JP2875279B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像入力装置、スキャナ、ファクシミリ等
の画像読取り装置に関する。

従来の技術 従来、画像読取り装置としては、原稿をCCD等のリニ
アイメージセンサで読取り、光電変換されたその電気信
号をデジタル値に変換し、様々な処理を施した後、プリ
ンタ等の印刷機構によって像形成したり、画像を通信手
段を用いて転送することが実用化されている。ここに、
リニアイメージセンサは微小な画素を直線状に配列させ
たものであるが、現状のイメージセンサでは、各画素間
の感度バラツキ、ゆらぎがある。このため、一様な白色
原稿を読取っても、イメージセンサの出力信号レベルは
一定とはならない。

そこで、従来は、これを補正（一般に、シェーディン
グ補正と称する）するため、原稿を読取る前に、基準と
なる一様な白色板を読取り、その信号をメモリに格納
し、この信号データを基に、実際の原稿を読取った時の
画像信号を補正することが一般に行われている。

しかし、基準となる白色板を読取る際に、この白色板
に塵などのゴミが付着していると、これもセンサ感度の
バラツキ、ゆらぎとみなされて、画像信号を補正するこ
とになり、補正誤差を生ずる。また、センサに混入する
電気的ノイズも影響する。これは、一般に、リニアイメ
ージセンサの副走査方向へのスジとなって画像上に現れ
る。

このような影響を低減させるため、例えば、基準の白
色板の同一領域を複数回読取り、得られた信号の平均値
を求め、これをシェーディング補正の際の基準値とする
方法が、例えば特開昭59−223062号公報や特開昭60−51
369号公報により提案されている。

また、基準の白色板の同一領域ではなく、異なる領域
を複数回読取り、その平均値又はメディアン値を、シェ
ーディング補正の際の基準値とする方法が、例えば特開
昭63−155868号公報により提案されている。

発明が解決しようとする課題 ところが、前者の方法の場合、センサ感度のゆらぎや
センサに混入する電気的ノイズ（複数回の読取りにおい
て読取り毎に値が変化する成分）に対しては効果的であ
るものの、基準白色板やセンサ面に付着した塵埃による
影響に対しては効果的ではない。

また、後者の方法の場合には、物理的に異なる領域を
複数回読取るための装置の構成によって読取り回数が制
限されやすく、ノイズの特性（塵の大きさ等）が変った
場合に対処できない。また、これらのノイズ成分は孤立
的なスパイク状のものが多いため、単純な平均をとる処
理では、ノイズ除去効率が低いものである。

課題を解決するための手段 基準面及び原稿を読取る読取り手段と、前記基準面を
読取って得た主走査１ライン分の信号を記憶するメモリ
と、このメモリに記憶された信号のメディアン値を求め
る演算処理をする演算処理手段と、原稿を読取って得た
画像信号をこの演算処理手段により演算処理された信号
によりシェーディング補正する補正手段とにより構成し
た。

この際、演算処理手段による演算処理を、原稿におけ
る主走査方向に対する指定画素幅にわたるメディアン値
を求める処理とした。

作用 白色基準板等の基準面を読取って主走査１ライン分を
メモリに取込む。このメモリに記憶された信号に対して
メディアン値を求める演算処理、例えば主走査方向に対
して指定画素幅にわたるメディアン値を求める演算処理
を行い、これを基に本来の画像信号のシェーディング補
正を行う。ここに、上記の演算処理によれば、指定画素
幅の任意設定により、基準面上の塵、汚れ等の影響及び
電気的スパイクノイズを、そのノイズの特性によって補
正の幅を可変し得るものであり、かつ、孤立的なスパイ
クノイズの除去も高効率で可能となる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第２図に本発明が適用される原稿読取り装置の
一例の概略構成を示す。原稿台１上にセットされた原稿
（図示せず）は蛍光灯２により露光照明され、一連のミ
ラー群３を経て結像レンズ４により読取り手段となるCC
Dイメージセンサ５上に結像される。これにより、主走
査１ライン分の読取りが可能となる。この状態で、蛍光
灯２及びミラー群３を駆動系によつて図中矢印方向にス
キャン（副走査）させれば、原稿台１上の原稿の画像信
号を全面にわたり二次元的に読取ることができる。この
時、原稿スキャンに先立ち、原稿台１上の端部に取付け
た基準面となる白色基準板６をスキャンし、その反射光
をイメージセンサ５に結像させることにより、シェーデ
ィング補正のための基準信号を読取る。

