JP3934385B2 - 画像処理装置、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像データに対して原稿の地肌除去を行う画像処理装置、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平8-307687号公報には、原稿の読み取り画像データから、原稿の地肌除去を行うのに際して、ユーザが選択するモードにより原稿の地肌除去の閾値を変更する技術について開示されている。
【０００３】
また、特開2000-115533公報には、アナログ画像データからピークホールド回路で原稿の地肌レベルを検出し、その値をＡ／Ｄ変換器のリファレンス値にフィードバックすることにより、原稿の地肌除去機能を実現する技術について開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、原稿を読み取った画像から地肌の濃度を除去するのに際して、原稿濃度を保存したままでの地肌除去を可能とする技術について提案している（特願2000-291615として出願中（本願の出願時において未出願公開））。
【０００５】
かかる技術は、地肌検出部によって画像データから画像の原稿の地肌レベルを検出し、この画像データと地肌レベルの検出データとに対して同一の画像処理部で同一の画像処理（ＭＴＦ補正、フィルタ処理、変倍処理、γ変換など、ユーザの好みの画質を実現するための画像処理）を施してから、その画像処理後の検出データに基づいて、その画像処理後の画像データの地肌除去を行うものである。
【０００６】
しかしながら、この技術では、原稿中に文字と写真とが混在している場合などにおいては、原稿の地肌除去を的確に行うことが出来ない場合があるという不具合がある。すなわち、原稿中の文字部分などでは原稿の地肌を的確に削除し得る一方、写真部分などでは低濃度部分の情報も重要であるのにかかわらず、原稿の地肌の除去を行うことにより、これらの重要な情報が欠落してしまうという不具合である。
【０００７】
これに対し、特開2000-115533公報に開示の技術では、原稿の地肌除去がアナログ方式のため、文字、写真などといった原稿中の画像種類によって原稿の地肌除去の方式を切替えることなどができず、また、原稿の地肌レベルにより画像の読み取り濃度が変化してしまうため、前記の不具合を解消することができない。
【０００８】
また、特開平8-307687号公報に開示の技術では、ユーザが原稿種類に応じてモード選択して地肌除去レベルを変更することはできるが、文字、写真などが混在した同一原稿中で原稿中の画像種類によって原稿の地肌除去の方式を切替えることなどができず、やはり前記の不具合を解消することができない。
【０００９】
この発明の目的は、複数の画像種類が混在している原稿についても最適な画質を実現することである。
【００１０】
この発明の目的は、文字部と写真部とが混在している原稿であっても最適な画質を実現することである。
【００１１】
この発明の目的は、的確に画像種類を判別して複数の画像種類が混在している原稿についても最適な画質を実現することである。
【００１２】
この発明の目的は、前記の場合にユーザの所望によりまったく原稿の地肌除去を行わないことも選択できるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、原稿を読み取り、原稿の地肌情報を含む画像データを得る画像読取装置と、
前記画像データから画像の原稿の地肌レベルを各ラインにおいて検出し、該各ラインにおける検出データを次のラインの画像データに付加する地肌検出手段と、
前記地肌検出手段から出力された画像データに、画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理後の画像データから検出した地肌レベルを示すデータに基づいて、閾値を下回る画像データをカットすることにより、前記画像処理後の画像データの地肌除去を行う地肌除去手段と、
前記画像データから画像中の各部の画像種類を判定する像域分離手段と、
この判定の結果により前記画像種類に応じて単一の画像内で前記画像種類ごとに前記地肌除去を選択的に実行させる第１の選択手段と、を備えている画像処理装置である。
【００１４】
したがって、同一原稿中で画像種類に応じて行うべき部分だけに原稿の地肌除去を行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記像域分離手段は、前記判定として前記画像中の各部が文字部か写真部かを判定するものである。
【００１６】
したがって、文字部のみに原稿の地肌除去を行うことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像処理装置において、前記像域分離手段は、前記画像中のエッジ量又は前記画像中における各画素の値の平均値により前記判定を行うものである。
