JPH0879520A

JPH0879520A - 画像スキャナ信号処理回路の較正方法

Info

Publication number: JPH0879520A
Application number: JP7212220A
Authority: JP
Inventors: Dennis N Beaulieu; ノーランボリューデニス; John T Compton; トーマスコンプトンジョン; Eugene R Wojtanik; アールウォイトニクユージン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1996-03-22
Also published as: US5563723A; EP0700195A3; EP0700195A2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の較正では、利得とオフセットの機構に
既知の応答が与えられる必要がある。素子の変動等から
誤差が生じるとき、この較正は正しく働かない。【解決手段】複数画素スキャナアレイの信号処理回路
が、選択されたスキャナ信号測定値と既知の利得オフセ
ット値から定まる利得とオフセットの補正係数により較
正される。画素単位で、信号回路自身の素子や応答値の
規格値からの変動を考慮する必要がない。フィルム走査
装置として使用されるときは、フィルム走査中の画像化
器の操作に対する露出値を調整し、ゲート開での信号応
答の測定値が補償される。この調整は、フィルムＤｍｉ
ｎの装置の最小応答出力が較正過程のゲート開で得られ
る最小値に等しくなるように行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像スキャナの信号
処理装置に関し、特に画像スキャナの信号処理装置の較
正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電荷結合素子（ＣＣＤ）画像化器は、画
像スキャナに代表的に採用され、光を検知する光電場所
（以降イメージング画素と呼ぶ）のアレイを持ち、その
上に照射される光エネルギーによる電荷を蓄積する。一
定の電荷蓄積時間後、イメージング画素の電荷は電荷移
送構造に転送され、ＣＣＤから送り出され、信号処理回
路で計量され、ＣＣＤに照射された画像に対応する画像
信号を生成する。ＣＣＤの製造上の変動、画像がＣＣＤ
に照射される光路中の塵または汚染物質、光源の不均
一、または他の変動原因により、個々のイメージング画
素のシステム応答は画素毎に異なる。画素毎の変動の補
償は電荷計量過程で与えられる。この補償は各箇所の出
力値に利得値を掛け、オフセット値を足して得られる。
この画素毎に利得とオフセットを適用することにより、
全ての箇所の応答性が均一に見なされる様になる。

【０００３】一般的には、与えられたイメージング画素
のシステム応答は、短期間では変わらない。従って、与
えられたイメージング画素のシステム応答を、理想の応
答に調整するに必要な、利得とオフセットの値は、較正
過程によって決定可能であり、イメージング画素の信号
がＣＣＤから送り出される度に適用される。典型的な較
正過程では、一定の公称の利得とオフセットの値（代表
的にはそれぞれ１と０）で、一定の公称信号入力レベル
（例えば、白、灰色、または黒のカード、または全照射
または暗）を与え、各イメージング画素のシステム応答
のサンプルを得る。それから各イメージング画素に要求
される利得とオフセットの値を計算する。しかし、前述
の較正過程では、利得とオフセットの機構に既知の応答
が与えられている必要がある。素子の変動とか他の要因
が誤りを持ち込む場合は、この較正過程は正しく働かな
い。本開示は利得とオフセットの機構の変動に左右され
ない較正過程を記述する。

【０００４】イメージング画素の応答の変動を個所毎に
補償する方法は従来の技術においてよく知られている。
米国特許第３，８００，０７９号−マクニール他は、全
ての光検出箇所の感度特性を得る方式を記述している。
これは“文書または台板の形で与えられる、標準背景ま
たは白色レベル”を走査して得られる。この特性は計数
値に変換され、ディジタルメモリに蓄積され、続く動作
状態で、読み出され、アナログの補償信号に変換され
る。補償されていない映像信号は、アナログの補償信号
で割算され、利得補正が得られる。オフセットの変動に
対する補正についても記述されている。黒を走査して得
られる第二の特性の蓄積を利用している。この特許は、
白を走査して必要な利得補償を求め、黒を走査して必要
なオフセット補償を求め、これら補償値を蓄積し、動作
状態で読み出す、と言う考えに基づいている。