このようにイメージセンサ５により読取られた原稿又
は白色基準板６についての信号は、第１図に示す回路に
より処理される。まず、イメージセンサ５の出力信号は
アンプ７より所定の信号レベルに増幅された後、アナロ
グ／デシタル変換器（A/D変換器）８に入力される。

ここに、原稿を実際にスキャンする直前の白色基準板
６の読取り時には、A/D変換器８の出力側はスイッチ９
切換えによりメモリとしてのラインメモリ10に接続され
た状態とされる。よって、白色基準板６についての読取
り信号は、デジタル変換されてシェーディング補正基準
信号の元としてラインメモリ10に記憶される。ラインメ
モリ10に対し主走査１ライン分の白色基準板読取り信号
が書込まれると、スイッチ９が反転されA/D変換器８の
出力側は補正手段としてのシェーディング補正回路11に
接続される。一方、ラインメモリ10に記憶された信号
は、演算処理手段としての演算装置12によって、主走査
方向に対して指定された幅にわたるメディアン値を求め
る処理が施される。即ち、メディアンフィルタリング処
理である。

前記シェーディング補正回路11では、演算装置12によ
ってメディアンフィルタ処理された白色基準板読取り信
号をシェーディング補正基準信号として、A/D変換器８
からの出力信号である原稿画像読取り信号に対してシェ
ーディング補正を行う。

ここに、補正の実際を簡単に説明する。いま、原稿白
部の画像信号（A/D変換器８出力）をSin、シェーディン
グ補正基準信号をSo、白とみなす信号レベルをSwとする
と、画像信号Sinに対するシェーディング補正された信
号Scmpは、 Scmp＝Sin×Sw/So で計算される。黒部補正も、白色基準板６に代えて、黒
色基準板を用いることにより、同様の手法で実現し得
る。

しかして、白色基準板６に付着した塵13がイメージセ
ンサ５のセンサ画素に対して第３図に示すように、No.n
の画素位置にある場合を考える。毛髪等の塵13を仮定し
た場合、現在最も多く使用されているイメージセンサを
考慮すると、このようなケースは一般的なものである。
このような状態で白色基準板６を読込んだ場合の画像信
号は第４図（ａ）に示すような状態となる。即ち、塵13
に対応するNo.nの画素の出力が黒レベルに近くなる。こ
のような白色基準板読取り信号をそのまま用いてシェー
ディング補正を行うと、前述したように読取り画像上に
画素No.nに対応して副走査方向にスジ状のノイズが発生
してしまう。

しかして、本実施例では第４図（ａ）に示すようなシ
ェーディング補正基準信号用の白色基準板読取り信号中
のスパイクノイズを除去するため、演算装置12によって
メディアンフィルタリングを行う。このメディアンフィ
ルタリングの手法を説明する。まず、ラインメモリ10に
読込まれたＮ個の画素信号に対しｎ番目の画素を注目画
素とする。そして、この画素をメディアンフィルタリン
グする演算子〔Ｍ〕を考える。演算子〔Ｍ〕は、ｎ番目
のデータとその前後ｍ個のデータ、即ち、合計で（2m＋
１）個のデータの中央値（メディアン）を、注目するｎ
番目のデータと置換するものとする。ラインメモリ10上
の（ｍ＋１）番目の画素データから（Ｎ−ｍ）番目の画
素データに対し、逐次演算子〔Ｍ〕を作用させることに
より、シェーディング補正基準信号をフィルタリングし
てスパイクノイズを除去する。第４図（ｃ）は同図
（ａ）をメディアンフィルタで処理した結果を示す。こ
こに、（2m＋１）なるフィルタリング幅が、本発明にお
ける「指定画素幅」に相当する。このような指定幅は、
ユーザによる入力、あるいは除去するノイズの性質によ
ってこの幅を自動検知し、任意に設定し得るものとされ
る。

