(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項２】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項３】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項４】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項５】
欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有する領域を判別する第１判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号の中の網点領域を判別する第２判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号のうち、前記第１判別部によって前記閾値周波数を超える周波数成分を有する領域と判別され且つ前記第２判別部によって網点領域と判別された領域の高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分である
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項６】
前記閾値周波数は、前記補間部が使用する補間係数の周波数特性のカットオフ周波数もしくはその近傍の周波数である
ことを特徴とする請求項５に記載の画素補間装置。
【請求項７】
前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の画素補間装置。
【請求項８】
前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の画素補間装置。
【請求項９】
欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有する領域を判別する第１判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号の中の網点領域を判別する第２判別部と、
前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力すると共に、前記画素値を求める際に前記欠落画素が、前記第１判別部によって前記閾値周波数を超える周波数成分を有する領域と判別され且つ前記第２判別部によって網点領域と判別された領域にある場合は第１補間処理によって前記画素値を求め、他の領域にある場合は前記第１補間処理とは異なる第２補間処理によって前記画素値を求める補間部と、
を有し、
前記第１補間処理で使用する第１の補間係数のカットオフ周波数が、前記第２補間処理で使用する第２の補間係数のカットオフ周波数より低い
ことを特徴とする画素補間装置。
【請求項１０】
前記閾値周波数を、前記第２の補間係数のカットオフ周波数もしくはその近傍周波数に設定する
ことを特徴とする請求項９に記載の画素補間装置。
【請求項１１】
所定方向の一次元に並ぶ複数画素分の読み取り領域を備えた複数のセンサチップが前記所定方向に直列に配置されかつ前記センサチップ同士の境界で欠落画素の生じるラインイメージセンサを有し、該ラインイメージセンサと原稿とを相対移動させて前記原稿を二次元に光学的に読み取る読取部と、
前記読取部で原稿を読み取って得た画像信号の欠落画素を補間する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画素補間装置と、
を有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１２】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間方法。
【請求項１３】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間方法。
【請求項１４】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間方法。
【請求項１５】
欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間方法。
【請求項１６】
欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有し且つ網点領域である領域の高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分である
ことを特徴とする画素補間方法。
【請求項１７】
欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有し且つ網点領域である領域を検出する工程と、
前記画像信号の中で前記検出された領域では、前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として使用する第１補間処理によって前記欠落画素の画素値を求め、他の領域では、前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として使用する補間処理であって前記第１補間処理とは異なる第２補間処理によって前記画素値を求める工程と、
前記求めた画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記第１補間処理で使用する第１の補間係数のカットオフ周波数が、前記第２補間処理で使用する第２の補間係数のカットオフ周波数より低い
ことを特徴とする画素補間方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠落画素を補間する画素補間装置、画素補間方法および画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿画像を光学的に読み取る画像読取装置に用いられる密着型ラインイメージセンサ（Contact Image Sensor,以下CIS）１２は、図２の下部に示すように、複数のセンサチップ１２ａを主走査方向に繋ぎ合わせた構成になっている。このような構成では、センサチップ１２ａ同士の繋ぎ目部分で画素間距離を精度よく１画素分（６００ｄｐｉの場合は約４２．３μｍ）の長さＬｂにすることは困難なため、多くの密着型ラインイメージセンサでは繋ぎ目部分において約２画素分（６００ｄｐｉの場合は約８４．６μｍ）の間隔Ｌａを取っており、該繋ぎ目部分に１画素分の欠落画素Ｋが存在している。
