JPH1023438A - 電荷蓄積型受光部を有する撮像装置に用いられるカラー画像信号の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数色光を順次照射して撮像されるカラー撮
像装置のある色成分の出力信号に対し、当該色の画素間
のゲインばらつきの補正を行っても、その出力信号に含
まれる他の色の残像成分の画素間ばらつきが補正されな
い。 【解決手段】 基準被写体を実際の撮像時と同様、ＲＧ
Ｂのサイクルで撮像し各色ごとに出力信号を加算平均す
る（ステップ２１２〜２１８）。これにより得られた基
準色成分信号は他の色の残像成分を含んでおり、実際の
撮像時のカラー画像信号に近い。この基準色成分信号を
用いて実際の被写体に対するカラー画像信号を各画素ご
とに規格化することにより、画素間のゲインのばらつき
が、そのカラー画像信号の主成分だけでなく残像成分の
画素間ばらつきも含めて補正され緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷蓄積型受光部
を複数個含みイメージスキャナなどに用いられる撮像装
置から出力されるカラー画像信号の信号処理に関し、特
に画素間における画像信号のばらつきを簡易に補正する
処理方法及び処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の撮像機器の大半は、小型軽量で耐
故障性に優れた固体撮像素子を用いている。これら固体
撮像素子を用いた撮像機器には、ビデオカメラのような
受光部が２次元配列された固体撮像素子、すなわちイメ
ージセンサを用いたものや、ファクシミリ、イメージス
キャナのように受光部が１次元配列された固体撮像素
子、すなわちラインセンサを用いて原稿を走査し画像を
形成するものがある。これらに関し、時代の流れは、モ
ノクロ画像を得る撮像機器からカラー画像を得る撮像機
器に向いている。すでに、ビデオカメラはほとんどがカ
ラー画像を扱うものであり、現在はイメージスキャナの
カラー化が進んでいる。そしていずれファクシミリもカ
ラー化されるであろう。この点で、現在、特にカラー撮
像可能なラインセンサの性能向上が望まれている。

【０００３】さて、固体撮像素子は、半導体基板上に極
めて小さい受光部を配列するため、受光部の微細な加工
ばらつきの影響を受けて、各受光部の特性を全く同一と
することは困難である。例えば、受光部の開口面積の精
度は感度に影響し、受光部の拡散層の接合深さの精度は
感度の光波長特性に影響する。また、ラインセンサを用
いた撮像装置では広い撮像範囲の照明を複数の発光ダイ
オード（ＬＥＤ）で分担することがあり、このような場
合、ＬＥＤの輝度ばらつきも画素間の信号の不均一の原
因となる。このため、モノクロの固体撮像素子では、画
素間の出力信号のばらつきが問題となった。図３は、こ
の問題を示す図であり、ラインセンサによって一様な原
稿を撮像した場合の出力信号の波形図である。この図
で、横軸は時間、縦軸は信号レベルであり、期間Ｔが各
受光部に蓄積された電荷信号を順次読み出して得られる
画像信号である。一様な無地の原稿を一様な光で照射し
撮像しても、画素ごとの信号値は異なり、画像信号２
（明データ）は平坦とならず変動し得る。また、受光部
に発生する暗電荷も画素ごとに異なり、よって照明をオ
フして撮像した暗時の画像信号４（暗データ）も平坦と
はならない。

【０００４】このようなゲインが画素間で一様でないラ
インセンサを用いて原稿を走査すると、画像に原稿の移
動方向のすじが生じる。すじはランダムなノイズに比べ
視覚上目立つので、画質が著しく劣化する。図４は、従
来のモノクロイメージスキャナから出力される画像信号
において上記ゲインの不均一を補正する処理方法を示す
フロー図である。この処理方法は一様な原稿、例えば白
無地の原稿を基準被写体として用い、おおまかには暗時
の画像信号（暗データ）と照明時の画像信号（明デー
タ）とを求め、両者の差信号から求めた補正パラメータ
により各画素での信号のゲインを補正するという方法で
ある。その詳細を説明する。一様な基準被写体をスキャ
ナにセットし、補正パラメータの作成処理をスタートす
る（ステップ１０）。原稿を照射する光源をオフ状態と
して（ステップ１２）、スキャナのラインセンサの読み
出し走査を行い暗データを取り込む（ステップ１４）。
精度を向上させるため、データ取込はｎ回行われ、デー
タは累積加算される（ステップ１６）。暗補正パラメー
タ作成処理１８は、累積加算された暗データをｎで除し
て暗データの平均値を求める。この暗データの取り込み
から平均までの処理は画素ごとに行われる。ここでｊ番
目の画素の暗補正パラメータをＶd(j)で表す。なお、こ
のとき、光源はオフしているので、被写体となる原稿は
原理的には特に一様なものでなくてもよい。

