JPH0380668A - 高品質イメージスキャナー - 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】 挟先公見 本発明は、イメージスキャナー、特に、文書画像を走査
するための高品質イメージスキャナーに関する。

災来良揉 デジタル画像処理、特に、高品質のカラースキャナーに
よる画像処理は、文書に見られるような高品質のカラー
画像を提供する。しかしながら、各色画素毎の長いビッ
ト長は、高価なＡ−Ｄ変換器ならびに高価なＣＯＤ　（
電荷結合素子）を必要とするので、スキャナーのコスト
が高くなる。また、ＣＯＤは、ダイナミックレンジが制
限される。

中間調の画像（ハーフトーンイメージ）は、長い間、印
刷出版に用いられてきた。この分野における重要な領域
の一つは、画像の編集であり、中間調レベルの再整理で
ある。印刷には、多くの制限があるので１画像を編集し
て、これらの制限を避けねばならない。

印刷物は、デザイナ−が自分の考えを出版を通して表現
する手段である。一方、デジタル印刷プロセスは、およ
そ１００−２００レベル以内の中間調画像を表現し得る
。これは、１画像は、１００−２００レベル以内で表現
されねばならないことを意味する。この画像は、写され
た通り印刷されるが、しかし、原画像が、カラースライ
ドのように、大きなダイナミックレンジを有している場
合は、画像の調子を整え直して１作者の考えをより有効
に表現する必要がある。

例えば、ＪＭ両画像明るく見えない場合でも、作者は、
その画像が大きなダイナミックレンジを持ってさえいれ
ば、読者に明るい画像を印象ずけることができる。中間
調の画像は、一般的に、複数の画素当り８ビツトを超え
るビット数を持つことが要求される。

印刷の専門家にとって、灰色を１００−２００レベル以
内にアレンジすることは非常に重要である。多くの方法
を用い灰色修正処理することができる。カラー印刷工程
において、色相または色調は中間調レベルの変化に容易
に影響されるので、上記の処理はより重要となる。

且−一匁 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、複数の走査画像を処理し大きなダイナミックレン
ジを持つ１つの合成画像を得る。

高品質イメージスキャナーを提供することを目的として
なされたものである。

構−一」叉 本発明は、上記目的を達成するために、（１）文書上の
画像を第１の低照明レベルで走査する手段と、該画像を
第２の高照明レベルで走査する手段と、第１の走査画像
と第２の走査画像の対応位置を決定する手段と、前記の
第１の走査画像と第２の走査画像を１つの合成画像に合
成する手段より成ることを特徴としたものであるり、更
には。

（２）前記（１）において、前記の画像を第１と第２の
低照明レベルで走査するためのフィルターシャッター手
段を含むこと、（３）前記（２）において、前記の第１
と第２の走査画像を記憶するためのバッファメモリ手段
を含むこと、（４）前記（３）において、前記の合成画
像を形成するために、前記のバッファ手段内の走査デー
タを処理するイメージプロセッサ手段を含むこと、（５
）前記（４）において、前記のバッファメモリ手段に記
憶されている前記の第１と第２の走査画像間の移動距離
を決定する手段を含むこと、（６）前記（５）において
、前記画像中の階調変化を処理する手段を含むこと、（
７）前記（６）において、前記画像中のむらを補正する
手段を含むことを特徴としたものであり、或いは、（８
）文書上の画像を複数の照明レベルで走査する手段と、
前記の複数の走査画像中の対応位置を決定する手段と、
前記の複数の走査画像を工つの合成画像に合成する手段
より成ること、或いは、（９）イメージスキャナーにお
いて、文書上の画像を第１の低照明レベルで走査するス
テップと、該画像を第２の高照明レベルで走査するステ
ップと、前記の第１の走査画像と前記の第２の走査画像
中の対応位置を決定するステップと、前記の第１の走査
画像と前記の第２の走査画像を１つの合成画像に合成す
るステップより威ることを特徴としたものである。以下
、本発明の実施例に基いて説明する。

本発明は、文書上の画像を先ず低照度で走査し、次に高
照度で走査する多重走査方法を採用しており、走査され
た各々の画像は、次に、対応位置を確認してから、組み
合わされて一つの合成画像を形成するものであり、各走
査により得られた２つの画像を局部にわたる相似性を最
大限得るように画像処理することにより信号雑音比を改
善している。

