(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を読み取る一の方向に配列された複数のセンサチップ間の領域によって形成される画素値を有さない欠落画素の幅が、当該欠落画素の両側の複数の画素の幅より小さい場合に、当該欠落画素の両側の複数の画素を前記一の方向に沿って互いに離れる方向へシフトさせる画素シフト部と、
前記画素シフト部によってシフトされた前記複数の画素の間の前記欠落画素に画素値をパターンマッチングによって補間する画素補間部と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記画素シフト部は、前記欠落画素の幅が前記複数の画素の幅に近づくように、前記複数の画素をシフトさせる、請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記画素シフト部は、前記複数の画素を１または複数の画素を含む画素区間で区切り、当該画素区間ごとに複数のシフト量を設定する、請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記画素シフト部は、前記欠落画素との位置に応じて、前記画素区間の前記複数のシフト量を段階的に変化させる、請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記画素シフト部は、前記欠落画素から前記画素区間が離れるにつれて、前記シフト量を小さくする、請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置が読取った画像を形成する画像形成部と、
を備える画像形成装置。
【請求項７】
画像を読み取る一の方向に配列された複数のセンサチップ間の領域によって形成される画素値を有さない欠落画素の幅が、当該欠落画素の両側の複数の画素の幅より小さい場合に、当該欠落画素の両側の複数の画素を前記一の方向に沿って互いに離れる方向へシフトさせる段階と、
シフトされた前記複数の画素の間の前記欠落画素に画素値をパターンマッチングによって補間する段階と、
を備える画像読取り方法。
【請求項８】
画像を読み取る一の方向に配列された複数のセンサチップ間の領域によって形成される画素値を有さない欠落画素の幅が、当該欠落画素の両側の複数の画素の幅より小さい場合に、当該欠落画素の両側の複数の画素を前記一の方向に沿って互いに離れる方向へシフトさせる画素シフト部と、
前記画素シフト部によってシフトされた前記複数の画素の間の前記欠落画素に画素値をパターンマッチングによって補間する画素補間部と、
してコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像形成装置、画像読取り方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ装置等の画像読み取り装置として、本体の厚さが薄く、価格も安いことから、近年、ＣＩＳ(Contact  Image  Sensor)を採用することがある。ＣＩＳは等倍センサから構成されている為、原稿画像を読み取るためには、原稿の幅以上の長さが必要となる。
【０００３】
しかし、１本の長いセンサを作製することが難しいことから、短いセンサ（センサチップ）を、その長さ方向へ複数並べるように配置して読み取り部を構成する。このため、センサチップ間に一定の隙間（ギャップ）が生じ、このギャップにおいては画像信号を取得することができない。その結果、画像信号の欠落が生じる。
【０００４】
この欠落画素を補間する手法としては、線形補間、スプライン補間などがあるが、それらの補間方式では、画像データが網点画像などの高い周波数成分の場合に適さない。そこで、この欠落画素の補間にはパターンマッチングを用いることで補間する手法が提案されており、この手法の場合は網点画像などの高い周波数成分の場合でも補間画素の周囲にある類似パターンを用いて再現できることが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、主走査方向において、欠落画素の幅が、周りの画素の幅と異なる場合がある。例えば、実装時のばらつきによって、センサチップと隣接するセンサチップとの間隔が、周りの画素の幅とならない場合である。また、ｄｐｉ（DotsPerInch）が異なる読取においても、上述の幅が異なる。例えば、６００ｄｐｉの読取と、３００ｄｐｉの読取とを比較した場合、６００ｄｐｉの読取では１画素毎のセンサ出力が画像データになるが、３００ｄｐｉの読取では２画素毎のセンサ出力が画像データになる。このような場合でも、センサチップの間隔は同じ１画素の幅となり、６００ｄｐｉ及び３００ｄｐｉの両方で欠落画素の幅が１画素の幅となる。従って、６００ｄｐｉの場合は欠落画素と周りの画素の幅は同じになるが、３００ｄｐｉの場合は欠落画素の幅が周りの画素の幅の半分となる。このように、欠落画素の幅が、周囲の画素の幅と異なる場合、パターンマッチングでは適切な補間画素を求めることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、画像を読み取る一の方向に配列された複数のセンサチップ間の領域によって形成される画素値を有さない欠落画素の幅が、当該欠落画素の両側の複数の画素の幅より小さい場合に、当該欠落画素の両側の複数の画素を前記一の方向に沿って互いに離れる方向へシフトさせる画素シフト部と、前記画素シフト部によってシフトされた前記複数の画素の間の前記欠落画素に画素値をパターンマッチングによって補間する画素補間部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、欠落画素の幅が周囲の画素の幅と異なっても、適切な補間画素を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、ＡＤＦの構成を示す断面図である。
