JP2790483B2

JP2790483B2 - カラー画像読取装置

Info

Publication number: JP2790483B2
Application number: JP1148330A
Authority: JP
Inventors: 恒夫佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH0314359A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、カラーファクシミリ装置やカラー複写機
などのようにカラー画像を電気信号に変換するカラー画
像読取装置に係り、特にカラー画像の白色再現性を改良
したカラー画像読取装置に関するものである。

［従来の技術］第３図はこのようなカラー画像読取装置を一般的に示
す構成図であり、図において（１）は原稿、（２）はこ
の原稿（１）が載置される原稿台、（３）はこの原稿台
（２）の下方に配置され、原稿（１）を照明する照明手
段としての蛍光灯、（４）は原稿（１）のカラー画像を
電気信号に変換する複数の受光素子（図示しない）から
なるセンサ基板、（５）は蛍光灯（３）の近傍に配置さ
れ、原稿（１）のカラー画像をセンサ基板（４）上に結
像させる結像手段としてのロッドレンズアレイである。

一般的なカラー画像読取装置は上述したように構成さ
れ、蛍光灯（３）からの光により原稿台（２）上に載置
された原稿（１）が照明され、これによりそのカラー画
像がロッドレンズアレイ（５）によりセンサ基板（４）
上に正立等倍実像として結像される。ここで、蛍光灯
（３）、センサ基板（４）、およびロッドレンズアレイ
（５）は一体となって矢印Ａの方向へ原稿（１）および
原稿台（２）に対して相対的に移動するので、原稿
（１）の画像情報は走査線ごとに順次電気信号に変換さ
れる。

第４図および第５図は、例えば特開昭63−40443号公
報に示されると共に第３図に示されたセンサ基板（４）
の平面図、およびこのセンサ基板（４）上の受光素子の
カラーフィルタ配列を示す平面図である。第４図におい
て（41）は絶縁基板、（42）はこの絶縁基板（41）上に
配設された複数個のCCD（電荷結合素子、Charge−Coupl
ed Device）イメージセンサであり、また第５図におい
て、（43）は１つの画素、（431）〜（434）は、第４図
に示した１チップのCCDイメージセンサ（42）上に配設
され、上述した１つの画素（43）を構成する受光素子で
あつて、（431）はカラーフィルタがない（Ｗ）受光素
子、（432），（433），（434）はそれぞれ黄色
（Ｙ），緑色（Ｇ），シアン色（Ｃ）のカラーフィルタ
が表面に形成された受光素子である。

次に、各受光素子（431）〜（434）の出力値からこれ
らに対応するRGB値を算出する仕方について説明する。
各受光素子（431）〜（434）のカラーフィルタを通して
得られた出力値をw,y,gr,cとし、これに対応するRGB値
をr,g,bとすると、前者は次の式により後者に変換され
る。

ここでは３行４列の行列で、変換マトリクスと呼ばれる。

この変換マトリクスは例えば次のような要素を有している。

今、１つの画素（43）に、例えば原稿（１）の白色部
分からの反射光が入射したと仮定する。この入射光の強
度を“45"とすると、画素（43）の各受光素子（431）〜
（434）の出力値はｗ＝45,y＝30,gr＝15,c＝30 ・・・（３）となる。これらの値を式（１）に代入し、式（２）を用
いてRGB値を求めると、ｒ＝15,g＝15,b＝15 ・・・（４）となる。即ちr,g,bがそれぞれ強度“15"で白色を表現す
ることになる。

所で、このような反射光が入射しても受光素子（43
1）〜（434）からの実際の出力値は、偶発的な雑音が常
に存在するため、必すしも式（３）に示した出力値にな
るとは限らない。例えば、受光素子（431）〜（434）の
出力値が次のようになることも考えられる。

ｗ＝44,y＝30,gr＝15,c＝30 ・・・（５）これらの値を式（１）に代入し、式（２）を用いてRGB
値を求めると、ｒ＝14,g＝15,b＝14 ・・・（６）となる。これは緑色系統の色であり、白色の原稿を読み
取ったにもかゝわらず、再現した色は白以外になったこ
とを示している。

