JPH04199983A - カラー合成法を用いたｃｃｄラインセンサーにおける画像情報の推定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はカラー合成法を用いたＣＣＤラインセンサーに
おける画像情報の推定方法に関するものである。

（発明の背景） 近年、デジタルカラー複写機か注目を集めている。この
デジタルカラー複写機において使用されるＣＣＤライン
イメージセンサ−では、色情報を読取るために、カラー
フィルタを各画素毎に配置して分光することが行われて
いる。

このラインフィルタの配置には種々の形態かある。最も
一般的な構成は、第８図に示されるように、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各フィルタか主走査方向に１ライ
ン分並んだ構成であり、この構成によれば、高品質の画
１象を得る二とができる。

（発明が解決しようとする課題） 第８図の構成では、ある画素に対する他の色の情報は副
走査方向に存在しており、スキャニングにより画素を読
取る場合、時間的に前後した情報を扱うことになり、こ
れを解決する手段としてのラインメモリの増加が問題と
なる。

本願発明者は、この問題点を解決するために第７図に示
されるような、２画素と６画素を交互に配置した列と、
２画素および６画素−組付の幅を持つ８画素を連続して
配置した列とを具備するＣＣＤラインセンサの使用を提
案した。この構成のラインセンサを用いれば、ラインメ
モリを削減できる。

しかし、この場合は、従来の３ライン方式と比較して、
Ｒ，Ｇの情報か一画素おきにしか肖られないため、主走
査方向の解像度か低下するという問題点かあることかわ
かった。

この問題点を解決するために、本願発明者は線形補間法
を用いて欠損した情報を推定することを考え、検討を行
ったか、この結果、特に、白黒画像を再現した際に偽色
か混じり、再現した画像と原画像との誤差か大きくなる
ことかあることか明らかとなった。

すなわち、例えば、文字有りの状態から文字無しの状態
に変化する境目において、本来の画像は黒から白へデジ
タル的に変化するか、線形補間による推定では、ＲやＧ
か零とならすに偽の色が着くことになる。

本発明はこのような本願発明者の考察に基づいてなされ
たものであり、その目的は、必要なラインメモリの数を
削減しつつ、再現誤差を低減し、画像品質を向上させる
ことにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明では、とびとびのＲ
，Ｇ情報を推定するためにカラー合成方法を用いる。

すなわち、推定値介（Ｘ）は、以下の式％式％（）］ を用い、２色またはそれ以上の色を活用して推定される
。

係数ａｌｌは、実際の画像値と推定値との二乗平均誤差
を最小とするように行列式を用いた演算により適宜算出
される。

（作用） 従来の線形補間法によれば、Ｒ情報を推定するために使
用されるのは、２画素（Ｒフィルタ）を通して得られた
１色の情報のみてあったか、本発明のカラー合成方法で
は、上述のＲ情報の他に、補間しようとしている位置の
Ｇ画素（また、他のＧ画素も含まれる）を通して得られ
る情報も加え、これら少なくとも２色以上のフィルタを
介して得られる情報に基づき、二乗平均誤差を最小とす
るように上述の係数ａ、を決定する。

例えば、補間しようとしている画素（Ｇ画素）を通して
得られる情報によって、輝度かデジタル的に変化してい
てモノクロの画像データであると判定できる場合には、
Ｒについての係数を零として赤の偽色が着色されるのを
防止し、Ｇ情報のみを用いて輝度に応した画像を再現す
る。

このように、本発明によれば、対象となる画像の特性を
把握し、少なくとも２以上の色情報を活用してその特性
をできるたけ再現するように係数を変化させ、よりよい
近似解を求めることにより、画像品質を向上させること
かできる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の詳細な説明するための図てあり、第２
図は第１図中で使用される関数の定義を説明するための
図である。

Ｒ，Ｇ画素の幅をｄとすると（第７図参照）、第２図の
上段に示されるようにＲ，Ｇそれぞれの情報は２ｄ離れ
てとびとびに得られる。

このとき、ｆ’　　（Ｘ）、ｆ’　　（Ｘ）をオリシ＋
ル値ｆ’、ｆ’と、ノイスタームｎ’、ｎ’と、重み係
数δとを用いて、図の中段に示されるように定義する。

本実施例においては、例えば、Ｘ−０におけるＲの補間
を行う場合、第１図の上段に示されるように、ｄたけ離
れた両隣りのＲ情報（また、他のＲ画素の情報も利用で
きる）のみならす、少なくとも、その注目している位置
におけるＧ情報（および他のＧ画素の情報）も加味して
補間を行う。

補間による推定値は、図の中段に示されるように、Ｒお
よびＧ情報に関して第２図で定義された関数に補間係数
ａ’、ａ’またはｂ’、ｂ’を乗算したものを加算した
形態となる。

二の推定値ｆ’、ｆ”と実際の値との二乗誤差ｅ％、ｅ
、２　（第３図）を最小とするように、上述の補間係数
ａ’、ａ’またはｂ’、ｂ’を決定する。

このような二乗誤差を最小とする解は、第４図に示され
る行列式を解くことによって（すなわち、左辺より逆行
列を乗算することによって）与えられる。

本実施例のカラー合成方法の効果を従来の線形補間法と
対比するために、コンピュータシミュレーションを行っ
た。

このシミュレーションは下記の条件によって行われた。

データ、２５８Ｘ２５Ｂ　ピクセルのカラーイメージサ
ンプリンタレート 、２ピクセル（Ｒ，Ｇセンサのサイスは１ピクセル） サンプルされたデータ 、ＲとＧ 推定は、本実施例のカラー合成法と従来の線形補間法の
双方について実施した。

