JP2001298608A

JP2001298608A - 補間演算方法および画像読取装置

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Publication number: JP2001298608A
Application number: JP2001034249A
Authority: JP
Inventors: Toru Matama; 徹真玉
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP4121714B2

Abstract

(57)【要約】【課題】千鳥格子状に読取素子が配列されたエリアＣＣ
Ｄセンサを用いたフィルム画像の読み取りにおいて、エ
リアＣＣＤセンサの優れた特性を十分に生かすことがで
きる補間演算方法および画像読取装置を提供する。【解決手段】近傍の２つ以上の読取素子の画像信号を補
間して割り付けて、読取素子が千鳥格子状に配列された
エリアイメージセンサから出力された各読取素子の画像
信号を正方配列に並べ替えることにより、また、読取光
を射出する光源部と、エリアイメージセンサと、フィル
ムに撮影された画像を担持する投影光をエリアイメージ
センサに結像する結像光学系と、エリアイメージセンサ
の画素ズラシ手段およびエリアイメージセンサの各読取
素子から出力された画像信号を補間演算して画素の並び
替えする補間演算部の少なくとも一方とを有することに
より、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル写真プリ
ンタ等に利用されるフィルム画像読取の技術分野に属
し、詳しくは、読取素子が千鳥格子状に配列されたエリ
アイメージセンサを用いる画像読取で好適に利用される
補間演算方法、ならびに、前記エリアイメージセンサを
用いる画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ネガフィルム、リバーサルフィル
ム等の写真フィルム（以下、フィルムとする）に撮影さ
れた画像の感光材料（印画紙）への焼き付けは、フィル
ムの画像を感光材料に投影して露光する、いわゆる直接
露光が主流である。

【０００３】これに対し、近年では、デジタル露光を利
用する焼付装置、すなわち、フィルムに記録された画像
を光電的に読み取って、読み取った画像をデジタル信号
とした後、種々の画像処理を施して記録用の画像データ
とし、この画像データに応じて変調した記録光によって
感光材料を走査露光して画像（潜像）を記録し、（仕上
り）プリントとするデジタルフォトプリンタが実用化さ
れている。

【０００４】デジタルフォトプリンタは、基本的に、フ
ィルムに記録された画像を光電的に読み取るスキャナ
（画像読取装置）と、スキャナによって読み取られた画
像データやデジタルカメラ等から供給された画像データ
に所定の処理を施し、画像記録のための画像データすな
わち露光条件とする画像処理装置と、画像処理装置から
出力された画像データに応じて、例えば光ビーム走査に
よって感光材料を走査露光して潜像を記録するプリンタ
（画像記録装置）と、プリンタによって露光された感光
材料に現像処理を施して、画像が再生された（仕上り）
プリントとするプロセサ（現像装置）とを有する。

【０００５】このようなデジタルフォトプリンタによれ
ば、画像をデジタルの画像データとして取り扱うので、
フィルムに撮影された画像のみならず、デジタルカメラ
等で撮影された画像や、インターネット等の通信手段で
取得した画像もプリントとして出力することができる。
また、画像データの処理によって画像の処理（適正化）
を行うことができるので、階調調整、カラーバランス調
整、色／濃度調整等を好適に行って、従来の直接露光で
は得られなかった高品位なプリントを得ることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなデジタルフ
ォトプリンタのスキャナ（各種のフィルムスキャナを含
む）においては、例えば、フィルム（その１画像＝１コ
マ）に、読取光を入射して、この画像を担持する投影光
を得、この投影光をエリアＣＣＤセンサ等のエリアイメ
ージセンサに結像して光電的に読み取る。この読み取り
を、Ｒ（赤），Ｇ（緑）およびＢ（青）の読取光を順次
用いて行うことにより、フィルムに撮影された画像を
Ｒ，ＧおよびＢの３原色に分解して光電的に読み取る。

【０００７】ここで、このようなエリアＣＣＤセンサ用
いるスキャナでは、通常、読取素子が正方格子状に配列
（正方配列、通常は、フィルムの長手方向および幅方向
に配列）されたエリアＣＣＤセンサを用いて画像読取が
行われる。これに対し、近年では、読取素子が千鳥格子
状に配列されたエリアＣＣＤセンサが実現されており、
デジタルカメラ等に利用されている。

【０００８】この千鳥格子状に読取素子が配列されたエ
リアＣＣＤセンサは、従来の正方格子状のものに対し
て、密に読取素子を配列することができるので、受光部
面積効率を非常に高くすることができる。その結果、通
常の正方格子状のエリアＣＣＤセンサと比べ、高感度
化、ノイズ低減（Ｓ／Ｎ比の向上）、広ダイナミックレ
ンジ化等を図ることができる。また、千鳥格子状に読取
素子が配列されたエリアＣＣＤセンサは、正方格子状の
ものに比して、同一画素数でも、より高い実効画素数を
得ることが可能であるという利点もある。

【０００９】このように、千鳥格子状に読取素子が配列
されたエリアＣＣＤセンサは、正方格子状に読取素子が
配列されたものに比して、数々の利点を有する。しかし
ながら、このような優れた特性を十分に生かした（フィ
ルム）スキャナは、今だ実現されていない。

【００１０】本発明の目的は、千鳥格子状に読取素子が
配列されたエリアＣＣＤセンサを用いたフィルム画像の
読み取りにおいて、エリアＣＣＤセンサの優れた特性を
十分に生かすことができる補間演算方法および画像読取
装置（フィルムスキャナ）を提供することにある。本発
明によれば、前記千鳥格子状のエリアＣＣＤセンサの優
れた特性を十分に生かして、高精度な画像読取を行うこ
とができ、アーチファクトが出にくい、高画質な画像の
出力が可能である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の補間演算方法は、読取素子が千鳥格子状に
配列されたエリアイメージセンサから出力された各読取
素子の画像信号を正方配列に並べ替えるための補間演算
方法であって、前記正方配列に並べ替えられた画像信号
が、近傍の２つ以上の前記読取素子の画像信号を補間し
て割り付けられた画像信号であることを特徴とする。

