JP2005006249A

JP2005006249A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP2005006249A
Application number: JP2003170373A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Osozawa; 憲良遅沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】原稿読み取り毎に基準白板を読み取り、シェーディング補正係数を求める際に、基準白板に汚れの検知処理を毎回行った場合、特定の条件下で不都合が生じルト言う問題を解決すること。
【解決手段】基準白板の汚れ検知、補正を行う第１の汚れ検知及び第１の汚れ補正手段と、読み取り位置の汚れ及び補正を行う第２の汚れ検知及び第２の汚れ補正手段とを有し、読み取りモードに応じて上記２つの汚れ検知、補正手段を切り換えることで、読み取り生産性を劣化させることなく上記汚れによる画像劣化を防止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原稿を読みとる画像読み取り装置に関し、特に基準濃度部材に付着したごみ、キズ、汚れによる画像劣化を防止し、かつ読み取り生産性を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は画像読み取り装置３０００の構成図である。読み取り原稿は原稿ガラス３００１上に載置され、原稿圧板３００３によって押さえられる。原稿圧板３００３は原稿ガラス３００１の汚れ、破損防止カバーとしても機能する。
【０００３】
原稿は原稿照明ランプ３００４及び、第１の反射笠３０１３、第２の反射笠３０１４によって照明される。そして、原稿反射光は第１ミラー３００５、第２ミラー３００６、第３ミラー３００７、光学レンズ３０１０を介してＣＣＤラインセンサー３０１１上に結像され、電気信号に変換される。
【０００４】
原稿読み取りは光学モータ３０１２の駆動によって、第１ミラー台３００８、第２ミラー台３００９が矢印Ａ、Ｂ方向に移動走査することで行われる。
【０００５】
基準白板３００２はシェーディング補正を行うための均一濃度板である。
【０００６】
図８はシェーディング補正の動作を説明する図である。図８において点線で挟まれた区間はＣＣＤラインセンサー３０１１の有効画像領域波形を示し、波形（ａ）は基準白板３００２をＣＣＤラインセンサー３０１１で読み取ったシェーディング補正前の波形を示し、不均一な特性であることがわかる。波形（ｂ）はシェーディング補正後の波形データを示し、シェーディング補正を行うことによって波形（ａ）が均一な特性に補正される。
【０００７】
波形（ａ）の不均一な特性の原因は一般的に次の３点が上げられる。
【０００８】
▲１▼ＣＣＤ３０１１を構成する複数のフォトダイオードの個々の感度バラツキ
▲２▼原稿照明ランプ３００４の配光
▲３▼光学レンズ３０１０の端部光量劣化
以上説明した画像読み取り装置３０００における画像読み取り動作を説明する。先ず第１に光学モータ３０１２によって第１ミラー台３００８、第２ミラー台３００９が基準白板３００２下に移動される。
【０００９】
基準白板３００２の下で、原稿照明ランプ３００４消灯状態での黒シェーディング補正と、原稿照明ランプ３００４点灯状態で基準白板３００２読み取り信号から白シェーディング補正が行われる。
【００１０】
シェーディング補正完了後、原稿照明ランプ３００４点灯のまま光学モータによって第１ミラー台３００８、第２ミラー台３００９を矢印Ａ方向に移動走査させ、原稿ガラス３００１上の原稿画像の読み取りが行われる。
【００１１】
しかし、基準白板３００２に汚れがあった場合にはシェーディング補正を行うことによって読み取り画像にスジが発生し、画質劣化を引き起こす場合がある。
【００１２】
図９は画質劣化の一例を示し、汚れによって基準白板３００２が暗く読み取られた部分が副走査方向の白スジとなって画質劣化を引き起こしていることが分かる。このような白スジは基準白板３００２に付着したゴミや、キズによっても発生する。基準白板３００２は一般的に清掃が困難である場合に設置されている。
【００１３】
このような基準白板３００２の汚れ、ごみ、キズによる画質劣化を改善する方法として、基準白板３００２の第１の位置でシェーディング補正係数を求め、続いて基準白板３００２の第２の位置でシェーディング補正を行い、その結果から異常画素を判別し、対応する画素のシェーディング補正係数を補正することで画質劣化を改善する方法が提案されている。（特許文献１を参照）
