JP2502521B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シェーディング（光源や撮像系のむら）の
補正機能を備えた画像読取装置に関するものである。

更に詳述すれば、本発明は、シェーディングを考慮し
て２値化処理を行う画像読取装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、アナログ画像信号を適当なレベルで２値化
する画像処理において、シェーディングを考慮して２値
化レベルを場所によって変えることが知られている（テ
レビジョン学会編、「テレビジョン・画像工学ハンドブ
ック」第514頁）。すなわち、蛍光灯やレンズにおける
光量のばらつき（周辺の光量が低下する）に対処するた
めに、一定スライスレベルで２値化するのではなく、当
該光量のばらつきに対応して、スライスレベルを決定す
るものである。

更に、かかる従来の２値化処理について詳述する。

第６図（Ａ）には、１ラインのビデオ信号波形（直流
再生した後の波形）と一定のスライスレベルが図示され
ている。ここで、２値化用スライスレベルは、例えばビ
デオ信号におけるピーク電圧の６割程度の値に設定され
る。そして、図示された有効読取幅を有するものとする
と、（ア）で示された区間は、実際は白の領域であるに
も拘らず黒であると判断されてしまう。

そこで、このような不都合を回避するため、原稿が読
取位置に到達する前に全白の画像を予め読み取り、この
ビデオ波形をメモリに記憶する。そして、第６図（Ｂ）
に示すように、メモリに記憶したビデオ波形に基づいて
可変的なスライスレベルを決定することが行われてい
る。

実際のファクシミリ装置などでは、伝送すべき原稿が
読取位置に到達する直前に基準となる白板をスキャンし
て全白信号を読み取り（以後、プリスキャンと呼ぶ）、
その時の光量分布に対応したビデオ波形を記憶する。そ
して、この記憶したビデオ波形を基準にして、スライス
レベルを決定している。

第７図（Ａ）は、上述した原稿が読取位置の手前にセ
ットされている時の状態を示す図である。本図に示す１
は、プリスキャンを行う時に使用される基準の白板であ
る。この基準白板１は斜線で示す部分が全白となってい
る。

また、２は蛍光灯、３は原稿である。複数枚の原稿が
セットされている時は、各ページを読み終わった後に再
びプリスキャンが行われる。その理由は、蛍光灯の光量
および光量分布は蛍光灯管壁の温度（すなわち、蛍光灯
を点灯してからの経過時間）により大きく変化するため
である。このような理由から、各ページの読み取りを行
うのに先立ってプリスキャンを行い、２値化スライスレ
ベルを修正する必要がある。

しかし、第７図（Ｂ）に示すように原稿が読取位置を
越えて深く挿入されているときは基準白板１が覆われて
しまうので、プリスキャンを行うことができない。この
ようにプリスキャンの実行が不能となる状態は、伝送す
べき原稿の第１頁目に多く生じる。

そこで、このような状態が生じた場合には、先に行わ
れた画像伝送時の最終ページに関して行われたプリスキ
ャンデータに基づいて、２値化スライスレベルを決定す
ることが行われていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、先の画像伝送が長時間にわたって行われた
場合には、当該画像伝送に際して行われた最終プリスキ
ャンは、蛍光灯（光源）が十分に温まっているときの全
白データを提供することになる。

しかも、先に行われた画像伝送と、その後に行われた
画像伝送との間隔が長期にわたる場合には蛍光灯が完全
に冷えきってしまう。

従って、蛍光灯が冷えてしまっているときにプリスキ
ャンが行えない状態（第７図（Ｂ）参照）にあると、先
に行われたプリスキャンのデータを基準としてスライス
レベルを決定したとしても、適正な２値化を行うことが
できない。

このように従来の画像読取位置にあっては、光源（例
えば蛍光灯）の光量および光量分布は管壁の温度に依存
して大幅に変化するため、プリスキャンが行えないとき
には適当なスライスレベルを設定することができないと
いう欠点がみられた。

よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、原稿の装着
状態に拘りなく常に適正なスライスレベルを設定し得る
よう構成した画像読取装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明に係る画像読取
装置は、原稿画像の読み取りに先立ってあらかじめ読取
位置にある基準白色部材を読み取ることにより補正デー
タを記憶するプリスキャン処理を行い、記憶された前記
補正データを用いて前記原稿画像を読み取った画像信号
の補正を行う画像読取装置において、原稿が前記読取位
置にセットされた後、該原稿画像の読み取りが終了する
までの第１の時間の経過を測定して第１出力を出力する
第１タイマ手段と、前記第１出力が得られてから次の読
み取り動作が選択されるまでの時間が所定の第２の時間
以上経過した場合には第２出力を出力する第２タイマ手
段と、前記第１出力および第２出力が出力されたことを
検知し、かつ前記原稿が前記読取位置にセットされてい
ないことを条件として、前記プリスキャン処理を行う制
御手段とを具備したものである。

［実施例］ 第１図は、本発明に係る画像読取装置の全体構成図で
ある。本装置は、原稿画像の読み取りに先立ってプリス
キャン処理を行う画像読取装置であり、伝送すべき原稿
の読み取り動作時間が所定時間を経過したときに第１出
力を送出する第１タイマ手段Ａと、前記原稿の読み取り
終了後、所定の休止期間が経過したときに第２出力を送
出する第２タイマ手段Ｂと、前記第１出力および第２出
力が出力されたことを検知し、原稿が読み取り位置に装
着されていないことを条件として、前記プリスキャン処
理を行う制御手段Ｃとを具備する。

第２図は、本発明を適用した画像読取装置の一実施例
を示す概略構成図である。本図において、１はプリスキ
ャンを行う時に使用する基準の白板であり、斜線部側の
面が白くなっている。

２は蛍光灯、３は原稿である。

４は、原稿の先端を検出するDES（ドキュメント・エ
ッジ・センサ）である。このDES4の上に原稿がセットさ
れていない時には信号線4aに信号レベル「０」の信号を
出力し、またDES4の上に原稿がセットされている時には
信号線4aに信号レベル「１」の信号を出力する。

５は、原稿がセットされているか否かを検出するDS
（ドキュメント・センサ）である。このDS5の上に原稿
がセットされていない時には信号線5aに信号レベル
「０」の信号を出力し、またDS5の上に原稿がセットさ
れている時には信号線5aに信号レベル「１」の信号を出
力する。通常、DS5により原稿が原稿台にセットされて
いるか否かを検出する。原稿がセットされている場合に
は、その原稿がDES4を覆う位置までフィードし、プリス
キャンを行う。その後、DES4から読取位置までの距離は
既知であるので、その長さだけ原稿をフィードし、読取
動作を開始する。

また、DS5およびDES4の両方を原稿が覆っている時は
原稿がどこまで挿入されているか判らないので、プリス
キャンを行い得ないものと判断する。

６は、反射ミラーである。

７は、蛍光灯およびレンズの光量分布のばらつきを光
学的に補正するシェーディング板である。

８は、レンズである。

９はイメージセンサであり、本実施例においてはCCD
を用いる。このCCDの出力信号は、信号線9aに出力され
る。

第３図は、第２図に示した実施例の電気制御回路を示
すブロック図である。なお、本図に示す４および５は、
それぞれ第２図に示したDESおよびDSと同じである。

また、10は各種のタイミングパルスを発生するタイミ
ング回路である。このタイミング回路10は、信号線10a
に対し転送パルスφ１およびφ２、シフトパルスSH,リ
セットパルスRS,サンプリングパルスｓ、暗時出力が
でている間アクティブとなる直流再生用信号▲
▼、RAMのアドレスを指定するアドレスデータを出力す
る。

11は駆動回路であり、C²MOSあるいはTTLのレベルで作
ったパルスをCCD駆動レベルに変換し、CCD（イメージセ
ンサ）９にパルスを供給する。

12は、CCDの出力信号を増幅する増幅回路である。信
号線12aには、増幅されたCCD出力信号が出力される。

13は、サンプル／ホールド回路である。すなわち、信
号線12aに出力されている信号には画信号（光信号）以
外の信号（例えば、リセット信号や暗時出力信号）が含
まれているので、画信号（光信号）が出力されているタ
イミングにてデータをサンプルし、ホールドする機能を
果たす。従って信号線13aには、アナログの光信号成分
のみが出力される。

14は直流再生回路であり、信号線13aに出力されてい
る信号の直流成分を補正し、暗時出力レベルがグランド
レベルとなるようにする機能を果たす。信号線14aに
は、直流再生した信号が出力される。

