JP2019186884A - 画像読取装置の出力画像生成方法および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な黒基準データを用いてシェーディング補正を行い、高画質な出力画像を得る。【解決手段】画像読取装置１の制御部７０は、第１の時点で、光源３１を消灯した状態で第１黒基準データを取得して基準データ記憶領域４１に記憶し、第１の時点よりも後の第２の時点で、光源３１を消灯した状態第２黒基準データを取得して基準データ記憶領域４１に記憶する。制御部７０は、第１の時点と第２の時点との間で、光源３１を点灯した状態で原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずにスキャンデータ記憶領域４２に記憶する。シェーディング補正部５１は、スキャンデータ記憶領域４２に記憶されたスキャンデータに対し、第１黒基準データおよび第２黒基準データを用いてシェーディング補正を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、スキャンデータにシェーディング補正を行って出力画像を生成する画像読取装置の出力画像生成方法および画像読取装置に関する。

特許文献１には、画像読取部のドリフトによるオフセット電圧値の変動を規定するドリフトカーブを予め記憶しておき、当該ドリフトカーブに基づいて原稿を読み取った時点のオフセット電圧値を推定して黒基準データを補正し、補正後の黒基準データを用いて、原稿を読み取ったスキャンデータのシェーディング補正を行う画像読取装置が開示されている。

特開２００１−０２８６６６号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、黒基準データの算出精度が十分とは言えず、改良の余地があった。

本発明の画像読取装置の出力画像生成方法は、第１の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第１黒基準データを記憶部に記憶する第１取得工程と、第１の時点よりも後の第２の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第２黒基準データを記憶部に記憶する第２取得工程と、第１の時点と第２の時点との間で、光源を点灯した状態で原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずに記憶部に記憶する第１スキャン工程と、第２の時点の後、スキャンデータに対し、第１黒基準データおよび第２黒基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行い、出力画像を生成する生成工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の画像読取装置は、第１の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第１黒基準データを記憶部に記憶する第１取得部と、第１の時点よりも後の第２の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第２黒基準データを記憶部に記憶する第２取得部と、第１の時点と第２の時点との間で、光源を点灯した状態で原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずに記憶部に記憶する第１スキャン部と、第２の時点の後、スキャンデータに対し、第１黒基準データおよび第２黒基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行い、出力画像を生成する生成部と、を備えたことを特徴とする。

画像読取装置の搬送経路周りの構成を示す図である。 画像読取装置の制御系を示すブロック図である。 第１実施形態に係る、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。 第１黒基準データの取得値および第１白基準データの取得値の一例を示すグラフである。 スキャンデータの取得値および黒基準データの算出値の一例を示すグラフである。 第２黒基準データの取得値の一例を示すグラフである。 第１実施形態に係る、読取処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る、読取処理の流れを示すフローチャートである。 変形例１に係る、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。 変形例２に係る、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態に係る画像読取装置の出力画像生成方法および画像読取装置について、添付図面に基づいて説明する。本実施形態では、画像読取装置として、原稿を搬送しながらスキャニングするシートフィードスキャナーを例示する。

図１は、画像読取装置１の搬送経路周りの構成を示す図である。画像読取装置１には、原稿Ｓが搬送される搬送経路５が形成されている。本実施形態において、原稿Ｓは、長尺状の媒体（以下、「長尺紙」と称する）であるものとする。搬送経路５には、一対の上流側搬送ローラー１１と、紙検出部２０と、画像読取部３０と、一対の下流側搬送ローラー１２と、が配置されている。また、搬送経路５の画像読取部３０が臨む位置には、光透過性を有するプラテンガラス６１と、白基準データを取得するための白基準板６２と、が対向して配置されている。

上流側搬送ローラー１１は、画像読取部３０よりも原稿Ｓの搬送方向における上流側、すなわち画像読取部３０より−Ｙ側に配置されている。また、下流側搬送ローラー１２は、画像読取部３０よりも原稿Ｓの搬送方向における下流側、すなわち画像読取部３０より＋Ｙ側に配置されている。これら上流側搬送ローラー１１および下流側搬送ローラー１２は、原稿Ｓを搬送経路５に沿って＋Ｙ方向に搬送する。

紙検出部２０は、原稿センサー２１と、紙送りセンサー２２と、を含む。原稿センサー２１は、紙送りセンサー２２よりも−Ｙ側に配置されている。なお、原稿センサー２１は、原稿Ｓが搬送経路５に導入されたことを検出するためのセンサーである。また、紙送りセンサー２２は、原稿Ｓが頭出し位置まで搬送されたことを検出するためのセンサーである。つまり、紙送りセンサー２２の検出位置が頭出し位置となる。

画像読取部３０は、光源３１と、レンズアレイ３２と、イメージセンサー３３と、を含む。光源３１から出射された光は、プラテンガラス６１を透過して、白基準板６２またはプラテンガラス６１上を通過する原稿Ｓに照射される。白基準板６２または原稿Ｓから反射された光は、レンズアレイ３２を介してイメージセンサー３３に入射される。

