JP4414276B2 - Image reading device - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置に関し、詳細には、デジタル複写機やファクミリなどにおける原稿読取装置やパソコンの周辺機器用のイメージスキャナのようなイメージセンサを用いて画像を読み取る画像読取装置に関する。   The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to an image reading apparatus that reads an image using an image sensor such as a document reading apparatus in a digital copying machine or a facsimile machine, or an image scanner for peripheral devices of a personal computer.

従来より、多数の撮像素子を直線上に並べてなり、色の3原色のそれぞれを読み取る3本のCCDなどのラインイメージセンサを備えるカラー撮像素子を搭載したキャリッジを、原稿面に対して平行に移動させ、原稿の画像を読み取る画像読取装置が知られている。   Conventionally, a large number of image sensors are arranged in a straight line, and a carriage equipped with a color image sensor including three line image sensors such as CCDs that read each of the three primary colors is moved in parallel to the document surface. An image reading apparatus that reads an image of a document is known.

例えば、フラットベット型の画像読取装置の場合は、箱型の筐体の上面に原稿を置くためのガラス等の透明板からなる原稿台が設けられており、筐体の内部には、駆動装置により原稿台に平行に移動するキャリッジが設けられている。このキャリッジには、光源と上記のカラー撮像手段が搭載されている。光源の照射光は、原稿台上の原稿表面で反射され、集光レンズによりカラー撮像手段に集光されるようになっている。   For example, in the case of a flat bed type image reading apparatus, an original table made of a transparent plate such as glass for placing an original is provided on the upper surface of a box-type casing, and a driving device is provided inside the casing. Is provided with a carriage that moves parallel to the document table. The carriage is equipped with a light source and the color imaging means described above. The light emitted from the light source is reflected on the surface of the original on the original table and is condensed on the color imaging means by the condenser lens.

このようなラインイメージセンサにあっては、各々の光電変換素子から出力される信号が、全く光が入射されていない場合であっても、或る量の出力値が出力されてしまう現象が知られている。この場合の出力電圧は、暗時出力電圧と称されている。本来の画像読取時には、光電変換素子の暗時出力電圧は各々の画像データ電圧に付加されて出力されるので、真の画像信号電圧を得るためには光電変換素子の出力電圧から暗時出力電圧分を差し引くという補正処理(暗時出力補正処理)を施す必要がある。   In such a line image sensor, a phenomenon is known in which a certain amount of output value is output even when no light is incident on the signal output from each photoelectric conversion element. It has been. The output voltage in this case is referred to as dark output voltage. At the time of original image reading, the dark output voltage of the photoelectric conversion element is added to each image data voltage and output. Therefore, in order to obtain a true image signal voltage, the dark output voltage is obtained from the output voltage of the photoelectric conversion element. It is necessary to perform correction processing (dark output correction processing) of subtracting the minutes.

このような暗時出力補正に関する手法として、光シールド素子を利用するライン単位で補正する方式が知られている。例えば、特許文献1(特開昭60−41363号公報)や特許文献2(特開平2−179069号公報)等に記載されているように、イメージセンサの有効画像領域外に複数の光シールド素子(ダミー光電変換素子)を遮光状態で形成しておき、常に暗時出力電圧が得られる状態とし、これらの光シールド素子から得られる暗時出力値に基づきライン単位で有効画像領域中の本来の光電変換素子の暗時出力補正を行うようにしたものである。   As a technique relating to such dark output correction, a method of correcting line by line using a light shield element is known. For example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 60-41363) and Patent Document 2 (Japanese Laid-Open Patent Application No. 2-17969), a plurality of light shield elements are provided outside the effective image area of the image sensor. (Dummy photoelectric conversion element) is formed in a light-shielded state so that a dark output voltage can always be obtained, and the original image in the effective image area is line-by-line based on the dark output value obtained from these light shield elements. It is intended to perform dark output correction of the photoelectric conversion element.

特開昭60−41363号公報JP 60-41363 A 特開平2−179069号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-179069

