JP6949933B2 - 画像読取装置、画像読取制御方法、及び、画像読取制御プログラム - Google Patents

Description

本願発明は、画像の読み取りにおいてシェーディング補正を行う技術に関する。

例えばイメージスキャナーのような、光源（照明）、レンズ、イメージセンサ等を有する画像読取装置において、光源を構成するＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子ごとの光量のばらつき、あるいはイメージセンサの画素毎の感度のばらつきなどに起因して、読取画像における輝度値が不均一となる問題がある。したがって、一般的な画像読取装置では、このような問題を解消するために、シェーディング補正を行っている。シェーディング補正を行うことによって、図１０に例示する通り、読取画像における輝度値の不均一が解消される。

一般的な画像読取装置は、例えば標準反射板（白基準板、黒基準板等）を内蔵し、画像を読み取る都度、あるいは電源投入時、あるいは所定の時間間隔で、標準反射板を用いて、シェーディング補正に使用するシェーディング補正データを取得する。そして、このようなシェーディング補正を適切かつ効率的に行う技術への期待が高まってきている。

このような技術に関連する技術として、特許文献１には、ラインセンサにより読み取った検査対象板の撮像画像に対してシェーディング補正処理を行うシェーディング補正装置が開示されている。この装置は、事前に基準濃度板を用いてシェーディング補正係数を算出する。この装置は、当該シェーディング補正係数から輝度値を換算し、換算した輝度値のシェーディングの強弱と、検査対象板からの撮像画像の輝度値のシェーディングの強弱とを比較し、それらが近づくように、シェーディング補正係数を修正する。そしてこの装置は、修正したシェーディング補正係数を用いて、検査対象板からの撮像画像におけるシェーディングを補正する。

また、特許文献２には、原稿の画像を撮像して画像を示す第１光量データを出力し、画像を撮像する前に、白基準部材のうち原稿と接触する第１領域を撮像し、その第１領域に対応する第２光量データを出力する画像読取装置が開示されている。この装置は、画像を撮像する前に、白基準部材のうち原稿と接触しない第２領域を撮像し、第２領域に対応する第３光量データを出力する。この装置は、第２光量データに基づいて、第２光量データ及び第３光量データのうちのいずれかを白基準データとして選択し、白基準データに基づいて、第１光量データを補正する。

また、特許文献３には、被検査物に異なる複数の照明条件を切り替えて照明可能な検査装置が開示されている。この装置は、照明された被検査物の画像データと、複数の照明条件に対応して撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正するための複数のシェーディング補正データを記憶する。そしてこの装置は、撮像時の照明条件の切り替えに対応して、複数のシェーディング補正データを切り替えて撮像手段と画像データとの少なくとも一方の校正を行う。そしてこの装置は、校正後の画像データに基づいて被検査物の検査を行う。

特開２００６−１１９８０５号公報 特開２０１７−１１８１９３号公報 特開２０１６−０７５６０８号公報

画像読取装置が導入される領域の拡大に伴い、画像の読取対象の素材として、紙に加えて布材あるいは光沢のある金属板等が用いられる場合が出てきている。布材や金属板等の素材は、その表面における反射光の拡散特性が紙とは大きく異なることから、一般的なシェーディング補正の方式では、シェーディング補正を適切に行うことが困難である。即ち、画像の読取対象の素材として様々な素材を用いる場合などでは、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことが課題である。特許文献１乃至３が示す技術は、この課題を解決するのに十分であるとは言えない。

本願発明の主たる目的は、読取対象から画像を読み取る際に、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことである。

本願発明の一態様に係る画像読取装置は、複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御する光源制御手段と、画像の読取対象に依存しない汎用シェーディング補正データを生成する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得する第一の取得手段と、前記読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得する第二の取得手段と、前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する生成手段と、を備える。

上記目的を達成する他の見地において、本願発明の一態様に係る画像読取制御方法は、情報処理装置によって、複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御し、画像の読取対象に依存しない汎用シェーディング補正データを生成する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得し、前記読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得し、前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する。

また、上記目的を達成する更なる見地において、本願発明の一態様に係る画像読取制御プログラムは、複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御する光源制御処理と、画像の読取対象に依存しない汎用シェーディング補正データを生成する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得する第一の取得処理と、前記読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得する第二の取得処理と、前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する生成処理と、をコンピュータに実行させる。

更に、本願発明は、係る画像読取制御プログラム（コンピュータプログラム）が格納された、コンピュータ読み取り可能な、不揮発性の記録媒体によっても実現可能である。

本願発明は、読取対象から画像を読み取る際に、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことを可能とする。

