JP5087528B2

JP5087528B2 - 画像読取装置およびシェーディング補正方法

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Publication number: JP5087528B2
Application number: JP2008306283A
Authority: JP
Inventors: 勇人近江
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: US8405887B2; JP2010130624A; US20100134855A1

Description

本発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置、およびこれに用いるシェーディング補正方法に関する。

複写装置等に備えられ、原稿の画像を光学的に読み取る画像読取装置では、原稿に光を照射し、原稿からの反射光をミラー等からなる光学系を介して、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子等の光電変換素子が複数配列されたイメージセンサに入射させ、原稿の画像を読み取っている。

このような画像読取装置においては、光源の光量不均一や光電変換素子の感度バラツキ等による読取画像のムラを防止するために、原稿を読み取って得られる原稿画像データに対してシェーディング補正を行っている。シェーディング補正では、画像読取装置に設けられた白基準板を読み取り、これにより取得した基準画像データに基づいて、光電変換素子間の出力値のバラツキを抑えるような補正式を各光電変換素子に対応して作成する。

なお、実際には白基準板の読み取りとともに黒基準板の読み取りも行ってシェーディング補正を行うが、本明細書では黒基準板の読み取りについては説明を省略する。

ところで、原稿からの反射光をイメージセンサに導くための光学系のミラーにゴミや粉塵等の異物が付着することがある。このミラーに付着した異物の主走査方向における位置が、原稿読み取り時において、シェーディング補正のための白基準板の読み取り時から変化しない場合は、適正なシェーディング補正が行われる。

しかし、ミラーを搭載したキャリッジは、原稿を読み取るために副走査方向に移動される際に、何らかの要因により主走査方向にずれることがある。この場合、原稿読み取り時には、異物の主走査方向における位置がシフトすることになる。

このため、異物の位置におけるシェーディング補正が適正になされず、読み取った原稿の画像データに基づく出力画像において、白基準板の読み取り時における異物の主走査方向の位置に対応する位置に、副走査方向に沿った白線が発生し、原稿読み取り時における異物の主走査方向の位置に対応する位置に、副走査方向に沿った黒線が発生する。

なお、キャリッジの移動中に主走査方向のずれが生じない場合でも、白基準板の読み取り時と原稿読み取り時との間で、異物がミラー上において主走査方向に移動した場合には、上記と同様の出力画像の乱れが生じる。

そこで、特許文献１には、白基準板に係る画像データの値に局部的な落ち込みが検出された場合に、その画像データの値の局部的な落ち込みを平滑化し、この平滑化した後の画像データを用いてシェーディング処理を行うことで、ミラーに付着した異物の移動にかかわらず出力画像の質の劣化を抑える技術が開示されている。
特開２００６−２７０６０４号公報

特許文献１の技術では、白基準板に係る画像データの平滑化処理により、異物に対応する部分の明度が、その周囲の明度に近づき、平滑化処理前の明度に比べて大きな値となる。この平滑化処理後の画像データを用いてシェーティング補正を行うため、平滑化処理前の白基準板に係る画像データにおける異物に対応する部分の明度が低い場合では、シェーティング補正における補正量が不足し、異物の影響による出力画像の黒線を十分に除去できないことがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、光学系に付着したゴミや粉塵等の異物に起因する出力画像の品質低下を軽減することができる画像読取装置、およびこれに用いるシェーディング補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置の第１の特徴は、読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部と、本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部が白基準板を読み取って取得した第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出する異物位置検出部と、前記異物位置検出部で検出した前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を記憶する異物位置記憶部と、原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部が前記白基準板を読み取って取得した第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行う補正処理部と、前記補正処理部による補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部とを備え、前記補正処理部は、前記第２の基準画像データの波形において、前記異物位置の画素と同じ位置で前記異物位置の画素よりも明度が低い値をとる点と前記第１の所定範囲の両端点とをそれぞれ結ぶ第１および第２の直線上の各画素位置における値を算出し、前記第１の所定範囲内の各画素位置において、前記第１および第２の直線上の値と、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値に所定の係数を乗算した値を前記第１の所定範囲の一端の画素の明度から減算した値とを比較し、大きいほうの値を各画素の明度とすることにある。

