JP3798452B2 - ディジタル画像読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複写装置，ファクシミリ装置，スキャナ装置等に適用され，原稿像を結像光学系により読み取った信号をディジタル化して信号処理を行うディジタル画像読取装置に係り，特に，シェーディング補正におけるより早いシェーディングデータの目標値への収束を可能とし，より正確なシェーディング補正を実現したディジタル画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディジタル画像読取装置の一例として，特開平４−２３６５６９号公報に開示されたものがある。
【０００３】
この従来のディジタル画像読取装置は，原稿像の読み取りに先行して読み取った基準白板の画像を記憶する前に，該画像中のノイズをローパスフィルタで除去し，原稿の読み取り時には，記憶データ及び読取データに基づいてシェーディング補正を行うものである。これにより，Ｓ／Ｎ比が向上し，１ライン中のピーク値が実際の値以上になることなく，出力画像の濃度むら，線状の画像ノイズの発生等を防ぐことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のディジタル画像読取装置にあっては，ローパスフィルタをＦＩＲ形（非巡回形）フィルタを用いて副走査方向に構成した場合に，副走査方向に何ラインものディレイメモリが必要となり，ハードウェア規模が増大するという問題点があった。
【０００５】
また，ハードウェア規模を縮小するため，ローパスフィルタをＩＩＲ形（巡回形）フィルタを用いて加重平均を計算する構成とした場合には，初期値によっては収束に時間がかかる場合があり，特に，基準白板の長さが短く，沢山のライン数を読み取ることが出来ない場合などには，真の値に達する前に基準白板の読み取りが終わってしまう等の不都合が発生するという問題点があった。
【０００６】
本発明は，上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって，シェーディング補正処理において，より早いシェーディングデータの目標値への収束を可能とし，基準白板の長さが短くてもより正確なシェーディング補正を行い，鮮明な画像を得ることのできるディジタル画像読取装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置は，原稿を光照射して原稿像をセンサ上に結像する結像光学系と，前記センサに結像された信号を増幅しディジタル画像データに変換するアナログ処理部と，シェーディングデータを保持する記憶手段と，前記記憶手段のシェーディングデータを画素毎の加重平均で更新する更新手段と，前記更新手段によって所定回更新された前記記憶手段のシェーディングデータを用いて前記画像データをシェーディング補正する補正手段と，を有するディジタル画像読取装置において，前記更新手段は、ライン単位で所定ライン数毎に前記加重平均の係数を任意に設定可能であり、かつ、前記更新手段は，前記記憶手段に，初期値として前記原稿像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうものである。
【０００８】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置は，請求項１に記載のディジタル画像読取装置において，前記ディジタル画像読取装置は，固定的な擬似的なシェーディングデータを生成する擬似シェーディングデータ発生手段を備え，前記更新手段は，前記記憶手段に初期値として前記固定的な擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうものである。
【００１０】
更に，第３の特徴のディジタル画像読取装置は，請求項１または２に記載のディジタル画像読取装置において，前記アナログ処理部は前記原稿像のライン単位で前記画像データを出力し，前記記憶手段はライン単位でシェーディングデータを保持し，前記更新手段は前記記憶手段の初期設定後，ライン単位で所定ライン数だけライン毎に係数が時系列的に任意に設定可能な加重平均による更新を行なうものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明のディジタル画像読取装置の概要について，並びに，本発明のディジタル画像読取装置の実施例について，〔実施例１〕，〔実施例２〕，〔実施例３〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
〔本発明のディジタル画像読取装置の概要〕
本発明のディジタル画像読取装置は，ディジタルコピア，ファクシミリ，スキャナー等のラインイメージセンサを用いて原稿像情報を光学的に読み取り電気信号に変換する装置等に適用され，基準白板の長さが短くても，正確なシェーディング補正を行ない，美しい画像を獲得し得ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置では，図３及び図５に示す如く，アナログ処理部３０２によって，結像光学系のセンサ上に結像された信号を増幅してディジタル画像データに変換した後，以下のイメージ処理を行う。記憶手段５０５には画像データ５１１に基づくシェーディングデータが保持されるが，更新手段によって，画素毎の加重平均で更新される。その後，補正手段３０５によって，所定回更新された記憶手段５０５のシェーディングデータを用いて画像データをシェーディング補正して，センサの画素毎の感度ばらつきの補正と照明むらの補正がなされる。ここで，更新手段においては，記憶手段５０５に，初期値として原稿画像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うようにしている。尚，更新手段は，図５中に示される記憶手段５０５を除く構成が該当する。上記各処理が原稿像のライン単位で行われる。
【００１４】
このように，記憶手段５０５の初期値として，原稿像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の（１ライン目の）画像データに基づくシェーディングデータを使用しているので，従来のように初期値”０”から加重平均による更新を行うものに比べて，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることができる。
【００１５】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置では，図３及び図６に示す如く，更新手段は，記憶手段５０５に，初期値として擬似シェーディングデータ発生手段６０４で生成された擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うようにしている。尚，更新手段は，図６中に示される擬似シェーディングデータ発生手段６０４及び記憶手段５０５を除く構成が該当する。上記各処理が原稿像のライン単位で行われる。
【００１６】
このように，記憶手段５０５の初期値として，”０”よりも大きい擬似的なシェーディングデータを使用しているので，従来のように初期値”０”から加重平均による更新を行うものに比べて，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，また，基準白板の１ライン目の画像データがノイズによって大きな値になっていたとしてもその影響を除去することができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることができる。
【００１７】
また，第１及び第３の特徴のディジタル画像読取装置では，更新手段の加重平均における係数を（ライン毎に）任意に設定できることとしたので，例えば，基準白板を読み取ることができるライン数によって加重平均の係数を変化させれば，シェーディングデータが収束するまでのライン数を制御できることとなる。これにより，副走査方向の変倍などによってスキャナの走査速度が変わり，所定ライン数の基準白板のデータが読めないときにも正確なシェーディングデータを得ることができ，結果として，耐ノイズ性とシェーディングデータの目標値へのより早い収束とを両立できる。
【００１８】
〔実施例１〕
