JPH08235355A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濃度ムラの補正を行う画像処理装置を提供す
る。 【構成】 複数に分割された各領域毎に画像データを読
み取る読取り手段と、前記各領域毎に読み取った画像デ
ータからヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段
と、前記各領域毎のヒストグラムから下地濃度を抽出す
る下地濃度抽出手段と、前記各領域毎に抽出された下地
濃度の中から最小値を求める最小値算出手段と、前記各
領域毎に抽出された下地濃度を前記最小抽出値に一致さ
れる制御手段と、を具備することを特徴とする画像処理
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマイクロフィル
ムスキャナなどの画像読み取り装置に用いられる画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばマイクロフィルムスキャナなどの
画像読み取り装置に用いられる画像処理装置は、マイク
ロフィルムを透過した透過光やスクリーン上に写し出さ
れた画像を光電変換した後、その画像を２値出力、また
は、多値出力として画像の濃度階調を読み取るための処
理を行っている。

【０００３】マイクロフィルムスキャナで取り込んだ画
像データ（画素ごとの濃度データ）には、撮影時・投影
時の照度ムラなどから生じる濃度データのムラがある
（以後、撮影フィルムの濃度ムラと、投影系の照度ムラ
による濃度データのムラを併せて、単に”濃度ムラ”と
称する）。この濃度ムラは、コントラストの十分にある
フィルムの場合には問題にならないが、撮影時の条件な
どでコントラストが低くなったような低品位のフィルム
では画質面での問題となる。

【０００４】図１５に、濃度ムラのあるフィルムの周辺
部と中心部の濃度データを示す。図１５の例では、画面
中心部分と画面周辺部で濃度的にいくらかずれたデータ
になっている。このため、全面を同一の２値化しきい値
で２値化する場合、図示する点線の位置を２値化しきい
値とすると、周辺部において文字／下地が良好に分離で
きない部分が存在し、画面全面に渡って良好に文字と下
地を分離するための２値化しきい値が存在しない。この
ような場合、露光量を調整しても、画面周辺部が黒くつ
ぶれたり、画面中央部分がかすれたりする。多値出力の
場合でも同様に、画面周辺部が濃くなった見づらい画像
となる。

【０００５】また、濃度ムラが前述の例より小さく、全
面に渡って濃度的に良好な画像を得ることのできる画像
でも、濃度ムラがある場合には、適する露光量の許容範
囲が小さくなり、したがって、ユーザは濃度的に良好な
画像を得るために、出力を見ながら試行錯誤を繰り返し
て露光量を調整しなければならなかった。

【０００６】従来、このような濃度ムラの問題を解決す
るための方法として、「画像解析ハンドブック」（発行
者 高木幹夫、監修 下田陽久、（財）東京大学出版
会）第５０５頁には、複数に分割したエリアごとに最適
な２値化しきい値を求めて、それらをなだらかにつない
だしきい値面で２値化する方法が開示されている。

【０００７】また、同様の方法をコピー機などに適用し
た画像２値化装置が特開平６−１１３１３９号公報に開
示されている。

【０００８】これらの方法によれば、ある画像を複数の
エリアに分割して、注目するエリアと隣接するエリアと
の濃度差によるヒストグラムを作成して、このヒストグ
ラムを元に、注目エリアを２値化するための２値化しき
い値を求めて、求めた２値化しきい値により、注目エリ
アの２値化を行うものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、もとの画像データの濃度ムラを取るのでは
なく、２値化する段階で、そのしきい値を変えているの
で、画像データを多値出力する場合に対応することがで
きないといった問題がある。また、２値化以前の画像処
理段階で濃度ムラが残っているための問題もあった。例
えば、全面に渡って十分な下地除去ができないため、下
地ノイズがＭＴＦ補正で協調されて下地ノイズが発生し
やすいなどの問題である。

