JPH08223415A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェーディング補正の精度を向上させ、か
つ、システムのスループットを向上させる。 【構成】 まず、白基準板１８を読み取ることにより、
シェーディング補正データを採取し、また、光量変動の
基準となるデータＸｐを採取する。次に、画像読み取り
時には、白基準板１８の一部を使用して光量変動値Ｘｎ
を採取するとともに、白色基準パッチ１９を読み取り、
データＸaとする。そして、原稿４の画像読み取り中に
は、一定期間毎に、白色基準パッチ１９を読み取って、
データＸｍとする。シェーディング補正後の画像読み取
りデータＳＤ（Shading-Data）は、ある画素の読み取り
データがＶdataであり、その画素のシェーディング補正
データがＶrefであったとすると、ＳＤ＝２５５／（Ｘ
ｎ÷Ｘｐ）×１／（Ｘｍ÷Ｘａ）×Ｖdata／Ｖrefとな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原稿画像を光学的に
読み取り、デジタル化画像信号を得る画像処理装置であ
って、特に、光源の光量変動を検知して補正する画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原稿画像を受光素子を用いて
光学的に読み取り、光信号から電気信号に変換した後、
Ａ／Ｄ変換器等を用いてデジタル化画像信号を得る画像
処理装置においては、原稿画像の濃度を正確に読み取る
ために、絶対白レベルを設定しておく必要がある。この
ため、通常、原稿処理装置では、白基準板を備えてお
り、該白基準板を主走査方向に読み取り、この時の光電
変換素子の出力に基づいて、シェーディング補正を行っ
ている。

【０００３】ここで、画像を読み取る際の光源である露
光ランプや、光電変換素子の照度変化について説明す
る。図７は、露光ランプとして、外部電極希ガス蛍光灯
を用いたときの主走査方向における光電変換素子の出力
を示す特性図である。図において、ラインＬ１は、当該
装置の電源を投入した直後で、露光ランプ５の温度がそ
れほど上昇していない時点での光電変換素子の出力を示
しており、ラインＬ２は、時間が経過し、露光ランプの
温度が上昇した時点での光電変換素子の出力を示してい
る。図示するように、露光ランプの照度、すなわち、光
電変換素子の出力は、長手方向である主走査方向におい
て、中央部ほど高く、両端ほど低いという具合にばらつ
きがある。また、点灯時間の経過によって光電変換素子
の出力が低下することが分かる。

【０００４】次に、図８は、露光ランプの光量変化の小
さい部分と大きい部分とにおける時間経過に伴う光量変
化率を示す特性図である。図において、ラインＬ３は、
露光ランプの光量変化の小さい部分（両端部）の時間経
過に伴う光量変化を示しており、ラインＬ４は、露光ラ
ンプの光量変化の大きい部分（中央部）の時間経過に伴
う光量変化を示している。図示するように、露光ランプ
の光量は、従来、シェーディング補正を行っていた、電
源投入時ｔa、ｎ枚目の読み取り時ｔb、ｍ枚目の読み取
り時ｔcと時間経過に伴っって減少することが分かる。

【０００５】次に、図９は、露光ランプの温度変化の小
さい部分と大きい部分とにおける時間経過に伴う温度変
化を示す特性図である。図において、ラインＬ５は、露
光ランプの温度変化の小さい部分の時間経過に伴う温度
変化を示しており、ラインＬ６は、露光ランプの温度変
化の大きい部分の時間経過に伴う温度変化を示してい
る。図示するように、露光ランプの温度は、点灯時間あ
るいは累積使用時間に応じて上昇し、さらに、この上昇
程度は、露光ランプの位置によって異なることが分か
る。この露光ランプの温度変化が上述した光電変換素子
の出力変化や、露光ランプの光量変化を発生させる。こ
こでは、外部電極希ガス蛍光灯を例にして説明したが、
一般的に、露光ランプの光量は、環境温度や、点灯時間
あるいは累積使用時間によって変化するという出力特性
を有している。

