JP6809010B2 - 読取画像補正装置、読取画像補正方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ラインスキャナで読み取った画像の補正の技術に関する。

従来、いわゆる１ラインスキャナが普及している。１ラインスキャナは、ＲＧＢ（Red Green Blue）各色の光源を有し、１本のラインを読み取る際にＲＧＢのうちの１色の光源を点灯し、１本のラインごとに点灯する色を順番に切り換えるラインスキャナである。「１ラインセンサ」または「１ラインスキャンカメラ」などと呼ばれることもある。

カラーの画像を１ラインスキャナでスキャンする場合において、その画像が副走査方向に階調が徐々に直線的に変化する画像であれば、例えば緑の位相に赤の位相を合わせるには、補間によって赤の階調を算出すればよい。具体的には、緑の特定の画素の周囲にある複数の赤の画素の階調に基づいて、特定の画素における赤の階調を算出すればよい（特許文献１）。

しかし、白の用紙に記された黒の文字を読み取った場合に、ある色（例えば、緑）の位相に他の色（例えば、赤および青）の位相を合わせるために従来の方法で階調を補間すると、本来は赤、青、緑の階調が等しいはずであるにも関わらず、差異が発生してしまうことがある。特に、文字のエッジ付近で差異が発生しやすい。

本来は黒の文字であるにも関わらず、差異が大きくなるほどカラーの文字であると誤って認識されやすくなる。

そこで、次のような技術が提案されている。ＡＣＳ（Auto Color Select）を実施する選択がなされた場合に、副走査の解像度を上げる（特許文献２）。

画像読取装置は１ラインの読み取り時間の間は１色で点灯し、１ラインごとに点灯する光源の色を順番に切り換える光源部と、原稿の反射光に基づき１ラインにつき１色分の読み取りを行うイメージセンサーと、読み取りの際に点灯した光源の色である光源色の画像データを生成するデータ生成部と、データ生成部が生成した画像データを複数ライン分記憶するメモリーと、メモリーに記憶された複数ライン分の画像データを用いて、光源色以外の色成分の画素値を注目画素の周辺画素の画素値に基づき生成する残色成分生成部と、を含む（特許文献３）。

特開２００２−２４７２９２号公報 特開２０１３−８５１７２号公報 特開２０１４−２７５０８号公報

特許文献２に記載される技術によると、画像を読み取る速さが遅くなってしまう。特許文献３に記載される技術によると、黒の文字のエッジの画素がカラーの画素であると誤って認識されることの防止を図ることができる。しかし、カラーの画素が黒の画素であると誤って認識されるおそれがある。

本発明は、このような問題点に鑑み、１ラインスキャナで読み取った画像を従来よりも好適に補正できるようにすることを、目的とする。

本発明の一形態に係る読取画像補正装置は、複数の色それぞれの光源を１つのラインごとに順番に点灯させながら１ラインスキャナによって読み取られた画像である読取画像を補正する読取画像補正装置であって、前記読取画像の中の補正する対象である対象画素の、当該対象画素の周囲からの階調の変化の特徴を表わす特徴量を、前記１ラインスキャナによって得られた、当該対象画素の階調である第一の読取階調と、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該対象画素を読み取る際に用いられた読取用光源が点灯している際に当該１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する画素の階調である第二の読取階調と、によって算出する、特徴量算出手段と、前記対象画素の、前記複数の色のうちの前記読取用光源に対応する色とは異なる色である非読取色の階調である非読取色階調を、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該非読取色の光源が点灯している際に前記１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する複数の画素それぞれの第三の読取階調に基づいて算出する、非読取色階調算出手段と、前記非読取色階調を前記特徴量に基づいて補正することによって補正階調を算出する補正手段と、を有する。

好ましくは、前記特徴量算出手段は、前記第一の読取階調および前記第二の読取階調に二次微分フィルタを掛けた値を加算することによって前記特徴量を算出する。

本発明によると、１ラインスキャナで読み取った画像を従来よりも好適に補正できるようにすることができる。

画像形成装置の外観の例を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成の例を示す図である。 スキャンユニットの構成の例を示す図である。 画像形成装置の機能的構成の例を示す図である。 画像データの例を示す図である。 画像の例を示す図である。 読取色の画素と非読取色の画素との位置関係の例を示す図である。 副走査方向の座標が同じである連続する画素の階調の変化の例を示す図である。 基準階調の算出の方法の例を説明するための図である。 各画素の非読取色の基準階調の例を示す図である。 読取色が同じである連続する画素の位置関係の例を示す図である。 二次微分フィルタの適用の方法の例を示す図である。 各画素の変化特徴量の例を示す図である。 各画素の非読取色の補正階調の例を示す図である。 変化特徴量の算出および基準階調の補正の具体例を説明するための図である。 第一の階調決定処理の流れの例を説明するフローチャートである。 第二の階調決定処理の流れの例を説明するフローチャートである。 階調決定部による黒文字読取モードにおける処理の結果の例を示す図である。 階調決定部によるカラー画像読取モードにおける処理の結果の例を示す図である。 読取画像補正プログラムによる処理の全体的な処理の流れの例を説明するフローチャートである。 基準階調補正処理の流れの例を説明するフローチャートである。 注目画素およびその前後の画素の位置関係の例を示す図である。 二次微分フィルタの適用の方法の例を示す図である。

図１は、画像形成装置１の外観の例を示す図である。図２は、画像形成装置１のハードウェア構成の例を示す図である。図３は、スキャンユニット１０ｅの構成の例を示す図である。

図１に示す画像形成装置１は、一般に複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）などと呼ばれる装置であって、コピー、スキャン、ネットワークプリンティング（ＰＣプリント）、およびファックスなどの機能を集約した装置である。

