JP3136671B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、解像度を上げて画質を
向上させることが可能な画像読取り装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置やスキャナ−等の画像
読取り装置においては、原稿を読み取る場合、品質のよ
い画像を読み取ることが必要である。画像の評価は客観
評価と主観評価とに分けられる。このうち、客観評価
は、画像について物理的な方法で評価する方法（物理評
価法）であり、送信原画にテストチャ−トを用いる方法
が行われている。また、ファクシミリの物理評価法とし
ては、線密度や最高画周波数等の基本定数が受信側で再
現されているか否かを調べる。これらは波形観測によっ
ても可能であるが、原画にテストチャ−トを用いて、受
信画上の細線の再現性から判断することも多く用いられ
ている。また、系の周波数特性を表わす方法として、Ｍ
ＴＦ（modulation transferfunction)が用いられる。
ファクシミリでは、テストチャ−トの５本組パタ−ン部
分の受信画をミクロフォトメ−タで測定し、その各空間
周波数における最大値Ｅ（ｕ）maxと最小値Ｅ（ｕ）min
を求め、これよりＭＴＦＲ（ｕ）を次式で求める。 Ｒ（ｕ）＝（Ｅ（ｕ）max−Ｅ（ｕ）min)／（Ｅ（ｕ）max＋Ｅ（ｕ）min) このＲ(u)の値を縦軸に、空間周波数を横軸にプロット
すると、その系の解像度の性能、すなわちＭＴＦ特性が
示される。

【０００３】図４は、チャ−トの各空間周波数とＣＣＤ
等の光電変換素子からの出力でのＭＴＦとの関係グラフ
であり、図５は、チャ−ト読取り時の出力波形の図であ
る。この場合、読み取り密度は、８本／ｍｍ（４１ｐ／
ｍｍ）である。図５に示すように、チャ−トの白地部分
を１００％、暗出力を０％としたときに、チャ−ト読取
り時の出力波形は、白パタ−ン出力ＶＷと黒パタ−ン出
力ＶＢで示すように、ｍａｘ値とｍｉｎ値は数％ずつ少
ない値の波形で読み取り出力される。図４に示すよう
に、黒白パタ−ンを読み取ったときの白出力（ＶＷ）の
最大値は空間周波数が上がるに伴って下がる傾向にあ
り、また黒出力（ＶＢ）の最小値の相対出力は空間周波
数が上がるに伴って同じように上がる傾向にある。この
時、白出力（ＶＷ）と黒出力（ＶＢ）のセンタ−値（Ｖ
Ｗ＋ＶＢ）／２）は、図４の点線で示すように、空間周
波数が上がるに伴って５０％よりも下がる傾向にある。
すなわち、空間周波数が上がるに伴って、黒パタ−ンの
ｍｉｎ値の上昇する比率よりも、白パタ−ンのｍａｘ値
が下がる比率の方が大きいということになる。通常、後
続の回路におけるスレッシュホ−ルド値は５０％程度に
設定されているため、この場合には４１ｐ／ｍｍの解像
度は悪くなり、黒くつぶれがちになることが想像でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、ファクシミリ装
置においては、解像度が悪くなり、黒くつぶれるような
不具合を解消するために、ＭＴＦ補正等の画像処理方法
によりＭＴＦを向上させ解像度を上げているが、センタ
−値自体は変わらないので、光電変換素子からの出力
で、ＭＴＦが小さい場合には、この補正によっては解消
できなかった。本発明の目的は、このような従来の課題
を解消し、どの空間周波数においても解像度が劣化しな
いようにして、画質を向上できる画像読取り装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像読取り装置は、（イ）光電変換素の感
度のばらつきを補正するシェーディング補正回路（図２
の１）と、光電変換素子のアナログ出力信号をディジタ
ル信号に量子化するＡ／Ｄ変換回路（同１）と、Ａ／Ｄ
変換回路（同１）の出力から注目画素を抽出するための
シフトレジスタ（同２）と、注目画素近辺の画情報より
空間周波数を検知し、判定する空間周波数判定回路（同
３）と、判定回路（同３）により判定された結果より注
目画素に対して適正な底上げデータを発生させる回路
（同６）と、注目画素に底上げデータを加算した値を、
予め定めたスレッシュ値（同７）により２値化するコン
パレータ（同５）とを具備することを特徴としている。
また、（ロ）シェーディング補正回路とＡ／Ｄ変換回路
（図３の１）の後段に、これらの回路の出力データに対
してＭＴＦ補正を行う回路（同８）を接続することも特
徴としている。

