JP3176993B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラインセンサを用いて原
稿を走査し、原稿画像の読取を行う画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像読取装置において、
例えばデジタルリーダープリンタではＡＥ（自動濃度調
整）、自動ネガポジ判別などの画像処理を行う画像デー
タを得るために、プリスキャンを行っていた。その際、
一般にプリスキャン時の画像読取センサの出力をリニア
増幅器で常に一定倍率で増幅して、プリスキャン時の画
像データを収集していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例では、リニア増幅器を用いて得たプリスキ
ャン時の画像データは、ダイナミックレンジの狭いもの
となってしまうという欠点があった。また、そのダイナ
ミックレンジ拡大のために、ログ増幅器を用いることが
提案されているが、製造原価の上昇または処理速度の低
下という解決すべき課題があった。

【０００４】本発明の目的は、上述の点に鑑み、低コス
ト、高速処理を保ちながら画像データのダイナミックレ
ンジの拡大を図った画像読取装置を提供することにあ
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、本発明の画像読取装置は、原稿画像を読み取るライ
ンセンサと、前記ラインセンサからのアナログ信号を増
幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とを備え、前記原稿画像
のプリスキャンを行う際に、前記増幅回路の増幅率また
は前記Ａ／Ｄ変換回路のリファレンス電圧を、ライン毎
に交互に切り換えるように構成したことを特徴とする。
ここで、前記プリスキャンで得られた画像データに基づ
いて所定の画像処理を行うことを特徴とすることができ
る。また、前記所定の画像処理は、自動濃度調整または
ネガポジ判別であることを特徴とすることができる。

【０００６】

【作用】本発明では、原稿画像のプリスキャンを行う際
に、増幅回路の増幅率またはＡ／Ｄ変換回路のリファレ
ンス電圧を、ライン毎に交互に切り換えるように構成し
たので、ローコスト、高速処理を保ちながら、プリスキ
ャンで得られる画像データのダイナミックレンジを拡大
でき、その後の画像処理で得られる画像を高画質化でき
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【０００８】（実施例１）図１は本発明を適用した一実
施例（実施例１と称する）のリーダープリンタの断面構
造を示す。図１において、１はマイクロフィルムを照射
する光源（ランプ）である。２は光源１からの光を平行
光に変更するフィールドレンズである。３は被写体のマ
イクロフィルムである。４はマイクロフィルム３を透過
した光を拡大するズームレンズである。５および６は透
過光をラインセンサ、スクリーンに送るミラーである。
７はリーダー時に画像を投影するスクリーンである。８
は画像読取用のラインセンサである。

【０００９】以上の構成において、光源１から発射した
照明光はフィールドレンズ２で平行光に変更されて、光
路上にあるマイクロフィルム３の画像を照射する。マイ
クロフィルム３を通過した光は、ズームレンズ４を通っ
て拡大され、リーダーモード時には装置天井部にある第
１ミラー５、および鎖線６−Ｕで示す第２ミラー６で反
射され、リーダープリンタ前面のスクリーン７上に投影
される。一方、プリントモード時には、ズームレンズ４
を通って拡大された光は、第１ミラー５、および実線６
−Ｄで示す傾斜姿勢にある第２ミラー６で反射され、リ
ーダープリンタの天井後部に設置された、プリスキャン
時の画像読取と本露光時の画像読取兼用のラインセンサ
８上に露光・結像される。

【００１０】このラインセンサ８は、リーダー時には、
リーダープリンタ後方部のホームポジション８−Ｂの位
置に待機している。その後、リーダープリンタのキーボ
ード上にあるプリントボタン（不図示）がＯＮ（入力）
されると、光源１はプリスキャン用の一定光量での露光
を行い、ラインセンサ８はホームポジション８−Ｂから
リーダープリンタ前方部のスタートポジション８−Ｆへ
向けてプリスキャン動作を行う。このプリスキャン動作
時にラインセンサ８により読み取られた画像データは後
述の図３のＣＰＵに送られ、ＡＥ、自動ネガポジ判別な
どの画像処理を行うための画像データとなる。

【００１１】ラインセンサ８がスタートポジション８−
Ｆに達すると、光源１はプリント画像を得るための本露
光を行う。ラインセンサ８はスタートポジション８−Ｆ
から折返し、ホームポジション８−Ｂに向けて本スキャ
ン動作を行う。本スキャン時にラインセンサ８によって
読み取られた画像データは、シェーディング補正、γ補
正、などの画像処理を施された後、プリンタ部（不図
示）に送られる。

