JP3938283B2 - Image processing apparatus, image reading apparatus, image forming apparatus, and image processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿から読み取った画像をデジタル処理し、デジタルデータをもとに画像を形成するデジタル複写機等に適用しうる画像データの処理に関し、より詳細には、A/D変換に伴い生じ得る疑似輪郭の発生を抑制する処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在普及しているデジタル複写機においては、イメージセンサにより読みとった原稿の画像データをA/D変換器を用いてデジタル変換を行い、変換したデジタルデータに対して、シェーディング処理等のデジタル処理を行い、処理されたデジタル画像データを作像に用いるために画像形成部に送り込んだり、或いは記憶手段に保存してその後の使用に供するようにする外、拡大・縮小、集約・分割画像処理等のデジタルデータならではの機能を実現している。
こうしたA/D変換を伴う画像処理装置において起きる問題に、画像データの量子化により起きる擬似輪郭等の発生がある。これは、画像を読み取るイメージセンサのアナログ出力値をA/D変換器により処理すると、変換後のデジタル画像データはA/D変換器の階調数に応じた離散値となり 画像データの濃度変化は最低でも1digitのステップでの変化となる。図9に、この様子が示されている。図9を参照すると、(A)に示されるイメージセンサ出力のアナログ画像データをA/D変換すると、(B)に示されるように変換後のデジタル画像データは1digitのステップで変化する離散値をとる、即ち、連続量であるアナログデータが離散値であるデジタルデータの特定のレベルに集中してしまう。また、このデジタルデータに対してゲイン演算、丸め等のデジタル演算による補正を行っていくと、階調レベルが特定のレベルにさらに集中してしまう可能性がある。つまり、ゲイン演算での係数倍、デジタル演算での丸めを行うと、図9の(C)に示すように、画像データの濃度変化は、(1×α)digit以上のステップでの濃度変化となり、αが大きければそれだけ濃度変化のステップが大きくなってしまう。
これは、例えば、写真画像等において濃度変化が緩やかに変化するような画像データに対して影響が大きくなり、ゲイン演算後のデジタル画像データは、大きな幅で(1×α)digit以上の濃度変化ステップで階段状に変化をするものとなってしまい、擬似輪郭が発生してしまう可能性がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、擬似輪郭の発生に対して、従来、デジタルデータへの変換時に特定のレベルに集中してしまったデータに対して、1bitの乱数発生器を設置し、データに乱数発生器からのノイズ成分を重畳させることにより、特定レベルへのデータの集中を防ぐことにより、その発生の抑制を図るものが提案されている。
しかしながら、従来提案された上記の方式は、ノイズを発生させるために1bitの乱数発生器を特別に設置し、回路を大規模化、複雑化させ、コスト増を招いている。
本発明は、アナログ画像データをA/D変換する際に起きる擬似輪郭の発生を抑制するために講じられた従来技術における上記した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、回路の大規模化及び複雑化を招くことのない簡単な手段を用いて、擬似輪郭の発生を抑制することを可能とした画像処理装置、画像読み取り装置(スキャナ等)、画像形成装置(複写機、ファクシミリ等)、並びに回路の大規模化及び複雑化を招くことのない簡単な方法で擬似輪郭の発生を抑制することを可能とした画像処理方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、アナログ画像データをデジタル画像データに変換するA/D変換手段を少なくとも有する画像処理装置において、前記A/D変換手段が、アナログ画像データを(N+n)ビット階調のデジタル画像データに変換する手段であり、前記A/D変換手段により変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データを入力とし、該データのMSBから(N)ビット目のデータをLSBのデータに入れ替えたデジタル画像データの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え手段を設けたことを特徴とする画像処理装置である。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1に記載された画像処理装置において、所定の基準値へ画像データを調整するためにゲインを調整する手段を備え、該ゲイン調整手段を前記データ入れ替え手段の後段に設けたことを特徴とするものである。
【0006】
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された画像処理装置において、前記データ入れ替え手段の作動/不作動を制御する手段を備えたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載された画像処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0008】
請求項5の発明は、イメージセンサと、イメージセンサの出力信号をアナログ処理しアナログ画像データを出力するアナログ処理手段と、該アナログ画像データをデジタル画像データに変換するA/D変換手段を少なくとも有する画像読み取り装置において、前記A/D変換手段が、アナログ画像データを(N+n)ビット階調のデジタル画像データに変換する手段であり、前記A/D変換手段により変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データを入力とし、該データのMSBから(N)ビット目のデータをLSBのデータに入れ替えた該デジタルデータの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え手段を設けたことを特徴とする画像読み取り装置である。
【0009】
請求項6の発明は、請求項5に記載された画像読み取り装置において、所定の基準値へ画像データを調整するためにゲインを調整する手段を備え、該ゲイン調整手段を前記データ入れ替え手段の後段に設けたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項7の発明は、請求項6に記載された画像読み取り装置において、前記ゲイン調整手段が白レベル調整、地肌除去、シェーディング処理、の少なくとも一つを含むことを特徴とするものである。
【0011】
請求項8の発明は、請求項5乃至7のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記データ入れ替え手段の作動/不作動を制御する手段を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項9の発明は、請求項8に記載された画像読み取り装置において、前記データ入れ替え手段の作動/不作動を制御する手段が、原稿画像読み取り時にデータ入れ替え手段を作動させ、シェーディングデータ読み取り時に不作動とする制御動作を行うことを特徴とするものである。
【0013】
請求項10の発明は、請求項5乃至9のいずれかに記載された画像読み取り装置と、該画像読み取り装置から出力される画像データに基づいて画像を形成する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0014】
請求項11の発明は、アナログ画像データのデジタル画像データへの変換処理工程を少なくとも有する画像処理方法において、前記A/D変換工程が、アナログ画像データを(N+n)ビット階調のデジタル画像データに変換する工程であり、変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データのMSBから(N)ビット目のデータをLSBのデータに入れ替えたデジタル画像データの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え工程を設けたことを特徴とする画像処理方法である。
【0015】