【０００６】

【作用】本発明においては、画像読取り装置の読取り出
力に対して、どの空間周波数でも解像度が劣化しないよ
うにして、画質を向上させるものである。画像読取り装
置でチャ−トを読み取った場合、チャ−トの白地部分を
１００％、暗出力を０％としたときには白黒パタ−ンを
読み取ったときの白出力の最大値は空間周波数が上がる
に伴って下がる傾向にあり、黒出力の最小値の相対出力
は空間周波数が上がるに伴って上がる傾向にある。この
時には、白出力と黒出力のセンタ−値（（白出力＋黒出
力）／２）は、空間周波数が上がるに伴って５０％より
下がる傾向にあり、後続回路でスレッシュ値は５０％程
度に設定されているため、解像度は悪くなり、黒くつぶ
れた画像となる。本発明では、シェ−ディング補正回路
で光電変換素子の感度のばらつきを補正した後、空間周
波数判定回路で空間周波数を判定し、この結果より注目
画素に適正なスレッシュ値を決定し、このスレッシュ値
と注目画素をコンパレ−タで２値化する。また、スレッ
シュ値を決定する代りに、注目画素に底上げデ−タを加
算した後、固定のスレッシュ値によりコンパレ−タで２
値化することも可能である。さらに、シェ−ディング補
正の後に、ＭＴＦ補正を行う回路を付加してもよい。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す画像読
取り装置の要部ブロック図であり、図６は、図７におけ
る各空間周波数に対するパタ−ン検知方法の説明図であ
り、図７は、図１における空間周波数判定回路のブロッ
ク図である。本実施例においては、図１に示すように、
スキャナ−部のＣＣＤ等の光電変換素子からの出力に、
シェ−ディング補正・Ａ／Ｄ変換部１を接続し、変換部
１の出力にはシフトレジスタＸ２および空間周波数判定
回路３を並列に接続し、空間周波数判定回路３の出力に
は適正スレッシュ回路４を介して、シフトレジスタＸ２
の出力とともに、コンパレ−タ５に入力して２値化を行
い、２値デ−タを取り出す。スキャナ−部の光電変換素
子からのビデオ信号は、先ずシェ−ディング補正回路１
において、光電変換素子の感度のばらつきが補正され、
かつＡ／Ｄ変換部１でアナログ信号がディジタル信号に
変換され、量子化される。この後、画情報はシフトレジ
スタＸ２および空間周波数判定回路３に転送される。量
子化された画情報は、空間周波数判定回路３において、
図７に示すように、予め設定された各空間周波数のセン
タ−値９によりコンパレ−タ１０で２値化され、それぞ
れシフトレジスタ（Ａ，Ｂ，Ｃ）１１に転送される。こ
れらのシフトレジスタ１１からのデ−タをもとにして、
各空間周波数のパタ−ンを次段の１ｌｐ／ｍｍ，２ｌｐ
／ｍｍ，４ｌｐ／ｍｍパタ−ン検知回路１２により検知
する。

【０００８】このパタ−ン検知回路１２のパタ−ン検知
方法は、図６に示すように、シフトレジスタ（１３ビッ
ト）の中央のビットを注目画素として、その左右のビッ
トパタ−ン検知する。図６（ａ）は１ｌｐ／ｍｍパタ−
ン検知の時のシフトレジスタＡの内容であり、図６
（ｂ）は２ｌｐ／ｍｍパタ−ン検知の時のシフトレジス
タＢの内容であり、図６（ｃ）は４ｌｐ／ｍｍパタ−ン
検知の時のシフトレジスタＣの内容である。ここで、０
の画素は、センタ−値に対して多値デ−タが低いときで
あり、１の画素は、センタ−値より多値デ−タが高いと
きである。例えば、シフトレジスタＣの画情報の注目画
素近辺に、０，１，０，１，０，１と交互に０，１が発
生していると、４１ｐ／ｍｍパタ−ンであると検知す
る。同じようにして、各空間周波数検知回路１２におい
て、パタ−ンを検知していく。これらのデ−タをもと
に、空間周波数決定回路１３により空間周波数を決定す
る。図１に戻って、空間周波数判定回路３において空間
周波数が決定されたならば、この結果に基づいき、適正
スレッシュ回路４において適正スレッシュ値ＴＨＡを決
定する。この場合、空間周波数が検出されなかったとき
には、通常のスレッシュ値をコンパレ−タ５に転送す
る。また、同時に、シフトレジスタＸ２から注目画素Ｅ
Ａもコンパレ−タ５に転送され、２値化を行う。

