JP2658237B2 - Image reading device - Google Patents

Image reading device

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JP2658237B2
JP2658237B2 JP63207650A JP20765088A JP2658237B2 JP 2658237 B2 JP2658237 B2 JP 2658237B2 JP 63207650 A JP63207650 A JP 63207650A JP 20765088 A JP20765088 A JP 20765088A JP 2658237 B2 JP2658237 B2 JP 2658237B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、ディジタル複写機等に用い
られる多階調で原稿の画像データの読み取りを行うこと
のできる画像読み取り装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image reading apparatus capable of reading image data of a document with multiple gradations used in a facsimile, a digital copying machine, and the like.

従来の技術 近年、ディジタル複写機を始めとして原稿の平面的画
像データを多階調でディジタル的に読み出し中間調の再
現をすることのできる画像読み取り装置が多く利用され
るようになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, an image reading apparatus, such as a digital copying machine, capable of digitally reading two-dimensional image data of a manuscript in multiple gradations and reproducing halftones has been widely used.

中間調を含む原稿の画像データを多階調で精度よく読
み取るために、例えば特開61−261295等には、以下に述
べるように白シェーディング補正と黒シェーディング補
正を組み合わせて、光源の光量ばらつきやイメージセン
サの各画素ごとの感度のばらつきや暗電流による各画素
ごとの暗時出力電圧のばらつき等を補正して画像データ
のS/N比を上げるとともに、入力原稿の濃度に対するダ
イナミックレンジを大きくする方法が提案されている。
In order to accurately read image data of an original including a halftone in multiple gradations, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-261295 discloses a method in which white shading correction and black shading correction are combined as described below to reduce the light amount variation of a light source. Increase the S / N ratio of image data by correcting variations in sensitivity of each pixel of the image sensor and variations in dark output voltage of each pixel due to dark current, and increase the dynamic range for the density of the input document A method has been proposed.

第6図は、従来の画像読み取り装置の機能ブロック図
であり、1は原稿、2は光源、3はレンズ、4は自己走
査形のイメージセンサ、5は光源2、レンズ3、イメー
ジセンサ4を保持し、矢印Aで示す副走査方向に移動可
能なキャリッジである。
FIG. 6 is a functional block diagram of a conventional image reading apparatus, wherein 1 is a document, 2 is a light source, 3 is a lens, 4 is a self-scanning image sensor, and 5 is a light source 2, a lens 3, and an image sensor 4. The carriage is held and movable in the sub-scanning direction indicated by arrow A.

6は光源の反射率が1に近い材質で構成されている白
基準板、7は光源の反射率が0に近い材質で構成されて
いる黒基準板である。
Reference numeral 6 denotes a white reference plate made of a material having a light source reflectance close to 1, and reference numeral 7 denotes a black reference plate made of a material whose light source reflectance is close to zero.

第5図は、従来の画像読み取り装置の回路ブロック図
であり、101はイメージセンサ4に走査開始信号HSYNC及
び走査クロック信号VCLKを与える駆動回路、102はイメ
ージセンサ4よりの画像信号をディジタル値である画像
データへ変換するA/D変換器、103は画像データを分岐す
るデータセレクタである。
FIG. 5 is a circuit block diagram of a conventional image reading apparatus, wherein 101 is a drive circuit for supplying a scan start signal HSYNC and a scan clock signal VCLK to the image sensor 4, and 102 is a digital value of the image signal from the image sensor 4. An A / D converter 103 for converting the image data into certain image data is a data selector for branching the image data.

104は、白基準板の読み取り画像データである白基準
データを記憶する白基準RAM、105は黒基準板を読み取っ
た黒基準データを記憶する黒基準RAM、106は、白基準RA
M及び黒基準RAMに対し、書き込み読みだしアドレスを与
えるアドレスカウンタ、107は、第一の減算器で、白基
準RAMの出力データである白基準データより、黒基準RAM
の出力データである黒基準データを差し引いたデータを
出力する。
Reference numeral 104 denotes a white reference RAM that stores white reference data that is read image data of a white reference plate, 105 denotes a black reference RAM that stores black reference data obtained by reading a black reference plate, and 106 denotes a white reference RA.
An address counter 107 for giving a write / read address to the M and black reference RAMs is a first subtractor, and outputs a black reference RAM from the white reference data which is output data of the white reference RAM.
And outputs data obtained by subtracting the black reference data, which is the output data of.

108は第二の減算器で、原稿の画像データより黒基準
データを差し引いたデータを出力する。109は減算器
で、第一の減算器と第二の減算器の出力データを入力し
て、所定の演算を行った結果を補正された画像データと
して出力する。
Reference numeral 108 denotes a second subtracter, which outputs data obtained by subtracting black reference data from image data of a document. A subtractor 109 receives the output data of the first subtractor and the second subtractor, and outputs a result obtained by performing a predetermined operation as corrected image data.

