(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取り画信号のピークレベルを検出・追従保持するピーク検出手段と、該ピーク検出手段の保持するピークレベルに基づいて読取り画信号の処理を行う画像処理手段を有する画像読取り装置において、
上記読取り画信号のピークレベルが高くなる程、上記ピーク検出手段におけるピークレベル上昇時の追従速度を下げてピークレベル下降時の追従速度を上げ、
上記読取り画信号のピークレベルが予め定められたレベルを超えて高くなると、上記ピーク検出手段におけるピークレベル上昇時の追従速度を下げる速度（下降速度）を上記予め定められたレベルを超えるまでの下降速度に対してより低速化してピークレベル下降時の追従速度を上げる速度（上昇速度）を上記予め定められたレベルを超えるまでの上昇速度に対してより高速化する
ことを特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】
前記ピークレベルの追従速度は、原稿読取り中に変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】
ピークレベルの下降時における追従速度の制御は、単純２値化処理時のみ行うことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項４】
ピークレベル上昇時の追従速度は、下降時の追従速度に対して高速であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項５】
ピークレベル下降時の追従速度は、原稿先端所定領域で高速とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項６】
ピークレベル下降時の追従速度は、ピークレベル上昇時の追従速度に連動して可変制御されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項７】
ピークレベルが予め定められたレベルを超えている場合には、ピークレベル上昇時の追従速度は、下降時の追従速度に対して低速とし、
ピークレベルが予め定められたレベルを超えていなければ、ピークレベル上昇時の追従速度は、ピークレベル下降時の追従速度に対して高速とする
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ，スキャナ，ディジタル複写機等に用いられる画像読取り装置に関し、特に読取り画信号のピークレベル（原稿地肌レベル）に基づいて画像処理を行う画像読取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置としては、例えば、特開平７−１７０４０１号公報，同８−３１７２０１号公報に開示された装置が知られている。
前者の装置は、ピーク追従速度及び量子化のダイナミックレンジを両立できるようにするために、原稿画像の読取りに先立って、基準の白色部材の画像を読取り、イメージセンサから出力される画信号により、光学系によるシェーディング歪を補正するための補正データを画素毎に採取してラインバッファに記憶させ、原稿画像の読取り時に、イメージセンサから出力される画信号の光学系によるシェーディング歪を、シェーディング歪補正部が上記補正データに基づいて補正すると共に、セレクタがシェーディング歪の補正前と補正後の画信号のいずれか一方を選択し、ピーク検出部がその選択された画信号のピークレベルを検出し、ＡＤ変換部がシェーディング歪補正後の画信号を、ピーク検出部により検出されるピークレベルを追従参照して量子化するようにしたものである。この装置では、ピーク追従速度及び量子化のダイナミックレンジを両立できるようにはしているが、外乱によるピークレベルの過上昇防止については配慮されていない。
【０００３】
また、後者の装置は、入力される読取り信号のピークレベルに基づいて読取り画信号の量子化を行う際に、耐ノイズ性とピークレベル追従性とを両立できるようにするために、読取り画信号のピークレベル保持手段として、追従速度の速い第１のピークホールド部と追従速度の遅い第２のピークホールド部とを備えて、これら２種類のピークホールド部の保持値から、２値／中間調読取りモード等に応じて、最適のピークレベルを量子化用の参照最大値として、リファレンス発生器に与えるようにしたものである。この装置は、良好な画像処理を行うものではあるが、この方式では、異なる追従速度を有する２種類のピーク検出部を有するため、回路規模が増大するという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記従来技術による画像読取り装置においては、下記のような問題点があった。
