JPH02148974A - 原稿読取装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はデジタル複写機、電子ファイルなどに用いられ
る原稿読取装置に関するもので、特に原稿の状態によら
ず文字図形などの２値画像と自然画などの多階調画像と
をそれぞれに好ましい階調補正処理を行う原稿読取装置
に関する。

従来の技術 従来の原稿読取装置においては、原稿を忠実に読み取っ
て、原稿に忠実な階調性を再現するように構成されてい
たが、実際には原稿の地肌が白色ではなく、色がついて
いたり、汚れたいたりした場合、特に文字図形などの２
値画像に対して読み取った画像のコントラストが悪くな
るという課題や、またもともとの原稿のコントラストが
悪い場合でもコントラストが悪いまま再現されるなどの
課題があった。

そこでこれらの課題を解決するために例えば特開昭５６
−１４７５６２号公報に示されるような方法が提案され
ている。

第９図は、従来の原稿読取装置の構成を示すものである
。第９図において１００は光電変換回路、１０１はピー
ク電圧ホールド回路で抵抗ＲＬ　　ダイオードＶ１、コ
ンデンサＣＩ、オペアンプＡＭＰ１で構成されている。

１０２はボトム電圧ホールド回路で抵抗Ｒ２、ダイオー
ドｖ２、コンデンサＣ２、オペアンプＡＭＰ２で構成さ
れている。

１０３は光電変換回路１００の出力をデジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換器、１０４．１０５はピーク電圧ホール
ド回路１０１とボトム電圧ホールド回路１０２の出力を
抵抗分割してそれぞれＡ／Ｄ変換器１０３の上限、下限
基準電圧を与える抵抗分割器ＲＡ１　ＲＢである。

以上のように構成された従来の原稿読取装置についてそ
の動作を説明する。

まず読み取る原稿を光電変換回路１００で読み取る。次
いで光電変換回路１００の出力はＡ／Ｄ変換器１０３の
入力端子ＩＮに入力される。このとき、光電変換回路１
００の出力はピーク電圧ホールド回路１０１およびボト
ム電圧ホールド回路１０２にも光電変換回路１００の出
力が入力されており、ピーク電圧ホールド回路１０１、
ボトム電圧ホールド回路１０２はそれぞれ画信号のピー
ク値、ボトム値をホールドする。このピーク電圧ホール
ド回路１０１、ボトム電圧ホールド回路１０２でホール
ドされた電圧を抵抗分割器１０４．１０５で分割し、こ
れらの分割された出力をそれぞれＡ／Ｄ変換器１０３の
上限下限基準電圧として入力して画信号をデジタル値に
変換する。　　このように現在読み取っている原稿中の
最も明るい部分及び暗い部分を絶対臼及び絶対熱として
Ａ／Ｄ変換するのでコントラストの強調された画信号が
得られることになる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら従来のこのような構成では、原稿の地肌を
除去して文字図形などの２値画像に対してはコントラス
トを高めて読み取ることができるが、原稿の地肌そのも
のが情報を持つ自然画（例えば絵画など）などの多階調
画像に対しては、原稿の地肌そのものが持つ情報が白基
準レベルとなり、実際の原稿に対して原稿の明るさを忠
実に再現することができないという課題があった。

第２の課題として原稿が全体的に明るいためにコントラ
ストが悪い場合、その原稿が文字図形などの２値画像で
あれば、コントラストを強めた画信号が得られるが、自
然画など多階調画像に対しては画像中の暗い部分が黒基
準レベルとして再現されるので実際の原稿の明るさを忠
実に再現することができないという課題があった。

