JP5489584B2

JP5489584B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

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Publication number: JP5489584B2
Application number: JP2009186773A
Authority: JP
Inventors: 英嗣香川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: JP2011041013A; US9554019B2; US20110038020A1

Description

本発明は、画像データを色ずれ補正処理する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。

互いに異なる発光波長の光を切り替えて画像読み取りを行う画像読取装置としてカラースキャナが知られている。このようなカラースキャナは、所定方向に移動可能に設けられたキャリッジに、ライン状の光源とイメージセンサが搭載されている。光源にはＲｅｄ（Ｒ）、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）、Ｂｌｕｅ（Ｂ）の光に対応した発光波長を照射可能なＬＥＤが用いられる。そして、ライン状光源の長手方向と交差する方向（副走査方向と称す）にキャリッジが移動しつつ、原稿による反射光が、ライン状のイメージセンサに受光されて原稿が読み取られる。また、原稿の読み取り方式としては移動読み方式が用いられる。

ここで、移動読み方式とは、ＣＩＳユニットを副走査方向に搬送しながら、光源のＬＥＤを切り替えながら読み取る方式である。ＲｅｄのＬＥＤを点灯させてカラー画像のＲ成分を得て、次にＧｒｅｅｎのＬＥＤを点灯させてＧ成分を得て、最後にＢｌｕｅのＬＥＤを点灯させてＢの成分を得る。このＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、ＢｌｕｅのＬＥＤ点灯サイクルを１サイクルとして１ライン分の画像データを得る。ＣＩＳユニットを副走査方向に搬送しながら、点灯サイクルを繰り返すことで、１ページ分の画像データを得る。

しかしながら、ＲＧＢを順次点灯させる移動読みでは、色ずれが発生してしまう。以下に色ずれについて図面を用いて説明する。図７は、色ずれの発生の様子を表した図である。副走査方向に、白、黒、白へと変化する原稿を読み取る場合について説明する。ＣＩＳユニットを副走査に搬送しながら読み取る時に、図１に示すようなタイミングでＲＧＢの光源が点灯したと仮定する。領域１を読み取る場合、ＲＧＢそれぞれの光源は原稿の白を照らし、反射した光がセンサに入力されるので、ＲＧＢの読み取り値は、白（２５５，２５５，２５５）となる。同様に、領域３では、ＲＧＢの読み取り値は、黒（０，０，０）となる。白から黒に変化するエッジを含む領域２を読み取る時、Ｇの光源は原稿の白と黒の両方を照らすことになる。この場合、Ｇの読み取り値は白と黒の中間値となり、ＲＧＢの読み取り値は、橙（２５５，１２８，０）となる。反対に、黒から白に変化するエッジを含む領域４を読み取る時、ＲＧＢの読み取り値は、青（０，１２８，２５５）となる。

このように、Ｒ、Ｇ、Ｂの順番で光源を順次点灯させる方式では、白黒エッジの副走査方向に見て、上流側では暖色系の有彩色が色ずれ画素として発生し、エッジの下流側では寒色系の有彩色が色ずれとして発生してしまう。このような色ずれを軽減する方法として、白黒エッジ部をパターン認識し、パターンに合致した時に色ずれ画素を黒または白に置き換える方式が知られている（特許文献１）。また、エッジ部の色ずれを検出し、色ずれ画素を無彩色に補正する方式も知られている（特許文献２）。また、輝度が単調増加／単調減少している箇所を色ずれ画素とみなし、色ずれ画素の彩度を補正する方式も知られている（特許文献３）。

特開平０４−２８０５７５号公報特開２００４−９６６２５号公報特開２００６−４２２６７号公報

ここで、読み取り解像度が高くなると、色ずれによる有彩色画素が多く発生する現象がある。以下に図面を用いて説明する。図６は、白から黒に変化するエッジをレンズを通して見た時の様子を表している。Ｙ軸方向に輝度値、Ｘ軸方向に位置を表している。白と黒のエッジ部をレンズを通して見た時、エッジ部ではボケが発生し、白から黒になだらかに変化して見える。このボケの原因としては収差による影響が良く知られている。

