JP2003209687A - Image processing device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 階調抜けを生じている画素をチェックし階調
抜けを生じている画素について階調補正を行う。
【解決手段】 原稿からの反射光量をCCDで読み取
り、読み取った光量のアナログデータをA/DCで変換
し、変換したデジタルデータを画素単位で補正して画像
データを生成する画像処理装置において、少なくともシ
ェーディング補正に係る乗数を生成する手段819と、
該手段により生成した乗数を当該画素の階調数及び当該
画素の1階調上位の階調数にそれぞれ乗算する手段82
1,823と、該手段により乗算して得た当該画素の階
調数と前記1階調上位の階調数との差を検出し、その差
が所定数以上のとき、当該画素を階調補正対象画素とし
て確定し階調補正を行う階調補正処理部9を備える。
(57) [Summary] [Problem] To check a pixel having a missing gradation and perform gradation correction on a pixel having a missing gradation. An image processing apparatus reads an amount of light reflected from a document by a CCD, converts analog data of the read amount of light by an A / DC, corrects the converted digital data in pixel units, and generates image data. Means 819 for generating a multiplier for shading correction;
Means 82 for multiplying the number of tones of the pixel by the multiplier generated by the means and the number of tones one level higher than that of the pixel 82
1,823, and the difference between the number of tones of the pixel obtained by multiplying by the means and the number of tones one rank higher is detected. A gradation correction processing unit 9 that determines a pixel to be corrected and performs gradation correction is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDなどのイメ
ージセンサにより光電変換した原稿画像信号をデジタル
データに変換して処理する画像読取において、デジタル
データの変倍処理時のデータ抜けを補正する画像処理装
置及びこの画像処理装置を備えたデジタル複写機や据置
き型のイメージスキャナなどの画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image for correcting a data omission during scaling processing of digital data in image reading in which an original image signal photoelectrically converted by an image sensor such as a CCD is converted into digital data for processing. The present invention relates to a processing apparatus and an image forming apparatus such as a digital copying machine or a stationary image scanner including the image processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】デジタル複写機、スキャナ装置等におい
て、撮像デバイスとしてCCDが使用される。このCC
Dの出力(アナログデータ)は、デジタルデータに変換
され、さらにシェーディング補正等に伴う乗数(ゲイ
ン)により乗算処理されて画像データとして取り扱われ
る。このとき1倍以上のゲインにより乗算処理が行われ
ると、その結果得られる画像データにおいて階調(デー
タ)が抜けてしまう問題がある。つまりA/D変換にお
いて量子化誤差が存在し、またデジタル演算による丸め
誤差が存在するので、この様な誤差を含んだデジタルデ
ータに対して、1倍以上のゲインにより乗算処理を行う
と、得られるデータは、階調数が抜けたものになること
がある。図8は、階調数が抜ける状態を示す図であり、
横軸に画素位置、縦軸にA/D変換後の出力値(階調
数)をとっている。AはCCDの画像読み取り出力をA
/D変換したときの値、Bはその値にある乗数を乗算し
た値を示し、乗算処理によって、画素位置4において階
調数6が抜ける状態を示している。同じように画素位置
7,9においても階調数が抜ける状態を示す。従来、こ
の様な階調抜けといった問題を避け、A/D変換後のデ
ジタルデータの階調性を確保するために、A/D変換の
前段においてアナログ信号に対して増幅回路の増幅率を
変化させて乗算処理を行い、A/D変換後の階調性を確
保するという技術が開発されていた(特開2000−1
3598公報、特開平10−262152号公報参
照)。また、階調抜けに対する対策として全画素につい
て階調補正を行うことがなされていた。2. Description of the Related Art A CCD is used as an image pickup device in a digital copying machine, a scanner device or the like. This CC
The output (analog data) of D is converted into digital data, further multiplied by a multiplier (gain) associated with shading correction and the like, and treated as image data. At this time, if the multiplication process is performed with a gain of 1 or more, there is a problem that gradation (data) is lost in the image data obtained as a result. That is, since there is a quantization error in the A / D conversion and a rounding error due to a digital operation, it can be obtained by performing a multiplication process with a gain of 1 or more on digital data including such an error. The data may have missing gradation numbers. FIG. 8 is a diagram showing a state in which the number of gradations is missing,
The horizontal axis represents the pixel position, and the vertical axis represents the output value (gradation number) after A / D conversion. A is the CCD image reading output
A value obtained by the / D conversion, B indicates a value obtained by multiplying the value by a multiplier, and indicates a state in which the gradation number 6 is omitted at the pixel position 4 by the multiplication process. Similarly, a state in which the number of gradations is omitted at pixel positions 7 and 9 is also shown. Conventionally, in order to avoid such a problem of gradation loss and to secure the gradation of digital data after A / D conversion, the amplification factor of the amplifier circuit is changed with respect to the analog signal in the preceding stage of A / D conversion. A technique has been developed in which multiplication processing is performed to secure gradation after A / D conversion (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1.
