-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Scannen von
Farbbildern entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.
-
Stand der
Technik
-
Es
wurden Faxgeräte
oder Kopierer oder dergleichen, die Farbtypbilder scannen können, entwickelt,
und der Bedarf hierfür
nimmt in Verbindung mit der weit verbreiteten Anwendung von Hochleistungsfarbdruckern
und Farbdisplays zu.
-
Diese
Arten von Farbbildscannvorrichtungen scannen ein Bild nach den drei
Primärfarben
(RGB: Rot, Grün
und Blau) jeweils mit einem optischen Sensor ab, der drei Zeilensensoren
hat, korrigieren die gescannten Bilddaten mittels dreier Bildverarbeitungsschaltkreise
(ein Bildverarbeitungsschaltkreis ist für die jeweiligen Primärfarbbilddaten
vorgesehen) und erzeugen durch Mischen dieser Bilddaten ein Endfarbbild.
-
Da
es notwendig ist, die drei Bildverarbeitungskreise in einer üblichen
Farbbildscannvorrichtung zum Korrigieren der Bilddaten der drei
primärfarben
(RGB) anzuordnen, die jeweils vom Farbsensor gescannt werden, erhöhen sich
die Herstellungskosten der Vorrichtung.
-
EP-A-0
613 291 und US-A-4 945 405, die den Oberbegriff des Anspruchs bilden,
haben nur einen einzigen Bildverarbeitungskreis, da nur eine Schattierungskorrektur
durchgeführt
wird.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildscannvorrichtung
zu schaffen, die die Herstellungskosten reduzieren kann. Gelöst wird
diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen
Merkmale.
-
Die
Reduzierung der Herstellungskosten wird durch Reduzierung der Anzahl
der Bildverarbeitungskreise erreicht. Bei der vorliegenden Erfindung werden
die Herstellungskosten dadurch reduziert, dass nur ein einziger
Bildverarbeitungskreis vorgesehen ist, wobei die Korrekturdaten,
die in dem einzigen Bildverarbeitungskreis verwendet werden, sequentiell
umgeschaltet werden, wenn eine Reihe von RGB-Daten durch Scannen
erhalten wird.
-
Kurzbeschreibung
der beigefügten
Zeichnungen
-
1 ist
ein Blockschaltbild, das einen Hauptteil der Farbbildscannvorrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Flussdiagramm der grundlegenden Abläufe der in 1 gezeigten
Farbbildscannvorrichtung.
-
3(a) bis 3(d) sind
Unterprogramm-Flussdiagramme, die Details spezieller Vorgänge zeigen,
die jeweils im Flussdiagramm der 2 durchgeführt werden.
-
4(a) und 4(b) zeigen
jeweils die AGC-Korrektur.
-
5 zeigt
die Schattierungskorrektur.
-
6 ist
eine Darstellung, die die Gamma-Korrektur beschreibt.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Es
werden zunächst
die allgemeinen Techniken zur Bilddatenkorrektur, die von einem
Bildverarbeitungsschaltkreis durchgeführt werden, anhand der 4(a) und 4(b) erläutert.
-
Die 4(a) und 4(b) zeigen
die AGC (Automatische Verstärkungssteuerung)-Korrektur. Der Ausgangspegel
eines Analogsignals der von einem Bildsensor gescannten Bilddaten
ist üblicherweise
aufgrund der Charakteristika des speziellen verwendeten Farbsensors
und der Art der Lichtquelle, die verwendet wird, um ein Bild zu
beleuchten, unterschiedlich. Ein A/D-Wandler, der diese Signale
in digitale Signale ändert,
fixiert Bezugsspannungen (eine Weißpegelspannung und eine Schwarzpegelspannung).
Bevor die analogen Signale in den A/D-Wandler gelangen, sollte daher
der Spitzenwert des Analogsignals ermittelt und der ermittelte Wert zur
Anpassung an den maßstäblichen
Wert des A/D-Wandlers korrigiert werden.
-
Zur
Erläuterung
eines Beispiels dieser Verfahren werden zunächst die Weißdaten gescannt
und dann der Ausgangspegel des Endpixels einer Zeile durch Erhöhen der
Verstärkung
(die Verstärkung
ist in 4(a) wie durch den unterbrochenen
Pfeil gezeigt angehoben) auf die Weißpegelspannung (Vwl) ausgerichtet.
