JP3112962B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP3112962B2
JP3112962B2 JP03042130A JP4213091A JP3112962B2 JP 3112962 B2 JP3112962 B2 JP 3112962B2 JP 03042130 A JP03042130 A JP 03042130A JP 4213091 A JP4213091 A JP 4213091A JP 3112962 B2 JP3112962 B2 JP 3112962B2
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正 幸 林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像読取装置に関し、特
に読取った画像信号に補正処理を加える画像読取装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4に従来の画像読取装置100の構成
概略を示す。読取り原稿を載置するためのコンタクトガ
ラス1は、光源2a,2bによって照射され、読取り原
稿の画像面からの反射光は、ミラ−3,4,5,6,7
およびレンズ8を介してCCDイメ−ジセンサ9の受光
面に結像される。また、光源2a,2bおよびミラ−3
はコンタクトガラス1と平行に副走査方向(CCDイメ
−ジセンサ9の並びに垂直な方向)に移動する走行体1
0に搭載され、ミラ−4,5はその走行体10に連動し
て1/2の速度で副走査方向に移動する走行体11に搭
載されており、光学系が移動することで読み取り原稿の
画像面が副走査方向に走査される。主走査方向(CCD
イメ−ジセンサ9の並び方向)の走査は、CCDイメ−
ジセンサ9の固体走査によって行なわれる。このように
原稿画像はCCDイメ−ジセンサ9によって1次元的に
読み取られ、光学系(走行体10,11)が移動するこ
とで原稿全面が走査される。
【0003】CCDイメージセンサ9に結像された画像
は、電気信号に変換され、種々の処理回路により画像処
理が施された後出力される。この画像処理の一つとして
シェーディング補正がある。このシェーディング補正
は、原稿走査前に図4に示す基準白板12を読取ってそ
の濃度(主走査方向に並ぶ各画素のそれぞれの濃度)を
記憶し、記憶した濃度を参照しながら原稿の濃度を読取
ることにより光学系及び露光系のシェーディングとCC
Dイメージセンサ9のエレメントのバラツキを補正する
ものである。
【0004】図5に補正回路の従来例を示す。第1スキ
ャナ(走行体)10が基準白板12の位置にある時に、
外部からシェーディングタイミング信号が与えられ、そ
の時の画像信号(基準白板12の読取信号)をRAM2
6に記憶する。同時に地肌レベルを検出する期間信号
WIN信号がピークホールド回路30に与えられ、PW
IN=1の間の画像データがピークホールドされ、図7
に示すように電圧Vpがピークホールド回路30に保持
される。電圧Vpは係数回路40においてk倍(従来に
おいてkは固定値)されて、A/D変換器24にリファ
レンス電圧として出力される。なお、A/D変換器24
が飽和しないようにピークホールド値をk倍したリファ
レンス電圧を与えている。A/D変換器24の出力およ
びRAM26のデ−タが除算器25に入力され、除算器
25でシェーディング補正が行なわれる。その後、MT
F補正回路27でMTF補正が行なわれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】PWIN信号は図6に
示すように原稿台基準に最小原稿を置いた時でも原稿の
濃度が読取れる位置でPWIN=1となるように設定さ
れており、原稿サイズによってPWIN=1となる位置
がさまざまである。光学系はレンズのCOS4乗則によ
る周辺光量の低下があり、PWIN=1となる位置が光
学系の中心にない場合は、図7に示すように画像信号の
100%未満の所でPWIN=1となるため、画像信号
の100%未満の所をピークホールドせざる得ない。
【0006】近年において画像読取装置に対して精度の
向上が必要となり、従来のように固定した係数値では、
シェーディング形状の違いによって濃度のバラツキが生
じる。また、精度を上げるためピーク値とリファレンス
