JPH07177354A - 感光素子を有するスキャナー - Google Patents

感光素子を有するスキャナー

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JPH07177354A
JPH07177354A JP6231013A JP23101394A JPH07177354A JP H07177354 A JPH07177354 A JP H07177354A JP 6231013 A JP6231013 A JP 6231013A JP 23101394 A JP23101394 A JP 23101394A JP H07177354 A JPH07177354 A JP H07177354A
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JP
Japan
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average
photosensitive element
reflectivity
scanner
measured
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JP6231013A
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English (en)
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Bart D Selby
ディー セルビー バート
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Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
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  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面の反射性を測定する感光素子が一貫性を有
するゲインとオフセットを有するようにキャリブレーシ
ョンされる。 【構成】テスト表面の複数の領域の反射性が測定され
る。測定された反射性の平均が計算され、該平均に関係
するしきい値が平均から導出される。測定された反射性
の修正平均がつぎに計算される。この場合修正平均がし
きい値に対し所定の関係をもつ反射性を有する領域のみ
の測定された反射性の平均である。感光素子からの後続
の信号はその後上記修正平均に関係する関数にしたがっ
て修正される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はラスタ入力スキャナーに
関し、特にスキャナーによって出力される像信号のゲイ
ンとオフセットをキャリブレーションするシステムに関
する。
【0002】
【関連技術】ラスタ入力スキャナー(以下スキャナーと
いう)において、典型的には直線配列の形態の複数の感
光素子が像と相対的に動くようになっており、その像は
典型的には1枚の紙の上に存在する。直線配列の感光素
子がその像を横切って移動するとき、各感光素子は所定
瞬間において所定の感光素子によって合焦された像の小
領域から反射された光の強さに関係する一連の信号を出
力するこの出力信号は次に公知のやり方でサンプリング
され、収集され、通常はデジタル像データとして保持さ
れる。特定の感光素子及び、大きくいえば、スキャナー
全体の応答性は感光素子に衝突する光の強さと典型的に
は出力信号の電圧あるいは該電圧から導出されたデジタ
ル“グレー・スケール”であるその衝突の結果にかかる
値との関係である。応答性を増大する光の強さをX軸に
とり、出力電圧をY軸にとったグラフに関して検討する
と、感光素子のゲインは線型関係を有する勾配であり、
一方、オフセットはY軸との切片で与えられ、したがっ
て、ゼロの光の強さにおける感光素子の出力電圧を示
す。
【0003】米国特許第4、982、294号公報はス
キャンされたマイクロフィルムの像の画質を向上させて
像からピクセルノイズを取り除くための装置を開示して
いる。予め定義されたグループにかかる入力ピクセル値
のそれぞれが対応する予め定義されたセットの係数の1
つとコンボルブされてコンボリューションピクセル値を
発生する。このコンボリューションピクセル値はつぎ
に、しきい値と比較された比較結果を表すしきい値を越
えたピクセル値を発生する。また、しきい値ピクセル値
