JP2009278563A - 画像読取装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】たとえば、静電気に起因して発生する主走査方向の白スジまたは黒スジといったノイズ画像を検出する画像読取装置を提供する。
【解決手段】複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサと、ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出手段とを含む画像読取装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明はラインイメージセンサを用いた画像読取装置に関する。

ラインイメージセンサを用いた画像読取装置で原稿を読み取ると、画像に主走査方向や副走査方向のスジが発生することがある。副走査方向に発生する線上の画像（以下、スジ）の原因は、コンタクトガラス上に張り付いた紙粉などのゴミである。とりわけ、自動原稿給送装置（ＡＤＦ）を備えた画像形成装置では、原稿の読取位置にゴミが張り付いていると、副走査方向のスジが発生する。特開２００７−１５８７８２号公報では、副走査方向のスジを検出して補正する発明が提案されている。

一方で、主走査方向にスジが発生する原因の一つとして、静電気によるラインイメージセンサの誤動作がある。特開平１０−２５７２７４号公報によれば、静電気によるラインイメージセンサの誤作動対策として誤作動が発生したか否かの判定用信号を出力できるラインイメージセンサが提案されている。具体的には、ラインイメージセンサのうち、原稿読取用センサチップ後端に画像読取時には常に白レベルの出力レベルになるような構造をした白出力固定チップが設けられる。白出力固定チップの出力レベルが閾値より低下する場合に誤作動と検知している。
特開２００７−１５８７８２号公報 特開平１０−２５７２７４号公報

図７は、静電気によって発生する異常画像の例を示した図である。図７では、ｎ番目のラインの途中ａで静電気の放電が発生し、その次のｎ＋１ラインの途中ｂで静電気の放電による誤動作から回復している。この例では、静電気の放電が影響している期間、画素セルの出力レベルに異常が発生している（すなわち、主走査方向に黒スジが発生している）。なお、黒スジは、誤動作によって、画素セルの出力レベルが最低値にまで減少することで発生する。その一方で、静電気の放電による誤動作によって画素セルの出力レベルが最高値にまで増加してしまうと、いわゆる白スジが発生する。

図８は、一般的なＣＭＯＳイメージセンサに備えられる画素セルの構造例を示した図である。ここでは、図８を用いて黒スジ、白スジの異常出力が発生する原因を説明する。

画素セル３３は、フォトダイオード３０からの信号電荷を読み出す読出トランジスタ３４、フォトダイオード３０を電源電位にリセットするためのリセットトランジスタ３８、読み出された信号電荷に応じた電流に変換する増幅トランジスタ３９、信号電流を読み出す垂直信号線３２、電源となる選択電源線３７、読出線３６、リセット線３５を備えている。画素セル３３の周辺の構成は、垂直信号線３２の一端側にサンプルホールド回路３１及び負荷トランジスタ４０が接続されている。サンプルホールド回路３１には入力側に水平選択線４１が接続されている。

このように構成されたＣＭＯＳイメージセンサは次のように動作する。選択電源線３７にＶｄを印加して、リセット線３５と読出線３６にハイレベルの信号を与えることでリセットトランジスタ３８と読出トランジスタ３４がｏｎになる。これにより、フォトダイオード３０の電位がＶｄに設定される。次に、読出線３６とリセット線３５の信号をローレベルとすることにより、読出トランジスタ３４とリセットトランジスタ３８をｏｆｆとする。これにより、フォトダイオード３０はフローティング状態になり、フォトダイオード３０に入射した光量に応じて光電変換された電子がフォトダイオード３０に蓄積される。その結果、フォトダイオード３０の電位はＶｄより低下していく。

蓄積を終了した後に、読出線３６と選択電源線３７をハイレベルに設定すると、フォトダイオード３０に入射した光量に応じた信号電荷が増幅トランジスタ３９のゲートに移動する。よって、信号電荷に応じた電流が垂直信号線３２を通して負荷トランジスタ４０に流れる。この垂直信号線３２の電位をサンプルホールド回路３１で記憶して、水平選択線４１により１ライン毎に信号を出力することで画像信号が出力される。

ラインイメージセンサは、複数のＣＭＯＳイメージセンサを主走査方向に並べて構成されている。また、ラインイメージセンサは、画像処理部へ画像信号を順次読出すためのシフトレジスタ部を備えている。１ライン分の画像信号をシフトレジスタ部に出力し終えると、次ラインの読取に移行する。この作業を繰り返して原稿の画像情報を順次取得していく。