【０００５】次に、光源をオン状態として（ステップ２
０）、スキャナのラインセンサを読み出し走査して明デ
ータを取り込む（ステップ２２）。この場合も、精度を
向上させるため、データ取込はｍ回行われ、データは累
積加算される（ステップ２４）。明補正パラメータ作成
処理２６は、累積加算された明データをｍで除して明デ
ータの平均値を求め、この平均値から暗補正パラメータ
作成処理１８で求めた暗データの平均値を減算し、そし
て減算結果の逆数を求め、これを明補正パラメータとす
る。この明データの取り込みから明補正パラメータの決
定までの処理は画素ごとに行われる。ｊ番目の画素の明
補正パラメータをＫ(j) で表す。明補正パラメータＫ
(j) は、ＲＡＭなどの記憶回路に格納され、補正パラメ
ータの作成処理を終了する（ステップ２８）。

【０００６】これら暗補正パラメータＶd(j)、明補正パ
ラメータＫ(j) を用いて、一般の原稿を読み取った画像
信号Ｖを補正する。具体的には、スキャナから出力され
る画像信号でのｊ番目の画素の信号値をＶ(j) とする
と、補正された画像信号Ｄは、次式で求められる。

【０００７】 Ｄ(j) ＝｛Ｖ(j) −Ｖd(j)｝・Ｋ(j) ………（１） 撮像機器には多くの場合、上記補正パラメータ作成処理
及びそのパラメータを用いて画像信号に補正演算を施す
回路が組み込まれている。以上、モノクロイメージスキ
ャナにおける画素間ばらつきの補正を述べた。

【０００８】さて、カラー撮像機器、例えばカラーイメ
ージスキャナにおいても、モノクロイメージスキャナ同
様の固体撮像素子を用いる以上、画素間ばらつきについ
ての補正が必要となる。図５は、従来のカラーイメージ
スキャナから出力される画像信号において上記ゲインの
不均一を補正する処理方法を示すフロー図である。まず
この方法が適用されるカラーイメージスキャナを簡単に
説明する。このカラーイメージスキャナは原稿照明用の
光源として赤、緑、青それぞれに発光するＬＥＤ（それ
ぞれＲ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤと称する）を
有する。ラインセンサは時分割で各色の反射光を受光
し、各色に対応したカラー画像信号である画像色成分信
号を出力する。すなわち、例えば赤色光が照射されたと
きには、原稿はその赤色成分に応じた反射を生じ、ライ
ンセンサは赤色成分の撮像を行う。他の色についても同
様である。

【０００９】図５（ａ）はカラーイメージスキャナにお
ける暗補正パラメータ及び明補正パラメータの作成処理
の全体のフロー図である。暗補正パラメータ作成の過程
４０は図４に示す過程（ステップ１２〜１８）と同じで
ある。

【００１０】受光部の感度の光波長特性は、すでに述べ
たように各受光部で異なり、例えば赤、緑、青に対する
各感度の間の相関は保証されない。またＲＧＢ各ＬＥＤ
の輝度のばらつきも互いに異なる。つまり、同一のライ
ンセンサであっても各色に対するゲインの画素間ばらつ
きのパターンは一般に異なる。図６は、ラインセンサに
よって一様な原稿を撮像した場合の各色の画像色成分信
号の波形の模式図である。この図に示すように赤、緑、
青の各画像色成分信号３０、３２、３４の波形、すなわ
ち画素間のばらつきのパターンは各色間で異なる。その
ため明補正パラメータ作成の過程は赤、緑、青の各色に
対応する処理（処理４２〜４６）に分かれ、各色に対す
る処理を独立に行っている。これら各色の処理（処理４
２〜４６）に含まれる赤色明補正処理（ステップ５
２）、緑色明補正処理（ステップ５４）、青色明補正処
理（ステップ５６）は、それぞれ図５（ｂ）に示す処理
であり、これは図４のステップ２２〜２６と同じであ
る。この処理により、暗補正パラメータＶd(j)、赤、
緑、青それぞれの明補正パラメータＫr(j)、Ｋg(j)、Ｋ
b(j)が決定される。原稿を読み取って得られる赤、緑、
青各色の画像色成分信号Ｖr(j)、Ｖg(j)、Ｖb(j)は補正
パラメータＶd(j)、Ｋr(j)、Ｋg(j)、Ｋb(j)を用い、
（１）式と同様の演算を行って補正される。

