JP2009182379A - Image reader and image processing method - Google Patents

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Kenichi Nanhei
健一 南平
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image reader with a function of reading an image of a transparent document, which is free from the reduction of throughput of image reading and does not require a high-level image processing means nor a large-capacity image work memory, to be mounted thereon. <P>SOLUTION: The image reader includes: a visible light source for illuminating a transparent document; an infrared light source for illuminating the transparent document; a line image sensor for reading an image of the transparent document; an imaging optical system for forming the image of transparent document illuminated by the visible light source or the infrared light source, on the line image sensor; a reading means for lighting the visible light source and the infrared light source alternately to read a visible line image and an infrared line image by the line image sensor; and an addition means for adding data showing the presence or the absence of defects obtained from pixel data of the infrared line image, to pixel data of the visible line image. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像読み取り機能を有する画像読取装置に係り、特に、透過原稿画像の画像読み取り機能を有し、読み取る透過原稿上のゴミやキズによる欠陥に起因する画像への影響を軽減する画像読取装置及び画像処理方法に関する。
The present invention relates to an image reading apparatus having an image reading function, and more particularly to an image reading function that has an image reading function of a transparent original image and reduces the influence on a defect due to dust or scratches on the transparent original to be read. The present invention relates to an apparatus and an image processing method.

従来、透過原稿画像を読み取る画像読取装置において、読み取る透過原稿上のゴミやキズによる欠陥に起因する画像への影響を軽減するために、次のようにしている。つまり、可視光用のラインCCDセンサとして、3原色RGBの光に色分解する色分解フィルタを設けたRGB用センサを1ラインずつ配置し、IR光を遮光するIRカットフィルタを設ける。非可視光用として、赤外線(IR光)用のラインCCDセンサを、上記可視光用イメージセンサと平行して配置する。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image reading apparatus that reads a transparent original image, the following is performed in order to reduce the influence on the image caused by a defect due to dust or scratches on the transparent original to be read. That is, as a line CCD sensor for visible light, an RGB sensor provided with a color separation filter for color separation into three primary colors RGB light is arranged line by line, and an IR cut filter for shielding IR light is provided. For invisible light, an infrared (IR light) line CCD sensor is arranged in parallel with the visible light image sensor.

そして、可視光源と非可視光源とを同時に点灯させ、可視光による読み取りと非可視光による読み取りとを同時に行ない、また、読み取り速度を下げずに、欠陥画素を詳細に検出する(たとえば、特許文献1参照)。   Then, the visible light source and the invisible light source are turned on at the same time, and the reading by the visible light and the reading by the invisible light are simultaneously performed, and the defective pixel is detected in detail without reducing the reading speed (for example, Patent Documents) 1).

または、可視光と非可視光とを分光する手段として、ダイクロイックミラー等を有し、非可視光である赤外(IR)光を分光し、個別のセンサによって画像を読み取る。   Alternatively, as means for separating visible light and invisible light, a dichroic mirror or the like is provided, infrared (IR) light that is invisible light is dispersed, and an image is read by an individual sensor.

また、画像処理する場合、透過原稿の画像の赤外成分のレベルが、第1赤外レベル(閾値)以下である画素が、透過原稿の欠陥画素であると判断する。つまり、欠陥赤外成分レベルを検出し、第1赤外成分レベルと欠陥赤外成分レベルとに基づいて、(第1赤外成分レベル)/(欠陥赤外成分レベル)を算出する。これによって補正係数を求め、透過原稿の画像の可視成分の可視成分レベルを検出し、透過原稿の欠陥位置における欠陥可視成分レベルに補正係数を乗算し、補正可視成分レベルを算出することが知られている(たとえば、特許文献2参照)。   Further, when image processing is performed, it is determined that a pixel whose infrared component level of the image of the transparent original is equal to or lower than the first infrared level (threshold) is a defective pixel of the transparent original. That is, the defect infrared component level is detected, and (first infrared component level) / (defect infrared component level) is calculated based on the first infrared component level and the defect infrared component level. It is known that a correction coefficient is obtained, a visible component level of a visible component of a transparent original image is detected, a defect visible component level at a defect position of the transparent original is multiplied by a correction coefficient, and a corrected visible component level is calculated. (For example, refer to Patent Document 2).

また、色収差の生じないオフアキシャル光学系を用いた画像読取装置が知られている(たとえば、特許文献3参照)
特開2003−110801号公報 特開平11−98370号公報 特開2002−335375号公報
Further, an image reading apparatus using an off-axial optical system that does not cause chromatic aberration is known (for example, see Patent Document 3).
JP 2003-110801 A JP-A-11-98370 JP 2002-335375 A

上記従来例では、まず可視光源を点灯し、上記透過原稿の可視光画像データを読み取った後に、光源を切り替え、非可視光源を点灯させ、上記透過原稿の非可視光画像データを読み取る。または、逆の手順をとる。または可視光源と非可視光源との両方を点灯させ、可視画像データと非可視画像データとをそれぞれ、専用のセンサによって同時に読み取る。いずれにせよ、上記非可視光源による画像読み取り動作から得られた非可視画像データによって、ゴミやキズによる透過原稿上の欠陥位置を検出し、可視光源による画像読み取り動作から得られた可視画像データに、該当する欠陥位置に画像補正をしている。   In the conventional example, first, the visible light source is turned on, and the visible light image data of the transparent original is read. Then, the light source is switched, the invisible light source is turned on, and the invisible light image data of the transparent original is read. Or, reverse the procedure. Alternatively, both the visible light source and the invisible light source are turned on, and the visible image data and the invisible image data are read simultaneously by dedicated sensors. In any case, the invisible image data obtained from the image reading operation using the invisible light source detects the defect position on the transparent original due to dust or scratches, and the visible image data obtained from the image reading operation using the visible light source is converted into the visible image data. The image is corrected at the corresponding defect position.

