JP3784602B2 - 画像読み取り方法および画像読み取りシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、スキャナー、ファクシミリ等に適用される画像読み取り方法および画像読み取りシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な画像読み取り装置は、図９に示すように、赤（Ｒ）−緑（Ｇ）−青（Ｂ）（ＲＧＢ）センサー配列１１０を用いて、画像を読み取るように構成されている。各センサー配列１１０は、赤（Ｒ）チャネル１１２、緑（Ｇ）チャネル１１４および青（Ｂ）チャネル１１６からなる３つのチャネルを有している。各チャネルは、それぞれ同数の検出素子、センサー、又は、画像読取素子（図９中、センサー１１８・１２０・１２２…）を有している。上記のＲＧＢの各センサーは、図９中、矢印１２４で示すスロースキャン方向（副走査方向）に配されている。これらの３つのチャネル１１２・１１４・１１６からは、それぞれ信号が生成され、これらの信号が複合されてカラー画像が形成される。
【０００３】
しかしながら、上記の従来のカラー画像形成方法は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性である、色度信号に対する帯域幅は、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭いという特性を利用したものではない。
【０００４】
また、フル解像度ＲＧＢセンサーを用いた場合、重複した情報を読み取ってしまうといった問題も生じてしまう。そこで、実際には、多くの画像処理アルゴリズムの第１段階において、ＲＧＢ信号を輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号に変換することによってこの重複情報を取り除き、カラーＴＶやカラー複写機で用いられるＪＰＥＧ圧縮等の周知の技術によって色度チャネルがサブサンプルされる。
【０００５】
このように、市販されている画像読み取り装置は、一般に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つのカラーセンサーを使用してカラー画像を読み取る構成となっている。また、一般の卓上型の読み取り装置では、３行に配列されたＣＣＤセンサー（各列には、多数のセンサーが配されている）を用いて、カラー画像を読み取る構成となっている。各行は、スロースキャン方向（副走査方向、スキャンバーの移動方向）に、数スキャンずれて配列されており、各行に配列されたセンサーは、１つのカラーのみを読み取るように構成されている。読み取られたデータは、デジタルに再合成され、赤−緑−青（ＲＧＢ）画像が形成される。
【０００６】
上記のＣＣＤセンサーの３列は、副走査方向に分離されているので、再合成された画像のＲＧＢの各平面は、完全には揃わない。このカラーチャンネルにおけるずれは、カラーの不整合とよばれ、黒色文字の周りに色の付いた縁を生じて文字の鮮明度を低下させる原因となる。これらの走査による生成物（黒色文字の周りの色の付いた縁）の発生を防止するには、このカラーの不整合の問題を補正するための精巧なアルゴリズムと回路とが必要となる。例えば、黒色文字を他から分離させるための特別なハードウェアを用いたり、カラー整合により起こるカラーの緑色の生成物を減じるために特別なアルゴリズムを使用するシステムがある。しかしながら、上記の方法を用いた場合、画像処理ＡＳＩＣ（Application Specific IC)に要するゲートの数が増加してしまい、その結果、システムのコスト増大を招くこととなる。
【０００７】
上記の方法以外に、カラーの不整合を減じる多数の方法が特許文献に開示されている。例えば、カラーの不整合量を減じるために、機械的、光学的な手段を利用するものがある。また、ソフトウェア内で、カラー整合のエラーを探知し、それを修正するソフトフェア・アルゴリズムを利用するものもある。
【０００８】
カラースキャナーにおいてもカラーカメラにおいても、カラー整合は、常に、カラー画像の読み取りにおける問題となっている。輝度に対する人間の視覚と空間帯域幅とは、色度に対するそれよりも高いことから、輝度と色度とを別々に読み取るように構成を改良することが、直観的に考えられる。R.W.G.Hunt氏は、“カラー印刷”の第５版（Fountain 出版、１９９５）で、赤、輝度、青（Ｒ−Ｙ−Ｂ）カメラの概念について述べている。対物レンズからの光は、赤（Ｒ）、輝度（Ｙ）、青（Ｂ）の３つのビーム光に分割され、３つのプランビコン管を用いてＲ−Ｙ−Ｂ画像が読み取られる。しかしながら、この構成では、カラー整合における利点は、実際、望むほど大きいわけではない。これは、人間の目が、画像のエッジ周りにできる色の付いた縁に大変敏感であるためである。
【０００９】
HuntのシステムにおけるＲ−Ｙ−Ｂの画像読み取りプロセスにおける欠陥は、主に、色度信号が輝度と別々に読み取られないことが原因となっている。色度信号は、互いが相対的にシフトされる赤、青、輝度信号（Ｒ−Ｙ，Ｙ−Ｂ）から生成される。そして、Ｒ−Ｙ又はＹ−Ｂにおける不整合は、エッジ部分で鋭い変化を生じるので、色の付いた縁の原因となる。
【００１０】
ここで、カラースキャナーにより形成された模擬画像を模式的に示した図８を参照する。図８中、（ａ）は、原画像１０を示す模式図である。（ｂ）は、赤成分が２画素垂直方向に移動して形成されたＲＧＢ画像１２を示す模式図である。一方、（ｃ）は、ＲＹＢ画像が２画素垂直方向に移動して形成されたＲＧＢ画像１４を示す模式図である。図８の（ｂ）と（ｃ）に示す画像は、共に、画像の黒い部分の上下に位置する色の付いた縁を有している。（ｂ）の上側の縁１５は、シアン生成物であり、下側の縁１６は、赤色生成物である。一方、（ｃ）の上側の縁１７は、緑色生成物であり、下側の縁１８は、赤色生成物である。この図８から明らかなように、Ｒ−Ｙ−Ｂスキャナーは、文字の鮮明度を向上させることはできるが、色の付いた縁がやはりできてしまう。
【００１１】
画像入出力装置におけるカラー不整合の問題を解消するための構成が多く提案されている。例えば、入力装置に関する先行技術には、ハードコピースキャナーや電子写真エンジン等の静止画像の読み取り、およびビデオカメラ用途における動画像の読み取りを開示した入力装置がある。静止画像の技術において、電子写真プロセスのベルト位置を検知し、カラーの不整合を避けるために、そのベルト位置を調整する米国特許 (USP No.5,737,003) で述べられているような、純粋に機械的な技術がある。また、カラーの不整合を生じさせるシステムの要素を機械的に検知する技術として、米国特許(USP No.5,412,409)のように、機械的な問題を修正するよりはむしろ、その修正を画像処理における他の要素に適用するものもある。また、もっと汎用されている技術の一つに、米国特許(USP No.5,774,156 およびUSP No.5,760,815) のように、整合パターンを利用するものがある。これらの米国特許は、共に、光ファイバを用いて、パターンをセンサー上にイメージしている。
【００１２】
一旦、整合パターンがカラー成分により検知、分析されると、米国特許(USP No.5,410,347 およびUSP No.5,523,154) のような機械的な調整、あるいは、米国特許(USP No.5,550,625 およびUSP No.5,523,823) のようなデジタル画像の調節により、不整合の問題を修正する試みがなされる。カラー整合エラーは、米国特許(USP No.5,406,066)のように、画像の輪郭を利用することにより、整合パターンを用いずに検知するものもある。
【００１３】
カラー整合技術には、ビデオカメラに使用するものもある。例えば、米国特許(USP No.5,715,498)のように、走査ビームの偏光回路を修正することにより、色収差に起因する不整合を修正する技術、米国特許(USP No.4,733,296)のような管の接合構造 (tube geometry)と光学系とに起因する不整合問題を修正する技術等がある。また、ＲＧＢライン連続カラーを使用するライン走査並列方法を利用するシステムにおけるカラーフィルタ円板が不完全なために生じるカラーの不整合を修正する技術が米国特許(USP No.5,084,761)に開示されている。また、カラーの不整合を探知する整列ビームとその整列ビームから画像を修正する整列ビームを用いた技術が、米国特許(USP No.4,080,623)に開示されている。さらに、Ｒ画像およびＢ画像の位置をそれぞれ検知し、該Ｒ画像およびＢ画像をＧ画像と揃えるようにオフセットする２次元ＣＣＤ配列を用いた固体カメラが米国特許(USP No.4,908,720)に開示されている。
【００１４】
また、米国特許(USP No. 4,835,594) のように、２次元パターンを利用して種々の光学系と管との空間配置の問題を修正することで、カラーの不整合における局所的な修正を試みたものもある。また、製造工程でカメラの較正を要する修正技術もある。また、米国特許(USP No. 4,500,916) のように、生画像からカラーの不整合を探知し、少しの遅延でその整合を修正すると共に、リアルタイムで修正できるように、カラーの不整合の動的特性の履歴を記録するものもある。
【００１５】
また、プリンター、表示装置等の出力装置におけるカラーの不整合の問題の解決方法を開示した従来技術としては、電子写真技術に関する米国特許(USP No.5,287,160)、サーマルプリンタに関する米国特許(USP No.5,040,026)、陰極線管( ＣＲＴ（cathode-ray tube))の製造方法に関する米国特許(USP Nｏ.4,891,548) 、シャドウマスクのデザインに関する米国特許(USP No 4,139,797)、ＣＲＴの電子線放射孔に関する米国特許(USP No.4,065,695)等があるが、これらは、不整合を避けるための単なる機械的な設計を開示したものである。
【００１６】
また、プリント技術においては、米国特許(USP No.5,689,425 および USP No.5,412,577)のように、マスプリントプロセスにおいて、出力プリントをカメラで監視し、次に、オフセットプリントプレスの個々のプレートを、少し遅れて機械的にオフセットするものがある。また、米国特許(USP No.4,546,700 およびUSP No.4,018,528) および米国特許(USP No.5,355,154)のように、入力画像技術においては、整合マークの利用が一般的であり、そこでは、整合パターンは、画像輪郭部の外側に配置される。同様に、米国特許(USP No.5,170,250)は、整列ビームを用いた表示装置を開示している。また、米国特許(USP No.4,583,116)のように、他のアプローチとして、整合パターンを用いず、画像処理技術のみを用いて、カラーの不整合問題を検知、修正するものがある。画像処理技術は、画像読み取り、画像表示期中のいずれかに適用することができる。
【００１７】
また、視覚的に反対色のメカニズムに基づいた画像システムが知られている。このような画像システムとして、米国特許(USP No.5,682,180)のように、視覚的に反対色のモデルを有する２つのＬＣＤを使用する表示装置を組み込んだものがある。また、米国特許(USP No.5,550,660)のように、画像の反対色表現に従って、光を調節可能なスーパー・ツイステッド・ネマチック液晶セル（ＳＴＮ）装置を開示している。一方、米国特許(USP No.5,283,858)では、反対色のカラーモデルを使用した視覚カラー選択配色(scheme)を開示している。しかしながら、上述した従来技術は、すべて、スキャナーとは反対の表示装置を有するシステムであり、カラー整合問題を取り扱ったものではない。
【００１８】
また、米国特許(USP No. 5,773,814) は、１次元配列に交互に配されたＹ成分およびＷ成分と、他の１次元配列に交互に配されたＧ成分およびＣ成分とを利用した構成を開示している。しかしながら、この米国特許は、走査時間を早めることが可能なように、光修正を最適にし、信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にするを目的とするもので、カラーの不整合を発生を抑制したり、修正することを目的としたものではない。
【００１９】
次に、読み取り画像の解像度について説明する。
【００２０】
読み取りの解像度は、２つの隣接するセンサー素子間の空間および光学倍率によって決まる。高解像度を実現するための手段としては、センサー素子の数を増やすことが考えられる。センサー素子の数を増やすことによって、解像度は、７５ｄｐｉから３００ｄｐｉ、場合によっては、６００ｄｐｉまで上げることができる。しかしながら、このような方法によって解像度を上げた場合、コスト高となってしまうため、解像度を上げる他の方法の開発が求められている。 そこで、色複合によって、解像度を向上させる技術が多数提案されている。これらの技術の殆どは、２次元ビデオやデジタル静止カメラに用いられるものであり、カラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）を用いて単一の２次元ＣＣＤセンサーから２次元のカラー画像を読み取るものである。しかしながら、この種の装置においては、２次元配列におけるサンプリングは、本質的に難しく、このため、超解像度で輝度のサンプリングを行うことは、不可能とは言わないまでも、極めて難しい。
【００２１】
また、 Arnoldi. の米国特許 (USP No.4,575,769 ,特許付与日： 3/11/1986）は、「ライン走査光画像形成システムにおける可変解像走査」において、高解像度を実現する方法を開示している。具体的には、原稿をハーフステップとフルステップとの所定の順序で水平画像スキャナを通過させる。ハーフステップでは、原稿は搬送方向に対し、１インチの１／４００（４００ｄｉｐモード) 進められ、フルステップでは、１インチの１／２００（２００ｄｉｐモード) 進められる。しかしながら、この方法を用いた場合、解像度は、スロースキャン方向にのみ向上させることができ、ファーストスキャン方向（ＣＣＤアレイに平行な方向）における解像度の向上は得られない。
【００２２】
また、Seachman et al.,の米国特許 (USP No.4,877,310, 特許付与日：10/31/1986）は、イメージセンサー配列に用いる電子可変ＭＴＦフィルタを開示している。この米国特許のＭＴＦフィルタは、レンズと画像形成アレイとの間に配置されており、さらなる画像処理に先がけて画像にぼかしを加えるために画像変調を低下させるようになっている。
【００２３】
また、Sharman et al., の米国特許 (USP No.5,045,932, 特許付与日：09/03/1991）は、カラー原稿のライン走査から高解像電子信号を生成する装置および方法を開示している。該米国特許は、高解像度輝度成分と、複数の低解像度カラー成分との組み合わせから高解像度のテレビ信号を生成する動画フィルムスキャナーを開示している。このカラーセンサーは、大きなセンサー装置を備えることができるため、信号対雑音比（ＳＮＲ）の向上を図ることができる。このシステムでは、４つのセンサー配列を用い複雑な構成となるため、コスト高を招来し、低価格向けの卓上型の読み取り装置には適さない。
【００２４】
また、Takagiの米国特許 (USP No.5,159,469, 特許付与日：10/27/1992）は、画像読み取り装置におけるモアレ除去装置において、アレイ平面において画像をフォーカス／デフォーカスする可動フィルタメカニズムを開示している。
【００２５】
また、Yamamotoの米国特許 (USP No.5,262,631, 特許付与日：11/16/1993）は、カラー画像読み取り装置に使用する２列に配されたセンサーを開示している。具体的には、一方の列に配列されたセンサーは緑（Ｇ）成分を読み取り、他方の列に配列されたセンサーは、交互に配された赤（Ｒ）と青（Ｂ）のセンサーにより、青（Ｂ）成分と赤（Ｒ）成分とを読み取るように構成されている。この緑（Ｇ）列は、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）列に対し、１／２画素分シフトして配されている。この装置は、ＲＧＢ読み取り装置であって、輝度−色度−色度（ＬＣＣ）の帯域幅に関する利点を有していない。
【００２６】
また、Wolff et al.の米国特許 (USP No.5,767,987, 特許付与日：06/16/1998）は、解像度の向上を目的として、複数の画像スキャンを組み合わせる方法およびその装置が開示されている。他の画像は基本画像として登録され、画素値は、さらなる画像の画像データに基づいて繰り返し変更される。この方法は、スキャナーの本来のジッタエラーがさらなるサンプリングポイントを生成することによって機能し、これにより解像度を向上させることができる。この方法は、複数の走査および集中（intensive processing) 処理を要する。
【００２７】
