(57)【要約】【課題】原稿を読み取る倍率に応じて、画質が悪くなることがある。【解決手段】制御部１２２は、各ラインセンサ１０４が原稿７０の同一ラインを読み取り可能な移動速度で、原稿７０と読取部１０２とを相対的に移動する。取得部１１４は、所定のサンプリング周期で、各ラインセンサ１０４から色成分毎の画素データを取得して、記憶部１３０に格納する。生成部１１６は、記憶部１３０に蓄積されている画素データに基づいて、変倍率における画素データを新たに生成する。合成部１１８は、生成部１１６から供給された画素データに基づいて、画像データを生成する。これにより、サンプリング位置にずれが生じる変倍率における画像データを生成できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で主走査方向に対して平行に設けられ、所定の周期で読み取った原稿の画素値をそれぞれ出力する複数のラインセンサと、
各ラインセンサがそれぞれ前記原稿上の同一ラインを読み取り可能な複数の速度のいずれかで、前記原稿と前記各ラインセンサとを相対的に移動させる移動手段と、
指定された倍率に応じて、前記複数の速度のいずれかを選択し、選択した速度で前記原稿と前記各ラインセンサとを相対的に移動することを前記移動手段に指示する制御手段と、
前記各ラインセンサから得られた画素値に基づいて、前記指定された倍率に応じた画素値を新たに生成する手段と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記複数の速度には予め所定の倍率が対応付けられており、前記指定された倍率が前記所定の倍率とは異なる場合、前記制御手段はその倍率より大きい前記所定の倍率に対応付けられた速度を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
所定の間隔で主走査方向に対して平行に設けられ、所定の周期で読み取った原稿の画素値をそれぞれ出力する複数のラインセンサを利用して原稿を読み取る方法であって、
各ラインセンサがそれぞれ前記原稿上の同一ラインを読み取り可能な複数の速度のいずれかで、前記原稿と前記各ラインセンサとを相対的に移動させる移動ステップと、
指定された倍率に応じて、前記複数の速度のいずれかを選択し、前記移動ステップにおいて選択した速度で前記原稿と前記各ラインセンサとを相対的に移動させるステップと、
前記複数のラインセンサから得られた画素値に基づいて、前記指定された倍率に応じた画素値を新たに生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は原稿を読み取り、画像データを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ装置は単体で利用されたり、コピー装置などに搭載されたりして、例えば紙に印刷された原稿をデジタルデータに変換するために利用されている。近年、原稿をカラーで読み取ることができるカラースキャナ装置が普及している。そうしたカラースキャナ装置は、例えば赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）をそれぞれ個別に読み取るためのラインセンサを有し、それらのラインセンサから得た電圧値に基づいて画像データを生成する。ＲＧＢそれぞれのラインセンサは、主走査方向に対して平行に所定の間隔（以下、単に「ラインギャップ」という）をおいて配置されている。そのため、所定のタイミングでは各ラインセンサは、原稿上のそれぞれ異なるラインを読み取っている。そこで、各ラインセンサから取得した画素データを蓄積するライン補正メモリを設け、先行するラインセンサの画素データを遅延してライン補正メモリから読み込み、合成することにより同一ラインにおけるＲＧＢ形式の画素データを生成する。そして、ライン毎の生成したＲＧＢ形式の画素データを組み合わせることで、原稿の画像データが生成される。
【０００３】
原稿を読み取る際の倍率は、ラインセンサのサンプリング周期が一定の場合、原稿に対するラインセンサの相対的な移動速度により決まる。例えば原稿を拡大する場合には移動速度を遅くし、原稿を縮小する場合には移動速度を速くする。したがって、移動速度によってはそれぞれのラインセンサが原稿上の同一のラインを読み取れないことがある。このときに各ラインセンサから取得した画素データに基づいてＲＧＢ形式の画素データを生成すると、画質が悪くなってしまう。こうした変倍時に生じる読み取りラインのずれを補正する技術として、各ラインセンサにおけるサンプリング周期を変更するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６０８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来文献１は、倍率に応じて各ラインセンサのサンプリングタイミングを制御することにより任意の倍率でも同一ラインの読み取りを可能にする。しかしながら、ラインセンサ毎にサンプリングタイミングを制御するためのハードウエアはラインセンサと制御回路の両方に必要になり、共通化できないため高価になってしまう。
