JP2014120893A - Image reader, control method of the same, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、原稿画像を読み取りデジタル画像データとして出力する画像読取装置および画像読取装置の制御方法、ならびに、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads a document image and outputs it as digital image data, a control method for the image reading apparatus, and an image forming apparatus.
光源からの光を原稿画像に反射させ、反射光をCCD(Charge Coupled Device)といった光電変換素子を利用したイメージセンサで受光して画素信号を得て、原稿画像を読み取った画像データを出力する画像読取装置が知られている。画像読取装置では、光電変換素子の画素を主走査方向に配列し、原稿またはイメージセンサを副走査方向に移動させることで、1枚の原稿の画像を読み取る。 An image that reflects the light from the light source on the document image, receives the reflected light with an image sensor using a photoelectric conversion element such as a CCD (Charge Coupled Device), obtains a pixel signal, and outputs image data obtained by reading the document image Readers are known. In the image reading apparatus, pixels of photoelectric conversion elements are arranged in the main scanning direction, and an original or an image sensor is moved in the sub scanning direction, thereby reading an image of one original.
このような画像読取装置では、原稿画像を読み取る際のムラを補正するシェーディング補正が行われる。シェーディング補正では、基準となる白色板(基準白板と呼ぶ)を主走査方向に読み取ると共に、黒基準の読み取りを行い、読み取った1ライン分の白基準および黒基準のデータを用いて画素毎のレベル補正を行う。 In such an image reading apparatus, shading correction for correcting unevenness when reading a document image is performed. In shading correction, a reference white plate (referred to as a reference white plate) is read in the main scanning direction, black reference is read, and the level for each pixel is read using the read white reference and black reference data. Make corrections.
また、複数原稿の連続読み取りが可能な機種においては、原稿連続読み取り時に、シェーディング補正を行うための基準白板の読み取りを、所定枚数の原稿読み取り毎に1回、あるいは、所定時間毎に1回のみ実施する、間欠シェーディング補正を行うことが知られている。 In a model capable of continuously reading a plurality of documents, the reference white plate for performing shading correction is read once every time a predetermined number of documents are read or once every predetermined time. It is known to perform intermittent shading correction.
間欠シェーディング補正の場合、基準白板の読み取りを行わない原稿読み取り時には、前回取得したシェーディング補正のデータを用いてシェーディング補正を行う。 In the case of intermittent shading correction, when reading a document without reading a reference white plate, shading correction is performed using the previously acquired shading correction data.
より具体的には、間欠シェーディング補正では、基準白板の読み取りを行わない回に、原稿の読み取り面に設けられる背景板を読み取り、この背景板を読み取った結果のレベル変化分を1ライン分のシェーディング補正データに一括して反映させ、シェーディング補正を行う。間欠シェーディング補正を実施することで、読み取り動作時間の短縮化が図られ、原稿読み取り動作の生産性が確保される。 More specifically, in the intermittent shading correction, every time when the reference white plate is not read, the background plate provided on the reading surface of the original is read, and the level change as a result of reading the background plate is shaded for one line. Reflect shading correction data at once and perform shading correction. By performing the intermittent shading correction, the reading operation time is shortened, and the productivity of the original reading operation is ensured.
ところで、イメージセンサからの信号の読み出しを、主走査方向に分割して行う、左右分割読み出し方式が知られている。特許文献1には、左右分割読み出し方式を用いた画像読取装置が開示されている。左右分割読み出し方式を用いた画像読取装置では、イメージセンサから読み出された信号を処理する信号処理部が、イメージセンサから分割して読み出された各信号に対してそれぞれ設けられる。この左右分割読み出し方式によれば、イメージセンサが分割されたそれぞれの領域で読み取られた信号に対して並列処理が可能であるため、画像読取装置による原稿画像読み取り動作を高速化することができる。
By the way, there is known a left-right divided readout method in which signal readout from an image sensor is performed in the main scanning direction.
しかしながら、従来の間欠シェーディング補正は、左右分割読み出し方式に対応していなかったという問題点があった。 However, the conventional intermittent shading correction has a problem that it is not compatible with the left and right divided readout method.
すなわち、左右分割読み出し方式を採用した画像読取装置では、上述したように、分割されたそれぞれの領域に対して信号処理部が設けられる。そのため、基準白板の読み取りを行わない回に、分割されたそれぞれの領域で背景板を読み取り得られた補正結果に、各信号処理部の特性のばらつきなどに基づく差が生じてしまうおそれがある。この補正結果の領域間の差は、原稿読み取りによって得られた画像データによる画像において、分割の境界部の濃度差となって現れることになる。 That is, in the image reading apparatus that employs the left / right divided readout method, as described above, a signal processing unit is provided for each divided area. For this reason, there is a possibility that a difference based on variation in characteristics of each signal processing unit may occur in the correction result obtained by reading the background plate in each divided area every time the reference white plate is not read. The difference between the correction result areas appears as a density difference at the boundary of the division in the image based on the image data obtained by reading the document.
なお、基準白板を読み取って行われるシェーディング補正では、画素毎にレベル補正を行うため、このような、分割の境界部における濃度差は発生しない。 In the shading correction performed by reading the reference white plate, level correction is performed for each pixel, and thus such a density difference does not occur at the boundary of division.
上述の特許文献1では、このシェーディング補正における分割領域間の差を低減するために、所定のグレースケールチャートを参照してルックアップテーブルや演算式を作成し、各シェーディング補正係数を補正する技術が開示されている。しかし、この特許文献1は、間欠シェーディング補正に関して開示されておらず、したがって、上述したような間欠シェーディング補正に伴う問題点も解消できていない。
In the above-mentioned
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、左右分割読み出し方式を用いた画像読み取り処理を、より高速且つ高品質に実行可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to enable image reading processing using the left and right divided reading method to be performed at higher speed and higher quality.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、連続して配列され受光した光を画素信号として出力する複数の光電変換素子を備え、複数の光電変換素子から、配列の一端から配列内の所定位置までの第1領域と、所定位置から配列の他端までの第2領域とで分割して画素信号を出力する光読み取り部と、第1基準板からの反射光を受光した光読み取り部が出力した画素信号を用いてシェーディング補正を行う第1補正部と、第2基準板からの反射光を光読み取り部が受光した場合に、第1領域および第2の領域の少なくとも一方から出力される複数の画素信号から画素値の平均値を算出する算出部と、平均値を基準値と比較した比較結果に従い、第1補正部によるシェーディング補正に対する補正を行う第2補正部と、原稿画像の連続読み取りの場合に、第1の補正部による1回の補正に対して、1以上の原稿画像毎に第2の補正部による補正を実行する制御部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements that output continuously received and received light as pixel signals, and the plurality of photoelectric conversion elements are connected to one end of the array. A light reading unit that outputs a pixel signal by dividing the first region from the first position to a predetermined position in the array and the second region from the predetermined position to the other end of the array, and receives reflected light from the first reference plate A first correction unit that performs shading correction using the pixel signal output by the light reading unit, and a reflected light from the second reference plate received by the light reading unit, at least in the first region and the second region A calculation unit that calculates an average value of pixel values from a plurality of pixel signals output from one side, a second correction unit that corrects shading correction by the first correction unit according to a comparison result of comparing the average value with a reference value, , Original image In the case of continuous reading, in response to one of the correction by the first correction unit, and having a control unit for executing the correction by the second correction unit for each of one or more original images.
本発明によれば、左右分割読み出し方式を用いた画像読み取り処理を、より高速且つ高品質に実行することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the image reading process using the left and right divided reading method can be executed at higher speed and with higher quality.
