JP3539812B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の、画像読取りを行うために１次元のライセンサを備える画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の、画像読取りの際に、白基準板を基準データとする構成が一般的に採用されている。このとき、白基準板上を数ライン分読み込み、欠陥画素の有る無しに関わらずライン間で平均化処理を行って白基準データとする構成が報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、欠陥画素の有無に関わらず平均化処理を行うと、欠陥画素が含まれていた場合、好ましくない結果をまねくことになる。また、たとえ複数ライン分を読み込んだとしても、欠陥画素データが含まれる以上、平均化による丸め込み処理等を施しても、補正が不完全にとどまるおそれがある。
【０００４】
また、欠陥画素のデータを取り入れない構成では、欠陥画素を含んだラインデータが有る場合には、欠陥画素を含まないラインデータにいたるまで、繰り返し次のラインデータを検証しながら白基準データを取込む必要が生じるので、読取りの際のオーバーヘッドがその都度必要になり、高速読み取りを実現するに際して不利となるという問題があった。
【０００５】
本発明は従来技術の前記のような課題や欠点を解決するためなされたもので、その目的は欠陥画素データの排除を効果的に行うことができ、さらに白基準データ取込み時間と、欠陥画素の判定時間が短縮可能な画像読取装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明に係る画像読取装置は、１次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサを用いて、画像読取りを行う画像読取装置であり、前記各光電変換素子によって、白基準部材の白基準画像を読取り、前記各光電変換素子の出力に基づいて補正用データとし、原稿の画像を読み取る際に、前記各光電変換素子の出力を前記補正用データに基づいて補正するシェーディング補正を採用し、前記補正用データの最大レベルと最小レベルを検出して、補正用データ中の欠陥画素の有無を判断する画像読取装置において、補正用データ中の欠陥画素の検出位置が、読取るべき原稿に抵触しない位置であると判断したときに、前記補正用データをそのまま用いて原稿読取り処理をすることを特徴とする。
【０００７】
あるいは、読取るべき原稿寸法に応じて、前記補正用データ中の欠陥画素の検出範囲を変化させることにより、原稿に対して影響を与える範囲内に限定して、前記補正用データ中の欠陥画素の検出を行うことを特徴とする。
【０００８】
あるいは、原稿幅を検出する原稿幅検出手段と、異常画素及びその位置を検出する異常画素及び位置検出手段と、前記原稿幅検出手段ならびに異常画素及び位置検出手段の出力に基づいて抵触の有無の判定をする抵触判定手段を備えて構成したことを特徴とする。
【０００９】
あるいは、検出範囲を設定する検出範囲設定手段を備えて構成したことを特徴とする。
【００１０】
更に、読取るべき原稿寸法に応じて、前記白基準部材の白基準画像の読取り範囲を限定して白基準画像を読取ることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像読取装置の一実施形態であるスキャナの構成と動作例を、図１から図８に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像読取装置であるスキャナの全体構成図である。
図２は、露光走査光学系により読み取られた画像データの処理を行う制御回路のブロック構成を示す。
【００１２】
図３は、原稿読取モードとして、原稿読み取り台を用いて画像データの読み取りを行うブックモードの構成を示す。さらに図４は、原稿読取モードとして、自動給紙装置２を用いて画像データの読み取りを行うＡＤＦモードの構成を示す。
【００１３】
図５は、図２に示された画像処理部の内部構成を示すブロック図である。さらに図６は、図５に示されたアナログビデオ処理部ならびにシェーディング補正処理部それぞれの内部構成を示すブロック図であり、また図７は、図６に示された演算装置とその周辺の構成を示す。さらに図８は、図７に示された検知処理部のブロック構成を示す。
【００１４】
まず、画像読取装置Ｒの装置本体１の右側上部には自動給紙装置２（ＡＤＦ）が設けられ、本体上面には原稿読み取り台３が設けられており、これによりイメージスキャナを構成している。装置本体１の内部には、光源４ａとミラー４ｂとを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａ、５ｂを備えた第２の走行体５と、レンズ６と１次元の光電変換素子（例えばＣＣＤ）７と、前記走行体４、５を駆動するステッピングモータ８とからなる露光走査光学系９が設けられている。また自動給紙装置２には、ＡＤＦユニット１０と、原稿台１１とが設けられている。
