JPH01302964A

JPH01302964A - カラー画像読取装置

Info

Publication number: JPH01302964A
Application number: JP63131383A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kato; 雅敏加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-06

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〕この発明は、カラー画像を電気信号に変換するカラー画
像読取装置、特に読取画質を向上させ得るカラー画像読
取装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は一般的なカラー画像読取装置を示す構成図であ
る。第３図において、原稿（１）は原稿台（２）の上に
置かれて℃・る。この原稿台（２）の下方に原稿（１）
を照明する照明手段としての蛍光灯（３）が配置されて
いる。また、蛍光灯（３）の近くには、原稿（１）のカ
ラー画像をイメージセンサ（４）上に結像させる結像手
段としてのロッドレンズアレイ（５）も配置されている
。

−船釣なカラー画像読取装置は上述したように構成され
ており、原稿台（２）の上に置かれた原稿（１）は蛍光
灯（３）によって照明され、また原稿（１）のカラー画
像はロンドレンズアイＶ（５）によりイメージセンサ（
４）上に正立等倍実像として結像される、なお、蛍光灯
（３）、イメージセンサ（４）およびロツドンンズアＶ
イ（５）が一体となって矢印Ａの方向へ原稿（１）およ
び原稿台（２）に対して相対的に移動するので、原稿（
１）の画像情報は走査線ごとに順次電気信号に変換され
る。

第４図および第５図は、例えば特願昭６１−１８４４０
２号に示されたイメージセンサ（４）の平面図、および
イメージセンサ（４）上の受光部分のカラーフィルタの
配列を示す平面図である。第４図において、イメージセ
ンサ（４）は、絶縁基板（４１）と、この絶縁基板（４
１）上に一線に配設された複数個のＣＣＤ　（Ｃｈａｒ
ｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ
チップ（４２）とから成る。第５図において、１つの画
素（４３）は、１つのＣＣＤイメージセンサチップ（４
２）上に６ｅ役された受光素子（４３１）〜（４３４）
から成る。受光素子（４３１）はカラーフィルタがない
（５）受光素子、受光素子（４３２）、（４３３）およ
び（４３４）はそれぞれ黄色（Ｙ）、緑色（Ｇ）、およ
びシアン色（Ｃ）のカラーフィルタが表面に形成された
受光素子である。受光素子（４３１）〜（４３４”ｌに
入射した光は電気信号に変換され、受光素子列の両側に
配設されたＣＣＤチャネル（図示しない）により外部に
取り出される。

次に、上述したようにして取り出された出力値を一般的
なカラー信号であるｍ　値に変換する方法について説明
する。ｎ椙目の画素（４３）を構成する受光素子（４３
１）〜（４３４）から得られた出力値をそれぞれＡｎｗ
、Ａｎｙ　、Ａｎｇ　、Ａｎｃとすると、次の（１）式
によりＲＧＢ値が得られる。

（１）式で用いられた３行４列の行列は、変換マ）　１
７２７Ｍと呼ばれ、例えば次のような要素をもつ。

次に、従来のカラーフィルタ配列における動作について
説明する。１つの画素（４３）に、例えば大きさが”２
”である黄色の光が入射したとすると、画素（４３）内
の各受光素子（４３１）〜（４３４）の出力値Ａｎｗ、
Ａｎｙ、Ａｎｇ、Ａｎｃは、Ａｎｗ＝　２　、　Ａｎｙ
＝２　、　Ａｎｇ＝　１　、　Ａｎｃ＝　１となる。こ
れらの値を用いて式（１）　、　（２）によりＲｌＧ、
Ｂを求めると、Ｒ＝１　、　Ｇ＝１　、　Ｂ＝０となり、画素（４３）に入射した光の色は黄色であるこ
とがわかる。

しかしながら、原稿（１）の画像は１種類の色ではなく
、必らず色の境界が存在する。この場合にＲ２Ｇ、Ｈの
値がどうなるかを、色の境界が画素のほぼ中央（第５図
の線Ｌ）に位置した場合について説明する。例えば、受
光素子（４３１）、（４３３）に大きさが”３”の白色
の光が入射し、受光素子（４３２）。