本発明はかかる点に鑑みて原稿の種類によらず全体的に
暗い原稿でコントラストが惑い場合や、また全体的に明
るい原稿でコントラストが悪い場合にも、２値画像に対
してフントラストよく読み取ることができ、しかも自然
画などの多階調画像に対しては実際の原稿の明るさを忠
実に再現することができる原稿読取装置を提供すること
を目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、第１の発明は原稿
をｊ（６明する光源と、原稿の反射光または透過光を光
電変換する光電変換手段と、原稿の地肌レベルを光電変
換手段の出力より検出し保持する地肌レベル保持手段と
、白基準レベルを発生する白基準レベル発生手段と、黒
基準レベルを発生する黒基準レベル発生手段と、白基準
レベル発生手段の出力と地肌レベル保持手段の出力とを
選択する入力選択手段と、入力選択手段の出力と前記黒
基準レベル発生手段の出力に基づいて階調補正処理を行
なう階調補正手段とを備えたものである。

第２の発明は、原稿を照明する光源と、原稿の反射光ま
たは透過光を光電変換する光電変換手段と、原稿の最暗
部のレベルを光電変換手段の出力より検出し保持する最
暗部レベル保持手段と、白基準レベルを発生する白基準
レベル発生手段と、黒基準レベルを発生する黒基準レベ
ル発生手段と、黒基準レベル発生手段の出力と最暗部レ
ベル保持手段の出力とを選択する入力選択手段と、入力
選択手段の出力と白基準レベル発生手段の出力に基づい
て階調補正処理を行なう階調補正手段とを備えたもので
ある。

作用 木筆１の発明は上記した構成により、原稿中の地肌レベ
ルを地肌レベル保持手段により検出保持し、原稿の種類
に応じて白基準レベル発生手段の出力と地肌レベル検出
手段の出力とを入力選択手段で選択し、入力選択手段の
出力と黒基準レベル発生手段の出力に基づいて階調補正
処理を行うことにより、原稿が全体的に明るくコントラ
ストの悪い場合でも原稿の種類に応じてコントラストを
強調したり、また原稿の明るさを忠実に再現することが
できる。

木筆２の発明は原稿中の最暗部レベルを最暗部レベル保
持手段によって検出保持し、原稿の種類に応じて白基準
レベル発生手段の出力と最暗部レベル検出手段の出力と
を入力選択手段で選択し、入力選択手段の出力と白基準
レベル発生手段の出力との間で階調補正を行うことによ
り、原稿が全体的に暗くコントラストの悪い場合でも、
原稿の種類に応じてコントラストを強調したり、また原
稿の明るさを忠実に再現することができる。

実施例 第１の発明の原稿読取装置の実施例について図面を用い
て説明する。第１図は第１の発明の実施例における原稿
読取装置のブロック図である。

第１図において、１は原稿２を照明する光源、３は原稿
２の反射光を光電変換素子４に結像させる結像素子（例
えばレンズアレイ）、５は光電変換素子４の出力をデジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換器、６は原稿の地肌を読み
取ったときの光電変換素子４の出力を保持する地肌レベ
ル保持手段で、地肌レベルを得るためには原稿を走査す
る前に予備走査を行ない地肌レベルを検出して保持して
おくなどの方法がある。７は基準となる白色を読み取っ
たときの光電変換素子４の出力レベルを発生する白基準
レベル発生手段、８は基準となる黒色を読み取ったとき
の光電変換素子４の出力レベルを発生する黒基準レベル
発生手段、９は地肌レベル保持手段６の出力と白基準レ
ベル発生手段７の出力とを選択する入力選択手段、１０
は前記入力選択手段９の出力、つまり地肌レベル保持手
段６の出力と白基準レベル発生手段７の出力とのどちら
か一方と黒基準レベル発生手段８の出力に基づいて画信
号の階調性を補正する階調補正手段である。

第２図は第１の発明の実施例における原稿読取装置の階
調補正手段１０のブロック図である。

第２図において、１１は階調性を補正するルックアップ
テーブルで構成された階調補正テーブルメモリで、画信
号りをアドレスとして与えると、階調性の補正された画
信号Ｄ′が出力される。

