JP4090006B2 - Image processing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、原稿読み取り画像データに基づいて画像を再生する複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に適用し得る画像処理装置に関し、より詳細には、CCD等のラインイメージセンサにより読み取られた画像信号を処理するための動作信号に周波数拡散されたタイミング信号を用いる画像処理装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CCD等のラインイメージセンサにより読み取られた画像信号を、画像再生用のデータとして処理する複写機、ファクシミリ装置等に適用しうる画像処理装置において、処理回路の制御・駆動を行う動作クロックの高速化に伴い起きる高周波放射ノイズが、近年、問題となっている。この対策として、周期的に動作クロックに発振周波数を連続的に変化させる周波数拡散を行い、特定の周波数に高周波放射ノイズが集中することを回避するという提案がなされている。
しかしながら、周波数拡散技術を用いて画像処理系を動作させると、周波数拡散された動作クロック(タイミング信号)を用いることによりデジタル信号系では特に起きない問題が、アナログ信号系に発生する。つまり、CCDラインセンサのように、デバイスを駆動するクロック信号の位相関係とパルス幅とに関連したアナログ信号波形をデバイスの出力信号として処理する場合に、周波数拡散の周期とCCDラインセンサの駆動周期の同期がとれないことや、CCDラインセンサの駆動クロック信号の周波数拡散の影響によって微妙に変化するCCDラインセンサの出力信号波形とサンプリング位置のデータ変動の影響から、周波数拡散の周期に応答し、ライン走査の基準信号に非同期なノイズが画像データに含まれ、この画像データにより画像を形成すると、ノイズによる縞模様が画像上に現れてしまう場合がある、という問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記した画像データに含まれるノイズへの対応策として、次に示す二つの方法が提案された。第1の方法は、CCDの1主走査ライン毎に主走査の同期信号により周波数拡散の周期をリセットし、ノイズを主走査の基準点から一定の位置に発生させるようにすることにより、印刷出力した画像に現れるノイズのばらつきを一定位置にして、見かけ上のノイズの低減を図るとしている(特開2000-138805、参照)。しかしながら、この方法によると、拡散を一定期間でしかも、拡散周期に非同期にリセットが入っているために、安定した放射ノイズレベルの低減効果を保つことができない。
第2の方法は、発生したノイズ分を補正してノイズ除去を行うようにするもので、1ライン分のノイズ成分を予め求めておき、ライン毎に画像データに含まれるノイズを、予め求めておいたノイズ分により補正する方法である(特開2000-22959、参照)。しかしながら、近年、CCDの解像度上昇に伴い、ラインごとのメモリ容量は増量する一方であり、特に、カラー複写機においては、例えば、入力画像信号がRGBと3色ある。従って、この方法によると、各色の系統毎に1ラインのノイズ成分を保存するためのメモリが必要になり、メモリ容量を増大させてしまうことになり、好ましくない。また、ノイズ補正データは走査ラインに対応するデータであるから、ライン同期信号(LSYNC)と同期をとって適用しなければならず、そのための手段を必要とする。
【0004】
本発明は、上記した従来法の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数拡散された動作クロック(タイミング信号)を用いて、CCD等のラインイメージセンサにより読み取られた画像信号を、画像再生用のデータとして処理する画像処理装置及び該画像処理装置を備えた画像形成装置において、周波数拡散クロックにより画像に発生するノイズ成分を補正・除去することにより、ノイズのばらつきが起きることがなく安定的に放射ノイズレベルを低減させ、かつ、ノイズ成分の補正・除去を行う際に必要なメモリ容量の低減化を図り、ライン同期信号との同期を必要としない簡素な回路を用いることを可能にする前記画像処理装置、該画像処理装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、画像信号を読み取る画像信号読取手段と、基準クロックに対して所定の拡散周期で連続的に発振周波数を変調させて周波数拡散クロックを発生する周波数拡散手段と、前記画像信号読取手段によって、周波数拡散を OFF