【０００９】図２は、本発明の第２の実施例を示す画像
読取り装置の要部ブロック図である。本実施例では、図
１の構成とほぼ同じであるが、異なる点は適正スレッシ
ュ回路４の代りに底上げデ−タ回路６を設けている点
と、底上げデ−タ出力ｄＡとシフトレジスタＸ２の注目
画素ＥＡとを加算回路で加算してからコンパレ−タ５に
入力し、コンパレ−タ５の他入力端子には固定スレッシ
ュ回路７の出力を入力している点である。動作も、空間
周波数判定回路３までは図１の動作と同じである。空間
周波数判定回路３の判定結果に基づき、底上げデ−タｄ
Ａを回路６で決定する。例えば、４１ｐ／ｍｍが検出さ
れた場合、センタ−値をもとの特性の３５％から５０％
にしたいときには、注目画素に対して１５％分の底上げ
デ−タを加算する。空間周波数が検出されなかったとき
には、何も加算されない。加算された注目画素デ−タ
は、コンパレ−タ５で所定の固定スレッシュ回路７の出
力により２値化される。固定スレッシュとしては、通常
のスレッシュ値でよく、この値をコンパレ−タ５に転送
する。

【００１０】図３は、本発明の第３の実施例を示す画像
読取り装置の要部ブロック図である。本実施例では、図
１の構成とほぼ同じであるが、異なる点は、シェーディ
ング補正・Ａ／Ｄ変換部１の次段にＭＴＦ補正回路８を
接続し、この補正回路８を介して空間周波数判定回路３
とシフトレジスタＸ２に接続している点である。これに
より、後段の空間周波数判定回路３において、より検出
率が高くなるようにしている。この場合、シフトレジス
タＸ２からコンパレータ５に入力される値は、注目画素
ＥＡの代りに補正された注目画素ＭＡである。また、空
間周波数判定回路３で判定された空間周波数の結果から
適正スレッシュ値が決定され、その値ＴＨＡがコンパレ
ータ５に転送される点は、図１の実施例と同じである。

【００１１】このように、本実施例においては、（イ）
シェ−ディング補正回路およびＡ／Ｄ変換部からの量子
化されたディジタル値より空間周波数のパタ−ンを検出
し、判定する回路を備えるとともに、さらにこのデ−タ
を基に注目画素に対する適正なスレッシュ値を発生させ
て２値化させているので、どの空間周波数においても解
像度が劣化しないようにでき、画質を向上させることが
できる（第１実施例）。また、（ロ）シェ−ディング補
正回路およびＡ／Ｄ変換部からの量子化されたディジタ
ル値より空間周波数のパタ−ンを検出し、判定する回路
を備えるとともに、さらにこのデ−タをもとに注目画素
に対して適正な底上げデ−タを発生させて加算し、固定
スレッシュ値で２値化させているので、どの空間周波数
においても解像度が劣化しないようにでき、画質を向上
させることができる（第２実施例）。さらに（ハ）、前
述の（イ）（ロ）のシェ−ディング補正回路およびＡ／
Ｄ変換部の出力デ−タに対して、ＭＴＦ補正を行う回路
を付加しているので、後段の空間周波数判定回路でより
検出率が高くなり、さらに画質を向上させることができ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像読取り装置の白出力と黒出力のセンタ−値が空間周
波数の上昇に伴って下がることで、解像度が悪化して黒
くつぶれるということがなくなり、その結果、解像度の
劣化は防止されて、画質を向上させることができる。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す画像読取り装置の
要部ブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す画像読取り装置の
要部ブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す画像読取り装置の
要部ブロック図である。

【図４】従来における各空間周波数とＭＴＦとの関係を
示す図である。

【図５】従来における画像読取り装置のチャ−ト読取り
時の出力波形図である。

【図６】本発明における空間周波数判定のための各空間
周波数に対するパタ−ン検知方法を示す図である。

【図７】本発明における空間周波数判定回路の詳細ブロ
ック図である。

【符号の説明】 １ シェ−ディング補正・Ａ／Ｄ変換部 ２ シフトレジスタＸ ３ 空間周波数判定回路 ４ 適正スレッシュ回路 ５ コンパレ−タ ６ 底上げデ−タ回路 ７ 固定スレッシュ回路 ８ ＭＴＦ補正回路 ９ センタ−値抽出回路 １０ コンパレ−タ １１ シフトレジスタＡ，Ｂ，Ｃ １２ １，２，４ｌｐ／ｍｍのパタ−ン検知回路 １３ 空間周波数決定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/403 G06T 1/00 460 H04N 1/409

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像読取り装置において、光電変換素子
   の感度のばらつきを補正するシェーディング補正回路
   と、該光電変換素子のアナログ出力信号をディジタル信
   号に量子化するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路の
   出力から注目画素を抽出するためのシフトレジスタと、
   該注目画素近辺の画情報より空間周波数を検知し、判定
   する空間周波数判定回路と、該判定回路により判定され
   た結果より注目画素に対して適正な底上げデータを発生
   させる回路と、該注目画素に該底上げデータを加算した
   値を、予め定めたスレッシュ値により２値化するコンパ
   レータとを具備することを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像読取り装置におい
   て、 上記シェーディング補正回路とＡ／Ｄ変換回路の後段
   に、該回路の出力データに対してＭＴＦ補正を行う回路
   を接続すること を特徴とする画像読取り装置。