図１は本発明の実施例に係るディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の正面図である。また，図２は実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成図であり，図３は実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成図であり，図４は制御部の動作を説明するタイミングチャートであり，図５は実施例１に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図である。
【００１９】
先ず，図１を参照して本実施例のディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の構成について説明する。図１において，読み取り原稿を置くためのコンタクトガラス１０１は光源１０２ａ及び１０２ｂによって照明され，読み取り原稿の画像面からの反射光は，ミラー１０３，１０４，１０５，１０６及び１０７，並びに，レンズ１０８を介して，ラインイメージセンサ１０９の受光面に結像される。
【００２０】
また，光源１０２及びミラー１０３は，コンタクトガラス１０１の下面をコンタクトガラス１０１と平行に副走査方向に移動する第１走行体１１０に搭載され，ミラー１０４及び１０５は，該走行体１１０に連動して１／２の速度で副走査方向に移動する第２走行体１１１に搭載されており，これら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こととなる。
【００２１】
尚，本実施例のディジタル画像読取装置における画像の読み取りの解像度は，１６［画素／ｍｍ］に設定され，Ａ３判の原稿まで読み取り可能となっている。従って，Ａ３判（２９７［ｍｍ］×４２０［ｍｍ］）の短辺２９７［ｍｍ］を主走査方向で読み取るために，ラインイメージセンサ１０９として，５０００［画素］のＣＣＤラインイメージセンサを用いている。
【００２２】
次に，図２を参照して，本実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成及び動作について説明する。先ず，ＣＣＤラインイメージセンサ１０９に結像された画像データは，ＣＣＤ２０１の内部でＯＤＤ出力ＯＳ１及びＥＶＥＮ出力ＯＳ２に分離され，千鳥状に出力される。尚，本実施例では，リセットクロックのノイズを補償するための出力ＤＳ１及びＤＳ２を具備したＣＣＤ２０１を使用している。
【００２３】
次に第１差動増幅部２０２では，ＣＣＤ２０１のＯＤＤ出力ＯＳ１及びノイズ補償出力ＤＳ１について，オペアンプ２１１によって差動増幅を行い，リセットクロックのノイズ成分をキャンセルして信号成分ＯＤＤＯＵＴだけを取り出すようにしている。また第２差動増幅部２０３についても同様に，ＣＣＤ２０１のＥＶＥＮ出力ＯＳ２及びノイズ補償出力ＤＳ２を入力して，リセットクロックのノイズ成分をキャンセルした信号成分ＥＶＥＮＯＵＴを取り出す。
【００２４】
ＣＣＤ２０１からのＯＤＤ出力ＯＳ１及びＥＶＥＮ出力ＯＳ２が千鳥状に出力されていることから，第１差動増幅部２０２の出力信号ＯＤＤＯＵＴ及び第２差動増幅部２０３の出力信号ＥＶＥＮＯＵＴは，第１ゲート信号２４１及び第２ゲート信号２４２によってＯＮ／ＯＦＦの切換制御がなされているスイッチ回路２０４及び２０５により，合成することとしている。
【００２５】
この合成信号は，オペアンプ２１３によって増幅並びにインピーダンス変換されて，Ａ／Ｄコンバータ２０９の端子Ｖｉｎに入力されている。Ａ／Ｄコンバータ２０９では，端子Ｖｉｎへの入力信号をＡ／Ｄ変換することで，８［ｂｉｔ］，２５６［階調］のディジタル画像信号を得ることとなる。尚，オペアンプ２１４及び２１５は，それぞれリファレンス電圧Ｖref+及びＶref-を生成するためのものである。
【００２６】
次に，図３を参照して，本実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成を，また図４を参照して，制御部の動作を説明する。
【００２７】
先ず図３において，ディジタル画像読取装置の制御部は，ＣＰＵ３０３と，ＣＰＵ３０３の制御の下で第１走行体１１０及び第２走行体１１１を駆動制御するステッピングモータ３０１と，図２に示される構成のアナログ処理部３０２と，アナログ処理部３０２からのディジタル画像信号を取り込みＣＰＵ３０３の制御の下でイメージ処理を行うイメージプロセッシングユニット（以下，ＩＰＵと略記する）３０４とを具備して構成されている。尚，ＩＰＵ３０４には，シェーディング補正部３０５が含まれている。
【００２８】
次に図４を参照して，実際の走査動作に沿って制御部の概略動作を説明する。先ず，ステッピングモータ３０１の駆動により，ホームポジションからキャリッジが移動を開始すると，ＣＰＵ３０３からは基準白板の読み取り有効範囲を表わす信号ＳＬＥＡＤがアクティブ（”Ｌ”）レベルで出力される。またこの時，主走査方向の同期信号ＲＤＳＹＮＣのパルスも周期的に出力されている。
【００２９】
ＩＰＵ３０４の内部では，読取有効範囲信号ＳＬＥＡＤがアクティブレベルになった後，主走査同期信号ＲＤＳＹＮＣに同期して，ゲート信号ＷＴＧＴＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして生成される。ゲート信号ＷＴＧＴＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとなると，キャリッジは移動しながら基準白板のデータを読み込むこととなる。この時，オペアンプ２１３のゲインは基準白板のデータの最初の２ラインより決定される。
【００３０】
キャリッジが更に進んで原稿を読み取る有効範囲になると，スキャン信号ＳＳＣＡＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして出力される。読取有効範囲信号ＳＬＥＡＤによるゲート信号ＷＴＧＴＮの生成と同様に，スキャン信号ＳＳＣＡＮがアクティブレベルとなったことにより，主走査同期信号ＲＤＳＹＮＣに同期化して，ゲート信号ＦＧＡＴＥＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして生成される。
【００３１】
次に，本実施例のディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の説明に移るが，その前に，図８に示す従来のシェーディング補正部の構成図に基づいて従来のシェーディング補正部の動作説明を行い，その問題点を明確にする。
【００３２】
図８において，従来のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ８０２，ラインバッファ５０５，比較器５０６，並びに，ゲート回路５０７及び８０８を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，８１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号である。
【００３３】
従来のシェーディング補正部では，図４（ｄ）に示すように，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅが発生し，シェーディングデータはゼロクリアされて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えたラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００３４】
次の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均され，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ８０２によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われる。この時，加重平均は次式に基づいて行われる。
Ｄｓ（ｎ）＝（３×Ｄｓ（ｎ−１）＋Ｄｒ（ｎ））／４ （１）
ここで，Ｄｓ（ｎ−１）は１ライン前のシェーディングデータ，
Ｄｒ（ｎ）は基準白板の読み取りデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００３５】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，数十ラインにわたって基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５における白レベルデータのむらとして表現することができることとなる。
