JP6033182B2

JP6033182B2 - 画像読取装置

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Publication number: JP6033182B2
Application number: JP2013156529A
Authority: JP
Inventors: 晃三大谷
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP2015027026A

Description

本発明は、画像読取装置に関するものである。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーを用いた画像読取装置では、原稿台ガラス上の原稿に対して光源からの光を照射し、原稿面での反射光の一部をＣＣＤセンサーの受光面に結像させる。そして、ＣＣＤセンサーは、受光面上に結像した画像を画素ごとに電気信号に変換することで、画像を読み取っている。

このような画像読取装置は、通常、平面状の原稿画像を読み取る装置であり、原稿面で拡散した乱反射光の一部をＣＣＤセンサーに結像させている。

しかしながら、例えば貴金属、腕時計などの立体的な光沢物や、光沢のあるクレジットカードの画像を読み取る場合、光沢物の反射率や置き方（反射角度）によっては、そのような画像読取対象の一部から正反射光がＣＣＤセンサーに入射し、ＣＣＤセンサーの出力が飽和して、その部分の画像が白くなる。

さらに、その正反射光が強い場合、ブルーミングが発生することがある。ブルーミングとは、ＣＣＤセンサーのある画素に一定以上の光量が入射した場合、その画像で発生した電荷が周囲の画素にまであふれ出てしまう現象である。そのため、ブルーミングが発生すると、正反射光により飽和した画素の周囲の画素の信号が破壊されてしまう。特に、ＲＧＢ３色のうち１色または２色でブルーミングが発生すると、画像読取対象の本来の色とは異なる色が、画像内に発生してしまう。

このような問題を解決する方法として、光源の光量設定値を変更することでＣＣＤセンサー出力の飽和およびブルーミングの発生を防ぐ方法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

特開平７−０３８７１３号公報特開平７−２０３１５８号公報特開平９−３３１４２３号公報

しかしながら、上述の方法では、ＣＣＤが飽和しない低光量で、画像全体を読み取るため、ブルーミングによる画像劣化は防ぐことはできるが、画像全体の画質が低下してしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高光量で画像全体の画質を維持しつつ、ブルーミングによる画像劣化を軽減する画像読取装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像読取装置は、画像読取対象からの光に基づいて読取画像を出力するセンサーと、前記読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出する全色飽和検出部と、前記読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する部分色飽和検出部と、所定の閾値以上連続する前記全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する前記部分色飽和画素を、補正対象の画素位置として特定する補正位置特定部と、前記補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正するか、飽和していない色値を補正する色値補正部とを備える。そして、前記色値補正部は、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値を、飽和値に変更する。

本発明に係る画像読取装置は、画像読取対象からの光に基づいて読取画像を出力するセンサーと、前記読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出する全色飽和検出部と、前記読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する部分色飽和検出部と、所定の閾値以上連続する前記全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する前記部分色飽和画素を、補正対象の画素位置として特定する補正位置特定部と、前記補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正するか、飽和していない色値を補正する色値補正部とを備える。そして、前記色値補正部は、前記読取画像内でＲＧＢのいずれの色も飽和していないある画素領域における３色の色値の比率と、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値とに基づいて、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を補正する。

本発明によれば、画像読取において、高光量で画像全体の画質を維持しつつ、ブルーミングによる画像劣化を軽減する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す画像読取装置の動作を説明するフローチャートである。図３は、ブルーミングが発生した場合のＲＧＢの各色値の分布の一例を示す図である。図４は、実施の形態１における色値補正の一例を示す図である。図５は、実施の形態２における色値補正の一例を示す図である。図６は、実施の形態３における色値補正の一例を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。なお、この画像読取装置は、コピー機、複合機などの画像形成装置に内蔵されていてもよいし、スキャナー機としてもよい。

図１に示す画像読取装置は、ＣＣＤ１、ＡＤコンバーター２、および画像補正部３を備える。

ＣＣＤ１は、図示せぬプラテンガラスに載置された原稿や上述の光沢のある立体物などの、画像読取対象からの反射光に基づいて、画像読取対象の画像を電気信号として出力するセンサーであり、ある条件でブルーミングが発生するセンサーである。

ＡＤコンバーター２は、ＣＣＤ１から出力されるアナログ電気信号をデジタル信号に変換する回路である。例えば、ＡＤコンバーター２は、ＣＣＤ１から出力されるＲＧＢ３色のアナログ電気信号をＲＧＢの８ビットデジタル信号に変換する。

画像補正部３は、ブルーミングが発生している画素を検出し、その画素の色値を補正する。画像補正部３は、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、ＡＮＤ回路１２、カウンター１３、ＯＲ回路１４、ＡＮＤ回路１５、制御部１６、および補正回路１７を有する。

