JP4063287B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置に関し、特に、取得した画像信号に対する処理を行うためのパラメータ（調整値）を算出する画像処理装置に関するものである。

ＣＣＤを有する画像読取装置を搭載した複写機、ファクシミリ機、複合機などの画像処理装置にあっては、電源オン時及び低電力モードからの復帰時に、使用可能な状態になるまでユーザを待たせている。この待ち時間中に、画像処理装置は、黒レベルを最適な値とするためのオフセットレベルの調整、取得した画像信号を最適なレベルに増幅するためのゲイン（増幅率）の調整などを行っている。読み取ったアナログ画像信号を精度良くデジタル画像信号に変換するために、このような調整は行われる。

オフセットレベルの調整は、調整のための設定値を変えながら、主走査期間の始めにあるＯＰＢ（Optical Black)領域でサンプリングされた画像信号を取得し、その取得値に基づいて最適と考えられる調整値を決定し、決定した調整値に従ってアナログ回路を制御することにより行っている。ＯＰＢ領域を読み取ったときで、シェーディング補正データを取り込む前に、奇数番目の画素系統及び偶数番目の画素系統のオフセットレベルの差をなくすことを目的として、Ｄ／Ａ変換器と加算器とを用いて目標値へ合わせ込んでいる。

ゲインの調整は、調整のための設定値を変えながら、主走査期間の始めにある白基準体を読み取って画像信号を取得し、その取得値に基づいて最適と考えられる調整値を決定し、決定した調整値に従ってアナログ回路を制御することにより行っている。白基準体を読み取ったときで、シェーディング補正データを取り込む前に、ＣＣＤ出力のレベル差をなくすことを目的として、増幅器を用いて目標値へ合わせ込んでいる。
特開２００１−１６９１１３号公報 特開２００２−１３５５８８号公報

このように、オフセットレベルの調整及びゲインの調整を行う場合には、ある設定値の条件下で主走査方向の所定範囲内の複数画素のデータ平均値を求め、その平均値と目標値とを比較する動作を、両者の差が最小となるまで設定値を変更しながら繰り返し、両者の差が最小となったときの設定値を最終の調整値として決定する。よって、最初の設定値（初期値）に基づいて求められたデータ平均値が目標値から大きくかけ離れている場合には、上述した動作を何回も繰り返さなければならず、最終の調整値を得るまでに長時間を要することになり、調整処理が長くかかり、画像処理装置の動作開始までユーザを長い間待たせてしまうという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、オフセットレベル、ゲインなどのパラメータを決定する処理に要する時間の短縮化を図れる画像処理装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る画像処理装置は、画像信号を取得する取得手段と、取得した画像信号を処理する際のパラメータを、設定した初期値を用いて算出する算出手段とを備える画像処理装置において、前記算出手段は、前記初期値とＮ画素分の値とを用いて仮のパラメータを算出する第１算出手段と、該第１算出手段にて算出した仮のパラメータを初期値として、Ｍ（Ｍ＞Ｎ）画素分の値を用いて、画像信号を処理する際の前記パラメータを算出する第２算出手段とを有することを特徴とする。

第１発明の画像処理装置にあっては、設定した初期値とＮ画素分の値とを用いて仮のパラメータ（調整値）を算出し、次いで、算出した仮のパラメータである初期値とＭ（Ｍ＞Ｎ）画素分の値とを用いて，画像信号を処理する際の真のパラメータを算出する。よって、パラメータの算出処理を、調整精度が粗い前段での算出処理と調整精度が細かい後段での算出処理とに分けるようにしているので、最初に粗く調整した後、精度を上げて微調整を行えるため、調整精度を落とすことなく調整時間の大半を占めている演算時間は少なくなり、調整処理に要する全体時間が短くなる。

第２発明に係る画像処理装置は、前記算出手段が、奇数番目の画素の画像信号と偶数番目の画素の画像信号とについて各別に前記パラメータを算出するようにしてあることを特徴とする。

第２発明の画像処理装置にあっては、奇数番目の画素系統における調整処理と偶数番目の画素系統における調整処理とを並行して行う。よって、調整処理の高速化を図れる。

第３発明に係る画像処理装置は、前記取得手段が複数の色成分夫々の画像信号を取得し、前記算出手段が、複数の色成分夫々について前記パラメータを算出するようにしてあることを特徴とする。

