(57)【要約】【課題】  読み取った画像が無彩色画像である場合において，原稿の地肌色や輝度の偏りに関わらず，当該無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを精度よく判定できる画像処理装置，画像形成装置，及び画像処理方法を提供すること。【解決手段】  原稿から読み取った画像情報の画素毎の輝度を抽出し，輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度が，どの程度存在するかを示す値である中央値分散σを，抽出した各画素の輝度に基づいて算出し，中央値分散σが予め定められた閾値以上である場合に無彩色画像を白黒の２値のものと判定し，前記中央値分散σが前記閾値未満である場合に無彩色画像をハーフトーンのものであると判定するようにする。【選択図】図５
2011199588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無彩色の原稿から画像情報を読み取る読取手段と，
前記読取手段で読み取った画像情報の画素毎の輝度を抽出する輝度抽出手段と，
前記輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを示す値である中央値分散σを，前記輝度抽出手段により抽出された各画素の輝度に基づいて算出する中央値分散算出手段と，
前記中央値分散σが予め定められた閾値以上である場合に無彩色画像を白黒の２値のものと判定し，前記中央値分散σが前記閾値未満である場合に無彩色画像をハーフトーンのものであると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記中央値分散σが，前記読取手段により読み取られた画像情報の全画素数をｎ，前記輝度抽出手段により抽出された各画素の輝度をＢ（ｉ）として，次式（１）により算出されてなる請求項１に記載の画像処理装置。
【数１】
2011199588.tif 000005
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像処理装置を備える画像形成装置。
【請求項４】
無彩色の原稿から読み取った画像情報の画素毎の輝度を抽出する輝度抽出工程と，
前記輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度が，どの程度存在するかを示す値である中央値分散σを，前記輝度抽出工程にて抽出した各画素の輝度に基づいて算出する中央値分散算出工程と，
前記中央値分散σが予め定められた閾値以上である場合に無彩色画像を白黒の２値のものと判定し，前記中央値分散σが前記閾値未満である場合に無彩色画像を多値のものであると判定する判定工程とを有してなることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，スキャナ等の原稿の画像情報を読み取る機能を備える画像処理装置及びこのような画像処理装置を備える複写機，ファクシミリ或いはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，複写機，ファクシミリ，スキャナ等の原稿の画像情報を読み取って処理する画像処理装置として，無彩色画像，カラー画像の何れをも処理対象とするものが知られている。
このような画像処理装置においては，読み取った画像がカラー画像であるか無彩色画像であるかをユーザーが設定することなく，自動的に判定するオートカラーセレクト（ＡＣＳ）機能を備えていることが通常，一般的となっている。
ＡＣＳ機能は，例えば特許文献１に記載の画像処理装置では，１ライン分のＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）信号が一致したら無彩色，つまり白黒のモノクロ画像と判定し，ＲＧＢ信号が一致しなければカラー画像と判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８５５８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで，上記した特許文献１に記載の画像処理装置は，無彩色と判定した画像について，ＲＧＢ信号が０Ｖか１Ｖかの何れかであるか，０〜１Ｖの中間的な値であるかにより，白黒２値の無彩色画像か，ハーフトーンを含む多値の無彩色画像（いわゆるグレースケール画像）であるのかをも判定するものである。
しかしながら，ＲＧＢ信号が中間的な値であるか否かという判定基準は極めて不明瞭であり，無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを正確な判定ができないといった問題があった。
そこで特許文献２では，原稿の画像が無彩色である場合に，原稿の地肌色と思しき輝度より低い輝度（地肌色より暗いもの）について各輝度の画素数をカウントし，そのカウントの極大値を基準に閾値を定めて，無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを判定するものが提案されている。
