JP3723043B2 - 画像処理装置、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を複数の画素に分割して読取り、読取った画素毎に画像データを生成して出力するシステムに適用され、出力前の画像データに対してガンマ補正処理を施す画像処理装置、画像読取装置および画像形成装置に関し、特に暗部の画像データのノイズを低減して出力する画像処理装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像を複数の画素に分割して読取、読取った画素毎に画像データを生成して出力する画像センサとしてのエリアＣＣＤ（電荷結合素子）やラインＣＣＤなどが、デジタルラボシステム、ファクシミリ装置、デジタル複写機、スキャナ、ビデオカメラおよびデジタルカメラなどの多くの機器に広く利用されている。このような画像センサを用いた従来の画像読取装置では、画像センサに投影された画像を画像センサの複数の光電変換素子に対応する画素に分割し、入射された光量に比例して発生した電荷を走査し、画素毎の画像データを順次出力している。
【０００３】
特開平１１−２８４８８０号公報には、撮像装置において、入力信号のＳ／Ｎ比が低い場合にもガンマ補正を施し、低輝度部分における雑音成分の不所望なレベル増大を抑制しかつ優れた階調再現性を得る技術が開示されている。具体的に、この撮像装置は、輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成回路、生成された輪郭補正信号を可変比で二系統に分配する分配手段、分配比を設定する分配比設定手段、ＣＲＴの電圧・発光特性を補償するガンマ補正回路、ガンマ補正回路への入力信号と分配された第１の輪郭補正信号とを加算する第１の加算器およびガンマ補正回路からの出力信号と分配された第２の輪郭補正信号とを加算する第２の加算器を含んで構成され、ガンマ補正が施された輝度信号を出力する。
【０００４】
また、特開平１０−２７６３４８号公報には、入力される補正対象のＹ信号に対して標準のガンマカーブ特性のデータを生成するガンマＲＯＭを有する、たとえばＲＯＭテーブル方式のガンマ補正回路において、標準のガンマカーブ特性の黒付近の領域の特性を補正する補正データを生成する補正データ生成部と、標準のガンマカーブ特性のデータから補正データを減算する減算器とを設け、黒付近の階調重視とＳ／Ｎ重視との両機能を同一信号処理にて実現する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような画像読取装置はガンマ特性を有する。ガンマ特性は、図３に示されるようなガンマ曲線で表され、画像読取装置においてこのガンマ曲線に従ってガンマ補正を施す場合、入力信号レベルＸが小さい暗部では高い利得を持って出力信号が得られることになり、雑音成分が著しく増幅されてしまう。すなわち、入力信号にわずかなずれが生じていた場合、そのずれが出力信号レベルＹにおいて著しく増幅される。したがって、滑らかな階調性を必要とする写真などの画像の読取りの場合においては、雑音成分の影響によって出力画像がざらついてしまい、滑らかな階調性を再現することができない。また、暗部の利得が低くなるようにガンマ特性を変化させて雑音成分の増大を抑制することも考えられるが、この場合、雑音成分を抑制することはできるが、暗部がつぶれてしまい、滑らかな階調性を再現することができない。
【０００６】
本発明の目的は、ガンマ補正を施すとともに暗部の雑音成分による画像のざらつきを低減させることができる画像処理装置、画像読取装置および画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
ガンマ補正処理が施された画像データを出力する出力手段と、
ガンマ補正処理が施された各色成分の画像データのうち、前記出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施して前記出力手段に与えるノイズ低減化処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置である。
【０００８】
本発明に従えば、ガンマ補正処理が施された赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各色成分の画像データのうち、出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対してはノイズ低減化処理がそれぞれ施されて出力手段から出力され、それ以外の画像データはそのまま出力される。したがって、ガンマ曲線の傾きが所定の閾値、たとえば傾き１を越える部分についてノイズを低減させる画像処理を行うことができ、ガンマ補正によってノイズ増幅の生じやすい画像の暗部であってもノイズを低減させることができ、ノイズによる画像のざらつきを防止して滑らかな階調性を有する良好な画像を再現することが可能となる。
【０００９】
また本発明は、前記ノイズ低減化処理手段は、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データを平均化して注目画素の画素値を決定することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記注目画素と前記周辺画素との画像データに重み付けをし、この重み付けされた画像データを平均化することを特徴とする。
本発明に従えば、前記ノイズ低減化処理とは、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データに対して、重み付けをすることなく、または重み付けをして、平均化処理を施し、この平均値を注目画素の画素値に決定することである。このようなノイズ低減化処理によって、注目画素の画素値が周辺画素を含むデータの中の平均値に決定されるので、ノイズによるざらつきの発生を防止して滑らかな階調性を再現することができる。
【００１１】
また本発明は、前記ノイズ低減化処理手段は、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データに対してメジアンフィルタを用いたフィルタ処理を施して注目画素の画素値を決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、前記ノイズ低減化処理とは、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データに対してメジアンフィルタを用いたフィルタ処理を施し、これによってえられた中間値を注目画素の画素値に決定することである。このようなノイズ低減化処理によって、注目画素の画素値が周辺画素を含むデータの中の中間値に決定されるので、ノイズによるざらつきの発生を防止して滑らかな階調性を再現することができる。
