(57)【要約】【課題】  白基準変動領域データを白基準データとして使用しないことにより、正しくシェーディング補正を行う。【解決手段】  白基準読み取り部位の白基準画像を読み取り、ラインセンサからの出力データに基づいて白基準データとして記憶するためのフレームメモリ３２を備え、さらに、そこで記憶された白基準データを原稿の画像を読み取る際に、基準データとして使用し、取り込んだ白基準データ中の著しいレベル変動領域を検知するシェーディング補正処理部２２を備えた。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿から読み取った画像データに対して所要の画像処理を施す画像処理装置において、ラインセンサと、該ラインセンサにより読み取った白基準読取部位の白基準データを記憶するためのフレームメモリと、前記原稿の画像を読み取った際に、前記フレームメモリに記憶された白基準データを使用してシェーディング補正処理を行うと共に、前記フレームメモリに取り込んだ白基準データ中のレベル変動領域を検知することができるシェーディング補正処理手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１の画像処理装置において、前記レベル変動領域のデータを白基準データとして使用しないようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像処理装置において、前記レベル変動領域データに対して同一画素部データの充填処理を行うことにより、白基準データとして使用することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１または２の画像処理装置において、同一ライン上のデータからレベル変動領域データに対して充填処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、複写機等の原稿を搬送しながら読み取った画像データの画像処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の画像読取装置では、画像情報を読み取るために多数の光電変換素子が主走査方向に１列に配列されたＣＣＤラインセンサを用いることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
画像読取装置では、シェーディング補正用の白基準データに、白基準部位に付着したごみによりレベル変動を起こす白基準画素が発生する場合が度々有る。このようなことから基準データとするために白基準部位を数ライン読み込み、欠陥画素の有る無しに関わらず、ライン間で平均化処理を行って白基準データとする技術が提案されている。また欠陥画素判定を行い欠陥画素のデータを取り入れないようにした技術が有る。
【特許文献１】特開２０００−１２５０９３公報
【特許文献２】特開２００３−２７４１１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来から欠陥画素に対する対策技術は各種提案されている。しかしながら、レベル低下が発生した状態で、シェーディング補正を実施すると、シェーディング補正演算により、白基準データ中でレベル低下を発生した画素の部位で、再現画像が実際よりも白くなる。そして、これが副走査方向に連続するため、あたかも縦方向への白スジの様に異常画像が再現される。また逆にレベルが高いと、その画素の部位で、再現画素が実際よりも黒くなり、副走査方向に連続することになるため、黒スジの様に異常画像が再現されるという不具合は完全に解消されていない。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、適正にシェーディング補正を行うことができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、原稿から読み取った画像データに対して所要の画像処理を施す画像処理装置において、ラインセンサと、該ラインセンサにより読み取った白基準読取部位の白基準データを記憶するためのフレームメモリと、前記原稿の画像を読み取った際に、前記フレームメモリに記憶された白基準データを使用してシェーディング補正処理を行うと共に、前記フレームメモリに取り込んだ白基準データ中のレベル変動領域を検知することができるシェーディング補正処理手段と、を備えた画像処理装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１の画像処理装置において、請求項１の画像処理装置において、前記レベル変動領域のデータを白基準データとして使用しないようにした画像処理装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２の画像処理装置において、前記レベル変動領域データに対して同一画素部データの充填処理を行うことにより、白基準データとして使用する画像処理装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１または２の画像処理装置において、同一ライン上のデータからレベル変動領域データに対して充填処理を行う画像処理装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、白基準データ中のレベル変動領域を検知することができるので、レベル変動領域データを白基準データとして使用しないことにより、適正にシェーディング補正を行うことが可能となる。
