JP6168971B2 - 画像読取装置及び画像処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたスキャナ装置等の画像読取装置に関し、より詳細には、読み取った原稿画像データにシェーディング補正を施すようにした画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置に関する。

スキャナ装置等の画像読取装置には、通常、シェーディング補正機能が設けられている。シェーディング補正機能とは、固体撮像素子で読み取った画像データに対して補正を行う機能である。すなわち、画像データを読み取る前に、シェーディング板（白基準板）から白基準画像を読み取ることによりシェーディングデータを求め、次いで、画像データを読み取って、この画像データに対して、シェーディングデータに基づいて、固体撮像素子や照明系などの光量ムラや各画素の感度バラツキに起因する補正を行う機能である。

上記のシェーディングデータを求めるときに問題となるのは、白基準画像からシェーディングデータを読み取るときのゴミ等の存在である。このゴミ等の影響をなくすために、従来は特許文献１に示されるような対策を施している。

すなわち、処理画素に隣接する隣接画像のシェーディングデータの変化量が一定以上であると、その部分に白ゴミが存在すると判断して、隣接画素の平均値を処理画素のシェーディングデータとする。こうすることにより、ゴミ等による悪影響を除くことが可能である。

特開２００１−８６３３３号公報

しかし、上記の特許文献１に示される装置では、ゴミが、白レベルの基準となるシェーディング板上に存在するものであれば、適切に対応できるが、反射板やＣＣＤ素子上のゴミであれば、補正の効果がなかったり、補正によるスジが発生する等、シェーディングデータによる補正に悪影響を及ぼす可能性があった。

そこで、この発明は、ゴミの存在する箇所に係わらず、ゴミがあるときのシェーディングデータによる補正に悪影響が及ぶのを低減させ、また、ゴミのレベル（ゴミによる濃度変化の程度）に応じた画像データの濃度補正をする画像読取装置を提供することを目的とする。

この発明は、白色基準板と原稿とをスキャンするスキャナと、
前記スキャナで読み取った画像データを、白色基準板を読み取って得られるシェーディングデータに基づいてシェーディング補正をするシェーディング補正部と、
前記シェーディングデータに基づいて画素毎にシェーディング補正した画像データの濃度補正を行う濃度補正部とを備え、
前記濃度補正部は、
処理画素の周辺画素のシェーディングデータの平均値を算出する平均値算出部と、
処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも暗い場合に、その暗い割合に応じて、周辺画素の画像濃度データを用いて処理画素の画像濃度データを補正する補正演算部と、
を備えてなることを特徴とする。

また、別の態様では、前記濃度補正部が
処理画素の周辺画素のシェーディングデータの平均値を算出する平均値算出部と、
処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも明るい場合に、その明るい割合に応じて、周辺画素の画像濃度データを用いて処理画素の画像濃度データを補正する補正演算部と、
を備えてなることを特徴とする。

この発明では、シェーディングデータの暗さの程度に応じて、処理画素の画像濃度データを補正するため、ゴミのレベルに応じて補正が可能である。また、ゴミの種類が、白色基準板（シェーディング板）のゴミだけではなく、ガラスやＣＣＤのゴミであっても適切な濃度補正を行える。さらに、白ゴミに対応することも可能である。

この発明の実施形態である画像読取装置の概略ブロック図である。 シェーディングデータが暗い黒ゴミの場合のシェーディングデータ一例を示している。 シェーディングデータが明るい白ゴミの場合のシェーディングデータ一例を示している。 スジ補正部６の機能を説明する図である。 スジ補正部６の構成図である。 ゴミが暗い場合のシェーディングデータの部分拡大図と濃度補正に使うパラメータを示している。 上記実施形態の画像読取装置において、黒ゴミの場合のスジ補正を行う第１の実施例の手順を示すフローチャートである。 実際の数値例を示している。 ゴミが明るい場合のシェーディングデータの部分拡大図と濃度補正に使うパラメータを示している。 上記実施形態の画像読取装置において、白ゴミの場合のスジ補正を行う第２の実施例のスジ補正手順を示すフローチャートである。 実際の数値例を示している。

