JP2005065276A - 環境光に起因する照明ノイズを自動的に補正するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境光により一様な照明が得られない場合に良好な画像をスキャンする。
【解決手段】 環境光の存在を検出するステップ（３６）と、環境光に起因するデジタル画像中の照明ノイズを補償するために画像キャプチャー装置（１０）によりスキャンされたデジタル画像を自動的に補正するステップ（４２）とを含む対象物のデジタル画像を改善する方法（３０）。複数のピクセル・データ値を得るために画像キャプチャー装置の複数の光源の少なくとも１つを作動させて対象物をスキャンするステップ（４０）と、デジタル画像の複数のピクセルのそれぞれに対するダーク・ノイズ補償値を得るために複数の光源を停止させて対象物をスキャンするステップ（３６）と、デジタル画像に対する複数のファイナル・ピクセル・データ値を得るために複数のピクセル・データ値のうち選択されたものから、対応するダーク・ノイズ補償値を減算するステップ（４２）とを更に含み得る。
【選択図】 図２Ａ

Description

本発明は、一般にデジタル・イメージングの分野に関し、詳細には、環境光に起因する照明ノイズを自動的に補正するシステムおよび方法に関する。

ペーパー文書、写真、ネガ、ＯＨＰフィルム、および／または、それらに類するものなど様々なタイプの対象物をスキャンして、容易に記憶または伝送できる電子フォーマットに変換するためにスキャナがますます利用されている。しかしながら、スキャニング・プロセスの間、スキャナの周りに環境光（周囲光）があると、スキャンされる対象物への照明が一様でなくなるために、これらのスキャンされた画像は質が劣ることがある。

本願は、上記課題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。

本発明の一実施形態によれば、対象物のデジタル画像を改善する方法は、環境光の存在を検出することと、この環境光に起因する、デジタル画像中の照明ノイズを補償するために、画像キャプチャー装置によりスキャンされたデジタル画像を自動的に補正することとを含む。

本発明の他の実施形態により、対象物のデジタル画像を改善するシステムは、画像キャプチャー装置と、この画像キャプチャー装置に動作可能に結合されているアプリケーション・ロジックとからなっている。このアプリケーション・ロジックは、画像キャプチャー装置内の環境光の存在を検出して、この環境光に起因するデジタル画像中の照明ノイズを補償するために、画像キャプチャー装置によりスキャンされたデジタル画像を自動的に補正するように作動する。

本発明の好ましい実施形態、および本発明の利点は、これらの図面のうち図１〜図３を参照すると、もっとも良く理解される。この場合、これらの様々な図面の同じで、かつ対応する部分には、同じ番号が用いられている。

本発明は、スキャナなどの画像キャプチャー装置を参照して、本明細書に述べられることになる。コピー機、ファクシミリ機、プリンタ、デジタルカメラ、および／または、それらに類するものなどの他のタイプの画像キャプチャー装置に関しては、本発明の教示が用いられてもよい。

図１Ａは、フラットベッド・スキャナなどのスキャナの形態を取る画像キャプチャー装置１０の斜視図であり、図１Ｂは、上面カバー１２が取り外されている画像キャプチャー装置１０の斜視図であり、また、図１Ｃは、画像キャプチャー装置１０のスキャニング・モジュールの切断線１Ｃ−１Ｃで切った断面図である。必要に応じて、画像キャプチャー装置１０は、代わりに、記憶、送信、またはさらなる処理のためにデジタル画像を作成するコピー機、多機能装置、ファクシミリ機、または他の機械の一部であってもよい。装置１０は、文書、写真、ネガ、ＯＨＰフィルム、および／または、それらに類するものなど、スキャンされるべき対象物を押し当てることのあるガラス板（プラテン）１４を含む。装置１０は、装置１０の制御および動作を容易ならしめるために、コンピュータシステム１１に結合される。

装置１０内に設けられたキャリッジ１６は、スキャニング・モジュール１８を支持する。この図示されているスキャニング・モジュール１８は、好ましくは、プリント基板（ＰＣＢ）２３上に実装された光源２２（図１Ｃ）を含む。スキャニング・モジュール１８はまた、ライト・パイプ（光管、light pipe）２４も含むことがある。ライト・パイプ２４は、その長手方向の軸線が光源２２と交差するように、光源２２とガラス板１４との間に設けられている。スキャニング・モジュール１８は、ＰＣＢ２３上に実装されたフォトセンサー（光電素子、photosensitive device）２８を含むことがある。レンズ２６、例えば傾斜屈折率（gradient index）レンズ・アレイは、その長手方向の軸線がフォトセンサー２８と交差するように、フォトセンサー２８とガラス板１４との間に設けられている。

