JPS59207783A - シエ−デイング補正デ−タ作成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はファクシミリ装置におけるシェーディング補正
曲線の作成方式に関するものである。

一般にＣＯＤイメージセンサ−などの固体イメージセン
サ（以下ＣＣＤという）を含む光学系によって原稿を読
み取るファクシミリ装置では、レンズの周辺部における
光量の低下（いわゆるコサイン４乗則）や光源となる螢
光灯の光量分布（すなわち原稿上の照度）の不均一性な
どが原因し、光電変換された画信号は第１図の様に、一
様性に欠けている。図は光電変換後の画信号を模擬的に
表現したものである。第１図は全白部分を読み取った場
合の画信号であるが、実際の読み取り信号では原稿上の
白黒の領域配置は不規則であり、白レベル（又は黒レベ
ル）の期間が極めて細くなる場合もあるため、隣接パル
ス間のレベルは第１図に示すもの迄低下しない場合もあ
り、白黒判定のしきい値を一定した場合、そのしきい値
をＧＮＤに近い値に設定することができず、原稿の両側
は黒として判断される。従って、白黒原稿を忠実に２短
信号に変換する為には、第２図の様に原稿のどの位置に
おいても白レベルは、平坦でなくてはならない。また、
ファクシミリ通信の高速化にともない、原稿がセットさ
れた時点で螢光灯を点灯させたとしても、数秒後には原
稿の読み取りを開始しなければならない。その結果、螢
光灯の発光が充分に安定していない過渡状態、すなわち
、主走査方向の光量分布が第３図の様に時間的に変化し
ている期間ｔｌ＋　ｊ２　＋・・・・・・ｊ？　＋　ｊ
８で撮像を行なわねばならない。

従来のこの種のシェーディング補正には次のような方式
がある。第１の方式は第４図の様に光路の途中に中央部
分の光量を減少させる為のシェーディング板４を配置し
て光量分布を一様にする機械的なシェーディング補正法
である。しかし光学レンズ５や螢光灯２　、　ＣＣＤ６
などを含むファクシミリの読み取り装置では各々にばら
つきがあり、シェーディング板の調整は一台毎に行なわ
なくてはならない。シェーディング板４の調整は切削な
どの方法による加工が必要で工数的にも問題があり、ま
た光量の補正量は固定である為、前述したような螢光灯
の光量分布の時間的変化には全く対応できないという欠
点がある。すなわち、第３図の様に経時変化する場合１
つのシェーディング補正しか施さなければ、各経過時間
１．−１．における光量分布は第５図の様に変化し、シ
ェーディング補正を施こした効果は螢光灯が安定した時
刻ｔ８以降にしか見られない。これは、螢光灯の中央部
が冷えており、両端が電極に熱せられて早期安定するの
に比較して中央部は温度上昇が遅く、光量が安定するの
に時間がかかるからである。

第２の方式として原稿を撮像する直前に基準となる白色
部分を読み、そのＣＣＤ出力をもとにシェーディング補
正データを作成し、ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡ
Ｍという）に記憶させ、引き続く原稿撮像期間ではＲＡ
Ｍに記憶されているデータをもとにシェーディング補正
を行う方式がある。

この方式によれば、一台毎の調整は必要でなくなり、前
記第１の方式による欠点は解決される。しかし、第６図
の様に複数枚の原稿を連続して送信する場合、前頁の原
稿１０と次頁の原稿１１との間に基準となる白部分９を
読む為の間隔を開けなければならず、この間隔は通信中
では無効時間となるので、好ましくない。また、自動給
紙機能を持つ　　・たファクシミリ装置では、間隔を開
ける為の制御をクラッチ機構などを利用して行なわなく
てはならない為、構造が複雑となる。さらに、第３図の
様な光量分布の時間的変化は、特に最初の原稿では、１
頁送徊する間においても変化するので、撮像開始前にＲ
ＡＭに記憶したシェーディング補正データでは効果が期
待できないものになってしまう。

さらに、第３の方式として撮像中の画信号の中から白レ
ベルを検出し、それをもとに、上記第２の様な方式でシ
ェーディング補正を行う方式がある。この方式によれば
、原稿撮像途中の光量分布の変化には対応でき、第２の
方式における欠点は解決される。しかし画信号の中に常
に白部分が含まれているとは限らず、また白部分の検出
は一般に複雑で回路規模が大きくなってしまう欠点があ
る。

