JP2002111968A - 画像読取方法及びその装置、並びに画像処理方法及びその装置 - Google Patents
画像読取方法及びその装置、並びに画像処理方法及びその装置Info
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Abstract
とが可能な、高速モノクロモード、低速カラーモード兼
用の画像読み取り装置を提供する。 【解決手段】 4個のラインセンサY、R、G、Bを備
える4ラインカラーCCDセンサを使用し、カラー低速
読み取りモードではこれらのセンサからの出力を、セン
サ毎に設けられたA/D変換器及び後段処理部で処理す
る。モノクロ高速読み取りモードでは、Yセンサからの
出力を、Yセンサのみならず他のR、G、Bセンサに対
応して設けられたA/D変換器及び後段処理部を用いて
分割処理する。
Description
その装置、並びに画像処理方法及びその装置に関する。
11−275371号公報に開始されたものが存在す
る。しかし、この装置には次のような幾つかの問題が存
在していた。
それぞれ設けられた3つの画像センサしか有しておら
ず、モノクロ専用の画像センサを備えていない。よっ
て、モノクロ画像の処理を行う際に、モノクロ輝度信号
(Y)を、R、G、B用に設けられた画像センサを用い
て生成する。このため、3つの画像センサの位置のずれ
や、それぞれの分光感度特性の相違等により、画像の品
質が低い。
G、B用の画像センサ出力から直接生成する場合に、Y
画像を生成しようとする画素に対し、それぞれの画像セ
ンサの原稿読み取り位置の相違により画像品質が低下す
る。また、カラーのCCDセンサとして一般的に広く利
用されているCCDラインセンサを用いた場合、R、
G、B用のセンサがある有限な間隔をもってライン上に
配置されている。このため、ライン間の読み取り位置の
ずれを補正することなく、各色のセンサ出力から直接モ
ノクロ輝度信号(Y)を生成した場合、画像品質が著し
く低下する。従って、モノクロ輝度信号(Y)を、R、
G、B用の画像センサ出力から直接生成する方式では一
般的に広く利用されているCCDラインセンサを実質
上、使用することができない。
G、B用の画像センサから生成する際に、それぞれの画
像センサは特定の波長に対して高い感度を有するように
フィルタが設けられている。このフィルタが原因となっ
て、画像センサに供給される光量は低下する。このた
め、読み取り速度を高速化した場合には、さらに画像セ
ンサが取り込む光量が低下し、読み取り精度の低下を招
く。
モノクロ画像を読み取る際に、高速でかつ高精度で処理
することができないという問題があった。
高速に読み取り、かつ所望のレベルの画像品質を実現
し、カラー画像は高品位の画像品質を得ることが可能な
画像読取方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
は、1ライン分の信号を複数に分割して出力するモノク
ロ用センサと、複数のカラー用センサとを含むラインセ
ンサ部と、モノクロモードと、カラーモードのいずれか
を設定するモード設定回路と、前記モノクロ用センサに
対応して設けられ、信号を与えられてアナログ/ディジ
タル変換を行うモノクロ用アナログ/ディジタル変換器
と、各々の前記カラー用センサに対応して設けられ、信
号を与えられてアナログ/ディジタル変換を行う複数の
カラー用アナログ/ディジタル変換器と、前記モード設
定回路にモノクロモードが設定された場合、前記モノク
ロ用センサから出力された複数の前記信号を、前記モノ
クロ用アナログ/ディジタル変換器と、前記カラー用ア
ナログ/ディジタル変換器とに分配して与え、アナログ
/ディジタル変換を行わせるセレクタとを備える。
された場合、前記セレクタは、前記カラー用センサから
それぞれ出力された信号を、対応する前記カラー用アナ
ログ/ディジタル変換器に与えてアナログ/ディジタル
変換を行わせることもできる。
器と、前記カラー用アナログ/ディジタル変換器とにそ
れぞれ対応して設けられ、出力されたディジタル信号を
与えられ、ラインを単位として遅延し、前記ディジタル
信号の順序を並び替えて出力するライン遅延並び替え部
をさらに備え、前記モード設定回路にモノクロモードが
設定された場合、前記ライン遅延並び替え部は、前記モ
ノクロ用センサから分割されて出力され、前記モノクロ
用アナログ/ディジタル変換器と前記カラー用アナログ
/ディジタル変換器によりそれぞれアナログ/ディジタ
ル変換された前記ディジタル信号を与えられ、順序を並
び替えて出力するように構成してもよい。
された場合、前記ライン遅延並び替え部は、前記カラー
用センサから出力され、前記カラー用アナログ/ディジ
タル変換器によりそれぞれアナログ/ディジタル変換さ
れた前記ディジタル信号を与えられ、順序を並び替えて
出力することもできる。
サより出力の分割数が多くてよい。
サの4倍の分割数で前記信号を分割して出力することも
できる。
おける一方の端面に、前記カラーセンサよりも近く配置
してもよい。
時に、前記モノクロ用センサが前記カラーセンサよりも
前記原稿上の先行した位置を読み取るように配置されて
いてもよい。
のいずれかを設定する読取方向設定部をさらに備え、前
記ライン遅延並び替え部は、前記読取方向設定部に設定
された正方向又は逆方向に従い、正方向時のライン遅延
