CN101998025A

CN101998025A - 像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置

Info

Publication number: CN101998025A
Application number: CN2010102511662A
Authority: CN
Inventors: 栗形悠平
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc; Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2030-08-09
Also published as: JP2011041065A; CN101998025B; US8405886B2; JP4803288B2; US20110038018A1

Abstract

本发明提供一种像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置。该像素插补装置具备：将欠缺像素的周边像素作为参照像素通过一维加权插补来求出欠缺像素的像素值，并生成在输入图像内的欠缺像素的位置上插入了该像素值的像素的1次插补图像信号的加权插补部；将1次插补图像信号分解成多个频率区域的频率分量的频率分解部；使用这些多个频率分量之中的高频分量来求出表示欠缺像素的附近区域为网点区域的程度的网点度的网点度抽取部；使用上述多个频率分量之中的低频分量来计算针对欠缺像素的像素值的修正值的修正值计算部；将对1次插补图像信号之中的欠缺像素的像素值依照网点度用修正值修正后的信号作为插补结果进行输出的修正部。

Description

像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置

技术领域

本发明涉及插补欠缺像素的像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置。

背景技术

以光学方式读取原稿图像的图像读取装置上所采用的接触式线阵图像传感器(Contact Image Sensor，以下称CIS)12，如图2的下部所示是将多个传感器芯片12a在主扫描方向上连结起来的构成。在这种构成下，由于很难在传感器芯片12a彼此的接缝部分使像素间距离高精度地成为1个像素(在600dpi时约42.3μm)的长度Lb，所以大多接触式线阵图像传感器中是在接缝部分取约2个像素(在600dpi时约84.6μm)的间隔La，就在该接缝部分存在着1个像素的欠缺像素K。

若不考虑欠缺像素的发生而原封不动地使用这种接触式线阵图像传感器的输出信号，则在有欠缺像素的接缝部分中线条图像会产生阶梯差，或者在有周期性的网点图像等中会发生条纹状的噪声等而导致图像质量的劣化。因此，进行使用滤波器以不易看见条纹等的处理，即将欠缺像素的一维方向(例如，主扫描方向(接触式线阵图像传感器的线方向))的附近像素作为参照像素来插补欠缺像素。

虽然这种插补对于线条图像及自然图像有效，但在诸如网点图像那样持有较细的周期性图案的图像却发生不自然的条纹。

作为减小对如较细网点图像那样的周期性高的图像进行插补时的插补误差的方法，在专利文献1中公开了如下插补方法：以使一连串像素之中构成包含欠缺像素的像素组的多个像素的平均值和构成不含欠缺像素的像素组的多个像素的平均值相等的方式，来求出欠缺像素的插补数据。在该文献中，作为使平均值一致的方法之一例，公开了如下方法：求出构成包含欠缺像素的像素组的N个像素之中、欠缺像素以外的像素值之合计和构成不含欠缺像素的像素组的N个像素值之合计，并将它们之差设为欠缺像素的插补数据。

【现有技术文献】

【专利文献1】JP特开2005-141611号公报

在专利文献1所公开的插补方法中，由于以不含欠缺像素的周边像素之平均值和包含欠缺像素的周边像素之平均值相一致的方式来推测欠缺像素的插补数据，所以为求出平均值所采用的参照像素就被限于1维方向(接触式线阵图像传感器的线方向)。

即，若在包含欠缺像素的周边像素的范围内包含2个以上像素值不定的欠缺像素，则仅以使包含欠缺像素的区域之平均值和不含欠缺像素的区域之平均值相一致这样的条件，无法个别地决定多个欠缺像素的浓度，只能够将这些多个欠缺像素插补成相同浓度而不能进行最佳的插补。从而，在专利文献1的插补方法中，为求出平均值所采用的参照像素被限制于1维方向。因此，很难进行与具有二维扩展的网点图像的周期性相对应的适当插补。另外，若在一维方向上扩展参照范围，则与在二维区域获得相同像素数的情况相比，参照像素远离欠缺像素，与欠缺像素的关联性将变得淡薄。

发明内容

本发明就是要解决上述问题，其目的是提供一种即便在网点区域也能够更高精度地插补欠缺像素的像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置。

用于达到这种目的的本发明的要点就在于以下各项发明。

[1]一种像素插补装置，其特征在于，具备：

加权插补部，其将存在欠缺像素的输入图像中的上述欠缺像素的周边像素作为参照像素来求出上述欠缺像素的像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该像素值的像素的1次插补图像信号；

频率分解部，其将由上述加权插补部生成的上述1次插补图像信号分解成多个频率区域的频率分量；

网点度导出部，其使用由上述频率分解部进行分解所获得的多个频率分量之中的高频分量，来求出表示上述欠缺像素的附近区域为网点区域的程度的网点度；

修正值计算部，其使用上述多个频率分量之中的低频分量来计算上述像素值的修正值；以及

修正部，其将对上述1次插补图像信号之中的上述欠缺像素的像素值依照上述网点度利用上述修正值修正后的信号作为插补结果进行输出。

在上述发明中，将通过只采用加权插补的插补处理对欠缺像素进行插补时产生的网点区域中的波纹，依照欠缺像素的周边区域为网点区域的程度用修正值来进行修正。据此，能够降低网点区域中的波纹。另外，因依照周边区域为网点区域的程度来进行修正，故能够更加适当地进行修正。能够避免针对非网点区域的修正而限定于网点区域进行修正。

另外，将由加权插补部生成的1次插补图像信号按频率分解成高频分量和低频分量，使用高频分量来计算网点程度，并使用低频分量来计算修正值，因此能够以比较简单的处理来求出网点度及修正值。

[2]根据上述[1]所述的像素插补装置，其特征在于，作为依照上述网点度使用上述修正值来修正上述欠缺像素的像素值的动作，上述修正部依照上述网点度将上述修正值相加在上述欠缺像素的像素值上。

在上述发明中，依照网点度将修正值相加在由加权插补部求出的欠缺像素的像素值上。例如，将在修正值上乘以网点度而运算出的结果相加在由加权插补部求出的欠缺像素的像素值上。

[3]一种像素插补装置，其特征在于，具备：

第一加权插补部，其将存在欠缺像素的输入图像中的上述欠缺像素的周边像素作为参照像素通过第一插补方法来求出上述欠缺像素的像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该像素值的像素的第一1次插补图像信号；

第二加权插补部，其将上述欠缺像素的周边像素作为参照像素，并且通过与上述第一插补方法相比参照像素的参照范围狭窄的第二插补方法来求出上述欠缺像素的第二像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该第二像素值的像素的第二1次插补图像信号；

频率分解部，其将由上述第一加权插补部生成的上述第一1次插补图像信号分解成多个频率区域的频率分量；

修正部，其将以下信号作为插补结果进行输出，该信号是将上述第二1次插补图像信号之中的上述欠缺像素部分，置换成对在上述像素值上相加上述修正值而运算出的值和上述第二像素值以与上述网点度相应的比例进行合成后的值而得到的信号。

在上述发明中，第二加权插补部进行适合于低频区域的加权插补处理并生成第二1次插补图像信号，第一加权插补处理部进行适合于高频区域的加权插补处理并生成第一1次插补图像信号。该第一1次插补图像信号经过频率分解被用于网点区域的判断(网点度的导出)以及修正值的计算。然后，将第二1次插补图像信号中的插补值和第一1次插补信号中的插补值用修正值修正后的值以与网点度相应的比例合成后的值，作为最终的欠缺像素的插补像素值进行输出。例如，若设网点度为可以取从0到1范围的值且越是接近1为网点区域的程度变得越高，则通过(将1次插补信号中的插补值用修正值修正后的值)×网点度+(第二1次插补图像信号中的插补值)×(1-网点度)这一运算而进行上述合成。

