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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、電子ファイル装置などに適用される高品質な画像を取り込み可能な画像読取り装置に関するものである。
【従来の技術】
従来、一行の読取り走査ラインのデータを複数のCCDで同時に読み取り、平均化することによりS/N比を改善したものがある(特開平4−337967号)。また、A/D変換前にガンマ補正を行い、低レベル部を伸長させることにより低レベル部の階調を維持するようにしたものがある(特開平5−284354号)。さらに、読取り走査ラインの画素データを演算処理することによりS/N比を向上させたものがある(実開平5−76170号)。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
画像読取り装置は、その性格上、暗部における画像データが不安定でノイズが目立ち、階調がきれいに再現されない。そこで、従来はノイズを低減するために、光源の光量の増大、読取りセンサ(CCD)の冷却、複雑かつ大規模な信号処理等を実施することにより電力あるいはコストを費やしている。また、安定した読取りデータを得るために、読取り動作を遅くしたりしている。最近の高速化に伴い、CCD出力が偶数画素と、奇数画素とに分けられているものが多いが、レジスタのばらつきによる暗部での縦筋が生じている。また、明部の中の黒線等の副走査方向のフレア光により線が細くなることがある。上記従来の手段では、いずれも読み取った原稿の画像データに拘わらず、明部が多い場合でも、CCDは十分な信号が得られるように低速クロックで駆動したり、原稿全面にわたって積算平均化を行う等、読取り速度を上げることも困難である。そこで、本発明は、人間の視覚が暗部で解像度を低下させても画質の低下として捉えにくいことを利用して、読み取る原稿の画像に連続した暗部があるか否か、明部の中に主走査方向の黒筋があるか否かを判別すると共に、連続した暗部がある場合には読取り速度を下げることなく、階調をきれいに、かつ縦筋を発生させず、明部の中の黒線を確実に読み取ることができる画像読取り装置を提供することを課題としている。
【0003】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第1の発明においては、原稿面を走査することにより反射又は透過した光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射させ、電気信号による画像データを得る画像読取り装置において、原稿画像の読取り走査ラインごとに濃度レベルが黒基準レベル近傍にある連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、所定数の画素データごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された画素データに代えて、連続した画素数出力する積算平均化手段とを具備することで画像読取り装置を構成した。
第2の発明においては、原稿画像判別手段を、画素データを予め設定された濃度レベルと比較する比較器と、この比較器による濃度レベルの同じ比較結果が連続した回数を計数して所定回数であれば積算平均化手段に制御信号を発する計数器とで構成した。
第3の発明においては、原稿面を走査することにより反射又は透過した光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射させ、電気信号による画像データを得る画像読取り装置において、原稿画像の複数の読取り走査ラインごとの画素データを保持するデータ保持手段と、当該データ保持手段で保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、黒基準レベル近傍の濃度レベルの副走査方向に連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、前記データ保持手段に保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、同一走査位置の所定数の画素ごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された連続する画素データに代えて連続した画素数出力する積算平均化手段とを具備させてデジタル画像読取り装置を構成した。
【0004】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1において、画像読取り装置20は、原稿1が載置されるコンタクトガラス2と、原稿1からの反射光を所定位置に導くミラー3と、原稿1を主走査する光を照射する光源4と、原稿1を副走査するためにコンタクトガラス2を移動させるモータ5と、ミラー3により導かれた反射光を集光して像を結ばせる結像レンズ6と、結像した画像を光電変換するCCD7と、CCD7の転送クロック成分を取り除くサンプルホールド回路8と、画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路9と、予め補正メモリに記憶されたデータを画素ごとに読み出して演算することによりCCD7の画素ごとの暗出力を補正する暗出力補正回路10と、予め記憶されているデータを補正メモリから読み出して画素ごとに演算することにより、照明系、結像系における明るさのばらつきやCCD7の感度のばらつき等を補正するシェーディング補正回路11と、必要に応じて主走査方向の密度変換を行う線密度変換回路12と、信号を出力装置あるいは記憶装置へ出力するインターフェイス13と、光源4を駆動させる光源駆動回路14と、モータ5を駆動するモータ駆動制御回路15と、多値画像においてもCCD7の十分な出力を得るような光蓄積時間に設定してこれを駆動するCCD駆動回路16と、原稿画像の読取り走査ラインごとに画素の黒色濃度レベル(以下画素レベルという)が黒基準レベル近傍の連続した複数(n)の画素(暗部)を判別する原稿画像判別手段17と、原稿画像判別手段17の判別結果に従い、読み取った走査ラインの画像信号を所定数(n)の画素ごとに積算平均化し、平均化した濃度レベルの新たな画素信号を同数(n個)出力する積算平均化手段18とを備えている。