以下に添付図面を参照して、画像読取装置および画像読取装置の制御方法、ならびに、画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an image reading apparatus, an image reading apparatus control method, and an image forming apparatus will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(各実施形態に適用可能な構成)
図1は、各実施形態に適用可能な画像読取装置の一例の構造を概略的に示す。図1に示す画像読取装置100は、デジタル複写機、デジタル複合機、ファクシミリ装置などの画像形成装置に搭載されるスキャナ装置あるいは単体のスキャナ装置であり、各実施形態によるシェーディング補正に対する補正を行う機能を含む画像信号処理部を備えている。画像読取装置100は、光源からの照射光によって被写体である原稿を照射し、原稿からの反射光を受光したイメージセンサから出力される画素信号に対して画像処理を行い、原稿の画像データを読み取ることができる。
(Configuration applicable to each embodiment)
FIG. 1 schematically shows the structure of an example of an image reading apparatus applicable to each embodiment. An
画像読取装置100は、図1に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス101と、原稿露光用の光源102および第1反射ミラー103からなる第1キャリッジ106と、第2反射ミラー104および第3反射ミラー105からなる第2キャリッジ107とを備えている。また、画像読取装置は、さらに、複数の光電変換素子が搭載されるイメージセンサ109と、イメージセンサ109に結像するためのレンズユニット108と、読取光学系などによる各種の歪みを補正するためなどに用いる基準白板110と、シートスルー読取用スリット111を備えている。
As shown in FIG. 1, the
画像読取装置100の上部には、自動原稿給送手段である自動原稿給送装置(以下「ADF」と略称する)200が搭載されており、このADF200をコンタクトガラス101に対して開閉できるように、図示しないヒンジなどを介して連結している。
An automatic document feeder (hereinafter abbreviated as “ADF”) 200, which is an automatic document feeder, is mounted on the upper part of the
ADF200は、複数枚の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ201を備えている。また、原稿トレイ201に載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離してシートスルー読取用スリット111へ向けて自動給送する給送ローラ202を含む分離・給送手段も備えている。
The ADF 200 includes a
なお、以下では、給送ローラのスキャナ光源に対向する面を背景板と呼ぶ。また、イメージセンサ109がシートスルー読取用スリット111を介して背景板の読取りを行うことができる第1キャリッジ106および第2キャリッジ107の位置を、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107のホームポジションとする。
Hereinafter, the surface of the feeding roller that faces the scanner light source is referred to as a background plate. Further, the positions of the
このように構成された画像読取装置100において、原稿の画像面をスキャン(走査)して原稿の画像を読み取るスキャンモード時には、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107が、図示しないステッピングモータによって矢示A方向(副走査方向)に原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス101から前記イメージセンサ109までの光路長を一定に維持するために、第2キャリッジ107は第1キャリッジ106の1/2の速度で移動する。
In the
同時に、コンタクトガラス101上にセットされた原稿の下面である画像面が第1キャリッジ106の光源102によって照射(露光)される。すると、その画像面からの反射光像が第1キャリッジ106の第1反射ミラー103、第2キャリッジ107の第2反射ミラー104および第3反射ミラー105、ならびに、レンズユニット108経由でイメージセンサ109へ順次送られて結像される。そして、イメージセンサ109の光電変換により画素信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。
At the same time, an image surface which is the lower surface of the document set on the
以降、イメージセンサ109が光電変換により画素信号を出力する動作を、イメージセンサ109による読取動作とする。また、イメージセンサ109が読取対象の反射光を読み取る動作を、単に読取対象を読み取る動作として記述する。
Hereinafter, an operation in which the
一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルーモード時には、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107が、シートスルー読取用スリット111の下側へ移動する。その後、原稿トレイ201に載置された原稿が給送ローラ202によって矢示B方向(副走査方向)へ自動給送され、シートスルー読取用スリット111の位置において原稿が走査される。
On the other hand, in the sheet through mode in which the original is automatically fed and the image of the original is read, the
このとき、自動給送される原稿の下面(画像面)が第1キャリッジ106の光源102によって照射される。そのため、当該画像面からの反射光像が第1キャリッジ106の第1反射ミラー103、第2キャリッジ107の第2反射ミラー104および第3反射ミラー105、ならびに、レンズユニット108経由でイメージセンサ109へ順次送られて結像される。そして、イメージセンサ109の光電変換により画素信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。このようにして画像の読取が完了した原稿は、図示しない排出口に排出される。
At this time, the lower surface (image surface) of the automatically fed document is irradiated by the
なお、スキャンモード時またはシートスルーモード時の画像読取前に開始された光源102による照射により、基準白板110からの反射光がイメージセンサ109でアナログ信号に変換され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、基準白板110が読み取られ、その読取結果(デジタル信号)に基づいて原稿の画像読取時のシェーディング補正が行われる。
The reflected light from the reference
また、各実施形態においては、シートスルーモード時には、1回のシェーディング補正に対して、1または複数回の画像読取毎に、イメージセンサ109により背景板を読み取った画素信号を用いて補正係数を算出し、この補正係数でシェーディング補正に対する補正を行う間欠シェーディング補正が実行される。この間欠シェーディング補正による補正係数の算出処理は、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107の移動を伴わないため、シートスルーモードにおける連続読取を、より高速に実行することができる。
In each embodiment, in the sheet-through mode, for one shading correction, a correction coefficient is calculated using a pixel signal obtained by reading the background plate by the
図2は、各実施形態に適用されるCCD(Charge Coupled Device)を用いたイメージセンサ109の一例の構成を示す。イメージセンサ109は、それぞれ光電変換素子である複数のフォトダイオード21と、シフトゲート22と、CCDアナログシフトレジスタ23と、出力バッファ24と、出力端子OS1、OS2、OS3およびOS4とを備える。また、イメージセンサ109は、クランプクロックが入力される端子CPと、リセット電圧が入力される端子RSと、シフト制御信号が入力される端子SHと、それぞれ転送クロックが入力される端子φ1およびφ2と、駆動クロックが入力される端子Φ2Bとを備える。なお、端子φ2Bは、端子φ2と同じくロックが駆動クロックとして、出力段にのみ入力される。
FIG. 2 shows an example of the configuration of an
一般に、CCD出力タイミングが、この端子φ2Bに入力される駆動クロックのタイミングに基づいて決定される。例えば、CCDアナログシフトレジスタ23に電荷として蓄積された各フォトダイオード21の出力が、駆動クロックに従い、画素信号として順次、CCDアナログシフトレジスタ23から読み出される。
In general, the CCD output timing is determined based on the timing of the drive clock input to the terminal φ2B. For example, the output of each
図2に示されるイメージセンサ109において、アナログシフトレジスタ23が、4系統(前半2系統:偶数画素および奇数画素/後半2系統:偶数画素および奇数画素)、設けられている。これにより、前半部(領域10Fで示す範囲)であるF側の画素から出力されるF側画素信号は、図2の左側の出力バッファ24から出力され、後半部(領域10Lで示す範囲)であるL側の画素から出力されるL側画素信号は、図2の右側の出力バッファ24から出力されることになる。なお、アナログシフトレジスタ23の前半2系統と後半2系統との境界は、全体の画素の中央部分が好ましいが、この例に限定されず、中央部分から外れた所定の位置でもよい。
In the
図3は、各実施形態に係る画像読取装置100の一例の構成を示す。画像読取装置100は、イメージセンサ109から出力されるF側画素信号およびL側画素信号のそれぞれについて、同一の構成を持つ画像処理部を備える。すなわち、イメージセンサ109から出力されるF側画素信号については、アナログ信号バッファ54Fと、AC結合部55Fと、アナログ処理部56Fと、PGA(Programmable-Gain Amplifier)57Fと、A/D変換器58Fとからなる画像処理部を有する。同様に、イメージセンサ109から出力されるL側画素信号については、アナログ信号バッファ54Lと、AC結合部55Lと、アナログ処理部56Lと、PGA(Programmable-Gain Amplifier)57Lと、A/D変換器58Lとからなる画像処理部を有する。これらF側画素信号に係る画像処理部と、L側画素信号に係る画像処理分は、動作内容を同一とするため、以下では、F側画素信号に係る画像処理部について説明し、L側画素信号に係る画像処理部については説明を省略する。
FIG. 3 shows an exemplary configuration of the
イメージセンサ109から出力されたF側画素信号は、アナログ信号バッファ54Fを介してAC結合部55Fに入力されてDC成分を除去されて、アナログ処理部56Fに入力され、波形整形などの所定のアナログ信号処理を施される。アナログ信号処理部56Fから出力されたF側画素信号は、PGA57Fに入力されて予め定められたゲインで増幅され、A/D変換器58Fでデジタル信号に変換されて、F側画素データとして補正部59に入力される。補正部59には、同様にしてL側画素信号が信号処理されデジタル信号に変換されたL側画素データも入力される。
The F-side pixel signal output from the
補正部59は、F側画素データおよびL側画素データに対してシェーディング補正を行う第1補正部と、間欠シェーディング補正の際に当該シェーディング補正に対する補正を行う第2補正部とを有する。補正部59は、後述するタイミングジェネレータ60で生成された白板データ読取ゲート信号SHgateと、原稿データ読取ゲート信号Fgateと、背景板読取ゲート信号Kgate#1および#2と、および黒データ読取ゲート信号BKgateと、メモリ53(後述する)から読み出されたグレーバランス係数と、入力されたF側画素データおよびL側画素データから抽出された基準白板データおよび背景板モニタレベルとに基づき、入力されたF側画素データおよびL側画素データの画素毎の補正を行い、1の画像データとして出力する。
The
画像読取装置100は、さらに、CPU(Central Processing Unit)50と、光源制御部51と、スキャナモータ52と、メモリ53と、補正部59と、タイミングジェネレータ60と、クロック生成部(CLK)61と、光源102とを備える。
The
CPU50は、それぞれ図示されないROM(Read Only Memory)に予め記憶されるプログラムに従い、RAM(Random Access Memory)をワークメモリとして用いて、この画像読取装置100の全体の動作を制御する。光源制御部51は、CPU50からの命令に従い、光源102の点灯を制御する。タイミングジェネレータ60は、CPU50からの命令に従い、クロック生成部61により生成されたクロックから所定のタイミング信号を生成する。例えば、上述した補正部59に入力される白板データ読取ゲート信号SHgate、原稿データ読取ゲート信号Fgate、背景板読取ゲート信号Kgate#1およびKgate#2、ならびに、黒データ読取ゲート信号BKgateは、タイミングジェネレータ60によりクロックに基づき生成される。
The
メモリ53は、シェーディング補正に用いるグレーバランス係数GBが予め記憶される。また、メモリ53に対して、イメージセンサ109で基準白板110を読み取って得られた画像データ(基準白板データと呼ぶ)と、背景板をイメージセンサ109で読み取った場合の基準となる背景板モニタレベルとをさらに記憶させてもよい。
The
図4は、各実施形態に係る画像読取装置100の、シートスルーモードでの動作の例を示すタイミングチャートである。画像読取装置100において、イメージセンサ109から出力されたF側画素データおよびL側画素データから、所望のゲート信号により所望の範囲の画素データを抽出することができる。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an example of an operation in the sheet through mode of the
信号LMPは、光源102を点灯させるためのランプ制御信号である。図4において、シートスルーモードでの連続読み取り動作が開始されると、信号LMPに従った光源制御部51の制御により光源102が点灯されイメージセンサ109からF側画素信号およびL側画素信号が出力される。補正部59において、先ず黒データ読取ゲート信号BKgateに従い、当該黒データ読取りゲート信号BKgateのアサート期間のF側画素データおよびL側画素データを取得し、取得されたデータに基づき黒レベルエリア平均値BKを算出する。この黒レベルエリア平均値BKは、黒色を示す基準として用いられる。黒レベルエリア平均値BKは、補正部59のレジスタなどに記憶される。
The signal LMP is a lamp control signal for turning on the
以下、黒データ読取ゲート信号BKgateのアサート期間のF側画素データおよびL側画素データを取得することを、黒データ読取ゲート信号BKgateに従い黒データを取得する、などのように記述する。他の信号によるF画素データおよびL画素データの取得についても、特に記載のない限り、同様とする。 Hereinafter, acquiring the F-side pixel data and the L-side pixel data during the assertion period of the black data reading gate signal BKgate will be described as acquiring black data according to the black data reading gate signal BKgate. The same applies to the acquisition of F pixel data and L pixel data using other signals, unless otherwise specified.
