JP4169190B2 - 画像読取装置、画像形成装置、画像読取処理方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置、画像形成装置、画像読取処理方法、プログラム及び記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機や複合機（ＭＦＰ）などの原稿画像の読取り動作を伴う画像形成装置では、コンタクトガラス上の原稿を読取光学系により副走査方向にスキャニングしながらＣＣＤイメージセンサ等の光電変換素子に結像させてその画像を読取るようにしている。この場合、原稿はコンタクトガラス面に密着していることを想定しており、また、多くの原稿はシート状原稿であり、原稿面（コンタクトガラス面）と結像レンズとの関係は固定のため、本来的には読取光学系が有する結像レンズに関してはピント合せの必要なく、製品出荷時点等に設定されているフォーカス位置で十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現実のコピー操作等を考えると、シート状原稿に限らず、ブック状原稿（特に厚手のもの）や凹凸のある立体物を対象とする場合には、例えば、ブック状原稿の中央がコンタクトガラス面から浮いて離れてしまうため、その部分では結像レンズはピント外れの状態となってしまう。また、シート状原稿の場合であっても、その紙質、状態（例えば、皺があるとか、折れ目がある等）などによっては、コンタクトガラス面から離れる部分が生じてピント外れを生じてしまうことがある。
【０００４】
このような状態での原稿読取りにおいて、ピント外れが生じていることの判定や、ピント外れが生じていても、そのままコピー動作を実行し、その結果物を見ることにより（失敗コピー）、その事実を知るしかない現状にある。また、結果的にコピー外れが生ずることが分かっても、簡単かつ適切な対処方法がなく、例えばブック状原稿の場合であれば中央の浮き部分がより少なくなるように極力強く抑え付けながら読み取らせる等の対処を採らざるを得ず、立体物等に関しては対処できない現状にある。
【０００５】
本発明の目的は、原稿読取りにおいて、ピント外れが生じていることの判定をＪＰＥＧ２０００の特徴を利用して簡単かつ適切に行えるようにすることである。
【０００６】
本発明の目的は、加えて、原稿読取りにおいてピント外れが生じている場合の対処を簡単かつ適切に行えるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置において、前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化手段と、前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定手段と、前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定手段と、前記読取光学系の焦点位置を自動的に可変させる焦点位置可変機構と、前記判定手段によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定手段によりデータ領域であると判定された場合に、前記焦点位置可変機構によりピント合せを行わせるピント補正手段とを具備する。
【０００８】
画像圧縮過程で画像にウェーブレット変換処理を施すＪＰＥＧ２０００によれば、ピントが合っていればウェーブレット係数中の高周波成分が出るがピントが合っていなければ高周波成分が少なくなるという特徴を有するので、読取り画像データに対してウェーブレット係数までの圧縮処理を施してその高周波成分情報を利用することにより、簡単かつ適切にピント外れの有無を判定できる。ピント外れがあると判定された場合、ピント補正手段による制御で機械的かつ自動的にピント合せを行うことにより、ピント外れのない状態での原稿読取りが可能となる。
【０００９】
さらに、画像データが存在するデータ領域では２次元ウェーブレット係数中の低周波成分に現れる特徴を利用して、ピント外れがある場合であってもデータ領域であるか否かも併せて判定し、データ領域でなければピント合せ処理を行わせないことにより、無駄となるピント合せ処理を極力回避することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置において、前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化手段と、前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対し て前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定手段と、前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定手段と、前記判定手段によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定手段によりデータ領域であると判定された場合に、ピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対してピント合せに相当する補正処理を施すピント外れデータ補正手段とを具備する。
【００１１】
ピント外れの判定と同様にピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対する補正処理というデータ処理によりピント合せの場合と同様な効果が得られるので、機械的なピント合せを要せず簡単かつ適切な対処となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像読取装置において、ピント外れデータ補正手段は、前記ピント合せに相当する補正処理として、ピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対して微分による細線化処理を施す。
