JPH01132275A

JPH01132275A - シェーディング補正装置

Info

Publication number: JPH01132275A
Application number: JP62291096A
Authority: JP
Inventors: Hajime Shiraishi; 肇白石
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ファクシミリ、イメージスキャナ等の画像入
力装置に用いられるシェーディング補正装置に関するも
のである従来の技術ファクシミリ、イメージスキャナ等の読み取りセンサと
して、電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略称する。）等の
イメージセンサが用いられており、その多くは一次元構
成のイメージセンサが用いられている。主走査は一次元
イメージセンサ内で電子的に行われ、主走査を行うと同
時に一次元イメージセンサおよび集光用レンズを副走査
方向に移動させながら画像信号を得ている。そして、原
稿上の読み取りラインに隣接して蛍光燈またはＬＥＤア
レイ等のライン型光源が配置される。

電子走査によって得られる画像信号は、シェーディング
と呼ばれる誤差を含むようになる。これは原稿上の読み
取りラインの全域にわたって均一な光を当てることが困
難であることや、イメージセンサ中の各受光素子を同じ
感度に製作することが難しいために発生するものである
。このような誤差を補正し、常に正常に画像を読み取る
ための前処理をシェーディング補正という。

第７図、第８図は従来の画像読取装置のシェーディング
補正方式を示すものである。第７図において５１はＣＣ
Ｄ−次元イメージセンサ、５２はレンズ、５３は原稿を
照らすランプ、５４はこれらを保持するキャリッジであ
る。５５は原稿等を載置するための透明板、５６は透明
板上に載置された原稿である。５７は透明板５５上に配
置される白の基準板である。

第８図は回路ブロック図であり、第８図において、５８
はイメージセンサから入力したアナログ信号の画像デー
タをデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（
以下、Ａ／Ｄ変換器と略称する。）、５９は１ライン分
のデータの平均処理を行って混入したランダムノイズを
低下させるためのライン平均処理手段（実際にはＣＰＵ
が司どる）、６０は平均化後のデータを格納する随時読
み出し書き込みメモリ（以下、ＲＡＭと略称する。）、
６１は、正規化されたデータが格納された読み出し専用
メモリ（以下、ＲＯＭと略称する。）である。ＲＯＭ６
１はイメージスキャナより得られた原稿上の画像データ
と、ＲＡＭ６０に記憶された基準データとをアドレスと
して受け、各アドレスに格納された正規化データを出力
する。つまり、ＲＯＭ６１からは、読み取りデータを基
準データに基づいてシェーディング補正したデータが出
力されることとなる。

以下、動作を説明する。まず、原稿５６上の画像を読み
取る前に、キャリッジ５４を基準板５７の下に止めた状
態で基準板５７上の白画像を読む。その時スイッチ６２
はａ側に倒れており、読み取られたデータは平均処理さ
れて基準データとしてＲＡＭ６０に格納される。次にイ
メージセンサ５１を矢印Ｃ方向に移動させながら原稿５
６上の画像を読む。その時スイッチ６２はｂ側に倒れて
おり、また原稿５６上の画像を画像を読むと同時にＲＡ
Ｍ６０から基準データが読み出され、原稿５６から読み
取られたデータと前に作成されＲＡＭ６０に格納されて
いた基準データがアドレスデータとしてＲＯＭ６１に送
られる。そして、ＲＯＭ６１から正規化されたデータが
出力される。

発明が解決しようとする問題点シェーディング補正では、基準板５７上の輝度情報から
基準データを読み取り、この基準データに従って忠実に
補正されるので、基準板５７自体は読み取りライン上で
は均一な光反射をする必要がある。しかしながら基準板
５７にほこり等が付着していると本来白一色であるべき
ものが、読み取りライン上にて連続した白とならず、そ
のごみの位置では異常な値が基準データとして記憶され
ることになる。たとえそれが非常に小さなものであって
、たった一つの受光素子のみが異常なデータを読み取っ
た場合であっても、基準データにそのような誤りが生じ
てしまっては、ライン型イメージセンサ中の特定画素の
欠落と同じ状態になり、後でプリンタにて再生された画
像には、副走査方向に縦線が現れ、非常に見苦しいもの
となる。

問題点を解決するための手段本発明は、基準板上の輝度情報を読み取る際、イメージ
センサに光が当たっている時に同時にイメージセンサお
よび光源等を乗せたキャリッジを移動させる手段を設け
た。

作　　用上記構成により、各受光素子は基準板上の副走査方向に
延びた帯状の領域にて平均化された情報を読み取ること
となり、基準板上の部分的な反射率の変化の影響を抑制
することができる。