【００１３】
また本発明は、前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、
前記画像処理装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、写真領域のみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域についてはノイズ低減化処理を施さないので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【００１５】
また本発明は、前記予め定める閾値は、傾き１であることを特徴とする。
また本発明は、原稿を読取り、マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データを出力する画像読取手段と、
画像読取手段からの各色成分の画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
ガンマ補正処理が施された画像データを出力する出力手段と、
ガンマ補正処理が施された前記各色成分の画像データのうち、前記出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施して前記出力手段に与えるノイズ低減化処理手段とを備えることを特徴とする画像読取装置である。
【００１６】
本発明に従えば、画像読取手段によって読取られて出力された各色成分の画像データに対してガンマ補正処理がそれぞれ施される。ガンマ補正処理が施された各色成分の画像データのうち、出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の各色成分の画像データに対してはノイズ低減化処理が施されて出力手段から出力され、それ以外の画像データはそのまま出力される。したがって、画像読取手段からの画像データをガンマ補正処理した後であって出力手段に与える前にノイズを低減させる画像処理を行うことができる。このため、画像読取装置の外部に設けられた画像形成装置などにノイズを低減した画像データを与えることができる。このような画像データが与えられた画像形成装置は、ノイズ低減化処理機能を備えない場合であっても滑らかな階調性を有する良好な画像を形成することができる。
【００１７】
また本発明は、前記ノイズ低減化処理手段によってノイズ低減化処理を実行するか否かを設定するノイズ低減化処理設定手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、画像読取装置においてノイズ低減化処理を実行するか否かが選択できる。これによって、画像データが与えられた画像形成装置などのノイズ低減化処理機能を含む画像処理の有無に応じてノイズ低減化処理を実行することができる。したがって、画像データが与えられた画像形成装置などに設けられたノイズ低減化処理機能などの画像処理に影響を与えないようにして、通常の画像データを画像形成装置に出力することが可能となる。
【００１９】
また本発明は、前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、前記画像読取装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、写真領域のみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域についてはノイズ低減化処理を施さないので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【００２１】
また本発明は、原稿を読取り、マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データを出力する画像読取手段と、
画像読取手段からの各色成分の画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
記録媒体上への黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の画像をそれぞれ印字出力する画像形成手段を有し、これらの各画像形成手段に、黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の印字用画像データがそれぞれ与えられる印字出力手段と、
ガンマ補正処理が施された前記各色成分の画像データのうち、前記印字出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施すノイズ低減化処理手段と、
ノイズ低減化処理手段の出力に応答し、ノイズ低減化処理が行なわれた前記各色成分の画像データから、黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の印字用画像データをそれぞれ導出して、印字出力手段の画像形成手段に与える印字用画像データ導出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
本発明に従えば、画像読取手段によって読取られて出力された赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各色成分の画像データに対してガンマ補正処理が施される。ガンマ補正処理が施された画像データのうち、印字出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の各色成分の画像データに対してノイズ低減化処理がそれぞれ施され、こうしてノイズ低減化処理が行なわれた前記各色成分の画像データから、印字用画像データ導出手段４１ｂ，４１ｄによって黒、イエローＹ、マゼンタＭ、およびシアンＣ毎の印字用画像データをそれぞれ得て、印字出力手段の画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄに与えられ、こうして印字出力手段から印字出力され、それ以外の前記各色成分の画像データは、ノイズ低減化処理が施されずに、印字用画像データ導出手段４１ｂ，４１ｄから印字出力手段の画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄに与えられ、そのまま印字出力される。したがって、画像読取手段からの各色成分の画像データをガンマ補正処理した後であって印字出力手段に与える前にノイズを低減させる画像処理を行うことができる。このため、画像形成装置は滑らかな階調性を有する良好な画像を形成することができる。
