CN1174605C - 图像输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有由多个芯片构成的图像传感器的图像输入装置，其中用少数几个校正用存储器，可使芯片边界的浓度级差减至可以忽视的程度。对于多个行求出位于相邻图像传感器芯片(3、4)边界处的像素的浓度级差并使之平均化，在用该平均值对每个行校正芯片间浓度级差后，读取图像并于画面上显示。

Description

图像输入装置
                        技术领域
本发明涉及图像输入装置，特别涉及到能有效减少图像扫描器中图像传感器内各芯片间浓度级差的结构。
                        背景技术
传统上，台式等的用于读入较大对象物而需要大型图像传感器的图像扫描器，是将同一规格的许多芯片邻接并列，应用各芯片中的输出信号进行对象物图像的读入。在具有上述结构的图像扫描器中，首先测定各芯片的γ特性，通过在图像输入时将各γ校正值相对于各对应芯片进行校正，而能求得消除各芯片阃制造的偏差的良好图像。
但是在芯片特性因老化而有改变时，每次都需测定γ特性进行校正，而在1块芯片内的γ特性不一的情形下，就会造成芯片边界的浓度级差，从而影响到图像。对于这种情形，目前的结构不能作出相应的解决。此外，为了存储多个芯片的γ校正值，就会有需要在扫描器中设置多个存储器的问题。
既有的图像输入装置在以上的结构中，存在着对许多传感器芯片因老化需要校正γ特性的维护时间和需要许多用于存储γ校正值的存储器的问题，此外，在1块芯片内的γ特性不一的情形下，还有不能与之相应的获得良好图像的问题。
                        发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供不需要对因老化而对传感器芯片的γ特性等进行校正等维护，能对1块芯片内的特性进行校正的图像输入装置。
本发明提供一种图像输入装置，在具有配置多个芯片且形成整体结构的图像读取部的图像输入装置中，其特征在于，于图像读取时顺次计算出由读取敏感度有差别的相邻的由多个读取像素组成的芯片的各个读取的图像信号的浓度级差，将由上述相邻芯片分别读取的上述图像信号进行校正来校正上述图像信号的浓度级差，其中只对于前述多个芯片之中作为基准的一个芯片保持γ校正值，而对于上述作为基准的芯片及其他芯片则用所述γ校正值对前述图像信号进行校正；其中对于用上述γ校正值进行上述图像信号校正的图像数据，计算出上述相邻芯片间图像信号的浓度级差，对于上述基准芯片以外的芯片一律加上所述浓度级差。
如上所述，根据本发明的图像输入装置，在具有将许多芯片按整体配置而构成的图像读取部的图像输入装置中，在图像读取时顺次计算出从读取敏感度有差异的相邻结合的由许多读取像素组成的芯片各读取的图像信号的浓度级差，校正上述相邻的芯片的各读取的上述图像信号，从而校正上述图像信号的浓度级差，通过这种校正，对于因老化和因1个芯片γ特性相异而引起的芯片边界的浓度级差，能够有效地让使用者丝毫都不会意识到和注意到。
根据本发明的图像输入装置，只对于上述芯片之中作为基准的一个芯片保持γ校正值。而对于上述作基准的芯片以及其他芯片能用上述γ校正值进行上述图像信号的校正，由此可以只保持作为基准的一个芯片的γ校正值，能够有效地节约必要的存储器。
根据本发明的图像输入装置，对于应用上述γ校正值进行上述图像信号校正的图像数据，计算出上述相邻结合的芯片间的图像信号的浓度级差，对上述基准芯片以外的芯片一律加上前述浓度级差，由此具有通过简单的运算来降低芯片间浓度级差的效果。
根据本发明的图像输入装置，相对于应用上述γ校正值进行上述图像信号校正的图像数据，计算出上述相邻结合的芯片间的图像信号的浓度级差，对上述基准芯片以外的芯片，从该芯片端面相对各像素逐级地加上前述浓度级差，这样即使是在相邻芯片间存在的像素之间有大的校正值差，而且在同一芯片内γ特性变化大的情形也不进行过度的校正，由此便能够有效地进行自然的γ特性的校正。