【図３】図３は、ＡＤＦを制御するコントローラ及びその周辺の概要を示すブロック図である。
【図４】図４は、第２読取部の概要を例示する図である。
【図５】図５は、第２読取部の電気回路の要部を例示するブロック図である。
【図６】図６は、画像処理部の要部を例示するブロック図である。
【図７】図７は、画像処理部による補間処理のフローチャートである。
【図８】図８は、画素シフト部によるセンサチップの端以外の画素の位置のシフトを説明する図である。
【図９】図９は、センサチップの端部の画素のシフトについて説明する図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の目的を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の画素シフト部による画素のシフト方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
以下に添付図面を参照して、画像形成装置の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形態にかかる画像形成装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取装置としての機能を有する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Auto  Document  Feeder）１０と、給紙部２と、画像形成部３とを備えている。
【００１０】
給紙部２は、用紙サイズの異なる記録紙を収納する給紙カセット２１，２２と、給紙カセット２１，２２に収納された記録紙を画像形成部３の画像形成位置まで搬送する各種ローラーからなる給紙手段２３とを有している。
【００１１】
画像形成部３は、画像を形成する。例えば、画像形成部３は、後述するＡＤＦ１０が読み取った画像を形成する。画像形成部３は、露光装置３１と、感光体ドラム３２と、現像装置３３と、転写ベルト３４と、定着装置３５とを備えている。画像形成部３は、ＡＤＦ１０内部の画像読取部により読み取られた原稿の画像データに基づいて、露光装置３１により感光体ドラム３２を露光して感光体ドラム３２に潜像を形成し、現像装置３３により感光体ドラム３２に異なる色のトナーを供給して現像するようになっている。そして、画像形成部３は、転写ベルト３４により感光体ドラム３２に現像された像を給紙部２から供給された記録紙に転写した後、定着装置３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着するようになっている。
【００１２】
次に、ＡＤＦ１０について詳述する。図２は、ＡＤＦ１０の構成を示す断面図である。図３は、ＡＤＦ１０を制御するコントローラ１１及びその周辺の概要を示すブロック図である。ＡＤＦ１０は、被読取原稿を読取装置部に搬送し、所定の速度で搬送しながら画像読取を行う。コントローラ１１は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置とを有するコンピュータを含み、ＡＤＦ１０を構成する各部を制御する。
【００１３】
ＡＤＦ１０は、原稿セット部Ａ、分離給送部Ｂ、レジスト部Ｃ、ターン部Ｄ、第１読取搬送部Ｅ、第２読取搬送部Ｆ、排紙部Ｇ、及びスタック部Ｈを有する。原稿セット部Ａは、読取原稿束をセットする。分離給送部Ｂは、セットされた原稿束から一枚毎に原稿を分離して給送する。レジスト部Ｃは、給送された原稿を一次突当整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きを有する。ターン部Ｄは、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読取り側（下方）に向けて搬送する。第１読取搬送部Ｅは、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる。第２読取搬送部Ｆは、読取後の原稿の裏面画像を読み取る。排紙部Ｇは、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する。スタック部Ｈは、読取完了後の原稿を積載保持する。
【００１４】
読取を行う原稿束１３０をセットするのは、可動原稿テーブル１３１を含む原稿テーブル１３２上で、原稿面を上向きの状態でセットする。更に原稿束１３０の幅方向を図示しないサイドガイドによって搬送方向と直行する方向の位置決めを行う。原稿のセットはセットフィラー１３３、原稿セットセンサ１００により検知され、Ｉ／Ｆ１１４により本体制御部１２２に送信される。
【００１５】