【００３６】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，セレクタ８０２は，常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５の内容は更新されなくなる。しかしながら，この従来の方式では，機械のレイアウト上，基準白板を広く取れない場合や副走査方向の縮小時の場合など，基準白板の有効読取ライン数が確保できない場合に，シェーディングデータが正確に求められないといった不具合があった。
【００３７】
そこで本実施例のシェーディング補正部３０４では，シェーディングデータにノイズが入らず，シェーディングデータがより早く定常値（目標値）に収束するような構成としている。図５に本実施例に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図を示す。
【００３８】
図５において，本実施例のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ５０２及び５０３，ラインバッファ５０５，比較器５０６，並びに，ゲート回路５０７を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，５１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号である。
【００３９】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，図４（ｅ）に示す如く，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして発生する。この時，ラインバッファ５０５に書き込まれるシェーディングデータとしては，ゼロクリアされたデータではなく，基準白板を読み取った入力画像データ５１１が選択されて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えるラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００４０】
次の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均され，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ５０３によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われる。
【００４１】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，十数ラインにわたって基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のシェーディングデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５の中における白レベルデータのむらとして表現できることとなる。
【００４２】
尚，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，計算部５０１は常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５に保持されているシェーディングデータ５１２は更新されなくなる。
【００４３】
このシェーディング補正部３０５で生成したシェーディングデータ５１２を用いて，シェーディング補正が行なわれる。シェーディング補正の方法としては，既に公知である次式を計算することで行なわれる。
ＤＯＵＴ（ｎ）＝ＤＩＮ（ｎ）／Ｄｓ（ｎ）×２５５ （２）
ここで，ＤＯＵＴ（ｎ）はシェーディング補正後データ，
ＤＩＮ（ｎ）はシェーディング補正前データ，
Ｄｓ（ｎ）はシェーディングデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００４４】
このように本実施例のシェーディング補正部３０５では，シェーディングデータの更新において，加重平均を計算する際の初期値を”０”ではなく，基準白板の読み取り生データとしているため，図４（ｇ）に示すように，数ラインの基準白板データの読み取りでシェーディングデータ５１２を収束させることができ，基準白板の読み取りライン数が余り無い時でも，ノイズの無い正確なシェーディングデータ５１２を得ることができる。
【００４５】
〔実施例２〕
次に，図６は本発明の実施例２に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の回路構成図である。
【００４６】
図６において，本実施例のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ６０２及び６０３，ラインバッファ５０５，比較器５０６，ゲート回路５０７，並びに，疑似シェーディングデータ発生部６０４を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，６１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号，ｌｇａｔｅｎはゲート信号である。
【００４７】
疑似シェーディングデータ発生部６０４では，ゲート信号ｌｇａｔｅｎのアクティブ期間に合わせて疑似シェーディングデータが発生されている。この疑似シェーディングデータは，実際に基準白板を読み取った時のシェーディングデータよりも若干小さい，擬似的なシェーディングデータを使用している。疑似シェーディングデータの発生方法は，予めＲＯＭ等に蓄えてあるデータを読み出すなど，公知の方法で行なわれる。
【００４８】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，図４（ｅ）に示す如く，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして発生する。この時，ラインバッファ５０５に書き込まれるデータは，疑似シェーディングデータが選択されて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えたラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００４９】
次の基準白板の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均されて，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ６０３によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われることとなる。
【００５０】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のシェーディングデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５における白レベルデータのむらとして表現できることとなる。
【００５１】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，計算部５０１は，常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５のシェーディングデータは更新されなくなる。次に，このようにして生成されたシェーディングデータ６１２を用いてシェーディング補正を行なうこととなる。シェーディング補正の方法は，実施例１と同様である。
【００５２】
以上のように，本実施例のシェーディング補正部では，初期値として予め大きな値を用いているので，図４（ｇ）に示すシェーディングデータのように，従来例と比べて，シェーディングデータが早く収束する。そのため，基準白板の読取ライン数が余り無い時にも，ノイズの無い正確なシェーディングデータ６１２を得ることができる。
【００５３】
また，実施例１のシェーディング補正部による場合には，基準白板読み取りデータの１ライン目の値がノイズによって大きな値になっていたときに，そのデータがホールドされてしまう危険性があるが，本実施例では，初期値として疑似シェーディングデータを使用するので，ノイズの影響を除去することができる。