１２は第１図における入力選択手段９の出力■ｌと黒基
準レベル発生手段８の出力Ｖ２とを切換選択する入力切
換手段、１３は入力切換手段１２の出力をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換器、１４はＣＰＵ１１５はＣＰＵ１４のプ
ログラムを記憶するＲＯＭ、１８はスタック等に用いら
れるＲＡＭ、　　１７はＡ／Ｄ変換器１３の出力データ
を読み込む入力ボートであり、ＣＰＵ　１４、ＲＯＭ　
１５、ＲＡＭ１６、入力ボート１７はアドレスバスとデ
ータバスで接続されマイクロコンピュータを構成してい
る。

また第３図は原稿２を読み取ったときの光電変換素子４
の出力（実線）と地肌レベル検出手段８の出力レベルと
白基準レベル発生手段７の出力レベルと黒基準レベル発
生手段８の出力レベルとの関係を模式的に示した模式図
である。

また第４図は黒基準レベル発生手段８の出力データを０
１　　最大入力がＮ（ここでは白基準レベル発生手段７
の出力と等しいとする。）で、最大出力がＭで地肌レベ
ル保持手段６の出力データをＰとしたときの階調補正テ
ーブルメモリ１１に格納されたルックアップテーブルの
入出力特性図であリ、第４図（ａ）は入力選択手段９に
より白基準レベル発生手段を選択した場合の入出力特性
で、第４図（ｂ）の実線は入力選択手段９により地肌レ
ベル保持手段を選択した場合の入出力特性である。ここ
で入出力特性が線形である場合を示したが特に線形であ
る必要はなく、例えば光電変換素子４の入出力特性を補
正するような入出力特性や、出力する機器にあったγ補
正の入出力特性をもたすようにしてもよい。

第１の発明の原稿読取装置の実施例について、第１図、
第２図、第３図、第４図を用いて説明する。

まず原稿を走査する前に、予備走査などを行ない、原稿
の地肌レベルを地肌レベル保持手段６により光電変換素
子４の出力から検出して保持しておく。またこのとき白
基準レベル発生手段７および黒基準発生手段８の出力電
圧は例えばシェーディング補正を行なう際に読み取る白
基県原稿の光電変換素子４の出力レベルおよび光電変換
素子４が持っている環ダミービットの出力レベルとじて
おく（第３図）。

そして原稿の稗み取りを開始する前に、原稿の種類及び
操作者の必要に応じて入力選択手段９で地肌レベル保持
手段６と白基準レベル発生手段７とのどちらかを選択す
る。つまり、文字図形などの２値画像などは原稿の地肌
濃度を除去してコントラストを高めて読み取るほうがよ
く、また自然画などの多階調画像は原稿の地肌そのもの
が情報を持っているので、原稿中の最も明るい部分を白
レベルとして表現すると実際の原稿の明るさを忠実に再
現できない。

従って前者の場合入力選択手段９により地肌レベル検出
手段６の出力が選択され、後者の場合白基準レベル発生
手段７の出力が選択される。

そして入力選択手段９の出力■１と黒基準レベル発生手
段８との出力■２を階調補正手段１０に入力する。階調
補正手段１０に入力された入力選択手段９の出力と黒基
準レベル発生手段８との出力とを入力切換手段１２で順
次切り換えて、Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換し、Ａ／
Ｄ変換されたそれぞれのデータを入力ポート１７を通じ
て読みこむ。

そして入力選択手段９が白基準レベル発生手段７の出力
を選択しているときには、第４図（ａ）で示された入出
力特性を示すルックアップテーブルをＣＰＵ１４により
階調補正テーブルメモリ１１に作成する。また入力選択
手段９が地肌レベル発生手段６の出力を選択していると
きには、黒基準レベルはどちらの場合でも等しいので、
第４図（ａ）で示された入出力特性を示すルックアップ
テーブルを地肌レベル検出手段６の出力データＰにもと
づいてＣＰＵ１４によりアドレス方向にＰ／Ｎに圧縮し
て第４図（ｂ）に示すようなテーブルを作成する。