【０００３】
このような密着型ラインイメージセンサの出力信号を、欠落画素の発生を考慮せずにそのまま使用すると、欠落画素が存在する繋ぎ目部分では線画に段差が生じたり、周期性のある網点画像などで筋状のノイズが発生したりして画質の劣化を招いてしまう。そのため、欠落画素の１次元方向（たとえば、主走査方向（密着型ラインイメージセンサのライン方向））の近傍画素を参照画素として欠落画素を補間して筋などを見え難くすることが行われる。
【０００４】
このような補間は線画や自然画に対して有効であるが、網点画像のような細かい周期的なパターンを持つ画像に関して不自然な筋が発生する。
【０００５】
周期的なデータに含まれる欠落画素を補間する場合の補間誤差を小さくする方法として、たとえば、欠落画素近傍のデータを格納するデータ格納部と、データ格納部が出力するデータに対して積和演算を行うフィルタ補間部と、フィルタ補間部が出力するデータをデータ格納部の範囲に制限するリミット処理部と、リミット処理部が出力するデータをデータ格納部が出力するデータ内の欠落画素に対応する位置に補間する補間データ挿入部とを備える画像補間装置が特許文献１に開示されている。この装置では、フィルタ演算の結果（補間値）がデータ格納部に格納されている参照画素の画素値の範囲から外れる値となった場合は、その範囲内に補間値を制限することで補間エラーが生じることを回避するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示の装置では、フィルタ演算の結果（補間値）が、参照画素の画素値の範囲から外れる場合にその範囲から出ないように補間値を制限する方法なので、大きな補間エラーは防止できるものの、必ずしも自然な繋がりで補間できるものではなかった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、網点領域など周期的に画素値が変化する領域に存在する欠落画素をより適切に補間することのできる画素補間装置、画素補間方法および画像読取装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【００１０】
［１］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間装置。
【００１１】
上記発明では、高周波成分を除去した周辺画素を参照画素とするので、欠落画素の周辺画素を参照画素として欠落画素の画素値を求める補間処理によって正常な補正が可能な周波数帯域を超える画像領域での補間を回避して、適正な補間を行うことができる。また上記発明では、補間係数のゲインが０以下になる周波数成分が除去されるので、ゲインが負になる領域での補間が回避される。また、欠落画素を跨いで高周波除去フィルタ（空間フィルタ）を適用すると、本来は隣接していない画素が、隣接しているように扱われるため不自然な演算結果となる。上記発明では、第１空間フィルタをその参照領域が欠落画素を跨がない部分で使用し、この第１空間フィルタの参照領域が欠落画素を跨ぐことになる部分、たとえば、欠落画素の隣りの画素を着目画素とする部分では、欠落画素を跨がないように参照領域を変形させた第２空間フィルタを使用する。これにより、上述の不都合が防止される。
［２］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間装置。
欠落画素を跨いで高周波除去フィルタを適用すると、本来は隣接していない画素が、隣接しているように扱われるため不自然な演算結果となる。上記発明では、ダミー画素を欠落画素部分に挿入することで画素の位置関係が修復されるので、不自然な演算結果の算出が防止される。
【００１２】
［３］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間装置。
【００１３】
上記発明では、入力された画像信号に対して欠落画素以外の領域の画素値を変えることなく欠落画素を補間できるので、欠落画素以外の領域の高周波成分が保存され、より良好な画質を得ることができる。
［４］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間装置。
【００１４】
［５］欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有する領域を判別する第１判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号の中の網点領域を判別する第２判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号のうち、前記第１判別部によって前記閾値周波数を超える周波数成分を有する領域と判別され且つ前記第２判別部によって網点領域と判別された領域の高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を出力する高周波成分除去部と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する補間部と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間部が使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分である
ことを特徴とする画素補間装置。
【００１５】
上記発明では、通常の重み付け補間で強いモアレが発生する網点領域に限定して、高周波成分を除去した周辺画素を参照画素として補間を行うので、モアレが発生しない領域、特にエッジ部分のような局所的に高周波成分を持つ領域においては、高周波成分を維持したまま補間処理が行われて良好に欠落画素を補間することができる。
【００１８】
［６］前記閾値周波数は、前記補間部が使用する補間係数の周波数特性のカットオフ周波数もしくはその近傍の周波数である
ことを特徴とする［５］に記載の画素補間装置。
【００１９】
上記発明では、補間部が使用する補間係数の周波数特性のカットオフ周波数もしくはその近傍の周波数を閾値周波数とするので、これより高い周波数成分を有する網点領域においては、高周波成分除去画像信号を参照領域とした補間が行われる。
【００２０】
