JP2006303710A - Reading apparatus and control method of reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、読取装置及び読取装置の制御方法に関し、より詳細には、読取装置におけるシェーディング補正で用いるデータの処理に関するものである。 The present invention relates to a reader and a method for controlling the reader, and more particularly to processing of data used for shading correction in the reader.
従来から読取装置(スキャナ)では、撮像素子であるCCDから出力されたアナログ信号をサンプルし、オフセット調整、ゲイン調整などをした後にA/D変換器でデジタルデータに変換している。デジタルデータに変換した後に、CCD及び光源の各画素毎のばらつきを補正するため、シェーディング補正をして画像データを得ている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a reading device (scanner) samples an analog signal output from a CCD, which is an image sensor, performs offset adjustment, gain adjustment, and the like, and then converts it into digital data by an A / D converter. After conversion to digital data, image data is obtained by performing shading correction in order to correct variations in each pixel of the CCD and the light source (see, for example, Patent Document 1).
シェーディング補正には、各画素毎のオフセットを補正する黒シェーディング補正と各画素毎のゲインを補正する白シェーディングとがあるが、どちらの補正でも画素毎にオフセットとゲインとをメモリに記憶する必要がある。
しかしながら、従来の構成でシェーディング補正を行うと、以下のような問題が生じる。 However, when shading correction is performed with the conventional configuration, the following problems occur.
昨今の読取装置は、CCDの解像度を向上させるべく読取画素数が大幅に増大しているため、シェーディング補正で必要とするメモリの容量が著しく大きくなっている。また、読取装置はPC等のコンピュータに接続して使用されるのが一般的であるが、解像度だけでなくPCへ送信する画像の高画質化のため、各画素のビット数が8ビットから16ビットへと増えており、シェーディング補正で必要とするメモリ容量が一層大きくなっている。 In recent readers, the number of read pixels is greatly increased in order to improve the resolution of the CCD, so that the memory capacity required for shading correction is significantly increased. In general, the reader is used by connecting to a computer such as a PC. However, in order to improve not only the resolution but also the quality of an image transmitted to the PC, the number of bits of each pixel is changed from 8 bits to 16 bits. The number of bits is increasing, and the memory capacity required for shading correction is further increased.
一般に、PCへ送信する画像は、人間の視感度の特性に合わせて非線形特性(ガンマ特性)をもたせるのが基本となっている。通常は非線形性のガンマの値は1未満であるため、輝度値が小さい黒い画像のほうが白い画像よりも大きなビット数が必要となる。しかしながら、従来のシェーディング補正ではそれを考慮せず、A/D変換器の出力に合わせたビット数で補正を行っている。 In general, an image to be transmitted to a PC is basically provided with a non-linear characteristic (gamma characteristic) in accordance with a human visual sensitivity characteristic. Usually, since the non-linear gamma value is less than 1, a black image with a small luminance value requires a larger number of bits than a white image. However, in the conventional shading correction, the correction is performed with the number of bits according to the output of the A / D converter without considering it.
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、読取データの劣化を抑制しつつ、シェーディング補正で必要とするメモリ容量を削減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to reduce memory capacity required for shading correction while suppressing deterioration of read data.
上記目的を達成する本発明の一態様としての読取装置は、原稿を照射する光源と、
所定方向に配列された複数の撮像素子を有する読取手段と、
各撮像素子から出力されたアナログ信号に所定の処理を施した後、デジタルデータに変換して出力するアナログ処理手段と、
前記光源を消灯した状態で、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位あるいは下位の複数ビットを削除して、第1のメモリに格納する第1の補正データ取得手段と、
前記読取手段を白基準板の読取位置に移動させた状態で、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、第2のメモリに格納する第2の補正データ取得手段と、
前記第1のメモリに格納されたデータに基づいて、光源を消灯した状態における各撮像素子の出力値のばらつきを補正する黒シェーディング補正手段と、
前記第2のメモリに格納されたデータに基づいて、各撮像素子のゲイン及び前記光源からの光量のばらつきを補正する白シェーディング補正手段と、を備えている。
A reading apparatus as one aspect of the present invention that achieves the above object includes a light source that irradiates a document,
Reading means having a plurality of image sensors arranged in a predetermined direction;
Analog processing means for performing a predetermined process on the analog signal output from each image sensor and then converting it to digital data and outputting it,
First correction data acquisition means for deleting a plurality of upper or lower bits of digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing means and storing them in a first memory with the light source turned off. When,
With the reading unit moved to the reading position of the white reference plate, the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing unit are deleted and stored in the second memory. Two correction data acquisition means;
Black shading correction means for correcting variations in output values of the respective image pickup elements in a state where the light source is turned off based on data stored in the first memory;
White shading correction means for correcting variations in the gain of each image sensor and the amount of light from the light source based on data stored in the second memory.