以上のように構成された画像読み取り装置について以
下にその動作について第5図を参照しながら説明する。
The operation of the image reading apparatus configured as described above will be described below with reference to FIG.

まずキャリッジ5は、白基準板の位置に移動し、光源
2よりの光は、白基準板6に照射され、その反射光はレ
ンズ3により集光され、イメージセンサ4の受光部(図
では省略されている。)へ導かれる。
First, the carriage 5 moves to the position of the white reference plate, the light from the light source 2 irradiates the white reference plate 6, the reflected light is collected by the lens 3, and the light receiving portion of the image sensor 4 (omitted in the figure) It is led to.)

駆動回路101はイメージセンサ4に走査開始信号HSYNC
および走査クロック信号VCLKを与える。イメージセンサ
4の受光部には、原稿の主走査方向に一列の受光素子が
配列されており、各受光素子は、原稿のそれぞれの位置
(各画素)の白黒階調に比例した画像信号を出力するよ
うに構成されている。
The drive circuit 101 sends a scanning start signal HSYNC to the image sensor 4.
And a scan clock signal VCLK. A light receiving element of the image sensor 4 has a row of light receiving elements arranged in the main scanning direction of the document, and each light receiving element outputs an image signal proportional to the black and white gradation at each position (each pixel) of the document. It is configured to be.

従って白基準板を読み取った主走査方向1ライン分の
画像信号は、走査開始信号HSYNC及び走査クロック信号
に同期して出力される。
Therefore, an image signal for one line in the main scanning direction that has read the white reference plate is output in synchronization with the scanning start signal HSYNC and the scanning clock signal.

読み取られた画像信号は、A/D変換器によりディジタ
ル化された画像データに変換される。
The read image signal is converted into digitized image data by an A / D converter.

この時に、白シェーディング信号WHTを「H」とする
と、データセレクタ103は、画像データを白基準RAMに書
き込みデータとして与える。この際に白基準RAMは、R/W
信号が「L」となり、次に説明するアドレスカウンタ10
6のアドレスに従って1ライン分の画像データの書き込
みが行われ、白基準データDwを記憶する。この白シェー
ディング処理が終了すると、白シェーディング信号は
「L」に戻す。書き込まれた白基準データDwは、読み取
り画像データの最大のレベルとなる。
At this time, when the white shading signal WHT is set to “H”, the data selector 103 supplies the image data to the white reference RAM as write data. At this time, the white reference RAM is R / W
The signal becomes "L", and the address counter 10 described below will be described.
One line of image data is written according to the address of 6, and the white reference data Dw is stored. When the white shading process is completed, the white shading signal returns to “L”. The written white reference data Dw becomes the maximum level of the read image data.

次にキャリッジ5を黒基準板の位置へ移動し、黒シェ
ーディング信号を「H」にする。白シェーディング処理
と同様にしてデータセレクタ103により、黒基準板の1
ライン分の画像データを黒基準RAMの書き込みデータと
して与え、黒基準RAMに黒基準データDbとして記憶す
る。この黒シェーディング処理が終了すると、黒シェー
ディング信号BLKは「L」に戻す。この黒基準データDb
は、画像データの黒レベルを示すデータであり、読み取
り画像データの最小レベルを示す。
Next, the carriage 5 is moved to the position of the black reference plate, and the black shading signal is set to “H”. In the same manner as in the white shading processing, the data selector 103 selects one of the black reference plates.
The image data for the line is given as write data of the black reference RAM, and stored as black reference data Db in the black reference RAM. When the black shading process is completed, the black shading signal BLK returns to “L”. This black reference data Db
Is data indicating the black level of the image data, and indicates the minimum level of the read image data.

ここで、白シェーディング信号WHT及び黒シェーディ
ング信号BLKが共に「L」とし、キャリッジ5を1の先
端位置へ移動して原稿の画像データDfの読み出しを開始
する。原稿の1ライン分の画像データは、データセレク
タ103により第二の減算器108に入力され、黒基準データ
Dbが差し引かれたデータ(Df−Db)を得る。また第一の
減算器107では、白基準データDwより黒基準データDbを
差し引いたデータ(Dw−Db)を得る。
Here, the white shading signal WHT and the black shading signal BLK are both set to "L", and the carriage 5 is moved to the leading end position to start reading the image data Df of the document. The image data for one line of the original is input to the second subtractor 108 by the data selector 103, and the black reference data
Data (Df-Db) from which Db has been subtracted is obtained. Further, the first subtracter 107 obtains data (Dw-Db) obtained by subtracting the black reference data Db from the white reference data Dw.

この2つのデータは、演算器109に入力され、下に示
す式の演算を行ない、演算器109の出力には白シェーデ
ィング補正及び黒シェーディング補正が行われて正規化
された補正画像データDrを得る。
These two data are input to the arithmetic unit 109, and the arithmetic operation of the following formula is performed. The output of the arithmetic unit 109 is subjected to white shading correction and black shading correction to obtain normalized image data Dr normalized. .