【０００５】
本発明はこうした点に鑑みてなされたもので、その目的は、変倍率に応じて生じる画質の低下を抑え、効率的な読取処理を可能とする画像処理技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、画像読取装置に関する。この装置は、所定の間隔で主走査方向に対して平行に設けられ、所定の周期で読み取った原稿の画素値をそれぞれ出力する複数のラインセンサと、各ラインセンサがそれぞれ原稿上の同一ラインを読み取り可能な複数の速度のいずれかで、原稿と各ラインセンサとを相対的に移動させる移動手段と、指定された倍率に応じて、複数の速度のいずれかを選択し、選択した速度で原稿と各ラインセンサとを相対的に移動することを移動手段に指示する制御手段と、各ラインセンサから得られた画素値に基づいて、指定された倍率に応じた画素値を新たに生成する手段とを備える。これにより、各ラインセンサの読み取り位置が一致する基本倍率で原稿を読み取るときに利用する移動速度で各ラインセンサを移動して得た画素値に基づいて、基本倍率とは異なる倍率における画素値を新たに生成することができる。
【０００７】
複数の速度には予め所定の倍率が対応付けられており、指定された倍率が所定の倍率とは異なる場合、制御手段は指定された倍率より大きい所定の倍率に対応付けられた速度を選択してもよい。
【０００８】
本発明の別の態様は、所定の間隔で主走査方向に対して平行に設けられ、所定の周期で読み取った原稿の画素値をそれぞれ出力する複数のラインセンサを利用して原稿を読み取る方法である。この方法は、各ラインセンサがそれぞれ原稿上の同一ラインを読み取り可能な複数の速度のいずれかで、原稿と各ラインセンサとを相対的に移動させる移動ステップと、指定された倍率に応じて、複数の速度のいずれかを選択し、移動ステップにおいて選択した速度で原稿と各ラインセンサとを相対的に移動させるステップと、複数のラインセンサから得られた画素値に基づいて、指定された倍率に応じた画素値を新たに生成するステップとを備える。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定の倍率に対応する移動速度で原稿を読み取って得られた画素値に基づいて、所定の倍率とは異なる倍率における画素値を新たに生成できるので、効率的で利便性の高い画像読取装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１（ａ）は、原稿を読み取るためのラインセンサの配置図である。赤成分用の第１ラインセンサ１０４Ｒ、緑成分用の第２ラインセンサ１０４Ｇ、および青成分用の第３ラインセンサ１０４Ｂは、それぞれ主走査方向に平行に等間隔に配置されている。本実施の形態では各ラインセンサ１０４は、ラインギャップＬで配置されている。各ラインセンサ１０４は、一定のサンプリング周期で成分毎の画素値を出力する。このようなラインセンサ１０４が原稿上を所定の速度で走査することにより、原稿を読み取ることができる。
【００１２】
図１（ｂ）は、原稿を読み取る倍率ごとのラインセンサの軌跡を示す図である。本図の横軸は時間、縦軸はラインセンサの原稿上の位置である。本図には、倍率が９０％、１００％、１２５％、および２００％のときの第１ラインセンサ１０４Ｒならびに第２ラインセンサ１０４Ｇの軌跡が描かれている。各ラインセンサ１０４は、倍率に応じて決まる速度で等速移動し、一定のサンプリング周期Ｔでサンプリングを行う。したがって、移動速度を速くすれば、原稿を縮小して読み取ることができ、移動速度を遅くすれば、原稿を拡大して読み取ることができる。
【００１３】
本図では、第１ラインセンサ１０４Ｒおよび第２ラインセンサ１０４Ｇのラインギャップは、２ラインになっており、原稿を倍率１００％で読み取る場合、各ラインセンサ１０４は、サンプリング周期Ｔの間に１ライン分進む速度で移動する。したがって、第１ラインセンサ１０４Ｒがサンプリングしたラインを、２Ｔ時間後に第２ラインセンサ１０４Ｇがサンプリングする。このように速度を制御することで、各ラインセンサは、原稿上の同一のラインを読み取ることができる。したがって、第３ラインセンサ１０４Ｂが出力した画素値と、２周期前に第２ラインセンサ１０４Ｇが出力した画素値と、４周期前に第１ラインセンサ１０４Ｒが出力した画素値とを合成することで、同一ラインのＲＧＢ形式の画素データを得ることができる。つまり、ラインギャップに応じて、少なくとも２つのラインセンサからの出力値を一時的に蓄積し、遅延して合成することで同一ラインのＲＧＢ形式の画素データを得ることができる。こうした処理を以下、単に「遅延処理」という。また、各ラインセンサ１０４が出力する画素値を「単色画素データ」といい、それらをまとめたＲＧＢ形式の画素値を「ＲＧＢ画素データ」という。