したときに読み取った白基準画像信号をもとにシェーディングデータを取得するシェーディングデータ取得手段と、前記シェーディングデータ取得手段が取得したシェーディングデータを保持するシェーディングデータ保持手段と、前記画像信号読取手段によって、周波数拡散クロックで読み取った白基準画像信号をもとに前記周波数拡散手段が発生する周波数拡散クロックにより画像信号に発生するノイズを補正するためのノイズ補正データを取得する手段と、前記ノイズ補正データ取得手段が取得したノイズ補正データを保持する補正データ保持手段と、前記シェーディングデータ保持手段が保持するシェーディングデータと前記補正データ保持手段が保持するノイズ補正データとに基づいて、通常読み取り時に前記画像信号読取手段によって周波数拡散クロックで読み取られた画像信号を同時に補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、前記補正データ保持手段が保持するノイズ補正データは、前記拡散周期分のノイズ補正データであることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の画像処理装置において、前記拡散周期に基づいて前記補正データ保持手段が保持するノイズ補正データを参照することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の画像処理装置において、前記補正手段は、前記シェーディングデータとノイズ補正データを合わせ、1つの補正データとして前記画像信号に対する補正演算を行うようにしたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載された画像処理装置の構成を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
本発明は、周波数が連続的に変調するクロック(周波数拡散されたクロック)信号をもとに生成されるタイミング(動作)信号を用いて、ラインイメージセンサ及びセンサ出力信号のアナログ処理及びデジタル処理の動作を制御する画像処理装置に関する。なお、以下に示す本発明の実施例は、画像形成装置としてのデジタル複写機に適用可能な画像処理装置の一例を示す。
図1は、本発明の実施例に係わる画像処理装置の要部構成を概略図として示すものである。
図1を参照して、実施例に係わる画像処理装置のブロック構成とその動作について、述べる。
この実施例でも、この種の装置において通常行われていると同様に、装置全体にわたって動作のタイミングをとるために基準クロックを有しおり、発振器1において、その基準クロックを発生する。本例では、発生した基準クロックをもとに、タイミング信号生成部2において、入力画像信号の処理系を構成するアナログ信号処理部3、A/D変換部4、ノイズ補正・シェーディング補正部5、デジタル画像処理部6の各ブロックが画像信号や補正データを処理するのに必要なタイミング信号を生成する。タイミング信号生成部2において生成された信号に基づいて各処理部の動作タイミングが制御される。
アナログ信号処理部3においては、タイミング信号生成部2の信号を用いて、CCD等を用いたスキャナ部(詳細は、省略するが、複写機、ファクシミリ装置、イメージスキャナ装置等の画像読み取り部として周知である)によってアナログ画像信号を生成する。生成された画像信号は、A/D変換部4においてデジタル画像信号に変換された後、ノイズ補正・シェーディング補正部5でシェーディング補正が施される。ここでは、後記で詳述するノイズ(周波数拡散クロックを用いたタイミング動作により前段の処理過程で発生するノイズ)補正を同時に行う。補正された画像データは、画像処理部6によって、それぞれの媒体への作像用のデータとして処理され、出力される。
【0010】
図2は、図1に示したタイミング信号生成部2をより詳細に示す図である。
図2を参照して、タイミング信号生成部2の構成とその動作について、以下に説明する。
タイミング信号生成部2は、周波数拡散回路21とタイミング信号生成回路22を備える。周波数拡散回路21には、基準となるクロックが入力され、ここで、クロックの周波数を少しずつ変化させながら発振させ、周波数拡散を行う。
発振器1は、通常、発生する基準クロックとして高精度(例えば、100PPM,50PPM)のものを採用する。周波数拡散回路21は、基準クロックを周期性を持った変調発振状態で出力する。周波数を変調させて拡散させるときの変調パターンの一例を図3に示す。図3において、縦軸は周波数、横軸は時間である。
図3の変調パターンは、基準クロックの周波数を中心として、±0.5%或いは±1.0%といった所定の幅で+方向(周期が短くなる)と−方向(周期が長くなる)に同じパターンで滑らかに変化するように単位周期を定め、このパターンに従い一定拡散周期の変調サイクルを繰り返し、発振周波数を制御する。
この周波数拡散回路21によって周波数変調したクロックを用いてタイミング信号生成回路22で発生されるタイミング信号は、すべて周波数拡散されたクロックに基づいて生成されて各処理部に出力されることになる。それにより、システム全体の放射ノイズの低減効果が得られる。
【0011】
また、周波数拡散回路21からは拡散周期SYNC信号を出力する。拡散周期SYNC信号は、周波数拡散回路21において周波数変調に用いている変調周期を表したタイミング信号である。例えば、周波数拡散で使用されている周期が図3のようになっている場合、拡散周期ごとに、同図に示すようなタイミングで拡散周期SYNC信号を発生させる。なお、このときに、拡散周期SYNC信号は周波数拡散における、周期の中間位置(図3の発生位置)もしくは、最上部、最下部などにおいて発生されたほうが望ましいが、それに限る必要はない。
