JP4518134B2

JP4518134B2 - 画像処理装置及び画像処理方法

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Publication number: JP4518134B2
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Inventors: 勝巳南野
Original assignee: Murata Machinery Ltd
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Description

本発明は、異なる色成分に対応した複数のラインセンサが、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置をそれぞれ同時に読み取る画像処理装置及びこの画像処理装置を用いた画像処理方法に関する。

スキャナ装置やコピー装置などの画像処理装置は、例えば紙に印刷された原稿を読み取ってデジタルデータに変換して画像データを保存したり、保存した画像データを出力したりするようになっている。画像処理装置は、例えば、原稿に向けて照射した光の反射光をラインセンサで受光し、その受光量に基づいて生成される読取データに対して画像処理を行うようになっている。

ラインセンサを備える画像処理装置は、例えば赤成分（Ｒ成分）、緑成分（Ｇ成分）、青成分（Ｂ成分）をそれぞれ個別に読み取るためのラインセンサを有し、これらラインセンサから得た電圧値に基づいて画像データを生成する（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

ＲＧＢの各ラインセンサは、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置を読み取るように配置されている。そのため、各ラインセンサは、同時に原稿上のそれぞれ異なる読取位置で原稿を読み取ることになる。そこで、通常は、各ラインセンサから取得した読取データは、読取データメモリに順次蓄積しておく。そして、各ラインセンサで読み取った読取データのうち、読取位置が一致する読取データを読取データメモリから読み出して合成することにより同一ラインにおけるＲＧＢ形式のピクセルデータを生成する。さらに、合成されたＲＧＢ形式のピクセルデータを組み合わせることで、原稿の画像データが生成される。

ところで、原稿を読み取る際の倍率は、ラインセンサのサンプリング周期が一定の場合には、原稿と上記各ラインセンサとの相対的な副走査方向への走査速度により決まる。例えば原稿を拡大する場合には走査速度を遅くし、原稿を縮小する場合には走査速度を速くする。

このように、原稿を読み取る変倍率によって、走査速度が変化するので、走査速度によってはそれぞれのラインセンサが原稿上の同一のライン上の画像を読み取れないことがある。このように各ラインセンサの読取位置がずれてしまった場合には、各ラインセンサから取得した読取データを合成してピクセルデータを生成すると、ピクセルデータの黒から白に変化する境界部分に偽色が発生し、画質が悪くなってしまう。こうした変倍時に読み取りラインのずれが生じた場合のピクセルデータを補正する技術として、例えば、特許文献１や特許文献２に開示された技術がある。

特許文献１では、無彩色、有彩色の判定は、Ａ／Ｄ変換後の各色の信号のうち、最も大きな値と最も小さな値を求め、これら、最大値と最小値の二次元分布に基づいて閾値を求めることにより、無彩色の判定を行うようになっている。特許文献１では、最大値＝最小値のとき、無彩色となるので、最大値と最小値の二次元分布において、実験的に求めた閾値曲線と最大値＝最小値の直線とで囲まれる範囲を無彩色の範囲としている。

特許文献２では、各ラインセンサのうち、Ｇ成分を読み取るラインセンサで読み取った読取データを基準として、他のラインセンサで読み取ったＲ成分とＢ成分の読取データのそれぞれに対して線形補間処理を行うようになっている。線形補間処理は、Ｒ成分を読み取るラインセンサと、Ｂ成分を読み取るラインセンサのそれぞれが小数点以下を含むオフセットライン数での読み取りとなる場合、即ち、各ラインセンサで読み取る間隔が整数ライン分の間隔でなくなった場合に行う。具体的には、Ｒ成分とＢ成分の読取データのそれぞれに対して、小数点以下を含むオフセットライン数の前後の整数のオフセットライン数で読み取った２つの読取データを用いて線形補間処理を行うようにしている。そして、線形補間処理を行ったＲ成分とＢ成分の読取データと、線形補間処理を行っていないＧ成分の読取データとを合成している。

このとき、Ｇ成分については、線形補間処理は行わず、Ｒ成分、Ｂ成分については、線形補間処理が行われるので、Ｇ成分に対するＲ成分とＢ成分のコントラスト差が大きくなり、Ｇ成分は、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンダ）Ｙ（イエロー）の色の三原色に変換させたとき、マゼンダとなるため、読取データを合成したときに、コントラストの強いＧ成分のマゼンダが強く出る。

そこで、特許文献２の発明では、色差データに基づく彩度分布図において、無彩色と判定する領域を設定する際、この無彩色判定領域をマゼンダ方向に拡大して色の判定を行うようにしている。
特開平３−５３６７０号公報特開２０００−２２８９５号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２のいずれの無彩色の判定方法においても、十分に偽色を抑制することはできなかった。

しかも、特許文献１の無彩色の判定では、最大値と最小値の二次元分布において、実験的に求めた閾値曲線は、変倍率にともなって変化するため、変倍率を１％ごとに変更できる画像処理装置の場合には、閾値曲線を求める実験数が多大となるし、閾値曲線の種類も多大となるため画像処理装置に保存する閾値のデータ量が多くなるという不具合が生じる。

また、特許文献２の無彩色の判定では、Ｇ成分の読取データを基準として、他のＲ成分とＢ成分の読取データに対して変倍率に応じて線形補間処理を行うという煩雑な作業を要する。