黒データBKが取得されると、時点taで、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107がCPU50の制御により移動され、第1キャリッジ106が基準白板110の直下の位置に到達される。ここで、イメージセンサ109により基準白板110の反射光が受光され、白板データ読取ゲート信号SHgateに従い基準白板データが取得される。補正部59は、取得された基準白板データの主走査毎に、ライン平均値を基準白レベルライン平均値SHとして算出する。基準白レベルライン平均値SHは、例えば補正部59が有するレジスタに記憶される。基準白レベルライン平均値SHをメモリ53に記憶してもよい。
When the black data BK is acquired, at time t a , the
基準白レベルライン平均値SHが取得されると、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107がホームポジションに移動され、イメージセンサ109により背景板の反射光が受光され、背景板読取ゲート信号Kgate#1に従い初期の背景板データKdata#1が取得される。取得された初期の背景板データKdata#1は、補正部59が有するレジスタに記憶される。
When the reference white level line average value SH is acquired, the
その後、1枚目の原稿読取が開始される。すなわち、CPU50の制御によりスキャナモータ52が駆動されて、原稿トレイ201に載置された原稿が給送ローラ202によって副走査方向へ自動給送されると共に、時点t1で、原稿データ読取ゲート信号Fgateに従い原稿画像に基づく画像データFrが取得される。このとき、補正部59において、算出された基準白レベルライン平均値SHと、グレーバランス係数GBと、黒レベルエリア平均値BKとを用いて、画像データFrに対して画素毎にシェーディング補正が施され、画像データFrがシェーディング補正された画像データが出力データとして出力される。
Thereafter, reading of the first document is started. That is driven
シェーディング補正は、シェーディング補正された出力データを出力データImg_oとして表した場合、例えば下記の式(1)に示す補正式を用いて、画像データFrの画素毎になされる。
Img_o={(Fr−BK)/(SH−BK)}×GB …(1)
When the output data subjected to the shading correction is expressed as output data Img_o, the shading correction is performed for each pixel of the image data Fr using, for example, a correction formula shown in the following formula (1).
Img_o = {(Fr−BK) / (SH−BK)} × GB (1)
各実施形態では、画像読取装置100は、2枚目以降の原稿読取においては、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107の動作を行わず、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107の位置をホームポジションとしたまま、基準白板データの取得を省略し、間欠シェーディング補正を行う。
In each embodiment, the
すなわち、1枚目原稿の読取が終了した時点t2から、2枚目原稿の読取が開始される時点t3までの間(紙間)において、背景板読取ゲート信号Kgate#2に従い背景板データKdata#2が取得される。補正部59は、この背景板データKdata#2と、時点taから時点t1の間で取得された背景板データKdata#1とを用いて求めた補正係数により、上述した式(1)による補正式に対する補正を行い、補正された補正式を用いて2枚目原稿から取得した画像データFrに対するシェーディング補正を行う。
That is, from the time t 2 when the reading of the first sheet original is finished, in between time t 3 when the reading of the second sheet original is started (sheet interval), the background plate data in accordance with a gate
画像読取装置100は、3枚目以降の原稿読取においても、同様に背景板データKdata#2を取得する。補正部59は、取得した背景板データKdata#2と、メモリ53に記憶される背景板データKdata#1とを用いて求めた補正係数により式(1)による補正式に対するレベル補正を行い、レベル補正された補正式を用いて3枚目原稿から取得した画像データFrに対するシェーディング補正を行う。
The
より具体的には、補正部59は、メモリ53に記憶されている初期の背景板データKdata#1と、新たに取得された背景板データKdata#2との比を求め、この比の値をシェーディング補正後の画像データに対して所定に適用する。これにより、経時での光量変化に対するレベル補正を行い、画像データを出力する。
More specifically, the
以降、画像読取装置100は、1枚目の原稿読取が行われてから所定の時間が経過するまで、例えば連続読取の時間が予め定められた間欠間隔時間を経過するまで、または、予め定められた枚数の読取りを実行するまで、上述した背景板データKdata#2の取得と原稿読取とを繰り返す。そして、1枚目の原稿読取が行われてから所定の時間が経過した場合に、再び第1キャリッジ106および第2キャリッジ107を移動させて基準白板データを取得し、取得した各値で式(1)の各値を更新して、次に原稿を読み取った画像データFrのシェーディング補正を行う。
Thereafter, the
最終原稿の読取が終了されると、CPU50は、光源102を消灯させ、画像読取装置100による一連の読取動作を終了させる。
When the reading of the final document is completed, the
(既存技術による補正処理)
次に、各実施形態によるレベル補正処理の説明に先んじて、既存技術によるレベル補正処理について説明する。既存技術においては、上述したシェーディング補正に対するレベル補正を、F側画素信号およびL側画素信号それぞれについて独立して行なっていた。
(Correction using existing technology)
Next, prior to the description of the level correction process according to each embodiment, the level correction process according to the existing technology will be described. In the existing technology, the level correction for the above-described shading correction is performed independently for each of the F-side pixel signal and the L-side pixel signal.
図5は、既存技術によるシェーディング補正に対する補正処理を説明するための一例のタイミングチャートである。図5は、背景板読取ゲート信号Kgate#1または#2により、背景板からの反射光による画素データを取得する例を示す。なお、ここでは、補正部59が既存技術による補正処理を行うものとして説明している。
FIG. 5 is an example timing chart for explaining correction processing for shading correction according to the existing technology. FIG. 5 shows an example in which pixel data based on reflected light from the background plate is acquired based on the background plate reading gate
図5において、信号CLKは、画素毎のクロック信号であり、信号Bsyncは、主走査同期基準信号である。信号Bsyncに従いイメージセンサ109による読取(画素信号出力)が開始され、各画素は、信号CLKに同期してイメージセンサ109から出力される。
In FIG. 5, a signal CLK is a clock signal for each pixel, and a signal Bsync is a main scanning synchronization reference signal. Reading (pixel signal output) by the
ゲート信号SH_hgate_Fおよびゲート信号SH_hgate_Lは、それぞれ、H側画素信号およびL側画素信号について基準白板110を読み取る主走査の幅を規定するゲート信号である。背景板主走査F側ゲート信号K_hgate_Fおよび背景板主走査L側ゲート信号K_hgate_Lは、それぞれF側画素信号およびL側画素信号について背景板を読み取る主走査の幅を規定するゲート信号である。
The gate signal SH_hgate_F and the gate signal SH_hgate_L are gate signals that define the width of main scanning for reading the reference
また、背景板F側読取開始位置調整値Kd_Fおよび背景板L側読取開始位置調整値Kd_Lは、それぞれ、F側画素信号およびL側画素信号について背景版の読取りを開始するタイミングを規定する値である。さらに、背景板F側読取範囲調整値Kw_Fおよび背景板L側読取範囲調整値Kw_Lは、それぞれ、F側画素信号およびL側画素信号について背景板の読取りの範囲を規定する値である。 The background plate F-side reading start position adjustment value Kd_F and the background plate L-side reading start position adjustment value Kd_L are values that define the timing for starting reading of the background plate for the F-side pixel signal and the L-side pixel signal, respectively. is there. Further, the background plate F side reading range adjustment value Kw_F and the background plate L side reading range adjustment value Kw_L are values that define the reading range of the background plate for the F side pixel signal and the L side pixel signal, respectively.