請求項12の発明は、請求項11に記載された画像処理方法において、前記変換処理工程の前にイメージセンサの出力信号をアナログ処理する工程を有したことを特徴とする方法である。
【0016】
請求項13の発明は、請求項11又は12に記載された画像処理方法において、所定の基準値への調整を画像データに施すためのゲイン調整工程を設け、該ゲイン調整工程を前記データ入れ替え工程の後に行うようにしたことを特徴とする方法である。
【0017】
請求項14の発明は、請求項13に記載された画像処理方法において、前記ゲイン調整工程を白レベル調整、地肌除去、シェーディング処理、の少なくとも一つを行うための工程としたことを特徴とする方法である。
【0018】
請求項15の発明は、請求項12乃至14のいずれかに記載された画像処理方法において、前記データ入れ替え工程の作動/不作動を制御する工程を有し、該制御工程により原稿画像読み取り時にデータの入れ替えを行い、シェーディングデータ読み取り時にデータの入れ替えを行わないようにしたことを特徴とする方法である。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は、画像処理装置、画像読み取り装置を備えた画像形成装置としてのDPPC(Digital Plane Paper Copy-machine、所謂、デジタル複写機)への適用例を示すものである。
図1は、本発明の実施例に係わるDPPCの全体構成を概略図として示す。
本実施例のDPPCの構成を図1を参照して説明すると、DPPC1の装置本体2には、画像読み取り手段であるスキャナ部3と画像印刷手段であるプリンタ部4とを備え、スキャナ部3に原稿搬送機構であるADF(Automatic Document Feeder)ユニット5を連結する。
スキャナ部3は原稿が載置されるコンタクトガラス6を有しており、コンタクトガラス6を挟んで原稿面と対向する位置に、光路を直角に偏向する第一走行ミラー8を設け、前記第一走行ミラー8からの反射光路を反転させる第二走行ミラー9を設ける。さらに第二走行ミラー9からの反射光路上に、結像レンズを介して画像データを光電変換するイメージセンサとしてのCCD(Charge Coupled Device)センサ10が設置されている。また、スキャナ部3では、原稿以外に基準白板(図示せず)の読み取りを行う。読み取った基準白板データは、読み取り画像データの白レベル調整やシェーディングデータの生成を行うために用いられる。
【0020】
CCDセンサ10において読み取られた画像データは画像データの処理手段である制御部7に入力され、制御部7は入力された画像データにA/D変換等のデジタル処理を施し、レーザ光出力装置(画像データによりレーザダイオード:LD等の光出力を変調する)、ポリゴンミラーを備えた光書き込み部14へ出力する。
プリンタ部4は感光ドラム11を有しており、この感光ドラム11の外周上にトナークリーナ12、帯電器13、現像器15、転写器16を順次ドラム面に対向配置する。
プリンタ部4に設けた感光ドラム11は帯電器13により帯電され、帯電された感光ドラム11に書き込み部14から画像情報を担うレーザ光が照射され、感光ドラム11の表面に静電潜像を形成する。
現像器15にはトナーが収納されており、静電潜像が形成された感光ドラム11表面にトナーを付着させ、静電潜像をトナー像として顕在化させる。
給紙部は大容量の用紙カセット19、異なるサイズの少容量の用紙を入れるカセット17の二種類のカセットからそれぞれ排紙トレー18まで印刷用紙を順次搬送する用紙搬送機構を設け、その用紙搬送路20は感光ドラム11と転写器16との間隙と定着器21の内部とに連通している。
転写器16において、用紙搬送機構により搬送された印刷用紙に対し、感光ドラム11に形成されたトナー像を転写させる。
トナー像が転写された印刷用紙は、前記用紙搬送機構によって定着器21に搬送し、トナー像を印刷用紙に定着し、画像データが印刷された印刷用紙を排紙トレー18に排紙する。
また、装置本体2の上面には操作パネル(図示せず)が設けられており、操作パネルは各種データを表示する機能と各種データが入力操作される機能とを有したものである。
【0021】
ここで、上記したDPPC(図1)の制御部7の画像データ処理部において読み取り画像データに施される補正処理を中心にその回路構成と動作を説明する。
図2は、制御部7の読み取り画像データ処理に関わる処理回路部の概要をブロック図にて示す。ここには、CCDイメージセンサ10で読み取ったアナログ画像信号をA/D変換し、変換後のデジタルデータにデジタル補正処理を施すまでの画像処理部分が示されている。
本発明は、アナログ画像データをデジタルデータへ変換する際に起きる擬似輪郭の発生([従来の技術]の項、参照)を抑制することを課題とするものである。
この課題に対して、デジタルデータへ変換した後の画像データに対し、ノイズ成分を重畳することにより、特定レベルのデジタルデータへの集中を防ぎ擬似輪郭の発生を抑制する。本発明では、ノイズ成分を重畳する場合に、従来のような1bitの乱数発生器を特別に設置するという方法を採らないで、画像データのLSBに含まれる原稿照明光のちらつき等による高周波のランダムノイズを利用することにより、この課題を解決しようとするものである。
このために、本実施例ではアナログ画像データを(N+n)ビット階調のデジタル画像データに変換する手段と、変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データのMSBから(N)ビット目のデータをLSBのデータに入れ替えた該デジタルデータの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え手段を備えるもので、これにより(N+n)ビット階調のデジタル画像データのLSBのデータに含まれてくる高周波のランダムノイズをデータ入れ替え手段から出力される画像データの最下位のデータとし、擬似輪郭の発生の抑制を図るものである。
【0022】
図2に示される実施例の回路を参照すると、原稿からCCDイメージセンサ10にて読み取ったアナログ画像信号を、先ず固定ゲインアンプ31e,31oにより増幅する。なお、ここでは、CCDの出力を偶数(even)画素と奇数(odd)画素の2信号系統としているが、1系統でも良いし、4系統としても良い。複数系統に適用する場合には、各系統毎に後段の処理を適用することが望ましい。
固定ゲインアンプ31e,31oにより増幅したアナログ信号をA/D変換器(A/DC)32e,32oによりデジタルデータへ変換するが、ここでは、上述のように、デジタル補正して最終的に出力するデータを(N)bitとするときに、(N+n)bit階調のデジタルデータへA/D変換を行う。
アナログ画像信号をデジタル変換し、出力されるデジタル画像データは、デジタル信号補正部33に入力され、各種の補正が施される。ここでは、オフセット除去処理部34で黒レベル調整処理を行った後に、ノイズ重畳のためのデータラインの入れ替えを行うノイズ重畳処理部35に入力されデータの入れ替えが行われる。
その後、データの入れ替えをして(N)bit階調のデータとして出力される画像データは、メモリ36を経由するか、或いは直接、ゲイン調整、地肌除去、シェーディングの各処理を行う処理部37に入力され、処理を行った後、後段の画像処理部分へ出力される。
【0023】
次に、図2に示したデジタル信号補正部33における画像データの処理について、順を追って詳細に説明する。
「オフセット除去処理部34における黒レベル調整処理」
A/D変換器32e,32oにより(N+n)bit階調のデジタルデータに変換された画像信号の主走査1ライン中の無効画素領域にあるOPB(OPtical Black)領域のデータから黒レベルを検出する。この検出は前述のOPB部の数画素分の平均値を計算し、これを画像データの黒レベルとする。
Black = (Σdata_opt)/N_opt ・・・式(1)
Black:画像データの黒レベル
data_opt:OPB領域の画像データ
N_opt:計算に用いるOPB領域の画素数
上記式(1)により求めた黒レベルを各画像データから減算処理を行うことで黒レベル調整をおこなう。
Data_b(n) = Data_in(n)−Black ・・・式(2)
Data_b(n):黒レベル調整後のデータ
Data_in(n):A/D変換器出力データ
【0024】
「ノイズ重畳処理部35におけるデータラインの入れ替え処理」
図3にデータラインの入れ替え回路を例示する。
