JPS60180377A - 画像入力装置における画像信号補正方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の光電変換素子を配置したフォトダイオ
ードアレイやＣＣＤ等のフォトセンサーにより、画像を
できるだけ原稿自忠実に読み取るために、画像信号を補
正しうる画像入力装置における画像信号補正方法に関す
る。

〔従来技術〕

従来のフォトセンサー画像信号補正方法には、例えば特
公昭５８−１９１８４号、実開昭５８−１９５６６号、
特開昭１１９−１１４３１０号の各公報などに開示され
ているように、フォトセンサー各素子の感度バラツキや
照明系、光学系による照度の不均一性の情報データを記
憶しておき、このデータに基づき、実画像信号のケイン
を調整する等して補正を行なっていた。

しかし、この方法では、フォトセンサー固有に持つ暗電
流分の補正がされておらず、製版・印刷分野等で必要と
される全階調域、特に暗部での補正が十分に行なえなか
った。

また、暗電流の補正をも考慮した方法としては、特開昭
５８−１３９１３９号公報に開示されているように、遮
光した時の各素子の出力値（暗電流レベル）も、合わせ
て記憶しておき、補正演算を行なう方法があるが、回路
が複雑になってコストが上がり、かつ、補正用基準信号
を取り込むのに、明部、暗部２回の操作を必要とし、ま
た、実画像読み取り途中で、温度変化等により暗電流レ
ベルが変化した時、補正エラーが生じたりする等の問題
があった。

（発明の目的） 本発明は、原稿に対する高忠実度が要求される製版印刷
分野等で使用される多素子フォトセンサーを用いた画像
入力装置において、フォトセンサー固有の各素子間の感
度差バラツキや、暗電流変動、光学系・照明装置による
照明むら等の影響を排除するための画像信号補正を容易
に高精度に実現しうる方法を提供することを目的とする
。

（発明の構成） 本発明の方法は、多素子フォＩ−センサーを用いた画像
入力装置において、従来方法による画像信号補正方法た
る、（実画像信号）／（基準信号）の演算を行なう以前
に、実画像信号読み取り時、基準信号読み取り時の両方
とも、各素子の暗時出力値の代表値等・で、フォ１〜セ
ンサーの暗電流の補正を行なった後の値で、上記補正演
算を行なうことを特徴としている。

すなわち、本発明では、画像をできるだけ原稿に忠実に
読み取るために、実画像読み取りに先立ち、まず、濃度
が均一な画像を読み取り、読み取り値から暗時出力値を
減じた残りの値を、補正後の出力信号が必要とする濃度
階調を確保し得るに足る充分に高い分解能で、Ａ／’Ｄ
変換して、補正用基準信号として記憶しておき、実画像
読み取り時は、前記補正用基準信号を、実画像の読み取
りを同期させて読み出し、実画像の読み取り値から暗時
出力値を減じた残りの値を、読み出された補正用基準信
号で除算等を行なうことによって、画像信号の補正を行
なう。

（具体例） 以下、本発明につき、具体例をあげて説明する。

フォトダイオードアレイやＣＣＤ　（ＣｈａｒｇｅＣｏ
ｎｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等のフォ１−センサーの光
電変換特性は、良く知られているように、各素子毎に、
Ｖｉ＝Ｓｉ−Ｘｉ＋Ｄｉ　−（１） の関係がある。（１）式で、Ｖｉはセンサー出カ電圧、
Ｓ」は変換効率Ｘ１は入射光量、Ｄｉは暗時出力電圧で
ある。

通常、各素子間での変換効率のバラツキは、１０％程度
であるか、レンズ系によるシエーデイング（口径Ｍ）を
含めた出力電圧のバラツキは、３０％〜５０％となるこ
とが知られている。

また、暗時出力電圧は、Ｖｉの１％程度であり、そのバ
ラツキは、１０％程度である。

上記の出力電圧のバラツキを補正するためには、まず、
均一な反射率又は透過率を有する白レベルの基準となる
画像を照明して、信号を読み取る。

この時の多素子フォ１へセンサーの第１番目の素子の出
力電圧Ｖｒｉは、入射光量Ｘｒｉにより、次式％式％ （２） ここで、暗時出力電圧Ｄｒｉを、その代表値Ｄｒｄ（例
えば、多素子ホトセンサー端部て一部遮光された部分の
出力電圧）と、その差ΔＤｒｉとで表わ　−すと、次式
のようになる。

Ｄｒｉ＝Ｄｒｄ＋ΔＤ　ｒｉ　−（３）各素子間の暗時
出力電圧のバラツキΔＤｒｉは、センサー出力電圧Ｖｒ
ｉに比較して、十分ノ」１さく無視できるので（ΔＤｒ
ｉ＜Ｖｒｉ）、前記（２）式は、次のように表わすこと
ができる。