このような構成とすると、黒シェーディング補正データとして、上位あるいは下位の複数ビットを削除した状態で補正データが第1のメモリに格納され、白シェーディング補正データとして、実質的に画質に影響の少ないデータを削除した状態で補正データが第2のメモリに格納される。補正データを用いる際には、削除されたビット数だけ0を付加して用いればよい。 With such a configuration, as black shading correction data, correction data is stored in the first memory in a state where a plurality of upper or lower bits are deleted, and as white shading correction data, data that has substantially no influence on image quality. The correction data is stored in the second memory in a state where is deleted. When using correction data, it is sufficient to add 0 to the number of deleted bits.
従って、黒シェーディング補正については十分なビット精度を確保し、白シェーディング補正については画質の劣化を実用上問題のない程度に抑えつつ、それぞれのシェーディング補正データを格納するメモリの容量を削減することができる。 Therefore, it is possible to secure sufficient bit accuracy for the black shading correction, and to reduce the capacity of the memory for storing the respective shading correction data while suppressing the deterioration of the image quality to the extent that there is no practical problem for the white shading correction. it can.
黒シェーディング補正手段は、第1のメモリに格納されたデータの上位あるいは下位の複数ビットに0を付加したデータを用いて補正を行い、白シェーディング補正手段は、第2のメモリに格納されたデータの下位複数ビットに0を付加したデータを用いて補正を行うようにするのがよい。 The black shading correction means performs correction using data obtained by adding 0 to the upper or lower bits of the data stored in the first memory, and the white shading correction means performs the data stored in the second memory. It is preferable to perform correction using data in which 0 is added to the lower-order multiple bits.
上位複数ビットと、下位複数ビットとのビット数は等しくてもよく、例えば、ビット数が4であってもよい。 The number of upper bits and the number of lower bits may be equal, for example, the number of bits may be four.
アナログ処理手段が、読取手段全体のオフセット値を調整するオフセット調整手段、読取手段全体のゲインを調整するゲイン調整手段、及びA/D変換器を含んでいてもよい。 The analog processing means may include an offset adjusting means for adjusting the offset value of the entire reading means, a gain adjusting means for adjusting the gain of the entire reading means, and an A / D converter.
第1の補正データ取得手段は、スキャナモードが指定されているとき、アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位複数ビットを削除して、第1のメモリに格納し、コピーモードが指定されているとき、アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、第1のメモリに格納してもよい。 When the scanner mode is designated, the first correction data acquisition unit deletes the upper multiple bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing unit, and stores them in the first memory. When the copy mode is designated, the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing means may be deleted and stored in the first memory.
また、上記の目的は、各撮像素子から出力されたアナログ信号に所定の処理を施した後、デジタルデータに変換して出力するアナログ処理工程と、
前記光源を消灯した状態で、前記アナログ処理工程で出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位あるいは下位の複数ビットを削除して、第1のメモリに格納する第1の補正データ取得工程と、
前記読取手段を白基準板の読取位置に移動させた状態で、前記アナログ処理工程で出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、第2のメモリに格納する第2の補正データ取得工程と、
前記第1のメモリに格納されたデータに基づいて、光源を消灯した状態における各撮像素子の出力値のばらつきを補正する黒シェーディング補正工程と、
前記第2のメモリに格納されたデータに基づいて、各撮像素子のゲイン及び前記光源からの光量のばらつきを補正する白シェーディング補正工程と、を備える読取装置の制御方法によっても達成される。
In addition, the above-mentioned purpose is to perform a predetermined process on the analog signal output from each image sensor, and then convert it to digital data and output it,
A first correction data acquisition step of deleting a plurality of upper or lower bits of digital data corresponding to each image sensor output in the analog processing step and storing them in a first memory with the light source turned off When,
With the reading unit moved to the reading position of the white reference plate, the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output in the analog processing step are deleted and stored in the second memory. 2 correction data acquisition step;
Based on the data stored in the first memory, a black shading correction step for correcting variations in the output values of the imaging elements in a state where the light source is turned off,
This can also be achieved by a control method for a reading apparatus comprising a white shading correction step of correcting variations in the gain of each image sensor and the amount of light from the light source based on data stored in the second memory.
また、上記の目的は、上記の読取装置の制御方法をコンピュータ装置で実現するコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを格納した記憶媒体によっても達成される。 The above object can also be achieved by a computer program for realizing the above-described reading apparatus control method by a computer apparatus, and a storage medium storing the computer program.