本発明に係る画像読取装置の第２の特徴は、前記異物位置検出部は、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することにある。

本発明に係る画像読取装置の第３の特徴は、読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部と、本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部が白基準板を読み取って取得した第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出する異物位置検出部と、前記異物位置検出部で検出した前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を記憶する異物位置記憶部と、原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部が前記白基準板を読み取って取得した第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行う補正処理部と、前記補正処理部による補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部とを備え、前記異物位置検出部は、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することにある。

本発明に係る画像読取装置の第４の特徴は、前記補正処理部による補正処理後の前記第２の基準画像データにおける前記第２の所定範囲内の画素の明度は、補正処理前の前記異物位置の画素の明度よりも小さいことにある。

本発明に係る画像読取装置の第５の特徴は、前記画像読取機構部は、本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記主走査方向に直交する副走査方向における複数の読み取り位置において前記白基準板を読み取り、それぞれの読み取り位置に応じた複数の前記第１の基準画像データを取得し、前記異物位置検出部は、いずれの読み取り位置で取得した前記第１の基準画像データにおいても前記主走査方向における同じ位置に検出される前記異物位置の画素がある場合に、当該異物位置を前記異物位置記憶部に記憶させることにある。

本発明に係るシェーディング補正方法の第１の特徴は、読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部を有する画像読取装置におけるシェーディング補正方法であって、前記画像読取装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部により白基準板を読み取って第１の基準画像データを取得するステップと、前記第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出するステップと、前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を異物位置記憶部に記憶するステップと、原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部により前記白基準板を読み取って第２の基準画像データを取得するステップと、前記第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行うステップと、補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うステップとを含み、前記補正を行うステップは、前記第２の基準画像データの波形において、前記異物位置の画素と同じ位置で前記異物位置の画素よりも明度が低い値をとる点と前記第１の所定範囲の両端点とをそれぞれ結ぶ第１および第２の直線上の各画素位置における値を算出し、前記第１の所定範囲内の各画素位置において、前記第１および第２の直線上の値と、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値に所定の係数を乗算した値を前記第１の所定範囲の一端の画素の明度から減算した値とを比較し、大きいほうの値を各画素の明度とすることにある。

本発明に係るシェーディング補正方法の第２の特徴は、前記異物位置の画素を検出するステップは、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することにある。

本発明に係るシェーディング補正方法の第３の特徴は、読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部を有する画像読取装置におけるシェーディング補正方法であって、前記画像読取装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部により白基準板を読み取って第１の基準画像データを取得するステップと、前記第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出するステップと、前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を異物位置記憶部に記憶するステップと、原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部により前記白基準板を読み取って第２の基準画像データを取得するステップと、前記第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行うステップと、補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うステップとを含み、前記異物位置の画素を検出するステップは、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することにある。

本発明によれば、光学系に付着したゴミや粉塵等の異物に起因する出力画像の品質低下を軽減することができる画像読取装置、およびこれに用いるシェーディング補正方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像読取装置１は、筐体２の上部に設けられたコンタクトガラス３と、コンタクトガラス３下方の筐体２内部に設けられた第１のキャリッジ４と、第２のキャリッジ５と、レンズ６と、ＣＣＤイメージセンサ７とを備える。

コンタクトガラス３には読取対象物となる原稿が載置される。コンタクトガラス３の一端側には、原稿を位置決めするための原稿突き当て板８が配設されている。また、コンタクトガラス３の原稿突き当て板８付近には、シェーディング補正用の基準画像データを提供する白色に施された白基準板９が設けられている。