本発明は、スキャンされるべき対象物に照明できる発光ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、キセノン、および／または、それらに類するものなど、現在知られているか、あるいは後に開発される任意の適切な光源２２の使用を考えている。さらに、２個以上の光源２２が用いられることがある。便宜上、本発明のこの例示されている実施形態は、本明細書において、複数の光源、例えば第１の光源２２Ａ、第２の光源２２Ｂ、第３の光源２２Ｃを参照して、説明されることになる。これらの光源はそれぞれ、光の基本色成分（例えば、赤、緑、青）の１つに対応するＬＥＤからなっている。

本発明は、電荷結合素子（ＣＣＤ）光センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）光センサ、および／または、それらに類するものなど、現在知られているか、あるいは後に開発される任意の適切なフォトセンサー２８の使用を考えている。フォトセンサー２８は、概ね直線的に配列された１つまたは複数のセンサーまたはチップを含むことがあり、それらのセンサーまたはチップはそれぞれ、複数の個別のセンサ要素またはピクセルを持っている。

動作の際は、キャリッジ１６は、１つまたは複数の支持レール２０Ａおよび２０Ｂ（図１Ｂ）に沿って移動する。キャリッジ１６が支持レール２０Ａおよび２０Ｂに沿って移動するときに、光源２２は、ライト・パイプ２４の中を通り抜ける光を放射する。ライト・パイプ２４は、光源２２からの光を散乱させる。この散乱光が、ガラス板１４を通り抜けて、ガラス板に押し当てられた対象物で反射する。この反射光は、レンズ２６で集められて、フォトセンサー２８上に向けられる。この集められた光は、それぞれのピクセルに対して画像データ値に変換されて記録される。

スキャニング動作は、別々のスキャン、例えばプレビュー・スキャンとファイナル・スキャンをともなうことがある。この実施形態では、ユーザがスキャニング動作を開始させた後で、画像キャプチャー装置１０により、プレビュー・スキャンが行われる。このプレビュー・スキャンの間、低解像度にて対象物をスキャンして、初期デジタル画像を提供する。この低解像度のスキャニングにより、プレビュー・スキャンを高速に実行することができる。プレビュー・スキャンの後で、ユーザは、ファイナル・スキャンのために、スキャンの解像度、色、スキャン・エリア、照明、および／または、それらに類するものなど、様々なパラメータの値を選択して、セットすることができる。次に、ユーザがセットしたパラメータに少なくとも一部基づいて、ファイナル・スキャンを行う。このファイナル・スキャンの間、上記の選択されているパラメータに基づいて、例えば選択された解像度にて、対象物をスキャンして、ファイナル・デジタル画像を提供する。

スキャニング・プロセスの間、光源（１つまたは複数）２２が提供する光以外の光が画像キャプチャー装置１０に入る場合には、その結果得られるスキャンされた画像の質に有害な影響が及ぼされることがある。例えば、環境光があると、スキャンされる対象物への照明が一様でなくなることがある。この結果、デジタル画像に、望ましくない外部照明ノイズがもたらされ、それにより、そのデジタル画像の質に影響が及ぼされる。よって、環境光の存在を検出して、その環境光の検出時に、そのスキャンされたデジタル画像中の外部照明ノイズを補正することが望ましい。

図２Ａは、本発明の一実施形態により、デジタル画像中の外部照明ノイズを検出して、自動的に補正する方法３０のフローチャートである。方法３０は、好ましくは、画像キャプチャー装置１０上か、あるいは、コンピュータシステム１１に結合されているソフトウェア上において、自動環境光補正機能を有効にするときに実行される。方法３０の実施形態は、グレイ・スケール画像に使用される。また、この実施形態は、プレビュー・スキャンおよび／またはファイナル・スキャンを含め、どんなスキャンにも使用され得る。図３Ａは、方法３０により、デジタル画像において、環境光に起因する照明ノイズを検出して、自動的に補正する場合のタイミング図８０である。

