JP4097800B2 - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、スキャナにより原稿の画像を読取って画像データを入力し、この入力された画像データに対し濃度調整処理など、所定の画像処理を行なった後、その画像データを電子写真方式のレーザプリンタにより用紙上に出力する画像処理方法、および、この画像処理方法を用いたデジタル複写機などの画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、イメージ情報を扱うデジタル複写機などの画像処理装置においては、スキャナなどの画像読取手段によって原稿から読取られ、デジタル化された画像データは、多値化され、目的に沿って加工され、レーザプリンタなどの画像出力手段から出力される。このとき、スキャナによって読取られた画像データに原稿の下地部分があったり、文字が薄かったりした場合、濃度調整ボタンで濃度を調整しなくとも、自動的に原稿にあった濃度に調整する濃度調整機能が搭載されている。
【０００３】
最近、この濃度調整機能として、入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成し、この作成した濃度ヒストグラムの特徴量から、入力された原稿の種類（入力された画像データの種類）を判別し、この判別結果を用いて濃度調整を行なうための基準値を求め、この求めた基準値に応じて入力された画像データの濃度を調整する方法が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
原稿の特徴量を用いて自動的に画像濃度を調整するときに使用する値を基準値と呼び、下地用として白基準値、文字用として黒基準値を求めるが、この２つの基準値で画像データを再規格化するため、２つの基準値が非常に近い場合、薄い文字の濃度がむらになりやすかったり、濃い下地が除去されず、ところどころノイズのように残って画質が劣化するという問題がしばしば生じていた。
【０００５】
また、白基準値を決定する範囲と黒基準値を決定する範囲とをだぶらせることができなかったため、濃い下地を除去しきれなかったり、薄い文字を濃くできないなどの問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、下地の除去や薄い文字を濃くする効果を著しく向上させることができ、常に精度の高い自動濃度調整が可能となる画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、この補正した白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかけるステップと、このさらに補正した白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップとを具備している。
【０００８】
また、本発明の画像処理方法は、原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、この補正した白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかけるステップと、このさらに補正した黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップとを具備している。
【０００９】
また、本発明の画像処理装置は、原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかける第２の補正手段と、この第２の補正手段によりさらに補正された白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段とを具備している。
さらに、本発明の画像処理装置は、原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかける第２の補正手段と、この第２の補正手段によりさらに補正された黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段とを具備している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像処理方法が適用されるデジタル複写機の構成を概略的に示すものである。図１において、まず、制御系は、主制御部９０内のメインＣＰＵ９１と、スキャナ部４のスキャナＣＰＵ１００と、プリンタ部６のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）で構成される。
【００１１】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ９５を介して双方向通信を行なうものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行ない、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。
【００１２】
操作パネル８０は、各種操作キー８１、液晶表示部８２、および、これらが接続されたパネルＣＰＵ８３を有し、メインＣＰＵ９１に接続されている。
主制御部９０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＮＶＲＡＭ９４、共有ＲＡＭ９５、画像処理部９６、ページメモリ制御部９７、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、および、プリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００１３】