第１のキャリッジ４は、コンタクトガラス３に載置された原稿を照射するための光を発する光源４１と、光源４１からの光を原稿に向けて反射するリフレクタ４２と、原稿からの反射光を第２のキャリッジ５に導く第１のミラー４３とを備える。

第２のキャリッジ５は、第２のミラー５１と、第３のミラー５２とを備え、第１のキャリッジ４からの光を、第２のミラー５１および第３のミラー５２により順次反射してレンズ６方向に出射する。

レンズ６は、第２のキャリッジ５からの光を集光してＣＣＤイメージセンサ７に入射させる。

ＣＣＤイメージセンサ７は、主走査方向（図１において紙面に垂直な方向）にライン状に配列された複数の光電変換素子であるＣＣＤ素子（図示せず）を有し、レンズ６を介して入射される原稿からの反射光を光電変換して画像データを出力する。以下、ＣＣＤイメージセンサ７のＣＣＤ素子を適宜に「画素」という。

原稿を読み取る際に原稿の全域を走査するため、第１のキャリッジ４はコンタクトガラス３の全域にわたって、主走査方向に直交する副走査方向に移動可能に構成されている。この第１のキャリッジ４の移動によっても、原稿からＣＣＤイメージセンサ７に至る光路長は一定である必要があるため、第２のキャリッジ５は、第１のキャリッジ４の半分の移動量で、第１のキャリッジ４に同期して副走査方向に移動するように構成されている。

図２は、第１および第２のキャリッジ４，５を移動させるための駆動機構の概略構成を示す斜視図である。

図２において、筐体２の長手方向の一端部には、主走査方向を軸方向とする駆動軸１１が回動自在に支持されており、駆動軸１１に被動側プーリ１２が嵌着されている。

筺体２の底板上にはモータ１３が配設されており、このモータ１３の出力軸には駆動側プーリ１４が嵌着されている。この駆動側プーリ１４と第１の中間プーリ１５とに第１の駆動ベルト１６が掛け渡されており、この第１の中間プーリ１５に一体に形成された第２の中間プーリ１７と被動側プーリ１２とに第２の駆動ベルト１８が掛け渡されている。

すなわち、モータ１３の出力回転が適宜に減速されて被動側プーリ１２に伝達され、駆動軸１１が低速で回転するようにしてある。このため、駆動軸１１の回転が円滑となり、これに駆動される第１のおよび第２のキャリッジ４，５が移動する際の振動を抑制することができる。

駆動軸１１の両端部には巻取プーリ１９が嵌着されており、この巻取プーリ１９にワイヤ２０の中央部が適宜巻数で巻回されている。第２のキャリッジ５の側面には、同軸上に一対の案内プーリ２１，２２が主走査方向を軸として回動自在に支持されている。また、筐体２の駆動軸１１を配設した側と反対側の端部には、主走査方向を軸として回動自在に案内プーリ２３が支持されている。また、筐体２の壁部の適宜位置にはブラケット２４が設けられている。

なお、巻取プーリ１９、ワイヤ２０、案内プーリ２１〜２３、およびブラケット２４は、筐体２の内部であって、第１のおよび第２のキャリッジ４，５の走査域を挟んで両側に設けられている。

そして、ワイヤ２０は、一端部がブラケット２４に固定され、案内プーリ２２を巻回させ、第１のキャリッジ４と連繋部２５で連繋させ、巻取プーリ１９を巻回させ、案内プーリ２３と案内プーリ２１とを順次巻回させて、他端部が引っ張りコイルバネ等からなる緊張バネ２６を介して、筐体２の側壁に掛止されている。

このように、第２のキャリッジ５の側面に設けられた案内プーリ２１，２２にはワイヤ２０がＵターンする形でかかっているため、第２のキャリッジ５の移動量は、第１のキャリッジ４の移動量の半分となり、原稿からＣＣＤイメージセンサ７に至る光路長が一定に保たれる構造となっている。

