專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像掃描器和傳真裝置、復(fù)印機(jī)等的圖像讀取裝置，尤其涉及采用了接觸式圖像傳感器的圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
以往，眾所周知逐個(gè)像素地將原稿圖像作為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行讀取的圖像讀取裝置。即，此圖像讀取裝置構(gòu)成為，通過(guò)具備多個(gè)具有一維的像素排列的圖像讀取傳感器，并將此多個(gè)圖像讀取傳感器，沿像素排列的方向在一列上配置多個(gè)，來(lái)滿(mǎn)足所需要的圖像讀取范圍，并構(gòu)成為一邊沿與像素排列相垂直的方向移動(dòng)一邊將原稿圖像作為二維數(shù)字信號(hào)進(jìn)行讀取。
但是，在這種圖像讀取裝置中，將多個(gè)設(shè)置的圖像讀取傳感器間的連接部分的距離精度較高地設(shè)成約1個(gè)像素的距離，若讀取分辨率變高時(shí)則變得困難。若傳感器間的連接部分的距離分離開(kāi)，則在讀取印刷等網(wǎng)點(diǎn)圖像等有周期性的原稿圖像的情況下，就會(huì)在傳感器的連接部分產(chǎn)生不能讀取的欠缺數(shù)據(jù)，并發(fā)生條紋狀的噪聲，而成為圖像質(zhì)量劣化的原因。
為了對(duì)這樣的傳感器連接部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，例如在日本專(zhuān)利公開(kāi)特開(kāi)2003-8853號(hào)中提案出進(jìn)行一維的濾波運(yùn)算的技術(shù)。在此提案中，是插值位置也好不是插值位置也好，都在全部的要素中進(jìn)行此濾波運(yùn)算，求出插值位置以外的任意數(shù)據(jù)位置上的濾波運(yùn)算結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)(亮度值)的差分，將最靠近實(shí)際數(shù)據(jù)的濾波運(yùn)算結(jié)果作為插值位置上的濾波運(yùn)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行選擇。
但是，在上述以往的技術(shù)中，由于在傳感器連接部分以外的像素中，逐個(gè)進(jìn)行多個(gè)濾波運(yùn)算結(jié)果和實(shí)際的亮度值的比較，所以處理復(fù)雜化。進(jìn)而為了進(jìn)行高精度的插值，就需要增加參照數(shù)據(jù)的數(shù)目，從簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值而獲得高品質(zhì)的圖像的觀點(diǎn)出發(fā)就有局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種圖像讀取裝置，即使是接合了多個(gè)圖像讀取傳感器的圖像讀取裝置，也能夠簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行插值而獲得高品質(zhì)的圖像。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種圖像讀取裝置，具有逐個(gè)像素地讀取原稿圖像的圖像讀取單元；和利用插值數(shù)據(jù)對(duì)相當(dāng)于上述圖像讀取單元的缺陷像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行插值的像素插值單元；所述圖像讀取裝置的特征在于上述像素插值單元包括，對(duì)位于上述缺陷像素的附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)度檢測(cè)單元；依照上述相關(guān)度檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)選擇濾波器大小的濾波器大小選擇單元；以及通過(guò)對(duì)位于上述缺陷像素的附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，以上述所選擇的濾波器大小進(jìn)行濾波處理來(lái)計(jì)算上述插值數(shù)據(jù)的插值數(shù)據(jù)計(jì)算單元。
根據(jù)上述技術(shù)方案，就能夠簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行插值而獲得高品質(zhì)的圖像。
本發(fā)明的其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)以附圖為參照的下面的說(shuō)明將會(huì)弄明白。此外，在附圖中對(duì)相同或相似的結(jié)構(gòu)附加相同的參照標(biāo)號(hào)。


圖1是表示在與本發(fā)明第1實(shí)施形式有關(guān)的圖像讀取裝置(掃描器)內(nèi)所設(shè)置的插值運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的各實(shí)施形式的圖像讀取裝置的外觀圖。
圖3是用于說(shuō)明與各實(shí)施形式有關(guān)的單行圖像讀取傳感器的動(dòng)作的圖。