ところで、静電気によってフォトダイオード３０に蓄積された電子が放出されてしまうと、出力信号は最小値にまで減少してしまう。一方で、静電気によって増幅トランジスタ３９の動作状態がｏｎに固定されてしまうと、入力電圧にかかわらず出力信号は最大値付近になってしまう。これ以外にも静電気は不規則な変化を引き起こすので、出力信号が最大値にも最小値にもなる可能性がある。

上述した特開平１０−２５７２７４号公報に記載の発明では次のような分析がなされている。
（１） １ライン分の原稿画像の読み取りにおいてイメージセンサから出力される画像信号が、静電気が放電した時点から黒レベルに固定されてしまう。
（２） 静電気の放電が発生したラインの次のラインを読み取る際には、ライン同期信号により誤動作から回復する。そのため、読み取った原稿画像全体としては、静電気の放電が発生したラインが横（主走査）方向の黒スジとなる。

しかし静電気によって発生したＣＭＯＳイメージセンサの誤作動は、黒スジだけでなく、白スジを発生させることもある。よって、特開平１０−２５７２７４号公報に記載の発明では、白レベル固定出力部分の出力レベルが増加した場合、閾値を下回ることは無いので、白レベル固定出力部分の出力変動で異常を検知することができない。

また静電気の影響による画像の異常は、複数ラインに渡って発生し、ライン途中で復帰する場合がある。よって、画像読取順序においてそれよりも後のライン後端にある白レベル固定出力部分を監視しても、静電気の影響による異常画素を検出できない。さらに、白レベル固定出力部分として余剰の光電変換素子を用意する必要があるため、余計なコストが発生してしまう。

なお、特開２００７−１５８７８２号に記載の発明では、副走査（縦）方向に沿ったスジを補正できるにすぎず、静電気に起因して発生する主走査（横）方向に沿ったスジを補正することができない。

そこで、本発明は、このような課題及び他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。たとえば、本発明は、静電気に起因して発生する主走査方向の白スジまたは黒スジといったノイズ画像を検出する画像読取装置を提供することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明の第１観点によれば、
複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサと、
前記ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出手段と
を含むことを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第２観点によれば、
前記デジタル画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段をさらに備え、
前記所定範囲は、正常な画素の画素値をシェーディング補正したときに得られる下限値と上限値の少なくとも一方に基づいて下限閾値と上限閾値の少なくとも一方を定義された範囲であることを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第３観点によれば、
前記検出手段は、
各画素の画素値と前記下限閾値とを比較する第１比較手段と、
前記下限閾値以下の画素値を有した画素が走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第１判定手段とを含むことを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第４観点によれば、
前記検出手段は、
各画素の画素値と前記上限閾値とを比較する第２比較手段と、
前記上限閾値以上の画素値を有した画素が走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第２判定手段と
を含むことを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第５観点によれば、
静電気の影響を受けた画素についての画素値は前記所定範囲外となるように、該所定範囲が定義されていることを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第６観点によれば、
前記異常画素が検出されると、異常画素が発生したことを示す情報を表示する表示手段をさらに含むことを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第７観点によれば、
検出された前記異常画素をその周辺に存在する正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第８観点によれば、
検出された前記異常画素を、その周辺に存在する複数の正常な画素のうち相対的に近い距離に位置する１つ以上の正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明の第９観点によれば、
複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサと、前記ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段とを含む画像読取装置の制御方法であって、
前記デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出工程
を含むことを特徴とする制御方法が提供される。

本発明の第１観点及び第９観点によれば、静電気に起因して発生する主走査方向の白スジまたは黒スジといったノイズ画像を検出する画像読取装置を提供することができる。

第２観点によれば、異常画素を検出するための所定範囲を、正常な画素の画素値をシェーディング補正したときに得られる下限閾値と上限閾値によって定義することで、異常画素を好適に検出できるようになる。

第３観点によれば、画素の画素値と下限閾値とを比較することで、好適に黒スジを検出できるようになる。たとえば、下限閾値をゼロレベルからオフセットさせておくことで、黒スジを検出できるようになる。

第４観点によれば、画素の画素値と上限閾値とを比較することで、好適に白スジを検出できるようになる。

第５観点によれば、静電気の影響を受けた画素についての画素値は所定範囲外となるように、所定範囲が定義されているため、とりわけ、静電気に起因したと思われる異常画素を検出できるようになる。

第６観点によれば、異常画素が発生したことが報知されるため、操作者は、異常画素が発生したことを知ることができる。これにより、操作者は、再度の原稿読取を実行したり、画像を補正したりするなど、対策を講じることができる。

