JP2002044440A - シェーディング補正方法およびこれを用いる画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェーディング補正方法において、画像入力
デバイスへの入力レベルにかかわらず、画像むらを精度
良く補正する。 【解決手段】 画像入力デバイスの複数の画素部毎に入
力値と出力値との相関をあらわす入力−出力特性データ
と、均一光を入力したときに全画素部からの出力値を略
等しくする第一の補正係数との両者を用いて、画像入力
デバイスの各画素部からの出力値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルフォトプ
リンタに用いられるラインセンサなどの画像入力デバイ
スで読み取った、デジタル画像の出力むらを補正するシ
ェーディング補正方法、および、これを用いてシェーデ
ィング補正処理を行う画像処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device
）素子などの固体撮像素子を備えた画像入力装置にお
いて、光電的に読み取られたデジタル画像を処理する際
に、光源の照度むらや、光学入力系の感度ばらつきに起
因した画像の出力むらを生じることが知られている。

【０００３】例えば、原稿の画像を読み取るスキャナな
どの画像読取装置において、所定濃度の基準画像を読み
取った場合、読み取り光の反射や拡散状態、または、撮
像素子の固体差などに起因して各読取画素の出力値がば
らつき、出力画像のむら、すなわちシェーディングを生
じるという問題点があった。

【０００４】図１０に、画素部をＣＣＤ素子により構成
したラインセンサの感光面に、一定強度の均一光を入射
した場合の、各画素部を構成するＣＣＤ素子の位置（主
走査方向に沿った各画素部の位置）に対応する出力値の
分布を示す。同図を見ると、一定強度の均一光を入射し
た場合でも、画素部位置によって出力値は微妙に異なる
ことがわかる。このＣＣＤ素子毎の出力値のばらつき
は、画像の出力値むら、すなわち、シェーディングとし
て発現する。

【０００５】また、同図では、一定強度の均一光を入射
した状態で、ラインセンサにおけるＣＣＤ素子の電荷蓄
積時間を変化させることにより、ＣＣＤ素子の入力値
を、基準値から８倍値まで変化させている。ＣＣＤ素子
毎の出力値のばらつき状態は、ＣＣＤ素子の入力値によ
っても、変化することがわかる。

【０００６】シェーディングの発生は、出力画像の画質
を低下させる重大な問題であり、とりわけ、ラインセン
サによる走査読み取りにおいて、シェーディングは、人
間の眼に感じやすい一次元の帯状むらとして、読み取り
画像の副走査方向に生じるため、画像品質を著しく劣化
させてしまう。

【０００７】このようなシェーディングの発生を抑制す
るために、従来、以下のようなシェーディング補正方法
が用いられている。

【０００８】まず、均一な光透過特性を持つフィルタや
フィルムに光源光を照射することにより得られる所定強
度の光を、画像入力デバイスに入力した状態で、画素部
毎あるいは小領域単位毎に、その出力値を全画素部の平
均出力値や最大出力値に一致させる補正係数を算出す
る。算出した一連の補正係数は、例えば、シェーディン
グ補正テーブルとして、記憶手段に記憶しておき、画像
入力デバイスの各画素部からの出力値に上記補正係数を
乗ずることにより、各画素部毎にシェーディング補正を
行うことができる。

【０００９】図１１には、図１０におけるラインセンサ
の出力値のばらつきを、上記従来手法でシェーディング
補正した結果をあらわしている。同図では、一定強度の
均一光を入射しかつＣＣＤ素子の蓄積時間を４倍とした
状態で、全ＣＣＤ素子からの出力値を一定とするように
補正係数を作成し、この補正係数を異なる蓄積時間で読
み取った出力値の補正についても使用している。この補
正係数により、ＣＣＤ素子の蓄積時間が４倍の場合に
は、各画素部間での補正出力値のばらつきは完全に解消
していることがわかる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的に、Ｃ
ＣＤ素子などの固体撮像素子を画素部とする画像入力デ
バイスでは、入力−出力特性、すなわち、画像読み取り
時の入力値である積分光量と出力値との関係は、完全な
直線性である線形関係を示さない。図１０から読み取れ
るように、画像入力デバイスの画素部であるＣＣＤ素子
における出力値のばらつきは、ＣＣＤ素子への入力値の
大きさによって変化する。読み取りの蓄積時間が長くな
るほど、つまり、ＣＣＤ素子への入力値が大きくなるほ
どに画素部間の出力値ばらつきは増加する傾向にある。

