサ９の感度ムラなどによる画素値の主走査方向に緩やかに変化する成分をおおよそ一様化してシェーディング補正の対象として影響を低減させつつ、異物付着などの異常による急峻な変化はシェーディング補正の対象外として検出し、シェーディング補正後の画素値レベルに基づいた異物付着などの異常画素の検出を行うことにより、異物などによる異常画素の検出を高精度に行うことができる。

なお、上述した異常画素検出を電源投入時に行うことで、基準部材１３やイメージセンサ９に至るまでの光路、イメージセンサ９を備える読取部の各部の初期状態での異常を確認することができる。原稿画像を読み取るよりも前に早期にこれら各部の異常の有無を検出することで、もし異常があった場合でも少ないダウンタイムで部品交換や清掃などの対応を取ることができる。

また、画像処理装置１００内の空間が開放され装置外の空間と接触すると異物が混入する可能性がある。そこで、画像処理装置１００内の空間が開放された時に異常画素検出を行うことで、空間の開放によって混入する可能性がある異物の有無を確認できる。

さらに、異常画素検出を原稿の読取動作直前に行うことで、連続動作によって累積した異物の有無や、連続動作によって発生したイメージセンサ９などの欠陥を検出することができる。

さらにまた、異常画素検出を原稿の読取動作終了後に行うことでも、連続動作によって累積した異物の有無や、連続動作によって発生したイメージセンサ９などの欠陥を検出することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態は、同一の基準部材１３を読み取った基準部材データを用いて異常検出を行う点が、第１の実施の形態と異なる。第１の実施の形態では基準位置を変更した基準部材データとＡＤＦ背景板データとを比較する例を示しているが、同一の基準部材１３を読みとった基準部材データを用いて異常画素を検出する構成でも良い。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図６は、第２の実施の形態にかかる比較部２６および検出部２７における異常画素検出を説明する図である。本実施形態では同一の基準部材１３を読みとった基準部材データを用いることで、シェーディング補正後のデータでの異常画素検出を可能とする。

図６には、同一の基準部材データを用いて異常画素検出を行った場合の画素値を示す。図６に示すように、本実施形態においては、基準部材１３の読取データ（基準部材データ）と、当該基準部材データの基準位置を変更した基準部材データとを用いる。

本実施形態の比較部２６は、基準部材１３の読取データ（基準部材データ）と、当該基準部材データの基準位置を変更した基準部材データとを比較する。図６に示すように、用いるデータは異なるものの比較後の画素値は図４と同じような画素値を得ることができる。

次に、異物検出処理の流れについて説明する。

ここで、図７は異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図７に示すように、制御部２３は、基準部材１３を読み取り、第一の複数の画素値である基準部材１３の読取データ（第一の基準部材データ）を保持する（ステップＳ１１）。

次いで、比較部２６は、メモリの読み出しタイミングをずらすことで、第一の基準部材データの基準位置を主走査方向にずらして第二の複数の画素値である第二の基準部材データを生成した後（ステップＳ１２）、第一の基準部材データと基準位置を変更した第二の基準部材データとを比較する（ステップＳ１３）。

次いで、検出部２７は、比較部２６で得られた第三の複数の画素値である出力データにおいて異常画素を検出する（ステップＳ１４）。

このように本実施形態によれば、１つの基準部材１３のみで異常画素検出を行うことができるので、物理的に１つの基準部材１３しか読み取れない装置においても高精度な異常画素検出が可能になるという効果を得ることができる。

なお、第一の基準部材データと第二の基準部材データとは、基準位置以外は同一のものであるため、上述のように１回の基準部材１３の読み取りで取得しても良いし、２回の基準部材１３の読み取りで取得しても良い。

ここで、基準位置をずらしすぎた場合の問題について説明する。

図８は、基準位置をずらしすぎた場合の問題について説明する図である。図８に示すように、異物付着などの異常がなかったとしても基準部材データには画素値の主走査偏差が存在するため、基準位置をずらしすぎると誤検出を誘発する可能性がある。

異物付着などによる異常画素の画素値変動に比べれば緩やかであるものの、照明ムラやイメージセンサ９の感度ムラによって主走査方向に画素値が変化することが主走査偏差の要因である。基準位置をずらしすぎると、この緩やかな画素値変化分による差分が、検出部２７における閾値を超えてしまう。