（４３４）に大きさが０°゛の黒色の光が入射したとす
ると、各受光素子（４３１）　〜４３４）の出力値Ａｎ
ｗ。

Ａ　ｎ　’／　＋　Ａ　ｎ　ｇ　＋　Ａ　ｎ　Ｃは、Ａ
ｎｗ＝　３　、　Ａｎｙ＝　０　＋Ａｎｇ＝　１　＋　
Ａｎｃ＝　０トナル。式（１）　、　（２）Ｋ　ヨリＲ
、ａ　、　Ｂ　（［ＥヲｉＸ′￥ルと、Ｒｎ＝３　、　Ｇｎ＝１　、　Ｂｎ＝３となる。これは
マゼンタ系の色を示しており、白と黒との境界線上にマ
ゼンタが混入するノイズとなることがわかる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来のカラー画像読取装置は、カラー
画像の読取りを行なう際に、原稿（１）上の色の境界部
分が１つの画素（４３）の中央になって場合などに、画
ｇ（４３’）の光眠変換出力が原稿（１）の色と全く異
なった出力となり、読取画像の輪郭部にノイズが入ると
いう問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、簡単な構成により、読取画像の色境界部のノ
イズを軽減できるカラー画像読取装置を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るカラー画像読取装置は、カラーフィルタ
のない受光素子からの信号を輝度信号とし、ｎを正の整
数として（ｎ−１）番目、ｎ番目（ｎ＋１　）番目の画
素に対応する輝度信号を同時刻に存在する輝度信号とし
て取り出す輝度信号抽出手段、取り出された輝度信号の
うち（ｎ＋１）番目とｎ番目、およびｎ番目と（ｎ−１
）番目の輝度信号の差を検出する検出手段、ｎ番目と（
ｎ−１）番目または（ｎ＋ｉ）番目の同種の色信号から
その間の色信号を補間して求める補間手段、前記検出手
段で検出された検出差信号に従って、ｎ番目の色信号、
（ｎ−１）番目または（ｎ　＋　１）番目の色信号、お
よび前記補間手段から得られた補間信号のなかから１つ
の信号をｎ番目の色信号として出力する選択手段を有す
る色信号変換手段を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、輝度信号抽出手段および検出手段
はｎ番目の画素の近傍における画像の変化を検出する。

そして、選択手段は、上記画像の変化が局所的な場合は
、変化領域を含まない受光素子の組合わせによりｎ番目
の画素の色信号を選択し、上記画像の変化が滑らかな場
合は、補間手段の出力を含む色信号を選択する。これに
より、原稿画像に最適な色信号の変換を実現でき、画像
の輪郭部のノイズを大幅に減少させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明に係わるカラー画像読取装置の信号処理部
である色信号変換手段としての色信号変換回路を示すブ
ロック図である。この色信号変換回路（６）は、輝度信
号抽出手段（６１）としてのラッチ（６１１）〜（６１
３）、検出手段（６２）としての減算器（６２１）、（
６２２）、絶縁値演算回路（６２３Ｌ（６２４）、比較
器（６２５）、（６２６）、符号判定器（６２７）と、
補間手段（６３）としてのラッチ（６３１）〜（６３６
）、補間回路（６３７’）、（６３８）と、選択手段（
６４）としてのセレクタ（６４１）。

（６４２）と、緑色（Ｇ）信号を一旦保持し、遅延させ
るラッチ（６５１）、（６５２）とから構成されている
。

なお、入力端子（６６１）、（６６２）、（６６３）、
（６６４）には、第５図のカラーフィルタのない受光素
子（４３１）からの信号をＡＤ変換して入力される信号
Ｗと、同様に、黄色（Ｙｌ、シアン色（Ｃ）、によび緑
色（Ｇ）のカラーフィルタを表面に形成した受光素子（
４３２’）。

（４３４’）、および（４３３）からの信号をＡＤ変換
して得られた信号Ｙ　、　Ｃ１およびＧが入力される。

これらの信号Ｗ、Ｙ、Ｃ，Ｇは、それぞれ、１番目の受
光素子（４３１）の出力から順に図示しない基準クロッ
クに同期して入力される。また出力端子（６７１）、（
６７２）、（６７３Ｌ（６７４）からは処理された色信
号Ｗ’　、　Ｙ’　、　Ｃ’　、　Ｇ’が出力される。

