JPH02249362A - 画像信号処理装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、イメージセンサユニットで読み数った画像信
号を処理して二値化信号を得る画像信号

【従来の技術】

ファクシミリ装置などの画像読み取り手段として用いら
れている一次元イメージセンサでは、照明光源の主走査
方向における光量のバラツキや各画素に対応するセンサ
の感度のバラツキによりて、読み取り出力電圧が均一に
はならない９それらのバラツキを補正する方式、即ち、
シェーディング補正方式としては、従来、大別してディ
ジタル処理方式とアナログ処理方式とがある。 ディジタル処理方式では、最初、白基準となる白色板を
読ませ、それで得たセンサ出力を補正値としてメモリに
記憶しておく。そして、原稿読み取り人力をディジタル
信号に変換した後、前記メモリより読み出した補正値と
共にディジタル演算処理をし、前記バラツキの補正をす
る。 ディジタル処理方式にかんする文献としては、例えば、
特開昭５８−６４８６７号公報（イメージセンサの出力
に、メモリに記憶させておいた減衰量を与え、各出力を
等しくしている）がある。 アナログ処理方式では、補正データをメモリに記憶させ
ておき、原稿読み取り入力（アナログｔ）を二値化する
際、前記補正データをアナログ量に変換して二値化コン
パレータの基準電圧として用いる。 アナログ処理方式に関する文献としては、例えば、特開
昭６１−２３７５７６公報がある。

【発明が解決しようとする課題１ （問題点） しかしながら、前記した従来のディジタル処理方式には
、複雑な演算回路や高速Ａ／Ｄコンバータ等が必要であ
り、コストが高くなるという問題点があった。 また、アナログ処理方式は、読み取り時に充分な光量が
確保され、出力を大きく取り出せる場合は有効であるが
、光量が不十分で出力が小さいと、イメージセンサの暗
出力（光源を切って暗くした状態で得られるイメージセ
ンサ出力）が相対的に大となり、その影響が大きく効い
て来始め、補正しても正確な画像信号値は得られないと
いう問題点があった。 （問題点の説明） 複雑な演算回路や高速Ａ／Ｄコンバータ等を用いるとコ
ストが高くなることについては、格別の説明は要しまい
。 次に、暗出力の影響の点であるが、その説明をする前に
、イメージセンサの暗出力、明出力について説明してお
く。 イメージセンサは、イメージセンサユニット１の中にセ
ットされているが、第２図に、イメージセンサユニット
ｌの詳細を示す、第２図において、２０は原稿面、２１
は光源、２２は集光レンズ、２３は例えば、ａ−５ｌ密
着型のイメージセンサである。 原稿面２０は、読み取らせたい原稿や白色基準板をセッ
トする面である。光源２１は原稿面２０を照明するため
のものであり、集光レンズ２２は、原稿面２０からの反
射光を集めるレンズ（セルフォックレンズ）である。 反射光はイメージセンサ２３に導かれる。イメージセン
サ２３は画素毎に光量を感知し、光量に応じた電圧をシ
リアルに出力する。 第３図は、イメージセンサの出力に関する説明図である
。ＧＮＤはグランド・レベルを意味し、継軸方向はイメ
ージセンサ出力（電圧）を示し、横軸方向は１ラインを
構成する各画素の位置を示す。 第３図（イ）は明出力の場合を示し、３０は明出力曲線
である。 イメージセンサの明出力とは、原稿面２０にセットした
原１（あるいは白色基準板）を、光源２１で照射した時
にイメージセンサ２３より得られる出力のことである。 これは、イメージセンサ２３の画素を構成する素子の感
度のバラツキ等により画素位置によって多少異なる（こ
れがシェーディング歪み）。図では、画素Ｎのところの
明出力の大きさは、Ｈとなっている。 第３図（ロ）は暗出力の場合を示し、３１は暗出力曲線
である。 イメージセンサの暗出力とは、光源２１を消灯して光を
照射しない時にイメージセンサ２３より得られる出力の
ことである。出力の極性は、明出力とは逆の極性（マイ
ナス）となっている。 各画素の暗出力も一様ではなく、やはりシェーディング
歪みを有している。画素Ｎのところの暗出力の大きさは
、マイナス方向にＬとなっている。 イメージセンサに入る光量が豊富で、明出力の大きさ（
Ｈ）が暗出力の大きさ（Ｌ）に比し極めて大であれば、
暗出力を無視し明出力のみで処理しても誤差は極めて少
ない。しかし、光量が少なく、明出力の大きさ（Ｉ］）
が小となると、暗出力の大きさ（Ｌ）が相対的に大とな
るが、その場合に暗出力を無視すると、誤差は大きくな
り、原稿の状況を忠実に反映した画像信号とはならない
。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。 【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するため、本発明の画像信号処理装置で
は、予め暗出力が記憶させてある第１のメモリから読み
出したデータを用いて、イメージセンサユニットからの
画像信号を補正する暗出力補正部と、暗出力補正がなさ
れた白基準データを予め記憶させてある第２のメモリか
ら読み出した白基準データを用いて、前記暗出力補正部
から暗出力補正された白出力をシェーディング補正およ
び二硫化するシェーディング補正・二値化部とを備える
こととした。