由于将通过适合于高频区域(适合于网点区域)的加权插补处理所获得的第一1次插补图像信号用于修正值的计算中，所以与将通过适合于低频区域(适合于非网点区域)的加权插补处理所获得的第二1次插补图像信号用于修正值的计算中的情况相比，修正量变少。即，在网点区域中，因进行更适合于网点区域的加权插补故能够以较少的修正量修正成更适当的像素值，且在非网点区域中，因进行适合于非网点区域的插补故能够获得良好的图像质量。

[4]根据上述[1]至[3]任一项所述的像素插补装置，其特征在于，上述修正值计算部基于由上述频率分解部分解上述1次插补图像信号所获得的多个频率分量之中的上述欠缺像素上的低频分量和上述多个频率分量之中的上述欠缺像素附近的参照像素上的低频分量之差，来计算上述修正值。

网点区域是通过多个像素来表达中间值的区域，所以在上述发明中，在欠缺像素存在于网点区域的情况下，按照使欠缺像素上的低频分量(对应于包含欠缺像素的周边区域的像素值之平均值)和欠缺附近的参照像素上的低频分量(对应于不含欠缺像素的欠缺附近区域的像素值之平均值)之差变少(最好为0)的方式进行修正。据此，在欠缺像素处于网点区域的情况下，加权插补的插补值得到适当修正。

[5]根据上述[1]至[4]任一项所述的像素插补装置，其特征在于，上述修正值计算部，对上述频率分解部输出的多个频率分量之中的包含最低频率分量且频率区域相互不同的多个低频分量分别计算上述修正值，并将依照上述欠缺像素的附近区域的频率分量从其中选择出的修正值作为上述欠缺像素的像素值的修正值进行输出。

若将包含更高频分量的低频分量用于修正值的计算中，则因包含该高频分量的低频分量的参照像素的范围比较狭窄，故可以基于欠缺像素附近的区域来进行更细致的修正。但是，若包含与网点的频率分量相对应的高频分量，则平均化无法适当地进行而不能获得稳定的修正值。从而，最好是在修正值的计算中使用在不含网点持有的频率分量的范围内包含更高频率分量的低频分量。因而，在适合于修正的网点区域之中、在持有更高频分量(线条数较高)的网点区域存在欠缺像素的情况下，因波纹的副扫描方向的产生周期较短，故使用包含更高频分量的低频分量来求出修正值。另一方面，在线条数较低的网点区域存在欠缺像素的情况下，则在修正值的计算中使用比该网点持有的频率分量低的频率分量。据此，能够依照网点的线条数来求出更适当的修正值。

[6]根据上述[1]至[5]任一项所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点度导出部包括：

网点度抽取部，其对于上述欠缺像素附近的多个参照像素分别使用上述高频分量来求出表示该参照像素被包含于网点区域的程度的网点系数；以及

网点系数选择部，其将由上述网点度抽取部求出的多个网点系数之中的最小值作为上述网点度进行输出。

在仅仅将欠缺像素附近的1个像素作为参照像素的情况下，有时该参照像素成为对于网点度的计算而言不理想的特异点，在该情况下，在非网点区域中导致网点系数成为很大的值。因特异点只是在1个像素单独地产生，故通过在对欠缺像素附近的多个参照像素分别求出的网点系数之中选择最小的网点系数，就能够避免因特异点造成的误算。

[7]根据上述[6]所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点度抽取部包括：

特定高频分量抽取部，其将上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量的强度作为特定高频强度进行计算；

边缘抽取部，其使用上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不合最低频率分量的频率分量，来计算表示参照像素被包含于边缘区域的程度的边缘抽取值；以及

网点系数计算部，其将从上述特定高频强度减去上述边缘抽取值而运算出的结果作为上述网点系数进行输出。

在上述发明中，通过在特定高频分量抽取部中抽取适合于修正的网点区域持有的频率分量(特定高频分量)，就能够抽取出网点区域作为特定高频强度。但是，因边缘区域也包含特定高频分量，故在特定高频强度较高的区域中也会包含边缘区域。因而，在边缘抽取部中，通过解析高频分量来抽取边缘分量(计算边缘抽取值)，并通过从特定高频强度减去边缘抽取值而导出网点系数。即，若对边缘区域利用修正值进行修正，则有时进行错误的修正，因此通过将边缘区域从修正对象排除来防止误修正。

[8]根据上述[7]所述的像素插补装置，其特征在于，在上述特定高频分量抽取部中所用的频率分量的频率区域是高于在上述边缘抽取部中所用的频率分量的频率区域的频率区域。

边缘部分的频率分量具有在较之于作为修正对象的网点区域低的频率区域中变得最大的倾向。因而，在上述发明中，通过将特定高频分量抽取部中所用的频率分量的频率区域设为较之于边缘抽取部中所用的频率分量的频率区域高的频率区域，以进行准确的边缘抽取。

[9]根据上述[7]或[8]所述的像素插补装置，其特征在于，

上述输入图像是将像素排列成矩阵状的图像，

对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量，上述特定高频分量抽取部求出上述矩阵的行方向和列方向的平方平均，并将在规定大小的区域内将它们平均化后的值作为上述特定高频强度进行计算。

通过频率分解所获得的频率分量在空间上具有周期性。另外，因正负值在空间上交互地并排，故若采用其作为网点系数则无法做到稳定的区域决定。因而，通过对水平方向、垂直方向求出平方平均，并在一定区域内进行平均化而求得稳定的网点系数。

[10]根据上述[7]或[8]所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点系数计算部包括：

边缘减法运算部，其将从上述特定高频强度减去上述边缘抽取值而运算出的值作为标准化前网点系数进行计算；

标准化选择部，其对多个频率分量计算出上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量的强度，并选择其中的最大值作为代表值；以及

标准化部，其将对上述标准化前网点系数利用上述代表值进行标准化后的结果作为上述网点系数进行输出。

[11]根据上述[7]或[8]所述的像素插补装置，其特征在于，

上述输入图像是将像素排列成矩阵状的图像，上述网点系数计算部包括：

标准化选择部，其对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量，分别求出上述矩阵上的行方向和列方向的平方平均，并计算在规定大小的区域内将它们平均化后的值，将其中的最大值作为代表值进行输出；以及

标准化部，其将对上述标准化前网点系数用上述代表值标准化后的结果作为上述网点系数进行输出。

通过频率分解所获得的频率分量的强度与频率的振幅成比例。因而，若采用从这一频率分量减去边缘分量而运算出的值作为网点系数，则修正效果会依赖于网点的振幅。因而，在上述[10][11]所述的发明中，通过用频率分量进行标准化，则不论频率的振幅如何都能够最大限度地发挥修正效果。另外，通过用多个频率分量之中强度最大的频率分量进行标准化，只有在持有适合于修正的线条数的网点区域(线条数比较高的网点区域)中网点系数成为最大，故能够仅对持有适合于修正的线条数的网点区域进行适当修正。

[12]根据上述[7]或[8]所述的像素插补装置，其特征在于，

上述输入图像是将像素排列成矩阵状的图像，

上述边缘抽取部，其将对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量的上述矩阵的行方向和列方向，独立地在规定大小的区域内进行平均化后的结果的平方平均作为上述边缘抽取值进行输出。

因处理对象的频率分量还包含作为修正对象的网点区域的频率分量，故有必要对边缘区域和网点区域进行分离。在上述发明中，通过独立地处理水平分量、垂直分量，并取一定区域的平均值，能够消除网点分量，而仅仅抽取边缘分量。

[13]一种图像读取装置，其特征在于，具备：

读取部，其具有线阵图像传感器，并使该线阵图像传感器和原稿相对移动以光学方式二维地读取上述原稿，在该线阵图像传感器中，具备在规定方向一维地并排的多个像素量的读取区域的多个传感器芯片沿上述规定方向串联配置且在上述传感器芯片彼此的边界产生欠缺像素；以及

上述[1]至[12]任一项所述的像素插补装置，其对上述读取部读取原稿所获得的图像数据的欠缺像素进行插补。

[14]一种像素插补方法，其特征在于，包括以下步骤：

将存在欠缺像素的输入图像中的上述欠缺像素的周边像素作为参照像素来求出上述欠缺像素的像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该像素值的像素的1次插补图像信号的步骤；

