JP3809226B2 - リニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原稿に担持された画像情報を有する光を、反射光または透過光として光電的に読み取る画像撮像手段として、各々主走査方向に多数の光電変換画素が連結された、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のリニアイメージセンサを３個用いたカラー画像読取装置に適用して好適なリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像読取装置は、例えば、原稿台上に載せられた原稿に照明光を照射することにより、前記原稿に担持された画像情報を含む光を、反射光または透過光として集光光学系（結像光学系）に導いた後、３色分解プリズム等の３色分解光学系に供給し、この３色分解プリズムのＲ、Ｇ、Ｂ用各光線の出射面に一体的に取り付けられたＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサで光電的に読み取るように構成されている。
【０００３】
この場合、各リニアイメージセンサにより原稿を主走査方向に読み取るとともに、前記原稿を前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移送することで、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色についての２次元的な画像情報を得ることができる。
【０００４】
図１４に模式的に示すように、一般的なリニアイメージセンサ１（特に、各色用のイメージセンサを表す場合には、Ｒ色用イメージセンサとしては符号１ｒを、Ｇ色用イメージセンサとしては符号１ｇを、Ｂ色用イメージセンサとしては符号１ｂを用いる。）は、基本的には、多数の光電変換画素（単に、画素ともいう。）Ｐが長手方向（主走査方向）に直線状に連結された受光部２と、この受光部２に沿って両側に形成された奇数画素転送部３ｏと偶数画素転送部３ｅとからなる転送部３とから構成されている。
【０００５】
一定時間毎に発生するシフトパルス毎に奇数画素Ｐｏおよび偶数画素Ｐｅに係る電荷がそれぞれ対応する奇偶画素転送部３ｏ、３ｅに図示しない転送ゲートを通じてシフトされた後、転送クロックによりＦＤＡ（フローティング ディフュージョン アンプ）等の奇偶出力部４ｏ、４ｅを通じ、リニアイメージセンサ１の出力端子を介して奇数画素信号Ｓｏおよび偶数画素信号Ｓｅとして出力される。
【０００６】
この奇偶画素信号Ｓｏ、Ｓｅは、各々図示していないＣＤＳ回路（相関２重サンプリング回路）、増幅器およびＡ／Ｄ変換器を介してデジタル画像信号に変換された後、切換スイッチを通じて交互に取り込まれ、図示しないラインメモリ等に受光部２に対応した１ライン分のデジタル画像信号として順次記憶される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した３色分解光学系を有するカラー画像読取装置において、解像度を上げようとする場合、基本的には、光電変換画素Ｐの数の多いリニアイメージセンサを用いればよい。最近では、光電変換画素数が７０００個を超えるリニアイメージセンサが市場に提供されている。また、出力画像の階調を高めようとする場合、リニアイメージセンサのダイナミックレンジの大きいことが必要条件であるが、前記の光電変換画素数が７０００個を超えるリニアイメージセンサにおいても３桁以上のダイナミックレンジが得られ、かつ安価なものも提供されるようになってきた。
【０００８】
このようなリニアイメージセンサを利用した画像の読み取り（取り込み）において、以下に掲げる種々の問題および要望が存在している。
（１）白抜け部を有する高濃度原稿を読み取る際に、電荷転送部で不要なオフセットレベルの変動である、いわゆるオフセットシフト成分が発生する。
（２）リニアイメージセンサを構成する画素毎に感度が異なる場合がある。
（３）欠陥画素が存在する場合がある。
（４）より一層解像度を向上させたい。
（５）リニアイメージセンサの受光部（光電変換画素の連結部）に副走査方向の湾曲が存在する。
（６）奇数画素と偶数画素とで、リニアリティが異なる場合がある。
（７）主走査方向内で結像光学系に起因する収差が発生する場合がある。
（８）輝度信号を濃度信号に変換する際に雑音の影響が現れる場合がある。
（９）輝度信号レベルが低い高濃度レベル部分側でリニアイメージセンサのノイズを原因とするざらつき感が発生する場合がある。
【０００９】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、出力画像が高階調で高品位の画像となる画像信号を得ることを可能とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１のこの発明は、例えば、図３に示すように、
原稿Ｆに担持された画像情報を有する光Ｌを３色分解光学系３２（３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ）を介してＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサ１（１ｒ、１ｇ、１ｂ）により２次元的に読み取り、各リニアイメージセンサ１から出力される奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとを交互に取り込んで画素信号の列からなる出力信号としての画像信号Ｓを得、この画像信号Ｓを高品位の画像信号にするために補正する際、
基本的には、オフセット補正処理１３１、感度補正処理１３２、副走査湾曲・奇偶差補正処理１３５（・は、副走査湾曲補正処理と奇偶差補正処理の処理順番を問わないことを意味する。）、主走査収差および倍率補正処理１３８、濃度変換補正処理１３９の順で補正を行うようにする。
【００１１】
この場合、オフセット補正処理により、リニアイメージセンサの電荷転送部で発生する不要なレベルシフトを低減することができる。感度補正処理では、リニアイメージセンサの個々の光電変換画素のばらつきを合わせることができる。副走査湾曲・奇偶差補正処理では、各リニアイメージセンサの副走査方向のランダムな湾曲を補正することにより色ずれを低減することができるとともに、奇数画素と偶数画素間のリニアリティのばらつきを補正することができる。主走査収差および倍率補正処理では、指定された主走査解像度に基づき個々の画素データに対して必要な電気倍率を求めておき、これにより補正することで、光学系の収差を含めた主走査方向の倍率補正を行うことができる。濃度変換補正処理では、輝度信号を濃度信号に変換することにより、容易に網％データを作成することができる。
【００１２】
また、第１の発明において、前記濃度変換補正処理の次に、濃度が高い側で平均化することによりランダムノイズを除去する濃度依存平均化補正処理１４０を実施することにより、結果として出力される画像の低濃度側のざらつき感を取り除くことができる（第２の発明）。
【００１３】
さらに、第１の発明において、前記副走査湾曲・奇偶差補正処理の直前に、主走査方法画素ずらし手法を用いた解像度向上補正処理１３４を実施することにより、出力画像の解像度を向上することができる。これと同時に、前記濃度変換補正処理の次に、濃度が低い側で平均化してランダムノイズを除去する濃度依存平均化補正処理１４０を実施することにより、結果として出力される画像の低濃度側のざらつき感を取り除くことができる（第３の発明）。
【００１４】
さらにまた、第４のこの発明は、第１の発明と同等な作用効果を、オフセット補正処理１３１、感度補正処理１３２、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理１４１、主走査収差および倍率補正処理１３８の順で補正処理を行っても得ることができるようにしたものである。
【００１５】
また、第５のこの発明は、第４の発明において、主走査収差および倍率補正処理の前側または後側で濃度依存平均化補正処理を行うようにしたものであり、第２の発明と同等の作用効果が得られる。
【００１６】
さらに、第６のこの発明は、第４の発明において、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理の直前に解像度向上補正処理を挿入するとともに、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理の後であれば順番を問わずに濃度依存平均化補正処理を挿入するようにしたものであり、第３の発明と同等の作用効果が得られる。
【００１７】
さらに、第７のこの発明は、第４の発明において、奇偶差補正処理を実施しないようにしたので、奇数画素信号と偶数画素信号との区別がないリニアイメージセンサ（奇数画素転送部と偶数画素転送部が１つの画素転送部としてまとめられているリニアイメージセンサ）においてもこの発明を適用することができる。
【００１８】
さらに、第８のこの発明は、第１〜第７の発明において、感度補正処理の直後に欠陥画素補正処理を行うようにしているので、リニアイメージセンサに欠陥画素が存在しても、その欠陥画素に係る画像上の不都合、例えば、副走査方向に延びる縦筋が発生することがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、前記図１４に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。また、図面を繰り返して掲載する煩雑さを避けるために、必要に応じてその図面をも参照する。