【００１１】この方法は、カラーイメージスキャナだけ
でなく、カラービデオカメラにも適用することができ
る。なお、カラービデオカメラの場合、一般には被写体
を照射する光源の色を切り換えるのではなく、固体撮像
素子の受光部上に特定の色成分を透過するカラーフィル
タを設けることにより、カラー画像信号を生成する。こ
の場合には、補正パラメータ作成処理において光源の色
を切り換えることは必要なく、一様な基準被写体、例え
ば白色光で照らされた白色原稿を撮像して各色の明補正
パラメータを決定することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記、カラー撮像装置
（撮像素子）における画素間ばらつきの補正は、各受光
部が特定色に対応する画像色成分信号のみを生成する場
合、例えば上述した固体撮像素子上にカラーフィルタが
配置されているような場合には問題はないのだが、各受
光部が複数の色に対応する画像色成分信号を生成する場
合、例えば照射光の色を順次変えて、その反射光を同じ
受光部で時分割で順次各色の画像色成分信号に変換する
場合には以下に述べる問題点がある。

【００１３】通常の固体撮像素子は電荷蓄積型の受光部
を有し、この受光部に蓄積された電荷信号の読み出しが
不十分であると残像を生じる。つまり、同一の受光部で
異なる色の撮像を順次行う撮像装置から出力されるある
特定の色の画像色成分信号は、その色の撮像に先行する
他の色の撮像の残像成分を含んでいる。図７は、原稿読
み取り時の画像色成分信号の波形の模式図である。ここ
で示す波形は赤、緑、青の順序の繰り返しで撮像される
場合の赤色撮像時の画像色成分信号７０である。よって
この赤色の撮像の直前に青色の撮像が行われ、さらにそ
の前に緑色の撮像が行われている。そのため主成分であ
る赤色成分７２に、青色の残像成分７４と緑色の残像成
分７６が重畳されている。各成分７２、７４、７６のお
およその割合は撮像順序に応じこの順で減少する。

【００１４】上述した従来の明補正パラメータＫr(j)、
Ｋg(j)、Ｋb(j)は、それぞれ特定色の光源を照射して繰
り返し撮像して求めるため、各色の純粋な明補正パラメ
ータである。つまり、例えば実際の赤色撮像時の画像色
成分信号７０に対し、（１）式と赤色補正パラメータＫ
r(j)、暗補正パラメータＶd(j)とを用いて補正処理を行
うと、赤色成分７２の画素間ばらつきは補正されるが、
青色成分７４及び緑色成分７６の画素間ばらつきは補正
されないので、画像色成分信号７０の画素間ばらつきは
完全には除去されないという問題があった。そのため補
正による画質向上の効果が十分でないという問題があっ
た。

【００１５】本発明は、電荷蓄積型受光部を有する固体
撮像素子から出力される画像色成分信号、すなわちカラ
ー画像信号の主成分だけでなく残像成分の画素間ばらつ
きも軽減する簡易な処理方法及び処理装置を提供し、カ
ラー撮像機器の画質の向上を図ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるカラ
ー画像信号の処理方法は、撮像装置によって一様な基準
被写体を撮像して各色に対し基準色成分信号を所定の色
順序で生成し、被写体を撮像して得られる画像色成分信
号での各画素ごとの信号値を、当該信号の前記色に対応
する前記基準色成分信号での当該画素の信号値に基づい
て規格化することを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、基準色成分信号は、実際
の撮像時と同様の色順序での撮像プロセスから得られ
る。すなわち、例えば、赤色に対応する基準色成分信号
は、赤色の照明光の下で連続して撮像されるプロセスに
おいて得られるのではなく、赤色、緑色、青色のような
色順序で繰り返される実際の撮像プロセスにおいて得ら
れる。この基準色成分信号を生成する過程と実際の被写
体を撮像して画像色成分信号を生成する過程との違い
は、基本的に被写体が一様な基準被写体であるかそうで
ないかの違いである。そのため、ある色に対応する基準
色成分信号は、他の色の残像成分を含んでおり、この点
で実際の被写体を撮像して得られるカラー画像信号に近
い。よって、この基準色成分信号に基づいて、実際の被
写体に対する画像色成分信号すなわちカラー画像信号を
各画素ごとに規格化することにより、画素間のゲインの
ばらつきが、残像成分の画素間ばらつきも含めて補正さ
れ緩和される。

【００１８】第２の発明に係わるカラー画像信号の処理
方法は、第１の発明において、前記基準被写体の撮像開
始から少なくとも前記色順序の２サイクル目以降の前記
基準色成分信号に基づいて前記規格化を行うことを特徴
とする。本発明によれば、少なくとも色順序の２サイク
ル目以降の基準色成分信号が規格化に使用される。これ
により、残像成分の割合が変化する撮像開始直後の過渡
的な基準色成分信号ではなく、残像成分の割合が安定し
た基準色成分信号が規格化に使用され、実際の被写体に
対する画像色成分信号に含まれる残像成分の画素間ばら
つきの補正が適切に行われる。

