JPH04120877A - シェーディング歪補正装置 - 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、スキャナによって読み取られたアナログ画信
号に重畳しているシェーディング歪を補正するためのシ
ェーディング歪補正装置に関する。

従来の技術 ファクシミリ装置の原稿読取り部等に用いられているス
キャナによって読み取られたアナログ画信号には、原稿
照明用光源の光量分布の不均一（光量ムラ）、イメージ
センサの画素毎の感度のバラツキなどによる歪（これら
をシェーディング歪と総称する）が重畳している。そこ
で、ファクシミリ装置等においては、原稿読取りスキャ
ナの後段にシェーディング歪補正装置を量き、画信号の
シェーディング歪を除去している。

このようなシェーディング歪装置は大別すると、アナロ
グ画信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル画信号に変換
して乗算器に入力し、ここでシェーディング歪補正係数
データとの乗算を行の構成のものと、アナログ画信号を
デジタル画信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器のりファ
レンシャル電圧（参照電圧）としてシェーディング歪電
圧波形を用いる構成のものとがある。例えば特開昭６３
２７２１６３号公報には、両方のシェーディング歪補正
装置の例が示されている。

後者のシェーディング歪補正装置の動作原理を第４図か
ら第６図によって説明する。、第４図において、２０は
Ａ／Ｄ変換器であり、入力端子２１より人力するアナロ
グ画信号をデジタル画信−弓に変換し出力端子２２に出
力する。２３にｊ、アナログ画信号に重畳したシェーデ
ィング歪波形電圧を発生し、それをＡ／Ｄ変換器２０に
リファレンシャル電圧Ｖ　ｒｅｆとして印加するシェー
ディング歪波形発生装置である。

ファクシミリ装置の原稿読取りスキャナなどの場合を想
定し、動作を説明する。スキャナにおいて、原稿の読取
りに先立ち白基準面の読取りが行われ、白基準面のアナ
ログ画信号が入力端子２１に入力する。このアナログ画
信吟のエンベロープ波形は、シェーディング歪がなけれ
ば平坦になるはずであるが、実際にはシェーディング歪
が重畳しているために第５図に示すＡのような波形（シ
ェデイング歪波形）となる。そして、この時はＡ／Ｄ変
換器２０のリファレンシャル電圧Ｖ　ｒ　（！　ｆにあ
る一定値に固定されるので、出力端子２２に得られるデ
ジタル画信号にも同じシェーディング歪が重畳している
。そして、このようなシェーディング歪波形の情報がシ
ェーディング歪波形発生装置２３に記憶される。

次にスキャナにおいて原稿の読取りが行われ、原稿情報
のアナログ画信号が入力端子２１に入力する。この時、
シェーディング歪波形発生装置２３より、記憶した波形
情報に基づき第５図に示すＡのようなシェーディング歪
波形電圧がＡ／Ｄ変換器２０にリファレンシャル電圧Ｖ
ｒｅｆとして印加される。リンアレンシャルミ圧Ｖ　ｒ
　ｅ　ｆはアナログ画信号のデジタル変換のための基準
電位となるので、リファレンシャル電圧ｖｒｅｆトシて
シェーディング歪波形電圧が印加されることにより、ア
ナログ画信号に重畳したシェーディング歪がデジタル変
換の際に除去される。したがって、白基準面のアナログ
画信号を入力したとすれば、第６図に示すＡのようなシ
ェーディング歪が補正されたデジタル画信号が出力端子
２２に得られる。

発明が解決しようとする課題 しかし、かかる構成によれば、高精度のシェデイング歪
補正ができないという問題があった０、その理由は以下
の通りである。

すなわち、Ａ／Ｄ変換器２０のリファレンシャル電圧印
加端子は大きな静電容量を持つため、第５図に示ずＡの
ようなシェーディング歪波形を正しくシェーディング歪
波形発生装置２３で発生したとしても、実際のリファレ
ンシャル電圧波形は第５図に示ずＢのような波形となっ
てし甘う。その結果、白基準面のアナログ画信号が入力
した場合、第６図に示すＢのような不完全な補正結果と
なってし甘う。

本発明は、」−述の問題点に鑑みてなされたもので、画
信月の階調性を大きく変化させることなく画素毎の精密
なシェーディング歪補正が可能なシェーディング歪補正
装置を提供することを目的とする。