イネーブル機能付きバッファIC(4素子/1回路)(1),(2),(3)を3つ用いてデータラインの入れ替え回路を構成する。これらのバッファICのイネーブル端子にHighレベルの信号を入力すると回路の出力がHighインピーダンス状態となりバッファ動作を行わない。また、イネーブル端子にLowレベルの信号を入力すると回路は通常のバッファ動作を行う。
黒レベル調整後の(N+n)bit階調のデジタル画像データをこの例では8bitとして、上位4bitをバッファIC(1)41に入力し、下位4bitをバッファIC(2)42、バッファIC(3)43、にそれぞれ入力してデータの入れ替えモードと通常モードの動作を行うようにしている。
通常モードでは、バッファIC(2)42のバッファ動作により、入力された下位4bitの中の上位2bitを出力させ、データの入れ替えモードでは、バッファIC(3)43のバッファ動作により、入力された下位4bitの中のLSBを入れ替えて出力させる。そのために、データラインの入力をバッファIC(2)42を通常の組み合わせとしたのに対し、バッファIC(3)43への入力をLSBの入れ替えを行う。これを図3の例で説明すると、図示のようにバッファICとして4素子ごとにイネーブル機能がある回路をもつICを用いて、8bit階調データのデジタルデータの上位から6bit目(Data2)とLSB(Data0)との入れ替えを行い、6bit階調のデータ(Data7、Data6、Data5、Data4、Data3’、Data2’)を出力させる。この場合に、8bit階調データの上位4bit分をバッファIC(1)41、8bit階調データの下位から4bitを入れ替えずにバッファするバッファIC(2)42、8bit階調データの上位から5bit目(Data2)と8bit階調データのLSB(Data0)とを入れ替えてバッファするバッファIC(3)43の構成とし、バッファIC(2)42、バッファIC(3)43でのイネーブル端子へ制御信号を用いることで、データの入れ替えを行うか否か、即ち通常/入れ替え動作の選択を可能とする。なお、バッファIC(2)42、バッファIC(3)43のいずれかを選択して動作させるので、一方のイネーブル端子への制御信号入力を反転させるインバータ44を設ける。
【0025】
図4は、上記したデータライン入れ替え回路(図3)の動作を制御する制御信号生成回路の1例を示す。
本実施例では、制御信号として、画像読み取り信号区間を示すゲート信号:XSSCANと入れ替え機能のON/OFF信号として外部から入力されるスイッチ信号:Change_en信号を用いることで、タイミング制御信号を生成するためのゲートアレイを必要とせずに、簡単な回路構成により設定した入れ替え機能を動作させるモードにおいてその動作の制御を可能とする。
図4の回路では、Change_en信号と画像読み取り区間のゲート信号:XSSCANをNOR回路45へ入力しその出力を制御信号として用い、バッファIC(2)42、バッファIC(3)43のイネーブル端子へ入力することで簡単な回路構成でデータラインの入れ替え機能とそのタイミング制御機能とを実現する。なお、いずれかのバッファICを選択して動作させるので、一方のイネーブル端子への制御信号入力を反転させるインバータ44を設ける。
【0026】
上記した制御信号生成回路(図4)によりデータライン入れ替え回路の動作を制御する場合に、入れ替え機能のON/OFFは入力制御信号Change_en及びXSSCANの状態により下記[表1]のような動作状態をとる。なお、表中に示される、XSSCANはアサート時(画像領域時)にLow、ネゲート時にHighとなり、Change_enは外部からのスイッチ等で設定され、ここでは入れ替え機能の設定時にLowとなる。[表1]に示されるように、外部スイッチにより擬似輪郭を抑制するモードが設定され(Change_en=Low)、即ち画像領域をスキャンしている期間(状態1)のみに、入れ替え機能がONとなることが分かる。
【0027】
【表1】
【0028】
データライン入れ替え回路の動作を制御する上記した制御信号生成回路による動作を以下に示す。
上記したように、データライン入れ替え回路は、A/D変換により起きる擬似輪郭の発生の抑制を図るので、原稿画像データに対して有効に働くことになるが、ゲイン調整やシェーディング補正等の各種の調整を行うために読み取られるデータに対しては、画像データへノイズを重畳する必要がなく、読み取ったデータを加工せずにそのまま用いる方が良い。
従って、データライン入れ替え回路を動作させる場合を原稿画像データのみに限るようにして、原稿画像以外の基準白板を読み取る場合に入れ替え動作をさせずに、通常の動作を行うようにする。
図5及び図6は、制御信号生成回路の制御動作を説明するタイミングチャートであり、図5は擬似輪郭を抑制するモードONにおける動作を示し、図6は、同モードOFFにおける動作を示す。
擬似輪郭を抑制するモードONの場合、図5に示されるように、外部からのスイッチ等の設定で、Change_enがLowになる。XSSCANは、スキャナ部3が原稿領域外に配置された基準白板を読み取るときにHighに、また原稿を読み取るときにLowなる。したがって、NOR回路45の出力は、スキャナ部3が基準白板を読み取っているときはLowに、原稿を読み取るときはHighになる。よって、データライン入れ替え回路(図3)は、バッファIC(2)42のイネーブル信号がLow、バッファIC(3)43のイネーブル信号がHighとなり、バッファIC(3)43はHighインピーダンス状態となり、バッファ動作を行なわず、バッファIC(2)42がバッファ動作を行い、このときは通常モードで動作する。また原稿を読み取るときには、各バッファICのイネーブル信号が通常モード時のイネーブル信号のLow、Highをそれぞれ逆にするので、通常モードからデータの入れ替えモードの動作に変わる。
他方、擬似輪郭を抑制するモードOFF場合、図6に示されるように、外部からのスイッチ等の設定で、Change_enがHighになるので、XSSCANのいかんに係わらず、NOR回路45の出力は常にLowであるから、バッファIC(2)42のイネーブル端子には常にLowレベルの信号が入力され、バッファIC(3)43のイネーブル端子には常にHighレベルの信号が入力される。その結果、バッファIC(3)43はHighインピーダンス状態となり、バッファ動作を行なわず、バッファIC(2)42がバッファ動作を行う。したがって、通常モードで動作する。
このように、ゲイン調整やシェーディング補正を行うために、基準白板を読み取る場合には、[表1]の状態2,3,4のいずれかの状態をつくり、ノイズ重畳機能であるデータラインの入れ替え機能を働かせる必要がないので、入れ替えを行わずに、画像データ読み取り時にのみノイズ重畳機能であるデータラインの入れ替えを行うことを可能とする。
【0029】
「ゲイン調整、地肌除去、シェーディング処理部37における各処理」
上記した動作を行った後にノイズ重畳処理部35から出力される画像データを用いてゲイン調整、地肌除去、シェーディングデータ生成およびシェーディング処理を行う。
基準白板読み取り時には、ノイズを重畳していないデータをメモリ部36に保存する。保存したデータに関して着目画素およびその周囲のm×mのエリアのデータを用いて、平均化処理を行う。
図5はラインメモリを利用して読み取り画像データを操作することにより行われる基準白板読み取りデータの平均化処理を説明するための概念図である。
図5を参照して、以下に平均化処理操作に関し説明すると、まず、基準白板データが保存されているメモリの2ライン目の2画素目(図5に“処理中心着目画素i”として示す)に着目し、その画素からm×mエリアでの平均化処理を行い処理後のデータを後段のシェーディングデータ生成ブロック(図6参照)へ転送していく。ただし、基準白板データの平均化処理では、1画素目と最終画素、1ライン目、最終ラインのデータに関しては処理を行わずに1画素目は2画素目と同一のデータ、最終画素は最終画素−1番目と同一のデータを用いる。
次に、シェーディングデータを生成する。
図6は、上記で得たエリアでの基準白板データの平均化処理後のデータを操作することにより行われるシェーディングデータ等の生成過程を説明するための概念図である。同図にしめすように、エリアでの基準白板データの平均化処理後のデータが保存されているメモリの複数ラインの平均化した白板データを今度は副走査方向に各画素毎に平均化処理を行い、画素毎のシェーディングデータを生成し、また画素毎のシェーディングデータに基づいてピーク値を検出する。