【００５４】
〔実施例３〕
次に，実施例３に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部では，図５（実施例１）若しくは図６（実施例２）と同等の構成を具備して，ＣＰＵ３０３の制御に基づいて，ライン毎に計算部５０１の加重平均の係数を変え得る構成としている。
【００５５】
加重平均を行なう方法としては，次の３式を用いて行う。
Ｄｓ（ｎ）＝（Ｄｓ（ｎ−１）＋３×Ｄｒ（ｎ））／４ （３）
Ｄｓ（ｎ）＝（２×Ｄｓ（ｎ−１）＋２×Ｄｒ（ｎ））／４ （４）
Ｄｓ（ｎ）＝（３×Ｄｓ（ｎ−１）＋Ｄｒ（ｎ））／４ （５）
ここで，Ｄｓ（ｎ−１）は，１ライン前のシェーディングデータ，
Ｄｒ（ｎ）は，基準白板の読み取りデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００５６】
式（３）による加重平均は，収束は早いがノイズを取り除く効果は小さいという特性を持つ。また式（５）による加重平均は，ノイズを取り除く効果は大きいが収束が遅いという特性を持つ。更に（４）による加重平均は，その間の特性を持つ。
【００５７】
図７は，本実施例の制御部（シェーディング補正部）の動作を説明するタイミングチャートである。同図を参照して，本実施例のシェーディング補正部の動作を説明する。
【００５８】
基準白板読み取り時に，最初の数ラインの間では，式（３）による加重平均を行なう。この係数ではシェーディングデータは単調増加し，早く目標値に収束しようとするため，基準白板の長さを短縮できる。
【００５９】
次の５ラインの区間では，式（４）による加重平均を行なう。この係数では式（３）による加重平均に比べてシェーディングデータの収束は遅くなるが，耐ノイズ性が向上している。
【００６０】
更に，最後の１０ラインでは，式（５）による加重平均を行なう。ここまでにシェーディングデータは目標値にほとんど収束している思われるので，ノイズの除去を中心に行なう。
【００６１】
このように本実施例のシェーディング補正部では，係数を切り替えて加重平均を行なうことによりシェーディングデータの目標値への収束を早くすることができ，しかもノイズの無い正確なシェーディングデータを得ることが可能となる。尚，本実施例では，各区間のライン数を上記の様に設定したが，基準白板の長さやスキャン速度など読み取り系の構成によって調整するのが望ましい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段は，記憶手段に初期値として原稿画像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うこととしたので，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることの可能なディジタル画像読取装置を提供することができる。
【００６３】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段は，記憶手段に初期値として擬似シェーディングデータ発生手段で生成された擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うこととしたので，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，また，基準白板の１ライン目の画像データがノイズによって大きな値になっていたとしてもその影響を除去することができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることの可能なディジタル画像読取装置を提供することができる。
【００６４】
また，第１及び第３の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段の加重平均における係数を（ライン毎に）任意に設定できることとしたので，副走査方向の変倍などによってスキャナの走査速度が変わり，所定ライン数の基準白板のデータが読めないときにも正確なシェーディングデータを得ることができ，結果として，耐ノイズ性とシェーディングデータの目標値へのより早い収束とを両立し得るディジタル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】本発明の実施例に係るディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の正面図である。
【図２】実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成図である。
【図３】実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成図である。
【図４】制御部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】実施例１に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の回路構成図である。
【図７】実施例３の制御部（シェーディング補正部）の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】従来のシェーディング補正部の構成図である。
【符号の説明】
１０１ コンタクトガラス
１０２ａ，１０２ｂ 光源
１０３〜１０７ ミラー
１０８ レンズ
１０９ ラインイメージセンサ
１１０，１１１ 走行体
２０１ ＣＣＤ
２０２，２０３ 差動増幅部
２０４〜２０８ スイッチ回路
２０９ Ａ／Ｄコンバータ
２１０ 定電圧ダイオード
２１１〜２１５ オペアンプ
２２１〜２３９ 抵抗
ＯＳ１ ＯＤＤ出力
ＯＳ２ ＥＶＥＮ出力
ＤＳ１，ＤＳ２ リセットクロックノイズ補償出力
ＯＤＤＯＵＴ 第１差動増幅部２０２の出力信号
ＥＶＥＮＯＵＴ 第２差動増幅部２０３の出力信号
２４１，２４２ ゲート信号
２４３〜２４５ ゲイン信号
Ｖref+，Ｖref- リファレンス電圧
３０１ ステッピングモータ
３０２ アナログ処理部
３０３ ＣＰＵ
３０４ イメージプロセッシングユニット（ＩＰＵ）
３０５ シェーディング補正部
ＳＬＥＡＤ 読取有効範囲信号
ＲＤＳＹＮＣ 主走査同期信号
ＷＴＧＴＮ ゲート信号
ＳＳＣＡＮ スキャン信号
ＦＧＡＴＥＮ ゲート信号
５０１ 計算部
５０２，５０３，６０２，６０３，８０２ セレクタ
５０５ ラインバッファ
５０６ 比較器
５０７，８０８ ゲート回路
５１１ 入力画像データ
６０４ 疑似シェーディングデータ発生部
５１２，６１２，８１２ シェーディングデータ
ｃｌｒｇａｔｅ クリアゲート信号
ｌｇａｔｅｎ ゲート信号
【発明の属する技術分野】
本発明は，複写装置，ファクシミリ装置，スキャナ装置等に適用され，原稿像を結像光学系により読み取った信号をディジタル化して信号処理を行うディジタル画像読取装置に係り，特に，シェーディング補正におけるより早いシェーディングデータの目標値への収束を可能とし，より正確なシェーディング補正を実現したディジタル画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディジタル画像読取装置の一例として，特開平４−２３６５６９号公報に開示されたものがある。
【０００３】
この従来のディジタル画像読取装置は，原稿像の読み取りに先行して読み取った基準白板の画像を記憶する前に，該画像中のノイズをローパスフィルタで除去し，原稿の読み取り時には，記憶データ及び読取データに基づいてシェーディング補正を行うものである。これにより，Ｓ／Ｎ比が向上し，１ライン中のピーク値が実際の値以上になることなく，出力画像の濃度むら，線状の画像ノイズの発生等を防ぐことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のディジタル画像読取装置にあっては，ローパスフィルタをＦＩＲ形（非巡回形）フィルタを用いて副走査方向に構成した場合に，副走査方向に何ラインものディレイメモリが必要となり，ハードウェア規模が増大するという問題点があった。
【０００５】
また，ハードウェア規模を縮小するため，ローパスフィルタをＩＩＲ形（巡回形）フィルタを用いて加重平均を計算する構成とした場合には，初期値によっては収束に時間がかかる場合があり，特に，基準白板の長さが短く，沢山のライン数を読み取ることが出来ない場合などには，真の値に達する前に基準白板の読み取りが終わってしまう等の不都合が発生するという問題点があった。