根据本发明的图像输入装置，前述浓度级差计算装置以及上述图像信号浓度级差计算，能把上述芯片边界的图像数据的差分作为该图像信号的浓度级差，因而能有效地消除芯片边界的浓度级差。
根据本发明的图像输入装置，上述图像信号浓度级差的计算是把数行部分的芯片边界的图像数据的差分平均值作为该图像信号的浓度级差，因而能进行更平稳的浓度级差的校正，为此能期望获得良好的读取图像。
根据本发明的图像输入装置，在上述图像信号浓度级差的计算中，于计算出数行部分的芯片边界图像数据的差分情形下，当该差分超过某个阈值时将此差分值从上述平均值的计算中去除，由此能有效地减小因异常值造成平均值的误差。
根据本发明的图像输入装置，当比较上述计算出的浓度级差与预定的阈值而计算出的浓度级差比上述阈值大的情形，由于设有修正浓度级差的浓度修正装置，就能提供不把错误算出的浓度级差用于芯片间的特性校正的、可靠性高的图像输入装置。
再有，根据本发明的图像输入装置，由于是在进行主扫描前的预备扫描时计算出上述浓度级差。而将此浓度级差用于主扫描时图像信号的校正，故能使主扫描时的处理高速化。
                     附图说明
图1示明本发明实施形式1的图像输入装置的结构。
图2示明此图像输入装置的浓度级差计算方法。
图3示明由上述图像输入装置取浓度级差的平均而一律加到芯片上时的方法。
图4示明由上述图像输入装置取浓度极差的平均而逐渐地加到芯片上时的方法。
图5示明本发明实施形式2的图像输入装置的结构。
                   具体实施方式
实施形式1
下面说明本发明的实施形式1的图像输入装置。
图1是本发明实施形式1的图像输入(读取)装置的结构图。图中1为图像扫描器；11为进行浓度级差校正处理的个人计算机(PC)，用于实现浓度级差计算装置与浓度级差校正装置。12为用于显示读取图像的显示装置(CRT)。
构成上述图像扫描器1的图像传感器2由沿着与扫描方向正交的方向平行配置的芯片3与芯片4构成，而放大器5与6则分别使芯片3、4的输入放大。
上述放大器5与6的输出经后级的ADC(模拟数字变换器)7变换为数字数据。阴影校正部8对于变换成数字的数据用RAM10的阴影校正系数进行阴影校正，再由γ校正部9应用RAM10的γ系数进行γ校正。
然后将数据传送给PC11，于PC11中进行浓度级差校正后，由CRT12显示读入的图像数据。
下面用图1～4说明本实施形式1的图像输入装置。
首先以芯片3与芯片4中之一的芯片为基准，将此芯片的γ校值存入RAM10。例如在以芯片3为基准时将芯片3的γ校正值存储于RAM10中，由γ校正部9对芯片3与芯片4两者使用RAM10中存储的芯片3的γ校正值进行γ校正。
然后根据芯片3与芯片4中进行γ校正后的边界的图像数据计算出浓度差。在图2(a)中，芯片3并行地设有从P1到P322共322个像素，而相邻的芯片4并行进地设有从P323到P644共322个像素，总共平均地设有合计644个像素。上述芯片3与芯片4的边界像素是P322与P323，芯片3与芯片4的浓度级差S可由下式(1)式出。
S＝P322-P323                              (1)
再把由上式计算出的浓度级差S如图2(b)所示，对于像素P323到像素P644一律按式(2)所示进行加法运算，能够获得芯片间可以忽视的浓度级差。
P323′＝P323+S
P324′＝P324+S
                                                    (2)
P644′＝P644+S
在只由读取的像素P322与P323计算浓度级差时，由于噪声的影响，有时就不能算出正确的浓度级差。此外，由于P322与P323是作为个别对象设置的，在物理读取位置中会有偏差，可能会把原稿中原来存在的浓度级差作为芯片间的浓度级差算出。
