JPH10155090A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の種類を判断することなくほぼリアルタ
イムでＡ／Ｄ変換器の基準電圧を制御して適切なγ補正
が行え、精度のよい画像再生を可能とする。 【解決手段】 白色データおよび黒データ読取時には出
力特性が線形となるように各基準電圧入力端子Ref1,2,
3,4,5の端子電圧の電圧値を設定し、画像読取時は希望
するγ補正曲線の近似の特性が得られるように設定す
る。また、画像読取時には、希望するγ補正曲線の近似
の特性が得られるように、各基準電圧入力端子Ref1,2,
3,4,5の端子電圧をそれぞれ設定する。このようにする
と、白色基板読取時および黒データ読取時にはγ補正が
かからないので、適切な白色データと黒データが得ら
れ、適切なシェーディング補正および暗時出力補正を行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読み取った画像を
Ａ／Ｄ変換して画像信号を形成する画像読取装置に係
り、特にＡ／Ｄ変換後のγ補正に特徴のある画像読取装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スキャナで読み取った画像をＡ／Ｄ変換
する際、一般にγ補正と称される補正が行われる。この
補正は、ＣＣＤで読み取った画像信号をデジタル変換
し、反射率リニアでスキャナ出力するための補正で、例
えばＣＣＤ出力８ビットからスキャナ出力８ビットに変
換するようになっている。このときのγ変換曲線の一例
を図７に示す。この図から分かるように、８ビットから
８ビットの変換では、変換後にγ曲線の特性を持たせよ
うとすると、曲線の傾きの大きいところに階調の「と
び」が現れる。

【０００３】そこで、この階調の「とび」の発生を防止
するものとして、例えば特開昭６２−１８３６７８号公
報記載の発明が知られている。この発明は、画像を読み
取って処理する場合に、Ａ／Ｄ変換器の規準電圧入力端
子に入力される電圧値を制御して出力を非線型にして文
字原稿と写真原稿によってモードを切り換えるようにし
たものである。これによってデジタル画像データの変換
による量子化誤差をなくし、文字原稿に対しては解像度
が高いハイコントラストな出力画像とし、写真原稿に対
しては階調性が高い出力画像とするようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように読み取った
画像をデジタル信号に変換して画像処理を行うもので
は、ＣＣＤ出力とスキャナ出力の間にγ補正を行って色
補正の精度を上げるようにしているが、前記公知例で
は、文字画像か写真画像であるか、あるいは、文字画像
と写真画像の混合画像であるかなどはユーザが判断し、
モードを切り換える必要があり、自動的に画像の種類を
判断して処理するものではなかった。そこで、自動的に
上記の切り換えを行おうとすると、画像を読み取った後
でもしくは画像を読み取っている間にこれらの画像の数
カ所でエッジや階調性などを判断して総合的に行われる
ので、リアルタイムもしくはほぼリアルタイムで画像の
種類を判断し、γ補正の特性曲線を特定することはでき
なかった。これは画像の種類の判断が画像の読取値に基
づいているかぎり解消することが難しい問題であると考
えられる。

【０００５】したがって、本発明の課題は、画像の種類
を判断することなく上記と同様の効果を得ることができ
るような技術を開発することにあり、画像の種類を判断
することなくほぼリアルタイムでＡ／Ｄ変換器の基準電
圧を制御して適切なγ補正が行え、精度のよい画像再生
が可能な画像読取装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の手段は、原稿からの反射光を受光して光電変
換する光電変換素子群と、原稿からの反射光を光電変換
素子群へ導く光学系と、光電変換素子群から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と
を備えた画像読取装置において、上限および下限の基準
電圧がそれぞれ入力される上下基準電圧入力端子と両基
準電圧間の基準電圧が入力される少なくとも１つの基準
電圧入力端子を前記Ａ／Ｄ変換器に設けるとともに、画
像読取のアルゴリズムの実行中に前記各基準電圧入力端
子に入力される電圧値を制御する制御手段を設けたこと
を特徴としている。