Danach wird der Spitzenwert der Ausgangsspannung auf die Weißpegelspannung
(Vwl) durch Steuerung der Verstärkung
(die Verstärkung
ist in 4(b) wie durch den unterbrochenen
Pfeil angegeben abgesenkt) auf die Weißpegelspannung (Vwl) ausgerichtet.
In jeder der 4(a) und 4(b) bezeichnet "Vbl" einen Bezugsweißpegel.
-
5 ist
eine Darstellung zur Erläuterung der
Schattierungskorrektur (der ungleichmäßigen Korrektur).
-
Wie
in der Zeichnung gezeigt, werden die Schattierungsverzerrung und
die HF-Verzerrung
in der Ausgangssignal-Wellenform der Weißdaten in der Hauptabtastrichtung
erzeugt, wenn sie vom Farbsensor gescannt werden. Die Schattierungsverzerrung
wird durch Abnahme des Lichtvolumens auf beiden Seiten der Lichtquelle
und weniger Licht um den Umfang einer Linse, die für den Durchgang
von Licht vorgesehen ist, das von einem Bild reflektiert wird, hervorgerufen.
Das beim Durchgang durch die Linse fokussierte Licht gelangt in
den optischen Sensor. Die HF-Verzerrung wird durch die charakteristische Streuung
der Sensorpixeleinheiten hervorgerufen. Daher ist die Korrektur
dieser Verzerrungen erforderlich. Durch die Korrektur dieser Verzerrungen
werden die Empfindlichkeitsunregelmäßigkeit des Sensors und die
Beleuchtungsunregelmäßigkeit überwunden, und
die Konzentrationswerte der Bilddaten erscheinen gleichmäßig. Die
korrigierten Bilddaten sind durch die flache horizontale unterbrochene
Linie unter der durchgehenden Linie vor Korrektur in 5 angegeben.
-
Bezugnehmend
auf 6 ist ein allgemeiner Aspekt der fotoelektrischen
Umwandlung gezeigt, der durch einen optischen Sensor durchgeführt wird. Die
Beziehung zwischen der Eingangslichtmenge und der Ausgangsspannung
wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: y =
axY + b
- y:
- Ausgangsspannung
- a:
- Sensorempfindlichkeit
- x:
- Eingangslichtmenge
- b:
- Ausgangsspannung bei
Dunkelheit
-
Die
Gamma-Korrektur stellt das Gamma (y) der obigen Gleichung ein. Insbesondere
um die Bilddaten so nahe wie möglich
dem natürlichen
Bild anzunähern,
korrigiert die Gammakorrektur den Wert von Gamma in der obigen Gleichung
(die Gamma-Kennlinie des Sensors) auf die Empfindlichkeitskennlinie
(die logarithmische Kennlinie) des menschlichen Auges (in 6,
Gamma = 1). Entsprechend der Gamma-Korrektur werden die Konzentrationsunterschiede
bezüglich
der dunklen Bilder erhöht,
und die Konzentrationsunterschiede wirken sich bezüglich der
hellen Bilder nicht stark aus. In 6 stellt der
Index "MDK" von "VMDK" "Max Dark" dar und gibt den dunkelsten Ausgangswert
der CCD-Ausgangssignale
an.
-
Es
wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
1 ist
ein Blockschaltbild, das den Hauptteil einer Farbbildscannvorrichtung
(10) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Farbbildscannvorrichtung 10 so
ausgebildet, dass sie nach dem Zeilenfolgeverfahren arbeitet, das
ein Bild für
jede der drei Primärfarben
(RGB) für
jede Zeile abtastet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht
hierauf beschränkt.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung
angewandt werden, die nach dem Seitenfolgeverfahren arbeitet, das
die RGB-Abtastung für
jede Seite ändert.
-
In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 einen optischen CCD-Farbsensor, der
das gleiche Bild für die
drei Primärfarben
RGB für
jede einzelne Abtastzeile dreimal abtastet, 2 bezeichnet
einen Verstärker, der
ein analoges Eingangssignal verstärkt, 3 bezeichnet
einen einzigen Bildverarbeitungsschaltkreis, der die Abtastbilddaten
korrigiert, wenn der CCD-Farbsensor 1 ein Bild abtastet, 4 bezeichnet eine
Speichereinrichtung, die Korrekturdaten speichert, die vom Bildverarbeitungsschaltkreis 3 zur Korrektur
der Bilddaten verwendet werden, die vom CCD-Farbsensor 1 abgetastet
werden, 5 bezeichnet einen Modulumschaltkreis, 6r, 6g und 6b bezeichnet Zeilenspeicher,
die die Bilddaten für
jede Primärfarbe nach
der Korrektur speichern, die jeweils vom Bildverarbeitungsschaltkreis 3 durchgeführt wird,
und 7 bezeichnet einen Farbkorrekturschaltkreis, der die Intensität (Dunkelheit/Helligkeit)
der Farbe auf der Grundlage der Bilddaten, die von jedem Zeilenspeicher 6r, 6g und 6b eingegeben
werden, einstellt und die eingestellte Farbe ausgibt.