将上述1次插补图像信号分解成多个频率区域的频率分量的步骤；

使用通过分解所获得的多个频率分量之中的高频分量，来求出表示上述欠缺像素的附近区域为网点区域的程度的网点度的步骤；

使用上述多个频率分量之中的低频分量来计算上述像素值的修正值的步骤；以及

将对上述1次插补图像信号之中的上述欠缺像素的像素值依照上述网点度利用上述修正值修正后的信号作为插补结果进行输出的步骤。

在上述发明中，将通过只采用加权插补的插补处理对欠缺像素来插补时产生的网点区域中的波纹，依照欠缺像素的周边区域为网点区域的程度用修正值来进行修正。据此，能够降低网点区域中的波纹。另外，因依照其为网点区域的程度来进行修正故能够更加适当地进行修正。能够避免针对非网点区域的修正而限定于网点区域进行修正。

[15]一种像素插补方法，其特征在于，包括以下步骤：

将存在欠缺像素的输入图像中的上述欠缺像素的周边像素作为参照像素通过第一插补方法来求出上述欠缺像素的像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该像素值的像素的第一1次插补图像信号的步骤；

将上述欠缺像素的周边像素作为参照像素，并且通过与上述第一插补方法相比参照像素的参照范围狭窄的第二插补方法来求出上述欠缺像素的第二像素值，并生成在上述输入图像内的上述欠缺像素的位置上插入了该第二像素值的像素的第二1次插补图像信号的步骤；

将上述第一1次插补图像信号分解成多个频率区域的频率分量的步骤；

使用通过上述分解所获得的多个频率分量之中的高频分量，来求出表示上述欠缺像素的附近区域为网点区域的程度的网点度的步骤；

将以下信号作为插补结果进行输出的步骤，该信号是将上述第二1次插补图像信号之中的上述欠缺像素部分置换成对在上述像素值上相加上述修正值而运算出的值和上述第二像素值以与上述网点度相应的比例进行合成后的值而得到的信号。

在上述发明中，进行适合于低频区域的加权插补处理并生成第二1次插补图像信号，并且进行适合于高频区域的加权插补处理并生成第一1次插补图像信号。对该第一1次插补图像信号按频率进行分解，并被用于网点区域的判断(网点度的导出)以及修正值的计算中。然后，将第二1次插补图像信号中的插补值和对第一1次插补信号中的插补值用修正值进行修正后的值，以与网点度相应的比例进行合成后的值，作为最终的欠缺像素的插补像素值进行输出。这样，由于将通过适合于高频区域(适合于网点区域)的加权插补处理所获得的第一1次插补图像信号用于修正值的计算中，所以与将通过适合于低频区域(适合于非网点区域)的加权插补处理所获得的第二1次插补图像信号用于修正值的计算中的情况相比，修正量变少。即，在网点区域中，因进行更适合于网点区域的加权插补故能够以较少的修正量修正成更适当的像素值，且在非网点区域中，因进行适合于非网点区域的插补故能够获得良好的图像质量。

根据本发明的像素插补装置、像素插补方法以及图像读取装置，即便在网点区域中也能够更高精度地插补欠缺像素。

附图说明

图1是表示组装了本发明第一实施方式涉及的图像读取装置的数字复合机之概略构成的框图。

图2是表示主扫描方向、副扫描方向与线阵图像传感器之关系以及多个传感器芯片所形成的线阵图像传感器之构成的说明图。

图3是表示图像插补处理部之基本构成的框图。

图4是表示分两个阶段进行频率分解的欠缺像素插补处理部的框图。

图5是表示加权插补部进行的采用了一维滤波器的欠缺像素插补处理之处理内容的说明图。

图6是例示出在加权插补处理中所使用的插值系数的说明图。

图7是表示分两个阶段进行分解时的频率分解部之构成的框图。

图8是表示一个阶段的频率分解部之内部构成的框图。

图9是表示图8所示的频率分解部的高通滤波器以及低通滤波器的滤波器系数之一例的说明图。

图10是示意性地表示由第一频率分解部以及第二频率分解部分解的各频率分量之频带的说明图。

图11是例示出修正值计算部参照的参照像素之位置的说明图。

图12是例示出低频率分量计算用的二维滤波器的滤波器系数的说明图。

图13是表示通过图12的滤波器系数来求出修正值加算前的欠缺像素的低频率分量的运算式、以及通过图12的滤波器系数来求出修正值加算后的欠缺像素的低频率分量的运算式的说明图。

图14是表示网点度抽取部之内部构成的框图。

图15是表示第一特定高频分量强度抽取部之构成的框图。

图16是表示边缘抽取部之构成的框图。

图17是表示网点系数计算部之构成的框图。

图18是表示第二实施方式涉及的欠缺像素插补处理部之构成的框图。

图19是表示示出利用修正值选择部选择的修正值选择条件的选择表的说明图。

图20是表示第三实施方式涉及的欠缺像素插补处理部之构成的框图。

图21是表示在第一加权插补部使用的第一插值系数、在第二加权插补部使用的第二插值系数之一例的说明图。

其中附图标记说明如下：

3...原稿；10...数字复合机；11...扫描部；12...线阵图像传感器；12a...传感器芯片；13...第一输入图像处理部；14...第二输入图像处理部；15...图像存储器；16...存储器控制部；18...压缩/解压器；19...硬盘装置；21...输出系统图像处理部；22...打印部；23...系统总线；24...CPU；25...闪速存储器；26...RAM；27...操作显示部；28...网络I/F部；30、30B～30D...欠缺像素插补处理部；31...欠缺像素索引生成部；32...加权插补部；33...频率分解部；33A...第一频率分解部；33B...第二频率分解部；34...修正值计算部；34A...第一修正值计算部；34B...第二修正值计算部；35...网点度抽取部；36...网点系数选择部；37...修正部；37a...乘法运算器；37b...门电路；37c...加法运算器；38...修正值选择部；39...选择部；41...水平同步信号；42...欠缺像素索引信号；43...输入图像信号；44、44A、44B...1次插补图像信号；45H...高频分量；45L...低频分量；46...修正值；46A...第一修正值；46B...第二修正值；47...网点系数；48...修正系数；49...输出图像信号；51...第一高频分量；51H...第一高频分量(水平分量)；51V...第一高频分量(垂直分量)；52...第一低频分量；53...第二高频分量；53H...第二高频分量(水平分量)；53V...第二高频分量(垂直分量)；54...第二低频分量；61、62...高通滤波器(HPF)；63、64...低通滤波器(LPF)；70...滤波器系数表；81...边缘抽取部；81a...4×4平均化部；81b...4×4平均化部；81c...强度计算部；82...第一特定高频分量强度抽取部；82a...强度计算部；82b...4×4平均化部；83...第二特定高频分量强度抽取部；84...网点系数计算部；85...边缘抽取值；86...第一特定高频分量强度；87...第二特定高频分量强度；91...边缘减法运算部；92...标准化选择部；93...标准化部；94...标准化前网点系数；95...代表值；101...选择信号；110...选择表；121...第一加权插补部；122...第二加权插补部；130...修正部；131...第一加法运算器；132...网点系数反转部；133...第一乘法运算器；134...第二乘法运算器；135...第二加法运算器；136...输出选择部；141...第一插值系数；142...第二插值系数；EA...边缘除去系数；SA...网点强调系数；J...关注像素；K...欠缺像素；R...参照像素。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的各种实施方式。

<第一实施方式>

图1是表示本发明第一实施方式涉及的图像读取装置之功能被组装进来的数字复合机10之概略构成的框图。数字复合机10是一种具备：在记录纸上形成以光学方式读取原稿所获得的图像之复制并进行印刷输出的复印功能；将读取到的原稿图像作为文件进行输出或保存的扫描功能；基于从外部终端接收到的印刷数据在纸张上形成图像并进行输出的打印功能等的装置。