【0005】
この画像読取り装置20は、コンタクトガラス2上に載置された原稿1に光源4で照明光を当て、その反射光をミラー3及び結像レンズ6を介してCCD7に導き、CCD7の面上に原稿画像を結像させる。光源4は主走査のために光源駆動回路14で駆動され、またコンタクトガラス2は副走査のためにモータ5でX方向に移動する。CCD7の出力信号はサンプルホールド回路8でセンサの転送クロック成分を取り除き、その出力をA/D変換回路9でデジタル信号に変換する。A/D変換出力は、暗出力補正回路10において補正メモリに予め記憶されたデータを画素ごとに読み出し、演算することによりCCD7の画素ごとの暗出力が補正され、シェーディング補正回路11で照明系、結像系による明るさのばらつき、CCD7の感度のばらつき等を補正する。これも暗出力の補正と同様に予め記憶されているデータを補正メモリから読み出して画素ごとに演算して行う。線密度変換回路12により主走査方向の密度変換を必要に応じて行い、インターフェイス13を通じて出力装置あるいは記憶装置へ出力信号を送る。
【0006】
図2に示すように、CCD7のラインごとの出力信号(i)は、感光部がなく転送部のみの画素の出力DS(E)と、感光部が光シールドされた画素の出力DS(S)と、これに続く読み取った原稿画像データDの信号とから成る。このCCD7の出力信号(i)はサンプルホールド回路8により転送クロック成分が取り除かれてアナログ信号(ii)に変換される。このサンプルホールド回路8の出力信号(ii)を、図示しない別のサンプルホールド回路により信号DS(E)を検出保持し、A/D変換回路9の上限のリファレンス電圧として保持し、また白色基準板を読み込んだときの出力のピーク電圧を図示しないサンプルホールド回路で検出保持し、A/D変換回路9の下限のリファレンス電圧とすることによって、A/D変換回路9のダイナミックレンジが決定される。
【0007】
原稿画像判別手段17においては、先ず図示しない増幅器で増幅したサンプルホールド回路8の出力信号を、予め設定された基準電圧と比較して、原稿の暗部(黒基準レベル近傍の黒色濃度を有する暗レベルの範囲内の画素)であるか否かの判別を行う。基準電圧値とは、黒基準レベルよりも僅かに大きい値(デジタル値で数デジット分であり、例えば白レベルを256デジットとした場合には5デジット程度)であり、個々のシステムごとに実験的に決定される。図3に示すように、原稿画像判別手段17の比較器17aは、予め設定されたリファレンス電圧値Vref を基準に画像データ信号の大小を比較する。この比較結果は、ラッチ回路17bによりクロックCLKでラッチされる。クロックCLKは、遅延回路17dでサンプルホールド回路8のホールドパルスより位相が遅れており、画素データの信号に同期した周期を有する。ラッチ回路17bは画素データ信号をラッチすることより暗レベルの画素データ信号を検出して、「H」を出力する。計数器17cは、ラッチ回路17bの出力信号を受けて、「H」の信号がn個連続したら、「H」の出力信号Cout を発生し、暗部であることを判別する。本実施形態では、暗レベルが3画素以上続いた場合を暗部と判別する。例えば、図4に示すように、画像データ信号が細線Aのように変化した場合、ラッチ回路17bの出力はクロックの1サイクル分が「H」となり、計数器17cの出力Cout は「L」となる。画像データ信号が太線Bのように変化した場合、ラッチ回路17bの出力はt1からt3の間のクロック3サイクル分が「H」となり、計数器出力Coutが「H」となる。暗部が連続する間、計数器17cの出力Coutは「H」が連続する。ここで、計数器17cには、暗部と判別するのに必要な連続画素数が予め設定されている。
【0008】
積算平均化手段18は原稿画像判別手段17の出力Cout を受ける。積算平均化手段18は、原稿画像判別手段17の出力Cout により暗部と判別された連続するn個の画素データの積算平均化を行い、新たな画素データとしてn個出力する。この積算平均化手段18においては、図5に示すように、信号の入出力タイミングが、クロックCLKに基づく。積算平均化手段18には、1走査ラインにおける1画素ごとの画像データ信号D1,D2,・・・が連続的にデータ信号aとしてクロックCLKと同期して取り込まれる。この画像データ信号D1,D2,・・・に基づき、積算回数n=3としたときに、暗レベルの画素が連続して3画素になると制御信号bが生成され、同時に2画素分の期間継続する制御信号cが生成される。この制御信号b,cに基づいて積算処理が実行される。積算を行わない場合、つまり原稿画像判別手段17により暗部が判別されなかった場合には制御信号b,cは生成されず、A/D変換回路9の出力は積算平均化手段18からそのまま直接暗出力補正回路10に出力される。一方、積算が行われる場合(図5において、画素D1 からD3までが暗レベル)には、図6に示すように、画素データD1は積算平均化手段18の遅延素子18aと記憶素子18bとに書き込まれる。遅延素子18aは順次画素データを取り込み、また記憶素子18bは原稿画像判別手段17の比較器17aの出力が「H」の期間のみ画素データを取り込む。画素データD2の入力タイミングで、記憶素子18bから画素データD1が読み出されると同時に画素データD2に積算され、再び記憶素子18bに書き込まれる。そして、第3の画素データD3が暗部と判別されて信号bが「H」となると、画素データD3がD1+D2に積算されて記憶素子18bに書き込まれ、この後平均化回路18cにより平均化されてラッチ回路18dによりラッチされ、新たな画素データND1が暗出力補正回路10側に出力される。ここで、データD4が暗部と判別されずに連続する暗部データが途絶えると、制御信号cによりND1が第2,第3の画素データとして引き続き繰り返して出力される。また、画素データD5からD8までの4つの画素データが連続して暗部と判別されると、第3の画素データD7の読み出し時に記憶素子18aの画素データD5+D6に積算されて記憶素子1に書き込まれ、新たに平均化されたデータND2が出力され、さらにデータD8の読み出し時にデータD6+D7に積算されて記憶素子18bに書き込まれ、新たに平均化されたND3が第2,第3の画素データとして引き続き繰り返して出力される。以降、上述の動作が繰り返される。また、暗部と判別されない画素データD4は、遅延素子18aで例えば2画素分遅延して選択手段18eにより選択され、そのまま出力される。このとき、記憶素子18bは、画素データを取り込まない。なお、本実施形態では暗部判別の条件数nを3に設定したが、これ以外の数を設定した場合も同様に処理される。また、データバス(ビット数)は積算時に増加するが、積算される値がごく小さい(黒レベル近傍)ので予め余分に用意する必要がない。
