JPH04150570A - 画像処理装置 - 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、画像処理装置に関し、詳しくは、連続階調画
像より得られた入力画素信号を暗時のマスク画素データ
に応じてデジタル的にノイズ低減処理を施して、画素信
号から好適にノイズを低減する画像処理装置に関する。

〈従来の技術〉 画像読取装置や画像読取記録装置などにおいては、まず
光電子像倍管（フォトマルチプライヤ）、撮像管および
ＣＣＤ等の固体撮像素子等を用いて、原稿画像を読み取
り、読み取られた画素信号に画像処理装置において種々
の画像処理を施した後にこれを適当な画像記録装置によ
って感光材料や感光体等の記録材料に記録している。

例えば、写真やフィルムなどの連続階調画像の原稿をＣ
ＯＤで読み取って電気信号に変換した後、網点階調画像
を有する印刷用フィルムなどを作製するスキャナーなど
の画像読取記録装置においては、ＣＣＤで読み取った画
像信号をゲイン補正などのアナログ的な補正を行った後
、Ａ／Ｄ変換し、シェーディング補正や圃素毎の暗時補
正などのＣＣＤ用の補正をし、次いで、対数変換、階調
変換、倍率変換、平滑化、鮮鋭化などの各処理後、網掛
処理して、網点画素信号とし、この網点画素信号を画像
記録装置において、光源の発光信号に変調してフィルム
上に網点画像を再生している。

このような画像処理装置や画像記録装置の変調処理装置
（以下、総称して画像処理装置という）においては、連
続階調画像をＣＯＤ等の固体撮像素子を用いて電気信号
に変換した後、フィルム等に再生する場合、固体撮像素
子の特性により再生画像上にノイズが混入される場合が
ある。　再生画像にノイズが混入されると、再生画像の
ザラツキまたはムラが生じ、再生画像は見苦しいものと
なってしまう。　このようなノイズが混入された入力画
像信号は、Ａ／Ｄ変換器にてデジタル信号に変換される
前に、適切な回路にてノイズ補正が行われている。　ま
た、実際の回路素子においては、零点がずれているため
オフセット補正が行われている。

従来の装置において、例えば第５図に示すように、固体
撮像素子６０から増幅器６２を経た信号はアナログ的な
りランプ回路６４．６６にて暗時電圧をクランプしてノ
イズ低減を行った後、もう−度第２の増幅器６８を用い
て信号を増幅して、その後Ａ／Ｄ変換器７０にてアナロ
グ信号をデジタル信号に変換する方式がある。　かかる
方式においても増幅器（オペアンプ）６２．６８やＡ／
Ｄ変換器７０などのアナログ素子のオフセット誤差を各
素子ごとに調整している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、かかる画像処理装置では、実際の動作において
、画像読み取り時および動作停止時の間での画像読取回
路素子の温度が変動する。　この画像読取回路素子の熱
変動のため特性が変わり、このため固体撮像素子から８
カされる基準電圧、即ち画像読み取りのない暗時電圧に
変動が生じてしまう。　温度が変動するようなときには
、ある温度でオフセット誤差を補償しても使用中にオフ
セット誤差が変動することもある。

しかも−回の読み取り走査内においても、基準電圧のシ
フトにより、読み取り濃度に対応する画像出力電圧がシ
フトし、このため増幅され、Ａ／Ｄ変換された後のデジ
タル入力画像データは、画像に正確に対応したものとな
らない。　このため後段の画像処理回路で画像処理をし
て得られた画像に上述したような画像ムラ等が発生する
。

このような比較的長い振幅を有するノイズが生じている
ような場合にあっては、例えば、従来のノイズ低減方式
における上言己従来の装置では、第５図に示したように
第１の増幅器６２と第２の増幅器６８の間に配設される
クランプ回路６４．６６で画素信号の正確なりランプ処
理を行う場合、コンデンサ６４、スイッチ６６゜および
前後段の増幅器６０．６８のリーク等により一走査周期
の長い信号を正確に補正するのは困難であり、このため
ノイズが第２の増幅器にて電圧変動等の比較的長い周期
のノイズが増幅されて、デジタル信号化される。　また
、クランプ回路によるオフセット補正も温度変動に対応
できないため、得られるデジタル信号は不正確なものと
なる。