及び画素の並び替え処理と逆方向時のライン遅延及び画
素の並び替え処理とを切り替えることもできる。
号を複数に分割して出力するモノクロ用センサと、複数
のカラー用センサとを含むラインセンサ部と、前記モノ
クロ用センサに対応して設けられ、信号を与えられてア
ナログ/ディジタル変換を行うモノクロ用アナログ/デ
ィジタル変換器と、各々の前記カラー用センサに対応し
て設けられ、信号を与えられてアナログ/ディジタル変
換を行う複数のカラー用アナログ/ディジタル変換器と
を用いて画像処理を行う際に、モノクロモードとカラー
モードのうち、前記モノクロモードが設定された場合、
前記モノクロ用センサから出力された複数の前記信号
を、前記モノクロ用アナログ/ディジタル変換器と、前
記カラー用アナログ/ディジタル変換器とに分配して与
え、アナログ/ディジタル変換を行わせるよう構成され
ている。
カラー用センサからそれぞれ出力された信号を、対応す
る前記カラー用アナログ/ディジタル変換器に与えてア
ナログ/ディジタル変換を行わせることもできる。
器と、前記カラー用アナログ/ディジタル変換器とにそ
れぞれ対応して設けられたライン遅延並び替え部を用い
て、それぞれ出力されたディジタル信号を与えられ、ラ
インを単位として遅延し、前記ディジタル信号の順序を
並び替える際に、前記モノクロモードが設定された場
合、前記モノクロ用センサから分割されて出力された前
記信号のみを用いて、前記モノクロ用アナログ/ディジ
タル変換器及び前記カラー用アナログ/ディジタル変換
器によりアナログ/ディジタル変換されたディジタル信
号の順序を並び替えることもできる。
カラー用センサから出力され、前記カラー用アナログ/
ディジタル変換器によりそれぞれアナログ/ディジタル
変換された前記ディジタル信号を、前記ライン遅延並び
替え部を用いて順序を並び替えることもできる。
ずれかに設定された場合、前記ライン遅延並び替え部
は、前記読取方向として設定された正方向又は逆方向に
従い、正方向時のライン遅延及び画素の並び替え処理と
逆方向時のライン遅延及び画素の並び替え処理とを切り
替えるように構成してよい。
て図面を参照して説明する。図1に、本発明の一実施の
形態による画像読取装置の概略構成を示す。この装置
は、4ラインセンサ1、モード設定回路2、タイミング
信号発生回路3、センサドライバ4、ゲイン補正部5a
〜5g、サンプルホールド回路6a〜6g、セレクタ7
a〜7d、アナログディジタル(以下、A/Dという)
変換器8a〜8d、シェーディング補正部9a〜9d、
セレクタ10a〜10d、ライン遅延並び替え部11a
〜11dを備えている。
(Red)、G(Green)、B(Blue)のカラー用センサ
と、モノクロ専用のYセンサの4つのラインセンサを備
えている。
設定し、タイミング信号発生回路3に対して設定したモ
ードを指示する。ここで、モードには2種類存在し、1
つ目は4つのラインセンサのうちYセンサの出力のみを
用いて高速に処理するモノクロ高速モード、2つ目はY
センサと、R、G、Bセンサの全て、あるいはYセンサ
を除くR、G、Bセンサの出力を用いて、それぞれの出
力を同一速度で処理するカラー低速モードである。
モードに応じて、各種タイミング制御信号を発生し、後
述するセンサドライバ4、サンプルホールド回路6a〜
6g、セレクタ7a〜7d、A/D変換器8a〜8d、
セレクタ10a〜10d、ライン遅延並び替え部11a
〜11dに出力して、それぞれの動作タイミングを制御
する。
回路3から出力されたタイミングパルスを与えられて、
4ラインセンサ1を駆動する。
サ1から出力されたY_LEFT_EVEN(白黒、左偶
数画素)信号、Y_LEFT_ODD(白黒、左奇数画
素)信号、Y_RIGHT_EVEN(白黒、右偶数画
素)、Y_RIGHT_ODD(白黒、右奇数画素)、
R、G、Bの各画像信号を供給され、各センサ毎に出力
信号のレベル補正を行う。
ン補正部5a〜5gによってそれぞれレベル補正された
信号を供給され、タイミング信号発生回路3から出力さ
れたタイミング制御信号に従って信号レベルをホールド
する。これにより、A/D変換期間中に信号レベルが変
化することが防止される。
回路6a〜6gによって信号レベルがホールドされた各
センサの出力信号を与えられ、設定されたモードに従っ
て出力を切り替えてA/D変換器8a〜8dに供給す
る。モノクロ高速モードでは、Yセンサから4つに分割
されて出力された信号が、4つのA/D変換器8a〜8
dに供給され、カラー低速モードでは、4つのY、R、
G、Bセンサから出力されたそれぞれの出力が、対応す
るA/D変換器8a〜8dに供給される。
号発生回路3から出力されたタイミング制御信号に従っ
て、セレクタ7a〜7dから与えられたアナログ信号
を、例えば10bitのデジタル信号に変換する。本実施
の形態では、A/D変換器8a〜8dのそれぞれの最大
変換速度を、例えば20Msps(毎秒2000万サン
プル)とする。
D変換器8a〜8dによってディジタル信号に変換され
たYセンサから4つに分割されて出力された信号(モノ
クロ高速モード)、あるいは4つのY、R、G、Bセン
サからの出力信号(カラー低速モード)を供給される。
D変換器8a〜8dからそれぞれ出力された各センサの
出力信号に対して、画素毎にシェーディング補正を行
う。