【００１１】この結果、上記補正係数取得時の入力レベ
ルと大きく異なる入力レベルで画像を読み取る場合に
は、画像入力デバイスにおける出力値のばらつき状態
は、補正係数取得時のばらつき状態とは異なっている。
したがって、上記従来のシェーディング補正方法のよう
に、一定レベルの入力値に応じて、出力値のばらつきを
補正する補正係数を定めても、補正係数取得時とは大き
く異なる光量で読み取られた画像データについては、精
度よくシェーディング補正を行うことができないという
問題点を有している。例えば、図１１において、ＣＣＤ
素子の蓄積時間が基準値の８倍値である場合には、画素
部間での補正出力値のばらつきは解消していない。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、画像入力デバイスへの入
力レベルにかかわらず、画像むらを精度良く補正するこ
とができるシェーディング補正方法および該シェーディ
ング補正方法を用いる画像処理装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るシ
ェーディング補正方法は、上記の課題を解決するため
に、画像入力デバイスの所定の画素部毎に、入力値と出
力値との相関をあらわす入力−出力特性データを求める
段階と、均一光を入力したときに、全画素部からの出力
値を略等しくする第一の補正係数を所定の画素部毎に算
出する段階と、各画素部の入力値または出力値と、上記
入力−出力特性データとを用いて、上記第一の補正係数
を再計算することにより、画像入力時の入力値に応じた
第二の補正係数を所定の画素部毎に算出する段階と、上
記第二の補正係数により、画像入力時における上記各画
素部からの出力値を補正する段階とを含むことを特徴と
している。

【００１４】上記の構成によれば、上記画像入力デバイ
スへ均一光、例えば透過分布または反射分布を持つ原稿
からの光を入力したときに、所定の画素部毎に、全画素
部からの出力値を略等しくする第一の補正係数が算出さ
れる。該第一の補正係数を上記入力−出力特性データで
補正することにより、上記画素部毎に異なる非線形な入
力−出力特性に対応した第二の補正係数が得られる。該
第二の補正係数により、各画素部からの出力値が補正さ
れる。

【００１５】これにより、画素部が非線形な入力−出力
特性を有している画像入力デバイスにおいても、画像入
力時の各画素部への入力レベルにかかわらず、各画素部
から出力される画像信号のシェーディング補正を精度良
く行うことができる。

【００１６】請求項２の発明に係るシェーディング補正
方法は、上記の課題を解決するために、画像入力デバイ
スの全画素部における入力値と出力値とを略線形関係と
するように出力値を補正する単一の補正関数を求める段
階と、上記単一の補正関数を用いて、上記各画素部から
の出力値を補正した補正出力値を算出する段階と、均一
光を入力したときに、全画素部の上記補正出力値を略等
しくする再補正係数を所定の画素部毎に算出する段階
と、上記再補正係数により、画像入力時における上記補
正出力値を再補正する段階とを含むことを特徴としてい
る。

【００１７】上記の構成によれば、上記単一の補正関数
で、画像入力デバイスの各画素部からの出力値が補正さ
れることにより、該画素部の入力値と略線形関係にある
補正出力値が得られる。また、上記画像入力デバイスヘ
均一光、例えば均一な透過分布または反射分布を持つ原
稿からの光を入力したときに、各画素部の上記補正出力
値を略等しくする再補正係数が算出される。該再補正係
数によって、画像入力時における上記補正出力値を再補
正することにより、上記画素部の有する非線形な入力−
出力特性に影響されない出力値が算出される。

【００１８】これにより、非線形な入力−出力特性を有
する画像入力デバイスにおいても、画像入力時における
各画素部への入力レベルにかかわらず、画像入力デバイ
スの各画素部から出力される画像信号のシェーディング
補正を簡便かつ精度良く行うことができる。

【００１９】請求項３の発明に係るシェーディング補正
方法は、上記の課題を解決するために、請求項１または
２の構成において、上記画像入力デバイスは、画素部が
主走査方向に延在するラインセンサであることを特徴と
している。

【００２０】上記の構成によれば、画像入力デバイスと
して、非線形な入力−出力特性を有する画素部から構成
されるラインセンサを用いて、走査方式による画像入力
を行う場合においても、入力画像のシェーディング補正
を効果的に行うことが可能となる。

【００２１】これにより、請求項１または２の効果に加
えて、ラインセンサの各画素部への入力レベルにかかわ
らず、出力画像のシェーディング補正を精度良く行うこ
とができ、画質を大きく劣化させる副走査方向のむらの
発生を抑制することができる。

【００２２】請求項４の発明に係る画像処理装置は、上
記の課題を解決するために、請求項１乃至３のいずれか
１項に記載のシェーディング補正方法により、画像のシ
ェーディング補正処理を行うシェーディング補正手段を
備えることを特徴としている。

【００２３】上記の構成によれば、非線形な入力−出力
特性を有する画素部から構成される画像入力デバイスを
用いた場合でも、該画素部への入力レベルにかかわら
ず、出力画像のシェーディング補正を精度良く行うこと
ができる。