【０００５】代表的な例として、トモシタ他（米国特許
第４，６６０，０８２号）は、イメージング画素毎に利
得とオフセットの補償信号を適用する方式の補償法に一
般に見られる短所を示している。通例通り、この特許で
は、二組の参照値を採集する方式が記述されている。一
組は白の参照板、他の一組は黒の参照板を走査して得ら
れる。“二組の濃度参照ボルト電位は、出力増幅器の利
得とオフセットの値をそれぞれ１、０にした上で、対応
する濃度参照板を走査することによって良好に得られ
る”ことが特許で示唆されている。しかし、製造上の許
容値、温度の変動による特性の変化、素子の経時変化に
より、これら望ましい１と０の電位は少しずれ、結果と
して得られる補償値が誤りとなり、または補償値を繰り
返し求める必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、従来の技術に
記述された方法は、すべて何らかの期待に依存してい
る。即ち幾つかの参照値が常に既知の値に正確に設定さ
れるとともに、Ａ／ＤとＤ／Ａの変換機構が既知の変換
定数とオフセットを持つ、または少なくともこれらの一
方が成り立つと言うものであり、一般に、現実には殆ど
実現出来ない理想の状態である。従って、一連の信号処
理の内部特性に左右されない、画像化信号処理回路の利
得とオフセットに対する補償値を求める方法の提供が望
まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、画像ス
キャナ信号処理回路の較正方法を示す。スキャナ信号補
正係数が求められ、走査用のアレイのイメージング画素
間の不均一性が補償される。この較正方法は、スキャナ
アレイの全てのイメージング画素に対して、信号処理回
路を、第一と第二の補正係数に連続して設定するステッ
プを含む、第一の補正係数において、高と低のスキャナ
出力信号値を代表する、第一と第二の参照源を連続して
走査し、第一と第二の参照源から、それぞれ、第一と第
二のスキャナ信号サンプル値を得る。また、第二の補正
係数において、第一と第二の参照源から、それぞれ、第
三と第四のスキャナ信号サンプル値を得る。この方法
は、更に、各イメージング画素に対し、信号処理回路に
目標補正係数を適用するステップを含む。この目標補正
係数は、（ａ）第一と第二の参照源を走査し各イメージ
ング画素について得られるサンプル間の望ましい差
（ｂ）各イメージング画素に対する第一の補正係数、
（ｃ）各イメージング画素に対する第二の補正係数、
（ｄ）与えられたイメージング画素に対する第一から第
四の信号サンプル、から求まる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、ＣＣＤを用いた線形スキ
ャナ信号処理回路の回路要素の代表的な配置をしめす。
これにより本発明の較正方法が適切に実施される。この
配置は画素毎の利得とオフセットの補償を採用してい
る。線形画像化器１０は、一定の期間に各イメージング
画素から出力される電荷を積分し、その電荷を順送り機
構に転送する。電荷は画像化器からシリアルに送り出さ
れる。イメージング画素毎に画像化器で生成される信号
は二つのフェーズを含む。即ち、参照フェーズとそれに
続く映像フェーズとである。参照フェーズは参照電位を
提供し、続く映像フェーズの内容がそれと比較される。
映像フェーズはイメージング画素に蓄積された電荷の量
を示す。線形画像化器１０から入力されたシリアル信号
は増幅器１１で増幅され、その出力は、減算器２２と、
参照Ｓ／Ｈ（サンプルおよび保持）２０へ進む。参照Ｓ
／Ｈは、各イメージング画素の参照フェーズの間に、画
像化器からの信号をサンプルする。減算器はサンプルさ
れ保持された参照信号を、続く映像フェーズから除去す
る。これにより減算器２２の出力は参照値で正規化され
る。正規化信号は、画像化器から提供される信号の映像
フェーズにおいて、映像Ｓ／Ｈ２３でサンプルされる。
サンプルされ保持された映像は、乗算器２５と加算器２
７で操作される。これら二つの回路要素は、イメージン
グ画素の感度の変動、照射の不均一性、信号オフセット
の変動その他に対し、利得とオフセットの補償を提供す
る。ディジタルアナログ変換器２６は、乗算器２５に対
し利得補正値を提供する。またディジタルアナログ変換
器２８は、加算器２７に対しオフセット補正値を提供す
る。データ語は、各イメージング画素の正規化映像信号
が到着する毎に、画素カウンタ５０、メモリ５２、利得
／オフセットデータラッチ２９から、二つのディジタル
アナログ変換器に提供される。カウンタは、画像化器か
らのイメージング画素信号の読み出しに同期して増進す
る。カウンタ出力は、各イメージング画素の利得とオフ
セット値を保持しているメモリへ番地を提供するのに使
われる。メモリからの利得とオフセットデータ出力は、
利得／オフセットデータラッチに捕捉され、ディジタル
アナログ変換器に提供される。バッファ５３は、マイク
ロプロセッサ１００によるメモリ５２へのアクセスを許
可し、利得とオフセットの値が補正過程の結果得られる
値に変更される。計数が停止（ディセーブル）されてい
る間、画像カウンタにマイクロプロセッサからの値が読
み込まれ、マイクロプロセッサが書き込むメモリの番地
が提供される。アナログディジタル変換器３０は、正規
化され、利得とオフセットが補正された映像信号を数値
に変換する。その数値はＦＩＦＯメモリ４５に書き込ま
れ、マイクロプロセッサによって読み出される。

