JP2021052243A - 画像読取装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】反射率の高い部分を有する対象物から画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐ。【解決手段】画像読取部６５は、光を照射して対象物の画像を読み取る。制御部６４は、画像読取部６５を制御して読取対象物の１回目のスキャン処理を実行することにより得られたスキャン画像の画素値の分布状態から、スキャン画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて読取対象物の２回目のスキャン処理を実行することにより得られたスキャン画像をその読取対象物のスキャン画像として出力するよう制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、画像読取装置およびプログラムに関する。

特許文献１には、原稿画像に正反射光源と拡散反射光源から光を照射して、取得された正反射出力値と拡散反射出力値をシェーディング補正する際に、２つの補正データのうちユーザにより選択された補正データを用いてシェーディング補正を行うようにした画像読取装置が開示されている。

特開２０１１−２３４２４６号公報

本発明の目的は、反射率の高い部分を有する対象物から画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能な画像読取装置およびプログラムを提供することである。

［画像読取装置］
請求項１に係る本発明は、光を照射して対象物の画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段を制御して前記対象物の１回目の読み取りを実行することにより得られた第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する制御手段とを備えた画像読取装置である。

請求項２に係る本発明は、前記読取手段が、角度の異なる２方向から対象物に光を照射して前記対象物の画像をそれぞれ読み取るよう構成され、
前記制御手段は、前記２方向の光のうち少なくとも１方向の光を照射して前記対象物の画像を取得する際に、前記第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する請求項１記載の画像読取装置である。

請求項３に係る本発明は、角度の異なる２方向が、前記対象物に光を照射した際の拡散反射光を読み取り画像として取得する方向、および、前記対象物に光を照射した際の正反射光を読み取り画像として取得する方向である請求項１又は２記載の画像読取装置である。

請求項４に係る本発明は、前記制御部が、前記第１の画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たす場合、前記対象物の２回目の読み取りを実行することなく、前記第１の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する請求項１記載の画像読取装置である。

請求項５に係る本発明は、前記制御部が、前記第１の画像の画素値の最大値が予め設定された第１の閾値以上であり、最小値が予め設定された第２の閾値以下の場合に、前記第１の画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たしていると判定する請求項４記載の画像読取装置である。

請求項６に係る本発明は、前記制御部が、前記対象物の読み取り画像とともに算出した前記補正値を出力する請求項１から５のいずれか記載の画像読取装置である。

請求項７に係る本発明は、前記制御部が、前記対象物の１回目の読み取りを実行する際の光源の光量を、前記対象物の２回目の読み取りを実行する際の光量よりも少なくする請求項１から６のいずれか記載の画像読取装置である。

請求項８に係る本発明は、前記補正値が、前記対象物の反射光の光量を画素値に変換するＡ／Ｄ変換を行う際のゲイン設定値およびオフセット設定値の両方、またはいずれか一方である請求項１から７のいずれか記載の画像読取装置である。

［プログラム］
請求項９に係る本発明は、光を照射して対象物の画像を読み取る読取手段を制御して前記対象物の１回目の読み取りを実行することにより第１の画像を得るステップと、
得られた前記第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１に係る本発明によれば、反射率の高い部分を有する対象物から画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、反射率の高い部分を有する対象物に角度の異なる２方向から光を照射して当該対象物から２つの画像を読み取る際に、２方向の光のうち少なくとも１方向の光を対象物に照射して画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、反射率の高い部分を有する対象物に角度の異なる２方向から光を照射して当該対象物から拡散反射光画像と正反射光画像という２つの画像を読み取る際に、２方向の光のうち少なくとも１方向の光を対象物に照射して画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、第１の画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たす場合には、対象物の２回目の読み取りを不要とすることが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、第１の画像の画素値の最大値が予め設定された第１の閾値以上であり、最小値が予め設定された第２の閾値以下の場合には、対象物の２回目の読み取りを不要とすることが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、対象物の読み取り画像を補正前の状態に戻すことができる画像読取装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、対象物の１回目の読み取りの際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことができる画像読取装置を提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、反射率の高い部分を有する対象物から画像を読み取る際に、反射光の光量を画素値に変換する際の設定を変更して、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能な画像読取装置を提供することができる。

請求項９に係る本発明によれば、反射率の高い部分を有する対象物から画像を読み取る際に、読み取り画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐことが可能なプログラムを提供することができる。

