JP5048703B2 - 画像読取装置および画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、シェーディング補正処理における補正精度の向上に寄与する技術に関する。

従来、基準反射板を走査して、読み取った基準読取データの異常の有無を検知し、検知結果に基づいて原稿台ガラスにおける基準反射板領域内での読取領域を副走査方向に移動させ、再度基準反射板データを読み取る、という動作を正常値が得られるまで繰り返す技術が知られる（例えば、特許文献１を参照。）。

上記従来技術では、まず、シェーディング補正データの異常検知のために、あるタイミングでの走査で得た読取データとその直前のタイミングでの走査で得た読取データとの差分あるいは微分を算出する。そして、当該算出結果が、予め設定された閾値を越える場合に異常有りと判定する。基準反射板付近に存在するゴミは、ＣＣＤセンサにおける１データ分の範囲より大きい場合もあるため、あるタイミングでの走査で得た読取データとその直前のタイミングでの走査で得た読取データとの差分ではゴミを検知するには不十分である。

また、上記従来技術では、基準反射板から読み取った基準読取データが正常な値で得られるまで、原稿台ガラス上を走査する位置を副走査方向に移動させるため、シェーディング補正データの読取開始から原稿読取までに時間がかかる。また、原稿台ガラス上における基準反射板に対応する領域の読取位置をずらしていった結果、読取位置が定められた移動範囲の限界まで達してしまった場合には、その旨の警告を行う。

しかしながら、上記従来技術では、過去に取得した読取データの中での最良のデータを採用しており、上記従来技術により得られる基準読取データが常に最良であるとは限らないという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、基準板上の汚れの有無に拘わらず、高精度なシェーディング補正を実現することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、白基準板における読取対象領域を主走査方向において複数の単位区間に分割し、且つ前記単位区間を副走査方向において複数の単位領域に分割した場合における、各単位領域を読み取って得られる輝度値を取得する読取データ取得部と、前記白基準板における単位区間を副走査方向においてそれぞれが複数の単位領域からなる複数のグループ領域に分割した場合における、前記複数のグループ領域それぞれについて、各グループ領域に属する複数の単位領域から読み取られる輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数のグループ領域それぞれについて前記平均値算出部にて算出される平均値の内の最大値を、該最大値の算出対象となる複数のグループ領域が対応する単位区間の最大輝度値として算出する最大輝度値算出部と、前記主走査方向における各単位区間について、各単位区間に属する複数のグループ領域の内、前記平均値算出部にて算出される平均値と前記最大輝度値算出部にて算出される最大輝度値との差が所定の閾値以上であるグループ領域内には汚れが存在していると判定する汚れ判定部と、前記汚れ判定部にて汚れが存在すると判定されたグループ領域に対応づけて、汚れが存在することを示すフラグを生成するフラグ生成部と、前記読取データ取得部は、前記フラグ生成部にて汚れが存在することを示すフラグが生成されているグループ領域以外の複数のグループ領域のうちの所定数の該グループ領域に関して、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数の単位領域から読み取られる輝度値を取得するものであり、前記読取データ取得部にて取得される前記複数の単位領域の輝度値を平均した値に基づいて、シェーディング補正処理を行う補正処理部と、を備える画像読取装置に関する。

また、本発明の一態様は、白基準板における読取対象領域を主走査方向において複数の単位区間に分割し、且つ前記単位区間を副走査方向において複数の単位領域に分割した場合における、各単位領域を読み取って得られる輝度値を取得し、前記白基準板における単位区間を副走査方向においてそれぞれが複数の単位領域からなる複数のグループ領域に分割した場合における、前記複数のグループ領域それぞれについて、各グループ領域に属する複数の単位領域から読み取られる輝度値の平均値を算出し、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数のグループ領域それぞれについて前記算出される平均値の内の最大値を、該最大値の算出対象となる複数のグループ領域が対応する単位区間の最大輝度値として算出し、前記主走査方向における各単位区間について、各単位区間に属する複数のグループ領域の内、前記算出される平均値と前記算出される最大輝度値との差が所定の閾値以上であるグループ領域内には汚れが存在していると判定し、前記汚れが存在すると判定されたグループ領域に対応づけて、汚れが存在することを示すフラグを生成し、前記汚れが存在することを示すフラグが生成されているグループ領域以外の複数のグループ領域のうちの所定数の該グループ領域に関して、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数の単位領域から読み取られる輝度値を取得し、前記取得した前記複数の単位領域の輝度値を平均した値に基づいて、シェーディング補正処理を行う画像読取方法に関する。