この発明の実施例は上述のように構成されており、以下
にその動作を、第２図に示した、色信号変換回路（６）
のセレクタ（６４１）、（６４２）の動作を示す説明図
を参照しながら詳しく説明する。

本実施例では、カラーフィルタが形成されてない受光素
子（４３１）からの信号Ｗを輝度信号とみなしている。

入力端子（６６１）に入力された（ｎ−１）番目、ｎ番
目、および（ｎ＋１）番目の信号Ｗはラッチ（６１１）
〜（６１３）を通して同時刻に存在する信号Ｗ（ｎ−１
’）　＋Ｗｎ　＋Ｗ（ｎ＋１）となる。これらの信号Ｗ
（ｎ−１）　、ｗｎ　、Ｗ（ｎ＋１）は減算器（６２１
）。

（６２２）に入力される。減算器（６２１）、　（６２
２）は入力信号を減算し、減算器（６２１）は減算信号
Ｗｎ−Ｗ（ｎ−１）を、また減算器（６２２）は減算信
号Ｗ（ｎ＋１）−Ｗｎを出力する。符号判定器（６２７
）は、排他的論理和回路として動作し、入力された減算
信号Ｗｎ　−Ｗ　（ｎ−１）＋Ｗ（ｎ＋１）−Ｗｎの最
上位ビットだけを取り出し、（Ｗ（ｎ＋１　）　−Ｗｎ
　）Ｘ　（Ｗｎ　−Ｗ　（ｎ−１）を針算し、その符号
を信号Ｓとして出力する。この信号Ｓは、読取画像の輝
度信号Ｗが、ｎ番目の画素の近傍で単調増加または単調
減少になっているか否か、それとも極値になっているか
否かを示す。第２図ではこのＳの符号を＋、−で示しで
ある。一方、減算器（６２１）、（６２２）からの出力
である減算信号（ＷＣｎ−＋　）　−Ｗｎ　）および（
Ｗｎ−Ｗ（ｎ＋１））は、絶対値演算Ｐ路（６２３Ｌ（
６２４）を通して絶対値信号ｌ　Ｗ（ｎ＋１　）　−Ｗ
ｎ　ｌおよびｌ　Ｗｎ　−Ｗ　（ｎ　＋１）　ｌとなり
、比較器（６２５）、（６２６）で一定値ａと比較され
、信号Ｍｌ、Ｍ２としてセレクタ（６４１）および（６
４２）に出力される。

一方、入力端子（６６２）に入力された、受光素子（４
３２）からの（ｎ−１）番目およびｎ番目の信号Ｙは、
ラッチ（６３１）〜（６３３）を通して同時刻の信号Ｙ
（ｎ−１）　Ｊｎ、Ｙ（ｎ＋１）にされる。そして、補
間回路（６３７）により（Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−１）　）／２
に相当する補間信号Ｙｎ、（ｎ−１）が得られ、セレク
タ（６４１）に送出される。セレクタ（６４１）は、上
述の信号Ｓ、Ｍｌ、Ｍ２に従って、入力信号Ｙ（ｎ　’
）　ｔ（Ｙｎ＋Ｙ　（ｎ−１））　／　２　、Ｙｎのな
かから、第２図に示した信号を選択し、出力端子（β７
２）から出力信号Ｙ′として出力する。

更に、入力端子（６６３）に入力された信号Ｃについて
も、上述の信号Ｙと全く同様な処理がなされ、セレクタ
（６４２）では、信号Ｓ、Ｍｌ、Ｍ２に従って、入力Ｃ
（ｎ−＋）　、（Ｃｎ＋Ｃ（ｎ−１）　’）／ｌｃｎの
なかから、第２図に示した信号を選択し、出力端子（６
７３）から出力信号Ｃ′として出力する。

また、入力端子（６６１）に入力された信号Ｗ、入力端
子（６６４）に入力された信号Ｇについては、ｎ番目の
信号をそのまま、出力端子（６７１’ｌ　、　（６７４
）から出力信号ｗｌ　、　ｃｌとして出力する。

次に、この色信号変換回路（６）により、どのように読
取画像の輪郭部のノイズを軽減できるかを以下圧詳細に
説明する。

先ず、読取画像の輪郭部が非常に鋭い場合について説明
する。読取画像の輪郭部が、第５図に示したように、（
ｎ−１’）第Ｉの受光素子とｎ番目のカラーフィルタの
ない受光素子（４３１）との間に相当する位置にあると
すると、その位置は（ｎ−１）番目の黄色のカラーフィ
ルタＹ（ｎ−１）を表面に形成した受光素子の上にある
と考えられる。