更に原稿テーブル面に設けられた原稿長さ検知センサ１３４又は１３５（反射型センサ又は、原稿１枚も検知可能なアクチュエーター・タイプのセンサが用いられる）により原稿の搬送方向長さの概略が判定される。
【００１６】
可動原稿テーブル１３１は、底板上昇モータ１１２により図に示すａ、ｂ方向に上下動可能な構成になっていて、原稿がセットされた事をセットフィラー１３３、原稿セットセンサ１００により検知すると底板上昇モータ１１２を正転させて原稿束１３０の最上面がピックアップローラー１４８と接触するように可動原稿テーブル１３１を上昇させる。ピックアップローラー１４８は、ピックアップモータ１０８によりカム機構で図に示すｃ、ｄ方向に動作すると共に、可動原稿テーブル１３１が上昇し可動原稿テーブル１３１上の原稿上面により押されてｃ方向に上がり給紙適正位置センサ１０２により上限を検知可能となっている。
【００１７】
操作部１２１よりプリントキーが押下され、本体制御部１２２からＩ／Ｆ１１４を介してコントローラ１１に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラー１４８は給紙モータ１０９の正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル１３２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。なお、操作部１２１は、ユーザによる入力に応じて、ＡＤＦ１０に対する設定を行う設定部となっている。
【００１８】
給紙ベルト１３６は、給紙モータ１０９の正転により給紙方向に駆動され、リバースローラー１３７は給紙モータ１０９の正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。さらに詳しく説明すると、リバースローラー１３７は給紙ベルト１３６と所定圧で接し、給紙ベルト１３６と直接接している時、又は原稿１枚を介して接している状態では給紙ベルト１３６の回転につられて反時計方向に連れ回りし、原稿が２枚以上給紙ベルト１３６とリバースローラー１３７の間に侵入した時は連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなるように設定されており、リバースローラー１３７は本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをし、重送が防止される。
【００１９】
給紙ベルト１３６とリバースローラー１３７との作用により１枚に分離された原稿は給紙ベルト１３６によって更に送られ、突き当てセンサ１０５によって先端が検知され更に進んで停止しているプルアウトローラー１３８に突き当たる。その後突き当てセンサ１０５の検知から所定量定められた距離送られ、結果的には、プルアウトローラー１３８に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータ１０９を停止させることにより、給紙ベルト１３６の駆動が停止する。この時、ピックアップモータ１０８を回転させることでピックアップローラー１４８を原稿上面から退避させ原稿を給紙ベルト１３６の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラー１３８の上下ローラー対のニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。
【００２０】
プルアウトローラー１３８は、スキュー補正機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラー１３９まで搬送するためのローラーで、給紙モータ１０９の逆転により駆動される。またこの時（給紙モータ１０９逆転時）、プルアウトローラー１３８と中間ローラー１３９は駆動されるが、ピックアップローラー１４８と給紙ベルト１３６は駆動されていない。
【００２１】
原稿幅センサ１０４は奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラー１３８により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは原稿の先端後端を突き当てセンサ１０５で読取ることによりモータパルスから原稿の長さを検知する。
【００２２】
プルアウトローラー１３８及び中間ローラー１３９の駆動によりレジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を読取部へ送り込む処理時間の短縮が図られている。原稿先端が読取入口センサ１０３により検出されると、読取入口ローラー１４０の上下ローラー対のニップに原稿先端が進入前に、原稿搬送速度を読取搬送速度と同速にする為に減速を開始すると同時に、読取モータ１１０を正転駆動して読取入口ローラー１４０、読取出口ローラー１４１、ＣＩＳ出口ローラー１４２を駆動する。原稿の先端をレジストセンサ１０７にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、読取位置１４３の手前で一時停止すると共に、本体制御部１２２にＩ／Ｆ１１４を介してレジスト停止信号を送信する。
【００２３】