【００１２】ここで、前記近傍の２つ以上の前記読取素
子の画像信号は、互いに最も近隣する前記読取素子の画
像信号であるか、または近傍の４つの前記読取素子の画
像信号であるか、あるいは近傍の１６個の前記読取素子
の画像信号であるのかのいずれかであるのが好ましい。
この補間演算方法において、前記割り付けは、補間を行
った読取素子の間の位置で行われるのが好ましく、さら
に、前記割り付けは、補間を行った読取素子の中間の位
置で行われるのが好ましい。

【００１３】また、本発明の画像読取装置は、所定の読
取位置に保持されるフィルムに入射するための読取光を
射出する光源部と、読取素子が千鳥格子状に配列された
エリアイメージセンサと、前記読取光を前記フィルムに
入射させることによって得られた、前記フィルムに撮影
された画像を担持する投影光を、前記エリアイメージセ
ンサに結像する結像光学系と、前記エリアイメージセン
サの画素ズラシ手段、および、前記エリアイメージセン
サの各読取素子から出力された画像信号を補間演算して
画素の並び替えする補間演算部の少なくとも一方とを有
することを特徴とする。

【００１４】この画像読取装置においては、前記画素ズ
ラシ手段および補間演算部の両者を有すると共に、前記
画素ズラシのみを行う読取モード、前記画素の並び替え
のみを行う読取モード、および前記画素ズラシならびに
画素の並び替えの両者を行う読取モードを有し、指定さ
れた画像読取の解像度および出力の拡大率に応じて、前
記読取モードおよび画素ズラシ回数を選択するのが好ま
しく、さらに、前記補間演算部が、前記本発明の補間演
算方法を用いるのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の補間演算方法およ
び画像読取装置について、添付の図面に示される好適実
施例を基に詳細に説明する。

【００１６】図１に、本発明を利用するデジタルフォト
プリンタの一例のブロック図が示される。図１に示され
るデジタルフォトプリンタ（以下、フォトプリンタとす
る）１０は、基本的に、スキャナ（画像読取装置）１２
と、画像処理装置１４と、プリンタ１６とを有する。

【００１７】スキャナ１２は、フィルムＦに撮影された
画像を１コマずつ光電的に読み取る装置であって、ＬＥ
Ｄ光源１８と、拡散ボックス２０と、（フィルム）キャ
リア２２と、結像レンズユニット２４と、エリアイメー
ジセンサである千鳥格子ＣＣＤ２６と、千鳥格子ＣＣＤ
２６の画素ズラシ手段２８と、アンプ（増幅器）３０
と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３１と、デー
タ補正部３２と、補間演算部３４を有する。このスキャ
ナ１２は、本発明の画像読取装置で、また、本発明の補
間演算方法を実施する。従って、千鳥格子ＣＣＤ２６
は、図５（Ａ）に示されるように、読取素子が千鳥格子
状に配列されたエリアＣＣＤセンサである。

【００１８】ＬＥＤ光源１８は、フィルムＦに撮影され
た画像を読み取るための読取光を射出するものである。
このＬＥＤ光源１８は、図２に概念的に示されるよう
に、Ｒ（赤）光を射出するＬＥＤアレイ１８ｒ、Ｇ
（緑）光を射出するＬＥＤアレイ１８ｇ、Ｂ（青）光を
射出するＬＥＤアレイ１８ｂ、およびＩＲ（赤外）光を
射出するＬＥＤアレイ１８ｉｒが、各アレイの配列方向
と直交する方向に配列された構成を有する。なお、ＩＲ
光は、フィルムＦに付着した異物やフィルムＦの傷等を
検出する際に用いられるものである。ＬＥＤ光源１８に
は、光源ドライバ３６が接続されており、この光源ドラ
イバ３６によって、各ＬＥＤアレイの点灯や光量（読取
光の光量）が制御される。

【００１９】拡散ボックス２０は、ＬＥＤ光源１８から
射出された読取光を拡散して、フィルムＦに入射する読
取光を、フィルムＦの面方向で均一にするものである。
読取光の拡散手段には特に限定はなく、公知の手段が各
種利用可能である。図示例の拡散ボックス２０は、一例
として、内面が反射面となっているミラーボックスの上
下面（開放面）を光拡散板で閉塞してなるものである。

【００２０】キャリア２２は、フィルムＦを長手方向に
搬送して、フィルムＦに撮影された各画像（コマ）を、
１つずつ、順次、所定の読取位置に搬送して、保持する
ものである。このキャリア２２は、フィルムの搬送手
段、読取領域を規制するマスク、フィルムＦに光学的に
記録されるＤＸなどのバーコードの読取手段、磁気情報
の記録／読取手段（新写真システム）等を有する、公知
のフォトプリンタ（アナログおよびデジタル）に装着さ
れる、通常のフィルムキャリアである。各種のフォトプ
リンタと同様、フォトプリンタ１０（スキャナ１２）に
は、新写真システム(Advanced Photo System）や１３５
サイズのネガフィルムなどのフィルムサイズ等に応じ
て、スキャナ１２の本体に装着自在な専用のキャリア２
２が用意されており、キャリアを交換することにより、
各種のフィルムや処理に対応することができる。

【００２１】ここで、ＬＥＤ光源１８から射出され、拡
散ボックス２０によって拡散された読取光は、キャリア
２２によって所定の読取位置に保持されるフィルムＦの
１コマに入射して、透過する。これにより、このコマに
撮影された画像を担持する投影光が得られる。この投影
光は、結像レンズユニット２４によって、千鳥格子ＣＣ
Ｄ２６の受光面に結像されて、光電変換して読み取ら
れ、フィルムＦに撮影された画像が、スキャナ１２によ
って光電的に読み取られる。