メインＣＰＵ９１は、全体的な制御を司るものである。ＲＯＭ９２は、制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ９３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００１４】
ＮＶＲＡＭ（持久ランダムアクセスメモリ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）９４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を遮断しても記憶データを保持するようになっている。
【００１５】
共有ＲＡＭ９５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行なうために用いるものである。
ページメモリ制御部９７は、ページメモリ９８に対して画像データを記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ９８は、複数ページ分の画像データを記憶できる領域を有し、スキャナ部４からの画像データを圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００１６】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。プリンタコントローラ９９は、パーソナルコンピュータなどの外部機器１２２からのプリントデータを、そのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００１７】
原稿の画像を読取る画像読取手段としてのスキャナ部４は、全体の制御を司るスキャナＣＰＵ１００、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、原稿からの反射光を光電変換するラインセンサを駆動するＣＣＤドライバ１０３、原稿に光を照射する露光ランプ、および、原稿からの反射光をラインセンサに導くミラーなどを移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１０４、および、画像補正部１０５などによって構成されている。
【００１８】
画像補正部１０５は、ラインセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、ラインセンサのばらつき、あるいは、周囲の温度変化などに起因するラインセンサからの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路、および、シェーディング補正回路からのシェーディング補正されたデジタル信号を一旦記憶するラインメモリなどから構成されている。
【００１９】
画像を用紙上に出力する画像出力手段としてのプリンタ部６は、全体の制御を司るプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、半導体レーザ発振器を駆動するレーザドライバ１１３、感光体ドラム上を露光するレーザ露光装置のポリゴンモータを駆動するポリゴンモータドライバ１１４、搬送路による用紙の搬送を制御する搬送制御部１１５、帯電用帯電器、現像器、転写用帯電器を用いて感光体ドラムに対して帯電、現像、転写を行なうプロセスを制御するプロセス制御部１１６、定着装置を制御する定着制御部１１７、および、オプションを制御するオプション制御部１１８などによって構成されている。
【００２０】
なお、画像処理部９６、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００２１】
画像処理部９６は、主にスキャナ部４で読取った画像データに対して各種画像処理を行なうもので、たとえば、図２に示すように、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、階調処理回路９６４、タイミング信号発生部９６５、および、クロック発生部９６６などにより構成されている。
【００２２】
レンジ補正回路９６１は、詳しくは後述するが、入力される画像データに対して濃度のレンジを補正する。画質改善回路９６２は、レンジ補正回路９６１からの補正された画像データに対して画質改善処理を行なう。拡大／縮小回路９６３は、画質改善回路９６２からの画質改善された画像データに対しての拡大／縮小処理を行なう。階調処理回路９６４は、拡大／縮小回路９６３からの画像データに対して階調処理を行なう。
【００２３】
タイミング信号発生部９６５は、各種タイミング信号を発生し、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、および、階調処理回路９６４へそれぞれタイミング信号を供給する。
【００２４】
クロック発生部９６６は、各種クロック信号を発生し、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、階調処理回路９６４、および、タイミング信号発生部９６５へそれぞれタイミング信号を供給する。
【００２５】
図３は、レンジ補正回路９６１の構成を詳細に示すものである。すなわち、レンジ補正回路９６１は、スキャナ部４から供給される画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部２０１、ヒストグラム作成部２０１で作成された濃度ヒストグラムに基づき濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出し補正する基準値算出・補正部２０２、基準値算出・補正部２０２で算出された白基準値と黒基準値から最終的な白基準値と黒基準値を決定する基準値決定部２０３、および、基準値決定部２０３で決定された白基準値と黒基準値を用いて、スキャナ部４から供給される画像データに対して濃度調整処理を行なう自動濃度調整部２０４から構成されている。