続いて、コントローラ１１が本体制御部１２２から読取り開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読取位置に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立上がるように増速されて搬送される。読取モータ１１０のパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部１２２に対して第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第１読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。
【００２４】
片面原稿読取りの場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は第二読取り部を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ１０６により原稿の先端を検知すると、排紙モータ１１１を正転駆動して排紙ローラー１４４を反時計方向に回転させる。また、排紙センサ１０６による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラー１４４の上下ローラー対のニップから抜ける直前に排紙モータ駆動速度を減速させて、排紙トレイ１４５上に排出される原稿が飛び出さない様に制御される。
【００２５】
両面原稿読取りの場合には、排紙センサ１０６にて原稿先端を検知してから読取りモータのパルスカウントにより第２読取部１１３に原稿先端が到達するタイミングで第２読取部１１３に対してコントローラ１１から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が読取り部を原稿後端が抜けるまで送信される。第２読取ローラー１４６は、第２読取部１１３における原稿の浮きを抑えると同時に、第２読取部１１３におけるシェーディングデータを取得する為の基準白部（白色基準部材）を兼ねるものである。なお、ＡＤＦ１０は、第２読取ローラー１４６に代えて、固定された板状の白色基準部材が設けられてもよい。
【００２６】
次に、第２読取部１１３について詳述する。図４は、第２読取部１１３の概要を例示する図である。第２読取部１１３は、例えば一方向に延びるロッドレンズアレイを用いた読取モジュール（ＣＩＳ：Contact  Image  Sensor）となっている。第２読取部１１３においては、例えばＬＥＤなどの光源部４０が主走査方向に延びる導光体４１の両端にそれぞれ設けられている。導光体４１、ロッドレンズアレイ４２及びセンサ基板４３は、それぞれ略平行に配置されている。光源部４０及び導光体４１は、一方向に延びて光を照射する照射部となっている。ロッドレンズアレイ４２は、主走査方向に配列された略同じ直径の複数のロッドレンズ４２０を有する。なお、略同じとは、差分が所定の閾値以下であることをいう。センサ基板４３には、例えば約７０００画素分のセンサ（光電変換素子）４３０が主走査方向に配列されている。ロッドレンズアレイ４２は、照射部が照射した光の原稿や白色基準部材による反射光（又は透過光）をセンサ４３０へ結像する。各センサ４３０は、ロッドレンズアレイ４２により結像された光の光量を、主走査方向に配列された複数の画素を示す電気信号に変換する。
【００２７】
図５は、第２読取部１１３の電気回路の要部を例示するブロック図である。図５に示すように、第２読取部１１３は、ＬＥＤ、蛍光灯、又は冷陰極管などからなる光源部５００を有する。なお、光源部５００は、図４に示した光源部４０及び導光体４１に相当し、図示しない導光体などと共に光を主走査方向に照射する照射部を構成する。また、図５に示した第２読取部１１３を構成する各部は、コントローラ１１の制御によって動作する。
【００２８】
また、第２読取部１１３は、複数のセンサチップ５０１、それぞれのセンサチップ５０１に個別に接続された複数のアンプ回路５０２、それぞれのアンプ回路５０２に個別に接続された複数のＡ／Ｄ変換部５０３も有している。複数のセンサチップ５０１は、一の方向の一例である主走査方向（原稿幅方向に対応する方向）に配列されている。各センサチップ５０１は、主走査方向に配列された複数のセンサ（光電変換素子）によって画像を読み取る。センサチップ５０１と隣接するセンサチップ５０１との間には画像を読み取れない領域が形成され、当該領域によって、画素値を有さない欠落画素が形成される。Ａ／Ｄ変換部５０３の出力信号には、信号成分以外に黒レベルオフセットがある。第２読取部１１３は、黒レベルオフセットを除去する黒補正部５０４を有している。黒補正部５０４の出力信号に対し、光源部５００のムラやセンサチップ５０１の感度不均一による画像データへの影響の除去をする白補正を白補正部５０５が行う。また、白補正部５０５は、白色基準部材を読み取り、この白色基準部材の読み取り結果と過去の白色基準部材の読み取り結果との比較に基づいて光量低下の度合い（補正係数）を求め、シェーディング補正データによる補正結果にさらに補正する機能も搭載していてもよい。更に、第２読取部１１３は、画像処理部５０６、フレームメモリ５０７、出力制御回路５０８、Ｉ／Ｆ回路５０９なども有している。
【００２９】