3598, Japanese Patent Laid-Open No. 10-262152). In addition, as a measure against the loss of gradation, gradation correction has been performed for all pixels.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなA/D変換の前段においてアナログ信号に対して増
幅回路の増幅率を変化させる場合、増幅率を制御できる
アナログ増幅器やこれを制御するための機構が必要とな
り、回路の複雑性の増大やコスト高となってしまうとい
う問題点があった。また、全ての画素について階調補正
を行う手法では、階調抜けのない画素まで階調補正の対
象とするために階調ずれを生じることや、階調補正値と
して適正な補正値が取得できないという問題を招来して
いた。本発明は、このような実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、原稿画像を画素単位のアナログデータ
として読み取り、読み取ったアナログデータをデジタル
データに変換し、変換したデジタルデータを画素単位で
補正して画像データを生成する画像処理装置において、
増幅率を制御可能にするアナログ増幅器等を省き、その
周辺回路や制御機構を簡略化すること、階調抜けを生じ
ている画素をチェックし、階調抜けの生じている画素に
ついて階調補正を行って階調抜けを最小限に抑え、階調
ずれをなくすことであり、また階調抜けに伴って画像上
に発生する擬似輪郭やスジといった問題を改善すること
である。更に前記問題を改善した画像処理装置を備えた
画像形成装置を提供することである。However, in the case where the amplification factor of the amplifier circuit is changed with respect to the analog signal in the preceding stage of such A / D conversion, an analog amplifier capable of controlling the amplification factor and a control method for controlling the same. There is a problem that a mechanism is required, the complexity of the circuit increases and the cost increases. Further, in the method of performing gradation correction on all pixels, gradation deviation occurs because even pixels without gradation omission are subject to gradation correction, and proper correction values cannot be acquired as gradation correction values. That was the problem. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to read an original image as analog data in pixel units, convert the read analog data into digital data, and convert the converted digital data in pixel units. In an image processing device that corrects and generates image data,
By omitting the analog amplifier etc. that can control the amplification factor and simplifying the peripheral circuits and control mechanism, the pixels with missing gradation are checked, and the gradation is corrected for the pixels with missing gradation. This is to minimize gradation dropouts and eliminate gradation deviations, and to improve problems such as pseudo contours and streaks that occur on an image due to gradation dropouts. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus equipped with an image processing apparatus that solves the above problems.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、原稿
画像を画素単位のアナログデータとして読み取り、読み
取ったアナログデータをデジタルデータに変換し、変換
したデジタルデータを画素単位で補正して画像データを
生成する画像処理装置において、少なくともシェーディ
ング補正に係る乗数を生成する手段と、該乗数を各画素
の階調数にそれぞれ乗算する手段と、該手段により乗算
された当該画素の階調数と前記当該画素の1階調上位の
乗算された階調数との差を検出する手段と、前記差が所
定数を超えるとき、前記当該画素を階調補正対象画素に
確定する手段と、該確定した当該画素の階調数を補正す
る手段を備えたことを特徴とする画像処理装置である。According to a first aspect of the present invention, an original image is read as analog data in pixel units, the read analog data is converted into digital data, and the converted digital data is corrected in pixel units to form an image. In an image processing device for generating data, at least a means for generating a multiplier relating to shading correction, a means for multiplying the gradation number of each pixel by the multiplier, and a gradation number of the pixel multiplied by the means. A unit for detecting a difference between the pixel and a gradation number of a gradation higher by one gradation; a unit for fixing the pixel as a gradation correction target pixel when the difference exceeds a predetermined number; The image processing apparatus is provided with means for correcting the gradation number of the pixel.
【0005】請求項2の発明は、請求項1記載の画像処
理装置において、前記確定した当該画素の階調数を補正
する手段は、当該画素の階調数と前記画素の前後に隣接
する画素の階調数と前記当該画素の1階調上位の階調数
に前記乗数に係る重み係数を乗算した階調数の合計階調
数を、前記当該画素及びその前後画素の画素数と前記重
み係数との加算値で除して平均化することを特徴とする
画像処理装置である。According to a second aspect of the invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the means for correcting the determined gradation number of the pixel is a pixel adjacent to the gradation number of the pixel and the pixel before and after the pixel. The total number of gradations obtained by multiplying the number of gradations of the pixel and the number of gradations one gradation higher than the pixel by the weighting coefficient related to the multiplier, and the number of pixels of the pixel and the pixels before and after the pixel and the weight. The image processing device is characterized by dividing by an addition value with a coefficient and averaging.
【0006】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
画像処理装置において、前記確定した当該画素の階調数
を補正する手段は、前記重み係数を前記乗数の大きさに
比例して変化させることを特徴とする画像処理装置であ
る。According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, the means for correcting the number of gradations of the determined pixel has the weighting coefficient proportional to the magnitude of the multiplier. An image processing device characterized by changing.
