JPH10294891A - 画像入力装置 - Google Patents
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- JPH10294891A JPH10294891A JP9101245A JP10124597A JPH10294891A JP H10294891 A JPH10294891 A JP H10294891A JP 9101245 A JP9101245 A JP 9101245A JP 10124597 A JP10124597 A JP 10124597A JP H10294891 A JPH10294891 A JP H10294891A
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Abstract
の異物が侵入した場合でも、正しいフリッカ補正ができ
るようにする。 【解決手段】原稿14上の視野15上の像はミラー7を
介してレンズ8により一次元撮像素子1上に結像する。
一次元撮像素子1の端部には環境光3を取り込むプリズ
ム2が設けられている。サンプルホールド回路3は映像
信号Vinにおける環境光信号部分をサンプルホールド
しVrefを出力する。除算回路5はサンプルホールド
信号Vrefにより、Vin/Vrefの演算を実行す
る。この結果、映像信号Vinは1走査線毎(1ライン
毎)に環境光信号Vrefで正規化される。増幅回路6
は除算回路の出力Vin/Vrefを環境光信号レベル
がV0となるように増幅しA/D変換回路21へ出力す
る。A/D変換回路21で量子化された映像信号は外部
I/F回路22により外部機器へ出力される。
Description
し、特に一般室内の蛍光灯の光を利用して画像の取込み
を行うカメラ型の画像入力装置に関する。
い光量が変動する(フリッカとよぶ)照明光で照明され
た被写体を、リニアイメージセンサを用いたカメラによ
り撮像する際、センサの駆動周期とフリッカ周期が近い
場合は撮像イメージに横縞模様が現れ画質が劣化する。
て、例えば、特開平7−203286号公報が提案され
ている。これはカメラが実際の被写体を撮像して得られ
る映像信号の一部を用いて補正処理をおこなうものであ
る。
する。
ク図、図11は図10に示す従来例における入出力信号
の波形を示す図である。
203286号公報の開示内容を示し、入力端子101
にラインセンサから得られる映像信号(A)が入力さ
れ、入力端子102にサンプリングパルス(B)が入力
される。フリッカ成分抽出期間106に同期したサンプ
リングパルス(B)によりフリッカ成分抽出期間106
のレベルをサンプルホールド回路103でホールドして
サンプルホールド信号(C)を得る。このサンプルホー
ルド信号(C)を補正波形発生回路104で反転増幅さ
せフリッカ補正信号(D)を得る。得られた補正信号
(D)により増幅回路105で映像信号(A)に対して
逆補正を掛ける。これをラインセンサのスキャン周期毎
繰り返せば、映像信号のフリッカを補正することができ
る。
明する。波形(A)はフリッカ成分を含んだ映像信号波
形であり、波形(B)のサンプリングパルスによりこの
映像のフリッカ成分抽出期間106の映像レベルをサン
プルホールドする。これを繰り返した波形を(C)に示
す。波形(D)は波形(C)を反転した補正信号であ
り、この信号を増幅回路105に供給して映像信号利得
を変化させ波形(A)のフリッカ成分を補正する。補正
後の映像信号波形を波形(E)に示す。
置では、実際の被写体を撮像した映像信号を用いて補正
を実施するため、フリッカ成分を抽出する視野の反射率
は一定である必要があり、その結果、フリッカ成分抽出
部に手や消しゴム、原稿などが侵入した場合、これによ
って生じる映像信号の変動はフリッカによる変動と区別
がつかないため正しい補正ができないという問題点があ
る。
なされたもので、その目的とするところは上記問題点を
解決した高品質の画像を取り込むことのできる画像入力
装置を提供することである。
は、原稿の像を1次元撮像素子上に結像し、前記1次元
撮像素子と垂直な方向に機械的に走査して2次元画像を
取り込む画像入力装置において、前記1次元撮像素子の