【特許文献１】
特開２００３−０３２４５２
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
原稿読み取り毎に基準白板３００２を読み取り、シェーディング補正係数を求める際に、基準白板３００２に汚れの検知処理を毎回行った場合、特定の条件下で不都合が生じる。一般に、基準白板３００２の汚れの検知処理は数秒ないし十数秒の時間を要するものであり、読み取り動作毎に基準白板３００２の汚れの検知、補正を行った場合には画像読み取り装置３０００の生産性を著しく劣化させてしまうという問題が発生する。
【００１５】
具体的には複数の原稿を連続的に読み取り、全ての原稿読み取り終了後にプリントあるいは送信作業を行う場合で、例えば１０部の原稿読み取りを行う場合、１０部×１０秒＝１００秒で全ての読み取りが完了していたものが、読み取り毎の基準白板３００２のゴミ検知（３秒）を行うことで１０部×（１０秒＋３秒）＝１３０秒となり、３０秒もの余分な時間を必要とすることになるのである。
【００１６】
また、ファクシミリ送信のように送信リクエストから画像送信までの時間が定義されている場合には読み取り操作が成り立たないという問題もある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、濃度基準板と、前記濃度基準板の汚れを検知する第１の汚れ検知機能と、前記濃度基準板の読み取り信号から算出される濃度基準信号を補正する第１の汚れ補正機能と、原稿読み取り位置の汚れを検知する第２の汚れ検知機能と、読み取られた画像信号を補正する第２の汚れ補正機能とを有する画像読み取り装置において、前記画像読み取り装置の読み取りモードに応じて前記複数の汚れ検知機能と、前記複数の汚れ補正機能を選択する手段を設けたことで、読み取りモードに応じ適宜適切な汚れ検知、及び補正処理を行うことを可能にし、読み取り生産性と、画質劣化防止を両立させるものである。
【００１８】
さらに読み取りモードがファクシミリ用画像取込みの場合には前記第２の汚れ検知、及び前記第２の補正機能を実行することで、読み取り開始時間の短縮を実現し、確実な送信を行うものである。
【００１９】
さらに読み取りモードが複写用画像取込みの場合には前記第１の汚れ検知、及び前記第１の補正機能を実行することで、画質劣化のない読み取り画像を提供するものである。
【００２０】
さらに読み取りモードが複数の読み取り動作を連続的に行うモードの場合には、最初の読み取り動作前にのみ前記第１もしくは第２の検知機能を実行することで、読み取り生産性を向上させるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
従来例で説明した画像読み取り装置３０００に実施した例について以下説明する。
【００２２】
図１０はシェーディング補正回路のブロック図で、次のように動作する。シェーディング補正は黒シェーディング補正と白シェーディング補正に分けられ、黒シェーディング補正は１０ｂｉｔの入力信号ＶＩ（ｎ）（ｎは画素番号を表す）から黒シェーディング補正回路３３０１で黒補正データＢＫ（ｎ）を引くことによって行われ、ＶＩＢ（ｎ）として出力される。
【００２３】
黒シェーディング補正の演算式を示す。
【外１】

【００２４】
黒補正データＢＫ（ｎ）は黒補正メモリ３３０３から入力信号ＶＩ（ｎ）に同期して読み出される。黒補正データＢＫ（ｎ）は原稿照明ランプ３００４の消灯時の読み取りデータを演算メモリ３３０５を用いて複数ライン分取り込み、平均処理され黒補正メモリ３３０３に保管されるものである。
【００２５】
黒シェーディング補正信号ＶＩＢ（ｎ）は次いで白シェーディング補正回路３３０２で係数データＣＤ（ｎ）との乗算処理が行われ、シェーディング補正信号ＶＯ（ｎ）として出力される。係数データＣＤ（ｎ）は係数メモリ３３０４から黒シェーディング補正信号ＶＩＢ（ｎ）に同期して読み出される。
【００２６】
係数データは原稿照明ランプ３００４を点灯させた状態で基準白板３００２を読み取ったデータを演算メモリ３３０５を用いて複数ライン分取り込み、所定の演算を行った結果が係数メモリ３３０４に保管されるものである。
【００２７】
白シェーディング補正回路３３０２の演算式を示す。
【外２】

【００２８】
次に黒補正データ及び係数データの取り込み詳細手順を次に説明する。
【００２９】
黒補正データ設定方法
第１に原稿照明ランプ３００４消灯状態で、演算メモリ３３０５に６４ライン分の加算データが取り込まれる。この際、黒シェーディング補正回路３３０１、白シェーディング補正回路３３０２、信号二値化回路３３１６はスルー設定される。