画像形成装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）、公衆回線、またはインターネットなどの通信回線を介してパーソナルコンピュータまたはファックス端末などの装置と画像データのやり取りを行うことができる。

画像形成装置１は、図１または図２に示すように、システムコントローラ１０、補助記憶装置１０ｄ、スキャンユニット１０ｅ、プリントユニット１０ｆ、ＮＩＣ（Network Interface Card）１０ｇ、モデム１０ｈ、タッチパネルディスプレイ１０ｉ、操作キーパネル１０ｊ、入力画像処理部１０ｋ、および出力画像処理部１０ｍなどによって構成される。

システムコントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｃなどによって構成され、コピー、スキャン、電子メール送信、およびネットワークプリンティングなどのジョブを実行するために、画像形成装置１の全体的な制御を行う。

ＲＯＭ１０ｃには、上述の各ジョブを実行するためのプログラムが記憶されている。なお、これらプログラムの全部または一部は、補助記憶装置１０ｄに記憶されていてもよい。

さらに、ＲＯＭ１０ｃまたは補助記憶装置１０ｄには、読取画像補正プログラム１０Ｐ（図４参照）が記憶されている。読取画像補正プログラム１０Ｐは、適宜、ＲＡＭ１０ｂにロードされ、ＣＰＵ１０ａによって実行される。読取画像補正プログラム１０Ｐによると、１ラインスキャナにおいて生じやすい色滲みを従来よりも軽減することができる。読取画像補正プログラム１０Ｐの詳細は、後述する。

補助記憶装置１０ｄとして、ハードディスクまたはＳＳＤ（Solid State Drive）が用いられる。

これらのプログラムは、適宜、ＲＡＭ１０ｂにロードされ、ＣＰＵ１０ａによって実行される。また、ＲＡＭ１０ｂは、これらのプログラムを実行する際の種々のデータ（例えば、設定のデータ）および実行することによって得られたデータ（例えば、画像データ）などが適宜、記憶される。

スキャンユニット１０ｅは、原稿の用紙に記されている写真、文字、絵、図表などの画像を読み取って画像データを生成する。

具体的には、スキャンユニット１０ｅは、図３に示すように、スキャナ１０ｅ１、読取用スリット１０ｅ２、プラテンガラス１０ｅ３、およびＡＤＦ（Auto Document Feeder）１０ｅ４などによって構成される。

ＡＤＦ１０ｅ４は、セットされた用紙を１枚ずつ読取用スリット１０ｅ２へ搬送する。スキャナ１０ｅ１は、用紙が読取用スリット１０ｅ２を通過する際に、用紙から画像を読み取り、画像の電子データ（画像データ）を生成する。

または、プラテンガラス１０ｅ３に用紙がセットされた場合は、スキャナ１０ｅ１は、プラテンガラス１０ｅ３を走査することによって、用紙から画像を読み取り、画像データを生成する。

スキャナ１０ｅ１として、いわゆる１ラインスキャナが用いられる。１ラインスキャナは、ＲＧＢ（Red Green Blue）各色の光源およびラインセンサを有し、１本のラインをラインセンサによって読み取る際にＲＧＢのうちの１色を点灯し、１本のラインごとに点灯する色を順番に切り換える。以下、主走査方向の座標軸がＸ軸であり、副走査方向の座標軸がＹ軸であるものとして、説明する。

ＮＩＣ１０ｇは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などのプロトコルによって通信を行う。モデム１０ｈは、ファックス端末とＧ３などのプロトコルによって通信を行う。

タッチパネルディスプレイ１０ｉは、ユーザに対してメッセージまたは指示を与えるための画面、ユーザが処理の指令および条件を入力するための画面、およびＣＰＵ１０ａの処理の結果を示す画面などを表示する。また、ユーザが指で触れた位置を検知し、検知結果を示す信号をＣＰＵ１０ａに送信する。

操作キーパネル１０ｊは、いわゆるハードウェアキーボードであって、テンキー、スタートキー、ストップキー、およびファンクションキーなどによって構成される。

入力画像処理部１０ｋは、スキャンユニット１０ｅによって読み取られた画像の画像データおよびＮＩＣ１０ｇまたはモデム１０ｈによって受信された画像データなどを、特定のフォーマットに変換する変換処理を行う。

出力画像処理部１０ｍは、画像の印刷を行う際、その画像の画像データを特定のフォーマットに変換する変換処理を行う。

プリントユニット１０ｆは、スキャンユニット１０ｅ、ＮＩＣ１０ｇ、またはモデム１０ｈによって得られ、入力画像処理部１０ｋによって適宜、変換処理が行われ、出力画像処理部１０ｍによって適宜、変換処理が行われた画像データを用いて、画像を用紙に印刷する。

上述の通り、読取画像補正プログラム１０Ｐは、１ラインスキャナにおいて生じやすい色滲みを従来よりも軽減するプログラムである。以下、色滲みを従来よりも軽減する仕組みについて、図４〜図１９を参照しながら説明する。

図４は、画像形成装置１の機能的構成の例を示す図である。図５は、画像データ６０の例を示す図である。図６は、画像５０の例を示す図である。図７は、読取色の画素と非読取色の画素との位置関係の例を示す図である。図８は、副走査方向の座標が同じである連続する画素の階調の変化の例を示す図である。図９は、基準階調の算出の方法の例を説明するための図である。図１０は、各画素の非読取色の基準階調の例を示す図である。図１１は、読取色が同じである連続する画素の位置関係の例を示す図である。図１２は、二次微分フィルタＦａの適用の方法の例を示す図である。図１３は、各画素の変化特徴量Ｄｈの例を示す図である。図１４は、各画素の非読取色の補正階調の例を示す図である。図１５は、変化特徴量Ｄｈの算出および基準階調の補正の具体例を説明するための図である。図１６は、第一の階調決定処理の流れの例を説明するフローチャートである。図１７は、第二の階調決定処理の流れの例を説明するフローチャートである。図１８は、階調決定部１０９による黒文字読取モードにおける処理の結果の例を示す図である。図１９は、階調決定部１０９によるカラー画像読取モードにおける処理の結果の例を示す図である。