本願発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１０の構成を示すブロック図である。 本願発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１０を含むイメージスキャナー１の物理構造を例示する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る光源モジュール１１の物理構造を例示する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る参照用の反射光拡散パターン１５１を表すグラフを例示する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る読取対象の反射光拡散パターン１５２を表すグラフを例示する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１０が、汎用シェーディング補正データ１５３、及び、参照用の反射光拡散パターン１５１を取得する動作を示すフローチャートである。 本願発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１０が、専用シェーディング補正データ１５４を生成する動作を示すフローチャートである。 本願発明の第２の実施形態に係る画像読取装置３０の構成を示すブロック図である。 本願発明の各実施形態に係る画像読取装置を実行可能な情報処理装置９００の構成を示すブロック図である。 シェーディング補正を行わない場合における読取画像と、シェーディング補正を行った場合における読取画像とを例示する図である。

以下、本願発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本願発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る画像読取装置１０を含むイメージスキャナー１の物理構造を例示する図である。尚、以下の説明において、説明の便宜上、図面中に３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ）座標空間を適宜示して説明することとする。図２は、イメージスキャナー１をＸ軸正方向に見た、ＹＺ平面図である。

図２に例示する通り、本実施形態に係る画像読取装置１０は、イメージスキャナー１において、Y軸正方向に搬送される読取対象２０の画像を読み取る機能を有する。画像読取装置１０は、制御基板１００、光源モジュール１１、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）１２、レンズ１３、２つのミラー１４、カバーガラス１５を備えている。尚、光源モジュール１１は、画像読取装置１０の外部に設置されてもよい。

制御基板１００は、画像読取装置１０の動作全般を制御する機能を備え、光源モジュール１１及びＣＣＤ１２を制御する。制御基板１００の詳細については、図１を参照して後述する。

光源モジュール１１が読取対象２０に対して光を照射することによって、読取対象２０の表面で発生した反射光は、カバーガラス１５を通過したのち、２つのミラー１４を経由してレンズ１３に入力され、レンズ１３によってＣＣＤ１２の上に結像される。尚、画像読取装置１０がミラー１４を備えない場合もあり、この場合、当該反射光は、カバーガラス１５を通過したのち、レンズ１３に入力される。

また、光源モジュール１１、ＣＣＤ１２、レンズ１３、ミラー１４、カバーガラス１５、及び、これらの構成要素により形成される反射光の読取光路は、Ｘ軸方向に奥行きを有することとする。ＣＣＤ１２は、ラインセンサあるいはエリアセンサであり、Ｘ軸方向の各Ｘ座標値における、あるいは、ＸＹ平面の各ＸＹ座標値における反射光を取得する。そしてＣＣＤ１２は、入力された反射光を表すアナログ信号を、Ｘ座標値あるいはＸＹ座標値ごとに、制御基板１００へ入力する。

イメージスキャナー１は、白基準及び黒基準を用いたシェーディング補正機能を備え、具体的には、例えば白基準板及び黒基準板（不図示）を内蔵している。画像読取装置１０は、このシェーディング補正機能により、図１に示す汎用シェーディング補正データ１５３を生成する。汎用シェーディング補正データ１５３は、一般的な画像読取装置が生成するシェーディング補正データである。画像読取装置１０は、生成した汎用シェーディング補正データ１５３を、記憶部１５０に格納する。但し、記憶部１５０は、例えば電子メモリや磁気ディスク等の不揮発性の記憶デバイスである。

図１に示す制御基板１００は、光源制御部１１０、第１取得部１２０、第２取得部１３０、生成部１４０、記憶部１５０、画像出力部１６０、ＡＦＥ（Analog Front End）１７０を備えている。光源制御部１１０、第１取得部１２０、第２取得部１３０、生成部１４０、記憶部１５０は、順に、光源制御手段、第一の取得手段、第二の取得手段、生成手段、記憶手段の一例である。

光源制御部１１０は、光源モジュール１１を制御する。図３は、本実施形態に係る光源モジュール１１の物理構造を例示する図である。光源モジュール１１は、ＬＥＤ基板１１１と、複数のＬＥＤ素子１１２と、拡散板１１３を備えている。ＬＥＤ基板１１１は、光源制御部１１０からＬＥＤ素子１１２に対する制御信号の伝送路が配線されたプリント基板である。複数のＬＥＤ素子１１２は、ＬＥＤ基板１１１の上にＸ軸方向に並んで配置されている。尚、光源モジュール１１が備える発光素子はＬＥＤ素子１１２に限定されず、光源モジュール１１は、ＬＥＤ素子１１２とは異なる発光素子を備えてもよい。ＬＥＤ素子１１２からの光は、拡散板１１３を介して、図２に示す読取対象２０に照射される。