【0009】
他の実施形態を図7に示す。本実施形態においては、積算平均化手段27に、複数ライン分(ここでは3ライン)のライン記憶素子27a,27b,27cを備え、副走査方向に暗レベルの画素データが連続した場合に、暗部と判別して、積算平均化を行う。即ち、ライン記憶素子27aに書き込まれた第1ラインデータL1は、次の第2ラインデータL2の読み込みと同時にライン記憶素子27bに書き込まれ、その次の第3ラインデータL3の読み込みと同時に記憶素子27cに書き込まれる。従って、3つのラインデータの読み込みが完了すると、ライン記憶素子27aにはラインデータL3が、ライン記憶素子27bにはラインデータL2が、ライン記憶素子27cにはラインデータL1が記憶される。これと同時に、CCD7で読み出されたラインデータは、副走査方向に暗レベルの画素データが複数(例えば、左記の実施形態と同様に3つ)連続した場合に、暗部と判別して、積算平均化回路27dで3つのライン分の積算平均化データが順次求められる。
【0010】
記憶素子27cからの生のラインデータは、比較器27eにより一画素ごとに黒基準レベル近傍の基準値Vref と比較される。また、積算平均化データは、比較器27fで基準値Vref2と比較される。これらの比較結果から、切替出力回路27gは、生のラインデータの画素レベルが比較器27eの基準値Vref よりも大きい場合には生の画素データを、また比較器27eの基準値Vref よりも小さい場合にはライン積算平均化データを、暗部と判別されたライン群の先頭ラインの画素データとして出力する。
【0011】
例えば、図8に示すように、注目ラインにおいて、任意の画素レベルがDl1<Vref 、Dm1<Vref 、Dn1>Vref であり、Dl1,Dl2,Dl3の積算平均化データをD1a、同じくDm1,Dm2,Dm3のそれをDma,同じくDn1,Dn2,Dn3のそれをDnaとして、比較結果がDla<Vref2、Dma>Vref2、Dna<Vref2であったとする。このとき、主走査方向の同一位置の画素データDl1,Dl2,Dl3は暗部と判別され、注目ラインのデータとして平均化されたDlaが出力されるが、主走査方向の同一位置のDn1,Dn2,Dn3は暗部と判別されても生の画素データDn1が基準値Vref よりも大きいために画素データDn1がそのまま出力される。また、画素データDmは暗部と判別されないのてでDm1がそのまま出力される。これによって、原稿画像判別手段を図1の画像読取り装置に適用すれば、その出力画像データの主副両走査方向の暗部のばらつきが低減される。
【0012】
図9に他の実施形態を示す。なお、以下の図において図1に示す構成部分と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。この画像読取り装置においては、先の積算平均化手段18に代えて、CCD駆動制御手段19を設けると共に、本(ファイン)スキャンの前に予備スキャンを行い、予備スキャン時に原稿画像判別手段17が原稿画像の暗部を判別する。そして、暗部を判別すると、CCD駆動制御手段19に信号を出力し、CCD駆動制御手段19がCCD駆動制御手段16の駆動クロックを所定の周波数に低下させて画像の読み取りを行う。
【0013】
図10にCCD駆動制御信号(一部)の例を示す。aは、CCDの電荷を転送レジスタに転送するための転送パルスであり、周期Tint が光蓄積時間になる。bは転送レジスタの電荷を読み出すための駆動クロックCLK である。ここで、CCDの画素数をhとすると、周期Tint の期間が必要とされるクロック数は最低h×CLK となる。cは、CCD駆動制御手段19により周波数を低下させた駆動クロックである。
【0014】
暗部が判別されない通常の場合、図10の信号a,bを用いて駆動する。実際の装置には、他にリセットパルス、転送レジスタが複数ある場合は転送レジスタに駆動クロックを夫々必要とするが、ここでは説明を省略する。原稿画像判別手段17が暗部と判別したラインを読み取るとき、CCD駆動制御手段19は駆動クロックの周波数を低下させたクロックcを生成し、画像データを読み出す。なお、CLK の周波数はTint の期間でCCD有効画素のデータが全て読み出せるように設定されている。
【0015】
図11に他の実施形態の画像読取り装置を示す。この画像読取り装置20においては、先のものと異なるCCD駆動制御手段21と、ビット演算手段22とを備えている。予備スキャン時に原稿画像判別手段17が画像の暗部を判別すると、CCD駆動制御手段21に信号を出力し、CCD駆動制御手段21がCCDの駆動クロックを所定の周波数に低下させて画像の読み取りを行う。このとき、CCD駆動制御手段21は、図10に示すように、周波数を先の実施形態のものよりさらに低下させた駆動クロックeと、周期を変更させた転送パルスdを生成する。このとき、転送パルスの周期Tint2=Tint ×2k(kは正の整数)となるように制御する。ここではk=1としている。そして、ビット演算手段22は駆動信号d,eによって得られた画像信号を初期の駆動条件a,bで得られるデータに正規化すべく、2k(ここではk=1)で除算する。
【0016】
図12に他の実施形態の画像読取り装置を示す。この画像読取り装置においては、判別法が先の実施形態と異なる原稿画像判別手段23と、積算平均化手段18の代わりに少なくとも5つのラインデータ保持装置を有するライン間演算手段24とを備えている。そして、本スキャン前に予備スキャンを行い、予備スキャン時に原稿画像判別手段23は原稿の暗部を判別する。原稿画像判別手段23が原稿内の副走査方向に連続した明部に挟まれた暗レベルのデータラインを暗部と判別すると、このデータラインのアドレスを記憶すると共に、暗部と隣接したデータラインのデータを保持する。本スキャンにおいて原稿画像判別手段23は当該データラインに到達すると、ライン間演算手段24に信号を出力し、ライン間演算手段24が当該暗部と副走査方向に隣り合う明部のラインデータに所定の比率を乗算した値を当該データラインのデータから減算して画像の読み取りを行う。
