JP4111697B2 - 画像輝度補正装置、画像読取装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像輝度補正装置、画像読取装置、画像形成装置及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
フラッドベットスキャナを用いて読み取る原稿の多くはシート状の原稿であり、コンタクトガラス上に開閉自在の圧板を設け、コンタクトガラス上に原稿を載置した後に圧板を閉じて原稿をスキャンするようにしている。しかし、原稿としてはシート状のものに限られず、ブック原稿(本、冊子など)も原稿として扱われることがあり、そのような場合にもコンタクトガラス上にブック原稿を載置し、原稿をスキャンすることになる。
【0003】
ところが、原稿としてブック原稿を用いた場合には、図16に示すように、ブック原稿100のページ綴じ部101がコンタクトガラス102から浮き上がってしまう。このようにブック原稿100のページ綴じ部101がコンタクトガラス102から浮き上がってしまった場合には、ページ綴じ部101が焦点面から離れてしまうため、浮き上がった部分のスキャン画像には、画像歪み、影、文字ぼけなどの画像劣化が発生する。劣化した画像のページ綴じ部101は読みにくく、OCRにより文字認識処理を行うときの認識率が著しく低下する。特に、厚手製本ではその割合が高く、また、ブック原稿100のページ綴じ部101を焦点面から離れないように加圧作業した場合には、ブック原稿100自体を破損してしまうこともある。
【0004】
このような問題を解決すべく、画像の濃度情報から物体の3次元形状を推定する方法を用いて、画像の歪みを補正する方法が提案されている。このような画像の濃度情報から物体の3次元形状を推定する方法としては、
T. Wada, H. Uchida and T. Matsuyama, “Shape from Shading with Interreflections under a Proximal Light Source: Distortion-Free Copying of an Unfolded Book”, International Journal Computer Vision 24(2), 125-135(1997)
に記載されているShape from Shadingと呼ばれる方法が代表的な例である。
【0005】
また、特開平5-161002号公報には、三角測量方式により書籍の形状を測定し、歪みを補正する方法が提案されている。
【0006】
さらに、特開平11-41455号公報には、読み取りスキャン画像のページ外形の形状を用いて書籍表面の3次元形状を推定する方法が提案されている。
【0007】
しかしながら、前述したShape from Shadingと呼ばれる方法によれば、計算量が多く、歪み補正処理の計算時間が長いので、実用化は困難である。
【0008】
また、特開平5-161002号公報に記載されている方法によれば、三角測量方式により書籍の形状を測定するための特別な形状計測装置が必要になるため、適当ではない。
【0009】
さらに、特開平11-41455号公報に記載されている方法によれば、少ない計算量で歪み補正ができるが、ページ外形が画像中に完全に収まりきれずに途中で切れているような場合には有効な補正ができない。
【0010】
そこで、近年においては、ページ外形が途中で切れているような読み取りスキャン画像であっても、その歪みを少ない計算量で有効に補正することができる画像歪み補正装置が提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなページ外形が途中で切れているような読み取りスキャン画像であっても、その歪みを少ない計算量で有効に補正することができる画像歪み補正装置によれば、ページ外形ではなく、文字行情報および罫線情報を用いて画像の歪みを補正するようにしているが、まだ、完全とはいえず、解決されねばならない課題が存在する。
【0012】
例えば、従来においては、スキャン画像の一部分の地肌値に基づいてスキャン画像を帯状に輝度補正することによりブック原稿のページ綴じ部の輝度補正処理を行うようにしているが、スキャナの照明が均一でない場合やブック原稿のコンタクトガラスへの載せ方が不均一な場合(ページの上端と下端とでコンタクトガラスからの浮き上がり方が異なる場合)に、輝度補正後の画像に黒い筋や薄い影が生じてしまうことがある。
【0013】
本発明の目的は、輝度補正後の画像に黒い筋や薄い影が生じてしまうのを防止することができる画像輝度補正装置、画像読取装置、画像形成装置及びプログラムを提供することである。
【0014】
本発明の目的は、スキャン画像の写真領域に対して輝度補正を施した場合に、黒い写真領域が白っぽくなるのを防止することができる画像輝度補正装置、画像読取装置、画像形成装置及びプログラムを提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の画像輝度補正装置は、コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、
前記スキャン画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、を備える。
【0016】
