JP7149047B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
しかし、シワや汚れのある原稿では、シワや汚れも二値画像化されてしまう場合があった。従来のシワや汚れを除去する技術では、例えばカーボン紙等により複写された原稿などでは文字等が薄く、シワや汚れとともに文字等の画像も除去されてしまい、適切な二値画像を得ることが困難であった。
以下、画像読取装置と、この画像読取装置に接続可能な情報処理装置とを備えた画像読取システムについて説明する。
図1において、スキャナ100は、原稿から画像データを読取る画像読取装置である。スキャナ100は、パーソナルコンピュータ(PC)200と通信可能に接続されている。スキャナ100とPC200とは、例えばUSBインターフェース等を介して接続されていてもよいし、ネットワークを介して接続される構成でもよい。なお、ネットワークは有線、無線のいずれでもよい。パーソナルコンピュータ(PC)200は、スキャナ100を制御する情報処理装置である。
図2は、スキャナ100の一実施形態を示すシートフィードスキャナの構成例を示す図である。本実施形態では、積載された原稿(以下「シート」という)を順次スキャンしていくシートフィードスキャナを用いて説明を行う。
A/D変換部(ADC)301a、301bは、ラインイメージセンサ(図2の画像読取センサ14、15)の出力信号に対し、増幅や黒レベルクランプなどのアナログ処理を施した後、デジタルデータ(画像データ)に変換する。画像処理部302は、ラインイメージセンサ14、15およびA/D変換部301a、301bなどの制御と、A/D変換部301a、301bから出力された画像データへの各種の画像処理の実行を行う。画像処理部302は、内部に画像データを記憶する画像処理バッファを有する。
ROM310は、プログラムや各種データを記憶する。
RAM303は、CPU306のワークメモリとして機能する。
CPU406は、コンピュータプログラムに基づいてPC200の各ユニットを統括的に制御する。CPU406は、後述する図5に示すアプリケーション501やスキャナドライバ502に従って、スキャナ100を制御する。
なお、スキャナドライバ502は、スキャナ100から入力される原稿画像(多値の入力画像データ)に対して後述する図6、図7等に示す画像処理を行って二値画像データを生成してアプリケーション501に出力する機能を有する。
次にS604において、CPU406は、上記S602でエッジレベルを算出した各画素に対して、その画素の周囲の所定範囲に含まれる画素のエッジレベル(例えば5×5画素のデータ)を加算して該加算結果を該画素の周囲画素エッジレベルとする(周囲画素エッジレベル加算処理)。このとき、CPU406は、エッジレベル検出手段として機能している。以下、図8を用いて説明する。
図8において、800は、エッジレベルデータの全体を示し、各矩形は各画素を示す。
801を注目画素とすると、注目画素801の周囲の画素802(図中の網掛け部分。3×3の画素データ)のエッジレベルを加算して、該加算結果を注目画素801の周囲画素エッジレベル803とする。
同様に、811を注目画素とすると、注目画素811の周囲の画素812のエッジレベルを加算して、該加算結果を注目画素811の周囲画素エッジレベル813とする。
さらに、821を注目画素とすると、注目画素821の周囲の画素822のエッジレベルを加算して、該加算結果を注目画素821の周囲画素エッジレベル823とする。
同様の処理を、エッジレベルデータ800の全画素について行い、周囲画素エッジレベルのデータ890を生成する。
なお、図8では、簡略化して3×3画素のデータを加算する例を示しているが、これに限定されるものではない。
図9は、明度ごとのエッジレベルの平均値を示すグラフの一例を示す図である。
まずS701において、CPU406は、入力画像から未処理の対象画素を1画素、所定の順序で選択し(以下「注目画素」という)、S702に処理を進める。
S704において、CPU406は、注目画素を「黒」と決定し、「黒」に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S710に処理を進める。
S705において、CPU406は、注目画素を「白」と決定し、「白」に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S710に処理を進める。
次にS707において、CPU406は、注目画素の明度と上記S706で算出した平均値を比較する。そして、注目画素の明度が上記平均値以下と判定した場合(S707でNoの場合)、CPU406は、S708に処理を進める。
S708において、CPU406は、注目画素を「黒」と決定し、「黒」に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S710に処理を進める。
S709において、CPU406は、注目画素を「白」と決定し、「白」に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S710に処理を進める。
S711において、CPU406は、RAM402の二値画像格納領域に格納された二値画像データを、HDD403に保存し、本二値化処理を終了する。