【００２２】図示例のスキャナ１２においては、前述の
ＬＥＤ光源１８から、Ｒ、ＧおよびＢ（あるいは、さら
にＩＲ）の読取光を順次射出して、フィルムＦに入射
し、その投影光を千鳥格子ＣＣＤ２６によって読み取る
ことにより、フィルムＦに撮影された画像をＲ、Ｇおよ
びＢの３原色に分解して読み取る。また、スキャナ１２
（フォトプリンタ１０）においては、通常、１コマに対
して、出力画像を得るための本スキャンと、本スキャン
の読取条件や画像処理条件を決定するために、本スキャ
ンに先立って行われるプレスキャンの、２種の画像読取
が行われる。すなわち、１コマにつき、少なくとも６回
（［Ｒ，Ｇ，Ｂ］×２、あるいは、ＩＲを含めた７回も
しくは８回）の読み取りが行われる。この点に関して
は、通常のフィルムスキャナと同様である。

【００２３】前述のように、本発明のスキャナ１２にお
いては、千鳥格子ＣＣＤ２６は、読取素子（１つのＣＣ
Ｄ素子の受光部）が千鳥格子状に配列されたエリアＣＣ
Ｄセンサである。すなわち、このような千鳥格子ＣＣＤ
２６においては、図５（Ａ）に示されるように、矢印ｘ
で示されるフィルムＦの幅方向（あるいは、矢印ｙで示
されるフィルムＦの長手方向）に対して、読取素子（八
角形で示す）がジグザグに配列されている。

【００２４】前述のように、千鳥格子ＣＣＤ２６は、読
取素子が正方格子状に配列（正方配列）されている通常
のエリアＣＣＤセンサに比べ、感度、Ｓ／Ｎ比、ダイナ
ミックレンジ、および実効画素数の点で有利である。し
かも、後に詳述するが、このような千鳥格子ＣＣＤ２６
を用いる、本発明の画像読取装置においては、正方格子
状に読取素子が配列されたＣＣＤセンサ（以下、正方格
子ＣＣＤとする）よりも少ない画素ズラシ回数で、画像
読取の解像度を向上させることができる。従って、フォ
トプリンタ等において、高画質モードや大判のプリント
出力のために、画素ズラシを行って読み取りを行う際に
も、高い生産性を確保することができる。

【００２５】図示例のスキャナ１２において、千鳥格子
ＣＣＤ２６は、公知の手段でｘ方向およびｙ方向に移動
可能な基盤４０に保持されており、この基盤４０には、
画素ズラシ手段２８が係合している。画素ズラシ手段２
８は、画像読取の画素密度を向上するために、千鳥格子
ＣＣＤ２６をｘ方向およびｙ方向の少なくとも一方に移
動することによって、画像読取の解像度を向上する、い
わゆる画素ズラシを行うものである。

【００２６】本発明において、画素ズラシ手段２８すな
わち千鳥格子ＣＣＤ２６の移動手段には特に限定はな
く、エリアＣＣＤセンサを用いる画像読取で行われてい
る、公知のものが各種利用可能である。図示例において
は、画素ズラシ手段２８は、図３に示されるように、基
盤４０（千鳥格子ＣＣＤ２６）をｘ方向に動かすピエゾ
素子４２ａおよび同ｙ方向に動かすピエゾ素子４２ｂ
の、２つのピエゾ素子４２と、ピエゾ素子４２を駆動す
るピエゾドライバ４４と、サイズ設定部４６とを有す
る。

【００２７】なお、図示例のスキャナ１２は、一例とし
て、３つの読取モードを有し、読取モードと画素ズラシ
の回数との組み合わせによって、４つの読取サイズ（一
回（１色）の画像読取における画素数＝解像度）が設定
されている。サイズ設定部４６は、設定された読取サイ
ズに応じて、ピエゾドライバ４４を制御してピエゾ素子
４２の駆動すなわち画素ズラシを行い、また、補間演算
部３４等に読取サイズの情報を送る。この点について
は、後に詳述する。

【００２８】千鳥格子ＣＣＤ２６の出力信号（画像信
号）は、アンプ３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３
１で変換されてデジタル画像信号とされ、このデジタル
画像信号には、ＣＣＤ補正部３２によって、ＤＣオフセ
ット補正、暗時補正、シェーディング補正等の所定のデ
ータ補正が施される。ＣＣＤ補正部３２で処理された画
像信号は、読取サイズに応じて、セレクタ４８の作用の
下、画素の並べ替えを行う場合には補間演算部３４で処
理された後に画像処理装置１４に送られ、他方、画素の
並び替えを行わない場合には、画像処理装置１４に直接
送られる。

【００２９】前述のように、本発明のスキャナ１２は、
千鳥格子ＣＣＤ２６を用いてフィルムＦに撮影された画
像を読み取る。しかしながら、画像を出力するために
は、画素は、正方格子状に配列されている必要がある。
補間演算部３４は、本発明の補間演算方法を実施するも
ので、必要に応じて、ＣＣＤ補正部３２で処理された画
像信号を補間演算して画素の並び換えを行い、画像処理
装置１４に出力する画像（画像信号）の画素（出力画
素）の配列を、正方格子状にするものである。補間演算
部３４については、後に詳述する。

【００３０】なお、図示例のスキャナ１２においては、
補間演算部３４は、ｌｏｇ変換されていない（真数）画
像信号を用いて、補間演算による画素の並び換えを行っ
ている。しかしながら、本発明はこれに限定はされず、
ＣＣＤ補正部３２の後にｌｏｇ変換器を配置し、ｌｏｇ
変換した画像信号（すなわち濃度データ）を用いて、補
間演算による画素の並び換えを行ってもよい。ｌｏｇ変
換は、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）等を用
いるｌｏｇ変換器によって行えばよい。

