JP4954241B2 - 画像読取装置、画像形成装置、及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置、及び画像処理方法に係り、特に、スキャナ等で読取ったカラー画像に対して画像処理を行う画像読取装置、これを具備する画像形成装置、及び画像処理方法に関する。

カラー原稿を読取る複写機等の画像形成装置には、３原色Ｒ、Ｇ、Ｂに夫々対応した３つのラインＣＣＤを用いる３ライン方式の装置や、上記３原色用のラインＣＣＤに加えてモノクロ（白黒）用のラインＣＣＤを備えた４ラインＣＣＤ方式の装置がある。

カラー原稿を高解像度で読取ろうとすると、ラインＣＣＤを構成するフォトダイオードの単位長あたりの数を増加させる必要があり、コスト増となる。また、フォトダイオードの受光面積も小さくなるため、特にカラーフィルタを介して受光するカラー用（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のラインＣＣＤでは受光量が低下し、画質低下の要因ともなる。

そこで、モノクロ用のラインＣＣＤとして高い解像度（例えば、６００dpi）のものを使用する一方、カラー用の３つのラインＣＣＤはモノクロ用よりも低い解像度（例えば、３００dpi）のものを使用する画像形成装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この画像形成装置では、モノクロ用のラインＣＣＤから出力される高解像度の画像データを用いて、カラー用の３つのラインＣＣＤから出力される低い解像度の画像を、モノクロ用のラインＣＣＤと同じ高解像度の画像に変換している。この結果、カラー用のラインＣＣＤにおいて大きな受光量を確保しつつ、解像度の高いカラー画像を得ることが可能となっている。

特開２００３−８７５５６号公報

ところで、印刷物の多くは階調を表現するために網線（或は網点）と呼ばれる周期的なパタンを用いている。このような印刷物をラインＣＣＤで読取る場合、網線の間隔とＣＣＤ素子の間隔の相対関係によっては、モアレと呼ばれる不要な干渉縞が発生する場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされてものであり、大きな受光量を確保しつつ解像度の高いカラー画像を得ることが可能であり、さらにモアレを抑圧することが可能な画像読取装置、画像形成装置、及び画像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々出力する複数のカラー用ラインセンサと、前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データを出力するモノクロ用ラインセンサと、前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換する解像度擬似変換部と、擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対してフィルタリング処理する第１のフィルタと、前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対してフィルタリング処理する第２のフィルタと、前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する解像度実体変換部と、を備え、前記第１及び第２のフィルタは、少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、ことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々出力する複数のカラー用ラインセンサと、前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データを出力するモノクロ用ラインセンサと、前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換する解像度擬似変換部と、擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対してフィルタリング処理する第１のフィルタと、前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対してフィルタリング処理する第２のフィルタと、前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する解像度実体変換部と、前記第２の解像度に実体的に変換された前記各カラー画像データを用紙に印刷する印刷処理部と、を備え、前記第１及び第２のフィルタは、少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、ことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理方法は、第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々複数のカラー用ラインセンサから出力し、前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データをモノクロ用ラインセンサから出力し、前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換し、擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対して第１のフィルタを用いてフィルタリング処理し、前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対して第２のフィルタを用いてフィルタリング処理し、前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する、ステップを備え、前記第１及び第２のフィルタは、少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、ことを特徴とする。

本発明に係る画像読取装置、画像形成装置、及び画像処理方法によれば、大きな受光量を確保しつつ解像度の高いカラー画像を得ることが可能であり、さらにモアレを抑圧することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観例を示す図。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置の構成の内、特に光学系の構成例を示す図。 画像読取装置の構成例を示す図。 ＣＣＤセンサの細部構成例を示す図。 カラー用ラインセンサとモノクロ用ラインセンサの画素サイズを対比する図。 主にアナログ処理部の細部構成例を示す図。 画像処理部（１）の細部構成例を示す図。 解像度変換処理部の細部構成例を示す図。 モノクロセンサから出力されるＫ信号の解像度と、カラーセンサから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号の解像度を２次元で例示する図。 解像度擬似変換の前後におけるカラー信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）の解像度を２次元で例示する図。 印刷物の網線信号を模式的に示す図。 第１、第２のフィルタのフィルタ特性（第１の実施例）を例示する図。 第１のフィルタの入出力におけるカラー信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）の解像度を２次元で例示する図。 第２のフィルタの入出力におけるモノクロ信号（Ｋ信号）の解像度を２次元で例示する図。 第１、第２のフィルタのフィルタ特性（第２の実施例）を例示する図。