読取画像補正プログラム１０ＰをＣＰＵ１０ａによって実行することによって、図４に示す読取色階調記憶部１０１、読取色判別部１０２、非読取色階調抽出部１０３、非読取色基準階調算出部１０４、非読取色基準階調記憶部１０５、読取色階調抽出部１０６、変化特徴量算出部１０７、非読取色基準階調補正部１０８、階調決定部１０９、および画像データ生成部１２１などの機能が実現される。

読取色階調記憶部１０１には、スキャナ１０ｅ１が用紙から画像を読み取って生成した、図５のような画像データ６０が記憶される。以下、ある１枚の用紙から画像が読み取られ、画像データ６０として、カラーのビットマップデータが読取色階調記憶部１０１に記憶された場合を例に説明する。また、画像データ６０によって表わされる画像を「画像５０」と記載する。画像５０は、Ｐｘ×Ｐｙ個の画素によって構成される。

上述の通り、スキャナ１０ｅ１は、１ラインスキャナである。したがって、画像５０は、図６に示すように、Ｐｘ×１個の赤の画素からなる複数のライン画像５１ｒ、Ｐｘ×１個の緑の画素からなる複数のライン画像５１ｇ、およびＰｘ×１個の青の画素からなる複数のライン画像５１ｂが副走査方向に赤、緑、青の順に１つずつ並んで構成される。以下、ライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂを「ライン画像５１」と総称することがある。

読取色判別部１０２ないし階調決定部１０９は、読取色階調記憶部１０１に記憶された画像データ６０を用いて、画像５０に対して次の処理を実行する。

読取色判別部１０２は、１つのライン画像５１に注目し、そのライン画像５１が赤、緑、および青のいずれの色のものであるのか、つまり、スキャナ１０ｅ１のいずれの色の光源によって読み取られたのかを判別する。

以下、注目したライン画像５１を「注目ライン画像５２」と記載する。また、注目ライン画像５２の読取りの際に用いられた光源の色を「読取色」と記載し、読取色でない色を「非読取色」と記載する。

非読取色階調抽出部１０３は、２つの非読取色それぞれについて、注目ライン画像５２の前後それぞれの階調を次のように抽出する。

非読取色階調抽出部１０３は、注目ライン画像５２の１つ目の画素に注目する。以下、注目した画素を「注目画素５２ｃ」と記載する。注目画素５２ｃの、副走査方向の直前および直後それぞれの１つ目の非読取色の階調（画素値）と２つ目の非読取色の階調とを抽出する。

例えば、注目ライン画像５２が、あるライン画像５１ｒであり、注目画素５２ｃの座標が（Ｘｃ，Ｙｃ）である場合は、図７（Ａ）に示すように、緑（１つ目の非読取色）の階調として（Ｘｃ，Ｙｃ−２）の画素の階調および（Ｘｃ，Ｙｃ＋１）の画素の階調を抽出する。さらに、図７（Ｂ）に示すように、青（２つ目の非読取色）の階調として（Ｘｃ，Ｙｃ−１）の画素の階調および（Ｘｃ，Ｙｃ＋２）の画素の階調を抽出する。

非読取色基準階調算出部１０４は、注目画素５２ｃにおける２つの非読取色それぞれの基準階調を次の（１）式および（２）式によって算出する。
Ｄ１＝Ｄｐ×（Ｙｑ／３）＋Ｄｑ×（Ｙｐ／３） …… （１）
Ｄ２＝Ｄｓ×（Ｙｔ／３）＋Ｄｔ×（Ｙｓ／３） …… （２）
ただし、Ｄ１は、１つ目の非読取色の基準階調である。ＤｐおよびＤｑは、それぞれ、１つ目の非読取色の、非読取色階調抽出部１０３によって抽出された１つ目の画素の階調および２つ目の画素の階調である。ＹｐおよびＹｑは、それぞれ、注目画素５２ｃと１つ目の画素との距離および注目画素５２ｃと２つ目の画素との距離である。

同様に、Ｄ２は、２つ目の非読取色の基準階調である。ＤｓおよびＤｔは、それぞれ、２つ目の非読取色の、非読取色階調抽出部１０３によって抽出された１つ目の画素の階調および２つ目の画素の階調である。ＹｓおよびＹｔは、それぞれ、注目画素５２ｃと１つ目の画素との距離および注目画素５２ｃと２つ目の画素との距離である。

例えば、注目画素５２ｃの色（読取色）が赤であり、注目画素５２ｃの階調および非読取色階調抽出部１０３によって抽出された階調が図８に示す通りである場合は、緑および青それぞれの基準階調Ｄ１、Ｄ２が、図９（Ａ）および図９（Ｂ）の通り表わされる。そして、（１）式および（２）式によって、これらの基準階調Ｄ１、Ｄ２が算出される。

非読取色階調抽出部１０３は、注目ライン画像５２の残りの画素（２つ目以降の画素）についても順次注目し、その画素（注目画素５２ｃ）の、副走査方向の直前および直後それぞれの１つ目の非読取色の階調（画素値）と２つ目の非読取色の階調とを抽出する。そして、非読取色基準階調算出部１０４は、注目画素５２ｃにおける２つの非読取色それぞれの基準階調を（１）式および（２）式によって算出する。