【００１９】第３の発明に係わるカラー画像信号の処理
方法は、第１又は第２の発明において、前記基準色成分
信号の複数回を平均した平均色成分信号に基づいて前記
規格化を行うことを特徴とする。本発明によれば、平均
色成分信号は複数回の撮像により得られる基準色成分信
号を平均したものであり、基準色成分信号の各画素ごと
の信号値に含まれる種々の要因のゆらぎの影響が低減さ
れ、補正の精度が向上する。

【００２０】第４の発明に係わるカラー画像信号の処理
方法は、第３の発明において、前記撮像装置により、被
写体に光を照射しない暗時の撮像を行って暗画像信号を
生成し、前記平均色成分信号と前記暗画像信号との差信
号に基づいて前記規格化を行うことを特徴とする。本発
明によれば、受光感度及び照明輝度の画素間ばらつきの
画素間ばらつきとは基本的に独立な暗画像信号の影響が
除去され、補正精度が向上する。なお、複数回の暗画像
信号を平均したものを暗画像信号として用いることによ
り、暗画像信号に含まれるゆらぎが低減され、補正精度
をさらに向上させることができる。

【００２１】第５の発明に係わるカラー画像信号の処理
方法は、第４の発明において、前記差信号の前記各画素
ごとの値の逆数を規格化係数として求め、前記画像色成
分信号と前記暗画像信号との差信号の前記各画素ごとの
信号値に前記規格化係数を乗じることにより前記規格化
を行うことを特徴とする。本発明によれば、受光による
信号成分とは無関係な暗画像信号が除去され、受光によ
り生じる信号成分のみが得られる。しかも、その信号成
分は、規格化係数が乗じられることにより画素間ばらつ
きが補正され、例えばラインセンサによる撮像では、原
稿送り方向のすじが抑制された良好な画像が得られる。

【００２２】第６の発明に係わるカラー画像信号の処理
装置は、撮像装置によって被写体に光を照射しない暗時
に撮像された複数回の出力信号を各画素ごとに平均して
暗画像信号を求める暗補正パラメータ作成回路と、前記
暗画像信号を記憶する暗補正パラメータ記憶回路と、各
色ごとに設けられ、一様な基準被写体を撮像して得られ
る当該色の複数回の画像色成分信号を各画素ごとに平均
し、この平均値と前記暗画像信号との差の逆数である規
格化係数を求める複数の明補正パラメータ作成回路と、
前記各色ごとに設けられ、当該色に対応する前記規格化
係数を記憶する複数の明補正パラメータ記憶回路と、被
写体を撮像して得られる前記画像色成分信号と前記暗画
像信号との差信号の前記各画素ごとの信号値に前記規格
化係数を乗じて出力する演算回路と、前記暗時の撮像を
行わせるための前記撮像装置の制御、前記撮像装置から
の画像色成分信号の入力先の切替制御及び前記演算回路
の動作の制御を行う制御回路と、を有することを特徴と
する。

【００２３】本発明によれば、実際の被写体を撮像する
前に、暗画像信号と各色ごとの規格化係数とが求めら
れ、それぞれ暗補正パラメータ記憶回路、明補正パラメ
ータ記憶回路に記憶される。実際の被写体の撮像時に
は、演算回路が撮像装置から出力される画像色成分信号
を上記各記憶回路に格納されている暗画像信号と規格化
係数とを用いて補正する。暗補正パラメータ作成回路は
各画素ごとに暗画像信号の信号値を複数回にわたって平
均し、暗補正パラメータ記憶回路に出力する。照明部が
照射する複数の色を例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）とし、照射する色順序をＲＧＢの順であるとす
る。つまり実際の被写体の撮像時も一様な基準被写体の
撮像時も、撮像装置からはこの色順序の繰り返しでカラ
ー画像信号、すなわち画像色成分信号または基準色成分
信号が出力される。明補正パラメータ作成回路は、これ
ら各色ごとに設けられる。そして例えば赤色に対応する
明補正パラメータ作成回路は、ＲＧＢの順序の繰り返し
て出力される基準色成分信号のうち赤色光の照射に対応
して出力される基準色成分信号のみを各画素ごとに複数
回にわたって平均し、この画素ごとの平均値と暗補正パ
ラメータ記憶回路に記憶された当該画素に対応する暗画
像信号の値との差の逆数を求め、これを当該画素の赤色
に対応する規格化係数として、明補正パラメータ記憶回
路に出力する。緑色、青色に対応する明補正パラメータ
作成回路も同様の処理を行う。制御回路は、上記各部の
動作タイミングの制御を行う。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照して説明する。