【００２３】
また本発明は、前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、
前記画像形成装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、写真領域のみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域についてはノイズ低減化処理を施さないので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の画像形成装置であるカラーデジタル複写機（以下、単に「複写機」ともいう）１のブロック図である。なおここでは、本発明の画像処理装置を、複写機１の原稿読取部４０で読取った画像データを印字出力する画像形成装置に適用した例について説明する。
【００２６】
複写機１は、画像データ入力部である原稿読取部４０、画像処理部４１、ハードディスク装置およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などで構成される画像メモリ４３、画像データ出力部４２、ＣＰＵ（中央処理装置）４４、画像編集部４５および外部とのインタフェース部４６，４７を含んで構成される。
【００２７】
原稿読取部４０は、複数ライン、たとえば３ラインのカラーＣＣＤセンサ４０ａ、シェーディング補正回路４０ｂ、ライン補正部４０ｃ、領域分離部４０ｄ、ガンマ傾き検知部４０ｅ、ガンマ補正部４０ｆおよびフィルタ処理部４０ｇを含んで構成される。
【００２８】
ＣＣＤセンサ４０ａは、白黒またはカラーの原稿から画像を読取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色成分（以下、各色成分を、各色と略称することがある）に分解したライン画像データを出力する。シェーディング補正回路４０ｂは読取った画像データの信号レベルを補正し、ライン補正部４０ｃは読取った画像データのずれを補正する。領域分離部４０ｄは、読取った画像データが文字領域の画像データであるか写真領域の画像データであるかを判別する。ガンマ傾き検知部４０ｅは各色成分の画像データ毎にガンマ曲線の図３に示されるように入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きを、各色成分に共通な予め定める閾値と比較する。ガンマ補正部４０ｆは各色成分の画像データ毎に明暗を補正して視覚度補正を行う。フィルタ処理部４０ｇは読取った写真領域の画像データに対してフィルタ処理を行う。
【００２９】
画像処理部４１は、モノクロデータ生成部４１ａ、入力処理部４１ｂ、領域分離部４１ｃ、黒生成部４１ｄ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）およびＣ（シアン）毎の色補正回路４１ｅ、黒およびＹＭＣ毎のズーム処理回路４１ｆ、黒およびＹＭＣ毎の空間フィルタ４１ｇ、黒およびＹＭＣ毎のプリントデータ入力部４１ｉ、黒およびＹＭＣ毎の中間調処理部４１ｈ、および追跡パターン出力部４１ｊを含んで構成される。
【００３０】
モノクロデータ生成部４１ａは、原稿読取部４０からのＲＧＢの画像データからモノクロデータ（白黒原稿）を生成する。入力処理部４１ｂは、原稿読取部４０からのＲＧＢの画像データを複写機１の各色毎の画像形成ステーションに対応したＹＭＣのライン印字用画像データに変換するとともにクロック変換する。領域分離部４１ｃは、モノクロデータ生成部４１ａおよび入力処理部４１ｂからの画像データから文字領域、網点写真領域および印画紙写真領域の画像データを分離する。黒生成部４１ｄは、入力処理部４１ｂからのライン画像データに基づき、下色除去処理を行って黒のライン印字用画像データを生成する。ＹＭＣ毎の色補正回路４１ｅは、黒生成部４１ｄからのＹＭＣの各画像データを予め定められる各色の変換テーブルに基づいてそれぞれ補正する。
【００３１】
黒およびＹＭＣ毎のズーム処理回路４１ｆは、領域分離部４１ｃ、黒生成部４１ｄおよび色補正回路４１ｅからの各色の画像データを予め設定された倍率に基づいてそれぞれ倍率変換する。各色毎の空間フィルタ４１ｇは、ズーム処理回路４１ｆからの各色の画像データをそれぞれ空間フィルタ処理する。各色毎のプリントデータ入力部４１ｉには、空間フィルタ４１ｇからの各色の画像データと、原稿読取部４０からの各色の画像データとがそれぞれ入力される。各色毎の中間調処理部４１ｈは、プリントデータ入力部４１ｉからの各色の画像データに対して、多値誤差拡散および多値デザインなどの階調性を表現するための中間調処理をそれぞれ施す。追跡パターン出力部４１ｊは、Ｙの中間調処理部４１ｈからのＹの画像データに対する追跡パターンを出力する。黒およびＣＭの中間調処理部４１ｈからの黒およびＣＭの画像データおよび追跡パターン出力部４１ｊからのＹの画像データは、画像メモリ４３に一旦貯えられる。
【００３２】
画像メモリ４３は、画像処理部４１からシリアル出力される８ビット４色、すなわち３２ビットの画像データを順次受取り、バッファに一時的に貯えながら３２ビットの画像データを８ビット４色の画像データに変換して各色毎の画像データとして記憶管理する４基のハードディスク４３ａ〜４３ｄ、すなわち回転記憶媒体を含んで構成される。
【００３３】
また、画像メモリ４３は半導体メモリなどで実現される遅延バッファメモリ４３ｅを含み、複写機１では、遅延バッファメモリ４３ｅに各色の画像データを一旦記憶させ、時間をずらしてタイミングを合せて各レーザースキャナユニットに画像データを送ることによって、各画像形成ステーションの位置が異なることによって生じる色ずれを防止している。さらに、画像メモリ４３は後述する画像編集時に用いられる画像合成用メモリ４３ｆを含んで構成される。
【００３４】
画像データ出力部４２は、黒およびＣＭの中間調処理部４１ｈからの黒およびＣＭの画像データおよび追跡パターン出力部４１ｊからのＹの画像データに基づいてパルス幅変調を行う各色毎のレーザーコントロールユニット４２ａと、レーザーコントロールユニット４２ａから出力される各色の画像データに応じたパルス幅変調信号に基づいてレーザ記録を行う各色毎のレーザースキャナユニット４２ｂ〜４２ｅとを含んで構成される。