本発明に係る画像読取装置、画像形成装置、及び画像処理方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）画像形成装置の構成
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の典型例としてのデジタル複合機（ＭＦＰ：Multi-Function Peripheral）の外観例を示す図である。

画像形成装置１は、読取部（画像読取装置）２、画像形成部３、給紙部４、操作部５、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）６等を有している。

読取部２では、原稿台に載置された原稿やＡＤＦ６に入力された原稿を光学的に読み取って画像データを生成している。

画像形成部３では、給紙部４から供給される用紙に電子写真方式を用いて画像データを印刷している。

操作部５には、ユーザインターフェースとしての表示パネルや各種操作ボタンが設けられている。

図２は、画像形成装置１のシステム構成例を示す図であり、特に読取部２の光学系の構成を詳しく示すブロック図である。

読取部２は、第１キャリジ２０、第２キャリジ２１、集光レンズ８、ＣＣＤセンサ９が実装されるＣＣＤセンサ基板１０、制御基板１１等を有している。

第１キャリジ２０は、光源２２、光源２０の配光特性の補正を行うリフレクタ２３、及び第１ミラー２４を具備しており、原稿読み取り時には、図２の矢印方向（副走査方向）に速度２Ｖで移動する。

一方、第２キャリジ２１は、第２ミラー２５と第３ミラー２６とを具備しており、副走査方向に速度Ｖで移動する。第２のキャリジ２１の移動速度を第１キャリジの半分に設定することによって、光源２２が副走査方向に移動しても光源２２からＣＣＤセンサ９までの光路長は一定に保持される。

読取部２の上側には、原稿１００を載置するための原稿ガラス台３０、原稿１００が浮かないように押さえつける原稿押さえカバー３１、及び白色の基準となる白基準板３２が設けられている。

光源２２から照射された光は原稿ガラス３０を透過し、原稿１００に照射される。原稿１００からの反射光は第１ミラー２４、第２ミラー２５、及び第３ミラー２６で反射され、集光レンズ８を透過してＣＣＤセンサ９の受光面に結像する。ＣＣＤセンサ９はＣＣＤセンサ基板１０上に実装され、制御基板１１から入力する制御信号により制御される。

図３は、主に読取部２のＣＣＤセンサ基板１０、及び制御基板１１の内部構成の一例を示す図である。

ＣＣＤセンサ基板１０は、ＣＣＤセンサ９、ＣＣＤセンサ９を駆動するためのＣＣＤセンサ制御回路１０Ａ、及びＣＣＤセンサ制御回路１０Ａの出力を受け、ＣＣＤセンサ９の駆動条件に合致した駆動信号を生成するＣＣＤドライバ１０Ｂを備えて構成されている。ＣＣＤセンサ９の細部構成については後述する。

制御基板１１は、処理ＩＣ１１Ａ、各種タイミングを生成するタイミング生成部１１Ｂ、ＣＣＤセンサ９からのアナログ信号を処理し、アナログ信号をデジタル信号に変換するまでの処理を行うアナログ処理部１１Ｃ、ＣＣＤセンサ９の各出力信号に対してライン間補正処理を行うためのラインメモリ回路１１Ｄ、アナログ処理部１１Ｃから出力されるデジタル信号に対して各種の画像処理を行う画像処理部（１）等を備えて構成されている。