センサチップ５０１は、例えば等倍密着イメージセンサ（ＣＩＳ）と称される光電変換素子と図示しない集光レンズ（ロッドレンズ）とを具備する。第２読取部１１３による読取位置に図示しない原稿が進入するのに先立って、コントローラ１１から光源部５００に点灯ＯＮ信号が送られる。これにより、光源部５００が点灯し、その光を図示しない原稿に向けて照射する。
【００３０】
原稿で反射した反射光は、複数のセンサチップ５０１において、集光レンズによって光電変換素子に集光されて画像情報として読み取られる。それぞれのセンサチップ５０１で読み取られた画像情報は、アンプ回路５０２によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換部５０３によってデジタル画像情報（複数の画素それぞれの画素値）に変換される。デジタル画像情報は、例えば８ｂｉｔで示される場合には、黒の画素値が０となり、白の画素値が２５５となる。
【００３１】
これらデジタル画像情報は、黒補正部５０４によりオフセット成分を除去（黒補正）され、白補正部５０５により補正され、画像処理部５０６に入力されてライン間補正、画素シフト、欠落画素の補間などが施された後、フレームメモリ５０７に一時記憶される。
【００３２】
その後、デジタル画像情報は、出力制御回路５０８によって本体制御部１２２に受入可能なデータ形式に変換された後、Ｉ／Ｆ回路５０９を経由して本体制御部１２２に出力される。なお、コントローラ１１からは原稿の先端が第２読取部１１３による読取位置に到達するタイミング（そのタイミング以降の画像データが有効データとして扱われる）を知らせるためのタイミング信号や光源の点灯信号、電源等が出力されるようになっている。
【００３３】
図６は、画像処理部５０６の要部を例示するブロック図である。図６に示すように、画像処理部５０６は、ライン間補正部６００と、ラインメモリ６０２と、画素シフト部６０４と、パターンマッチング部６０６と、ラインメモリ６０８とを有する。画像処理部５０６は、ライン間補正部６００、画素シフト部６０４及びパターンマッチング部６０６を回路等のハードウエアとして構成してもよく、プログラムを読み込んだＣＰＵ等のプロセッサである演算装置を有するコンピュータの機能として構成してもよい。
【００３４】
ライン間補正部６００は、白補正部５０５から画像データを取得する。ライン間補正部６００は、ラインメモリ６０２を利用して、各色の整数ライン間隔のずれ、及び、小数ライン間隔のずれを補正する。ライン間補正部６００は、補正した画像データを画素シフト部６０４へ出力する。
【００３５】
画素シフト部６０４は、ライン間補正部６００から欠落画素を含む画像データを取得する。画素シフト部６０４は、欠落画素の両側の複数の画素を主走査方向に沿って互いに離れる方向にシフトさせる。当該両側の複数の画素のシフト量は、１画素の幅未満である。例えば、画素シフト部６０４は、欠落画素の幅が周囲の画素の幅に近づくように、複数の画素をシフトさせる。画素シフト部６０４は、欠落した画素の画像サイズを合わせた画像データをパターンマッチング部６０６へ出力する。
【００３６】
パターンマッチング部６０６は、画素補間部の一例である。パターンマッチング部６０６は、画素シフト部６０４によってシフトされた画素を含む画像データを取得する。パターンマッチング部６０６は、補間画素を生成して、画素シフト部６０４によってシフトされた複数の画素の間の欠落画素に画素値を補間する。パターンマッチング部６０６は、例えば、パターンマッチングによって補間画素を生成して、欠落画素の画素値を補間する。パターンマッチング部６０６は、生成した補間画素を欠落した画素に補間した画像データをフレームメモリ５０７へと出力して保管する。
【００３７】
図７は、画像処理部５０６による補間処理のフローチャートである。
【００３８】
図７に示すように、補完処理では、まず、ライン間補正部６００が、画像データの各色のラインの位置をライン補正する（Ｓ１０００）。例えば、ライン間補正部６００は、整数倍の拡大率で読取をした場合、整数ライン間隔でラインの位置を補正する。また、ライン間補正部６００は、整数倍以外の拡大率で読取りする場合、または、縮小して読取りをした場合、整数ライン間隔及び小数ライン間隔でラインの位置を補正する。ライン間補正部６００は、補正した画像データを画素シフト部６０４へ出力する。
【００３９】
画素シフト部６０４は、画像データに含まれる欠落した画素の周囲の画素の位置を、１画素未満で主走査方向にシフトさせて、シフト後の各画素の画素値（即ち、画素データ）を算出する（Ｓ１０１０）。
【００４０】
図８は、画素シフト部６０４によるセンサチップ５０１の端以外の画素の位置のシフトを説明する図である。
【００４１】
図８に示すように、画素シフト部６０４は、欠落画素５０の主走査方向の幅がＤの場合、欠落画素５０の幅が、一画素の幅Ｄｓ（以下、単位幅Ｄｓ）に近づくように算出したシフト量ｄだけ、欠落画素５０の両側のセンサチップ５０１の画素５２を互いに離れる方向へシフトさせる。本実施形態では、画素シフト部６０４は、単位幅ＤｓをＰ分割した単位シフト量の整数倍でシフト量ｄを設定する。尚、Ｐは正の整数であって、本実施形態では“３２”とする。ｐをＰ以下の正の整数とする。この場合、シフト量ｄは、ｐ／Ｐと表すことができる。
【００４２】
例えば、画素シフト部６０４は、欠落画素５０の幅を単位幅Ｄｓとするための実シフト量ｄ’を次の式（１）によって算出する。