正反射と拡散反射を説明するための図である。 読取対象物から拡散反射光画像と正反射光画像を読み取って合成することにより光沢感が再現された画像を生成する様子を説明するための図である。 正反射光画像の画素値が飽和状態となった場合の一例を示す図である。 正反射光画像の画素値の画素分布が理想的な状態となった場合の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０における画像読取部６５の具体的な構成を説明するための図である。 画像読取部６５の詳細な構成を説明するための図である。 画像読取部６５によって読取対象物５０の正反射光画像を読み取る場合の動作を示す図である。 画像読取部６５によって読取対象物５０の拡散反射光画像を読み取る場合の動作を示す図である。 本発明の一実施形態における画像読取部６５により読取対象物５０の正反射光画像を読み取る際の動作を説明するためのフローチャートである。 予め設定された条件を満たすプリスキャン画像の一例を示す図である。 オフセット設定値とゲイン設定値を調整することによりプリスキャンと本スキャンとで画素値のヒストグラムが変化する様子を説明するための図である。 正反射光画像と拡散反射光画像とが、画像形成装置１０から端末装置２０に送信される様子を説明するための図である。 本発明の一実施形態における端末装置２０のハードウェア構成を示す図である。 本発明の一実施形態における端末装置２０の機能構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明の一実施形態の画像読取装置について説明する前に、正反射と拡散反射について図１を参照して説明する。図１は、光源６０から読取対象物５０に光を照射した際の反射状態を説明するための図である。読取対象物５０が完全な平面である場合、ある入射角で読取対象物５０に入射した光は、入射角と等しい出射角で反射する。例えば、図１では、光源６０からの光が読取対象物５０に４５度で入射した際に、４５度の出射角で反射される。このように入射角と出射角が等しくなるような反射は正反射と呼ばれ、正反射により反射した光は正反射光と呼ばれる。

しかし、読取対象物５０の表面が完全な平面でない場合、読取対象物５０に照射された光は様々な出射角で反射される。このような入射角と出射角が等しくならないような反射は拡散反射と呼ばれ、拡散反射により反射した光は拡散反射光と呼ばれる。

そして、金属のような光沢性の強い物体に光を照射した場合には、正反射光が強くなり、逆に、光沢性の弱い物体に光を照射した場合には、正反射光は弱くなる。

一般的な画像読取装置では、読取対象物からの拡散反射光に基づく画像（以降において拡散反射光画像と呼ぶ。）を、その読取対象物のスキャン画像として取得している。これは、拡散反射光画像には、読取対象物の色情報が含まれており、拡散反射光画像によれば読取対象物の色味を把握することができるからである。

しかし、反射率の高い部分からの反射光の大部分は正反射光となるため、反射率の高い部分を有する対象物から拡散反射光画像を読み取った場合、拡散反射光画像における反射率の高い部分は暗い画像となってしまう。

そのため、図２に示すように、読取対象物の拡散反射光画像だけでなく、読取対象物からの正反射光に基づく画像（以降において正反射光画像と呼ぶ。）を読み取って、読み取った拡散反射光画像と正反射光画像を合成することにより光沢感が再現された画像を生成するようなことが行われている。

なお、光沢感を再現することにより画像中に表示された対象物の材質感、凸凹感も再現され、光沢感だけでなく広い意味での質感が再現された画像が生成されることになる。

しかし、正反射光画像を読み取る際には、読取対象物に光を照射して正反射光を読み取るため、読取対象物の反射率が高い場合には、正反射光の強度が強くなりすぎ正反射光画像の画素値が飽和してしまう場合がある。

例えば、図３に示すように、画素値を０〜２５５の２５６段階で表現した場合、正反射光の強度が検出可能な上限以上となると、画素値が最大の２５５となってしまう画素が多数発生してしまう。

このような画素値が飽和状態となってしまう画素が多数発生してしまうと、読取対象物の光沢情報を精度良く抽出することが困難となり、最終的な合成画像においても光沢感の再現がうまく行われないという事態が発生する。

なお、正反射光画像における画素値の分布状態が理想的な状態である場合の画素値のヒストグラム例を図４に示す。正反射光画像を取得した際に、図４に示すような状態で画素値が分布していれば、読取対象物の光沢情報を適切に取得することができ、最終的な合成画像においても光沢感の再現を適切に行うことが可能となる。