【作　　用】

暗出力補正部は、原稿をイメージセンサユニットで読み
取って得た各画素の画像信号（明出力）を、画素毎の暗
出力が記憶させてあるメモリから読み出した暗出力骨だ
け底上げするという作用をする。 暗出力補正された画像信号は、補正前の画像信号に比し
、原稿からの入射光量を忠実に反映したものとなる。 シェーディング補正・二値化部は、暗出力補正された画
像信号をシェーディング補正および二値化する作用をす
る。 この作用は、暗出力補正された画像信号と白基準データ
とをアナログ・コンパレータにおいて比較することによ
りなされる。白基準データとしては、予め暗出力補正し
たものを用意しておく、これにより、シェーディング補
正は正確なものとなる。 なぜなら、もし、白基準データが暗出力補正されたもの
でないと、その白基準データは暗出力骨だけ底上げされ
てない値（第３図（イ）参照）であり、底上げされてな
い分だけ誤差を含んでいるからである。 本発明では、上記作用により、光量が小である時でも、
暗出力の影響を無くすることが可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図に、本発明の実施例にかかわる画像信号処理装置
を示す、第】図において、Ｅば暗出力補正部、Ｆはシェ
ーディング補正・二値化部、工はイメージセンサユニッ
ト、２は加算増幅器、３はＤ／Ａ変換器、４はダークＲ
ＯＭ、５は制御部、６は平均値回路、７はフォトＲＯＭ
、８はＤ／Ａ変換器、９は増幅器、１０はアナログ・コ
ンパレータ、１１はデータラッチである。 動作の概要は、次の通りである。 イメージセンサユニット１の出力を、先ず暗出力補正部
Ｅで暗出力骨だけ底上げする補正をする。 次に、シェーディング補正・二値化部Ｆで、白基準デー
タを用いてシェーディング補正すると共に二値化する。 二硫化された信号はデータラッチ１１にラッチされ、ク
ロックに同期して出力される。 次に、構成について詳細に説明する。 （１）　　イメージセンサユニット１についてイメージ
センサユニット１の構成は、第２図に示すようなもので
ある。 イメージセンサユニットｌへは、制？ｌ１１部５からス
タートパルスＩＡ２蓄積時間信号ＩＮＨ，クリヤ信号Ｃ
Ｒ，読み取りタイミング用りロックＣＫ等が送られ、各
画素による読み取り動作が制御されるや （２）暗出力補正部Ｅについて 暗出力補正部Ｅは、加算増幅器２、Ｄ／Ａ変換器３およ
びダークＲＯＭ４から構成されている。 ダークＲＯＭ４　（ダーク・・・Ｄａｒｋ、暗）には、
読み取りライン１ライン分にわたるイメージセンサユニ
ット１の暗出力を予め記憶させておく。 制御部５からの指令によりイメージセンサ２３の成る画
素に読み取りを行わせる時には、その画素の暗出力を格
納しているアドレスを指示する信号が、制御部５からダ
ークＲＯＭ４に送られる。 すると、ダークＲＯＭ４はそのアドレスに格納されてい
る暗出力をＤ／Ａ変換器３へ送る。 Ｄ／Ａ変換器３は、送られて来た暗出力（ディジタル値
で表されている）を、アナログ値に変換する、これは、
第３図（ロ）のＬの値に相当するものである。 該アナログ値は加算増幅器２に人力され、イメージセン
サユニット１からの画像信号（明出力。 第３図（イ）のＨの値に相当）と加算される。即ち、明
出力を暗出力骨だけ底上げする補正を行う。 これを第３図によって、更に詳細に説明する。 イメージセンサの各画素の暗出力が全てグランド・レベ
ル（ＣＮＤ）であれば、明出力は該レベルからスタート
して各画素への入射光量に応じた大きさに立ち上がって
いる筈である。 しかし、実際には、各画素の暗出力は第３図（ロ）に示
したように、画素毎に異なったマイナスの値であり、グ
ランド・レベル（ＧＮＤ）ではない。従って、各画素の