【0007】請求項4の発明は、請求項1乃至3のいず
れかに記載の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。A fourth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the image processing apparatus according to any one of the first to third aspects.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の実施形態に係る画像処理装
置の概略的な電気的構成を示す。図1において、読み取
り対象となる原稿(非図示)は、その表面上の画像情報
がCCD1によって読み取られる。CCD1は、受光部
が複数個、主走査線方向となる直線上に配置される1次
元の画像センサである。なお、原稿からの画像をCCD
1の受光部に結像させるために、光学レンズ(非図示)
が設けられ、原稿とCCD1と光学レンズとは、図示を
省略している移動機構によって、相対的に主走査線方向
と垂直な副走査線方向に移動して、原稿表面からの画像
情報を読み取る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a schematic electrical configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a document (not shown) to be read has image information on its surface read by the CCD 1. The CCD 1 is a one-dimensional image sensor in which a plurality of light receiving parts are arranged on a straight line in the main scanning line direction. It should be noted that the image from the original is CCD
Optical lens (not shown) to form an image on the light receiving part of No. 1
The original document, the CCD 1 and the optical lens are moved relatively in the sub-scanning line direction perpendicular to the main scanning line direction by a moving mechanism (not shown) to read image information from the surface of the original document. .
【0009】CCD1は、固定周期で主走査方向の画像
情報を読み取り、画素毎に順次アナログ画像信号として
出力する。CCD1から出力されるアナログ信号は、そ
のままでは微弱なため信号電力を固定倍に増幅する固定
ゲインアンプ2で増幅される。固定ゲインアンプ2で増
幅されたアナログ信号は、ダイナミックレンジを決める
ための予め設定されたレファレンス信号VRB(固定
値)4及びVRT(固定値)5に基づきA/DC3によ
り信号変換され、デジタル画像データ:Data_ad(l、
n)を出力する。このデジタル画像データは、デジタル
信号補正部6の黒減算部7に入力される。The CCD 1 reads image information in the main scanning direction at a fixed cycle and sequentially outputs it as an analog image signal for each pixel. Since the analog signal output from the CCD 1 is weak as it is, it is amplified by the fixed gain amplifier 2 that amplifies the signal power by a fixed factor. The analog signal amplified by the fixed gain amplifier 2 is signal-converted by the A / DC 3 based on preset reference signals VRB (fixed value) 4 and VRT (fixed value) 5 for determining the dynamic range, and digital image data is obtained. : Data_ad (l,
n) is output. This digital image data is input to the black subtraction unit 7 of the digital signal correction unit 6.
【0010】図2は、CCD1の例として、32画素か
らなるラインCCDを用いてあるカラー画像を読み取
り、そのとき例えばRチャンネルのアナログ出力を固定
ゲインアンプで増幅したときの出力値a1を、横軸を画
素位置、縦軸を出力値(階調数)として表す。また、出
力値a1のA/D変換値をb1で表す。なお、出力値A
1、B1については後述する。FIG. 2 shows, as an example of the CCD 1, a color image is read using a line CCD consisting of 32 pixels, and the output value a1 obtained when the analog output of, for example, the R channel is amplified by a fixed gain amplifier is shown in FIG. The axis represents the pixel position and the vertical axis represents the output value (number of gradations). Further, the A / D converted value of the output value a1 is represented by b1. The output value A
1, B1 will be described later.
【0011】黒減算部7で用いる黒レベルは、画像読取
装置の図示されない画像信号1ライン中の有効画素領域
外に存在するOPB部(Optical Black部)でのデータから
生成された値D_opbである。黒減算は、前記A/D変換
後データ:Data_adからこのD_opbを、Data(l、n)=
Data_ad(l、n)−D_opbとして処理することにより行
う。The black level used in the black subtraction unit 7 is a value D_opb generated from the data in the OPB unit (Optical Black unit) existing outside the effective pixel area in one line of the image signal (not shown) of the image reading apparatus. . For black subtraction, this D_opb is converted from the A / D converted data: Data_ad to Data (l, n) =
This is performed by processing as Data_ad (l, n) -D_opb.
【0012】次に、このようにして黒減算処理が施され
たデータData(l、n)について、ゲイン調整処理部8
で、シェーディング処理、地肌除去処理を含んだゲイン
調整処理(詳細は図3を参照して後述する)を行い、画
素毎のゲインを生成する。得られたゲインは、階調補正
処理部9において階調補正に使用する(詳細は図5を参
照して後述する)。階調補正された画像データは、いっ
たん画像メモリ10に蓄積された後、或いは直接後段の
画像処理部(非図示)にデジタル画像データとして出力
される。Next, with respect to the data Data (l, n) thus subjected to the black subtraction processing, the gain adjustment processing section 8
Then, gain adjustment processing including shading processing and background removal processing (details will be described later with reference to FIG. 3) is performed to generate a gain for each pixel. The obtained gain is used for gradation correction in the gradation correction processing unit 9 (details will be described later with reference to FIG. 5). The tone-corrected image data is once stored in the image memory 10 or directly output as digital image data to an image processing unit (not shown) in the subsequent stage.