一部に付加した環境光を受光する導光手段と、前記導光
手段から得る光の光電変換信号を用いて前記受光した光
のフリッカノイズを除去するフリッカ補正手段とから構
成され、前記1次元撮像素子は前記導光手段から出射す
る光を前記受光するフリッカ信号領域と原稿の像を結像
する画像信号領域間が光学的に分離され、前記導光手段
が前記1次元撮像素子の走査開始側の端部に設けられ、
また、前記導光手段の光入射部が拡散板であり、更に、
前記導光手段の光出射部に集光手段が設けられ、前記導
光手段がプリズムで構成され、前記プリズムと前記1次
元撮像素子とは離して設けその間隔を遮光板で囲む構成
とし、または、前記導光手段が光ファイバで構成され、
前記フリッカ補正手段がサンプルホールド回路と第1の
除算回路とで構成され、前記サンプルホールド回路は前
記導光手段から得る光の光電変換出力をサンプルホール
ドし、前記第1の除算回路は前記撮像素子出力信号を前
記サンプルホールド回路の出力信号で除するか、また
は、前記フリッカ補正手段がサンプルホールド回路と第
2の除算回路と乗算回路とで構成され、前記サンプルホ
ールド回路は前記導光手段から得る光の光電出力をサン
プルホールドし、前記第2の除算回路はあらかじめ設定
した定数で前記サンプルホールド回路の出力信号を除
し、前記乗算回路は前記撮像素子出力信号と前記第2の
除算回路の出力信号とを乗じるか、または、前記フリッ
カ補正手段がA/D変換手段と演算手段からなり、前記
A/D変換手段は前記1次元光電変換素子から出力され
るビデオ信号を量子化し、前記演算手段は前記フリッカ
信号領域の値と前記画像信号領域の値による演算を実行
する。
いて図面を参照して説明する。
図である。
入射する光の成分をモデル化したものである。照明30
はフリッカを含んだ蛍光灯と太陽光のようなフリッカを
含まない環境光の2種類で構成されるものとする。
対応した補正出力Vc(x,y)は Vc(x,y)=V0*V(x,y)/Vref(y) =V0*{K(x,y)*L(y)+K0(x,y)L0}/ {L(y)+L0}*{r(x,y)/rR} (1) ただし Vref(y):フリッカ検知信号 V(x,y) :原稿31のビデオ信号 V0 :A/D変換正規化レベル r(x.y) :原稿反射率 rR :導光手段透過率 K(x,y) :原稿31面での蛍光灯光量減衰率(導
光手段入射部32比) K0(x,y):原稿31面での環境光量減衰率(導光
手段入射部32比) L(y) :導光手段入射部32での蛍光灯光量 L0 :導光手段入射部32での環境光光量 を示す。
る理由は、1次元撮像素子によって2次元画像を取り込
む際の機械的な副走査方向をy軸としているため、フリ
ッカによる照度の時間的な変動がy軸方向の変動として
現れるからである。従って、横縞ノイズが除去される
(すなわちフリッカによる影響が除去される)というこ
とは、(1)式においてL(y)の項が無くなることで
ある。
場合 2)K(x,y)=K0(x,y) すなわち蛍光灯と
環境光が同じ割合で減衰している場合 3)L0=0 すなわち環境光が無い場合 ただし反射率の波長特性、指向性は同一とする。
が、本発明では、被写体と検知部とは近傍に設置するの
で、条件2)を近似的に満足している。
過率rRで正規化した濃度分布を呈し、フリッカによる
横縞ノイズは除去される。
して説明する。
ロック図、図2は本第1の実施の形態における各回路の
入出力信号の波形を示す図である。
成について説明する。
るものである。レンズ8はミラー7からの反射光を1次
元撮像素子1のフォトセンサアレイ9上に結像させるも
のである。1次元撮像素子1はフォトセンサアレイ9に
よって光電変換された信号を時系列に映像信号として外
部に出力するものである。パルスモータ16は軸17を
回転軸としてミラーを回転させるものである。
をフォトセンサアレイ9に照射させるものである。フォ
トセンサアレイ9の全受光領域19はプリズム2からの
光の受光領域12と被写体を撮像する領域11が設けら
れており、両者は光学的に完全に独立し光学的に干渉す
ることはない。サンプルホールド回路3は1次元撮像素
子1から得る映像信号においてプリズム2による映像信
