JPH0453355A - Ｃｃｄラインセンサを用いた画像読取り装置 - 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、製版用カラー平面スキャナ等のような、ＣＣ
Ｄラインセンサを用いた画像読取り装置に係り、特に、
ＣＣＤラインセンサの暗時出力補償によって生じるノイ
スを低減するための技術に関する。

〈従来の技術〉 ＣＣＤラインセンサは入射光がないとき（遮光された状
態）でも、その出力電圧はＯ■ではない。

そのため、ＣＣＤラインセンサを用いた画像読取り装置
においては、画像などの階調を損なわずに読み取るため
に、基準となる遮光状態の出力電圧（以下、黒基準値と
いう）を定め、この黒基準値を受光時の出力電圧から差
し引いて、入射光量に比例した出力電圧を得るという、
いわゆる暗時出力補償を行っている。

以下、第４図および第５図を参照して、従来装置で行わ
れている暗時出力補償の一例を説明する。

第４図は従来装置の要部を示した概略ブロック図、第５
図は装置各部で出力されたデジタル信号の模式図である
。

図中、符号ｌばＣＣＤラインセンサであって、その端部
に遮光部１ａが形成されている。ＣＣＤラインセンサ１
の各有効画素のアナログ画像信号および遮光部１ａの領
域にある各遮光画素のアナログ暗時出力信号は、増幅器
２でｎ倍に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３で８ビットの
デジタル信号に変換される。このとき、増幅器２の増幅
率ｎは、ＣＣＤラインセンサ１の最大出力が、Ａ／Ｄｉ
換器３の最大人力レンジを越えないように予め設定され
ている。第５図（ａ）はデジタル化された８ビツトの画
像信号を示し、下位】ピントにＡ／Ｄ変換時の量子化ノ
イズが含まれている。この画像信号は減算補正回路４の
一方入力として与えられる。

一方、デジタル化された暗時出力信号は黒基準値作成回
路５に与えられる。第５図（ｂ）はデジタル化された８
ピントの暗時出力信号を示し、同様に下位１ビツトに量
子化ノイズが含まれている。なお、第５図（ｂ）におい
て、暗時出力信号は画像信号と同様の８ビツトの信号で
表されているが、暗時出力信号のレベルは画像信号のそ
れよりも相当小さいので、下位２〜３ビツトの信号が実
際上有効に利用されることになる。

黒基準値作成回路５の初段にある加算回路６は、複数個
（ここでは、１６個）の黒基準画素（遮光画素）の暗時
出力信号を加算して出力する。第５図ＦＣ）は加算され
た暗時出力信号を示しており、一つの暗時出力信号に含
まれるノイズは確率的にＩＴＧ倍、すなわち４倍される
結果、下位１ビツトから３ビツト付近に量子化ノイズが
含まれている。加算によってビット数が増えた１２ビッ
トの加算暗時出力信号は、次段のシフト回路７において
、４ビツトだけ下位にシフトされて平均化されるととも
に、下位２ビツトがカットされる。第５１ｆｆｉ（ｄ）
はシフト回路７から出力された１０ビツトの平均化暗時
出力信号（黒基準値）を示し、ここでは下位１ビツトに
量子化ノイズが含まれている。シフト回路７から出力さ
れた黒基準値はラッチ回路８を介して、前記減算補正回
路４の他方入力として与えられる。

減算補正回路４は、１ライン分の各画像信号から、前記
黒基準値を差し引くことにより、画像信号の暗時出力補
償を行う。第５図（ｅ）は出力補償された画像信号を示
し、下位１ビツトに黒基準値に対応したノイズが、下位
から３ビツト目に画像信号に対応したノイズが、それぞ
れ含まれている。

このように出力補償された１０ビツトの画像信号は、次
段の対数変換回路９で濃度値に対応した画像信号に対数
変換された後、図示しない色補正回路に与えられて、種
々色補正処理が行われる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような問題点がある。

第５図（ｄ）に示した黒基準値は、複数個の暗時出力信
号を平均化して得ているものであるから、そのノイズレ
ベルは、第５図（ｂ）に示したような一つの暗時出力信
号のノイズレベルよりは小さくなっている。したがって
、第５図（ｅ）に示したように、出力補償済みの画像信
号に含まれる、黒基準値に基づくノイズレベルは、画像
信号に対応したノイズよりも小さくなっている。そのた
め、−見、黒基準値に含まれるノイズが画像品質に及ぼ
す影響を少ないとも考えられる。しかし、画像信号に含
まれるノイズは、各画素についてランダムに発生する、
いわゆる砂目状のもので、これは網％出力時に除去され
たり、視覚特性の関係で目立ち難いものである。