また、読取色判別部１０２は、残りのライン画像５１に順次注目し、そのライン画像５１（注目ライン画像５２）の読取色を判別する。そして、非読取色階調抽出部１０３および非読取色基準階調算出部１０４は、上述の処理を実行する。

非読取色基準階調記憶部１０５は、非読取色基準階調算出部１０４によって算出された、各ライン画像５１の各画素の非読取色ごとの基準階調を、図１０に示すように、その画素の座標と対応付けて記憶する。

読取色階調抽出部１０６は、非読取色階調抽出部１０３および非読取色基準階調算出部１０４による処理と前後してまたは並行して、読取色判別部１０２によって注目ライン画像５２の読取色が判別されるごとに、３つの画素の階調を次のように抽出する。

読取色階調抽出部１０６は、注目ライン画像５２の１つ目の画素に注目する。以下、注目した画素を「注目画素５２ｅ」と記載する。注目画素５２ｅの階調（画素値）を階調Ｄ５として抽出する。さらに、読取色階調記憶部１０１（図４参照）から、注目画素５２ｅの副走査方向のこの読取色の直前および直後それぞれの階調を階調Ｄ４およびＤ６として抽出する。つまり、Ｙ軸方向に３つ戻った画素（以下、「前画素５２ｕ」と記載する。）の階調および３つ進んだ画素（以下、「後画素５２ｖ」と記載する。）の階調を抽出する。

例えば、注目ライン画像５２がライン画像５１ｒであり、注目画素５２ｅの座標が（Ｘｅ，Ｙｅ）である場合は、読取色階調抽出部１０６は、図１１に示すように、（Ｘｅ，Ｙｅ−３）の画素の階調を前画素５２ｕの階調つまり階調Ｄ４として抽出する。（Ｘｅ，Ｙｅ）の画素の階調を注目画素５２ｅの階調つまり階調Ｄ５として抽出する。（Ｘｅ，Ｙｅ＋３）の画素の階調を後画素５２ｖつまり階調Ｄ６として抽出する。

階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６は、注目画素５２ｅの前後の区間つまり前画素５２ｕから後画素５２ｖまでの区間における階調の変化を表わしていると、言える。

読取色階調抽出部１０６は、２つ目以降の画素についても同様に注目し、階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６を算出する。さらに、他のライン画像５１が注目されるごとに、当該他のライン画像５１（注目ライン画像５２）の各画素を注目し、階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６を抽出する。

このように、読取色階調抽出部１０６によって、複数組の階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６が抽出される。

変化特徴量算出部１０７は、注目画素５２ｅの前後の区間の階調の変化の特徴を表わす変化特徴量Ｄｈを、例えば次のように算出する。

変化特徴量算出部１０７は、図１２に示すように、二次微分フィルタ（ラプラシアンフィルタ）Ｆａを階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６に掛ける。これにより、階調Ｄ４’、Ｄ５’、およびＤ６’が得られる。そして、階調Ｄ４’、Ｄ５’、およびＤ６’の合計を変化特徴量Ｄｈとして算出する。本例では、
Ｄｈ＝Ｄ４’＋Ｄ５’＋Ｄ６’＝−Ｄ４＋２・Ｄ５−Ｄ６
を算出する。

上述の通り、階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６の組が読取色階調抽出部１０６によって複数、算出される。変化特徴量算出部１０７は、各組について変化特徴量Ｄｈを算出する。これにより、図１３のような、各組（画素）の変化特徴量Ｄｈが算出される。

非読取色基準階調補正部１０８は、非読取色基準階調記憶部１０５に記憶されている、各画素の基準階調すなわち２つの非読取色それぞれの階調（図１０参照）を、変化特徴量算出部１０７によって算出された、その画素の変化特徴量Ｄｈを加算することによって補正する。

つまり、画素の読取色が赤である場合は、
Ｄｇｘｙ’＝Ｄｇｘｙ＋Ｄｈｘｙ
Ｄｂｘｙ’＝Ｄｂｘｙ＋Ｄｈｘｙ
を算出する。Ｄｇｘｙ’は、Ｘ座標が「ｘ」でありＹ座標が「ｙ」である画素の補正後の基準階調Ｄｇ（緑の基準階調）である。同様に、Ｄｂｘｙ’は、その画素の補正後の基準階調Ｄｂ（青の基準階調）である。Ｄｈｘｙは、その画素の変化特徴量Ｄｈである。

または、画素の読取色が緑である場合は、
Ｄｒｘｙ’＝Ｄｒｘｙ＋Ｄｈｘｙ
Ｄｂｘｙ’＝Ｄｂｘｙ＋Ｄｈｘｙ
を算出する。Ｄｒｘｙ’は、Ｘ座標が「ｘ」でありＹ座標が「ｙ」である画素の、補正後の基準階調Ｄｒ（赤の基準階調）である。

または、画素の読取色が青である場合は、
Ｄｒｘｙ’＝Ｄｒｘｙ＋Ｄｈｘｙ
Ｄｇｘｙ’＝Ｄｇｘｙ＋Ｄｈｘｙ
を算出する。

これにより、図１４のような、各画素の非読取色の補正後の基準階調が算出される。以下、補正後の基準階調を「補正階調」と記載する。

ここで、図１５を参照しながら、変化特徴量算出部１０７および非読取色基準階調補正部１０８の処理の具体例を説明する。

本具体例において、注目画素５２ｅの読取色は、赤であり、階調Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６は、それぞれ図１５（Ａ）に示すように「１３０」、「９５」、「１２０」である。注目ライン画像５２の２つの非読取色つまり緑および青それぞれの基準階調は、図１５（Ｂ）に示すように「２１０」および「１７０」である。