本発明は半固定式のシェーディング補正を行なうことに
より、これらの欠点を解決することを実現することがで
きるシェーディング補正データ作成方式を提供するもの
である。

以下本発明の詳細な説明する。

第７図は本発明を適用するシェーディング補正の実施例
のブロック図である。原稿上の画像は光学レンズ５によ
りＣＣＤ６に結像され、ＣＣＤはそれを光電変換し第１
図の様なシェーディング歪みを受けた画信号を出力する
。この画信号は直流成分が重畳されているので、次段の
ディジタルアッテネタ（以下ＤＡＴＴと言う）１３との
直流レベルを調整する為にクランプ回路１２でンフトさ
せる。

ＤＡＴＴ１３へ入力された画信号は、第２図の様に白レ
ベルの均一な画信号に補正する為に、ＥＰＲＯＭ（Ｅｔ
ｅＯｊｒｌ（！１１４４ｙＰｒＯｇｒａｌｎｒｎａｌ）
ｔｅ　Ｒｅａｄ　ＯｎＬｙＭｅｍｏｒｙ）１４から読み
出された補正データとＤＡＴＴ１３で乗算される。

ＤＡＴＴ１３は第８図の様に８ピ、トのＩ）／Ａコンバ
ータで構成されており、Ｄ／Ａコンバータの基準電圧入
力端子■８にクランプ回路１２の出力を入力し、一方８
ビット構成のディジタル入力端子Ｂ　ＩＴ。

〜ＢＩＴｓにはシェーディング補正データを入力するこ
とにより、アナログ出力端子■。より補正されだ画信号
を得ている。シェーディング補正データは、ＲＯＭに記
憶されており、各データはアドレスカウンタ１５により
番地指定される。また、アドレスカウンタ１５はタイミ
ングクロック発生回路１７から出力されるＣＣＤ駆動ク
ロックに同期したクロックパルスを計数（インクリメン
ト）する。

また、本実施例では、上記ＥＰＲＯＭ１４に複数のシェ
ーディング補正曲線を記憶させておき、点灯後の経過時
間に応じて各補正曲線を選択しているが、この経過時間
は原稿がセットされた事を認識して螢光灯の点灯を制御
しうる制御回路１８において計測される。制御回路１８
は螢光灯の点灯後、あらかじめ決められた時間、すなわ
ち本実施例では第３図と第４図に示したｔｌ・・・・・
・ｔ８が経過する毎にアドレスカウンタ１６に１つのパ
ルスを出力する。

アドレスカウンタ１６の計数状態はパルスが入力される
毎に変化し、その計数状態に対応してＥＰＲＯＭ１４に
記憶されている複数のシェーディング補正曲線のうちの
１つが選択される。また、電源を切ったり、通信が終了
して螢光灯２が消灯した時は、制御回路１８はアドレス
カウンタ１６にリセット信号を出し、次に点灯した場合
は１．に対応するシェーディング補正曲線のデータが選
択される。

以上述べた制御回路１８の動作を第９図のフローチャー
トに示す。同図においてＳｌは１１からｔ２の時間区間
に用いる補正曲線で同様に８２　＋　ｓａ　＋　８４　
＋　８５　＋８６＋８７とし、ｔ８以降の時間に用いる
補正曲線を８８とする。また、ｊｌ＋ｊ２＋・・・・・
・ｔ８の各経過時間を判断するには、第７図におけるタ
イミング発生回路より画信号１ラインにおける時間を一
周期とするクロックを受け、それを計数する事により実
現している。

次にＥＰＲＯＭ１４の内容について説明する。本実施例
では、ＥＰＲＯＭ１４のメモリ容量を節約する為４画素
を１単位として１つの補正データを与えており厳密に言
えば、各画素の白レベルは均一とはなっていないが補正
後の画信号に与える影響は少ないと考えられる。また、
シェーディング補正のだめの振幅方向の分解能には、量
子化誤差が十分無視できる値として８ビツトを用いた。

従って、補正データは８ビツトで構成されるので、１つ
のシェーディング補正曲線を得るのに必要なメモリ容量
は、主走査の画素数を１７２８画素とすれば、１７２８
　Ｘ　７＝　４３２　（バイト）である。これだけの番
地を指定するには、９本（５１２バイト）のアドレス線
が必要とカるが、その為に生じる残余分８０バイト（５
１２−４３２＝８０　）は、アドレス選択の方法が複雑
となるので、回路構成簡単化の為に使用していない。本
実施例では、４キロ・バイトのＥＦＲＯＭを使用してい
るので、アドレス線は１２本ある。従って、残りの３本
のアドレス線で８個の異なるシェーディング補正曲線を
選択できる。

