JPH0620240B2 - 画像信号生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、画像の輪郭を強調することを目的としてＣ
ＣＤラインセンサなどの蓄積型線状受光素子を用いて画
像信号を生成する装置に関し、特に蓄積型線状受光素子
を振動させつつ副走査方向に対して加重加算された画像
信号を生成する装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来、製版用スキャナなどにおいて、階調性を有する画
像信号の輪郭強調を行う場合、サンプリング画素の信号
（Ｓ）と、サンプリング画素を中心により大きなサンプ
リングサイズを有するいわゆるボケ信号（Ｕ）とから、
Ｓ＋ｋ（Ｓ−Ｕ）なる演算（ｋは定数）を実施してい
る。ボケ信号Ｕを生成する方法としては、光学的方法や
デジタル回路を用いた方法が種々提案されており、例え
ば本願と同一出願人に係る特開昭５９−１４１８７１号
公報には、第７図に示すようなディジタル回路を用いた
ボケ信号生成方法が開示されている。このボケ信号生成
方法は、簡単には、複数ライン分の画像用ラインメモリ
１に走査順に順次画像信号を書き込み、副走査方向重み
付け器２，加算器３，および除算器４を用いて副走査方
向に対して所定の重みづけする加重加算平均を行なっ
て、副走査方向に対してボケた信号を生成した後、シフ
トレジスタ５を用いてこれを並列信号とし、さらに主走
査重み付け器６，加算器７，および除算器８を用いて主
走査方向に対して加重加算平均することにより、ボケ信
号Ｕを生成するものである。この方法は、マスクサイズ
並びにボケ画像の加重加算の重み付けが任意に選択可能
であるという長所を有する反面、大容量の画像メモリ１
を準備しなければならないという問題を有する。例え
ば、１５００ライン／inch相当の画素検出幅で、原画の
大きさを１２inch幅，ボケ信号Ｕを生成するマスクサイ
ズを３０ライン分とすると、必要メモリ容量は１画素１
バイトとして５４０Ｋバイトとなる。したがって、装置
簡素化のためには、メモリ容量の減少が望まれる。

（発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解決し、極めて小容量の画像メモリを使用するのみ
で、上記従来方法の長所損なうことなく、副走査方向に
対して加重加算されてボケた画像信号を生成することの
できる画像信号生成装置を提供することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、この発明による画像信号生成
装置においては、蓄積型線状受光素子を副走査方向に所
定の振幅で原画に対して相対的に振動させる振動手段を
設け、前記振動手段を前記蓄積型線状受光素子の副走査
方向の移動と関連して間欠的に能動化することにより、
振動モードと非振動モードを交互に実現し、振動モード
において副走査方向に対して加重加算されてボケた画像
信号を取り出し、非振動モードにおいてボケのない画像
信号を取り出すとともに、さらに、前記振動モードにお
いて取り出されたボケた画像信号に対し主走査方向の加
重加算平均を行う手段を設け、ボケのない画像信号と主
・副走査方向で独立に加重加算されたボケた画像信号と
を同時に得るようにしている。

（実施例） 第１図は、この発明による画像信号生成装置の一実施例
を示すブロック図である。ＣＣＤラインセンサ１１は、
第２図に示すように、光学系１２の予め設定された結像
倍率にしたがって、原画１３の結像面上に画素配列方向
（長手方向）を主走査方向として配置される。このＣＣ
Ｄラインセンサ１１は、振動発生器１４からの振動信号
に応答して、第２図の矢印に示すように、原画１３の結
像面上を、副走査方向に単一往復振動するように構成さ
れている。振動のための構成は、例えばテレビジョン学
会誌Vol．３７，Ｎｏ１０（１９８３），ｐ．８２６〜
８３２掲載の「スウィングＣＣＤイメージセンサー」と
題した論文に掲載された、両端支持形バイモフル圧電素
子機構を用いてもよい。

振動の振幅は、振動発生器１４からの振動信号の電圧波
形を変化させることによって、例えば第３図に示すよう
に、上下各３ライン幅と予め設定しておく。また、振動
の周期は、例えばＣＣＤラインセンサ１１の所要電荷蓄
積時間と同一となるように設定しておく。第３図におい
て、ＣＣＤラインセンサ１１はｌライン目の副走査位置
にあり、次の副走査位置（ｌ＋１ライン目）への移動
は、原画１３のｙ方向への移動により行なわれる。な
お、ＣＣＤラインセンサ１１の振動および副走査方向へ
の移動は原画１３との相対的な動きによるものであっ
て、必ずしも上述の態様に限られるものではない。

