JP2541929B2

JP2541929B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2541929B2
Application number: JP61078724A
Authority: JP
Inventors: 克好前島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPS62235873A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、画像読取装置、特に画像信号の補正機能を
備えた画像読取装置に関するものである。

〔従来技術〕フアクシミリやデジタル複写機等に於ては、伝送或い
は複写すべき原稿画像をCCD等のラインセンサを用いて
光電的に読取ることがなされる。このラインセンサは一
般に数千個の受光素子を有し、１ラインの画像を数千画
素に分解して各画素の濃淡を表わす画像信号を出力す
る。この様なラインセンサにより良好な画像読取りを行
なうためには、同一濃度の画像に対する各受光素子の出
力が一定とならなければならないが、各受光素子の感度
やオフセツト（暗電流）にばらつきがあると、各受光素
子の出力が不均一となる。この場合、例えば、読取信号
を用いて中間調画像を再現すると再現された画像に黒す
じが表われる如くの不都合を生じる。また、温度変化に
より黒レベル出力が変動することもあり、これにより黒階調の再現力の低下を招くことになる。

〔目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、暗電圧の
不均一等に起因する画像データの黒レベルの不均一及び
読取感度の不均一等に起因する画像データの白レベルの
不均一を除去し、且つ、適正な黒レベルを持った画像デ
ータを得ることを目的とし、詳しくは、画像をライン毎
に読取ることによりアナログ画像データを出力する読取
手段と、前記画像を照射する光源と、前記読取手段から
出力されたアナログ画像データをデジタル画像データに
変換する変換手段と、前記光源を消灯した状態で前記変
換手段から出力されたデジタル画像データを黒基準デー
タとして格納し、前記光源を点灯した状態で前記変換手
段から出力されたデジタル画像データを白基準データと
して格納する格納手段と、原稿画像読取り時に、前記変
換手段から出力されるデジタル画像データに前記格納手
段から読出された黒基準データを加算することによりデ
ジタル画像データの黒レベルを補正する第１黒レベル補
正手段と、前記第１黒レベル補正手段により黒レベル補
正されたデジタル画像データに予め入力された値を加算
することによりデジタル画像データの黒レベルのオフセ
ットを補正する第２黒レベル補正手段と、前記第１、第
２黒レベル補正手段により黒レベル補正されたデジタル
画像データと前記格納手段から読出された白基準データ
とで白レベル補正済データを予め格納したテーブルをア
ドレスすることによりデジタル画像データの白レベルを
補正する白レベル補正手段とを有する画像読取装置を提
供するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照しながら本発明を好ましい実施例に基
づいて説明する。

第１図は、本発明を適用した画像読取装置の実施例で
あり、101は原稿台、10は原稿押え、103はライン状に配
列された複数の受光素子からなる画像読み取り用のCC
D、104は原稿照射用の蛍光灯、105〜107はミラー、108
は結像用のレンズ、109はモータである。モータ109によ
り、蛍光灯104、ミラー105〜107を移動することにより
原稿をＹ方向に副走査し、順次原稿画像をCCD103に結像
する。111はシエーデイング補正用のデータを得るため
の標準白色板であり、蛍光灯104がこの標準白色板111を
照射し、標準白色板111からの反射光がCCD103に導かれ
る位置に蛍光灯104、ミラー105〜107がある状態をホー
ムポジシヨンと呼ぶ。

第２図は、読取装置の回路構成を示すブロツク図であ
る。

CCD103により画像をライン単位で読取る事により得ら
れた画像信号は、サンプルホールド201によりノイズ成
分が除去され、信号成分のみが取り出される。更に、DC
クランプ回路202により黒レベルの再生を行う。CCD103
の出力は、黒レベルに対しての相対的な出力として取り
出される為、１ライン毎に黒レベル信号を検出し、黒の
レベルを常に一定（例えばOV）に保つことにより、CCD1
03の出力を絶対的なレベルに補正する回路である。266
はCCD103から黒レベル信号が出ている期間を示す信号で
ある。レベル補正された画像信号は次に、増巾器203に
より、A/D変換されるのに敵した信号迄増巾される。本
例によるとA/Dコンバータ204として、EF8308（トムソン
製）を使用しており、０〜2Vのアナログ入力をＯ〜FF_H
のデイジタル信号に変換する。レベル補正されたCCD103
の白レベル出力は、0.3Vである為、増巾器203は6.6倍の
増巾を行なう。尚、図示していないが、CCD103の出力が
白で0.3Vになる様に蛍光灯104の光量を常に調整する回
路が設けられる。A/Dコンバータ204によって各画素毎に
A/D変換された画像データは、真白“OO_H”真黒“FF_H”
として画像信号ライン255に出力される。

