JPS6379471A - 画像読取方法及び装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は画像読取方法及び装置に関し、更に詳しくはモ
アレの発生を防止することができるようにした画像読取
装置及び装置に関する。

（従来の技術） ファクシミリやディジタル複写機等においては、原稿画
像を読取る画像読取装置として、複数個の光電変換素子
からなる１つのラインイメージセンサが用いられている
。通常、オフィスなどで用いられる原稿のうち、印刷物
の網点写真をラインイメージセンサで読取る場合、出力
信号に原稿画像中には存在しない縞模様（モアレ）が現
われることがある。モアレは原稿画像が網点写真である
場合に、網点間隔とイメージセンサのサンプリング間隔
が近い場合に発生することが知られている。

このようなモアレを抑圧する方法として、例えばローパ
スフィルタによって一様に網点周波数を除去することが
行われている。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したように、ローパスフィルタを用いて一様に平滑
化を行うと、エツジ部がぼけてしまい、解像力が低下し
てしまうという不具合があった。

本発明はこのような点に鑑みてなさたちのであって、そ
の目的は、解像力を低下させることなくモアレを除去す
ることができる画像読取方法及び装置を実現することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する第１の発明は、原稿ｉ！ｊ像
を原稿密着型読取手段を用いて少なくとも２つの異なる
サンプリング間隔で読セリ、読取った各読取信号を基に
して不要な信号成分を除去したものを読取画像信号とす
るようにしたことを特徴とするものであり、第２の発明
は、原稿画像をサンプリング間隔を異ならしめて読取る
ようにした少なくとも２系統の原稿密着型読取手段と、
各読取手段の出力をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ
変換器と、各Ａ／Ｄ変換器出力に対して直交関数変換を
行う変換手段と、各直交関数変換手段の成分ごとに絶対
値を比較して小さな方を出力信号とする比較手段と、該
比較手段の出力を直交関数逆変換して読取画像信号とす
る逆変換手段とにより構成されてなることを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明は原稿画像を少なくとも２つの異なるサンプリン
グ間隔で読取り、読取った読取信号を比較して不要な信
号成分を除去する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明方法の一実施例を示すフローチャートで
ある。以下このフローチャートに沿って本発明の詳細な
説明する。

本発明の信号処理は、実際には２次元方向に対して行う
ものであるが、説明を簡単にするために１次元の信号処
理として説明する。

第２図〈イ）は網点画像を走査して反射率を求めた図で
ある。横軸は距離×を、縦軸は反ｍ率ｒ（×）をそれぞ
れ示す。網点画像の場合、その反射率ｒ（ｘ）は、図に
示すように離散的なものとなる。王は網点画像の周期で
ある。ところで、画像信号がどのような周波数成分から
構成されているかを調べることは、信号の処理、解析に
おいて重要な手段となっている。周波数成分を調べるた
めには、所謂直交関数変換が用いられる。ここで、大き
さＭＸＮ画素の画像×に対してユニタリ行列（その逆行
列が転置行列に等しいもの）△（Ｍ）。

Ａ（Ｎ）による Ｘ−Ａ　（Ｍ）　・Ｘ−Ａ　（Ｎ　）ｔの形の変換を２
次元直交変換という。直交変換は、変換結果による低周
波成分へのエネルギー分布の集中、高周波数成分へのエ
ツジ・線情報の反映等の特徴があり、画像からの特徴を
抽出する場合等に活用される。尚、直交変換という場合
、離散的フーリエ変換を含めて扱うのが一般的であり、
離散的フーリエ変換で直交変換を代表することも多い。

例えば２次元画像が与えられた場合に、それがどのよう
な周波数（空間周波数という）成分から構成されている
かを調べることが行われる。第２図（イ）に示す網点画
像ｒ（ｘ）に対してフーリエ変換を行い、空間周波数面
で表示すると第２図（ロ）に示すようなものとなる。横
軸は空間周波数νを、縦軸はフーリエ変換結果Ｒ（ν）
を示す。