グ補正部9a〜9dによって補正された画像データを供
給され、モードに従って出力の切替を行う。モノクロ高
速モードでは、Yセンサから出力された画像データが、
4つのライン遅延並び替え部11a〜11dにそれぞれ
分配されるように切り替える。カラー低速モードでは、
Y、R、G、Bの各センサの画像データが、それぞれ4
つのライン遅延並び替え部11a〜11dへ供給される
ように切り替える。
セレクタ10a〜10dから与えられた画像データを、
モノクロ高速モードではYセンサから4つに分割されて
出力された信号が、本来の画素の並び順になるように補
正し、カラー低速モードでは、4つのセンサの読み取り
ライン位置のずれを時間的に補正して本来の画素の並び
順になるようにする。
各部の構成及び動作の詳細について説明する。
サ20r、Gセンサ20g、Bセンサ20b、Yセンサ
20yの配列を示す。
の1画素あたりの大きさは、例えば8×8μmで、1ラ
インの画素数は例えば8000画素、各ラインセンサの
間隔は例えば32μmであって、センサの画素数に換算
すると4ライン間隔とする。
各ラインセンサは原稿画像においてそれぞれ4ラインず
つずれた異なる箇所を読み取ることになる。よって、原
稿画像上の同一ラインの画像情報を得るためには、ライ
ンのずれをデータ上で補正する必要がある。
図2において矢印で示されたように、Yセンサ20y、
Bセンサ20b、Gセンサ20g、Rセンサ20rの順
であるとする。この場合は、Rセンサ20rが現時点で
読み取っているR画像と同一ラインの画像データを得る
ためには、Gセンサ20gが読み取ったG画像を4ライ
ン、Bセンサ20bが読み取ったB画像を8ライン、Y
センサ20yが読み取ったY画像を12ライン遅延させ
ればよい。
して、400%の拡大画像を得るためには、G画像を1
6ライン、B画像を32ライン、Y画像を48ライン遅
延させる必要がある。反対に、移動速度を2倍にして5
0%の縮小画像を得るためには、G画像を2ライン、B
画像を4ライン、Y画像を6ライン遅延させればよい。
送経路を示す。
ンサ20r、Gセンサ20g、Bセンサ20bは、それ
ぞれ、原稿画像を光電変換するフォトダイオード20r
r、20gg、20bb、光電変換された電荷をCCD
アナログシフトレジスタ22r、22g、22bにそれ
ぞれ転送するシフトゲート21r、21g、21b、与
えられた1ライン分の電荷を1画素ずつ順に転送するC
CDアナログシフトレジスタ22r、22g、22b、
1画素ずつ転送された電荷を電圧信号として出力する出
力バッファ23r、23g、23bによって構成されて
いる。
gg、20bbからCCDアナログシフトレジスタ22
r、22g、22bヘの電荷転送は、各シフトゲート2
1r、21g、21bにそれぞれシフトゲート信号SH
RGBが与えられるタイミングに従って行われる。C
CDアナログシフトレジスタ22r、22g、22b内
における画素順次転送は、転送クロックΦ1_RGB、
及びΦ2_RGB(ここで、Φ2 RGBは、Φ1_R
GBの逆相の信号)のタイミングに従って行われる。
20g、20bと基本的な構成は共通する。しかし、C
CDアナログシフトレジスタにおける1つ1つの電荷転
送速度を変えることなく、1ライン分の画像信号をカラ
ーセンサの4分の1の時間で外部に読み出すために、C
CDアナログシフトレジスタを、フォトダイオード20
yyの右偶数用レジスタ22yc、左偶数用レジスタ2
2ya、右偶数用レジスタ22yd、左奇数用レジスタ
22ybの4つに分ける。そして、それぞれのCCDア
ナログシフトレジスタ22ya、22yb、22yc、
22ydで同時に転送することで、4倍の転送速度を実
現する。
22yb、22yc、22ydで1画素ずつ転送された
電荷は、出力バッファ23ya、23yb、23yc、
23ydによって電圧信号に変換されて出力される。
20yyからCCDアナログシフトレジスタ22ya、
22yb、22yc、22ydへの電荷転送は、ライン
に共通のシフトゲート信号SH_Yのタイミングに従っ
て行われる。
22yb、22yc、22ydにそれぞれ供給される電
荷転送クロックΦ1_Ya及びΦ2_Ya、Φ1_Yb
及びΦ2_Yb、Φ1_Yc及びΦ2_Yc、Φ1_Y
d及びΦ2_Yd(ここで、Φ2はΦ1と逆相の信号)
は、CCDアナログシフトレジスタ毎に独立に供給可能
である。このため、CCDアナログシフトレジスタ22
ya、22yb、22yc、22ydは、それぞれ個別
に転送タイミングを制御することが出来る。
Rセンサ20y、Gセンサ20g、Bセンサ20bの画
像読み取り速度が全て同一となる。ここで、Yセンサ2
0yの読み取り信号は、他のカラーセンサ20r、20
g、20bと異なり、上述のように4つに分割されて出
力される。しかし、他のカラーセンサ20r、20g、
20bと同一速度で処理する必要がある。そこで、CC
Dアナログシフトレジスタ22ya、22yb、22y
c、22ydの転送タイミングを4分の1の速度で行う
よう調整している。以下に、3種類の制御タイミングに
ついて、それぞれの制御信号の波形を示した図4、図
5、図6を用いて説明する。
割されて出力されるYセンサ20yの出力転送速度が、
このYセンサ20y全体として他のカラーセンサ20
r、20g、20bと同一になるように、CCDアナロ
グシフトレジスタ22ya、22yb、22yc、22
