JPH08271980A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予備スキャンデータのノイズ除去を短時間で
かつ効果的に行いうる画像読取装置を提供する。 【構成】 予備スキャン時は、所定ドット離れた画像デ
ータに対してメディアンフィルタをかけて、ノイズの除
去されたデータを画像サンプリングメモリ２８に保存す
る。一方、本スキャン時は、隣接する画像データ（画像
全体）に対してメディアンフィルタをかけて、画像を出
力する。これらのメディアンフィルタ処理はともに同一
のメディアンフィルタ回路２６で行われ、メディアンフ
ィルタのサイズの切り替え制御はメディアンフィルタ回
路２６を駆動するクロック信号を切り替えて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メディアンフィルタの
サイズを切り替えることにより予備スキャン時のデータ
のノイズ除去を行うようにした画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばマイクロフィルムに写し込まれ
た画像駒などの原稿画像を読み取る画像読取装置とし
て、マイクロフィルム・リーダスキャナがある。一般
に、このマイクロフィルム・リーダスキャナにおいて
は、自動濃度設定（ＡＥ）や画像枠の認識などを行うた
め、原稿画像を読み取る本スキャンの前に予備スキャン
が行われる。予備スキャンでは、通常、画像データの代
表値がサンプリングされ、メモリに取り込まれる。画像
データ全体を取り扱うには多大のメモリと計算時間を要
するからである。この予備スキャンで取り込まれたデー
タは解析され、本スキャンに最適な読取りパラメータ
（たとえば、露光量、変倍率など）が求められる。

【０００３】このように代表値データで解析を行う場合
には、そのデータに画像データのノイズが含まれている
と、誤った解析結果が得られるおそれがある。そこで、
予備スキャンのデータからノイズを除去する必要があ
る。予備スキャンのデータからノイズを除去する従来の
方法としては、サンプリングする画像データを増やし、
平均値を計算で求める方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法にあっては、サンプリングするデータが
増加し、また、平均値を計算で求めるため、メモリと計
算時間が増えてしまうという問題がある。特に平均値を
求めるというソフトウェアによるノイズ除去の方法で
は、上記のように計算に時間がかかるため、サンプリン
グする画像データの増加と相俟って予備スキャンデータ
の解析に時間がかかり、ひいてはスキャナ自体の動作時
間が遅くなるおそれがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、予備スキャン時のデータの
ノイズ除去を短時間でかつ効果的に行うことができる画
像読取装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、原稿画像を読み取る本スキ
ャンの前に、本スキャンに最適な読取りパラメータを得
るための予備スキャンを行う画像読取装置において、予
備スキャン時には、所定ドット離れた画像データに対し
てメディアンフィルタ処理を行うとともに、本スキャン
時には、画像データ全体に対してメディアンフィルタ処
理を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記制御手段は、与えられた画像データに
対してメディアンフィルタ処理を行うメディアンフィル
タ回路を含み、予備スキャン時と本スキャン時にそれぞ
れ実行されるメディアンフィルタ処理は、前記メディア
ンフィルタ回路を駆動するクロック信号を切り替えるこ
とによって切り替えられることを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、制御手段は、
予備スキャン時には、所定ドット離れた画像データに対
してメディアンフィルタ処理を行う。これにより、ノイ
ズの除去されたデータが短時間でかつ効果的に得られ
る。一方、本スキャン時には、画像データ全体、つまり
隣接する画像データに対してメディアンフィルタ処理を
行い、画像を出力する。すなわち、本スキャン時と予備
スキャン時では、メディアンフィルタのサイズが異な
る。

【０００９】請求項２記載の発明にあっては、本スキャ
ン時と予備スキャン時とでメディアンフィルタのサイズ
を切り替える制御は、メディアンフィルタ回路を駆動す
るクロック信号を切り替えることによって実現される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、ここでは、本発明の画像読取装置を
マイクロフィルム・リーダスキャナに適用した場合を例
にとる。