数字复合机10具备：以光学方式读取原稿并取得图像数据的扫描部11；输入扫描部11具有的接触式线阵图像传感器12输出的模拟图像信号，并对其实施A/D(analog to digital；模拟到数字)变换及图像斑点(shading)调整等处理的第一输入图像处理部13；对第一输入图像处理部13输出的图像数据插补欠缺像素的欠缺像素插补处理部30；对欠缺像素插补处理部30输出的插补后的图像数据实施伽玛修正等图像处理的第二输入图像处理部14；控制针对图像存储器15的数据读/写等的存储器控制部16；进行图像数据的压缩以及解压的压缩/解压器18；保存由压缩/解压器18压缩后的图像数据或者非压缩图像数据的硬盘装置(HDD)19；对图像数据实施用于打印输出的各种图像处理的输出系统图像处理部21；基于从输出系统图像处理部21输出的图像数据在记录纸上形成图像并进行打印输出的打印部22。

进而，数字复合机10具备由PCI(Peripheral ComponentInterconnect)总线等构成的系统总线23，在该系统总线23上连接有：起到全面控制该数字复合机10这一功能的CPU(Central ProcessingUnit)24；将CPU24执行的程序及各种数据可改写且非易失地进行存储的闪速存储器25；在CPU24执行程序时将各种数据临时地进行保存的用作工作存储器等的RAM(Random Access Memory)26；操作显示部27；网络I/F部28；上述存储器控制部16。

操作显示部27由在表面具备触摸面板的液晶显示器和各种操作开关构成，并具有对用户进行各种引导显示及状态显示，或者从用户接受各种操作等的功能。

网络I/F部28与LAN(Local Area Network)等网络相连接而起到与外部装置进行数据授受这一功能。

扫描部11借助省略图示的自动原稿输送装置来输送作为读取对象的原稿，并使用在其输送路径途中所配置的接触式线阵图像传感器12，以所谓的流式读取方式二维地读取原稿图像。

即，如图2所示，线阵图像传感器12具备与主扫描方向(X)的1线相对应的读取区域，原稿3的输送方向被设为相对于主扫描方向(X)正交的副扫描方向(Y)，当原稿3在线阵图像传感器12的受光部上通过时利用线阵图像传感器12以线单位反复进行读取动作，由此将原稿3作为2维图像进行读取。另外，只要原稿3和线阵图像传感器12在副扫描方向上进行相对移动即可，还可以构成为在稿台玻璃上放置原稿3的状态下使线阵图像传感器12沿副扫描方向进行移动。

线阵图像传感器12在主扫描方向串联配置多个传感器芯片12a而构成，该传感器芯片12a具备在主扫描方向一维地并排的多个像素的读取区域。在各传感器芯片12a彼此的边界上，隔着其边界的两侧读取像素P的间隔La长于各传感器芯片12a上的像素间距Lb(Lb的大致2倍)，而在该边界部分产生1个像素的欠缺(设这一欠缺的像素为欠缺像素K)。在这里，线阵图像传感器12为600dpi，由7488像素(312像素×24传感器芯片)构成，而在1线中产生23个欠缺像素K。Lb为42.3μm，La为84.6μm。

返回到图1继续进行说明。存储器控制部16具备对第二输入图像处理部14以及图像存储器15、压缩/解压器18、输出系统图像处理部21、系统总线23之间的数据传递进行管理并控制这一功能。详细而言，就是起到输入从第二输入图像处理部14输出的图像数据的功能；对图像存储器15赋予地址信号及定时信号等以控制数据向图像存储器15的写入及读出的功能；在压缩/解压器18之间授受数据的功能；将存储在图像存储器15中的图像数据输出到输出系统图像处理部21的功能；与系统总线23侧授受图像数据及控制数据的功能等。

输出系统图像处理部21起到对来自存储器控制部16的图像数据实施伽玛变换、频率变换、PWM(Pulse Width Modulation)变换等图像处理的功能以及使图像数据同步于来自打印部22的定时信号而依次向打印部22进行送出的定时控制功能等。

打印部22通过电子照片处理器在记录纸上形成与从输出系统图像处理部21输入的图像数据相对应的图像并进行输出。打印部22作为具有记录纸的输送装置；感光体鼓、带电装置、激光单元、显影装置、转印分离装置、清洁装置、定影装置的、所谓激光打印机而构成。还可以是其他方式的打印机。

在数字复合机10中，例如在执行复印原稿的复印作业时进行读取动作和输出动作。在读取动作中，由扫描部11读取原稿，由第一输入图像处理部13对该读取所获得的图像数据进行图像斑点调整，由欠缺像素插补处理部30进行欠缺像素K的插补，由第二输入图像处理部14处理插补后的图像数据，并在由压缩/解压器18进行压缩以后或者非压缩的原样存储在图像存储器15或硬盘装置19中。

在输出动作中，从图像存储器15或硬盘装置19依次读出所存储的图像数据，在非压缩的情况下原封不动，而在被压缩的情况下由压缩/解压器18进行解压以后，由输出系统图像处理部21将经过处理后的图像数据输出给打印部22，该打印部22在记录纸上形成与该图像数据相对应的图像并进行印刷输出。

图3表示对线阵图像传感器12的读取图像中所含的欠缺像素进行插补的欠缺像素插补处理部30之基本构成。欠缺像素插补处理部30具备欠缺像素索引生成部31、加权插补部32、频率分解部33、修正值计算部34、网点度抽取部35、网点系数选择部36以及修正部37而构成。

欠缺像素索引生成部31输出表示欠缺像素的像素位置的欠缺像素索引信号42。向欠缺像素索引生成部31输入表示像素单位的输入周期的省略图示的时钟信号、和表示同步于此时钟信号而依次输入的图像数据的线单位基准位置(例如，开头像素的位置)的水平同步信号41。欠缺像素索引生成部31以水平同步信号41作为基准并基于时钟信号对从1条线的开头像素算起的像素数进行计数，并输出仅仅在预定的欠缺像素的像素位置才有效的欠缺像素索引信号42。

向加权插补部32输入由扫描部11的线阵图像传感器12进行读取所获得的输入图像信号(同步于水平同步信号41以及时钟信号从开头像素起对每个像素按顺序输入的图像数据)43和欠缺像素索引信号42。加权插补部32将欠缺像素的周边像素(例如，与欠缺像素在主扫描方向的同一线内并与欠缺像素邻接的左右像素)作为参照像素，通过加权插补来插补欠缺像素。即，从左右的参照像素来求出欠缺像素的像素值(加权插补值)，生成并输出在输入图像信号43内该欠缺像素的位置上插入具有该像素值的1个像素图像数据的1次插补图像信号44。

频率分解部33从加权插补部32输入1次插补图像信号44，并将其分解成多个频率区域的频率分量。在图3中分解成高频分量45H和低频分量45L。

修正值计算部34输入欠缺像素索引信号42和频率分解部33输出的低频分量45L，并基于低频分量45L计算出针对加权插补部32插入的欠缺像素的像素值的修正值46。修正值计算部34通过利用低频分量而计算出欠缺像素周边比较宽的区域的平均像素值作为修正值。

网点度抽取部35输入频率分解部33输出的高频分量45H，并导出网点系数47，该网点系数47表示与该高频分量45H相关的像素的存在区域为网点区域的程度。网点度抽取部35输出针对1个关注像素替换了参照像素的多个网点系数47。在这里，网点系数47为0～1范围的数值，并且是所存在区域为网点区域的程度越高越接近1的值。此外，网点是指在印刷物中为了表达浓淡而使用的点(像素)的集合或者个个点。通过像素的间隔及规定数的像素的排列图案来表示浓淡。

向网点系数选择部36输入由欠缺像素索引信号42和用网点度抽取部35求出的网点系数47。网点系数选择部36对于欠缺像素从网点度抽取部35输入的多个网点系数47之中选择最佳的网点系数，并将其作为修正系数48而输出。