飽和検出回路１１Ｒは、Ｒ（赤）のデジタル信号から、１画素ずつ、Ｒの色値を取得し、その色値が飽和値であることを検出し、検出結果を示す１ビットの信号を出力する回路である。

Ｒのデジタル信号が８ビットのデジタル信号である場合、飽和検出回路１１Ｒは、Ｒの色値が２５５であるときには、出力信号をハイレベルとし、Ｒの色値が２５４以下であるときには、出力信号をローレベルとする。

飽和検出回路１１Ｇは、Ｇ（緑）のデジタル信号から、１画素ずつ、Ｇの色値を取得し、その色値が飽和値であることを検出し、検出結果を示す１ビットの信号を出力する回路である。

Ｇのデジタル信号が８ビットのデジタル信号である場合、飽和検出回路１１Ｇは、Ｇの色値が２５５であるときには、出力信号をハイレベルとし、Ｇの色値が２５４以下であるときには、出力信号をローレベルとする。

飽和検出回路１１Ｂは、Ｂ（青）のデジタル信号から、１画素ずつ、Ｂの色値を取得し、その色値が飽和値であることを検出し、検出結果を示す１ビットの信号を出力する回路である。

Ｂのデジタル信号が８ビットのデジタル信号である場合、飽和検出回路１１Ｂは、Ｂの色値が２５５であるときには、出力信号をハイレベルとし、Ｂの色値が２５４以下であるときには、出力信号をローレベルとする。

ＡＮＤ回路１２は、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出力信号の論理積を演算し、その演算結果を出力する。

カウンター１３は、ＡＮＤ回路１２の出力がハイレベルになった回数（つまり、ＲＧＢの３色とも色値が飽和した画素（全色飽和画素）の個数）をカウントする。

ＯＲ回路１４は、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出力信号の論理和を演算し、その演算結果を出力する。

ＡＮＤ回路１５は、ＯＲ回路１４の出力信号と、ＡＮＤ回路１４の出力信号を反転させた信号との論理積を演算し、その演算結果を出力する。

つまり、ＡＮＤ回路１５は、ＲＧＢの１色または２色の色値が飽和している画素（部分色飽和画素）については、出力信号をハイレベルとし、それ以外の画素については、出力信号をローレベルとする。

なお、実施の形態１では、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１ＢおよびＡＮＤ回路１２が、読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出する全色飽和検出部として機能する。また、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、ＯＲ回路１４およびＡＮＤ回路１５が、読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する部分色飽和検出部として機能する。

制御部１６は、ＯＲ回路１４の出力がローレベルであるとき（つまり、いずれの色値も飽和していないとき）、カウンター１３のカウント値をゼロにリセットする。これにより、カウンター１３のカウント値は、連続する全飽和画素の数を示す。

そして、制御部１６は、所定の閾値（例えば５）以上連続する全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する部分色飽和画素を、ブルーミングが発生している補正対象の画素位置として特定する。

補正回路１７は、制御部１６によりブルーミングが発生している補正対象として特定された画素を補正する。補正回路１７は、その補正対象の画素位置の色値（ＲＧＢの３つの色値）のうち、飽和している色値を補正するか、飽和していない色値を補正する。

実施の形態１では、補正回路１７は、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値を、飽和値（例えば、色値が８ビットの値である場合には、２５５）に変更する。

次に、上記実施の形態１に係る画像読取装置の動作について説明する。

図２は、図１に示す画像読取装置の動作を説明するフローチャートである。

ＣＣＤ１は、読取画像のＲＧＢアナログ信号を、主走査方向に沿って１画素ずつ出力し、１ラインの画素の色値の出力が完了すると、次のラインについて、主走査方向に沿って１画素ずつ読取画像のＲＧＢアナログ信号を出力する。ＡＤコンバーター２は、そのＲＧＢアナログ信号をＲＧＢデジタル信号に変換し、そのＲＧＢデジタル信号を画像補正部３に出力する。

そして、画像補正部３では、飽和検出回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが、各注目画素の３つ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色値を取得し（ステップＳ１）、その３つの色値がそれぞれ飽和しているか否かを示す出力信号を、ＡＮＤ回路１２およびＯＲ回路１４に出力する。

その３つの色値とも飽和している場合（ステップＳ２）、つまり、注目画素が全色飽和画素である場合、ＡＮＤ回路１２の出力信号がハイレベルとなり、カウンター１３がカウントアップする（ステップＳ３）。なお、この場合、ＯＲ回路１４の出力信号もハイレベルとなるが、ＡＮＤ回路１２の出力信号がハイレベルであるので、ＡＮＤ回路１５の出力信号はローレベルとなる。これにより、制御部１６は、注目画素が部分色飽和画素ではないと判定する。