背景板読取ゲート信号Kgate#1または背景板読取ゲート信号Kgate#2が時点t10でアサートされた直後に信号Bsyncがアサートされる。信号Bsyncから所定数の信号CLKを経過した所定画素数後(図5の例では1画素後)、時点t11で1ライン目の読取が開始されると共に、ゲート信号SH_hgateがアサートされる。背景板主走査F側ゲート信号K_hgate_Fは、ゲート信号SH_hgateのアサート範囲に含まれている。
Signal Bsync is asserted immediately after the background plate read gate
背景板F側読取開始位置調整値Kd_Fで指定した画素数(信号CLK数後)後の時点t12に、背景板主走査F側ゲート信号K_hgate_Fがアサートされる。補正部59において、この時点t12から、背景板F側読取範囲調整値Kw_Fで指定された時点t13までの範囲で、F側画素データが選択される。また、画素データは、背景板読取ゲート信号Kgate#1または背景板読取ゲート信号Kgate#2のアサート範囲に含まれる各ラインについて選択される。
Background plate F side reading start position adjustment values the number of pixels specified in Kd_F to (signal after CLK number) after the time t 12, the background plate main scanning F-side gate signal K_hgate_F is asserted. In the
補正部59は、この選択されたF側画素データを用いて、下記の式(2)に従い、シェーディング補正式を補正するための、F側の補正係数KG’_Fを求める。また、式(3)は、この式(2)で算出された補正係数KG’_Fを用いてレベル補正したシェーディング補正により画像データFrを補正して出力データImg_o_Fを算出する補正式の例を示す。
KG’_F=(K_ave1_F/K_ave2_F)×GB …(2)
Img_o_F={(Fr−BK)/(SH−BK)}×KG’_F …(3)
The
KG′_F = (K_ave1_F / K_ave2_F) × GB (2)
Img_o_F = {(Fr−BK) / (SH−BK)} × KG′_F (3)
なお、式(2)において、値K_ave1_Fは、背景板読取ゲート信号Kgate#1に従い、背景板F側読取範囲調整値Kw_Fで指定された範囲で取得された、初期のF側画素データの平均値を示す。また、値K_ave2_Fは、背景板読取ゲート信号Kgate#2に従い、背景板F側読取範囲調整値Kw_Fで指定された範囲で取得された、2枚目以降の読取によるF側画素データの平均値を示す。
In Equation (2), the value K_ave1_F is the average value of the initial F-side pixel data acquired in the range specified by the background plate F-side reading range adjustment value Kw_F according to the background plate reading gate
補正部59は、L側の補正係数についても、同様にして求める。すなわち、背景板L側読取開始位置調整値Kd_Lで指定した画素数後の時点t12に、背景板主走査L側ゲート信号K_hgate_Lがアサートされる。補正部59において、この時点t12から、背景板L側読取範囲調整値Kw_Lで指定された時点t13までの範囲で、L側画素データが選択される。
The
補正部59は、この選択されたL側画素データを用いて、下記の式(4)に従い、シェーディング補正式を補正するための、L側の補正係数KG’_Lを求める。また、式(5)は、この式(4)で算出された補正係数KG’_Lを用いてレベル補正したシェーディング補正により画像データFrを補正して出力データImg_o_Lを算出する補正式の例を示す。
KG’_L=(K_ave1_L/K_ave2_L)×GB …(4)
Img_o_L={(Fr−BK)/(SH−BK)}×KG’_L …(5)
The
KG′_L = (K_ave1_L / K_ave2_L) × GB (4)
Img_o_L = {(Fr−BK) / (SH−BK)} × KG′_L (5)
なお、式(4)において、値K_ave1_Lは、背景板読取ゲート信号Kgate#1に従い、背景板L側読取範囲調整値Kw_Lで指定された範囲で取得された、初期のL側画素データの平均値を示す。また、値K_ave2_Lは、背景板読取ゲート信号Kgate#2に従い、背景板L側読取範囲調整値Kw_Lで指定された範囲で取得された、2枚目以降の読取によるL側画素データの平均値を示す。
In Equation (4), the value K_ave1_L is the average value of the initial L-side pixel data acquired in the range specified by the background plate L-side reading range adjustment value Kw_L according to the background plate reading gate
既存技術によれば、F側の補正係数KG’_Fと、L側の補正係数KG’_Lとをそれぞれ独立に算出している。そのため、F側の補正係数KG’_Fを算出するためのF側画素データと、L側の補正係数KG’_Lを算出するためのL側画素データとが異なる場合、F側の補正係数KG’_FとL側の補正係数KG’_Lとが異なってしまう。また、F側画素信号とL側画素信号とが同一の値であったとしても、F画素信号およびL画素信号に対するアナログ信号処理部56Fおよび56Lの特性にばらつきがある場合、F側画素データとL側画素データとが異なってしまい、F側の補正係数KG’_FとL側の補正係数KG’_Lとが異なる結果となる。
According to the existing technology, the F-side correction coefficient KG′_F and the L-side correction coefficient KG′_L are independently calculated. Therefore, when the F-side pixel data for calculating the F-side correction coefficient KG′_F and the L-side pixel data for calculating the L-side correction coefficient KG′_L are different, the F-side correction coefficient KG ′ _F and the correction coefficient KG′_L on the L side are different. Even if the F-side pixel signal and the L-side pixel signal have the same value, if the characteristics of the analog
図6は、既存技術によるシェーディング補正に対するレベル補正の結果を概略的に示す。図6において、横軸は、イメージセンサ109の主走査方向の画素(光電変換素子)位置を示し、中央の点線を境界として、図の左側の領域10FがF側、右側の領域10LがL側となっている。縦軸は、補正部59から出力される出力データのレベルを示す。図6の例では、均一な面をイメージセンサ109で読み取った場合の、出力データの初期状態での値が曲線601で示され、経時変化などの要因により出力レベルが変化した、シェーディング補正を行うべき出力データの値が曲線602で示されている。
FIG. 6 schematically shows the result of level correction with respect to shading correction according to the existing technology. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the position of the pixel (photoelectric conversion element) in the main scanning direction of the
例として、背景板を読み取る範囲が、図6の範囲600Fおよび600Lに示される領域であるとする。この場合、曲線602に例示するように、経時変化後などに範囲600Fおよび600Lでの出力レベルの分布に差があると、式(2)および式(4)で用いる値K_ave2_Fと値K_ave2_Lとの値に差が生じ、シェーディング補正を補正するための補正係数KG’_Fと補正係数KG’_Lとの値にも差が生じる。
As an example, it is assumed that the range in which the background plate is read is a region indicated by
これにより、図6に示すように、補正係数KG’_FおよびKG’_Lを用いないシェーディング補正(線603)に対し、経時による出力レベルの低下がより大きいL側(領域10L)に対して出力レベルの差に応じてより大きな補正係数KG’_Lが適用される。そのため、式(3)および式(5)で算出される出力データImg_o_FおよびImg_o_Lにおいて、端部の出力レベルは、図6の線604に例示されるように、F側およびL側で同等となっている。しかしながら、画像中央となるF側とL側との境界部分では、図6にFL差として示されるように出力レベルに差が生じ、画像のF側とL側との濃度差が目立ってしまうことになる。
As a result, as shown in FIG. 6, with respect to the shading correction (line 603) that does not use the correction coefficients KG′_F and KG′_L, the output is output to the L side (
(第1の実施形態)
次に、第1の実施形態によるによるレベル補正処理について、より詳細に説明する。図7は、第1の実施形態によるシェーディング補正に対する補正処理を説明するための一例のタイミングチャートである。なお、図7において、各信号の意味は、図5で用いた各信号と同一であるので、ここでの説明を省略する。
(First embodiment)
Next, the level correction process according to the first embodiment will be described in more detail. FIG. 7 is an example timing chart for explaining correction processing for shading correction according to the first embodiment. In FIG. 7, the meaning of each signal is the same as that of each signal used in FIG.
第1の実施形態では、シェーディング補正式を補正するための補正係数として、上述した既存技術で説明したF側の補正係数KG’_FとL側の補正係数KG’_Lとを共通化した、補正係数KG’を用いる。 In the first embodiment, as the correction coefficient for correcting the shading correction formula, the F-side correction coefficient KG′_F and the L-side correction coefficient KG′_L described in the above-described existing technology are used in common. The coefficient KG ′ is used.