に存在するノイズレベルをトラックするノイズ値を発生
するノイズトラッカーが設けられている。背景値とノイ
ズ値は結合された処理中の現在のピクセル値のためのし
きい値レベルを設定するのに使用されるエラー信号を発
生する。米国特許第4、903、141号は、マイクロ
フィルム像のためのスキャナーを開示している。マイク
ロフィルム像はスキャンされてその像データから、像が
感光材料上に再生される。最初のすなわち、オリジナル
像によって発生したビデオ信号を処理して、第1の一連
のパラメータが生成され、ストアされる。第2の生成像
は電子的にスキャンされ、そのビデオ信号は処理されて
第2の一連のパラメータを与える。その第1、第2の一
連のパラメータは比較されて調整信号をせ発生する。
【0004】米国特許第5、047、861号はスキャ
ナーをキャリブレーションするシステムを開示してお
り、これによれば既知の照明条件のもとでの各ピクセル
のキャリブレーションデータが捕獲され、このデータは
つぎにルックアップテーブルに与えられて各ピクセルの
個々の修正値を発生する。本発明によれば、表面の反射
性を測定する感光素子を有するスキャナーをキャリブレ
ーションする方法が提供されており、該感光素子は前記
表面に指向された光の強度に関係する信号を出力する。
テスト表面の複数の領域の反射性が測定される。測定さ
れた反射性の平均が計算され、該平均に関係するしきい
値がこの平均から導出される。測定された反射性の修正
された平均がつぎに計算される。この修正された平均は
しきい値に対する所定の関係の反射性を有する領域のみ
の測定された反射性の平均である。上記感光素子からの
後続の信号は上記の修正された平均に関係する機能にし
たがってその後修正される。
【0005】
【実施例】図1は、アレー20における所定の感光素子
の応答性の修正が、本発明で使用する場合には、通常の
キャリブレーションシステムにおいてどの様に行われる
かを示すグラフである。このグラフにおいて、X軸は、
像の特定部分が黒塗りであるときに生じる0%から感光
素子が光で完全に飽和する理論値である100%までの
光の強度の範囲を表す。同時に、Y軸は、0から255
までの感光素子の可能なデジタル出力を表す。これらの
2つのスケールに関係する通常、線型関数は感光素子の
応答性を表す。その関係の傾斜はシステムのゲインであ
り、Y切片はオフセットを表す。実用のスキャンシステ
ムでは、像をスキャンしたスキャン時間における、ある
いは、個々のスキャナーの特定の状態に関わらず、多数
のピクセル及びスキャンされた像に対するオフセット及
びゲインが完全な一貫性を有していることが必要であ
る。この目的のために、通常のシステムは所定のオフセ
ット及びゲインを有する感光素子のアレーからのビデオ
データを受け入れるようになっている。図の点線はその
ような“理想的な”応答性を示す。理想的な応答性によ
れば、応答性関数は原点を通過しなければならず、この
ことは、かりに(黒のテストストリップを用いた場合の
ように)感光素子に衝突する光がない場合に出力が0で
あることを意味する。さらに、この例では、感光素子の
ゲインは像の所定の領域からの反射性が80パーセント
で固定している場合には、当該感光素子からの信号にに
関連するデジタル出力は上記の0−255デジタルスケ
ール上で230でなければならない。
【0006】グラフの実線はここの感光素子の通常の実
際空間における応答性を表す。ここでは、関数は原点を
通過しないが、感光素子に衝突する光がないと仮定した
場合においても約20の信号出力があることを示してい
る。さらに関数のゲイン(傾斜)は、理想ゲインと一貫
性を有しない。このように実際の関数は傾斜でも、切片
でも理想関数とは異なっている。感光素子からの実際の
出力信号に適合させるために、たとえばシートSにおけ
るひとつの像からの実際の像データが記録されていると
きに、ゲインとオフセットの両方を補償しなければなら
ない。図示の特定の感光素子に対して、オフセットは、
感光素子の生のデジタル出力から20を差し引くことに
よって補償し、ゲインは、230/(240−20)=
1.045分の1だけ実際のゲインを正規化(すなわち
デジタル出力を調整)することによって補正しなければ
ならない。このようなゲインとオフセットの両方の補正
はアレー20におけるそれぞれの感光素子のためにそれ
ぞれ当業界に公知のソフトウェア手段を介して行うこと
ができる。図2は、2つのテストストリップ30、32
を横切ってスキャンを行なうアレー20における1つの
感光素子の詳細図であり、かなり多くのピクセルの大き
さの領域が、(この領域は通常テストストリップごとの