課題をＭ決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため、アナログ画信号を
デジタル画信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器と、前記
アナログ画信号に重畳したシェーディング歪の補正のた
めの電圧波形を発生しそれを前記Ａ／Ｄ変換器に対しリ
ファレンシャル電圧として力える手段と、前記Ａ、　／
　Ｄ変換器の出力デジタル画信号１て重畳してｂるシェ
ーディング歪の補正のための補正係数データを発生する
手段と、前記出力デジタル画信号と前記補正係数データ
との乗算を行ってシェーディング歪が補正されたデジタ
ル画信号を出力する乗算器とを有するという構成を備え
だものである。

作用 本発明は上述の構成によって、Ａ／Ｄ変換器と乗算器と
の２段階でシェーディング歪補正処理が行われる。アナ
ログ画信号に重畳しているシェデイング歪の大部分はＡ
／Ｄ変換器でのシェーディング歪補正処理によって補正
される。この第１段階の補正処理で補正できなかっ／こ
シェーディング歪は、乗算器でのシェーディング歪補正
処理によって画素単位に補正される。したがって、高い
階調性を維持しつつ画素毎の精密々シェーディング歪補
正を行うことができる。

そして、Ａ／Ｄ変換器でのシェーディング歪補正処理は
粗補正として位置付けられるので、補正のための波形は
それほど精密である必要がなく、しだがって、補正のた
めの波形を発生するための情報量を減らし、その記憶の
ためのメモリ容量も少なくできる。また、乗算器で補正
する必要があるシェーディング歪の振幅は、アナログ画
信号に重畳しているシェーディング歪の振幅より十分に
／ＪＸさくなっているだめ、乗算器での補正処理のみで
シェーディング歪補正を行う場合に比べ、補正係数デー
タを発生するために必要な情報量も減らし、そのメモリ
容量も削減できる。このように、２段階のシェーディン
グ歪補正処理とすることにより、乗算器での１段階の補
正処理による構成に比べ、補正のための情報の記憶に必
要なメモリ容量を減らし、かつ同等の高精度補正が可能
である。

実施例 第１図は本発明の一実施例によるシェーディング歪補正
装置のブロック図であって、スキャナの概略構成も同時
に示している。この図において、１はシェーディング歪
補正装置、２はスキャナである。

スキャナ２について説明すれば、３は白基準面、４は原
稿、６は白基準面３または原稿４を照明するランプであ
る。このランプ６により照明された白基準面３または原
稿４の画像は、レンズ５によりＣＣＤイメージセンサ７
の受光面に結像されて光電変換され、アナログ画信号と
して出力される。

原稿４または白基準面３の読取り走査の主走査はＣＣＤ
イメージセンサ７で電気的に行われ、副走査は原稿４の
送りによって行われる。白基準面３の副走査は行われな
い。

次にシェーディング歪補正装置１の構成について説明す
る。画信号増幅器８はスキャナ２より入力するアナログ
画信号を増幅する可変ゲインの増幅器で、そのゲインは
ゲインコントロール信号発生装置１２より与えられるゲ
インコントロール信号によって制御される。

電圧比較装置９、電圧発生装置１０、ＲＡＭ１．１はＡ
／Ｄ変換器１３による第１段階の７エーデイング歪補正
処理に関連する要素である。

電圧比較装置９は、スキャナ２で白基準面３の読取シを
行っている時に、その人入力すなわち画像信号増幅器８
で増幅後のアナログ画信号と、Ｂ入力すなわち電圧発生
器装置１０の出力電圧との大小を比較し、Ａ＞Ｈのとき
に′】″を出力し、Ａ≦Ｂのときに１１０″′を出力す
る。

ＲＡＭＩＩは電圧比較装置９の出力情報を１ライン分記
憶するためのメモリである。このＲＡＭＩＩの記憶情報
は】画素当だシ１ビットであるので、そのメモリ容量は
１ライン画素数に等しいビット数相当で足りる。

電圧発生装置１０は、リセットされると、ある特定の電
圧を発生し、電圧比較装置９またはＲＡＭ１１よりＩＩ
　ＯＩ＋倍信号入力したときに出力電圧を下け、Ｉｔ　
ｉ　１１信号が入力したときに出力電圧を上げる。す々
わち、電圧発生装置１０は、電圧比較装置９のＡ入力と
Ｂ入力の電圧値の差を小さくするような、換言すればＢ
入力をＡ入力に追従させるよ］０　、− うな電圧波形を発生する装置である。この出力電圧は、
Ａ／Ｄ変換器１２にリファレンシャル電圧■ｒｅｆとし
て印加される。