ここで発生させた拡散周期SYNC信号は、周波数拡散クロックによるノイズの補正処理(後記に詳述)を行うときに、その動作信号として用いるために、周波数拡散回路21からノイズ補正・シェーディング補正部5に出力させる。
また、周波数拡散回路21に制御信号を入力しているが、この制御信号は、この回路により基準クロックに変調をかけ、拡散機能を動作(ON)させるか、もしくは、変調をかけずに基準クロックがそのままの形で出力する、拡散機能を動作させない(OFF)、のいずれかのOFF/ON動作を制御するものである。この動作は、ノイズ補正に用いるノイズ補正データの取得処理(後述)に必要となる
【0012】
ここで、上記した周波数拡散クロックによりイメージセンサ出力画像に生じるノイズの補正処理に係わる実施例を詳細に説明する。
本実施例では、予め用意したノイズ補正データによりセンサ出力画像を補正することにより、ノイズの除去を行う方式を採用する。このために、装置を実際に動作させたときに周波数拡散クロックにより画像に発生するノイズデータを検出し、ノイズデータからノイズ補正データを生成し、メモリに保持させておく。このとき、メモリに保持するノイズ補正データを、拡散に用いた変調信号の1周期分のみのデータとしてメモリ容量の低減化を図る。補正時には、メモリから読み出したノイズ補正データによりセンサ出力画像を補正することにより、ノイズの除去を行う、というやり方による。
こうした補正方式、つまり変動(ノイズ)データを取得して、出力の一定化を図る補正方式は、センサ出力画像に行う補正処理として、通常行われているシェーディング補正と同様の方式である。本発明では、この点に着目したもので、ここでは、これらの補正データ、即ちノイズ補正データとシェーディングデータを合わせて、一つの補正データとして補正処理を行うことができるようなやり方を採用する。そこで、ノイズ補正データ、シェーディングデータを保持する各メモリからそれぞれのデータに適したタイミングで補正データを参照し、補正演算に用いるデータを一つにして各画像データに対して一度の演算で補正を済ませるようにする。つまり、ノイズとシェーディングの補正処理を同時に行うことを可能にする。
また、周波数拡散クロックによるノイズを補正するためのデータを取得する方法として、ここでは、基準白板をイメージセンサで読み取った白基準画像信号に基づいて、求めるようにする。
【0013】
図4は、ノイズ補正に係わる処理を行うノイズ補正・シェーディング補正部5(図1)をより詳細に示す。
図4を参照して、ノイズ補正・シェーディング補正部5の構成とその動作について、以下に説明する。
ノイズ補正・シェーディング補正部5は、ノイズ補正部41、シェーディング補正部42と補正演算部43を備え、前段のA/D変換部4で変換された画像データに補正を施し、ノイズを除去し、シェーディング補正をした画像データを後段のデジタル画像処理部6に出力する。
デジタル変換された画像データとそのタイミング信号は、それぞれノイズ補正部41、シェーディング補正部42、補正演算部43に入力される。シェーディング補正部42では、内部にシェーディングデータを取得するためのメモリを持ち、シェーディングデータ取得動作時に、入力された画像データをもとに生成したシェーディングデータを該メモリに保持する。ノイズ補正部41では、内部にノイズ補正データを取得するためのメモリと処理部を持ち、ノイズ補正データ取得動作時に、入力された画像データ及びシェーディングデータに基づいて生成したノイズ補正データ(生成方法は後記で詳述)を該メモリに保持する。補正演算部43では、原稿読み取り画像等の通常の画像データ読み取り動作時に、入力された画像データに、シェーディング補正部42、ノイズ補正部41に保持した補正データを用いて、ノイズ補正、シェーディング補正を施すための演算を行い、補正された画像データを後段のデジタル画像処理部6に出力する。なお、ノイズ補正動作のタイミング信号として拡散周期SYNC信号をノイズ補正部41及び補正演算部43に入力する。
【0014】
ここで、シェーディングデータ取得動作時、ノイズ補正データ取得動作時及び通常の画像データ読み取り動作時のデータ処理、並びに該処理に係わる各部の動作について詳細に説明する。
シェーディングデータは、従来から複写機等の原稿読み取り装置において普通に用いられている方法を適用して、そのデータを取得する。即ち、基準白板を読み取ったイメージセンサからの画像データをシェーディング補正部42に入力し、シェーディングデータを生成し、後述する補正演算用のパラメータとしてシェーディング補正部42の内部メモリに保持する。なお、このシェーディングデータの取得動作時に、タイミング信号生成部2で発生させるタイミング信号に拡散周波数の変調をかけない、即ち周波数拡散部21をOFFにした状態で基準白板の読み取りを行う。この設定で白基準画像データを得るようにすると、周波数拡散によるノイズの影響を受けない状態でシェーディングデータを生成することができる。