感光素子に対したとえば32のような番号づけがなされ
ている)平均化される場合であっても、発生する一般的
な実際上の問題を示している。該詳細図に示すように、
かなり異常なノイズの外部発生源が1つのテストストリ
ップ上にトラップされることはめずらしいことではな
い。図2において、しろいストリップ30上に髪の毛H
が存在することはそれほど珍しくないことを示してい
る。また、黒いテストストリップ32の上に他の反射性
を有するちりDが現れることも珍しくない。
【0007】白いテストストリップ30及び黒いテスト
ストリップ32を横切って示されているのは、アレー2
0にある1つの特定の感光素子の道筋である。この道筋
を横切ってこのスキャンに沿う(たとえば図1のY軸に
沿う)異なる点における典型的な例示の出力読みであ
る。図示のように、この読みは、感光素子が白のテスト
ストリップ30を通って移動するとき、230の領域前
後の通常はかなり高い値であり、黒いテストストリップ
32に沿う読みは通常、5の領域内の極めて低いもので
ある。しかし、そのテストストリップに沿った所定のタ
イプの破片、たとえば、髪の毛HあるいはちりDがが存
在するとき、たとえば、テストストリップ30にそって
113、テストストリップ32に沿って120といった
かなり異常なよみとなる。いずれの場合にも、白いテス
トストリップ上の黒い髪の毛の極端な異常性あるいは黒
いテストストリップ上の反射性を有するちりの異常性に
よって、該平均値を、そのようなノイズが上記の平均化
処理を阻害し、制御システムを“惑わせる”範囲におい
やり、各テストストリップ上の多数の測定された反射性
を平均化するという目的が達成できなくなる。本発明の
システムは、これらの高いレベルの異常のテストストリ
ップ読みを特定し、各ストリップの平均の反射性の計算
からそれらの異常性を取り除くものである。図3はスキ
ャナーのスタートアップにおけるキャリブレーションス
テップに適用する本発明の方法を示すフローチャートで
ある。フローチャートは、二つの別々の部分に示されて
いるが、この二つの部分は実際上はある程度同時に使用
されるうるものである。フローチャートの上部に部分に
示すように、白いテストストリップの複数のピクセル領
域が1つの感光素子によってスキャンされ、そのスキャ
ン処理の間は、ランニング平均がストリップ全体にわた
って反射性について維持される。最終的な平均が決定さ
れると、しきい値がこの平均から導出される。システム
の特定の実施例に応じて、このしきい値は最終平均と等
しくすることができ、あるいはさらの許容性の高いシス
テムを提供するために、最終平均に対して一定の割合
(たとえば、最終平均の95%)あるいは最終平均から
一定の偏差(たとえば、上記0−255スケール上にお
いて最終平均マイナス5のレベル)といった、最終平均
に対して一定の関係を有するようにすることができる。
【0008】いったん、このしきい値が計算されると、
ピクセル領域が再びスキャンされ、各測定された反射性
の値はこのしきい値と比較される。図2にもどると、テ
ストストリップ30に沿った殆どの反射性の値は220
から230の領域にある一方髪の毛Hにそって現れる1
13の読みはこのシステムによって、異常な値であると
して認識され、無視される。このように、本発明によれ
ば、上記のしきい値を越える反射性の値のみが考慮さ
れ、修正された平均が維持される。その修正平均が計算
されるとき、その除数は、勿論、実際に使用され、無視
されていない反射性のサンプルの数のみである。この修
正平均は、その後、ゲインキャリブレーションアルゴリ
ズムにおいて使用される。同様に、図3の下部に示す黒
いテストストリップ32のためのオフセット補正解析
は、高いレベルの異常な読みを認識し、これを無視する
上記と同一の原理で動作する。図2に示すように反射性
を有するちりDに対する120の反射性は、異常な値と
して認識され、無視される。勿論、黒いテストストリッ
プに関し、異常な読みは特に高い反射性のレベルを有す
る傾向があり、したがって、問題はその反射性がしきい
値よりも下かどうかとなる。黒いテストストリップに対
するしきい値は元の最終平均の1より大きい割合とする
こともできるし、最初の平均に一定数のグレースケール
レベルを付加するようにしてもよい。
【0009】いったん本発明にしたがう方法により、白
いテストストリップ及び黒いテストストリップについて
の反射性の修正平均が得られると、これらの修正平均は
つぎに、調整オフセット(すなわち、黒のテストストリ
ップの修正平均反射性に関係するオフセットを加算また
は減算する)あるいは調整ゲイン(すなわち、白いテス