【００１１】図３は本発明の画像読取装置が適用された
デジタル・マイクロ・リーダプリンタを示す外観図であ
る。このデジタル・マイクロ・リーダプリンタ１はマイ
クロフィルム・リーダスキャナ２とレーザビームプリン
タ３とを組み合わせて構成されている。マイクロフィル
ム・リーダスキャナ２（以下、単にリーダスキャナとい
う）はマイクロフィルムに写し込まれた原稿の画像を読
み取る装置であり、レーザビームプリンタ３は読み取ら
れた画像データを用紙にプリントする装置である。

【００１２】図４は図３に示すリーダスキャナ２の内部
構造を示す断面図である。同図に示すように、リーダス
キャナ２のハウジング１０には、その正面にスクリーン
１１が設けられており、スクリーン１１の下方には、マ
イクロフィルムキャリア１２に支持されて図示しないマ
イクロフィルムが装填されるようになっている。ハウジ
ング１０の下部には光源（たとえば、ハロゲンランプ）
１３が組み込まれており、この光源１３から発した光は
コンデンサレンズ１４で集光されてマイクロフィルムに
照射されるようになっている。マイクロフィルムキャリ
ア１２の上方には順に投影レンズ１５と像回転用のプリ
ズム１６とが配置され、さらに像回転用のプリズム１６
の上方には走査ミラー１７が回動自在に配置されてい
る。この走査ミラー１７によって、リーダ系光路（実
線）とスキャナ系光路（一点鎖線）との切り替えがなさ
れるほか、スキャン時にマイクロフィルム上の画像の走
査が行われる。マイクロフィルムを透過し走査ミラー１
７で反射された光をスクリーン１１に投影させるため、
リーダ系光路には反射ミラー１８が固定されている。ま
た、マイクロフィルムに写し込まれた画像を電気的に読
み取るため、スキャナ系光路には順に反射ミラー１９、
２０とＣＣＤなどのイメージセンサ２１が配置されてい
る。イメージセンサ２１は光電変換素子で構成されてい
る。

【００１３】このように構成されたリーダスキャナ２の
動作の概略は次のとおりである。まず、電源が投入され
ると、リーダモードが選択され、走査ミラー１７がリー
ダ系光路位置に回動される。これにより、光源１３から
の光はコンデンサレンズ１４で集光され、マイクロフィ
ルムキャリア１２に装填されているマイクロフィルムを
照射する。マイクロフィルムに写し込まれている画像は
投影レンズ１５、像回転用プリズム１６、走査ミラー１
７、反射ミラー１８を経てスクリーン１１上に拡大投影
され、閲覧に供される。さらに、こうしてスクリーン１
１に投影された原稿画像を用紙にプリントする際には、
図示しない操作パネルのキー操作により読取り指令を入
力して読取りモードに切り替え、走査ミラー１７をスキ
ャナ系光路位置に切り替える。これにより、光源１３か
らの光によって照射されたマイクロフィルムの画像は、
投影レンズ１５、像回転用プリズム１６、走査ミラー１
７′、反射ミラー１９、２０を経てイメージセンサ２１
に到達し、ここで光電変換されて電気的な画像信号とな
る。この画像信号は、後述する所定の画像処理を経た
後、レーザビームプリンタ３などに入力される。

【００１４】図１はこのようなリーダスキャナ２の画像
処理回路の一例を示すブロック図である。イメージセン
サ２１で読み出された画像データは、Ａ／Ｄ変換部２２
で、アナログ信号からデジタル信号（たとえば、８ビッ
ト）に変換される。デジタル化された８ビットの画像デ
ータは、順に、画像濃度を適正にするため出力信号ＯＮ
／ＯＦＦのしきい値を変更する（たとえば、カブリの多
い画像に対してはしきい値を上げることにより画像濃度
を低下させる補正を行う）反射率−濃度変換回路２３、
出力される画像の境界部分（エッジ）を周辺画素の状況
（濃度）に応じて強調／平滑にする制御を行うエッジ強
調・平滑化回路２４、画像を変倍する電子変倍回路２
５、画像データに対してメディアンフィルタ処理を行う
メディアンフィルタ回路２６を経た後、２値化回路２７
で白と黒の１ビットの２値データに変換され、出力され
る。これは、原稿画像を読み取る本スキャンと呼ばれる
画像出力時の一連の画像データの流れである。本スキャ
ン時、マイクロフィルム独特の下地の粒状性ノイズを除
去するには上記のメディアンフィルタ処理が効果的であ
る。