从加权插补部32向修正部37输入1次插补图像信号44，从修正值计算部34输入修正值46，并从网点系数选择部36输入修正系数48。另外还输入欠缺像素索引信号42。修正部37输出对1次插补图像信号44之中的欠缺像素的像素值以与修正系数48相应的比例通过修正值46进行了修正的信号，作为插补结果即输出图像信号49。详细而言，对于欠缺像素，进行将修正值46和修正系数48相乘，并将其乘法运算结果相加在1次插补图像信号44之中的欠缺像素的像素值上这一处理。

因欠缺像素越是存在于像似网点区域的区域则修正系数48越接近“1”，故欠缺像素越是存在于像似网点区域的区域则1次插补图像信号44之中的欠缺像素的像素值通过修正值46被修正的比例越高。另一方面，因欠缺像素越是在非网点区域则修正值46上乘以修正系数48后的值越接近“0”，故1次插补图像信号44之中的欠缺像素的像素值通过修正值46被修正的比例变得越小。这样，欠缺像素插补处理部30将在加权插补部32通过1次插补(加权插补)所求出的欠缺像素的像素值，依照该欠缺像素存在的区域为网点区域的程度，利用修正值来进行修正。

例如，若欠缺像素处于线条数较高的网点区域，则欠缺像素的位置有时就成为白像素并且其左右像素为黑像素这样的网点图案。在该情况下，由于欠缺像素的左右像素为黑像素，所以在加权插补中欠缺像素被插补为黑像素。那么实际的像素颜色(白)和插补值(黑)的误差就很大。因而，在欠缺像素处于网点区域、尤其是线条数较高的网点区域的情况下，对基于加权插补的插补值进行修正。

这里，因网点区域为通过多个像素来表示中间色调的区域，故以某种程度宽的区域为单位，对基于加权插补的插补值进行修正，以使得包含欠缺像素的区域的浓度和欠缺像素附近的区域的浓度相一致。由此，欠缺像素以自然的连结而得以插补。

以下，基于图4构成的欠缺像素插补处理部30B来说明欠缺像素插补处理部30各部的动作。在图4中，对与图3相同部分附加相同附图标记。在图4的欠缺像素插补处理部30B中，分两个阶段进行频率分解。其他与图3所示的欠缺像素插补处理部30相同。

详细而言，欠缺像素插补处理部30B具有第一频率分解部33A和第二频率分解部33B作为频率分解部33。第一频率分解部33A将1次插补图像信号44分解成第一高频分量51和第一低频分量52，第二频率分解部33B输出将第一频率分解部33A输出的第一低频分量52进一步分解成高频分量和低频分量的第二高频分量53和第二低频分量54。向修正值计算部34输入第二低频分量54作为图3的低频分量45L，向网点度抽取部35输入第一高频分量51和第二高频分量53作为图3的高频分量45H。

<加权插补部32>

加权插补部32进行以欠缺像素为中心的滤波运算，并将作为其运算结果所获得的像素值(加权插补值)插入至输入图像信号43之中的该欠缺像素部分。滤波运算针对一维(主扫描方向)的图像数据进行。如图5(a)所示，在输入图像信号43中即便在传感器芯片12a的第n个和第n+1个的接缝处图像数据仍连续。加权插补部32如图5(b)所示，在该接缝部分插入欠缺像素，设该插入的欠缺像素为关注像素J、其周边像素为参照像素，并通过滤波运算来求出关注像素J的像素值。在滤波运算中使用的插值系数之中适用于关注像素J的插值系数之值为0。这是源于关注像素J为欠缺像素而不存在该像素的图像数据的缘故。

欠缺像素的像素值(dout)通过欠缺像素附近的像素的图像数据和插值系数的卷积运算而导出。使用图5的滤波器系数时的卷积运算的运算式如下所示。

【数学式1】

dout＝(k(-5)d(-5)+k(-4)d(-4)+k(-3)d(-3)+k(-2)d(-2)+k(-1)d(-1)

+k(1)d(1)+k(2)d(2)+k(3)d(3)+k(4)d(4)+k(5)d(5))/256

这里，d()是该像素的像素值，K()是在对应的像素的像素值上相乘的插值系数。()内的值表示设关注像素为0时的各像素的坐标位置。因d(0)为欠缺像素，故K(0)为0。

图6表示插值系数之例。在该情况下，计算出关注像素前后的逐个像素的像素值之平均值作为欠缺像素(关注像素J)的像素值(插补数据)。

<频率分解部33>

频率分解部33采用小波变换将加权插补部32所生成的1次插补图像信号44以二维方式分阶段地分解成高频分量和低频分量。图7是分两个阶段进行分解的情况，更加详细地表示了从图4的第一频率分解部33A、第二频率分解部33B输出的信号。

第一频率分解部33A对于高频分量区分为水平分量和垂直分量而输出第一高频分量(水平分量)51H和第一高频分量(垂直分量)51V，对于低频分量则不区分垂直分量和水平分量而输出包含它们双方的第一低频分量52。同样，第二频率分解部33B对于高频分量区分为水平分量和垂直分量而输出第二高频分量(水平分量)53H和第二高频分量(垂直分量)53V，对于低频分量则不区分垂直分量和水平分量而输出包含它们双方的第二低频分量54。

图8表示第一频率分解部33A之内部构成作为一个阶段的频率分解部33之内部构成。在使输入信号通过水平方向的高通滤波器(HPF)61以后，在其上乘以修正系数γ′的结果作为第一高频分量(水平分量)51H而输出。另外，在使输入信号通过垂直方向的高通滤波器62以后，在其上乘以常系数γ′的结果作为第一高频分量(垂直分量)51V而输出。在使输入信号通过水平方向的低通滤波器(LPF)63和垂直方向的低通滤波器64之后的结果作为第一低频分量52而输出。常系数γ′一般被设为0.6667等。第二频率分解部33B也是与图8同样的构成。但是，在第二频率分解部33B中，常系数γ′一般被设为0.8929等。

图9是表示图8的高通滤波器61、62以及低通滤波器63、64上的滤波器系数之一例的滤波器系数表70。滤波器系数表70中的对应像素坐标，在水平方向的低通滤波器(LPF)以及高通滤波器(HPF)中，设关注像素为0来表示水平方向的像素坐标。另外，在垂直方向的低通滤波器(LPF)以及高通滤波器(HPF)中，设关注像素为0来表示垂直方向的像素坐标。

图10示意性地表示由第一频率分解部33A以及第二频率分解部33B分解的频率分量之频带。第二低频分量54是经过频率分解当中的最低频率分量。由于第二低频分量54是将第一低频分量52分解成高频分量和低频分量后的结果，所以第一低频分量52包含经过频率分解当中的最低频率分量。第一高频分量51和第二高频分量53为不含最低频率分量的频率分量。

<修正值计算部34>

修正值计算部34使用第一低频分量52或第二低频分量54来计算修正值。以下，以使用第一低频分量52的情况为例进行说明。如图11所示，将从欠缺像素K起在左右相隔规定的多个像素数的像素设为参照像素R来计算欠缺像素K的修正值，以使这些左右参照像素R的低频分量的平均值和欠缺像素K上的低频分量变得相等。

这里，若设修正值为DPR、设右侧的参照像素的低频分量为s1r、设左侧的参照像素的低频分量为s1l、设欠缺像素的低频分量为s1m、设diff为参照像素与欠缺像素的低频分量之差分，则表示为：

diff＝(s1r+s1l)/2-s1m (公式2)

计算修正值以使该diff为0。

设针对关注线上的欠缺像素的修正值(在插补像素的1次插补图像数据上进行加法运算的值)为dpr，在周边线上也同样地用dpr来修正欠缺像素。若设用于抽取低频分量的滤波器系数例如为图12所示的二维滤波器系数，则修正前的欠缺像素上的低频分量s1m通过图13(a)所示的运算来求出。在关注线以及周边线的欠缺像素上相加同一修正值dpr时的欠缺像素的低频分量，如图13(b)所示为s1m+((3/64)dpr+(9/64)dpr+(9/64)dpr+(3/64)dpr)＝s1m+(3/8)dpr。