【００３５】
ＣＰＵ４４は、上述した原稿読取部４０、画像処理部４１、画像メモリ４３および画像データ出力部４２、後述する画像編集部４５およびインタフェース部４６，４７を、所定のシーケンスに基づいて制御する。
【００３６】
画像編集部４５は、原稿読取部４０、画像処理部４１または後述するインタフェース部４６，４７を経て、画像メモリ４３に一旦記憶された画像データに対して所定の画像編集を施す。画像データの編集作業は画像合成用メモリ４３ｆを用いて行われる。
【００３７】
インタフェース部４６は、複写機１とは別に設けられた外部の画像入力処理装置である通信携帯端末装置、デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラなどからの画像データを受入れるための通信インタフェース手段である。なお、インタフェース部４６から入力された画像データに対しても画像処理部４１で色空間補正などを行うことによって、複写機１の画像形成部で取扱うことができるデータレベルに変換し、画像メモリ４３のハードディスク４３ａ〜４３ｄに記憶されて管理される。
【００３８】
インタフェース部４７は、パーソナルコンピユータなどの外部機器によって作成された画像データを入力するプリンタインタフェース手段であり、またファクシミリ受信した画像データを受入れるための白黒またはカラーのファクシミリインタフェース手段である。インタフェース部４７から入力された画像データはすでにＣＭＹＫ信号であり、中間調処理部４１ｈで中間調処理を施して画像メモリ４３のハードディスク４３ａ〜４３ｄに記憶されて管理される。
【００３９】
図２は、前記複写機１の構成を示す図である。複写機１の上面には原稿台１１１と操作パネルとが設けられ、複写機１の内部には画像読取部１１０と画像形成部２１０と給紙機構２１１とが設けられる。また、複写機１の原稿台１１１の上面には該原稿台１１１に対して開閉可能に支持される両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ；Recirculating Autom atic Document Feeder）１１２が装着される。
【００４０】
両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するようにして原稿を搬送し、原稿の一方の面についての画像読取りが終了すると、原稿の他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するようにして原稿を反転して搬送し、原稿の他方の面についての画像読取りが終了すると、原稿を排出して次の原稿を搬送する。このような原稿の搬送および表裏反転の動作は複写機１の全体の動作に関連して制御される。
【００４１】
画像読取部１１０は、両面自動原稿送り装置１１２によって原稿台１１１の上に搬送されてきた原稿の画像を読取るために、原稿台１１１の下方に配置される。画像読取部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２の原稿走査ユニット１１３，１１４と光学レンズ１１５とＣＣＤセンサ１１６とを含んで構成される。
【００４２】
第１の原稿走査ユニット１１３は、原稿画像表面を露光する露光ランプと原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。第２の原稿走査ユニット１１４は、第１の原稿走査ユニット１１３の第１ミラーによって偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラーを有し、第１の原稿走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動する。光学レンズ１１５は、第２の原稿走査ユニット１１４の第３ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤセンサ１１６の上の所定位置に結像させる。ＣＣＤセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。
【００４３】
ＣＣＤセンサ１１６からの画像データは、前記原稿読取部４０のシェーディング補正回路４０ｂ、ライン補正部４０ｃ、領域分離部４０ｄ、ガンマ傾き検知部４０ｅ、ガンマ補正部４０ｆおよびフィルタ処理部４０ｇで処理された後、前記画像処理部４１に転送されて所定の画像処理が施される。
【００４４】
給紙機構２１１は、画像形成部２１０の下方に設けられ、用紙トレイ内に積載収容されている用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する。１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によってタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。片面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成のタイミングで画像形成部２１０に再供給搬送される。
【００４５】
画像形成部２１０の下部には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３によれば、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐが静電吸着されて搬送される。
【００４６】
用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐの上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐの上に定着させるための定着装置２１７が配置される。定着装置２１７の一対の定着ローラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、搬送方向切換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９によって複写機１の外壁に取付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００４７】
切換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、複写機１の外部へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路との間で選択的に切換える。切換えゲート２１８によって再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。