変化特徴量算出部１０７は、｜１３０ ９５ １２０｜に二次微分フィルタＦａを掛けることによって、図１５（Ｃ）のように変化特徴量Ｄｈとして「−６０」を算出する。

非読取色基準階調補正部１０８は、図１５（Ｄ）に示すように、緑および青それぞれの基準階調「２１０」および「１７０」に変化特徴量Ｄｈ「−６０」を加算する。これにより、緑および青それぞれの補正階調として「１５０」および「１１０」が算出される。

ところで、一般に、１ラインスキャナによると、連続する３本のラインから赤、緑、青それぞれのライン画像が１つずつ得られる。そして、３色のこれらのライン画像を一組の画像として取り扱う。

しかし、読取色判別部１０２ないし非読取色基準階調補正部１０８の上述の処理によると、１本のラインから、読取色の階調と、２つの非読取色それぞれの階調（補正階調）とが得られる。つまり、３本のラインすべてから３色すべての階調が得られる。よって、図５および図１４に示したように、従来の１ラインスキャナの３倍の解像度の画像データが得られる。

そこで、階調決定部１０９は、従来の１ラインスキャナの解像度に合わせるための処理を、図１６に示す手順で実行する。以下、赤、緑、青の順に連続する３本のライン画像５１（５１ｒ、５１ｇ、５１ｂ）が一組として取り扱われる場合を例に、階調決定部１０９が、各組の赤、緑、青それぞれの階調を決定する方法について説明する。

階調決定部１０９は、読取のモードが黒文字読取モードである場合は、図１６に示す手順で階調を決定する。「黒文字読取モード」は、黒色の文字を明瞭に再現するためのモードである。

図１６において、階調決定部１０９は、２つの非読取色の補正階調が得られた１組目のライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂに注目する（＃７０１、＃７０２）。

さらに、階調決定部１０９は、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂそれぞれの、主走査方向（つまり、Ｘ座標）の１番目の座標に注目する（＃７０３、＃７０４）。そして、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂそれぞれの中の、注目したＸ座標の画素の彩度を算出する（＃７０５）。

なお、彩度は、赤、緑、および青の各階調のうちの最大の階調と最小の階調との差によって表わされる。また、各画素の階調は、読取色階調記憶部１０１（図５参照）または非読取色基準階調記憶部１０５（図１０参照）に記憶されている。

そして、これらの３つの画素のうちの彩度が最も低い画素を選出し（＃７０６）、注目した組の注目したＸ座標の赤、緑、および青の階調を、選出した画素の赤、緑、および青それぞれの階調に決定する（＃７０７）。

例えば、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂそれぞれの副走査方向の座標（つまり、Ｙ座標）が「４」、「５」、「６」であり、注目した主走査方向の座標が「１」である場合は、図５に示す通り、ライン画像５１ｒの画素つまり座標（１，４）の画素の赤、緑、および青の階調は、それぞれ、「Ｄｒ１４」、「Ｄｇ１４’」、「Ｄｂ１４’」である。また、ライン画像５１ｇの画素つまり座標（１，５）の画素の赤、緑、および青の階調は、図１０に示す通り、それぞれ、「Ｄｒ１５’」、「Ｄｇ１５」、「Ｄｂ１５’」である。そして、ライン画像５１ｂの画素つまり座標（１，６）の画素の赤、緑、および青の階調は、図１０に示す通り、それぞれ、「Ｄｒ１６’」、「Ｄｇ１６’」、「Ｄｂ１６」である。

よって、この場合に、階調決定部１０９は、階調Ｄｒ１４、Ｄｇ１４’、Ｄｂ１４’のうちの最大値と最小値との差を算出することによって彩度Ｃ１を算出し、階調Ｄｒ１５’、Ｄｇ１５、Ｄｂ１５’のうちの最大値と最小値との差を算出することによって彩度Ｃ２を算出し、階調Ｄｒ１６’、Ｄｇ１６’、Ｄｂ１６のうちの最大値と最小値との差を算出することによって彩度Ｃ３を算出する。

そして、階調決定部１０９は、彩度Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３のうちの最低の彩度の画素を選出し、注目した組のＸ座標が「１」である座標の赤、緑、および青の階調を、選出した画素の赤、緑、および青それぞれの階調に決定する（＃７０７）。例えば、彩度Ｃ１が最も低い場合は、「Ｄｒ１４」、「Ｄｇ１４’」、「Ｄｂ１４’」に決定する。

階調決定部１０９は、主走査方向の２番目以降の座標（Ｘ＝２，３，…，Ｐｘ）についても順次、注目し（＃７０８でＮｏ、＃７０９）、ステップ＃７０４〜＃７０７の処理を実行する。

さらに、階調決定部１０９は、２つの非読取色の補正階調が得られた２組目以降のライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂについても順次、注目し（＃７１０でＮｏ、＃７１１）、ステップ＃７０３〜＃７０９の処理を実行する。

なお、非読取色基準階調算出部１０４による上述の算出方法によると、副走査方向の両端それぞれの組のライン画像５１ｒ、５１ｇ、５１ｂについては、非読取色の基準階調が算出されない。よって、補正階調も算出されない。そこで、階調決定部１０９は、これらの組については、ステップ＃７０３〜＃７０９の処理を行わず、図５に示される、読取色の階調に決定すればよい（＃７１２）。

一方、読取のモードがカラー画像読取モードである場合は、階調決定部１０９は、図１７に示す手順で階調を決定する。なお、「カラー画像読取モード」は、カラーの画像を、黒くなるのを抑制しつつ再現するためのモードである。

図１７において、階調決定部１０９は、２つの非読取色の補正階調が得られた１組目のライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂに注目する（＃７２１、＃７２２）。