【００２４】これにより、請求項１乃至３のいずれか１
項の効果に加えて、精度良くシェーディング補正のなさ
れた再現性の高い画像データを用いて、各種の画像処理
や露光処理などを行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００２６】図２は、本実施形態に係るデジタル写真プ
リンタの全体構成を示す概略図である。このデジタル写
真プリンタは、フィルムＦから読み取り入力された原画
像の画像データに基づいて、感光ペーパＰに焼き付け、
現像および乾燥処理を施すことにより、原画像を感光ペ
ーパＰにプリントするものである。本実施形態に係るデ
ジタル写真プリンタは、フィルムＦのスキャニングを行
い、読み取った画像データに対して色補正や濃度補正、
階調変換等の画像処理を施す画像処理装置１と、画像処
理装置１から供給される画像データに基づいて、感光ペ
ーパＰに露光を行い、画像を焼き付ける写真焼付装置２
とから構成されている。

【００２７】画像処理装置１は、フィルムＦを撮像し
て、画像データとして取り込むスキャナ３と、外部から
各種の指示情報を入力するマウス４，キーボード５と、
これらの指示に基づき画像処理や各種の制御を行うパー
ソナルコンピュータ６，コントローラ部２０と、処理に
関する情報を画面上に表示するモニタ７とから構成され
ている。スキャナ３は、フィルムＦの上面から光源８に
より光を照射し、フィルムＦの下面の撮像部９で、その
透過光を撮像することにより、フィルムＦから画像デー
タを各コマ毎に取り込むものである。

【００２８】写真焼付装置２は、画像データに応じて変
調された赤色、緑色、青色の各色に対応した光で感光ペ
ーパＰを露光するとともに、感光ペーパＰを副走査方向
に搬送することにより走査露光を行い、感光ペーパＰ上
に２次元の焼付画像を形成するための構成を備えてい
る。図２において、写真焼付装置２は、感光ペーパＰを
複数対の搬送ローラ１０，１１，１２，１３，１４，１
５，１６により搬送しながら、露光部１７での露光処
理、現像部１８での現像処理、乾燥部１９での乾燥処理
を行い、外部に写真として排出するものである。写真焼
付装置２は、感光ペーパＰをロール状に収納し、感光ペ
ーパＰを露光部１７へ供給する複数のペーパーマガジン
Ｍ１，Ｍ２を備えている。ペーパーマガジンＭ１，Ｍ２
は、写真焼付装置２で取り扱う感光ペーパＰの幅サイズ
の種類に応じて配設され、互いに異なる幅の感光ペーパ
Ｐを収納している。

【００２９】図２では、画像処理装置１と写真焼付装置
２との構成からなるデジタル写真プリンタを例示した
が、画像処理と写真焼付とを一体的構成で行うデジタル
写真プリンタとして、システムの小型化を図ることもで
きる。

【００３０】以下、画像処理装置１の構成について詳細
に説明する。

【００３１】図３は、画像処理装置１の構成のうち、画
像読み取りおよび画像処理を行う構成をブロックで表わ
した説明図である。同図に示すように、画像処理装置１
のスキャナ３（図２参照）には、光源８と、光源８から
の光を拡散して均一性を高めるディフューザ２２と、フ
ィルムＦ（図２参照）を紙面鉛直方向に搬送するフィル
ム搬送装置２３と、フィルム搬送装置２３からの透過光
を長尺状にラインセンサ２７上へ結像させるためのスリ
ット２４，ズームレンズ２５，絞り２６と、ラインセン
サ２７（画像入力デバイス）とが備えられている。ライ
ンセンサ２７は、図２に示した撮像部９に対応する構成
である。

【００３２】光源８は、ハロゲンランプなどの白色光源
から構成されており、ディフューザ２２は、フィルムＦ
へ照射する光を平行光とするレンズセット（図示せず）
を備えている。

【００３３】光源８とフィルム搬送装置２３との間に、
入射光の輝度分布を均一化するセットアップフィルタ
（図示せず）を光路中に挿入することができる。前記セ
ットアップフィルタとしては、全波長範囲の可視光にお
いて透過率が一定であり、各色成分について同一強度の
透過光を得るＮＤフィルタなどが用いられる。前記セッ
トアップフィルタは、画像読み取りに先立ち、ラインセ
ンサ２７のセットアップを行う際に光路中に挿入され、
ラインセンサ２７のセットアップ完了後は、光路から外
される。

【００３４】ラインセンサ２７は、入射光を赤色、青
色、緑色の光に分光するプリズムと、該プリズムから各
色の分光を受ける３つのラインＣＣＤと（いずれも図示
せず）を備えている。各ラインＣＣＤは、多数のＣＣＤ
素子（画素部）をラインセンサ２７の長手方向に一次元
配列した構成であり、各ＣＣＤ素子への入射光を電気信
号に変換するものである。