そこで、基準部材データの主走査偏差を基に検出閾値を超えることがないようなずらし量を算出し、比較部２６は、その算出した値を基準位置のずらし量の最大値とすることで誤検出を防止するようにしてもよい。

なお、図８では、異常検出を行う際の２つの読取データを同一の基準部材１３を読み取ったデータとしているが、第１の実施の形態で説明したように、ＡＤＦ背景板１７などの基準部材１３と異なる被写体の読取データを用いても良い。

次に、基準位置のずらし量が小さい場合の問題について説明する。

図９は、基準位置のずらし量が小さい場合の問題について説明する図である。図９に示すように、基準位置をずらす量が小さい場合、大きな異物が付着した場合などの主走査方向の画素幅が大きい異常を検出できない可能性がある。

ずらす量が少ない場合、比較後データの画素値変化は、元々の異物付着などによる画素値変化に比べて小さくなってしまい、検出部２７の検出閾値を超えず適切に検出できない。

そこで、検出したい異常画素の大きさを基にずらし量を算出し、比較部２６は、その算出した値をずらし量の最小値とすることで所望の大きさの異常を検出するようにしてもよい。

なお、図９では、異常検出を行う際の２つの読取データを同一の基準部材１３を読み取ったデータとしているが、第１の実施の形態で説明したように、ＡＤＦ背景板１７などの基準部材１３と異なる被写体の読取データを用いても良い。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態は、検出部２７において周囲の画素から画素値の変化量を算出してその変化量が所定の閾値を超えている画素を異常画素として検出する点が、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と異なる。以下、第３の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１０は、第３の実施の形態にかかる検出部２７における異常画素検出を説明する図である。図１０に示すように、本実施形態では、検出部２７において周囲の画素から画素値の変化量を算出してその変化量が所定の閾値を超えている画素を異常画素として検出する例を示す。

本実施形態の検出部２７は、１画素前のデータ値と２画素前のデータ値とに対して差分が７値以上ある時に異常画素と判定する。

図１０に示す例では、ｎ画素目は、ｎ−２画素目との差分が１５値、ｎ−１画素目との差分が１０値となり条件を満たすため、異常画素となる。

一方、ｎ−１画素目は、ｎ−３画素目との差分が５値、ｎ−２画素目との差分が５値となり条件を満たさないため、異常画素とは判定されない。

このように本実施形態によれば、主走査方向のなだらかな画素値変化を検出せずに異常による急峻な画素値変化のみを検出できるため、検出精度を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。

第４の実施の形態は、比較部２６をシェーディング補正部２８で構成した点が、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる。以下、第４の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１１は、第４の実施の形態にかかる異常画素検出に関わる構成のブロック図である。図１１に示すように、画像処理部２２は、信号処理部２５と、シェーディング補正部２８と、シェーディング補正データ生成部２９と、検出部２７と、を備える。

シェーディング補正データ生成部２９は、シェーディング補正データを生成する。

シェーディング補正部２８は、シェーディング補正データと読取画像との比を取ることでシェーディング補正を行う。このため、シェーディング補正部２８は、図３に示した比較部２６と同じ役割を果たす。

このようにシェーディング補正部２８を用いることで、既存の画像処理装置に対して比較部２６として新たな構成を追加する必要がなくなるため、簡易な構成にできるという効果がある。

次に、異物検出処理の流れについて説明する。

ここで、図１２は異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図１２に示すように、制御部２３は、基準部材１３を読み取り、基準部材１３の読取データ（基準部材データ）を保持する（ステップＳ２１）。

次に、シェーディング補正データ生成部２９は、基準部材データに基づいてシェーディング補正データを生成する（ステップＳ２２）。

次いで、シェーディング補正部２８は、メモリの読み出しタイミングをずらすことで、シェーディング補正データの基準位置を主走査方向にずらした後（ステップＳ２３）、基準位置を変更したシェーディング補正データを用いてシェーディング補正する（ステップＳ２４）。

