JP2002190929A - 画像読取装置及び画像処理方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準白色板の注目画素相当位置にごみや汚れ
が無い場合でも、精度良くシェーディング補正を行うこ
とができる画像読取装置を提供する。 【解決手段】 イメージセンサ（ＣＣＤ）１５により白
色板を読み取って得られた１ライン分の画像データうち
のイメージセンサ１５の注目画素のデータ値とこの周辺
の画素のデータ値とのメディアン値を算出するメディア
ン回路１９と、このメディアン値と注目画素のデータ値
の差を算出する差分回路２０と、この差分値と所定値を
比較する比較回路２２とを有し、比較回路２２による比
較結果により、差分値が規定値より大きい場合にはメデ
ィアン値を注目画素の基準白色値とし、差分値が規定値
以下の場合には注目画素のデータ値をそのままこの注目
画素の基準白色値とし、シェーディング補正回路２４は
この基準白色値を用いてシェーディング補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等のリニア
イメージセンサで原稿面を走査し、原稿画像を読み取る
画像読取装置及び画像処理方法並びに記憶媒体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ等の複数の画素をライン状
に配列したリニアイメージセンサで原稿面を走査し原稿
画像を読み取る画像読取装置では、リニアイメージセン
サの画素感度のばらつきや、光源、光学系の特性による
明暗のばらつきを補正するために、基準白色板を読み取
って得た白色データをもとにシェーディング補正が行わ
れている。

【０００３】図６に示すように、基準白色板にごみや汚
れが無く基準白データが読み取れる場合には、正常にシ
ェーディング補正が行えるが、図８に示すように、イメ
ージセンサのｎ画素目に相当する位置にごみがあった場
合には、図７に示すように、該当画素の信号レベル（デ
ータ値）がごみの影響で落ち込み、この信号レベルを基
準白データとしてシェーディング補正を行うと、該当画
素で読み取った部分が読み取って得られた原稿画像に縦
すじとなって生じ、画像劣化を招いてしまう。

【０００４】この画像劣化を引き起こすごみや汚れの影
響をなくすために、任意の注目画素の白色データ（基準
白色板を読み取って得られた注目画素のデータ値）とそ
の近傍の画素の白色データとの平均値やメディアン値を
算出し、この値を注目画素の基準白（基準白色値）とし
てシェーディング補正を行う方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように注目画素の白色データとその近傍の画素の白色デ
ータとのメディアン値を算出する方法では、基準白色板
の注目画素相当位置にごみや汚れが無く、読み取った白
データが白基準として理想的なものであっても、近傍画
素の白色データとのメディアン値で置き換えられてしま
うため、逆に補正精度が悪くなり、画像劣化を引き起こ
すことがあるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、基準白色板の注目画素相当
位置にごみや汚れが無い場合でも、精度良くシェーディ
ング補正を行うことができる画像読取装置及び画像処理
方法並びに記憶媒体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取装置及
び画像処理方法並びに記憶媒体は次のように構成したも
のである。

【０００８】（１）画像読取装置において、複数の画素
をライン状に配列したイメージセンサと、白色板と、前
記イメージセンサにより前記白色板を読み取って得られ
た１ライン分の画像データうちの該イメージセンサの任
意の注目画素のデータ値とこの周辺の画素のデータ値と
のメディアン値を算出する第１の算出手段と、該メディ
アン値と前記注目画素のデータ値の差を算出する第２の
算出手段と、この差分値と所定値を比較する比較手段
と、前記イメージセンサにより読み取った原稿画像デー
タにシェーディング補正を施すシェーディング補正手段
とを有し、前記比較手段による比較結果により、前記差
分値が前記所定値より大きい場合には前記メディアン値
を前記注目画素の基準白色値とし、前記差分値が前記所
定値以下の場合には前記注目画素のデータ値をそのまま
この注目画素の基準白色値とし、前記シェーディング補
正手段はこの基準白色値を用いてシェーディング補正を
行うようにした。