電圧を近づけて設計するために、A/D変換器24に部
分的に飽和が生じる、等の問題があった。
【0007】図8は平均的なシェーディング特性を持っ
た露光系,光学系の主走査1ライン間の画像読取手段の
出力変化を示し、電圧VpとVREF(係数回路を介した
後の電圧:Vpを所定倍したもの)の関係を示す。例え
ば、図9に示すような特性を持った機械であった場合、
同じPWINタイミングでピークホールドし、同じVp
という電圧を得たとしても、A/D変換器24に飽和部
分が発生してしまう。また、程度がよくて飽和しないま
でも濃度変動が発生する。
【0008】本発明は、機械毎の特性に対応して係数回
路の係数の値を調整し、A/D変換部での飽和を防止す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明の画像読取装
(図1)は、原稿を主走査方向および副走査方向に走
査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を発
生する画像読取手段(100);地肌レベルを検出する期間信号(PWIN)がある間の前記画
像信号のピークを検出して保持する 地肌レベル検出手段
(30); 地肌レベル検出手段(30)が保持するピーク信号のレベル
に係数を乗じたレベルの基準信号を生成する演算手段(4
0); 前記基準信号のレベルに基づいて前記画像信号のレベル
デジタル信号に変換するA/D変換手段(24);前記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生しそ
れを前記A/D変換手段(24)が電圧V1に基づいてA/
D変換したデジタル信号をシェーディングデータとして
記憶するメモリ(26); 前記画像読取手段(100)が基準白を走査したときの前記
演算手段(40)が生成する基準信号が前記電圧V1に近づ
くように 前記係数の値を調整するための調整手段(40,VR
1);および、前記A/D変換手段(24)がA/D変換した
デジタル信号を前記メモリ(26)のシェーディングデータ
に基づいてシェーディング補正する手段(25); を備える。なお、理解を容易にするために、カッコ内
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の符号を、参考までに付記した。以下も同様である。
【0010】第2の発明の画像読取装置(図2)は、原
稿を主走査方向および副走査方向に走査して原稿画像の
濃度に対応するレベルの画像信号を発生する画像読取手
段(100); 原稿の地肌濃度に対応したレベルの地肌信号を発生する
地肌レベル検出手段(30); 地肌レベル検出手段(30)の地肌信号のレベルに係数を乗
じたレベルの基準信号を生成する演算手段(GCA); 前記基準信号のレベルに基づいて前記画像信号のレベル
デジタル信号に変換するA/D変換手段(24);前記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生して
これを前記A/D変換手段(24)がA/D変換した デジタ
ル信号が基準値と等しくなる方向に前記係数を変更する
係数値設定手段(27a,27b,28,29,GCA);前記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生しそ
れを前記A/D変換手段(24)が、前記演算手段(GCA)が
生成する前記変更された係数を前記地肌レベル検出手段
(30)の地肌信号に乗じた基準信号に基づいてA/D変換
したデジタル信号を、シェーディングデータとして記憶
するメモリ(26); および、前記A/D変換手段(24)がA
/D変換したデジタル信号を前記メモリ(26)のシェーデ
ィングデータに基づいてシェーディング補正する手段(2
5); を備える。
【0011】第3の発明の画像読取装置(図3)は、原
稿を主走査方向および副走査方向に走査して原稿画像の
濃度に対応するレベルの画像信号を発生する画像読取手
段(100);地肌レベルを検出する期間信号(PWIN)がある間の前記画
像信号のピークを検出して保持する 地肌レベル検出手段
(30); 前記画像信号に係数を乗じたレベルの調整画像信号を生
成する演算手段(GCA);前記地肌レベル検出手段(30)が保持するピーク 信号のレ
ベルに基づいて前記調整画像信号デジタル信号に変