そこで、本実施形態の画像読取装置では、下記で説明するような方法を行うことにより、反射率の高い部分を有する読取対象物から正反射光画像を読み取る際に、読み取るスキャン画像の画素値が最大値に飽和してしまうことを防ぐようにしている。

図５は本発明の一実施形態の画像読取装置を含む画像形成システムの構成を示す図である。

本発明の一実施形態の画像形成システムは、図５に示されるように、ネットワーク３０により相互に接続された画像形成装置１０、および端末装置２０により構成される。端末装置２０は、印刷データを生成して、ネットワーク３０経由にて生成した印刷データを画像形成装置１０に対して送信する。画像形成装置１０は、端末装置２０から送信された印刷データを受け付けて、印刷データに応じた画像を用紙上に出力する。なお、画像形成装置１０は、印刷機能、スキャン機能、コピー機能、ファクシミリ機能等の複数の機能を有するいわゆる複合機と呼ばれる装置である。

そして、本実施形態における画像形成装置１０は、原稿等の読取対象物に角度の異なる２方向から光を照射して画像を取得することにより、光沢感を再現した画像の生成を可能とする画像読取装置を備えている。

次に、本実施形態の画像形成システムにおける画像形成装置１０のハードウェア構成を図６に示す。

画像形成装置１０は、図６に示されるように、ＣＰＵ５１、メモリ５２、ハードディスクドライブ等の記憶装置５３、ネットワーク３０を介して外部の装置等との間でデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦと略す。）５４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩと略す。）装置５５、スキャナ５６、プリントエンジン５７を有する。これらの構成要素は、制御バス５８を介して互いに接続されている。

ＣＰＵ５１は、メモリ５２または記憶装置５３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、画像形成装置１０の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ５１は、メモリ５２または記憶装置５３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明するが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ５１に提供することも可能である。

図７は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１０は、図７に示されるように、操作入力部６１と、表示部６２と、データ送受信部６３と、制御部６４と、画像読取部６５と、画像データ記憶部６６と、画像出力装置６７とを備えている。

表示部６２は、制御部６４により制御され、ユーザに各種情報を表示する。操作入力部６１は、ユーザにより行われた各種操作情報を入力する。

画像出力装置６７は、制御部６４による制御に基づいて、印刷用紙等の記録媒体上に画像を出力する。画像読取部６５は、光を照射して対象物の画像を読み取る読取手段であり、制御部６４による制御に基づいて、各種原稿等の読み取り対象物の画像を読み取るスキャン動作を行う。

なお、画像読取部６５は、上述したように、角度の異なる２方向から読取対象物に光を照射してこの読取対象物の画像をそれぞれ読み取るよう構成されている。具体的には画像読取部６５は、読取対象物の拡散反射光画像と正反射光が等を読み取ることが可能なように構成されている。

制御部６４は、データ送受信部６３によって端末装置２０から受信された印刷ジョブに基づいて印刷データを生成して、生成した印刷データを画像出力装置６７から出力する制御を行う。また、制御部６４は、操作入力部６１による操作に基づいて画像読取部６５を制御して、読み取り対象物の画像を読み取るスキャン処理を実行する。

画像データ記憶部６６は、制御部６４により生成された印刷データや、画像読取部６５により読み取られた画像データ等の各種データを格納する。

そして、本実施形態における制御部６４は、画像読取部６５を制御して読取対象物の１回目のスキャン処理を実行することにより得られたスキャン画像の画素値の分布状態から、スキャン画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて読取対象物の２回目のスキャン処理を実行することにより得られたスキャン画像をその読取対象物のスキャン画像として出力するよう制御する。

具体的には、制御部６４は、２方向の光のうち少なくとも１方向の光を照射して読取対象物の画像を取得する際に、１回目のスキャン画像の画素値の分布状態から補正値を算出し、算出された補正値を用いて読取対象物の２回目のスキャン処理を実行する。

なお、以降においては、１回目のスキャン処理をプリスキャンと呼び、２回目のスキャン処理を本スキャンと呼ぶ。

そして、画像読取部６５がスキャン処理を実行する際に読取対象物に光を照射する２方向の角度とは、具体的には、読取対象物に光を照射した際の拡散反射光をスキャン画像として取得する方向、および、読取対象物に光を照射した際の正反射光をスキャン画像として取得する方向である。