Ｖｒｌ”；　５ｉ−Ｘｒｉ十Ｄｒｄ　−（Ｉ）ここで、
前記のように読み取られた基準画像から、暗時出力電圧
の代表値Ｄｒｄを減じると、記憶しておくべき補正用基
準信号Ｖｒｉ’は、次式のようになる。

Ｖｒｉ’＝Ｖｒｉ−Ｄｒｄ＝Ｓｉ帝Ｘｒｉ　−（５）次
に、実画像の読み取り時は、入射光量Ｘ１は、基準入力
時の光景Ｘｒｉに対して実画像による変調（変調係数Ｋ
ｉ）がなされたとみなすことができるので、（１）式の
多素子ホトセンサーの各素子毎の出力電圧ｖ１は、次の
ようになる。

ｖｉ＝ｓｉＨＫｉ　・Ｘｉ＋Ｄｄ＋Ａ　Ｄｉ＝Ｓｊ−Ｋ
ｉ−Ｘｒｉ＋Ｄｄ　−（６）（６）式で、Ｋｉは、第１
番目の素子での実画像による反射率又は透過率の変調係
数であり、Ｄｄは、実画像読み取り時の暗時出力電圧代
表値である。

ここで、出力電圧ｖ１から暗時出力電圧代表値Ｄｄを減
じておくと補正される信号電圧■１′は、次式のように
なる。

Ｖｉ’＝Ｖｉ−Ｄｄ＝Ｓｉ・Ｋｉ−Ｘｒｉ　−（７）実
画像信号電圧Ｖｉ’は、補正用基準信号で除算等の補正
演算を行なうことによって、Ｖｉ’　／Ｖｒｉ、’　＝
Ｓｉ・ＫｉＸｒｉ／Ｓｉ・Ｘｒｉ：＝Ｋｊとなり、補正
後出力信号は、変調係数Ｋｉのみに比例する実画像信号
となり、多素子フォトセンサーの感度、暗時出力、照明
・光学系等による影響は補正されて、原稿の濃度（反射
率又は透過率）によってのみ決まる実画像信号が得られ
る。

（実施例） 以下、本発明方法による画像信号補正を実現するための
実施例を、第１図に示すブロック図に基づいて説明する
。

第１図のブロック図において、（１）は画像を読み取る
ための多素子フ第１−センサー、（２）は補正演算を行
なうための除算回路、（３）は、１ラインの画像読み取
り毎に、多素子フオＩ・センサー端部で遮光されたフオ
Ｉ〜センサー素子（例えば第２図に示すような多素子フ
ォトセンサー）の出力値（暗時出力の代表値）を検出し
て、この値を画像信号から減じるだめの直流クランプ回
路、（４）は、サンプル／ホールＩく回路、（５）は、
補正用基準信号アナログ値をディジタル値に符号化する
ためのＡ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換回路、（６
）は、補正用基準信号を記憶しておくためのＲＡＭ　（
ランダム・アクセス・メモリ）、（７）は、符号化され
た補正用基準信号をアナログ値に変換するためのＤ／Ａ
（ディジタル・アナログ）変換回路、（８）は、画像入
力装置のタイミングコントロール回路、（９）はＲ’Ａ
Ｍ（６）のデータのＲ／Ｗ（読み出し／書き込み）コン
トロール回路、（１０）は、補正用基準信号を取り込み
記憶部に入力する為のスイッチである。

第２図は、フォ１〜センサー（１）の概要を示す図であ
る。両端部には斜線で示すように、遮光部（２１）があ
り、この部分の出力を、暗時出力として利用する。

第３図は、直流クランプ回路（３）の構成例を示し、画
像入力時、多素子フォ１−センサー（１）の遮光部信号
レベルを遮光部検出パルス（ｔｏのタイミング）を用い
て、サンプルホールド回路（１１）で次の遮光部検出パ
ルスが発生する迄保持し、暗時出力代表値として減液回
路（１２）によって、画信号から暗時出力代表値の減算
が行われる。

まず、実画像の読み取りに先立って、多素子フォトセン
サー（１）から、白レベルの基準となる画像を読み取る
と、フォトセンサー出力電圧Ｖｒｉは、第４ｒｉＪ（り
のような信号波形が得られる。

直流ランプ回路（３）、例えば第３図のような回路構成
のものによって、センサー出力信号に含まれている遮光
されたフォトセンサー出力信号値がｔｏのタイミングで
検出さね、この値がサンプルホールド回路（１１）に保
持されて、この値を、暗時出力の代表値Ｄｒｄとし、減
算回路（１２）にて、センサー出力電圧ＶｒｉからＤｒ
ｄを減じる。