相関係数Ｒｆｒ　　ｆｒ　　（Ｓ）、Ｒｆｒ　　ｆｇ（
Ｓ）は以下の式に従って算出された。

Ｒ”（Ｓ）−Σｆ’　　（Ｘ、）ｆ’　　（Ｘ、＋Ｓ）
ｆ Ｒ”（Ｓ）＝Σｆ’　　（Ｘ、）ｆｇ　（Ｘ、÷Ｓ）ｆ このとき、相関係数は指数関数で類推している。

シミュレーションに用いられた行列式か第５図に示され
る。

第６図にシミ二゛レーション結果か示される。

１ピクセルについての二乗平均誤差ｅは、対象となる像
の種類を変えても、いずれの場合もカラー合成法による
ものが線形補間法によるものより小さく、再現精度か高
いことか証明された。

本発明は、各色間に強い相関かある場合に特に有効であ
り、現実的には、モノクロ画像を再現する場合における
偽色の低減に有効であるか、カラー画像における再現誤
差の低減に対しても効果かある。

（発明の効果う 以上説明したように本発明のカラー合成法を用いた画像
情報推定方法は、一つの色の補間を行う場合に他の色の
情報も加味し、これらの情報に基づいて誤差を最小とす
るように適宜補間係数を変化させなから情報を合成する
ことにより、２ライン方式の簡素化されたリニアイメー
ジセンサを用いた場合でも、再現画像における偽色の低
減を図り、画像品位の向上に寄与できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー合成方法の原理を説明するため
の図、 第２図は第１図中で使用される関数の定義を説明するた
めの図、 第３図は二乗平均誤差の内容を示す図、第４図は第３図
で示される誤差ｅを特徴とする請求めるための行列式の
内容を示す図、第５図はコンピュータシミュレーション
に用いられた行列式の内容を示す図、 第６図は本発明（実施例）の効果を説明するための図、 第７図は本発明において使用されるＣＣＤラインイメー
ジセンサの画素配置を示す図、第８図は従来の３ライン
方式のＣＣＤラインセンサの画素配置を示す図である。 ｆ’、ｆ’・・・Ｒ，Ｇの推定値 ｆ’、ｆ’・・Ｒ，Ｇのサンプル値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）副走査方向に２ライン分の画素列を有し、その一
   方の列には赤と緑の画素が交互に配置され、他方の列に
   は、赤１画素と緑１画素を合わせた幅を持つ青画素が連
   続的に配置されているＣＣＤラインセンサーを用いて画
   像の読取りを行う場合に、緑画素が配置されている位置
   における赤情報を推定するにあたり、赤画素から得られ
   る情報と、該注目している位置の緑画素を含む緑画素か
   ら得られる情報とを合成して推定し、 また、赤画素が配置されている位置における緑情報を推
   定するにあたり、緑画素から得られる情報と、該注目し
   ている位置の赤画素を含む赤画素から得られる情報とを
   合成して推定することを特徴とする、カラー合成法を用
   いたＣＣＤラインセンサーにおける画像情報の推定方法
   。
2. （２）赤情報の推定値■および緑情報の推定値■はそれ
   ぞれ、以下の（１）式および（２）式によって表され、 ■（Ｘ）＝■（Ｘ）＊ａ＾ｒ（Ｘ） ＋ｆ＾■（Ｘ）＊ａ＾ｇ（Ｘ）・・・（１）■（Ｘ）＝
   ｆ■（Ｘ）＊ｂ＾ｒ（Ｘ） ＋ｆ■（Ｘ）＊ｂ＾ｇ（Ｘ）・・・（２） ここに、ｆ＾ｒ、ｆ＾ｇはそれぞれ、以下の（３）式お
   よび（４）式によって表され、 ■［ｆ＾ｒ（Ｘ）＋ｎ＾ｒ（Ｘ）］δ（Ｘ−２Ｋｄ）・
   ・・（３） ■［ｆ＾ｇ（Ｘ）＋ｎ＾ｇ（Ｘ）］δ（Ｘ−２Ｋｄ−ｄ
   ）・・・（４） ここで、ｆ＾ｒ、ｆ＾ｇはそれぞれ赤、緑のオリジナル
   値であり、ｎ＾ｒ、ｎ＾ｇはノイズタームであり、δは
   所定の重み係数であり、Ｋは０、１、２・・・・・・Ｎ
   −１であり、 また、上記（１）および（２）式におけるａ＾ｒおよび
   ａ＾ｇは赤情報の推定に用いられる補間係数であり、ｂ
   ＾ｒおよびｂ＾ｇは緑情報の推定に用いられる補間係数
   であり、 該補間係数ａ＾ｒ、ａ＾ｇおよびｂ＾ｒ、ｂ＾ｇは、二
   乗平均誤差ｅ＿ｒ＾２が以下の（５）式および（６）式
   によって与えられるとした場合（以下の式においてＥは
   集合平均である）、 ｅ＿ｒ＾２＝Ｅ｛［ｆ＾ｒ（Ｘ）−■（Ｘ）］｝＾２・
   ・・・・・（５） ｅ＿ｇ＾２＝Ｅ｛［ｆ＾ｇ（Ｘ）−■（Ｘ）］｝＾２・
   ・・・・・（６） この二乗平均誤差ｅ＿ｒ＾２、ｅ＿ｇ＾２を最小とする
   値として決定されることを特徴とする請求項１記載のカ
   ラー合成法を用いたＣＣＤラインセンサーにおける画像
   情報の推定方法。