図7において、時点t20で背景板読取ゲート信号Kgate#1または背景板読取ゲート信号Kgate#2がアサートされた直後に信号Bsyncがアサートされる。信号Bsyncから所定数の信号CLKを経過した所定画素数後(図7の例では1画素後)、時点t21で1ライン目の読取が開始されると共に、ゲート信号SH_hgateがアサートされる。背景板主走査F側ゲート信号K_hgateは、ゲート信号SH_hgateアサート範囲に含まれている。
7, the gate
背景板読取開始位置調整値Kdで指定した画素数後の時点t22に、背景板主走査ゲート信号K_hgateがアサートされる。補正部59において、この時点t22から、背景板読取範囲調整値Kwで指定された時点t23までの範囲で、F側画素データおよびL側画素データが選択される。
Background plate main scanning gate signal K_hgate is asserted at time t 22 after the number of pixels specified by background plate reading start position adjustment value Kd. In the
図8は、第1の実施形態による背景板読取範囲の例を示す。図8に例示されるように、第1の実施形態では、背景板の領域700において、イメージセンサ109のF側画素により読取がなされるF側領域700Fと、L側画素により読取がなされるL側領域700Lとを跨ぐように、背景板読取範囲としての背景板モニタ領域701を設定する。基準位置710(例えばイメージセンサ109のF側の端の画素位置)に対して、背景板読取開始位置調整値Kdに対応する第1位置が例えば背景板モニタ領域701のF画素側の端とされ、このF画素側の端から背景板読取範囲調整値Kwに対応する第2位置までが背景板モニタ領域710の幅とされる。第1位置は、F側領域700Fに含まれ、第2位置は、L側領域700Lに含まれる。
FIG. 8 shows an example of the background plate reading range according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 8, in the first embodiment, in the
補正部59は、背景板読取ゲート信号Kgate#1およびKgate#2のそれぞれについて、この背景板モニタ領域701から取得されたF側画素データおよびL側画素データとを共に用いて平均値を算出する。そして、背景板読取ゲート信号Kgate#1のアサート範囲の平均値K_ave#1と、背景板読取ゲート信号Kgate#2のアサート範囲の平均値K_ave#2とを用いて、下記の式(6)により、シェーディング補正式に対する補正係数KG’が算出される。また、式(7)は、この式(6)で算出された補正係数KG’を用いて補正したシェーディング補正により画像データFrを補正して出力データImg_oを算出する補正式の例を示す。
KG’=(K_ave#1/K_ave#2)×GB …(6)
Img_o={(Fr−BK)/(SH−BK)}×KG’ …(7)
The
KG ′ = (
Img_o = {(Fr−BK) / (SH−BK)} × KG ′ (7)
図9は、第1の実施形態による既存技術によるシェーディング補正に対するレベル補正の結果を概略的に示す。図9において、各部の意味は上述した図6と同様であるので、ここでの説明を省略する。図9の例では、均一な面をイメージセンサ109で読み取った場合の、出力データの初期状態での値が曲線610で示され、経時変化などの要因により出力レベルが変化した、シェーディング補正を行うべき出力データの値が曲線611で示されている。
FIG. 9 schematically shows the result of level correction for shading correction according to the existing technology according to the first embodiment. In FIG. 9, the meaning of each part is the same as in FIG. In the example of FIG. 9, when the uniform surface is read by the
図9に示されるように、第1の実施形態では、領域10Fおよび10Lを共に含む範囲である領域600Cにおいて、背景板が読み取られる。したがって、シェーディング補正式に対する補正係数KG’は、図9に例示されるように、F側およびL側で共通化されたものとなる。そのため、シェーディング補正後の変動の補正において、図6に示したような、F側の領域10Fと、L側の領域10Lとの境界での出力レベルに差が生じることがなく、画像のF側とL側とで濃度差が発生することが抑制される。
As shown in FIG. 9, in the first embodiment, the background plate is read in a
図9において、補正係数KG’を用いない場合のシェーディング補正の補正結果の例を線612で示し、補正係数KG’を用いた場合の補正結果の例を線613で示す。線612に示される補正結果が、F側およびL側で共通化された補正係数FLにより、全体として一様に補正され、線613に「FL差無し」の箇所で示されるような、領域10Fと領域10Lとの境界での出力レベルに差が無い補正結果が得られる。
In FIG. 9, an example of the correction result of the shading correction when the correction coefficient KG ′ is not used is indicated by a
一方、第1の実施形態では、シェーディング補正式に対する補正係数をF側およびL側で共通化しているため、F側とL側とで出力レベルに差が大きい場合に、一方の側の補正に不具合が発生するおそれがある。しかしながら、近年では、光源102として、LED(Light Emitting Diode)などのような、経時主走査分布変動が安定している発光素子を用いたものが普及している。このような発光素子を用いた光源102を使用することで、この問題は解決可能である。
On the other hand, in the first embodiment, since the correction coefficient for the shading correction formula is shared between the F side and the L side, when there is a large difference in output level between the F side and the L side, correction is performed on one side. There is a risk of malfunction. However, in recent years, a light source using a light-emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) that has a stable fluctuation in main scanning distribution over time has become widespread. This problem can be solved by using the
なお、上述の背景板読取開始位置調整値Kdおよび背景板読取範囲調整値Kwの値は、変更可能である。例えば、補正部59が有するレジスタに、これら背景板読取開始位置調整値Kdおよび背景板読取範囲調整値Kwの値を記憶させておき、当該レジスタの記憶内容を書き換える。また、背景板読取ゲート信号Kgate#1および背景板読取ゲート信号Kgate#2も、同様にして変更可能であリ、補正係数を算出するために用いるライン数を変更することができる。
The background plate reading start position adjustment value Kd and the background plate reading range adjustment value Kw described above can be changed. For example, the background plate reading start position adjustment value Kd and the background plate reading range adjustment value Kw are stored in a register included in the
これにより、経時変動による主走査レベルの変動が大きい場合や、変動にばらつきがある場合などは、主走査による背景板モニタ領域701の主走査位置や、読み取る画素数を可変して、レベル補正係数の精度を調整することができる。また、紙間のタイミングで背景板を取得する際には、背景板読取ゲート信号Kgate#1および背景板読取ゲート信号Kgate#2で決定される副走査ライン数を、機種のスペックなどに合わせることで、背景板モニタ領域701の範囲を最適化し、レベル補正の精度を調整することができる。
As a result, when the main scanning level fluctuates greatly due to changes over time, or when fluctuations vary, the main scanning position of the background
図10は、第1の実施形態による補正部59の一例の構成を示す。補正部59は、レベル補正係数算出部400と、原稿データ生成部401と、黒データ算出部402と、SHデータ算出部403と、SH補正演算部404とを有する。
FIG. 10 shows an exemplary configuration of the
補正部59は、A/D変換器58Fから出力されたF側画素データと、A/D変換器58Lから出力されたL側画素データとが、例えば画素毎にイメージセンサ109における主走査の順番に並べられて、一連の画素データImg_iとして入力される。
The
レベル補正係数算出部400は、入力画素データImg_iが入力されると共に、タイミングジェネレータ60から背景板読取ゲート信号Kgate#1およびKgate#2、ならびに、背景板主走査ゲート信号K_hgateが供給される。また、レベル補正係数算出部400は、メモリ53からグレーバランス係数GBを読み出す。レベル補正係数算出部400は、これら入力された各信号やデータに基づき補正係数KG’を算出する。算出された補正係数KG’は、図示されないレジスタなどに記憶される。レベル補正係数算出部400の詳細な説明は、後述する。
The level correction
原稿データ生成部401は、画素データImg_iが入力されると共に、タイミングジェネレータ60から原稿データ読取ゲート信号Fgateが供給される。原稿データ生成部401は、原稿データ読取ゲート信号Fgateに従い、入力画素データImg_iから画素毎の原稿データFrを抽出して出力する。
The document data generation unit 401 receives the pixel data Img_i and is supplied with the document data reading gate signal Fgate from the
黒データ算出部402は、画素データImg_iが入力されると共に、タイミングジェネレータ60から黒データ読取ゲート信号BKgateが供給される。黒データ生成部402は、原稿データ読取ゲート信号Fgateに従い、入力画素データImg_iから黒レベルを読み取る黒レベル読取領域の画素データを抽出して平均値を算出する。算出された平均値は、黒レベルエリア平均値BKとしてレジスタ(図示しない)などに記憶される。
The black
SHデータ算出部403は、画素データImg_iが入力されると共に、タイミングジェネレータ60から白板データ読取ゲート信号SHgateが供給される。SHデータ算出部403は、白板データ読取ゲート信号SHgateに従い、入力画素データImg_iからラインの基準白板データを画素毎に抽出し、抽出された各基準白板データのラインでの平均値を算出する。算出された平均値は、基準白レベルライン平均値SHとしてレジスタ(図示しない)などに記憶される。
The SH
SH補正演算部404は、レベル補正係数算出部400、黒データ算出部402およびSHデータ算出部403から、それぞれ補正係数KG’、黒レベルエリア平均値BKおよび基準白レベルライン平均値SHを読み出す。そして、読み出したこれらの値を用いて、画素毎に入力された原稿データFrに対して、上述した式(6)および式(7)に従いシェーディング補正およびシェーディング補正に対する補正係数KG’による補正を施して、出力画素データImg_oを生成し、出力する。
The SH correction calculation unit 404 reads the correction coefficient KG ′, the black level area average value BK, and the reference white level line average value SH from the level correction
