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JP3733241B2 - 画像読み取り装置及びコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents
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画像読み取り装置及びコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、RGB3ラインセンサを有する画像読み取り装置に用いて好適な画像読み取り装置及びこの装置に用いられるコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、RGBの3ラインカラーセンサを走査して移動させながら原稿画像を読み取る画像読み取り装置においては、走査時の速度むら、振動、センサ配置の取り付け精度等により、出力されるRGB信号間に位相ずれが生じる。この位相ずれは、組み立て時の部品精度、温度、経時変化等により生じたり、変化する可能性がある。その結果、出力された画像のエッジ部分に色にじみ、文字領域の判定回路の誤動作等の障害が現れる。このため読み取り画素精度が上がるほど精度を厳格にすることが必要である。
【0003】
これに対して従来は、第1には部品精度を上げることで対応していた。第2には、原稿を走査しながらRGB信号を装置外部へ取り出し、コンピュータへ取り込んでRGBの位相を測定し、補正のための情報を得ることが行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第1の部品精度を上げる方法は、部品のコストアップにつながる。また今後、画素読み取り密度の高密度化が進むにつれて部品精度も向上させることが必要であり、密度に依存しない解決方法が必要とされているという問題があった。
【0005】
また、上記RGB信号を製品の外部へ取り出してコンピュータに処理させる方法は、製品としては不要な信号取り出し用のインタフェース回路を設ける必要があり、製品のコストアップと大型化を招くことになる。また、コンピュータへ画像を取り込んで、位相ずれ量を計算し、補正量を製品側に入力するという操作が煩雑で時間もかかるため、製造工場での調整工数がかさみ、製品のコストアップにつながるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたもので、3ラインセンサが同一画素を読み取る際の、読み取り精度を向上させることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による画像読み取り装置においては、画像をそれぞれ主走査して読み取り、第1、第2、第3の色信号を出力する第1、第2、第3の画像読み取り手段と、上記第1の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第1の演算手段と、上記第2の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第2の演算手段と、上記第1、第2の演算手段の出力と上記第3の色信号とから得られる信号の絶対値を閾値と比較して上記画像が有彩色か無彩色かを判定し、判定信号を出力する判定手段と、上記有彩色を判定した判定信号をカウントするカウント手段と、無彩色の画像を上記係数を順次に変化させながら上記各画像読み取り手段に読み取らせ、そのときの上記カウント手段のカウント値と上記係数との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出する制御手段とを設けている。
【0008】
また、本発明によるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体においては、画像を第1、第2、第3の画像読み取り手段によりそれぞれ主走査して読み取り、第1、第2、第3の色信号を出力する画像読み取り処理と、上記第1の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第1の演算処理と、上記第2の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第2の演算処理と、上記第1、第2の演算処理の出力と上記第3の色信号とから得られる信号の絶対値を閾値と比較して上記画像が有彩色か無彩色かを判定し、判定信号を出力する判定処理と、上記有彩色を判定した判定信号をカウントするカウント処理と、無彩色の画像を上記係数を順次に変化させながら上記各画像読み取り手段に読み取らせ、そのときの上記カウント処理のカウント値と上記係数との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出する制御処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶している。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明の実施の形態によるカラー複写機の読み取り部の構成を示すブロック図である。