【０００９】図２は同じ信号処理の連鎖を（Ａ／Ｄ変換
器３０から上に向かって）、機能ブロック図の形式で示
している。各ブロックの変移関数は、本発明の基礎とな
る概念を説明するのに役立つ。機能ブロック図に示され
ているように、画像化器１０で生成されたスキャナ信号
は、ブロック１１０に始まる。最小信号電位を表す０
と、最大信号電位を表す１からなる理想信号である。理
想信号源は、光源の不均一性、製造の変動などに起因す
る理想からの偏りにより不利な影響を受け、画像化器１
０からの非理想スキャナ信号となり、続く、ユニット２
０から３０の信号処理装置に入力される。偏りは、理想
信号の利得とオフセットの変移として、ブロック１２０
に示されている。利得とオフセットは、ＣＣＤの画素毎
に次の式に従い変わる。

【００１０】ｘ_i＝ｍＸ＋ｂ［１］ここで、Ｘ＝理想信号源ｘ_i＝補正回路への入力信号（理想からの偏りを含む）ｍ＝理想からの利得の偏り（ＣＣＤの箇所毎に異なる）ｂ＝理想からのオフセットの偏り（ＣＣＤの箇所毎に異
なる）スキャナ信号の利得とオフセットの偏りは、乗算器２５
と加算器２７で、利得とオフセットの補正値が与えられ
補正される。この補正値はディジタル値で、それぞれＤ
／Ａ変換器２６と２８に与えられる。最初に、ディジタ
ル利得補正値が、乗算器２５で、理想からずれたスキャ
ナ信号に与えられる。これはブロック１３０の式で表さ
れる。

【００１１】

【数１】ここで、ｘ_i＝補正の対象となる非理想信号ｘ_g＝利得が補正された信号ｇ_L＝最小利得ｇ_H＝最大利得Ｄ_G＝利得Ｄ／Ａ変換器２６へのディジタル入力Ｄ_Gmax ＝利得Ｄ／Ａ変換器２６への最大ディジタル入
力次に、ディジタルオフセット補正値が利得補正後の信号
に加算器２７で与えられる。これはブロック１４０の式
で表される。

【００１２】

【数２】ここで、ｘ＝全て補正された信号ｏ_L＝最小オフセットｏ_H＝最大オフセットＤ_O＝オフセットＤ／Ａ変換器へのディジタル入力Ｄ_Omax＝オフセットＤ／Ａ変換器への最大ディジタル入
力最後に、全て補正された信号はＡ／Ｄ変換器３０でディ
ジタル値に変換される。これはブロック１５０の式で表
される。