ちなみに、第４図（ｂ）は同図（ａ）を平均化フィル
タで処理した結果を示す。

このように、本実施例によれば、シェーディング補正
基準データは主走査１ライン分のデータ取込みで済むた
め、フィルタリングの特性、即ち、指定幅を任意に設定
できることになり、従来の平均化処理では完全に除去で
きないスパイクノイズであっても高効率で除去できる。
また、ラインメモリ10を持てばよく、搭載メモリ容量の
点でも有利である。

ところで、メディアンフィルタ処理において、主走査
方向に対する指定画素幅を任意に設定することによる効
果を説明する。例えば、第４図（ａ）に示した場合より
も塵が大きくなり、第５図（ａ）に示すように複数画素
にわたるノイズとなった場合を考える。この場合、フィ
ルタリング幅;d＝１で処理した場合には、同図（ｂ）に
示すような処理結果となり、ノイズを除去できない。し
かし、フィルタリング幅;d＝４として処理した場合に
は、同図（ｃ）に示すような処理結果となり、ノイズを
完全に除去できるものとなる。このようにフィルタリン
グの幅を変えることによりノイズの特性が変った場合に
も対応できる。

なお、類似のフィルタリング演算子として、上記の指
令幅に対して、メディアン値の代わりに、平均値をとる
方法が、従来の信号の平均化処理法として用いられてい
る。しかし、シェーディング補正の場合、白色基準板６
上の塵や電気的なスパイクノイズの除去が対象となるこ
とを考慮すると、本実施例のように、メディアン値を求
める処理のほうが優れているといえる。

発明の効果 本発明は、上述したように、白色基準板等の基準面を
読取って得た主走査１ライン分の信号を一旦メモリに記
憶させ、メモリに記憶された信号のメディアン値を求め
る演算処理を演算処理手段により行い、実際に原稿を読
取って得た画像信号を、補正手段によってこの演算処理
手段により演算処理された信号によりシェーディング補
正するようにしたので、基準面読取りに際してシェーデ
ィング補正基準信号に発生するノイズを除去することが
でき、シェーディング補正の高効率化を図ることがで
き、特に、シェーディング補正基準信号は主走査１ライ
ン分の読取りで済むため、メディアン値を求めるフィル
タリングの特性を任意に設定することができ、従来の平
均化処理では完全には除去できないようなスパイクノイ
ズであっても高効率で完全に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はブロッ
ク図、第２図は読取り装置の概略構成図、第３図はイメ
ージセンサの一部を示す正面図、第４図は処理前、平均
化フィルタ処理後及びメディアンフィルタ処理後のデー
タを示すグラフ、第５図は処理前及び異なるフィルタリ
ング幅によるメディアンフィルタ処理後のデータを示す
グラフである。 ５……読取り手段、６……基準面、10……メモリ、11…
…補正手段、12……演算処理手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準面及び原稿を読取る読取り手段と、前
   記基準面を読取って得た主走査１ライン分の信号を記憶
   するメモリと、このメモリに記憶された信号のメディア
   ン値を求める演算処理をする演算処理手段と、原稿を読
   取って得た画像信号をこの演算処理手段により演算処理
   された信号によりシェーディング補正する補正手段とよ
   りなることを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】演算処理手段による演算処理が、原稿にお
   ける主走査方向に対する指定画素幅にわたるメディアン
   値を求める処理であることを特徴とする請求項１記載の
   画像読取り装置。