画像読取装置で読み取られた画像データは、後段の画像処理部でγ変換が行われるが、このγ変換により、黒側のデータのバラツキが目立つ方向に変換される。この場合、特にカラー画像読取装置においては、上述したライン単位で補正を行う方式の場合は、RGBで黒レベル検出値が副走査方向に異なるように変化したときに、例えば、無彩色の原稿を読み取ったときに色がつくラインが発生し、横スジ上の画像が現れてしまうという問題がある。   The image data read by the image reading apparatus is subjected to γ conversion in the subsequent image processing unit. By this γ conversion, the data on the black side is converted into a conspicuous direction. In this case, particularly in the color image reading apparatus, in the case of the above-described correction method in units of lines, when the black level detection value in RGB is changed so as to be different in the sub-scanning direction, for example, an achromatic document is used. There is a problem that a line that is colored when read is generated, and an image on a horizontal stripe appears.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、黒レベル検出精度を向上させて、横スジを軽減することが可能な画像読取装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of improving black level detection accuracy and reducing horizontal stripes.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、原稿を光学的に読み取って画像データに変換するカラーイメージセンサと、前記カラーイメージセンサの主走査方向および副走査方向の黒レベル検出範囲で各々黒レベル検出値を算出するとともに、前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値は複数ラインの主走査方向の黒レベル検出範囲において画素値を平均処理した値であって、前記算出した黒レベル検出値に基づいて、黒減算値を算出する黒減算値算出手段と、前記画像データから前記黒減算値を減算する黒レベル補正手段と、を備え、前記黒減算値算出手段は、ライン単位で、前記主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値と前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値とを比較し、その差が閾値以上の場合には前記主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とし、前記閾値以上でない場合には前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a color image sensor that optically reads a document and converts it into image data, and a black level in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the color image sensor. Each black level detection value is calculated in the detection range, and the black level detection value in the black level detection range in the sub-scanning direction is a value obtained by averaging pixel values in the black level detection range in the main scanning direction of a plurality of lines. A black subtraction value calculation means for calculating a black subtraction value based on the calculated black level detection value; and a black level correction means for subtracting the black subtraction value from the image data. The means compares the black level detection value of the black level detection range in the main scanning direction with the black level detection value of the black level detection range in the sub scanning direction for each line, and the difference is a threshold value. In the above case, the black level detection value of the black level detection range in the main scanning direction is set as the black subtraction value. A subtraction value is used.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記カラーイメージセンサは、RGBカラーイメージセンサからなり、前記黒減算値算出手段は、カラーモード時は、RGB画像データを平均処理して前記黒レベル検出値を算出することが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the color image sensor is an RGB color image sensor, and the black subtraction value calculation means averages RGB image data and performs the black level detection value in the color mode. It is desirable to calculate

本発明(請求項1)によれば、原稿を光学的に読み取って画像データに変換するカラーイメージセンサと、カラーモードと白黒モードとで、前記カラーイメージセンサのライン周期を変更するライン周期変更手段と、前記カラーイメージセンサの主走査方向および副走査方向の黒レベル検出範囲を設定する黒レベル検出範囲設定手段と、前記主走査方向および前記副走査方向の黒レベル検出範囲で各々黒レベル検出値を算出し、算出した黒レベル検出値に基づいて黒減算値を算出する黒減算値算出手段と、前記画像データから前記黒減算値を減算する黒レベル補正手段と、を備えているので、黒レベルの検出精度を向上でき、横スジを軽減することが可能となる。   According to the present invention (Claim 1), a color image sensor that optically reads a document and converts it into image data, and a line cycle changing unit that changes a line cycle of the color image sensor between a color mode and a monochrome mode. A black level detection range setting means for setting a black level detection range in the main scanning direction and the sub scanning direction of the color image sensor, and a black level detection value in each of the black level detection ranges in the main scanning direction and the sub scanning direction. And a black subtraction value calculation means for calculating a black subtraction value based on the calculated black level detection value, and a black level correction means for subtracting the black subtraction value from the image data. Level detection accuracy can be improved, and horizontal streaks can be reduced.

また、前記黒減算値算出手段は、ライン単位で、主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値と副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値とを比較し、その差が閾値以上の場合には主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とし、前記閾値以上でない場合には副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とすることとしたので、副作用無く横スジを軽減することが可能となる。 The black subtraction value calculating means compares, in line units, the black level detection value in the black level detection range in the main scanning direction and the black level detection value in the black level detection range in the sub scanning direction, and the difference is a threshold value. In the above case, the black level detection value in the black level detection range in the main scanning direction is set as the black subtraction value. In the case where the black level detection value is not equal to or more than the threshold value, the black level detection value in the black level detection range in the sub scanning direction is set as the black subtraction value. Therefore, it is possible to reduce the horizontal streak without side effects.

本発明(請求項)によれば、前記カラーイメージセンサは、RGBカラーイメージセンサからなり、前記黒減算値算出手段は、カラーモード時は、RGB画像データを平均処理して前記黒レベル検出値を算出することとしたので、黒レベル検出画素数を増やせて黒レベルの検出精度が上がり、またRGBで黒レベルの変動を同じ傾向にすることができ、横色スジを軽減することが可能となる。 According to the present invention (Claim 2 ), the color image sensor is an RGB color image sensor, and the black subtraction value calculation means averages the RGB image data and performs the black level detection value in the color mode. Therefore, the black level detection accuracy can be increased by increasing the number of black level detection pixels, and the fluctuation of the black level in RGB can be made the same tendency, and the horizontal color streak can be reduced. Become.