(１)画信号ピークレベルの追従速度が、所定の固定値あるいは固定値の切り換えとなっているため、異常原稿や外乱ノイズ等によって、画像品質の劣化を発生する場合がある。
(２)画信号ピークレベルの追従速度が、上昇時，下降時で各々固定値あるいは固定値の切り換えとなっているため、異常原稿や外乱ノイズ等によって、画像品質の劣化を発生する場合がある。
【０００５】
(３)ピークレベルの上昇及び下降動作に相関がないため、異常原稿や外乱ノイズ等によって、ピークレベルが過上昇した際に定常状態までの復帰に時間がかかり、画像品質の劣化を生じる。
(４)画信号のピークレベル値によらず固定のピークレベル追従速度が設定されるため、通常動作時の画像品質確保と異常動作時の画像品質劣化防止の両立が困難である。
本発明の目的は、従来の技術における上述のような問題を解消し、読取り画信号のピークレベルに基づいて、従来よりきめ細かな画像処理を行うことを可能とした画像読取り装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、読取り画信号のピークレベルを検出・追従保持するピーク検出手段５と、該ピーク検出手段５の保持するピークレベルに基づいて読取り画信号の処理を行う画像処理手段４を有する画像読取り装置において、ピークレベルの追従速度を変更可能としたことを特徴とする。
また、本発明においては、上記追従速度を、原稿読取り中に任意に変更可能としたこと、上記追従速度を、ピークレベル上昇時および下降時で個別に変更可能としたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明においては、ピークレベルの下降制御を、単純２値化処理時のみ行うこと、ピークレベル上昇時の追従速度は、下降時の追従速度に対して高速であることを特徴とする。
更に、本発明においては、ピークレベル下降時の追従速度を、原稿先端所定領域で高速とすること、ピークレベル下降時の追従速度を、ピークレベル上昇時の追従速度に連動して制御することを特徴とする。
更に、また、本発明においては、上記追従速度を、画信号ピークレベルの値に応じて変更すること、画信号ピークレベルとピークレベル追従速度との関係は非線形であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像読取り装置の基本構成を示すブロック図である。図１において、１は図示されていない光源により照明された原稿（これも、本図には示されていない）からの反射光信号をアナログ電気信号に変換するイメージセンサ、２はイメージセンサ１からのアナログ信号を所定の増幅率で増幅する演算増幅器（オペアンプ）、３は演算増幅器２で増幅されたアナログ信号を所定の分解能でディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４はＡ／Ｄ変換器３からのディジタル信号に基づいて各種画像処理を行う画像処理部、５は演算増幅器２で増幅されたアナログ信号のピークレベルを検出・追従保持するピークレベル追従制御部、６はピークレベル追従制御部５により検出・保持される画信号のピークレベルに基づいてＡ／Ｄ変換器３のリファレンス電圧を生成するリファレンス生成部、７はこれら一連の動作をシーケンシャルに制御するシステム制御部を示している。
【０００９】
前述のように、原稿の地肌レベルに基づいて画信号の処理を行う従来の画像読取り装置においては、原稿を読取る際に原稿先端に反りや傷があると、光源からの照明光が正反射して、過大な光量がイメージセンサに入射する。これにより、イメージセンサの出力レベルが突発的に上昇し、ピークレベルもこれに追従して結果的に過上昇してしまう。
上記ピークレベルを基準として画信号の２値化・多値化を行うと、ピークレベルの過上昇により見かけの信号レベルが低くなり、地肌汚れなどの画像異常を発生してしまう。
そこで、本実施の形態に係る画像読取り装置においては、画信号のピークレベルの上昇・下降追従速度を任意に個別制御可能とすることで、画像品質の劣化を防止するようにしたものである。
【００１０】
すなわち、第１の実施の形態においては、従来の装置では固定あるいは固定値の切り換えで設定されていたピークレベル追従速度を、原稿読み取り中に変更可能としたものである。以下、この動作を、図２に示すフローチャートに従って説明する。
初期化（ステップ１１）後に、上昇追従速度初期値Ｖr0，下降追従速度初期値Ｖf0をそれぞれ設定する（ステップ１２）。読取りが開始されると、上で設定した上昇追従速度，下降追従速度で原稿の読取りを行い（ステップ１３〜１５）、速度変更の必要があれば、追従速度の変更を行う（ステップ１６，１７）。
