JP2001251506A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 白色基準原稿に汚れ等が存在していても、適
正なシェーディング補正データを短時間で生成できる画
像読取装置を提供する。 【解決手段】 画像読取装置は、原稿画像を読取るライ
ンイメージセンサ２と、画像データにシェーディング補
正を施すシェーディング補正部２０と、シェーディング
補正に使用する補正データを記憶するラインメモリ７
と、白色基準原稿１の第１ラインを読み取ってラインデ
ータＬ1nを記憶するラインメモリＡと、第１ラインとは
異なる位置の第２ラインを読み取ってラインデータＬ2n
を記憶するラインメモリＢと、ラインデータＬ1nとライ
ンデータＬ2nとの差分ｄ1nを算出して、差分ｄ1nの絶対
値が所定の最大誤差Ｄmax 以下となる画素ではデータＬ
1n，Ｌ2nの平均値を計算して補正データＳn とし、差分
ｄ1nの絶対値が最大誤差Ｄmaxより大きい画素では、当
該画素の前方に位置する補正データＳn-8 に近い方のラ
インデータを補正データＳn とし、該補正データをライ
ンメモリ７に格納する補正データ処理部１２などで構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装置
やスキャナ装置、デジタル複写機等に適用可能な画像読
取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一次元イメージセンサを用いた画像読取
装置では、光学系の特性、光電変換素子の感度むら、原
稿の照明むらなどに起因して、ライン方向に沿って出力
データのばらつきが生ずるシェーディング現象が発生す
る。こうしたシェーディング現象に対してシェーディン
グ補正を行なうことによって、出力データのばらつきを
解消している。

【０００３】シェーディング補正の手法として、生産ラ
インの調整工程において白色基準原稿を読み取り、各画
素毎の白色基準値を求め、この白色基準値の逆数を計算
して乗算補正値としてメモリ等に格納しておいて、実際
の原稿読取時において読取信号値に乗算補正値を画素毎
に乗算する手法が一般に採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした補正手法にお
いて、白色基準原稿に局部的に汚れていたり、ノイズが
混入すると、誤った白色基準値となるため、適正なシェ
ーディング補正を実施することができない。たとえば読
取分解能が８画素／ｍｍである場合、１２５μｍ程度の
小さい汚れやごみでも悪影響を受ける。

【０００５】この対策として、a)白色基準原稿の読取位
置を変えながら複数ライン分の白色基準値を読み取っ
て、これらの平均値から補正データを求める方法、b)白
色基準値に重畳されたノイズを無視して、複数ライン分
の白色基準値の最大値から補正データを求める方法、等
が知られている。

【０００６】関連する先行技術として、特開昭６０−２
６３５７４号、特開昭６１−１０８２６０号、特開平１
−１３６４６６号、特開平７−１６２６７９号、等があ
る。

【０００７】図６は、白色基準値の一例を示すグラフで
ある。縦軸は白レベルで、横軸は読取ライン方向に沿っ
た画素位置である。汚れがなく全面均一な反射率特性を
示す白色基準原稿を読み取った場合、装置特性に応じた
白レベルのばらつきが現われる。

【０００８】一方、図７に示すように、白色基準原稿に
汚れ（ごみやほこりを含む）が付着している場合、１回
目のスキャンラインが汚れＱＡを通過すると、図８の符
号Ｌ１，Ｌ４に示すように、汚れＱＡに対応した位置で
白色基準値が小さくなる。同様に、２回目のスキャンラ
インが汚れＱＢを通過すると、図８の符号Ｌ２，Ｌ５に
示すように、汚れＱＢに対応した位置で白色基準値が小
さくなる。そこで、１回目の白色基準値と２回目の白色
基準値との単純平均を求めても、図８の符号Ｌ３，Ｌ６
に示すように、汚れＱＡ，ＱＢに対応した２つの位置で
汚れの影響が残ってしまう。

【０００９】こうした汚れの影響を少なくするために、
スキャンラインの数を増やすことが考えられるが、その
分全体のスキャン時間や演算時間が長くなってしまう。
また、スキャンラインの数を増やすと汚れに遭遇する確
率も高くなり、しかも汚れが１箇所でも存在すれば、汚
れの影響は完全には除去できない。

