JP2021057866A - Image reading device and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像読取装置および画像読取装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an image reader and a control method for the image reader.
複写機やマルチファンクションプリンタは、原稿から画像を読み取るための画像読取装置を備える。画像読取装置による読み取り方式は、原稿台上に原稿を載置し、読取ユニットを移動させながら読み取る圧板読み取り方式と、自動原稿搬送機構により原稿を搬送しながら読み取る流し読み方式が知られている。 Copiers and multifunction printers are equipped with an image reader for reading an image from a document. As a reading method using an image reading device, there are known a pressure plate reading method in which a document is placed on a document table and the document is read while moving the scanning unit, and a scanning method in which the document is read while being transported by an automatic document transport mechanism.
読取ユニットは、原稿を照射する発光部と、原稿からの反射光を受光する受光部とを備える。画像読取装置は、受光部で受光した反射光に基づいて原稿の画像を表す画像データを生成する。 The reading unit includes a light emitting unit that irradiates the document and a light receiving unit that receives the reflected light from the document. The image reader generates image data representing an image of the original based on the reflected light received by the light receiving unit.
発光部は、LED(Light Emitting Diode)等の光源が用いられる。受光部は、カラー画像を読み取るために、複数のラインセンサを備えており、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが各ラインセンサの受光面上に塗布される。読取ユニットは、発光部から原稿に照射された光の拡散光を受光部で受光することで原稿を読み取る。画像読取装置は、読取ユニットの受光部の受光結果である輝度データ(以下、「読取データ」という。)から画像データを生成する。 A light source such as an LED (Light Emitting Diode) is used as the light emitting unit. The light receiving unit includes a plurality of line sensors for reading a color image, and for example, R (red), G (green), and B (blue) color filters are applied on the light receiving surface of each line sensor. .. The reading unit reads the document by receiving the diffused light of the light emitted from the light emitting unit to the document by the light receiving unit. The image reading device generates image data from luminance data (hereinafter, referred to as “reading data”) which is a light receiving result of a light receiving unit of a reading unit.
以下、発光部と受光部を用いた読取ユニットを備える画像読取装置を例に説明する。この画像読取装置の読取ユニットは、原稿が搬送される方向に直交する方向或いは読取ユニットが移動する方向に直交する方向を主走査方向として、主走査方向に複数の受光素子が並んでいる。このような画像読取装置において、副走査方向の読取解像度を変更し、自動原稿搬送機構の搬送速度を上げる、或いは読取ユニットの搬送速度を上げて高速な読取を行う場合、R、G、Bのずれ量が例えば0.5画素などの非整数画素分のずれ量となる。 Hereinafter, an image reading device including a reading unit using a light emitting unit and a light receiving unit will be described as an example. In the reading unit of this image reading device, a plurality of light receiving elements are arranged in the main scanning direction, with the direction orthogonal to the direction in which the document is conveyed or the direction orthogonal to the direction in which the reading unit moves as the main scanning direction. In such an image reading device, when the scanning resolution in the sub-scanning direction is changed to increase the conveying speed of the automatic document conveying mechanism, or the conveying speed of the scanning unit is increased to perform high-speed scanning, R, G, and B are used. The amount of deviation is the amount of deviation for non-integer pixels such as 0.5 pixels.
特許文献1には、補間処理を行うことにより、整数画素位置に擬似的に画素を生成する方法が開示されている。
また、特許文献2には、発光部に多色光源(例えばR光源、G光源、B光源)を用いて各光源の点灯タイミングを制御することにより、整数画素分の位置合わせ処理で画像の位置合わせを行う方法が開示されている。
Further, in
しかし、特許文献1は、基準となるラインセンサの位置に対し、非整数画素分ずれたラインセンサに対し補間処理を行うため、擬似的に画素を生成するため受光素子の信号レベルは受光面積が広くなった状態と同じ状態となり、ボケが生じ画質が劣化してしまう。また、特許文献1は、高速な読み取を行い、低解像度な画像を生成した場合、原稿に高周波成分が含まれていると折り返し雑音が発生する。例えば、各ラインセンサの読み取る位置がR、Bに対しGが0.5画素ずれている場合、Gのラインセンサで生成される画像の折り返し雑音は、R、Bのラインセンサで生成される画像の折り返し雑音と異なる位置で発生する。このため、折り返し雑音が発生した位置のRGB値はR=G=Bとならず、有彩色画素が発生する。このため、モノクロ原稿を読み取った際に、偽色が発生し、画像品位の劣化や自動カラー選択(ACS:Auto Color Select)の誤判定(モノクロ原稿をカラー原稿と判定する)が発生する。
However, in
また、特許文献2は、光源をR光源、G光源、B光源を含むRGB光源にする必要があり、白色光源に対しては使用できず、使用可能な光源が限定されてしまう。白色光源では光源を主走査方向に複数配列し光を照射するが、RGB光源で同じ構成を取る場合、同じ照度を得るためには光源の数を3倍にする必要があり、必要となる面積が増加してしまう。光源の数を減らして光量を増加させる場合、輝点ムラが発生し、LEDの配列が画像データに現れてしまう。このため、RGB光源では、導光体を用いて光を拡散させて照射する方式が取られるが、読み取り速度が上がった場合、光量を確保することが難しい。
Further, in
本発明の目的は、複数の受光素子列の読取位置ずれによる画像品質の劣化を抑制することができるようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to suppress deterioration of image quality due to misalignment of reading positions of a plurality of light receiving element rows.