【００１５】
ＡＤＦユニット１０内にはステッピングモータ１２が備えられている。更に、原稿読み取り台３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取り付けられており、原稿１３はその原稿押さえ板１４の下にセットされる。原稿読み取り台３の端部には、シェーディング補正用の白基準板１５が配置されている。
装置下端にはＣＰＵ１６や画像処理部１９を搭載した制御回路ＰＣ１が組み込まれている。制御回路ＰＣ１のブロック構成は図２に示される。
【００１６】
まず、図３に示すようなブックモードにおける画像データの読み取りの基本動作について述べる。原稿１３を原稿押さえ板１４下の原稿読み取り台３上にセットした後、ＣＰＵ１６は光源ドライバ１７を動作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７で白基準板１５を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でアナロクディジタル変換を行い、画像データのシェーディング補正用の基準データとしてＲＡＭに記憶する。ＣＰＵ１６は、モータドライバ２０（駆動装置）をドライブしてステッピングモータ８を動作させ、これにより走行体４は原稿１３の存在する方向へ移動する。走行体４が原稿面を一定速度で走査することにより、原稿１３の画像データがＣＣＤ７により光電変換される。
【００１７】
次に、図４に示すＡＤモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。この場合にも、まず、白基準板１５が読み込まれた後、ステッピングモータ１２をＣＰＵ１６がモータドライバ２８（駆動装置）でドライブすることにより、原稿台１１にセットされた原稿１３を分離ローラ３０で搬送していき、走行体４の所定の読み取り位置まで搬送される。この時、原稿１３は一定速度で搬送されていき、走行体４は停止したままで原稿面の画像データをＣＣＤ７で読み取る。以下、前記ブックモードと同様の処理を行い、２値化された画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示せず）等に送られる。
【００１８】
画像処理部１９の内部は、図５のようなブロック構成であり、光電変換されたアナログビデオ信号入力ａは、アナログビデオ処理部２１でディジタル変換処理が施された後、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３により、それぞれシェーディング補正各種の画像データ処理が行われ、ついで２値化処理部２４によって２値化処理された２値化データｂが作成される。このとき画像データ処理部２３は、トリガー信号ＳＰによってトリガーされたタイミング発生部ＥＮによって始動される。
【００１９】
図２に戻って、作成された２値化データｂは、スキャンバッファ２５に順次記憶される。Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバッファ２５内のデータを外部のホストコンピュータ（図示せず）等の装置に出力する制御を行う。バッファコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像データの入出力管理を行う。
【００２０】
図６は、図５中の主要部分を細分化、且つ抜粋したものであり、光源４ａがコンタクトガラス３上に置かれた原稿を照らし、反射光をシェーディング調整板６ａを通してレンズ６によって集光し、ラインセンサ７にて結像する構成とする。シェーディング調整板６ａは、ラインセンサ７中央部と端部での反射光量の差を無くすための光量調整の役割を果たす。これはシェーディング演算処理において、ラインセンサ７中央部と端部で反射光量差が大であると演算結果に歪みが生じるため、予め、反射光量差を軽減させた後にシェーディング演算処理を行うものである。例えば、調整板を設けない構成で白基準板のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布Ｉ１は図９のようになる。
【００２１】
このように、再現レベル分布Ｉ１は、中央部がレベルが高く、端部でレベルが落ちる。一方、図１０がシェーディング調整板を用いた際のレベル分布Ｉ２である。シェーディング調整板６ａの効果によって、レベル分布Ｉ２は総じて平坦となっている。
【００２２】