【００１４】
遅延処理を行うためには、サンプリング周期Ｔの間にラインセンサ１０４が移動する距離を整数倍した距離が、ラインギャップＬと等しい必要がある。つまり、ラインセンサ１０４の移動速度をＶとした場合、
Ｌ＝ｎ・Ｖ・Ｔ（ｎ＝１、２、３・・・）    （式１）
を満たすとき、遅延処理により同一ラインにおけるＲＧＢ画素データを得ることができる。
【００１５】
式１を満たさない場合、周期Ｔの時間間隔における各ラインセンサ１０４のサンプリング位置が異なるため、遅延処理を行っても、同一のラインにおけるＲＧＢ画素データを得ることができない。異なるラインにおける単色画素データに基づいて、ＲＧＢ画素データを生成するため、画質が悪くなってしまう。本図で、倍率９０％のときの速度が式１を満たさない。例えば、時刻Ｔにおける第１ラインセンサ１０４Ｒの位置と、時刻３Ｔにおける第２ラインセンサ１０４Ｇの位置とは異なっている。以下、式１を満たす倍率を、「基本倍率」といい、式１を満たさない倍率を、「変倍率」という。
【００１６】
本実施の形態では、変倍率が指定された場合、基本倍率による読み取り処理で得られた単色画素データに基づいて、指定された変倍率により得られるべき単色画素データを新たに生成する。つまり、基本倍率による読み取り処理で得られる離散的な単色画素データに基づいて、補間することにより、変倍率による読み取り処理で得られるべき単色画素データを算出しＲＧＢ画素データを生成する。
【００１７】
図２（ａ）は、ラインセンサ１０４によるサンプリング位置と、その位置における単色画素データとの関係を示す図である。横軸は副走査方向のサンプリング位置を示し、縦軸は単色画素データを示す。本図を用いて、基本倍率である倍率１００％により取得した単色画素データに基づいて、変倍率である倍率９０％の単色画素データを生成する処理を説明する。黒丸印が倍率１００％により実際に取得した単色画素データを示し、三角印が倍率１００％における単色画素データに基づいて新たに生成した単色画素データを示す。以下、新たに生成した単色画素データを「生成画素データ」といい、基本倍率により実際に取得した単色画素データを「実画素データ」という。
【００１８】
生成画素データは、例えば実画素データに基づいて線形補間により算出してもよいし、実画素データに基づいてスプライン関数、ベジエ関数を作り、それらの関数から算出してもよい。生成画素データの生成方法は任意である。例えば、線形補間により生成画素データＰａを算出する場合、その両端にある第１実画素データＰ１と第２実画素データＰ２とに基づいて算出する。生成画素データＰａが、第１実画素データＰ１と第２実画素データＰ２とをｓ対（１−ｓ）に内分する場合、
Ｐａ＝（１−ｓ）・Ｐ１＋ｓ・Ｐ２    （式２）
で算出できる。ここで、倍率ａ％における読み取り位置Ｙは、倍率１００％のときの各ラインセンサ１０４の移動速度Ｖ０とした場合、
Ｙ＝ａ・Ｖ０・Ｔ・ｎ（ｎ＝１、２、３・・・）    （式３）
となる。これにより、実画素データおよび生成画素データの位置を特定できるので、式２で利用するｓを特定できる。また、スプライン関数などの関数を利用する場合にも、生成画素データを算出する位置を特定できる。
【００１９】
このように副走査方向の生成画素データを算出したのち、主走査方向について倍率に応じた幅で平均化を行うことで最終的に生成画素データを算出する。
【００２０】
図２（ｂ）は、主走査方向の読み取り位置と単色画素データの関係を示す図である。各ラインセンサ１０４の画素数をｍ、倍率をａとすると、生成画素データの平均値Ｐａｖｅは、
【００２１】
【数１】
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となる。このＰａｖｅを色成分毎に算出することで変倍率におけるＲＧＢ画素データを生成することができる。また他の例では、主走査方向について実画素データを平均化し、その平均化した実画素データに基づいて生成画素データを算出してもよい。
【００２２】