【００１３】Ｙ＝Ｋx ＋Ｏ_AD ［４］ここで、Ｙ＝Ａ／Ｄ変換器数値出力（カウント）Ｋ＝入力ボルト当たりＡ／Ｄ変換器出力カウントＯ_AD＝Ａ／Ｄ変換器の固定数値オフセットＡ／Ｄオフセットの項は、Ａ／Ｄ変換器の数値出力と入
力との間のオフセットを説明するものである。例えば、
−２．５ＶをＡ／Ｄ変換器に入力したときに数値出力０
であり、２．５ＶをＡ／Ｄ変換器に入力したときに数値
出力が４０９５となる場合、オフセット値は２０４８と
なる。

【００１４】本発明の方法に従った信号処理装置の較正
方法を説明する。特に、それぞれＤ／Ａ変換器２６と２
８の入力への、利得とオフセットの設定法を示す。この
方法によれば、補償すべき回路自身から持ち込まれる偏
り要素を考慮することなく、スキャナ信号の画素毎の補
償が得られる。

【００１５】上記の項を全て入れることにより、全体の
システム応答の式が与えられる。即ち、理想入力でのＡ
／Ｄ変換器３０からのディジタル出力値Ｙは次のとおり
である。

【００１６】

【数３】この式の中の乗算を実行し、

【数４】ここで次のとおりに置く。

【００１７】

【数５】＝利得に起因するオフセットＧ_L＝Ｋmg_L Ｇ_H＝Ｋmg_H Ｏ_L＝Ｋo _L Ｏ_H＝Ｋo _H さらに、次のとおりに置く。

【００１８】

【数６】

【数７】これらを代入し次式を得る。

【００１９】Ｙ＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G）Ｘ＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_O）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD ［７］ｍとｂはイメージング画素毎に変わることに注意する。
後述のように、これら要素を含む項は較正過程において
消去される。

【００２０】図３は、三つの応答Ｙを示している。ここ
で応答Ｙ₁と応答Ｙ₂は、任意のディジタルの利得とオ
フセットの入力（補正係数）を、Ｄ／Ａ変換器２６と２
８に与えたときの応答であり、応答Ｙ_Tは、本発明で求
めるべき、補正された利得とオフセット入力のときの所
望（目標）システム応答である。ＡとＢの下付き文字
は、画像化器１０で走査された参照源Ｘ_BとＸ_Aに対す
る応答の区別を表している。これらは、黒の参照源Ｘ_B
（最小信号）と白の参照源Ｘ_A（最大信号）である。し
かし本発明の方法において他の参照源の電位が使われる
こともある。図４は、正規化しオフセット項を消去した
同じ三つの応答を示している。

【００２１】図４は、要求されるディジタル利得入力を
決定し、目標システム応答に達する方法を示唆してい
る。即ち、二つの任意の利得補正を設定して応答を測定
し、利得を変えたときの効果を求め、目標利得を計算す
る。ディジタル利得入力をＤ_G1に固定し、Ｘ_A（最大信
号に対応するゲート開またはＤ_min状態）とＸ_B（最小
信号に対応する暗またはＤ_maxの状態）での値を読み出
す。

【００２２】Ｙ_G1A＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G1）Ｘ_A＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_O）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD［８］Ｙ_G1B＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G1）Ｘ_B＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_O）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD［９］二つの読みとり値の差から次式を得る。

【００２３】Ｙ_G1＝Ｙ_G1A−Ｙ_G1B＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G1）（Ｘ_A−Ｘ_B）［１０］ここでＸ_A＝１、Ｘ_B＝０とすると、それらはそれぞれ
最大と最小の理想信号入力を表す。

【００２４】Ｙ_G1＝Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G1 ［１１］同様に、ディジタル利得入力をＤ_G2に固定し、Ｘ_AとＸ
_Bでの値を読む。

【００２５】Ｙ_G2＝Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G2 ［１２］Ｙ_G2からＹ_G1を引き、Ｙ_G2−Ｙ_G1＝（Ｄ_G2−Ｄ_G1）Ｇ_R ［１３］

