JP6399002B2 - 画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムに関し、特に、視認性が悪い複写を抑制する技術に関する。

画像形成装置において、原稿から画像を読み取って複写した場合に、濃度が過度に濃くなってしまい画像の視認が困難な複写となってしまうことがある。このような場合には、ユーザーは、濃度調整を行って再度複写しなければならず、煩雑であるとともにトナーや印刷用紙も無駄となってしまうという問題があった。一方、複写画像の視認性に関し、特許文献１は、原稿の地の濃度レベルが高い原稿について視認性が高い画像を得るために、ヒストグラムの使用を工夫することによって地レベルを適切に推測して地を白とする技術を提案している。

特開平８−４６７８８号公報

しかし、複写における視認性の低下は、様々な原因によって生じるものであり、人間の視覚を基準とするものなので、一律に視認性を向上させる技術の実現は困難であった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複写された画像の視認性を向上させる技術を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表す画像データを生成する画像読取部と、前記画像データを使用してヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムに基づいて前記画像の視認性を数値化して視認性指標値を算出する画像解析部と、前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて前記画像データが検出された場合に、前記画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示部と、前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出された画像データに対して画像処理を実行する画像処理部と、前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行された画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避された画像データに基づいて画像を形成する画像形成部とを備える。

本発明の画像形成方法は、原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表す画像データを生成する画像読取工程と、前記画像データを使用してヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムに基づいて前記画像の視認性を数値化して視認性指標値を算出する画像解析工程と、前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて前記画像データが検出された場合に、前記画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示工程と、前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出された画像データに対して画像処理を実行する画像処理工程と、前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行された画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避された画像データに基づいて画像を形成する画像形成工程とを備える。

本発明の画像形成プログラムは、画像形成装置を制御するための画像形成プログラムである。前記画像形成プログラムは、原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表す画像データを生成する画像読取部、前記画像データを使用してヒストグラムを生成し、前記生成されたヒストグラムに基づいて前記画像の視認性を数値化して視認性指標値を算出する画像解析部、前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて前記画像データが検出された場合に、前記画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示部、前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出された画像データに対して画像処理を実行する画像処理部、及び前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行された画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避された画像データに基づいて画像を形成する画像形成部として前記画像形成装置を機能させる。

本発明によれば、複写された画像の視認性を向上させる技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。 一実施形態に係る画像形成装置１における印刷処理手順を示すフローチャートである。 低濃度画像における累積ヒストグラムとヒストグラム均一化処理の様子を示す説明図である。 高濃度画像における累積ヒストグラムとヒストグラム均一化処理の様子を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、操作表示部３０と、原稿自動送り装置（ＡＤＦ）４０と、記憶部５０とを備えている。画像形成部２０は、原稿の表面から画像を読み取って画像データを生成する画像読取部２１と、読み取った画像を解析して画像処理の内容を決定する画像解析部２２と、印刷用紙への画像形成のための画像処理を行う画像処理部２３とを備えている。なお、画像読取部２１と原稿自動送り装置（ＡＤＦ）４０の組合せを画像読取部と呼ぶこともある。

画像処理部２３は、フィルター処理、ガンマ補正、２値化処理といった種々の画像処理を行う。本実施形態では、画像処理部２３は、さらにヒストグラム均一化や濃度調整といった画像の視認性を向上させる処理を行うこともできる。操作表示部３０は、ディスプレイ３１と、操作ボタン３２とを有している。

制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。

記憶部５０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。

図２は、一実施形態に係る画像形成装置１における印刷処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、ユーザーは、画像読み取り操作を実行する。具体的には、ユーザーは、たとえばＡＤＦ４０に複数枚（たとえば３０枚）のカラー原稿をセットしてコピーボタンを押下する。画像読取部２１は、ＡＤＦ４０によって複数の原稿を連続して送って画像を自動的に読み取り、これに応じて画像データを生成する。画像データは、ＲＧＢの各階調値を有するカラー画像データである。この例では、コピーモードは、モノクロコピーに設定されているものと仮定する。

ステップＳ２０では、画像処理部２３は、累積ヒストグラムを生成する。累積ヒストグラムとは、ヒストグラムの累積度数、すなわち輝度値０から画素数を累積したものである。本実施形態では、輝度値の累積ヒストグラムを生成する。輝度値は、所定の計算式（輝度値≒０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ）を使用してＲＧＢの各階調値から算出することができる。