【００３１】前述のように、スキャナ１２は、３つの読
取モード（モード１〜モード３）を有し、スキャナ１２
には、読取モードと画素ズラシ回数とを組み合わせて、
４つの読取サイズ（サイズ１〜サイズ４）が設定されて
いる。

【００３２】モード１は、画素ズラシを行わずに、補間
演算部３４による画素の並び換えのみを行うモードであ
る。また、モード２は、画素の並び換えを行わず、画素
ズラシ手段２８を用いた画素ズラシのみを行うモードで
ある。さらに、モード３は、画素ズラシおよび画素の並
び換えの両者を行うモードである。従って、前記サイズ
設定部４６からの情報に応じて、モード１およびモード
３では、セレクタ４８によってＣＣＤ補正部３２と補間
演算部３４とが接続され、モード２では、セレクタ４８
によってＣＣＤ補正部３２と画像処理装置１４とが接続
される。このような３つの読取モードを有する本発明の
スキャナ１２によれば、各種の読取サイズ（解像度）に
対応して、高生産性と高画質とをバランスさせた、最適
な読取モードを選択できる。

【００３３】一方、読取サイズは、フォトプリンタ１０
が出力するプリントのサイズ、画像の拡大率等に応じ
て、適宜選択される。スキャナ１２では、この読取サイ
ズに応じた読取モードおよび画素ズラシ回数で、１回、
すなわち各色毎（Ｒ、ＧおよびＢ、あるいはさらにＩ
Ｒ）の画像読取が行われる。例えば、オペレータによっ
て入力されたプリントサイズや拡大率の情報がサイズ設
定部４６に供給され、サイズ設定部４６が、これに応じ
て、読取サイズを選択して、行うべき画素ズラシに応じ
て画素ズラシ手段２８のピエゾドライバ４４を制御し、
また、読取サイズ（読取モード）の情報を、セレクタ４
８および補間演算部３４に供給する。

【００３４】サイズ１は、モード１での画像読取を行う
もので、最小サイズ（最小画素数）の画像読取である。
例えば、１３５サイズのフィルムや新写真システムのフ
ィルム（ＩＸ２４０）から、Ｌサイズ、Ｃタイプ、Ｈタ
イプ等の通常サイズのプリント作成する際に選択され
る。前述のように、モード１による画像読取は、画素ズ
ラシを行わずに、補間演算部３４における補間演算によ
る画素の並べ替えのみを行うモードである。

【００３５】前述のように、補間演算部３４は、千鳥格
子ＣＣＤ２６を用いた画像読取における、本発明の補間
演算方法を実施するものである。すなわち、補間演算部
３４は、サイズ設定部４６からの読取サイズの情報に応
じて、互いに最も近隣する読取素子の画像信号を補間し
て、千鳥格子ＣＣＤ２６による画像信号（原信号）は出
力せずに、補間による画像信号のみを出力することによ
り、画素の並び換えを行い、出力画素を正方格子状に配
列する。言い換えれば、千鳥格子ＣＣＤ２６が対応する
正方格子方向（ｘ方向およびｙ方向）の読取素子の配列
に対して、斜め方向に隣り合わせる読取素子間で補間を
行うことにより、画素の並び替えを行う。なお、補間に
よって得られた画像信号の割り付け位置は、出力画素を
正方格子状に配列できる位置であればよい。中でも、補
間を行った素子の間に割り付けて画素を正方格子状に配
列（正方配列）するのが好ましく、特に、両素子の中間
位置に割り付て画素を正方格子状に配列（正方配列）す
るのが好ましい。

【００３６】以下、千鳥格子ＣＣＤ２６の読取素子（以
下、単に素子とする）の配列を模式的に示す図５（Ａ）
を参照して、補間演算部３４が実施する本発明の補間演
算方法について説明する。例えば、素子ａに注目した際
において、図中最も近隣する素子はｂおよびｄである。
補間演算部３４は、素子ａおよびｂの画像信号の平均
（［ａ＋ｂ／２］）を算出して出力画像信号とし、両素
子の重心（図中×で示す）の中間位置ａ／ｂを出力画素
位置（・で示す）として、算出した出力画像信号を割り
付ける。さらに、同様にして素子ａおよびｄの画像信号
の平均値を算出して、両素子の重心の中間位置ａ／ｄに
出力画像信号として割り付ける。

【００３７】以下、同様にして、素子ｂおよびｃの画像
信号の平均値を算出して、両素子の中間位置ｂ／ｃに割
り付け、素子ｃおよびｄの画像信号の平均値を算出し
て、両素子の中間位置ｃ／ｄに割り付け……と、互いに
最も近隣する素子の画像信号の平均値を算出して出力画
像信号とし、これを両素子の中間の出力画素位置に割り
付け、原信号を出力せずに、この中間位置のみを出力画
素位置とする。これにより、画素の並び換えを行い、出
力画素の配列を正方格子状にして、画像処理装置１２に
供給する。すなわち、本発明の補間演算方法において
は、素子の重心と、出力画素位置とが異なっている。

【００３８】図４に示されるように、本発明の補間演算
方法を行う補間演算部３４は、１ライン遅延メモリ５
０、１画素遅延部５２、セレクタ５４、平均化処理部５
６、および画素割付部５８を有する。一例として、矢印
ｘ方向（幅方向）の素子列を１ラインとして、図５
（Ａ）の上方のラインから、順次、画像信号が補間演算
部３４に供給される。また、１ライン中では、図５
（Ａ）の左の素子から、順次、画像信号が転送される。

