(57)【要約】【課題】  各色毎のみならず、各画素毎に色ずれ量が異なる場合、一律の位相補正フィルタをかけると、色ずれを補正しきれないという問題がある。【解決手段】  画素位置による画素ずれ量を記憶しておく画素ずれ量記憶手段を持ち、画素ずれ量を読み出して各画素毎に色ずれを補正する位相補正フィルタを持つ。また、位相補正フィルタの周波数特性を受け取って、鮮鋭度を補正する鮮鋭度補正フィルタをも備えることで、位相補正フィルタによりぼけた画像の鮮鋭度を補正するように構成する。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を画素毎にデジタル信号として読み取るカラー画像読み取り装置を備え、
各色毎の画素ずれ量を記憶しておく、画素ずれ量記憶手段と、
該画素ずれ量記憶手段から画素ずれ量を読み出して、位相補正フィルタ係数生成手段と、
該位相補正フィルタ係数生成手段から係数を受け取って、各画素毎に位相補正を施す位相補正フィルタ手段と、
該位相補正フィルタ係数生成手段から、位相補正フィルタ係数のフィルタの周波数特性を知らせる位相補正フィルタ特性信号を受け取って、鮮鋭度補正フィルタ係数を生成する鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段と、
該鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段から、各画素毎に、鮮鋭度補正フィルタ係数を受け取って、鮮鋭度補正を施す鮮鋭度補正フィルタ手段とを備えた画像処理手段をもつことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
各画素における鮮鋭度信号を記憶しておく、鮮鋭度記憶手段を備え、
該鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段は、該鮮鋭度記憶手段から読み出した該鮮鋭度信号と、該位相補正フィルタ生成手段から該位相補正フィルタ特性信号とに応じて鮮鋭度補正フィルタ係数を生成すること
を特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項１、２において、該画素ずれ量記憶手段は、全画素の画素ずれを記憶しておくことを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
請求項１、２において、該画素ずれ量記憶手段は、主走査方向の左右端と中央の少なくとも３点の画素の画素ずれ量を記憶しておき、画素ずれ量が記憶されていない画素は、記憶してあった画素の画素ずれ量をもとに算出することを特徴とする画像処理システム。
【請求項５】
請求項１、２において、該画素ずれ量記憶手段は、主走査方向の左右端と中央の少なくとも３点の画素の画素ずれ量を記憶しておき、画素ずれ量が記憶されていない画素は、記憶してあった画素の画素ずれ量をもとに算出する。その際に、画素ずれ量を算出したい注目画素を挟む２点の画素の画素ずれ量を読み出して、画素数をもとにした線形補間演算により算出することを特徴とする画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー原稿を読取る装置を持つ画像処理装置及び手段、例えば、イメージスキャナ、複写機、ＦＡＸ等に関わる。
【背景技術】
【０００２】
複写機、イメージスキャナなどで、用いられるカラー読み取りデバイスで、各色の位置がレンズの収差などが原因でずれてしまうために、各色毎に画素ずれが発生し、色ずれとして、画像劣化の原因となることがあった。色ずれとは、黒い縦線を読み取る時に、各色で、画素ずれが発生することで、色づいて見えるという現象である。色ずれを補正するために、各色毎に、画素ずれを補正するために、画素位置をずらす位相補正フィルタを用いることがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平11-127447号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各色毎のみならず、各画素毎に色ずれ量が異なる場合、一律の位相補正フィルタをかけると、色ずれを補正しきれないという問題がある。更に、位相補正フィルタは、一般に簡易なフィルタ係数を用いることで実現することが多く、鮮鋭度がおちてしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、画素位置による画素ずれ量を記憶しておく画素ずれ量記憶手段を持ち、画素ずれ量を読み出して各画素毎に色ずれを補正する位相補正フィルタを持つ。また、位相補正フィルタの周波数特性を受け取って、鮮鋭度を補正する鮮鋭度補正フィルタをも備えることで、位相補正フィルタによりぼけた画像の鮮鋭度を補正するように構成することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明してきたように、