その３つの色値のうち１つまたは２つが飽和している場合（ステップＳ２，Ｓ４）、ＡＮＤ回路１２の出力信号はローレベルとなり、かつ、ＯＲ回路１４の出力信号はハイレベルとなり、ＡＮＤ回路１５の出力信号は、ハイレベルとなる。なお、この場合、ＡＮＤ回路１２の出力信号はローレベルであるので、カウンター１３はカウントアップしない。

そして、制御部１６は、ＡＮＤ回路１５の出力信号がハイレベルであるので、注目画素が部分色飽和画素であると判定し、カウンター１３のカウント値が所定の閾値（設定値）以上であるか否かを判定し（ステップＳ５）、カウンター１３のカウント値が所定の閾値以上である場合、注目画素の色値の補正を補正回路１７に対して指示する。補正回路１７は、その指示に従って、注目画素の色値の補正を行う（ステップＳ６）。補正回路１７は、補正後の色値を図示せぬ後段の画像処理部へ出力する。

その３つの色値のうちのいずれも飽和していない場合（ステップＳ２，Ｓ４）、ＯＲ回路１４の出力信号はローレベルとなる。ＯＲ回路１４の出力信号はローレベルである場合、制御部１６は、注目画素が全色飽和画素ではないと判定し、カウンター１３のカウント値をゼロにリセットする（ステップＳ７）。

また、注目画素が部分色飽和画素であるがカウンター１３のカウンター値が閾値以上ではない場合（ステップＳ５）、制御部１６は、注目画素が全色飽和画素ではないと判定し、カウンター１３のカウント値をゼロにリセットする（ステップＳ７）。

そして、制御部１６は、注目画素が１ライン中の最終画素であるか否かを判定し（ステップＳ８）、注目画素が１ライン中の最終画素である場合、そのラインについての処理を終了し、カウンター１３のカウント値をリセットし、次のラインを同様に処理する（ステップＳ１〜Ｓ７）。

図３は、ブルーミングが発生した場合のＲＧＢの各色値の分布の一例を示す図である。図４は、実施の形態１における色値補正の一例を示す図である。

図３に示す場合、１ライン内の５００番目から５０４番目までの画素が全色飽和画素であり、５０５番目から５１９番目までの画素が部分色飽和画素である。また、５０５番目から５１３番目までの画素では、ＲとＧの２色のみが飽和しており、５１４番目から５１９番目までの画素では、Ｒの１色のみが飽和している。

この場合において、例えば上述の閾値が５に設定されていると、実施の形態１では、図４に示すように、５０５番目から５１３番目までの画素については、飽和していないＢの色値が、飽和値（＝２５５）に変更され、５１４番目から５１９番目までの画素については、飽和していないＧとＢの色値が、飽和値（＝２５５）に変更される。

以上のように、上記実施の形態１に係る画像読取装置は、読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出するとともに、読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する。そして、制御部１６は、所定の閾値以上連続する全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する部分色飽和画素を、補正対象の画素位置として特定する。

さらに、実施の形態１では、補正回路１７は、その補正対象の画素位置の色値のうち、飽和していない色値を飽和値に補正する。これにより、ブルーミングが発生している部分色飽和画素の色が無彩色に変更され、ブルーミングが目立たなくなる。

したがって、高光量での画像読取によって画像全体の画質を低下させずに、ブルーミングによる画像劣化が軽減される。

実施の形態２．

実施の形態２では、補正回路１７は、その補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正する。

具体的には、実施の形態２では、補正回路１７は、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値が２色である場合、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値と同一の値に変更し、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値が１色である場合、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない２つの色値の中間の値（例えば平均値）に変更する。

図５は、実施の形態２における色値補正の一例を示す図である。

図３に示す場合において、例えば上述の閾値が５に設定されていると、実施の形態２では、図５に示すように、５０５番目から５１３番目までの画素については、飽和しているＲおよびＧの色値が、飽和していないＢの色値と同一の値に変更され、５１４番目から５１９番目までの画素については、飽和しているＲの色値が、飽和していないＧとＢの色値の平均値に変更される。

なお、実施の形態２に係る画像読取装置のその他の構成および動作については、実施の形態１に係る画像読取装置と同様であるので、その説明を省略する。

以上のように、上記実施の形態２によれば、部分色飽和画素のうち、２色が飽和している画素の色は無彩色に変更され、１色が飽和している画素の彩度が低くなるため、ブルーミングが目立たなくなる。

実施の形態３．

実施の形態３では、補正回路１７は、その補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正する。

具体的には、実施の形態３では、補正回路１７は、読取画像内でＲＧＢのいずれの色も飽和していないある画素領域における３色の色値の比率に基づいて、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を補正する。

