JP7073783B2 - 画像処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、原稿の一面から画像データを読み取る第一画像読取手段と、前記原稿の他面から画像データを読み取る第二画像読取手段と、前記第一画像読取手段が読み取った画像データおよび前記第二画像読取手段が読み取った画像データのそれぞれに対して所定の画像処理を行う一系統の画像処理手段と、前記第一画像読取手段が読み取った画像データまたは前記第二画像読取手段が読み取った画像データのいずれかに対して、前記画像処理手段での画像処理の前に、前記第一画像読取手段と前記第二画像読取手段との基本特性の相違を補正するための処理を行う補正処理手段とを備えることを特徴とする画像読取装置が開示されている。

特許文献２には、画像を撮像素子により光電変換し画像データとして取得する画像読取装置であって、前記画像データの所定の濃度域におけるノイズ量を略一定にする平滑化処理を施す平滑化処理手段を備えたことを特徴とする画像読取装置が開示されている。

特許文献３には、原稿の画像を読み取る原稿読取器によって読み取られた該原稿の画像について、該原稿読取器における感度のばらつきが大きいほど高濃度の色まで地色として除去する地色除去部と、前記地色除去部によって地色が除去された前記原稿の画像を出力する画像出力部と、を備えたことを特徴とする画像処理装置が開示されている。

特開２００６－１３５６３１号公報 特開２００１－１５７０５７号公報 特開２０１７－１４７５３０号公報

本発明の目的は、２つの読取部により原稿から両面読み取りを行い表裏両面の出力画像を得る際に、得られた画像データの雑音量を補正しない場合に比べて、ハイライト部の再現性がよい出力画像を得ることができる画像処理装置及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、原稿の一方の面の画像を読み取る第１読取部に固有の第１の雑音量と濃度との第１の関係、及び原稿の他方の面の画像を読み取る第２読取部に固有の第２の雑音量と濃度との第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分が予め取得されており、予め取得された前記第１の関係、前記第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分に基づいて、特定の濃度領域での前記第１の雑音量と前記第２の雑音量との差分を取得する取得手段と、前記特定の濃度領域において前記第２の雑音量が前記第１の雑音量より小さい場合に、前記第２読取部により読み取られた画像データに前記特定の濃度領域での差分に応じた雑音データを付加する補正を行う補正手段と、を備えた画像処理装置である。

請求項２に記載の発明は、前記特定の濃度領域は、濃度２０％未満の領域である、請求項１に記載の画像処理装置である。

請求項３に記載の発明は、前記差分に応じた雑音データは、不足分の雑音量を付与する雑音データである、請求項２に記載の画像処理装置である。

請求項４に記載の発明は、前記補正手段は、地色被り補正の前に画像データを補正する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像処理装置である。

請求項５に記載の発明は、前記補正手段は、ＲＧＢ色空間またはＬａｂ色空間で画像データを補正する、請求項４に記載の画像処理装置である。

請求項６に記載の発明は、予め取得された前記第１の関係、前記第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分が、予め記憶部に記憶されている、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の画像処理装置である。

請求項７に記載の発明は、前記第１の関係と前記第２の関係とが、濃度補正用画像の読み取りにより予め取得されている、請求項６に記載の画像処理装置である。

請求項８に記載の発明は、前記第１読取部がＣＣＤセンサにより原稿の表面を読み取り、前記第２読取部がＣＩＳセンサにより原稿の裏面を読み取る場合に、前記補正手段は、前記第２読取部による読み取りで得られた画像データに対し、前記差分に応じた雑音データを付加する補正を行う、請求項１に記載の画像処理装置である。

請求項９に記載の発明は、コンピュータを、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラムである。

請求項１、９に記載の発明によれば、２つの読取部により原稿から両面読み取りを行い表裏両面の出力画像を得る際に、得られた画像データの雑音量を補正しない場合に比べて、ハイライト部の再現性がよい出力画像を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、出力画像におけるハイライト部の消失を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、表面の出力画像と裏面の出力画像との間で、ハイライト部の再現性の差を解消することができる。

請求項４、５に記載の発明によれば、地被り補正によるハイライト部の消失を低減することができる。

請求項６、７に記載の発明によれば、２つの読取部に対応して、濃度毎に補正量（雑音量の差分）を取得することができる。

請求項８に記載の発明によれば、裏面の出力画像におけるハイライト部の消失を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。 濃度と雑音との関係を示すグラフである。 （Ａ）から（Ｃ）は読取デバイスによる画質差を説明する図である。 ハイライト部が消失する原因を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
まず、画像形成装置の構成について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、原稿の画像を読み取る第１画像読取部２０、第２画像読取部２２と、取得された画像データに対し画像処理を行う画像処理部３０と、画像処理後の画像データに基づいて用紙（記録媒体の一例）上に画像を出力する画像出力部５０とを備えている。