【０００９】（２）上記（１）の画像読取装置におい
て、メディアン値の算出に用いる周辺の画素の範囲は可
変可能とした。

【００１０】（３）上記（１）または（２）の画像読取
装置において、差分値と比較する所定値は複数から選択
可能とした。

【００１１】（４）画像処理方法において、複数の画素
をライン状に配列したイメージセンサにより前記白色板
を読み取って得られた１ライン分の画像データうちの該
イメージセンサの任意の注目画素のデータ値とこの周辺
の画素のデータ値とのメディアン値を算出し、該メディ
アン値と前記注目画素のデータ値の差を算出し、この差
分値と所定値を比較し、この比較結果により、前記差分
値が前記所定値より大きい場合には前記メディアン値を
前記注目画素の基準白色値とし、前記差分値が前記所定
値以下場合には前記注目画素のデータ値をそのままこの
注目画素の基準白色値とし、この基準白色値を用いて前
記イメージセンサにより読み取った原稿画像データにシ
ェーディング補正を行うようにした。

【００１２】（５）複数の画素をライン状に配列したイ
メージセンサにより前記白色板を読み取って得られた１
ライン分の画像データうちの該イメージセンサの任意の
注目画素のデータ値とこの周辺の画素のデータ値とのメ
ディアン値を算出し、該メディアン値と前記注目画素の
データ値の差を算出し、この差分値と所定値を比較し、
この比較結果により、前記差分値が前記所定値より大き
い場合には前記メディアン値を前記注目画素の基準白色
値とし、前記差分値が前記所定値以下の場合には前記注
目画素のデータ値をそのままこの注目画素の基準白色値
とし、この基準白色値を用いて前記イメージセンサによ
り読み取った原稿画像データにシェーディング補正を行
うことを実現させるためのプログラムを記憶媒体に格納
した。

【００１３】 〔発明の詳細な説明〕以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００１４】（第１の実施例）図４は本発明に係る画像
読取装置の概略構造を示す断面図、図５は図４の光学キ
ャリッジ１の内部構造を示す断面図であり、図４、図５
を用いて本発明に係る画像読取装置の概略構造を説明す
る。

【００１５】図４、図５において、１は光学キャリッジ
（以下、単にキャリッジという）１であり、光学系が一
体的に構成されている。７は原稿面を照射する光源、８
は原稿面の照度をアップさせるための反射板であり、光
源７からの照射光と反射板８で反射された反射光により
原稿台４上に載置された原稿５の原稿面を照射する。原
稿５からの反射光はミラー９〜１３でそれぞれ反射さ
れ、レンズ１４により複数の画素をライン状に配列した
イメージセンサ（ＣＣＤ）１５上に結像され、１ライン
の画像情報（画像データ）が得られる。

【００１６】キャリッジ１はレール６上を左右に移動可
能に取り付けられており、不図示のモータにより駆動さ
れ、図１の矢印方向に移動しながら、順次原稿面上のラ
イン画像情報を読み取り、原稿面の２次元画像情報を得
る。

【００１７】次に、概略の動作について説明する。

【００１８】まず、読み取り開始指示を受け付けると、
キャリッジ１をホームポジションに移動させる。次に、
光源７を点灯させ、光量が安定するまでキャリッジ１を
ホームポジションで待機させる。

【００１９】その後、原稿台４のホームポジション位置
に取り付けられた基準白色板２を読み取り、後述するシ
ェーディング補正用の基準白色データ（基準白色値）Ｗ
（ｎ）を作成する。ここで、ｎは正の整数であり、主走
査方向の画素ナンバーを表しており、主走査方向有効画
素が７０００の場合、ｎは７０００までとなる。

【００２０】該基準白色データＷ（ｎ）を作成した後、
キャリッジ１を移動させながら各ラインの原稿画像情報
（原稿画像データ）Ｄｉ（ｎ）を読み取り、次式の計算
を行ってシェーディング補正された原稿画像データＤｏ
（ｎ）を得る。

