JP2736536B2 - 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、原稿画像を読み取る画像読取装置に関す
る。

［従来の技術］ 原稿面を光源により照明し、その原稿画像をラインイ
メージセンサにより１ラインずつ読み取る画像読取装置
が、ファクシミリ装置や各種画像処理システムによく使
用されている。

このような画像読取装置では、原稿面に対する照明の
不均一やラインイメージセンサの各画素の特性のばらつ
きなどよる画信号の白ラベル変動を防止するためのシェ
ーディング補正が行なわれている。

このシェーディング補正の一方式として、画像読取面
に白色板を配設して、原稿読み取りの直前に、その白色
板の白画像をサンプル画信号として読み取り、原稿画像
を読み取る際に、そのサンプル画信号に基づいて、原稿
画像の画信号を補正する方式が知られている。

すなわち、白色板の画像を１ライン読み取った場合、
一般に原稿面の照明は端部が低下しているため、ライン
イメージセンサからは、第６図（ａ）に示すように、信
号レベルが山形に変化するサンプル画信号Ｓ₀が得られ
る。ここで、いま、一様の濃度の原稿を１ライン読み取
ったとすると、同図（ｂ）に示すように、上記と同様に
山形の原画が信号Ｓ₁が得られる。そこで、上記方式で
は、その原画信号Ｓ₁を上記サンプル画信号Ｓ₀に基づい
てレベル補正し、同図（ｃ）に示すように、一定レベル
の読取画信号Ｓ₂を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この場合、上記白色板にゴミ等が付着
して汚れていると、サンプル画信号Ｓ₀は、第７図
（ａ）に示すように、その汚れの部分でレベルが低下す
る。このため、一様濃度の原稿画像を読み取って、同図
（ｂ）に示すような原画信号Ｓ₁が得られた場合、読取
画信号Ｓ₂は、同図（ｃ）に示すように、ゴミの位置に
対応する一定部分で急激な山が生じる。この場合、読み
取られた画像に白いすじが入ることになる。

ところで、例えば、ファクシミリ装置の場合、画像の
線密度は、８本/mmや16本/mmというように密度が高いた
め、空中に浮遊している小さいゴミでも、上記のように
読取画像に悪影響が生じていた。

一方、この悪影響を防止するため、発明者は、先に特
開昭60-263574号公報に見られるように、サンプル画信
号Ｓ₀の信号レベルをチェックして、急激なレベル変化
があると、その部分の信号レベルを変化前の信号レベル
に代替する方法を提案している。しかしながら、この方
法は、サンプル画信号Ｓ₀のチェックや補正に特殊な信
号回路が必要となる不具合があった。また、この場合、
補正を厳密にすると、サンプル画信号Ｓ₀の小さいレベ
ル変動が抑制され、原画信号Ｓ₁をラインセンサ自体の
画素単位の感度特性のバラツキに対するシェーディング
補正ができなくなり、良好な画像を得ることができなく
なるという不具合があった。

本発明は、以上の不具合を解消し、特殊な信号回路を
設けることなく、白色板の汚れの影響を受けずに良好な
画像を読み取ることができる画像読取装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このために本発明は、白色板の白画像の１つのライン
位置を読み取って得た原画信号をサンプル画信号として
記憶した後、その白画像の別のライン位置を読み取って
得た原画信号を、そのサンプル画信号に基づいてシェー
ディング補正して読取画信号を取り出し、その読取画信
号の信号レベルの変動幅が一定幅を越える場合、上記白
画像の上記と異なる各ライン位置で、サンプル画信号の
記憶と読取画信号の取り出しとを再実行し、上記変動幅
が一定幅以下になった場合、原稿画像を順次読み取り、
これにより得た原画信号を、記憶している上記サンプル
画信号に基づいてシェーディング補正して読取画信号を
順次取り出すようにしている。

また、サンプル画信号の記憶と読取画信号の取り出し
とを、上記白画像の予め設定された全ラインにおいて繰
り返し再実行したにも拘らず、上記変動幅が一定幅以下
にならない場合には、上記変動幅が最低であったライン
位置で記憶したサンプル画信号に基づいてシェーディン
グ補正するようにしている。