【０００６】ところで、シェーディング補正の目的に
は、大きく分けて２つあり、第１の目的は、受光素子上
の照度分布の不均一さと受光素子の感度のばらつきとを
同時に補正し、同一の原稿が主走査方向のどこに置かれ
ても読み取り値が同じになるように補正することであ
り、第２の目的は、光源の経時的な変動を補正すること
である。例えば、特公報６０−１２４１７６号の画像処
理装置では、装置の電源投入時や、所定の操作時に、白
基準板を複数回サンプリングすることにより、シェーデ
ィング補正の精度を上げることが提案されている。これ
は、１回のサンプリングでは、ノイズの影響を受け易
く、正しいサンプリングができないためである。しかし
ながら、この従来の画像処理装置では、第２の目的であ
る、光源の経時的な変動を補正することができず、光源
の温度変化等による光量変化に対応できないとう問題が
あった。そこで、他の画像処理装置としては、画像読み
取り開始毎に、白基準板をサンプリングしてシェーディ
ング補正を実施するものが知られている。この画像処理
装置では、シェーディング補正に用いるデータ採取時と
画像読み取り時とでの光量変動が小さく、画質の劣化が
発生しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像読
み取り開始毎にシェーディング補正を実施する画像処理
装置では、原稿を搬送しながら原稿を読み取る場合にお
いて、シェーディング補正に用いるデータを採取するた
めには、図１０に示すように、画像読み取り開始毎に、
一旦、データ採取位置（白基準板の位置Ｃ）に移動して
データを採取した後、原稿読み取り位置（位置Ａ）に移
動して原稿４の画像を読み取るため、システムのスルー
プットが低下してしまう。さらに、この画像処理装置に
おいて、シェーディング補正の精度を上げるために、上
述したように、白基準板を複数回サンプリングする方法
を併用すると、画像読み取り開始前にさらに時間がかか
ってしまうという問題があった。また、いずれの画像装
置においても、点灯時間あるいは累積使用時間に伴う露
光ランプの主走査方向における光量変化を考慮していな
いため、時間経過に伴って露光ランプの中央部の温度が
上昇し、光量が低下すると、図１１に示すように、主走
査方向での補正が正確に行えなくなり、いわゆるカブリ
を生じるという問題があった。

【０００８】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、シェーディング補正の精度を向上でき、かつ、
システムのスループットを向上できる画像処理装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、この発明では、原稿搬送手段によって原稿を
搬送しつつ光学系が特定位置で停止した状態で原稿画像
を読み取り、前記原稿画像を光電変換素子を用いて光信
号から電気信号に変換する画像処理装置において、原稿
読取開始端に、主走査方向に沿って設置された白基準板
と、最大原稿読取幅の外側に設置された白色基準パッチ
と、電源投入時等、前記白基準板の読取データに基づい
て、シェーディング補正データを採取するシェーディン
グ補正データ採取手段と、原稿画像読み取り開始毎に、
前記白基準板の一部の読取データの変動に基づいて、前
記シェーディング補正データを補正する第１の補正手段
と、原稿画像読み取り中、所定の期間毎に、前記白色基
準パッチの読取データの変動に基づいて、前記シェーデ
ィング補正データを補正する第２の補正手段と、前記第
１および第２の補正手段によって補正されたシェーディ
ング補正データによって、前記原稿画像をシェーディン
グ補正するシェーディング補正手段とを具備することを
特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明によれば、電源投入時、またはコピー
ジョブ完了後、あるいは所定時間毎等に、原稿読取開始
端に設けられた白基準板を読み取り、シェーディング補
正データ採取手段によってシェーディング補正データと
する。原稿画像を読み取る際には、原稿画像読み取り開
始毎に、白基準板の一部、すなわち、光源において最も
光量変動の大きい部分の読取データの変動に基づいて、
第１の補正手段によってシェーディング補正データを補
正するとともに、原稿画像読み取り中には、所定の期間
毎に、第２の補正手段によって、白色基準パッチの読取
データの変動に基づいて、シェーディング補正データを
補正する。原稿画像は、シェーディング補正手段におい
て、第１および第２の補正手段で補正されたシェーディ
ング補正データに基づいてシェーディング補正される。
これにより、シェーディング補正の精度を向上させ、か
つ、システムのスループットを向上させることが可能と
なる。