図2は、図1のCCDラインセンサ101〜103の構成を示すもので、DBはBセンサとGセンサ間の距離であり、ここでは等倍走査時に8画素分の距離とする。DRはRセンサとGセンサ間の距離であり、ここでは等倍走査時に8画素分の距離とする。
【0010】
図1において、101〜103は主走査方向に原稿の画像を読み取るCCDラインセンサであり、それぞれR、G、B信号を出力する。104〜106は増幅器で、ラインセンサ101〜103の出力を増幅する。107〜109はA/D変換器で、増幅器104〜106の出力信号を8ビットのデジタル信号に変換する。110〜112はシェーディング補正回路で、センサと光学系の輝度むらを補正する。
【0011】
113はR信号のライン遅延器で、等倍走査時にはラインセンサ101、102のRG間の距離が8画素分、GBの距離が8画素分であるので、ここで8+8=16ライン分の遅延を行う。この遅延ライン数はCPU135により変更することができる。
【0012】
114はG信号のライン遅延器で、等倍走査時にはラインセンサ102、103のGB間の距離が8画素分であるので、ここで8ライン分の遅延を行う。この遅延ライン数はCPU135により変更することができる。
【0013】
これらの構成によって、理想的な光学系の場合には、遅延器113の出力(R:第1の色信号)と、遅延器114の出力(G:第3の色信号)と、シェーディング補正回路112の出力(B:第2の色信号)とが同一タイミングで同一画素に対する出力となる。即ち、RGBの副走査方向の位相が一致する。
【0014】
Rライン遅延器113の出力R信号は次に1ライン遅延器115へ入力され、その出力値と係数レジスタ117の値(1−p)とが乗算器121で乗算される。また、1ライン遅延されていないR信号は、係数レジスタ118の値(p)と乗算器122で乗算される。乗算器121、122の各出力値は加算器125で加算される。
【0015】
シェーディング補正回路112の出力B信号は次に1ライン遅延器116へ入力され、その出力値と係数レジスタ119の値(1−q)とが乗算器123で乗算される。また、1ライン遅延されていないB信号は、係数レジスタ120の値(q)と乗算器124で乗算される。乗算器123、124の各出力値は加算器126で加算される。上記係数レジスタ117〜120は、CPU135により書き換えることができるものである。
【0016】
次に、加算器125の出力値(R)と遅延器114の出力値(G)と加算器126の出力値(B)とが入力マスキング回路127に入力され、下記の演算が行われる。
R′=a00×R+a01×G+a02×B
G′=a10×R+a11×G+a12×B
B′=a20×R+a21×G+a22×B ───(1)
ここで、a00、a01、a02、a10、a11、a12、a20、a21、a22は係数である。
【0017】
入力マスキング回路127の出力値は色空間変換回路128へ入力され、下記演算が行われてL、CA、CB信号が得られる。
L=(R+2G+B)/4
CA=(R−G)/2
CB=(R+G−2B)/4 ───(2)
色空間変換回路128の出力値は空間フィルタ回路129と色判定回路133に入力される。
【0018】
色判定回路133では、CA、CBの絶対値を所定のしきい値Tca、Tcbと比較して、双方ともこれらのしきい値以上なら有彩色としてIRO信号を1として出力する。無彩色時は、IRO信号を0として出力する。
このIRO信号はカウンタ回路134へ入力され、IRO信号の1の数をカウントされる。
【0019】
また、IRO信号は空間フィルタ129へも入力される。空間フィルタ129ではエッジ強調あるいはスムージング処理が行われる。空間フィルタの係数はIRO信号で切り換えることができるようになされている。
【0020】
空間フィルタ129の出力信号は色空間変換回路130へ入力され、下記演算が行われてRGBの出力が得られる。
R=(4L+5CA+2CB)/4
G=(4L−3CA+2CB)/4
B=(4L+CA+6CB)/4 ───(3)
【0021】
色空間変換回路130の出力信号はLOG変換、出力マスキング回路131によってデータ変換が行われてC、M、Y、K信号が得られる。これはテーブル変換により行われる。これらのCMYK信号はプリンタ132へ出力されて印刷される。尚、CPU135は、本発明を構成する記憶媒体136に格納されている制御プログラムにより処理を実行する。
【0022】
次に、色ずれ自動補正動作について説明する。これは、工場での光学系の組み立て時、あるいは市場での光学系の部品交換等により色ずれ量が変化する可能性のある場合に使用する動作モードである。
まず、白地に平行な黒線が複数本入ったテスト用の原稿を、上記黒線がラインセンサと平行になるようにして原稿台に載せる。そして等倍画像がが得られる速度でラインセンサを、このラインセンサに垂直な方向(副走査方向)に走査する。ここで、原稿の輝度に対して光学系が理想的であれば、RGBの各信号は重なるはずであるが、現実には各信号はある距離分だけずれている。また、MTFが3色で異なるために3色が重ならないことも考えられる。
【0023】
図3は、上記黒の線を読み込んだときのRGBのラインセンサの出力例である。この図3の例では、Gを中心にRとBがそれぞれ3画素づつずれている。図3で1アドレスを0.1画素とすると、R信号がG信号に対して0.3画素、B信号がG信号に対して0.3画素ずれていることになる。