本発明の目的は、変倍率に応じて各色のラインセンサによる画像読取位置にずれが生じても、変倍率に合わせて実験的に閾値を設定したり、線形補間処理などの煩雑な処理を行ったりしなくても、後述するように偽色が規則的に変化して発生することを利用して、無彩色の判定を確実に行える画像処理装置を提供することにある。

第１の本発明による画像処理装置は、異なる色成分に対応した複数のラインセンサが、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置をそれぞれ同時に読み取る画像処理装置において、設定される読取解像度に基づいて、上記読取位置の副走査方向への走査速度を制御する走査速度制御部と、上記ラインセンサから出力される各読取データのうち、色成分が異なる読取データを読取位置に基づいて合成してピクセルデータを生成する読取データ合成部と、上記ピクセルデータを第１及び第２の色度データにそれぞれ変換する色空間変換部と、上記ピクセルデータが無彩色か否かを判定する無彩色判定部とを備え、上記無彩色判定部は、上記第１及び第２の色度データを座標軸とする直交座標からなる色空間における上記ピクセルデータを無彩色判定領域と比較する比較部を有し、上記無彩色判定領域は、原稿上の無彩色のピクセルデータが分布する領域であって、上記色空間の座標原点を含み、上記座標原点から互いに反対方向へそれぞれ伸びる細長い領域からなり、上記無彩色判定領域の長手方向の傾きを上記走査速度に基づいて異ならせたように構成される。

本発明者は、後に詳細に説明するが、変倍率によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのラインセンサで読み取った読取位置にずれが生じ、このずれが生じた読取位置の読取データを合成してピクセルデータを生成したときに発生する黒から白に変化する境界部分の偽色の状態が、倍率の変化、即ち、上記走査速度に基づいて規則的に変化することを見出した。例えば、ＲＧＢの順番にラインセンサで画像を読み取った場合、偽色は倍率に応じて、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色及び青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色が生じる場合と、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色及び緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色が生じる場合とがあった。

そこで、上記細長い無彩色判定領域の長手方向の向きは、上記色空間における赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色及び青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色が発生する場合と、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色及び緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色が発生する場合とによって決定することができる。このような構成によれば、注目画素に対して有彩色か無彩色かの判定を行う場合に、変倍率に伴って各ラインセンサの画像読取位置に位置ずれが生じて、合成されたピクセルデータの黒から白に変化する境界部分に偽色が発生しても、上記した混色の発生状態に基づいて上記細長い無彩色判定領域を設定するので、簡単、かつ、確実に、この偽色部分を無彩色と判定することができ、品質の高い画像処理を行うことができる。

また、本発明者は、上記色空間における上記混色の割合が、上記走査速度に基づいて規則的に変化することも見出した。即ち、上記走査速度に応じた各色成分の読取位置のずれの大きさ及び位置によって上記混色の割合が変化することを見出した。このように、変倍率に応じて発生する混色のうち、上記色空間の直交座標の座標原点に対してそれぞれ反対方向に位置し、かつ、それぞれの最も遠い位置の混色は、上記走査速度に応じて上記色空間での位置が異なる。従って、これら上記座標原点から最も遠い混色の位置が上記無彩色判定領域の長手方向の端部となるように、上記走査速度に応じて、上記長手方向の傾きを設定することができる。

このような構成によれば、上記無彩色判定領域の長手方向の傾きを上記走査速度に応じて異なる混色状態に合わせて設定することができるので、無彩色の判定をより確実に行うことができる。

第２の本発明による画像処理装置は、異なる色成分に対応した複数のラインセンサが、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置をそれぞれ同時に読み取る画像処理装置において、設定される読取解像度に基づいて、上記読取位置の副走査方向への走査速度を制御する走査速度制御部と、上記ラインセンサから出力される各読取データのうち、色成分が異なる読取データを読取位置に基づいて合成してピクセルデータを生成する読取データ合成部と、上記ピクセルデータを第１及び第２の色度データにそれぞれ変換する色空間変換部と、上記ピクセルデータが無彩色か否かを判定する無彩色判定部とを備え、上記無彩色判定部は、上記第１及び第２の色度データを座標軸とする直交座標からなる色空間における上記ピクセルデータを無彩色判定領域と比較する比較部を有し、上記無彩色判定領域は、原稿上の無彩色のピクセルデータが分布する領域であって、上記色空間の座標原点を含み、上記座標原点から互いに反対方向へそれぞれ伸びる細長い領域からなり、上記無彩色判定領域の長手方向の長さを上記走査速度に基づいて異ならせたように構成される。

本発明者は、上記したように上記色空間における上記混色の割合が、上記走査速度に応じた各色成分の読取位置のずれの大きさ及び位置によって規則的に変化することを見出した。このように、変倍率に応じて発生する混色のうち、上記色空間の直交座標の座標原点に対してそれぞれ反対方向に位置し、かつ、それぞれの最も遠い位置の混色は、上記走査速度に応じて上記色空間での位置が異なる。従って、これら上記座標原点から最も遠い混色の位置が上記無彩色判定領域の長手方向の端部となるように、上記走査速度に応じて、上記長手方向の長さを設定することができる。

このような構成によれば、上記無彩色判定領域の長手方向の長さを上記走査速度に応じて異なる混色状態に合わせて設定することができるので、無彩色の判定をより確実に行うことができる。

