JP3725311B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白黒電子写真複写機、カラー電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ、スキャナ等の画像処理装置に関し、特に白スジや黒スジの発生原因となる基準白板の汚れとコンタクトガラス面上の汚れによる出力異常を補正する機能を備えた画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原稿を露光しつつその原稿からの反射光をＣＣＤ等の撮像手段により検知して電気信号に変換することにより原稿画像の読み取りを行う画像処理装置においては、露光源の時間的変動や照明ムラ、あるいはＣＣＤの感度ムラ等の変動要因によって正確な原稿画像が得られなくなると云う問題が生じていた。そのため従来より、原稿読み取りに先立って、原稿読み取り領域の近傍に設けた基準板を読み取り、基準板のデータに基づいて読み取った原稿データにシェーディング補正を施すようにしている。また、基準板と原稿の読み取りデータのピーク値をピーク検出回路にて検知して原稿読み取り時のダイナミックレベルを補正するようにしている。
しかしながら基準板の読み取りの際に、基準板の一部分がゴミ等によって汚れていると、原稿読み取り時に汚れた部分に対する補正量が正常の場合と異なってくる。すなわち、原稿読み取り時、基準板の汚れ部分に対応する部分は露光源を高めた状態である白レベル強度が強い状態に補正される。そのため転写紙に書き込まれた状態では、転写紙の移動方向に白スジが付いた状態になる。この基準板の汚れによる過補償を防止する方法として、補正量が所定レベル以上のときはピーク検出回路のピーク検出動作を停止させることによって、過補償を無くす方法が考えられている（特開平４−３２９７６２号公報参照）。
また、所定位置に静止した読み取り光学系に対して原稿を移動させて原稿画像を光学的に読み取る方式の装置では、装置内のゴミがコンタクトガラス面上に付着することにより、主走査方向の特定位置の画像がいつも黒状態で現れて、転写紙上の移動方向に黒スジが付いた状態が現れる。この黒スジの防止には、原稿や転写紙の挿入の際にゴミをはじき飛ばすセルフクリーニング機能や、メディアンフィルタを用いてノイズを緩和させる方法が採られている（特開平４−３２９０６７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピーク検出の動作を一時停止させることによって基準板の汚れによる過補償を防止する特開平４−３２９７６２公報記載の方法では、ピーク検出の動作停止により正常領域でのコントラストの低下を招くことになる。
また、原稿や転写紙の挿入の際にゴミをはじき飛ばすセルフクリーニング機能では、静電気や粘着性のゴミ等のようにコンタクトガラス面上に強く付着したゴミでは完全には取り切れなかったり、ゴミが他の部分に移動して別の悪影響が生じたりする。また、メディアンフィルタを用いる方法では、ゴミの原因による黒スジなのか、あるいは実際の黒線画像であるのか区別が付かないため、全ての領域に渡ってフィルタ作用を及ぼすことが必要になり、画像自体を劣化させることになる上、固定ノイズにより失なわれた部分の画像情報を後の段で回復出来ないと云う欠点がある。
そこで、本発明の課題は、基準板または原稿先端の無画像部分を読み取って、隣接データとの出力差の違いから異常データを検出し、検出された異常データの出力を隣接データの出力で補正することによって、基準板に付着したゴミ汚れやコンタクトガラス面上のゴミ汚れの影響が読み取り画像に現れないようにした画像処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、所定位置に静止する読み取り光学系によって走査中の原稿画像を光学的に読み取って、デジタル的に処理する機能を備えた画像処理装置において、走