JP2610696B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents
画像信号処理装置Info
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- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/20—Image enhancement or restoration using local operators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ装置やイメージスキャナなど
の光学的読取装置において好適に実施される画像処理信
号装置に関する。
の光学的読取装置において好適に実施される画像処理信
号装置に関する。
従来の技術 従来の画像信号処理装置においては、MTF（Modulatio
n Transfer Function）補正法が採用されている。
n Transfer Function）補正法が採用されている。
第５図は、MTF補正法を説明するための図である。画
素P1に注目した場合、画素P1の出力N1は、画素P1の上下
方向および左右方向に隣接する画素P2〜P5から漏れ入る
成分および画素P1から漏れ出る成分の影響を受ける。し
たがって画素P2〜P5の各出力をN2〜N5とすると、画素P1
の出力N1と真の値N0との間には、第１式の関係が成立す
る。ここで定数Ｋは、光学系毎に決定される固有の数値
である。
素P1に注目した場合、画素P1の出力N1は、画素P1の上下
方向および左右方向に隣接する画素P2〜P5から漏れ入る
成分および画素P1から漏れ出る成分の影響を受ける。し
たがって画素P2〜P5の各出力をN2〜N5とすると、画素P1
の出力N1と真の値N0との間には、第１式の関係が成立す
る。ここで定数Ｋは、光学系毎に決定される固有の数値
である。
N1＝N0−４・Ｋ・N0＋Ｋ（N2＋N3＋N4＋N5） …（１） この第１式を変形して真の値N0を求めると、真の値N0
は第２式で表すことができる。
は第２式で表すことができる。
この第２式に基づいて、画素P1の出力N1の補正を行
い、真の値N0を補正後の出力として使用している。
い、真の値N0を補正後の出力として使用している。
発明が解決しようとする課題 MTF補正法における補正量と画像信号レベルとの相関
関係は第３式で示される。
関係は第３式で示される。
この第３式を変形して以下の第４式を導く。
ここで定数Ｋは補正係数であり、第５式の関係が成立
する。
する。
０＜Ｋ＜１ …（５） したがって、補正量N0−N1は、注目画素P1の出力N1
と、周辺画素P2〜P5との出力N2〜N5との差が大きい程大
きな値となる。
と、周辺画素P2〜P5との出力N2〜N5との差が大きい程大
きな値となる。
第６図は、MTFを説明するためのグラフである。白色
画素と黒色画素との間の理想出力差をV2とし、実際の測
定時における出力差をV1とすると、MTFは第６式で表さ
れる。
画素と黒色画素との間の理想出力差をV2とし、実際の測
定時における出力差をV1とすると、MTFは第６式で表さ
れる。
MTFは、第７図に示すように空間周波数が増加すると
減少する。したがって、空間周波数が増加すると、注目
画素と周辺画素との間の出力差は小さくなる。
減少する。したがって、空間周波数が増加すると、注目
画素と周辺画素との間の出力差は小さくなる。
画像読取装置における出力補正の目的は、空間周波数
の増加に伴って減衰する成分を補うことである。すなわ
ち、空間周波数の増加に伴って出力レベル差が小さくな
った場合に、その出力レベル差を大きくすることが目的
である。しかしながらMTF補正法においては、第８図に
示すように出力レベル差が小さいときは補正量A2が小さ
く、出力レベル差が大きいときは補正量A1が大きくなる
ので、適正な補正を行うことができなかった。
の増加に伴って減衰する成分を補うことである。すなわ
ち、空間周波数の増加に伴って出力レベル差が小さくな
った場合に、その出力レベル差を大きくすることが目的
である。しかしながらMTF補正法においては、第８図に
示すように出力レベル差が小さいときは補正量A2が小さ
く、出力レベル差が大きいときは補正量A1が大きくなる
ので、適正な補正を行うことができなかった。
第９図は、一般的なイメージセンサ（CCD）のMTF特性
を示すグラフである。正規化空間周波数が0.5のときMTF
は0.89であるのに対し、ナイキスト限界（正規化空間周
波数が1.0）のときのMTFは0.68である。また、第１表に
は、一般的なレンズのMTF特性が示されている。
を示すグラフである。正規化空間周波数が0.5のときMTF
は0.89であるのに対し、ナイキスト限界（正規化空間周
波数が1.0）のときのMTFは0.68である。また、第１表に
