JP7423272B2 - 原稿読取装置、原稿読取装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
そこで、原稿を読み取る位置とは異なる位置に、色の基準となる白色部材を設け、原稿を読み取る前に白色部材からの反射光を読み取ることで、画素毎の感度バラつきを補正する技術(以下、「シェーディング」という)が知られている。
すなわち、画像ノイズのレベルは、イメージセンサのような受光素子やLEDのような光源などの原稿読取装置の状態によって変動するものである。このため、特許文献1のような条件を固定したノイズ低減処理では、原稿読取装置の状態の変動を抑制した画像ノイズの低減は困難であるという問題がある。
そこで、本発明は上記のような問題を解決することを目的とするものである。
なお、各実施例に記載された装置の構成や処理の手順は、本発明の内容を説明するための一例である。本発明の技術的範囲が各実施例に記載される内容に限定されることを意図するものではない。
図1は、本実施例における原稿読取装置10の概略図である。なお、図1は、後述するカバー103が開かれた状態を示している。
原稿読取装置10の本体100は、原稿101を載置するための原稿台ガラス102を備えている。原稿台ガラス102の上方には、原稿台ガラス102を上部から覆うためのカバー103が不図示のヒンジなどにより開閉可能ように取り付けられている。カバー103の底面には、カバー103が閉じられたときに原稿101を押圧するための白色の押圧板104が貼付されている。
原稿台ガラス102の下方には、後述する光源、イメージセンサ、光学部品等を含む、画像読み取り部105が備えられている。
ユーザにより原稿の読み取り開始の指示がなされると、画像読み取り部105は、光源を点灯させ、不図示のモータによって図1における右方向(以下、「副走査方向」という)に移動しながら、原稿台ガラス102に載置された原稿101の画像を読み取る。
原稿搬送部107は、原稿101を載置するトレイ201を備えている。トレイ201上には複数枚の原稿101を載置することが可能であり、原稿101は最上部に載置されているものから順に1枚ずつピックアップローラ202の回転によって本体100内に供給されていく。なお、ピックアップローラ202は、図示しないモータによって回転駆動される。
ピックアップローラ202は表面の摩擦力でのみ原稿101を供給するため、原稿101の摩擦係数によっては複数枚の原稿101が同時に供給されてしまうことがある。そのため、ビックアップローラ202により供給された原稿101は、分離ローラA203と分離ローラB204によって1枚ずつに分離される。なお、本実施例では、分離ローラA203は原稿を搬送する方向に回転し、分離ローラB204は回転しないように構成されている。
読み取り位置Aの下方には、透明な流し読みガラス207が配置されており、流し読みガラス207の下方には、画像読み取り部105が備えられている。読み取り位置Aまで搬送されてきた原稿101は、読み取り位置Aの原稿を読み取るための位置に停止している状態の画像読み取り部105によって画像が読み取られる。
画像読み取り部105には、LED208、イメージセンサ209、光学部品群210が備えられており、LED208が原稿101に光を照射し、イメージセンサ209がその反射光を読み取るように構成される。
原稿101は流し読みガラス207から浮き上がってしまうと、画像読み取り部105の焦点から離れてしまい、画像の読み取り強度が弱くなってしまう。そのため、原稿101は押さえローラ212により上方から押さえられる。なお、本実施例では、押さえローラ212は白色の部材である。
読み取られた原稿101は1対の後搬送ローラ213によりさらに下流に搬送され、最後に1対の排紙ローラ214により装置の外に排出される。排出された原稿101は、排紙トレイ215に載置される。
また、流し読みガラス207の下流(図2における右側)には、白色部材からなる白色基準板216が備えられている。白色基準板216は、シェーディング補正を算出する際に輝度レベルの基準となる基準画像データを提供するための基準部材として用いられるとともに、本実施例では、後述のフィルタ処理に用いられるフィルタの強度を選択する際に用いられる。
なお、本実施例では、LED208及びイメージセンサ209などを有する画像読み取り部105が移動することより読み取り位置を移動させる構成を有しているが、他の構成でも構わない。例えば、イメージセンサ209は移動せずに、LED208と光学部品群210とを移動させることにより読み取り位置を移動させる構成でも構わない。
原稿読取装置10のコントローラ300には、画像読み取り部105が接続される。また、コントローラ300には、ユーザが読み取り開始等の指示をする際に用いられる操作部301が接続される。さらに、コントローラ300には、画像読み取り部105を走査させるスキャンモータ302、原稿搬送部107内の各種ローラを駆動する搬送モータ303、原稿先端検知センサ211などが接続される。