【0017】
この画像読取り装置においては、便宜上5つのデータラインごとに処理することとする。図13に示すように、ラインデータ群aは、データラインL1,L2,L4,L5が明部でL3のみ暗部とする。ラインデータ群aからデータラインの周期の1/3程度の時定数を有する図示しない積分器により信号bが生成される。信号bは白基準レベル近傍の基準値Vh、及び黒基準レベル近傍の基準値Vlにより2値化された後、データラインとの同期信号によってラッチされて信号cが生成される。信号cは、図14に示すように、計数器23a,23bにイネーブル信号として供給される。信号cと同時に5ライン期間のゲート信号dが生成され、ラッチ回路23c,23d,23e,23fのイネーブル信号として供給される。計数器23a,23bは信号aに同期したライン期間のほぼ中央で発生する図示しないパルスを計数し、計数器23aが2パルス、計数器23bが1パルス計数すると、ラッチ信号dを出力する。ラッチ回路23c,23d,23eの出力e,f,gは、ゲート23gが「H」となって明部に挟まれた1ラインの暗部を判別する。ここで、暗部が2ライン以上連続した場合、ラッチ回路23fによりゲート23gが「L」となり、判別されない。
【0018】
図15に白基準板25を示す。白基準板25を読み取り動作開始ごとに読み取り、白基準板内の黒線25aを読み取り、このデータから白(明部)からのフレア光率を求め、このフレア光率を画像読み取り時に明部に挟まれた暗部から減算する値を求めるための明部に乗算する比率とする。求めた比率は各画素データごとにフレア補正データとして保持し、ライン間演算処理が必要となったときにその都度読み出せるようにする。
【0019】
明部に乗算する比率の求め方は、先ず白基準板の連続した白(明部)を読んだときの画像データをW、読取り装置内に別途設けられている黒基準板を読んだときの画像データをB、白基準板に設けられた黒線を読んだときの画像データをBfとすると、比率Perは、Per=(Bf−B)/Wとなる。
【0020】
また、この比率を乗算したデータを減算した結果、画像データが黒基準レベルより小さい場合、その画像データを黒基準レベルとする。減算された画像データを、一つの画素データごとに黒基準レベルと比較し、画素データ>黒基準レベルの場合は画素データをそのまま出力し、画素データ<黒基準レベルの場合、黒基準レベルを代わりに出力する。
【0021】
他の実施形態の原稿画像判別手段について説明する。この原稿画像判別手段においては、原稿の明部が連続した後の暗部を有するライン、又は暗部の後に明部が連続する場合の最後の暗部のラインを判別する。暗部のラインを判別すると、原稿画像判別手段は判別が行われたラインのアドレスを記憶すると共に、暗部と隣接したラインのデータを保持する。本スキャンにおいて、原稿画像判別手段23は該当ラインに到達すると、ライン間演算手段24に信号を出力し、ライン間演算手段24は原稿画像判別手段23がプレスキャン時に保持したラインデータに所定の比率を乗算したデータを暗部を有する該当ラインのデータから減算して画像の読取りを行う。
【0022】
また、原稿画像判別手段の明部並びに暗部を判別するための基準値を外部から設定できる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、第1の発明においては、原稿画像の読取り走査ラインごとに濃度レベルが黒基準レベル近傍にある連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、所定数の画素データごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された画素データに代えて、連続した画素数出力する積算平均化手段とを設けることにより、原稿の暗部を自動的に判別し、原稿画像の暗部におけるノイズの低減を図ることができる。
第2の発明においては、原稿画像判別手段を、簡単な構成で原稿画像の読取り走査ラインにおける連続した暗部の判別をリアルタイムでかつ安価に行うことができる。
第3の発明においては、原稿画像の複数の読取り走査ラインごとの画素データを保持するデータ保持手段と、当該データ保持手段で保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、黒基準レベル近傍の濃度レベルの副走査方向に連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、前記データ保持手段に保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、同一走査位置の所定数の画素ごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された連続する画素データに代えて連続した画素数出力する積算平均化手段とを設けることにより、副走査方向の連続した暗部の判別をリアルタイムでかつ安価に行え、さらに原稿画像の副走査方向の暗部におけるノイズの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る画像読取り装置のブロック図である。
【図2】画像データ信号のタイムチャートである。
【図3】原稿画像判別手段の回路図である。
【図4】画像データ信号のタイムチャートである。
【図5】原稿画像判別手段における画像データ信号の入出力状態を示すタイムチャートである。
【図6】積算平均化手段の回路図である。
【図7】第2実施形態に係る原稿画像判別手段の回路図である。
【図8】ラインデータの概念図である。
【図9】第3実施形態に係る画像読取り装置のブロック図である。
【図10】CCD用駆動クロックのタイムチャートである。
【図11】第4実施形態に係る画像読取り装置のブロック図である。
【図12】第5実施形態に係る画像読取り装置のブロック図である。
【図13】原稿画像判別手段における画像データ信号の入出力状態を示すタイムチャートである。
【図14】原稿画像判別手段の回路図である。