以下、この発明に係る画像読取装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, an image reading apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図1は、本発明に係る画像読取装置を適用した画像形成装置1の構成を示すブロック図である。画像形成装置1は、図1に示すように、原稿の画像データを読み取る画像読取部(スキャナ部)100と、画像読取部100で読み取った画像データに対して画像処理を施す画像処理部200と、画像処理部200で画像処理された画像データを紙等に出力するプリンタ部300とで構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image forming apparatus 1 to which an image reading apparatus according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an image reading unit (scanner unit) 100 that reads image data of a document, and an image processing unit 200 that performs image processing on the image data read by the image reading unit 100. The printer unit 300 outputs the image data processed by the image processing unit 200 to paper or the like.

図2は、本実施例に係る画像読取部100のメカ構成を示す断面図である。画像読取部100は、図2に示すように、原稿台として原稿111を載置するコンタクトガラス101と、原稿露光用の照明ランプ121および第1反射ミラー122からなる第1キャリッジ102と、第2反射ミラー131および第3反射ミラー132からなる第2キャリッジ103と、CCDリニアイメージセンサ(以下、「CCD」と称する)105と、CCD105に結像するためのレンズユニット104と、CCD105を搭載するセンサーボード106と、センサボード106と信号処理基板108とを接続する接続ケーブル107と、信号処理基板108と、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板109とを筐体110に備えて構成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a mechanical configuration of the image reading unit 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the image reading unit 100 includes a contact glass 101 on which a document 111 is placed as a document table, a first carriage 102 including a document exposure illumination lamp 121 and a first reflection mirror 122, and a second carriage 102. A second carriage 103 including a reflection mirror 131 and a third reflection mirror 132, a CCD linear image sensor (hereinafter referred to as "CCD") 105, a lens unit 104 for forming an image on the CCD 105, and a sensor on which the CCD 105 is mounted. A housing 106 includes a board 106, a connection cable 107 for connecting the sensor board 106 and the signal processing board 108, a signal processing board 108, and a white reference plate 109 for correcting various distortions due to a reading optical system and the like. It is prepared for.

上記構成の画像読取装置100において、コンタクトガラス101に原稿111を載置固定して読み取る場合には、第1キャリッジ102が一定の速度で往動(矢印A方向)し、かつ、第2キャリッジ103が第1キャリッジ102の1/2の速度で第1キャリッジ102に追従して往動することにより、コンタクトガラス101上の原稿111が光学的に走査される。原稿の読取り終了後、第1キャリッジ102及び第2キャリッジ103は、ホームポジション(図1に示す位置)に復動する。なお、第1キャリッジ102及び第2キャリッジ103は、不図示のモータ駆動系で駆動される。   In the image reading apparatus 100 configured as described above, when the original 111 is placed and fixed on the contact glass 101 and read, the first carriage 102 moves forward (in the direction of arrow A) at a constant speed, and the second carriage 103 Moves forward following the first carriage 102 at a speed half that of the first carriage 102, whereby the document 111 on the contact glass 101 is optically scanned. After the reading of the original is completed, the first carriage 102 and the second carriage 103 return to the home position (position shown in FIG. 1). The first carriage 102 and the second carriage 103 are driven by a motor drive system (not shown).

図3は、本実施例に係る画像形成装置1の電気的構成を示すブロック図である。画像読取部100は、上述のCCD105と、上述の信号処理基板108に搭載される信号処理回路140とを備えている。CCD105は、RGBのフィルタで覆われたCCDセンサが3列並んで配置されたカラー3ラインCCDで構成されている。CCD105は、出力が奇数相(ODD)、偶数相(EVEN)の2系統に分けられて出力される2相出力方式であり、かつ、有効画像領域外には光シールドされた光電素子が設けられている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment. The image reading unit 100 includes the CCD 105 described above and a signal processing circuit 140 mounted on the signal processing board 108 described above. The CCD 105 is composed of a color 3-line CCD in which three rows of CCD sensors covered with RGB filters are arranged. The CCD 105 is a two-phase output method in which the output is divided into two systems of odd phase (ODD) and even phase (EVEN), and a light-shielded photoelectric element is provided outside the effective image area. ing.