また、レベル変動領域のデータを同一画素部分の画像データを充填することにより適正にシェーディング補正を行うことが可能となる。
また、レベル変動領域のデータを同一ライン上のデータから充填することにより適正にシェーディング補正を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１はイメージスキャナの構成図である。装置本体１の右側上部に自動給紙装置（ＡＤＦ）２が設けられ、本体上面には原稿読み取り台３が設けられている。これにより、イメージスキャナ全体を構成している。
この例では、装置本体１の内部には、光源４ａとミラー４ｂとを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａ、５ｂを備えた第２の走行体５と、レンズ６と１次元の光電変換素子（本例ではＣＣＤを使用とする）７と、前記走行体４、５を駆動するステッピングモータ８とからなる露光走査光学系９が設けられている。なお、ここでは、この露光走査光学系９の構成についての説明は省略する。
また自動給紙装置２には、ＡＤＦユニット１０と、原稿台１１とが設けられている。ＡＤＦユニット１０内にはステッピングモータ１２が備えられている。更に、原稿読み取り台３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取りつけられており、原稿１３はその原稿押さえ板１４の下にセットされる。原稿読み取り台３の端部には、シェーディング補正用の白基準部位１５が配置されている。
図２は、本実施の形態に係る画像処理装置の全体構成を示したブロック図である。具体的には露光走査光学系９により読み取られた画像データの処理を行うための制御回路の構成を示すものである。また、原稿読み取りモードとしては、図３に示すような原稿読み取り台３を用いて画像データの読み取りを行うブックモードと、図４に示すような自動給紙装置２を用いて画像データの読み取りを行うＡＤＦモードとがある。
【０００７】
図２の構成を動作と併せて説明する。まず、図３に示すようなブックモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。原稿１３を原稿押さえ板１４下の原稿読み取り台３上にセットされた後、所要の操作が実行されたときに、ＣＰＵ１６は光源点灯装置（ドライバ）１７を動作させて光源４ａをオンにする。
次に、ＣＣＤ駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７で白基準部位１５（図１参照）を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でアナログディジタル変換を行い、画像データのシェーディング補正用の基準データとして画像処理部１９内のラインバッファ（図示せず）に記憶する。ＣＰＵ１６は、モータドライバ２０（駆動装置）をドライブしてステッピングモータ８を動作させ、これにより第１の走行体４は原稿１３のある方向へ移動する。第１の走行体４が原稿面を一定速度で走査することにより、その原稿１３の画像データがＣＣＤ７により光電変換される。
図５は基本的な画像処理部の構成図である。ここで光電変換されたアナログビデオ信号ａは、アナログビデオ処理部２１でディジタル変換の処理まで行われた後、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３により、それぞれシェーディング補正、各種の画像データ処理を行った後、２値化処理部により、所望とする２値化処理された２値化データを作成する。そして画像データ出力部２４より出力する。なお、ここでは２値化処理部として例を示しているが、多値処理でも同様である。
その後、その２値化データｂをスキャンバッファ２５に順次記憶していく。Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバッファ２５内のデータを外部のホストコンピュータ（図示せず）等の装置に出力する制御を行う。バッファコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像データの入出力管理を行う。
【０００８】
次に、図４に示すようなＡＤＦモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。この場合には所定の読み取り位置で第１の走行体４を静止させ、まず、白基準部位３１が読み込まれた後、ステッピングモータ１２をモータドライバ２８（駆動装置）でドライブすることにより、原稿台１１にセットされた原稿１３を分離ローラ２９、搬送ローラ３０で搬送されていき、第１の走行体４における所定の読み取り位置まで搬送される。白基準部位３１をここでは板のように図示しているが、白基準用のローラの場合も有り、どちらに対しても有効とする。
この時、原稿１３は一定速度で搬送されていき、第１の走行体４は停止したままで原稿面の画像データをＣＣＤ７で読み取る。以下、ブックモードと同様の処理を行い、２値化された画像データ、あるいは多値画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示せず）等に送られる。