【数８】以下の記述から、Ｇ_Rがディジタル利得入力Ｄ_GTを求め
るのに役立つのがわかる。システム応答の望ましい傾斜
に到達するために必要とされるものである。

【００２６】利得補正提供の目的は、全ての画素のシス
テム応答の傾斜を、望ましいシステム応答の傾斜に合わ
せることである。図３を参照すると、望ましいシステム
応答Ｙ_GTの傾斜は単に、

【数９】理想化された参照入力Ｘ_AとＸ_Bはそれぞれ１と０にな
り、従って望ましい傾斜は、実際には、参照源Ｘ_Aを走
査したときのシステム出力と、参照源Ｘ_Bを走査したと
きのシステム出力の望ましい差になる。この望ましい差
をＹ_GTと呼ぶ。この望ましい差Ｙ_GTが与えられると、Ｙ
_GTに達するに必要なディジタル利得入力Ｄ_GTが求まる。

【００２７】Ｙ_GT＝Ｙ_GTA−Ｙ_GTB＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_GT）（Ｘ_A−Ｘ_B）［１５］Ｙ_GT＝Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_GT ［１６］Ｙ_GTからＹ_G1を引き、Ｙ_GT−Ｙ_G1＝（Ｄ_GT−Ｄ_G1）Ｇ_R ［１７］

【数１０】Ｇ_Rを代入し、

【数１１】

【数１２】Ｄ_GTの最後の式を簡単にするためには、Ｄ_G1を０に設定
するのが有効である。

【００２８】

【数１３】この式は、選ばれたディジタル利得入力と、ディジタル
Ａ／Ｄ変換器出力にのみ依存することに注意する。二つ
のあらかじめ決められた参照源Ｘ_AとＸ_Bに対し、これ
らディジタル利得（補正係数）が入力されている。信号
処理回路の内部係数（固定のオフセット、利得範囲、絶
対利得値等）を含む全ての項は消え、従って、この式で
計算される望ましいディジタル利得値は、これら内部の
詳細から独立である。このため、較正過程が製造上また
は環境上の変動から悪影響を受けない。これらの変動
は、スキャナごとに内部回路の動作点を変えるおそれの
あったものである。

【００２９】そこで、ＣＣＤの各光検知箇所に要求され
るディジタル利得値を求めるため、ディジタルオフセッ
ト値を任意の値に設定し、四つの条件のもとで各箇所に
対するデイジタル応答を採取する。

【００３０】Ｙ_G1A 理想入力信号が最大（Ｘ＝１）
で、ディジタル利得値が零（Ｄ_G1＝０）のときの、ある
箇所のデイジタル応答、Ｙ_G1B 理想入力信号が最小
（Ｘ＝０）で、ディジタル利得値が零（Ｄ_G1＝０）のと
きの、ある箇所のデイジタル応答、Ｙ_G2A 理想入力信
号が最大（Ｘ＝１）で、ディジタル利得値が非零（Ｄ_G2
＝Ｎ）のときのある箇所に対するデイジタル応答、Ｙ
_G2B 理想入力信号が最小（Ｘ＝０）で、ディジタル利
得値が非零（Ｄ_G2＝Ｎ）のときの、ある箇所のデイジタ
ル応答。

【００３１】各箇所に対し、四つのデイジタル応答と非
零のディジタル利得値Ｎを使い、式［２１］を評価し、
その箇所に用いるディジタル利得値Ｄ_GTを求める。

【００３２】一度でも画素の目標利得補正値が求まれ
ば、その画素のオフセット補正値を求めることが望まし
い。ディジタルオフセット値を求めるため、正規化入力
Ｘを固定し、ディジタル利得入力Ｄ_Gを任意の値にし、
二つのディジタルオフセット入力Ｄ_O1とＤ_O2での値を読
みとる。

【００３３】Ｙ_O1A＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G）Ｘ＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_O1）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD［２２］Ｙ_O2A＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_G）Ｘ＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_O2）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD［２３］つぎに二つの読みとりの差をとる。