するA/D変換手段(24);前記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生した
ときの前記調整画像信号を前記A/D変換手段(24)がA
/D変換した デジタル信号が基準値と等しくなる方向に
前記係数を変更する係数値設定手段(27a,27b,28,29,GC
A);前記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生しそ
れに前記演算手段(GCA)が前記変更された係数を乗じた
調整画像信号を、前記A/D変換手段(24)が、前記地肌
レベル検出手段(30)が保持するピーク信号に基づいてA
/D変換したデジ タル信号を、シェーディングデータと
して記憶するメモリ(26); および、前記A/D変換手段
(24)がA/D変換したデジタル信号を前記メモリ(26)の
シェーディングデータに基づいてシェーディング補正す
る手段(25); を備える。
【0012】
【作用】第1の発明によれば、演算手段(40)が、地肌レ
ベル検出手段(30)が保持するピーク信号のレベルに係数
を乗じたレベルの基準信号を生成し、A/D変換手段(2
4)が、基準信号に基づいて画像信号のレベルデジタル
信号に変換する。従って、原稿の地肌濃度の変動を吸収
した画像信号の変換出力が得られる。また、調整手段(4
0,VR1)により前記係数の値を調整することができるの
で、この値をそれぞれの装置毎に適値となるように設定
すれば、機械毎に異なるシェーディング特性により発生
する濃度変動やA/D変換手段での部分的飽和を除去す
ることができる。すなわち、械械間でのバラツキを防止
することができるので、画質劣化の少ない画像読取装置
を提供することができる。
【0013】また第2の発明によれば、演算手段(GCA)
が、地肌レベル検出手段(30)の地肌信号のレベルに係数
を乗じたレベルの基準信号を生成し、A/D変換手段(2
4)が、基準信号のレベルに基づいて画像信号デジタル
信号に変換する。従って、第1の発明と同様に原稿の地
肌濃度の変動を吸収した画像信号の変換出力が得られ
る。また、係数値設定手段(27a,27b,28,29,GCA)が、
記画像読取手段(100)が基準白の画像信号を発生してこ
れを前記A/D変換手段(24)がA/D変換したデジタル
信号が基準値と等しくなる方向に前記係数を変更するの
、機械毎に異なるシェーディング特性により発生する
濃度変動やA/D変換手段での部分的飽和を除去するこ
とができる。すなわち、械械間でのバラツキを防止し、
画質劣化の少ない画像読取装置を提供することができ
る。
【0014】また第3の発明によれば、演算手段(GCA)
が、画像信号に係数を乗じたレベルの調整画像信号を生
成し、A/D変換手段(24)が、基準信号のレベルに基づ
いて前記調整画像信号のレベルデジタル信号に変換す
る。従って、第1の発明と同様に原稿の地肌濃度の変動
を吸収した画像信号の変換出力が得られる。また、係数
値設定手段(27a,27b,28,29,GCA)が、前記画像読取手段
(100)が基準白の画像信号を発生したときの前記調整画
像信号を前記A/D変換手段(24)がA/D変換したデジ
タル信号が基準値と等しくなる方向に前記係数を変更す
るので、機械毎に異なるシェーディング特性により発生
する濃度変動やA/D変換手段での部分的飽和を除去す
ることができる。すなわち、械械間でのバラツキを防止
し、画質劣化の少ない画像読取装置を提供することがで
きる。
【0015】本発明の他の目的および特徴は図面を参
照した以下の実施例の説明により明らかになろう。
【0016】
【実施例】本実施例の画像読取装置の機構構成は、図4
に示す画像読取装置100と同様の構成である。
【0017】図1に本発明の画像読取装置の信号処理系
構成概略のブロック図を示す。CCDイメージセンサ9
から出力された画像信号は、バッファ回路21を通過
後、DC再生回路22を介して増幅器23で適当な電圧
に増幅され、A/D変換器24に入力される。また、増
幅器23の出力は、アナログスイッチSW1を通して、
PWIN信号が“1”のときにピークホールド回路30
に出力される。なお、PWIN信号は、原稿を押える圧
板の濃度が影響しないように主走査ラインの読取り走査
毎の所定の間だけ1となるように設定されている。ま
た、PWIN信号が1となる期間は、原稿のサイズにか
かわらず、常に原稿上を走査しているときとなるように