さらに、階調決定部１０９は、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂそれぞれの、主走査方向の１番目の座標に注目する（＃７２３、＃７２４）。そして、赤、緑、および青それぞれについて、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂの階調の平均値を算出する（＃７２５）。

上述の、注目したライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂそれぞれの副走査方向の座標が「４」、「５」、「６」であり、注目した主走査方向の座標が「１」である例の場合は、階調決定部１０９は、赤の階調の平均値として、（Ｄｒ１４＋Ｄｒ１５’＋Ｄｒ１６’）／３、を算出する。同様に、緑の階調の平均値として、（Ｄｇ１４’＋Ｄｇ１５＋Ｄｇ１６’）／３、を算出し、青の階調の平均値として、（Ｄｂ１４’＋Ｄｂ１５’＋Ｄｂ１６）／３、を算出する。

そして、階調決定部１０９は、注目した組のＸ座標が「１」である座標の赤、緑、および青の階調を、ステップ＃７２５で算出した赤、緑、および青それぞれの平均値に決定する（＃７２６）。

階調決定部１０９は、主走査方向の２番目以降の座標（Ｘ＝２，３，…，Ｐｘ）についても順次、注目し（＃７２７でＮｏ、＃７２８）、ステップ＃７２４〜＃７２６の処理を実行する。

さらに、階調決定部１０９は、２つの非読取色の補正階調が得られた２組目以降のライン画像５１ｒ、５１ｇ、および５１ｂについても順次、注目し（＃７２９でＮｏ、＃７３０）、ステップ＃７２３〜＃７２８の処理を実行する。

そして、階調決定部１０９は、副走査方向の両端それぞれの組のライン画像５１ｒ、５１ｇ、５１ｂについて、ステップ＃７２３〜＃７２８の処理を行わず、図５に示される、読取色の階調に決定する（＃７３１）。

以上の通り、黒文字読取モードにおいては彩度が低くなるように赤、緑、および青の階調を決定し、カラー画像読取モードにおいては赤、緑、および青の階調を個別に平均値を算出することによって決定する。よって、黒文字読取モードにおいては、図１８に示すように、各色の階調同士が、カラー画像モードの場合よりも近くなりやすい。一方、カラー画像読取モードにおいては、図１９に示すように、各色の階調同士が、黒文字モードの場合よりも分散しやすい。

なお、読取のモードは、ユーザが予め設定すればよい。または、階調決定部１０９が公知の方法によって画像５０の特性を判別し、設定してもよい。

画像データ生成部１２１は、階調決定部１０９によって決定された、各組の各画素の赤、緑、および青それぞれの階調を示す画像データ６１を生成する。そして、画像データ６１を保存しまたは他の装置へ出力する。または、画像データ６１をＣＭＹＫ（cyan magenta yellow black）のデータに変換しプリントユニット１０ｆによって画像を用紙に印刷する。

図２０は、読取画像補正プログラム１０Ｐによる処理の全体的な処理の流れの例を説明するフローチャートである。

次に、画像形成装置１が画像５０を補正する際の全体的な処理の流れの例を、図２０を参照しながら説明する。

画像形成装置１は、読取画像補正プログラム１０Ｐに基づいて、図２０に示す手順で処理を実行する。

画像形成装置１は、スキャナ１０ｅ１によって原稿の画像を読み取って画像データ６０を生成し記憶すると、画像データ６０に基づいて次の通り処理を実行する。

画像形成装置１は、ライン画像５１ごとの読取色を判別する（図２０の＃１１）。ライン画像５１ごとに、各画素の２つの非読取色の階調を抽出し（＃１２）、各画素の２つの非読取色の基準階調を算出する（＃１３）。

ステップ＃１２〜＃１３の処理と前後してまたは並行して、画像形成装置１は、ライン画像５１ごとに、読取色の階調を抽出し、各画素の読取色の変化特徴量Ｄｈを算出する（＃１４、＃１５）。

さらに、画像形成装置１は、画素ごとに、その画素の２つの非読取色の基準階調を、その画素の変化特徴量Ｄｈを加算することによって補正する（＃１６）。これによって、補正階調が算出される。

黒文字読取モードが設定されている場合は（＃１７でＹｅｓ）、画像形成装置１は、図１６に示した方法で、１ラインスキャナの解像度に合わせるための処理を行う（＃１８）。一方、カラー画像読取モードが設定されている場合は（＃１７でＮｏ）、画像形成装置１は、図１７に示した方法で、１ラインスキャナの解像度に合わせるための処理を行う（＃１９）。

そして、画像形成装置１は、ステップ＃１８または＃１９の処理の結果を用いて画像データ６１を生成する（＃２０）。

本実施形態によると、１ラインスキャナで読み取った画像を従来よりも好適に補正することができる。特に、黒文字モードによると、色滲みを従来よりも低減し黒色の文字を明瞭に再現することができる。また、カラー画像モードによると、カラーの画像の彩度の定価を低減しカラーの文字を明瞭に再現することができる。

図２１は、基準階調補正処理の流れの例を説明するフローチャートである。図２２は、注目画素５２ｗおよびその前後の画素の位置関係の例を示す図である。図２３は、二次微分フィルタＦｂの適用の方法の例を示す図である。

本実施形態では、非読取色基準階調補正部１０８は、基準階調を、無条件に変化特徴量Ｄｈを加算することによって補正した。しかし、この方法によると、補正し過ぎてしまうことがある。そこで、例えば、図２１に示す手順で基準階調を補正してもよい。以下、補正の変形例を、ある注目画素５２ｗの基準階調が対象である場合を例に説明する。

