JPH01235484A - 画像読取装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像の読み取りを行う画像読取装置に関し、特
に医用Ｘ線画像等、ｉ！０庶階調数の大ぎな画像の読み
取り用の画像読取装置に関覆る。

（従来の技術） 光を画像情報を記録する画像情報記録媒体に照射し、該
画像情報記録媒体からの透過光、反射光もしくは螢光を
複数の光電変換素子からなるイメージセンサで受けて画
像情報の読み取りを行う画像読取装置が従来多くの分野
で用いられている。

このような画像読取装置において画像の読み取りを正確
に行うためには、多数の光電変換素子からなるイメージ
センサの出力に対し、光電変換素子間の特性のばらつき
を補償するための補正を行う必要があるが、従来の技術
では補正を行わないか、行うにしても各光電変換素子の
入出力特性を線形とみなし、線形補正を行っていた。

〈発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来技術には次のような問題がある。

すなわち、例えばＸ線画像等、濃度階調数が８０ｄＢ程
度にも及ぶ高階調の画像を読み取りイメージセンサの出
力に対し線形補正を行う場合、イメージセンサへの入射
光照度の低い領域では、入出力特性は線形であるので正
しい補正が行われるが、入射光照度の高い領域では、出
力飽和現免等のため充電変換素子の入出力特性が直線的
ではなくなることに起因し、補正が正しく行われず、し
たがって画像情報を正しく読み取ることができなかった
。

非線形入出力特性の例として２つのフォトダイオードの
入出力特性が第４図に示される。線形補正とは第４図に
おいて破線（示されるところの、入出力特性を近似する
直線り・（Ｘ　）を各７７ｒｉ−ダイオード毎に定め、
フォｌ−ダイオードの出力Ｖ、７）＼らそのフォトダイ
オードの入射照度入力＾１を求めること、 寸なわち ｘｌ−ｇｌ（ｙＨ）　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（１）という演葎８施すことｔ−ある。

しかしこの方、五では入射照度がＸ′と大さいとき、Ｘ
□　−ζ　（ｙ、）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）により求
められるＸ；、Ｘ：は実際の入力Ｘ′と異なり、補正の
効果を失むうこととなる。

本発明はこのような問題を解決し、！！］！ＰＩＩの高
い画像情報をも正しく読み取ることのでさる画像読取装
置を提供することを目的とするものである。

し発明の構成］ （課題を解決するための手段） イメージセンサの出力に対し、各光電変換素子の特性の
ばらつきを補償する非線形補正を行う画像情報補正部を
有する画像読改装（べ。

（作用） 各光電変換素子の入出力特性の高入力領域での出力飽和
等に帰因する非線形性が考慮され、イメージセンサ出力
に対し非線形補正が行われる。

その結果、画像情報記録媒体に記録された濃度階調数の
高い画像をも正確かつ忠実に読み取ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例としてのＸ線
画像読取装置について説明する。

第１図は第１の実施例のＸ線画ｌ！Ｉ読取装置のブロッ
ク図である。本実施例のＸ線画像読取装置は、画像情報
補正部１、画像情報読取部３、オフセット補正部５等か
ら構成される。

第２図に示すように、画像情報補正部１は、変換テーブ
ル１１と変換テーブル作成部１３とを有し、また、この
変換テーブル作成部１３はパラメータテーブル１３ａと
演ｐ部１３ｂとから構成される。

画像情報読取部３はＨｅ−Ｎｅレーザ光源、イメージセ
ンサ３３、増幅器、Ａ／Ｄ変換器３５等から構成される
。

オフセット補正部５はスイッチ５１、暗時出力テーブル
５３、暗時出力減算部５５等から構成される。

暗時出力減算部５５は、ディジタル減の回路である。

次にこのような構成をもつ画像読取装置でｆｌわれる信
号処理について述べる。

画像情報を記録する画像情報記録媒体３１は、光源から
のレーず光により照射され螢光を発Ｊる。

こうして得られた画像情報記録媒体３１からの螢光は、
イメージセンサ３３に入射される。

該イメージセンサ３３には多数の光電変換素子としての
フォトダイオードを２次元的に配列した梠造を有する光
電変換膜が用いられる。

該イメージセンサ３３において電気信号に変換された画
像情報は増幅器に送られ増幅される。

増幅された信号はＡ／Ｄ変換器３５へ送られ後の信号処
理のためディジタル信号に変換される。

該ディジタル信号は画像情報読取部３の出力としてオフ
セット補正部５へ送られる。

該オフセット補正部５において、ディジタル信号はスイ
ッチ５１を介して暗時出力減算部５５に入力される。

他方該昭時出力減篩部５５には、暗時出力テーブル５３
を記憶するメモリから読み出された信号も入力されてい
る。

該ｌｌ１１時出力テーブル５３を記憶するメモリには、
各フォトダイオードについての前記画像情報記録媒体３
１に光を照射しないときの画像情報読取部３からの出力
信号、すなわら各フΔ［〜ダイオードの出力信号のオフ
セットの値がスイッチ５１の切換により入力され、記憶
されている。