【００１０】さらに、前述の方法では、大津の方法
（「判別および最小２情報に基づくしきい値選定法」、
電気通信学会論文誌、ｖｏｌ．Ｊ６３−Ｄ、ｎｏ．４、
ｐｐ．３４９〜３５６、１９８０）等、時間を要する方
法をとっている上、数多くのエリアそれぞれに付いて同
様の処理を行うために、ドキュメントスキャナのような
装置に実用化する場合には、処理時間が長くかかりすぎ
るという問題があった。

【００１１】また、従来のように、文字データから補正
値を得ようとした場合には、文字部データはＭＴＦ劣化
により画像の空間周波数に依存すること、また、文字の
ないエリアではうまく値が抽出できないことから濃度補
正値を抽出するには適さないという問題点があった。

【００１２】そこで、本発明は、画像データを元に、画
像のもつ濃度ムラと、投影系の照明ムラによるシェーデ
ィングの両方を合わせて読み取って、濃度データの補正
を行う画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数に分割された各領域毎に画像データを
読み取る読み取り手段と、前記各領域毎に読み取った画
像データからヒストグラムを作成する手段と、前記各領
域毎のヒストグラムから下地濃度を抽出する抽出手段
と、前記各領域毎に抽出された下地濃度を一致される制
御手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置で
ある。

【００１４】また、上記目的を達成するための本発明
は、複数に分割された各領域毎に画像データを読み取る
読取り手段と、前記各領域毎に読み取った画像データか
らヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前
記各領域毎のヒストグラムから下地濃度を抽出する下地
濃度抽出手段と、前記各領域毎に抽出された下地濃度の
中から最小値を求める最小値算出手段と、前記各領域毎
に抽出された下地濃度を前記最小抽出値に一致される制
御手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置で
ある。

【００１５】また本発明において、前記制御手段は、各
領域毎に抽出された下地濃度を最小値に一致させる際
に、下地濃度と最小値との差を濃度補正値とし、この濃
度補正値に基づいて画像濃度と出力の特性をシフトさせ
て、濃度ムラの補正を行うことを特徴とする画像処理装
置である。

【００１６】

【作用】上述のように構成された本発明は、画像を複数
のエリア（領域）に分割して、各エリアごとにヒストグ
ラムを作成し、そのヒストグラムから下地濃度を抽出し
て、各エリアの下地濃度を一致させる。

【００１７】また、本発明は、画像を複数のエリアに分
割して、各エリアごとにヒストグラムを作成し、そのヒ
ストグラムから各エリアごとに下地濃度を抽出する。そ
の後全エリアの下地濃度の最小値を求め、この最小値と
各エリアの下地濃度を一致させる。

【００１８】ここで、濃度ムラの補正は、各エリアの下
地濃度を下地濃度の最小値に一致させる際の下地濃度の
最小値と各エリアの下地濃度との差をエリアごとの濃度
補正値とし、この補正値をもとに画像濃度と出力の特性
（γカーブ）をシフトすることにより行う。

【００１９】

【実施例】以下、添付した図面を参照して、本発明の一
実施例を説明する。

【００２０】図１は、本発明を適用した画像処理装置を
備えたマイクロリーダスキャナの外観図である。マイク
ロリーダスキャナ１０は、マイクロフィルムの画像をス
クリーン１１上に投影する機能と、マイクロフィルムの
画像を光電変換手段により読み取って出力する機能を備
えるものである。

【００２１】図２は、このリーダスキャナの内部構成を
示す図面で、キャリア２４にセットされたマイクロフィ
ルムの画像は、ランプ２２および集光レンズ２３を介し
てマイクロフィルムに照射され、マイクロフィルムを透
過した光がレンズ２５および絞り２６を通り、ミラー２
７および２８を介してスクリーン１１に投影され、ま
た、ミラー２７の方向を変えることにより、ミラー３０
および３１を介して、イメージセンサ３３に投影され
る。なお、図中実線は、スクリーン１１への画像投影で
あるリーダ系の光路を示し、２点鎖線は画像読み取りの
ためにイメージセンサ３３へ導くスキャン系の光路を示
す。