【0013】図3は、ゲイン調整処理部のブロック構成
図である。図3を参照して、ゲインの生成について説明
すると、シェーディングデータ生成部811は、まず、
CCD1のスキャン動作による原稿の読み取り前にシェ
ーディングデータを生成する。シェーディングデータの
生成は、様々な方法が提案されているが、本発明では、
各画素毎に副走査方向に重加算平均処理を行うことで、
SH_Data(n)=(3×Data(l−1、n)+Data
(l、n))/4
ただし、n:画素位置、l:副走査ライン数
としてシェーディングデータを生成する。図4は、この
シェーディングデータを生成する方法を示す図であり、
lラインの画素位置k−1について前記重加算平均によ
り、SH_Data(k−1)として生成する。画素k、画素
k+1についても同様に生成し、これを他のラインの全
画素について行う。このシェーディングデータは、画素
周期に合わせたタイミングのゲート信号(クロック信
号)を発生するゲート信号生成部813の信号により画
素毎に生成すると共にシェーディングデータ保持メモリ
812に保存し、後段のゲイン生成部819において使
用する。FIG. 3 is a block diagram of the gain adjustment processing section. To describe the generation of gain with reference to FIG. 3, the shading data generation unit 811 first
Shading data is generated before the reading of the original by the scanning operation of the CCD 1. Although various methods have been proposed for generating shading data, in the present invention,
By performing the multi-averaging process in the sub-scanning direction for each pixel, SH_Data (n) = (3 × Data (l−1, n) + Data
(L, n)) / 4 where, shading data is generated with n: pixel position and l: number of sub-scanning lines. FIG. 4 is a diagram showing a method of generating this shading data,
SH_Data (k-1) is generated by the above-mentioned multiple addition averaging for the pixel position k-1 of the l line. The pixel k and the pixel k + 1 are similarly generated, and this is performed for all the pixels in other lines. This shading data is generated for each pixel by the signal of the gate signal generation unit 813 that generates a gate signal (clock signal) at a timing matched with the pixel period, and is stored in the shading data holding memory 812, and the gain generation unit 819 at the subsequent stage is generated. Used in.
【0014】またシェーディングデータの生成と同時
に、ラインピーク検出部814は、各ライン毎のピーク
値を検出し、白板データのピーク値:P_whとして白板デ
ータピーク値保持メモリ816に保存する。Simultaneously with the generation of the shading data, the line peak detection unit 814 detects the peak value of each line and stores it in the whiteboard data peak value holding memory 816 as the whiteboard data peak value: P_wh.
【0015】更に、地肌除去処理を行うために、原稿デ
ータ読取時において、ラインピーク値検出部814は、
図示されない地肌レベル検出領域内の各ライン毎に地肌
ピーク値P_aeを検出し、地肌ピーク値保持メモリ817
に保存する。これらピーク値の検出とメモリへの保持
は、シェーディングデータの検出とメモリと同様に、ゲ
ート信号生成部813の画素周期に合わせたタイミング
のゲート信号(クロック信号)によりライン毎にバス切
替え815により行われる。Further, in order to perform the background removal processing, the line peak value detection unit 814 is at the time of reading the original data.
The background peak value P_ae is detected for each line in the background level detection area (not shown), and the background peak value holding memory 817 is detected.
Save to. The detection of these peak values and the storage in the memory are performed by the bus switching 815 for each line by the gate signal (clock signal) of the timing matched with the pixel cycle of the gate signal generation unit 813, similarly to the detection of the shading data and the memory. Be seen.
【0016】また、原稿読取時の白レベルを補正するた
めに予め白基準原稿を読み取って白基準原稿レベル:Wh
_kijnとして検出し、白板データピーク値保持メモリ8
16に保持しておく。In order to correct the white level at the time of reading the original, the white reference original is read in advance and the white reference original level: Wh
_kijn detected, whiteboard data peak value holding memory 8
Hold at 16.