図２は、画像読取装置１の制御系を示すブロック図である。画像読取装置１は、搬送部１０と、紙検出部２０と、画像読取部３０と、記憶部４０と、画像処理部５０と、出力部６０と、制御部７０と、を含む。なお、制御部７０は、本発明の「第１取得部」、「第２取得部」および「第１スキャン部」の一例である。また、画像処理部５０および制御部７０は、「生成部」の一例である。

搬送部１０は、上流側搬送ローラー１１と、下流側搬送ローラー１２と、搬送モーター１３と、を含む。上流側搬送ローラー１１および下流側搬送ローラー１２は、それぞれ駆動ローラーおよび従動ローラーから成る。搬送モーター１３は、上流側搬送ローラー１１および下流側搬送ローラー１２の駆動ローラーを駆動する。なお、２つの搬送モーター１３を設け、上流側搬送ローラー１１と、下流側搬送ローラー１２と、を個別に駆動してもよい。

紙検出部２０は、原稿センサー２１と、紙送りセンサー２２と、を含む。原稿センサー２１および紙送りセンサー２２は、例えば発光素子と受光素子から成る光学センサーであり、発光素子の光を搬送経路５に出射し、その反射光を受光素子で受光することより原稿Ｓの有無を検出する。また、制御部７０は、紙検出部２０の検出結果に基づいて、搬送経路５上における原稿Ｓの位置を判定する。例えば、制御部７０は、原稿センサー２１の検出結果が「原稿なし」から「原稿あり」に変化したとき、原稿Ｓが搬送経路５に導入されたと判定する。また、紙送りセンサー２２の検出結果が「原稿なし」から「原稿あり」に変化したとき、制御部７０は、原稿Ｓが頭出し位置まで搬送されたと判定する。

画像読取部３０は、光源３１と、レンズアレイ３２と、イメージセンサー３３と、Ａ／Ｄ変換部３４と、を含む。光源３１は、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤから成り、３色の光を順に切り替えながら照射する。レンズアレイ３２は、例えば、ロッドレンズアレイであり、原稿Ｓの搬送方向と交差する方向、すなわちＸ方向（図１参照）に配列された複数のレンズによる正立等倍像を重ね合わせて連続像を形成する。イメージセンサー３３は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーであり、Ｘ方向に並んだ複数のセンサーチップから成る。各センサーチップは、光電変換素子を含む。光電変換素子の受光量は電荷として蓄積され、その電荷がアナログ信号として出力される。Ａ／Ｄ変換部３４は、イメージセンサー３３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

記憶部４０は、基準データ記憶領域４１と、スキャンデータ記憶領域４２と、を含む。記憶部４０としては、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）が用いられる。なお、基準データ記憶領域４１およびスキャンデータ記憶領域４２は、本発明の「記憶部」の一例である。

基準データ記憶領域４１は、シェーディング補正の基準値となる基準データを記憶する。基準データとしては、黒基準データおよび白基準データを記憶する。また、基準データ記憶領域４１は、基準データが記憶されるとき、それまで記憶されていた基準データに上書きされる構成となっている。制御部７０は、光源３１を点灯して白基準板６２を照射し、その反射光をイメージセンサー３３で受光することにより白基準データを取得する。また、制御部７０は、光源３１を消灯した状態のイメージセンサー３３の受光結果を黒基準データとして取得する。なお、黒基準データおよび白基準データは、Ｘ方向に並んだ全センサーチップの読取結果を示すものであることが望ましいが、精度よりも速度を重視するのであれば、光電変換素子を間引いて一部の光電変換素子の読取結果とすることも可能である。

一方、スキャンデータ記憶領域４２は、原稿Ｓを読み取ったスキャンデータを記憶する。スキャンデータ記憶領域４２は、スキャンデータが記憶されるとき、それまで記憶されていたスキャンデータに上書きされる構成となっている。制御部７０は、光源３１を点灯した状態で搬送中の原稿Ｓを読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずにスキャンデータ記憶領域４２に記憶する。

画像処理部５０は、スキャンデータに対して各種画像処理を行い、出力画像を生成するものであり、シェーディング補正部５１を含む。画像処理部５０としては、例えば、画像処理専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が用いられる。もちろん汎用のＣＰＵを用いたり、ＣＰＵとＡＳＩＣとが協働したりするようにしてもよい。シェーディング補正部５１は、イメージセンサー３３の各センサーチップの感度のばらつきを解消するため、シェーディング補正を行う。各センサーチップの出力は温度に依存するため、画像読取装置１の周辺温度の変化や、画像読取装置１の電源ＯＮ後の自己発熱などにより、各センサーチップの出力レベルが変化する。特に、暗時出力の変化、すなわち黒レベルの変化は、階調補正で黒側の階調を引き延ばすことが多いため、出力画像に影響を及ぼしやすい。そのため、本実施形態のシェーディング補正部５１は、原稿Ｓの読み取り結果であるスキャンデータに対し、スキャンデータの取得前に取得した黒基準データと、スキャンデータの取得後に取得した黒基準データと、を用いたシェーディング補正を行う。詳細については、後述する。なお、画像処理部５０は、シェーディング補正部５１によるシェーディング補正の後、ガンマ補正やライン間補正やスキュー補正など、シェーディング補正以外の画像処理も行う。