【００１３】
ピント外れの場合には太くなまってぼけた画像となってしまうことから、ウェーブレット係数に対して微分による細線化処理を施すことにより、濃度を上げて線幅を細くすることで、ピント合せに相当する適切なデータ補正処理が可能となる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記判定手段は、２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を予め設定されているピント外れ検出用の閾値と比較することにより、前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する。
【００１５】
従って、より具体的な判定処理として、予め設定されているピント外れ検出用の閾値との比較により、適切に判定することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像読取装置において、前記判定手段は、前記読取光学系がスキャニングしている部分領域毎に得られる２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を判定に用いる。
【００１７】
従って、読取光学系がスキャニングしている部分領域毎に判定することにより、木目細かいピント外れの判定が可能となる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記判定手段は、前記読取光学系により原稿画像をスキャニングしながら動的に前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する。
【００１９】
従って、プレスキャニングを要さず、本スキャニングのみで対処でき、読取り動作を速くすることができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記判定手段は、前記読取光学系により原稿画像をプレスキャニングさせることにより前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する。
【００２１】
従って、プレスキャニングでピント外れの有無を判定することにより、本スキャニング中にはピント外れの判定処理を要せず通常通りの読取り動作を行わせることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置において、ピント外れ判定モードを選択的に指定するモード指定手段を有し、前記判定手段は、前記モード指定手段によりピント外れ判定モードに指定された場合のみ前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する。
【００２３】
従って、ブック状原稿のようにピント外れが明らかな場合や原稿によってピント外れが怪しい場合のみ、ピント外れ判定モードの指定によりその判定動作を行わせることにより、ピント外れ判定モードの指定がなければ通常通りの本スキャニング動作だけで済ませることができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置と、前記画像読取装置により読取られその圧縮符号化手段により符号化された符号データを逆の手順で画像データに復号する復号化手段と、この復号化手段により復号された画像データに基づいて用紙上に画像を形成するプリンタエンジンと、を備える。
【００２５】
従って、ピント外れのない画像データに基づく画像形成となり、高品質な印刷画像を得ることができる。
【００２６】
請求項１０乃至１７記載の発明は、請求項１乃至８記載の発明の画像読取装置に対応する画像読取処理方法の発明である。したがって、請求項１乃至８記載の発明と同様な作用・効果を奏する。
【００２７】
請求項１８記載の発明のプログラムは、原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置が備えるコンピュータにインストールされ、前記コンピュータに、請求項１０乃至１７記載の発明の画像読取処理方法の処理を実行させる。
【００２８】
請求項１９記載の発明の記憶媒体は、原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置が備えるコンピュータに読取り可能で、請求項１８記載のプログラムが格納されている。
【００２９】
従って、請求項１８記載の発明のプログラムや請求項１９記載の発明の記憶媒体は、請求項１０乃至１７記載の画像処理方法と同様な作用・効果を奏する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。
【００３１】
［ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要について］
本実施の形態は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムを利用するものであるが、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズム自体は各種文献、公報等により周知であるので、詳細は省略し、その概要について説明する。図１は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要を説明するためのブロック図である。ＪＰＥＧ２０００のアルゴリズムは、色空間変換・逆変換部１１０、２次元ウェーブレット変換・逆変換部１１１、量子化・逆量子化部１１２、エントロピー符号化・復号化部１１３、タグ処理部１１４で構成されている。ＪＰＥＧ２０００の特徴の一つは、高圧縮領域における画質が良いという長所を持つ２次元離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いている点である。また、もう一つの大きな特徴は、最終段に符号形成を行うために、タグ処理部１１４と呼ばれる機能ブロックが追加されており、コードストリームの生成や解釈が行われる。そして、コードストリームによって、ＪＰＥＧ２０００は様々な便利な機能を実現できるようになった。例えば、図２は、デコンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドの一例を示す図で、図２に示したブロックベースでのＤＷＴにおけるオクターブ分割の階層に対応した任意の階層で、静止画像の圧縮伸長処理を停止させることができる。
