JPH02203671A - シェーディング補正処理装置 - 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】 〔概要〕 基準白色板により得られる基準反射光量値に従って、画
像読取装置の光学系のシェーディングを補正するシェー
ディング補正処理装置に関し、基準白色板と異なる白地
の原稿面であっても、読取データの分解能を落とさずに
シェーディングの補正を実現できるようにすることを目
的とし、ラインイメージセンサの走査の開始画素から所
定の画素までの画素が検出する原稿面の白地からの反射
光量値を入力として、この入力に応じたパルスを発生す
る白地パルス発生回路と、ラインイメージセンサの走査
の開始時点で、所定の計数値を初期値としてセットする
とともに、白地パルス発生回路の発生パルスに応じて、
この初期計数値をアップダウンするアップダウンカウン
タと、このアップダウンカウンタの計数値と基準反射光
量値に応じた値とを乗算する乗算器とを備え、この乗算
器により求まる乗算結果のシェーディング波形値に従っ
てシェーディングの補正を実行するよう構成する。

ディング補正処理装置に関するものである。

ファクシミリやモノクロスキャナ等のように、原稿面上
に措かれた画像データをラインイメージセンサにより読
み取る画像読取装置にあっては、蛍光灯等の照明用光源
により照明される原稿面上の照度がラインイメージセン
サの走査方向に対して不均一となることから、これを補
正して正確な画像データを読み取れるようにしていくた
めのシェーディング補正処理装置を具備していく必要が
ある。このようなシェーディング補正処理装置では、様
々な白地の原稿が用いられることに対応できるようにし
ていく必要がある。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、基準白色板を用いて画像読取装置の光学系が
有するシェーディングを補正するためのシェーディング
補正処理装置に関し、特に、基準白色板と異なる白地の
原稿面が用いられることがあっても、読取データの分解
能を落とさずにシェーディングの補正を実現できるよう
にするシエー【従来の技術〕 第４図に、−例として、照明用光源として蛍光灯を用い
る場合のシェーディングを図示する。この図に示すよう
に、蛍光灯１の光量は中央部分で最大をとるとともに、
両端部分にいくに従って減少するという特性がある。こ
れから、レンズ２を介して原稿面からの反射光を受光す
るラインイメージセンサ３は、同じ原稿面の白地からの
反射光を受光する場合であっても、この蛍光灯１の光量
分布に応じて、中央部分の画素では大きな光量を受光す
るとともに、両端部分の画素では小さな光量を受光する
ことになる。更に詳細に説明するならば、ラインイメー
ジセンサ３の各画素と蛍光灯ｌとの距離が両端部分にい
くに従って長くなることから、この受光する光量の違い
は蛍光灯ｌの光量分布以上に大きくなるとともに、各画
素の感度のバラツキ等から、微細的にみても受光する光
量に揺らぎが生ずることになる。

このようなラインイメージセンサ３の受光量が不均一と
なるシェーディングが起こると、本来、ラインイメージ
センサ３により第５図（ａ）のように読み取られるべき
原稿面上の画像データが、第５図（ｂ）のように読み取
られることになってしまうことになる。これから、シェ
ーディングがあると、２値化処理が正確に行われなくな
ってしまい、原稿面上の画像データを正確に読み取れな
いという問題点がでてくるのである。

そこで、画像読取装置では、このようなシェーディング
を補正するためのシェーディング補正処理装置を備える
ことになる。このシェーディング補正処理装置としては
、様々な方式に基づくものが提案されているが、最も広
く用いられているものとして基準白色板を用いる方式が
ある０次に、第６図に従って、基準白色板を用いてシェ
ーディングの補正を実行するシェーディング補正処理装
置の従来技術について説明する。

基準白色板を用いるシェーディング補正処理装置では、
原稿面上の画像データの読み取りに入る前に、先ず最初
に、図示しないラインイメージセンサ３に対して基準白
色板を読み取らせるよう構成する。ここで、この基準白
色板は、原稿面の白地に相当するものとして用意されて
いるものである。このようにして読み取られる基準白色
板からの反射光量値は、ラインイメージセンサ３により
画素単位でアナログの電気信号値に変換されて、リファ
レンス電圧を変化できるマルチプライングタイプのＡ／
Ｄ変換器３０に入力されることになる、この基準白色板
の読取処理時において、第１の切換スイッチ９１は定電
圧源９３を選択するよう構成され、また、第２の切換ス
イッチ９２はパターンメモリ６０を選択するよう構成さ
れる。これから、Ａ／Ｄ変換器３０は、定電圧ａ９３よ
り供給される定電圧をリファレンス電圧として、入力さ
れてくる基準白色板からの反射光量値をディジタルに変
換し、そして、パターンメモリ６０は、このようにして
ディジタルに変換された１ライン分の基準白色板からの
反射光量値を格納するよう処理する。