以上に詳述したように、本発明によれば、簡単な構成により、基準板上の汚れの有無に拘わらず、高精度なシェーディング補正を実現することのできる技術を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像処理装置（ＭＦＰ:Multi Function Peripheral）の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による画像読取装置について説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施の形態によるゴミ検知アルゴリズムの詳細について説明するための図である。 本発明の実施の形態による画像読取装置における処理の流れについて説明するための第１のフローチャートである。 本発明の実施の形態による画像読取装置における処理の流れについて説明するための第２のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における画像処理装置（ＭＦＰ:Multi Function Peripheral）の概略構成を示す縦断面図である。

図１に示すように、本実施の形態による画像処理装置は、画像読取部（画像読取装置に相当）Ｒと、画像形成部Ｐと、を備えている。
画像読取部Ｒは、シート原稿およびブック原稿の画像をスキャンして読み取る機能を有している。

画像形成部Ｐは、画像読取部Ｒにて原稿から読み取られた画像や外部機器から画像処理装置に送信された画像データ等に基づいて、シートに現像剤像を形成する機能を有している。

画像読取部Ｒは、原稿を所定の画像読取位置まで自動搬送可能な自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）9を備えており、この自動原稿搬送装置９によって自動搬送される原稿トレイ（所定の原稿載置台）Ｒｔに載置された原稿や、原稿台ガラスＧに載置される原稿の画像を、走査光学系１０によって読み取る。また、画像読取部Ｒは、原稿台ガラスＧに隣接するように配置される白基準板Ｗを、走査光学系１０によって光学的に読み取ることにより、白基準板Ｗ上の読み取り対象領域の輝度値を検知する。このようにして白基準板Ｗから読み取った輝度値に基づいて、画像読取部Ｒにおける読み取り品質を向上させるために、シェーディング補正処理が行われる。

また、画像形成部Ｐは、ピックアップローラ５１〜５４、感光体２Ｙ〜２Ｋ、現像ローラ３Ｙ〜３Ｋ、ミキサ４Ｙ〜４Ｋ、中間転写ベルト６、定着装置７および排出トレイ８を備えている。

また、本実施の形態による画像処理装置は、ＣＰＵ８０１およびメモリ８０２を備えている（図１を参照）。ＣＰＵ８０１は、画像処理装置における各種処理を行う役割を有しており、またメモリ８０２に格納されているプログラムを実行することにより種々の機能を実現する役割も有している。メモリ８０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＶＲＡＭ（Video RAM）等から構成されることができ、画像処理装置において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。

以下、本実施の形態による画像処理装置における処理の一例として、コピー処理の概要について説明する。
まず、ピックアップローラ５１〜５４によりカセットからピックアップされたシートは、シート搬送路内に供給される。シート搬送路内に供給されたシートは、複数のローラ対によって所定の搬送方向へ向けて搬送される。
そして、自動原稿搬送装置９によって連続的に自動搬送される複数枚のシート原稿の画像が、所定の画像読取位置にて走査光学系１０によって読み取られる。

次に、画像読取部Ｒにて原稿から読み取られた画像の画像データに基づいて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像剤像をシートに転写するための感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光面上に静電潜像が形成される。
続いて、現像器におけるミキサ４Ｙ〜４Ｋ（撹拌部に相当）により攪拌された現像剤が、現像ローラ（いわゆる、マグローラ）３Ｙ〜３Ｋによって、上記のようにして静電潜像が形成された感光体２Ｙ〜２Ｋに供給される。これにより、感光体の感光面上に形成された静電潜像が顕像化される。

このようにして感光体上に形成された現像剤像は、中間転写ベルト６のベルト面上に転写され（いわゆる、一次転写）、中間転写ベルトの回転によって搬送される現像剤像は、所定の二次転写位置Ｔにて、搬送されるシート上に転写される。
シート上に転写された現像剤像は、定着器７にてシートに対して加熱定着される。
現像剤象が加熱定着されたシートは、複数の搬送ローラ対によって搬送路内を搬送され、排出トレイ８上に順次排出される。

図２は、本発明の実施の形態による画像読取装置について説明するための機能ブロック図である。また、図３は、本発明の実施の形態によるゴミ検知アルゴリズムの詳細について説明するための図である。
本実施の形態による画像読取装置は、読取データ取得部１０１、平均値算出部１０２、最大輝度値算出部１０３、汚れ判定部１０４、フラグ生成部１０５および補正処理部１０６を備えている。