処理ＩＣ１１Ａは、例えばＣＰＵで構成されており、上述したＣＣＤセンサ基板１０や制御基板１１内の各構成ユニットに対する制御を行っている。

一方、読取部２は、光源２２の発光制御を行う光源制御回路２２ａや、第１キャリジ２０と第２キャリジ２１を移動させるためのモータ２７、及びモータ２７を制御する駆動系制御回路２７ａも具備している。制御回路１１の処理ＩＣ１１Ａは、光源制御回路２２ａや駆動系制御回路２７ａに対する制御も行っている。

画像処理部（１）から出力される画像データは、画像形成部３の画像処理部（２）４０に出力され、ここで階調処理等の印刷用画像処理が行われる。印刷用画像処理が行われた画像データはさらに画像形成部３の印刷処理部４１に出力される。印刷処理部４１は、露光装置、感光体ドラム、現像装置、転写装置、定着装置（いずれも図示を省略）等を具備しており、画像データを、給紙部４から給紙される用紙に印刷する。

図４は、ＣＣＤセンサ９の細部構成例を示す図である。本実施形態に係るＣＣＤセンサ９はＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）に対応する３つのカラー用ラインセンサ（ＲＥＤラインセンサ９Ｒ、ＧＲＥＥＮラインセンサ９Ｇ、ＢＬＵＥラインセンサ９Ｂ）と、１つのモノクロ用ラインセンサ（ＢＬＡＣＫラインセンサ９Ｋ）を備える構成になっている。

これらの各ラインセンサ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ、及び９Ｋの基本構成は共通であるため、赤色用のＲＥＤラインセンサ９Ｒを例にとってその細部構成と動作について以下に概略説明する。

ＲＥＤラインセンサ９Ｒは、赤色の色フィルタ（図示せず）が受光面の上に設けられたＲＥＤフォトダイオードアレイ９Ｒ１、シフトゲート９Ｒ２、アナログシフトレジスタ９Ｒ３、及び出力ＡＭＰ９Ｒ４を具備している。

ＲＥＤフォトダイオードアレイ９Ｒ１は、ＲＥＤの色フィルタを通った光の入射光量に応じて光を電荷量に光電変換し、各フォトダイオードに電荷を蓄積する。

蓄積された電荷は、シフトゲート９Ｒ２に印加される制御信号ＳＨ１によってシフトゲート９Ｒ２を通りアナログシフトレジスタ９Ｒ３に転送される。アナログシフトレジスタ９Ｒ３に転送された電荷は制御信号φ１、φ２により順次後段の出力ＡＭＰ９Ｒ４の方に移動し、出力ＡＭＰ９Ｒ４から外部に出力される。この出力信号ＯＵＴ１が、赤色の画像信号（Ｒ信号）となる。

ＧＲＥＥＮラインセンサ９ＧとＢＬＵＥラインセンサ９Ｂも同じ構成であるが、色フィルタの色は夫々ＧＲＥＥＮとＢＬＵＥになっており、各ラインセンサ９Ｇ、９Ｂからは、緑色の画像信号（Ｇ信号）と青色の画像信号（Ｂ信号）が夫々出力される。

ＢＬＡＣＫラインセンサ９Ｋは色フィルタがなく、原稿からの反射光がそのままＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１に入力される。

図５は、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の各フォトダイオードのサイズ（以下、画素サイズと記す）と、ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｂ１の画素サイズの一例を示す図である。

本実施形態では、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素サイズをＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素サイズよりも大きくしている。この結果、画素あたりの受光量は、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の方がＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１よりも大きくなり、色フィルタによって光量が減衰したとしても、十分な受光量を確保することができる。

カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素サイズのＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素サイズに対する比率（倍率）は特に限定するものではなく、例えば、１．５倍、２倍、３倍等の倍率を取りうる。

図５は、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素サイズがＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素サイズの２倍の例を示しており、以下の説明ではこの比率（２倍）の例で説明する。

他方、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素サイズをＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素サイズよりも大きくしたことにより、単位長あたりの画素数は、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の方がＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１よりも少なくなる。

カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素サイズがＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素サイズの２倍の場合、各フォトダイオードアレイの長手方向の長さはすべて同一のため、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素数は、ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素数の半分となる。

ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１でＡ４サイズの長手方向である２９７ｍｍ幅を解像度６００ｄｐｉで読取る場合、６００ｄｐｉ／２５．４ｍｍ×２９７ｍｍ＝７０１５．７となり、最低でも７０１６以上の画素数が必要となる。ＣＣＤセンサ９の取り付け誤差や原稿１００の置かれる場所のズレを考慮すると７０１６＋αの画素数が必要となるので、ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイ９Ｋ１の画素数は、例えば７５００画素となる。この場合、カラー用フォトダイオードアレイ（９Ｒ１、９Ｇ１、９Ｂ１）の画素数は３７５０画素（７５００画素の半分）となる。

このＣＣＤセンサ９を用いて画像読取りを行った場合、カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度は、モノクロ信号（Ｋ信号）の解像度より低解像度となる。上記の例では、Ｋ信号の解像度は６００ｄｐｉであり、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の解像度は３００ｄｐｉとなる。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１（或は画像読取装置２）では、カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度がモノクロ信号（Ｋ信号）の解像度と同等となるように、モノクロ信号（Ｋ信号）を用いてカラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度を変換する処理（解像度変換処理）を行っている。この解像度変換処理については後述する。

図６は、ＣＣＤセンサ９と画像処理部（１）１１Ｅとの間に設けられるアナログ処理部１１Ｃの構成例を主に示す図である。

アナログ処理部１１Ｃは、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、及びＫ信号の各色信号に対応してゲインアンプ回路(図中ではＰＧＡ−ＲＥＤと表記している。)１１Ｃ１、１１Ｃ２、１１Ｃ３、１１Ｃ４を具備しており、同様にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、及びＫ信号の各色信号に対応してＡＤ変換器（図中ではＡＤＣと表記している。）１１Ｃ５、１１Ｃ６、１１Ｃ７、１１Ｃ８を具備している。

各色信号（アナログ信号）に対して、ＣＣＤセンサ９の出力信号に含まれる直流信号成分をカップリングコンデンサ（図示せず）で除去し、その後、また、サンプルホールド回路（図示せず）によりサンプルホールドする。その後、ゲインアンプ回路１１Ｃ１、１１Ｃ２、１１Ｃ３、１１Ｃ４で、振幅調整を行い、後段のＡＤ変換器１１Ｃ５、１１Ｃ６、１１Ｃ７、１１Ｃ８でアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル化された各色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、及びＫ信号）は、画像処理部（１）に入力される。

図７は、画像処理部（１）１１Ｅの構成例を示す図である。画像処理部（１）１１Ｅは、シェーディング補正部１１Ｅ１、ライン間補正部１１Ｅ２、解像度変換処理部１１Ｅ３、フィルタ処理部１１Ｅ４、像域識別部１１Ｅ５、及び色変換部１１Ｅ６を有している。

シェーディング補正部１１Ｅ１では、白基準板３２からの反射光等に基づいて、主走査方向の輝度の不均一性（高周波歪及び低周波歪）を補正している。ライン間補正部１１Ｅ２では、各ラインセンサ（９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ、９Ｋ）のライン位置ずれを補正する処理を行っている。

解像度変換処理部１１Ｅ３では、本実施形態において特徴的な解像度変換処理を行っており、具体的な処理内容については後述する。フィルタ処理部１１Ｅ４では、写真等の画像に対する平滑化や文字画像に対するエッジ強調を行うための空間フィルタリング処理を行っている。

像域識別部１１Ｅ５では、画像中の文字領域や写真領域等の像域を識別する処理を行っている。また、色変換部１１Ｅ６では、加法混色の３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から印刷に用いる減法混色の３原色（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン））に変換する色変換処理を行っている。