【００２５】図１は、本発明が適用されるカラーイメー
ジスキャナのブロック構成図である。撮像装置１００は
電荷蓄積型の受光部を有するラインセンサ、それぞれ赤
緑青（ＲＧＢ）の光を原稿に照射する発光ダイオード
（Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ）、及び原稿面
をラインセンサで走査するための機構を含んでいる。こ
こでＬＥＤはＲＧＢの順で繰り返し点灯するものとす
る。

【００２６】ラインセンサの各受光部は、Ｒ−ＬＥＤが
点灯中には原稿の赤色成分に応じた赤色の反射光を受光
して電荷信号に変換する。そして各受光部の電荷信号
（画素信号）が順次読み出され、赤色の画像色成分信号
が生成される。続いてＧ−ＬＥＤが点灯し、受光部には
緑色の反射光に応じた電荷信号が蓄積される。これが読
み出されて緑色の画像色成分信号が生成される。これに
続いてＢ−ＬＥＤが点灯して青色の撮像が行われ、青色
の画像色成分信号が生成される。以降同様に、ＲＧＢに
対し同一の受光部がＲＧＢの順序の繰り返しで撮像を行
う。ここで各色の画像色成分信号は各受光部ごとの信号
値である画素信号が連続した信号であり、図３に示した
ように期間Ｔの幅を有する信号を指す。すなわち、各画
像色成分信号は１本の走査線に対応し、原稿は微小な間
隔で平行に並ぶＲＧＢの走査線の配列として画像化され
る。ＬＥＤ制御部１０２は、ＬＥＤの点灯順序及び点灯
時間を制御する。

【００２７】画像色成分信号１０４は、本発明に係る信
号処理装置である明暗出力補正部１０６に入力される。
画像色成分信号１０４は、アナログ−デジタル変換回路
（ＡＤＣ）１０８でデジタル化され、バス１１０又はバ
ス１１２に出力される。いずれのバスに出力されるかは
制御回路１１４により制御される。バス１１０には、暗
補正パラメータ作成回路１２０とＲＧＢそれぞれに対応
する明補正パラメータ作成回路１２２、１２４、１２６
とが接続され、バス１１２には演算回路１２８が接続さ
れている。

【００２８】暗補正パラメータ作成回路１２０及び明補
正パラメータ作成回路１２２〜１２６は、ラインセンサ
のゲインの画素間ばらつきを補正するために用いるパラ
メータ（後述）を作成する。暗補正パラメータ作成回路
１２０で作成された暗補正パラメータは、暗補正パラメ
ータ記憶回路であるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
１３０に格納される。また各明補正パラメータ作成回路
１２２〜１２６で作成された明補正パラメータは、それ
ぞれ明補正パラメータ記憶回路であるＲＡＭ１３２、１
３４、１３６に格納される。演算回路１２８は、一般の
被写体原稿を撮像して得られる画像色成分信号１０４を
バス１１２経由で入力され、この信号に対し、ＲＡＭ１
３０〜１３６に格納された各パラメータを用いて画素間
ばらつきに起因する不均一を補正する演算を行い、補正
済み信号１４０として出力する。

【００２９】次にこの明暗出力補正部１０６を用いたラ
インセンサのゲインの画素間ばらつきの補正方法を説明
する。図２は、明暗出力補正部１０６における暗補正パ
ラメータ及び明補正パラメータの作成処理の全体のフロ
ー図である。

【００３０】操作者はこれらパラメータを作成する場
合、撮像装置１００に例えば基準被写体として白無地の
原稿をセットし、明暗出力補正部１０６をパラメータ作
成モードに切り換える。このモードを指定されると、パ
ラメータ作成処理が開始される（ステップ２００）。制
御回路１１４は、ＬＥＤ制御部１０２に信号を送り、原
稿を照射するＬＥＤの電源をオフ状態にさせる（ステッ
プ２０２）。このとき撮像装置１００からＡＤＣ１０８
に入力される画像色成分信号１０４は暗画像信号であ
る。

【００３１】制御回路１１４は、ＡＤＣ１０８内の切換
器を制御して暗画像信号をバス１１０に出力させる一
方、その暗補正パラメータ作成回路１２０を動作させ
る。動作された暗補正パラメータ作成回路１２０は暗画
像信号を取り込む（ステップ２０４）。精度を向上させ
るため、データ取込はｎ回行われ、データは累積加算さ
れる（ステップ２０６）。暗補正パラメータ作成回路１
２０は、累積加算された暗画像信号をｎで除して暗画像
信号の平均値を求める。この暗画像信号の取り込みから
平均までの処理は画素ごとに行われる（暗補正パラメー
タ作成処理２０８）。ここでｊ番目の画素の暗補正パラ
メータである暗画像信号の平均値をＶd(j)で表す。な
お、このとき、光源はオフしているので、被写体となる
原稿は原理的には一様なものでなくてもよい。以上の暗
補正パラメータを求める処理の原理は、従来技術で述べ
たところと同様である。