【0017】このようにして得られたシェーディングデ
ータ及び各データは、ゲイン生成部819に入力され、
各画素毎のゲインを生成する。つまり、地肌除去処理を
行わない場合のゲインは、ゲイン:G_nae(n)とし
て、次式により生成する。
G_nae(n)=(白レベル目標値/SH_Data(n))×
(P_wh/Wh_kijn)
白レベル目標値:外部装置6aから設定しておく値
SH_Data(n):メモリに保存されているn画素目のシ
ェーディングデータ
P_wh:メモリに保存されている白板のピークレベル
Wh_kijn:メモリに保存されている白基準原稿レベルThe shading data and each data thus obtained are input to the gain generator 819,
A gain is generated for each pixel. That is, the gain when the background removal process is not performed is generated by the following equation as the gain: G_nae (n). G_nae (n) = (white level target value / SH_Data (n)) ×
(P_wh / Wh_kijn) White level target value: Value set from the external device 6a SH_Data (n): Shading data for the nth pixel stored in the memory P_wh: Peak level of the white plate stored in the memory Wh_kijn: White reference original level stored in memory
【0018】地肌除去処理を行う場合のゲインは、ゲイ
ン:G_ae(n)として、次式により生成する。
G_ae(n)=(地肌除去時読取目標値/P_ae)×(白レ
ベル目標値/SH_Data(n))×(P_wh/Wh_kijn)
地肌除去時読取目標値:外部装置6bから設定しておく
値
P_ae:地肌検出エリアで検出された地肌ピークレベル
白レベル目標値:外部装置6aから設定しておく値
SH_Data(n):メモリに保存されているn画素目のシ
ェーディングデータ
P_wh:メモリに保存されている白板のピークレベル
Wh_kijn:メモリに保存されている白基準原稿レベルThe gain in the case of performing the background removal process is generated by the following equation as a gain: G_ae (n). G_ae (n) = (target value for reading when removing background / P_ae) x (target value for white level / SH_Data (n)) x (P_wh / Wh_kijn) target value for reading when removing background: value P_ae set from the external device 6b : Background peak level detected in the background detection area White level target value: Value set from the external device 6a SH_Data (n): Shading data of the nth pixel stored in the memory P_wh: Saved in the memory White plate peak level Wh_kijn: White reference document level stored in memory
【0019】このようにして生成された各ゲインは、ゲ
イン乗算処理部821,823に入力されて乗算処理
に、更には階調補正処理部9に入力されて階調処理に用
いられる。The gains thus generated are input to the gain multiplication processing units 821 and 823 for multiplication processing, and further input to the gradation correction processing unit 9 for gradation processing.
【0020】ゲイン乗算処理部821は、黒減算後のデ
ータ:Data(l、n)に対してゲイン生成部819で生
成したゲインを用いてゲイン乗算処理を行う。即ち地肌
除去処理を行わない場合は、
Data_G(l、n)=Data(l、n)×G_nae(n)
地肌除去を行う場合は、
Data_G(l、n)=Data(l、n)×G_ae(n)
としてゲイン乗算を行う。The gain multiplication processing unit 821 performs gain multiplication processing on the data after black subtraction: Data (l, n) using the gain generated by the gain generation unit 819. That is, when the background removal process is not performed, Data_G (l, n) = Data (l, n) × G_nae (n) When the background removal is performed, Data_G (l, n) = Data (l, n) × G_ae Gain multiplication is performed as (n).
【0021】再び図2において、A1は、固定ゲインア
ンプで増幅したときの出力値a1に前記ゲインを乗算し
たときに出力値を、またB1はそのA/D変換データを
表す。前記ゲインを乗算処理して得たAD変換データ:
Data_G(l、n)は、図8で示したように画素数13,
16などにおいて階調抜けが発生することになる。ただ
し全てのデータにおいて階調抜けが発生するわけではな
く、階調抜けが発生していないデータに対して階調補正
を行うと階調のズレを起こす可能性がある。そこで本発
明は、階調補正処理を行う前に階調抜けが発生している
画素かどうかを判断し、階調抜けの可能性のある画素に
階調補正処理を施すことを特徴とする。In FIG. 2 again, A1 represents an output value when the output value a1 amplified by the fixed gain amplifier is multiplied by the gain, and B1 represents the A / D conversion data. AD conversion data obtained by multiplying the gain:
Data_G (l, n) has 13 pixels as shown in FIG.
In 16 and so on, gradation loss occurs. However, gradation dropouts do not occur in all data, and if gradation correction is performed on data in which no gradation dropouts occur, there is a possibility that gradation shifts will occur. Therefore, the present invention is characterized in that it is determined whether or not a pixel is missing a gradation before performing the gradation correction process, and the gradation correction process is performed on a pixel having a possibility of the gradation drop.
【0022】以下、その補正処理について説明する。ゲ
イン調整処理部8の加算処理部822は、黒減算後のデ
ータ:Data(l、n)に対して1を加算したデータ、即
ち、
Data_1(l、n)=Data(l、n)+1
を生成する。このデータは、1階調上位(階調数の大き
い)の階調数を表す。The correction process will be described below. The addition processing unit 822 of the gain adjustment processing unit 8 adds the data after the black subtraction: Data (l, n) plus 1, that is, Data_1 (l, n) = Data (l, n) +1. To generate. This data represents the number of gradations one gradation higher (larger number of gradations).
