JP4377082B2 - 画像処理装置及び画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理装置及び画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平6-311359号公報には、シェーディング補正後で画像処理前に、画像データの地肌除去を行う地肌除去装置が開示されている。これは、閾値以下の画像データを地肌として単に除去するだけでなく、閾値を徐々にとばすようにすることにより、閾値周辺濃度部での画像の違和感を低減するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の地肌除去を行うに際しては、アナログ画像データからピークホールド回路で地肌レベルを検出し、その値をＡ／Ｄ変換器のリファレンス値にフィードバックすることにより、地肌除去機能を実現することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、かかる技術では、アナログ量で地肌レベルを検出してＡ／Ｄ変換のリファレンス電圧にフィードバックすることにより地肌除去を行っているため、次の▲１▼，▲２▼の不具合がある。
【０００５】
▲１▼．黒オフセットレベルやアンプ等のオフセットの影響により、原稿の明るさにより読取濃度が変化してしまう。
【０００６】
例えば、ピークホールド回路（Ｐ／Ｈ）のゲインをＡとして、Ａ／Ｄ後のデジタル量で黒オフセット減算後の値を考えると，
地肌レベルＡ／Ｄ後出力 − 黒レベルＡ／Ｄ後出力
＝（地肌レベル＋黒レベル＋オフセット電圧）／（Ａ／Ｄリファレンス電圧）
−（黒レベル＋オフセット電圧）／（Ａ／Ｄリファレンス電圧）
＝（（Ｄ＋Ｖb＋Ｖoff）−（Ｖb＋Ｖoff））／Ａ（Ｄ＋Ｖb＋Ｖoff）
＝Ｄ／Ａ（Ｄ＋Ｖb＋Ｖoff）
Ｄ ： 原稿地肌読取値（アナログ量）
Ｖb ： 黒オフセットレベル
Ｖoff ： アンプ等のオフセット
となり、原稿の地肌濃度Ｄの大きさにより地肌除去後のデジタル読取値が変化することが解る。このため、地肌濃度により地肌の飛び具合が変化してしまうという不具合があった。
【０００７】
▲２▼．原稿の地肌レベルによりＡ／Ｄにより正規化されるため、地肌レベルにより画像の読取濃度が変化してしまう。
【０００８】
前記特開平6-311359号公報に開示の技術では、シェーディング補正後の画像データより地肌部を検出し、閾値で画像データをみる構成であるため、画像濃度はほぼ保存されるが、閾値近辺でγが大きく変化してしまうので、後段の画像処理の影響を受け、閾値近辺の画像が変化して、違和感が生じてしまう。特開平6-311359号公報の技術では、閾値近辺でγを多少寝かせることにより、違和感を減らそうとしているが、完全に無くすことはできない。
【０００９】
この発明の目的は、原稿の地肌レベルを除去するときに、画像濃度を保存したままで、閾値周辺で違和感のない画像を得ることである。
【００１０】
この発明の目的は、画像処理による地肌レベルの変動の影響を、その後段で容易に検出できるようにすることである。
【００１１】
この発明の目的は、フィルタの影響を受けずに、地肌レベルの情報を正しく後段に伝えることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、原稿を読取った画像データから前記原稿の地肌レベルを検出する地肌検出手段と、この検出された地肌レベルに基づいて第一の閾値を作成する閾値作成手段と、この作成した前記第一の閾値以上の画像データを当該第一の閾値の値にクリップするクリップ手段と、前記原稿を読取った画像データ及び前記クリップがなされた前記第一の閾値に一又は複数種類の画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理後の画像データから第二の閾値を用いて前記原稿の地肌レベルの除去を行う地肌除去手段と、を備え、前記地肌除去手段は、前記画像処理後の画像データから第三の閾値を検出する地肌データ抽出手段と、前記第三の閾値から所定の値を減算して第二の閾値を作成するオフセット手段と、を備えている画像処理装置である。
【００１３】
したがって、シェーディング補正後の画像データから地肌レベルを検出して、それに対応した閾値に画像をクリップし、画像処理を施した後の画像から地肌を除去するようにしたことで、画像濃度を保存したままで、閾値周辺で違和感のない画像を得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記クリップ後の前記第一の閾値のレベルを前記画像処理前に原稿を読取った画像データに付加して、当該画像データを前記画像処理の対象とすることで前記第一の閾値も併せて前記画像処理の対象とすることを可能とする合成手段を備えている。
【００１５】