【0024】
この場合、このまま読み取り画像を再生すると、黒線の両側に色成分が現れることになる。従って、このような原稿画像を走査して読み取ると、カウンタ回路134では有彩色画素がカウントされることになる。
【0025】
以上の情報は、Rライン遅延器113を後述により16ライン遅延とし、Gライン遅延器114を8ライン遅延とし、係数レジスタの係数p、qを1とすることにより得られたものである。
この例では、RGBの順で画像が読み込まれているので、RをGへ0.3画素近づけるように、即ち、RとGの画素距離を7.7画素とすれば、RとGの位相が一致することになる。同様に、BをGへ0.3画素近づけるように、即ち、GとBの画素距離を7.7画素とすれば、GとBの位相が一致することになる。このようにして色ずれがない状態にすることができる。
【0026】
これを2ラインでの補間の行い方で示すと、Rについては、7ライン目の画素に0.3の係数を乗じ、8ライン目の画素に0.7の係数を乗じ、それらを加算することにより得られる。Gについては、7ライン目の画素に0.3の係数を乗じ、8ライン目の画素に0.7の係数を乗じ、それらを加算することにより得られる。
この結果を得るためには、Rライン遅延器113の遅延量を16ラインとし、係数レジスタ117、118のpを0.7とし、Gライン遅延器114の遅延量を8ラインとし、係数レジスタ119、120のqを0.7とすることで対応できる。
【0027】
上記説明によれば、色ずれが発生しているときは、白黒原稿を読み取ったときでも、副走査方向の画像エッジ部で有彩色がカウントされ、色ずれが発生していないときは、有彩色がカウントされないことになる。実際の画像読み取り装置では、センサが移動するときは振動が生じる。このため、振動がないときの色ずれ量(走査速度精度、光学系の倍率精度に起因する)に加えて、振動に起因する色ずれが加わる。
【0028】
このため、pとqの値を最適化したとしても、白黒原稿を読み取ったときに、ある量の有彩色がカウントされることになる。即ち、カウント値が0でなくても最小となる条件が、色ずれが最小となる条件と考えることができる。本発明の実施の形態は、この有彩色のカウント値から、色ずれが最小となる係数p、qを、特にハードウェアを追加することなく求めるものである。
【0029】
次に、本発明の第1の実施の形態について説明する。
まず、RとGの画素距離を7.5画素、BとGの画素距離を7.5画素として、上記テスト用の原稿を読み取り、このときの上記カウント値を読み取る。これを4回繰り返してカウント値を加算する。複数回読み取るのは、読み取りにより得られるカウント値が、電気的雑音と光学系の振動により一定しないので、平均化するためである。次に、RとGの画素距離を7.5画素としたままBとGの画素距離を7.6画素として、上記カウント値を読み取り、これを4回繰り返してカウント値を加算する。
【0030】
同様に、RとGの画素距離を7.5画素から8.5画素まで変えながら、順次BとGの画素距離を7.5画素から8.5画素まで変えて、それぞれの条件でのカウント値の加算値を求める。
そして、上記の手順により作成されたテーブルから、カウント値が最小となる条件を見つけて、それを補正すべき画素距離とする。
【0031】
これらの求められた補正値を電源を切っても消去されないメモリに記憶しておく。これにより、次に電源を投入したときに再び補正値を求める必要がなくなる。また、RGB信号を製品の外部へ取り出すことが不要なので、信号取り出し用のインタフェース回路を設ける必要がなく、さらにコンピュータへ画像を取り込んで、位相ずれ量を計算し、補正量を製品側に入力するという操作が不要になり、操作を簡単にできると共に、作業時間を短縮することができる。
【0032】
尚、このとき使用する上記テスト用の原稿は、本装置が接続されているプリンタから特定のパターンとして出力することもできる。これにより市場で上記の調整を行うときにも特定の原稿を持っている必要がなく、また誤った原稿を使用することを防止できる。
また、上記調整用の原稿は、単に黒の直線が描かれているだけなので、低解像度のプリンタを用いてもジャギーの影響が出ないため、問題なく使用できる。
【0033】
コピー動作時には、原稿が有彩色画素を含むか否かによって、カラーコピー動作を行うか、白黒コピー動作を行うかを決定する。そのためにコピー動作を行う前に原稿を走査して、カウンタ回路134のカウント値をCPUで読み取る。このカウント値が所定値以上ならカラー原稿と判断してカラーコピー動作を行い、カウント値が所定値以下なら白黒原稿と判断して白黒コピー動作を行う。これは従来より行われているカラー/白黒自動識別動作である。
【0034】
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
上記第1の実施の形態においては、上記カウント値のテーブルから最小値を求めるとき、カウント値が一定しなくて、サンプリングごとに大きく異なる結果が得られることがある。原因としては電気的雑音と光学系の振動が大きいことが考えられるが、この場合、カウント値の最小値のところが真の補正値ではないということが生じる可能性が大きくなる。
【0035】