上記第1実施形態では、解像度を下げた状態で画像全体のしきい値(T1)とエッジレベルのしきい値(T2)を決定した後に、周囲画素エッジレベルデータを元の解像度に戻して二値化する構成について示した。第2実施形態では、解像度を下げた状態で画素ごとのしきい値を決定し、該画素ごとのしきい値を元の解像度に適用可能なように変更し、その閾値を用いて二値化する構成について説明する。この構成により、さらなる処理速度の向上等の効果が見込める。
S1010において、CPU406は、低解像度画像の画素ごとに、二値化用のしきい値を決定する(画素ごとのしきい値決定処理)。この処理により、低解像度画像と同一解像度のしきい値データが生成される。なお、S1010の詳細は図11に示す。このしきい値データは、低解像度画像と同じ画素数を有するしきい値画像データとして処理されても良い。
まずS1101において、CPU406は、図10のS601で生成した低解像度画像から未処理の画素を1画素、所定の順序で選択し(以下「注目画素」という)、S1102に処理を進める。
S1103において、CPU406は、注目画素の二値化用のしきい値を「画像全体における明度のしきい値(T1)」に決定し、該決定されたしきい値をRAM402の二値化用しきい値領域に格納し、S1106に処理を進める。
次にS1105において、CPU406は、注目画素の二値化用のしきい値を上記S706で算出した平均値に決定し、該決定されたしきい値をRAM402の二値化用しきい値領域に格納し、S1106に処理を進める。
まずS1201において、CPU406は、入力画像から未処理の画素を1画素、所定の順序で選択し(以下「注目画素」という)、S1202に処理を進める。
S1203において、CPU406は、注目画素を「黒」画素と決定し、「黒」画素に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S1205に処理を進める。
S1204において、CPU406は、注目画素を「白」画素と決定し、「白」画素に対応する値をRAM402の二値画像格納領域に格納し、S1205に処理を進める。
S1206において、CPU406は、RAM402の二値画像格納領域に格納された二値画像データを、HDD403に保存し、本二値化処理を終了する。
上記実施形態では、PC200側で二値化処理を行ったが、スキャナ100側で二値化処理を行ってもよい。以下、その実施形態について説明する。
例えば図3に示したスキャナ100の画像処理部302及びCPU306が共同して、図6~図7又は図10~図12に示した処理を行い、二値画像データをスキャナ100からPC200に出力する。なお、CPU306の処理は、CPU306がROM310に格納されたプログラムを必要に応じてRAM303にロードして実行することにより実現される。
図13は、図3に示したスキャナ100の画像処理部302の概略構成の一例を示す図である。なお、図13では、本実施形態に関連する部分を中心に記載し、その他については省略してある。
処理ブロック1301は、フルカラーデータの場合に、R、G、Bに分離した面順次のデータを点順次のデータに再構成する入力データ処理部である。
処理ブロック1302は、光源の光量分布のばらつきや、画像読み取りデバイスの受光素子のばらつき、暗出力のオフセットを補正するシェーディング補正を行う。
処理ブロック1303は、平均化処理部、入力マスキング処理部、γ補正処理部を有する。
処理ブロック1305は、S603の処理を行う明度ごとの画素数算出部等を有する。
処理ブロック1306は、S604の処理を行う周囲画素エッジレベル加算部、S605の処理を行うエッジレベル平均算出部等を有する。
処理ブロック1307は、図7のS1007や図11のS1104の処理を行う周囲画素最大・最小平均算出部等を有する処理ブロックである。
本実施形態では、原稿の両面を処理する場合であって、特に原稿の片面が白紙等であった場合の課題を解決する構成について説明する。
例えば、原稿の片面が白紙等(記載されているコンテンツが極めて少ない状態を含む)であった場合、該白紙等の面から上述の実施形態の画像処理により得られたしきい値(T1,T2)は、シワや汚れなどに基づいて算出された可能性がある。このため、このしきい値(T1,T2)を用いて、その面の二値化を行うと(図6のS610~S611又は図10のS1010~S1012)と、紙のシワや汚れなどが強調されてしまう場合がある。
これにより、例えば、原稿の片側が白紙等であった場合でも、紙のシワや汚れなどを強調しないように二値画像を生成することができる。
図14は、第4実施形態の画像処理の一例を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、スキャナドライバ502内で実行される。すなわち、これらのフローチャートの処理は、PC200のCPU406がHDD403に格納されたプログラムを必要に応じてRAM402にロードして実行することにより実現される。なお、本実施形態では、CPU406は、両面読取を指定してスキャナ100に画像読取を開始させるものとする。
またS1402において、CPU406は、裏面の入力画像に対して、図6又は図10のS601~S609の処理を行って、画像全体のしきい値(T1)、エッジレベルの閾値(T2)を決定する。なお、これらの処理は説明済みのため詳細は省略する。
S1405において、CPU406は、表面のしきい値(T1,T2)」を裏面にも採用し、S1407に処理を進める。