信号処理回路140は、CCD105から出力されるR、G、Bアナログ画像データのアナログ波形の信号部分をサンプリングするとともに内蔵するアンプでそのゲインを調整した後、R、G、Bアナログ画像信号をA/D変換して8ビットのデジタルのRGB画像データとして画像処理部200に出力する。CCD105は、カラー3ラインCCDであるので、CCD105から出力される信号は、3ライン等倍時4ライン間隔の位置ズレが存在する。すなわち、R−B間では、8ラインの位置ズレが存在している。   The signal processing circuit 140 samples the analog waveform signal portion of the R, G, B analog image data output from the CCD 105 and adjusts the gain thereof with a built-in amplifier, and then converts the R, G, B analog image signal to A. / D-converted and output to the image processing unit 200 as 8-bit digital RGB image data. Since the CCD 105 is a color 3-line CCD, the signal output from the CCD 105 has a positional deviation of 4 lines at the same magnification of 3 lines. That is, there is a positional deviation of 8 lines between RB.

画像処理部200は、ライン間補正部201と、シエーディング補正部202と、ドット補正部203と、像域分離部204と、スキャナγ部205と、フィルタ部206と、色補正部207と、変倍部208と、プリンタγ部209と、階調処理部210とを備えている。   The image processing unit 200 includes an inter-line correction unit 201, a shading correction unit 202, a dot correction unit 203, an image area separation unit 204, a scanner γ unit 205, a filter unit 206, a color correction unit 207, and a variable correction unit 207. A magnification unit 208, a printer γ unit 209, and a gradation processing unit 210 are provided.

ライン間補正部201は、画像読取部100から入力されるR、G、B画像データに対して、R信号を8ライン蓄えて、G信号を4ライン蓄えて遅延させることでライン間の位置ズレを補正し、補正したR、G、B画像データをシェーディング補正部202に出力する。   The line-to-line correction unit 201 stores 8 lines of R signal and 4 lines of G signal for R, G, and B image data input from the image reading unit 100, and delays by storing 4 lines of G signal. And the corrected R, G, B image data is output to the shading correction unit 202.

シェーディング補正部202は、入力するR、G、B画像データに対して、光学系の濃度ムラやCCD105の感度バラツキを補正して、補正したR、G、B画像データをドット補正部203に出力する。   The shading correction unit 202 corrects the density unevenness of the optical system and the sensitivity variation of the CCD 105 for the input R, G, B image data, and outputs the corrected R, G, B image data to the dot correction unit 203. To do.

ドット補正部203は、変倍時においてライン間補正部201だけでは位置ズレが合わない場合が生じるため、入力するR、G、B画像データに対して、ライン間補正部201で補正しきれない1ライン以下の位置ズレを周囲の画素を参照して補正し、補正したR、G、B画像データをスキャンγ部205および像域分離部204に出力する。   The dot correction unit 203 cannot correct the R, G, B image data to be input by the inter-line correction unit 201 because only the inter-line correction unit 201 may not be aligned during zooming. The positional deviation of one line or less is corrected with reference to surrounding pixels, and the corrected R, G, B image data is output to the scan γ unit 205 and the image area separation unit 204.

像域分離部204は、後段の画像処理において画像の特徴に合った最適な処理を行うために、R、G、B画像データの各画素が文字領域であるか絵柄領域であるかを判定して、文字領域、絵柄領域を示す領域判定信号(例えば、文字領域「0」/絵柄領域「1」)をフィルタ部206、色補正部207、変倍部208、プリンタγ部209、および階調処理部210に出力する。   The image area separation unit 204 determines whether each pixel of the R, G, and B image data is a character area or a picture area in order to perform optimal processing that matches the image characteristics in the subsequent image processing. An area determination signal (for example, character area “0” / design area “1”) indicating a character area and a picture area is filtered by a filter unit 206, a color correction unit 207, a scaling unit 208, a printer γ unit 209, and a gradation. The data is output to the processing unit 210.

スキャナγ部205は、入力されるR、G、B画像データは、反射率に関しリニアな特性を有しているので、このR、G、B画像データを、後段の色補正部207で色補正の補正精度が向上するような特性に変換してフィルタ部206に出力する。   The scanner γ unit 205 performs linear color correction on the R, G, B image data by the subsequent color correction unit 207 because the input R, G, B image data has linear characteristics with respect to the reflectance. Are converted into characteristics that improve the correction accuracy of the image and output to the filter unit 206.

フィルタ部206は、入力されるR、G、B画像データに対して、領域判定信号に基づいてフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のR、G、B画像データを色補正部207に出力する。具体的には、フィルタ部206は、R、G、B画像データに対して、文字領域についてはシャープにするためにエッジを強調し、絵柄領域については滑らかにするために平滑化処理を行う。   The filter unit 206 performs filter processing on the input R, G, B image data based on the region determination signal, and outputs the R, G, B image data after the filter processing to the color correction unit 207. Specifically, the filter unit 206 performs a smoothing process on the R, G, and B image data in order to enhance the edge for sharpening the character region and smooth the pattern region.