続いて、シェーディング補正処理装置は、第１の切換ス
イッチ９１をＤ／Ａ変換器８０の側に切り換えるととも
に、第２の切換スイッチ９２を出力側（図中の接点す側
）に切り換えてから、要求のある原稿面上の画像データ
の読み取りを実行する。この原稿面上の画像データの読
み取り時において、Ｄ／Ａ変換器８０は、ラインイメー
ジセンサ３と同期をとって、パターンメモリ６０に格納
されている基準白色板からの反射光量値を順次読み出し
て対応するアナログ電圧に変換していく。

そして、Ａ／Ｄ変換器３０は、このＤ／Ａ変換器８０か
らのアナログ出力をリファレンス電圧として使いながら
、ラインイメージセンサ３により読み取られる原稿面上
からの反射光量値をディジタルに変換して図示しない２
値化回路等に出力していくよう処理することになる。す
なわち、Ａ／Ｄ変換器３０は、シェーディング波形と相
（以となる電圧信号をリファレンス電圧として用いてデ
ィジタル変換を実行することで、第５図（ａ）に示した
形式での読み取りを実現することになる。

このように、従来のシェーディング補正処理装置では、
基準白色板によって得られる基準の反射光量値をマルチ
プライングタイプのＡ／Ｄ変換器３０のリファレンス電
圧として用いることで、反射光量値の小さい画素部分に
対しては、小さなリファレンス電圧を与え、また、反射
光量値の大きい画素部分に対しては、大きなリファレン
ス電圧を与えるよう構成してシェーディングの補正を実
現していたのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来技術では、基準白色板と
同じ程度の反射率を有する原稿の読み取りに対しては何
ら問題はないものの、基準白色板と比べて反射率の小さ
い原稿に対しては、Ａ／Ｄ変換器３０が、大きなリファ
レンス電圧に従って小さな電圧をＡ／Ｄ変換していくこ
とからも分かるように、Ａ／Ｄ変換器３０のダイナミン
クレンジが大きくとれないということになる。これから
、読取データの有効階調数を著しく減少させてしまうこ
とで、分解能を大きく落としてしまっていたという問題
点があった。

しかも、従来技術では、１枚の原稿に対して、同じリフ
ァレンス電圧を与えるよう構成するものであることから
、その原稿の読取中に照明用光源の光源変動があるよう
なことが起こると、読取データの有効階調数が変化して
しまうことで、原稿の読取データの分解能が部分的に悪
くなったり、あるいは逆に良くなったりしてしまうこと
が起こるという問題点もあった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基
準白色板を用いるシェーディング補正処理装置にあって
、基準白色板と異なる白地の原稿面が用いられることが
あっても、また、原稿の途中で白地の状態が変化するよ
うなことがあっても、読取データの分解能を落とすこと
なく、正確にシェーディングの補正を実現できるように
するシェーディング補正処理装置の提供を目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。

図中、２０はアンプであって、ラインイメージセンサに
より読み取られる原稿面上からの反射光量値の電気信号
を増幅するもの、３０はリファレンス電圧を変化できる
マルチプライングタイプのＡ／Ｄ変換器であって、アン
プ２０により増幅された電気信号をディジタルに変換す
るもの、４０は白地パルス発生回路であって、ラインイ
メージセンサの走査の開始画素から所定の画素までの画
素が検出する原稿面の白地からの反射光量値を入力とし
て、この入力に応じたパルスを発生するもの、４０ａは
パルス発生禁止手段であって、白地パルス発生回路４０
が検出対象とする画素以外でパルスを発生しないよう制
ｉｎするもの、５０はアップダウンカウンタであって、
ラインイメージセンサの走査の開始時点で、所定の計数
値を初期値としてセットするとともに、白地パルス発生
回路４０の発生パルスに応じてこの初期計数値をアップ
ダウンするもの、５０ａは初期値設定手段であって、ア
ップダウンカウンタ５０に対して初期値を設定するもの
、６０はパターンメモリであって、予め測定されること
になる基準白色板からの反射光量値である基準反射光量
値に応じた値を格納するもの、７０は乗算器であって、
アップダウンカウンタ５０の計数値とパターンメモリ６
０に格納される基準反射光量値に応じた値とを乗算する
もの、８０はＤ／Ａ変換器であって、乗算器７０により
求められる乗算値をアナログ電圧に変換して、Ａ／Ｄ変
換器３０に対してリファレンス電圧として供給するもの
である。

