JPS6038975A

JPS6038975A - カラー入力出力装置

Info

Publication number: JPS6038975A
Application number: JP58145683A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Sekizawa; 秀和関沢; Yasuo Hosaka; 保坂　靖夫; Shuzo Miura; 秀三三浦; Kiyoshi Yamada; 清山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-08-11
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1985-02-28
Also published as: JPH0580863B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕この発明は、１個以上の撮像素子でカラー画像を電気信
号に変換し、この電気信号によりカラー、表示装置へ画
像出力する装置に関するもので、特に光源等が不安定で
あっても、安定した画像出力が得られるものに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、撮像素子でカラー画像を電気信号に変換し、カラ
ープリンター等に出力する場合、光源が変動するとその
出力画像の色調が変動してしまう欠点があった。特に光
源の点灯直後の変化が大きいため、光源の安定化だけで
は微妙な色の変化に、対応することが出来なかった。

また、複数のセンサーを用いて読み取る場合には、各セ
ンサーの特性の差により、出力画像に微妙な色の変化が
帯状に生じ、大変見苦しくなる等の欠点があつ几。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたので、
光源等が不安定であっても、走査開始毎に標準の白黒パ
ターンを入力し、このデータにより各センサの規格化全
行い、センサー間のバラツキを補正し、安定した画像出
力素子を行う装置全提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明では、カラー画像を１個以上のカラー撮像素子で
電気信号に変換する。このとき、１ページ走査開始する
直前に、標準の白黒パターンを走査し、このデータによ
シ各撮像素子の出力信号を規格するためのデータを計算
し、メモリに記録する。このデータを基に走査後の各撮
像素子の出力信号を規格する。次にこの規格化された信
号をマトリックス回路により変換する。このとき、カラ
ー撮像素子毎にマトリックス回路の係数を切変えて、ど
のカラー撮像素子で光電変換されても、はぼ同一な信号
となるようにする。なおこのときカラー撮像素子内で色
の変化がある場合には、各画素毎にマトリックス回路の
係数を切変える。

〔発明の効果〕

本発明では、走査開始する直前に標準の白黒パターンを
走査し、各センサー出力を規格化する信号を作成してい
る。したがって１ペ一ジ走査期間中の短時間のみ、はホ
ー足光量となるよう光源の安定化を図かつておけば、光
源の経年変化等に左右されない安定した信号が得られる
。！、た、撮像素子、または画素ｔｐ位でマトリックス
回路の係数を切変えて、との撮像素子で光電変換されて
もほぼ同一な信号となるようにしている。これは各セン
サーの色フィルタの補正を行っていることとなるので、
光源の発光温度等の違いによる色相の変化に対しても、
安定な信号が得られる。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

ここではまず信号の流について説明し、次に規格化する
ための標準信号の発生について説明する。

第１図は、セルフォックレンズｌにより原稿を４個の空
間分割タイプのカシ−フィルター付きのＣＣＤラインセ
ンサー３からなる撮像素子に結像し、光電変換し、この
信号によりカラープリンタ２９に電気信号を送り、カラ
ー表示する実施例である。

ＣＣＤラインセンサー３（例えば昭和５８年度電子通信
学会総合全国大会：ｌｉ演番号１２４３番「高速カラー
密着スキャナ」（採板等）に示されている。）の出力電
気信号は増幅器４により増幅され、ＡＤ変換器４により
デジタル信号に変換される。この信号は各色フィルタに
対応して、３色たとえば、白、イエロ、シアンの三色に
分割されて、ラインメモｌＪ６，７．８にそれぞれ記憶
される。３〜５までは各ＣＣＤ素子３　、３１　、３／
ｌ　、　３１／／に対して同様に動作し、それぞれライ
ンメモリ６．７．８に記憶されｌラインの信号となって
出力される。ここでセルフォックレンズで結像される画
像の分解能は、ＣＣＤラインセンサーの分解能の約１／
２程度であることが望ましい。

さて、このように各色ごとに１ラインの信号となったも
のは次にレジスタ９と加算器ｌＯにより２画素ごとに平
均される。すなわちレジスタ９に１画素記録し、次の時
点でレジスタ９と次のデータの加算が行われ、さらに加
算器の出力の結線をＭＳＢ　ｉｌｌへ１ビツトシフトし
ておく。このようにして２画素平均が行われ、ザンブリ
ングによる折り返しノイズをなくす。

次に、各センサの画素毎の信号に対してシエディング全
補正するために規格化を行う。今、標準テストパターン
の白レベル信号ｋ　Ｉｗとし、黒レベル信号′ｆ：ＩＢ
としたとき、このｌライン信号の出力を工とすれば、そ
の規格化された出力信号Ｉｏ１’ｌ：次式となる。