【００２０】
この発明は、図１に示すような透過原稿読取用の画像読取装置１０Ｔおよび図２に示すような反射原稿読取用の画像読取装置１０Ｒのいずれの読取形式の画像読取装置にも適用することができる。なお、この実施の形態において、透過型の画像読取装置１０Ｔには、反射型の画像読取装置１０Ｒに設けられている後述する反射光学系（第１および第２ミラーユニット６１、６２）が設けられていない。まず、これら画像読取装置１０Ｔ、１０Ｒについて説明する。
【００２１】
図１に示す画像読取装置１０Ｔは、搬送機構１１により矢印Ｙ方向（副走査方向Ｙともいう。）に搬送される原稿カセット１２が照明光学系１４からの照明光によって矢印Ｘ方向（主走査方向Ｘともいう。）に沿って照明され、原稿カセット１２に保持された透過型読取原稿（単に、透過原稿ともいう。）ＦＴに記録された画像情報が、透過光Ｌとしてズームレンズを含む結像光学系１６により結像部１８に集光され、結像部１８により電気信号に変換されるように構成される。なお、照明光学系１４、結像光学系１６および結像部１８とは、図示しない固定部材によりハウジングに位置決めして固定されている。
【００２２】
照明光学系１４は、内周面に光の拡散面が形成され、長手方向に沿ってスリット２０が形成された円筒状の拡散キャビティ２２と、この拡散キャビティ２２の両端部に装着されたハロゲンランプ等からなる光源２４ａ、２４ｂとから構成される。
【００２３】
結像部１８は、スリット３１が形成された基台２８の下面部に装着され、透過光ＬをＲ、Ｇ、Ｂの光に分解するためのプリズム（３色分解プリズム、３色分解光学系）３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ（代表的には、プリズム３２という。）を有し、各プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂの光出射面には、光電変換素子としてのライン状のＣＣＤリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂ（代表的には、リニアイメージセンサ１という。）が固定されている。このリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂの基本的な構成は、図１４に示したものと同一の構成である。なお、この実施の形態において、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂの画素数は７５００個であり、画素ピッチＰｐ（図１４参照）は、Ｐｐ≒９μｍである。
【００２４】
また、結像部１８を構成する基台２８の主走査方向Ｘの端部には、この基台２８と３色分解プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂとリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂとを主走査方向Ｘの複数の所定位置に変位させるための変位手段（変位素子）であるピエゾ素子２７が取り付けられている。このピエゾ素子２７は、図示しない制御部からのライン同期信号に同期してピエゾ信号発生部（図示していない）から発生するピエゾ信号により変位が駆動される公知の構成とされている（例えば、特開平７−２８３９１５号公報参照）。
【００２５】
この図１例に示す透過型の画像読取装置１０Ｔでは、搬送機構１１により矢印Ｙ方向に搬送される原稿カセット１２に対してリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより矢印Ｘ方向に主走査されることで、原稿カセット１２に保持された原稿ＦＴの全面の画像が２次元的に読み取られる。
【００２６】
このようにしてリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより読み取られた光電変換信号は、後述する画像信号補正装置に供給される。
【００２７】
一方、図２に示す画像読取装置１０Ｒは、ハウジングの上部に、原稿載置台５２が開閉自在に配置されている。原稿載置台５２には、反射型読取原稿（単に、反射原稿ともいう。）ＦＲを載せるための透明なガラス板５４が設けられるとともに、このガラス板５４上には、原稿押え板５６が揺動自在に配置される。なお、図２においても、図１および図１４に示したものと対応するものには同一の符号を付け、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
図２において、ハウジング内には、反射原稿ＦＲからの反射光Ｌの光路を変更する反射光学系である第１および第２ミラーユニット６１、６２と、これら第１および第２ミラーユニット６１、６２を副走査方向Ｙに移送させる移送機構６０と、第１および第２ミラーユニット６１、６２を介して得られた画像情報を含む光Ｌを集光するズームレンズを含む結像光学系１６と、この結像光学系１６により集光された光Ｌに含まれる画像情報を光電的に読み取る結像部１８とが配設される。なお、第１ミラーユニット６１は、照明光学系１４を含む。
【００２９】
第１ミラーユニット６１には、反射原稿ＦＲに照明光Ｌａを照射するための照明用光源６４ａ、６４ｂ（照明用光源６４ともいう。）を含む照明光学系１４と、反射原稿ＦＲからの鉛直の反射光Ｌの光路を水平方向に変更して第２のミラーユニット６２に導くための反射ミラー６６とが配設される。これら照明用光源６４ａ、６４ｂと反射ミラー６６とは、副走査方向Ｙと直交する（図２において、紙面と直交する）主走査方向Ｘに延びた長尺な構成とされている。
【００３０】
第１ミラーユニット６１を構成する反射ミラー６６により反射された反射光Ｌの光路は、第２ミラーユニット６２を構成する、主走査方向Ｘに延びた長尺な反射ミラー７６、７８によりさらに２回光路が変更されて、結像光学系１６に導かれる。なお、結像光学系１６の前方には、後に詳しく説明する、光路上に挿抜可能なＮＤフィルタ１０５が配されている。
【００３１】
結像部１８は、光Ｌの光路状に配置されかつ結像光学系１６に一体的に設けられた３色分解プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂを有し、各プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂの光出射面には、ＣＣＤリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂが固定されている。
【００３２】
移送機構６０は、第１および第２ミラーユニット６１、６２を副走査方向Ｙへ移送するステッピングモータ７０を備え、このステッピングモータ７０の駆動軸側に回転軸７２が連結される。この回転軸７２に第１紐状体７３と第２紐状体７４とが巻かれ、これら第１および第２紐状体７３、７４は、図示しない複数のプーリを介して第１および第２ミラーユニット６１、６２に対して係合され、第１ミラーユニット６１を第２ミラーユニット６２の移送速度の２倍の速度で移送する周知の構成とされている。換言すれば、第１ミラーユニット６１の移送速度の半分の移送速度で第２ミラーユニット６２を移送するようにしているので、第１ミラーユニット６１の移送距離の半分の距離だけ第２ミラーユニット６２が矢印Ｙ方向に移送される。このため、副走査方向Ｙへの移送中に、換言すれば、画像情報の読取中に、反射原稿ＦＲと結像光学系１６との間の反射光Ｌの光路長が一定の距離に保持され、ピントがずれることがない。
【００３３】
このようにして、第１および第２のミラーユニット６１、６２が、図２中、実線で示す位置から二点鎖線の位置まで移送されることにより、反射原稿ＦＲに担持された画像情報が、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより２次元的に全て読み取られることになる。このリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂから出力される光電変換信号は、後述する画像信号補正装置に供給される。
【００３４】
図３は、図１例および図２例の画像読取装置１０Ｔ、１０Ｒに適用可能であって、この発明の一実施の形態が適用された画像信号補正装置１０１と、上述した原稿ＦＲ、ＦＴ等から結像部１８に至るまでの光学系である画像読取部１０２とを合わせた全体的な画像信号補正システム１０３の構成を示している。なお、画像信号補正システム１０３は、リニアイメージセンサ１駆動用の各種クロック等を発生するタイミング信号発生器８１と、制御・演算・処理手段等として機能するＣＰＵ８２と、このＣＰＵ８２に動作様式等を入力するための入力手段として機能するキーボード８３等を含み、このＣＰＵ８２の制御の下に各種内部処理動作が遂行される。
【００３５】
