JP2008278545A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モアレを低減させるとともに、モアレ低減のための処理を高速化させる。
【解決手段】画像処理部１２では、指定された解像度よりも高い読み取り解像度により画像データを得て、その読み取り解像度の画像データのうち間引き方式の解像度変換処理により間引かれずに残る画素のデータのみに対して、間引き方式の解像度変換処理により間引かれる画像データも用いてフィルタ処理を行う。そして、フィルタ処理後の画像データに対して間引き方式の解像度変換処理を行った後、間引き方式の解像度変換処理がなされた画像データに対して前記指定された解像度となるようバイリニアの解像度変換処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、モアレ低減のための画像処理を行うのに適した画像処理方法及び画像処理装置に関する。

画像読取装置としては、イメージセンサを用いたイメージスキャナが知られている。通常は、画像の読み取りを行う場合、指定された解像度で画像を読み取りそのまま出力したり、指定された解像度を超えるスキャン解像度で画像を読み取り、その指定された解像度へと解像度変換処理を行って出力したりすることがなされている。

ここで、モアレについて説明すると、モアレとは、網点印刷された原稿をスキャンしたときに、その網点の配列に関連して発生するものである。このモアレは、原稿がスクリン線数１５０線以上の場合、解像度１５０dpiとしたときに目立ちやすい。すなわち、網点印刷された原稿の画像は、一般的に滅法混色３原色Ｍｇ／Ｃｙ／Ｙｅの網点が規則的に配列され、色の濃度はその大きさで表現される。スクリン線数が１５０線の場合、１色あたりの網点密度は１５０ドット／インチとなり、各色ごとに異なるスクリン線角度（例えば、１５°／４５°／７５°）で配列される。スキャン解像度が１５０dpiの場合は、主走査方向の読み取りドット数は、１５０ドット／インチとなる。したがって、例えばスクリン線角度４５°で配列した網点は、主走査方向（０°方向）には１０６ドット／インチとなり、異なる２種の繰り返し周波数との間で干渉が発生し、１５０−１０６＝４４本／インチ（１．７mm）のモアレ縞となる。副走査方向に対しても、同じ現象が発生する。

上記のモアレを低減させる一般的な手法としては、画像読取装置において指定解像度を超える解像度で画像を読み取り、その全画素のデータに対してフィルタ処理を行い、当該指定解像度に解像度変換処理を行う手法がある。

しかし、最終的に得たい画像の解像度（指定解像度）よりも高いスキャン解像度で画像を読み取り、その全画素のデータに対してフィルタ処理等を行うのでは、処理時間がかかってしまうといった問題が生じる。一方で、スキャン解像度を下げて画像を読み取るのでは、それだけモアレ低減効果が薄れてしまう。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、モアレを低減させるとともに、モアレ低減のための処理を高速化させることを目的とする。

本発明の画像処理方法は、解像度を指定する手順と、前記指定された解像度よりも高い読み取り解像度により画像データを得る手順と、前記読み取り解像度の画像データのうち間引き方式の解像度変換処理により間引かれずに残る画素のデータのみに対して、前記間引き方式の解像度変換処理により間引かれる画像データも用いてフィルタ処理を行う手順と、前記フィルタ処理後の画像データに対して前記間引き方式の解像度変換処理を行う手順と、前記間引き方式の解像度変換処理がなされた画像データに対して前記指定された解像度となるようバイリニア方式の解像度変換処理を行う手順とを有することを特徴とする。
本発明の画像処理装置は、解像度を指定する解像度指定手段と、前記指定された解像度よりも高い読み取り解像度により画像データを得る獲得手段と、前記読み取り解像度の画像データのうち間引き方式の解像度変換処理により間引かれずに残る画素のデータのみに対して、前記間引き方式の解像度変換処理により間引かれる画像データも用いてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理後の画像データに対して前記間引き方式の解像度変換処理を行う解像度変換手段と、前記間引き方式の解像度変換処理がなされた画像データに対して前記指定された解像度となるようバイリニア方式の解像度変換処理を行うバイリニア解像度変換手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、モアレを低減させるとともに、モアレ低減のための処理を高速化させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１には、画像読取装置１０２に接続された画像処理装置１０１の構成を示す。画像処理装置１０１において、１１は制御部である。１２は画像処理部であり、画像読取装置１０２で読み取られた画像データに対してフィルタ処理等の画像処理を行う。１３は出力部であり、画像処理がなされた画像データを出力する。なお、図中点線で示した矢印は、画像データの流れを示すものである。

図２には、画像読取装置１０２の例として、フラットベット型スキャナと呼ばれるものの構成例を簡単に示す。図２(ａ)は側面図であり、図２(ｂ)は(ａ)の原稿台１を裏側から見た図である。図中、１は原稿台、２はシェーディング補正用データを得るため白色基準板、３はイメージセンサを具備する光学ユニット、４は原稿台１の原稿読取領域である。この画像読取装置１０２でのスキャン解像度（読み取り解像度）を、上記画像処理装置１０１において設定できるようにしている。