図６は画像処理部の詳細構成図である。光源４ａより原稿読み取り台３上にある原稿１３を照らし、反射光を、シェーディング調整板４１を通してレンズ６によって集光し、ＣＣＤ（ラインセンサ）７にて結像する構成とする。なお、図６では、説明簡単化のために反射光を折り返すためのミラーは省略している。ラインセンサ７の後段には、プリアンプ回路４２、可変増幅回路４３、Ａ／Ｄコンバータ４４、黒補正演算回路４５、シェーディング補正演算回路４６がある。
【０００９】
シェーディング調整板４１は、ラインセンサ中央部と端部での反射光量の差を無くすための光量調整の役割を果たす。これはシェーディング演算処理において、ラインセンサ中央部と端部で反射光量の差が有り過ぎると、多分に歪を含んだ演算結果しか得られないために、予め、反射光量の差を無くした後に、シェーディング演算処理を行うためのものである。
シェーディング調整板４１の働きを示す例として、図７（ａ）はシェーディング調整板４１が無い場合の白基準部位のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布である。この様に中央部のレベルが高く、端部でレベルが落ちる。図７（ｂ）はシェーディング調整板４１を用いた際のレベル分布例である。
図６に戻り、ラインセンサ７で光電変換をした後に、アナログビデオデータとしてレベル調整し、Ａ／Ｄコンバータ４４にて、ディジタル変換を行う。ディジタル化したビデオデータは黒側のオフセット分となる部分を演算処理により取り除き、シェーディング補正演算回路４６に送る。特に詳しくは書かないが、この際の黒側のオフセット分には、ラインセンサ７からの出力が２チャンネル構成の場合、チャンネル間の差分を含んでいる。
ここでの演算処理は、特にはチャンネル間の誤差成分を除くのが大きな目的である。シェーディング補正演算のためには白基準部位を読み取った基準データを一旦フレームメモリに記憶し、ここに記憶した白基準データから更に１ライン分の白基準データを生成する。生成処理は、フレームメモリに記憶している複数ライン分の白基準データを１ライン分の白基準データに演算処理することによりまとめる。演算処理方法としては平均化、加重平均化、最大値による白基準データ生成等有るが、ここでは限定しない。
実際の原稿読み取りの際には、ここで生成した白基準データと原稿読み取りデータ間でシェーディング演算処理を行い、画像データとして次段処理部に出力するものである。
【００１０】
［第１の実施形態］
本実施の形態では、画像処理部１９のシェーディング補正処理部２２において、白基準部位を読み取った白基準データをフレームメモリ３２（図２）に記憶させると共に、入力してきた画像データのレベル変動領域を検出するようにしている。
以下、検出例について説明する。
図８において白基準データを検出エリア３×３でトレースして検出する場合について説明する。この検出エリアは３×３マトリクスで形成しており、注目画素と周囲の画像間でレベル差を検知し、注目画素が周囲の画素よりもレベルが低いまたは高い場合に、この注目画素をごみ画素候補のピークと考え、その周囲画素もごみ画素候補とする。このごみ画素は３×３のごみ画素候補ブロックと判断する。
検出したごみ候補ブロックの例を図９に示す。
図９で示す例では、２箇所においてごみ画素候補ブロックとして判断されている（斜線網掛け部）。この候補ブロックを更に膨張処理を行って、例えば図１０に示すように、ごみ画素のブロックとして検出する。ごみ画素部は、即ち白基準データ中のレベル変動領域データである。
第１の実施形態では、３×３画素のブロックに対して膨張処理を行うことにより、合計９×９画素の画素ブロックの塊でレベル変動領域を検出したことになる。第１の実施形態では、便宜的に検出エリア３×３画素ブロックを使ってごみ候補のピークを検出した上で、膨張処理により主走査副走査方向に３倍の膨張処理を行ったが、それ以外のサイズであっても処理方法は同様である。
なお、ここではごみ画素を主走査副走査両方向に対して同一の広がりを持って検出し、膨張処理を行ったが、実際には様々なごみの形、大きさが有り、それらのごみに対しても同様の処理を行うことによりごみを検出することができるのは言うまでも無い。
また検出処理はごみ画素として周囲画素とのレベル差だけではなく、その画素自身のレベルをも対象とする。よって検出の条件としては注目画素と周囲画素とのレベル差が有ることと、注目画素のレベルが低いあるいは高いという２項目である。この条件により検出処理を行う。
【００１１】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、検出したレベル変動領域のデータを、１ラインの白基準データを生成する場合に使用しないで演算処理を行って、１ライン分の白基準データとする場合の処理について説明する。なお、以下の処理も、図５に示すシェーディング補正処理部２２で実施するものである。
図１１に白基準データ中にレベル変動領域を検出して、その部分を膨張処理した例を記載しているが、この検出結果を例に１ライン分の白基準データを計算する場合を説明する。
図１１の処理例は、主走査方向４番目、且つ、副走査方向４番目のブロックでごみと思われるピークデータを検出し、そのブロックに対して膨張処理を行ったものである。同様に主走査方向１１番目且つ副走査方向５番目のブロック部に、ごみ検知をした場合である。それぞれの領域部分にごみがあるとして白基準データの計算を行う。
