JP2833006B2 - シェーディング補正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像読取装置における画像信号のシェーデ
ィング補正回路に関するものである。

従来の技術 従来、画像読取装置において読取対象原稿を蛍光灯な
どの照明手段により照明し、この読取対象原稿をライン
状の固体イメージセンサにより走査して画像信号を得て
いるが、これには光源の不均一及びレンズの特性により
シェーディングが発生している。従って、第２図に示す
ように原稿17を読取る前に予め一様な白を有する原稿セ
ット部13を照明手段14により照明し、レンズ15を介して
イメージセンサ16に投射し、一様な白を有する原稿セッ
ト部13の画像信号（シェーディング波形）を得、このシ
ェーディング波形を基準電位としてスライスレベルを生
成し、原稿画像信号のA/D変換と同時にシェーディング
補正を行っている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、原稿の斜行等により基準白信号の読取
位置に原稿の一部分、または全体が到達した場合、或い
は汚れ等が付着したときには、基準白の読取位置に到達
した原稿の影、原稿の色、或いは汚れ等により第３図に
示すようにシェーディング波形19が変化し、それと同様
にスライスレベル20も変化する。従って、例えばスライ
スレベル20により原稿画像信号21の２値化を行ったと
き、原稿の影等によるスライスレベル20の黒側への移動
により、本来、黒として抽出されるべき部分が白とされ
てしまい、画質の劣化を生じるという課題があった。

また、複数のスライスレベルにより原稿画像信号を多
値化する場合にも原稿の影や汚れの付着部分の濃度値が
他の部分と比べ低くなり、画質の劣化を招くという同様
の課題がある。

本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであ
り、従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記
諸課題を解消することを可能とした新規なシェーディン
グ補正回路を提供することにある。

課題を解決するための手段 上記目的を達成する為に、本発明に係るシェーディン
グ補正回路は、一様な白を有する原稿セット部から基準
白信号を予め読取り、その信号を利用してシェーディン
グを自動的に補正する画像読取装置において、読取対象
原稿を読取る直前に基準白信号を与える原稿セット部か
ら得られる画像信号をディジタル信号に変換する手段
と、該変換されたディジタル信号を記憶する手段と、デ
ィジタル化された基準白信号の形状を判断する為の変化
点を検出する手段と、上記変化点から所定の範囲を補間
する手段と、上記の記憶手段に記憶されているデータか
らアナログの基準白信号を再生する手段と、この基準白
信号を基準電位として、入力されたアナログの原稿画像
信号をディジタル信号に変換する手段とを具備して構成
される。

即ち、本発明は、原稿読取前に読取った基準白信号の
状態により基準白信号の読取位置に原稿の一部が到達、
或いは汚れ等が付着し基準白信号の形状に異常があると
判断された場合に、その形状が異常である部分を正常な
部分から補間し、これを原稿画像信号のA/D変換の際の
基準電位として用いて、基準白信号の異常による画質の
劣化を未然に防ぐことを特徴としている。

実施例 次に本発明をその好ましい一実施例について図面を参
照して具体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示し、シェーディング
補正回路を具備した画像信号のディジタル化回路のブロ
ック構成図である。

第１図を参照するに、イメージセンサ１は光電変換部
と電荷転送の為のシフトレジスタを備えている。

２はクロックパルス発生回路であり、イメージセンサ
１のシフトレジスタに所定の周波数のクロックパルス信
号を入力するものである。イメージセンサ１のシフトレ
ジスタの信号電荷は上記クロックパルスによって順次出
力される。

３は増幅器であり、イメージセンサ１のシフトレジス
タから出力される信号、即ち１走査線の各画素に対応す
る画像情報を表す信号電荷に比例する電流を所定レベル
に増幅して出力する。

４はセレクタであり、上記の増幅器３からの出力が基
準白信号のときには基準白信号A/D変換回路５へ、或い
は原稿画像信号の場合には原稿画像信号A/D変換回路10
へ入力するように切換制御を行う。