本発明によれば、黒シェーディング補正については十分なビット精度を確保し、白シェーディング補正については画質の劣化を実用上問題のない程度に抑えつつ、それぞれのシェーディング補正データを格納するメモリの容量を削減することができる。 According to the present invention, sufficient black accuracy is ensured for black shading correction, and deterioration of image quality for white shading correction is suppressed to a level that does not cause a problem in practice, and the capacity of a memory for storing each shading correction data is increased. Can be reduced.
また、補正の精度が要求されるスキャンモードと補正の処理速度の向上が要求されるコピーモードで処理方法を変えることによって各モードにおいて最適な結果を得ることができる。 Also, optimum results can be obtained in each mode by changing the processing method between a scan mode that requires correction accuracy and a copy mode that requires improvement in correction processing speed.
以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the components described in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
図1は、本発明の一実施形態としての、スキャナ機能、プリント機能及びコピー機能を有する複合機の制御構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a control configuration of a multifunction machine having a scanner function, a print function, and a copy function as an embodiment of the present invention.
図中、101は複合機全体を制御するCPUである。103は画像データを読取る撮像素子としてのCCDデバイス、105はCCDから出力されたアナログ画像信号を増幅及びサンプルした後、A/D変換を行ってデジタル画像データを出力するアナログ処理部、107はアナログ処理部105から出力されたデジタル画像データに対して、エッジ強調、色変換、などの画像処理を行う読取画像処理部であり、これら103、105、107によって、原稿を読取るスキャナ機能が実現される。
In the figure,
なお、本実施形態の複合機では、光源で原稿を照射しつつ、ライン型のCCD(ラインセンサ)103を走査させて反射光を読取ることでスキャナ機能が実現される。 In the multifunction machine of this embodiment, a scanner function is realized by scanning a line-type CCD (line sensor) 103 and reading reflected light while irradiating a document with a light source.
109はキー入力部及び表示部を持ち、ユーザがコピーモード、スキャンモードなどのモード選択と動作の開始等のオペレーションを指示するためのユーザインタフェースとして働くオペレーション制御部、111は読取った画像データや記録する画像データを一時的に蓄える画像メモリ、113はスキャン時には読取った画像データを接続されたPCに送信し、プリント時は接続されたPCから画像データや制御データを受信するPCi/f(インタフェース)である。
An
115は記録すべき画像データのサイズを変倍したり、プリントヘッドの仕様に合わせる量子化処理等を実行する記録画像処理部であり、117は記録画像処理部115から出力された画像データをプリントヘッドに応じた形式に変換し、ヘッド駆動信号を生成する記録ヘッド制御部であり、119は記録紙にインクジェット方式に従って記録するプリントヘッドである。
図2は、図1に示した制御構成のうち、アナログ処理部105と読取画像処理部107の一部をより詳細に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing in more detail a part of the
201はCCDで読取ったアナログ画像信号をサンプルするサンプル&ホールド回路であり、203はサンプルされたアナログ信号に対してオフセット電圧を加算して後段にあるA/D変換器207の零電圧を調整するオフセット調整部である。205はオフセット調整部203から出力された信号に対してGAIN調整を行い、後段にあるA/D変換器207のリファレンス電圧以内に入るようにする可変GAIN調整部である。207は可変GAIN調整部205から出力されたアナログ信号をデジタル値に変換するA/D変換器である。
A sample and
209は読取画像処理部107の一部を構成するシェーディング補正部である。このシェーディング補正部209は2つのブロックから構成され、219は1画素毎のオフセットのバラツキを補正する黒シェーディング補正部であり、211は1画素毎のゲインのバラツキと光源のバラツキを補正する白シェーディング補正部である。
A
実際に画像を読取る際には、オフセット調整部203と可変GAIN調整部205の調整値としてCPUによって適切な値を設定してから、シェーディング補正部209用の黒及び白シェーディング補正データを取得した後、画像の読取りを開始するように制御される。
When actually reading an image, after setting appropriate values as adjustment values of the offset
図3は、図2のシェーディング補正部209の構成をより詳細に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
301は黒シェーディング補正演算に用いられる減算器であり、303は黒シェーディング演算をした結果がマイナスにならないように零でクランプする0クランプ回路であり、305は白シェーディング演算に用いられる除算器であり、306は除算でオーバフローした場合に所定値でクランプするクランプ回路であり、307は白シェーディング補正データから黒シェーディング補正データを減算して除算器への入力データを算出する減算器である。 301 is a subtractor used for black shading correction calculation, 303 is a 0 clamp circuit that clamps with zero so that the result of black shading calculation is not negative, and 305 is a divider used for white shading calculation. , 306 is a clamp circuit that clamps at a predetermined value when overflowing by division, and 307 is a subtracter that subtracts black shading correction data from white shading correction data to calculate input data to the divider.
