(57)【要約】【課題】加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大させてガンマ補正をおこなえる原稿読取装置を提供する。【解決手段】ガンマ補正テーブル１２を作成するために、基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、制御手段１１からの指令により、空間フィルタ処理手段１２の平均化用フィルタが選択され、該平均化用フィルタにより、前記基準濃度データの注目画素を含む近傍の複数画素が平均化され、かつ、その平均化された画素データが、平均化処理手段１２によって加算平均され、その平均値に基づいて、テーブル作成手段１１により、前記ガンマ補正テーブル１２が作成される。【選択図】図１
2004104249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ補正テーブルに基づいて入力画像信号の階調をガンマ補正するガンマ補正処理手段と、
通常の画像処理時に用いられる画像処理用フィルタと、前記ガンマ補正用テーブルを作成するために、基準濃度データから画素データをサンプリングする際に、注目画素を含む近傍の複数画素を平均化する平均化用フィルタと、を選択的に切り換え可能な空間フィルタ処理手段と、
前記平均化用フィルタを通して、前記基準濃度データからサンプリングされた画素データを加算平均する平均化処理手段と、
前記平均化処理手段によって算出された画素データの平均値に基づいて、前記ガンマ補正テーブルを作成するテーブル作成手段と、
前記各手段を制御するための制御手段と、を備え、
前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
前記制御手段からの指令により、
前記空間フィルタ処理手段の平均化用フィルタが選択され、該平均化用フィルタにより、前記基準濃度データの注目画素を含む近傍の複数画素が平均化され、かつ、その平均化された画素データが、前記平均化処理手段によって加算平均され、その平均値に基づいて、前記テーブル作成手段により、前記ガンマ補正テーブルが作成されることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
少なくとも前記ガンマ補正処理手段を迂回して画像信号が前記空間フィルタ処理手段に入力されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
前記ガンマ補正処理手段におけるガンマ補正用テーブルは、入出力信号がリニアとなるガンマ補正用テーブルに切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記平均化処理手段が加算平均する画素は、少なくとも主走査方向については、奇数画素間隔で選択されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記空間フィルタ処理手段が平均化する近傍画素は、奇数画素と偶数画素を同数に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項６】
基準濃度データから画素データをサンプリングする際に、平均化用フィルタにより、基準濃度データの注目画素を含む近傍の複数画素を平均化し、その平均化された画素データを加算平均し、その平均値に基づいて、ガンマ補正テーブルを作成することを特徴とするガンマ補正用テーブル作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種複写機やファクシミリ装置等に備えられる画像読取装置におけるガンマ補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種画像形成装置等に備えられる画像読取装置では、ＣＣＤラインセンサ等の撮像素子の特性等により、読み取られた原稿の濃度階調に対して出力される画像信号の階調は非線形に変化する。このような非線形の関係を線形的な関係に修正するためにガンマ補正がおこなわれる。
【０００３】
そのガンマ補正では、元の特性と逆の特性を持つ補正用のテーブルを参照することで出力信号を補正する。このガンマ補正用テーブルは、グレイパッチと称される所定範囲が一様な濃度に設定されたテストチャートのセットを読み取り、その範囲の画素ごとの信号出力を加算平均して、これを複数の濃度について求めることにより作成される。
【０００４】
このようなガンマ補正用テーブルでは、その平均値を求めるのに加算する画素数が多いほど精度が上がるが、加算する画素数が増えるに伴い、加算器の回路規模も増大するので、通常は、使用する画素を選択的にサンプリングするようにしている。すなわち、ゴミやノイズの影響を避けるため、パッチの範囲内で分散した画素を適宜選択して抽出するようにしている。
【０００５】
一方、原稿を走査する走査光学系の照明の不均一性や結像光学系における光量分布および受光素子間の不均一性を補正するためにおこなわれるシェーディング補正では、例えば、画像読取装置で用いるテーブル作成におけるリソースの有効利用を図るために、フィルタ処理用のメモリをシェーディング補正用の読取データ平均用のデータ累計に利用するようにした提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１６４３６３号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例（特許文献１）のデータ処理の方法を、ガンマ補正用テーブルの作成にそのまま適用することはできない。その理由は、シェーディング補正の場合、ラインセンサの素子ごとのデータを副走査方向の読取回数分だけ（１次元的に）加算するので標本数は少ないが、ガンマ補正用テーブルの場合には、２次元の領域の集計になるため標本数が多くなってしまうからである。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大させてガンマ補正をおこなえるようにした原稿読取装置およびガンマ補正用テーブル作成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【００１０】