【００１１】

【実施例】次に図面を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。 Ａ．実施例の構成 図１は本発明の実施例による画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。図において、画像処理装置は、原稿
４を走査して読み取る原稿読取光学系１と、シート原稿
を原稿読取位置へ搬送する原稿自動給紙装置２と、例え
ば書籍などの原稿を載置する原稿台ガラス３とから主に
構成されている。原稿読取光学系１は、原稿を照射する
露光ランプ５と、反射ミラー６と、結像レンズ７とから
構成されている。露光ランプ５と反射ミラー６は、図示
しない駆動源により原稿台ガラス３に平行に位置Ａおよ
び位置Ｂ間を移動可能に構成されており、載置原稿４を
走査する。また、露光ランプ５と反射ミラー６は、図示
しない駆動源により位置Ｃへも移動可能に構成されてい
る。

【００１２】次に、原稿自動給紙装置２は、原稿トレー
１１と、原稿挿入口１２と、原稿分離部１３と、原稿搬
送用のピンチローラ１４ａ，１４ｂと、読取ローラ１４
と、原稿排出口１５と、排出原稿トレー１６とから構成
されている。原稿自動給紙装置２において、先端部が原
稿挿入口１２に挿入されて原稿トレー１１上に載置され
たシート状原稿４は、原稿分離部１３のローラによって
１枚づつ繰り出され、互いに逆方向に回転するピンチロ
ーラ１４ａ，１４ｂに挟持されて搬送原稿読取面１７の
上部にギャップを有して設けられた読取ローラ１４へ供
給された後、排出原稿トレー１６に排出される。次に、
白基準板１８は、シェーディング補正を行う際に基準と
なる白色反射面を有し、図２に示すように、原稿台ガラ
ス３の読取開始端（位置Ａ）に主走査方向に沿って設け
られている。本実施例では、原稿を読み取るに先立っ
て、電源投入時等に、この白基準板１８を読み取り、そ
の結果を画像信号処理手段内に設けた記憶手段にシェー
ディング波形として記憶しておく。

【００１３】また、白色基準パッチ１９は、白色反射面
を有し、図２に示すように、最大原稿読取幅の外側に設
置されるように、搬送原稿読取位置Ｃに設けられてい
る。搬送原稿を読み取る際には、読み取り開始に先立っ
て位置Ａにおいて、白基準板１８の一部を読み取り、光
量変化の基準となるデータを採取する。これに引き続
き、光学系１を搬送原稿読取位置Ｃまで移動し、自動給
紙装置から搬送されてくる原稿を読み取る。このとき、
白色基準パッチ１９を読み取り、シェーディング補正デ
ータを補正するようになっている。

【００１４】次に、画像処理系は、光電変換素子８と、
アンプ９と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１０
と、シェーディング補正回路２０と、シェーディング波
形が記憶されるシェーディング波形記憶用メモリ２１
と、画像処理部２２と、補正信号が記憶される補正用メ
モリ２３と、画像をハードコピーの形で形成する画像形
成部２４と、画像信号処理系の動作を制御するＣＰＵ２
５から構成されている。光電変換素子８は、レンズ７を
介して供給される像を電気信号に変換してアンプ９へ供
給する。アンプ９は、上記電気信号を所定のレベルに増
幅し、Ａ／Ｄ変換器１０へ供給する。Ａ／Ｄ変換器１０
は、上記アナログ信号をｎビットのデジタル信号に変換
し、シェーディング補正回路２０へ供給する。シェーデ
ィング補正回路２０は、シェーディング波形をシェーデ
ィング波形記憶用メモリ２１に記憶するとともに、原稿
読取時には、上記シェーディング波形を用いて原稿の画
像データをシェーディング補正し、画像処理部２２へ供
給する。画像処理部２２は、シェーディング補正後の画
像データに、フィルタリングや、縮小／拡大等の画像処
理を施し、画像形成部２４へ供給する。補正用メモリ２
３は、上記画像処理部２２におけるフィルタリングや、
縮小／拡大等の処理に用いるデータが記憶されているラ
インメモリである。画像形成部２４は、画像をハードコ
ピーの形で用紙に印字する。また、ＣＰＵ２５は、走査
光学系１や、露光ランプ５およびシェーディング補正回
路２０、画像処理部２２、画像形成部２４等の読取装置
全体の制御を行うようになっている。

【００１５】本発明では、上述した露光ランプ５（もし
くは光電変換素子８）の主走査方向における光量のばら
つき、その経時変化を考慮してシェーディング補正を行
う。以下、シェーディング補正の方法、すなわち画像処
理装置の動作について説明する。