【００１８】
したがって、前記画像中のエッジ量又は前記画像中における各画素の値の平均値により同一原稿中で画像種類を判定することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの一に記載の画像処理装置において、ユーザの所望によりまったく原稿の地肌除去を行わないことも選択することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の作用を奏する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の作用を奏する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、この発明の一実施の形態である複写機の概略構成を示す側断面図である。この複写機１は、この発明の画像形成装置を実施するもので、この発明の画像読取装置であって、原稿の画像を読み取るイメージスキャナ２と、イメージスキャナ２で読み取った画像データに基づく画像形成を用紙上に行うプリンタユニット３と、イメージスキャナ２上に設けられたＡＤＦ（Automatic Document Feeder）４とを備えている。
【００２４】
イメージスキャナ２の上面には、読み取る原稿が載置されるコンタクトガラス５が設けられている。コンタクトガラス５の下方には、照明ランプ６およびミラー７を備えてコンタクトガラス５に沿って走行可能な第１キャリッジ８と、ミラー９，１０を備えてコンタクトガラス５に沿って走行可能な第２キャリッジ１１と、結像レンズ１２と、光電変換素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）１３とを備えた走査光学系１４が設けられている。第１および第２キャリッジ８，１１は、ステッピングモータ等のキャリッジモータ（図示せず）によって駆動されて、図１に示すホームポジション（右側）から左側へ２：１の速度比で走行する。
【００２５】
プリンタユニット３には、用紙を積層する給紙トレイ１５から、電子写真方式で用紙上に画像の形成を行うプリンタエンジン１６、定着器１７等を経由して排紙スタッカ部１８へ至る用紙搬送路１９が形成されている。プリンタエンジン１６は、感光体２０と、感光体２０の表面を一様に帯電させる帯電器２１と、イメージスキャナ２で読み取った画像データに基づいて感光体２０を露光し、静電潜像を形成する露光器２２と、感光体２０の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器２３と、用紙搬送路１９中を搬送されてきた用紙に感光体２０上のトナー画像を転写する転写器２４とを備えている。
【００２６】
ＡＤＦ４は、ＡＤＦ４によってコンタクトガラス５に給紙する原稿が載置される原稿台２５と、読み取りが終了した原稿が排出される排紙部２６とを備えている。ＡＤＦ４の内部には、原稿台２５から排紙部２６へ連通する原稿搬送経路２７が形成されている。原稿搬送経路２７中には、複数対のローラ２８に巻回された無端帯２９、搬送ローラ３０等の搬送機構３１が設けられている。搬送機構３１は、ステッピングモータ等のＡＤＦモータ（図示せず）によって駆動されて、原稿台２５に載置された原稿を一枚ずつコンタクトガラス５へ向けて搬送する。ＡＤＦ４の上面には、キーボードとディスプレイとを備えた本体操作パネル３２が設けられている。
【００２７】
次に、図２を参照して、複写機１の制御系の電気的な接続について説明する。複写機１は、ＣＰＵを有していて複写機１内の各部を集中的に駆動制御するメイン制御部３３を備えている。このメイン制御部３３には、本体操作パネル３２を制御する本体操作パネル制御部３４と、イメージスキャナ２を制御するスキャナユニット制御部３７と、プリンタユニット３を制御するプリンタユニット制御部３６とが接続されている。
【００２８】
本体操作パネル制御部３４は、本体操作パネル３２におけるキーボードでの入力操作に応じた入力信号を、メイン制御部３３に対して出力する。また、本体操作パネル制御部３４は、メイン制御部３３から出力される表示データに基づく情報をディスプレイに表示させる。
【００２９】
スキャナユニット制御部３７は、ＣＣＤ１３で光学的に読み取った原稿の画像データを電気信号に変換した画像データとしてメイン制御部３５へ出力する。このスキャナユニット制御部３７にはＡＤＦ制御部３８が接続されており、このＡＤＦ制御部３８はスキャナユニット制御部３７から出力される信号に応じて、図示しないＡＤＦモータを駆動することで原稿をコンタクトガラス５上までフィードする。
【００３０】