【0030】
基準白板読み取り時に行う基準白板データの平均化処理及びシェーディングデータ生成処理の詳細を以下に説明する。
基準白板データの平均化処理は、処理中心着目画素iに対して3画素×3画素エリアとして、周囲画素のデータを用いた場合、次式により表せる。
【0031】
【数1】
【0032】
上記式(3)において、data_av (i)が平均化処理を行った後の画像データ、data_mem(i,j)が基準白板データを保存しているメモリでのデジタル画像データ、w(k,l)がノイズ除去のための重み、Kは係数である。
重みw(k,l)は、ノイズ除去の平均化処理の一つとして単純平均化処理を行う場合、次の行列(1)の重み行列を用いる。この時、K=1/9となる。
【0033】
【数2】
【0034】
行列(1)の場合、画像のエッジ部分の情報も損なわれるため、各画素に重み付けを行いエッジ部分の情報の損失を少なくする局所平均加重平均処理を行う場合、次の行列(2)の重み行列を用いる。この時、K=1となる。
【0035】
【数3】
【0036】
このようにノイズ除去のための重み行列と係数を変更することでノイズ除去の特性を変更することが可能となる。
【0037】
上記のように平均化処理を行った基準白板データを基にして、シェーディングデータを作成するために副走査方向に平均化処理を行いシェーディングデータ:data_sh(i)を次式により生成する。
data_sh(i)=Σdata_av (i)/N_sh・・・式(4)
N_sh:シェーディングデータ生成に用いたライン数
生成したシェーディングデータdata_sh(i)を用いてゲイン調整およびシェーディング処理を行う。
ゲイン調整値は、生成したシェーディングデータdata_sh(i)からピーク値:Data_Pを検出し、検出したピーク値Data_Pと予め定められた所定値を持つ出力白レベル目標値とからゲイン調整でのゲイン値:GAINを次式により決定する。
GAIN=(目標白レベル)/Data_P・・・式(5)
決定したゲイン値GAINとシェーディングデータdata_sh(i)とからノイズ入れ替え機能によりノイズを重畳したデータにたいしてゲイン調整とシェーディング処理を行う。
【0038】
ゲイン調整とシェーディング処理は、上述の通りの順序で処理がなされてきたので、式(2)に示される黒レベル調整後の画像データ:Data_b(i)に対してノイズ重畳を行ったデータData_n(i)に対して次式に従う処理を行い、次段の画像処理部へデータData_out(i)として次式により出力されることになる。
Data_out(i) = Data_n(i)×GAIN×{Data_P/Data_sh(i)}・・・式(6)
上記のように、ゲイン調整処理部とシェーディング処理部をノイズ重畳処理部35の後段に設けたことにより、ノイズ重畳処理部35によりノイズが重畳されて画像データの疑似輪郭の発生を抑制したデータに対してゲイン調整およびシェーディング処理を行うことになるので、抑制処理をしないデータに対してゲイン調整およびシェーディング処理を行うと、疑似輪郭の発生を助長することがある従来の問題点([従来の技術]の項、参照)を解決することが可能となる。
【0039】
上記では、地肌除去処理を行わない場合の画像データData_out(i)を出力するまでの処理を示したが、次に、地肌除去処理を行う場合の処理を以下に説明する。
地肌除去処理を行う場合は、上記したData_out(i)を出力するまでの処理を行って式(6)により得たデータを基準白板読取データを保存する際に使用したメモリ部36に保存する。一方、地肌を読み取ることが可能な原稿部分について、シェーディングデータ生成及びゲイン調整時に行った上記の処理と同様に読み取り画像データのエリアでの平均化処理、副走査方向の平均化処理、ピーク検出処理を行い、地肌レベルのピーク値を検出する(図5、図6参照)。検出した地肌ピーク値Data_P_AEと予め定められた所定値を持つ地肌除去処理時の出力目標値をもとに求められる地肌除去係数値:地肌除去目標出力値/Data_P_AEを用いると地肌除去を行うことができる。地肌除去後のデータData_out'(i)は次式により出力されることになる。
Data_out'(i) = Data_n(i)×GAIN×{Data_P/Data_sh(i)}×{地肌除去目標出力値/Data_P_AE}・・・式(7)
上記のようにして次段の画像処理部へ出力される地肌除去後のデータData_out'(i)は、地肌除去を行わない先の例と同様に、式(7)に示すように、もとの読取データに対し何らかの係数を乗じていく形となっている。このためにA/D変換時に生じたアナログデータとの差が広がり、A/D変換時に生じた擬似輪郭を強調する可能性があるが、本実施例では、A/D変換後のデータに対し、ノイズ成分を重畳し擬似輪郭の発生を抑制し、地肌除去の係数を乗じる処理をノイズ重畳処理の後段で行うようにしたので、疑似輪郭の発生を助長することがない。
【0040】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明に対応する効果
A/D変換手段により変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データを入力とし、該データのMSBから(N)ビット目のデータを高周波ノイズ成分を含むLSBのデータに入れ替えたデジタル画像データの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え手段を設けたことにより、A/D変換の過程で起こりうる疑似輪郭の発生を簡単に抑制することができ、高画質の画像データの提供を可能にし、回路の大規模化及び複雑化を招くことのない回路設計を可能とする。
(2) 請求項2の発明に対応する効果
上記(1)の効果に加え、データに対し係数を乗じていく形をとるためにA/D変換時に生じた擬似輪郭を強調する可能性があるゲイン調整手段をデータ入れ替え手段の後段に設けるようにしたことにより、疑似輪郭の発生を助長することがなく、所期の抑制効果を発揮することが可能となる。
(3) 請求項3の発明に対応する効果
上記(1)、(2)の効果に加え、データ入れ替え手段の作動/不作動を制御する手段を備えたことにより、データの入れ替えの必要がないデータにも対応でき、装置のパフォーマンスを向上させることが可能となる。
(4) 請求項4の発明に対応する効果
請求項1〜3記載の画像処理装置を備えた画像形成装置おいて上記(1)〜(3)の効果を実現することにより、画像形成装置の性能を向上させることが可能となる。
【0041】
(5) 請求項5の発明に対応する効果
イメージセンサ出力信号のアナログ処理手段から出力されるアナログ画像データをA/D変換手段により(N+n)ビット階調のデジタル画像データに変換し、該デジタル画像データのMSBから(N)ビット目のデータを高周波ノイズ成分を含むLSBのデータに入れ替えたデジタル画像データの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え手段を設けたことにより、A/D変換の過程で起こりうる疑似輪郭の発生を簡単に抑制することができ、イメージセンサで読み取った画像データを高画質のデジタルデータとして提供することを可能にし、回路の大規模化及び複雑化を招くことのない回路設計を可能とする。
(6) 請求項6,7の発明に対応する効果
上記(5)の効果に加え、データに対し係数を乗じていく形をとるためにA/D変換時に生じた擬似輪郭を強調する可能性がある、白レベル調整、地肌除去、シェーディング処理といった処理を含むゲイン調整処理をデータ入れ替え処理の後に行うようにしたことにより、疑似輪郭の発生を助長することがなく、所期の抑制効果を発揮することが可能となる。
(7) 請求項8の発明に対応する効果
上記(5)、(6)の効果に加え、データ入れ替え手段の作動/不作動を制御する手段を備えたことにより、データの入れ替えの必要がないデータの読み取りにも対応でき、装置のパフォーマンスを向上させることが可能となる。
(8) 請求項9の発明に対応する効果
上記(7)の効果に加え、原稿画像読み取り時にデータ入れ替え手段を作動させ、シェーディングデータ読み取り時に不作動とする制御動作を行う手段を備えたことにより、それぞれの読み取りに最適なモードで読み取りデータの処理が可能となり、装置のパフォーマンスを向上させることができる。
(9) 請求項10の発明に対応する効果