図３は、画像読取装置１の制御系の構成を示すブロック図である。画像読取装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部１００と、制御部１００が画像読取装置１を制御するためのプログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１１０と、一時的なデータの保存や演算時における制御部１００のワーク領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１２０と、異物位置記憶部１３０とを備える。制御部１００がＲＯＭ１１０に格納されたプログラムにしたがって動作すること等で、読取制御部１０１、異物位置検出部１０２、補正処理部１０３、およびシェーディング補正処理部１０４が構成される。

読取制御部１０１は、第１のキャリッジ４、第２のキャリッジ５、レンズ６、ＣＣＤイメージセンサ７等からなる画像読取機構部１４０を制御して画像の読み取り処理を行う。

異物位置検出部１０２は、画像読取装置１の電源投入後のイニシャル動作時に画像読取機構部１４０が白基準板９を読み取って取得した画像データ（第１の基準画像データ）を用いて、第１〜第３のミラー４３，５１，５２に付着したゴミや粉塵等の異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出する。

補正処理部１０３は、原稿読み取り動作時に画像読取機構部１４０が白基準板９を読み取って取得した画像データ（第２の基準画像データ）に対して、異物位置検出部１０２で検出した異物位置を含む所定範囲（第１の所定範囲）において波形を台形状とする補正を行う。

シェーディング補正処理部１０４は、補正処理部１０３で補正処理された第２の画像データを用いて、原稿読み取り時において各ＣＣＤ素子に対応してシェーディング補正式を作成し、各ＣＣＤ素子の出力レベルを補正する。

異物位置記憶部１３０は、異物位置検出部１０２で検出した異物位置の画素の主走査方向における位置を記憶する。

次に、画像読取装置１の動作について説明する。

画像読取装置１では、電源投入直後のイニシャル動作時に、白基準板９を読み取って取得した第１の基準画像データを用いて異物位置検出処理を行う。その後、原稿読み取り動作時において、シェーディング補正のために白基準板９を読み取って取得した第２の基準画像データに対して、イニシャル動作時の異物位置検出処理で検出した異物位置周辺の波形を台形状とする補正処理を行う。そして、この補正後の第２の基準画像データを用いて、原稿画像データに対してシェーディング補正を行う。

まず、異物位置検出処理の手順について説明する。図４は、異物検出処理の手順を示すフローチャート、図５は、異物位置検出処理の手順を説明するための模式図である。以下、ＣＣＤイメージセンサ７で３６００画素の読み取りを行う例で説明する。

電源が投入されると、ステップＳ１０において、読取制御部１０１は、第１のキャリッジ４を白基準板９の下方に移動させ、光源４１を点灯させて白基準板９の反射光を読み取るよう画像読取機構部１４０を制御する。そして、読取制御部１０１は、画像読取機構部１４０から白基準板９を読み取って得られた主走査方向１ライン分の画像データである第１の基準画像データを取得し、これをＲＡＭ１２０に格納する。

なお、画像読取機構部１４０で取得する画像データは、８ビットの階調で表され、暗い方から明るい方に向かって、０〜２５５の値で示されるものとする。

次いで、ステップＳ２０において、異物位置検出部１０２は、第１の基準画像データにおける各画素について、主走査方向の一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素Ｄ１として検出する。図５に示す例では、図示左側の画素から順に、当該画素の右側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、差分値が１０以上となる画素を注目画素Ｄ１とする。ここでは、図５（ａ）に示すように、明度１８８である図示左から４番目の画素が注目画素Ｄ１として検出される。

次いで、ステップＳ３０において、異物位置検出部１０２は、注目画素Ｄ１を含む所定範囲（第３の所定範囲）内の画素の明度の平均値および最小値を算出する。例えば、図５（ｂ）に示すように、注目画素Ｄ１から右方向の６画素の明度の平均値および最小値を算出する。