次に309は、A/D変換器207から出力されたデジタル画像データのビット幅と、黒シェーディングメモリ321から読出された黒シェーディング補正データのビット幅とを合わせるために、上位ビットまたは下位ビットに0データを付加するレジスタである。本実施形態では両者のビット幅の差を4ビットとしてデータ“0000”を付加している。
Next, in order to match the bit width of the digital image data output from the A /
ここでレジスタ309は、モード選択信号で指定されるモードがコピーモードのときとスキャンモードのときとで、データ“0000”を付加するビット位置を切り換える。本実施形態では、スキャンモードのときは上位ビットに“0000”を付加し、コピーモードのときは下位ビットに“0000”を付加する。また、モード選択信号は、読取装置に設けられた不図示の操作部からユーザがスキャナモードあるいはコピーモードを選択したときに出力するようにしてもよい。さらに、PCi/f113に接続されたPCからスキャン指示があった時にレジスタ309に対してモード選択信号を出力するようにしてもよい。
Here, the
同様に311は、A/D変換器207から出力されたデジタル画像データのビット幅と、白シェーディングメモリ323から読出された白シェーディング補正データのビット幅とを合わせるために、白シェーディング補正データに対して下位4ビットに“0000”を付加するレジスタである。
Similarly, 311 applies white shading correction data to match the bit width of digital image data output from the A /
321及び323は、補正処理時に使用される黒シェーディング補正及び白シェーディング補正データをそれぞれ格納するメモリであり、それぞれ1画素毎に白/黒シェーディング補正データを記憶している。
317及び319は、黒シェーディング補正及び白シェーディング補正データを、黒シェーディングメモリ321及び白シェーディングメモリ323のそれぞれに対してリード/ライトするためのメモリi/fである。
また313は、黒シェーディング補正データを格納する際に、A/D変換器207から出力されたデジタルデータのビット幅を黒シェーディングメモリ321のビット幅に合わせるため、下位4ビットまたは上位4ビットを削除するレジスタであり、315は、白シェーディング補正データを格納する際に、A/D変換器207から出力されたデジタルデータのビット幅を白シェーディングメモリ323のビット幅に合わせるため、下位4ビットを削除するレジスタである。ここでレジスタ313では、モード選択信号で指定されるモードがコピーモードのときとスキャンモードのときとで、削除するビット位置を切り換える。本実施形態では、スキャンモードでは上位4ビットを削除し、コピーモードでは下位4ビットを削除する。
Also, 313 deletes the lower 4 bits or the upper 4 bits in order to match the bit width of the digital data output from the A /
図4は、図3に示した構成において、スキャンモードでシェーディング補正データを取得する際のデータフローを説明する図である。シェーディング補正データの取得は、図2に示したアナログ処理部105でのオフセット調整及び可変GAIN調整の設定が終わった後に実行される。また、白シェーディング補正データの取得と黒シェーディング補正データの取得の順番は、どちらが先でも構わないが、ここでは白シェーディング補正データの取得が先に行われると想定する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a data flow when acquiring shading correction data in the scan mode in the configuration shown in FIG. Acquisition of shading correction data is executed after the offset adjustment and variable GAIN adjustment settings in the
白シェーディングデータを取得する際には、光源を点灯しCCD103の読取位置を白基準とする白色板の位置に動かした後に、画像データを読取る。その読取ったアナログ画像信号をアナログ処理部105によってデジタル画像データに変換し、それを白シェーディングメモリ323にCCD103の画素分格納する。
When acquiring the white shading data, the image data is read after turning on the light source and moving the reading position of the
上述のように本実施形態では、白シェーディングメモリ323の容量を削減するため、各画素データについて、アナログ処理部105から出力されるデジタル画像データのビット数よりも白シェーディングメモリ323のビット数(ビット幅)の方が小さくしてある。従って、シェーディング補正部209に入力されたデータは、(1)で示すようにレジスタ315によってデジタル画像データの下位から複数ビット(本実施形態では4ビット)が削除され、メモリi/f319を介して白シェーディングメモリ323に格納される。
As described above, in this embodiment, in order to reduce the capacity of the
次に黒シェーディングデータを取得する際には、光源を消灯して画像データを読取る。その読取ったアナログ画像信号をアナログ処理部105にてデジタル画像データに変換し、それを黒シェーディングメモリ321にCCD103の画素分格納する。
Next, when acquiring the black shading data, the light source is turned off and the image data is read. The read analog image signal is converted into digital image data by the
黒シェーディングメモリ321についても容量を削減するため、各画素データについて、アナログ処理部105から出力されるデジタル画像データのビット数よりも黒シェーディングメモリ321のビット数(ビット幅)の方が小さくしてある。従って、シェーディング補正部209に入力されたデータは、(2)で示すようにレジスタ313で上位の複数ビット(本実施形態では4ビット)が削除され、メモリi/f317を介して黒シェーディングメモリ321に格納される。
In order to reduce the capacity of the
なお、ここではCCD103がモノクロセンサである場合について説明したが、CCD103がカラーセンサの場合には、白シェーデングメモリ323及び黒シェーディングメモリ321には、各画素についてRGB3色分のデータをそれぞれ格納することとなる。
Here, the case where the
図5は、図3に示した構成において、スキャンモードで原稿を読取って得られたデータに対してシェーディング補正処理を行う際のデータフローを説明する図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a data flow when performing shading correction processing on data obtained by reading a document in the scan mode in the configuration shown in FIG.