したがって、スキャン画像が複数のブロックに分割され、各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各ブロックの地肌値とみなされ、この各ブロックを各ブロック間で平滑化し、平滑後の地肌値に基づいてスキャン画像に対する輝度補正処理が施される。これにより、画像読取手段の照明が均一でない場合やブック原稿のコンタクトガラスへの載せ方が不均一な場合(ページの上端と下端とでコンタクトガラスからの浮き上がり方が異なる場合)であっても、スキャン画像の一部分の地肌値に基づいてスキャン画像を帯状に輝度補正する場合に比べて局所的な範囲で地肌値を検出して輝度補正するので、輝度補正後の画像に黒い筋や薄い影が生じてしまうのを防止することが可能になる。また、ノイズの影響を抑制することが可能になる。
【0019】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像輝度補正装置において、前記輝度補正手段は、隣接する4ブロックの各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記スキャン画像の画素毎の地肌値に基づき、前記スキャン画像の輝度を補正する。
【0020】
したがって、ブロック毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合に比べ、ブロックとブロックとの間に輝度の境目が生じることがないので、ブロック歪みの発生を防止することが可能になる。
【0021】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像輝度補正装置において、前記輝度補正手段は、補正する前の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記スキャン画像の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))
各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記スキャン画像の輝度を補正する。
【0022】
したがって、補正輝度値が容易に求められ、スキャン画像の本来の地肌の濃さに合わせた輝度補正を確実に行うことが可能になる。
【0023】
請求項4記載の発明は、コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、前記スキャン画像の写真領域と非写真領域とを判別する写真領域判別手段と、前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含む部分を複数の帯状領域に分割する帯状分割手段と、前記帯状分割手段により分割された複数の各帯状領域に含まれる前記非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該帯状領域の地肌値とみなして検出する帯状領域地肌値検出手段と、前記帯状領域地肌値検出手段により検出された各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて、前記写真領域に対して輝度補正処理を施す写真領域輝度補正手段と、前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含まない部分を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、を備える。
【0024】
したがって、スキャン画像の写真領域が存在する場合には、スキャン画像の当該写真領域を含む部分が複数の帯状領域に分割され、各帯状領域に含まれる非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各帯状領域の地肌値とみなされ、この各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて写真領域に対する輝度補正処理が施される。これにより、前述したような分割した各ブロックの地肌値に基づく輝度補正処理を写真領域と非写真領域とに対してまとめて施した場合には、黒い写真領域が白っぽくなる場合があるので、写真領域と非写真領域とを分けて異なる輝度補正処理を行うことにより、これを防止することが可能になる。また、ノイズの影響を抑制することが可能になる。
【0027】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の画像輝度補正装置において、前記写真領域輝度補正手段は、隣接する前記帯状領域の各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記帯状領域の画素毎の地肌値に基づき、前記写真領域の輝度を補正する。
【0028】
したがって、帯状領域毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合に比べ、帯状領域と帯状領域との間に輝度の境目が生じることがないので、帯状領域歪みの発生を防止することが可能になる。
【0029】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の画像輝度補正装置において、前記写真領域輝度補正手段は、補正する前の前記写真領域の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記帯状領域の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))
前記写真領域の各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記写真領域の輝度を補正する。
【0030】
したがって、補正輝度値が容易に求められ、スキャン画像の本来の地肌の濃さに合わせた写真領域の輝度補正を確実に行うことが可能になる。