これにより、原稿読み取り状態をピークレベルにフィードバックすることができ、画像品質の劣化を未然に防止することができる。
【００１１】
図３に示したフローチャートは、この動作を更にきめ細かくしたものである。以下、要点を図３に従って説明する。
ステップ１１〜１５は、図２に示した先の動作と同様である。この動作では、速度変更の必要がある場合に、上昇速度と下降速度とを別々に変更可能としたものである（ステップ２１〜２４）。
上記ピークレベル追従速度の変更のうち下降制御は、単純２値化処理時のみに行えばよい。これは、ピークレベルの下降制御は、原稿途中から地肌濃度が変化（明→暗）した場合に、ピークレベルを追従させるために行うもので、これにより、単純２値化（つまり、非中間調処理）時に、常に、原稿地肌を白地として再現することが可能になる。
【００１２】
上述の、図３に示した動作の特別な場合として、フローチャート中のステップ２４で、上昇時の追従速度を、下降時の追従速度より高速に（Ｖf1＜Ｖr1）設定することが考えられる。追従速度をこのように設定することにより、原稿濃度が急峻に低くなる領域に対しても、速やかに追従可能となる。また、原稿先端での地肌検出能力も高めることができる。
一方、原稿濃度が急峻に高くなる領域、例えば部分的な全黒領域に対しては、これを地肌とせずに全黒画像として再現する必要があるため、ピークレベル下降時は、上昇速度に比べて十分に遅い設定にした方が好ましい。
【００１３】
図４に、更に別の動作例を示す。この例では、通常は緩やかなピークレベル下降時の追従速度を、原稿先端の所定領域では高速としているものである。すなわち、初期化（ステップ１１）後に、上昇追従速度初期値Ｖr0，下降追従速度初期値Ｖf0，原稿先端下降追従速度Ｖf2をそれぞれ設定する（ステップ３１）。
読取りが開始されると、上で設定した上昇追従速度，原稿先端下降追従速度で原稿の読取りを行い（ステップ１３，３２，１５）、原稿先端が通過した後は、下降追従速度をＶf0に変更する（ステップ３３，３４）。速度変更の必要があれば、先の動作例と同様に追従速度の変更を行う（ステップ２１〜２４）。
この動作では、前述のように、ピークレベル上昇時の追従速度を下降時に比べて高速に設定しているため、一度過上昇すると真のピークレベルに収束するまでにかなりの時間を要することに対処できる。すなわち、画信号のＡ／Ｄ変換は、ピークレベルに基づいたリファレンスにより生成されるため、ピークレベルが過度に高い間、画信号は低レベル、すなわち、高濃度状態でＡ／Ｄ変換される。この結果、処理画像に地肌汚れなどの画像品質劣化を伴うようになる。
【００１４】
ファクシミリ装置等において、原稿の読取りは光源からの照明光の乱反射成分をイメージセンサに導光・結像して信号化するが、原稿先端に反り・傷等があると、その部分で正反射成分がイメージセンサに入射する場合がある。正反射光は乱反射光に比べて光量が多いため、イメージセンサの出力レベルも高くなり、上記ピークレベルの過上昇に至ってしまう。
従来の画像読取り装置ではピークレベル下降時の追従速度が常に一定かつ低速であったため、このような一過性の外乱の影響を受けやすいという問題点があったが、本発明では、原稿先端所定領域での下降追従速度を高速化しているため、外乱でピークレベルがか上昇した際にも速やかに真のピークレベルまで下降させることができる。
上述のメカニズムは、機構設計により各種条件が異なるため、原稿先端所定領域・下降追従速度等は、製品ごとにチューニングすることが望ましい。
【００１５】
図５は、更に別の動作例を示すものである。この例では、ピークレベル下降時の追従速度を、ピークレベル上昇時の追従速度に連動して変化させている。すなわち、ピークレベルの上昇が早い場合には外乱による過上昇が考えられるため、その後の一定期間では、下降速度を高速に設定することで画像品質の劣化を防止することができる。
以下、図５に基づいて、動作を説明する。
まず、ピークレベル上昇速度判定の閾値を設定する（ステップ４１）。原稿の読取りを開始すると（ステップ１３）、システム制御部７は、ピークレベル追従制御部の保持値より、ピークレベル上昇速度Ｖrを監視する。Ｖrが所定レベルよりも大きいときには、ピークレベルが過上昇している可能性があると判断し、ピークレベル下降速度を高速に設定する（ステップ４２，４３）。また、Ｖrが所定レベル以下のときには、原稿の読取りは正常に行われていると判断し、下降速度を低速に設定する（ステップ４２，４４）。
上に示した例では、下降速度は高速・低速の２種類であるが、更に、判定レベル・速度種類を増やすことにより、より緻密な制御を行うことができる。