図11は、レベル補正係数算出部400の一例の構成を示す。レベル補正係数算出部400は、平均算出部500と、除算器501と、レジスタ502と、比較器503と、乗算器504および減算器505と、スイッチSW506とを有する。
FIG. 11 shows an exemplary configuration of the level correction
平均算出部500は、タイミングジェネレータ60から供給された背景板読取ゲート信号Kgate#1およびKgate#2、ならびに、背景板主走査ゲート信号K_hgateに従い、入力画素データImg_iから、平均値K_ave#1およびK_ave#2を算出する。
The
図12は、平均算出部500の一例の構成を示す。平均算出部500は、スイッチ5001、5005、5007および5008と、加算器5002および除算器5006と、カウンタCNT5004と、レジスタ5003および5009とを有する。
FIG. 12 shows an exemplary configuration of the
スイッチ5001および5005は、背景板主走査ゲート信号K_hgateのアサート期間で閉とされる。入力画素データImg_iは、スイッチ5001で背景板主走査ゲート信号K_hgateのアサート期間内の画素データを選択されて、加算器5002の一方の入力端に入力される。加算器5002の他方の入力端には、レジスタ5003の出力が入力される。加算器5002の出力は、レジスタ5003に記憶される。レジスタ5003には、背景板主走査ゲート信号K_hgateのアサート期間内で累積された入力画素データImg_iが記憶されることになる。
The
また、加算器5002の出力は、入力されたデータの数をカウントするカウンタCNT5004にも入力される。カウンタCNT5004の出力は、除算器5006の除数入力端に入力される。
The output of the
レジスタ5003の出力は、スイッチ5005を介して除算器5006の被除数入力端に入力される。除算器5006でレジスタ5003の出力がカウンタCNT5004のカウント値で除算されることで、入力画素データImg_iの背景板主走査ゲート信号K_hgateのアサート期間内での平均値が算出される。
The output of the
除算器5006の出力は、それぞれ背景板読取ゲート信号Kgate#1およびKgate#2のアサート期間で閉とされるスイッチ5007および5008に入力される。スイッチ5007の出力は、初期の背景板データKdata#1の平均値K_ave#1としてレジスタ5009に記憶される。レジスタ5009に記憶される値は、スイッチ5008が閉となる毎に更新される。スイッチ5008の出力は、2枚目以降の背景板データKdata#2の平均値K_ave#2として出力される。
The output of the
説明は図11に戻り、平均算出部500から出力された平均値K_ave#1およびK_ave#2は、それぞれ除算器501に入力される。除算器501は、平均値K_ave#1を平均値K_ave#2で除して平均値K_ave#1と平均値K_ave#2との比を求める。この比の値は、平均値K_ave#1に対する平均値K_ave#2の変化の度合いを示すことになる。
Returning to FIG. 11, the average
除算器501の出力は、乗算器504の一方の入力端に入力される。乗算器504の他方の入力端には、レジスタ502の一方の出力が入力される。レジスタ502は、メモリ53から読み出されたグレーバランス係数GBが記憶されると共に、後述するスイッチ506から出力される補正係数KG’が記憶される。レジスタ502の一方の出力からは、グレーバランス係数GBが出力される。
The output of the
乗算器504は、次式(8)に従い、除算器501の出力に対してグレーバランス係数GBを乗じて値KGを出力する。値KGは、減算器505の減算入力端に入力されると共に、スイッチ506の一方の選択入力端に入力される。スイッチ506の他方の選択入力端には、レジスタ502から読み出された補正係数KG’が入力される。
KG=(K_ave#1/K_ave#2)×GB …(8)
KG = (
減算器505の被減算入力端には、レジスタ502から読み出された補正係数KG’が入力される。減算器505は、値KGと補正係数KG’との差分ΔKGを算出し、比較器503の一方の入力端に入力する。比較器503の他方の入力端には、レジスタ502に予め記憶される閾値KG_limが入力される。閾値KG_limは、メモリ53に予め記憶させ、メモリ53からレジスタ502を介して比較器504に入力してもよい。
The correction coefficient KG ′ read from the
比較器504は、一方の入力端に入力された差分ΔKGと、他方の入力端に入力された閾値KG_limとを比較し、例えば次式(9)に従い、差分ΔKGが閾値KG_limの範囲内の値であるか否かを判定する(閾値KG_lim≧0とする)。
|ΔKG|≦KG_lim …(9)
The
| ΔKG | ≦ KG_lim (9)
比較器503は、若し、差分ΔKGが式(9)を満たしており閾値KG_limの範囲内の値であると判定した場合、スイッチ506において一方の選択入力端を選択する。この場合、値KGが補正係数KG’としてレベル補正係数算出部400から出力される。それと共に、値KGがレジスタ502に供給され、既に記憶される前回の補正係数KG’を値KGにより更新する。
If the comparator 503 determines that the difference ΔKG satisfies the equation (9) and is a value within the range of the threshold KG_lim, the
一方、比較器503は、差分ΔKGが式(9)を満たしておらず閾値KG_limの範囲を超えた値であると判定した場合、スイッチ506において他方の選択入力端を選択する。この場合、レジスタ502に記憶される、前回の補正係数KG’がレベル補正係数算出部400から出力される。
On the other hand, when the comparator 503 determines that the difference ΔKG does not satisfy Expression (9) and exceeds the threshold KG_lim, the comparator 503 selects the other selection input terminal at the
このように、第1の実施形態では、平均値K_ave#1を平均値K_ave#2で除した値KGを、前回の補正係数KG’と比較し、値KGと前回の補正係数KG’との差分ΔKGが所定以上の場合に、今回求めた値KGを用いずに、前回の補正係数KG’を用いる。これにより、ノイズやゴミによる突発的なレベル変動の影響を受けずに、補正係数KG’を算出することができる。また、閾値KG_limは、読取の精度やスペックなどに応じて変更が可能である。
Thus, in the first embodiment, the value KG obtained by dividing the average
なお、上述では、除算器501により初期の平均値F_ave#1と2枚目以降の平均値F_ave#2との比を求めているが、これはこの例に限定されない。例えば、2枚目以降の平均値F_ave#2を、予め定められた固定値と比較してもよい。また、初期の平均値K_ave#1やこの固定値は、比較対象の平均値K_ave#2に対する基準値であると考えることができる。
In the above description, the
(第1の実施形態の第1の変形例)
上述した第1の実施形態では、背景板モニタ領域701をF側領域700FおよびL側領域700Lを共に含むように設定したが、これはこの例に限定されない。すなわち、図13に例示されるように、背景板モニタ領域701’を、F側領域700FとL側領域700Lとを跨がずに、F側領域700FおよびL側領域700Lのうち一方に含めてしまってもよい。補正係数KG’の算出方法は、第1の実施形態で説明した方法と同一の方法を適用できる。
(First modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, the background
補正係数KG’は、背景板モニタ領域701から読み取られる複数の画素データの平均値に基づき算出され、F側およびL側共通の係数として用いられる。そのため、この場合であっても、図9での説明と同様に、シェーディング補正後の変動の補正に際して、F側の領域10Fと、L側の領域10Lとの境界での出力レベルに差が生じることがなく、画像のF側とL側とで濃度差が発生することが抑制される。
The correction coefficient KG ′ is calculated based on an average value of a plurality of pixel data read from the background
(第1の実施形態の第2の変形例)
上述した第1の実施形態では、背景板モニタ領域701において、ライン内で連続して出力される画素信号を用いて各平均値K_ave#1およびK_ave#2を算出するように説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、各平均値K_ave#1およびK_ave#2は、背景板モニタ領域701における離散的な位置の画素信号を用いて算出してもよい。
(Second modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, the average
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。図14は、第2の実施形態による背景板読取範囲の例を示す。上述の第1の実施形態および第1の実施形態の各変形例では、背景板の領域700において、1つの背景板モニタ領域701または701’を設けていた。これに対して、第2の実施形態では、背景板モニタ領域700のF側領域700FおよびL側領域700Lに、それぞれ背景板モニタ領域702Fおよび702Lを設ける。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 14 shows an example of the background plate reading range according to the second embodiment. In the first embodiment and the modifications of the first embodiment described above, one background
この場合、背景板モニタ領域702Fおよび702Lそれぞれの位置を決めるために、読取開始位置調整値と読取範囲調整値とがそれぞれ2ずつ、設定される。すなわち、図14に例示されるように、背景板モニタ領域702F(領域#1)に対して、背景板読取開始位置調整値Kd#1および背景板読取範囲調整値Kw#1が設定される。同様に、背景板モニタ領域702L(領域#2)に対して、背景板読取開始位置調整値Kd#2および背景板読取範囲調整値Kw#2が設定される。
In this case, two reading start position adjustment values and two reading range adjustment values are set to determine the positions of the background
補正部59において、平均算出部500は、背景板モニタ領域702Fおよび702Lそれぞれについて、平均値K_ave#1およびK_ave#2を算出する。平均値K_ave#1を算出する場合を考えると、例えば、補正部59は、2の平均算出部500を備え、第1の平均算出部500で背景板モニタ領域702Fについて、平均値K_ave#1を算出する(領域#1平均とする)。同様に、第2の平均算出部500で背景板モニタ領域702Lについて、平均値K_ave#1を算出する(領域#2平均とする)。そして、次式(10)に従い、領域#1平均と領域#2平均との平均を算出し、初期の平均値K_ave#1とする。
K_ave#1=(領域#1平均+領域#2平均)/2 …(10)
In
2枚目以降の平均値K_ave#2についても、この平均値K_ave#1と同様にして、領域#1平均と領域#2平均との平均を算出して求める。こうして、F側領域700FとL側領域700Lのそれぞれに設けられた背景板モニタ領域702Fおよび702Lから読み取られた画素信号に基づき算出された平均値K_ave#1およびK_ave#2が、除算器501の一方および他方の入力端にそれぞれ入力される。補正部59における以降の動作は、第1の実施形態と何ら変わるところがないので、ここでの説明を省略する。
The average
図15は、第2の実施形態によるシェーディング補正に対する補正処理を説明するための一例のタイミングチャートである。なお、図15において、各信号の意味は、図5で用いた各信号と同一であるので、ここでの説明を省略する。 FIG. 15 is an example timing chart for explaining correction processing for shading correction according to the second embodiment. In FIG. 15, the meaning of each signal is the same as that of each signal used in FIG.