図１は、この発明の実施形態である画像読取装置の概略ブロック図である。

ＣＣＤ素子から構成されるイメージセンサ１は（典型的にはＣＣＤラインイメージセンサ）、原稿台（図示せず）のシェーディング板（白色基準板）と原稿台に載せられている原稿とをスキャンするスキャナに設けられ、ＲＧＢの画像データで出力する。Ａ／Ｄ変換器２でこのデータをＡ／Ｄ変換し、画像入力装置３に入力する。シェーディング補正部４は、前記スキャナで読み取った画像データを、シェーディング板（白色基準板）を読み取って得られるシェーディングデータに基づいてシェーディング補正をする。

シェーディング補正部４からは、シェーディングデータＲ＿ＳＤ、Ｇ＿ＳＤ、Ｂ＿ＳＤと、シェーディング補正された画像データＲＧＢが出力される。メモリ５は主にシェーディングデータを記憶する。スジ補正部６はこの発明の濃度補正部に対応する。このスジ補正部６において、シェーディング補正した画像データＲＧＢの濃度補正を行う。詳細は後述する。また、スジ補正した画像データＲＧＢは、入力γ補正部７、画像処理部８を経て画像出力装置９に出力される。メモリ１０、１１はγ補正、画像処理に使われる。画像出力装置９は、画像データＲＧＢに基づいて感光体上に画像形成し、用紙に印刷出力する画像形成部を備える。

次にシェーディングデータについて説明する。

図２は、シェーディングデータが暗い黒ゴミの場合のシェーディングデータの一例を示している。縦軸は濃度、横軸は原稿搬送方向に垂直な方向（走査方向）の画素位置である。

図示のように、ゴミ（黒ゴミ）を原因として、シェーディングデータがＡの位置（画素）で暗くなっている。

また、図３は、シェーディングデータが明るい白ゴミの場合のシェーディングデータの一例を示している。縦軸は濃度、横軸は原稿搬送方向に垂直な方向（走査方向）の画素位置である。

図示のように、ゴミ（白ゴミ）を原因として、シェーディングデータがＢの位置（画素）で明るくなっている。

次に、上記スジ補正部６について説明する。

図４は、スジ補正部６の機能を説明する図である。

Ｎ画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも低く、その割合が６０％であるとする。このときゴミありと判断する。このときのＮ画素の濃度補正は、Ｎ画素の濃度６０％と、隣接画素からの残りの４０％（２０％づつ）とを使って行う。具体的な方法については後述するが、このように、Ｎ画素の濃度補正の補正量を、同じ位置にあるシェーディングデータの明るさの程度に応じて変え、その補正をＮ画素自身と隣接画素の濃度を使って行う。

図５は、スジ補正部６の構成図である。スジ補正部６は、Ｒ用スジ補正部６ａとＧ及びＢ用のスジ補正部６ｂ及び６ｃとで構成される。ここでは、Ｒ用スジ補正部６ａについて説明する。なお、これらの補正部はソフトウエアやＤＳＰ等で構成することが可能である。

Ｒ用スジ補正部６０ａは、補正処理を行うのに一時的にデータを保持するための処理用データ保持部６０と、スキャン方向（原稿走査方向に直交する方向）の画素毎のシェーディングデータＲ＿ＳＤからシェーディングデータ平均値を算出するシェーディングデータ平均値算出機能部６１と、処理画素のシェーディングデータＲ＿ＳＤのシェーディングデータ平均値に対する割合を算出するシェーディングデータ割合算出機能部６２と、この割合の大きさから、ゴミがあるか否か、つまりスジ補正を行うべきか否かを判定するスジ補正判定機能部６３と、処理画素の濃度補正を行うに際して、処理画素の画像濃度をどの程度使うかの割合を算出する割合算出機能部６４と、この結果を用いて、処理画素のスジに起因する濃度補正を行うスジ補正演算機能部６５とを備える。各機能部はここではソフトウエアで実現しているが、ハードウエアで構成することも可能である。

図６は、ゴミが暗い場合のシェーディングデータの部分拡大図と濃度補正に使うパラメータを示している。このパラメータは、処理画素（注目画素）の位置を基準としたときの、周辺画素のシェーディングデータＳＤ（Ｎ−４）〜ＳＤ（Ｎ＋４）と、処理画素の画像データＤ（Ｎ）及び隣接画素の画像データＤ（Ｎ−１）、Ｄ（Ｎ＋１）と、黒基準値ＢＫと、スジ補正を行うか否かを判断するときに使用する下補正閾値ＰＴｈ＿Ｌである。ここで、周辺画素のシェーディングデータＳＤ（Ｎ−４）〜ＳＤ（Ｎ＋４）は処理画素（注目画素）位置の前後4点の8画素としている。