階調補正テーブルの作成が終了すると、原稿を読み取り
光電変換素子４から出力される画信号をＡ／Ｄ変換器５
でデジタル値に変換し、画信号データＤを階調補正テー
ブルメモリ１１のアドレスとして与えることにより、階
調補正された画信号データＤ’を得る。

ここで、階調補正テーブルのアドレス圧縮方法について
説明する。

アドレス圧縮手段１８の説明図を第５図に、そのフロー
チャートを第６図に示す。第５図の（ａ）と（ｂ）は、
説明を簡単にするために、ルックアップテーブルの入出
力関数を一次関数で図示している。

第５図、第６図を用いて本実施例のアドレス圧縮方法に
ついて説明する。

ルックアップテーブルの入力パラメータを変数ｉとする
とき、変数ｉはメモリのアドレスを指す変数であるので
ＯからＮの整数であるが、ルックアップテーブルの値で
あるｆ　（ｉ）またはｇ（ｉ）は、データの表現形式の
みで決まり整数である必要はない。

第５図（ａ）の関数ｆ　（ｉ）は変数ｉが０からＮの整
数のとき以外の値はルックアップテーブルとして表現さ
れていないので、ｆ（ｉ）をアドレス方向にＰ／Ｈの割
合で圧縮した関数ｇ　（ｉ）を作るのに必要なデータは
ｆ　（ｉ）のデータの中に必ずしも存在しない。

そこで、Ｙ＝（Ｎ／Ｐ）＊ｉとおいたとき、Ｙの整数部
をα、小数部をβとしたとき、新たな関数ｇ（ｉ）　　
は、 ｇ　　（ｉ）　　＝ｆ　　（Ｙ） ＝ｆ（α十β） と書け、上式を一次の項までαを中心にしてテーラ−展
開して近似すると、 ｇ　（ｉ）〜ｆ（α）＋β＊ｆ′　（α）になり、−次
の微係数を差分に置き換えると、ｇ　（ｉ）〜ｆ（α）
十β＊（ｆ（α＋１）−ｆ（α）） と近似表現できる。この式は、Ｙの整数部αにおけるｆ
（α）の値と、次の関数値であるｆ（α＋１）の値を小
数部βの値で内分して算出できることを意味している。

変数ｉは、ｇ（ｉ）のアドレスポインタでＮから０まで
ディクリメントしながら変数ｉの示すアドレスに計算し
たデータを書き込んでゆく。変数αと変数βは、変数Ｙ
の整数部と小数部を代入する変数であり、第６図のフロ
ーチャート中の〔〕記号は、ガウス記号である。

次の条件判断は、変数αがＯより小さくなった場合、関
数ｇ　（ｉ）をクリッピングするためのものであり、通
常は、ｆ（０）を関数ｇ　（ｉ）のルックアップテーブ
ルに書き込む。

以上述べてきたように、第１の発明の実施例において、
原稿の種類及び操作者の必要に応じて原稿の地肌を除去
して文字図形などの２値画像の原稿のコントラストを高
めて再現したり、あるいは自然画などの多階調画像に対
しては実際の原稿の明るさを忠実に再現することができ
る。

次に第２の発明の原稿読み取り装置の実施例について説
明する。第７図は第２の発明の原稿読み取り装置の実施
例のブロック図である。第１図と同じものは同じ番号を
付している。

第２図において１９は原稿中の最も暗い部分の光電変換
素子４の出力を検出し、保持する最暗部レベル保持手段
であり、第１図の地肌レベル検出手段６と同様に原稿を
走査する前に予備走査を行ない最も暗い部分の光電変換
素子４の出力レベルを検出して保持しておくなどの方法
がある。５は光電変換素子４の出力をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器で、上限基準電圧を白基準レベル発生手段７
の出力とし、前記最暗部レベル保持手段１９の出力と黒
基準レベル発生手段８の出力とを入力選択手段９により
選択し、この入力選択手段９の出力を下限基準電圧とし
て与える。