第７観点によれば、異常画素を周辺画素によって補正することで、異常画素の影響を緩和できる。一般に周辺画素の画素値は、異常画素の本来の画素値と相関していることが多いためである。

第８観点によれば、異常画素から距離的に近い正常な画素を用いて補正することで、異常画素の影響を緩和できる。複数の周辺画素のうち、異常画素への距離が近ければ近いほど、画素値の相関も高いと考えられるためである。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態に係る画像読取装置の例示的なブロック図である。ラインイメージセンサ１０は、原稿の画像を読み取るために主走査方向に並べられた複数の光電変換素子（画素セル）を有する画像読取センサ（ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなど）である。ラインイメージセンサ１０によって読み取られたアナログ画像信号は、オフセット調整及びゲイン調整部１１でオフセット調整とゲイン調整され、Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル画像データに変換される。なお、ラインイメージセンサ１０は、複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサの一例である。また、Ａ／Ｄコンバータ１２は、ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段の一例である。

その後、画像信号はシェーディング補正及び画像補正部１３でシェーディング補正され、画像処理部１４でγ補正やエッジ強調などの処理を施され、表示部１５に原稿画像として表示される。表示部１５は、たとえば、画像読取装置に接続されたＰＣのモニターや画像読取装置自身が備えているディスプレーなどである。

検出部１６は、Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル画像データに変換された画像信号から主走査方向に所定数以上並んでいる異常画素群を検出する。以下で詳細に説明するように、検出部１６は、デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出手段の一例である。

検出部１６は、異常画素を検出すると、ラインイメージセンサ１０による画像読取を一時停止させ、異常画素を検出したことを示す信号を表示部１５に送る。この信号に応じて、表示部１５は、静電気による異常が発生したことを示す情報（警告）を表示する。これにより、操作者は、静電気による異常が発生していることを認知し、原稿の再読取をさせる操作を行ったり、異常と判断された画素を周辺の正常な画素情報から補正させる操作を行ったりするなどの適切な対応をとることができる。このように、表示部１５は、異常画素が検出されると、異常画素が発生したことを示す情報を表示する表示手段として機能する。

なお、操作者に異常を知らせるための警告は、これらの表示装置に限られることはない、たとえば、画像読取装置に異常が発生していることを知らせるＬＥＤや、警告音を発生する音声出力装置によって、表示部１５を実現してもよい。

次に、オフセット調整及びゲイン調整部１１、Ａ／Ｄコンバータ１２の詳細について説明する。ラインイメージセンサ１０は、光がまったく入射していない場合でも、ある量の電圧を出力する。この場合の出力電圧は暗時出力電圧と呼ばれている。Ａ／Ｄコンバータ１２で画像信号を変換する際に、この暗時出力電圧を基準黒とする。また、基準黒に対応する画素値が０にならないようにオフセットが調整される。すなわち、シェーディング補正後においても画素値が０にならないようにオフセットが調整される。よって、Ａ／Ｄ変換後の画像信号は、正常な状態であれば、少なくとも０になることはない。

また、Ａ／Ｄコンバータ１２の変換精度を充分に高めるためには、Ａ／Ｄコンバータの上限基準値と下限基準値の間のできるだけ広い範囲を使って画像信号が変化することが望ましい。これを実現すべく、基準白を読み取って得られた画像信号がゲイン調整後に上限基準値となり、暗時出力電圧がゲイン調整後に下限基準値となるように、ゲイン調整が実行される。

静電気に起因して主走査方向に発生している黒スジにあたる画素群の画像信号は暗時出力電圧よりも低くなっている。よって、Ａ／Ｄコンバータ１２の下限基準値以下に下限閾値を設定する。検出部１６は、主走査方向に連続してデジタル画像データが所定範囲外となっている画素（例えば、下限閾値以下の画素値の画素）群を検出した場合、これらを静電気による異常画素群と判定する。

図２は、実施形態に係る検出部１６とシェーディング補正及び画像補正部１３の例示的なブロック図である。ここでは、図２を参照しながら、検出部１６での検出方法と、シェーディング補正及び画像補正部１３を具体的に説明する。

検出部１６は、比較器５０、カウンタ５１及び判定部５２を備えている。比較器５０は各画素の画素値を示している画像データを下限閾値と比較し、下限閾値を下回っている場合に出力する信号を反転する。このように比較器５０は、各画素の画素値と下限閾値とを比較する第１比較手段の一例である。カウンタ５１は、比較器５０からの出力信号の反転期間（画素数）をカウントする。比較器５０は、画像データが下限閾値を上回っている場合、カウンタ５１を０にリセットする。カウンタ５１のカウント値が、下限閾値以下の画像データの画素が所定数以上連続していることを示している場合、判定部５２は、シェーディング補正及び画像補正部１３に異常を示す信号を出力する。このように、判定部５２は、下限閾値以下の画像データ（画素値）を有した画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第１判定手段の一例である。