为此，通过副扫描由若干行算出浓度级差并取其平均值，可以减少计算结果的误差。在图3(a)中，例如设希望求出平均值的行数为n，由上式(1)算出各行L1～Ln各自的浓度级差S1～Sn，由此结果能通过下式(3)计算出平均值
m1＝(S1+S2...Sn)/n                              (3)
然后将作为求得的结果的平均值m1如图3(b)所示，对于从像素P322到像素P644一律作加法运算。再对下一行L2，如图3(c)所示，算出从L2到Ln+1的浓度级差的平均值m2，将作为所得结果的平均值m2如图3(d)所示，对于像素P322到像素P644一律进行加法运算。这样，也可对于所有的行求出从相应的行开始的n个行的浓度级差的平均值，将此平均值加到该相应行的浓度值上。
在此，对于由于行而产生极端的浓度级差时，通过使浓度级值的平均值与预定值比较等，可以在计算出浓度级差的平均值时不进行加法而能进一步提高浓度级差校正的精度。
此外，作为为了校正浓度级差而将浓度级差加到一个芯片的其他加法，还有对整个芯片4的多个像素部分的各个进行逐级加法运算的方法。作为例子，用图4说明设芯片4为10个像素按10个像素逐级作加法运算的方法。
与前述情形相同，计算出平均值m，将此平均值m从像素P323到像素P322，逐级地减少值(校正量)进行加法运算。通过这种方法进行校正，例如即使在相邻芯片间附近的像素有很大的γ特性差，同一芯片内的γ特性变化不少，而稍远处的像素应校正值比芯片间存在的像素小时，也可以不作过度的校正而进行有自然感的逐级校正处理。将这种情形用式子表示则成为在从像素P323到像素P332的10个像素中分别为下式(4)所示的情形。
P323′＝P323+(m/10)*10
P324′＝ρ324+(m/10)9
                                                 (4)
P332′＝P332+(m/10)*1
如上所述，为了计算浓度级差的平均值，需要将为了计算出平均值而必要的延迟的n行部分为对象进行行校正处理，当进行这种处理后，此最后的n行部分只用于求出平均值，而不能求出该对应行的浓度级差的平均值。于是可以将最后n行的数据即使是读取了也予以舍弃，或是对最后的n行加上与进行处理前最后算出的平均值m相同的值，或是进行使取平均值的行数作逐级减少的处理。
另外，与上述方法相反，若把最初n行部分的平均值m加到Ln上，则不能算出最初n行的浓度级差的平均值。于是，最初n行部分的数据被舍弃，而相对于最初n行的各行加上与最初作为浓度阶差的平均值所算出的平均值m相同的值；或者也能将取平均值的行数逐级增加直到行n。
在采用具有进行上述浓度级差校正处理结构的图像处理装置，在将所读取的图像实时地显示于画面上的情形下，若是从完成了上述浓度级差校正处理的行起顺次显示数据，则可以在使用者并未意识到浓度级差校正处理的情况下读取图像。
即使是在图像显示的情形下，也如以上所述，在舍去最初几行部分的情形不显示最初几行部分，相反，在舍去最后几行部分的情形则不显示最后的几行部分。
在上述处理下，使用者不需要用于浓度级差校正的维护，能以少数存储器存储芯片间不显著的浓度级差。
这样，根据本实施形式，将邻接的图像传感器的芯片3、4位于相邻处的图像浓度级差按多行求出，将其值平均化，应用得到的各平均值对每行校正芯片间的浓度级差后，读取图像，由此可以仅仅设置只保持作为浓度级差校正基准的1个芯片程度的γ校正值的存储器，抑制存储器的扩大。此外，使用者可以省时省力地不论老化程度如何而经常性地校正芯片间的浓度级差，而且也能校正1个芯片内γ特性的偏差，由此可以获得良好的读取结果。
对于基准芯片以外的芯片，可以根据相邻的像素数使校正值逐级变化来更自然地校正浓度级差。
实施形式2
下面说明本发明实施形式2的图像输入装置。