【0031】
請求項7記載の発明の画像読取装置は、原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、を備える。
【0032】
したがって、請求項1ないし6の何れか一記載の発明と同様の作用を奏する画像読取装置が得られる。
【0033】
請求項8記載の発明の画像形成装置は、原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、この画像輝度補正装置から出力される画像データに基づいた画像を用紙上に印刷する画像印刷装置と、を備える。
【0034】
したがって、請求項1ないし6の何れか一記載の発明と同様の作用を奏する画像形成装置が得られる。
【0051】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図1ないし図15に基づいて説明する。本実施の形態の画像輝度補正装置は画像形成装置であるデジタル複写機に備えられており、画像読取装置としてはデジタル複写機のスキャナ部が適用されている。
【0052】
ここで、図1はスキャナ部1の構成を示す縦断正面図である。図1に示すように、スキャナ部1は、原稿を載置するコンタクトガラス2と、原稿の露光用の露光ランプ3および第一反射ミラー4からなる第一走行体5と、第二反射ミラー6および第三反射ミラー7からなる第二走行体8と、原稿の画像を読み取る撮像素子としてのCCD(Charge Coupled Device)9と、このCCD9に結像させるためのレンズユニット10と、原稿を載置する基準になるとともにコンタクトガラス2のズレや外れを防止する原稿スケール11と、この原稿スケール11の下側に設置されたシェーディング補正用の白基準板12と、フレーム14とを備えている。CCD9はセンサボード13上に形成されている。
【0053】
原稿の走査時には、第一走行体5および第二走行体8はステッピングモータ24(図3参照)によって副走査方向に移動する。すなわち、第一走行体5および第二走行体8がコンタクトガラス2の下を走行して、露光ランプ3で原稿を露光走査し、その反射光を第一反射ミラー4、第二反射ミラー6および第三反射ミラー7で反射して、レンズユニット10を通してCCD9に結像させる。ここに、画像読取手段が実現されている。
【0054】
このようなスキャナ部1は、このスキャナ部1で読み取られた原稿の画像に基づく画像データに応じ、例えば電子写真方式で用紙上に画像の形成を行う画像印刷装置であるプリンタ部(図示せず)を備えるデジタル複写機16に搭載されている。図2は、スキャナ部1を搭載したデジタル複写機16の上部部分を示す斜視図である。図2に示すように、スキャナ部1には、コンタクトガラス2に対して開閉自在な圧板17と、この圧板17の開閉を検出する開閉センサ18とが設けられている。なお、デジタル複写機16に備えられるプリンタとしては、電子写真方式のほか、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、銀塩写真方式、直接感熱記録方式、溶融型熱転写方式など、種々の印刷方式を適用することができる。その具体的な構成については周知であるため、詳細な説明は省略する。
【0055】
図3は、スキャナ部1の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。図3に示すように、この制御系は、スキャナ部1の全体を制御するメイン制御部19に、CCD9で読み取った画像データに各種の画像処理を施す回路である画像処理部20と、第一走行体5および第二走行体8を制御する回路である走行体制御部21と、デジタル複写機16への各種操作を受け付け、また、各種メッセージを表示する操作パネル22と、CCD9で読み取った画像データや所定のデータ等を記憶するメモリ23とが接続されている。なお、操作パネル22には、コピー開始を宣言するためのコピースタートキー等が設けられている。また、走行体制御部21には、露光ランプ3と、第一走行体5および第二走行体8を駆動するステッピングモータ24と、第一走行体5および第二走行体8がホームポジションにあるか否かを検出するスキャナホームポジションセンサ(HPセンサ)25と、開閉センサ18とが接続されている。
【0056】
ここで、図4は画像処理部20の基本的な内部構成を示すブロック図である。図4に示すように、画像処理部20は、原稿をCCD9により読み取ったアナログ画像信号の増幅処理やデジタル変換処理等を行うアナログビデオ処理部26、シェーディング補正処理を行うシェーディング補正処理部27、シェーディング補正処理後のデジタル画像信号に、MTF補正、変倍処理、γ補正等の各種画像データ処理を行いスキャン画像を生成する画像データ処理部28、スキャン画像の画像輝度補正機能を含む歪み補正機能を実現する画像歪み補正部29から構成されている。以上のような画像処理後のデジタル画像信号は、メイン制御部19を介してプリンタ部に送信されて、画像形成に供される。
【0057】
メイン制御部19は、図5に示すように、各部を集中的に制御するCPU(Central Processing Unit)31を備えており、このCPU31には、BIOSなどを記憶した読出し専用メモリであるROM(Read Only Memory)32と、各種データを書換え可能に記憶してCPU31の作業エリアとして機能するRAM(Random Access Memory)33とがバス34で接続されており、マイクロコンピュータを構成している。さらにバス34には、制御プログラムが記憶されたHDD35と、CD(Compact Disc)−ROM37を読み取るCD−ROMドライブ36と、プリンタ部等との通信を司るインタフェース(I/F)38とが接続されている。