シェーディング補正及び画像補正部１３は、シェーディング補正部５３、シェーディング用メモリ５４及び画像補正部５５を備えている。シェーディング補正部５３は、Ａ／Ｄ変換手段によって得られるデジタル画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段の一例である。

シェーディング用メモリ５４は、複数の領域を備えている。複数の領域としては、一時保存領域５６、シェーディング補正用補正データ領域５７、シェーディング補正後データ領域５８、アドレス情報用領域５９、画像補正後データ保存領域６０がある。

シェーディング補正部５３は、Ａ／Ｄコンバータ１２から送られてくる画像データを受け取り、一時保存領域５６へ一時保存する。次に、シェーディング補正部５３は、一時保存領域５６から各ラインの画素値データとシェーディング補正用補正データ領域５７からシェーディング補正データを読み出してシェーディング補正を行い、その結果をシェーディング補正後データ領域５８に保存する。

画像データと同期して判定部５２から出力される信号がアドレス情報用領域５９に保存される。判定部５２は、所定範囲外の画像データを有した画素が所定数以上連続している時に異常を示す信号を発信する。よって、判定部５２からの信号を受信した時点より所定数前の画素から静電気による異常が発生していることになる。よって、アドレス情報用領域５９に保存してある判定部５２からの信号は、異常画素の位置を示している。

操作者に異常画像の処理の方法を選択させてもよい。表示部１５がシェーディング補正後データ領域５８に保存されている画像を表示すれば、操作者は、異常画像を確認できる。そこで、操作者は、異常画素を画像補正部５５によって補正する方法や、異常画像を廃棄して再度原稿を読み取る方法のいずれかを、不図示の操作部から選択する。表示部１５を画像読取装置自身が備えるＬＥＤで実現する場合、判定部５２が異常を示す信号を出力したことをＬＥＤが表示してもよい。

画像補正部５５は、アドレス情報用領域５９に保存してある判定部５２からの信号を受信したときのアドレス情報を使用し、異常と判断されている画素群を特定する。画像補正部５５は、特定した画素群のその周辺に存在する正常な周辺画素（正常な画素）のデータ（画素値）をシェーディング補正後データ領域５８から読み出して異常画素を補正し、画像補正後データ保存領域６０に保存する。このように、シェーディング補正後データ領域５８には異常画素の周辺に存在する正常な画素のデータを格納しておかねばならないので、複数ライン分の画素のデータを保存できるだけの容量が必要となる。その後、画像データは画像補正後データ保存領域６０から画像処理部１４に送られる。以下で詳細に説明するように、画像補正部５５は、検出された異常画素をその周辺に存在する正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段の一例である。

図３は、静電気による黒スジ状の異常画素群が発生したとき出力波形の例を示した図である。Ｎラインは、途中の主走査位置Ａで静電気による画素セルの出力の低下が発生し、以後の画素の画素値が最低出力付近に低下しているラインである（Ｎは自然数）。Ｎ＋１ラインは、途中の主走査位置Ｂまで、Ｎラインの主走査位置Ａで発生した静電気の影響を受けて画素セルの出力が最低出力に低下しているラインである。Ｎ−１ラインとＮ＋２ラインは静電気の影響を受けていない正常なラインである。

ここでは、説明の便宜上、１本のラインを複数の主走査区間に分割している。７０はダミー出力部を示している。７１は原稿読取部の読み取り順序が主走査位置Ａより手前の区間を示している。７２は主走査位置ＡからＢまでの区間を示している。７３は読み取り順序が主走査位置Ｂから後の区間を示している。

Ｎラインの主走査位置ＡからＮ＋１ラインの主走査位置Ｂまでの静電気の影響を受けている区間は「主走査方向に連続して画像データが閾値以下」の画素群に該当する。よって、この区間は静電気による異常画素群である。検出部１６によって、静電気による異常と判断された画素群は、画像補正部で補正される。

静電気による異常の特徴は主走査方向に延在するスジ状のノイズ画像が発生することである。異常画素（注目画素）に対して副走査方向に１ラインまたは数ライン前か後（図の上下方向）には正常な画素が存在しているはずなので、画像補正部５５は、注目画素から距離的に近い上下の１つ以上の正常な画素を利用して注目画素を補正する。