実施例以下、図に基づいて本発明の実施例について説明する。

なお、機械的構成のおおまかな部分は従来例として示し
た構成とほぼ同様であるので、同一の図番を付し、その
詳細な説明は省略する。

第２図において、■はシェーディング補正のための基準
板であり、白い部分すなわち白基準板２と、黒い部分す
なわち黒基準板３より構成されている。次に各機能をブ
ロック毎に説明する。４はシェーディング補正部、５は
シェーディング補正済のデータを記憶する画像メモリで
ある。６はキャリッジ５４を移動させるためのモータ、
７はモータ６に動作電力を供給するモータ駆動部である
。８は各部を制御する制御部である。９は画像メモリ５
内のデータを外部に取り出すためのインターフェース部
、１０はインターフェース部９を介して外部に接続され
たフルカラー熱転写プリンタである。

次に第３図及び第４図に基づいて、ＣＣＤイメージセン
サの性質及びこのＣＣＤイメージセンサを移動させなが
ら基準板１上の輝度情報を読み取る場合の利点について
説明する。イメージセンサ中の各受光素子が蓄積する電
荷はａ及びｂに示すように強さしの光を時間Ｔだけ当て
た場合ＬＸＴ＝Ｖｌである。もし基準板１にゴミ又はキ
ズ等があると、イメージセンサ中の受光素子に入射する
光は弱（なる。例えばその強さをＬ′とする。従来のよ
うにイメージセンサが固定であるならば、運悪く読み取
り線上にこのようなものが存在すると、その部分に対向
する素子については、ｃ、ｄに示すようにＬ　’　ＸＴ
＝Ｖ２が基準値となる。

シェーディング補正の式は階調×原稿データ÷基準値で
あり１、副走査方向の全域にわたって同じ基準値が使用
されるので、−旦誤った基準値を記憶してしまうと、そ
れが副走査方向の全ての領域に影響し、再生画像に一本
のすしとなって現れる。

ところでイメージセンサを副走査方向にかなり早いスピ
ードで動かしながら読んだ場合、たとえ読み取りライン
がゴミやキズの部分を通過したとしても、受光素子の出
力は、ｅに示すように動いた時間でゴミ及びキズによっ
て低下した期間を含めて積分した値となるので、結果的
に基準板のムラを平均化することになり、エラーを抑制
できる。これをさらに具体的に示したのが第４図である
。第４図においてａはＣＣＤイメージセンサ中の各受光
素子の出力値をラッチするタイミングを示すもので、ｂ
は各ラッチタイミング間にて変化する受光素子の蓄積電
荷量を示すものである。ただし、ｂはゴミやキズ等が全
くない場合のものである。Ｃは読み取りライン１８が移
動する様子を示したものである。読み取りライン１８の
移動速度をＶとすると、読み取りライン１８がｖＴだけ
移動するたびに受光素子に生じた電圧値がラッチされ、
受光素子はリセットされる。たとえば、Ｃに示されるよ
うにある受光素子の輝度情報検出ポイント、例えばポイ
ント１９の移動路上に斑点２０があると、その受光素子
に当たる光の強さＬはｄに示されるように斑点２０の位
置にて急激な減少を見せる。するとｅに示されるように
その受光素子に蓄えられる電荷量はその斑点の部分を通
過する間はとんど増加しない。しかし、斑点の部分を通
り過ぎると、受光素子に当たる光の強さしも元に戻り、
電荷量は増加し始める。

第５図は本実施例における画像読取装置のシェーディン
グ補正部４の構成を示すブロック図であり、１１はイメ
ージセンサ（図では省略されている。）により読み取ら
れたアナログ形式の画像データをデジタル形式に変換す
るＡ／Ｄ変換器、１２は白基準板２より読み取られる輝
度データが各受光素子ごとに記憶されるＲＡＭ、１３は
黒基準板３より読み取られる輝度データを反転させるイ
ンバータ、１４は白基準板２より読み取られ、インバー
タ１３によって反転されたデータが各受光素子ごとに記
憶されるＲＡＭである。１５はＲＡＭ１２に格納された
白基準データと、ＲＡＭ１３に格納された反転済黒基準
データを加算し、白基準データと黒基準データとの差を
取る加算器である。１６はＲＡＭ１４に格納された反転
済黒基準データと、原稿上の画像より得られた画像デー
タとを加算し、画像データと黒基準データとの差を取る
加算器である。１７は従来例のものと同様、正規化され
たデータが格納された読み出し専用メモリ（以下、ＲＯ
Ｍと略称する。）である。ＲＯＭ１７は加算器１５の出
力データと、加算器１６の出力データとをアドレスとし
て受け、各アドレスに格納された正規化データを出力す
る。

以下、第１図の流れ図に沿って動作を説明する。まずラ
ンプ５３を点燈させ（ステップ１０１）、キャリッジ５
４が通常の移動速度よりも早い速度で移動を始める（ス
テップ１０２）。キャリッジ５４上のイメージセンサ５
１は動きながら白基準板２上の輝度情報を読み取る。こ
の基準板読み取りデータはＡ／Ｄ変換器１１を通り、ス
イッチ２１によってＲＡＭ１２の方へ向けられ、ＲＡＭ
１２へ格納される（ステップ１０３）。次にキャリッジ
５４が黒基準板３上に来ると、黒基準板３上の輝度情報
が読み取られることとなる。