このようにして生成され、メモリに保持したシェーディングデータは、通常読み取り時に、シェーディング補正に用いるが、それ以外に、ノイズ補正データを生成する時にも使用される。
【0015】
ノイズ補正データの取得は、上記したシェーディングデータの場合と違い、周波数拡散させたタイミング信号により基準白板の読み取り動作をさせた時に検出される、ノイズの影響を受けた画像データに基づいて行う。即ち、ノイズ補正データの取得時に、タイミング信号生成部2で周波数拡散部21をONにし、発生させた拡散周波数による変調をかけたタイミング信号により基準白板を読み取り、読み取ったイメージセンサからの画像データをノイズ補正部41に入力する。このとき読み取ったデータには、シェーディング補正が施されていないのでノイズ分に加えてシェーディングが重畳されている。
一方、ここでは、ライン同期SYNC信号と拡散変調周期SYNC信号が非同期であることや、保持するノイズ補正データのメモリ容量の低減化のために、拡散周波数の単位周期分(1ライン分ではなく)の補正データを得るようにする。このために、白基準画像データから拡散周波数の単位でノイズデータ分を抽出するという操作を必要とする。そこで、ノイズ補正部41には、さらに、先にシェーディング補正部42で検出されたシェーディングデータを入力することに加え、又、拡散周波数の単位周期分のノイズデータを抽出する操作を行うために周波数拡散部21から拡散周期SYNC信号も入力する。
ノイズデータの抽出は、拡散周波数で読み取り動作を行い得た白基準画像データから、先に周波数拡散をOFFした状態で取得したシェーディングデータを用いて光源やCCDの素子ばらつき等の影響を除去することにより、純粋な周波数拡散によるノイズ分の抽出を行うことができる。このとき、拡散周波数の変調周期SYNC信号によって読み取り画像データを切り出し、その画像データから拡散周波数の単位周期分のノイズ補正データを算出することが可能となる。このときに用いる白基準画像データは、拡散周期SYNC信号により切り出されたデータから任意に定めたデータとすることができるが、諸種の平均化処理を適用して得たデータとしても良い。
【0016】
ここで、補正演算部43で使用する補正演算パラメータとしてのノイズ補正データの算出過程を説明する。
図5は、ノイズ補正データの算出過程を説明するための信号線図である。
図5を参照すると、周波数拡散がかかっている状態で白基準画像データ検出し、このデータにシェーディングデータを用いてシェーディング分を削除する補正をすると、入力画像データは、例えば、図5の入力信号(a)で表されるような、均一レベル(拡散なし)を中心に周波数拡散周期で増減する拡散ノイズの乗ったデータとなる。
そこで、この入力信号に含まれるノイズ信号を検出し、補正用パラメータを算出する。このときの手順としては、図5中の拡散周期SYNC信号(b)で表される変調周期SYNC信号の単位周期分の入力信号のデータをとり(最低1周期分で、平均化処理等を行う場合、必要な単位数分)、補正用パラメータの算出用データとして、一時保管する。この後、保管されたデータを用いて入力信号をノイズのない均一データにするための補正用パラメータを算出する。パラメータの算出は、均一レベルをもとにノイズ信号成分を取り出し、ノイズ信号成分の+,−を逆にした、図5の補正用パラメータ(c)に示すようなデータをパラメータとして求める。この演算により求めた補正用パラメータに基づいて、入力画像信号を補正すると、図5の出力信号(d)のようにノイズが除去された均一レベル信号を得ることができる。
【0017】
通常の画像データ読み取り時の動作を説明する。通常読み取り時には、周波数拡散させたタイミング信号により原稿の読み取り動作をさせるので、拡散ノイズが入力画像信号に含まれる。拡散ノイズの補正演算は、補正用パラメータに基づいて、入力画像信号を補正する。図5の例にとると、拡散ノイズを含む図5の入力信号(a)に補正用パラメータ(c)を適用することにより、出力信号(d)のようにノイズが除去された均一レベル信号を得る補正演算を行う。
この実施例では、拡散ノイズの補正を、通常入力画像信号対して行われるシェーディング補正と同時に補正演算部43により行う。即ち、補正演算部43は、ノイズ補正部41及びシェーディング補正補正部42で生成し、内部メモリに保持した補正パラメータを参照し、設定された補正パラメータを同時に入力画像信号に適用して、補正演算を行い、補正により適正化された画像信号を出力する。この時、補正パラメータの設定動作を、タイミング信号発生部2が発するライン同期信号に基づく動作タイミング信号及び拡散周期SYNC信号により行う。
【0018】
なお、このときに、正確な補正するためには、補正演算部43で、拡散周期SYNC信号を基に画像データとノイズ発生分との同期化を図ってデジタル遅延のないように補正する事が重要である。拡散周期SYNC信号を基準に動作して、かつ、時間的タイミングを同時にすることにより、補正パラメータと画像データの時間的タイミングが合うようにする。そうすると、適切なパラメータを参照することができ、正確な補正が行われることになる。