プリンタユニット制御部３６は、メイン制御部３３から出力された画像データが入力されると、プリンタユニット３内の各部を駆動制御し、給紙トレイ１５からタイミング調整されて搬送された用紙に対して、後述するコード識別画像形成処理で取得される形成画像データに基づく画像を形成する。
【００３１】
図３は、イメージスキャナ２の信号処理を行う回路のブロック図である。図３において、いかに説明するシェーディング部４３、地肌検出部４６、画像処理部５１、地肌除去部５２、像域分離回路５９などの機能により、この発明の画像処理装置を実現している。
【００３２】
図３に示すように、ＣＣＤ１３から出力されるアナログ画像データは、信号処理部４１で黒オフセット補正などがなされて、Ａ／Ｄ変換器４２でＡ／Ｄ変換されてデジタル画像データにされ、シェーディング部４３の黒シェーディング補正部４５で黒シェーディング補正され、白シェーディング補正部４４で白シェーディング補正され、照明ムラやＣＣＤ１３の感度ムラなどが補正された画像データＤrd０として出力される。白シェーディング補正は、原稿の読み取り前に、図示しない白基準板を読み取ることで得られたシェーディングデータに基づいて行われる。
【００３３】
この画像データＤrd０は、次の地肌検出部４６に入力され、画像データＤrd０における原稿の地肌レベルの検出がされる。すなわち、図４に示すように、地肌検出部４６は地肌検出ブロック４７を備え、この地肌検出ブロック４７では、平滑フィルタ４８で画像データＤrd０のノイズの影響を除去し、平滑フィルタ４８から出力された画像データＤrd０のピーク値をピークホールド回路４９で検出することにより、精度良く原稿の地肌レベルを検出できるようにしている。地肌検出ブロック４７により地肌検出手段を実現している。原稿の地肌を検出するためには、画像データ中の原稿画像の領域または地肌が確実に検出できる領域を特定するために、原稿サイズ情報が必要である。この原稿サイズ情報を示す原稿サイズ信号は、図示しない光センサにより原稿サイズを検出することで、スキャナユニット制御部３７のＣＰＵから地肌検出部４６に出力される。
【００３４】
地肌検出ブロック４７から出力される原稿の地肌レベルを示す検出データＤbaと、画像データＤrd０とは、合成部５０に入力される。合成部５０では、画像データＤrd０に検出データＤbaを付加する。これは、例えば、図５に示すように、各ラインにおける検出データＤbaを次のラインの画像データＤrd０の有効画像データの先頭部分に付加して画像データＤrd１とすることで行う。画像データＤrd１は、地肌検出部４６の次段の画像処理部５１に出力する。同時に、合成部５０は、画像データＤrd１中の検出データＤbaの存在位置を示すゲート信号であるゲート信号ＢａGATEを生成して出力する。画像データＤrd１は、地肌検出部４６の次段の画像処理部５１に出力する。同時に、合成部５０は、画像データＤrd１中の検出データＤbaの存在位置を示すゲート信号であるゲート信号ＢａGATEを生成して出力する。
【００３５】
地肌検出部４６から出力された画像データＤrd１は、画像処理部５１により、ユーザの好みの画質を実現するための１または複数種類の画像処理、この例では、ＭＴＦ補正、フィルタ処理、変倍処理、γ変換などを施され、画像データＤwr０として出力され、地肌除去部５２に入力される。画像処理部５１により第１および第２の画像処理手段を実現している。γ補正は本体操作パネル３２上の濃度調整キーにより設定することができる。変倍処理は本体操作パネル３２上の変倍キーにより変倍率を設定することにより実行される。また、本体操作パネル３２上の文字原稿／写真原稿切り替えキーの操作により、文字原稿や写真原稿に応じたＭＴＦ補正またはフィルタ処理が実行される。
【００３６】
図６に示すように、地肌除去部５２では、地肌データ抽出部５３において、画像処理部５１で画像処理後の画像データＤwr０からゲート信号BaGATEを用いて地肌レベルを示す検出データＤba'を検出する。そして、その検出データＤba'そのままを地肌除去処理に用いる閾値とすると、地肌ノイズ分が出力される可能性があるので、地肌データ抽出部５３の次段のオフセット部５４にて、次の（１）式の演算により、画像データＤwr０からあるオフセット分を減算し、次に、（２）式の演算によりある一定割合を減算する演算を行うか、
Ｄth ＝ Ｄba' − オフセット …（１）
Ｄth ＝ Ｄba' × （１−α） …（２）
または、（３）式の演算により、（１）式と（２）式とを組み合わせた演算を行う、
Ｄth ＝ Ｄba' ×（１−α）− オフセット …（３）
などの手段を用いて、地肌レベルの除去に用いる閾値Ｄthを求めることにより、検出データＤba'の持つノイズの影響を除去するようにしている。
【００３７】
