JP5206396B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置に関する。

ＲＧＢ（Red, Green, Blue）毎に原稿を読み取るスキャナ等の原稿読み取り装置は、原稿搬送速度の変動により白黒画像のエッジ部に色ずれが生じることがある。

これに関し、特許文献１には、低明度・低彩度領域にあたる画像のエッジ部分を検出し、検出領域を拡大化して色ずれを補正する技術が開示されている。

また、特許文献２には、白黒と判定された領域の間に発生するカラー画素の連続性により、色ずれか否かの判定を行なう技術が開示されている。
特開２０００−２０６７５６号公報 特開２００３−２４４４６９号公報

本発明は、原稿を読み取る主走査方向の少なくとも１ライン分の画素値を記憶することにより色ずれを補正可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、原稿を主走査方向に読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた主走査方向の１ライン上の各々の画素の明度値及び彩度値を画素毎に順次出力する出力手段と、前記出力手段により出力された明度値及び彩度値から、少なくとも１ライン分の画素の明度値及び彩度値の各々を記憶する第１記憶手段と、前記出力手段により出力された彩度値から、彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報を少なくとも１ライン分だけ記憶する第２記憶手段と、前記出力手段により出力される明度値と、出力される明度値の画素に副走査方向に隣接する画素について、前記第１記憶手段により記憶された明度値との変化量を、前記出力手段により出力される度に導出する導出手段と、前記導出手段により導出された変化量が、予め定められた第１の範囲内の変化量であり、かつ前記第１記憶手段により記憶された彩度値が予め定められた第２の範囲外であり、更に前記第２記憶手段により記憶された彩度値が無彩色を示す彩度値である場合に、前記第１記憶手段により記憶された彩度値を予め定められた第２の範囲内のいずれかの彩度値に補正する彩度補正手段と、を有する。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記彩度補正手段により、彩度が補正されたことを記憶する彩度補正記憶手段を更に有し、前記彩度補正手段は、前記彩度補正記憶手段により、彩度が補正されたことが記憶されており、かつ前記導出手段により導出された変化量が、前記予め定められた第１の範囲内の変化量である場合に、前記出力手段により出力された彩度値を補正するものである。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記彩度補正手段が副走査方向に連続した画素の彩度を補正する場合に、補正する画素の個数に上限を設けたものである。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、原稿を読み取る主走査方向の少なくとも１ライン分の画素値を記憶することにより色ずれを補正可能な画像処理装置を提供することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、複数の画素にわたり色ずれが発生した場合にも色ずれを補正することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、色ずれではない場合に補正したとしても、その補正画素数を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像処理装置の全体構成を示す図である。同図に示されるように、画像処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１６、ＣＣＤ駆動回路１２、Ａ／Ｄ変換回路１８、シェーディング補正回路２０、及び画像処理回路１４を含んで構成される。

このうち、ＣＰＵ１０は、画像処理装置全体を制御するもので、特にＣＣＤ駆動回路１２及び画像処理回路１４とバスにより接続され、それらと直接やり取りを行なうことができる。

ＣＣＤ１６は、図示しない原稿搬送手段により搬送されている原稿を光学的に読み取り、ＲＧＢ（Red, Green, Blue）毎のアナログ信号を出力するものである。ＣＣＤ駆動回路１２は、ＣＰＵ１２の指示により、ＣＣＤ１６を駆動する回路である。Ａ／Ｄ変換回路１８は、ＣＣＤ１６から出力されたＲＧＢの各アナログ信号をデジタル信号に変換する。シェーディング補正回路２０は、Ａ／Ｄ変換回路１８から出力されたＲＧＢの各デジタル信号に対してシェーディング補正を行なう。このシェーディング補正回路２０で補正されたＲＧＢの各デジタル信号が画像処理回路１４に入力される。