【００３２】
また、原画像の入出力部分には、色空間変換・逆変換部１１０が用意されることが多い。例えば、原色系のＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の各コンポーネントからなるＲＧＢ表色系や、補色系のＹ（黄）／Ｍ（マゼンタ）／Ｃ（シアン）の各コンポーネントからなるＹＭＣ表色系から、ＹＣｒＣｂあるいはＹＵＶ表色系への変換又は逆の変換を行う部分がこれに相当する。
【００３３】
以下、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズム、特にウェーブレット変換について、説明する。
【００３４】
符号化時には、各コンポーネントの各タイルのデータが、色空間変換部１１０に入力され、色空間変換を施された後、２次元ウェーブレット変換部１１１で２次元ウェーブレット変換（順変換）が適用されて周波数帯に空間分割される。
【００３５】
図２には、デコンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドを示している。即ち、原画像のタイル分割によって得られたタイル原画像（０ＬＬ）（デコンポジションレベル０（符号１２０））に対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル１（符号１２１）に示すサブバンド（１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）を分離する。そして引き続き、この階層における低周波成分１ＬＬに対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル２（符号１２２）に示すサブバンド（２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ）を分離する。順次同様に、低周波成分２ＬＬに対しても、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル３（符号１２３）に示すサブバンド（３ＬＬ，３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ）を分離する。
【００３６】
さらに、図２では、各デコンポジションレベルにおいて符号化の対象となるサブバンドを、グレーで表してある。例えば、デコンポジションレベルを３とした時、グレーで示したサブバンド（３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）が符号化対象となり、３ＬＬサブバンドは符号化されない。
【００３７】
次いで、指定した符号化の順番で符号化の対象となるビットが定められ、量子化部１１２で対象ビット周辺のビットからコンテキストが生成される。量子化の処理が終わったウェーブレット係数は、個々のサブバンド毎に、プレシンクトと呼ばれる重複のない矩形に分割される。ウェーブレット変換後の係数値は、そのまま量子化し符号化することも可能であるが、ＪＰＥＧ２０００では符号化効率を上げるために、係数値を「ビットプレーン」単位に分解し、画素或いはコード・ブロック毎に「ビットプレーン」に順位付けを行うことができる。
【００３８】
エントロピー符号化部１１３では、コンテキストと対象ビットから確率推定によって、各コンポーネントのタイルに対する符号化を行う。こうして、原画像の全てのコンポーネントについて、タイル単位で符号化処理が行われる。最後にタグ処理部１１４は、エントロピコーダ部からの全符号化データを１本のコードストリームに結合するとともに、それにタグを付加する処理を行う。
【００３９】
一方、復号化時には、符号化時とは逆に、各コンポーネントの各タイルのコードストリームから画像データを生成する。この場合、タグ処理部１１４は、外部より入力したコードストリームに付加されたタグ情報を解釈し、コードストリームを各コンポーネントの各タイルのコードストリームに分解し、その各コンポーネントの各タイルのコードストリーム毎に復号化処理が行われる。コードストリーム内のタグ情報に基づく順番で復号化の対象となるビットの位置が定められるとともに、逆量子化部１１２で、その対象ビット位置の周辺ビット（既に復号化を終えている）の並びからコンテキストが生成される。エントロピー復号化部１１３で、このコンテキストとコードストリームから確率推定によって復号化を行い対象ビットを生成し、それを対象ビットの位置に書き込む。
【００４０】
このようにして復号化されたデータは周波数帯域毎に空間分割されているため、これを２次元ウェーブレット逆変換部１１１で２次元ウェーブレット逆変換を行うことにより、画像データの各コンポーネントの各タイルが復元される。復元されたデータは色空間逆変換部１１０によって元の表色系のデータに変換される。
【００４１】
［複写機の全体構成］
次に、本実施の形態の画像形成装置である複写機（いわゆる複合機であってもよい）の構成例について説明する。図８は、本実施の形態の複写機を概略的に示す縦断面図である。複写機１は、スキャナ（画像読取装置）２と、スキャナ２から出力される画像データに基づく画像を用紙等の記録媒体に形成するプリンタ２１とを備えている。
【００４２】
スキャナ２の本体ケースの上面には、原稿（図示せず）が載置されるコンタクトガラス３が設けられている。原稿は、原稿面をコンタクトガラス３に対向させて載置される。コンタクトガラス３の上側には、コンタクトガラス３上に載置された原稿を押える原稿圧板４（いわゆるＡＤＦであってもよい）が設けられている。