しかし、上記2度の画像読み取り動作による可視光画像データと非可視光画像データとを、それぞれ保存するので、読み取る原稿画像の約2倍もの大容量のメモリが必要である。大容量の画像メモリを搭載するか、又は上記画像読取装置に接続されているホストPCによって上記処理を行うことが常である。   However, since the visible light image data and the invisible light image data obtained by the above two image reading operations are stored, a memory having a capacity approximately twice as large as that of the original image to be read is required. Usually, the above processing is performed by a host PC mounted with a large-capacity image memory or connected to the image reading apparatus.

さらに、上記可視光用とは別の非可視光用の専用センサやダイクロイックミラー等、特殊な部品を必要とするという問題がある。   Furthermore, there is a problem that special parts such as a dedicated sensor for invisible light other than the above for visible light and a dichroic mirror are required.

本発明は、IRカットフィルタを搭載したセンサやダイクロイックミラー等の特殊な部品や、大容量の画像メモリを使用せずに、透過原稿のゴミ・キズによる欠陥画素の検出と画像補正を行うことができる画像読取装置を提供することを目的とする。   The present invention can detect defective pixels due to dust and scratches on a transparent document and perform image correction without using a special part such as a sensor equipped with an IR cut filter, a dichroic mirror, or a large-capacity image memory. It is an object of the present invention to provide an image reading apparatus that can be used.

本発明は、透過原稿の画像読み取り機能を有する画像読取装置において、画像読み取りのスループットを低下させずに、高度な画像処理手段と大容量の画像ワークメモリとを搭載する必要がない画像読取装置を提供することを目的とする。
The present invention provides an image reading apparatus having an image reading function for transparent originals, which does not need to be equipped with advanced image processing means and a large-capacity image work memory without reducing the image reading throughput. The purpose is to provide.

本発明は、透過原稿画像の読取手段を具備する画像読取装置において、上記透過原稿画像を照明する可視光源と、上記透過原稿画像を照明する非可視光源と、読み取った透過原稿画像を、電気的な画像信号に変換するイメージセンサと、上記可視光源、上記非可視光源が上記透過原稿画像を照明したことによる光信号を、上記イメージセンサに結像させる光学系と、上記透過原稿の画像読み取り中に、上記可視光源と上記非可視光源とを交互に点灯することによって、可視画像データと非可視画像データとを取得するデータ取得制御手段とを有する画像読取装置である。
The present invention provides an image reading apparatus including a transparent original image reading unit, wherein a visible light source that illuminates the transparent original image, an invisible light source that illuminates the transparent original image, and the read transparent original image are electrically converted. An image sensor that converts the image signal into an image signal; an optical system that forms an image on the image sensor of an optical signal generated by the visible light source and the invisible light source illuminating the transparent original image; In addition, the image reading apparatus includes a data acquisition control unit that acquires visible image data and invisible image data by alternately turning on the visible light source and the invisible light source.

本発明によれば、欠陥のない前ラインの画像データを参照し、欠陥画素の補正を行うので、IRカットフィルタを搭載したセンサやダイクロイックミラー等の特殊な部品を使用する必要がないという効果を奏する。
According to the present invention, since the defective pixel is corrected by referring to the image data of the previous line having no defect, there is an effect that it is not necessary to use a special part such as a sensor equipped with an IR cut filter or a dichroic mirror. Play.

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。   The best mode for carrying out the invention is the following embodiment.

図1は、本発明の実施例1である画像読取装置100を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an image reading apparatus 100 that is Embodiment 1 of the present invention.

画像読取装置100は、本体11と、原稿押さえ部12とを有する。   The image reading apparatus 100 includes a main body 11 and a document pressing unit 12.

画像読取装置100の本体11に、移動光学ユニット3と、画像読取装置制御回路5と、原稿台ガラス7とが設けられている。   The main body 11 of the image reading apparatus 100 is provided with a moving optical unit 3, an image reading apparatus control circuit 5, and a document table glass 7.

原稿押さえ部12には、透過原稿用光源ユニット2と、透過原稿用光源ユニット駆動回路4とが設けられている。読取原稿6は、透過原稿用光源ユニット2によって照明されている。   The document pressing unit 12 is provided with a transparent document light source unit 2 and a transparent document light source unit drive circuit 4. The read original 6 is illuminated by the transparent original light source unit 2.

図2は、移動光学ユニット3の詳細を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing details of the moving optical unit 3.

移動光学ユニット3は、反射原稿用光源ユニット31と、複数の平面反射ミラーM1、M2、M3と、オフアキシャル反射面M11〜M12と、撮像手段でありラインセンサであるラインイメージセンサ32とによって構成されている。上記オフアキシャル反射面は、像中心と瞳中心を通る光線に沿った基準軸を考えた場合、構成面の基準軸との交点における面法線が基準軸上にない曲面を用いた反射面である。   The moving optical unit 3 includes a reflection original light source unit 31, a plurality of plane reflection mirrors M1, M2, and M3, off-axial reflection surfaces M11 to M12, and a line image sensor 32 that is an imaging unit and a line sensor. Has been. The off-axial reflecting surface is a reflecting surface using a curved surface whose surface normal at the intersection with the reference axis of the component surface is not on the reference axis when considering a reference axis along a ray passing through the center of the image and the center of the pupil. is there.