【００１０】本発明の目的は、白色基準原稿に汚れ等が
存在していても、適正なシェーディング補正データを短
時間で生成できる画像読取装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿画像を読
み取って画像データに変換するラインイメージセンサ
と、ラインイメージセンサからの画像データにシェーデ
ィング補正を施すためのシェーディング補正手段と、シ
ェーディング補正に使用する補正データを記憶する補正
メモリとを備える画像読取装置において、白色基準原稿
の第１ラインを読み取って、第１ラインデータを記憶す
る第１ラインメモリと、第１ラインとは異なる位置の第
２ラインを読み取って、第２ラインデータを記憶する第
２ラインメモリと、第１ラインメモリに記憶された第１
ラインデータと第２ラインメモリに記憶された第２ライ
ンデータとの差分を算出して、差分が所定値Ｄ１以下の
画素では第１および第２ラインデータの両方を用いて補
正データを生成し、差分が所定値Ｄ１より大きい画素で
は第１および第２ラインデータのうち所定画素数離れた
画素の補正データに近い方のラインデータを用いて補正
データを生成し、該補正データを補正メモリに格納する
補正データ生成手段とを備えることを特徴とする画像読
取装置である。

【００１２】本発明に従えば、白色基準原稿を読み取っ
てシェーディング補正データを生成する際、第１ライン
データと第２ラインデータとの差分を算出し、所定値Ｄ
１と比較することによって、読取ラインのいずれかに汚
れやごみ等が付着していたか否かが判定可能になり、汚
れやごみ等の影響を受けたデータの使用を排除できる。
さらに、差分が所定値Ｄ１より大きい画素では、所定画
素数離れた画素の補正データに近い方のラインデータを
用いることによって、データの欠落を補間できる。その
結果、適正なシェーディング補正データを短時間で生成
できる。

【００１３】また本発明は、原稿画像を読み取って画像
データに変換するラインイメージセンサと、ラインイメ
ージセンサからの画像データにシェーディング補正を施
すためのシェーディング補正手段と、シェーディング補
正に使用する補正データを記憶する補正メモリとを備え
る画像読取装置において、白色基準原稿の第１ラインを
読み取って、第１ラインデータを記憶する第１ラインメ
モリと、第１ラインとは異なる位置の第２ラインを読み
取って、第２ラインデータを記憶する第２ラインメモリ
と、第１ラインおよび第２ラインとは異なる位置の第３
ラインを読み取って、第３ラインデータを記憶する第３
ラインメモリと、第１ラインメモリに記憶された第１ラ
インデータ、第２ラインメモリに記憶された第２ライン
データおよび第３ラインメモリに記憶された第３ライン
データを画素単位で相互に比較し、より近い方の２つの
ラインデータを用いて補正データを生成し、該補正デー
タを補正メモリに格納する補正データ生成手段とを備え
ることを特徴とする画像読取装置である。

【００１４】本発明に従えば、白色基準原稿を読み取っ
てシェーディング補正データを生成する際、第１ライン
データ、第２ラインデータおよび第３ラインデータを画
素単位で相互に比較することによって、読取ラインのい
ずれかに汚れやごみ等が付着していたか否かが判定可能
になり、さらに、より近い方の２つのラインデータを用
いることによって、汚れやごみ等の影響を受けたデータ
の使用を排除できる。その結果、適正なシェーディング
補正データを短時間で生成できる。

【００１５】また本発明は、２つのラインデータを用い
る場合、両者の平均値を補正データとすることを特徴と
する。

【００１６】本発明に従えば、２つのラインデータの平
均値を補正データとすることによって、ノイズ等に起因
するデータばらつきを平滑化でき、適正なシェーディン
グ補正データが得られる。

