JPH04192878A - 画像読取装置 - 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、イメージセンサを用いて画像の読み取りを行
う画像読取装置に関するものでる。

［従来の技術］ 従来、イメージセンサを用いた画像読取装置は一般に第
６図に示すように構成されている。

第６図に従って、従来の技術の一例を説明する。本図に
おいて、６０１は画像を電気信号に変換するイメージセ
ンサ、６０２はイメージセンサ６０１の電気信号を増幅
するアンプ、６０３は画像信号が所定の値となるように
増幅率を調整する可変ゲインアンプ、６０４はイメージ
センサ６０１の画像電気信号のクロレベルを固定するク
ランプ回路、６０５は入力して来たアナログ画像信号を
デジタル画像信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。

６０６はイメージセンサ６０１および図示しない光学系
（レンズ等）によるシェーディングを補正するシェーデ
ィング補正部、６０７はデジタル画像信号のγ。

オフセット、対数、マスキング等のデジタル画像出力を
最適化する画像処理部、６０８は前記可変ゲインアンプ
６０３．クランプ回路６０４．シェーディング補正部６
０６１画像処理部６０７．操作・表示部６０９をコント
ロールする演算制御部、６０９は画像読取装置の操作お
よび状態またはメツセージを表示する操作・表示部であ
る。

上記のような構成により、イメージセンサを用いて画像
を読み取ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、イメージセンサからの
熱雑音、パルスノイズや電源からのノイズ等によって、
クランプエラー、画像信号のノイズ、シェーディング補
正のエラーにより、画像品位を低下させていた。

それぞれについて、上記欠点の発生する理由について説
明する。

まずクランプエラーから説明する。クランプ回路の一例
を第７図に示す。本図において、スイッチ５Ｗ７０１は
、イメージセンサのオプティカルブラック時に、クラン
プ電圧をコンデンサＣ７０１に充電するためスイッチで
あり、オプティカルブラックの所定のタイミングでスイ
ッチがＯＮする。そこでコンデンサＣ７０１に充電され
た電位に応じて、オペアンプ７０２を介してオペアンプ
７０１によってイメージセンサ信号のレベルをクランプ
する。

上記の結果例を第８図に示す。本図において、左側はイ
メージセンサ信号入力で、右がクランプ後の出力である
。第８図のＡはクランプされる電位量、Ｂはスイッチ５
Ｗ７０１がＯＮされるタイミングであり、Ｃはイメージ
センサの受光範囲を示している。しかし、実際のところ
、イメージセンサからの信号にはイメージセンサの熱雑
音、パルスノイズや電源のノイズが重畳している。

このため、抵抗Ｒ７０３，スイッチ５Ｗ７０１を介して
コンデンサＣ７０１に充電される電位に変動が生じ、第
９図に示すように、実線の位置だけでな（点線、−点破
線のように画像信号全体で、ゆれが生じる。このゆれは
、画像の高濃度部に影響を与え、黒部の読取り品位を低
下させる。

さらに、信号に乗ったノイズ、特にイメージセンサの画
素数をｎとすると周波数が１／ｎ以下のものに関しては
、画像信号の品位を低下させる。このノイズは、周期的
なものが多いが、イメージセンサの駆動周波数と同期は
していないため、シェーディング補正時においても、シ
ェーディング補正データを作成するとき、このノイズを
含んだイメージセンサの信号を用いている。このため、
現在では平均等をして、ノイズの低減を計っているが、
補正動作時にイメージセンサ信号のノイズが存在するた
め、必ず影響が出るという欠点があった。

よって本発明の目的は、読取画像の品位劣化を防止した
画像読取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る画像読取装置は、光電変換された画像信号
をクランプするクランプ手段と、前記クランプされた後
のクランプ誤差を検知して当該誤差成分を除去するクラ
ンプ誤差補正手段と、前記クランプされた後の信号を入
力して周期的な画像信号ノイズを除去する画像ノイズ除
去手段と、所定の周期毎に前記クランプ誤差補正手段お
よび前記画像ノイズ除去手段を駆動する制御手段とを具
備したものである。

［作　用］ 本発明によれば、クランプエラー量を検知してそれを補
正する手段、および、画像信号上で周期的なノイズを検
知してそれを除去する手段を設けることにより、高品位
な画像読取を実現することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

