CN112583993A - 信号校正设备和方法、图像读取设备、图像处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种信号校正设备，包括：校正信号生成器，被配置为生成用于移除叠加在输入信号上的噪声的校正信号；相位调整器，被配置为对由所述校正信号生成器生成的所述校正信号的相位进行移位；减法器，被配置为通过从所述输入信号中减去所述校正信号来生成输出信号以供输出；峰和谷检测器，被配置为检测所述输出信号的峰值和谷值；以及确定器，被配置为根据由所述峰和谷检测器检测到的所述输出信号的峰值和谷值来确定所述相位调整器的相移量。所述确定器从所述减法器输出的所述输出信号的峰值和谷值中检测未校正的噪声，并设置所述相移量，使得所述未校正的噪声减小到最小。

Description

信号校正设备和方法、图像读取设备、图像处理装置
技术领域
本发明涉及信号校正设备、图像读取设备、图像处理设备和信号校正方法。
背景技术
近年来，已经请求各种图像读取设备提高图像质量和处理速度。通常，随着图像读取速率的增加，用于驱动图像传感器或图像处理IC的时钟信号的频率增加，从而增加了意外的电磁辐射。鉴于此，已知扩频时钟生成器(SSCG)，其调制时钟信号的频率以减小意外的辐射强度。
但是，将SSCG应用于图像读取设备会造成图像的电平与调制周期同步地变化，并且图像看起来像波纹或条纹图案的副作用。提供了一种防止图像由于副作用而质量劣化的方法，该方法包括向数字图像信号添加从数字数据生成的校正信号，该校正信号用作时钟信号的调制简档，由此从数字图像信号移除与调制周期叠加和同步的噪声。
例如，公开了一种自动且适当地调整校正信号的极性和幅度以用于适当地校正SSCG噪声的技术(例如，在日本专利No.5444795中)。
但是，这种常规技术调整校正信号的极性和幅度，但是不调整相位。因为这一点，由于信号处理IC的特点引起的延迟会因温度或随时间而改变，这会造成叠加在要校正的信号上的噪声与校正信号之间的相移发生变化。在这种情况下，最初可校正的噪声会变得不再被校正，这会造成图像质量恶化。另外，相位不能容易地被重新调整，因此，可以迫使用户使用图像质量恶化的图像读取设备。
本发明的目的是提供一种信号校正设备，该信号校正设备可以准确地校正信号中的噪声，而不管由于温度的影响或随时间而引起的叠加在信号上的噪声与校正信号之间的相移改变如何。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种信号校正设备包括：校正信号生成器，被配置为生成用于移除叠加在输入信号上的噪声的校正信号；相位调整器，被配置为对由校正信号生成器生成的校正信号的相位进行移位；减法器，被配置为通过从输入信号中减去来自相位调整器的校正信号来生成输出信号以供输出；峰和谷检测器，被配置为检测输出信号的峰值和谷值；以及确定器，被配置为根据由峰和谷检测器检测到的输出信号的峰值和谷值来确定相位调整器的相移量。确定器从减法器的输出信号的峰值和谷值中检测未校正的噪声，并设置相移量，使得未校正的噪声减小到最小。
本发明可以有利地校正叠加在信号上的噪声以适当地进行校正，而不管由于温度的影响或随时间而引起的噪声与校正信号之间的相移改变如何。
附图说明
图1是图示根据第一实施例的图像形成装置的结构的示意性横截面图；
图2是图示图像读取设备的结构的示意图；
图3是图示传感器板中包括的信号处理电路的框图；
图4是图示信号校正设备的功能构造的框图；
图5是图示叠加在输入信号上的噪声与校正信号之间的相位关系中未校正的噪声的示例的图；
图6是图示当根据未校正的噪声调整延迟时的校正结果的示例的图；
图7是图示由延迟单元进行的相位调整的示例的图；
图8是图示延迟确定器的功能配置的框图；
图9A和9B是图示确定改变延迟的示例的图；
图10A和10B是图示确定不改变延迟的示例的图；
图11是图示信号校正设备对校正信号进行相位调整的流程图；
图12是图示信号校正设备进行的校正的影响的图；
图13A和13B是图示延迟设置的变化的图；
图14是图示从与步长的一半对应的相移将延迟改变一个步长的示例的图；
图15是图示根据第二实施例的信号校正设备的功能配置的框图；
图16是图示信号校正设备对校正信号进行相位调整的流程图；
图17是图示由未校正的噪声的少量改变造成的干扰噪声的影响的图；
图18是图示通过校正信号的放大来减少干扰噪声的影响的图；以及
图19是图示根据第三实施例的信号校正设备对校正信号进行相位调整的流程图。
附图旨在描绘本发明的示例性实施例，并且不应当被解释为限制其范围。在各个附图中，完全相同或相似的附图标记表示完全相同或相似的组件。