光源制御部１１０は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御、あるいは電流値制御により、ＬＥＤ素子１１２の光量を制御してもよい。

光源モジュール１１は、図３の（ａ）に例示するように、１つのＬＥＤ素子１１２を点灯制御単位としてもよいし、図３の（ｂ）に例示するように、複数のＬＥＤ素子１１２を点灯制御単位としてもよい。尚、図３の（ｂ）に例示する光源モジュール１１は、３個のＬＥＤ素子１１２を点灯制御単位とするが、複数のＬＥＤ素子１１２を点灯制御単位とする場合における点灯制御単位あたりのＬＥＤ素子１１２の個数は、３個に限定されない。

図１に示す光源制御部１１０は、ＬＥＤ素子１１２の点灯制御単位ごとに、ＬＥＤ素子１１２の点灯制御を行う。即ち、光源制御部１１０は、図３の（ａ）に示す例の場合、光源モジュール１１が備える特定の１つのＬＥＤ素子１１２のみを発光させることが可能であり、図３の（ｂ）に示す例の場合、光源モジュール１１が備える特定の３つのＬＥＤ素子１１２のみを発光させることが可能である。

光源制御部１１０は、画像読取装置１０が汎用シェーディング補正データ１５３を生成する過程において、光源モジュール１１の全てのＬＥＤ素子１１２を点灯させる。光源制御部１１０は、画像読取装置１０が後述する参照用の反射光拡散パターン１５１及び読取対象の反射光拡散パターン１５２を取得する過程において、点灯制御単位である特定のＬＥＤ素子１１２を点灯させる。

図１に示すＡＦＥ１７０は、ＣＣＤ１２から入力された反射光を表すアナログ信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を第１取得部１２０及び第２取得部１３０へ入力する。

第１取得部１２０は、イメージスキャナー１において白基準及び黒基準を用いた画像の読取が設定されている状態（即ち、汎用シェーディング補正データ１５３が生成される状態）において、光源制御部１１０によって特定のＬＥＤ素子１１２が点灯することにより発生した反射光（第一の反射光とも称する）を表す信号を、ＣＣＤ１２及びＡＦＥ１７０を介して取得する。第１取得部１２０は、Ｘ座標値ごとの当該信号を、参照用の反射光拡散パターン１５１（第一の反射光の拡散状態とも称する）として取得する。

図４は、本実施形態に係る参照用の反射光拡散パターン１５１を表すグラフを例示する図である。図４に例示するグラフにおいて、横軸はＣＣＤ１２が反射光を取得するＸ座標値、縦軸はＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度を表す。このグラフにおいて、反射光の輝度が最大となるＸ座標値は、点灯する特定のＬＥＤ素子１１２が位置するＸ座標値に相当する。反射光は反射する面において拡散するので、反射光拡散パターン１５１を表すグラフは、図４に例示するような山の形状を示す。

第１取得部１２０は、取得した参照用の反射光拡散パターン１５１を、記憶部１５０に格納する。

図１に示す第２取得部１３０は、イメージスキャナー１において画像を読み取る読取対象２０が設置されている状態において、光源制御部１１０によって特定のＬＥＤ素子１１２が点灯することにより発生した反射光（第二の反射光とも称する）を表す信号を、ＣＣＤ１２及びＡＦＥ１７０を介して取得する。第２取得部１３０は、Ｘ座標値ごとの当該信号を、読取対象の反射光拡散パターン１５２（第二の反射光の拡散状態とも称する）として取得する。

図５は、本実施形態に係る読取対象の反射光拡散パターン１５２を表すグラフを例示する図である。図５に例示するグラフにおける横軸及び縦軸は、図４に関して上述した通りである。このグラフにおいて、反射光の輝度が最大となるＸ座標値は、図４に関して上述した通りである。反射光は反射する面（読取対象２０の表面）において拡散するので、反射光拡散パターン１５２を表すグラフも、図４に例示する反射光拡散パターン１５１を表すグラフと同様に、図５に例示するような山の形状を示す。

第２取得部１３０は、取得した読取対象の反射光拡散パターン１５２を、記憶部１５０に格納する。

図１に示す生成部１４０は、記憶部１５０に格納されている、参照用の反射光拡散パターン１５１と、読取対象の反射光拡散パターン１５２と、汎用シェーディング補正データ１５３とに基づいて、専用シェーディング補正データ１５４を生成する。汎用シェーディング補正データ１５３は、読取対象２０の光の反射特性（反射光の拡散特性）に依存しないシェーディング補正データであり、専用シェーディング補正データ１５４は、読取対象２０の光の反射特性（反射光の拡散特性）が反映された、読取対象２０に依存するシェーディング補正データである。