本発明によれば、変倍率に伴って各ラインセンサの読取位置に位置ずれが生じて、上記ピクセルデータの黒から白に変化する境界部分に偽色が発生しても、変倍率に応じた偽色の混色状態に基づいて、発生した偽色部分が含まれるような上記細長い無彩色判定領域を簡単に設定することができる。その結果、この細長い無彩色判定領域に基づいて、発生した偽色の部分を無彩色と確実に判定することができ、品質の高い画像処理を行うことができる。

また、本発明によれば、変倍率に伴って各ラインセンサの読取位置に位置ずれが生じて、上記ピクセルデータの黒から白に変化する境界部分に偽色が発生しても、上記走査速度に応じた各色成分の読取位置のずれの大きさ及び位置に基づいて混色状態が求められるので、この求められる混色状態を偽色と判断することにより、発生した偽色の部分を無彩色と確実に判定することができ、品質の高い画像処理を行うことができる。

本発明者は、例えば原稿の黒色の画像について黒から白に変化する境界部分を、変倍率に応じてＲＧＢのラインセンサで読み取って各読取データを合成してピクセルデータを生成し、さらに、ピクセルデータの各色成分信号を、第１及び第２の色差データに変換し、これら色差データに基づく色空間の直交座標を求めて彩度分布状態をみた。その結果、前述したように、変倍率によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのラインセンサで読み取った読取位置にずれが生じ、このずれが生じた読取データを合成したときに発生するピクセルデータの黒から白に変化する境界部分の偽色の状態が、倍率の変化に伴って規則的に変化することを見出した。

偽色の発生状態を具体的に説明する。まず、画像処理装置は、図１に示すように、Ｒ成分を読み取るＲラインセンサ２１と、Ｇ成分を読み取るＧラインセンサ２２と、Ｂ成分を読み取るＢラインセンサ２３とを、主走査方向と平行で、副走査方向に所定の間隔（図１においてａで示す範囲）をおいて配置している。そして、同じタイミングで、各ラインセンサ２１，２２，２３は、原稿１００の異なる位置をライン状に読み取るようになっている。

なお、図１のラインセンサによる読み取り状態を示す図において、原稿１００上に描かれた主走査方向に伸びる直線状の長尺な黒い部分は、画像の読取位置を示しており、説明を容易にするために、これら黒い部分は副走査方向に所定の長さを持たせている。

図１に示すように、これら読取位置の間隔（黒い部分の副走査方向長さの中心間の距離ｂ）は、ラインセンサ間の距離（ラインセンサの副走査方向長さの中心間の距離ａ）の１／４であって、１００％の倍率で原稿を読み取ったときの長さを示している。図１では、ラインセンサ間の距離は、オフセットライン数が４本である場合を示している。

また、図１に示す画像処理装置は、原稿１００に対するラインセンサの副走査方向への読み取り周期は一定としており、倍率１００％のときには、距離ｂずつ読取位置を移動させて画像を読み取るように、走査速度を制御する。

なお、原稿１００を読み取る際の倍率は、ラインセンサ２１，２２，２３の読み取り周期が一定であるので、例えば、原稿のラインセンサに対する単位時間あたりの送り量など、原稿１００に対するラインセンサ２１，２２，２３の読取位置の相対的な走査速度を変化させることにより決定する。

さらに、各ラインセンサから取得した読取データは、図示していないが、順次メモリに蓄積していき、原稿の送り量である走査速度に基づいて各ラインセンサで読み取った同じ読取位置または近似する読取位置となる読取データを一致させるための遅延量を求める。そして、この遅延量に基づいて、各ラインセンサで読み取った読取データをメモリから読み出して、Ｒ成分の読取データとＧ成分の読取データとＢ成分の読取データとを合成して、ピクセルデータを生成し、さらに、複数のピクセルデータを合成して原稿の画像データを生成する。

原稿１００は、各ラインセンサ２１，２２，２３に対して、図１の矢印ｘで示す方向（副走査方向）に相対的に移動させられて、画像が読み取られる。以下、ラインセンサ２１，２２，２３に対する原稿１００の移動方向の後側（Ｒラインセンサ２１側）を上流側、同方向前側(Ｂラインセンサ２３側)を下流側という。

次に、各ラインセンサの画像読取状態を示す図と、そのときの、ＲＧＢの読取データの色の重なり状態を示す図に基づいて偽色の発生状態を説明する。まず、偽色が発生しない倍率１００％の場合の状態について説明する。

図２は、倍率１００％の場合の各ラインセンサ２１，２２，２３による色成分ごとの読取位置を示している。図２では、同じ原稿１００に対して、Ｒ成分をＲラインセンサ２１で読み取っている状態を左端に示し、この原稿１００をＲラインセンサ２１に対して副走査方向に距離ａ（４ライン分）だけ移動させてＧ成分をＧラインセンサ２２で読み取っている状態を中央に示し、この原稿１００をＧラインセンサ２２に対してさらに副走査方向に距離ａだけ移動させてＢ成分をＢラインセンサ２３で読み取っている状態を右端に示している。図２では、各ラインセンサ２１，２２，２３の位置は固定された状態としている。

図２に示すように、原稿１００における最初の読取位置（図２の点線四角の枠ｃで囲まれた部分）は、まず、Ｒラインセンサ２１でＲ成分の読取データが読み取られ、次に、原稿を副走査方向に距離ａ移動させて、Ｇラインセンサ２２でＧ成分の読取データが読み取られ、さらに、原稿を副走査方向に距離ａ移動させて、Ｂラインセンサ２３でＢ成分の読取データが読み取られる。Ｂラインセンサ２３で読み取られたＢ成分の読取データは、Ｒ成分の読取データの読取時から距離ａの２倍である８ライン移動後に読み取れることになる。