は、一般的なレンズのMTF特性が示されている。
イメージセンサおよびレンズの組合わせによる光学系
のMTF特性は、その積で表されるため、上述のイメージ
センサおよびレンズを用いた光学系におけるMTF特性
は、第２表に示されている。
のMTF特性は、その積で表されるため、上述のイメージ
センサおよびレンズを用いた光学系におけるMTF特性
は、第２表に示されている。
一般的に、光学系におけるMTF特性は0.6以上であれば
充分であるとされているが、第２表に示すように正規化
空間周波数が1.0のときは総合MTFが0.54となり充分な出
力を得ることができない。このため、解像度極限での画
像の欠落や潰れが生じ、また原画に忠実なレベルでの画
像入力が困難であるという問題点がある。
充分であるとされているが、第２表に示すように正規化
空間周波数が1.0のときは総合MTFが0.54となり充分な出
力を得ることができない。このため、解像度極限での画
像の欠落や潰れが生じ、また原画に忠実なレベルでの画
像入力が困難であるという問題点がある。
本発明の目的は、MTF特性の劣化の著しいナイキスト
限界に着目し、ナイキスト限界時における画像信号レベ
ルを補正する画像信号処理装置を提供することである。
限界に着目し、ナイキスト限界時における画像信号レベ
ルを補正する画像信号処理装置を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、MTF補正法を行うものであって、 画像毎の濃淡を表す画像信号を画素毎に順次的に発生
する画像信号発生手段と、 画像信号発生手段の出力に基づいて、注目画素の画像
信号レベルと、該注目画素近傍の複数の周辺画素の各画
像信号レベルとをそれぞれ比較し、注目画素がナイキス
ト限界であるか否かを検出する検出手段と、 該検出手段によるナイキスト限界が検出されると、注
目画素の画像信号レベルに対して予め定められる演算に
基づく補正を行う画像信号補正手段とを含むことを特徴
とする画像信号処理装置である。
する画像信号発生手段と、 画像信号発生手段の出力に基づいて、注目画素の画像
信号レベルと、該注目画素近傍の複数の周辺画素の各画
像信号レベルとをそれぞれ比較し、注目画素がナイキス
ト限界であるか否かを検出する検出手段と、 該検出手段によるナイキスト限界が検出されると、注
目画素の画像信号レベルに対して予め定められる演算に
基づく補正を行う画像信号補正手段とを含むことを特徴
とする画像信号処理装置である。
作 用 本発明に従えば、画像信号発生手段からの濃淡を表す
画像信号は検出手段に与えられる。検出手段は、注目画
素の画像信号レベルと、該注目画素近傍の複数の周辺画
素の各画素信号レベルとをそれぞれ比較するこによっ
て、注目画素がナイキスト限界であるかどうかを判断す
る。ナイキスト限界であるかどうかは、注目画素の画像
信号レベルが、注目画素を挟む位置に位置する周辺画素
の画像信号レベルより大きいかあるいは小さいかによっ
て判断される。注目画素がナイキスト限界であるときは
画像信号を補正手段によって、注目画素の画像信号レベ
ルに対して予め定められる演算に基づく補正が行われ
る。
画像信号は検出手段に与えられる。検出手段は、注目画
素の画像信号レベルと、該注目画素近傍の複数の周辺画
素の各画素信号レベルとをそれぞれ比較するこによっ
て、注目画素がナイキスト限界であるかどうかを判断す
る。ナイキスト限界であるかどうかは、注目画素の画像
信号レベルが、注目画素を挟む位置に位置する周辺画素
の画像信号レベルより大きいかあるいは小さいかによっ
て判断される。注目画素がナイキスト限界であるときは
画像信号を補正手段によって、注目画素の画像信号レベ
ルに対して予め定められる演算に基づく補正が行われ
る。
したがって、注目画素がナイキスト限界であること、
すなわち解像能力限界であることが検出されると、画像
信号レベルの補正が行われる。これによって、画像読取
装置の解像能力限界における画像信号レベルの劣化を補
正することができ、解像能力限界における画像の欠落や
潰れを防止することができる。こうして本発明では、解
像能力限界、すなわちナイキスト限界時の画像劣化を防
止することができる。
すなわち解像能力限界であることが検出されると、画像
信号レベルの補正が行われる。これによって、画像読取
装置の解像能力限界における画像信号レベルの劣化を補
正することができ、解像能力限界における画像の欠落や
潰れを防止することができる。こうして本発明では、解
像能力限界、すなわちナイキスト限界時の画像劣化を防
止することができる。
実施例 第１図は本発明の一実施例である画像信号処理装置の
１の基本的構成を示すブロック図である。原稿２には、
蛍光灯などの光源３から光源光が照射され、その反射光
がレンズ４を介して読取手段５のCCD（電荷結合素子）
などで実現される固体撮像素子６などによって読取られ
て、原稿像に対応したアナログ画像信号としてアナログ