【０００６】
本発明は，上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって，シェーディング補正処理において，より早いシェーディングデータの目標値への収束を可能とし，基準白板の長さが短くてもより正確なシェーディング補正を行い，鮮明な画像を得ることのできるディジタル画像読取装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置は，原稿を光照射して原稿像をセンサ上に結像する結像光学系と，前記センサに結像された信号を増幅しディジタル画像データに変換するアナログ処理部と，シェーディングデータを保持する記憶手段と，前記記憶手段のシェーディングデータを画素毎の加重平均で更新する更新手段と，前記更新手段によって所定回更新された前記記憶手段のシェーディングデータを用いて前記画像データをシェーディング補正する補正手段と，を有するディジタル画像読取装置において，前記更新手段は、ライン単位で所定ライン数毎に前記加重平均の係数を任意に設定可能であり、かつ、前記更新手段は，前記記憶手段に，初期値として前記原稿像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうものである。
【０００８】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置は，請求項１に記載のディジタル画像読取装置において，前記ディジタル画像読取装置は，固定的な擬似的なシェーディングデータを生成する擬似シェーディングデータ発生手段を備え，前記更新手段は，前記記憶手段に初期値として前記固定的な擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうものである。
【００１０】
更に，第３の特徴のディジタル画像読取装置は，請求項１または２に記載のディジタル画像読取装置において，前記アナログ処理部は前記原稿像のライン単位で前記画像データを出力し，前記記憶手段はライン単位でシェーディングデータを保持し，前記更新手段は前記記憶手段の初期設定後，ライン単位で所定ライン数だけライン毎に係数が時系列的に任意に設定可能な加重平均による更新を行なうものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明のディジタル画像読取装置の概要について，並びに，本発明のディジタル画像読取装置の実施例について，〔実施例１〕，〔実施例２〕，〔実施例３〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
〔本発明のディジタル画像読取装置の概要〕
本発明のディジタル画像読取装置は，ディジタルコピア，ファクシミリ，スキャナー等のラインイメージセンサを用いて原稿像情報を光学的に読み取り電気信号に変換する装置等に適用され，基準白板の長さが短くても，正確なシェーディング補正を行ない，美しい画像を獲得し得ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置では，図３及び図５に示す如く，アナログ処理部３０２によって，結像光学系のセンサ上に結像された信号を増幅してディジタル画像データに変換した後，以下のイメージ処理を行う。記憶手段５０５には画像データ５１１に基づくシェーディングデータが保持されるが，更新手段によって，画素毎の加重平均で更新される。その後，補正手段３０５によって，所定回更新された記憶手段５０５のシェーディングデータを用いて画像データをシェーディング補正して，センサの画素毎の感度ばらつきの補正と照明むらの補正がなされる。ここで，更新手段においては，記憶手段５０５に，初期値として原稿画像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うようにしている。尚，更新手段は，図５中に示される記憶手段５０５を除く構成が該当する。上記各処理が原稿像のライン単位で行われる。
【００１４】
このように，記憶手段５０５の初期値として，原稿像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の（１ライン目の）画像データに基づくシェーディングデータを使用しているので，従来のように初期値”０”から加重平均による更新を行うものに比べて，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることができる。
【００１５】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置では，図３及び図６に示す如く，更新手段は，記憶手段５０５に，初期値として擬似シェーディングデータ発生手段６０４で生成された擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うようにしている。尚，更新手段は，図６中に示される擬似シェーディングデータ発生手段６０４及び記憶手段５０５を除く構成が該当する。上記各処理が原稿像のライン単位で行われる。
【００１６】
このように，記憶手段５０５の初期値として，”０”よりも大きい擬似的なシェーディングデータを使用しているので，従来のように初期値”０”から加重平均による更新を行うものに比べて，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，また，基準白板の１ライン目の画像データがノイズによって大きな値になっていたとしてもその影響を除去することができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることができる。
【００１７】
また，第１及び第３の特徴のディジタル画像読取装置では，更新手段の加重平均における係数を（ライン毎に）任意に設定できることとしたので，例えば，基準白板を読み取ることができるライン数によって加重平均の係数を変化させれば，シェーディングデータが収束するまでのライン数を制御できることとなる。これにより，副走査方向の変倍などによってスキャナの走査速度が変わり，所定ライン数の基準白板のデータが読めないときにも正確なシェーディングデータを得ることができ，結果として，耐ノイズ性とシェーディングデータの目標値へのより早い収束とを両立できる。
【００１８】
〔実施例１〕
図１は本発明の実施例に係るディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の正面図である。また，図２は実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成図であり，図３は実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成図であり，図４は制御部の動作を説明するタイミングチャートであり，図５は実施例１に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図である。
【００１９】
先ず，図１を参照して本実施例のディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の構成について説明する。図１において，読み取り原稿を置くためのコンタクトガラス１０１は光源１０２ａ及び１０２ｂによって照明され，読み取り原稿の画像面からの反射光は，ミラー１０３，１０４，１０５，１０６及び１０７，並びに，レンズ１０８を介して，ラインイメージセンサ１０９の受光面に結像される。
【００２０】
また，光源１０２及びミラー１０３は，コンタクトガラス１０１の下面をコンタクトガラス１０１と平行に副走査方向に移動する第１走行体１１０に搭載され，ミラー１０４及び１０５は，該走行体１１０に連動して１／２の速度で副走査方向に移動する第２走行体１１１に搭載されており，これら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こととなる。
【００２１】
尚，本実施例のディジタル画像読取装置における画像の読み取りの解像度は，１６［画素／ｍｍ］に設定され，Ａ３判の原稿まで読み取り可能となっている。従って，Ａ３判（２９７［ｍｍ］×４２０［ｍｍ］）の短辺２９７［ｍｍ］を主走査方向で読み取るために，ラインイメージセンサ１０９として，５０００［画素］のＣＣＤラインイメージセンサを用いている。