【００１２】図２は画像読取面でのラインセンサ８の動
作を示す。ここで、ラインセンサ８の長手方向を主走査
方向、ラインセンサ８の移動方向を副走査方向と称す
る。

【００１３】図３は本発明実施例の画像処理回路の構成
を示す。本例では、増幅器の増幅率を可変にさせて得ら
れたデータを用いて画像処理を行うが、まずプリスキャ
ン時の画像読取データを主走査１ライン毎に増幅器の増
幅率を可変にしてＣＰＵに取り込む。図３において、９
は切り替え信号Ａによりラインセンサ８の出力信号の増
幅率（×ｍ、×ｎの２種類）切り替えることが可能な増
幅回路である。１０は増幅回路９の出力をデジタル信号
に変換する８ｂｉｔＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換
器である。１１はＡ／Ｄ変換器１０から送られて来た画
像信号から１ラインに１画素のデータをサンプリングす
るサンプリング回路である。１２はサンプリング回路１
１のサンプリングデータを入力するＣＰＵ（中央演算処
理装置）である。信号Ａはプリンタの水平同期信号であ
り、画像信号データ１ライン毎にＨＩ（ハイレベル）／
ＬＯＷ（ローレベル）が切り替わる信号である。

【００１４】プリスキャン時に画像読取用ラインセンサ
８から入力したアナログ画像信号は増幅回路９に送られ
る。増幅回路９はプリンタの水平同期信号Ａに同期して
主走査ライン毎に増幅率を切り替えて画像信号を増幅
し、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０に送る。

【００１５】図４に上記増幅回路９の増幅率切り換えの
構成例を示す。ここで、１３は増幅器である。Ｒｓ、Ｒ
ｆ₁ 、Ｒｆ₂ は増幅率を決定する抵抗である。Ｓｗはプ
リンタの水平同期信号Ａにより主走査１ライン毎にＯＮ
（閉）、ＯＦＦ（開）を繰り返すスイッチである。スイ
ッチＳｗがＯＦＦ状態のとき、図４の増幅回路９の増幅
率は次式

【００１６】

【数１】

【００１７】となり、スイッチＳｗがＯＮの状態での図
４の増幅回路９の増幅率は次式

【００１８】

【数２】

【００１９】となる。すなわち、主走査１ライン毎に
（増幅率Ａ１で増幅された画像信号）と、（増幅率Ａ２
で増幅された画像信号）が交互に８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器
１０に出力される。

【００２０】画像信号をＡ／Ｄ変換器１０でデジタル変
換した後、画像データとしてサンプリング回路１１に送
る。サンプリング回路１１では、この画像データに対し
て１ラインには１画素分のデータをサンプリングしてＣ
ＰＵ１２に送る。すなわち、（増幅率×ｍ（ｍ倍）で増
幅された１画素分のデータ）と、（増幅率×ｎ（ｎ倍）
で増幅された１画素分のデータ）が交互にＣＰＵ１２に
送られる。ＣＰＵ１２では（増幅率×ｍのデータ）と
（増幅率×ｎのデータ）を各々別々にヒストグラム化す
る。このときの各々のヒストグラムのデータ数は（原稿
画像のライン数÷２）となる。ＣＰＵ１２でのヒストグ
ラム化は以下の手順で行う。ここで、説明の都合上、以
下ではｍ＝１、ｎ＝５、Ａ／Ｄ変換器の分解能＝８ｂｉ
ｔとする。

【００２１】まず、取り込んだデータを画像の濃度デー
タに変換するために次式（３）により対数化する。

【００２２】

【数３】

【００２３】図６のヒストグラムは、図５のヒストグラ
ムの横軸を上式（３）で対数化したものである。図５，
図６を見ると、対数化を行うと画像暗部のデータはサン
プリングピッチが粗く、画像明部のデータはサンプリン
グピッチが細かくなっている。

【００２４】図７と図８はある原稿画像について、増幅
率×１と増幅率×５で収集したデータによるヒストグラ
ムを示す。図７の増幅率×１のヒストグラムに着目する
と、対数化の影響で画像明部は高い分解能でデータを得
ることができるが、画像暗部のデータは分解能の低いも
のとなっている。次に、図８の増幅率×５のヒストグラ
ムに着目すると、対数化後の増幅率×５のデータＤ″は
対数化前の増幅率×１のデータＤを用いて次のような式
で表すことができる。

【００２５】

【数４】

【００２６】このことにより、対数化後の増幅率×５の
データＤ″と、対数化後の増幅率×１のデータＤ′の間
には次式のような関係があるといえる。

【００２７】

【数５】

【００２８】従って、増幅率×１のデータで分解能が低
い所を高い増幅率でデータを収集して増幅率×１のデー
タに変換すれば、高い分解能でデータを得ることが可能
となる。