図３において、原稿Ｆ（透過原稿ＦＴ、反射原稿ＦＲ、後に説明するテストチャート、後に説明するシェーディング板等を含む。この場合、テストチャートやシェーディング板等は、テスト用原稿であり、原稿の一種と考えることができる。）の画像情報を担持した光Ｌがズームレンズを含む結像光学系１６を介し、３色分解プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂを通じて結像部１８を構成するリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂに入射する。なお、結像光学系１６の前方には、画像情報を有する光Ｌの光量を１／１０００に減光する濃度値ＤがＤ＝３．０のＮＤフィルタ１０５（図１には図示していない。）が、光路を遮る矢印方向に挿抜自在に配置されている。リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂからの出力信号である奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅは、それぞれ、画像信号補正装置１０１を構成する周知のＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１１０、１１１に供給され、いわゆるリセットノイズが除去される。
【００３６】
ＣＤＳ回路１１０、１１１によりリセットノイズが除去された奇数画素信号と偶数画素信号とは、それぞれ、利得とオフセットレベルを調節可能な増幅器１１２、１１３を介して１４ビットの分解能を有するＡ／Ｄ変換器１２１、１２２に供給される。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器１２１、１２２によりデジタル信号（デジタルデータ、デジタル画像信号、デジタル画像データ、並びに、必要に応じて画素信号または画素データともいう。）とされた奇数画素信号と偶数画素信号とは、マルチプレクサ等の切換スイッチ１２３を通じて交互に取り込まれ、受光部２に対応した１ライン分のデジタル画像信号Ｓ毎に画像信号補正システム１０３を構成するオフセットレベル補正部（以下、必要に応じて、補正部は、補正回路、補正処理または補正過程ともいう。）１３１に供給される。なお、図示はしていないが、ＣＤＳ回路１１０、１１１から切換スイッチ１２３の出力側までの系統は、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂのそれぞれに対応して３系統分存在する。この実施の形態において、画像信号補正システム１０３を構成するオフセットレベル補正部１３１等は、いわゆるＰＧＡ（プログラマブル ゲートアレイ）により作成された回路を含んで構成される。
【００３８】
以下の説明において、画像信号の符号としては、理解の容易性を考慮して、どの補正部の出力信号であっても符号としてＳを用いることとする。また、必要に応じて画像信号のレベルも符号Ｓを用い、同様に画素信号およびそのレベルについても符号Ｓを用いる。したがって、符号Ｓを用いるときには、それらのいずれのものであるかを分かるようにして用いる。
【００３９】
オフセットレベル補正部１３１は、あるラインの各画素信号のオフセットレベルの補正量を、前記あるラインの空転送レベルとその１ライン前の空転送レベルとの傾斜加算により求め、この補正量で補正した画像信号を感度ばらつき補正部１３２に供給する。
【００４０】
感度ばらつき補正部１３２では、白色原稿Ｆ（反射原稿読取用画像読取装置１０Ｒに対応する。以下、同様）または透明原稿Ｆ（透過原稿読取用画像読取装置１０Ｔに対応する。以下、同様）を直接リニアイメージセンサ１で読み取ったときの画像信号と、ＮＤフィルタ１０５を光路に挿入して読み取った画像信号とに基づいて、各画素についての感度の補正量を決定し、この補正量で補正した画像信号を欠陥画素補正部１３３に供給する。
【００４１】
欠陥画素補正部１３３では、白色原稿Ｆまたは透明原稿Ｆをリニアイメージセンサ１により読み取ったときの各画素信号が所定の閾値より小さいときに欠陥画素と特定し、この欠陥画素信号に代替して前後の画素信号のレベルの相加平均レベルを有する画素信号を作成して解像度向上補正部１３４に供給する。
【００４２】
なお、欠陥画素補正部１３３では、このような補正処理に代替して、以下に説明するような、いわゆるオフライン処理により、予め欠陥画素を特定し、この欠陥画素の画素番号を記憶しておき、実際に、図３の画像信号補正システム１０３が搭載された画像読取装置により原稿Ｆから画像を読み込んだとき、この欠陥画素に係る画素信号に代替して前後の画素信号のレベルの相加平均レベルを有する画素信号を作成して解像度向上補正部１３４に供給する処理とすることもできる。
【００４３】
すなわち、このオフライン処理では、図示しない光源からの光を拡散板（不図示）で拡散した拡散光とし、この拡散光を直接リニアイメージセンサ１の各光電変換画素で読み取ったときの光量値（濃度値Ｄ＝０とする。：ハイライト側近傍の光量と考えてもよい。）に対する画素信号のレベルを測定して保持しておき（例えば、Ａ／Ｄ変換後のレベルでＬｈ＝１６０００レベルとする。）、次に、前記拡散板とリニアイメージセンサ１との光路間に濃度値ＤがＤ＝３．０のＮＤフィルタ（不図示）を挿入して減光した場合の光量（シャドウ側近傍の光量と考える。）に係る画素信号のレベルを測定して保持する（この場合、Ａ／Ｄ変換後のレベルをＬｓ３とするとき、そのレベルは、１６０００×１０^-3.0＝１６となるので、レベルＬｓ３＝１６になる。）。
【００４４】
そして、次に、前記濃度値ＤがＤ＝３．０のＮＤフィルタに代替して濃度値ＤがＤ＝３．２のＮＤフィルタ（不図示）を挿入し、この場合の光量（前記シャドウ側近傍の光量より小さい光量）に係る画素信号のレベルを測定して保持する（例えば、Ａ／Ｄ変換後のレベルでＬｓ３．２とする）。この場合、レベルＬｓ３．２の値は、理論的には１６０００×１０^-3.2≒１０となるので、この値に±Δの余裕を見た値１０±Δを閾値とする。したがって、レベルＬｓ３．２の測定値がこの閾値範囲内であれば正常画素であると判定し、この閾値範囲外であれば欠陥画素であると判定する。なお、ＮＤフィルタによる前記拡散光の減光機能に代替して、前記図示しない光源の光量を同様に低減してもよいことはもちろんである。
【００４５】
結局、この欠陥画素補正部１３３における処理は、予め、各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂを構成する各光電変換画素Ｐによりハイライト側近傍に対応する光量とシャドウ側近傍に対応する光量に係る画素信号レベルＬｈ、Ｌｓ３を読み取り、その信号レベル間を結ぶ直線式を得、次に、前記シャドウ側近傍に対応する光量よりも小さい光量に係る画素信号レベルＬｓ３．２を読み取り、この画素信号レベルＬｓ３．２が、前記直線式から推定される推定値（前記理論的値≒１０）に対して所定値±Δ以上ずれていた場合に欠陥画素と特定し、特定した欠陥画素番号を記憶しておき、実際に、この欠陥画素番号に係る欠陥画素信号を読み取ったとき、この欠陥画素信号に代替して前後の画素信号のレベルの平均レベルを有する信号を出力する処理である。
【００４６】
この実施の形態において、以下にその動作を説明する解像度向上補正部１３４は、透過型の画像読取装置１０Ｔにのみ適用され、また、その透過型の画像読取装置１０Ｔにおいても、オンオフスイッチを兼ねるキーボード８３の操作に応じてＣＰＵ８２の制御の下に動作、非動作が選択できるようにされている。非動作を選択した場合には、欠陥画素補正部１３３の出力信号が副走査湾曲・奇偶差補正部１３５に直接供給されるように結線が変更される。
【００４７】
解像度向上補正部１３４では、副走査方向Ｙに移送される原稿ＦＴに対して、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂを各ライン毎に主走査方向Ｘの、例えば、２／３画素ピッチ毎に、例えば、３位置に変位させることで得られる各画素信号を主走査線上に配列し、その画素信号を主走査方向に対して３画素移動平均処理を行うことにより、画像の解像度を向上させるとともに、主走査方向に対する画像のむらを除去する処理を行う。解像度向上補正部１３４の出力信号は、副走査湾曲・奇偶差補正部１３５に供給される。
【００４８】
なお、図３中、解像度向上補正部１３４の出力側から副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正部１４１に至る点線で描いた経路は、この発明の他の実施の形態に係る経路であるが、補正部内の処理内容が同一であるものには同一の符号を付けて、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
副走査湾曲・奇偶差補正部１３５は、副走査湾曲補正部１３６と奇偶差補正部１３７を有し、これらの補正処理はどちらを先に行ってもよく、その順番は問わない。同様に、他の実施の形態に係る副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正部１４１においても、副走査湾曲補正部１３６、奇偶差補正部１３７、濃度変換補正部１３９における各補正処理の順番は問わない。
【００５０】
副走査湾曲補正部１３６では、主走査方向Ｘに延びる、例えば、黒色の直線画像が担持されたテストチャートを２次元的に読み取り、読み取った各主走査ラインの各画素毎に画像データファイルを作成する。この画像データファイルに基づき、基準とする、例えば、Ｇチャンネル用のリニアイメージセンサ１ｇの画素と、残りのリニアイメージセンサ１ｒ、１ｂを構成する同一画素番号の画素との間の副走査方向の色ずれに対応する画素ずれ量を画素番号毎に計算して画素ずれ量補正テーブルを作成する。実際に、原稿に担持された画像情報を前記Ｒ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより画像データとして読み取ったとき、読み取った各画像データを前記画素ずれ量補正テーブルに基づいて補正する。この補正後の画像データが奇偶差補正部１３７に供給される。