［７］前記高周波成分除去部は、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする［５］または［６］に記載の画素補間装置。
【００２１】
欠落画素を跨いで高周波除去フィルタ（空間フィルタ）を適用すると、本来は隣接していない画素が、隣接しているように扱われるため不自然な演算結果となる。上記発明では、第１空間フィルタをその参照領域が欠落画素を跨がない部分で使用し、この第１空間フィルタの参照領域が欠落画素を跨ぐことになる部分、たとえば、欠落画素の隣りの画素を着目画素とする部分では、欠落画素を跨がないように参照領域を変形させた第２空間フィルタを使用する。これにより、上述の不都合が防止される。
【００２２】
［８］前記高周波成分除去部は、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする［５］または［６］に記載の画素補間装置。
【００２３】
欠落画素を跨いで高周波除去フィルタを適用すると、本来は隣接していない画素が、隣接しているように扱われるため不自然な演算結果となる。上記発明では、ダミー画素を欠落画素部分に挿入することで画素の位置関係が修復されるので、不自然な演算結果の算出が防止される。
【００２４】
［９］欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有する領域を判別する第１判別部と、
前記画像信号を入力し、該画像信号の中の網点領域を判別する第２判別部と、
前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力すると共に、前記画素値を求める際に前記欠落画素が、前記第１判別部によって前記閾値周波数を超える周波数成分を有する領域と判別され且つ前記第２判別部によって網点領域と判別された領域にある場合は第１補間処理によって前記画素値を求め、他の領域にある場合は前記第１補間処理とは異なる第２補間処理によって前記画素値を求める補間部と、
を有し、
前記第１補間処理で使用する第１の補間係数のカットオフ周波数が、前記第２補間処理で使用する第２の補間係数のカットオフ周波数より低い
ことを特徴とする画素補間装置。
【００２５】
上記発明では、モアレが発生するような高周波の網点領域においては、そのような領域でもモアレが発生しない補間係数を使用した第１補間処理（たとえば：線形補間）を行い、それ以外の領域では、より適切な補間が可能な第２補間処理を適用する。このように、画像領域に応じて補間処理（補間係数）を切り替えることで、それぞれの領域に対応させて適切な補間を行うことができる。
【００２７】
カットオフ周波数が高くなるほど、ゲインが低下し始めた後の降下は急になるので、周波数が高くなるとやがて、カットオフ周波数の高い第２の補間係数のゲインの方が第１の補間係数のゲインより小さく（負の領域では大きく負に）なる。したがって、第１の補間係数として、カットオフ周波数が第２の補間係数のカットオフ周波数より低いものを使用すれば、高周波の網点領域においては第１の補間係数のゲインが第２の補間係数のゲインより高くなり、良好な結果を得ることができる。
【００２８】
［１０］前記閾値周波数を、前記第２の補間係数のカットオフ周波数もしくはその近傍周波数に設定する
ことを特徴とする［９］に記載の画素補間装置。
【００２９】
上記発明では、第２の補間係数のゲインが半分に低下する周波数以上の周波数成分を有する網点領域において第１補間処理が適用され、それ以外の領域では第２補間処理が適用される。
【００３０】
［１１］所定方向の一次元に並ぶ複数画素分の読み取り領域を備えた複数のセンサチップが前記所定方向に直列に配置されかつ前記センサチップ同士の境界で欠落画素の生じるラインイメージセンサを有し、該ラインイメージセンサと原稿とを相対移動させて前記原稿を二次元に光学的に読み取る読取部と、
前記読取部で原稿を読み取って得た画像信号の欠落画素を補間する［１］乃至［１０］のいずれか一項に記載の画素補間装置と、
を有する
ことを特徴とする画像読取装置。
【００３１】
［１２］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３２】
上記発明では、高周波成分を除去した周辺画素を参照画素とするので、欠落画素の周辺画素を参照画素として欠落画素の画素値を求める補間処理によって正常な補正が可能な周波数帯域を超える画像領域での補間を回避して、適正な補間を行うことができる。
［１３］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３３】
［１４］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、第１空間フィルタをその参照領域が前記欠落画素を跨がない部分で使用し、前記第１空間フィルタの参照領域が前記欠落画素を跨ぐ部分では、参照領域が欠落画素を跨がない第２空間フィルタを使用する
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３４】
上記発明では、入力された画像信号に対して欠落画素以外の領域の画素値を変えることなく欠落画素を補間できるので、欠落画素以外の領域の高周波成分が保存され、より良好な画質を得ることができる。
［１５］欠落画素のある画像信号を入力し、その高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求める工程と、
前記画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分であり、
前記高周波成分除去画像信号を生成する工程では、前記画像信号内の前記欠落画素を補間した信号を生成し、この信号に対して高周波成分の除去を行い、該除去後の信号から前記欠落画素を取り去った信号を前記高周波成分除去画像信号として出力する
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３５】
［１６］欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有し且つ網点領域である領域の高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号を生成する工程と、