〔作用〕

本発明では、従来技術と同様に、原稿面上の画像データ
の読み取りに入る前にラインイメージセンサに対して基
準白色板を読み取らせて、その検出結果であるシェーデ
ィング波形の基準反射光量値をパターンメモリ６０に格
納するよう処理する。

このとき、本発明では、アンプ２０のゲインを原稿面上
の画像データの読取時よりも下げて、基準反射光量値を
低めで採取するよう処理する。従って、パターンメモリ
６０に格納される基準光量値は、従来技術の基準反射光
量値よりも相対的に低めの値をとる基準反射光量値に応
じた値となることになる。

実際の原稿面上の画像データの読み取りに入ると、白地
パルス発生回路４０は、１ラインの走査毎にパルス発生
禁止手段４０ａで禁止されることになる画素まで、読取
対象となる原稿面の白地からの反射光量値が大きいとき
には、アップダウンカウンタ５０に対してカウントアツ
プの信号を送出していくよう動作し、逆に、小さいとき
には、アップダウンカウンタ５０に対してカウントダウ
ンの信号を送出していくよう動作する。これから、この
動作が終了すると、アップダウンカウンタ５０には、原
稿面の白地が明るいものであるときには大きな計数値が
ラッチされ、逆に、原稿面の白地が暗いものであるとき
には小さな計数値がラッチされることになる。そして、
乗算器７０は、乗算処理を実行することで、このアップ
ダウンカウンタ５０のラッチされた計数値に従って、パ
ターンメモリ６０に格納される基準反射光量値に応じた
値を全体的に持ち上げるよう処理し、Ａ／Ｄ変換器３０
は、Ｄ／Ａ変換器８０を介して与えられるこの持ち上げ
られた基準反射光量値に応じた値のシェーディング波形
に従って、反射光量値の小さい画素部分に対しては小さ
なリファレンス電圧を与え、また、反射光量値の大きい
画素部分に対しては大きなリファレンス電圧を与えるよ
う処理して、シェーディングの補正を実現するよう動作
することになる。

このように、本発明では、読取対象の原稿の走査開始部
分の白地を使って、原稿の走査ライン毎に、原稿面の白
地からの反射光量値に適応したシェーディング波形を求
めてＡ／Ｄ変換器３０のリファレンス電圧とするよう構
成するものであることから、基準白色板と異なる白地の
原稿面が用いられることがあっても、また、原稿の途中
で白地の状態が変化するようなことがあっても、読取デ
ータの分解能を落とさずにシェーディングの補正を実現
できるようになる。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明の詳細な説明する。

第２図に、本発明の一実施例構成を示す。図中、第１図
及び第６図で説明したものと同じものについては、同一
の記号で示しである。ＩＯは制御コントローラであって
、シェーディング補正処理装置全体の制御を実行するも
の、２１はアンプ２０を構成する演算増幅器、２２は同
じくアンプ２０を構成する増幅率切換スイッチであって
、演算増幅器２１の増幅率を高低の２段階のいずれか一
方に設定するもの、４１は白地パルス発生回路４０を構
成する第１のコンパレータであって、演算増幅器２１か
らの出力が所定の電圧より大きいときにＨ１出力を送出
するもの、４２は第２のコンパレータであって、演算増
幅器２１からの出力が所定の電圧より小さいときにＨ１
出力を送出するもの、４３は第１のＡＮＤゲートであっ
て、ラインイメージセンサの読み出しの駆動クロック（
図中では、′″ＣＬＫ”で記述しである）と、ラインイ
メージセンサの走査開始と同期して発せられるワンショ
ットパルス（図中では、“ＣＬＫ　ＥＸ”で記述しであ
る）との論理積が成立したときにＨ１出力を送出するも
の、４４は第２のＡＮＤゲートであって、第１のＡＮＤ
ゲート４３の出力と第１のコンパレータ４１との論理積
が成立したときにＨ１出力を送出するもの、４５は第３
のＡＮＤゲートであって、ラインイメージセンサの読み
出しの駆動クロックと、ラインイメージセンサの走査開
始と同期して発せられるワンショットパルスとの論理積
が成立したときにＨ１出力を送出するもの、４６は第４
のＡＮＤゲートであって、第３のＡＮＤゲート４５の出
力と第２のコンパレータ４２との論理積が成立したとき
にＨ１出力を送出するもの、５１はレジスタであって、
アップダウンカウンタ５０に設定されることになる初期
計数値を格納するもの、５２はＭＰＵバスであって、制
御コントローラ１０からの指示に従って送られてくる初
期計数値をレジスタ５１に伝送するものである。