【0058】
図5に示すCD−ROM37は、この発明の記憶媒体を実施するものであり、所定の制御プログラムが記憶されている。CPU31は、CD−ROM37に記憶されている制御プログラムをCD−ROMドライブ36で読み取り、HDD35にインストールする。これにより、メイン制御部19は、後述するような各種の処理を行うことが可能な状態となる。
【0059】
なお、記憶媒体としては、CD−ROM37のみならず、DVDなどの各種の光ディスク、各種光磁気ディスク、フロッピーディスクなどの各種磁気ディスク、半導体メモリ等、各種方式のメディアを用いることができる。また、インターネットなどのネットワークからプログラムをダウンロードし、HDD35にインストールするようにしてもよい。この場合に、送信側のサーバでプログラムを記憶している記憶装置も、この発明の記憶媒体である。なお、プログラムは、所定のOS(Operating System)上で動作するものであってもよいし、その場合に後述の各種処理の一部の実行をOSに肩代わりさせるものであってもよいし、ワープロソフトなど所定のアプリケーションソフトやOSなどを構成する一群のプログラムファイルの一部として含まれているものであってもよい。
【0060】
次に、メイン制御部19に設けられたCPU31が制御プログラムに基づいて実行する各種処理の内容について説明する。ここでは、CPU31が実行する処理のうち、本実施の形態のスキャナ部1が備える特長的な機能であるスキャン画像の輝度補正機能を実現する画像輝度補正装置である画像歪み補正部29におけるスキャン画像のページ綴じ部の輝度補正処理についてのみ説明する。
【0061】
図6は、スキャン画像のページ綴じ部の輝度補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、ここでは、図7に示すように、ブック原稿40がそのページ綴じ部41とスキャナ部1の画像読み取りの主走査方向とが平行になるように位置させてコンタクトガラス2に載置されている場合について説明する。
【0062】
まず、ステップS1において、画像データ処理部28から出力されたコンタクトガラス2に載置されているブック原稿40のスキャン画像を入力する。ここで、図8は入力した画像の一例を示したものである。そして、図9に示すように、入力されたブック原稿40のスキャン画像には、ページ綴じ部41の近傍において歪みが生じている。
【0063】
ここで、図10はスキャン画像のページ綴じ部付近の画像輝度分布を示すグラフである。図10は8bitモノクロ多値画像の例であり、この場合、最も白い画素の輝度値は“255”であって、最も黒い画素の輝度値は“0”である。したがって、地肌部分の最大の輝度値はほぼ“255”であって、文字部分の輝度値はほぼ“0”を示している。しかしながら、ブック原稿40のスキャン画像にはページ綴じ部41の近傍において歪みが生じていることから、ページ綴じ部41の近傍の地肌部分の輝度値はページ綴じ部41に近いほど“0”に近づいており、ページ綴じ部41の輝度値はほぼ“0”を示している。つまり、スキャン画像のページ綴じ部の輝度補正処理は、歪みが生じることにより変化したページ綴じ部41の近傍の地肌部分の輝度値を補正するものである。
【0064】
続くステップS2においては、スキャン画像の中に写真領域が存在するか否かを判別し、写真領域が存在する場合にはスキャン画像から写真領域を抽出する。ここに、写真領域判別手段の機能が実行される。なお、スキャン画像からの写真領域の抽出処理については周知の技術であるので、その説明は省略する。ステップS3以降においては、このようにしてスキャン画像から抽出された写真領域と、非写真領域とを区別して処理することになる。
【0065】
まず、非写真領域における輝度補正について説明する。非写真領域を輝度補正するためには、概略的には、スキャン画像をブロック分割し、ブロック毎に局所的な地肌値を検出する。より詳細には、スキャン画像を所定のブロックに細かく分割し(ステップS4:ブロック分割手段)、ブロック毎に地肌値を求める(ステップS5:地肌値検出手段)。
【0066】
ステップS4におけるスキャン画像の分割は、図11に示すようにスキャン画像全体をm×n個のブロックで分割する。なお、分割するブロックの数は予め設定しておく。
【0067】
また、ステップS5におけるブロック毎の地肌値の求め方としては、まず、各ブロック内で一番白い画素(輝度値が最大の画素)を探し、この画素の輝度値をブロックの地肌値とする。すなわち、ブロック[i,j]での地肌値をf0(i,j)とするとm×n個の地肌値f0(i,j)が得られることになる。
【0068】
ブロック毎に地肌値が得られると、ステップS6に進み、各ブロックの地肌値に対して平滑化処理を行う。このように各ブロックの地肌値に対して平滑化処理を行うのは、各ブロックの地肌値の違いによるノイズの影響を極力抑えるためである。なお、平滑化処理後の地肌値は、f(i,j)とする。
【0069】
ところで、ブロック毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合には、ブロックとブロックとの間に輝度の境目が生じてしまいブロック歪みが発生する。そこで、本実施の形態においてはこれを解消するため、ステップS7において、画素毎の地肌値を線形補間処理により求める。図12は、非写真領域における画素レベルの地肌値の線形補間処理による求め方を示す説明図である。図12に示す座標(x,y)での地肌値base(x,y)は、その周辺ブロックの平滑化処理後の地肌値f(i,j)、f(i+1,j)、f(i,j+1)、f(i+1,j+1)の線形補間値として計算される。より具体的には、座標(x,y)での地肌値base(x,y)は、