由于只要使左右的参照像素的低频分量的平均值和修正后的欠缺像素上的低频分量变得相等即可(在上述数学式2中diff＝0)，所以只要s1m+(3/8)dpr＝(s1r+s1l)/2成立即可，而成为dpr＝(4/3)(s1r+s1l-2×s1m)。修正值计算部34通过这种运算来计算出修正值dpr。

<网点度抽取部35>

图14表示网点度抽取部35之内部构成。网点度抽取部35具备边缘抽取部81、第一特定高频分量强度抽取部82、第二特定高频分量强度抽取部83以及网点系数计算部84而构成。

边缘抽取部81输入第二高频分量(水平分量)53H和第二高频分量(垂直分量)53V，并根据它们来计算表示关注像素为边缘区域的程度的边缘抽取值85。

第一特定高频分量强度抽取部82输入第一高频分量(水平分量)51H和第一高频分量(垂直分量)51V，并根据它们来计算关注像素上的第一高频分量的强度(第一特定高频分量强度86)。

第二特定高频分量强度抽取部83输入第二高频分量(水平分量)53H和第二高频分量(垂直分量)53V，并根据它们来计算关注像素上的第二高频分量的强度(第二特定高频分量强度87)。

网点系数计算部84分别从边缘抽取部81输入边缘抽取值85，从第一特定高频分量强度抽取部82输入第一特定高频分量强度86，从第二特定高频分量强度抽取部83输入第二特定高频分量强度87，并根据它们来计算并输出表示关注像素存在于网点区域的程度的网点系数47。

网点区域因像素值依照网点图案以较短的周期进行变化，故高频分量的强度较大。另外，即便在线条等边缘区域也是因像素值迅速变化，故高频分量的强度较大。因而，在网点度抽取部35中，将从高频分量的强度减去边缘抽取值的结果作为网点系数47而导出。

图15表示第一特定高频分量强度抽取部82之构成。第一特定高频分量强度抽取部82具有：取第一高频分量(水平分量)51H和第一高频分量(垂直分量)51V的平方平均来计算强度的强度计算部82a；将强度计算部82a输出的强度用周边4×4像素进行平均化的4×4平均化部82b。然后，将4×4平均化部82b的输出作为第一特定高频分量强度86而输出。在第一特定高频分量强度抽取部82中，取第一高频分量(水平分量)51H和第一高频分量(垂直分量)51V的平方平均而计算出强度以后，输出将其用周边4×4像素进行平均化后的值作为第一特定高频分量强度86。

第一特定高频分量强度抽取部82中的运算内容可用以下数学式来表示。

【数学式2】

w 1 = \sqrt{{wh 1}^{2} + {wv 1}^{2}}

wave 1 (x, y) = Σ_{X = x - 1}^{x + 2} Σ_{Y = y - 1}^{y + 2} w 1 (X, Y)

这里，wh1是第一高频分量(水平分量)51H，wv1是第一高频分量(垂直分量)51V。另外，wave1(x，y)是坐标(x，y)上的第一特定高频分量强度86。第二特定高频分量强度抽取部83之内部构成与第一特定高频分量强度抽取部82相同，省略其说明。

图16表示边缘抽取部81之构成。边缘抽取部81具备：将第二高频分量(水平分量)53H用周边4×4像素进行平均化的4×4平均化部81a；将第二高频分量(垂直分量)53V用周边4×4像素进行平均化的4×4平均化部81b；取4×4平均化部81a的输出和4×4平均化部81b的输出的平方平均的强度计算部81c。然后，将强度计算部81c的输出作为边缘抽取值85而输出。在边缘抽取部81中，将第二高频分量(水平分量)53H和第二高频分量(垂直分量)53V分别用4×4像素独立地进行平均化，之后通过取平方平均来计算边缘抽取值85。

边缘抽取部81中的运算内容可用以下数学式来表示。

【数学式3】

whave (x, y) = Σ_{X = x - 1}^{x + 2} Σ_{Y = y - 1}^{y + 2} wh 2 (X, Y)

wvave (x, y) = Σ_{X = x - 1}^{x + 2} Σ_{Y = y - 1}^{y + 2} wv 2 (X, Y)

dee (x, y) = \sqrt{whave {(x, y)}^{2} + wvave {(x, y)}^{2}}

这里，wh2(x，y)是坐标(x，y)上的第二高频分量(水平分量)53H，wv2(x，y)是坐标(x，y)上的第二高频分量(垂直分量)53V，dee(x，y)是坐标(x，y)上的边缘抽取值85。

若通过小波变换进行频率分解，则不同频率分量的信号值在像素值以正的倾向进行变化(例如从白向黑的变化)的部分为正值，而在像素值以负的倾向进行变化(例如从黑向白的变化)的部分则为负值。网点区域因像素值的变化以较短的周期而周期性地产生，故若对高频分量进行平均化则成为接近“0”的值。即，在网点区域中，因高频分量的值周期性地变化而连续性较低，故经过平均化的值成为较低的值。

另一方面，在轮廓等边缘区域中，例如从白变化到黑以后黑的区域继续某种程度。即，像素值的变化不是周期性地反复的，而是单发性地发生，变化后许久相同程度的像素值仍连续。从而，高频分量在单发性地变化的边缘部分成为正或负值，变化后许久接近0的值仍连续。因此，若在4×4像素程度的区域对高频分量进行平均化，则在边缘区域会出现正或负中的某个值。从而，边缘抽取值85在网点区域大致为0，在边缘区域则为某种程度的值。此外，为了可靠地检查有无周期性，在边缘抽取部81中对水平分量和垂直分量分别进行平均化，之后取平方平均。

边缘抽取部81的输入最好为第二高频分量(水平分量)53H。这是源于以下的理由。边缘区域因单发性的变化而在遍及较宽频带内具有频率分量，较低频率分量也包含在内。从而，中等程度的频率分量即第二高频分量(水平分量)53H，在包含许多较低频率分量的边缘区域中表示较高值。另一方面，在因加权插补部32的插补而发生条纹状波纹这种持有一定以上的线条数的网点区域中，线条数越大越不含较低频率分量，第二高频分量(水平分量)53H表示较低值。因此，与使用第一高频分量(水平分量)51H的情况相比，通过使用第二高频分量(水平分量)53H，即便对于用4×4像素经过平均化以后的值也容易使得在边缘区域成为较高值，且在网点区域成为较低值，能够显著表达边缘抽取值85之差。

图17表示网点系数计算部84之构成。如前述所示，因高频分量出现在网点区域和边缘区域双方，故第一特定高频分量强度86除持有一定以上频率分量的网点区域外在边缘区域亦表示较大的值。因而，网点系数计算部84进行从第一特定高频分量强度86排除边缘区域这一处理。

网点系数计算部84具备：边缘减法运算部91、标准化选择部92和标准化部93。边缘减法运算部91输入边缘抽取值85和第一特定高频分量强度86，并输出标准化前网点系数94，该标准化前网点系数94为从在第一特定高频分量强度86上乘以网点强调系数SA的值中减去在边缘抽取值85上乘以边缘除去系数EA的值而算出的值。

若加大网点强调系数SA则成为不怎么除去边缘的特性，若加大边缘除去系数EA则成为不怎么包含边缘的特性。在不想使修正对象中包含边缘区域时，加大边缘除去系数EA，并在不想使网点区域中的修正遗漏发生时，加大网点强调系数SA即可。

标准化选择部92计算用于使边缘减法运算部91输出的标准化前网点系数94标准化的代表值。在标准化选择部92中比较第一特定高频分量强度86和第二特定高频分量强度87，并将其中较大一个作为代表值95而输出。

标准化部93输出将标准化前网点系数94用代表值95进行除法运算所获得的值作为网点系数47。

标准化前网点系数94的值依赖于网点的振幅，振幅越高则表示越大的值。为了消除这一振幅依赖性而用第一特定高频分量强度86和第二特定高频分量强度87中较大一个来进行标准化。在第一特定高频分量强度86大于第二特定高频分量强度87时，网点系数计算部84中的运算内容为((第一特定高频分量强度86-边缘抽取值85)÷第一特定高频分量强度86))。从而，在边缘抽取值85几乎为0的非边缘区域中，标准化部93的输出值(网点系数47)接近于1(边缘抽取值85为0时成为1)。

