JP2017135679A - 画像処理装置、画像処理方法、及び、画像処理を実行するコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】エリアセンサチップを複数一列に配列した画像読み取り装置において、チップ間のギャップ部の補間処理が適切に行う方法を提供する。【解決手段】本画像処理装置は、主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第１のセンサチップ１１１と主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第２のセンサチップ１１２とを主走査方向に隣接させて配列した画像読み取り手段と、読み取り手段により画像を読み取る場合に、隣接する第１のセンサチップと第２のセンサチップとの接合部に対応する画素値の生成を行う生成手段とを有する。生成手段は、接合部に対応する画素値の生成に接合部の両隣の色画素を用い、両隣の色画素である第１のエリアセンサチップにおける第１の色画素と第２のエリアセンサチップにおける第２の色画素は、同じ色の色画素であることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、原稿台に載置された原稿に対し、センサを利用して読み取りされた画像に対して画像処理を実施する画像処理装置、画像処理方法、及び、画像処理を実行するコンピュータプログラムに関する。

従来、複写機やスキャナ等に用いられる画像処理装置に、例えばセルフォック（登録商標）レンズを介してリニアセンサで画像を直接読み取るコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）を備えたものがある。このような画像処理装置には、複数のセンサチップを主走査方向に配列して、一本のリニアセンサを構成しているものが用いられていることが多い。センサチップには、光電素子としてフォトトランジスタを複数配列したものが用いられる。この画像処理装置は、例えば、小さい原稿の画像を読み取る際にはセンサチップ一つ分の長さで画像を読み取ることができる。一方、大きい原稿の画像を読み取る際には複数のセンサチップで画像を読み取ることができる。このリニアセンサの配列を副走査方向に複数列平行に（例えばＲ・Ｇ・Ｂの３列）備えることでカラー画像を読み取ることができる。

しかしながら、このような画像処理装置では、各センサチップ間のつなぎ目部分に、フォトトランジスタ間に間隔（ギャップ）が生じる。そのため、例えば、大きい原稿の画像を読み取る際には、ギャップ部のデータを正確に読み取ることができない。よって、ギャップ部に対応する画像の画像データが欠落してしまう。そこで、ギャップ部に対応する画像データの補間を行う技術が開示されている（特許文献１参照）。このような技術によれば、隣り合うセンサチップから得られる色情報を参照することで、ギャップ部の補間画像データを生成することができる。

特開２００８−１３５９８８号公報

前述のとおり、リニアセンサを主走査方向に複数配列した構成の画像処理装置においては、隣り合うセンサチップが有する画素から得られる色情報から、ギャップ部の補間データを生成することができる。これは、リニアセンサの配列を複数列持つ構成であっても同様であり、例えばＲＧＢの３ラインのリニアセンサの場合、ＲＧＢ各々のラインにおいて、独立してギャップ部の補間データ生成を行うことにより、カラーの補間画像データを生成可能である。

一方、従来のラインセンサの替わりにエリアセンサを副走査方向に駆動させて用いる画像処理装置を考えてみる。このような画像処理装置では、センサの主走査方向に一列に同色画素を配列するのではなく、主走査・副走査方向に異なる色の画素が配列される（例えばベイヤー配列）。このようなエリアセンサを画像処理装置において用いる場合、複数のセンサチップを主走査方向に配列していると、各色センサが一列に揃わず複数の列に分散する。よってセンサ間の繋ぎ目であるギャップ部の補間画像データを生成するために、センサの色画素のうち異なる列の色画素から得られる情報や、センサの色画素のうちギャップ部から離れた位置にある色画素から得られる情報を参照する必要がある。

このように色画素の情報を参照すると、異なるタイミングでセンサが取得した色画素の情報を参照して補間処理を行うと、遮行等の搬送のズレに対して脆弱になるという問題が考えられる。また、補間のための参照画素位置の相対位置が色によって異なることにより、色間のＭＴＦ差が発生するという問題も考えられる。