第３発明の画像処理装置にあっては、取得した複数の色成分夫々の画像信号におけるパラメータを、上述したような手順にて算出する。よって、カラー画像信号に対しても、調整処理に要する全体時間が短くなる。

第４発明に係る画像処理装置は、前記パラメータが、取得した画像信号のオフセットレベル値であることを特徴とする。

第４発明の画像処理装置にあっては、パラメータとしての画像信号のオフセットレベル値を上述したような手順にて算出する。よって、短時間にて各オフセットレベルの調整処理を行える。

第５発明に係る画像処理装置は、前記パラメータが、取得した画像信号を増幅する際のゲインであることを特徴とする。

第５発明の画像処理装置にあっては、パラメータとしての画像信号のゲインを上述したような手順にて算出する。よって、短時間にてゲインの調整処理を行える。

本発明では、目標値に速く近づくような粗い精度での算出処理を最初に行い、目標値に近づいた後は細かい精度での算出処理を行って最終のパラメータを算出するようにしたので、正確なパラメータを短時間にて算出することができる。

また、本発明では、奇数番目の画素系統での調整処理と偶数番目の画素系統での調整処理とを並行して行うようにしたので、調整処理の高速化を図ることができる。

また、本発明では、取得した複数の色成分夫々の画像信号におけるパラメータを、精度が異なる複数段階の算出処理にて算出するようにしたので、カラー画像信号に対しても、調整処理に要する全体時間を短くすることができる。

また、本発明では、前記パラメータを画像信号のオフセットレベル値とするようにしたので、画像信号のオフセットレベルの調整処理を短時間で行うことができる。

また、本発明では、前記パラメータを画像信号を増幅する際のゲインとするようにしたので、画像信号のゲインの調整処理を短時間で行うことができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の画像処理装置としての複合機２０の構成を示すブロック図である。複合機２０は、本来のスキャナ機能，ファクシミリ機能，コピー機能に加えて、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの外部端末装置からネットワークを介して電子メールを受信する機能、及び、入力した画像データをプリントアウトするプリンタ機能を備えた機能複合型のファクシミリ装置である。

複合機２０は、制御部１，読取部２，記録部３，表示部４，操作部５，ＲＯＭ６，ＲＡＭ７，画像メモリ８，コーデック９，モデム１０，ＮＣＵ（Network Control Unit）１１，インタフェース部１２などを備えている。

制御部１は、具体的にはＣＰＵで構成されており、バス１３を介して複合機２０の上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＯＭ６に格納された制御プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。

読取部２は、原稿の画像を読み取って画像信号を取得するＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１からのアナログの画像信号にオフセット処理、増幅処理などの各種の処理を施すＡＦＥ（Analog Front End）２２と、アナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、これらのＣＣＤ２１、ＡＦＥ２２及びＡ／Ｄ変換器２３の動作を制御する画像処理部２４とを有している。

ＣＣＤ２１は３ラインカラーＣＣＤであり、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分毎に画像信号を取得し、更に各色成分で奇数番目の画素と偶数番目の画素との２系統に分けて、各色成分のアナログの画像信号をＡＦＥ２２へ出力する。ＡＦＥ２２は、入力された画像信号に対して、黒レベルを最適な値とするためのオフセットレベルの調整処理、読み取ったアナログ画像信号を最適なレベルに増幅するためのゲインの調整処理を施す。このような調整処理は、各色成分毎の各奇数番目の画素系統と偶数番目の画素系統とに分けて行われる。各色成分毎に、奇数番目の画素系統と偶数番目の画素系統とで処理されたアナログ画像信号は、奇数、偶数、奇数 偶数の順序で合成され、各色成分の合成されたアナログ画像信号が、ＡＦＥ２２からＡ／Ｄ変換器２３へ出力されて、デジタル画像信号に変換される。