生成部１４０は、図４に例示する参照用の反射光拡散パターン１５１を、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度の最大値が「１」となるように正規化する。生成部１４０は、正規化した参照用の反射光拡散パターン１５１において、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度が第１の閾値以上となるＸ座標値の範囲の幅を表すＬｒｅｆ１を求める。生成部１４０は、正規化した参照用の反射光拡散パターン１５１において、同様に、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度が第２の閾値以上となるＸ座標値の範囲の幅を表すＬｒｅｆ２を求める。但し、第２の閾値は、第１の閾値よりも小さいこととする。

生成部１４０は、図５に例示する読取対象の反射光拡散パターン１５２を、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度の最大値が「１」となるように正規化する。生成部１４０は、正規化した読取対象の反射光拡散パターン１５２において、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度が当該第１の閾値以上となるＸ座標値の範囲の幅を表すＬｅｆｆ１を求める。生成部１４０は、正規化した読取対象の反射光拡散パターン１５２において、同様に、ＣＣＤ１２が取得した反射光の輝度が当該第２の閾値以上となるＸ座標値の範囲の幅を表すＬｅｆｆ２を求める。

生成部１４０は、上述の通りに求めた、Ｌｒｅｆ１、Ｌｒｅｆ２、Ｌｅｆｆ１、Ｌｅｆｆ２を用いて、例えば式１に示す通りに、汎用シェーディング補正データ１５３に対する補正値γｅｆｆを算出する。

γｅｆｆ＝｛（Ｌｒｅｆ１／Ｌｒｅｆ２）−（Ｌｅｆｆ１／Ｌｅｆｆ２）｝＊Ｔ
・・・（式１）

但し、式１において、「／」は除算を表す演算子であり、「−」は減算を表す演算子であり、「＊」は乗算を表す演算子である。また式１における「Ｔ」は所定の係数である。

式１において、（Ｌｒｅｆ１／Ｌｒｅｆ２）は、参照用の反射光拡散パターン１５１における反射光の拡散の度合い（拡散率とも称する）を表し、第一の比率とも呼ばれる。また、（Ｌｅｆｆ１／Ｌｅｆｆ２）は、読取対象の反射光拡散パターン１５２における反射光の拡散の度合いを表し、第二の比率とも呼ばれる。そして、（Ｌｒｅｆ１／Ｌｒｅｆ２）及び（Ｌｅｆｆ１／Ｌｅｆｆ２）は、その値が「１」に近くなるほど（グラフが示す山の広がり度合いが小さいほど）拡散率が小さく、その値が「０」に近くなるほど（グラフが示す山の広がり度合いが大きいほど）拡散率が大きいことを表す。

図４及び図５に示す例では、参照用の反射光拡散パターン１５１における反射光の拡散率よりも、読取対象の反射光拡散パターン１５２における反射光の拡散率の方が小さくなっている。このことは、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を行うときの反射面よりも、読取対象２０の表面の方が、拡散率が小さい（即ち、より鏡面に近く、反射光が表す画像のコントラストが大きい）ことを示している。

以上のことから、式１が示す補正値γｅｆｆは、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を行うときの反射面における反射光の拡散率（第一の比率）と、読取対象２０の表面における反射光の拡散率（第二の比率）との差分を表す。生成部１４０は、汎用シェーディング補正データ１５３に対して、補正値γｅｆｆを用いた所定の演算を行うことによって、専用シェーディング補正データ１５４を生成する。

生成部１４０が汎用シェーディング補正データ１５３に対して行う演算としては、様々な演算が考えられる。例えば、汎用シェーディング補正データ１５３が、Ｘ座標値に対する反射光の輝度の補正値（輝度の観測値に対して四則演算等を行う値）を表す場合、生成部１４０は、補正値γｅｆｆに基づいて、汎用シェーディング補正データ１５３における輝度の補正値を調整する。

図４及び図５に示す例の場合、汎用シェーディング補正データ１５３は、読取対象２０よりも表面における拡散率が大きい（反射光が表す画像のコントラストが小さい）ことを想定したデータである。したがって、生成部１４０は、汎用シェーディング補正データ１５３よりもコントラストを抑制するように（シェーディング補正によってコントラストが強調されすぎないように）、反射光の輝度の補正値を調整した専用シェーディング補正データ１５４を生成する。