ｄ’＝（Ｄｓ−Ｄ）／２        ・・・（１）
【００４３】
画素シフト部６０４は、シフト比Ｓｒに最も近いｐ／Ｐを抽出してシフト量ｄとして設定する。尚、シフト比Ｓｒは、単位幅Ｄｓに対する実シフト量ｄ’の比であって、次の式（２）で算出される。
Ｓｒ＝ｄ’／Ｄｓ    ・・・（２）
【００４４】
例えば、画素シフト部６０４は、シフト量ｄを設定すると、一方のセンサチップ５０１を−ｄシフトさせる。また、画素シフト部６０４は、他方のセンサチップ５０１を＋ｄシフトさせる。換言すれば、画素シフト部６０４は、一方のセンサチップ５０１をｄシフトさせ、他方のセンサチップ５０１を一方のセンサチップ５０１のシフト方向とは反対方向へｄシフトさせる。これにより、画素シフト部６０４は、一対のセンサチップ５０１を互いに離れる方向へシフトさせる。
【００４５】
この場合、画素シフト部６０４は、−ｄシフト後の一方のセンサチップ５０１の（ｎ−１）の画素５２の画素値であるＸ（ｎ’−１）を、次の式（３）に基づいて算出する。また、画素シフト部６０４は、＋ｄシフト後の他方のセンサチップ５０１の（ｎ＋２）の画素５２の画素値であるＸ（ｎ’＋２）を、次の式（４）に基づいて、算出する。尚、Ｘ（ｎ）は、シフト前のｎの画素５２の画素値である。
Ｘ（ｎ’−１）＝  Ｗ０×Ｘ（ｎ−３）＋Ｗ１×Ｘ（ｎ−２）
＋Ｗ２×Ｘ（ｎ−１）＋Ｗ３×Ｘ（ｎ）        ・・・（３）
Ｘ（ｎ’＋２）＝  Ｗ０×Ｘ（ｎ＋１）＋Ｗ１×Ｘ（ｎ＋２）
＋Ｗ２×Ｘ（ｎ＋３）＋Ｗ３×Ｘ（ｎ＋４）    ・・・（４）
【００４６】
画素シフト部６０４は、シフト量ｄに対応する係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を、予め定められて記憶部に記憶された次の表１に示す係数テーブルから抽出して適用する。
【表１】
0006707865.tif 000002
【００４７】
図８に示すように、欠落画素５０の幅Ｄが２１μｍであって、単位幅Ｄｓが４２．３μｍである場合について説明する。この場合、画素シフト部６０４は、実シフト量ｄ’を１０．５μｍ（＝（４２．３−２１）／２）と算出する。画素シフト部６０４は、１０．５／４２．３となるシフト比Ｓｒに最も近い８／３２をシフト量ｄとして設定する。画素シフト部６０４は、Ｎ番目のセンサチップ５０１の画素５２をそれぞれ−８／３２シフトさせ、Ｎ＋１番目のセンサチップ５０１の画素５２をそれぞれ＋８／３２シフトさせる。
【００４８】
画素シフト部６０４は、シフト量ｄ（＝８／３２）に対応付けられた係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を、上述の係数テーブルから抽出する。具体的には、画素シフト部６０４は、係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３として、それぞれ−１８／１２８、１１４／１２８、３８／１２８、−６／１２８を抽出する。画素シフト部６０４は、抽出した係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を式（３）及び式（４）に代入して、シフト後の各画素５２の画素値を算出する。画素シフト部６０４は、算出した各画素値を含む画像データをパターンマッチング部６０６へ出力する。
【００４９】
次に、センサチップ５０１の端部の画素５２のシフトについて説明する。図９は、センサチップ５０１の端部の画素５２のシフトについて説明する図である。図８及び図９に示す例では、センサチップ５０１の端部の画素５２は、“ｎ”と“ｎ＋１”である。“ｎ”と“ｎ＋１”の画素５２は、隣接する画素５２が欠落画素５０になっているので、４個の画素の画素値が必要な上述の式（３）及び式（４）を用いて画素値を算出できない。
【００５０】
そこで、画素シフト部６０４は、次の式（５）及び式（６）に基づいて、画素値を算出する。
Ｘ（ｎ’）＝  Ｗ０’×Ｘ（ｎ−２）＋Ｗ１’×Ｘ（ｎ−１）＋Ｗ２’×Ｘ（ｎ）
・・・（５）
Ｘ（ｎ’＋１）＝  Ｗ０’×Ｘ（ｎ＋１）＋Ｗ１’×Ｘ（ｎ＋２）
＋Ｗ２’×Ｘ（ｎ＋３）    ・・・（６）
画素シフト部６０４は、式（５）及び式（６）において用いられないＷ３を用いた次の３つの式を含む式（７）によって係数Ｗ０’、Ｗ１’、Ｗ２’を設定する。尚、係数Ｗ０’、Ｗ１’、Ｗ２’は、予め設定されていてもよい。
Ｗ０’＝Ｗ０＋Ｗ３／３
Ｗ１’＝Ｗ１＋Ｗ３／３
Ｗ２’＝Ｗ２＋Ｗ３／３            ・・・（７）
【００５１】
画素シフト部６０４は、シフトさせた画素５２の位置及び画素値を含む画像データをパターンマッチング部６０６へ出力する。
【００５２】
図７に戻って、パターンマッチング部６０６は、パターンマッチング法によって、欠落画素の画素値を算出して、欠落画素を補間する（Ｓ１０２０）。
【００５３】
例えば、パターンマッチング部６０６は、パターンマッチング法として、テンプレートマッチングを用いることができる。テンプレートマッチングは、画像の中から指定した部分の画像であるテンプレートを用い、そのテンプレートと似ている位置を探すもので、テンプレートと画像の中のパターン間の一致度を求めることにより行うことができる。
【００５４】
テンプレートは、処理対象の画像があれば、その画像中の画素値が欠落した画素を補間すべき欠落画素として特定し、欠落画素を中心とする所定の領域を切り出すことにより生成することができる。