なお、図２において点線四角の枠ｃで囲まれた部分の副走査方向長さの中心を通る線ｚは、各ラインセンサの中心線となっている。以下、他の倍率での説明図である図４、図７、図１０、図１３においても同様である。

さらに、各ラインセンサ２１，２２，２３での読取位置が異なることから、各ラインセンサ２１，２２，２３で読み取った読取データは、読取データ蓄積メモリに蓄積しておき、Ｒラインセンサ２１に対するＧラインセンサ２２およびＢラインセンサ２３の遅延量を求めて、同じ読取位置の各色の読取データをこのメモリから読み出して読取データを合成する。

このとき、各ラインセンサ２１，２２，２３で読み取った図２において点線四角の枠ｃで囲まれた読取位置の読取データを合成した状態を図３に示すと、倍率１００％で読み取る場合は、各ラインセンサ２１，２２，２３の読取位置にずれは生じないので、各色成分の読取データの黒から白に変化する境界部分は、全て同じ位置となり、３色は完全に重なり合ってピクセルデータが生成され、重なった部分が黒色（Ｋ）となり、その外側が白色（Ｗ）となって、偽色は発生しない。

ところが、上記したように、ラインセンサの間隔を４ライン分とした場合には、倍率１０１％から１２４％の間で原稿１００を読み取ると、各ラインセンサ２１，２２，２３の読取位置にずれが生じて、合成されたピクセルデータの黒から白に変化する境界部分に偽色が発生した。

例えば倍率１０６％で読み取った場合には、図４に示すように、読取位置の間隔ｂ２の長さが、ラインセンサ間の距離ａの１／４の長さ、即ち、図２に示す倍率１００％のときの読取位置の間隔ｂよりも小さくなる。

ここで、図４に示す点線枠ｃ内の各色成分の読取位置が、ラインセンサの中心線ｚに対してどのように配置されているかを図５に示す。

そして、図５に示すように、各色成分の読取位置は一致しておらず、Ｒ成分の読取位置をラインセンサの中心線ｚと一致させた場合、この中心線ｚを基準にすると、Ｇ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも上流側に位置し、Ｂ成分の読取位置は、Ｇ成分の読取位置よりもよりもさらに上流側に位置した。

従って、倍率１０６％で画像を読み取った場合に、３色の読取データを合成してピクセルデータを生成すると、図６に示すように、３色の重なりにずれが生じ、３色が重なっている黒色（Ｋ）の部分の外側で上流側に赤色（Ｒ）が発生し、下流側に青色（Ｂ）が発生し、さらにこれら偽色の外側の上流側に黄色（Ｙ）が発生し、下流側にシアン（Ｃ）が発生した。そして、このピクセルデータに対して、ＲＧＢの各色成分信号を第１及び第２の色差データを表す信号に変換し、これら第１及び第２の色差データに基づいて彩度分布を求めると、このピクセルデータは、偽色の発生により、読取位置の副走査方向上流側に、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色が発生し、下流側に、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色が発生した。

倍率１０６％で生じた彩度分布状態は、１０１％から１０６％の倍率で同じように起こり、さらに、倍率の増加に伴って、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色に対しては、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）が増加し、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色に対しては、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）が増加することが分かった。

また、例えば倍率１１２％で読み取る場合には、図７に示すように、読取位置の間隔ｂ３の長さが、図２に示す倍率１００％のときの読取位置の間隔ｂよりも小さくなる。

そして、上記した図４に示した場合と同様に図７に示す点線枠ｃ内の各色成分の読取位置がラインセンサの中心線ｚに対してどのように配置されているかを図８に示すと、図８に示すように、各色成分の読取位置は一致していない。Ｒ成分の読取位置と一致するラインセンサの中心線ｚを基準にすると、Ｇ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも下流側に位置し、Ｂ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも上流側に位置した。

従って、倍率１１２％で画像を読み取った場合も、３色の読取データを合成してピクセルデータを生成すると、図９に示すように、３色の重なりにずれが生じた。この場合は、３色が重なっている黒色（Ｋ）の部分の外側で、上流側に緑色（Ｇ）が発生し、下流側に赤色（Ｒ）が発生し、さらにこれらの偽色の外側の上流側にシアン（Ｃ）が発生し、下流側にマゼンダ（Ｍ）が発生した。そして、このピクセルデータに対して、前記同様に第１及び第２の色差データに基づく彩度分布を求めると、このピクセルデータは、この偽色の発生により、読取位置の副走査方向上流側に、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色が発生し、下流側に、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色が発生した。

倍率１１２％で生じた彩度分布状態は、１０７％から１１２％の倍率で同じように起こり、さらに、倍率の増加に伴って、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色に対しては、赤色（Ｒ）が減少し、マゼンダ（Ｍ）が増加し、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色に対しては、緑色（Ｇ）が増加し、シアン（Ｃ）が減少した。