圖4是表示圖1中的第1濾波器單元中使用的系數(shù)的空間頻率應(yīng)答的曲線(xiàn)圖。
圖5是表示圖1中的選擇信號(hào)生成單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示不適合圖1中的第1濾波器單元的處理結(jié)果的圖像例子的曲線(xiàn)圖。
圖7是表示用于說(shuō)明各處理的像素位置的圖。
圖8是表示與本發(fā)明的第2實(shí)施形式有關(guān)的選擇信號(hào)生成單元的框圖。
圖9是用于說(shuō)明第2實(shí)施形式中的中心平坦度檢測(cè)處理的圖像數(shù)據(jù)的亮度分布圖。
圖10是用于說(shuō)明第2實(shí)施形式中的中心平坦度異常檢測(cè)處理的圖像數(shù)據(jù)的亮度分布圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式。
<圖像讀取裝置的概略結(jié)構(gòu)>
圖1是表示在與本發(fā)明第1實(shí)施形式有關(guān)的圖像讀取裝置(掃描器)內(nèi)所設(shè)置的插值運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的框圖，圖2是表示第1實(shí)施形式的圖像讀取裝置的外觀圖。
首先在圖2中，作為第1實(shí)施形式的圖像讀取裝置的掃描器，通過(guò)照明成為原稿的紙上的圖像，并對(duì)單行圖像讀取傳感器(參照?qǐng)D3)進(jìn)行掃描，作為光柵圖像數(shù)據(jù)變換成電信號(hào)。若在設(shè)置于掃描器的原稿臺(tái)玻璃上放置原稿，裝置使用者在未圖示的操作單元中給與讀取指示，則掃描器讀取原稿如上述那樣變換成電信號(hào)。另外，也可以是裝置使用者將原稿用紙放置在原稿供給器201的托盤(pán)202上，在操作部中給與讀取指示，由此原稿供給器201一張一張地供給原稿用紙進(jìn)行原稿圖像的讀取動(dòng)作。
<單行圖像讀取傳感器的細(xì)節(jié)>
圖3(a)、(b)是用于說(shuō)明第1實(shí)施形式的單行圖像讀取傳感器的動(dòng)作的圖，該圖(a)表示原稿臺(tái)玻璃30和單行圖像讀取傳感器31，該圖(a)表示單行圖像讀取傳感器31的擴(kuò)大圖。
在圖3(a)中，若裝置使用者使欲讀取的圖像向下那樣將原稿放置在原稿臺(tái)玻璃30上，則原稿由照明單元進(jìn)行照明，其反射來(lái)的光通過(guò)透鏡((SELFOC)(商標(biāo))透鏡陣列等)成像于單行圖像讀取傳感器31。單行圖像讀取傳感器31將該光學(xué)像變換成模擬電信號(hào)，然后通過(guò)未圖示的A/D變換裝置生成數(shù)字的圖像數(shù)據(jù)。由于單行圖像讀取傳感器31具備CCD器件等的光電變換器件并沿主掃描方向生成圖像數(shù)據(jù)，故掃描器通過(guò)沿與主掃描方向垂直的方向(副掃描方向)對(duì)該單行圖像讀取傳感器31進(jìn)行掃描，就能夠生成2維圖像數(shù)據(jù)。
單行圖像讀取傳感器31由多個(gè)小圖像傳感器31-1～31-10組成，被構(gòu)成為能夠供給所需的主掃描像素?cái)?shù)。若假定為以600dpi讀取300mm，則所需的主掃描像素?cái)?shù)為，300mm/(25.4/600)＝約7100像素其中，1英寸＝25.4mm。
各圖像傳感器31-1～31-10，分別由710像素構(gòu)成，以710×10個(gè)構(gòu)成7100像素。由于假定為600dpi的讀取分辨率，故1個(gè)像素的距離為，1/600英寸＝25.4/600mm＝約0.0423mm。
因而，圖3(b)所示的距離A在第1實(shí)施形式中是約0.0423mm。
如果設(shè)各圖像傳感器31-1～31-9的最后的像素L與相鄰的傳感器的最初的像素F的間隔為約0.0423mm則沒(méi)有問(wèn)題。在實(shí)現(xiàn)該圖像傳感器芯片的結(jié)構(gòu)時(shí)非常困難或者在物理上是不可能的，有時(shí)需要更長(zhǎng)的間隔。在第1實(shí)施形式中，通過(guò)將芯片間的間隔設(shè)為距離“A”2倍的“2A”，使各圖像傳感器31-1～31-10的實(shí)現(xiàn)變得容易。
但是，由于如圖3(b)所示那樣像素L和像素F的間隔比其他的像素還要分離開(kāi)，故各圖像傳感器31-1～31-10的連接部分就變得顯眼。因此，在第1實(shí)施形式中，用后述的插值運(yùn)算單元計(jì)算出相當(dāng)于位于像素L和像素F之間的不能讀取的缺陷像素H的像素?cái)?shù)據(jù)，對(duì)各圖像傳感器31-1～31-10間的芯片的連接部分進(jìn)行插值。
由于被插值的像素H，存在于各圖像傳感器31-1～31-10的每個(gè)連接部分，故在第1實(shí)施形式中，需要在從第1個(gè)圖像傳感器和第2個(gè)之間的像素H1，到第9個(gè)和第10個(gè)之間的像素H9為止合計(jì)9處利用插值運(yùn)算單元進(jìn)行計(jì)算。
<插值運(yùn)算單元的細(xì)節(jié)>
如圖1所示那樣，插值運(yùn)算單元，由圖像數(shù)據(jù)輸入單元101、選擇信號(hào)生成單元102、第1濾波器單元103、第2濾波器單元104以及選擇器105構(gòu)成。