【００１６】Ｂ．実施例の動作 次に、上述した実施例の動作について説明する。ここ
で、図３および図４は本実施例の動作を説明するための
フローチャートであり、図５は本実施例によるシェーデ
ィング補正の効果を説明するための模式図である。

【００１７】Ｂ−１．電源投入時の処理 まず、当該画像処理装置に電源が投入される毎に、図３
に示すステップＳ１において、原稿読取光学系１を白基
準板１８の直下（位置Ａ）に移動させ、上記白基準板１
８を複数回読み取ることにより、光電変換素子８の照度
分布の不均一さと光電変換素子８の感度のばらつきとを
補正するためのシェーディング補正データを採取し、シ
ェーディング波形記憶用メモリ２１に記憶する。次に、
ステップＳ２において、白基準板１８の一部を使用し
て、光量変動（経時変化）の基準となるデータも採取す
る。光量変動の基準は、別途計算してもよいし、上記シ
ェーディング補正データから計算して求めてもよい。ま
た、白基準板１８の一部とは、主走査方向に渡って１６
画素毎にサンプリングするというように間引く方法でも
よいし、中央部をサンプリングするというような方法で
も、あるいは双方でもよく、最も温度変動する部分であ
ればよい。この基準となる光量に相当するデータを光量
変動基準値Ｘｐとする。

【００１８】Ｂ−２．画像読み取り時の処理 次に、原稿をセットし、読み取る際の画像読み取り時の
処理について説明する。原稿がセットされると、図４に
示すフローチャートに従ってシェーディング補正が行わ
れる。まず、ステップＳ１０において、原稿読取光学系
１を白基準板１８の直下（位置Ａ）に移動させ、白基準
板１８の一部を使用して、その時の光量に相当するデー
タを採取する。これを光量変動値Ｘｎとする。次に、ス
テップＳ１１において、原稿読取光学系１を搬送原稿読
取り位置Ｃに移動させ、白色基準パッチ１９を読み取
り、これを「Ｘａ」とする。このステップＳ１０および
Ｓ１１によるデータの採取は、画像読み取り開始毎に行
われる。

【００１９】次に、ステップＳ１２およびＳ１３におい
て、原稿４を原稿自動給紙装置２によって搬送し、原稿
４の画像を読み取ってシェーディング補正を施す。この
とき、ステップＳ１２において、一定期間毎に、白色基
準パッチ１９を読み取り、これを「Ｘｍ」とする。一定
期間は、原稿の明るさの影響を受けないようにするた
め、原稿と原稿の間とするのが望ましい。したがって、
本実施例では、原稿毎に「Ｘｍ」を読み取るようにして
いる。シェーディング補正後の画像読み取りデータＳＤ
（Shading-Data）は、ある画素の読み取りデータがＶda
taであり、その画素のシェーディング補正データがＶre
fであったとすると、８bit機の場合、次のようになる。 ＳＤ＝２５５／（Ｘｎ÷Ｘｐ）×１／（Ｘｍ÷Ｘａ）×
Ｖdata／Ｖref シェーディング補正後の画像データは、画像処理部２２
において、フィルタリングや、縮小／拡大等の画像処理
が施され、画像形成部２４において、用紙に印刷され
る。そして、原稿の読み取りが終了するまで、上記ステ
ップＳ１２およびＳ１３を繰り返し実行し、原稿毎にシ
ェーディング補正を行う。そして、原稿の読み取りが終
了すると、ステップＳ１４における判断結果が「ＹＥ
Ｓ」となり、当該処理を終了する。

【００２０】特に、光源として、外部電極希ガス蛍光灯
を用いた場合は、蛍光灯外壁の温度が上昇するにつれ
て、光量が低下する特性を有しているので、最も温度変
動する部分に対応する白基準板１８の部分で、光量変動
の検出する必要がある。本実施例では、電源投入時に、
白基準板１８の一部（中央部）を使用して、光量変動
（経時変化）の基準となるデータＸｐを採取する一方、
画像読み取り開始毎に、同一部の光量に相当するデータ
Ｘｎを採取し、Ｘｎ／Ｘｐの比率に基づいてシェーディ
ング補正データＶrefを補正している。さらに、本実施
例では、コピージョブ毎に、白色基準パッチ１９を使用
して、端部におけるデータＸａを採取する一方、一定期
間毎に、同白色基準パッチ１９を使用してデータＸｍを
採取し、Ｘｍ／Ｘａの比率に基づいてシェーディング補
正データＶrefを補正している。すなわち、光量変動の
基準となるシェーディング補正データは、蛍光灯が冷め
ているとき（温度が低いとき）に採取されるので（図５
（ａ）参照）、ジョブ前の補正を最も温度変動する部分
のデータで補正することで、他の部分（温度変動の小さ
い部分）はより一層明るくなり（図５（ｂ）参照）、ジ
ョブ中の補正が画像読み取り開始毎に温度変動の小さい
端部のデータで補正することで、光源照度の主走査方向
分布が時間の経過に伴って不均一になっても、カブリに
ならない（図５（ｃ）参照）。また、原稿読み取り時に
は、原稿読取光学系１は、原稿読取位置Ｃに設けられた
白色基準パッチ１９のみを読み取ればよいので、移動さ
せる必要がなく、システムのスループットが向上する。