色補正部207は、入力されるR、G、B画像データに対して、領域判定信号に基づいてC、M、Y、K信号に変換して変倍部208に出力する。CCD105の感度やインクの特性は理想とは異なるため、複写機においては、原稿との差を補正するように色補正パラメータが調整される。   The color correction unit 207 converts the input R, G, and B image data into C, M, Y, and K signals based on the region determination signal and outputs them to the scaling unit 208. Since the sensitivity and ink characteristics of the CCD 105 are different from ideals, the color correction parameters are adjusted in the copying machine so as to correct the difference from the original.

変倍部208は、入力されるC、M、Y、K信号に対して、主走査方向の変倍処理を行ってプリンタγ部209に出力する。この場合、コンボリューション法を使うことで、読取り光学系のMTFを保持したまま変倍処理を行い、画像データの解像力を維持することができる。なお、副走査方向に関しては、副走査方向の走査速度を制御することにより行う。   The scaling unit 208 performs scaling processing in the main scanning direction on the input C, M, Y, and K signals, and outputs them to the printer γ unit 209. In this case, by using the convolution method, the scaling process can be performed while maintaining the MTF of the reading optical system, and the resolution of the image data can be maintained. The sub-scanning direction is performed by controlling the scanning speed in the sub-scanning direction.

プリンタγ部209は、入力されるC、M、Y、K信号に対して、領域判定信号に基づいて原稿とコピー濃度を一致させるためのγ変換を行い、階調処理部210に出力する。具体的には、プリンタγ部209は、原稿とコピー濃度を最終的に一致させるために、原稿とトナーの分光特性の差、グレーバランス、トップ濃度が適正になるように処理を行う。   The printer γ unit 209 performs γ conversion on the input C, M, Y, and K signals to match the original and the copy density based on the area determination signal, and outputs the result to the gradation processing unit 210. Specifically, the printer γ unit 209 performs processing so that the difference between the spectral characteristics of the document and the toner, the gray balance, and the top density become appropriate in order to finally match the copy density with the document.

階調処理部210は、入力されるC、M、Y、K信号(8ビット)を、領域判定信号に基づいて2値化または多値化してプリンタ部300に出力する。具体的には、階調処理部210は、C、M、Y、K信号(8ビット)に対して、文字領域については2値化または数段間の多値化を行い、絵柄領域についてはディザ処理あるいは誤差拡散処理を行う。   The gradation processing unit 210 binarizes or multi-values the input C, M, Y, and K signals (8 bits) based on the region determination signal and outputs them to the printer unit 300. Specifically, the gradation processing unit 210 binarizes or multi-values the character area for the C, M, Y, and K signals (8 bits), and the pattern area. Dither processing or error diffusion processing is performed.

プリンタ部300は、入力されるC、M、Y、K信号をLD書込み部301を介して、用紙に印字する。   The printer unit 300 prints input C, M, Y, and K signals on a sheet via the LD writing unit 301.

図4は本実施例に係る信号処理回路140の構成を説明するための画像読取部100の詳細なブロック図である。信号処理回路140は、サンプルホールド回路141と、黒レベル補正回路142と、2つの増幅回路143、2つのADC(A/Dコンバータ)144と、マルチプレクス回路145と、タイミング発生回路146と、I/F147とを備えている。   FIG. 4 is a detailed block diagram of the image reading unit 100 for explaining the configuration of the signal processing circuit 140 according to the present embodiment. The signal processing circuit 140 includes a sample hold circuit 141, a black level correction circuit 142, two amplifier circuits 143, two ADCs (A / D converters) 144, a multiplex circuit 145, a timing generation circuit 146, I / F147.

まず、CCD105は、タイミング発生回路146から入力される駆動パルスに同期してアナログ画像データVe(奇数ライン)、Vo(偶数ライン)をサンプルホード回路141に出力する。サンプルホールド回路141、アナログ画像データVe、Voをそれぞれタイミング発生回路146から入力されるサンプルパルスによりサンプリングして保持して画像データを連続したアナログ信号にして黒レベル補正回路142に出力する。   First, the CCD 105 outputs analog image data Ve (odd number lines) and Vo (even number lines) to the sample hold circuit 141 in synchronization with the drive pulse input from the timing generation circuit 146. The sample hold circuit 141 and the analog image data Ve and Vo are sampled and held by the sample pulses input from the timing generation circuit 146, respectively, and the image data is output as a continuous analog signal and output to the black level correction circuit 142.