その後、前記のように求められた閾値Ｄthと画像データＤwr０をコンパレータ５５のＡ入力とＢ入力にそれぞれ入力して閾値Ｄthと画像データＤwr０とを比較することにより、下記の表１に示すようにコンパレータ５５の出力を制御する。そして、コンパレータ５５の出力によりセレクタ５６で画像データＤwr０と白レベルＦＦｈとのうちの一方が選択的に画像データＤwr１が出力されるので（セレクタ５６のＳ端子に１が入力されると画像データＤwr０が出力され、０が入力されると白レベルＦＦｈが出力される）、地肌除去の処理を行うことができる。地肌除去部５２により地肌除去手段を実現している。この場合に、画像データＤrd１も検出データＤbaも画像処理部５１で同じ画像処理を施して、この処理後の検出データＤba'で、処理後の画像データＤwr０の地肌除去を行うので、画像濃度を保存したままで、閾値Ｄth周辺で違和感のない画像を提供することができる。
【００３８】
【表１】

【００３９】
画像処理部５１で画像処理後の画像データＤwr０は、直ちに地肌除去部５２に入力するのではなく、一度画像メモリ５８に記憶される。そして、スキャナユニット制御部３７のＣＰＵ５７は、画像メモリ５８に記憶された画像データＤwr０を呼び出し、コンパレータ５５をＯＮ、または、ＯＦＦにして地肌除去部５２に画像データＤwr０を出力することで、地肌除去部５２で地肌除去を行い、又は、行わずに、露光器２２に出力することができる。
【００４０】
画像処理部５１から出力された画像データＤwr０は、像域分離手段である像域分離回路５９にも入力される。像域分離回路５９は、入力される画像データＤwr０から画像の各部の画像種類、例えば、文字部なのか写真部なのかを判定し、画像種類の別を示すゲート信号FEGATEを地肌除去部５２に出力する。なお、この明細書において、文字部とは画像中で主に文字で構成される部分、写真部とは画像の中の主に写真で構成される部分である。これらの画像種類の判定処理は、例えば、画像中のエッジ量や画像中における各画素の値の平均値を所定の閾値と比較することなどにより行うことができる。しかし、このような像域分離については各種の方式のものが周知であり、この明細書においては詳細な説明を省略する（必要であれば、例えば、写真、絵などの網点で構成される画像と文字等の線画で構成される画像との像域分離技術については、特許第2972171号公報、特公平5-33869号公報等を参照のこと）。
【００４１】
地肌除去部５２では、ＣＰＵ５７からのコントロール信号と、ゲート信号FEGATEとのＡＮＤをＡＮＤ回路６０（図６参照）でとって、そのＡＮＤ回路６０の出力で、コンパレータ５５のＥＮ端子を制御することにより、次のようにしてコンパレータ５５をＯＮ、ＯＦＦすることができる。
【００４２】
ＣＰＵ５７からのコントロール信号及びゲート信号FEGATEがともにＨレベルのとき：コンパレータＯＮ（地肌除去モード）
ＣＰＵ５７からのコントロール信号又はゲート信号FEGATEがＬレベルのとき：コンパレータＯＦＦで出力レベルＨレベル固定（地肌除去モードの解除）
【００４３】
これにより、ＥＮ端子をＬレベルにすると、セレクタ５６で常に画像データＤwr０が選択されるので、地肌除去部５２では画像データＤwr１を地肌除去することなく出力することができる。
【００４４】
そして、像域分離回路５９で例えば文字部を検出したときは、像域分離回路５９からゲート信号FEGATEがＨレベルで出力され、ＣＰＵ５７からのコントロール信号がＨレベルである限りは地肌除去モードが選択されて、文字部の画像データから地肌除去が行われる。よって、複数の画像種類が混在している原稿、この例では、文字部と写真部とが混在している原稿であっても最適な画質を実現することができる。
【００４５】
複数の画像種類の判別、この例では、文字部と写真部との判別は、前記のように像域分離回路５９で、画像中のエッジ量又は前記画像中における各画素の値の平均値から的確に行うことができる。
【００４６】
また、像域分離回路５９で例えば写真部を検出したときは、像域分離回路５９からゲート信号FEGATEがＬレベルで出力され、ＣＰＵ５７からのコントロール信号がＨレベルであったとしても地肌除去モードの解除が選択されて、写真部の画像データからの地肌除去は行われない。このように、像域分離回路５９からのゲート信号FEGATEの出力により、第１の選択手段を実現し、ＡＮＤ回路６０でゲート信号FEGATEとのＡＮＤをとって、そのＡＮＤ回路６０の出力でコンパレータ５５のＥＮ端子を制御することにより、第２の選択手段を実現している。
【００４７】
ＣＰＵ５７からのコントロール信号は、本体操作パネル３２の操作に応じて、ＣＰＵ５７から出力されるＨレベル又はＬレベルの信号である。この本体操作パネル３２の操作の受付けにより受付手段を実現している。そして、本体操作パネル３２の操作によりＬレベルが出力されたときは、ゲート信号FEGATEがＨレベルであっても地肌除去モードは解除されるので、画像種類、すなわち、この例では画像が文字部か写真部かによる選択的な地肌除去モードの実行と、画像全体で一律な地肌除去モードの解除とを選択的に実行させることができる。よって、ユーザの所望によりまったく原稿の地肌除去を行わないことも選択することができる。