画素位置による画素ずれ量を記憶しておく画素ずれ量記憶手段を持ち、画素ずれ量を読み出して各画素毎に色ずれを補正する位相補正フィルタを持つ。また、位相補正フィルタの周波数特性を受け取って、鮮鋭度を補正する鮮鋭度補正フィルタをも備えることで、位相補正フィルタによりぼけた画像の鮮鋭度を補正するように構成することで、画素位置による画素ずれ、鮮鋭度の差をなくしたよりよい画質を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第一の実施例）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０００７】
図２に、本実施例を説明するための画像読取り装置を図示する。
【０００８】
画像入力デバイスであるスキャナ部２００は、原稿となる紙上の画像を照明し、図示しないＣＣＤラインセンサを走査することで、ラスターイメージデータとして電気信号に変換する。原稿用紙は、スキャナ部２００に設けられた図示しない原稿台ガラス上に原稿をセットして、装置使用者が図示されない操作部にて読取りを指示を与えると、スキャナ２００が原稿を読取り上述のように電気信号に変換する。また、原稿用紙は原稿フィーダ２０１のトレイ２０２にセットし、装置使用者が図示されない操作部にて読取りを指示を与え、スキャナ２００は、フィーダ２０１は原稿用紙を一枚ずつフィードし原稿画像の読取り動作を行うようにしてもよい。
【０００９】
図４に、原稿台ガラスと、３ライン画像読取りセンサを図示する。装置使用者は、原稿を原稿台ガラスに読取りたい画像を下向きになるようにセットし、図示されない照明手段で照明され、反射してきた光を図示されないレンズを用いて結像されて、３ライン画像読取りセンサで電気信号に変換し、図示されないA/D変換装置によりデジタルの画像データを生成する。３ライン画像読取りセンサは、CCDデバイス等の光電変換デバイスであり、画素配列が主走査方向のライン上に並んでおり、３ラインは各々異なる色分解フィルタを持っている。例えば、各ラインがそれぞれ、R、G、Bを読み取ることになる。各ライン画像読み取りセンサは、主走査方向に、画像データを電気信号として生成し、該３ライン画像読取りセンサを主走査方向と垂直な方向（副走査方向）に走査することにより、２次元画像データを生成する。本実施例では、画像データの解像度は、600dpiとし、各色の１画素あたりの輝度レベル分解能を２５６階調として説明をしていくが、もちろんこの解像度、輝度レベル分解能に限った話でないことはいうまでもない。
【００１０】
ここで、色ずれの発生した場合の輝度レベルの分布を図５に図示する。３ライン画像読取りセンサが、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色分解フィルタをもつ場合、Gが右に０．３画素、Bが左に０．３画素Rが画素ずれなしとした時の図である。R  G  Bの読み値が、全く同じであれば、白黒の読み値となるが、図５では、各色毎にずれているので、左側は、青が明るく、緑が暗くなり、右側は逆に、緑が暗く、青が明るくなるために、色づいて見えることになる。レンズの色収差等で、各画素毎の各色の画素ずれ量の分布が既知である時に、これを位相補正で画素ずれを解消し、該位相補正で鮮鋭さがおちるのを鮮鋭度補正フィルタで補正するというのが、本実施例の目的である。
【００１１】
図１に本実施例の特徴を最もよく表すブロック図を示す。
【００１２】
１０１は、画像入力部、１０２は、各色毎の画素ずれ量を補正する位相補正フィルタ、１０３は、画素位置に応じた各色毎の画素ずれ量を受け取ってフィルタ係数を生成する位相補正フィルタ係数補正手段、１０４は、画素位置情報データ入力部、１０５は、各色毎の画素ずれ量を記憶しておく、画素ずれ量記憶手段、１０６は、位相補正フィルタによってぼけてしまうのを補正する鮮鋭度補正フィルタ、１０７は、位相補正フィルタでぼける量に応じて鮮鋭度補正フィルタ係数を生成する鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段である。
【００１３】
もう少し詳しく説明を続ける。１０１画像入力部から、３ライン読取りセンサを通じて原稿から読み込まれ、A/D変換により、デジタル画像信号となった画像データが各色ごとに入力される。
【００１４】
１０２位相補正フィルタは、画素ずれを以下のような構成で、補正する。
【００１５】
IMG1'＝（A＊IMG0＋B*IMG1＋C*IMG2）／32        （式１）
IMG1は、注目画素。IMG0は、注目画素の左画素。IMG2は、注目画素の右画素。A、B、Cは、位相補正フィルタの係数であり、後述する１０３位相補正フィルタ係数生成手段により生成され供給される。IMG1'が位相補正フィルタ後の画像データとなる。