【００５１】
奇偶差補正部１３７では、リニアイメージセンサ１から出力される奇数画素信号Ｓｏと偶素画素信号Ｓｅとを交互に取り込んで出力信号として画像信号Ｓを得、この画像信号Ｓを構成する各画素信号についての奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅのレベル差を補正する際、補正後の当該画素信号として、補正前の当該画素信号のレベルに対して、この前後の補正前画素信号のレベルの平均値を加算した値の平均値として得るようにしている。この奇偶差補正処理後の画像信号が主走査収差および倍率補正部１３８に供給される。
【００５２】
なお、リニアイメージセンサ１としては、受光部２（図１４参照）に対して、奇数画素転送部３ｏと偶数画素転送部３ｅの２つの奇偶画素転送部が存在せずに、これらを１つの画素転送部としてまとめたものもあるが、この発明は、このような受光部２に対して１つの画素転送部を有するリニアイメージセンサに対しても適用することが可能であり、その場合には、この奇偶差補正部１３７は不要である。
【００５３】
主走査収差および倍率補正部１３８では、各イメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより主走査方向Ｘに等間隔でマークが設けられた基準チャートを読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号を理論データに基づいて補正することで結像光学系１６の主走査方向の収差と倍率を補正する公知の技術を用いることができる（特公平６−４８８４４号公報または特公平６−８５５５６号公報参照）。
さらに、濃度変換補正部１３９では、ルックアップテーブルである輝度・濃度変換テーブルにより各イメージセンサ１から得られた輝度レベルの画像信号を濃度レベルの画像信号に変換する。
【００５４】
最後に、濃度依存平均化補正部１４０では、濃度変換補正部１３９で変換した濃度レベルの画像信号について、濃度が低い側、言い換えれば、ハイライト側では、入力された画像信号をそのまま出力し、濃度が高い側、言い換えれば、シャドウ側では、所定のマスクサイズで平均化された画像信号を出力するようにしている。
【００５５】
次に、図３に示した画像信号補正システム１０３の各補正部の動作について、さらに詳しく説明する。
【００５６】
まず、オフセットレベル補正部１３１では、図１４に示すように、多数の光電変換画素Ｐが連結されたライン状の受光部２で一主走査ライン毎に一定時間光Ｌを受光したときに、タイミング信号発生器８１から供給されるシフトパルスにより、奇数画素Ｐｏと偶数画素Ｐｅに蓄積された電荷が、それぞれ対応する奇偶画素転送部３ｏ、３ｅにシフトされる。次に、タイミング信号発生器８１から供給される２相の転送クロックにより、ＦＤＡ等の奇偶出力部４ｏ、４ｅを通じて奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとをリニアイメージセンサ１の出力端子を通じて出力する。そして、このとき、１ラインの全画素数（符号をＮとする。この実施の形態では、Ｎ＝７５００）に対応する奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとを出力した後に、連続して、さらに、複数（この実施の形態では、奇数と偶数合わせて１２８画素分）の転送クロックをリニアイメージセンサ１に供給し、空となっている転送部（以下、空転送部ともいう。）３ｏ、３ｅのレベル（以下、空転送レベルという。）の光電変換信号（奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅ）とを出力するようにする。
【００５７】
この空転送レベルの光電変換信号を含む奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとは、各々、図３に示すように、ＣＤＳ回路１１０、１１１、利得可変増幅器１１２、１１３、Ａ／Ｄ変換器１２１、１２２および切換スイッチ１２３を通じて交互に画素番号順（画素順番）にオフセットレベル補正部１３１に供給され、オフセットレベル補正部１３１を構成するラインメモリ等に記憶される。
【００５８】
図４は、オフセットレベル補正部１３１の作用説明に供される図である。図４中、上側には、ラインメモリ１５１に７５００画素分の現ラインの画像データＳと、現ラインの１２８画素分の空転送データＶ２と、現ラインの前の、すなわち１ライン前の１２８画素分の空転送データＶ１とが記憶されている状態を示している。
【００５９】
オフセットレベル補正部１３１では、まず、１ライン前の１２８画素分の空転送レベルの平均化データＡＶ１と、現ラインの１２８画素分の空転送レベルの平均化データＡＶ２とを計算する。次に、現ラインの画像データＳを構成する各画素データＳの補正量ΔＣ（図４中、下側参照）として、次の（１）式に基づく比例配分量（傾斜平均量、内分量）を計算する。
【００６０】
ΔＣ＝ＡＶ１＋（ＡＶ２−ＡＶ１）×ｎ／Ｎ …（１）
（１）式において、ｎは補正したい画素の画素番号、Ｎはリニアイメージセンサ１の全画素数である。
【００６１】
補正後の画素データ（画像データ）Ｓ′は、補正しようとする現ラインの画素番号ｎに対応する画素データ（画像データ）Ｓから補正量ΔＣを引いた次の（２）式で得られる。
【００６２】
Ｓ′＝Ｓ−ΔＣ …（２）
なお、この空転送レベルに係るオフセットレベル（オフセットシフトともいう。）の補正は、周囲がべた（黒一色等）で中央部に白抜け部が存在する原稿Ｆをイメージセンサ１で読み取る際に、前記べた部から白抜け部に読み取り範囲（スキャン範囲）が移動したときに発生するオフセットレベルの変動を補正するのに特に有効である。このオフセットレベル補正後の画像データＳ′が画像データＳとして感度ばらつき補正部１３２に供給される。
【００６３】
感度ばらつき補正部１３２では、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂを構成する各画素の感度ばらつきを補正する。この場合、各画素毎に、原稿Ｆとして、透過原稿用の画像読取装置１０Ｔにおいては、透明原稿に係る透過光Ｌを読み取る。また、反射原稿用の画像読取装置１０Ｒにおいては、シェーディング板等の白色原稿に係る反射光Ｌを読み取る。さらに、いずれの画像読取装置１０Ｔ、１０Ｒにおいても、濃度ＤがＤ＝３のＮＤフィルタ１０５（図３参照）を光Ｌの光路に挿入した状態において、その減光後の光Ｌを読み取る。
【００６４】
ここで、各リニアイメージセンサ１の画素番号ｉ（ｉ＝１、２、…７５００）の画素Ｐに入射する光量Ｅに対して、シェーディングに係る光量（シェーディング光量ともいう。）をＥ＝ＥＨとし、この光量ＥＨのオフセットレベル補正後の画素データをＨｉ（測定値）とする。また、ＮＤフィルタ１０５を挿入したときの光量（ＮＤフィルタ光量ともいう。）をＥ＝ＥＳとし、この光量ＥＳのオフセットレベル補正後の画素データをＳｉ（測定値）とする。
【００６５】
これらを図示した図５から分かるように、入射光量をＥ、補正前の画像データをＱｂｆとした場合、補正前の画像データＱｂｆは、次の（３）式により得られる。
【００６６】
Ｑｂｆ＝ｇｉ×Ｅ＋ｄｍｉｎ …（３）
（３）式において、ｇｉは傾き（傾斜）であり、この傾きｇｉは、各画素Ｐについて測定した２点の光量ＥＳと光量ＥＨとが１０００倍の差があることと、１４ビットのＡ／Ｄ変換器１２１、１２２の分解能が１６３８４であることから、値１６０００とその１０００分の１の値である１６を考慮すれば、次の（４）式で得られる。
【００６７】

また、いわゆるＹ軸の切片ｄｍｉｎは、次の（５）式で計算することができる。
【００６８】
ｄｍｉｎ＝Ｈｉ−ｇｉ×ＥＨ …（５）
そこで、補正後の画像データをＱａｆとしたとき、この補正後の画像データＱａｆは、信号処理の利便性を考慮して、全ての画素Ｐがあたかも同じ光電変換特性を持つように変換する。その光電変換特性を図６に示す。
【００６９】
図６において、値ΔＳはオフセット値であり、このオフセット値は、光量Ｅの値がゼロ値の、いわゆる暗時レベルの場合であってもノイズ成分が存在することを考慮したため正の値にしている。すなわち、オフセット値ΔＳを持たせない場合には、Ａ／Ｄ変換レベルがゼロ値以下となるノイズが除去されてしまう。そこで、オフセット値ΔＳをΔＳ＞０の適当な値に設定することにより、ノイズ成分が存在するにしても、後に行う補正後の信号の平均値処理によれば、真の平均値が得られ、そのようなシャドー部において濃度分解能が不足しないようにすることができる。実際の値は、この実施の形態では、実験の確認によりΔＳ＝４０とした。
【００７０】
このようにオフセット値ΔＳを決定した場合、補正後の画像データＱａｆは次の（６）式で得られる。
【００７１】
Ｑａｆ＝Ｅ＋ΔＳ …（６）
補正前の画像データＱｂｆ（オフセットレベル補正後の画像データＳを意味する。）を補正後の画像データＱａｆに変換する場合、感度ばらつき補正部１３２の図示しない補正用テーブルに記憶しておくべき補正データを暗時データＤＤｉとシェーディング補正データＳＤｉとすれば、加算器と乗算器とを使用して、次の（７）式で変換することができる。