このようにした画像読取装置１０２では、図示しない移動手段により光学ユニット３を原稿台１に平行に走査することにより、原稿読取領域４上の原稿を読み取り、イメージセンサから画像信号を得る。この場合、図２(ｂ)に示すように０からＸに向かう方向が主走査方向、０からＹに向かう方向が副走査方向となる（ただし、原稿台１を裏から見た図であることに注意する）。以下では、「主に隣接」するとは主走査方向に隣り合うことを意味し、「副に隣接」するとは副走査方向に隣り合うことを意味するものとする。

次に、図３、４に示すフローチャートに基づいて、画像処理装置１０１及び画像読取装置１０２での処理動作について説明する。画像処理装置１０１には、所定の解像度Ｒ₀が設定されている（ステップＳ１００）。そして、制御部１１は、指定解像度Ｒ_xの入力があったならば（ステップＳ２００）、その指定解像度Ｒ_xが上記所定の解像度Ｒ₀を超えているかどうかを判断し（ステップＳ３００）、それに応じて下記の２通りの処理を行うよう制御する。

上記ステップＳ３００において、指定解像度Ｒ_xが解像度Ｒ₁であり、上記所定の解像度Ｒ₀を超えていた場合、制御部１１は、画像読取装置１０２でのスキャン解像度Ｒ₂を、上記指定解像度Ｒ₁の２倍以上となるよう設定する（ステップＳ４００）。このようにスキャン解像度Ｒ₂を指定解像度Ｒ₁の２倍以上とするのは、スキャン解像度を２倍以上にして読み取った画像データに対してフィルタ処理を行うことで、より高いモアレ低減効果が得られるからである。

画像読取装置１０２では、上記設定されたスキャン解像度Ｒ₂で画像の読み取りを実行し、取得した画像データを画像処理装置１０１の画像処理部１２に送る（ステップＳ５００）。

画像処理部１２では、画像読取装置１０２で読み取られた画像データに対して、後述する間引き方式の解像度変換処理を行った場合、すなわち、スキャン解像度Ｒ₂から当該スキャン解像度Ｒ₂の整数分の１である解像度Ｒ₃へと間引く解像度変換処理を行った場合に、間引かれずに残る画素Ｐ_xを指定する（ステップＳ６００）。

そして、画像処理部１２では、上記画素Ｐ_xに対してのみ、モアレ低減のためのフィルタ処理Ａを行う（ステップＳ７００）。ここで、フィルタ処理Ａには、解像度Ｒ₃へと解像度変換処理した後に主副に隣接する画素のデータを含ませていることを特徴とする。

フィルタ処理Ａ後、画像処理部１２では、上述した間引き方式の解像度変換処理を実行し、スキャン解像度Ｒ₂からその整数分の一である解像度Ｒ₃へと間引く解像度を変換する（ステップＳ８００）。この解像度変換処理は間引き方式であるため、その処理時間は早い。

このように間引き方式の解像度変換処理（ステップＳ８００）を行う前にフィルタ処理を行う（ステップＳ７００）ことにより、間引かれる画素のデータを用いたままフィルタ処理を行うことができ、モアレ低減効果が高くなり、処理後の最終画像により自然な結果が得られる。

上記フィルタ処理Ａ及び間引き方式の解像度変換処理の後、解像度Ｒ₃から最終的に必要な指定解像度Ｒ₁へとバイリニアの解像度変換処理を行う（ステップＳ９００）。バイリニアの解像度変換方式を用いるのは、ジャギー等が発生しない質の高い画像を得るためである。

このようにして得られた指定解像度Ｒ₁の画像データを、要求に対する出力として出力部１３から出力する。

本実施の形態では、上記所定の解像度Ｒ₀を１５０dpiと設定している（ステップＳ１００）。１５０dpiとしたのは、一般的な網点の印刷物はスクリン線数１５０線のものが多いため、１５０dpi付近でモアレが生じやすく、それを回避するのに効果的な手法が、その２倍以上の解像度で読み取ることだからである。そして、Ｒ₀を１５０dpiと設定すれば、上記ステップＳ４００の処理により、必ず３００dpi以上の解像度で画像の読み取りが行われることになり、そこからフィルタ処理を行えば、モアレ低減の効果が高くなる。

例えば、指定解像度Ｒ_xがＲ₁＝１８０dpiであったとすれば、画像読取装置１０２でのスキャン解像度Ｒ₂を、当該１８０dpiの２倍以上となる６００dpiに設定する（ステップＳ４００）。