記録部３は、電子写真方式のプリンタ装置であって、読取部２にて読み取った原稿の画像データ、ファクシミリ通信により受信した画像データ、他の複合機などから送られてきた画像データなどに応じた画像を用紙にプリントアウトする。表示部４は、液晶表示装置またはＣＲＴディスプレイなどの表示装置であり、複合機２０の動作状態を表示したり、ユーザへ操作入力を促す画面またはユーザへ警告を発する画面を表示したりする。操作部５は、複合機２０を操作するために必要な文字キー，テンキー，短縮ダイヤルキー，ワンタッチダイヤルキー，各種のファンクションキーなどを備えている。なお、表示部４をタッチパネル方式とすることにより、操作部５の各種のキーの内の一部または全部を代用することも可能である。

ＲＯＭ６は、複合機２０の動作に必要な種々のソフトウェアの制御プログラムを格納する。ＲＡＭ７は、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。画像メモリ８は、ＤＲＡＭなどで構成され、原稿の画像を読み取って得られる画像データ、他のファクシミリ装置などの外部装置から受信した画像データなどを記憶する。コーデック９は、送信する画像データを所定の圧縮方式に従って圧縮したり、受信した画像データを所定の圧縮方式に従って伸長する。

モデム１０は、バス１３に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクシミリモデムから構成されている。また、モデム１０は、同様にバス１３に接続されたＮＣＵ１１と直接的に接続されている。ＮＣＵ１１は、公衆電話回線網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Network)との公衆回線Ｌ１の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム１０をＰＳＴＮと接続する。インタフェース部１２は、ＬＡＮ，インターネットなどの通信回線Ｌ２を介して他の複合機，ＰＣなどの外部端末装置に接続されており、外部端末装置との間で画像データ，電子メールなどの情報のやりとりを行う。

なお、ＣＣＤ２１は画像信号を取得する取得手段として機能し、画像処理部２４は、後述するような動作処理を行うことにより、設定した初期値から画像処理用（オフセットレベル調整、ゲイン調整）の調整値を算出する算出手段（第１算出手段及び第２算出手段）として機能する。

以上のような構成を有する本発明の複合機２０にあって、ＣＣＤ２１から得られる各色成分毎の画像信号は、そのレベルが大きい順にオフセットレベルの調整処理、ゲインの調整処理が行われる。同じ設定値の場合（調整処理を行う前）の出力レベルは、Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の順で次第に小さくなる。一方、目標値はＲ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の各色成分で同じである。調整処理は、出力レベルが大きいＲ成分から始め、次にＧ成分とし、最後にＢ成分とする。言い換えると、調整幅が小さい色成分から順に調整処理を行う。つまり、調整幅が小さい色成分の調整処理を、調整幅が大きい色成分の調整処理よりも先に行う。また、各色成分にあっては、奇数番目の画素系統（奇数系統）、偶数番目の画素系統（偶数系統）の順でオフセットレベルの調整処理、ゲインの調整処理が行われる、即ち、まず最初に出力レベルが大きくて調整幅が小さいＲ成分の奇数系統に対してこれらの調整処理が行われ、次いで、Ｒ成分の偶数系統、Ｇ成分の奇数系統、Ｇ成分の偶数系統、Ｂ成分の奇数系統、Ｂ成分の偶数系統に対する調整処理が行われる。本発明では、この際、調整処理を、初期値とＮ画素分の値とを用いて仮の調整値を求める前段の処理と、求めた仮の調整値を初期値として、Ｍ（Ｍ＞Ｎ）画素分の値を用いて，画像信号を処理する際の真の調整値を算出する後段の処理とに分けている。よって、粗い精度での調整処理によって目標値に速く近づき、目標値に近づいた後は細かい精度にて最終の調整値を求めるようにしたので、正確な調整値を短時間にて算出することができ、読み取り開始までのユーザの待ち時間を短くできる。

図２及び図３は、本発明の複合機２０におけるオフセットレベル／ゲインの調整処理の動作手順の一例を示すフローチャートである。

まず、以下のようにして、３色成分の中で出力レベルが最も大きくて調整幅が最も小さいＲ成分の奇数系統に対する調整処理を実施する。シェーディングデータを取り込んだか否かを判断する（ステップＳ１）。シェーディングデータが取り込まれていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、その取り込みの監視を続ける。シェーディングデータが取り込まれた場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、粗い調整処理である第一段階での平均値の算出範囲（例えば、１０００画素分）とオフセットレベルの目標値とを設定し（ステップＳ２）、オフセットレベルの初期値を設定する（ステップＳ３）。