CCD103によって読取ったアナログ画像信号をアナログ処理部105にてデジタル画像データに変換し、それと同時に黒シェーデング補正データと白シェーディング補正データを、黒シェーディングメモリ321及び白シェーディングメモリ323から対応するメモリi/f317及び319を介してリードする。
The analog image signal read by the
黒シェーディングメモリ321から読み出した黒シェーディング補正データに対しては、レジスタ309で上位複数ビット(本実施形態では4ビット)に0を付加した後、減算器301においてA/D変換後のデジタル画像データから減算する。一方、白シェーディングメモリ323から読み出した白シェーディング補正データに対しては、下位複数ビット(本実施形態では4ビット)に0を付加した後、減算器301から出力され必要に応じて0クランプ回路303でゼロクランプされたデータをその値で除算する。除算の結果、オーバーフローした際にはクランプ回路306でデジタルデータの最大値にクランプする。たとえばデータが12ビット幅であれば、212−1=4095にクランプする。以上のようにして、シェーディング補正されたデータが得られる。
For the black shading correction data read from the
図6は、ガンマ値がγ=0.45であるときのスキャンモードでの量子化誤差の大きさを説明するグラフである。グラフの横軸が入力の輝度値、縦軸がγ変換をかけた後の輝度値をそれぞれ示している。スキャン時にγ変換されたデータは、PC側で再度リニアに戻されるため、輝度値が小さい黒の部分の量子化誤差の方が、白の量子化誤差より大きく影響することがわかる。よってγ変換する前のシェーディング補正では、黒シェーディングのビット精度が白シェーディング補正のビット精度より重要であることがわかる。 FIG. 6 is a graph for explaining the magnitude of the quantization error in the scan mode when the gamma value is γ = 0.45. The horizontal axis of the graph represents the input luminance value, and the vertical axis represents the luminance value after the γ conversion. Since the γ-converted data at the time of scanning is returned to linear again on the PC side, it can be seen that the quantization error in the black portion having a small luminance value has a greater influence than the white quantization error. Therefore, it can be seen that in the shading correction before γ conversion, the bit accuracy of black shading is more important than the bit accuracy of white shading correction.
図7は、コピーモードにおける量子化誤差の大きさを説明するグラフである。グラフの横軸が入力の輝度値、縦軸がγ変換をかけた後の輝度値をそれぞれ示している。コピー時にはガンマ値γ=1.0であるため、輝度の誤差は全ての値で一定となる。そのため、スキャン時のように黒シェーディングデータに細工を加えても、精度は向上しないことになる。 FIG. 7 is a graph for explaining the magnitude of the quantization error in the copy mode. The horizontal axis of the graph represents the input luminance value, and the vertical axis represents the luminance value after the γ conversion. Since the gamma value γ = 1.0 at the time of copying, the luminance error is constant for all values. For this reason, even if the black shading data is tweaked as in the scan, the accuracy is not improved.
図8は、黒シェーディング補正における演算で生じる誤差の大きさを説明するグラフである。黒シェーディング補正で行われる演算は減算であるため、輝度値によらず全ての値で量子化誤差は一定となる。よって黒シェーディング補正の精度を上げるためには、入力されるデジタル画像データと同等のビット精度が必要であるといえる。ただし、黒シェーディング補正データは光源を消灯して読取ったデータであるので、アナログ処理部でオフセット調整が適切に行われていれば、ほぼ零に近い値となり上位のビットはいずれも零となるはずである。本実施形態ではこれを利用して、スキャンモードでは黒シェーディング補正データの上位ビットがいずれも0であると想定してビット幅を低減して格納することで、メモリ容量を有効利用している。 FIG. 8 is a graph for explaining the magnitude of an error caused by a calculation in black shading correction. Since the calculation performed in the black shading correction is subtraction, the quantization error is constant for all values regardless of the luminance value. Therefore, in order to increase the accuracy of the black shading correction, it can be said that the bit accuracy equivalent to the input digital image data is necessary. However, since the black shading correction data is data read with the light source turned off, if the offset adjustment is performed properly by the analog processing unit, the value will be close to zero and all the upper bits should be zero. It is. In this embodiment, this is utilized, and in the scan mode, it is assumed that all of the upper bits of the black shading correction data are 0, and the bit width is reduced and stored, thereby effectively using the memory capacity.