透過原稿用光源ユニット2が発生する光信号は、原稿台ガラス7を透過し、移動光学ユニット3内に配置されているラインイメージセンサ32に達する。   The optical signal generated by the transmissive original light source unit 2 passes through the original table glass 7 and reaches the line image sensor 32 disposed in the movable optical unit 3.

また、スキャナ本体11内には、移動光学ユニット3を摺動するために、不図示のパルスモータ、無端ベルト、プーリ、ギア列、ガイドレール等の駆動手段が設けられている。   Further, in the scanner main body 11, driving means such as a pulse motor, an endless belt, a pulley, a gear train, and a guide rail (not shown) are provided for sliding the movable optical unit 3.

移動光学ユニット3は、載置手段によって、上記ガイドレールに摺動可能に載置され、この載置手段は、無端ベルトに固着されている。画像読取装置制御回路5と上記パルスモータとは、不図示のケーブルによって、電気的に接続されている。画像読取装置制御回路5は、上記パルスモータを駆動し、上記ギア列、プーリを介して、上記無端ベルトを通じて、移動光学ユニット3を移動可能である。   The movable optical unit 3 is slidably mounted on the guide rail by the mounting means, and the mounting means is fixed to an endless belt. The image reading device control circuit 5 and the pulse motor are electrically connected by a cable (not shown). The image reading device control circuit 5 drives the pulse motor, and can move the moving optical unit 3 through the endless belt via the gear train and pulley.

なお、可視光源と赤外光源とを交互に点灯し、上記ラインイメージセンサで可視ライン画像と赤外ライン画像とを読み取る読取手段(図示せず)が設けられている。   Note that there is provided reading means (not shown) for alternately turning on the visible light source and the infrared light source and reading the visible line image and the infrared line image with the line image sensor.

また、上記赤外ライン画像の画素データから得られた欠陥の有無のデータを、上記可視ライン画像の画素データに付加する付加手段(図示せず)が設けられている。   Further, there is provided an adding means (not shown) for adding defect presence / absence data obtained from the pixel data of the infrared line image to the pixel data of the visible line image.

さらに、付加手段の出力の1ライン分を記憶するラインメモリ(図示せず)が設けられている。   Further, a line memory (not shown) is provided for storing one line output from the adding means.

そして、上記欠陥が有のデータが付加されている注目画素のデータを、上記ラインメモリに記憶された1ライン隣の欠陥が無い画素のデータの変化量を用いて補正する補正手段(図示せず)が設けられている。この補正手段は、上記補正手段で補正された画素のデータを、欠陥が無い画素のデータとみなし、次のラインの欠陥が有る画素の補正に用いる。また、この補正手段は、欠陥の無い周囲の可視成分データに基づいて、上記欠陥位置の可視成分データを順次、補正し、記憶装置に記憶する工程を実行する手段である。   Then, correction means (not shown) for correcting the data of the pixel of interest to which the data having the defect is added using the change amount of the data of the pixel having no defect adjacent to one line stored in the line memory. ) Is provided. This correction means regards the pixel data corrected by the correction means as pixel data having no defect, and uses it for correcting a pixel having a defect in the next line. The correcting means is a means for executing the step of sequentially correcting the visible component data at the defect position based on the visible component data around the defect-free area and storing the data in the storage device.

この場合、上記欠陥の無い周囲の可視成分データは、最初に特定された欠陥のあるラインに対しては、それまで欠陥の無い1ライン前の同位置の可視成分データである。そして、続けて特定された2ライン以降の欠陥位置に対しては、既に補正されたラインの可視成分データである。なお、上記「続けて特定された2ライン以降の欠陥位置」は、補正されたラインの次のラインであって欠陥のあるラインである。   In this case, the surrounding visible component data without a defect is the visible component data at the same position one line before without a defect until the line with the defect identified first. Then, for the defect positions of the second and subsequent lines specified subsequently, the visible component data of the already corrected line is obtained. The “defect position after the second line specified continuously” is a line having a defect, which is the next line after the corrected line.

また、上記欠陥の無い周囲の可視成分データは、最初に特定された欠陥のある画素に対しては、それまで欠陥の無い1画素前の可視成分データであり、続けて特定された2画素以降の欠陥位置に対しては、既に補正された1画素前の可視成分データである。   Further, the visible component data around the defect-free surroundings is the visible component data one pixel before without any defect with respect to the pixel with the defect identified first, and the two or more pixels identified subsequently. For the defect position, the visible component data one pixel before is corrected.

なお、固定した光学ユニットに対して、ラインイメージセンサのラインに垂直な方向に原稿を相対的に移動させて読み取る構成の装置に、上記実施例を適用するようにしてもよい。   Note that the above-described embodiment may be applied to an apparatus having a configuration in which an original is moved relative to a fixed optical unit and read in a direction perpendicular to the line of the line image sensor.

次に、画像読取装置100の透過原稿画像読み取り動作について簡単に説明する。   Next, a transparent original image reading operation of the image reading apparatus 100 will be briefly described.