【００２２】図３は、この装置の信号処理系のブロック
図であり、イメージセンサ３３によって読み取られた画
像が電気信号として画像処理装置４０に入り、ここで、
入力された画像は、白／黒の２値データまたは濃度階調
表現を行う場合には多値データに変換されて、後述する
ように画像処理がなされてプリンター５０によって、用
紙上に読み取ったマイクロフィルムの画像がプリントさ
れる。

【００２３】また、図４は、同様にマイクロリーダスキ
ャナの信号処理系のブロック図で、画像処理装置からの
信号を一旦パソコン６０などに取り込み、プリンタ５０
またはファクシミリ５１などに出力するようにした場合
の構成である。

【００２４】この装置の基本的動作は、図５のフローチ
ャートに示すように、リーダスキャナ本体のスキャンボ
タンが押されるか、或いは図示しないホストコンピュー
タからのスキャン命令を受けとると（Ｓ１）、ミラー２
７の移動によりスクリーン１１へ投影するリーダ系光路
からイメージセンサ３３へのスキャン系光路に切換える
（Ｓ２）。次に、プレスキャンを行って（Ｓ３）、読み
取った画像データをもとに、露出（ＡＥ）や画像サイズ
・位置認識などを行う（Ｓ４）。次いで、ランプ光量、
画像出力位置など本スキャンに必要な条件設定を行い
（Ｓ５）、本スキャンを行って画像をプリンタから出力
する（Ｓ６）。そして、再びミラー２７を移動して、ス
キャン系からミラー系へ光路を切換えて（Ｓ７）、次の
スキャン受け付け状態に戻る。

【００２５】以下、プレスキャンにより取得した画像デ
ータの処理、および本スキャンにおける画像データの処
理について説明する。図６は、プレスキャン時の画像デ
ータの流れを示すブロック図であり、図７はプレスキャ
ン時の画像データをもとに濃度ムラを補正する処理の流
れを示すフローチャートである。

【００２６】画像データは、図６に示すように、イメー
ジセンサ３３からの出力をＡ／Ｄコンバータ３４でデジ
タル値に変換して、透過率−濃度変換し、ノイズ除去回
路４２を通したものがＲＡＭ４１に記憶される。プレス
キャンでは、出力指定された領域と同じ領域を間引いて
（本スキャンより少ない）スキャンした画像データを取
得する。即ち、プレスキャン時は、所定ドット離れた位
置の一定間隔毎に画像データをピックアップする。

【００２７】画像処理は、まず、プレスキャンが実行さ
れて（Ｓ１１）、プレスキャンデータをもとに、全域の
ヒストグラムが作成され（Ｓ１２）、黒ベタレベルＢＬ
を読み取る（もしくは、任意にある濃度レベルを設定す
る）（Ｓ１３）。

【００２８】ついで、図８に示すように、出力指定され
た領域を格子状の複数のエリアに分割して、エリアごと
に濃度データのヒストグラムを作成する（Ｓ１４）。図
９に、作成したヒストグラムの例を示す。このグラフ
で、濃度データの低い側は白（下地）、濃度データの高
い側は黒（文字）に相当する。

【００２９】ついで、各エリアごとに作成したヒストグ
ラムから、各エリアごとのベース濃度Ｂ（下地濃度）を
抽出する（Ｓ１５）。このベース値Ｂの抽出は、基本的
には、各エリアのヒストグラムの中からＮＢ番目の濃度
値を読み取って、その値をベース濃度とするものであ
る。ただし、エリア内に大きな黒ベタがあると有効なベ
ース濃度が得られないので、ＮＢはこの黒ベタを考慮し
た方法で算出される。図１０にこの黒ベタ部分を考慮し
てベース値Ｂを求めるためフローチャートを示す。な
お、ここで、黒ベタを検出するための範囲は全エリアか
らとしたが、これは、必ずしも読み取る画像のある全エ
リアに限られるものではなく、複数に分割したエリアの
内の注目エリアより広い範囲であればよい。