図9は、白シェーディング補正における演算の誤差の大きさを説明するグラフである。白シェーディング補正で行われる演算は除算であるため、輝度値と量子化誤差の比率が一定である。よってデジタルデータとしては輝度値が大きいほうが量子化誤差は大きくなる。しかしながら、図6に関して説明したようにスキャン時にはガンマ値γ=0.45であるので、輝度が大きい白に近い領域での誤差は小さくなっているので、いくつかの下位ビットを削除しても、やや精度が落ちるが画質にはそれほど影響しないこととなる。
図10は、スキャンモードで原稿をスキャンする際に、読取を開始するまでの処理のシーケンスを示すフローチャートである。
FIG. 9 is a graph for explaining the magnitude of a calculation error in white shading correction. Since the calculation performed in the white shading correction is division, the ratio between the luminance value and the quantization error is constant. Therefore, as digital data, the larger the luminance value, the larger the quantization error. However, since the gamma value γ = 0.45 at the time of scanning as described with reference to FIG. 6, the error in the region close to white where the luminance is large is small, so even if some lower bits are deleted, Although the accuracy is slightly lowered, the image quality is not so affected.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing sequence until scanning is started when a document is scanned in the scan mode.
まず最初に、アナログ処理部及び読取り画像処理部の初期設定を行う(S101)。具体的な内容としては、各種のモード設定、CCD駆動波形の設定などである。 First, the analog processing unit and the read image processing unit are initially set (S101). Specific contents include various mode settings, CCD drive waveform settings, and the like.
次に、光源を消灯させたままでCCDのオフセット調整を行う(S102)。具体的には、アナログ処理部の出力であるデジタル画像データの値が各画素についてほぼ零となるようにオフセット値を調整する。ただし、CCDの各画素のばらつきで、最も小さいデータ値がマイナスとならない程度にプラス側にしておく。 Next, the offset adjustment of the CCD is performed with the light source turned off (S102). Specifically, the offset value is adjusted so that the value of the digital image data, which is the output of the analog processing unit, becomes substantially zero for each pixel. However, it is set on the positive side so that the smallest data value does not become negative due to the variation of each pixel of the CCD.
その後、光源を点灯する(S103)。このとき光源がLEDであれば直ちに光量が安定しデジタルデータも安定するが、光源が蛍光灯などの場合には光量が安定するまでの待ち時間が必要となる。 Thereafter, the light source is turned on (S103). At this time, if the light source is an LED, the light amount is immediately stabilized and the digital data is also stabilized. However, if the light source is a fluorescent lamp or the like, a waiting time is required until the light amount is stabilized.
次に、アナログ処理部の可変GAINを調整する(S104)。具体的な調整としては、読取ったデジタル画像データの最大値が所定の閾値を超えない程度で大きな値(例えば、閾値の8割から9割程度)となるようにGAINを設定する。 Next, the variable GAIN of the analog processing unit is adjusted (S104). As a specific adjustment, GAIN is set so that the maximum value of the read digital image data does not exceed a predetermined threshold value and becomes a large value (for example, about 80% to 90% of the threshold value).
それから白シェーディング補正データを取得する(S105)。上記で図3及び図4に関して説明したようにして、白シェーディングメモリ323に、CCD各画素の基準白色板を読取ったデジタル値から下位4ビットが削除されたデータが格納される。
Then, white shading correction data is acquired (S105). As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the
次に、黒シェーディング補正データを取得するため光源を消灯する(S106)。光源がLEDの場合には直ちに消灯されるが、光源が冷陰極管の場合には残光があるので点灯時と同様に待ち時間が必要である。 Next, the light source is turned off to obtain black shading correction data (S106). When the light source is an LED, it is turned off immediately, but when the light source is a cold cathode tube, there is afterglow, so a waiting time is required as in the case of lighting.
それから、黒シェーディング補正データを取得する(S107)。上記で図3及び図4に関して説明したように、黒シェーディングメモリ321に、CCD各画素のオフセットのデジタル値から上位4ビットが削除されたデータが格納される。
Then, black shading correction data is acquired (S107). As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the
そして、黒シェーディング補正データ取得のため光源を消灯していたので、再度光源を点灯し(S108)、原稿の読取りを開始する(S109)。 Then, since the light source is turned off to obtain black shading correction data, the light source is turned on again (S108), and reading of the document is started (S109).