【００３９】前述の素子ａ、ｂおよびｄを例に説明すれ
ば、前のライン（素子ａのライン）の画像信号は、１ラ
イン遅延メモリ５０によって１ライン分遅延して平均化
処理部５６に転送される。他方、転送されているライン
（素子ｂおよびｄのライン）の各画像信号は、順次、１
画素遅延部５２およびセレクタ５４の両方に転送され、
セレクタ５４によって、素子ｂおよびｄの画像信号が選
択されて、順番に、平均化処理部５６に転送される。す
なわち、各素子の画像信号は、１画素遅延部５２の作用
によって、次の素子の画像信号と同時にセレクタ５４に
送られる。平均化処理部５６では、前述のように、対応
する素子ａとｂおよびａとｄの画像信号を平均化して、
その中間位置ａ／ｂおよびａ／ｄの出力画像信号とし
て、画素割付部５８に送る。画素割付部５８は、この出
力画像信号を、中間位置ａ／ｂおよびａ／ｄに割り付け
ることにより、画素の並び替えが行われ、画素の配列が
正方格子状にされた画像信号が、画像処理部１４に送ら
れる。

【００４０】通常、千鳥格子ＣＣＤ２６の画像信号を補
間演算して、画素の並び替えを行う場合には、４つの素
子の中心位置の画像信号を生成することにより、出力画
素を正方格子状に配列する。例えば、素子ａ〜ｄの４つ
の画像信号を平均化（［ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ］／４）して出
力画像信号を算出し、各素子ａ〜ｄの中心位置（△で示
す）を出力画素位置として、算出した出力画像信号を割
り付ける。この△位置と各素子の重心位置を出力画素位
置とすることにより、出力画素を正方格子状に配列す
る。しかしながら、この方法では、再生された画像にア
ーチファクトが生じてしまう場合がある。

【００４１】例えば、画像信号が８ビットのデジタル信
号で、白の画像信号が２５５、黒の画像信号が０の場合
において、図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、
黒領域（図中左側）と白領域（同右側）とが直線的なエ
ッジで隣り合わせている画像がある。この際において、
従来の補間演算方法では、図６（Ｂ）に示されるよう
に、補間によって得られた出力画素位置（△で示す）の
画像信号は、エッジを挟んだ黒領域側が６４（［０＋０
＋０＋２５５］／４）、白領域側が１９１（［２５５＋
２５５＋２５５＋０］／４）となる。すなわち、従来の
補間方法では、各領域の端部で、読み取りによって得ら
れた画像信号（実線で示す）と補間によって得られた画
像信号が交互に配列（０と６４、および２５５と１９
１）されると共に、エッジを挟んで異なる画像信号（６
４と１９１）が交互に配列される。そのため、画像のエ
ッジ部にアーチファクトが生じてしまい、画質が劣化す
るという問題がある。

【００４２】これに対し、前述の本発明の補間方法によ
れば、補間によって得られた画像信号のみが出力される
と共に、図６（Ａ）に示されるように、白領域と黒領域
のエッジ部には、同じ信号（１２８＝［０＋２５５］／
２）が配列される。そのため、アーチファクトが出にく
く、高画質な画像を安定して再生することが可能であ
る。

【００４３】図示例のスキャナ１２において、サイズ２
は、モード２による画像読取を行うもので、画素ズラシ
手段２８による画素ズラシを１回行う。すなわち、サイ
ズ２においては、１色の画像読取につき、２面の読み取
りを行う（画素ズラシ１回の２面読取）。なお、モード
２では、補間演算部３４による画素の並べ換えは行わ
ず、画素ズラシのみを行うのは、前述の通りである。こ
の読取サイズ２は、読取サイズ１よりも若干大きなプリ
ント（例えば、２Ｌサイズ等）や、若干拡大を伴うトリ
ミングした画像を作成する際に選択されるものである。

【００４４】図５（Ｂ）に、サイズ２における素子の配
列を模式的に示す。サイズ２では、まず、サイズ１での
読み取りと同様の、図中太線で示す画素ズラシを行わな
い位置（以下、この位置を基準位置とする）で１面目の
読み取りを行う。次いで、サイズ設定部４６による指示
の下、ドライバ４４がピエゾ素子４２ｂを駆動して画素
ズラシを行い、千鳥格子ＣＣＤ２６を図中下方に移動し
て、素子を図中細線で示す位置とした後、再度、画像読
取を行う。すなわち、ｙ方向に隣合わせる素子との重心
間の距離をｙ方向素子間、同ｘ方向の距離をｘ方向素子
間とすると、千鳥格子ＣＣＤ２６を、１面目の読取位置
から、図中下方（ｙ方向）にｙ方向素子間の１／２移動
した位置で、２面目の読み取りを行う。

【００４５】図５（Ｂ）に示されるように、サイズ２で
は、画素ズラシによって素子が正方格子状に配列された
のと同じ状態にできる。従って、補間演算による画素の
並び換えは不要で、各素子の重心位置を出力画素位置と
して、画像信号は、セレクタ４８によって、ＣＣＤ補正
部３２から画像処理装置１４に送られる。

【００４６】通常の正方格子状ＣＣＤでは、画素ズラシ
によって画像の読取解像度を上げ、かつ、正方格子状の
出力画素を得るためには、２回以上の画素ズラシが必要
であり、従って、ｘ方向およびｙ方向の２軸の画素ズラ
シ手段が必要になる。これに対し、千鳥格子ＣＣＤ２６
を用いる本発明においては、１方向に１回の画素ズラシ
で解像度を上げることができるので、読取効率すなわち
生産性を低下させることなく解像度を上げることができ
る。また、これ以上の解像度を要求されないスキャナで
あれば、１軸の画素ズラシ手段のみでいいので、装置コ
ストも低減できる。なお、本発明においても、後述す
る、より大サイズの画像の読み取りを行う場合には、図
示例のような２軸の画素ズラシ手段が必要であるが、同
じ解像度であれば、正方格子ＣＣＤに比して少ない画素
ズラシ回数でよい。そのため、本発明によれば、各種の
サイズにおいて、高い生産性を維持できる。