夾五土ユ 第１図は、本発明の一実施例全体を示すブロック図であ
る。本図において、１０１は原稿等の画像信号光を電気
信号に変換するイメージセンサである。１０２はイメー
ジセンサ１０１の電気信号を増幅するアンプ、１０３は
画像信号レベルが所定の値となるように増幅率を調整す
る可変ゲインアンプ、１０４はイメージセンサ１０１の
画像電気信号のクロレベルを固定するクランプ回路であ
る。クランプされた信号は、３つの経路にそれぞれ入力
される。１１８は、クランプされた信号に対し、本発明
の特徴の１つであるクランプエラー分を補正する減算部
である。１１９は、本発明の特徴のもう一つである画像
ノイズ分を除去する減算部である。

１０５は、これらの補正が行われたアナログ画像信号を
デジタル画像信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。

１０６は、イメージセンサ１０１および図示しない光学
系（レンズ等）によるシェーディングを補正するシェー
ディング補正部である。１０７は、デジタル画像信号の
γ、オフセット、対数。

マスキング等のデジタル画像出力を最適化する画像処理
部である。１０８は、可変ゲインアンプ１０３、クラン
プ１０４．シェーディング補正部１０６゜画像処理部１
０７．操作・表示部１０９．クランプエラー補正部の重
み付は部１１２１画像ノイズ除去部のアドレス生成部１
１７をコントロールする演算制御部である。１０９は、
画像読取装置の操作および状態またはメツセージを表示
する操作・表示部である。

次に、クランプエラー分補正および画像ノイズ分除去ブ
ロックについて、それぞれ説明する。

クランプエラー　　　について 第２図は、イメージセンサの水平同期信号Ｈｓｙｎｃ　
（１ライン周期の信号＝イメージセンサの蓄積時間）と
、イメージセンサに光が当っているときの出力の関係を
表わしている。さらに、光の未露光部を拡大し、そのと
きのクランプの前後の信号およびクランプエラーΔＥの
Ｈｓｙｎｃ毎の変動例を示している。

第２図に示したようにΔＥが発生するため、クランプ後
の未露光部のエラー分サンプリング期間に、クランプ回
路１０４から出て来た信号をローパスフィルタ１１０に
より高周波のノイズ分を除去し、ＤＣ成分にした後にＡ
／Ｄコンバータ１１１によりΔＥ分を設ける。デジタル
のΔＥ量は、重み付は部１１２により、重み付けされる
。この重み付は部は１でも特に問題なく作用するが、第
２図の下図に示すように、ある周期のゆれを示す場合が
多い。そこで、前の△Ｅｏと今回の八Ｅ、との変化量に
応じて、ΔＥ°の補正量をコントロールする重み付は部
１１２を設けることにより、最適な補正が可能となる。

次に、重み付は部のパターンを数例示す。

（１）ΔＥ°＝１・ΔＥ１ （２）ΔＥ’＝ａ・△Ｅ＋　　　　　　　　ａ＜１この
ようにして重み付けられた値をＤ／Ａコンバータ１１３
によりアナログ量に変換し、６６分を除去する。

ｍＪＬＬヱＸ三急ユについて 第３図に、ノイズが重畳した場合のイメージセンサ出力
を示す。実際は２点破線のようなイメージセンサの出力
が望ましいが、実線のようにある周波数のノイズが重畳
している。そこで、このノイズ分を取り出し、ノイズに
同期してノイズを除去するのが、本圃像ノイズ分除去ブ
ロックである。

まず、クランプ後の信号をＡ／Ｄコンバータ１１４でＡ
／Ｄ変換し、その値をメモリ（ＲＡＭ）１１５に記憶す
る。この記憶するのは、未露光部でかつ、クランプ動作
がしていない時間である。

次に、ＲＡＭ１１５について説明する。ただ記憶するだ
けでは補正することが不可能なので、まず、平均値と、
入力ｄａｔａ−平均の値を求める必要がある。未露光部
のサイズによって補正の精度が変わってくるが、１６画
素以上あった場合（構成にもよるが、不可能な場合には
、クランプ前から信号を得れば良い）、まず１６画素の
平均をロジックで求める。次に入力ｄａｔａ−平均値を
求め、このデータを順に補正用ＲＡＭに格納する。次に
、極性が変わる数を求める。第４図にその一例を示す。

この例の場合は５カ所あり、まず補正用ＲＡＭのスター
トアドレスを２と設定する。次に、変極点が５カ所なの
で、スタートアドレスから、４つ目の変極点までのデー
タで補正を行う。そこで、エンドアドレスが１３となる
。この周期は１２クロック周期なので、このデータをサ
ンプリングしてからｌＯクロック（画素）後に補正用ア
ドレスを２，３．・・・１３，２と動かせばよい。