そして、制御部６４は、正反射光をスキャン画像として取得する際に、上述したプリスキャンを行ってから本スキャンを行う。つまり、制御部６４は、拡散反射光をスキャン画像として取得する際には、従来と同様に１回のみのスキャン処理を実行する。

なお、本実施形態の画像読取部６５において、拡散反射光に基づく画像を取得する際に、プリスキャンを行って補正値を算出して、算出された補正値に基づいて本スキャンを行う理由の詳細については後述する。

なお、制御部６４は、プリスキャンにおけるスキャン画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たす場合、読取対象物の２回目の読み取りである本スキャンを実行することなく、プリスキャンにおけるスキャン画像をその読取対象物のスキャン画像として出力するよう制御しても良い。

具体的には、制御部６４は、プリスキャンにおけるスキャン画像の画素値の最大値が予め設定された第１の閾値、例えば２４０以上であり、かつ最大値である２５５に達しておらず、最小値が予め設定された第２の閾値、例えば１０以下の場合に、プリスキャンにおけるスキャン画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たしていると判定する。

ここで、制御部６４は、読取対象物のプリスキャンを実行する際の光源の光量を、本スキャンを実行する際の光量よりも少なくする。このようにプリスキャン時の光量を本スキャン時よりも少なくするのは、プリスキャンを実行して取得された正反射光画像が既に飽和状態となってしまったのでは、どのような補正値とすれば画素値の最大値が上限を超えないようにするのかを算出することができないからである。

つまり、プリスキャン時の光量を本スキャン時よりも少なく、例えばプリスキャン時の光量を本スキャン時の半分とすることにより、プリスキャンにより得られる正反射光画像の画素値の最大値が上限を超えないようにして、本スキャンにより得られる正反射光画像の最大値が上限に超えないような補正値を算出することが可能となる。

また、制御部６４は、光量を調整するのではなく、読取対象物のプリスキャンを実行する際の読取速度を、本スキャンを実行する際の読取速度よりも速くするようにしても良い。例えば、制御部６４は、プリスキャンを実行する際の読取速度を、本スキャンを実行する際の読取速度の２倍するようにしても良い。

スキャン処理により得られる画像における各画素の画素値は、単位時間あたりの光量によって決定される。そのため、スキャン処理時の読取速度を速くすることにより、単位時間あたりの光量を少なくすることができる。よって、プリスキャン時と本スキャン時の光量を調整しなくても、読取速度を調整することによりプリスキャンにより得られる画像の画素値を低くすることが可能である。

なお、プリスキャンにより得られた正反射光画像の画素値の分布状態に応じて算出する補正値の例としては、読取対象物の反射光の光量を画素値に変換するＡ／Ｄ変換を行う際のゲイン設定値およびオフセット設定値の両方、またはいずれか一方とすることができる。

また、この補正値としては、上記のようなゲイン設定値に限定されるものではなく、スキャン処理により得られる画像の画素値の範囲を調整可能な値であれば、スキャン処理時の読取速度や、シェーディング補正係数等としても良い。

ここで、ゲイン設定値とは、アナログ値をデジタル値に変換する際の比率を決定するための設定値であり、オフセット設定値とは、得られるデジタル値の上下を調整するための設定値である。つまり、ゲイン設定値が２倍になると、同じ値の入力値であっても得られる出力値は２倍となり、得られる出力値はオフセット設定値が増加した分だけ小さくなるように設定されることになる。

なお、本実施形態の画像形成装置１０では、得られた拡散反射光画像と正反射光画像とを端末装置２０に転送して、端末装置２０内にインストールされているビューワーソフト（または表示ソフトウェア）により合成画像を生成して表示するようになっている。

そして、制御部６５は、読取対象物の散反射光画像と正反射光画像に加えて、算出した補正値を出力するようにしても良い。

端末装置２０におけるビューワーソフトでは、この補正値を参照することにより正反射光画像の画素値の調整が行われている調整量を把握することができ、光沢感を再現した画像をより自然な状態で表示させることも可能となる。つまり、端末装置２０において光沢感を再現した画像を合成する際に、上記の補正値を用いることにより、正反射光画像を調整が行われる前の元の状態に戻すことも可能であり、合成画像の光沢感がより自然な状態となるような処理を行うことが可能となる。