Ｉｏ　＝　（Ｉ−Ｉｗ）　・−’　＝・（１）（ＩＢ−
ＩＷ）これを各画素単位で行うには、あらかじめＩｗｅライン
メモリ１１に記録しておき、加算器ｌＯからの出力信号
により、それぞれ順次引き算器１２により引き算を画素
単位で行う。次に１／（Ｉｎ−Ｉｗ　）の値をあらかじ
めラインメモリ１３に記録しておき、掛算器１４により
画素単位で順次掛γ１を行う。

同様に他の色信号に対しても行う。このよう々処理を行
うことにより、ＣＣＤセンサーにシ″】−一デイングが
生じていても、出力信号にほとんど明るさむらのない信
号が得られる。しかしながら、色フィルタの何件に変化
が生じている場合には微妙な色の変化として出力される
場合がある。

そこで、次に積和演勢４回路からなるマトリックス回路
により、各撮像素子間の微妙な色の変化（Ｃ対しても、
対応できるようにすることと、色変換用テーブルのメモ
リ容量が小さくてもよいように色変換テーブルのメモリ
のアト１／ス空間で均一に分布するように座標変換を行
う。なおここでは、非線形変換を行う色変換用テーブル
を用いたが、高精度の色再現が不要な場合には必ずしも
このメモリを使用しなくて良い。

今ＣＯＤセンサー上にある色フィルタとして、白。

イエロ、シアンの三色とし、これらによる出力信号音そ
れぞれｗ、ｙ、ｃとする。また、輝度信号’ｔ”ｓｓｙ
第１の色差信号をＳ２．第２の色差信号Ｙ　Ｓｓとしそ
れぞれを次式のように定義する。なお輝度信号としては
５ｌ＝Ｗとしても良い。

次に次式による座標変換を行う。変換された後の座標を
それぞれＸｌ、　Ｘｓ　、　Ｘｓとすれば次式となる。

ここで変換された後の座標を色変換テーブルアドレス上
で均一分布するように決める。例えば、イエロ、シアン
、マゼンタの各色に対して等距離になるようにする。こ
のとき、（３）式のマトリックスａｉｊの決定は各色に
対してＳ１＋８２，８３を測足し、その値に対して変換
後の座標ＸＩ　、　Ｘ２　、　Ｘ５　％）決める。

そしてこれらの値より逆行列をめることによＶａｉｊ　
ｆ決定することができる。そこで各センサーごとｔこ各
色に対するｓ、　、　８２．　ｓ３が異なっていても、
変換後の座標Ｘ＋　、　ｘ２．　Ｘｓｋ同一となるよう
にすることが可能で、そのときの請求めることができる
。したがって（２＞　、　（３）より次式がまる。

このようにしてまった変換式に対ｌ〜て信号の流れは次
のようになる。

すなわち規格化されたｗ、ｙ、ｃの信号に対してマルチ
プレクサ１５により、それぞれ選析し、それぞれに対し
て（４）式の係数を積和演算回路１６により掛けて加算
すればＸｌ、Ｘ２．Ｘ３がまる。このとき（４）式の係
数を各撮像素子毎にあらかじめめてメモリ１７に記録し
ておき、各撮像素子毎に切替えで計算すれば、素子間の
バラツギは除くことが可能となる。なおＣＣＤセンサー
では画素毎に変動がある場合があり、この場合には画素
毎に係数を切替えれば、画素毎の色相の変動をおさえる
ことが可能となる。

また座標変換されたアドレスが各色に対してほぼ均等に
、座標空間上に分布するように係数ａｉｊを決定すれば
、色変換テーブルの必要メモリ容量は小さくて良い。

さて、このように座標変換された信号は、次に平均化処
理が行なわれ、その平均化された信号で色変換テーブル
を引く、このテーブルの値に対して、輝度信号の局所変
動率が所足値より大きい場合のみ、固定閾値で２値化し
、他の場合にはディザ化を行う。これについて第２図を
参照して説明する。

積和演算回路１６１６’　１６”から出力された座標変
換後の信号は、平均化処理回路１８　、１８’　、　１
８″　に入力される。次に輝度信号に対しては、引算器
１９により平均化全行った信号と、元の信号との差をと
る。その結果、この信号は輝度信号の局所変動を与える
。さらにこの信号は、２値ディザ判足用メモリ２０に入
力される。このメモリの内容は、例えば第１表のように
なっている。払下り臼第１表局所変動の小さい範囲、すなわち−ｆｉ４から６３まで
はディザ化を行って２値化するためのコードが入ってお
り、他の範囲では、固定８＃Ｂで２値化を行うためのコ
ードが記録されている。