若從圖像數(shù)據(jù)輸入單元101輸入圖像數(shù)據(jù)，則由適合有周期性的圖像數(shù)據(jù)的插值的第1濾波器單元103、和進(jìn)行不適合第1濾波器單元103的圖像數(shù)據(jù)的插值的第2濾波器單元104分別進(jìn)行卷積運(yùn)算，生成濾波處理后的信號(hào)。選擇信號(hào)生成單元102判定圖像數(shù)據(jù)是否是適合第1濾波器單元103的圖像，生成并輸出選擇信號(hào)SL。
選擇器105，輸入分別由第1、第2濾波器單元103、104進(jìn)行運(yùn)算后的各圖像信號(hào)以及關(guān)注像素信號(hào)TG1的3個(gè)圖像信號(hào)，和關(guān)注像素位置信息TG2，在關(guān)注像素位置信息TG2未表示需要進(jìn)行插值的位置的情況下，原樣輸出關(guān)注像素信號(hào)TG1。在需要進(jìn)行插值的位置、即缺陷像素H1～H9的位置的情況下，依照選擇信號(hào)SL選擇并輸出第1濾波器單元103的處理信號(hào)或者第2濾波器單元104的處理信號(hào)的某一個(gè)。
下面，對(duì)此插值運(yùn)算單元的處理，進(jìn)一步詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。
由單行圖像讀取傳感器31所讀取的圖像數(shù)據(jù)，從圖像數(shù)據(jù)輸入單元101輸入。在第1實(shí)施形式中，以關(guān)注像素為中心左右各5個(gè)像素、計(jì)11個(gè)像素被輸入。設(shè)各像素信號(hào)為0～255等級(jí)的8位多值亮度信號(hào)。構(gòu)成為關(guān)注像素逐個(gè)像素進(jìn)行偏移，如果關(guān)注像素為第6個(gè)像素，則供給第1～11個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)施處理，若作為關(guān)注像素的第6個(gè)像素的處理結(jié)束則設(shè)關(guān)注像素為第7個(gè)像素，供給第2～12個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)，繼續(xù)主掃描像素?cái)?shù)的處理操作。另外，如果主掃描全部像素?cái)?shù)的處理結(jié)束，則沿副掃描方向前進(jìn)1行，同樣地繼續(xù)處理，按副掃描讀取行數(shù)繼續(xù)處理并結(jié)束。
圖像數(shù)據(jù)的供給量為11個(gè)像素是，根據(jù)濾波器的大小所決定的值。在關(guān)注像素為圖像端部的情況下，有不能供給11個(gè)像素的數(shù)據(jù)的情況，在該情況下，不進(jìn)行處理而原樣輸出所輸入的像素?cái)?shù)據(jù)即可。
這里，從單行圖像讀取傳感器31輸入的圖像數(shù)據(jù)，在主掃描方向?yàn)?10×10＝7100像素，為謀求處理簡(jiǎn)化，從上述的插值像素H1到H9，分別在圖像傳感器31-1～31-9的最后的像素L和相鄰的圖像傳感器的最初的像素F之間，作為偽數(shù)據(jù)進(jìn)行插入。由于插值像素H1～H9最終進(jìn)行插值運(yùn)算并輸出，故偽數(shù)據(jù)是怎樣的值都沒(méi)有關(guān)系。在這里，設(shè)輸入“0”。
根據(jù)以上說(shuō)明，第1個(gè)像素～第710個(gè)像素是由第1個(gè)圖像傳感器31-1所生成的像素?cái)?shù)據(jù)，第711個(gè)像素是H1(偽數(shù)據(jù))，第712個(gè)像素～第1421個(gè)像素是由第2個(gè)圖像傳感器31-2所生成的像素?cái)?shù)據(jù)，第1422個(gè)像素是H2(偽數(shù)據(jù))。以后同樣地進(jìn)行輸入，所輸入的圖像數(shù)據(jù)，成為在主掃描像素?cái)?shù)7100上添加了缺陷像素?cái)?shù)9、計(jì)7109個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)。需要進(jìn)行插值的缺陷像素H1～H9的位置成為，(圖像傳感器的像素?cái)?shù)(710)+1)×第N個(gè)像素其中，N是整數(shù)。
雖然所要求的主掃描像素?cái)?shù)被敘述為7100像素，但由于即使構(gòu)成為讀取比所要求的還要寬的范圍，只要不使用范圍外的像素進(jìn)行廢棄即可，故沒(méi)有大的問(wèn)題。
從圖像數(shù)據(jù)輸入單元101輸入的圖像數(shù)據(jù)，被輸入到第1濾波器單元103。設(shè)所輸入的圖像數(shù)據(jù)為關(guān)注像素和關(guān)注像素附近的左右各5個(gè)像素、計(jì)11個(gè)像素，使用11個(gè)像素進(jìn)行卷積運(yùn)算處理。第1濾波器單元103的處理，如前所述，為了對(duì)有周期性的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的插值運(yùn)算而需要。
這里，在下面示出11個(gè)像素的濾波器系數(shù)的一例。
23，-49，75，-98，113，0，113，-98，75，-49，23