【００３０】
加算処理は演算メモリ３３０５から読み出されたデータと入力データが加算回路３３０８で加算され、再び演算メモリ３３０５に書き込まれることによって実行される。
【００３１】
演算メモリ３３０５は１６ｂｉｔ構成で、入力信号は１０ｂｉｔなので６４ラインまでの加算処理が可能で、加算ライン数は２のｍ乗で指定される。
【００３２】
次に平均回路３３０９で演算メモリ３３０５内の加算データの平均化が行われ、その結果データが黒補正メモリ３３０３に保存される。平均回路３３０９ではｍビットのシフト処理で平均処理を行うものである。
【００３３】
以上の動作によって黒補正メモリ３３０３へ黒補正データが設定される。
【００３４】
係数データ設定方法
第１に原稿照明ランプ３００４点灯状態で基準白板３００２を読み取り、演算メモリ３３０５に６４ライン分の加算データを保存し、その後平均回路３３０９で平均処理を行った結果が再び演算メモリ３３０５に保存される。
【００３５】
次に除算回路３３０７によってシェーディングターゲット保管レジスタ３３０６に保管されるシェーディングターゲット（Ｋｄａｔ）と、演算メモリ３３０５に保管されるデータＭ（ｎ）との間で次の除算演算が行われ、その結果が係数メモリ３３０４に保管される。
【００３６】
演算式を示す。
【外３】

【００３７】
Ｏ（ｎ）：演算結果
この除算処理をＣＤ演算と称し、以上の処理を持って係数データが算出される。
【００３８】
演算メモリ３３０５はこれまで説明した黒補正データ、係数データ算出以外にシェーディング補正後の画像信号をサンプリングすることが可能で、サンプリングされたシェーディング補正信号に対して２つの汚れ検知処理を行うことが出来る。
【００３９】
汚れ検知機能の第１は基準白板３００２の汚れを検知する基準白板汚れ検知機能で、第２は原稿ガラス上の汚れを検知する原稿ガラス汚れ検知機能である。
【００４０】
基準白板汚れ検知機能は基準白板３００２の非有効領域で係数データを算出し、有効領域におけるシェーディング後の画像データより、オーバー特異点判定レベル保管レジスタ３３１２に保管されるオーバー判定レベル（ＵＰ）よりも大きなデータ、もしくはアンダー特異点判定レベル保管レジスタ３３１３に保管されるアンダー判定レベル（ＤＯＷＮ）よりも小さなデータを汚れ判定＆座標検出回路３３１０が判定し、その結果を座標保管レジスタ３３１１に保存するものである。
【００４１】
図３は基準白板３００２の詳細を示す図である。図中、領域：Ａで示される部分が非有効領域で、白シェーディング補正用の係数データはこの領域を副走査方向に移動走査しながら得られた画像データより算出される。
【００４２】
領域：Ｂは有効領域で、光学モータ３０１２の駆動精度や、第１ミラー台３００８の停止精度を考慮して領域：Ｂの複数のポイントで基準白板汚れ検知処理が行われる。
【００４３】
各ポイントでの基準白板汚れ検知結果は画像読み取り装置３０００の制御ソフトによって座標保管レジスタから読み出され、複数のポイントでの検知結果の論理和が汚れ座標として後述する基準白板汚れ補正に用いられる。
【００４４】
図中、ポイント：Ｃが示すのは読み取り時のシェーディングポイントである。
【００４５】
基準白板汚れ検知機能では、領域：Ａでの移動しながらの係数データ算出や、有効領域の複数のポイントで汚れ検知処理を行うことから、光学モータの駆動時間を含めて約３秒の時間を要する。
【００４６】
一方、原稿ガラス汚れ検知機能は図示しない原稿自動給送装置を用いて流し読みを行う場合に用いられる検知機能で、次のように動作する。
【００４７】
原稿用紙間で対向するローラーあるいはベルトのシェーディング補正後の画像データを、信号二値化回路３３１６で汚れ判定レベル保管レジスタ３３１７に保管される汚れ判定レベル（ＧＭＴ）と比較し、その二値化された結果を演算メモリ３３０５に所定ライン数分取り込む。
【００４８】
信号二値化回路３３１６は汚れ判定レベル（ＧＭＴ）よりも信号レベルが小さい場合に“１”を出力するように動作する。
【００４９】
取り込んだ結果、演算メモリ３３０５には各画素毎の判定結果ヒストグラムが保管されることになり、汚れ部分での保管データが大きな値を示すことになる。
【００５０】
演算メモリ３３０５の内容はシェーディング補正信号ＶＯ（ｎ）に同期して読み出され、データ二値化回路３３１４で頻度判定レベル保管レジスタ３３１５に保管される頻度判定レベル（ＯＧＭＴ）と比較され、頻度判定レベル（ＯＧＭＴ）よりも大きい場合に“１”を出力する。