（１）ガンマ補正テーブルに基づいて入力画像信号の階調をガンマ補正するガンマ補正処理手段と、通常の画像処理時にノイズ除去のために用いられる画像処理用フィルタと、前記ガンマ補正用テーブルを作成するために、基準濃度データから画素データをサンプリングする際に、注目画素を含む近傍の複数画素を平均化する平均化用フィルタと、を選択的に切り換え可能な空間フィルタ処理手段と、前記平均化用フィルタを通して、前記基準濃度データからサンプリングされた画素データを加算平均する平均化処理手段と、前記平均化処理手段によって算出された画素データの平均値に基づいて、前記ガンマ補正テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記各手段を制御するための制御手段と、を備え、
前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
前記制御手段からの指令により、前記空間フィルタ処理手段の平均化用フィルタが選択され、該平均化用フィルタにより、前記基準濃度データの注目画素を含む近傍の複数画素が平均化され、かつ、その平均化された画素データが、前記平均化処理手段によって加算平均され、その平均値に基づいて、前記テーブル作成手段により、前記ガンマ補正テーブルが作成されることを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、ガンマ補正テーブルを作成する際に、平均化フィルタを通して注目画素を含む近傍の複数画素を（重み付けなしで均一に）平均化した後、これらをさらに加算平均するので、加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大することができ、ガンマ補正の精度が向上する。
【００１２】
通常のフィルタ処理を利用しない画素単位の基準データのサンプリングでは、例えば、図４（ａ）に示すように、主走査方向（横方向）および副走査方向（縦方向）に４画素置き（５画素毎）にサンプリングデータを抽出し、これらを加算平均するのに対して、平均化フィルタを通す場合には、図４（ｂ）に示すように、同一画素数のサンプリング基板において注目画素を図４（ａ）の場合と同様に設定すれば、注目画素近傍の８つの画素を含む９画素分の平均値（斜線で示す）を２次元のサンプリングデータとして抽出することができる。つまり、平均化フィルタを通した場合には、通常の画素単位のサンプリングの場合に比して、データ収集能力が９倍になり、これが、補正精度の向上に反映される。
【００１３】
（２）前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
少なくとも前記ガンマ補正処理手段を迂回して画像信号が前記空間フィルタ処理手段に入力されることを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、ガンマ補正テーブルを作成するためのデータをサンプリングする際に、（調整前のガンマ補正用テーブルを参照する）ガンマ補正用手段を迂回させることで、調整前のガンマ補正処理の影響を受けないようにすることができる。
【００１５】
（３）前記ガンマ補正テーブルを作成するために、前記基準濃度データから画素データをサンプリングする際には、
前記ガンマ補正処理手段におけるガンマ補正用テーブルは、入出力信号がリニアとなるガンマ補正用テーブルに切り換えられることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、ガンマ補正テーブルを作成するためのデータをサンプリングする際に、調整前のガンマ補正用テーブルを参照するガンマ補正処理手段を素通りさせることで、調整前のガンマ補正処理の影響を受けないようにすることができる。
【００１７】
（４）前記平均化処理手段が加算平均する画素は、少なくとも主走査方向については、奇数画素間隔で選択されることを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、例えば、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号とを別々に処理する場合、奇数画素と偶数画素とを同数サンプリングすることで、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号のバラツキを吸収できる。
【００１９】
（５）前記空間フィルタ処理手段が平均化する近傍画素は、奇数画素と偶数画素を同数に設定することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、平均化する注目画像の近傍画素を奇数画素と偶数画素を同数に設定することで、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号のバラツキを吸収でき、バランスのよい平均値を得ることができる。
【００２１】
（６）基準濃度データから画素データをサンプリングする際に、平均化用フィルタにより、基準濃度データの注目画素を含む近傍の複数画素を平均化し、その平均化された画素データを加算平均し、その平均値に基づいて、ガンマ補正テーブルを作成することを特徴とするガンマ補正用テーブル作成方法。