あるいは、図４及び図５に示す例とは逆に、汎用シェーディング補正データ１５３が、読取対象２０よりも表面における拡散率が小さい（反射光が表す画像のコントラストが大きい）ことを想定したデータである場合、生成部１４０は、汎用シェーディング補正データ１５３よりもコントラストを強調するように（シェーディング補正によってコントラストが抑制されすぎないように）、反射光の輝度の補正値を調整した専用シェーディング補正データ１５４を生成する。

生成部１４０は、より具体的には、例えば、γｅｆｆの値を、式２に示すシグモイド関数に適用した式３により算出されるＳｅｆｆ（ｘ）を用いて、専用シェーディング補正データ１５４を生成する。

ｓｉｇｍｏｉｄ（ｘ）＝１／｛１＋ｅ＾（−ａ＊ｘ）｝・・・（式２）

但し、式２において、ｅは自然対数の底を表し、ａはシグモイド関数におけるゲインを表し、＾はべき乗を表す演算子である。

Ｓｅｆｆ（ｘ）＝１／［１＋ｅ＾｛−γｅｆｆ＊（ｘ−（Ｌ１＋Ｌ２）／２）｝］・・・（式３）

但し、式３において、Ｓｅｆｆ（ｘ）は、階調値（輝度）ｘにおけるシェーディング補正係数（コントラスト調整に適用）を表し、Ｌ１、Ｌ２は、上述した反射光の輝度に関する第１及び第２の閾値を表す。

尚、生成部１４０は、γｅｆｆの値が負の値となる場合、式３の逆関数にγｅｆｆの絶対値を適用することによって、Ｓｅｆｆ（ｘ）を算出する。

生成部１４０は、また、式１における係数Ｔを調整しながら複数回計算を行うことによって、最適なγｅｆｆの値を求めるようにしてもよい。

また、生成部１４０が汎用シェーディング補正データ１５３に対する補正値γｅｆｆを求める際に使用する数式は、式１に限定されない。生成部１４０は、式１とは異なる数式を用いて、補正値γｅｆｆを求めてもよい。

生成部１４０は、生成した専用シェーディング補正データ１５４を、記憶部１５０に格納する。

図１に示す画像出力部１６０は、光源制御部１１０によって全てのＬＥＤ素子１１２が点灯した状態で読み取られた読取対象２０の画像に対して、専用シェーディング補正データ１５４を用いてシェーディング補正を行い、その結果を、イメージスキャナー１による読取画像として、外部へ出力する。

次に図６及び図７のフローチャートを参照して、本実施形態に係る画像読取装置１０の動作（処理）について詳細に説明する。

図６は、画像読取装置１０が、汎用シェーディング補正データ１５３、及び、参照用の反射光拡散パターン１５１を取得する動作を示すフローチャートである。

画像読取装置１０は、イメージスキャナー１において、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を設定する（ステップＳ１０１）。光源制御部１１０は、光源モジュール１１の全てのＬＥＤ素子１１２を点灯させる（ステップＳ１０２）。画像読取装置１０は、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行する（ステップＳ１０３）。画像読取装置１０は、画像の読取結果に基づいて汎用シェーディング補正データ１５３を生成し、生成した汎用シェーディング補正データ１５３を記憶部１５０に格納する（ステップＳ１０４）。

光源制御部１１０は、光源モジュール１１の特定のＬＥＤ素子１１２を点灯させる（ステップＳ１０５）。画像読取装置１０は、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行する（ステップＳ１０６）。第１取得部１２０は、画像の読取結果が表す参照用の反射光拡散パターン１５１を取得し、取得した参照用の反射光拡散パターン１５１を記憶部１５０に格納し（ステップＳ１０７）、全体の処理は終了する。

図７は、画像読取装置１０が、専用シェーディング補正データ１５４を生成する動作を示すフローチャートである。

読取対象２０がイメージスキャナー１に設置される（ステップＳ２０１）。光源制御部１１０は、光源モジュール１１の特定のＬＥＤ素子１１２を点灯させる（ステップＳ２０２）。画像読取装置１０は、読取対象２０の画像の読取を実行する（ステップＳ２０３）。第２取得部１３０は、画像の読取結果が表す読取対象の反射光拡散パターン１５２を取得し、取得した読取対象の反射光拡散パターン１５２ を記憶部１５０に格納する（ステップＳ２０４）。