図６に示すように、３００ｄｐｉで１画素分のボケが発生する場合について説明する。このようなボケが発生するレンズを通して、３００ｄｐｉで読み取るとボケ部の画素は１画素発生する。６００ｄｐｉでは解像度が倍になるのでボケ部は２画素発生する。同様に、さらに倍の１２００ｄｐｉでは４画素分のボケが発生する。このように、読み取り解像度が高くなると、ボケ画素数がより多く発生する。また、先に説明したように、エッジ部では色ずれによる現象で有彩色の画素が発生する。つまり、解像度が高くなると、エッジ部では有彩色画素で占められる範囲が広がってしまうことが分かる。

解像度の例と同様に、原稿種によっても、色ずれによる有彩色画素で占められる範囲が広がる。例えば、インクジェット方式を用いたプリンタで印刷した印刷物のエッジは鮮鋭さに欠ける。この要因としては様々であるが、図５を用いて説明すると、主滴５０１が円状になっていることや、副滴であるサテライト５０２（分離インク滴）、スプラッシュ５０３（インク跳ね返り）による影響が知られている。つまり、本来のエッジ部が主滴５０１によって直線でなくなることによって、読み取った時にボケが発生する。また、サテライト５０２やスプラッシュ５０３によって、エッジとは離れた場所に小さなドットが存在してしまうため、小さなドット分のボケが広がって読み取られる。

以上のようにインクジェット方式で印刷された原稿は、オフセット印刷や銀塩写真の原稿に比べて、エッジがボケやすい性質がある。エッジのボケ範囲が広がると、色ずれによる有彩色画素の範囲も広がってしまう。

エッジ部で有彩色画素の範囲が広がると、１画素分の色ずれ補正では補正できなくなってしまう。また、パターン認識による色ずれ補正では、パターンとして登録しておくべき範囲が広がるため、膨大なメモリを消費してしまう。

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、色ずれ画素が広範囲に広がった場合でも、処理を複雑化することなく色ずれ補正することができる画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理方法は、ＲＧＢ光源を順次切り替えながらラインセンサと原稿とを相対走査させることによって原稿上の画像を読み取り、当該読み取って得られる読取画像データを処理する画像処理装置であって、前記読取画像データを得る際の読取設定を特定する特定手段と、前記読取画像データに含まれる１画素分の有彩色画素を無彩色画素に補正する少なくとも１つの補正部を含む補正手段と、前記特定手段により特定された読取設定に従って得られた前記読取画像データのうち、前記ラインセンサの走査方向における第１の無彩色画素と第２の無彩色画素の間に存在する有彩色画素を、１画素ずつ補正対象を切り替えながら所定画素数分、前記補正手段により補正する補正制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、色ずれ画素が広範囲に広がった場合でも、処理を複雑化することなく色ずれ補正することができる。

画像処理装置の構成を示すブロック図である。色ずれ補正部を示す図である。２画素分の色ずれ画素を補正する様子を示す図である。色ずれ補正部の他の構成例を示す図である。インクジェットプリンタで印刷した印刷物のエッジを示す図である。白から黒に変化するエッジの詳細部分を示す図である。色ずれの発生の様子を示す図である。

[第１の実施例]
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。

図１は、本発明の代表的な実施例であるマルチファンクションプリンタ装置（以下、画像処理装置１００）の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１０５は、画像処理装置全体を制御する制御部であり、システムバスを介して画像処理装置全体を制御する。ＲＯＭ１０６は、ＣＰＵ１０５の動作のためのプログラムコード、初期値データ、画像処理部１０２で使用するテーブルデータなどを格納したＲＯＭである。

