JP3874432B2 - リニアセンサカメラおよびその転送データの処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高精細のデジタル画像を得るリニアセンサカメラに関し、特に、リニアセンサカメラにおける転送データの処理に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、テレビ画像信号の取り込みを目的とし、画像情報をエリアで捉えて電気信号に変換するエリアセンサでは、これを文字や図形の取り込みに適用した場合には画素数が不十分となるために、鮮明な画像を得ることが困難である。これに対し、スキャナなどに用いられているリニアセンサ（ラインセンサ）では、１走査当たり数千画素の画像データの取り込みが可能でエリアセンサよりもはるかに高い分解能を有することから、前記した文字や図形の画像を表示するカメラには、このリニアセンサが用いられる場合が多い。
【０００３】
リニアセンサによる画像認識では、Ｘ，Ｙ２軸方向の走査のうち、Ｘ軸方向の走査（主走査）はリニアセンサを構成するＣＣＤなどの電子走査で電気的に行われ、Ｙ軸方向の走査（副走査）はリニアセンサと画像情報とを相対的に移動させるパルスモータなどの機械走査で任意のピッチで行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなリニアセンサが用いられたリニアセンサカメラでは、必然的にデータ量が多くなることから、転送されたデータを取り込む画像出力部における取り込み速度が遅くなってしまうという問題がある。
【０００５】
リニアセンサの分解能でデジタル化したデータを、一旦その画像情報の空間周波数成分によって整理してデータ処理することでこの問題を解決することも考えられるが、そのためには画像データを一時的に格納する大容量のメモリが必要になるのみならず、処理も複雑となり、かえって時間がかかることになる。したがって、このような技術はスキャナのような据え置き型の装置に採用することは可能であるが、カメラのように小型の装置に対して採用することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、リニアセンサカメラにおいて、画像出力部での取り込み速度を上げることのできる転送データの処理技術を提供することにある。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【０００９】
すなわち、本発明によるリニアセンサカメラは、画像情報を取り込み、この画像情報に電子的走査を行ってこれを一定周期の電気信号に変換する画像情報変換手段と、この画像情報変換手段の出力信号から１主走査分ごとまたは単位ブロックごとの画像情報の空間周波数の高低を多段階に分割判定する周波数特性判定手段と、画像情報変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、量子化手段から出力される量子化された画像情報を格納する１走査分メモリ手段と、周波数特性判定手段からの判定結果に基づき、画像情報の空間周波数が低いほど１走査線分メモリ手段に格納された画像情報の間引き数を多くしてデジタルデータを生成し、量子化された画像情報の間引き数情報を示す識別コードを生成したデジタルデータに付加して出力する転送データ制御手段とを有するものである。
【００１０】
この場合、転送データ制御手段では、量子化手段から出力される量子化された複数の画像情報を、その間引き数に応じて所定間隔で間引いて出力するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明によるリニアセンサカメラの転送データの処理方法は、画像情報を一定周期の電気信号に変換し、この電気信号から１主走査分ごとまたは単位ブロックごとの画像情報の空間周波数の高低を判断するとともに該電気信号を量子化し、画像情報の空間周波数が低いほど量子化した信号の間引き数を多くして、間引き数情報を含む識別コードを付加して生成したデジタルデータを出力するものである。
【００１２】
【作用】
上記した手段によれば、空間周波数成分が低い画像情報ほど量子化信号における間引き数を多くしてデジタルデータを出力するようにしているので、転送データ量を効率的に削減することができ、画像出力部におけるデータの取り込み速度を向上させることが可能になる。
【００１３】
間引いたデジタルデータを出力する場合に、これに続く複数の画像情報をも間引いて出力するようにすれば、転送データを一層削減することが可能になり、データの取り込み速度をさらに向上させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例であるリニアセンサカメラの内部構造を示すブロック図、図２は図１のリニアセンサカメラにおける転送パルス発生回路により発生される転送パルスを示すグラフ図、図３は図１のリニアセンサカメラに取り込まれる画像情報の波形を示すグラフ図、図４は図３の画像情報を図２の転送パルスで一定周期ごとに断続した信号を示すグラフ図、図５は図４の信号の量子化信号を示すグラフ図、図６は図５の量子化信号を符号化したパルス系列波形を示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例のリニアセンサカメラは、所定の画像情報１を取り込んでこれを電気信号に変換する画像情報変換手段としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device ）リニアセンサ２、ドライブ回路４を介してこのリニアセンサ２に一定周期の転送パルスを送る転送パルス発生回路３、画像情報１の空間周波数の高低を判定する周波数特性判定回路（周波数特性判定手段）５、画像情報１を量子化するためのサンプルホールド回路８、ＡＧＣ（自動利得調整）回路９、量子化回路（量子化手段）１０、そして、量子化された信号を格納した１走査分格納メモリ７から信号を取り出し、周波数特性判定回路５の判定結果による画像情報１の空間周波数の高低に応じて信号の間引きを行って画像出力部１１にパルス信号を送る転送画素数制御回路（転送データ制御手段）６から構成されている。