画像読取装置100における読み取り動作の開始は、ホスト装置又は画像読取装置100内のシステムからの読み取り命令コマンドによる。画像読取装置制御回路5は、原稿押さえ部12内に配置されている透過原稿用光源ユニット2を制御的に点灯させ、その透過光を、複数のミラーM1、M2、M3によって、反射させる。そして、オフアキシャル反射面M11、M12を介して、ラインイメージセンサ32に結像することによって、主走査方向1ライン分の画像を読み取る縮小光学系型の移動光学ユニット3である。また、移動光学ユニット3は、CIS(Contact Image Sensor)のように、光源群、ロッドレンズと、ラインイメージセンサとが一体化した密着等倍型のユニットであってもよい。   The reading operation in the image reading apparatus 100 is started by a read command command from the host device or a system in the image reading apparatus 100. The image reading device control circuit 5 controls the transmissive document light source unit 2 disposed in the document pressing section 12 to light up and reflects the transmitted light by a plurality of mirrors M1, M2, and M3. The reduction optical system type moving optical unit 3 reads an image for one line in the main scanning direction by forming an image on the line image sensor 32 through the off-axial reflecting surfaces M11 and M12. Further, the moving optical unit 3 may be a close-contact unit of the same size, in which a light source group, a rod lens, and a line image sensor are integrated, such as a CIS (Contact Image Sensor).

また、上記パルスモータの動力を、上記ギア列によって上記プーリを回転させることによって、上記無端ベルトを駆動する。これによって、上記無端ベルトに対して、上記載置手段で固着されている移動光学ユニット3は、矢印Yの副走査方向に、ガイドレール上を移動する。   In addition, the endless belt is driven by rotating the pulley with the power of the pulse motor by the gear train. As a result, the movable optical unit 3 fixed to the endless belt by the placing means moves on the guide rail in the sub-scanning direction indicated by the arrow Y.

画像読取装置100は、移動光学ユニット3を副走査方向に移動しつつ、上記主走査方向のライン画像の読み取りを繰り返す。   The image reading apparatus 100 repeats reading the line image in the main scanning direction while moving the movable optical unit 3 in the sub-scanning direction.

画像読取装置100は、ホスト装置又は内蔵したシステムからの読み取りコマンドの内容に応じて、移動光学ユニット3を、読み取り画像の終端位置まで、読み取り動作をしながら移動させる。これによって、原稿台ガラス7上に置かれている、読取原稿6の全面をスキャンすることができる。ホスト又は内蔵したシステムが指定する読み取り画像範囲に対して、主走査方向には、センサ出力のうちで採用する画素範囲を規定し、また、副走査方向には、光学ユニットの移動範囲を、電気基板上の後述の制御手段で規定する。   The image reading apparatus 100 moves the moving optical unit 3 to the end position of the read image while performing the reading operation according to the content of the read command from the host device or the built-in system. As a result, the entire surface of the read document 6 placed on the document table glass 7 can be scanned. For the read image range specified by the host or built-in system, the pixel range to be adopted in the sensor output is defined in the main scanning direction, and the movement range of the optical unit is defined in the sub-scanning direction. It is defined by the control means described later on the substrate.

図3は、透過原稿用光源ユニット2を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the light source unit 2 for a transparent document.

透過原稿用光源ユニット2は、原稿押さえ部12内に配置され、導光体21と、可視光源ユニット22と、赤外光源である非可視光源ユニット23と、透過原稿ガイドユニット24とを有する。これらは、不図示のケーブルを介して、透過原稿用光源ユニット駆動回路4と、電気的に接続されている。   The light source unit 2 for the transmissive document is disposed in the document pressing unit 12 and includes a light guide 21, a visible light source unit 22, an invisible light source unit 23 that is an infrared light source, and a transmissive document guide unit 24. These are electrically connected to the light source unit driving circuit 4 for the transmissive original via a cable (not shown).

図4は、実施例1において、画像読取装置制御回路5が、透過原稿用光源ユニット駆動回路4を介して、透過原稿用光源ユニット2を制御的に点灯させるタイミングを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating the timing at which the image reading device control circuit 5 controls the transparent original light source unit 2 to light up via the transparent original light source unit drive circuit 4 in the first embodiment.

同期信号SHは、上記主走査方向のライン画像を読み取るための同期信号である。1つの同期信号SHから次の同期信号SHまでの間が、1ライン読取時間である。この1ライン読取時間中に、可視光の点灯信号(LED_ON)と非可視光の点灯信号(IR_ON)とを、順次、点灯(交互に点灯)することによって、同一の読取ラインにおける可視成分の光の可視画像データと非可視成分の光の非可視画像データとを得る。   The synchronization signal SH is a synchronization signal for reading the line image in the main scanning direction. One line reading time is from one synchronization signal SH to the next synchronization signal SH. During this one-line reading time, the visible light light (LED_ON) and the invisible light lighting signal (IR_ON) are sequentially turned on (alternately lighted), so that the visible component light in the same reading line can be obtained. The visible image data and the non-visible image data of the light of the invisible component are obtained.

また、オフアキシャル反射面M11〜M12による結像光学系によって、可視画像と非可視画像との間に色収差を発生せずに、イメージセンサ上に結像させることができる。つまり、屈折レンズの屈折面での屈折角は色によって異なるので、色収差が生じるが、反射光の反射角は、色が変っても入射角と同じであるので、反射曲面によって結像させた画像に色収差は生じない。   Further, the imaging optical system using the off-axial reflecting surfaces M11 to M12 can form an image on the image sensor without generating chromatic aberration between the visible image and the invisible image. In other words, the refraction angle at the refracting surface of the refraction lens varies depending on the color, so chromatic aberration occurs. No chromatic aberration occurs.

また、これによって、駆動系による読み出し位置の2度の走査の誤差を生じさせないで読み取ることができ、しかも、欠陥位置を高速で検出することができる。   In addition, this enables reading without causing an error in the scanning of the reading position by the drive system twice, and can detect the defect position at high speed.