【0070】
【数1】
により、算出される。
【0071】
なお、本実施の形態においては画素毎の地肌値を線形補間処理により求めたが、これに限るものではなく、他の補間方法により画素ごとの地肌値を求めるようにしても良い。
【0072】
以上のようにして画素毎の地肌値が求められると、ステップS8に進み、輝度補正処理が実行される。輝度補正処理については、詳細は後述する。
【0073】
次に、写真領域における輝度補正について説明する。写真領域を輝度補正するためには、概略的には、スキャン画像の写真領域を含む部分を帯状領域に分割し(ステップS9:帯状分割手段)、帯状領域毎に局所的な地肌値を求める(ステップS10:帯状領域地肌値検出手段)。
【0074】
ステップS9におけるスキャン画像の写真領域を含む部分の帯状領域分割は、図13に示すように、スキャン画像の写真領域を含む部分をブック原稿40のページ綴じ部41である綴じ部境界線と平行なm個の帯状領域に細かく分割する。
【0075】
ステップS10における帯状領域毎の地肌値の求め方としては、まず、各帯状領域内で一番白い画素(輝度値が最大の画素)を探し、この画素の輝度値を当該帯状領域に含まれる写真領域の地肌値とする。すなわち、帯状領域[k]での地肌値をf´0(k)とするとm個の地肌値f´0(k)が得られることになる。
【0076】
帯状領域毎に地肌値が得られると、ステップS11に進み、隣接する帯状領域間の地肌値に対して平滑化処理を行う。このように各帯状領域の地肌値に対して平滑化処理を行うのは、各帯状領域の地肌値の違いによるノイズの影響を極力抑えるためである。なお、平滑化処理後の地肌値は、f´(k)とする。
【0077】
続くステップS12において、画素毎の地肌値を線形補間処理により求める。図14は、写真領域における画素レベルの地肌値の線形補間処理による求め方を示す説明図である。図14に示す座標(x,y)での地肌値base(x,y)は、隣接する帯状領域の平滑化処理後の地肌値f´(k)、f´(k+1)の線形補間値として計算される。より具体的には、座標(x,y)での地肌値base(x,y)は、
【0078】
【数2】
により、算出される。
【0079】
なお、本実施の形態においては画素毎の地肌値を線形補間処理により求めたが、これに限るものではなく、他の補間方法により画素ごとの地肌値を求めるようにしても良い。
【0080】
以上のようにして画素毎の地肌値が求められると、ステップS8に進み、輝度補正処理が実行される。
【0081】
ここで、ステップS8の輝度補正処理について、詳細に説明する。輝度補正処理は、ステップS7及びステップS12において求められた各画素の地肌値を用いて行われる。輝度補正処理は、図10に示したように、輝度値がほぼ“0”に変化したページ綴じ部41の近傍の地肌部分の輝度値を補正するものであって、スキャン画像本来の地肌の輝度に戻すのが目標である。この目標とすべき本来の地肌の輝度値を「指定輝度値」と呼び、この例では8bitモノクロ多値画像の最大値である“255”を指定輝度値とする(つまり、この例の本来の地肌は「白色」であるとする)。しかしながら、画素値に、255とその画素地肌値との差分を単純に加算するだけでは、地肌部分と文字部分のコントラストが低いままとなってあまり改善されない。そこで、本実施の形態においては、
【0082】
【数3】
を用いて各画素の輝度を補正する。これは、補正する前の各画素(x,y)の輝度値I(x,y)とステップS7及びステップS12において求められた各画素(x,y)の地肌値base(x,y)とが同じである場合には、補正された各画素(x,y)の輝度値g(x,y)は“255”になることによる。つまり、(6)式に基づく輝度補正によれば、地肌の黒い影を取り除くと共にブック原稿40のページ綴じ部41の画像のダイナミックレンジが広くなり、コントラストが強調されることになる。ここに、輝度補正手段の機能及び写真領域輝度補正手段の機能が実行される。
【0083】
ここで、図15は輝度を補正したスキャン画像のページ綴じ部付近の画像輝度分布を示すグラフである。以上の処理によれば、図10に示したようなブック原稿40の輝度値がほぼ“0”に変化したページ綴じ部41の近傍の地肌部分の輝度が、図15に示すように補正されることになる。
【0084】
ここに、スキャン画像が複数のブロックに分割され、各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各ブロックの地肌値とみなされ、この各ブロックの地肌値に基づいてスキャン画像に対する輝度補正処理が施される。これにより、画像読取手段の照明が均一でない場合やブック原稿のコンタクトガラスへの載せ方が不均一な場合(ページの上端と下端とでコンタクトガラスからの浮き上がり方が異なる場合)であっても、スキャン画像の一部分の地肌値に基づいてスキャン画像を帯状に輝度補正する場合に比べて局所的な範囲で地肌値を検出して輝度補正するので、輝度補正後の画像に黒い筋や薄い影が生じてしまうのを防止することが可能になる。
【0085】
また、スキャン画像の写真領域が存在する場合には、スキャン画像の当該写真領域を含む部分が複数の帯状領域に分割され、各帯状領域に含まれる非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各帯状領域の地肌値とみなされ、この各帯状領域の地肌値に基づいて写真領域に対する輝度補正処理が施される。これにより、前述したような分割した各ブロックの地肌値に基づく輝度補正処理を写真領域と非写真領域とに対してまとめて施した場合には、黒い写真領域が白っぽくなる場合があるので、写真領域と非写真領域とを分けて異なる輝度補正処理を行うことにより、これを防止することが可能になる。