【００１５】この本スキャンの前には、予備スキャンと
呼ばれる前処理が行われる。予備スキャンでは、本スキ
ャンと異なり、画像を出力しないかわりに、画像データ
の全部または一部（間引きしたもの）を予備スキャン用
の画像サンプリングメモリ２８に取り込む。画像サンプ
リングメモリ２８に取り込まれたデータはＣＰＵ２９で
解析され、本スキャン時の読取りパラメータ（たとえ
ば、露光量、エッジ強調量、変倍率、ネガ−ポジ反転の
有無など）の最適値が算出される。なお、前述したよう
に、予備スキャンにおいては、画像データの全部を使用
して解析を行っていたのではメモリと計算時間が非常に
大きくなってしまうので、通常は、全部の画像データを
取り扱わないで、横方向・縦方向ともに所定ドットごと
の代表値データをサンプリングし、このサンプリングし
た代表値データを用いて解析を行うようにしている。

【００１６】特に、本実施例のようにリーダスキャナ２
においては、本スキャンの前に行われる予備スキャンは
自動濃度設定（ＡＥ）と画像枠の検出が重要な目的とさ
れるため、画像サンプリングメモリ２８に取り込まれる
画像データには画像ノイズを含まないことが望まれる。
とりわけ、本実施例のように代表値データを用いて解析
を行う場合にはそのデータにノイズが含まれていると誤
った解析結果が出やすくなるので、予備スキャンで得ら
れるデータ（予備スキャンデータ）に対してノイズ除去
を行う必要がある。そこで、本実施例では、予備スキャ
ンデータのノイズ除去を行うため、ノイズ除去フィルタ
であるメディアンフィルタで処理した後のデータを画像
サンプリングメモリ２８に取り込み、解析に使用するよ
うにしている。後述するように予備スキャンで使用する
メディアンフィルタは本スキャンで使用するメディアン
フィルタとサイズが異なるが、低コスト化を図るため、
予備スキャンと本スキャンとで共通のメディアンフィル
タ回路２６を使用する。

【００１７】メディアンフィルタ回路２６に格納されて
いるメディアンフィルタとは、注目画素に対してその周
辺のデータを大きさ順に並び変え、その大きさが中央の
値を注目画素の値として置き換えるフィルタである。た
とえば、注目画素の周辺の９個のデータ（注目画素を含
む）を大きさ順に並び変えた場合に、５番目に大きいデ
ータを注目画素のデータとして置き換えるフィルタであ
る。

【００１８】図５は予備スキャン時のメディアンフィル
タを示す概念図、図６は本スキャン時のメディアンフィ
ルタを示す概念図である。本実施例では、予備スキャン
時に、横方向・縦方向ともに１６ドットごとに画像デー
タを画像サンプリングメモリ２８にサンプリングする。
これにより、データ数を２５６分の１（１６×１６＝２
５６）に減らすことができる。そして、このデータに画
像ノイズを含むデータが混入するのを防ぐため、メディ
アンフィルタ処理を行う。すなわち、図５に示すよう
に、注目画素をｅとした場合、ｅを含めて横方向・縦方
向ともに１６ドット離れたａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、
ｇ、ｈ、ｉの９個のデータを大きさの順に並び変え、そ
の中央値をｅの値に置き換えてから、画像サンプリング
メモリ２８に保存していく。このように間引いたデータ
を同じ間引かれたサイズのメディアンフィルタで処理す
ることにより、予備スキャンデータのノイズ除去を効果
的に行うことができ、少ない予備スキャンデータから本
スキャンで必要な読取りパラメータを誤りなく決定する
ことができる。

【００１９】一方、本スキャン時には、図６に示すよう
に、隣り合った９個の画像データａ〜ｉの中央値を注目
画素データｅの値と置き換えて、出力する。この方法
は、解像度を低下させずに画像ノイズを除去する方法と
して一般に知られており、上記したように、マイクロフ
ィルム独特の下地の粒状性ノイズを除去するのに効果的
である。