明出力は、対応する暗出力の値からスタートして、入射
光量に応じて立ち上がっている。 画素Ｎの場合を例に取れば、マイナスＬのところからス
タートして立ち上がり、プラスＨの値に達している。明
出力としてはＨとしてしか現れていないが、光がイメー
ジセンサの当該画素に入射したことによる出力の眞の増
加は、Ｈ十りである。 従って、明出力に対して暗出力骨だけ底上げする（暗出
力の極性を逆にしたものを加算する）という補正をして
やることにより、眞に入射光量に応じた出力を得ること
が出来る。第３図（ハ）の被暗出力補正明出力曲線３２
は、そのような補正を施して得た曲線である。 なお、調整抵抗１２は、イメージセンサユニット１の光
源２１を消灯した時に、加算増幅器２の出力がグランド
・レベルＧＮＤとなるようＤ／Ａ変換器３の出力レベル
を調整するための抵抗である。言い換えれば、Ｄ／Ａ変
換器３から加算増幅器２へ送る電圧の大きさが、イメー
ジセンサユニットｌから加算増幅器２へ入って来る暗出
力を丁度打ち消す大きさとなるよう、Ｄ／Ａ変換器３の
出力レベルを調整する抵抗である。このような調整をし
ておいてから、光源２１を点灯し、原稿の読み取りを開
始するのである。 以上のようにすることにより、加算増幅器２の出力は、
眞に入射光量を反映した大きさとなる。 （３）　　シェーディング補正・二値化部Ｆについてフ
ォトＲＯＭ７　（フォト・・・Ｐｈｏｔｏ　）は、シェ
ーディング補正に用いる白基準データを格納するための
ものである。ここには、１ラインを構成している各画素
毎に、イメージセンサで白色基準板を読んだ時の出力が
記憶されている（記憶のさせ方については後に詳細に説
明する）。 イメージセンサユニットｌが読み取り動作を行う画素位
置は、制御８部５によって指示されることは前にも述べ
たが、その時、その画素位置に対応する白基準データを
フォトＲＯＭ７から読み出す必要がある。そのため、該
白基準データが格納されているアドレスを表すアドレス
信号が、制御部５からフォトＲＯＭ７へ送られる。 フォ）ＲＯＭ７から読み出された白基準データは、Ｄ／
Ａ変換器８でアナログ値に変換され、増幅器９により適
宜増幅（反転増幅等）された後、アナログ・コンパレー
タ１０の基準値とされる。 アナログ・コンパレータ１０は、加算増幅器２がら送ら
れて来る暗出力補正部の読み取り信号を、前記基準値と
比較して二値化する。 二硫化された信号は、データラッチ１１にラッチされた
後、クロ７りに同期したディジタルデータとして取り出
される。 なお、平均値回路６は、加算増幅器２の出力信号を基に
、読み取りの対象となっている原稿の濃度の平均値を割
り出す回路である。平均値回路６の出力は調整抵抗１３
で適宜分圧され、Ｄ／Ａ変換器８の出力レベルが、原稿
の濃度に適合したものとなるよう調整するのに用いられ
る。 （４）白基準データのフォトＲＯＭ７への書き込みにつ
いて 本発明では、アナログ・コンパレータ１０に入力される
読み取り信号は、暗出力補正部Ｅによって暗出力補正さ
れたものとなっている。従って、原稿に一層忠実な信号
を得るためには、前記入力と比較する白基準データも、
暗出力補正したものであることが望ましい。 そこで、白基準データを予めフォトＲＯＭ７に書き込む
に際しては、次のようにする。 ■　第１図の暗出力補正部Ｅと同じ構成を持つ書き込み
装置を用意し、イメージセンサユニット１で白色基準板
を読ませて得た出力を、暗出力補正する。 ■　その暗出力補正された出力を、高分解Ａ／Ｄ変換器
によってディジタル値に変換し、その値をフォ）ＲＯＭ
７に書き込む。書き込みは、■ラインを構成する各画素
毎に行う。 このようにして書き込むと、フォトＲＯＭ７の白基準デ
ータも暗出力補正されたものとすることが出来る。