【００４７】サイズ３は、モード３による画像読取を行
うものであり、画素ズラシ手段２８による画素ズラシを
３回行うと共に、補間演算部３４による画素の並び換え
も行う。すなわち、サイズ３においては、１色の画像読
取につき、４面の読み取りを行う（画素ズラシ３回の４
面読取）。サイズ３は、サイズ２よりもさらに大きなサ
イズのプリント（例えば、六切や四切等）の作成や、大
きな拡大をする際に選択されるものである。

【００４８】図７（Ａ）に、サイズ３における素子の配
列を模式的に示す。サイズ３では、例えば、まず、図中
太線で示される基準位置で、１面目の読み取りを行う。
次いで、ドライバ４４がピエゾ素子４２ａを駆動して１
回目の画素ズラシを行い、千鳥格子ＣＣＤ２６を、１面
目の読取位置から図中右方向（ｘ方向）にｘ方向素子間
の１／２移動し、素子を図中に細線で示される位置にし
て、２面目の読み取りを行う。次いで、ドライバ４４が
ピエゾ素子４２ａおよび４２ｂを駆動して２回目の画素
ズラシを行い、千鳥格子ＣＣＤ２６を、２面目の読取位
置から図中右方向にｘ方向素子間の１／４、同下方向に
ｙ方向素子間の１／４、それぞれ移動し、素子を、図中
に一点鎖線で示される位置にして、３面目の読み取りを
行う。さらに、ドライバ４４がピエゾ素子４２ａを駆動
して３回目の画素ズラシを行い、千鳥格子ＣＣＤ２６
を、３面目の読取位置から図中左方向にｘ方向素子間の
１／２移動し、素子を、図中に点線で示される位置にし
て、４面目の読み取りを行い、画素ズラシ３回での４面
読み取りを終了する。

【００４９】一方、補間演算部３４は、３回の画素ズラ
シによる４面の読み取りによって得られた画像信号を用
いて、補間演算を行って、画素の並び替えを行い、画素
の配列を正方格子状にする。この補間演算による画素の
並び換えは、前述のサイズ１で行った方法と同様に行わ
れる。すなわち、互いに最も近隣する素子の画像信号を
補間して出力画像信号とし、両素子の中間位置を出力画
素位置（・で示す）として、前記出力画像信号を割り付
け、この中間位置のみを出力画素位置とすることによ
り、正方格子状の画素配列とする。

【００５０】ここで、本発明において、画素ズラシを行
った際の補間演算における、互いに最も近隣する素子と
は、千鳥格子ＣＣＤ２６自身において最も近隣する素子
ではなく、素子を、全ての面の読み取りに対応する位置
に配列した状態において、最も近隣する素子である。例
えば、１面目の読み取りにおける素子ｅの画像信号と、
４面目の読み取りにおける素子ｆの画像信号とを補間し
て出力画像信号を得、両者の中間位置ｅ／ｆを出力画素
位置として、出力信号を割り付ける。

【００５１】サイズ４は、モード２による画像読取を行
うものであり、画素ズラシを７回行って、１つの画像を
読み取る。すなわち、サイズ４においては、１色の画像
読取につき、８面の読み取りを行う（画素ズラシ７回の
８面読取）。サイズ４は、フォトプリンタ１０におい
て、最大サイズのプリント（例えば、半切等）の作成
や、拡大率が大きい場合に選択される。

【００５２】図７（Ｂ）に、サイズ４における素子の配
列を模式的に示す。サイズ４でも、例えば、まず、図中
太線で示す基準位置で１面目の読み取りを行う。次い
で、ドライバ４４がピエゾ素子４２ａを駆動して、１回
目の画素ズラシを行い、千鳥格子ＣＣＤ２６を、１面目
の読取位置から図中右方向にｘ方向素子間の１／４移動
し、素子を、太い破線で示される位置として、２面目の
読み取りを行う。以下、同様に、ピエゾ素子４２ａを駆
動して、千鳥格子ＣＣＤ２６を、図中右方向にｘ方向素
子間の１／４移動して、読み取りを行うことを繰り返
し、２回目の画素ズラシ後に太い一点鎖線で示される位
置で３面目の読み取りを、３回目の画素ズラシ後に太い
点線で示される位置で４面目の読み取りを、それぞれ行
う。

【００５３】次いで、ドライバ４４がピエゾ素子４２ｂ
を駆動して、４回目の画素ズラシを行い、千鳥格子ＣＣ
Ｄ２６を、４面目の読取位置から図中下方向にｙ方向素
子間の１／４移動し、素子を、細い点線で示される位置
として、５面目の読み取りを行う。さらに、ドライバ４
４がピエゾ素子４２ａを駆動して、５回目の画素ズラシ
を行い、千鳥格子ＣＣＤ２６を、５面目の読取位置から
図中左方向にｘ方向素子間の１／４移動させ、素子を、
細い一点鎖線で示される位置として、６面目の読み取り
を行う。以下、同様に、ピエゾ素子４２ａを駆動して、
千鳥格子ＣＣＤ２６を、図５（Ａ）中左方向にｘ方向素
子間の１／４移動して、読み取りを行うことを繰り返
し、６回目の画素ズラシ後に細い破線で示される位置で
７面目の読み取りを、７回目の画素ズラシ後に細線で示
される位置で８面目の読み取りを、それぞれ行い、７回
画素ズラシの８面読み取りを終了する。