图5是本实施形式2的图像输入装置的结构图。图中11a为除用作浓度级差计算装置与浓度级差校正装置外，还用来实现浓度级差修正装置的个人计算机(PC)。
下面说明有关操作。这里的基本操作与实施形式1相同，但在式(3)中，在计算出浓度级差的平均值后，在具有浓度级差修正装置的PC11a中，进行计算出的浓度级差是否超过预定值的判定，在超过预定值时，当判定这一值是误算的值或是为其他原因所致的结果时，对校正量用适当的值进行修正。
作为误算的原因，第一能考虑的是，当计算出的浓度级差是原件中原来存在的浓度级差时，这时将浓度级差修正为零，不进行校正。
第二能考虑的是，当计算出的浓度级差是起因于噪声等影响时，这时将浓度级差修正为与规定值相同的值，防止由此外的值进行校正而使图像恶化。此外，增加用于计算出平均值的行数来重新计算以减少计算结果的误差，可以防止图像恶化。
通过进行以上的处理，对于因错误计算产生的浓度级差可以防止进行不必要的校正而导致图像劣化。
实施形式3
下面说明本发明实施形式3的图像输入装置。
本实施形式是在读取开始时用计算出的浓度级差对读取开始后读取的以后的图像信号进行校正。
这就是说，各芯片中特性的不同在读取操作中不会变化，因而可以在读取开始时算出各芯片浓度级差后，由此值对以后读取的图像信号进行校正。
这样，通过应用读取开始时计算出的浓度级差来校正以后读取处理时的图像信号，与对读取的每个行实时计算浓度级差从而进行图像信号校正的方法相比，可以提高处理速度。
实施形式4
下面说明本发明实施形式4的图像输入装置。
本实施形式是以在读取数据之前与实际读取相比减小分辨率，进行高速读入处理的所谓预扫描处理为前提。这种预扫描处理是在实际读取图像之前进行通常的用于决定图像数据读取范围的周知的一种处理。在具有这种预扫描功能的图像输入装置中，通过在预扫描时首先计算出浓度级差，而可以期望能提高相应扫描时的处理速度。
在预扫描中自然不是象相应扫描中那样读取全部图像数据，而是间歇地读取图像数据，将预扫描时计算出的各行的浓度级差的平均值计算出来，只用此值在相应扫描时进行校正。
此外，将预扫描时计算出的各行的浓度级差保存于存储装置(这里为PC11或PC11a)中，而在相应扫描中由此保存的各行浓度级差进行校正。这时，由于保存的浓度级差是与预扫描间歇读取的图像数据所对应的结果。因而所计算出的浓度间差本身也成为间歇状态。于是在没有数据的部分即图像数据的间歇的区域(实际是以行为单位)中，能参照前一行的数据进行校正。
这样，根据本实施形式，先计算出预扫描时芯片间的浓度级差，将其用于相应扫描中，可以使进行相应扫描时的处理速度高速化。
本发明通过简单的运算来降低图像扫描中图像传感器间的浓度级差，提供不需使用者费时费力地进行图像传感器芯片因老化所需的维护处理和不必用于进行γ校正的众多存储器的图像扫描器。

Claims (22)

1.一种图像输入装置，在具有配置多个芯片且形成整体结构的图像读取部的图像输入装置中，其特征在于，
于图像读取时顺次计算出由读取敏感度有差别的相邻的由多个读取像素组成的芯片的各个读取的图像信号的浓度级差，
将由上述相邻芯片分别读取的上述图像信号进行校正来校正上述图像信号的浓度级差，
其中只对于前述多个芯片之中作为基准的一个芯片保持γ校正值，而对于上述作为基准的芯片及其他芯片则用所述γ校正值对前述图像信号进行校正；
其中对于用上述γ校正值进行上述图像信号校正的图像数据，计算出上述相邻芯片间图像信号的浓度级差，对于上述基准芯片以外的芯片一律加上所述浓度级差。
2.权利要求1所述的图像输入装置，其特征在于，其中对于应用上述γ校正值进行上述图像信号校正的图像数据，计算出上述相邻芯片间图像信号的浓度级差，对于上述基准芯片以外的芯片，从该芯片端面对各个像素逐级地加上前述浓度级差。
3.权利要求1或2所述的图像输入装置，其特征在于，其中在计算出上述图像信号的浓度级差时是将上述芯片边界的图像数据的差分作为该图像信号的浓度级差。