図示の例では、処理画素がＮのシェーディングデータＳＤ（Ｎ）が周辺画素のシェーディングデータの平均値ＳＤ＿Ａｖｅよりも低く、また、下補正閾値ＰＴｈ＿Ｌよりも低い。したがって、処理画素Ｎについてのスジ補正（濃度補正）が行われる。

（第１の実施例）
図7は、上記実施形態の画像読取装置において、黒ゴミの場合のスジ補正を行う第１の実施例の手順を示すフローチャートである。この処理は、処理画素毎に行われる。

ＳＴ１でスジ補正に使うパラメータを準備する。先に述べたように、パラメータは、ＣＣＤが消灯しているときのレベルなどを示す黒基準値ＢＫと、下補正閾値ＰＴｈ＿Ｌと、シェーディング板（白色基準板）の走査方向1ライン分のシェーディングデータＳＤである。処理画素がＮの場合は、周辺画素のシェーディングデータは、ＳＤ（Ｎ−４）〜ＳＤ（Ｎ＋４）である。ＳＴ２で、周辺画素のシェーディングデータの平均値ＳＤ＿Ａｖｅを算出する。処理画素がＮの場合の算出式は下記の通りである。

ＳＤ＿Ａｖｅ＝（ＳＤ（Ｎ−４）＋ＳＤ（Ｎ−３）＋ＳＤ（Ｎ−２）＋ＳＤ（Ｎ−１）
＋ＳＤ（Ｎ＋１）＋ＳＤ（Ｎ＋２）＋ＳＤ（Ｎ＋３）＋ＳＤ（Ｎ＋４））／８・・（式1）
次にＳＴ３で、平均値ＳＤ＿Ａｖｅに対する、処理画素がＮのシェーディングデータの割合Ｐ＿Ａｖｅを算出する。処理画素がＮの場合の算出式は下記の通りである。

Ｐ＿Ａｖｅ＝（ＳＤ（Ｎ）−ＢＫ）／（ＳＤ＿Ａｖｅ−ＢＫ）×２５６・・（式２）
この式２は、処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも暗い場合に、その暗い割合を示している。

ＳＴ４で、下補正閾値ＰＴｈ＿Ｌ＞割合Ｐ＿Ａｖｅであれば、ゴミがあると判断し、ＳＴ５以下のスジ補正処理を行い、そうでなければ、ゴミなしと判断して終了する（ＳＴ６）。

ＳＴ５ではスジ補正処理、すなわち、処理画素の画像濃度補正処理の前段階として、処理画素の濃度を使う割合Ｐ＿Ｎを算出する。処理画素がＮの場合の算出式は下記の通りである。

Ｐ＿Ｎ＝Ｐ＿Ａｖｅ／ＰＴｈ＿Ｌ×２５６・・（式３）
ＳＴ７で、スジ補正処理を行う。このときに使用するスジ補正式は下記の通りである。

｛Ｐ＿Ｎ×Ｄ（Ｎ）＋（２５６−Ｐ＿Ｎ）×（Ｄ（Ｎ−１）＋Ｄ（Ｎ＋１））÷２｝
・・・（式４）
上記式４の計算内容は、図４に示す通りである。すなわち、Ｎ画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値の６０％である場合、Ｎ画素の画像濃度は、Ｎ画素自身の濃度の６０％と、（Ｎ−１）画素の濃度の２０％と、（Ｎ＋１）画素の濃度の２０％とを加算して求める。

上記の処理では、処理画素の濃度を求めるとき、処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータに比して暗いほど、隣接画素の濃度データの影響を小さくし、周辺画素のシェーディングデータに比して明るいほど、隣接画素の濃度データの影響を大きくする。

以上の処理により、黒ゴミの暗さの程度に応じて、処理画素の画素濃度データを適正に補正することが出来る。なお、ゴミは、原稿台ガラスやＣＣＤ上のゴミであっても適切な濃度補正を行える。