Dr=255×(Df−Db)/(Dw−Db) 演算器として、PROMを用いて上位アドレスに(Df−D
b)を入力し、下位アドレスに(Dw−Db)を入力して入
力アドレスに対する演算結果をテーブル方式であらかじ
めPROMに書き込んでおくROMテーブル方式を用いること
ができる。
Dr = 255 × (Df−Db) / (Dw−Db) Using a PROM as an arithmetic unit, the upper address is (Df−Db)
b) is input, (Dw-Db) is input to the lower address, and the operation result for the input address is written in a PROM in advance in a table method using a ROM table method.

ここまで説明したようにして、原稿の先頭の1ライン
の画像データに対して、走査開始信号HSYNC及び走査ク
ロック信号VCLKに同期した補正データDrを得ることがで
きる。さらに1ライン分の画像データを得る度にキャリ
ッジ5を副走査方向に1ライン分の移動距離ずつ移動さ
せて行くことにより原稿の画像データを平面的に読み取
ることができる。
As described above, correction data Dr synchronized with the scanning start signal HSYNC and the scanning clock signal VCLK can be obtained for the image data of the first line of the document. Further, the image data of the original can be read two-dimensionally by moving the carriage 5 in the sub-scanning direction by a moving distance of one line each time image data of one line is obtained.

その具体的な例について第7図に示している。第7図
は、原稿の1ライン分の読み取り画像データ及び、それ
に対応する白基準データと、黒基準データを示してい
る。今イメージセンサの素子Vr1に対応する黒基準デー
タが10であり、Vr2に対応する黒基準データが5であっ
たとする。
A specific example is shown in FIG. FIG. 7 shows the read image data for one line of the document, and the corresponding white reference data and black reference data. Assume that the black reference data corresponding to the element Vr1 of the image sensor is 10 and the black reference data corresponding to Vr2 is 5.

また白基準データDwも、Vr1、Vr2に対応するデータが
それぞれ、250と150であったとする。
It is also assumed that the white reference data Dw also has data corresponding to Vr1 and Vr2 of 250 and 150, respectively.

次に原稿の読み取りを行った場合、まず素子Vr2の画
像データDfが出力される。今画像データDfの値を130と
する。このとき素子Vr2に対応する黒基準データDbおよ
び白基準データDwが、白基準RAM104及び黒基準RAM105よ
り出力され、減算器107及び108でそれぞれの計算が行わ
れ、Df−Db信号として値120が、Dw−Db信号として値145
が出力される。そしてこの2つの値は演算器109に入力
され、対応する値109が補正された画像データとして出
力される。
Next, when the document is read, first, the image data Df of the element Vr2 is output. It is now assumed that the value of the image data Df is 130. At this time, the black reference data Db and the white reference data Dw corresponding to the element Vr2 are output from the white reference RAM 104 and the black reference RAM 105, the respective calculations are performed by the subtracters 107 and 108, and the value 120 is obtained as the Df-Db signal. 145 as the Dw-Db signal
Is output. These two values are input to the arithmetic unit 109, and the corresponding values 109 are output as corrected image data.

この計算がイメージセンサの各素子の画像データごと
に順次行われ、素子Vr1の場合も同様に、画像データDf
の値を200とすると、Df−Db信号iとして値190が、Dw−
Db信号nとして値240が出力され補正データDrとして値1
00が出力される。
This calculation is sequentially performed for each image data of each element of the image sensor, and similarly for the element Vr1, the image data Df
Is 200, the value 190 is obtained as Df-Db signal i, and Dw-
The value 240 is output as the Db signal n, and the value 1 is output as the correction data Dr.
00 is output.

この様に従来例では、各画素ごとに白基準データと黒
基準データをとり、その差を等分して画像データとする
ために、光源の光量ムラ、光学系の歪、またイメージセ
ンサの各受光素子ごとの感度ばらつき及びイメージセン
サの各受光素子ごとの暗電流による暗時出力電圧等の画
像データを歪ませる要因を補正して正規化することがで
き、S/N比を向上させ、読み取り原稿の黒濃度のダイナ
ミックレンジを広げた多階調の画像データの読み取りが
できる。
As described above, in the conventional example, in order to take white reference data and black reference data for each pixel and equally divide the difference into image data, unevenness in light amount of a light source, distortion of an optical system, and Factors that distort image data such as sensitivity variations for each light receiving element and dark output voltage due to dark current for each light receiving element of the image sensor can be corrected and normalized, improving the S / N ratio and reading It is possible to read multi-gradation image data in which the dynamic range of the black density of the document is expanded.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、黒基準データの読
み取りに於て黒基準板を読み取った画像信号の電圧レベ
ルが低いために、イメージセンサの画像信号に含まれる
ランダムノイズ電圧レベルと比較して、相対的にS/N比
が近くなり、黒基準RAMに書き込まれた黒基準データ
は、確度の低いデータとなる。
However, in the above-described conventional configuration, the voltage level of the image signal obtained by reading the black reference plate is low in reading the black reference data. As compared with, the S / N ratio is relatively close, and the black reference data written in the black reference RAM has low accuracy.