【図15】白基準板の平面図である。
【符号の説明】
1 原稿
7 CCD
8 サンプルホールド回路
16 CCD駆動回路
17 原稿画像判別手段
18 積算平均化手段
18a 遅延素子
18b 記憶素子
17a 比較器
18e 選択手段
19,21 CCD駆動制御手段
20 画像読取り装置
23 原稿画像判別手段
23a,23b 計数器
23c,23d,23e,23f ラッチ回路
23g ゲート
24 ライン間演算手段
25 白基準板
25a 黒線
27 積算平均化手段
27a,27b,27c ライン記憶素子
27d 積算平均化回路
27e 比較器
27f 比較器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[Prior art]
Conventionally, there is one in which data of one scanning line is read simultaneously by a plurality of CCDs and averaged to improve the S / N ratio (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-337679). In addition, there is a device in which gamma correction is performed before A / D conversion and the low-level portion is extended to maintain the gradation of the low-level portion (JP-A-5-284354). In addition, there is one in which the S / N ratio is improved by performing arithmetic processing on pixel data of a read scanning line (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 5-76170).
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Due to the nature of the image reading device, image data in a dark portion is unstable and noise is conspicuous, and gradation is not reproduced clearly. Therefore, conventionally, in order to reduce noise, power or cost is consumed by increasing the light amount of a light source, cooling a reading sensor (CCD), performing complicated and large-scale signal processing, and the like. Further, in order to obtain stable read data, the read operation is delayed. With the recent increase in speed, many CCD outputs are divided into even-numbered pixels and odd-numbered pixels, but vertical stripes in dark areas due to variations in registers are generated. In addition, flare light in the sub-scanning direction such as a black line in a bright portion may cause a line to be thin. In the above-mentioned conventional means, regardless of the image data of the read original, even if there are many bright parts, the CCD is driven by a low-speed clock so as to obtain a sufficient signal or performs integrated averaging over the entire original. For example, it is difficult to increase the reading speed. Therefore, the present invention takes advantage of the fact that it is difficult for human eyes to perceive image quality degradation even when the resolution is reduced in dark areas, and it is important to determine whether or not there is a continuous dark area in the image of the original to be read. In addition to determining whether there are black streaks in the scanning direction, if there is a continuous dark area, the black line in the bright area should be clear without lowering the reading speed, clear gradation and no vertical streaks. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of reliably reading an image.
