JP6354436B2 - シェーディング補正装置、および画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、シェーディング補正装置、および画像処理装置に関する。

画像読取装置において、読み取り光学系の主走査位置毎の光量分布のばらつき、およびセンサチップ画素毎の感度のばらつきを補正するために、シェーディング補正が行われる。具体的には、例えば白色の濃度基準部材の読み取り結果（シェーディングデータ）を用いて、入力データのシェーディング補正を行う。

特許文献１（特開２０１０−０１１２９７号公報）には、初期のシェーディングデータと、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータとの光量が異なることで、ロッドレンズ周期ムラの振幅の変化を低減した画像処理装置が開示されている。この画像処理装置は、汚れの無い初期のシェーディングデータに光量比（初期のシェーディングデータと原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータの主走査全域、または主走査の特定エリア平均値の比）を補正して置き換えて補間する。これにより、上述の光量の違いから生ずるロッドレンズ周期ムラの振幅の変化を低減できる。

しかし、特許文献１に開示されている画像処理装置を含む従来の技術においては、汚れを検知して初期のシェーディングデータに置き換えた箇所に、縦スジが発生する不都合を生じていた。すなわち、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータと初期のシェーディングデータとの間において、リップルムラによる振幅差がロッドレンズの間隔で発生する。これにより、縦スジが発生する。このため、従来は、正確なシェーディング補正が行われているとは言い難い問題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、正確なシェーディング補正が可能なシェーディング補正装置、および画像処理装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、濃度基準部材から読み取った基準となるシェーディングデータである初期データを平滑化して第１の平滑化データを生成する第１の平滑化部と、初期データと第１の平滑化データとの差分となる第１の高周波成分を生成する第１の高周波成分生成部と、初期データよりも時間的に後から濃度基準部材から読み取ったシェーディングデータである現在データを平滑化して第２の平滑化データを生成する第２の平滑化部と、現在データと第２の平滑化データとの差分となる第２の高周波成分を生成する第２の高周波成分生成部と、第１の高周波成分の位相を、それぞれ異なるシフト量でシフトさせることで、それぞれ位相の異なる複数の第１の高周波成分を生成する位相シフトブロックと、位相がシフトされた各第１の高周波成分の位相と、第２の高周波成分の位相とを比較することで、第２の高周波成分の位相に対する位相差が小さい第１の高周波成分を検出する相違度比較部と、位相がシフトされた各第１の高周波成分のうち、相違度比較部で検出された、位相差が小さい第１の高周波成分を選択する選択部と、選択された位相差が小さい第１の高周波成分と、第１の平滑化データを加算処理して、高周波成分の位相を補正したシェーディングデータを生成する補正データ生成部と、補正したシェーディングデータを用いて、入力データにシェーディング補正処理を施して出力するシェーディング補正部とを有する。

本発明によれば、正確なシェーディング補正を行うことができるという効果を奏する。

図１は、読み取りモジュール（ＣＩＳ）の模式図である。 図２は、発熱による主走査分布のシフトを説明するための図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態の複合機（ＭＦＰ）の断面図である。 図４は、第１の実施の形態のＭＦＰに設けられている自動原稿搬送機構の断面図である。 図５は、第１の実施の形態のＭＦＰに設けられている自動原稿搬送機構を制御するコントローラ、および、コントローラの周辺回路のブロック図である。 図６は、第１の実施の形態のＭＦＰに設けられている第２読取部のブロック図である。 図７は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部の機能ブロック図である。 図８は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部における、初期データの高周波成分の抽出動作を説明するための図である。 図９は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部の各位相シフト部のシフト量を説明するための図である。 図１０は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部の各位相シフト部における、初期データの位相シフト動作を説明するための図である。 図１１は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部に設けられている相違度比較部の相違度比較出力を説明するための図である。 図１２は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部における、現在データのリップルムラと振幅が合うように位相を補正したシェーディングデータの生成動作を説明するための図である。 図１３は、第１の実施の形態のＭＦＰの白補正部におけるシェーディング補正により、濃度基準部材の汚れやキズによる縦スジを抑制する動作を説明するための図である。 図１４は、第２の実施の形態のＭＦＰの白補正部の機能ブロック図である。 図１５は、第２の実施の形態のＭＦＰの白補正部に設けられている汚れ検知部の汚れ検知動作を説明するための図である。 図１６は、第２の実施の形態のＭＦＰの白補正部に設けられている汚れ検知部の検知出力の一例を示す図である。 図１７は、第２の実施の形態のＭＦＰの白補正部に設けられている位相シフト量決定部による、汚れを検知した位置の位相シフト部番号の書き換え動作を説明するための図である。 図１８は、第２の実施の形態のＭＦＰの白補正部に設けられている位相シフト量決定部がシフト量メモリに位相シフト部番号を書き込むタイミングを説明するための図である。 図１９は、第３の実施の形態のＭＦＰの白補正部の位相シフトブロックに設定されている複数種類のシフト量を説明するための図である。 図２０は、第４の実施の形態のＭＦＰの白補正部の機能ブロック図である。 図２１は、第４の実施の形態のＭＦＰの白補正部の出力比率算出部が、平滑化した初期データと平滑化した現在データとの比率を画素毎に算出する動作を説明するための図である。 図２２は、第４の実施の形態のＭＦＰの白補正部において、高周波成分と共に、オフセット成分も補正したシェーディングデータの生成動作を説明するための図である。

以下、一例として、本発明を適用した実施の形態の複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ＭＦＰは、例えば印刷機能、複写機能、スキャナ機能、およびファクシミリ機能のうち、１つまたは２つ以上の機能を有する電子機器である。

（概要）
ＭＦＰ等の画像の読み取りを行う電子機器において、読み取り光学系の主走査位置毎の光量分布のばらつき、およびセンサチップ画素毎の感度のばらつきを補正するために、シェーディング補正が行われる。具体的には、所定の白色を有する濃度基準部材の読み取り結果（シェーディングデータ）を「ＳＤ」、入力データを「Ｄｉｎ」とし、以下の数１式の演算を行うことで、入力データに対してシェーディング補正を施した結果である「Ｄｏｕｔ」を得るようになっている。

Ｄｏｕｔ＝Ｄｉｎ／ＳＤ・・・（数１式）

ここで、シェーディング補正に用いるシェーディングデータの生成時に、濃度基準部材に汚れが付着していると、汚れが付着している箇所のシェーディングデータの値は、正確なシェーディング補正が困難な値となる。これは、例えばライン状のイメージセンサ等の読み取り光学系の主走査方向（画素が並べられている方向）に沿って、濃度基準部材に付着している汚れが付着している箇所に対応する画素の画素データが正確にシェーディング補正されないことを意味している。このため、主走査方向に対して２次元方向に直交する副走査方向に読み取り光学系を走査して生成される１枚の画像上に、濃度基準部材に汚れが付着していた箇所に対応するスジ状のノイズが現れる不都合を生ずる。

具体的には、濃度基準部材に黒い汚れが付着していた場合、黒い汚れにより、読み取り光が吸収され、また、乱反射することで、黒い汚れの付着箇所に対応する画素に対する入射光が、他の箇所よりも少なくなり、生成されるシェーディングデータの値に落ち込みが生ずる。この落ち込みが生じたシェーディングデータをシェーディング補正に用いると、上述の数１式の分母の値が小さくなるため、シェーディング補正結果が大きな値となり、白スジが発生する（シェーディング補正不足）。同様に、濃度基準部材に白い汚れが付着していた場合、白い汚れにより、読み取り光の反射量が多くなる。このため、白い汚れの付着箇所に対応する画素に対する入射光が、他の箇所よりも多くなり、生成されるシェーディングデータの値が大きな値となる。この大きな値となったシェーディングデータをシェーディング補正に用いると、上述の数１式の分母の値が大きくなるため、シェーディング補正結果が小さな値となり、黒スジが発生する（シェーディング補正過多）。