【0023】そしてゲイン乗算処理部823は、前記加
算処理部822で生成したデータとゲイン生成部819
で生成したゲインに対して乗算処理を行う。即ち、Data
_1(l、n)=Data(l、n)+1に対して、地肌除去
処理を行わない場合、
Data_G1(l、n)=Data_1(l、n)×G_nae(n)
地肌除去処理を行う場合、
Data_G1(l、n)=Data_1(l、n)×G_ae(n)
として乗算処理する。これら乗算処理されたデータは、
階調補正処理部9に入力され、階調補正処理に使用す
る。The gain multiplication processing unit 823 and the data generated by the addition processing unit 822 and the gain generation unit 819.
The multiplication process is performed on the gain generated in step. That is, Data
When the background removal processing is not performed for _1 (l, n) = Data (l, n) +1, Data_G1 (l, n) = Data_1 (l, n) × G_nae (n) When the background removal processing is performed , Data_G1 (l, n) = Data_1 (l, n) × G_ae (n), and the multiplication process is performed. These multiplied data are
It is input to the gradation correction processing unit 9 and used for gradation correction processing.
【0024】図5は、階調補正処理部の機能を説明する
ためのブロック構成図である。図5において、ゲイン調
整処理部8から乗算処理後データとしてData_G(l、
n)及びData_G1(l、n)、そしてゲインG_nae(n)
及びG_ae(n)が階調補正処理部9に入力される。この
とき画素毎及びライン毎のデータの読み込み順序を遅延
素子911によって調整する。このようにして入力され
たデータから、まずデータData_G1(l、n)とData_G
(l、n)との差分処理を、
△=Data_G1(l、n)−Data_G(l、n)
として行う。前記差分の結果△が1の場合は、階調抜け
がない場合となり、2以上の場合は、量子化誤差がゲイ
ン乗算により大きくなることによる階調抜けや、演算処
理で丸めにより生じた誤差等による階調抜けが生じた可
能性があることになる。この差分値が2以上となる画素
に対して階調補正を行う。FIG. 5 is a block diagram for explaining the function of the gradation correction processing section. In FIG. 5, Data_G (l,
n) and Data_G1 (l, n), and gain G_nae (n)
And G_ae (n) are input to the gradation correction processing unit 9. At this time, the delay element 911 adjusts the reading order of the data for each pixel and each line. From the data input in this way, first, the data Data_G1 (l, n) and Data_G
The difference processing with (l, n) is performed as Δ = Data_G1 (l, n) -Data_G (l, n). If the result Δ of the difference is 1, there is no gradation omission, and if it is 2 or more, gradation omission due to increase in quantization error due to gain multiplication, error caused by rounding in arithmetic processing, etc. There is a possibility that the gradation loss due to Gradation correction is performed on pixels for which the difference value is 2 or more.
【0025】この階調補正は、着目画素の画素データと
周囲画素の画素データとの平均化によって行う。平均化
の手法としては、周知の中央値フィルタや平均値フィル
タを利用する手法が使用可能である。ここで、周囲画素
の画素データもまた、階調抜けが発生している可能性が
ある。このため単純に黒減算後のデータだけで平均化を
行うと、図6に例示する画素15,16,17における
階調数30のように階調のずれを生じる場合がある。こ
れを軽減させるため、平均化処理で用いるデータ、つま
り着目画素の周囲画素データや前後画素データに、階調
抜けの判断時に用いたデータData_G1(l、n)を用い
て平均化処理を行う。こうすることにより、周囲画素や
前後画素との平均化結果が、本来よりも低いレベルとな
っている場合でも本来の階調レベルに近づけることが可
能になる。This gradation correction is performed by averaging the pixel data of the target pixel and the pixel data of the surrounding pixels. As the averaging method, a known method using a median value filter or an average value filter can be used. Here, the pixel data of the surrounding pixels may also have missing gradation. Therefore, if the averaging is simply performed only with the data after the black subtraction, there is a case where the gradation shift occurs like the gradation number 30 in the pixels 15, 16 and 17 illustrated in FIG. In order to reduce this, the data used in the averaging process, that is, the surrounding pixel data of the pixel of interest and the preceding and following pixel data, is subjected to the averaging process using the data Data_G1 (l, n) used in the determination of the missing gradation. By doing so, even when the averaged result of the surrounding pixels and the preceding and succeeding pixels is lower than the original level, it is possible to bring it closer to the original gradation level.