【０００７】第２の手段は、第１の手段に対して白色基
準板と、この白色基準板の読取データを格納するメモリ
と、画像データを白基準データを用いて補正する補正手
段とをさらに設け、前記制御手段は、白色基準板読取時
と画像読取時とで前記各基準電圧入力端子の入力電圧値
を切り換えることを特徴としている。

【０００８】第３の手段は、第１の手段に対して黒基準
の読取を行う黒基準読取手段と、この黒基準読取手段の
読取データを格納するメモリと、画像データを黒基準デ
ータを用いて補正する補正手段とをさらに設け、前記制
御手段は、黒基準の読取時と画像読取時とで前記各基準
電圧入力端子の入力電圧値を切り換えることを特徴とし
ている。

【０００９】第４の手段は、第１の手段において、画像
領域外の読取可能位置に設けられたバーコードの読取時
と画像読取時とで前記各基準電圧入力端子の入力電圧値
を切り換えることを特徴としている。

【００１０】第５の手段は、第１ないし第４の手段にお
いて、前記制御手段による電圧値の切り換えを、１スキ
ャンごとに１スキャンの画像走査期間中に実行すること
を特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。

【００１２】図１は一般な画像読取装置を示し、コンタ
クトガラス１上の原稿は光源であるハロゲンランプ２に
より照明される。その反射光は第１ミラー３、第２ミラ
ー４、第３ミラー５により順次反射され、レンズ６によ
りＣＣＤ７の受光面に結像されてＣＣＤ７により光電変
換される。ハロゲンランプ２と第１ミラー３は第１キャ
リッジ８に搭載されると共に第２ミラー４と第３ミラー
５は第２キャリッジ９に搭載され、このキャリッジ８、
９は副走査方向（図の左右方向）に移動する。

【００１３】図２は本実施形態に係る画像読取装置の電
気的構成を示すブロック図である。この画像読取装置
は、一般的な読取装置であるが、ＣＣＤ７、アナログ処
理回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２、シェーディング補正お
よび暗時出力補正演算回路１３、γ補正回路１４および
白色データおよび黒データ蓄積メモリ１５から基本的に
構成されている。

【００１４】このように構成された画像読取装置では、
コンタクトガラス１上に載置された原稿を第１キャリッ
ジ８に搭載されたハロゲンランプ４によって照明し、原
稿からの反射光が同じく第１キャリッジ８に搭載された
第１ミラー４から、第１走行体の１／２の速度で同方向
に移動する第２キャリッジ９に搭載された第２ミラー４
および第３ミラー５を経て、前述のようにレンズ６によ
りＣＣＤ７上に結像され、ＣＣＤ７で光電変換される。
ＣＣＤ７で光電変換されたアナログデータはアナログ処
理回路１１でサンプルホールドや増幅などの処理が行わ
れた後、Ａ／Ｄ変換器１２に入力され、８ビットのデジ
タルデータとしてシェーディング補正および暗時出力補
正演算回路１３とγ補正回路１４で所定の補正処理が実
行された後、画像読取装置から出力される。

【００１５】シェーディング補正および暗時出力補正演
算回路１３における演算において使用される補正データ
は、通常、画像読取に先だって行う白色基準板１０の読
み取りと、光源すなわちハロゲンランプ２の消灯時に読
み取る黒データ読み取りによって得られたデータをそれ
ぞれ白色データと黒データとして白色データおよび黒デ
ータ蓄積メモリ１５に格納されている。

【００１６】また、シェーディング補正および暗時出力
補正の演算式は、白色データをＤWH、黒データをＤBL、
補正前の画像データをＤPR、補正後の画像データをＤNE
とすると、 ＤNE＝（ＤPR−ＤBL）×２５５／（ＤWH−ＤBL） で表わされる。