Ｒ〈ν）は次式で表わされる。

Ｒ（ν）−ｆ（ｒ（ｘ））　　　　　　　・・・（１）
ここでｆはフーリエ変換を示す。

ステップ■ 原稿画像を原稿密着型読取手段を用いて少なくとも２つ
の異なるサンプリング間隔で読取る。

第３図（イ）は第１のイメージセンサによるサンプリン
グ間隔ｄ！の関数ＩＪｔ（Ｘ）を示す図、第４図（イ）
は第２のイメージセンサによるサンプリング間隔ｄ２の
関数（１２（Ｘ）である。このように、２つの異なるサ
ンプリング間隔ｄ！、ｄ２で同一の原稿画像をサンプリ
ングし、画像情報を読取る。画像情報を読取る手段とし
ては、例えば前記したラインイメージセンサが用いられ
る。

ステップ■ 読取った画像を直交関数変換する。

第３図（イ）に示すサンプリング関数ｇｔ（Ｘ）をフー
リエ変換して空間周波数面で表示すると第３図（ロ）に
示ずようなフーリエ変換像Ｇ＋　　（ν）が得られる。

ここでＧｌ　（ν）は次式で表わされる。

Ｇｌ　　（ν）　−ｆ　　［０１（Ｘ　）　）　　　　
　−（２）第３図（ハ）は、第２図（イ）に示す網点画
像「（Ｘ）を第３図（イ）に示すサンプリング関数９１
　（ｘ）でサンプリングした画像で、このサンプリング
画像ｔｉｔ（Ｘ）は次式で表わされる。

ｈ　１　　（Ｘ　）−ｒ　　（Ｘ　）　・Ｑ　ｔ　　（
Ｘ　）　　　・”（３）（３）式で示すサンプリングし
た画像ｈｔ（Ｘ）をフーリエ変換して空間周波数面で表
示すると、フーリエ変換ｅＨ１（ν）は第３図（ニ）に
示すようなものとなる。ここで８１　（ν）は次式で表
わされる。

Ｈｌ　（ν）− ）、Ｒ（ν′）・Ｇｔ（フーリエ）ｄν′−Ｒ（ν）＊
Ｇ＋（ν）　　　　　・・・（４）ここで、記号１１　
＊　１１はコンボリューション演算を示す。

次に、第４図についても同様の処理を行う。第４図（イ
）に示すサンプリング関数Ｑｚ（Ｘ）にフーリエ変換を
施すと、空間周波数ν領域で第４図（ロ）に示すような
フーリエ変換像Ｇ２　　（ν）が得られる。ここで、Ｇ
２　　（ν）は次式で表わされる。

Ｇ２　　（ν）　＝ｆ　　（ｇ２　　（Ｘ　）　）　　
　　　−（５）次に、第２図（イ）に示す網点画像「　
（Ｘ）を第４図（イ）に示すサンプリング関数！；１２
（Ｘ）でサンプリングすると第４図（ハ）に示すような
サンプリング画像ｈ２（ｘ）が得られる。このサンプリ
ング画ｆｌ＋ｈｚ（Ｘ）は次式で表わされる。

ｈｚ　　　（Ｘ　　）−ｒ　　　（Ｘ　　）　　・　（
Ｊ　　２　　（Ｘ　　）　　　　　　”（６＞次に、〈
６）式で示すサンプリング画像をフーリエ変換して空間
周波数（ν）面で表示すると、フーリエ変換像Ｈｚ（ν
）は第４図（ニ）に示すようなものとなる。ここで、Ｈ
２（ν）は次式で表わされる。

Ｈ２（ν）　− 、／Ｉ：Ｒ＜ν′）・Ｇ２　（フーリエ）ｄν′−Ｒ（
ν）＊Ｇｚ（ν）　　　　　　　・・・（７）以上説明
したフーリエ変換は連続フーリエ変換である。実際の信
号処理は離散的に行われる。第３図、第４図の（ハ）に
示すサンプリング画Ｂｈ１　　（Ｘ）、ｈｚ　　（Ｘ）
に離散的にフーリエ変換を行うとそれぞれ第５図（イ）
、（ロ）に示すようなフーリエ変換ｆｌｌｋＨｔ　　（
ｎ　）　、　Ｈｚ　　（ｎ　）が得られる。ここで、横
軸のｎは離散的空間周波数である。Ｈ＋　　＜ｎ　）、
　Ｈ２（ｒｌ　）はそれぞれ次式で表わされる。