画像処理回路１４は、色空間変換回路２２及び色ずれ補正回路２４を含んで構成される。このうち、色空間変換回路２２は、ＲＧＢの色空間からＬ*ａ*ｂ*の色空間に変換するもので、具体的にはＲＧＢの各デジタル信号をＬ*ａ*ｂ*の信号に変換する。以下の説明では、Ｌ*ａ*ｂ*をそれぞれＬａｂと略記する。

色ずれ補正回路２４は、原稿搬送速度の変動により白黒画像のエッジ部に発生した色ずれを補正するもので、この詳細を図２を用いて説明する。

図２は、色ずれ補正回路２４の詳細な構成を示す図である。この色ずれ補正回路２４は、同図に示されるようにＬａｂ毎に主走査方向の少なくとも１ライン分の画素の明度値Ｌ及び彩度値ａｂの各々を記憶するラインメモリ３０Ｌ、３０Ａ、３０Ｂ（第１記憶手段）が設けられている。

そして、Ｌ信号に関しては明度変化量判定部（導出手段）３２が更に設けられている。この明度変化量判定部３２は、色空間変換回路２２により出力される明度値Ｌと、出力される明度値の画素に副走査方向に隣接する画素について、ラインメモリ３０Ｌにより記憶された明度値との変化量を、色空間変換回路２２により出力される度に導出する。導出された明度変化量は、色ずれ判定部４０に出力される。また、同図に示されるように、Ｌ信号は信号処理されることなく、色ずれ補正回路２４からそのまま出力される。

次に、ａ信号及びｂ信号に関する構成について説明する。本実施の形態では、ａ信号及びｂ信号に関する構成（ａ補正部３４、ｂ補正部３６（彩度補正手段））は同一であるので、ｂ信号に関する構成については略記している。従って、ａ信号に関する構成を例にして説明する。

ａ補正部３４は、色づき判定部３８、色ずれ判定部４０、及び色ずれ補正部４２を含んで構成される。

このうち、色づき判定部３８は、入力されたａ信号から、この信号が有彩色を示す信号か無彩色を示す信号かを判定するものである。また、色づき判定部３８は、入力されているラインの１ライン前のａ信号が、有彩色を示す信号であったか、無彩色を示す信号であったかを示す１ビットの情報を記憶するメモリを備えている。すなわち、彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報を少なくとも１ライン分（１ラインの画素数×１ビットの情報）だけ記憶するメモリ（第２記憶手段）を備えている。このメモリには、第１記憶手段に記憶されている明度値及び彩度値の画素の前の画素で読み込まれた彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報が記憶される。

なお、彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報を少なくとも２ライン分以上持つようにしてもよい。これにより、彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報を例えば２ライン分だけ持つようにした場合、後述する色ズレ判定の際に、第１記憶手段により記憶された彩度値を使用せずに、第２記憶手段により記憶された彩度値のみを使用することができる。第２記憶手段により記憶された彩度値のみを使用することで、判定アルゴリズムを簡略することができる。

また、１ライン分に必要なメモリサイズは、上述したように１ラインの画素数×１ビットであるため、従来のように画素値を記憶するためのメモリサイズと比較して、少ないメモリサイズとなる。

色ずれ判定部４０は、明度変化量判定部３２により導出された変化量、及び色づき判定部３８からの判定結果から、色ずれか否かを判定する。色ずれ補正部４２は、色ずれと判定された彩度値を補正する。また、色ずれ補正部４２は、画素が補正されたことを示す１ビットの情報を記憶するメモリ（彩度補正記憶手段）を備えている。すなわち、１ラインの画素数×１ビットの情報を記憶するメモリを備えている。

そして、ａ補正部３４は、明度変化量判定部３２により導出された変化量が、予め定められた第１の範囲内の変化量であり、かつ第１記憶手段により記憶された彩度値が予め定められた第２の範囲外であり、更に第２記憶手段により記憶された彩度値が無彩色を示す彩度値である場合に、第１記憶手段により記憶された彩度値を予め定められた第２の範囲内のいずれかの彩度値に補正する。上記第１の範囲、第２の範囲については後述する。