ラインセンサ７で光電変換されたアナログビデオデータは、アナログビデオ処理部２１において、プリアンプ２１１および、ゲイン調整入力Ｇでゲイン調整される可変増幅回路２１２によりレベル調整され、Ａ／Ｄコンバータ２１３にて、ディジタル変換される。ディジタル化されたビデオデータは、シェーディング補正処理部２２にいたり、まず黒側のオフセット分となる部分が黒演算回路２２１によって除去される。この際の黒側のオフセット分には、ラインセンサから出力が２チャンネル構成の場合、チャンネル間の差分が含まれているが、この演算処理は、特にチャンネル間の誤差成分を除くのが目的となる。ついで信号２２１ａとして、演算装置２２２に入力される。
【００２３】
演算装置２２２とその周辺の構成は、図７に示される。演算装置２２２は、白基準データ平均化処理部２２４、Ｍａｘデータホールド処理部２２５、Ｍｉｎデータホールド処理部２２６、検知処理部２２７から成る。白基準データ平均化処理部２２４は、ラインバッファ２２３をアクセスする。
【００２４】
Ｍａｘデータホールド処理部２２５とＭｉｎデータホールド処理部２２６は、白基準データとして格納されたデータをラインバッファ２２３から取り込み、次段の検知処理部２２７に基準データを渡す際に白基準データ中の最大値と最小値ならびにそれらの位置を、それぞれホールドする。
【００２５】
なお本実施例では、白基準データ２２１ａのラインバッファ２２３への格納処理時に、平均化処理を行う構成としているが、この平均化処理は割愛することもできる。
【００２６】
このように、白基準板１５を読み取った白基準データ２２１ａはラインバッファ２２３に記憶され、実際の原稿読み取りの際には、この記憶された白基準データを用いて原稿読み取りデータにシェーディング補正演算処理が施され、画像データとして後段に出力される。
【００２７】
また、白基準板を読み取った基準データのラインバッファへの格納方法として、前記のように複数ラインを読み取り、平均化処理を行いつつ格納処理する方法の他に、１ライン分のデータを格納する方法が有る。白基準板を読取った基準データの例を図１１に示す。図１１では、Ｄ１、Ｄ２で示される欠陥画素が確認される。このような、取り込んだ白基準データ中の欠陥画素の有無およびその位置は、検知処理部２２７によって検知される。
【００２８】
検知処理部２２７は、図８に示されるように、原稿幅を検出する原稿幅検出手段２２７Ａ、異常画素及びその位置を検出する異常画素及び位置検出手段２２７Ｂ、原稿幅検出手段２２７Ａならびに異常画素及び位置検出手段２２７Ｂの出力に基づいて抵触の有無の判定をする抵触判定手段２２７Ｃを備える。さらに、検出範囲を設定して異常画素及び位置検出手段２２７Ｂに送る検出範囲設定手段２２７Ｄを備えて構成することもできる。
【００２９】
図１１に示す例では、Ｄ１が最小値、Ｄ２が最大値のレベルであり、それぞれのデータはＭｉｎデータホールド処理部、Ｍａｘデータホールド処理部によりデータサンプリングされている。これらのデータに基づき、異常画素及び位置検出手段２２７Ｂが欠陥画素判定を行う。格納すべき白基準データのレベルを予め想定していた際には、その想定するレベル範囲より外れた場合に、欠陥画素と判断する。また想定レベルが設定されていない場合は、ラインバッファに格納した白基準データに対して平均処理、あるいは更に標準偏差を求め、バラツキ具合を測ることにより格納すべき白基準データのレベル範囲を定め、範囲外ならば、欠陥画素を含む白基準データをラインバッファに格納していると判断する。
【００３０】
この欠陥画素の位置が原稿範囲内であれば、シェーディング演算処理をする上で、読み取った画像データに対して悪影響を及ぼす。したがって、前記処理により確認された、欠陥画素による白基準データが、これから画像データとして読み込む原稿の範囲内であるか、範囲外であるかの判断を、抵触判定手段２２７Ｃが行う。
【００３１】
抵触判定手段２２７Ｃは、原稿幅検出手段２２７Ａから入力される情報と、欠陥画素の位置とを比較し、欠陥画素の位置が原稿範囲内であれば、白基準データを再度読取りする等によって、欠陥画素を含まない白基準データの格納処理を行う。逆に欠陥画素の位置が原稿の範囲外であれば、シェーディング演算処理をする上で、原稿に対して悪い影響を与えることがないので、そのまま現今の白基準データを使用して画像読取りを行う。
【００３２】
このように、本処理により、欠陥画素子位置が範囲外であると判断出来れば、白基準データの再度読取り処理をせずに済むので、オーバーヘッドの発生を防止することが出来る。
【００３３】
さらにまた、白基準データの読み取り、及びその白基準データの判定処理の際に、読取る原稿サイズを予め設定することにより、さらに効果的な処理を行うことが出来る。こうした読取る原稿サイズの設定を、検出範囲設定手段２２７Ｄが行う。
【００３４】
