(57)【要約】【課題】地肌除去を行う際に、光源の光量変動の影響を受けても地肌濃度が変動しない画像読取装置を提供すること。【解決手段】ピークホールドアンプ１１とＡ／Ｄ変換器１０とに、信号増幅器９において増幅されたアナログ画像信号が印加される。ピークホールドアンプ１１には、操作部１８を介して指示された地肌除去具合に応じたゲインＧ１が、ＣＰＵ１７において算出され、Ｄ／Ａ変換器１２を介して印加される。従って、信号増幅器９により増幅された画像信号のピーク値が、ピークホールドアンプ１１においてゲインＧ１に応じてホールドされる。ここでホールドされたピーク値は、リファレンス調整アンプ１３においてゲインＧ２倍され、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ１としてＡ／Ｄ変換器１０に印加される。このようにして、ゲインＧ１の値により地肌除去が可能となる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を光学的に画像信号として読み取る読取手段と、
前記読取手段で読み取った画像信号をデジタル信号へ変換するためのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器により変換された前記デジタル信号に対して、光源の主走査方向の照明むら、および、光電変換素子の画素ごとの感度むらを補正するシェーディング補正を施すシェーディング補正手段と、
前記読取手段により読み取られた画像信号の中からピーク値を逐次検出して保持するピーク値検出手段と、
前記ピーク値検出手段により検出された前記ピーク値に基づいて、所定の増幅器を使用して前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、
前記シェーディング補正手段において前記デジタル信号を補正する際に読み取られる基準白板データに基づいて前記基準電圧設定手段で使用される前記所定の増幅器のゲイン値を算出する算出手段と、を備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記基準電圧設定手段により設定された前記基準電圧と、前記読取手段により読み取られた前記画像信号とに基づいて、前記原稿画像の地肌除去を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記デジタル信号を補正する際に読み取られる基準白板データと、初期状態の基準白板データとの変動比に基づいて前記所定の増幅器のゲイン値を算出することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記読取手段により原稿画像の読み取りが行われるごとに、前記所定の増幅器のゲイン値を算出することを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読み取った画像の地肌除去処理を行うスキャナ装置、デジタル複写装置、デジタルカラー複写装置、ファクシミリ装置、カラーファクシミリ装置などの画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原稿を光源によって露光し、その反射光の強度を受光素子で読み取り、この読み取った強度を電気信号に変換して出力する画像読取装置が広く利用されている。
このような画像読取装置を用いて原稿画像を読み取る際には、白地の用紙だけでなく、例えば、藁半紙、再生紙などの地肌濃度が異なる原稿を処理することがある。このような地肌濃度が異なる原稿を読み取る場合には、適切な出力を得るために地肌を除去する必要がある。
従来、原稿画像の地肌を除去する技術が、以下の特許文献をはじめ種々公開されている。
【特許文献１】
特開２０００−３６９１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４４６８号公報
【０００３】
特許文献１には、読取センサのアナログ出力を各色８ｂｉｔ（ビット）のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器のリファレンス電圧として、原稿の読取データのピーク値を用いることにより、画像の地肌除去を行う場合に、シェーディング補正を正常に実行させることができる技術が開示されている。
また、特許文献２には、帳票画像や図面画像から地肌色や網掛けなどをノイズとして認識させて除去し、さらに、文字や罫線のみが認識されやすいように、画像データに２値化処理を施して地肌除去を行う技術が開示されている。
【０００４】
ここで、一般的に行われている地肌除去の方法について図２ないし図４を参照しながら説明する。
図２は、デジタルＰＰＣ（複写装置）の読取部の構成を示したブロック図である。
この読取部は、図示するブロックの他に、シェーディング補正を行うための基準白板と、原稿を載せるための原稿台を備えている。この原稿台の下を光源およびミラーを搭載したキャリッジが、副走査方向に移動することにより原稿を読み取ることができる。
【０００５】
次に、この原稿の読取処理の手順について説明する。
まず、光源からレーザ光が原稿に照射され、その反射光がミラー、集光レンズ、を介してＣＣＤ（電荷結合素子）基板１０１上のＣＣＤ１０２に導かれてアナログ電気信号に変換される。
このアナログ信号は、同じくＣＣＤ基板１０１上のアナログ処理回路１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４を介して画像処理基板１０５上のシェーディング補正・デジタル処理回路１０６へ送られる。
【０００６】
図３は、アナログ処理回路１０３の構成を示したブロック図である。
図３に示すように、アナログ処理回路１０３では、増幅器１０３ａにより増幅された画像信号をＡ／Ｄ変換器１０４に印加すると共に、信号増幅器１０３ａにより増幅された画像信号のピークをピークホールドアンプ１０３ｂで検出し、このピーク値に応じたリファレンス電圧ＶｒｅｆをＡ／Ｄ変換器１０４に印加している。