在此濾波器系數(shù)中，正中間的系數(shù)“0”是關(guān)注像素用的系數(shù)。需要進(jìn)行插值運(yùn)算的像素H1～H9，偽數(shù)據(jù)預(yù)先進(jìn)行設(shè)置，為不使之反映到卷積運(yùn)算中而設(shè)成“0”。為此，就成為除去關(guān)注像素的10個(gè)像素的卷積運(yùn)算。使用上述系數(shù)，各像素與對(duì)應(yīng)于各自位置的系數(shù)相乘。例如，最左邊的系數(shù)“23”，與從關(guān)注像素開(kāi)始左邊的第5個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)相乘，從左邊開(kāi)始第2個(gè)系數(shù)“-49”，與從關(guān)注像素開(kāi)始左邊的第4個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)相乘這樣妥當(dāng)?shù)剡M(jìn)行運(yùn)算。
第1濾波器單元103構(gòu)成為，計(jì)算出用“128”對(duì)將這些按10個(gè)像素的乘法運(yùn)算的結(jié)果全部相加起來(lái)的總和進(jìn)行分割后的值?！?28”這樣的數(shù)字是濾波器系數(shù)的歸一化數(shù)。為了得到相同的頻率應(yīng)答，依照歸一化數(shù)濾波器系數(shù)進(jìn)行變化。為了硬件化和軟件處理時(shí)的高速化最好是“2”的冪，在第1實(shí)施形式中，假設(shè)為“128”。
圖4是表示第1濾波器單元103中使用的上述系數(shù)的空間頻率應(yīng)答的曲線(xiàn)圖，橫軸表示空間頻率(lp/mm)，縱軸表示增益。
在第1實(shí)施形式中，因?yàn)樵O(shè)讀取分辨率為600dpi，而成為直到300dpi＝約12[lp/mm]的曲線(xiàn)圖。0[lp/mm]～8[lp/mm]大致為“1”。這表示如果是具有直到8[lp/mm]的頻率的圖像，則能夠大致可靠地進(jìn)行插值處理。即，即使在原稿上如印刷物那樣存在細(xì)小周期的網(wǎng)點(diǎn)，只要是8[lp/mm]＝約200線(xiàn)的印刷物，就可通過(guò)插值處理從附近的像素可靠地計(jì)算出插值像素，使連接部分H1～H9不顯眼。
另外，可知若成為更高頻率，則增益成為負(fù)數(shù)其值變大。對(duì)于具有更高頻率的成分的圖像，表示振幅與原稿反轉(zhuǎn)，振幅不自然地變大，但在現(xiàn)狀，由于超過(guò)200線(xiàn)的頻率的原稿很少，故不會(huì)成為很大的問(wèn)題。
從圖像數(shù)據(jù)輸入單元101輸入的圖像數(shù)據(jù)，還被輸入到第2濾波器單元104。設(shè)所輸入的圖像數(shù)據(jù)為關(guān)注像素和關(guān)注像素的相鄰左右各1個(gè)像素、計(jì)3個(gè)像素，使用3個(gè)像素進(jìn)行卷積運(yùn)算處理。第2濾波器單元104的處理，如前所述，為了對(duì)不適合第1濾波器單元103的處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的插值運(yùn)算而需要。另外，由于將沒(méi)有周期性的圖像設(shè)成對(duì)象，故可用比第1濾波器單元103的大小還小的濾波器大小進(jìn)行構(gòu)成。
在下面示出3個(gè)像素的濾波器系數(shù)的一例。
64，0，64在此濾波器系數(shù)中，正中間的系數(shù)“0”是關(guān)注像素用的系數(shù)。需要進(jìn)行插值運(yùn)算的像素H1～H9，偽數(shù)據(jù)預(yù)先進(jìn)行設(shè)置，為不使之反映到卷積運(yùn)算中而設(shè)成“0”。為此，就成為除去關(guān)注像素的2個(gè)像素的卷積運(yùn)算。另外，與第1濾波器單元103同樣，歸一化數(shù)為“128”，通過(guò)在進(jìn)行了卷積運(yùn)算后，用“128”進(jìn)行除，來(lái)進(jìn)行第2濾波器單元104的處理。雖然在這里，設(shè)歸一化數(shù)為“128”，但也可以設(shè)歸一化數(shù)為“2”、設(shè)左右像素的系數(shù)為“1”、關(guān)注像素的系數(shù)為“0”來(lái)簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。雖然在這里，設(shè)為與第1濾波器單元103的處理相同的歸一化數(shù)，但不需要特別相同。
圖像數(shù)據(jù)輸入單元101，還將圖像數(shù)據(jù)供給選擇信號(hào)生成單元102。選擇信號(hào)生成單元102，進(jìn)行是否是不適合第1濾波器單元103的沒(méi)有周期性的圖像的判斷，若判斷為適合第1濾波器單元103的處理的圖像則輸出“1”，否則輸出“0”，將選擇信號(hào)SL供給選擇器105。
<選擇信號(hào)生成單元102的細(xì)節(jié)>
圖5是表示選擇信號(hào)生成單元102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖中的801是左平坦度檢測(cè)單元、802是右平坦度檢測(cè)單元。803是AND處理單元。左平坦度檢測(cè)單元801和右平坦度檢測(cè)單元802，若判斷為平坦(各像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度高)則輸出“0”，若判斷為不平坦(各像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度低)則輸出“1”。即，AND處理單元803，若由左平坦度檢測(cè)單元801和右平坦度檢測(cè)單元802左右都判斷為不平坦則輸出“1”，輸出使用第1濾波器單元103的處理結(jié)果這樣的選擇信號(hào)SL，若即便由某一方判斷為平坦則輸出“0”，輸出使用第2濾波器單元104的處理結(jié)果這樣的選擇信號(hào)SL。