【００１７】図３は本実施形態に係る画像読取装置のＡ
／Ｄ変換器１２部分を詳細に示すブロック図である。こ
の図から分かるようにＡ／Ｄ変換器１２には、基準電圧
入力端子がRef１，２，３，４，５の５個設けられ、そ
の各々の基準電圧入力端子Ref１，２，３，４，５に対
して基準電圧設定回路１６の出力端子が接続されてい
る。このように構成すると、前述の特開昭６２−１８３
６７８号公報記載の発明と同様に基準電圧入力端子Ref
１，２，３，４，５の入力電圧値をそれぞれいろいろな
値に変えると、所望のγ補正曲線の近似値を得ることが
できる。なお、この実施形態においては、Ref １および
Ref ５がそれぞれ下限および上限の基準電圧の入力端子
に、Ref２，３，４が少なくとも１つの基準電圧の入力
端子にそれぞれ対応し、基準電圧設定回路１６が制御手
段として機能している。

【００１８】本発明では、白色データおよび黒データ読
取時には出力特性が線形となるように各端子の電圧値を
設定し、画像読取時は希望するγ補正曲線の近似の特性
が得られるように設定する。すなわち、白色データおよ
び黒データ読取時は、例えば、図４に示すような直線の
特性（線形特性）となるように各基準電圧入力端子Ref
１，２，３，４，５の端子電圧をそれぞれ設定する。こ
の設定端子電圧としては、例えば、Ref１＝０Ｖ、Ref２
＝０．７５Ｖ、Ref３＝１．５Ｖ、Ref４＝２．２５Ｖ、
Ref５＝３Ｖとすればよい。

【００１９】また、画像読取時には、例えば図５に示す
ように希望するγ補正曲線の近似の特性が得られるよう
に、各基準電圧入力端子１，２，３，４，５の端子電圧
をそれぞれ設定する。この例の場合は、例えば、Ref１
＝０Ｖ、Ref２＝０．２Ｖ、Ref３＝０．６Ｖ、Ref４＝
１．４Ｖ、Ref５＝３Ｖに設定してある。このようにす
ると、白色基板読取時および黒データ読取時にはγ補正
がかからないので、適切な白色データと黒データが得ら
れ、適切なシェーディング補正および暗時出力補正を行
うことができる。もっとも、このようにしないと前述の
演算式において正常な値とはならない。また、特に図示
はしないが、バーコードの読取時には、白か黒なので出
力としてには２値化に近いデータが望ましい。したがっ
て、基準電圧入力端子Ref１，２，３，４，５の電圧値
を２値化出力となるように値に設定すればよいことにな
る。

【００２０】図６はこのような画像読取の一連のアルゴ
リズムにおける基準電圧入力端子の端子電圧の制御手順
を示すフローチャートである。

【００２１】この制御では、まず、ハロゲンランプ２が
消灯されているときに黒データを読み取る（ステップ１
０１）。これによってＡ／Ｄ変換器１１の基準電圧は図
４に示す線形の特性を選択する。次いで、第１および第
２キャリッジ８，９をスタートさせ（ステップ１０
２）、ハロゲンランプ２を点灯して白色基準板１０を読
み取る（ステップ１０３）。これによって、Ａ／Ｄ変換
器１１の基準電圧は図４に示す線形の特性を選択する。
白色基準板１０を読み取ると、ハロゲンランプ２を点灯
した状態でスキャンして画像の読み取りを実行する（ス
テップ１０４）。この場合は、Ａ／Ｄ変換器１１の基準
電圧は図５に示すような対応するγを選択する。そし
て、さらに、バーコードがあればバーコードを読み取る
（ステップ１０５）。この場合は、Ａ／Ｄ変換器１１の
基準電圧は２値化を選択する。その後、ステップ１０６
でキャリッジを停止してリターンさせ、ハロゲンランプ
２も消灯してステップ１００に戻り、次のラインのスキ
ャンを繰り返して１スキャンごとに黒データを白色デー
タを読み取り、さらに、画像を読み取ってγ補正曲線を
選択する。これにより、常に１スキャンごとに適切なγ
補正曲線を選択し、もしくは設定してＣＣＤ７の出力値
からスキャナの出力値を補正することが可能となり、画
質に優れた画像読取が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、画像読取を実行する際の一連のアルゴリズム
の最中に、制御手段によって基準電圧入力端子の電圧値
を切り換えることによって適切な補正データを得ること
が可能になり、これによって高画質な画像を出力させる
ことができる。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、白色基準板
読取時に出力特性が線形となるような電圧値に、また、
画像読取時には読み取った画像に対応するγ補正曲線と
なるような電圧値に各基準電圧入力端子の電圧値を設定
することによって適切な白色データを得ることができる
ので、適正なシェーディング補正を行うことが可能とな
り、その結果、出力画像の高画質化を図ることができ
る。