【００３２】次に、制御回路１１４はＬＥＤ制御部１０
２にＲＧＢスキャン動作を指示する（ステップ２１
０）。ＬＥＤ制御部１０２は、ＲＧＢスキャン動作を指
示されると、通常の撮像動作時と同様にＲ−ＬＥＤ、Ｇ
−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤをこの順序で点灯させる。これに
対応して、撮像装置１００からはＲＧＢの画像色成分信
号１０４が出力される。この画像色成分信号１０４は基
準被写体を撮像したものであり、基準色成分信号と呼
ぶ。基準色成分信号はＲＧＢの３種類ある。これらはＡ
ＤＣ１０８からバス１１０に出力される。

【００３３】制御回路１１４の動作と撮像装置１００の
動作とは、ＲＧＢスキャン動作の指示タイミングにおい
て同期している。制御回路１１４はＲＧＢの各基準色成
分信号の出力タイミングに同期して、各明補正パラメー
タ作成回路１２２〜１２６を動作させる。すなわち、例
えば、Ｒの基準色成分信号が出力される際には、Ｒに対
応する明補正パラメータ作成回路１２２を動作させ、明
補正パラメータ作成回路１２２はＲの基準色成分信号を
取り込む（ステップ２１２）。同様にＧ、Ｂの基準色成
分信号の取り込みが、それぞれ明補正パラメータ作成回
路１２４、１２６により行われる（ステップ２１４、２
１６）。このＲＧＢの基準色成分信号の取り込み（ステ
ップ２１２〜２１６）は、精度を向上させるためｍ回行
われ、データは累積加算される（ステップ２１８）。

【００３４】各明補正パラメータ作成回路は、それぞれ
累積加算された基準色成分信号をｍで除して各基準色成
分信号の平均値を求め、これら各平均値からＲＡＭ１３
０に格納された暗画像信号の平均値を減算し、そして減
算結果の逆数を求め、これらを規格化係数とする。この
基準色成分信号の取り込みから規格化係数の決定までの
処理は画素ごとに行われる。また規格化係数はＲＧＢそ
れぞれに対応して求められる。ｊ番目の画素のＲＧＢに
対応する規格化係数をそれぞれＫr(j)、Ｋg(j)、Ｋb(j)
で表す。これら規格化係数が、明補正パラメータとし
て、それぞれＲＡＭ１３２〜１３６に格納される（ステ
ップ２２０、２２２、２２４）。

【００３５】明暗出力補正部１０６は、パラメータ作成
モードを指定されると以上の処理を行う。本カラーイメ
ージスキャナは、一般の原稿の撮像時には、ＲＡＭ１３
０〜１３６に格納された暗画像信号Ｖd(j)、規格化係数
Ｋr(j)、Ｋg(j)、Ｋb(j)を用いて、画像色成分信号を補
正する。

【００３６】上述したデータの取り込みは、ＲＧＢの色
順序で繰り返される。従来技術で述べた方法は、Ｒのデ
ータを連続して取り込み、次にＧのデータを連続して取
り込み、そしてＢのデータを連続して取り込むというや
り方であり、この点で、本装置の方法と従来技術で述べ
た方法とは異なる。本装置の基準色成分信号は、基準被
写体を撮像する点を除き、実際の被写体の撮像と同様に
して得られている。そのため、各色に対応する基準色成
分信号は、他の色の残像成分を含んでおり、この点で実
際の被写体を撮像して得られるカラー画像信号に近い。
よって、この基準色成分信号に基づいて、実際の被写体
に対する画像色成分信号すなわちカラー画像信号を各画
素ごとに規格化することにより、画素間のゲインのばら
つきを、残像成分の画素間ばらつきも含めて補正し緩和
することができる。

【００３７】具体的な補正演算を説明する。ここでＶr
(j)、Ｖg(j)、Ｖb(j)はスキャナから出力されるＲＧＢ
各色の画像色成分信号でのｊ番目の画素の信号値であ
る。制御回路１１４は、通常の撮像時には画像色成分信
号１０４をＡＤＣ１０８からバス１１２に出力させる。
演算回路１２８は暗画像信号Ｖd(j)、規格化係数Ｋr
(j)、Ｋg(j)、Ｋb(j)を、ＲＡＭ１３０〜１３６から読
み出して、ＡＤＣ１０８から入力されるＶr(j)、Ｖg
(j)、Ｖb(j)を補正する。この補正演算は、例えばＲ成
分に関しては、画像色成分信号Ｖr(j)と暗画像信号Ｖd
(j)との差信号に規格化係数Ｋr(j) を乗ずるというも
のである。（２）〜（４）式はこれを各色について式で
表したものである。Ｄr(j)、Ｄg(j)、Ｄb(j)は補正され
た画像色成分信号である。

