JP4939016B2

JP4939016B2 - 画像処理システム及び画像処理方法

Info

Publication number: JP4939016B2
Application number: JP2005263585A
Authority: JP
Inventors: 陽一郎牧
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2025-09-12
Also published as: JP2007079680A

Description

本発明は画像処理システム及び画像処理方法に関し、特に規格で定められた対象物のスキャン画像の修整に関する。

従来、コンパクトディスク（ＣＤ）、ＤＶＤ等の規格化されているディスク型記憶媒体のレーベルをコピーできる、画像読み取り機能と印刷機能とを備えた所謂フラットベッド型の複合機が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
一般にスキャナでは、製造公差、経年劣化、温度変化等によって、読み取り時のサンプリングピッチが主走査方向と副走査方向とでわずかに異なるため、スキャン画像が１〜２％程度歪むという問題があった。経年劣化、温度変化等を補償するために読み取り開始前にスキャン画像の歪みを補正することは、読み取り速度の低下を招いたり、経年変化や温度変化しにくい基準体をスキャナに備え付ける必要がある等、実現が困難である。その結果、従来の複合機では、ハードコピーによって得られたレーベルに意図しない余白が形成されたり、レーベル以外の領域にインクがはみ出すという問題があった。

特開２００４−１９９４８９号公報特開２００３−１８７３号公報

本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであって、規格で平面形状が定められている対象物のスキャン画像の歪みを自動修整できる画像処理システム及び画像処理方法を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するための画像処理システムは、スキャン画像を取得する画像取得手段と、規格で定められた平面形状を有する既知対象物に対応する修整情報が格納されている不揮発性記憶媒体と、前記対象物が前記既知対象物である場合、前記スキャン画像の歪みを前記修整情報に基づいて修整する修整手段と、を備える。
スキャン対象物の平面形状が予め定まっていれば、スキャン対象物がスキャン画像に歪み無く表れるようにスキャン画像の歪みを修整することができる。従って、画像処理システムに、規格で平面形状が定められている既知対象物に対応する修整情報を予め格納しておくことにより、修整情報に基づいてスキャン画像の歪みを修整することができる。

（２）前記既知対象物は光ディスクであってもよい。前記修整手段は、前記修整情報に基づいて、前記光ディスクのレーベルに対応する領域外の前記スキャン画像の画素を白に置換してもよい。
対象物が規格で形態が厳密に定められている光ディスクであれば、光ディスクのレーベルに対応する領域外においてスキャン画像の画素を白に置換することにより、レーベルだけをハードコピーすることのできる画像にスキャン画像を修整することができる。

（５）上記目的を達成するための画像処理は、スキャン画像を取得し、規格で定められた平面形状を有する既知対象物に対応する修整情報が格納されている不揮発性記憶媒体から前記修整情報を取得し、前記対象物が前記既知対象物である場合、前記スキャン画像の歪みを前記修整情報に基づいて修整する、ことを含む。
スキャン対象物の平面形状が予め定まっていれば、スキャン対象物がスキャン画像に歪み無く表れるようにスキャン画像の歪みを修整することができる。従って、規格で平面形状が定められている既知対象物に対応する修整情報が予め格納された記憶媒体から修整情報を取得することにより、修整情報に基づいてスキャン画像の歪みを修整することができる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。また、本発明は装置及び方法の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても特定することができる。

以下、実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図２は、本発明による画像処理システムの実施例としての複合機１の外観を示す斜視図である。図３は、複合機１を示すブロック図である。図４は、複合機１のスキャンユニット５０の構造を示す模式図である。複合機１は、図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に対象物から読み取ったスキャン画像を出力する機能と、リムーバブルメモリ２４又はＰＣから入力した画像データを印刷する機能と、対象物から読み取ったスキャン画像を印刷する機能とを有する。