このように変倍率における各色成分毎の単色画素データを算出し、ＲＧＢ画素データを生成することにより、基本倍率に対応した速度で各ラインセンサ１０４を原稿に対して移動すればよい。また、生成画素データは、任意の基本倍率で得た実画素データに基づいて生成することができるが、指定された変倍率より大きい基本倍率で得た実画素データに基づいて生成することが好ましい。これにより、生成画素データの精度を高めることができる。また、指定された変倍率に最も近く、かつ大きい基本倍率により得た実画素データに基づいて生成することで、精度や読み取り時間などにおいて効率的に生成画素データを生成することができる。
【００２３】
基本倍率は次のように算出できる。ラインギャップをＬ、等倍率１００％のときの移動速度をＶ０とすると、周期Ｔの間にラインセンサが移動する距離はＶ０Ｔとなる。このとき、Ｖ０Ｔは、ラインセンサの主走査方向に並ぶ光電素子の間隔Ｐと一致する。つまり、等倍率のときに各ラインセンサは１辺の長さがＰの正方領域を読み取ることができる。そして、各ラインセンサは、ラインギャップＬが光電素子の間隔Ｐの自然数倍になるように配置されている。この自然数をｍ０とすると、倍率ａのときの読み取りライン数ｍは、
ｍ＝ａ・ｍ０    （式５）
となる。また、Ｌ＝ｍ０Ｖ０Ｔより、次式が成立する。
ｍ０＝Ｌ／（Ｖ０・Ｔ）    （式６）
式５および式６より、
ｍ＝ａ・Ｌ／（Ｖ０・Ｔ）    （式７）
【００２４】
式７で、ｍが整数のとき同一ラインを各ラインセンサ１０４がサンプリングできる。このときの倍率ａが基本倍率である。また、ｍが整数でないとき各ラインセンサ１０４は同一ラインをサンプリングできない。このときの倍率ａが変倍率である。
ラインギャップＬ＝４、Ｖ０・Ｔ＝１の場合、
ｍ＝ａ・４／１
となり、ｍが整数になるのは、
ａ＝１／４、２／４、３／４、４／４、５／４、６／４・・・
のとき、すなわち１／４の整数倍であり、これが基本倍率になる。ａ＝４／４のときが倍率１００％になる。
ラインギャップＬ＝ｎで、Ｖ０・Ｔ＝１の場合、
ｍ＝ａ・ｎ／１
となるので、１／ｎの整数倍が基本倍率になる。
また、倍率ａのときの移動速度をＶとすると、
ｍ＝Ｌ／（Ｖ・Ｔ）    （式８）
式５、式６、および式８より、
Ｖ＝Ｖ０／ａ    （式９）
を得ることができる。
【００２５】
図３は、実施の形態に係る画像処理装置１００の構成図である。読取部１０２は、原稿７０に含まれる赤色成分を読み取る第１ラインセンサ１０４Ｒと、緑色成分を読み取る第２ラインセンサ１０４Ｇと、青成分を読み取る第３ラインセンサ１０４Ｂとを有する。第１ラインセンサ１０４Ｒ、第２ラインセンサ１０４Ｇおよび第３ラインセンサ１０４Ｂ（以下、単に「ラインセンサ１０４」という）は、それぞれ主走査方向に平行に設けられている。それぞれのラインセンサ１０４は、等間隔に設けられてもよいし、任意の間隔で配置されていてもよい。本実施の形態では、ラインセンサ１０４が等間隔に設けられている場合を例に説明する。
【００２６】
移動部１１０は、原稿７０と読取部１０２とを相対的に移動するためのユニットであり、例えば固定された原稿７０に対して読取部１０２を移動してもよいし、固定された読取部１０２に対して原稿７０を移動してもよい。移動部１１０は、制御部１２２からの指示に応じて原稿７０に対する読取部１０２の相対的な移動速度を調整する。
【００２７】
取得部１１４は、クロック供給部１１２から供給されたクロックに基づいて、第１ラインセンサ１０４Ｒ、第２ラインセンサ１０４Ｇおよび第３ラインセンサ１０４Ｂから電圧値を取得する。取得部１１４は、各ラインセンサ１０４から取得した電圧値を、デジタル値に変換して、ライン毎に単色画素データとして記憶部１３０に一時的に蓄積する。つまり取得部１１４は、色成分毎の単色画素データを読み取った原稿のライン毎に所定のライン数分蓄積する。
【００２８】
操作部１０６は、例えばタッチパネル、ボタン、表示パネルなどによりユーザインターフェースを実現し、各種の指示をユーザから受け付ける。操作部１０６は、原稿の読み取り倍率の指定などをユーザから受け付ける。そして、操作部１０６は、指定された倍率（以下、単に「指定倍率」という）を選択部１２０に出力する。選択部１２０は、指定倍率に応じて移動部１１０の移動速度を決定し、制御部１２２に供給する。
【００２９】
速度テーブル１２４は、基本倍率とその倍率で原稿７０を読み取るときの読取部１０２の移動速度とを対応付けて保持する。選択部１２０は、指定倍率より大きい基本倍率を速度テーブル１２４から特定し、その基本倍率に対応付けられた移動速度を制御部１２２に出力する。また、選択部１２０は指定倍率を生成部１１６に出力する。制御部１２２は、選択部１２０から受け付けた移動速度で読取部１０２を原稿７０に対して移動するように移動部１１０を制御する。
【００３０】