図３は、高濃度（低輝度）画像における累積ヒストグラムとヒストグラム均一化処理の様子を示す説明図である。図４は、低濃度（高輝度）画像における累積ヒストグラムとヒストグラム均一化処理の様子を示す説明図である。高濃度画像は、輝度値が低い画素の割合が過度に多く、暗すぎて視認性が悪い画像である。低濃度画像は、輝度値が高い画素の割合が過度に多く、明るすぎて視認性が悪い画像である。高濃度画像は、濃度分布が濃い側（輝度値が低い側）に過度に偏っている画像である。低濃度画像は、濃度分布が薄い側（輝度値が高い側）に過度に偏っている画像である。

ステップＳ３０では、画像解析部２２は、濃度バランス解析を実行する。濃度バランス解析は、累積ヒストグラムを分析して濃度分布の偏りを数値化する処理である。本実施形態では、輝度階調値０〜２５５のうちで輝度階調値０〜１２７（領域Ａ側）を濃い側とし、輝度階調値１２８〜２５５（領域Ｂ側）を薄い側とする。

本実施形態では、濃度バランス解析は、領域Ａ側の面積と領域Ｂ側の面積の比率に基づいて判断される。具体的には、ヒストグラムがフラットな場合には、累積ヒストグラムが直線状になるので、領域Ａ側の面積と領域Ｂ側の面積の比率は、１：３となる。すなわち、全画素数に占める輝度階調値０〜１２７（領域Ａ側）の面積の比率と輝度階調値１２８〜２５５（領域Ｂ側）の面積の比率は、それぞれ１／４と３／４となる。これらの面積の比率は、それぞれ本出願書類では高濃度側視認性指標値と低濃度側視認性指標値と呼ばれる。なお、画素数の比率は、ヒストグラムがフラットな場合には、領域Ａ側と領域Ｂ側においていずれも１／２となる。

高濃度側視認性指標値は、高濃度（低輝度）画像（図３参照）について、ヒストグラムがフラットな場合の視認性指標値（１／４）を大きく超えて、領域Ａ側の面積の比率が７／１６（後述の高濃度閾値ＴＨ）以上となっている。これにより、画像解析部２２は、高濃度側に偏っていることを検知することができる。一方、低濃度側視認性指標値は、低濃度（高輝度）画像（図４参照）について、ヒストグラムがフラットな場合の視認性指標値（３／４）を大きく超えて、領域Ｂ側の面積の比率が１５／１６（後述の低濃度閾値ＴＬ）以上となっている。これにより、画像解析部２２は、低濃度に偏っていることを検知することができる。

ステップＳ４０では、画像解析部２２は、濃度偏りが閾値以上であるか否かを決定する。閾値には、高濃度画像を検出するための高濃度閾値ＴＨと低濃度画像を検出するための低濃度閾値ＴＬとがある。高濃度閾値ＴＨは、高濃度画像であるか否かの決定のために高濃度側視認性指標値の比較対象となる閾値であり、たとえば７／１６（領域Ａ側の画素の割合が約４０％に相当）を採用することができる。ここで、高濃度側視認性指標値は、領域Ａ側の面積と領域Ｂ側の面積の和で領域Ａ側の面積を除した値である。低濃度閾値ＴＬは、低濃度画像であるか否かの決定のために低濃度側視認性指標値の比較対象となる閾値であり、たとえば１５／１６（領域Ｂ側の画素の割合が約９０％に相当）を採用することができる。ここで、低濃度側視認性指標値は、領域Ａ側の面積と領域Ｂ側の面積の和で領域Ｂ側の面積を除した値である

画像解析部２２は、高濃度側視認性指標値が高濃度閾値ＴＨ以上又は低濃度側視認性指標値が低濃度閾値ＴＬ以上である場合には、過度に濃度が偏っていて視認性が悪い画像であると決定する。制御部１０は、読み取られた３０枚の原稿に視認性が悪い画像が１枚も含まれていない決定した場合には、処理をステップＳ８０に進め、視認性が悪い画像が少なくとも１枚含まれていると決定した場合には、処理をステップＳ５０に進める。

ステップＳ５０では、制御部１０は、プレビュー表示を実行する。プレビュー表示は、視認性が悪いと決定された画像である低視認性画像を一括してあるいは１個ずつ操作表示部３０のディスプレイ３１に表示する処理である。低視認性画像は、カラー画像と印刷予定のモノクロ画像の双方がディスプレイ３１に表示される。低視認性画像は、前述のように原稿毎に表示しても良いし、あるいは複数枚を同時表示するようにしてもよい。これにより、ユーザーは、カラー画像が印刷予定のモノクロ画像で必要十分に再現されているか否かを判断することができる。