査中の原稿先端の無画像部分を読み取り、隣接データとの出力差が予め決められた値以上となる異常データを検出する無画像異常データ検出手段と、前記無画像異常データ検出手段によって検出された異常データの異常値を隣接データの出力値から予測する無画像異常値予測手段と、前記無画像異常データ検出手段によって検出された異常データの位置と、前記無画像異常値予測手段によって予測された該異常データの異常値とを記憶する無画像異常値記憶手段と、前記無画像異常値記憶手段に記憶された異常データの位置に該当する原稿画像データの出力値を、該異常データの異常値でもって補正する画像データ補正手段とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
上記のように構成したことにより、請求項１記載の発明によれば、所定位置に静止する読み取り光学系により走査中の原稿先端の無画像部分を読み取り、データ異常検出手段によってコンタクトガラス上にゴミが付着した部分の異常データを的確に検出し、無画像異常値予測手段によって異常データの異常値を隣接データの出力値から予測し、無画像異常値記憶手段によって異常データの位置と該異常データの異常値とを記憶し、画像データ補正手段によって該異常データの位置に該当する原稿画像データの出力値を、該異常データの異常値でもって補正することができるので、コンタクトガラス面上のゴミ汚れの影響が読み取り画像に現れないようにすることができる。したがって、基準板の一部分にゴミが付着した状態で読み取りを行った場合でも、基準板にゴミが付着しない正常状態での出力値に直して、シェーディング補正などを正確に行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像処理装置の代表例の一つである画像読み取り装置（以下、スキャナという。）の主要部を示す内部透視側面図である。なお、スキャナの基本的な構成及び機能は既に公知であるので、ここでは本発明を理解する上で関係のある部分の構成及び機能について概要を説明する。
図１において、原稿トレイ２０上に置かれた原稿Ｐは、ピックアップローラ２１とレジストローラ対２２によって送りだされ、さらに搬送ドラム２３と搬送ローラ群２４によって一定の速度で搬送させられる。原稿の搬送途中、静止する照明ランプ２５、第一ミラー２６、第二ミラー２７、第三ミラー２８で構成される読取部１１によって原稿画像が読み取られる。即ち、照明ランプ２５から原稿画像を照射し、反射光を第一ミラー２６、第二ミラー２７、第三ミラー２８で集光レンズ３０に導き、ＣＣＤ等の光電変換素子３１に照射し原稿画像の反射光に応じた光量が光電変換される。光電変換された電気信号は図示されていない接続線によりプリント基板３２に導かれ画像処理され、必要に応じて外部装置に外部接続部１７により伝達される。また、読み取られた原稿は排紙ローラ対３３によりさらに搬送させられ、排紙トレイ３４に集められる。
【０００７】
一方、原稿台カバー３５を開けて、コンタクトガラス３６上に置かれた原稿は、図示右方から左方へ等速度で移動する読取部１１により読み取られる。図中、移動後の読取部１１の構成部品の符号にはサッフィクス符号‘ａ’を付してある。すなわち、図示するようにコンタクトガラス３６上に置かれた原稿Ｐは、照明ランプ２５ａからの光照射により露光され、その反射光が第一ミラー２６ａ、第二ミラー２７ａ、第三ミラー２８ａで順次反射されて集光レンズ３０に導かれ、光電変換素子３１に入射し光電変換されることにより読み取られる。光電変換後の信号処理は原稿を搬送しつつ読取を行う場合と同じである。また、搬送モータ３７からの回転駆動は、図示していないプーリーやベルトにより上記の各搬送ローラに伝えられる。