生成部１４０は、参照用の反射光拡散パターン１５１が表す反射光の拡散度合いと、読取対象の反射光拡散パターン１５２が表す反射光の拡散度合いとの比率を算出する（ステップＳ２０５）。生成部１４０は、算出した比率と汎用シェーディング補正データ１５３とに基づいて専用シェーディング補正データ１５４を生成し、生成した専用シェーディング補正データ１５４を記憶部１５０に格納し（ステップＳ２０６）、全体の処理は終了する。

本実施形態に係る画像読取装置１０は、読取対象から画像を読み取る際に、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことができる。その理由は、画像読取装置１０は、特定のＬＥＤ素子１１２を点灯させることによって得られる参照用の反射光拡散パターン１５１と読取対象の反射光拡散パターン１５２とに基づいて、汎用シェーディング補正データ１５３を読取対象２０が有する反射光の拡散特性をふまえて補正した専用シェーディング補正データ１５４を生成するからである。

以下に、本実施形態に係る画像読取装置１０によって実現される効果について、詳細に説明する。

画像読取装置が導入される領域の拡大に伴い、画像の読取対象の素材として、紙に加えて布材あるいは光沢のある金属板等が用いられる場合が出てきている。布材や金属板等の素材は、その表面における反射光の拡散特性が紙とは大きく異なることから、一般的なシェーディング補正の方式では、シェーディング補正を適切に行うことが困難である。即ち、画像の読取対象の素材として様々な素材を用いる場合などでは、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことが課題である。

このような課題に対して、本実施形態に係る画像読取装置１０は、光源制御部１１０と、第１取得部１２０と、第２取得部１３０と、生成部１４０とを備え、例えば、図１乃至図７を参照して上述した通り動作する。即ち、光源制御部１１０は、複数のＬＥＤ素子１１２（光源）のうちの特定のＬＥＤ素子１１２のみを点灯させるように複数のＬＥＤ素子１１２を制御する。第１取得部１２０は、画像の読取対象２０に依存しない汎用シェーディング補正データ１５３を生成する状態において、特定のＬＥＤ素子１１２の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を表す参照用の反射光拡散パターン１５１を取得する。第２取得部１３０は、読取対象２０に対して当該特定のＬＥＤ素子１１２による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を表す読取対象の反射光拡散パターン１５２を取得する。そして。生成部１４０は、参照用の反射光拡散パターン１５１と、読取対象の反射光拡散パターン１５２と、汎用シェーディング補正データ１５３とに基づいて、読取対象２０に依存する専用シェーディング補正データ１５４を生成する。

即ち、本実施形態に係る画像読取装置１０は、光源モジュール１１に含まれる特定の（一部の）ＬＥＤ素子１１２のみを点灯させることによって、例えば図４あるいは図５に例示するような、ＣＣＤ１２のＸ座標値と反射光の輝度との関係が１つの山の形状を示すデータを取得することができる。画像読取装置１０は、白基準及び黒基準を用いて画像を読み取るときと、読取対象２０の画像を読み取るときとのそれぞれにおいて、上述した山の形状を示すデータを取得し、２つの山の広がり度合の比率に基づいて、白基準及び黒基準を用いて画像を読み取るときの反射光の拡散率と、読取対象２０の画像を読み取るときの反射光の拡散率との差分を求める。そして、画像読取装置１０は、求めた差分に基づいて、汎用シェーディング補正データ１５３から、読取対象２０が有する反射光の拡散特性をふまえた専用シェーディング補正データ１５４を生成する。したがって、画像読取装置１０は、このような簡易な処理を行うことによって、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことができる。

また、本実施形態に係る光源制御部１１０は、複数のＬＥＤ素子１１２から選択する特定のＬＥＤ素子１１２を変更しながら、特定のＬＥＤ素子１１２のみを点灯させることを複数回実行してもよい。この場合、第１取得部１２０は、当該複数回の個々において、参照用の反射光拡散パターン１５１を取得する。第２取得部１３０は、当該複数回の個々において、読取対象の反射光拡散パターン１５２を取得する。そして、生成部１４０は、当該複数回の個々における、参照用の反射光拡散パターン１５１と読取対象の反射光拡散パターン１５２とに基づいて、専用シェーディング補正データ１５４を生成する。画像読取装置１０は、このような処理を行うことによって、点灯する特定のＬＥＤ素子１１２のＸ座標値が異なる、図４及び図５に例示するような複数のデータを使用するので、読取対象の表面における反射光の拡散特性をより高い精度で反映した専用シェーディング補正データ１５４を生成することができる。