このようなスジ状のノイズの発生を防止するために、シェーディングデータの生成時に、画像読取部のイメージセンサと濃度基準部材との相対的な位置を、可動機構で変更することで、濃度基準部材の汚れおよびキズ等の影響を低減することが考えられる。すなわち、副走査方向にイメージセンサを移動させながら濃度基準部材の複数箇所の読み取りを行う。そして、読み取りを行った複数箇所に対応する各シェーディングデータを平均化する。これにより、汚れおよびキズ等の影響を低減したシェーディングデータを生成できる。または、回転ローラで形成した濃度基準部材を回転させながら複数箇所の読み取りを行う。これにより、汚れおよびキズ等の影響を低減したシェーディングデータを生成できる。

しかし、原稿の裏面を読み取るための密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Comtact Image Sensor）等の読み取りモジュールは、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）装置内の小スペースに固定して設けられることが多い。このため、濃度基準部材および可動機構をＡＤＦ装置内に設けると、ＡＤＦ装置の複雑化、大型化およびコスト高を招く。

ここで、以下の手法により、可動機構を設けなくても濃度基準部材の汚れやキズの影響を低減できる。すなわち、不揮発性メモリに、予め清浄な濃度基準部材で取得した初期のシェーディングデータを格納しておく。初期のシェーディングデータと、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータを対比する。対比結果が所定以上の画素位置のデータを、汚れまたはキズ等の影響を受けたデータとして判定する。そして、汚れの影響を受けたデータを、汚れの無い初期のシェーディングデータに光量比を補正して置き換えて補間する。なお、光量比は、初期のシェーディングデータと原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータとの主走査全域、または主走査の特定エリア平均値の比である。これにより、可動機構を設けなくても濃度基準部材の汚れやキズの影響を低減できる。

しかし、このような手法においても、汚れを検知して初期のシェーディングデータに置き換えた箇所において、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータと初期のシェーディングデータのロッドレンズ間隔で発生するリップルムラの振幅差に起因する縦スジが発生する。

一般的に、不揮発性メモリに予め清浄な濃度基準部材で取得した初期のシェーディングデータと、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータとでは、熱の影響でレンズ間隔にズレが生ずるおそれがある。このレンズ間隔のズレは、不揮発性メモリにシェーディングデータを格納する場所、または、製品が使用される場所等による温度環境の違いが原因で発生する。また、レンズ間隔のズレは、多くの原稿を連続的に読み取った際に（連続スキャン）、ＬＥＤ等の光源部およびＡＳＩＣ等の集積回路の発熱により発生する。ＬＥＤは、「Light Emitting Diode」の略記である。ＡＳＩＣは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記である。以下、連続スキャン時の熱上昇の影響で、ロットレンズ間隔のリップルムラにより、原稿にスジが発生するメカニズムを説明する。

図１に読み取りモジュール（ＣＩＳ）の模式図を示す。図１の（ａ）の符号を付した図は、読み取りモジュールの要部の分解斜視図である。図１の（ｂ）の符号を付した図は、読み取りモジュールの、要部の拡大図である。図１の（ｃ）の符号を付した図は、読み取りモジュールの各ロッドレンズに対応する出力波形を示す図である。

読み取りモジュールは、光源部２から発光された光を、導光体１を介して原稿または濃度基準部材に照射し、図１の（ｂ）の符号を付した図に示す複数のロッドレンズ４ａを列状に配置して形成されたロッドレンズアレイ４を介して、反射光をイメージセンサ３の画素３ａに集光している。ロッドレンズ４ａを用いて反射光を集光していることから、図１の（ｃ）の符号を付した図に示すように、ロッドレンズ４ａの中心付近では反射光を集光し易く、出力が高い。しかし、ロッドレンズ４ａの端部においては、出力が低下する。このため、ロッドレンズ４ａの配置による周期で、出力の高い位置と低い位置が周期的に発生する。

図２の（ａ）の符号を付した図に、０分時（ＬＥＤ点灯直後）の主走査分布（実線のグラフ）とＸ分後の主走査分布（点線のグラフ）を示す。この図２の（ａ）の符号を付した図に示すように、ＬＥＤの連続点灯による発熱で、光量の低下が発生すると共に、出力の高い位置と低い位置が経時でシフトする。このような主走査分布のシフトは、ロッドレンズ４ａが熱膨張して、径の大きさが変化し、ロッドレンズ４ａとイメージセンサ３の位置関係が経時でずれることで発生する。また、主走査分布のシフトは、センサ基板の熱膨張により、主走査方向（画素３ａが並べられている方向）に基板が伸び、ロッドレンズ４ａとイメージセンサ３の位置関係が経時でずれることで発生する。ロッドレンズ４ａとイメージセンサ３の基板の熱膨張率が等しければ、主走査分布のシフトは発生しない。しかし、一般的には、ロッドレンズ４ａの熱膨張率よりも、イメージセンサ３の基板の熱膨張率の方が高い。このため、主走査分布のシフトが発生してしまう。

図２の（ｂ）の符号を付した図に、Ｘ分後と０分時の出力変化率を示す。なお、図中の出力変化率は、以下の数２式で算出される。

出力変化率＝Ｘ分後の出力／０分時の出力・・・（数２式）

この図２の（ｂ）の符号を付した図において、Ｘ分後の出力のピーク位置は、０分時の出力との差が小さい為、変化率が高くなっている。また、Ｘ分後の出力のボトム位置は、０分時の出力との差が大きいため、変化率が低くなっている。また、０分時の出力のピーク位置は、Ｘ分後の出力との差が大きい為、変化率が低くなっている。そして、０分時の出力のボトム位置は、Ｘ分後の出力との差が小さいため、変化率が高くなっている。このような４つの位置以外の位置では、０分時からＸ分後まで出力低下量が略々等しいため、均一に変化率が減少する。

仮に、原稿読取時のデータ（０分時）と不揮発性メモリに格納したデータのリップルムラが合っていても、連続スキャン時においてはリップルムラがずれる。このため、不揮発性メモリに格納したデータをシェーディングデータとし、Ｘ分後の原稿読み取り時の原稿データに対してシェーディング補正を実施すると、図２の（ｃ）の符号を付した図に示すように、リップルムラがずれている（レンズ集光率がずれている）ことにより、原稿にスジが発生する。すなわち、出力変化率の高い位置と低い位置とで、シェーディング補正後の画像データに明るいスジおよび暗いスジが発生する。このような現象は、不揮発性メモリにシェーディングデータを格納する場所、およびＭＦＰが使用される場所での環境の違いでも同様に発生する現象である。

（第１の実施の形態）
実施の形態のＭＦＰは、以下に説明するように、原稿を読取る直前に取得した汚れのついているシェーディングデータを、汚れの無い初期のシェーディングデータで置き換える際に、初期のシェーディングデータを、原稿読取り前に取得したシェーディングデータのリップルムラと位相が合うように補正する。これにより、濃度基準部材に汚れやキズを検出した際に、原稿を読み取る直前に取得したシェーディングデータのリップルムラと合うように補正した初期のシェーディングデータを用いて、汚れやキズを検出した位置を補間する。このため、出力原稿または出力データに明るいスジ、または、暗いスジが発生する不都合を防止し、正確なシェーディング補正を可能とすることができる。

図３に、実施の形態のＭＦＰの断面図を示す。この図３に示すように、実施の形態のＭＦＰは、自動原稿搬送機構（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１０と、給紙部２０と、画像形成部３０とを備えている。給紙部２０は、用紙サイズの異なる記録紙を収納する給紙カセット２１，２２を有している。また、給紙部２０は、給紙カセット２１，２２に収納された記録紙を画像形成部３０の画像形成位置まで搬送する各種ローラを備えた給紙機構２３を有している。

画像形成部３０は、露光装置３１と、感光体ドラム３２と、現像装置３３と、転写ベルト３４と、定着装置３５とを備えている。画像形成部３０は、ＡＤＦ１０内部の画像読取部で読み取られた原稿の画像データに基づいて、露光装置３１により感光体ドラム３２を露光して感光体ドラム３２に潜像を形成する。また、画像形成部３０は、現像装置３３により、感光体ドラム３２に異なる色のトナーを供給して現像する。そして、画像形成部３０は、転写ベルト３４により、感光体ドラム３２に現像された像を給紙部２０から供給された記録紙に転写した後、定着装置３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着させる。