オフセツト補正回路205に入力した画像データは暗電
圧補正され、更にシエーデイング補正回路206に送ら
れ、感度補正される。

感度補正された画像データは、γ補正回路207へ送ら
れる。γ補正回路207は、濃度変換データが格納されて
いるRAMであり、ユーザの濃度指定又は記録部の濃度特
性によりCPU212が所望の変換カーブを書き込める様にな
っている。

バツフアメモリ208は、画像記録部（プリンタ）209に
記録する時画像データの出力スピードを記録部に合わせ
る為にあり、２ライン分の画像データの記憶容量を持っ
ている。

駆動信号発生回路211は、CCD103を駆動する為に必要
なクロックを発生し、更に、一ライン分の画像の各画像
位置に対応したアドレスを発生する。このアドレスを使
用し、各回路は入力画像データが主走査のどの位置のも
のであるかを知る。

CPU212は、マイクロコンピュータを主構成要素とし、
操作部213の制御および、各部の制御の為の信号生成を
行う。

第６図及び第７図にCPU212の動作手順を示す。この動
作手順はマイクロコンピュータのメモリROMに予めプロ
グラムされる。

CPU212は、電源投入時I/Oポートの初期化RAMクリアを
行う（ステツプ501）。次に、RAM311,403,408にテスト
パターンを書き込み読み出しする事により自己診断を行
なう（ステツプ502）。そして異状がない事を確認した
ならば（ステツプ503）、画像読取りに必要な初期設定
を行う）ステツプ504）。

また、異状が見つかった場合は、表示器に異状である
事の表示と、異状の場所を表示する。（ステツプ50
7）。

第３図をオフセツト補正回路205の詳しい構成を示す
ものである。301,302,304及び306はＤタイプフリツプフ
ロツプ（Ｄ^Ｆ／_Ｆ）であり、データのタイミングを合わ
せる為のものであり、回路スピードが遅い場合にはそれ
らのいくつかを除去することも出来る。

第３図示回路の動作を第７図のフローチヤートにそっ
て説明する。

操作部より読取り開始キーが押されると、CPU212は、
光学系（蛍光灯104,ミラー105〜107）が前述のホームポ
ジシヨンにあるかどうか確認し（ステツプ601）、ホー
ムポジシヨンにない場合は、光学系をホームポジシヨン
に戻す。そして、オフセツト補正殺しが設定されている
か否かCPU212のRAMを検索する（ステツプ602）。このオ
フセツト補正殺しの設定は読取り動作に入る前に、サー
ビスマン等が試験用に切り換え指示を操作部213を通し
て行なう。

オフセツト補正殺しが設定されていない場合は、CPU2
12は、オフセツトRAM311にA/Dコンバータ204の出力デー
タを書き込む様指示する（ステツプ603）。これによ
り、CCD103を蛍光灯104を点灯しない状態で読取り動作
せしめ、そのときの画像データをA/Dコンバータ204及び
信号ライン255、Ｄ^Ｆ／_Ｆ301を介して信号ライン351に
出力する。そして、Ａに切り換えられているセレクタ30
8により信号ライン358を介して画像データがオフセツト
RAM311に与えられる。また、RAM311のアドレスのセレク
タ312もＡに切り換えられており、１ライン分の各画素
の暗時画像データが駆動信号発生回路211からのアドレ
スに従ってRAM311に書き込まれる。

この時、ホームポジシヨンで蛍光灯を消す目的は、外
光の影響をなくし、真黒の状態を再現する為である。

次にCPU212は、一定のオフセツト値をＤ^Ｆ／_Ｆ307に
セツトする（ステツプ604）これは、CPU212のデータバ
ス261により、Ｄ^Ｆ／_Ｆ307にデータをラツチし、Ｄ^Ｆ／
_Ｆ307のラツチデータを信号ライン354の画像データにオ
フセツトとして加えるものである。この回路の目的は、
黒レベルの濃度再現性を変える為にあり、例えば濃度2.
0以上の濃度をベタ黒とするか濃度1.2以上をベタ黒とす
る等を調整し、原稿濃度に応じて黒レベルを調整するこ
とが出来る。又、この回路により温度によって回路定数
が変化し、原稿濃度が変化した場合の変化量の補正が可
能となる。