【００２２】
次に，図２を参照して，本実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成及び動作について説明する。先ず，ＣＣＤラインイメージセンサ１０９に結像された画像データは，ＣＣＤ２０１の内部でＯＤＤ出力ＯＳ１及びＥＶＥＮ出力ＯＳ２に分離され，千鳥状に出力される。尚，本実施例では，リセットクロックのノイズを補償するための出力ＤＳ１及びＤＳ２を具備したＣＣＤ２０１を使用している。
【００２３】
次に第１差動増幅部２０２では，ＣＣＤ２０１のＯＤＤ出力ＯＳ１及びノイズ補償出力ＤＳ１について，オペアンプ２１１によって差動増幅を行い，リセットクロックのノイズ成分をキャンセルして信号成分ＯＤＤＯＵＴだけを取り出すようにしている。また第２差動増幅部２０３についても同様に，ＣＣＤ２０１のＥＶＥＮ出力ＯＳ２及びノイズ補償出力ＤＳ２を入力して，リセットクロックのノイズ成分をキャンセルした信号成分ＥＶＥＮＯＵＴを取り出す。
【００２４】
ＣＣＤ２０１からのＯＤＤ出力ＯＳ１及びＥＶＥＮ出力ＯＳ２が千鳥状に出力されていることから，第１差動増幅部２０２の出力信号ＯＤＤＯＵＴ及び第２差動増幅部２０３の出力信号ＥＶＥＮＯＵＴは，第１ゲート信号２４１及び第２ゲート信号２４２によってＯＮ／ＯＦＦの切換制御がなされているスイッチ回路２０４及び２０５により，合成することとしている。
【００２５】
この合成信号は，オペアンプ２１３によって増幅並びにインピーダンス変換されて，Ａ／Ｄコンバータ２０９の端子Ｖｉｎに入力されている。Ａ／Ｄコンバータ２０９では，端子Ｖｉｎへの入力信号をＡ／Ｄ変換することで，８［ｂｉｔ］，２５６［階調］のディジタル画像信号を得ることとなる。尚，オペアンプ２１４及び２１５は，それぞれリファレンス電圧Ｖref+及びＶref-を生成するためのものである。
【００２６】
次に，図３を参照して，本実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成を，また図４を参照して，制御部の動作を説明する。
【００２７】
先ず図３において，ディジタル画像読取装置の制御部は，ＣＰＵ３０３と，ＣＰＵ３０３の制御の下で第１走行体１１０及び第２走行体１１１を駆動制御するステッピングモータ３０１と，図２に示される構成のアナログ処理部３０２と，アナログ処理部３０２からのディジタル画像信号を取り込みＣＰＵ３０３の制御の下でイメージ処理を行うイメージプロセッシングユニット（以下，ＩＰＵと略記する）３０４とを具備して構成されている。尚，ＩＰＵ３０４には，シェーディング補正部３０５が含まれている。
【００２８】
次に図４を参照して，実際の走査動作に沿って制御部の概略動作を説明する。先ず，ステッピングモータ３０１の駆動により，ホームポジションからキャリッジが移動を開始すると，ＣＰＵ３０３からは基準白板の読み取り有効範囲を表わす信号ＳＬＥＡＤがアクティブ（”Ｌ”）レベルで出力される。またこの時，主走査方向の同期信号ＲＤＳＹＮＣのパルスも周期的に出力されている。
【００２９】
ＩＰＵ３０４の内部では，読取有効範囲信号ＳＬＥＡＤがアクティブレベルになった後，主走査同期信号ＲＤＳＹＮＣに同期して，ゲート信号ＷＴＧＴＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして生成される。ゲート信号ＷＴＧＴＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとなると，キャリッジは移動しながら基準白板のデータを読み込むこととなる。この時，オペアンプ２１３のゲインは基準白板のデータの最初の２ラインより決定される。
【００３０】
キャリッジが更に進んで原稿を読み取る有効範囲になると，スキャン信号ＳＳＣＡＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして出力される。読取有効範囲信号ＳＬＥＡＤによるゲート信号ＷＴＧＴＮの生成と同様に，スキャン信号ＳＳＣＡＮがアクティブレベルとなったことにより，主走査同期信号ＲＤＳＹＮＣに同期化して，ゲート信号ＦＧＡＴＥＮがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして生成される。
【００３１】
次に，本実施例のディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の説明に移るが，その前に，図８に示す従来のシェーディング補正部の構成図に基づいて従来のシェーディング補正部の動作説明を行い，その問題点を明確にする。
【００３２】
図８において，従来のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ８０２，ラインバッファ５０５，比較器５０６，並びに，ゲート回路５０７及び８０８を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，８１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号である。
【００３３】
従来のシェーディング補正部では，図４（ｄ）に示すように，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅが発生し，シェーディングデータはゼロクリアされて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えたラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００３４】
次の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均され，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ８０２によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われる。この時，加重平均は次式に基づいて行われる。
Ｄｓ（ｎ）＝（３×Ｄｓ（ｎ−１）＋Ｄｒ（ｎ））／４ （１）
ここで，Ｄｓ（ｎ−１）は１ライン前のシェーディングデータ，
Ｄｒ（ｎ）は基準白板の読み取りデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００３５】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，数十ラインにわたって基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５における白レベルデータのむらとして表現することができることとなる。
【００３６】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，セレクタ８０２は，常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５の内容は更新されなくなる。しかしながら，この従来の方式では，機械のレイアウト上，基準白板を広く取れない場合や副走査方向の縮小時の場合など，基準白板の有効読取ライン数が確保できない場合に，シェーディングデータが正確に求められないといった不具合があった。
【００３７】
そこで本実施例のシェーディング補正部３０４では，シェーディングデータにノイズが入らず，シェーディングデータがより早く定常値（目標値）に収束するような構成としている。図５に本実施例に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図を示す。
【００３８】
図５において，本実施例のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ５０２及び５０３，ラインバッファ５０５，比較器５０６，並びに，ゲート回路５０７を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，５１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号である。