また、コンタクトガラス３６の読み取り開始側端部（図示右端部）には、照明ランプ２５自身の光量のバラツキや、温度、経時変化による光量のバラツキを補正したり、照明ランプ２５やＣＣＤ等の光電変換素子３１の主走査方向（図の手前から奥に向かう垂直方向）の位置の違いによる光量のバラツキを補正するために基準板１０が設けられている。すなわち、このスキャナは、原稿Ｐの読み取りを開始する前に基準板１０の下面の読み取りを行い、基準板１０の読み取りデータを基準値にして原稿読み取りデータに対してシェーディング補正を施すようになっている。なお、基準板１０には、一般に基準白板が使用されるが、グレー（灰色）板が使用される場合もある。
【０００８】
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるスキャナの要部のブロック図であり、基準板１０に付着したゴミ等の汚れの影響が読み取り画像に現れないようにするための装置構成を示している。
この実施の形態では、コンタクトガラス３６上に置かれた原稿Ｐの画像を読取部１１によって読み取る前に、基準板１０の主走査方向一ラインを読取部１１によって読み取り、その読み取ったデータを基準板データ記憶部１に記憶する。ここで読み取った個々のデータは、図１のＣＣＤ等の光電変換素子３１の一つの画素出力に相当するものである。また、基準板異常データ検出部２は、基準板データ記憶部１に記憶されている基準板データを一つずつ取り出しては、その隣接データとの出力差を求め、さらに、求めた出力差が出力差許容値記憶部９に記憶されている値の範囲内に収まっているか否かを調べる。そして、もし隣接データとの出力差が出力差許容値記憶部９に記憶されている値以上であれば、注目しているデータを異常データとして扱い、基準板異常値補正部３に知らせる。基準板異常値補正部３ではその情報を受けて、基準板異常データ検出部２で検出された異常データの異常値を隣接データの出力値でもって補正する。さらに、基準板データ書換部４によって、基準板異常値補正部３で補正された該異常データの出力値でもって基準板データ記憶部１に記憶されている該異常データの出力値を書き換えさせる。このようにして、基準板データ記憶部１に記憶された異常データの出力値が全て基準板データ書換部４によって書き換えられる。
【０００９】
次に、原稿画像が読取部１１によって主走査方向一ラインずつ読み取られる間、画像処理部１３の働きによって基準板データ記憶部１に記憶されている基準板データが参照され、シェーデイング補正が施された後、画像データ記憶部１２に記憶される。このようにして、原稿画像の副走査方向の全てのラインに渡って画像が読み取られ、シェーデイング補正が施され、画像データ記憶部１２に記憶される。その後、画像データ記憶部１２に記憶された画像データは、外部接続部１７を経て外部装置に渡される。
なお、ＣＰＵ１４は、バスラインを通してスキャナの各部の状態を監視し、タイミングを図って各部に動作指令を出す。また、ＲＯＭ１５には、主にＣＰＵ１４を動作させるためのプログラムが格納されている。ＲＡＭ１６は、一時的な記憶場所として使用されており、ＣＰＵ１４の計算結果を一時的に格納するために用いられている。
【００１０】
図３は、ゴミが付着した基準板１０と読取部１１の一部の構成を示した図である。照明ランプ２５から基準板１０に照射された光は、基準板１０上で反射され、第一ミラー２６で更に方向が曲げられ、図示してない第二ミラー２７へと向かう。もし、基準板１０上にゴミ１０ａ、１０ｂが付着していると、ゴミの付着している部分では光が散乱し、反射光が減少した状態で第一ミラー２６に戻される。
図４は、図３に示したゴミが付着した基準板１０を、ＣＣＤ等の光電変換素子３１で読み取った場合における読み取り位置に対する出力レベルの関係を示したものである。図４において、横軸（ｘ軸）は読み取り位置を、縦軸（ｙ軸）は出力レベルを示しており、波形３８は基準板１０を読み取ったときの出力波形（読み取り波形）を示している。図４中の読み取り波形１０ａ′、１０ｂ′は、それぞれ図３の基準板１０に付着したゴミ１０ａ、１０ｂの部分の読み取り波形である。また、出力レベルｙｍはゴミが付着してない基準板１０を読み取った時の平均出力レベルを、出力レベルｙｎは異常データを検出するための出力レベルを示している。図２の出力差許容値記憶部９には上記両レベルの差ｙｍ−ｙｎの値が記憶される。