【００７２】
Ｑａｆ＝（Ｑｂｆ＋ＤＤｉ）×ＳＤｉ …（７）
（７）式において、シェーディング補正データＳＤｉは傾きを合わせる必要があるので、次の（８）式で表され、暗時データＤＤｉは次の（９）式で表されることが容易に理解される。
【００７３】
ＳＤｉ＝１／ｇｉ＝１５９８４／（Ｈｉ−Ｓｉ） …（８）
ＤＤｉ＝（−１）×ｄｍｉｎ＋ΔＳ×ｇｉ …（９）
（７）式に（３）式、（８）式および（９）式を代入すれば、上述した（６）式が得られる。
【００７４】

このようにして、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂを構成する各画素Ｐ毎に感度ばらつきが補正された画像データＱａｆ＝Ｓが、感度ばらつき補正部１３２の出力側に現れることになる。
【００７５】
次に、欠陥画素補正部１３３では、前記の感度ばらつき補正部１３２の処理としても説明したように、各画素毎に、原稿Ｆとして、透明原稿に係る透過光Ｌ、または、シェーディング板等の白色原稿に係る反射光Ｌを読み取る。読み取った各画素信号Ｓのレベルと所定閾値とを比較し、画素信号Ｓのレベルが、この所定閾値よりも小さいときには、当該画素信号Ｓに対応する光電変換画素Ｐについては、光電変換感度が低いか光電変換作用を行わない欠陥画素と特定する。この場合、この欠陥画素に係るリニアイメージセンサ１の画素番号を欠陥画素テーブルに記憶しておき、この欠陥画素に係る画素信号Ｓが入力されたとき、この画素信号Ｓに代替して、その前後の画素信号Ｓ（レベルをＳｐとＳａとする。）の平均レベルを有する画素信号Ｓ｛Ｓ＝（Ｓｐ＋Ｓａ）／２｝を出力する。
【００７６】
次に、透過原稿用の画像読取装置１０Ｔに適用される解像度向上補正部１３４では、原稿Ｆを主走査方向Ｘに１ライン毎に読み取るとき、例えば、図７に模式的に示すように、矢印Ｘ方向に読み取る場合には、ＣＰＵ８２によりピエゾ素子２７を駆動することにより各リニアイメージセンサ１を、基準位置ＰＲ１（変位がゼロ位置）と、この基準位置ＰＲ１から２／３画素ピッチ分ずらした位置ＰＲ２と、さらにその位置ＰＲ２から２／３画素ピッチ分ずらした位置ＰＲ３の各変位位置で画素毎に読み取り、各位置ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３での画像データＳ１、Ｓ２、Ｓ３を、それぞれ、リニアイメージセンサ１の１本の全光電変換画素数である７５００個のメモリアドレスを有するラインメモリ１６１、１６２、１６３に記憶させる。図７において、画像データＳ１の第１画素データの値がａ１であることを意味している。
【００７７】
次に、矢印Ｘ方向と反対方向に読み取る場合には、前記とは逆に、基準位置ＰＲ１から４／３画素ピッチ分ずれた位置ＰＲ３と、基準位置ＰＲ１から２／３画素ピッチ分ずれた位置ＰＲ２と、基準位置ＰＲ１との３位置で読み取り、各位置ＰＲ３、ＰＲ２、ＰＲ１での画像データＳ４、Ｓ５、Ｓ６を、それぞれ、７５００個のメモリアドレスを有するラインメモリ１６４、１６５、１６６に記憶させる。
【００７８】
そして、実際の第１ライン分の画像データＳは、図８に示すように、１本のリニアイメージセンサ１の全光電変換画素数の３倍の２２５００個のメモリアドレスを有するラインメモリ１７０に、画像データＳ１〜Ｓ３を構成する画素データを変位量順（図７から最左側の画素データがａ１、次がｂ１、その次がａ２、その次がｃ１であることが理解できる。）に並べた画像データとする。実際の第２ライン分の画像データＳは、図示はしないが、画像データＳ４〜Ｓ６を構成する画素データを変位量順に並べた画像データとして得られる。このようにすれば、画像の解像度を３倍に向上することができる。
【００７９】
ただし、このように２／３画素ずつずらして解像度を３倍に向上させた場合に、その解像度を３倍にすることを原因として、再生画像の主走査方向Ｘに沿って、画像のエッジ部にむらが現れる場合がある。そこで、このむらを取り除くために、解像度向上後の図８の上側に示す画像データＳについての３画素移動平均後の画像データＳ′（図８の下側参照）を解像度向上画像データＳとして出力することとする。なお、実際上、第１番目〜第３番目までの画素データａ１、ｂ１、ａ２は、第４番目以降の画素データｃ１、ｂ２、ａ３、ｃ２、…の配列に比べて不規則な、いわゆるイレギュラーな配列となっているので３画素移動平均には使用しない。
【００８０】
したがって、ラインメモリ１７１に記憶される第４番目の画素データｃ１′は、次の（１０）式に示す値とされ、第５番目の画素データｂ２′は、次の（１１）式に示す値とされる。以下、同様に３画素移動平均後の画素データａ３′、ｃ２′、…を計算することができる。
【００８１】
ｃ１′＝（ｃ１＋ｂ２＋ａ３）／３ …（１０）
ｂ２′＝（ｂ２＋ａ３＋ｃ２）／３ …（１１）
なお、この実施の形態では、リニアイメージセンサ１を２／３画素ずつずらしているが、隣接する光電変換画素間の距離、すなわち画素ピッチＰｐ未満において、２／３画素とは異なる変位量に設定することもできる。一般に、隣り合う２つの画素Ｐの画素ピッチをＰｐとするとき、リニアイメージセンサ１を主走査方向に対して変位量Ｍが、
Ｍ＝Ｐｐ×ｑ×２／（２×ｍ＋１） （ｍ：１以上の整数） …（１２）
を満足するように、ｑを各ライン後に値０から値２ｍまで順次変えるようにピエゾ素子２７を制御することで変位させて読み取って解像度を上げる。そして、さらに、解像度を上げた後の画像信号を構成する各画素信号について連続する（２ｍ＋１）個の画素信号の移動平均を取り、最終的な解像度向上後の画素信号とする。この場合、解像度は、リニアイメージセンサ１の元の１画素分の画素信号が、（２ｍ＋１）個分の画素信号に増加する。
【００８２】
例えば、ｍがｍ＝１のときには、ｑがｑ＝０、１、２となるので、変位量Ｍは、Ｍ＝０、Ｐｐ×２／３、Ｐｐ×４／３の２／３画素毎になり、解像度は、（２ｍ＋１）＝（２×１＋１）＝３倍になる。また、ｍがｍ＝２のときには、ｑがｑ＝０、１、２、３、４となるので、変位量Ｍは、Ｍ＝０、Ｐｐ×２／５、Ｐｐ×４／５、Ｐｐ×６／５、Ｐｐ×８／５の２／５画素毎になり、解像度は、（２ｍ＋１）＝（２×２＋１）＝５倍になる。
【００８３】
このようにして解像度が向上された画像信号Ｓが副走査湾曲・奇偶差補正部１３５に供給される。なお、この副走査湾曲・奇偶差補正部１３５以降の補正処理の説明をするにあたり、解像度向上後の画像信号Ｓに基づいて説明すると繁雑になり理解をすることが困難になるので、解像度向上前の欠陥画素補正部１３３による補正処理後の画像信号Ｓにより説明する。
【００８４】
そこで、副走査湾曲補正部１３６では、図９に示すように、主走査方向Ｘに延びる直線画像（横一本線）１８０が担持されたテストチャート１８２を、図１に示す原稿カセット１２に透過原稿ＦＴとして取り付け、または、図２に示す原稿載置台５２上に反射原稿ＦＲとして載せる。そして、そのテストチャート１８２に担持された直線画像１８０を含む副走査方向Ｙの一定範囲を結像光学系１６、色分解プリズム３２ｒ、３２ｇ、３２ｂを介してリニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより読み取る。
【００８５】
この場合、直線画像１８０の副走査方向Ｙの太さは、数画素分に対応する太さにしてある。また、直線画像１８０の色は黒色であるが、灰色でもよい。あるいは、テストチャート１８２全体を黒色とし、白色（反射原稿の場合）または透明（透過原稿の場合）としてもよい。このように、テストチャート１８２上の直線画像１８０の色を無彩色にするのは、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂからの出力信号のレベルを同じにするためである。
【００８６】
副走査方向Ｙの一定範囲の読取範囲は、副走査方向Ｙの読み取り解像度（単位は、ドット／ｍｍ）と光学系の倍率とリニアイメージセンサ１の湾曲量から決定することができるが、この実施の形態においては、各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂとも１６ライン分（１６主走査分）のデータにしている。
【００８７】
そして、このようにテストチャート１８２を一定範囲分、読み込んだとき、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂ毎に、その測定データである、７５００画素×１６ライン個からなる画像データファイルを作成する。
【００８８】
各画像データファイルの各アドレスには、１４ビットの画像データＳが記憶されている。この画像データファイル記憶されている内容のイメージを図１０に示す。図１０から副走査湾曲特性Ｒｃｈｄ、Ｇｃｈｄ、Ｂｃｈｄは、それぞれ、画素連結方向（主走査方向）、すなわち、横軸に対しては滑らかに変換しているが、Ｒ、Ｇ、Ｂ各チャンネル間では、特に相関関係がなく湾曲していることが分かる。
【００８９】
次に、副走査方向Ｙの画素ずれ量（位置ずれ量）を計算する。この場合、任意の１色、この実施の形態では、Ｇ色用のリニアイメージセンサ１ｇを基準とし、このリニアイメージセンサ１ｇを構成する各画素と残りのリニアイメージセンサ１ｒ、１ｂを構成する同一画素番号の画素との間の副走査方向Ｙの色ずれに対応する画素ずれ量を図１０に示した画像データファイルから画素番号毎に０．１画素単位で計算する。
【００９０】