一方この差信号と、平均化を行った信号とをマルチプレ
ッサー２１に入力し、この両者の信号に対して適当な係
数をメモリ２３に設定し、請和演算回路２２に送り、両
者の信号を混合する。このようにすることにより、あま
りボケない適当な信号を得ることが可能となる。例えば
、平均化を行う前の信号をＸ、平均化を行った信号をＸ
とすれば、引き算器１９からの信号はｘ−ｘとなり、平
均化回路１８の出力はＸとなる。そこでメモリ２３の係
数ｉａ、ｂとすれば、積和演算回路２２の出力ｙは次式
となる。

ｙ＝ａ　（ｘ−ｘ　）＋ｂｘ　＝ｉ５）ここでａ＝ｂ−
１と１−ればｙ　＝　ｘとなり平均化を行う前の信号と
なる。また、ａ＝ｏ　、ｂ＝ｉとすればｙ　＝　ｘとな
り平均化を行った信号となる。さらにａ＝ｌ、ｂ＝Ｑと
１−ればｙ＝ｘ−ｘとなり、差信号すなわち局所変動の
みの信号、言い変えれば微分波形に近いものとなる。こ
れは低域周波数カットの信号となる。このように係数ａ
、ｂを変えることにより、平均化を行った高域周波数カ
ットの信号から、微分波形に近い低域周波数カットの信
号まで自由に得ることができる。そこで係数ａ。

ｂを適切に選び、信号のＳＮ比をも考慮してあまりボケ
ない信号を色変換テーブルメモＩＪ　２４，２４’　。

２４″に入力する。

また、他の２つの色差信号Ｘ、、Ｘ、の方は、平均化回
路１８’　、１８”で平均化を行い、ＳＮ全向上させ色
変換テーブルメモＩＪ　２４，２４’　、２４”に入力
する。この３者の信号により色変換テーブルメモリのア
ドレスが決定され、そのアドレスに従って実際に必要な
インクの量を決定する。この色変換テーブルとしては、
例えば、良く知られているＮｅｕｇｅｂａｕｅｒの方程
式をあらかじめ割算しておき、メモリ２４゜２４’　、
２４″に記録しておけば良い。

このようにして実際に必要なイエロ、マゼンタ。

シアンのインクの量がメモリ２４　、２４’　、　２４
″より引き出されたなら、これらの信号が２値化回路２
５．２５’。

２５″に入力される。この２値化回路２５．２５’　、
２５″は比較回路からなり、その比較される参照信号は
、マルチプレクサ２６．２６’　、２６”により、ディ
ザパターンの参照データメモリ２７．２７’　、２７”
の内容と、固足間値のメモリ２８．２８’　、２８”が
切換される。この切換えに必要な信号は２値ディザ判足
用メモリ２０から出力される。丁なわち輝度信号Ｘ１の
哄所変動率が所定値より大きい場合には、固定ｆ１０に
よるＺ値化を選択し、他の場合には、ディザ化を選択す
る。

このようにすることにより、文字パターンのような輝度
信号の変化のはげしいものに対しては、固定２値化によ
り、高解像度で表現することが可能となる。また中間調
の像では輝度信号は大きく変化しないで、ディザ化され
た中間調表現が可能となる。

このようにして、２値化された信号は、感熱転写のプリ
ンタのような２値表現可能なカラープリンタ２９に送り
、フルカラー画像の表現を行う。

次に規格化するための標準信号の発生方法について説明
する。まず入力原稿を走査する前に、第３図のように走
査開始点に設けられた主走査中を有する標準の白黒パタ
ーン４０を走査する。このときＣＰＵ　３０よりインタ
ーフェース３１ｆｆｉ介して、ラインメモリ１１．１１
’　、ｔｔ″には０を、ラインメモリ１３．１３’　、
１３”にはｌを送る。またインターフェイス３２を介し
てマトリックス回路の係数メモリ１７゜１７’　、１７
″には次式のデータを送る。

すると（４）式はとなり、積和演算器の出力には入力のデー！そのものが
出力される。そこでこのデータ全インターフェイス３３
を介して、ＣＰｖ３０に入プｊ″ｆる。ここで第１に標
準の白ノくターンヶ入力する。このとき、標準パターン
のわずかの変動が考えられるので、センサーを移動し数
回データを入力し、平均したものをラインメモリ１１．
１１’　、１１”にインターフェイス３１全介して送る
。次にセンサーｋ　’Ａ＊＊ｔ　Ｉ、、黒パターンを入
力する。このときもセンサーを移動し、数回データを入
力し平均化を行う。そこでＣＰＶ　３０で１／（ＩＢ−
ＩＷ）　’ｒ：計算し、この値をインターフェイス３１
を介してラインメモリ１３　、１３’　、　１３″へ送
る。この値によって各センサー出力の規格イヒを行う。