ydの転送クロックΦ1 Ya〜Φ1 Yd及びΦ2Y
a〜Φ2 Ydの周期が、他のカラーセンサ20r、2
0g、20bの転送クロックΦ1 RGB及びΦ2 R
GBの4倍に設定されている。
効画像データ出力期間(図中ローレベルの期間)が、Y
センサ20yの転送クロックΦ1 Ya〜Φ1 Yd及
びΦ2 Ya〜Φ2 Ydと、他のカラーセンサ20
r、20g、20bの転送クロックΦ1 RGB及びΦ
2 RGBとで同一に設定されている。
転送クロックΦ1 Ya〜Φ1 Yd及びΦ2 Ya〜
Φ2 Ydに従って、Yセンサ20yの4つのCCDア
ナログシフトレジスタ22ya〜22ydから読み出さ
れた出力信号は、それぞれサンプルホールド回路6a〜
6dで保持される。さらに、セレクタ7aによって出力
の切換が行われ、共通のA/D変換器8aによってデジ
タル信号に変換される。
され、A/D変換された画像データは、画素順序が入れ
替わっている。このため、後段の処理によって本来の順
序に並び替える必要がある。
bの出力信号は、サンプルホールド回路6e、6f、6
gで保持された後、セレクタ7b、7c、7dを介して
それぞれ対応するA/D変換器8b、8c、8dに与え
られ、デジタル信号に変換される。
Yセンサ20yと異なり、それぞれ1つずつのCCDア
ナログシフトレジスタ22r、22g、22bのみを有
する。よって、A/D変換された時点における画像デー
タは、画素順序は入れ替わっておらず、並び替える必要
はない。
ックΦ1 Ya〜Φ1 Yd、Φ2Ya〜Φ2 Ydの
波形は、図4に示された上記転送クロックΦ1 Ya〜
Φ1 Yd、Φ2 Ya〜Φ2 Ydのデューティ比
を、50%に変更したものに相当する。デューティ比が
異なる点を除き、他の処理タイミングは図4を用いて説
明したものと同様であり、説明を省略する。
ックΦ1 Ya〜Φ1 Yd、Φ2Ya〜Φ2 Ydの
波形は、図4、図5に示された転送クロックΦ1 Ya
〜Φ1 Yd、Φ2 Ya〜Φ2 Ydと異なり、その
周期は他のカラーセンサ20r、20g、20bと同じ
である。しかし、CCDアナログシフトレジスタ22y
a、22yb、22yc、22yd毎にまとめて連続転
送を行う。そして、セレクタ7aによって、4分1ライ
ン毎にA/D変換器8aへ画像信号を供給するCCDア
ナログシフトレジスタ22ya、22yb、22yc、
22ydの出力を切換える。
ロックを用いた場合における、ラインを単位とする各部
(Yセンサ20y用CCDアナログシフトレジスタ22
ya〜22yd、A/D変換器8a、カラーセンサ20
r、20g、20b用CCDアナログシフトレジスタ2
2r、22g、22b、A/D変換器8b〜8d)の転
送データ数、転送データレートを図7に示す。
ンサ20y、Rセンサ20r、Gセンサ20g、Bセン
サ20bが、いずれも同じ20Mspsでデジタル画像
データを出力する。
た場合における、ラインを単位とする各部の転送データ
数、転送データレートを図8に示す。
に、最終的には、Yセンサ20y、Rセンサ20r、G
センサ20g、Bセンサ20bが、いずれも同じ20M
spsでデジタル画像データを出力する。
が、R、G、Bセンサ20r、20g、20bの画像読
み取り速度の4倍となるモノクロ高速モードの動作タイ
ミングについて図9を用いて説明する。
から出力された信号のみを使用し、他のRセンサ20
r、Gセンサ20g、Bセンサ20bの出力信号は使用
しない。そして、4分割されたYセンサ20yの出力信
号を、4つのA/D変換器8a〜8dによってそれぞれ
ディジタル変換する。これにより、A/D変換器8a〜
8dの変換速度を20Mspsとすると、全体で80M
spsのモノクロ画像データを得ることができる。
されたYセンサ20yの出力信号Y_LEFT_EVE
N(白黒、左偶数画素)、Y_LEFT_ODD(白
黒、左奇数画素)、Y_RIGHT_EVEN(白黒、
右偶数画素)、Y_R1GHT_ODD(白黒、右奇数
画素)は、それぞれ対応するサンプルホールド回路6
a、6b、6c、6dでホールドされ、セレクタ7a、
7b、7c、7dによってA/D変換器8a、8b、8
c、8dに分配されてデジタル信号に変換される。
されてA/D変換された画像データは、それぞれCCD
アナログシフトレジスタ22ya、22yb、22y
c、22ydから出力された順序となっている。このた
め、後段の処理において本来の画素順序に並び替える必
要がある。
場合における、ライン単位の各部の転送データ数、及び
転送データレートを図10に示す。
_LEFT_EVEN、Y_LEFT_ODD、Y_R
IGHT_EVEN、Y_R1GHT_ODDが、それ
ぞれ20Mspsのデジタル画像データとして出力され
て、Y信号全体として80Mspsのモノクロ画像デー
タとなる。
延、またモノクロ高速モードにおける画素並び替えを行
うライン遅延並び替え部11a、11b、11c、11
dの詳細について、図11〜図13を用いて説明する。
11b、11c、11dの全体の構成を示す。このライ
ン遅延並び替え部11a、11b、11c、11dは、
1ライン分の遅延を行うためのラインメモリLM1〜L
M3及びLM7、m−1ライン分のラインメモリLM
4、2m−2ライン分のラインメモリLM5、3m−1
ライン分のラインメモリLM6、セレクタSL1〜SL
5を備える。この構成によれば、カラー低速モードとモ