具体的には、補正回路１７は、読取画像内でＲＧＢのいずれの色も飽和していないある画素領域における３色のそれぞれの色値の平均値もしくは合計値の比率、またはそれぞれの色値の比率の平均値と、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値とに基づいて、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を補正する。

図６は、実施の形態３における色値補正の一例を示す図である。

図３に示す場合において、例えば上述の閾値が５に設定されていると、実施の形態３では、まず、正常画像領域である５２０番目から５２５番目の画素についてのＲＧＢの各色値の比率（ここでは、Ｂの色値に対するＲの色値の比率と、Ｂの色値に対するＧの色値の比率）の平均値をそれぞれ計算する。

そして、図６に示すように、５０５番目から５１３番目までの画素については、飽和しているＲの色値が、飽和していないＢの色値とＲとＢとの比率Ｒ／Ｂの平均値との積の値に変更され、飽和しているＧの色値が、飽和していないＢの色値とＧとＢとの比率Ｇ／Ｂの平均値との積の値に変更される。

また、５１４番目から５１９番目までの画素については、飽和しているＲの色値が、飽和していないＢの色値とＲとＢとの比率Ｒ／Ｂの平均値との積の値に変更される。

なお、５１４番目から５１９番目までの画素（１色のみが飽和している画素）については、飽和しているＲの色値を、飽和していないＢの色値とＲとＢとの比率Ｒ／Ｂの平均値との積および飽和していないＧの色値とＲとＧとの比率Ｒ／Ｇの平均値との積の平均値に変更するようにしてもよい。

なお、実施の形態３に係る画像読取装置のその他の構成および動作については、実施の形態１に係る画像読取装置と同様であるので、その説明を省略する。

以上のように、上記実施の形態３によれば、連続する部分色飽和画素の色が、その連続する部分色飽和画素に隣接する正常画像領域（ＲＧＢのいずれの色も飽和していないある所定の画素数の領域）における色値の比率に基づいて、部分色飽和画素値において飽和している色値が補正される。そのため、ブルーミングが発生している領域の色相が、その領域に隣接する正常画像領域の色相に近づき、ブルーミングが目立たなくなる。

なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上述の実施の形態１〜３では、図１に示すような専用回路で処理を行っているが、その代わりに、画像処理プログラムを、画像読取装置、画像形成装置、それらのホスト装置内のコンピューターで実行させることで、その処理を実行させるようにしてもよい。その場合、画像処理プログラムは、コンピューターにより読取可能な記録媒体に記憶されている。

本発明は、例えば、スキャナー機、コピー機、複合機などに適用可能である。

１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ飽和検出回路（全色飽和検出部の一例の一部，部分色飽和検出部の一例の一部）
１２ＡＮＤ回路（全色飽和検出部の一例の一部）
１４ＯＲ回路（部分色飽和検出部の一例の一部）
１５ＡＮＤ回路（部分色飽和検出部の一例の一部）
１６制御部（補正位置特定部の一例）
１７補正回路（色値補正部の一例）

Claims

画像読取対象からの光に基づいて読取画像を出力するセンサーと、
前記読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出する全色飽和検出部と、
前記読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する部分色飽和検出部と、
所定の閾値以上連続する前記全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する前記部分色飽和画素を、補正対象の画素位置として特定する補正位置特定部と、
前記補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正するか、飽和していない色値を補正する色値補正部と、
を備え、
前記色値補正部は、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値を、飽和値に変更すること、
を特徴とする画像読取装置。
画像読取対象からの光に基づいて読取画像を出力するセンサーと、
前記読取画像内でＲＧＢの３色とも飽和している画素を全色飽和画素として検出する全色飽和検出部と、
前記読取画像内でＲＧＢの１色または２色が飽和している画素を部分色飽和画素として検出する部分色飽和検出部と、
所定の閾値以上連続する前記全色飽和画素に隣接する、１または複数の連続する前記部分色飽和画素を、補正対象の画素位置として特定する補正位置特定部と、
前記補正対象の画素位置の色値のうち、飽和している色値を補正するか、飽和していない色値を補正する色値補正部と、
を備え、
前記色値補正部は、前記読取画像内でＲＧＢのいずれの色も飽和していないある画素領域における３色の色値の比率と、補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値とに基づいて、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を補正することを特徴とする画像読取装置。
前記色値補正部は、前記読取画像内でＲＧＢのいずれの色も飽和していないある画素領域における３色のそれぞれの色値の平均値もしくは合計値の比率、またはそれぞれの色値の比率の平均値と、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和していない色値とに基づいて、前記補正対象の画素位置の色値のうちの飽和している色値を補正することを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。