【００３５】スリット２４は、フィルムＦの光出射面側
に位置し、ラインセンサ２７の主走査方向に沿ったスリ
ットを有している。光源８からの光は、フィルムＦに撮
影されている画像を透過し、主走査方向に沿って延在す
るスリット２４によって、直線状の画像光となる。

【００３６】ラインセンサ２７は、信号ケーブル３３を
介して、コントローラ部２０に接続されている。コント
ローラ部２０は、アンプ２８と、Ａ／Ｄコンバータ２９
と、各種の画像処理を施す画像処理部３０（シェーディ
ング補正手段）と、メインメモリ３１および補助記憶装
置３２とから構成されている。画像処理部３０は、画像
処理装置１の各部動作を制御する制御基板（図示せず）
を内蔵し、Ａ／Ｄコンバータ２９，メインメモリ３１，
補助記憶装置３２のそれぞれと接続されている。メイン
メモリ３１は、画像データを複数画像分記憶する容量を
有する半導体メモリであり、写真フィルムで約１．５〜
２本分の画像（約６０〜８０コマの画像）の画像データ
を記憶することができる。メインメモリ３１を大容量と
することで、画像処理部３０は、ラインセンサ２７から
の画像入力と、既に入力された画像データの処理とを同
時に行うことができる。

【００３７】画像処理装置１における動作は次のように
なる。光源８から水平方向に出射した光は、ディフュー
ザ２２によって均一に拡散された後、フィルム搬送装置
２３内部のフィルムＦを透過した画像光となり、スリッ
ト２４、ズームレンズ２５及び絞り２６を通過して、ラ
インセンサ２７上に結像する。図３における一点鎖線
は、光源８の中央部を発した光の進路を示している。

【００３８】フィルムＦを透過した光源８からの光は、
ラインセンサ２７上に結像し、ラインセンサ２７の画素
部を構成するＣＣＤ素子に、ＲＧＢの各色成分に分解さ
れて光電的に読み取られ、電気信号であるアナログ画像
データに変換される。フィルム搬送装置２３によるフィ
ルムＦの搬送と同時に、ラインセンサ２７による画像読
み取りを行うことにより、フィルムＦの画像全体が順次
走査されることになる。フィルムＦを順次走査する構成
はこれに限られず、フィルム搬送装置２３とスリット２
４との間に回転ミラーなどの可動光学手段を設け、フィ
ルムＦを固定した状態で、該可動光学手段により、フィ
ルム搬送装置２３からの透過光のうち、スリット２４に
入射する領域を変化させ、フィルムＦの順次走査読み取
りを行ってもよい。

【００３９】ラインセンサ２７から出力されたアナログ
画像データは、アンプ２８に送信されて増幅された後
に、Ａ／Ｄコンバータ２９に送られる。該アナログ画像
データは、Ａ／Ｄコンバータ２９により、デジタル画像
データへと変換された後、画像処理部３０に伝送され
る。画像処理部３０は、受け取ったデジタル画像データ
に、各種の画像処理を施し、処理後のデジタル画像デー
タをメインメモリ３１および補助記憶装置３２に記憶さ
せる。該デジタル画像データは、露光用の画像データと
して、写真焼付装置２へと送信される。

【００４０】画像処理部３０は、伝送されたデジタル画
像データに、各種の画像処理を行うものであるが、ここ
では、画像処理部３０が行うシェーディング補正処理に
ついて説明する。既述のように、シェーディング補正処
理とは、画素部を構成するＣＣＤ素子の固体差などに起
因するラインセンサ２７の出力値ばらつきを均一化する
補正処理のことである。

【００４１】以下、本発明に基づいて、シェーディング
補正を行う具体的手順を実施例として説明する。

【００４２】

【実施例】（実施例１）図１は、画像処理部３０が実行
するシェーディング補正処理（シェーディング補正方
法）の一例を説明するフローチャートである。本実施例
において、シェーディング補正処理は、Ｓ１〜Ｓ８の各
ステップからなっている。

【００４３】ステップＳ１（以下、単にＳ１という）で
は、均一な光透過率を持つ前記セットアップフィルタを
光源８とフィルム搬送装置２３間の光路中に設置する。
この際、フィルムＦは光路から外しておく。なお、光源
８をあらかじめ連続点灯しておくことにより、光源８か
らの光の強度を時間的に安定した状態にしておく。