このような場合は、サンプリングされた値を隣接の条件のときのカウント値と平均化することにより解決することができる。これにより最小値を正確に求めることができる。
【0036】
次に本発明の第3の実施の形態について説明する。
上記第1実施の形態では、RとGの画素距離とBとGの画素距離の両方を変えながらカウント値を求めたが、本実施の形態では、RとGの画素距離を8画素に固定して、BとGの画素距離を7.5画素から8.5画素に順次変化させてカウント値を求め、その最小値をRとGの画素距離の補正値とする。
本実施の形態によれば、カウント値を求める動作回数を少なくすることができ、このため工場での製品出荷効率が向上し、製品コストを下げることができる。
【0037】
尚、本発明の目的は、上述した実施の形態を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムや装置で用い、そのシステムや装置のCPUが上記記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても達成することができる。
その場合、上記記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した例えば図1に示す記憶媒体136のような記憶媒体は、本発明を構成することになる。
【0038】
また、この記憶媒体としては、ROM、RAM等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、これらをCD−ROM、フロッピィディスク、磁気媒体、磁気カード、不揮発性メモリカード等に構成して用いてよい。
【0039】
従って、この記憶媒体を図1に示したシステムや装置以外の他のシステムや装置で用い、そのシステムあるいはコンピュータがこの記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、前述した実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0040】
また、コンピュータ上で稼働しているOS等が処理の一部又は全部を行う場合、あるいは記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張機能ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づいて、上記拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるCPU等が処理の一部又は全部を行う場合にも、実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品精度を上げることなく、色ずれ補正を行うことができ、このためコストアップすることがなく、しかも画素密度に依存することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。
【図2】CCDラインセンサの構成図である。
【図3】RGBの各ラインセンサの出力特性図である。
【符号の説明】
101、102、103 CCDラインセンサ
113〜116 ライン遅延器
117〜120 係数器
121〜124 乗算器
125、126 加算器
127 入力マスキング回路
128 色空間変換回路
133 色判定回路
134 カウンダ回路
135 CPU
136 記憶媒体

Claims (18)

  1. 画像をそれぞれ主走査して読み取り、第1、第2、第3の色信号を出力する第1、第2、第3の画像読み取り手段と、
    上記第1の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第1の演算手段と、
    上記第2の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第2の演算手段と、
    上記第1、第2の演算手段の出力と上記第3の色信号とから得られる信号の絶対値を閾値と比較して上記画像が有彩色か無彩色かを判定し、判定信号を出力する判定手段と、
    上記有彩色を判定した判定信号をカウントするカウント手段と、
    無彩色の画像を上記係数を順次に変化させながら上記各画像読み取り手段に読み取らせ、そのときの上記カウント手段のカウント値と上記係数との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出する制御手段とを備えた画像読み取り装置。