另一方面，在第二特定高频分量强度87大于第一特定高频分量强度86时，因网点系数计算部84中的运算内容为((第一特定高频分量强度86-边缘抽取值85)÷第二特定高频分量强度87))，故在非边缘区域中，标准化部93的输出值(网点系数47)接近于0。

在因加权插补部32的加权插补而产生条纹状波纹这种持有一定以上的线条数的网点区域中，由于第一特定高频分量强度86相比于第二特定高频分量强度87较大，所以网点系数为1。另一方面，随着线条数变低，第二特定高频分量强度87有变大的倾向，若变得大于第一特定高频分量强度86则网点系数逐渐接近于0。

在欠缺像素插补处理部30中，当因加权插补部32的加权插补而发生条纹状波纹这种持有一定以上的线条数的网点区域中存在欠缺像素时，就设法对通过加权插补所决定的欠缺像素的像素值进行修正，并在其以外的区域中不进行修正。另外，在欠缺像素插补处理部30中，因网点系数越接近1就越利用修正值进行修正，故通过将标准化前网点系数94除以第一特定高频分量强度86和第二特定高频分量强度87之中较大一个来进行标准化，可取得与上述目的相吻合的网点系数47。

此外，在线条数较少的网点区域及边缘区域等中，第二特定高频分量强度87大于第一特定高频分量强度86，但在该情况下，若用较小一个的第一特定高频分量强度86来进行标准化，则会成为不理想的结果。即，若选择较小一个，则因网点系数计算部84中的运算内容为((第一特定高频分量强度86-边缘抽取值85)÷第一特定高频分量强度86))，故其运算结果即网点系数47的值就为1(最大设为1)，而成为利用修正值的修正对象。因此，处于线条数较少的网点区域及边缘区域等的欠缺像素通过修正值被修正，而成为与上述目的相反的动作。

<网点系数选择部36>

网点度抽取部35将欠缺像素的左右周边作为参照像素来计算表示欠缺像素存在的区域为网点区域的程度的网点系数47。另外，网点度抽取部35替换参照像素来计算多个网点系数。网点系数选择部36从这些计算出的多个网点系数之中选择最小的网点系数作为修正系数48而输出。

参照像素为自欠缺像素左右分别处于3像素以及4像素距离的像素。若在其以上接近欠缺像素，则在用于网点系数计算的参照区域(LPF、HPF的运算范围内)中包含欠缺像素，而受到利用加权插补部32的加权插补结果(与欠缺像素有关的修正前的插补值)的影响。另一方面，若在其以上自欠缺像素隔开距离，则与欠缺像素存在的区域的关联性降低，参照无关的非网点区域的可能性增高。从而，在用于网点系数计算的参照区域中不含欠缺像素的条件下，将尽可能接近欠缺像素的像素选择为参照像素。

将自欠缺像素的距离左右均不同的2像素逐个(第三像素和第四像素)设定为参照像素是源于以下的理由。在邻接边缘间，有时因边缘抽取值的相抵消，而使非网点区域中的网点系数表示很大的值，而成为误修正的原因。例如，在两条黑线接近的部分中，像素值如黑→白→黑地进行变化。如前所述，若通过小波变换进行频率分解，则不同频率分量的信号值，在像素值以正的倾向进行变化(例如从白向黑的变化)的部分为正值，而在像素值以负的倾向进行变化(例如从黑向白的变化)的部分则为负值。因此，若在邻接边缘中像素值如黑→白→黑地进行变化则正和负相抵消，而有时产生边缘抽取值为0的特异点。在将该特异点作为参照像素时，尽管是邻接边缘的边界(非网点区域)，网点系数也成为较大的值而发生误修正。

因产生边缘抽取值相抵消的特异点在1像素单独发生，所以通过将邻接的2像素作为参照像素就能够防止这种误修正。

<修正部37>

如图3、4所示，修正部37具备：在从修正值计算部34输入的修正值46上乘以从网点系数选择部36输入的修正系数48的乘法运算器37a；将乘法运算器37a的输出仅仅在欠缺像素索引信号42为有效的期间输出到后级的门电路37b；将门电路37b的输出和从加权插补部32输入的1次插补图像信号44进行加法运算的加法运算器37c，其中，将加法运算器37c的输出作为插补结果的输出图像信号49而输出。

门电路37b在欠缺像素索引信号42为有效的期间以外向后级的加法运算器37c输出“0”。

根据以上构成，欠缺像素插补处理部30如下地进行工作，即在欠缺像素以外的部分中，将输入图像信号43作为输出图像信号49而输出，而在欠缺像素的部分中，则输出对由加权插补部32生成的加权插补值以与网点度(修正系数48)相应的比例加上修正值46而运算出的值作为输出图像信号49而输出。

据此，即便在网点区域也能够高精度地插补欠缺像素。另外，对由加权插补部32进行1次插补后的1次插补图像信号44进行频率分解，并使用其低频分量来计算修正值46，使用高频分量来计算其为网点区域的程度(网点系数47)，所以能够减少电路构成及处理的复杂化，求得修正值46及网点系数47。进而，使网点度(网点系数47)可以取从0到1的范围，并以与网点度相应的比例利用修正值46来进行修正，所以与利用或者不利用修正值46进行修正之类的二者选一的修正的情况相比，能够进行更高精度的插补。

接着，对第二实施方式进行说明。

图18表示第二实施方式涉及的欠缺像素插补处理部30C之构成。在欠缺像素插补处理部30C中，求出两种修正值，并选择其中某一个来进行使用。对与图4的欠缺像素插补处理部30B相同的部分附加相同附图标记，并省略它们的说明。

欠缺像素插补处理部30C具备：输入第一低频分量52并基于该第一低频分量52来计算第一修正值46A的第一修正值计算部34A；输入第二低频分量54并基于该第二低频分量54来计算第二修正值46B的第二修正值计算部34B；输入第一高频分量51和第二高频分量53并基于它们而输出表示应当选择第一修正值46A和第二修正值46B中的哪个的选择信号101的修正值选择部38；基于选择信号101来选择第一修正值46A和第二修正值46B中的某个并作为修正值46向修正部37输出的选择部39。

使用第一低频分量52的第一修正值计算部34A计算出的第一修正值46A在持有更高频分量的区域(高线条数的网点区域)中效果较大。使用第二低频分量54的第二修正值计算部34B计算出的第二修正值46B在持有中等程度的频率分量的区域中效果较大。因而，修正值选择部38依照频率分量来选择应当采用第一修正值46A和第二修正值46B中的哪个作为修正值46。

详细而言，按照下述公式来计算标准化高频分量NW，并基于标准化高频分量NW的大小按照图19的选择表110来决定选择信号101。

在WA1＜WTH且WA2＜WTH时，NW＝0，

除此以外，NW＝WA2/max(WA1，WA2)

这里，WA1是将第一高频分量51用2x2像素平均化后的结果，WA2是将第二高频分量53用2x2像素平均化后的结果，max(A，B)是A和B之中较大的值，WTH为常数。选择表110中的RTH是修正值选择阈值，为常数。

这样在第二实施方式涉及的欠缺像素插补处理部30C中，选择与网点区域的频率分量(线条数)相适合的修正值，所以能够更加适当地修正加权插补值以高精度地插补欠缺像素。

接着，对第三实施方式进行说明。

图20表示第三实施方式涉及的欠缺像素插补处理部30D之构成。对与图18所示的欠缺像素插补处理部30C相同构成的部分附加相同附图标记，并省略它们的说明。

在欠缺像素插补处理部30D中，具备第一加权插补部121和第二加权插补部122作为加权插补部。第一加权插补部121生成网点区域用的1次插补图像信号44A，第二加权插补部122生成非网点区域用的1次插补图像信号44B。1次插补图像信号44A与第一、第二实施方式的1次插补图像信号44同样地被输入到第一频率分解部33A并用于修正值的计算。