【００１６】
図６は、更に別の動作例を示すものである。この例では、ピークレベルの値に応じてピークレベルの追従速度を可変制御することにより、ピークレベル過上昇及び画像品質劣化を防止することを目的としている。
以下、図６に基づいて、動作を説明する。
まず、ピークレベル判定の閾値（ＴＨ２）を設定する（ステップ５１）。原稿の読取りを開始すると（ステップ１３）、システム制御部７は、ピークレベルを監視する。ピークレベルが閾値を越えている場合には、上昇速度を低速に、下降速度を高速に設定する（ステップ５２，５３）。また、ピークレベルが閾値を越えていなければ、これとは逆に、上昇速度を高速に、下降速度を低速に設定する（ステップ４２，４４）。
【００１７】
上記実施の形態によれば、ピークレベルが高くなる程ピークレベル上昇追従速度を下げることにより、真のピークレベルを検出するまでの応答を良好にするとともに、外乱により画信号レベルが一過的に過上昇した場合には応答性を低下することでピークレベルの過上昇を軽減することができる。
また、上記実施の形態によれば、ピークレベルが高くなる程ピークレベル下降追従速度を上げることにより、ピークレベルが過上昇したとしても、真のピークレベルまでの復帰時間を短縮することができ、画像品質の劣化を防止することができる。
また、ピークレベルが低下するに連れて下降追従速度も低下するため、原稿途中の全黒領域再現性などに支障を来すこともない。
【００１８】
上記各実施の形態においては、上記各画像読取り装置においてピークレベルと追従速度の関係を非線形とすることが望ましい。ピークレベルの下降速度は画信号ピークレベルが低い程遅く、ピークレベルが高くなるに従って高速化するが、ここで重要なのは、ピークレベルが低い領域である。
すなわち、図７(ａ)に示すように、ピークレベルの下降速度に関しては、画信号のピークレベルが所定レベル（ＴＨ２）よりも高い領域では、真のピークレベルを補足していると判断して、下降速度を高速化することにより、何等かの外乱でピークレベルが過度に上昇した際の定常状態までの復帰時間を短縮することができる。
【００１９】
一方、ピークレベルの上昇速度に関しては、図７(ｂ)に示すように、ＴＨ２を境界としてピークレベルの大きい領域では低速制御とすることにより、画信号にノイズ等が混入してもピークレベルはこれに追従せず、画信号の劣化を防止することができる。また、ピークレベルの低い領域では、まだ、真のピークレベルを補足していないと判断して、上昇速度を高速化し、真のピークレベルを補足するまでの時間を短縮することができる。
なお、上記各実施の形態はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではないことは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、読取り画信号のピークレベルに基づいて、従来よりきめ細かな画像処理を行うことを可能とした画像読取り装置を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像読取り装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態に係る画像読取り装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】一実施の形態に係る画像読取り装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】一実施の形態に係る画像読取り装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】一実施の形態に係る画像読取り装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】一実施の形態に係る画像読取り装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】ピークレベルと追従速度制御特性の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  イメージセンサ
２  演算増幅器（オペアンプ）
３  Ａ／Ｄ変換器
４  画像処理部
５  ピークレベル追従制御部
６  リファレンス生成部
７  システム制御部
【図１】
0003859102.tif 000002
【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】
0003859102.tif 000008