本発明の画像読取装置は、複数の受光素子を第1の方向に並べた受光素子列を、前記第1の方向に直交する第2の方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する読取手段と、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御手段と、前記読取手段により生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する補正手段とを有する。 The image reading device of the present invention has a plurality of light receiving element rows in which a plurality of light receiving elements are arranged in the first direction in a second direction orthogonal to the first direction, and reads an image of an object. The reading means for generating the read data, the control means for independently controlling the charge accumulation timing of the plurality of light receiving element trains, and the reading position deviation of the read data of the plurality of light receiving element trains generated by the reading means are corrected. It has a correction means to be used.
本発明によれば、複数の受光素子列の読取位置ずれによる画像品質の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, deterioration of image quality due to misalignment of reading positions of a plurality of light receiving element rows can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential for the means for solving the invention.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による画像読取装置115の一例を示す図である。画像読取装置115は、例えば、スキャナ、複写機またはマルチファンクションプリンタ等である。画像読取装置115は、自動原稿給紙装置100を搭載しており、画像読取の対象物である原稿102を搬送しながら表面読取部121および裏面読取部122により原稿102の両面の画像を読み取ることが出来る。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of an
給紙ローラ103は、分離搬送ローラ104と同一駆動源に接続され、分離搬送ローラ104の回転につれて回転し、原稿を給紙する。給紙ローラ103は、通常時はホームポジションである図1の上方の位置に退避しており、原稿のセット作業を阻害しないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ103は、下降して原稿102の上面に当接する。給紙ローラ103は、図示しないアームに軸支されており、アームが揺動することにより上下に移動する。
The
分離搬送ローラ104の対向側には分離搬送従動ローラ105が分離搬送ローラ104側に押圧された状態で配置されている。分離搬送従動ローラ105は、分離搬送ローラ104より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ104と協働して、給紙ローラ103によって給紙される原稿トレイ101上の原稿102を1枚ずつ捌いて給紙する。
A separation transfer driven
更に、自動原稿給紙装置100は、レジストローラ106、レジスト従動ローラ107、リードローラ108およびリード従動ローラ109を有する。レジストローラ106およびレジスト従動ローラ107は、分離部で給紙された原稿の先端を揃えるよう動作する。
Further, the automatic
リードローラ108およびリード従動ローラ109は、原稿102を流し読みガラス116に向けて搬送する。流し読みガラス116の上方には、プラテンローラ110が配置されている。原稿102は、このプラテンローラ110により、第1読み取り部を構成する流し読みガラス116上を通過した後、リード排出ローラ111およびリード排出従動ローラ112へと搬送される。
The
流し読みガラス116におけるリード排出ローラ111側の端部には、リード排出ローラ111への原稿の搬送を円滑なものとするために、原稿をすくい上げるためのジャンプ台117が設けられている。
At the end of the
原稿102は、その表面が流し読みガラス116に接するように搬送され、この際、画像読取装置115内に配置された表面読取部121が流し読みガラス116を介して原稿表面を読みとる。表面読取部121は、CIS(Contact Image Sensor:密着イメージセンサ)ラインセンサによって構成される。詳細は後述する。
The surface of the
リード排出ローラ111およびリード排出従動ローラ112は、流し読みガラス116上を通過した原稿を流し読みガラス120へと搬送する。流し読みガラス120の一方側にはプラテンローラ119が設けられており、他方側には裏面読取部122が設けられている。裏面読取部122は、表面読取部121と同様に、CIS(Contact Image Sensor:密着イメージセンサ)ラインセンサによって構成される。
The
この構成により、流し読みガラス120とプラテンローラ119との間を通過する原稿102の裏面画像が裏面読取部122で読み取られる。その後、原稿102は、排紙ローラ113へと搬送され、排紙トレイ114に排出される。
With this configuration, the back surface image of the
上記構成を有する画像読取装置115は、2つのモードで原稿を読み取ることができる。第1モードは、原稿台ガラス118上に載置された原稿102を、表面読取部121を副走査方向(図中矢印方向)に移動させながら、原稿を読み取る原稿固定読取モードである。第2モードは、表面読取部121を停止させた状態で、自動原稿給紙装置100によって原稿102を搬送させながら、流し読みガラス116位置で原稿を読み取る流し読みモードである。第2モードでは、表面読取部121に加えて裏面読取部122を使用することにより、原稿の表面の画像に加えて裏面の画像を読み取ることができる。