読み取り手段としてのスキャンユニット５０は、上部ケース１８に収容され、光源５２、イメージセンサ５４、ＡＦＥ（Analog Front End）部５６、センサ駆動部７４、センサキャリッジ駆動部７６等を備える。光源５２は、主走査方向に長い蛍光管ランプ等で構成される。センサ駆動部７４に駆動されるイメージセンサ５４は、ＲＧＢの３チャネルの受光素子を備えるカラーＣＣＤリニアイメージセンサ等のリニアイメージセンサである。イメージセンサ５４は、透明な原稿台１６と平行に移動するセンサキャリッジ９６に搭載されている。イメージセンサ５４は、レンズ９８及びミラー１００により受光面に結像される対象物９２の光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。センサキャリッジ駆動部７６は、図示しないモータ、駆動ベルト、駆動回路等を備える。センサキャリッジ駆動部７６は、主走査領域の長手方向に垂直に架設された図示しないガイドロッドに沿ってセンサキャリッジ９６を往復移動させる。イメージセンサ５４が走査線と垂直な方向に移動することにより二次元画像を読み取り可能となる。ＡＦＥ部５６は、増幅、ノイズ除去等のアナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換器等を備える。尚、スキャンユニット５０は、上述したレンズ縮小型の構成であってもよいし、密着型の構成であってもよい。

印刷手段としてのプリントユニット８６は、下部ケース２０に収容され、インクジェット方式で印刷媒体に画像を形成するための記録ヘッド８４、ヘッド駆動部８２、ヘッドキャリッジ駆動部７８、送紙部８０等を備える。尚、プリントユニット８６はレーザ方式等の他の印刷方式に対応する構成でもよい。記録ヘッド８４は、インクカートリッジが搭載される図示しないヘッドキャリッジに設けられ、ノズル、ピエゾ素子、インク通路等を備える。ヘッドキャリッジ駆動部７８は、図示しないモータ、駆動ベルト、駆動回路等を備える。ヘッドキャリッジ駆動部７８は、印刷媒体の搬送方向と垂直に記録ヘッド８４を往復移動させる。送紙部８０は、図示しない用紙搬送ローラ、モータ、駆動回路等を備える。送紙部８０は、用紙搬送ローラを回転させることにより用紙及びＣＤトレイ２８（図２参照）を記録ヘッド８４の移動方向と垂直な方向に搬送する。プリントユニット８６はＣＤトレイ２８を搬送し、ＣＤトレイ２８の位置決め部３０に位置決めされたＣＤのレーベル面に画像を形成可能な構成である。

外部メモリコントローラ７０は、カードスロット２２（図２参照）に挿入されるリムーバブルメモリ２４に接続される。リムーバブルメモリ２４に格納されたデータは外部メモリコントローラ７０によって読み出され、ＲＡＭ６０に転送される。
操作部６８は、メニューを表示するためのＬＣＤ３４と、メニューを操作するための選択キー、決定キー、キャンセルキー等の各種の押しボタン３６、３８、４０を備える。

制御部５８は、ＲＡＭ６０、ＲＯＭ６２、ＣＰＵ６４及びディジタル画像処理部６６を備える。ＣＰＵ６４はＲＡＭ６０に格納されている制御プログラムを実行することにより、画像取得手段、修整手段、プレ画像取得手段、設定手段として機能し、複合機１の各部を制御する。不揮発性記憶媒体としてのＲＯＭ６２は、制御プログラムを格納している不揮発性メモリである。ＲＡＭ６０は、制御プログラムやスキャン画像等の各種のデータが一時的に格納される揮発性メモリである。制御プログラムは遠隔地のサーバからネットワークを経由してＲＯＭ６２に格納してもよいし、リムーバブルメモリ２４等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を経由してＲＯＭ６２に格納してもよい。ディジタル画像処理部６６は、読み取り手段と印刷手段の一部を構成し、スキャン画像に対するガンマ補正、解像度変換、カラーバランス補正、ハーフトーニング、色空間の変換等の画像処理をＣＰＵ６４と協働して実行するＤＳＰ等の専用回路である。

以上、複合機１のハードウェア構成を説明した。次に、スキャン画像に表れる影について説明する。
図４に示すように、光源５２は、原稿台１６の盤面からイメージセンサ５４に到る光路から外れた位置に設けられる。また光源５２は、原稿台１６の盤面の垂線と特定の角度をなす方向から対象物９２を照明する。このため、対象物９２が厚い場合、光源５２に照明された対象物９２の影が原稿カバー１０に固定された原稿マット９０に形成され、この影がスキャン画像に表れる。