【００２６】
次に、上記のような構成において、レンジ補正回路９６１の動作について図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、画像データの多値化レベルは８ビットが一般的であるので、以下、画像データの多値化レベルは８ビットとして説明していく。
【００２７】
まず、ヒストグラム作成部２０１は、スキャナ部４で原稿から読取られ、８ビットに多値化されたデジタル画像データを受入れ、その画像データから横軸を濃度、縦軸をその濃度の出現頻度とした濃度ヒストグラムを作成し、濃度ヒストグラム信号を出力する。図５は、濃度ヒストグラムの一例を示している。横軸の精度は目的に沿ったものを選択する必要があるが、以下、この精度を４ビットとして説明を行なう。濃度ヒストグラムの作成精度が４ビットということは、８ビット＝２５６値のデータを１６分割して濃度ヒストグラムを作成することを意味する。
【００２８】
次に、基準値算出・補正部２０２は、ヒストグラム作成部２０１からの濃度ヒストグラム信号に基づき自動濃度調整処理に使用する基準値を算出する。一例を図５に示すように、算出された濃度ヒストグラムを用い、事前に白基準値を決める範囲から下地の部分を示すピーク位置を、また、事前に与えられた黒基準値を決める範囲から文字の部分を示すピーク位置を、それぞれ検出し、その各ピーク位置を用いて、下記数１により仮の基準値として、ＷＫ１（白基準値）、ＢＫ１（黒基準値）をそれぞれ求める。下記数１は図５を例に取った場合である。
【００２９】
【数１】
【００３０】
上記数１で算出された結果は、８ビットの画像データを４ビットに削った濃度ヒストグラムで作成されたものではあるが、濃度ヒストグラムの山の高さ（頻度）から８ビットの精度を持つ結果となる。
【００３１】
このようにして算出した、下地のピーク位置を示す値ＷＫ１と文字のピーク位置を示す値ＢＫ１に対し、それぞれＷＫ１＝０、ＢＫ１＝ＦＦ（ｈｅｘ）となるように再規格化処理を施すと、図６に示すように、それぞれのピークに対しヒストグラムの中間の濃度に近い方の裾の部分が残ってしまう。そのため、下地は完全に除去されず、また、文字についても再規格化前と比較して文字濃度の分布の範囲が広い、つまり、濃い部分と薄い部分との濃度差が広くなっているため、文字の濃度むらが発生する、あるいは強調される。
【００３２】
この問題を解消するために、ＷＫ１，ＢＫ１に対し、それぞれオフセットをかけることにより、仮の基準値ＷＫ１，ＢＫ１を補正（変更）する（図７参照）。通常、下地を除去し、また、文字の濃度むらをなくして濃くするために、このオフセット値は、白基準値ＷＫ１に対しては正、また、黒基準値ＢＫ１に対しては負の値を与える。しかし、目的によっては、このオフセット値の符号がどちらも正になったり、負になったりする場合もあり得る。
【００３３】
すなわち、基準値算出・補正部２０２は、オフセット値Ｗoffset、Ｂoffsetにより、以下の式にて仮の基準値ＷＫ１，ＢＫ１を補正し、補正された基準値ＷＫ２，ＢＫ２を算出して出力する。
【００３４】
ＷＫ２＝ＷＫ１＋Ｗoffset
ＢＫ２＝ＢＫ１＋Ｂoffset
このようにして、白基準値ＷＫ２、黒基準値ＢＫ２を求めた場合、従来の問題点で説明したように、２つの値ＷＫ２，ＢＫ２が近すぎる場合に、この値を用いて自動濃度調整を行なうと、２つの値ＷＫ２，ＢＫ２の間にある濃度データが大きく引き延ばされることで、広い濃度範囲にわたって画像データが分布することになり、元の濃度よりも濃くなった部分ではノイズのように目に映るために、画質を劣化させる一因となる。
【００３５】
また、根本的な問題として、オフセットを与える場合、白基準値と黒基準値の意味合いから、常に［白基準値＜黒基準値］である必要があり、そのため、白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲は、様々な原稿の濃度ヒストグラムを想定すると、だぶるように設定できなかった。だぶるように設定すると、オフセットの条件によっては、白基準値が黒基準値よりも大きくなって（図８参照）、自動濃度調整が正常に動作しない場合が発生するからである。
【００３６】
そこで、基準値決定部２０３では、基準値算出・補正部２０２にて算出されて補正され、出力された基準値ＷＫ２，ＢＫ２に対し、以下の式にてさらに補正をかけ、最終的な基準値ＷＫ３，ＢＫ３を決定して出力する（図９参照）。
【００３７】
白基準値：ＷＫ３＝ＷＫ２
黒基準値：ＢＫ２＜ＷＫ２＋ＴＨ１ のとき ＢＫ３＝ＷＫ２＋ＴＨ２
上記以外の場合 ＢＫ３＝ＢＫ２
ＴＨ１：閾値
ＴＨ２：閾値
すなわち、白基準値と黒基準値との差が所定の閾値よりも小さい場合に、２つの基準値が一定量以上の差を持つように、所定の閾値によって黒基準値のみを更に補正し（すなわち、最終的な黒基準値ＢＫ３を白基準値ＷＫ２から算出する）、白基準値は補正しない。
【００３８】
このように補正を施すことで、白基準値と黒基準値とが近すぎる場合に、これら２つの値の差を広げることが可能になる（図９参照）。この極めて簡易な補正により、これら２つの基準値が近すぎるために発生する、下地残りや文字濃度むらの問題を解消できる。
【００３９】
また、このように黒基準値を白基準値よりも大きくすることができるため、図５に示した白基準値を決める範囲と、黒基準値を決める範囲とをだぶらせることが可能となる。これにより、図１０および図１１に示すように、白基準値を決める範囲を広げることで、濃い下地の部分を確実に検出できるため、下地を除去しやすくなる。また、黒基準値を決める範囲を広げることで、薄い文字の部分を確実に検出できるため、薄い文字を濃く出力することができる。
【００４０】
なお、図１０は下地が濃い原稿の場合を示し、図１１は文字が濃い原稿の場合を示している。また、図１０、図１１において、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【００４１】
