JP2012080536A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

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裕和 照田
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Abstract

【課題】外部振動によって生じる主走査方向、副走査方向の色ズレを補正するとともに、文字等には色ズレ補正が有効に作用し、網点写真等には色ズレ補正を抑制する画像処理装置を提供する。
【解決手段】原稿を読み取ってR(赤)、G(緑)、B(青)信号を生成する画像読取部と、RGB信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正回路と、RGB信号のエッジ判定を行うエッジ検出部と、エッジ検出部がエッシを検出しなかったときはRGB信号を選択し、エッジを検出したときは前記色ズレ補正回路からの補正RGB信号を選択して出力する選択部と、選択部から出力されるRGB信号を処理する信号処理部とを具備する。
【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、外部から受ける振動によって生じる色ズレを補正する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置にあっては、画像読取部(スキャナ部)で原稿を読み取ってRGB信号を生成し、RGB信号を用いて文字識別や、ACS(Auto Color Select)等の処理を行っている。ACSは、カラー原稿であるか否かを判定するもので、RGB信号からカラー画素(有彩色の画素)をカウントし、所定の閾値以上のカラー画素が存在する場合にカラー原稿であると判定する。ところで、従来の画像処理装置では、文字識別やACSは誤判定を抑制するために、主走査方向の色ズレ補正処理を行った後に文字識別やACS判定を行っている。
しかしながら、従来の色ズレ補正は、主走査方向の色ズレ、つまりレンズの収差のみ補正するだけである。したがって副走査方向の色ズレ、つまり外部から受ける振動による色ズレは補正できないという問題点がある。また外部振動によって色ズレを生じたRGB信号をもとに、文字識別やACS判定、或いは画像処理を行った場合は、誤識別や画質の低下を招くことになる。
さらに、従来の色ズレ補正では、黒線の場合には有効であるが、網点原稿のようにC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)のドットが異なる位置に印字されている場合でも補正を行うため、色昧が異なる画像が生成されるという問題点がある。
特開平11−266372号公報
発明が解決しようとする課題は、外部振動によって生じる主走査方向、副走査方向の色ズレを補正するとともに、文字等には色ズレ補正が有効に作用し、網点写真等には色ズレ補正を抑制する画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。
実施形態に係る画像処理装置は、原稿を読み取ってR(赤)、G(緑)、B(青)信号を生成する画像読取部と、前記RGB信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正回路と、前記RGB信号のエッジ判定を行うエッジ検出部と、前記エッジ検出部がエッシを検出しなかったときは前記RGB信号を選択し、エッジを検出したときは前記色ズレ補正回路からの補正RGB信号を選択して出力する選択部と、前記選択部から出力されるRGB信号を処理する信号処理部と、を具備する。
一実施形態に係る画像処理装置を備えた画像形成装置の構成図。 一実施形態に係る画像処理装置の前処理部の構成を示すブロック図。 一実施形態に係る画像処理装置の後処理部の構成を示すブロック図。 一実施形態に係る画像処理装置の色ズレ補正部の一例を示すブロック図。 一実施形態における色ズレ補正部の色ズレ補正動作を説明する図。 一実施形態における注目画素に隣接する画素を示す図。 一実施形態におけるG信号の色ズレ補正動作を説明する図。 一実施形態におけるB信号の色ズレ補正動作を説明する図。
以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
(第1の実施形態)
図1は、一実施形態に係る画像処理装置を備えた画像形成装置の構成図である。図1において、画像形成装置10は例えば複合機であるMFP(Multi-Function Peripherals)や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではMFPを例に説明する。画像形成装置(MFP)10の上部には、自動原稿送り装置(ADF)11、透過性の原稿載置台12、及び操作パネル13を備えている。またMFP10の下部には複数の給紙装置14を設け、MFP10の側面には、用紙を積載するトレイ15を設けている。