【００４３】
コンタクトガラス３の下方には、光を発光する光源５及びミラー６を搭載する第１走行体７と、２枚のミラー８，９を搭載する第２走行体１０と、ミラー６，８，９によって導かれる光を結像レンズ１１を介して受光するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ１２等によって構成される読取光学系１３が設けられている。ＣＣＤイメージセンサ１２は、ＣＣＤイメージセンサ１２上に結像される原稿からの反射光を光電変換した光電変換データを生成する光電変換素子として機能する。光電変換データは、原稿からの反射光の強弱に応じた大きさを有する電圧値である。第１、第２走行体７，１０は、コンタクトガラス３に沿って往復動自在に設けられており、後述する原稿画像の読取り処理に際しては、図示しないモータ等の移動装置によって２：１の速度比で副走査方向にスキャニング走行する。これにより、読取光学系１３による原稿読取り領域の露光走査が行われる。なお、本実施の形態では、読取光学系１３側がスキャニング走査を行う原稿固定型で示しているが、読取光学系１３側が位置固定で原稿側が移動する原稿移動型であってもよい。
【００４４】
なお、結像レンズ１１に対しては、後述するようなフィードバック制御信号に基づきその焦点位置を自動的に可変調整するための焦点位置可変機構１４が付加されている。焦点位置可変機構１４の一例としては、結像レンズ１１中に絞り径を可変するための絞りを内蔵させ、絞り駆動用ステッピングモータ、ギヤ列等を組合せることにより、絞り径の可変により結像レンズ１１の焦点深度を可変させることでピントをコンタクトガラス３面よりも上方でピントが合うようにできる構成例が考えられる。
【００４５】
プリンタ２１は、シート状の用紙等の記録媒体を保持する媒体保持部２２から電子写真方式のプリンタエンジン２３及び定着器２４を経由して排出部２５へ至る媒体経路２６を備えている。
【００４６】
プリンタエンジン２３は、帯電器２７、露光器２８、現像器２９、転写器３０及びクリーナー３１等を用いて電子写真方式で感光体３２の周囲に形成したトナー像を記録材に転写し、転写したトナー像を、定着器２４によって記録材上に定着させる。なお、プリンタエンジン２３は、この例では電子写真方式で画像形成を行うが、これに限定する必要はなく、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、直接感熱記録方式など、様々な画像形成方式を用いることができる。
【００４７】
このような複写機１は、複数のマイクロコンピュータで構成される制御系により制御される。図４は、これらの制御系のうち、画像処理に関わる制御系の電気的な接続を示す概略ブロック図である。この制御系は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及び操作パネル４４等が、バス４５で接続されている。焦点位置可変機構１４の駆動源も負荷の一つとしてバス４５上に接続されている。ＣＰＵ４１は、各種演算を行い、画像処理等の処理を集中的に制御する。ＲＯＭ４２には、このＣＰＵ４１が実行する処理に関わる各種プログラムや固定データが格納されている。ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１のワークエリアとなる。ＩＰＵ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４６は、各種画像処理に関わるハードウエアを備えている。記憶媒体となるＲＯＭ４２は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備えていて、ＲＯＭ４２内に格納されているプログラムはＣＰＵ４１の制御により、Ｉ／Ｏポート４７を介して外部装置（図示せず）からダウンロードされるプログラムに書換え可能である。即ち、本実施の形態では、ＲＯＭ４２に後述するような各種機能を実現するためのプログラムが格納されており、このＲＯＭ４２がプログラムを記憶した記憶媒体として機能している。
【００４８】
また、本実施の形態の複写機１は、図１を参照して説明した各機能ブロックを備え、前述のようなＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより画像データの圧縮符号化を行う。即ち、図１に示したような圧縮符号化手段及び復号化手段の機能は、ＩＰＵ４６によりハードウエアが行う処理により実行しても、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ４１が行う処理により実行してもよい。これにより、基本的には、スキャナ２で読取られ、ＩＰＵ４６で白シェーディング補正等の各種画像処理が施された複数枚の画像のデジタル画像データを、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより圧縮符号化して、各画像のコードストリームを生成する。即ち、画像を１又は複数の矩形領域（タイル）に分割し、この矩形領域毎に画素値を離散ウェーブレット変換して階層的に圧縮符号化する。
【００４９】
［ピント外れ判定−ピント合せ］
本実施の形態のスキャナ２は、ＣＣＤイメージセンサ１２により読取られた画像データに対して圧縮符号化手段により２次元ウェーブレット係数まで圧縮させこの２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて読取光学系１３の結像レンズ１１にピント外れがあるか否かを判定する判定手段の機能を有している。
【００５０】
一般に、ＪＰＥＧ２０００では、圧縮過程で画像データにウェーブレット変換処理をかけるが、その際に、サブバンドＬＬに相当する低周波成分のみが存在し、サブバンドＨＨに相当する高周波成分が存在しない場合、結像レンズ１１のピントが合っていない可能性が考えられる。逆にいえば、結像レンズ１１のピントが合っていれば、サブバンドＨＨに相当する高周波成分が出るはずである。