ブロック３２において、ダーク・ノイズ補償に対するデフォルト値を求める。好ましくは、ダーク・ノイズ補償値は、ＤＳＮＵ（Dark Signal Non-Uniformity、ダーク・シグナル不均一性）補償値からなっている。「ダーク・ノイズ補償値」、「ＤＳＮＵ補償値」、「ＤＳＮＵ値」という用語は、本明細書では、代替可能な意味で使用される。デフォルトＤＳＮＵ値は、好ましくは、ただ１行のスキャン・ライン中のそれぞれのピクセルに対して求められる。したがって、例えば、このスキャン・ライン中のピクセルの数が２５０であれば、２５０個のデフォルトＤＳＮＵ補償値が求められる。これらのＤＳＮＵ補償値は、フォトセンサー２８に欠陥があるためにデジタル画像中に存在するかもしれないダーク・シグナルあるいはダーク・ノイズについて補正するために用いられる。現在知られているか、あるいは後に開発される任意の方法を使用して、デフォルト・ダーク・ノイズ補償値を求めることがある。ブロック３２の間に、ダーク校正スキャンは、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃを停止させて、行われる。フォトセンサー２８が、どんな環境光にもさらされないように、キャリッジ１６を、カバー１２のうちの透明でない部分の下の固定位置に置いて、このダーク校正スキャンを実行することがある。このダーク校正スキャンは、所望の照明時間の倍数である期間の間行われる。次に、このダーク校正スキャンの間に得られたピクセル・データ値を、上記照明時間の倍数によって除算して、デフォルトＤＳＮＵ値を求める。さらに長い期間の間、フォトセンサー２８に照明することにより、それぞれのピクセルに対して、さらに正確なデフォルトＤＳＮＵ値が得られることがある。必要に応じて、ユーザは、このデフォルトＤＳＮＵ値を選択してもよい。

ブロック３４において、ゲイン（利得）に対するデフォルト値を求める。このようなゲインに対するデフォルト値は、好ましくは、ＰＲＮＵ（Photo Response Non-Uniformity、感度不均一性）補償値からなっている。「ＰＲＮＵ値」、「ＰＲＮＵゲイン値」、「ゲイン値」という用語は、本明細書では、取替え可能に使用される。デフォルトＰＲＮＵ値は、ただ１行のスキャン・ライン中のそれぞれのピクセルに対して求められる。したがって、例えば、このスキャン・ライン中のピクセルの数が２５０であれば、２５０個のデフォルトＰＲＮＵ値が求められる。ＰＲＮＵゲイン値は、照明の変動および／またはセンサ感度の変動について補正するために用いられる。これは、例えば、スキャンの間に得られたピクセル・データ値を目標値に正規化することにより行われることがある。現在知られているか、あるいは後に開発される任意の方法を使用して、デフォルトＰＲＮＵゲイン値を求めることがある。ブロック３４の間、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃを作動させて、ホワイト校正スキャンを実行する。カバー１２のうちの透明でない部分の下の固定位置にキャリッジ１６を置いてこのホワイト校正スキャンが行われることがあり、その場所に、校正目標、例えば、ホワイト校正ストリップが配置される。この目標値は、好ましくは、１００パーセント反射校正目標が、フルスケール・レンジの１００パーセントに相関させられるようにする値である。他の実施形態においては、この目標値は、１００パーセント反射校正目標が、フルスケール・レンジの１００パーセントに相関させられないようにする値であってもよい。この目標値は、上記校正目標ストリップの反射率によって決まる所定の値である。例えば、８０パーセント反射校正ストリップが、８ビット・システム（その最大値は２５５）内で使用される場合には、その目標値は、（０．８０×２５５＝）２０４である。

ピクセルに対するデフォルトＰＲＮＵ値は、ホワイト校正スキャンの間に得られたピクセルに対するピクセル・データ値と、そのピクセルに対するデフォルトＤＳＮＵ値との差により、この目標値を除算して得られることがある。例えば、スキャン・ライン中にＮ個のピクセルがある場合には、それぞれのピクセルに対するデフォルトＰＲＮＵ値は、次の式を用いて得られる。

ＰＲＮＵ［ｉ］＝目標値／（光源を作動させた場合のピクセルｉに対するピクセル・データ値−ピクセルｉに対するデフォルトＤＳＮＵ値）、（ここで、ｉ＝１〜Ｎ）

ブロック３６において、環境光だけで、この対象物の目標領域をスキャンする（図３Ａ）。好ましくは、これは、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃを停止させて、行われる。この目標領域は、この対象物のうち、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃに面する表面上のどのエリアであってもよい。この目標領域は、少なくとも１行のスキャン・ラインからなっている。環境光だけでより目標領域をスキャンすることから、フォトセンサー２８は、その環境光のために存在して、そのスキャンされた画像の質に影響を及ぼすかもしれない外部照明ノイズに関する情報を収集することができる。フォトセンサー２８は、環境光があるために目標領域から受け取られたピクセル・データ値を集める。