このように、CCDの感度ムラ照度ムラなどのシェーディング補正には拡散OFF時のデータから得たシェーディング補正パラメータを、又、拡散ノイズの補正にはノイズ分を抽出して得たノイズ補正パラメータを、それぞれに適したタイミングで用いることにより、精度の高い補正を可能としている。また、拡散ノイズに対しては、拡散周期ごとに補正することにより、拡散周期分のパラメータが必要となるだけなので、メモリ容量を低減することができる。
【0019】
本発明の画像処理装置を装備させた画像形成装置、その一つとして、例えば、デジタル複写機を構成するためには、上記に示した実施例の画像処理装置の入力側に、原稿画像の読み取りを行うスキャナ部を備え、画像処理装置の出力側に、画像形成部を備える必要がある。ここでは、スキャナ部のCCDラインセンサからの画像信号を画像処理装置への入力とし、画像処理装置の出力側から画像形成部へ作像に必要な画像データを送り出すように、これらの構成要素を結合し、全体装置を構成する。構成要素として用いるスキャナ部及び画像形成部は、既存の技術を用いることにより実施可能である。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、シェーディングデータ及び拡散周期分のノイズ補正データをそれぞれに保持するメモリを参照して得た補正データを同時に、通常(原稿)読み取り時の入力画像信号に適用して補正を行うようにしたことにより、シェーディング及び拡散ノイズを適正に補正・除去し、その際に必要なメモリ容量を低減化し、回路構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係わる画像処理装置の要部構成を概略図として示す。
【図2】 図1に示したタイミング信号生成部をより詳細に示す。
【図3】 基準クロックを周波数拡散させるときに用いる変調パターンの一例を示す。
【図4】 図1に示したノイズ補正・シェーディング補正部をより詳細に示す。
【図5】 ノイズ補正データの算出・適用過程を説明するための信号線図である。
【符号の説明】
1…発振器、 2…タイミング信号生成部、
21…周波数拡散回路、 22…タイミング信号生成回路、
3…アナログ信号処理部、 4…A/D変換部、
41…ノイズ補正部、 42…シェーディング補正部、
43…補正演算部、
5…ノイズ補正・シェーディング補正部、
6…デジタル画像処理部。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an image processing apparatus that can be applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine that reproduces an image based on original read image data, and more specifically, an image read by a line image sensor such as a CCD. The present invention relates to an image processing apparatus and an image forming apparatus that use a timing signal that is frequency-spread as an operation signal for processing the signal.
[0002]
[Prior art]
In an image processing apparatus that can be applied to a copying machine, a facsimile machine, or the like that processes image signals read by a line image sensor such as a CCD as data for image reproduction, the operation clock for controlling and driving the processing circuit is accelerated. In recent years, high-frequency radiation noise caused by the problem has become a problem. As a countermeasure against this, a proposal has been made to avoid the concentration of high-frequency radiation noise at a specific frequency by performing frequency diffusion that periodically changes the oscillation frequency to the operation clock.