欠缺像素插补处理部30D取代图18的修正部37而具备修正部130。修正部130具备：被输入1次插补图像信号44A和选择部39输出的修正值并对它们进行加法运算的第一加法运算器131；被输入第一加法运算器131的输出和网点系数选择部36输出的修正系数48并对它们进行乘法运算的第一乘法运算器133；将修正系数48进行反转的(从1进行减法运算)网点系数反转部132；对1次插补图像信号44B和网点系数反转部132的输出进行乘法运算的第二乘法运算器134；对第一乘法运算器133的输出和第二乘法运算器134的输出进行加法运算的第二加法运算器135；输入第二加法运算器135的输出和1次插补图像信号44B与欠缺像素索引信号42，在欠缺像素索引信号42有效时选择第二加法运算器135的输出而在欠缺像素索引信号42无效时选择1次插补图像信号44B并作为输出图像信号49进行输出的输出选择部136。

修正部130在欠缺像素以外(欠缺像素索引信号42无效)的部分中选择来自第二加权插补部122的1次插补图像信号44B，并将其作为输出图像信号49输出。在欠缺像素(欠缺像素索引信号42有效)的部分中则输出将在1次插补图像信号44A的值上相加修正值而得的值和1次插补图像信号44B的值以与修正系数48相应的比例进行了合成的值作为输出图像信号49。详细而言，就是将在1次插补图像信号44A上用第一加法运算器131相加修正值而运算出的值上用第一乘法运算器133乘以修正系数48后的值、和将用网点系数反转部132使修正系数48进行反转的值(1-修正系数48)和1次插补图像信号44B用第二乘法运算器134相乘后的值，用第二加法运算器135加法运算后的值，作为输出图像信号49而输出。

在第一加权插补部121的插值系数上使用持有保存高频区域这一特性的系数。据此，在网点区域中插补性能得到改善，并能够减少基于修正值的修正量。第二加权插补部122的插值系数选择在线条图像及自然图像等非网点区域可进行良好插补的系数。例如，使用线性插补。据此，图像的连续性得到维持，图像在非网点区域中得到改善。

欠缺像素插补处理部30D在网点区域中以更高的比例来合成将使用网点区域用的插值系数插补后的1次插补图像信号44A用修正值修正后的像素值来进行使用，而在非网点区域中则以更高的比例来合成用适合于非网点区域的插值系数插补后的1次插补图像信号44B并进行使用，所以能够进一步高精度地进行欠缺像素的插补。

图21表示在第一加权插补部121中使用的第一插值系数141和在第二加权插补部122中使用的第二插值系数142之一例。第二插值系数142将与欠缺像素(关注像素J)相邻接的左右1个像素逐个作为参照像素，第一插值系数141将与欠缺像素(关注像素J)相邻接的左右5个像素逐个作为参照像素。即，第二插值系数142与第一插值系数141相比，成为参照像素的参照范围狭窄的插值系数。

以上，通过附图说明了本发明实施方式，但具体的构成并不限于实施方式所示的构成，即便在不脱离本发明要点的范围内进行变更或追加，也包含在本发明中。

虽然在图4、图18、图20中表示了分两个阶段来分解频率的例子，但频率分解也可以是仅一个阶段。在将频率分解设成一个阶段的情况下，标准化前网点系数94的标准化，例如从输入图像信号43检测实际图像上的振幅，并以该检测出的振幅来进行标准化即可。

另外，分解为高频分量和低频分量时成为边界的频率，适当进行设定即可。最好是依照波纹等产生的网点区域的线条数来进行设定。亦即，最好是以分成高频分量和低频分量的方式进行频率分解，以使得在波纹等发生的线条数的网点区域中高频分量的强度强于低频分量的强度，而在波纹等不产生的线条数的网点区域中低频分量的强度强于高频分量的强度。

Claims

1.一种像素插补装置，具备：

修正部，其将对上述1次插补图像信号之中的上述欠缺像素的像素值依照上述网点度利用上述修正值进行修正后的信号作为插补结果进行输出。

2.根据权利要求1所述的像素插补装置，其特征在于，作为依照上述网点度并使用上述修正值来修正上述欠缺像素的像素值的动作，上述修正部依照上述网点度将上述修正值相加在上述欠缺像素的像素值上。

3.一种像素插补装置，具备：

修正部，其将以下信号作为插补结果进行输出，该信号是将上述第二1次插补图像信号之中的上述欠缺像素的部分置换成对在上述像素值上相加上述修正值而运算出的值和上述第二像素值以与上述网点度相应的比例进行合成后的值而得到的信号。

4.根据权利要求1所述的像素插补装置，其特征在于，上述修正值计算部基于由上述频率分解部分解上述1次插补图像信号而获得的多个频率分量之中的上述欠缺像素上的低频分量、和上述多个频率分量之中的上述欠缺像素附近的参照像素上的低频分量之差来计算上述修正值。

5.根据权利要求1所述的像素插补装置，其特征在于，上述修正值计算部对上述频率分解部输出的多个频率分量之中的包含最低频率分量且频率区域相互不同的多个低频分量分别计算上述修正值，并输出依照上述欠缺像素的附近区域的频率分量从上述修正值中选择出的修正值作为上述欠缺像素的像素值的修正值。

6.根据权利要求1所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点度导出部包括：

7.根据权利要求6所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点度抽取部包括：

边缘抽取部，其使用上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量，来计算表示参照像素被包含于边缘区域的程度的边缘抽取值；以及

8.根据权利要求7所述的像素插补装置，其特征在于，在上述特定高频分量抽取部中所用的频率分量的频率区域是高于在上述边缘抽取部中所用的频率分量的频率区域的频率区域。

9.根据权利要求7所述的像素插补装置，其特征在于，

上述输入图像是将像素排列成矩阵状的图像，

对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量，上述特定高频分量抽取部求出上述矩阵的行方向和列方向的平方平均，并将在规定大小的区域内对它们进行平均化后的值作为上述特定高频强度进行计算。

10.根据权利要求7所述的像素插补装置，其特征在于，上述网点系数计算部包括：

11.根据权利要求7所述的像素插补装置，其特征在于，

标准化选择部，其对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量，分别求出上述矩阵中的行方向和列方向的平方平均，并计算将它们在规定大小的区域内平均化后的值，将其中的最大值作为代表值进行输出；以及

12.根据权利要求7所述的像素插补装置，其特征在于，

上述输入图像是将像素排列成矩阵状的图像，

上述边缘抽取部，将对于上述频率分解部输出的多个频率分量之中的不含最低频率分量的频率分量的上述矩阵的行方向和列方向，独立地在规定大小的区域内进行平均化后的结果的平方平均作为上述边缘抽取值进行输出。

13.一种图像读取装置，具备：

读取部，其具有线阵图像传感器，并使该线阵图像传感器和原稿相对移动以光学方式二维地读取上述原稿，在该线阵图像传感器中，具备在规定方向一维地并排的多个像素量的读取区域的多个传感器芯片沿上述规定方向串联配置且在上述传感器芯片彼此的边界产生欠缺像素；

像素插补装置，其对由上述读取部读取原稿所获得的图像数据的欠缺像素进行插补，

其中，上述像素插补装置包括：

网点度导出部，其使用由上述频率分解部进行分解而获得的多个频率分量之中的高频分量，来求出表示上述欠缺像素的附近区域为网点区域的程度的网点度；

14.一种图像读取装置，其特征在于，具备：

其中，上述像素插补装置包括：

15.一种像素插补方法，包括以下步骤：

16.一种像素插补方法，包括以下步骤：

将以下信号作为插补结果进行输出的步骤，该信号是将上述第二1次插补图像信号之中的上述欠缺像素的部分置换成对在上述像素值上相加上述修正值而运算出的值和上述第二像素值以与上述网点度相应的比例进行合成后的值而得到的信号。