【００５４】図７（Ｂ）に示されるように、サイズ４で
も、画素ズラシによって素子が正方格子状に配列された
のと同じ状態にできるので、補間演算による画素の並び
換えは不要で、各面における各素子の重心位置を出力画
素位置として、画像信号は、セレクタ４８によって、Ｃ
ＣＤ補正部３２から画像処理装置１４に送られる。

【００５５】なお、本発明において、設定される読取サ
イズは、上記サイズ１〜４に限定はされず、例えば、画
素ズラシを７回以上行うサイズ等、各種のものが設定可
能である。

【００５６】上述した例では、互いに最も近隣する読取
素子の画像信号、すなわち、２点の画像デ−タからの線
形補間である。このような線形補間は、演算がシンプル
であるため実装は容易であるが、高域の周波数特性が落
ちるため、シャ−プ感が低下してしまうという問題があ
る。すなわち、この場合には、実装の容易さとシャ−プ
感とは、トレ−ドオフの関係にある。このようなシャ−
プ感の低下の問題を解決するには、演算は複雑になる
が、線形補間に比べて広域の周波数特性が劣化しないＣ
ｕｂｉｃ補間を使用れば良い。Ｃｕｂｉｃ補間は、重み
係数によって、Ｃｕｂｉｃｓｉｎｅ、Ｃｕｂｉｃｓｐ
ｌｉｎｅ、ＣｕｂｉｃＢｓｐｌｉｎｅなどの特性の異
なる補間アルゴリズムになる。

【００５７】ここでは、一例として、１次元処理でのＣ
ｕｂｉｃｓｐｌｉｎｅ補間式および用いられる重み係
数の関数を以下に示す。ｆ_OUT＝ｗ₀（ｔ）ｆ_k-1＋ｗ₁（ｔ）ｆ_k＋ｗ
₂（ｔ）ｆ_k+1＋ｗ₃（ｔ）ｆ_k+2 ここで、ｆ_OUTは、補間する点の値、ｆ_k-1、ｆ_k、ｆ
_k+1およびｆ_k+2は、補間に用いる４点の値であり、ｗ
₀（ｔ）、ｗ₁（ｔ）、ｗ₂（ｔ）およびｗ₃（ｔ）
は、重み係数の関数であり、下記式で表される。ｗ₀（ｔ）＝（ｔ³＋２ｔ²−ｔ）／２ｗ₁（ｔ）＝（３ｔ³−５ｔ²＋２）／２ｗ₂（ｔ）＝（−３ｔ³＋４ｔ²＋ｔ）／２ｗ₃（ｔ）＝１−ｗ₀（ｔ）−ｗ₁（ｔ）−ｗ₂（ｔ）ここで、ｔは、ｆ_kから補間する点までの距離である。

【００５８】このように、１次元Ｃｕｂｉｃ補間を用い
ることにより４点からの補間を行うことができ、２次元
Ｃｕｂｉｃ補間を用いることにより１６点からの補間を
行うことができる。なお、図８（Ａ）は、図５（Ａ）に
示す千鳥格子ＣＣＤ２６の読取素子の配列において、近
傍の４点の読取素子の画像信号から補間する例であり、
１次元Ｃｕｂｉｃ補間を適用した例を示す。この場合に
は、斜め４５度の方向に１次元Ｃｕｂｉｃ補間を行えば
よい。例えば、右下がり斜め４５度に配列されるａ，
ｂ，ｃ，ｄの４点から補間して２点ｂとｃとの中点ｐを
求める場合や、右上がり斜め４５度に配列されるｅ，
ｆ，ｇ，ｈの４点から補間して２点ｆとｇとの中点ｑを
求める場合は、下記式で表される。ｐ＝ａ・ｗ₀（０．５）＋ｂ・ｗ₁（０．５）＋ｃ・ｗ
₂（０．５）＋ｄ・ｗ₃（０．５）ｑ＝ｅ・ｗ₀（０．５）＋ｆ・ｗ₁（０．５）＋ｇ・ｗ
₂（０．５）＋ｈ・ｗ₃（０．５）

【００５９】ところで、近傍の１６点の読取素子の画像
信号から補間する場合には、図８（Ｂ）に示すように、
斜め４５度に回転した座標系において、図中実線枠内の
近傍の１６個の読取素子の画像信号から２次元Ｃｕｂｉ
ｃ補間を行って、図中ｒ点の補間値を求めれば良い。な
お、演算式は省略するが、公知の２次元Ｃｕｂｉｃ補間
の演算式を用いればよい。ここでは、出力画像信号を近
傍の２つ以上の読取素子の画像信号から補間する例とし
て、互いに最も近隣する読取素子２点の画像信号、近傍
の４点の読取素子の画像信号および近傍の４点の読取素
子の画像信号から補間する場合について説明したが、本
発明はこれらに限定されるわけではなく、さらに多くの
点の読取素子の画像信号や、その間の様々な複数の点の
読取素子の画像信号を用いて補間してもよい。

【００６０】前述のように、ＣＣＤ補正部３２で処理さ
れた画像信号は、必要に応じて、補間演算部３４で画素
の並び換えが行われて、画像処理装置１４に送られる。
画像処理装置１４は、スキャナ１２から出力された画像
信号を、Ｌｏｇ変換器によって変換してデジタルの画像
データ（濃度データ）とし、さらに、この画像データ
に、色／濃度補正、階調補正、グレイバランス補正等の
所定の画像処理を施して、さらに３Ｄ−ＬＵＴ等を用い
て処理済の画像データを変換して、プリンタ１６による
記録用の画像データや、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレ
イによる表示用の画像データとして出力するものであ
る。なお、Ｌｏｇ変換は、スキャナ１２において、ＣＣ
Ｄ補正部３２の後に行ってもよいのは、前述の通りであ
る。