【００３８】 Ｄr(j)＝｛Ｖr(j)−Ｖd(j)｝・Ｋr(j) ………（２） Ｄg(j)＝｛Ｖg(j)−Ｖd(j)｝・Ｋg(j) ………（３） Ｄb(j)＝｛Ｖb(j)−Ｖd(j)｝・Ｋb(j) ………（４） この演算式は従来技術で説明した（１）式と同様の形式
であるが、本補正方法では、規格化係数Ｋr(j)、Ｋg
(j)、Ｋb(j)が、上述したように実際の撮像時同様に残
像を含んだ基準色成分信号に基づいて求められている。
そのため、この演算により、ＲＧＢそれぞれのゲインの
画素間ばらつきが、残像成分の画素間ばらつきも含めて
緩和される。すなわちラインセンサの受光部の配列方向
のゲイン不均一が補正され、Ｄr(j)、Ｄg(j)、Ｄb(j)を
画面上に表示した場合や印刷した場合に、この不均一に
より生じる原稿送り方向のすじが抑制される。

【００３９】本装置の制御回路１１４、暗補正パラメー
タ作成回路１２０、各明補正パラメータ作成回路１２２
〜１２６及び演算回路１２８はゲートアレイ又はＰＬＤ
（Programable Logic Device）にて構成されている。こ
れらをマイクロプロセッサにて構成することも可能であ
る。また、ここでは、色成分の組み合わせをＲＧＢとし
たが、他の組み合わせ、例えばシアン（Ｃｙ）、マゼン
タ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙ）などでもよい。また、色順
序もＲＧＢではなく、当然、他の順序でもよい。また、
上述の処理では、暗補正時に、原稿を照射する光源をオ
フ状態として暗データを取り込むとしたが、光源をオン
状態として反射率の低い黒色の基準原稿を読み込ませて
もよい。

【００４０】暗補正パラメータ作成、明補正パラメータ
作成における暗画像信号や基準色成分信号の平均回数は
多いほど精度は向上するが、少なくても原理的には可能
である。但し、明補正パラメータ作成においては、その
回数を少なくする場合、又は平均をとらずに１回の基準
色成分信号のみを用いる場合には、それらに含まれる残
像成分が定常状態に達していない、基準被写体の撮像開
始直後の基準色成分信号の使用を避けることが望まし
い。

【００４１】ここで、撮像装置１００に搭載されるライ
ンセンサは、フォトトランジスタを受光部に有し、複数
の受光部に蓄積された電荷信号をトランジスタスイッチ
により出力信号線に順次読み出すものである。上述した
画素間ばらつき補正の処理方法は、このような１次元セ
ンサだけでなく、２次元イメージセンサに適用すること
もできる。また受光部がフォトダイオードにより構成さ
れていてもよい。また、受光部からの電荷読み出し方法
としてＣＣＤなど他の方法を採用したものでもよい。本
処理方法は、その受光部が残像を多少なりとも生じ、同
一受光部で複数色を順次受光するセンサを用いた撮像装
置すべてに有効であり、センサは固体撮像素子に限られ
ない。

【００４２】以上述べた、本装置に用いた画素間ばらつ
き補正の処理方法及び処理装置によれば、１つの画像色
成分信号に含まれる複数色の各成分ごとに画素間ばらつ
きの補正をするという煩雑な処理を行うことなく、カラ
ー画像信号の補正が行われ、例えば画像上の色むらによ
るすじが抑制され、良好な画質を簡易に得ることができ
る。

【００４３】

【発明の効果】第１の発明によれば、ある色に対応する
基準色成分信号は、他の色の残像成分を含んでおり、こ
の点で実際の被写体を撮像して得られるカラー画像信号
に近い。よって、この基準色成分信号に基づいて、実際
の被写体に対する画像色成分信号すなわちカラー画像信
号を各画素ごとに規格化することにより、画素間のゲイ
ンのばらつきが、残像成分の画素間ばらつきも含めて補
正され緩和され、画質が向上するという効果がある。

【００４４】第２の発明によれば、残像成分の割合が安
定した基準色成分信号が規格化に使用され、実際の被写
体に対する画像色成分信号に含まれる残像成分の画素間
ばらつきの補正が適切に行われるという効果がある。

【００４５】第３の発明によれば、基準色成分信号の平
均をとることにより、基準色成分信号の各画素ごとの信
号値に含まれる種々の要因のゆらぎの影響が低減され、
補正の精度が向上する。

【００４６】第４の発明によれば、受光感度及び照明輝
度の画素間ばらつきとは基本的に独立な暗画像信号の影
響が除去され、補正精度が向上する。

【００４７】第５の発明によれば、受光による信号成分
とは無関係な暗画像信号が除去され、受光により生じる
信号成分のみが得られ、この信号成分に規格化係数が乗
じられることにより画素間ばらつきが補正され、例えば
ラインセンサによる撮像では、原稿送り方向のすじが抑
制された良好な画像が得られるという効果がある。