【００３９】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，図４（ｅ）に示す如く，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして発生する。この時，ラインバッファ５０５に書き込まれるシェーディングデータとしては，ゼロクリアされたデータではなく，基準白板を読み取った入力画像データ５１１が選択されて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えるラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００４０】
次の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均され，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ５０３によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われる。
【００４１】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，十数ラインにわたって基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のシェーディングデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５の中における白レベルデータのむらとして表現できることとなる。
【００４２】
尚，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，計算部５０１は常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５に保持されているシェーディングデータ５１２は更新されなくなる。
【００４３】
このシェーディング補正部３０５で生成したシェーディングデータ５１２を用いて，シェーディング補正が行なわれる。シェーディング補正の方法としては，既に公知である次式を計算することで行なわれる。
ＤＯＵＴ（ｎ）＝ＤＩＮ（ｎ）／Ｄｓ（ｎ）×２５５ （２）
ここで，ＤＯＵＴ（ｎ）はシェーディング補正後データ，
ＤＩＮ（ｎ）はシェーディング補正前データ，
Ｄｓ（ｎ）はシェーディングデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００４４】
このように本実施例のシェーディング補正部３０５では，シェーディングデータの更新において，加重平均を計算する際の初期値を”０”ではなく，基準白板の読み取り生データとしているため，図４（ｇ）に示すように，数ラインの基準白板データの読み取りでシェーディングデータ５１２を収束させることができ，基準白板の読み取りライン数が余り無い時でも，ノイズの無い正確なシェーディングデータ５１２を得ることができる。
【００４５】
〔実施例２〕
次に，図６は本発明の実施例２に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の回路構成図である。
【００４６】
図６において，本実施例のシェーディング補正部は，計算部５０１，セレクタ６０２及び６０３，ラインバッファ５０５，比較器５０６，ゲート回路５０７，並びに，疑似シェーディングデータ発生部６０４を具備して構成されている。尚，図中，５１１は入力画像データ，６１２はシェーディングデータ，ｃｌｒｇａｔｅはクリアゲート信号，ＷＴＧＴＮはゲート信号，ｌｇａｔｅｎはゲート信号である。
【００４７】
疑似シェーディングデータ発生部６０４では，ゲート信号ｌｇａｔｅｎのアクティブ期間に合わせて疑似シェーディングデータが発生されている。この疑似シェーディングデータは，実際に基準白板を読み取った時のシェーディングデータよりも若干小さい，擬似的なシェーディングデータを使用している。疑似シェーディングデータの発生方法は，予めＲＯＭ等に蓄えてあるデータを読み出すなど，公知の方法で行なわれる。
【００４８】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルとなった最初の１ラインで，図４（ｅ）に示す如く，クリアゲート信号ｃｌｒｇａｔｅがアクティブ（”Ｌ”）レベルとして発生する。この時，ラインバッファ５０５に書き込まれるデータは，疑似シェーディングデータが選択されて，５０００×８［ｂｉｔ］の容量を備えたラインバッファ５０５の中に蓄えられる。
【００４９】
次の基準白板の１ラインの画像データ５１１とラインバッファ５０５に蓄えられたシェーディングデータは，１画素毎に計算部５０１によって加重平均されて，元のシェーディングデータと比較される。そして，大きい方がセレクタ６０３によって選択され，ラインバッファ５０５の同一アドレスに再書込みされて更新処理が行われることとなる。
【００５０】
更に，ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｌ”レベルである間，基準白板を読み取り，ラインバッファ５０５のシェーディングデータを更新することで，ゴミや傷の影響を避け，照明やＣＣＤ等の感度むらを，ラインバッファ５０５における白レベルデータのむらとして表現できることとなる。
【００５１】
ゲート信号ＷＴＧＴＮが”Ｈ”レベルとなった後は，計算部５０１は，常にラインバッファ５０５からの出力データを選択するように構成されているため，ラインバッファ５０５のシェーディングデータは更新されなくなる。次に，このようにして生成されたシェーディングデータ６１２を用いてシェーディング補正を行なうこととなる。シェーディング補正の方法は，実施例１と同様である。
【００５２】
以上のように，本実施例のシェーディング補正部では，初期値として予め大きな値を用いているので，図４（ｇ）に示すシェーディングデータのように，従来例と比べて，シェーディングデータが早く収束する。そのため，基準白板の読取ライン数が余り無い時にも，ノイズの無い正確なシェーディングデータ６１２を得ることができる。
【００５３】
また，実施例１のシェーディング補正部による場合には，基準白板読み取りデータの１ライン目の値がノイズによって大きな値になっていたときに，そのデータがホールドされてしまう危険性があるが，本実施例では，初期値として疑似シェーディングデータを使用するので，ノイズの影響を除去することができる。
【００５４】
〔実施例３〕
次に，実施例３に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部では，図５（実施例１）若しくは図６（実施例２）と同等の構成を具備して，ＣＰＵ３０３の制御に基づいて，ライン毎に計算部５０１の加重平均の係数を変え得る構成としている。
【００５５】
加重平均を行なう方法としては，次の３式を用いて行う。
Ｄｓ（ｎ）＝（Ｄｓ（ｎ−１）＋３×Ｄｒ（ｎ））／４ （３）
Ｄｓ（ｎ）＝（２×Ｄｓ（ｎ−１）＋２×Ｄｒ（ｎ））／４ （４）
Ｄｓ（ｎ）＝（３×Ｄｓ（ｎ−１）＋Ｄｒ（ｎ））／４ （５）
ここで，Ｄｓ（ｎ−１）は，１ライン前のシェーディングデータ，
Ｄｒ（ｎ）は，基準白板の読み取りデータ，
ｎは画素ポインタ（１〜５０００）である。
【００５６】
式（３）による加重平均は，収束は早いがノイズを取り除く効果は小さいという特性を持つ。また式（５）による加重平均は，ノイズを取り除く効果は大きいが収束が遅いという特性を持つ。更に（４）による加重平均は，その間の特性を持つ。
【００５７】
図７は，本実施例の制御部（シェーディング補正部）の動作を説明するタイミングチャートである。同図を参照して，本実施例のシェーディング補正部の動作を説明する。
【００５８】
基準白板読み取り時に，最初の数ラインの間では，式（３）による加重平均を行なう。この係数ではシェーディングデータは単調増加し，早く目標値に収束しようとするため，基準白板の長さを短縮できる。
【００５９】
次の５ラインの区間では，式（４）による加重平均を行なう。この係数では式（３）による加重平均に比べてシェーディングデータの収束は遅くなるが，耐ノイズ性が向上している。
【００６０】
更に，最後の１０ラインでは，式（５）による加重平均を行なう。ここまでにシェーディングデータは目標値にほとんど収束している思われるので，ノイズの除去を中心に行なう。
【００６１】