【００２２】
この方法においては、平均化フィルタを通して注目画素を含む近傍の複数画素を（重み付けなしで均一に）平均化した後、これらをさらに加算平均するので、加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大することができ、ガンマ補正の精度が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る原稿読取装置およびガンマ補正用テーブル作成方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
図１は、原稿読取装置の制御系統ブロック図を示し、この場合、露光走査光学系（図示省略）によって読み取られた原稿の画像信号が、ＣＣＤ（撮像素子）１に入力され増幅器２によって増幅された後ＡＤ変換器３によってＡＤ変換され、そのデジタル画像信号が、シェーディング補正処理手段４によってシェーディング補正テーブル５を参照してシェーディング補正がおこなわれる。
【００２５】
次いで、ガンマ補正用テーブル１２を作成するために、セレクタ６による経路の切り換えがおこなわれ、シェーディング補正されたデジタル画像信号は、領域分離手段７およびガンマ補正処理手段８を迂回して、空間フィルタ処理手段９に入力される。その空間フィルタ処理手段９では、通常の画像処理用フィルタから平均化用フィルタに切り換えられ、基準濃度データ（グレイパッチ）から画素データのサンプリングがおこなわれる。
【００２６】
このように、平均化フィルタを通して注目画素を含む近傍の複数画素を（重み付けなしで均一に）平均化した後、これらを基準データ平均化処理手段（平均化処理手段）１０によって、さらに加算平均し、その平均値に基づいて、予め設定記憶された制御プログラムに従って作動するテーブル作成手段１１によりガンマ補正用テーブル１２が作成される。なお、テーブル作成手段１１は、各手段を制御する制御手段としての全体制御部（ＣＰＵ）内に設けられる。
【００２７】
このような平均化用フィルタによるデータのサンプリングでは、通常のフィルタ処理を利用しない画素単位のサンプリングよりも格段に密度の高いデータ収集が可能となるため、そのガンマ補正用テーブルの作成に際して、加算器の回路規模を増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大させることができる。従って、そのガンマ補正用テーブルに基づいてガンマ補正手段８によっておこなわれるガンマ補正（γ補正）の精度も格段に向上する。
【００２８】
この点について具体的に説明すると、通常の画素単位の基準データのサンプリングでは、例えば、図４（ａ）に示すように、主走査方向（横方向）および副走査方向（縦方向）に４画素置き（５画素毎）にサンプリングデータを抽出し、これらを加算平均する。
【００２９】
これに対して、平均化フィルタを通す場合には、例えば、図４（ｂ）に示すように、同一画素数のサンプリング基板において注目画素を図４（ａ）と同様に設定すれば、注目画素近傍の８つの画素を含む９画素分の平均値（斜線で示す）を２次元のサンプリングデータとして抽出することができる。つまり、平均化フィルタを通したサンプリングでは、通常の画素単位のサンプリングの場合に比して、データ収集能力が９倍になる。これがγ補正精度の向上に反映される。
【００３０】
このような手順で、ガンマ補正用テーブルを作成した後には、セレクタ６を戻して、シェーディング補正処理手段４から領域分離手段７とガンマ補正手段８を経由して空間フィルタ処理手段９に至る経路を接続させ、その空間フィルタ処理手段９では、画像処理用フィルタに切り換え、シェーディング補正した後の画像信号を領域分離処理した後で、作成したガンマ補正用テーブルに基づくガンマ補正をおこなうようにする。
【００３１】
ちなみに、通常の画像処理時に用いられるノイズ除去ないしはボケ解消用の画像処理用フィルタとしては、例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すようなフィルタ係数をもつメディアンフィルタや平滑化フィルタ等がある。前者では、注目画素とその周辺の画素とにおける（濃度、明暗、コントラスト等の）中間の値を出力し、後者では、周辺のノイズを除去するために中央の画素に重み付け（例えば、Ｎ＝４）をして平均をとるようにしている。
【００３２】
これに対して、平均化用フィルタでは、例えば、図３（ｃ）に示すように、抽出した全ての画素に対して、これらを重み付けなしで均一に平均化する。また、ＣＣＤ１からの画像信号の処理が、走査方向（主、副）の奇数画素と偶数画素とに分離しておこなわれることがあるが、その場合には、画素データのサンプリング・処理も同様に、奇数画素と偶数画素とに分離しておこなわれる。
【００３３】
このような場合には、奇数画素と偶数画素とをバランスよく抽出できるように、例えば、図３（ｄ）（ｅ）に示すようなフィルタ係数の平均化用フィルタを用ることができる。また、ガンマ補正用テーブルも奇数画素と偶数画素とに分離して作成されることがあり、この場合には、例えば、図３（ｆ）に示すようなフィルタ係数の平均化用フィルタを用ることができる。
【００３４】
図５は、図１に示す制御系統でガンマ補正用テーブル１２を作成する手順を説明するためのフローチャートで、ガンマ補正用テーブル１２を作成する際には、セレクタ６をテーブル作成モードに切り換え、シェーディング補正４と空間フィルタ処理手段９とを直結し（ｓ１）、空間フィルタ処理手段９における画像処理用フィルタを平均化用フィルタに切り換える（ｓ２）。
【００３５】