このようにして計算した画素番号毎のＧチャンネル基準のＢチャンネルの画素ずれ量とＧチャンネル基準のＲチャンネルの画素ずれ量とを画素ずれ量補正テーブルに格納しておき、実際に、原稿Ｆに担持された画像情報をＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂで画像データとして読み取ったとき、読み取った画像データを前記画素ずれ量補正テーブルに基づいて補正すればよい。例えば、画素ずれ量補正テーブルに記憶されている画素ずれ量が２．５画素分であった場合には、当該画素から副走査方向Ｙに２画素分離れた画素信号と３画素分離れた画素信号の平均値を補正後の画素信号とすればよい。
【００９１】
次に、奇偶差補正部１３７では、図１１に示す補正回路２５６により奇偶差補正処理を行う。
【００９２】
すなわち、まず、入力端子２６０を通じて供給される、１ラインの画像信号Ｓを構成する、連続する３つの画素信号Ｓｐ、Ｓ、Ｓａ（レベルもＳｐ、Ｓ、Ｓａとする。）をレジスタ２６１〜２６３に順次記憶する。
【００９３】
次に、補正しようとする当該画素信号Ｓの補正後の画素信号Ｓ′を作成する際、連続３画素移動平均器７１により、当該画素信号Ｓと、この前後の画素信号Ｓｐ、Ｓａから次の（１３）式に示す重み付け連続３画素の移動平均信号Ｓｃを作成しておく。
【００９４】

そして、濃度演算器２７５により前後の画素信号Ｓｐ、Ｓａからこれらの平均である（１４）式に示す濃度対応信号Ｄｘを計算する。
【００９５】
Ｄｘ＝（Ｓｐ＋Ｓａ）／２ …（１４）
そして、画像の濃度が高いとき人間の視覚のＭＴＦが高い事実を考慮して、濃度が一定の基準レベルＤｒ（基準濃度設定入力器２８１から入力されるレベル）より高いとき（この実施の形態では、濃度Ｄ＝１．０、輝度レベルでは、濃度基準Ｄｒ＝１０００以下のとき）であって（比較器２７７の比較結果２値信号Ｇ１がハイレベルになる。）、かつコントラスト演算器２７６で前後の画素信号Ｓｐ、Ｓａの差として得られるコントラストＣｘ＝Ｓｐ−Ｓａが基準コントラストＣｒ（基準コントラスト設定入力器２８２から入力されるレベル）より小さいとき（比較器２７７の比較結果２値信号Ｇ２がハイレベルになる。）、補正オンオフスイッチ２８３がオン状態とされることにより２値信号Ｇ３がハイレベルになることを条件として、アンド回路２７３の出力信号であるスイッチ制御信号ＳＥがハイレベルとなる。このとき、スイッチ２７２の共通接点２７２ａが固定接点２７２ｃ側に切り換えられて、補正後の画素信号Ｓ′として連続３画素移動平均信号Ｓｃが出力端子２７４に供給される。
【００９６】
なお、コントラストＣｘが基準コントラストＣｒより小さいときには、濃度差（輝度差）が小さいので奇偶差に基づく等ピッチの縦筋が見えやすい（再現されやすい）。
【００９７】
このように補正することにより、奇偶差に基づく等ピッチの縦筋を見えなくすることができる。この場合、補正後の画素信号Ｓ′＝Ｓｃは、当該画素を含む連続する３画素の移動平均信号であるので、補正後の画素信号Ｓ′＝Ｓｃの重心位置が移動することもない。
【００９８】
さらに、前後の画素の平均の濃度対応信号Ｄｘの値が大きいとき（濃度Ｄが低いとき、原稿画像のハイライト側）、またはコントラストが大きいときには、切換信号ＳＥがローレベルとなって、共通接点２７２ａが固定接点２７２ｂ側に接続される。この場合には、３画素移動平均処理を行わないで、補正後の画素信号Ｓ′として当該画素信号Ｓ′＝Ｓを出力する。このようにすれば、画像のシャープ感が保持される。ここで、基準濃度Ｄｒ、基準コントラストＣｒは、ともに、画像読取・製版システム全体の特性から、画質評価を通じて、最終的な値を決定することが好ましい。
【００９９】
次に、主走査収差および倍率補正部１３８では、各イメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより主走査方向Ｘに等間隔でマークが設けられた基準チャートを読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号を理論データ（基準変倍率と考えることができる。）に基づいて補正する公知の技術を用いることができる（特公平６−４８８４４号公報または特公平６−８５５５６号公報参照）。
【０１００】
この実施の形態では、主走査方向Ｘに４．５ｍｍピッチの等間隔で黒色のマークが２５本描かれた基準チャートを各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂで読み込み、各リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂの前記マーク間の画素の数が、前記理論データ（この場合、隣接するマーク間の画素数）に対応する数になるように、リニアイメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂの各画素について主走査方向Ｘの変倍係数を定め、変倍補正係数テーブル（電気的な倍率補正であって、アドレスと補間係数とからなる。）として格納しておく。すなわち、主走査方向Ｘに等間隔でマークが設けられた基準チャートを各イメージセンサ１ｒ、１ｇ、１ｂにより読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号に基づく再生画像が等間隔となるように各画素についての電気的倍率を計算することで、主走査方向の倍率を補正するようにしている。なお、この変倍補正係数テーブルには、ズームレンズ等の光学系の収差も含まれることになるので収差補正テーブルと考えてもよい。
【０１０１】
このような主走査収差および倍率補正処理を各リニアイメージセンサの各画素について行うことにより、再生画像上における主走査方向の色ずれを解消することができる。
【０１０２】
次に、濃度変換補正部１３９では、図１２に模式的に示すように、ルックアップテーブルである輝度・濃度変換テーブル２９０により各イメージセンサ１から得られ入力端子２８９に供給された、いわゆる光量リニアの１４ビットの輝度レベルの画像信号Ｓを１０ビットの濃度レベルの画像信号Ｓ′に変換して出力端子２９１から出力する。換言すれば、後に網％データとするために、いわゆるポジ画像データをいわゆるネガ画像データに変換する。この場合、輝度・濃度変換テーブル２９０に格納される値は、次の（１５）式により得られる値である。
【０１０３】
Ｓ′＝（１０２３／３．６）×ｌｏｇ₁₀（１６０００／Ｓ） …（１５）
この（１５）式において、画像信号Ｓは、基本的には、上述の（６）式で説明した補正後の画像データＱａｆであるので、光量Ｌがゼロ値のときの暗示レベルがオフセット値ΔＳ＝４０になり、光量Ｌが最大光量のとき、値１６０００＋４０になる画像信号である。なお、図１２中の輝度・濃度変換テーブル２９０中のグラフにおいて、縦軸の濃度に対応する値０〜１０２３は、濃度値として０〜３．６に対応させている。
【０１０４】
最後に、濃度依存平均化補正部１４０は、例えば、図１３に示すように構成される。
【０１０５】
平均化信号Ｕを出力する平均化部３０６と、補正係数ｋを出力する補正形成テーブル３０７には、キーボード８３により指定されＣＰＵ８２によって設定されるマスクサイズＭＳと濃度依存係数指定ＣＤが供給される。
【０１０６】
出力端子１４２に得られる濃度依存平均後の画像データをＳ′とするとき、これは、次の（１６）式で与えられる。
【０１０７】
Ｓ′＝Ｓ×ｋ＋Ｕ×（１−ｋ） …（１６）
この（１６）式の意味は以下の通りである。
【０１０８】
原稿Ｆのシャドウ部は、輝度信号のレベルが低いのでＳ／Ｎが劣化する領域である。Ｓ／Ｎの劣化は、画像上ではざらつき感として現れ画像品質が劣化する。このざらつきは、本発明者等の研究により各リニアイメージセンサ１から出力されるノイズ成分の寄与が一番大きいことが分かっている。このノイズ成分はランダムノイズであるので、ざらつきを低減するためには、所定のマスクサイズＭＳ（この実施の形態では、１画素×１画素〜４画素×４画素の範囲を採用した。）で平均化演算することが効果的であることが分かっている。そこで、平均化信号Ｕを計算している。しかし、平均化処理は、信号の周波数レスポンスであるＭＴＦ特性の劣化を引き起こす副作用がある。
【０１０９】
一方、上述したように、視覚特性上、明るいハイライト部分では、シャドウ部に比較してＭＴＦ劣化の度合いがより確認されやすいが、上述のざらつき感は視認されにくい。
【０１１０】
そこで、入力画像信号Ｓの濃度レベルが低いハイライト側では、入力画像信号Ｓをそのまま補正後の画像信号Ｓ′（ｋ＝１）として出力し、入力画像信号Ｓの濃度レベルが高い部分では、平均化信号Ｕを用いた画像信号Ｓ′を出力するように構成することにより、画像のハイライト側のＭＴＦ特性を保存しつつ、画像のシャドウ側のざらつきの改善の両立を図っている。なお、マスクサイズＭＳや濃度依存係数指定ＣＤの各値は、原稿Ｆの処理条件、特に、倍率や解像度の指定値に応じて、それらの処理後に最適な値を予め決めておいて設定するようにすればよい。
【０１１１】