読取データ取得部１０１は、白基準板Ｗにおける読取対象領域を主走査方向において複数の単位区間（図３を参照）に分割し、且つ単位区間を副走査方向において複数の単位領域（図３を参照）に分割した場合における、各単位領域を読み取って得られる輝度値を取得する。各単位領域の輝度値は、画像読取部Ｒにより光学的に読み取られる。

平均値算出部１０２は、白基準板Ｗにおける単位区間を副走査方向においてそれぞれが複数の単位領域からなる複数のグループ領域（図３を参照）に分割した場合における、複数のグループ領域それぞれについて、各グループ領域に属する複数の単位領域から読み取られる輝度値の平均値を算出する。

最大輝度値算出部１０３は、主走査方向における任意の単位区間に対応して副走査方向に並ぶ複数のグループ領域それぞれについて平均値算出部にて算出される平均値の内の最大値を、該最大値の算出対象となる複数のグループ領域が対応する単位区間の最大輝度値として算出する。

汚れ判定部１０４は、主走査方向における各単位区間について、各単位区間に属する複数のグループ領域の内、平均値算出部１０２にて算出される平均値と最大輝度値算出部１０３にて算出される最大輝度値との差が所定の閾値以上であるグループ領域内には汚れが存在していると判定する。ここでの所定の閾値は、たとえばメモリ８０２にあらかじめ格納しておくことができる。

フラグ生成部１０５は、汚れ判定部１０４にて汚れが存在すると判定されたグループ領域に対応づけて、汚れが存在することを示すフラグを生成する。フラグ生成部１０５にて生成されるフラグは、たとえばメモリ８０２に格納しておくことができる。

補正処理部１０６は、読取データ取得部１０１にて取得される各単位領域の輝度値に基づいて、シェーディング補正処理を行う。

このように、副走査方向を複数のグループ領域に分割することにより、グループ領域毎でのゴミ（汚れ）の有無の判定が可能となり、複雑な処理を行うことなく、ゴミが存在するグループ領域の場所も把握することができる。また、複数の単位領域からなるグループ領域毎にゴミの有無の判定を行うため、ゴミの大きさやゴミの数が汚れ検知処理に影響を及ぼすことがない。

読取データ取得部１０１は、フラグ生成部１０５にて汚れが存在することを示すフラグが生成されているグループ領域以外のグループ領域について輝度値を取得する。このように、ゴミが無い領域を読みとったデータに基づくシェーディング補正を実施することにより、シェーディング補正における補正精度の向上を図ることが可能となる。

補正処理部１０６は、フラグが生成されているグループ領域以外の複数のグループ領域のうちの規定数のグループ領域に関して、主走査方向における任意の単位区間に対応して副走査方向に並ぶ所定数以上の単位領域から読み取られる輝度値に基づいて、シェーディング補正処理を行う。

続いて、本発明の実施の形態による画像読取装置における処理の流れ（画像読取方法）について説明する。図４は、本発明の実施の形態による画像読取装置における処理の流れについて説明するための第１のフローチャートである。

図３の読取範囲を副走査方向にたとえば、３２個の「グループ領域」に分割する（ＡＣＴ１０１）。それぞれのグループ領域は、複数の「単位領域」から構成されている（図３を参照）。

このとき、座標として（主走査画素、副走査画素）とした場合、図３の（０，０）〜（０，３）の基準読取データの平均値ａｖｅ［０］を算出する（ＡＣＴ１０５）。この平均値ａｖｅ［０］と主走査方向１画素毎に設けられている最大の輝度値（図３ではＭＡＸ［０］）とを比較し（ＡＣＴ１０６）、平均値ａｖｅ［０］が最大の輝度値ＭＡＸ［０］以上であった場合は最大の輝度値ＭＡＸ［０］にこの平均値ａｖｅ［０］を入れ替える。

次に、図３の（１，０）〜（１，３）の基準読取データの平均値ａｖｅ［１］を算出する。平均値ａｖｅ［１］と最大の輝度値ＭＡＸ［１］とを比較し、平均値ａｖｅ［１］が最大の輝度値ＭＡＸ［１］以上であった場合は最大の輝度値ＭＡＸ［１］に平均値ａｖｅ［１］を入れ替える。主走査サイズをＸとした場合、上記の操作を主走査０〜Ｘで繰り返し主走査方向の各画素毎の最大の輝度値ＭＡＸ［０］〜ＭＡＸ［Ｘ］を求める。副走査方向における１つ目のグループ領域の最大の輝度値を算出した後、副走査方向における２つ目のグループ領域の（０，４）〜（０，７）の平均値ａｖｅ［０］を算出する。