また第８図は原稿２を読み取ったときの光電変換素子４
の出力（実線）と最暗部レベル保持手段１９の出力と白
基準レベル発生手段７の出力と黒基県レベル発生手段８
の出力の関係を示した模式第２の発明の原稿読み取り装
置の実施例について第７図及び第８図を用いてその動作
を説明する。

まず原稿を走査する前に、予備走査などを行ない、原稿
中の最も暗い部分を光電変換素子４の出力より最暗部レ
ベル保持手段１９にて検出して保持しておく。またこの
とき白基準レベル発生手段７および黒基準発生手段８の
出力電圧は第１の実施例と同様に例えばシェーディング
補正を行なう際に読み取る白基準原稿の光電変換素子４
の出力レベルおよび光電変換素子４が持っている黒ダミ
ービットの出力レベルとしておく。

そして原稿の読み取りを開始する前に、原稿の種類及び
操作者の必要に応じて入力選択手段９で最暗部レベル保
持手段１９と白基準レベル発生手段７とのどちらかを選
択する。つまり、文字図形などの２値画像などはコント
ラストを高めて読み取るほうがよく、また自然画などの
多階調画像は実際の原稿の明るさを忠実に再現する方が
よい。

従って前者の場合は入力選択手段９により最暗部レベル
保持手段１９の出力が選択され、後者の場合には黒基準
レベル発生手段８の出力が選択される。

従って、入力選択手段９が最暗部レベル保持手段１９を
選択してＡ／Ｄ変換器５の下限基準電圧として最暗部レ
ベル保持手段１９の出力が与えられた場合、原稿中の最
も暗い部分の光電変換素子４の出力と白基準レベル発生
手段７の出力をそれぞれＡ／Ｄ変換器５の下限基準電圧
及び上限基準電圧として、光電変換素子４の出力がＡ／
Ｄ変換されるので、コントラストのより高められた画像
として再現される。また、入力選択手段９が黒基準レベ
ル発生手段８を選択してＡ／Ｄ変換器５の下限基準電圧
として黒基準レベル発生手段８の出力が与えられた場合
、黒基準レベル発生手段８の出力と白基準レベル発生手
段７の出力をそれぞれＡ／Ｄ変換器５の下限基準電圧及
び上限基準電圧として、光電変換素子４の出力がＡ／Ｄ
変換されるので、読み取った原稿の明るさを忠実に再現
することができる。

この第２の発明の実施例のように、原稿の種類に応じて
、Ａ／Ｄ変換器の下限基準電圧を黒基準レベルと最暗部
レベルとに切り換えて光電変換素子の出力をＡ／Ｄ変換
することにより、原稿が全体的に明るくコントラストが
悪い場合でも原稿の種類に応じてコントラストを高める
か、原稿の明るさを忠実に再現するかを任意に選択でき
る。

第２の発明の実施例を第１の発明の実施例の構成と同様
に、階調補正手段として用いた階調補正テーブルメモリ
内のルックアップテーブルのアドレス圧縮を最暗部レベ
ル保持手段の出力に基づいたデータで行うようにした階
調補正手段を用いる構成としてもよい。

さらに第１の発明の実施例を第２の発明の実施例の構成
と同様にして、Ａ／Ｄ変換器の上限基準電圧を白基準レ
ベル発生手段の出力と地肌レベル保持手段の出力とを選
択する入力選択手段の出力とし、下限基準電圧を黒基準
レベル発生手段の出力とする構成にしても同様の効果を
得ることができる。