設定された主走査方向の算出範囲の画素データを取得して、それらの平均値を算出する（ステップＳ４）。算出した平均値が目標値より小さいか否かを判断する（ステップＳ５）、小さい場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、オフセットレベルの設定値を１６だけ加算して（ステップＳ６）、動作がＳ４に戻る。

算出した平均値が目標値より小さくない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、平均値＞目標値となったときの設定値の前（直前）の設定値を第一段階の最終の設定値（細かい調整処理である第二段階の初期値）として決定する（ステップＳ７）。そして、第一段階より広い第二段階での平均値の算出範囲（例えば、３０００画素分）を設定する（ステップＳ８）。

設定された主走査方向の算出範囲の画素データを取得して、それらの平均値を算出する（ステップＳ９）。算出した平均値が目標値より小さいか否かを判断する（ステップＳ１０）、小さい場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、オフセットレベルの設定値を１だけ加算して（ステップＳ１１）、動作がＳ９に戻る。

算出した平均値が目標値より小さくない場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、平均値＞目標値となったときの設定値の前（直前）の設定値をオフセットレベルの調整値として決定する（ステップＳ１２）。

次に、読取部２内の光源を点灯した後（ステップＳ１３）、第一段階での平均値の算出範囲（例えば、１０００画素分）とゲインの目標値とを設定し（ステップＳ１４）、ゲインの初期値を設定する（ステップＳ１５）。

設定された主走査方向の算出範囲の画素データを取得して、それらの平均値を算出する（ステップＳ１６）。算出した平均値が目標値より小さいか否かを判断する（ステップＳ１７）、小さい場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ゲインの設定値を１６だけ加算して（ステップＳ１８）、動作がＳ１６に戻る。

算出した平均値が目標値より小さくない場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、平均値＞目標値となったときの設定値の前（直前）の設定値を第一段階の最終の設定値（第二段階の初期値）として決定する（ステップＳ１９）。そして、第一段階より広い第二段階での平均値の算出範囲（例えば、３０００画素分）を設定する（ステップＳ２０）。

設定された主走査方向の算出範囲の画素データを取得して、それらの平均値を算出する（ステップＳ２１）。算出した平均値が目標値より小さいか否かを判断する（ステップＳ２２）、小さい場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ゲインの設定値を１だけ加算して（ステップＳ２３）、動作がＳ２１に戻る。

算出した平均値が目標値より小さくない場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、平均値＞目標値となったときの設定値の前（直前）の設定値をゲインの調整値として決定する（ステップＳ２４）。

次いで、Ｒ成分の偶数系統に対する調整処理を実施する。この場合の調整処理の動作手順は、上述したＲ成分の奇数系統に対する調整処理の動作手順（図２及び図３）と同様である。但し、Ｓ３及び／またはＳ１５において、オフセットレベル調整用の初期値及び／またはゲイン調整用の初期値として、既に決定済みであるＲ成分の奇数系統でのオフセットレベルの最終の調整値及び／またはゲインの最終の調整値を設定する。このようにすることにより、新たな初期値を設定する場合に比べて、調整の繰り返し回数（図２及び図３に示した各動作ループを回る回数）が低減する。

次いで、Ｒ成分の次に出力レベルが大きくて調整幅が小さいＧ成分の奇数系統に対する調整処理を実施する。この場合の調整処理の動作手順は、上述したＲ成分の奇数系統に対する調整処理の動作手順（図２及び図３）と同様である。但し、Ｓ３及び／またはＳ１５において、オフセットレベル調整用の初期値及び／またはゲイン調整用の初期値として、既に決定済みであるＲ成分の奇数系統でのオフセットレベルの最終の調整値及び／またはゲインの最終の調整値を設定する。このようにすることにより、新たな初期値を設定する場合に比べて、調整の繰り返し回数（図２及び図３に示した各動作ループを回る回数）が低減する。

次いで、Ｇ成分の偶数系統に対する調整処理を実施する。この場合の調整処理の動作手順は、上述したＲ成分の奇数系統に対する調整処理の動作手順（図２及び図３）と同様である。但し、Ｓ３及び／またはＳ１５において、オフセットレベル調整用の初期値及び／またはゲイン調整用の初期値として、既に決定済みであるＧ成分の奇数系統でのオフセットレベルの最終の調整値及び／またはゲインの最終の調整値を設定する。このようにすることにより、新たな初期値を設定する場合に比べて、調整の繰り返し回数（図２及び図３に示した各動作ループを回る回数）が低減する。