具体实施方式
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而无意于限制本发明。
如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。
在描述附图中图示的优选实施例时，为了清楚起见，可以采用具体的术语。但是，本专利说明书的公开内容并不旨在限于所选择的具体术语，并且应该理解的是，每个具体元素包括具有相同功能、以相似方式操作并实现相似结果的所有技术等同物。
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
参考附图，下面将详细描述信号校正设备、图像读取设备、图像处理装置、信号校正方法和计算机程序产品的实施例。
第一实施例
图1是图示根据第一实施例的图像形成装置1的结构的示意性横截面图。
图像形成装置1用作图像处理装置，并且是例如包括复印功能、打印机功能、扫描仪功能和传真功能的数字多功能外围设备。图像形成装置1包括图像读取设备或扫描仪2。利用操作单元(图1中未示出)上的应用的切换键，可以在适当的时候在复印功能、打印机功能、扫描仪功能和传真功能之间选择性地切换图像形成装置1。在选择复印功能时将图像形成装置1置于复印模式，在选择扫描仪功能时将其置于扫描仪模式，并且在选择传真模式时将其置于传真功能。
作为示例，将参考图1简要描述在复印模式下的图像形成装置1的图像形成处理。
在复印模式下，自动文档供给器3将一束文档顺序地供给图像读取设备2，并且图像读取设备2从中读取图像信息。写入单元4经由图像处理器(图1中未示出)将读取的图像信息转换成光学信息。打印机单元5用作图像形成单元并且包括感光鼓6。感光鼓6由充电器(图1中未示出)均匀地充电，并且基于来自写入单元4的光学信息而曝光，以在其上形成静电潜像。通过显影设备7将感光鼓6上的静电潜像显影为调色剂图像。然后，将调色剂图像从进纸盒9转印到由输送带8供给的纸张上。转印到纸张上的调色剂图像由定影设备10定影，并被排出到排出纸托盘11上。
图像读取设备2用电荷耦合设备(CCD：线性图像传感器)25(参考图2)从文档读取图像，并将模拟图像信号转换成数字图像信号。
图2是图示图像读取设备2的结构的示意图。图像读取设备2包括接触玻璃12、第一滑架13、第二滑架14、透镜单元15、传感器板16、信号电缆17、图像处理器18和白色参考板19。
文档20被放置在接触玻璃12上。第一滑架13包括用于曝光文档的氙气灯21和第一反射镜22。第二滑架14包括第二反射镜23和第三反射镜24。为了进行扫描，步进马达(图2中未示出)驱动第一滑架13和第二滑架14在副扫描方向A上移动。文档的图像被氙气灯21照射并经由第一反射镜22、第二反射镜23和第三反射镜24传输到透镜单元15。透镜单元15在CCD(CCD线性图像传感器)25上形成供给的文档的图像。
第一实施例的图像读取设备2采用差动镜系统，其中第一滑架13以速度V在文档下方向右移动，而第二滑架14以速度V/2移动以在维持光路长度恒定的同时扫描文档。但是，图像读取设备2不限于此。例如，图像读取设备2可以采用一体地结合有透镜、照明器、反射镜和图像传感器的集成扫描光学单元，并且整个单元进行扫描以读取文档。
传感器板(信号处理电路)16根据由CCD 25读取的原稿图像生成模拟图像信号，并将该模拟信号转换成数字信号。传感器板16包括信号处理电路，该信号处理电路包括CCD25。
图3是图示包括在传感器板16中的信号处理电路的框图。传感器板16包括振荡器26、扩频时钟生成器(SSCG)电路27、定时生成器28、CCD 25、发射极跟随器(EF)电路29、AC耦合电容器30、AFE(信号处理IC)31，以及信号校正设备32。
信号处理电路不限于图3中所示的电路。例如，AFE(信号处理IC)31可以包括SSCG电路27、定时生成器28和信号校正设备32。
振荡器26输出用作参考信号的时钟信号并且包括晶体振荡器。为了对由于电磁干扰(EMI)引起的性能恶化采取对策，SSCG电路27调制由振荡器26输出的时钟信号的频率或扩展频谱。具体而言，SSCG电路27通过在慢循环内的微小范围内操作时钟的频率调制来整体地平坦化EMI频谱。
定时生成器28表示集成电路(IC)，其包括被集成的PLL电路40、定时生成电路41和寄存器单元42，并从经频率调制的时钟信号生成用于驱动CCD25、AFE 31和信号校正设备32的驱动信号的驱动时钟。