設定されている(小サイズの原稿があって原稿台全面で
地肌検出すると原稿地肌濃度が高いと圧板の地肌を検出
してしまうので、本実施例においても図6に示すように
最小サイズの内側に入るように設定している。)ピーク
ホールド回路30は、コンパレータ31とFET32と
電圧保持用コンデンサ33と、コンデンサ33を必要な
タイミングで放電するアナログスイッチSW2で構成さ
れており、入力された画像信号をピークホールドする。
ピークホールドされた信号は、オペアンプ41および可
変低抗VR1で構成された係数回路40でk倍され、ア
ナログスイッチSW3を通してバッファ回路によって電
流増幅され、A/D変換器24のREF端子に基準値と
して与えられる。
【0018】自動露光モードの場合の動作を時系列で説
明すると、まず、スキャナ(走行体10)が基準白板1
2の位置にある時に、SDREFを“1”にしてアナロ
グスイッチSW4を閉じ、電源電圧V1をREF電圧と
してシェーディングデータをRAM26に取込む。スキ
ャナの走査が原稿領域になると同時にSW4を開、SW
3を閉にして、ピークホールド回路30からの電圧を基
準としてA/D変換器24を動作させる。すなわちピー
クホールド回路30の出力電圧は、原稿の地肌濃度に比
例するから、地肌濃度が濃くなっても自動的にA/D変
換器の出力変動を抑えるように調整される。係数回路4
0の増幅率の調整は、標準原稿を原稿台に置いてスキャ
ナを走査した時に係数回路40の出力電圧がV1に近づ
くように可変抵抗VR1を用いて調整する。この調整
は、機械毎にシェーディング特性が違うので機械毎に行
なう必要がある。なお、電源電圧V2と可変抵抗VR2
により基準電圧を発生する基準電圧回路は、固定露光モ
ードの時にアナログスイッチSW5を通して基準電圧を
供給するための回路である。
【0019】以上のように本実施例では、係数回路40
の増幅率の調整を行なえるので、シェーディング特性
の違いによる機械毎のピークホールド回路30の出力の
それぞれを所定レベルの信号にすることができ、ピーク
ホールド回路30の次段に接続された回路への影響をな
くすことができる。
【0020】図2に図1に示す構成と別の、信号処理系
の構成概略のブロック図を示す。この構成においては、
A/D変換後のデータを判断してゲインコントロール
ンプGCAの増幅率を決定して自動的にREF電圧を最
適値にするので、械毎の微妙な特性の違いに対処し、
さらに機械毎の調整を特に必要としない。以下、図2の
信号処理系について説明する。
【0021】基準白板12と標準原稿の濃度を同じに設
計し、スキャナ(走行体10)が基準白板12の位置に
あるときにA/D変換器24のデジタルデータを比較器
27bにおいて基準値と比較し、基準値よりデータが小
さい時カウンタ28をデクリメントして、D/A変換器
の電圧を徐々に落していく。ゲインコントロールア
ンプGCAに与えられる電圧は、それに応じて小さくな
り、当然A/D変換器24に与えられるREF電圧も低
くなり、同じ画像信号でもA/D変換器24が出力する
デジタルデータは徐々に大きくなる。デジタルデータが
基準を越えた時にカウンタ28を停止し、その時の増幅
率を保持する。
【0022】その後、シェーディングデータとして画像
信号をRAM26に取込み、原稿走査の時に除算器25
で画像信号を補正することによって、シェーディング補
正を行なう。この場合も原稿走査時にはピークホールド
回路30の電圧は、原稿地肌濃度に比例するから、一定
の比率でA/D変換器24のREF電圧も追従し、自動
露光が可能になる。なお、本実施例では、地肌レベルを
検出する期間信号PWINは、ウインド生成カウンタ5
が、CCDイメージセンサ9のシフトゲートのクロッ
クのような1主走査に1回発生する信号を基準に原稿位
置に対応するように作り出している。
【0023】以上のように図2に示す信号処理系を用い
た場合、ゲインコントロールアンプGCAの増幅率を決
定して自動的にREF電圧を最適値にするので、シェー
ディング特性の違いによる機械毎のピークホールド回路
30の出力のそれぞれを所定レベルの信号にすることが
でき、ピークホールド回路30の次段に接続された回路
への影響をなくすことができる。
【0024】ところで、A/D変換器24の入力側(I
N端子側)にゲインコントロールアンプGCAを有する
構成とすることができる。この場合、図3に示すような