今第8図(a)に示すような信号レベルの低い画像信
号を読み取るとする。画像信号レベルが低いということ
は、読み取り原稿の黒濃度が高く光源の反射率が低いと
いうことである。従って黒基準を読み取った黒基準信号
のレベルに近くなる。これらの信号により補正画像デー
タを得ると、ここまで説明してきた補正により第8図
(b)に示すように、補正画像データは一定の小さな値
となるはずである。
Assume that an image signal having a low signal level as shown in FIG. 8A is read. The low image signal level means that the black density of the read original is high and the reflectance of the light source is low. Therefore, the level is close to the level of the black reference signal obtained by reading the black reference. When the corrected image data is obtained from these signals, the corrected image data should have a constant small value as shown in FIG. 8B by the correction described above.

しかしA/D変換器により変換されるデジタル値のデー
タの絶対値が小さいために、A/D変換の量子化誤差と、
減算器や演算器によるディジタル値の計算の丸め誤差が
相対的に大きくなる。第8図(c)に黒基準信号をA/D
変換し、黒基準データを生成する際の量子化誤差を示
す。その結果実際に得られる補正画像データは、第8図
(d)に示すように量子化誤差により誤差が現われた画
像データとなる。
However, since the absolute value of the digital value data converted by the A / D converter is small, the quantization error of the A / D conversion and
A rounding error in the calculation of a digital value by a subtractor or an arithmetic unit becomes relatively large. FIG. 8 (c) shows the A / D conversion of the black reference signal.
The quantization error when converting and generating the black reference data is shown. As a result, the corrected image data actually obtained is image data in which an error appears due to a quantization error as shown in FIG.

このため、全体的に黒濃度の高い原稿の画像データの
読み取りを行うと、画像データの平均的なS/N比が下が
る。その上、階調性を持った熱昇華方式などのプリンタ
で画像データの印画を行うためには、画像データを反射
率系より濃度系に変換しなければならないが、低反射率
の画像データは、濃度に変換されると、誤差が大きく拡
大され、目視すると非常に目だつものである。
For this reason, when reading image data of a document having a high black density as a whole, the average S / N ratio of the image data decreases. In addition, in order to print image data using a printer such as a thermal sublimation method with gradation, the image data must be converted from a reflectance system to a density system. When converted to density, the error is greatly magnified and is very noticeable when viewed visually.

このように、原稿が全体的に低反射率つまり高濃度で
ある場合には、画像データのS/N比は下がり、しかも誤
差は、低濃度の明るい原稿を読み取る場合に比べてはる
かに目立ちやすくなる。そのうえ、これらのノイズ成分
な副走査方向に関係なく、一定のパターンの縦すじとし
て現れるため、画像データの読み取り品位を著しく傷つ
けていた。
As described above, when the document has a low reflectance or high density as a whole, the S / N ratio of the image data decreases, and the error is much more noticeable than when reading a low-density bright document. Become. In addition, since these noise components appear as vertical streaks of a fixed pattern regardless of the sub-scanning direction, the reading quality of image data is significantly impaired.

課題を解決するための手段 本発明は、従来の構成に加えて、白基準データの読み
取りの際と黒基準データの読み取りの際とで、A/D変換
器の変換基準値となるリファレンス電圧値を変えてこの
レファレンス電圧によって白基準データと黒基準データ
とをディジタル量に変換して記憶し、記憶されたデータ
によってシェーディング補正を行う構成でなる。
Means for Solving the Problems In addition to the conventional configuration, the present invention provides a reference voltage value which is a conversion reference value of an A / D converter when reading white reference data and when reading black reference data. Is changed, the white reference data and the black reference data are converted into digital values by the reference voltage and stored, and shading correction is performed by the stored data.

作用 上記構成により、黒基準データのデジタル値を相対的
に大きく取ることができるので、A/D変換器の量子化誤
差は相対的に小さくなり、黒基準RAMに記憶された黒基
準データは充分信頼できるデータとなる。
Operation According to the above configuration, the digital value of the black reference data can be relatively large, so that the quantization error of the A / D converter is relatively small, and the black reference data stored in the black reference RAM is sufficiently large. Reliable data.

またシェーディング演算器へ入力される黒基準データ
が大きくなるために、ディジタル演算による丸め誤差が
減少し、画像データの高濃度域の読み取り品位を著しく
向上させることができる。
In addition, since the black reference data input to the shading calculator becomes large, the rounding error due to digital calculation is reduced, and the read quality of image data in a high density range can be remarkably improved.