前記暗時出力減算部５５にＪ３い−（は、画像情報記録
媒体３１ヘレーザ光を照射しての画像読み取り時各フォ
トダイオードの出力信号から、暗時出力テーブル５３内
のそのフォトダイオードの出力信号のオフセット値が減
算され、前記画像情報読取部３の出力信号に対するオフ
セット補正が行われる。

オフセット補正部５の出力信号は画像情報補正部１に送
られる。

該画像情報補正部１において、本発明の趣旨に沿い、非
線形補正が施される。

一般に、低照度領域における光電変換素子の入力Ｘと出
力ｙとの関係は、線形とするよりもｙ＝８ｘ（γ：１に
近い定数、ａ：定数）・・・（３） として表わした方がより正確であることが知られている
。

したがって、 ｙ　＝　ａ　ｘ’　＋　ｂｘ２Ｙ−＜４＞とＸ′につい
て２次の項を含むように−づれば、低照１ｕ領戚から高
照度′ｒ４域にわたって光電変換素子の入出力１）性を
正確に表現することができる。また（４）式は逆にｘｒ
、したがって次の（５）式に示ＪようにＸについて代数
的に解くことができるものである。

ｘ＝ｚＥ５７了了−ａ）／２ｂ）”’・・・（５）（４
）式にＬｊ５けるパラメータａ、ｂ、ｒの碩は各フォ１
へダイオード１Ｎに予め測定され、パラメータデープル
１３ａとしてＰＲＯＭに記憶されている。

パラメータａ、ｂ、ｒの餡は各フォトダイオードの入出
力特性の実測結果に、最小２乗法を適用して求められる
。本実施例においては、補正演算は次のようにして行わ
れる。ζなわら、イメージセンサを駆動りるパルスを発
生する駆動回路７から、画像情報補正部１に、その時該
画像情報補正部１に入力されるＡフセット補正後のフォ
トダイオードの出力信号ｙが何番目のフォトダイオード
の出力であるかを示４イ二号１０１を人力−する。

Ｍなわら、本実施例においてはイメージはンサ３３の読
み出しから画像信号出力Ｘの出力までの各１８号処理は
同期をとって行われるしのである。

変換デープル作成部１３は、（４）式を×について解く
演０部１３ｂを右する。この演１′５部１３ｂは、（４
）式をＸについて解くためのソフトウェアプログラムを
有する。

予め各フォトダイオードについて求められパラメータデ
ープル１３ａに記憶されている（４）式中のパラメータ
ａ、ｂ、ｒを用い演ｎ部１３ｂで各フォトダイオードに
つき、すべてのｙの値について（４）式をＸについて解
き、その結果をノ４トダイオード番号とｙの値で定まる
所定のアドレスでＰＲＯＭに格納し、変換テーブル１１
とされている。

このように、変換テーブル１１の作成は（５）式にもと
ずききわめて容易に行えるものでありこのとき、変換テ
ーブル１１内データ配列は、４フセツト補正後のフォト
ダイオードの出力ｙとそのフＡ］・ダイオードの番号を
指定する信号１０１とをアドレスとして、前記変換テー
ブル１１を記憶づるＰＲＯ〜１にアクセス７ることによ
り、（５）式のＸすなわち補正後の画像信号出力が得ら
れる。

第２図に符号１０３で示した変換テーブル作成部１３に
よる変換テーブル１１の作成、ずなわら前記変換テーブ
ル１１を記憶するＰ　ＲＯＭへのデータ書き込みは画＠
読取開始前に一度行ってＪ−３けばよい。また、イメー
ジセンサ３３の特性が経時変化することに対処づるため
パラメータテーブル１３ａを適宜更新することが望まし
いので、本実施例ではパラメータテーブル１３ａおよび
変換テーブル１１記憶用のＰＲＯＭとしてデータを電気
的に書き込みのできるものを用いている。

こうして得られた、各フォトダイオードの補正後の一連
の出力信号Ｘは、本実施例の画像読取装置の画像信号出
力として出力される。

こうしてなされた非線形補正は、低照度領域から高照度
領域にわたって各フォトダイオードの入出力特性を正し
く表現する（４）式にもとずくものであり、広い照度領
域にわたって正確かつ忠実な画像読み取り結果を与える
ものである。