［作用］ ライン位置を移動しながら白画像を複数回読み取るこ
とにより、白色板の汚れのないライン位置を見つけるよ
うにしたので、従来のように、サンプル画信号の急激な
レベル変化を検知したり、その部分の信号レベルを変化
前の信号レベルに代替するような特殊な信号回路が不要
になると共に、サンプル画信号の小さいレベル変動が抑
制されることがなくなるため、白色板の汚れの影響を受
けずに、画像濃度の多値読取を正確に行なうことがで
き、良好な画像が得られるようになる。

また、白画像の読取画信号の信号レベルの変動幅が一
定幅以下にならない場合には、それが最低であったとき
のサンプル画信号に基づいて、原稿画像の読み取りを行
なうことにより、原稿読取が不能にならず、その条件に
おいて最良の読み取り画像を得ることができる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像読取装置の光
学系を示す正面透視図である。図において、装置箱体上
面には、本などの読み取り原稿１を載置するターゲット
ガラス２が固定され、そのターゲットガラス２の一端部
に沿って、下面が白色の白色板３が配設されている。

それらの下方には、蛍光灯等の光源４とミラー５を搭
載した第１走行体６と、ミラー7,8を搭載した第２走行
体９が配設されている。第１走行体６は、副走査のため
に白色板３の下部からターゲットガラス２の他端部まで
移動するもので、第２走行体９は、その移動に応じて移
動するもので、これらは、図示せぬステッパモータとギ
ヤ機構によりなる走行体駆動部により駆動される。

また、ターゲットガラス２の下方には、レンズ10とラ
インイメージセンサ11とが配設されている。そして、読
取画像の画像光は、ミラー5,7,8とレンズ10とを介して
ラインイメージセンサ11に集光し、第２走行体９の移動
により、画像面からラインイメージセンサ11までの光軸
距離が一定になるように構成されている。

第２図は、この画像読取装置の信号処理系のブロック
構成図を示したものである。図において、増幅器21は、
ラインイメージセンサ11から出力される画信号を増幅す
るものである。ピークホールド回路22は、その増幅され
た画信号のピークレベルを保持するもので、A/D変換器2
3は、アナログ信号であるその画信号をデジタル信号に
変換するものである。

ラインメモリ24,25は、デジタル化された１ライン分
の画信号を多値濃度レベルで記憶するもので、D/A変換
器26は、ラインメモリ24から出力される画信号をアナロ
グ信号に変換するものである。切換器27は、ピークホー
ルド回路22またはD/A変換器26の一方の出力を選択し
て、A/D変換器23にリファレンス電圧として入力するも
のである。

位置センサ28は、第１走行体６の所定位置を検知する
もので、光源用電源29は、光源４を点灯させるもので、
走行体駆動部30は、第１走行体６と第２走行体９とを駆
動するスッテパモータやその制御回路である。

そして、マイクロコンピュータ31は、制御プログラム
が格納されたROM,データ一時格納用のRAM,制御信号やデ
ータ入出力用のI/Oポートを備えた制御部である。この
マイクロコンピュータ31は、位置センサ28の検知結果や
ラインメモリ25の出力データを入力し、切換器27,ライ
ンメモリ24,光源用電源29,走行体駆動部30および接続さ
れる図示せぬ外部機器、例えば記録装置等を制御するも
のである。

以上の構成で、本実施例の画像読取装置により、原稿
画像を読み取る場合、オペレータは、ターゲットガラス
２の上に原稿を載置して起動操作を行なう。

第３図は、この画像読取装置の画像読取処理を示した
もので、上記起動操作が行なわれると、光源４を点灯す
る一方、まず、第１走行体６が白色板３の下方に移動
し、画像読取ライン位置を白色板３の端部に位置決めす
る（処理101）。そして、切換器27を接点ａ側に接続す
る（処理102）。