ノクロ高速モードとを同一構成で切替が可能であり、モ
ードの切替はセレクタSL1〜SL5において入力a又
はbのいずれか一方を出力する出力の切替によって行
う。
図12に示されるようである。図2に示されたように、
センサがR、G、B、Yの順に並んでおり、矢印のよう
に原稿を読み取るとすると、最後尾のRセンサ20rは
遅延「0」、Gセンサ20gはセンサ間の距離に相当す
る遅延「m」、Bセンサ20bは2倍の距離に相当する
遅延「2m」、Yセンサ20yは3倍の距離に相当する
遅延「3m」が与えられる。
サによって読み取られた画像を処理する際に、最終的に
同じ原稿位置のライン情報を得るために設定された倍率
に相当する。
00%拡大の場合はm=16、50%縮小の場合はm=
2となる。また、mが整数とならない倍率の場合は、m
を最も近い整数となる用に設定し、後段の処理で前後2
ラインからの補間処理によって処理精度を向上させる。
回路の構成は、図11に示された回路において、セレク
タSL1〜SL5が全てa側の入力を出力するように設
定することで実現する。
は、図13に示されるようである。この場合はYセンサ
20yしか使用しないので、複数のセンサ間の距離は関
与しない。その替わりに、4分割されたY画像データ
を、セレクタ10a、10b、10c、10dにより本
来の画素の順序に並び替える必要がある。そこで、セレ
クタ10a、10b、10c、10dからの出力がライ
ンメモリLM21〜LM24にー旦書き込まれ、読み出
す際に順序が並び替えられるようにしている。この場合
に必要なラインメモリは、上記カラー低速モードにおい
て使用するラインメモリの1部を共通に使用することが
できる。モノクロ高速モードにおける並び替えに必要な
ラインメモリの容量は、最低1/4ライン分必要であ
る。
セレクタSL1〜SL5において全てb側の入力を選択
して出力することで実現する。
モードにおいてYセンサ20yを使用する場合に用いる
ものである。これに対し、図14に示された回路構成
は、カラー低速モードにおいてYセンサ20yの出力を
用いないことを前提としている。この回路は、1ライン
分のラインメモリLM31〜LM32、LM35〜LM
36、m−2ライン分のラインメモリLM33、2m−
2ライン分のラインメモリLM34、セレクタSL11
〜SL12、SL21〜SL24を備える。
いてY画像用の遅延メモリが不要である。よって、カラ
ー低速モードにおける等価回路では、図15に示された
ように、Yセンサ20yの出力(セレクタ10aからの
出力)を遅延するラインメモリが不要であると共に、最
後尾に位置するRセンサ20rの出力(セレクタ10b
からの出力)を遅延するラインメモリも不要である。G
センサ20gの出力(セレクタ10c)を遅延する
「m」ライン分のラインメモリLM41と、Bセンサ1
0bの出力(セレクタ10d)を遅延する「2m」ライ
ン分のラインメモリLM42とがあればよい。
回路において、セレクタSL21〜SL24、SL11
〜SL12において全てa側の入力を選択して出力する
ことで実現する。
された回路と同様に、Yセンサ20yの4分割された出
力を全て1ラインずつ遅延するラインメモリLM51〜
LM54が必要となる。
て、セレクタSL21〜SL4、SL11〜S12の入
力を全てb側を選択することで実現する。
することなく、後段の処理回路でR、G、B画像よりY
画像を生成することが可能である。しかし、各々のセン
サの位置精度や分光感度特性等が原因となり、Yセンサ
20yから出力されたY画像を使用する場合よりも、画
像の品質が低下する可能性がある。
ノクロ高速モードにおける画素順序の並び替え処理につ
いて説明する。
レクタ10a〜10dと、ライン遅延並び替え部11a
〜11dの組み合わせ処理によって行われる。
補正部9a〜9dからの出力は、図17(a)に示され
たように、それぞれ4分割されたYセンサ20yの出力
順になっている。即ち、Y/Y LEFT EVENの
出力は、画素の順序として、0、2、4、6、…、RE
D/Y LEFT ODDの出力は、1、3、5、7、
…、GREEN/Y RIGHT EVENの出力は、
7998、7996、7994、7992、…、BLU
E/Y RIGHT ODDの出力は、7999、79
97、7995、7993、…の順になっている。
b、10c、10dの出力を切り替えることにより、ラ
イン遅延・並び替え部11a、11b、11c、11d
が有するラインメモリに対し、Y[4n]、Y[4n+
1]、Y[4n+2]、Y[4n+3](nは0以上の
整数)の画素位置になる用に、それぞれのラインメモリ
に供給する。
に、Y/[4n]のセレクタ出力は、0、7996、
4、7992、…、RED/Y[4n+1]の出力は、
1、7997、5、7993、…、GREEN/Y[4
n+2]の出力は、7998、2、7994、6、…、
BLUE/Y[4n+3]の出力は、7999、3、7
995、7、…の順になっている。
ン分の画像データが書き込まれた時点で、画素位置が本
来の順番になるように読み出すことによって画素順序の
整列が完了する。これにより、図17(c)に示された
ように、ライン遅延並び替え出力部11a(Y/Y[4
n])の出力は、0、4、8、12、…、ライン遅延並
び替え出力部11b(RED/Y[4n+1])の出力