したがって、画像処理前に検出した閾値情報を、画像データに付加することにより、画像処理による地肌レベルの変動の影響を、その後段で容易に検出できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、前記合成手段は、前記第一の閾値を前記画像処理手段で用いるフィルタマトリクスサイズ以上付加するものである。
【００１７】
したがって、検出された閾値情報は、後段で使用するフィルタサイズ以上にすることでフィルタの影響を受けずに、地肌情報を正しく後段に伝えることが可能になる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、原稿の画像を読取る光電変換素子と、この光電変換素子で読取った画像データを処理する請求項１〜３の何れかの一に記載の画像処理装置と、を備えている画像読取装置である。
【００１９】
したがって、請求項１〜３の何れかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【００２１】
まず、本実施の形態で用いる技術の基本的な考えについて説明する。発明が解決しようとする課題の説明からも明らかなように、この技術で解決しようとする問題点は次の２点である。
・地肌除去後で画像濃度が変化してしまう。
・濃度の保存を図った場合、閾値近辺で画像に違和感が発生してしまう。
【００２２】
閾値で画像データをカットしてしまうことによる画像の違和感の本質は、閾値周辺で画像データに不自然なデータの変曲点が発生することにより、後段の画像処理機能のＭＴＦ補正や平滑化などにより、より強調されるために違和感が発生することだといえる。図１に、閾値でデータを変更した場合と通常の場合のＭＴＦ補正後のデータ変化の例を示す。
【００２３】
その違和感を押さえるためには、
＜対策１＞前記従来技術の方法
閾値周辺でのγを変更することにより、閾値周辺でのデータの急激な変化を押さえ、後段の画像処理機能のＭＴＦ補正や平滑化などによる画像への悪影響を押さえ込む。
【００２４】
しかし、閾値周辺でγを変更しているため、閾値周辺での画像濃度の保存が図られないという不具合がある。
【００２５】
＜対策２＞
図１に（１）として示したように、閾値以上のデータを閾値にクリップすることで、後段で発生する影響を緩和することができる。しかし、このままでは本来の目的である地肌を飛ばしていないため、何らかの対策が必要がある。
【００２６】
そこで、以下に説明する本実施の形態では、シェーディング補正後の画像データより地肌レベルを検出し、そのデータに基づいて閾値１を作成し、その値以上のデータをその閾値１の値にクリップさせ、画像処理後のデータから地肌除去（＝閾値によるカット）を行うことにより、地肌除去処理後も地肌濃度を保存し、かつ閾値周辺でも違和感のない画像を提供することを可能とする。
【００２７】
図２は、この発明の一実施の形態である画像処理装置、画像読取装置を備えたデジタル複写機１の電気的な接続を示すブロック図である。まず、光電変換素子であるＣＣＤ２により光電変換された原稿の画像データは、信号処理部３で所定の信号処理がされ、Ａ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換した後、シェーディング部５において、黒側及び白側のシェーディング補正を行われ、照明ムラやＣＣＤ２の感度ムラなどが補正さた画像データＤrd０として出力される。このデータＤrd０は、次段の地肌検出部６に入力されて地肌レベルが検出され、画像処理部７でＭＴＦ補正、フィルタリング処理、変倍処理、γ変換などの処理がされて、除肌除去部８では原稿の地肌レベルが除去される。そして、これらの処理がなされた画像データは、光書込部９で変調され、レーザダイオード１０で画像データに応じた露光ビームにされて、電子写真方式で画像形成がなされる。画像メモリ１１は画像処理部７で処理後の画像データを記憶するものであり、ＣＰＵ１２はデジタル複写機１の各部を制御する。
【００２８】
図３に示すように、地肌検出部６では、地肌除去モードが設定されていれば、地肌検出手段である地肌検出ブロック２１にて地肌レベルＤbaを検出し、その値から閾値作成手段であるオフセット部２２でオフセット分を減算した閾値Ｄth１を求め、クリップ手段であるクリップ回路２３にて画像データＤrd０と閾値Ｄth１を比較して、Ｄrd０＞Ｄth１の画像データをすべてＤth１の値にクリップさせＤrd１として出力する。その後、合成手段である合成部２４にて次のラインの画像データの先頭にｍ画素分付加してＤrd２として、次段の画像処理手段である画像処理部７に出力している（図４参照）。また、地肌データを添付しているデータ位置を示すゲート信号ＢaGATEを同時に出力する（Ｄrd１とＤrd２は画像フォーマットの違いのみで、画像特性に変化はない）。