トストリップの修正平均反射性に関係した修正ファクタ
ーを感光素子からの実際の出力に掛ける)のための修正
アルゴリズムに、ほぼ従来技術の簡単なキャリブレーシ
ョンシステムの方法で、“供給”される。図2に示す例
は、アレー20における単一の感光素子の挙動を開示し
ているが、本発明のしたがうシステムはアレー20にお
けるどの感光素子についてもあるいはアレー20の感光
素子の特定の小集合についても実行できるものであるこ
とは、当業者にとって容易に理解できるであろう。この
システムについての1つの好ましい変形例は、ある単一
の時刻にテストストリップを単純にスキャンし、つぎ
に、再スキャンをすることなく、修正平均を求めるため
にテンポラリメモリにその反射性の値をストアすること
である。要約すると、本発明は、スキャナーのキャリブ
レーションに有利な性能上の変化が強調される方法を提
案するものである。そのような徐々に生じる性能変化に
は、テストストリップが経年変化により徐々に退化する
ことによって生じる問題、あるいは、継続的使用によっ
て照明ランプの強度が低下することなどによって生じる
問題が含まれる。
【0010】本発明はしかし、テストストリップ沿った
特定の点にちりが多く集中するといった、関連性のな
い、短期的な性能変化は考慮していない。長期にわたっ
て性能が徐々に変化することはシステムに広く影響を与
えるものであるが、短期の異常は一定の個々の感光素子
及びテストストリップに沿った一定の特別のポイント対
してのみの特別のものである。そして、本発明のシステ
ムは、短期的異常によってキャリブレーションが“惑わ
され”ないようにするものであり、これによって、長期
的変化を検知するように意図されている。本発明は、さ
まざまな実施例に関連して説明されているけれども、多
くの変形、修正、変更が当業者にとって明らかとなるこ
とは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の
精神と、広い範囲に入るようなすべての代替物、修正、
変更は包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
図1は、スキャナーにある感光素子の理想的な及び通常
の応答性関数を示しており、本発明のキャリブレーショ
ンの原理を説明するグラフ、図2は、スキャナーにおけ
る感光素子と一対のテストストリップとの相互作用を示
す拡大部分説明図、図3は、本発明に従う方法を説明す
るフローチャートである。
【符号の説明】
20……アレー、 30、32……テストストリップ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面の反射性を測定する感光素子であっ
    て、指向された光の強さに関係する信号を出力するよう
    になった感光素子と、さらにキャリブレータを有するス
    キャナーにおいて、 前記キャリブレータが、 テスト表面の複数の領域の反射性を測定する手段と、 測定された反射性の平均を計算する手段と、 該平均に関係するしきい値を導出する手段と、 測定された反射性の修正平均を計算する手段とを備え、 該修正平均が前記しきい値に対し所定の関係を有する反
    射性を有する領域のみの測定された反射性の平均であ
    り、さらに、 前記修正平均に関係する機能にしたがって感光素子から
    の後続の信号を修正する手段とを備えたことを特徴とす
    るスキャナー。
  2. 【請求項2】 請求項1において、さらに、 プリセットされた反射性の第1のテスト表面と、 前記感光素子への光を実質的に反射しないように意図さ
    れた第2のテスト表面とを備え、 前記修正手段が前記第1のテスト表面と第2のテスト表
    面に対する修正平均に関係する機能にしたがって前記感
    光素子からの後続の信号のオフセットとゲインを調整す
    る手段を備えたことを特徴とするスキャナー。
JP6231013A 1993-10-04 1994-09-27 感光素子を有するスキャナー Withdrawn JPH07177354A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/131,161 US5404232A (en) 1993-10-04 1993-10-04 Calibration system for a raster input scanner
US08/131161 1993-10-04

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