【００４４】Ｓ２では、ラインセンサ２７の画素部を構
成するＣＣＤ素子による画像取り込みの蓄積回数を設定
する。入射光強度が時間的に一定となっている状態で、
ＣＣＤ素子による画像取り込みの蓄積回数を設定するこ
とにより、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素子へ入射する
光量、すなわち、入力値を精度よく設定することができ
る。ただし、各ＣＣＤ素子において、１回あたりの蓄積
時間は一定であるものとする。Ｓ２では、画像取り込み
一回あたりの蓄積回数だけでなく、この蓄積回数をどの
ように変化させるかをも設定する。例えば、画像取り込
みの蓄積回数を４回，８回，１２回，・・・，３２回と
するように指定することができる。

【００４５】Ｓ３では、Ｓ１で設置した前記セットアッ
プフィルタを透過して、強度分布を一様とした光源光
を、ラインセンサ２７で取り込む。Ｓ２で設定した蓄積
回数まで、ＣＣＤ素子による画像取り込みの蓄積を繰り
返す。ＣＣＤ素子による画像取り込みの蓄積回数が、Ｓ
２で設定された回数に達したら、前述の例で言えば、蓄
積回数を４回，８回，１２回，・・・，３２回とした画
像取り込みを完了したならば、次のＳ４へ進む。

【００４６】Ｓ４では、Ｓ３で取得した各ＣＣＤ素子か
らの出力値をまとめた結果より、ＣＣＤ素子の入力値と
出力値との相関をあらわす入力−出力特性データを、各
ＣＣＤ素子毎に作成する。作成した入力−出力特性デー
タは、メインメモリ３１や補助記憶装置３２に記憶して
おく。

【００４７】図４に、上記要領で作成した入力−出力特
性データの一例を示す。同図では、Ｓ２での画像取り込
みの蓄積回数を４回，８回，１２回，・・・，３２回に
設定しているため、横軸である入力値は、基準値から８
倍値まで変化している。同図におけるＲ² の値は、最小
自乗法で入力−出力特性データをフィットした直線と、
該入力−出力特性データとのずれをあらわす値であり、
入力値と出力値との関係が完全な線形関係であるとき
に、Ｒ² は最大値の１となる。同図では、Ｒ² ＝０．９
９９７＜１であり、ラインセンサ２７におけるＣＣＤ素
子の入力値と出力値とは、完全な線形関係にはないこと
がわかる。

【００４８】ラインセンサ２７の画素部を構成するＣＣ
Ｄ素子の入力値と出力値とが完全な線形関係にあるなら
ば、ＣＣＤ素子の出力値は入力値の増減と同じ比率で増
減する。そこで、図５に、図４の入力値４のときの出力
値をもとに他の入力値のときの出力理論値を計算し、出
力実測値と出力理論値の関係を示した。

【００４９】Ｓ５では、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素
子からの出力値を、全ＣＣＤ素子について略等しくする
ように、第一の補正係数を各ＣＣＤ素子毎に作成する。
例えば、全ＣＣＤ素子からの出力値の平均を算出し、該
平均を各ＣＣＤ素子からの出力値で割ることにより、各
ＣＣＤ素子毎に、第一の補正係数を算出することができ
る。算出した第一の補正係数は、メインメモリ３１や補
助記憶装置３２に記憶させておく。

【００５０】Ｓ６では、光源８とフィルム搬送装置２３
の間の前記セットアップフィルタを光路から外し、光路
中に挿入したフィルムＦを透過した画像光を、ラインセ
ンサ２７の各ＣＣＤ素子により読み取る。

【００５１】Ｓ７では、各ＣＣＤ素子の入力値または出
力値と、各ＣＣＤ素子の入力−出力特性データとを用い
て、Ｓ５で算出した第一の補正係数を再計算することに
より、各ＣＣＤ素子の画像入力時の入力値に応じた第二
の補正係数を算出する。算出例として、図５におけるＣ
ＣＤ素子の入力−出力特性データである出力実測値と出
力理論値との関係から算出した調整係数を図６に示す。
該調整係数は、図５の出力理論値を出力実測値で割るこ
とにより算出したものである。各ＣＣＤ素子の出力値に
対応する該調整係数を、Ｓ５で算出した第一の補正係数
に乗じることにより、各ＣＣＤ素子毎に、画像入力時の
入力レベルに応じた第二の補正係数を算出することがで
きる。算出した第二の補正係数は、シェーディング補正
テーブルとして、メインメモリ３１や補助記憶装置３２
に記憶させる。

【００５２】Ｓ８では、Ｓ７で算出した第二の補正係数
をメインメモリ３１や補助記憶装置３２から呼び出し、
各ＣＣＤ素子の出力値に乗じることにより、シェーディ
ング補正を行う。

【００５３】図７（ａ）（ｂ）に、従来のシェーディン
グ補正方法と本発明のシェーディング補正方法とのそれ
ぞれによるシェーディング補正結果を示した。同図
（ａ）（ｂ）において、横軸はラインセンサ２７上のＣ
ＣＤ素子である画素部の位置を、縦軸は補正後の出力
値、すなわち、各ＣＣＤ素子の出力値に、対応する前記
補正係数を乗じた値を示している。

