JPS6081977A - 画像読取処理装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は画像をたとえばＣＣＤ撮像素子などの、複数個
の光電変換エレメントを配列した光電変換素子で読み取
り、読取り信号を、たとえば像あり（黒：たとえば低レ
ベル０）、像なしく白：たとえば高レベル１）を示す２
値化号（２値画信号）、あるいは、更に細区分した濃度
を示す多値信号なｙめギジ々ＪＩ７を旨会り一宏怖すス
価＠誌檀加、捕貼将ヒ関し、特に、光電変換素子の読取
幅内（ライン内）における読取レベル変動に原因する２
値化あるいは多値化等のデジタル変換の乱れ補正に関す
る。

〔従来技術〕

従来のこの種の画像読取処理装置の１つの、主に機械系
の構成を第１図に示し、電気系の構成を第２図に示す。

この例では、原稿１が右手から左手に送られる。原稿１
には光源２から光が照射され、原稿１表面での反射光が
結像光学系３を介して光電変換素子４に投影される。

光電変換素子４は、たとえば電荷容積形のＣＣＤ（チャ
ージ・カップルド・デバイス）撮像装置である。ＣＣＤ
撮像装置では、多数のホトダイオード（光電変換エレメ
ント）が直線上に集積配列されている。その読取り付勢
制御は公知であり、概略で、定周期ラインクロックでホ
トダイオード配列１ラインの読取りの同期がとられ、定
周期画素クロックで１画素（１ホ１−ダイオード）づつ
の光検知信号読出しの同期がとられる。

光電変換素子４の読取信号は増幅器６で増幅されてサン
プルホールド回路７に、画素クロックに同期してホール
ドされる。ホールドされた信号は比較器あるいはＡ／Ｄ
コンバータ８で、１つの参照電圧Ｖｓあるいは多値の参
照電圧Ｖｓｉ　（ｉ　＝１．２゜・・・）と比較されて
２値化あるいは多値化される。

なお第２図には、多値化する装置構成を示した。

この種の、光電変換エレメントを集積配列した光電変換
素子を用いる画像読取処理装置では、暗状態（素子４に
光をあてない状態）での出力信号（素子４の出力）のむ
ら（画素当りの信号レベル差）が、画像読取信号レベル
に対して非常に大きい。また、光源２の長手方向の照度
むら、ならびに、光電変換エレメントの感度むらがある
。

その結果、たとえば光電変換素子４のエレメント配列方
向の画像濃度が一定であっても、読取り出力レベルが異
なり、２値化の場合には２値化画信号が黒（０）、白（
１）にばらつき、２値化画信号が正確に画像に対応しな
い。例えば、全黒を読んだ光電変換素子４出力が第３ａ
図に示すようであったとし、全白を読んだ光電変換素子
４出力が第４ａ図に示すようであったとする。このよう
な場合、ある一定のスライスレベルＶｓと比較して２値
化を行なうと、第３ｂ図に示すように、全黒を読んだと
きでも白を示す２値化号が現われたり。

第４ｂ図に示すように、全白を読んだときでも黒を示す
２値化号が現われたりする。仮にこのような、明確に誤
った２値化号が現われなくても、光電変換素子４のエレ
メント配列方向でスレッシュレベルＶｓに対する読取信
号レベルのマージンが異なり、ホトダイオード配列方向
で黒、白と２値化する画像濃度が異なり、再現画像が乱
れたものになる。

多値化の場合には、得られた多値化データが画像の濃度
に正確に対応しないものとなる。

そこで従来においては２値化の場合では、たとえば特開
昭５７−６１３７７号公報で、余白を光電変換素子で読
んだときのその出力をデジタル変換して記憶装置に記憶
し、２値化処理時には、記憶装置のデータを読み出して
アナログ変換し、アナログ信号を参照値として光電変換
素子の読取信号を２値化することが提案されている。