黒レベル補正回路142は、入力されるR、G、B画像データに対して黒減算値を減算することにより、CCD105の暗出力のレベルのバラツキを補正して増幅回路143に出力する。黒減算値の詳細な算出方法は後述する。増幅回路143は、各色画像データの奇数、偶数画素の出力を一定レベルに合わせた後、ADC144に出力する。ADC144は、アナログ画像データVe、Voをデジタル画像データに変換してマルチプレクス回路145に出力する。マルチプレクス回路145は、奇数、偶数画素の画像データの出力をマルチプレクスした画像データを、I/F147を介して、後段の画像処理部200に出力する。CCD105およびその他の回路の駆動に必要な信号はタイミング発生回路部146で生成される。   The black level correction circuit 142 corrects variations in the dark output level of the CCD 105 by subtracting the black subtraction value from the input R, G, B image data, and outputs the result to the amplification circuit 143. A detailed method for calculating the black subtraction value will be described later. The amplifying circuit 143 adjusts the output of the odd and even pixels of each color image data to a certain level, and then outputs it to the ADC 144. The ADC 144 converts the analog image data Ve and Vo into digital image data and outputs the digital image data to the multiplex circuit 145. The multiplex circuit 145 outputs the image data obtained by multiplexing the output of the image data of the odd and even pixels to the subsequent image processing unit 200 via the I / F 147. Signals necessary for driving the CCD 105 and other circuits are generated by the timing generation circuit unit 146.

図5は、白黒時(白黒モード時)の主走査方向の読取りタイミングを説明するためのタイミングチャート、図6はカラー時(カラーモード時)の主走査方向の読取りタイミングを説明するためのタイミングチャートを示している。本実施例では、カラー時の読取り速度と白黒時の読取り速度が違うことを前提に説明する。これは、カラー複写機の場合に一般的には構造上カラーのコピー速度の方が遅くなるため、それに応じて読取り速度を遅くすることが可能である。   FIG. 5 is a timing chart for explaining the reading timing in the main scanning direction during black and white (in black and white mode), and FIG. 6 is a timing chart for explaining the reading timing in the main scanning direction during color (in color mode). Is shown. In the present embodiment, description will be made on the assumption that the reading speed in color is different from the reading speed in black and white. In general, in the case of a color copying machine, the color copying speed is structurally slower, so that the reading speed can be slowed accordingly.

図5および図6において、TGは、CCD105の転送ゲート信号でフォトダイオードに蓄積した電荷をCCDレジスタに移送する信号であり、ライン周期で発生する。φ1は、CCDレジスタ部において電荷を転送するための駆動パルスである。VOUTは、CCD105から出力されるアナログ信号出力を示し、ダミー信号の空転送部、受光部がシールドされているオプティカル・ブラック部と、実際に読み取る有効フォトセルの部分からなる。このTG、φ1信号は、タイミング発生回路146で生成される。   5 and 6, TG is a signal for transferring the charge accumulated in the photodiode by the transfer gate signal of the CCD 105 to the CCD register, and is generated in a line cycle. φ1 is a drive pulse for transferring charges in the CCD register section. VOUT indicates an analog signal output output from the CCD 105, and includes an empty transfer portion of a dummy signal, an optical black portion where a light receiving portion is shielded, and an effective photocell portion that is actually read. The TG and φ1 signals are generated by the timing generation circuit 146.

まず、黒読み取りの検出タイミング設定について説明する。図5に示すように、白黒読取りモード時には、タイミング発生回路146では、ライン周期T1になるように各種タイミングを設定する。このとき黒読取り検出範囲(主走査方向の黒レベル検出範囲)をオプティカル・ブラック部分(96画素)の信号部に設定する。   First, the black reading detection timing setting will be described. As shown in FIG. 5, in the black-and-white reading mode, the timing generation circuit 146 sets various timings so that the line cycle T1 is reached. At this time, the black reading detection range (black level detection range in the main scanning direction) is set in the signal portion of the optical black portion (96 pixels).

次に、図6に示すようにカラー読取りモード時には、タイミング発生回路146では、ライン周期がT2になるように各種タイミングを設定する。カラーの方がライン周期が長いため、VOUT出力において有効画素領域後の空転送部が多くなる。カラー読取りモード時には、黒読取り検出範囲(主走査方向の黒レベル検出範囲)を、図6に示すように、空転送部に設定することにより、白黒読取モード時よりも検出画素を多く設定する。後述するように、主走査方向の黒レベル検出範囲で検出した画素値を平均した値を黒レベル検出値として使用する。このように、検出画素が多くなるほどノイズの影響が受けずに黒レベル検出値を算出することができる。   Next, as shown in FIG. 6, in the color reading mode, the timing generation circuit 146 sets various timings so that the line period becomes T2. Since the color has a longer line cycle, there are more empty transfer portions after the effective pixel area in the VOUT output. In the color reading mode, by setting the black reading detection range (black level detection range in the main scanning direction) in the empty transfer unit as shown in FIG. 6, more detection pixels are set than in the black and white reading mode. As will be described later, a value obtained by averaging pixel values detected in the black level detection range in the main scanning direction is used as the black level detection value. Thus, the black level detection value can be calculated without being affected by noise as the number of detection pixels increases.