またMFP10は、ADF12の下部にスキャナ部20とプリンタ部30を備えている。スキャナ部20は、原稿の画像を読み取るものであり、プリンタ部30は、読み取った画像データをもとに用紙等の記録媒体に画像を形成する。以下の説明では、記録媒体として用紙Sを使用する例を述べる。
スキャナ部20は画像読取部を構成し、キャリッジ21、露光ランプ22、反射ミラー23、集光レンズ24、CCD(Charge Coupled Device)ラインセンサ25、及びレーザユニット26を含む。スキャナ部20は、ADF11によって送られてくる原稿、又は原稿載置台12に置かれた原稿をスキャンして読み取るため、キャリッジ21に設けた露光ランプ22からの光を原稿載置台12の下方から原稿に照射する。そして原稿からの反射光を反射ミラー23及び集光レンズ24を介してCCDラインセンサ25に取り込む。
CCDラインセンサ25は、受光面に青色、緑色、赤色の色フィルタを配置した3つのラインセンサと、各ラインセンサに対応して設けたシフトレジスタを含む。各ラインセンサに入射した光は、光電変換され画像情報を出力する。画像情報はアナログ信号として出力され、アナログ信号はデジタル信号に変換され、さらに画像処理されて画像データ(RGB信号)を生成する。画像データは、レーザユニット26に供給され、レーザユニット26からは、画像データに従ってレーザビームを生成する。
プリンタ部30は、回転可能な感光体ドラム31を有する。感光体ドラム31は像担持体であり、感光体ドラム31の周囲には、回転方向に沿って帯電装置32、現像装置33、転写装置34、クリーニング装置35、除電ランプ36を有する。レーザユニット26からのレーザビームは、感光体ドラム31に照射され、感光体ドラム31の外周面には、原稿の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
画像形成が始まると、帯電装置32は所定の放電位置で放電し、回転する感光体ドラム31の外周面に電荷を軸方向に均一に帯電させる。次に、感光体ドラム31に対してレーザユニット26からレーザビームが照射され、感光体ドラム31の外周面に静電潜像が形成され、かつ保持される。
感光体ドラム31の外周面には、現像装置33から現像剤(例えばトナー)が提供され、静電潜像はトナー像に変換され現像される。感光体ドラム31の外周面に形成されたトナー像は、転写装置34によって用紙Sに静電的に転写される。用紙Sは給紙装置14から搬送路371を経由して搬送される。感光体ドラム31上に残った紙カス等の異物は、転写装置34の後工程に配置したクリーニング装置35によって除去する。除電ランプ36は、感光体ドラム31の外周面の残留電荷を除去する。
尚、プリンタ部30の構成は、図示した例に限らず、他の方式、例えば中間転写ベルトを使用した方式などを用いることもできる。また図1では、画像形成部を簡略化して示しているが、カラー画像を形成する場合は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等のカラー画像形成部を有する。またMFP10は、PC(Personal computer)等から入力されたプリントデータを処理してプリンタ部30に出力し印刷することもできる。
プリンタ部30によってトナー像が転写された用紙Sは、搬送路372を介して定着装置38に搬送される。定着装置38は、定着ローラと加圧ローラを対向して配置し、定着ローラと加圧ローラ間に用紙Sを搬送することで、用紙Sに転写されたトナー像を用紙Sに定着する。トナー像が定着され画像形成が完了した用紙Sは、排紙ローラ39によってトレイ15に排出する。
図2は、実施形態に係る画像処理装置の前処理部40の構成を示すブロック図である。図2において、画像読取部20からの画像データであるRGB信号は、シェーディング補正部41、ライン間補正部42を介して色ズレ補正部43に入力される。
画像読取部20は、CCDラインセンサ25を含み、原稿を読み取ってRGB信号を生成するが、CCDラインセンサ25は、各ラインセンサが物理的に離れて配置されているため、読取り位置にはズレが生じている。したがって、シェーディング補正部41は、CCDの感度ムラや光源のムラなどを補正し、ライン間補正部42は、CCDの物理的なラインずれを補正する。
シェーディング補正及びライン間補正の処理が行われた画像データは、色ズレ補正部43に入力される。色ズレ補正部43の詳細は後述するが、色ズレ補正部43は、外部振動によって生じる副走査方向の色ズレを補正し、色ズレ補正したRGB信号を後段の信号処理部であるACS(Auto Color Select)判定部44に入力する。
ACS判定部44では、色ズレ補正したRGB信号からカラー画素(有彩色の画素)をカウントし、所定の閾値(th1,th2,th3)以上のカラー画素が存在する場合に、カラー原稿であると判定する。具体的には、以下の条件が成立した時にカラー画素としてカウントする。即ち、