圖6是表示不適合第1濾波器單元103的處理結(jié)果的圖像例子的曲線(xiàn)圖。
此曲線(xiàn)圖的橫軸表示像素，縱軸表示亮度等級(jí)，是亮度的主掃描方向的分布。亮度等級(jí)，值如果大則是亮的像素，如果小則是暗的像素。關(guān)注像素，如表示被供給的圖像數(shù)據(jù)的圖7所示那樣，是“5”的位置(“＊”記號(hào))(對(duì)從左向右的像素附加“0”～“10”的編號(hào))，由第1濾波器單元103進(jìn)行了運(yùn)算的結(jié)果，就變得比周?chē)南袼剡€要暗，這沿副掃描方向持續(xù)數(shù)行，所以連接部分就變得顯眼。
從圖6的曲線(xiàn)圖可知與關(guān)注像素相比左邊亮，右邊暗，是沒(méi)有周期性的圖像。在左側(cè)為基底部字符存在于右側(cè)的情況下成為這樣的分布。如上所述，若沿副掃描方向這樣的狀態(tài)遍布數(shù)行持續(xù)，則在接近字符部的基底部將發(fā)生較暗的線(xiàn)狀噪聲?？芍谶@種情況下，通過(guò)使用第2濾波器單元104的處理，就能進(jìn)行可靠的插值運(yùn)算。即，由于成為“4”的位置的像素和“6”的位置的像素的平均，故不會(huì)如圖6那樣極端地變暗或者顯眼。
這樣，在檢測(cè)出是沒(méi)有周期性的不適合第1濾波器單元103的圖像數(shù)據(jù)、亮度分布的情況下，通過(guò)使用第2濾波器單元104的結(jié)果，就可使連接部分不顯眼。
左平坦度檢測(cè)，如以下那樣進(jìn)行。
首先計(jì)算出4個(gè)像素(圖7所示的像素1、像素2、像素3、像素4)的亮度等級(jí)的最大值MAX、最小值MIN，如果該最大值和最小值之差(MAX-MIN)即像素1～4的像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度為小于等于預(yù)先確定的閾值(TH0)，則判斷為平坦并輸出“0”，否則判斷為不平坦并輸出“1”。
可以預(yù)想如果有周期性，并具有一定值或其以上的振幅，則在4個(gè)像素之間MAX-MIN之差成為較大的值。為了對(duì)其進(jìn)行判定通過(guò)上述那樣進(jìn)行處理，檢測(cè)出是不平坦(推測(cè)為有周期性)還是平坦。雖然在第1實(shí)施形式中，用4個(gè)像素進(jìn)行平坦度的檢測(cè)，但不言而喻這并不限定。
另一方面，右平坦度檢測(cè)，通過(guò)圖7所示的像素6、7、8、9進(jìn)行同樣的處理。
選擇器105，輸入第1濾波器單元103的處理結(jié)果、第2濾波器單元104的處理結(jié)果、關(guān)注像素信號(hào)TG1以及關(guān)注像素位置信息TG2，在判斷為關(guān)注像素位置信息TG2不是連接部分部分的情況下，原樣輸出關(guān)注像素信號(hào)TG1。
另外，在關(guān)注像素位置是連接部分部分的情況下，根據(jù)選擇信號(hào)SL選擇并輸出第1濾波器單元103的處理結(jié)果或者第2濾波器單元104的處理結(jié)果。
這樣在第1實(shí)施形式中，設(shè)傳感器的連接部分為約2個(gè)像素量的距離，使用周?chē)南袼財(cái)?shù)據(jù)對(duì)其間的1個(gè)像素進(jìn)行插值運(yùn)算。插值運(yùn)算使用對(duì)周?chē)袼財(cái)?shù)據(jù)進(jìn)行卷積運(yùn)算的數(shù)字濾波器來(lái)進(jìn)行。使用左右各5個(gè)像素的濾波器大小的作為數(shù)字濾波器的第1濾波器單元103，來(lái)設(shè)計(jì)濾波器以使如果是周期性(相關(guān)度較低)的圖像，則能夠使圖像質(zhì)量劣化較小地進(jìn)行插值。但是，若用此方法進(jìn)行插值，則在如基底和字符的邊界那樣亮度值大不相同且周期性較少(相關(guān)度較高)的圖像的情況下圖像質(zhì)量劣化就會(huì)發(fā)生，所以在周期性較少的圖像中準(zhǔn)備以圖像質(zhì)量劣化較少的左右各1個(gè)像素的平均值來(lái)生成插值像素?cái)?shù)據(jù)的、具有較小的濾波器大小的作為數(shù)字濾波器的第2濾波器單元104，檢測(cè)待插值的關(guān)注像素的左右側(cè)各自的亮度分布是否平坦，在平坦的情況下，判斷為圖像中周期性較少使用由第2濾波器單元104所得到的插值結(jié)果這樣來(lái)構(gòu)成。
這樣，通過(guò)置備第1和第2的濾波器單元103、104，并適應(yīng)地對(duì)其進(jìn)行切換，即使是具有在一列上配置了多個(gè)圖像傳感器的圖像讀取傳感器的圖像讀取裝置，也能夠簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，因此能夠不使圖像傳感器間的連接部分顯眼地獲得良好的圖像。
本發(fā)明的第2實(shí)施形式，如圖8所示那樣構(gòu)成選擇信號(hào)生成單元102。