S1406において、CPU406は、裏面のしきい値(T1,T2)」を表面にも採用し、S1407に処理を進める。
以上の処理により、例えば、原稿の片側が白紙等であった場合でも、紙のシワや汚れなどを強調しないように二値画像を生成することができる。
本実施形態では、原稿の下地が黒等で、コンテンツが白等の高い明度であった場合の課題を解決する構成について説明する。
以下、本実施形態における図6又は図10のS608の「コンテンツ率を満たす極大値に対応する明度を取得する処理」(以下「極大値明度取得処理」)について説明する。
図15は、第5実施形態における極大値明度取得処理の一例を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、スキャナドライバ502内で実行される。すなわち、これらのフローチャートの処理は、PC200のCPU406がHDD403に格納されたプログラムを必要に応じてRAM402にロードして実行することにより実現される。
S1503において、CPU406は、図6又は図10のS606で求めた極大値に対応する明度のうち、小さいものから順に、所定のコンテンツ率に対応する明度と比較し、所定のコンテンツ率を超えない最大の明度を求め、本極大値明度取得処理を終了する。
S1504において、CPU406は、図6又は図10のS606で求めた極大値に対応する明度のうち、大きいものから順に、所定のコンテンツ率に対応する明度と比較し、所定のコンテンツ率を下回らない最小の明度を求め、本極大値明度取得処理を終了する。
これにより、例えば、下地が黒等の原稿からでも、適切に二値画像を生成することができる。
また、入力画像に対し、ユーザが黒地に白文字(明度の低い背景に明度の高いコンテンツ)の画像であることを指定可能に構成し、当該指定がなされると、S1502の判定でNoとなるようにしても良い。
本実施形態のスキャナ100の画像読取センサ14、15は、両側照射と片側照射の切り替えが可能である。以下、画像読取センサ14を例に説明するが、画像読取センサ15も同様の構成である。
図16(a)に示すように、画像読取センサ14は、ラインイメージセンサ1600を有し、さらにラインイメージセンサ1600の両側に光源1601、光源1602を有する原稿の読取部である。
図16(b)に示すように、光源1601は、光を原稿Sに対して原稿搬送方向の下流側且つ上方から、1631のように斜めに照射する。また、光源1602は、光を原稿Sに対して原稿搬送方向の上流側且つ上方から、1632のように斜めに照射する。
以上のように、片側照射は、両側照射の場合と比べると読取画像に影が現れやすくなる傾向がある。
これにより、シワのある原稿において発生しやすい紙詰まりや原稿の破損等を抑えることができる。
また、表面、裏面でなくとも、表面を読み取る画像読取センサ14を2つ設け、表面を両側照射、片側照射でそれぞれ読み取り、上述のような制御を行ってもよい。
また、画像読取センサ14を用いて、1ライン又は複数ラインごとに、交互に、両側照射と片側照射とを切り替えて読み取りを行い、上述のような制御を行ってもよい。
図17は、第6実施形態の画像処理の一例を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、スキャナドライバ502内で実行される。すなわち、これらのフローチャートの処理は、PC200のCPU406がHDD403に格納されたプログラムを必要に応じてRAM402にロードして実行することにより実現される。なお、本実施形態では、CPU406は、例えば表面を両側照射での読取り、裏面を片側照射での読取りを指定してスキャナ100に画像読取を開始させるものとする。
またS1702において、CPU406は、片側照射で読み取った画像(例えば裏面画像)に対して、図6又は図10のS601~S609の処理を行って、画像全体のしきい値(T1)、エッジレベルの閾値(T2)を決定する。
S1704において、CPU406は、次原稿からの搬送速度を低速に設定し、S1705に処理を進める。
以上の処理により、シワのある原稿において発生しやすい紙詰まりや原稿の破損等を抑えることができる。
また、画像読取センサ14を用いて、1ライン又は複数ラインごとに、交互に、両側照射と片側照射とを切り替えて読み取りを行い、上述のような制御を行ってもよい。
なお、本実施形態は原稿の片面を読み取るように指定された場合に特に有効である。すなわち、原稿画像の読み取り対象面とは異なる面に面する画像読取センサによって、読み取り対象面とは異なる両側照射、片側照射のいずれかの方法によって読み取り、エッジレベルの閾値(T2)を算出することが好ましい。
なお、1枚目の原稿にのみ、この処理を行い、2枚目以降の原稿は第1~第5実施形態で示したような処理を行ってもよい。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
その場合、所定のコンテンツ率についても、例えば伝票、小切手、帳票等のような入力画像の種類をユーザに選択させたり、入力画像やそれに紐づいた情報から他の機器が判別してもよく、例えば伝票が選択された場合は20%、小切手が選択された場合は15%、帳票が選択された場合は25%のように、所定のコンテンツ率を設定してもよい。これらの入力画像の種類ごとの所定のコンテンツ率は、ユーザが調整可能なように構成しても良い。
200 パーソナルコンピュータ(PC)