実施例 第1図は、本発明の1実施例に於ける画像読み取り装
置の回路ブロック図であり、101はイメージセンサ4に
走査開始信号HSYNC及び走査クロック信号VCLKを与える
駆動回路、102はイメージセンサ4よりの画像信号をデ
ィジタル値である画像データへ変換するA/D変換器であ
る。このA/D変換器は、後述するリファレンス電圧を変
換基準値とする。103は画像データを分岐するデータセ
レクタである。
Embodiment FIG. 1 is a circuit block diagram of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 101 denotes a driving circuit that supplies a scanning start signal HSYNC and a scanning clock signal VCLK to an image sensor 4, and 102 denotes an image sensor. This is an A / D converter for converting the image signal from No. 4 into image data which is a digital value. This A / D converter uses a reference voltage described later as a conversion reference value. 103 is a data selector for branching image data.

110は、基準電圧発生器で、Aのタップよりは2V、B
のタップよりは1/4の0.5Vを出力する。111は、A/D変換
器102に対してディジタル変換の基準となるリファレン
ス電圧を供給するデータセレクタである。
110 is a reference voltage generator, 2V from the tap of A, B
Outputs 1/4 of 0.5V from the tap. Reference numeral 111 denotes a data selector that supplies the A / D converter 102 with a reference voltage serving as a reference for digital conversion.

104は、白基準板の読み取り画像データである白基準
データを記憶する白基準RAM、105は黒基準板を読み取っ
た黒基準データを記憶する黒基準RAM、106は、白基準RA
M及び黒基準RAMに対し、書き込み読みだしアドレスを与
えるアドレスカウンタである。
Reference numeral 104 denotes a white reference RAM that stores white reference data that is read image data of a white reference plate, 105 denotes a black reference RAM that stores black reference data obtained by reading a black reference plate, and 106 denotes a white reference RA.
This is an address counter that gives write and read addresses to the M and black reference RAMs.

107は第一の減算器で白基準RAMの出力データである白
基準データより、黒基準RAM105の出力データである黒基
準データを差し引いたデータを出力する。
A first subtractor 107 outputs data obtained by subtracting black reference data, which is output data of the black reference RAM 105, from white reference data, which is output data of the white reference RAM.

108は第二の演算器で、原稿の画像データより黒基準
データを差し引いたデータを出力する。109は減算器
で、第一の減算器107と第二の演算器108の出力データを
入力して所定の演算を行なった結果を補正された画像デ
ータとして出力する。
Reference numeral 108 denotes a second computing unit which outputs data obtained by subtracting black reference data from image data of a document. A subtractor 109 receives the output data of the first subtractor 107 and the second arithmetic unit 108 and performs a predetermined operation to output the result as corrected image data.

以上のように構成された画像読み取り装置について以
下にその動作について第3図を参照しなが詳細に説明す
る。
The operation of the image reading apparatus configured as described above will be described in detail below with reference to FIG.

まずキャリッジ5は、白基準板の位置に移動し、光源
2よりの光は、白基準板6に照射され、その反射光はレ
ンズ3により集光され、イメージセンサ4の受光部(図
では省略されている。)へ導かれる。
First, the carriage 5 moves to the position of the white reference plate, the light from the light source 2 irradiates the white reference plate 6, the reflected light is collected by the lens 3, and the light receiving portion of the image sensor 4 (omitted in the figure) It is led to.)

駆動回路101はイメージセンサ4に走査開始信号HSYNC
および走査クロック信号VCLKを与える。イメージセンサ
4の受光部には、原稿の主走査方向に一列の受光素子が
配列されており、各受光素子は、原稿のそれぞれの位置
(各画素)の白黒階調に比例した画像信号を出力するよ
うに構成されている。
The drive circuit 101 sends a scanning start signal HSYNC to the image sensor 4.
And a scan clock signal VCLK. A light receiving element of the image sensor 4 has a row of light receiving elements arranged in the main scanning direction of the document, and each light receiving element outputs an image signal proportional to the black and white gradation at each position (each pixel) of the document. It is configured to be.

従って白基準板を読み取った主走査方向1ライン分の
画像信号は、走査開始信号HSYNC及び走査クロック信号
に同期して出力される。
Therefore, an image signal for one line in the main scanning direction that has read the white reference plate is output in synchronization with the scanning start signal HSYNC and the scanning clock signal.

読み取られた画像信号は、A/D変換器によりディジタ
ル化された画像データに変換される。
The read image signal is converted into digitized image data by an A / D converter.