【００５１】
本実施の形態では、このようなウェーブレット係数の特徴を活かし、原稿画像の読取り動作に際しては、ＣＰＵ４１により例えば図５に示すように動作制御される。まず、読取り動作に先立ち、ピント外れ検出用の高周波成分総計の下限値Ｌｈｉｇｈ、データ領域判定用の低周波成分総計の下限値Ｌｌｏｗを各々の閾値として設定する（ステップＳ１）。そして、コンタクトガラス３上にセットされた原稿についてコピースタートキー等による操作に基づき読取光学系１３をスキャニング動作させて画像読取りを開始させる（Ｓ２のＹ）。
【００５２】
このようなスキャニング動作において、順次ＣＣＤイメージセンサ１２により読取られた画像データに対して圧縮符号化手段により２次元ウェーブレット係数までの圧縮処理（Ｗａｖｅｌｅｔ変換処理）を行わせる（Ｓ３）。このウェーブレット変換処理で順次得られるスキャニング領域部分のウェーブレット係数を解析し、そのうちのＨＨ高周波成分の総計を算出し、そのＨＨ高周波成分総計値が高周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｈｉｇｈより小さいか否かを判定する（Ｓ４）。これらのステップＳ３，Ｓ４の処理が判定手段又は判定機能として実行される。なお、この判定処理に際しては、ＨＨ高周波成分値としてその総計値に限らず、最大値或いは平均値であってもよく、各々の値に対応して設定された閾値（下限値）との大小を比較すればよい。
【００５３】
この判定において、ＨＨ高周波成分総計値が高周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｈｉｇｈ以上の場合には（Ｓ４のＮ）、結像レンズ１１はピントが合っていると判定し、当該読取り画像データについてウェーブレット変換処理後の通常の圧縮符号化処理に供し、読取光学系１３による読取位置（スキャニング領域）を更新し（Ｓ５）、同様の処理を繰返す。
【００５４】
一方、判定の結果、ＨＨ高周波成分総計値が高周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｈｉｇｈよりも小さい場合には（Ｓ４のＹ）、結像レンズ１１はピント外れがあると判定し、今度は、ＬＬ低周波成分総計値が低周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｌｏｗより小さいか否かを判定する（Ｓ６）。このステップＳ６の処理が補助判定手段又は補助判定機能として実行される。
【００５５】
この判定において、ＬＬ低周波成分総計値が低周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｌｏｗよりも小さい場合には（Ｓ６のＹ）、当該スキャニング領域部分には元々データがない領域であると判定し、ピント合せの必要がないので、当該読取り画像データについてウェーブレット変換処理後の通常の圧縮符号化処理に供し、読取光学系１３による読取位置（スキャニング領域）を更新し（Ｓ５）、同様の処理を繰返す。
【００５６】
また、ＬＬ低周波成分総計値が低周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｌｏｗ以上の場合には（Ｓ６のＮ）、当該スキャニング領域部分はデータ領域であると判定し、フィードバック制御により、焦点位置可変機構１４により結像レンズ１１のピント合せを行わせるフォーカス変更処理を実行させる（Ｓ７）。このステップＳ７の処理がピント補正手段又は機能ピント補正機能として実行される。例えば、結像レンズ１１のフォーカス位置を変動させた場合に当該スキャニング領域の読取り画像データに関してウェーブレット係数のＨＨ高周波成分の最大値の変化の様子を示すと、例えば、図６に示すような変動を示すので、ＨＨ高周波成分の最大値として最も大きな値が得られるフォーカス位置に結像レンズ１１を合わせることにより、ピント合せが可能となる。ピント合せ後、当該スキャニング領域以降の画像読取り、ウェーブレット変換処理等が同様に繰返される。従って、当該スキャニング領域についてもピントが合った状態での読取り処理となる。
【００５７】
この後のデータは、圧縮符号化手段による一連の処理を経て符号データに符号化され、一旦、メモリに保存された後、再度、メモリから読み出され、復号化手段による一連の復号処理を経て画像データに復号され、プリンタ２１側に与えられて印刷に供される。
【００５８】
従って、本実施の形態によれば、画像圧縮過程で画像にウェーブレット変換処理を施すＪＰＥＧ２０００によれば、ピントが合っていればウェーブレット係数中の高周波成分が出るがピントが合っていなければ高周波成分が少なくなるという特徴を利用し、読取り画像データに対してウェーブレット係数までの圧縮処理を施してその高周波成分情報に基づきピント外れの有無を判定することにより、簡単かつ適切にピント外れの有無を判定できる。また、ピント外れがあると判定された場合には、機械的かつ自動的にピント合せが行われるので、例えばブック状原稿や立体物を原稿とする場合であっても、ピント外れのない状態での原稿読取りが可能となる。
【００５９】
［変形例］
本実施の形態では、原稿画像を実際にスキャニング（本スキャニング）しながら、動的にピント外れの有無を判定し、ピント外れがあった場合にはピント合せを行うようにしたが、ピント外れがあると判定された時点で、そのスキャニングをプレスキャニングと見倣し、改めて本スキャニングを改めて行わせ（スキャニングし直し手段又はスキャニングし直し機能）、見倣された当該プレスキャニングにより得られたピント外れに関する位置情報に従い本スキャニング動作中に焦点位置可変機構１４により結像レンズ１１のピント合せを行わせるようにしてもよい。
【００６０】
或いは、ピント外れがあるか否かの判定処理は、最初から、読取光学系１３により原稿画像をプレスキャニングさせることにより行い、その後、プレスキャニングにより得られたピント外れに関する位置情報に従い本スキャニング動作中に焦点位置可変機構１４により結像レンズ１１のピント合せを行いながら原稿画像の読取り動作を行わせるようにしてもよい。