画像処理部３０は、入力階調補正部３２、第１色変換部３４、フィルタ処理部３６、第２色変換部３８、出力階調補正部４０、スクリーン処理部４２、及び雑音補正部６０を備えている。本実施の形態では、画像処理部３０が雑音補正部６０を備えており、雑音補正部６０がＲＧＢ色空間で雑音補正を行う。

本実施の形態では、第１画像読取部２０及び第２画像読取部２２により、原稿両面に対する同時読み取りを行う。第１画像読取部２０は、ＣＣＤセンサである。ＣＣＤセンサは、電荷結合素子 (Charge Coupled Device)を用いた画像読取装置である。第１画像読取部２０は、原稿の表面の画像を読み取って、ＲＧＢ色空間で各画素の色指定を行うＲＧＢデータ（デジタルデータ）を生成する。第１画像読取部２０は、取得したＲＧＢデータを、入力階調補正部３２に出力する。

第２画像読取部２２は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）センサである。ＣＩＳセンサは、原稿に密着させて画像を読み取る画像読取装置である。第２画像読取部２２は、原稿の裏面の画像を読み取って、ＲＧＢデータを生成する。第２画像読取部２２は、取得したＲＧＢデータを、雑音補正部６０に出力する。

入力階調補正部３２は、取得したＲＧＢデータに対し、画像読取部に応じた階調変換を行う。入力階調補正部３２は、階調変換されたＲＧＢデータを、第１色変換部３４に出力する。第１色変換部３４は、ＲＧＢデータを、Ｌａｂ色空間で各画素の色指定を行うＬａｂデータに変換する。ここでは、CIE 1976 L*a*b* 色空間を「Ｌａｂ色空間」と略称する。Ｌａｂ色空間では、各色はＬ*、ａ*、ｂ*各値の組合せで表される。第１色変換部３４は、Ｌａｂデータをフィルタ処理部３６に出力する。

フィルタ処理部３６は、空間フィルタ処理のフィルタ係数を変更することにより、ＬａｂデータのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を調整する。フィルタ処理部３６は、フィルタ処理後のＬａｂデータを、第２色変換部３８に出力する。

第２色変換部３８は、ダイレクトルックアップテーブル（ＤＬＵＴ）と呼ばれる変換テーブルを用いて、Ｌａｂデータを、ＣＭＹＫ色空間で各画素の色指定を行うＣＭＹＫデータに変換する。ＤＬＵＴは、Ｌａｂ色空間での色を表す色データと、ＣＭＹＫ色空間での色を表す色データとを対応付けるテーブルである。ＣＭＹＫ色空間では、各色はＣＭＹＫ各色の濃度値の組合せで表される。Ｌａｂ色空間の色データは、その色と略同等の色を表現するためのＣＭＹＫ色空間の色データに変換される。

また、ＤＬＵＴは、原稿の地色を除去する「地色被り補正」を行うように設計されている。地色被り補正では、画素値が予め定めた閾値以下の画素を「地色を表す画素」とみなして、その画素値を最低濃度（例えば、ゼロ）にリセットする。地色被り補正により、後述するハイライト部での地色被りを抑制することができる。第２色変換部３８は、ＣＭＹＫデータを出力階調補正部４０に出力する。

出力階調補正部４０は、ＣＭＹＫデータに対し、画像出力部５０に応じた階調変換を行う。出力階調補正部４０は、階調変換されたＣＭＹＫデータを、スクリーン処理部４２に出力する。スクリーン処理部４２は、出力スクリーンを選択してスクリーン処理を行い、ＣＭＹＫデータを色毎に二値化する。スクリーン処理部４２は、二値化したＣＭＹＫデータを、画像出力部５０に出力する。画像出力部５０は、二値化されたＣＭＹＫデータに基づいて用紙上に画像を出力する。

雑音補正部６０は、第２画像読取部２２から取得されたＲＧＢデータに対し、画素毎の雑音を表す雑音データを付加する雑音補正を行う。例えば、ランダムノイズを表す雑音データを、ＲＧＢデータに付加する。ここで「雑音」とは、予め定めた濃度の画像を読み取った際の画素値のばらつきを表し、読み取った画素値の平均値に対する標準偏差σで表される。したがって、画像の濃度毎に、濃度に応じた雑音量が求められる。