（２）解像度変換処理（第１の実施例）
図８は、解像度変換処理部１１Ｅ３の構成例を示す図である。解像度変換処理部１１Ｅ３は、カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に対して擬似的に解像度を変換する解像度擬似変換部４０、擬似的に解像度変換されたカラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に対してフィルタリング処理する第１のフィルタ４１、モノクロ信号（Ｋ信号）に対してフィルタリング処理する第２のフィルタ４２、及び解像度実体変換部４３を備えて構成されている。なお、第１のフィルタ４１と第２のフィルタ４２は、カラー信号用とモノクロ信号用を区別するために異なった名称を付しているが、フィルタリング処理の内容やフィルタの構成を同一としてもよい。

図９は、解像度変換処理部１１Ｅ３に入力される画像の解像度を２次元で例示する図である。モノクロ信号（Ｋ信号）の解像度は高解像度（例えば６００ｄｐｉ）であり、カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度はこの半分の解像度（例えば３００ｄｐｉ）となっている。

特許文献１に開示される従来の解像度変換処理は、解像度実体変換部４３のみを有する構成であり、解像度擬似変換部４０や第１、第２のフィルタ４１、４２は存在しない構成となっている。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１では、解像度擬似変換部４０と第１、第２のフィルタ４１、４２を解像度実体変換部４３の前段に設け、印刷物の網線信号成分を抑圧する効果を得ている。解像度実体変換部４３は、第１のフィルタの前処理として、カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度がモノクロ信号（Ｋ信号）の解像度と同じ解像度となるように実体的な解像度変換を行っている。

図１０は、解像度擬似変換部４０で行う擬似解像度変換処理の概念説明図である。擬似解像度変換処理では、低解像度（３００ｄｐｉ）から高解像度（６００ｄｐｉ）に変換するとき、変換前の１画素の画素値と同じ画素値の３画素を補間して、変換後の（２×２）画素を生成している。例えば、図１０（ａ）の左上の１画素（画素値：Ｃ００）に対応する変換後の４画素（図１０（ｂ）の左上の４画素）は、総て変換前の画素値Ｃ００と同じ値を用いて補間している。

第１、第２のフィルタ４１、４２は、印刷物の網線信号を抑圧する効果を有するフィルタである。一般に、印刷物で階調を表現する場合、網線（或は網点）と呼ばれる周期性のパタンを用いている。例えば、等間隔で配置される網線の太さを変化させることで階調を表現している。

網線の間隔は、１インチ当りの線数（線／インチ）で表現することが可能であり、通常の印刷物では、１００線／インチから２００線／インチの範囲の網線間隔のものが多い。例えば、新聞等の比較的印刷品質の低い印刷物では、１００線／インチ程度の網線間隔であり、カラー写真雑誌のような品質の高い印刷物では２００線／インチ程度となる。

図１１（ａ）乃至（ｃ）は、１００線／インチ、１５０線／インチ、及び２００線／インチの網線パタンの例を夫々例示した図である。各図では、網線の太さを３通りに変えて、階調が表現されることも併せて図示している。

網線の間隔は１インチ当りの線数（線／インチ）で表されるため、解像度ｄｐｉ（１インチ当りのドッド数）と同一単位の空間周波数として、網線の空間周波数を表現することができる。この場合、網線の主周波数成分は１インチ当りの線数となる。即ち、１００線／インチの網線の主周波数成分は１００ｄｐｉに、１５０線／インチの網線の主周波数成分は１５０ｄｐｉに、また、２００線／インチの網線の主周波数成分は２００ｄｐｉに相当することになる。

図１１（ｄ）は、各網線の間隔と同じスケールで、解像度３００ｄｐｉのカラー用ラインセンサを図示したものである。なお、解像度に相当する空間周波数は、原稿を読取るときのサンプリング周波数ｆｓとなる。

図１２は、第１のフィルタ４１及び第２のフィルタ４２の周波数特性の一例を示す図であり、横軸が空間周波数、縦軸が正規化したフィルタ利得を表している。図１２中、ｆｓは、カラー用センサのサンプリング周波数（３００ｄｐｉ）であり、ｆｎは、サンプリング周波数の半分のナイキスト周波数（１５０ｄｐｉ）を表している。