-
Der
Bildverarbeitungsschaltkreis 3 ist mit einem AGC-Kreis 31a versehen,
der den Pegel einer Eingangswellenform ändert, sowie einem Klemmkreis 31b,
der den Schwarzpegel des Sensors auf eine Bezugsspannung einstellt.
Diese Kreise 31a und 31b sind zur AGC-Korrektur
vorgesehen. Der Bildverarbeitungsschaltkreis 3 hat auch
einen A/D-Wandler 32, der ein Analogsignal in ein Digitalsignal
umwandelt, einen Schattierungskorrekturkreis 33, der die
Schattierungskorrektur durchführt,
einen Gamma-Korrekturkreis 34, der eine Gamma-Korrektur durchführt, und
einen Zeitsteuergenerator 35, der die Abtastung jedes Primärfarbbildes
durch den CCD-Farbsensor 1 steuert.
-
Außerdem besteht
die Speichereinrichtung 4 aus drei externen Speichern 41 bis 43,
d. h. einem AGC-Korrekturspeicher 41, einem Schattierungskorrekturspeicher 42 und
einem Gamma-Korrekturspeicher 43. Jeder der Korrekturspeicher 41 bis 43 hat drei
Module, d. h. die Module B1r, B1g und B1b im AGC-Korrekturspeicher 41,
die Module B2r, B2g, B2b im Schattierungskorrekturkreis, und die
Module B3r, B3g und B3b im Gamma-Korrekturkreis 43. Daher
werden die Daten für
die drei Primärfarbbilddaten (die
R-Bilddaten, G-Bilddaten und B-Bilddaten) für die drei Korrekturarten (AGC-Korrektur,
Schattierungs-Korrektur und Gamma-Korrektur) in neun Modulen separat
bzw. individuell gespeichert.
-
Jeder
Korrekturschaltkreis 31, 33 und 34 kann
auf den zugehörigen
Korrekturspeicher 41, 42 und 43, gesteuert
(sequentielle Umschaltung) durch den Modulumschaltkreis 5,
zugreifen, und jeder Korrekturschaltkreis führt die Bearbeitung auf der
Grundlage der erfassten Korrekturdaten durch.
-
Insbesondere
wenn der CCD-Farbsensor 1 vom Zeitsteuergenerator 35 so
gesteuert wird, dass er die Abtastung von R (rot) durchführt, erlaubt
es der Modulumschalt (oder -wähl)kreis 5 den
Korrekturschaltkreisen 31, 33 und 34,
auf die R-Speichermodule B1r, B2r und B3r jeweils in den drei Korrekturspeichern 41, 42 und 43 zuzugreifen,
wenn er zur Abtastung von G (grün)
gesteuert wird, werden die G-Speichermodule B1g, B2g und B3g gewählt, und wenn
er zur Abtastung von B (blau) gesteuert wird, können die B-Speichermodule B1b,
B2b und B3b ihre Korrekturdaten jeweils den zugehörigen Korrekturschaltkreisen 31, 33 und 34 zuführen.
-
Da
ein entsprechendes Modul durch diese Modulumschaltung sequentiell
gewählt
wird, kann jeder Korrekturkreis 31, 33 und 34 des
Bildbearbeitungsschaltkreises 3 auf den gleichen Speicher
(die gleiche Adresse) Zugriff nehmen, um die gewünschten Daten für die Korrektur
der jeweiligen RGB-Bilddaten zu erfassen. Dies bedeutet, dass das
wiederholte Überschreiben
von Korrekturdaten in jedem Korrekturspeicher 41, 42 und 43 (bzw.
das Zuführen neuer
Korrekturdaten jedes Mal, wenn eine Korrektur beendet wird) unnötig ist.
Somit wird eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung realisiert.
-
Nachfolgend
werden die grundlegenden Abläufe
der Farbbildscannvorrichtung 10 anhand der 2 bis 3(d) beschrieben.