【００２１】 Ｄｏ（ｎ）＝Ｄｉ（ｎ）×Ｗｒｅｆ／Ｗ（ｎ） ここで、Ｗｒｅｆは白レベルの固定の基準値であり、８
ビットで量子化する場合には、ＦＦｈとなる。

【００２２】図１は第１の実施例の構成を示すブロック
図であり、図１を用いて上記基準白色データの作成方法
について説明する。

【００２３】同図において、１６は前処理回路であり、
ＣＣＤ１５で読み取られた基準白色板２のアナログの画
像データ（画像信号）を適当なレベルにクランプした
後、画素ごとにクランプし、増幅する。この増幅された
アナログの画像データはＡ／Ｄコンバータ１７に入力さ
れてデジタルの画像信号に変換される。Ａ／Ｄコンバー
タ１７でデジタル化された画像データは遅延回路１８に
入力される。

【００２４】以下、メディアン演算を施す範囲を図９に
示すように、注目画素とその前後１画素の計３画素とし
て説明する。

【００２５】図１０は遅延回路の構成を示す回路図であ
る。同図において、１８１，１８２はフィリップフロッ
プであり、入力された画像データはフィリップフロップ
１８１，１８２で２段階に遅延し、注目画素ｎのデータ
Ｄｉ（ｎ）、注目画素の直前の画素（ｎ−１）のデータ
値Ｄｉ（ｎ−１）、注目画素の直後の画素（ｎ＋１）の
データ値Ｄｉ（ｎ＋１）の計３画素のデータ値をメディ
アン回路１９とセレクタ２１、シューディング補正回路
２４に出力する。

【００２６】メディアン回路１９では、データＤｉ（ｎ
−１）、Ｄｉ（ｎ）、Ｄｉ（ｎ＋１）のメディアン値Ｄ
ｍ（ｎ）を算出し、後段の差分回路２０とセレクタ２１
に出力する。

【００２７】差分回路２０では、メディアン値Ｄｍ
（ｎ）とｎ番目の画素のデータ値Ｄｉ（ｎ）の差 Ｄｉｆｆ（ｎ）＝Ｄｍ（ｎ）−Ｄｉ（ｎ） が算出される。

【００２８】比較回路２２では、差分回路２０からの出
力Ｄｉｆｆ（ｎ）と規定値（所定値）Ｃを比較し、比較
結果をセレクタ２１のＳ端子に出力する。

【００２９】この比較結果が、 Ｄｉｆｆ（ｎ）≦Ｃ の場合にはセレクタ２１はＡ端子の入力、つまり注目画
素のデータ値Ｄｉ（ｎ）を選びシェーディング補正用の
基準白記憶用のメモリ２３にＹ端子から出力し、メモリ
２３にｎ画素目の基準白色データ値Ｗ（ｎ）として記憶
される。

【００３０】また、Ｄｉｆｆ（ｎ）＞Ｃの場合にはセレ
クタ２１はＢ端子の入力、つまりメディアン値Ｄｍ
（ｎ）を選びメモリ２３にＹ端子から出力し、メモリ２
３にｎ画素目の基準白色データ値Ｗ（ｎ）として記憶さ
れる。

【００３１】図１１は、図８に示すようにｎ画素目（注
目画素）に相当する位置にごみがあった場合に上述した
本実施例の処理を施したときの基準白色データ（基準白
色値）を示す図、図１２は、上記同様図８に示すように
ｎ画素目（注目画素）に相当する位置にごみがあった場
合にメディアン処理のみを施したときの基準白色データ
（基準色値）を示す図である。

【００３２】図１２ではごみの影響のあるｎ画素目の基
準白色データはごみの無い場合のデータに近いレベルに
補正されているが、ごみの影響の無い（ｎ−２）画素目
の基準白色データと（ｎ＋４）画素目の基準白色データ
がメディアン処理の副作用で誤差を生じてしまっている
が、図１１では上述した処理を行うことにより、このよ
うな誤差を生じることなく、ごみの影響のみを補正した
基準白色データを得ることができる。