【００１６】
ここで、本実施例では、A+B+C=32となるように正規化された係数が供給されるとする。正規化数は、ハード化してリアルタイム処理とするのであれば、２のべき乗であることが望ましいが、特に３２である必要はないし、２のべき乗でなくてもよいことはいうまでもない。正規化数を大きくしていくと、より正確な位相補正が可能になるが、あまり大きくしすぎても演算規模が大きくなるだけで、結果があまり変わらなくなってくるため、適当な大きさ（例えば３２くらい）にすればよい。また、理想の画素位置よりも左にずれている場合は、右に画素位置をずらすようにフィルタの係数が供給され、A=0となる。逆に、左に画素位置をずらす場合は、C=0となる。また、本実施例では、位相補正フィルタの構成を３画素ｘ１ラインのフィルタとしたが、もっとフィルタサイズを大きくして、より正確な位相補正フィルタとしても構わないことはいうまでもない。
【００１７】
１０３位相補正フィルタ係数生成手段は、１０４画素位置情報を受け取って、１０５画素ずれ量記憶手段から、該画素位置情報に応じた画素ずれ量を読みだして、位相補正フィルタ係数を生成する。
【００１８】
本実施例では、１０５画素ずれ量記憶手段には、各色ごとに各画素ごとの画素ずれ量が予め記憶されているとする。すなわち、R、G,Bそれぞれ各画素ごとの画素ずれ量をもつため、本実施例では、主走査方向の画素数×３個の画素ずれ値を記憶しておくことになる。また、記憶される画素ずれ量のビット数は、前述した位相補正フィルタの正規化数によらず決めても構わないが、本実施例の中では、正規化数に合わせて、０〜３１までとする。ここで理想の画素位置に対して左にずれている場合は、−３１〜０として、負の値をもつようにし、符号つき６ビット信号を記憶しておくこととする。記憶されている画素ずれ量は、１／３２画素単位とする。例えば、１０４画素位置情報が、Rの主走査３０００画素目であれば、Rの主走査３０００画素目に記憶されている画素ずれ量を読み出すことになる。仮に、−１９が記憶されていたとすると、１９／３２＝約０．６画素ずれがあり、マイナスであるので、左に約０．６画素ずれていることを示していることになる。実際は、測定データなどをもとに、Rの３０００画素目が約０．６画素左にずれているということを検出し、Rの３０００画素目に画素ずれ量を記憶すべき数値に算出しなおして、予め記憶させておくことになる。
【００１９】
１０３位相補正フィルタ係数生成手段は、上記のように画素ずれ量を読み出し、位相補正フィルタを生成する。上述の例のように、−１９という値が読み出されたとする。左に約０．６画素ずれであるので、注目画素を右に０．６画素ずらすことで、位相補正できることになる。右にずらすため、式１のA=0となる。19/32画素右にずらしたいため、線形補間演算による位相補正フィルタの係数は、B=32-19=13  C=19のように算出される。
【００２０】
逆に１９という値が読み出された場合、約０．６画素右にずれていることになり、式１のC=0となり、B=32-19、A=19になる。
【００２１】
１０３位相補正フィルタの演算は、正規化数を３２としており、かつ線形補間演算をベースとした位相補正フィルタとなっているため、記憶しておいた画素ずれ量が、プラスであれば係数Aと等しくなり、マイナスであれば、画素ずれ量の絶対値が係数Cと等しくなる。Bは、３２から画素ずれ量の絶対値を引いたものになり、係数算出が簡単化されていることがわかる。もちろん、位相補正フィルタは、これに限るものでもないし、画素ずれ量も、これに限るものではない。画素ずれ量を正規化数と一致させないように構成することも可能である。重要なのは、注目画素の画素ずれ量に応じて、係数を生成する機構をもつということである。
【００２２】
また、１０５画素ずれ量記憶手段も全色、全画素の画素ずれ量を記憶するように本実施例では記載してきたが、ある１色を基準として、別の２つの色のずれを記憶しておくことで、１色分の記憶領域を節約することも可能である。この場合は、１０３位相補正フィルタも１色分の演算処理を減じることも可能となる。
【００２３】
また、必ずしも全画素の画素ずれ量を記憶しておく必要はなく、代表点の画素ずれ量を記憶しておき、注目画素位置の画素ずれ量を１０３位相補正フィルタ係数生成手段で、注目画素位置付近の代表点の画素ずれ量から推定するように構成してもよい。例えばRの画素ずれで、０画素目の画素ずれ量が、−１９＝約０．６画素左にずれていて、３５００画素目の画素ずれ量が、−８＝０．２５画素左にずれていて、７０００画素目の画素ずれ量が、８＝０．２５画素右にずれているとして、この３点を（実際は、３点×各色）記憶しておく。
３０００画素目の画素ずれ量は、以下のように算出される。
【００２４】
(-19*(35003000)+(-8)*3000)/3500)=10          （式２）
少数点第一位にて四捨五入をし、整数化していることに注意されたい。