減じた残りの値が、サンプル／ホールド回路（４）に供
給されて、その出力電圧波形は、第４［ｆｌＣｂｌのよ
うに、シｌ　＋　ｔ２・・・・１．　のような各画素信
号毎のタイミングパルスでこの信号を保持し、これを補
正用基準信号として、スイッチ（１０）を通してＲＡＭ
（６）に記憶させるために、Ａ／Ｄ変換が、Ａ／Ｄ変換
回路（５）によって施される。

補正用基準信号を、８ビット分解能で符号化して補正演
算を行なうと、演算誤差、有効桁落ち等により、補正後
画像信号の濃度階調としては、６〜７ビツト程度しか得
られなくなる。

従って、補正後の画像信号の濃度階調として８ピッ１−
精度（２５６段階）が必要とされる場合は、演算による
有効桁の減小を考慮して、１０ビット程度（１０２４段
階）の分解能で、Ａ／Ｄ変換回路（５）により、補正用
基準信号を符号化しておく必要がある。

このようにして、補正用基準信号をＲＡ　Ｍ　（６）に
記憶させておく。

実画像読み取り時は、スイッチ（１ｏ）は開がれており
、多素子フォトセンサ（１）によ−る実画像の読み取り
と同期して、かつ、サンプルホールド回路（４）の保持
信号と同期して、タイミングコン１−ロール回路（８）
から、Ｒ／Ｗコントロール回路（９）を介して読み出し
タイミングが調整された読み出し要求信号により、ＲＡ
　Ｍ　（６）に記憶されている補正用基準信号を順次読
み出す。

補正用基準信号は、Ｄ／Ａ変換回路（７）で、アナログ
の補正用基準信号Ｖｒｉ’　に変換されて除算回路（２
）に供給される。

実画像信号ｖ１は、直流クランプ回路（３）により、暗
時出力の代表値Ｄｄが減じられ、残りの値が、サンプル
ホール１−回路（４）を介して除算回路（２）に供給さ
れ、前記補正用基準信号Ｖｒｉ’によって除算される。

第４１ｊＸｃ＋は、基準信号と同一の信号を、実画像と
して読み取った場合の補正後出力信号波形を示しており
、ホ１〜センサー各素子間のバラツキや、暗時出力変動
、光学系・照明系による照明むら等が補正されて、一定
出力電圧が得られている。

以上述へたように、本発明の方法では、実画像の読み取
りに先立ち、毎回基準信号を読み取り、かつ１ラインの
画像読み取り毎に、暗時出力値を検出して、画像信号か
ら暗時出力値を減した残りの値で、補正演算を行なって
いるので、実画像読み取り途中での暗時出力値の変動の
影響を受けず、必要とする全階調域にわたって、精度よ
く、容易な回路構成で、画像信号の補正を行なうことが
でき、原稿に忠実な画像信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した画像入力装置のブロック構
成図、 第２図は、遮光部を持った多素子フォ１−センサー図、 第３図は、暗時出力電圧（多素子フォトセンサーの遮光
都電圧）を検出し、その電圧を、画信号から減算する為
の直流クランプ回路図、第４１（ａ）は、濃度均一画像
を読み取った時の多素子フォトセンサーの出力信号を示
す波形図、第４１Ｂ（ｂＪは、第４０（、ｌ）の信号か
ら暗時出力電圧を減じた後のサンプル／ホールド回路の
出力電圧波形図、 第４ＬｉＪ（ｃ）は、補正用基準信号と実画像信号が同
一の場合の補正後の正規化された出力電圧波形図である
。 （１）多素子フォトセンサー　（２）除算回路（３）直
流クランプ回路　（４）サンプル／ホールド回路（５）
Ａ／Ｄ変換回路　（６）ＲＡＭ （７）Ｄ／Ａ変換回路　（８）タイミングコン１へロー
ル回路（９）Ｒ／Ｗコントロール回路 （１０）補正用基準信号入力スイッチ （１１）遮光都電圧サンプル／ホールド回路（１２）減
算回路　（２１）遮光部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多素子フォトセンサーを用いて画像の読み取りを
   行なう画像入力装置において、実画像の読み取りに先立
   って、濃度が均一な画像の読み取りを行ない、各素子毎
   にこの読み取り値から暗時出力値を減じた値を、補正用
   基準信号として符号化して記憶し、実画像の読み取り時
   には、前記補正用基準信号を実画像の読み取りと同期さ
   せて読み出し、実画像の読み取り値から暗時出力値を減
   じた値を、前記読み出された補正用基準信号に基づいて
   補正することを特徴とする画像信号補正方法。
2. （２）暗時出力値として、多素子フォトセンサー端部て
   遮光された部分の信号出力値を用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載の画像信号補正方法。
3. （３）補正用基準信号を符号化する際、出力として必要
   な階調分解能よりも高分解能で、補正用基準信号を符号
   化することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は
   第（２）項に記載の画像信号補正方法。