【００５５】
このテンプレートと、切り出した位置以外の位置にある、このテンプレートと同じサイズのパターンとの一致度を求めて、最も高い一致度を有するパターンを見つけ、そのパターン内の中心に位置する画素の画素値を補間画素の画素値として求めるが、その一致度として、ＳＡＤ(Sum  of  Absolute  Difference)やＳＳＤ(Sum  of  Squared  Difference)等の相違度、相関係数や共分散等の類似度を用いることができる。
【００５６】
ＳＡＤは、テンプレートと比較するパターンを切り出し、テンプレートとパターンの同じ位置にある画素の輝度値の差をそれぞれ求め、その差の絶対値を合計したものであり、この合計値が小さいほど類似し、大きいほど相違することを示すものである。また、ＳＳＤは、その輝度値の差を二乗し、その合計を用いるもので、これも、この合計値が小さいほど類似し、大きいほど相違することを示すものである。相関係数および共分散については上記式１、２により求めることができる。相関係数は、−１から１までの値をとり、その値が１に近づくほど強い正の相関があり、０に近いほど相関が弱く、−１に近づくほど負の相関がある。これは、１に近づくほど類似するパターンであることを意味し、−１に近づくほど反転したパターンに類似したものとなる。このことから、値が大きいほど類似度が高いと判断することができる。共分散は、相関係数に対応することから、その値が大きいほど類似度が高いと判断することができる。
【００５７】
一致度の評価に際して、欠落画素の画素値が一致度に影響を与えないように欠落画素を一致度の計算から除外するか、比較対象のパターンにおいて同じ位置にある画素の画素値を用いて仮の画素値を設定しておくことが望ましい。なお、類似するパターンは一致度が高い順に複数選択することも可能である。
【００５８】
また、欠落画素が画像全体で複数存在する場合、一致度の計算において、今挿入しようとしている欠落画素だけでなく、他の欠落画素も計算から除外するか、比較対象のパターンの同じ位置にある画素の画素値を用いて仮の画素値を設定しておくことが望ましい。これは、基準パターンや比較対象のパターンに今挿入しようとしている欠落画素だけではなく、他の欠落画素が含まれている場合があり、欠落画素は基本的に画素値が欠落しているため、一致度の計算に使用されることは好ましくないからである。なお、既に挿入済みの補間画素の画素値は一致度の計算に使用することができる。また、比較対象パターンに他の欠落画素が存在する場合、当該欠落画素が一致度の計算に用いられないように計算から除外するか、基準パターンの同じ位置にある画素の画素値を用いて仮の画素値を設定しておくことが望ましい。
【００５９】
このようにして探索した最も類似するパターンにおいて、テンプレートにおける欠落画素の位置に対応する位置にある画素の画素値を取得する。最も類似するパターンのみを用いる場合には、このようにして取得した画素値を補間画素の画素値とすることができるが、複数の類似するパターンを用いる場合には、それら複数のパターンから取得した画素値を合成し、補間画素の画素値を求めることができる。画素値を合成する方法としては、一様な重みにより平均する方法、類似するパターンの一致度が高いほど大きな重みとなるように制御した上で加重平均を行う方法を挙げることができる。
【００６０】
なお、テンプレートマッチングには、二次元テンプレートマッチング、一次元テンプレートマッチングがある。二次元テンプレートマッチングでは、画像内の欠落画素近辺、すなわち欠落画素の左右や上下、斜め方向にある任意の領域をパターンとして切り出し、そのパターンとテンプレートとの一致度を求めることにより、最も類似するパターンを探索する。これに対し、一次元テンプレートマッチングでは、欠落画素が存在する１ライン内からパターンを切り出し、一致度を求め、最も類似するパターンを探索する。
【００６１】
パターンマッチング部６０６は、補間した画像データをフレームメモリ５０７へ出力して保管する。これにより、補間処理は終了する。
【００６２】
上述したように、第１実施形態の画像形成装置１の画像処理部５０６では、画素シフト部６０４が欠落画素の周囲の画素をシフトさせて、欠落画素の幅を１画素の幅に近づけて、画素値を設定している。これにより、パターンマッチング部６０６は、欠落画素の幅がほぼ１画素の幅となっているので、より容易に欠落画素を補間する補間画素を生成できる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、画素シフト部６０４による画素のシフト方法が異なる第２実施形態について説明する。
【００６４】
図１０は、第２実施形態の目的を説明するための図である。図１０に示すように、画素シフト部６０４が、画素を一律のシフト量ｄだけシフトさせた場合、右方向へシフトさせる画素と左方向にシフトさせる画素との境界となる各センサチップ５０１の中心の画素の幅が小さくなる。具体的には、欠落画素の幅が２１μｍの場合、シフト量ｄが８／３２（≒１０．５μｍ）となり、画素シフト部６０４は、欠落画素の右側のｎ〜（ｎ＋３）の画素を左方向へ−８／３２だけシフトさせ、欠落画素の左側の（ｎ−１）〜（ｎ−４）の画素を右方向へ＋８／３２だけシフトさせる。この場合、シフト後のセンサチップ５０１の中心の（ｎ’−１）の画素とｎ’の画素の幅は、約３１．８μｍとなる。このように、センサチップ５０１の中心の画素の幅が、他の画素の幅に比べて小さくなるので、センサチップ５０１の中心に対応する画像にスジが、形成される。