PLL电路40将经频率调制的时钟信号乘以期望的频率。定时生成电路41对相乘的时钟信号的频率进行分频以生成CCD驱动信号，并生成用于驱动CCD 25的CCD驱动信号、驱动AFE 31的信号处理IC驱动信号，以及驱动信号校正设备32的驱动信号的驱动时钟。CCD驱动信号输出到CCD 25，信号处理IC驱动信号输出到AFE 31，并且驱动信号输出到信号校正设备32。在PLL电路40中，每个驱动时钟的脉冲宽度和相位均以相乘的时钟为单位可调整。
寄存器单元42存储用于定时生成器28的操作设置以及各种条件。对寄存器单元42的设置是在上电时由外部CPU经由CPU I/F 43作出的。CPU主要结合在图像处理器18中。
CCD 25是光电转换元件，其读取由文档反射的光并将该光转换成电信号，即，模拟图像信号。发射极跟随器电路29在CCD 25和AC耦合电容器30之间执行阻抗匹配。AC耦合电容器30降低偏移电压，使得从CCD 25输出的模拟图像信号的电压落入AFE 31的额定输入电压的范围内。
AFE 31是信号处理IC，其以集成方式包括钳位电路44、采样保持(S/H)电路45、可编程增益放大器(PGA)46、AD转换器(ADC)47、寄存器单元48和黑偏移校正电路(图3中未示出)。AFE 31的重要功能之一是将输入到AFE 31的模拟图像信号转换成数字图像信号。
钳位电路44将输入的模拟图像信号的电平保持在期望的恒定电压电平。采样保持电路45使用作为信号处理IC驱动信号之一的样本脉冲对模拟图像信号进行采样并维持信号电平，以生成连续的模拟图像信号。可编程增益放大器46以给定的放大因子放大模拟图像信号。AD转换器47将模拟图像信号转换成数字图像信号，并将该数字图像信号输出到信号校正设备32。
寄存器单元48存储用于AFE 31的操作设置以及各种条件。寄存器单元48的设置是在上电时由外部CPU经由CPU I/F 49进行的。CPU一般结合在图像处理器18中。黑偏移校正电路将用作图像信号的参考的黑电平设置为期望的输出。
信号校正设备32从AFE 31接收数字图像信号(输入信号)，并且移除叠加在数字图像信号上的噪声。
信号校正设备32由例如控制设备(诸如中央处理单元(CPU))执行存储在存储设备(诸如只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM))中的软件程序来实现。
在诸如CD-ROM、软盘(FD)、CD-R或数字通用盘(DVD)之类的计算机可读记录介质上以可安装或可执行文件格式记录并提供实现第一实施例的信号校正设备32的计算机程序。
实现第一实施例的信号校正设备32的计算机程序可以被存储在连接到诸如互联网之类的网络的计算机中，并且被提供为经由网络下载。可替代地，可以经由诸如互联网之类的网络来提供或分发实现第一实施例的信号校正设备32的计算机程序。可替代地，实现第一实施例的信号校正设备32的计算机程序可以预先被结合在例如ROM中。
可以部分地或全部地不是由软件程序而是由硬件电路系统(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))来实现信号校正设备32。
图4是图示信号校正设备32的功能配置的框图。如图4中所示，信号校正设备32包括校正信号生成器321、减法器322、峰和谷检测器323、用作相位调整器的延迟单元324和用作确定器的延迟确定器325。例如，为CCD(CCD线性图像传感器)25的三种颜色(红色、绿色和蓝色)中的每种颜色提供信号校正设备32。
校正信号生成器321生成用于从输入信号中移除叠加的噪声的校正信号，并且将校正信号输出到延迟单元324。
延迟单元324移动由校正信号生成器321生成的校正信号的相位，以输出到减法器322。减法器322通过从输入信号中减去来自延迟单元324的校正信号来生成输出信号，然后输出该输出信号。
峰和谷检测器323检测输出信号的峰值和谷值，并将该峰值和谷值作为反馈信号输出到延迟确定器325。
延迟确定器325根据由峰和谷检测器323检测到的输出信号的峰值和谷值来确定延迟单元324的延迟，即，相移量。
在信号校正设备32中，校正信号生成器321例如从振荡器26接收参考信号，以基于该参考信号生成校正信号，延迟单元324对生成的校正信号的相位进行移位，并将该校正信号输入到减法器322。信号校正设备32的减法器322然后通过从输入信号中减去校正信号来校正噪声，并且将所得的信号作为输出信号输出。
图5是图示在叠加在输入信号上的噪声与校正信号之间的相位关系中未校正的噪声的示例的图。如图5中所示，在叠加在输入信号上的噪声与校正信号之间的相移造成未校正的噪声残留在输出信号中。
为此，信号校正设备32的峰和谷检测器323检测输出信号的峰值和谷值，并且从检测到的峰值和谷值中检测未校正的噪声。信号校正设备32的延迟确定器325确定用于对校正信号的相位进行移位的延迟，使得未校正的噪声被减小到最小。