また、ここでの「雑音」は、読取デバイスに起因して画像データに含まれる、いわゆる「読取ノイズ（読み取り感度のばらつき）」である。したがって、濃度と雑音量との関係（以下、「ＳＮ特性」という。）は、読取デバイスに固有の特性であり、読取デバイス毎に異なる。図２は濃度と雑音量との関係を示すグラフである。横軸は画像の濃度を表し、縦軸は雑音量（標準偏差σ）を表す。第１画像読取部２０のＳＮ特性は実線で表され、第２画像読取部２２のＳＮ特性は点線で表されている。

図２に示すように、第２画像読取部２２（ＣＩＳセンサ）は、画像の濃度が低い領域において、第１画像読取部２０（ＣＣＤセンサ）に比べて、雑音量が少ないというＳＮ特性を有している。読取デバイスのＳＮ特性は、画像出力部５０から出力される出力画像の画質に影響する。

図３（Ａ）から図３（Ｃ）は読取デバイスによる画質差を説明する図である。図３（Ａ）に示すように、画像の濃度がゼロに近い領域は「ハイライト部」と呼ばれる。本実施の形態では、一例として、濃度Ｄ＜０．２の領域を「ハイライト部」と称する。図３（Ｂ）及び（Ｃ）では濃度を％で表示する。濃度２０％未満が「ハイライト部」に相当する。図３（Ｂ）に示すように、ＣＣＤセンサによる読み取りで画像データが取得された表面側の出力画像では、ハイライト部が再現されている。一方、図３（Ｃ）に示すように、ＣＩＳセンサによる読み取りで画像データが取得された裏面側の出力画像では、濃度５％及び濃度１０％のハイライト部が消失している。

ここで、ハイライト部が消失する理由について説明する。図４はハイライト部の分散状況を模式的に表す図である。Ｌａｂ色空間では色度ａ^＊、ｂ^＊で色を表現する。一点鎖線で図示する円形の領域は、ＣＣＤセンサの色再現領域７０を表す。点線で図示する円形の領域は、ＣＩＳセンサの色再現領域７２を表す。実線で図示する円形の領域は、地色被り補正の設計領域７４を表す。実線で図示する四角形の領域は、ＤＬＵＴのリセット領域７６を表す。

ハイライト部での雑音量が多く、分散が大きい方が、色再現領域が拡がる。ＣＣＤセンサの色再現領域７０は、ＣＩＳセンサの色再現領域７２に比べて広い。第２色変換部３８で地色被り補正が実施される際に、ＤＬＵＴによりリセットされるリセット領域７６は、ＤＬＵＴを設計したときの地色被り補正の設計領域７４よりも広くなる。これはＤＬＵＴのグリッド（対応点）が粗いことに起因する。

ＣＩＳの色再現領域７２は、リセット領域７６に含まれており、ＤＬＵＴのリセットにより消えてしまう。このため、裏面側の出力画像のハイライト部は消失する。一方、ＣＣＤの色再現領域７０は、ＤＬＵＴによるリセットが行われても一部が残る。このため、表面側の出力画像のハイライト部は再現される。

本実施の形態では、雑音補正部６０が、第２画像読取部２２から取得されたＲＧＢデータに対し、雑音データを付加する雑音補正を行う。少なくともハイライト部での雑音量が増加するように、ＲＧＢデータに対し雑音データを付加する。地色被り補正の前に、雑音補正により色再現領域（分散）を拡げて、ＤＬＵＴによるリセット後も色再現領域の一部が残るようにする。これにより、裏面側の出力画像でもハイライト部が再現されるようになる。

また、画像形成装置１０は差分情報記憶部６２を備えている。差分情報記憶部６２には、第１画像読取部２０のＳＮ特性と、第２画像読取部２２のＳＮ特性との差分を表す「差分情報」が記憶されている。例えば、図２に示す例では、第１画像読取部２０のＳＮ特性（実線）と、第２画像読取部２２のＳＮ特性（点線）とが記憶されている。これら２つのＳＮ特性から、濃度毎に雑音量の差分Δσを読み取ることができる。

本実施の形態では、雑音補正部６０は、差分情報記憶部６２に記憶された差分情報を取得し、ハイライト部で２つの画像読取部の雑音量に差分Δσがある場合に、第２画像読取部２２から取得されたＲＧＢデータに対し、差分に応じた雑音データを付加する雑音補正を行う。