トＩｓ　　　（ｎ　　　）−ｄ　　　（ｈ　　　ｔ　　
　（Ｘ　　　）　　　）　　　　　　　　　　　　　−
（８）８２　　（ｎ　　）＝ｄ　　（ｈｚ　　（Ｘ　　
））　　　　　　−（９）ここで、記号“ｄ”は離散的
フーリエ変換である。

ステップ■ 直交関数変換した信号を比較して不要な信号成分を除去
する。

第５図（イ）、（ロ）に示す波形を比較参照すると明ら
かなようにゼロ周波数を特徴とする特許りの両側にモア
レを示す小さな２つのピークがある。しかもこれらピー
クの位置は第５図（イ）と（ロ）とでは異なっている。

ここで求めたいのは両側に小さなピークのないゼロ周波
数を中心とするピークのみの信号である。第５図（イ）
、（ロ）に示す波形にローパスフィルタをかけて両側の
小さなピークを除去すればよさそうに思える。しかしな
がら、元の画像自身も両側の小ピークの位置に周波数成
分を含んでいるため、忠実な原信号の再現は不可能とな
る。

そこで、本発明においては２つの離散的フーリエ変換像
Ｈｔ　　（ｎ　）、　Ｈ２（ｎ　＞の絶対値を比較し、
小さい方を空間周波数ごとに描出したものを新たに離散
的フーリエ変換像Ｈ（ｎ＞とする。Ｈ（ｎ）は次式で表
わされる。

Ｈ（ｎ　）　−ｃｍｉｎ（Ｈ＋　　（ｎ　）　、　Ｈ２
（ｎ　）　）・・・（１０） ここで、ｃｍｉｎ（）は複素数絶対値の小さい方をとる
関数とする。第５図（ハ）はＨ（ｎ＞の波形を示す図で
ある。両側の小ピークは略完全に除去されていることが
わかる。

ステップ■ 不要な信号成分を除去後の信号を直交関数逆変換して読
取画像信号に戻す。

第５図（ハ）に示す不要な信号成分除去後の信号ト１（
ｎ）に対して離散的逆フーリエ変換を施すと、第５図（
ニ）に示すようなモアレのない画像信号ｈ（ｘ）が１ｑ
られる。ここで、ｈ　〈×〉は次式で表わすことができ
る。更にｐ（ｘ）はｈ（ｘ）を補間した関数である。

ｈ　　（Ｘ）−ｄ−’　（Ｈ（ｎ））　　　　　・＝（
１１）第５図（ホ）に示す画像は、同図（ニ）に示す画
像信号ｈ（ｘ）をフーリエ変換したもので、同図（ハ）
に示すモアレのない波形が１／ｄ１で繰返されている。

第６図は本発明装置の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図において、１．２は画像入力を受ける第１及び
第２のイメージセンサである。原稿画像は、例えば第７
図に示すような原稿密着型読取光学系を介してイメージ
センサ１．２に入力される。即ち光源３２で照射された
原稿３１からの反射光（光画像情報）はセルフォックレ
ンズアレイ３３を介して第１のイメージセンサ１と第２
のイメージセンサ２に入る。

イメージセンサ１．２は、前述したようにサンプリング
間隔を異ならしめる必要があり、センサ素子（光電変換
素子）の取付ピッチをそれぞれｄｌ、ｄｌとしている。

イメージセンサ１．２としては１次元のラインイメージ
センサで走査するものであってもよいし、２次元のイメ
ージセンサを用いて一度に読取るものであってもよい。

条件としては、センサ素子の間隔ｄ１．ｄｚが異なって
いることが必要であり、２次元イメージセンサの場合、
縦横の間隔が両方とも異なっていることが好ましい。又
、一方のイメージセンサの間隔が他方のイメージセンサ
の間隔の整数倍になっていないことが好ましく、更に、
両イメージセンサのピッチ間隔ｄ、、ｄ、比は１乃至２
倍で、特に１゜１〜１．８倍になっていることが望まし
い。