構成とすればよい。以下、図3の信号処理系について説
明する。なお、図3に示すブロックにおいて図2に示す
ブロックと記号が同一のものは、その構成が同一のもの
である。
【0025】基準白板12と標準原稿の濃度を同じに設
計し、スキャナ(走行体10)が基準白板12の位置に
あるときに図3に示す補正回路20内のA/D変換器2
4のデジタルデータを比較器において基準値と比較し、
基準値よりデータが小さい時カウンタをインクリメント
して、D/A変換器2の電圧を徐々に上げていく。ゲ
インコントロールアンプGCAに与えられる電圧は、そ
れに応じて大きなるので、画像信号のデジタルデータも
徐々に大きくなる。デジタルデータが基準を越えた時に
カウンタを停止し、その時の増幅率を保持する。
【0026】その後、シェーディングデータとして画像
信号をRAM26に取込み、原稿走査の時に除算器25
で画像信号を補正することによって、シェーディング補
正を行なう。この場合も原稿走査時にはピークホールド
回路30の電圧は、原稿地肌濃度に比例するから、一定
の比率でA/D変換器24のREF電圧も追従し、自動
露光が可能になる。
【0027】以上のように図3に示す信号処理系を用い
た場合、ゲインコントロールアンプGCAの増幅率を決
定して自動的に補正回路20内のA/D変換器24に与
える画像信号の入力電圧「A/D入力(IN)」を最適
値にするので、シェーディング特性の違いによる機械毎
のピークホールド回路30の出力との間に所定の間隔の
電圧差が保たれ、ピークホールド回路30の次段に接続
された回路への影響をなくすことができる。
【0028】なお、地肌レベル検出用にピークホールド
回路30を使用しているが、最頻値検出回路のようなデ
ジタル回路や、デジタルデータに重み付けをして平均値
を取るような回路でもよい。また、係数回路40も増幅
器を使用したアナログ回路でなくても良く、例えば、デ
ジタル的に処理できるように乗算器を使用しても実現で
きる。また、乗算器のかわりに計算結果を書込んだルッ
クアップテーブルのようなものでもよい。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、機械毎に
異なるシェーディング特性により発生する濃度変動やA
/D変換手段での部分的飽和を除去することができる。
すなわち、械械間でのバラツキを防止することができる
ので、画質劣化の少ない画像読取装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の信号処理系の概略を示すブロック図
である。
【図2】 図1に示す信号処理系と別の、信号処理系の
概略を示すブロック図である。
【図3】 図1および図2に示す信号処理系と別の、信
号処理系の概略を示すブロック図である。
【図4】 従来の画像読取装置100の構成概略を示す
側面図である。
【図5】 従来の補正回路例を示すブロック図である。
【図6】 PWIN信号により読込まれる画像領域の位
置と原稿サイズの関係を示す平面図である。
【図7】 主走査1ライン間の画像読取手段の出力変化
を示すグラフであり、PWIN信号との関係示す。
【図8】 一搬的な画像読取装置の主走査1ライン間の
画像読取手段の出力変化を示すグラフであり、地肌濃度
検出手段の検出するピーク値を示す。
【図9】 図8に示す画像読取装置と別の画像読取装置
の、主走査1ライン間の画像読取手段の出力変化を示す
グラフであり、地肌濃度検出手段の検出するピーク値を
示す。
【符号の説明】
100:スキャナ本体(画像読取手段) 1:コンタクトガラス 2a,2b:光源 3,4,5,6,7:ミラー 8:レンズ 9:CCDイメージセンサ 10:走行体 11:走行体 12:基準白板 20:補正回路 21:バッファ回路 22:DC再生回路 23:増幅器 24:A/D変換回路(A/D変換手段) 25:除算器 26:MTF補正回
路 30:ピークホールド回路(地肌レベル検出手段) 31:コンパレータ 32:FET 33:電圧保持用コンデンサ SW1,2:アナロ
グスイッチ 40:係数回路(演算手段) 41:オペアンプ VR1:可変低抗(40,VR1:調整手段) SW3,4,5:アナログスイッチ VR2:可変低抗 V1,V2:基準電圧電源 50:ウインド生成
カウンタ 27a:基準値発生回路 27b:比較器 28:カウンタ 29:D/A変換器 GCA:ゲインコントロールアンプ (27a,27b,28,29,GCA:係数値設定手