ここで、一度ラインイメージセンサ11から１ラインの
画信号を取り出し、ピークホールド回路22にそのピーク
レベルをセットした後（処理103）、再度ラインイメー
ジセンサ11から画信号を取り出す。このとき、A/D変換
器23には、リファレンス電圧として上記１回目の画信号
のピークレベルが入力されているので、そのピークレベ
ルを基準として２回目の画信号をデジタル信号に変換す
る。そして、この１ラインの画信号を、サンプル画信号
Ｓ₀として、ラインメモリ24に格納する（処理104）。こ
の後、切換器27を接点ｂ側に接続を切り換える（処理10
5）。

次に、画像読取ライン位置を一定距離移動して（処理
106）、移動した読取ライン位置を判定する（処理10
7）。ここで、その読取ライン位置が、白色板３の範囲
内である場合（処理107のＹ）、ラインメモリ24に格納
したサンプル画信号Ｓ₀を読み出しながら、これに同期
して、ラインイメージセンサ11から１ラインの画信号を
読み出す。このとき、サンプル画信号Ｓ₀はD/A変換器26
によりアナログ信号に変換されて、A/D変換器23にリフ
ァレンス電圧として入力される。

いま、増幅器21より出力される画信号を原画信号Ｓ₁
とすると、この原画信号Ｓ₁は、サンプル画信号Ｓ₀に基
づいて、A/D変換器23によりレベル補正される。すなわ
ち、ラインメモリ24に格納したサンプル画信号Ｓ₀およ
び原画信号Ｓ₁が、第６図（ａ），（ｂ）に示したよう
な山形の信号であったとすると、A/D変換器23は、同図
（ｃ）に示すような一定レベルの読取画信号Ｓ₂を出力
する。ここで、この読取画信号Ｓ₂を、ラインメモリ25
に格納する（処理108）。

次に、マイクロコンピュータ31は、ラインメモリ25の
読取画信号Ｓ₂を順次読み出して、各画素における濃度
レベルの平均値，最大値および最小値を求める（処理10
9）。そして、求めた平均値に対する最大値および最小
値の偏差により、信号レベルの変動の大きさを判定する
（処理110）。

ところで、上記処理101において位置決めしたとき、
第４図（ａ）における読取ライン位置Ｌ₁に示すよう
に、そのライン上にゴミ等の汚れＰがあったとすると、
上記処理104で得たサンプル画信号Ｓ₀は、同図（ｂ）に
示すように、その汚れＰの位置で谷が生じる信号とな
る。

また、その後、一定距離移動したとき、読取ライン位
置Ｌ₁に示すように、別の位置に同様の汚れＰがあった
とする。すると、そのライン位置での原画信号Ｓ₀は、
同図（ｃ）に示すように中央部で谷が生じる。ここで、
原画信号Ｓ₀が、上記サンプル画信号Ｓ₀によりレベル補
正されるため、得られる読取画信号Ｓ₂は、同図（ｄ）
に示すように、中央部で谷、端部で山が生じる信号にな
る。

このように、得られた読取画信号Ｓ₂に一定値以上の
変動がある場合（処理110のＹ）、上記処理102に戻る。
これにより、次に、同図（ｃ）に示すサンプル画信号Ｓ
₀がラインメモリ24に格納される。

次に、読取ライン位置Ｌ₃に移動したとする。この場
合、ライン上に汚れはないが、このときの原画信号Ｓ₀
は、上記サンプル画信号Ｓ₀により補正されるため、得
られる読取画信号Ｓ₂は、同図（ｅ）に示すように、中
央部に山が生じるようになる。

このように、読取画信号Ｓ₂にレベル変動があると、
上記と同様に、その読取ライン位置Ｌ₃のサンプル画信
号Ｓ₀を記憶する。なお、このときのサンプル画信号Ｓ₀
は、同図（ｆ）に示すように、急激な山や谷がないもの
である。この後、一定位置移動して、再度画像読取す
る。