図１２に示すフィルタ特性は、少なくとも、ナイキスト周波数ｆｎ（カラー用センサの解像度の１／２）よりも高い周波数領域（ナイキスト周波数ｆｎからサンプリング周波数ｆｓの範囲）において、入力信号のレベルを十分抑圧可能なフィルタ特性となっている。

また、図１２には、前述した１００線／インチ、１５０線／インチ、及び２００線／インチの網線の夫々の主周波数成分１００ｄｐｉ、１５０ｄｐｉ、及び２００ｄｐｉも併せて矢印で示している。図１２から判るように、第１、第２のフィルタ特性は、通常の印刷物が有する網線の主周波数成分（１００ｄｐｉ〜２００ｄｐｉ）を抑圧する特性となっており、網線によって発生する所謂モアレを抑圧することができる。

第１、第２のフィルタの具体的な構成は特に限定するものではなく、例えば、適宜の重みをもつ非巡回型のデジタルフィルタで図１２に示すフィルタ特性を実現すればよい。

図１３（ａ）は、第１のフィルタ４１に入力されるカラー信号（図１０（ｂ）と同じ図）を示し、図１３（ｂ）は第１のフィルタ４１から出力されるカラー信号を示している。図１３（ｂ）は、見かけ上６００ｄｐｉの解像度となっているが、３００ｄｐｉの解像度のカラー用ラインセンサの信号を擬似的に高解像度化したものであり、実体の解像度は依然３００ｄｐｉである。

同様に、図１４（ａ）は、第２のフィルタ４２に入力されるモノクロ信号（図９（ａ）と同じ図）を示し、図１４（ｂ）は第２のフィルタ４２から出力されるモノクロ信号を示している。図１４（ｂ）は、６００ｄｐｉの解像度のモノクロ用ラインセンサの信号に対してフィルタリングした信号であり、実体の解像度も６００ｄｐｉとなっている。

第１のフィルタ４１からのカラー信号出力（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）、及び第２のフィルタ４２からのモノクロ信号出力（Ｋ信号）は、夫々解像度実体変換部４３に入力され、ここでカラー信号の解像度が実体的に高解像度化される。

カラー信号の実体的な高解像度化は次のように行われる。まずＲＧＢ色空間で表現されているカラー出力信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）を、輝度成分Ｙを含む「他の色空間」に変換する。ここで、輝度成分Ｙを含む「他の色空間」とは、例えば、輝度成分Ｙと２つの色差（Ｉ，Ｑ）、（Ｃｂ、Ｃｒ）、（Ｕ，Ｖ）等から構成される（ＹＩＱ）色空間、（ＹＣｂＣｒ）色空間、（ＹＵＶ）色空間等である。

次に、輝度成分Ｙを、実体的に高解像度（６００ｄｐｉ）をもつモノクロ信号出力（Ｋ信号）で置換する。モノクロ信号出力（Ｋ信号）は、輝度成分Ｋで表される信号であるから、置換後の「他の色空間」の色成分は、例えば、（Ｋ、Ｉ、Ｑ）、（Ｋ、Ｃｂ、Ｃｒ）、（Ｋ、Ｕ、Ｖ）等となる。次に、モノクロ信号の輝度成分Ｋで置換された「他の色空間」を元のＲＧＢ色空間に逆変換して戻す。

以上のプロセスによって得られるカラー出力信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の解像度（６００ｄｐｉ）は、実体的高解像度（６００ｄｐｉ）をもつモノクロ信号（輝度成分Ｋ）の解像度に支配されており、この変換処理によってカラー出力信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）は実体的に高解像度化される。

なお、網線成分は解像度実体変換部４３の前段において既に抑圧されているため、解像度実体変換部４３からは、網線成分（モアレ）が抑圧された高解像度化カラー信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）が出力される。

（３）解像度変換処理（第２の実施例）
図１２に示すフィルタ特性は、空間周波数がゼロからナイキスト周波数ｆｎ（１５０ｄｐｉ）に向かって増加するにつれて利得が１からゼロに向かってなだらかに減衰していく特性となっている。このフィルタ特性は、文字の再現に必要な周波数成分も同時に低減させる特性となっている。