この補正データがＤ／Ａコンバータ１１６でＤ／Ａ変換
され、ノイズ除去減算部１１９で、画像データからノイ
ズ分を除去することができる。

Ｋ五土ユ 上述した実施例１は、アナログ部の処理で補正を行って
いる。アナログ部で行うと正確に実施することができる
が、Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号に対して同様な補
正を行うことが可能であることは勿論である。その実施
例として、第５図にＡ／Ｄ変換後のブロックを示す。

第５図において、５０１は１６ビツトの加算器である。

５０２は１６ビツトのＤ型Ｆ／Ｆ（フリップフロップ：
以後Ｆ／Ｆと略す）であり、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ信
号で”０”にクリアされる。クランプエラー分を求める
ため、８画素使用するとすると、８回のＡ／Ｄ変換後の
イメージセンサ信号を加算する。ＰＣＫは、この加算用
制御信号である。そこで、上位８ビツトを取ることによ
って、平均値を求めることとなり、この値がクランプエ
ラー量となる。そこで、この信号をＡ／Ｄ変換後のイメ
ージセンサ信号から減算器５０３によって減算すること
により、クランプエラーな除去することができる。

次に、ノイズ分除去のためにノイズ分を求める。まず、
上記平均値と、遅延回路５０４により平均値を求めるた
めのデイレ−分を補正し、減算器５０５によって差を求
めることにより、ノイズ分を抽出し、その値をＲＡＭ５
０６に順に記憶させる。

また、５０８は変極点設定部であり、アドレス制御部５
０７のスタートアドレスとエンドアドレスを決定する。

この方法は、減算器５０５の出力の最初の符号をａとす
る（ａ＝正もしくは負）と、符号が変化した点で信号を
アドレス制御部５０７に出力し、このときのアドレスを
スタートアドレスとする。次に、符号が２回変化した時
に再度信号を変極点設定部５０８から出す。これにより
、エンドアドレスを設定する。

かくして、実施例１と同様にノイズ分およびアドレスの
スタートとエンドが求められ、減算器５０３からタイミ
ング合わせ用の遅延回路５１０を介して来た信号から減
算器５０９によりノイズ分を差し引くことにより、ノイ
ズを除去した画像信号が得られる。

夫鳳■旦 上述した実施例１および２は、リニアイメージセンサを
用いた例であったが、エリアイメージセンサを用いても
実施することが可能であり、ビデオカメラへ応用するこ
とができる。

さらに、イメージセンサがカラーであっても同様に扱う
ことができることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したとおり本発明によれば、クランプ後のエラ
ー分を検知してエラー分を除去する手段を設け、さらに
、画像信号上の繰返しノイズ分を検知してそれを除去す
る手段を設けることにより、高品位な画像読取が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
イメージセンサの出力信号処理について説明した波形図
、 第３図および第４図は画像ノイズ分除去についての説明
図、 第５図は本発明のその他の実施例を示すブロック図、 第６図は従来から知られている画像読取装置の一例を示
すブロック図、 第７図〜第９図は従来技術についての説明図である。 １０１・・・イメージセンサ、 １０２・・・アンプ、 １０３・・・可変ゲインアンプ、 １０４・・・クランプ回路、 １０５・・・Ａ／Ｄコンバータ、 １０６・・・シェーディング補正部、 １０７・・・画像処理部、 １０８・・・演算制御部、 １０９・・・操作・表示部、 １１０・・・ローパスフィルタ、 １１１・・・Ａ／Ｄコンバータ、 １１２・・・重み付は部、 １１３・・・Ｄ／Ａコンバータ、 １１４・・・Ａ／Ｄコンバータ、 １１５・・・ＲＡＭ　。 １１６・・・Ｄ／Ａコンバータ、 １１７・・・アドレス生成部、 １１８・・・クランプエラー減算部、 １１９・・・ノイズ除去減算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光電変換された画像信号をクランプするクランプ手
   段と、 前記クランプされた後のクランプ誤差を検知して当該誤
   差成分を除去するクランプ誤差補正手段と、 前記クランプされた後の信号を入力して周期的な画像信
   号ノイズを除去する画像ノイズ除去手段と、 所定の周期毎に前記クランプ誤差補正手段および前記画
   像ノイズ除去手段を駆動する制御手段とを具備したこと
   を特徴とする画像読取装置。 ２）請求項１において、前記クランプ誤差補正手段と前
   記画像ノイズ除去手段を縦続接続し、品位補正されたア
   ナログ画像信号を出力することを特徴とする画像読取装
   置。 ３）請求項第１項において、リニアイメージセンサを用
   いて光電変換された画像信号を得ることを特徴とする画
   像読取装置。 ４）請求項第１項において、エリアイメージセンサを用
   いて光電変換された画像信号を得ることを特徴とする画
   像読取装置。