图6是图示当根据未校正的噪声调整延迟时的校正结果的示例的图。如图6中所示，信号校正设备32用延迟单元324，根据延迟确定器325确定的延迟来延迟用于相移的校正信号。为了简单解释，图6以三角波形图示了噪声和对应的校正信号。噪声和校正信号可以处于另一个波形中。
将描述延迟单元324的相位调整方法。
图7是图示由延迟单元324进行的示例性相位调整的图。如图7中所示，延迟单元324通过以预定宽度的步长为单位改变延迟以延迟校正信号的相位来调整校正信号的相位。这使得有可能在适当地检查未校正的噪声时调整相位设置，这确保将相位设置为使噪声量最小。这使得能够进行准确的噪声校正。
在先于同相之前在幅度方面调整信号的情况下，幅度调整可能不合适，这会造成校正信号的幅度增加和减少与噪声量的减少之间的关系是非线性的，因此，变化量可能不会落在预期的误差范围内。在幅度调整之前进行相位调整的情况下，将校正信号设置为足以看到由于相位改变引起的噪声量改变的适当幅度。因为这一点，在相位调整时，校正之后的噪声量可以增加，使得变化量可能不会落在预期的误差范围内。
为了解决这种情况，延迟确定器325比较相位设置改变之前与之后的噪声量，从而将未校正的噪声减小到每个相位设置之后的最小值。
图8是图示延迟确定器325的功能配置的框图。如图8中所示，延迟确定器325包括第一存储装置3251、第二存储装置3252和比较器3253。换句话说，延迟确定器325包括用于三种颜色中的每一种的第一存储装置3251和第二存储装置3252。
第一存储装置3251存储将在下面描述的延迟的改变之后的未校正的噪声(第一未校正的噪声)。
第二存储装置3252存储将在下面描述的延迟的改变之前的未校正的噪声(第二未校正的噪声)。
比较器3253将存储在第一存储装置3251中的第一未校正的噪声与存储在第二存储装置3252中的第二未校正的噪声彼此进行比较。换句话说，延迟确定器325针对每种颜色确定是否改变相移量或校正信号的延迟。
在比较器3253确定第一存储装置3251中的第一未校正的噪声较大之后，延迟确定器325确定改变延迟。图9A和9B是图示确定改变延迟的示例的示图。如图9A和9B中所示，存储在第一存储装置3251中的第一未校正的噪声大于存储在第二存储装置3252中的第二未校正的噪声。
同时，在比较器3253确定第二存储装置3252中的第二未校正的噪声较大之后，延迟确定器325确定不改变延迟。图10A和10B是图示确定不改变延迟的示例的图。如图10A和10B中所示，存储在第二存储装置3252中的第二未校正的噪声大于存储在第一存储装置3251中的第一未校正的噪声。
图11是图示信号校正设备32对校正信号进行相位调整的流程图。如图11中所示，在进行初始设置(步骤S1)之后，信号校正设备32使用峰和谷检测器323来检测未校正的噪声(步骤S2)，并将未校正的噪声作为第一未校正的噪声存储在第一存储装置3251中(步骤S3)。
然后，信号校正设备32将第一未校正的噪声从第一存储装置3251传送到第二存储装置3252，并将未校正的噪声设置为第二未校正的噪声(步骤S4)。
然后，信号校正设备32使用延迟单元324将延迟改变一个步长(步骤S5)。
信号校正设备32使用峰和谷检测器323来检测未校正的噪声(步骤S6)，并将未校正的噪声作为第一未校正的噪声存储在第一存储装置3251中(步骤S7)。换句话说，第一未校正的噪声是指延迟改变之后的未校正的噪声。第二未校正的噪声是指延迟改变之前的未校正的噪声。
然后，使用比较器3253，信号校正设备32比较存储在第一存储装置3251中的第一未校正的噪声(延迟改变之后的未校正的噪声)与存储在第二存储装置3252中的第二未校正的噪声(延迟改变之前的未校正的噪声)(步骤S8)。换句话说，在步骤S8处，信号校正设备32确定是否尝试进一步改变延迟。
在比较器3253确定第二存储装置3252中的第二未校正的噪声小于或等于第一未校正的噪声(第一未校正的噪声≥第二未校的正噪声)之后(步骤S8为“否”)，信号校正设备32确定不改变延迟。
在确定不改变延迟之后，信号校正设备32将延迟设置返回到先前设置(步骤S9)，并且使用延迟确定器325将该设置确定为最终延迟设置值(步骤S10)。
同时，在比较器3253确定第一存储装置3251中的第一未校正的噪声较小(第二未校正的噪声＞第一未校正的噪声)之后(步骤S8为“是”)，信号校正设备32确定改变延迟。
在确定改变延迟之后，信号校正设备32返回步骤S4，将第一未校正的噪声从第一存储装置3251传送到第二存储装置3252，并且使用延迟单元324将延迟改变一个步长(步骤S5)。