【００１１】
したがって、基準板１０上のゴミ１０ａでの隣接するデータ位置をｘ１、ｘ２、ｘ３とし、それぞれの位置に対する出力レベル値をｙ１、ｙ２、ｙ３とする。位置ｘ２のデータを注目データとして扱うと、隣接データとの出力差は、それぞれ｜ｙ１−ｙ２｜、｜ｙ２−ｙ３｜となる。従って、｜ｙ１−ｙ２｜＞（ｙｍ−ｙｎ）と｜ｙ２−ｙ３｜＞（ｙｍ−ｙｎ）の関係が同時に満たされていれば、基準板異常データ検出部２ではｘ２の位置にある注目データを異常データとして扱う。同様に、基準板１０上のゴミ１０ｂでの隣接するデータ位置をｘ４、ｘ５、ｘ６とし、それぞれの位置に対する出力レベル値をｙ４、ｙ５、ｙ６とし、位置ｘ５のデータを注目データとして扱うと、隣接データとの出力差は、それぞれ｜ｙ４−ｙ５｜、｜ｙ５−ｙ６｜となる。したがって、｜ｙ４−ｙ５｜＞（ｙｍ−ｙｎ）と｜ｙ５−ｙ６｜＞（ｙｍ−ｙｎ）の関係が同時に満たされていれば、同様にｘ５の位置にある注目データを異常データとして扱う。
すなわち、上記の出力差許容値記憶部９に記憶されている閾値（ｙｍ−ｙｎ）を通常の基準板１０を読み取った時の最大バラツキの範囲に選んでおけば、基準板異常データ検出部２によって基準板１０にゴミ等が付着した汚れ部分を読み取った時に異常データを簡単に検出できる。したがって、図４で異常データｘ２、ｘ５が検出されると、基準板異常値補正部３によって異常データの出力値ｙ２、ｙ５は、ｙ２＝（ｙ１＋ｙ３）／２、ｙ５＝（ｙ４＋ｙ６）／２の値に補正され、基準板データ書換部４によって基準板データ記憶部１に記憶された異常データの出力値を書き直す。
【００１２】
図６は、本発明の第２の実施の形態におけるスキャナの要部のブロック図であり、所定位置に静止する読取部１１に対してよって原稿Ｐを移動させつつ原稿画像を読み取る際、コンタクトガラス３６上の読み取り位置に付着したゴミ等の汚れの影響が読み取り画像に現れないようにするための装置構成を示している。
この実施の形態では、原稿トレイ２０上に置かれた原稿Ｐは、ピックアップローラ２１とレジストローラ対２２によって送りだされ、さらに搬送ドラム２３と搬送ローラ群２４によって一定の速度で搬送される。そして原稿先端の無画像部分が読取部１１に掛かると、読取部１１によって主走査方向の一ラインが読み取られ、その無画像部分の読み取りデータが一時的にＲＡＭ１６に記憶される。
【００１３】
次に、無画像異常データ検出部５は、ＲＡＭ１６より無画像部分の読み取りデータを一つずつ取り出しては、その隣接データとの出力差を求め、さらに求められた出力差が出力差許容値記憶部９に記憶されている値以下であるか否かを調べる。ただし、この場合の出力差許容値記憶部９に記憶されている値は、図２で述べた出力差許容値記憶部９の値と同じである必要はない。もし、隣接データとの出力差が出力差許容値記憶部９に記憶されている値以上となれば、注目しているデータを異常データとして扱い、無画像異常値予測部６に知らせる。無画像異常値予測部６ではその情報を受けて、無画像異常データ検出部５で検出された異常データの異常値を隣接データの出力値から予測する。
【００１４】
さらに、無画像異常値記憶部７は、無画像異常データ検出部５によって検出された異常データの位置と、無画像異常値予測部６によって予測された異常値を記憶する。この無画像異常値記憶部７の記憶作業は、無画像異常データ検出部５によって異常データが検出される間中続けられる。全ての異常データに対する無画像異常値記憶部７の記憶作業が終わると、原稿の画像領域部にある原稿画像データが読取部１１によって主走査方向一ラインずつ読み取られ、無画像異常値記憶部７に異常データに関する情報が無ければ、そのまま画像データ記憶部１２に記憶される。もし、無画像異常値記憶部７に異常データに関する情報があれば、画像データ補正部８によって、異常データの位置に該当する原稿画像データの出力値を前記異常データの異常値で補正した後に、画像データ記憶部１２に記憶する。このようにして、原稿走査につれて原稿画像データが読取部１１によって次々読み取られ、異常データの位置に該当する原稿画像データの出力値が画像データ補正部８で補正された後、画像データ記憶部１２に記憶される。