ブロック３８において、目標領域内のピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値は、少なくとも一部、光源を停止させて目標領域をスキャンすることに基づいて、求められる。ブロック３６において得られたピクセル・データ値が所定のしきい値よりも大きい場合には、環境光が存在すると考えられる。このデフォルト・ダーク・ノイズ補償値は、好ましくは、目標領域内のピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値を計算するために用いられる。それぞれのピクセルでは、環境光ピクセル・データ値がそのしきい値を超える場合には、そのピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値は、ブロック３６において得られた環境光ピクセル・データ値に等しい。環境光ピクセル・データ値がそのしきい値を超えなければ、そのピクセルに対するダーク・ノイズ補償値は、ブロック３２において求められた上記ピクセルに対するデフォルト・ダーク・ノイズ補償値に等しい。そのしきい値は、ユーザ操作装置１０により設定可能であるか、あるいは、デフォルト値であることもある。特定のピクセルでは、そのしきい値は、好ましくは、そのピクセルに対するデフォルト・ダーク・ノイズ補償値の倍数である。したがって、目標領域内のそれぞれのピクセルは、異なるしきい値を持つことがある。必要に応じて、目標領域に対応するあらゆるピクセルに対して、あるいは、この画像のあらゆるピクセルに対して、同一のしきい値が用いられ得る。

ブロック４０において、光源、例えば、第１の光源２２Ａ、第２の光源２２Ｂ、第３の光源２２Ｃを作動させて、目標領域をスキャンする。光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃは、対象物のうち、その目標領域に対応する部分に照明する。目標領域に入射した光は、反射しレンズ２６を通じてフォトセンサー２８に向けられる。フォトセンサー２８は、目標領域から受け取られた光を集める。この集められた光は、次に、ピクセル・データ値に変換される。必要に応じて、一実施形態において、光源からの光と環境光のために、フォトセンサー２８が飽和に近いことが検出された場合に、目標領域が光に当てられる時間を減らしてもよい。この検出は、ハードウェアまたはソフトウェアによって行われることもある。この検出が、ハードウェアによって行われる場合には、このハードウェアは、環境光をピーク検出して、以後の照明（１回または複数回）の照明期間を調整することもある。

ブロック４２において、目標領域内のピクセルに対して、画像補正を行う。ブロック４２の間、目標領域内のピクセルに対して、ブロック４０において得られたピクセル・データを更新して、環境光があるために目標領域の画像内に存在するかもしれない外部照明ノイズを補正または補償する。必要に応じて、代替実施形態において、ユーザ入力に応答して、画像補正が行われてもよい。例えば、環境光がしきい値を超えることをユーザに知らせ、また、画像補正を行わせることに同意あるいは反対の意思を表示するように、ユーザに勧めるか、あるいは促すことがある。ピクセル・データは、例えば、ピクセル・データ値（ブロック４０において得られる）から、上記の更新されたダーク・ノイズ補償値（ブロック３８において得られる）を減算して、その結果に、デフォルト・ゲイン値（ブロック３４において得られる）を乗算して更新される。これは、好ましくは、目標領域内のすべてのピクセルに対して、行われる。フォトセンサー２８に欠陥があるために存在するかもしれないノイズ、および／または、環境光があるために発生するかもしれない外部照明ノイズを除去するために、上記ピクセル・データ値から上記更新されたダーク・ノイズ補償値を減算する。この結果に上記デフォルト・ゲイン値を乗算して、このピクセル・データ値を所望の目標値に正規化する。以下の式を用いて、この目標領域内のそれぞれのピクセルに対して、ピクセル・データを更新することがある。

更新されたピクセル・データ＝（ピクセル・データ値−新規ダーク・ノイズ補償値）×デフォルト・ゲイン値。

ブロック４４において、スキャンされるべき目標領域がまだあるかどうか判定を行う。スキャンされるべき目標領域がもうない場合には、このプロセスは終了する。この更新されたピクセル・データを用いて、対象物のデジタル画像を生成することがある。スキャンされるべき目標領域がまだある場合には、ブロック４６において、キャリッジ１６を、少なくとも１行のスキャン・ラインを含む次の目標領域に移動させる。ブロック３６においてスタートして、環境光だけによって対象物の次の目標領域をスキャンするプロセスが実行される。