【００２９】
地肌検出ブロック２１では、ノイズの影響を除去するためにフィルタ２５で平滑Filterをかけ、その後のデータにてピークホールド回路２６でピークホールドすることにより、精度良く地肌レベルＤbaを検出できるようにしている。
【００３０】
その地肌レベルＤbaそのものを閾値とすると、地肌ノイズ分が出力される可能性があるので、次段のオフセット部２２にて、
１．あるオフセット分を減算する。
すなわち、
Ｄth１ ＝ Ｄba − オフセット
２．画像データのある一定割合を減算する。
すなわち、
Ｄth１ ＝ Ｄba × （１−α）
３．上記１．２．を組み合わせる。
すなわち、
Ｄth１ ＝ Ｄba ×（１−α）− オフセット
などの方法を用いて、閾値Ｄth１を求めることにより、地肌データの持つノイズの影響を除去するようにしてある。
【００３１】
その後、クリップ回路２３では、図５に示すように、上記のように求められた閾値Ｄth１と画像データＤwr０を、コンパレータ２７のＡとＢにそれぞれ入力して、図６のように制御することにより、閾値Ｄth１以上の画像データを閾値Ｄth１にクリップすることができる。
【００３２】
また、ＣＰＵ１２からの信号がＨレベルが入力されると、ＯＲ回路２９により、セレクタ２８への入力信号Ｓが常に“１”となり、地肌除去モードが解除される。
【００３３】
検出された閾値Ｄth１は、後段の画像処理部７が持つフィルタのサイズより大きい画素数ｍにすることにより、ゲートでアサートされた中央部では、ゲート外のデータの影響によりデータが変更されず、地肌濃度を保存することができる。
【００３４】
また、本例では前記のようにゲート信号BaGATEを用いる方法を採用しているが、画像データの先頭に何画素付加するかをあらかじめ決めておくことでも、同様の効果を得ることが可能である。しかし、機種間でフィルタサイズが違うような場合でも、ゲート信号で地肌エリアを明確化することにより、画像処理部７や地肌除去部８のアルゴリズムの共通化が図れるため、本例ではゲート信号を出力するようにしてある。
【００３５】
このように、画像処理部６の前段で地肌部をクリップする構成にすれば、地肌データをハンドリングしなくても、後段の地肌除去部８で地肌データを簡単に検出することも可能であるが、地肌検出ブロック２１を２カ所に持つ構成になってしまい、コストが高くなる懸念される。
【００３６】
地肌検出部６から出力されたＤrd２は、画像処理部７により必要な処理（ＭＴＦ補正、変倍処理、γ変換など）を施され、Ｄwr０として出力され、地肌除去部８に入力される。
【００３７】
図７に示すように、地肌除去手段である地肌除去部８では、Ｄwr０とゲート信号BaGATEより、地肌データ抽出部３１から画像処理後の閾値Ｄth１'を検出し、そのＤth１'そのものを閾値とすると、画像処理によっては、地肌ノイズ分が増幅され出力される可能性があるので、次段のオフセット部３２にて、次のような操作を行う。
【００３８】
１．あるオフセット分を減算する。
すなわち、
Ｄth２ ＝ Ｄth１' − オフセット
２．画像データのある一定割合を減算する。
すなわち、
Ｄth２ ＝ Ｄth１' × （１−α）
３．上記１．２．を組み合わせる。
すなわち、
Ｄth２ ＝ Ｄth１' ×（１−α）− オフセット
などの方法を用いて、Ｄth２を求めることにより、地肌データの持つノイズの影響を除去するようにしておくことが望ましい。
【００３９】
その後、上記のように求められた閾値Ｄth２と画像データＤwr０を、コンパレータ３３のＡとＢにそれぞれ入力して、図８のように制御することにより、画像濃度を保存したままで、閾値周辺で違和感のない画像を提供することができる。
【００４０】
また、ＣＰＵ１２からの信号がＨレベルが入力されると、ＯＲ回路３４により、セレクタ３５への入力信号Ｓが常に“１”となり、地肌除去モードが解除される。
【００４１】
また、図９、図１０に画像のγ及びデータの変化からの効果を示す。
【００４２】
まず、読み取ったデータＤrdは、次のような特性を持つ。
【００４３】
図９（ａ）は、原稿情報と読取データＤrdのγ特性を示す。図１０（ａ）は、読取データを主走査方向に見たものに、地肌検出レベルＤbaを追加したものを示す。
【００４４】
これに対して、地肌検出部６でクリップされると、
図９（ｂ）は、そのときのクリップ前の読取データＤrd０とクリップ後の読取データＤrd１（＝Ｄrd２）のγ特性を示す。図１０（ｂ）は、そのときの読取データを主走査方向に見たものに地肌検出レベルＤba及び閾値Ｄth１を追加したものを示す。これによって、画像データがクリップされている状態が解る。
【００４５】
その後、画像処理部７によりＭＴＦ補正やγ処理などを施され、図９（ｃ）に示すような読取データＤrdと画像処理後データＤwr０のγ特性となる。また、図１０（ｃ）に示すような、画処理後データを主走査方向に見たものに画像処理後、地肌検出レベルＤba'を追加したものとなる。