However, when the image processing system is operated using the frequency spread technique, a problem that does not occur particularly in the digital signal system due to the use of the frequency spread operation clock (timing signal) occurs in the analog signal system. That is, when processing an analog signal waveform related to the phase relationship and pulse width of the clock signal for driving the device as the output signal of the device, such as a CCD line sensor, the frequency spreading period and the CCD line sensor driving period In response to the frequency spread period, the output signal waveform of the CCD line sensor and the influence of the data fluctuation of the sampling position that change slightly due to the influence of the frequency spread of the drive clock signal of the CCD line sensor, There is a problem that noise asynchronous to the reference signal for line scanning is included in the image data, and when an image is formed using this image data, a stripe pattern due to noise may appear on the image.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the following two methods have been proposed as countermeasures against noise included in the image data. The first method is to reset the frequency spread period by a main scanning synchronization signal for each main scanning line of the CCD and generate noise at a fixed position from the reference point of the main scanning. It is intended to reduce the apparent noise by setting the variation of the noise appearing in the image to a certain position (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-138805). However, according to this method, since the diffusion is performed in a fixed period and asynchronously in the diffusion period, the effect of reducing the stable radiation noise level cannot be maintained.
The second method corrects the generated noise and performs noise removal. The noise component for one line is obtained in advance, and the noise included in the image data is obtained in advance for each line. This is a correction method based on the amount of noise placed (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22959). However, in recent years, the memory capacity for each line is increasing as the resolution of the CCD increases. In particular, in a color copying machine, for example, the input image signal has three colors RGB and RGB. Therefore, according to this method, a memory for storing one line of noise components is required for each color system, which increases the memory capacity, which is not preferable. Further, since the noise correction data is data corresponding to the scanning line, it must be applied in synchronization with the line synchronization signal (LSYNC), and means for that is required.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional method, and an object of the present invention is to read an image signal read by a line image sensor such as a CCD using a frequency-spread operation clock (timing signal). In the image processing apparatus that processes the image as data for image reproduction and the image forming apparatus including the image processing apparatus, noise variation occurs by correcting and removing the noise component generated in the image by the frequency spread clock Use a simple circuit that stably reduces the radiation noise level, reduces the memory capacity required to correct and remove noise components, and does not require synchronization with the line synchronization signal Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the image processing apparatus and the image processing apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an image signal reading means for reading an image signal, a frequency spreading means for generating a frequency spread clock by continuously modulating an oscillation frequency at a predetermined spreading period with respect to a reference clock, and the image signal. Shading data acquisition means for acquiring shading data based on a white reference image signal read when frequency spreading is turned off by a reading means; and shading data holding means for holding shading data acquired by the shading data acquisition means; The image signal reading means acquires noise correction data for correcting noise generated in the image signal by the frequency spread clock generated by the frequency spread means based on the white reference image signal read by the frequency spread clock. And the noise correction data acquisition means A correction data holding means for holding the size correction data, based on the noise correction data shading data and the correction data holding means for the shading data holding means for holding held, frequency spread by the image signal reading means in a normal reading An image processing apparatus comprising correction means for simultaneously correcting image signals read by a clock .
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the noise correction data held by the correction data holding unit is noise correction data for the diffusion period.
The invention of
According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to any one of the first to third aspects, the correction unit combines the shading data and noise correction data, and performs a correction operation on the image signal as one correction data. It is characterized by having done.
The invention of
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described based on the following examples shown with the accompanying drawings.
The present invention uses a timing (operation) signal generated based on a clock (frequency spread clock) signal whose frequency is continuously modulated, and performs analog processing and digital processing of a line image sensor and a sensor output signal. The present invention relates to an image processing apparatus that controls operations. The following embodiments of the present invention show an example of an image processing apparatus applicable to a digital copying machine as an image forming apparatus.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The block configuration and operation of the image processing apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, as is normally done in this type of apparatus, a reference clock is provided for timing the operation of the entire apparatus, and the oscillator 1 generates the reference clock. In this example, based on the generated reference clock, the timing
In the analog
[0010]
FIG. 2 is a diagram showing the
With reference to FIG. 2, the configuration and operation of the
The timing
The oscillator 1 normally employs a high-precision (for example, 100 PPM, 50 PPM) reference clock to be generated. The
The modulation pattern in FIG. 3 is smooth with the same pattern in the + direction (the cycle becomes shorter) and the-direction (the cycle becomes longer) with a predetermined width of ± 0.5% or ± 1.0% around the frequency of the reference clock. A unit period is determined so as to change, and a modulation cycle having a constant diffusion period is repeated according to this pattern to control the oscillation frequency.