次に、このように構成される本発明の動作処理について
説明する。

画像読取装置にセットされた原稿の読取要求があると、
制御コントローラｌＯは、増幅率切換スイッチ２２を低
い増幅率が設定される接点ａ側にセットするとともに、
従来技術と同様に、第１の切換スイッチ９１を定電圧源
９３の側にセットし、第２の切換スイッチ９２をパター
ンメモリ６０の側にセットしてから、従来技術と同様に
、図示しないラインイメージセンサに対して基準白色板
を読み取らせるよう処理する。

このようにして読み取られる基準白色板からの反射光量
値は、ラインイメージセンサにより画素単位でアナログ
の電気信号に変換されて、低い増幅率に設定された演算
増幅器２１で増幅されてから、Ａ／Ｄ変換器３０に入力
されることになる。

そして、従来技術と同様に、マルチプライングタイプの
Ａ／Ｄ変換器３０は、定電圧源９３より供給される定電
圧をリファレンス電圧として、入力されて（る基準白色
板からの反射光量値をディジタルに変換し、パターンメ
モリ６０は、このようにしてディジタルに変換された１
ライン分の基準白色板からの反射光量値を格納する。こ
のパターンメモリ６０に格納される基準白色板からの反
射光量値は、パターンの形状としては、従来と同様にシ
ェーディング波形そのものであるが、演算増幅器２１の
増幅率が低く設定されていることから、信号レベルの大
きさとしては、従来のそれよりも小さなものとなってい
る。

続いて、制御コントローラ１０は、増幅率切換スイッチ
２２を高い増幅率が設定される接点す側に切り換えると
ともに、第１の切換スイッチ９１をＤ／Ａ変換器８０の
側に切り換え、第２の切換スイッチ９２を出力側（図中
の接点す側）に切り換えてから、図示しない紙送り機構
を駆動することで、要求のある原稿面上の画像データの
読み取りに入るよう処理することになる 画像読取装置の読取対象となる原稿については、ライン
イメージセンサの走査方向についての左右両端部分につ
いては、文字等の画像データの記入が禁止される規約が
設けられることが一般的である。また、そのような規約
が特別に設けられなくても、利用者は、原稿の両端部分
については文字等を記入しないことが普通である。従っ
て、ラインイメージセンサの走査の開始画素から所定の
画素までの画素が検出することになる原稿面は、常に画
像データが記入されていない白地のものとなることにな
る。

これから、原稿面上の画像データの読み取りが開始され
ると、第１及び第２のコンパレータ４１゜４２は、演算
増幅器２１により増幅される原稿面の白地からの反射光
量値を所定の電圧値と比較していくことで、ラインイメ
ージセンサの画素毎に、Ｈ１出力かＬＯ小出力を出力し
ていくことになる。

一方、制御コントローラｌＯは、ラインイメージセンサ
のライン毎の走査開始と同期させて、この白地の保証さ
れている画素までの長さとなるワンショットパルス（図
中のＣＩＪ　ＥＸ”）を発生することで、第２、第４の
ＡＮＤゲート４４．４６が受は取る第１、第２のコンパ
レータ４１，４２からのＨＩ／ＬＯ出力が、確かに原稿
面の白地からの反射光量によるものであることを制御す
るよう処理する。

このようにして、第１のコンパレータ４１は、原稿面の
白地が所定のものよりも明るいものであるならば、Ｈ１
出力のパルスを送出していくことになり、また、逆に、
第２のコンパレータ４２は、原稿面の白地が所定のもの
よりも暗いものであるならば、Ｈ１出力のパルスを送出
していくことになる。そして、この第１のコンパレータ
４１から出力されるパルスは、アップダウンカウンタ５
０のアップカウント端子に入力されて、アップダウンカ
ウンタ５０の計数値をカウントアツプしてい（とともに
、第２のコンパレータ４２から出力されるパルスは、ア
ップダウンカウンタ５０のダウンカウント端子に入力さ
れて、アップダウンカウンタ５０の計数値をカウントダ
ウンしていくよう動作する。

上述したように、制御′ｎコントローラ１０は、レジス
タ５１を介して、このアップダウンカウンタ５０に対し
て、ラインの走査の開始時点で所定の大きさの初期計数
値を設定していくことになる。

これから、ワンショットパルスの終了時点、すなわち、
原稿面の白地情報についてのサンプリング処理の終了時
点においては、アンプダウンカウンタ５０には、原稿面
の白地が明るいものであるときには初期計数値よりも大
きな計数値がラッチされることになり、また、逆に、原
稿面の白地が暗いものであるときには初期計数値よりも
小さな計数値がラッチされることになる。