[0003]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the first invention, light reflected or transmitted by scanning a document surface is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element to obtain image data based on an electric signal. In a reading device, a document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting a plurality of continuous pixels having a density level near a black reference level for each reading scan line of a document image, and a discrimination result of the document image discriminating means. A continuous averaging for successively outputting the number of continuous pixels determined as a dark area by integrating and averaging continuous image data determined for each predetermined number of pixel data, and replacing the integrated averaged data with the pixel data determined to be the dark area. And an image reading device.
In the second invention, the document image discriminating means is provided with a comparator for comparing the pixel data with a preset density level, and counting the number of times the same comparison result of the density level by the comparator is repeated, and counting the number of times by a predetermined number. If there is, a counter for issuing a control signal to the integrating and averaging means is provided.
According to a third aspect of the present invention, in an image reading apparatus, light reflected or transmitted by scanning a document surface is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element to obtain image data by an electric signal. A data holding unit for holding pixel data for each of a plurality of read scanning lines; and a plurality of pixel data for a plurality of read scan lines held by the data holding unit, which are continuous in a sub-scanning direction at a density level near a black reference level. A document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting pixels of the plurality of scanning lines held in the data holding means, the pixel data of the plurality of scanning lines are discriminated as a dark portion by the discrimination result of the document image discriminating means. Continuous image data is integrated and averaged for each of a predetermined number of pixels at the same scanning position, and the integrated averaged data is determined as the dark portion. To and a cumulative averaging means for outputting the number of pixels consecutive in place of the pixel data to be continuous, which is to constitute a digital image reading apparatus.
[0004]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, an
[0005]
The
[0006]
As shown in FIG. 2, the output signal (i) of each line of the
[0007]
The original image discriminating means 17 first compares the output signal of the sample and hold
[0008]
The integrated averaging means 18 receives the output Cout of the document image discriminating means 17. The integration and averaging means 18 performs integration and averaging of the continuous n pieces of pixel data determined as dark areas based on the output Cout of the document image determination means 17 and outputs n pieces of new pixel data. In the integrating and averaging means 18, as shown in FIG. 5, the input / output timing of the signal is based on the clock CLK. The image data signals D1, D2,... For each pixel in one scanning line are continuously taken in as the data signal a by the integrating and averaging means 18 in synchronization with the clock CLK. Based on the image data signals D1, D2,..., When the number of integrations n = 3, if the number of dark-level pixels becomes three in a row, a control signal b is generated, and at the same time, a period of two pixels continues. Is generated. An integration process is performed based on the control signals b and c. When the integration is not performed, that is, when the dark portion is not determined by the document
[0009]
Another embodiment is shown in FIG. In the present embodiment, the integrating and averaging means 27 is provided with line storage elements 27a, 27b, and 27c for a plurality of lines (here, three lines). Is determined, and integration averaging is performed. That is, the first line data L1 written to the line storage element 27a is written to the line storage element 27b simultaneously with the reading of the next second line data L2, and the storage element is simultaneously written with the next reading of the third line data L3. 27c. Therefore, when the reading of the three line data is completed, the line data L3 is stored in the line storage element 27a, the line data L2 is stored in the line storage element 27b, and the line data L1 is stored in the line storage element 27c. At the same time, if a plurality of (for example, three as in the left embodiment) continuous pixel data of the dark level in the sub-scanning direction is determined, the line data read by the
[0010]
The raw line data from the storage element 27c is compared with the reference value Vref near the black reference level for each pixel by the comparator 27e. The integrated averaged data is compared with a reference value Vref2 by a comparator 27f. From these comparison results, the switching output circuit 27g outputs the raw pixel data when the pixel level of the raw line data is higher than the reference value Vref of the comparator 27e, and lowers the raw pixel data when the pixel level of the raw line data is higher than the reference value Vref of the comparator 27e. In this case, the line integrated averaged data is output as pixel data of the first line of the line group determined to be a dark part.
[0011]
For example, as shown in FIG. 8, in the line of interest, arbitrary pixel levels are D11 <Vref, Dm1 <Vref, Dn1> Vref, and the integrated average data of D11, D12, and D13 are D1a, and Dm1, Dm2, as well. Assume that Dm3 is Dma, and Dn1, Dn2, and Dn3 are Dna, and the comparison results are Dla <Vref2, Dma> Vref2, and Dna <Vref2. At this time, the pixel data D11, D12, D13 at the same position in the main scanning direction is determined as a dark part, and an averaged Dla is output as the data of the line of interest. Even if Dn3 is determined to be a dark part, the pixel data Dn1 is output as it is because the raw pixel data Dn1 is larger than the reference value Vref. Further, since the pixel data Dm is not determined to be a dark portion, Dm1 is output as it is. Thus, if the document image discriminating means is applied to the image reading apparatus shown in FIG. 1, the variation of the output image data in the dark portions in the main and sub scanning directions is reduced.