号をサンプルホールドするものである。タイミング生成
回路4はプリズム2による映像信号をサンプリングする
タイミング信号を生成しサンプルホールド回路3に出力
するものである。除算回路5は1次元撮像素子1から得
る映像信号Vinをサンプルホールド回路3から得る信
号Vrefで除する演算を実行するものである。増幅回
路6は後段の回路に必要な増幅をおこなうものである。
図1と図2とを参照して説明する。
記入された原稿14上の視野15上の像はミラー7を介
してレンズ8により1次元撮像素子上に結像する。その
際の映像信号Vinは例えば図2(a)のごとくなる。
図2(a)ではNライン目からN+3ライン目までの4
ライン分の映像信号を示している。原稿が一様反射率で
あるにもかかわらず、フリッカの影響によりNライン目
からN+4ライン目にかけて信号レベルが変動する。サ
ンプルホールド回路3は図2(a)の映像信号Vinに
おける環境光信号部分を図2(b)で示すタイミングで
サンプルホールドし、図2(c)のごときサンプルホー
ルド信号Vrefを出力する。除算回路5はサンプルホ
ールド回路3から得るサンプルホールド信号Vrefに
より、Vin/Vrefの演算を実行する。この結果、
映像信号Vinは1走査線毎(1ライン毎)に環境光信
号Vrefで正規化される。増幅回路6は除算回路5の
出力Vin/Vrefを環境光信号レベルV0となるよ
うに増幅しA/D変換回路21へ出力する。
Vcが得られ、フリッカによるライン毎の変動は除去さ
れる。
ルをV0に設定することにより、常に環境光信号レベル
をフルダイナミックレンジとしておくことができ、これ
によりA/D変換器の量子化分解能を最大限に利用する
ことができる。量子化された映像信号は外部I/F回路
22により外部機器へ出力される。
徴は、フリッカ−補正を行う際の環境光信号Vref
は、実際の被写体の撮像信号から得るのではなく、専用
の検知用プリズムを設けそこからの入射光を光電変換し
て得る点である。これにより、被写体上に専用のフリッ
カ抽出エリアを設けなくても良いたみ被写体上の制限緩
和が図れるのである。
ムの受光部に拡散板を設けたときの外観を示し、(a)
は受光面が平面板の拡散板の場合を示す図、(c)は受
光面が球面状の場合を示す図、図4は本第1の実施の形
態におけるプリズム出射部にレンズを設けたときの環境
光のフォトセンサアレイへの入射状況を示し、(a)は
側面図、(b)は上面図、図5は本第1の実施の形態に
おけるプリズム出射部に遮光板を設けたときの環境光の
フォトセンサアレイへの入射状況を示し、(a)は側面
図、(b)は上面図、図6は本第1の実施の形態におけ
るプリズムの代わりに光ファイバを用いた場合の構成の
一例を示す図である。
の指向性の緩和について図3,図4,図5及び図6を参
照して説明する。
(b)に示す拡散板23とすれば環境光の指向性が緩和
され補正処理の安定性を図ることができる。(a)は平
面板の例であり、(b)は受光面を球面状にして指向性
緩和効果を高めた例である。また、通常、撮像素子1の
ガラス面とフォトセンサアレイ9の間には空間があるた
め、プリズム2を密着させてもこの空間により環境光は
有効視野へ漏れ込む場合がある。この対策として、プリ
ズム2の出射部に図4に示すレンズ24を設け、有効視
野への光漏れを回避してもよい。例えばレンズ24がな
い場合図4(b)の中の13aのように環境光13が有
効視野へ漏れ込むが、レンズ24を設けることによって
13bのように集光される。
像素子1を離して設置し、その間を遮光板25で遮光す
ることによっても同様の効果を得ることができる。
を取り込む一手段の例にすぎず、例えばプリズム2の代
わりに図6に示すような光ファイバ26を用いても良
い。
図面を参照して説明する。
ロック図である。
と同様なので省略している。
ンプルホールド回路3は1次元撮像素子1から得る映像
信号においてプリズム2による映像信号をサンプルホー
ルドするものである。タイミング生成回路4はプリズム
2による映像信号をサンプリングするタイミング信号を
生成しサンプルホールド回路3に出力するものである。
除算回路5は基準電圧発生回路28から得る基準電圧V