The
図2は、図1の表面読取部121および裏面読取部122のCISラインセンサの構成例を示す図である。表面読取部121と裏面読取部122は、同じ構成であるため、ここでは表面読取部121の構成を説明し、裏面読取部122の構成の説明は省略する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a CIS line sensor of the front
表面読取部121は、発光部である白色LED201a、201bと、セルフォック(登録商標)レンズアレイ202、受光部である受光素子203を備える読取ユニットである。白色LED201aおよび201bは、原稿102が流し込みガラス116を通過する際に発光して原稿102の表面を照射する。原稿102の表面は、白色LED201aおよび201bによって照射された光を反射する。原稿102の表面による反射光は、拡散光である。拡散光は、セルフォックレンズアレイ202を通り、受光素子203の受光面に集光する。受光素子203は、イメージセンサであり、受光した光を光電変換し、受光量に応じたアナログ電気信号を出力する。
The
図13は、図1の表面読取部121のCISラインセンサの配列を示す図である。表面読取部121と裏面読取部122は、同じ構成であるため、ここでは表面読取部121の構成を説明し、裏面読取部122の構成の説明は省略する。
FIG. 13 is a diagram showing an arrangement of CIS line sensors of the
図13は、図2の受光素子203の配列を示す。ラインセンサは、受光素子203が主走査方向に解像度に応じた数だけ一列に配置された受光素子列である。複数のラインセンサは、副走査方向にずらして配置されている。表面読取部121は、複数の受光素子203を主走査方向に並べた受光素子列を、主走査方向に直交する副操作方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する。裏面読取部122も表面読取部121と同様である。
FIG. 13 shows the arrangement of the
図13では、R(赤)の画像を読み取る受光素子203のライン、G(緑)の画像を読み取る受光素子203のライン、B(青)の画像を読み取る受光素子203のラインからなる。そのために、3ラインの受光素子203には、それぞれ、受光面上にR、G、Bのカラーフィルタが塗布されている。これによって、原稿102による拡散光が色分解されて、各受光素子203がカラーフィルタを通過した光を受光する。
FIG. 13 includes a line of the
3ラインの受光素子203は、副走査方向にずれて配置されるため、画像読取装置115は、R、G、Bの各色の画像を原稿の同じ位置から同じタイミングで読み取っていないことになる。このため、各ラインの受光素子203から出力された画像信号の位置合わせを行う必要がある。図13の例では、Rに対してGが1画素分、Bが2画素分だけ副走査方向にずらすことでRGBの位置合わせを行うことができる。
Since the
図13に示すように、ラインセンサは、原稿102の主走査方向に解像度に応じた個数の受光素子203を副走査方向(搬送方向)に複数ライン備える。例えば、ラインセンサは、主走査方向に7500画素分の受光素子203を副走査方向に3ライン備える。3ラインの受光素子203は、副走査方向に600dpi、1画素ずつずれた状態で配置される。各ラインの受光素子203上にはカラーフィルタが塗布されている。第1ラインの受光素子203には、Rの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。第2ラインの受光素子203には、Gの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。第3ラインの受光素子203には、Bの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。
As shown in FIG. 13, the line sensor includes a plurality of lines of
図3は、画像読取装置115の制御部の構成例を示す図である。画像読取装置115は、CPU(Central Processing Unit)301、不揮発性メモリ302、操作部303、画像処理部306、パラレル/シリアル変換部310、および画像出力コントローラ311を備える。CPU301および画像処理部306には、表面読取部121および裏面読取部122が接続される。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a control unit of the
CPU301は、不揮発性メモリ302に格納されたプログラムを実行することで、自動原稿給紙装置100および画像読取装置115の動作を制御する。操作部303は、原稿102の両面読取モードの設定、読取解像度の設定、および読み取った画像を表す画像データの送信先の設定等を行うためのユーザーインターフェースである。操作部303により入力された内容は、CPU301に送信される。
The
画像処理部306は、表面読取部121および裏面読取部122によって読み取られた画像データを取得し、所定の画像処理を行って出力する。画像処理部306は、A/D変換部304,305、ラインメモリ307、シェーディング補正部308、および色ずれ補正部209を有する。
The
A/D変換部304および305は、表面読取部121および裏面読取部122によって読み取られたアナログ電気信号をデジタル信号である画像データに変換する。ラインメモリ307は、A/D変換部304および305で変換された画像データを格納するメモリである。
The A /
シェーディング補正部308は、ラインメモリ307に格納されたR、G、Bの各色の読取データに対して、光量の不均一性や受光素子203ごとの感度差の影響を補正するシェーディング補正処理を行う。シェーディング補正処理では、不図示の白色基準板を読み取ることによって得られたシェーディング係数を用いて補正処理を行う。
The
色ずれ補正部309は、読み取られたR、G、Bの画像データに対して、読取位置を合わせる色ずれ補正処理を行う。色ずれ補正処理では、整数画素分の色ずれを補正する処理と非整数画素分の色ずれを補正する処理を行う。ここでは、例えば1×3(主走査×副走査)のウィンドウサイズを持ったフィルタ処理によって補正を行う。ここで、副走査方向3画素分の画像データをPV1、PV2、PV3、重み係数をw1、w2、w3とした場合、フィルタ処理後の画素値PV2'は、式(1)によって算出される。
PV2'=(PV1×w1+PV2×w2+PV3×w3)/(w1+w2+w3) ・・・(1)
