JP4330164B2 - 画像補間装置 - Google Patents

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この発明は、複数のコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）が連結されることにより画像読取センサが構成されている画像読取装置に用いられ、画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを補間する画像補間装置に関する。
コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）は、それが搭載されるスキャナ等の機器を小型化、薄型化しやすいことから広く利用されている。コンタクトイメージセンサは等倍センサであるため、原稿画像を読み取るためには、原稿の幅以上の長さが必要となる。そこで、通常は、複数のコンタクトイメージセンサを連結することにより、画像読取センサを構成している。
このように複数のコンタクトイメージセンサを連結した場合、解像度が高くなると、コンタクトイメージセンサの画像読取素子の間隔が狭くなるので、コンタクトイメージセンサの連結部分では、画素データが読み取れなくなる。そこで、従来は、コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置のデータを、近隣画素を用いて線形補間することにより、補間している（特開平１０−１０８０３３号公報、特開２０００−１９６８３５号公報、特開２００４−３５６６６６号公報等参照）。しかしながら、線形補間による補間方法では、濃度変化の少ない部分の補間には適するが、網点領域のように濃度変化の激しい部分の補間には適さない。
この発明は、コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを、その位置が網点領域であるか非網点領域であるかにかかわらず、正確に補間することができる画像補間装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、複数のコンタクトイメージセンサが連結されることにより画像読取センサが構成されている画像読取装置に用いられる画像補間装置であって、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを補間する画像補間装置において、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する補間対象画素位置が網点領域内であるか非網点領域内であるかを判別する判別手段、前記補間対象画素位置が非網点領域である場合には、線形補間によって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第１の補間手段、および前記補間対象画素位置が網点領域である場合には、パターンマッチングによって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第２の補間手段、を備えており、前記第２の補間手段は、前記補間対象画素位置付近の画像領域内に、前記補間対象画素を含む１つの基準ブロックと、前記基準ブロックと同じ大きさでかつ前記補間対象画素を含まない複数の参照ブロックとを設定する手段、前記基準ブロック内の画素データと前記各参照ブロック内の画素データとに基づいて、前記基準ブロックと前記各参照ブロックとの間の相関値をそれぞれ算出する手段、および前記基準ブロックと最も相関が高い参照ブロック内の画素データのうち、前記基準ブロック内の前記補間対象画素と対応する画素の画素データを前記補間対象画素の画素データとして決定する手段、を備えていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、複数のコンタクトイメージセンサが連結されることにより画像読取センサが構成されている画像読取装置に用いられる画像補間装置であって、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを補間する画像補間装置において、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する補間対象画素位置が網点領域内であるか非網点領域内であるかを判別する判別手段、前記補間対象画素位置が非網点領域である場合には、線形補間によって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第１の補間手段、および前記補間対象画素位置が網点領域である場合には、パターンマッチングによって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第２の補間手段、を備えており、前記第２の補間手段は、前記補間対象画素位置付近の画像領域内に、前記補間対象画素を含む１つの基準ブロックと、前記基準ブロックと同じ大きさでかつ前記補間対象画素を含まない複数の参照ブロックとを設定する手段、前記基準ブロック内の画素データと前記各参照ブロック内の画素データとに基づいて、前記基準ブロックと前記各参照ブロックとの間の相関値をそれぞれ算出する手段、および前記基準ブロックとの相関が高いものから順に所定数の参照ブロックを選択し、選択した各参照ブロックそれぞれから、前記基準ブロック内の前記補間対象画素と対応する画素の画素データを抽出し、抽出した画素データの平均値を前記補間対象画素の画素データとして決定する手段、を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを、その位置が網点領域であるか非網点領域であるかにかかわらず、正確に補間することができるようになる。