＜第２の実施形態＞
図８は、本願発明の第２の実施形態に係る画像読取装置３０の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る画像読取装置３０は、光源制御部３１、第一の取得部３２、第二の取得部３３、及び、生成部３４を備えている。光源制御部３１、第一の取得部３２、第二の取得部３３、生成部３４は、順に、光源制御手段、第一の取得手段、第二の取得手段、生成手段の一例である。

光源制御部３１は、複数の光源４０−１乃至４０−ｎ（ｎは２以上の任意の整数）のうちの特定の光源４０−ｉ（ｉは１乃至ｎのうちの少なくとも１つの整数）のみを点灯させるように、複数の光源４０−１乃至４０−ｎを制御する。複数の光源４０−１乃至４０−ｎは、例えば、第１の実施形態に係る光源モジュール１１が有するＬＥＤ素子１１２のような光源である。

第一の取得部３２は、画像の読取対象に依存しない汎用シェーディング補正データ３５０を生成する状態において、特定の光源４０−ｉの点灯により発生する第一の反射光の拡散状態３２０を取得する。汎用シェーディング補正データ３５０は、例えば、第１の実施形態に係る汎用シェーディング補正データ１５３のようなデータである。第一の反射光の拡散状態３２０は、例えば、図４に例示する、第１の実施形態に係る参照用の反射光拡散パターン１５１のようなデータである。

第二の取得部３３は、当該読取対象に対して特定の光源４０−ｉによる光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態３３０を取得する。第二の反射光の拡散状態３３０は、例えば、図５に例示する、第１の実施形態に係る読取対象の反射光拡散パターン１５２のようなデータである。

生成部３４は、第一の反射光の拡散状態３２０と、第二の反射光の拡散状態３３０と、汎用シェーディング補正データ３５０とに基づいて、当該読取対象に依存する専用シェーディング補正データ３４０を生成する。生成部３４は、例えば、第１の実施形態に係る生成部１４０が補正値γｅｆｆを用いた所定の演算を行うことによって専用シェーディング補正データ１５４を生成するのと同様な手順により、専用シェーディング補正データ３４０を生成してもよい。

本実施形態に係る画像読取装置３０は、読取対象から画像を読み取る際に、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を効率的に行うことができる。その理由は、画像読取装置３０は、特定の光源４０−ｉを点灯させることによって得られる第一の反射光の拡散状態３２０と第二の反射光の拡散状態３３０とに基づいて、汎用シェーディング補正データ３５０を読取対象が有する反射光の拡散特性をふまえて補正した専用シェーディング補正データ３４０を生成するからである。

＜ハードウェア構成例＞
上述した各実施形態において図１、及び、図８に示した画像読取装置における各部は、専用のＨＷ（ＨａｒｄＷａｒｅ）（電子回路）によって実現することができる。また、図１、及び、図８において、少なくとも、下記構成は、プロセッサによって実行される命令を含むソフトウェアプログラムの機能（処理）単位（ソフトウェアモジュール）と捉えることができる。
・光源制御部１１０及び３１、
・第１取得部１２０及び第一の取得部３２、
・第２取得部１３０及び第二の取得部３３、
・生成部１４０及び３４、
・記憶部１５０における記憶制御機能、
・画像出力部１６０。

但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境の一例を、図９を参照して説明する。

図９は、本願発明の各実施形態に係る画像読取装置を実行可能な情報処理装置９００（コンピュータ）の構成を例示的に説明する図である。即ち、図９は、図１、及び、図８に示した画像読取装置を実現可能なコンピュータ（情報処理装置）の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。

図９に示した情報処理装置９００は、構成要素として下記を備えている。
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）９０１、
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０２、
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０３、
・ハードディスク（記憶装置）９０４、
・通信インタフェース９０５、
・バス９０６（通信線）、
・ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ＿Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体９０７に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ９０８、
・モニターやスピーカ、キーボード等の入出力インタフェース９０９。

即ち、上記構成要素を備える情報処理装置９００は、これらの構成がバス９０６を介して接続された一般的なコンピュータである。情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１を複数備える場合もあれば、マルチコアにより構成されたＣＰＵ９０１を備える場合もある。

そして、上述した実施形態を例に説明した本願発明は、図９に示した情報処理装置９００に対して、次の機能を実現可能なコンピュータプログラムを供給する。その機能とは、その実施形態の説明において参照したブロック構成図（図１、及び、図８）における上述した構成、或いはフローチャート（図６、及び、図７）の機能である。本願発明は、その後、そのコンピュータプログラムを、当該ハードウェアのＣＰＵ９０１に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータプログラムは、読み書き可能な揮発性のメモリ（ＲＡＭ９０３）、または、ＲＯＭ９０２やハードディスク９０４等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。