黒基準板３上から読み取られたデータはインバータ１３
で反転され、ＲＡＭ１４へ格納される（ステップ１０４
）。ＲＡＭ１２及びＲＡＭ１４に格納されるデータは主
歩査の１ライン分のみであるが読み取りラインを動かし
ながらデータを取り込むので、副走査ライン上のある領
域において平均されたデータが格納されることになる。

読み取りライン１８が原稿の位置にくると、キャリッジ
移動速度は通常の速度に戻される（ステップ１０５）。

そして、スイッチ２１により原稿読み取りデータは加算
器１６の方へ向けられ、ＲＡＭ１４に記憶されていた黒
基準データと加算される。−方、同時にＲＡＭ１２に記
憶されていた白基準データと黒基準データは加算器１５
に入力される。

そして、加算器１６と加算器１５とから出力されるデー
タがアドレスデータとしてＲＯＭ１７に送られ、補正さ
れたデータ、つまり白レベルと黒レベルで正規化された
データが出力される。

第６図は複数チップのイメージセンサを使用した例であ
るが、センサチップ４０．４１，４２゜４３は同一ライ
ンに並べることは困難であり、千鳥状に並べである。レ
ンズアレイ３７は基準板１の各点における反射光のうち
、ポイント３８での反射光をチップ４０．４２に結像さ
せ、ポイント３９での反射光をチップ４１．４３に結像
させる。従来のようにキャリッジを動かさない状態で基
準板の輝度情報を読めばポイント３８とポイント３９と
の僅かな輝度のムラがあたかもチップ間に生じた感度ム
ラのようになり、これが原稿上の画像データ全てに影響
し、チップ間で濃淡の差がはっきり出た形で再生される
。そこで本発明のようにキャリッジを動かしながら基準
板ｌを読むことにより、受光素子は主走査１ラインの光
蓄積時間に移動した副走査方向の幅にて平均化されたデ
ータを出力することができ、ポイント３８とポイント３
９との位置ずれに起因する輝度のムラを抑制することが
できる。

発明の効果本発明は、基準板上の輝度情報を読み取る際、イメージ
センサに光が当たっている時に同時にイメージセンサお
よび光源等を乗せたキャリッジを移動させるよう構成し
たことにより、各受光素子は基準板上の副走査方向に延
びた帯状の領域にて平均化された情報を読み取ることと
なり、基準板上の部分的な反射率の変化の影響を抑制す
ることができるので、もし基準板上にごみが付着してい
たり基準板自体に汚れ等があり、基準となるべき画像が
白一色となっていなくても、基準データとして異常な値
が記憶されることがない。そのため、はぼ正常に近いシ
ェーブイブ補正が行え、非常に良好な画像データを得る
ことができる。また、イメージセンサおよび信号転送回
路等にて生じるランダムノイズも抑制出来る。また、僅
かずつ位置をずらして複数のイメージセンサを配置させ
た構成のものでは−１それぞれのイメージセンサの僅か
な位置ずれに起因する基準データの差を非常に小さ（４
−ることか出来、各イメージセンサの継ぎ目に線が生じ
る現象を抑制することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像読み取り装置の
動作を示すフローヂャート、第２図は同画像読み取り装
置の機能ブロック図、第３図はＣＣＤの１１質を示す図
、第４図は同画像読み取り装置のシェーディング補正の
原理を示す図、第５図は同画像読み取り装置のシェーデ
ィング？１「止部の回路ブ【」ツタ図、第６図は本発明
の画像読み取り装置において複数のイメージセンサを互
いに位１ａをずらして配置した状態を示す図、第７図は
従来の画像読み取り装置の機械的な概略構成を示す断面
図、第８図は従来の画像読み取り装置のシェーディング
補正部のブロック図である。１・・・基準板　　　４・・・シェーディング補正部５
・・・画像メモリ　　　６・・・モータ７・・・モータ
駆動部　　　８・・・制御部第１図第３図（α）（ｂ２ｔ→ 第４図色ンラッチパルス ■ ｌｔ２第５図！？第６図

Claims

【特許請求の範囲】

原稿上の画像情報を読み取るイメージセンサと、原稿を
照らすランプと、上記イメージセンサ及び上記ランプを
載せたキャリッジ及びその駆動手段と、反射光が上記イ
メージセンサに当たるように配置され、シェーディング
補正用基準データを作成させる輝度基準板と、上記基準
データを作成する際、イメージセンサに光が当たってい
る時に上記イメージセンサの読み取りラインが同時に上
記輝度基準板を副走査方向に移動するように上記駆動手
段を制御する手段とを有する事を特徴とするシェーディ
ング補正装置。