前記高周波成分除去画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として前記欠落画素の画素値を求め、該画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記高周波成分は、少なくとも前記補間画像信号を出力する工程で使用する補間係数のゲインが０になる周波数より高い周波数成分である
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３６】
上記発明では、通常の重み付け補間で強いモアレが発生する網点領域に限定して、高周波成分を除去した周辺画素を参照画素として補間を実施するので、モアレが発生しない領域、特にエッジ部分のような局所的に高周波成分を持つ領域においては、高周波成分を維持したまま補間処理が行われて良好に欠落画素を補間することができる。
【００３７】
［１７］欠落画素のある画像信号を入力し、該画像信号の中で所定の閾値周波数を超える周波数成分を有し且つ網点領域である領域を検出する工程と、
前記画像信号の中で前記検出された領域では、前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として使用する第１補間処理によって前記欠落画素の画素値を求め、他の領域では、前記画像信号内の前記欠落画素の周辺画素を参照画素として使用する補間処理であって前記第１補間処理とは異なる第２補間処理によって前記画素値を求める工程と、
前記求めた画素値の画素を前記画像信号内の前記欠落画素の位置に挿入した補間画像信号を出力する工程と
を有し、
前記第１補間処理で使用する第１の補間係数のカットオフ周波数が、前記第２補間処理で使用する第２の補間係数のカットオフ周波数より低い
ことを特徴とする画素補間方法。
【００３８】
上記発明では、モアレが発生するような高周波の網点領域においては、そのような領域でもモアレが発生しない補間係数を使用した第１補間処理（たとえば：線形補間）を行い、それ以外の領域では、より適切な補間が可能な第２補間処理を適用する。このように、画像領域に応じて補間処理（補間係数）を切り替えることで、それぞれの領域に対応させて適切な補間を行うことができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る画素補間装置、画素補間方法および画像読取装置によれば、網点領域など周期的に画素値が変化する領域に存在する欠落画素を、不自然な筋やモアレなどの発生を抑えて、より適切に補間することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる画素補間装置が組み込まれたデジタル複合機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】主走査方向、副走査方向とラインイメージセンサとの関係および複数のセンサチップによるラインイメージセンサの構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる欠落画素補間処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】欠落画素補間データ生成部による欠落画素補間データの生成過程を示す説明図である。
【図５】欠落画素補間データ生成部で使用する補間係数のゲインの周波数特性の一例を示す特性図である。
【図６】第１方式による高周波成分除去処理を示す説明図である。
【図７】第２方式による高周波成分除去処理を示す説明図である。
【図８】第３方式による高周波成分除去処理を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる欠落画素補間処理部の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係わる欠落画素補間処理部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係わる欠落画素補間処理部の構成を示すブロック図である。
【図１２】第１補間係数と第２補間係数の一例を示す説明図である。
【図１３】図１２の第１補間係数と第２補間係数のゲインの周波数特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づき本発明の各種実施の形態を説明する。
【００４２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる画像読取装置の機能が組み込まれたデジタル複合機１０の概略構成を示すブロック図である。デジタル複合機１０は、原稿を光学的に読み取って得た画像の複製を記録紙上に形成して印刷出力するコピー機能や、読み取った原稿画像をファイルとして出力したり保存したりするスキャン機能、外部端末から受信した印刷データに基づいて用紙上に画像を形成して出力するプリント機能などを備えた装置である。
【００４３】
デジタル複合機１０は、原稿を光学的に読み取って画像データを取得するスキャナ部１１と、スキャナ部１１の有する密着型のラインイメージセンサ１２の出力するアナログ画像信号を入力し、これに対しＡ／Ｄ（analog to digital）変換やシェーディング補正などの処理を施す第１入力画像処理部１３と、第１入力画像処理部１３の出力する画像データに対して欠落画素を補間する欠落画素補間処理部３０と、欠落画素補間処理部３０の出力する補間後の画像データに対してガンマ補正などの画像処理を施す第２入力画像処理部１４と、画像メモリ１５に対するデータのリード・ライトなどを制御するメモリ制御部１６と、画像データの圧縮および伸張を行う圧縮／伸張器１８と、圧縮／伸張器１８で圧縮された画像データもしくは非圧縮の画像データを保存するハードディスク装置（ＨＤＤ）１９と、画像データに対してプリント出力のための各種画像処理を施す出力系画像処理部２１と、出力系画像処理部２１から出力される画像データに基づいて記録紙上に画像を形成してプリント出力するプリンタ部２２とを備えている。
【００４４】
さらにデジタル複合機１０はＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスなどで構成されたシステムバス２３を備えており、該システムバス２３に、当該デジタル複合機１０を統括制御する機能を果たすＣＰＵ（Central Processing Unit）２４と、ＣＰＵ２４が実行するプログラムや各種のデータを書き換え可能かつ不揮発に記憶するフラッシュメモリ２５と、ＣＰＵ２４がプログラムを実行する際に各種のデータを一時的に格納するワークメモリなどとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）２６と、操作表示部２７と、ネットワークＩ／Ｆ部２８と、前述のメモリ制御部１６とが接続されている。
