JP2915727B2 - イメージセンサ等のシェージング補正装置 - Google Patents

イメージセンサ等のシェージング補正装置

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JP2915727B2 JP4324099A JP32409992A JP2915727B2 JP 2915727 B2 JP2915727 B2 JP 2915727B2 JP 4324099 A JP4324099 A JP 4324099A JP 32409992 A JP32409992 A JP 32409992A JP 2915727 B2 JP2915727 B2 JP 2915727B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサ等のシェ
ージング補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光源とCCD等のイメージセンサ
とからなる画像読取部により走行中のカード,通帳等の
媒体から所定の定位置でバーコード等の画像を光学的に
読み取る場合には、シェージング(シェーディングとも
言う)補正装置によりイメージセンサからの画像信号の
シェージング補正を行い、その画像信号をA/D変換器
によりA/D変換する。シェージング補正装置としては
次のようなものが提案されている。すなわち、予め画像
読取部で白色の地肌だけからなるシェージング測定用カ
ードを読み取って画像読取部のシェージングを示す信号
を得、この信号を複数ビットおきに間引いてからフィル
タによりフィルタリングしてシェージング補正用データ
としてメモリに記憶しておく。この場合、シェージング
補正用データの白レベルは媒体のエッジで白レベルとな
る。通常の媒体から画像を読み取る時にはメモリに記憶
されているシェージング補正用データによりイメージセ
ンサからの画像信号のシェージング補正を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記シェージング補正
装置では、シェージィング補正用データの白レベルが媒
体のエッジで白レベルとなるので、カード等の媒体が変
形で走行中に走行基準位置より部分的に浮いた場合には
シェージング補正用データの白レベルが大きくなってし
まい、画像信号のシェージング補正を正確に行うことが
できない。また、媒体の背景色がシェージング測定用カ
ードと異なる場合にはシェージング補正用データの白レ
ベルが大きくなってしまい、A/D変換器から正しい2
値化信号が得られなくなる。これは特にA/D変換器か
ら白,黒の2値化信号を得る場合に多く発生した。
【0004】本発明は、上記欠点を改善し、常に画像信
号のシェージング補正を正確に行うことができるイメー
ジセンサ等のシェージング補正装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、媒体に設けられた画像を順
次光学的に読み取るイメージセンサ等の入力手段からの
画像信号のシェージング補正をシェージング補正用デー
タにより行うイメージセンサ等のシェージング補正装置
において、図1に示すように所定の時定数を持ち媒体に
設けられた画像に対する前記入力手段からの画像信号の
白レベルを順次検知してホールドするボトムホールド回
路1と、このボトムホールド回路1の出力信号を基準と
して前記シェージング補正用データの値を修正すること
により、前記シェージング補正用データの白レベルを順
次修正して該修正したシェージング補正用データによ
り、媒体に設けられた画像に対する前記入力手段からの
画像信号のシェージング補正を行わせる修正手段2とを
備えたものである。
【0006】
【作用】媒体に設けられた画像がイメージセンサ等の入
力手段により順次光学的に読み取られ、このイメージセ
ンサ等の入力手段からの画像信号のシェージング補正が
シェージング補正用データにより行われる。ボトムホー
ルド回路1は、所定の時定数を持ち、媒体に設けられた
画像に対する前記入力手段からの画像信号の白レベルを
順次検知してホールドする。修正手段2は、ボトムホー
ルド回路1の出力信号を基準として前記シェージング補
正用データの値を修正することにより、前記シェージン
グ補正用データの白レベルを順次修正して該修正したシ
ェージング補正用データにより、媒体に設けられた画像
に対する前記入力手段からの画像信号のシェージング補
正を行わせる。
【0007】
【実施例】図2は本発明の一実施例を示す。CCDから
なるイメージセンサ11は光源等と画像読み取り部を構
成し、ロジック回路12からのクロックにより駆動され
て媒体、例えばカードから画像を読み取る。このカード
はカード搬送器により所定の速度でカード搬送路に沿っ
て搬送され、定位置で光源により照明されてその反射光
像がCCD11により光電変換されて画像信号として出
力される。CCD11は1次元のCCDであってカード
搬送路と直角な方向に向けて配置され、カードから画像
を1ライン分づつ読み取る。
【0008】CCD11及び光源等からなる画像読み取
り部は図7に示すように中心部よりも周辺部が暗くなっ
たり各ビット単位で変動したりするシェージング特性を
有し、予めCCD11からの画像信号から画像読み取り
部のシェージングが測定されてその後の通常動作時にC
CD11からの画像信号のシェージング補正が行われ
る。シェージング測定時には、カードとして変形が無く