上記課題を解決すべく本発明の画像処理装置は、主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第１のセンサチップと主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第２のセンサチップとを主走査方向に隣接させて配列した画像読み取り手段と、前記読み取り手段により画像を読み取る場合に、隣接する前記第１のセンサチップと前記第２のセンサチップとの接合部に対応する画素値の生成を行う生成手段と、を有する画像処理装置であり、前記生成手段は前記接合部に対応する画素値の生成に前記接合部の両隣の色画素を用い、前記両隣の色画素である前記第１のエリアセンサチップにおける第１の色画素と前記第２のエリアセンサチップにおける第２の色画素は、同じ色の色画素であることを特徴とする。

本発明によれば、エリアセンサを複数個主走査方向に配列した構成の画像処理装置において、各センサチップ間のつなぎ目部分であるギャップ部分に対応する画像データ補間画像生成を適切に行うことが可能となる。

本実施例のデバイス構成を示す図である。 エリアセンサチップの拡大図である。 Ｔ−２ｔ時のエリアセンサチップと注目位置の関係を示す図である。 Ｔ−ｔ時のエリアセンサチップと注目位置の関係を示す図である。 Ｔ時のエリアセンサチップと注目位置の関係を示す図である。 注目位置の近傍６画素を示す図である。 実施例２におけるエリアセンサチップの拡大図である。

本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

以下、本発明に関わる実施形態では、原稿台上に載置された冊子等の立体的な原稿を含む原稿の画像読み取りと読み取った画像の電子化、および、それに付随する画像処理を行う画像読み取り装置、すなわちドキュメントリーダについて説明する。しかし、これに限らず、画像読み取りに関連する画像処理を含む機能、すなわちコピー機能やＦＡＸ機能を有する画像読み取り装置の全てに適用可能である。

実施例１では、本発明の画像処理装置に関わる一実施形態として、エリアセンサを備えたドキュメントリーダについて説明する。

図１は、本実施例のデバイス構成を示す図である。ドキュメントリーダは、画像読み取りを行うリーダーボックス１００、エリアセンサチップ１１１および１１２を有する。このエリアセンサチップ１１１、１１２は主走査方向１２０に隣接させて配列されたエリアセンサチップである。リーダーボックス１００は、原稿台に載置された原稿１３０を副走査方向１２１に走査し、画像の読み取りを行う。

図２は、エリアセンサチップ１１１および１１２に関して、クローズアップした図である。各々のエリアセンサチップの中には、Ｒ・Ｇ・Ｂの色信号を読み取る色画素が配列されている。本実施例ではこれらのチップのうち同じ色信号を読み取る色画素が、主走査方向に一行に並ばず、主走査方向に複数の異なる色信号を読み取る色画素が、予め決められた順で並んでいる。例えば、図２のように、斜め４５度の位置に配列されていることを特徴とする。

エリアセンサチップ１１１とエリアセンサ１１２の接合部２０１〜２０３はチップ間のギャップ部を示し、ここでは一画素分の幅がある。

さらに、ギャップ部の両隣にある画素は同じ色になるようにエリアセンサチップが配列されていることも特徴とする。例えば、エリアセンサチップ１１１における色画素２０４とエリアセンサチップ１１２における色画素２０５は、両方ともＲの色信号を読み取る色画素である。同様に、エリアセンサチップ１１１における色画素２０６とエリアセンサチップ１１２における色画素２０７は、両方ともＧの色信号を読み取る色画素である。また、エリアセンサチップ１１１における色画素２０８とエリアセンサチップ１１２における色画素２０９は、両方ともＢの色信号を読み取る色画素である。

図３〜図５は、原稿を走査しているタイミングにおける、原稿内のある注目位置３０１と、エリアセンサチップ１１１および１１２との相対的な位置関係を示す図である。それぞれ図３はＴ−２ｔ、図４はＴ−ｔ、図５はＴのタイミングの図である。ただしここで、ｔはリーダーボックス１００およびエリアセンサチップ群が１ライン分移動するための時間を表している。