図２Ｂは、本発明の実施形態により、デジタル画像中の外部照明ノイズを検出して、自動的に補正する方法５０のフローチャートである。方法５０は、好ましくは、画像キャプチャー装置１０上か、あるいは、コンピュータシステム１１に関連するソフトウェア上で、自動環境光検出機能を有効にするときにときに実行される。方法５０の実施形態は、カラー画像に使用される。また、この実施形態は、プレビュー・スキャンおよび／またはファイナル・スキャンを含め、どんなスキャンにも使用されてもよい。対象物をスキャンして、カラー・デジタル画像を得るときには、以下に説明されるように、赤、緑、青の光源を別々に作動させる。図３Ｂは、方法５０により、デジタル画像中に、環境光に起因する照明ノイズを検出して、自動的に補正するタイミング図９０である。

ブロック５２において、ダーク・ノイズ補償に対するデフォルト値を求める。好ましくは、ダーク・ノイズ補償値は、ＤＳＮＵ補償値からなっている。デフォルトＤＳＮＵ値は、好ましくは、ただ１行のスキャン・ライン中のそれぞれのピクセルに対して求められる。したがって、例えば、このスキャン・ライン中のピクセルの数が２５０であれば、２５０個のデフォルトＤＳＮＵ補償値が求められる。好ましくは、ダーク・ノイズ補償に対するデフォルト値は、用いられる光源の数またはタイプに関係なく、同一である。現在知られているか、あるいは後に開発される任意の方法を使用して、デフォルト・ダーク・ノイズ補償値を求めることがある。ブロック５２の間に、ダーク校正スキャンは、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃを停止させて、行われる。フォトセンサー２８が、どんな環境光にもさらされないように、カバー１２のうちの透明でない部分の下の固定位置にキャリッジ１６を置いて、このダーク校正スキャンを実行することがある。このダーク校正スキャンは、所望の照明時間の倍数である期間の間に行われる。次に、このダーク校正スキャンの間に得られたピクセル・データ値を上記照明時間の倍数により除算することによりデフォルトＤＳＮＵ値を求める。さらに長い期間の間、フォトセンサー２８をさらすことで、それぞれのピクセルに対して、さらに正確なデフォルトＤＳＮＵ値が得られることがある。必要に応じて、ユーザは、このデフォルトＤＳＮＵ値を選択してもよい。

ブロック５４において、光源ごとに、ゲインに対するデフォルト値を求める。ゲインに対するデフォルト値は、好ましくは、ＰＲＮＵ補償値からなっている。デフォルトＰＲＮＵ値は、ただ１行のスキャン・ライン中のそれぞれのピクセルに対して求められる。したがって、例えば、このスキャン・ライン中のピクセルの数が２５０であれば、光源ごとに、２５０個のデフォルトＰＲＮＵ値が求められる。好ましくは、ゲインに対するデフォルト値は、作動する光源に応じて異なる。現在知られているか、あるいは後に開発される任意の方法を使用して、デフォルトＰＲＮＵゲイン値を求めることがある。ブロック５４の間、カバー１２のうちの透明でない部分の下の固定位置にキャリッジ１６を置いて、ホワイト校正スキャンが行われ、その場所に校正目標が位置づけられることがある。ホワイト校正スキャンは、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃの１つを作動させて行われる。光源ごとに、それぞれのピクセルに対して異なるデフォルトＰＲＮＵ値が得られることになる。複数の光源を有する装置で対象物をスキャンしてカラー画像を得ようとするときには、異なるスキャンの間、異なる光源を作動させて、ホワイト校正スキャンが光源ごとに別々に行われることがある。

特定の光源を作動させた場合のピクセルに対するデフォルトＰＲＮＵ値は、ホワイト校正スキャンの間に得られたピクセルに対するピクセル・データ値と、そのピクセルに対するデフォルトＤＳＮＵ値との差によってこの目標値を除算することにより、得られることがある。したがって、それぞれのピクセルでは、デフォルトＰＲＮＵ値の数は光源の数に等しい。例えば、スキャン・ライン中にＮ個のピクセルがあり、かつ光源がＭ個ある場合には、これらのデフォルトＰＲＮＵ値は、次の式を用いて得られる。

ＰＲＮＵ［ｉ］［ｊ］＝目標値／（光源ｊを作動させた場合のピクセルｉに対するピクセル・データ値−ピクセルｉに対するデフォルトＤＳＮＵ値）、（ここで、ｉ＝１〜Ｎ、またｊ＝１〜Ｍ）

ブロック５６においては、環境光を用いてこの対象物の目標領域をスキャンする（図３Ｂ）。好ましくは、これは、光源２２Ａ、光源２２Ｂ、光源２２Ｃを停止させて行われる。環境光だけによって目標領域をスキャンすることから、フォトセンサー２８は、その環境光のために存在して、そのスキャンされた画像の質に影響を及ぼすかもしれない外部照明ノイズに関する情報を収集することができる。フォトセンサー２８は、環境光があるために目標領域から受け取られたピクセル・データ値を集める。