このようにアナログ素子のリークによる長い周期のノイ
ズや、温度変動によるオフセット誤差については、アナ
ログ回路で解決するのは従来困難であった。

この発明の目的は、装置の周囲温度および動作状況によ
って変動する固体撮像素子の入力画素データに含まれる
基準電圧変動に対応する比較的長い周期のノイズやオフ
セット誤差を補正し、この補正された入力画素信号から
鮮明な画像を得るようにする画像処理装置を提供するに
ある。

く課題を解決するための手段〉 上記問題点を解決するため、本発明によれば、デジタル
データに変換されたマスク画素データのレベルにて画像
を補正するので、濃度変動の無いかまたは少ない出力画
像を得る画像処理装置を提供することができる。

すなわち、本発明は、連続階調画像より得られたマスク
画素データおよび画像データを有するアナログ入力画像
データからノイズが除去されたデジタル補正画素データ
を出力する画像処理装置において、前記アナログデータ
としてのマスク画素データおよび画像データをデジタル
データに変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタルデータに変
換されてシリアル信号として供給されるマスク画素デー
タを抽出する手段と、デジタルデータに変換されたマス
ク画素データのレベルをシフトして画像補正値を算出す
る画像補正値演算手段と、前記画像データから前記画像
補正値を減算してノイズ成分を除去し、さらに予め設定
されたバイアスデータを加算するオフセット演算手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。

〈発明の作用〉 本発明の画像処理装置では、ｌ走査ラインに画像データ
とマスク画素データとを有する入力画像データを、Ａ／
Ｄ変換器にてデジタル画像データとした後、まずマルチ
プレクサにて画像データとマスク画素データとに振り分
け、画像補正値演算手段にてマスク画素データのレベル
を所定の量だけシフトし、この画像補正値演算手段にて
シフトして得た画像補正値を前記画像データに加算し、
さらに予め設定されたバイアスデータを加算して、画像
データに含まれるノイズ成分を除去しつつ、１走査ライ
ン毎のマスク画素データに基づいて画像データを補正し
ている。

従来、Ａ／Ｄ変換する前に行っていた入力画像信号のオ
フセット補正などをアナログ的に行っていたのに対し、
本願発明ではＡ／Ｄ変換した後に、上記補正をデジタル
的に行っているため、微妙な調整を必要とするアナログ
的な回路技術を用いなくてもより簡単に補正を達成する
ことができる。

なお、本発明におけるマスク画素信号またはデータとは
、読み取られる画素をマスキングした時のＣＯＤから出
力される画素信号を意味し、このマスク画素信号は暗時
電圧に対応している。　マスキングの方法としては、Ｃ
ＣＤラインセンサの光電変換素子の複数の画素の一部を
マスキングする方法や、読取画像の横に黒色基準板を置
いてＣＯＤで読み取る方法などが挙げられる。

〈実施態様〉 以下に本発明に係る画像処理装置について好適な実施態
様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明
する。

本発明に係る画像処理装置の全体を第１図に示す。　参
照符号１０は、本実施態様に係る画像処理装置が適用さ
れる画像読取記録装置を示す。　この画像読取記録装置
１０では原稿Ｇの連続階調画像が電気信号に変換された
後、網点階調画像としてフィルムＦ上に再生されるもの
である。

すなわち、原稿Ｇは図示しないが、搬送手段により矢印
Ａ方向に副走査搬送されるように構成されており、原稿
Ｇの連続階調画像は集光光学系１２を介して光電変換手
段であるＣＣＤ　１４によって矢印Ｂ方向に主走査され
る。　ＣＣＤ　１４によって光電変換され、増幅された
連続階調画像は、クロック発生器１６かもの主走査クロ
ックおよび副走査クロックに基づきＡ／Ｄ変換器１８に
よりデジタル画素信号Ｓに変換された後、本発明の画像
処理装置を構成する画像処理部２０に供給される。

画像処理部２０ではクロック発生器工６からのクロック
信号に基づきデジタル画素信号Ｓに対してＣＯＤのゲイ
ン補正、オフセット補正等を行った後、ＣＯＤによる欠
陥画素補正、暗時補正、対数変換処理、シェーデング補
正、階調変換処理、倍率変換処理、鮮鋭化処理、網掛処
理等の画像処理などを施し、２値化された網点画素信号
Ｒとして画像ｌ己録部２２にａカされる。　画像記録部
２２は網点画素信号Ｒをレーザ光などの光信号に電気光
学変換してフィルムＦ上に導くことで網点階調画像を記
録する。