もし、このように黒基準値（ＢＫ３）を常に白基準値（ＷＫ３）よりも大きくなるようにできなければ、オフセット値Ｗoffset，Ｂoffsetを考慮した範囲で、白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を与えるしかない。その結果、図１０および図１１に示すように、満足のいく値を下地や文字のピーク位置としてとることができない。
【００４２】
以上のようにして、基準値決定部２０３にて、最終的に処理に使用される白基準値ＷＫ３と黒基準値ＢＫ３を決定し、それぞれ出力する。
次に、自動濃度調整部２０４では、下記数２の演算を実行することにより、スキャナ部４から入力された画像データに対し、基準値決定部２０３で決定された白基準値ＷＫ３と黒基準値ＢＫ３を用いて濃度調整処理を行なう。
【００４３】
【数２】
上記のようにして、自動濃度調整部２０４で濃度調整された画像データは、次の処理部へ送られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成し、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出し、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけ、さらに、このオフセット値により補正した白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いて補正をかけるか、あるいは、オフセット値により補正した白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対して補正をかけ、この補正した白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうことにより、下地の除去や薄い文字を濃くする効果を著しく向上させることができ、常に精度の高い自動濃度調整が可能となる画像処理方法および画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理方法が適用されるデジタル複写機の構成を概略的に示すブロック図。
【図２】画像処理部の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】レンジ補正回路の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】基準値の算出処理を説明するフローチャート。
【図５】入力画像データの多値化数を「１６」にしたときの作成した濃度ヒストグラムの一例を示す図。
【図６】作成した濃度ヒストグラムから算出したピーク値に対し再規格化処理を施した際に生じる問題点を説明するための図。
【図７】基準値の算出処理を説明するための図。
【図８】基準値の算出処理を説明するための図。
【図９】基準値の算出処理を説明するための図。
【図１０】下地が濃い原稿の場合における白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を説明するためのもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【図１１】文字が濃い原稿の場合における白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を説明するためのもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【符号の説明】
４……スキャナ部（画像読取手段）
６……プリンタ部（画像出力手段）
９０……主制御部
９１……メインＣＰＵ
９６……画像処理部
９６１……レンジ補正回路
２０１……ヒストグラム作成部
２０２……基準値算出・補正部
２０３……基準値決定部
２０４……自動濃度調整部
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、スキャナにより原稿の画像を読取って画像データを入力し、この入力された画像データに対し濃度調整処理など、所定の画像処理を行なった後、その画像データを電子写真方式のレーザプリンタにより用紙上に出力する画像処理方法、および、この画像処理方法を用いたデジタル複写機などの画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、イメージ情報を扱うデジタル複写機などの画像処理装置においては、スキャナなどの画像読取手段によって原稿から読取られ、デジタル化された画像データは、多値化され、目的に沿って加工され、レーザプリンタなどの画像出力手段から出力される。このとき、スキャナによって読取られた画像データに原稿の下地部分があったり、文字が薄かったりした場合、濃度調整ボタンで濃度を調整しなくとも、自動的に原稿にあった濃度に調整する濃度調整機能が搭載されている。
【０００３】
最近、この濃度調整機能として、入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成し、この作成した濃度ヒストグラムの特徴量から、入力された原稿の種類（入力された画像データの種類）を判別し、この判別結果を用いて濃度調整を行なうための基準値を求め、この求めた基準値に応じて入力された画像データの濃度を調整する方法が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
原稿の特徴量を用いて自動的に画像濃度を調整するときに使用する値を基準値と呼び、下地用として白基準値、文字用として黒基準値を求めるが、この２つの基準値で画像データを再規格化するため、２つの基準値が非常に近い場合、薄い文字の濃度がむらになりやすかったり、濃い下地が除去されず、ところどころノイズのように残って画質が劣化するという問題がしばしば生じていた。