したがって本実施例の画像読取装置により、＾階調数の
画像をも正確かつ忠実に読み取ることが可能となるもの
である。

次に、第２の実施例について述べる。この場合も画像情
報補正部１の構成が異なる点以外は第１図に示される前
記第１の実施例と同様の構成をとる。ただし、本実施例
においては画像情報補正部１における信号処理はイメー
ジセンサ３３からの信号読み出しと同期をとって行う必
要がないので駆動回路７からの入力１０１はない。本実
施例の画像情報補正部１は第２図に示すように、パラメ
ータテーブル１３ａ、イメージメ七り１５および補正演
算部１７等を有する。

−りなりも、本実ＩＡ例においてはオフヒツト補正侵の
フォトダイオードの出力ｙは一度イメージメモリ１５に
記憶され、このイメージメモリ１５から画素ごとに読み
出され補正演算部１７に入力される。この補正演算部１
７では、予め各フォトダイオードについて求められ、パ
ラメータテーブル１３ａに記憶されている（４）式中の
パラメータａ。

ｂ、ｒを用い、（４）式をＸについて解く演詐、号なわ
ら、（５）式によりＸを求める補正演算が行われる。

この場合、与えられたｙにつき（５）式によりＸを求め
る操作は（５）式に対応するソフトウェアを用いて行わ
れる。

本実施例においても前記第１の実施例の場合と同様の効
果が得られる。

また、前記第１および第２の実施例において非線形補正
を行うための基礎となる各フォトダイオードの入出力特
性を表現する式としては（４）式の形に限らず、例えば ｙ＝ａｘ十ｂｘ２　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・・・（６）あるいは ｙ　　−（ａｘ＋　ｂｘ２　　）ｒ−（７＞の形の非線
形関数を用いることも可能である。

これらの式はいずれも、Ｘについて代数的に解くことが
可能であり、したがって各式に対応する逆関数を（５）
式のかわりに用いれば、前述した第１及び第２の実施例
の補正演算法を適用することができる。

次に本発明の第３の実流例について述べる。本実施例の
画像読取装置は前記第２の実施例の場合と同様に駆動回
路７から画像情報補正部１への入力１０１がないこと以
外は第１図に示される構成を有し、またその画像情報補
正１１は第３図に示される構成を有する。

すなわち、本実施例においても前記第２の実施例の場合
と同様にソフトウェアを用いて補正演算部１７で補正演
算が行われるのであるが、本実施例の場合、この補正演
算は次の式（８）にもとずいて行われる： ｙ　＝　ａｘＹ＋−ｂｘ２　　　　　　　　　　　　　
　・（８）（８）式はＸについて代数的には解けないの
で、ニュートン法のソフトウェアを用い数値的に解かれ
る。

画像情報補正部１において数値的に解かれた（８）式の
答Ｘは、画像信号出力として画像情報補正部１から出力
される。

本実施例においても、各フォトダイオードの特性を低照
度領域から高照度領域にわたって正しく表わす（８）式
にもとずき非線形補正を行うものであるから、前記第１
および第２の実施例の場合と全く同様な効果が得られる
。

また、（８）式を解くためのソフトウェアとしては、ニ
ュートン法に限らず、例えば２分法等を用いることがで
きる。一般に、本実施例のようにソフトウェアを用い補
正演算を行う方法には、融通性があり、各フォトダイオ
ードの入出力特性を表現する式としても（８）式に限ら
れることはなく、また他の式を用いるにしても、数値解
法を行うソフトウェアは変える必要がない。

［発明の効果］ 本発明の画像読取装置ｄにあっては、イメージセンサの
出力信号に対し、各光電変換素子の入出力特性を高照度
領域での特性を考慮した非線形関数で表示することにも
とずく非線形補正を行うので、低照度領域から高照度領
域にまでわたって光電変換素子間の特性のばらつきによ
る画像情報読み取りの誤差を、装置のノイズレベル程度
−シシ＜はそれ以下に抑えることが可能で、高階調画像
の正確・忠実な読み取りが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の第１の実施例の
画像読取装置およびその画像情報補正部に対するブロッ
ク図、第３図は第２および第３の実施例の画像読取装置
の画像情報補正部に対するブロック図、第４図は光電変
換素子の非線形特性を示す図である。 １・・・画像情報補正部　　　　３・・・画像情報読取
部５・・・オフセット補正部　　　１１・・・変換テー
ブル１３・・・変換テーブル作成部 １３ａ・・・パラメータテーブル １３ｂ・・・演算部　１５・・・イメージメモリ１７・
・・補正演算部　５１・・・スイッチ５５・・・昭時出
力減篩部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の光電変換素子からなるイメージセンサを有
   し、画像情報記録媒体に光を照射することにより画像の
   読み取りを行う画像読取装置であって、 前記イメージセンサの出力信号を入力しオフセット補正
   を行うオフセット補正部と、該オフセット補正部の出力
   信号を入力し、各光電変換素子の非線形入出力特性にも
   とずき非線形補正を行う画像情報補正部等を有すること
   を特徴とする画像読取装置。