１ライン分の白基準データを形成するために、ここでは２７ライン分のデータが蓄積されていることとし、同一主走査画素を平均化処理して１ライン分のデータを形成する場合について説明する。まず、１主走査目であるが、最初のブロック分の画素中にはごみがないため、主走査方向に画素分のレベルデータの足し込みを行い、２７ラインなので２７で除算することにより、１主走査目ブロックの白基準データを得ることができる。同様に２主走査ブロック目まで同じ演算で白基準データを得ることができる。
【００１２】
３ブロック目の演算で３、４、５副走査ブロック目にごみデータが有ると検出しているので、この場合の演算について説明する。１、２副走査ブロック目までのレベルデータの足し込みを行い、次の３副走査ブロック目のデータは膨張処理によりごみブロックとして判断されるので、３副走査ブロックのデータは足し込まれない。同様に４、５副走査ブロック目のデータも同様に足し込まれない。
６副走査ブロック目から以降のブロックはごみブロックではないので足し込み処理を行う。よって最終的な総和が３ブロック分のデータを除いた形で演算され、その総和を演算に使用した６ブロック×３画素／ブロックとなるので、演算に使用したデータ数が１８となり、１８で除算処理を行い、３主走査ブロック目の白基準データを生成することができる。
同様に４、５主走査ブロック目も同じ演算で白基準データを生成する。もう１つの検知したごみブロックを含む主走査ブロック目もごみ検知部を除いて演算処理することにより白基準データを生成する。全てのライン分の白基準データを同様の演算処理を行うことにより、ごみ部を除いた１ライン分の白基準データを作成する。
【００１３】
［第３の実施形態］
ごみ部検出部分を主走査同一画素部上のごみではない部分のデータに置き換える場合の処理例について説明する。白基準データの１ライン化処理として第２の実施形態で説明したと同様に平均化処理を使用する場合をあげる。なお、以下の処理も図５に示すシェーディング補正処理部２２で実施するものである。
図１１において、ごみ検知部は２箇所である。この２箇所部分に対してデータを充填する。充填データは主走査方向の同一画素として充填する。図１１において３主走査ブロック目の３副走査ブロック部のデータを同一画素データに置き換える。例えばその置き換え画像を同じ３主走査ブロックの１個上のブロックである２副走査ブロックの画像データで３副走査ブロックに充填する。
同様に４副走査ブロック、５副走査ブロックに対しても同一の画像データを充填する。充填をすることにより、３主走査ブロックの同一画素部の総和を求めることができる。また充填処理を行うことにより、同一主走査毎のデータ数は同じになる。
本実施形態では２７ライン分のデータ数となるので総和を２７で除算処理して白基準データを得る。同様の処理を４主走査ブロック目、５主走査ブロック目に対して行うことにより、この部分の白基準データを生成することができる。本実施形態での２つ目のごみ検知部にも同じ処理を施し、白基準データを得る。以上の処理を白基準データ全体に施すことにより１ライン分の白基準データを得ることができる。
【００１４】
［第４の実施形態］
ごみ部検出部分を副走査同一画素部上のごみではない部分のデータに置き換える場合の処理例について説明する。白基準データの１ライン化処理として実施例２と同様に平均化処理を使用する場合をあげる。なお、以下の処理も、図５に示すシェーディング補正処理部２２で実施するものである。
図１１において、ごみ検知部は２箇所である。この２箇所部分に対してデータを充填する。充填データは副走査方向の同一ラインデータとして充填する。図１１において３主走査ブロック目の３副走査ブロック部のデータを同一ラインデータに置き換える。例えばその置き換え画像を同じ３副走査ブロックの１個左のブロックである２主走査ブロックの画像データで３副走査ブロックに充填する。
同様に４副走査ブロック、５副走査ブロックに対しても同一ラインの画像データを充填する。充填をすることにより、３主走査ブロックの同一画素部の総和を求めることができる。また充填処理を行うことにより、同一主走査毎のデータ数は同じになる。
本実施形態では２７ライン分のデータ数となるので総和を２７で除算処理して白基準データを得る。同様の処理を４主走査ブロック目、５主走査ブロック目に対して行うことにより、この部分の白基準データを生成することができる。本実施形態での２つ目のごみ検知部にも同じ処理を施し、白基準データを得る。以上の白基準データ全体に施すことにより１ライン分の白基準データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】イメージスキャナの構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の全体構成図。
【図３】ブックモードの説明図。
【図４】ＡＤＦモードの説明図。
【図５】基本的な画像処理部の構成図。
【図６】画像処理部の詳細構成図。
【図７】白基準部位のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布を示す図。
【図８】白基準データ検出の説明図。
【図９】検出したごみ候補ブロックの例を示す図。
【図１０】検出したごみ候補ブロックの例を示す図。
【図１１】白基準データ中にレベル変動領域を検出して、その部分を膨張処理した例を示す図。
【符号の説明】
【００１６】
２２  シェーディング補正処理部、３２  フレームメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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