また、Phillips et al. の米国特許 (USP No.5,773,814, 特許付与日：06/30/1998）は、光学画像読み取り装置に用いる階調および色を提供するセンサー構造において、１つの１次元のアレイ上で補間されたＹ成分及びＷ成分と、他の１次元のアレイ上で補間されたＧ成分とＣ成分とを用いる構成を開示している。しかしながら、この特許公報で述べられている上記技術の目的は、光の収集を最適化し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にすることによって、高速走査を実現することであって、本願のように画像の解像度を上げることではない。この公報の構成において、センサー間のシフトやズレに関する問題は生じない。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、それぞれ異なるアプローチで解像度の問題に触れている。しかしながら、これらのほとんどは、人間の色に関する視覚の特性、すなわち、色度信号に対する帯域幅は、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭いといった人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性を利用し、解像度を高めるのではなく、帯域を狭めることによって、解像度の問題を解決するものではない。
【００２９】
上述したように、従来のカラー整合問題の解決方法は、すべて、問題の発生を機械的に防ぐか、あるいは、問題が生じてから、問題の画像を修正するものである。つまり、従来においては、人間のカラー視覚システムにおける特性を考慮し、カラー整合が実質的に見えないカラー領域で画像を読み取ることを試みたものはない。また、人間の視覚特性を用いた従来技術は、画像読み取り装置におけるカラー整合以外の問題を解決しようとしたものである。
【００３０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、輝度成分と色度成分とを別々に独立して読み取ることによって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、鮮明な読み取り画像を実現する画像読み取り方法および画像読み取りシステムを提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、画像の輝度成分を第１解像度で読み取り、読み取った輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第１カラー成分と輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第２カラー成分と輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００３２】
上記の構成においては、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々に独立して読み取っている。すなわち、画像の輝度成分については、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列によって第１解像度で読み取られる。一方、上記第１カラー−輝度出力信号としての色度信号は、上記輝度成分を読み取る画素読取素子の配列とは別の配列の画素読取素子によって、画像の第１カラー成分を１画素おきに上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取って形成される。同様に、上記第２カラー−輝度出力信号としての色度信号は、上記輝度成分を読み取る画素読取素子の配列とは別の配列の画素読取素子によって、画像の第２カラー成分を１画素おきに上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取って形成される。
【００３３】
このように、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、本発明の画像読み取り方法によれば、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができる。
【００３４】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００３５】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００３６】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度である上記第１解像度の信号に変換する工程と、所望の出力信号を生成すべく、上記第１解像度の輝度出力信号、および第１解像度に変換された上記第１および第２カラー−輝度出力信号を出力処理する工程とを含む構成としてもよい。
【００３７】
上記の構成によれば、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度（第１解像度）の信号に変換した上で出力処理を行っているので、高画質の出力が得られる。
【００３８】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、画像の輝度成分を第１解像度で読み取る画素読取素子の配列と、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第１カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、
画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第２カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、を有することを特徴としている。
【００３９】
上記の構成においては、前述の画像読み取り方法と同様に、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々に独立して読み取っている。
【００４０】
そして、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、本発明の画像読み取りシステムによれば、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができる。
【００４１】
なお、前述の通り、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００４２】
本システムの構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００４３】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ハーフ解像度の第１および第２カラー成分をフル解像度である上記第１解像度のカラー成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【００４４】
上記の構成によれば、上記第１および第２カラー成分をフル解像度（第１解像度）に変換しているので、高画質の読み取り画像が得られる。
【００４５】
本発明の他の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とを合成してフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度（例えば、６００ｄｐｉ）の輝度成分信号とから複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００４６】
上記の構成によれば、前述の画像読み取り方法と同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを読み取っている。
【００４７】
ここで、前述の画像読み取り方法との違いは、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とをフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換していることである。そして、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号とから複合出力信号を生成しているので、超解像画像読み取りを実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の利点に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００４９】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００５０】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて上記画像を読み取る画像読み取り方法であって、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットする構成とすることが望ましい。
【００５１】
上記の構成のように、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットすれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシング（aliasing：解像度が低い画面で、円や曲線がぎざぎざになって表示されること）の発生を大幅に抑制することができる。
【００５２】
本発明の他の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、第１の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取ると共に、該第１の行の残りの列に配された画素読取素子によって第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、他の画素読取素子に対して画素幅の略１／２オフセットして配された第２の行の画素読取素子によって上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から第２輝度成分出力信号を生成する工程と、第３の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第３の行の残りの列に配された画素読取素子によって第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成する工程と、上記フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度（例えば、６００ｄｐｉ）の輝度出力信号とを出力処理し、複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、前述の画像読み取り方法と同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを読み取っている。そして、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成している。さらに、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換し、該フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度の輝度出力信号ととから複合出力信号を生成しているので、高画質の超解像画像読み取りを実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の利点に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができる。
【００５４】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００５５】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００５６】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＲＧＢ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００５７】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られる。
【００５８】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹＫ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００５９】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られる。
【００６０】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００６１】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られる。
【００６２】
本発明の他の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取る第１カラー画素読取素子と、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１輝度画素読取素子とが交互に配された第１配列と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取る第２輝度画素読取素子の配列であり、第１および第３配列の画素読取素子に対して略１／２画素幅分オフセットしている第２配列と、画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取る第２カラー画素読取素子と、該画像の第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第３輝度画素読取素子とが交互に配された第３配列とを有し、上記第１配列の第１カラー画素読取素子は、上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置されていることを特徴としている。
【００６３】
上記の構成によれば、前述の画像読みシステムと同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々の配列（第１ないし第３配列）で読み取っている。
【００６４】
そして、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。
【００６５】
さらに、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、上記第２配列の画素読取素子の配列を、第１および第３配列の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットし、上記第１配列の第１カラー画素読取素子を上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置すれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができる。
【００６６】
なお、前述の通り、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００６７】
本画像読み取りシステムの構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００６８】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、フル解像度の半分の解像度で読み取られた上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換すると共に、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【００６９】
上記の構成のように、上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換し、且つ、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換すれば、高画質の超解像画像読み取りを実現することができる。
【００７０】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＲＧＢ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７１】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られる。
【００７２】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹＫ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７３】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られる。
【００７４】
本発明の上記の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７５】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７７】
走査システムは、一般に、格子状に配された画像読み取り素子又はセンサーを有するＣＣＤ（電荷結合デバイス）を備えている。各画像読み取り素子画像は、画像の特定の部分又は成分を検知するもので、一般には、一行又は一列に配された画像読み取り素子が、特定の画像カラー成分を検知するように構成されている。３行のＣＣＤ読み取りプロセスに起因して、各センサー行間では常に整合エラーの問題が生じる。本発明の目的は、輝度と色度とを別々に独立して読み取ることで、読み取られた画像に生じる不整合に起因した色の付いた縁やボケの問題を解消することにある。