【００３４】Ｙ_O2−Ｙ_O1＝（Ｄ_O2−Ｄ_O1）Ｏ_R ［２４］この式には、理想化された入力、画素毎の利得またはオ
フセット、Ａ／Ｄ変換器３０のディジタル利得に依存す
るものがない。従って、試験信号発生器からオフセット
補正回路へ試験電位を供給することにより求められ、理
想入力信号に配慮する必要がなくなる。この式をＯ_Rに
ついて解き、オフセットとディジタルオフセット入力の
関係は、

【数１４】これが判明したので、値を読む。理想入力信号を最小に
設定し（Ｘ＝０）、ディジタル利得値を、各箇所につい
て式［２１］で求められた目標値に設定し、オフセット
値を最大に設定しておく。各光検知箇所に対し次式を得
る。

【００３５】Ｙ_O＝（Ｇ_L＋Ｇ_RＤ_GT）Ｘ＋（Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_Omax）＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD［２６］理想入力信号は零なので、理想入力信号Ｘを含む項が消
えたことに注意する。項を並べ変えて、次式を得る。

【００３６】Ｙ_O−Ｏ_RＤ_Omax＝Ｏ_L＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD ［２７］理想入力信号が零のとき、ディジタル出力を零にするこ
とを望むなら、０＝Ｏ_L＋Ｏ_RＤ_OT＋Ｏ_GI＋Ｏ_AD ［２８］［２８］に［２７］を代入し、次式を得る。

【００３７】０＝Ｙ_O−Ｏ_RＤ_Omax＋Ｏ_RＤ_OT ［２９］望ましいディジタル値について解き、［２５］を用いる
と、各光検知箇所の望ましいディジタルオフセット値が
与えられ、ディジタルオフセット値とＡ／Ｄ出力値の項
で表される。

【００３８】

【数１５】各イメージング画素に対しし、式［３０］が評価され、
固有のディジタルオフセット補正値が求められ、最小入
力で零ディジタルＡ／Ｄ出力を達成するのに利用され
る。図５を参照すると、このことが応答Ｙ_Oを高さ零の
Ｙ_TBに下げることで示される。

【００３９】本発明の好ましい形態においては、較正は
参照源Ｘ_AとＸ_Bを用い遂行され、シャッタを通過する
光源はＸ_Aに対し全開、Ｘ_Bに対し全閉される。状態に
よっては、較正後の実走査中にＣＣＤが受光する最大光
量は、較正中に受光する光量と同一とはならない。例え
ば、フィルムが走査される場合、受光する最大光量は、
最小濃度、Ｄ_minフィルム領域を透過する光量となる。
しかし、スキャナをフィルムなしで、いわゆるゲート開
の状態で較正することが望まれる場合がある。ＣＣＤに
露出制御があれば、この状態は、較正中の露出を減らす
ことにより行われ、次いでこの露出設定に乗数をかけ、
フィルム実走査中の適切な露出が求められる。露出を式
［１］における係数ｍとすると、本開示で展開された較
正方法は有効となる。各光検知箇所に対応するディジタ
ルの利得とオフセットを求める式は、ｍに依存しないか
らである。従って、唯一の要件は、ゲート開の露出に或
る係数が乗ぜられることであり、それが、最小濃度フィ
ルムと同一のディジタルＡ／Ｄ出力を与える。勿論、こ
れは、露出制御が完全に線形、またはここで扱われる範
囲において充分に線形であることを想定している。

【００４０】例えば、カラー陰画フィルムの場合、最小
透過濃度は、それぞれ赤、緑、青の層において０．３、
０．６、０．９となる。スキャナがこのフィルムを読む
と、最大スキャナ出力は、それぞれ、赤、緑、青におい
て、ゲート開の読みとり値に対し０．５倍，０．２５
倍，０．１２５倍になる。ＣＣＤが電荷を蓄積する係数
が、ゲート開でデータを収集するときの係数に対し赤
２、緑４、青８の率で増えれば、フィルムの最小透過領
域からのスキャナ出力は、ゲート開較正出力と同一にな
る。

【００４１】このいわゆるゲート開較正方法では、較正
中には用意しなければならず、一方、実走査では取り除
かねばならない、標準の“最小濃度フィルム”または疑
似の最小濃度を省略することができる。実行上、このこ
とは、ゲート走査に要求される状態が、三のかわりに二
で良いことを意味している。即ち、開、閉、中間濃度の
較正に対して、開、閉のみで良い。