【００６１】
さらには、ピント外れが生ずるのが明らかなブック原稿、立体物等を読取り原稿とする場合、ピント外れが怪しい原稿の場合のみ、ユーザがピント外れ判定モードを選択的に指定するモード指定手段を操作パネル４４に用意しておき、ピント外れ判定モードに指定された場合のみ図５に示したような処理を行わせるようにしてもよい。
【００６２】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図７ないし図１７に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の形態の複写機は、基本的には、図３に示した複写機１と同様であるが、ピント外れがあった場合に結像レンズ１１のピント合せを行うのに代えて、ウェーブレット係数値に補正処理を施すようにしたものであり、焦点位置可変機構１４を要しない焦点位置固定でよい点で異なる。
【００６３】
図７は本実施の形態の場合の動作制御例を概略的に示すものである。即ち、ＨＨ高周波成分総計値が高周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｈｉｇｈよりも小さくて（Ｓ４のＹ）、結像レンズ１１にピント外れがあり、かつ、ＬＬ低周波成分総計値が低周波成分総計の下限値（閾値）Ｌｌｏｗ以上で（Ｓ６のＮ）、当該スキャニング領域部分はデータ領域である場合には、ウェーブレット係数の補正処理を行う（Ｓ１１）。即ち、ピント外れ箇所に対応する当該ウェーブレット係数に対してピント合せに相当する補正処理を施す。このステップＳ１１の処理がピント外れデータ補正手段又はピント外れ解消補正機能として実行される。
【００６４】
このウェーブレット係数の補正処理の一例について図８ないし図１７を参照して説明する。例えば、図８に示すような十字状の画像データを有する原稿画像をスキャナ２で読込んだ際、結像レンズ１１のピントが合っていないと図９に示すようにぼけた画像となる（画像が、太くなまってしまう）。ブック状原稿の中央部が浮いている場合も同様である。これらの図８、図９に示すような読取り画像データは数値的に示すと例えば図１０、図１１に示すような値となる。これらの画像データについて２次元ウェーブレット変換部１１１によりウェーブレット変換処理を施すと、各々図１２、図１３に示すようなウェーブレット係数を持つこととなる。このような画像データ及びウェーブレット変換処理の結果について、或る位置での断面状態（１次元ウェーブレット状態）として模式的に示すと、各々図１４、図１５のように表すことができる。図１４（ａ）は図１０、図１４（ｂ）は図１１、図１５（ａ）は図１２、図１５（ｂ）は図１３に各々対応する。即ち、図１５（ａ）に示す状態が本来の望ましい結果であるが、ピントが合っていないため図１５（ｂ）に示すような結果となっている。そこで、補正処理として、図１３に示したようなウェーブレット係数に対して、図１６に示すように微分値を計算し、その微分処理によりデータ部分のウェーブレット係数に対して細線化処理を施して強調する（つまり、なまったデータに対して、濃度を上げて線幅を細くする）ことにより、図１７に示すような結果を得ることができる。即ち、図１５（ａ）に示した本来の結果に近い補正結果が得られるので、結像レンズ１１自体の機械的なピント合せによることなく、ピント外れに対処できる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１，１０記載の発明によれば、読取り画像データに対してウェーブレット係数までの圧縮処理を施してその高周波成分情報をピント外れの判定に利用することにより、簡単かつ適切にピント外れの有無を判定することができる。また、ピント外れがあると判定された場合には、ピント補正手段による制御で機械的かつ自動的にピント合せを行わせることにより、ピント外れのない状態での原稿読取りを可能にすることができる。さらに、画像データが存在するデータ領域では２次元ウェーブレット係数中の低周波成分に現れる特徴を利用して、ピント外れがある場合であってもデータ領域であるか否かも併せて判定し、データ領域でなければピント合せ処理を行わせないようにすることにより、無駄となるピント合せ処理を極力回避することができる。
【００６６】
請求項２，１１記載の発明によれば、ピント外れの判定と同様にピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対する補正処理というデータ処理によりピント合せの場合と同様な効果が得られるので、機械的なピント合せを要せず簡単かつ適切な対処とすることができる。
【００６７】
請求項３，１２記載の発明によれば、ピント外れの場合には太くなまってぼけた画像となってしまうことから、ウェーブレット係数に対して微分による細線化処理を施すようにすることで、濃度を上げて線幅を細くすることで、ピント合せに相当する適切なデータ補正処理が可能となる。
【００６８】
請求項４，１３記載の発明によれば、より具体的な判定処理として、予め設定されているピント外れ検出用の閾値との比較により、適切に判定することができる。
【００６９】
請求項５，１４記載の発明によれば、読取光学系がスキャニングしている部分領域毎に判定するようにしたので、木目細かいピント外れの判定をおこなうことができる。
【００７０】
請求項６，１５記載の発明によれば、プレスキャニングを要さず、本スキャニングのみで対処でき、読取り動作を速くすることができる。
【００７１】
請求項７，１６記載の発明によれば、プレスキャニングでピント外れの有無を判定することにより、本スキャニング中にはピント外れの判定処理を要せず通常通りの読取り動作を行わせることができる。
【００７２】
請求項８，１７記載の発明によれば、ブック状原稿のようにピント外れが明らかな場合や原稿によってピント外れが怪しい場合のみ、ピント外れ判定モードの指定によりその判定動作を行わせるようにしたので、ピント外れ判定モードの指定がなければ通常通りの本スキャニング動作だけで済ませることができる。