また、多数の原稿の中には人間の感覚では白色と感じ
られても反射光の強度としては値“45"を示さないもの
が存在することもある。例えば人間の感覚で白色と感じ
た原稿（１）からの強度“42"の反射光が画素（43）に
入射したとすると、各受光素子（431）〜（434）の出力
値は、ｗ＝42,y＝28,gr＝14,c＝28 ・・・（７）となり、これらの値と式（１），（２）からRGB値を求
めると、ｒ＝14,g＝14,b＝14 ・・・（８）となり、これは灰色を示している。

［発明が解決しようとする課題］このような従来のカラー画像読取装置では、その入力
信号レベルと出力信号レベルの関係は第６図に示したよ
うになる。図からわかるように、基準とした白の信号値
（上述した例では、ｗ＝45,y＝30,gr＝15,c＝30）が入
力された場合にのみ白の信号が出力される。このため、
偶発的な雑音が発生した場合や、基準以外の白色を読み
取ったときは白以外の色が再現され、従って再現画像の
画質が低下するという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、簡単な構成で読取画像の白色部分のノイズ
を軽減できるカラー画像読取装置を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］この発明に係るカラー画像読取装置は、照明手段によ
る原稿からの反射光を電気信号に変換する複数の受光素
子と、これら受光素子上にその各々に対応して配設さ
れ、前記受光素子に入射された前記反射光を色分解する
複数のカラーフィルタと、各色に対応するＮ個（Ｎ≧
３）の前記カラーフィルタが少なくとも１個づつ配設さ
れ、隣接するＭ個（Ｍ≧Ｎ）の前記受光素子からなる１
画素に対し、前記各色のカラーフィルタが配設された受
光素子からのＮ個またはＭ個の変換電気信号と、これら
の変換電気信号に対応し、各色に対する予め定められた
任意の閾値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記１
画素の色を判定するための信号を出力する比較手段と、
この比較手段からの信号と前記変換電気信号とに基づき
前記１画素の色を判定すると共に、当該判定結果に基づ
いて出力信号の色を選択する選択手段とを備え、前記選
択手段は、前記比較手段において、前記各色の変換電気
信号が全て対応する前記閾値よりも大きいときに、白色
と判定して白色信号を出力するが、前記各色の変換電気
信号のいずれかが前記閾値より小さいときには当該変換
電気信号が表す色をそのまま出力することを特徴とする
ものである。

［作用］この発明においては、問題とする画素のＮ個のカラー
フィルタからのカラー画像信号に対して閾値を設け、入
力信号の白領域を閾値条件の論理積として求めるように
し、白領域を任意に設定し、原稿により白領域を変化さ
せることにより原稿の白色部分のノイズを除去すること
ができる。

［実施例］第１図はこの発明に係るカラー画像読取装置の一実施
例の信号処理部を示す回路構成図であり、この信号処理
部は第５図の受光素子（431）〜（434）からの色変換後
のカラー画像信号を処理するもので、この発明の特徴を
なしている。図において、（６）はカラー画像信号に対
してR,G,B信号の閾値を定めかつ両者を比較する比較手
段、（61）〜（63）はこの比較手段（６）の一部を構成
して閾値を設定するもので、抵抗器とスイッチを直列に
接続してこれを複数組設け、各組の抵抗群の一端を電源
に接続すると共に各組のスイッチ群の一端を接地し、両
群の接続点から出力を取り出すようにした抵抗付スイッ
チ、（64）〜（66）は同様に比較手段（６）の他の一部
を構成してR,G,B信号と抵抗付スイッチ（61）〜（63）
からの設定閾値とを比較する比較器、（67）は比較手段
（６）の残りを構成して比較器（64）〜（66）の比較出
力が入力されるとその論理積をとる論理積素子、そして
（７）は比較手段（６）の論理積素子（67）と後述する
入力端子に接続され、論理積素子（67）からの信号に従
って入力端子からのカラー画像信号のR,G,B信号を選択
する選択手段、（71）〜（73）はそれぞれ、この選択手
段（７）を構成し、各々が複数個ここでは４個の論理和
素子からなる選択器、（711）〜（714）はそれぞれの選
択器（71）〜（73）を構成する上述の論理和素子、（8
1）〜（83）は第５図の受光素子（431）〜（434）から
の色変換後のカラー画像信号のR,G,B信号がそれぞれ入
力される４ビット構成の入力端子であり、これらの入力
端子（81）〜（83）は比較手段（６）のそれぞれ比較器
（64）〜（66）の一方の入力端子、選択手段（７）のそ
れぞれ選択器（71）〜（73）の論理和素子（711）〜（7
14）の一方の入力端子に接続されている。（91）〜（9
3）は選択手段（７）のそれぞれ選択器（71）〜（73）
の論理和素子（711）〜（714）に接続され、入力端子
（81）〜（83）に入力されたR,G,B信号に対応する処理
後のＲ′,G′,B′信号を外部に取り出す４ビット構成の
出力端子である。