The color
PV2'= (PV1 x w1 + PV2 x w2 + PV3 x w3) / (w1 + w2 + w3) ... (1)
パラレル/シリアル変換部310は、各色の読取データをシリアルデータに変換して画像出力コントローラ311に送信する。画像出力コントローラ311は、シリアルデータに変換された読取データを読み取った原稿102の画像を表す画像データとして出力する。
The parallel /
図4は、画像読取装置115の制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは、不揮発性メモリ302に格納され、CPU301によって実行される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of the
ステップS401では、CPU301は、操作部303で設定された情報を取得し、読取条件を取得する。例えば、CPU301は、操作部303で設定された解像度設定等の情報を取得する。
In step S401, the
ステップS402では、CPU301は、ステップS401で取得した解像度情報を判定する。CPU301は、解像度情報が600dpiの場合(S402のYES)には、ステップS403に進み、解像度情報が300dpiの場合(S402のNO)には、ステップS406に進む。
In step S402, the
ステップS403では、CPU301は、自動原稿給紙装置100に対して、600dpi用の搬送速度設定(通常モード)で原稿給紙の開始を指示する。
In step S403, the
ステップS404では、CPU301は、時刻TnでR,G、Bの各色のラインセンサに対して、同時に読取開始を指示する。
In step S404, the
図5は、図13に示すラインセンサを用いて、原稿読取を行う際の読取開始を指示するリセットパルスと、リセットパルスを検知し、R、G、Bの受光素子203が蓄電するタイミングを示している。図中のR、G、Bの受光素子203は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。R、G、Bの受光素子203は、時刻Tnでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。このため、図5に示すように、R、G、Bの受光素子203は、時刻Tnでリセットパルスを検知し、蓄電を行うハイレベル状態までに遅延期間が発生している。図5中に示す時刻TnからTn+1の区間が副走査1画素の電荷となる。
FIG. 5 shows a reset pulse instructing the start of scanning when scanning a document using the line sensor shown in FIG. 13 and a timing at which the reset pulse is detected and the
ステップS405では、CPU301は、原稿102の読取が終了したかを判定する。CPU301は、原稿102の読取が終了していない場合には、ステップS404に戻り、次ラインの読取を指示する。CPU301は、原稿102の読取が終了した場合には、図4のフローチャートの処理を終了する。
In step S405, the
図6(a)〜(c)を用いて、600dpi読取時に生成される画像データについて説明する。図6(a)は、原稿102が600dpi、4画素周期の黒線を読み取る場合の600dpi読取時のサンプリング位置の一例を示す図である。矢印601は、時刻TnからTn+1の期間で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。図13で示したように、ラインセンサは、Rに対しGが600dpi1画素、Rに対しBが600dpi2画素分副走査方向にずれて配置されている。このため、矢印601のように、同一時刻で読み込まれる画像位置がずれることとなる。
The image data generated at the time of reading 600 dpi will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (c). FIG. 6A is a diagram showing an example of sampling positions at the time of reading 600 dpi when the
図6(b)は、読み取られた信号値をA/D変換部304および305でデジタル信号に変換された色ずれ補正前のR、G、Bの各色の信号値を示す図である。信号値は、縦軸が輝度値であり、横軸は副走査位置を示している。図6(b)の矢印601は、図6(a)で示した矢印601と同一時刻で読み取られた画像位置を示している。原稿102の黒線部分を読み取った信号値が600dpi、1画素分ずつ遅延していることが分かる。図6(b)の矢印601の部分では、Rの信号値が低く、G、Bの信号値が高い状態となり、R≠(G=B)となる。このため、原稿102では、黒線であった箇所が有彩色となってしまい、画像品位が低下する。
FIG. 6B is a diagram showing signal values of each color of R, G, and B before color shift correction, in which the read signal values are converted into digital signals by the A /
図6(c)は、図6(b)の信号値に対し、色ずれ補正部309で整数画素分の色ずれ補正を行った結果を示す図である。図6(c)の信号値は、図6(b)の信号値に対し、Rを基準にGを1画素分、Bを2画素分補正した画像となり、R、G、Bの信号の色ずれが補正され、黒線の原稿を再現することが出来る。
FIG. 6 (c) is a diagram showing the result of performing color shift correction for an integer pixel by the color
次に、図7(a)〜(d)と図8(a)〜(d)を用いて、図13に示すラインセンサを用いて300dpi読取を行う際に、R、G、Bの各色のラインセンサで同時に読取開始を行った場合の画像データの一例を説明する。 Next, when 300 dpi reading is performed using the line sensor shown in FIG. 13 using FIGS. 7 (a) to 7 (d) and 8 (a) to 8 (d), the colors of R, G, and B are displayed. An example of image data when reading is started simultaneously by the line sensor will be described.