15はピークホールド回路であり、信号線14aに出力さ
れている信号のピーク値をホールドする。そして、ピー
クホールドされた信号は信号線15aに出力される。

16は、後に詳述する充放電機能を備え、プリスキャン
により記憶した白波形と相似の信号波形を出力するシェ
ーディング補正回路である。但し、出力信号のピーク値
はピークホールド回路15の出力信号15aに応じて変化す
る。

17は電圧比較回路であり、信号線14aに出力されてい
る信号と信号線16aに出力されている信号を入力し、信
号線14aに出力されている信号レベルが信号線16aに出力
されている信号レベルより大きい時は、信号線17aに信
号レベル「０」の信号を出力する。この信号レベル
「０」がマルチプレクサ回路20を介して信号線20aに出
力されると、シェーディング補正回路15は充電動作を行
う。また、RAM19もこのデータ「０」を記憶する。な
お、ラインの先頭においてはタイミング回路10から送出
される信号▲▼によりグランドレベルの信号14
aが出力されるため、ラインの先頭では、信号線16aにグ
ランドレベルの信号が出力される。

18は後に説明する遅延回路、19は上述したRAM（ラン
ダム・アクセス・メモリ）である。

20はマルチプレクサである。このマルチプレクサ20は
信号線18aの信号を入力し、その信号レベルが「０」で
ある時は信号線19aの信号を信号線20aに出力し、他方、
信号線18aの信号レベルが「１」である時は信号線17aの
信号を信号線20aに出力する。このことにより、バッテ
リバックアップされているRAM19は、全白のビデオ信号
を再現するためのデータを記憶する。

21は分圧回路であり、信号線16aに出力されている信
号レベルの６割程度の信号レベルを信号線21aに出力
し、スライスレベルを決定する。

22は電圧比較回路であり、信号線14aに出力されてい
る直流再生した後のビデオ信号と、信号線21aに出力さ
れている電気的シェーディング補正を行ったスライスレ
ベルとを入力し、２値化を行う。すなわち、信号線14a
の信号レベルが信号線21aの信号レベルより大きいとき
（白信号であるとき）は、信号線22aには信号レベル
「０」の信号が出力される。また、信号線14aの信号レ
ベルが信号線21aの信号レベルより小さいとき（黒信号
であるとき）は、信号線22aには信号レベル「１」の信
号が出力される。

23は信号処理回路であり、信号線22aに出力されてい
る２値化された信号を入力し、各種の信号処理（本発明
とは直接関係がない）を行う。

24は制御回路であり、ある読取動作が所定時間（ａ）
以上行われた後に、ある所定時間（ｂ）以上の読取休止
期間が経過したとき、原稿が読取位置に達していないこ
とを条件として、自動的にプリスキャン動作を実行させ
る機能を有する。

次に、プリスキャン動作を行い、ビデオ信号を、RAM1
9に記憶する手順について説明する。ここで、RAM19に記
憶されるデータは、全白を表すビデオ信号を再現できる
ものでなくてはならない。例えば、原稿がA3サイズの場
合に８画素/mmの密度で読みとるためには、2592画素のC
CDを用いてビデオ信号を得ることが必要である。その各
画素に対し、８ビットのデータを格納するとすれば、各
画素に対して256通りのレベルを設定することができ
る。本実施例においては、ビデオ信号のピーク電圧を基
にして、ある時定数の充電および放電を繰り返す（差分
データを供給する）ことにより、全白を表すビデオ信号
を再現させている。従って、この場合には、2592×１ビ
ットのRAMがあればよい。

全白のビデオ信号を記憶する時は、まず制御回路24が
信号線24aにプリスキャン開始パルス▲▼を
発生する。すると、遅延回路18は信号線18aに信号レベ
ル「１」の信号を出力する。更に、信号線10aにシフト
パルスSHが２個送出された時、遅延回路18は信号線18a
に信号レベル「０」の信号を出力する。ここで、信号線
18aに出力されている信号「０」である時は、RAM19から
全白のビデオ信号を再現するためのデータが出力され
る。また、信号線18aに出力されている信号が「１」で
ある時は、RAM19に対し全白のビデオ信号を再現するた
めのデータを入力する。すなわち、上述したプリスキャ
ン開始パルス▲▼が送出され、さらにシフト
パルスSHが発生された後、次にシフトパルスSHが発生さ
れるまでの間のデータ（信号線17aに出力されている）
をRAM19に入力する。