【００６１】プリンタ１６は、画像処理装置１４から出
力された画像データに応じて感光材料（印画紙）を露光
して潜像を記録し、感光材料に応じた現像処理を施して
（仕上り）プリントとして出力する。例えば、感光材料
をプリントに応じた所定長に切断した後に、バックプリ
ントの記録、感光材料（印画紙）の分光感度特性に応じ
た、Ｒ露光、Ｇ露光およびＢ露光の３種の光ビームを画
像データ（記録画像）に応じて変調すると共に、主走査
方向に偏向し、主走査方向と直交する副走査方向に感光
材料を搬送することによる潜像の記録等を行い、潜像を
記録した感光材料に、発色現像、漂白定着、水洗等の所
定の湿式現像処理を行い、乾燥してプリントとした後
に、仕分けして集積する。

【００６２】以上、本発明の補間演算方法および画像読
取装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例
に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろん
である。例えば、前述のスキャナは、３原色およびＩＲ
の読取光を射出するＬＥＤ光源を用いているが、本発明
はこれに限定されず、例えば、白色光源と３原色の色フ
ィルタ（あるいはさらに、ＩＲフィルタ）を有するフィ
ルタターレットを用い、各色フィルタを順次行路に挿入
して、フィルムに撮影された画像を３原色に分解して読
み取るスキャナ等、千鳥格子ＣＣＤを用いるフィルムス
キャナであれば、各種のフィルムスキャナに利用可能で
ある。また、本発明の画像読取装置においては、例えば
モード２やモード３を行う読取サイズが選択された場合
であっても、プレスキャンでは、画素ズラシは、必ずし
も行う必要はない。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
補間演算方法および画像読取装置によれば、千鳥格子状
に読取素子が配列されたエリアＣＣＤセンサを用いたフ
ィルム画像の読み取りにおいて、このエリアＣＣＤセン
サの優れた特性を十分に生かして、高精度な画像読取を
行うことができ、高い生産性で、アーチファクトが出に
くい、高画質な画像を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用するデジタルフォトプリンタの
一例のブロック図である。

【図２】図１に示されるデジタルフォトプリンタのス
キャナのＬＥＤ光源の模式図である。

【図３】図１に示されるデジタルフォトプリンタのス
キャナの画素ズラシ部の模式図である。

【図４】図１に示されるデジタルフォトプリンタのス
キャナの補間演算部の模式図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の画像読取装
置における画像読取を説明するためのＣＣＤ素子配列の
模式図である。

【図６】（Ａ）は、本発明の補間演算方法による画素
の並び換えを説明するための模式図で、（Ｂ）は、従来
の補間演算方法による画素の並び換えを説明するための
模式図である。

【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の画像読取装
置における画像読取を説明するためのＣＣＤ素子配列の
模式図である。

【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の画像読取装
置のＣＣＤ素子配列における本発明の補間演算方法によ
る画像読取を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１０（デジタル）フォトプリンタ１２スキャナ１４（画像）処理装置１６プリンタ１８ＬＥＤ光源２０ディスプレイ２２キャリア２４結像レンズユニット２６千鳥格子ＣＣＤ２８画素ズラシ手段３０アンプ３１Ａ／Ｄ変換器３２ＣＣＤ補正部３４補間演算部３６光源ドライバ４０基盤４２（４２ａ，４２ｂ）ピエゾ素子４４ピエゾドライバ４６サイズ設定部４８，５４セレクタ５０１ライン遅延メモリ５２１画素遅延部５６平均化処理部５８画素割付部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読取素子が千鳥格子状に配列されたエリア
イメージセンサから出力された各読取素子の画像信号を
正方配列に並べ替えるための補間演算方法であって、前記正方配列に並べ替えられた画像信号が、近傍の２つ
以上の前記読取素子の画像信号を補間して割り付けられ
た画像信号であることを特徴とする補間演算方法。
【請求項２】前記近傍の２つ以上の前記読取素子の画像
信号は、互いに最も近隣する前記読取素子の画像信号で
ある請求項１に記載の補間演算方法。
【請求項３】前記近傍の２つ以上の前記読取素子の画像
信号は、近傍の４つの前記読取素子の画像信号である請
求項１に記載の補間演算方法。
【請求項４】前記近傍の２つ以上の前記読取素子の画像
信号は、近傍の１６個の前記読取素子の画像信号である
請求項１に記載の補間演算方法。
【請求項５】前記割り付けは、補間を行った読取素子の
間の位置で行われる請求項１〜４のいずれかに記載の補
間演算方法。
【請求項６】前記割り付けは、補間を行った読取素子の
中間の位置で行われる請求項５に記載の補間演算方法。
【請求項７】所定の読取位置に保持されるフィルムに入
射するための読取光を射出する光源部と、読取素子が千鳥格子状に配列されたエリアイメージセン
サと、前記読取光を前記フィルムに入射させることによって得
られた、前記フィルムに撮影された画像を担持する投影
光を、前記エリアイメージセンサに結像する結像光学系
と、前記エリアイメージセンサの画素ズラシ手段、および、
前記エリアイメージセンサの各読取素子から出力された
画像信号を補間演算して画素の並び替えする補間演算部
の少なくとも一方とを有することを特徴とする画像読取
装置。
【請求項８】前記画素ズラシ手段および補間演算部の両
者を有すると共に、前記画素ズラシのみを行う読取モード、前記画素の並び
替えのみを行う読取モード、および前記画素ズラシなら
びに前記画素の並び替えの両者を行う読取モードを有
し、指定された画像読取の解像度および出力の拡大率に応じ
て、前記読取モードおよび画素ズラシ回数を選択する請
求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】前記補間演算部が請求項１〜６のいずれか
に記載の補間演算方法を用いる請求項７または８に記載
の画像読取装置。