【０００７】
シェーディング補正・デジタル処理回路１０６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０７およびメモリ１０８により制御されるフィルタ処理回路（図示せず）、γ（ガンマ）変換処理回路などのデジタル回路（図示せず）を備え、これらの回路において画像データを処理し、そして、各処理を施した画像データが、デジタルＰＰＣの書き込み部に送られる。
シェーディング補正・デジタル処理回路１０６は、原稿の前に読み取られた基準白板の主走査方向の画素ごとの読み取りデータを記憶し、その読み取りデータで原稿の読み取りデータを除算することにより、光源の主走査方向の照明むらやＣＣＤ１０２の画素ごとの感度むらを補正する。
一般に、原稿の地肌部の読み取りレベルは、その原稿の白に最も近いレベルに設定される。従って、原稿の読み取りデータのピーク値をＡ／Ｄ変換器１０４のリファレンス電圧Ｖｒｅｆとして用いれば、地肌部が白レベルと等価になり、見かけ上地肌部の濃度情報がなくなり地肌を除去することができる。
【０００８】
このように、Ａ／Ｄ変換器１０４のリファレンス電圧Ｖｒｅｆを原稿の地肌レベルによって切り替えることによって、画像データのダイナミックレンジを変化させる地肌除去を行うことができる。
図４に示す原稿反射率と読み取りデータとの関係を示すグラフからわかるように、地肌より濃度の高い読み取り画像データは、地肌除去を行うことにより、通常の読み取り画像データよりも濃度が薄くなる。そのため、地肌除去を行うことにより、新聞紙の記事など地肌のある原稿を読み取る場合においても、地肌が除去された見やすい出力画像を形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原稿を照射するための光源は、装置内部の温度上昇や、点灯・消灯の繰り返しによって、その光量が徐々に低下していく傾向にある。
このような光源の光量変動に対して、従来の画像読取装置は、光量が低下した光源を用いて読み取った基準白板の読取データをもとに、常に同じ読取レベルになるように正規化するシェーディング補正を行っていた。
ところが、原稿の地肌部を検出するピークホールドアンプ１０３ｂは、シェーディング補正の結果によらず、光量の低下によって低くなった原稿の地肌ピークレベルを検出して、光量変動前より、さらに低い電圧をＡ／Ｄ変換機１０４のリファレンス電圧として印加してしまっていた。
【００１０】
そのため、光源の光量が経時で低下してくると、シェーディング補正・デジタル処理回路１０６とピークホールドアンプ１０３ｂとの両者で地肌を明るくする処理が施されてしまうため、出力画像が通常より明るくなり、ハイライト部分が飛び過ぎてしまうおそれがあった。
そこで、本発明は、地肌除去を行う際に、光源の光量変動の影響を受けても地肌濃度が変動しない画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原稿画像を光学的に画像信号として読み取る読取手段と、前記読取手段で読み取った画像信号をデジタル信号へ変換するためのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器により変換された前記デジタル信号に対して、光源の主走査方向の照明むら、および、光電変換素子の画素ごとの感度むらを補正するシェーディング補正を施すシェーディング補正手段と、前記読取手段により読み取られた画像信号の中からピーク値を逐次検出して保持するピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段により検出された前記ピーク値に基づいて、所定の増幅器を使用して前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記シェーディング補正手段において前記デジタル信号を補正する際に読み取られる基準白板データに基づいて前記基準電圧設定手段で使用される前記所定の増幅器のゲイン値を算出する算出手段と、を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記基準電圧設定手段により設定された前記基準電圧と、前記読取手段により読み取られた前記画像信号とに基づいて、前記原稿画像の地肌除去を行うことにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記算出手段は、前記デジタル信号を補正する際に読み取られる基準白板データと、初期状態の基準白板データとの変動比に基づいて前記所定の増幅器のゲイン値を算出することにより前記目的を達成する。
請求項３記載の発明は、請求項１、または、請求項２記載の発明において、前記算出手段は、前記読取手段により原稿画像の読み取りが行われるごとに、前記所定の増幅器のゲイン値を算出することにより前記目的を達成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像読取装置における好適な実施の形態について、図１を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像読取装置の概略構成を示したブロック図である。
図１に示すように、画像読取装置は、信号増幅器９、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１０、ピークホールドアンプ１１、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータａ１２、リファレンス調整アンプ１３、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータｂ１４、ゲイン演算回路１５、シェーディング補正回路１６、デジタル処理回路１７およびＣＰＵ（中央演算処理装置）１８を備えている。
【００１３】
次に、これらの各ブロックについて説明する。