読取部１０１は、所定の解像度で光学的に読み取った画像を、電気的なアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をＡＤ変換を施すことによってデジタル信号に変換する。ここで、読取部１０１とは、例えば、互いに異なる発光波長の光を切り替えて画像読み取りを行うカラースキャナである。所定方向に移動可能に設けられたキャリッジ上に、ライン状の光源とイメージセンサが搭載されている。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光に対応した発光波長を照射可能なＬＥＤが、光源（ＲＧＢ光源）として用いられる。ライン状の光源の長手方向と直交する方向（副走査方向）にキャリッジが移動しつつ、原稿による反射光がライン状のイメージセンサに受光されて原稿が読み取られる。原稿読取り方式として、ＣＩＳユニットを副走査方向に搬送しながら、光源のＬＥＤを周期的に切り替えながら読み取る方式が用いられる。赤のＬＥＤを点灯させてカラー画像のＲ成分を得て、緑のＬＥＤを点灯させてＧ成分を得て、最後に青のＬＥＤを点灯させてＢの成分を得る。この赤、緑、青のＬＥＤ点灯サイクルを１サイクルとして１ライン単位で画像データが生成される。また、ＣＩＳユニットを搬送しながら、点灯サイクルを繰り返すことで、１ページ分の画像データを得る。本実施例においては、このようなカラースキャナを用いて、記録媒体上に印刷された白黒画像を読み取る。

画像処理部１０２は、読取部１０１で読み取ったデジタル信号に対して、フィルタ処理などの画像処理を施す画像処理部である。ＲＡＭ１０７は、画像バッファ及び画像メモリに使用されるＲＡＭであり、読取部１０１で読み取ったデジタルデータを一時的に保存したり、画像処理部１０２において画像処理を行う際のワークメモリとして使用される。

印刷部１０３は、デジタル信号を記録媒体に印刷する印刷部であり、インクジェット方式などの記録方式が用いられる。操作部１０４は、設定、登録、確認、エラーなどの各種メッセージの表示を行う表示部を備えている。また、スキャン、コピー等の動作モードを選択するモードキー、コピー時の品位や濃度を選択する設定キー、選択したモードに従いカラーモードで動作するカラースタートキー、選択したモードに従いモノクロモードで動作するモノクロキー等も備えられている。

画像処理装置１００は、プリント機能、スキャン機能、コピー機能を含む。プリント機能は、接続されたホスト（不図示）からの画像データに基づいて、印刷部１０３で印刷する機能である。スキャン機能は、読取部１０１で読み取った原稿画像をデジタルデータに変換してホストに渡す機能である。コピー機能は、読取部１０１で読み取った画像に画像処理部１０２で画像処理を施し、印刷部１０３で印刷する機能である。

以下、コピー動作について説明する。ユーザは、操作部１０４の表示部に表示される情報を元に、コピー時の各種設定を行う。モードキーの押下によってコピーモードを選択し、設定キーの押下によってコピー品位や記録濃度の設定が終了した後、カラースタートキーを押下するとカラーコピー動作が開始される。カラーコピー動作が開始されると、コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットを含む読取部１０１は、原稿画像を読み取り、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）色のアナログ輝度信号を出力する。アナログ輝度信号はＡＤ変換部でデジタル信号に変換され、バスを通して画像処理部１０２に渡される。

画像処理部１０２では、光源のムラやセンサ感度のばらつきを補正するシェーディング補正、文字部と画像部を分離する像域分離処理、像域分離処理の結果に応じてエッジ強調フィルタを施すフィルタ処理、最適な色味に変換する色変換処理などが行われる。画像処理を施された画像データは、印刷部１０３に送られる。印刷部１０３では、ＲＧＢデータを記録用のインク色であるＣＭＹＫに変換する色分解処理が行われる。色分解されたＣＭＹＫのデータは誤差拡散処理によって、インク滴を打つ又は打たないの２値データに変換される。変換された２値データを元にインク滴を紙面上に打つことで画像を形成してコピー画像を形成する。