The timing signals generated by the timing
[0011]
Further, the
The spread period SYNC signal generated here is used as an operation signal when performing noise correction processing (detailed later) by the frequency spread clock, so that the noise correction /
Also, a control signal is input to the
Here, an embodiment relating to a correction process of noise generated in the image sensor output image by the above-described frequency spread clock will be described in detail.
In this embodiment, a method of removing noise by correcting a sensor output image with noise correction data prepared in advance is adopted. For this purpose, noise data generated in the image is detected by the frequency spread clock when the apparatus is actually operated, noise correction data is generated from the noise data, and stored in the memory. At this time, the noise correction data held in the memory is used as data for only one period of the modulation signal used for diffusion, so that the memory capacity is reduced. At the time of correction, the noise is removed by correcting the sensor output image with the noise correction data read from the memory.
Such a correction method, that is, a correction method for obtaining fluctuation (noise) data and making the output constant is a method similar to a shading correction that is normally performed as a correction process performed on the sensor output image. The present invention focuses on this point, and here, a method is adopted in which correction processing can be performed as a single correction data by combining these correction data, that is, noise correction data and shading data. Therefore, the correction data is referenced from each memory holding the noise correction data and shading data at a timing suitable for each data, and the data used for the correction calculation is made one to correct each image data by one calculation. Try to do it. That is, noise and shading correction processing can be performed simultaneously.
As a method for acquiring data for correcting noise caused by the frequency spread clock, here, the reference white plate is obtained based on a white reference image signal read by an image sensor.
[0013]
FIG. 4 shows in more detail the noise correction / shading correction unit 5 (FIG. 1) that performs processing related to noise correction.
The configuration and operation of the noise correction /
The noise correction /
The digitally converted image data and its timing signal are input to the
[0014]
Here, the data processing during the shading data acquisition operation, the noise correction data acquisition operation and the normal image data reading operation, and the operation of each unit related to the processing will be described in detail.
The shading data is obtained by applying a method conventionally used in a document reading apparatus such as a copying machine. That is, image data from the image sensor that has read the reference white plate is input to the
The shading data generated in this way and held in the memory is used for shading correction at the time of normal reading, but is also used when generating noise correction data.
[0015]
Unlike the case of the above-described shading data, the noise correction data is acquired based on image data affected by noise that is detected when the reference white plate is read with a frequency-spread timing signal. That is, when acquiring the noise correction data, the timing
On the other hand, here, the line-synchronized SYNC signal and the spread modulation cycle SYNC signal are asynchronous, and the unit frequency of the spread frequency (not one line) in order to reduce the memory capacity of the stored noise correction data. Correction data is obtained. Therefore, an operation of extracting noise data from the white reference image data in units of diffusion frequency is required. Therefore, in addition to inputting the shading data previously detected by the
Extraction of noise data is to remove the influence of light source and CCD element variations using shading data acquired with frequency diffusion turned off from white reference image data that can be read at the diffusion frequency. Thus, it is possible to extract noise by pure frequency spreading. At this time, it is possible to extract the read image data by the modulation cycle SYNC signal of the spread frequency and calculate noise correction data for the unit cycle of the spread frequency from the image data. The white reference image data used at this time can be arbitrarily determined from the data extracted by the diffusion cycle SYNC signal, but may be data obtained by applying various averaging processes.
[0016]
Here, a process of calculating noise correction data as a correction calculation parameter used in the
FIG. 5 is a signal diagram for explaining the process of calculating the noise correction data.
Referring to FIG. 5, when white reference image data is detected in a state where frequency spreading is applied, and the shading data is used to correct the shading data, the input image data is, for example, the input signal shown in FIG. 5. As shown in (a), the data has diffusion noise that increases and decreases with a frequency spreading period around a uniform level (no spreading).
Therefore, a noise signal included in this input signal is detected and a correction parameter is calculated. As a procedure at this time, the input signal data for the unit period of the modulation period SYNC signal represented by the diffusion period SYNC signal (b) in FIG. 5 is taken (average processing is performed for at least one period). In this case, the necessary number of units) is temporarily stored as correction parameter calculation data. Thereafter, a correction parameter for making the input signal uniform data without noise is calculated using the stored data. In calculating the parameters, the noise signal component is extracted based on the uniform level, and the data as shown in the correction parameter (c) in FIG. 5 obtained by reversing + and − of the noise signal component is obtained as a parameter. When the input image signal is corrected based on the correction parameter obtained by this calculation, a uniform level signal from which noise is removed can be obtained as in the output signal (d) of FIG.