図３の場合、Ｎラインにおける区間７２とＮ＋１ラインにおける区間７２に対して副走査方向において前後最寄りの正常な画素はＮ−１ラインにおける区間７２とＮ＋２ラインにおける区間７２になる。Ｎラインにおける区間７３に対して副走査方向において前後最寄りの正常な画素はＮ−１ラインにおける区間７３とＮ＋１ラインにおける区間７３になる。Ｎ＋１ラインにおける区間７１に対して副走査方向に前後最寄りの正常な画素はＮラインにおける区間７１とＮ＋２ラインにおける区間７１となる。これらの正常な画素のデータを利用して異常画素を補正することで、静電気による出力異常の影響が緩和された画像を表示することが可能になる。

図４Ａ、図４Ｂは、静電気による異常検出方法によって異常画素と判断された画素の画素値を正常な画素の画素値を使って均等に補正する具体例を示した図である。とりわけ、図４Ａは、同一の光電変換素子（画素セル）が読み取った副走査方向に連続する画素群を示した図である。図４Ｂは、補正後の各画素の画素値を示した図である。図４Ａ、図４Ｂに示した各記号の意味は次の通りである。
ａ ：正常と判断された画素
ａ＋１ ：画素ａより副走査方向１ライン後に位置する異常と判断された画素
ａ＋２ ：画素ａ＋１より副走査方向１ライン後に位置する異常と判断された画素
ａ＋ｎ ：画素ａより副走査方向ｎライン後に位置する異常と判断された画素
ａ＋ｎ＋１ ：画素ａより副走査方向ｎ＋１ライン後に位置する正常と判断された画素
Ｖ_ａ ：画素ａのデータ
Ｖ_ａ＋１ ：画素ａ＋１の補正後データ
Ｖ_ａ＋２ ：画素ａ＋２の補正後データ
Ｖ_ａ＋ｎ ：画素ａ＋ｎの補正後データ
Ｖ_{ａ＋ｎ＋１}：画素ａ＋ｎ＋１のデータ
ｎ ：副走査方向に連続する異常画素数
ｋ ：補正値
この例で、画像補正部５５は、異常画素に対して副走査方向に隣接している正常な画素の画素値を使用して異常画素の画素値が均等に変化するように補正する。補正値ｋは
ｋ＝（Ｖ_{ａ＋ｎ＋１} − Ｖ_ａ）／（ｎ＋１）
となる。

Ｖ_ａを基準として異常と判断された画素を、補正値ｋを使用して補正する一般式は以下の通りである。
Ｖ_ａ＋ｎ＝Ｖ_ａ ＋ ｎ・ｋ
これは、画素ａ＋１から画素ａ＋ｎまでの異常画素群を挟んでいる正常な画素ａ及び正常な画素ａ＋ｎ＋１の各画素値を用いて線形補間により求めたデータを、異常画素群の補正後データとすることを意味する。

以下、図３に当てはめて補正の例を示す。Ｎラインにおける区間７２の画素とＮ＋１ラインにおける区間７２の画素に対して補正する場合、ｎ＝２となる。また、ａはＮ−１ラインにおける区間７２の画素のこととなる。また、ａ＋ｎ＋１はＮ＋２ラインにおける区間７２の画素のこととなる。よって、Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２ラインの画素の画素値をそれぞれＶ_Ｎ−１、Ｖ_Ｎ、Ｖ_Ｎ＋１、Ｖ_Ｎ＋２とすると、補正値ｋは、以下の通りである。
ｋ＝（Ｖ_Ｎ＋２ − Ｖ_Ｎ−１）／３
画像補正部５５は、算出した補正値ｋを利用し、Ｖ_Ｎ−１を基準としてＶ_ＮとＶ_Ｎ＋１を求める。なお、Ｖ_ＮはＶ_Ｎ−１の次のラインにある。よって、次式が成り立つ。
Ｖ_Ｎ＝ Ｖ_Ｎ−１ ＋ ｋ
Ｖ_Ｎ＋１は、Ｖ_Ｎの２ライン後のラインにある。よって、次式が成り立つ。
Ｖ_Ｎ＋１＝ Ｖ_Ｎ ＋ ２ｋ
Ｎラインにおける区間７３の画素に対しての補正の場合、ｎ＝１となる。また、ａはＮ−１ラインにおける区間７３の画素を示す。さらに、ａ＋ｎ＋１はＮ＋１ラインにおける区間７３の画素を示す。
よって、補正値ｋは以下の通りである。
ｋ＝（Ｖ_Ｎ＋１ − Ｖ_Ｎ−１）／２
画像補正部５５は、算出した補正値ｋを利用し、Ｖ_Ｎ−１を基準としてＶ_Ｎを算出する。なお、Ｖ_ＮはＶ_Ｎ−１の次ラインである。よって、次式が成り立つ。
Ｖ_Ｎ＝ Ｖ_Ｎ−１ ＋ ｋ
Ｎ＋１ラインにおける区間７１に対しての補正の場合、ｎ＝１となる。ａはＮラインにおける区間７１の画素を示す。ａ＋ｎ＋１はＮ＋２ラインにおける区間７３の画素を示す。補正値ｋは以下の通りである。
ｋ＝（Ｖ_Ｎ＋２ − Ｖ_Ｎ）／２
画像補正部５５は、補正値ｋを利用し、Ｖ_Ｎを基準としてＶ_Ｎ＋１を算出する。Ｖ_Ｎ＋１はＶ_Ｎの次のラインの画素のデータである。よって、次式が成立する。
Ｖ_Ｎ＋１＝ Ｖ_Ｎ ＋ ｋ
このように、画像補正部５５は、検出された異常画素を、その周辺に存在する複数の正常な画素のうち相対的に近い距離に位置する１つ以上の正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段として機能する。なお、本実施形態では、異常画素の画素値が均等に変化するように線形補間によって補正する例を示したが、非線形の補間を行ってもよく、また副走査方向において最寄りの正常な画素の画素値を単純に異常画素の画素値に置換する方法が採用されてもよい。

