JPH0595450A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光源の経年変化や光源の交換によるばらつき、
光軸のズレなどによって光源の光量と印加電圧または印
加電流との関係が変化しても適切な明るさ補正を行うこ
とができる画像読み取り装置を提供すること。 【構成】撮影済みカラーフィルムなどの画像面に光源１
からの光を照射し、該画像面上の画像を反射光または透
過光として読み取り用光学系２によりカラーセンサ３に
投影して電気信号に変換する画像読み取り装置におい
て、画像面に画像のない状態または画像面に基準画像を
入れた状態での光源１の印加電圧または印加電流と、カ
ラーセンサ３の入射光量との関係を記憶するメモリ６
と、このメモリ６に記憶された関係を用いて画像面上の
画像投影時における光源の光量を補正するＣＰＵ４およ
び光源コントローラ５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像読み取り装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像面に上の画像、例えば撮影
済みカラーフィルム上の画像を光源からの光によりイメ
ージセンサに投影して電気信号に変換し、元のカラー画
像をカラープリンタやカラーディスプレイなどの出力装
置で再現する場合、撮影状態の明るさが適切でないと、
再現される画像の色バランスがくずれ、色再現性が著し
く低下する。

【０００３】そこで、原画像の明るさ情報を求め、これ
に基づいて光源の光量を制御することで明るさ補正を行
う方法が特開昭６３−１２５０４７に記載されている。
光源の光量は、光源の印加電圧または印加電流を制御す
ることによって行われる。

【０００４】この方法では、光源の光量と光源の印加電
圧または印加電流との関係を予めルックアップテーブル
として記憶しておき、このテーブルを参照して原画像の
明るさ情報に対応した光量が得られる印加電圧または印
加電流を求めている。このため、光源の経年変化や光源
の交換によるばらつき、光軸のズレなどによって、この
光量と印加電圧または印加電流との関係が変化しても対
応することができず、適切な明るさ補正ができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の明るさ補正では光源の光量と光源の印加電圧または印
加電流との関係を予めルックアップテーブルとして記憶
しておき、このテーブルを参照して原画像の明るさ情報
に対応した光量制御を行っているため、光源の経年変化
や光源の交換によるばらつき、光軸のズレなどによる光
量と印加電圧または印加電流との関係の変化に対応する
ことができず、適切な補正ができないという問題があっ
た。

【０００６】この発明は、光源の経年変化や光源の交換
によるばらつき、光軸のズレなどによって光源の光量と
印加電圧または印加電流との関係が変化しても適切な明
るさ補正を行うことができる画像読み取り装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決するため、画像読み取りの直前に画像面に画像のな
い状態または基準画像を入れた状態で光源の印加電圧ま
たは印加電流と光電変換手段の入射光量の関係を実際の
画像読み取り装置を用いて調べて、その関係を記憶して
おき、その関係を用いて光量の制御を行って明るさ補正
を行うようにしたものである。

【０００８】すなわち、この発明は画像面に光源からの
光を照射し、該画像面上の画像を反射光または透過光と
して光電変換手段に投影して電気信号に変換する画像読
み取り装置において、画像面に画像のない状態または画
像面に基準画像を入れた状態での光源の印加電圧または
印加電流と、光電変換手段の入射光量との関係を記憶す
る記憶手段と、この記憶手段に記憶された関係を用いて
画像面上の画像投影時における光源の光量を補正する光
量補正手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】また、カラー画像面に光源からの光を照射
し、該画像面上のカラー画像を反射光または透過光とし
て光電変換手段に投影して一画素につき複数の色成分の
電気信号に変換するカラー画像読み取り装置において
は、記憶手段は画像面のない状態または画像面に基準画
像を入れた状態での光源の印加電圧または印加電流と、
光電変換手段の入射光量との関係を各色成分毎に記憶す
るものとする。

【００１０】特に、予め上記関係に一定の関係を仮定し
た場合には、少ない測定から全体の関係を推定して用い
ることができる。

【００１１】

【作用】この発明によれば、光源の光量と印加電圧また
は印加電流の関係を調べることにより、光源の特性に経
年変化や光源の交換などによる固体差のばらつきがあっ
ても、これらの変化やばらつきに対応した光量の制御が
でき、適切な明るさ補正が可能となる。また、光源の光
量と印加電圧または印加電流の関係を関数で近似するこ
とで、少ない測定で両者の関係が推定できる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明をカラー画像読み取り装置に
適用した実施例を図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、この発明の画像読み取り装置をフ
ィルム入力・処理装置に用いた一実施例の構成を示すブ
ロック図である。すなわち、このフィルム入力・処理装
置は撮影済みカラーフィルム上のカラー画像をカラーセ
ンサで読み取り、得られたカラー画像信号から撮影時の
明るさを推定し、明るさ補正を行った画像信号を出力す
る装置である。この場合の明るさとは、撮影時の露光状
態に対応している。露光状態が適切でないとき、これを
補正する機能を本装置は有する。