第４図は、画像入力の時間変化ｔに対するＣＣＤライン
センサ１１の変位量（副走査位置）の一例を示す説明図
である。振動モード並びに静止モードの周期（Ｔ_１，Ｔ
_２，Ｔ_３…）は電荷蓄積時間と等しく設定してあり、奇
数番目の周期Ｔ_１，Ｔ_３，Ｔ_５…においては、ＣＣＤラ
インセンサ１１は振動状態をとり、偶数番目の周期
Ｔ_２，Ｔ_４，Ｔ_６…においては静止状態をとる。振動状
態と静止状態とを経てＣＣＤラインセンサ１１は１つの
副走査位置から次の副走査位置へと移り、このとき原画
１３は第３図のｙ方向に１ライン分だけ移動するととも
に、ＣＣＤラインセンサ１１は振動発生器１４からの振
動信号に応答して副走査方向に単一往復振動を行なう。
したがって、例えば第３周期Ｔ_３において、ｌライン目
とｌ＋１ライン目との間の副走査位置から振動を開始し
たＣＣＤラインセンサ１１が単一往復振動を終えて元の
位置に戻ったときには、ＣＣＤラインセンサ１１はｌ＋
１ライン目の所に来ている。

第１図に戻って、ＣＣＤラインセンサ１１は、第４図の
各周期Ｔ_１，Ｔ_２…ごとに、ＣＣＤドライバ回路１５か
らの駆動信号により駆動されて、電荷の蓄積および読出
しを行なう。このとき静止状態の周期Ｔ_２，Ｔ_４，Ｔ_６
…の期間においては、それぞれラインｌ，ｌ＋１，ｌ＋
２…に対応するボケのない通常の１走査線分の画像信号
（シャープ信号）が得られ、一方、振動状態の周期
Ｔ_１，Ｔ_３，Ｔ_５…の期間においては、第５図に示すよ
うに副走査方向の各ライン毎に加重加算されて、副走査
方向に対してボケた画像信号（ボケ信号）が１走査線分
得られることになる。この加重加算の重み付け関数は、
振動発生器１４から振動信号の電圧波形を適当に変化さ
せて、副走査方向に対するＣＣＤラインセンサ１１の相
対速度の時間変化率を適当に修正してやることによっ
て、任意に変化させることが可能である。

第６図は、ＣＣＤラインセンサ１１からの画像信号の読
出しに伴う第１図の装置の動作を示すタイミングチャー
トであり、第６図（ａ）はＣＣＤラインセンサ１１の副
走査方向変位量を表わしている。第１図において、クロ
ック発生回路１６は、画像処理のための基本クロックお
よび第６図（ｂ）の蓄積開始パルスを発生する。振動発
生器１４は、奇数番目の蓄積開始パルスに同期して、Ｃ
ＣＤラインセンサ１１に振動信号を与える。この振動信
号に応答して、ＣＣＤラインセンサ１１は、第６図
（ａ）に示すように、奇数番目の各周期Ｔ_１，Ｔ_３，Ｔ
_５…において副走査方向に単一往復振動を行なう。

一方、第６図（ｂ）の蓄積開始パルスは、ＣＣＤドライ
バ回路１５を介してＣＣＤラインセンサ１１に与えら
れ、これに応答して、ＣＣＤラインセンサ１１は、各周
期の始まりごとに電荷の蓄積を開始する。ＣＣＤドライ
バ回路１５は、蓄積開始パルスをＣＣＤラインセンサ１
１に付与した後、クロック発生器１６からの基本クロッ
クに基づいて第６図（ｃ）の電荷読出しパルスを作成
し、これをＣＣＤラインセンサ１１に与える。ＣＣＤラ
インセンサ１１は、この電荷読出しパルスに同期して、
前の周期において蓄積された１ライン分の電荷を、１画
素ずつ順次読み出していく。

読み出された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１７においてデ
ィジタル信号に変換され、セレクタ１８に与えられる。
第６図（ｄ）は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されるディ
ジタル画像信号を図示したものであり、図中、Ｓ（ｌ−
１），Ｓ（ｌ），Ｓ（ｌ＋１）はそれぞれｌ−１，ｌ，
ｌ＋１ライン目のシャープ信号を表わしており、また、
Ｕ（ｌ），Ｕ（ｌ＋１），Ｕ（ｌ＋２）は、それぞれ
ｌ，ｌ＋１，ｌ＋２ライン目に相当するボケ信号を表わ
している。