【００１７】また本発明は、生成した補正データが所定
値Ｄ２より小さい場合、またはラインデータ間の差分が
所定値Ｄ３より大きい場合、シェーディング補正の異常
を報知するための報知手段を備えることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、生成した補正データが所
定値Ｄ２より小さい場合やラインデータ間の差分が所定
値Ｄ３より大きい場には、白色基準原稿の異常や、ライ
ンイメージセンサおよび信号処理系の異常が発生したと
考えられる。以後、シェーディング補正データの生成処
理を中断して、使用者にシェーディング補正の異常を報
知することで、メンテナンス作業を速やかに開始でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
電気的構成を示すブロック図である。画像読取装置は、
原稿の搬送や位置決めを行なうモータ１０と、原稿画像
を読み取って画像データに変換するラインイメージセン
サ２と、ラインイメージセンサ２からの画像データにシ
ェーディング補正を施すシェーディング補正部２０と、
白色基準原稿１を用いて補正データを生成するための補
正データ処理部１２と、各種の表示を行なうＬＥＤや液
晶パネル等の表示部２１などで構成される。

【００２０】ラインイメージセンサ２は、所定ピッチで
直線状に配置された多数の光電変換素子を有し、原稿搬
送方向に対してほぼ直交する方向に配置される。ライン
イメージセンサ２の出力は、アナログ信号をデジタル信
号に変換するＡＤ変換器（図示略）に入力され、ライン
イメージセンサ２が読み取った画像データはデジタル信
号として処理される。ラインイメージセンサ２の周辺に
は、原稿を照明する光源や原稿からの反射光をラインイ
メージセンサ２に結像する光学系等が設けられる。

【００２１】補正データ処理部１２は、ラインイメージ
センサ２が読み取った画像データを振り分けるスイッチ
１１と、１ライン分の画像データを記憶するラインメモ
リＡ〜Ｃと、ラインメモリＡ〜Ｃに記憶されたラインデ
ータを比較する比較器６と、ラインメモリＡ〜Ｃに記憶
されたラインデータの平均値を選択する平均選択器８
と、シェーディング補正に使用する補正データを記憶す
るシェーディング用ラインメモリ７と、種々の制御や信
号処理を行なうマイコン（マイクロコンピュータ）９な
どで構成される。

【００２２】シェーディング補正部２０は、ラインメモ
リ７に記憶された補正データを用いて、光学系の特性、
光電変換素子の感度むら、原稿の照明むらなどに起因す
るシェーディングを補正する。補正された画像データは
コンピュータ等のホスト装置やファクシミリ通信用のモ
デム等に供給される。

【００２３】図２は、補正データ処理部１２の動作の一
例を示すフローチャートである。まずステップｓ１にお
いて、マイコン９がモータ１０を制御して白色基準原稿
１を１回目のスキャン位置に移動して、次にステップｓ
２においてスイッチ１１をラインメモリＡに切替えた
後、１ライン分の読取りを行なって、白ラインデータを
ラインメモリＡに記憶する。

【００２４】次にステップｓ３において、図７に示すよ
うに、白色基準原稿１を１回目スキャン位置と異なる位
置に移動して、次にステップｓ４においてスイッチ１１
をラインメモリＢに切替えた後、１ライン分の読取りを
行なって、２回目の白ラインデータをラインメモリＢに
記憶する。

【００２５】次にステップｓ５において画素番号を表す
ポインタｎを１に初期化し、次にステップｓ６におい
て、ラインメモリＡに記憶されたラインデータのうちｎ
番目の画素データＬ1nとラインメモリＢに記憶されたラ
インデータのうちｎ番目の画素データＬ2nとの差分ｄ1n
を算出する。

【００２６】次にステップｓ７において、差分ｄ1nの絶
対値と予め定めた最大誤差Ｄmax とを比較する。差分ｄ
1nの絶対値が最大誤差Ｄmax 以下である場合、ステップ
ｓ８に移行して、画素データＬ1n，Ｌ2nの平均値を計算
してｎ番目の補正データＳnとし、次にステップｓ９に
おいて補正データＳn をラインメモリ７に格納する。ス
テップｓ１０では、ポインタｎが１ラインの最大画素番
号Ｎmax に達したか否かを判定し、全画素の処理が終了
いなければステップｓ１１でポインタｎを１つ増加し、
ステップｓ６から次の画素について処理を繰り返す。