【００６５】
そこで、第２実施形態の画素シフト部６０４は、欠落画素からの位置に応じて、画素のシフト量ｄｎ（ｎ＝０、１、２・・）を変化させる。図１１は、第２実施形態の画素シフト部６０４による画素のシフト方法を説明する図である。
【００６６】
第２実施形態の画素シフト部６０４は、複数の画素を１または複数の画素５２を含む画素区間で区切り、当該画素区間ごとに複数のシフト量ｄｎを設定する。画素シフト部６０４は、欠落画素５０との位置に応じて、画素区間の複数のシフト量ｄｎを段階的に変化させる。
【００６７】
具体的には、画素シフト部６０４は、欠落画素５０から画素区間が離れるにつれて、各画素区間の画素５２のシフト量ｄｎを段階的に小さくする。例えば、画素シフト部６０４は、第１実施形態のシフト量ｄと同様の方法で、Ｎ個目のセンサチップ５０１の左端のシフト量である基準シフト量ｄを算出する。次に、画素シフト部６０４は、＋ｄから−ｄの間で段階的に変化させて、シフト量ｄｎを設定する。ここで、上述したように、基準シフト量ｄを、単位幅ＤｓをＰ分割した単位シフト量のｐ倍として、ｄ＝ｐ／Ｐとする。この場合、画素シフト部６０４は、シフト量ｄｎを、＋ｐ／Ｐ、＋（ｐ−１）／Ｐ、・・・、０、・・・、−（ｐ−１）／Ｐ、−ｐ／Ｐとする。即ち、画素シフト部６０４は、シフト量ｄｎを、（２ｐ＋１）段階で変化させる。
【００６８】
更に、１つのセンサチップ５０１がＱ個の画素５２を含む場合、画素シフト部６０４は、一のシフト量ｄｎでシフトさせる画素５２の個数Ｓｑを、Ｑ／（２ｐ＋１）とする。Ｑ／（２ｐ＋１）個の画素５２が、１つのシフト量ｄｎでシフトさせられる１つの画素区間を構成する。尚、個数Ｓｑが整数でない場合、小数点以下は切り捨ててもよく、切り上げてもよい。この場合、画素５２の幅が切り替わる境界における画素５２の幅の変化は、Ｄｓ／Ｐとなる。
【００６９】
図１１に示す例では、第２実施形態の画素シフト部６０４は、基準シフト量ｄを８／３２と算出する。画素シフト部６０４は、センサチップ５０１の左端の画素５２のシフト量ｄｎを＋８／３２として、右にいくにつれて、シフト量ｄｎを＋７／３２、・・・、０、・・・、−７／３２、−８／３２と変化させる。この場合、画素シフト部６０４は、１７（＝２×８＋１）段階でシフト量ｄｎを変化させる。更に、画素シフト部６０４は、例えば、１つのセンサチップ５０１が６８個の画素５２を含む場合、１つのシフト量ｄｎでシフトさせる画素５２の個数を４（＝６８／１７）個と設定する。従って、画素シフト部６０４は、例えば、左端から４個の画素５２を＋８／３２のシフト量ｄｎで右へシフトさせ、左端から５個目から８個目の画素５２を＋７／３２のシフト量ｄｎで左へシフトさせる。この場合、画素５２の幅が切り替わる境界となる５個目の画素５２の幅の変化は、１．３μｍ（＝４２．３μｍ／３２）となる。
【００７０】
この後、画素シフト部６０４は、第１実施形態と同様の方法によって、各画素５２の値を設定した後、画像データをパターンマッチング部６０６へ出力する。
【００７１】
上述したように、第２実施形態の画素シフト部６０４は、シフト量ｄｎを段階的に変化させる。特に、画素シフト部６０４は、欠落画素５０から離れるにつれて、シフト量ｄｎを小さくするので、シフトした画素５２の幅が急激に変化することを抑制できる。これにより、画像に生じるスジ等を抑制して、画像の画質を向上させることができる。
【００７２】
上述の各実施形態の構成の形状、機能、接続関係、個数等は適宜変更してよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
上述の実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。実施形態および実施形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１…画像形成装置、２…給紙部、３…画像形成部、５０…欠落画素、５２…画素、１１３…第２読取部、５０１…センサチップ、５０６…画像処理部、６０４…画素シフト部、６０６…パターンマッチング部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００７−１４２６６７号公報
【図１】
0006707865.tif 000003
【図２】
0006707865.tif 000004
【図３】
0006707865.tif 000005
【図４】
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【図５】
0006707865.tif 000007
【図６】
0006707865.tif 000008
【図７】
0006707865.tif 000009
【図８】
0006707865.tif 000010
【図９】
0006707865.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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