図４は、ＡＤＦ１０の断面の拡大図である。また、図５は、ＡＤＦ１０を制御するコントローラ１１、および、コントローラ１１の周辺回路のブロック図である。ＡＤＦ１０は、固定された読取装置部に読取原稿を搬送し、所定の速度で搬送しながら画像の読み取りを行う。ＡＤＦ１０は、原稿セット部Ａ、分離給送部Ｂ、レジスト部Ｃ、ターン部Ｄ、第１読取搬送部Ｅ、第２読取搬送部Ｆ、排紙部Ｇ、および、スタック部Ｈを有する。原稿セット部Ａは、読取原稿束をセットする。分離給送部Ｂは、セットされた原稿束から一枚毎に原稿を分離して給送する。レジスト部Ｃは、給送された原稿を一次突当整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きを有する。ターン部Ｄは、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読取り側（下方）に向けて搬送する。第１読取搬送部Ｅは、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる。第２読取搬送部Ｆは、読取後の原稿の裏面画像を読み取る。排紙部Ｇは、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する。スタック部Ｈは、読取完了後の原稿を積載保持する。

読み取りを行う原稿束１３０は、可動原稿テーブル１３１を含む原稿テーブル１３２上に、原稿面を上向きの状態でセットする。さらに、原稿束１３０の幅方向を、図示しないサイドガイドによって、搬送方向と直行する方向に位置決めする。原稿のセットは、セットフィラー１３３、原稿セットセンサ１００により検知され、Ｉ／Ｆ１１４により本体制御部１２２に送信される。

さらに、原稿テーブル面に設けられた原稿長さ検知センサ１３４または１３５（反射型センサ、または、原稿１枚も検知可能なアクチュエータータイプのセンサが用いられる）により、原稿の搬送方向長さの概略が判定される。

可動原稿テーブル１３１は、底板上昇モータ１１２により、図４中矢印で示すａ方向およびｂ方向に動作可能（上下動可能）な構成となっている。可動原稿テーブル１３１は、原稿のセットを、セットフィラー１３３および原稿セットセンサ１００で検知すると、底板上昇モータ１１２を正転させて原稿束１３０の最上面がピックアップローラ１４８と接触するように可動原稿テーブル１３１を上昇させる。ピックアップローラ１４８は、ピックアップモータ１０８を駆動源とするカム機構により、図４中矢印で示すｃ方向およびｄ方向に動作する。また、ピックアップローラ１４８は、可動原稿テーブル１３１が上昇し、可動原稿テーブル１３１上の原稿上面により押されてｃ方向に上がり、給紙適正位置センサ１０２により上限を検知可能となっている。

操作部１２１よりプリントキーが押下され、本体制御部１２２からＩ／Ｆ１１４を介してコントローラ１１に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ１４８が、給紙モータ１０９の正転により回転駆動され、原稿テーブル１３２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。

給紙ベルト１３６は、給紙モータ１０９の正転により給紙方向に駆動される。リバースローラ１３７は、給紙モータ１０９の正転により、給紙方向と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙する構成となっている。さらに詳しく説明すると、リバースローラ１３７は、給紙ベルト１３６と所定圧で接する。リバースローラ１３７は、給紙ベルト１３６と直接接している際、または原稿１枚を介して接している状態では、給紙ベルト１３６の回転につられて反時計方向に回転する。また、リバースローラ１３７は、給紙ベルト１３６とリバースローラ１３７との間に、２枚以上の原稿が侵入した時は、連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなるように設定されている。この場合、リバースローラ１３７は、本来の駆動方向である時計回り方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをする。これにより、原稿の重送を防止できる。

給紙ベルト１３６とリバースローラ１３７との作用により、１枚に分離された原稿は、給紙ベルト１３６によって更に送られ、突き当てセンサ１０５によって先端が検知され更に進んで停止しているプルアウトローラ１３８に突き当たる。その後、原稿は、突き当てセンサ１０５の検知から所定量定められた距離分、搬送され、プルアウトローラ１３８に所定量撓みを持って押し当てられる。この状態で、給紙モータ１０９が停止され、給紙ベルト１３６の駆動が停止する。この時、ピックアップモータ１０８を回転させ、ピックアップローラ１４８を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト１３６の搬送力のみで送る。これにより、原稿の先端部は、プルアウトローラ１３８の上下ローラ対のニップに進入し、先端部の整合（スキュー補正）が行われる。

プルアウトローラ１３８は、スキュー補正機能を有する。また、プルアウトローラ１３８は、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ１３９まで搬送するためのローラで、給紙モータ１０９の逆転により駆動される。またこの時（給紙モータ１０９逆転時）、プルアウトローラ１３８と中間ローラ１３９は駆動されるが、ピックアップローラ１４８と給紙ベルト１３６は駆動されない。

原稿幅センサ１０４は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ１３８により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは、原稿の先端および後端を突き当てセンサ１０５で読み取ることで生成されるモータパルスを用いて検知される。

プルアウトローラ１３８および中間ローラ１３９の駆動により、レジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度が、第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定される。これにより、原稿を読み取り部へ送り込む処理時間の短縮化が図られている。原稿の先端が読取入口センサ１０３により検出されると、読取入口ローラ１４０の上下ローラ対のニップに原稿先端が進入する前に、原稿搬送速度を、読取搬送速度と同速にするために減速を開始する。これと同時に、読取モータ１１０を正転駆動し、読取入口ローラ１４０、読取出口ローラ１４１、およびＣＩＳ出口ローラ１４２を駆動する。レジストセンサ１０７で原稿の先端が検知されると、所定の搬送距離をかけて減速し、読取位置１４３の手前で一時停止すると共に、本体制御部１２２にＩ／Ｆ１１４を介してレジスト停止信号を送信する。

続いて、本体制御部１２２より読取り開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読取位置１４３に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。読取モータ１１０のパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部１２２に対して第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第１読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。

片面原稿読取りの場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は第二読取り部を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ１０６により原稿の先端が検知されると、排紙モータ１１１が正転駆動され、排紙ローラ１４４が、反時計回り方向に回転する。また、排紙センサ１０６による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ１４４の上下ローラ対のニップから抜ける直前に、排紙モータ駆動速度が減速される。これにより、排紙トレイ１４５上に排出される原稿が、排紙トレイ１４５から飛び出る不都合を防止している。

両面原稿読取りの場合には、排紙センサ１０６にて原稿先端を検知してから読取モータ１１０のパルスカウントにより第２読取部１１３に原稿先端が到達するタイミングで、第２読取部１１３に対してコントローラ１１から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が第２読取部１１３を原稿後端が抜けるまで送信される。第２読取ローラ１４６は、第２読取部１１３における原稿の浮きを抑える。また、第２読取ローラ１４６は、第２読取部１１３でシェーディングデータを取得するための基準白部（濃度基準部材）を兼ねている。

図６は、第２読取部１１３の電気回路の要部のブロック図である。図６に示すように、第２読取部１１３は、ＬＥＤ、蛍光灯、又は冷陰極管などからなる光源部２を有する。なお、光源部２は、図示しない導光体などと共に光を主走査方向に照射する照射部を構成する。

また、第２読取部１１３は、主走査方向（原稿幅方向に対応する方向）に並ぶ複数の画素（光電変換素子）３ａ、各画素３ａにそれぞれ接続された複数のアンプ回路２０２、各アンプ回路２０２にそれぞれ接続された複数のＡ／Ｄ変換部２０３も有している。Ａ／Ｄ変換部２０３の出力信号には、信号成分以外に黒レベルオフセット成分が含まれている。第２読取部１１３は、黒レベルオフセット成分を除去する黒補正部２０４を有している。

白補正部２０５は、黒補正部２０４の出力信号に対して白補正処理を施すことで、光源部２のムラおよび各画素３ａの不均一な感度による画像データへの悪影響を除去する。また、詳しくは後述するが、白補正部２０５は、原稿を読み取る直前に濃度基準部材を読み取ることで取得した、汚れのついている原稿読取時シェーディングデータを、汚れのない初期シェーディングデータで置き換える際に、初期シェーディングデータを、原稿読取時シェーディングデータのリップルムラと振幅が合うように位相を補正する。これにより、出力原稿または出力データに明るいスジ、または、暗いスジが発生する不都合を防止している。