図５は、複合機１の制御プログラムを示すブロック図である。
スキャン制御モジュール１０２は、スキャンユニット５０を読み取り手段として機能させるプログラム部品である。スキャン制御モジュール１０２は、読み取り開始要求に応じてスキャンユニット５０を制御し、スキャン画像をＲＡＭ６０に格納する。

ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、制御部５８を画像取得手段、修整手段、プレ画像取得手段、設定手段として機能させるプログラム部品である。ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、１回目の読み取りによって取得される低解像度のスキャン画像（プレスキャン画像）の領域分割を用いて第二スキャン領域を特定する。領域分割には原稿マット９０に対応する画素の濃淡レベルから所定のマージンを差し引いたレベルのしきい値（例えば２００／２５５）を用いる。領域分割の結果、ＣＤ及びその影が表れている領域がプレスキャン画像の全体から分割される。ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、プレスキャン画像の特徴解析により対象物がＣＤであることを認識する。特徴解析では、例えば第二スキャン領域の寸法がＣＤの規格寸法に対応した、許容範囲を持った寸法であるか否かを解析する。

ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、２回目の読み取りによって取得される高解像度のスキャン画像（第二スキャン画像）を縦横異なる倍率で拡大縮小する。このときＣＤレーベル処理モジュール１０４は、修整情報に基づいて縦横異なる倍率で第二スキャン画像を拡大縮小し、ＣＤの規格寸法に対応する矩形に第二スキャン画像を変形する。ＲＯＭ６２に格納されている修整情報は、変形後の矩形の水平方向画素数と垂直方向画素数を含み、ＣＤの直径規格（１２ｃｍ）とＣＤの影の幅とに応じて設定されている。ＣＤの影の幅は、光源５２から放射される光の原稿台１６への入射角とＣＤの厚さ規格とによって決まる。具体的には例えば、２回目の読み取りが７２０ｄｐｉの解像度で実行され、垂直方向のＣＤの影の幅が１ｍｍになる機種において、変形後のＣＤとその影を含む領域に外接する矩形の水平方向画素数は３４０２、垂直方向画素数は３４３０である。

ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、第二スキャン画像の端部領域を修整情報に基づいて削除する。修整情報は、第二スキャン画像のいずれの辺に接してどれだけの幅のＣＤの影が表れるかを表す情報を含む。影の幅は、画素数又は第二スキャン画像の一辺の長さに対する比率によって設定される。

ＣＤレーベル処理モジュール１０４は、修整情報が規定している範囲で第二スキャン画像の画素値を白に置換することにより、印刷対象画像を生成する。具体的には例えば、ＣＰＵ６４は修整情報に基づいて画素をラスタ順にカウントしながら、レーベルが表れている領域外の画素値を白に置換する。尚、図６に示すマスクと第二スキャン画像とに基づいて印刷対象画像を生成してもよい。このマスクは、修整情報としてＲＯＭ６０に格納しておくことができ、正方形の白画像と、ＣＤレーベルに対応した領域内では第二スキャン画像の画素値が優先され、ＣＤレーベルに対応した領域の外側では白画像の画素値が優先されることを示す二次元配列情報であるαチャネルと、白画像とαチャネルと第二スキャン画像とをアライメントするための枠情報とで構成される。

プリント制御モジュール１０６は、プリントユニット８６を印刷手段として機能させるプログラム部品である。プリント制御モジュール１０６は、修整されたスキャン画像である印刷対象画像の色空間をインクの色空間であるＣＭＹＫ等の色空間に変換する処理、解像度変換、ハーフトーニング、インタレース処理等を施して印刷データを生成し、印刷データに基づいてプリントユニット８６を制御する。

図７は、上述した制御プログラムを制御部５８で実行する複合機１による画像処理方法を示すフローチャートである。図７に示す処理は、所定のメニュー操作により複合機１がＣＤコピーモードに遷移すると開始される。
ステップＳ１００では、制御部５８は、原稿台１６上の読み取り可能範囲全体をスキャンユニット５０に低解像度で読み取らせ、プレスキャン画像をＲＡＭ６０に格納する。図１（Ａ）は、原稿台１６にＣＤが載置されている状態で読み取られたプレスキャン画像を表している。プレスキャン画像には、ＣＤとＣＤの影とが表れる。ＣＤの影はＣＤの外周の外側と内周の内側とにそれぞれ三日月形で表れる。尚、図１及び図６では、影に対応する領域を黒く塗りつぶして表し、レーベルに対応する領域をハッチングで表している。