【００７８】
本発明は、人間のカラー視覚システムにおける特性を考慮し、カラー整合不備が実質的に視覚されることのないカラー領域で画像を読み取るものである。すなわち、本発明の画像読み取り方法は、色度信号(chrominance signals) に対する帯域幅が狭いという人間の視覚システムを利用し、カラー整合エラーに対する許容度を高めるものである。本実施の形態では、３つの一次元センサーを利用するスキャナーに本発明を適応しているが、本発明は、他の種々の構成の画像処理に適応することができる。
【００７９】
赤−輝度−青（ＲＹＢ）画像読み取りシステム及びそれを用いた画像読み取り方法は、反対色領域において、できるだけ直接カラー画像を読み取ることにより、カラー整合工程における生成物（色ずれ）の生成を抑制するものである。上述したHuntによって３０年以上も前に、ビデオシステムにおいて、ＲＹＢカラーフィルタをフルフレーム又はフルファイル読み取りで利用することが提示されている。しかしながら、Huntの技術は、スキャナーや現代のビデオシステムには適用されていない。本発明は、Ｒ，Ｙ，Ｂのフィルターを用いてセンサーの画素を覆っているが、これはHuntの技術とは異なり、Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ画像の形成にのみ用いるためである。色差画像（difference images)を形成するためのＲおよびＹの合成、並びにＢおよびＹの合成は、Ａ／Ｄ変換ステップに先だってセンサー上でなされることもある。以下では、上記センサーを仮にＹ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙセンサーとして示す。
【００８０】
本実施の形態の主な特徴は、次に示す３つの１次元センサーを副走査方向に並設したことにある。上記の３つのセンサーとは、輝度Ｙのみを読み取るＹセンサー、赤色成分（Ｒ）読み取りセンサーと輝度（Ｙ）読み取りセンサーとを主走査方向に交互に配置したＲ−Ｙセンサー、および青色成分（Ｂ）読み取りセンサーと輝度（Ｙ）読み取りセンサーとを主走査方向に交互に配置したＢ−Ｙセンサーである。
【００８１】
本実施の形態は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の神経生理学における反対色メカニズムに基づくものである。反対色メカニズムに起因する主な特徴は、ＣＳＦ(contrast sensitivity function) で計測される、視覚システムの空間周波数に応答する帯域幅および感度に、次のような違いがあるということである。すなわち、輝度チャネルは、最も広い帯域幅と高い感度とを有し、ＲＧの帯域幅および感度は輝度チャネルの半分であり、ＢＹのその特性は、ＲＧの特性よりもさらに低くなっている。
【００８２】
ここで、本実施の形態の特徴を説明するために、従来のＲＹＢカメラを用いた場合において、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジに対して疑似カラー縁２６を発生させる信号群２０を図１に示す。同図に示すように、Ｒチャネル２２とＹチャネル２４との間の整合のずれは、ＲＹ色度チャネル２８で疑似カラー縁２６を生じる原因となる。すなわち、Ｂ／Ｗエッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、従来のように、カラー成分（Ｒチャネル２２）と輝度（Ｙチャネル２４）とをそれぞれ別々の１次元センサーで読み取り、これら読み取った両信号の差をとって色度信号（色差信号）Ｒ−Ｙを生成する場合、センサーの設置間隔のずれ等によりカラー整合エラーが発生し、疑似カラー縁２６を生じることになるのである。そこで、このようなカラー整合エラーを減じるためには、輝度信号と色度信号とを別々に独立して読み取ることが鍵となる。
【００８３】
本実施の形態では、図２に示す３つの１次元センサーからなるセンサー配列３０を用いて、輝度信号と色度信号とを別々に独立して読み取っている。そのため、Ｒ成分とＢ成分とを輝度と同じ解像度で読み取る代わりに、Ｒ成分とＢ成分とを、主走査方向で、輝度解像度の半分で読み取っている。これは、ＨＶＳの特性、特に、ＲＧ、ＲＹおよびＢＹ等輝度（isoluminant)信号に対するＨＶＳの視覚的周波数感度、即ち、上記の等輝度（isoluminant)信号の帯域幅は、輝度の帯域幅の半分よりも小さいという特性を利用したものである。なお、Ｒ成分も読み取る行３４とＢ成分も読み取る行３６の画素サイズを大きくすることも考えられるが、本実施の形態では、上記の画素サイズを輝度Ｙのみを読み取る行３２と同じサイズとした上で、これらの行３４・３６においてＹセンサーとＲセンサー又はＢセンサーとを主走査方向に交互に配置（ＹセンサーをＲセンサー又はＢセンサーに交互に挿入）している。
【００８４】
複数の行および列に配列された画素読み取り素子（センサー）のセンサー配列３０を次に説明する。図２中に中央に記載された行（配列）３２に設けられセンサーは、画像の輝度成分のみを所定の第１解像度（フル解像度）で読み取り、輝度出力信号を形成する。また、他の行（配列）３４に配列されたセンサーは、第１解像度の半分の解像度で、列４０、列４２、…と１列おきに（１画素おきに）第１カラー成分（この例では、赤色成分）を読み取る。この行３４における残りの列４４、４６、…は、輝度成分を読み取る。この例では、行３４によってＲＹ色度出力信号（第１カラー−輝度出力信号）が生成される。残りの行（配列）３６に配列されたセンサーは、第１解像度の半分で、列４０、列４２、…と１列おきに（１画素おきに）第２カラー成分（この例では青色成分）を読み取る。この行３６における残りの列４４、４６、…は、輝度成分を読み取る。この例では、行３６によってＢＹ色度出力信号（第２カラー−輝度出力信号）が生成される。本実施の形態において、上述したセンサー配列３０に配列されたセンサーは、原稿に対して相対的に矢印３８で示す副走査方向に移動する。上記の構成により、色度信号ＲＹおよびＢＹは、同じ列のセンサーの応答のみから生成される。つまり、主走査方向の固定シフトによって第１カラー成分Ｒおよび輝度Ｙが読み取られるので、同一行上のＲとＹとの間での整合エラーは起こらない。同様に、主走査方向の固定シフトによって第２カラー成分Ｂおよび輝度Ｙが読み取られるので、同一行上のＢとＹとの間での整合エラーは起こらない。したがって、Ｂ／Ｗエッジの周りの疑似カラー信号が除去される。
【００８５】
読み取られたＲＹ，Ｙ，ＢＹ信号からカラー整合に不備が生じないカラー画像を生成するための工程及びメカニズム６０を図３のブロック図に例示する。センサー行３４・３６からのハーフ解像度のＲＹ信号６２とハーフ解像度のＢＹ信号６４とは、線型補間機構（処理機構）６６・６８を個々に利用することにより、フル解像度へ第１解像度強調される。ＲＹフル解像度の色度信号７４とＢＹフル解像度の色度信号７６とを算出するために、フル解像度に補間されたＲとＹ，ＹとＢの信号が、カラー差分演算器７０・７２に送られる。センサー行３２からのＣＣＤのＹ出力信号７８は、輝度処理部８０で処理される。一方、ＲＹおよびＢＹの色度信号７４・７６は、色度処理部８２・８４でそれぞれ処理される。また、本発明の上記の画像読み取りシステムは、上記の構成に代えて、ハーフ解像度の色度信号が画像形成システムのサブサンプルされたカラー差分画像（color differencing images)を用いた圧縮部等の他の部分に入力される構成としてもよい。
【００８６】
輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号は、装置に応じた色空間（ＲＧＢ，ＣＭＹＫ）の出力部（出力機構）８６により、表示に関しては、ＲＧＢに、プリンティングに関しては、ＣＭＹＫに変換される。ＬＣＣ画像は、通常、上記出力部８６において、フィルタリングや階調強調等の画像処理が施された後に、表示又は印字される。
【００８７】
図４は、本実施の形態のＲＹ−Ｙ−ＢＹセンサーの構成及び画像読み取り方法を用いた場合の模擬結果を示す。同図中の（ａ）は、原画像９０を示す。同図中の（ｂ）は、従来のＲＧＢスキャナーにおいて、緑の緑成分を２画素垂直にシフトさせた状態の画像９２を示している。同図中の（ｃ）は、本実施の形態のＲＹＢスキャナーにおいて、輝度を２画素シフトさせた状態の画像９４を示している。同図中の（ｃ）の画像９４（黒色文字）は、疑似カラー縁が除去されているため、原画像９０と同等の鮮明度を有している。これに対し、同図中の（ｂ）に示す画像９２では、疑似カラー縁が残存している。この画像９２において、上側縁９１はマゼンダ生成物であり、下側縁９３は緑色生成物である。
【００８８】
図５に２次元カメラに適応した場合の例を示す。ここで、他のカラーフィルタを用いて、色度信号を読み取ることもできる。即ち、ＲＹに代えてＲＧを、ＢＹに代えてＧＢを用いることもできる。本実施の形態の画像読み取り方法を、３つのＣＣＤを利用する２次元カメラに適応した場合も、カラー整合の不備を減じるという効果を奏する。即ち、ＣＣＤ９６を用いて、赤色成分と輝度とを読み取り、ＣＣＤ９８を用いてフル解像度で輝度を読み取り、ＣＣＤ１００を用いて輝度成分と青色成分とを読み取る構成としてもよい。
【００８９】
本発明の疑似カラー生成物の発生を抑制するためのシステムとその方法は、上述した種々の好適な実施の形態に限定されるものではない。
【００９０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の一形態について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９１】
本実施の形態は、対向する空間、輝度−色度−色度（ＬＣＣ）の色画像を読み取ることによって、従来のＲＧＢ読み取り装置における重複サンプリングの問題を抑制することができる読み取り方法及びシステムを提供するものである。
【００９２】
本実施の形態では、３列の３００ｄｐｉのＣＣＤ（電荷結合デバイス）アレイを用いて、解像度６００ｄｐｉで輝度を読み取る（超解像読み取りを行う）。この解像度の向上によって、読み取ったテキストの質を向上させることができ、不十分なサンプリングよって生じるエイリアシング（aliasing) の発生も抑制することができる。この方法でＲＧＢを６００ｄｐｉの解像度で読み取る場合、下記の利点を有する。（１）本実施の形態の読み取り装置は、センサーを低いデータ率で操作することができ、これにより、より小さい蓄積容量および狭い帯域で対応可能となる。（２）本実施の形態に係る読み取り装置は、センサーの有効開口が、サンプリングの間隔よりも大きいため、エイリアシングの発生を抑制することができる。これに対し、従来のＲＧＢの読み取り装置では、常に、センサーの有効開口は、サンプリングの間隔よりも小さい。（３）本実施の形態の読み取り装置は、開口が大きいため（例えば、３００ｄｐｉピッチ対６００ｄｐｉピッチ）、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を得ることができる。（４）本実施の形態の読み取り装置は、低いデータ率で稼働することができ、高い信号対雑音比が得られるため、高速走査が可能となる。（５）本実施の形態の読み取り装置は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性（色度信号に対する帯域幅が、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭い。）により近づけることができる。（６）従来の白黒又はカラー画像の読み取り装置に比べて、本願の読み取り装置は、構成の簡素化を図ることができる。
【００９３】
図６は、本発明の好適な実施の形態に係るセンサー配列１３０の概略構成を示す模式図である。センサー配列１３０は、副走査方向に３列に並設されたセンサー（センサー素子、画素読取素子）からなる。この３列に配列された複数のセンサー素子は、それぞれセンサー配列１３０の列を特定する。各センサーは、画像の１画素を検出するように構成されている。
【００９４】
第１の行１３２（第１配列）には、ＲＹＲＹＲＹ…というように、赤（Ｒ）センサー１３４と輝度（Ｙ）センサー１３６とが、主走査方向に交互に所定の間隔で配置されている。赤（Ｒ）センサー１３４は、第１カラー画素読取素子として、第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第１の行１３２の輝度（Ｙ）センサー１３６は、第１輝度画素読取素子として、第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。読み取り装置が３００ｄｐｉの解像度で動作する場合、各行には、１インチ毎に３００のセンサーが配される。
【００９５】
第２の行１３８（第２配列）において主走査方向に配されるセンサーは、すべて輝度（Ｙ）センサー１４０であり、第１の行１３２および第３の行１４２（第３配列）に対し、１／２ピッチ、即ち１／２画素幅分シフトして配されている。第２の行１３８の輝度センサー素子１４０は、第２輝度画素読取素子として、第２輝度成分をフル解像度で検出する。
【００９６】
第３の行１４２には、ＹＢＹＢＹＢ…というように、輝度（Ｙ）センサー１４４と青（Ｂ）センサー１４６とが主走査方向に交互に所定の間隔で、第１の行１３２と対応するように配されている。第３の行１４２の青（Ｂ）センサー１４６は、第２カラー画素読取素子として、第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第３の行１４２の輝度（Ｙ）センサー１４４は、第３輝度画素読取素子として、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第１の行１３２（ＲＹ）および第３の行１４２（ＹＢ）の輝度（Ｙ）センサー１３６・１４４は、第２の行１３８の隣接する２つのＹセンサー１４０・１４０間のギャップ１４８（画素の約１／１０）を埋めるように配置されており、これにより、輝度のサンプル解像度が２倍となる。このギャップ１４８は、各センサー間に所定の空間を要する製造技術を用いているために形成される。上記ギャップ１４８は非常に小さいものであるが、従来の読み取りシステム、本願の読み取りシステムの何れの構成においても、このギャップ１４８は形成される。第１の行１３２の第１カラー画素読取素子としての赤（Ｒ）センサー１３４は、第３の行１４２の第３輝度成分センサー１４４に対応するように配されている。また、第３の行１４２の第２カラー成分画素読取素子としての青（Ｂ）センサー１４６は、第１輝度成分画素読取素子としての輝度センサー１３６に対応して配されている。サンプリングの間隔は、センサーの開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシング（解像度が低い画面で、円や曲線がぎざぎざになって表示されること）の発生を大幅に抑制することができる。
【００９７】
図７は、解像度３００ｄｐｉのＲＹ、Ｙ、及びＹＢ信号から超解像（６００ｄｐｉ）の輝度画像を読み取る本実施の形態の構成を画像読み取りシステム１５０として示す説明図である。ハーフ解像度のＲＹ信号１５２およびＹＢ信号１５４は、第１の解像度であり、線型補間機構（処理機構）あるいは他の補間技術によりフル解像度のＲ信号１５６およびフル解像のＢ信号１５８に補間される。そして、ＲＹ信号１５２からのＹ成分と、ＹＢ信号１５４からのＹ成分とから、フル解像のＹ’信号１６０が３００ｄｐｉで生成される。また、フル解像度のＹ信号１６２は、第２の行１３８によって形成される。上記のＹとＹ’において、Ｙ’はＹに対して１／２画素分オフセットしている。ＹとＹ’とを複合することによって、超解像度の輝度信号１６４が得られ、この輝度信号１６４は、超解像度輝度画像１６６に変換される。フル解像度補間Ｒ信号１５６とＢ信号１５８とは、それぞれ、色差分オペレータ１６８・１７０に送られ、Ｒ−Ｙ’色度信号１７２およびＹ’−Ｂ色度信号１７４が生成される。これらのＲ−Ｙ’色度信号１７２およびＹ’−Ｂ色度信号１７４は、色度処理部１７８・１８０でそれぞれ処理される。輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号は、装置に応じた色空間（ＲＧＢ，ＣＭＹＫ）の出力部１８２（出力機構）により、表示に関しては、ＲＧＢに、印字に関しては、ＣＭＹＫに変換される。なお、印字に関しては、ＣＭＹＫの代わりにＣＭＹとしてもよい。ＬＣＣ画像は、通常、上記出力部１８２で、フィルタリングや階調強調等の画像処理が施された後に、表示またや印字される。
【００９８】
ここでＹは輝度を示すものであるが、緑、又は、黄を示すものであってもよいし、白を示すものであってもよい。
【００９９】
また、Ｒ成分及びＢ成分のアンダーサンプルによる色度のエイリアシングの発生を防止するために、“J.E.Greivenkamp. in Color dependent optical prefilter for the suppression of aliasing artifacts, Applied Optics, Vol.29,pp676-684, February 10, 1990”記載のエイリアシング防止フィルタを光学路に配置する構成としてもよい。このように、エイリアシング防止フィルタを設けると、長短波長の光は、ぼやけるが、中間波長の光はぼやけることはない。これは、輝度を幾分ぼかしてしまうが、色度チャネルほどの影響はない。
【０１００】