次いで、ステップＳ４０において、異物位置検出部１０２は、ステップＳ３０で算出した平均値と最小値との差分値を算出し、この差分値が第２の基準値以上である場合、最小値に対応する画素を異物位置の画素として検出する。例えば、第２の基準値を１０とすると、図５に示す例では、注目画素Ｄ１から右方向の６画素の明度の平均値が１７１、最小値が１４１となるので、図５（ｃ）に示すように、明度１４１である図示左から６番目の画素が異物位置の画素となる。

次いで、ステップＳ５０において、異物位置検出部１０２は、ステップＳ４０で検出した異物位置の画素の主走査方向における位置（画素番号）を異物位置記憶部１３０に記憶する。

上記の一連の処理により、例えば図６に示すような第１の基準画像データの波形においては、３箇所の局部的な明度の落ち込みを示す部分の画素が異物位置の画素として検出される。

次に、原稿読み取り動作時の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

ユーザ操作により原稿の読み取りの開始が指示されると、ステップＳ１１０において、読取制御部１０１は、画像読取機構部１４０に白基準板９を読み取らせる。そして、読取制御部１０１は、画像読取機構部１４０から白基準板９を読み取って得られた主走査方向１ライン分の画像データである第２の基準画像データを取得し、これをＲＡＭ１２０に格納する。

次いで、ステップＳ１２０において、補正処理部１０３は、上述の異物位置検出処理によって検出された異物位置が異物位置記憶部１３０に記憶されているか否かを判断する。記憶されている場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進み、記憶されていない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１３０では、補正処理部１０３は、第２の基準画像データから、異物位置記憶部１３０に記憶されている各異物位置について、異物位置に対応する画素と、異物位置の画素から両側に所定画素数だけ離れた画素との、合計３つの画素の明度を読み出す。
例えば、図８に示すように、異物位置の画素と、異物位置の画素から両側に２４画素だけ離れた２つの画素の明度を読み出す。この異物位置の画素を中心とする４９画素が、補正対象範囲（第１の所定範囲）となる。ここで、説明の便宜上、補正対象範囲内の画素の主走査方向における位置をｘ１，ｘ２，…，ｘ４９とし、それぞれの画素の明度をｙ１，ｙ２，…，ｙ４９と表す。

次いで、ステップＳ１４０において、補正処理部１０３は、ｘｙ座標上において、（ｘ１，ｙ１），（ｘ２５，ｙ２５），（ｘ４９，ｙ４９）の３点を直線補間する。この直線補間処理において、補正処理部１０３は、図９に示すように、ｙ２５よりも小さい値ｙ２５´をとる点（ｘ２５，ｙ２５´）と、（ｘ１，ｙ１），（ｘ４９，ｙ４９）とをそれぞれ結ぶ第１および第２の直線３１，３２上の各画素位置における値を算出する。

ここで、補正処理部１０３は、各異物位置の補正対象範囲について、以下の（数式１）により、異物位置の明度の落ち込み量Ｙを算出する。落ち込み量Ｙが６０％以上である場合は、異物の影響による出力画像における黒線の除去が困難であるため、その異物位置に対しては、直線補間処理および後述の台形補間処理を行わない。
Ｙ＝（（ｙ１＋ｙ４９）／２−ｙ２５）×１００／（（ｙ１＋ｙ４９）／２）
…（数式１）

次いで、ステップＳ１５０において、補正処理部１０３は、台形補間処理を行う。この台形補間処理において、補正処理部１０３は、ｘｙ座標上で台形の底辺をなす台形補間値ｍを以下の（数式２）により算出し、各画素位置において、第１および第２の直線３１，３２上の値と台形補間値ｍとを比較し、大きいほうの値を各画素の明度とする。これにより、異物位置の画素を含む所定範囲（第２の所定範囲）内のすべての画素の明度がｍとなって台形の底辺を形成し、図１０に示すように、補正対象範囲内において台形状の波形が形成される。
ｍ＝ｙ１−ｋ（ｙ１−ｙ２５） …（数式２）