出力部６０は、画像処理部５０により画像処理が行われた出力画像をホスト装置１００に出力する。出力画像は、シェーディング補正部５１によりシェーディング補正を行った画像単位で出力される。ホスト装置１００としては、例えば、ＰＣ（Personal Computer）が用いられる。

なお、出力部６０は、表示手段に出力画像を出力して表示させてもよい。また、出力部６０は、印刷手段に出力画像を出力して印刷をさせてもよいし、通信手段または保存手段に出力画像を出力してもよい。必要に応じて、出力画像を画像ファイルの形式に整えて出力しても良い。

制御部７０は、上記の各部と接続され、各部を制御する。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される。

上記の構成により、制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始する前に、黒基準データおよび白基準データを取得し、基準データ記憶領域４１に記憶させる。このとき取得した黒基準データおよび白基準データを、以下、第１黒基準データおよび第１白基準データと称する。また、制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始し、原稿Ｓを読み取った各画素列のスキャンデータを、随時、スキャンデータ記憶領域４２に記憶させる。制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取り開始後、一定時間が経過した時点で原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止して黒基準データを取得し、基準データ記憶領域４１に記憶させる。このとき取得した黒基準データを、以下、第２黒基準データと称する。なお、白基準データは、本実施形態では、第１白基準データ以外は取得しないものとする。

一方、画像処理部５０内のシェーディング補正部５１は、基準データ記憶領域４１に記憶されている第１黒基準データおよび第２黒基準データに基づき、その間の黒基準データを算出する。具体的には、第１黒基準データと第２黒基準データの間を線形補間することにより、スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する。シェーディング補正部５１は、算出した黒基準データを用いて、取得したスキャンデータに対しシェーディング補正を行う。

図３は、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。制御部７０は、第１取得時ｔ１に、第１基準データとして第１黒基準データおよび第１白基準データを取得し、その直後に、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始する。制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取りの開始後、時間ΔＴ０（ΔＴ０≒ｔ２−ｔ１）が経過した第２取得時ｔ２に、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止する。制御部７０は、この時間ΔＴ０の間、スキャンデータを取得する。このとき取得した時間ΔＴ０分のスキャンデータを、以下、第１スキャンデータと称する。また、制御部７０は、第２取得時ｔ２に、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止した状態で、第２基準データとして第２黒基準データを取得する。

制御部７０は、第２基準データの取得後、原稿Ｓの搬送および読み取りを再開し、時間ΔＴ０分のスキャンデータを取得した後、第３取得時ｔ３に、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止する。このとき取得した時間ΔＴ０分のスキャンデータを、以下第２スキャンデータと称する。また、制御部７０は、第３取得時ｔ３に、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止した状態で、第３基準データとして第３黒基準データを取得する。以降、制御部７０は、原稿Ｓの読み取りが終了するまで、これら基準データおよびスキャンデータの取得を繰り返す。

なお、第１取得時ｔ１と第２取得時ｔ２との間で読み取られた第１スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する場合、第１取得時ｔ１および第２取得時ｔ２が、それぞれ本発明の「第１の時点」および「第２の時点」に相当する。一方、第２取得時ｔ２と第３取得時ｔ３との間で読み取られた第２スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する場合は、第２取得時ｔ２および第３取得時ｔ３が、それぞれ本発明の「第１の時点」および「第２の時点」に相当する。つまり、本発明の「第１の時点」は、本実施形態の第１取得時ｔ１に限定されるものではなく、第（Ｎ−１）取得時であればよい。ここで、ＮはＮ≧２となる整数である。また、本発明の「第２の時点」は、本実施形態の第２取得時ｔ２に限定されるものではなく、第Ｎ取得時であればよい。つまり、本発明の「第１の時点」および「第２の時点」は、黒基準データの算出対象となるスキャンデータの取得前の時点と、スキャンデータの取得後の時点と、を指すものである。

図４ないし図６は、基準データの取得値および算出値、並びにスキャンデータの取得値の一例を示すグラフである。これらのグラフにおいて、縦軸は信号レベル、横軸はＸ座標を示す。図４は、第１黒基準データの取得値である「Bs[1][x]」と、第１白基準データの取得値である「Ws[1][x]」と、を示す。ここで、「x」は、Ｘ方向に並んだ複数のセンサーチップの画素番号を表す。一方、図５は、スキャンデータの取得値である「i[y][x]」と、黒基準データの算出値である「b[y][x]」と、を示す。ここで、「y」は、＋Ｙ方向への原稿Ｓの搬送によって読み取られる画素列を表す。さらに、図６は、第２黒基準データの取得値である「Bs[2][x]」を示す。

図４および図６から分かるように、黒基準データの取得値は変動する。この黒基準データの変動による出力画像への影響を解消するため、シェーディング補正部５１は、シェーディング補正で用いる黒基準データとして、スキャンデータの取得期間前後における黒基準データの取得値に基づいて算出した黒基準データを用いる。

ここで、シェーディング補正の計算式について説明する。スキャンデータの出力値である「Out[y][x]」は、次の式（１）により算出される。なお、「Out[y][x]」は、１で規格化した値とする。

式（１）に示すように、スキャンデータの出力値は、スキャンデータの取得値から黒基準データを指し引いた値を、白基準データから黒基準データを指し引いた値で除算することにより算出可能である。