第１０図を用いて、さらにＥＰＲＯＭ内部のアドレス構
成を説明する。各補正データＤｉｒ・・・・・・Ｄ４３
２はＢ１＋・・・・・・Ｂ８の８バイトで構成されてお
り、また、各補正曲線Ｓ１＋・・・・・・Ｓ８は第５図
に示した点灯後からの経過時間ｊｌ　＋・・・・・・ｔ
８に対応しており、螢光灯が十分安定する時間ｔ８以降
は補正曲線Ｓ８のデータを用いて補正を継続する。

以下本発明による補正データの作成について詳細に説明
する。

さて、ＥＰＲＯＭに補正データを書き込む方法はいくつ
か考えられるが、本実施例ではファクシミリ装置本体の
外部に専用のシェーディング補正曲線作成装置を準備し
て行っている。第１１図はこの装置のブロック図であり
、破線内はシェーディング補正を行なおうとするファク
シミリ装置本体２５である。以下第１１図を用いて本作
成装置の動作を説明する。まず、シェーディング補正を
施こしていない画信号を本体２５内のＣＣＤ６より取り
出し、クランプ回路１２へ導く。このクランプ回路１２
によって画信号は直流レベルをシフトされＡ／Ｄ変換器
２０へ入力される。Ａ／Ｄ変換器２０はクランプ回路１
２の出力■を受け、各画素の振幅電圧を８ビツトのディ
ジタル信号Ｏに変換する。一方、Ａ／Ｄ変換器２０はタ
イミング発生回路２３が出力する変換スタート信号φ８
を受け、変換を開始する。この様子を第１２図のタイミ
ングチャートに示す。タイミング発生回路２３は、上記
φ８を発生する一方、ファクシミリ装置本体２５内のＣ
ＣＤ６を駆動するφ。、。

φｃ２を出力している。第１２図にこのφ。１．φｃ２
によって駆動されて出力される画信号■と共にφ。１゜
φｃ２の様子を示す。画信号はφｃ１とφｃ２のそれぞ
れの立上りに同期して出力される。一方、このタイミン
グ発生回路２３は、螢光灯２の点滅を制御している制御
回路２４より螢光灯の０Ｎ１０Ｆ’Ｆ信号のを受けて、
その信号に同期し且つ、前記φ。１φ。２にも同期した
変換スタート信号φ８を発生している。ＲＡＭを含む演
算処理部２１は、Ａ／Ｄ変換器２０より出力されたディ
ジタル信号Ｏを受け、一旦ＲＡＭに蓄積する。この演算
処理部２１はＲＡＭ内の画信号をもとに、補正曲線を作
成すべく、後に述べる様な各種の処理を行う。ＲＯＭ２
４２部２２は演算処理によって求められだ補正曲線をフ
ァクシミリ本体２５のシェーディング補正回路に挿入す
べきＲＯＭに書き込む。以上が本補正曲線作成装置の動
作概要である。

次に、演算処理部２１における補正曲線を得る迄の演算
処理について述べる。本実施例では第５図のＬｌからｔ
ｚ（以後Ｔ１２と言う）、ｔｚからｔａ　（Ｔ２３　）
ｔａからｔ４（Ｔ３４　）　＋　ｔ４からｔｓ（Ｔ４５
　）　＋　ｔｓからｔ６（Ｔａ２）、ｔａからｈ　（Ｔ
６７　）　＋　ｔ７からｔｓ　（Ｔ７ｇ　）及びｔ８以
降（Ｔ８）の各時間区間に対応する８つの補正曲線を得
るもととなる参照信号を求めなければならない。本実施
例では、３つの前処理、すなわち（１）サンプル画信号
の大きな雑音成分を除去すること、（２）各時間区間を
代表する平均画信号を得ること、（３）各画素間の振幅
のばらつきを除去することを施こし、各時間区間を代表
する８つの参照画信号を得ている。以下これら前処理に
ついて詳細に述べる。