【００４８】
画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃおよび第４の画像形成ステーションＰｄが、用紙搬送経路上流側からこの順番に並設される。
【００４９】
転写搬送ベルト２１６は駆動ローラ２１４によって図２において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを把持し、用紙Ｐを画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
【００５０】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの構成は実質的に同一であり、図２に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄをそれぞれ含む。
【００５１】
各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄと、現像された感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｃ，２２６ｄとが感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向に沿って順次配置される。また、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄがそれぞれ設けられる。
【００５２】
レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）と、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ，２４０ｄと、ポリゴンミラー２４０ａ〜２４０ｄによって偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に結像させるためのｆθレンズ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄやミラー２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４２ｄ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄとを含んで構成される。
【００５３】
レーザービームスキャナユニット２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【００５４】
これによって色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上の静電潜像がこれら各色のトナーによって現像される。これによって画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【００５５】
第１の画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用（ブラシ）帯電器２２８が設けられており、該吸着用帯電器２２８は転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６の上に確実に吸着させた状態で第１〜第４の画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの間をずれることなく搬送される。
【００５６】
第４の画像形成ステーションＰｄと定着装置２１７との間であって、駆動ローラ２１４のほぼ真上部には、除電器２２９が設けられており、該除電器２２９には搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加される。
【００５７】
このようにして構成される複写機１においては、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２によって一旦停止される。そして、用紙Ｐは各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄとのタイミングをとって図２の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６に送られる。このとき転写搬送ベルト２１６には前述したように吸着用帯電器２２８によって所定の帯電が施されているので、用紙Ｐは各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送供給される。
【００５８】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６によって静電吸着されて搬送される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされる。第４の画像形成ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐはその先端部分から順次的に除電器２２９によって転写搬送ベルト２１６の上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０の上へと排出される。
【００５９】
なお、上述の説明ではレーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄでレーザービームを走査して露光することによって感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへの光書込みを行っているが、レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄの代わりに発光ダイオードアレイと結像レンズアレイとから成る書込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッドはレーザービームスキャナユニットに比べて、サイズが小さく、また可動部分が無いので無音である。したがって複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置において好適に用いることができる。
【００６０】