【００４５】
操作表示部２７は、表面にタッチパネルを備えた液晶ディスプレイと各種の操作スイッチから構成され、ユーザに各種の案内表示や状態表示を行ったり、ユーザから各種の操作を受け付けたりする機能を有している。
【００４６】
ネットワークＩ／Ｆ部２８は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークと接続されて外部装置とデータの授受を行う機能を果たす。
【００４７】
スキャナ部１１は、図示省略の自動原稿送り装置によって読み取り対象の原稿を搬送し、その搬送経路の途中に配置された密着型のラインイメージセンサ１２を用いて、いわゆる流し読み方式で原稿画像を二次元に読み取る。
【００４８】
すなわち、図２に示すように、ラインイメージセンサ１２は、主走査方向（Ｘ）の１ライン分に対応する読み取り領域を備えており、原稿３の搬送方向は、主走査方向（Ｘ）に対して直行する副走査方向（Ｙ）にされており、原稿３がラインイメージセンサ１２の受光部上を通過する際にラインイメージセンサ１２によるライン単位の読み取り動作を繰り返し行うことで原稿３を２次元画像として読み取るようになっている。なお、原稿３とラインイメージセンサ１２とは副走査方向に相対移動すればよく、原稿３をプラテンガラス上に載置した状態でラインイメージセンサ１２を副走査方向に移動させるように構成されてもよい。
【００４９】
ラインイメージセンサ１２は、主走査方向の一次元に並ぶ複数画素分の読み取り領域を備えたセンサチップ１２ａを主走査方向に直列に複数配置して構成されている。センサチップ１２ａ同士の境界では、その境界を挟む両側の読み取り画素Ｐの間隔Ｌａは各センサチップ１２ａにおける画素ピッチＬｂより長く（Ｌｂのほぼ２倍）なっており、この境界部分において１画素分の欠落（この欠落した画素を欠落画素Ｋとする）が生じている。ここでは、ラインイメージセンサ１２は、６００ｄｐｉであり、７４８８画素（３１２画素×２４センサチップ）で構成され、１ライン中に２３個の欠落画素Ｋが生じている。Ｌｂは４２．３μｍ、Ｌａは８４．６μｍになっている。
【００５０】
図１に戻って説明を続ける。メモリ制御部１６は、第２入力画像処理部１４および画像メモリ１５、圧縮／伸張器１８、出力系画像処理部２１、システムバス２３の間でのデータの受け渡しを管理し制御する機能を備えている。詳細には、第２入力画像処理部１４から出力された画像データを入力する機能、画像メモリ１５に対してアドレス信号やタイミング信号などを与えて画像メモリ１５へのデータの書き込み及び読み出しを制御する機能、圧縮／伸張器１８との間でデータを授受する機能、画像メモリ１５に記憶されている画像データを出力系画像処理部２１に出力する機能、システムバス２３側と画像データや制御データを授受する機能などを果たす。
【００５１】
出力系画像処理部２１は、メモリ制御部１６からの画像データに対して、ガンマ変換、周波数変換、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変換などの画像処理を施す機能およびプリンタ部２２からのタイミング信号に同期させて画像データを順次プリンタ部２２へ送出するタイミング制御機能などを果たす。
【００５２】
プリンタ部２２は、出力系画像処理部２１から入力された画像データに対応する画像を電子写真プロセスによって記録紙上に形成して出力する。プリンタ部２２は、記録紙の搬送装置と、感光体ドラムと、帯電装置と、レーザーユニットと、現像装置と、転写分離装置と、クリーニング装置と、定着装置とを有する、いわゆるレーザープリンタとして構成されている。他の方式のプリンタであってもかまわない。
【００５３】
デジタル複合機１０において、たとえば、原稿を複写するコピージョブを実行する場合、読取動作と出力動作が行われる。読取動作では、スキャナ部１１で原稿を読み取り、その読み取って得た画像データに対して第１入力画像処理部１３でシェーディング補正を行い、欠落画素補間処理部３０で欠落画素Ｋの補間を行い、補間後の画像データを第２入力画像処理部１４で処理し、圧縮／伸張器１８で圧縮した後、あるいは非圧縮のまま、画像メモリ１５またはハードディスク装置１９に記憶する。
【００５４】
出力動作では、記憶された画像データを画像メモリ１５またはハードディスク装置１９から順次読み出し、非圧縮の場合はそのまま、圧縮されている場合は圧縮／伸張器１８で伸張した後、出力系画像処理部２１で処理した画像データをプリンタ部２２に出力し、該プリンタ部２２は該画像データに対応する画像を記録紙に形成して印刷出力するようになっている。
【００５５】
図３は、ラインイメージセンサ１２の読み取り画像に含まれる欠落画素を補間する欠落画素補間処理部３０の基本構成を示している。欠落画素補間処理部３０は、高周波成分除去部３１と、欠落画素補間データ生成部３２と、画素補間部３３とを備えている。
【００５６】
高周波成分除去部３１には、第１入力画像処理部１３から画像信号４１が入力される。高周波成分除去部３１への画像信号４１の入力は、たとえば、主走査方向のラインの先頭画素からそのラインの最終画素まで画像データが順に入力される動作が、副走査方向の１ライン目から最終ラインに向けて順に繰り返されて行われる。
【００５７】
高周波成分除去部３１は、入力された画像信号４１の高周波成分を除去する。ここでは、約８ｌｐ／ｍｍ（ラインペア／ミリ）を超える周波数成分を除去した画像データである高周波成分除去画像信号４２を出力する。
【００５８】
欠落画素補間データ生成部３２は、高周波成分除去部３１から高周波成分除去画像信号４２を入力し、該高周波成分除去画像信号４２内の欠落画素の周辺画素を参照画素として欠落画素を補間するための画素値（欠落画素補間データ４３）を生成する。
【００５９】
画素補間部３３は、画像信号４１と欠落画素補間データ生成部３２が生成した欠落画素補間データ４３とを入力し、画像信号４１内の欠落画素の位置に該欠落画素の画像データとして欠落画素補間データ４３を挿入した補間画像信号４４を出力する。
【００６０】