さらに、例えば倍率１１８％で読み取る場合には、図１０に示すように、読取位置の間隔ｂ４の長さが、図２に示す倍率１００％のときの読取位置の間隔ｂよりも小さくなる。

そして、上記した図４に示した場合と同様に図１０に示す点線枠ｃ内の各色成分の読取位置がラインセンサの中心線ｚに対してどのように配置されているかを図１１に示すと、図１１に示すように、各色成分の読取位置は一致していない。Ｒ成分の読取位置と一致するラインセンサの中心線ｚを基準にすると、Ｇ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも上流側に位置し、Ｂ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも下流側に位置した。

従って、倍率１１８％で画像を読み取った場合も、３色の読取データを合成してピクセルデータを生成すると、図１２に示すように、３色の重なりにずれが生じた。この場合は、３色が重なっている黒色（Ｋ）の部分の外側で上流側に赤色（Ｒ）が発生し、下流側に緑色（Ｇ）が発生し、さらにこれら偽色の外側の上流側にマゼンダ（Ｍ）が発生し、下流側にシアン（Ｃ）が発生した。そして、このピクセルデータに対して、前記同様に第１及び第２の色差データに基づく彩度分布を求めると、このピクセルデータは、この偽色の発生により、読取位置の副走査方向上流側に、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色が発生し、下流側に、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色が発生した。

倍率１１８％で生じた彩度分布状態は、１１３％から１１８％の倍率で同じように起こり、さらに、倍率の増加に伴って、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色に対しては、赤色（Ｒ）が増加し、マゼンダ（Ｍ）が減少し、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色に対しては、緑色（Ｇ）が減少し、シアン（Ｃ）が増加した。なお、１１３％から１１８％の倍率では、１０７％から１１２％で発生した偽色の各色の発生位置がライン幅方向に対して逆となっており、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）との混色が上流側に発生し、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色が下流側に発生した。

また、例えば倍率１２３％で読み取る場合には、図１３に示すように、読取位置の間隔ｂ５の長さが、図２に示す倍率１００％のときの読取位置の間隔ｂよりも小さくなる。

そして、上記した図４に示した場合と同様に図１３に示す点線枠ｃ内の各色成分の読取位置がラインセンサの中心線ｚに対してどのように配置されているかを図１４に示すと、図１４に示すように、各色成分の読取位置は一致していない。Ｒ成分の読取位置と一致するラインセンサの中心線ｚを基準にすると、Ｇ成分の読取位置はＲ成分の読取位置よりも下流側に位置し、Ｂ成分の読取位置はＧ成分の読取位置よりもさらに下流側に位置した。

従って、倍率１２３％で画像を読み取った場合も、３色の読取データを合成してピクセルデータを生成すると、図１５に示すように、３色の重なりにずれが生じ、３色が重なっている黒色（Ｋ）の部分の外側で上流側に青色（Ｂ）が発生し、下流側に赤色（Ｒ）が発生し、さらにこれら偽色の外側の上流側にシアン（Ｃ）が発生し、下流側に黄色（Ｙ）が発生した。そして、このピクセルデータに対して、前記同様に第１及び第２の色差データに基づく彩度分布を求めると、このピクセルデータは、この偽色の発生により、読取位置の副走査方向上流側に、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色が発生し、下流側に、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）との混色が発生した。

倍率１２３％で生じた彩度分布状態は、１１９％から１２４％の倍率で同じように起こり、さらに、倍率の増加に伴って、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色に対しては、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）が減少し、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色に対しては、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）が減少することが分かった。

上記した偽色の発生は、１２６％から１４９％においてもほぼ同じ状態で発生し、倍率の変化に伴って規則的に偽色の状態が変化することがわかった。なお、前記した偽色の発生状態は、ラインセンサのオフセットライン数などによって、異なるが、いずれの状態においても、倍率の変化に伴って規則的な偽色の変化が起こることが分かった。

次に、上記した変倍率に応じて規則的に変化する偽色の発生状態を利用した無彩色の判定を行う画像処理装置の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１６は、本発明の実施の形態による画像処理装置１の一例を示したブロック図である。この画像処理装置１は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分を読み取る３つのラインセンサを用いて画像データを生成する画像処理装置である。

本実施形態の画像処理装置１は、スキャナ部２、走査速度制御部３、Ａ／Ｄ変換部４、読取データ蓄積メモリ５、読取データ合成部６、無彩色判定部７、画像処理部８、画像メモリ９及び印字装置１０を備えている。

スキャナ部２には、原稿に向けて光を照射する光源２０と、原稿からの反射光を受光するＲラインセンサ２１、Ｇラインセンサ２２、及びＢラインセンサ２３とが備えられている。各ラインセンサ２１，２２，２３は、赤、緑、青の各色に対応した３つのライン型光電変換素子を備えたＣＣＤイメージセンサで構成されている。Ｒラインセンサ２１により原稿の画像のＲ成分を読み取り、Ｇラインセンサ２２により原稿の画像のＧ成分を読み取り、Ｂラインセンサ２３により原稿の画像のＢ成分を読み取るようになっている。このように、各ラインセンサ２１，２２，２３は、原稿からの反射光を受光することにより、原稿画像を１ラインごとにＲＧＢ３原色の各色のカラー読取データとして読み取る。