セレクタ１８は、クロック発生器１６から第６図（ｂ）
の蓄積開始パルスを受けて、奇数番目の蓄積開始パルス
に同期してＳチャネルを選択し、偶数番目の蓄積開始パ
ルスに同期してＵチャネルを選択する（なおここで、第
６図（ａ）と（ｄ）の間で、模式的に１蓄積時間分遅延
していることに注意されたい）。したがって、奇数番目
の周期Ｔ_１，Ｔ_３，Ｔ_５…においてＡ／Ｄ変換器１７か
ら出力されるシャープ信号Ｓ（ｌ−１），Ｓ（ｌ），Ｓ
（ｌ＋１）…は遅延回路１９へと導かれ、偶数番目の周
期Ｔ_２，Ｔ_４，Ｔ_６…においてＡ／Ｄ変換器１７から出
力されるボケ信号Ｕ（ｌ），Ｕ（ｌ＋１），Ｕ（ｌ＋
２）…はラインメモリ２０へと導かれる。

ラインメモリ２０は、主走査方向１ライン分の画像信号
を記憶できる容量を有しており、メモリ制御回路２１に
よって書込み／読出し制御される。メモリ制御回路２１
は、クロツク発生回路１６からの基本クロツクおよび蓄
積開始パルスに基づいて、第６図（ｅ）の書込み／読出
し制御信号／Ｒならびにアドレス信号Addrを作成し、
これをラインメモリ２０に与える。ラインメモリ２０は
「ロー」の／Ｒ信号に応答してデータを書込み、「ハ
イ」の／Ｒ信号に応答して書込んだデータを読出す。

第６図（ｆ）はラインメモリ２０の記憶内容が読み出さ
れるタイミングを示しており、例えばＴ_２期間において
「ロー」の／Ｒ信号に応答して書込まれた１ライン分
のボケ信号Ｕ（ｌ）は、次のＴ_３期間において「ハイ」
の／Ｒ信号に応答して読出される。

いま、説明の便宜上、第６図のＴ_３期間に注目する。こ
のとき、セレクタ１８は、奇数番目の蓄積開始パルスに
同期してＳチャネルを選択しており、したがってセレク
タ１８のＳ出力端子からは、シャープ信号Ｓ（ｌ）が出
力されている。一方、ラインメモリ２０からは、「ハ
イ」の／Ｒ信号に応答して、ボケ信号Ｕ（ｌ）が読出
されている。ラインメモリ２０から読出されたボケ信号
Ｕ（ｌ）は主走査方向加重加算平均器２２に与えられ、
そこにおいては主走査方向の加重加算平均が行なわれ
る。この主走査方向の加重加算平均は、概知の任意の方
法で行なわれればよく、例えば前掲の特開昭５９−１４
１８７１号に開示された方法などを採用することができ
る。

Ｓチャネルでの遅延回路１９は、主走査方向加重加算平
均器２２において生じる画像信号の遅延を補正するため
のものであり、主走査方向加重加算平均器２２における
所要演算時間と実質的に同等の遅延クロック数を有して
いる。この遅延クロック数は、主走査方向の加算マスク
幅に依存して変化するものである。

第６図（ｇ）は、遅延回路１９を経てシャープネス演算
回路２３のＳ入力に与えられるシャープ信号を示し、ま
た第６図（ｈ）は、主走査方向加重加算平均器２２を経
てシャープネス演算回路２３のＵ入力に与えられるボケ
信号を示している。例えば上述のＴ_３期間において、
「ハイ」の／Ｒ信号に応答してラインメモリ２０から
読み出されたＵ（ｌ）信号は、主走査方向加重加算平均
器２２の演算処理により時間ｔの遅延を受けてシャープ
ネス演算回路２３のＵ入力に与えられており、このと
き、セレクタ１８から奇数番目の蓄積開始パルスに同期
してＳチャネル側に出力されたＳ（ｌ）信号は、遅延回
路１９を介することによって同様の時間幅ｔの遅延を受
けて、シャープネス演算回路２３のＳ入力に与えられて
いる。このようにして、シャープネス演算回路２３に入
力されるシャープ信号Ｓおよびボケ信号Ｕは、常にＣＣ
Ｄラインセンサ１１の各画素番号と同期した信号となっ
ている。