【００２７】一方、ステップｓ７において、差分ｄ1nの
絶対値が最大誤差Ｄmax より大きい場合、画素データＬ
1n，Ｌ2nは汚れやごみ等の影響を受けたと推定できるた
め、ステップｓ１２に移行して、ｎ番目の画素から所定
画素数、たとえば８画素だけ前方に位置する（ｎ−８）
番目の画素の補正データＳn-8 と画素データＬ1n，Ｌ2n
との差分Ｘn，Ｙnをそれぞれ算出する。次にステップｓ
１３において差分Ｘn，Ｙnの絶対値を互いに比較して、
｜Ｘn｜が｜Ｙn｜より大きければステップｓ１４に移行
して、画素データＬ2nをｎ番目の補正データＳn とす
る。一方、｜Ｘn｜が｜Ｙn｜以下であるときはステップ
ｓ１５に移行して、画素データＬ1nをｎ番目の補正デー
タＳn とする。次にステップｓ９に移行して、補正デー
タＳn をラインメモリ７に格納する。

【００２８】こうして２つのラインデータのうちｎ番目
の画素データＬ1n，Ｌ2nの差分ｄ1nを算出して、所定の
最大誤差Ｄmax とを比較することによって、画素データ
Ｌ1n，Ｌ2nは汚れやごみ等の影響を受けたか否かを推定
できる。汚れやごみ等の影響を受けた場合は、画素デー
タＬ1n，Ｌ2nのうち、ｎ番目の画素から所定画素数離れ
た画素の補正データＳn-8 に近い方の画素データを用い
ることによって、データの欠落を補間できる。

【００２９】図３は、ラインデータおよび補正データの
一例を示すグラフである。縦軸は白レベルで、横軸は読
取ライン方向に沿った画素位置である。図７と同様に、
白色基準原稿に汚れ（ごみやほこりを含む）が付着して
いる場合、１回目のスキャンラインが汚れＱＡを通過す
ると、図３の符号Ｌ１，Ｌ４に示すように、汚れＱＡに
対応した位置で白色基準値が小さくなる。同様に、２回
目のスキャンラインが汚れＱＢを通過すると、図３の符
号Ｌ２，Ｌ５に示すように、汚れＱＢに対応した位置で
白色基準値が小さくなる。

【００３０】本発明では、汚れＱＡの位置において２回
目スキャンの画素データを使用し、汚れＱＢの位置にお
いて１回目スキャンの画素データを使用し、汚れＱＡ，
ＱＢ以外の位置では両方の平均値を使用しているため、
汚れやごみ等の影響を排除した適正なシェーディング補
正データが得られる。

【００３１】図４は、補正データ処理部１２の動作の他
の例を示すフローチャートである。なお、ステップｓ１
〜ｓ１１は図１と同様であり重複説明を省略する。

【００３２】ステップｓ７において差分ｄ1nの絶対値が
最大誤差Ｄmax より大きい場合、画素データＬ1n，Ｌ2n
は汚れやごみ等の影響を受けたと推定できるため、ステ
ップｓ２２に移行して、図５に示すように、白色基準原
稿１を２回目スキャン位置と異なる位置に移動して、次
にステップｓ２３においてスイッチ１１をラインメモリ
Ｃに切替えた後、１ライン分の読取りを行なって、３回
目の白ラインデータをラインメモリＣに記憶する。

【００３３】次にステップｓ２４において画素番号を表
すポインタｎを１に初期化し、次にステップｓ２５にお
いて、ラインメモリＡに記憶されたラインデータのうち
ｎ番目の画素データＬ1n、ラインメモリＢに記憶された
ラインデータのうちｎ番目の画素データＬ2n、およびラ
インメモリＣに記憶されたラインデータのうちｎ番目の
画素データＬ3nをそれぞれ参照して、画素データＬ1nと
画素データＬ2nとの差分ｄ1n、画素データＬ1nと画素デ
ータＬ3nとの差分ｄ2n、および画素データＬ2nと画素デ
ータＬ3nとの差分ｄ3nをそれぞれ算出する。