そして、出力コントロールバツフア309の出力をハイ
インピーダンスにしてセレクタ308の出力データを遮断
し、オフセツトRAM311からデータを読み出す様にする。
以上によりオフセツト補正回路205による動作準備が完
了する。

この後に、CCD103から新たな入力する画像データは、
Ｄ^Ｆ／_Ｆ301,302を通り、信号ライン352により加算器30
3に入力される。一方画像データの入力に同期して、入
力画像と同一画素の暗時出力データがRAM311から読み出
される。読み出された暗時出力データはインバータ313
により反転された後、信号ライン356を通して加算器303
に入力される。これにより、各画素毎にオフセツト（暗
電圧）の補正がなされる。例えば、画像データとして8b
itの信号が生成され、黒がFF_H，白がOO_Hとなる様にA/D
変換されている。ここでオフセツトRAM311に記憶されて
いる暗時のｎ画素目のデータがF3_Hという値の場合、加
算器303には、信号ライン356より、F3_Hの反転されたデ
ータであるOC_Hが与えられる。同時に画像信号ライン352
には黒い状態でF3_H，白い状態でOO_Hなる画像データが与
えられる。したがって加算器303の結果として黒がFF_H白
がOC_Hというデータに変換されて信号ライン353を介して
Ｄ^Ｆ／_Ｆ304に送られ、さらに信号ライン354を介して加
算器305に入力される。

加算器305の機能は、前述した様に加算器303の出力デ
ータに更にCPU212で指示されてＤ^Ｆ／_Ｆ307にラツチさ
れている値を加算する。加算器305にはＤ^Ｆ／_Ｆ304から
画像データが真黒FF_H，真白OC_Hで送られてくるはずであ
るが、実際の原稿は、真黒という状態にはならず、ある
濃度をもっている。その為、ある原稿を使った時FO_Hが
原稿の黒の場合OF_HをCPU212の指示により画像データに
加算する様にする。これにより原稿の黒がFF_Hで表わさ
れ、原稿に応じた黒濃度が得られる。ただし、加熱器30
5,303は、どんな加算を行なってもFF_Hをオーバする様な
事はなく、計算上FF_Hを越える場合は、すべてFF_Hになる
様に構成されている。以上の様に画像データの黒レベル
のオフセツト補正を行い、補正済データは信号ライン35
5を介してＤ^Ｆ／_Ｆ306を通り、更に信号ライン256に出
力される。

前述の様に加算器305に与えられる加算データは、CPU
212により与えられる。この加算データの作り方を以下
に述べる。

原稿の反射黒濃度は原稿の種類、（例えば写真印刷の
種類、表面処理等）により、大きく違っている。その為
原稿によってはベタ黒の所でも黒と表現されない場合が
出てくる。又、逆に、ある程度迄うすい所を黒とする様
にした場合、黒濃度の濃い原稿の場合黒い部分の濃度階
調が悪くなる。したがって、画像信号は真の黒の時FF_H
になる様にしておき、原稿の黒濃度に応じて、加算値を
操作部から入力する。例えば原稿の黒レベルがFO_Hの場
合加算値Ｆ_Hを加える。その結果原稿の黒が黒として読
み込まれる事となる。

又、クランプ回路、アンプ回路の温度変化に伴い同じ
原稿でも得られる黒レベルが変化する。例えば０℃の時
黒レベルがFO_Hであった時10℃でEC_Hとなると、10℃当り
約４レベル変動することになる。この様な場合、雰囲気
温度を検出し４レベル/10℃の割合で加算値を変える。
これにより、温度による濃度変化を除去出来る。

又、この加算値を複数通り予めメモリROMに格納して
おき、これを操作部からの指令や、温度検知結果により
選択するものである。又、加算動作に代えて、減算動作
によっても同様のレベルシフト動作が可能である。