例えば、雑音補正部６０は、ハイライト部で雑音量の差分を解消するように、不足分の雑音量を付与する雑音データを、ＲＧＢデータに対して付加してもよい。ハイライト部の雑音量を調整するだけで、表面側と裏面側とで出力画像の画質が同じレベルになる。なお、差分情報記憶部６２は、画像形成装置１０の外部に配置してもよい。

画像処理部３０の各部の機能は、専用のハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよい。ソフトウェアにより実現する場合は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータ等の情報処理装置により各部の機能を実行するプログラムとする。ＣＰＵは、プログラムを取得し、ＲＡＭをワークエリアとしてプログラムを実行する。プログラムは、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶されていてもよく、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に記録されていてもよい。また、プログラムは、通信を介して取得されてもよい。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、Ｌａｂ色空間で雑音補正を行う。
図５は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、画像形成装置１０Ａは、原稿の画像を読み取る第１画像読取部２０、第２画像読取部２２と、取得された画像データに対し画像処理を行う画像処理部３０Ａと、画像処理後の画像データに基づいて用紙上に画像を出力する画像出力部５０とを備えている。

また、画像形成装置１０Ａは差分情報記憶部６６を備えている。差分情報記憶部６６には、第１画像読取部２０のＳＮ特性と、第２画像読取部２２のＳＮ特性との差分を表す「差分情報」が記憶されている。なお、差分情報記憶部６６は、画像形成装置１０の外部に配置してもよい。

画像処理部３０Ａは、入力階調補正部３２Ａ、３２Ｂ、第１色変換部３４Ａ、３４Ｂ、フィルタ処理部３６、第２色変換部３８、出力階調補正部４０、スクリーン処理部４２、及び雑音補正部６４を備えている。画像処理部３０で処理される画像データは、色空間に応じて、ＲＧＢデータ、Ｌａｂデータ、ＣＭＹＫデータ等と称される。これらを区別する必要がない場合は、画像データと総称する。

本実施の形態では、Ｌａｂ色空間で雑音補正を行うために、フィルタ処理部３６の手前までは、第１画像読取部２０から取得された画像データと、第２画像読取部２２から取得された画像データとが別々に処理される。

第１画像読取部２０とフィルタ処理部３６との間には、入力階調補正部３２Ａと第１色変換部３４Ａとが設けられている。また、第２画像読取部２２とフィルタ処理部３６との間には、入力階調補正部３２Ｂと第１色変換部３４Ｂと雑音補正部６４とが設けられている。雑音補正部６４がＬａｂ色空間で雑音補正を行う。これら以外は、第１の実施の形態と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。

第１画像読取部２０は、原稿の表面の画像を読み取ってＲＧＢデータを生成し、生成したＲＧＢデータを入力階調補正部３２Ａに出力する。入力階調補正部３２Ａは、取得したＲＧＢデータに対し画像読取部に応じた階調変換を行い、階調変換されたＲＧＢデータを第１色変換部３４Ａに出力する。第１色変換部３４Ａは、ＲＧＢデータをＬａｂデータに変換し、Ｌａｂデータをフィルタ処理部３６に出力する。

第２画像読取部２２は、原稿の裏面の画像を読み取ってＲＧＢデータを生成し、生成したＲＧＢデータを入力階調補正部３２Ｂに出力する。入力階調補正部３２Ｂは、取得したＲＧＢデータに対し画像読取部に応じた階調変換を行い、階調変換されたＲＧＢデータを第１色変換部３４Ｂに出力する。第１色変換部３４Ｂは、ＲＧＢデータをＬａｂデータに変換し、Ｌａｂデータを雑音補正部６４に出力する。

雑音補正部６４は、差分情報記憶部６６に記憶された差分情報を取得し、ハイライト部で２つの画像読取部の雑音量に差分がある場合に、第１色変換部３４Ｂから取得されたＬａｂデータに対し、差分に応じた雑音データを付与する雑音補正を行う。地色被り補正が実施される前に雑音補正を行うことで、裏面側の出力画像でもハイライト部が再現されるようになる。

なお、濃度と雑音との関係（ＳＮ特性）は、色空間毎に異なっている。図２はＲＧＢ色空間での濃度と雑音との関係を示すグラフである。Ｌａｂ色空間で雑音補正を行う場合は、第１画像読取部２０及び第２画像読取部２２の各々についてＬａｂ色空間でのＳＮ特性を取得し、取得された２つのＳＮ特性から雑音量の差分を求める。