ゲインコントロール信号発生装置１２は、白基準面読取
り時に、アナログ画信号と電圧発生装置１゜の出力電圧
の値を比較し、画信号増幅器８を最適ゲインとするため
のゲインコントロール信号を出力する。

ＲＡＭ１４と補正係数発生装置１５は乗算器１６による
第２段階のシェーディング歪補正処理のための要素であ
る。

ＲＡＭ１４は、Ａ／Ｄ変換器１３の出力デジタル画信号
に重畳しているシェーディング歪波形情報を記憶するた
めのメモリである。このＲＡＭ１４には、Ａ／Ｄ変換器
１３の出力デジタル画信号そのものを１ライン分記憶さ
せることもできるが、必要となる情報は補正すべきシェ
ーディング歪成分だけであり、これはデジタル画信号の
下位数ビットで表される（第１段階の補正処理でシェー
ディング歪の大部分は補正済みであるから）。したがっ
て、本実施例では、１％　Ａ　Ｍ　１．　＝１のメモリ
容量を削減するため、Ａ・′Ｄ変換器１３の出力デジタ
ル画借りの下位数ビットの′１ｉｌｉ報が１ライン分、
ＲＡ　Ｍ　］　ｌに格納される。

なお、このようにすると、ある特定画素のレベルが極端
にドがる場合、その画素についての補正は不完全となる
が、かかる異常画素を完全に補正しても無７（３、味で
あ２．）　ｉ）ｆ、ｌ”］　ｋＷ１　ｉｔ、　７′Ｉ：
　イ、、補１「係数発生装置１５は、入力値Ｘに対し、
Ｘ・Ｙ−ｋ　（ｋは定数）なる補正係数データＹを出力
するものである、−１ここで、ＲＡＭＬｌの出力情報は
デジタル画信号の下位数ビットであるので、その値に残
りの上位ビットに対応するスケール値を加えた値が入力
値Ｘである（ＲＡＭＨにデジタル画信号の全ビ、ノドを
記憶した場合、ＲＡＭ１４の出力情報そのものがＸとな
る）。

乗算器１６は、Ａ／Ｄ変換器１３の出力デジタル画信号
と補正係数データとを乗算することにより、画素単位の
精密なシューディング歪補正を行ったデジタル画信ｕを
一出力端子１７に出力する。補正係数データＹに１、上
述の工うな値どされるので、白基準面の両信号はｋのレ
ベルに補正されることになる。

以上のように構成されたシェーディング歪補正装置１に
ついて、以下その動作を説明する。

まず、スキャナ２により白基準面３の読取りが１ライン
だけ行われるが、その開始前に電圧発生装置１０がリセ
ツトされる。才だ、画信号増幅器８ば、ゲインコントロ
ール信号発生装置１２により所定のゲインに制御される
。

スキャナ２より基準面のつ′ナログ画信号が入力し、電
圧比較装置９の出力信号の情報がＲＡＭ１．１に格納さ
れ、寸だその出力信号に従って電圧発生装置１０の出力
電圧が増減する。電圧比較装置９の出力と入力との関係
、同出力と電圧発生装置１０の出力電圧の増減との関係
は上述の通りであるので、電圧発生装置】０よりアナロ
グ画信号のシェーディング歪波形に対応１〜／こ電圧波
形が出力される。そして、この波形を発生するための情
報がＲＡＭＩＩに記憶される６、 例え（、，１：第２図において、Ａに示すようなシェ−
デイング歪波形が重畳した白基準面アナログ画伯シＪ゛
が入力すると、Ｂに示すような電圧波形が電ｊｉ−発生
装置１０より出力される。捷だ、Ｃに示ずような情報が
ＲＡＭ１．１に記憶される。

１ラインの主走査が終了すると、電圧比較装置９の動作
は停Ｊトさせられ、続いてスキャナ２において白基準面
３の読取りが数ライン連続的に行わわるが、各ラインの
読取りの前に電圧発生装置１０はリセツトされる。寸だ
、この数ラインの読取りの間に、アナログ画信号の入力
と同期しで、ＲＡＭｌ、１の記憶情報が読み出されて電
圧発生装置ＪＯに入力するので、電圧発生装置１０は各
ラインで第２図に示しだＢのような電圧波形を発生する
ことになる。

ゲインコントロール信号発生装置１２では、この数ライ
ンの読取りの間に、アナログ画信号のピク値が、電圧発
生装置１０の出力電圧のピーク（ｊｉ＋よ１ツ名丁・Ｊ
・さぐなもように両信号増幅器８のゲイン４−設定する
い このようなゲイン設定後、Ａ　／　Ｉ）変換器１３より
出力される１ライン分のデジタル画信月の下位数ビット
の情報がＲＡＭ１．４に格納される。このデジタル画信
号は、電圧発生装置１０の出力電圧波形をリファレンシ
ャル電圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆとしてアナログ画信号を変換し
た信号であるので、アナログ画信号に重畳したシェーデ
ィング歪の大部分が補正されている。