【００４８】第６の発明によれば、上記補正が簡易な回
路構成により実現されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されるカラーイメージスキャナ
のブロック構成図。

【図２】 明暗出力補正部における暗補正パラメータ及
び明補正パラメータの作成処理のフロー図。

【図３】 一様な原稿を撮像した時のラインセンサの出
力信号の波形図。

【図４】 モノクロイメージスキャナのゲインむらを補
正する従来の処理方法を示すフロー図。

【図５】 カラーイメージスキャナのゲインむらを補正
する従来の処理方法を示すフロー図。

【図６】 一様な原稿を撮像した時のラインセンサの画
像色成分信号の波形の模式図。

【図７】 原稿読み取り時の画像色成分信号の波形の模
式図。

【符号の説明】

１００ 撮像装置、１０２ ＬＥＤ制御部、１０４ 画
像色成分信号、１０６明暗出力補正部、１０８ アナロ
グ−デジタル変換回路、１１４ 制御回路、１２０ 暗
補正パラメータ作成回路、１２２，１２４，１２６ 明
補正パラメータ作成回路、１２８ 演算回路、１３０，
１３２，１３４，１３６ ＲＡＭ、１４０ 補正済み信
号。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に複数色の光を所定の色順序のサ
   イクルで順次照射する照明部と、画素に対応して設けら
   れそれぞれが前記被写体からの前記各色の反射光に対応
   する電荷信号を順次生成する電荷蓄積型の複数の受光部
   と、を備えた撮像装置から前記各色ごとに画像色成分信
   号として順次出力されるカラー画像信号を処理する方法
   において、 前記撮像装置によって一様な基準被写体を撮像して前記
   各色に対し基準色成分信号を前記色順序で生成し、 前記被写体を撮像して得られる前記画像色成分信号での
   前記各画素ごとの信号値を、当該信号の前記色に対応す
   る前記基準色成分信号での当該画素の信号値に基づいて
   規格化すること、を特徴とするカラー画像信号の処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記基準被写体の撮像開始から少なくと
   も前記色順序の２サイクル目以降の前記基準色成分信号
   に基づいて前記規格化を行うことを特徴とする請求項１
   記載のカラー画像信号の処理方法。
3. 【請求項３】 前記基準色成分信号の複数回を平均した
   平均色成分信号に基づいて前記規格化を行うことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像信号の
   処理方法。
4. 【請求項４】 前記撮像装置により、被写体に光を照射
   しない暗時の撮像を行って暗画像信号を生成し、 前記平均色成分信号と前記暗画像信号との差信号に基づ
   いて前記規格化を行うこと、を特徴とする請求項３記載
   のカラー画像信号の処理方法。
5. 【請求項５】 前記差信号の前記各画素ごとの値の逆数
   を規格化係数として求め、 前記画像色成分信号と前記暗画像信号との差信号の前記
   各画素ごとの信号値に前記規格化係数を乗じることによ
   り前記規格化を行うこと、を特徴とする請求項４記載の
   カラー画像信号の処理方法。
6. 【請求項６】 被写体に複数色の光を所定の色順序のサ
   イクルで順次照射する照明部と、画素に対応して設けら
   れそれぞれが前記被写体からの前記各色の反射光に対応
   する電荷信号を順次生成する電荷蓄積型の複数の受光部
   と、を備えた撮像装置から前記各色ごとに画像色成分信
   号として順次出力されるカラー画像信号を処理する装置
   において、 前記撮像装置によって被写体に光を照射しない暗時に撮
   像された複数回の出力信号を、各画素ごとに平均して暗
   画像信号を求める暗補正パラメータ作成回路と、 前記暗画像信号を記憶する暗補正パラメータ記憶回路
   と、 前記各色ごとに設けられ、一様な基準被写体を撮像して
   得られる当該色の複数回の前記画像色成分信号を各画素
   ごとに平均し、この平均値と前記暗画像信号との差の逆
   数である規格化係数を求める複数の明補正パラメータ作
   成回路と、 前記各色ごとに設けられ、当該色に対応する前記規格化
   係数を記憶する複数の明補正パラメータ記憶回路と、 前記被写体を撮像して得られる前記画像色成分信号と前
   記暗画像信号との差信号の前記各画素ごとの信号値に前
   記規格化係数を乗じて出力する演算回路と、 前記暗時の撮像を行わせるための前記撮像装置の制御、
   前記撮像装置からの画像色成分信号の入力先の切替制
   御、及び前記演算回路の動作の制御を行う制御回路と、 を有することを特徴とするカラー画像信号の処理装置。