【００４８】
図７は、前記のような信号処理を施すことで発生する画像データの変化を説明する説明図である。すなわち、画像データＤrd０は、図７（ａ），図７（ｄ）のような特性を有している。ここで、図７（ａ）は、画像濃度と読取画像データＤrd０との関係（γ特性）を示すもので、図７（ｄ）は、主走査方向に見た読取画像データＤrd０を示すものである。
【００４９】
画像データＤrd０に対して、前記のように画像処理部５１によりＭＴＦ補正やγ処理などを施され、それぞれ図７（ｂ）、図７（ｅ）に示すような特性になる。図７（ｂ）は、画像データＤrd０と、画像処理部５１による画像処理後の画像データＤwr０との関係（γ特性）を示し、図７（ｅ）は、主走査方向に見た画像処理部５１による画像処理後の読取画像データＤrd０を示すものである。画像処理部５１による画像処理後の検出データＤba'のレベルも示している。これにより、画像データがγ変換されていること、地肌レベルを示す検出信号のレベルがＤbaからＤba'に変更されていること、画像データのレベルが変更されていることがわかる。
【００５０】
次に、図７（ｃ）は、画像データＤrd０と、地肌除去部５２による地肌除去後の画像データＤwr１との関係（γ特性）を示し、図７（ｆ）は、主走査方向に見た地肌除去部５２による地肌除去後の画像データＤwr１を示すものである。閾値Ｄthのレベルも示している。これにより、地肌除去がされていること、画像データのレベルが保存されていることがわかる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、複数の画像種類が混在している原稿についても最適な画質を実現することができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、文字部と写真部とが混在している原稿であっても最適な画質を実現することができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像処理装置において、的確に画像種類を判別して複数の画像種類が混在している原稿についても最適な画質を実現することができる。
【００５４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの一に記載の画像処理装置において、ユーザの所望によりまったく原稿の地肌除去を行わないことも選択することができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の効果を奏する。
【００５６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である複写機の概略構成を示す断面図である。
【図２】前記複写機の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【図３】前記複写機のイメージスキャナの信号処理を行う回路のブロック図である。
【図４】前記イメージスキャナの地肌検出部の回路のブロック図である。
【図５】前記イメージスキャナの各信号のタイミングチャートである。
【図６】前記イメージスキャナの地肌除去部の回路のブロック図である。
【図７】前記イメージスキャナの地肌除去処理などを説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 画像読取装置
１３ 光電変換素子
１６ プリンタエンジン
３２ 受付手段
４３ 画像処理装置
４６ 画像処理装置
５１ 画像処理装置、第１および第２の画像処理手段
５２ 画像処理装置、地肌除去手段
５９ 画像処理装置、像域分離手段、第１の選択手段
６０ 第２の選択手段

Claims (1)

1. 原稿を読み取り、原稿の地肌情報を含む画像データを得る画像読取装置と、
   前記画像データから画像の原稿の地肌レベルを各ラインにおいて検出し、該各ラインにおける検出データを次のラインの画像データに付加する地肌検出手段と、
   前記地肌検出手段から出力された画像データに、画像処理を施す画像処理手段と、
   前記画像処理後の画像データから検出した地肌レベルを示すデータに基づいて、閾値を下回る画像データをカットすることにより、前記画像処理後の画像データの地肌除去を行う地肌除去手段と、
   前記画像データから画像中の各部の画像種類を判定する像域分離手段と、
   この判定の結果により前記画像種類に応じて単一の画像内で前記画像種類ごとに前記地肌除去を選択的に実行させる第１の選択手段と、を備えている画像処理装置。

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