図7(a)は、原稿102が600dpi、4画素周期の黒線を読み取る場合の300dpi読みのサンプリング位置の一例を示す図である。図7(a)中の矢印701は、時刻TnからTn+1で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。例えば、ラインセンサは、Rに対しGが600dpi1画素、Rに対しBが600dpi2画素分副走査方向にずれて配置されている。この構成のラインセンサで300dpi読み取りを行った場合、R、Bに対し、Gのラインセンサは300dpi、0.5画素ずれた位置を読み取ることとなる。
FIG. 7A is a diagram showing an example of sampling positions for reading 300 dpi when the
図7(b)は、読み取られた信号値をA/D変換部304および305でデジタル信号に変換された色ずれ補正前の信号値を示す図である。図7(b)の矢印701は、図7(a)で示した矢印701と同一時刻で読み取られた画像位置を示している。原稿102の黒線部分を読み取った信号値が、Rに対しBは300dpi、1画素ずれた信号となるがRに対しGは300dpi、0.5画素ずれた状態となっている。
FIG. 7B is a diagram showing a signal value before color shift correction in which the read signal value is converted into a digital signal by the A /
図7(c)は、図7(b)に対し、色ずれ補正部309で整数画素分の色ずれ補正を行った結果を示す図である。図7(c)の信号値は、図7(b)の信号値に対し、Rを基準にBを300dpi、1画素分補正している。この状態では、Gの信号値が300dpi、0.5画素ずれた状態となっているため、矢印701の部分が(R=B)≠Gとなり、有彩色となってしまう。
FIG. 7 (c) is a diagram showing the result of performing color shift correction for an integer pixel by the color
図7(d)は、図7(c)に対し、色ずれ補正部309でGの信号値に対し300dpi、0.5画素分の色ずれ補正を行った状態を示す図である。0.5画素の色ずれ補正は、式(1)を用いた場合、次式の重み付係数を用いて補正を行う。
PV2'=(PV1×0+PV2×64+PV3×64)/128
FIG. 7 (d) is a diagram showing a state in which the color
PV2'= (PV1 x 0 + PV2 x 64 + PV3 x 64) / 128
色ずれ補正処理により、矢印701の部分のR、G、Bの信号値がR=G=Bとなり、R、G、Bの色ずれは補正されるが、補正処理による平滑化効果により生成される画像データにボケが発生し、画像品位が低下する。
By the color shift correction process, the signal values of R, G, and B in the portion of
図8(a)は、原稿102が600dpi、1.5画素周期の黒線を読み取る場合の300dpi読みのサンプリング位置の一例を示す図である。図8(a)中の矢印801は、同一時刻で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。
FIG. 8A is a diagram showing an example of a sampling position of 300 dpi reading when the
図8(b)は、A/D変換処理後の信号値を示す図である。図8(c)は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図である。図8(d)は、図8(c)の信号値に対し、Gの信号値に0.5画素の分の色ずれ補正を行った状態を示す図である。 FIG. 8B is a diagram showing a signal value after the A / D conversion process. FIG. 8C is a diagram showing a signal value obtained by performing color shift correction for an integer pixel. FIG. 8D is a diagram showing a state in which the signal value of FIG. 8C is corrected for color shift by 0.5 pixels on the signal value of G.
600dpi、1.5画素周期の黒線は、200dpiの周期性となる。300dpi読み時のナイキスト周波数は150dpiとなるため、200dpiの周期をもつ黒線は解像することが出来ず、折り返し雑音が発生する。GはR、Bと300dpiで0.5画素ずれた位置を読み取っているため、Gに発生する折り返し雑音は折り返し雑音の半周期分ずれた信号が生成される。このため、図8(d)に示すように、0.5画素分の色ずれ補正処理を行ってもR=G=Bとならず、黒線部分に有彩色の画素が発生する。例えば、ドキュメントリーダーや複写機の画像読取装置では、ACS(Auto Color Select)のように、読み取った原稿がカラーかモノクロかを判別する機能を有している。この機能を有する画像読取装置で300dpi読み取りを行った場合、折り返し雑音による有彩色画素の発生により、ACS機能がモノクロ原稿をカラー原稿と判定してしまう場合がある。 A black line with a period of 600 dpi and a period of 1.5 pixels has a periodicity of 200 dpi. Since the Nyquist frequency at the time of reading 300 dpi is 150 dpi, the black line having a period of 200 dpi cannot be resolved, and aliasing noise is generated. Since G reads the positions shifted by 0.5 pixels from R and B at 300 dpi, the aliasing noise generated in G is generated as a signal shifted by half a cycle of the aliasing noise. Therefore, as shown in FIG. 8D, even if the color shift correction processing for 0.5 pixels is performed, R = G = B does not occur, and chromatic pixels are generated in the black line portion. For example, an image reader of a document reader or a copier has a function of determining whether a scanned document is color or monochrome, such as ACS (Auto Color Select). When 300 dpi reading is performed by an image reading device having this function, the ACS function may determine a monochrome original as a color original due to the generation of chromatic pixels due to aliasing noise.
本実施形態では、上述した画像品位の劣化やACS誤判定を抑制する画像読取装置115を提供する。図4の説明に戻る。
In the present embodiment, the
ステップS402では、CPU301は、解像度情報が300dpiの場合(S402のNO)には、ステップS406に進む。
In step S402, the
ステップS406では、CPU301は、自動原稿給紙装置100に対して、300dpi用の搬送速度設定(高速モード)で原稿給紙の開始を指示する。例えば、CPU301は、600dpiに対して、倍速で原稿給紙を行う。
In step S406, the
ステップS407では、CPU301は、時刻Tnで、R,Bのラインセンサを同時に読取開始する。ステップS408では、CPU301は、時刻Tn'で、Gのラインセンサの読取を開始する。
In step S407, the
図9は、図13に示すラインセンサを用いて、300dpiで原稿読取を行う際の読取開始を指示するR、G、Bごとのリセットパルスと、リセットパルスを検知し、R、G、Bの受光素子203が蓄電するタイミングを示す図である。R、G、Bの受光素子203は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。R、Bの受光素子203は、時刻Tnでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。一方、Gの受光素子203は、時刻Tn'でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。時刻TnからTn+1の区間がR、Bの副走査1画素の電荷となる。また、Gは、Tn'からTn+1'の区間がGの副走査1画素の電荷となる。このように、リセットパルスを各色で独立に制御し、R、Bを300dpiの前半0.5画素、Gを300dpiの後半0.5画素分受光するよう制御する。
In FIG. 9, the line sensor shown in FIG. 13 is used to detect a reset pulse for each of R, G, and B instructing the start of scanning when scanning a document at 300 dpi, and a reset pulse of R, G, and B. It is a figure which shows the timing which the
時刻Tn'は、時刻Tnから300dpi、0.5画素分の読取時間tm分ずれた時刻であり、Tn'=Tn+tmとなる。また、R、Bを300dpiの前半0.5画素、Gを300dpiの後半0.5画素分受光するよう制御しているが、Gを前半0.5画素、R、Bを後半0.5画素受光するよう制御してもよい。 The time Tn'is a time deviated from the time Tn by 300 dpi and a reading time of 0.5 pixels by tm, and Tn'= Tn + tm. Further, R and B are controlled to receive light for the first half 0.5 pixels of 300 dpi and G for the latter half 0.5 pixels of 300 dpi, but G is controlled to receive the first half 0.5 pixels and R and B are controlled to receive the second half 0.5 pixels. It may be controlled to receive light.