【００２０】このように、予備スキャン時には所定ドッ
ト（１６ドット）離れた画像データに対してメディアン
フィルタ処理を行い、本スキャン時には隣接する画像デ
ータ（画像全体）に対してメディアンフィルタ処理を行
うので、予備スキャン時と本スキャン時とではメディア
ンフィルタのサイズが異なっている。本実施例では、コ
ストダウンを図るため、サイズの異なる２つのメディア
ンフィルタを、与えられるクロックの周期を切り替える
ことにより、同一の回路２６で実現する。つまり、サイ
ズの異なるメディアンフィルタを統合し、少ないハード
ウェアで２つのメディアンフィルタの機能を実現するよ
うにしている。

【００２１】図２はそのようなメディアンフィルタ回路
２６の一例を示す構成図である。このメディアンフィル
タ回路２６は、メディアンフィルタ３０と、このメディ
アンフィルタ３０を駆動するクロックを切り替えるセレ
クタ回路３１と、最初に書き込んだデータを最初に読み
出す記憶装置であるＦＩＦＯ３２、３３と、タイミング
信号を発生するタイミング発生回路３４とを有してい
る。メディアンフィルタ３０のサイズの切り替え制御
は、メディアンフィルタ３０を駆動するクロック信号を
セレクタ回路３１で切り替えることによって実現され
る。たとえば、本スキャン時には、タイミング発生回路
３４から出力される主走査側同期信号ＴＧと画素クロッ
クＳＹＮＣをそれぞれに切り替え、予備スキャン時に
はそれらの信号をそれぞれに切り替える。主走査側同
期信号ＴＧ、および画素クロックＳＹＮＣ、の
信号波形はたとえば図７に示すとおりである。同図にお
いて、は１ドットごとの本スキャン用クロック、は
１６ドットごとの予備スキャン用クロックをそれぞれ示
している。このように、ハードウェアを有効に使って、
２つの機能、つまり、本スキャン用のメディアンフィル
タ処理と予備スキャン用のメディアンフィルタ処理が実
現される。

【００２２】図８は以上のように構成されたリーダスキ
ャナ２の制御系の動作を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１で、初期設定を行う。ここでは、予備
スキャンを行うための準備がなされる。たとえば、光源
１３のランプ光量、走査ミラー１７のスキャンスタート
位置への移動などが行われる。また同時に、メディアン
フィルタ３０を駆動するクロックを予備スキャン用クロ
ックに設定しておく（図２、図７参照）。

【００２３】次のステップＳ２では、本スキャン時の読
取りパラメータを設定するための予備スキャンを実行
し、読取り画像のチェックを行う。すなわち、走査ミラ
ー１７のスキャンに伴ってイメージセンサ２１から出力
される画像信号はＡ／Ｄ変換部２２で８ビットの画像デ
ータにデジタル化された後、所定の画像処理を経て、メ
ディアンフィルタ回路２６において所定のサイズ（１６
ドットごと）でのメディアンフィルタ処理により画像ノ
イズが除去され、このノイズの除去されたデータが画像
サンプリングメモリ２８に取り込まれる。

【００２４】メモリ２８へのデータの取り込みが終了す
ると、次のステップＳ３で、ＣＰＵ２９において本スキ
ャン用パラメータの計算が行われる。すなわち、画像サ
ンプリングメモリ２８に取り込まれたデータを解析し
て、本スキャン用パラメータの最適値を求める。たとえ
ば、光源１３のランプ光量、反射率−濃度変換回路２３
におけるネガ−ポジ反転の有無、エッジ強調・平滑化回
路２４におけるエッジ強調量、電子変倍回路２５におけ
る変倍率などの最適値が決定される。さらに、このよう
な本スキャン時の露光量や画像処理パラメータのほか
に、原稿枠の読取りにより原稿のサイズの検出も行われ
る。これらの処理は、ノイズの除去されたデータをもと
にして行われるため、精度の高いものとなっている。

【００２５】本スキャン用パラメータの計算が終了する
と、次のステップＳ４で、その結果に従って本スキャン
用パラメータの設定が行われる。すなわち、最適なラン
プ光量、ネガ−ポジ反転の有無、エッジ強調量、変倍率
などが設定される。また同時に、メディアンフィルタ３
０を駆動するクロックが本スキャン用クロックに切り
替えられる（図２、図７参照）。