また、原稿読取部４０は図２の画像読取部１１０に含まれ、ＣＣＤセンサ４０ａはＣＣＤセンサ１１６に相当する。また、画像処理部４１、画像データ出力部４２、画像メモリ４３、ＣＰＵ４４、画像編集部４５およびインタフェース部４６，４７は図２の画像形成部２１０に含まれる。本発明の画像処理装置を構成する各手段は、領域分離部４０ｄ、ガンマ傾き検知部４０ｅ、ガンマ補正部４０ｆおよびフィルタ処理部４０ｇである。このため、上記図１および図２の構成では、原稿読取部４０または画像読取部１１０が本発明の画像処理装置に相当する。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の画像処理装置の上記各手段は、画像処理部４１などを含む画像形成部２１０に含まれる構成であってもよい。
【００６１】
次に、複写機１の上述した各手段で構成される画像処理装置におけるガンマ補正処理およびノイズ低減化処理について説明する。図３は複写機１の画像処理装置の画像データの入力信号レベルと出力信号レベルとの関係であるガンマ特性を表すガンマ曲線を示す図である。また、図４は複写機１の原稿読取部４０の一連の原稿読取処理動作を示す図である。複写機１では図３のガンマ特性に従ってガンマ補正を行うが、このとき単にガンマ補正を行うのみでは特に暗部においてノイズ成分が増幅されて出力画像の品位が低下する。そこで、複写機１ではガンマ補正後にノイズ低減化処理を行い、滑らかな階調を有する高品位な画像を得るようにしている。
【００６２】
なお、ノイズ低減化処理は暗部のついてのみ実行し、明部については行わないようにしている。これは、ノイズ低減化処理は画像を平滑化させる処理であり、また明部においては暗部におけるようなガンマ補正によるノイズ増幅は生じず、したがって明部においてノイズ低減化処理を実行すると過大な平滑化処理が行われることとなり、これによって画像がぼけるという弊害が生じるためである。
【００６３】
ノイズ低減化処理を暗部のみについて行うには、まず、図３に示されるガンマ曲線の接線の傾きに対してある閾値、たとえば１を決定する。ガンマ曲線の接線の傾きが大きいところは入力信号レベルに対する出力信号レベルの利得が大きい暗部であることを示し、逆に傾きが小さいところは明部であることを示す。そして、ガンマ曲線の接線の傾きが決定した閾値よりも大きい領域についてのみノイズ低減化処理を行う。これによって、ガンマ補正によるノイズ増幅が生じる暗部についてのみノイズ低減を図ることができ、明部についてはノイズ低減化処理を行わないので過大な平滑化による画像のぼけが生じない。
【００６４】
ノイズ低減化処理は、以下の第１または第２の方法で行うことができる。第１の方法は、注目画素とその周辺画素との画像データを平均化して、注目画素の画素値を決定する方法である。たとえば図５に示される３×３のマトリックスの画素データａ〜ｉについて、以下の式（１）から注目画素ｅの画像データＰｅを求める。
Ｐｅ ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ … ＋ｈ＋ｉ） ／ ９ …（１）
【００６５】
なお、以下の式（２）を用いてマトリックス内の各画素データａ〜ｉに所定の重み付けＸ１〜Ｘ９をした後、平均化しても構わない。
Ｐ ＝（X1・a＋X2・b＋ … ＋X8・h＋X9・i）／（X1＋X2＋ … ＋X8＋X9） …（２）
【００６６】
また、平均化は３×３のマトリックスの画素データについてのみに限定されるものではなく、たとえば５×５のマトリックスの画素データについて平均化を行い、注目画素の画像データＰを求めても構わない。ただしこの場合、解像度が低下する。したがって、３×３のマトリックスの画素データについて平均化を行い、注目画素の画像データＰを求めるのが好ましい。
【００６７】
第２の方法は、注目画素とその周辺画素との画像データについてメジアンフィルタを用いて処理し、注目画素の画素値を決定する方法である。たとえば図５に示される３×３のマトリックスの画素データａ〜ｉについて、その中間値を注目画素の画像データＰとする。つまり、画像データａ〜ｉのうち、画像データｇが中間値であり注目画素の画像データＰとした場合、該画像データｇの画素が注目画素となる。
【００６８】
図７〜図９は、複写機１でのノイズ低減化処理の結果を示すグラフである。具体的には、市販のＩＴ−８のチャートのグレーパッチ、すなわち図６に示す無彩色の黒から白までの２４のパッチ（パッチ０〜パッチ２３）を画像読取部４０を用いて読取り、上述した第１または第２の方法でノイズ低減化処理を行った場合とノイズ低減化処理を行わなかった場合との各パッチの画像データの標準偏差を求めたものである。図７は赤色成分の結果を示し、図８は緑色成分の結果を示し、図９は青色成分の結果を示す。なお、ＯＲＧはノイズ低減化処理を行わなかったときの画像データの標準偏差を示し、ＡＶＥは第１の方法である平均化によってノイズ低減化処理を行ったときの画像データの標準偏差を示し、ＭＩＤは第２の方法であるメジアンフィルタを用いた方法によってノイズ低減化処理を行ったときの画像データの標準偏差を示す。また、図７〜図９のＡＶＥおよびＭＩＤでは、全トナーパッチの入力に関してノイズ低減化処理を行っており、暗部のみのノイズ低減化処理は行っていない。
【００６９】
図７〜図９において、標準偏差の値が大きいということは、同じ値の入力値に対して出力値のばらつきが大きく、ノイズの影響が大きいことを示している。ＯＲＧから、番号が小さいトナーパッチ、すなわち暗部に相当するトナーパッチにおいて出力のばらつきが大きくなっていることが判る。これに対して、ＡＶＥおよびＭＩＤでは、全てのトナーパッチにおいて、標準偏差の値が下がっており、出力のばらつき、すなわちノイズの影響が低減されていることが判る。ただし、番号が大きいトナーパッチ、すなわち明部に相当するトナーパッチでは、暗部に比べて最初からノイズの影響が小さく（標準偏差が小さく）、したがってノイズ低減の効果も小さい。このため、ノイズ低減の効果よりも、平滑化による画像ぼけの弊害の方が大きくなりノイズ低減化処理を実施することは好ましくないといえる。
【００７０】
本形態のようにノイズ低減化処理を行う範囲をガンマ曲線の接線の傾きが１を越える範囲とした場合、たとえば図３ではノイズ低減化処理を行う範囲は、入力信号レベルが５７以下でかつ出力信号レベルが１５７以下の範囲となり、この範囲の画像データに対してノイズ低減化処理のフィルタ処理を行う。なお、図７〜図９ではガンマ曲線の接線の傾きが１を越える範囲はパッチ１８以上に相当する。
【００７１】