この補正について、図３を用いて説明する。図３は、１画素を補正する場合（Ａ）と、複数画素（図では３画素）を補正する場合（Ｂ）における、原稿から読み取られた色、明度値、彩度値を示す図である。

同図は、黒が原稿に印刷されているが、搬送速度の変動により、エッジ部分が彩度を有する色である赤として読み込まれた場合を例にしている。そして、同図（Ａ）が１画素分ずれた場合、同図（Ｂ）が３画素分ずれた場合を示している。更に、縦軸が明度を示すＬ、横軸が副走査方向の位置を示すグラフと、横軸が彩度を示すａ、横軸が副走査方向の位置を示すグラフとが示されている。なお、彩度はａのみとなっているが、ｂの場合も同じであるので、ここでは略記している。

また、同図では赤に対応する部分が、色変化していないように描かれているが、搬送方向の速度変動でずれた場合には、薄い赤から段階的に黒に変化している。

まず、同図（Ａ）について説明する。同図（Ａ）において、明度値が変化量Ｘだけ上昇し、彩度値は無彩色を示す彩度値から赤の画素により有彩色を示す彩度値となり、再び無彩色を示す彩度値となっている。

ここで、図４に示される元々赤の原稿を読み込んだ場合の明度値、彩度値について説明する。図４に示される２つのグラフは、縦軸が明度を示すＬ、横軸が副走査方向の位置を示すグラフと、横軸が彩度を示すａ、横軸が副走査方向の位置を示すグラフである。そして、同図に示される明度値の変化量Ｙはさほど大きくならないことが示されている。

一方、ずれた場合の変化量は、変化量Ｙと比較すると大きいものであり、またいきなり黒となった場合の変化量Ｚより小さいものとなる。これらの変化量を用いて第１の範囲Ｖ１を表現すると、Ｙ＜Ｖ１＜Ｚとなる。Ｙ、Ｚの値は実験により予め定めておく。またＶ１の上限はＺより小さい値にしても良い。

図３（Ａ）の場合は、変化量Ｘが予め定められた第１の範囲内の変化量であり、かつ第１記憶手段により記憶された彩度値が予め定められた第２の範囲外（有彩色となる範囲：図５参照）であり、更に第２記憶手段により記憶された彩度値が無彩色を示す彩度値であるので、第１記憶手段により記憶された彩度値を予め定められた第２の範囲内（無彩色となる範囲）のいずれかの彩度値に補正するので、１画素分が補正される。

次に同図（Ｂ）について説明する。まず、赤を示す最初の画素は、同図（Ａ）の場合と同じであるため、補正されることとなる。このとき、上述した色ずれ補正部４２は、補正をしたことを示す１ビットの情報を、補正をしたことを示す情報とする。

次の２番目及び３番目の画素は、彩度が補正されたことが記憶されており、かつ明度変化量判定部３２により導出された変化量が、予め定められた第１の範囲内の変化量であるので、色空間変換回路２２により出力された彩度値を補正する。

このように副走査方向に連続した画素の彩度を補正する場合には、補正する画素の個数に上限を設けておく。これは、ある程度連続した場合は、元々読み込まれた彩度である可能性が高いためである。同図の場合は、３個を上限としているため、これ以降の連続した補正は行なわれない。

補正が行なわれない画素が出現した場合、上記色ずれ補正部４２の１ビットの情報は、補正をしていないことを示す情報となる。

次に、具体的な補正方法について説明する。図５は、補正する場合に用いられるグラフを示している。同図ではａだけを示すグラフとされているが、ｂの場合も同じグラフとなるため、略記している。

このグラフの横軸と縦軸のいずれもａを示すものであり、補正対象となった画素の彩度値が横軸に対応し、その彩度値を補正した彩度値が縦軸に対応している。なお、説明を簡単にするために、ａの範囲を−１００から＋１００の範囲としている。

同図に示されるように、無彩色（白黒）となる彩度値（α〜β）ではない彩度値は、白黒となる彩度値に変換される。このグラフでは、段階的に変化するようになっているが、直線的に変化するようにしても良い。上記α、βを用いて第２の範囲Ｖ２を示すと、α＜Ｖ２＜βとなることから、第２の範囲外は、α以下、又はβ以上となる。