図11は、コピーモードで原稿をスキャンする際に、読取を開始するまでの処理のシーケンスを示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing a processing sequence until scanning is started when a document is scanned in the copy mode.
まず最初に、スキャンモードと同様にアナログ処理部及び読取り画像処理部の初期設定を行う(S111)。 First, the analog processing unit and the read image processing unit are initialized as in the scan mode (S111).
その次に光源を点灯する(S112)。このとき光源がLEDであれば直ちに光量が安定しデジタルデータも安定するが、光源が蛍光灯などの場合には光量が安定するまでの待ち時間が必要となる。 Next, the light source is turned on (S112). At this time, if the light source is an LED, the light amount is immediately stabilized and the digital data is also stabilized. However, if the light source is a fluorescent lamp or the like, a waiting time is required until the light amount is stabilized.
その後、オフセット及びゲインの設定を行う(S113)。コピーモードではスキャンモードと比較して、必要とされるビット精度があまりいらないので、あらかじめ決められた所定値を設定する。黒シェーディング補正範囲は、白シェーディング補正範囲と同等であるので、オフセットとゲインはA/D変換器のリファレンス電圧の範囲内に各画素のアナログ信号電圧が入るように設定すればよい。 Thereafter, the offset and gain are set (S113). Since the copy mode requires less bit precision than the scan mode, a predetermined value set in advance is set. Since the black shading correction range is equivalent to the white shading correction range, the offset and gain may be set so that the analog signal voltage of each pixel falls within the reference voltage range of the A / D converter.
それから白シェーディング補正データを取得する(S114)。上記で図3及び図4に関して説明したようにして、白シェーディングメモリ323に、CCD各画素の基準白色板を読取ったデジタル値から下位4ビットが削除されたデータが格納される。
Then, white shading correction data is acquired (S114). As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the
次に、黒シェーディング補正データを取得するため光源を消灯する(S115)。光源がLEDの場合には直ちに消灯されるが、光源が冷陰極管の場合には残光があるので点灯時と同様に待ち時間が必要である。 Next, the light source is turned off to obtain black shading correction data (S115). When the light source is an LED, it is turned off immediately, but when the light source is a cold cathode tube, there is afterglow, so a waiting time is required as in the case of lighting.
それから、黒シェーディング補正データを取得する(S116)。上記で図3及び図4に関して説明したように、黒シェーディングメモリ321に、CCD各画素のオフセットのデジタル値から下位4ビットが削除されたデータが格納される。
Then, black shading correction data is acquired (S116). As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the
そして、黒シェーディング補正データ取得のため光源を消灯していたので、再度光源を点灯し(S117)、原稿の読取りを開始する(S118)。 Since the light source has been turned off to acquire black shading correction data, the light source is turned on again (S117), and reading of the document is started (S118).
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタル複合機において、黒シェーディング補正については十分なビット精度を確保し、白シェーディング補正については画質の劣化を実用上問題のない程度に抑えつつ、シェーディング補正データを格納するメモリの容量を削減することができる。更に、処理速度が重要なコピーモードにおける読取と、精度が必要なスキャンモードにおける読取とで処理方法を変えることによって、それぞれのモードに適した結果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the digital multi-function peripheral, sufficient bit accuracy is ensured for black shading correction, and deterioration of image quality for white shading correction is suppressed to such a level that there is no practical problem. The memory capacity for storing shading correction data can be reduced. Furthermore, by changing the processing method between reading in the copy mode where processing speed is important and reading in the scan mode where accuracy is required, a result suitable for each mode can be obtained.
<他の実施形態>
以上説明した実施形態では、撮像素子としてCCDを採用したラインセンサで読取る読取装置に本発明を適用したものを例にあげて説明したが、本発明は他の方式の撮像素子を採用した読取装置にも適用できる。
<Other embodiments>
In the embodiment described above, the reading apparatus using the line sensor adopting the CCD as the image pickup device has been described as an example of applying the present invention. However, the present invention is a reading apparatus using another type of image pickup device. It can also be applied to.
本発明は、複数の機器から構成されるシステムや複合機に適用しても良いし、また、一つの機器からなる読取装置に適用しても良い。 The present invention may be applied to a system or a multi-function peripheral composed of a plurality of devices, or may be applied to a reading device composed of a single device.
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(本実施形態では図10及び図11に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。 In the present invention, a software program for realizing the functions of the above-described embodiment (in this embodiment, a program corresponding to the flowcharts shown in FIGS. 10 and 11) is directly or remotely supplied to a system or apparatus. This includes the case where the object is also achieved by reading and executing the supplied program code by the computer of the system or apparatus. In that case, as long as it has the function of a program, the form does not need to be a program.