その後、検出部２７は、シェーディング補正後の基準部材データにおいて異常画素を検出する（ステップＳ２５）。

このように本実施形態によれば、比較部としてシェーディング補正部２８を利用することで既存の構成を流用でき、構成が簡易化できる。

なお、本実施形態では、異常画素検出を行う際の被写体を、シェーディング補正データを生成した基準部材１３と同一の基準部材１３としているが、第１の実施の形態で説明したように、ＡＤＦ背景板１７などの異なる被写体でも良い。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。

第５の実施の形態は、基準位置の変更を双方向に行う点が、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる。以下、第５の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１３は、第５の実施の形態にかかる比較部２６および検出部２７における異常画素検出を説明する図である。基準部材データの主走査方向画素数は一定であるため、基準位置を変更した基準部材データでは、基準位置をずらした画素数分だけ端部の画素が欠落する（画素値が０になる）。例えば、図１３に示すように、元の基準部材データに対して基準位置を右方向にずらしたとすると、左端部では基準位置を変更した基準部材データが存在しない領域が発生するため、この領域では２つのデータの比較を行うことができず異常画素検出を行うことができない。そこで、本実施形態の比較部２６は、基準位置の変更を双方向に行うものとする。

まず、比較部２６は、基準位置を右方向にずらすことで、左端部以外の画素において２つのデータの比較を行う。その後、検出部２７は、異常画素検出を行う。

次に、比較部２６は、基準位置を左方向にずらすことで、右端部以外の画素において２つのデータの比較を行う。その後、検出部２７は、異常画素検出を行う。

そして、検出部２７は、双方の異常画素検出結果を足し合わせることで、両端部の画素においても異常画素検出が可能となり、主走査方向全域での異常画素検出を行うことができる。

なお、図１３では異常画素検出を行う際の２つの読取データを同一の基準部材１３を読み取ったデータとしているが、第１の実施の形態で説明したように、ＡＤＦ背景板１７などの基準部材１３と異なる被写体の読取データを用いても良い。

次に、異物検出処理の流れについて説明する。

ここで、図１４は異物検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図１４に示すように、制御部２３は、基準部材１３を読み取り、基準部材１３の読取データ（第一の基準部材データ）を保持する（ステップＳ３１）。

次いで、比較部２６は、メモリの読み出しタイミングをずらすことで、第一の基準部材データの基準位置を主走査方向の右方向にずらして第二の基準部材データを生成した後（ステップＳ３２）、第一の基準部材データと基準位置を変更した第二の基準部材データとを比較する（ステップＳ３３）。

次いで、検出部２７は、比較部２６の出力データにおいて異常画素を第一の結果として検出して保持する（ステップＳ３４）。

次いで、比較部２６は、メモリの読み出しタイミングをずらすことで、第一の基準部材データの基準位置を主走査方向の左方向にずらして第三の基準部材データを生成した後（ステップＳ３５）、第一の基準部材データと基準位置を変更した第三の基準部材データとを比較する（ステップＳ３６）。

次いで、検出部２７は、比較部２６の出力データにおいて異常画素を第二の結果として検出して保持する（ステップＳ３７）。

最後に、検出部２７は、第一の結果と第二の結果とを合算し、主走査方向全域の検出結果を得る（ステップＳ３８）。

このように本実施形態によれば、両端部の領域における異常画素も検出することができる。

なお、本実施形態では、基準部材１３の読み取りを１回だけ実施する例を示したが、これに限るものではなく、第一の結果と第二の結果とを得る毎に基準部材１３の読み取りを実施しても良い。

（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態について説明する。

第６の実施の形態は、画素補正部３０をさらに備える点が、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態と異なる。以下、第６の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１５は、第６の実施の形態にかかる異常画素検出に関わる構成のブロック図である。図１５に示すように、画像処理部２２は、信号処理部２５と、比較部２６と、検出部２７とに加え、画素補正部３０を備える。

検出部２７は、異常画素の発生画素位置を記憶する。

画素補正部３０は、検出部２７で検出した異常画素を周囲の画素データを基に補間する。

画素補正部３０は、原稿読取時に、検出部２７において記憶した異常画素の発生画素位置を用いて異常画素を特定し、その画素値を周囲画素からの補間により求める。以下において、画素補正部３０による異常画素補正について詳述する。