然后，信号校正设备32使用峰和谷检测器323来检测未校正的噪声(步骤S6)，将未校正的噪声作为第一未校正的噪声存储在第一存储装置3251中(步骤S7)，并且使用比较器3253再次进行比较(步骤S8)。
如上所述，比较相位设置的改变之前和之后第一未校正的噪声与第二未校正的噪声使得在每次相位设置之后有可能将未校正的噪声降低到最小，并且使得能够进行准确的相位调整，而不管幅度调整不当。
图12是图示信号校正设备32进行的校正的影响的图。在包括SSCG电路27的图像读取设备2中，模拟定时生成电路41使用经SSCG调制的时钟信号，因此，图像传感器输出波形的偏移电压电平与时钟信号的SSCG调制同步地变化。在一条主扫描线中，这会造成从具有均匀密度水平的图像读取的图像信号的周期性变化和电平的差异。例如，连同由于叠加在图像信号的波形上的高频噪声而引起的信号电平在非常短的时间内的变化，图像信号的采样点与SSCG调制同步地变化，从而导致由于噪声而引起的以不同信号电平采样一部分图像信号，并导致与上述相同的情况。通过在许多线中变化的重复，如图12的上部图中所示，像素电平的差异看起来是读取的图像中的垂直波纹和/或斜波纹。
同时，如图12的下部图所示，第一实施例的信号校正设备32能够通过例如校正由SSCG导致的一条线中的电平差异来将图像校正为不具有明显的斜波纹的图像。
如上所述，根据第一实施例，信号校正设备32从由校正信号校正的输出信号中检测未校正的噪声，以设置校正信号的延迟，使得将未校正的噪声减小到最小。由此，信号校正设备32可以根据噪声行为自动地将相位调整为适当的设置，并且可以适当地校正来自信号的叠加噪声以进行校正，而不管由于温度的影响或随时间而引起的噪声与校正信号之间的相移改变如何。
在第一实施例中，延迟单元324通过以预定宽度的步长为单位改变延迟来执行相位调整，以使校正信号在相位上延迟。但是，相位调整不限于此。如图7中所示，通过以步长为单位(最小单位)改变延迟来调整大量的相移会导致延长完成调整的时间。
在第一实施例中，特别地，为了校正由于温度的影响或随时间而引起的噪声的相位改变，优选的是在设备上电时或进行某个操作之前立即进行相位调整。
具体而言，在图像读取设备2上电后，控制板运行，并且控制板上的元件开始生成热量。元件的温度受到影响，并因周围环境(诸如季节差异、湿度差异以及设备的安装位置(诸如室内或室外))而异。元件之间的温度差可以改变叠加在图像信号上的噪声的相位的状态。
在通过图像读取设备2进行扫描期间，用于驱动CCD 25的元件和其它元件生成热量。元件在相继扫描期间逐渐升高温度，并在每次扫描后改变温度。对于自动文档供给器(ADF)，特别是在连续扫描中，自动文档进纸器不间断地扫描文档，从而连续驱动元件，从而大大增加了温度。元件中的这种温度改变会造成叠加在图像信号上的噪声的相位的状态的改变。
为了减少不使用时的功耗，近来的图像读取设备2大多在非操作时段期间过渡到节能模式。在节能模式下，图像读取设备2停止不相关的元件的操作以节省功率。图像读取设备2一般从节能模式恢复到待机模式。但是，可以存在如下情况：响应于扫描命令，例如，图像读取设备2在元件的温度在待机状态下达到正常温度之前从节能模式恢复到扫描操作。在那种情况下，每个元件的温度状况可以与上电后的待机状态不同。这会造成叠加在图像信号上的噪声的相位状态的改变。
如上所述，优选的是，第一实施例的信号校正设备32在某个定时校正校正信号，例如，每次图像读取设备上电时、每次图像读取设备执行扫描时，或者每次图像读取设备从节能模式恢复到待机模式时。这使得有可能响应于叠加在图像信号上的噪声的相位的状态的改变而根据该改变来校正校正信号，并准确地校正噪声。另外，响应于由于元件的连续发热而造成的叠加在图像信号上的噪声的相位，信号校正设备32可以根据该改变来校正校正信号，并且可以准确地校正噪声。响应于由于从节能模式恢复到待机模式而由元件中的温度改变造成的叠加在图像信号上的噪声的相位的状态的改变，信号校正设备32可以根据该改变来校正校正信号，并且可以准确地校正噪声。
但是，在每次上电、每次扫描或每次从图像读取设备的节能模式恢复到待机模式时都校正该校正信号会延长设备上电和开始操作所花费的时间，从而降低可用性。
鉴于此，在改变延迟设置时，可以以大于或等于设置值的最小单位(最小设置值)的两倍的步长来移位延迟。图13A和13B是图示延迟设置的变化的图。如图13A中所示，例如，在初始相移值为10的情况下，以一个步长为单位增加延迟设置要求十一次重复改变设置、获取未校正的噪声以及进行比较和确定的处理。同时，如图13B中所示，以五个步长为单位改变延迟设置要求三次重复该处理序列，从而使得有可能显著缩短调整时间。