さらに第１の発明と第２の発明とを組み合わすことによ
り、より原稿の種類に応じた処理を行なうことができる
。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、原稿や操作者
の必要に応じて原稿の地肌を読みとった時の光電変換素
子の出力と白基準レベルとを切り換えて、これらのどち
らか一方と黒基準レベルとに基づいて階調補正を行なう
ことにより、原稿全体が汚れていたり、原稿が全体的に
暗くコントラストの悪い場合にも、文字や図形などの２
値画像に対しては必要な情報のみをコントラストをあげ
て読み取ることができ、また自然画などの多階調画像に
対しても原画の明るさを忠実に再現して読み取ることが
できる。

また原稿や操作者の必要に応じて、原稿の最も暗い部分
を読みとった光電変換素子の出力と黒基準レベルとを切
り換えて、これらのどちらが一方と白基準レベルとに基
づいて階調補正処理を行なうことにより、原稿が全体的
に明るくコントラストが悪い場合でも、文字や図形など
の２値画像に対してはコントラストをあげて読み取るこ
とができ、しかも自然画などの多階調画像に対しては原
稿に忠実な明るさを再現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例における原稿読取装置の構
成を示すブロック図、第２図は第１の発明の実施例にお
ける原稿読取装置の階調補正手段のブロック図、第３図
は第１の発明の実施例における原稿読取装置の各部出力
波形図、第４図は第１の発明の実施例における階調補正
テーブルの状態図、第５図、第６図は第１の発明の実施
例におけるアドレス圧縮方法の状態図とフローチャート
、第７図は第２の発明の実施例の原稿読取装置の構成を
示すブロック図、第８図は第２の発明の実施例における
原稿読取装置の各部出力波形図、第９図は従来の原稿読
取装置の構成を示すブロック図である。 ■・・・光源、２・・・原稿、３・・・結像手段、４・
・・光電変換素子、６・・・Ａ／Ｄ変換器、６・・・地
肌レベル検出手段、７・・・白基準レベル発生手段、８
・・・黒基準レベル発生手段、９・・・入力選択手段、
１０・・・階調補正手段、１１・・・階調補正テーブル
メモリ、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１３・・・入力切換
手段、１４・・・ＣＰＵ、１５・・・ＲＯＭ、１Ｂ・・
・ＲＡＭ１１７・・・入力ポート、１８・・・アドレス
圧縮手段、１９・・・最暗部レベル保持手段。 代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１名第 図 第 図 （久） 第 第 図 尾側１［有］− 第 図 第 図 第 図 自暴りやムー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿を照明する光源と、この原稿の反射光または
   透過光を光電変換する光電変換手段と、前記原稿の地肌
   レベルを前記光電変換手段の出力より検出し保持する地
   肌レベル保持手段と、白基準レベルを発生する白基準レ
   ベル発生手段と、黒基準レベルを発生する黒基準レベル
   発生手段と、前記白基準レベル発生手段の出力と前記地
   肌レベル保持手段の出力とを選択する入力選択手段と、
   前記入力選択手段の出力と前記黒基準レベル発生手段の
   出力に基づいて階調補正処理を行なう階調補正手段とを
   備えた文字図形読み取りモードと自然画読み取りモード
   とを有する原稿読取装置。
2. （２）原稿を照明する光源と、前記原稿の反射光または
   透過光を光電変換する光電変換手段と、前記原稿の最暗
   部のレベルを前記光電変換手段の出力より検出し保持す
   る最暗部レベル保持手段と、白基準レベルを発生する白
   基準レベル発生手段と、黒基準レベルを発生する黒基準
   レベル発生手段と、前記黒基準レベル発生手段の出力と
   前記最暗部レベル保持手段の出力とを選択する入力選択
   手段と、前記入力選択手段の出力と前記白基準レベル発
   生手段の出力に基づいて階調補正処理を行なう階調補正
   手段とを備えた文字図形読み取りモードと自然画読み取
   りモードとを有する原稿読取装置。