図５は、実施形態に係る異常検出処理及び補正処理を含む制御方法を示した例示的なフローチャートである。

ステップＳ５０１で、検出部１６の比較器５０は、Ａ／Ｄコンバータ１２から出力される画素値と下限閾値とを比較し、画素値が下限閾値以下であるかどうかを判定する。下限閾値以下ではない場合、ステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２で、検出部１６は、注目画素は正常な画素であると判定し、カウンタ５１をリセットする。ステップＳ５０３で、シェーディング補正部５３は、注目画素についてシェーディング補正を実行する。ステップＳ５０４で、シェーディング補正及び画像補正部１３は、注目画素のデータを画像処理部１４へ送信する。一方、ステップＳ５０１で下限閾値以下であると判定されると、ステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０５で、検出部１６のカウンタ５１は、異常画素の数をカウントし、判定部５２は、カウンタ５１のカウント値が所定数以上かどうかを判定する。異常画素の数（カウント値）が所定数以上である場合、ステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０６で、判定部５２は、静電気等による異常が発生したと判定し、異常が発生したことを示す信号をシェーディング補正及び画像補正部１３に出力する。ステップＳ５０７で、シェーディング補正部５３は、異常画素についてシェーディング補正を実行する。ステップＳ５０８で、画像補正部５５は、異常画素を補正する。その後、ステップＳ５０４に進む。一方、ステップＳ５０５でカウントされた異常画素の数が所定数以下の場合、ステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５０９で、シェーディング補正部５３は、注目画素についてシェーディング補正を実行する。

ステップＳ５１０で、画像補正部５５は、アドレス情報用領域５９に保存してある判定部５２からの信号に基づいて、注目画素が静電気等による異常画素か、正常な画素かを判定する。所定数以上の連続した異常画素からなる異常画素群において先頭から所定数未満の異常画素について判定した時点では、下限閾値以下の画素であることしかわからない。すなわち、画素に対する判定処理を順番に進めていって、異常画素の連続数が所定数以上になったときに、事後的に、所定数前の画素から異常が発生していたことがわかる。ただし、どの画素から異常が発生していたかの情報は、アドレス情報用領域に格納されている。よって、アドレス情報用領域に格納されている情報を参照すれば、補正対象となる異常画素か否かを判定できる。つまりステップＳ５０５でカウンタ５１のカウント値が所定数以上であると判定された時点からは、それ以前にある異常画素を処理するために、アドレス情報用領域５９の情報が示す画素までは画素をさか上り処理を進める。画素をさか上って処理しているときにアドレス情報用領域５９の情報が示す画素に至るまでは静電気等による異常画素であるので、ステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２で、画像補正部５５は、注目画素が静電気等による異常画素であると決定する。次に、ステップＳ５０８で、画像補正部は、注目画素（異常画素）を補正する。その後、補正された注目画素の画素値のデータは画像処理部１４へ送信される。一方、ステップＳ５１０で、注目画素が静電気等による異常画素ではなく正常な画素と判定すると、画像補正部５５は、補正することなく注目画素のデータを画像補正後データ保存領域６０に出力する。その後、ステップＳ５０４に進む。