|R−G|>th1 and |G−B|>th2 and |B−R|>th3
の場合、該当画素をカラー画素としてカウントする。振動などにより色ズレが発生した場合、本来黒線である画像に色ズレが発生し、カラー画素と判定される場合がある。この様な誤判定を抑制するために、色ズレ補正後の画像信号をACS判定部44に入力する。
また、色ズレ補正部43の出力信号は、後段の信号処理部である拡大・縮小部45、フィルタ部46、圧縮部47でそれぞれ処理され、圧縮された画像データが記憶部(ページメモリ)48に格納される。ページメモリ48に格納された圧縮画像は、必要に応じて記憶デバイス(例えばHDD49)に保存される。拡大・縮小部45は画像の拡大又は縮小といった変倍処理を行う。色ズレ補正部43の出力信号を拡大縮小部45に入力することにより、色ズレが補正された画像信号を拡大・縮小するので、色ズレが目立たない。
フィルタ部46は、画像データのノイズ除去等を行う。また圧縮部47により画像データを圧縮してページメモリ48やHDD49に保存することで、ページメモリ48やHDD49の容量を小さくすることができる。
圧縮部47は、例えばJPEG圧縮などの圧縮方式を用いて画像圧縮を行う。画像圧縮は、色ズレ補正後の画像信号を用いることで、黒線や黒文字などの無彩色画像に対する圧縮率が向上し、データ量削減の効果がある。つまり色ズレを補正する前に圧縮すると、無彩色画像の場合、色を表す信号は本来ゼロであるべきところに無駄なデータが入ることになり圧縮率が悪化するが、色ズレ補正後であれば圧縮率を向上することができる。
尚、ACS判定部44による判定結果は、CPU60に供給される。CPU60は、MFP10の全体の動作を制御する制御部を構成する。CPU60は、画像形成処理を制御し、例えばACS判定部44が、カラー原稿であると判定した場合は、MFP10のブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)のカラー画像形成部を動作させる。また後述する色変換部52での色変換処理のパラメータを設定する。またACS判定部44が、モノクロ原稿であると判定した場合に、CPU60は、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)のカラー画像形成部の動作を停止し、ブラック(K)の画像形成部のみを動作させるように制御する。
図3は、ページメモリ48から読み出した画像データを処理する後処理部50の構成を示すブロック図である。図3において、ページメモリ48から出力された画像信号は、復号部51に入力され伸長処理と復号処理が行われ、復号部51からRGB信号を出力する。出力されたRGB信号は色変換部52と識別処理部53に入力する。色変換部52では、RGB信号をC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)信号に変換する。
識別処理部53は、エッジ検出部54、無彩色検出部55及び識別信号生成部56を含む。エッジ検出部54は既知のソーベルフィルタなどを用いて画像のエッジを検出する。無彩色判定部55は、RGB信号から|R−G|と|G−B|の信号を求め、所定の閾値(th1,th2)と比較し、以下の条件の場合に無彩色と判定する。例えば、
|R−G|<th1 and |G−B|<th2
であれば無彩色と判定し、上記以外なら有彩色と判定する。無彩色検出部55は、色ズレ補正後の画像信号を入力することにより、無彩色の検出精度が向上する。
識別信号生成部56は、エッジ検出部54の検出結果と無彩色検出部55の検出結果を用いて、黒文字、色文字、非文字を判定する。即ち、エッジが有り無彩色であれば黒文字と判定し、エッジが有り有彩色であれば色文字と判定し、エッジが無ければ非文字と判定する。
色変換部52による色変換後の画像信号(C,M,Y)は、フィルタ部57、下地処理部58及び墨入れ/階調処理部59を介して画像出力部であるプリンタ部30に出力される。また識別信号生成部56による識別信号がフィルタ部57、下地処理部58及び墨入れ/階調処理部59に供給される。
フィルタ部57は、ローパスフィルタ(LPF)やハイパスフィルタ(HPF)の処理を行う。例えば、識別信号生成部56からの識別信号が文字を示す信号と識別した画素に対してはHPF処理を行って強調し、写真(非文字)を示す信号と識別した画素に対してはLPF処理を行う。
下地処理部58は、画像データの下地レベルを検出して下地レベルのデータのみを除去し、他のデータに影響を及ぼさないように処理する。例えば、カラーコピーを行うときに、原稿が黄ばんでいるような場合は下地除去を行う。墨入れ/階調処理部59は、Y,M,Cの画像データに対して墨入れ処理(黒色の補正)を行うとともに、墨入れ処理した画像データY,M,C,K(ブラック)に対して諧調処理(例えばディザ処理)を行い、プリンタ部30に出力する。