／デジタル（以下「A/D」と略記する）変換回路７に与
えられる。アナログ画像信号は、A/D変換回路７によっ
てデジタル画像信号に変換されて画像信号処理回路８に
与えられる。
１の基本的構成を示すブロック図である。原稿２には、
蛍光灯などの光源３から光源光が照射され、その反射光
がレンズ４を介して読取手段５のCCD（電荷結合素子）
などで実現される固体撮像素子６などによって読取られ
て、原稿像に対応したアナログ画像信号としてアナログ
／デジタル（以下「A/D」と略記する）変換回路７に与
えられる。アナログ画像信号は、A/D変換回路７によっ
てデジタル画像信号に変換されて画像信号処理回路８に
与えられる。
画像信号処理回路８は、ラインバッファ9a,9b,9cと、
マイクロコンピュータなどで実現される演算部10とで構
成される。ラインバッファ9a,9b,9cは、それぞれ固体撮
像素子６の１ライン分の画像データを格納することがで
きる。A/D変換回路７からの画像データは、ラインバッ
ファ9aに与えられ、ラインバッファ9aからの画像データ
は、ラインバッファ9bと演算部10とに与えられる。また
ラインバッファ9bの出力はラインバッファ9cと演算部10
とに与えられ、ラインバッファ9cの出力は演算部10に与
えられる。演算部10は、後述する演算手順に従って画像
データの補正を行う。
マイクロコンピュータなどで実現される演算部10とで構
成される。ラインバッファ9a,9b,9cは、それぞれ固体撮
像素子６の１ライン分の画像データを格納することがで
きる。A/D変換回路７からの画像データは、ラインバッ
ファ9aに与えられ、ラインバッファ9aからの画像データ
は、ラインバッファ9bと演算部10とに与えられる。また
ラインバッファ9bの出力はラインバッファ9cと演算部10
とに与えられ、ラインバッファ9cの出力は演算部10に与
えられる。演算部10は、後述する演算手順に従って画像
データの補正を行う。
第２図は、演算部10における演算処理を説明するため
のフローチャートである。ステップa1では、ラインバッ
ファ9a,9b,9cからの画像データの入力が行われる。ステ
ップa2では、第３図に示すように、注目画素S1と、注目
画素S1の左右方向、上下方向および斜め方向にそれぞれ
隣接する周辺画素S2〜S9とを含む注目領域11の設定が行
われる。ここで画素S1〜S9の各出力をM1〜M9とする。
のフローチャートである。ステップa1では、ラインバッ
ファ9a,9b,9cからの画像データの入力が行われる。ステ
ップa2では、第３図に示すように、注目画素S1と、注目
画素S1の左右方向、上下方向および斜め方向にそれぞれ
隣接する周辺画素S2〜S9とを含む注目領域11の設定が行
われる。ここで画素S1〜S9の各出力をM1〜M9とする。
ステップa3では、画素S1〜S9の出力M1〜M9に基づい
て、画素S1が極所であるかどうかが判断される。極大部
であるかどうかは、以下の第７式〜第10式に基づいて判
断される。
て、画素S1が極所であるかどうかが判断される。極大部
であるかどうかは、以下の第７式〜第10式に基づいて判
断される。
M1＞M2およびM1＞M6 …（７） M1＞M3およびM1＞M7 …（８） M1＞M4およびM1＞M8 …（９） M1＞M5およびM1＞M9 …（10） 上記第７式〜第10式のうち、２つ以上の条件が成立す
る場合に注目画素S1は極大部であると判断される。
る場合に注目画素S1は極大部であると判断される。
極小部であるかどうかは、以下の第11式〜第14式に基
づいて判断される。
づいて判断される。
M1＜M2およびM1＜M6 …（11） M1＜M3およびM1＜M7 …（12） M1＜M4およびM1＜M8 …（13） M1＜M5およびM1＜M9 …（14） 上記第11式〜第14式のうち、２つ以上の条件が成立し
た場合に注目画素S1は極小部であると判断される。
た場合に注目画素S1は極小部であると判断される。
上記第７式〜第10式あるいは第11式〜第14式によっ
て、注目画素S1が極大部あるいは極小部であると判断さ
れた場合は、ステップa4に進む。
て、注目画素S1が極大部あるいは極小部であると判断さ
れた場合は、ステップa4に進む。
ステップa4では、注目画素S1の出力M1の補正を行う。
ステップa3において、注目画素S1が極所であると判断さ
れた場合は、ナイキスト限界の影響を受けて出力劣化が
発生していると考えられる。ここでは、上記第７式およ
び第９式が成立して注目画素S1が極大部であると判断さ
れた場合を想定して説明する。
ステップa3において、注目画素S1が極所であると判断さ
れた場合は、ナイキスト限界の影響を受けて出力劣化が
発生していると考えられる。ここでは、上記第７式およ
び第９式が成立して注目画素S1が極大部であると判断さ
れた場合を想定して説明する。
第４図は、画素と出力との関係を示すグラフである。