【００５４】同図（ａ）は、従来のシェーディング補正
方法により、すなわち、前記セットアップフィルタを透
過した所定レベルの均一光に基づいて得た前記第一の補
正係数のみを用いて、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素子
からの出力値を補正処理した場合の、該出力値のばらつ
き状態をあらわすグラフである。同図（ａ）では、ＣＣ
Ｄ素子の取り込み蓄積時間が基準値の４倍のときに取得
したシェーディング補正係数により、基準値の６倍の蓄
積時間で取り込んだ入力画像のシェーディング補正を行
っている。同図（ａ）において、補正出力値の標準偏差
は、２．１３１２８５であった。

【００５５】一方、同図（ｂ）は、本実施例のシェーデ
ィング補正方法を用いて、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ
素子からの出力値にシェーディング補正処理を施した場
合の、出力値のばらつき状態をあらわすグラフである。
同図（ｂ）では、ＣＣＤ素子の取り込み蓄積時間が基準
値の４倍のときに取得した第一の補正係数と上記調整係
数とから算出した第二の補正係数により、基準値の６倍
の蓄積時間で取り込んだ入力画像のシェーディング補正
を行っている。同図（ｂ）において、補正出力値の標準
偏差は、１．７７６０６９であった。

【００５６】図７（ａ）（ｂ）および両者の標準偏差を
比較すれば明らかなように、本実施の形態に係るシェー
ディング補正処理を用いた場合、より精度の良いシェー
ディング補正を行えることがわかる。すなわち、ライン
センサ２７による画像読み取り時の入力レベルにかかわ
らず、出力むらを精度良く補正することができる。

【００５７】このように、本実施例では、第一の補正係
数を、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素子毎に異なる入力
−出力特性データを用いて補正することにより、各ＣＣ
Ｄ素子の非線形な入力−出力特性に対応する第二の補正
係数を得ることができ、非線形な入力−出力特性を有す
るＣＣＤ素子から構成されるラインセンサ２７において
も、入力レベルにかかわらず、出力画像のシェーディン
グ補正を精度良く行うことができる。

【００５８】なお、本実施例では、各画素部毎に上記第
一および第二の補正係数を求めたが、これに限らず、例
えば、所定画素数から構成される一定領域毎に上記第一
および第二の補正係数を求める構成としてもよい。

【００５９】（実施例２）以下、本発明の更なる実施例
について、図面に基づいて説明する。

【００６０】図８は、画像処理部３０が実行するシェー
ディング補正処理（シェーディング補正方法）の更なる
実施例を説明するフローチャートである。本実施例にお
いて、シェーディング補正処理は、Ａ１〜Ａ９の各ステ
ップからなっている。

【００６１】Ａ１〜Ａ４の処理内容は、それぞれ、実施
例１におけるＳ１〜Ｓ４の処理内容と同様である。

【００６２】Ａ５では、ラインセンサ２７における各Ｃ
ＣＤ素子の入力値と出力値とを略線形関係とするよう
に、各ＣＣＤ素子の出力値を補正する、単一の補正関数
を求める。

【００６３】例えば、全ＣＣＤ素子について、Ａ４で取
得した各ＣＣＤ素子の入力−出力特性データの平均を算
出し、平均データにフィットした関数値の逆数を算出す
ることにより、上記単一の補正関数を求めることができ
る。各ＣＣＤ素子の入力−出力特性データには多少のば
らつきはあるものの、この単一の補正関数を用いて、各
ＣＣＤ素子の入力値と出力値との関係を略線形とするこ
とができる。

【００６４】図９に、このようにして求めた入力−出力
特性補正関数（単一の補正関数）の一例を示した。同図
では、上記算出結果を二次関数でフィットした結果を示
している。多項式によるフィットを行う場合には、高次
の項を設けるほど、あてはめ誤差は小さくなる。

【００６５】Ａ６では、Ａ５で求めた単一の補正関数に
より、各ＣＣＤ素子からの出力値を補正した補正出力値
を算出する。具体的には、各ＣＣＤ素子からの出力値
を、図９に例示した入力−出力特性補正関数に代入する
ことにより、各ＣＣＤ素子の入力値と略線形関係にある
補正出力値を算出することができる。

【００６６】Ａ７では、Ａ６で算出した補正出力値が、
ラインセンサ２７の全ＣＣＤ素子について略等しくなる
ように、再補正係数を各ＣＣＤ素子毎に作成する。例え
ば、全ＣＣＤ素子についての補正出力値の平均を算出
し、この平均を各ＣＣＤ素子の補正出力値で割ることに
より、各ＣＣＤ素子についての再補正係数を算出するこ
とができる。算出した再補正係数は、メインメモリ３１
や補助記憶装置３２に記憶させておく。