第１の前処理は、次の第２の前処理において用いる各時
間区間内のサンプル画信号について施こや すもので、レンズにシー上のほこりや汚れ等が原因とな
って生じる画信号の雑音による変動成分を補正する事を
目的としている。例えば、この第１の処理では、Ｔ１２
区間においてサンプリングされた第１３図（ａ）の様な
画信号におけるＡという画素の値を決定する為に画素Ａ
の左右ｍ個の画素の値を読み、２ｍ＋１個の平均値ｉを
求め、画素Ａの実際の値ａが規定の範囲内（本実施例で
は０．８７５ａ≦ａ　り１．１２５　ａの範囲）にあれ
ば、ａをそのまま画素人の値とし、範囲外、すなわちレ
ベルの大きな雑音成分が重畳されている画素は、平均値
ｉを画素Ａの値に置き換える。これらの操作を各画素に
ついて行うが、主走査方向の左右両端部分、さらに詳細
に言えば、左右最端画素からｍ個めの画素迄の区間の画
素の値を決定する際、左右ｍ個の画素は読めない。しか
し、ファクシミリでは原稿の両端までを厳密に読み取る
ことはせず、有効読み取り幅は原稿幅より狭いのが一般
的である。従って、本実施例のようにある画素の左右ｍ
個の平均値を求めても問題はない。この様にして、第２
の前処理に用いる為のサンプル画信号の雑音成分はほと
んど除去される。

第２の前処理は、各時間区間において刻々と変化する画
信号の中からその変動幅を縮少してその区間を代表する
１ラインの画信号を得る事を目的としている。しかし前
にも述べだが、／ニーディング歪みは時間区間内におい
ても刻々と変化する為、例えばＴ１２の区間内であれば
、どの１ラインでもサンプルして前記第１の前処理を施
こせば良いという訳にはいかない。従って、本実施例で
は、Ｔ１２の区間を等間隔となるように分割し、それぞ
れの時刻においてサンプリングを行い、これらサンプル
画信号に第１の前処理を施こしている。第２の前処理で
は、これら第１の前処理が施こされた複数のサンプル画
信号の各対応する画素間で平均値を求め、Ｔ１２の区間
を代表する平均画信号を得ている。以上、第１．第２の
前処理をＴ２３゜Ｔ３４　＋　Ｔ４５　＋　Ｔ’ｓ６１
　Ｔ６７　＋　Ｔ７８についても同様に行い、各区間を
代表する平均画信号を得ている。

また、ｔ８以降（時間区間Ｔｓ）を代表する画信号を得
る為にＴ７８の２倍となるようなｔ８からｔ９の時間区
間を与え同様の処理を行っている。しかし、第１の前処
理において雑音成分か否かの判断にある規定範囲を設け
て行ったので、その範囲内のばらつきは残っている。そ
のばらつきを取り除く処理が次の第３の前処理である。

第３の前処理では、第１３図（ｂ）の様に、第１．第２
の前処理で得られた画信号の画素Ｂにおいて、その画素
の値を決定する為に近傍の左右を個の画素の値を読み、
相互の偏差を縮少子るために２ｔ＋１個の平均値を画素
Ｂの値とする。すなわち、第１の前処理で設定した規定
範囲を設けずにすべての画素を平均値で置き換える。

以上３つの前処理により、Ｔ１２　＋　Ｔ２３　＋　Ｔ
３４　＋Ｔ４５　＋　Ｔ５６　＋　Ｔ６７　＋　Ｔ７ｓ
、Ｔｓの各時間区間を代表する雑音成分を含まないなめ
らがな８つの画信号を得る事ができる。次に、これら各
時間区間に対応する画信号を用いてそれぞれを補正する
補正曲線を求める処理について述べる。

前に述べた様に本実施例の補正方法は、補正前の各画素
の値Ｌｎを補正データＣｎと乗算する事によって一定と
なるようにするものであり、式で示すと、 Ｌｎ−ｃｎ−一定　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（１）となる。ここで、Ｃｎはディジタルアッテネ
ータの減衰量〔本実施例では８ビツトのＤＡＴＴである
のでＣｎ−１面（ｌ≦ｎ　＜　２５６の整数）の値を取
り得る〕を示しており、従って、補正後の各画素の値、
つまり（１）式における一定値は画信号中の最小値Ｌｔ
ｒｔｎに一致する。すなわち、全ての画素をＣｎ倍して
最小値り門の基準値に合わせるのである。補正データＣ
ｎを求めるには（１）式より ＣＨ＝　Ｌｓ＋＋　／　ＬＨ−−−・・・（２）によっ
て算出できる。