第２図は、第１図の画像処理部２０の構成を示したもの
である。　この場合、画像処理部２０は、前処理回路２
４、ＣＣＤ補正回路２６、変換処理回路２８、鮮鋭化処
理回路３０、網掛処理回路３４を備えている。

前処理回路２４は、本発明の最も特徴的な部分であり、
ＣＯＤ、増幅器およびＡ／Ｄ変換器などのアナログ素子
のノイズや温度ドリフトによるオフセット誤差の変動を
、暗時のマスク画素信号を用いて、補償するもので、例
えば、暗時のマスク画素信号レベルが複数の走査ライン
にわたって変動する場合にノイズやオフセット誤差を１
ラインごとに補正するものである。

ＣＣＤ補正回路２６は、各画素毎の（光が入射していな
い時にも存在する）ベースの不均一を補正する暗時補正
および固体撮像素子であるＣＣＤ１４の各画素毎のばら
つきによる入力射光量に対する出力電圧の不均一を（照
明の不均一をも含めて）補正するシェーディング補正な
どを行うもので、各画素の受光信号をベースのそろった
均一なものとする、例えば同じ原稿画像濃度であれば同
じ画像データ（画像信号）となるようにするものである
。

変換処理回路２８は、画像信号を対数変換する対数変換
回路、階調特性（露光量−濃度特性）に対応する画像信
号に変換する階調変換回路および主走査方向の画素密度
に対応する画像信号に変換する倍率変換回路などからな
るもので、画像記録のため信号に変換するものである。

鮮鋭化処理回路３０は、画像の輪郭などのエツジを強調
し、鮮鋭化（シャープネス）処理するもので、例えば、
原画像データから平滑化された平滑化画像の定数倍を引
き、アンシャープマスキングをして画像鮮鋭度を増し、
エツジ強調を行うものである。

網掛処理回路３４は、画像濃度信号から網点画像信号を
生成するもので、この網点画像信号は、所望の角度およ
び線数に応じて画像濃度を面積変調するものである。　
この網点画素信号は、画像記録部２２に８カされる。

以上説明した画像処理部２０のうち、ＣＣＤ補正回路２
６、変換回路２８、鮮鋭化処理回路３０および網掛処理
回路３４は、従来公知の回路を用いることができる。

前処理回路２４は、本発明の最も特徴とする部分で本発
明の画像処理装置を構成するものの１つであり、ＣＯＤ
の画像信号から暗時信号を減算して、画像信号をオフセ
ットし、さらにバイアスデータな加算する前処理を行う
ものである。

その具体的一実施例を第３区に示す。

前処理回路２４は、ラッチ回路３６、レベルシフタ（Ｘ
　（−１））３８および加算器４ｏがら構成される。

この前処理回路２４の接続を説明する。

前処理回路２４の入力側はＡ／Ｄ変換器１８の出力側に
接続されて、読取画素信号Ｓが供給される。　読取画素
信号は、ＣＣＤの各走査ライン毎にマスク画素信号と画
素信号とを含んでいる。　Ａ／Ｄ変換器１８からの信号
線は２つに分岐され、その一方の信号線ａはラッチ回路
３６の入力側に接続され、その他方の信号線すは加算器
４０の他方の入力側に接続される。

ラッチ回路３６に接続される信号線ａには、例えばマス
ク画素信号が送られ、加算器４０に接続される信号線す
には画像データが送信される。

ラッチ回路３６の８カ側はレベルシフタ３８を経て加算
器４０の一方の入力側に接続される。　加算器４０の出
力側は、次段のＣＯＤ補正回路２６に接続される。　こ
の加算器４０からの接続線には、オフセット補正された
画像信号Ｑ°が搬送される。

以下に前処理回路２４の各回路の動作について説明する
。

Ａ／Ｄ変換器からのデジタル画像信号は、例えば１２ビ
ツトデータであり、第６図に示されるように１走査ライ
ン当たりマスク画素信号と画像信号とをシリアルに有し
、これら入力画像信号がシリアルに前処理回路２４に入
力され、信号線ａ、ｂを通ってラッチ回路３６および加
算器４０にそれぞれ入力される。