図３のＴ−２ｔの時、行３０２の各色画素により画素値の取得を行う。各色画素で受光した光信号は光電変換によって電気信号に変換し、各色の画素値を得る。これと同時にギャップ部に対応する注目位置３０１の仮想的なＢ信号の画素値の生成も行う。すなわち、注目位置３０１を挟む位置にあるＢ画素３１１の画素値ｂｌおよびＢ画素３１２の画素値ｂｒを参照し、数式１の補間処理によって補間画素値ｂ（Ｔ−２ｔ）を得る。

得られた行３０２の画素値および補間画素値ｂ（Ｔ−２ｔ）は図示しない記憶部に格納する。

図４のＴ−ｔの時、同様に行４０２の各色画素により画素値の取得を行う。これと同時にギャップ部に対応する注目位置４０１の仮想的なＧ信号の画素値の生成も行う。すなわち、注目位置４０１を挟む位置にあるＧ画素４１１の画素値ｇｌおよびＧ画素４１２の画素値ｇｒを参照し、数式２の補間処理によって補間画素値ｇ（Ｔ−ｔ）を得る。

得られた行４０２の画素値および補間画素値ｇ（Ｔ−ｔ）は図示しない記憶部に格納する。

Ｔの時、同様に行５０２の各色画素の取得を行う。これと同時にギャップ部に対応する注目位置５０１の仮想的なＲ信号の画素値の生成も行う。すなわち、注目位置５０１を挟む位置にあるＲ画素５１１の画素値ｒｌおよびＲ画素５１２の画素値ｒｒを参照し、数式３の補間処理によって補間画素値ｒ（Ｔ）を得る。

得られた行５０２の画素値および補間画素値ｒ（Ｔ）は図示しない記憶部に格納する。

これら記憶部に格納された画素値をＲ、Ｇ、Ｂに割り当て、原稿１３０の注目位置３０１を含む行のカラー信号を生成する。これと同時に、注目位置３０１のＲ、Ｇ、Ｂ信号それぞれに、ｒ（Ｔ）、ｇ（Ｔ−ｔ）、ｂ（Ｔ−２ｔ）を割り当て、補間信号を生成する。

注目位置３０１に対して行った補間信号の生成のフローを全てのギャップ部に対して行うことによって、継ぎ目がなく、正確な補間画像を生成する。

このように本実施形態では、各センサチップのギャップ部の両隣の色画素を同じ色にすることによって、補間画像の生成を適切に行うことが可能になる。このギャップ部の両隣にある色画素を同じ色にすべく、Ｎ種類の色の色画素を主走査方向に予め決められた順で配列する場合、１つのエリアセンサチップにおける色画素の個数は、主走査方向にｍ×Ｎ個、副走査方向にｎ×Ｎ＋１個の色画素があればよい。（このｍ、ｎ、Ｎは正の整数である。）
なお、本実施形態では、数式１〜数式３にあるように、各色の補間画素値を注目位置の左右の座標における画素値の平均をとって生成したが、これに限るものではなく、別の方法を採用しても良い。例えば、図６に示すとおり、近傍３＊３画素領域６０２内にある６画素の画素値を参照して、標本化関数を利用した畳込みによって、注目位置６０１の補間画素値を生成しても良い。この場合でも、各色の参照画素値の相対位置関係は維持されるため、同様の効果が得られる。

実施例１では、ドキュメントリーダのリーダーボックスに備えられたエリアセンサチップが、主走査方向７画素・副走査方向３画素の構成である場合について説明した。これはすなわち主走査方向の画素数が３の倍数＋１になっているケースであり、同じエリアセンサチップを配列した場合に、自動的に左端と右端の副走査方向の色画素配列が同じになる。しかし、実際には画素数は偶数になるケースもある。また、ドキュメントリーダではモノクロスキャン時にカラーよりも高速で動作させるため、専用のセンサを設けているケースが多い。本実施形態ではこれらのような場合にも適用可能なドキュメントリーダについて説明する。

本実施例において実施例１と異なる点は、エリアセンサチップ内の色画素の配列である。よって、これについて説明する。

図７に示すのは、本実施例におけるエリアセンサチップ７１１およびエリアセンサチップ７１２に関してクローズアップした図である。実施例１と異なるのは、副走査方向４番目のラインにＫ信号読み取り用の画素７２１のラインが備えられている点と、エリアセンサチップの主走査方向の幅が８画素になっている点である。