-
2 ist
ein Flussdiagramm, das die Gesamtabläufe der Farbbildabtastvorrichtung 10 zeigt, und 3(a) bis 3(d) zeigen
Flussdiagramme spezieller Abläufe
jeweils in 2.
-
Die
Bildabtastvorgänge
starten mit dem Speichern der Korrekturdaten in jedem Speichermodul
B1r, B1g, B1b, B2r, B2g, B2b, B3r, B3g und B3b. Nach dem Speichern
der Korrekturdaten beginnt das Abtasten jeder Zeile. Bei der gezeigten
Ausführungsform
wird die Erneuerung der Korrekturdaten für jede Seite (Schritte 100
bis 111 in 2) durchgeführt, jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. kann die Korrekturdatenerneuerung insgesamt durchgeführt werden.
-
Bezugnehmend
auf 3(a) ist der Gamma-Korrekturdaten-Schreibvorgang
(Schritt 104 in 2) im Einzelnen dargestellt.
Die Korrekturdaten für
den vorbestimmten Gamma-Wert werden in jeden Speicher B3r, B3g und
B3b jeweils für
die RGB-Bilddaten geschrieben und gespeichert, während selektiv eine spezielle
Adresse des Gamma-Korrekturspeichers 43 (d. h. die Adresse
des Speichermoduls B3r, B3g oder B3b) durch Modulwechsel (bzw. Modulumschaltung)
bezeichnet wird (Schritte 201–206).
-
Bezugnehmend
auf 3(b) ist der AGC-Korrekturdaten-Generierungsvorgang
(Schritt 105 in 2) dargestellt. Der AGC-Vorgang
(4) wird jeweils für die RGB-Bilddaten durchgeführt und die
Korrekturdaten wie der gesteuerte Verstärkungswert oder dergleichen
werden in jedem Speichermodul B1r, B1g und B1b jeweils für die RGB-Bilddaten geschrieben
und gespeichert, während
sequentiell eine spezielle Adresse des AGC-Korrekturspeichers 41 (d.
h. die Adresse des Speichermoduls B1r, B1g oder B1b) durch eine
Modulumschalttechnik (Schritte 211–219) bezeichnet wird.
-
3(c) erläutert
die Einzelheiten der Schattierungskorrekturdaten-Generierungsverarbeitung (Schritt 106 in 2).
Die Schattierungskorrektur (5) wird
jeweils für
die RGB-Bilddaten durchgeführt,
und die Korrekturdaten bezüglich
der Pixelposition, wo die Verzerrung hervorgerufen wird, die ideale
Wellenform und dergleichen werden in jedem Speichermodul B2r, B2g
und B2b für
die Bilddaten jeder Primärfarbe
geschrieben und gespeichert, während
sequentiell die entsprechende Adresse des Schattierungskorrekturspeichers 42 (d.
h. die Adresse jedes Speichermoduls B2r, B2g und B2b) durch Modulumschaltung
(Schritte 221–229)
bezeichnet wird.
-
Bezugnehmend
auf 3(d) ist die Einzeilen-Abtastbearbeitung
(Schritt 107 in 2) dargestellt. Jeder Korrekturschaltkreis 31, 33 und 34 korrigiert
jeweils das Ausgangssignal der abgetasteten RGB-Daten durch sequentiellen
Zugriff auf den zugehörigen
Korrekturspeicher 41, 42 und 43, während in einer
bestimmten Reihenfolge eine Adresse für jeden Speicher 41, 42 und 43 (d.
h. die Adresse des R-Speichermoduls B1r, B2r oder B3r oder die Adresse
des G-Speichermoduls B1g, B2g oder B3g oder die Adresse des B-Speichermoduls
B1b, B2b oder B3b) durch Modulumschaltung gewählt wird. Die Bilddaten nach
Korrektur werden jeweils den Zeilenspeichern 6r, 6g und 6b (1)
zugeführt.
-
Dann
wird die Einstellung von Dunkelheit/Helligkeit der Farbe vom Farbkorrekturkreis 7 (1)
auf der Grundlage der jeweiligen RGB-Bilddaten durchgeführt.
-
Danach
können,
wenn die Farbbildscannvorrichtung 10 ein Faxgerät ist, die
Abläufe
zur Faxübertragungsverarbeitung übergehen.
Wenn es sich um einen Farbkopierer handelt, können die Vorgänge auf das
Ausdrucken auf Aufzeichnungspapier übergehen.