0をサンプルホールド回路3から得る信号Vrefで除
する演算を実行するものである。乗算回路27は1次元
撮像素子1から得る映像信号Vinと除算回路5の出力
V0/Vrefを乗じる演算を実行するものである。A
/D変換回路21は乗算回路27の出力信号を量子化す
るものである。外部I/F回路22は量子化された映像
信号を外部へ出力するものである。
て図7,図2を参照して説明する。
に、例えば、図2(a)のごとくなる。図2(a)では
Nライン目からN+3ライン目までの4ライン分の映像
信号を示している。原稿が一様反射率であるにもかかわ
らず、フリッカの影響によりNライン目からN+4ライ
ン目にかけて信号レベルが変動する。サンプルホールド
回路3は図2(a)の映像信号Vinにおける環境光信
号部分を図2(b)で示すタイミングでサンプルホール
ドし、図2(c)のごときサンプルホールド信号Vre
fを出力する。除算回路5はサンプルホールド回路3か
ら得るサンプルホールド信号Vrefにより、V0/V
refの演算を実行する。ここでV0は基準電圧発生回
路28から得られる電圧であり、環境光信号レベルを規
定するレベルである。乗算回路27は映像信号Vinと
除算回路5の演算結果を乗じる。この結果、映像信号V
inは1走査線毎(1ライン毎)にVrefで正規化さ
れることになる。以上の結果、図2(d)のごとき補正
出力Vcが得られ、フリッカによるライン毎の変動は除
去される。
VcをV0のダイナミックレンジで量子化する。量子化
された映像信号は外部I/F回路22により外部機器へ
出力される。
図面を参照して説明する。
ロック図である。
次元撮像素子1の出力までは、第1,第2の実施の形態
と同様なので省略している。図8において、本第3の実
施の形態では、A/D変換回路21は1次元撮像素子1
から得られる映像信号を量子化するものである。演算回
路29はフリッカ補正演算を実行し結果を出力するもの
である。外部I/F回路22は量子化された映像信号を
外部へ出力するものである。
て図8,図2を参照して説明する。映像信号Vinは第
1の実施の形態と同様に例えば図2(a)のごとくな
る。図2(a)ではNライン目からN+3ライン目まで
の4ライン分の映像信号を示している。原稿が一様反射
率であるにもかかわらず、フリッカの影響によりNライ
ン目からN+4ライン目にかけて信号レベルが変動す
る。A/D変換回路21はこの映像信号を量子化し演算
回路29へ出力する。演算回路29はライン毎に下記演
算を実行し結果を出力する。
refとする) スッテプ2:(Vin/Vref)*V0を画素毎に実
行 外部I/F回路22は上記結果を外部へ出力する。
像素子の一部に付加した導光手段と、導光手段から得る
光の光電変換信号を用いて蛍光灯のフリッカノイズを除
去するフリッカ補正手段とから構成され、1次元撮像素
子は導光手段から出射する光を受光するフリッカ信号領
域と原稿の像を結像する画像信号領域間が光学的に完全
に分離することによって、被写体の反射率の影響を受け
ないフリッカ補正が実施でき、例えば、視野内に手や消
しゴムなどの異物がおかれたままでもフリッカ補正が安
定に行える効果がある。
写体を撮像する撮像素子と同一であるため光電変換素子
の諸特性やタイミングのずれなどによる補正誤差を生じ
ないという効果もある。
ある。
号の波形を示す図である。
に拡散板を設けたときの外観を示し、(a)は受光面が
平面板の拡散板の場合を示す図、(c)は受光面が球面
状の場合を示す図である。
レンズを設けたときの環境光のフォトセンサアレイへの
入射状況を示し、(a)は側面図、(b)は上面図であ
る。
遮光板を設けたときの環境光のフォトセンサアレイへの
入射状況を示し、(a)は側面図、(b)は上面図であ
る。
に光ファイバを用いた場合の構成の一例を示す図であ
る。
ある。
ある。
る。
形を示す図である。
に拡散板を設けたときの外観を示し、(a)は受光面が
平面板の拡散板の場合を示す図、(b)は受光面が球面
状の場合を示す図である。 ─────────────────────────────────────────────────────
ムの受光部に拡散板を設けたときの外観を示し、(a)