画像読み取り部105は、原稿に光を照射するLED208、LED208によって照射された原稿101の反射光をアナログ画像信号に変換するイメージセンサ209、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換部305を備えている。以後、各画素について、A/D変換部305により変換されたデジタル画像データの信号レベルを「輝度レベル」という。
なお、本実施例のイメージセンサ209は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の光を受光する画素をそれぞれ主走査方向(原稿の幅方向)に7500個有している。
シェーディング回路307は、LED208の光量の不均一性や、イメージセンサ209の各画素の感度バラつき等を画素毎に補正するため、画素毎にゲインをかけてシェーディング補正を行う。
画像処理回路308は、シェーディング補正された画像データに後述するフィルタ処理などの画像処理を行い後続に出力する。
シェーディング補正は、原稿を読み取る前の所定のタイミングにおいて、白色基準板216を読み取ったときの画像データ(以下、「白色画像データ」という)の輝度レベルを基準画像データとして演算処理をする。なお、説明を簡略化するため、図4では、RGBのうち1色分の画像データについてのみ説明を行う。その他の2色分についても、同様の処理が実行される。
図4における(a)及び(b)は、白色画像データを16ライン分平均化したときの主走査方向の輝度レベルのプロファイルの一例である。(a)や(b)に示されるように、シェーディング補正をしていない状態の白色画像データの輝度レベルは、LED208の光量の不均一性やイメージセンサ209の感度のバラつきなどにより、均一にはならない。また、シェーディング補正をしていない状態では、(a)に示すようにイメージセンサ209の感度やLED208の光量が高い、すなわち光感度が高い方が、(b)に示すように光感度が低い方よりも、輝度レベルが高くなる。
なお、この処理は、RGBの3色×画素数(7500画素)に対して行われる。これにより、3色×7500画素分について白色画像データの輝度レベルの対ターゲットレベル比率が得られる。ここで得られた各画素における白色画像データの輝度レベルの対ターゲットレベル比率を、RGBの色毎に、それぞれ、WRn、WGn、WBn(nは画素の位置:1~7500)とする。
原稿画像データの輝度レベルを、RGBの色毎に、それぞれ、PRn、PGn、PBn(nは画素の位置:1~7500)とすると、画像処理回路308に出力されるRGBの色毎の出力データSRn、SGn、SBnは、それぞれ、
SRn=PRn×(1/WRn)
SGn=PGn×(1/WGn)
SBn=PBn×(1/WBn)
となる。このように、シェーディング補正前の白色画像データの輝度レベルが小さいほど、シェーディング補正で行われるゲイン(以下、「シェーディング補正係数」ともいう)が高くなる。
そして、画像処理回路308において、シェーディング補正を行った原稿画像データに対してノイズを除去するためにフィルタ処理を実行し、図示しない外部機器に送信する。
図7(a)は、主走査方向の7500画素についての、白色画像データの輝度レベルのプロファイルの一例である。なお、前述したように、LED208やイメージセンサ209などにバラつきがあるため、白色画像データの輝度レベルのプロファイルは一定とはならない。
次に、白色画像データの輝度レベルのプロファイルから、全画素の平均輝度レベルを算出する。図7(a)の例では、平均輝度レベル150が算出される。
図7(b)に示したとおり、白色画像データの平均輝度レベルが小さいほど、強度の大きいフィルタが選択される。これは、白色画像データの平均輝度レベルが小さいほど、シェーディング補正におけるゲイン(シェーディング補正係数)が高くなり、画像ノイズが悪化するためである。図7(b)の例では、白色画像データの平均輝度レベルが0である場合、フィルタ強度として最大の10のフィルタが選択される。
逆に、白色画像データの平均輝度レベルが大きい場合、強度の小さいフィルタが選択される。図7(b)の例では、白色画像データの平均輝度レベルが255の場合、フィルタ強度として最小の1のフィルタが選択される。
なお、選択されたフィルタの特性ついては、図5を用いて後述する。また、図7(b)に示したような白色画像データの平均輝度レベルとフィルタ強度の関係は、予めCPU304に記録されている。
フィルタ処理は、原稿を読み取ることにより生成された原稿画像データのすべての画素に対して行われる。ここでは、図5(a)に示すように、フィルタ処理が行われる対象の1つの補正対象画素に対する処理について説明する。
そして、図5(a)に示すように、補正対象画素(D4)の輝度レベルと、周囲の8画素(D1~D3、D5~D8)の平均輝度レベルとの差分を算出する。そして、前述のとおり選択された強度のフィルタを用いて、補正対象画素の画像データの補正を行う(平滑化処理)。
なお、平滑化処理とは、前述のように、補正対象画素の画像データに周囲画素の画像データをブレンドすることにより、補正対象画素の輝度レベルを、周囲画素の輝度レベルに近づけることをいう。平滑化強度が強いほど、補正対象画素の輝度レベルは周囲の8画素の平均輝度レベルに近づけられる。逆に、平滑化強度が弱いほど、補正対象画素の輝度レベルがそのまま残される。