【0086】
なお、本実施の形態においては、画像輝度補正装置を画像形成装置であるデジタル複写機16に備え、デジタル複写機16のスキャナ部1で読み取ったスキャン画像に対して画像の輝度補正処理を施すようにしたが、これに限るものではない。例えば、原稿画像を読み取る画像読取手段を備えたイメージスキャナを、図5に示したメイン制御部19と同等なシステム構成を備えたパーソナルコンピュータに接続するとともに、このパーソナルコンピュータのHDDに記憶媒体であるCD−ROM37に格納されたプログラムをインストールし、このプログラムに従ってパーソナルコンピュータのCPUを動作させることによって画像輝度補正装置を構成しても、前述したような各種の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。また、記憶媒体であるCD−ROM37に格納されたプログラムを、図5に示したメイン制御部19と同等なシステム構成を備えたパーソナルコンピュータのHDDにインストールし、このプログラムに従ってパーソナルコンピュータのCPUを動作させることによって画像輝度補正装置を構成し、予め画像読取手段により読み取られたスキャン画像に対して輝度補正処理を施すようにしても良い。
【0087】
また、本実施の形態においては、指定輝度値を白色である“255”にしたが、これに限るものではなく、特定の原稿色の輝度値を指定輝度値として、その原稿の地肌の濃さに合わせた輝度補正ができるようにしても良い。
【0088】
【発明の効果】
本発明に係る画像輝度補正装置によれば、コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、前記スキャン画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、を備え、スキャン画像が複数のブロックに分割され、各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各ブロックの地肌値とみなされ、この各ブロックを各ブロック間で平滑化し、平滑後の地肌値に基づいてスキャン画像に対する輝度補正処理が施される。これにより、画像読取手段の照明が均一でない場合やブック原稿のコンタクトガラスへの載せ方が不均一な場合(ページの上端と下端とでコンタクトガラスからの浮き上がり方が異なる場合)であっても、スキャン画像の一部分の地肌値に基づいてスキャン画像を帯状に輝度補正する場合に比べて局所的な範囲で地肌値を検出して輝度補正するので、輝度補正後の画像に黒い筋や薄い影が生じてしまうのを防止することができる。また、ノイズの影響を抑制することが可能になる。
【0089】
また、本発明に係る画像輝度補正装置によれば、ブロック毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合に比べ、ブロックとブロックとの間に輝度の境目が生じることがないので、ブロック歪みの発生を防止することが可能になる。
【0090】
また、本発明に係る画像輝度補正装置によれば、補正輝度値が容易に求められ、スキャン画像の本来の地肌の濃さに合わせた輝度補正を確実に行うことが可能になる。
【0091】
さらに、本発明に係る画像輝度補正装置によれば、コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、前記スキャン画像の写真領域と非写真領域とを判別する写真領域判別手段と、前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含む部分を複数の帯状領域に分割する帯状分割手段と、前記帯状分割手段により分割された複数の各帯状領域に含まれる前記非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該帯状領域の地肌値とみなして検出する帯状領域地肌値検出手段と、前記帯状領域地肌値検出手段により検出された各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて、前記写真領域に対して輝度補正処理を施す写真領域輝度補正手段と、前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含まない部分を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、を備える。したがって、スキャン画像の写真領域が存在する場合には、スキャン画像の当該写真領域を含む部分が複数の帯状領域に分割され、各帯状領域に含まれる非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素の輝度値が当該各帯状領域の地肌値とみなされ、この各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて写真領域に対する輝度補正処理が施される。これにより、前述したような分割した各ブロックの地肌値に基づく輝度補正処理を写真領域と非写真領域とに対してまとめて施した場合には、黒い写真領域が白っぽくなる場合があるので、写真領域と非写真領域とを分けて異なる輝度補正処理を行うことにより、これを防止することが可能になる。また、ノイズの影響を抑制することが可能になる。
【0092】