ここで、読取ライン位置Ｌ₄に示すように、汚れがな
かったとすると、同図（ｇ）に示すように、一定レベル
の読取画信号Ｓ₂が得られる。

このように、読取画信号Ｓ₂の変動が一定レベル以下
になると（処理110のＹ）、読取ライン位置を原稿の端
部に移動して（処理111）、その位置より上記と同様に
読取画信号Ｓ₂を順次取り出すことにより、所定の画像
読取を実行する（処理112）。

この読取動作では、第４図（ｆ）に示すように、白色
板３の汚れのないライン位置のサンプル画信号Ｓ₀によ
り、原稿画像の原画信号Ｓ₀がレベル補正され、正しく
シェーディング補正できるため、良好な画質の読取画信
号Ｓ₂が得られるようになる。

一方、上記動作において、白色板３の汚れがなくなら
ず、一定距離ずつ読取りライン位置を移動して、白色板
３の範囲を越えてしまった場合（処理107のＮ）、シェ
ーディング補正不良の旨を図示せぬ表示器に表示した後
（処理113）、原稿画像の読み取りを実行する。この場
合、最後に記憶したサンプル画信号Ｓ₀により、原稿画
像の画信号がレベル補正されることになる。

以上のように、本実施例では、白画像を読み取ってサ
ンプル画信号Ｓ₀を取り出した後、読み取りライン位置
を一定距離移動して、実際に画像読み取りを実行し、得
られた読取画信号Ｓ₂の変動幅をチェックすることによ
り、白色板の汚れの有無を判断している。そして、汚れ
があると、その位置で再度サンプル画信号Ｓ₀を取り出
し、さらに一定距離移動した別のライン位置で画像読み
取りを繰り返すことにより、白色板の汚れのないライン
を探すようにしている。

これにより、従来のような特殊な信号回路を使用する
ことなく白画像の汚れのないライン位置を見つけること
ができる。また、この場合、サンプル画信号の小さいレ
ベル変動を抑制することがないので、ラインイメージセ
ンサの画素単位の感度特性のバラツキに対するシェーデ
ィング補正ができる。これにより、とくに原稿画像の濃
淡を多値読み取りする場合に、画像を正確に読み取るこ
とができ、良好な画像が得られるようになる。

さて、第５図は、本発明の他の実施例における第３図
と異なる部分を示した動作フローチャートである。この
実施例では、読取画信号Ｓ₂の平均値，最大値，最小値
を求めた後（処理109）、それらの変動幅を示すデータ
とその時点における白色板３の読取ライン位置とを記憶
しておく（処理114）。

そして、読取画信号Ｓ₂の変動幅が一定値以下になら
ず、読取動作を繰り返して白色板３の範囲を越えてしま
った場合（処理107のＮ）、上記記憶している情報によ
り、上記変動幅が最低であった読取ライン位置に再度移
動する（処理115）。次いで、そのライン位置でサンプ
ル画信号Ｓ₀を読み出し（処理116）、シェーディング補
正不良の旨を表示した後（処理113）、原稿画像の読み
取りを実行するようにする。

これにより、第３図の実施例の場合に比較して、原稿
読取時の読取画像の画質を向上させることができる。

ところで、以上の各実施例において、白色板に汚れが
あると、白画像の読取動作を何度も繰り返すことになる
が、この場合、１回の動作は0.1秒以内で実行可能であ
ると考えられる。このため、10回実行したとしてもせい
ぜい１秒で実行でき、実用上の支障はない。

なお、上述の各実施例では、白色板の読取ライン位置
は、一定距離ずつ移動するようにしたが、ランダムに移
動するなど、他の方法で移動してもよい。また、白色板
の汚れのないライン位置が見つからなかった場合、シェ
ーディング補正の不能の旨を表示するだけにしたが、白
色板のクリーニングの指示を行なったり、読取画信号を
外部機器に転送する際に、シェーディング補正の不良の
旨を通知するようにしてもよい。