ここで、図１６は異常画素補正を示す概念図である。図１６には、異常画素補正前後の画像データを示す。図１６（ａ）に示す異常画素補正前では、異物付着などの異常の影響により検出部２７で異常画素と判定された画素の画素値が周囲の画素と比較して低くなっている。

そこで、図１６（ｂ）に示すように、画素補正部３０は、異常画素と判定された画素に対して、周囲の画素を参照して線形補間によりデータ値を算出する。

このように本実施形態によれば、異物付着などの異常がある場合でも、原稿を読み取った画像に発生する縦スジを除去することができる。

なお、上記実施の形態では、本発明の異常画素検出装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する画像形成装置である複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像処理装置であればいずれにも適用することができる。

また、本発明の異常画素検出装置としては、プリンタ等の画像形成装置で生成された出力された出力紙を読み取って各種の検査（カラーキャリブレーション、位置検出等）を行う画像検査装置にも適用可能である。

９ 撮像素子
１３、１４ 被写体
２３ 表示制御部
２６ 比較部
２７ 検出部
２８ シェーディング補正部
３０ 画素補正部
１００ 異常画素検出装置、画像形成装置
１０３ 画像形成部

特許第４９０６９３３号公報

Claims (16)

1. 被写体を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子で撮像した第一の複数の画素値と、当該第一の複数の画素値に対して基準位置が主走査方向に相対的にずれている第二の複数の画素値との比を採る演算により第三の複数の画素値を得る比較部と、
   前記比較部で得られた前記第三の複数の画素値における異常画素を検出する検出部と、
   を備えることを特徴とする異常画素検出装置。
2. 前記第一の複数の画素値と前記第二の複数の画素値は、それぞれ同一の被写体を前記撮像素子で読み取って取得した画素値である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の異常画素検出装置。
3. 前記検出部は、画素値が所定の閾値の範囲外である画素を異常画素として検出する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の異常画素検出装置。
4. 前記検出部は、周囲の画素の画素値に対して所定の閾値以上の画素値の変化がある画素を異常画素として検出する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の異常画素検出装置。
5. 前記比較部は、基準位置の相対的なずれ量を、異常がない場合の前記第三の複数の画素値が所定の閾値の範囲内になるずれ量とする、
   ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
6. 前記比較部は、基準位置の相対的なずれ量を、前記検出部によって検出する所望の画素幅よりも大きくする、
   ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
7. 前記比較部は、シェーディング補正を行うシェーディング補正部である、
   ことを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
8. 前記比較部は、基準位置の相対的なずれを双方向に発生させるものであって、
   前記比較部での比較と前記検出部での検出とをそれぞれ２回行う、
   ことを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
9. 前記撮像素子による被写体の撮像と、前記比較部による比較と、前記検出部による検出は、電源投入直後に行われる、
   ことを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
10. 前記撮像素子による被写体の撮像と、前記比較部による比較と、前記検出部による検出は、異常画素検出装置内の空間が開放された時に行われる、
    ことを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
11. 前記撮像素子による被写体の撮像と、前記比較部による比較と、前記検出部による検出は、対象物の読取動作直前に行われる、
    ことを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
12. 前記撮像素子による被写体の撮像と、前記比較部による比較と、前記検出部による検出は、対象物の読取動作終了後に行われる、
    ことを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
13. 前記検出部が検出した結果を表示する表示制御部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
14. 前記検出部で異常が検出された画素の画素値を周囲の画素の画素値から算出して補正する画素補正部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１ないし１３の何れか一項に記載の異常画素検出装置。
15. 請求項１ないし１４の何れか一項に記載の異常画素検出装置と、
    画像形成部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
16. 被写体を撮像する撮像素子を備える異常画素検出装置における異常画素検出方法であって、
    前記撮像素子で撮像した第一の複数の画素値と、当該第一の複数の画素値に対して基準位置が主走査方向に相対的にずれている第二の複数の画素値との比を採る演算により第三の複数の画素値を得る比較ステップと、
    前記比較ステップで得られた第三の複数の画素値における異常画素を検出する検出ステップと、
    を含むことを特徴とする異常画素検出方法。

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