図８は、実際の数値例を示している。

これによれば、画素Ｎの画像データ「４５０」は、スジ補正によって「４３３」に補正される。

一方、ゴミが、シェーディングデータが明るくなる白ゴミであっても、上記と同様な処理で補正が可能である。

図９は、ゴミが明るい場合のシェーディングデータの部分拡大図と濃度補正に使うパラメータを示している。このパラメータは、処理画素（注目画素）の位置を基準としたときの、周辺画素のシェーディングデータＳＤ（Ｎ−４）〜ＳＤ（Ｎ＋４）と、処理画素の画像データＤ（Ｎ）及び隣接画素の画像データＤ（Ｎ−１）、Ｄ（Ｎ＋１）と、黒基準値ＢＫと、スジ補正を行うか否かを判断するときに使用する上補正閾値ＰＴｈ＿Ｈである。ここで、周辺画素のシェーディングデータＳＤ（Ｎ−４）〜ＳＤ（Ｎ＋４）は処理画素（注目画素）位置の前後4点の8画素としている。したがって、図６との相違点は、補正閾値として、上補正閾値ＰＴｈ＿Ｈを使用する点である。

（第２の実施例）
図１０は、上記実施形態の画像読取装置において、白ゴミの場合のスジ補正を行う第２の実施例のスジ補正手順を示すフローチャートである。

図７と相違する点は、ＳＴ１４において、上補正閾値ＰＴｈ＿Ｈ＜割合Ｐ＿Ａｖｅであれば、ゴミがあると判断している点である。また、ＳＴ１５において、
Ｐ＿Ｎ＝Ｐ＿Ａｖｅ／ＰＴｈ＿Ｈ×２５６・・（式５）
として求めている点であり、その他は同一である。

以上の処理により、ゴミが白ゴミであっても、画像濃度を適切に補正することが出来る。

図１１は、実際の数値例を示している。

これによれば、画素Ｎの画像データ「５５０」は、スジ補正によって「５３３」に補正される。

なお、図1において、画像処理されたＲＧＢ原稿データが送られる画像出力装置9は、ＲＧＢ原稿データに基づいて画像形成する感光体と、感光体上に形成された画像を用紙に定着して印刷出力する画像形成部とを備えている。

また、以上の実施形態では、シェーディングデータの平均値を求めるための周辺画素数を8個としたが、これに限定されるものではない。同様に、処理画素の画像濃度を補正するときに使用する画素を左右の2個の隣接画素としたが、これもこの2個に限定されるものではない。設計目標に応じてこれらの値は適宜設定される。

４−シェーディング補正部
６−スジ補正部
６１−シェーディングデータ平均値算出機能部
６２−シェーディングデータ割合算出機能部
６３−スジ補正判定機能部
６４−割合算出機能部
６５−スジ頬性演算機能部

Claims (4)

1. 白色基準板と原稿とをスキャンするスキャナと、
   前記スキャナで読み取った画像データを、白色基準板を読み取って得られるシェーディングデータに基づいてシェーディング補正をするシェーディング補正部と、
   前記シェーディングデータに基づいて画素毎にシェーディング補正した画像データの濃度補正を行う濃度補正部とを備え、
   前記濃度補正部は、
   処理画素の周辺画素のシェーディングデータの平均値を算出する平均値算出部と、
   処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも暗い場合に、その暗い割合に応じて、周辺画素の画像濃度データを用いて処理画素の画像濃度データを補正する補正演算部と、
   を備えてなる画像読取装置。
2. 白色基準板と原稿とをスキャンするスキャナと、
   前記スキャナで読み取った画像データを、白色基準板を読み取って得られるシェーディングデータに基づいてシェーディング補正をするシェーディング補正部と、
   前記シェーディングデータに基づいて画素毎にシェーディング補正した画像データの濃度補正を行う濃度補正部とを備え、
   前記濃度補正部は、
   処理画素の周辺画素のシェーディングデータの平均値を算出する平均値算出部と、
   処理画素のシェーディングデータが周辺画素のシェーディングデータの平均値よりも明るい場合に、その明るい割合に応じて、周辺画素の画像濃度データを用いて処理画素の画像濃度データを補正する補正演算部と、
   を備えてなる画像読取装置。
3. 請求項１に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置から出力される原稿画像データに基づいて感光体上に画像形成し、用紙に印刷出力する画像形成部と、
   を備える画像形成装置。
4. 請求項２に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置から出力される原稿画像データに基づいて感光体上に画像形成し、用紙に印刷出力する画像形成部と、
   を備える画像形成装置。

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