【００２９】図９に、このようにして得られたヒストグ
ラムとヒストグラムの特徴点を示す。最小値ＭＩ値は画
像濃度データ値が最も小さいものである。最大値ＭＸは
画像濃度データ値が最も大きいものである。ピーク値Ｐ
Ｋは頻度の最も高い画像濃度データである。

【００３０】ＣＰＵ１２はプリスキャン時に収集した上
記のようなヒストグラムの特徴点を用いてＡＥ、自動ネ
ガポジ判別などの処理を行う。例えば、ピーク値ＰＫを
原稿の背景部の濃度データとみなして、ピーク値ＰＫを
パラメータとし光源１の露光量を可変させてＡＥを行
う。また、最小値ＭＩ、最大値ＭＸ、ピーク値ＰＫの位
置関係により背景部の濃度、線画部の濃度を判断し、自
動ネガポジ判別を行う。

【００３１】（実施例２）次に、本発明の他の実施例
（実施例２と称する）を図１０を参照して説明する。

【００３２】本例は異なる増幅率の画像データを得る手
段として、増幅回路の増幅率を切り替えるのではなく、
Ａ／Ｄ変換器のリファレンスを可変する。すなわち、プ
リスキャン時の画像読取データを主走査１ライン毎に８
ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ａのリファレンスの上限を可変
してＣＰＵ１２０に取り込む。ここで９Ａは入力信号を
０〜５Ｖに増幅する増幅回路である。８ｂｉｔＡ／Ｄ変
換器１０Ａはリファレンスの上限を可変することができ
る。１４は信号Ａによって出力を１Ｖか５Ｖに切り替え
るセレクタである。

【００３３】プリスキャン時において、ラインセンサ８
によって読み込まれた画像信号を増幅回路９Ａで０〜５
Ｖに増幅した後、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ａに送る。
すなわち、画像濃度の最暗部が０Ｖ、最明部が５Ｖとな
って８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ａに送られる。ところ
で、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ａのリファレンスの下限
を０Ｖ、上限を５Ｖとして、Ａ／Ｄ変換器１０ＡでＡ／
Ｄ変換を行い、ＣＰＵ１２で濃度データに変換するため
に対数化を行うと、画像明部はサンプリングピッチが細
かく、画像暗部はサンプリングピッチが荒くなってしま
う。そこで、画像暗部を細かくサンプリングするために
以下のことを行う。

【００３４】すなわち、セレクタ１４においてプリンタ
同期信号Ａにより主走査１ライン毎に２種類の電圧値５
Ｖと１Ｖを交互に出力する。この出力を８ｂｉｔA／Ｄ
変換器１０Ａのリファレンスの上限を可変する端子に入
力する。このとき、そのリファレンスの下限は０Ｖと固
定する。この結果、８ｂｉｔA／Ｄ変換器１０Ａは、主
走査１ライン毎に（リファレンス０〜５Ｖで８ｂｉｔＡ
／Ｄ変換した画像データ）と（リファレンス０〜１Ｖで
８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画像データ）とを交互に出力す
る。すなわち、（０〜１Ｖを２５６階調に変換したデー
タ）と、０〜５Ｖを２５６階調に変換したデータ）がＡ
／Ｄ変換器１０Ａから得られる。このデータを上記本発
明の実施例１で行ったように、サンプリング回路１１で
サンプリングを行った後、ＣＰＵ１２で処理を行い、Ａ
Ｅ、自動ネガポジ判別などの画像処理用のデータを得
る。

【００３５】このようにして、本実施例２では、画像明
部のサンプリングピッチの細かい部分は（リファレンス
０〜５Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画像データ）を用い
て、画像暗部のサンプリングピッチの荒い部分は（リフ
ァレンス０〜１Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画像デー
タ）を用いることにより、増幅回路の増幅率を切り換え
ずとも、上記実施例１で示したものと同様の効果が得ら
れる。

【００３６】（実施例３）次に、本発明のさらに他の実
施例（実施例３と称する）を図１１を参照して説明す
る。

【００３７】本例は、Ａ／Ｄ変換器のリファレンスを可
変する場合に、リファレンスの上限だけでなく、リファ
レンスの下限も切り換えることにより、画像濃度データ
のダイナミックレンジのさらに拡大を図った例を示す。
すなわち、プリスキャン時の画像読取データを、主走査
１ライン毎に、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ｂのリファレ
ンスの上限、下限を共に可変してＣＰＵ１２に取り込
む。ここで、１０Ｂはリファレンスの上限、下限共に切
り換えることのできる８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器である。１
５はプリンタ同期信号Ａによって（−出力を１Ｖ、＋出
力を５Ｖ）の状態か、（−出力を０Ｖ、＋出力を１Ｖ）
の状態に切り換えるセレクタである。