非読取色基準階調補正部１０８は、読取色階調記憶部１０１から、注目画素５２ｗの階調を抽出する（＃１３１）。さらに、注目画素５２ｗの、副走査方向の周辺の幾つかの画素の階調を抽出する（＃１３２）。例えば、図２２に示すように、副走査方向の前後それぞれ３つずつの画素の階調を抽出する。そして、ステップ＃１３１および＃１３２それぞれで抽出した階調（図２２の例では、７つの階調）の中から、最大の階調（以下、「ＭＡＸ値」と記載する。）および最小の階調（以下、「ＭＩＮ値」と記載する。）を選出する。

ステップ＃１３１〜＃１３３の処理と並行してまたは前後して、非読取色基準階調補正部１０８は、注目画素５２ｗの２つの非読取色それぞれの基準階調に注目画素５２ｗの変化特徴量Ｄｈを加算することによって、第一の加算値および第二の加算値を算出する（＃１３４）。例えば、注目画素５２ｗの読取色が赤である場合は、緑の基準階調と変化特徴量Ｄｈとの合計を第一の加算値として算出し、青の基準階調と変化特徴量Ｄｈとの合計を第二の加算値として算出する。

そして、２つの非読取色のそれぞれの基準階調を補正した値つまり補正階調を、ＭＡＸ値およびＭＩＮ値を用いて次のように決定する。

第一の加算値がＭＡＸ値よりも大きければ（＃１３５でＹｅｓ）、非読取色基準階調補正部１０８は、１つ目の非読取色の補正階調をＭＡＸ値に決定する（＃１３６）。

または、第一の加算値がＭＩＮ値未満である場合は（＃１３５でＮｏ、＃１３７でＹｅｓ）、非読取色基準階調補正部１０８は、１つ目の非読取色の補正階調をＭＩＮ値に決定する（＃１３８）。

または、第一の加算値がＭＡＸ値以下でありかつＭＩＮ値以上である場合は（＃１３５でＮｏ、＃１３７でＮｏ）、非読取色基準階調補正部１０８は、１つ目の非読取色の補正階調を第一の加算値に決定する（＃１３９）。

２つ目の非読取色の補正階調についても、１つ目の非読取色の補正階調と同様に、非読取色基準階調補正部１０８は、第二の加算値をＭＡＸ値またはＭＩＮ値と比較することによって決定する（＃１３５〜＃１３９）。

このようにＭＡＸ値およびＭＩＮ値をそれぞれ補正の上限および下限に定めることによって、補正によって却って色滲みが発生してしまうことを抑制することができる。

本実施形態では、図４に示した各部を、読取画像補正プログラム１０ＰをＣＰＵ１０ａで実行することによって実現したが、一部または全部をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路によって実現してもよい。

本実施形態では、画像データ６０が得られてから、つまり、画像５０全体のデータが得られてから、読取色判別部１０２ないし非読取色基準階調補正部１０８は、上述の通り補正の処理を行った。しかし、スキャナ１０ｅ１によるスキャンの処理と並行して、補正の処理を行ってもよい。

本実施形態では、変化特徴量算出部１０７は、図１２に示した通り、注目画素５２ｅの変化特徴量Ｄｈを、注目画素５２ｅの読取色の階調（階調Ｄ５）と注目画素５２ｅの副走査方向のこの読取色の直前および直後の画素それぞれの階調（階調Ｄ４、Ｄ６）とに基づいて、算出した。しかし、直前および直後の画素以外の周辺の画素の階調をも用いて算出してもよい。

例えば、図２３に示すように、変化特徴量算出部１０７は、注目画素５２ｅの階調（階調Ｄ５２）を抽出する。さらに、８方向それぞれの、注目画素５２ｅと読取色が同じである、注目画素５２ｅに最も近い画素の、階調（階調Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ５１、Ｄ５３、Ｄ６１、Ｄ６２、Ｄ６３）を抽出する。抽出した階調に二次微分フィルタＦｂを掛ける。これにより、階調Ｄ４１’、Ｄ４２’、Ｄ４３’、Ｄ５１’、Ｄ５２’、Ｄ５３’、Ｄ６１’、Ｄ６２’、およびＤ６３’が得られる。

そして、変化特徴量算出部１０７は、これらの階調の合計を変化特徴量Ｄｈとして算出する。

図２３の例では、
Ｄｈ＝Ｄ４１’＋Ｄ４２’＋Ｄ４３’＋Ｄ５１’＋Ｄ５２’＋Ｄ５３’＋Ｄ６１’
＋Ｄ６２’＋Ｄ６３’
＝−Ｄ４１−Ｄ４２−Ｄ４３−Ｄ５１＋８・Ｄ５２−Ｄ５３−Ｄ６１
−Ｄ６２−Ｄ６３
を算出する。

非読取色基準階調算出部１０４も同様に、非読取色の補正階調を、注目画素５２ｃの前後２つの画素の階調だけではなく（図１１参照）、８方向の周囲の８つの画素の階調に基づいて算出してもよい。この場合は、線形補間の公知の方法によって補正階調を算出すればよい。

その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、処理の内容、処理の順序、データの構成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１ 画像形成装置（読取画像補正装置）
１０３ 非読取色階調抽出部（非読取色階調算出手段）
１０７ 変化特徴量算出部（特徴量算出手段）
１０８ 非読取色基準階調補正部（補正手段）
１０９ 階調決定部（解像度調整手段）
１０ｅ１ スキャナ（１ラインスキャナ）
５０ 画像（読取画像）
Ｄｈ 変化特徴量（特徴量）

Claims (9)