CPU301は、制御部であり、リセットパルスにより、R、G,Bの受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する。CPU301は、R、G、Bの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御する。Gの受光素子列は、RおよびBの受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なる。CPU301は、RおよびBの受光素子列が前半0.5画素分受光し、Gの受光素子列が後半0.5画素分受光するように、電荷蓄積タイミングを制御する。
The
ステップS409では、CPU301は、原稿102の読取が終了したか否かを判定する。CPU301は、原稿102の読取が終了していない場合には、ステップS407に戻り、次ラインの読取を行う。CPU301は、原稿102の読取が終了した場合には、図4のフローチャートの処理を終了する。
In step S409, the
次に、図10(a)〜(c)、図11(a)〜(c)を用いて、300dpi読取時で生成される画像データについて説明する。図10(a)は、原稿102が600dpi、4画素周期の黒線を読み取る場合の300dpi読みのサンプリング位置の一例を示す図である。矢印1001は、RおよびBの受光素子203で、図9に示す時刻TnからTn+1で読み取られる位置を示し、Gの受光素子203で、時刻Tn'からTn+1'で読み取られる位置を示している。図10(a)に示すように、R、Gは、同時刻で、同じ位置を読み取る。Bは、300dpi1画素分ずれた位置を読み取る。
Next, the image data generated at the time of reading 300 dpi will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (c) and FIGS. 11 (a) to 11 (c). FIG. 10A is a diagram showing an example of sampling positions for reading 300 dpi when the
このように、RおよびBの受光素子203の受光を300dpiの前半0.5画素分、Gの受光素子203の受光を300dpiの後半0.5画素分とすることにより、R、G、Bの色ずれ補正を整数分の補正で行うことが可能となる。これにより、0.5画素分の色ずれ補正で発生する画像のボケを抑制することが可能となる。
In this way, the light received by the
図10(b)は、A/D変換処理後の信号値を示す図である。図10(c)は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図であり、0.5画素の色ずれ補正による劣化を抑制することが可能となる。 FIG. 10B is a diagram showing a signal value after the A / D conversion process. FIG. 10C is a diagram showing a signal value obtained by performing color shift correction for an integer pixel, and it is possible to suppress deterioration due to color shift correction of 0.5 pixel.
色ずれ補正部309は、図10(c)に示すように、R、G、Bの受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する。その際、色ずれ補正部309は、整数画素分の読取位置ずれ補正を行う。
As shown in FIG. 10C, the color
図11(a)は、原稿102が600dpi、1.5画素周期の黒線を読み取る場合の300dpi読みのサンプリング位置の一例を示す図である。矢印1101は、RおよびBの受光素子203で、図9に示す時刻TnからTn+1で読み取られる位置を示し、Gの受光素子203で、時刻Tn'からTn+1'で読み取られる位置を示している。
FIG. 11A is a diagram showing an example of a sampling position of 300 dpi reading when the
図11(b)は、A/D変換処理後の信号値を示す図である。図11(c)は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図である。600dpi、1.5画素周期の黒線は、300dpi読みでは折り返し雑音が発生するが、R、G、Bで同じ位置を読み取っているため、折り返し雑音もほぼ同じ位置で発生する。このため、図11(c)に示すように、整数分の色ずれ補正を行うことで、有彩色画素の発生を抑制することができ、ACSの誤判定を抑制することが可能となる。 FIG. 11B is a diagram showing a signal value after the A / D conversion process. FIG. 11C is a diagram showing a signal value obtained by performing color shift correction for an integer pixel. The black line with a cycle of 600 dpi and 1.5 pixels causes aliasing noise when reading at 300 dpi, but since the same positions are read at R, G, and B, aliasing noise also occurs at almost the same position. Therefore, as shown in FIG. 11C, it is possible to suppress the generation of chromatic color pixels and suppress the erroneous determination of ACS by performing the color shift correction for an integer.