【００３８】プリスキャン時において、ラインセンサ８
によって読み込まれた画像信号を増幅回路９Ａで増幅し
た後、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ｂに送る。また、セレ
クタ１５は信号Ａによって主走査１ライン毎交互に（−
出力を１Ｖ、＋出力を５Ｖ）の状態と、（−出力を０
Ｖ、＋出力を１Ｖ）の状態に出力を切り換える。このセ
レクタ１５の＋出力端子は、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０
Ｂのリファレンスの上限を可変する端子に、セレクタ１
５の−出力端子は、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ｂのリフ
ァレンスの下限を可変する端子に接続されている。この
結果、８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器１０Ｂは主走査１ライン毎
に（リファレンス１〜５Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画
像データ）と（リファレンス０〜１Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ
変換した画像データ）とを交互に出力する。この画像デ
ータを上記の本発明の実施例１で行ったように、サンプ
リング回路１１でサンプリングを行った後、ＣＰＵ１２
で処理を行い、ＡＥ、自動ネガポジ判別などの画像処理
用の画像データを得る。

【００３９】このようにして、本実施例３では、画像明
部のサンプリングピッチの細かい部分は（リファレンス
１〜５Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画像データ）を用い
て、画像暗部のサンプリングピッチの荒い部分は（リフ
ァレンス０〜１Ｖで８ｂｉｔＡ／Ｄ変換した画像デー
タ）を用いることにより、８ｂｉｔ＋８ｂｉｔで、５１
２諧調の画像データを得ることが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原稿画像のプリスキャンを行う際に、増幅回路の増幅率
またはＡ／Ｄ変換回路のリファレンス電圧を、ライン毎
に交互に切り換えるように構成したので、ローコスト、
高速処理を保ちながら、プリスキャンで得られる画像デ
ータのダイナミックレンジを拡大でき、その後の画像処
理で得られる画像を高画質化できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したマイクロリーダーの内部構造
を示す側断面図である。

【図２】画像読取面上でのラインセンサの動作を示す斜
視図である。

【図３】本発明の実施例１における増幅回路の増幅率切
り換えによるダイナミックレンジ拡大機能を有する処理
回路の構成を示すブロック図である。

【図４】図３の増幅率切り換えを行う増幅回路の回路構
成を示す回路図である。

【図５】プリスキャン時のセンサ読取データを画像濃度
データに変換することによる分解能の変化を示すグラフ
である。

【図６】図５のヒストグラムのＸ軸を対数化したグラフ
である。

【図７】増幅率Ｘ１で収集した画像データによるヒスト
グラムを示すグラフである。

【図８】増幅率Ｘ５で収集した画像データによるヒスト
グラムを示すグラフである。

【図９】本発明の実施例１によるヒストグラムとヒスト
グラムの特徴点を示すグラフである。

【図１０】本発明の実施例２におけるＡ／Ｄ変換器のリ
ファレンスを切り換えによるダイナミックレンジ拡大機
能を有する処理回路の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施例３におけるＡ／Ｄ変換器のリ
ファレンスを上限、下限共に切り換えることによるダイ
ナミックレンジ拡大機能を有する処理回路の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 光源（ランプ） ２ フィールドレンズ ３ マイクロフィルム ４ ズームレンズ ５ 第１ミラー ６ 第２ミラー ７ スクリーン ８ ラインセンサ ９，９Ａ 増幅回路 １０，１０Ａ，１０Ｂ ８ｂｉｔＡ／Ｄ変換器 １１ サンプリング回路 １２ ＣＰＵ １３ 増幅器 １４，１５ セレクタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取るラインセンサと、 前記ラインセンサからのアナログ信号を増幅する増幅回
   路と、 前記増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／
   Ｄ変換回路とを備え、 前記原稿画像のプリスキャンを行う際に、前記増幅回路
   の増幅率または前記Ａ／Ｄ変換回路のリファレンス電圧
   を、ライン毎に交互に切り換えるように構成したことを
   特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記プリスキャンで
   得られた画像データに基づいて所定の画像処理を行うこ
   とを特徴とする画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記所定の画像処理
   は、自動濃度調整またはネガポジ判別であることを特徴
   とする画像読取装置。