これに対し、黒基準値に含まれるノイズは、１ライン分
の画像信号の全てに含まれる、いわゆるずし状のノイズ
となって現れるため、画像信号のノイズとは逆に目立ち
易い存在である。特に、出力補償された画像信号は対数
変換回路９において、シャドウ部のデータのスケールが
拡大されるので、］二記のずし状のノイズは印刷物のシ
ャドウ部において一層目立ち易（、画像品質を低下させ
る原因になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、黒基準値に含まれるノイズの影響による画像品質の
低下を抑制することができるＣＣＤラインセンサを用い
た画像読取り装置を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者は上記の課題を解決するために、次のような点
に着目した。

すなわち、第４図に示した従来装置は、アナログ画像信
号とアナログ暗時出力信号を共に、同し増幅率で増幅し
た後に、Ａ／Ｄ変換器３に与えている。主述したように
、暗時出力信号のレベルは、画像信号のそれに比較して
、相当小さいので、Ａ／Ｄ変換器３に人力される暗時出
力信号のレベルばＡ／Ｄ変換器３の最大入力レンジより
もかなり小さいものであり、換言すれは、Ａ／Ｄ変換器
３のレンジを有効に活用していないといえる。その結果
、デジタル化された暗時出力信号に占める量子化ノイズ
の割合が大きくなるので、出力補償済みの画像信号に含
まれる暗時出力信号のノイズ成分の割合も大きくなり、
印刷物上ですし状のノイズが目立つことになるのである
。

上ｊホしたような知見に基づく本発明は、次のような構
成をとる。

即ち、本発明の第１の構成は、ＣＣＤラインセンサの有
効画素から得られるアナログ画像信号と、前記センサの
遮光画素から得られるアナログ暗時出力信号とをそれぞ
れ増幅した後、デジタル信号に変換し、前記遮光画素に
係るデジタル暗時出力信号に基づいて得られた黒基準値
を、１ライン分の各デジタル画像信号からそれぞれ差し
引くことにより、ＣＣＤラインセンサの暗時出力補償を
行う画像読取り装置において、 前記アナログ画像信号を増幅する第１の増幅器と、 前記アナログ暗時出力信号を増幅する、前記第１の増幅
器よりも増幅率の大きな第２の増幅器と、前記ＣＣＤラ
インセンサからの画像信号および暗時出力信号の読み出
しに同期して、前記両増幅器を切り換える切り換え手段
と、 を備えたものである。

また、第２の構成は、上記第１の構成において、前記第
１の増幅器および第２の増幅器に代えて、増幅率可変の
１つの増幅器を設け、 前記切り換え手段は、ＣＣＤラインセンサからのアナロ
グ暗時出力信号の読み出し時の前記１つの増幅器の増幅
率を、ＣＣＤラインセンサがらのアナログ画像信号の読
み出し時の増幅率よりも大きくさせるものとしたことで
ある。

〈作用〉 本発明の第１．第２いずれの構成によっても、有効画素
からの画像信号を増幅する際の増幅率よりも大きな増幅
率で、遮光画素からの暗時出力信号を増幅しているから
、この増幅された暗時出力信号をデジタル信号に変換し
た場合、デジタル化暗時出力信号に占められる量子化ノ
イズの割合は小さくなる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器の最
大入力レンジが有効に活用され、等偏曲にはＡ／Ｄ変換
器の精度を上げたことになる。したがって、暗時出力信
号に基づく黒基準値を各画像信号から差し引いて得られ
る出力補償済みの画像信号中に存在する暗時出力信号に
係る量子化ノイズが抑制される。

〈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
。

ゴ３Ｃ（−二１−□〈２２□乏すし−Ｊ令ｉ−子クリ第
１図は本発明の第１の実施例に係るＣＣＤラインセンサ
を用いた画像読取り装置の概略構成を示したブロック図
、第２図は装置各部で出力されたデジタル信号の模式図
である。

第１図において、第４図の各部と同一符号で示した部分
は、従来装置と同一、あるいは相当する構成部分を示し
ている。

本実施例の特徴は、ＣＣＤラインセンサ１の各有効画素
から得られるアナログ画像信号を増幅する増幅率ｎ倍の
第１の増幅器２ａと、ＣＣＤラインセンサ１の各遮光画
素から得られるアナログ暗時出力信号を増幅する、第１
の増幅器２ａよりも大きな増幅率ｍをもった第２の増幅
器２ｂとを備え、これらの増幅器２ａ、２ｂをＣＣＤラ
インセンサ１からの信号読み出しに同期して切り換え使
用するだめのセレクタ１０などを備えたことにある。