在圖8中，801是左平坦度檢測(cè)單元、802是右平坦度檢測(cè)單元。803是AND處理單元，它們的功能與圖5所示的相同，并進(jìn)行同樣的處理，故省略說(shuō)明。901是中心平坦度檢測(cè)單元、902中心平坦度異常檢測(cè)單元、903是OR處理單元、904是AND處理單元。
在第2實(shí)施形式中，通過(guò)在選擇信號(hào)生成單元102上設(shè)置中心平坦度檢測(cè)單元901和中心平坦度異常檢測(cè)單元902，就能夠生成精度更高的選擇信號(hào)SL。
圖9是表示不適合第1濾波器單元103的處理結(jié)果的圖像例子的圖，橫軸表示像素，縱軸表示亮度等級(jí)，是亮度的主掃描方向的分布。亮度等級(jí)，值如果大則是亮的像素，如果小則是暗的像素。
在圖9中，關(guān)注像素，如圖7所示那樣是“5”的位置由第1濾波器單元103進(jìn)行了運(yùn)算的結(jié)果，就變得比周?chē)南袼剡€要暗，這沿副掃描方向持續(xù)數(shù)行，所以連接部分就變得顯眼。
從圖9的曲線(xiàn)圖可知關(guān)注像素的左右2個(gè)像素比關(guān)注像素要亮，若從關(guān)注像素離開(kāi)3個(gè)像素或其以上則變得比關(guān)注像素還要暗，是沒(méi)有周期性的圖像，或者對(duì)用11個(gè)像素進(jìn)行檢測(cè)來(lái)說(shuō)為過(guò)長(zhǎng)的周期。即，成為在左右有線(xiàn)條等較暗的圖像數(shù)據(jù)中，正中間白亮的情況下的分布。如上所述，若沿副掃描方向這樣的狀態(tài)遍布數(shù)行持續(xù)，則在處于較暗的圖像數(shù)據(jù)之間的較亮的圖像部將發(fā)生較暗的線(xiàn)狀噪聲。可知在這種情況下，通過(guò)使用第2濾波器單元104的處理，就能進(jìn)行可靠的插值運(yùn)算。即，由于成為“4”的位置的像素和“6”的位置的像素的平均，故不會(huì)極端地變暗噪聲也不會(huì)變得顯眼。
中心平坦度檢測(cè)單元901，通過(guò)在這樣的情況下將選擇信號(hào)SL設(shè)為“0”，使之選擇第2濾波器單元104的處理，來(lái)回避上述的問(wèn)題。中心平坦度檢測(cè)，如下面那樣進(jìn)行。
首先計(jì)算出4個(gè)像素(圖7所示的像素3、像素4、像素6、像素7)的亮度等級(jí)的最大值MAX、最小值MIN，如果該最大值和最小值之差(MAX-MIN)為小于等于預(yù)先確定的閾值(TH2)，則判斷為平坦并輸出“0”。否則輸出“1”。在如圖9這樣的圖像的情況下，在左右各4個(gè)像素的平坦度檢測(cè)中左右都檢測(cè)為“不平坦”，就適用第1濾波器單元103的處理。因此，進(jìn)行中心的平坦度檢測(cè)，不管左右的平坦度檢測(cè)結(jié)果如何，都能夠適用第2濾波器單元104的處理。
中心平坦度異常檢測(cè)單元902，即使在中心平坦度檢測(cè)單元901判斷為平坦的情況，在使用第1濾波器單元103就能夠可靠地進(jìn)行插值運(yùn)算的情況下也輸出“1”，由OR處理單元903輸出中心平坦度檢測(cè)單元901和中心平坦度異常檢測(cè)單元902的輸出的邏輯和(“或”)，由此生成精度更高的選擇信號(hào)SL。即，在中心平坦度檢測(cè)單元901判斷為平坦并輸出“0”，且中心平坦度異常檢測(cè)單元902判斷為不需要第1濾波器單元103的處理并輸出“0”的情況下，OR處理單元903就輸出“0”，生成使用第2濾波器單元104的處理這樣的信號(hào)。在此以外的情況下，OR處理單元903就輸出“1”，生成使用第1濾波器單元103的處理這樣的信號(hào)。
中心平坦度異常檢測(cè)單元902，在圖10所示的情況下，輸出“1”以選擇第1濾波器單元103。圖10是用于說(shuō)明中心平坦度異常檢測(cè)處理902的圖像數(shù)據(jù)的亮度分布圖，推測(cè)為表示2個(gè)像素為亮的像素1個(gè)像素為暗的像素的3個(gè)像素周期的圖像的亮度分布。在200線(xiàn)的印刷原稿等中表示這樣的亮度分布。
在這樣的情況下，若使用第2濾波器單元104的處理進(jìn)行插值運(yùn)算，則將如像素“2”和像素“8”那樣應(yīng)作為暗的像素進(jìn)行插值運(yùn)算之處作為亮的像素來(lái)進(jìn)行插值運(yùn)算。為了防止這種情況，中心平坦度異常檢測(cè)單元902，進(jìn)行如下面那樣的處理。
使用圖7所示的像素“1”、“2”、“3”、“7”、“8”、“9”，在像素“1”和像素“2”的亮度等級(jí)差(絕對(duì)值)超過(guò)閾值TH3，且像素“9”和像素“8”的等級(jí)差(絕對(duì)值)超過(guò)閾值TH4，且像素“1”和像素“3”的等級(jí)差(絕對(duì)值)比像素“1”和像素“2”的等級(jí)差(絕對(duì)值)要小，且像素“7”和像素“9”的等級(jí)差(絕對(duì)值)比像素“8”和像素“9”的等級(jí)差(絕對(duì)值)要小的情況下，輸出“1”。除此以外輸出“0”。