ラッチ回路３６は、８ビツトマスク画素データを格納で
きるビット容量を有するメモリＩＣなどで構成され、ク
ロック発生器からのマスク画素ラッチ信号に基づいて、
入力画像信号中のマスク画素データをラッチする。　ラ
ッチされたマスク画素データは、後段に接続されるレベ
ルシフタ３８に８力される。

レベルシフタ３８は、加算器４０と合わさって減算回路
を構成するものであり、ラッチ回路３６から入力された
マスク画素データに１の減算を行い、すなわちマスク画
素データの２の補数をとり、加算器４０に出力する。　
　１の減算の方法として、第４図に示されるような回路
を用いてもよい。　この回路では、入力されるマスク画
素データをインバータにて反転し、反転されたマスク画
素データに加算器にて１を加算し、後段の加算器４０に
送られる。　このような処理を行うと、加算器４０にて
入力画像データとマスク画素データとの減算処理が良好
に行えるため便利である。

加算器４０は、レベルシフタ３８とともに減算回路を構
成するものであり、レベルシフトされたマスク画素信号
データを入力画像信号データから減算してオフセット補
正を行い、さらに信号に所定の信号レベルを保持させる
ため、バイアス補正を行う。　このバイアス補正におけ
るバイアスデータは、予め定められた値が所定のメモリ
に蓄積されており、この値が随時取り出され、加算器に
て加算される。　すべてのオフセット補正を行った後、
補正画像信号Ｑが出力される。　加算器は、デジタル加
算ができるものであれば、どのようなものでもよく、各
ビット幅に応じ複数の演算回路構成素子、例えば、標準
ロジック、ＴＴＬ％ＥＣＬ、ＣＭＯＳロジックなどを用
いて構成してもよい。

本発明に係る画像処理装置が適用される画像読取装置は
基本的に以上のように構成されるものであり、Ａ／Ｄ変
換後におけるデータの差分レベルをデジタル値で一定に
保持するような、回路または装置に適用することができ
、また画像処理系などの基準信号と入力信号との差異を
デジタル出力値に正確に反映させたい場合などに適用で
きるものである。

以上、本発明について好適実施例を挙げて説明したが、
本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の改良ならびに設計の
変更が可能なことは勿論である。

〈発明の効果〉 以上、詳述したように、本発明によれば、１走査ライン
毎のＣＯＤの暗時電圧に相当するマスク画素信号に基づ
いて入力画像信号を、Ａ／Ｄ変換後にデジタル的に、オ
フセット補正を行うため、動作中における何ラインにわ
たる暗時電圧のシフトを１走査ライン毎に補正すること
ができるので、正確なオフセット補正が行われる。　ま
た、アナログ回路を用いて補正するのに比べて、調整が
簡単であり、Ａ／Ｄ変換前に、多数のセンサ増幅器を用
いる場合でも各センサ増幅器の調整をそれほど厳密にせ
ずにある程度ばらついた基準電圧であっても、十分かつ
正確な補正がなされるので、アナログ系の調整が楽にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像処理装置が適用される画像
読取記録装置の概略構成図である。 第２図は、第１図に示す画像処理部の一実施例を示すブ
ロック構成図である。 第３図は、第２図の前処理回路の一実施例を示すブロッ
ク構成図である。 第４図は、第３図のレベルシフト回路の一実施例を示す
ブロック図である。 第５図は、従来のアナログ的に補正を行う回路を示すブ
ロック図である。 第６図は、入力画像信号を示す波形区である。 符号の説明 １０・・・画像読取記録装置、 ■４・・・ＣＣＤ、 ２０・・・画像処理部、 ２４・・・前処理回路、 ３４・・・マルチプレクサ、 ３６・・・ラッチ回路、 ３８・・・レベルシフタ、 ４０・・・加算器、 ４２・・・インバータ、 ４４・・・加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続階調画像より得られたマスク画素データおよ
   び画像データを有するアナログ入力画像データからノイ
   ズが除去されたデジタル補正画素データを出力する画像
   処理装置において、 前記アナログデータとしてのマスク画素データおよび画
   像データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、 デジタルデータに変換されてシリアル信号として供給さ
   れるマスク画素データを抽出する手段と、 デジタルデータに変換されたマスク画素データのレベル
   をシフトして画像補正値を算出する画像補正値演算手段
   と、 前記画像データから前記画像補正値を減算してノイズ成
   分を除去し、さらに予め設定されたバイアスデータを加
   算するオフセット演算手段と を備えることを特徴とする画像処理装置。