上記のとおり、本実施形態では、白基準データから黒基準データを指し引いた値のレベルは変動しないものと仮定してスキャンデータの出力値を算出するため、白基準データから黒基準データを指し引いた値「w[y][x]−b[y][x]」は定数となる。したがって、スキャンデータの出力値は、次の式（２）により算出される。

一方、第１スキャンデータの取得期間における黒基準データ「b[y][x]」は、第１黒基準データの取得値である「Bs[1][x]」と、第２黒基準データの取得値である「Bs[2][x]」とを用いた線形補間により算出する。つまり、第１スキャンデータ取得期間における黒基準データは、次の式（３）により算出される。なお、「ｎ」は、時間ΔＴ０の間に取得されるスキャンデータの画素列数を示す。

図７は、画像読取装置１による読取処理の流れを示すフローチャートである。画像読取装置１は、ユーザー指示にしたがって読取処理を開始する。ユーザー指示は、画像読取装置１に設けられた不図示の操作パネル、または、ホスト装置１００を用いて行われる。画像読取装置１は、読取処理を開始すると、初期処理を行う（Ｓ０１）。初期処理には、紙送りセンサー２２の検出結果から原稿Ｓが頭出し位置まで搬送されたか否かを判定する処理が含まれる。画像読取装置１は、原稿Ｓが頭出し位置まで搬送されていないと判定した場合、原稿センサー２１の検出結果から原稿Ｓが搬送経路５に導入されたか否かを判定する。画像読取装置１は、原稿Ｓが搬送経路５に導入されていないと判定した場合、エラー通知を行い、原稿Ｓが搬送経路５に導入されていると判定した場合、原稿Ｓを頭出し位置まで搬送する。また、初期化処理として光源３１の点灯時間の設定も行う。

画像読取装置１は、以上の初期処理を終了すると、光源３１を消灯して第１黒基準データを取得し、取得した第１黒基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ０２）。その直後、画像読取装置１は、光源３１を点灯して第１白基準データを取得し、取得した第１白基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ０３）。これらＳ０２，Ｓ０３は、本発明の「第１取得工程」の一例である。

その後、画像読取装置１は、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始する（Ｓ０４）。画像読取装置１は、原稿Ｓの読み取りに伴ってスキャンデータを取得し、取得したスキャンデータをスキャンデータ記憶領域４２に記憶する（Ｓ０５）。このＳ０５は、本発明の「第１スキャン工程」の一例である。画像読取装置１は、原稿Ｓの搬送および読み取り開始から時間ΔＴ０が経過したか否かを判定し（Ｓ０６）、経過していないと判定した場合は（Ｓ０６：Ｎｏ）、Ｓ０４に戻る。

また、画像読取装置１は、原稿Ｓの搬送および読み取り開始から時間ΔＴ０が経過したと判定した場合は（Ｓ０６：Ｙｅｓ）、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止し（Ｓ０７）、光源３１を消灯して第Ｎ黒基準データを取得し、取得した第Ｎ黒基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ０８）。ここで、Ｎは、Ｎ≧２となる整数である。Ｓ０８は、本発明の「第２取得工程」の一例である。

画像読取装置１は、基準データ記憶領域４１に記憶されている第Ｎ黒基準データおよび第（Ｎ−１）黒基準データを用いて、上記の式（３）に基づき、第（Ｎ−１）スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する（Ｓ０９）。このＳ０９は、本発明の「算出工程」の一例である。画像読取装置１は、算出した黒基準データを用いて、上記の式（２）に基づくシェーディング補正を行い、さらにシェーディング補正以外の画像処理を行って、出力画像を生成する（Ｓ１０）。このＳ１０は、本発明の「生成工程」の一例である。

画像読取装置１は、生成した出力画像をホスト装置１００に出力し（Ｓ１１）、原稿Ｓの読み取りが終了したか否かを判定する（Ｓ１２）。画像読取装置１は、原稿センサー２１の検出結果が「原稿あり」から「原稿なし」に変化したとき、原稿Ｓの読み取りが終了したと判定する。画像読取装置１は、原稿Ｓの読み取りが終了したと判定した場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、読取処理を終了し、原稿Ｓの読み取りが終了していないと判定した場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、Ｓ０４に戻る。

以上説明したとおり、本実施形態に係る画像読取装置１は、第１取得時ｔ１と第２取得時ｔ２との間で取得した時間ΔＴ０分の第１スキャンデータに対し、第１取得時ｔ１および第２取得時ｔ２に取得した黒基準データを用いて、第１スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出し、算出した黒基準データを用いてシェーディング補正を行う。このように、算出した黒基準データを用いることにより、第１取得時ｔ１と第２取得時ｔ２との間で黒基準データの信号レベルに変化が生じた場合でも、その変化を吸収することができ、出力画像への影響を小さくすることができる。

特に、原稿Ｓが長尺紙の場合、読取時間が長くなるほど出力画像への影響が大きくなるが、本実施形態に係る画像読取装置１は、定期的に黒基準データを読み取り、原稿Ｓを読み取った時点の黒基準データを、その直前および直後に取得した黒基準データに基づいて算出する構成であるため、読取時間が長くなっても、出力画像への影響を最小限に留めることができる。