図4は、色ズレ補正部43の一例を示すブロック図である。色ズレ補正部43は、色ズレ補正回路43aと、エッジ検出部43bと、セレクタ43cとからなる。色ズレ補正回路43aは、5×5画素の範囲で回帰式を求め、色ズレを補正する。エッジ検出部43bは、RGB信号個々のエッジ判定を行う。セレクタ43c(選択部)は、エッジ検出部43bの検出結果に応答して、色ズレ補正回路43aからの補正されたR’G’B’信号又はライン間補正部42からのRGB信号を選択して出力する。
色ズレ補正回路43aは、ライン間補正部42(図2)から入力されたRGB信号の平均値(k)を算出する平均算出部431と、平均算出部431からの出力をもとに回帰直線を算出する回帰直線算出部432と、補正カラー信号生成部433と、を含む。補正カラー信号生成部433は、回帰直線算出部432にて算出した回帰直線yと平均算出部431からの平均値kをもとにRGB信号を補正し、補正したRGB信号(ここでは便宜上R’G’B’信号とする)を出力する。
図5は、色ズレ補正回路43aによる色ズレの補正動作を示す説明図である。図5(a)は色ズレが生じている部分のRGB信号の一例を示す。色ズレがなければRGB信号は重なるはずであるが、色ズレによってRGB信号はズレを生じている。図5(b)は色ズレ補正後のRGB信号(R’G’B’)の一例を示す。図5(a),(b)において横軸は画素位置を示し、縦軸は信号値を示す。図5の(a)と(b)を比較すると、補正前は色ズレの幅がW1であるが、色ズレ補正後は色ズレの幅がW2に低減されている。
以下、色ズレの補正方法についてR信号を例に説明する。図5(a)のR信号に着目し、R信号の円(P)内の点を注目画素としたとき、注目画素の近傍画素5点と同位置でのRGBの3平均値(k)をプロットすると、図5(c)のようになる。図6は、注目画素(斜線部)を中心にしてその横方向に隣接する近傍画素(5画素)を示す図である。
上記のプロットから、図5(c)で示すように回帰直線を算出するが、注目画素Pが回帰直線から離れていることが分かる。この点Pを回帰直線へ近似させたときのR’信号を図5(d)に示す。回帰直線への近似方法は理想状態として算出された回帰直線により得られる一次式の傾きと切片を利用する。(1)式に回帰直線の一次式を示す。
y=ax+b …(1)
(1)式において、aは傾き、bは切片である。回帰直線に近似させる際、(1)式の傾きと切片を使用し、(1)式のxにRGBの3平均値kを代入する。これにより出力yは色ズレ補正後のカラー信号R’となる。
以上の処理をG,B信号に対しても同様に行うことで、各色は理想状態に近付き、色ズレ補正が実現できる。即ち、図7、図8で示すように、G信号及びB信号の色ズレ補正に使用する回帰直線y=cx+d、y=ex+fをそれぞれ得て、xにRGBの3平均値kを代入する。これにより図5(b)のように補正後のカラー信号G’、B’を得ることができる。
尚、以上述べた例では、図6で示したように1次元での説明となったが、処理範囲を例えば5×5の2次元として処理を行うことで原稿の主走査、副走査両方向の色ズレを補正することができる。また、RGB信号それぞれとRGB信号の3平均値kでの相関関係を基本として処理を行うため、色味の変化が生じることはなく、有彩色の場合はエッジ部の色ズレのみ補正し有彩色の色味は保たれる。このことから有彩色、無彩色両条件で処理を切替る必要はない。
次に図4におけるエッジ検出部43bの動作を説明する。エッジ検出部43bは、RGB信号個々のエッジ判定を行う。具体的には、RGB信号を入力し、5×5の画素内の最大値と最小値を抽出する。そして最大値と最小値の差分を求め、差分が予め設定した閾値以上の場合には、エッジである判断し、閾値未満の場合には、非エッジと判断する。
エッジ判定の結果は、(1,0)の2値信号で表わされ、例えばエッジの場合は「1」、非エッジの場合は「0」の信号を出力し、セレクタ43bに供給する。つまり、エッジ検出部43bは、エッジ検出の閾値を設定することにより、文字画素のエッジを検出し、網点画素は非エッジとして検出する。
セレクタ43cには、色ズレ補正回路43aで補正されたR’G’B’信号と、ライン間補正部42からのRGB信号がそれぞれ入力され、エッジ検出部43bの検出結果により、R’G’B’信号と、RGB信号のいずれかを選択して出力する。例えば、エッジ判定結果がエッジを示す「1」の場合は、色ズレ補正回路43aからのR’G’B’信号を出力し、判定結果が非エッジを示す「0」の場合はRGB信号を出力する。したがってエッジを検出した場合には、色ズレ補正後の出力を選択し、非エッジの場合には入力のRGB信号をそのまま出力する。
したがって、文字などには色ズレ補正が有効に作用し、網点写真などには色ズレ補正を抑制(無効)することができ、網点原稿のようにC,M,Y,Kのドットが異なる位置に印字されている場合では色昧が変化するのを防止することができる。