増幅器２ａの増幅率ｎは、ＣＣＤラインセンサ１の最大
出力が、Ａ／Ｄ変換器３の最大入力レンジを越えないよ
うに予め設定されている。一方、第２の増幅器２ｂの増
幅率ｍは、第１の増幅器２ａよりも４ビツト分（１６倍
）だけ増幅率を高く設定している。第２の増幅器２ｂの
増幅率ｍは、第１の増幅器２ａの増幅率ｎよりも高く、
また、Ａ／Ｄ変換器３の入力最大レンジを越えない限り
、特に限定されないが、後にデジタル処理的に行われる
黒基準値の作成処理との関係から、２の累乗に設定され
るのが好ましい。

セレクタ１０は、次の各構成によって切り換え制御され
る。すなわち、クロンク発生器１１から出力されるクロ
ックパルスに応じてＣＣＤラインセンサ１から各画素の
信号が読み出される。カウンタ１２は、このクロックパ
ルスを計数することにより、ＣＣＤラインセンサ１で読
み出し対象となっている画素の位置を検出する。ＯＲゲ
ート１３は、前記カウンタ１２の所定出力ビツト端子に
接続し、ＣＣＤラインセンサ１の遮光画素が読み出され
ている間、上記出力ビットの何れかがＦ　Ｈ、ルヘルに
なることにより、遮光画素の読み出し期間中、セレクタ
１０に対してＦ　Ｈルベルの制御信号を出力する。これ
によりセレクタ１０は、第２の増幅器２ｂ側のスイッチ
１０ｂをＯＮ状態に、スイッチ１０ａをＯＦＦ状態にす
る。一方、ＣＣＤラインセンサ１の有効画素の読み出し
期間中は、セレクタ１０にＦｌ−（レベルの制御信号が
与えられることにより、第１の増幅器２ａ側のスイッチ
１０ａがＯＮ状態に選択される。

次に、第２図を参照して上述した実施例装置の動作を説
明する。

ＣＣＤラインセンサ１の有効画素から読み出された画像
信号は、増幅率ｎ倍の第１の増幅器２ａで増幅された後
、セレクタ１０のスイッチ１０ａを介してＡ／Ｄ変換器
３に入力され、第２図（ａ）に示すような８ビツトのデ
ジタル画像信号に変換され、減算補正回路４の一方入力
として与えられる。

一方、ＣＣＤラインセンサ１の遮光画素から読み出され
た暗時出力信号は、増幅率ｍ（ただし、この実施例では
ｍ＝ｎＸ１６倍）の第２の増幅器２ｂで増幅された後、
セレクタ１０のスイッチ１０ｂを介してＡ／Ｄ変換器３
に入力されて、８ビツトのデジタル暗時出力信号に変換
される。第２図（ｂ）はデジタル化された暗時出力信号
を示している。アナログ暗時出力信号は、画像信号に対
して１６倍だけ大きく増幅されており、等偏曲には４ビ
ツト分だけ精度よ＜Ａ／Ｄ変換されるので、第２図（ｂ
）のデジタル暗時出力信号は、デジタル画像信号に対し
て４ビツト分だけ下位方向にずらして描いである。

デジタル化暗時出力信号は加算回路６に与えられ、ここ
で１６個の遮光画素の暗時出力信号が加算される。第２
図（Ｃ）は加算された暗時出力信号を示している。加算
された暗時出力信号は次段の１４ビツトの出力端子をも
つシフト回路７において、４ビツトだけ下位方向にシフ
トされ、平均化される。

このとき、−Ｌ位４ビットにそれぞれＦＯＪＩがセット
されることにより、増幅率２ａ、２ｂの増幅率の違いが
補正される。第２図（ｄ）はシフト回路７から出力され
た平均化暗時出力信号（黒基準値）を示している。この
黒基準値はラッチ回路８を介して減算補正回路４に他方
入力として与えられる。

減算補正回路４は第２図（ａ）に示したデジタル画像信
号から、第２図（ｄ）に示した黒基準値を差し引くこと
により、出力補償された第２図（ｅ）に示すような出力
補償済みの画像信号を出力する。なお、第２図（ｆ）は
、従来装置で得られた出力補償済みの画像信号を参考的
に示している。第２図（ｅ）と（ｆ）を比較して明らか
なように、本実施例ではアナログ暗時出力信号を画像信
号に対して１６倍だけ大きな増幅率で拡大したのちに、
デジタル信号に変換しているので、暗時出力信号に含ま
れる量子化ノイズは、第２図げ）の従来装置の場合に比
べて４ビット分だけ下位方向にシフトシている。換言す
れは、暗時出力信号の量子化ノイズは従来装置の場合に
比べて】／１６に縮小されているので、この出力補償済
みの画像信号を対数変換して、最終的な印刷物を作成し
ても、暗時出力信号の量子化ノイズによるずじ状のノイ
ズはほとんど確認されず、高品質の画質を得ることがで
きる。