【００２５】
同様に、０画素目〜３５００画素目は、０、３５００画素の２つの画素ずれ量の線形補間演算で、３５００画素目〜７０００画素目は、３５００、７０００画素の画素ずれ量の線形補間演算で算出できることになる。線形補間であるため、画素ずれ量を記憶してある画素以外の画素ずれ量は、実際の画素ずれ量と誤差が生じることになるが、各画素の画素ずれ量を全て測定することは大変困難であり、実際の測定は、よくても数画素おきに行われることになるし、記憶しておく画素ずれ量の画素数を増やすことで誤差も少なくなり十分問題ない実装が可能である。
【００２６】
１０６鮮鋭度補正フィルタは、１０７鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段が生成した鮮鋭度補正フィルタ係数をもとに、１０２位相補正フィルタは、画素ずれを以下のような構成で、補正する。
【００２７】
IMG1''＝（D＊IMG0'＋E*IMG1'＋D*IMG2'）／128        （式３）
IMG1'は、注目画素。IMG0'は、注目画素の左画素。IMG2'は、注目画素の右画素。それぞれ[']がついていることから、式１で位相補正フィルタで画素ずれを補正した画像データが入力されていることがわかる。D、Eは、鮮鋭度補正フィルタの係数であり、後述する１０７鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段により生成され供給される。IMG1”が鮮鋭度補正フィルタ後の画像データとなる。また、2*D+E=128となるように正規化されたフィルタ係数がセットされることとする。正規化数は、位相補正フィルタ時でも同様であるが、大きければ、より正確な補正が可能となるが、１２８あれば、実用上問題ない。また、注目画素の左、右の係数は、同じ数字  Dが割り当てられている。これは、位相をずらさずに鮮鋭度だけを補正する場合に、左右対称の係数が必要となるためである。
【００２８】
１０７鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段は、位相補正フィルタによりぼけた画像を鮮鋭にするためのフィルタ係数を生成することを目的とし、１０３位相補正フィルタ係数生成手段から、注目画素に施される位相補正フィルタの特徴を表す信号を受け取る。本実施例では、位相補正フィルタの特徴を表す信号は、位相補正フィルタの係数式１のBで特徴を表すことになるので、Bの信号を受け取ることにする。位相補正フィルタの周波数応答は、0.5画素ずれを境に、同じ特性となる。そのため、位相補正フィルタの式１のBの係数が、aならば、Bが、32aの時と同じ周波数応答になる。 そのため、０〜１６の値がくればよいことがわかり、そのように実施してもよいが、本実施例では、０〜３１の値を受け取ることとする。
【００２９】
B=20  0.375画素ずれ時の位相補正フィルタの周波数応答のグラフを図７に示す。フーリエ変換するとわかるが、B=32-20=12でも同じである。ここで、150dpiのパワーに着目する。全く同じにできれば問題ないが、狙った周波数応答が限られたフィルタサイズではできない場合もあり、ある代表する周波数に着目してその周波数のパワーを保証するように設計するのが、現実的であり、かつ実用上も狙った周波数で制御してやれば問題は少ない。グラフ上から、パワーが0.73  つまり、150dpi周期のsin波の振幅が0.73倍に減衰していることがわかる。これを補正するためのフィルタの周波数応答は、150dpiで、0.73の逆数1.37付近（これを便宜上、パワーの目標値と呼ぶ）になるように設計したものが用意されればよい。
【００３０】
図８は、D=F=-23  E=174  の時の鮮鋭度補正フィルタの周波数応答である。150dpiで、1.36とほぼ狙い通りのフィルタが設計できており、位相補正フィルタと鮮鋭度補正フィルタのどちらも施した場合の周波数応答を図９に示す。ほぼ狙い通り、150dpiで、パワーが１に戻っているのが確認できる（この図では、副走査のパワーは省略した。）。
【００３１】
鮮鋭度補正フィルタ係数の選択は、例えば、以下のようにする。
【００３２】
B=4,8,12,16の時の位相補正フィルタの周波数応答で、150dpiのパワーは、0.88,0.79,0.73,0.71であり、その逆数である鮮鋭度補正フィルタの150dpiのパワーの目標値は、それぞれ、1.13,1.26,1.37,1.4となる。このパワーの目標値となる周波数応答のフィルタ係数（式３のDとEの組）を４組作成しておき、COEF1〜COEF4としておき、
Bの値が
0〜2,30,31の時は、D=0,E=128で、何もフィルタかけない
3〜6,26〜29の時は、COEF1
7〜10,22〜25の時は、COEF2
11〜14,18〜21の時は、COEF3
15〜17の時は、COEF4