図１２は、白基準板の基準データと、原稿幅との関係の説明図である。同図で、格納された白基準データ中には、それぞれＭａｘデータホールド処理、Ｍｉｎデータホールド処理により検出された、Ａ、Ｂの欠陥画素が含まれる。この検出された欠陥画素Ａ、Ｂの位置は、検出範囲設定手段２２７Ｄが設定した原稿主走査範囲Ｖ内にないから、シェーディング演算処理において欠陥画素は関与しない。一方、原稿主走査範囲Ｗであると、欠陥画素Ａ、Ｂが原稿範囲内に含まれるから、シェーディング演算処理に対して悪影響を及ぼすことになり、よって白基準データの再読取り処理を行って、欠陥画素を含まない白基準データを得る必要がある。
【００３５】
更に、検出範囲設定手段２２７Ｄによって検出範囲を予め原稿範囲に設定した場合には、白基準データの読取り範囲ならびに、最大値と最小値の検出範囲を、この原稿範囲に限定できるから、白基準データの読取り時間ならびに最大値と最小値の検出時間を節約することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明に係る画像読取装置は、記憶した基準データ中の欠陥画素位置に基づいて、読取る原稿範囲に抵触するか否かの判断を行う構成であるから、白基準データを再読み取りすることにより発生するオーバーヘッドを削除することが出来る。
【００３７】
さらに、設定された原稿範囲に基づいて白基準データの読取り範囲ならびに、最大値と最小値の検出範囲を限定できる構成であるから、読取り時間ならびに検出時間の節約が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施形態であるスキャナの全体構成図である。
【図２】画像データの処理を行う制御回路のブロック構成図である。
【図３】原稿読取モードであるブックモード構成の説明図である。
【図４】原稿読取モードであるＡＤＦモード構成の説明図である。
【図５】図２に示された画像処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示されたアナログビデオ処理部ならびにシェーディング補正処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示された演算装置とその周辺の構成図である。
【図８】図７に示された検知処理部のブロック構成図である。
【図９】調整板が無い場合の白基準板の再現レベル分布図である。
【図１０】調整板を用いた場合の白基準板の再現レベル分布図である。
【図１１】白基準板を読取った基準データの例を示す図である。
【図１２】白基準板の基準データと、原稿幅との関係の説明図である。
【符号の説明】
２２７ 検知処理部
２２７Ａ 原稿幅検出手段
２２７Ｂ 異常画素及び位置検出手段
２２７Ｃ 抵触判定手段
２２７Ｄ 検出範囲設定手段

Claims (5)

1. １次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサを用いて、画像読取りを行う画像読取装置であり、前記各光電変換素子によって、白基準部材の白基準画像を読取り、前記各光電変換素子の出力に基づいて補正用データとし、原稿の画像を読み取る際に、前記各光電変換素子の出力を前記補正用データに基づいて補正するシェーディング補正を採用し、前記補正用データの最大レベルと最小レベルを検出して、補正用データ中の欠陥画素の有無を判断する画像読取装置において、
   補正用データ中の欠陥画素の検出位置が、読取るべき原稿に抵触しない位置であると判断したときに、前記補正用データをそのまま用いて原稿読取り処理をすることを特徴とする画像読取装置。
2. 読取るべき原稿寸法に応じて、前記補正用データ中の欠陥画素の検出範囲を変化させることにより、原稿に対して影響を与える範囲内に限定して、前記補正用データ中の欠陥画素の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 原稿幅を検出する原稿幅検出手段と、異常画素及びその位置を検出する異常画素及び位置検出手段と、前記原稿幅検出手段ならびに異常画素及び位置検出手段の出力に基づいて抵触の有無の判定をする抵触判定手段を備えて構成したことを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
4. 検出範囲を設定する検出範囲設定手段を備えて構成したことを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
5. 読取るべき原稿寸法に応じて、前記白基準部材の白基準画像の読取り範囲を限定して白基準画像を読取ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の画像読取装置。

Images