ブロック５８では、目標領域内のピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値は、少なくとも一部が、光源を停止させて目標領域をスキャンすることに基づいて求められる。ブロック５６において得られたピクセル・データ値が、所定のしきい値よりも大きい場合には、環境光は存在すると考えられる。このデフォルト・ダーク・ノイズ補償値は、好ましくは、目標領域内のピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値を計算するために用いられる。それぞれのピクセルでは、環境光ピクセル・データ値がそのしきい値を超える場合には、そのピクセルに対する新規ダーク・ノイズ補償値は、ブロック５６において得られた環境光ピクセル・データ値に等しい。環境光ピクセル・データ値がしきい値を超えなければ、そのピクセルに対するダーク・ノイズ補償値は、ブロック５２において求められた上記ピクセルに対するデフォルト・ダーク・ノイズ補償値に等しい。そのしきい値は、ユーザ操作装置１０により設定可能であるか、あるいは、デフォルト値であることもある。特定のピクセルにおいては、そのしきい値は、好ましくは、そのピクセルに対するデフォルト・ダーク・ノイズ補償値の倍数である。したがって、目標領域内のそれぞれのピクセルは、異なるしきい値を持つことがある。必要に応じて、目標領域に対応するあらゆるピクセルに対して、あるいは、この画像のあらゆるピクセルに対して、同一のしきい値が用いられてもよい。

ブロック６０において、光源２２の１つを作動させて目標領域をスキャンする。この作動する光源は、対象物のうち、目標領域に対応する部分に照明する。図３Ｂの例では、この作動する光源は、赤ＬＥＤである。異なる実施形態では、異なるカラー光源が代わりに選択されている。目標領域に入射した光は、反射し、レンズ２６を通じてフォトセンサー２８に向けられる。フォトセンサー２８は、目標領域から受け取られた光を集める。この集められた光は、次に、ピクセル・データ値に変換される。必要に応じて、一実施形態において、光源からの光と環境光のためにフォトセンサー２８が飽和に近いことが検出された場合には、目標領域が光にさらされる時間を減らしてもよい。この検出は、ハードウェアまたはソフトウェアによって行われることもある。この検出が、ハードウェアによって行われる場合には、このハードウェアは、環境光をピーク検出して、以後の照明（１回または複数回）の照明期間を調整することもある。

ブロック６２では、光源を作動させた状態において、目標領域内のピクセルに対して、画像補正を行う。ブロック６０において、光源を作動させた状態で目標領域内のピクセルに対して得られたピクセル・データを更新して、環境光があるために存在するかもしれない外部照明ノイズを自動的に補正または補償する。このピクセル・データは、例えば、ピクセル・データ値（ブロック６０において得られる）から、上記の更新されたダーク・ノイズ補償値（ブロック５８において得られる）を減算して、その結果に、デフォルト・ゲイン値（ブロック５４において得られる）を乗算することにより更新される。これは、好ましくは、目標領域内のすべてのピクセルに対して行われる。フォトセンサー２８に欠陥があるために存在するかもしれないノイズ、および／または、環境光があるために発生するかもしれない外部照明ノイズを除去するために、上記ピクセル・データ値から、上記更新されたダーク・ノイズ補償値を減算する。この結果に上記デフォルト・ゲイン値を乗算して、このピクセル・データ値を所望の目標値に正規化する。以下の式を用いて、この目標領域内のそれぞれのピクセルに対して、ピクセル・データを更新することがある。

更新されたピクセル・データ＝（ピクセル・データ値−新規ダーク・ノイズ補償値）×デフォルト・ゲイン値。

ブロック６４において、現時点の目標領域に対して作動していない光源がまだあるかどうか判定を行う。作動していない光源がある場合には、ブロック６６において、この活動状態の光源を停止させて、次の光源を作動させる。図３Ｂの例では、この作動する光源は緑ＬＥＤである。異なる実施形態では、異なるカラー光源が代わりに選択され得る。ブロック６０においてスタートして、光源を作動させて目標領域をスキャンするプロセスが実行されることがある。ブロック６４において、作動する光源がもうないと判定された場合には、ブロック６８においてスタートするプロセスが実行される。