シャープネス演算回路２３は、入力されたシャープネス
信号Ｓおよびボケ信号Ｕに対し、各画素ごとにＳ＋ｋ
（Ｓ−Ｕ）なる演算を実施して、画像輪郭強調を含んだ
画像信号を形成する。この演算を実施する具体的な構成
は、例えば上述した第１０図に示されている。ここで、
ｋはシャープネスの度合を表す係数であり、シャープネ
スに応じて変化する量である。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、振動手段により、蓄
積型線状受光素子を副走査方向に振動させることによっ
て、副走査方向に対して加重加算されてボケた画像信号
を取り出すとともに、さらに、振動モードにおいて取り
出されたボケた画像信号に対し主走査方向の加重加算平
均を行う手段をけ、ボケのない画像信号と主・副走査方
向で独立に加重加算されたボケた画像信号とを同時に得
るようにしているので、複数ライン分の画像データを記
憶するためのメモリを必要とせず、また副走査方向の加
重加算のための演算回路が不要となって、装置の低価格
化およびコンパクト化が可能となる。

さらに、振動手段を前記蓄積型線状受光素子の副走査方
向の移動と関連して間欠的に能動化することにより、振
動モードと非振動モードを交互に実現し、振動モードに
おいてボケた画像信号を取り出し、非振動モードにおい
てボケのない画像信号を取り出すようにしたため、１つ
の蓄積型線状受光素子をボケた画像信号用と、ボケのな
い画像信号用とで兼用できる分、構成が簡単になるとい
う効果を有する。

加えて、受光素子自体の振動、非振動でボケた画像信号
およびボケのない画像信号が得られ、受光素子への入射
光に対しボケた画像信号用とボケのない画像信号用とで
異なる制御を行う手段を設ける必要がないため、構成が
簡単になるという効果を有する。

副走査方向の加重加算の重み付けは、振動の変化速度を
制御することにより容易に変化させることができ、また
副走査方向のマスクサイズは、振動の振幅を可変とする
ことにより容易に変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による画像信号生成装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は画像検出光学系を示す説明
図、第３図はこの発明における画像検出方法の説明図、
第４図は時間変化に対するＣＣＤラインセンサの変位量
の説明図、第５図は副走査方向の加重加算を模式的に示
す図、第６図は第１図の装置の動作を示すタイミングチ
ャート、第７図は従来の輪郭線強調回路を示すブロック
図である。 １１，３１……ＣＣＤラインセンサ １４……振動発生器 １５……ＣＣＤドライバ回路 １６……クロック発生回路 １７，３７……Ａ／Ｄ変換器 １８……セレクタ １９……遅延回路 ２０……ラインメモリ ２１……メモリ制御回路 ２２……主走査方向加重加算平均器 ２３……シャープネス演算回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄積型線状受光素子の画素配列方向を主走
   査方向とし、この蓄積型線状受光素子を主走査方向と垂
   直な副走査方向に原画に対して相対的に移動させること
   によって画像信号を生成する装置において、 蓄積型線状受光素子を副走査方向に所定の振幅で原画に
   対して相対的に振動させる振動手段を設け、前記振動手
   段を前記蓄積型線状受光素子の副走査方向の移動と関連
   して間欠的に能動化することにより、振動モードと非振
   動モードを交互に実現し、振動モードにおいて副走査方
   向に対して加重加算されたボケた画像信号を取り出し、
   非振動モードにおいてボケのない画像信号を取り出すと
   ともに、さらに、前記振動モードにおいて取り出された
   ボケた画像信号に対し主走査方向の加重加算平均を行う
   手段を設け、ボケのない画像信号と主・副走査方向で独
   立に加重加算されたボケた画像信号とを同時に得るよう
   にしたことを特徴とする画像信号生成装置。
2. 【請求項２】振動モードにおける副走査方向に対してボ
   ケた画像信号は画像輪郭強調に用いるためのボケ信号で
   あり、非振動モードにおけるボケのない画像信号はシャ
   ープ信号である、特許請求の範囲第１項記載の画像信号
   生成装置。
3. 【請求項３】振動手段は、振動の振幅を所望の値に変化
   させる手段を含む、特許請求の範囲第１項ないし第２項
   のいずれかに記載の画像信号生成装置。
4. 【請求項４】振動手段は、振動の変位速度を所望の値に
   変化させる手段を含む、特許請求の範囲第１項ないし第
   ２項のいずれかに記載の画像信号生成装置。