このようなプロファイルを有するフィルタを用いて、補正対象画素についてフィルタ処理を行うと、補正対象画素の輝度レベルが周囲画素の輝度レベルに近いほど、平滑化強度が高くなり、補正対象画素の輝度レベルは周囲画素の輝度レベルに近づけられる。逆に、補正対象画素の輝度レベルが周囲画素の輝度レベルと異なるほど、平滑化強度が低くなり、補正対象画素の輝度レベルは元々の輝度レベルに近いものとされる。
また、図5(b)に示すように、強度が小さいフィルタが選択されると、平滑化されるのは、周囲画素との輝度レベルの差が小さい補正対象画素のみとなる。一方、強度が大きいフィルタが選択されると、周囲画素との輝度レベルの差が大きい補正対象画素についても平滑化される。
なお、各強度におけるフィルタの平滑化強度プロファイルは、予め設定されているが、変更することも可能である。
まず、ユーザからの原稿の読み取り開始指示がなされると、S601において、CPU304は、画像読み取り部105を白色基準板216の下に移動させる。そして、白色基準板216を読み取り、白色画像データの輝度レベルからシェーディング補正係数を算出する。
次に、S603において、CPU304は、図7(b)で説明したように、S602で算出した白色画像データの全画素の平均輝度レベルに基づいて、フィルタ処理において用いるフィルタの強度を選択する。
そして、S607において、CPU304は、原稿の読み取りが終了したか否かを判断する。
原稿の読み取りが終了したと判断すると、S608に遷移する。そして、次の原稿がある場合はS605に戻り、次の原稿がない場合には原稿の読み取り処理の全体を終了する。
なお、図6に示したフローチャートでは原稿搬送部107によって搬送された原稿を読み取る方式を例にして説明したが、本発明は、原稿台ガラス102に載置された原稿を読み取る方式についても同様に適用可能である。
実施例1では、フィルタ処理に用いられるフィルタの選択を、原稿の読み取りを行う前に行うように構成している。このため、実施例1では、原稿搬送部107によって搬送された複数の原稿に対して連続的に読み取り処理をする場合であっても、フィルタ処理は、原稿の読み取り前に選択されたフィルタを用いて複数の原稿に対して一括して行われる。
これに対して、本実施例では、複数の原稿に対して連続的に読み取り処理をする場合において、それぞれの原稿に対する読み取り処理をする毎にフィルタを選択するようにする。これにより、フィルタ処理において用いられるフィルタは、原稿毎に選択される。なお、原稿読取装置10の構成などについては、実施例1と同様であるため、説明を省略する。
まず、ユーザからの原稿の読み取り開始指示がなされると、S801において、CPU304は、画像読み取り部105を白色基準板216の下に移動させる。そして、白色基準板216を読み取り、白色画像データの輝度レベルからシェーディング補正係数を算出する。
次に、S803において、押さえローラ白色画像データの輝度プロファイルから全画素の平均輝度レベルを算出する。
次に、S804において、S803で算出した押さえローラ白色画像データの平均輝度レベルに基づいて、フィルタ処理において用いるフィルタの強度を選択する。
図9に示したとおり、実施例1と同様に、押さえローラ白色画像データの平均輝度レベルが小さいほど、強度の大きいフィルタが選択される。図9の例では、押さえローラ白色画像データの平均輝度レベルが0である場合、フィルタ強度として最大の10のフィルタが選択される。逆に、白色画像データの平均輝度レベルが大きい場合、強度の小さいフィルタが選択される。
図9の例では、白色画像データの平均輝度レベルが190である場合、フィルタ強度が4のフィルタが選択されるように設定されている。
なお、図9に示したような押さえローラ白色画像データの平均輝度レベルとフィルタ強度の関係は、予めCPU304に記録されている。
そして、S808において、CPU304は、原稿の読み取りが終了したか否かを判断する。
原稿の読み取りが終了したと判断すると、S809に遷移する。そして、次の原稿がある場合はS802に戻り、CPU304は、再度、押さえローラ白色画像データを取得する。次の原稿がない場合には原稿の読み取り処理の全体を終了する。
実施例1や実施例2では、原稿の読み取り処理を行う際に、フィルタを選択した。
これに対して、実施例3では、原稿の読み取り処理を行う際とは関係なく、原稿読取装置10の工場出荷時や画像読み取り部105の交換などの所定のタイミングにおいて、予めフィルタ強度を選択しておく。なお、原稿読取装置10の構成などについては、実施例1と同様であるため、説明を省略する。
まず、S1001において、CPU304は、画像読み取り部105を白色基準板216の下に移動させ、白色基準板216を読み取り、白色画像データを取得する。
次に、S1002において、CPU304は、白色画像データの輝度プロファイルから全画素の平均輝度レベルを算出する。
実施例1と同様に、白色画像データの平均輝度レベルが小さいほど、強度の大きいフィルタが選択される。なお、白色画像データの平均輝度レベルとフィルタ強度の関係は、予めCPU304に記録されている。
次に、S1004において、CPU304は、S1003で選択したフィルタの強度を不揮発性メモリ309に格納する。