て白色の地肌だけからなるシェージング測定用カードが
用いられてカード搬送器により搬送され、このシェージ
ング測定用カードが光源により照明されてその反射光像
がCCD11により光電変換される。
【0009】このCCD11の出力信号は画像読み取り
部のシェージングを示す信号となり、バッファ13を介
して差動増幅器14及びブラックホールド回路15へ出
力される。CCD11はオプテカル・ブラック・ビツト
を有し、このオプテカル・ブラック・ビツトから黒色基
準レベルの出力信号を出力する。ブラックホールド回路
15はCCD11の出力信号からオプテカル・ブラック
・ビツトの出力信号をサンプリングしてホールドし、差
動増幅器14はバッファ13の出力信号とブラックホー
ルド回路15の出力信号との差分をとることによりバッ
ファ13の出力信号の黒色レベル補正を行う。
【0010】A/D変換器16は図4及び図8に示すよ
うに差動増幅器14の出力信号が入力端子Vinに入力さ
れて基準電圧入力端子REF1に一定の基準電圧Vccd
が入力され、この基準電圧Vccdを基準として入力端子
Vinに入力された差動増幅器14の出力信号をA/D変
換する。ロジック回路12はA/D変換器16の出力信
号を複数ビットおき、例えば12ビツトおきに抽出して
マイクロコンピュータ(CPU)17へ出力する。この
ロジック回路12の出力信号は画像読み取り部のシェー
ジングを示すデータを12ビツトおきに間引いたものと
なり、CPU17はロジック回路12の出力信号をシェ
ージング補正用データとしてE2PROM18に書き込
む。
【0011】また、通常動作時には、通常のカードが用
いられてカード搬送器により搬送され、このカードが光
源により照明されてその反射光像がCCD11により光
電変換されることによりカードの画像が読み取られる。
このCCD11の出力信号は画像読み取り部のシェージ
ングを含む画像信号となり、バッファ13を介して差動
増幅器14及びブラックホールド回路15へ出力され
る。ブラックホールド回路15はCCD11の出力信号
からオプテカル・ブラック・ビツトの出力信号をサンプ
リングしてホールドし、差動増幅器14はバッファ13
からの画像信号とブラックホールド回路15の出力信号
との差分をとることによりバッファ13からの画像信号
の黒色レベル補正を行う。ボトムホールド回路19は、
所定の時定数を持つもので、図9に示すように差動増幅
器14からの画像信号の白レベル(カードの白レベルに
対応したボトムレベル)を検知してホールドし、そのホ
ールド値をD/A変換器20に出力する。
【0012】一方、CPU17は起動時にE2PROM
18のシェージング補正用データをRAMに転送記憶し
ておき、このRAMからCCD11の出力画像信号に対
応したシェージング補正用データを順次に読み出してD
/A変換器20にD/A変換させ、このD/A変換器2
0からのシェージング補正用データがフィルタ21によ
りフィルタリングされて12ビット毎に変化する階段状
のデータが曲線状のデータに変換されることにより図8
に示すように画像読み取り部のシェージングの全ビツト
を示すシェージング補正用データVsとなってA/D変
換器16へ出力される。
【0013】この場合、D/A変換器20は、ボトムホ
ールド回路19の出力信号を基準値としてCPU17か
らのシェージング補正用データのD/A変換を行う。し
たがって、シェージング補正用データは差動増幅器14
からの画像信号の白レベルによりゲインが制御され、媒
体が変形したり媒体の背景色が変わったりしても白レベ
ルが最適な値に修正される。ここに、媒体には黒ライン
等局部的に白が幅方向に無い部分がある場合もあるが
イメージスキャナ11の視野が長い幅で全く黒になると
いうことは無いから、その場合にもシェージング補正用
データは白レベルが最適な値に修正される。
【0014】A/D変換器16は図4に示すようにフィ
ルタ21からのシェージング補正用データVsdが基準
電圧として基準電圧入力端子REF2に入力され、この
シェージング補正用データVsdを基準電圧として差動増
幅器14から入力端子Vinに入力される画像信号Vvを
A/D変換することによって、画像信号Vvのシェージ
ング補正及びA/D変換を行う。このA/D変換器16
は上記画像読取部がバーコードリーダやOCRであって
2値の出力信号を出力する場合にも上記シェージング補
正用データの白レベル修正により画像信号のシェージン
グ補正が正確に行われて正しい画像信号を出力すること
になる。
【0015】図5は上記CPU17のシェージング測定
時の処理フローを示す。CPU17はシェージング測定
時にライト・コマンドWCOMが外部から入力され、こ
のライト・コマンドWCOMの入力時にはロジック回路
12からのシェージング補正用データを内部のRAMに
取り込んだ後にE2PROM18に書き込む。そして、
CPU17はE2PROM18に書き込んだシェージン
グ補正用データをRAMの内のシェージング補正用デー
タと比較して正しいものであることを確認する。
【0016】また、図6は上記CPU17のシェージン
グ補正用データ出力時の処理フローを示す。CPU17
は通常動作時に電源がオンされると、E2PROM18
内のシェージング補正用データをRAMに転送してRA
Mに常駐させる。CCD11が1ライン分の読み取り動
作を開始する際にはカードの搬送に同期したパルス信号
STPが外部からCPU17に入力され、このパルス信
号STPの位相はカードの搬送位置に対応している。C