このように上述の実施の形態によれば、原稿Ｆに担持された画像情報を有する光Ｌを３色分解光学系３２（３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ）を介してＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサ１（１ｒ、１ｇ、１ｂ）により２次元的に読み取り、各リニアイメージセンサ１から出力される奇数画素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとを交互に取り込んで画素信号の列からなる出力信号としての画像信号Ｓを得、この画像信号Ｓを、原稿Ｆの画像を印刷またはディスプレイ等により忠実に再現するための高品位の画像信号Ｓ′に補正する際、入力画像信号Ｓに対してオフセットレベル補正部１３１、感度ばらつき補正部１３２、副走査湾曲・奇偶差補正部１３５、主走査収差および倍率補正部１３８、濃度変換補正部１３９の順番による各補正処理を基本的な必須の処理（第１の基本的な処理順番という。）として行うように構成している。このような構成とすることで、出力画像が高品質の画像となる補正後の画像信号Ｓ′を得ることができる。
【０１１２】
なお、この基本的な必須の処理は、オフセットレベル補正部１３１、感度ばらつき補正部１３２、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正部１４１、主走査収差および倍率補正部１３８の順番（第２の基本的な処理順番という。）で行うようにしても同等の結果が得られる。
【０１１３】
また、これら第１および第２の基本的な処理順番に対して、感度ばらつき補正部１３２の直後に欠陥画素補正部１３３、解像度向上補正部１３４の順番で補正処理を挿入することにより、出力画像が一層高品位の画像となる画像信号Ｓ′を得ることができる。
【０１１４】
さらに、第１の基本的な処理順番に対しては、濃度変換補正部１３９の次に濃度依存平均化補正部１４０による処理を行う。また、第２の基本的な処理順番に対しては、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正部１４１の後側に順番を問わずに濃度依存平均化補正部１４０による処理を挿入することにより、出力画像がより一層高品位の画像となる画像信号Ｓ′を得ることができる。
【０１１５】
これらの補正処理により、以下のような作用効果が得られる。
（１）白抜け部を有する高濃度原稿を読み取る際に電荷の転送部で発生する不要なオフセットレベルの変動、いわゆるオフセットシフト成分をオフセットレベル補正部１３１により解消できる。
（２）リニアイメージセンサを構成する画素毎に感度が異なる場合がある不具合を感度ばらつき補正部１３２により解消することができる。
（３）欠陥画素が存在する場合がある不都合を欠陥画素補正部１３３により解消することができる。
（４）解像度を向上させたいという要望に対して解像度向上補正部１３４により答えることができる。
（５）リニアイメージセンサの受光部（光電変換画素の連結部）に副走査方向の湾曲が存在することを原因として発生する再現画像上の色ずれを、副走査湾曲補正部１３６により解消することができる。
（６）奇数画素と偶数画素とで、リニアリティが異なる場合がある不都合を奇偶差補正部１３７による処理により解消することができる。
（７）主走査方向内で倍率が異なる場合がある不都合を、主走査収差および倍率補正部１３８による処理により解決することができる。
（８）輝度信号を濃度信号に変換する際に雑音の影響が現れる場合があるという不具合を、濃度変換補正部１３９および濃度依存平均化補正部１４０による処理により解消することができる。
（９）輝度信号レベルが低い高濃度レベル部分側でリニアイメージセンサのノイズを原因とするざらつき感が発生する場合があるという不都合を、濃度変換補正部１３９および濃度依存平均化補正部１４０による処理により解消することができる。
【０１１６】
なお、この発明は上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、入力画像信号に対して一連の補正処理を施すことにより、出力画像が高階調で高品位の画像となる画像信号を得ることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用される透過原稿用画像読取装置の概略的構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の一実施の形態が適用される反射原稿用画像読取装置の概略的構成を示す断面図である。
【図３】この発明の全体構成の説明に供されるブロック図である。
【図４】オフセットレベル補正処理の作用説明に供される線図である。
【図５】感度補正処理の作用説明に供される補正前のＡ／Ｄレベルに係る線図である。
【図６】感度補正処理の作用説明に供される補正後のＡ／Ｄレベルに係る線図である。
【図７】解像度向上補正処理の作用説明に供される２／３画素変位に係る線図である。
【図８】解像上向上補正処理後の画像データの構成を示す線図である。
【図９】副走査湾曲補正処理の作用説明に供される線図である。
【図１０】リニアイメージセンサの副走査湾曲状態を示す特性図である。
【図１１】奇偶差補正処理を実施するための構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】濃度変換補正処理を実施するための構成を示す線図である。
【図１３】濃度依存平均化補正処理を実施するための構成を示すブロック図である。
【図１４】一般的に半導体パッケージ構造のリニアイメージセンサの構成を示す線図である。
【符号の説明】
１（１ｒ、１ｇ、１ｂ）…リニアイメージセンサ
２…受光部 ３（３ｏ、３ｅ）…画素転送部
２７…ピエゾ素子
３２（３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ）…色分解プリズム
１０１…画像信号補正装置 １０３…画像信号補正システム
１３１…オフセットレベル補正部 １３２…感度ばらつき補正部
１３３…欠陥画素補正部 １３４…解像度向上補正部
１３５…副走査湾曲・奇偶差補正部 １３６…副走査湾曲補正部
１３７…奇偶差補正部 １３８…主走査収差および倍率補正部
１３９…濃度変換補正部 １４０…濃度依存平均化補正部
Ｆ…原稿 Ｌ…画像情報を含む光
Ｓｅ…偶数画素信号 Ｓｏ…奇数画素信号

Claims (8)

1. 原稿に担持された画像情報を含む光を３色分解光学系に導き、この３色分解光学系に一体的に取り付けられたＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサにより前記原稿を主走査方向に１ライン毎に読み取るとともに、前記原稿を前記３色分解光学系に対して相対的に副走査方向に移送することで、前記原稿に担持された画像情報を２次元的に読み取り、前記各イメージセンサから出力される奇数画素信号と偶数画素信号とを交互に取り込んで画素信号の列からなる出力信号としての画像信号を得、この画像信号の補正方法において、
   オフセット補正処理、感度補正処理、副走査湾曲・奇偶差補正処理、主走査収差および倍率補正処理、濃度変換補正処理の順での補正処理を備え、
   前記オフセット補正処理では、
   各ラインの画像信号の取り込み後に、さらに転送クロックを供給し続け、空となった転送部のレベル（空転送レベル）を求め、現ラインの画像信号を構成する各画素信号のオフセットを補正する際に、前ラインの空転送レベルと現ラインの空転送レベルとの傾斜平均により各画素信号の補正オフセット量を算出してオフセットを補正し、
   前記感度補正処理では、
   白色原稿または透明原稿を直接読み取るとともに、所定濃度のフィルタを通じて読み取った画像信号に基づき、前記各イメージセンサを構成する各画素の感度ばらつきを補正し、
   前記副走査湾曲・奇偶差補正処理では、
   各イメージセンサにより、主走査方向に延びる直線画像を担持した原稿を、連続する複数ライン分読み取った後、１つのイメージセンサを基準に残り２つのイメージセンサの副走査方向の画素ずれ量を求めて補正するとともに、前後の補正前画素信号のレベルの平均値と差に基づき、補正前当該画素信号または補正後当該画素信号を選択して出力することにより前記奇数画素信号と前記偶数画素信号のレベルのばらつきを補正し、
   前記主走査収差および倍率補正処理では、
   主走査方向に等間隔でマークが設けられた基準チャートを各イメージセンサにより読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号に基づく再生画像が等間隔となるように各画素についての電気的倍率を計算することで、主走査方向の収差と倍率を補正し、
   前記濃度変換補正処理では、
   輝度・濃度変換テーブルにより各イメージセンサから得られた輝度レベルの画像信号を濃度レベルの画像信号に変換する
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記濃度変換補正処理の次に濃度依存平均化補正処理を挿入し、
   この濃度依存平均化補正処理では、濃度レベル変換後の画像信号（Ｓとする。）の濃度レベルが、各イメージセンサから出力されるランダムノイズ成分を原因とするざらつきが画像上で視認されないほど低い場合には画像信号Ｓをそのまま出力し、濃度レベルが、前記ざらつきが視認されるほど高い場合には画像信号Ｓを所定のマスクサイズで平均化した画像信号（Ｕとする。）のレベルに応じた補正係数をｋ（ｋは０〜１の値をとる。）とするとき、Ｓ′＝Ｓ×ｋ＋Ｕ×（１−ｋ）で得られる画像信号Ｓ′を出力するようにした
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
3. 請求項１記載の方法において、
   前記副走査湾曲・奇偶差補正処理の直前に、解像度向上補正処理を挿入するとともに、前記濃度変換補正処理の直後に濃度依存平均化補正処理を挿入し、