また、画像読取装置１は、基準データを取得する際、原稿Ｓの搬送を一時停止するため、原稿Ｓを搬送しながら基準データを取得している間の画像データが欠落することも無い。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態では、第Ｎ基準データとして黒基準データのみを取得したが、本実施形態では、黒基準データおよび白基準データを取得する。また、第１実施形態では、原稿Ｓとして長尺紙を用いたが、本実施形態では、単票紙を用いる。つまり、本実施形態の画像読取装置１は、積層された単票紙を１枚ずつ繰り出しながら、各単票紙を連続して搬送する。このとき、画像読取装置１は、単票紙と単票紙との間に所定の間隙が生じるように繰り出し間隔を決定する。また、第１実施形態では、搬送部１０による原稿Ｓの搬送を一時停止させて黒基準データを取得したが、本実施形態では、搬送停止することなく、画像読取部３０の読取位置が、単票紙と単票紙との間に位置している間に基準データを取得する。

以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。

まず、本実施形態に係るシェーディング補正の計算式について説明する。第１スキャンデータの出力値である「Out[y][x]」は、上記の式（１）により算出される。但し、本実施形態では、黒基準データのレベル変動だけでなく白基準データのレベル変動も考慮するため、白基準データの算出値である「w[y][x]」は、次の式（４）により算出される。ここで、「Ws[2][x]」は、第２白基準データの取得値、すなわち画像読取部３０の読取位置が、単票紙の１頁目と２頁目との間に位置している間に取得された白基準データの取得値を示す。

一方、黒基準データの算出値である「b[y][x]」は、上記の式（３）により算出される。

図８は、第２実施形態に係る、読取処理の流れを示すフローチャートである。画像読取装置１は、ユーザー指示にしたがって読取処理を開始し、初期処理を行う（Ｓ２１）。画像読取装置１は、初期処理の終了後、光源３１を消灯して第１黒基準データを取得し、取得した第１黒基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ２２）。その直後、画像読取装置１は、光源３１を点灯して第１白基準データを取得し、取得した第１白基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ２３）。つまり、画像読取装置１は、第１黒基準データと第１白基準データとを略同時点で取得する。これらＳ２２，Ｓ２３は、本発明の「第１取得工程」の一例である。

その後、画像読取装置１は、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始する（Ｓ２４）。画像読取装置１は、原稿Ｓの読み取りに伴ってスキャンデータを取得し、取得したスキャンデータをスキャンデータ記憶領域４２に記憶する（Ｓ２５）。このＳ２５は、本発明の「第１スキャン工程」の一例である。画像読取装置１は、単票紙である原稿Ｓの１頁分の読み取りが終了したか否かを判定し（Ｓ２６）、１頁分の読み取りが終了していないと判定した場合は（Ｓ２６：Ｎｏ）、Ｓ２４に戻る。なお、画像読取装置１は、紙送りセンサー２２の検出結果が「原稿あり」から「原稿なし」に変化したことに基づいて、１頁分の読み取りが終了したと判定する。詳しくは、画像読取装置１は、紙送りセンサー２２の位置からスキャン位置までの距離として記憶している長さを原稿Ｓの搬送速度で割ることで、この距離を原稿Ｓが進む時間を経過するのに要する時間を算出し、紙送りセンサー２２の検出結果が「原稿あり」から「原稿なし」に変化してから、この算出した時間を経過することで１頁分の読み取りが終了したと判定する。

画像読取装置１は、原稿Ｓの１頁分の読み取りが終了したと判定した場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、光源３１を消灯して第Ｎ黒基準データを取得し、取得した第Ｎ黒基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ２７）。その直後、画像読取装置１は、光源３１を点灯して第Ｎ白基準データを取得し、取得した第Ｎ白基準データを基準データ記憶領域４１に記憶する（Ｓ２８）。つまり、画像読取装置１は、第Ｎ黒基準データと第Ｎ白基準データとを略同時点で取得する。ここで、Ｎは、Ｎ≧２となる整数である。また、Ｓ２７，Ｓ２８は、本発明の「第２取得工程」の一例である。

画像読取装置１は、基準データ記憶領域４１に記憶されている第Ｎ黒基準データ、第Ｎ白基準データ、第（Ｎ−１）黒基準データおよび第（Ｎ−１）白基準データを用いて、上記の式（３）および式（４）に基づき、スキャンデータの取得期間における黒基準データおよび白基準データを算出する（Ｓ２９）。このＳ２９は、本発明の「算出工程」の一例である。画像読取装置１は、算出した黒基準データおよび白基準データを用いて、上記の式（１）に基づくシェーディング補正を行い、さらにシェーディング補正以外の画像処理を行って、出力画像を生成する（Ｓ３０）。このＳ３０は、本発明の「生成工程」の一例である。

画像読取装置１は、生成した出力画像をホスト装置１００に出力し（Ｓ３１）、原稿Ｓの全頁の読み取りが終了したか否かを判定する（Ｓ３２）。画像読取装置１は、原稿センサー２１が「原稿なし」を検出した状態が所定時間継続したとき、設定頁分の原稿Ｓの読み取りを終了したとき、または、繰り出す原稿Ｓが無くなったとき、原稿Ｓの全頁の読み取りが終了したと判定する。画像読取装置１は、原稿Ｓの全頁の読み取りが終了したと判定した場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、読取処理を終了し、原稿Ｓの全頁の読み取りが終了していないと判定した場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、Ｓ２４に戻る。