このように構成されたカラー画像読取装置において
は、入力端子（81）〜（83）に入力されたカラー画像信
号のR,G,B信号の各々に対して比較手段（６）の抵抗付
スイッチ（61）〜（63）により閾値が設定される。例え
ば、Ｒ信号の閾値Rthは抵抗付スイッチ（61）の最下位
ビットのスイッチを接続し、他のスイッチを切り離して
おくことにより（1110）_２と設定される。同様にして、
Ｇ信号、Ｂ信号の閾値Gth,Bthも設定される。これらの
閾値はそれぞれ比較器（64）〜（66）に入力される。こ
れらの閾値が入力された比較器（64）〜（66）には入力
端子（81）〜（83）からのR,G,B信号も入力される。そ
して比較器（64）〜（66）は両信号の大小関係を比較
し、信号値が閾値より大きいときは真を、それ以外のと
きは偽を出力する。これらの真，偽信号は論理積素子
（67）に入力され、ここで論理積が取られる。即ち、比
較器（64）〜（66）からの出力が全て真のときのみ、つ
まり各R,G,B信号値が各々の閾値より大きいときにのみ
真を出力する。この論理積素子（67）の出力は選択手段
（７）の選択器（71）〜（73）の論理和素子（711）〜
（714）の一方の入力端子に送出され、またこれらの論
理和素子（711）〜（714）の他方の入力端子には入力端
子（81）〜（83）からそれぞれR,G,B信号が入力され
る。ここでは論理和が取られるので、論理積素子（67）
の出力が真の場合は各選択器（71）〜（73）は全て真、
即ち白色として（1111）_２を出力し、論理積素子（67）
の出力が偽の場合は、上記他方の入力端子に入力された
R,G,B信号をそのまま出力する。

ここで、入力端子（81）〜（83）に入力されたR,G,B
信号をr,g,b、これに対応して、この発明による処理回
路で上述したように処理された結果として、出力端子
（91）〜（93）から出力される出力信号をｒ′,g′,b′
とすると、上記の処理過程は次のようにまとめられる。

（ｒ＞Rth）∩（ｇ＞Gth）∩（ｂ＞Bth）→ ｒ′＝ｇ′＝ｂ′＝（1111）_２・・・（９）第２図は上記実施例の入力信号レベルと出力信号レベ
ルの関係を示す図である。図からわかるように、入力信
号から出力信号への信号変換は２つの径路を通してなさ
れる。図の（ａ）は、r,g,bの全てが閾値より大きい場
合で、出力信号は白になる。一方（ｂ）はr,g,bのうち
少なくとも１つが閾値以下の場合で、出力信号は入力信
号と同じ値になる。

このような信号処理を施すことにより、次のような効
果が得られる。１）従来は１点のみであった白レベル
を複数点にしているので、受光素子に偶発的な雑音が発
生しても、閾値をその雑音レベル以上に設定すれば、雑
音を無視することができる。２）抵抗付スイッチ（6
1）〜（63）により閾値を任意に設定できるようにした
ので、原稿の白色が基準の白色以外であっても、閾値の
設定を変更することにより白部分の雑音を除去すること
ができる。３）白領域の判定を、R,G,B各色の論理和
で行っているので、従来の白レベルに近い有彩色をその
まま表現できる。