【００３３】原稿画像の読み取り時は、ＣＣＤ１５で読
み取ったアナログ画像データが前述の処理と同様にし
て、前処理部１６で処理された後、Ａ／Ｄコンバータ１
７でデジタル値のデータＤｉ（ｎ）に変換され、遅延回
路１８を経てシェーディング補正回路（シェーディング
補正手段）２４に入力される。

【００３４】また、先にメモリ２３に記憶しておいた基
準白色データＷ（ｎ）が読み出されて、シェーディング
補正回路２４に入力され、前述の演算 Ｄｏ（ｎ）＝Ｄｉ（ｎ）×Ｗｒｅｆ／Ｗ（ｎ） が施され、シェーディング補正後の原稿画像データＤｏ
（ｎ）が出力される。

【００３５】なお、上記図１の構成において、メディア
ン回路１９はＣＣＤ１５により前記白色板２を読み取っ
て得られた１ライン分の画像データうちＣＣＤ１５の注
目画素のデータ値Ｄｉ（ｎ）とこの前後の１画素のデー
タ値Ｄｉ（ｎ−１），Ｄｉ（ｎ＋１）とのメディアン値
Ｄｍ（ｎ）を算出する第１の算出手段、差分回路２０は
メディアン値Ｄｍ（ｎ）と注目画素のデータ値Ｄｉ
（ｎ）の差を算出する第２の算出手段、比較回路２２は
この差分値Ｄｉｆｆ（ｎ）と規定値Ｃを比較する比較手
段をそれぞれ構成している。

【００３６】このように第１の実施例では、差分値Ｄｉ
ｆｆ（ｎ）が規定値Ｃより大きい場合にはメディアン値
Ｄｍ（ｎ）を注目画素の基準白色値とし、差分値Ｄｉｆ
ｆ（ｎ）が規定値Ｃ以下の場合には注目画素のデータ値
をそのままこの注目画素の基準白色値とし、シェーディ
ング補正回路２４はこの基準白色値を用いてシェーディ
ング補正を行うようにしたため、基準白色板２に汚れや
ごみがあった場合には、これらの影響を除去し、基準白
色板２の注目画素相当位置にごみや汚れが無い場合で
も、精度良くシェーディング補正を行うことができ、画
質の優れた画像読取装置を提供することができる。

【００３７】（第２の実施例）図２は第２の実施例の構
成を示すブロック図であり、図１と同様の構成要素につ
いては同一の符号を付して説明する。

【００３８】同図において、１６は前処理回路であり、
ＣＣＤ１５で読み取られた基準白色板２のアナログの画
像データ（画像信号）を適当なレベルにクランプした
後、画素ごとにクランプし、増幅する。この増幅された
アナログの画像データはＡ／Ｄコンバータ１７に入力さ
れてデジタルの画像信号に変換される。

【００３９】Ａ／Ｄコンバータ１７でデジタル化された
データ値Ｄｉ（ｎ）は、シェーディング補正用の基準白
記憶用のメモリ２３に入力され、記憶される。

【００４０】１ライン分のデータが記憶された後、ＣＰ
Ｕ（第１，第２の算出手段、比較手段）２５により注目
画素ｎのデータ値Ｄｉ（ｎ）とその直前の画素（ｎ−
１）のデータ値Ｄｉ（ｎ−１）と、直後の画素（ｎ＋
１）のデータ値Ｄｉ（ｎ＋１）の計３画素のデータ値の
メディアン値Ｄｍ（ｎ）を算出する。