例えば、ラインギャップＬ＝４、Ｖ０・Ｔ＝１で、原稿７０を倍率２５％から倍率４００％までの範囲で読み取り可能な画像処理装置１００の場合、速度テーブル１２４は、１／４、２／４、３／４、・・・ｎ／４（ｎ＝１から１６まで）合計１６個の倍率と移動速度とを対応付けて保持する。制御部１２２は、１６種類の移動速度のいずれかで移動部１１０を制御すればよいので、例えば移動部１１０がステッピングモーターの場合、１６種類のクロックを供給できればよい。従来の場合は、倍率２５％から倍率４００％まで１％刻みで移動速度を調整する必要があったため、制御部１２２は３７５種類のクロックを供給する必要があった。本実施の形態によれば、制御部１２２が供給可能なクロックの数を極めて少なくできるので、回路規模を小さくし、コストを削減することができる。
【００３１】
生成部１１６は、選択部１２０から供給された指定倍率に応じて、記憶部１３０から実画素データを読み込み、ＲＧＢ画素データを生成し、合成部１１８に出力する。指定倍率が基本倍率の場合、生成部１１６は、基本倍率に応じて、遅延して色成分毎の実画素データを記憶部１３０から読み込み、前述した遅延処理を行う。指定倍率が基本倍率以外の場合、生成部１１６は、前述した方法により実画素データに基づいて生成画素データを生成して、ＲＧＢ画素データを生成する。合成部１１８は、選択部１２０から供給された同一ラインにおけるＲＧＢ画素データを順次組み合わせることにより画像データを生成する。
【００３２】
また、例えば等倍率１００％で読み込んだ実画素データに基づいて、２５％から４００％まで１％毎に全ての倍率における生成画素データを生成する場合、生成部１１６は式２を用いて説明したｓの値を、各倍率に対して３７６通り保持する必要がある。しかしながら、上述した方法によれば、指定された倍率より大きい基本倍率で得た実画素データに基づいて生成画素データを生成できるので、ｓの値を複数の倍率で共有できるため２２１通り保持すればよい。つまり、ｓの値を保持するテーブルのサイズを小さくできる。
【００３３】
図４は、図３の画像処理装置１００における画像データ生成処理のフローチャートである。図３の操作部１０６は、指定倍率をユーザから受け付ける（Ｓ１０）。図３の選択部１２０は、指定倍率に基づいて基本倍率を選択し、図３の読取部１０２の移動速度を特定する（Ｓ１２）。図３の制御部１２２は、特定した移動速度により移動部１１０を制御し、読取部１０２は原稿７０の読み取りを開始する（Ｓ１４）。
【００３４】
図３の取得部１１４は、ラインセンサ１０４から単色画素データを読み込み、図３の記憶部１３０に順次蓄積する（Ｓ１６）。図３の生成部１１６は、指定倍率として基本倍率とは異なる倍率が指定されているか否かを判定する（Ｓ１８）。指定倍率として基本倍率とは異なる倍率が指定されている場合（Ｓ１８のＹ）、生成部１１６は、生成画素データを実画素データに基づいて算出する（Ｓ２０）。つぎに、生成部１１６がＲＧＢ画素データを生成する（Ｓ２２）。そして、図３の合成部１１８は、ＲＧＢ画素データを組み合わせて画像データを生成する（Ｓ２４）。ステップ１８で、指定倍率として基本倍率が指定されている場合（Ｓ１８のＮ）、生成部１１６は、実画素データに基づいてＲＧＢ画素データを生成する（Ｓ２２）。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１（ａ）は、原稿を読み取るためのラインセンサの配置図であり、図１（ｂ）は、原稿を読み取る倍率ごとのラインセンサの軌跡を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、ラインセンサによるサンプリング位置と、その位置における単色画素データとの関係を示す図であり、図２（ｂ）は、主走査方向の読み取り位置と単色画素データの関係を示す図である。
【図３】実施の形態に係る画像処理装置の構成図である。
【図４】図３の画像処理装置における画像データ生成処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
７０  原稿、１００  画像処理装置、１０２  読取部、１０４  ラインセンサ、１０６  操作部、１１０  移動部、１１２  クロック供給部、１１４  取得部、１１６  生成部、１１８  合成部、１２０  選択部、１２２  制御部、１２４  速度テーブル、１３０  記憶部。
【図１】
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【図２】
2005101877.tif 000005
【図３】
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【図４】
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