以上説明したとおり、本実施形態に係る画像読取装置１は、黒基準データだけではなく、白基準データを用いてシェーディング補正を行うため、白基準データから黒基準データを指し引いた値に変化が生じた場合でも、シェーディング補正によりその変化を吸収することができる。なお、白基準データの信号レベルの変化は、イメージセンサー３３の各センサーチップの出力レベルの変化だけでなく、光源３１の単位時間当たりの照射量の変化も原因となる。したがって、本実施形態のように、原稿Ｓをスキャンしている途中に白基準データを取得できるのであれば、定期的に白基準データを読み取り、スキャンデータの取得期間における白基準データを、その直前および直後に取得した白基準データに基づいて算出することで、イメージセンサー３３の出力レベルの変化や、光源３１の単位時間当たりの照射量の変化を起因とした出力画像への影響を最小限に留めることができる。

以上、２つの実施形態を示したが、これらの実施形態によらず、以下の変形例を適宜組み合わせて採用可能である。
［変形例１］
上記の第１実施形態において制御部７０は、基準データを一定時間ΔＴ０ごとに取得したが、必ずしも一定時間ごとに取得しなくてもよい。例えば、第１基準データを取得する第１取得時ｔ１と、第２基準データを取得する第２取得時ｔ２と、の間隔を、第２基準データを取得する第２取得時ｔ２と、第３基準データを取得する第３取得時ｔ３と、の間隔より短くしてもよい。

図９は、本変形例に係る、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。制御部７０は、第１取得時ｔ１に、第１基準データを取得し、その直後に、原稿Ｓの搬送および読み取りを開始する。制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取りの開始後、時間ΔＴ１が経過した第２取得時ｔ２に、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止し、第２基準データを取得する。制御部７０は、この時間ΔＴ１の間、第１スキャンデータを取得する。制御部７０は、第２取得時ｔ２から、時間ΔＴ１よりも長い時間ΔＴ２が経過した第３取得時ｔ３に、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止し、第３基準データを取得する。この工程は、本発明の「第３取得工程」の一例である。なお、本発明の「第３の時点」は、この第３取得時ｔ３に限定されるものではなく、第（Ｎ＋１）取得時であればよい。制御部７０は、この時間ΔＴ２の間、第２スキャンデータを取得する。この工程は、本発明の「第２スキャン工程」の一例である。さらに、制御部７０は、第３取得時ｔ３から、時間ΔＴ２よりも長い時間ΔＴ３が経過した第４取得時ｔ４に、原稿Ｓの搬送および読み取りを一時停止し、第４基準データを取得する。制御部７０は、この時間ΔＴ３の間、第３スキャンデータを取得する。

このように、本変形例では、基準データの取得間隔を徐々に長くしていく。これは、原稿Ｓの読み取り開始後、センサーチップの温度の変化が徐々に小さくなっていき、これに伴い、黒基準データの信号レベルの変化も減っていくと考えられるためである。つまり、基準データの取得間隔を徐々に長くしていくことで、基準データの取得に伴うタクトタイムの増加を少なくしつつ、黒基準データの信号レベルの変化に伴う出力画像への影響を効率的に抑えることができる。

なお、さらなる変形例として、第２実施形態においても、基準データを非定期的に取得してもよい。例えば、１頁目の読み取り終了時に第２基準データを取得し、３頁目の読み取り終了時に第３基準データを取得し、６頁目の読み取り終了時に第３基準データを取得するなど、基準データの取得間隔を徐々に長くしてもよい。なお、基準データの取得間隔を徐々に長くしていく場合、基準データの取得間隔の上限値は、スキャンデータ記憶領域４２の記憶容量に応じて決定すればよい。
また、どちらの実施形態にしても、基準データの取得間隔を徐々に長くしていくうちに、センサーチップの温度が一定になることで、基準データに誤差を超える変化がなくなると、それ以上基準データを取得することなく、基準データは一定であるとみなしてシェーディング補正を行うようにしてもよい。

［変形例２］
上記の第１実施形態において制御部７０は、各スキャンデータの取得前に基準データを取得したが、各スキャンデータの取得前後に基準データを取得してもよい。本変形例では、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止する時間が、基準データの取得に要する時間よりも長いことを前提とする。図１０は、本変形例に係る、基準データの取得タイミングおよびスキャンデータの取得期間を示す図である。制御部７０は、第１基準データと、第１基準データの取得後、時間ΔＴ０経過後に取得した第２基準データと、を用いて、この間に取得した第１スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する。また、制御部７０は、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止した状態で、第２スキャンデータの取得直前に第２´基準データを取得する。その後、制御部７０は、第２´基準データと、第２´基準データの取得後、時間ΔＴ０経過後に取得した第３基準データと、を用いて、この間に取得した第２スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する。