【００３０】まず、ヒストグラム作成（Ｓ１４）後、黒
ベタ部分のデータ数ＮBLを求め（Ｓ１４１）、この黒ベ
タ部分の数が、データ総数Ｎにある値Ｒ２をかけたもの
以上の場合（Ｓ１４２）に、ＮＢ番目をエリア内のデー
タの数Ｎから黒ベタ部分のデータ数ＮBLをひいた数に任
意の定数Ｒ１をかけた値、すなわちＮＢ＝Ｒ１×（Ｎ−
ＮBL）とする（Ａ１４３）。そして、ＮＢ番目のデータ
をベース濃度Ｂとする（Ｓ１４４）。なお、ステップＳ
１４２において、ＮBLがＮ×Ｒ２を越えている場合に
は、ベース濃度算出不能とする（Ｓ１４５）。

【００３１】以上のようにして、各エリアごとのベース
濃度Ｂを求めた後、全エリアにおける最小ベース濃度Ｂ
min を求め（Ｓ１６）、各エリアごとのベース濃度Ｂと
最小ベース濃度Ｂmin との差を求めて、これを濃度補正
値とする（Ｓ１７）。そして、前記ベース濃度抽出の際
に、黒ベタ部分が多いためにベース濃度算出不能となっ
たエリアについて、そのエリアの回りのエリアの濃度補
正値によって、補間する（Ｓ１８）。

【００３２】ついで、得られた補正値を、プレスキャン
時のランプ光量・透過光量−濃度変換カーブに応じて、
本スキャン時のランプ光量・透過光量−濃度変換カーブ
での値に変換して、補正値ＲＡＭに記憶する（Ｓ１
９）。そして、本スキャンが行われる（Ｓ２０）。

【００３３】次に、本スキャン時の濃度補正について説
明する。まず、図１１に本スキャン時の画像データの流
れを示す。図示するように、イメージセンサ３３によっ
て読み取られた画像データは、Ａ／Ｄコンバータ３４に
より光量に応じたデジタル値に変換され、透過率−濃度
変換（対数変換）３５する。そして、ノイズ除去回路４
２の後、エリアごとの濃度補正回路４５で一定濃度分シ
フトし、ＭＴＦ補正回路４６を経て非線形ガンマ変換４
７されて出力される。出力は接続先に応じて２値化回路
４８を付加する。

【００３４】濃度補正回路のブロック図を図１２に示
す。補正値ＲＡＭ６３には、プレスキャンによって得ら
れた濃度補正値が記憶されている。アドレス生成回路６
２が画素クロックから補正データの読み出しアドレスを
生成し、補正値ＲＡＭ６３はこのアドレス生成回路６２
から読み出しアドレスが与えられて、それぞれの画素に
対応するエリアの補正データが出力される。そして、減
算器６１において、各画素の画像データから補正データ
を引いた値が出力され、濃度補正される。この画像デー
タから補正データを減算した値は、図１３に示すよう
に、濃度と出力の関係（γカーブ）のシフトと同等であ
る。

【００３５】以上のようにして、補正した画像データを
図１４に示す。この画像データは図１５に示した画像デ
ータを補正したもので、図１５において、周辺部の画像
データが文字と下地を良好に分離できないのに対し、こ
れを補正することで、図１４に示すように、一つの２値
化しきい値により文字と下地の分離が良好に行えるよう
になる。