図15において、時点t30で背景板読取ゲート信号Kgate#1または背景板読取ゲート信号Kgate#2がアサートされた直後に信号Bsyncがアサートされる。信号Bsyncから所定数の信号CLKを経過した所定画素数後(図15の例では1画素後)、時点t31で1ライン目の読取が開始されると共に、ゲート信号SH_hgateがアサートされる。
15, gate
第2の実施形態では、背景板モニタ領域700に対して2の背景板モニタ領域702Fおよび702Lが設けられているため、背景板主走査F側ゲート信号K_hgateは、ゲート信号SH_hgateアサート範囲内において2回のアサート期間が設けられる。
In the second embodiment, since two background
すなわち、先ず、F側領域700F内において、背景板読取開始位置調整値Kd#1で指定した画素数後の時点t32から、背景板読取範囲調整値Kw#1で指定された時点t33までの範囲が、背景板主走査ゲート信号K_hgateの1回目のアサート期間となる。この1回目のアサート期間に背景板から読み取られた画素信号に基づき、領域#1平均が算出される。
That is, first, in the F-
さらに、L側領域700L内において、背景板読取開始位置調整値Kd#2で指定した画素数後の時点t34から、背景板読取範囲調整値Kw#2で指定された時点t35までの範囲が、背景板主走査ゲート信号K_hgateの2回目のアサート期間となる。この2回目のアサート期間に背景板から読み取られた画素信号に基づき、領域#2平均が算出される。
Moreover, the scope of in the L-
このように、第2の実施形態では、背景板モニタ領域700のF側領域700FおよびL側領域700Lに、それぞれ背景板モニタ領域702Fおよび702Lを設けているため、補正係数KG’を算出するためのモニタ領域に、イメージセンサ109の端部を含めることができる。さらに、その際に背景板モニタ領域702Fおよび702Lを広く取らずに、最適な箇所を局所的にモニタすることで、処理の演算量を減らすことができる。
As described above, in the second embodiment, the background
また、第2の実施形態では、F側領域700FおよびL側領域700Lからそれぞれ算出された、領域#1平均と領域#2平均との平均値を用いて補正係数KG’を算出しているので、補正係数KG’がF側領域700FおよびL側領域700Lで共通化され、シェーディング補正後の変動の補正に際して、F側の領域10Fと、L側の領域10Lとの境界での出力レベルに差が生じることがなく、画像のF側とL側とで濃度差が発生することが抑制される。
In the second embodiment, since the correction coefficient KG ′ is calculated using the average value of the
なお、この第2の実施形態に、上述した第1の形態の第2の変形例を取り入れることが可能である。 In addition, it is possible to take in the 2nd modification of the 1st form mentioned above to this 2nd Embodiment.
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、上述した第1の実施形態および第1の実施形態の各変形例、ならびに、第2の実施形態による画像読取装置100を、印刷および複写機能を有する画像形成装置に組み込んだ例である。図16は、第3の実施形態による画像形成装置300の一例の構成を示す。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the
画像形成装置300は、図16に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス101の上部にADF800が設けられており、このADF800をコンタクトガラス101に対して開閉できるように、図示しないヒンジなどを介して連結している。
As shown in FIG. 16, the
ADF800は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ801を備えている。また、図示しない操作部上のプリントキーの押下により、原稿トレイ801に画像面を上にして載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離して自動給送し、シートスルー読取用スリット111またはコンタクトガラス101へ向けて搬送する給送ローラ802および搬送ベルト803を含む分離・給送手段も備えている。
The ADF 800 includes a
給送ローラ802又は搬送ベルト803によって給送された原稿は、図1によって説明したように画像読取が行われた後、搬送ベルト803および排送ローラ804によってADF800の上面に排出される。
The document fed by the feeding
ここで、ADF800によって原稿をコンタクトガラス101の読取位置に搬送する場合の図示しないコントローラおよびADF800の動作について説明する。
Here, the operation of the controller (not shown) and the ADF 800 when the document is conveyed to the reading position of the
ADF800の給送モータは、コントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは、操作部上のプリントキーの押下によって発生した給送スタート信号が入力されると、給送モータを正・逆転駆動するようになっている。給送モータが正転駆動されると、給送ローラ802が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が自動給送され、シートスルー読取用スリット111又はコンタクトガラス101へ向けて搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ805によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ805からの出力信号に基づいて給送モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。
The feeding motor of the ADF 800 is driven by an output signal from the controller. When the feeding start signal generated by pressing the print key on the operation unit is input, the controller turns on the feeding motor. It is designed to drive forward / reverse. When the feeding motor is driven to rotate forward, the feeding
コントローラはまた、原稿セット検知センサ805が原稿の後端を検知した場合に、この検知時点からの図示しない搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、搬送ベルト803の駆動を停止して搬送ベルト803を停止することにより、原稿をコンタクトガラス101上の読取位置に停止させる。さらに、原稿セット検知センサ805によって原稿の後端が検知された時点で、給送モータを再び駆動して、後続する原稿を上述したように分離して自動給送させる。そして、コンタクトガラス101に向けて搬送させ、この原稿が原稿セット検知センサ805によって検知された時点からの給送モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給送モータを停止させて次の原稿を先出し待機させる。
When the document set
そして、原稿がコンタクトガラス101上の読取位置に停止したとき、原稿の画像読取が行なわれる。この画像読取が終了すると、その旨を示す信号がコントローラに入力されるため、コントローラは、この信号により、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト803によって原稿をコンタクトガラス101から排送ローラ804へ向けて搬出させる。
When the document stops at the reading position on the
このように、ADF800にある原稿トレイ801に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、プリントキーの押下によって一番上の原稿から自動給送され、例えばコンタクトガラス101上の読取位置に搬送される。
In this way, a document bundle placed on the
その読取位置に搬送されて停止した原稿は、画像の読取後、搬送ベルト803などによって排出口から排出される。さらに、原稿トレイ801に次の原稿が有ることが検知された場合、前の原稿と同様に次の原稿が自動給送され、コンタクトガラス101上に搬送される。
The document which has been conveyed to the reading position and stopped is discharged from the discharge port by the conveying
給紙トレイである第1トレイ301、第2トレイ302および第3トレイ303に積載された転写紙(用紙)は、各々第1給紙ユニット311、第2給紙ユニット312および第3給紙ユニット313によって給紙され、縦搬送ユニット314によって像担持体であるドラム状の感光体(感光体ドラム)315に当接する位置まで搬送される。なお、実際には第1トレイ301、第2トレイ302および第3トレイ303のうちの何れか1が選択され、そこから転写紙が給紙される。また、転写紙以外の記録媒体を使用することもできる。
The transfer sheets (paper sheets) stacked on the
一方、画像読取装置100によって読み取った画像データは、画像形成手段であるプリンタ内の書き込みユニット350からのレーザ光により、図示しない帯電ユニットにより予め帯電された感光体315の表面に書き込まれて(その表面が露光されて)、その部分が現像ユニット327を通過することにより、そこにトナー画像が形成される。
On the other hand, the image data read by the
選択された給紙トレイから給紙された転写紙は、感光体315の回転と等速で搬送ベルト316によって搬送されながら、感光体315上のトナー画像が転写される。更に、定着ユニット317にてトナー画像を定着され、排紙ユニット318によって機外の排紙トレイ319に排紙される。
The transfer sheet fed from the selected paper feed tray is transferred by the
このとき、例えばフェースダウン排紙、すなわち、転写紙をページ順に揃えるため画像面を下向きにしてなされる排紙のために、一方の面にトナー画像が形成された転写紙を反転したい場合、その転写紙は排紙ユニット318により両面入紙搬送路320に搬送され、反転ユニット321でスイッチバック反転された後、反転排紙搬送路322を通って排紙トレイ319に排出される。
At this time, if, for example, face-down paper discharge, i.e. paper discharge with the image surface facing down to align the transfer paper in page order, is to reverse the transfer paper with the toner image formed on one side, The transfer paper is conveyed by the
また、転写紙の両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像が形成された転写紙は排紙ユニット318により両面入紙搬送路320に搬送され、反転ユニット321でスイッチバック反転された後、両面搬送ユニット323に送られる。
When images are formed on both sides of the transfer paper, the transfer paper on which the image is formed on one side is conveyed to the double-sided
両面搬送ユニット323に送られた転写紙は、再び感光体315に作像されたトナー画像を転写するために、両面搬送ユニット323から再給紙され、再度縦搬送ユニット314によって感光体315に当接する位置まで搬送される。そして、他方の面にトナー画像が転写された後、定着ユニット317によってトナー画像が定着され、排紙ユニット318によって排紙トレイ319に排出される。
The transfer paper sent to the double-
感光体315、搬送ベルト316、定着ユニット317、排紙ユニット318、現像ユニット327は図示しないメインモータによって駆動され、各第1給紙ユニット311、第2給紙ユニット312および第3給紙ユニット313は、メインモータの駆動力が各々給紙クラッチによって伝達されて駆動される。縦搬送ユニット314は、そのメインモータの駆動力が中間クラッチを介して伝達されて駆動される。
The
書き込みユニット350は、レーザ出力ユニット351、結像レンズ352およびミラー353で構成され、レーザ出力ユニット351の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードと、レーザ光を走査する回転多面鏡(ポリゴンミラー)または振動ミラーを備えている。レーザ出力ユニット351より照射されるレーザ光は、ポリゴンミラーまたは振動ミラーで偏向され、結像レンズ352を通り、ミラー353で折り返されて感光体315の表面上に集光結像する。
The
図16に示す第3の実施形態の画像形成装置300によれば、第1の実施形態、第1の実施形態の各変形例、ならびに、第2の実施形態のうち何れかの画像読取装置100を備え、連続して複数枚の複写動作を行う際に間欠シェーディング補正を実施した場合の、シェーディング補正に対するレベル補正において、F側領域およびL側領域に共通にレベル補正が実施される。そのため、レベル補正後の画像中央部における、イメージセンサ109の読取りをF側とL側とで分離して行うことに起因する濃度差による境界の発生が抑制され、高品位な画像を形成することが可能となる。
According to the
なお、上述の各実施形態は、本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。 Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