また、第５図の処理115では、読取画信号Ｓ₂の信号レ
ベルの変動幅の最小を検出した読取ライン位置に戻るよ
うにしたが、その信号レベルの変動幅は、サンプル画信
号Ｓ₀を取り出したライン位置と、読取画信号Ｓ₂を取り
出したライン位置との両者の汚れが影響する。従って、
処理115では、もう１つ前の読取ライン位置に移動する
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、白色板の白画像の１
つのライン位置を読み取って得た原画信号をサンプル画
信号として記憶した後、その白画像の別のライン位置を
読み取って得た原画信号を、そのサンプル画信号に基づ
いてシェーディング補正して読取画信号を取り出し、そ
の読取画信号の信号レベルの変動幅が一定幅を越える場
合、白画像の上記と異なる各ライン位置で、サンプル画
信号の記憶と読取画信号の取り出しとを再実行し、上記
変動幅が一定幅以下になると、所定の動作で、原稿画像
を順次読み取るようにしたので、従来のような特殊な信
号回路を使用することなく白画像の汚れのないライン位
置を見つけることができると共に、サンプル画信号の小
さいレベル変動が抑制されることがなくなるため、白色
板の汚れの影響を受けずに良好な画像が得られるように
なる。

また、白画像の予め設定された全ラインにおいて、読
取画信号の信号レベルの変動幅が一定幅以下にならない
場合には、その変動幅が最低であったライン位置で記憶
したサンプル画信号に基づいてシェーディング補正する
ことにより、原稿読取が不能にならず、その条件におい
て最良の読み取り画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像読取装置の光学系
を示す正面透視図、第２図は信号処理系のブロック構成
図、第３図は画像読取処理を示す動作フローチャート、
第４図は白色板の読取ライン位置の移動と得られる各信
号とを示す説明図、第５図は画像読取処理の他の実施例
を示す動作フローチャート、第６図は白色板の読み取り
結果に基づいたシェーディング補正動作を示す各信号の
波形図、第７図は白色板に汚れがあった場合における従
来のシェーディング補正動作を示す各信号の波形図であ
る。 １……原稿、２……ターゲットガラス、３……白色板、
４……光源、5,7,8……ミラー、６……第１走行体、９
……第２走行体、10……レンズ、11……ラインイメージ
センサ、21……増幅器、22……ピークホールド回路、23
……A/D変換器、24,25……ラインメモリ、26……D/A変
換器、27……切換器、28……位置センサ、29……光源用
電源、30……走行体駆動部、31……マイクロコンピュー
タ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラインイメージセンサにより画像を１ライ
   ンずつ読み取ると共に、基準となる白画像の読み取り結
   果に基づいて原稿画像を読み取って得た画信号をシェー
   ディング補正して読取画信号を得る画像読取装置におい
   て、上記白画像の１つのライン位置を読み取って得た原
   画信号をサンプル画信号として記憶するサンプル画信号
   記憶手段と、その白画像の別のライン位置を読み取って
   得た原画信号を上記サンプル画信号に基づいてシェーデ
   ィング補正して読取画信号を取り出す白画像読取画信号
   取出手段と、その読取画信号の信号レベルの変動幅を判
   定する変動幅判定手段と、上記変動幅が一定幅を超える
   場合、上記サンプル画信号記憶手段と白画像読取画信号
   取出手段の動作を、上記各ライン位置とは異なるライン
   位置で再実行させる再実行制御手段と、上記変動幅が一
   定幅以下である場合に、原稿画像を順次読み取って得た
   原画信号を記憶している上記サンプル画信号に基づいて
   シェーディング補正して読取画信号を順次取り出す原稿
   画像読取画信号取出手段とを備えていることを特徴とす
   る画像読取装置。
2. 【請求項２】上記再実行制御手段により上記サンプル画
   信号記憶手段と白画像読取画信号取出手段の動作を上記
   白画像の予め設定された全ラインにおいて再実行したに
   も拘らず、上記変動幅が一定幅以下にならない場合、上
   記原稿画像読取画信号取出手段では、上記変動幅が最低
   であった上記白画像の１つのライン位置で記憶したサン
   プル画信号に基づいてシェーディング補正することを特
   徴とする請求項１記載の画像読取装置。