【００４１】さらに、上記算出したメディアン値Ｄｍ
（ｎ）とｎ画素目のデータ値Ｄｉ（ｎ）の差 Ｄｉｆｆ（ｎ）＝Ｄｍ（ｎ）−Ｄｉ（ｎ） を算出する。

【００４２】該算出したＤｉｆｆ（ｎ）と規定値Ｃを比
較し、 Ｄｉｆｆ（ｎ）＞Ｃ の場合にはＤｍ（ｎ）をｎ番目の基準白色データＷ
（ｎ）として、メモリ２３のデータ値Ｄｉ（ｎ）のアド
レスに上書きする。

【００４３】このようにして、１ライン分処理を行う。

【００４４】原稿画像の読み取り時は、ＣＣＤ１５で読
み取ったアナログ画像データが前述の処理と同様にし
て、前処理部１６で処理された後、Ａ／Ｄコンバータ１
７でデジタル値のデータＤｉ（ｎ）に変換され、シェー
ディング補正回路（シェーディング補正手段）２４に入
力される。

【００４５】また、先にメモリ２３に記憶しておいた基
準白色データＷ（ｎ）が読み出されて、シェーディング
補正回路２４に入力され、前述の演算 Ｄｏ（ｎ）＝Ｄｉ（ｎ）×Ｗｒｅｆ／Ｗ（ｎ） が施され、シェーディング補正後の原稿画像データＤｏ
（ｎ）が出力される。

【００４６】図３は一実施例の基準白色データ作成処理
動作を示すフローチャートであり、図３を用いて上述し
た処理動作を説明する。なお、本動作はＣＰＵ２５の指
示により不図示のＲＯＭに格納されたプログラムに基づ
いて実行される。

【００４７】まず、ＣＣＤ１５により白色板２を読み取
り（ステップＳ１０１）、得られた１ライン分の画像デ
ータうちの注目画素のデータ値Ｄｉ（ｎ）とこの前後の
画素のデータ値Ｄｉ（ｎ−１），Ｄｉ（ｎ＋１）とのメ
ディアン値Ｄｍ（ｎ）を算出し（ステップＳ１０２）す
る。次に、メディアン値Ｄｍ（ｎ）と注目画素のデータ
値Ｄｉ（ｎ）の差を算出し（ステップＳ１０３）し、こ
の差分値Ｄｉｆｆ（ｎ）と規定値Ｃを比較する（ステッ
プＳ１０４）。

【００４８】この比較結果により、差分値Ｄｉｆｆ
（ｎ）が規定値Ｃより大きい場合にはメディアン値Ｄｍ
（ｎ）を注目画素の基準白色値（基準白色データ）とし
てメモリ２３に記憶させる（ステップＳ１０５）。ま
た、差分値Ｄｉｆｆ（ｎ）が規定値Ｃ以下の場合には注
目画素のデータ値Ｄｉ（ｎ）をそのままこの注目画素の
基準白色値としてメモリ２３に記憶させる（ステップＳ
１０６）。

【００４９】このように第２の実施例では、上記第１の
実施例で説明したメディアン回路１９、差分回路２０、
セレクタ２１、比較回路２２の処理をＣＰＵ２５により
行うようにしたので簡単な回路構成で、上記第１の実施
例と同様の効果を得ることができる。

【００５０】なお、上記第１，第２の実施例ではメディ
アン演算処理する範囲を３画素として説明したが、この
範囲を広げることにより、より大きなごみの影響を除去
することができる。

【００５１】また、写真、文字等の読み取る画像の種類
によって、規定値Ｃを変更し、ごみ検出感度を切り替え
ることもできる。

【００５２】また、上述した処理（画像処理）を実現さ
せるためのプログラムを格納した記憶媒体としても実施
可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準白色板の注目画素相当位置にごみや汚れが無い場合
でも、精度良くシェーディング補正を行うことができる
ようになるため、画質の向上を図ることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の構成を示すブロック図