如上所述将设置值改变某个步长宽度会使得剩余相移最大与步长的一半对应。图14是图示从与步长宽度的一半对应的相移将延迟改变一个步长的示例的图。在图14所示的示例中，由一个步长移位造成的未校正的噪声近似等于移位之前的未校正的噪声，因此未校正的噪声会在最终调整之后保留。为此，优选的是将步长宽度设置为在由剩余相移造成的未校正的噪声的容许范围内的最大设置值或更小。
这使得有可能在将相位调整时间减少到最小的同时在容许水平内校正未校正的噪声。
可替代地，在使步长宽度变窄的同时重复递增和递减延迟使得有可能找到最优的延迟设置。例如，在改变延迟后，通过以5、4、3、2和1的次序逐步缩小步长宽度，可以减少最终未校正的噪声的量。又例如，在确定不改变延迟之后，将步长宽度从5变窄为4，然后将延迟设置回一个步长，并且在再次确定不改变延迟之后，将步长从4变窄为3，然后延迟进一步被设置为一个步长。
与参考图13和14描述的方法相比，这种改变延迟的方法可以延长相位调整时间。因此，优选的是考虑容许的调整时间和预期的调整准确性来选择最有效的方法。
只要输入信号是数字信号，到第一实施例的信号校正设备32的输入信号就可以不同于AD转换器(ADC)47的输出信号。例如，AFE 31可以在AD转换器(ADC)47之后包括数字增益施加单元，其放大数字信号以将施加了数字增益的输出信号输出到信号校正设备32。这使得能够对数字输入信号进行适当的校正。
可替代地，到第一实施例的信号校正设备32的输入信号可以是模拟信号。在输入模拟输入信号的情况下，例如，放大模拟信号的可编程增益放大器(PGA)的输出信号可以用作信号校正设备32的输入信号。信号校正设备32的输入信号可以是PGA的输出信号以外的信号，只要该输入信号是模拟信号即可。例如，在被PGA放大之前的信号可以用作输入信号。这使得能够对输入的模拟信号进行适当的校正。
第二实施例
现在将描述第二实施例。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于，在完成相位调整之后调整幅度。第二实施例将省略与第一实施例相同的特征，并描述与第一实施例不同的特征。
在用从AFE 31输出的数字图像信号(输入信号)上叠加的噪声与校正信号之间的相移对校正信号进行幅度调整之后，校正信号的幅度增加和减小与噪声量减小之间的关系的变为非线性，这会造成与相移量对应的最小量的未校正的噪声。鉴于此，第二实施例在参考图11的第一实施例中描述的相位调整完成之后调整校正信号的幅度。
图15是图示根据第二实施例的信号校正设备32的功能配置的框图。如图15中所示，除了图4中所示的元件之外，信号校正设备32还包括乘法器326以及放大和衰减量确定器327。
乘法器326将来自延迟单元324的校正信号相乘，以进行幅度放大或衰减。
放大和衰减量确定器327确定乘法器326的放大或衰减量。
图15描绘了将延迟单元324的输出输入到乘法器326的示例。但是，只要延迟确定器325和放大以相同的次序进行确定，延迟单元324和乘法器326就可以具有相反的位置关系。
例如，在延迟确定器325确定延迟之后，放大和衰减量确定器327可以确定放大或衰减的量。因此，以这个次序调整相位和幅度使得能够进行更准确的噪声校正。
图16是图示由信号校正设备32调节校正信号的相位的处理的流程图。如图16中所示，信号校正设备32在完成参考图1的第一实施例中描述的相位调整(步骤S21)之后调整幅度的校正信号(步骤S22)。
在步骤S22处，在延迟确定器325确定延迟之后，放大和衰减量确定器327确定校正信号的放大或衰减量。
图17是图示由未校正的噪声的少量改变造成的干扰噪声的影响的图。如图17中所示，在进行相位调整时，由于延迟的改变而引起的未校正的噪声的太小改变会被干扰(诸如叠加在输入信号上的电噪声)掩盖，这会使得适当的调整是不可行的。图17图示了干扰噪声的宽度大于未校正的噪声的改变量的示例。在这种情况下，可能不可能适当地确定延迟的改变之前和之后的未校正的噪声的改变是由延迟的改变还是干扰噪声造成的，这会导致错误校正或过度校正。
图18是图示通过放大校正信号来减小干扰噪声的影响的图。如图18中所示，当改变延迟时，第二实施例的信号校正设备32使用乘法器326将校正信号的幅度放大或衰减到一定幅度，使得由延迟的改变造成的未校正的噪声不会被干扰掩盖。
根据第二实施例，如上所述，在相位调整时将校正信号的幅度设置为一定的量值防止由相位调整造成的噪声量的改变被随机噪声掩盖。由此，信号校正设备32减小由相移造成的未校正的噪声的影响。因此，不管叠加在输入信号上的干扰，信号校正设备32可以检测到由延迟的改变造成的未校正的噪声的改变，并且适当地进行相位调整，以便能够准确地校正噪声。
