[发明专利]图像处理装置以及补充像素值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置和补充像素值的方法，更具体而言，涉及一种能够补充具有丢失像素值或不正确的像素值的像素的像素值的图像处理装置和方法。

背景技术

现有一种使用光学单元读取图像的扫描仪设备、一种采用接触式图像传感器（CIS）的扫描仪设备、以及一种采用电耦合器件（CCD）的扫描仪设备。对于采用CIS的扫描仪设备，由于文件将与读取表面接触，因此不适于读取三维对象。不过，当今采用CIS的扫描仪设备被广泛使用，因为其比采用CCD的扫描仪设备更薄更便宜，并且改进了用于降低在读取图像数据时易于产生的噪声的技术。例如，在能够以单一路径方式读取文件的两面图像的图像读取装置中，CIS被采用来读取文件背面的图像。

在此，对于CIS，使用RGB的发光二极管（LED）作为光源，其RGB光以高速切换。来自文件的光通过镜头被输入到图像传感器（COMS图像传感器），并且输入到图像传感器的光被转换成将被输出的每个像素的电压值。

采用CIS的扫描仪设备采用接触式图像传感器，其中通过文件经由辊子与传感器的接触读取文件的单一线。由于要形成单个的长传感器很难，因此CIS的读取单元由沿着纵向对齐的多个短传感器构成。因此，这可能会在传感器之间产生一些间隙。因此，会产生没有像素值（丢失像素值）的像素。

尽管并不限于采用CIS的扫描仪设备，但是可能会存在其中图像数据包含具有丢失像素值或不正确像素值的像素的情况，这种像素是由于缺乏读取图像的传感器或存在于光路中的障碍物，诸如在其上设置文件等的接触玻璃上的污物，所导致的。

像这种具有丢失的像素值或不正确的像素值的像素的存在导致了图像质量的下降。因此已知一种基于周围像素的像素值估算（estimate）具有丢失的像素值或不正确的像素值的像素的像素值并采用所估算的值替代丢失的像素值或不正确的像素值的技术。

例如，现有插值法，诸如线性插值法、使用多个函数的多项式插值法、样条插值法等，其中通过周围像素的像素值来估算将要对其补充像素值的目标像素的像素值。然而，尽管使用线性插值法的插值方法可适于对在其中灰度（gradation）变化较小的区域中包含的像素的像素值进行插值，但是该插值方法并不适于其中灰度变化较大的区域，诸如半色调区域。

使用多个函数的多项式插值法或样条插值法可以估算在诸如具有高精度的数字照片等的图像中的目标像素的像素值，其中采样周期相对于该图像的变化周期而言足够短。然而，就半色调图像而言，由于图像的分辨率相对于半色调点的网目频率（screen ruling）可能受到足够的限定，因此，采样周期相对于图像的变化周期可能会比较不明确（ambiguous），并因此很难估算精确的像素值。

因此，为了通过插值法解决这种问题，提出了一种图案匹配方法。采用这种方法，具有高频率（具有较短变化周期）的区域中的目标像素的像素值（通常很难通过上述的插值法进行估算）能够使用位于目标像素附近的相似图案来进行估算。

然而，根据所述图案匹配方法，尽管可以获得用于作为模板的包括目标像素的标准图案的最优相似图案，由于与使用插值法的情况相比，该相似图案是使用包含在图案中的大量的像素的像素值选择的，因此所选择的相似图案可能并不总是包含用于目标像素的最优像素值。出现该问题是因为当通过图案匹配搜索类似于标准图案的图案时，整体上与标准图案略微不同的图案和其大部分与标准图案相同而包含与标准图案显著不同的小部分的图案不会被区分出来。

尤其时，对于仅有具体像素具有像素值的具有高网目频率的半色调区域，选择相似图案的方式对估算目标的像素值具有较大的影响。对于具有其中大部分区域由背景构成的具有较低浓度的半色调区域，背景区域要么被检测为相似图案要么检测不出相似图案。

如上所述，有必要在补充目标像素的像素值时基于包含目标像素的区域的特征使用一种适当的方法。

根据日本专利JP4330164，描述了一种使用图案匹配方法的设备，其中，当目标像素处于半色调区域中时，选择与包含目标像素的目标图案类似的图案，并且在所选择图案中的处于与目标像素对应位置的像素的像素值被用作该目标像素的估算像素值。

在该设备中，确定与接触式图像传感器之间的间隙对应的目标像素是存在于半色调区域还是存在于非半色调区域中，然后，在目标像素被确定为存在于非半色调区域时使用线性插值法生成目标像素的像素值，同时在目标像素被确定为存在于半色调区域时使用图案匹配生成目标像素的像素值。