【００１４】図１において、図示しない撮影済みカラー
フィルムは読み取り用光学系２にセットされる。この読
み取り用光学系２は、光源であるハロゲンランプ１から
の光を用いてフィルム上の画像を反射光または透過光と
して、光電変換手段であるカラーセンサ３上に投影す
る。カラーセンサ３は、例えばＣＣＤイメージセンサセ
ンサからなる。ハロゲンランプ１は、ＣＰＵ４からの光
量制御信号Ｃにより制御される光源コントローラ５の出
力電圧Ｅ_C が印加されることによって、所定の光量で点
灯する。

【００１５】ＣＰＵ４から出力される光量制御信号Ｃ
は、ＲＯＭ／ＲＡＭ６のＲＡＭ部に後述のようにルック
アップテーブルとして記憶された画像面に画像のない状
態または画像面に基準画像を入れた状態でのハロゲンラ
ンプ１の印加電圧または印加電流とカラーセンサ３の入
射光量との関係を用いて、光量制御信号Ｃを生成するも
のであり、この信号Ｃは例えば０からｎ−１までのｎ個
の整数のディジタル値をとる。この光量制御信号Ｃと光
源コントローラ５の出力電圧Ｅ_Cとの関係は、例えば式
（１）のように設定される。

【００１６】 Ｅ_C ＝ａ_C ・Ｃ＋ｂ_C （Ｃ＝０，１，…，ｎ−１） （１） ここで、例えばａ_C ，ｂ_C ＞０とすれば、ハロゲンラン
プ１の明るさは光量制御信号ＣがＣ＝０のとき一番暗
く、Ｃ＝（ｎ−１）のとき一番明るい。なお、光源コン
トローラ５はハロゲンランプ１を電圧でなく、電流で制
御してもよい。

【００１７】ハロゲンランプ１から光が照射された前記
フィルム上のカラー画像は、読み取り用光学系２により
カラーセンサ３に投影されて読み取られ、電気信号に変
換されて出力される。ここで、ｉはカラーセンサ３で使
用されている色フィルタの色を示しており、例えばｉ＝
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三種類である。すなわ
ち、カラーセンサ３の出力信号Ｓ_i は三原色信号として
得られる。

【００１８】本実施例では、カラーセンサ３からの出力
信号Ｓ_i は［数１］の式（２）のように、白基準信号Ｗ
_i と黒基準信号Ｂ_i とでシェーディング補正（規格化）
された後、対数変換した色信号Ｄ_iとして扱われる（但
し、シェーディング補正用データ取り込み動作を除
く）。

【００１９】

【数１】 ここで、αは（Ｓ_i −Ｂ_i ）が０に近づいた時にＤ_iが
発散しないようにするための定数である。式（２）の変
換は、ＣＰＵ４で行う。

【００２０】本実施例においては、各画素の輝度Ｉを例
えば［数２］の式（３）のように定める。

【００２１】

【数２】 また、カラーセンサ３の出力信号１ライン分の色信号Ｄ
_i の加算平均ｌ_i と、この加算平均ｌ_i の３色の加算平
均Ｌ（カラーセンサ３の１ライン分の輝度Ｉの加算平均
に相当）を［数３］の式（４）（５）のように定める。
本実施例では、例えば式（５）のＬ、またはＬを複数ラ
イン分加算平均したものを明るさの情報とする。

【００２２】

【数３】 ハロゲンランプ１の印加電圧Ｅと、カラーセンサ３の出
力信号Ｓ_i の間には、実測してみると図２のような関係
がある。この関係を式で表わすと、［数４］の式（６）
のようになる。

【００２３】

【数４】 しかし、本装置ではカラーセンサ３の出力信号Ｓ_i は、
［数２］で規格化し対数変換した色信号Ｄ_i という形で
扱うので、式（６）を式（７）のように変形する。

【００２４】 ｌ_i ＝ａ_i ’・Ｅ＋ｂ_i ’ （ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ） （７） 本実施例では、式（７）が成り立つとして以下の処理を
行う。