これは、余白を読んでいるときの光電変換素子出力に応
じて、２値化時に参照値をシフトするものである。これ
によれば、光源の照度むらや、一部はホトダイオードな
どの光電変換エレメントの感度むらによる２値化エラー
が防止される。しかし。

２値化エラーには、光電変換素子への光を完全に遮断し
た暗時の光電変換エレメントの出力信号レベルや、全黒
時の出力信号レベルむらも関与し、暗時性や黒感度特性
に応じて２値化補正を行なうのが好ましい。

多値化の場合には、たとえば特開昭５６−７５７７５号
公報で、光電変換素子の読取信号レベルを多値デジタル
データに変換するＡ／Ｄコンバータを、上、下限基準電
圧を調整設定し得るものとし、これの出力データの最大
値および最小値をＤ／Ａ変換して所要時定数のホールド
回路で保持して、最大値を該コンバータの上限基準電圧
とし、最小値を該コンバータの下限基準電圧とすること
が提案されている。これによれば、原稿の最低濃度（地
肌濃度）の読取レベルが上、下限基準の一方に、また原
稿の最高濃度（画像黒）の読取レベルが上。

下限基準の他方に自動設定され、それらを上、下限とす
る濃度階調のデシタ゛ル多値化が行なわれる。

これは、地肌に対する画像各部の濃度を多値化読取りす
る上でそれなりの効果があるものと思われる。

しかしながら、これにおいてはホールド回路の時定数と
、画像濃度分布との相関によって得られる濃度データが
定まり、時定数および画像によっては再現画像が原画僚
とは濃度分布が異なるという問題と、得られる濃度デー
タが地肌濃度に対する相対濃度を示すものであるので、
画像そのものの濃度（絶対濃度）が表現されず、原稿が
異なる毎に再現劇作濃度も異なるという問題がある。

〔目的〕

本発明は暗時性や黒感度特性に応じても２値化。

多値化等のデジタル処理の補正を自動的に行なうことを
第１の目的とし、画像濃度そのものに対応したデジタル
情報を得ることを第２の目的とする。

〔構成〕

上記目的を達成するために本発明においては、標準の白
を読んだ光電変換素子の読取画像情報を第１の記憶手段
に少なくとも光電変換素子の読取幅分記憶し、また、標
準の黒を読んだ光電変換素子の読取画像情報を第２の記
憶手段に少なくとも光電変換素子の読取幅分記憶し、２
値化、多値化等のデジタル変換を行なうデジタル変換手
段は、第１および第２の記憶手段から読み出した情報で
濃度区分を定めて、光電変換素子の読取情報を、該当す
る濃度区分を示すデジタル情報に変換するものとし、デ
ジタル変換時に、読み・書き制御手段で第１および第２
の記憶手段を読出しとし光電変換素子の読取画像情報の
画素区分に対応する画素クロックに同期して記憶手段の
読出しアドレスを更新するものとする。

すなわち、第３ａ図に示す黒読取信号レベルＶｄと第４
ａ図に示す白読取信号レベルＶｐとの間を所要階調数に
対応して区分して、光電変換素子の読取信号のレベルが
どの区分に該当するかを示すデジタル信号を得る。たと
えば５区分（５階調）とすると第７図に示すように区分
間のスレッショールドレベルＶ　ｓ　１〜Ｖｓ６が定ま
る。２値化の場合には、たとえばスレッショールドレベ
ルをＶｓ２〜Ｖｓ５の１つのみとすればよい。

ｍ純に白読取り信号レベルＶＰに比例した値に参照値Ｖ
　ｓ　１〜Ｖｓ６を定めた場合には、Ｖｓｉ。

ｉ　＝１．２．・・・、に対するＶｄとＶｐの比が、光
電変換エレメント配列方向でばらつくことがあり、これ
により同一濃度の画像でも、光電変換ニレメン１−配列
方向で、２値化の場合では黒と読んだり、白と読んだり
することもあり得るが、この実施例によれば、Ｖｐに対
するＶｄとＶＰの比が、光電変換エレメント配列方向で
一定であるので、２値化のばらつきが皆無となる。また
多値化の場合には画像濃度に正確に対応したデジタル情
報が得られる。