第１図は、本発明による改善された画像処理の基本アル
ゴリズムを示す図で、改善画像を提供するための最初の
段階は、画像を低照度で読み取ることであり、ステップ
１０で示しである。次の段階は、ステップ１２に示すよ
うに、同じ画像を高照度で走査することである。

本発明は、２つの走査画像における対応位置を同定し、
それから、２つの画像を組合せて１つの改善映像を合成
する。照合アルゴリズムは、第工図のステップ１４，１
６．１８に示しである。

第２図は、本発明による改良されたイメージスキャナー
３０の概略図で、周知のように、文書３２をスキャナー
のガラス３４の上に載置する。次いで、ランプ３６で照
明し、その反射光をミラー３８．４０、フィルターシャ
ッター４２及びレンズ４４を介してＣＣＤ　（電荷結合
素子）センサー４６に導く。フィルターシャッター４２
は低い照度が要求される時は、ミラー４０とレンズ４４
の間の光路に交互に挿入される。

ＣＯＤセンサー４６の出力は、走査画像を記憶する適当
なバッファ記録装置４８に入力される。イメージプロセ
ッサ５０は、バッファメモリ４８内の走査画像データを
検索し、以下に説明するアルゴリズムに従って画像信号
を処理する。イメージプロセッサは、高品質の信号を、
リード線５２に出力する。

第２図のバッファメモリに記憶されている２つの走査画
像は、異なる条件下で走査されたものであるので、同一
ではない。通常の記載的な精度では、この２つの画像を
正確に同じ位置に置くことはできない。若干の画素の移
動が正常運転時、２つの画像間に認められている。従っ
て、高品質画像を得るためには、この移動距離を確認す
ることが望ましい。

この値を得るには、幾つかの方法がある。スキャナーの
機械装置が走査中に振動する可能性を考慮し、走査画像
を、対応位置を確認するための基準として用いる。

各画像中の２位置が同じ（一致する）ならば、２位置は
１．同一位置でなければならない。２位置間の距離は、
２つの映像の移動距離である。

数回のテストにより、最適の照合技術は、相関関数に基
ずく統計学的方法であることが明らかとなった。単純な
減算法は、この場合は有効ではない。

第３図（ａ）、第３図（ｂ）及び第３図（Ｃ）は、相関
関数に基ずく照合テストの結果を示しており、第３図（
ａ）は、低照度画像のモデルデータ、第３図（ｂ）は、
高照度画像に関するデータのモデルである。

異なる条件の画像の場合、相関関係マトリックスは、最
適の照合法であると考えられる。

２つの画像の移動距離りを確認する方法を以下に述べる
。

ｄ＝　Ｍｉｎｄｉｓ（ａｂｓ（ｓｕｍ（（ＩＯ（Ｘｉ）
　−ＩＩ（Ｙｊ））　）　）を式中、Ｍｉｎｄｉｓ（ｓ
　ｕｍ　（Ｉ　０（Ｘｉ）　−Ｉ　１（Ｙｊ））　）は
、和”ｓｕｍ　（ＩＯ（Ｘｉ）−ＩＩ（Ｙｊ）））”が
最小値を持つ、２つの該当位置“Ｘｌ−Ｙｊ″′間の距
離である。関数“ａｂｓ（ｘ）”は、Ｘの絶対値であり
、”ｓ　ｕｍ（Ｘｉ）”は、予め定めた区域ｒｅ　Ｓ”
における“ｉ”についてのＩＩ　Ｘ　ｉ　１１の和であ
る。この方、法は、２画像ｌ０（Ｘｉ）と１１（Ｙｊ）
が同一面積であっても照明度が違うので、誤りを犯すこ
とがある。

ｄ＝　Ｍａｘｄｉｓ（Ｃｏｒｒ（Ｉ　０（Ｘｉ）　、　
Ｉ　１（Ｙｊ））　）＋式中、Ｍａｘｄｉｓ（Ｘ　）は
、ｄ＝Ｘｉ−Ｙ、ｊであるときに“Ｘ　Ｐ＋が最大値に
なる距離を意味する。