画像読取装置１０２から得られた６００dpiの画像データに対し（ステップＳ５００）、図５(ｃ)に示すように、主副３画素ごとの画素のデータに７×７のダイアモンド型フィルタをかける（ステップＳ６００、７００）。ここで、主副３画素ごとの画素のデータにフィルタをかけるのは、後のステップＳ８００において６００dpiの三分の一である２００dpiへと間引く解像度変換処理を行うことにしているので、その解像度変換処理後に残る画素のデータにのみフィルタ処理を行うためである。

図５(ｃ)において、中央の網かけで示した画素が、フィルタ処理の対象となる画素である。そして、７×７のダイアモンド型フィルタをかけることにより、間引き方式の解像度変換処理した後に主副に隣接する画素（図５(ｃ)の符号１０００で示す画素）のデータを含ませてフィルタ処理Ａを行うことができる。モアレは隣接する画素同士の干渉により生じるので、隣接する画素のデータを含めたフィルタ処理により、その干渉を緩和させることができる。又、主走査、副走査方向へのモアレの現れやすさが異なるので、両方向に対応できるダイアモンド形フィルタを用いることにより、干渉の緩和効果を向上させて、モアレ低減効果の高い画像を得ることができる。

そして、フィルタ処理後、６００dpiの三分の一である２００dpiへと間引く解像度変換処理を行い（ステップＳ８００）、その２００dpiの画像データに対してバイリニアの変換方式によって１８０dpiに変倍処理を行うことで（ステップＳ９００）、求める画像データを得る。

一方、上記ステップＳ３００において、指定解像度Ｒ_xが解像度Ｒ₄で、上記所定の解像度Ｒ₀以下であった場合、制御部１１は、画像読取装置１０２でのスキャン解像度Ｒ₅を、上記指定解像度Ｒ₄の２倍以上となるよう設定する（ステップＳ４０５）。このようにスキャン解像度Ｒ₅を指定解像度Ｒ₄の２倍以上とするのは、スキャン解像度を２倍以上にして読み取った画像データに対してフィルタ処理を行うことで、より高いモアレ低減効果が得られるからである。

画像読取装置１０２では、上記設定されたスキャン解像度Ｒ₅で画像の読み取りを実行し、取得した画像データを画像処理装置１０１の画像処理部１２に送る（ステップＳ５０５）。

画像処理部１２では、全画素のデータに対してモアレ低減のためのフィルタ処理Ｂを行う（ステップＳ７５０）。ここで、フィルタ処理Ｂには、少なくとも主副とも隣接する画素のデータを含ませていることを特徴とする。

フィルタ処理Ｂ後、画像処理部１２では、解像度Ｒ₅から最終的に必要な指定解像度Ｒ₄へとバイリニアの解像度変換処理を行う（ステップＳ９５０）。バイリニアの変換方式を用いるのは、ジャギー等が発生しない質の高い画像を得るためである。

このようにして得られた指定解像度Ｒ₄の画像データを、要求に対する出力として出力部１３から出力する。

例えば、指定解像度Ｒ_xがＲ₄＝１００dpiであったとすれば、画像読取装置１０２でのスキャン解像度Ｒ₅を、当該１００dpiの２倍以上となる３００dpiに設定する（ステップＳ４０５）。

画像読取装置１０２から得られた３００dpiの画像データに対して（ステップＳ５０５）、全ての画素のデータについて、図５(ａ)に示すように３×３のクロス型フィルタをかける（ステップＳ７５０）。３×３のクロス型フィルタをかけることにより、フィルタ処理の対象となる画素（図５(ａ)の中央の網かけで示した画素）のデータに、主副に隣接する画素（図５(ａ)の符号１０００で示す画素）のデータを含ませてフィルタ処理Ｂを行うことができ、モアレ低減効果の高い画像を得ることができる。

そして、フィルタ処理後の３００dpiの画像データに対してバイリニアの変換方式によって１００dpiに変倍処理を行うことで（ステップＳ９５０）、求める画像データを得る。

以上述べたように、本実施の形態によれば、指定解像度Ｒ_xを超える読み取り解像度で画像を読み取り、フィルタ処理を行った後に指定解像度へと変換して出力するので、モアレを低減させることができ、しかも、指定解像度Ｒ_xが所定の解像度Ｒ₀を超える場合には、最終的に必要となる画素のデータにのみフィルタ処理を行うので、処理の高速化を図ることができる。又、ステップＳ７００若しくはステップＳ７５０で述べたように、主副に隣接する画素のデータを含むようなフィルタサイズを設定することで、モアレ低減効果の高い画像を得ることができる。

なお、上記ステップＳ４００〜９００の具体例として、７×７のダイアモンド型フィルタをかけ、三分の一に間引く解像度変換処理を行う例について説明したが、それに限定されるものではない。