は、1、5、9、13、…、ライン遅延並び替え出力部
11c(GREEN/Y[4n+2])の出力は、2、
6、10、14、ライン遅延並び替え出力部11d(B
LUE/Y[4n+3])の出力は、3、7、11、1
5、…となる。
a〜11dの出力は、順に0、1、2、3、4、5、
6、7、…となり、本来の画素位置の順に並び替えられ
る。
Cを読み取るフォワードスキャンと、CCDセンサ1が
逆方向に原稿DCを読み取るバックワードスキャンのい
ずれかを、図20に示された読み取り方向設定部SSに
より設定し、設定された読み取り方向に従って、ライン
遅延並び替え部11a〜11dによって信号の並び替え
をダイナミックに行う場合について、以下に説明する。
ここで、読み取り方向設定部SSは、通常の装置に設け
られている操作パネル部に設けることができる。
けるカラーセンサ20r、20g、20bからの出力の
ライン遅延、またモノクロ高速モードにおけるYセンサ
20yからの出力の画素順序の並び替えをダイナミック
に切り換えることにより、使用メモリ量を最小限に抑え
ることができる。
み合わせることにより、原稿送り装置によって交換され
た原稿を、順方向と逆方向との往復で読み取ることが可
能となる。これにより、4ラインセンサ1のキャリッジ
リターン作業を必要とする、順方向のみが可能な画像読
取装置と比較し、連続した原稿の読み取りを高速に行う
ことが可能となる。
方向に原稿を読み取る、フォワードスキャン時の原稿読
み取り動作を模式的に示す。
センサ1及びレンズLCが矢印で示された図中右方向に
移動することにより、原稿DCをライン毎に順次読み取
っていく。
ラーラインセンサ20y、20r、20g、20bが等
間隔に配置されている。このため、4ラインセンサ1の
移動方向における読み取り密度や移動速度によって、各
センサ20y、20r、20g、20bの原稿DC上に
おける読み取りラインが異なる。ここで、仮に各センサ
20y、20r、20g、20bの原稿DCの読み取り
ラインのずれをmラインとする。
ンずつずれた各ラインセンサ20y、20r、20g、
20bの出力に対し、全ての色の出力が原稿DCにおけ
る同一ラインの読み取り結果となるように、タイミング
を調整する必要がある。
ャンでは、レンズLSの作用により、Yセンサ20yが
読み取る位置P1の方が、Rセンサ20rが読み取る位
置P4よりも先行する。従って、Yセンサ20y、Bセ
ンサ20b、Gセンサ20g、Rセンサ20rの順に先
行して原稿DCを読み取っていくことになる。
に、Yセンサ20yからの出力は、奇数画素、偶数画
素、右側、左側で4分割される。このため、画素の順序
を正規の順序に並び替えるため、1ライン分のラインメ
モリによる並び替え動作が必要となる。
を模式的に示す。原稿台に載置された原稿DCを、4ラ
インセンサ1及びレンズLSが図中左方向に移動するこ
とにより、原稿DCをライン毎に順次読み取っていく。
4ラインセンサ1上には、Y、R、G、Bの各色のライ
ンCCDセンサ20y、20r、20g、20bが等間
隔に配置されている。上述したように、センサ1の移動
方向の読み取り密度や移動速度によって各センサ20
y、20r、20g、20bの原稿DC上の読み取りラ
インが異なる。
各センサ20y、20r、20g、20bの読み取りラ
インのずれをmラインとすると、カラー低速モードで
は、mラインずつずれた各ラインセンサ20y、20
r、20g、20bのずれを、全ての色の出力が原稿D
Cの同一ライン上の読み取リ結果となるように、タイミ
ングを調整する必要がある。
から、奇数画素、偶数画素、右側、左側で分割されて出
力された信号に対し、画素が正規の順序になるように並
び替える必要がある。
0rが読み取る位置P11の方が、Yセンサ20yが読
み取る位置P14よりも先行する。従って、Rセンサ2
0r、Gセンサ20g、Bセンサ20b、Yセンサ20
yの順に先行して原稿DCを読み取っていく。
ンセンサ1の各色のセンサ20y、20b、20g、2
0rの原稿読み取りラインのずれの補正処理、モノクロ
高速モードにおける、Yセンサ20yの画素の順序を整
列する処理に用いるラインメモリの構成について説明す
る。
11dは、カラー1倍速のフォワードスキャン及びバッ
クワードスキャン、モノクロ4倍速のフォワードスキャ
ン及びバックワードスキャンのいずれにも対応すること
ができる。そして、ライン遅延並び替え部11a〜11
dが有するラインメモリの容量は、ライン補正処理に最
も大きい容量を必要とするカラー1倍速のバックワード
スキャンに必要な容量とする。他のモードでは、ライン
メモリのメモリ構成をモード毎に切り替えることによっ
て、他のメモリを新たに付加することなく対応すること
ができる。
ン時のラインメモリの構成を示す。図18に示されたよ
うに、各ラインセンサ20y、20r、20b、20g
の間には、mラインの読み取りずれが存在し、Yセンサ
20yはRセンサ20rに対して3mライン先行して原
稿DCを読み取っているとする。
Rセンサ20rの出力とのずれを補正するためには、読
み取り画像をラインメモリLM73によって3mライン
分遅延させる必要がある。Bセンサ20bの出力は、ラ
インメモリLM72によって2mライン分遅延させ、G
センサ20gの出力はラインメモリLM71によって1
mライン分遅延させる必要がある。
からの出力は、奇数画素、偶数画素、右側、左側に分割