他の読み取りモードを備えていない場合、そのままフィルタ選択処理を終了する。他の読み取りモードを備えている場合は、S1001に戻り、そのモードで再度、フィルタ強度を選択し、不揮発性メモリ309に書き込む。
まず、ユーザから原稿の読み取り開始指示がなされると、S1101において、CPU304は、画像読み取り部105を白色基準板216の下に移動させる。そして、白色基準板216を読み取り、白色画像データの輝度レベルからシェーディング補正係数を算出する。
次に、S1102において、CPU304は、不揮発性メモリ309に格納したフィルタ強度を読み出す。そして、S1103において、画像処理部308に読み出したフィルタ強度を設定する。また、CPU304は、S1101で算出したシェーディング補正係数を用いて、シェーディング補正を行う。
そして、S1106において、CPU304は、原稿の読み取りが終了したか否かを判断する。
原稿の読み取りが終了したと判断すると、S1107に遷移する。そして、次の原稿がある場合はS1105に戻り、次の原稿がない場合には原稿の読み取り処理の全体を終了する。
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。すなわち、上述の実施例及びその変形例を組み合わせた構成もすべて本発明に含まれるものである。
105 読み取り部
208 LED
209 イメージセンサ
216 白色基準板
300 コントローラ
301 操作部
304 CPU
307 シェーディング回路
308 画像処理回路
Claims (11)
- 原稿に光を照射する照射手段と、
前記原稿から反射した光を受光するセンサと、
基準部材と、
前記センサが前記基準部材を読み取ることにより得られた基準画像データにおける複数の輝度レベルから求める平均輝度レベルに基づいて、ノイズ除去に用いられるフィルタを選択する選択手段と、
前記輝度レベルに基づいてシェーディング補正を行う補正手段と、
前記センサによって読み取られた原稿の画像データに対して前記選択されたフィルタを用いてノイズ除去を行うフィルタ処理手段と、を有する
ことを特徴とする原稿読取装置。 - 前記基準部材は、本体に備えられた白色部材である
ことを特徴とする請求項1に記載の原稿読取装置。 - 前記フィルタ処理手段は、前記ノイズ除去を前記原稿の画像データのすべての画素に対して行う
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の原稿読取装置。 - 前記フィルタ処理手段は、前記原稿の画像データの対象画素に対して、前記対象画素の周囲画素の画像データを用いてノイズ除去を行う
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の原稿読取装置。 - 前記選択手段は、前記平均輝度レベルに基づいて、前記ノイズ除去を行うためのフィルタの強度を選択する
ことを特徴とする請求項4に記載の原稿読取装置。 - 前記平均輝度レベルと、前記フィルタの強度との関係は、予め記録されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の原稿読取装置。 - 前記選択手段は、前記センサにより複数の原稿を読み取る場合、前記複数の原稿を読み取る前に取得した前記平均輝度レベルに基づいて、前記複数の原稿に対して用いるフィルタを一括して選択する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の原稿読取装置。 - 前記選択手段は、前記センサにより複数の原稿を読み取る場合、第1の原稿を読み取る前に取得した第1の平均輝度レベルに基づいて第1のフィルタを選択し、第2の原稿を読み取る前に取得した第2の平均輝度レベルに基づいて第2のフィルタを選択する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の原稿読取装置。 - 前記選択手段は、工場出荷時、または前記照射手段、前記センサの交換時に取得した前記平均輝度レベルに基づいて前記フィルタを選択する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の原稿読取装置。 - 原稿に光を照射する照射手段と、
前記原稿から反射した光を受光するセンサと、
基準部材と、
を有する原稿読取装置の制御方法であって、
前記センサが前記基準部材を読み取ることにより得られた基準画像データにおける複数の輝度レベルから求める平均輝度レベルに基づいて、ノイズ除去に用いられるフィルタを選択する選択ステップと、
前記輝度レベルに基づいてシェーディング補正を行う補正ステップと、
前記センサによって読み取られた原稿の画像データに対して前記選択されたフィルタを用いてノイズ除去を行うフィルタ処理ステップと、を有する
ことを特徴とする原稿読取装置の制御方法。 - 請求項10に記載の原稿読取装置の制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラム。
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