【００２５】ここで、式（７）のハロゲンランプ１の印
加電圧Ｅに、式（１）の光源コントローラ５からの出力
電圧Ｅ_C を代入すると、光量制御信号Ｃとカラーセンサ
３の出力信号Ｓ_i の１ライン分の加算平均ｌ_iの関係
は、式（８）〜（１０）のようになる。

【００２６】 ｌ_i ＝ａ_i ''・Ｃ＋ｂ_i '' （ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ） （８） ａ_i ''＝ａ_i ''・ａ_C （ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ） （９） ｂ_i ''＝ａ_i ' ’・ｂ_C （ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ） （１０） 本実施例では、式（７）は式（８）の形で扱う。ここ
で、式（８）以外の関係式を仮定しても良いし、また関
係式は仮定しなくても良い。

【００２７】本装置の動作は図３に示す通り、大きくは
シェーディング補正用データ取り込み動作１１と、光量
制御信号Ｃとカラーセンサ３の出力信号Ｓ_iの１ライン
分の色信号Ｄ_i の加算平均ｌ_i のルックアップテーブル
作成動作１２と、明るさ推定動作１３と、明るさ補正動
作１４と、画像読み取り動作１５およびＤ_i の色補正動
作１６に分けて行われる。

【００２８】まず、図４を用いて図３のシェーディング
補正用データ取り込み動作１１を説明する。この動作は
大きくは黒基準信号読み込み動作と、白基準信号読み込
み動作に分かれる。黒基準信号読み込み動作２１では、
読み取り用光学系２の内部に用意された黒基準画像をカ
ラーセンサ３で複数ラインにわたって読み取り、その時
の出力信号Ｓ_i を同一画素毎に複数回累積加算した信号
を加算回数で割った信号を黒基準信号Ｂ_i としてＲＡＭ
／ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶する。

【００２９】白基準信号読み込み動作は、まず読み取り
用光学系２に白基準画像をセットする動作２２を行う。
白基準画像として、ポジフィルムの場合は例えば何もセ
ットしない状態、ネガフィルムの場合は例えばフィルム
の未露光部を用いる。

【００３０】次に、白基準データ読み込み時のハロゲン
ランプ１の明るさを決める。まず、光量制御信号Ｃを０
にする処理２３を行う。すなわち、ハロゲンランプ１を
一番明るい状態とする。

【００３１】次いで、カラーセンサ３で投影画像を読み
取る処理２４を行い、そのときカラーセンサ３の出力信
号Ｓ_i の中に飽和している画素があるかを調べる処理２
５を行う。その結果、飽和している画素がなければ、処
理２８で現在の光量制御信号Ｃの値をＣ_w としてＲＡＭ
／ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶し、白基準データ読み込み
動作２９に進む。飽和している画素があった場合には、
光量制御信号Ｃが（ｎ−１）かどうかを調べる処理２６
（ハロゲンランプ１が一番暗いかどうかを調べる）を行
う。

【００３２】この結果、光量制御信号Ｃが（ｎ−１）で
なければ光量制御信号Ｃを一つ大きくする処理２７（ハ
ロゲンランプを暗くする）を行い、投影画像を読み取る
処理２４に戻る。光量制御信号Ｃが（ｎ−１）ならば処
理２８で現在の光量制御信号Ｃの値をＣ_w としてＲＡＭ
／ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶し（ハロゲンランプが一番
暗くてもカラーセンサが飽和する場合は、一番暗い状態
で以後の処理を行う）、白基準データ読み込み動作２９
に進む。

【００３３】白基準データ読み込み動作２９では、光量
制御信号Ｃ＝Ｃ_w での投影画像を白基準としてカラーセ
ンサ３で複数ライン読み取り、カラーセンサ３の出力信
号Ｓ_i を同一画素毎に複数回累積加算した信号を加算回
数で割ったものを白基準信号Ｗ_i としてＲＡＭ／ＲＯＭ
６のＲＡＭ部に記憶する。また、Ｓ_i ＝Ｗ_i として先の
式（２）で求めた色信号Ｄ_i を式（４）に代入して求め
たｌ_i,w をＲＡＭ／ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶する。

【００３４】光量制御信号Ｃと加算平均ｌ_i ，Ｌのルッ
クアップテーブル作成動作１２においては、読み取ろう
としている撮影済みカラーフィルムがポジフィルムの場
合は読み取り用光学系２に例えば何もセットしない状
態、ネガフィルムの場合は例えばフィルムの未露光部を
セットした状態にする。