【０００５】
また、白基準値を決定する範囲と黒基準値を決定する範囲とをだぶらせることができなかったため、濃い下地を除去しきれなかったり、薄い文字を濃くできないなどの問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、下地の除去や薄い文字を濃くする効果を著しく向上させることができ、常に精度の高い自動濃度調整が可能となる画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、この補正した白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかけるステップと、このさらに補正した白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップとを具備している。
【０００８】
また、本発明の画像処理方法は、原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、この補正した白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかけるステップと、このさらに補正した黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップとを具備している。
【０００９】
また、本発明の画像処理装置は、原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかける第２の補正手段と、この第２の補正手段によりさらに補正された白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段とを具備している。
さらに、本発明の画像処理装置は、原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかける第２の補正手段と、この第２の補正手段によりさらに補正された黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段とを具備している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像処理方法が適用されるデジタル複写機の構成を概略的に示すものである。図１において、まず、制御系は、主制御部９０内のメインＣＰＵ９１と、スキャナ部４のスキャナＣＰＵ１００と、プリンタ部６のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）で構成される。
【００１１】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ９５を介して双方向通信を行なうものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行ない、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。
【００１２】
操作パネル８０は、各種操作キー８１、液晶表示部８２、および、これらが接続されたパネルＣＰＵ８３を有し、メインＣＰＵ９１に接続されている。
主制御部９０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＮＶＲＡＭ９４、共有ＲＡＭ９５、画像処理部９６、ページメモリ制御部９７、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、および、プリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００１３】
メインＣＰＵ９１は、全体的な制御を司るものである。ＲＯＭ９２は、制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ９３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００１４】
ＮＶＲＡＭ（持久ランダムアクセスメモリ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）９４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を遮断しても記憶データを保持するようになっている。
【００１５】
共有ＲＡＭ９５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行なうために用いるものである。
ページメモリ制御部９７は、ページメモリ９８に対して画像データを記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ９８は、複数ページ分の画像データを記憶できる領域を有し、スキャナ部４からの画像データを圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００１６】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。プリンタコントローラ９９は、パーソナルコンピュータなどの外部機器１２２からのプリントデータを、そのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００１７】
原稿の画像を読取る画像読取手段としてのスキャナ部４は、全体の制御を司るスキャナＣＰＵ１００、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、原稿からの反射光を光電変換するラインセンサを駆動するＣＣＤドライバ１０３、原稿に光を照射する露光ランプ、および、原稿からの反射光をラインセンサに導くミラーなどを移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１０４、および、画像補正部１０５などによって構成されている。