従来、可視光源に単色(R/G/B)LED、非可視光源にIR−LEDを使い、等倍光学系で構成し色収差の影響を極力少なくした、透過原稿画像読取装置も存在している。この従来例において、読み取りライン毎に点灯−消灯を制御することができ、等倍光学系による収差を小さくし、検出した欠陥位置精度を改善することができる。   Conventionally, there is also a transmissive original image reading apparatus that uses a monochromatic (R / G / B) LED as a visible light source and an IR-LED as a non-visible light source, and is configured with an equal magnification optical system to minimize the influence of chromatic aberration. . In this conventional example, on / off can be controlled for each reading line, the aberration due to the equal-magnification optical system can be reduced, and the detected defect position accuracy can be improved.

しかし、この場合、可視光源をR−G−B、その後の非可視光源IRの順で、4光源を点灯制御し、キャリッジ又は原稿を搬送しながら、可視画像と非可視画像との線順次で読み取りする。これによって、1200dpiスキャン時で、副走査送りは、25.4mm÷1200dpi => 0.02mm/pixelである。これは、可視画像と非可視画像との読み取り位置は、最大0.01mmずれる。一般的なゴミ、髪の毛は、0.05mm(欧米人女性平均)〜0.08mm(日本人女性平均)であり、綿ほこりは、0.03mmであり、羽毛、花粉は、0.05mmである。これらのゴミを検知するためには無視できない誤差であり、この誤差は、高精度な欠陥位置の検出の妨げである。   However, in this case, the visible light source is R-G-B, then the non-visible light source IR is sequentially controlled so that the four light sources are turned on, and the visible image and the non-visible image are line-sequentially conveyed while the carriage or document is being conveyed. Read. As a result, at the time of 1200 dpi scan, the sub-scan feed is 25.4 mm ÷ 1200 dpi => 0.02 mm / pixel. This means that the reading position of the visible image and the non-visible image is shifted by a maximum of 0.01 mm. General garbage and hair are 0.05 mm (average of Western women) to 0.08 mm (average of Japanese women), cotton dust is 0.03 mm, and feathers and pollen are 0.05 mm. . This error cannot be ignored in order to detect such dust, and this error hinders detection of a highly accurate defect position.

実施例1は、図4に示すように、可視画像読み取りラインと非可視画像読み取りラインとを、同一ラインで制御するので、上記のような読み出し位置のずれが発生しない。これによって、従来のような光源点灯制御とそれによる線順次読み出し方式とに起因する読み出し位置の誤差を、実施例1では除去することができ、高速で高精度な欠陥位置を検出することができる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the visible image reading line and the non-visible image reading line are controlled by the same line, so that the reading position shift as described above does not occur. As a result, the reading position error caused by the conventional light source lighting control and the line-sequential reading method can be eliminated in the first embodiment, and the defect position can be detected at high speed and with high accuracy. .

なお、カラー読取を行うために、一般的なRGBの3ラインセンサを用いている。3ラインの副走査方向の位置ズレは、公知のラインバッファを用いた構成で合わせている。赤外の読取は、ここでは、Rのラインセンサで行っている。以下では説明を簡単にするために、可視画像のデータについて、Rの信号のみを記載している。   A general RGB three-line sensor is used to perform color reading. The positional deviation of the three lines in the sub-scanning direction is adjusted by a configuration using a known line buffer. Here, infrared reading is performed by an R line sensor. In the following, for the sake of simplicity, only the R signal is described for the visible image data.

図5は、実施例1において、欠陥位置を特定する一連の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart illustrating a series of operations for specifying a defect position in the first embodiment.

画像読取装置100において、画像読み取り動作は、接続されたホスト、又は画像読取装置100に内蔵されているシステムからの透過原稿画像読み取りコマンドによって開始される(S0)。このときのコマンドは、透過原稿画像読み取りである。このコマンドを受け取ると、画像読取装置100は、可視光源ユニット22と非可視光源ユニット23とを、図4に示すタイミングによって制御的に順次、点灯させ、1ライン分走査中に、可視画像データと非可視画像データとをスキャンする(S1)。   In the image reading apparatus 100, an image reading operation is started by a transparent original image reading command from a connected host or a system built in the image reading apparatus 100 (S0). The command at this time is transparent original image reading. Upon receiving this command, the image reading apparatus 100 sequentially turns on the visible light source unit 22 and the invisible light source unit 23 according to the timing shown in FIG. The invisible image data is scanned (S1).

この点灯の順番にもよるが、後から得られた同ラインの非可視画像データと重ねるために、先に得られた可視画像データ(16bit)を1ライン分記憶させて、バッファリングする(S2)。後から得られた赤外画像データである非可視画像データ(16bit)に基づいて、読み取った透過原稿画像に、ゴミ・キズに起因する欠陥画素が存在するか否かを判定する(S3)。欠陥画素があれば、S2でバッファリングされている可視画像データの同じ位置のデータに、欠陥画像を示すエラーフラグ“真”(1bit)をONする(S4)。欠陥画素が無ければ、上記エラーフラグをOFFにする。   Depending on the order of lighting, the visible image data (16 bits) obtained previously is stored for one line and buffered in order to overlap with the invisible image data of the same line obtained later (S2). ). Based on the invisible image data (16 bits) that is infrared image data obtained later, it is determined whether or not the read transparent original image includes defective pixels due to dust and scratches (S3). If there is a defective pixel, the error flag “true” (1 bit) indicating the defective image is turned ON in the data at the same position of the visible image data buffered in S2 (S4). If there is no defective pixel, the error flag is turned off.