【００４６】
これより、γが変換されていること、閾値レベルが変更されていること、画像情報レベルが変更されていることが理解できる。
【００４７】
次に、地肌除去機能を施したデータＤwr１は、図９（ｄ）に示すような、読取データＤrdｔｐ地肌除去処理後データＤwr１のγ特性になる。また、図１０（ｄ）に示すような、地肌除去処理後データを主走査方向に見たものに閾値レベルＤth２を追加したものとなる。
【００４８】
これにより、地肌レベルが除去されていること、画像情報のレベルが保存されていることから、効果が解る。
【００４９】
また、図９の（ｃ）と（ｄ）の差は、γ変換そのものの機能であるといえる。したがって、画像処理部７の最後にγ変換機能を設けることで、γ機能を共有化して、製造コストで実現できる。
【００５０】
さらに、画像処理の順番を画像モードや変倍率に応じて入れ変えることも一般的に行われている。したがって、地肌除去部８もモード等の各種条件により、画像処理部７による画像処理の機能と順番を入れ変えることにより、より高画質化を実現できる可能性がある。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、シェーディング補正後の画像データから地肌レベルを検出して、それに対応した閾値に画像をクリップし、画像処理を施した後の画像から地肌を除去するようにしたことで、画像濃度を保存したままで、閾値周辺で違和感のない画像を得ることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、画像処理前に検出した閾値の情報を、画像データに付加することにより、画像処理による地肌レベルの変動の影響を、その後段で容易に検出できる。
【００５３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、検出された閾値の情報は、後段で使用するフィルタサイズ以上にすることでフィルタの影響を受けずに、地肌レベルの情報を正しく後段に伝えることが可能になる。
【００５４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態であるデジタル複写機で行う処理を説明する説明図である。
【図２】前記デジタル複写機の電気的な接続を示すブロック図である。
【図３】前記デジタル複写機の地肌検出部のブロック図である。
【図４】前記デジタル複写機が行う処理を説明するタイミングチャートである。
【図５】前記地肌検出部のクリップ回路のブロック図である。
【図６】クリップ回路が行う処理を説明する説明図である。
【図７】前記デジタル複写機の地肌除去部のブロック図である。
【図８】前記地肌除去部が行う処理を説明する説明図である。
【図９】前記デジタル複写機が行う処理を説明する説明図である。
【図１０】同説明図である。
【符号の説明】
１ 画像読取装置、画像処理装置
２ 光電変換素子
７ 画像処理手段
８ 地肌除去手段
２１ 地肌検出手段
２２ 閾値作成手段
２３ クリップ手段
２４ 合成手段

Claims (4)

1. 原稿を読取った画像データから前記原稿の地肌レベルを検出する地肌検出手段と、
   この検出された地肌レベルに基づいて第一の閾値を作成する閾値作成手段と、
   この作成した前記第一の閾値以上の画像データを当該第一の閾値の値にクリップするクリップ手段と、
   前記原稿を読取った画像データ及び前記クリップがなされた前記第一の閾値に一又は複数種類の画像処理を行う画像処理手段と、
   前記画像処理後の画像データから第二の閾値を用いて前記原稿の地肌レベルの除去を行う地肌除去手段と、を備え、
   前記地肌除去手段は、
   前記画像処理後の画像データから第三の閾値を検出する地肌データ抽出手段と、
   前記第三の閾値から所定の値を減算して第二の閾値を作成するオフセット手段と、を備えている画像処理装置。
2. 前記クリップ後の前記第一の閾値のレベルを前記画像処理前に原稿を読取った画像データに付加して、当該画像データを前記画像処理の対象とすることで前記第一の閾値も併せて前記画像処理の対象とすることを可能とする合成手段を備えている請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記合成手段は、
   前記第一の閾値を前記画像処理手段で用いるフィルタマトリクスサイズ以上付加するものである請求項２に記載の画像処理装置。
4. 原稿の画像を読取る光電変換素子と、
   この光電変換素子で読取った画像データを処理する請求項１〜３の何れかの一に記載の画像処理装置と、を備えている画像読取装置。

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