【００７３】
請求項９記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１乃至８の画像読取装置を備えているので、ピント外れのない画像データに基づく画像形成となり、高品質な印刷画像を得ることができる。
【００７４】
請求項１８，１９記載の発明のプログラム、記憶媒体によれば、請求項１０乃至１７記載の発明と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の前提となるＪＰＥＧ２０００方式の基本となるアルゴリズムを実現するシステムの機能ブロック図である。
【図２】デコンポジションレベル数が３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドを示す説明図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態の複写機を示す概略構成図である。
【図４】その画像処理に関わる制御系の電気的な接続を示す概略ブロック図である。
【図５】判定処理等を伴う動作制御例を示す概略フローチャートである。
【図６】ＨＨ成分最大値とフォーカス位置との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態の判定処理等を伴う動作制御例を示す概略フローチャートである。
【図８】ピントが合っている画像例を示す説明図である。
【図９】ピント外れの画像例を示す説明図である。
【図１０】ピントが合っている画像データ例を示す説明図である。
【図１１】ピント外れの画像データ例を示す説明図である。
【図１２】ピントが合っている画像データのウェーブレット係数例を示す説明図である。
【図１３】ピント外れの画像データのウェーブレット係数例を示す説明図である。
【図１４】（ａ）はピントが合っている画像データ例の模式的断面図、（ｂ）はピント外れの画像データ例の模式的断面図である。
【図１５】（ａ）はピントが合っている画像データのウェーブレット係数例の模式的断面図、（ｂ）はピント外れの画像データのウェーブレット係数例の模式的断面図である。
【図１６】ピント外れの画像データのウェーブレット係数例に対する微分値の計算例を示す模式的断面図である。
【図１７】ピント外れの画像データのウェーブレット係数例に対する微分処理後を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
３ 画像読取装置
１２ 光電変換素子
１３ 読取光学系
１４ 焦点位置可変機構
２３ プリンタエンジン
１１０〜１１４ 圧縮符号化手段、圧縮符号化機能、復号化手段、復号化機能

Claims (19)

1. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置において、
   前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化手段と、
   前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定手段と、
   前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定手段と、
   前記読取光学系の焦点位置を自動的に可変させる焦点位置可変機構と、
   前記判定手段によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定手段によりデータ領域であると判定された場合に、前記焦点位置可変機構によりピント合せを行わせるピント補正手段と、
   を具備することを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置において、
   前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化手段と、
   前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定手段と、
   前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化手段により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定手段と、
   前記判定手段によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定手段によりデータ領域であると判定された場合に、ピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対してピント合せに相当する補正処理を施すピント外れデータ補正手段と、
   を具備することを特徴とする画像読取装置。
3. ピント外れデータ補正手段は、前記ピント合せに相当する補正処理として、ピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対して微分による細線化処理を施すことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
4. 前記判定手段は、２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を予め設定されているピント外れ検出用の閾値と比較することにより、前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記判定手段は、前記読取光学系がスキャニングしている部分領域毎に得られる２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を判定に用いることを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