されて出力される。このため、画素の順序を正規の順序
に整列させるために、1ライン分のラインメモリによる
並び替えが必要となる。3mライン遅延処理する間の1
ラインで並び替え処理を行うことができる。そこで、こ
の場合の画素順序の並び替えに用いるラインメモリは、
3mラインの遅延メモリLM73に含めることができ
る。
ャン時のラインメモリの構成を示す。各ラインセンサ2
0y、20b、20g、20rの間には、mラインの読
み取りずれが存在し、Rセンサ20rはYセンサ20y
よりも3mライン先行して原稿の読み取りを行ってい
る。
Yセンサ20yとの間のずれを補正するためには、読み
取り画像を3mライン分遅延させる必要がある。Gセン
サ20gの出力に対しては2mライン分遅延させ、Bセ
ンサ20bの出力に対してはmライン分遅延させる必要
がある。
素、偶数画素、右側、左側に分割されて出力される。従
って、画素を正規の順序に整列させるためには、1ライ
ン分のラインメモリによる並び替えが必要となる。この
ため、Yセンサ20yの画素順序整列後の画像と、他の
カラーラインセンサ20b、20g、20rの出力との
タイミングを合わせるためには、それぞれのカラーライ
ンセンサの出力に対し、ライン間補正のための遅延メモ
リ(m、2m、3m)に加えて、Yセンサ20y用の1
ライン分の遅延メモリ(m)がそれぞれ必要となる。
20rの出力に対しては3m+1ライン分遅延させるた
めのラインメモリLM91、Gセンサ20gは2m+1
ライン分遅延させるためのラインメモリLM92、Bセ
ンサ20bはm+1ライン分遅延させるためラインメモ
リLM93、Yセンサ20yは1ライン分のラインメモ
リLM94が必要となる。
フォワードスキャン及びバックワードスキャン時のライ
ン補正メモリの構成を示す。
を使用するため、カラーラインセンサ20r、20g、
20bのライン間の補正をする必要はない。しかし、Y
センサ20yの出力は、奇数画素、偶数画素、右側、左
側に分割されて出力される。このため、画素を正規の順
序に整列させるために、1ライン分のラインメモリLM
81〜LM84による並び替えが必要となる。
に対し、画素順序の並び替えの1/2ライン分のライン
メモリが必要である。但し、4箇所から分割されて出力
されたデータは、Yセンサ20y全体における1/4ラ
イン分のデータに相当し、ダブルバッファとして使用す
るために、1/2ライン分の容量が必要である。この例
では、カラー1倍速モードとモノクロ4倍速モードとの
切替を行うために、1ライン分の容量を有するラインメ
モリLM81〜LM84が必要である。
ン、カラー1倍速バックワードスキャン、モノクロ4倍
速フォワースキャン及びモノクロ4倍速バックワードス
キャンの全てに対応するライン補正メモリの構成を示
す。このライン補正メモリは、1ライン分のラインメモ
リLM61〜LM64、mライン分のラインメモリLM
65〜LM66、LM68〜LM69、3mライン分の
ラインメモリLM67、セレクタSL31〜SL33、
SL71〜SL74を備える。
側の入力を切り替え、セレクタSL71〜SL74は、
a、b又はc側の入力を切り替える。カラー1倍速フォ
ワードスキャン時には、a側の入力を選択することで、
図22に示された回路と等価な回路構成を実現する。カ
ラー1倍速バックワードスキャン時には、b側の入力を
選択することで、図23に示された回路と等価な回路と
なる。モノクロ4倍速フォワードスキャン及びバックワ
ードスキャン時には、c側の入力を選択することで、図
24に示された回路と等価な回路構成が得られる。
イン補正処理に最も大きい容量を必要とするカラー1倍
速バックワードスキャンに必要な容量以下の容量とする
ことができ、全体の容量を必要最小限に抑えることがで
きる。各モードへの対応は、セレクタSL31〜SK3
3、SL71〜SL74を用いた遅延メモリの接続を切
り替えることで、容易に行うことができる。
明を限定するものではない。例えば、図1、図11、図
14にそれぞれ示された回路構成は一例であり、本発明
を超えない範囲で様々に変形することが可能である。
方法及びその装置、並びに画像処理方法及びその装置に
よれば、カラー用及びモノクロ用のラインセンサを使用
し、モノクロモードでは、モノクロ用センサからの出力
を、モノクロ用のみならず他のカラー用センサに対応し
て設けられたA/D変換器を用いて分割処理すること
で、高速かつ高精度に処理することができる。
体構成を示すブロック図。
センサの配置を示すレイアウト図。
経路の構成を示すブロック図。
理のタイミングを示すタイミングチャート。
ングを示すタイミングチャート。
タイミングを示すタイミングチャート。
用した場合におけるライン単位の処理のタイミングを示
す説明図。
合におけるライン単位の処理のタイミングを示す説明
図。
を示す説明図。
場合におけるライン単位の処理のタイミングを示す説明
図。
ライン遅延・並び替え部の構成を示すブロック図。
低速モードにおける等価回路の構成を示すブロック図。
ロ高速モードにおける等価回路の構成を示すブロック
図。
のライン遅延・並び替え部の構成を示すブロック図。
低速モードにおける等価回路の構成を示すブロック図。
ロ高速モードにおける等価回路の構成を示すブロック
図。
替え処理を示す説明図。
り動作を示した説明図。
取り動作を示した説明図。