尚、前述したオフセツト補正殺しが設定されている場
合にはオフセツトRAM311にFF_Hを書込む（ステツプ60
9）。これにより、入力した画像データに対してオフセ
ツト補正動作を行なわないデータを得ることができる。

以上の様にして、黒レベル補正された画像データは、
シエーデイング補正回路206に入力され処理される。こ
のシエーデイング補正回路206の回路構成を第４図に示
す。この第４図の動作を第６図及び第７図に沿って説明
する。

403は、シエーデイング補正データが入力されるシエ
ーデイング補正RAMである。電源投入後原稿読取り開始
前迄にCPU212によりセレクタ402をＢに切り換え、I/Oバ
ツフア410を介してRAM403に後述する変換データが書き
込まれる（ステツプ505）。

読取り開始キーが押され、前述の様なオフセツト補正
用の準備動作が終了すると、蛍光灯104をオンし、一定
光量になるように調光する（ステツプ605）。次に、シ
エーデイング補正殺しが設定されているか否かを判断す
る（S606）。シエーデイング補正殺しが設定されていな
ければ、セレクタ405,409をＡに選択しておく。この状
態で蛍光灯104は、ホームポジシヨンで標準白色板111を
照射し、CCD103により標準白色板111を読取る。そし
て、オフセツト補正回路205でオフセツト補正されて信
号ライン256により入力するデータをセレクタ405を介し
て全画素シエーテイングRAM408に駆動信号発生回路211
のアドレス指定に従って書き込む（ステツプ607）。

次に出力バツフア406をハイインピーダンスにし、信
号ライン454へのセレクタ405の出力を遮断するととも
に、シエーデイングRAM408をリードモードにする。これ
により、シエーデング補正回路206によるシエーデイン
グ補正の準備動作が完了する。この後に、CCD102から新
たに入力する原稿画像を表わす画像データは、Ｄ^Ｆ／_Ｆ
401から信号ライン451を介してセレクタ402を通りシエ
ーデイング補正RAM403のアドレスA0〜A7に入力される。
また、シエーデイングRAM408から入力画像データの画素
と同一画素のシエーデイングデータが読出される。シエ
ーデイングデータは信号ライン455によりＤ^Ｆ／_Ｆ401か
ら信号ライン451を介してセレクタ402を通り、シエーデ
イング補正RAM403のアドレスA8〜A12に入力される。こ
の時RAM403の上位3bitは、使用されない。このアドレス
に従って、RAM403からは補正済データが信号ライン453
を介して、Ｄ^Ｆ／_Ｆ404を通り信号ライン257に出力され
る。

シエーデイング補正RAM403には、前述した様に電源投
入後で、読取開始前に、に従ってCPU212が演算した値がx,zをアドレスとしてｙ
なるデータが出力される様にテーブルとしてセツトされ
る。尚、ｘは画像データ、ｚはシエーデイングデータ,y
は補正済データである。

例えば、標準白色板111を照射した時にRAM408に格納
されたｎ番目の画素データがOCHの場合、シエーデイン
グ補正RAM403のアドレスにはOCXX_H（XXは現在入力して
いる画像データ）が与えられる。そしてRAM403へ入力さ
れる画像データはオフセツト補正によりOC〜FF_Hの範囲
となっている為、RAM403の出力データは、入力する各画
素データに対して次表の様になる。

シエーデイング:OCH 従って、この表に示す様なテーブルがシエーデイング
補正RAM403にCPU212によって書き込まれている。これに
よりCCDの各画素の感度に不均一があった場合でも出力
データとしては、０〜FF_Hの範囲で各画素毎に均一化さ
れる。

以上の様に、オフセツト補正回路205及びシエーデイ
ング補正回路206により第５図の様に暗時に表われる暗
電圧のばらつきによるCCD102の出力不均一と明時に表わ
れる感度ばらつき及び暗電圧ばらつきによるCCD103の出
力不均一が補正され、原稿濃度に忠実な均一な出力が得
られる。

尚、シエーデイング補正殺しが設定されている場合
は、シエーデイングRAM408に“0"データを書込む（ステ
ツプ610）。これにより、シエーデイング補正のなされ
ない画像データを得ることができる。

以上の様にして、原稿の反射光量に対してリニアな型
に補正されて信号ライン257に表われる画像データはγ
補正回路207に入力され、濃度に対してリニアな型の画
像データに変換される。又、操作部213の濃度指定によ
り濃度変換用の特性（カーブ）が変えられる様になって
いる（ステツプ611）。