本実施形態では、300dpi読み時の制御について説明したが、これに限定されるものではない。図12は、図13に示すラインセンサを用いて、200dpiで原稿読取を行う際の読取開始を指示するR、G、Bごとのリセットパルスと、リセットパルスを検知し、R、G、Bの受光素子203が蓄電するタイミングを示す図である。R、G、Bの受光素子203は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。Rの受光素子203は、時刻Tnでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。Gの受光素子203は、時刻Tn'でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。Bの受光素子203は、時刻Tn''でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。時刻TnからTn+1の区間がRの副走査1画素の電荷となる。また、Gは、時刻Tn'からTn+1'の区間がGの副走査1画素の電荷となる。Bは、時刻Tn''からTn+1''の区間がBの副走査1画素の電荷となる。このように、リセットパルスを各色で独立に制御することで、300dpiと同様に、R、G、Bの色ずれ補正を整数分の補正で行うことが可能となる。
In the present embodiment, the control at the time of reading 300 dpi has been described, but the present invention is not limited to this. FIG. 12 uses the line sensor shown in FIG. 13 to detect a reset pulse for each of R, G, and B instructing the start of scanning when scanning a document at 200 dpi, and a reset pulse for each of R, G, and B. It is a figure which shows the timing which the
以上のように、本実施形態によれば、白色光源であっても、複数のラインセンサから出力される画像信号のずれを整数画素の位置合わせで補正可能となり、画像品質の劣化を抑制することが可能な画像読取装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, even with a white light source, the deviation of the image signals output from the plurality of line sensors can be corrected by the alignment of the integer pixels, and the deterioration of the image quality can be suppressed. It is possible to provide an image reading device capable of the above.
CPU301は、ラインセンサが600dpiの読取速度で読み取る場合には、R、G、Bの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じタイミングで制御する。また、CPU301は、ラインセンサが300dpiの読取速度で読み取る場合には、R、G、Bの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御する。
When the line sensor reads at a reading speed of 600 dpi, the
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、R、G、Bのラインセンサの受光タイミングを個別に制御することにより、色ずれ補正を整数分で補正可能とし、画像品質の劣化を抑制する方法について説明した。しかしながら、第1の実施形態の方法では、300dpi読み時の各ラインセンサの受光時間が600dpiの受光時間に対し短くなり、光量が不足する。
(Second embodiment)
In the first embodiment, a method of individually controlling the light receiving timings of the R, G, and B line sensors so that the color shift correction can be corrected by an integer amount and the deterioration of the image quality is suppressed has been described. However, in the method of the first embodiment, the light receiving time of each line sensor at the time of reading 300 dpi is shorter than the light receiving time of 600 dpi, and the amount of light is insufficient.
図16は、白レベルを調整するゲイン調整の一例を示す図である。光量が不足した場合、原稿102を読み取った際に得られる輝度値が低くなるため、シェーディング補正部308は、光量の不均一性や受光素子203ごとの感度差の影響を補正すると同時に白レベルを調整するゲイン調整を行う。
FIG. 16 is a diagram showing an example of gain adjustment for adjusting the white level. When the amount of light is insufficient, the brightness value obtained when the
シェーディング補正部308は、読み取られた信号に図16に示すようなゲイン処理等を行った場合、入力in1、in2に対する出力out1、out2の差分より処理後の出力out1'、out2'の差分のほうが大きくなる。このため、S/N(Signal/Noise)が悪化し、画像品質が低下する。
When the
第2の実施形態では、300dpi読み時に光量が不足し、S/Nが悪化した場合に、ノイズ除去用のスムージング処理を行う方法について説明する。以下、図14と図15を用いて、原稿読み取りの制御について説明する。 In the second embodiment, when the amount of light is insufficient at the time of reading 300 dpi and the S / N deteriorates, a method of performing a smoothing process for noise removal will be described. Hereinafter, control of document scanning will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
図14は、第2の実施形態による画像読取装置115の制御部の構成例を示す図である。図14は、図3に対して、スムージング処理部1401を追加したものである。スムージング処理部1401は、画像処理部306内に設けられる。以下、第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a control unit of the
スムージング処理部1401は、色ずれ補正部309によって生成されたデータに対して、フィルタ処理によってノイズ除去を行う。スムージング処理部1401は、ノイズ除去フィルタとして、高周波ノイズを抑制するため、ローパスフィルタを用いる。例えば、スムージング処理部1401は、バイラテラルフィルタを用いてノイズ除去を行う。バイラテラルフィルタは、以下の式(2)により表される。
The smoothing
ここで、wはカーネルサイズ、σ1はガウシアンフィルタの制御値、σ2は輝度差の制御値である。σ1を小さくするほど平滑化効果が小さいなり、σ1を大きくするほど平滑化効果が大きくなる。また、σ2を大きくするとエッジに対する平滑化効果が大きくなり、σ2を小さくするとエッジに対する平滑化効果は小さくなるが、ノイズ除去効果も弱くなる。 Here, w is the kernel size, σ 1 is the control value of the Gaussian filter, and σ 2 is the control value of the luminance difference. The smaller σ 1 is, the smaller the smoothing effect is, and the larger σ 1 is, the larger the smoothing effect is. Further, when σ 2 is increased, the smoothing effect on the edge is increased, and when σ 2 is decreased, the smoothing effect on the edge is decreased, but the noise removal effect is also weakened.