請求項5〜9記載の画像読み取り装置を備えた複写機、ファクシミリ等の画像形成装置おいて上記(5)〜(8)の効果を実現することにより、該画像形成装置の性能を向上させることが可能となる。
【0042】
(10) 請求項11の発明に対応する効果
A/D変換処理により変換された(N+n)ビット階調のデジタル画像データを入力とし、該データのMSBから(N)ビット目のデータをLSBのデータに入れ替えたデジタル画像データの上位(N)ビットを出力するデータ入れ替え処理を行うことにより、A/D変換の過程で起こりうる疑似輪郭の発生を簡単かつ低コストに抑制することができ、高画質の画像データを提供することが可能となる。
(11) 請求項12の発明に対応する効果
イメージセンサ出力信号をアナログ処理し、出力されるアナログ画像データをA/D変換する処理の過程で上記(10)の効果を実現することにより、イメージセンサで読み取った画像データを高画質のデジタルデータとして出力することが可能となる。
(12) 請求項13,14の発明に対応する効果
上記(10)、(11)の効果に加え、データに対し係数を乗じていく形をとるためにA/D変換時に生じた擬似輪郭を強調する可能性がある、白レベル調整、地肌除去、シェーディング処理といった処理を含むゲイン調整処理をデータ入れ替え処理の後に行うようにしたことにより、疑似輪郭の発生を助長することがなく、所期の抑制効果を発揮することが可能となる。
(13) 請求項15の発明に対応する効果
上記(11)、(12)の効果に加え、原稿画像読み取り時にデータの入れ替えを行い、シェーディングデータ読み取り時にデータの入れ替えを行わないように動作を制御することにより、それぞれの読み取りに最適なモードで読み取りデータの処理が可能となり、イメージセンサで読み取った画像データをデジタル出力する処理のパフォーマンスを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係わるDPPCの全体構成を概略図として示す。
【図2】 DPPCの制御部における読み取り画像データ処理に関わる回路部の概要をブロック図にて示す。
【図3】 読み取り画像データ処理回路(図2)におけるデータライン入れ替え回路を示す。
【図4】 データライン入れ替え回路(図3)の動作を制御する制御信号生成回路の1例を示す。
【図5】 擬似輪郭を抑制するモードONにおける制御信号生成回路の制御動作を説明するタイミングチャートである。
【図6】 擬似輪郭を抑制するモードOFFおける制御信号生成回路の制御動作を説明するタイミングチャートである。
【図7】 基準白板読み取りデータの平均化処理を説明するための概念図である。
【図8】 基準白板平均化データからシェーディングデータ等を生成する過程を説明するための概念図である。
【図9】 アナログ画像信号の量子化により起きる擬似輪郭の発生原理を説明する図である。
【符号の説明】
1…DPPC(デジタル複写機)、 3…スキャナ部、
5…ADF(Automatic Document Feeder)ユニット、
4…プリンタ部、 6…コンタクトガラス、
7…制御部、 10…CCDイメージセンサ、
11…感光ドラム、 14…光書き込み部、
32e,32o…A/D変換器、 33…デジタル信号補正部、
34…オフセット除去処理部、 35…ノイズ重畳処理部、
37…ゲイン調整処理、地肌除去処理、シェーディング処理部、
41…バッファIC(1)、 42…バッファIC(2)、
43…バッファIC(3)、 44…インバータ、
45…NOR回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to image data processing that can be applied to a digital copying machine or the like that digitally processes an image read from a document and forms an image based on the digital data. More specifically, the present invention occurs with A / D conversion. The present invention relates to a process for suppressing generation of pseudo contours.
[0002]
[Prior art]
In the currently popular digital copying machine, the image data of the original read by the image sensor is digitally converted using an A / D converter, and the converted digital data is subjected to digital processing such as shading processing. The processed digital image data is sent to the image forming unit for use in image formation, or stored in a storage means for later use, and is also used for enlargement / reduction, aggregation / division image processing, etc. Realizes functions unique to data.
A problem that occurs in such an image processing apparatus that involves A / D conversion is the generation of pseudo contours caused by quantization of image data. This is because when the analog output value of an image sensor that reads an image is processed by an A / D converter, the converted digital image data becomes a discrete value corresponding to the number of gradations of the A / D converter. The change is at least 1 digit step. FIG. 9 shows this state. Referring to FIG. 9, when the analog image data of the image sensor output shown in (A) is A / D converted, the converted digital image data has discrete values that change in steps of 1 digit as shown in (B). That is, analog data that is a continuous amount concentrates on a specific level of digital data that is a discrete value. Further, if the digital data is corrected by digital operations such as gain calculation and rounding, the gradation level may be further concentrated on a specific level. That is, when coefficient multiplication in gain calculation and rounding in digital calculation are performed, the density change of image data becomes a density change in steps of (1 × α) digits or more as shown in FIG. If α is larger, the density change step becomes larger accordingly.