なお、リニアセンサには、たとえばＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor) トランジスタをマトリクスアレイ状に配置した撮像デバイスや、アモルファス膜を光電変換素子に使用した密着型イメージセンサなど、ＣＣＤ以外の個体撮像デバイスを採用することもできる。
【００１７】
このようなリニアセンサカメラでは、転送パルス発生回路３からの一定周期の転送パルス（図２）により、図３（ａ），（ｂ）に示すような画像情報１の波形Ｌ，Ｈは一定周期ごとに断続され、図４（ａ），（ｂ）に示す信号にそれぞれ変換されてＣＣＤリニアセンサ２から出力される。ここで、図３〜図６は、ＣＣＤリニアセンサ２の電子走査による１主走査分の信号を例示的に示すものである。なお、画像情報１の副走査はパルスモータなどによるＣＣＤリニアセンサ２自体の移動により、あるいは結像光学系の途中に配置されたミラーやプリズムの回転または移動により、所定ピッチの機械走査で行われるようになっている。
【００１８】
画像情報１を構成する周期構造を表す空間周波数の高低を判定する周波数特性判定回路５では、この空間周波数が図２（ａ）に示すように低いか、あるいは図２（ｂ）に示すように高いかが判定され、この判定結果が転送画素数制御回路６に送られる。そして、転送画素数制御回路６では、該画像情報１がデジタル化されて格納された１走査分格納メモリ７からその信号を取り出し、空間周波数が低い場合には間引き数（つまり、図５（ａ）における斜線で示す信号）を多くして（図６（ａ））、また、高い場合にはそのままで（図６（ｂ））あるいは間引き数を少なくして、画像出力部１１に向けてパルス系列波形が出力される。なお、間引きパターン（つまり、信号を幾つずつ間引いていったか、あるいは間引いていないか）を識別可能にするため、各列の先頭には、たとえば“０”または“１”の識別コードＣが付されるようになっている。なお、本実施例においては、空間周波数の高低が２段階に分けて判定されるようになっているが、３段階以上に分割判定されるようになっていてもよい。そして、３段階以上に判定される場合には、前記した識別コードＣは２桁以上に設定される。
【００１９】
本実施例のリニアセンサカメラでは、画像情報１の空間周波数の高低によって異なるデータ処理が施される。データ処理を空間周波数に対応させることとしたのは、取り込まれる画像情報１には、たとえば写真画像のように空間周波数の低い波形Ｌ（図３（ａ））と、たとえば文字、図形画像のように空間周波数の高い波形Ｈ（図３（ｂ））があることに着目したためである。
【００２０】
つまり、空間周波数が低い波形Ｌの場合には、比較的粗い分解能でも表示された画像の観測に問題はないが、空間周波数が高い波形Ｈの場合にはできるだけ細かい分解能で取り込まないと画像観測に支障が生じるようになる。そして、たとえば一つの文書における画像情報１から得られた波形Ｌ，Ｈにこのような空間周波数の高低が存在しているならば、全体を同一の分解能で取り込むことは非効率的であるばかりでなく、転送データ量が多くなって速度の遅延を招くことになる。そこで、前記のように、画像情報１を取り込む際に空間周波数の高低を判定し、この判定結果に応じて処理を異ならしめるようにしたものである。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、空間周波数が低い波形Ｌにおいては、これが転送パルスによりサンプリング（図４（ａ））されて標本化（図５（ａ））された信号は、“４・５・６・６・７・７・７・７・７・６・６・４・３・３・２・２・２”を符号化した“０”“１”のデジタル信号で１走査分格納メモリ７に一旦格納される。そして、図３（ａ）の波形Ｌを空間周波数が低いと判定した周波数特性判定回路５の判定結果を受け取った転送画素数制御回路６では、１走査分格納メモリ７に格納された信号を、図５（ａ）の斜線部の信号を間引いて“４・６・７・７・７・６・３・２・２”から構成される“０”“１”の数字系列とし、１つずつ信号を間引いた識別コードＣである“０”を先頭に付して画像出力部１１に対して出力する（図６（ａ））。
【００２２】
一方、図３（ｂ）に示すように、空間周波数が高い波形Ｈの場合には、これがサンプリング（図４（ｂ））されて標本化（図５（ｂ））された信号は、“３・５・５・４・１・０・０・１・４・７・７・７・６・１・０・０・０”を符号化したデジタル信号で１走査分格納メモリ７に格納される。そして、図３（ｂ）の波形Ｈを空間周波数が高いとする判定結果を受領した転送画素数制御回路６では、１走査分格納メモリ７に格納された信号を間引かずに、つまり量子化された状態の信号をそのままデジタル化して出力する（図６（ｂ））。また、出力時には、信号を間引いていない場合の識別コードＣである“１”が先頭に付される。ここで、転送画素数制御回路６で間引いたデジタルデータを出力する場合には、たとえば副走査により得られたこれに続く複数の画像情報を、その間引き数に応じて所定間隔で間引いて出力するようにしてもよい。