この結果、エラーフラグがON/OFFに関わらず(すなわち欠陥画素の有無に関わらず)、17bitデータ/画素になった可視画像データを、画像読取装置100内の画像メモリへ書き出す(S5)。その後、後述の欠陥画素補正を実行することによって、欠陥画素を補正する(S6)。スキャンコマンドによって指定されたライン分、可視画像のラインを読み取ったかどうかを判定する(S7)。指定されたライン分の読み取りが終了していなければ、次のラインをスキャンし、一連の動作を繰り返す。指定された最終ラインをスキャンし終われば、画像読み取り動作を終了する(S8)。   As a result, regardless of whether the error flag is ON / OFF (that is, regardless of the presence / absence of a defective pixel), the visible image data having 17 bit data / pixel is written to the image memory in the image reading apparatus 100 (S5). Thereafter, the defective pixel is corrected by executing the defective pixel correction described later (S6). It is determined whether the visible image lines corresponding to the line designated by the scan command have been read (S7). If reading of the designated line is not completed, the next line is scanned and a series of operations are repeated. When the designated final line has been scanned, the image reading operation is terminated (S8).

上記非可視画像データのレベルを検出し、この検出された非可視画像データのレベルを、予め設定されたパラメータと比較することによって、可視画像の欠陥の有無を検出する。   The level of the invisible image data is detected, and the level of the detected invisible image data is compared with a preset parameter to detect the presence or absence of a defect in the visible image.

上記処理によって、欠陥画素位置情報が付加された可視画像データ(17bit)を得ることができ、欠陥画素位置を検出する。   By the above process, visible image data (17 bits) to which defective pixel position information is added can be obtained, and the defective pixel position is detected.

図6は、欠陥画素補正の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of defective pixel correction.

上記得られた欠陥画素位置情報が付加されている可視画像データ(17bit)のエラーフラグを確認することによって、該当画素が欠陥であるかどうかを判定する。欠陥画素であると判定されると、この判定された欠陥画素X(i,j)を、次の式で表すことができる。ここで、iとjとは、画像上の座標である。   By checking the error flag of the visible image data (17 bits) to which the obtained defective pixel position information is added, it is determined whether or not the corresponding pixel is defective. If it is determined that the pixel is a defective pixel, the determined defective pixel X (i, j) can be expressed by the following equation. Here, i and j are coordinates on the image.

X(i,j)=X(i−1,j)+|X(i+1,j−1)−X(i,j−1)|
なお、X(i,j)は、欠陥画素(注目画素)であり、X(i−1,j)は、欠陥画素が含まれているラインであって、欠陥画素の1画素前のデータである。|X(i+1,j−1)−X(i,j−1)|は、1ライン前の同位置変化量であり、つまり、欠陥画素が含まれているラインの1ライン前の隣のラインにおいて、欠陥画素と横方向が同じ画素のデータと、その1つ右の画素のデータとの変化量である。
X (i, j) = X (i-1, j) + | X (i + 1, j-1) -X (i, j-1) |
X (i, j) is a defective pixel (target pixel), and X (i−1, j) is a line including the defective pixel, which is data one pixel before the defective pixel. is there. | X (i + 1, j−1) −X (i, j−1) | is the same position change amount one line before, that is, the line adjacent to the line one line before the defective pixel is included. , The amount of change between the data of the pixel having the same horizontal direction as the defective pixel and the data of the pixel to the right of the defective pixel.

欠陥画素X(i,j)を補正する場合、欠陥画素であると判定されていない副走査Y方向の1ライン前j−1のデータを参照する。そして、主走査X方向の同位置iの画素のデータと、その1画素後i+1の画素のデータとの差分(変化量)を、上記該当画素のX方向1画素前i−1のデータに足した画素が、欠陥画素X(i,J)の補正画素であるとする。このように欠陥画素を補正することによって、欠陥画素の1ライン前の画像と同等の画像を得ることができる。   When correcting the defective pixel X (i, j), reference is made to the data of j−1 one line before in the sub-scanning Y direction that is not determined to be a defective pixel. Then, the difference (change amount) between the data of the pixel at the same position i in the main scanning X direction and the data of the pixel i + 1 after that pixel is added to the data of the pixel i-1 before the pixel in the X direction. It is assumed that the obtained pixel is a correction pixel of the defective pixel X (i, J). By correcting the defective pixel in this way, an image equivalent to the image one line before the defective pixel can be obtained.

この補正された画素データを、欠陥画素のない画像データとみなし、上記と同様の補正を繰り返すことによって、原稿上に存在している欠陥部全体を補正することができる。   The corrected pixel data is regarded as image data having no defective pixel, and the entire defective portion existing on the document can be corrected by repeating the same correction as described above.

ここでは、G、Bのラインイメージセンサが赤外画像を読取っていないので、付加データをつけない。3ラインイメージセンサの位置ズレを、ラインメモリを用いて公知の方法で合わせることによって、Rの画像データの欠陥位置に対応するG、Bの画像データも色毎に同様に補正する。   Here, since the G and B line image sensors do not read the infrared image, no additional data is attached. By aligning the positional deviation of the three-line image sensor by a known method using a line memory, the G and B image data corresponding to the defect position of the R image data are similarly corrected for each color.