[0012]
FIG. 9 shows another embodiment. In the following drawings, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this image reading apparatus, a CCD drive control means 19 is provided in place of the integration averaging means 18 and a preliminary scan is performed before a main (fine) scan, and the original image discriminating means 17 is used during the preliminary scan. The dark part of the image is determined. When the dark portion is determined, a signal is output to the CCD drive control means 19, and the CCD drive control means 19 reads the image by lowering the drive clock of the CCD drive control means 16 to a predetermined frequency.
[0013]
FIG. 10 shows an example of the CCD drive control signal (part). a is a transfer pulse for transferring the charge of the CCD to the transfer register, and the period Tint is the light accumulation time. b is a drive clock CLK for reading out the charge of the transfer register. Here, assuming that the number of pixels of the CCD is h, the number of clocks requiring a period of Tint is at least h × CLK. c is a drive clock whose frequency has been reduced by the CCD drive control means 19.
[0014]
In a normal case where a dark portion is not determined, driving is performed using signals a and b in FIG. When an actual device has a plurality of reset pulses and a plurality of transfer registers, a drive clock is required for each of the transfer registers. However, the description is omitted here. When the original image discriminating means 17 reads a line determined to be a dark portion, the CCD drive control means 19 generates a clock c having a reduced driving clock frequency and reads out image data. The frequency of CLK is set so that all data of CCD effective pixels can be read during the period of Tint.
[0015]
FIG. 11 shows an image reading apparatus according to another embodiment. The
[0016]
FIG. 12 shows an image reading apparatus according to another embodiment. This image reading apparatus includes a document image discriminating means 23 having a different discriminating method from the previous embodiment, and an inter-line calculating means 24 having at least five line data holding devices in place of the integrating and averaging means 18. . Then, a preliminary scan is performed before the main scan, and at the time of the preliminary scan, the document image determining unit 23 determines a dark portion of the document. When the document image discriminating means 23 discriminates a dark-level data line sandwiched between bright portions in the sub-scanning direction in the document as a dark portion, it stores the address of this data line and stores the data of the data line adjacent to the dark portion. Hold. When the original image discriminating means 23 reaches the data line in the main scan, it outputs a signal to the line-to-line calculating means 24, and the line-to-line calculating means 24 adds a predetermined value to the line data of the bright part adjacent to the dark part in the sub-scanning direction. An image is read by subtracting the value obtained by multiplying the ratio from the data of the data line.
[0017]
In this image reading apparatus, processing is performed for every five data lines for convenience. As shown in FIG. 13, in the line data group a, the data lines L1, L2, L4, and L5 are light portions and only L3 is a dark portion. From the line data group a, a signal b is generated by an integrator (not shown) having a time constant of about 1/3 of the cycle of the data line. The signal b is binarized by a reference value Vh near the white reference level and a reference value Vl near the black reference level, and then latched by a synchronization signal with the data line to generate a signal c. The signal c is supplied to counters 23a and 23b as an enable signal, as shown in FIG. A gate signal d for five line periods is generated at the same time as the signal c, and is supplied as an enable signal for the latch circuits 23c, 23d, 23e, and 23f. Each of the counters 23a and 23b counts a pulse (not shown) generated substantially at the center of the line period synchronized with the signal a, and outputs a latch signal d when the counter 23a counts two pulses and the counter 23b counts one pulse. The outputs e, f, and g of the latch circuits 23c, 23d, and 23e determine the dark portion of one line sandwiched between the bright portions when the
[0018]
FIG. 15 shows the
[0019]
The method of obtaining the ratio by which the bright portion is multiplied is as follows. First, the image data when continuous white (bright portion) of the white reference plate is read is W, and when the black reference plate separately provided in the reading device is read. Assuming that the image data is B and the image data when reading the black line provided on the white reference plate is Bf, the ratio Per becomes Per = (Bf-B) / W.
[0020]
If the image data is smaller than the black reference level as a result of subtracting the data multiplied by the ratio, the image data is set to the black reference level. The subtracted image data is compared with the black reference level for each pixel data. If pixel data> black reference level, the pixel data is output as it is, and if pixel data <black reference level, the black reference level is substituted. Output to
[0021]
A document image determining unit according to another embodiment will be described. The document image discriminating means discriminates a line having a dark portion after a bright portion of the document is continuous or a line of the last dark portion when a bright portion is continuous after the dark portion. When the line of the dark part is determined, the document image determining means stores the address of the line on which the determination is made and holds the data of the line adjacent to the dark part. In the main scan, when the original image discriminating means 23 reaches the corresponding line, it outputs a signal to the inter-line calculating means 24, and the inter-line calculating means 24 adds a predetermined ratio to the line data held by the original image discriminating means 23 during the pre-scan. Is subtracted from the data of the corresponding line having the dark portion, and the image is read.