平均値ａｖｅ［０］と最大の輝度値ＭＡＸ［０］とを比較し、平均値ａｖｅ［０］が最大の輝度値ＭＡＸ［０］以上であった場合は最大の輝度値ＭＡＸ［０］にこの平均値ａｖｅ［０］を入れ替える。次に、図３の（１，４）〜（１，７）の基準読取データの平均値ａｖｅ［１］を算出する。平均値ａｖｅ［１］と最大の輝度値ＭＡＸ［１］とを比較し、平均値ａｖｅ［１］が最大の輝度値ＭＡＸ［１］以上であった場合は最大の輝度値ＭＡＸ［１］と平均値ａｖｅ［１］を入れ替える（ＡＣＴ１０７）。

上記の操作を主走査０〜Ｘで繰り返し主走査方向の各画素毎の最大の輝度値ＭＡＸ［０］〜ＭＡＸ［Ｘ］を求める。

以上の操作を副走査方向における３２個目のグループ領域まで行うことで（ＡＣＴ１０２、ＡＣＴ１０３、ＡＣＴ１０４）、主走査方向１画素毎に設けられている最大の輝度値ＭＡＸ［０］〜ＭＡＸ［Ｘ］を算出する。

図５は、本発明の実施の形態による画像読取装置における、図４のフローチャートに続く処理の流れについて説明するための第２のフローチャートである。

図５に示す処理では、求められた最大の輝度値ＭＡＸ［０］〜ＭＡＸ［Ｘ］と、所定の規定値、および基準読取データの平均値ａｖｅ［０］〜ａｖｅ［Ｘ］を用いてゴミ検知を行う。

ここで、各ブロック内の基準読取データの平均値ａｖｅ［０］〜ａｖｅ［Ｘ］の算出方法は、先に記述した平均値算出と同様の処理を行うこととする。

まず、副走査方向における１つ目のグループ領域の平均値ａｖｅ［０］と最大の輝度値ＭＡＸ［０］から差分を算出する（ＡＣＴ１１０）。算出された差分がある規定値以上であった場合（ＡＣＴ１１１，Ｙｅｓ）ゴミありとし、処理の対象となっているグループ領域にフラグを立てる（ＡＣＴ１１２）。

主走査方向１画素目がごみ無しと検知された場合は２画素目の平均値ａｖｅ［１］と最大の輝度値ＭＡＸ［１］の差分をある規定値と比較し、ゴミありと検知された場合、対象グループ領域にフラグを立てる。

以上の処理を主走査方向サイズすべてに行い、副走査方向における１つ目のグループ領域のゴミ検知を行う。

次に、副走査方向における２つ目のグループ領域の平均値ａｖｅ［０］とＭＡＸ［０］の差分を算出する。算出された差分が規定値以上であった場合は処理の対象になっているブロックにフラグを立てる。

主走査方向１画素目がごみ無しと検知された場合は２画素目の平均値ａｖｅ［１］と最大の輝度値ＭＡＸ［１］の差分をある規定値と比較し、ゴミありと検知された場合、対象グループ領域にフラグを立てる。

以上の処理を主走査方向サイズすべてに行い、副走査方向における２つ目のグループ領域のゴミ検知を行う。上記の平均値と最大の輝度値の差分をある規定値と比較する操作を副走査方向に分割されている３２個のグループ領域すべてに行うことにより、ゴミありグループ領域を検知する（ＡＣＴ１０８、ＡＣＴ１０９、ＡＣＴ１１３、ＡＣＴ１１４）。

以上がゴミ検知方法であり、ゴミ検知後、シェーディング補正を行う。シェーディング補正値としては、上記の処理後フラグがたっていないグループ領域の内、ある規定数のグループ領域を平均した数値を用いる。

上述の画像読取装置での処理における各動作は、ＭＥＭＯＲＹ８０２に格納されているシェーディング補正プログラムをＣＰＵ８０１に実行させることにより実現されるものである。

更に、画像読取装置を構成するコンピュータにおいて上述した各動作を実行させるプログラムを、画像読取プログラムとして提供することができる。本実施の形態では、発明を実施する機能を実現するための当該プログラムが、装置内部に設けられた記憶領域に予め記録されている場合を例示したが、これに限らず同様のプログラムをネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様のプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。具体的に、記録媒体としては、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、回線上の伝送媒体などが挙げられる。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のＯＳ（オペレーティング・システム）等と共働してその機能を実現させるものであってもよい。