図４は、欠落画素補間データ生成部３２による欠落画素補間データ４３の生成過程を示している。欠落画素補間データ生成部３２は、欠落画素を中心（着目画素）としたフィルタ演算を行い、その演算結果として得た画素値（欠落画素補間データ４３）を生成する。フィルタ演算は一次元（主走査方向）の画像データに対して行われる。図４（ａ）に示すように、画像信号４１においては、センサチップ１２ａのｎ番目とｎ＋１番目の繋ぎ目でも画像データは連続している。欠落画素補間データ生成部３２は、図４（ｂ）のように、この繋ぎ目部分に欠落画素を挿入し、該挿入した欠落画素を着目画素Ｊ、その周辺画素を参照画素として、着目画素Ｊの画素値をフィルタ演算によって求める。フィルタ演算で使用する補間係数のうち着目画素Ｊに適用する補間係数の値は０にする。これは、着目画素Ｊは欠落画素であって該画素の画像データが存在しないことによる。
【００６１】
欠落画素を補間する画素値にされる欠落画素補間データ４３（dout）は、欠落画素近傍の画素の画像データと補間係数との畳み込み演算によって導出する。図４（ｂ）のフィルタ係数（補間係数）を使用する場合の畳み込み演算の演算式は以下のようになる。
【００６２】
【数１】
0005515552.tif 000002
【００６３】
ここで、ｄ（）はその画素の画素値、Ｋ（）は対応する画素の画素値に乗じる補間係数である。（）内の値は、着目画素を０とした場合の各画素の座標位置を示す。ｄ（０）は欠落画素なのでＫ（０）は０になっている。
【００６４】
図４（ｃ）は、補間係数の一例である第２補間係数５２を示している。図５は、図４（ｃ）に示す第２補間係数５２のゲイン（利得）の周波数特性を示している。着目画素Ｊに乗算する係数Ｋ（０）の値が０の補間係数を使用する場合、補間係数のゲインは、図５に示すように、一定以上の周波数（この周波数は補間係数によって異なる）で必ず負になる。図５の例では、サンプリング周波数（ｆｓ）で規格化した周波数（ｆ／ｆｓ）が０．３７以上の周波数帯域でゲインが負になっている。
【００６５】
ゲインが負になるような高周波成分を含む画像信号に対して欠落画素の補間を行うと、補間結果が原稿と反転し、さらに、ゲインの絶対値が極端に大きくなるため補間結果の値(負の値)が大きくなってしまう。たとえば、原稿では欠落画素の位置が白であるにも係らず、補間結果が黒になるといった現象が生じる。このため、筋や不連続性が強調されて画像の劣化が生じる。図４（ｃ）に示す第２補間係数５２の場合、１７５ｌｐｉ（ライン／インチ）程度の線数の網点画像では画質劣化は少ないが、２８０ｌｐｉなどの超高線数の網点画像では補間係数のゲインが大きく負になるので筋状のノイズが強調されてしまう。
【００６６】
そこで、第１の実施の形態に係る欠落画素補間処理部３０では、欠落画素補間データ生成部３２で欠落画素を補間する前に、高周波成分除去部３１によって、ゲインが負になるような高周波成分を画像信号４１から除去するようになっている。
【００６７】
高周波成分除去部３１により高周波成分の除去を行う方式には以下の３通りの方式がある。
【００６８】
第１方式：欠落画素を補間せずに一様にＬＰＦ（ローパスフィルタ）を掛ける。図６は、第１方式による高周波成分除去処理を示している。ＬＰＦ６１は、着目画素Ｊとその前後の画素を参照領域とする一次元３画素の空間フィルタであり、着目画素Ｊに対するフィルタ係数は１／２、その前後の画素に対するフィルタ係数は１／４となっている。第１方式は処理が簡易である利点を有する。一方、欠落画素に相当する画素が欠落した状態のままでＬＰＦをかけるため、センサチップ１２ａの繋ぎ目部分の画素にてセンサチップ１２ａを跨いでフィルタ演算をかけることになり、不連続性が強調される恐れがある。
【００６９】
第２方式：センサチップ１２ａ毎にＬＰＦをかける。すなわち、隣接する２つのセンサチップ１２ａを横断してフィルタをかけないように、フィルタマトリクスを変形させる。図７は、第２方式による高周波成分除去処理を示している。第１方式と同じＬＰＦ６１をその参照領域が欠落画素を跨がない部分で使用し、ＬＰＦ６１をそのまま適用するとその参照領域が欠落画素を跨ぐことになる部分では、参照領域が欠落画素を跨がないように参照領域を変更したＬＰＦ６２を使用する。この例では、ＬＰＦ６２は、着目画素Ｊとその前後いずれか一方の画素とを参照領域とする空間フィルタであり、いずれの画素についてもフィルタ係数は１／２となっている。センサチップ１２ａの端部の画素を着目画素とする場合はＬＰＦ６２が使用され、それ以外の画素を着目画素とする場合はＬＰＦ６１が使用される。第２方式では、センサチップ１２ａを跨ぐフィルタ演算を行わないので不連続性が強調される恐れはない。
【００７０】
第３方式：一度、一次元フィルタによって欠落画素を補間した後にＬＰＦをかける。図８は、第３方式による高周波成分除去処理を示している。まず、画像信号４１に対して線形補間によって欠落画素を補間した信号（線形補間後の画像データ６５）を生成する。次に、この信号に対してＬＰＦ６１を掛けて高周波成分を除去した信号（ＬＰＦ処理した画像データ６６）を生成し、該除去後の信号から欠落画素に対応する位置の画像データを取り去った信号を高周波成分除去画像信号４２として出力する。第３方式では欠落画素を補間してからＬＰＦをかけるので、画素の欠落による不連続性を最小限に抑えられ、より自然な高周波成分の除去が可能になる。ただし，補間には線形補間係数のように不連続性が強調されない補間方法が好ましい。
【００７１】
高周波成分除去部３１では、上記いずれの方式を採用してもかまわないが、第１方式より第２方式が好ましく、第３方式は最も好ましい。また、ＬＰＦは２次元の空間フィルタでもよい。
【００７２】
高周波成分除去部３１で使用するＬＰＦの特性は画素補間部３３で使用する補間係数のゲインの周波数特性に応じて定めるとよい。少なくとも、ＬＰＦは画素補間部３３で使用する補間係数のゲインが負になる高周波成分を除去するように設定する。好ましくは、画素補間部３３で使用する補間係数のカットオフ周波数以上の高周波成分を除去するものがよい。たとえば、ＬＰＦのカットオフ周波数を画素補間部３３で使用する補間係数のカットオフ周波数と同一にすればよい。たとえば、図４（ｃ）に示す第２補間係数５２を使用する場合、８ｌｐ／ｍｍを超える周波数成分を除去するＬＰＦを使用するとよい。
【００７３】