[0017]
An operation during normal image data reading will be described. At the time of normal reading, since the original is read by the frequency-spread timing signal, diffusion noise is included in the input image signal. The diffusion noise correction calculation corrects the input image signal based on the correction parameters. In the example of FIG. 5, by applying the correction parameter (c) to the input signal (a) of FIG. 5 including diffusion noise, a uniform level signal from which noise has been removed as in the output signal (d) is obtained. To obtain the correction calculation.
In this embodiment, diffusion noise correction is performed by the
[0018]
At this time, in order to correct accurately, the
In this way, the shading correction such as CCD sensitivity unevenness illuminance unevenness is obtained by using the shading correction parameter obtained from the data at the time of diffusion OFF, and the noise correction parameter obtained by extracting the noise component for correcting the diffusion noise. Highly accurate correction is possible by using the timings suitable for each. Further, by correcting the diffusion noise for each diffusion period, only the parameters corresponding to the diffusion period are required, so that the memory capacity can be reduced.
[0019]
An image forming apparatus equipped with the image processing apparatus of the present invention, for example, in order to constitute a digital copying machine, a document image is read on the input side of the image processing apparatus of the above-described embodiment. It is necessary to provide a scanner unit for performing image processing, and to provide an image forming unit on the output side of the image processing apparatus. Here, the image signal from the CCD line sensor of the scanner unit is used as an input to the image processing apparatus, and these components are arranged so that image data necessary for image formation is sent from the output side of the image processing apparatus to the image forming unit. Combine to form the whole device. The scanner unit and the image forming unit used as components can be implemented by using existing technology.
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, correction data obtained by referring to a memory that holds shading data and noise correction data corresponding to a diffusion period is simultaneously applied to an input image signal at the time of normal (original) reading to perform correction. by the the like, the shading and diffuse noise properly corrected and removed to reduce the memory capacity required at that time, Ru can be simplified in circuit configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows the timing signal generator shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 shows an example of a modulation pattern used when frequency spreading a reference clock.
4 shows the noise correction / shading correction unit shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 5 is a signal line diagram for explaining a process of calculating and applying noise correction data.
[Explanation of symbols]
1 ... oscillator, 2 ... timing signal generator,
21 ... Frequency spread circuit, 22 ... Timing signal generation circuit,
3 ... Analog signal processing unit, 4 ... A / D conversion unit,
41 ... Noise correction unit, 42 ... Shading correction unit,
43 ... correction calculation unit,
5 ... Noise correction / shading correction unit,
6: Digital image processing unit.
Claims (5)
基準クロックに対して所定の拡散周期で連続的に発振周波数を変調させて周波数拡散クロックを発生する周波数拡散手段と、
前記画像信号読取手段によって、周波数拡散を OFF したときに読み取った白基準画像信号をもとにシェーディングデータを取得するシェーディングデータ取得手段と、
前記シェーディングデータ取得手段が取得したシェーディングデータを保持するシェーディングデータ保持手段と、
前記画像信号読取手段によって、周波数拡散クロックで読み取った白基準画像信号をもとに前記周波数拡散手段が発生する周波数拡散クロックにより画像信号に発生するノイズを補正するためのノイズ補正データを取得する手段と、
前記ノイズ補正データ取得手段が取得したノイズ補正データを保持する補正データ保持手段と、
前記シェーディングデータ保持手段が保持するシェーディングデータと前記補正データ保持手段が保持するノイズ補正データとに基づいて、通常読み取り時に前記画像信号読取手段によって周波数拡散クロックで読み取られた画像信号を同時に補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。Image signal reading means for reading an image signal;
Frequency spreading means for generating a frequency spread clock by continuously modulating an oscillation frequency with a predetermined spread period with respect to a reference clock;
Shading data acquisition means for acquiring shading data based on the white reference image signal read when the frequency spread is turned off by the image signal reading means ;
Shading data holding means for holding the shading data acquired by the shading data acquisition means;
Means for obtaining noise correction data for correcting noise generated in the image signal by the frequency spread clock generated by the frequency spread means based on the white reference image signal read by the frequency spread clock by the image signal reading means. When,
Correction data holding means for holding noise correction data acquired by the noise correction data acquisition means;
Based on the shading data held by the shading data holding means and the noise correction data held by the correction data holding means, correction for simultaneously correcting the image signal read by the image signal reading means by the frequency spread clock during normal reading Means,
An image processing apparatus comprising:
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