信号増幅器９は、入力されたアナログ画像信号の信号区間をサンプルホールドし、このサンプルホールドされた値とアナログ画像信号の直流再生とのレベル調整をした後、ゲイン可変の増幅器を用いてアナログ画像信号を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１０は、アナログ画像信号を８ｂｉｔのデジタル画像信号に変換する。
ピークホールドアンプ１１は、所定の範囲における画像信号のピーク値を検出する。
【００１４】
Ｄ／Ａコンバータａ１２、Ｄ／Ａコンバータｂ１４は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。
リファレンス調整アンプ１３は、ピークホールドアンプ１１で検出された画像信号のピーク値に基づいてＡ／Ｄ変換器１０のゲインを調整する。
ゲイン演算回路１５は、シェーディングデータの１ライン平均値を算出し、その値に基づいて、リファレンス調整アンプ１３に付加されるゲイン（Ｇ２）を算出する。
シェーディング補正回路１６は、原稿照明光量の主走査方向の分布のばらつきや、出力特性に起因する主走査方向の画像信号のばらつきを補正する。
デジタル処理回路１７は、入力された画像データに対して、フィルタ処理、γ変換処理などを行う。
ＣＰＵ１８は、画像読取装置で実行されるゲイン演算処理などを行う。
【００１５】
次に、このように構成された画像読取装置における動作について説明する。
まず、ピークホールドアンプ１１とＡ／Ｄ変換器１０とに、信号増幅器９において増幅されたアナログ画像信号が印加される。
また、ピークホールドアンプ１１には、地肌除去具合に応じたゲイン（Ｇ１）が、ＣＰＵ１８において算出され、Ｄ／Ａコンバータａ１２を介して印加される。従って、信号増幅器９により増幅された画像信号のピーク値が、ピークホールドアンプ１１においてゲイン（Ｇ１）に応じてホールドされる。ここでホールドされたピーク値は、リファレンス調整アンプ１３においてゲイン（Ｇ２）倍され、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ１としてＡ／Ｄ変換器１０に印加される。なお、ピークホールドアンプ１１は、所定の時定数を有し、この時定数はピークホールドアンプ１１に付随するＣ（キャパシタ容量）、Ｒ（抵抗値）により決定される。この時定数に応じて白レベル方向、または、黒レベル方向の追従時間が決定し、原稿読取データの急峻な濃度変化を滑らかにしたり、鋭くしたりすることができる。このようにして、ゲイン（Ｇ１）の値により地肌除去が可能となる。
【００１６】
シェーディング補正回路部１６は、原稿の前に読み取られた基準白板の主走査方向の画素ごとの読み取りデータ（以下、シェーディングデータとする）を記憶し、このシェーディングデータから原稿の読み取りデータを除算することにより、光源の主走査方向の照明むらや、ＣＣＤの画素ごとの感度むらを補正する。
また、リファレンス調整アンプ１３に付加されるゲイン（Ｇ２）は、ゲイン演算回路１５においてシェーディングデータの１ライン平均値を算出し、その値から適正ゲインを算出することにより得られる。
ここでの適正ゲインとは、光源の光量変動分を補ったゲイン意味する。この適正ゲイン値は、例えば、Ｙ％の光量変動がある場合、光量変動０の状態のシェーディングデータＳ０に対して光量変動Ｙ％時点のシェーディングデータＳ１は、
Ｓ１＝（１＋Ｙ／１００）×Ｓ０
という関係が成立する。
さらに、光量変動０の状態のゲイン（Ｇ２）を１とすると、
適正ゲインＧ２＝Ｓ１／Ｓ０＝１＋Ｙ／１００
という関係が成立する。
【００１７】
このように、シェーディングデータのランプ光量変動にともなう経時変動率をリファレンス調整アンプ１３のゲイン値にフィードバックすることにより、ある一定の地肌レベルの原稿を読み取った際に得られるＡ／Ｄ変換器１０に印加されるリファレンス電圧Ｖｒｅｆ１は光量変動に関わらず一定になるため、繰り返し原稿の読み取りを実行するような場合にも、常に安定した読み取り画像を上述したような簡素なハード構成を用いて得ることができる。
また、シェーディングデータの生成は原稿読取より先に生成されるため、シェーディングデータ生成後、直ちに適正ゲイン（Ｇ２）の算出設定を行うことにより、原稿読取時に適正なリファレンス電圧をＡ／Ｄ変換器１０へ印加することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ピークホールドアンプの後段に、外部からのゲイン設定が可能なアンプを設けることにより、外部ゲイン演算回路の演算結果からゲインを設定して適正な地肌レベルに調整することができる。
請求項２記載の発明によれば、シェーディング補正で得られるシェーディングデータの値から、調整アンプへ適正なゲイン値を算出して付加することにより、読取画像の地肌レベルを安定させることができる。
請求項３記載の発明によれば、読取処理を実行するごとにシェーディング補正を行い、その都度シェーディングデータから適正ゲインを算出して付加することにより、連続して画像読取を行うような場合においても常に地肌レベルの安定した画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像読取装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】デジタルＰＰＣの読取部の構成を示したブロック図である。
【図３】アナログ処理回路の構成を示したブロック図である。
【図４】原稿反射率と読み取りデータとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
９　信号増幅器
１０　Ａ／Ｄ変換器
１１　ピークホールドアンプ
１２　Ｄ／Ａコンバータａ
１３　リファレンス調整アンプ
１４　Ｄ／Ａコンバータｂ
１５　ゲイン演算回路
１６　シェーディング補正回路
１７　デジタル処理回路
１８　ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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