【００１８】
画像補正部１０５は、ラインセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、ラインセンサのばらつき、あるいは、周囲の温度変化などに起因するラインセンサからの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路、および、シェーディング補正回路からのシェーディング補正されたデジタル信号を一旦記憶するラインメモリなどから構成されている。
【００１９】
画像を用紙上に出力する画像出力手段としてのプリンタ部６は、全体の制御を司るプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、半導体レーザ発振器を駆動するレーザドライバ１１３、感光体ドラム上を露光するレーザ露光装置のポリゴンモータを駆動するポリゴンモータドライバ１１４、搬送路による用紙の搬送を制御する搬送制御部１１５、帯電用帯電器、現像器、転写用帯電器を用いて感光体ドラムに対して帯電、現像、転写を行なうプロセスを制御するプロセス制御部１１６、定着装置を制御する定着制御部１１７、および、オプションを制御するオプション制御部１１８などによって構成されている。
【００２０】
なお、画像処理部９６、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００２１】
画像処理部９６は、主にスキャナ部４で読取った画像データに対して各種画像処理を行なうもので、たとえば、図２に示すように、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、階調処理回路９６４、タイミング信号発生部９６５、および、クロック発生部９６６などにより構成されている。
【００２２】
レンジ補正回路９６１は、詳しくは後述するが、入力される画像データに対して濃度のレンジを補正する。画質改善回路９６２は、レンジ補正回路９６１からの補正された画像データに対して画質改善処理を行なう。拡大／縮小回路９６３は、画質改善回路９６２からの画質改善された画像データに対しての拡大／縮小処理を行なう。階調処理回路９６４は、拡大／縮小回路９６３からの画像データに対して階調処理を行なう。
【００２３】
タイミング信号発生部９６５は、各種タイミング信号を発生し、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、および、階調処理回路９６４へそれぞれタイミング信号を供給する。
【００２４】
クロック発生部９６６は、各種クロック信号を発生し、レンジ補正回路９６１、画質改善回路９６２、拡大／縮小回路９６３、階調処理回路９６４、および、タイミング信号発生部９６５へそれぞれタイミング信号を供給する。
【００２５】
図３は、レンジ補正回路９６１の構成を詳細に示すものである。すなわち、レンジ補正回路９６１は、スキャナ部４から供給される画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部２０１、ヒストグラム作成部２０１で作成された濃度ヒストグラムに基づき濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出し補正する基準値算出・補正部２０２、基準値算出・補正部２０２で算出された白基準値と黒基準値から最終的な白基準値と黒基準値を決定する基準値決定部２０３、および、基準値決定部２０３で決定された白基準値と黒基準値を用いて、スキャナ部４から供給される画像データに対して濃度調整処理を行なう自動濃度調整部２０４から構成されている。
【００２６】
次に、上記のような構成において、レンジ補正回路９６１の動作について図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、画像データの多値化レベルは８ビットが一般的であるので、以下、画像データの多値化レベルは８ビットとして説明していく。
【００２７】
まず、ヒストグラム作成部２０１は、スキャナ部４で原稿から読取られ、８ビットに多値化されたデジタル画像データを受入れ、その画像データから横軸を濃度、縦軸をその濃度の出現頻度とした濃度ヒストグラムを作成し、濃度ヒストグラム信号を出力する。図５は、濃度ヒストグラムの一例を示している。横軸の精度は目的に沿ったものを選択する必要があるが、以下、この精度を４ビットとして説明を行なう。濃度ヒストグラムの作成精度が４ビットということは、８ビット＝２５６値のデータを１６分割して濃度ヒストグラムを作成することを意味する。
【００２８】
次に、基準値算出・補正部２０２は、ヒストグラム作成部２０１からの濃度ヒストグラム信号に基づき自動濃度調整処理に使用する基準値を算出する。一例を図５に示すように、算出された濃度ヒストグラムを用い、事前に白基準値を決める範囲から下地の部分を示すピーク位置を、また、事前に与えられた黒基準値を決める範囲から文字の部分を示すピーク位置を、それぞれ検出し、その各ピーク位置を用いて、下記数１により仮の基準値として、ＷＫ１（白基準値）、ＢＫ１（黒基準値）をそれぞれ求める。下記数１は図５を例に取った場合である。
【００２９】
【数１】
上記数１で算出された結果は、８ビットの画像データを４ビットに削った濃度ヒストグラムで作成されたものではあるが、濃度ヒストグラムの山の高さ（頻度）から８ビットの精度を持つ結果となる。
【００３１】