ここで、ｋは、補正の程度に応じて設定される係数である。例えば、ｋ＝０．６の場合は、図１０に示す台形Ａが形成され、ｋ＝０．８の場合は台形Ｂが形成され、ｋ＝１．２の場合は台形Ｃが形成される。ｋの値が大きいほど、異物の影響による出力画像における黒線の除去効果が大きくなる。ｋを１より大きく設定すると、台形の底辺上の値がｙ２５よりも小さくなり、大きな黒線除去効果が期待できる。

補正処理部１０３は、台形補間処理後の補正対象範囲内の各画素の明度を、ＲＡＭ１２０に格納された第２の基準画像データにおける対応する各画素の値に上書きする。

そして、ステップＳ１６０において、読取制御部１０１は、画像読取機構部１４０に原稿の画像を読み取らせ、シェーディング補正処理部１０４は、ＲＡＭ１２０に格納された、補正処理部１０３による処理後の第２の画像データを用いて、画像読取機構部１４０が原稿を読み取って得られる原稿画像データに対してシェーディング補正を行う。

なお、上述の補正処理部１０３による直線補間処理および台形補間処理において、異物位置が複数ある場合には、それぞれに対応して処理を行うが、ある異物位置の補正対象範囲内に他の異物位置が含まれる場合、最も明度が小さい異物位置に対応する補正対象範囲の処理を行う。

また、補正処理部１０３における補正対象範囲を確保するために、上述の異物位置検出処理において、有効画素の両端部各２４画素については処理対象としないものとする。

また、図１０に示した台形波形において、斜辺部分の傾斜角度が急すぎると、斜辺部分において隣接画素との明度の差が大きくなるため、エッジ強調が掛かりやすく、出力画像に黒線が発生することがある。このため、上述のｙ２５´の値は、台形波形の斜辺部分（直線３１，３２）の傾斜が大きくなり過ぎないような値に設定することが好ましい。

原稿の読み取り時においては、前述のように、副走査方向に移動される第１および第２のキャリッジ４，５が、例えば、巻取プーリ１９によるワイヤ２０の巻き取りが斜めになることにより、副走査方向への移動中に主走査方向にずれることがある。

この場合、図１１に示すように、例えば第１のキャリッジ４の第１のミラー４３に異物３３が付着していたとすると、この異物３３も第１のキャリッジ４とともに主走査方向に移動する。

原稿の読み取り時に第１のキャリッジ４の主走査方向への移動が発生しなかった場合は、図１２（ａ）に示すように、読み取った画像データにおいて、白基準板９の読み取り時と原稿の読み取り時とで同じ位置に異物があることを示す明度の落ち込みが出現するため、シェーディング補正により異物位置のデータが適正に補正される。

一方、原稿の読み取り時に第１のキャリッジ４の主走査方向への移動が生じた場合は、図１２（ｂ）に示すように、原稿読み取り時には、異物の主走査方向における位置がシフトすることになる。このため、異物の位置におけるシェーディング補正が適正になされず、図１３に示すように、原稿画像データに基づいて印刷された印刷物Ｐにおいて、白基準板９の読み取り時における異物の主走査方向の位置に対応する位置に、副走査方向に沿った白線が発生し、原稿読み取り時における異物の主走査方向の位置に対応する位置に、副走査方向に沿った黒線が発生する。

また、第１および第２のキャリッジ４，５の移動中に主走査方向のずれが生じない場合でも、白基準板９の読み取り時と原稿読み取り時との間で、異物がミラー上において主走査方向に移動した場合には、上記と同様の出力画像の乱れが生じる。