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。
図１は、画像読取装置に設けられた画像読取センサを示している。
画像読取センサ１は、第１のコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）１０と第２のコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）２０とが連結されることにより、構成されている。各コンタクトイメージセンサ１０、２０には、等間隔をおいて画像読取素子１１、２１が設けられている。
コンタクトイメージセンサ１０内の各画像読取素子１１に対応する画素をＡ〜Ｇで表し、その画素データをａ〜ｇで表すことにする。コンタクトイメージセンサ２０内の各画像読取素子２１に対応する画素をＨ〜Ｎで表し、その画素データをｈ〜ｎで表すことにする。コンタクトイメージセンサ１０とコンタクトイメージセンサ２０との連結部に対応する画素が補間対象画素であり、Ｚで表す。
図２は、画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、補間対象画素の補間処理を行なうための画像処理装置を示している。
画像読取センサ１内のコンタクトイメージセンサ１０、２０から読み取られた画像は、画像処理装置２を介してメモリ３に格納される。画像処理装置２は、メモリ３に格納された画像データに基づいて、補間対象画素の補間処理を行なう。画像処理装置２は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
図３は、画像処理装置２によって行なわれる補間対象画素の補間処理手順を示している。この処理は、各補間対象画素毎に行なわれる。
まず、補間対象画素位置を特定する（ステップＳ１）。次に、特定された補間対象画素位置が網点領域内であるか否かを判別する（ステップＳ２）。
読み込まれた画像データに基づいて、画像領域を網点領域と非網点領域とに分別する方法は、特開平８−１４９２９１号公報、特開平１１−２６６３６４号公報、特開昭６３−１０９６５６号公報等に開示されているように、従来からよく知られている。
特開平８−１４９２９１号公報では、例えば１ライン分の画像データに基づいて、注目画素がピーク画素であるか否かが判別され、注目画素がピーク画素であると判別されると、当該注目画素のライン上の位置が登録される。ピーク画素判定がライン上の所定画素数に対応する判定領域にわたって行なわれると、ピーク画素に周期性があるか否かを判定するために、各ピーク画素間距離が算出され、各距離の出現頻度を表すヒストグラムが作成される。そして、距離の出現頻度の最大値が全出現頻度の所定％以上（例えば７５％）であると判別されると、上記判定領域が網点領域であると判定される。
本実施例では、従来方法、例えば、特開平８−１４９２９１号公報に記載の方法で、画像領域が網点領域と非網点領域とに分別される。上記ステップＳ２では、網点領域と非網点領域との分別結果を利用して、補間対象画素位置が網点領域内であるか否かを判別する。
上記ステップＳ２において補間対象画素位置が網点領域内ではないと判別された場合には、線形補間によって補間対象画素の画素データ（補間値）を算出して、補間対象画素位置に挿入する（ステップＳ３）。
図１を参照すると、ステップＳ３では、補間対象画素Ｚの補間データｚは、例えば、その両隣の画素Ｇ、Ｈの画素データｇ、ｈに基づいて次式（１）により、算出される。
ｚ＝（ｇ＋ｈ）／２ …（１）
上記ステップＳ２において補間対象画素位置が網点領域内であると判別された場合には、パターンマッチングにより、補間対象画素の画素データ（補間値）を算出して、補間対象画素位置に挿入する（ステップＳ４）。
図４を参照して、パターンマッチングによる補間処理について説明する。
（１）まず、図４に示すように、補間対象画素Ｚを含む基準ブロックＱ０を設定するとともに、基準ブロックＱ０を中心とするライン方向の所定範囲内において、補間対象画素Ｚを含まない同じ大きさの複数の参照ブロックＱ１〜Ｑ６を設定する。
基準ブロックＱ０の大きさは、任意に決定できるが、この実施例では、補間対象画素Ｚを中心に含む５画素から基準ブロックＱ０が構成されている。また、この例では、参照ブロックＱ１はＡＢＣＤＥの画素からなり、参照ブロックＱ２はＢＣＤＥＦの画素からなり、参照ブロックＱ３はＣＤＥＦＧの画素からなり、参照ブロックＱ４は画素ＨＩＪＫＬの画素からなり、参照ブロックＱ５はＩＪＫＬＭの画素からなり、参照ブロックＱ６はＪＫＬＭＮの画素からなる。
（２）次に、基準ブロックＱ０と各参照ブロックＱ１〜Ｑ６との間の相関値をそれぞれ算出する。
基準ブロックＱ０と各参照ブロックＱ１〜Ｑ６との相関値を算出する際には、基準ブロックＱ０内の補間対象画素Ｚの画素値として、比較する参照ブロックＱ１〜Ｑ６内の対応する画素の画素値を挿入する。例えば、基準ブロックＱ０と参照ブロックＱ１との相関値を算出する際には、図５に示すように、基準ブロックＱ０内の補間対象画素Ｚの画素値として、参照ブロックＱ１内の対応する画素の画素値ｃを挿入する。