このアップダウンカウンタ５０とパターンメモリ６０と
を入力側として接続する乗算器７０は、アップダウンカ
ウンタ５０の計数値と、パターンメモリ６０に格納され
る信号レベルの小さな基準白色板からの反射光量値とを
乗算することで、パターンメモリ６０に格納される基準
白色板からの反射光量値を全体的に持ち上げるよう処理
する。

上述したように、アンプダウンカウンタ５０は、原稿面
の白地が明るいものであるときには大きな計数値をラッ
チし、原稿面の白地が暗いものであるときには小さな計
数値をラッチすることから、第３図に示すように、原稿
面の白地が明るいものであるときには、乗算器７０は、
パターンメモリ６０に格納される基準白色板からの反射
光量値をより大きく持ち上げて出力し、原稿面の白地が
暗いものであるときには、小さく持ち上げて出力するこ
とになる。

これにより、Ａ／Ｄ変換器３０は、Ｄ／Ａ変換器８０を
介して与えられるこの持ち上げられた基準反射光量値に
応じた値に従って、明るい白地の原稿面上の画像データ
を読み取るときには、大きなレベルのシェーディング波
形のリファレンス電圧に従ってＡ／Ｄ変換を実行し、逆
に、暗い白地の原稿面上の画像データを読み取るときに
は、小さなレベルのシェーディング波形のリファレンス
電圧に従ってＡ／Ｄ変換を実行できることになる。

これから、従来技術のように、Ａ／Ｄ変換器３０が、原
稿面の白地の状態に依らずに常に同じレベルのシェーデ
ィング波形のリファレンス電圧に従ってＡ／Ｄ変換を実
行したことで生じていた問題点が解決できることになる
のである。

本発明の基本的な考え方は、演算増幅器２１が備える２
段階の増幅率の大きさや、アップダウンカウンタ５０に
設定される初期計数値の大きさで制限されるものではな
いが、Ａ／Ｄ変換器３０のダイナミックレンジが太き（
とれるように、これらの値を適切に選択していくことが
好ましいことは言うまでもない。また、実施例の説明に
あたって用いた原稿面の白地の「白」は、色彩学的にい
う無彩色の「白」に限られるものではな（、一般的に使
用される原稿面の白地の色を含めるものであることも言
うまでもないことである。

〔発明の効果］ 以上に説明したように、本発明では、読取対象の原稿の
走査開始部分の白地を使って原稿の走査ライン毎に、原
稿面の白地からの反射光量値に適応したシェーディング
波形を求めてマルチプライングタイプのＡ／Ｄｉ換器の
リファレンス電圧とするよう構成するものであることか
ら、基準白色板と異なる白地の原稿面が用いられること
があっ。

でも、また、原稿の途中で白地の状態が変化するような
ことがあっても、読取データの分解能を落とすことなく
、正確にシェーディングの補正を実現できるようになる
のである。

第４図はシェーディングを説明する説明図、第５図はシ
ェーディングがもたらす問題点を説明する説明図、 第６図は従来技術の説明図である。

図中、１０は制御コントローラ、２０はアンプ、２１は
演算増幅器、２２は増幅率切換スイッチ、３０はＡ／Ｄ
変換器、４０は白地パルス発生回路、５０はアップダウ
ンカウンタ、６０はパゝターンメモリ、７０は乗算器、
８０はＤ／Ａ変換器、９１は第１の切換スイッチ、９２
は第２の切換スイッチ、９３は定電圧源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ラインイメージセンサにより読み取られる原稿面上の画
   像データを、基準白色板により得られる基準反射光量値
   に従って補正することで、画像読取装置の光学系が有す
   るシェーディングを補正するシェーディング補正処理装
   置において、 ラインイメージセンサの走査の開始画素から所定の画素
   までの画素が検出する原稿面の白地からの反射光量値を
   入力として、この入力に応じたパルスを発生する白地パ
   ルス発生回路（４０）と、ラインイメージセンサの走査
   の開始時点で、所定の計数値を初期値としてセットする
   とともに、上記白地パルス発生回路（４０）の発生パル
   スに応じて、反射光量値が大きいときにはカウントアッ
   プするとともに反射光量値が小さいときにはカウントダ
   ウンする態様で、この初期計数値をアップダウンするア
   ップダウンカウンタ（５０）と、このアップダウンカウ
   ンタ（５０）の計数値と上記基準反射光量値に応じた値
   とを乗算する乗算器（７０）とを備え、 この乗算器（７０）により乗算される乗算値に従って、
   ラインイメージセンサにより読み取られる原稿面上の画
   像データを補正することで、シェーディングの補正を実
   行することを特徴とするシェーディング補正処理装置。