このように、本変形例では、スキャンデータの取得期間直前に基準データを取得するため、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止している間における基準データの変化を無視することができ、ひいては、スキャンデータの取得期間における黒基準データをより正確に算出することができる。特に、原稿Ｓの搬送および読み取りを停止している時間が長い場合、本変形例の適用は効果的である。なお、第２基準データの取得時から第２´基準データの取得時まで、光源３１は消灯状態のままでもよいし、各基準データの取得時に一時的に消灯させてもよい。

なお、さらなる変形例として、本変形例を第２実施形態に適用してもよい。この場合、第２基準データの取得および第２´基準データの両方を、画像読取部３０の読取位置が、単票紙と単票紙との間に位置している間に取得すればよい。

［変形例３］
上記の第１実施形態において画像読取部３０は、搬送中の原稿Ｓを読み取ったが、必ずしも搬送中の原稿Ｓを読み取らなくてもよい。例えば、２次元センサーにより、一定長さ分の原稿Ｓの読取を一括して行うことが可能なスキャナーを用いる場合であって、原稿Ｓが長尺紙の場合、一定長さだけ原稿Ｓを搬送して搬送を停止し、搬送を停止した状態で一定長さ分の原稿Ｓを読み取った後、再び一定長さだけ原稿Ｓを搬送して搬送を停止する、といったように、搬送停止中に原稿Ｓを読み取ってもよい。また、原稿Ｓが単票紙の場合、２次元センサーで読取可能な所定頁ずつ、原稿Ｓの搬送と停止を繰り返せばよい。

また、さらなる変形例として、イメージセンサー３３を走査して原稿台に載置された原稿Ｓを読み取るフラットベッドタイプのスキャナーに本実施形態の画像読取装置１を適用してもよい。この場合、イメージセンサー３３の走査中に一時停止して基準データを取得すればよい。

［変形例４］
上記の各実施形態においてシェーディング補正部５１は、スキャンデータの取得前に取得した最後の基準データと、スキャンデータの取得後に取得した最初の基準データと、を用いて、スキャンデータの取得期間中における黒基準データを算出したが、必ずしもこの構成でなくてもよい。例えば、第１基準データと第３基準データを用いて第２スキャンデータの黒基準データを算出したり、第１基準データと第４基準データを用いて第３スキャンデータの黒基準データを算出したりしてもよい。

［変形例５］
上記の各実施形態においてシェーディング補正部５１は、線形補間により黒基準データを算出したが、線形補間以外のアルゴリズムを用いて、黒基準データを算出してもよい。例えば、３つ以上の基準データを用いて多項式補間を行ってもよいし、画像読取装置１内に、黒基準データの変動を規定した変動データを記憶しておき、スキャンデータの取得前後に取得した基準データと、予め記憶しておいた変動データと、に基づいて、スキャンデータの取得期間中における黒基準データを算出してもよい。

［変形例６］
上記の各実施形態において制御部７０は、基準データとして黒基準データと白基準データを取得する場合、黒基準データの取得後、白基準データを取得したが、白基準データの取得後、黒基準データを取得してもよい。いずれにしても、黒基準データを取得している時間と白基準データを取得している時間とをまとめて同じ時点で行っているとなるように、本願における「時点」の語を解釈してよい。

［変形例７］
上記の各実施形態において制御部７０は、第Ｎ基準データを取得および記憶した後、スキャンデータの取得期間における基準データを算出して出力画像を生成し、生成した出力画像をホスト装置１００に送信した後、原稿Ｓの搬送および読み取りを再開したが（図７のＳ０８以降、図８のＳ２７以降参照）、黒基準データの算出、出力画像の生成およびホスト装置１００への出力（図７のＳ０９〜Ｓ１１、図８のＳ２９〜Ｓ３１参照）と、原稿Ｓの搬送および読み取り等（図７のＳ０４，Ｓ０５、図８のＳ２４，Ｓ２５等参照）と、を並行処理してもよい。

［変形例８］
上記の第１実施形態において制御部７０は、一定時間ΔＴ０ごとに基準データを取得したが、一定量のスキャンデータ読み取り終了ごとに基準データを取得してもよい。また、制御部７０は、Ｙ方向における所定の画素列数の読み取り終了ごとに基準データを取得してもよい。つまり、基準データの取得間隔は、時間だけでなく、データ量や画素列数によって規定してもよい。

［変形例９］
また、基準データの取得間隔は、各種読取設定値に応じて変化させてもよい。読取設定値としては、読取解像度、カラー／白黒モード、濃度設定、コントラスト設定などの設定値が考えられる。また、原稿Ｓの種類や大きさに応じて、基準データの取得間隔を変化させてもよい。特にスキャンデータのデータ量に影響する読取設定値に応じて基準データの取得間隔を変化させることで、スキャンデータがスキャンデータ記憶領域４２からあふれないようにすることが望ましい。さらに、画像読取装置１の周辺温度に応じて、基準データの取得間隔を変化させてもよい。

［変形例１０］
上記の各実施形態において制御部７０は、光源３１を消灯した状態で黒基準データを取得したが、イメージセンサー３３に光源３１からの照射光が入射しない状態で、すなわちイメージセンサー３３への光の入射を遮った状態で黒基準データを取得してもよい。