上記の好適な実施の形態において、３つの１次元のセンサー配列によるカラーインターリービングを用いた画像読み取りシステムおよび読み取り方法を説明した。ここで、３つの１次元のセンサー配列は、Ｒ（赤）成分とＹ（輝度）成分とを相互に配置したＲ／Ｙセンサー，Ｂ（青）成分とＹ（輝度）成分とを相互に配置したＹ／Ｂセンサー及び上記Ｒ／ＹセンサーおよびＹ／Ｂセンサーから１／２画素幅分シフトして配されたＹ（輝度）を読み取るＹセンサーとからなる。本実施の形態の画像読み取り方法およびシステムは、カラーの複合処理によって、解像度を改善している。
【０１０１】
本実施の形態の方法および装置は、読み取り装置、複写機、ファクシミリ等に用いられるＣＣＤセンサーに適応することができ、また、カラー画像の読み取り装置に用いられるＣＭＯＳ等の光感知センサーに適応することもできる。
【０１０２】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と前記の特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の画像読み取り方法は、以上のように、画像の輝度成分を第１解像度で読み取り、読み取った輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第１カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第１カラー成分と輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第２カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第２カラー成分と輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１０４】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１０５】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、さらに、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度である上記第１解像度の信号に変換する工程と、所望の出力信号を生成すべく、上記第１解像度の輝度出力信号、および第１解像度に変換された上記第１および第２カラー−輝度出力信号を出力処理する工程とを含む構成としてもよい。
【０１０６】
このように、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度（第１解像度）の信号に変換した上で出力処理を行なえば、上記の効果に加えて、高画質の出力が得られるという効果を奏する。
【０１０７】
本発明の画像読み取りシステムは、以上のように、画像の輝度成分を第１解像度で読み取る画素読取素子の配列と、画像の第１カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第１カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、画像の第２カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第２カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、を有する構成である。
【０１０８】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１０９】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ハーフ解像度の第１および第２カラー成分をフル解像度である上記第１解像度のカラー成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【０１１０】
このように、上記第１および第２カラー成分をフル解像度（第１解像度）に変換すれば、上記の効果に加えて、高画質の読み取り画像が得られるという効果を奏する。
【０１１１】
本発明の他の画像読み取り方法は、以上のように、画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とを合成してフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号とから複合出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１１２】
これにより、フル解像度の２倍の解像度の画像読み取り（超解像画像読み取り）を実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の効果に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【０１１３】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて上記画像を読み取る画像読み取り方法であって、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットする構成としてもよい。
【０１１４】
このように、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列をオフセットすれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができるという効果をさらに奏する。
【０１１５】
本発明の他の画像読み取り方法は、以上のように、第１の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第１の行の残りの列に配された画素読取素子によって第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、他の画素読取素子に対して画素幅の略１／２オフセットして配された第２の行の画素読取素子によって上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から第２輝度成分出力信号を生成する工程と、第３の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第３の行の残りの列に配された画素読取素子によって第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成する工程と、上記フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度の輝度出力信号とを出力処理し、複合出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１１６】
これにより、フル解像度の２倍の解像度の画像読み取り（超解像画像読み取り）を実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取りシステムの効果に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【０１１７】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＲＧＢ出力信号を生成する構成としてもよい。
【０１１８】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１１９】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹＫ出力信号を生成する構成としてもよい。
【０１２０】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２１】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹ出力信号を生成する構成構成としてもよい。
【０１２２】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２３】
本発明の他の画像読み取りシステムは、以上のように、画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１カラー画素読取素子と、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１輝度画素読取素子とが交互に配された第１配列と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取る第２輝度画素読取素子の配列であり、第１および第３配列の画素読取素子に対して略１／２画素幅分オフセットしている第２配列と、画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第２カラー画素読取素子と、該画像の第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第３輝度画素読取素子とが交互に配された第３配列とを有し、上記第１配列の第１カラー画素読取素子は、上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置されている構成である。
【０１２４】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できるという効果を奏する。さらに、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列がオフセットされているので、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができるという効果をさらに奏する。
【０１２５】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、フル解像度の半分の解像度で読み取られた上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換すると共に、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【０１２６】
これにより、高画質の超解像画像読み取りを実現することができるという効果をさらに奏する。
【０１２７】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＲＧＢ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【０１２８】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２９】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹＫ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【０１３０】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１３１】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹ出力信号を生成する出力機構を備えている構成構成としてもよい。
【０１３２】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｒ−Ｙ−Ｂカメラにおける不整合に起因する白黒画像の疑似カラー信号の発生を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであり、ＣＣＤ焦平面上のセンサー配列を示す説明図である。
【図３】上記センサー配列で読み取られたＲＹ，Ｙ，ＢＹ信号からカラー画像を生成するためのアルゴリズムを示すブロック図である。
【図４】本発明のＲＹ−Ｙ−ＢＹセンサーの構成およびカラー整合方法を用いた場合の模擬実験結果を説明する説明図である。
【図５】本発明の画像読み取り方法の２次元カメラへの適応を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施の一形態を示すものであり、センサー配列を模式的に示す説明図である。
【図７】図６に示すセンサー配列を用いた本発明の高解像度カラー画像読み取り方法を説明するブロック図である。
【図８】従来のカラー読み取り装置を用いた模擬実験結果を示す説明図である。
【図９】従来の読み取りセンサー配列を示す模式図である。
【符号の説明】
３２ 行（配列）
３４ 行（配列）
３６ 行（配列）
６６，６８ 線型補間機構（処理機構）
８６，１８２ 出力部（出力機構）
１３２ 第１の行（第１配列）
１３４ 赤（Ｒ）センサー（第１カラー画素読取素子）
１３６ 輝度（Ｙ）センサー（第１輝度画素読取素子）
１３８ 第２の行（第２配列）
１４０ 輝度（Ｙ）センサー（第２輝度画素読取素子）
１４２ 第３の行（第２配列）
１４４ 輝度（Ｙ）センサー（第３輝度画素読取素子）
１４６ 青（Ｂ）センサー（第２カラー画素読取素子）
１４８ ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、スキャナー、ファクシミリ等に適用される画像読み取り方法および画像読み取りシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な画像読み取り装置は、図９に示すように、赤（Ｒ）−緑（Ｇ）−青（Ｂ）（ＲＧＢ）センサー配列１１０を用いて、画像を読み取るように構成されている。各センサー配列１１０は、赤（Ｒ）チャネル１１２、緑（Ｇ）チャネル１１４および青（Ｂ）チャネル１１６からなる３つのチャネルを有している。各チャネルは、それぞれ同数の検出素子、センサー、又は、画像読取素子（図９中、センサー１１８・１２０・１２２…）を有している。上記のＲＧＢの各センサーは、図９中、矢印１２４で示すスロースキャン方向（副走査方向）に配されている。これらの３つのチャネル１１２・１１４・１１６からは、それぞれ信号が生成され、これらの信号が複合されてカラー画像が形成される。
【０００３】
しかしながら、上記の従来のカラー画像形成方法は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性である、色度信号に対する帯域幅は、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭いという特性を利用したものではない。
【０００４】
また、フル解像度ＲＧＢセンサーを用いた場合、重複した情報を読み取ってしまうといった問題も生じてしまう。そこで、実際には、多くの画像処理アルゴリズムの第１段階において、ＲＧＢ信号を輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号に変換することによってこの重複情報を取り除き、カラーＴＶやカラー複写機で用いられるＪＰＥＧ圧縮等の周知の技術によって色度チャネルがサブサンプルされる。
【０００５】
このように、市販されている画像読み取り装置は、一般に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つのカラーセンサーを使用してカラー画像を読み取る構成となっている。また、一般の卓上型の読み取り装置では、３行に配列されたＣＣＤセンサー（各列には、多数のセンサーが配されている）を用いて、カラー画像を読み取る構成となっている。各行は、スロースキャン方向（副走査方向、スキャンバーの移動方向）に、数スキャンずれて配列されており、各行に配列されたセンサーは、１つのカラーのみを読み取るように構成されている。読み取られたデータは、デジタルに再合成され、赤−緑−青（ＲＧＢ）画像が形成される。
【０００６】
上記のＣＣＤセンサーの３列は、副走査方向に分離されているので、再合成された画像のＲＧＢの各平面は、完全には揃わない。このカラーチャンネルにおけるずれは、カラーの不整合とよばれ、黒色文字の周りに色の付いた縁を生じて文字の鮮明度を低下させる原因となる。これらの走査による生成物（黒色文字の周りの色の付いた縁）の発生を防止するには、このカラーの不整合の問題を補正するための精巧なアルゴリズムと回路とが必要となる。例えば、黒色文字を他から分離させるための特別なハードウェアを用いたり、カラー整合により起こるカラーの緑色の生成物を減じるために特別なアルゴリズムを使用するシステムがある。しかしながら、上記の方法を用いた場合、画像処理ＡＳＩＣ（Application Specific IC)に要するゲートの数が増加してしまい、その結果、システムのコスト増大を招くこととなる。
【０００７】
上記の方法以外に、カラーの不整合を減じる多数の方法が特許文献に開示されている。例えば、カラーの不整合量を減じるために、機械的、光学的な手段を利用するものがある。また、ソフトウェア内で、カラー整合のエラーを探知し、それを修正するソフトフェア・アルゴリズムを利用するものもある。
【０００８】
カラースキャナーにおいてもカラーカメラにおいても、カラー整合は、常に、カラー画像の読み取りにおける問題となっている。輝度に対する人間の視覚と空間帯域幅とは、色度に対するそれよりも高いことから、輝度と色度とを別々に読み取るように構成を改良することが、直観的に考えられる。R.W.G.Hunt氏は、“カラー印刷”の第５版（Fountain 出版、１９９５）で、赤、輝度、青（Ｒ−Ｙ−Ｂ）カメラの概念について述べている。対物レンズからの光は、赤（Ｒ）、輝度（Ｙ）、青（Ｂ）の３つのビーム光に分割され、３つのプランビコン管を用いてＲ−Ｙ−Ｂ画像が読み取られる。しかしながら、この構成では、カラー整合における利点は、実際、望むほど大きいわけではない。これは、人間の目が、画像のエッジ周りにできる色の付いた縁に大変敏感であるためである。