次に、本実施形態の画像形成装置１０における画像読取部６５の具体的な構成について図８を参照して説明する。

画像読取部６５は、図８に示されるように、蓋部１１および本体部１４とから構成されている。

また、蓋部１１には、読み取りを行う原稿を載置するための原稿トレイ１２が設けられている。そして、原稿トレイ１２上に載置された原稿は、各種搬送ロールにより搬送されて所定の原稿読み取り位置まで搬送されるよう構成となっている。

本体部１４には、プラテンガラス１３と、原稿読み取り位置まで搬送されてきた原稿やプラテンガラス１３上に載置された原稿等の各種対象物の画像を読み取るための画像読取部６５とが設けられている。

画像読取部６５は、原稿を照射する２つのランプ２１、２２と、反射ミラー３１〜３３と、結像レンズ３４と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子３５とから構成されている。

そして、画像読取部６５は、読取対象物５０からの正反射光に基づく正反射光画像および、読取対象物５０からの拡散反射光に基づく拡散反射光画像を読み取るように構成されている。

画像読取部６５は、図示しないキャリッジに設けられていて、副走査方向に移動可能となっている。そのため、プラテンガラス１３上に載置された読取対象物５０の画像を読み取る場合には、画像読取部６５は、副走査方向に移動しながら原稿の読み取りを行うことができる。

次に、この画像読取部６５の詳細な構成について図９を参照して説明する。

画像読取部６５には、上述したように２つのランプ２１、２２が設けられている。ランプ２１は、読取対象物５０の拡散反射光画像を読み取るために用いられる拡散反射光源である。また、ランプ２２は、読取対象物５０の正反射光画像を読み取るために用いられる正反射光源である

例えば、ランプ２１は、読取対象物５０からの反射光を最初に反射する反射ミラー３１と読取対象物５０とを結ぶ線に対して４５度方向から読取対象物５０に向けて光を照射するように設定されている。また、ランプ２２は、反射ミラー３１と読取対象物５０とを結ぶ線に対して５度方向から読取対象物５０に向けて光を照射するように設定されている。

そして、読取対象物５０からの反射光は反射ミラー３１〜３３により順次反射されて、結像レンズ３４を通過した後に光電変換素子３５に入射する。

その結果、光電変換素子３５からは、入射した反射光がＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に分解されて出力される。この光電変換素子３５から出力されたアナログ信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器４１Ｒ〜４１Ｂに入力されてデジタル信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に変換される。

そして、制御部６４は、このデジタル信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の分布状態に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４１Ｒ〜４１Ｂに対するゲイン設定値、オフセット設定値を算出する。

次に、画像読取部６５によって読取対象物５０の正反射光画像を読み取る場合の動作を図１０に示し、拡散反射光画像を読み取る場合の動作を図１１に示す。

正反射光画像を読み取る場合には、図１０に示すように、画像読取部６５では、ランプ２１を消灯してランプ２２を点灯する。

すると、ランプ２２により照射された光は読取対象物５０により反射されて反射ミラー３１〜３３、結像レンズ３４を経由して光電変換素子３５に入射する。

ここで、ランプ２２と反射ミラー３１との間で配置される位置が５度異なっているのは、同一ライン上にランプ２２と反射ミラー３１を配置したのではお互いが干渉してしまうからである。

このような動作が行われることによりランプ２２から照射された光に対する読取対象物５０の反射光のうち正反射光のみが光電変換素子３５に入射することになる。

また、拡散反射光画像を読み取る場合には、図１１に示すように、画像読取部６５では、ランプ２１を点灯してランプ２２を消灯する。

すると、ランプ２１により照射された光は読取対象物５０により反射されて反射ミラー３１〜３３、結像レンズ３４を経由して光電変換素子３５に入射する。

そして、ランプ２１と反射ミラー３１とは４５度異なる位置に配置されているため、ランプ２１から照射された光に対する読取対象物５０の反射光のうち正反射光は反射ミラー３１には戻ってこない。

このような動作が行われることによりランプ２１から照射された光に対する読取対象物５０の反射光のうち拡散反射光のみが光電変換素子３５に入射することになる。

次に、本実施形態の画像読取部６５の動作について図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本実施形態の画像読取部６５により読取対象物５０の正反射光画像を読み取る際の動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。