【００２６】本スキャン用パラメータの設定を終える
と、本スキャンを実行し、原稿画像を読み取って出力す
る（ステップＳ５）。すなわち、再度走査ミラー１７を
スキャンし、イメージセンサ２１で読み出した画像デー
タをＡ／Ｄ変換部２２で８ビットのデジタル信号に変換
し、順に反射率−濃度変換回路２３、エッジ強調・平滑
化回路２４、電子変倍回路２５でそれぞれ所定の画像処
理を施し、さらにメディアンフィルタ回路２６で隣接す
る画像データ（画像全体）に対してメディアンフィルタ
処理を行ってノイズを除去した後、２値化回路２７で白
と黒の１ビットの２値データに変換し、出力する。

【００２７】本スキャンが終了すると、すべてを初期状
態に戻し（ステップＳ６）、以上の一連の動作を終了す
る。

【００２８】したがって、本実施例によれば、予備スキ
ャン時において、所定ドット離れた画像データに対して
メディアンフィルタ処理を行うようにしたので、ハード
ウェアにより、ノイズの除去された代表値データをサン
プリングすることが可能となり、従来のようにソフトウ
ェアによる場合と比べて短時間に、かつ効果的に予備ス
キャンデータのノイズ除去を行うことができる。これに
より、リーダスキャナ２の動作の高速化が図られる。

【００２９】また、サイズの異なる本スキャン用メディ
アンフィルタと予備スキャン用メディアンフィルタを同
一の回路で構成し、メディアンフィルタ３０を駆動する
クロック信号の切り替えによりメディアンフィルタのサ
イズを切り替えるようにしたので、回路の有効利用が図
られ、コストダウンが図られる。

【００３０】なお、本実施例では、本発明の画像読取装
置をマイクロフィルム・リーダスキャナ２に適用した場
合を例にとって説明したが、これに限定されないことは
もちろんである。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、予備スキャン時に、本スキャン時とはメディ
アンフィルタのサイズを違えて、所定ドット離れた画像
データに対してメディアンフィルタ処理を行うので、ハ
ードウェアにより、ノイズの除去された代表値データを
サンプリングすることが可能となり、短時間でかつ効果
的に予備スキャンデータのノイズ除去を行うことができ
る。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、サイズの異
なる本スキャン用メディアンフィルタと予備スキャン用
メディアンフィルタを同一のメディアンフィルタ回路で
構成し、このメディアンフィルタ回路を駆動するクロッ
ク信号の切り替えによりメディアンフィルタのサイズを
切り替えるので、回路の有効利用が図られ、コストダウ
ンが図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像読取装置を適用したリーダスキ
ャナの画像処理回路の一例を示すブロック図

【図２】 メディアンフィルタ回路の一例を示す構成図

【図３】 リーダスキャナを組み込んだデジタル・マイ
クロ・リーダプリンタを示す外観図

【図４】 リーダスキャナの内部構造を示す断面図

【図５】 予備スキャン時のメディアンフィルタを示す
概念図

【図６】 本スキャン時のメディアンフィルタを示す概
念図

【図７】 メディアンフィルタを駆動するクロック信号
を示す波形図

【図８】 リーダスキャナの制御系の動作を示すフロー
チャート

【符号の説明】

２…マイクロフィルム・リーダスキャナ（画像読取装
置） ２６…メディアンフィルタ回路 ２８…画像サンプリングメモリ ２９…ＣＰＵ ３０…メディアンフィルタ ３１…セレクタ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取る本スキャンの前に、
   本スキャンに最適な読取りパラメータを得るための予備
   スキャンを行う画像読取装置において、 予備スキャン時には、所定ドット離れた画像データに対
   してメディアンフィルタ処理を行うとともに、本スキャ
   ン時には、画像データ全体に対してメディアンフィルタ
   処理を行う制御手段、 を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、与えられた画像データ
   に対してメディアンフィルタ処理を行うメディアンフィ
   ルタ回路を含み、予備スキャン時と本スキャン時にそれ
   ぞれ実行されるメディアンフィルタ処理は、前記メディ
   アンフィルタ回路を駆動するクロック信号を切り替える
   ことによって切り替えられることを特徴とする請求項１
   記載の画像読取装置。