1. 複数の色それぞれの光源を１つのラインごとに順番に点灯させながら１ラインスキャナによって読み取られた画像である読取画像を補正する読取画像補正装置であって、
   前記読取画像の中の補正する対象である対象画素の、当該対象画素の周囲からの階調の変化の特徴を表わす特徴量を、前記１ラインスキャナによって得られた、当該対象画素の階調である第一の読取階調と、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該対象画素を読み取る際に用いられた読取用光源が点灯している際に当該１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する画素の階調である第二の読取階調と、によって算出する、特徴量算出手段と、
   前記対象画素の、前記複数の色のうちの前記読取用光源に対応する色とは異なる色である非読取色の階調である非読取色階調を、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該非読取色の光源が点灯している際に前記１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する複数の画素それぞれの第三の読取階調に基づいて算出する、非読取色階調算出手段と、
   前記非読取色階調を前記特徴量に基づいて補正することによって補正階調を算出する補正手段と、
   を有することを特徴とする読取画像補正装置。
2. 前記特徴量算出手段は、前記第一の読取階調および前記第二の読取階調に二次微分フィルタを掛けた値を加算することによって前記特徴量を算出し、
   前記補正手段は、前記非読取色階調に前記特徴量を加算することによって前記補正階調を算出する、
   請求項１に記載の読取画像補正装置。
3. 前記特徴量算出手段は、前記第一の読取階調および前記第二の読取階調に二次微分フィルタを掛けた値を加算することによって前記特徴量を算出し、
   前記補正手段は、前記非読取色階調に前記特徴量を加算した加算値が前記対象画素および当該対象画素の副走査方向の周辺の画素それぞれの階調のうちの最大値よりも大きい場合は、当該最大値を前記補正階調として算出し、当該階調のうちの最小値よりも小さい場合は、当該最小値を前記補正階調として算出し、当該最小値以上でありかつ当該最大値以下である場合は、当該加算値を前記補正階調として算出する、
   請求項１に記載の読取画像補正装置。
4. 前記複数の色は、第一の原色、第二の原色、および第三の原色の３つの原色であり、
   前記非読取色階調算出手段は、前記３つの原色のうちの２つについてそれぞれ前記非読取色階調を算出し、
   前記補正手段は、前記３つの原色のうちの２つについてそれぞれ前記補正階調を算出する、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の読取画像補正装置。
5. 前記読取画像の中の副走査方向に連続して並ぶ３つの画素からなる組の共通の階調として、当該３つの画素それぞれの前記第一の読取階調および前記非読取色階調のうちの前記第一の原色の第一の読取階調および非読取色階調に基づいて前記第一の原色の階調である第一の共通階調を算出し、前記第二の原色の第一の読取階調および非読取色階調に基づいて前記第二の原色の階調である第二の共通階調を算出し、前記第三の原色の第一の読取階調および非読取色階調に基づいて前記第三の原色の階調である第三の共通階調を算出する、解像度調整手段、を有する、
   請求項４に記載の読取画像補正装置。
6. 前記解像度調整手段は、前記第一の共通階調を、前記第一の原色の第一の読取階調および非読取色階調のうちの彩度が最も低いものを選出することによって算出し、前記第二の共通階調を、前記第二の原色の第一の読取階調および非読取色階調のうちの彩度が最も低いものを選出することによって算出し、前記第三の共通階調を、前記第三の原色の第一の読取階調および非読取色階調のうちの彩度が最も低いものを選出することによって算出する、
   請求項５に記載の読取画像補正装置。
7. 前記解像度調整手段は、前記第一の共通階調として前記第一の原色の第一の読取階調および非読取色階調の平均値を算出し、前記第二の共通階調として前記第二の原色の第一の読取階調および非読取色階調の平均値を算出し、前記第三の共通階調として前記第三の原色の第一の読取階調および非読取色階調の平均値を算出する、
   請求項５に記載の読取画像補正装置。
8. 複数の色それぞれの光源を１つのラインごとに順番に点灯させながら１ラインスキャナによって読み取られた画像である読取画像を補正する読取画像補正方法であって、
   前記読取画像の中の補正する対象である対象画素の、当該対象画素の周囲からの階調の変化の特徴を表わす特徴量を、前記１ラインスキャナによって得られた、当該対象画素の階調である第一の読取階調と、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該対象画素を読み取る際に用いられた読取用光源が点灯している際に当該１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する画素の階調である第二の読取階調と、によって算出し、
   前記対象画素の、前記複数の色のうちの前記読取用光源に対応する色とは異なる色である非読取色の階調である非読取色階調を、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該非読取色の光源が点灯している際に前記１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する複数の画素それぞれの第三の読取階調に基づいて算出し、
   前記非読取色階調を前記特徴量に基づいて補正することによって補正階調を算出する、
   ことを特徴とする読取画像補正方法。
9. 複数の色それぞれの光源を１つのラインごとに順番に点灯させながら１ラインスキャナによって読み取られた画像である読取画像を補正するコンピュータに用いられるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記読取画像の中の補正する対象である対象画素の、当該対象画素の周囲からの階調の変化の特徴を表わす特徴量を、前記１ラインスキャナによって得られた、当該対象画素の階調である第一の読取階調と、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該対象画素を読み取る際に用いられた読取用光源が点灯している際に当該１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する画素の階調である第二の読取階調と、によって算出する処理を実行させ、
   前記対象画素の、前記複数の色のうちの前記読取用光源に対応する色とは異なる色である非読取色の階調である非読取色階調を、当該読取画像の中の前記複数の色それぞれの光源のうちの当該非読取色の光源が点灯している際に前記１ラインスキャナによって読み取られかつ当該対象画素の副走査方向に近接する複数の画素それぞれの第三の読取階調に基づいて算出する処理を実行させ、
   前記非読取色階調を前記特徴量に基づいて補正することによって補正階調を算出する処理を実行させる、
   ことを特徴とするコンピュータプログラム。

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