  2. 上記制御手段は、上記検出された係数を上記第1、第2の演算手段に用いて上記各画像読み取り手段に上記画像の読み取りを行わせることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  3. 上記テーブル作成のためのサンプリングを、同一条件で複数回行うことを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  4. 上記テーブル作成のためのサンプリングデータを、隣接条件の間で平均化することを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  5. 上記テーブルは、上記各係数を軸とする2次元のものとして、その中から上記カウント値が最小となる係数の組み合わせを得ることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  6. 上記第1の色信号に対する係数を所定値に固定して上記第2の色信号に対する係数を変えたテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出して上記第1の色信号に対する係数とし、上記第2の色信号に対する係数を所定値に固定して上記第1の色信号に対する係数を変えたテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出して上記第2の色信号に対する係数とすることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  7. 上記判定手段と上記カウント手段とにより、上記画像がモノクロ画像かカラー画像かを判定する画像判定手段を構成することを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  8. 上記無彩色画像を出力するプリンタを設けたことを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  9. 上記第1、第2の演算手段の出力と上記第3の色信号とから得られる信号を上記判定手段に入力するための入力マスキング手段を設け、この入力マスキング手段の係数を変えることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  10. 画像を第1、第2、第3の画像読み取り手段によりそれぞれ主走査して読み取り、第1、第2、第3の色信号を出力する画像読み取り処理と、
    上記第1の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第1の演算処理と、
    上記第2の色信号における副走査方向に隣接する画素値にそれぞれ係数を乗じて加算する第2の演算処理と、
    上記第1、第2の演算処理の出力と上記第3の色信号とから得られる信号の絶対値を閾値と比較して上記画像が有彩色か無彩色かを判定し、判定信号を出力する判定処理と、
    上記有彩色を判定した判定信号をカウントするカウント処理と、
    無彩色の画像を上記係数を順次に変化させながら上記各画像読み取り手段に読み取らせ、そのときの上記カウント処理のカウント値と上記係数との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出する制御処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  11. 上記検出された係数を上記第1、第2の演算処理に用いて上記各画像読み取り手段に上記画像の読み取りを行わせる読み取り処理を設けたことを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  12. 上記テーブル作成のためのサンプリングを、同一条件で複数回行うことを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  13. 上記テーブル作成のためのサンプリングデータを、隣接条件の間で平均化することを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  14. 上記テーブルは、上記各係数を軸とする2次元のものとして、その中から上記カウント値が最小となる係数の組み合わせを得ることを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  15. 上記第1の色信号に対する係数を所定値に固定して上記第2の色信号に対する係数を変えたテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出して上記第1の色信号に対する係数とし、上記第2の色信号に対する係数を所定値に固定して上記第1の色信号に対する係数を変えたテーブルを作成し、このテーブルから上記カウント値が最小となる係数を検出して上記第2の色信号に対する係数とすることを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  16. 上記判定処理と上記カウント処理とにより、上記画像がモノクロ画像かカラー画像かを判定する画像判定処理を実行することを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  17. 上記無彩色画像をプリンタから出力する処理を設けたことを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
  18. 上記第1、第2の演算処理の出力と上記第3の色信号とから得られる信号を上記判定処理に入力するための入力マスキングの係数を変える処理を設けたことを特徴とする請求項10記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
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