を選択するように動作することで、位相補正フィルタでぼけた画像を鮮鋭度が同じになるように補正することが可能である。COEF３の係数のみ上記に示したが、設計事項であり、重要ではないので、ここでは、他の係数は省略する。
【００３３】
（第二の実施例）
図３に本実施例の特徴を最もよく表すブロック図を示す。
【００３４】
１０１は、画像入力部、１０２は、各色毎の画素ずれ量を補正する位相補正フィルタ、１０３は、画素位置に応じた各色毎の画素ずれ量を受け取ってフィルタ係数を生成する位相補正フィルタ係数補正手段、１０４は、画素位置情報データ入力部、１０５は、各色毎の画素ずれ量を記憶しておく、画素ずれ量記憶手段、１０６は、位相補正フィルタによってぼけてしまうのを補正する鮮鋭度補正フィルタ、１０７は、位相補正フィルタでぼける量に応じて鮮鋭度補正フィルタ係数を生成する鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段であり、３０１は、鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段に入力される画素位置情報入力手段で、３０２は、鮮鋭度記憶手段である。鮮鋭度は、一般的には、測定された鮮鋭度データに基づいて、各色、各画素毎に記憶される。３０２は、１０５と別のブロックで記述してあるが、記憶媒体は同じであっても、記憶されている場所が違うといった構成でもよいことはいうまでもない。
【００３５】
もう少し詳しく、本実施例での動作で、第一の実施例との違いを説明していく。１０７鮮鋭度補正フィルタ係数生成手段は、位相補正フィルタ係数の周波数応答の特徴を受け取るのみならず、各画素、各色ごとの鮮鋭度情報を３０２鮮鋭度記憶手段から受け取り、鮮鋭度を予め定められた目標の数値になるように鮮鋭度補正フィルタを算出もしくは選択する。そうすることで、位相補正フィルタによりぼけた分と、各色、各画素毎の違いをも吸収した、場所による画素ずれ（色ずれ）と鮮鋭度さの少ない画像を実現できる。
【００３６】
３０１鮮鋭度記憶手段には、150dpiの鮮鋭さを表す信号が記憶されているとする。パワーが、０．４,０．５，０．６，０．７,０．８のいずれかであり、０，１，２，３，４の５つの信号が、各色、各画素毎に割り当てられる。
【００３７】
一方、第一の実施例では、位相補正フィルタ係数の周波数応答の特徴を表す信号として、式１の係数Bを１０７鮮鋭度補正フィルタ係数手段が、受け取ることになっていたが、これをエリアにわけて、０〜４の信号に割り当てる。
【００３８】
すなわち、Bの値が
0〜2,30,31の時、０
3〜6,26〜29の時は、１
7〜10,22〜25の時は、２
11〜14,18〜21の時は、３
15〜17の時は、４とする。
【００３９】
鮮鋭度の目標を０．６とする。第一の実施例では、１としたが、これは、位相補正フィルタの特性のみを補正することを考慮していたためであり、本実施例では、実際の測定された鮮鋭度に合わせて、目標を設定することとする。
【００４０】
図１０に、鮮鋭度記憶手段からの信号と、位相補正フィルタの特徴信号から、150dpiで、０．６になるような鮮鋭度フィルタの周波数応答の目標値を表にまとめる。この目標値になるように、２５個分、鮮鋭度フィルタの係数を設計し、１０７鮮鋭度フィルタ係数生成手段は、鮮鋭度記憶手段からの信号と、位相補正フィルタの特徴信号からこの係数を選択するようにすればよい。
【００４１】
また、図１１のように、鮮鋭度フィルタの周波数応答を０．２５刻みで量子化すると、０．７５〜２までの６つのフィルタで代用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第一の実施例の説明に用いた画像処理手段のブロック図である。
【図２】画像読取装置の外観図である。
【図３】第二の実施例の説明に用いた画像処理手段のブロック図である。
【図４】画像読取装置の読取り動作を説明するための図である。
【図５】色ずれ、画素ずれを説明するための図である。
【図６】位相補正フィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図７】位相補正フィルタの周波数応答の例を説明するためのグラフである。
【図８】鮮鋭度フィルタの周波数応答の例を説明するためのグラフである。
【図９】位相補正フィルタ＋鮮鋭度補正フィルタを実施した際の周波数応答の例を説明するための図である。
【図１０】第二の実施例で用いた鮮鋭度補正フィルタのパワーの目標値を示す表である。
【図１１】第二の実施例で用いた鮮鋭度補正フィルタのパワーの目標値を量子化してフィルタ係数の個数を削減できることを示す表である。
【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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