【００３６】以上本実施例においては、マイクロリーダ
スキャナに本発明を適用した場合について説明したが、
本発明は、濃度ムラのある原稿を補正して、良好な画像
を得るという点であるので、その他の画像読取装置、例
えばドキュメントスキャナ、ファクシミリ、デジタルコ
ピアなどにおいても本発明を好適に用いることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
濃度補正を文字部データを用いずに下地（ベース）濃度
のみを読み取ることによって行われるので、濃度ムラの
分のみの補正値が得られ、下地と文字との分離が良好に
行われる。即ち、下地濃度のみから補正値を得ることに
よって、濃度ムラ補正値の信頼性が高く、また下地のみ
のエリアでも濃度ムラ補正値が算出できるので、より多
くのエリアで補正値が算出できる。さらに、文字部デー
タと下地データから２値化しきい値を各エリアごとに算
出するなどの従来の方法に比べ、比較的簡単なアルゴリ
ズムにより補正値の抽出ができるため、処理時間が短く
てすむ。

【００３８】また本発明においては、濃度補正値に基づ
いて、濃度と出力の関係（γカーブ）をシフトさせるこ
ととしたので、多値出力においても濃度的に良好な画像
を得ることができる。特に、文字原稿の中でも、雑誌な
どのカラー文字の混在する原稿や、手書き文字とタイプ
文字が混在する原稿などの場合には、見やすい画像を得
るために多値出力が有効であり、その場合に本発明を適
用することで、より元の原稿に近い画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した一実施例のマイクロリーダ
スキャナの外観図である。

【図２】 上記実施例のマイクロリーダスキャナの内部
構成を示す図面である。

【図３】 上記実施例のマイクロリーダスキャナのシス
テム構成を示すブロック図である。

【図４】 上記実施例のマイクロリーダスキャナの他の
システム構成を示すブロック図である。

【図５】 上記実施例のマイクロリーダスキャナの動作
を示すフローチャートである。

【図６】 上記実施例のマイクロリーダスキャナにおけ
るプレスキャン時の画像データの流れを示すブロック図
である。

【図７】 上記実施例のマイクロリーダスキャナにおけ
る濃度補正の動作を示すフローチャートである。

【図８】 上記実施例におけるエリア設定の例を示す図
面である。

【図９】 上記実施例におけるヒストグラムの例を示す
図面である。

【図１０】 上記実施例におけるベース濃度抽出の流れ
を示すフローチャートである。

【図１１】 上記実施例のマイクロリーダスキャナにお
ける本スキャン時の画像データの流れを示すブロック図
である。

【図１２】 上記実施例のマイクロリーダスキャナにお
ける濃度補正回路のブロック図である。

【図１３】 上記実施例における濃度−出力特性を示す
図面である。

【図１４】 上記実施例における濃度ムラの補正した画
像データの例を示す図面である。

【図１５】 濃度ムラのある画像データの例を示す図面
である。

【符号の説明】

３３…イメージセンサ、 ４０…画像処理装置、４１…
ＲＡＭ、 ４５…濃度補正回路、６１…減算
器、 ６２…アドレス生成回路、６３…補正値
ＲＡＭ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に分割された各領域毎に画像データ
   を読み取る読み取り手段と、 前記各領域毎に読み取った画像データからヒストグラム
   を作成する手段と、 前記各領域毎のヒストグラムから下地濃度を抽出する抽
   出手段と、 前記各領域毎に抽出された下地濃度を一致される制御手
   段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 複数に分割された各領域毎に画像データ
   を読み取る読み取り手段と、 前記各領域毎に読み取った画像データからヒストグラム
   を作成するヒストグラム作成手段と、 前記各領域毎のヒストグラムから下地濃度を抽出する下
   地濃度抽出手段と、 前記各領域毎に抽出された下地濃度の中から最小値を求
   める最小値算出手段と、 前記各領域毎に抽出された下地濃度を前記最小値に一致
   される制御手段と、を具備することを特徴とする画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、各領域毎に抽出された
   下地濃度を最小値に一致させる際に、下地濃度と最小値
   との差を濃度補正値とし、この濃度補正値に基づいて画
   像濃度と出力の特性をシフトさせて、濃度ムラの補正を
   行うことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。