これに対し、本実施の形態では、上述した補正処理部１０３の処理により、図１４に示すように、白基準板９を読み取って得られた第２の基準画像データの異物位置周辺の波形が台形状に補正され、この補正処理後の第２の基準画像データを用いてシェーディング補正を行うので、異物位置が主走査方向の左右どちらにシフトしても、異物位置に適正なシェーディング補正をかけることができる。

また、補正後の第２の基準画像データにおける台形の底辺上の値は、異物位置の画素の明度を用いて上記（数式２）で算出した値とするため、シェーディング補正における補正量を十分に確保でき、出力画像に異物の影響による黒線が発生することを抑えることができる。

図１５（ａ）は、白基準板９を読み取って得られる画像データ（第２の基準画像データ）の波形の一例を示す図である。このデータに対して上述した補正処理部１０３の処理を行うことにより、図１５（ｂ）に示すような、異物位置の波形が台形状に補正された画像データが得られる。この補正後の画像データを用いてシェーディング補正を行うことで、異物の影響による出力画像の品質低下を抑制することができる。

なお、異物位置検出処理において、白基準板９を副走査方向における複数の位置において読み取り、それぞれの読み取り位置に応じた複数の画像データ（第１の基準画像データ）を取得し、異物位置検出部１０２において、いずれの読み取り位置で取得した第１の基準画像データにおいても主走査方向における同じ位置に検出される異物位置の画素がある場合に、検出した異物位置を異物位置記憶部１３０に記憶させるようにしてもよい。これにより、異物検出の精度を向上することができる。

以上、本発明における実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置の概略構成図である。図１に示す画像読取装置の第１および第２のキャリッジを移動させるための駆動機構の概略構成を示す斜視図である。図１に示す画像読取装置の制御系の構成を示すブロック図である。異物検出処理の手順を示すフローチャートである。異物位置検出処理の手順を説明するための模式図である。第１の基準画像データの一例を示す波形図である。原稿読み取り時の動作を示すフローチャートである。補正処理部による補正対象範囲を説明するための図である。直線補間の説明図である。台形補間の説明図である。原稿読み取り時における主走査方向への異物の移動を説明するための模式図である。画像データ上において異物の移動を説明するための図である。原稿読み取り時に主走査方向に異物が移動した場合の出力画像を示す図である。補正処理部による補正処理前後の第２の基準画像データの異物位置付近の波形を示す図である。補正処理部による補正処理前後の第２の基準画像データの一例を示す波形図である。

符号の説明

１画像読取装置
２筐体
３コンタクトガラス
４第１のキャリッジ
５第２のキャリッジ
６レンズ
７ＣＣＤイメージセンサ
８原稿突き当て板
９白基準板
４１光源
４２リフレクタ
４３第１のミラー
５１第２のミラー
５２第３のミラー
１００制御部
１０１読取制御部
１０２異物位置検出部
１０３補正処理部
１０４シェーディング補正処理部
１１０ＲＯＭ
１２０ＲＡＭ
１３０異物位置記憶部
１４０画像読取機構部