このようにして算出した、下地のピーク位置を示す値ＷＫ１と文字のピーク位置を示す値ＢＫ１に対し、それぞれＷＫ１＝０、ＢＫ１＝ＦＦ（ｈｅｘ）となるように再規格化処理を施すと、図６に示すように、それぞれのピークに対しヒストグラムの中間の濃度に近い方の裾の部分が残ってしまう。そのため、下地は完全に除去されず、また、文字についても再規格化前と比較して文字濃度の分布の範囲が広い、つまり、濃い部分と薄い部分との濃度差が広くなっているため、文字の濃度むらが発生する、あるいは強調される。
【００３２】
この問題を解消するために、ＷＫ１，ＢＫ１に対し、それぞれオフセットをかけることにより、仮の基準値ＷＫ１，ＢＫ１を補正（変更）する（図７参照）。通常、下地を除去し、また、文字の濃度むらをなくして濃くするために、このオフセット値は、白基準値ＷＫ１に対しては正、また、黒基準値ＢＫ１に対しては負の値を与える。しかし、目的によっては、このオフセット値の符号がどちらも正になったり、負になったりする場合もあり得る。
【００３３】
すなわち、基準値算出・補正部２０２は、オフセット値Ｗoffset、Ｂoffsetにより、以下の式にて仮の基準値ＷＫ１，ＢＫ１を補正し、補正された基準値ＷＫ２，ＢＫ２を算出して出力する。
【００３４】
ＷＫ２＝ＷＫ１＋Ｗoffset
ＢＫ２＝ＢＫ１＋Ｂoffset
このようにして、白基準値ＷＫ２、黒基準値ＢＫ２を求めた場合、従来の問題点で説明したように、２つの値ＷＫ２，ＢＫ２が近すぎる場合に、この値を用いて自動濃度調整を行なうと、２つの値ＷＫ２，ＢＫ２の間にある濃度データが大きく引き延ばされることで、広い濃度範囲にわたって画像データが分布することになり、元の濃度よりも濃くなった部分ではノイズのように目に映るために、画質を劣化させる一因となる。
【００３５】
また、根本的な問題として、オフセットを与える場合、白基準値と黒基準値の意味合いから、常に［白基準値＜黒基準値］である必要があり、そのため、白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲は、様々な原稿の濃度ヒストグラムを想定すると、だぶるように設定できなかった。だぶるように設定すると、オフセットの条件によっては、白基準値が黒基準値よりも大きくなって（図８参照）、自動濃度調整が正常に動作しない場合が発生するからである。
【００３６】
そこで、基準値決定部２０３では、基準値算出・補正部２０２にて算出されて補正され、出力された基準値ＷＫ２，ＢＫ２に対し、以下の式にてさらに補正をかけ、最終的な基準値ＷＫ３，ＢＫ３を決定して出力する（図９参照）。
【００３７】
白基準値：ＷＫ３＝ＷＫ２
黒基準値：ＢＫ２＜ＷＫ２＋ＴＨ１ のとき ＢＫ３＝ＷＫ２＋ＴＨ２
上記以外の場合 ＢＫ３＝ＢＫ２
ＴＨ１：閾値
ＴＨ２：閾値
すなわち、白基準値と黒基準値との差が所定の閾値よりも小さい場合に、２つの基準値が一定量以上の差を持つように、所定の閾値によって黒基準値のみを更に補正し（すなわち、最終的な黒基準値ＢＫ３を白基準値ＷＫ２から算出する）、白基準値は補正しない。
【００３８】
このように補正を施すことで、白基準値と黒基準値とが近すぎる場合に、これら２つの値の差を広げることが可能になる（図９参照）。この極めて簡易な補正により、これら２つの基準値が近すぎるために発生する、下地残りや文字濃度むらの問題を解消できる。
【００３９】
また、このように黒基準値を白基準値よりも大きくすることができるため、図５に示した白基準値を決める範囲と、黒基準値を決める範囲とをだぶらせることが可能となる。これにより、図１０および図１１に示すように、白基準値を決める範囲を広げることで、濃い下地の部分を確実に検出できるため、下地を除去しやすくなる。また、黒基準値を決める範囲を広げることで、薄い文字の部分を確実に検出できるため、薄い文字を濃く出力することができる。
【００４０】
なお、図１０は下地が濃い原稿の場合を示し、図１１は文字が濃い原稿の場合を示している。また、図１０、図１１において、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【００４１】
もし、このように黒基準値（ＢＫ３）を常に白基準値（ＷＫ３）よりも大きくなるようにできなければ、オフセット値Ｗoffset，Ｂoffsetを考慮した範囲で、白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を与えるしかない。その結果、図１０および図１１に示すように、満足のいく値を下地や文字のピーク位置としてとることができない。
【００４２】
以上のようにして、基準値決定部２０３にて、最終的に処理に使用される白基準値ＷＫ３と黒基準値ＢＫ３を決定し、それぞれ出力する。
次に、自動濃度調整部２０４では、下記数２の演算を実行することにより、スキャナ部４から入力された画像データに対し、基準値決定部２０３で決定された白基準値ＷＫ３と黒基準値ＢＫ３を用いて濃度調整処理を行なう。
【００４３】
【数２】
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成し、この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出し、この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけ、さらに、このオフセット値により補正した白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いて補正をかけるか、あるいは、オフセット値により補正した白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対して補正をかけ、この補正した白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうことにより、下地の除去や薄い文字を濃くする効果を著しく向上させることができ、常に精度の高い自動濃度調整が可能となる画像処理方法および画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理方法が適用されるデジタル複写機の構成を概略的に示すブロック図。