第１辺渓省旺１ 第３図は本発明の第２の実施例の要部のみを示すブロッ
ク図である。

この第２の実施例は、第１図の２つの増幅器２ａおよび
２ｂに代えて、増幅率可変の１つの増幅器２ｃを用いた
ものである。増幅器２ｃは、異なる抵抗値の入力抵抗Ｒ
ａ、Ｒｂを並列に備えており、Ｒａ＞Ｒｂである。なお
、第３図中のＲは帰還抵抗であり、その他の符号は第１
図と同じであるので、その説明を省略する。

この実施例においても、上述の第１の実施例と同様に、
ＣＣＤラインセンサ１の有効画素からの画像信号は、セ
レクタ１０のスイツチ］Ｏａを経た後、増幅器２ｃにて
増幅率ｎで増幅される。一方、遮光画素からの暗時出力
信号は、スイッチ］、Ｏｂを経た後、増幅率ｍ（ただし
ｍ＜ｎ）で増幅される。

したがって、Ａ／Ｄ変換後の暗時出力信号の量子化ノイ
ズは、従来例に比べて激減する。

天勿叫ｐ凌形朋− なお、上述の実施例では１つのＣＣＤラインセンサを使
って画像を読み取る装置を例に採って説明したが、本発
明は青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）に対応した３個のＣ
ＣＤラインセンサを使って、カラー原稿を同時に読み取
るような画像読取り装置にも適用することが可能である
。

また、実施例では出力補償済めの画像信号を１４ピツＩ
・構成にしたが、下位４ヒントを切り捨てて、従来装置
と同様の１０ビツト構成の画像信号に変換して、以後の
処理を行うようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明によれは、ＣＣ
Ｄラインセンサの有効画素から読み出された画像信号を
増幅する際の増幅率よりも、遮光画素から読み出された
暗時出力信号を増幅する際の増幅率を大きくして、暗時
出力信号を拡大した後にＡ／Ｄ変換しているので、Ａ／
Ｄ変換器の最大入力レンジが有効に利用され、換言すれ
は、暗時出力信号が精度よくデジタル信号に変換される
。

したがって、それだけ暗時出力信号（黒基準値）の量子
化ノイズは、画像信号に対して小さいレベルになるので
、黒基準値の量子化ノイズに起因する印刷物」二のすし
状のノイズの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例に係り、第
１図ばＣＣＤラインセンサを用いた画像読取り装置の概
略構成を示したブロック図、第２図は第１図の装置各部
から出力されるデジタル信号の模式図である。 第３図は本発明の第２の実施例の要部のみを示すブロッ
ク図である。 第４図および第５図は従来例に係り、第４図は従来装置
の概略構成を示したブ１−１ンク図、第５図は第４図の
装置各部から出力されるデジタル信号の模式図である。 １・・・ＣＣＤラインセン勺 ２ａ・・・画像信号増幅用の第１の増幅器２ｂ・・・暗
時出力信号増幅用の第２の増幅器２ｃ・・・増幅率可変
の増幅器 ３・・・Ａ／Ｄ変換器 ４・・・減算補正回路 ５・・・黒基準値作成回路 ６・・・加算回路 ７・・・シフト回路 ８・・・ランチ回路 ９・・・対数変換回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＣＤラインセンサの有効画素から得られるアナ
   ログ画像信号と、前記センサの遮光画素から得られるア
   ナログ暗時出力信号とをそれぞれ増幅した後、デジタル
   信号に変換し、前記遮光画素に係るデジタル暗時出力信
   号に基づいて得られた黒基準値を、１ライン分の各デジ
   タル画像信号からそれぞれ差し引くことにより、ＣＣＤ
   ラインセンサの暗時出力補償を行う画像読取り装置にお
   いて、 前記アナログ画像信号を増幅する第１の増幅器と、 前記アナログ暗時出力信号を増幅する、前記第１の増幅
   器よりも増幅率の大きな第２の増幅器と、前記ＣＣＤラ
   インセンサからの画像信号および暗時出力信号の読み出
   しに同期して、前記両増幅器を切り換える切り換え手段
   と、 を備えたことを特徴とするＣＣＤラインセンサを用いた
   画像読取り装置。
2. （２）請求項（１）記載のＣＣＤラインセンサを用いた
   画像読取り装置において、 前記第１の増幅器および第２の増幅器に代えて、増幅率
   可変の１つの増幅器を設け、 前記切り換え手段は、ＣＣＤラインセンサからのアナロ
   グ暗時出力信号の読み出し時の前記１つの増幅器の増幅
   率を、ＣＣＤラインセンサからのアナログ画像信号の読
   み出し時の増幅率よりも大きくさせるものとしたことを
   特徴とするＣＣＤラインセンサを用いた画像読取り装置
   。