ステップＳ６０では、ユーザーは、この判断に基づいて画質調整指示を行う。制御部１０は、画質調整指示が行われなかった場合には、処理をステップＳ８０に進め、画質調整指示が行われた場合には処理をステップＳ７０に進める。画質調整指示は、低視認性画像の中から選択して個別に行うことができる。ユーザーが調整不要と判断した場合には、画質調整が不要である旨の指示、すなわち画質調整指示を回避（バイパス）する旨のバイパス指示を入力する。

ステップＳ７０では、画像処理部２３は、画質調整指示に応じて、ヒストグラム均一化処理（階調イコライゼーション処理）を実行する。ヒストグラム均一化処理は、累積ヒストグラムを直線状（グラフの傾きが一定）となるように階調を変換する処理である。ヒストグラム均一化処理は、コントラストが悪い画像や明るさが偏っている画像の全体的なバランスを改善することができる。なお、バイパス指示がなされた低視認性画像には、バイパス指示のフラグが付与される。

なお、画像処理部２３は、ヒストグラム均一化処理（階調イコライゼーション処理）の代わりに画像の視認性を向上させる画像処理として濃度調整を行うようにしてもよい。この場合には、濃度調整量を変更する図示しないボタンを表示することが好ましい。

ヒストグラム均一化処理は、たとえば以下の計算式で実現することができる。
Ｗ＝ＩＮＴ（（Ｖ（ｕ）−Ｖｍｉｎ）Ｘ（Ｌ−１）／（１−Ｖｍｉｎ））
Ｗ：変換後の画素値
Ｖ（ｕ）：変換前画素値ｕに対する累積度数／画面の総画素数
Ｖｍｉｎ：Ｖ（ｕ）の最小値
Ｌ：階調数（２５６）
ＩＮＴ（）：整数化関数

ステップＳ８０では、画像形成部２０は、必要に応じてヒストグラム均一化処理が行われた画像データに基づいて印刷処理を実行する。なお、低視認性画像は、全て記憶部５０に格納され、再度の読み取りを行うことなく、画質調整あるいは再度の画質調整（たとえば濃度調整量の変更後）を可能としている。

このように、一実施形態に係る画像形成装置１は、画像の視認性の良くない低視認性画像を自動的に検知し、プレビュー表示を実行する。これにより、ユーザーは、意図に反して低視認性画像が印刷される事態を回避することができる。この結果、低視認性画像の原稿を探して再印刷をするといった煩雑な事態を抑制することができ、無駄なトナーや印刷用紙の使用を抑制することができる。

本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。

変形例１：上記実施形態では、原稿の画像がカラーでモノクロ印刷を行う例を示しているが、これに限られず、原稿の画像がモノクロでモノクロ印刷を行う場合にも本発明は、適用することができる。ただし、原稿の画像がカラーでモノクロ印刷を行う場合に、ユーザーの意図に反して視認性が悪化するケースが多いので、本発明は、原稿の画像がカラーでモノクロ印刷を行う場合に顕著な効果を奏することができる。

なお、本発明は、原稿の画像がカラーでカラー印刷を行う場合に適用可能である。ただし、この場合には、色相のズレの問題を回避するために、画像を色相、彩度、輝度で表現し、輝度のみについてヒストグラム均一化処理を実行し、色相、彩度はそのままにするようにすることが好ましい。

変形例３：上記実施形態は、過度に高濃度側に偏っている印刷画像と過度に低濃度側に偏っている印刷画像の双方を低視認性画像として検出しているが、たとえば高濃度側に偏っている印刷画像のみを低視認性画像として検出するようにしてもよいし、高濃度側に偏っている印刷画像の閾値を比較的に緩めに（低濃度側に偏っている印刷画像よりも低く）設定するようにしてもよい。こうすれば、意図しない高濃度印刷で消費されるトナーの浪費を抑制することができる。

変形例４：上記実施形態では、視認性指標値として、高濃度側視認性指標値と低濃度側視認性指標値が使用されているが、たとえばヒストグラムのばらつき（分散や標準偏差）を視認性指標値として使用してもよい。こうすれば、高濃度側でも低濃度側でもないが、階調値が一部の領域に偏っていてコントラストが低い故に視認性が良くない画像を低視認性画像として検出することができる。

ここで、高濃度側視認性指標値は、予め設定された階調値（実施例では、１２７）よりも濃度が濃い側の階調値における画素数の積算値の全画素数に対する割合である。低濃度側視認性指標値は、予め設定された階調値（実施例では、１２８）よりも濃度が薄い側の階調値における画素数の積算値の全画素数に対する割合である。

変形例５：上記実施形態において、画像解析部２２は、ＡＤＦ４０によって複数の原稿を連続して送って画像を自動的に読み取る処理と並行して視認性指標値を算出するようにしてもよい。この場合、操作表示部３０は、前記視認性指標値に基づく画像の検知に応じて前記入力画面を表示することができるので、画像形成装置１における処理の時間を短縮化することができる。