ステップＳ１０２では、制御部５８は、プレスキャン画像の領域分割によりＣＤ及び影が表れている領域を特定する。対象物がＣＤである場合、ＣＤとその影が表れている領域の濃淡レベルは原稿マット９０が表れている領域の濃淡レベルよりも相当低い。このため、領域分割のしきい値を原稿マット９０が表れる領域の濃淡レベルを基準にして設定すると、図１（Ａ）に示すように、ＣＤとその影が表れている領域をプレスキャン画像全体から分割することができる。さらに制御部５８は、その領域に基づいて矩形の第二スキャン領域を設定する。第二スキャン領域はＣＤとその影が表れている領域に外接する矩形領域でもよいが、例えば、ＣＤとその影が表れている領域に外接する矩形領域の外周から幅３ｍｍの領域を除外した領域を第二スキャン領域として設定する。その結果、ＣＤの外周に存在する透明な部分が表れている領域を第二スキャン領域の三辺から除外することができる。尚、ＣＤの外周に存在する透明な部分は、第二スキャン画像のレーベル領域以外を白画素に置換する後述の処理で白画素に置換してもよい。また、ＣＤ及びその影が表れている領域に外接する矩形の一辺からＣＤの影の最大幅が除かれた第二スキャン領域が設定されてもよい。また、第二スキャン領域を設定する方法として、濃淡レベルのしきい値を用いた領域分割以外に、エッジ検出を用いてもよい。

ステップＳ１０４では、制御部５８は、第二スキャン領域の寸法に基づいて対象物がＣＤであるかＣＤ以外であるかを判定する。具体的には例えば、制御部５８は、第二スキャン領域の寸法が１１．７ｃｍ（±３％）×１１．８ｃｍ（±３％）に相当するか否かによって対象物がＣＤであるかＣＤ以外であるかを判定する。制御部５８は対象物がＣＤであると判定するとステップＳ１０６の処理に進み、ＣＤ以外であると判定するとステップＳ１１８の処理に進み、エラー処理を実行する。

ステップＳ１０６では、制御部５８は、ステップＳ１０２で設定された第二スキャン領域を高解像度でスキャンユニット５０に読み取らせ、第二スキャン画像をＲＡＭ６０に格納する。図１（Ｂ）は原稿台１６にＣＤが載置された状態で読み取られた第二スキャン画像を表している。第二スキャン画像には、ＣＤレーベルとＣＤの影の一部とが表れる。

ステップＳ１０８では、制御部５８は、修整情報に基づいて第二スキャン画像を拡大縮小し、第二スキャン画像を予め設定されている矩形に変形する（図１（Ｃ）参照）。ＣＤの規格寸法で許容される公差は極めて小さく、光源５２の照射方向は経年変化や温度による変化が実質的にない。このため、ＣＤの規格寸法と光源５２の照射方向に応じて製品出荷時に設定されている修整情報に基づいて縦横異なる倍率で第二スキャン画像１１３を拡大縮小することにより、ＣＤレーベルが表れている領域を正確な円形に補正することができる。また、読み取り時に基準体を読み取って歪み補正情報を生成する必要がないため、短時間に歪みのないスキャン画像を得ることができる。

ステップＳ１１０では、制御部５８は、修整情報に基づいて第二スキャン画像の一辺に沿った所定幅の領域をクリッピングする。この結果、第二スキャン画像から影が表れている領域の一部とＣＤの外周の透明な部分が表れている領域の一部とが削除され、図１（Ｄ）に示すように第二スキャン画像が変形する。
ステップＳ１１２では、制御部５８は、第二スキャン画像のレーベルが表れている領域外の画素値を白に置換して印刷対象画像を生成する。