図7は、図4の黒レベル補正回路142の構成の一例を示す図である。黒レベル補正回路142は、図7に示すように、黒レベル検出部401と黒レベル補正制御部402とを備えている。図7において、画像データD1が黒レベル検出部401と黒レベル補正制御部402に入力される。黒レベル検出部401では、副走査方向の黒レベル検出範囲(複数ラインの主走査方向の黒レベル検出範囲)において画素値を平均処理した第1の黒レベル検出値と、主走査方向の黒レベル検出範囲(注目ラインの主走査方向の黒レベル検出範囲)において画素値を平均処理した第2の黒レベル検出値とを算出し、ライン単位で、第1の黒レベル検出値と第2の黒レベル検出値とを比較し、その差が設定値(閾値)以上の場合には第2の黒レベル検出値を、それ以外の場合は第1の黒レベル検出値を黒減算値D2として、黒レベル補正制御部402に出力する。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the black level correction circuit 142 of FIG. As shown in FIG. 7, the black level correction circuit 142 includes a black level detection unit 401 and a black level correction control unit 402. In FIG. 7, image data D <b> 1 is input to a black level detection unit 401 and a black level correction control unit 402. In the black level detection unit 401, a first black level detection value obtained by averaging pixel values in a black level detection range in the sub-scanning direction (a black level detection range in a plurality of lines in the main scanning direction), and a black level in the main scanning direction. A second black level detection value obtained by averaging pixel values in the detection range (black level detection range in the main scanning direction of the target line) is calculated, and the first black level detection value and the second black level are calculated in units of lines. The level detection value is compared, and if the difference is equal to or larger than the set value (threshold value), the second black level detection value is set as the black subtraction value D2 and the black level detection value is set as the black subtraction value D2. Output to the level correction control unit 402.

図8は第1の黒レベル検出値と第2の黒レベル検出値の一例を示す図である。図8において、横軸は副走査方向位置(ライン位置)、縦軸は画像データレベル(黒レベル)を示しており、破線部分が第1の黒レベル検出値(副走査方向に平均処理した黒レベル検出値)、実線部分が第2の黒レベル検出値(主走査方向に平均処理した黒レベル検出値)を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the first black level detection value and the second black level detection value. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the position in the sub-scanning direction (line position), the vertical axis indicates the image data level (black level), and the broken line portion indicates the first black level detection value (black processed by averaging in the sub-scanning direction). The level detection value) and the solid line portion indicate the second black level detection value (the black level detection value averaged in the main scanning direction).

黒レベル補正制御部402は、黒レベル検出部401から入力される黒減算値D2と画像データD1の位相をそろえ、画像データD1から黒減算値D2を減算して、その結果を画像データD3として出力する。このような黒レベル補正を行うことにより、黒レベルの変動に伴う横スジを軽減することができる。本実施例においては、黒レベル補正回路142を画像読取部100に設けることしたが、後段の画像処理部200に設けることにしても良い。   The black level correction control unit 402 aligns the phases of the black subtraction value D2 and the image data D1 input from the black level detection unit 401, subtracts the black subtraction value D2 from the image data D1, and sets the result as image data D3. Output. By performing such black level correction, it is possible to reduce horizontal streaks associated with black level fluctuations. In this embodiment, the black level correction circuit 142 is provided in the image reading unit 100, but may be provided in the subsequent image processing unit 200.

カラー読取りモード時の黒レベル検出も同様であり、RGBの3信号が黒レベル検出部401、黒レベル補正制御部402に入力され同様に処理される。この場合、3信号は別々の系統で並行処理する方法の他に、RGBの3信号を平均処理して黒レベル検出値を算出してノイズを軽減する方法もある。この場合には、RGBはライン間補正処理後のデータで黒レベル検出値を検出する必要があるため、黒レベル検出部401および黒レベル補正制御部402は画像処理部200のライン間補正部201の後段に設ける必要がある。   The black level detection in the color reading mode is the same, and the three RGB signals are input to the black level detection unit 401 and the black level correction control unit 402 and processed in the same manner. In this case, in addition to a method of processing the three signals in parallel in different systems, there is a method of reducing noise by averaging the three signals of RGB to calculate a black level detection value. In this case, since it is necessary for RGB to detect the black level detection value from the data after the inter-line correction processing, the black level detection unit 401 and the black level correction control unit 402 are the inter-line correction unit 201 of the image processing unit 200. It is necessary to provide in the latter stage.