【００２３】
なお、前記のように、空間周波数の高低を３段階以上に分割判定することもできるが、この場合には、周波数が低いほど量子化信号の間引き数が多くなる。
【００２４】
ここで、図６（ａ）に示す空間周波数が低い波形Ｌの出力信号と、図６（ｂ）に示す空間周波数が高い波形Ｈの出力信号とを比較すると、同じ長さの１主走査分の画像情報１にもかかわらず、空間周波数の低い波形Ｌの出力信号（図６（ａ））の方が画像出力部１１に転送する信号の量、つまりデータ量が少なくなっていることがわかる。このように、空間周波数成分が低い画像情報１ほど、その量子化信号における間引き数を多くして転送画素数制御回路６から画像出力部１１へデジタルデータを出力することで、転送データ量を効率的に削減でき、画像出力部１１におけるデータの取り込みが迅速に行われるようになる。
【００２５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００２６】
たとえば、本実施例においては、空間周波数の高低は１主走査分ごとの画像情報１で判断されているが、たとえば文書などの与えられた読み込み対象をブロックに区切り、単位ブロックごとに判断するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２８】
(1).すなわち、本発明の転送データの処理技術によれば、空間周波数成分が低い画像情報ほど量子化信号における間引き数を多くしてデジタルデータを出力するようにしているので、転送データ量を効率的に削減することができ、画像出力部におけるデータの取り込み速度を向上させることが可能になる。
【００２９】
(2).また、大容量のメモリなどを用いて複雑な処理を要することなくデータの取り込み速度が向上されるので、カメラのように小型の装置に対して有用な技術となる。
【００３０】
(3).転送データ制御手段において、間引いたデジタルデータを出力する場合に、これに続く複数の画像情報をも間引いて出力するようにすれば、転送データを一層削減することが可能になり、データの取り込み速度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるリニアセンサカメラの内部構造を示すブロック図である。
【図２】図１のリニアセンサカメラにおける転送パルス発生回路により発生される転送パルスを示すグラフ図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、図１のリニアセンサカメラに取り込まれる画像情報の波形を示すグラフ図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図３の画像情報を図２の転送パルスで一定周期ごとに断続した信号を示すグラフ図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図４の信号の量子化信号を示すグラフ図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５の量子化信号を符号化したパルス系列波形を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 画像情報
２ ＣＣＤリニアセンサ（画像情報変換手段）
３ 転送パルス発生回路
４ ドライブ回路
５ 周波数特性判定回路（周波数特性判定手段）
６ 転送画素数制御回路（転送データ制御手段）
７ １走査分格納メモリ
８ サンプルホールド回路
９ ＡＧＣ回路
１０ 量子化回路（量子化手段）
１１ 画像出力部
Ｃ 識別コード
Ｈ 波形
Ｌ 波形

Claims (3)

1. 画像情報を取り込み、この画像情報に電子的走査を行ってこれを一定周期の電気信号に変換する画像情報変換手段と、
   前記画像情報変換手段の出力信号から１主走査分ごとまたは単位ブロックごとの前記画像情報の空間周波数の高低を多段階に分割判定する周波数特性判定手段と、
   前記画像情報変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、
   前記量子化手段から出力される量子化された画像情報を格納する１走査分メモリ手段と、
   前記周波数特性判定手段からの判定結果に基づき、前記画像情報の空間周波数が低いほど前記１走査分メモリ手段に格納された画像情報の間引き数を多くしてデジタルデータを生成し、前記量子化された画像情報の間引き数情報を示す識別コードを前記生成したデジタルデータに付加して出力する転送データ制御手段とを有することを特徴とするリニアセンサカメラ。
2. 請求項１記載のリニアセンサカメラにおいて、前記転送データ制御手段は、前記量子化手段から出力される量子化された複数の画像情報を、その間引き数に応じて所定間隔で間引いて出力することを特徴とするリニアセンサカメラ。
3. 画像情報を一定周期の電気信号に変換し、
   この電気信号から１主走査分ごとまたは単位ブロックごとの前記画像情報の空間周波数の高低を判断するとともに該電気信号を量子化し、
   前記画像情報の空間周波数が低いほど量子化した信号の間引き数を多くして、前記間引き数情報を含む識別コードを付加して生成したデジタルデータを出力することを特徴とするリニアセンサカメラの転送データの処理方法。

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