Ｋ画素が備えられていることにより、モノクロスキャンの場合には、ＲＧＢ画素を用いず、Ｋ画素だけを用いることによって、高速な画像読み取りが可能となる。もちろんこの場合、ギャップ部７０４の補間処理もＫ信号についてのみ行うため、実施例１と比較して高速な処理が可能となる。

また、エリアセンサチップは８画素であるため、ＲＧＢの画素配列が一部崩れているが、ギャップ部７０１〜７０３の両サイドの色画素配列が同じであるため、実施例１と同様に画像補間生成を適切に行うことが可能となる。

このように、本実施例では、エリアセンサチップの主走査方向・副走査方向の画素数が偶数である場合であっても、ギャップ部の画像補間生成を適切に行うことが可能である。また、モノクロスキャンの場合には、ＲＧＢ画素を用いず、Ｋ画素だけを用いることによって高速スキャンを実現することが可能な画像処理装置について説明した。

（その他の実施例）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ リーダーボックス
１１１ センサチップ
１１２ センサチップ
１２０ 主走査方向
１２１ 副走査方向
１３０ 原稿
２０１ ギャップ部
２０２ ギャップ部
２０３ ギャップ部
３０１ 注目位置

Claims (9)

1. 主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第１のセンサチップと主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第２のセンサチップとを主走査方向に隣接させて配列した画像読み取り手段と、
   前記読み取り手段により画像を読み取る場合に、隣接する前記第１のセンサチップと前記第２のセンサチップとの接合部に対応する画素値の生成を行う生成手段と、
   を有する画像処理装置であり、
   前記生成手段は前記接合部に対応する画素値の生成に前記接合部の両隣の色画素を用い、前記両隣の色画素である前記第１のエリアセンサチップにおける第１の色画素と前記第２のエリアセンサチップにおける第２の色画素は、同じ色の色画素であることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記生成手段は、前記第１の色画素と前記第２の色画素を用いて前記接合部に対応する画素値の補間を行うことで、前記接合部に対応する画素値の生成を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１のエリアセンサチップはＲ信号を読み取る色画素とＧ信号を読み取る色画素とＢ信号を読み取る色画素を有しており、
   前記Ｒ信号を読み取る色画素と前記Ｇ信号を読み取る色画素と前記Ｂ信号を読み取る色画素とが主走査方向における第１の列に予め決められた順で配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記第１の列に対して副走査方向に隣接する第２の列において、前記Ｒ信号を読み取る色画素は、前記第１の列に配列されているＲ信号を読み取る色画素と斜め４５度の位置に配列されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記第１の列に対して副走査方向に隣接する第２の列において、前記Ｇ信号を読み取る色画素は、前記第１の列に配列されているＧ信号を読み取る色画素と斜め４５度の位置に配列されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記第１の列に対して副走査方向に隣接する第２の列において、前記Ｂ信号を読み取る色画素は、前記第１の列に配列されているＢ信号を読み取る色画素と斜め４５度の位置に配列されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
7. 前記第１のエリアセンサチップは、主走査方向にＮ種類の色画素が予め決められた順で配列されており、副走査方向にはｍ×Ｎ個の色画素が配列され、主走査方向にはｎ×Ｎ＋１個の色画素が配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第１のセンサチップと主走査方向に異なる色画素のエリアセンサが配列された第２のセンサチップとを主走査方向に隣接させて配列した画像読み取り手段を有する画像処理方法であり、
   前記読み取り手段により画像を読み取る場合に、隣接する前記第１のセンサチップと前記第２のセンサチップとの接合部に対応する画素値の生成を行う生成ステップ、
   を有し、
   前記生成ステップでは前記接合部に対応する画素値の生成に前記接合部の両隣の色画素を用い、前記両隣の色画素である前記第１のエリアセンサチップにおける第１の色画素と前記第２のエリアセンサチップにおける第２の色画素は、同じ色の色画素であることを特徴とする画像処理方法。
9. コンピュータに請求項８に記載の方法を実行させるためのプログラム。

Images