しかし，この特許文献２に記載の画像処理装置，方法では，原稿の地肌色より低い輝度のみを基準にしているため，原稿の地肌色が濃いもの（輝度が低いもの）や，極端に白い原稿や極端に黒い原稿等のように輝度が偏っているものについて，最適な閾値を定めることができず，白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかの判定精度が良くないといった問題があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって，読み取った画像が無彩色画像である場合において，原稿の地肌色や輝度の偏りに関わらず，当該無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを精度よく判定できる画像処理装置，画像形成装置，及び画像処理方法を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は，無彩色の原稿から画像情報を読み取る読取手段と，前記読取手段で読み取った画像情報の画素毎の輝度を抽出する輝度抽出手段と，前記輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを示す値である中央値分散σを，前記輝度抽出手段により抽出された各画素の輝度に基づいて算出する中央値分散算出手段と，前記中央値分散σが予め定められた閾値以上である場合に無彩色画像を白黒の２値のものと判定し，前記中央値分散σが前記閾値未満である場合に無彩色画像をハーフトーンのものであると判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像処理装置として構成される。
ここに，中央値Ｍは，輝度のとりうる最小値ＢMINと輝度のとりうる最大値ＢMAXとＢMINを用いて，Ｍ＝（ＢMAX＋ＢMIN）／２で表される値であり，例えば輝度が０〜２５５の２５６階調である場合，Ｍ＝１２７．５となる。
前記中央値分散σは，具体的には，前記読取手段により読み取られた画像情報の全画素数をｎ，前記輝度抽出手段により抽出された各画素の輝度をＢ（ｉ）として，次式（１）により算出される。
【数２】
2011199588.tif 000003
この中央値分散σを用いることにより，輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍに対して輝度の高い画素と輝度の低い画素の両方について，中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを知ることができる。そのため，この中央値分散σを予め定められた閾値と比較して，閾値以上である場合に白黒の２値のものと，閾値未満である場合にハーフトーンのものと判定することにより，極端に白い原稿や極端に黒い原稿等のように輝度が偏っているものや，地肌色が濃い原稿であっても，当該無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを精度よく判定できる。
なお，本発明は上記したような画像情報装置を備える画像形成装置としても構成される。
また本発明は，無彩色の原稿から読み取った画像情報の画素毎の輝度を抽出する輝度抽出工程と，前記輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを示す値である中央値分散σを，前記輝度抽出工程にて抽出した各画素の輝度に基づいて算出する中央値分散算出工程と，前記中央値分散が予め定められた閾値以上である場合に無彩色画像を白黒の２値のものと判定し，前記中央値分散が前記閾値未満である場合に無彩色画像を多値のものであると判定する判定工程とを有してなることを特徴とする画像処理方法として捉えてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると，式（１）で示す中央値分散σを用いることにより，輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍに対して輝度の高い画素と輝度の低い画素の両方について，中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを知ることができる。そのため，この中央値分散σを予め定められた閾値と比較して，閾値以上である場合に白黒の２値のものと，閾値未満である場合にハーフトーンのものと判定することができ，これにより，極端に白い原稿や極端に黒い原稿等のように輝度が偏っているものや，地肌色が濃い原稿であっても，当該無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを精度よく判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る画像処理装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明に係る画像処理装置における主制御部を示すブロック図。