在第2實(shí)施形式中，具有左平坦度檢測(cè)單元801、右平坦度檢測(cè)單元802、中心平坦度檢測(cè)單元901、以及中心平坦度異常檢測(cè)單元902，在即便由左平坦度檢測(cè)單元801和右平坦度檢測(cè)單元802的某一個(gè)判定為平坦，或者由中心平坦度檢測(cè)單元901檢測(cè)為平坦，且中心平坦度異常檢測(cè)單元902不滿(mǎn)足一定條件的情況下，進(jìn)行動(dòng)作以選擇第2濾波器單元104的處理。由此，就能夠高精度且簡(jiǎn)單地對(duì)傳感器連接部分部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，所以能夠不使圖像傳感器間的連接部分顯眼地，獲得更高品質(zhì)的圖像。
此外，在各處理的說(shuō)明中所用的閾值TH0～TH4是設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，在亮度等級(jí)假定為255等級(jí)的情況下，若閾值為大于等于200等級(jí)等極端地增大，或者“0”那樣極端地減小就不會(huì)取得所希望的效果，所以需要挑選適當(dāng)?shù)臄?shù)字。例如，若設(shè)為20等級(jí)近處就可容易取得所預(yù)想的效果。
本發(fā)明，并不限定于上述的實(shí)施形式，既可以適用于由多個(gè)設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以適用于由單個(gè)設(shè)備組成的裝置。無(wú)需贅言，通過(guò)將存儲(chǔ)了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施形式的功能的軟件程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)提供給系統(tǒng)或者裝置，該系統(tǒng)或者裝置的計(jì)算機(jī)(或者CPU和MPU)讀出并執(zhí)行在存儲(chǔ)介質(zhì)中所保存的程序代碼，也可以完成。
這種情況下，就成為從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼自身將實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施形式的功能，存儲(chǔ)了該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)將構(gòu)成本發(fā)明。作為用于供給程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，例如，能夠使用軟(注冊(cè)商標(biāo))盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡和ROM。另外無(wú)需贅言，不僅包含通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行所讀出的程序代碼，上述實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況，還包含基于該程序代碼的指示，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的OS等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過(guò)該處理上述實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況。
進(jìn)而無(wú)需贅言，還包含當(dāng)從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼，被寫(xiě)入到插入計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)充板或連接到計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)充單元上所具備的存儲(chǔ)器以后，基于該程序代碼的指示，該功能擴(kuò)充板或功能擴(kuò)充單元上所具備的CPU等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過(guò)該處理上述實(shí)施形式的功能得以實(shí)現(xiàn)的情況。
如以上詳細(xì)地進(jìn)行了說(shuō)明那樣，即使是接合了多個(gè)圖像讀取傳感器的圖像讀取裝置，也能夠簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值而獲得高品質(zhì)的圖像。
權(quán)利要求
1.一種圖像讀取裝置，具有逐個(gè)像素地讀取原稿圖像的圖像讀取單元；和利用插值數(shù)據(jù)對(duì)相當(dāng)于上述圖像讀取單元的缺陷像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行插值的像素插值單元；所述圖像讀取裝置的特征在于上述像素插值單元包括，對(duì)位于上述缺陷像素附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)度檢測(cè)單元；依照上述相關(guān)度檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)選擇濾波器大小的濾波器大小選擇單元；以及通過(guò)對(duì)位于上述缺陷像素附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，以上述所選擇的濾波器大小進(jìn)行濾波處理來(lái