なお、ノイズ低減化処理は写真領域においてはある程度滑らかな階調表現を必要とするので有効であるが、エッジを多く含む文字領域ではエッジのぼけを招くので好ましくない。したがって、複写機１では、入力画像データに対して、写真領域（中間調領域）と文字領域とに分離する領域分離処理を行った上で、写真領域のみについてノイズ低減化処理を行う構成とすることが好ましい。原稿の画像データが写真領域か文字領域かの判断は、図１の領域分離部４０ｄによって自動的に行われるが、領域を指定することができるデシタイザなどの装置を用いて原稿を読取る前に写真領域を指定するようにしても構わない。
【００７２】
以上のように本実施形態ではスキャナなどの画像読取部４０で読取った画像データに対して本発明に係る画像処理を施し、複写機１にて出力する構成について示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ガンマ処理が施される画像データを獲得する手段やガンマ処理が施された画像データを出力する手段は本実施形態に限定されるものではない。本発明は、デジタルカメラで撮像された画像データをディスプレイに表示出力するシステムなどにも適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガンマ補正処理が施された赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各色成分に分解して得られる各画像データのうち、出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値、たとえば傾き１よりも大きい暗部の画素の各色成分の画像データに対してノイズ低減化処理をそれぞれ施し出力手段から出力するようにしたので、ガンマ補正によってノイズ増幅の生じやすい画像の暗部であってもノイズを低減させることができ、ノイズによる画像のざらつきを防止して滑らかな階調性を有する良好な画像を再現することが可能となる。
【００７４】
また本発明によれば、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データを平均化して注目画素の画素値を決定するノイズ低減化処理を施すようにしたので、注目画素の画素値が周辺画素を含むデータの中の平均値に決定され、ノイズによるざらつきの発生を防止して滑らかな階調性を再現することができる。
【００７５】
また本発明によれば、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データに対してメジアンフィルタを用いたフィルタ処理を施して注目画素の画素値を決定するノイズ低減化処理を施すようにしたので、注目画素の画素値が周辺画素を含むデータの中の中間値に決定され、ノイズによるざらつきの発生を防止して滑らかな階調性を再現することができる。
【００７６】
また本発明によれば、文字領域と写真領域とを含む画像データに対し、写真領域の画像データのみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域の画像データについてはノイズ低減化処理を施さないようにしたので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【００７７】
また本発明によれば、画像読取手段によって読取られて出力された画像の赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各色成分に分解して得られる各画像データに対してガンマ補正処理した後、出力手段に与える前にノイズ低減化処理をそれぞれ実施するようにしたので、画像読取装置の外部に設けられた画像形成装置などにノイズを低減した画像データを与えることができる。このような画像データが与えられた画像形成装置ではノイズ低減化処理機能を備えない場合であっても滑らかな階調性を有する良好な画像を形成することができる。
【００７８】
また本発明によれば、画像読取装置においてノイズ低減化処理を実行するか否かを選択できるようにしたので、画像データが与えられる画像形成装置などのノイズ低減化処理機能の有無に応じて画像読取装置においてノイズ低減化処理を実行することができ、画像データが与えられる画像形成装置などに設けられたノイズ低減化処理機能などの画像処理に影響を与えないようにして、通常の画像データを画像形成装置に与えることが可能となる。
【００７９】
また本発明によれば、写真領域の画像データのみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域の画像データについてはノイズ低減化処理を施さないようにしたので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【００８０】
また本発明によれば、画像読取手段によって読取られて出力された画像の赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各色成分に分解して得られる各画像データに対してガンマ補正処理した後、印字出力手段の画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄにそれぞれ与える前に印字用画像データ導出手段４１ｄによって、前述のノイズ低減化処理が行なわれた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各色成分の画像データから、印字用画像データ導出手段４１ｂ，４１ｄによって黒、イエローＹ、マゼンタＭおよびシアンＣ毎の印字用画像データをそれぞれ得て、印字出力手段の画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄに与え、記録媒体上にカラー印字をして印字出力手段から出力するようにしたので、ノイズを低減した画像を印字出力することができる。
【００８１】
また本発明によれば、写真領域の画像データのみについてノイズ低減化処理を施し、文字領域の画像データについてはノイズ低減化処理を施さないようにしたので、文字のエッジのぼけを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の画像形成装置であるカラーデジタル複写機１のブロック図である。
【図２】複写機１の構成を示す図である。
【図３】複写機１の画像処理装置のガンマ曲線を示す図である。
【図４】複写機１の原稿読取部４０の一連の原稿読取処理動作を示す図である。
【図５】ノイズ低減化処理されるマトリックスの画素データａ〜ｉを示す図である。
【図６】市販のＩＴ−８のチャートのグレーパッチを示す図である。