基準白信号A/D変換回路５は、増幅器３から出力され
たアナログの基準白信号をディジタル信号に変換する。

６はメモリ（RAM）であり、基準白信号A/D変換回路５
からの出力のディジタル化された基準白信号、或いは後
述する補間回路８から出力される基準白信号を記憶す
る。

変化点検出回路７は、上記メモリ６から基準白信号の
データを読出し、曲率を求めて変化点の閾値と比較し、
閾値以上である点を変化点として検出する。

補間回路８は、上記変化点検出回路７において変化点
と判断された点から所定の範囲を補間することで変化点
部分を平滑化する。

９は基準白信号D/A変換回路であり、上記メモリ６に
記憶されている基準白信号のデータをアナログ信号に変
換する。

10は原稿画像信号A/D変換回路であり、上記の基準白
信号D/A変換回路９の出力のアナログ信号を基準電位と
して原稿画像信号をディジタル信号12に変換する。

以下に、上述の構成のシェーディング補正回路の動作
を第４図の本手法の流れに従い説明する。

（１）．初めに、イメージセンサ１により一様な白を有
する原稿セット部から１ライン分の白データを読取り、
増幅器３を用いて所定レベルに増幅し、セレクタ４を切
換えて基準白信号A/D変換回路５へ基準白信号を入力す
る。ここで、基準白信号はアナログ信号からディジタル
信号に変換されてメモリ６に記憶される。

（２）．次に、変化点検出回路７によりメモリ６のデー
タが読出され、基準白信号の各点の曲率を算出する。

ここで、曲線をＹ＝ｆ（ｘ）としたとき、曲率は で与えられる。この式を離散的な形の折線に対して計算
する為に平均化の概念を導入して、近傍のｋ個の点列に
ついて平均的に考える。これは、第５図に示すように、
曲率を求めようとする注目点Piについてその座標を（x
i,yi）とし、その左右にそれぞれｋ個の点を取り、それ
から を計算し、これらの値から とする。従って、注目点Piの曲率Ciは式（７）で表され
る。

この曲率を１ライン分の全ての点に対して求める。

（３）．変化点を求める際の閾値thcと各点の曲率を比
較して式（８）を満足する点を検出する。

C₁≧Thc （８） 但し、ｌ＝ｋ＋1,k＋2,…,n−ｋ ｎは１ライン分の点の数 ここで、閾値Thcは任意に設定できるものとし、閾値T
hcを大きくすると小さな変化点の検出しかできなくなる
が、後の補間処理等の処理時間の短縮が可能となる。ま
た、閾値Thcを小さくすると、小さな変化点も検出が可
能となり、より精度の高い線の復元ができる。

（４）．上記（３）で式（８）を満足する点が存在しな
い場合には、基準白信号に変化点がない、即ち基準白信
号が正常であると判断し、下記（８）へ行く。

また、式（８）を満足する点が存在する場合には、下
記（５）へ行く。

（５）．変化点として検出された点に対し、第６図に示
すように変化点28、29、30から所定の範囲を補間範囲3
1、32、33として求める。

このとき、注目点の補間範囲内に他の変化点の補間範
囲がある場合には、これらの補間範囲を融合し、１つの
補間範囲と考え拡大補間範囲34とする。

（６）．補間の際の基点として補間範囲の左右の点35、
36及びその点から所定の範囲だけ内側の点37、38を求
め、Lagrangeの補間によって基点37、38間を補間し、そ
の結果をメモリ６へ書込む。

（７）．上記（６）の処理を全ての変化点の補間範囲に
対して行う。

これが終了したならば、補間された基準白信号に対
し、上記（２）へ行き、再び変化点の検出を行う。

ここで、変化点の検出を繰返して行う理由は、第７図
のように基準白信号40の形状が変化している部分に平坦
な部分が含まれていた場合、補間範囲の大きさにより１
度の補間処理では正常な基準白信号が復元できない為で
ある。