【0026】また、ゲインの値により階調抜けの度合が
異なる。例えばA/D変換での量子化誤差δをδ=1と
し、これに乗算を行う場合のゲインが2の場合と4の場
合を考えると、乗算を行った後の誤差は、それぞれ1×
2=2、1×4=4となり、ゲインが大きい方が誤差が
大きくなることがわかる。このため、これを補正する平
均化処理も適応的に変化させた方が好ましい結果が得ら
れることになる。そこで補正する画素の階調数を、
Data_h(l,n−1)={Data_G(l、n−2)+Data_G
(l、n−1)+Data_G(l、n)+α×Data_G1
(l、n−1)}/(3+α)
として求める。ただし、Data_G(l、n):ゲイン乗算
後のlライン、n画素目のデータ、Data_G1(l、n)
=Data_G(l、n)+1、α∝G_nae(n)、G_ae
(n)となるData_G1(l、n−1)への重み係数であ
る。Further, the degree of gradation loss differs depending on the gain value. For example, when the quantization error δ in the A / D conversion is δ = 1 and the gains when the multiplication is performed are 2 and the gain is 4, the error after the multiplication is 1 ×
2 = 2, 1 × 4 = 4, and it can be seen that the larger the gain, the larger the error. Therefore, it is preferable to adaptively change the averaging process for correcting this as well. Therefore, the number of gradations of pixels to be corrected is Data_h (l, n−1) = {Data_G (l, n−2) + Data_G
(L, n−1) + Data_G (l, n) + α × Data_G1
It is calculated as (l, n−1)} / (3 + α). However, Data_G (l, n): l line after gain multiplication, data of the nth pixel, Data_G1 (l, n)
= Data_G (l, n) +1, α∝G_nae (n), G_ae
It is a weighting factor for Data_G1 (l, n-1) which is (n).
【0027】前記のように、αはゲイン値に比例して変
化する重み係数である。従って、例えばα=k×G_nae
(n−1)、(kはシステムに応じて決定する定数)な
どする。As described above, α is a weighting coefficient that changes in proportion to the gain value. Therefore, for example, α = k × G_nae
(N-1), (k is a constant determined according to the system) and the like.
【0028】本実施形態によれば、k=1.2、ゲイン=2.0
としたとき、補正を行わなかった場合(図5、図6)と
比較して、図7に示すようにデジタルデータでの乗算に
おける階調抜けが軽減された。このようにして階調補正
処理を行ったデータを後段の画像処理部(非図示)へ送
ることにより、ゲイン乗算処理により生じた階調抜けが
原因で生じる擬似輪郭や、画像に生じるスジを低減でき
ることになる。According to this embodiment, k = 1.2 and gain = 2.0.
In that case, as shown in FIG. 7, gradation loss in multiplication by digital data is reduced as compared with the case where no correction is made (FIGS. 5 and 6). By sending the data that has been subjected to the gradation correction processing to the image processing unit (not shown) in the subsequent stage in this way, pseudo contours caused by gradation loss caused by the gain multiplication processing and streaks that occur in the image are reduced. You can do it.
【0029】前記構成になる画像処理装置をデジタル複
写機や据置き型のイメージスキャナなどの画像形成装置
に搭載する。このようなデジタル複写機や据置き型のイ
メージスキャナによれば、簡単な構成で高画質の画像デ
ータを得ることができる。The image processing apparatus having the above configuration is mounted on an image forming apparatus such as a digital copying machine or a stationary image scanner. According to such a digital copying machine or a stationary image scanner, it is possible to obtain high-quality image data with a simple configuration.
【0030】[0030]
【発明の効果】請求項1に対応する効果: A/D変換
後に階調抜けの補正処理を行うので、従来、必要とした
アナログ回路での可変増幅率アンプなどの回路素子や関
連する機構を不要にすることができ、回路構成を簡略化
することができる。また、注目画素の階調数とその1階
調上位の階調数との差を求めることにより、容易に階調
抜けのある画素を確定することができ、そして、その画
素についてのみ階調抜けを補正するので、階調抜けを最
小限に抑え、また階調ずれをなくすことができる。従っ
て、階調抜けが原因で発生する擬似輪郭の発生やスジの
発生を軽減することができる。
請求項2に対応する効果: より適性な階調数により階
調補正を行うので、階調抜け並びに階調ずれがより的確
に補正される。よって、階調変化の滑らかな画像データ
を出力することができる。
請求項3に対応する効果: 前記乗数が大きくなるに従
ってAD変換の際に生じる量子化誤差や丸目誤差が助長
され階調抜けが発生するが、乗数に比例して重み係数を
変化させることにより量子化誤差や丸目誤差を抑えた補
正が可能になり、階調抜けを最小限に抑えることができ
る。
請求項4に対応する効果: 階調抜けのない高画質の画
像処理装置を提供することができる。The effect corresponding to the first aspect of the present invention: Since gradation loss correction processing is performed after A / D conversion, circuit elements such as a variable gain amplifier in an analog circuit and related mechanisms which have been conventionally required are provided. It can be eliminated and the circuit configuration can be simplified. Further, by obtaining the difference between the number of gradations of the pixel of interest and the number of gradations higher by one gradation, it is possible to easily determine a pixel with a missing gradation, and only for that pixel, there is a gradation missing. Is corrected, it is possible to minimize gradation loss and eliminate gradation deviation. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of pseudo contours and the occurrence of streaks due to missing gradation. Effect corresponding to claim 2: Since gradation correction is performed with a more appropriate number of gradations, gradation dropouts and gradation shifts can be corrected more accurately. Therefore, it is possible to output image data with a smooth gradation change. Effect corresponding to claim 3: As the multiplier increases, a quantization error and a rounding error that occur during AD conversion are promoted and gradation loss occurs, but by changing the weighting coefficient in proportion to the multiplier, the quantum is changed. It is possible to perform correction while suppressing the digitization error and the rounding error, and it is possible to minimize the loss of gradation. Effect corresponding to claim 4: It is possible to provide a high-quality image processing device with no missing gradation.