その後、画像処理部１３は、画像データ記憶部１２に記憶された原稿画像データに対して変倍処理、フィルタ処理、白黒反転処理等の画像処理を施す。その他、 ＣＰＵ１４、 ＲＯＭ１５、 ＲＡＭ１６、及び外部接続部１７の動作は第１の実施の形態と同様である。
【００１５】
図６は原稿先端の無画像部分の読み取り状態を説明する説明図である。図６において、レジストローラ対２２、搬送ドラム２３、搬送ローラ群２４、照明ランプ２５、第一ミラー２６、第二ミラー２７、第三ミラー２８、集光レンズ３０、光電変換素子３１、コンタクトガラス３６、および基準板１０は図１に示したものに対応しており、図示するように所定位置に静止する読取部１１によって、走査中の原稿Ｐの先端の無画像部分が読み取られる。
図７は、走査中の原稿Ｐの先端の無画像部分が読み取られる状態を判り易く示した図である。画像領域部分Ｐ２は、原稿Ｐに画像が書き込まれている領域部分であり、先端にある斜線部分Ｐ１は原稿先端の無画像部分である。即ち、図２のように所定位置に静止する読取部１１によって、原稿Ｐの先端の無画像部分Ｐ１の１ラインが読み取られ、一時的にＲＡＭ１６に記憶される。また図では、原稿Ｐの無画像部分Ｐ１も画像部分Ｐ２も共に原稿Ｐの下側部分を指している。
【００１６】
図８は、図６で示したような所定位置に静止する読取部１１によって読み取られた波形を示す。波形３９は、図６において原稿Ｐが読み取り位置に到着する前に読取部１１によって読み取られた読み取り波形である。また、波形４０は、原稿Ｐの先端にある無画像部分を読み取った読み取り波形である。したがって、波形３９は、照明ランプ２５からの照射光は搬送ドラム２３の表面で反射し、第一ミラー２６、第二ミラー２７、第三ミラー２８で曲げられて集光レンズ３０に導られ、光電変換素子３１により読み取られた波形である。したがって、波形４０の反射光は、波形３９の反射光よりも全体的に大きくなり、出力レベルも波形４０の方が高い。また、ゴミ等の汚れによる出力レベルの低下を見ると、両波形３９と４０に共通に現れているレベル低下１０ｃ、１０ｄと、波形３９にしか現れていないレベル低下１０ｅ、１０ｆ、１０ｇに分かれる。これらの２種類のレベル低下の違いは、図６の読み取り状態の違いを考えて見れば判るように、両波形３９と４０に共通に現れているレベル低下１０ｃ、１０ｄは、コンタクトガラス３６上に付着したゴミ等の汚れであり、波形３９にしか現れていないレベル低下１０ｅ、１０ｆ、１０ｇは、搬送ドラム２３上に付着した汚れと判断できる。
【００１７】
また、コンタクトガラス３６上に付着したゴミ汚れ１０ｃでの隣接するデータ位置をｘ７、ｘ８、ｘ９とし、それぞれの位置に対する出力レベル値をｙ７、ｙ８、ｙ９とし、ゴミ汚れ１０ｄでの隣接するデータ位置をｘ１０、ｘ１１、ｘ１２とし、それぞれの位置に対する出力レベル値をｙ１０、ｙ１１、ｙ１２とする。
位置ｘ８のデータを注目データとして扱うと、隣接データとの出力差は、それぞれ｜ｙ７−ｙ８｜、｜ｙ８−ｙ９｜となる。したがって、出力差許容値記憶部９に（ｙｍ１−ｙｎ１）の閾値が記憶されていると、｜ｙ７−ｙ８｜＞（ｙｍ１−ｙｎ１）と｜ｙ８−ｙ９｜＞（ｙｍ１−ｙｎ１）の関係が同時に満たされていれば、無画像異常データ検出部５によって ｘ８の位置にあるデータを異常データとして扱う。また、同様に｜ｙ１０−ｙ１１｜＞（ｙｍ１−ｙｎ１）と｜ｙ１１−ｙ１２｜＞（ｙｍ１−ｙｎ１）の関係が同時に満たされていれば、ｘ１１の位置にあるデータを異常データとする。
【００１８】