For example, this has a large effect on image data whose density change changes gently in a photographic image or the like, and the digital image data after gain calculation has a large width and a density change of (1 × α) digit or more. There is a possibility that a step changes in a stepped manner and a pseudo contour is generated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with respect to the generation of pseudo contours, a 1-bit random number generator is conventionally installed for data that has been concentrated at a specific level during conversion to digital data, and the noise component from the random number generator is included in the data. In order to prevent the occurrence of data concentration on a specific level by superimposing, it has been proposed to suppress the occurrence thereof.
However, in the above-described method, a 1-bit random number generator is specially installed in order to generate noise, thereby increasing the scale and complexity of the circuit and increasing the cost.
The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art that have been taken in order to suppress the occurrence of pseudo contours that occur when analog image data is A / D converted. Image processing apparatus, image reading apparatus (scanner, etc.), image forming apparatus (copier, facsimile, etc.) that can suppress the occurrence of pseudo contours using simple means that do not cause an increase in scale and complexity And an image processing method capable of suppressing the generation of pseudo contours by a simple method without causing an increase in the scale and complexity of a circuit.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in the image processing apparatus having at least A / D conversion means for converting analog image data into digital image data, the A / D conversion means converts the analog image data into digital of (N + n) bit gradation. (N + n) bit gradation digital image data converted by the A / D conversion means, and the (N) bit data from the MSB to LSB data. An image processing apparatus comprising data replacement means for outputting upper (N) bits of replaced digital image data.
[0005]
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the image processing apparatus further comprises means for adjusting a gain to adjust the image data to a predetermined reference value, and the gain adjusting means is provided after the data exchanging means. It is characterized in that it is provided.
[0006]
According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, the image processing apparatus further comprises means for controlling operation / non-operation of the data exchange means.
[0007]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the image processing apparatus according to any one of the first to third aspects.
[0008]
The invention of
[0009]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the fifth aspect, the image reading apparatus further comprises means for adjusting a gain to adjust the image data to a predetermined reference value, and the gain adjusting means is provided at a subsequent stage of the data replacing means. It is characterized in that it is provided.
[0010]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the sixth aspect, the gain adjusting means includes at least one of white level adjustment, background removal, and shading processing.
[0011]
According to an eighth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, a means for controlling the operation / non-operation of the data exchange means is provided.
[0012]
According to a ninth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the eighth aspect, the means for controlling the operation / non-operation of the data exchanging means operates the data exchanging means at the time of reading the original image and is not effective at the time of reading shading data. It is characterized by performing a control operation to be activated.
[0013]
A tenth aspect of the invention includes the image reading device according to any one of the fifth to ninth aspects, and means for forming an image based on image data output from the image reading device. An image forming apparatus.
[0014]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image processing method including at least a conversion process step of converting analog image data into digital image data, the A / D conversion step converts the analog image data into digital image data of (N + n) bit gradation. This is a step of conversion, and data exchange for outputting the upper (N) bits of the digital image data obtained by replacing the (N) -th bit data with the LSB data from the MSB of the converted (N + n) -bit gradation digital image data An image processing method characterized in that a process is provided.
[0015]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image processing method according to the eleventh aspect, an analog processing is performed on the output signal of the image sensor before the conversion processing step.
[0016]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image processing method according to the eleventh or twelfth aspect of the present invention, a gain adjustment step for adjusting the image data to a predetermined reference value is provided, and the gain adjustment step is the data replacement step. It is a method characterized by being performed after.
[0017]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image processing method according to the thirteenth aspect, the gain adjustment step is a step for performing at least one of white level adjustment, background removal, and shading processing. Is the method.
[0018]
A fifteenth aspect of the present invention is the image processing method according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, further comprising a step of controlling operation / non-operation of the data replacement step, and data is read at the time of reading a document image by the control step. This is a method characterized in that the data is not replaced when the shading data is read.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described based on the following examples shown with the accompanying drawings. The following embodiment shows an application example to a DPPC (Digital Plane Paper Copy-machine, so-called digital copying machine) as an image forming apparatus having an image processing apparatus and an image reading apparatus.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a DPPC according to an embodiment of the present invention.
The configuration of the DPPC of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. The apparatus
The
[0020]
The image data read by the
The
The
The developing
The paper feed unit is provided with a paper transport mechanism for sequentially transporting printing paper from the two types of cassettes, a large
In the
The printing paper on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing
An operation panel (not shown) is provided on the upper surface of the
[0021]
Here, the circuit configuration and operation will be described focusing on the correction processing applied to the read image data in the image data processing section of the control section 7 of the DPPC (FIG. 1).
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a processing circuit unit related to read image data processing of the control unit 7. Here, an image processing portion from A / D conversion of an analog image signal read by the
An object of the present invention is to suppress the generation of pseudo contours (refer to the section of [Prior Art]) that occurs when analog image data is converted into digital data.
In response to this problem, noise components are superimposed on the image data that has been converted to digital data, thereby preventing concentration on a specific level of digital data and suppressing the occurrence of pseudo contours. In the present invention, when a noise component is superimposed, a high-frequency randomness caused by flickering of the original illumination light included in the LSB of the image data is not used without using a special method of installing a 1-bit random number generator as in the prior art. This problem is solved by using noise.
For this purpose, in this embodiment, analog image data is converted into digital image data of (N + n) -bit gradation, and the (N) -th bit from the MSB of the converted digital image data of (N + n) -bit gradation. Data replacement means for outputting the upper (N) bits of the digital data in which the data is replaced with the LSB data is provided, whereby the high frequency included in the LSB data of the (N + n) -bit gradation digital image data. The random noise is used as the lowest data of the image data output from the data switching means, and the generation of pseudo contours is suppressed.
[0022]
Referring to the circuit of the embodiment shown in FIG. 2, the analog image signal read from the original by the
The analog signals amplified by the fixed
Digital image data that is converted from an analog image signal and output is input to the digital
After that, the image data that is exchanged and output as (N) bit grayscale data passes through the
[0023]
Next, the processing of the image data in the digital
“Black level adjustment processing in the offset
A black level is detected from data in an OPB (OPtical Black) area in an invalid pixel area in one main scanning line of an image signal converted into (N + n) bit gradation digital data by the A /
Black = (Σdata_opt) / N_opt (1)
Black: Black level of image data
data_opt: OPB area image data
N_opt: Number of pixels in the OPB area used for calculation
The black level is adjusted by subtracting the black level obtained from the above equation (1) from each image data.
Data_b (n) = Data_in (n) −Black (2)
Data_b (n): Data after black level adjustment
Data_in (n): A / D converter output data
[0024]
“Data Line Replacement Processing in Noise
FIG. 3 illustrates a data line replacement circuit.
A data line switching circuit is configured by using three buffer ICs (4 elements / 1 circuit) (1), (2), and (3) with an enable function. When a high level signal is input to the enable terminals of these buffer ICs, the output of the circuit is in a high impedance state and no buffer operation is performed. When a low level signal is input to the enable terminal, the circuit performs a normal buffer operation.