以上のように、第１の実施の形態に係る欠落画素補間処理部３０では、高周波成分除去部３１で高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号４２に基づいて欠落画素補間データ４３を求め、この欠落画素補間データ４３を画像信号４１内の欠落画素の位置に挿入した補間画像信号４４を出力するので、不自然な筋やモアレの発生を防止した自然な繋がりで欠落画素を補間することができる。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７５】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における図３の欠落画素補間処理部３０に代えて、図９に示す欠落画素補間処理部３０Ｂを使用する。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、それらの説明は省略する。
【００７６】
図３の欠落画素補間処理部３０と図９の欠落画素補間処理部３０Ｂとの相違は、画素補間部３３へ画像信号４１を入力する代わりに高周波成分除去画像信号４２を入力している点である。高周波成分除去部３１や欠落画素補間データ生成部３２について相違はない。欠落画素補間処理部３０Ｂの画素補間部３３は、高周波成分除去画像信号４２と欠落画素補間データ生成部３２が生成した欠落画素補間データ４３とを入力し、高周波成分除去画像信号４２内の欠落画素の位置に欠落画素補間データ４３を挿入した補間画像信号４４を出力する。
【００７７】
第２の実施の形態では、入力された画像信号４１に対して欠落画素以外の領域の画素値を変えることなく欠落画素を補間できるので、欠落画素以外の領域の高周波成分が保存され、より良好な画質を得ることができる。
【００７８】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７９】
第３の実施の形態では、第１の実施の形態における図３の欠落画素補間処理部３０に代えて、図１０に示す欠落画素補間処理部３０Ｃを使用する。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、それらの説明は省略する。
【００８０】
欠落画素補間処理部３０Ｃは、第１の実施の形態と同様の機能を果たす高周波成分除去部３１と欠落画素補間データ生成部３２と画素補間部３３に加えて、周波数分解部７１と、網点領域判別部７２と、ゲート７３と、参照画素データ選択部７４とを備えている。欠落画素補間処理部３０Ｃでは、画像信号４１は、周波数分解部７１と網点領域判別部７２と高周波成分除去部３１と参照画素データ選択部７４と画素補間部３３にそれぞれ入力される。
【００８１】
周波数分解部７１は、入力された画像信号４１を周波数分解し、所定の閾値周波数以上の周波数成分を持つ領域の抽出結果を示す高周波成分抽出信号ｄｆを出力する。高周波成分抽出信号ｄｆは閾値周波数以上の周波数成分を持つ領域では１、それ以外の領域では０となる。閾値周波数は、画素補間部３３の補間係数の周波数特性においてゲインが０．５となる周波数（カットオフ周波数）もしくはその近傍周波数に設定するとよい。
【００８２】
網点領域判別部７２は、入力された画像信号４１に係る領域が網点領域か否かを判別し、その判別結果を示す網点領域抽出信号ｄｓを出力する。網点領域抽出信号ｄｓは、網点領域では１、非網点領域では０になる。網点領域か否かの判別方法は任意でよい。たとえば、パターンマッチングや周波数分析など既知の方法でよい。なお、網点とは、印刷物において濃淡を表現するために用いられるドット（画素）の集合または個々のドットのことをいう。画素の間隔や所定数の画素の配列パターンにより濃淡が表わされる。
【００８３】
ゲート７３は、高周波成分抽出信号ｄｆと網点領域抽出信号ｄｓを入力し、両者が１の場合に１、それ以外は０となる選択信号ｄｔを出力する。
【００８４】
高周波成分除去部３１は、第１の実施の形態と同様であり、入力された画像信号４１の高周波成分を除去した高周波成分除去画像信号４２を出力する。参照画素データ選択部７４は、高周波成分除去画像信号４２と画像信号４１と選択信号ｄｔが入力され、選択信号ｄｔが１の場合は高周波成分除去画像信号４２を選択して出力し、選択信号ｄｔが０の場合は画像信号４１を選択して出力する。参照画素データ選択部７４の出力は欠落画素補間データ生成部３２に入力される。
【００８５】
欠落画素補間データ生成部３２は、参照画素データ選択部７４から入力された信号（高周波成分除去画像信号４２または画像信号４１）内の欠落画素の周辺画素を参照画素として欠落画素の画素値（欠落画素補間データ４３）を生成する。補間方法は第１の実施の形態と同様である。
【００８６】
画素補間部３３は、画像信号４１と欠落画素補間データ４３とを入力し、画像信号４１内の欠落画素の位置に欠落画素補間データ４３を挿入した補間画像信号４４を出力する。
【００８７】
第３の実施の形態に係る欠落画素補間処理部３０Ｃでは、閾値周波数を超える高周波成分を有する網点領域では、高周波成分除去部３１の出力する高周波成分除去画像信号４２を参照画素として欠落画素補間データ４３を求め、それ以外の領域では、高周波成分が除去されていない画像信号４１を参照画素として欠落画素補間データ４３を求める。すなわち、通常の重み付け補間で強いモアレが発生する、線数の高い網点領域に限定して、高周波成分を除去した周辺画素を参照画素として補間する。これにより、モアレが発生しない領域、特にエッジ部分のような局所的に高周波成分を持つ領域においては、高周波成分を維持したまま補間処理が行われ、欠落画素の補間値（欠落画素補間データ４３）として良好な値を算出することができる。
【００８８】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００８９】
第４の実施の形態では、第１の実施の形態における図３の欠落画素補間処理部３０に代えて、図１１に示す欠落画素補間処理部３０Ｄを使用する。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、それらの説明は省略する。
【００９０】
第４の実施の形態に係る欠落画素補間処理部３０Ｄは、第１の実施の形態と同様の機能を果たす欠落画素補間データ生成部３２および画素補間部３３と、第３の実施の形態と同様の周波数分解部７１と網点領域判別部７２とゲート７３と、第１補間係数５１と第２補間係数５２のいずれかを選択信号ｄｔに従って選択し、その選択した補間係数を、使用すべき補間係数として欠落画素補間データ生成部３２に与える補間係数選択部７６とを有している。
【００９１】