各ラインセンサ２１，２２，２３は、一直線状に並べられた複数の受光素子（光電変換素子）からなり、ライン方向が主走査方向となるように、各ラインセンサ２１，２２，２３を所定の距離をおいて等間隔に配置させている。各ラインセンサ２１，２２，２３の間隔は、１００％の倍率で画像を読み取る場合の読取位置の副走査方向への移動量の整数倍に設定されており、本実施形態では、４ライン分の間隔をおいて各ラインセンサ２１，２２，２３を配置している（オフセットライン数が４本）。各ラインセンサ２１，２２，２３は副走査方向の上流側から、Ｒラインセンサ２１、Ｇラインセンサ２２、そしてＢラインセンサ２３の順に配置されている。

そして、各ラインセンサ２１，２２，２３の受光素子で受光したアナログ信号は、スキャナ部２からＡ／Ｄ変換部４へと送られてデジタルデータに変換される。各ラインセンサ２１，２２，２３での原稿読取は、各ラインセンサ２１，２２，２３の各受光素子から所定の順序に従って信号が出力されることにより主走査の画像読み取りが行われ、主走査方向と直交する方向に原稿が相対移動することにより副走査の画像読み取りが行われるようになっている。

原稿に対する副走査は、静止した用紙に対して光源２０及び各ラインセンサ２１，２２，２３を移動させることにより行うようにしてもよいし、光源２０及び各ラインセンサ２１，２２，２３を静止させておいて、用紙を移動させることにより行うようにしてもよい。

例えば、スキャナ部２が、透明板上に載置された原稿に対して、透明板を透過させて光源からの光を照射し、その反射光を各ラインセンサ２１，２２，２３で受光するようなフラットベッド読取部(FBS：Flat Bed Scanner)である場合には、透明板上に静止した用紙に対して光源２０及び各ラインセンサ２１，２２，２３を移動させることにより副走査を行うことができる。一方、スキャナ部２が、原稿を１枚ずつ分離して自動的に送り出す自動原稿供給部（ADF：Automatic Document Feeder）を備えているような場合には、静止させた光源２０及び各ラインセンサ２１，２２，２３に対して自動原稿供給部から原稿を送り出すことにより副走査を行うことができる。

さらに、本実施形態の画像処理装置１は、原稿を読み取る倍率を１００％を中心に１％刻みで拡大・縮小することができるようになっている。本実施形態では、スキャナ部２において、原稿と各ラインセンサ２１，２２，２３との副走査方向の相対的な走査速度を拡大・縮小率に応じて変えることにより、拡大・縮小の画像読み取りを行うようになっている。上記走査速度は、走査速度制御部３において制御される。なお、読取倍率が変わっても各ラインセンサ２１，２２，２３による原稿の読み取り周期は変わらないように設定されている。

そして、Ａ／Ｄ変換部４で変換された各ラインセンサ２１，２２，２３の色成分信号のデータを色成分ごとの読取データとして読取データ蓄積メモリ５に蓄積する。読取データ蓄積メモリ５には、各ラインセンサ２１，２２，２３の所定の読み取り周期で読取データが蓄積されるとともに、蓄積された時間も書き込まれる。

読取データ合成部６では、各ラインセンサ２１，２２，２３から出力される読取データのうち、原稿における画像読取位置が近似する読取データを合成する。即ち、読取データ合成部６では、読取データ蓄積メモリ５に蓄積された読取データから、原稿上の同一または近似する読取位置での各色成分の読取データを読み出して３色の読取データを合成してピクセルデータを生成する。

さらに、読取データ合成部６では、原稿上の同一または近似する読取位置での各色成分の読取データを読み出すために、変倍率に基づいて、基準となるＲラインセンサ２１からＧラインセンサ２２及びＢラインセンサ２３までのオフセットライン数を求めることより合成する読取データを決定するようにしている。

読取データ合成部６で生成されたピクセルデータは、無彩色判定部７において、無彩色であるかまたは有彩色であるかの判定が行われる。さらに無彩色判定部７は、読取データ合成部６で合成されたピクセルデータのＲＧＢ信号に基づく各色成分信号を第１の色差データ（Ｃｒ）、第２の色差データ（Ｃｂ）を表す信号に変換する色空間変換部７１と、無彩色判定領域設定部７２と、第１及び第２の色差データを座標軸とする直交座標からなる色空間における上記ピクセルデータを無彩色判定領域と比較する比較部７５とを有する。

無彩色判定領域設定部７２は、色空間変換部７１で変換された各色差データ（Ｃｒ，Ｃｂ）を表す信号に基づいて求められる彩度の分布を示す色空間座標であって、各色差データ（Ｃｒ，Ｃｂ）を座標軸とする直交座標において、無彩色判定領域を設定する。この無彩色判定領域は、各ラインセンサ２１，２２，２３の画像読取位置が一致する場合に合成されたピクセルデータを基準とする第一無彩色判定領域７３と、各ラインセンサ２１，２２，２３の画像読取位置がずれた場合の無彩色判定領域となる細長い第二無彩色判定領域７４とから構成される。

第一無彩色判定領域７３は、図１７の(ａ)、（ｂ）に示すように、座標原点を中心にもつ矩形枠７３ａの内部となり、第二無彩色判定領域７４は、図１７の(ａ)、（ｂ）に示すように、色空間座標の座標原点を含み、長手方向が、上記座標原点から反対方向に向けてそれぞれ伸びるように設定された長細い領域の内部となる。図１７の(ａ)、（ｂ）では、クロスハッチングで示した領域が第一無彩色判定領域７３となり、この第一無彩色判定領域７３を含み、さらに斜めに延びる領域が第二無彩色判定領域７４となる。第二無彩色判定領域７４は、その長手方向端部が第一無彩色判定領域７３からはみ出すように設定されている。