制御部６４は、正反射光画像を読み取る場合、ステップＳ１０１において、ランプ２２の光量を半分にした状態でプリスキャンを実行する。なお、制御部６４は、ランプ２２の光量を半分にするのではなく、スキャンスピード（または読み取り速度）を２倍にしてプリスキャンを実行しても良い。

そして、制御部６４は、ステップＳ１０２において、プリスキャンにおける読み取り画像の画素値のヒストグラムを作成して解析を行う。

先ず、制御部６４は、ステップＳ１０３において、作成した画素値のヒストグラムが予め設定された条件を満たすか否かの判定を行う。

ここで、予め設定された条件とは、プリスキャンにより得られた正反射光画像が、そのままの状態でも光沢情報を得るのに適切であると判定するための条件を意味する。例えば、本実施形態では、画素値が０〜２５５の範囲である場合、最大値が２４０以上でかつ２５５未満であり、最小値が１０以下の場合、画素値の分布は飽和状態でなく、かつ光沢情報を十分得られるように広い範囲で適切に分布していると判定する。

なお、画素値の最大値および最小値を得る際には、各画素の画素値をそのまま判定するのではなく、Ｎ×Ｍ画素、例えば５×５画素からなるブロック毎に画素値の平均値を算出して、その平均値から最大値および最小値を得るようにする。このように平均値を算出して最大値および最小値を求めるのは、１画素単位で判定したのでは、全体の画素値は小さいのにノイズにより１画素のみかけ離れた値となっているような場合の誤判定を防ぐためのである。

そして、上記のような条件を満たすプリスキャン画像の一例を図１３に示す。図１３を参照すると、画素値の最大値が２４０以上で２５５未満となっており、さらに最小値が１０以下となっているのが分かる。

そして、ステップ１０４においてプリスキャン画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たしていると判定した場合、制御部６４は、ステップＳ１０６において、そのプリスキャン画像を読取対象物５０の正反射光画像として出力する。

なお、ステップ１０４においてプリスキャン画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たしていないと判定した場合、制御部６４は、ステップＳ１０４において、プリスキャン画像の画素値の分布状態に基づいて、ゲイン設定値およびオフセット設定値を算出する。

このゲイン設定値およびオフセット設定値の具体的な算出式を下記に示す。

オフセット設定値＝最小値×２
ゲイン設定値＝上限値／（最大値×２−オフセット設定値）

ここで、上限値とは、画素値がとり得る上限の値であり、本実施形態においては２５５である。

そして、上記の算出式において最小値、最大値がそれぞれ２倍にされているのは、プリスキャン時には光量が半分となっているため、本スキャン時には画素値が２倍になることを考慮したためである。

このような算出式により、例えばプリスキャン画像における画素値が１０〜１００の範囲で分布していた場合のオフセット設定値とゲイン設定値は下記のように算出される。

オフセット設定値＝最小値×２＝１０×２＝２０
ゲイン設定値＝上限値／（最大値×２−オフセット設定値）
＝２５５／（１００×２−２０）≒１．４２

そして、このようにして算出されたオフセット設定値およびゲイン設定値を用いて本スキャンを実行することにより、プリスキャン時には１０〜１００の範囲で分布していた画素値は、０〜２５５の範囲まで拡大された画像が読み取られることになる。

そして、制御部６４は、ステップＳ１０４において算出されたオフセット設定値およびゲイン設定値をＡ／Ｄ変換器４１Ｒ〜４１Ｂに設定して、ステップＳ１０４において、画像読取部６５を制御して本スキャンを実行する。ここで、本スキャン実行時には、ランプ２２の光量およびスキャンスピードは通常の設定に戻される。

そして、制御部６４は、ステップＳ１０５において、本スキャンにより得られた読み取り画像を正反射光画像として出力する。

このようにして、オフセット設定値とゲイン設定値を調整することによりプリスキャンと本スキャンとで画素値のヒストグラムが変化する様子について図１４を参照して説明する。

なお、実際にはＲ（レッドの略）画像、Ｇ（グリーンの略）画像、Ｂ（ブルーの略）画像毎にヒストグラムが存在し、Ａ／Ｄ変換器４１Ｒ〜４１Ｂのゲイン設定値およびオフセット設定値もそれぞれ各色で設定することが可能となっている。