【００２４】請求項３記載の発明によれば、黒データ読
取時に出力特性が線形となるような電圧値を、また、画
像読取時には読み取った画像に対応するγ補正曲線とな
るような電圧値に各基準電圧入力端子の電圧値を設定す
ることによって適切な黒データを得ることができるの
で、適切な暗時出力補正を行うことが可能となり、その
結果、出力画像の高画質化を図ることができる。

【００２５】請求項４記載の発明によれば、バーコード
の読取時に出力特性が２値化となるような電圧値を設定
することによって、バーコードの確実な読取が行えるの
で、例えば機械の製造シリアルナンバーの管理が容易に
なり、生産コストおよび販売コストの低減に寄与するこ
とができる。

【００２６】請求項５記載の発明によれば、１スキャン
の画像走査期間内で白色データ、黒データおよび画像の
読取を行い、ほぼリアルタイムで適切な出力特性となる
γ補正曲線を得ることができるので、画像の補正を高速
で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す
ブロック図である。

【図２】図１の画像読取装置の電気的構成の要部を示す
ブロック図である。

【図３】本発明に係るＡ／Ｄ変換器と基準電圧設定回路
の詳細を示すブロック図である。

【図４】白色データと黒データ読取時の線形特性を示す
説明図である。

【図５】画像読取時の非線形特性を示す説明図である。

【図６】本実施形態に係る画像読取の制御手順を示すフ
ローチャートである。

【図７】８ビットのＣＣＤ出力と８ビットのスキャナ出
力のγ補正曲線の一例を示す図である。

【符号の説明】

７ ＣＣＤ １０ 基準白板 １１ アナログ処理回路 １２ Ａ／Ｄ変換器 １３ シェーディング補正および暗時出力補正演算回路 １４ γ補正回路 １５ 白色データおよび黒データ蓄積メモリ １６ 基準電圧設定回路 Ref 1,2,3,4,5 基準電圧入力端子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿から反射される反射光を受光して光
   電変換する光電変換素子群と、原稿からの反射光を光電
   変換素子群へ導く光学系と、光電変換素子群から出力さ
   れるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
   器とを備えた画像読取装置において、 上限および下限の基準電圧がそれぞれ入力される上下基
   準電圧入力端子と両基準電圧間の基準電圧が入力される
   少なくとも１つの基準電圧入力端子を前記Ａ／Ｄ変換器
   に設けるとともに、画像読取のアルゴリズムの実行中に
   前記各基準電圧入力端子に入力される電圧値を切り換え
   る制御手段を設けたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 白色基準板と、この白色基準板の読取デ
   ータを格納するメモリと、画像データを白色データを用
   いて補正する補正手段とをさらに備え、前記制御手段
   は、白色基準板読取時と画像読取時とで前記各基準電圧
   入力端子の入力電圧値を切り換えることを特徴とする請
   求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 黒基準の読取を行う黒基準読取手段と、
   この黒基準読取手段の読取データを格納するメモリと、
   画像データを黒基準データを用いて補正する補正手段と
   をさらに備え、前記制御手段は、黒基準の読取時と画像
   読取時とで前記各基準電圧入力端子の入力電圧値を切り
   換えることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、画像領域外の読取可能
   位置に設けられたバーコードの読取時と画像読取時とで
   前記各基準電圧入力端子の入力電圧値を切り換えること
   を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段による電圧値の切り換え
   は、１スキャンごとに当該１スキャンの画像走査期間内
   に行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   か１項に記載の画像読取装置。