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。 Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. That is, the claims of the present invention include the computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。 In this case, the program may be in any form as long as it has a program function, such as an object code, a program executed by an interpreter, or script data supplied to the OS.
Claims (10)
所定方向に配列された複数の撮像素子を有する読取手段と、
各撮像素子から出力されたアナログ信号に所定の処理を施した後、デジタルデータに変換して出力するアナログ処理手段と、
前記光源を消灯した状態で、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位あるいは下位の複数ビットを削除して、第1のメモリに格納する第1の補正データ取得手段と、
前記読取手段を白基準板の読取位置に移動させた状態で、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、第2のメモリに格納する第2の補正データ取得手段と、
前記第1のメモリに格納されたデータに基づいて、光源を消灯した状態における各撮像素子の出力値のばらつきを補正する黒シェーディング補正手段と、
前記第2のメモリに格納されたデータに基づいて、各撮像素子のゲイン及び前記光源からの光量のばらつきを補正する白シェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする読取装置。 A light source for illuminating the document;
Reading means having a plurality of image sensors arranged in a predetermined direction;
Analog processing means for performing a predetermined process on the analog signal output from each image sensor and then converting it to digital data and outputting it,
First correction data acquisition means for deleting a plurality of upper or lower bits of digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing means and storing them in a first memory with the light source turned off. When,
With the reading unit moved to the reading position of the white reference plate, the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing unit are deleted and stored in the second memory. Two correction data acquisition means;
Black shading correction means for correcting variations in output values of the respective image pickup elements in a state where the light source is turned off based on data stored in the first memory;
A reading apparatus, comprising: white shading correction means for correcting variations in the gain of each image sensor and the amount of light from the light source based on data stored in the second memory.
前記白シェーディング補正手段は、前記第2のメモリに格納されたデータの下位複数ビットに0を付加したデータを用いて補正を行う、ことを特徴とする請求項1に記載の読取装置。 The black shading correction means performs correction using data obtained by adding 0 to the upper or lower bits of the data stored in the first memory,
2. The reading apparatus according to claim 1, wherein the white shading correction unit performs correction using data obtained by adding 0 to a plurality of lower-order bits of data stored in the second memory.
スキャナモードが指定されているとき、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位複数ビットを削除して、前記第1のメモリに格納し、コピーモードが指定されているとき、前記アナログ処理手段から出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、前記第1のメモリに格納することを特徴とする請求項1に記載の読取装置。 The first correction data acquisition means includes
When the scanner mode is designated, the upper multiple bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing means are deleted and stored in the first memory, and the copy mode is designated. 2. The reading apparatus according to claim 1, wherein the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output from the analog processing means are deleted and stored in the first memory.
各撮像素子から出力されたアナログ信号に所定の処理を施した後、デジタルデータに変換して出力するアナログ処理工程と、
前記光源を消灯した状態で、前記アナログ処理工程で出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの上位あるいは下位の複数ビットを削除して、第1のメモリに格納する第1の補正データ取得工程と、
前記読取手段を白基準板の読取位置に移動させた状態で、前記アナログ処理工程で出力された各撮像素子に対応するデジタルデータの下位複数ビットを削除して、第2のメモリに格納する第2の補正データ取得工程と、
前記第1のメモリに格納されたデータに基づいて、光源を消灯した状態における各撮像素子の出力値のばらつきを補正する黒シェーディング補正工程と、
前記第2のメモリに格納されたデータに基づいて、各撮像素子のゲイン及び前記光源からの光量のばらつきを補正する白シェーディング補正工程と、を備えることを特徴とする読取装置の制御方法。 A method for controlling a reading apparatus, comprising: a light source for irradiating a document; and reading means having a plurality of image sensors arranged in a predetermined direction,
An analog processing step of performing a predetermined process on the analog signal output from each image sensor and then converting it to digital data and outputting it,
A first correction data acquisition step of deleting a plurality of upper or lower bits of digital data corresponding to each image sensor output in the analog processing step and storing them in a first memory with the light source turned off When,
With the reading unit moved to the reading position of the white reference plate, the lower plurality of bits of the digital data corresponding to each image sensor output in the analog processing step are deleted and stored in the second memory. 2 correction data acquisition step;
Based on the data stored in the first memory, a black shading correction step for correcting variations in the output values of the imaging elements in a state where the light source is turned off,
A reading apparatus control method, comprising: a white shading correction step of correcting a gain of each image sensor and a variation in the amount of light from the light source based on data stored in the second memory.
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