また、第２読取部１１３は、画像処理部２０６、フレームメモリ２０７、出力制御回路２０８、Ｉ／Ｆ回路２０９等も有している。

このような第２読取部１１３で読み取りが行われる読取位置に対する原稿の搬送に先立って、コントローラ１１から光源部２に点灯をＯＮ制御するための点灯信号が供給される。これにより、光源部２が点灯し、図示しない原稿に光が照射され、反射光が発生する。この原稿からの反射光は、ロッドレンズ４ａにより各画素３ａに集光され受光される。各画素３ａは、受光した反射光に対応する電気信号である読み取り信号を生成する。読み取り信号は、アンプ回路２０２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部２０３によって、読み取りデータにデジタル化される。例えば、読み取りデータが８ｂｉｔの場合、黒レベルが「０」となり、白レベルが「２５５」となる。

読み取りデータには、黒補正部２０４によりオフセット成分の除去処理が施され、白補正部２０５により、後述するシェーディング補正が施される。また、読み取りデータは、画像処理部２０６によりライン間補正処理等が施された後、フレームメモリ２０７に一時記憶される。その後、読み取りデータは、出力制御回路２０８によって本体制御部１２２でデータ処理可能なデータ形式に変換された後、Ｉ／Ｆ回路２０９を介して、本体制御部１２２に供給される。なお、コントローラ１１から第２読取部１１３に対しては、上述の光源部２の点灯信号の他、原稿の先端が第２読取部１１３による読取位置に到達するタイミング（そのタイミング以降の画像データが有効データとして扱われる）を知らせるためのタイミング信号、および、電源等が供給される。

次に、白補正部２０５におけるシェーディング補正動作を説明する。図７は、白補正部２０５の機能ブロック図である。この図７に示すように、白補正部２０５は、記憶部２５１、高周波成分抽出部２５２、高周波成分位相補正部２５３、データ補正部２５４、および、シェーディング補正部３１２を有している。

一例ではあるが、高周波成分抽出部２５２、高周波成分位相補正部２５３、データ補正部２５４、および、シェーディング補正部３１２は、コントローラ１１が、図５に示すように、例えばハードディスクドライブ装置、ＲＯＭまたはＲＡＭ等の記憶部１０１に記憶されているシェーディング補正プログラムを実行することで、ソフトウェア的に実現する機能となっている。ＲＯＭは、「Read Only Memory」の略記である。ＲＡＭは、「Random Access Memory」の略記である。

なお、この例では、白補正部２０５の高周波成分抽出部２５２、高周波成分位相補正部２５３、データ補正部２５４、および、シェーディング補正部３１２は、ソフトウェア的に実現することとして説明を進める。しかし、高周波成分抽出部２５２、高周波成分位相補正部２５３、データ補正部２５４、および、シェーディング補正部３１２のうち、一部または全部をハードウェアで実現してもよい。

また、シェーディング補正プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク（登録商標）、半導体メモリなどのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。ＤＶＤは、「Digital Versatile Disk」の略記である。また、シェーディング補正プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由でインストールするかたちで提供してもよい。また、シェーディング補正プログラムは、機器内のＲＯＭ等に予め組み込んで提供してもよい。

記憶部２５１は、実施の形態のＭＦＰの工場出荷時等の初期時に、汚れていない濃度基準部材（この例の場合は、上述の第２読取ローラ１４６）を読取った入力データを第１記憶部３０１に格納する。また、第１記憶部３０１に格納したデータを、不揮発性メモリ等で構成される第２記憶部３０２に格納する。以下、第２記憶部３０２に格納されたデータを初期シェーディングデータまたは初期データと呼ぶ。また、原稿読取時において、原稿を読み取る直前に濃度基準部材を読み取った入力データは、第１記憶部３０１に格納される。以下、第１記憶部３０１に格納されたデータを原稿読取時シェーディングデータまたは現在データと呼ぶ。

高周波成分抽出部２５２は、第１の平滑化部の一例である平滑化部３０３において、図８の（ａ）の符号を付した図に示すように所定周波数の交流波形となっている第２記憶部３０２に格納された初期シェーディングデータ（初期データ）から、読み取りモジュールのロッドレンズアレイ４のレンズピッチに対応した周期的な変動成分等を除去する。これにより、初期データの所定周波数の交流波形を、図８の（ｂ）の符号を付した図に示すように平滑化された波形に整形する。また、高周波成分抽出部２５２は、第１の高周波成分抽出部の一例である高周波成分抽出部３０５において、平滑化部３０３で周期的な変動成分等が除去された初期データと第２記憶部３０２に格納されている初期データとの差分を検出する。これにより、高周波成分抽出部３０５は、図８の（ｃ）の符号を付した図に示すような、初期データの高周波成分のみを抽出する。

同様に、高周波成分抽出部２５２は、第２の平滑化部の一例である平滑化部３０４において、図８の（ａ）の符号を付した図に示すように所定周波数の交流波形となっている第１記憶部３０１に格納された原稿読取時シェーディングデータ（現在データ）から、読み取りモジュールのロッドレンズアレイ４のレンズピッチに対応した周期的な変動成分等を除去する。これにより、現在データの所定周波数の交流波形を、図８の（ｂ）の符号を付した図に示すように平滑化された波形に整形する。また、高周波成分抽出部２５２は、第２の高周波成分抽出部の一例である高周波成分抽出部３０６において、平滑化部３０４で周期的な変動成分等が除去された初期データと第２記憶部３０２に格納されている初期データとの差分を検出する。これにより、高周波成分抽出部３０６は、図８の（ｃ）の符号を付した図に示すような、初期データの高周波成分のみを抽出する。

次に、高周波成分位相補正部２５３は、第１〜第ｎの位相シフト部を備えた位相シフトブロック３０７、第１〜第ｎの相違度算出部を備えた相違度算出ブロック３０８、および、相違度比較部３０９を有している。なお、「ｎ」は、２以上の自然数である。

高周波成分抽出部３０５で抽出された初期データの高周波成分は、位相シフトブロック３０７の第１〜第ｎの位相シフト部に、それぞれ供給される。位相シフトブロック３０７の各位相シフト部の位相のシフト量は、図９に示すようにそれぞれ異なるシフト量に設定されている。図９の例は、位相シフトブロック３０７が、第１〜第３１の位相シフト部の、計３１個の位相シフト部を有する例である。この例の場合、一例として１／３２画素の分解能のシフト量となるように、第１〜第ｎの位相シフト部の位相シフト量が設定されている。

すなわち、第１の位相シフト部〜第１５の位相シフト部に対しては、「−１５／３２，−１４／３２，−１３／３２・・・−２／３２，−１／３２」等のように、マイナス側で１画素ずつ異なるシフト量が設定されている。また、この例の場合、第１６の位相シフト部には、０／３２のシフト量が設定されている。また、この例の場合、第１７の位相シフト部〜第３１の位相シフト部に対しては、「＋１／３２，＋２／３２，＋３／３２・・・＋１４／３２，＋１５／３２」等のように、プラス側で１画素ずつ異なるシフト量が設定されている。この例の場合、第１６の位相シフト部を中心に±１５／３２画素まで位相をシフトさせる。なお、第１６の位相シフト部のシフト量は０である。このため、初期データの位相は、シフトしない。

位相シフトブロック３０７は、各位相シフト部において、いわゆるキュービック補間処理を行うことで、１画素未満の分解能で初期データの高周波成分の位相をシフトさせ、相違度算出ブロック３０８の第１〜第ｎの相違度算出部、および、データ補正部２５４の出力選択部３１０に供給する。