【００５１】
データ二値化回路３３１４出力信号は汚れ部分で“１”となる汚れフラグ信号（ＧＭＫ）として後述する原稿ガラス汚れ補正処理部にシェーディング補正信号ＶＯ（ｎ）と共に出力される。
【００５２】
原稿ガラス汚れ検知機能の動作時間は演算メモリ３３０５への取り込み時間にほぼ等しく、例えば１ラインの蓄積期間が２００μｓで、１２８ラインのサンプリングを行う場合には２５．６ｍｓで完了することが出来る。
【００５３】
詳細は後述するが、原稿ガラス汚れ検知の結果として出力される汚れフラグ信号（ＧＭＫ）を受けてシェーディング補正信号ＶＯ（ｎ）の補正を行う原稿ガラス汚れ補正処理は汚れフラグ信号（ＧＭＫ）に同期して直ちに実行されるため、原稿ガラス汚れの検知、補正処理は流し読み動作においても原稿紙間毎に補正データ及び補正処理を更新することが可能である。
【００５４】
図４は基準白板３００２の汚れ補正処理を示す図である。○で示される点は基準白板３００２を読み取った生成された係数データを示し、汚れ部分で示した領域が、基準白板汚れ検知によって検知された領域である。
【００５５】
基準白板汚れ補正処理は汚れ部分の係数データを、汚れ部分の領域の両側の係数データを用いて線形補間にて算出されたデータに置き換えるもので、図中△は置き換えられた係数を示す。
【００５６】
図５は基準白板ゴミ補正処理によって補正された画像データの一例を示し、基準白板３００２から算出される係数データを補間することによって、基準白板３００２に汚れがある場合でも汚れによる影響の無い画像読み取りを行うことが出来ることがわかる。
【００５７】
次に原稿ガラス汚れ補正処理について説明する。原稿ガラス汚れ補正処理は汚れフラグ信号の“１”となる区間を汚れ部分として、その両側の画像データで補間する処理を読み取り画像に対して行うものである。
【００５８】
図６は原稿ガラス汚れ補正処理の様子を示し、塗りつぶり○は読み取り画像信号を示し、塗りつぶし▽は汚れフラグ信号によって補間された画像データを示す。
【００５９】
原稿ガラス汚れ補正処理は汚れフラグパルスを有効にすることで実行されるため、補正処理は原稿ガラス汚れ検知後、即座に補正処理を行うことが出来る。
【００６０】
以上の汚れ検知、補正機能を有する画像読み取り装置において本発明の特徴を示す動作について説明する。
【００６１】
図１はファクシミリ送信時の読み取り動作を示すフローチャートである。Ｓ１００は読み取り開始を示す。Ｓ１１０は読み取りモード選択で、コピーモードとファクシミリモードが選択される。選択は装置の操作部によって指定されており、この時点で画像読み取り装置３０００に設定が行われる。
【００６２】
コピーモードが選択された場合にはＳ１２０の基準白板汚れ検知処理へと移行する。Ｓ１２０では基準白板３００２の汚れ検知処理が行われ、先に説明したように汚れに相当する画素座標が検出される。
【００６３】
Ｓ１３０ではＳ１２０で検出された汚れ画素座標に対して基準白板汚れ補正処理が行われ、シェーディング補正用基準データの補間が行われる。次いでＳ１４０での原稿画像読み取りが行われ、Ｓ１５０で読み取り完了となる。この場合、基準白板汚れ補正によって画質劣化の無い原稿画像読み取りが行われる。
【００６４】
Ｓ１１０でファクシミリモードが選択された場合にはＳ１６０に移行する。Ｓ１６０では原稿ガラス汚れ検知が行われる、この場合シェーディング補正用基準データは前回の読み取り動作終了後に行われたシェーディング補正データが用いられる。
【００６５】
次にＳ１７０で原稿ガラス汚れ補正回路がＯＮされ、Ｓ１４０で原稿読み取りが行われ、Ｓ１５０で読み取り完了となる。この場合、原稿ガラス汚れ補正によって基準白板３００２上の汚れに相当する部分の画像は両側の補間処理によって補正される。
【００６６】
以上説明したように読み取り開始時に指定された読み取りモードに応じた汚れ検知及び補正処理を行うことによって、画質と読み取り生産性の両立した装置を実現することが出来る。
【００６７】
Ｓ１１０での読み取りモードの選択は装置のサービス設定で一方に固定されていても良い。
【００６８】
［第２の実施例］
図２は本発明の第２の実施例を示し、連続読み取り動作のフローチャートである。Ｓ２００は読み取り開始を示す。
【００６９】
Ｓ２１０は読み取りモード選択で、単独読み取りモードと連続読み取りモードかが選択される。選択は装置の操作部によって指定されており、この時点で画像読み取り装置３０００に設定が行われる。
【００７０】