また、本発明に係る画像輝度補正装置によれば、帯状領域毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合に比べ、帯状領域と帯状領域との間に輝度の境目が生じることがないので、帯状領域歪みの発生を防止することが可能になる。
【0093】
また、本発明に係る画像輝度補正装置によれば、帯状領域毎の地肌値をそのまま利用して輝度補正した場合に比べ、帯状領域と帯状領域との間に輝度の境目が生じることがないので、帯状領域歪みの発生を防止することが可能になる。
【0094】
本発明に係る画像読取装置によれば、原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、を備えることにより、請求項1ないし6の何れか一記載の発明と同様の作用を奏する画像読取装置が得られる。
【0095】
本発明に係る画像形成装置は、原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、この画像輝度補正装置から出力される画像データに基づいた画像を用紙上に印刷する画像印刷装置と、を備えることにより、請求項1ないし6の何れか一記載の発明と同様の作用を奏する画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態のスキャナ部の構成を示す縦断正面図である。
【図2】スキャナ部を搭載したデジタル複写機の上部部分を示す斜視図である。
【図3】スキャナ部の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【図4】画像処理部の基本的な内部構成を示すブロック図である。
【図5】メイン制御部の電気的な接続を示すブロック図である。
【図6】スキャン画像のページ綴じ部の輝度補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図7】スキャナ部のコンタクトガラス上にブック原稿を載置した状態を示す斜視図である。
【図8】入力した画像の一例を示す平面図である。
【図9】スキャン画像のページ綴じ部の近傍の歪みを示す説明図である。
【図10】スキャン画像のページ綴じ部付近の画像輝度分布を示すグラフである。
【図11】スキャン画像をm×n個のブロックで分割した状態を示す説明図である。
【図12】非写真領域における画素レベルの地肌値の線形補間処理による求め方を示す説明図である。
【図13】スキャン画像の写真領域を含む部分を帯状領域で分割した状態を示す説明図である。
【図14】写真領域における画素レベルの地肌値の線形補間処理による求め方を示す説明図である。
【図15】輝度を補正したスキャン画像のページ綴じ部付近の画像輝度分布を示すグラフである。
【図16】コンタクトガラス上にブック原稿を載置した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
1 画像読取装置
2 コンタクトガラス
16 画像形成装置
29 画像輝度補正装置
40 ブック原稿
Claims (14)
- コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、
前記スキャン画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、
前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、
を備えることを特徴とする画像輝度補正装置。 - 前記輝度補正手段は、隣接する4ブロックの各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記スキャン画像の画素毎の地肌値に基づき、前記スキャン画像の輝度を補正することを特徴とする請求項1記載の画像輝度補正装置。
- 前記輝度補正手段は、補正する前の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記スキャン画像の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記スキャン画像の輝度を補正することを特徴とする請求項3記載の画像輝度補正装置。
- コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度を補正する画像輝度補正装置において、
前記スキャン画像の写真領域と非写真領域とを判別する写真領域判別手段と、
前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含む部分を複数の帯状領域に分割する帯状分割手段と、
前記帯状分割手段により分割された複数の各帯状領域に含まれる前記非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該帯状領域の地肌値とみなして検出する帯状領域地肌値検出手段と、
前記帯状領域地肌値検出手段により検出された各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて、前記写真領域に対して輝度補正処理を施す写真領域輝度補正手段と、
前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含まない部分を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
前記ブロック分割手段により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出手段と、