第二無彩色判定領域７４は、図１７の(ａ)、（ｂ）に示すように、所定の倍率で長手方向の向きを変更するようになっている。本実施形態のように、各ラインセンサ２１，２２，２３の間隔を４ライン分で設定している場合で、例えば変倍率の範囲を１００％から１５０％とした場合には、１０１％〜１２４％、１２６％〜１４９％の範囲でラインセンサの読取位置にずれが生じる。

そこで、本実施形態では、１０１％〜１０６％、１１９％〜１２４％、１２６％〜１３１％、１４４％〜１４９％の範囲の倍率のときには図１７の（ａ）で示す状態の第二無彩色判定領域７４を設定し、１０７％〜１１８％、１３２％〜１４３％の範囲の倍率のときには図１７の（ｂ）で示す状態の第二無彩色判定領域７４を設定するようになっている。

第二無彩色判定領域７４の設定は、画像処理装置１をユーザが操作する際に数値設定する倍率で制御される走査速度に基づいて設定することもできるし、紙サイズを選択することにより自動的に読取解像度が設定されて制御される走査速度に基づいて設定することもできる。さらに、偽色の発生状態は、前述したように、走査速度に応じて規則的に変化するので、走査速度制御部３で設定する走査速度に応じて変更される読取位置の間隔に基づいて各ラインセンサでの読取位置のずれ量を求め、このずれ量から、各色成分の読取データを合成したときの各色成分のずれ量を求めて偽色となる各色の発生量を求めて、この求めた偽色の発生量に基づいて、第二無彩色判定領域７４の長手方向の向き（傾き）や大きさを設定することもできる。

図１７の（ａ）で示す状態の第二無彩色判定領域７４は、赤色（Ｒ）と黄色（Ｙ）の混色と、青色（Ｂ）とシアン（Ｃ）の混色を補色するように第一無彩色判定領域７３に対して無彩色判定領域を拡大している。また、図１７の（ｂ）で示す状態の第二無彩色判定領域７４は、赤色（Ｒ）とマゼンダ（Ｍ）の混色と、緑色（Ｇ）とシアン（Ｃ）の混色を補色するように第一無彩色判定領域７３に対して無彩色判定領域を拡大している。

なお、図１７に示すように、第二無彩色判定領域７４は、長手方向における座標原点からそれぞれ反対方向に向けて伸びる距離Ａ，Ｂが、この第二無彩色判定領域７４の長手方向と直交する方向における座標原点からそれぞれ反対方向に向けて伸びる距離Ｃ，Ｄよりも長くなるように設定している。また、上記距離Ａ，Ｂのそれぞれの長さは等しくしてもよいし、異なるようにしてもよい。但し、距離Ａ，Ｂのそれぞれの長さが異なる場合でも、短い側の距離が、前記距離Ｃ，Ｄよりも長くなるように設定する。

無彩色判定部７の比較部７５において、倍率１００％、１２５％、１５０％など、各ラインセンサ２１，２２，２３の読取位置が一致する場合には、読取データ合成部６で合成したピクセルデータを第一無彩色判定領域７３と比較して無彩色の判定を行い、読取位置にずれが生じる場合には、読取データ合成部６で合成したピクセルデータを第二無彩色判定領域７４と比較して無彩色の判定を行う。

無彩色判定部７で無彩色か否かが判定されたピクセルデータは、画像処理部８において無彩色判定部７の判定結果に基づいて無彩色または有彩色の画像処理が行われる。即ち、無彩色判定部７で無彩色と判定されたピクセルデータは、偽色が発生している場合には、この偽色部分を無彩色とする補正を行って、無彩色の画像処理が行われる。また、無彩色判定部７で有彩色と判定されたピクセルデータは、判定された有彩色に従って画像処理が行われる。

さらに、画像処理部８では、画像処理された複数のピクセルデータを合成して画像データを生成する。生成された画像データは画像メモリ９に格納することもできるし、印字装置１０に入力してその画像データに基づく画像を用紙上に記録することもできる。印字装置１０は、感光体ドラム、帯電器、現像装置、転写装置及び定着装置などからなる周知の構成とすることができる。

また、以上の実施の形態では、第二無彩色判定領域７４を図１７の（ａ）及び（ｂ）に示す領域に設定したが、第二無彩色判定領域７４の領域の設定はこれに限らず、倍率の範囲を狭くして、それぞれの範囲に対応させて第二無彩色判定領域７４を設定し、各範囲で生じる偽色の発生状態、即ち、混色の状態に応じて、第二無彩色判定領域７４の形状、大きさ（長さ）、長手方向の向き（傾き）を細かく変化させて設定することができる。このように、第二無彩色判定領域７４を倍率の範囲を狭くして設定することにより、より確実に無彩色の判定が行える。

また、第二無彩色判定領域７４を設定する場合、図１７に示す色空間座標を４５度回転させて、図１８（ａ）（ｂ）に示すような長方形の第二無彩色判定領域７４を設定して、無彩色の判定を行うようにしてもよい。この場合は、色空間座標を所定の計算式に基づいて回転させる。このように、第二無彩色判定領域７４を長方形に設定することにより、無彩色の判定が行いやすくなる。