この場合は、ＷｎとＷ（ｎ＋１）の間では、読取画像は
大きくは変化せず、従ってｎ番目の画素に対する色信号
をＷｎ＋Ｙｎ、Ｇｎ、ｃｎとしても輪郭部のノイズは発
生しない。このとき、比較器（６２５）。

（６２６）の入力は、ｌ　Ｗｎ　−Ｗ（ｎ−１）　ｌ　＞　ａＩＷ（ｎ＋１）
　　−Ｗｎ　　ｌ　＜　ａという関係を満たすので、Ｍ
ｌは犬、Ｍ２は小となり、第２図からＹｎ、Ｃｎを出力
信号Ｙ’　、　Ｃ’として出力することになる。

読取画像の輪郭部が、ｎ番目と（ｎ＋１　’）番目のカ
ラーフィルタのな℃・受光素子の間に相当する位置にあ
るとすると、その位置はｎ番目の黄色のカラーフィルタ
Ｙｎを表面に形成した受光素子の上にあると考えられる
。このとき、Ｗ（１−ｔ）とＷｎの間では、読取画像は
大きく変化していないので、ｎ番目の画素に対する色信
号をＷｎ、Ｙ（ｎ−１）　、Ｇｎ。

Ｃ（ｎ−＋）とすると、輪郭部のノイズは発生しない。

この場合、比較器（６２５）、（６２６）の入力は、ｌ
　Ｗｎ　−Ｗ（ｎ−１）　ｌ　＜　ａｌ　　　Ｗ（ｎ＋
１）　　−Ｗｎ　　　ｌ　　　ン　　ａという関係を満
たすので、Ｍｌは小、Ｍ２は犬となり、第２図からＹ（
ｎ−＋）　、Ｃ（ｎ−ｓ＞を出力信号Ｙ’　、　Ｃ’と
して出力することになる。

次に読取画像の輪郭部が滑らかな場合について説明する
。この場合は、（ｎ−１）番目、ｎ番目および（ｎ＋１
　）番目の画素間で、色信号に大きな変化はなく、ｌ　Ｗｎ　−Ｗ（ｎ−１）　ｌ　＜ａｌ　Ｗ（ｎ＋ｘ）　　−Ｗｎ　　ｌ　＜　ａという関係
が成立する。従って、Ｍｌ　、Ｍ２共に小となり、ｎ番
目の画素に対する色信号をＷｎ　。

Ｙｎ、Ｇｎ、Ｃｎとしても、輪郭部のノイズは発生しな
い。読取画像の輪郭部が、ｌ　　Ｗｎ　　−Ｗ（ｎ−］）　　　ｌ　　＞　　ａｌ
　Ｗ（ｎ＋１）　　−Ｗｎ　　ｌ　＞　ａなる関係を満
たすときは、Ｗ（ｎ−１）　、Ｙ（ｎ−１）　、Ｗｎ＋
Ｙｎ、Ｗ（ｎ＋１）の領域で画像が比較的大きく変化し
ていると考えられる。このため、ｎ番目の画素に対する
色信号は、Ｗｎ、Ｙｎ、Ｇｎ＋Ｃｎとしても、Ｗｎ　＋
　Ｙ　（ｎ−１）　＋　Ｇ　ｎ　＋　Ｃ（ｎ　　１　）
としても原稿にない色になる。そこで、第２図のＳが＋
、Ｍｌが犬、Ｍ２が大のときのように、ｎ番目の画素の
色信号をＷｎ　、　（Ｙｎ＋Ｙ（ｎ−＋）　）／２、Ｇ
ｎ　、　（Ｃｎ＋Ｃ（ｎ−１）　）／２として、Ｙｎ、
Ｃｎの位置の出力信号Ｙ’　、　Ｃ’を補間によって予
測し、これをｎ番目の画素の値とすれば、輪郭部のノイ
ズを軽減することができる。