第４図は、プリスキャン時の直流再生波形およびRAM1
9に記憶される波形を示す図である。本図中、（ア）の
ポイントにおいては信号線14aに出力されている信号が
信号線16aに出力されている信号よりも大きいので、RAM
19には「０」というデータが記憶される。それと共に、
信号線20aにも信号レベル「０」の信号が出力されるの
で、充電動作が行われる。一方、（イ）のポイントにお
いては信号線14aに出力されている信号が信号線16aに出
力されている信号よりも小さいので、RAM19には「１」
というデータが記憶されると共に、信号線20aにも信号
レベル「１」の信号が出力されるので放電動作が行われ
る。例えば、A3原稿を読み取るために必要な画素数を25
92ドットとすると、各々の画素位置に対して「０」（す
なわち、充電動作を行う）あるいは「１」（すなわち、
放電動作を行う）を対応させ、これをRAM19に記憶させ
る必要がある。このためのアドレスデータは、信号線10
aに出力されている。

次に、RAM19に記憶されたデータを読み出し、プリス
キャン時に記憶した全白波形の相似波形を信号線16aに
出力する手順を述べる。但し、いま読み取っている画像
信号のピーク値を考えているため、そのピーク値は変動
する。

信号線18aには信号レベル「０」の信号が出力される
ため、マルチプレクサの出力信号線20aには、信号線19a
上の信号が出力される。そして、１ラインの各ビットに
対応してデータ「０」あるいはデータ「１」が出力され
る。この時、シェーディング補正回路16は信号線20aに
出力されている信号に従って内蔵コンデンサの充放電を
行うので、信号線16aにはプリスキャン時に記憶した全
白波形の相似波形が出力される（すなわち、電気的シェ
ーディング補正が可能になる）。

第５図は制御回路24が実行すべき制御手順を示す流れ
図である。

ステップS30は、制御の開始を表している。

ステップS32においては、“読取動作が所定時間
（ａ）以上行われたか否か”を表わすフラグLONGRDをク
リアする。

ステップS34においては、オペレーション部より読取
動作が選択されたか否かが判断される。読取動作が選択
されると、ステップS36に進む。また、読取動作が選択
されていないときには、ステップS58に進む。

ステップS36においては、原稿が有るか否かが判断さ
れる。原稿がない場合は、エラー処理（ステップS38）
を行った後、ステップS34に進む。また、原稿が有る場
合は、ステップS40に進む。

ステップS40においては、DES4の上に原稿がセットさ
れているか否かが判断される。DES4に原稿がセットされ
ている時は、プリスキャン動作を行わないので、ステッ
プS46に進む。また、DES4に原稿がセットされていない
時は、ステップS42に進む。

ステップS42においては、DES4まで原稿の頭出しを行
い、その頭出しが終了した後にステップS44に進む。

ステップS44においては、信号線24aに▲▼
パルスを発生してプリスキャンを行う。但し、所定の時
間だけ蛍光灯の予熱を行い、その後に蛍光灯を点灯し、
所定時間が経過してからプリスキャンを行う。

ステップS46においては、LONGRDフラグをクリアす
る。

ステップS48においては、読取動作が所定時間（ａ）
以上行われたか否かを測定するため、タイマーT1に
（ａ）をセットする。

ステップS50においては、読取動作が完了したか否か
が判断される。読取動作が完了していないときには、ス
テップS52に進む。また、読取動作が完了しているとき
には、ステップS56へ進む。

ステップS52においては、上述のタイマーT1がタイム
オーバーしたか否かが判断される。タイマーT1がタイム
オーバーしたときには、ステップS54に進む。また、タ
イマーT1がタイムオーバーしていないときには、ステッ
プS50に進む。

ステップS54においては、読取動作が所定時間（ａ）
以上行われたので、フラグLONGRDに「１」をセットす
る。

ステップS56においては、読取動作終了後ある所定時
間（ｂ）以上経過したか否かを測定するため、タイマー
T1に（ｂ）をセットする。

ステップS58においてはフラグLONGRDが「０」である
か否か（すなわち、読取動作が所定時間（ａ）以上行わ
れているか否か）が判断される。フラグLONGRDが「０」
である場合（すなわち、読取動作が所定時間（ａ）以上
行われていない場合）は、ステップS34に進む。他方、
フラグLONGRDが「０」でない場合（すなわち、読取動作
が所定時間（ａ）以上行われた場合）は、ステップS60
に進む。