２つのイメージセンサ１，２からの出力信号は、それぞ
れＡ／Ｄ変換器３．４によってディジタルデータに変換
され、メモリ５．６に格納される。

メモリ５．６に格納された画像データは、順次読出され
てそれぞれ離散的フーリエ変換回路７．８によりＩｉ！
１ｒｌｌ的フーリエ変換され、メモリ９．１０に格納さ
れる。２つのイメージセンサ１．２の離散的フーリエ変
換を行う区間は原稿の画像上で同一であることが好まし
く、従って、イメージセンサ１とイメージセンサ２のサ
ンプル数の比はｄｌ　二ｄ１に、即ちピッチｄ、、ｄ２
の逆比になることが好ましい。

メモリ９．１０に格納されたフーリエ変換データは、順
次読出されて絶対値回路１１．１２によって絶対値にさ
れた後、各空間周波数ごとに比較回路１３で比較される
。比較回路１３は、比較結果により絶対値の小さい方を
セレクトするような切換信号を切換スイッチ１４に与え
る。該切換スイッチ１４は、メモリ９．１０に格納され
ているフーリエ変換データのうち絶対値の小さい方のデ
ータ側に切換ねり絶対値の小さい方のデータをセレフト
してメモリ１５に送る。メモリ１５には、このようにし
てセレクトされた絶対値の小さい方のデータが順次格納
される。

メモリ１５に格納されたデータは、順次読出され、離散
的逆フーリエ変換回路１６によって逆フーリエ変換され
読取画像信号に戻される。この読取画像信号は、モアレ
が除去されたものとなっている。ｍ数的逆フーリエ変換
回路１６により読取画像信号に戻された信号データはメ
モリ１７に格納される。メモリ１７に格納された読取画
像信号データは、必要に応じて読出され、ＣＲＴに出力
表示され、或いはプリンタでプリントアウトされる。こ
のようにして出力表示された画像はモアレのない高品質
の画像となっている。

以下に、本発明の実験結果について説明する。

１００Ｆｉｌ／インチ（７）４５’　（７）網点画伯を
２００画素／インチと１５０画素／インチの２つのサン
プリング間隔で開口１００μｍのドラム型スキャナで２
インチ×２インチの領域を読取ったところ、それぞれ４
２線／インチと、７線／インチの原稿の網点画像にない
網点状の縞模様が発生した。そこで、この２つの読取画
像（４００画素×４００画素と３００１ｉｌｉｉ素ｘ３
００画素）をコンピュータにて２次元離散的フーリエ変
換を行い、４００×４００のフーリエ面の画像のうち、
低空間周波数成分（３００ｘ３００）と、３００Ｘ３０
０のフーリエ面の画像を各空間周波数成分ごとに絶対値
の小さな方の成分を選択し、新たに３００Ｘ３００のフ
ーリエ面の画順を作成した。この画像を２次元離散的逆
フーリエ変換を行って得た画像はモアレの無い良好な網
点画像となった。

尚、原稿密着型読取光学系については、第７図の他に種
々の構成を取ることができる。例えば、第８図のように
、各イメージセンサ１．２毎にセルフォックレンズアレ
イ３３ａ、３３ｂを配設するようにしてもよい。この構
成の場合もイメージセンサ１．２は前述の如くサンプリ
ング間隔を異ならせることは勿論である。

上述の説明では原稿画像を２種類の異なるサンプリング
間隔で読取る場合を例にとったが、３種類以上のサンプ
リング間隔で読取るようにすることもできる。又、上述
の説明では１次元の信号処理を行う場合を例にとって説
明したが、２次元方向に対して本発明による信号処理を
行えばモアレ除去効果は更に向上する。又、上述の説明
においては直交関数変換をフーリエ変換面で行った場合
を例にとって説明したが、本発明はこれに限るものでは
なく、直交関数を用いた変換全てに適用可能である。例
えばウオルシュ・アトマール（Ｗａｌｓｈ　−Ｈａｄａ
ｍａｒｄ　）変換等に適用することができる。