【００４２】本発明の特徴の好ましい実施例において
は、実走査時に露出継続時間を求める。露出継続時間の
第一の値が設定され、画像なしで光源が走査され、各イ
メージング画素からスキャナ信号サンプルが得られ、サ
ンプルの平均が計算される。あらかじめ設定されたスキ
ャナ信号の平均値が確定される。これは、画像（フィル
ム走査の場合のＤ_minの状態）の実走査中に得られる最
大平均スキャナ信号値を表し、画像なしで較正中に得ら
れる最大平均スキャナ信号出力（例えばゲート開状態）
に対応している。次いで、新しい露出継続時間が計算さ
れる。これは、第一の露出継続時間値と、計算されたサ
ンプルの平均と、スキャナ信号のあらかじめ定められた
平均値の関数として計算される。

【００４３】完結した実際の、スキャナの較正手順につ
いて、利得とオフセットの係数の確定と、上記本発明の
特徴に従う露出乗数を含め、以下に概説する。

【００４４】Ａ．シャッタが閉じられているかを確かめ
るＢ．ＣＣＤイメージング画素に、未較正、または較正を
飛ばす（ある箇所を較正しないことになっているとき）
印を付けるＣ．オフセット制御の効果を決定する１．利得を中間値に設定する２．１／３ボルト電位の試験信号を選ぶ３．オフセットを中間値に設定し１ラインのデータを
取り込む４．データの平均を計算する５．オフセットを最大値に設定し１ラインのデータを
取り込む６．データの平均を計算する７．平均を基に、式［２５］の、オフセットの効果を
計算するＤ．ＣＣＤの最適露出点を見付ける１．ＣＣＤから信号を入れる２．中間範囲の露出から開始する３．シャッタを閉じて１ラインのデータを取り込む。
利得は中間値に設定し、オフセットは最大値に設定して
おく４．データの平均を計算し、暗の参照として用いる５．シャッタを開く６．高い方の露出を最大露出にし、低い方の露出を最
小露出に設定する７．二分検索を用い露出を較正するａ．高露出と低露出の中途に試行露出を計算し設定す
るｂ．試行露出での走査データを１ライン取り込むｃ．平均を計算し暗の参照を差し引くｄ．平均が目標の上であれば、高露出を試行露出と前
の高露出の中途に設定する、平均が目標の下であれば、
低露出を試行露出と前の低露出の中途に設定する、何れ
でもなければ最適露出点が求まったことになるｅ．最適露出に達するか、最大繰り返し回数に達すれ
ば、次に進むその他の場合は上記ステップＤ. ７. ａ.
に帰り、繰り返すＥ．各画素の利得を求め補正する１．利得値を最小（Ｄ／Ａ変換器へのディジタル値を
零）に設定する２．シャッタを閉じ、複数ラインの走査データを取り
込む３．走査データラインを合わせ、走査データラインの
平均を得る４．シャッタを開き、複数ラインの走査データを取り
込む５．走査データラインを合わせ、走査データラインの
平均を得る６．利得値を中間値に設定する７．以下を一度またはそれ以上繰り返す：ａ．シャッタを開き、複数ラインの走査データを取り
込むｂ．走査データラインを合わせ、走査データラインの
平均を得るｃ．シャッタを閉じ、複数ラインの走査データを取り
込むｄ．走査データラインを合わせ、走査データラインの
平均を得るｅ．各イメージング画素からの結果を検査し、明と暗
の差が目標値に充分近いかを見る、そうであれば、イメ
ージング画素が利得について較正された印を付ける、そ
うでなければ、（式［２１］を使い）計算し、上記Ｅ.
２. とＥ. ４. において利得零として得た測定値を考慮
にいれて、新しい利得値を設定するｆ．全てのイメージング画素が利得値に対し較正され
るか、最大繰り返し回数に達すると、次に進む。、その
他の場合は上記ステップＥ. ７. ａ. に戻り、新しい利
得で繰り返すＦ．ステップＤで求まるゲート開の露出倍数に、あらか
じめ定められた係数を掛ける。これはフィルムが実走査
されるときに適当な露出倍数となる。露出をこの新たな
計算値に設定するＧ．シャッタを閉じ、各画素のオフセットを確定し補正
する１．以下を一度またはそれ以上繰り返すａ．複数ラインの走査データを取り込むｂ．走査データラインを合わせ、走査データラインの
平均を得るｃ．各イメージング画素からの結果を検査し、ディジ
タル画素が零に充分近いかを見る、そうでなければ、
（式［３０］と手順Ｃの結果を使い）計算し、新しいオ
フセット値を設定するｄ．全てのイメージング画素がオフセットに対し較正
されるか、最大繰り返し回数に達すると、次に進む。そ
の他の場合は上記ステップＧ．１．ａ．に帰り、新しい
オフセットで繰り返す。