   前記解像度向上補正処理を行う場合には、前記原稿を主走査方向に１ライン毎に読み取るときに、前記各イメージセンサを主走査方向にＰｐ・ｑ・２／（２・ｍ＋１）（ただし、Ｐｐは隣接する画素の中心間の距離、ｍは１以上の整数）を満足するように、ｑを０から２ｍまで各ライン毎に順次変えることで変位させて読み取って解像度を（２・ｍ＋１）倍に上げた後、解像度向上後の画像信号について連続する（２ｍ＋１）個の画素信号の移動平均を取り、最終的な解像度向上後の画素信号とし、
   前記濃度依存平均化補正処理では、濃度レベル変換後の画像信号（Ｓとする。）の濃度レベルが低い場合には画像信号Ｓをそのまま出力し、濃度レベルが高い場合には画像信号Ｓを所定のマスクサイズで平均化した画像信号（Ｕとする。）のレベルに応じた補正係数をｋ（ｋは０〜１の値をとる。）とするとき、Ｓ′＝Ｓ×ｋ＋Ｕ×（１−ｋ）で得られる画像信号Ｓ′を出力するようにした
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
4. 原稿に担持された画像情報を含む光を３色分解光学系に導き、この３色分解光学系に一体的に取り付けられたＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサにより前記原稿を主走査方向に１ライン毎に読み取るとともに、前記原稿を前記３色分解光学系に対して相対的に副走査方向に移送することで、前記原稿に担持された画像情報を２次元的に読み取り、前記各イメージセンサから出力される奇数画素信号と偶数画素信号とを交互に取り込んで画素信号の列からなる出力信号としての画像信号を得、この画像信号の補正方法において、
   オフセット補正処理、感度補正処理、副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理、主走査収差および倍率補正処理の順での補正処理を備え、
   前記オフセット補正処理では、
   各ラインの画像信号の取り込み後に、さらに転送クロックを供給し続け、空となった転送部のレベル（空転送レベル）を求め、現ラインの画像信号を構成する各画素信号のオフセットを補正する際に、前ラインの空転送レベルと現ラインの空転送レベルとの傾斜平均により各画素信号の補正オフセット量を算出してオフセットを補正し、
   前記感度補正処理では、
   白色原稿または透明原稿を直接読み取るとともに所定濃度のフィルタを通じて読み取った画像信号に基づき、前記各イメージセンサを構成する各画素の感度ばらつきを補正し、
   前記副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理では、
   各イメージセンサにより、主走査方向に延びる直線画像を担持した原稿を、連続する複数ライン分読み取った後、１つのイメージセンサを基準に残り２つのイメージセンサの副走査方向の画素ずれ量を求めて補正するとともに、前後の補正前画素信号のレベルの平均値と差に基づき、補正前当該画素信号または補正後当該画素信号を選択して出力することにより前記奇数画素信号と前記偶数画素信号のレベルのばらつきを補正し、かつ、輝度・濃度変換テーブルにより各イメージセンサから得られた輝度レベルの画像信号を濃度レベルの画像信号に変換し、
   前記主走査収差および倍率補正処理では、
   主走査方向に等間隔でマークが設けられた基準チャートを各イメージセンサにより読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号に基づく再生画像が等間隔となるように各画素についての電気的倍率を計算することで、主走査方向の収差と倍率を補正する
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
5. 請求項４記載の方法において、
   前記副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理の次、または主走査収差および倍率補正処理の次に濃度依存平均化補正処理を挿入し、
   この濃度依存平均化補正処理では、濃度レベル変換後の画像信号（Ｓとする。）の濃度レベルが、各イメージセンサから出力されるランダムノイズ成分を原因とするざらつきが画像上で視認されないほど低い場合には画像信号Ｓをそのまま出力し、濃度レベルが、前記ざらつきが視認されるほど高い場合には画像信号Ｓを所定のマスクサイズで平均化した画像信号（Ｕとする。）のレベルに応じた補正係数をｋ（ｋは０〜１の値をとる。）とするとき、Ｓ′＝Ｓ×ｋ＋Ｕ×（１−ｋ）で得られる画像信号Ｓ′を出力するようにした
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
6. 請求項４記載の方法において、
   前記副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理の直前に、解像度向上補正処理を挿入するとともに、前記副走査湾曲・奇偶差・濃度変換補正処理の後であれば順番を問わずに濃度依存平均化補正処理を挿入し、
   前記解像度向上補正処理を行う場合には、前記原稿を主走査方向に１ライン毎に読み取るときに、前記各イメージセンサを主走査方向にＰｐ・ｑ・２／（２・ｍ＋１）（ただし、Ｐｐは隣接する画素の中心間の距離、ｍは１以上の整数）を満足するように、ｑを０から２ｍまで各ライン毎に順次変えることで、変位させて読み取り、各イメージセンサを構成する１画素を、０、１・２／（２・ｍ＋１）、…、２ｍ・２／（２・ｍ＋１）個分の画素信号で移動平均した（２・ｍ＋１）個の画素信号に分解し、
   前記濃度依存平均化補正処理では、濃度レベル変換後の画像信号（Ｓとする。）の濃度レベルが、各イメージセンサから出力されるランダムノイズ成分を原因とするざらつきが画像上で視認されないほど低い場合には画像信号Ｓをそのまま出力し、濃度レベルが、前記ざらつきが視認されるほど高い場合には画像信号Ｓを所定のマスクサイズで平均化した画像信号（Ｕとする。）のレベルに応じた補正係数をｋ（ｋは０〜１の値をとる。）とするとき、Ｓ′＝Ｓ×ｋ＋Ｕ×（１−ｋ）で得られる画像信号Ｓ′を出力するようにした
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
7. 原稿に担持された画像情報を含む光を３色分解光学系に導き、この３色分解光学系に一体的に取り付けられたＲ、Ｇ、Ｂ用各リニアイメージセンサにより前記原稿を主走査方向に１ライン毎に読み取るとともに、前記原稿を前記３色分解光学系に対して相対的に副走査方向に移送することで、前記原稿に担持された画像情報を２次元的に読み取り、前記各イメージセンサから出力される画素信号を取り込んで画素信号の列からなる出力信号としての画像信号を得、この画像信号の補正方法において、
   オフセット補正処理、感度補正処理、副走査湾曲・濃度変換補正処理、主走査収差および倍率補正処理の順での補正処理を備え、
   前記オフセット補正処理では、
   各ラインの画像信号の取り込み後に、さらに転送クロックを供給し続け、空となった転送部のレベル（空転送レベル）を求め、現ラインの画像信号を構成する各画素信号のオフセットを補正する際に、前ラインの空転送レベルと現ラインの空転送レベルとの傾斜平均により各画素信号の補正オフセット量を算出してオフセットを補正し、
   前記感度補正処理では、
   白色原稿または透明原稿を直接読み取るとともに所定濃度のフィルタを通じて読み取った画像信号に基づき、前記各イメージセンサを構成する各画素の感度ばらつきを補正し、
   前記副走査湾曲・濃度変換補正処理では、
   各イメージセンサにより、主走査方向に延びる直線画像を担持した原稿を、連続する複数ライン分読み取った後、１つのイメージセンサを基準に残り２つのイメージセンサの副走査方向の画素ずれ量を求めて補正するとともに、輝度・濃度変換テーブルにより各イメージセンサから得られた輝度レベルの画像信号を濃度レベルの画像信号に変換し、
   前記主走査収差および倍率補正処理では、
   主走査方向に等間隔でマークが設けられた基準チャートを各イメージセンサにより読み取った後、前記等間隔マークの読取画像信号に基づく再生画像が等間隔となるように各画素についての電気的倍率を計算することで、主走査方向の収差と倍率を補正する
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法において、
   前記感度補正処理の直後に、欠陥画素補正処理を挿入し、
   この欠陥画素補正処理では、予め、リニアイメージセンサを構成する各光電変換画素によりハイライト側近傍に対応する光量とシャドウ側近傍に対応する光量に係る画素信号レベルを読み取り、その信号レベル間を結ぶ直線式を得、次に、前記シャドウ側近傍に対応する光量よりも小さい光量に係る画素信号レベルを読み取り、この画素信号レベルが、前記直線式から推定される推定値に対して所定値以上ずれていた場合に欠陥画素と特定し、特定した欠陥画素番号を記憶しておき、実際に、この欠陥画素番号に係る欠陥画素信号を読み取ったとき、この欠陥画素信号に代替して前後の画素信号のレベルの平均レベルを有する信号を出力する
   ことを特徴とするリニアイメージセンサの出力画像信号の補正方法。

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