そのため、実際には、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像毎のヒストグラムのいずれにおいても本スキャン時の画素値の分布が適切になるようなゲイン設定値、オフセット設定値の設定が行われる。ただし、その際にゲイン設定値は、各色で独立して設定するのではなく、ＲＧＢ間のゲイン設定値の比率は一定の値に維持したままＲＧＢ全てのゲイン設定値を調整する。ＲＧＢ間のゲイン設定値の比率が変ってしまうと最終的な画像の色味が変ってしまうからである。

ただし、以下の説明において説明を簡単にするために１色の画像の画素値の分布状態に応じてゲイン設定値やオフセット設定値を算出する場合を用いて説明する。

図１４では、プリスキャン画像において画素値の分布範囲が狭くなっており画素値０〜１００の範囲でしか分布していない場合でも、オフセット設定値やゲイン設定値を調整することにより、本スキャン画像では、ほぼ０〜２５５の全域に亘って画素値が分布するようになっているのが分かる。

つまり、本実施形態では、プリスキャンを行って正反射光画像を取得する際には、意図的に画素値を小さくして飽和状態とならないようにして、プリスキャン画像における画素値の分布状態を解析してゲイン設定値等を調整することにより、本スキャン画像の画素値の分布状態において最大値が飽和状態とならない範囲で広く分布したような状態となるようにしている。

そして、図１５に示すように、このようして得られた正反射光画像と拡散反射光画像とは、画像形成装置１０から端末装置２０に送信される。その際に、正反射光画像を取得する際に算出されたゲイン設定値やオフセット設定値の情報も、画像形成装置１０から端末装置２０に送信される。

次に、正反射光画像と拡散反射光画像を合成して光沢感を再現した画像を表示する端末装置２０のハードウェア構成を図１６に示す。

端末装置２０は、図１６に示されるように、ＣＰＵ７１、メモリ７２、ハードディスクドライブ等の記憶装置７３、ネットワーク３０を介して外部の装置等との間でデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦと略す。）７４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩと略す。）装置７５を有する。これらの構成要素は、制御バス７６を介して互いに接続されている。

ＣＰＵ７１は、メモリ７２または記憶装置７３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、端末装置２０の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ７１は、メモリ７２または記憶装置７３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明するが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ７１に提供することも可能である。

図１７は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される端末装置２０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１７では、正反射光画像と拡散反射光画像を合成して光沢感を再現した画像を表示するための構成についてのみ説明する。

端末装置２０は、図１７に示されるように、画像データ記憶部８１と、輝度値算出部８２と、差分演算部８３と、調整部８４と、質感生成部８５と、画像合成部８６と、表示部８７とを備えている。

画像データ記憶部８１は、画像形成装置１０から送信されてきた正反射光画像と拡散反射光画像とを記憶する。

輝度値算出部８２は、光沢感が再現された画像の表示が指示された場合、画像データ記憶部８１に記憶されている正反射光画像と拡散反射光画像の輝度値をそれぞれ算出する。

差分演算部８３は、輝度値算出部８２により算出された正反射光画像の輝度値と拡散反射光画像の輝度値の差分を画素毎に演算する。この差分演算部８３により算出された差分画像は、読取対象物の光沢情報となる。

つまり、正反射光画像と拡散反射光画像との間で輝度値の差が大きいということは、その画素は光沢感の強い部分に対応した画素であることを意味する。逆に、正反射光画像と拡散反射光画像との間で輝度値の差が小さいまたは差が無いということは、その画素は光沢感の弱い部分または無い部分に対応した画素であることを意味する。

調整部８４は、差分演算部８３により得られた差分画像の光沢感の調整、例えば光沢感を強調または低減させるような処理を行う。また、質感生成部８５は、調整部８４により光沢感の調整が行われた後の差分画像に対して、光沢部分の反射量を、表示する角度や想定される光源の位置等に応じて計算して変化させるような処理を行う。

ここで、調整部８４では、画像形成装置１０から送信されてきたゲイン設定値に応じて、光沢感を調整して反射成分の強度を調整するようにしても良い。例えば、調整部８４は、ゲイン設定値が２以上の場合には光沢感を低減させるような調整を行い、ゲイン設定値が１以下であれば光沢感を強調するような調整を行うようにしても良い。このような調整する理由としては、ゲイン設定値が大きい場合には、出力されたスキャン画像は実際の画像よりも画素値が大きくなっているためである。つまり、このような調整が行われることにより表示される画像が実際の画像とかけはなれた不自然な画像となることを防ぐことが可能となる。