50 CPU
53 メモリ
54F,54L アナログ信号バッファ
56F,56L アナログ処理部
59 補正部
60 タイミングジェネレータ
100 画像読取装置
101 コンタクトガラス
102 光源
106 第1キャリッジ
107 第2キャリッジ
109 イメージセンサ
110 基準白板
111 シートスルー読取用スリット
200 ADF
400 レベル補正係数算出部
401 原稿データ生成部
402 黒データ算出部
403 SHデータ算出部
404 SH補正演算部
500 平均算出部
501 除算器
502 レジスタ
503 比較器
504 乗算器
505 減算器
506 スイッチ
700 領域
700F F側領域
700L L側領域
701,701’,702F,702L 背景板モニタ領域
50 CPU
53
400 Level correction coefficient calculation unit 401 Document
Claims (10)
第1基準板からの反射光を受光した前記光読み取り部が出力した前記画素信号を用いてシェーディング補正を行う第1補正部と、
第2基準板からの反射光を前記光読み取り部が受光した場合に、前記第1領域および前記第2の領域の少なくとも一方から出力される複数の画素信号から画素値の平均値を算出する算出部と、
前記平均値を基準値と比較した比較結果に従い、前記第1補正部による前記シェーディング補正に対する補正を行う第2補正部と、
原稿画像の連続読み取りの場合に、前記第1補正部による1回の補正に対して、1以上の該原稿画像毎に前記第2補正部による補正を実行する制御部と
を有する
ことを特徴とする画像読取装置。 A plurality of photoelectric conversion elements configured to output continuously received and received light as pixel signals; a first region from one end of the array to a predetermined position in the array; An optical reading unit that outputs a pixel signal by dividing the second region from the position to the other end of the array;
A first correction unit that performs shading correction using the pixel signal output by the light reading unit that has received the reflected light from the first reference plate;
Calculation for calculating an average value of pixel values from a plurality of pixel signals output from at least one of the first region and the second region when the light reading unit receives reflected light from the second reference plate. And
A second correction unit that corrects the shading correction by the first correction unit according to a comparison result of comparing the average value with a reference value;
And a control unit that executes correction by the second correction unit for each one or more of the original images with respect to one correction by the first correction unit in the case of continuous reading of the document image. An image reading apparatus.
前記第1領域および前記第2領域それぞれから出力される複数の画素信号から前記平均値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 The calculation unit includes:
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the average value is calculated from a plurality of pixel signals output from each of the first area and the second area.
前記第1領域および前記第2領域を跨いで連続して配列される前記光電変換素子から出力される複数の画素信号から前記平均値を算出する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像読取装置。 The calculation unit includes:
3. The average value is calculated from a plurality of pixel signals output from the photoelectric conversion elements arranged continuously across the first region and the second region. 3. The image reading apparatus described.
前記第1領域内および前記第2領域内それぞれで連続して配列される前記光電変換素子から出力される複数の画素信号から前記平均値を算出する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像読取装置。 The calculation unit calculates the average value from a plurality of pixel signals output from the photoelectric conversion elements arranged continuously in the first area and the second area, respectively. Alternatively, the image reading apparatus according to claim 2.
予め定められたタイミングで前記算出部で算出された前記平均値を、前記基準値として用いる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の画像読取装置。 The second correction unit includes
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the average value calculated by the calculation unit at a predetermined timing is used as the reference value.
前記光読み取り部が、前記シェーディング補正を行うために前記第1基準板からの反射光を受光した直後に前記第2基準板から反射光を受光した場合に、該反射光により該光読み取り部から出力された前記画素信号を用いて前記算出部で算出した前記平均値を、前記基準値として用いる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の画像読取装置。 The second correction unit includes
When the light reading unit receives the reflected light from the second reference plate immediately after receiving the reflected light from the first reference plate in order to perform the shading correction, the reflected light causes the reflected light from the light reading unit. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the average value calculated by the calculation unit using the output pixel signal is used as the reference value.
前記平均値の算出に用いる前記複数の画素信号を選択する範囲を可変とする
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の画像読取装置。 The calculation unit includes:
The image reading apparatus according to claim 1, wherein a range for selecting the plurality of pixel signals used for calculating the average value is variable.
前記平均値を基準値と比較した比較結果に従い求めた補正係数を前記シェーディング補正による補正値に乗ずることで前記補正を行い、該補正係数が閾値を超える場合に、前回求めた該補正係数を用いて前記補正を行う
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の画像読取装置。 The second correction unit includes
The correction is performed by multiplying the correction coefficient obtained according to the comparison result obtained by comparing the average value with the reference value by the correction value obtained by the shading correction, and when the correction coefficient exceeds the threshold, the correction coefficient obtained last time is used. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the correction is performed.
第1基準板からの反射光を受光した前記光読み取り部が出力した前記画素信号を用いてシェーディング補正を行う第1補正ステップと、
第2基準板からの反射光を前記光読み取り部が受光した場合に、前記第1領域および前記第2の領域の少なくとも一方から出力される複数の画素信号から画素値の平均値を算出する算出ステップと、
前記平均値を基準値と比較した比較結果に従い、前記第1補正ステップによる前記シェーディング補正に対する補正を行う第2補正ステップと、
原稿画像の連続読み取りの場合に、前記第1補正ステップによる1回の補正に対して、1以上の該原稿画像毎に前記第2補正ステップによる補正を実行する制御ステップと
を有する
ことを特徴とする画像読取装置の制御方法。 A plurality of photoelectric conversion elements configured to output continuously received and received light as pixel signals; a first region from one end of the array to a predetermined position in the array; A light reading step of outputting a pixel signal by dividing the second region from the position to the other end of the array;
A first correction step of performing shading correction using the pixel signal output by the light reading unit that has received the reflected light from the first reference plate;
Calculation for calculating an average value of pixel values from a plurality of pixel signals output from at least one of the first region and the second region when the light reading unit receives reflected light from the second reference plate. Steps,
A second correction step for correcting the shading correction by the first correction step according to a comparison result obtained by comparing the average value with a reference value;
And a control step of executing correction by the second correction step for each one or more of the original images for one correction by the first correction step in the case of continuous reading of the document image. For controlling the image reading apparatus.
前記画像読取装置から出力される前記画素信号に基づき画像を形成する画像形成部と
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 An image reading apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image based on the pixel signal output from the image reading apparatus.
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