欠落画素補間処理部３０Ｄでは、画像信号４１は周波数分解部７１と網点領域判別部７２と欠落画素補間データ生成部３２と画素補間部３３にそれぞれ入力される。補間係数選択部７６は、選択信号ｄｔが１のとき（閾値周波数を超える高周波成分を有する網点領域であるとき）は第１補間係数５１を選択し、選択信号ｄｔが０のとき（閾値周波数を超える高周波成分を有する網点領域でないとき）は第２補間係数５２を選択する。したがって、欠落画素補間データ生成部３２は、選択信号ｄｔが１のときは、画像信号４１内の欠落画素の周辺画素を参照画素として欠落画素の画素値（欠落画素補間データ４３）を生成する補間処理を、第１補間係数５１を使用して行い、選択信号ｄｔが０のときは、上記補間処理を第２補間係数５２を使用して行う。
【００９２】
画素補間部３３は、画像信号４１と欠落画素補間データ４３とを入力し、画像信号４１内の欠落画素の位置に欠落画素補間データ４３を挿入した補間画像信号４４を出力する。
【００９３】
図１２は、第１補間係数５１と第２補間係数５２の一例を示している。図１３は、第１補間係数５１のゲインの周波数特性８１と第２補間係数５２のゲインの周波数特性８２とを示している。第１補間係数５１は、欠落画素（着目画素Ｊ）に隣接する左右の１画素を参照画素としたものであり、左右の参照画素の平均値が着目画素Ｊの画素値として算出される。第１補間係数５１は、線形補間を行う補間係数である。なお、第２補間係数５２は、図４（ｃ）に示したものと同一である。
【００９４】
図１３に示すように、第１補間係数５１は、サンプリング周波数（ｆｓ）で規格化した周波数（ｆ／ｆｓ）が０．２５以上でゲインが負になり、第２補間係数５２は０．３７以上でゲインが負になっている。また、第１補間係数５１のカットオフ周波数は約０．１７、第２補間係数５２のカットオフ周波数は約０．３６となっており、第１補間係数５１のカットオフ周波数は第２補間係数５２のカットオフ周波数より低くなっている。
【００９５】
カットオフ周波数が低い補間係数の周波数特性は、カットオフ周波数が高い補間係数に比べて、周波数の増加に伴うゲインの低下が緩やかなので、ある周波数以上でゲインの大小が逆転する。図６に示す例では、規格化した周波数（ｆ／ｆｓ）が約０．３９の付近で第１補間係数５１のゲインが第２補間係数５２のゲインより高く（負の値が小さく）なっている。
【００９６】
第２補間係数５２は、ゲインが正の間は、第１補間係数５１に比べて、欠落画素の補間を良好に行うが、ゲインが負の周波数帯域では、ゲインが急激に大きく低下するので、筋状のノイズが強調されてしまう。一方、第１補間係数５１は、高周波になるとゲインが負になるものの、第２補間係数５２に比べてゲインの低下が緩やかなので、第２補間係数５２に比べて、高周波帯域においても、モアレや筋状のノイズは少なく、目立ち難い。
【００９７】
そこで、第４の実施の形態に係る欠落画素補間処理部３０Ｄでは、欠落画素のある領域が閾値周波数を超える高周波成分を有する網点領域であるときは、高周波帯域でも画質の劣化が比較的少ない第１補間係数５１を使用して補間し、欠落画素のある領域が閾値周波数を超える高周波成分を有する網点領域でないときは、高周波帯域以外では良好な画質で補間可能な第２補間係数５２を使用して補間する。なお、閾値周波数は、第２補間係数５２のカットオフ周波数もしくはその近傍の周波数に設定すると良い。
【００９８】
このように、第２補間係数５２では筋状の不連続点が強調されてしまうような高周波成分を持つ画像の領域については第１補間係数５１を適用することで、スジ状の不連続点の発生を防ぐことができ、その他の領域には第２補間係数５２を適用することで、良好な画質を得ることができる。
【００９９】
なお、図１２に示す第１補間係数５１、第２補間係数５２は一例であり、これら以外の補間係数でもかまわない。ただし、第１補間係数５１と第２補間係数５２は、第１補間係数５１のカットオフ周波数が第２補間係数５２のカットオフ周波数より低い、という条件を満たす関係にある。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１０１】
第１〜第３の実施の形態において、高周波成分除去部３１におけるＬＰＦのカットオフ周波数は、欠落画素補間データ生成部３２で使用する補間係数のカットオフ周波数もしくはその近傍の周波数に限定されるものではない。着目画素Ｊに対する係数Ｋ（０）が０の補間係数を使用する場合には、高周波数領域でゲインが必ず負になるので、ＬＰＦをかけてから欠落画素補間データ生成部３２での補間処理を行うようにすれば、ＬＰＦのカットオフ周波数がどのような周波数であっても、効果の大小はあるものの、画質低下を防ぐ効果は発揮される。
【０１０２】
第１〜第３の実施の形態の欠落画素補間データ生成部３２で使用する補間係数は、線形補間を行う第１補間係数５１よりも第２補間係数５２が好ましい。すなわち、高周波領域ではゲインが大きく負になってしまうがゲインが正の領域では、線画や自然画さらには網点領域に対しても良好な補間を行うことのできる補間係数を使用すると良い。ＬＰＦを通す効果がより発揮される。
【符号の説明】
【０１０３】
３…原稿
１０…デジタル複合機
１１…スキャナ部
１２…ラインイメージセンサ
１２ａ…センサチップ
１３…第１入力画像処理部
１４…第２入力画像処理部
１５…画像メモリ
１６…メモリ制御部
１８…圧縮／伸張器
１９…ハードディスク装置
２１…出力系画像処理部
２２…プリンタ部
２３…システムバス
２４…ＣＰＵ
２５…フラッシュメモリ
２６…ＲＡＭ
２７…操作表示部
２８…ネットワークＩ／Ｆ部
３０、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…欠落画素補間処理部
３１…高周波成分除去部
３２…欠落画素補間データ生成部
３３…画素補間部
４１…画像信号
４２…高周波成分除去画像信号
４３…欠落画素補間データ
４４…補間画像信号
５１…第１補間係数
５２…第２補間係数
６１…ＬＰＦ
６２…ＬＰＦ
６５…線形補間後の画像データ
６６…線形補間後の画像データをＬＰＦ処理した画像データ
７１…周波数分解部
７２…網点領域判別部
７３…ゲート
７４…参照画素データ選択部
７６…補間係数選択部
８１…第１補間係数のゲインの周波数特性
８２…第２補間係数のゲインの周波数特性
ｄｆ…高周波成分抽出信号
ｄｓ…網点領域抽出信号
ｄｔ…選択信号
Ｊ…着目画素
Ｋ…欠落画素
Ｐ…センサチップの画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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