単独読み取りモードが選択された場合、Ｓ２２０の基準白板汚れ検知処理へと移行する。Ｓ２２０では基準白板３００２の汚れ検知処理が行われ、実施例１で説明したように汚れに相当する画素座標が検出される。
【００７１】
次にＳ２３０で基準白板３００２を用いたシェーディング処理が行われ黒補正データと係数データが算出される。
【００７２】
次にＳ２４０で基準白板汚れ補正処理が行われ、Ｓ２５０で原稿の読み取りが行われ、Ｓ２６０で読み取り完了となる。一方、Ｓ２１０で連続読み取りが選択された場合、先ずＳ２７０で基準白板汚れ検知処理が行われる。
【００７３】
次にＳ２８０でシェーディング補正処理、さらにＳ２９０で基準白板汚れ補正処理が行われ、Ｓ３００で第１の原稿に対する読み取りが行われる。
【００７４】
次にＳ３１０で最終原稿かどうかの確認が行われる。この確認はユーザーに対して操作部表示が行われ、ユーザーが確認を行うものである。
【００７５】
Ｓ３１０で最終原稿と確認された場合にはＳ２６０に移行し、読み取り処理が完了となる。一方、最終原稿で無いと確認された場合にはＳ２８０に戻り、再びシェーディング処理からの読み取り動作が開始される。
【００７６】
Ｓ２７０での基準白板汚れ検知処理は第１の原稿に対して行われ、以降の原稿に対しては第１の原稿読み取り時にＳ２７０で行われた検知結果を元に補正処理が行われる。
【００７７】
以上の動作より、連続読み取りモードにおいても生産性を落とすことなく適切な汚れ補正を行うことが可能になる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施により読み取りモードに応じた最適な汚れ補正を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、ファクシミリ送信時の動作を示すフローチャート
【図２】実施例２、連続読み取り時の動作を示すフローチャート
【図３】実施例１、基準白板３００２の詳細図
【図４】実施例１、基準白板汚れ補正処理の説明図
【図５】実施例１、基準白板汚れ補正による読み取り画像を説明する図
【図６】実施例１、原稿ガラス汚れ補正処理の説明図
【図７】従来例、画像読み取り装置を示す図
【図８】シェーディング補正動作を示す図
【図９】基準白板３００２の汚れによる読み取り画像を説明する図
【図１０】実施例１、シェーディング補正回路のブロック図
【符号の説明】
３０００画像読み取り装置
３００１原稿ガラス
３００２基準白板
３００３原稿圧板
３００４原稿照明ランプ
３００５第１ミラー
３００６第２ミラー
３００７第３ミラー
３００８第１ミラー台
３００９第２ミラー台
３０１０光学レンズ
３０１１ＣＣＤラインセンサー
３０１２光学モータ
３０１３第１の反射笠
３０１４第２の反射笠
３３０１黒シェーディング補正回路
３３０２白シェーディング補正回路
３３０３黒補正メモリ
３３０４係数メモリ
３３０５演算メモリ
３３０６シェーディングターゲット保管レジスタ
３３０７除算回路
３３０８加算回路
３３０９平均回路
３３１０汚れ判定＆座標検出回路
３３１１汚れ座標保管レジスタ
３３１２汚れ判定上限レベル保管レジスタ
３３１３汚れ判定下限レベルレジスタ
３３１４データ二値化回路
３３１５頻度判定レベル保管レジスタ
３３１６信号二値化回路
３３１７汚れ二値化判定レベル保管レジスタ

Claims

濃度基準板と、前記濃度基準板の汚れ、ゴミを検知する第１の汚れ検知機能と、前記濃度基準板の読み取り信号から算出される濃度基準信号を補正する第１の汚れ補正機能と、原稿読み取り位置の汚れ、ゴミを検知する第２の汚れ検知機能と、読み取られた画像信号を補正する第２の汚れ補正機能とを有する画像読み取り装置において、前記画像読み取り装置の読み取りモードに応じて前記複数の汚れ検知機能と、前記複数の汚れ補正機能を選択し、使用することを特徴とする画像読み取り装置。
前記読み取りモードがファクシミリ用画像取込みの場合には前記第２の汚れ検知、及び前記第２の補正機能を実行することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
第１項記載の画像読み取り装置において、前記読み取りモードが複写用画像取込みの場合には前記第１の汚れ検知、及び前記第１の補正機能を実行することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
前記読み取りモードが複数の読み取り動作を連続的に行うモードの場合には、最初の読み取り動作前にのみ前記第１もしくは第２の検知機能を実行することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。