【００６７】Ａ８では、フィルム搬送装置２３内の前記
セットアップフィルタを光路から外し、光路中に挿入し
たフィルムＦを透過した画像光を、ラインセンサ２７の
各ＣＣＤ素子により読み取る。

【００６８】Ａ９では、Ａ７で算出した再補正係数をメ
インメモリ３１や補助記憶装置３２から呼び出し、各Ｃ
ＣＤ素子からの出力値に乗じることにより、シェーディ
ング補正を行う。本実施例のシェーディング補正方法を
用いて、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素子からの出力値
にシェーディング補正処理を施した場合にも、図７
（ｂ）と略同等の補正結果を得ることができる。

【００６９】このように、本実施例では、単一の補正関
数で、ラインセンサ２７の各ＣＣＤ素子からの出力値を
補正することにより、各ＣＣＤ素子の入力値と略線形関
係にある第一の補正出力値を得ることができ、これに基
づいて再補正係数を算出することにより、入力レベルに
かかわらず、出力画像のシェーディング補正を簡便かつ
精度良く行うことができる。

【００７０】なお、本実施の形態では、ラインセンサ２
７の各画素部をＣＣＤ素子により構成するものとした
が、ラインセンサ２７の画素部を他の撮像素子、例え
ば、ＭＯＳにより構成してもよい。

【００７１】また、本実施の形態では、あらかじめシェ
ーディング補正テーブルを作成しておく構成としたが、
シェーディング補正テーブルは、必要に応じて適宜作成
する構成としてもよい。さらに、本実施の形態では、補
正係数を算出する際に、均一光を得る構成として、透過
型の前記セットアップフィルムを用いたが、均一光を反
射する反射部材などを用いてもよい。

【００７２】

【発明の効果】請求項１の発明に係るシェーディング補
正方法は、以上のように、画像入力デバイスの所定の画
素部毎に、入力値と出力値との相関をあらわす入力−出
力特性データを求める段階と、均一光を入力したとき
に、全画素部からの出力値を略等しくする第一の補正係
数を所定の画素部毎に算出する段階と、各画素部の入力
値または出力値と、上記入力−出力特性データとを用い
て、上記第一の補正係数を再計算することにより、画像
入力時の入力値に応じた第二の補正係数を所定の画素部
毎に算出する段階と、上記第二の補正係数により、画像
入力時における上記各画素部からの出力値を補正する段
階とを含む構成である。

【００７３】それゆえ、上記画像入力デバイスへ均一
光、例えば透過分布または反射分布を持つ原稿からの光
を入力したときに、所定の画素部毎に、全画素部からの
出力値を略等しくする第一の補正係数が算出される。該
第一の補正係数を上記入力−出力特性データで補正する
ことにより、上記画素部毎に異なる非線形な入力−出力
特性に対応した第二の補正係数が得られる。該第二の補
正係数により、各画素部からの出力値が補正される。

【００７４】これにより、画素部が非線形な入力−出力
特性を有している画像入力デバイスにおいても、画像入
力時の各画素部への入力レベルにかかわらず、各画素部
から出力される画像信号のシェーディング補正を精度良
く行うことができるという効果を奏する。

【００７５】請求項２の発明に係るシェーディング補正
方法は、以上のように、画像入力デバイスの全画素部に
おける入力値と出力値とを略線形関係とするように出力
値を補正する単一の補正関数を求める段階と、上記単一
の補正関数を用いて、上記各画素部からの出力値を補正
した補正出力値を算出する段階と、均一光を入力したと
きに、全画素部の上記補正出力値を略等しくする再補正
係数を所定の画素部毎に算出する段階と、上記再補正係
数により、画像入力時における上記補正出力値を再補正
する段階とを含む構成である。

【００７６】それゆえ、上記単一の補正関数で、画像入
力デバイスの各画素部からの出力値が補正されることに
より、該画素部の入力値と略線形関係にある補正出力値
が得られる。また、上記画像入力デバイスへ均一光、例
えば均一な透過分布または反射分布を持つ原稿からの光
を入力したときに、各画素部の上記補正出力値を略等し
くする再補正係数が算出される。該再補正係数によっ
て、画像入力時における上記補正出力値を再補正するこ
とにより、上記画素部の有する非線形な入力−出力特性
に影響されない出力値が算出される。

【００７７】これにより、非線形な入力−出力特性を有
する画像入力デバイスにおいても、画像入力時における
各画素部への入力レベルにかかわらず、画像入力デバイ
スの各画素部から出力される画像信号のシェーディング
補正を簡便かつ精度良く行うことができるという効果を
奏する。