302 画像処理部
406 CPU
Claims (17)
- 入力された多値の入力画像データから二値画像データを生成する画像処理装置であって、
前記入力画像データに対し所定のエッジ検出処理を適用した際の各画素における出力値であるエッジレベルを検出してエッジレベルデータを生成するエッジレベル検出手段と、
前記入力画像データの明度ごとに、該明度に対応する各画素のエッジレベルを平均したエッジレベル平均を算出する算出手段と、
前記明度ごとのエッジレベル平均が極大となる明度であって、所定のコンテンツ率を満たす明度を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した明度を第1しきい値、該明度に対応するエッジレベル平均を第2しきい値に決定する決定手段と、
前記第1しきい値及び前記第2しきい値を用いて前記入力画像データから二値画像データを生成する二値化手段と、を有し、
前記二値化手段は、前記入力画像データの画素ごとに、対象画素に対応するエッジレベルデータと前記第2しきい値を比較してエッジ近傍の画素か否かを判定し、エッジ近傍でないと判定された場合は該対象画素の画像データを前記第1しきい値を用いて二値化し、エッジ近傍であると判定された場合は該対象画素の画像データを該対象画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素の明度に基づく第3しきい値を用いて二値化する、ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第3しきい値は、前記対象画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素の明度の最大値と最小値の平均値であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記エッジレベル検出手段は、前記入力画像データの各画素におけるエッジレベルを検出し、さらに前記各画素について、その画素のエッジレベルにその画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素のエッジレベルを加算した値を該画素のエッジレベルとして前記エッジレベルデータを生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像データの種別を選択することにより前記コンテンツ率を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記明度ごとの前記エッジレベル平均が極大となる明度のうち、前記明度におけるコンテンツ率が前記所定のコンテンツ率を超えない最大の明度を、前記コンテンツ率を満たす明度として取得する、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記明度ごとの前記エッジレベル平均が極大となる明度のうち、小さいものから順に、前記所定のコンテンツ率に対応する明度と比較し、前記コンテンツ率を満たす明度として取得する、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、
前記入力画像データにおいて所定の明度よりも高い明度の画素の数を示す第1画素数と前記所定の明度よりも低い明度の画素の数を示す第2画素数を比較し、
前記第1画素数が前記第2画素数よりも多い場合、前記明度ごとの前記エッジレベル平均が極大となる明度のうち、小さいものから順に、前記コンテンツ率に対応する明度と比較し、
前記第1画素数が前記第2画素数よりも少ない場合、前記明度ごとの前記エッジレベル平均が極大となる明度のうち、大きいものから順に、前記コンテンツ率に対応する明度と比較し、
前記コンテンツ率を満たす明度として取得する、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記入力画像データを、該入力画像データの解像度である第1解像度から該第1解像度よりも低解像度の第2解像度に変換する変換手段を設け、
前記エッジレベル検出手段、前記算出手段、前記取得手段及び前記決定手段は、前記変換手段により変換された前記第2解像度の画像データを前記入力画像データとして処理を行い、
前記二値化手段は、前記第2解像度の画像データの画素ごとに、対象画素に対応するエッジレベルデータと前記第2しきい値を比較してエッジ近傍の画素か否かを判定し、エッジ近傍でないと判定された画素については前記第1しきい値を該対象画素のしきい値に決定し、一方、エッジ近傍と判定された画素については前記第2解像度の画像データにおける該対象画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素の明度に基づく第3しきい値を該画素のしきい値に決定することにより前記第2解像度のしきい値データを生成し、該第2解像度のしきい値データを前記第1解像度のしきい値データに変換し、該第1解像度のしきい値データを用いて、前記第1解像度の前記入力画像データを二値化する、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記入力画像データを、該入力画像データの解像度である第1解像度から該第1解像度よりも低解像度の第2解像度に変換する第1変換手段を設け、