相違度算出ブロック３０８の第１〜第ｎの相違度算出部には、高周波抽出部３０６から、現在データから抽出された高周波成分も供給されている。相違度算出ブロック３０８は、各相違度算出部において、位相シフト補正された各データと現在データの高周波成分との絶対値の差分を、読み取りモジュールの主走査方向を任意の画素数で分割したブロック毎に加算する（差分絶対値和：ＳＡＤ：Sum of Absolute Difference）。相違度比較部３０９は、第１〜第ｎの相違度算出部からの差分絶対値和のうち、最も低い差分絶対値和に対応する位相シフト部の番号（位相シフト部番号）を示す相違度比較出力を出力選択部３１０に供給する。

具体的に説明すると、図１０の（ａ）〜（ｃ）の符号を付した各図において、実線の波形が初期データの波形である。また、図１０の（ａ）〜（ｃ）の符号を付した各図において、点線の波形が、第１の位相シフト部、第２５の位相シフト部、または、第３１の位相シフト部の出力波形である。この図１０の（ａ）〜（ｃ）の符号を付した各図からわかるように、第１の位相シフト部に入力された初期データは、図９を用いて説明した−１５／３２のシフト量で位相がシフトされ、第１の相違度算出部に供給される。また、第２５の位相シフト部に入力された初期データは、図９を用いて説明した＋９／３２のシフト量で位相がシフトされ、第２５の相違度算出部に供給される。また、第３１の位相シフト部に入力された初期データは、図９を用いて説明した＋１５／３２のシフト量で位相がシフトされ、第３１の相違度算出部に供給される。

図１０の（ｄ）〜（ｆ）の符号を付した図は、第１の相違度算出部、第２５の相違度算出部、および、第３１の相違度算出部における、位相シフトされた初期データ（点線の波形）と、現在データ（実線の波形）との位相差を示している。図１０の（ｄ）の符号を付した図に示す第１の相違度算出部の場合、位相シフトされた初期データ（点線の波形）と、現在データ（実線の波形）との間に大きな位相差がある。また、図１０の（ｆ）の符号を付した図に示す第３１の相違度算出部の場合、位相シフトされた初期データ（点線の波形）と、現在データ（実線の波形）との間に小さな位相差がある。これに対して、図１０の（ｅ）の符号を付した図に示す第２５の相違度算出部の場合、位相シフトされた初期データ（点線の波形）と、現在データ（実線の波形）との間の位相差は、略々ゼロとなっている。

図１１は、相違度比較部３０９から出力選択部３１０に供給される相違度比較出力を説明するための図である。図１１の例の場合、読み取りモジュールのライン基準信号間の有効画素領域に対応する画素を、所定数の画素毎のブロックである、第１〜第１０の計１０個のブロック（第１のブロック〜第１０のブロック）に分割した例である。この例の場合、第１の相違度算出部は、図１０の（ｄ）の符号を付した図および図１１に示すように、ブロック毎に、位相シフトされた初期データと現在データとの間の位相差を算出し、ブロック毎の差分絶対値和「ｓａｄ＿１＿１」，「ｓａｄ＿１＿２」・・・「ｓａｄ＿１＿１０」を生成する。同様に、第２５の相違度算出部は、図１０の（ｅ）の符号を付した図および図１１に示すように、ブロック毎に、位相シフトされた初期データと現在データとの間の位相差を算出し、ブロック毎の差分絶対値和「ｓａｄ＿２５＿１」，「ｓａｄ＿２５＿２」・・・「ｓａｄ＿２５＿１０」を生成する。同様に、第３１の相違度算出部は、図１０の（ｆ）の符号を付した図および図１１に示すように、ブロック毎に、位相シフトされた初期データと現在データとの間の位相差を算出し、ブロック毎の差分絶対値和「ｓａｄ＿３１＿１」，「ｓａｄ＿３１＿２」・・・「ｓａｄ＿３１＿１０」を生成する。

具体的には、相違度算出ブロック３０８は、主走査方向のブロック毎に、位相シフト補正された各データと現在データの高周波成分との絶対値の差分の合計値を、以下の数３式および数４式の演算を行うことで算出する。

αｍ＿ｎ（ｘ）＝ＡＢＳ（Ｄｐｒｅ（ｘ）−Ｄｉｎｉｔ＿ｍ（ｘ））・・・（数３式）

ｓａｄ＿ｍ＿ｎ＝Σαｍ・・・（数４式）

なお、数３式および数４式において、「ｍ」は、各位相シフト部の番号（１〜３１）である。「ｎ」は、主走査方向のブロック番号（１〜１０）である。「Ｄｐｒｅ（ｘ）」は、ｘ画素目の現在データの値である。「Ｄｉｎｉｔ＿ｍ（ｘ）」は、ｘ画素目の位相シフト部ｍのデータ出力値である。「αｍ（ｘ）」は、ｘ画素目のＤｐｒｅ（ｘ）とＤｉｎｉｔ＿ｍ（ｘ）の差分絶対値である。「ｓａｄ＿ｍ＿ｎ」は、ｎブロック目の全αｍの加算値（差分絶対値和）である。

相違度比較部３０９は、第１〜第３１の相違度算出部からの差分絶対値和のうち、最も低い差分絶対値和に対応する位相シフト部の番号（位相シフト部番号）を示す相違度比較出力を出力選択部３１０に供給する。図１１の例の場合、第１のブロックにおいては、第１７の位相シフト部に対応する差分絶対値和の値が、一番低い値であったことを示している。同様に、図１１の例の場合、第８のブロックにおいては、第１６の位相シフト部に対応する差分絶対値和の値が、一番低い値であったことを示している。同様に、図１１の例の場合、第１０のブロックにおいては、第１７の位相シフト部に対応する差分絶対値和の値が、一番低い値であったことを示している。出力選択部３１０には、一番低い差分絶対値和に対応する位相シフト部の、例えば「１７」、「１６」等の、位相シフト部番号を示す相違度比較出力が供給される。

次に、データ補正部２５４の出力選択部３１０は選択部の一例であり、相違度比較部３０９から供給された相違度比較出力で示される位相シフト部番号の、位相シフトされた初期データを選択し、補正データ生成部３１１に供給する。具体的には、出力選択部３１０は、位相シフト部番号を用いて、例えば図１２の（ａ）の符号を付した図に示すような位相シフトされた初期データを選択して、補正データ生成部３１１に供給する。

補正データ生成部３１１は、図１２の（ｂ）の符号を付した図に示す、平滑化部３０３により平滑化された初期データと、出力選択部３１０により選択された、位相シフトされた初期データとを加算処理する。これにより、補正データ生成部３１１は、図１２の（ｃ）の符号を付した図に示すような、現在データのリップルムラと振幅が合うように位相を補正したシェーディングデータを生成することができる。シェーディング補正部３１２は、現在データのリップルムラと振幅が合うように位相が補正されたシェーディングデータを用いて、入力データのシェーディング補正を行う。

以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態のＭＦＰは、例えば図１３に示すように、現在データが濃度基準部材の汚れまたはキズの影響を受けた場合でも、清浄な濃度基準部材から取得した初期データに置き換えてシェーディング補正を行うため、濃度基準部材の汚れやキズによる縦スジを抑制できる。

また、現在データを初期データに置き換える際に、初期データのレンズピッチムラを、現在データのレンズピッチムラの位相に合うように補正している。このため、経時のレンズピッチムラのずれによる縦スジも抑制することができる。従って、実施の形態のＭＦＰは、正確なシェーディング補正を行うことができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態となるＭＦＰの説明をする。この第２の実施の形態のＭＦＰは、濃度基準部材の汚れが検知された位置に対応するブロックの位相シフト部番号を、汚れが検知されていない前後のブロックより線形補間して書換えるものである。以下、第１の実施の形態と第２の実施の形態の差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。

図１４は、第２の実施の形態のＭＦＰに設けられている白補正部２０５の機能ブロック図である。この図１４に示す各機能ブロックのうち、汚れ検知部３５１、シフト量メモリ３５２、位相シフト量決定部３５３、および、出力選択部３５４の各機能ブロックが、上述の第１の実施の形態との差異となっている。