【００３４】次にステップｓ２６において差分ｄ1nの絶
対値｜ｄ1n｜と差分ｄ2nの絶対値｜ｄ2n｜とを比較し、
｜ｄ1n｜＞｜ｄ2n｜であればステップｓ２７に移行して
差分ｄ2nの絶対値｜ｄ2n｜と差分ｄ3nの絶対値｜ｄ3n｜
とを比較する。一方、ステップｓ２６で｜ｄ1n｜≦｜ｄ
2n｜であればステップｓ２８に移行して差分ｄ1nの絶対
値｜ｄ1n｜と差分ｄ3nの絶対値｜ｄ3n｜とを比較する。

【００３５】こうして差分ｄ1n，ｄ2n，ｄ3nの絶対値を
相互に比較し、画素データＬ1n，Ｌ2n，Ｌ3nのうち差分
絶対値が最も小さいペアとなる２つの画素データを選定
する。絶対値｜ｄ2n｜が最も小さい場合、ステップｓ２
９に移行して画素データＬ1n，Ｌ3nの平均値を計算して
ｎ番目の補正データＳn とする。絶対値｜ｄ3n｜が最も
小さい場合、ステップｓ３０に移行して画素データＬ2
n，Ｌ3nの平均値を計算してｎ番目の補正データＳn と
する。絶対値｜ｄ1n｜が最も小さい場合、ステップｓ３
１に移行して画素データＬ1n，Ｌ2nの平均値を計算して
ｎ番目の補正データＳn とする。

【００３６】次にステップｓ３２において補正データＳ
n をラインメモリ７に格納した後、ステップｓ３３で
は、ポインタｎが１ラインの最大画素番号Ｎmax に達し
たか否かを判定し、全画素の処理が終了いなければステ
ップｓ３４でポインタｎを１つ増加し、ステップｓ２５
から次の画素について処理を繰り返す。

【００３７】こうして３つのラインデータのうちｎ番目
の画素データＬ1n，Ｌ2n，Ｌ3nを相互に比較することに
よって、読取ラインのいずれかに汚れやごみ等が付着し
ていたか否かが判定可能になる。さらに、差分絶対値が
最も小さいペアとなる２つの画素データを用いることに
よって、汚れやごみ等の影響を受けたデータの使用を排
除できる。

【００３８】すなわち図５に示すように、本発明では、
汚れＱＡの位置において２回目スキャンおよび３回目ス
キャンの画素データを使用して平均値を計算し、汚れＱ
Ｂの位置において１回目スキャンおよび３回目スキャン
の画素データを使用して平均値を計算し、汚れＱＣの位
置において１回目スキャンおよび２回目スキャンの画素
データを使用して平均値を計算しているため、汚れやご
み等の影響を排除した適正なシェーディング補正データ
が得られる。

【００３９】なお、図２および図４のステップｓ９，ｓ
３２において、補正データＳn をラインメモリ７に格納
する前に、補正データＳn が適正か否かを判定する処理
を追加することも可能である。すなわち、生成した補正
データＳn が所定値Ｄ２より小さい場合やラインデータ
間の差分が所定値Ｄ３より大きい場には、白色基準原稿
の異常やラインイメージセンサ２および信号処理系の異
常が発生したと考えられる。このときはシェーディング
補正データの生成処理を中断し、表示部２１に処理中断
メッセージを表示する。これによって使用者はシェーデ
ィング補正の異常を認識でき、回路点検や白色基準原稿
の交換等のメンテナンス作業を速やかに開始できる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、白
色基準原稿を読み取ってシェーディング補正データを生
成する際、第１ラインデータと第２ラインデータとの差
分を算出し、所定値Ｄ１と比較することによって、読取
ラインのいずれかに汚れやごみ等が付着していたか否か
が判定可能になり、汚れやごみ等の影響を受けたデータ
の使用を排除できる。さらに、差分が所定値Ｄ１より大
きい画素では、所定画素数離れた画素の補正データに近
い方のラインデータを用いることによって、データの欠
落を補間できる。