前記エッジレベル検出手段、前記算出手段、前記取得手段及び前記決定手段は、前記変換手段により変換された前記第2解像度の画像データを前記入力画像データとして処理を行い、
前記エッジレベルデータを、前記第2解像度から前記第1解像度に変換する第2変換手段を設け、
前記二値化手段は、前記第1解像度の前記入力画像データの画素ごとに、対象画素に対応する前記第1解像度のエッジレベルデータと前記第2しきい値を比較してエッジ近傍の画素か否かを判定し、エッジ近傍でないと判定された画素については該対象画素の画像データを前記第1しきい値を用いて二値化し、一方、エッジ近傍と判定された画素については該対象画素の画像データを該対象画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素の明度に基づく第3しきい値を用いて二値化する、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 原稿の第1面から生成された第1面の入力画像データと、前記原稿の第2面から生成された第2面の入力画像データを入力する入力手段と、
前記エッジレベル検出手段、前記算出手段、前記取得手段及び前記決定手段を制御し、前記第1面の入力画像データに基づいて前記第1しきい値及び第2しきい値、前記第2面の入力画像データから前記第1しきい値及び第2しきい値を決定するよう制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第1面の第2しきい値と、前記第2面の第2しきい値との差が所定値よりも大きい場合、前記第2しきい値が大きい方の面に対応する前記第1しきい値及び前記第2しきい値を、もう一方の面の前記第1しきい値及び前記第2しきい値とすることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 原稿を読み取ることにより画像データを生成する画像読取装置から、第1方向及び前記第1方向と対称な方向から原稿に光を照射して読み取る両側照射方法で生成された第1入力画像データ、前記第1方向から原稿に光を照射して読み取る片側照射方法で生成された第2入力画像データを入力する入力手段と、
前記エッジレベル検出手段、前記算出手段、前記取得手段及び前記決定手段を制御し、前記第1入力画像データに基づいて前記第1しきい値及び第2しきい値、前記第2入力画像データから前記第1しきい値及び第2しきい値を決定するよう制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第2入力画像データの第2しきい値が、前記第1入力画像データの第2しきい値よりも大きい場合、前記画像読取装置に対し、原稿の搬送速度を低下させるよう制御することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1入力画像データは原稿の第1面に基づき、前記第2入力画像データは原稿の第2面に基づくことを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 前記第1入力画像データ、前記第2入力画像データは、前記両側照射方法、前記片側照射方法を、1又は複数ラインごとに交互に行うことにより生成されることを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 前記第1入力画像データ、前記第2入力画像データは、前記画像読取装置に設けられた前記両側照射方法で読取りを行う第1読取部、前記片側照射方法で読み取りを行う第2読取部によりそれぞれ生成されることを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載の画像処理装置を有することを特徴とする画像読取装置。
- 入力された多値の入力画像データから二値画像データを生成する画像処理装置の制御方法であって、
前記入力画像データに対し所定のエッジ検出処理を適用した際の各画素における出力値であるエッジレベルを検出してエッジレベルデータを生成するエッジレベル検出ステップと、
前記入力画像データの明度ごとに、該明度に対応する各画素のエッジレベルを平均したエッジレベル平均を算出する算出ステップと、
前記明度ごとのエッジレベル平均が極大となる明度であって、所定のコンテンツ率を満たす明度を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した明度を第1しきい値、該明度に対応するエッジレベル平均を第2しきい値に決定する決定ステップと、
前記第1しきい値及び前記第2しきい値を用いて前記入力画像データから二値画像データを生成する二値化ステップと、を有し、
前記二値化ステップでは、前記入力画像データの画素ごとに、対象画素に対応するエッジレベルデータと前記第2しきい値を比較してエッジ近傍の画素か否かを判定し、エッジ近傍でないと判定された場合は該画素の画像データを前記第1しきい値を用いて二値化し、エッジ近傍であると判定された場合は該画素の画像データを該対象画素の周囲の所定範囲内に含まれる画素の明度に基づく第3しきい値を用いて二値化する、ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1~14のいずれか1項に記載の手段として機能させるためのプログラム。
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