本発明の第１の実施例における画像処理装置を適用した色ずれ補正について説明する。図２は、色ずれ補正部を示す図である。画像処理部１０２に入力された画像データは色ずれ補正部２０１に入力される。色ずれ補正部２０１は、出力データが入力にループする構成とされており、同じ色ずれ補正をＮ回（Ｎは整数）行うことができる。例えば、読取解像度が３００ｄｐｉの場合には、色ずれ画素が１画素発生し、６００ｄｐｉの時は２画素発生するとする。ユーザは、コピー動作の設定時に、操作部１０４によりコピー時の読取解像度を設定する。

ユーザが読取解像度を３００ｄｐｉと設定した場合には、色ずれ補正部２０１のループ回数は０回で動作し、読取画像に対して１回の色ずれ補正処理が行われる。また、ユーザが読取解像度を６００ｄｐｉと設定した場合には、色ずれ補正部２０１のループ回数は１回で動作し、読取画像に対して２回の色ずれ補正処理が実行される。

以下、２画素分の色ずれ補正について説明する。図３は、２画素分の色ずれ画素を補正する様子を表した図である。補正前において、白と黒の無彩色画素の間には、赤色画素と薄赤色画素の２画素の色ずれ画素が存在する。ここで、白の画素を第１の無彩色画素とし、黒の画素を第２の無彩色画素とする。１回目の色ずれ補正で、黒の左側に隣接する有彩色画素で（赤色に色ずれした赤色画素）が補正される。補正された赤色画素は、彩度を小さく補正することにより灰色の画素となる。２回目の色ずれ補正時には、１回目に灰色に補正された画素の左側に隣接する薄赤色に色ずれした画素が検出され、薄灰色に補正される。このように、白の黒の無彩色画素の間にある有彩色画素の１つに注目し、その注目画素を彩度を小さくするように補正し、注目画素の画素位置を順次ずらして（ループ処理）、補正処理を実行していく。

以上のように、本実施例においては、ユーザが読取解像度を明示的に指定する場合について説明した。しかし、コピー品位と読取解像度が対応しており、ユーザがコピー品位を指定することで、間接的に読取解像度が変化する構成においても本発明を適用することができる。

[第２の実施例]
第１の実施例では、読取解像度に応じて色ずれ補正部２０１のループ回数Ｎが変化する形態について説明した。第２の実施例では、読取原稿種に応じてループ回数Ｎが変化する。本実施例においては、画像処理装置１００は、原稿種とループ回数Ｎとの対応をテーブル等でＲＯＭ１０６等に予め格納しておく。

ユーザは、コピー動作の設定時に、操作部１０４においてコピー時の原稿種を設定する。ここで、例えば、ユーザが銀塩写真原稿を設定した場合に、画像処理装置１００は、テーブルを参照して、色ずれ補正部２０１のループ回数を０回で動作させ、読取画像に対して１回の色ずれ補正処理が行う。また、ユーザが原稿種としてインクジェット原稿を設定した場合に、画像処理装置１００は、テーブルを参照して、色ずれ補正部２０１のループ回数を１回で動作させ、読取画像に対して２回の色ずれ補正処理を行う。

[第３の実施例]
第３の実施例における色ずれ補正について説明する。図４は、第３の実施例における色ずれ補正部について表した図である。画像処理部１０２に入力された画像データは、第１の色ずれ補正部４０１に入力される。第１の色ずれ補正部４０１の後段には、第１の色ずれ補正部４０１と同じ回路で構成された第２の色ずれ補正部４０２が構成されている。即ち、同じ色ずれ補正処理を２段階で行うことで、第１の実施例における２回の色ずれ補正を行った結果と等しい結果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、画像処理装置に搭載した色ずれ補正部により色ずれ補正を行っているが、画像処理装置のＣＰＵによる演算処理によっても色ずれ補正は可能であることは言うまでもない。また、本実施の形態では、画像処理装置において色ずれ補正を行ったが、外部の情報処理装置のソフトウェア処理によっても類似の効果を得られることは言うまでもない。