平均化用フィルタを通して基準データのサンプリングをおこない（ｓ３）、平均化処理手段１０により、サンプリングした画素データの加算平均化処理をおこなう（ｓ４）。その平均値に基づいて、テーブル作成手段１１により新しいガンマ補正用テーブル１２の作成処理がおこなわれる（ｓ５）。次いで、ガンマ補正用テーブルの更新をおこない（ｓ６）、その後で、セレクタ６を元に戻し（ｓ７）、空間フィルタ処理手段６のフィルタを画像処理用フィルタに切り換える（ｓ８）。これによりフローは終了する。
【００３６】
図２は、別の制御系統ブロック図を示し、この場合、図１におけるセレクタ６を省略しており、ガンマ補正用テーブル１２の作成に際しては、シェーディング補正手段６からの画像信号を、領域分離手段７およびガンマ補正処理手段８を素通りさせて、空間フィルタ処理手段９に導入する点が、図１の場合と異なる。
【００３７】
そのフローチャートは、図６に示される。すなわち、ガンマ補正用テーブル１２の作成に際しては、まず、領域分離手段７に対して無効化処理がなされ（ｓ２１）、次いで、ガンマ補正処理手段８においては、入出力がリニアなガンマ補正用テーブルに切り換えられる（ｓ２２）。これにより、シェーディング補正手段６から出力された画像信号を、領域分離手段７およびガンマ補正処理手段８を素通りさせて、空間フィルタ処理手段９に導入することができる。
【００３８】
次いで、空間フィルタ処理手段９における画像処理用フィルタを平均化用フィルタに切り換え（ｓ２３）、平均化用フィルタを通して基準濃度データからのサンプリングをおこない（ｓ２４）、平均化処理手段１０によりサンプリングした画素データの加算平均化処理がおこなわれる（ｓ２５）。
【００３９】
そして、その平均値に基づいて、テーブル作成手段１２により新しいガンマ補正用テーブル１２の作成処理がおこなわれる（ｓ２６）。次いで、ガンマ補正用テーブルの更新をおこない（ｓ２７）、その後で、領域分離手段７を有効化し（ｓ２８）、ガンマ補正処理手段８で参照するガンマ補正用テーブルを、通常の入出力状態のガンマ補正用テーブルに切り換え（ｓ２９）、空間フィルタ処理手段６のフィルタを、画像処理用フィルタに切り換える（ｓ３０）。これによりフローは終了する。
【００４０】
このように、ガンマ補正用のテーブル１２を作成するためにグレイパッチ（基準濃度データ）を読み取りデジタル化して平均値を求める際に、空間フィルタ処理手段９の平均化用フィルタを利用することで加算器の回路規模を大きくすることなく平均値算出に使用する標本画素数を増やしてテーブルの精度を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、以下のような効果を奏する。
【００４２】
（１）ガンマ補正テーブルを作成する際に、平均化フィルタを通して注目画素を含む近傍の複数画素を重み付けなしで均一に平均化した後、これらをさらに加算平均するので、加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大することができ、γ補正の精度が向上する。
【００４３】
（２）ガンマ補正テーブルを作成するためのデータをサンプリングする際に、ガンマ補正用手段を迂回させるので、調整前のガンマ補正処理の影響を受けないようにすることができる。
【００４４】
（３）ガンマ補正テーブルを作成するためのデータをサンプリングする際に、調整前のガンマ補正用テーブルを参照するガンマ補正処理手段を素通りさせるので、調整前のガンマ補正処理の影響を受けないようにすることができる。
【００４５】
（４）平均化処理手段によって加算平均する画素は、少なくとも主走査方向については、奇数画素間隔で選択されるので、例えば、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号とを別々に処理する場合、奇数画素と偶数画素とを同数サンプリングすることで、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号のバラツキを吸収できる。
【００４６】
（５）平均化する注目画像の近傍画素を奇数画素と偶数画素を同数に設定するので、奇数画素の画像信号と偶数画素の画像信号のバラツキを吸収でき、バランスのよい平均値を得ることができる。
【００４７】
（６）平均化フィルタを通して注目画素を含む近傍の複数画素を（重み付けなしで均一に）平均化した後、これらをさらに加算平均するので、加算器の回路規模は増大させずに、加算平均に用いる実質的な画素数を飛躍的に増大することができ、ガンマ補正の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像読取装置の制御系統ブロック図である。
【図２】同別の制御系統ブロック図である。
【図３】同画像処理用フィルタと平均化用フィルタのフィルタ係数の例を示す説明図である。
【図４】同フィルタ処理を用いない画素データのサンプリングと平均化用フィルタによる画素データのサンプリングの説明図である。
【図５】同ガンマ補正用テーブル作成時の制御フローを説明するためのフローチャートである。
【図６】同ガンマ補正用テーブル作成時の別の制御フローを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
８−ガンマ補正処理手段
９−空間フィルタ処理手段
１０−平均化処理手段
１１−テーブル作成手段、制御手段
１２−ガンマ補正用テーブル
【図１】
2004104249.tif 000003
【図２】
2004104249.tif 000004
【図３】
2004104249.tif 000005
【図４】
2004104249.tif 000006
【図５】
2004104249.tif 000007
【図６】
2004104249.tif 000008