そして、補間対象画素Ｚの画素値として比較する参照ブロック内の対応する画素値を挿入した後の基準ブロックＱ０内の各画素の画素値をｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５とし、比較される参照ブロック内の各画素の画素値をｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５とすると、これら２つのブロック間の相関値ρxyは、２つのブロックの共分散ｃｏｖ（ｘ，ｙ）を、各ブロックの標準偏差の積σx ・σy で割った値となる。つまり、これらの２つのブロック間の相関値ρxyを、次式（２）により求める。なお、次式（２）において、ｎは、各ブロック内の画素数を表しており、この例では５である。
Figure 0004330164
相関値ρxyは、−１〜＋１の値をとり、＋１に近いほど、両ブロック間の相関が高いことを表している。
（３）最後に、基準ブロックＱ０と最も相関が高い参照ブロック内の画素のうち、基準ブロックＱ０内の補間対象画素に対応する画素の画素値を、補間対象画素の補間値と決定する。例えば、基準ブロックＱ０と最も相関が高い参照ブロックが参照ブロックＱ１である場合には、参照ブロックＱ１内の画素値ｃが補間対象画素の補間値となる。
なお、基準ブロックＱ０との相関が高いものから順に所定数の参照ブロックを選択し、選択した各参照ブロックそれぞれから、基準ブロックＱ０内の補間対象画素と対応する画素の画素データを抽出し、抽出した画素データの平均値を補間対象画素の補間値と決定してもよい。
画像読取装置に設けられた画像読取センサを示す模式図である。 画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、補間対象画素の補間処理を行なうための画像処理装置を示すブロック図である。 画像処理装置２によって行なわれる補間対象画素の補間処理手順を示すフローチャートである。 パターンマッチングによる補間処理を説明するための模式図である。 図４の基準ブロックＱ０と参照ブロックＱ１との相関値の算出方法を説明するための模式図である。
符号の説明
１ 画像読取センサ
２ 画像処理装置
３ メモリ
１０、２０ コンタクトイメージセンサ
１１、２１ 画像読取素子

Claims (2)

  1. 複数のコンタクトイメージセンサが連結されることにより画像読取センサが構成されている画像読取装置に用いられる画像補間装置であって、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを補間する画像補間装置において、
    前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する補間対象画素位置が網点領域内であるか非網点領域内であるかを判別する判別手段、
    前記補間対象画素位置が非網点領域である場合には、線形補間によって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第１の補間手段、および
    前記補間対象画素位置が網点領域である場合には、パターンマッチングによって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第２の補間手段、を備えており、
    前記第２の補間手段は、前記補間対象画素位置付近の画像領域内に、前記補間対象画素を含む１つの基準ブロックと、前記基準ブロックと同じ大きさでかつ前記補間対象画素を含まない複数の参照ブロックとを設定する手段、
    前記基準ブロック内の画素データと前記各参照ブロック内の画素データとに基づいて、前記基準ブロックと前記各参照ブロックとの間の相関値をそれぞれ算出する手段、および
    前記基準ブロックと最も相関が高い参照ブロック内の画素データのうち、前記基準ブロック内の前記補間対象画素と対応する画素の画素データを前記補間対象画素の画素データとして決定する手段、を備えていることを特徴とする画像補間装置。
  2. 複数のコンタクトイメージセンサが連結されることにより画像読取センサが構成されている画像読取装置に用いられる画像補間装置であって、前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する位置の画素データを補間する画像補間装置において、
    前記画像読取センサによって読み取られた画像データに基づいて、前記コンタクトイメージセンサの連結部分に対応する補間対象画素位置が網点領域内であるか非網点領域内であるかを判別する判別手段、
    前記補間対象画素位置が非網点領域である場合には、線形補間によって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第１の補間手段、および
    前記補間対象画素位置が網点領域である場合には、パターンマッチングによって前記補間対象画素の画素データを生成して、前記補間対象画素位置に挿入する第２の補間手段、を備えており、
    前記第２の補間手段は、前記補間対象画素位置付近の画像領域内に、前記補間対象画素を含む１つの基準ブロックと、前記基準ブロックと同じ大きさでかつ前記補間対象画素を含まない複数の参照ブロックとを設定する手段、
    前記基準ブロック内の画素データと前記各参照ブロック内の画素データとに基づいて、前記基準ブロックと前記各参照ブロックとの間の相関値をそれぞれ算出する手段、および
    前記基準ブロックとの相関が高いものから順に所定数の参照ブロックを選択し、選択した各参照ブロックそれぞれから、前記基準ブロック内の前記補間対象画素と対応する画素の画素データを抽出し、抽出した画素データの平均値を前記補間対象画素の画素データとして決定する手段、を備えていることを特徴とする画像補間装置。
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