【００３５】次に、光量制御信号Ｃをハロゲンランプ１
が一番暗くなる（ｎ−１）にし、得られた色信号Ｄ_i よ
り計算した色信号の加算平均ｌ_i,n-1 をＲＡＭ／ＲＯＭ
６のＲＡＭ部に記憶する。この加算ｌ_i,n-1 とＲＡＭ／
ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶しておいたＣ_w ，ｌ_i,w か
ら、ａ_i ''，ｂ_i ''を求めるために、式（４）に白基準
読み込み時の光量制御信号Ｃ_w ，色信号Ｄ_i,w ，ハロゲ
ンランプが一番暗いときの光量制御信号（ｎ−１），色
信号Ｄ_i,n-1 を代入して連立方程式を解くと、式（４）
の係数ａ_i ''，ｂ_i ''は［数５］の式（１１）（１２）
になる。

【００３６】

【数５】 そして、式（１１）（１２）で求めたａ_i ''，ｂ_i ''を
式（８）に代入する。この式を用いれば、全ての光量制
御信号Ｃ（０，…，ｎ−１）に対応するセンサ１ライン
分の色信号の加算平均ｌ_i を計算するだけで推定できる
ので、その値をルックアップテーブルｔ_i,C としてＲＡ
Ｍ／ＲＯＭ６のＲＡＭ部に記憶する。また、各光量制御
信号Ｃでの輝度の加算平均Ｔ_C をｔ_i,C から式（５）で
計算し、やはりルックアップテーブルとしてＲＡＭ／Ｒ
ＯＭ６のＲＡＭ部に記憶する。

【００３７】ここで、光量制御信号Ｃと色信号の加算平
均ｌ_i の関係として、式（４）以外の式を仮定した場合
には、その式の係数を推定するために必要な数の光量制
御信号Ｃで輝度の加算平均ｌ_i を測定し、その値から関
係式の係数を求め、その式を用いて他の輝度の加算平均
ｌ_i を推定してルックアップテーブルｔ_i,C 、Ｔ_C を作
る。

【００３８】また、光量制御信号Ｃと輝度の加算平均ｌ
_i の関係式を仮定しない場合には、全ての光量制御信号
Ｃの場合の色信号の加算平均ｌ_iの値を用いてルックア
ップテーブルｔ_i,C とし、それよりＴ_C を計算すればよ
い。但し、この場合には光量制御信号Ｃの全ての値で測
定しなければならないので、時間がかかる。しかも、ハ
ロゲンランプ１を明るくするとカラーセンサ３の出力信
号Ｓ_i が飽和してしまう場合には、読み取り用光学系２
に適当なフィルタをさらにセットし、カラーセンサ３の
出力信号Ｓ_i が飽和しないようにして読み取らなければ
ならない。

【００３９】明るさを推定動作１３においては、カラー
フィルム上のカラー画像の読み取りは高速で行われ、通
常の読み取り時とは異なり、副走査方向ではサンプリン
グを行って色信号Ｄ_i を得る。ハロゲンランプ１は、適
当な光量制御信号Ｃ_g （例えばシェーディング補正時の
光量制御信号Ｃ_w ）に従った印加電圧で点灯される。こ
うして得られた色信号Ｄ_i から輝度Ｉを計算して、ＣＰ
Ｕ４で輝度Ｉのヒストグラムを求め、度数が一番多い輝
度Ｉを画像の明るさＬ_g とする。

【００４０】明るさ補正動作１４の時には、予め決めて
おいた最適な明るさＬ_a と、明るさ推定動作１３で得ら
れたＬ_g との差から、まず補正すべき明るさを式（１
３）で決める。

【００４１】 Ｌ_co＝Ｌ_g −Ｌ_a （１３） 次いで、光量制御信号Ｃと色信号の加算平均ｌ_i のルッ
クアップテーブル作成動作１２で求めておいた各光量制
御信号Ｃでの輝度の加算平均Ｌ_T,C より、Ｌ_T,Cgとの輝
度の差がＬ_coに一番近いＬ_T,C になる光量制御信号Ｃを
最適な光量制御信号Ｃ_p とする。

【００４２】そして、光量制御信号ＣをＣ_p として画像
を読み取り操作１５を行う。Ｃ_p がＣ_g と違う場合はＲ
ＧＢバランスが変わるので、以下の操作で補正する。