[0022]
Further, a reference value for discriminating a bright portion and a dark portion of the document image discriminating means can be set from outside.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the first invention, the document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting a plurality of continuous pixels having a density level near the black reference level for each reading scan line of the document image, Based on the determination result of the document image determining unit, continuous image data determined as a dark portion is integrated and averaged for each predetermined number of pixel data, and the integrated averaged data is replaced with the pixel data determined as the dark portion. The provision of the integrating and averaging means for outputting a continuous number of pixels makes it possible to automatically determine the dark portion of the document and reduce noise in the dark portion of the document image.
According to the second aspect, the document image discriminating means can discriminate a continuous dark portion in a scanning line for reading a document image with a simple configuration in real time and at low cost.
In the third invention, a data holding means for holding pixel data for each of a plurality of read scanning lines of a document image, and a plurality of read scan lines held by the data holding means, the pixel data near the black reference level. Document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting a plurality of pixels continuous in the density-level sub-scanning direction; and document image discriminating means for pixel data of a plurality of read scanning lines held in the data holding means. According to the determination result, continuous image data determined to be a dark portion is integrated and averaged for each of a predetermined number of pixels at the same scanning position, and the integrated averaged data is replaced with continuous pixel data determined to be the dark portion. By providing an integrating and averaging means for outputting a continuous number of pixels, it is possible to determine continuous dark portions in the sub-scanning direction in real time and at low cost. For example, it is possible to further reduce noise in the in the sub-scanning direction of the dark part of the original image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an image reading apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a time chart of an image data signal.
FIG. 3 is a circuit diagram of a document image determining unit.
FIG. 4 is a time chart of an image data signal.
FIG. 5 is a time chart showing an input / output state of an image data signal in a document image discriminating means.
FIG. 6 is a circuit diagram of an integrating and averaging means.
FIG. 7 is a circuit diagram of a document image determining unit according to a second embodiment.
FIG. 8 is a conceptual diagram of line data.
FIG. 9 is a block diagram of an image reading device according to a third embodiment.
FIG. 10 is a time chart of a driving clock for CCD.
FIG. 11 is a block diagram of an image reading apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram of an image reading apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 13 is a time chart showing an input / output state of an image data signal in the document image discriminating means.
FIG. 14 is a circuit diagram of a document image discriminating unit.
FIG. 15 is a plan view of a white reference plate.
[Explanation of symbols]
1 manuscript
7 CCD
8 Sample hold circuit
16 CCD drive circuit
17 Original image discriminating means
18 Means for averaging
18a delay element
18b storage element
17a comparator
18e selection means
19, 21 CCD drive control means
20 Image reading device
23 Document image discriminating means
23a, 23b counter
23c, 23d, 23e, 23f Latch circuit
23g gate
24 Inter-line calculation means
25 White reference plate
25a black line
27 Means for averaging
27a, 27b, 27c Line storage element
27d integrating averaging circuit
27e comparator
27f comparator
Claims (3)
原稿画像の読取り走査ラインごとに濃度レベルが黒基準レベル近傍にある連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、
当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、所定数の画素データごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された画素データに代えて、連続した画素数出力する積算平均化手段とを具備することを特徴とする画像読取り装置。In an image reading apparatus, the light reflected or transmitted by scanning the original surface is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element to obtain image data by an electric signal.
Document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting a plurality of continuous pixels having a density level near the black reference level for each reading scan line of the document image;
More determination result of the original image discrimination means, the image data sequential it is judged dark portion, and integration average of every predetermined number of pixel data, instead of the cumulative averaging data, to the determined pixel data with the dark portion And an integrating and averaging means for outputting a continuous number of pixels .
原稿画像の複数の読取り走査ラインごとの画素データを保持するデータ保持手段と、
当該データ保持手段で保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、黒基準レベル近傍の濃度レベルの副走査方向に連続した複数の画素を検出することにより暗部を判別する原稿画像判別手段と、
前記データ保持手段に保持された複数の読取り走査ラインの画素データについて、当該原稿画像判別手段の判別結果により、暗部と判別された連続した画像データを、同一走査位置の所定数の画素ごとに積算平均化し、当該積算平均化データを、当該暗部と判別された連続する画素データに代えて連続した画素数出力する積算平均化手段とを具備することを特徴とする画像読取り装置。In an image reading apparatus, the light reflected or transmitted by scanning the original surface is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element to obtain image data by an electric signal.
Data holding means for holding pixel data for each of a plurality of read scanning lines of a document image;
Document image discriminating means for discriminating a dark portion by detecting a plurality of pixels continuous in the sub-scanning direction at a density level near the black reference level , for pixel data of a plurality of read scanning lines held by the data holding means ,
With respect to pixel data of a plurality of read scanning lines held in the data holding unit, continuous image data determined as a dark portion is integrated for each of a predetermined number of pixels at the same scanning position based on the determination result of the document image determining unit. and averaging the accumulated and averaged data, the image reading apparatus characterized by comprising an integrating averaging means for outputting the number of pixels consecutive in place of the pixel data to be continuous is determined as the dark space.
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