ステップＳ１１４では、制御部５８は、印刷対象画像に色空間変換、解像度変換、ハーフトーニング、インタレース処理などを施して印刷データを生成する。
ステップＳ１１６では、制御部５８は、印刷データに基づいてプリントユニット８６を制御し、ＣＤトレイ２８に載置されたＣＤＲレーベルに画像を印刷する。この結果、原稿台１６に載置されたＣＤのレーベルがＣＤＲレーベルにハードコピーされる。制御部５８は印刷対象の空白レーベルよりもわずかに大きい範囲にレーベルの画像が印刷されるように印刷データを生成しプリントユニット８６を制御してもよい。尚、原稿台１６に載置されたＣＤのレーベルをコピーするための印刷媒体としては、ＣＤＲのレーベルに対応する剥離領域を有する無地シール等を用いることができる。

以上、複合機１に本発明を適用した実施例を説明したが、本発明は、ＰＣ並びにＰＣに接続されたプリンタ及びスキャナで構成されるシステムに適用することもできる。また本発明は、リムーバブルメモリにスキャン画像を出力可能なスキャナと、リムーバブルメモリから画像を入力可能なプリンタとで構成されるシステムに適用することもできる。この場合、プリンタに備えられる外部メモリコントローラが本発明に係る画像取得手段の一部を構成する。また本発明は、スキャナのシステム内で完全なスキャン画像をメモリに格納し、スキャン画像から印刷対象画像をスキャナが生成し、印刷対象画像をスキャナが外部システムであるプリンタに出力するシステムにも適用することができる。また本発明は、スキャナからスキャン画像を取得し、取得したスキャン画像から印刷データを生成し、印刷データに基づいて印刷するプリンタに適用することもできる。

また上述の実施例では、既知対象物としてＣＤを例示したが、対象物は形状や特徴が規格等で特定可能な既知のものであればよく、例えばＰＤ、ＤＶＤ等の他の光ディスクであってもよい。

本発明の実施例に係る模式図。本発明の実施例に係る斜視図。本発明の実施例に係るブロック図。本発明の実施例に係る模式図。本発明の実施例に係るブロック図。本発明の実施例に係る模式図。本発明の実施例に係るフローチャート。

符号の説明

１：複合機（画像処理システム）、１６：原稿台、５０：スキャンユニット（読み取り手段）、５８：制御部（画像取得手段、修整手段、プレ画像取得手段、設定手段）、６６：ディジタル画像処理部（読み取り手段、印刷手段）、８６：プリントユニット（印刷手段）、９０：原稿マット、９２：対象物

Claims

対象物のスキャン画像を取得する画像取得手段と、
規格で定められた平面形状を有する既知対象物に対応する修整情報が格納されている不揮発性記憶媒体と、
前記対象物が前記既知対象物である場合、前記スキャン画像の縦横比の歪みを前記修整情報に基づいて、縦横異なる倍率で拡大縮小することにより修整する修整手段と、
を備え、
前記スキャン画像は一辺に沿った領域に前記対象物の影を含み、前記修整手段は、前記修整情報に基づいて前記スキャン画像の前記影以外の領域の前記縦横比の歪みを補正するように前記スキャン画像を修整し、前記修正情報に基づいて前記スキャン画像の前記影を含む一辺に沿った所定幅の領域をクリッピングする画像処理システム。
前記既知対象物は光ディスクであって、
前記修整手段は、前記修整情報に基づいて、前記光ディスクのレーベルに対応する領域外の前記スキャン画像の画素を白に置換する、
請求項１に記載の画像処理システム。
対象物のスキャン画像を取得し、
規格で定められた平面形状を有する既知対象物に対応する修整情報が格納されている不揮発性記憶媒体から前記修整情報を取得し、
前記対象物が前記既知対象物である場合、前記スキャン画像の縦横比の歪みを前記修整情報に基づいて、縦横異なる倍率で拡大縮小することにより修整する、処理を含み、
前記スキャン画像は一辺に沿った領域に前記対象物の影を含み、前記修整手段は、前記修整情報に基づいて前記スキャン画像の前記影以外の領域の前記縦横比の歪みを補正するように前記スキャン画像を修整し、前記修正情報に基づいて前記スキャン画像の前記影を含む一辺に沿った所定幅の領域をクリッピングする画像処理方法。