以上のように、本実施例においては、読取解像度を高くした場合やエッジのボケやすい原稿を読み取った場合に色ずれ画素が複数画素に広がったとしても、色ずれ補正を広がった画素分の回数行うことで色ずれを補正することができる。従って、広範囲の色ずれを補正する回路を新たに開発する必要がない。また、ループ処理により１回ずつ処理されることから広範囲のエリアを一度に見る必要がないので、バッファの使用容量を削減することができる。

Claims

ＲＧＢ光源を順次切り替えながらラインセンサと原稿とを相対走査させることによって原稿上の画像を読み取り、当該読み取って得られる読取画像データを処理する画像処理装置であって、
前記読取画像データを得る際の読取設定を特定する特定手段と、
前記読取画像データに含まれる１画素分の有彩色画素を無彩色画素に補正する少なくとも１つの補正部を含む補正手段と、
前記特定手段により特定された読取設定に従って得られた前記読取画像データのうち、前記ラインセンサの走査方向における第１の無彩色画素と第２の無彩色画素の間に存在する有彩色画素を、１画素ずつ補正対象を切り替えながら所定画素数分、前記補正手段により補正する補正制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記補正手段に含まれる１つの補正部を繰り返し用いて、１画素ずつ補正対象を切り替えながら前記所定画素数分の画素を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記補正手段に含まれる複数の補正部を用いて、１画素ずつ補正対象を切り替えながら前記所定画素数分の画素を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記読取設定は、読取解像度を含み、前記補正制御手段は、前記所定画素数分の画素として、前記読取解像度に応じた画素数分の画素を前記補正手段により補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記読取解像度が高くなるほど、前記補正の対象とする画素数を多くすることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
前記読取設定は、読取対象の原稿種を含み、前記補正制御手段は、前記所定画素数分の画素として、前記原稿種に応じた画素数分の画素を前記補正手段により補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記原稿種がインクジェットプリンタで画像が印刷された原稿である場合、前記補正対象とする画素数を、前記原稿種が銀塩写真画像が印刷された原稿である場合よりも多くすることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
ＲＧＢ光源を順次切り替えながらラインセンサと原稿とを相対走査させることによって原稿上の画像を読み取り、当該読み取って得られる読取画像データを処理する画像処理装置において実行される画像処理方法であって、
前記読取画像データを得る際の読取設定を特定し、
前記特定された読取設定に従って得られた前記読取画像データのうち、前記ラインセンサの走査方向における第１の無彩色画素と第２の無彩色画素の間に存在する有彩色画素を、１画素ずつ補正対象を切り替えながら所定画素数分、無彩色画素に補正するよう、１画素分の有彩色画素を無彩色画素に補正する少なくとも１つの補正部を制御する、
ことを特徴とする画像処理方法。
１つの補正部を繰り返し用いて、１画素ずつ補正対象を切り替えながら前記所定画素数分の画素を補正することを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
複数の補正部を用いて、１画素ずつ補正対象を切り替えながら前記所定画素数分の画素を補正することを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
前記読取設定は、読取解像度を含み、前記所定画素数分の画素として、前記読取解像度に応じた画素数分の画素を前記少なくとも１つの補正部により補正することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
前記読取解像度が高くなるほど、前記補正の対象とする画素数を多くすることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
前記読取設定は、読取対象の原稿種を含み、前記所定画素数分の画素として、前記原稿種に応じた画素数分の画素を前記少なくとも１つの補正部により補正することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理方法。
前記原稿種がインクジェットプリンタで画像が印刷された原稿である場合、前記補正対象とする画素数を、前記原稿種が銀塩写真画像が印刷された原稿である場合よりも多くすることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。