前記地肌値検出手段により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正手段と、
を備えることを特徴とする画像輝度補正装置。 - 前記写真領域輝度補正手段は、隣接する前記帯状領域の各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記帯状領域の画素毎の地肌値に基づき、前記写真領域の輝度を補正することを特徴とする請求項4記載の画像輝度補正装置。
- 前記写真領域輝度補正手段は、補正する前の前記写真領域の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記帯状領域の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))
前記写真領域の各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記写真領域の輝度を補正することを特徴とする請求項5記載の画像輝度補正装置。 - 原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
- 原稿画像を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段により読み取られたスキャン画像の輝度の補正を行う請求項1ないし6の何れか一記載の画像輝度補正装置と、この画像輝度補正装置から出力される画像データに基づいた画像を用紙上に印刷する画像印刷装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
- コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度補正をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、前記スキャン画像を複数のブロックに分割するブロック分割機能と、
前記ブロック分割機能により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出機能と、
前記地肌値検出機能により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正機能と、を実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記輝度補正機能は、隣接する4ブロックの各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記スキャン画像の画素毎の地肌値に基づき、前記スキャン画像の輝度を補正することを特徴とする請求項9記載のプログラム。
- 前記輝度補正機能は、補正する前の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記スキャン画像の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))
各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記スキャン画像の輝度を補正することを特徴とする請求項10記載のプログラム。 - コンタクトガラス上に載置されたブック原稿を画像読取手段により読み取ったスキャン画像の輝度補正をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記スキャン画像の写真領域と非写真領域とを判別する写真領域判別機能と、
前記写真領域判別機能により前記写真領域と判別された領域を含む部分を複数の帯状領域に分割する帯状分割機能と、
前記帯状分割機能により分割された複数の各帯状領域に含まれる前記非写真領域中の画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該帯状領域の地肌値とみなして検出する帯状領域地肌値検出機能と、
前記帯状領域地肌値検出機能により検出された各帯状領域の地肌値を各帯状領域間で平滑化した地肌値に基づいて、前記写真領域に対して輝度補正処理を施す写真領域輝度補正機能と、
前記写真領域判別手段により前記写真領域と判別された領域を含まない部分を複数のブロックに分割するブロック分割機能と、
前記ブロック分割機能により分割された複数の各ブロックに含まれる画素の中で最も輝度値の高い画素をそれぞれ選択し、その最も輝度値の高い画素の輝度値を当該各ブロックの地肌値とみなして検出する地肌値検出機能と、
前記地肌値検出機能により検出された各ブロックの前記地肌値を各ブロック間で平滑化した地肌値に基づいて、前記スキャン画像に対して輝度補正処理を施す輝度補正機能と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記写真領域輝度補正機能は、隣接する前記帯状領域の各地肌値を基に補間処理を行って求めた前記帯状領域の画素毎の地肌値に基づき、前記写真領域の輝度を補正することを特徴とする請求項12記載のプログラム。
- 前記写真領域輝度補正機能は、補正する前の前記写真領域の各画素(x,y)の輝度値をI(x,y)、補間処理を行って求められた前記帯状領域の各画素(x,y)の地肌値をbase(x,y)とした場合に、下記の式により、g(x,y)=I(x,y)×(指定輝度値/base(x,y))
前記写真領域の各画素(x,y)の補正輝度値g(x,y)を求めて前記写真領域の輝度を補正することを特徴とする請求項13記載のプログラム。
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