なお、上記実施例では白色部分の雑音除去について説
明したが、論理を変更することにより黒色部分の雑音除
去にも適用でき、同様の効果を期待できる。

また、上記実施例では比較器（64）〜（66）、論理積
素子（67）、論理和素子（711）〜（714）などを使用し
たが、これらをPLD（Programable Logic Devices）で置
き代えてもよく、また抵抗付スイッチ（61）〜（63）に
より閾値を設定するようにしたが、DSP（Digital Signa
l Processors）により閾値の自動判定を行い、設定する
ようにしても同様の効果を期待できる。

［発明の効果］この発明は、以上説明したとおり、原稿を照明する照
明手段と、前記原稿からの反射光を電気信号に変換する
複数の受光素子と、これらの受光素子上に前記反射光を
結像させる結像手段と、前記受光素子上にその各々と対
応して配設され、前記結像された反射光を色分解する複
数のカラーフィルタと、各色に対応するＮ個（Ｎ≧３）
の前記カラーフィルタが少なくとも１個づつ配設され、
隣接するＭ個（Ｍ≧Ｎ）の前記受光素子からなる１画素
に対し、前記各色のカラーフィルタが配設された受光素
子からのＮ個またはＭ個の変換電気信号と、これらの変
換電気信号に対応し、各色に対する予め定められた任意
の閾値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記１画素
の色を判定するための信号を出力する比較手段と、この
比較手段からの信号と前記変換電気信号とに基づき前記
１画素の色を判定すると共に、当該判定結果に基づいて
出力信号の色を選択する選択手段とを備え、前記選択手
段は、前記比較手段において、前記各色の変換電気信号
が全て対応する前記閾値よりも大きいときに、白色と判
定して白色信号を出力するが、前記各色の変換電気信号
のいずれかが前記閾値より小さいときには当該変換電気
信号が表す色をそのまま出力することにより、再現画像
の白以外の色の影響をおよぼすことなく白部分の雑音を
除去することができ、更に閾値を可変にしてあるので、
種々の原稿の白色部分の雑音を除去できる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるカラー画像読取装置
の信号処理部を示すブロック図、第２図はこの発明によ
るカラー画像読取装置の信号処理部の入力信号レベルと
出力信号レベルの関係を示す図、第３図は一般的なカラ
ー画像読取装置を示す構成図、第４図は第３図のセンサ
基板の構成を示す平面図、第５図は第４図の受光素子を
示す平面図、第６図は従来のカラー画像読取装置の信号
処理部の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す
図である。図において、（１）は原稿、（３）は蛍光灯、（５）は
ロッドレンズアレイ、（431）〜（434）は受光素子、
（６）は比較手段、（７）は選択手段である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を照明する照明手段と、前記原稿から
の反射光を電気信号に変換する複数の受光素子と、これ
らの受光素子上に前記反射光を結像させる結像手段と、
前記受光素子上にその各々と対応して配設され、前記結
像された反射光を色分解する複数のカラーフィルタと、
各色に対応するＮ個（Ｎ≧３）の前記カラーフィルタが
少なくとも１個づつ配設され、隣接するＭ個（Ｍ≧Ｎ）
の前記受光素子からなる１画素に対し、前記各色のカラ
ーフィルタが配設された受光素子からのＮ個またはＭ個
の変換電気信号と、これらの変換電気信号に対応し、各
色に対する予め定められた任意の閾値とを比較し、当該
比較結果に基づいて前記１画素の色を判定するための信
号を出力する比較手段と、この比較手段からの信号と前
記変換電気信号とに基づき前記１画素の色を判定すると
共に、当該判定結果に基づいて出力信号の色を選択する
選択手段とを備え、前記選択手段は、前記比較手段にお
いて、前記各色の変換電気信号が全て対応する前記閾値
よりも大きいときに、白色と判定して白色信号を出力す
るが、前記各色の変換電気信号のいずれかが前記閾値よ
り小さいときには当該変換電気信号が表す色をそのまま
出力することを特徴とするカラー画像読取装置。