次いで、最も出力レベルが小さくて調整幅が大きいＢ成分の奇数系統に対する調整処理を実施する。この場合の調整処理の動作手順は、上述したＲ成分の奇数系統に対する調整処理の動作手順（図２及び図３）と同様である。但し、Ｓ３及び／またはＳ１５において、オフセットレベル調整用の初期値及び／またはゲイン調整用の初期値として、既に決定済みであるＧ成分の奇数系統でのオフセットレベルの最終の調整値及び／またはゲインの最終の調整値を設定する。このようにすることにより、新たな初期値を設定する場合に比べて、調整の繰り返し回数（図２及び図３に示した各動作ループを回る回数）が低減する。

最後に、Ｂ成分の偶数系統に対する調整処理を実施する。この場合の調整処理の動作手順は、上述したＲ成分の奇数系統に対する調整処理の動作手順（図２及び図３）と同様である。但し、Ｓ３及び／またはＳ１５において、オフセットレベル調整用の初期値及び／またはゲイン調整用の初期値として、既に決定済みであるＢ成分の奇数系統でのオフセットレベルの最終の調整値及び／またはゲインの最終の調整値を設定する。このようにすることにより、新たな初期値を設定する場合に比べて、調整の繰り返し回数（図２及び図３に示した各動作ループを回る回数）が低減する。

なお、上述した実施の形態では、調整処理を第一段階及び第二段階の二段階に分割して行うようにしたが、後段に向かうにしたがって調整精度を細かくした三段階以上に分割するようにしても良い。また、カラーの画像信号を取得する場合について説明したが、モノクロの画像信号に対しても、本発明を同様に適用できることは勿論である。また、各色成分における調整処理の順序はこれに限定されず、更に、各色成分において、奇数系統、偶数系統の調整処理の順序を入れ替えても良い。

以上のように本発明では、調整処理を、調整精度が粗い第一段階の処理と調整精度が細かい第二段階の処理とに分けるようにしているので、最初に粗く調整した後、精度を上げて微調整を行うことができ、調整精度を落とすことなく調整時間の大半を占めている演算時間を減らすことができ、調整処理に要する全体時間を短くできる。

また、上述した実施の形態では、ある色成分における調整値を算出した後、その算出した調整値を他の色成分の調整値を算出する際の初期値として設定するため、また、各色成分にあって、奇数系統（または偶数系統）で設定した最終の調整値を、偶数系統（または奇数系統）の調整処理時の初期値に設定するため、無駄な調整動作の繰り返し回数を低減できて、調整処理に要する時間を短縮することが可能である。

本発明の画像処理装置としての複合機の構成を示すブロック図である。 本発明の複合機におけるオフセットレベル／ゲインの調整処理の動作手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の複合機におけるオフセットレベル／ゲインの調整処理の動作手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御部
２ 読取部
６ ＲＯＭ
７ ＲＡＭ
２０ 複合機（画像処理装置）
２１ ＣＣＤ（取得手段）
２２ ＡＦＥ
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ 画像処理部（算出手段）

Claims (5)

1. 画像信号を取得する取得手段と、取得した画像信号を処理する際のパラメータを、設定した初期値を用いて算出する算出手段とを備える画像処理装置において、前記算出手段は、前記初期値とＮ画素分の値とを用いて仮のパラメータを算出する第１算出手段と、該第１算出手段にて算出した仮のパラメータを初期値として、Ｍ（Ｍ＞Ｎ）画素分の値を用いて、画像信号を処理する際の前記パラメータを算出する第２算出手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記算出手段は、奇数番目の画素の画像信号と偶数番目の画素の画像信号とについて各別に前記パラメータを算出するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記取得手段は複数の色成分夫々の画像信号を取得し、前記算出手段は、複数の色成分夫々について前記パラメータを算出するようにしてあることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記パラメータは、取得した画像信号のオフセットレベル値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 前記パラメータは、取得した画像信号を増幅する際のゲインであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像処理装置。
   
   
   

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