Ｃｏｒｒ（Ｉ　０（Ｘｉ）　、　　Ｉ　１（Ｙｊ））は
１次式により定義される相関関数である。

Ｃｏｒｒ（Ｉ　０（Ｘｉ）、　Ｉ　１（Ｙｊ））＝１ｎ
ｎＹｊ −ΣＩＩ　（Ｙｊ）ΣＩＩ（Ｙｊ）　）ＹｊＹコ 第３図（ａ）と第３図（ｂ）のグラフは、異なる条件、
即ち、低照度と高照度で走査した画像のデータを示す。

低照度画像（１０）を得るために、第２図のフィルター
シャッターを押入して信号が飽和するのを避けた。各Ｃ
０Ｄ４６は、制限されたダイナミックレンジを有する。

従って、暗区域は、不飽和である。

他方、高照度の場合、暗区域は、光を十分に反射するの
で、不飽和レベル以上において感知される。但し、この
場合、過飽和区域が現れる。

第４図と第５図は、異なる条件で照明した典型的な画像
を示す。

前記のアルゴリズムを用い、２つの画像中の対応位置間
距離を決定し、２画像を下記のごとく組み合わせること
ができる。

■（ｘ）＝ＩＯ（ｘ−ｄ）＋Ｃ１＋Ｔｈ＊Ｃ２式中、ｄ
は、前記の２画像間の移動距離である６Ｔｈ＝ＳＬ−Ｅ
ｘおよび、Ｃ１，Ｃ２は、既知のスキャナーにより、経
験的に決定された定数である。

第６図は、２画像の組合せ例を示す。２つの画像、即ち
、低照度の画像と高照度の画像は、次式により、１つに
組み合わせた。

もし、ＩＩ（光画像）が゛′Ａ″レベル以下であれば、
Ｉｍ（併合画像）＝１１であり、Ｉｔ＞”Ａ”であれば
、ｌｍ＝ｌ０＋２＋　（ＩＯ−Ａ）／３である。

フィルターを用いた走査の場合の、他の代替法は、Ｃ０
Ｄ４６の運転時計を変えることである。

より遅い時計にして、ＣＣＤセンサーにより大きい電荷
を蓄積すれば、高照度走査と同じ効果が生じる。その他
のプロセスは、前記と全く同じである。

勉−一二監 以上の説明から明らかなように、本発明によると、複数
の走査画像を処理して、例えば、２つの走査画像を局部
にわたる相似性を最大限得るように処理して、大きなダ
イナミックレンジを持つ１つの合成画像を得ることので
きる高品質イメージスキャナーを提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による改善された画像処理の基本アル
ゴリズムを示す図、第２図は、本発明によるイメージス
キャナーの構成図、第３図（ａ）。 第３図（ｂ）及び第３図（ｃ）は、本発明を用いた試験
結果を示す図、第４図は、不飽和の典型的な画像を示す
図、第５図は、過飽和の典型的な画像を示す図、第６図
は、２つの画像の組合せ例を示す図である。 工８・・・バッファメモリ、３２・・・文書、３４・・
・ガラス、３６・・・ランプ、４２・・・フィルターシ
ャッター、４４・・・レンズ、５０・・・イメージプロ
セッサー５２・・・高品質信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、文書上の画像を第１の低照明レベルで走査する手段
   と、該画像を第２の高照明レベルで走査する手段と、第
   １の走査画像と第２の走査画像の対応位置を決定する手
   段と、前記の第１の走査画像と第２の走査画像を１つの
   合成画像に合成する手段より成ることを特徴とするイメ
   ージスキャナ２、文書上の画像を複数の照明レベルで走
   査する手段と、前記の複数の走査画像中の対応位置を決
   定する手段と、前記の複数の走査画像を１つの合成画像
   に合成する手段より成ることを特徴とするイメージスキ
   ャナー。 ３、イメージスキャナーにおいて、文書上の画像を第１
   の低照明レベルで走査するステップと、該画像を第２の
   高照明レベルで走査するステップと、前記の第１の走査
   画像と前記の第２の走査画像中の対応位置を決定するス
   テップと、前記の第１の走査画像と前記の第２の走査画
   像を１つの合成画像に合成するステップより成ることを
   特徴とする方法。