このような第２の実施の形態のＭＦＰの場合、図１４に示す汚れ検知部３５１に、第１記憶部３０１に格納された現在データ、および、第２記憶部３０２に格納された初期データが供給される。汚れ検知部３５１は、各データを比較することで、濃度基準部材の汚れている位置を検出する。このような汚れ検知部３５１としては、例えば特開２０１０−０１１２９７号公報等で開示されている技術を用いることができる。

具体的に説明すると、汚れ検知部３５１は、図１５の（ａ）の符号を付した図に示すような初期データと現在データの比β（初期データ／現在データ）を算出する。そして、汚れ検知部３５１は、図１５の（ｂ）の符号を付した図に示すように、予め設定している最大閾値および最小閾値と、算出した比βとを比較する。図１５の（ａ）の符号を付した図に示すように、濃度基準部材に汚れが生じている箇所に対応する比βの値は、図１５の（ｂ）の符号を付した図に示すように、最大閾値以上となり、または、最小閾値以下となる。このため、汚れ検知部３５１は、比βが最大閾値を越えた場合、または、比βが最小閾値を下回った場合に、濃度基準部材に汚れが付着しているものと判断する。

なお、比βに対して初期データと現在データの全画素、または、特定広範囲のエリアの平均値の比γ（比γ＝現在データ＿ａｖｅ／初期データ＿ａｖｅ）を乗算し光量を補正することで、比βのゴミのない部分の出力比を１．０にすることができ、最大閾値と最小閾値を、１．０を基準に設定することができる。

図１６に汚れ検知部３５１の検知出力の一例を示す。図１６の例は、（ａ）および（ｂ）の符号を付した図に示すように、読み取りモジュールのライン基準信号間の有効画素領域に対応する画素を、所定数の画素毎のブロックである、第１〜第１０の計１０個のブロック(第１のブロック〜第１０のブロック)に分割した例である。汚れ検知部３５１は、比βの値が最大閾値を超えた場合、または、最小閾値を下回った場合、図１６の（ｃ）の符号を付した図に示すように、「Ｈ(ハイレベル)」の検知信号を位相シフト量決定部３５３、および、出力選択部３５４に供給する。また、汚れ検知部３５１は、比βの値が、最大閾値を超えない場合、または、最小閾値を上回っている場合は、図１６の（ｃ）の符号を付した図に示すように、「Ｌ(ローレベル)」の検知信号を位相シフト量決定部３５３、および、出力選択部３５４に供給する。

一方、上述のように、第２記憶部３０２から出力された初期データは、高周波成分が抽出される。位相シフトブロック３０７の各位相シフト部は、１画素未満の分解能で、初期データの高周波成分の位相をシフト処理する。各位相シフト部は、それぞれシフト量が異なっている。また、相違度算出ブロック３０８の各相違度算出部は、位相シフトされた各初期データの高周波成分と、第１記憶部３０１の現在データの高周波成分との差分を、読み取りモジュールの主走査方向を任意の画素数で分割したブロック毎に合計する。相違度比較部３０９は、最も低い差分絶対値和を算出した相違度算出部に対応する位相シフト部番号を、シフト量メモリ３５２に供給する。

シフト量メモリ３５２には、主走査方向のブロック毎の位相シフト部番号が記憶される。位相シフト量決定部３５３は、汚れ検知部３５１から供給された検知信号が「Ｈ」の場合（濃度基準部材が汚れている場合）、以下の数５式の演算を行う。位相シフト量決定部３５３は、シフト量メモリ３５２に記憶されている、汚れ検知された位置の主走査方向のブロックの位相シフト部番号を、汚れ検知されていない前後の主走査方向のブロック番号で線形補間処理して書き換える。

これにより、汚れ検知された異常ブロックの初期データの高周波成分を、異常ブロックに近接している、汚れが検知されていない正常ブロックの初期データの高周波成分で線形補間処理した近似値で補間処理することができる。線形補間処理に用いる正常ブロックとしては、例えば異常ブロックの前後の正常ブロックを用いることができる。または、異常ブロックの一つ前および二つ前の正常ブロックを用いてもよいし、異常ブロックの一つ後および二つ後の正常ブロックを用いてもよい。また、このような近接する２つの正常ブロックのみならず、３つ以上の正常ブロックを用いてもよい。また、異常ブロックを、異常ブロックの一つ前または一つ後の正常ブロックと差し替えてもよい。

ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ）＝｛１−（Ｎ−Ｓ）／（Ｅ−Ｓ）｝×ｄｏｔｎｕｍ（Ｓ）＋（Ｎ−Ｓ）／（Ｅ−Ｓ）×ｄｏｔｎｕｍ（Ｅ）・・・・＝ｄｏｔｎｕｍ（Ｓ）＋（ｄｏｔｎｕｍ（Ｅ）−ｄｏｔｎｕｍ（Ｓ））／（Ｅ−Ｓ）×（Ｎ−Ｓ）・・・（数５式）

この数５式において、「ｄｏｔｎｕｍ」は、シフト量メモリ３５２に保存された、例えば図１７に示すような主走査方向のブロック毎の位相シフト部番号である。数５式に示す「Ｓ」は、図１７に示す補正開始ブロック番号（先頭となる異常ブロックの１つ前のブロック）である。「Ｅ」は、補正終了ブロック番号（後端の異常ブロックの１つ後のブロック）である。「Ｎ」は、注目ブロック番号を示している。

位相シフト量決定部３５３は、先頭ブロックに異常画素（汚れにより異常な値を示す画素）が含まれる場合、最近傍の正常ブロックの値をシフト量メモリ３５２に保存する。先頭ブロックから２番目の第２ブロックが正常であれば、ｄｏｔｎｕｍ（１）＝ｄｏｔｎｕｍ（２）となる。また、先頭ブロック１〜最終ブロック１０まで全て異常であれば、ｄｏｔｎｕｍ（１）＝ｄｏｔｎｕｍ（２）＝・・・＝ｄｏｔｎｕｍ（１０）＝ｄｏｔｎｕｍ（１１）となる。また、最終ブロックＮに異常画素が含まれる場合、位相シフト量決定部３５３は、最近傍の正常ブロックの値をシフト量メモリ３５２に保存する。

また、ブロック（Ｎ−１）が正常であれば、ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ）＝ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ−１）となる。また、ブロックＮ−９〜Ｎまで全て異常であれば、ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ−９）＝ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ−８）＝・・・＝ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ）＝ｄｏｔｎｕｍ（Ｎ−１０）となる。

また、位相シフト量決定部３５３は、全ブロックに異常画素が含まれる場合、および、全ブロックが正常の場合は、何もしない。

次に、位相シフト量決定部３５３の位相シフト量の決定動作を説明する。図１８の（ａ）の符号を付した図は、１ラインの基準信号であるライン基準信号を示している。また、図１８の（ｂ）の符号を付した図は、濃度基準部材からのデータ取得期間（「Ｌ」の時にシェーディングデータを取得する）を示す白データ取得信号を示している。

位相シフト量決定部３５３における位相シフト量を決定するまでの動作タイミングに関して説明する。位相シフト量決定部３５３は、白データ取得した後（白データ取得信号が「Ｈ」に戻った後）、図１８の（ｂ）の符号を付した図に示す第１のラインのタイミングで、相違度比較部３０９からの、各ブロックの現在データの高周波成分の位相に近い位相シフト部番号をシフト量メモリ３５２に書き込む。なお、位相シフト量決定部３５３は、第１のライン以降のタイミングでは、相違度比較部３０９からの出力をシフト量メモリ３５２に書き込まない。

図１８の（ｂ）の符号を付した図に示す第２のラインにおいて、位相シフト量決定部３５３は、上述の線形補間を用いて、汚れを検知した位置のシフト量メモリ３５２の位相シフト部番号を書き換える。なお、位相シフト量決定部３５３は、第２のライン以降は、次の白データ取得信号がアサート／ネゲートされるまでは、シフト量メモリ３５２に書き込まれた位相シフト部番号の書き換えは行わない。このようなシフト量メモリ３５２に対する書き換えのタイミング制約を守ることにより、意図しないタイミングでシフト量メモリ３５２の書き換えが行われる不都合を防止している。