変形例６：上記実施形態は、輝度値に着目して輝度値の累積ヒストグラムで画像の視認性を判断しているが、輝度値に限られず、ＲＧＢの階調変化を使用して解析しても良い。ただし、輝度値に着目すれば人間の視覚感度に基づいた基準によってモノクロ画像の視認性を判断することができるという利点がある。

変形例７：上記実施形態では、画像形成装置に本発明が適用されているが、画像形成装置に限られず、画像を取得して処理するだけの画像読取装置にも広く適用可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
２０ 画像形成部
２１ 画像読取部
２２ 画像解析部
２３ 画像処理部
３０ 操作表示部
３１ ディスプレイ
３２ 操作ボタン
４０ 原稿自動送り装置（ＡＤＦ）
５０ 記憶部

Claims (5)

1. カラー画像データを使用してモノクロ画像を形成可能な画像形成装置であって、
   原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表すカラー画像データを生成する画像読取部と、
   前記カラー画像データから輝度値のヒストグラムを生成し、前記生成された輝度値のヒストグラムの濃度分布の偏りを数値化して視認性指標値を算出する画像解析部と、
   前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて視認性が悪いと決定された画像である低視認性画像を検出し、前記低視認性画像の検出に応じて、前記低視認性画像に対応する前記カラー画像データによって表されるカラー画像と前記カラー画像データを使用して形成される予定のモノクロ画像とを表示するプレビュー表示を実行し、前記モノクロ画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示部と、
   前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出されたモノクロ画像データに対して画像処理を実行する画像処理部と、
   前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行されたモノクロ画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避されたモノクロ画像データに基づいて画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記視認性指標値は、予め設定された階調値よりも濃度が濃い側の階調値における画素数の積算値の全画素数に対する割合である画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、さらに、
   前記画像読取部は、複数の原稿を連続して送って画像を自動的に読み取るための原稿自動送り装置を備え、
   前記画像解析部は、前記原稿自動送り装置による自動読み取りと並行して前記視認性指標値を算出し、
   前記操作表示部は、前記低視認性画像の検出に応じて、前記低視認性画像に対応する前記カラー画像データによって表されるカラー画像と前記カラー画像データを使用して形成される予定のモノクロ画像とを表示するプレビュー表示を実行し、前記入力画面を表示する画像形成装置。
4. カラー画像データを使用してモノクロ画像を形成する画像形成方法であって、
   原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表すカラー画像データを生成する画像読取工程と、
   前記カラー画像データから輝度値のヒストグラムを生成し、前記生成された輝度値のヒストグラムの濃度分布の偏りを数値化して視認性指標値を算出する画像解析工程と、
   前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて視認性が悪いと決定された画像である低視認性画像を検出し、前記低視認性画像の検出に応じて、前記低視認性画像に対応する前記カラー画像データによって表されるカラー画像と前記カラー画像データを使用して形成される予定のモノクロ画像とを表示するプレビュー表示を実行し、前記モノクロ画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示工程と、
   前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出されたモノクロ画像データに対して画像処理を実行する画像処理工程と、
   前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行されたモノクロ画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避されたモノクロ画像データに基づいて画像を形成する画像形成工程と、を備える画像形成方法。
5. カラー画像データを使用してモノクロ画像を形成可能な画像形成装置を制御するための画像形成プログラムであって、
   前記画像形成プログラムは、
   原稿の表面の画像を読み取って、前記読み取られた画像を表すカラー画像データを生成する画像読取部、
   前記カラー画像データから輝度値のヒストグラムを生成し、前記生成された輝度値のヒストグラムの濃度分布の偏りを数値化して視認性指標値を算出する画像解析部、
   前記算出された視認性指標値と予め設定された閾値とに基づいて視認性が悪いと決定された画像である低視認性画像を検出し、前記低視認性画像の検出に応じて、前記低視認性画像に対応する前記カラー画像データによって表されるカラー画像と前記カラー画像データを使用して形成される予定のモノクロ画像とを表示するプレビュー表示を実行し、前記モノクロ画像の視認性を向上させるための画質調整指示と、前記画質調整指示を回避するためのバイパス指示とのいずれか一方を入力する入力画面を表示する操作表示部、
   前記入力画面への前記画質調整指示の入力に応じて、前記検出されたモノクロ画像データに対して画像処理を実行する画像処理部、及び
   前記画質調整指示に応じて前記画像処理が実行されたモノクロ画像データ又は前記バイパス指示に応じて前記画像処理が回避されたモノクロ画像データに基づいて画像を形成する画像形成部として前記画像形成装置を機能させる画像形成プログラム。