以上説明したように、本実施形態によれば、静電気に起因して発生する主走査方向に黒スジが発生したノイズ画像を検出する画像読取装置を提供することができる。また、異常画素を検出するための所定範囲を、正常な画素の画素値をシェーディング補正したときに得られる下限閾値によって定義することで、異常画素を好適に検出できるようになる。また、静電気等のノイズの影響を受けた画素についての画素値は所定範囲外となるように、所定範囲が定義されているため、とりわけ、静電気等のノイズに起因したと思われる異常画素を検出できるようになる。たとえば、注目画素の画素値と下限閾値とを比較することで、好適に黒スジを検出できるようになる。とりわけ、下限閾値のゼロレベルからのオフセットを大きくしておくことで、黒スジを検出しやすくなる。実施形態１における所定範囲外とは、下限閾値以下（下限閾値を超える＋∞までの範囲の外）に相当しよう。

異常画素が発生したことが表示部１５から報知されるため、操作者は、異常画素が発生したことを知ることができる。これにより、操作者は、再度の原稿読取の操作を実行したり、画像を補正する操作を行ったりするなど、対策を講じることができる。

また、異常画素をその周辺の画素によって補正することで、異常画素の影響を緩和できる。一般に周辺の画素の画素値は、異常画素の本来の画素値と相関していることが多いためである。

本実施形態によれば、異常画素から距離的に近い正常な画素を用いて補正することで、異常画素の影響を緩和できる。複数の周辺画素のうち、異常画素への距離が近ければ近いほど、画素値の相関も高いと考えられるためである。

［実施形態２］
本実施形態では主走査方向に白スジのノイズ画像が現れた場合に、検出及び補正する方法について説明する。実施形態１と異なる部分のみ説明する。

実施形態１では、シェーディング補正後においても画素値が０にならないようにオフセットを調整している。これは、Ａ／Ｄ変換後の画素が正常な状態であればその画素値が少なくとも０になることは無いようにするためである。また、Ａ／Ｄコンバータ１２に入力される画像信号（画素セルの出力レベル）がＡ／Ｄコンバータ１２の上限基準値と下限基準値の間をできるだけ広く使って変化するようにゲイン調整がなされている。具体的には、基準白を読み取ったときに得られる画像信号が上限基準値となるようにゲイン調整が実行されている。よって、正常な画素であるならばシェーディング補正後の画素値は上限基準値を超えることがない。

しかし、静電気の放電等に起因して主走査方向に延在する白スジが発生している場合には、静電気等の影響を受けている画素セルの出力レベルはＡ／Ｄコンバータの上限基準値よりも高くなる。

そこで、本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ１２の上限基準値以上に上限閾値を設定し、上限閾値以上の画素値を有した所定数以上の画素が主走査方向に連続している場合に、これらの画素を異常画素と判断する。すなわち、比較器５０は、各画素の画素値と上限閾値とを比較する第２比較手段として機能する。また、判定部５２は、上限閾値以上の画素値を有した画素が走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第２判定手段として機能する。なお、実施形態２における所定範囲外とは、上限閾値以上（下限閾値未満から−∞までの範囲の外）に相当しよう。

図６は、静電気等による白スジの異常画素群が発生した場合の出力波形の一例を示した図である。図６において、横方向は主走査位置を示し、縦方向はラインを示している。

Ｎラインは、途中の主走査位置Ａで静電気等により画素セルの出力に異常が発生し、以後の画素値が最高出力付近に増加しているラインである。Ｎ＋１ラインは、主走査位置Ｂまで、Ｎラインの主走査位置Ａで発生した静電気の影響を受けて画素値が最高出力に増加しているラインである。Ｎ−１ラインとＮ＋２ラインは、静電気等の影響を受けていない正常なラインである。また、８０はダミーの画素セルから出力された部分を示している。７１は原稿読取部の読み取り順序がＡより手前の区間を示している。８２はＡからＢまでの区間を示している。８３は読み取り順序がＢから後の区間を示している。

Ｎラインの主走査位置ＡからＮ＋１ラインの主走査位置Ｂまでの静電気の影響を受けている区間は「主走査方向に連続して上限閾値以上の画素値」の画素群に該当し、静電気等のノイズによる異常画素群と判断できる。静電気等のノイズによる異常と判断された画素群は、画像補正部５５で補正される。