【００２１】また、フルレートキャリッジに外部電極希
ガス蛍光灯とその電源とが積載されている画像処理装置
においては、電源からの発熱によって光量が低下するの
で、電源の放熱部近傍が最も温度変動する部分に相当す
る。したがって、このような構造の画像処理装置におい
ては、図６に示すように、電源を主走査方向の中央部に
配置し、コピージョブ前の光量変動の検出も主走査方向
の中央部で実施する。この条件下で、コピージョブ中の
光量変動補正を、主走査方向の端部に配置された白色基
準パッチ１９で行えば、中央部のカブリを最小限に抑え
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、シェーディング補正の精度を向上でき、かつ、シス
テムのスループットを向上できるという利点が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】 本実施例による画像処理装置の原稿載置台の
構成を示す上面図である。

【図３】 本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】 本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】 本実施例によるシェーディング補正による効
果を説明するための模式図である。

【図６】 他の画像処理装置の略構成を示す斜視図であ
る。

【図７】 露光ランプの主走査方向における光電変換素
子の出力を示す特性図である。

【図８】 露光ランプの光量変化の小さい部分と大きい
部分とにおける時間経過に伴う光量変化を示す特性図で
ある。

【図９】 露光ランプの温度変化の小さい部分と大きい
部分とにおける時間経過に伴う温度変化を示す特性図で
ある。

【図１０】 従来技術による画像処理装置の原稿載置台
の構成を示す上面図である。

【図１１】 従来のシェーディング補正による効果を説
明するための模式図である。

【符号の説明】

１ 原稿読取光学系（光学系） ２ 原稿自動給紙装置（原稿搬送手段） ３ 原稿台ガラス ４ 原稿 ５ 露光ランプ ６ 反射ミラー ７ 結像レンズ ８ 光電変換素子 ９ アンプ １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ 原稿トレー １２ 原稿挿入口 １３ 原稿分離部 １４ 読取ローラ １４ａ，１４ｂ 原稿搬送用のピンチローラ １５ 原稿排出口 １６ 排出原稿トレー １７ 搬送原稿読取面 １８ 白基準板 １９ 白色基準パッチ ２０ シェーディング補正回路（シェーディング補正デ
ータ採取手段、第１の補正手段、第２の補正手段） ２１シェーディング波形記憶用メモリ ２２ 画像処理部 ２３ 補正用メモリ ２４ 画像形成部 ２５ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿搬送手段によって原稿を搬送しつつ
   光学系が特定位置で停止した状態で原稿画像を読み取
   り、前記原稿画像を光電変換素子を用いて光信号から電
   気信号に変換する画像処理装置において、 原稿読取開始端に、主走査方向に沿って設置された白基
   準板と、 最大原稿読取幅の外側に設置された白色基準パッチと、 電源投入時等、前記白基準板の読取データに基づいて、
   シェーディング補正データを採取するシェーディング補
   正データ採取手段と、 原稿画像読み取り開始毎に、前記白基準板の一部の読取
   データの変動に基づいて、前記シェーディング補正デー
   タを補正する第１の補正手段と、 原稿画像読み取り中、所定の期間毎に、前記白色基準パ
   ッチの読取データの変動に基づいて、前記シェーディン
   グ補正データを補正する第２の補正手段と、 前記第１および第２の補正手段によって補正されたシェ
   ーディング補正データによって、前記原稿画像をシェー
   ディング補正するシェーディング補正手段とを具備する
   ことを特徴とする画像処理装置。