この規格化に必要なデータは原稿ｌを走査する直前に行
っているので、原稿１を走査している時間内だけ光源全
安定化させるように考慮しておけば、螢光灯のような経
時変化の多いものでも使用可能となる。

次に、マトリックス回路の係数の決め力について脱明す
る。一般に光源の分光特性には、あまり大きな変化はな
いが、光源によっては経時変化で分光特性が変化するも
のがある。そこで適時標準となるカラーパーラ読、み取
って、このマトリックス回路の係数を補正し、常に安定
したカラー出力を得るようにしなければならない。標準
のカラーバーとしては、第４１図に示されたようなシア
ン１００、マゼンタ１０１．イエ１ゴ１０２からなるカ
ラーパーを用いるとよい。なおレッド、グリーン、ブル
ー等の色を用いても良く、寸た、これら全ての色を用い
ても良い。この標準のカラーバーを原稿としてセットし
、（６）式で示された係数ｉ　ＣＰＶ　３０からインタ
ーフェイス３２を介して、メモリ１７゜１７’　、１７
”に送る。次に、この標準パターンのシェーディング補
正を行って読み取る。なおこのときも標準パターンの汚
れ等を考慮して、センサーを移動し、数回データを入力
し平均化を行う。これを各３色について行う。次に各セ
ンサー毎に平均化を行い、先に説明したように、（３）
式の係数をめる。この係数をインターフェイス３２を介
してメモＩＪ　１７，１？’　、１７”に送る。このよ
うにして光源およびセンサーの色フィルター等の経時変
化があつそも、各センサーの出力を補正し、全面均一で
安定したカラー信号の処理全可能とする。

〔発明の他の実施例〕

先の実施例では、イエロ、マゼンタ、・シアンの３色カ
ラーについて説明したが、黒を加えた４色カラーについ
ても同様に行うことができる。すなわち、第５図の回路
のように、色変、４実用のメモリとして、黒信号発生用
のメモＩＪ　２４１ＬＩｆ設ける。他は先の実施例と同
様である。

また、先の実施例では、２値ディザ切替えメモリ２０の
入力で差信号をそのまま入力信号として使用していｆＣ
が、この場合にはメモリの内容に連続性が失われる。そ
こでその′ｉ！マ入力するのではなく、ＭＳＢに１ビツ
トを加算して、その結果をメモリ２０のアドレスとすれ
ば、メモリの内容に連続性が生じる。

また、ディザ参照パターンおよび固定閾値を各色共通に
するならば第６図のように回路は省略される。

なお先の実施例では、撮像素子としてｒ次元ＣＣＤセン
サーの例について説明したが、２次元のセンサーであっ
てもよい。ｉ　ｆｔ色フィルタとしては、グリーン、イ
エロ、シアンでも良く、レッド。

グリーン、ブルーでも良い。

先の実施例では保守時又は適時標準のカラーバを読み取
ってマトリックスの係数を決定しているが、経時変化の
少ない色素によりカラーパーを作成すれば、標準の白黒
パターンと同様、走査開始直前に読み取り毎回マトリッ
クスの係数を補正しても良い。この場合には小さな補正
を行うように限定するなら必ずしも３色必璧としない。

【図面の簡単な説明】

第１図、＠２図は本発明の一実施例を示″ｊ−図、の実
施例を示す図である。 ■・・・セルフォックレンズアレー２・・・原稿　３・・・ＣＣＤセンサー４・・・増幅器
　５・・・Ａ／Ｄ変換器６．７．８・・・ラインメモリ９．１９　・・・引き算器　ＩＯ・・・加析器１１．１
３．１７・・・係数メモリ１４・・・掛算器　１６．２２・・・積和演算回路２０
・・・２値デイザ切変データメモリ２４・・・色変換テ
ーブルメモリ２７・・・ディザパターン参照メモリ２８・・・固定２値閾値２９・・・カラープリンター代理人　弁理人　則　近　憲　佑（ほか１名）第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　カラー画像を１個以上のカラー撮像素子で電気
信号に変換し、この電気信号によりカラー表示装置へ画
像出力する装置において、カラー撮像素子で２つ以上の
レベル余有する標準ノ（ターンを走査開始毎に電気信号
に変換し、このデータを撮像素子の画素単位毎に記録し
、このデータを元に、各画素信号毎に規格化全行うこと
を特徴とするカラー人力表示装置。
（２）　カラー撮像素子で得た電気信号會マＦリツクス
回路により変換する場合、カラー撮像素子毎にマトリッ
クス回路の係数を切変え、または画素単位毎にマトリッ
クス回路の係数を切変えることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のカラー人力表示装置。
（３）標準のパターンとして白および黒ノ（ターンを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
ー人力表示装置。
（４）適時、標準パターンとして、主走査の巾を有した
各色のカラーパーを用いることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のカラー人力表示装置。