ステップS60においては、タイマーT1がタイムオーバ
ーしたか否かが判断される。タイマーT1がタイムオーバ
ーすると、ステップS61に進む。このステップS61に進む
場合は、読取動作が所定時間（ａ）以上行われ、且つ、
読取動作終了後ある所定時間（ｂ）以上経過したときで
ある。また、タイマーT1がタイムオーバーしていないと
きには、ステップS34に進む。

ステップS61では、原稿が読取位置にセットされてい
るか否か（すなわち、DESが１であるか否か）が判断さ
れる。原稿が読取位置にセットされている場合（すなわ
ち、DESが「１」である場合）は、ステップS64に進む。
また、原稿が読取位置にセットされていない場合（すな
わち、DESが「０」である場合）は、ステップS62に進
む。

ステップS62では、プリスキャン動作を行う。これは
ステップS44のプリスキャン動作と同様である。

ステップS64においては、フラグLONGRDをクリアす
る。

なおこれまで述べた実施例においては、１画素毎のCC
D出力に対して１ビットの差分データを対応させる構成
としたが、各画素のCCD出力に対してｎビット（ｎ≧
２）のデータを対応させ、その後にD/A変換を行うよう
にすることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したとおり本発明では、原稿が読取位置にセ
ットされた後、原稿画像の読み取りが終了するまでの第
１の時間の経過を測定して第１出力を出力し、さらに、
この第１出力が得られてから次の読み取り動作が選択さ
れるまでの時間が所定の第２の時間以上経過した場合に
は第２出力を出力し、これら第１出力および第２出力が
出力されたことを検知したうえで、原稿を読取位置にセ
ットする前にプリスキャン処理を行うように構成した。

このように構成したことで、原稿の読み取りが終了し
てから次の原稿の読み取り動作が選択されるまでの間隔
が空いてしまい、装置が前回の原稿読取時とは異なった
状態になっているにも拘らず、次の原稿が基準白色部材
にかかっているためにプリスキャン処理が行えない場合
にも、あらかじめ記憶された補正データを用いて画像信
号を適正なスライスレベルにより２値化し、良好な読取
画像を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画素読取装置の全体構成図、 第２図および第３図は本発明の一実施例を示す図、 第４図はプリスキャン時の直流再生信号とRAMに記憶さ
れる信号との関係を示す波形図、 第５図は第３図に示した制御回路24が実行すべき制御手
順を示す流れ図、 第６図（Ａ）は１ラインのビデオ信号波形（直流再生し
た後の波形）と電気的シェーディング補正を行わなかっ
た時のスライスレベルを示す図、 第６図（Ｂ）は１ラインのビデオ信号波形（直流再生し
た後の波形）と電気的シェーディング補正を行った時の
スライスレベルを示す波形図、 第７図（Ａ）は原稿が読取位置の手前にセットされてい
る時の状態を示す図、 第７図（Ｂ）は原稿が読取位置を越えて挿入されている
時の状態を示す図である。 １……基準白板、２……蛍光灯、３……原稿、４……DE
S（ドキュメント・エッジ・センサ）、５……DS（ドキ
ュメント・センサ）、６……反射ミラー、７……シェー
ディング板、８……レンズ、９……イメージセンサ、10
……タイミング回路、11……駆動回路、12……増幅回
路、13……サンプル／ホールド回路、14……直流再生回
路、15……ピークホールド回路、16……シェーディング
補正回路、17……電圧比較回路、18……遅延回路、19…
…RAM、20……マルチプレクサ回路、21……分圧回路、2
2……電圧比較回路、23……信号処理回路、24……制御
回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像の読み取りに先立ってあらかじめ
   読取位置にある基準白色部材を読み取ることにより補正
   データを記憶するプリスキャン処理を行い、記憶された
   前記補正データを用いて前記原稿画像を読み取った画像
   信号の補正を行う画像読取装置において、 原稿が前記読取位置にセットされた後、該原稿画像の読
   み取りが終了するまでの第１の時間の経過を測定して第
   １出力を出力する第１タイマ手段と、 前記第１出力が得られてから次の読み取り動作が選択さ
   れるまでの時間が所定の第２の時間以上経過した場合に
   は第２出力を出力する第２タイマ手段と、 前記第１出力および第２出力が出力されたことを検知
   し、かつ前記原稿が前記読取位置にセットされていない
   ことを条件として、前記プリスキャン処理を行う制御手
   段とを具備したことを特徴とする画像読取装置。