4.权利要求3所述的图像输入装置，其特征在于，其中在计算上述图像信号的浓度级差时是将数行部分的芯片边界的图像数据的差分平均值作为该图像信号的浓度级差。
5.权利要求4所述的图像输入装置，其特征在于，在计算上述图像信号的浓度级差时，在计算数行部分的芯片边界图像数据差分平均值的情形下，当该差分超过某个阈值时，从上述平均值的计算中去除该差分值。
6.权利要求4所述的图像输入装置，其特征在于，在计算所述图像信号的浓度级差时，从实际的读取开始，延迟在计算上述图像信号的浓度级差平均值时所必要的行数部分，再开始计算上述图像信号的浓度级差。
7.权利要求6所述的图像输入装置，其特征在于，其中将上述计算出的浓度级差从已读取图像数据最初的行开始作加法计算，而在最后的浓度级差计算中延迟的行数部分则不作处理。
8.权利要求7所述的图像输入装置，其特征在于，其中将上述计算出的浓度级差从已读取图像数据最初的行开始作加法计算，而在最后的浓度级差计算中延迟的行数部分由最后计算出的浓度级差进行加法计算。
9.权利要求7所述的图像输入装置，其特征在于，其中将上述计算出的浓度级差从上述已读取图像数据的延迟了在浓度级差计算中必要的行数部分后的行开始进行加法计算，而对最初开始延迟的行数部分则不作处理。
10.权利要求7所述的图像输入装置，其特征在于，其中将上述计算出的浓度级差对上述已读取图像数据的延迟了在浓度级差计算中必要的行数部分后的行进行加法计算，而对最初开始延迟的行数部分则加上最初计算出的浓度级差。
11.权利要求1或2所述的图像输入装置，其特征在于，其中在进行输入图像的实时画面显示时，从由对上述芯片间浓度级差进行了加法计算的行开始进行画面显示。
12.权利要求11所述的图像输入装置，其特征在于，其中将上述计算出的浓度级差从上述已读取的最初的行开始进行加法计算，而在最后的数行部分不作处理的情形，从最初的行开始显示于画面上，而不作处理的最后的数行部分则不在画面上显示。
13.权利要求11所述的图像输入装置，其特征在于，其中对于将上述计算出的浓度级差从由延迟数行部分后的行开始进行加法计算时，从此数行延迟的行起到最后的行被显示于画面上。
14.权利要求1所述的图像输入装置，其特征在于，其中设有浓度级差修正装置，用于将上述计算出的浓度级差与预定阈值进行比较，当计算出的浓度级差比此阈值大时，对此计算出的浓度级差进行修正。
15.权利要求14所述的图像输入装置，其特征在于，其中在使上述浓度级差修正装置在所述浓度级差大于前述阈值时，以浓度级差为0，修正上述计算出的浓度级差从而不进行上述图像信号浓度级差的校正。
16.权利要求14所述的图像输入装置，其特征在于，上述浓度级差修正装置，在上述浓度级差比上述阈值还大时，保持预定值，从而使浓度级差不比上述阈值大。
17.权利要求14所述的图像输入装置，其特征在于，上述浓度级差修正装置在上述浓度级差大于上述阈值时，增加用于计算浓度级差的芯片像素的行数来进行计算。
18.权利要求1所述的图像输入装置，其特征在于，其中应用读取开始时计算出的图像信号的浓度级差，以校正读取开始后被读取的上述图像信号的浓度级差。
19.权利要求1所述的图像输入装置，其特征在于，进行读取前，间歇地进行读取区域的预备读取，应用此预备读取中计算出的浓度级差来校正所述图像信号的浓度级差。
20.权利要求19所述的图像输入装置，其特征在于，其中上述预备读取中计算出的浓度级差由预备读取中求得的全部图像数据的平均值计算出。
21.权利要求19所述的图像输入装置，其特征在于，其中将前述预备读取中计算出的浓度级差存储起来，应用此存储的浓度级差来校正所述图像信号的浓度级差。
22.权利要求19所述的图像输入装置，其特征在于，其中于进行上述预备读取时，对于未作为读取对象的间歇区域的浓度级差采用紧邻该区域之前读取的区域的浓度级差，来校正所述图像信号的浓度级差。
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