又、上述の説明ではモアレを除去するために比較するフ
ーリエ変換像の絶対値の小さい方をとる演算を行ってい
るが、本発明はこれに限るものではなくモアレによるピ
ークを除去できる演算であればどのような方法を用いて
もよい。更に、離散的フーリエ変操／逆変換に高速のア
ルゴリズム、例えばＦ　Ｆ　Ｔ　（Ｆ　ａｓｔ　Ｆ　ｏ
ｕｒｉｅｒ　　Ｔ　ｒａｎｓｆｏｒｍ）や、ＷＦＴＡ　
（Ｗｉｎｏｇｒａｄ　ｌ”ｏｕｒｉｅｒ　　Ｔｒａｎｓ
ｆｏｒＩＩＩＡＩｇｏｒｉｔｈｍ）等を用いるとコンピ
ュータの計算時間の短縮化が図れる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば原［ｉ像を
原稿密着型読取手段を用いて少なくとも２！！類の異な
るサンプリング間隔で読取り、フーリエ変換したデータ
を空間周波数ごとに比較して絶対値の小さい方を選ぶよ
うな演算を行うことにより、モアレ成分を除去すること
ができ、高品質の画像を再生することができる画像読取
方法及びＨｕｆｆを実現することができ実用上の効果が
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を示すフローチャート、
第２図乃至第５図は本発明方法の説明図、第６図は本発
明装置の一実施例を示す構成ブロック図、第７図及び第
８図は読取光学系の構成例を示す図である。 １．２・・・イメージセンサ ３．４・・・Ａ／Ｄ変換器 ５．６，９．１０，１５．１７・・・メモリ７．８・・
・離散的フーリエ変換回路 １１．１２・・・絶対値回路 １３・・・比較回路　　　１４・・・切換スイッチ１６
・・・離散的逆フーリエ変換回路 ３１・・・原￥ｆｉ　　　　　３２・・・光源３３・・
・セルフォックレンズアレイ 特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　井　　島　　藤　　論外１名 角年　１　図 篤２図 ′！ｊ！閤后曖Ｉ（ 第３　図 貴亀　４　図 １／ｄｚ　　（１／ｄｚ−１／Ｔ）Ｏ（１／ｄｚ−１／
Ｔ）　　　１／ｄ２負年７図 ３３１セルフ珍ツクレンズアレイ 第８　図 ３２ｉ光源

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿画像を原稿密着型読取手段を用いて少なくと
   も２つの異なるサンプリング間隔で読取り、読取った各
   読取信号を基にして不要な信号成分を除去したものを読
   取画像信号とするようにしたことを特徴とする画像読取
   方法。
2. （２）前記不要な信号成分を除去する処理を直交関数変
   換面で行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像読取方法。
3. （３）前記直交関数変換としてフーリエ変換を用いたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の画像読取方
   法。
4. （４）前記直交関数変換面における２つ以上の読取信号
   のうち各直交変換成分ごとに絶対値の小さな方を出力信
   号とするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項乃至第３項記載の画像読取方法。
5. （５）前記２つ以上の異なるサンプリング間隔で読取る
   手段として２つ以上のイメージセンサを用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像読取方法。
6. （６）前記２つ以上のイメージセンサの１画素あたりの
   受光面積を実質的に等しくしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の画像読取方法。
7. （７）前記不要な信号成分を除去した後、直交関数逆変
   換により読取画像信号を得るようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の画像読取方法。
8. （８）原稿画像をサンプリング間隔を異ならしめて読取
   るようにした少なくとも２系統の原稿密着型読取手段と
   、各読取手段の出力をディジタルデータに変換するＡ／
   Ｄ変換器と、各Ａ／Ｄ変換器出力に対して直交関数変換
   を行う変換手段と、各直交関数変換手段の成分ごとに絶
   対値を比較して小さな方を出力信号とする比較手段と、
   該比較手段の出力を直交関数逆変換して読取画像信号と
   する逆変換手段とにより構成されてなる画像読取装置。