＜変形例＞
なお、上記実施の形態で説明した画像処理装置及びプログラムの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。

上記第１の実施の形態では、入力階調補正部３２の手前でＲＧＢデータに対して雑音補正を行う例（図１）について説明し、上記第２の実施の形態では、フィルタ処理部３６の手前でＬａｂデータに対して雑音補正を行う例（図５）について説明したが、雑音補正は地色被り補正の前に実施されればよい。画像データに対する雑音補正は、地色被り補正を行う第２色変換部３８より上流側であれば、どこで実施してもよい。

上記第１及び第２の実施の形態では、差分情報が予め記憶されている例について説明したが、原稿の両面の画像を読み取る前に、濃度補正用画像の読み取りにより差分情報を取得してもよい。濃度補正用画像は、濃度が異なる複数のベタ画像（パッチ）を有する補正用画像である。２つの画像読取部により同じ濃度補正用画像を読み取って、２つの画像読取部のＳＮ特性を取得する。そして、２つの画像読取部のＳＮ特性から差分情報を取得する。

上記第１及び第２の実施の形態では、ハイライト部で２つの画像読取部の雑音量に差分がある場合に雑音補正を行う例について説明したが、２つの画像読取部のＳＮ特性の差に起因する画質差を低減できればよく、他の濃度領域で２つの画像読取部の雑音量に差分がある場合に雑音補正を行ってもよい。

上記第１及び第２の実施の形態では、第１画像読取部をＣＣＤセンサ、第２画像読取部をＣＩＳセンサとする例について説明したが、ＣＣＤセンサやＣＩＳセンサは一例である。２つの画像読取部のＳＮ特性の差に起因する画質差を低減できればよく、この組合せには限定されない。例えば、第１画像読取部をＣＩＳセンサ、第２画像読取部をＣＣＤセンサとしてもよい。また、第１画像読取部及び第２画像読取部に、ＣＭＯＳイメージセンサ等の他のセンサを用いてもよい。

１０ 画像形成装置
１０Ａ 画像形成装置
２０ 第１画像読取部
２２ 第２画像読取部
３０ 画像処理部
３０Ａ 画像処理部
３２ 入力階調補正部
３２Ａ 入力階調補正部
３２Ｂ 入力階調補正部
３４ 第１色変換部
３４Ａ 第１色変換部
３４Ｂ 第１色変換部
３６ フィルタ処理部
３８ 第２色変換部
４０ 出力階調補正部
４２ スクリーン処理部
５０ 画像出力部
６０ 雑音補正部
６２ 差分情報記憶部
６４ 雑音補正部
６６ 差分情報記憶部
７０ 色再現領域
７２ 色再現領域
７４ 設計領域
７６ リセット領域

Claims (9)

1. 原稿の一方の面の画像を読み取る第１読取部に固有の第１の雑音量と濃度との第１の関係、及び原稿の他方の面の画像を読み取る第２読取部に固有の第２の雑音量と濃度との第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分が予め取得されており、予め取得された前記第１の関係、前記第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分に基づいて、特定の濃度領域での前記第１の雑音量と前記第２の雑音量との差分を取得する取得手段と、
   前記特定の濃度領域において前記第２の雑音量が前記第１の雑音量より小さい場合に、前記第２読取部により読み取られた画像データに前記特定の濃度領域での差分に応じた雑音データを付加する補正を行う補正手段と、
   を備えた画像処理装置。
2. 前記特定の濃度領域は、濃度２０％未満の領域である、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記差分に応じた雑音データは、不足分の雑音量を付与する雑音データである、
   請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正手段は、地色被り補正の前に画像データを補正する、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記補正手段は、ＲＧＢ色空間またはＬａｂ色空間で画像データを補正する、
   請求項４に記載の画像処理装置。
6. 予め取得された前記第１の関係、前記第２の関係、及び前記第１の関係と前記第２の関係との差分が、予め記憶部に記憶されている、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記第１の関係と前記第２の関係とが、濃度補正用画像の読み取りにより予め取得されている、
   請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記第１読取部がＣＣＤセンサにより原稿の表面を読み取り、前記第２読取部がＣＩＳセンサにより原稿の裏面を読み取る場合に、
   前記補正手段は、前記第２読取部による読み取りで得られた画像データに対し、前記差分に応じた雑音データを付加する補正を行う、
   請求項１に記載の画像処理装置。
9. コンピュータを、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

Images