ブロック６８において、スキャンされるべき目標領域がまだあるかどうか判定を行う。スキャンされるべき目標領域がもうない場合には、このプロセスは終了する。この更新されたピクセル・データを用いて、対象物のデジタル画像を生成することがある。スキャンされるべき目標領域がまだある場合には、ブロック７０において、キャリッジ１６を、少なくとも１行のスキャン・ラインを含む次の目標領域に移動させる。ブロック５６においてスタートして、環境光だけで対象物の次の目標領域をスキャンするプロセスが実行される。

本発明の好適な実施形態の技術的利点は、環境光があることに起因するデジタル・スキャン画像中の外部照明ノイズが自動的に補正されて、さらに良い品質の画像を提供できる点である。

本明細書では、本発明の実施形態が、それぞれ異なる色に対応する複数の光源に関して述べられてきたが、本発明の範囲は、このように限定されることはない。必要に応じて、代替実施形態において、各列がただ一色の光しか感知しない複数列のセンサからなっているフォトセンサーにホワイト光源を使用することもある。この代替実施形態では、それぞれのピクセルは、一意のＤＳＮＵ値を持つことになろう。このような代替実施形態の技術的利点は、より少ない回数の対象物スキャンによって環境光の補正が達成される可能性があるために、この代替実施形態が迅速に行なえる点である。

本発明のいくつかの実施形態では、環境光が自動的に検出されることがあるが、一方、他の実施形態では、環境光の存在が自動的には検出されないことがある。

本発明の実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、アプリケーション・ロジック、あるいは、ソフトウェア、ハードウェア、アプリケーション・ロジックを組み合わせたもので実施されることがある。このソフトウェア、アプリケーション・ロジック、および／または、ハードウェアは、画像キャプチャー装置１０またはコンピュータシステム１１上にある。必要に応じて、ソフトウェア、アプリケーション・ロジック、および／または、ハードウェアの一部が画像キャプチャー装置１０上にあり、また、そのソフトウェアおよび／またはハードウェアの一部がコンピュータシステム１１上にあってもよい。このアプリケーション・ロジック、ソフトウェア、または命令セットは、好ましくは、従来の様々なコンピュータ読取り可能媒体のいずれか１つに保存されている。本書に関連して、「コンピュータ読取り可能媒体」は、命令実行のシステム、装置、またはデバイスにより、あるいは、それらに関連して用いられるプログラムを有し、格納し、やり取りし、伝え、あるいは、運ぶことのできる任意の手段であることもある。このコンピュータ読取り可能媒体は、例えば、１つまたは複数の電線を有する電気接続部、携帯用コンピュータ・ディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去・書込み可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ＣＤ利用リードオンリーメモリ（ＣＤＲＯＭ）を含め（ただし、それらには限定されない）、例えば、現在知られているか、あるいは後に開発される電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式、または、半導体式のシステム、装置、デバイス、または伝播媒体であることもあるが、ただし、それらには限定されない。

必要に応じて、ユーザ入力に応答して、あるいはユーザ入力に加えて画像補正が行われてもよい。例えば、環境光がしきい値を超えることをユーザに知らせ、また、画像補正を行わせることに同意あるいは反対の意思を表示するように、ユーザに勧めるか、あるいは促すことがある。さらに、必要に応じて、それぞれの光源、および／または画像の異なる領域について画像補正させることに同意あるいは反対の意思を表示するように、ユーザに勧めるか、あるいは促してもよい。必要に応じて、スキャニング動作を始める前、プレビュー・スキャンの間またはプレビュー・スキャン後、あるいは、ファイナル・スキャンの間またはファイナル・スキャン後に、ユーザに促してもよい。

必要に応じて、本明細書中に説明される異なる機能は、どんな順序でも、かつ／または、互いに同時に行われてもよい。例えば、図２Ａと図２Ｂの例示的な実施形態では、このような補正作業は、それぞれの目標領域がスキャンされた直後に行われるとはいえ、本発明の範囲は、このように限定されることはない。必要に応じて、このような補正作業は、すべての目標領域がスキャンされた直後に行われてもよい。さらに、必要に応じて、上述の機能の１つまたは複数は、任意選択であるか、あるいは、本発明の範囲から逸脱することなく、組み合わされてもよい。例えば、必要に応じて、方法３０のブロック３２は省かれてもよい。方法３０のブロック３２が省かれる場合には、ブロック３８において、ブロック３６の間に得られたピクセル・データは、目標領域内のピクセルに対するダーク・ノイズ補償値に指定されることがある。必要に応じて、個々のピクセルに対するピクセル・データ値がしきい値を超える場合にのみ、このピクセル・データは、ダーク・ノイズ補償値に指定されてもよい。同様に、必要に応じて、方法５０のブロック５２は省かれてもよい。方法５０のブロック５２が省かれる場合には、ブロック５８において、ブロック５６により得られたピクセル・データは、目標領域内のピクセルに対するダーク・ノイズ補償値に指定されることがある。必要に応じて、個々のピクセルに対するピクセル・データ値がしきい値を超える場合にのみ、このピクセル・データは、ダーク・ノイズ補償値に指定されてもよい。