とによって処理を切り替えることが可能な構成を示した
ブロック図。
ンメモリの構成を示したブロック図。
ラー1倍速フォワードスキャンを行う時の等価回路の構
成を示したブロック図。
ラー1倍速バックワードスキャンを行う時の等価回路の
構成を示したブロック図。
ノクロ4倍速フォワードスキャン又はバックワードスキ
ャンを行う時の等価回路の構成を示したブロック図。
タ 23ya、23yb、23yc、23yd 出力バッフ
ァ
Claims (9)
- 【請求項1】1ライン分の信号を複数に分割して出力す
るモノクロ用センサと、複数のカラー用センサとを含む
ラインセンサ部と、 モノクロモードと、カラーモードのいずれかを設定する
モード設定回路と、 前記モノクロ用センサに対応して設けられ、信号を与え
られてアナログ/ディジタル変換を行うモノクロ用アナ
ログ/ディジタル変換器と、 各々の前記カラー用センサに対応して設けられ、信号を
与えられてアナログ/ディジタル変換を行う複数のカラ
ー用アナログ/ディジタル変換器と、 前記モード設定回路にモノクロモードが設定された場
合、前記モノクロ用センサから出力された複数の前記信
号を、前記モノクロ用アナログ/ディジタル変換器と、
前記カラー用アナログ/ディジタル変換器とに分配して
与え、アナログ/ディジタル変換を行わせるセレクタ
と、 を備える画像読取装置。 - 【請求項2】前記モード設定回路にカラーモードが設定
された場合、前記セレクタは、前記カラー用センサから
それぞれ出力された信号を、対応する前記カラー用アナ
ログ/ディジタル変換器に与えてアナログ/ディジタル
変換を行わせる請求項1記載の画像読取装置。 - 【請求項3】前記モノクロ用アナログ/ディジタル変換
器と、前記カラー用アナログ/ディジタル変換器とにそ
れぞれ対応して設けられ、出力されたディジタル信号を
与えられ、ラインを単位として遅延し、前記ディジタル
信号の順序を並び替えて出力するライン遅延並び替え部
をさらに備え、 前記モード設定回路にモノクロモードが設定された場
合、前記ライン遅延並び替え部は、前記モノクロ用セン
サから分割されて出力され、前記モノクロ用アナログ/
ディジタル変換器と前記カラー用アナログ/ディジタル
変換器によりそれぞれアナログ/ディジタル変換された
前記ディジタル信号を与えられ、順序を並び替えて出力
する、請求項1記載の画像読取装置。 - 【請求項4】前記モード設定回路にカラーモードが設定
された場合、前記ライン遅延並び替え部は、前記カラー
用センサから出力され、前記カラー用アナログ/ディジ
タル変換器によりそれぞれアナログ/ディジタル変換さ
れた前記ディジタル信号を与えられ、順序を並び替えて
出力する、請求項2記載の画像読取装置。 - 【請求項5】原稿の読み取り方向を、順方向と逆方向と
のいずれかに設定する読取方向設定部をさらに備え、 前記ライン遅延並び替え部は、前記読取方向設定部に設
定された正方向又は逆方向に従い、正方向時のライン遅
延及び画素の並び替え処理と逆方向時のライン遅延及び
画素の並び替え処理との切り替えを行う、請求項3記載
の画像処理装置。 - 【請求項6】1ライン分の信号を複数に分割して出力す
るモノクロ用センサと、複数のカラー用センサとを含む
ラインセンサ部と、前記モノクロ用センサに対応して設
けられ、信号を与えられてアナログ/ディジタル変換を
行うモノクロ用アナログ/ディジタル変換器と、各々の
前記カラー用センサに対応して設けられ、信号を与えら
れてアナログ/ディジタル変換を行う複数のカラー用ア
ナログ/ディジタル変換器とを用いて画像処理を行う際
に、 モノクロモードとカラーモードのうち、前記モノクロモ
ードが設定された場合、前記モノクロ用センサから出力
された複数の前記信号を、前記モノクロ用アナログ/デ
ィジタル変換器と、前記カラー用アナログ/ディジタル
変換器とに分配して与え、アナログ/ディジタル変換を
行わせる、画像読取方法。 - 【請求項7】前記モノクロ用アナログ/ディジタル変換
器と、前記カラー用アナログ/ディジタル変換器とにそ
れぞれ対応して設けられたライン遅延並び替え部を用い
て、それぞれ出力されたディジタル信号を与えられ、ラ
インを単位として遅延し、前記ディジタル信号の順序を
並び替える際に、 前記モノクロモードが設定された場合、前記モノクロ用
センサから分割されて出力された前記信号のみを用い
て、前記モノクロ用アナログ/ディジタル変換器及び前
記カラー用アナログ/ディジタル変換器によりアナログ
/ディジタル変換されたディジタル信号の順序を並び替
える、請求項6記載の画像読取方法。 - 【請求項8】前記カラーモードが設定された場合、前記
カラー用センサから出力され、前記カラー用アナログ/
ディジタル変換器によりそれぞれアナログ/ディジタル
変換された前記ディジタル信号を、前記ライン遅延並び
替え部を用いて順序を並び替える、請求項6記載の画像
読取方法。 - 【請求項9】原稿の読取方向が、順方向と逆方向とのい
ずれかが設定された場合、 前記ライン遅延並び替え部は、前記読取方向として設定
された正方向又は逆方向に従い、正方向時のライン遅延
及び画素の並び替え処理と逆方向時のライン遅延及び画
素の並び替え処理との切り替えを行う、請求項6記載の
画像処理方法。
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