PU17は外部からのパルス信号STPを検出すると、
RAM内のシェージング補正用データを順次にカウント
しながらD/A変換器20に転送してD/A変換させ
る。
【0017】図3は上記ロジック回路12の構成を示
す。CLKジェネレータ22はクロックCLKを発生し
てCCD11,A/D変換器16及び分周器23へ出力
し、分周器23はCLKジェネレータ22からのクロッ
クCLKを1/mに分周してラッチ回路24及びCPU
17へ送る。ラッチ回路24は分周器22からのクロツ
クによりA/D変換器16からのデータをラッチしてC
PU17へ出力する。また、図示しない回路がCLKジ
ェネレータ22からのクロックCLKよりオプテカル・
ブラック・ビツトの出力信号をサンプリングするための
パルスを作成してブラックホールド回路15へ出力す
る。
【0018】図10は上記ボトムホールド回路19の構
成を示す。ボトムホールド回路19はバッファ増幅器2
5,26、アナログスイッチ27、ダイオード28、コ
ンデンサ29及び抵抗30,31により構成される。差
動増幅器14からの画像信号はバッファ増幅器25及び
ダイオード28、抵抗30を介してコンデンサ29に加
えられることによりボトムレベル(白レベル)が検知さ
れてホールドされ、バッファ増幅器26を介してD/A
変換器20に出力される。スイッチ27は媒体の先端が
画像読取部の読取位置に到達する直前に一時的にオンし
てコンデンサ29を放電させる。
【0019】この実施例では、差動増幅器14からの画
像信号の白レベルをボトムホールド回路19により検知
してホールドし、このボトムホールド回路19の出力信
号を基準電圧としてD/A変換器20に出力してCPU
17からのシェージング補正用データのゲインを制御す
るので、媒体が変形したり媒体の背景色が変わったりし
てもシェージング補正用データの白レベルを最適な値に
修正することができ、A/D変換器16から正しい画像
信号を得ることが可能となる。また、画像読取部がバー
コードリーダやOCRであってA/D変換器16から2
値の出力信号を出力する場合にも上記シェージング補正
用データの白レベル修正により画像信号のシェージング
補正を正確に行うことができ、A/D変換器16から正
しい画像信号を得ることが可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、媒体に設けられた画像を順次光学的に読み取るイメ
ージセンサ等の入力手段からの画像信号のシェージング
補正をシェージング補正用データにより行うイメージセ
ンサ等のシェージング補正装置において、所定の時定数
を持ち媒体に設けられた画像に対する前記入力手段から
の画像信号の白レベルを順次検知してホールドするボト
ムホールド回路と、このボトムホールド回路の出力信号
を基準として前記シェージング補正用データの値を修正
することにより、前記シェージング補正用データの白レ
ベルを順次修正して該修正したシェージング補正用デー
タにより、媒体に設けられた画像に対する前記入力手段
からの画像信号のシェージング補正を行わせる修正手段
とを備えたので、常にシェージング補正用データの白レ
ベルを最適な値に修正することができ、媒体が変形した
り媒体の背景色が変わったりしても画像信号のシェージ
ング補正を正確に行うことができて正しい画像信号を得
ることが可能となる。また、画像読取部がバーコードリ
ーダやOCRであって2値の画像信号を得る場合にもシ
ェージング補正用データの白レベル修正により画像信号
のシェージング補正を正確に行うことができて正しい画
像信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図3】同実施例の一部を示すブロック図である。
【図4】同実施例のA/D変換器を示すブロック図であ
る。
【図5】同実施例におけるCPUのシェージング測定時
処理フローを示すフローチャートである。
【図6】同実施例におけるCPUのシェージング補正用
データ出力時処理フローを示すフローチャートである。
【図7】シェージング特性の一例を示す特性図である。
【図8】上記実施例の各電圧特性を示す特性図である。
【図9】上記実施例を説明するための図である。
【図10】上記実施例のボトムホールド回路を示す回路
図である。
【符号の説明】
19 ボトムホールド回路 20 D/A変換器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】媒体に設けられた画像を順次光学的に読み
    取るイメージセンサ等の入力手段からの画像信号のシェ
    ージング補正をシェージング補正用データにより行うイ
    メージセンサ等のシェージング補正装置において、所定
    の時定数を持ち媒体に設けられた画像に対する前記入力
    手段からの画像信号の白レベルを順次検知してホールド
    するボトムホールド回路と、このボトムホールド回路の
    出力信号を基準として前記シェージング補正用データの
    値を修正することにより、前記シェージング補正用デー
    タの白レベルを順次修正して該修正したシェージング補
    正用データにより、媒体に設けられた画像に対する前記
    入力手段からの画像信号のシェージング補正を行わせる
    修正手段とを備えたことを特徴とするイメージセンサ等
    のシェージング補正装置。
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