【００４３】まず、読み込んだデータの色バランスをシ
ェーディング補正時と同じにするために、図５のように
光量制御信号Ｃと色信号の加算平均ｌ_i のルックアップ
テーブルの中から、シェーディング補正をしたときのｔ
_i,Cwと、実際に読み込んだときのｔ_i,Cpのと差（ｔ_i,Cw
−ｔ_i,Cp）を色信号Ｄ_i に加算する。これにより色バラ
ンスは補正されるが、明るさが変化してしまう。

【００４４】そこで図６のように、光量制御信号Ｃと輝
度の加算平均Ｌのルックアップテーブルの中から、シェ
ーディング補正をしたときのＴ_Cwと実際に読み込んだと
きのＴ_Cpとの差（Ｔ_Cw−Ｔ_Cp）を減算することにより、
最適な明るさに補正することができる。上の処理を合わ
せると、式（１４）になる。

【００４５】 Ｄ_i,a ＝Ｄ_i ＋（ｔ_i,Cw−ｔ_i,Cp）−（Ｔ_Cw−Ｔ_Cp） （１４） （ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ） この処理により、最適な明るさで正しいＲＧＢバランス
の色信号Ｄ_i,a を得ることができる。

【００４６】なお、上記本実施例ではルックアップテー
ブルｔ_i,C 、Ｔ_C を作り、それを用いたが、ルックアッ
プテーブル作らずに、ａ_i ''、ｂ_i ''をＲＡＭ／ＲＯＭ
６のＲＡＭ部に記憶しておき、必要な時に必要な値を計
算して用いてもよい。

【００４７】また、上記実施例ではフィルム原稿読み取
りの場合を述べたが、光源からの光を原稿に当て、その
反射光を読み取る装置の場合にも、この発明を適用する
ことが可能である。その場合には、白基準画像も黒基準
画像と同様、読み取り用光学系の中にあるものを使えば
良い。

【００４８】

【発明の効果】この発明によれば、光源の印加電圧また
は印加電流と光源変換手段の入射光量つまり出力信号と
の関係を簡単な測定から推定して用いることができる。
この関係を用いることにより、光源の特性の変化に適応
して光量を最適に制御できるので、光源特性の経年変化
や光源の交換による特性のばらつきに影響されない画像
読み取り装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る画像読み取り装置の
構成を示すブロック図

【図２】図１におけるハロゲンランプの印加電圧Ｅとカ
ラーセンサ出力の１ライン分の色信号の加算平均の関係
を実測した結果を示す図

【図３】同実施例の全体的な処理の流れを示すブロック
図

【図４】同実施例におけるシェーディング補正用基準デ
ータを決める処理の流れを示すブロック図

【図５】同実施例で用いる光量制御信号と色信号の加算
平均のルックアップテーブルを示す図

【図６】実施例で用いる光量制御信号と輝度の加算平均
Ｌのルックアップテーブルを示す図

【符号の説明】

１…ハロゲンランプ ２…読み取り用
光学系 ３…カラーセンサ ４…ＣＰＵ ５…光源コントローラ ６…ＲＡＭ／Ｒ
ＯＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像面に光源からの光を照射し、該画像面
   上の画像を反射光または透過光として光電変換手段に投
   影して電気信号に変換する画像読み取り装置において、 前記画像面に画像のない状態または画像面に基準画像を
   入れた状態での前記光源の印加電圧または印加電流と、
   前記光電変換手段の入射光量との関係を記憶する記憶手
   段と、 この記憶手段に記憶された関係を用いて前記画像面上の
   画像投影時における前記光源の光量を補正する光量補正
   手段とを具備することを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】カラー画像面に光源からの光を照射し、該
   画像面上のカラー画像を反射光または透過光として光電
   変換手段に投影して一画素につき複数の色成分の電気信
   号に変換する画像読み取り装置において、 前記画像面に画像のない状態または画像面に基準画像を
   入れた状態での前記光源の印加電圧または印加電流と、
   前記光電変換手段の入射光量との関係を各色成分毎に記
   憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された関係を用いて前記画像面上の
   画像投影時における前記光源の光量を補正する光量補正
   手段とを具備することを特徴とする画像読み取り装置。
3. 【請求項３】前記記憶手段は、画像面に画像のない状態
   または画像面に基準画像を入れた状態での前記光源の印
   加電圧または印加電流と、前記光電変換手段の入射光量
   との関係を前記光源の光量制御信号と前記光電変換手段
   の出力信号との関係として記憶することを特徴とする請
   求項１に記載の画像読み取り装置。