6. 前記判定手段は、前記読取光学系により原稿画像をスキャニングしながら動的に前記読 取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記判定手段は、前記読取光学系により原稿画像をプレスキャニングさせることにより前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. ピント外れ判定モードを選択的に指定するモード指定手段を有し、
   前記判定手段は、前記モード指定手段によりピント外れ判定モードに指定された場合のみ前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置により読取られその圧縮符号化手段により符号化された符号データを逆の手順で画像データに復号する復号化手段と、
   前記復号化手段により復号された画像データに基づいて用紙上に画像を形成するプリンタエンジンと、
   を備える画像形成装置。
10. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置における画像読取処理方法であって、
    前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化処理と、
    前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化処理により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定処理と、
    前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化処理により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定処理と、
    前記判定処理によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定処理によりデータ領域であると判定された場合に、読取光学系に付加された該読取光学系の焦点位置を自動的に可変させる焦点位置可変機構によりピント合せを行わせるピント補正処理と、
    を有することを特徴とする画像読取処理方法。
11. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置における画像読取処理方法であって、
    前記光電変換素子により読取られる原稿画像データを２次元ウェーブレット係数への変換、量子化及び符号化という手順で圧縮する圧縮符号化処理と、
    前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化処理により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分情報に基づいて前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定する判定処理と、
    前記光電変換素子により読取られた原稿画像データに対して前記圧縮符号化処理により変換された２次元ウェーブレット係数中に含まれている低周波成分情報に基づいてデータ領域である否かを判定する補助判定処理と、
    前記判定処理によりピント外れがあると判定され、かつ、前記補助判定処理によりデータ領域であると判定された場合に、ピント外れ箇所に対応するウェーブレット係数に対してピント合せに相当する補正処理を施すピント外れデータ補正処理と、
    を有することを特徴とする画像読取処理方法。
12. ピント外れデータ補正処理は、前記ピント合せに相当する補正処理として、ピント外れ 箇所に対応するウェーブレット係数に対して微分による細線化処理を施すことを特徴とする請求項１１記載の画像読取処理方法。
13. 前記判定処理は、２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を予め設定されているピント外れ検出用の閾値と比較することにより、前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像読取処理方法。
14. 前記判定処理は、前記読取光学系がスキャニングしている部分領域毎に得られる２次元ウェーブレット係数中に含まれている高周波成分値を判定に用いることを特徴とする請求項１３記載の画像読取処理方法。
15. 前記判定処理は、前記読取光学系により原稿画像をスキャニングしながら動的に前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の画像読取処理方法。
16. 前記判定処理は、前記読取光学系により原稿画像をプレスキャニングさせることにより前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の画像読取処理方法。
17. 前記判定処理は、操作パネルに付加されたピント外れ判定モードを選択的に指定するモード指定手段によりピント外れ判定モードに指定された場合のみ前記読取光学系にピント外れがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の画像読取処理方法。
18. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置が備えるコンピュータにインストールされ、前記コンピュータに、請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の画像読取処理方法の処理を実行させることを特徴とするプログラム。
19. 原稿画像を相対的にスキャニングしながら光電変換素子に結像させて読取る読取光学系を有する画像読取装置が備えるコンピュータに読取り可能で、請求項１８記載のプログラムが格納された記憶媒体。

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