【図２】画像処理部の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】レンジ補正回路の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】基準値の算出処理を説明するフローチャート。
【図５】入力画像データの多値化数を「１６」にしたときの作成した濃度ヒストグラムの一例を示す図。
【図６】作成した濃度ヒストグラムから算出したピーク値に対し再規格化処理を施した際に生じる問題点を説明するための図。
【図７】基準値の算出処理を説明するための図。
【図８】基準値の算出処理を説明するための図。
【図９】基準値の算出処理を説明するための図。
【図１０】下地が濃い原稿の場合における白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を説明するためのもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【図１１】文字が濃い原稿の場合における白基準値を決める範囲と黒基準値を決める範囲を説明するためのもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ）は本発明の場合を示している。
【符号の説明】
４……スキャナ部（画像読取手段）
６……プリンタ部（画像出力手段）
９０……主制御部
９１……メインＣＰＵ
９６……画像処理部
９６１……レンジ補正回路
２０１……ヒストグラム作成部
２０２……基準値算出・補正部
２０３……基準値決定部
２０４……自動濃度調整部
Claims (4)
- 原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、
前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、
この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、
この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、
この補正した白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかけるステップと、
このさらに補正した白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップと、
からなることを特徴とする画像処理方法。 - 原稿の画像を読取って入力された画像データに対し濃度調整処理を行なうものにおいて、
前記入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するステップと、
この作成した濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出するステップと、
この算出した白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかけるステップと、
この補正した白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかけるステップと、
このさらに補正した黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なうステップと、
からなることを特徴とする画像処理方法。 - 原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、
この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、
この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、
この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値に対して、常に黒基準値の方が白基準値よりも大きくなるように所定の閾値を用いてさらに補正をかける第２の補正手段と、
この第２の補正手段によりさらに補正された白基準値と黒基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 原稿の画像を読取って画像データを入力する画像読取手段と、
この画像読取手段により入力された画像データから濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
このヒストグラム作成手段により作成された濃度ヒストグラムに基づき、濃度調整用の白基準値と黒基準値を算出する基準値算出手段と、
この基準値算出手段により算出された白基準値と黒基準値に対して所定のオフセット値により補正をかける第１の補正手段と、
この第１の補正手段により補正された白基準値と黒基準値との差があらかじめ定められた所定値よりも小さいか否かを判断し、所定値よりも小さい場合に、両基準値が一定量以上の差を持つように、前記算出された白基準値と所定の閾値に基づき黒基準値を再度算出することにより黒基準値のみに対してさらに補正をかける第２の補正手段と、
この第２の補正手段によりさらに補正された黒基準値と補正しない白基準値を用いて前記入力された画像データに対して濃度調整処理を行なう濃度調整手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
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