本発明の実施形態をうまく生かすことのできる画像キャプチャー装置の斜視図である。 本発明の実施形態をうまく生かすことのできる画像キャプチャー装置の斜視図である。 図１Ａと図１Ｂの画像キャプチャー装置のスキャニング・モジュールの切断線１Ｃ−１Ｃで切った断面図である。 本発明の一実施形態により、デジタル画像中の外部照明ノイズを検出して、自動的に補正する方法のフローチャートである。 本発明の他の実施形態により、デジタル画像中の外部照明ノイズを検出して、自動的に補正する方法のフローチャートである。 図２Ａの実施形態により、デジタル画像中の照明ノイズを検出して、自動的に補正するタイミング図である。 図２Ｂの実施形態により、デジタル画像中の照明ノイズを検出して、自動的に補正するタイミング図である。

符号の説明

１０ 画像キャプチャー装置
１１ コンピュータシステム

Claims (10)

1. 環境光の存在を検出するステップと、
   画像キャプチャー装置によりスキャンされたデジタル画像を自動的に補正して、前記環境光に起因するデジタル画像中の照明ノイズを補償するステップと
   を含む、対象物のデジタル画像を改善する方法。
2. デジタル画像を生成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 複数のピクセル・データ値を得るために、複数の光源を作動させて前記対象物の少なくとも一部をスキャンするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記画像キャプチャー装置の複数の光源の少なくとも１つを作動させて前記対象物をスキャンして、複数のピクセル・データ値を得るステップと、
   前記複数の光源を停止させて、前記デジタル画像の複数のピクセルのそれぞれに対するダーク・ノイズ補償値を得る前記対象物をスキャンするステップと、
   前記複数のピクセル・データ値のうち選択されたものから、対応するダーク・ノイズ補償値を減算して、前記デジタル画像に対する複数のファイナル・ピクセル・データ値を得るステップと
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
5. 対象物のスキャンを行い、環境光のレベルを求めるステップと、
   画像キャプチャー装置の少なくとも１つの光源を作動させて前記対象物のスキャンを行い、前記対象物のデジタル画像を得るステップと、
   前記デジタル画像を自動的に補正して、環境光に起因する照明ノイズを補償するステップと
   を含む、対象物の改善されたデジタル画像を得る方法。
6. 前記スキャンを行い、前記環境光のレベルを求めるステップは、前記画像キャプチャー装置のあらゆる光源を停止させて前記スキャンを行うステップを含むものである、請求項５に記載の方法。
7. 前記デジタル画像の複数のピクセルのそれぞれに対するダーク・ノイズ補償値を決定するステップと、
   前記複数のピクセルのうち選択されたピクセルのピクセル・データ値から、対応するダーク・ノイズ補償値を減算して、前記改善されたデジタル画像を得るステップと
   をさらに含む請求項５に記載の方法。
8. 対象物の少なくとも１つの目標領域をスキャンして、環境光の存在を判定するステップと、
   画像キャプチャー装置の少なくとも１つの光源を作動させて前記目標領域のスキャンを行って、前記目標領域のデジタル画像を得るステップと、
   前記デジタル画像を自動的に補正して、前記環境光に起因する前記デジタル画像中の照明ノイズを補償するステップと、
   前記複数の光源のそれぞれに対して、スキャンを行うステップと自動的に補正するステップとを繰り返して、前記対象物の前記目標領域のデジタル画像を生成するステップと
   を含む、対象物の改善されたデジタル画像を得る方法。
9. 画像キャプチャー装置と、
   前記画像キャプチャー装置に動作可能に結合されているアプリケーション・ロジックであって、前記画像キャプチャー装置内の環境光の存在を検出することと、前記画像キャプチャー装置によりスキャンされたデジタル画像を自動的に補正して、前記環境光に起因する前記デジタル画像中の照明ノイズを補償することとを作動させるアプリケーション・ロジックと
   を備える、対象物のデジタル画像を改善するシステム。
10. 前記アプリケーション・ロジックが前記デジタル画像中の前記照明ノイズの存在を検出するようにさらに作動するものである、請求項９に記載のシステム。

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