図15は、第2の実施形態による画像読取装置115の制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは、不揮発性メモリ302に格納され、CPU301によって実行される。図15は、図4に対して、ステップS1501およびS1502を追加したものである。以下、図15が図4と異なる点を説明する。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a control method of the
ステップS402では、解像度情報が600dpiの場合(S402のYES)には、ステップS1501に進み、解像度情報が300dpiの場合(S402のNO)には、ステップS1502に進む。 In step S402, if the resolution information is 600 dpi (YES in S402), the process proceeds to step S1501, and if the resolution information is 300 dpi (NO in S402), the process proceeds to step S1502.
ステップS1501では、CPU301は、600dpi用の弱いスムージング処理用係数をスムージング処理部1401に設定し、設定処理を終了する。
In step S1501, the
ステップS1502では、CPU301は、300dpi用の強いスムージング処理用係数をスムージング処理部1401に設定し、設定処理を終了する。
In step S1502, the
スムージング処理部1401は、平滑化部であり、色ずれ補正部309により補正された読取データに対して、ラインセンサが600dpiの読取速度で読み取る場合と300dpiの読取速度で読み取る場合とでは、異なる係数で平滑化を行う。スムージング処理部1401は、例えば、バイラテラルフィルタを用いて平滑化を行う。
The smoothing
ここで、300dpi用の強いスムージング処理用係数は、例えば、式(2)におけるσ1を600dpi用の弱いスムージング処理係数より大きくする、または、σ2を600dpi用の弱いスムージング処理係数より大きくするように設定すればよい。また、σ1とσ2のどちらも変更するように設定してもよい。 Here, the coefficient for strong smoothing processing for 300 dpi is such that, for example, σ 1 in the equation (2) is made larger than the weak smoothing processing coefficient for 600 dpi, or σ 2 is made larger than the weak smoothing processing coefficient for 600 dpi. It should be set to. Further, both σ 1 and σ 2 may be set to be changed.
また、エッジを保持しつつノイズ除去効果を高めたい場合、バイラテラルフィルタを複数配置し、300dpi読み時にバイラテラルフィルタを複数繰り返し処理することによりノイズを除去する構成としてもよい。 Further, when it is desired to enhance the noise removing effect while maintaining the edge, a plurality of bilateral filters may be arranged, and the noise may be removed by repeatedly processing a plurality of bilateral filters at the time of reading 300 dpi.
以上のように、本実施形態によれば、300dpi読み時に600dpi読みに対して光量が不足してしまった場合であっても、読取解像度に応じてスムージング処理を変更することにより、ノイズを適切に除去し、画像品質の劣化を抑制することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even if the amount of light is insufficient for 600 dpi reading during 300 dpi reading, noise can be appropriately reduced by changing the smoothing process according to the reading resolution. It can be removed and the deterioration of image quality can be suppressed.
第1および第2の実施形態によれば、画像読取装置115は、白色光源であっても、複数のラインセンサから出力される画像信号のずれを整数画素の位置合わせで補正可能とし、画像品質の劣化を抑制することができる。
According to the first and second embodiments, the
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that all of the above embodiments merely show examples of embodiment in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.
121 表面読取部、122 裏面読取部、301 CPU、302 不揮発性メモリ、303 操作部、308 シェーディング補正部、309 色ずれ補正部 121 Front surface reader, 122 Back surface reader, 301 CPU, 302 Non-volatile memory, 303 Operation unit, 308 Shading correction unit, 309 Color shift correction unit
Claims (11)
前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御手段と、
前記読取手段により生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを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。 A reading means that has a plurality of light receiving element rows in which a plurality of light receiving elements are arranged in the first direction in a second direction orthogonal to the first direction, and reads an image of an object to generate reading data. ,
A control means for independently controlling the charge accumulation timing of the plurality of light receiving element sequences, and
An image reading device comprising a correction means for correcting a reading position deviation of reading data of the plurality of light receiving element trains generated by the reading means.
前記第2の受光素子列は、前記第1および第3の受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像読取装置。 The plurality of light receiving element rows include a first light receiving element row, a second light receiving element row, and a third light receiving element row.
The image reading device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second light receiving element row has a different charge accumulation timing from the first and third light receiving element rows.
前記第2の受光素子列には、緑のカラーフィルタが塗布され、
前記第3の受光素子列には、青のカラーフィルタが塗布されていることを特徴とする請求項5または6に記載の画像読取装置。 A red color filter is applied to the first light receiving element row.
A green color filter is applied to the second light receiving element row.
The image reading device according to claim 5 or 6, wherein a blue color filter is applied to the third light receiving element row.
前記読取手段が第1の読取速度で読み取る場合には、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じタイミングで制御し、
前記読取手段が第2の読取速度で読み取る場合には、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像読取装置。 The control means
When the reading means reads at the first reading speed, the charge accumulation timings of the plurality of light receiving element trains are controlled at the same timing.
The invention according to any one of claims 1 to 7, wherein when the reading means reads at a second reading speed, the charge accumulation timings of the plurality of light receiving element rows are controlled at timings that are not the same. Image reader.
前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御ステップと、
前記読取ステップで生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する補正ステップと
を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。 A reading step in which a plurality of light receiving element rows in which a plurality of light receiving elements are arranged in the first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction, and reading data is generated by reading an image of an object. ,
A control step that independently controls the charge accumulation timing of the plurality of light receiving element sequences, and
A control method for an image reading device, which comprises a correction step for correcting a reading position deviation of reading data of the plurality of light receiving element trains generated in the reading step.
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