まず、処理出力V0は、前記第６式に基づいて、 となる。また、補正量Vhは、 Vh＝Ｋ（V0−Ｖ） …（16） となる。したがって、画素S1の補正後の出力M1hは、第1
7式に示される。
まず、処理出力V0は、前記第６式に基づいて、 となる。また、補正量Vhは、 Vh＝Ｋ（V0−Ｖ） …（16） となる。したがって、画素S1の補正後の出力M1hは、第1
7式に示される。
上記第17式を変形して第18式が導かれる。
ここで補正係数ＫおよびMTFは、レンズ４および読取
手段５の組合わせによって発生する固有の数値である。
ナイキスト限界におけるMTFは、一定であるから、 とおくことによって、第18式は、第20式のように簡略化
することができる。
手段５の組合わせによって発生する固有の数値である。
ナイキスト限界におけるMTFは、一定であるから、 とおくことによって、第18式は、第20式のように簡略化
することができる。
M1h＝M1＋α・Ｋ・M1 …（20） ここで補正係数Ｋは、レンズおよび読取手段の組合わ
せによって自由に設定変更可能である。また、補正係数
Ｋは、極大部および極小部毎に個別に設定可能である。
せによって自由に設定変更可能である。また、補正係数
Ｋは、極大部および極小部毎に個別に設定可能である。
ステップa5では、画像データが出力される。注目画素
S1が極所である場合は補正後の出力M1hが出力され、極
所でない場合は測定時の出力M1がそのまま出力される。
S1が極所である場合は補正後の出力M1hが出力され、極
所でない場合は測定時の出力M1がそのまま出力される。
以上のように本実施例によれば、MTF特性の劣化が特
に著しいナイキスト限界（正規化空間周波数＝1.0）に
おける画素の出力レベルを補正するようにしたので、読
取手段５の解像度極限での画像の欠落や潰れを防止する
ことができ、また原画に忠実な信号レベルでの画像入力
が可能である。補正を行う際に使用する演算式は第20式
に示すように単純な式であり、また極所（ナイキスト限
界）以外の画素については出力レベルの補正を行わない
ので、演算処理速度を従来に比べて向上させることが可
能となる。
に著しいナイキスト限界（正規化空間周波数＝1.0）に
おける画素の出力レベルを補正するようにしたので、読
取手段５の解像度極限での画像の欠落や潰れを防止する
ことができ、また原画に忠実な信号レベルでの画像入力
が可能である。補正を行う際に使用する演算式は第20式
に示すように単純な式であり、また極所（ナイキスト限
界）以外の画素については出力レベルの補正を行わない
ので、演算処理速度を従来に比べて向上させることが可
能となる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、注目画素がナイキスト
限界であること、すなわち解像能力限界であることが検
出されると、画像信号レベルの補正が行われる。これに
よって、読取装置の解像能力限界時における画像信号レ
ベルの劣化を補正することができ、解像能力限界におけ
る画像の欠落や潰れを防止することができる。
限界であること、すなわち解像能力限界であることが検
出されると、画像信号レベルの補正が行われる。これに
よって、読取装置の解像能力限界時における画像信号レ
ベルの劣化を補正することができ、解像能力限界におけ
る画像の欠落や潰れを防止することができる。
特に本発明によれば、MTF補正法における解像能力限
界、すなわちナイキスト限界を極所として特定の１画素
に注目し、その注目画素S1に隣接する周辺画素の状態か
ら、たとえばレンズおよびCCDが有するMTF特定を改善
し、読取り装置の解像能力限界時における画像信号の劣
化を防止することができるようになる。
界、すなわちナイキスト限界を極所として特定の１画素
に注目し、その注目画素S1に隣接する周辺画素の状態か
ら、たとえばレンズおよびCCDが有するMTF特定を改善
し、読取り装置の解像能力限界時における画像信号の劣
化を防止することができるようになる。
第１図は本発明の一実施例である画像信号処理装置１の
基本的構成を示すブロック図、第２図は演算部10におけ
る演算処理手順を説明するフローチャート、第３図は注
目画素S1および注目領域11を示す図、第４図は本発明の
補正原理を説明するためのグラフ、第５図はMTF補正法
を説明するための図、第６図はMTFを説明するためのグ
ラフ、第７図はMTFと空間周波数との対応関係を示すグ
ラフ、第８図はMTF補正法における出力レベルの一例を
示すグラフ、第９図はCCDの解像度特性を示すグラフで
ある。 １……画像信号処理装置、４……レンズ、５……読取手
段、６……固体撮像素子、８……画像信号処理回路、9
a,9b,9c……ラインバッファ、10……演算部、S1〜S9…
…画素
基本的構成を示すブロック図、第２図は演算部10におけ
る演算処理手順を説明するフローチャート、第３図は注
目画素S1および注目領域11を示す図、第４図は本発明の