また、このグラフをルックアップテーブルとして画像処理装置に記憶しても良いし、或いは数式として記憶しておき、演算するようにしても良い。

図６は補正例を示すグラフである。このグラフの縦軸は彩度ａを示し、横軸は副走査方向の位置を示している。なお、同図ではａだけを示すグラフとされているが、ｂの場合も同じグラフとなるため、略記している。

同図には、彩度値が無彩色を示す第２の範囲（白黒領域）が示されており、この範囲外の彩度値（有彩色の彩度値）は第２の範囲内のいずれかの彩度値に補正されていることが示されている。

最後に、実際に実験により得られた色ずれが発生した場合の明度値、及び彩度値を、図７に示す。

同図の縦軸は、Ｌ、ａ、ｂの値を示すもので、同じ軸として表現するために、それぞれ正規化した値としている。また、横軸は副走査方向を示している。同グラフにおいて、ｂの値は１００近傍に多く存在しているが、「色ずれ発生」と示される箇所では６０又は１４０付近にｂの値がプロットされている。このように、色ずれが発生する場合は、大きくずれた値となり、それにより彩度が大きくなる。

画像処理装置の全体構成を示す図である。 色ずれ補正回路の詳細な構成を示す図である。 １画素を補正する場合と、複数画素を補正する場合における、原稿から読み取られた色、明度値、彩度値を示す図である。 元々赤の原稿を読み込んだ場合の明度値、彩度値を示す図である。 補正する場合に用いられるグラフを示す図である。 補正例を示すグラフである。 色ずれが発生した場合の明度値、彩度値を示す図である。

符号の説明

１０ ＣＰＵ
１２ 駆動回路
１４ 画像処理回路
１６ ＣＣＤ
２２ 色空間変換回路
２４ 色ずれ補正回路
３０Ｌ、３０Ａ、３０Ｂ ラインメモリ
３２ 明度変化量判定部
３４ ａ補正部
３６ ｂ補正部
３８ 色づき判定部
４０ 色ずれ判定部
４２ 色ずれ補正部

Claims (3)

1. 原稿を主走査方向に読み取る読み取り手段と、
   前記読み取り手段により読み取られた主走査方向の１ライン上の各々の画素の明度値及び彩度値を画素毎に順次出力する出力手段と、
   前記出力手段により出力された明度値及び彩度値から、少なくとも１ライン分の画素の明度値及び彩度値の各々を記憶する第１記憶手段と、
   前記出力手段により出力された彩度値から、彩度値が無彩色を示す彩度値であるか否かを示す情報を少なくとも１ライン分だけ記憶する第２記憶手段と、
   前記出力手段により出力される明度値と、出力される明度値の画素に副走査方向に隣接する画素について、前記第１記憶手段により記憶された明度値との変化量を、前記出力手段により出力される度に導出する導出手段と、
   前記導出手段により導出された変化量が、予め定められた第１の範囲内の変化量であり、かつ前記第１記憶手段により記憶された彩度値が予め定められた第２の範囲外であり、更に前記第２記憶手段により記憶された彩度値が無彩色を示す彩度値である場合に、前記第１記憶手段により記憶された彩度値を予め定められた第２の範囲内のいずれかの彩度値に補正する彩度補正手段と、
   を有する画像処理装置。
2. 前記彩度補正手段により、彩度が補正されたことを記憶する彩度補正記憶手段を更に有し、
   前記彩度補正手段は、前記彩度補正記憶手段により、彩度が補正されたことが記憶されており、かつ前記導出手段により導出された変化量が、前記予め定められた第１の範囲内の変化量である場合に、前記出力手段により出力された彩度値を補正する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記彩度補正手段が副走査方向に連続した画素の彩度を補正する場合に、補正する画素の個数に上限を設けた請求項２に記載の画像処理装置。