上記のように、少なくとも1ライン分の画像メモリを有し、欠陥画素のない1ライン前の画像データに基づいて、欠陥補正用の画素データを作り、補正を行うことによって、ライン毎に補正することができる。この補正によって、画像読み取りのスループットを低下させずに、読み取り画像の2倍以上もの大容量の画像メモリを搭載せずに、読み取った透過原稿画像のゴミ・キズ等の欠陥に起因する画像への影響を補正することができる。   As described above, at least one line of image memory is provided, and pixel data for defect correction is created based on image data of one line before without defective pixels, and correction is performed for each line by performing correction. be able to. By this correction, without reducing the throughput of image reading, and without installing a large-capacity image memory more than twice as large as the read image, the read transparent original image can be reduced to an image caused by defects such as dust and scratches. The influence can be corrected.

従来の透過原稿画像読取装置では、可視光源に冷陰極管ランプ(CCFL)、非可視光源に赤外光(IR)LEDを使う場合が多く、CCFLの立ち上り特性が遅く、読み取りライン毎の点灯−消灯の制御は不可能である。また、CCFL光と赤外光とを、同じレンズでラインイメージセンサに結像するので、その発光波長の違いが収差となり、検出した欠陥位置がずれる原因である。したがって、可視画像・非可視画像について、それぞれ読み取り画像の終端位置まで読み取り動作を終えた後に、画像データ全体に変倍処理を施してから、画像データから欠陥画素の特定を行うのが常である。このようにすると、画像読み出しを2度実行する必要があるので、駆動系による読み出し位置に誤差が生じ、高精度な欠陥位置の検出を妨げる。   In a conventional transmission original image reading apparatus, a cold cathode tube lamp (CCFL) is often used as a visible light source and an infrared light (IR) LED is used as an invisible light source. It is impossible to turn off the lights. Also, since CCFL light and infrared light are imaged on the line image sensor by the same lens, the difference in the emission wavelength becomes an aberration, which causes the detected defect position to shift. Therefore, for each of the visible image and the invisible image, after the reading operation is finished up to the end position of the read image, the entire image data is subjected to scaling processing, and then the defective pixel is specified from the image data. . In this case, since it is necessary to perform the image reading twice, an error occurs in the reading position by the drive system, and the detection of the highly accurate defect position is hindered.

実施例1では、可視光源として、高速に点灯制御が可能な白色LEDを使用し、非可視光源として、高速に点灯制御が可能なIR−LED(赤外光LED)を使用し、読取ライン毎に、それぞれ、点灯−消灯を制御する。したがって、実施例1では、読取ライン毎に、可視画像・非可視画像を同時に取得することができる。   In Example 1, a white LED capable of high-speed lighting control is used as a visible light source, and an IR-LED (infrared light LED) capable of high-speed lighting control is used as a non-visible light source. In addition, the lighting-off is controlled respectively. Therefore, in Example 1, a visible image and a non-visible image can be simultaneously acquired for each reading line.

上記実施例によれば、欠陥のない前ラインの画像データを参照し、欠陥画素の補正を行うので、IRカットフィルタを搭載したセンサやダイクロイックミラー等の特殊な部品を使用する必要がない。   According to the above embodiment, since the defective pixel is corrected by referring to the image data of the previous line having no defect, it is not necessary to use a special part such as a sensor equipped with an IR cut filter or a dichroic mirror.

上記実施例によれば、赤外成分レベルでの欠陥画素の位置特定を行った後に、欠陥画素の可視画像データにエラーフラグを付加するので、非可視画像データを保存する必要がなく、大容量の画像メモリを使用する必要がない。
According to the above embodiment, the error flag is added to the visible image data of the defective pixel after the position of the defective pixel at the infrared component level is specified. There is no need to use the image memory.

本発明の実施例1である画像読取装置100を示す図である。1 is a diagram illustrating an image reading apparatus 100 that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 移動光学ユニット3の詳細を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing details of the moving optical unit 3. 透過原稿用光源ユニット2を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a light source unit 2 for a transparent document. 実施例1において、画像読取装置制御回路5が、透過原稿用光源ユニット駆動回路4を介して、透過原稿用光源ユニット2を制御的に点灯させるタイミングを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a timing at which the image reading device control circuit 5 controls the transparent document light source unit 2 to be turned on via the transparent document light source unit drive circuit 4 according to the first exemplary embodiment. 実施例1において、欠陥位置を特定する一連の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a series of operations for specifying a defect position in the first embodiment. 欠陥画素補正の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of defect pixel correction | amendment.

符号の説明Explanation of symbols

100…画像読取装置、
11…画像読取装置100の本体、
12…画像読取装置100の原稿押さえ部、
2…透過原稿用光源ユニット、
21…導光体、
22…可視光源ユニット、
23…非可視光源ユニット、
24…透過原稿ガイドユニット、
3…移動光学ユニット、
31…反射原稿用光源ユニット、
M1、M2、M3…反射ミラー、
M11、M12…オフアキシャル反射面、
32…イメージセンサ、
4…透過原稿用光源ユニット駆動回路、
5…画像読取装置制御回路、
6…読取原稿、
7…原稿台ガラス。
100: Image reading device,
11 ... Main body of the image reading apparatus 100,
12 ... Document holding portion of the image reading apparatus 100,
2 ... Light source unit for transparent original,
21 ... light guide,
22: Visible light source unit,
23 ... Invisible light source unit,
24 ... Transparent document guide unit,
3 ... Moving optical unit,
31 ... Light source unit for reflection original,
M1, M2, M3 ... reflective mirrors,
M11, M12 ... off-axial reflecting surface,
32. Image sensor,
4 ... Light source unit drive circuit for transparent original,
5 ... Image reading device control circuit,
6 ... Scanned document,
7: Document glass.