)計(jì)算上述插值數(shù)據(jù)的插值數(shù)據(jù)計(jì)算單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述圖像讀取單元，由空開(kāi)預(yù)定的間隔配置于一列的多個(gè)圖像傳感器組成，上述缺陷像素，是相當(dāng)于鄰接的圖像傳感器之間的像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述插值數(shù)據(jù)計(jì)算單元，具有濾波器大小不同的多個(gè)濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述濾波器大小，取決于在上述插值數(shù)據(jù)計(jì)算單元計(jì)算上述插值數(shù)據(jù)時(shí)參照的像素?cái)?shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述相關(guān)度檢測(cè)單元，檢測(cè)分別位于上述缺陷像素的兩側(cè)的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述相關(guān)度檢測(cè)單元，計(jì)算分別位于上述缺陷像素的兩側(cè)的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的最大值和最小值，在該最大值和最小值之差為小于等于預(yù)先確定的閾值的情況下判定為相關(guān)度高。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像讀取裝置，其特征在于上述相關(guān)度檢測(cè)單元，檢測(cè)分別位于上述缺陷像素的兩側(cè)以及雙方的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度。
8.一種圖像讀取裝置的數(shù)據(jù)插值方法，所述圖像讀取裝置具有逐個(gè)像素地讀取原稿圖像的圖像讀取單元，利用插值數(shù)據(jù)對(duì)相當(dāng)于圖像讀取單元的缺陷像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行插值；該方法的特征在于對(duì)位于上述缺陷像素附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度進(jìn)行檢測(cè)；依照該檢測(cè)結(jié)果來(lái)選擇濾波器大?。煌ㄟ^(guò)對(duì)位于上述缺陷像素附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，以所選擇的濾波器大小進(jìn)行濾波處理來(lái)計(jì)算上述插值數(shù)據(jù)。
9.一種控制程序，用于由計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像讀取裝置的數(shù)據(jù)插值方法，所述圖像讀取裝置具有逐個(gè)像素地讀取原稿圖像的圖像讀取單元，利用插值數(shù)據(jù)對(duì)相當(dāng)于圖像讀取單元的缺陷像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行插值；該控制程序的特征在于，包括對(duì)位于上述缺陷像素附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)度進(jìn)行檢測(cè)的步驟；依照上述相關(guān)度的檢測(cè)結(jié)果來(lái)選擇濾波器大小的步驟；以及通過(guò)對(duì)位于上述缺陷像素的附近的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，以所選擇的濾波器大小進(jìn)行濾波處理來(lái)計(jì)算上述插值數(shù)據(jù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像讀取裝置，即使是接合了多個(gè)圖像讀取傳感器的圖像讀取裝置，也能夠簡(jiǎn)單且高精度地對(duì)傳感器連接部分部分的欠缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值而獲得高品質(zhì)的圖像。為此，本發(fā)明的圖像讀取裝置具備通過(guò)沿像素排列的方向配置于一列的多個(gè)圖像讀取傳感器逐個(gè)像素地讀取原稿圖像的圖像讀取單元；和通過(guò)濾波器單元計(jì)算出用于對(duì)上述各圖像讀取傳感器間、作為不可讀取的像素的關(guān)注像素進(jìn)行插值的插值像素?cái)?shù)據(jù)的像素插值單元；作為上述濾波器單元，設(shè)置濾波器大小不同的多個(gè)濾波器，上述像素插值單元，檢測(cè)上述關(guān)注像素附近的像素的平坦度，依照該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行上述多個(gè)濾波器的切換。
文檔編號(hào)H04N1/19GK1531329SQ20041002843
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者松本敦 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社