【００４５】以上、イメージング画素に、イメージング
画素の利得とオフセットの補正を採用し、信号処理回路
の動作点に影響されないスキャナの較正方法が開示され
た。利得について、この方法では、高利得と低利得の両
方で、明と暗の測定値をとり、利得Ｄ／Ａ変換器への、
要求される数値入力を計算し、望ましい数値出力をえ
る。加えて、一つの較正方法が記述された。ゲート開
（例えばフィルムなしまたはフィターあり）で値を読み
とり、対象物が走査されるとき、固有の操作に対する要
求露出を計算する。

【００４６】

【発明の効果】画素スキャナの信号処理回路が、選択さ
れたスキャナ信号測定値と、既知の利得オフセット設定
値から定まる利得とオフセットの補正係数により、較正
される。これにより画素単位で、信号回路自身の素子や
応答値の、規格値からの変動を考慮することなく、処理
回路の正確な較正が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＣＤを用いた線形イメージングスキャナの
信号処理装置の概略ブロック図である。

【図２】機能流れ図であり、図１装置の主要処理要素
の操作関数を表す図である。

【図３】図１装置のシステム応答図であり、異なる利
得補正設定での応答を示す図である。

【図４】本発明に従った、図１装置の正規化したシス
テム応答を示す図である。

【図５】本発明に従った、オフセットシステム応答の
補正を示す図である。

【符号の説明】

１０線形画像化器、１１増幅器、１２試験信号発
生器、２０参照Ｓ／Ｈ、２２減算器、２３映像Ｓ
／Ｈ、２５乗算器、２６利得Ｄ／Ａ、２７加算器、
２８オフセットＤ／Ａ、２９利得／オフセットデー
タラッチ、３０Ａ／Ｄ変換器、４５ＦＩＦＯメモ
リ、５０画素カウンタ、５２メモリ、５３バッフ
ァ、１００マイクロプロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ユージンアールウォイトニクアメリカ合衆国テキサス州プレイノカムローズドライブ 4105

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スキャナ信号補正係数を求め、走査アレ
イのイメージング画素間の不均一性を補償する画像スキ
ャナ信号処理回路の較正方法において、スキャナアレイの全てのイメージング画素に対し、信号
処理回路を第一と第二の補正係数によって連続的に設定
し、第一の補正係数のために、高と低のスキャナ出力信号値
を代表する第一と第二の参照源を連続的に走査し、第一
と第二の参照源からそれぞれ第一と第二のスキャナ信号
サンプルを得、第二の補正係数のために、高と低のスキャナ出力信号値
を代表する第一と第二の参照源を連続的に走査し、第一
と第二の参照源からそれぞれ第三と第四のスキャナ信号
サンプルを得、（ａ）第一と第二の参照源を走査し各イ
メージング画素について得られるサンプル間の望ましい
差、（ｂ）各イメージング画素に対する第一の補正係
数、（ｃ）各イメージング画素に対する第二の補正係
数、（ｄ）与えられたイメージング画素に対する第一か
ら第四までの信号サンプル、から求まる目標補正係数を
各イメージング画素のために信号処理回路に与えるステ
ップを含む較正方法。