【発明の効果】

以上述べた如き本発明によれば、次のような効果を奏す
る。 ■　微小光量時でも、原稿からの入射光景に応じた画像
信号を、正確に取り出すことが出来るようになる。 従来は、暗出力に関する補正をしていなかったので、微
小光量時の画像信号は原稿からの入射光量を正確に反映
したものではなかった。 しかし、本発明では、暗出力補正部によってイメージセ
ンサユニットからの画像信号を暗出力補正すると共に、
シェーディング補正・二値化部で使用する白基準データ
も暗出力補正したものを用いるので、微小光量時でも暗
出力の影響のない正確な画像信号を得ることが出来るよ
うになる。 ■　複雑な演算回路や高速Ａ／Ｄ変換器等を組み込む必
要がないので、高いコストを要しない。 暗出力補正値やシェーディング補正用の白基準データは
、予めメモリに記憶させておき、それを読み出して使う
だけであるし、画像信号の処理過程は、簡単な演算であ
るところの加算とか比較とかをするだけであるから、複
雑な演算回路や高速Ａ／Ｄ変換器等は必要としない。 よって、本発明による画像信号処理装置のコストは安く
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかがわる画像信号処理装
置 第２図・・・イメージセンサユニットの詳細図第３図・
・・イメージセンサの出力に関する説明図図において、
１はイメージセンサユニット、２は加算増幅器、３はＤ
／Ａ変換器、４はダークＲＯＭ１５は制御部、６は平均
値回路、７はフォトＲＯＭ、８はＤ／Ａ変換器、９は増
幅器、１ｏはアナログ・コンパレータ、１１はデータラ
ッチ、１．２．１３は調整抵抗、２ｏは原稿面、２１は
光源、２２は集光レンズ、２３はイメージセンサ、３０
は明出力曲線、３１は端出力曲線、３２は被暗出力補正
明出力曲線である。 第１図 特許出願人　　　富士ゼロックス株式会社代理人弁理士
　　本　庄　富　雄 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め暗出力が記憶させてある第１のメモリから読み出し
   たデータを用いて、イメージセンサユニットからの画像
   信号を補正する暗出力補正部と、暗出力補正がなされた
   白基準データを予め記憶させてある第２のメモリから読
   み出した白基準データを用いて、前記暗出力補正部から
   暗出力補正された白出力をシェーディング補正および二
   値化するシェーディング補正・二値化部とを備えたこと
   を特徴とする画像信号処理装置。