静電気等のノイズによる異常の特徴は主走査方向のスジ状のノイズ画像が発生することである。よって、副走査方向に前後最寄りの正常な画素を利用して補正する。図６の場合、Ｎラインにおける区間８２とＮ＋１ラインにおける区間８２に対して副走査方向に前後最寄りの正常な画素はＮ−１ラインにおける区間８２とＮ＋２ラインにおける区間８２になる。Ｎラインにおける区間８３に対して副走査方向に前後最寄りの正常な画素はＮ−１ラインにおける区間８３とＮ＋１ラインにおける区間８３になる。Ｎ＋１ラインにおける区間８１に対して副走査方向に前後最寄りの正常な画素はＮラインにおける区間８１とＮ＋２ラインにおける区間８１となる。よって、これらの画素情報を利用して異常画素群を補正することで、静電気等のノイズによる異常が発生している画素も補正して表示することが可能になる。

静電気等による異常と判断された画素群は、画像補正部５５により補正される。この補正法は実施形態１と同様であるので説明を省略する。

実施形態２のフローチャートは、実施形態１の図５に示したステップＳ５０１が「出力信号が下限閾値以下」を「出力信号が上限閾値以上」に変更される。それ以外は全て同様であるので説明を省略する。

本実施形態によれば、画素値と上限閾値とを比較することで、好適に白スジを検出して、補正できるようになる。その他の効果は、実施形態１で既に説明した通りである。

［他の実施形態］
実施形態１と実施形態２とを組み合わせても良いことは当業者であれば理解できよう。すなわち、上限閾値と下限閾値を同時に設けることで、白スジ、黒スジの両方を検出して補正してもよい。このとき、異常画素を検出するための所定範囲を、正常な画素の画素値をシェーディング補正したときに得られる下限値と上限値によって定義することが好適である。静電気等の外来ノイズの影響を受けた画素についての画素値は所定範囲外となるように所定範囲は定義されているため、とりわけ、静電気ノイズに起因したと思われる異常画素を検出できるようになる。このように、実施形態１と実施形態２とを組み合わせれば、白スジ、黒スジの両方を補正できるようになる。なお、実施形態１と実施形態２とを組み合わせる際には、検出部１６の比較器５０、カウンタ５１及び判定部５２は、黒スジ（下限閾値）用と、白スジ（上限閾値）用とで２セット用意されることになろう。上記各実施形態において静電気ノイズ以外にも、電源ラインから混入するノイズやインタフェースケーブルから混入するノイズ等による異常画素の発生に対しても本発明は有効である。

実施形態に係る画像読取装置の例示的なブロック図である。 実施形態に係る検出部１６とシェーディング補正及び画像補正部１３の例示的なブロック図である。 外来ノイズによる黒スジ状の異常画素群が発生したとき出力波形の例を示した図である。 同一の光電変換素子が読み取った副走査方向に連続する画素群を示した図である。 補正後の各画素の画素値を示した図である。 実施形態に係る異常検出処理及び補正処理を示した例示的なフローチャートである。 外来ノイズによる白スジの異常画素群が発生した場合の出力波形の一例を示した図である。 外来ノイズによって発生する異常画素の例を示した図である。 一般的なＣＭＯＳイメージセンサに備えられる画素セルの構造例を示した図である。

Claims (9)

1. 複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサと、
   前記ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出手段と
   を含むことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記デジタル画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正手段をさらに備え、
   前記所定範囲は、正常な画素の画素値をシェーディング補正したときに得られる下限値と上限値の少なくとも一方に基づいて下限閾値と上限閾値の少なくとも一方を定義された範囲であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記検出手段は、
   前記デジタル画像データにおける各画素の画素値と前記下限閾値とを比較する第１比較手段と、
   前記下限閾値以下の画素値を有した画素が走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第１判定手段と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記検出手段は、
   前記デジタル画像データにおける各画素の画素値と前記上限閾値とを比較する第２比較手段と、
   前記上限閾値以上の画素値を有した画素が走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素と判定する第２判定手段と
   を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 静電気の影響を受けた画素についての画素値は前記所定範囲外となるように、該所定範囲が定義されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記異常画素が検出されると、異常画素が発生したことを示す情報を表示する表示手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の画像読取装置。
7. 検出された前記異常画素をその周辺に存在する正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 検出された前記異常画素を、その周辺に存在する複数の正常な画素のうち相対的に近い距離に位置する１つ以上の正常な画素の画素値を使用して補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
9. 複数の光電変換素子を主走査方向に並べて構成したラインイメージセンサと、前記ラインイメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段とを含む画像読取装置の制御方法であって、
   前記デジタル画像データにおいて所定範囲外の画素値になっている画素が主走査方向に所定数以上連続している場合に、当該所定数以上連続している画素を異常画素として検出する検出工程
   を含むことを特徴とする制御方法。

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