次に、出力選択部３１０は、シフト量メモリ３５２から読み出された位相シフト部番号に対応する、位相がシフトされた初期データの高周波成分を選択し、補正データ生成部３１１に供給する。補正データ生成部３１１は、位相がシフトされた初期データの高周波成分と、平滑化された初期データとを加算処理し、この加算出力を出力選択部３５４に供給する。

出力選択部３５４は、汚れ検知部３５１からの検知出力が「Ｈ」の場合は、濃度基準部材が汚れていると判断し、補正データ生成部３１１からの出力をシェーディングデータとして、シェーディング補正部３１２に供給する。また、出力選択部３５４は、汚れ検知部３５１の検知出力が「Ｌ」の場合は、現在データをシェーディングデータとしてシェーディング補正部３１２に供給する。なお、汚れ検知部３５１の検知出力が「Ｌ」の場合に、補正データ生成部３１１の加算出力をシェーディングデータとしてシェーディング補正部３１２に供給してもよい。

以上の説明から明らかなように、第２の実施の形態のＭＦＰは、汚れを検知した領域の位相シフト量を、汚れを検知していない前後の位相シフト部番号より線形補間して生成する。これにより、汚れを検知した箇所においても、現在データの位相に近い位相シフト部番号を把握することができ、汚れのない現在データを再現し、ロットレンズ周期で発生するスジを抑制できる。また、ブロックを跨いで大きな汚れが発生した場合でも、現在データの位相に近い位相シフト部番号を把握することができ、汚れのない現在データを再現し、ロットレンズ周期で発生するスジを抑制できる他、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態となるＭＦＰの説明をする。この第３の実施の形態のＭＦＰは、位相シフトブロック３０７が、複数種類のシフト量の中から、用途等に応じたシフト量を選択可能としたものである。以下、上述の各実施の形態との差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。

すなわち、第３の実施の形態のＭＦＰの場合、位相シフトブロック３０７に対して、図１９に示すような複数種類のシフト量が設定されている。この図１９に示す例は、第１のシフト量、第２のシフト量、および、第３のシフト量の、計３種類のシフト量が設定されている例である。

第１のシフト量は、上述した１／３２画素の分解能のシフト量である。第２のシフト量は、２／３２画素の分解能のシフト量である。第２のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量が０／３２の分解能に設定されている。そして、第２のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量を基準として、マイナス側に−２／３２画素，−４／３２画素，−６／３２画素・・・・−２８／３２画素，−３０／３２画素の分解能が設定されている。また、第２のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量を基準として、プラス側に＋２／３２画素，＋４／３２画素，＋６／３２画素・・・・＋２８／３２画素，＋３０／３２画素の分解能が設定されている。

同様に、第３のシフト量は、４／３２画素の分解能のシフト量である。第３のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量が０／３２の分解能に設定されている。そして、第３のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量を基準として、マイナス側に−４／３２画素，−８／３２画素，−１２／３２画素・・・・−５６／３２画素，−６０／３２画素の分解能が設定されている。また、第３のシフト量は、第１６の位相シフト部のシフト量を基準として、プラス側に＋４／３２画素，＋８／３２画素，＋１２／３２画素・・・・＋５６／３２画素，＋６０／３２画素の分解能が設定されている。

このような第３の実施の形態のＭＦＰは、コントローラ１１が、例えば読み取りモジュールの構成、または、使用環境等の用途に応じて、位相シフトブロック３０７で用いる現在データと初期データの位相のシフト量を変更制御(選択制御)する。これにより、回路規模を大きくすることなく、用途に応じて初期データの位相シフト量を変更できる他、上述の各実施の形態と同じ効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態となるＭＦＰの説明をする。この第４の実施の形態のＭＦＰは、高周波成分と共にオフセット成分の補正を行うことで、オフセット成分に起因する画像の濃淡も抑制可能としたものである。以下、上述の各実施の形態との差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。

図２０は、第４の実施の形態のＭＦＰに設けられている白補正部２０５の機能ブロック図である。この図２０に示す各機能ブロックのうち、出力比率算出部３６２の機能ブロックが、上述の各実施の形態との差異となっている。

このような第４の実施の形態のＭＦＰにおいて、出力比率算出部３６２は、ロッドレンズアレイ４のレンズピッチに対応した周期的な変動成分等を除去するために平滑化した初期データと平滑化した現在データとの比率を画素毎に算出する。図２１の（ａ）の符号を付した図において、点線の波形のデータは、平滑化した現在データを示しており、実線の波形のデータは、平滑化した初期データを示している。出力比率算出部３６２は、平滑化した現在データおよび平滑化した初期データの比率を算出することで、図２１の（ｂ）の符号を付した図に示すような、画素毎の比率を示す比率データを生成し、補正データ生成部３１１に供給する。

出力選択部３１０は、相違度比較ブロック３０８から供給された相違度比較出力で示される位相シフト部番号の、位相シフトされた初期データを選択し、補正データ生成部３１１に供給する。補正データ生成部３１１は、汚れ検知部３５１から供給された検知信号が「Ｈ（濃度基準部材が汚れている）」である場合、出力比率算出部３６２から供給された比率データを、汚れ検知されていない前後の比率から線形補間処理して書き換える。

なお、線形補間処理を行うために、出力比率算出部３６２から出力された比率は、補正データ生成部３１１内にあるメモリに一度記憶される。また、線形補間処理に関しては、上述の第３の実施の形態で説明した位相シフト量決定時と同様である。第３の実施の形態と第４の実施の形態との違いは、主走査方向のブロック単位で行っていた線形補間処理を画素単位で行う点である。また、書換えるタイミングも、図１８を用いて説明した第１のラインで実施する。第１のライン以降は、比率の線形補間処理は実施しない。

出力比率算出部３６２から出力された比の線形補間処理が終わった後、補正データ生成部３１１は、出力選択部３１０から入力された位相シフト後の高周波成分と、第２記憶部３０２から供給された初期データの平滑化後のデータを加算したデータに、出力比率算出部３６２から出力された比率を乗算処理したデータを出力選択部３５４に供給する。

すなわち、補正データ生成部３１１に供給されるデータは、図２２の（ａ）の符号を付した図に例示する出力選択部３１０で選択されたデータ、図２２の（ｂ）の符号を付した図に例示する平滑化部３０３により平滑化された初期データである。また、補正データ生成部３１１に供給されるデータは、図２２の（ｃ）の符号を付した図に例示する、出力比率算出部３６２により線形補間処理された比率データである。

出力選択部３１０で選択されたデータは、初期データを位相シフトさせたデータであり、高周波成分位相補正部２５３の処理により現在データと位相が合ったデータである。すなわち、出力選択部３１０で選択されたデータは、現在データの高周波成分と等価なデータである。また、平滑化部３０３により平滑化されたデータは、初期データのオフセット成分と等価である（現在データのオフセット成分とは等価ではない）。さらに、出力比率算出部３６２からの比率データは、初期データと現在データのオフセット成分の比である。

図２２の（ｄ）の符号を付した図に、出力選択部３１０で選択されたデータと、平滑化部３０３により平滑化されたデータとを加算処理した加算データを示す。出力選択部３１０で選択されたデータは、現在データの高周波成分と等価であるが、平滑化部３０３により平滑化されたデータは、初期データのオフセット成分である。このため、両者の加算データは、現在データと比較して、オフセット成分が異なるため、オフセット成分の違いによる濃度差が発生する恐れがある。図２１に示したように、現在データと初期データの主走査分布に違いが発生している場合、主走査方向の中央付近では、現在データに対して初期データの出力が高いため、最終的なシェーディングデータとして差異が発生することがある。

このため、第４の実施の形態のＭＦＰの場合、上述の加算データに、初期データと現在データのオフセット成分の比である、出力比率算出部３６２からの比率データを乗算処理する。図２２の（ｅ）の符号を付した図における実線の波形が、上述の加算データに比率データを乗算処理したデータの波形である。これにより、高周波成分と共に、オフセット成分も補正した、現在データと等価なシェーディングデータを生成できる。