そこで、第２の実施例では、文字の再現に必要な周波数領域におけるフィルタ利得を減衰させることなく、逆に利得を１以上にブーストして文字の再現性を高め、同時に網線信号成分を低減させるフィルタ特性を提供する。

図１５は、第２の実施例に係る第１、第２のフィルタ４１、４２のフィルタ特性の一例を示す図である。図１５に示すフィルタ特性では、ナイキスト周波数ｆｎ（１５０ｄｐｉ）よりも低い周波数領域において、より具体的には、ナイキスト周波数ｆｎの１／２以下の周波数領域において利得が１以上の領域（ブースト領域）が形成されている。一方、網線の主周波数成分が存在する１００ｄｐｉ以上の領域では十分な減衰量を確保している。

この結果、文字の再現に必要な周波数成分を低減する事がなく、高い文字再現性を実現することができる一方、網線成分を低減しモアレの発生を抑圧することができる。

なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

１ 画像形成装置
２ 読取部（画像読取装置）
３ 画像形成部
９ ＣＣＤセンサ
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ カラー用ラインセンサ
９Ｋ モノクロ用ラインセンサ
１１Ｅ 画像処理部（１）
１１Ｅ３ 解像度変換処理部
４０ 解像度擬似変換部
４１ 第１のフィルタ
４２ 第２のフィルタ
４３ 解像度実体変換部

Claims (5)

1. 第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々出力する複数のカラー用ラインセンサと、
   前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データを出力するモノクロ用ラインセンサと、
   前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換する解像度擬似変換部と、
   擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対してフィルタリング処理する第１のフィルタと、
   前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対してフィルタリング処理する第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する解像度実体変換部と、
   を備え、
   前記第１及び第２のフィルタは、
   少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、
   ことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第１及び第２のフィルタは、
   前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数よりも低い空間周波数領域における信号成分をブーストするデジタルフィルタである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１及び第２のフィルタは、
   １００ｄｐｉから２００ｄｐｉの範囲に対応する空間周波数領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々出力する複数のカラー用ラインセンサと、
   前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データを出力するモノクロ用ラインセンサと、
   前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換する解像度擬似変換部と、
   擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対してフィルタリング処理する第１のフィルタと、
   前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対してフィルタリング処理する第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する解像度実体変換部と、
   前記第２の解像度に実体的に変換された前記各カラー画像データを用紙に印刷する印刷処理部と、
   を備え、
   前記第１及び第２のフィルタは、
   少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 第１の解像度を有すると共に、ＲＧＢ色空間で表現されるカラー画像データを夫々複数のカラー用ラインセンサから出力し、
   前記第１の解像度よりも高い第２の解像度を有するモノクロ画像データをモノクロ用ラインセンサから出力し、
   前記カラー用ラインセンサから出力される各カラー画像データに対して補間処理を行い、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に擬似的に変換し、
   擬似的に前記第２の解像度に変換された前記各カラー画像データに対して第１のフィルタを用いてフィルタリング処理し、
   前記モノクロ用ラインセンサから出力されるモノクロ用画像データに対して第２のフィルタを用いてフィルタリング処理し、
   前記第１のフィルタから出力されるＲＧＢ色空間の各カラー画像データを、輝度成分データを含む他の色空間に変換し、前記輝度成分データを前記第２のフィルタから出力される前記モノクロ用画像データによって置換し、その後、前記他の色空間から前記ＲＧＢ色空間に逆変換して戻すことにより、前記各カラー画像データを前記第１の解像度から前記第２の解像度に実体的に変換する、
   ステップを備え、
   前記第１及び第２のフィルタは、
   少なくとも、前記第１の解像度の１／２の解像度に対応する空間周波数から前記第１の解像度に対応する空間周波数までの領域の信号成分を抑圧するデジタルフィルタである、
   ことを特徴とする画像処理方法。

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