この時に、白シェーディング信号WHTを「H」とする
と、データセレクタ103は、画像データを白基準RAMに書
き込みデータとして与える。この際に白基準RAMは、R/W
信号が「L」となり、次に説明するアドレスカウンタ10
6のアドレスに従って1ライン分の画像データの書き込
みが行われ、白基準データDwを記憶する。この白シェー
ディング処理が終了すると、白シェーディング信号は
「L」に戻す。書き込まれた白基準データDwは、読み取
り画像データの最大のレベルとなる。
At this time, when the white shading signal WHT is set to “H”, the data selector 103 supplies the image data to the white reference RAM as write data. At this time, the white reference RAM is R / W
The signal becomes "L", and the address counter 10 described below will be described.
One line of image data is written according to the address of 6, and the white reference data Dw is stored. When the white shading process is completed, the white shading signal returns to “L”. The written white reference data Dw becomes the maximum level of the read image data.

次にキャリッジ5を黒基準板の位置へ移動し、黒シェ
ーディング信号を「H」にする。白シェーディング処理
と同様にしてデータセレクタ103により、黒基準板の1
ライン分の画像データを黒基準RAMの書き込みデータと
して与え、黒基準RAMに黒画像データとして記憶する。
Next, the carriage 5 is moved to the position of the black reference plate, and the black shading signal is set to “H”. In the same manner as in the white shading processing, the data selector 103 selects one of the black reference plates.
The image data for the line is given as write data of the black reference RAM, and stored as black image data in the black reference RAM.

このとき、データセレクタ111は、A/D変換器に対して
1/4のレベルのリファレンス電圧が与えられるために、
黒基準板を読み取った黒基準信号の出力レベルは4倍と
なる。それからは白シェーディング処理を同様にして、
データセレクタ103により黒基準板の1ライン分の画像
データを黒基準RAMの書き込みデータとして与え、黒基
準RAMに4倍された黒画像データとして記録される。
At this time, the data selector 111 controls the A / D converter
In order to provide a 1/4 level reference voltage,
The output level of the black reference signal read from the black reference plate is quadrupled. Then do the white shading in the same way,
The image data for one line of the black reference plate is given by the data selector 103 as write data for the black reference RAM, and is recorded as black image data quadrupled in the black reference RAM.

。 この黒シェーディング処理が終了すると、黒シェー
ディング信号BLKは「L」に戻す。
. When the black shading process is completed, the black shading signal BLK returns to “L”.

ここで、白シェーディング信号WHT及び黒シェーディ
ング信号BLKが共に「L」とし、キャリッジ5を原稿1
の先端位置へ移動して原稿の画像データの読み出しを開
始する。このとき原稿の先頭1ライン分の画像データ
が、走査開始信号HSYNC及び走査クロック信号VCLKに同
期して出力されると共に、先述した白基準RAMに書き込
まれた白基準データと、黒基準RAMに書き込まれた黒画
像データが、原稿の画像データに対応して読み出され出
力される。
Here, the white shading signal WHT and the black shading signal BLK are both set to “L”, and the carriage 5 is set to the original 1
To start reading the image data of the original. At this time, the image data for the first line of the document is output in synchronization with the scanning start signal HSYNC and the scanning clock signal VCLK, and the white reference data written in the above-described white reference RAM and the black reference RAM are written. The obtained black image data is read out and output corresponding to the image data of the document.

黒基準RAMより読み出された4倍の黒基準データは除
算器112に入力され、4で割られて原稿読み取り時の画
像データのレベルと合致した黒基準データDbに変換され
る。ここよりは、従来例と同様にして、原稿の1ライン
分の画像データDfは、データセレクタ103により第二の
減算器108に入力され、黒基準データDbが差し引かれた
データ(Df−Dw)を得る。また第一の減算器107では、
白基準データDwより黒基準データDbを差し引いたデータ
(Dw−Db)を得る。
The quadruple black reference data read from the black reference RAM is input to the divider 112, divided by 4, and converted into black reference data Db that matches the level of the image data at the time of reading the original. Thereafter, similarly to the conventional example, the image data Df for one line of the original is input to the second subtractor 108 by the data selector 103, and the data (Df-Dw) from which the black reference data Db is subtracted. Get. In the first subtractor 107,
Data (Dw-Db) is obtained by subtracting the black reference data Db from the white reference data Dw.

この2つのデータは、演算器109に入力され、下に示
す式の演算を行ない、演算器109の出力には白シェーデ
ィング補正及び黒シェーディング補正が行われて正規化
され補正画像データDrを得る。
The two data are input to the arithmetic unit 109, and the arithmetic operation of the following equation is performed. The output of the arithmetic unit 109 is subjected to white shading correction and black shading correction, and is normalized to obtain corrected image data Dr.

Dr=255×(Df−Db)/(Dw−Db) 演算器として、PROMを用いて上位アドレスに(Df−D
b)を入力し、下位アドレスに(Dw−DDb)を入力して入
力アドレスに対する演算結果をテーブル方式であらかじ
めPROMに書き込んでおくROMテーベル方式を用いること
ができる。
Dr = 255 × (Df−Db) / (Dw−Db) Using a PROM as an arithmetic unit, the upper address is (Df−Db)
b) is input, (Dw-DDb) is input to the lower address, and the operation result for the input address is written in a PROM in advance in a table format in a ROM table system.