【図７】複写機１での赤色成分のノイズ低減化処理の結果を示すグラフである。
【図８】複写機１での緑色成分のノイズ低減化処理の結果を示すグラフである。
【図９】複写機１での青色成分のノイズ低減化処理の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ カラーデジタル複写機
４０ 原稿読取部（画像データ入力部）
４０ａ，１１６ ＣＣＤセンサ
４０ｂ シェーディング補正回路
４０ｃ ライン補正部
４０ｄ 領域分離部部
４０ｅ ガンマ傾き検知部
４０ｆ ガンマ補正部
４０ｇ フィルタ処理部
４１ 画像処理部
４２ 画像データ出力部
４３ 画像メモリ
４４ ＣＰＵ（中央処理装置）
４５ 画像編集部
４６，４７ インターフェイス部
１１０ 画像読取部
１１２ 両面自動原稿送り装置
１１３ 第１の原稿走査ユニット
１１４ 第２の原稿走査ユニット
１１５ 光学レンズ
２１０ 画像形成部
２１１ 給紙機構

Claims (13)

1. マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
   ガンマ補正処理が施された画像データを出力する出力手段と、
   ガンマ補正処理が施された各色成分の画像データのうち、前記出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施して前記出力手段に与えるノイズ低減化処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記ノイズ低減化処理手段は、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データを平均化して注目画素の画素値を決定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記注目画素と前記周辺画素との画像データに重み付けをし、この重み付けされた画像データを平均化することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記ノイズ低減化処理手段は、ノイズ低減化処理が施される注目画素とその周辺画素との画像データに対してメジアンフィルタを用いたフィルタ処理を施して注目画素の画素値を決定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、
   前記画像処理装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
   前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載の画像処理装置。
6. 前記予め定める閾値は、傾き１であることを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の画像処理装置。
7. 原稿を読取り、マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データを出力する画像読取手段と、
   画像読取手段からの各色成分の画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
   ガンマ補正処理が施された画像データを出力する出力手段と、
   ガンマ補正処理が施された前記各色成分の画像データのうち、前記出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施して前記出力手段に与えるノイズ低減化処理手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
8. 前記ノイズ低減化処理手段によってノイズ低減化処理を実行するか否かを設定するノイズ低減化処理設定手段を含むことを特徴とする請求項７記載の画像読取装置。
9. 前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、
   前記画像読取装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
   前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする請求項７または８に記載の画像読取装置。
10. 前記予め定める閾値は、傾き１であることを特徴とする請求項７〜９のうちの１つに記載の画像読取装置。
11. 原稿を読取り、マトリックス状の画素によって構成される画像の赤、緑および青の各色成分に分解して得られる各画像データを出力する画像読取手段と、
    画像読取手段からの各色成分の画像データに対してガンマ補正処理をそれぞれ施すガンマ補正処理手段と、
    記録媒体上への黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の画像をそれぞれ印字出力する 画像形成手段を有し、これらの各画像形成手段に、黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の印字用画像データがそれぞれ与えられる印字出力手段と、
    ガンマ補正処理が施された前記各色成分の画像データのうち、前記印字出力手段のガンマ特性を示すガンマ曲線の入力レベルＸに対する出力レベルＹの傾きが、前記各色成分に共通な予め定める閾値よりも大きい暗部の画素の前記各色成分の画像データに対して、ノイズを低減させるノイズ低減化処理をそれぞれ施すノイズ低減化処理手段と、
    ノイズ低減化処理手段の出力に応答し、ノイズ低減化処理が行なわれた前記各色成分の画像データから、黒、イエロー、マゼンタおよびシアン毎の印字用画像データをそれぞれ導出して、印字出力手段の画像形成手段に与える印字用画像データ導出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記画像データは文字領域と写真領域との画像データを含み、
    前記画像形成装置は、文字領域と写真領域との画像データを分離する領域分離手段を含み、
    前記ノイズ低減化処理手段は、写真領域の画像データのみに対してノイズ低減化処理を施すことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記予め定める閾値は、傾き１であることを特徴とする請求項１１または１２記載の画像形成装置。

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