【図３】白黒２値の無彩色画像の輝度分布の一例を示すヒストグラム。
【図４】ハーフトーンの無彩色画像の輝度分布の一例を示すヒストグラム。
【図５】本発明に係る画像処理装置の画像判定処理の一例を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
まず，図１を用いて本発明に係る画像処理装置の概略を説明する。
なお，本発明は，スキャナ等の画像読取機能を備える画像処理装置及び，スキャナ等の画像処理装置を備える複写機，ファクシミリ或いはそれらの複合機等の画像形成装置に適用することができるが，本実施形態では，図１に示すようなスキャナＸを一例に説明する。
本実施形態に係るスキャナＸは，大別すると，装置本体２と，装置本体２の上方に配置された自動原稿送り装置１（以下「ＡＤＦ１」と称す）とにより構成されている。
ＡＤＦ１は，原稿セット部１１にセットされた一以上の原稿Ｐを原稿送りモータ（不図示）で駆動される複数の搬送ローラ対１３により順次搬送して，コンタクトガラス２１上の原稿読取位置２１１を副走査方向に通過するように原稿Ｐを移動させるものである。このＡＤＦ１の内部には，移動する原稿Ｐを押さえるための原稿押さえ１４が原稿読取位置２１１に対応する位置にコンタクトガラス２１に近接して対向配置されている。
装置本体２の上面には原稿台として機能するコンタクトガラス２１が設けられ，正面側側面には，液晶ディスプレイ等の表示部（不図示）やキーボード等の操作キーを有する操作部（不図示）が配設されている。
装置本体２の内部には，原稿Ｐから画像情報を読み取る読取手段として，原稿Ｐに光を照射する光源２３１を備えて走行モータ（不図示）により矢印Ｚで示す副走査方向に走行可能な光源ユニット２３と，入射した受光量に応じた画像信号を生成するＣＣＤイメージセンサ２４と，光源２３１から照射され原稿Ｐにて反射された反射光を光学レンズ２５を介してＣＣＤイメージセンサ２４に導くミラー２６〜２８とが適宜配設されている。また，上記各部を統括的に制御する主制御部３が配設されている。
【０００９】
このスキャナＸによる画像読み取り動作は従来のものと特に変わるところはなく，まず，ＡＤＦ１により原稿Ｐを，原稿読取位置２１１に光を照射することができる位置に固定された状態の光源ユニット２３に対して副走査方向に搬送するか，コンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｐに対して走行モータ（不図示）によって光源ユニット２３を副走査方向に走行させると共に，光源２３１から原稿Ｐに光を照射する。そして，原稿Ｐからの反射光がミラー２６〜２８及び光学レンズ２５によりＣＣＤイメージセンサ２４に導かれ，ＣＣＤイメージセンサ２４にてデジタル画像信号が生成されて読み取られる。
読み取られた画像情報は，主制御部３にて処理される。
【００１０】
主制御部３は，図２に示されるように，ＣＰＵ３１及びＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，入力された画像情報を記憶，保存するハードディスク（以下，ＨＤと略す）３４，オペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムが保存されるハードディスク（以下ＨＤと略す）３５等の周辺装置を備え，そのＲＯＭ３２やＨＤ３５に予め記憶された制御プログラムを実行することにより，上記した画像読み取り動作や画像情報の画像処理などを含めた，本発明の実施形態にかかるスキャナＸの統括的な制御を行うものである。なお，図２ではＨＤ３４とＨＤ３５は別々のものとしているが，一つのハードディスクを画像情報の記憶領域とプログラム等の記憶領域とに分割したものであってもよい。
主制御部３は，ＣＣＤイメージセンサ２４より入力された画像情報信号に対して，様々な画像処理を施し，ＨＤ３４に記憶させる。様々な画像処理とは，例えば画像を拡大したり縮小したりする変倍処理や，次に述べるような画像がカラー画像であるのか無彩色画像であるのか判定する，或いは無彩色画像を白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを判定する画像判定処理等が挙げられる。
【００１１】
以下，本実施形態にかかるスキャナＸの画像判定処理について説明する。
スキャナＸの画像判定処理は，読み取った画像がカラー画像であるのか無彩色画像であるのか判定するカラー判定処理と，無彩色画像を白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを判定する無彩色判定処理に分けられる。
このうち，カラー判定処理は，従来の画像処理装置と同様に行われればよく，例えば１ライン分のＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）信号が一致したら無彩色画像と判定し，ＲＧＢ信号が一致しなければカラー画像と判定するようにして行われる。