【図1】本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略的
な電気的構成図である。FIG. 1 is a schematic electrical configuration diagram of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】CCDの光電出力値、そのAD変換値及びそれ
らの乗算値並びに階調抜けの発生を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a photoelectric output value of a CCD, an AD conversion value thereof, a multiplication value thereof, and occurrence of gradation loss.
【図3】図1のゲイン調整処理部のブロック構成図であ
る。FIG. 3 is a block configuration diagram of a gain adjustment processing unit in FIG.
【図4】シェーディングデータを生成する方法を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a method of generating shading data.
【図5】図1の階調補正処理部のブロック構成図であ
る。5 is a block diagram of a gradation correction processing unit in FIG.
【図6】乗算されたAD変換値における階調ずれの発生
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the occurrence of a gradation shift in a multiplied AD conversion value.
【図7】乗算されたAD変換値における階調抜け及び階
調ずれの補正を示す図であるFIG. 7 is a diagram showing correction of gradation dropouts and gradation shifts in a multiplied AD conversion value.
【図8】乗算されたAD変換値における階調抜けを説明
する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating gradation loss in a multiplied AD conversion value.
1・・CCD、2・・固定ゲインアンプ、3・・A/D変換
器、6・・デジタル信号補正部、7・・黒減算部、8・・ゲイ
ン調整処理部、9・・階調補正処理部、10・・画像1 ... CCD, 2 ... Fixed gain amplifier, 3 ... A / D converter, 6 ... Digital signal correction unit, 7 ... Black subtraction unit, 8 ... Gain adjustment processing unit, 9 ... Tone correction Processing unit, 10 ...
Claims (4)
して読み取り、読み取ったアナログデータをデジタルデ
ータに変換し、変換したデジタルデータを画素単位で補
正して画像データを生成する画像処理装置において、少
なくともシェーディング補正に係る乗数を生成する手段
と、該乗数を各画素の階調数にそれぞれ乗算する手段
と、該手段により乗算された当該画素の階調数と前記当
該画素の1階調上位の乗算された階調数との差を検出す
る手段と、前記差が所定数を超えるとき、前記当該画素
を階調補正対象画素に確定する手段と、該確定した当該
画素の階調数を補正する手段を備えたことを特徴とする
画像処理装置。1. An image processing apparatus for reading an original image as analog data in pixel units, converting the read analog data into digital data, and correcting the converted digital data in pixel units to generate image data, at least shading. A unit for generating a multiplier for correction, a unit for multiplying the gradation number of each pixel by the multiplier, a gradation number of the pixel multiplied by the unit, and a gradation higher by one gradation of the pixel. Means for detecting the difference in the number of gradations, means for determining the pixel as a gradation correction target pixel when the difference exceeds a predetermined number, and means for correcting the number of gradations in the determined pixel. An image processing apparatus comprising:
前記確定した当該画素の階調数を補正する手段は、当該
画素の階調数と前記画素の前後に隣接する画素の階調数
と前記当該画素の1階調上位の階調数に前記乗数に係る
重み係数を乗算した階調数の合計階調数を、前記当該画
素及びその前後画素の画素数と前記重み係数との加算値
で除して平均化することを特徴とする画像処理装置。2. The image processing apparatus according to claim 1,
The means for correcting the determined number of gradations of the pixel is the multiplier of the number of gradations of the pixel, the number of gradations of pixels adjacent before and after the pixel, and the number of gradations one gradation higher than the pixel. An image processing device, wherein the total number of gradations of the number of gradations multiplied by the weighting coefficient according to the above is divided by the sum of the number of pixels of the pixel and the pixels before and after the pixel and the weighting coefficient, and the averaged. .
いて、前記確定した当該画素の階調数を補正する手段
は、前記重み係数を前記乗数の大きさに比例して変化さ
せることを特徴とする画像処理装置。3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the means for correcting the determined gradation number of the pixel changes the weighting coefficient in proportion to the magnitude of the multiplier. Image processing device.
処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。4. An image forming apparatus comprising the image processing apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003955A JP2003209687A (en) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003955A JP2003209687A (en) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | Image processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003209687A true JP2003209687A (en) | 2003-07-25 |
Family
ID=27643410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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-
2002
- 2002-01-10 JP JP2002003955A patent/JP2003209687A/en active Pending
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