は受光面が平面板の拡散板の場合を示す図、(b)は受
光面が球面状の場合を示す図、図4は本第1の実施の形
態におけるプリズム出射部にレンズを設けたときの環境
光のフォトセンサアレイへの入射状況を示し、(a)は
側面図、(b)は上面図、図5は本第1の実施の形態に
おけるプリズム出射部に遮光板を設けたときの環境光の
フォトセンサアレイへの入射状況を示し、(a)は側面
図、(b)は上面図、図6は本第1の実施の形態におけ
るプリズムの代わりに光ファイバを用いた場合の構成の
一例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 原稿の像を1次元撮像素子上に結像し、
前記1次元撮像素子と垂直な方向に機械的に走査して2
次元画像を取り込む画像入力装置において、前記1次元
撮像素子の一部に付加した環境光を受光する導光手段
と、前記導光手段から得る光の光電変換信号を用いて前
記受光した光のフリッカノイズを除去するフリッカ補正
手段とから構成され、前記1次元撮像素子は前記導光手
段から出射する光を前記受光するフリッカ信号領域と原
稿の像を結像する画像信号領域間が光学的に完全に分離
されていることを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項2】 前記導光手段が前記1次元撮像素子の走
査開始側の端部に設けられることを特徴とする請求項1
記載の画像入力装置。 - 【請求項3】 前記導光手段の光入射部が拡散板である
ことを特徴とする請求項1及び2記載の画像入力装置。 - 【請求項4】 前記導光手段の光出射部に集光手段が設
けられていることを特徴とする請求項1,2及び3記載
の画像入力装置。 - 【請求項5】 前記導光手段がプリズムで構成されるこ
とを特徴とする請求項1,2,3及び4記載の画像入力
装置。 - 【請求項6】 前記プリズムと前記1次元撮像素子とは
離して設けその間隔を遮光板で囲む構造とすることを特
徴とする請求項1,2,3,4及び5記載の画像入力装
置。 - 【請求項7】 前記導光手段が光ファイバで構成される
ことを特徴とする請求項1記載の画像入力装置。 - 【請求項8】 前記フリッカ補正手段がサンプルホール
ド回路と第1の除算回路とで構成され、前記サンプルホ
ールド回路は前記導光手段から得る光の光電変換出力を
サンプルホールドし、前記第1の除算回路は前記撮像素
子出力信号を前記サンプルホールド回路の出力信号で除
することを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6及
び7記載の画像入力装置。 - 【請求項9】 前記フリッカ補正手段がサンプルホール
ド回路と第2の除算回路と乗算回路とで構成され、前記
サンプルホールド回路は前記導光手段から得る光の光電
出力をサンプルホールドし、前記第2の除算回路はあら
かじめ設定した定数で前記サンプルホールド回路の出力
信号を除し、前記乗算回路は前記撮像素子出力信号と前
記第2の除算回路の出力信号とを乗じることを特徴とす
る請求項1,2,3,4,5,6及び7記載の画像入力
装置。 - 【請求項10】 前記フリッカ補正手段がA/D変換手
段と演算手段からなり、前記A/D変換手段は前記1次
元光電変換素子から出力されるビデオ信号を量子化し、
前記演算手段は前記フリッカ信号領域の値と前記画像信
号領域の値による演算を実行することを特徴とする請求
項1,2,3,4,5,6及び7記載の画像入力装置。
Priority Applications (4)
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JP09101245A JP3098448B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 画像入力装置 |
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JP3098448B2 JP3098448B2 (ja) | 2000-10-16 |
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