【００７８】請求項３の発明に係るシェーディング補正
方法は、以上のように、請求項１または２の構成におい
て、上記画像入力デバイスを、画素部が主走査方向に延
在するラインセンサとした構成である。

【００７９】それゆえ、画像入力デバイスとして、非線
形な入力−出力特性を有する画素部から構成されるライ
ンセンサを用いて、走査方式による画像入力を行う場合
においても、入力画像のシェーディング補正を効果的に
行うことが可能となる。

【００８０】これにより、請求項１または２の効果に加
えて、ラインセンサの各画素部への入力レベルにかかわ
らず、出力画像のシェーディング補正を精度良く行うこ
とができ、画質を大きく劣化させる副走査方向のむらの
発生を抑制することができるという効果を奏する。

【００８１】請求項４の発明に係る画像処理装置は、以
上のように、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシ
ェーディング補正方法により、画像のシェーディング補
正処理を行うシェーディング補正手段を備える構成であ
る。

【００８２】それゆえ、非線形な入力−出力特性を有す
る画素部から構成される画像入力デバイスを用いた場合
でも、該画素部への入力レベルにかかわらず、出力画像
のシェーディング補正を精度良く行うことができる。

【００８３】これにより、請求項１乃至３のいずれか１
項の効果に加えて、精度良くシェーディング補正のなさ
れた再現性の高い画像データを用いて、各種の画像処理
や露光処理などを行うことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシェーディング補正
処理の一実施例を説明するフローチャートである。

【図２】本発明の一実施形態に係るデジタル写真プリン
タの構成を示す説明図である。

【図３】デジタル写真プリンタの画像処理装置におい
て、画像読み取りおよび画像処理を行う構成の概略をあ
らわす説明図である。

【図４】ラインセンサのＣＣＤ素子における入力値と出
力値との相関を示すグラフである。

【図５】ラインセンサのＣＣＤ素子における入力−出力
特性（出力理論値と出力実測値との相関）を示すグラフ
である。

【図６】ラインセンサのＣＣＤ素子における入力値と調
整係数との相関を示すグラフである。

【図７】（ａ）は、従来のシェーディング補正方法によ
り、ラインセンサのＣＣＤ素子からの出力値を補正した
結果を示すグラフである。（ｂ）は、本発明のシェーデ
ィング補正方法により、ラインセンサのＣＣＤ素子から
の出力値を補正した結果を示すグラフである。

【図８】シェーディング補正処理の更なる実施例を説明
するフローチャートである。

【図９】ラインセンサのＣＣＤ素子における出力値から
補正出力値を算出する補正関数を示すグラフである。

【図１０】ラインセンサの感光面に一定強度の均一光を
入射した場合の出力値分布をあらわす説明図である。

【図１１】図１０におけるラインセンサの出力値を、従
来方法でシェーディング補正した結果をあらわす説明図
である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２７ ラインセンサ（画像入力デバイス） ３０ 画像処理部（シェーディング補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA05 AB04 BA01 BC05 BC07 BC11 DA04 5C077 LL04 MM03 MM27 MP08 PP06 PP15 PP46 PQ12 PQ17 PQ23 TT09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像入力デバイスの所定の画素部毎に、入
   力値と出力値との相関をあらわす入力−出力特性データ
   を求める段階と、 均一光を入力したときに、全画素部からの出力値を略等
   しくする第一の補正係数を所定の画素部毎に算出する段
   階と、 各画素部の入力値または出力値と、上記入力−出力特性
   データとを用いて、上記第一の補正係数を再計算するこ
   とにより、画像入力時の入力値に応じた第二の補正係数
   を所定の画素部毎に算出する段階と、 上記第二の補正係数により、画像入力時における上記各
   画素部からの出力値を補正する段階とを含むことを特徴
   とするシェーディング補正方法。
2. 【請求項２】画像入力デバイスの全画素部における入力
   値と出力値とを略線形関係とするように出力値を補正す
   る単一の補正関数を求める段階と、 上記単一の補正関数を用いて、上記各画素部からの出力
   値を補正した補正出力値を算出する段階と、 均一光を入力したときに、全画素部の上記補正出力値を
   略等しくする再補正係数を所定の画素部毎に算出する段
   階と、 上記再補正係数により、画像入力時における上記補正出
   力値を再補正する段階とを含むことを特徴とするシェー
   ディング補正方法。
3. 【請求項３】上記画像入力デバイスは、画素部が主走査
   方向に延在するラインセンサであることを特徴とする請
   求項１または２に記載のシェーディング補正方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシ
   ェーディング補正方法により、画像のシェーディング補
   正処理を行うシェーディング補正手段を備えることを特
   徴とする画像処理装置。