【０００９】
HuntのシステムにおけるＲ−Ｙ−Ｂの画像読み取りプロセスにおける欠陥は、主に、色度信号が輝度と別々に読み取られないことが原因となっている。色度信号は、互いが相対的にシフトされる赤、青、輝度信号（Ｒ−Ｙ，Ｙ−Ｂ）から生成される。そして、Ｒ−Ｙ又はＹ−Ｂにおける不整合は、エッジ部分で鋭い変化を生じるので、色の付いた縁の原因となる。
【００１０】
ここで、カラースキャナーにより形成された模擬画像を模式的に示した図８を参照する。図８中、（ａ）は、原画像１０を示す模式図である。（ｂ）は、赤成分が２画素垂直方向に移動して形成されたＲＧＢ画像１２を示す模式図である。一方、（ｃ）は、ＲＹＢ画像が２画素垂直方向に移動して形成されたＲＧＢ画像１４を示す模式図である。図８の（ｂ）と（ｃ）に示す画像は、共に、画像の黒い部分の上下に位置する色の付いた縁を有している。（ｂ）の上側の縁１５は、シアン生成物であり、下側の縁１６は、赤色生成物である。一方、（ｃ）の上側の縁１７は、緑色生成物であり、下側の縁１８は、赤色生成物である。この図８から明らかなように、Ｒ−Ｙ−Ｂスキャナーは、文字の鮮明度を向上させることはできるが、色の付いた縁がやはりできてしまう。
【００１１】
画像入出力装置におけるカラー不整合の問題を解消するための構成が多く提案されている。例えば、入力装置に関する先行技術には、ハードコピースキャナーや電子写真エンジン等の静止画像の読み取り、およびビデオカメラ用途における動画像の読み取りを開示した入力装置がある。静止画像の技術において、電子写真プロセスのベルト位置を検知し、カラーの不整合を避けるために、そのベルト位置を調整する米国特許 (USP No.5,737,003) で述べられているような、純粋に機械的な技術がある。また、カラーの不整合を生じさせるシステムの要素を機械的に検知する技術として、米国特許(USP No.5,412,409)のように、機械的な問題を修正するよりはむしろ、その修正を画像処理における他の要素に適用するものもある。また、もっと汎用されている技術の一つに、米国特許(USP No.5,774,156 およびUSP No.5,760,815) のように、整合パターンを利用するものがある。これらの米国特許は、共に、光ファイバを用いて、パターンをセンサー上にイメージしている。
【００１２】
一旦、整合パターンがカラー成分により検知、分析されると、米国特許(USP No.5,410,347 およびUSP No.5,523,154) のような機械的な調整、あるいは、米国特許(USP No.5,550,625 およびUSP No.5,523,823) のようなデジタル画像の調節により、不整合の問題を修正する試みがなされる。カラー整合エラーは、米国特許(USP No.5,406,066)のように、画像の輪郭を利用することにより、整合パターンを用いずに検知するものもある。
【００１３】
カラー整合技術には、ビデオカメラに使用するものもある。例えば、米国特許(USP No.5,715,498)のように、走査ビームの偏光回路を修正することにより、色収差に起因する不整合を修正する技術、米国特許(USP No.4,733,296)のような管の接合構造 (tube geometry)と光学系とに起因する不整合問題を修正する技術等がある。また、ＲＧＢライン連続カラーを使用するライン走査並列方法を利用するシステムにおけるカラーフィルタ円板が不完全なために生じるカラーの不整合を修正する技術が米国特許(USP No.5,084,761)に開示されている。また、カラーの不整合を探知する整列ビームとその整列ビームから画像を修正する整列ビームを用いた技術が、米国特許(USP No.4,080,623)に開示されている。さらに、Ｒ画像およびＢ画像の位置をそれぞれ検知し、該Ｒ画像およびＢ画像をＧ画像と揃えるようにオフセットする２次元ＣＣＤ配列を用いた固体カメラが米国特許(USP No.4,908,720)に開示されている。
【００１４】
また、米国特許(USP No. 4,835,594) のように、２次元パターンを利用して種々の光学系と管との空間配置の問題を修正することで、カラーの不整合における局所的な修正を試みたものもある。また、製造工程でカメラの較正を要する修正技術もある。また、米国特許(USP No. 4,500,916) のように、生画像からカラーの不整合を探知し、少しの遅延でその整合を修正すると共に、リアルタイムで修正できるように、カラーの不整合の動的特性の履歴を記録するものもある。
【００１５】
また、プリンター、表示装置等の出力装置におけるカラーの不整合の問題の解決方法を開示した従来技術としては、電子写真技術に関する米国特許(USP No.5,287,160)、サーマルプリンタに関する米国特許(USP No.5,040,026)、陰極線管( ＣＲＴ（cathode-ray tube))の製造方法に関する米国特許(USP Nｏ.4,891,548) 、シャドウマスクのデザインに関する米国特許(USP No 4,139,797)、ＣＲＴの電子線放射孔に関する米国特許(USP No.4,065,695)等があるが、これらは、不整合を避けるための単なる機械的な設計を開示したものである。
【００１６】
また、プリント技術においては、米国特許(USP No.5,689,425 および USP No.5,412,577)のように、マスプリントプロセスにおいて、出力プリントをカメラで監視し、次に、オフセットプリントプレスの個々のプレートを、少し遅れて機械的にオフセットするものがある。また、米国特許(USP No.4,546,700 およびUSP No.4,018,528) および米国特許(USP No.5,355,154)のように、入力画像技術においては、整合マークの利用が一般的であり、そこでは、整合パターンは、画像輪郭部の外側に配置される。同様に、米国特許(USP No.5,170,250)は、整列ビームを用いた表示装置を開示している。また、米国特許(USP No.4,583,116)のように、他のアプローチとして、整合パターンを用いず、画像処理技術のみを用いて、カラーの不整合問題を検知、修正するものがある。画像処理技術は、画像読み取り、画像表示期中のいずれかに適用することができる。
【００１７】
また、視覚的に反対色のメカニズムに基づいた画像システムが知られている。このような画像システムとして、米国特許(USP No.5,682,180)のように、視覚的に反対色のモデルを有する２つのＬＣＤを使用する表示装置を組み込んだものがある。また、米国特許(USP No.5,550,660)のように、画像の反対色表現に従って、光を調節可能なスーパー・ツイステッド・ネマチック液晶セル（ＳＴＮ）装置を開示している。一方、米国特許(USP No.5,283,858)では、反対色のカラーモデルを使用した視覚カラー選択配色(scheme)を開示している。しかしながら、上述した従来技術は、すべて、スキャナーとは反対の表示装置を有するシステムであり、カラー整合問題を取り扱ったものではない。
【００１８】
また、米国特許(USP No. 5,773,814) は、１次元配列に交互に配されたＹ成分およびＷ成分と、他の１次元配列に交互に配されたＧ成分およびＣ成分とを利用した構成を開示している。しかしながら、この米国特許は、走査時間を早めることが可能なように、光修正を最適にし、信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にするを目的とするもので、カラーの不整合を発生を抑制したり、修正することを目的としたものではない。
【００１９】
次に、読み取り画像の解像度について説明する。
【００２０】
読み取りの解像度は、２つの隣接するセンサー素子間の空間および光学倍率によって決まる。高解像度を実現するための手段としては、センサー素子の数を増やすことが考えられる。センサー素子の数を増やすことによって、解像度は、７５ｄｐｉから３００ｄｐｉ、場合によっては、６００ｄｐｉまで上げることができる。しかしながら、このような方法によって解像度を上げた場合、コスト高となってしまうため、解像度を上げる他の方法の開発が求められている。 そこで、色複合によって、解像度を向上させる技術が多数提案されている。これらの技術の殆どは、２次元ビデオやデジタル静止カメラに用いられるものであり、カラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）を用いて単一の２次元ＣＣＤセンサーから２次元のカラー画像を読み取るものである。しかしながら、この種の装置においては、２次元配列におけるサンプリングは、本質的に難しく、このため、超解像度で輝度のサンプリングを行うことは、不可能とは言わないまでも、極めて難しい。
【００２１】
また、 Arnoldi. の米国特許 (USP No.4,575,769 ,特許付与日： 3/11/1986）は、「ライン走査光画像形成システムにおける可変解像走査」において、高解像度を実現する方法を開示している。具体的には、原稿をハーフステップとフルステップとの所定の順序で水平画像スキャナを通過させる。ハーフステップでは、原稿は搬送方向に対し、１インチの１／４００（４００ｄｉｐモード) 進められ、フルステップでは、１インチの１／２００（２００ｄｉｐモード) 進められる。しかしながら、この方法を用いた場合、解像度は、スロースキャン方向にのみ向上させることができ、ファーストスキャン方向（ＣＣＤアレイに平行な方向）における解像度の向上は得られない。
【００２２】
また、Seachman et al.,の米国特許 (USP No.4,877,310, 特許付与日：10/31/1986）は、イメージセンサー配列に用いる電子可変ＭＴＦフィルタを開示している。この米国特許のＭＴＦフィルタは、レンズと画像形成アレイとの間に配置されており、さらなる画像処理に先がけて画像にぼかしを加えるために画像変調を低下させるようになっている。
【００２３】
また、Sharman et al., の米国特許 (USP No.5,045,932, 特許付与日：09/03/1991）は、カラー原稿のライン走査から高解像電子信号を生成する装置および方法を開示している。該米国特許は、高解像度輝度成分と、複数の低解像度カラー成分との組み合わせから高解像度のテレビ信号を生成する動画フィルムスキャナーを開示している。このカラーセンサーは、大きなセンサー装置を備えることができるため、信号対雑音比（ＳＮＲ）の向上を図ることができる。このシステムでは、４つのセンサー配列を用い複雑な構成となるため、コスト高を招来し、低価格向けの卓上型の読み取り装置には適さない。
【００２４】
また、Takagiの米国特許 (USP No.5,159,469, 特許付与日：10/27/1992）は、画像読み取り装置におけるモアレ除去装置において、アレイ平面において画像をフォーカス／デフォーカスする可動フィルタメカニズムを開示している。
【００２５】
また、Yamamotoの米国特許 (USP No.5,262,631, 特許付与日：11/16/1993）は、カラー画像読み取り装置に使用する２列に配されたセンサーを開示している。具体的には、一方の列に配列されたセンサーは緑（Ｇ）成分を読み取り、他方の列に配列されたセンサーは、交互に配された赤（Ｒ）と青（Ｂ）のセンサーにより、青（Ｂ）成分と赤（Ｒ）成分とを読み取るように構成されている。この緑（Ｇ）列は、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）列に対し、１／２画素分シフトして配されている。この装置は、ＲＧＢ読み取り装置であって、輝度−色度−色度（ＬＣＣ）の帯域幅に関する利点を有していない。
【００２６】
また、Wolff et al.の米国特許 (USP No.5,767,987, 特許付与日：06/16/1998）は、解像度の向上を目的として、複数の画像スキャンを組み合わせる方法およびその装置が開示されている。他の画像は基本画像として登録され、画素値は、さらなる画像の画像データに基づいて繰り返し変更される。この方法は、スキャナーの本来のジッタエラーがさらなるサンプリングポイントを生成することによって機能し、これにより解像度を向上させることができる。この方法は、複数の走査および集中（intensive processing) 処理を要する。
【００２７】
また、Phillips et al. の米国特許 (USP No.5,773,814, 特許付与日：06/30/1998）は、光学画像読み取り装置に用いる階調および色を提供するセンサー構造において、１つの１次元のアレイ上で補間されたＹ成分及びＷ成分と、他の１次元のアレイ上で補間されたＧ成分とＣ成分とを用いる構成を開示している。しかしながら、この特許公報で述べられている上記技術の目的は、光の収集を最適化し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大限にすることによって、高速走査を実現することであって、本願のように画像の解像度を上げることではない。この公報の構成において、センサー間のシフトやズレに関する問題は生じない。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、それぞれ異なるアプローチで解像度の問題に触れている。しかしながら、これらのほとんどは、人間の色に関する視覚の特性、すなわち、色度信号に対する帯域幅は、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭いといった人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性を利用し、解像度を高めるのではなく、帯域を狭めることによって、解像度の問題を解決するものではない。
【００２９】
上述したように、従来のカラー整合問題の解決方法は、すべて、問題の発生を機械的に防ぐか、あるいは、問題が生じてから、問題の画像を修正するものである。つまり、従来においては、人間のカラー視覚システムにおける特性を考慮し、カラー整合が実質的に見えないカラー領域で画像を読み取ることを試みたものはない。また、人間の視覚特性を用いた従来技術は、画像読み取り装置におけるカラー整合以外の問題を解決しようとしたものである。
【００３０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、輝度成分と色度成分とを別々に独立して読み取ることによって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、鮮明な読み取り画像を実現する画像読み取り方法および画像読み取りシステムを提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、画像の輝度成分を第１解像度で読み取り、読み取った輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第１カラー成分と輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第２カラー成分と輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００３２】
上記の構成においては、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々に独立して読み取っている。すなわち、画像の輝度成分については、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列によって第１解像度で読み取られる。一方、上記第１カラー−輝度出力信号としての色度信号は、上記輝度成分を読み取る画素読取素子の配列とは別の配列の画素読取素子によって、画像の第１カラー成分を１画素おきに上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取って形成される。同様に、上記第２カラー−輝度出力信号としての色度信号は、上記輝度成分を読み取る画素読取素子の配列とは別の配列の画素読取素子によって、画像の第２カラー成分を１画素おきに上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取って形成される。
【００３３】
このように、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、本発明の画像読み取り方法によれば、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができる。
【００３４】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００３５】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００３６】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度である上記第１解像度の信号に変換する工程と、所望の出力信号を生成すべく、上記第１解像度の輝度出力信号、および第１解像度に変換された上記第１および第２カラー−輝度出力信号を出力処理する工程とを含む構成としてもよい。
【００３７】
上記の構成によれば、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度（第１解像度）の信号に変換した上で出力処理を行っているので、高画質の出力が得られる。