また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータプログラムの供給方法は、現在では一般的な手順を採用することができる。その手順としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の各種記録媒体９０７を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等がある。そして、このような場合において、本願発明は、係るコンピュータプログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記録媒体９０７によって構成されると捉えることができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本願発明を説明した。しかしながら、本願発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本願発明は、本願発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１ イメージスキャナー
１０ 画像読取装置
１００ 制御基板
１１０ 光源制御部
１１１ ＬＥＤ基板
１１２ ＬＥＤ素子
１１３ 拡散板
１２０ 第１取得部
１３０ 第２取得部
１４０ 生成部
１５０ 記憶部
１５１ 参照用の反射光拡散パターン
１５２ 読取対象の反射光拡散パターン
１５３ 汎用シェーディング補正データ
１５４ 専用シェーディング補正データ
１６０ 画像出力部
１７０ ＡＦＥ
１１ 光源モジュール
１２ ＣＣＤ
１３ レンズ
１４ ミラー
１５ カバーガラス
２０ 読取対象
３０ 画像読取装置
３１ 光源制御部
３２ 第一の取得部
３２０ 第一の反射光の拡散状態
３３ 第二の取得部
３３０ 第二の反射光の拡散状態
３４ 生成部
３４０ 専用シェーディング補正データ
３５０ 汎用シェーディング補正データ
４０−１乃至４０−ｎ 光源
９００ 情報処理装置
９０１ ＣＰＵ
９０２ ＲＯＭ
９０３ ＲＡＭ
９０４ ハードディスク（記憶装置）
９０５ 通信インタフェース
９０６ バス
９０７ 記録媒体
９０８ リーダライタ
９０９ 入出力インタフェース

Claims (9)

1. 複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成する装置であって、
   前記複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御する光源制御手段と、
   前記白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得する第一の取得手段と、
   画像の読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得する第二の取得手段と、
   前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する生成手段と、
   を備える画像読取装置。
2. 前記第一の取得手段は、前記第一の反射光の拡散状態を、前記第一の反射光を取得する位置に対する前記第一の反射光の輝度として取得し、
   前記第二の取得手段は、前記第二の反射光の拡散状態を、前記第二の反射光を取得する位置に対する前記第二の反射光の輝度として取得する、
   請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記生成手段は、
   前記第一の反射光の輝度が第一の閾値以上となる前記第一の反射光を取得する位置の範囲の幅と、前記第一の反射光の輝度が前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値以上となる前記第一の反射光を取得する位置の範囲の幅との第一の比率を算出し、
   前記第二の反射光の輝度が前記第一の閾値以上となる前記第二の反射光を取得する位置の範囲の幅と、前記第二の反射光の輝度が前記第二の閾値以上となる前記第二の反射光を取得する位置の範囲の幅との第二の比率を算出し、
   前記第一の比率と前記第二の比率との差分に基づいて、前記専用シェーディング補正データを生成する、
   請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記光源制御手段は、前記複数の光源から選択する前記特定の光源を変更しながら、前記特定の光源のみを点灯させることを複数回実行し、
   前記第一の取得手段は、前記複数回の個々において、前記第一の反射光の拡散状態を取得し、
   前記第二の取得手段は、前記複数回の個々において、前記第二の反射光の拡散状態を取得し、
   前記生成手段は、前記複数回の個々における、前記第一の反射光の拡散状態と前記第二の反射光の拡散状態とに基づいて、前記専用シェーディング補正データを生成する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像読取装置。
5. 前記光源制御手段は、前記特定の光源として、前記複数の光源を構成する複数の発光素子の一部を制御する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データと、前記専用シェーディング補正データと、を記憶する記憶手段をさらに備える、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記複数の光源と、
   前記第一の反射光及び前記第二の反射光を電気信号に変換する素子と、
   をさらに備える、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像読取装置。
8. 複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成する情報処理装置によって、
   前記複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御し、
   前記白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得し、
   画像の読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得し、
   前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する、
   画像読取制御方法。
9. 複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成するコンピュータに、
   前記複数の光源のうちの特定の光源のみを点灯させるように前記複数の光源を制御する光源制御処理と、
   前記白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記特定の光源の点灯により発生する第一の反射光の拡散状態を取得する第一の取得処理と、
   画像の読取対象に対して前記特定の光源による光を照射することによって発生する第二の反射光の拡散状態を取得する第二の取得処理と、
   前記第一の反射光の拡散状態と、前記第二の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する専用シェーディング補正データを生成する生成処理と、
   を実行させるための画像読取制御プログラム。

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