Claims

読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部と、
本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部が白基準板を読み取って取得した第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出する異物位置検出部と、
前記異物位置検出部で検出した前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を記憶する異物位置記憶部と、
原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部が前記白基準板を読み取って取得した第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行う補正処理部と、
前記補正処理部による補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部とを備え、
前記補正処理部は、前記第２の基準画像データの波形において、前記異物位置の画素と同じ位置で前記異物位置の画素よりも明度が低い値をとる点と前記第１の所定範囲の両端点とをそれぞれ結ぶ第１および第２の直線上の各画素位置における値を算出し、前記第１の所定範囲内の各画素位置において、前記第１および第２の直線上の値と、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値に所定の係数を乗算した値を前記第１の所定範囲の一端の画素の明度から減算した値とを比較し、大きいほうの値を各画素の明度とすることを特徴とする画像読取装置。
前記異物位置検出部は、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検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。
読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部と、
本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部が白基準板を読み取って取得した第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出する異物位置検出部と、
前記異物位置検出部で検出した前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を記憶する異物位置記憶部と、
原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部が前記白基準板を読み取って取得した第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行う補正処理部と、
前記補正処理部による補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部とを備え、
前記異物位置検出部は、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することを特徴とする画像読取装置。
前記補正処理部による補正処理後の前記第２の基準画像データにおける前記第２の所定範囲内の画素の明度は、補正処理前の前記異物位置の画素の明度よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
前記画像読取機構部は、本装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記主走査方向に直交する副走査方向における複数の読み取り位置において前記白基準板を読み取り、それぞれの読み取り位置に応じた複数の前記第１の基準画像データを取得し、
前記異物位置検出部は、いずれの読み取り位置で取得した前記第１の基準画像データにおいても前記主走査方向における同じ位置に検出される前記異物位置の画素がある場合に、当該異物位置を前記異物位置記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部を有する画像読取装置におけるシェーディング補正方法であって、
前記画像読取装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部により白基準板を読み取って第１の基準画像データを取得するステップと、
前記第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出するステップと、
前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を異物位置記憶部に記憶するステップと、
原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部により前記白基準板を読み取って第２の基準画像データを取得するステップと、
前記第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行うステップと、
補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うステップとを含み、
前記補正を行うステップは、前記第２の基準画像データの波形において、前記異物位置の画素と同じ位置で前記異物位置の画素よりも明度が低い値をとる点と前記第１の所定範囲の両端点とをそれぞれ結ぶ第１および第２の直線上の各画素位置における値を算出し、前記第１の所定範囲内の各画素位置において、前記第１および第２の直線上の値と、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値に所定の係数を乗算した値を前記第１の所定範囲の一端の画素の明度から減算した値とを比較し、大きいほうの値を各画素の明度とすることを特徴とするシェーディング補正方法。
前記異物位置の画素を検出するステップは、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することを特徴とする請求項６に記載のシェーディング補正方法。
読取対象物に光を照射し、前記読取対象物からの反射光を、ミラーを含む光学系を介して、主走査方向にライン状に配列された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに入射させ、前記イメージセンサにより前記読取対象物の画像に応じた画像データを取得する画像読取機構部を有する画像読取装置におけるシェーディング補正方法であって、
前記画像読取装置の電源投入後のイニシャル動作時に前記画像読取機構部により白基準板を読み取って第１の基準画像データを取得するステップと、
前記第１の基準画像データに基づき、前記各光電変換素子に対応する各画素の前記主走査方向における位置と各画素における明度との関係を示す前記第１の基準画像データの波形が前記光学系に付着した異物に応じて局部的な明度の落ち込みを示す異物位置の画素を検出するステップと、
前記異物位置の画素の前記主走査方向における位置を異物位置記憶部に記憶するステップと、
原稿読み取り動作時に前記画像読取機構部により前記白基準板を読み取って第２の基準画像データを取得するステップと、
前記第２の基準画像データに対して、前記異物位置記憶部に記憶された前記異物位置の画素を中心とする前記主走査方向の第１の所定範囲内における、前記異物位置の画素を含む第２の所定範囲内のすべての画素の明度を、前記第１の所定範囲の一端の画素の明度と前記異物位置の画素の明度との差分値を用いて算出する所定の値とする補正を行うステップと、
補正後の前記第２の基準画像データを用いて、前記画像読取機構部で原稿を読み取って取得した原稿画像データに対してシェーディング補正を行うステップとを含み、
前記異物位置の画素を検出するステップは、前記第１の基準画像データにおける各画素について、一方側に隣接する画素との明度の差分値を算出し、この差分値が第１の基準値以上である画素を注目画素とし、前記注目画素を含む第３の所定範囲内の画素の明度の平均値と最小値とを算出し、前記平均値と前記最小値との差分値が第２の基準値以上である場合、前記最小値に対応する画素を前記異物位置の画素として検出することを特徴とするシェーディング補正方法。