例えば、所定の解像度Ｒ₀が同様に１５０dpiに設定されている状態で、指定解像度Ｒ_xがＲ₁＝２５０dpiであったとする。この場合、画像読取装置１０２でのスキャン解像度Ｒ₂を、当該２５０dpiの２倍以上となる６００dpiに設定する（ステップＳ４００）。

画像読取装置１０２から得られた６００dpiの画像データに対し（ステップＳ５００）、図４(ｂ)に示すように、主副２画素ごとの画素のデータに５×５のダイアモンド型フィルタをかける（ステップＳ６００、７００）。この例では、６００dpiの三分の一ではなく、二分の一である３００dpiへと間引く解像度変換処理を行うことにしているので、間引き後に隣り合う画素は１つおきとなる。したがって、主副２画素ごとの画素のデータにフィルタをかけることで、その解像度変換処理後に残る画素のデータのみにフィルタ処理を行うことができる。

図５(ｂ)において、中央の網かけで示した画素が、フィルタ処理の対象となる画素である。そして、５×５のダイアモンド型フィルタをかけることにより、間引き方式の解像度変換処理した後に主副に隣接する画素（図５(ｂ)の符号１０００で示す画素）のデータを含ませてフィルタ処理Ａを行うことができ、モアレ低減効果を高めることが可能となる。

つまり、フィルタサイズを決める場合に、間引き方式の解像度変換処理に応じて、当該解像度変換処理した後に主副に隣接する画素が含まれるような最小のサイズを選択することにより、無駄な処理を省き、モアレ低減の効果を維持しつつ、処理の高速化を向上させることができる。

なお、上記実施の形態においては、制御部１１及び画像処理部１２が相まって、本発明でいう解像度指定手段、読み取り解像度設定手段、間引き解像度変換手段、フィルタ手段、解像度変換手段、判断手段の各機能が実現される。又、図１において画像処理装置１０１と画像読取装置１０２とを別体で示したが、例えば画像処理装置が画像読取装置に内蔵されていてもかまわない。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置或いはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。

又、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

又、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることはいうまでもない。

さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることはいうまでもない。

なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本実施の形態の画像処理装置１０１の構成を示す図である。 画像読取装置１０２の例として、フラットベット型スキャナと呼ばれるものの構成例を示す図で、(ａ)は側面図であり、(ｂ)は(ａ)の原稿台１を裏側から見た図である。 本実施の形態における処理動作の一部を示すフローチャートである。 本実施の形態における処理動作の一部を示すフローチャートである。 フィルタ処理を説明するための図で、(ａ)が３×３クロス型フィルタによるフィルタ処理を説明するための図、(ｂ)が５×５のダイアモンド型フィルタによるフィルタ処理を説明するための図、(ｃ)が７×７のダイアモンド型フィルタによるフィルタ処理を説明するための図である。

符号の説明

１０１ 画像処理装置
１０２ 画像読取装置
１ 原稿台
２ 白色基準板
３ 光学ユニット
４ 画像読取領域
１１ 制御部
１２ 画像処理部
１３ 出力部

Claims (4)

1. 解像度を指定する手順と、
   前記指定された解像度よりも高い読み取り解像度により画像データを得る手順と、
   前記読み取り解像度の画像データのうち間引き方式の解像度変換処理により間引かれずに残る画素のデータのみに対して、前記間引き方式の解像度変換処理により間引かれる画像データも用いてフィルタ処理を行う手順と、
   前記フィルタ処理後の画像データに対して前記間引き方式の解像度変換処理を行う手順と、
   前記間引き方式の解像度変換処理がなされた画像データに対して前記指定された解像度となるようバイリニア方式の解像度変換処理を行う手順とを有することを特徴とする画像処理方法。
2. 上記フィルタ処理を行う手順で、上記間引かれずに残る画素のデータに対して上記フィルタ処理を行うとき、上記間引き方式の解像度変換処理の後で主走査方向及び副走査方向に隣り合う画素のデータを用いてフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 解像度を指定する解像度指定手段と、
   前記指定された解像度よりも高い読み取り解像度により画像データを得る獲得手段と、
   前記読み取り解像度の画像データのうち間引き方式の解像度変換処理により間引かれずに残る画素のデータのみに対して、前記間引き方式の解像度変換処理により間引かれる画像データも用いてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理後の画像データに対して前記間引き方式の解像度変換処理を行う解像度変換手段と、
   前記間引き方式の解像度変換処理がなされた画像データに対して前記指定された解像度となるようバイリニア方式の解像度変換処理を行うバイリニア解像度変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
4. 上記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段で、上記間引かれずに残る画素のデータに対して上記フィルタ処理を行うとき、上記間引き方式の解像度変換処理の後で主走査方向及び副走査方向に隣り合う画素のデータを用いてフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

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