【００３８】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、画像の輝度成分を第１解像度で読み取る画素読取素子の配列と、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第１カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、
画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第２カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、を有することを特徴としている。
【００３９】
上記の構成においては、前述の画像読み取り方法と同様に、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々に独立して読み取っている。
【００４０】
そして、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、本発明の画像読み取りシステムによれば、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができる。
【００４１】
なお、前述の通り、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００４２】
本システムの構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００４３】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ハーフ解像度の第１および第２カラー成分をフル解像度である上記第１解像度のカラー成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【００４４】
上記の構成によれば、上記第１および第２カラー成分をフル解像度（第１解像度）に変換しているので、高画質の読み取り画像が得られる。
【００４５】
本発明の他の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とを合成してフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度（例えば、６００ｄｐｉ）の輝度成分信号とから複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００４６】
上記の構成によれば、前述の画像読み取り方法と同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを読み取っている。
【００４７】
ここで、前述の画像読み取り方法との違いは、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とをフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換していることである。そして、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号とから複合出力信号を生成しているので、超解像画像読み取りを実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の利点に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００４９】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００５０】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて上記画像を読み取る画像読み取り方法であって、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットする構成とすることが望ましい。
【００５１】
上記の構成のように、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットすれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシング（aliasing：解像度が低い画面で、円や曲線がぎざぎざになって表示されること）の発生を大幅に抑制することができる。
【００５２】
本発明の他の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、第１の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取ると共に、該第１の行の残りの列に配された画素読取素子によって第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、他の画素読取素子に対して画素幅の略１／２オフセットして配された第２の行の画素読取素子によって上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から第２輝度成分出力信号を生成する工程と、第３の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第３の行の残りの列に配された画素読取素子によって第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成する工程と、上記フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度（例えば、６００ｄｐｉ）の輝度出力信号とを出力処理し、複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、前述の画像読み取り方法と同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを読み取っている。そして、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成している。さらに、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換し、該フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度の輝度出力信号ととから複合出力信号を生成しているので、高画質の超解像画像読み取りを実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の利点に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができる。
【００５４】
なお、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００５５】
本画像読み取り方法の構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００５６】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＲＧＢ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００５７】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られる。
【００５８】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹＫ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００５９】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られる。
【００６０】
本発明の画像読み取り方法は、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹ出力信号を生成する構成としてもよい。
【００６１】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られる。
【００６２】
本発明の他の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、画像の第１カラー成分（例えば、赤色成分）をフル解像度（例えば、３００ｄｐｉ）の半分の解像度で読み取る第１カラー画素読取素子と、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１輝度画素読取素子とが交互に配された第１配列と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取る第２輝度画素読取素子の配列であり、第１および第３配列の画素読取素子に対して略１／２画素幅分オフセットしている第２配列と、画像の第２カラー成分（例えば、青色成分）をフル解像度の半分の解像度で読み取る第２カラー画素読取素子と、該画像の第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第３輝度画素読取素子とが交互に配された第３配列とを有し、上記第１配列の第１カラー画素読取素子は、上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置されていることを特徴としている。
【００６３】
上記の構成によれば、前述の画像読みシステムと同様にして、画像の輝度と２つの色度（画像のカラー成分と輝度成分とから合成される）とを別々の配列（第１ないし第３配列）で読み取っている。
【００６４】
そして、第１カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあり、また、第２カラー成分と輝度成分とを読み取る画素読取素子が同一配列上にあるので、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。
【００６５】
さらに、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、上記第２配列の画素読取素子の配列を、第１および第３配列の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットし、上記第１配列の第１カラー画素読取素子を上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置すれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができる。
【００６６】
なお、前述の通り、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）は、輝度、第１および第２カラー成分から算出することができることは言うまでもない。
【００６７】
本画像読み取りシステムの構成は、輝度については敏感だが、色度に対しては輝度より鈍感であるという人間のカラー視覚システム（ＨＶＳ）における特性を考慮したものである。よって、第３のカラー成分（例えば、緑色成分）を、輝度、第１および第２カラー成分から算出したとしても、それほど画質の劣化が感じられることはない。
【００６８】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、フル解像度の半分の解像度で読み取られた上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換すると共に、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【００６９】
上記の構成のように、上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換し、且つ、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換すれば、高画質の超解像画像読み取りを実現することができる。
【００７０】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＲＧＢ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７１】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られる。
【００７２】
本発明の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹＫ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７３】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られる。
【００７４】
本発明の上記の画像読み取りシステムは、上記課題を解決するために、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【００７５】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７７】
走査システムは、一般に、格子状に配された画像読み取り素子又はセンサーを有するＣＣＤ（電荷結合デバイス）を備えている。各画像読み取り素子画像は、画像の特定の部分又は成分を検知するもので、一般には、一行又は一列に配された画像読み取り素子が、特定の画像カラー成分を検知するように構成されている。３行のＣＣＤ読み取りプロセスに起因して、各センサー行間では常に整合エラーの問題が生じる。本発明の目的は、輝度と色度とを別々に独立して読み取ることで、読み取られた画像に生じる不整合に起因した色の付いた縁やボケの問題を解消することにある。
【００７８】
本発明は、人間のカラー視覚システムにおける特性を考慮し、カラー整合不備が実質的に視覚されることのないカラー領域で画像を読み取るものである。すなわち、本発明の画像読み取り方法は、色度信号(chrominance signals) に対する帯域幅が狭いという人間の視覚システムを利用し、カラー整合エラーに対する許容度を高めるものである。本実施の形態では、３つの一次元センサーを利用するスキャナーに本発明を適応しているが、本発明は、他の種々の構成の画像処理に適応することができる。
【００７９】
赤−輝度−青（ＲＹＢ）画像読み取りシステム及びそれを用いた画像読み取り方法は、反対色領域において、できるだけ直接カラー画像を読み取ることにより、カラー整合工程における生成物（色ずれ）の生成を抑制するものである。上述したHuntによって３０年以上も前に、ビデオシステムにおいて、ＲＹＢカラーフィルタをフルフレーム又はフルファイル読み取りで利用することが提示されている。しかしながら、Huntの技術は、スキャナーや現代のビデオシステムには適用されていない。本発明は、Ｒ，Ｙ，Ｂのフィルターを用いてセンサーの画素を覆っているが、これはHuntの技術とは異なり、Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ画像の形成にのみ用いるためである。色差画像（difference images)を形成するためのＲおよびＹの合成、並びにＢおよびＹの合成は、Ａ／Ｄ変換ステップに先だってセンサー上でなされることもある。以下では、上記センサーを仮にＹ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙセンサーとして示す。
【００８０】
本実施の形態の主な特徴は、次に示す３つの１次元センサーを副走査方向に並設したことにある。上記の３つのセンサーとは、輝度Ｙのみを読み取るＹセンサー、赤色成分（Ｒ）読み取りセンサーと輝度（Ｙ）読み取りセンサーとを主走査方向に交互に配置したＲ−Ｙセンサー、および青色成分（Ｂ）読み取りセンサーと輝度（Ｙ）読み取りセンサーとを主走査方向に交互に配置したＢ−Ｙセンサーである。
【００８１】
本実施の形態は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の神経生理学における反対色メカニズムに基づくものである。反対色メカニズムに起因する主な特徴は、ＣＳＦ(contrast sensitivity function) で計測される、視覚システムの空間周波数に応答する帯域幅および感度に、次のような違いがあるということである。すなわち、輝度チャネルは、最も広い帯域幅と高い感度とを有し、ＲＧの帯域幅および感度は輝度チャネルの半分であり、ＢＹのその特性は、ＲＧの特性よりもさらに低くなっている。
【００８２】
ここで、本実施の形態の特徴を説明するために、従来のＲＹＢカメラを用いた場合において、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジに対して疑似カラー縁２６を発生させる信号群２０を図１に示す。同図に示すように、Ｒチャネル２２とＹチャネル２４との間の整合のずれは、ＲＹ色度チャネル２８で疑似カラー縁２６を生じる原因となる。すなわち、Ｂ／Ｗエッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、従来のように、カラー成分（Ｒチャネル２２）と輝度（Ｙチャネル２４）とをそれぞれ別々の１次元センサーで読み取り、これら読み取った両信号の差をとって色度信号（色差信号）Ｒ−Ｙを生成する場合、センサーの設置間隔のずれ等によりカラー整合エラーが発生し、疑似カラー縁２６を生じることになるのである。そこで、このようなカラー整合エラーを減じるためには、輝度信号と色度信号とを別々に独立して読み取ることが鍵となる。
【００８３】