【００１２】
それに対して，本実施形態にかかるスキャナＸでは，無彩色画像を白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを以下のようにして判定する。判定する無彩色判定処理に特徴を有する。
ここで，スキャナＸが行う無彩色判定処理の原理について説明する。
まず，無彩色画像のうち，白黒２値のものについて，画素数がおよそ３５００万ピクセルの画像における輝度分布ヒストグラムの一例を図３に示す。白黒２値の無彩色画像の輝度分布は，図３に示すように，輝度がとりうる最小値（２５６階調では０）に近い画素（ピクセル），即ち略真っ黒である画素と，輝度がとりうる最大値（２５６階調では２５５）に近い画素，即ち略真っ白である画素とが際立って多く存在し，最小値又は最大値に近い輝度を除く中間調の輝度の画素は，極めて少なくなる（図３の場合，各輝度数千ピクセル程度）といった傾向にある。
一方，無彩色画像のうち，ハーフトーンのものの輝度分布は，最小値の輝度から最大値の輝度に亘って何れの輝度の画素も満遍なく存在したり（例えば図４），特定の輝度の画素が多く又は少なく存在したりする等，画像によって様々で典型的な傾向はない。つまり，輝度のとりうる最小値又は最大値に近い輝度を除く中間調の輝度の画素が，白黒２値の無彩色画像に比して明らかに多く存在する（例えば図４では概ね各輝度１０万ピクセル以上）。
これらの特性から，全画素数のうち，輝度がとりうる最小値又は最大値に近い輝度の画素が多いのか，輝度がとりうる最小値と最大値の中央値Ｍに近い輝度の画素（中間調の輝度の画素）が多いのかによって，無彩色画像が白黒２値のものかハーフトーンのものかを判定できる。すなわち，輝度がとりうる最小値と最大値の中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを知ることで，無彩色画像が白黒２値のものかハーフトーンのものかを判定できる。
本実施形態にかかるスキャナＸでは，輝度がとりうる最小値と最大値との中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するか判断する指標として次式（１）で示される中央値分散σを用いる。
【数３】
2011199588.tif 000004
ここに，ｎは読み取られた画像情報の全画素数，Ｂ（ｉ）は各画素の輝度である。中央値Ｍは，輝度のとりうる最小値ＢMINと輝度のとりうる最大値ＢMAXとＢMINを用いて，Ｍ＝（ＢMAX＋ＢMIN）／２で表される値であり，例えば輝度が０〜２５５の２５６階調である場合，Ｍ＝１２７．５となる。
中央値分散σが大きいほど，輝度がとりうる最小値又は最大値に近い輝度の画素が多く存在する，即ち略真っ黒又は略真っ白である画素が多く存在するということであり，中央値分散σが小さいほど，輝度がとりうる最小値と最大値との中央値Ｍに近い輝度の画素が多く存在する，即ち中間調の画素が多く存在するということである。
本実施形態にかかるスキャナＸは，この中央値分散σを予め定められた閾値Ｔと比較して，閾値Ｔ以上である場合に白黒の２値のものと，閾値Ｔ未満である場合にハーフトーンのものと判定する。
この中央値分散σを用いることにより，輝度のとりうる最小値と最大値との中央値Ｍに対して輝度の高い画素と輝度の低い画素の両方について，中央値Ｍからどの程度離れた輝度の画素が，どの程度存在するかを知ることができる。そのため，極端に白い原稿や極端に黒い原稿等のように輝度が高いか低いかの何れか一方に偏っているものや，地肌色が濃い原稿であっても，当該無彩色画像が白黒２値のものであるのかハーフトーンのものであるのかを精度よく判定できる。
なお，閾値Ｔは，予め白黒２値の無彩色画像であると認識できるものと，ハーフトーンの無彩色画像であると認識できるものについて，それぞれ実際に画素毎の輝度を抽出し，式（１）を用いて中央値分散σを算出する等して経験的に定め，ＨＤ３４に記憶させておく。
【００１３】
以下，スキャナＸによって行われる画像判定処理の手順について，カラー画像とハーフトーンの無彩色画像と白黒２値の無彩色画像とを判定する場合を例に，図５のフローチャートを用いて説明する。ここに，図５に示すＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）番号を表している。
（ステップＳ１）
まず，ステップＳ１では，原稿ＰをＡＤＦ１で搬送しながら，又は原稿Ｐを原稿台２１に載置した状態で，光源ユニット２３やＣＣＤイメージセンサ２４等から構成される読取手段により原稿Ｐの画像読み取りを行う。
原稿Ｐの画像が読み取られると処理はステップＳ２へ移行する。
【００１４】
（ステップＳ２）
ステップＳ２では，ステップＳ１で読み取られた原稿Ｐの画像がカラー画像であるのか，無彩色画像であるのかを判定するカラー判定処理が行われる。この場合のカラー判定処理は，ＣＰＵ３１によって，従来の画像処理装置と同様に，読み取られた原稿Ｐの画像の１ライン分のＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）信号が一致したら無彩色，つまり白黒のモノクロ画像と判定し，ＲＧＢ信号が一致しなければ有彩色，つまりカラー画像と判定するようにして行われる。