本補正曲線作成装置においても上記同様の演算を行って
おり、その処理では、１ず３つの前処理を施こされた各
時間区間を代表する８つの参照画信号において左端から
４画素毎に平均をとり、その値を４画素を代表する値と
して扱う。これは、本体の補正装置において４画素に１
つの補正データを与えているので行なわなければならな
い処理である。次に、この処理を受けた８つの時間区間
を代表する参照画信号をもとに、前述の補正データ算出
法（（２）式）に従って各画素に対応する補正データＣ
ｎを求める。補正後の各画素の白レベルとなる値、すな
わち画信号中の最小値Ｌ＝＋は、各時間毎に補正曲線が
切り換えられても変化しない様に８つの参照画信号の中
での最小値を求める。一般には、前述の３つの前処理に
より、このＬ工は左右両端のどちらかの値となる。

以上演算処理部２１の処理内容を整理して第１４図にフ
ローチャートで示す。このようにしてＴ１２゜Ｔ２３　
＋　Ｔ３４　＋　Ｔ４５　＋　Ｔ’ｓｓ　＋　Ｔ６７　
＋　Ｔ７８　＋　Ｔ８の各時間区間に対応する８つの７
工−デイ／グ補正曲線を求める事ができる。

以上説明した様な処理をせしめる補正曲線作成装置をフ
ァクシミリ本体に備える事は回路が複雑となりまた高価
になるので、実施例に示しだ様にファクシミリ本体の外
部に設ける事によってそのコストは本体に影響しなくな
る効果がある。壕だ、シェーディング歪みの時間的変化
に対応した高速処理は人手で行なうには困難な作業であ
るが、電気的に演算処理を行う本作成装置によれば、簡
単になる。さらにファクシミリ装置本体では、シェーデ
ィング補正情報は画信号中より抽出せず、ＲＯＭより読
み出しているので、安定な補正が簡単に行え、ファクシ
ミリ通信の高速化にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はンエーディング補正を施こしていない画信号を
模擬的に示しだタイムチャート、第２図はンエーディン
グ補正を行った画信号を模擬的に表したタイムチャート
、第３図は光量分布の時間的変化を示した図、第４図は
従来の機械的シェープインク補正方式の構成を示す系統
図、第５図は従来の機械的シェーディング補正を行った
場合の画信号の時間的変化を示すタイムチャート、第６
図は従来のシェーディング補正法で白部分を読んで補正
する方法の概略図、第７図は本発明を適用するシェーデ
ィング補正の一例のブロック図、第８図は第７図の具体
例に用いるＤＡＴ　Ｔの回路図、第９図は第７図の具体
例に用いる制御回路の動作を説明するだめの動作フロー
チャート、第１０図は本発明に用いるＥＰＲＯＭのアド
レス構成を示した概略図、第１１図は本発明によるシェ
ーディング補正曲線作成装置の一実施例のブロック図、
第１２図は第１１図のシェーディング補正曲線作成装置
における各信号のタイミングチャート、第１ａ図ｉＪ：
第１゜第２．第３の前処理の過程を示した概略図、第１
４図は本発明の動作を示す動作フローチャートである。 特許出願人　　岩崎通信機株式会社 代理人　犬塚　学 外１名 １９− η　１　図 方　２　図 第　３　（２） ＮＤ 蓋 ４９８− 一　賢 ″６並 第　８　図 ■　９　図 〜　　　〜 ＋　　　１ ５０１− 霧 ｒつ 弧　　　　　０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 読み取シ対象としての原稿上の各画素の白レベル又は黒
   レベルに対応する出力を出すための光電変換器に、点灯
   直後の光源からの光を直接照射し゛たときの光量分布出
   力をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号に対し
   て、同一時間の前記光量分布出力における各画素出力の
   予め定めた基準レベル曲線に対する変動幅と、各画素出
   力の時間的経過の不規則変動幅と、前記同一時間の前記
   光量分布出力における各画素出力とその近傍の画素に対
   する出力との変動幅とを減少させる補正処理を施し、前
   記光源の点灯からの所望の時間経過に対応した複数のシ
   ェープインク補正曲線をそれぞれ表示するシェーディン
   グ補正データを作成することを特徴とするシェーディン
   グ補正データ作成方式。