また、信号Ｓは、通常「＋」であるが、画像に殆んど変
化がなく、ノイズによって（Ｗ　（ｎ　＋　１）　−Ｗ
ｎ　’）と（Ｗｎ−Ｗ（ｎ−１））の符号が異なる場合
、あるいは画像が極端に細かい場合に「−」になること
がある。前者の場合は、信号Ｓが「＋」の場合と全く同
様に扱えばよく、後者の場合は、この種の画像読取装置
の読取限界を越えている場合なので、Ｗｎ＋Ｙｎ、Ｇｎ
、Ｃｎをｎ番目の画素の出力信号とする。この場合は、
１画素の変化なので読取画質自体は殆んど変化すること
はない。

なお、上記実施例では、１画素が、４種のカラーフィル
タを表面に形成した受光素子で構成する場合を例として
示したが、カラーフィルタの組合わせはこれに限定され
るものではなく、赤や緑。

青などのカラーフィルタを用いても上記実施例と同様の
効果を奏する。

また、上記実施例では、輝度信号としてカラーフィルタ
のない受光素子からの出力信号を用いたが、（Ｗｎ＋Ｇ
ｎ　）、　（Ｙｎ＋Ｃｎ　）、Ｇｎなどを用いてもよく
、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、この発明はカラーフィルタのな
い受光素子からの信号を輝度信号とし、ｎを正の整数と
して（ｎ−１）番目、ｎ番目、（ｎ＋１）番目の画素に
対応する輝度信号を同時刻に存在する輝度信号として取
り出す輝度信号抽出手段、取り出されたこれらの輝度信
号のうち（ｎ＋１　）番目とｎ番目、およびｎ番目と（
ｎ−１）番目の輝度信号の差を検出する検出手段、ｎ番
目と（ｎ−１）番目または（ｎ＋１　）番目の同種の色
信号からその間の色信号を補間して求める補間手段、前
記検出手段で検出された検出差信号に従って、ｎ番目の
色信号、および前記補間手段から得られた補間信号のな
かから１つの信号をｎ番目の色信号として出力する選択
手段から成る色信号変換手段を設けたことにより、輝度
信号抽出手段と検出手段により原稿の画像の変化をとら
え、この原稿画像の性質から、選択手段により原稿画像
に最適な色信号の変換を行うことができ、従って画像の
輪郭部のノイズを大幅に減少させることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における色信号変換回路を
示すブロック図、第２図はこの色信号変換回路のセレク
タの動作を説明する機能表を示す図、第３図は一般的な
カラー画像読取装置を示す側断面図、第４図は第３図の
カラー画像読取装置に用いられるイメージセンサを示す
平面図、第５図は第４図に示したイメージセンサの受光
素子部分の拡大平面図である。図において、（１）は原稿、（３）は蛍光灯、（４）は
イメージセンサ、（５）はロッドレンズアレイ、（６）
は色信号変換回路、（６１）は輝度信号抽出手段、（６
２）は検出手段、（６３）は補間手段、（６４）は選択
手段である。１　原穐３　　蛍光１丁４、づメージ゛ｔ−リ５　　口・ソドしユズ’７Ｌイ手続補正書昭和６３年１２月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

原稿を照明する照明手段と、この原稿を照明することに
より得られたカラー画像を電気信号に変換する複数の受
光素子と、これらの受光素子上に前記カラー画像を結像
させる結像手段と、前記受光素子上に配設され、前記結
像されたカラー画像を色分解する複数個のカラーフィル
タと、カラーフィルタのない受光素子からの信号を輝度
信号とし、ｎを正の整数として（ｎ−１）番目、ｎ番目
、（ｎ＋１）番目の画素に対応する輝度信号を同時刻に
存在する輝度信号として取り出す輝度信号抽出手段、取
り出されたこれらの輝度信号のうち（ｎ＋１）番目とｎ
番目、およびｎ番目と（ｎ−１）番目の輝度信号の差を
検出する検出手段、ｎ番目と（ｎ−１）番目または（ｎ
＋１）番目の同種の色信号からその間の色信号を補間し
て求める補間手段、前記検出手段で検出された検出差信
号に従つて、ｎ番目の色信号、（ｎ−１）番目または（
ｎ＋１）番目の色信号、および前記補間手段から得られ
た補間信号のなかから１つの信号をｎ番目の色信号とし
て出力する選択手段を有する色信号変換手段とを備えた
ことを特徴とするカラー画像読取装置。