このように本実施例のシェーディング補正部では，係数を切り替えて加重平均を行なうことによりシェーディングデータの目標値への収束を早くすることができ，しかもノイズの無い正確なシェーディングデータを得ることが可能となる。尚，本実施例では，各区間のライン数を上記の様に設定したが，基準白板の長さやスキャン速度など読み取り系の構成によって調整するのが望ましい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の第１の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段は，記憶手段に初期値として原稿画像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うこととしたので，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることの可能なディジタル画像読取装置を提供することができる。
【００６３】
また，第２の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段は，記憶手段に初期値として擬似シェーディングデータ発生手段で生成された擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ加重平均による更新を行うこととしたので，より早く目標値に収束したシェーディングデータを得ることができ，また，基準白板の１ライン目の画像データがノイズによって大きな値になっていたとしてもその影響を除去することができ，結果として，基準白板の長さが短くても正確なシェーディング補正を行うことができ，鮮明な画像を得ることの可能なディジタル画像読取装置を提供することができる。
【００６４】
また，第１及び第３の特徴のディジタル画像読取装置によれば，更新手段の加重平均における係数を（ライン毎に）任意に設定できることとしたので，副走査方向の変倍などによってスキャナの走査速度が変わり，所定ライン数の基準白板のデータが読めないときにも正確なシェーディングデータを得ることができ，結果として，耐ノイズ性とシェーディングデータの目標値へのより早い収束とを両立し得るディジタル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】本発明の実施例に係るディジタル画像読取装置が適用されるディジタル複写装置の正面図である。
【図２】実施例のディジタル画像読取装置におけるアナログ処理部の回路構成図である。
【図３】実施例のディジタル画像読取装置における制御部の構成図である。
【図４】制御部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】実施例１に係るディジタル画像読取装置のシェーディング補正部の回路構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係るディジタル画像読取装置におけるシェーディング補正部の回路構成図である。
【図７】実施例３の制御部（シェーディング補正部）の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】従来のシェーディング補正部の構成図である。
【符号の説明】
１０１ コンタクトガラス
１０２ａ，１０２ｂ 光源
１０３〜１０７ ミラー
１０８ レンズ
１０９ ラインイメージセンサ
１１０，１１１ 走行体
２０１ ＣＣＤ
２０２，２０３ 差動増幅部
２０４〜２０８ スイッチ回路
２０９ Ａ／Ｄコンバータ
２１０ 定電圧ダイオード
２１１〜２１５ オペアンプ
２２１〜２３９ 抵抗
ＯＳ１ ＯＤＤ出力
ＯＳ２ ＥＶＥＮ出力
ＤＳ１，ＤＳ２ リセットクロックノイズ補償出力
ＯＤＤＯＵＴ 第１差動増幅部２０２の出力信号
ＥＶＥＮＯＵＴ 第２差動増幅部２０３の出力信号
２４１，２４２ ゲート信号
２４３〜２４５ ゲイン信号
Ｖref+，Ｖref- リファレンス電圧
３０１ ステッピングモータ
３０２ アナログ処理部
３０３ ＣＰＵ
３０４ イメージプロセッシングユニット（ＩＰＵ）
３０５ シェーディング補正部
ＳＬＥＡＤ 読取有効範囲信号
ＲＤＳＹＮＣ 主走査同期信号
ＷＴＧＴＮ ゲート信号
ＳＳＣＡＮ スキャン信号
ＦＧＡＴＥＮ ゲート信号
５０１ 計算部
５０２，５０３，６０２，６０３，８０２ セレクタ
５０５ ラインバッファ
５０６ 比較器
５０７，８０８ ゲート回路
５１１ 入力画像データ
６０４ 疑似シェーディングデータ発生部
５１２，６１２，８１２ シェーディングデータ
ｃｌｒｇａｔｅ クリアゲート信号
ｌｇａｔｅｎ ゲート信号
Claims (3)
- 原稿を光照射して原稿像をセンサ上に結像する結像光学系と，前記センサに結像された信号を増幅しディジタル画像データに変換するアナログ処理部と，シェーディングデータを保持する記憶手段と，前記記憶手段のシェーディングデータを画素毎の加重平均で更新する更新手段と，前記更新手段によって所定回更新された前記記憶手段のシェーディングデータを用いて前記画像データをシェーディング補正する補正手段と，を有するディジタル画像読取装置において，
前記更新手段は、ライン単位で所定ライン数毎に前記加重平均の係数を任意に設定可能であり、かつ、
前記更新手段は，前記記憶手段に，初期値として前記原稿像の読み取りに先行して読み取られる基準白板の画像データに基づくシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうことを特徴とするディジタル画像読取装置。 - 前記ディジタル画像読取装置は，固定的な擬似的なシェーディングデータを生成する擬似シェーディングデータ発生手段を有し，前記更新手段は，前記記憶手段に初期値として前記固定的な擬似的なシェーディングデータが保持された後，所定回数だけ前記加重平均による更新を行なうことを特徴とする請求項１に記載のディジタル画像読取装置。
- 前記アナログ処理部は前記原稿像のライン単位で前記画像データを出力し，前記記憶手段はライン単位でシェーディングデータを保持し，前記更新手段は前記記憶手段の初期設定後，ライン単位で所定ライン数だけライン毎に係数が時系列的に任意に設定可能な加重平均による更新を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載のディジタル画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25407195A JP3798452B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ディジタル画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25407195A JP3798452B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ディジタル画像読取装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004122968A Division JP2004236361A (ja) | 2004-04-19 | 2004-04-19 | 画像処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0998288A JPH0998288A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3798452B2 true JP3798452B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=17259824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25407195A Expired - Lifetime JP3798452B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ディジタル画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3798452B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25407195A patent/JP3798452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0998288A (ja) | 1997-04-08 |
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