【図２】 第２の実施例の構成を示すブロック図

【図３】 一実施例の基準白色データ作成処理動作を示
すフローチャート

【図４】 本発明に係る画像読取装置の概略構造を示す
断面図

【図５】 図４の光学キャリッジの内部構造を示す断面
図

【図６】 ごみのない基準白色板を読み取ったときのイ
メージセンサの出力信号を示す波形図

【図７】 ごみが有る基準白色板を読み取ったときのイ
メージセンサの出力信号を示す波形図

【図８】 ごみとイメージセンサの画素との関係を示す
図

【図９】 一実施例のメディアン演算範囲を示す図

【図１０】 図１の遅延回路の構成を示す回路図

【図１１】 一実施例の基準白色データを示す図

【図１２】 メディアン処理のみを施した一実施例の基
準白色データを示す図

【符号の説明】

２ 基準白色板 １５ イメージセンサ（ＣＣＤ） １８ 遅延回路 １９ メディアン回路（第１の算出手段） ２０ 差分回路（第２の算出手段） ２１ セレクタ ２２ 比較回路（比較手段） ２３ メモリ ２４ シェーディング補正回路（シェーディング補正手
段） ２５ ＣＰＵ（第１の算出手段，第２の算出手段，比較
手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素をライン状に配列したイメー
   ジセンサと、白色板と、前記イメージセンサにより前記
   白色板を読み取って得られた１ライン分の画像データう
   ちの該イメージセンサの任意の注目画素のデータ値とこ
   の周辺の画素のデータ値とのメディアン値を算出する第
   １の算出手段と、該メディアン値と前記注目画素のデー
   タ値の差を算出する第２の算出手段と、この差分値と所
   定値を比較する比較手段と、前記イメージセンサにより
   読み取った原稿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手段とを有し、前記比較手段による
   比較結果により、前記差分値が前記所定値より大きい場
   合には前記メディアン値を前記注目画素の基準白色値と
   し、前記差分値が前記所定値以下の場合には前記注目画
   素のデータ値をそのままこの注目画素の基準白色値と
   し、前記シェーディング補正手段はこの基準白色値を用
   いてシェーディング補正を行うことを特徴とする画像読
   取装置。
2. 【請求項２】 メディアン値の算出に用いる周辺の画素
   の範囲は可変可能としたことを特徴とする請求項１記載
   の画像読取装置。
3. 【請求項３】 差分値と比較する所定値は複数から選択
   可能とした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】 複数の画素をライン状に配列したイメー
   ジセンサにより前記白色板を読み取って得られた１ライ
   ン分の画像データうちの該イメージセンサの任意の注目
   画素のデータ値とこの周辺の画素のデータ値とのメディ
   アン値を算出し、該メディアン値と前記注目画素のデー
   タ値の差を算出し、この差分値と所定値を比較し、この
   比較結果により、前記差分値が前記所定値より大きい場
   合には前記メディアン値を前記注目画素の基準白色値と
   し、前記差分値が前記所定値以下の場合には前記注目画
   素のデータ値をそのままこの注目画素の基準白色値と
   し、この基準白色値を用いて前記イメージセンサにより
   読み取った原稿画像データにシェーディング補正を行う
   ことを特徴とする画像処理方法。
5. 【請求項５】 複数の画素をライン状に配列したイメー
   ジセンサにより前記白色板を読み取って得られた１ライ
   ン分の画像データうちの該イメージセンサの任意の注目
   画素のデータ値とこの周辺の画素のデータ値とのメディ
   アン値を算出し、該メディアン値と前記注目画素のデー
   タ値の差を算出し、この差分値と所定値を比較し、この
   比較結果により、前記差分値が前記所定値より大きい場
   合には前記メディアン値を前記注目画素の基準白色値と
   し、前記差分値が前記所定値以下の場合には前記注目画
   素のデータ値をそのままこの注目画素の基準白色値と
   し、この基準白色値を用いて前記イメージセンサにより
   読み取った原稿画像データにシェーディング補正を行う
   ことを実現させるためのプログラムを格納したことを特
   徴とする記憶媒体。