画像合成部８６は、質感生成部８５により反射量の計算が行われた後の差分画像を光沢感情報として、画像データ記憶部８１に記憶されている色情報を現した拡散反射光画像に合成する。

表示部８７は、画像合成部８６により合成された画像を表示する。

[変形例]
上記実施形態では、画像形成装置１０に設けられている画像読取装置に対して本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スキャナ単体の装置等の様々な画像読取装置に対しても本発明を適用することができるものである。

さらに、上記実施形態では、画像形成装置１０の画像読取装置によって読取対象物の正反射光画像と拡散反射光画像を読み取って、端末装置２０においてこの２つの画像を合成して、光沢感が再現された画像として表示する場合を用いて説明した本発明はこのような構成に限定されるものではない。正反射光画像と拡散反射光画像を読み取る画像読取装置の構成と、この２つの画像を合成して表示する端末装置の構成とを画像処理装置として１つの装置内において構成するようにしても良い。

１０ 画像形成装置
１１ 蓋部
１２ 原稿トレイ
１３ プラテンガラス
１４ 本体部
２０ 端末装置
２１、２２ ランプ
３０ ネットワーク
３１〜３３ 反射ミラー
３４ 結像レンズ
３５ 光電変換素子
４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｇ Ａ／Ｄ変換器
５０ 読取対象物
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
５３ 記憶装置
５４ 通信インタフェース
５５ ユーザインタフェース装置
５６ スキャナ
５７ プリントエンジン
５８ 制御バス
６０ 光源
６１ 操作入力部
６２ 表示部
６３ データ送受信部
６４ 制御部
６５ 画像読取部
６６ 画像データ記憶部
６７ 画像出力部
７１ ＣＰＵ
７２ メモリ
７３ 記憶装置
７４ 通信インタフェース
７５ ユーザインタフェース装置
７６ 制御バス
８１ 画像データ記憶部
８２ 輝度値算出部
８３ 差分演算部
８４ 調整部
８５ 質感生成部
８６ 画像合成部
８７ 表示部

Claims (9)

1. 光を照射して対象物の画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段を制御して前記対象物の１回目の読み取りを実行することにより得られた第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する制御手段と、
   を備えた画像読取装置。
2. 前記読取手段は、角度の異なる２方向から対象物に光を照射して前記対象物の画像をそれぞれ読み取るよう構成され、
   前記制御手段は、前記２方向の光のうち少なくとも１方向の光を照射して前記対象物の画像を取得する際に、前記第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する請求項１記載の画像読取装置。
3. 角度の異なる２方向が、前記対象物に光を照射した際の拡散反射光を読み取り画像として取得する方向、および、前記対象物に光を照射した際の正反射光を読み取り画像として取得する方向である請求項１又は２記載の画像読取装置。
4. 前記制御部は、前記第１の画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たす場合、前記対象物の２回目の読み取りを実行することなく、前記第１の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するよう制御する請求項１記載の画像読取装置。
5. 前記制御部は、前記第１の画像の画素値の最大値が予め設定された第１の閾値以上であり、最小値が予め設定された第２の閾値以下の場合に、前記第１の画像の画素値の分布状態が予め設定された条件を満たしていると判定する請求項４記載の画像読取装置。
6. 前記制御部は、前記対象物の読み取り画像とともに算出した前記補正値を出力する請求項１から５のいずれか記載の画像読取装置。
7. 前記制御部は、前記対象物の１回目の読み取りを実行する際の光源の光量を、前記対象物の２回目の読み取りを実行する際の光量よりも少なくする請求項１から６のいずれか記載の画像読取装置。
8. 前記補正値が、前記対象物の反射光の光量を画素値に変換するＡ／Ｄ変換を行う際のゲイン設定値およびオフセット設定値の両方、またはいずれか一方である請求項１から７のいずれか記載の画像読取装置。
9. 光を照射して対象物の画像を読み取る読取手段を制御して前記対象物の１回目の読み取りを実行することにより第１の画像を得るステップと、
   得られた前記第１の画像の画素値の分布状態から、読み取り画像の画素値の分布範囲を補正するための補正値を算出し、算出された補正値を用いて前記対象物の２回目の読み取りを実行することにより得られた第２の画像を当該対象物の読み取り画像として出力するステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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