本実施の形態では、図２に示す３つの１次元センサーからなるセンサー配列３０を用いて、輝度信号と色度信号とを別々に独立して読み取っている。そのため、Ｒ成分とＢ成分とを輝度と同じ解像度で読み取る代わりに、Ｒ成分とＢ成分とを、主走査方向で、輝度解像度の半分で読み取っている。これは、ＨＶＳの特性、特に、ＲＧ、ＲＹおよびＢＹ等輝度（isoluminant)信号に対するＨＶＳの視覚的周波数感度、即ち、上記の等輝度（isoluminant)信号の帯域幅は、輝度の帯域幅の半分よりも小さいという特性を利用したものである。なお、Ｒ成分も読み取る行３４とＢ成分も読み取る行３６の画素サイズを大きくすることも考えられるが、本実施の形態では、上記の画素サイズを輝度Ｙのみを読み取る行３２と同じサイズとした上で、これらの行３４・３６においてＹセンサーとＲセンサー又はＢセンサーとを主走査方向に交互に配置（ＹセンサーをＲセンサー又はＢセンサーに交互に挿入）している。
【００８４】
複数の行および列に配列された画素読み取り素子（センサー）のセンサー配列３０を次に説明する。図２中に中央に記載された行（配列）３２に設けられセンサーは、画像の輝度成分のみを所定の第１解像度（フル解像度）で読み取り、輝度出力信号を形成する。また、他の行（配列）３４に配列されたセンサーは、第１解像度の半分の解像度で、列４０、列４２、…と１列おきに（１画素おきに）第１カラー成分（この例では、赤色成分）を読み取る。この行３４における残りの列４４、４６、…は、輝度成分を読み取る。この例では、行３４によってＲＹ色度出力信号（第１カラー−輝度出力信号）が生成される。残りの行（配列）３６に配列されたセンサーは、第１解像度の半分で、列４０、列４２、…と１列おきに（１画素おきに）第２カラー成分（この例では青色成分）を読み取る。この行３６における残りの列４４、４６、…は、輝度成分を読み取る。この例では、行３６によってＢＹ色度出力信号（第２カラー−輝度出力信号）が生成される。本実施の形態において、上述したセンサー配列３０に配列されたセンサーは、原稿に対して相対的に矢印３８で示す副走査方向に移動する。上記の構成により、色度信号ＲＹおよびＢＹは、同じ列のセンサーの応答のみから生成される。つまり、主走査方向の固定シフトによって第１カラー成分Ｒおよび輝度Ｙが読み取られるので、同一行上のＲとＹとの間での整合エラーは起こらない。同様に、主走査方向の固定シフトによって第２カラー成分Ｂおよび輝度Ｙが読み取られるので、同一行上のＢとＹとの間での整合エラーは起こらない。したがって、Ｂ／Ｗエッジの周りの疑似カラー信号が除去される。
【００８５】
読み取られたＲＹ，Ｙ，ＢＹ信号からカラー整合に不備が生じないカラー画像を生成するための工程及びメカニズム６０を図３のブロック図に例示する。センサー行３４・３６からのハーフ解像度のＲＹ信号６２とハーフ解像度のＢＹ信号６４とは、線型補間機構（処理機構）６６・６８を個々に利用することにより、フル解像度へ第１解像度強調される。ＲＹフル解像度の色度信号７４とＢＹフル解像度の色度信号７６とを算出するために、フル解像度に補間されたＲとＹ，ＹとＢの信号が、カラー差分演算器７０・７２に送られる。センサー行３２からのＣＣＤのＹ出力信号７８は、輝度処理部８０で処理される。一方、ＲＹおよびＢＹの色度信号７４・７６は、色度処理部８２・８４でそれぞれ処理される。また、本発明の上記の画像読み取りシステムは、上記の構成に代えて、ハーフ解像度の色度信号が画像形成システムのサブサンプルされたカラー差分画像（color differencing images)を用いた圧縮部等の他の部分に入力される構成としてもよい。
【００８６】
輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号は、装置に応じた色空間（ＲＧＢ，ＣＭＹＫ）の出力部（出力機構）８６により、表示に関しては、ＲＧＢに、プリンティングに関しては、ＣＭＹＫに変換される。ＬＣＣ画像は、通常、上記出力部８６において、フィルタリングや階調強調等の画像処理が施された後に、表示又は印字される。
【００８７】
図４は、本実施の形態のＲＹ−Ｙ−ＢＹセンサーの構成及び画像読み取り方法を用いた場合の模擬結果を示す。同図中の（ａ）は、原画像９０を示す。同図中の（ｂ）は、従来のＲＧＢスキャナーにおいて、緑の緑成分を２画素垂直にシフトさせた状態の画像９２を示している。同図中の（ｃ）は、本実施の形態のＲＹＢスキャナーにおいて、輝度を２画素シフトさせた状態の画像９４を示している。同図中の（ｃ）の画像９４（黒色文字）は、疑似カラー縁が除去されているため、原画像９０と同等の鮮明度を有している。これに対し、同図中の（ｂ）に示す画像９２では、疑似カラー縁が残存している。この画像９２において、上側縁９１はマゼンダ生成物であり、下側縁９３は緑色生成物である。
【００８８】
図５に２次元カメラに適応した場合の例を示す。ここで、他のカラーフィルタを用いて、色度信号を読み取ることもできる。即ち、ＲＹに代えてＲＧを、ＢＹに代えてＧＢを用いることもできる。本実施の形態の画像読み取り方法を、３つのＣＣＤを利用する２次元カメラに適応した場合も、カラー整合の不備を減じるという効果を奏する。即ち、ＣＣＤ９６を用いて、赤色成分と輝度とを読み取り、ＣＣＤ９８を用いてフル解像度で輝度を読み取り、ＣＣＤ１００を用いて輝度成分と青色成分とを読み取る構成としてもよい。
【００８９】
本発明の疑似カラー生成物の発生を抑制するためのシステムとその方法は、上述した種々の好適な実施の形態に限定されるものではない。
【００９０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の一形態について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９１】
本実施の形態は、対向する空間、輝度−色度−色度（ＬＣＣ）の色画像を読み取ることによって、従来のＲＧＢ読み取り装置における重複サンプリングの問題を抑制することができる読み取り方法及びシステムを提供するものである。
【００９２】
本実施の形態では、３列の３００ｄｐｉのＣＣＤ（電荷結合デバイス）アレイを用いて、解像度６００ｄｐｉで輝度を読み取る（超解像読み取りを行う）。この解像度の向上によって、読み取ったテキストの質を向上させることができ、不十分なサンプリングよって生じるエイリアシング（aliasing) の発生も抑制することができる。この方法でＲＧＢを６００ｄｐｉの解像度で読み取る場合、下記の利点を有する。（１）本実施の形態の読み取り装置は、センサーを低いデータ率で操作することができ、これにより、より小さい蓄積容量および狭い帯域で対応可能となる。（２）本実施の形態に係る読み取り装置は、センサーの有効開口が、サンプリングの間隔よりも大きいため、エイリアシングの発生を抑制することができる。これに対し、従来のＲＧＢの読み取り装置では、常に、センサーの有効開口は、サンプリングの間隔よりも小さい。（３）本実施の形態の読み取り装置は、開口が大きいため（例えば、３００ｄｐｉピッチ対６００ｄｐｉピッチ）、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を得ることができる。（４）本実施の形態の読み取り装置は、低いデータ率で稼働することができ、高い信号対雑音比が得られるため、高速走査が可能となる。（５）本実施の形態の読み取り装置は、人間の視覚システム（ＨＶＳ）の特性（色度信号に対する帯域幅が、輝度信号に対する帯域幅よりもはるかに狭い。）により近づけることができる。（６）従来の白黒又はカラー画像の読み取り装置に比べて、本願の読み取り装置は、構成の簡素化を図ることができる。
【００９３】
図６は、本発明の好適な実施の形態に係るセンサー配列１３０の概略構成を示す模式図である。センサー配列１３０は、副走査方向に３列に並設されたセンサー（センサー素子、画素読取素子）からなる。この３列に配列された複数のセンサー素子は、それぞれセンサー配列１３０の列を特定する。各センサーは、画像の１画素を検出するように構成されている。
【００９４】
第１の行１３２（第１配列）には、ＲＹＲＹＲＹ…というように、赤（Ｒ）センサー１３４と輝度（Ｙ）センサー１３６とが、主走査方向に交互に所定の間隔で配置されている。赤（Ｒ）センサー１３４は、第１カラー画素読取素子として、第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第１の行１３２の輝度（Ｙ）センサー１３６は、第１輝度画素読取素子として、第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。読み取り装置が３００ｄｐｉの解像度で動作する場合、各行には、１インチ毎に３００のセンサーが配される。
【００９５】
第２の行１３８（第２配列）において主走査方向に配されるセンサーは、すべて輝度（Ｙ）センサー１４０であり、第１の行１３２および第３の行１４２（第３配列）に対し、１／２ピッチ、即ち１／２画素幅分シフトして配されている。第２の行１３８の輝度センサー素子１４０は、第２輝度画素読取素子として、第２輝度成分をフル解像度で検出する。
【００９６】
第３の行１４２には、ＹＢＹＢＹＢ…というように、輝度（Ｙ）センサー１４４と青（Ｂ）センサー１４６とが主走査方向に交互に所定の間隔で、第１の行１３２と対応するように配されている。第３の行１４２の青（Ｂ）センサー１４６は、第２カラー画素読取素子として、第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第３の行１４２の輝度（Ｙ）センサー１４４は、第３輝度画素読取素子として、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で検出する。第１の行１３２（ＲＹ）および第３の行１４２（ＹＢ）の輝度（Ｙ）センサー１３６・１４４は、第２の行１３８の隣接する２つのＹセンサー１４０・１４０間のギャップ１４８（画素の約１／１０）を埋めるように配置されており、これにより、輝度のサンプル解像度が２倍となる。このギャップ１４８は、各センサー間に所定の空間を要する製造技術を用いているために形成される。上記ギャップ１４８は非常に小さいものであるが、従来の読み取りシステム、本願の読み取りシステムの何れの構成においても、このギャップ１４８は形成される。第１の行１３２の第１カラー画素読取素子としての赤（Ｒ）センサー１３４は、第３の行１４２の第３輝度成分センサー１４４に対応するように配されている。また、第３の行１４２の第２カラー成分画素読取素子としての青（Ｂ）センサー１４６は、第１輝度成分画素読取素子としての輝度センサー１３６に対応して配されている。サンプリングの間隔は、センサーの開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシング（解像度が低い画面で、円や曲線がぎざぎざになって表示されること）の発生を大幅に抑制することができる。
【００９７】
図７は、解像度３００ｄｐｉのＲＹ、Ｙ、及びＹＢ信号から超解像（６００ｄｐｉ）の輝度画像を読み取る本実施の形態の構成を画像読み取りシステム１５０として示す説明図である。ハーフ解像度のＲＹ信号１５２およびＹＢ信号１５４は、第１の解像度であり、線型補間機構（処理機構）あるいは他の補間技術によりフル解像度のＲ信号１５６およびフル解像のＢ信号１５８に補間される。そして、ＲＹ信号１５２からのＹ成分と、ＹＢ信号１５４からのＹ成分とから、フル解像のＹ’信号１６０が３００ｄｐｉで生成される。また、フル解像度のＹ信号１６２は、第２の行１３８によって形成される。上記のＹとＹ’において、Ｙ’はＹに対して１／２画素分オフセットしている。ＹとＹ’とを複合することによって、超解像度の輝度信号１６４が得られ、この輝度信号１６４は、超解像度輝度画像１６６に変換される。フル解像度補間Ｒ信号１５６とＢ信号１５８とは、それぞれ、色差分オペレータ１６８・１７０に送られ、Ｒ−Ｙ’色度信号１７２およびＹ’−Ｂ色度信号１７４が生成される。これらのＲ−Ｙ’色度信号１７２およびＹ’−Ｂ色度信号１７４は、色度処理部１７８・１８０でそれぞれ処理される。輝度−色度−色度（ＬＣＣ）信号は、装置に応じた色空間（ＲＧＢ，ＣＭＹＫ）の出力部１８２（出力機構）により、表示に関しては、ＲＧＢに、印字に関しては、ＣＭＹＫに変換される。なお、印字に関しては、ＣＭＹＫの代わりにＣＭＹとしてもよい。ＬＣＣ画像は、通常、上記出力部１８２で、フィルタリングや階調強調等の画像処理が施された後に、表示またや印字される。
【００９８】
ここでＹは輝度を示すものであるが、緑、又は、黄を示すものであってもよいし、白を示すものであってもよい。
【００９９】
また、Ｒ成分及びＢ成分のアンダーサンプルによる色度のエイリアシングの発生を防止するために、“J.E.Greivenkamp. in Color dependent optical prefilter for the suppression of aliasing artifacts, Applied Optics, Vol.29,pp676-684, February 10, 1990”記載のエイリアシング防止フィルタを光学路に配置する構成としてもよい。このように、エイリアシング防止フィルタを設けると、長短波長の光は、ぼやけるが、中間波長の光はぼやけることはない。これは、輝度を幾分ぼかしてしまうが、色度チャネルほどの影響はない。
【０１００】
上記の好適な実施の形態において、３つの１次元のセンサー配列によるカラーインターリービングを用いた画像読み取りシステムおよび読み取り方法を説明した。ここで、３つの１次元のセンサー配列は、Ｒ（赤）成分とＹ（輝度）成分とを相互に配置したＲ／Ｙセンサー，Ｂ（青）成分とＹ（輝度）成分とを相互に配置したＹ／Ｂセンサー及び上記Ｒ／ＹセンサーおよびＹ／Ｂセンサーから１／２画素幅分シフトして配されたＹ（輝度）を読み取るＹセンサーとからなる。本実施の形態の画像読み取り方法およびシステムは、カラーの複合処理によって、解像度を改善している。
【０１０１】
本実施の形態の方法および装置は、読み取り装置、複写機、ファクシミリ等に用いられるＣＣＤセンサーに適応することができ、また、カラー画像の読み取り装置に用いられるＣＭＯＳ等の光感知センサーに適応することもできる。
【０１０２】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と前記の特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の画像読み取り方法は、以上のように、画像の輝度成分を第１解像度で読み取り、読み取った輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第１カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第１カラー成分と輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第２カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第２カラー成分と輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１０４】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１０５】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、さらに、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度である上記第１解像度の信号に変換する工程と、所望の出力信号を生成すべく、上記第１解像度の輝度出力信号、および第１解像度に変換された上記第１および第２カラー−輝度出力信号を出力処理する工程とを含む構成としてもよい。
【０１０６】
このように、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度（第１解像度）の信号に変換した上で出力処理を行なえば、上記の効果に加えて、高画質の出力が得られるという効果を奏する。
【０１０７】
本発明の画像読み取りシステムは、以上のように、画像の輝度成分を第１解像度で読み取る画素読取素子の配列と、画像の第１カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第１カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、画像の第２カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第２カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、を有する構成である。
【０１０８】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できる。したがって、カラー不整合に起因する疑似カラー縁や画像ぼけを生成することなく、原画像と同等の鮮明度を有する読み取り画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１０９】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ハーフ解像度の第１および第２カラー成分をフル解像度である上記第１解像度のカラー成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【０１１０】
このように、上記第１および第２カラー成分をフル解像度（第１解像度）に変換すれば、上記の効果に加えて、高画質の読み取り画像が得られるという効果を奏する。
【０１１１】