［変形例１１］
上記の各実施形態において画像処理部５０は、シェーディング補正、ガンマ補正およびライン間補正などの画像処理を行うものとしたが、これらシェーディング補正、ガンマ補正およびライン間補正をホスト装置１００側で行ってもよい。シェーディング補正をホスト装置１００側で行う場合、スキャンデータ及び取得した基準データをホスト装置１００が取得することが考えられる。この場合、ホスト装置１００は画像読取装置の一部とみなすことができ、画像処理は各データを取得するごとに行ってもよいし、全てのデータが揃ってから行ってもよい。

［変形例１２］
上記の各実施形態において画像読取部３０は、光源３１の色を切り替えながらイメージセンサー３３により画像を読み取る光源色切り替え方式を用いたが、イメージセンサー３３上にカラーフィルターを配置して白色の光源で画像を読み取るカラーセンサー方式など、他の読取方式を用いてもよい。

［変形例１３］
上記の各実施形態では、ホスト装置１００に画像を出力するスキャナー機能のみを備えた画像読取装置１を例示したが、印刷出力を行うプリント機能やＦＡＸ出力を行うファクシミリ機能やファイルを外部メモリに出力する外部メモリ機能や表示出力を行うディスプレーなどを備えた複合機に、本発明の画像読取装置を適用してもよい。

［その他の変形例］
上記の各実施形態および変形例に示した画像読取装置１の各処理を実行する方法、画像読取装置１の各処理を実行するためのプログラム、またそのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

１…画像読取装置、１０…搬送部、１１…上流側搬送ローラー、１２…下流側搬送ローラー、１３…搬送モーター、２０…紙検出部、２１…原稿センサー、２２…紙送りセンサー、３０…画像読取部、３１…光源、３２…レンズアレイ、３３…イメージセンサー、３４…Ａ／Ｄ変換部、４０…記憶部、４１…基準データ記憶領域、４２…スキャンデータ記憶領域、５０…画像処理部、５１…シェーディング補正部、６０…出力部、７０…制御部、１００…ホスト装置

Claims (7)

1. 第１の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第１黒基準データを記憶部に記憶する第１取得工程と、
   前記第１の時点よりも後の第２の時点で、前記光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第２黒基準データを記憶部に記憶する第２取得工程と、
   前記第１の時点と前記第２の時点との間で、前記光源を点灯した状態で原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずに記憶部に記憶する第１スキャン工程と、
   前記第２の時点の後、前記スキャンデータに対し、前記第１黒基準データおよび前記第２黒基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行い、出力画像を生成する生成工程と、を備えたことを特徴とする画像読取装置の出力画像生成方法。
2. 前記第２の時点の後、前記第１黒基準データおよび前記第２黒基準データを用いて、前記スキャンデータの取得期間における黒基準データを算出する算出工程を備え、
   前記生成工程において、前記スキャンデータに対し、前記スキャンデータの取得期間における黒基準データを用いた前記シェーディング補正を含む画像処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置の出力画像生成方法。
3. 前記第１スキャン工程において、搬送中の前記原稿を読み取り、
   前記第１取得工程において、前記原稿の搬送を停止した状態、且つ、前記光源を消灯した状態で、前記第１黒基準データを取得し、
   前記第２取得工程において、前記原稿の搬送を停止した状態、且つ、前記光源を消灯した状態で、前記第２黒基準データを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置の出力画像生成方法。
4. 前記第２の時点よりも後の第３の時点で、前記光源を消灯した状態で取得した第３黒基準データを記憶部に記憶する第３取得工程と、
   前記第２の時点と前記第３の時点との間で、前記光源を点灯した状態で搬送中の前記原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずに記憶部に記憶する第２スキャン工程と、を備え、
   前記生成工程において、前記第３の時点の後、前記第２の時点と前記第３の時点との間で読み取った前記スキャンデータに対し、前記第２黒基準データおよび前記第３黒基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置の出力画像生成方法。
5. 前記第１の時点と前記第２の時点との間隔は、前記第２の時点と前記第３の時点との隔間よりも短いことを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置の出力画像生成方法。
6. 前記第１取得工程において、前記第１の時点で、前記光源を点灯した状態で取得した第１白基準データを記憶部に記憶し、
   前記第２取得工程において、前記第２の時点で、前記光源を点灯した状態で取得した第２白基準データを記憶部に記憶し、
   前記生成工程において、前記第１の時点と前記第２の時点との間で読み取った前記スキャンデータに対し、前記第１黒基準データ、前記第１白基準データ、前記第２黒基準データおよび前記第２白基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像読取装置の出力画像生成方法。
7. 第１の時点で、光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第１黒基準データを記憶部に記憶する第１取得部と、
   前記第１の時点よりも後の第２の時点で、前記光源を消灯した状態で取得した黒基準データである第２黒基準データを記憶部に記憶する第２取得部と、
   前記第１の時点と前記第２の時点との間で、前記光源を点灯した状態で原稿を読み取ったスキャンデータを、シェーディング補正を行わずに記憶部に記憶する第１スキャン部と、
   前記第２の時点の後、前記スキャンデータに対し、前記第１黒基準データおよび前記第２黒基準データを用いたシェーディング補正を含む画像処理を行い、出力画像を生成する生成部と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。

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