第三实施例
将描述第三实施例。
第三实施例与第一实施例和第二实施例的不同之处在于，信号校正设备32包括对于CCD(CCD线性图像传感器)25的所有颜色(红色、绿色和蓝色)共用的延迟单元324，并且在确定不改变针对其中一种颜色的延迟之后确定不改变针对其它颜色的延迟。第三实施例将省略与第一实施例和第二实施例相同的特征，并且描述与第一实施例和第二实施例不同的特征。
典型的图像读取设备包括R、G和B的三种颜色的图像传感器，以分别生成三种颜色的图像并且在后续阶段对三种颜色的图像执行图像处理。为此，图像读取设备主要包括用于三种颜色的信号处理单元，诸如PGA 46和ADC47。信号校正设备32也是如此，但是，包括用于三种颜色的信号处理单元的信号校正设备32的电路规模增加，从而增加了成本。
鉴于此，信号校正设备32可以包括对于三种颜色而言共同的处理单元的部分，从而使得有可能避免电路规模和成本的增加。例如，信号校正设备32的延迟单元324可以共同用于三种颜色，以避免成本增加。
例如，在对于三种颜色共用延迟单元324并且针对具有不同相移的三种颜色改变延迟的情况下，会出现未校正的噪声在某种颜色下减少而在另一种颜色下增加的现象。在这种情况下，确定用于每种颜色的延迟将使得不可能找到减少用于所有颜色的未校正的噪声的延迟设置，这造成校正处理变成无限循环。
图19是图示根据第三实施例的信号校正设备32对校正信号进行相位调整的流程图。如图19中所示，第三实施例的信号校正设备32包括对于CCD(CCD线性图像传感器)25的三种颜色(红色、绿色和蓝色)共用的延迟单元324，并且峰和谷检测器323检测每种颜色中未校正的噪声(步骤S12和S16)。
信号校正设备32的比较器3253比较存储在第一存储装置3251中的第一未校正的噪声(延迟改变之后的未校正的噪声)与存储在第二存储装置3252中的第二未校正的噪声(延迟改变之前的未校正的噪声)(步骤S18)。在确定不改变用于其中一种颜色的延迟之后，信号校正设备32的比较器3253确定不改变用于其它颜色的延迟(步骤S18为“否”)。
如上所述，根据第三实施例，信号校正设备32可以分别确定改变或不改变用于CCD(CCD线性图像传感器)25的颜色的延迟，这可以防止校正处理陷入无限循环。
在图19所示的示例中，描述了红色、绿色和蓝色三种颜色的CCD。在使用生成不同颜色的图像的图像传感器的情况下，可以将实施例的延迟确定方法应用于每种对应的颜色。
上述实施例已经描述了将本发明的图像处理设备应用于包括复印功能、打印机功能、扫描仪功能和传真功能中的至少两个功能的多功能外围设备的示例。图像处理设备可应用于任何图像形成装置(诸如复印机、打印机、扫描仪或传真机)。
上述实施例是说明性的，并且不限制本发明。因此，根据以上教导，许多附加的修改和变化是可能的。例如，在本公开和所附权利要求的范围内，本文的不同的说明性和示例性实施例的至少一个元素可以彼此组合或彼此替代。另外，实施例的组件的特征(诸如数量、位置和形状)不限制实施例，因此可以优选地设置。因此，应该理解的是，在所附权利要求的范围内，可以以不同于本文具体描述的方式来实践本发明的公开。
除非具体地识别为执行次序或通过上下文清楚地识别，否则本文描述的方法步骤、处理或操作不应当被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定次序执行。还应该理解的是，可以采用附加或替代步骤。
另外，任何上述装置、设备或单元可以被实现为硬件装置(诸如专用电路或设备)，或者被实现为硬件/软件组合(诸如执行软件程序的处理器)。
另外，如上所述，本发明的上述方法和其它方法中的任何一个都可以以存储在任何种类的存储介质中的计算机程序的形式来实施。存储介质的示例包括但不限于软盘、硬盘、光盘、磁光盘、磁带、非易失性存储器、半导体存储器、只读存储器(ROM)等。
可替代地，本发明的上述方法和其它方法中的任何一个都可以由通过互连常规组件电路的适当网络或者通过与相应编程的一个或多个常规通用微处理器或信号处理器的组合来准备的专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)来实现，。
所描述的实施例的每个功能可以由一个或多个处理电路或电路系统实现。处理电路系统包括编程处理器，因为处理器包括电路系统。处理电路还包括被布置为执行所述功能的设备，诸如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和常规电路组件。

Claims (16)

1.一种信号校正设备，包括：