In this example, the digital image data of (N + n) bit gradation after black level adjustment is 8 bits, the upper 4 bits are input to the buffer IC (1) 41, the lower 4 bits are buffer IC (2) 42, and the buffer IC (3) 43, the data exchange mode and the normal mode are performed.
In the normal mode, the upper 2 bits of the input lower 4 bits are output by the buffer operation of the buffer IC (2) 42. In the data replacement mode, the input lower order by the buffer operation of the buffer IC (3) 43 The LSB in 4 bits is replaced and output. For this purpose, the input of the data line is the normal combination of the buffer IC (2) 42, while the input to the buffer IC (3) 43 is replaced with the LSB. This will be described with reference to the example of FIG. 3. As shown in the figure, using a buffer IC having a circuit having an enable function for every four elements, the 6th bit (Data 2) and the LSB of the upper 8 bits of the digital data of the 8 bit gradation data are used. The data is replaced with (Data0), and 6-bit gradation data (Data7, Data6, Data5, Data4, Data3 ′, Data2 ′) is output. In this case, the upper 4 bits of the 8 bit gradation data are buffer IC (1) 41, the buffer IC (2) 42 that buffers the lower 4 bits of the 8 bit gradation data without replacing them, and the upper 5 bits of the 8 bit gradation data. (Data2) and LSB (Data0) of 8-bit grayscale data are replaced to buffer the buffer IC (3) 43, and control signals are sent to the enable terminals of the buffer IC (2) 42 and the buffer IC (3) 43. By using it, it is possible to select whether or not to replace data, that is, normal / replacement operation. Since either the buffer IC (2) 42 or the buffer IC (3) 43 is selected and operated, an
[0025]
FIG. 4 shows an example of a control signal generation circuit that controls the operation of the data line switching circuit (FIG. 3).
In this embodiment, a gate control signal: XSSCAN indicating an image reading signal section and a switch signal: Change_en signal input from the outside as an ON / OFF signal of a switching function are used as a control signal, thereby generating a timing control signal. This operation control can be performed in a mode in which the replacement function set by a simple circuit configuration is operated without requiring the gate array.
In the circuit of FIG. 4, the Change_en signal and the gate signal of the image reading section: XSSCAN are input to the NOR
[0026]
When the operation of the data line switching circuit is controlled by the control signal generation circuit (FIG. 4), the switching function is turned ON / OFF according to the state of the input control signal Change_en and XSSCAN as shown in [Table 1] below. Take. As shown in the table, XSSCAN is Low when asserted (in the image area), High when negated, and Change_en is set by an external switch or the like, and here it is Low when the replacement function is set. As shown in [Table 1], a mode for suppressing pseudo contours is set by an external switch (Change_en = Low), that is, the replacement function is turned on only during a period during which an image area is scanned (state 1). I understand that.
[0027]
[Table 1]
[0028]
The operation of the control signal generation circuit that controls the operation of the data line replacement circuit will be described below.
As described above, since the data line replacement circuit suppresses the generation of the pseudo contour caused by the A / D conversion, it works effectively on the original image data. However, various data such as gain adjustment and shading correction can be used. For data read for adjustment, it is not necessary to superimpose noise on the image data, and it is better to use the read data as it is without processing.
Accordingly, the operation of the data line replacement circuit is limited to only the original image data, and the normal operation is performed without performing the replacement operation when the reference white plate other than the original image is read.
5 and 6 are timing charts for explaining the control operation of the control signal generation circuit. FIG. 5 shows the operation in the mode ON for suppressing the pseudo contour, and FIG. 6 shows the operation in the mode OFF.
In the case of the mode ON for suppressing the pseudo contour, as shown in FIG. 5, Change_en becomes Low by setting of an external switch or the like. XSSCAN becomes High when the
On the other hand, when the pseudo contour suppression mode is OFF, as shown in FIG. 6, Change_en is set to High by setting the external switch, etc., so the output of the NOR
As described above, when the reference white plate is read in order to perform gain adjustment or shading correction, one of the
[0029]
“Gain adjustment, background removal, and each process in the
After performing the above-described operation, gain adjustment, background removal, shading data generation, and shading processing are performed using the image data output from the noise superimposing
At the time of reading the reference white plate, data on which no noise is superimposed is stored in the
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the standard whiteboard read data averaging process performed by manipulating read image data using a line memory.
With reference to FIG. 5, the averaging processing operation will be described below. First, the second pixel on the second line of the memory in which the reference white board data is stored (shown as “processing center focused pixel i” in FIG. 5). Focusing on the above, an averaging process in the m × m area is performed from the pixel, and the processed data is transferred to the subsequent shading data generation block (see FIG. 6). However, in the averaging process of the reference white plate data, the first pixel and the last pixel, the first line, the data of the last line are not processed, the first pixel is the same data as the second pixel, and the last pixel is the last pixel. The same data as -1 is used.
Next, shading data is generated.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a generation process of shading data and the like performed by manipulating the data after the averaging process of the reference whiteboard data in the area obtained above. As shown in the figure, the averaged whiteboard data of multiple lines in the memory where the data after the averaging processing of the reference whiteboard data in the area is stored is now averaged for each pixel in the sub-scanning direction. And generating shading data for each pixel, and detecting a peak value based on the shading data for each pixel.
[0030]
Details of the averaging process of the reference white board data and the shading data generation process performed when reading the reference white board will be described below.
The averaging process of the reference white plate data can be expressed by the following equation when data of surrounding pixels is used as a 3 pixel × 3 pixel area for the processing center target pixel i.
[0031]
[Expression 1]
[0032]
In the above equation (3), data_av (i) is the image data after the averaging process, data_mem (i, j) is the digital image data in the memory storing the reference white board data, w (k, l ) Is a weight for noise removal, and K is a coefficient.
The weight w (k, l) uses the weight matrix of the following matrix (1) when performing a simple averaging process as one of the averaging processes for noise removal. At this time, K = 1/9.
[0033]
[Expression 2]
[0034]
In the case of the matrix (1), the information on the edge portion of the image is also lost. Therefore, when performing the local average weighted average processing that weights each pixel and reduces the loss of information on the edge portion, the weight of the following matrix (2) Use a matrix. At this time, K = 1.
[0035]
[Equation 3]
[0036]
In this way, it is possible to change the noise removal characteristics by changing the weight matrix and coefficient for noise removal.
[0037]
Based on the reference whiteboard data subjected to the averaging process as described above, the averaging process is performed in the sub-scanning direction to generate shading data, and shading data: data_sh (i) is generated by the following equation.
data_sh (i) = Σdata_av (i) / N_sh (4)
N_sh: Number of lines used to generate shading data
Gain adjustment and shading processing are performed using the generated shading data data_sh (i).
The gain adjustment value is obtained by detecting the peak value: Data_P from the generated shading data data_sh (i), and the gain value in gain adjustment from the detected peak value Data_P and the output white level target value having a predetermined value set in advance: GAIN is determined by the following formula.
GAIN = (target white level) / Data_P (5)
From the determined gain value GAIN and shading data data_sh (i), gain adjustment and shading processing are performed on the data on which noise is superimposed by the noise replacement function.