補正原理を説明するためのグラフ、第５図はMTF補正法
を説明するための図、第６図はMTFを説明するためのグ
ラフ、第７図はMTFと空間周波数との対応関係を示すグ
ラフ、第８図はMTF補正法における出力レベルの一例を
示すグラフ、第９図はCCDの解像度特性を示すグラフで
ある。 １……画像信号処理装置、４……レンズ、５……読取手
段、６……固体撮像素子、８……画像信号処理回路、9
a,9b,9c……ラインバッファ、10……演算部、S1〜S9…
…画素
Claims (1)
- 【請求項１】MTF補正法を行うものであって、 画像毎の濃淡を表す画像信号を画素毎に順次的に発生す
る画像信号発生手段と、 画像信号発生手段の出力に基づいて、注目画素の画像信
号レベルと、該注目画素近傍の複数の周辺画素の各画像
信号レベルとをそれぞれ比較し、注目画素がナイキスト
限界であるか否かを検出する検出手段と、 該検出手段によるナイキスト限界が検出されると、注目
画素の画像信号レベルに対して予め定められる演算に基
づく補正を行う画像信号補正手段とを含むことを特徴と
する画像信号処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142126A JP2610696B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像信号処理装置 |
| DE69127135T DE69127135T2 (de) | 1990-05-30 | 1991-05-28 | Anordnung zur Verarbeitung von Bildsignalen |
| EP91108678A EP0459389B1 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-28 | Image signal processing apparatus |
| US08/008,385 US5297221A (en) | 1990-05-30 | 1993-01-25 | Image signal processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142126A JP2610696B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435466A JPH0435466A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2610696B2 true JP2610696B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=15307990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2142126A Expired - Lifetime JP2610696B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像信号処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5297221A (ja) |
| EP (1) | EP0459389B1 (ja) |
| JP (1) | JP2610696B2 (ja) |
| DE (1) | DE69127135T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4432741C2 (de) * | 1993-09-14 | 1997-01-30 | Ricoh Kk | Bildverarbeitungseinrichtung |
| US5901243A (en) * | 1996-09-30 | 1999-05-04 | Hewlett-Packard Company | Dynamic exposure control in single-scan digital input devices |
| US20020146171A1 (en) * | 2000-10-01 | 2002-10-10 | Applied Science Fiction, Inc. | Method, apparatus and system for black segment detection |
| JP6361111B2 (ja) | 2013-10-31 | 2018-07-25 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 画像処理装置、画像処理方法および投射装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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