【００４１】また本発明によれば、白色基準原稿を読み
取ってシェーディング補正データを生成する際、第１ラ
インデータ、第２ラインデータおよび第３ラインデータ
を画素単位で相互に比較することによって、読取ライン
のいずれかに汚れやごみ等が付着していたか否かが判定
可能になり、さらに、より近い方の２つのラインデータ
を用いることによって、汚れやごみ等の影響を受けたデ
ータの使用を排除できる。

【００４２】このように位置が異なる複数の読取ライン
からのラインデータを用いることによって、汚れやごみ
等の影響を排除できるため、適正なシェーディング補正
データを短時間で生成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図２】補正データ処理部１２の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図３】ラインデータおよび補正データの一例を示すグ
ラフである。

【図４】補正データ処理部１２の動作の他の例を示すフ
ローチャートである。

【図５】白色基準原稿の読取ラインの位置を示す説明図
である。

【図６】白色基準値の一例を示すグラフである。

【図７】白色基準原稿の読取ラインの位置を示す説明図
である。

【図８】従来のラインデータおよび補正データの一例を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 白色基準原稿 ２ ラインイメージセンサ ６ 比較器 ７ シェーディング用ラインメモリ ８ 平均選択器 ９ マイコン １０ モータ １１ スイッチ １２ 補正データ処理部 ２０ シェーディング補正部 ２１ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA01 AB01 DA04 DB01 DC02 DC07 DC11 5C072 AA01 BA08 DA12 EA04 FB12 RA16 UA03 UA11 UA12 5C077 LL13 MM02 MM27 PP06 PP46 PP47 PQ20 PQ22 PQ24 SS01 SS06 TT06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取って画像データに変換
   するラインイメージセンサと、 ラインイメージセンサからの画像データにシェーディン
   グ補正を施すためのシェーディング補正手段と、 シェーディング補正に使用する補正データを記憶する補
   正メモリとを備える画像読取装置において、 白色基準原稿の第１ラインを読み取って、第１ラインデ
   ータを記憶する第１ラインメモリと、 第１ラインとは異なる位置の第２ラインを読み取って、
   第２ラインデータを記憶する第２ラインメモリと、 第１ラインメモリに記憶された第１ラインデータと第２
   ラインメモリに記憶された第２ラインデータとの差分を
   算出して、差分が所定値Ｄ１以下の画素では第１および
   第２ラインデータの両方を用いて補正データを生成し、
   差分が所定値Ｄ１より大きい画素では第１および第２ラ
   インデータのうち所定画素数離れた画素の補正データに
   近い方のラインデータを用いて補正データを生成し、該
   補正データを補正メモリに格納する補正データ生成手段
   とを備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 原稿画像を読み取って画像データに変換
   するラインイメージセンサと、 ラインイメージセンサからの画像データにシェーディン
   グ補正を施すためのシェーディング補正手段と、 シェーディング補正に使用する補正データを記憶する補
   正メモリとを備える画像読取装置において、 白色基準原稿の第１ラインを読み取って、第１ラインデ
   ータを記憶する第１ラインメモリと、 第１ラインとは異なる位置の第２ラインを読み取って、
   第２ラインデータを記憶する第２ラインメモリと、 第１ラインおよび第２ラインとは異なる位置の第３ライ
   ンを読み取って、第３ラインデータを記憶する第３ライ
   ンメモリと、 第１ラインメモリに記憶された第１ラインデータ、第２
   ラインメモリに記憶された第２ラインデータおよび第３
   ラインメモリに記憶された第３ラインデータを画素単位
   で相互に比較し、より近い方の２つのラインデータを用
   いて補正データを生成し、該補正データを補正メモリに
   格納する補正データ生成手段とを備えることを特徴とす
   る画像読取装置。
3. 【請求項３】 ２つのラインデータを用いる場合、両者
   の平均値を補正データとすることを特徴とする請求項１
   または２記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 生成した補正データが所定値Ｄ２より小
   さい場合、またはラインデータ間の差分が所定値Ｄ３よ
   り大きい場合、シェーディング補正の異常を報知するた
   めの報知手段を備えることを特徴とする請求項１または
   ２記載の画像読取装置。