校正信号生成器，被配置为生成用于移除叠加在输入信号上的噪声的校正信号；
相位调整器，被配置为对由所述校正信号生成器生成的所述校正信号的相位进行移位；
减法器，被配置为通过从所述输入信号中减去来自所述相位调整器的所述校正信号来生成输出信号以供输出；
峰和谷检测器，被配置为检测所述输出信号的峰值和谷值；以及
确定器，被配置为根据由所述峰和谷检测器检测到的所述输出信号的峰值和谷值来确定所述相位调整器的相移量，其中
所述确定器从所述减法器输出的所述输出信号的峰值和谷值中检测未校正的噪声，并设置所述相移量，使得所述未校正的噪声减小到最小。
2.如权利要求1所述的信号校正设备，其中
所述相位调整器以预设宽度的步长为单位改变所述相移量，使得所述校正信号的相位延迟。
3.如权利要求1或2所述的信号校正设备，其中所述确定器包括：
第一存储装置，其存储在所述相移量的所述改变之前从通过所述校正信号校正的所述输出信号中检测到的第一未校正的噪声；
第二存储装置，被配置为存储在所述相移量的所述改变之后从通过所述校正信号校正的所述输出信号中检测到的第二未校正的噪声；以及
比较器，被配置为比较存储在所述第一存储装置中的所述第一未校正的噪声与存储在所述第二存储装置中的所述第二未校正的噪声，其中
所述比较器基于所述比较的结果来确定是否改变所述相移量。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的信号校正设备，其中
在由剩余相移造成的未校正的噪声的容许范围内，将所述相位调整器的预设步长宽度设置为所述相移量的最小设置值的两倍大并且等于或小于最大设置值。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的信号校正设备，还包括：
乘法器，被配置为将所述校正信号的幅度相乘以放大或衰减；
放大和衰减量确定器，被配置为确定所述乘法器的放大或衰减量，其中
所述放大和衰减量确定器在所述确定器确定所述相移量之后确定所述放大或衰减量。
6.如权利要求5所述的信号校正设备，其中
所述乘法器放大用于检测所述未校正的噪声的所述校正信号的幅度，使得由于所述相移量的所述改变而引起的所述未校正的噪声的变化不会被干扰隐藏。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的信号校正设备，其中
所述输入信号是数字信号。
8.如权利要求1至6中的任一项所述的信号校正设备，其中
所述输入信号是模拟信号。
9.一种图像读取设备，包括：
图像传感器，由文档反射的光入射到其上；以及
如权利要求1至8中的任一项所述的信号校正设备，其从所述图像传感器接收输入信号。
10.如权利要求9所述的图像读取设备，其中
所述图像传感器针对要接收的每种颜色的光包括一维排列的多个像素，
所述信号校正设备包括用于每种颜色的光的所述确定器，并且包括所有颜色的光共用的所述相位调整器，以及
所述确定器在确定不改变任何颜色的相移量之后确定不改变所有颜色的相移量。
11.如权利要求9所述的图像读取设备，其中
所述图像传感器针对要接收的每种颜色的光包括一维排列的多个像素，以及
所述信号校正设备包括用于每种颜色的光的所述确定器和所述相位调整器，以及
所述确定器包括用于每种颜色的所述第一存储装置和所述第二存储装置，并且针对每种颜色确定是否改变所述校正信号的所述相移量。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的图像读取设备，其中
所述信号校正设备响应于所述图像读取设备的每次上电而校正所述校正信号。
13.如权利要求9至11中的任一项所述的图像读取设备，其中
所述信号校正设备响应于所述图像读取设备的每次扫描操作而校正所述校正信号。
14.如权利要求9至11中的任一项所述的图像读取设备，其中
每当所述图像读取设备从节能模式恢复到待机模式时，所述信号校正设备校正所述校正信号。
15.一种图像处理装置，包括：
如权利要求9至14中的任一项所述的图像读取设备；以及
图像形成单元。
16.一种将由信号校正设备执行的信号校正方法，该方法包括：
生成用于移除叠加在输入信号上的噪声的校正信号；
对所生成的校正信号的相位进行移位；
通过从所述输入信号中减去所述校正信号来生成输出信号以供输出；
检测所述输出信号的峰值和谷值；以及
根据所检测到的输出信号的峰值和谷值确定相移量，其中
所述确定包括从所述输出信号的峰值和谷值中检测未校正的噪声，并设置所述校正信号的相移量，使得所述未校正的噪声被减小到最小。
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