本発明の他の画像読み取り方法は、以上のように、画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とを合成してフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号とから複合出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１１２】
これにより、フル解像度の２倍の解像度の画像読み取り（超解像画像読み取り）を実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取り方法の効果に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【０１１３】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて上記画像を読み取る画像読み取り方法であって、上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットする構成としてもよい。
【０１１４】
このように、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列をオフセットすれば、輝度成分のサンプリングの間隔は、画素読取素子の開口（検出素子の能動領域）よりも小さいため、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができるという効果をさらに奏する。
【０１１５】
本発明の他の画像読み取り方法は、以上のように、第１の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第１の行の残りの列に配された画素読取素子によって第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、他の画素読取素子に対して画素幅の略１／２オフセットして配された第２の行の画素読取素子によって上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から第２輝度成分出力信号を生成する工程と、第３の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第３の行の残りの列に配された画素読取素子によって第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換する工程と、上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成する工程と、上記フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度の輝度出力信号とを出力処理し、複合出力信号を生成する工程とを含む構成である。
【０１１６】
これにより、フル解像度の２倍の解像度の画像読み取り（超解像画像読み取り）を実現することができる。この解像度の向上によって、前述の画像読み取りシステムの効果に加えて、読み取った画像の質をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【０１１７】
本発明の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＲＧＢ出力信号を生成する構成としてもよい。
【０１１８】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１１９】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹＫ出力信号を生成する構成としてもよい。
【０１２０】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２１】
本発明の上記の画像読み取り方法は、上記の構成に加え、上記出力処理によってＣＭＹ出力信号を生成する構成構成としてもよい。
【０１２２】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２３】
本発明の他の画像読み取りシステムは、以上のように、画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１カラー画素読取素子と、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１輝度画素読取素子とが交互に配された第１配列と、上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取る第２輝度画素読取素子の配列であり、第１および第３配列の画素読取素子に対して略１／２画素幅分オフセットしている第２配列と、画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第２カラー画素読取素子と、該画像の第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第３輝度画素読取素子とが交互に配された第３配列とを有し、上記第１配列の第１カラー画素読取素子は、上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置されている構成である。
【０１２４】
これにより、Ｂ／Ｗ（黒／白）エッジを有する白黒文字等の原稿を読み取る場合において、輝度データとカラー成分データとの間にずれが生じないため、従来のような疑似カラー縁が発生することを防止できるという効果を奏する。さらに、画素読取素子同士の間に形成される所定の空間（ギャップ）を埋めるように、輝度成分を読み取る画素読取素子の配列がオフセットされているので、不十分なサンプリングによって生じるエイリアシングの発生を大幅に抑制することができるという効果をさらに奏する。
【０１２５】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、フル解像度の半分の解像度で読み取られた上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換すると共に、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換する処理機構を備えている構成としてもよい。
【０１２６】
これにより、高画質の超解像画像読み取りを実現することができるという効果をさらに奏する。
【０１２７】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＲＧＢ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【０１２８】
これにより、特に、表示を行う出力装置等に適した色空間（ＲＧＢ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１２９】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹＫ出力信号を生成する出力機構を備えている構成としてもよい。
【０１３０】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹＫ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【０１３１】
本発明の画像読み取りシステムは、上記の構成に加え、さらに、ＣＭＹ出力信号を生成する出力機構を備えている構成構成としてもよい。
【０１３２】
これにより、特に、印字を行う出力装置等に適した色空間（ＣＭＹ）の出力が得られるという効果をさらに奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｒ−Ｙ−Ｂカメラにおける不整合に起因する白黒画像の疑似カラー信号の発生を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであり、ＣＣＤ焦平面上のセンサー配列を示す説明図である。
【図３】上記センサー配列で読み取られたＲＹ，Ｙ，ＢＹ信号からカラー画像を生成するためのアルゴリズムを示すブロック図である。
【図４】本発明のＲＹ−Ｙ−ＢＹセンサーの構成およびカラー整合方法を用いた場合の模擬実験結果を説明する説明図である。
【図５】本発明の画像読み取り方法の２次元カメラへの適応を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施の一形態を示すものであり、センサー配列を模式的に示す説明図である。
【図７】図６に示すセンサー配列を用いた本発明の高解像度カラー画像読み取り方法を説明するブロック図である。
【図８】従来のカラー読み取り装置を用いた模擬実験結果を示す説明図である。
【図９】従来の読み取りセンサー配列を示す模式図である。
【符号の説明】
３２ 行（配列）
３４ 行（配列）
３６ 行（配列）
６６，６８ 線型補間機構（処理機構）
８６，１８２ 出力部（出力機構）
１３２ 第１の行（第１配列）
１３４ 赤（Ｒ）センサー（第１カラー画素読取素子）
１３６ 輝度（Ｙ）センサー（第１輝度画素読取素子）
１３８ 第２の行（第２配列）
１４０ 輝度（Ｙ）センサー（第２輝度画素読取素子）
１４２ 第３の行（第２配列）
１４４ 輝度（Ｙ）センサー（第３輝度画素読取素子）
１４６ 青（Ｂ）センサー（第２カラー画素読取素子）
１４８ ギャップ
Claims (15)
- 複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、
画像の輝度成分を第１解像度で読み取り、読み取った輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、
上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第１カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第１カラー成分と輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、
上記輝度成分を読み取る画素読取素子とは別に配列された画素読取素子によって画像の第２カラー成分を画像読取素子の１画素おきに読み取ることにより上記第１解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の残りの画素に対して輝度成分を読み取り、これらの読み取った第２カラー成分と輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程とを含むことを特徴とする画像読み取り方法。 - さらに、上記第１および第２カラー−輝度出力信号をフル解像度である上記第１解像度の信号に変換する工程と、
所望の出力信号を生成すべく、上記第１解像度の輝度出力信号、および第１解像度に変換された上記第１および第２カラー−輝度出力信号を出力処理する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り方法。 - 複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、
画像の輝度成分を第１解像度で読み取る画素読取素子の配列と、
画像の第１カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第１カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、
画像の第２カラー成分を読み取る画素読取素子と該画像の輝度成分を読み取る画素読取素子とが交互に配され、上記第１解像度の半分の解像度で第２カラー成分を読み取り、かつ上記第１解像度の半分の解像度で画像の輝度成分を読み取るように構成された画素読取素子の配列と、を有することを特徴とする画像読み取りシステム。 - さらに、ハーフ解像度の第１および第２カラー成分をフル解像度である上記第１解像度のカラー成分に変換する処理機構を備えていることを特徴とする請求項３記載の画像読み取りシステム。
- 画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、
上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から輝度出力信号を生成する工程と、
上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、
上記第１および第２カラー−輝度出力信号の第１および第３輝度成分と、第２輝度成分信号とを合成してフル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号に変換する工程と、
上記第１および第２カラー−輝度出力信号と、フル解像度の２倍の解像度の輝度成分信号とから複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴とする画像読み取り方法。 - 複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて上記画像を読み取る画像読み取り方法であって、
上記第２輝度成分を読み取る画素読取素子の配列を、その他の画素読取素子の配列に対して、画素幅の略１／２オフセットすることを特徴とする請求項５記載の画像読み取り方法。 - 複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取り方法において、
第１の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第１の行の残りの列に配された画素読取素子によって第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第１カラー成分と第１輝度成分とから第１カラー−輝度出力信号を生成する工程と、
他の画素読取素子に対して画素幅の略１／２オフセットして配された第２の行の画素読取素子によって上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取り、該第２輝度成分から第２輝度成分出力信号を生成する工程と、
第３の行の１列おきに配された画素読取素子によって上記画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取ると共に、該第３の行の残りの列に配された画素読取素子によって第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取り、読み取った上記の第２カラー成分と第３輝度成分とから第２カラー−輝度出力信号を生成する工程と、
上記の第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の第１および第２カラー成分出力信号に変換する工程と、
上記第１および第２カラー−輝度信号をフル解像度の輝度成分信号に変換すると共に、変換後のフル解像度の輝度成分信号を上記第２の輝度成分出力信号と合成し、フル解像度の２倍の輝度出力信号を生成する工程と、
上記フル解像度の第１および第２カラー成分出力信号とフル解像度の２倍の解像度の輝度出力信号とを出力処理し、複合出力信号を生成する工程とを含むことを特徴とする画像読み取り方法。 - 上記出力処理によってＲＧＢ出力信号を生成することを特徴とする請求項２、５、６又は７記載の画像読み取り方法。
- 上記出力処理によってＣＭＹＫ出力信号を生成することを特徴とする請求項２、５、６又は７記載の画像読み取り方法。
- 上記出力処理によってＣＭＹ出力信号を生成することを特徴とする請求項２、５、６又は７記載の画像読み取り方法。
- 複数の行および複数の列に配列された画素読取素子を用いて画像を読み取る画像読み取りシステムにおいて、
画像の第１カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１カラー画素読取素子と、該画像の第１輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第１輝度画素読取素子とが交互に配された第１配列と、
上記画像の第２輝度成分をフル解像度で読み取る第２輝度画素読取素子の配列であり、第１および第３配列の画素読取素子に対して略１／２画素幅分オフセットしている第２配列と、
画像の第２カラー成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第２カラー画素読取素子と、該画像の第３輝度成分をフル解像度の半分の解像度で読み取る第３輝度画素読取素子とが交互に配された第３配列とを有し、
上記第１配列の第１カラー画素読取素子は、上記第３配列の第３輝度画素読取素子と対向配置されていることを特徴とする画像読み取りシステム。 - さらに、フル解像度の半分の解像度で読み取られた上記第１および第２カラー成分をフル解像度のカラー成分に変換すると共に、上記第１ないし第３の輝度成分をフル解像度の２倍の解像度の輝度成分に変換する処理機構を備えていることを特徴とする請求項１１記載の画像読み取りシステム。
- さらに、ＲＧＢ出力信号を生成する出力機構を備えていることを特徴とする請求項４又は１２記載の画像読み取りシステム。
- さらに、ＣＭＹＫ出力信号を生成する出力機構を備えていることを特徴とする請求項４又は１２記載の画像読み取りシステム。
- さらに、ＣＭＹ出力信号を生成する出力機構を備えていることを特徴とする請求項４又は１２記載の画像読み取りシステム。
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