なお、本実施の形態におけるプログラムには、実行モジュールが動的に生成されるプログラムを含むものとする。

また、上述の実施の形態では、基準板上における汚れの検知を、白基準板を読みとって得られる輝度値に基づいて行う構成を例示したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、基準板から読み取られる濃度値に基づいて、基準板上における汚れの検知を行うことも可能であることは言うまでもない。

また、上述の実施の形態では、シェーディング補正に用いる基準板の一例として、白基準板を例に挙げたが、必ずしもこれに限られるものではなく、黒基準板を読みとってシェーディング補正を行う構成を採用することもできる。

上述の実施の形態のように、白基準板上の読み取り対象領域を、副走査方向を複数のグループ領域に分割することにより、グループ領域ごとにゴミの有無の判定を行うことが可能となる。これにより、シェーディング補正値を算出する際に、汚れが存在しないグループ領域のみを読み取った読取データを使用することが可能となる。また、主走査方向における単位区間毎の平均値を使用して白基準板上の読取位置を決定することにより、汚れ検知がゴミの大きさやゴミの数に影響を受けることがない。また、上述の実施の形態によれば、複雑な処理を必要とすることなく、シェーディング補正の補正精度の向上に寄与することができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

１０１ 読取データ取得部、１０２ 平均値算出部、１０３ 最大輝度値算出部、１０４ 汚れ判定部、１０５ フラグ生成部、１０６ 補正処理部。

特開平７−１７７３１４号公報

Claims (2)

1. 白基準板における読取対象領域を主走査方向において複数の単位区間に分割し、且つ前記単位区間を副走査方向において複数の単位領域に分割した場合における、各単位領域を読み取って得られる輝度値を取得する読取データ取得部と、
   前記白基準板における単位区間を副走査方向においてそれぞれが複数の単位領域からなる複数のグループ領域に分割した場合における、前記複数のグループ領域それぞれについて、各グループ領域に属する複数の単位領域から読み取られる輝度値の平均値を算出する平均値算出部と、
   前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数のグループ領域それぞれについて前記平均値算出部にて算出される平均値の内の最大値を、該最大値の算出対象となる複数のグループ領域が対応する単位区間の最大輝度値として算出する最大輝度値算出部と、
   前記主走査方向における各単位区間について、各単位区間に属する複数のグループ領域の内、前記平均値算出部にて算出される平均値と前記最大輝度値算出部にて算出される最大輝度値との差が所定の閾値以上であるグループ領域内には汚れが存在していると判定する汚れ判定部と、
   前記汚れ判定部にて汚れが存在すると判定されたグループ領域に対応づけて、汚れが存在することを示すフラグを生成するフラグ生成部と、
   前記読取データ取得部は、前記フラグ生成部にて汚れが存在することを示すフラグが生成されているグループ領域以外の複数のグループ領域のうちの所定数の該グループ領域に関して、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数の単位領域から読み取られる輝度値を取得するものであり、
   前記読取データ取得部にて取得される前記複数の単位領域の輝度値を平均した値に基づいて、シェーディング補正処理を行う補正処理部と
   を備える画像読取装置。
2. 白基準板における読取対象領域を主走査方向において複数の単位区間に分割し、且つ前記単位区間を副走査方向において複数の単位領域に分割した場合における、各単位領域を読み取って得られる輝度値を取得し、
   前記白基準板における単位区間を副走査方向においてそれぞれが複数の単位領域からなる複数のグループ領域に分割した場合における、前記複数のグループ領域それぞれについて、各グループ領域に属する複数の単位領域から読み取られる輝度値の平均値を算出し、
   前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数のグループ領域それぞれについて前記算出される平均値の内の最大値を、該最大値の算出対象となる複数のグループ領域が対応する単位区間の最大輝度値として算出し、
   前記主走査方向における各単位区間について、各単位区間に属する複数のグループ領域の内、前記算出される平均値と前記算出される最大輝度値との差が所定の閾値以上であるグループ領域内には汚れが存在していると判定し、
   前記汚れが存在すると判定されたグループ領域に対応づけて、汚れが存在することを示すフラグを生成し、
   前記汚れが存在することを示すフラグが生成されているグループ領域以外の複数のグループ領域のうちの所定数の該グループ領域に関して、前記主走査方向における任意の単位区間に対応して前記副走査方向に並ぶ複数の単位領域から読み取られる輝度値を取得し、
   前記取得した前記複数の単位領域の輝度値を平均した値に基づいて、シェーディング補正処理を行う画像読取方法。
   

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