（８）．正常な形状に復元された基準白信号39をメモリ
６から読出し、基準白信号D/A変換回路９によりアナロ
グの基準白信号を再生する。

（９）．原稿を読取り、この原稿画像信号が原稿画像信
号A/D変換回路10へ入力されるようにセレクタ４を切換
え、基準白信号D/A変換回路９の出力の基準白信号を基
準電位として原稿画像信号A/D変換回路10によりA/D変換
を行い、原稿画像信号のディジタル信号12を得る。

発明の効果 以上に詳述したように、本発明によれば、原稿読取位
置においてシェーディング補正の為の基準白となる一様
な白を有する面を照明手段により照明し、これを固体イ
メージセンサにより読取り基準白信号を得、この基準白
信号から変化点の検出を行い、変化点が検出された場合
は基準白信号に異常があると判断し、この部分を正常と
考えられる部分から補間することで基準白信号の復元を
可能とする。これを原稿画像信号のA/D変換の際の基準
電位として用いることにより基準白信号の異常による画
質の劣化を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシェーディング補正回路を具備し
た画像信号のディジタル化回路の一実施例を示すブロッ
ク構成図、第２図は画像読取機構の構造説明図、第３図
はシェーディング波形とスライスレベルの生成の説明
図、第４図は本回路の処理の流れの説明図、第５図は曲
率の計算の説明図、第６図はシェーディング波形の復元
の説明図、第７図は平坦な部分を含むシェーディング波
形の復元の説明図である。 １……イメージセンサ、２……クロックパルス発生回
路、３……増幅器、４……セレクタ、５……基準白信号
A/D変換回路、６……メモリ、７……変化点検出回路、
８……補間回路、９……基準白信号D/A変換回路、10…
…原稿画像信号A/D変換回路、11……制御部、12……デ
ィジタル信号、13……原稿セット部、14……照明手段、
15……レンズ、16……イメージセンサ、17……原稿、18
……黒レベル、19……シェーディング波形、20……スラ
イスレベル、21……原稿画像信号、22……曲線、23……
シェーディング波形、24……閾値、25……各点の曲率、
26……点の位置、27……曲率、28、29、30……変化点、
31、32、33……補間範囲、34……拡大補間範囲、35、3
6、37、38……基点、39……復元されたシェーディング
波形、40……シェーディング波形、41、42、43、44、4
5、46、47、48……基点、49……閾値、50……各点の曲
率、51……各点の位置、52……曲率、53、54、55、56…
…補間範囲、57、58……拡大補間範囲、59……１回目の
復元処理で得られたシェーディング波形、60、61、62、
63……基点、64、65、66、67……補間範囲、68……拡大
補間範囲、69……２回目の復元処理で得られたシェーデ
ィング波形

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像読取装置の原稿読取位置においてシェ
   ーディング補正のための基準となる一様な白を有する画
   を読取り基準白信号を予め得て、その信号を利用してシ
   ェーディングを自動的に補正するシェーディング補正回
   路において、原稿読取前に読取られディジタル化された
   基準白信号及び後記補間手段から出力された基準白信号
   を記憶する記憶手段と、該記憶手段から基準白信号のデ
   ータを読出し曲率を求めて得られた変化点と閾値とを比
   較して前記閾値以上である点を前記基準白信号の形状を
   判断するための変化点として検出する変化点検出手段
   と、前記閾値以上であると判断された前記の変化点から
   所定の範囲の変化点部分を平滑化し補間して前記記憶手
   段に記憶させる補間手段とを備え、シェーディング補正
   のための基準白信号の形状に異常があった場合に、前記
   記憶装置に記憶されている補間データを用いて、該異常
   状態を自動的に補正して正常な基準白信号を復元するこ
   とを特徴としたシェーディング補正回路。