読み取られた画像がカラー画像であると判定された場合（ステップＳ２のＹｅｓ側），処理はステップＳ３へ移行する。
読み取られた画像が無彩色画像であると判定された場合（ステップＳ２のＮｏ側），処理はステップＳ４へ移行する。
（ステップＳ３）
ステップＳ２でカラーであると判定された画像に対して，ステップＳ３でカラー画像処理が行われた後，処理はステップＳ９へと移行する。
【００１５】
ステップＳ２で無彩色画像であると判定された画像に対して，ステップＳ４〜ステップＳ６にて，白黒２値の無彩色画像であるかハーフトーンの無彩色画像であるかを判定する無彩色判定処理が行われる。
（ステップＳ４）
ステップＳ４では，ＣＰＵ３１（輝度抽出手段の一例）が，予めＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従って，ステップＳ１で読み取られた原稿Ｐの画像の全画素の輝度を画素毎に抽出する（輝度抽出工程）。
各画素の輝度が抽出されると，ステップＳ５の処理へ移行する。
【００１６】
（ステップＳ５）
ステップＳ５では，ＣＰＵ３１（中央値分散算出手段の一例）が，予めＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従い，ステップＳ４で抽出された各画素の輝度に基づいて，既述の式（１）により中央値分散σを算出する（中央値分散算出工程）。
算出された中央値分散σはＲＡＭ３３（又はＨＤ７５）に一時的に記憶される。
なお，ステップＳ４で抽出された各画素の輝度は，ステップＳ５で中央値分散σを算出する前に，いったんＲＡＭ３３に一時的に記憶させてもよいが，ステップＳ４とステップＳ５が連続して実行して，中央値分散σのみをＲＡＭ３３に記憶させるようにすると，ＲＡＭ３３の記憶容量の負担を軽減できる。
中央値分散σが算出され，ＲＡＭ３３に記憶されると，処理はステップＳ６へ移行する。
【００１７】
（ステップＳ６）
ステップＳ６では，ＣＰＵ３１（判定手段の一例）が，予めＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従って，ＲＡＭ３３に記憶された中央値分散σを，予め定められＨＤ３４に記憶された閾値Ｔと比較することにより，原稿Ｐの画像が白黒２値の無彩色画像であるか，ハーフトーンの無彩色画像であるかを判定する（判定工程）。
中央値分散σが，閾値Ｔ以上であると判定された場合（ステップＳ６のＹｅｓ側），処理はステップＳ７へと移行する。
中央値分散σが，閾値Ｔ未満であると判定された場合（ステップＳ６のＹｅｓ側），処理はステップＳ８へと移行する。
なお，ＲＡＭ３３に一時的に記憶された中央値分散σは，上記判定が完了するとＲＡＭ３３から消去される。
【００１８】
（ステップＳ７）
ステップＳ６で，中央値分散σが，閾値Ｔ以上であると判定されたということは，輝度のとりうる最大値又は最小値に近い輝度の画素が多く存在しているということであり，即ち原稿Ｐの画像は白黒２値の無彩色画像であると判定されたということである。白黒２値の無彩色画像であると判定された画像に対して，ステップＳ７で２値画像処理が行われた後，処理はステップＳ９へと移行する。
【００１９】
（ステップＳ８）
ステップＳ６で，中央値分散σが，閾値Ｔ未満であると判定されたということは，輝度のとりうる最大値と最小値との中央値Ｍに近い輝度の画素が多く存在しているということであり，即ち原稿Ｐの画像はハーフトーンの無彩色画像であると判定されたということである。ハーフトーンの無彩色画像であると判定された画像に対して，ステップＳ８でハーフトーン画像処理が行われた後，処理はステップＳ９へと移行する。
【００２０】
（ステップＳ９）
ステップＳ９では，ステップＳ３，ステップＳ７，ステップＳ８で，それぞれカラー画像処理，２値画像処理，ハーフトーン画像処理が行われた画像情報をＨＤ３５に記憶し，画像判定処理を終了する。
【００２１】
以上，本発明に係る画像処理装置の一例として，スキャナＸについて説明したが，本発明はこのスキャナＸのような画像処理装置を備える複写機，ファクシミリ，或いはそれらの複合機等の画像形成装置として構成されたものも含む。
【符号の説明】
【００２２】
２      装置本体
２３    光源ユニット
２３１  光源
２４    ＣＣＤイメージセンサ
３      制御部
３１    ＣＰＵ（輝度抽出手段，中央分散値算出手段，判定手段の一例）
Ｘ      スキャナ（画像処理装置の一例）
Ｐ      原稿
【図１】
2011199588.tif 000006
【図２】
2011199588.tif 000007
【図３】
2011199588.tif 000008
【図４】
2011199588.tif 000009
【図５】
2011199588.tif 000010