ここまで説明したようにして、原稿の先頭の1ライン
の画像データに対して、走査開始信号HSYNC及び走査ク
ロック信号VCLKに同期した補正データDrを得ることがで
きる。さらに1ライン分の画像データを得る度にキャリ
ッジ5を副走査方向に1ライン分の移動距離ずつ移動さ
せて行くことにより原稿の画像データを平面的に読み取
ることができる。
As described above, correction data Dr synchronized with the scanning start signal HSYNC and the scanning clock signal VCLK can be obtained for the image data of the first line of the document. Further, the image data of the original can be read two-dimensionally by moving the carriage 5 in the sub-scanning direction by a moving distance of one line each time image data of one line is obtained.

その具体的な例について第3図に示している。第3図
は、原稿の1ライン分の読み取り画像データ及び、それ
に対応する白基準データと、黒基準データを示してい
る。今イメージセンサの素子Vr1に対応する黒基準信号
が10であり、Vr2に対応する黒基準信号が5であったと
する。このとき、A/D変換器102のリファレンス電圧に
は、1/4の電圧が加えられているために、A/D変換器の対
応する出力データはそれぞれ40及び20であり、このデー
タが、黒基準RAMに書き込まれる。
A specific example is shown in FIG. FIG. 3 shows read image data for one line of a document, and corresponding white reference data and black reference data. Assume that the black reference signal corresponding to the element Vr1 of the image sensor is 10 and the black reference signal corresponding to Vr2 is 5. At this time, since the reference voltage of the A / D converter 102 has a voltage of 1/4 added thereto, the corresponding output data of the A / D converter is 40 and 20, respectively. Written to black reference RAM.

また白基準データDwも、Vr1、Vr2に対応するデータが
それぞれ、250と150であったとする。
It is also assumed that the white reference data Dw also has data corresponding to Vr1 and Vr2 of 250 and 150, respectively.

次に原稿の読み取りを行った場合、まず素子Vr2の画
像データDfが出力される。今画像データDfの値を130と
する。このとき素子Vr2に対応する黒基準データDb=20
が黒基準RAMより出力されるが、この出力は、除算器112
へ入力されて、1/4の値である5が出力される。白基準
データDwとしては、白基準RAM104より150が出力され
る。、減算器107及び108でそれぞれの計算が行われ、Df
−Db信号iとして値125が、Dw−Db信号nとして値145が
出力される。そしてこの2つの値は演算器109に入力さ
れ、対応する値109が補正された画像データとして出力
される。
Next, when the document is read, first, the image data Df of the element Vr2 is output. It is now assumed that the value of the image data Df is 130. At this time, the black reference data Db = 20 corresponding to the element Vr2
Is output from the black reference RAM.
And outputs a value of 5 which is 1/4. As the white reference data Dw, 150 is output from the white reference RAM 104. , The respective calculations are performed in subtracters 107 and 108, and Df
The value 125 is output as the -Db signal i, and the value 145 is output as the Dw-Db signal n. These two values are input to the arithmetic unit 109, and the corresponding values 109 are output as corrected image data.

この計算がイメージセンサの各素子の画像データごと
に順次行われ、素子Vr1の場合も同様に、画像データDf
の値を200とすると、Df−Db信号iとして値190が、Dw−
Db信号nとして値240が出力され補正データDrとして値1
00が出力される。ここまでは、従来例と同様の動作を行
っている。
This calculation is sequentially performed for each image data of each element of the image sensor, and similarly for the element Vr1, the image data Df
Is 200, the value 190 is obtained as Df-Db signal i, and Dw-
The value 240 is output as the Db signal n, and the value 1 is output as the correction data Dr.
00 is output. Up to this point, the same operation as in the conventional example is performed.

次に高濃度原稿の読み取りを行う場合について、第4
図とともに説明する。高濃度原稿の補正画像データの誤
差成分が増大する原因は、従来例で説明したように黒基
準データDbの精度が低下するためである。その影響は、
補正画像データDrを算出する式Dr=255×(Df−Db)/
(Dw−Db)に於て、分母の(Dw−Db)では無視できる程
度であり、おもに(Df−Db)に表れるため、以後は補正
画像データとして(Df−Db)をもって話をすすめる。
Next, the fourth case of reading a high-density original will be described.
This will be described with reference to the drawings. The reason why the error component of the corrected image data of the high-density document increases is that the accuracy of the black reference data Db decreases as described in the conventional example. The effect is
Formula for calculating corrected image data Dr: Dr = 255 × (Df−Db) /
In (Dw-Db), the denominator (Dw-Db) is negligible, and appears mainly in (Df-Db). Therefore, the following description will be made with (Df-Db) as corrected image data.