[0038]
Since the gain adjustment and the shading processing have been performed in the order as described above, the data Data_n () obtained by performing noise superimposition on the image data: Data_b (i) after the black level adjustment shown in Expression (2) The processing according to the following equation is performed on i) and is output as data Data_out (i) to the next-stage image processing unit according to the following equation.
Data_out (i) = Data_n (i) × GAIN × {Data_P / Data_sh (i)} (6)
As described above, the gain adjustment processing unit and the shading processing unit are provided in the subsequent stage of the noise superimposing
[0039]
In the above, the processing until the output of the image data Data_out (i) when the background removal processing is not performed has been described. Next, processing when the background removal processing is performed will be described below.
When performing the background removal processing, the processing up to the output of Data_out (i) described above is performed, and the data obtained by Expression (6) is stored in the
Data_out ′ (i) = Data_n (i) × GAIN × {Data_P / Data_sh (i)} × {background removal target output value / Data_P_AE} (7)
As described above, the data Data_out ′ (i) after background removal output to the image processing unit at the next stage as described above is similar to the previous example in which background removal is not performed, as shown in Expression (7). The read data is multiplied by some coefficient. For this reason, there is a possibility that the difference from the analog data generated at the time of A / D conversion is widened and the pseudo contour generated at the time of A / D conversion may be emphasized. Since the process of multiplying the noise component to suppress the generation of the pseudo contour and multiplying the background removal coefficient is performed after the noise superimposition process, the generation of the pseudo contour is not promoted.
[0040]
【The invention's effect】
(1) Effects corresponding to the invention of
Digital image data in which (N + n) -bit gradation digital image data converted by the A / D conversion means is input, and the MSB to (N) -bit data are replaced with LSB data including high-frequency noise components. By providing a data replacement means for outputting the upper (N) bits, it is possible to easily suppress the occurrence of pseudo contours that can occur during the A / D conversion process, and to provide high-quality image data. Therefore, it is possible to design a circuit without increasing the scale and complexity of the circuit.
(2) Effects corresponding to the invention of
In addition to the effect of (1) above, a gain adjusting means for enhancing the pseudo contour generated during the A / D conversion in order to multiply the data by a coefficient is provided at the subsequent stage of the data exchanging means. By doing so, it is possible to exhibit the expected suppression effect without promoting the generation of the pseudo contour.
(3) Effect corresponding to invention of
In addition to the effects of (1) and (2) above, by providing means for controlling the operation / non-operation of the data exchange means, it is possible to deal with data that does not require data exchange and improve the performance of the apparatus. It becomes possible.
(4) Effect corresponding to invention of
By realizing the effects (1) to (3) in the image forming apparatus including the image processing apparatus according to any one of
[0041]
(5) Effects corresponding to the invention of
The analog image data output from the analog processing means of the image sensor output signal is converted into digital image data of (N + n) bit gradation by the A / D conversion means, and the (N) bit data from the MSB of the digital image data By providing data replacement means that outputs the upper (N) bits of digital image data in which is replaced with LSB data containing high-frequency noise components, the occurrence of pseudo contours that can occur during the A / D conversion process is easily suppressed The image data read by the image sensor can be provided as high-quality digital data, and the circuit design without increasing the scale and complexity of the circuit is possible.
(6) Effects corresponding to the inventions of claims 6 and 7
In addition to the effect of (5) above, processing such as white level adjustment, background removal, and shading processing, which may emphasize the pseudo contour generated during A / D conversion in order to multiply the data by a coefficient. By performing the gain adjustment processing including “after” the data replacement processing, it is possible to exhibit the expected suppression effect without promoting the generation of the pseudo contour.
(7) Effect corresponding to invention of
In addition to the effects (5) and (6) above, by providing a means for controlling the operation / non-operation of the data exchange means, it is possible to cope with the reading of data that does not require data exchange, and to improve the performance of the apparatus. It becomes possible to improve.
(8) Effect corresponding to invention of
In addition to the effect of (7) above, there is provided means for performing a control operation that activates the data exchange means when reading the original image and deactivates it when reading the shading data. Processing is possible, and the performance of the apparatus can be improved.
(9) Effects corresponding to the invention of
A performance of the image forming apparatus is improved by realizing the effects (5) to (8) in an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile provided with the image reading apparatus according to
[0042]
(10) Effect corresponding to invention of
Higher (N) digital image data obtained by inputting digital image data of (N + n) -bit gradation converted by A / D conversion processing and replacing the (N) -th bit data from the MSB of the data to LSB data By performing data exchange processing that outputs bits, it is possible to easily and inexpensively suppress the occurrence of pseudo contours that can occur during the A / D conversion process, and to provide high-quality image data. .
(11) Effect corresponding to invention of
By realizing the effect of (10) above in the process of analog processing of the image sensor output signal and A / D conversion of the output analog image data, the image data read by the image sensor is converted into high-quality digital data. Can be output.
(12) Effects corresponding to the inventions of
In addition to the effects of (10) and (11) above, there is a possibility of emphasizing the pseudo contour generated at the time of A / D conversion to take the form of multiplying the data by a coefficient, white level adjustment, background removal, Since the gain adjustment process including the process such as the shading process is performed after the data replacement process, the expected suppression effect can be exhibited without promoting the generation of the pseudo contour.
(13) Effect corresponding to invention of
In addition to the effects of (11) and (12) above, by switching the data when reading the original image and controlling the operation so that the data is not replaced when reading the shading data, the mode is optimal for each reading. The read data can be processed, and the performance of the process of digitally outputting the image data read by the image sensor can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a DPPC according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a circuit unit related to read image data processing in a DPPC control unit.
FIG. 3 shows a data line replacement circuit in a read image data processing circuit (FIG. 2).
FIG. 4 shows an example of a control signal generation circuit for controlling the operation of the data line switching circuit (FIG. 3).
FIG. 5 is a timing chart for explaining the control operation of the control signal generation circuit in the mode ON for suppressing the pseudo contour.
FIG. 6 is a timing chart for explaining the control operation of the control signal generation circuit in the mode OFF for suppressing the pseudo contour.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining averaging processing of reference white board reading data.
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a process of generating shading data and the like from reference whiteboard averaged data.
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of generation of a pseudo contour caused by quantization of an analog image signal.
[Explanation of symbols]
1 ... DPPC (digital copier), 3 ... scanner,
5 ... ADF (Automatic Document Feeder) unit,
4 ... Printer part, 6 ... Contact glass,
7 ... Control unit, 10 ... CCD image sensor,
11 ... photosensitive drum, 14 ... light writing section,
32e, 32o ... A / D converter, 33 ... digital signal correction unit,
34 ... Offset removal processing unit, 35 ... Noise superimposition processing unit,
37: Gain adjustment processing, background removal processing, shading processing section,
41: Buffer IC (1), 42: Buffer IC (2),
43 ... Buffer IC (3), 44 ... Inverter,
45: NOR circuit.
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