例えば第３図において、Ａに示すような白基準面のアナ
ログ画信号の場合、電圧発生装置１０によりＢに示すよ
うな電圧波形が発生し、これをリファレンシャル電圧と
した変換によりＣに示すようなデジタル画信号が得られ
る。

以上のような準備動作を完了すると、スキャナ２におい
て原稿４の読取りが行われ、原稿のアナログ画信号がシ
ェーディング歪補正装置１に入力する。

シェーディング歪補正装置１において、各ラインの走査
開始の前に電圧発生装置１０はリセツトされ、アナログ
画信号の入力と同期してＲＡＭ１１及び１４の記憶情報
が読み出される。電圧発生装置１０の出力電圧波形をリ
ファレンシャル電圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆとしてＡ／Ｄ変換変
換器−３りアナログ画信号がデジタル画信号に変換され
、乗算器１６に入力する。寸だ、補正係数発生装置１５
からＲＡＭ１４の出力情報に対応しだ補正係数データが
乗算器１６に入力する。

この補正係数データとデジタル画信号との乗算により、
第２段階のシェーディング歪補正（画素単位の補正）が
行われ、シェーディング歪が高精度に補正されたデジタ
ル画信号が出力端子２２に得られる。

例えば第３図に示すＡのような白基準面と同じアナログ
画信号が入力したとすると、シェーディング歪が高精度
に補正されだＤのようなデジタル画信号が得られる。

なお、電圧比較装置９でＡ入力とＢ入力の大小関係と、
その差の大きさに応じて３値以上の多値信号を出力し、
この多値信号によって電圧発生装置１０の出力電圧の増
減だけでなく増減幅も制御させるようにすることもでき
る。このようにすると、アナログ画信号のシェーディン
グ歪波形に、より忠実に追従する電圧波形を発生させ、
Ａ／Ｄ変換器１３によるシェーディング歪補正の精度を
上げることができる。ＲＡＭ］、］の記憶容量は増加す
るが、乗算器１６により補正が必要なシェーディング歪
の振幅は減少するので、逆にＲＡＭ１４の記憶容量を減
らせる可能性がある。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、アナログ画
信号のデジタル変換のためのＡ／Ｄ変換器でシェーディ
ング歪の粗補正を行い、この補正処理で補正できなかっ
たシェーディング歪を乗算器で補正するため、画素毎の
階調性を高くかつほぼ均一に保ったま捷精密なシェーデ
ィング歪補正を行うことができるとともに、各段階の補
正処理のための情報量を減らし、その記憶のためのメモ
リ容量も少なくできるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるシェーディング歪補正
装置のブロック図、第２図及び第３図はそれぞれ同実施
例装置のシェーディング歪補正動作を説明するための波
形図、第４図は従来のシェーディング歪補正装置を説明
するためのブロック図、第５図及び第６図はそれぞれ同
従来装置のシェーディング歪補正動作と問題点を説明す
るための波形図である。 １・・・シェーディング歪補正装置、２　スキャナ、３
・・白基準面、４・原稿、６・　ランプ、７−　ＣＣＤ
イメージセンサ、８・・・画信号増幅器、９　・電圧比
較装置、１０・・電圧発生装置、］１・・・ＲＡＭ、１
２・・ゲインコントロール信号発生装置、１３・・・Ａ
／Ｄ変換器、１４・・ＲＡＭ、１．５・・補正係数発生
装置、１６・・・乗算器。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　　明　ほか２名図 第 図 □画素位置 □　１ライン有効画素 □Ａ １ライン有効画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アナログ画信号をデジタル画信号に変換するためのＡ
   ／Ｄ変換器と、前記アナログ画信号に重畳したシェーデ
   ィング歪の補正のための電圧波形を発生しそれを前記Ａ
   ／Ｄ変換器に対しリファレンシャル電圧として与える手
   段と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力デジタル画信号に重畳し
   ているシェーディング歪の補正のための補正係数データ
   を発生する手段と、前記出力デジタル画信号と前記補正
   係数データとの乗算を行ってシェーディング歪が補正さ
   れたデジタル画信号を出力する乗算器とを有することを
   特徴とするシェーディング歪補正装置。