第4図(a)は従来例における黒基準データを示して
いる。
FIG. 4A shows black reference data in a conventional example.

ここで本実施例に示すように黒基準読み取りに際し
て、A/D変換器のリファレンス電圧を1/4にすると、その
読み取り画像データは第4図(b)に示すように4倍の
出力となる。ここで除算器により黒基準データを1/4に
して、原稿読み取り時の画像データとレベルを合致させ
る。第4図(c)に示すように得られた黒基準データ
は、量子化誤差が抑制され、1.5(Dw−Db)<2.5とな
る。第4図(d)に示すように(Df−Db)で得られる補
正画像データは常に2となり精度は向上する。
Here, when the reference voltage of the A / D converter is reduced to 1/4 during the black reference reading as shown in the present embodiment, the read image data becomes quadruple output as shown in FIG. 4 (b). . Here, the black reference data is reduced to 1/4 by the divider to match the level with the image data at the time of document reading. In the black reference data obtained as shown in FIG. 4 (c), the quantization error is suppressed, and 1.5 (Dw−Db) <2.5. As shown in FIG. 4 (d), the corrected image data obtained by (Df-Db) is always 2 and the accuracy is improved.

発明の効果 このように本実施例では、画像データを補正する黒基
準データを得る際に、A/D変換器のディジタル変換の基
準値となるリファレンス電圧を1/4としたために、4倍
の黒基準データを得ることが出来、除算器により1/4と
した黒基準データを得るようにしたために得られる補正
画像データのA/D変換による量子化誤差を抑制すること
ができる。
As described above, in the present embodiment, when obtaining the black reference data for correcting the image data, the reference voltage which is the reference value for the digital conversion of the A / D converter is reduced to 1/4, so that the reference voltage is quadrupled. The black reference data can be obtained, and the quantization error due to the A / D conversion of the corrected image data obtained because the black reference data reduced to 1/4 by the divider can be suppressed.

このため、原稿の黒濃度の大小を問わない高階調の画
像読み取りを精度よく行うことができる。ここで、黒基
準データを得る際のA/D変換器のリファレンス電圧を1/4
としたが、これは他の値でもよい。
Therefore, it is possible to accurately read a high-gradation image regardless of the black density of the document. Here, the reference voltage of the A / D converter for obtaining the black reference data is 1/4
However, this may be another value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例における画像読み取り装置の
回路ブロック図、第2図は第1図に示す画像読み取り装
置の機能ブロック図、第3図は読み取り画像データと白
黒基準データとの関係を示すグラフ、第4図は画像信号
と規準信号との関係を示す図、第5図は従来の画像読み
取り装置の構成を示す回路ブロック図、第6図は第5図
に示す従来の画像読み取り装置の機能ブロック図、第7
図は従来の画像データと白黒基準データとの関係を示す
グラフ、第8図は従来の画像信号と基準信号との関係を
示すグラフである。 1……原稿、2……光源、3……レンズ、4……イメー
ジセンサ、5……キャリッジ、6……白基準板、7……
黒基準板、101……駆動回路、102……A/D変換器、103…
…データセレクタ、104……白基準RAM、105……黒基準R
AM、110……基準電圧発生器
FIG. 1 is a circuit block diagram of an image reading device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of the image reading device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a relationship between read image data and black-and-white reference data. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an image signal and a reference signal, FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional image reading device, and FIG. 6 is a conventional image reading device shown in FIG. Functional block diagram of device, seventh
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the conventional image data and the monochrome reference data, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the conventional image signal and the reference signal. 1 Document, 2 Light source, 3 Lens, 4 Image sensor, 5 Carriage, 6 White reference plate, 7
Black reference plate, 101 ... Drive circuit, 102 ... A / D converter, 103 ...
... Data selector, 104: White reference RAM, 105: Black reference R
AM, 110 …… Reference voltage generator

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画像信号を基準電圧に基づいてA/D変換
し、このA/D変換された画像信号を用いてシェーディン
グ補正する画像読み取り装置であって、 A/D変換の基準となる基準電圧を発生する基準電圧発生
手段と、この基準電圧を黒色の基準画像信号をA/D変換
する際に白色の基準画像信号をA/D変換する際の基準電
圧より小さい基準電圧に切り替える基準電圧切替手段
と、 を有することを特徴とする画像読み取り装置。
An image reading apparatus for performing A / D conversion of an image signal based on a reference voltage and performing shading correction using the A / D converted image signal, wherein a reference as a reference of the A / D conversion is provided. Reference voltage generating means for generating a voltage, and a reference voltage for switching the reference voltage to a reference voltage smaller than a reference voltage for A / D conversion of a white reference image signal when A / D converting a black reference image signal An image reading device, comprising: switching means.
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