Claims (10)

透過原稿を走査して読み取る画像読取装置であって、
上記透過原稿を照明する可視光源と;
上記透過原稿を照明する赤外光源と;
上記透過原稿の画像を読み取るラインイメージセンサと;
上記可視光源または赤外光源で照明された上記透過原稿の画像を上記ラインイメージセンサに結像する結像光学系と;
上記可視光源と上記赤外光源とを交互に点灯し、上記ラインイメージセンサで可視ライン画像と赤外ライン画像とを読み取る読取手段と;
上記赤外ライン画像の画素データから得られた欠陥の有無のデータを、上記可視ライン画像の画素データに付加する付加手段と;
を有することを特徴とする画像読取装置。
An image reading apparatus that scans and reads a transparent original,
A visible light source for illuminating the transparent original;
An infrared light source for illuminating the transparent original;
A line image sensor for reading the image of the transparent original;
An imaging optical system that forms an image of the transmission original illuminated by the visible light source or the infrared light source on the line image sensor;
Reading means for alternately turning on the visible light source and the infrared light source and reading the visible line image and the infrared line image with the line image sensor;
An adding means for adding defect presence / absence data obtained from the pixel data of the infrared line image to the pixel data of the visible line image;
An image reading apparatus comprising:
請求項1において、
上記可視光源は、高速に点灯制御が可能な白色LEDであることを特徴とする画像読取装置。
In claim 1,
The visible light source is a white LED that can be turned on at high speed.
請求項1において、
非可視光源は、高速に点灯制御が可能な赤外光LEDであることを特徴とする画像読取装置。
In claim 1,
An invisible light source is an infrared LED capable of high-speed lighting control.
請求項1において、
上記結像光学系は、オフアキシャル反射面で構成されていることを特徴とする画像読取装置。
In claim 1,
An image reading apparatus, wherein the imaging optical system is formed of an off-axial reflecting surface.
請求項1において、
上記結像光学系は、等倍のロッドレンズであることを特徴とする画像読取装置。
In claim 1,
An image reading apparatus, wherein the imaging optical system is an equal-magnification rod lens.
請求項1において、
上記透過原稿の画像と上記ラインイメージセンサとを上記ラインイメージセンサに垂直な方向に相対的に移動する走査手段と;
上記付加手段の出力の1ライン分を記憶するラインメモリと;
上記欠陥が有のデータが付加されている注目画素のデータを、上記ラインメモリに記憶された1ライン隣の欠陥が無い画素のデータの変化量を用いて補正する補正手段と;
を有することを特徴とする画像読取装置。
In claim 1,
Scanning means for relatively moving the image of the transparent original and the line image sensor in a direction perpendicular to the line image sensor;
A line memory for storing one line of the output of the additional means;
Correction means for correcting the data of the pixel of interest to which the data having the defect is added using the change amount of the data of the pixel having no defect adjacent to one line stored in the line memory;
An image reading apparatus comprising:
請求項6において、
上記補正手段は、上記補正手段で補正された画素のデータを欠陥が無い画素のデータとみなして、次のラインの欠陥が有る画素の補正に用いることを特徴とする画像読取装置。
In claim 6,
The image reading apparatus characterized in that the correction means regards the pixel data corrected by the correction means as pixel data having no defect, and uses it for correcting a pixel having a defect in the next line.
透過原稿画像を、可視成分(R/G/B)と非可視成分(IR)とに分解し、記憶装置に記憶する工程と;
上記非可視成分のレベルを検出し、記憶装置に記憶する工程と;
読み取った透過原稿画像の欠陥位置を特定し、記憶装置に記憶する工程と;
欠陥の無い周囲の可視成分データに基づいて、上記欠陥位置の可視成分データを順次、補正し、記憶装置に記憶する工程と;
を有することを特徴とする画像処理方法。
Decomposing a transparent original image into a visible component (R / G / B) and an invisible component (IR), and storing them in a storage device;
Detecting the level of the invisible component and storing it in a storage device;
Identifying the defect position of the read transparent original image and storing it in a storage device;
A step of sequentially correcting the visible component data at the defect position based on the visible component data around the defect-free area and storing it in a storage device;
An image processing method comprising:
請求項8において、
上記欠陥の無い周囲の可視成分データは、最初に特定された欠陥のあるラインに対しては、それまで欠陥の無い1ライン前の同位置の可視成分データであり、続けて特定された2ライン以降の欠陥位置に対しては、既に補正されたラインの可視成分データであることを特徴とする画像処理方法。
In claim 8,
Visible component data around the defect is the visible component data at the same position one line before the previous defect with respect to the line with the defect identified first, followed by the two identified lines An image processing method characterized in that the subsequent defect positions are visible component data of already corrected lines.
請求項8において、
上記欠陥の無い周囲の可視成分データは、最初に特定された欠陥のある画素に対しては、それまで欠陥の無い1画素前の可視成分データであり、続けて特定された2画素以降の欠陥位置に対しては、既に補正された1画素前の可視成分データであることを特徴とする画像処理方法。
In claim 8,
The surrounding visible component data having no defect is the visible component data one pixel before without any defect for the first defective pixel identified, and the defect after the second pixel identified subsequently. An image processing method characterized in that for a position, it is already corrected visible component data one pixel before.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014216734A (en) * 2013-04-24 2014-11-17 日立マクセル株式会社 Imaging apparatus and imaging system
JP2017081008A (en) * 2015-10-28 2017-05-18 富士フイルム株式会社 Inkjet recording device and nozzle inspection method
CN113589117A (en) * 2021-08-16 2021-11-02 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 Power equipment defect detection system and detection method

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