さらに、無画像異常値予測部６は異常データｙ８、ｙ１１の異常値を（ｙ７／２＋ｙ９／２）−ｙ８、（ｙ１０／２＋ｙ１２／２）−ｙ１１として予測し、無画像異常値記憶部７に異常データの位置と上記の異常値を記憶する。この異常データの位置と異常値の記憶は、異常データの検出された分だけ行われる。その後、図７の如く、原稿Ｐが走査されるにつれて画像部分Ｐ１が読み取られるが、読み取り中の全てに渡り上記のゴミによる影響が発生する。図９は、その様子を示したものであり、転写紙に画像を形成した場合、図８のコンタクトガラス３６上に付着したゴミ汚れ１０ｃ、１０ｄに対応した位置に黒いスジ状の汚れ４１、４２が発生する。そこで、無画像異常値記憶部７に記憶されている異常データの位置に対応する原稿画像データに対して、画像データ補正部８によって無画像異常値記憶部７に記憶されている異常値分に応じた補正を行うことによって、コンタクトガラス３６上に付着したゴミ汚れがあっても黒いスジ状の汚れ４１、４２の発生を防ぐことができる。なお、上記の実施の形態では、本発明の画像処理装置をスキャナに適用した場合について示したが、このようなスキャナを備えた複写機、ファクシミリ、あるいは複写機、ファクシミリなどの機能を兼ね備えた画像処理装置にも同様に適用できることは云うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような優れた効果を発揮できる。
請求項１記載の発明によれば、コンタクトガラス上にゴミが付着しても画像の読み取りに影響のないようにしたので、コンタクトガラス上のゴミ付着によって生じていた転写紙上の黒スジを無くした画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す画像処理装置の要部の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す画像処理装置の要部のブロック図である。
【図３】ゴミが付着した基準板の読み取りを説明する説明図である。
【図４】ゴミが付着した基準板の読み取り出力レベルを説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す画像処理装置の要部のブロック図である。
【図６】原稿先端の無画像部分の読み取り状態を説明する説明図である。
【図７】コンタクトガラス上の原稿先端の無画像部分の読み取り状態を説明する説明図である。
【図８】所定位置に静止する読取部によって読み取られた波形を説明する説明図である。
【図９】コンタクトガラス上に付着したゴミによって発生する黒いスジ状の汚れ状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 基準板データ記憶部、２ 基準板異常データ検出部、３ 基準板異常値補正部、４ 基準板データ書換部、５ 無画像異常データ検出部、６ 無画像異常値予測部、７ 無画像異常値記憶部、８ 画像データ補正部、９ 力差許容値記憶部、１０ 基準板、１１ 読取部、１２ 画像データ記憶部、１３ 画像処理部、１４ ＣＰＵ、１５ ＲＯＭ、１６ ＲＡＭ、３６コンタクトガラス

Claims (1)

1. 所定位置に静止する読み取り光学系によって走査中の原稿画像を光学的に読み取って、デジタル的に処理する機能を備えた画像処理装置において、走査中の原稿先端の無画像部分を読み取り、隣接データとの出力差が予め決められた値以上となる異常データを検出する無画像異常データ検出手段と、前記無画像異常データ検出手段によって検出された異常データの異常値を隣接データの出力値から予測する無画像異常値予測手段と、前記無画像異常データ検出手段によって検出された異常データの位置と、前記無画像異常値予測手段によって予測された該異常データの異常値とを記憶する無画像異常値記憶手段と、前記無画像異常値記憶手段に記憶された異常データの位置に該当する原稿画像データの出力値を、該異常データの異常値でもって補正する画像データ補正手段とを、備えたことを特徴とする画像処理装置。

Images