以上説明した実施形態によれば、外部振動によって生じる色ズレを補正した後にACS判定や、拡大縮小、圧縮、識別の処理を行うことにより、高画質化することができ、判定精度を向上することができる。またRGB信号のエッジを検出し、検出結果に応じて色ズレ補正したRGB信号または入力されたRGB信号を選択出力することで、文字などには色ズレ補正が有効に作用させることができ、網点写真などには色ズレ補正を抑制して色昧が変化するのを防止することができる。
尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…画像形成装置(MFP)
11…画像形成装置本体
20…スキャナ部(画像読取部)
30…プリンタ部(画像出力部)
41…シェーディング補正部
42…ライン間補正部
43…色ズレ補正部
43a…色ズレ補正回路
431…平均算出部
432…回帰直線算出部
433…補正カラー信号生成部
43b…エッジ検出部
43c…セレクタ
44…ACS判定部
45…拡大・縮小部
46…フィルタ部
47…圧縮部
48…ページメモリ
49…記憶デバイス(HDD)
50…後処理部
51…復号部
52…色変換部
53…識別処理部
54…エッジ検出部
55…無彩色検出部
56…識別信号生成部
57…フィルタ部
58…下地処理部
59…墨入れ/諧調処理部
60…CPU

Claims (10)

  1. 原稿を読み取ってR(赤)、G(緑)、B(青)信号を生成する画像読取部と、
    前記RGB信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正する色ズレ補正回路と、
    前記RGB信号のエッジ判定を行うエッジ検出部と、
    前記エッジ検出部がエッシを検出しなかったときは前記RGB信号を選択し、エッジを検出したときは前記色ズレ補正回路からの補正RGB信号を選択して出力する選択部と、
    前記選択部から出力されるRGB信号を処理する信号処理部と、
    を具備する画像処理装置。
  2. 前記エッジ検出部は、画像読取部からの前記RGB信号を入力し、n×m(n,mは正の整数)の画素内の最大値と最小値を抽出して、前記最大値と前記最小値の差分を求め、前記差分が予め設定した閾値以上の場合には、エッジであると判断し、前記閾値未満の場合には、非エッジと判断する請求項1記載の画像処理装置。
  3. 前記信号処理部は、前記選択部から出力されたRGB信号を入力し、前記画像読取部によって読み取った画像がカラー原稿かモノクロ原稿かを判定する判定部と、前記判定部での判定結果に応じて画像形成処理を制御する制御部と、
    を備える請求項1記載の画像処理装置。
  4. 前記信号処理部は、前記選択部から出力されたRGB信号を圧縮処理する圧縮部と、前記圧縮部からの画像データを処理して画像出力部に出力する後処理部と、
    を備える請求項1記載の画像処理装置。
  5. 前記信号処理部は、前記選択部から出力されたRGB信号を前記圧縮部にて圧縮する前に拡大・縮小する拡大・縮小部を含む請求項4記載の画像処理装置。
  6. 前記信号処理部は、さらに前記圧縮部で圧縮した画像データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した画像データを伸長処理する復号部を備え、
    前記復号部からの画像データを後処理して前記画像出力部に出力する請求項4記載の画像処理装置。
  7. 前記信号処理部は、前記選択部から出力されたRGB信号を入力し、画素単位毎に文字画素か否かを識別する識別処理部と、を備え、
    前記識別処理部の識別結果に応じて前記選択部から出力されたRGB信号を後処理する請求項1記載の画像処理装置。
  8. 前記識別処理部は、第2のエッジ検出部と無彩色検出部を含み、前記第2のエッジ検出部と前記無彩色検出部の検出結果によって、黒文字、色文字、非文字を識別する請求項7記載の画像処理装置。
  9. 原稿を読み取ってR(赤)、G(緑)、B(青)信号を生成し、
    前記RGB信号を補正して外部振動によって生じる色ズレを補正した補正RGB信号を生成し、
    前記RGB信号のエッジ判定を行い、エッジを検出しなかったときは前記RGB信号を選択し、エッジを検出したときは前記色ズレ補正回路からの補正RGB信号を選択して出力し、
    前記選択出力されたRGB信号を処理する画像処理方法。
  10. 前記エッジ判定は、画像読取部からの前記RGB信号を入力し、n×m(n,mは正の整数)の画素内の最大値と最小値を抽出し、前記最大値と前記最小値の差分を求め、前記差分が予め設定した閾値以上の場合には、エッジであると判断し、前記閾値未満の場合には、非エッジと判断する請求項9記載の画像処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037818A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 コニカミノルタ株式会社 画像処理装置、画像形成装置及びプログラム

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