以上のように、本発明に係る画像読取装置は、デジタル複写機やファクミリなどにおける原稿読取装置やパソコンの周辺機器用のイメージスキャナのようなイメージセンサを用いて画像を読み取る場合に、暗時出力補正を行う装置に広く利用可能である。   As described above, the image reading apparatus according to the present invention outputs in the dark when reading an image using an image sensor such as a document reading apparatus in a digital copying machine or a facsimile machine or an image scanner for a peripheral device of a personal computer. It can be widely used in devices that perform correction.

本発明に係る画像読取装置を適用した画像形成装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus to which an image reading apparatus according to the present invention is applied. 本実施例に係る画像読取部のメカ構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical structure of the image reading part which concerns on a present Example. 本実施例に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 本実施例に係る信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit which concerns on a present Example. 白黒時の主走査方向の読取りタイミングを説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the reading timing in the main scanning direction during black and white. カラー時の主走査方向の読取りタイミングを説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the reading timing in the main scanning direction during color. 黒レベル補正回路部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a black level correction circuit part. 第1の黒レベル検出値と第2の黒レベル検出値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1st black level detection value and the 2nd black level detection value.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
100 画像読取部(スキャナ部)
101 コンタクトガラス
102 第1キャリッジ
103 第2キャリッジ
104 レンズユニット
105 CCD
106 センサーボード
107 接続ケーブル
108 信号処理基板
109 白基準板
110 筐体
111 原稿
121 照明ランプ
122 第1反射ミラー
131 第2反射ミラー
132 第3反射ミラー
140 信号処理回路
141 サンプルホールド回路
142 黒レベル補正回路
143 増幅回路
144 ADC(A/Dコンバータ)
145 マルチプレクス回路
146 タイミング発生回路
147 I/F
200 画像処理部
201 ライン間補正部
202 シエーディング補正部
203 ドット補正部
204 像域分離部
205 スキャナγ部
206 フィルタ部
207 色補正部
208 変倍部
209 プリンタγ部
210 階調処理部
300 プリンタ部
301 LD書込部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 100 Image reading part (scanner part)
101 Contact Glass 102 First Carriage 103 Second Carriage 104 Lens Unit 105 CCD
106 sensor board 107 connection cable 108 signal processing board 109 white reference plate 110 housing 111 document 121 illumination lamp 122 first reflection mirror 131 second reflection mirror 132 third reflection mirror 140 signal processing circuit 141 sample hold circuit 142 black level correction circuit 143 Amplification circuit 144 ADC (A / D converter)
145 Multiplex circuit 146 Timing generation circuit 147 I / F
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 Image processing part 201 Interline correction part 202 Sheding correction part 203 Dot correction part 204 Image area separation part 205 Scanner gamma part 206 Filter part 207 Color correction part 208 Scaling part 209 Printer gamma part 210 Tone processing part 300 Printer part 301 LD writing section

Claims (2)

原稿を光学的に読み取って画像データに変換するカラーイメージセンサと、
前記カラーイメージセンサの主走査方向および副走査方向の黒レベル検出範囲で各々黒レベル検出値を算出するとともに、前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値は複数ラインの主走査方向の黒レベル検出範囲において画素値を平均処理した値であって、前記算出した黒レベル検出値に基づいて、黒減算値を算出する黒減算値算出手段と、
前記画像データから前記黒減算値を減算する黒レベル補正手段と、
を備え、
前記黒減算値算出手段は、ライン単位で、前記主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値と前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値とを比較し、その差が閾値以上の場合には前記主走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とし、前記閾値以上でない場合には前記副走査方向の黒レベル検出範囲の黒レベル検出値を前記黒減算値とすることを特徴とする画像読取装置。
A color image sensor that optically reads a document and converts it into image data;
A black level detection value is calculated for each of the black level detection ranges in the main scanning direction and the sub scanning direction of the color image sensor . A black subtraction value calculating means for calculating a black subtraction value based on the calculated black level detection value, which is a value obtained by averaging pixel values in a black level detection range;
Black level correction means for subtracting the black subtraction value from the image data;
With
The black subtraction value calculation means compares, in line units, the black level detection value in the black level detection range in the main scanning direction and the black level detection value in the black level detection range in the sub scanning direction, and the difference is a threshold value. In the above case, the black level detection value in the black level detection range in the main scanning direction is set as the black subtraction value. An image reading apparatus characterized by having a subtraction value.
前記カラーイメージセンサは、RGBカラーイメージセンサからなり、
前記黒減算値算出手段は、カラーモード時は、RGB画像データを平均処理して前記黒レベル検出値を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
The color image sensor comprises an RGB color image sensor,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the black subtraction value calculating means calculates the black level detection value by averaging the RGB image data in the color mode.
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