なお、偽色の発生状態は、ＣＣＤによる色の読み取りの順番と、各ＣＣＤの配置間隔と、走査速度に応じて変化するので、これらの条件に合わせて無彩色判定領域を設定する。さらに、上記実施形態では、ピクセルデータの各色成分信号を、第１及び第２の色差データに変換し、これら色差データに基づく色空間の直交座標を求めて彩度分布状態をみたが、その他の色空間座標を用いて無彩色の判定を行うこともできる。

３色のラインセンサで、副走査方向に等間隔で原稿を読み取る場合の動作説明図である。３色のラインセンサで、原稿を倍率１００％で読み取ったときの各色成分の画像読取位置を示す説明図である。図２の場合において、原稿の同一ライン上で合成した各色成分の読取データの重なり状態を示す説明図である。３色のラインセンサで、原稿を倍率１０６％で読み取ったときの各色成分の画像読取位置を示す説明図である。図４の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取位置の位置関係を示す説明図である。図４の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取データの重なり状態を示す説明図である。３色のラインセンサで、原稿を倍率１１２％で読み取ったときの各色成分の画像読取位置を示す説明図である。図７の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取位置の位置関係を示す説明図である。図７の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取データの重なり状態を示す説明図である。３色のラインセンサで、原稿を倍率１１８％で読み取ったときの各色成分の画像読取位置を示す説明図である。図１０の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取位置の位置関係を示す説明図である。図１０の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取データの重なり状態を示す説明図である。３色のラインセンサで、原稿を倍率１２３％で読み取ったときの各色成分の画像読取位置を示す説明図である。図１３の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取位置の位置関係を示す説明図である。図１３の場合において、原稿のほぼ同一ライン上となる各色成分の読取データの重なり状態を示す説明図である。本発明の実施の形態による画像処理装置の一例を示したブロック図である。無彩色判定領域を示した色空間座標を示し、（ａ）は、１０１％〜１０６％、１１９％〜１２４％、１２６％〜１３１％、１４４％〜１４９％の範囲の倍率のときの第二無彩色判定領域が示された状態を示し、（ｂ）は、１０７％〜１１８％、１３２％〜１４３％の範囲の倍率のときの第二無彩色判定領域が示された状態を示す。色空間座標を４５度回転させて第二無彩色判定領域を示した色空間座標を示し、ａ）は、１０１％〜１０６％、１１９％〜１２４％、１２６％〜１３１％、１４４％〜１４９％の範囲の倍率のときの第二無彩色判定領域が示された状態を示し、（ｂ）は、１０７％〜１１８％、１３２％〜１４３％の範囲の倍率のときの第二無彩色判定領域が示された状態を示す。

符号の説明

１画像処理装置
２スキャナ部
２０光源
２１Ｒラインセンサ
２２Ｇラインセンサ
２３Ｂラインセンサ
３走査速度制御部
４Ａ／Ｄ変換部
５読取データ蓄積メモリ
６読取データ合成部
７無彩色判定部
７１色空間変換部
７２無彩色判定領域設定部
７３第一無彩色判定領域
７３ａ矩形枠
７４第二無彩色判定領域
７５比較部
８画像処理部
９画像メモリ
１０印字装置
１００原稿

Claims

異なる色成分に対応した複数のラインセンサが、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置をそれぞれ同時に読み取る画像処理装置において、
設定される読取解像度に基づいて、上記読取位置の副走査方向への走査速度を制御する走査速度制御部と、
上記ラインセンサから出力される各読取データのうち、色成分が異なる読取データを読取位置に基づいて合成してピクセルデータを生成する読取データ合成部と、
上記ピクセルデータを第１及び第２の色度データにそれぞれ変換する色空間変換部と、
上記ピクセルデータが無彩色か否かを判定する無彩色判定部とを備え、
上記無彩色判定部は、
上記第１及び第２の色度データを座標軸とする直交座標からなる色空間における上記ピクセルデータを無彩色判定領域と比較する比較部を有し、
上記無彩色判定領域は、原稿上の無彩色のピクセルデータが分布する領域であって、上記色空間の座標原点を含み、上記座標原点から互いに反対方向へそれぞれ伸びる細長い領域からなり、
上記無彩色判定領域の長手方向の傾きを上記走査速度に基づいて異ならせたことを特徴とする画像処理装置。
異なる色成分に対応した複数のラインセンサが、副走査方向に予め定められた間隔をおいて原稿上の異なる読取位置をそれぞれ同時に読み取る画像処理装置において、
設定される読取解像度に基づいて、上記読取位置の副走査方向への走査速度を制御する走査速度制御部と、
上記ラインセンサから出力される各読取データのうち、色成分が異なる読取データを読取位置に基づいて合成してピクセルデータを生成する読取データ合成部と、
上記ピクセルデータを第１及び第２の色度データにそれぞれ変換する色空間変換部と、
上記ピクセルデータが無彩色か否かを判定する無彩色判定部とを備え、
上記無彩色判定部は、
上記第１及び第２の色度データを座標軸とする直交座標からなる色空間における上記ピクセルデータを無彩色判定領域と比較する比較部を有し、
上記無彩色判定領域は、原稿上の無彩色のピクセルデータが分布する領域であって、上記色空間の座標原点を含み、上記座標原点から互いに反対方向へそれぞれ伸びる細長い領域からなり、
上記無彩色判定領域の長手方向の長さを上記走査速度に基づいて異ならせたことを特徴とする画像処理装置。