段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−63160(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60 G06T 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を主走査方向および副走査方向に走
    査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を発
    生する画像読取手段;地肌レベルを検出する期間信号がある間の前記画像信号
    のピークを検出して保持する 地肌レベル検出手段; 地肌レベル検出手段が保持するピーク信号のレベルに係
    数を乗じたレベルの基準信号を生成する演算手段; 前記基準信号のレベルに基づいて前記画像信号のレベル
    デジタル信号に変換するA/D変換手段;前記画像読取手段が基準白の画像信号を発生しそれを前
    記A/D変換手段が電圧V1に基づいてA/D変換した
    デジタル信号をシェーディングデータとして記憶するメ
    モリ; 前記画像読取手段が基準白を走査したときの前記演算手
    段が生成する基準信号が前記電圧V1に近づくように
    記係数の値を調整するための調整手段;および、前記A/D変換手段がA/D変換したデジタル信号を前
    記メモリのシェーディングデータに基づいてシェーディ
    ング補正する手段; を備える画像読取装置。
  2. 【請求項2】 原稿を主走査方向および副走査方向に走
    査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を発
    生する画像読取手段; 原稿の地肌濃度に対応したレベルの地肌信号を発生する
    地肌レベル検出手段; 地肌レベル検出手段の地肌信号のレベルに係数を乗じた
    レベルの基準信号を生成する演算手段; 前記基準信号のレベルに基づいて前記画像信号のレベル
    デジタル信号に変換するA/D変換手段;前記画像読取手段が基準白の画像信号を発生してこれを
    前記A/D変換手段がA/D変換した デジタル信号が
    値と等しくなる方向に前記係数を変更する係数値設定
    手段;前記画像読取手段が基準白の画像信号を発生しそれを前
    記A/D変換手段が、前記演算手段が生成する前記変更
    された係数を前記地肌レベル検出手段の地肌信号に乗じ
    た基準信号に基づいてA/D変換したデジタル信号を、
    シェーディングデータとして記憶するメモリ; および、前記A/D変換手段がA/D変換したデジタル信号を前
    記メモリのシェーディングデータに基づいてシェーディ
    ング補正する手段; を備える画像読取装置。
  3. 【請求項3】 原稿を主走査方向および副走査方向に走
    査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を発
    生する画像読取手段;地肌レベルを検出する期間信号がある間の前記画像信号
    のピークを検出して保持する 地肌レベル検出手段; 前記画像信号に係数を乗じたレベルの調整画像信号を生
    成する演算手段;前記地肌レベル検出手段が保持するピーク 信号のレベル
    基づいて前記調整画像信号デジタル信号に変換する
    A/D変換手段;前記画像読取手段が基準白の画像信号を発生したときの
    前記調整画像信号を前記A/D変換手段がA/D変換し
    デジタル信号が基準値と等しくなる方向に前記係数を
    変更する係数値設定手段;前記画像読取手段が基準白の画像信号を発生しそれに前
    記演算手段が前記変更された係数を乗じた調整画像信号
    を、前記A/D変換手段が、前記地肌レベル検出手段が
    保持するピーク信号に基づいてA/D変換したデジタル
    信号を、シェーディングデータとして記憶するメモリ;
    および、前記A/D変換手段がA/D変換したデジタル信号を前
    記メモリのシェーディングデータに基づいてシェーディ
    ング補正する手段; を備える画像読取装置。
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