このようにして、オフセツト補正、シエーデイング補
正及びγ補正動作の準備が完了したならば光学系をｙ方
向に移動させ、原稿台101上に載置された原稿画像をCCD
103により読み取り（ステツプ612）、その読取り画像デ
ータに対して前述の様にしてオフセツト補正、シエーデ
イング補正及び濃度補正を行ない、補正済データをバツ
フアメモリ208を介してプリンタ209に出力する。

画像読取りが終了したならば、装置をスタンバイ状態
とし（ステツプ613）新たな画像読取りを待機する。

以上の様に、画像読取り用のイメージセンサ（CCD）
に光が入射されていない状態で、CCDを駆動し、そのと
きの各画像のCCD出力の変動を検知し、これにより画像
データを補正する。これにより、CCDの各受光素子の暗
電圧のばらつきによる各画素の画像データの不均一を補
正でき、画像の黒レベルを良好なものとできる。

また、暗電圧の補正された画像データを用いてシエー
デイング補正動作するので、暗電圧に影響されることな
く、CCDの各受光素子の感度ばらつき等に起因するシエ
ーデイングの補正がなされる。

また、暗電圧の補正の後に、黒レベルのシフトを行な
うので所望の黒レベルをもった画像データを得ることが
できる。

〔効果〕以上説明した様に、本発明によると、光源を消灯した
状態で出力されたデジタル画像データを黒基準データと
して格納手段に格納し、原稿画像読取り時に出力される
デジタル画像データに格納手段から読出された黒基準デ
ータを加算することによりデジタル画像データの黒レベ
ルを補正するので、暗電圧の不均一等に起因する画像デ
ータの黒レベルの不均一の除去された良好なデジタル画
像データをデジタル処理により高速に得ることができ、
また、光源を点灯した状態で出力されたデジタル画像デ
ータを白基準データとして格納手段に格納し、黒レベル
補正されたデジタル画像データと格納手段から読出され
た白基準データとで白レベル補正済データを予め格納し
たテーブルをアドレスすることによりデジタル画像デー
タの白レベルを補正するので、読取感度の不均一等に起
因する画像データの白レベルの不均一の除去された良好
なデジタル画像データをデジタル処理により高速に得る
ことができ、また、黒基準データの加算により黒レベル
補正されたデジタル画像データに予め入力された値を加
算することによりデジタル画像データの黒レベルのオフ
セットを補正するので、適正な黒レベルを持った画像デ
ータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した画像読取装置の構成を示す
図、第２図は画像読取装置の回路構成を示すブロツク
図、第３図はオフセツト補正回路の構成を示すブロツク
図、第４図はシエーデイング補正回路の構成を示すブロ
ツク図、第５図はCCD出力を示す図、第６図及び第７図
（ａ），（ｂ）はCPUの動作手順を示すフローチヤート
図であり、103はCCD、205はオフセツト補正回路、206は
シエーデイング補正回路、212はCPU回路部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像をライン毎に読取ることによりアナロ
グ画像データを出力する読取手段と、前記画像を照射する光源と、前記読取手段から出力されたアナログ画像データをデジ
タル画像データに変換する変換手段と、前記光源を消灯した状態で前記変換手段から出力された
デジタル画像データを黒基準データとして格納し、前記
光源を点灯した状態で前記変換手段から出力されたデジ
タル画像データを白基準データとして格納する格納手段
と、原稿画像読取り時に、前記変換手段から出力されるデジ
タル画像データに前記格納手段から読出された黒基準デ
ータを加算することによりデジタル画像データの黒レベ
ルを補正する第１黒レベル補正手段と、前記第１黒レベル補正手段により黒レベル補正されたデ
ジタル画像データに予め入力された値を加算することに
よりデジタル画像データの黒レベルのオフセットを補正
する第２黒レベル補正手段と、前記第１、第２黒レベル補正手段により黒レベル補正さ
れたデジタル画像データと前記格納手段から読出された
白基準データとで白レベル補正済データを予め格納した
テーブルをアドレスすることによりデジタル画像データ
の白レベルを補正する白レベル補正手段とを有すること
を特徴とする画像読取装置。