次に、出力選択部３５４には、第１記憶部３０１からの現在データ、および、高周波成分と共にオフセット成分も補正されたシェーディングデータとが供給されている。出力選択部３５４は、汚れ検知部３５１から「Ｈ（濃度基準部材が汚れている）」の検知信号が供給されている間、上述の補正されたシェーディングデータを選択してシェーディング補正部３１２に供給する。また、出力選択部３５４は、汚れ検知部３５１から「Ｌ（濃度基準部材が汚れていない）」の検知信号が供給されている間、第１記憶部３０１からの現在データをシェーディングデータとして選択してシェーディング補正部３１２に供給する。シェーディング補正部３１２は、現在データまたは上述の補正されたシェーディングデータを用いてシェーディング補正を行う。

以上の説明から明らかなように、第４の実施の形態のＭＦＰは、高周波成分と共にオフセット成分の補正を行ったシェーディングデータを生成してシェーディング補正を行う。これにより、オフセット成分に起因する画像の濃淡も抑制できる他、上述の各実施の形態と同じ効果を得ることができる。

上述の各実施の形態は、例として説明したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な各実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。各実施の形態および各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 導光体
２ 光源部
３ イメージセンサ
３ａ 画素
４ ロッドレンズアレイ
４ａ ロッドレンズ
１１ コントローラ
１４６ 第２読取ローラ（濃度基準部材）
２０５ 白補正部
２５１ 記憶部
２５２ 高周波成分抽出部
２５３ 高周波成分位相補正部
２５４ データ補正部
３０１ 第１記憶部
３０２ 第２記憶部
３０３ 平滑化部
３０４ 平滑化部
３０５ 高周波成分抽出部
３０６ 高周波成分抽出部
３０７ 位相シフトブロック
３０８ 相違度算出ブロック
３０９ 相違度比較部
３１０ 出力選択部
３１１ 補正データ生成部
３１２ シェーディング補正部
３５１ 汚れ検知部
３５２ シフト量メモリ
３５３ 位相シフト量決定部
３５４ 出力選択部
３６２ 出力比率算出部

特開２０１０−０１１２９７号公報

Claims (7)

1. 濃度基準部材から読み取った基準となるシェーディングデータである初期データを平滑化して第１の平滑化データを生成する第１の平滑化部と、
   前記初期データと前記第１の平滑化データとの差分となる第１の高周波成分を生成する第１の高周波成分生成部と、
   前記初期データよりも時間的に後から前記濃度基準部材から読み取ったシェーディングデータである現在データを平滑化して第２の平滑化データを生成する第２の平滑化部と、
   前記現在データと前記第２の平滑化データとの差分となる第２の高周波成分を生成する第２の高周波成分生成部と、
   前記第１の高周波成分の位相を、それぞれ異なるシフト量でシフトさせることで、それぞれ位相の異なる複数の前記第１の高周波成分を生成する位相シフトブロックと、
   前記位相がシフトされた各第１の高周波成分の位相と、前記第２の高周波成分の位相とを比較することで、前記第２の高周波成分の位相に対する位相差が小さい前記第１の高周波成分を検出する相違度比較部と、
   前記位相がシフトされた前記各第１の高周波成分のうち、前記相違度比較部で検出された、前記位相差が小さい前記第１の高周波成分を選択する選択部と、
   選択された前記位相差が小さい前記第１の高周波成分と、前記第１の平滑化データを加算処理して、高周波成分の位相を補正したシェーディングデータを生成する補正データ生成部と、
   補正した前記シェーディングデータを用いて、入力データにシェーディング補正処理を施して出力するシェーディング補正部と
   を有するシェーディング補正装置。
2. 前記位相シフトブロック、前記相違度比較部、前記選択部、および、前記補正データ生成部は、前記濃度基準部材の読み取りを行う読み取りモジュールの所定数の画素に対応するブロック単位で、前記位相のシフト、前記位相差が小さい前記第１の高周波成分の選択、および、前記補正したシェーディングデータの生成を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のシェーディング補正装置。
3. 濃度基準部材から読み取った基準となるシェーディングデータである初期データを平滑化して第１の平滑化データを生成する第１の平滑化部と、
   前記初期データと前記第１の平滑化データとの差分となる第１の高周波成分を生成する第１の高周波成分生成部と、
   前記初期データよりも時間的に後から前記濃度基準部材から読み取ったシェーディングデータである現在データを平滑化して第２の平滑化データを生成する第２の平滑化部と、
   前記現在データと前記第２の平滑化データとの差分となる第２の高周波成分を生成する第２の高周波成分生成部と、
   前記濃度基準部材の読み取りを行う読み取りモジュールの所定数の画素に対応するブロック単位で、前記第１の高周波成分の位相を、それぞれ異なるシフト量でシフトさせることで、それぞれ位相の異なる複数の前記第１の高周波成分を生成する位相シフトブロックと、
   前記位相がシフトされた各第１の高周波成分の位相と、前記第２の高周波成分の位相とを、前記ブロック単位で比較することで、前記第２の高周波成分の位相に対する位相差が小さい前記第１の高周波成分を検出する相違度比較部と、
   前記初期データおよび前記現在データを、前記ブロック単位で比較して、異常値を示す異常ブロックを検知する汚れ検知部と、
   前記異常ブロックが検知された際に、前記相違度比較部で検出された前記位相差が小さい前記第１の高周波成分を、前記異常ブロックに近接する、正常値を示す正常ブロックの第１の高周波成分で補間処理する補間処理部と、
   前記汚れ検知部で、前記正常ブロックが検出されている間は、前記相違度比較部で検出された前記位相差が小さい前記第１の高周波成分を選択して出力し、前記異常ブロックが検出されている間は、前記補間処理部で補間処理された前記第１の高周波成分を選択して出力する第１の選択部と、
   前記第１の選択部で選択された前記第１の高周波成分と、前記第１の平滑化データを加算処理して、高周波成分の位相を補正したシェーディングデータを生成する補正データ生成部と、
   補正した前記シェーディングデータを用いて、入力データにシェーディング補正処理を施して出力するシェーディング補正部と
   を有するシェーディング補正装置。
4. 前記位相シフトブロックは、それぞれ異なるシフト量が設定された複数の位相シフト部を備え、
   前記ブロック単位の第１の高周波成分には、位相のシフト処理が施された前記位相シフト部を示すブロック番号が付加されており、
   前記補間処理部は、前記異常ブロックが検知された際に、前記相違度比較部で検出された前記位相差が小さい前記第１の高周波成分のブロックのブロック番号を、前記異常ブロックに近接する前記正常ブロックのブロック番号で補間処理し、
   前記第１の選択部は、前記汚れ検知部で、前記異常ブロックが検出されている間は、前記補間処理部で補間処理されたブロック番号に対応する前記位相シフト部で位相のシフト処理が施された前記第１の高周波成分を選択して出力すること
   を特徴とする請求項３に記載のシェーディング補正装置。
5. 前記初期データおよび前記現在データの比率である、前記初期データおよび前記現在データの間のオフセット成分を検知する出力比率算出部と、
   前記現在データ、または、前記補正データ生成部からの補正されたシェーディングデータを選択して前記シェーディング補正部に供給する第２の選択部とを、さらに備え、
   前記補正データ生成部は、前記第１の選択部で選択された前記第１の高周波成分と、前記第１の平滑化データを加算処理すると共に、前記オフセット成分を乗算処理することで、高周波成分の位相およびオフセット成分を補正したシェーディングデータを生成して前記第２の選択部に供給し、
   前記第２の選択部は、前記汚れ検知部で前記異常ブロックが検知されている間は、前記補正データ生成部からの補正されたシェーディングデータを選択して前記シェーディング補正部に供給し、前記汚れ検知部で前記正常ブロックが検知されている間は、前記現在データを選択して前記シェーディング補正部に供給すること
   を特徴とする請求項３または請求項４に記載のシェーディング補正装置。
6. 前記位相シフトブロックは、複数種類の分解能のシフト量を選択的に用いて、前記位相のシフトを行うこと
   を特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか一項に記載のシェーディング補正装置。
7. 請求項１から請求項６のうち、いずれか一項に記載のシェーディング補正装置を備えたこと
   を特徴とする画像処理装置。

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