２値化、多値化等のデジタル変換時には、光電変換素子
の光電変換エレメントの配列方向で、その時に読んでい
る画像濃度分布にかかわりなく、スレッシコールドレベ
ルが定まっているので、画像そのものの濃度（絶対濃度
）が表現されたデジタル処理が行なわれる。

〔実施例〕

第５図に本発明の一実施例を示す。第５図において、光
電変換素子４．駆動回路５．増幅器６およびサンプルホ
ールド回路７は、従来と同じものである。

サンプルホールド回路７で、１画素分の画像信号読出し
の間両像信号レベルがホールドされ、切換スイッチ９を
介して、デジタル処理用のＡ／Ｄコンバータ８又は記憶
処理用のＡ／Ｄコンバータ１１に与えられる。補正回路
１６およびＤ／Ａコンバータ１３１＋１３２が本発明の
実施のために備わっている。

補正回路１６は、Ａ／Ｄコンバータ１１．データセレク
タ１０．メモリ１２１および１２２．加算器１４および
マイクロプロセッサ１５で構成されている。メモリ１２
１および】２２の読出しデータはそれぞれＤ／Ａコンバ
ータ】３１および１３、に与えられる。Ｄ／Ａコンバー
タ１３１のアナログ出力は、上限基準電圧Ｖ　ｓ　１と
してＡ／Ｄコンバータ８に与えられ、またＤ／Ａコンバ
ータ１３２のアナログ出力は、下限基準電圧Ｖｓ２とし
てＡ／Ｄコンバータ８に与えられる。

次に、第６ａ１ｇおよび第６ｂ図に示すフローチャート
を参照してマイクロプロセッサ１５の制御動作を説明す
る。

電源が投入されるとマイクロプロセッサ１５は、内部レ
ジスタ、フラグ、カウンタ、タイマー等を初期状態にセ
ットし、入出力ポートを時期状態にセットする初期化を
実行する。次に入力ボートの状態を読取る。

オペレータが標準白原稿を第１図に示す如き読取り機構
にセットし、スイッチ９を接点すに接ににし、かつ標準
白読取を指示すると、プロセッサ１５に標準白読取指示
信号が与えられ、原稿読取が開始され、プロセッサ１５
に読取指示信号（読取が必要な区間の間継続する）が与
えられる。

プロセッサ１５は、標準白読取指示信号が到来すると、
データセレクタ１ｏにＡ／Ｄコンバータ１１の出力を出
力端Ａに出方する指示を出方セラ［・シ読取指示信号の
到来を待ち、それが到来すると、ラインクロックの到来
を待つ。ラインクロックが到来すると、メモリ１２１の
書込みアドレスを初期化し、書込みアドレスデータをメ
モ１月２１に出力セットし、メモリ１２１に書込みを出
力セットし画素クロックの到来を待つ。その後は、画素
クロックが到来する毎に、書込みアドレスデータを１イ
ンクレメントした値に更新してメモリ１２１に更新Ｌ■
シカセットする。そしてラインクロックがあるとアドレ
スデータを初期化し、画素クロックが到来するとアドレ
スデータを１インクレメントする。これを繰り返してい
る内に読取指示信号がなくなると、初期化の次の入力読
取りに戻る。

スイッチ９が接点すに接で、データセレクタ１゜がＡ／
Ｄコンバータ８の読取情報（デジタルデータ）をメモリ
１２１に与えるので、メモリ１２１には、標準白読取信
号ＶＰのデジタル変換データがメモリされる。Ａ／Ｄコ
ンバータエ１は、変換速度を速くするために、並列出力
形のものとされており、このＡ／Ｄコンバータ１１は、
入力アナログ信号レベルを示すデジタルデータを常時出
力ｌている。上記のメモリ１２１への書込みは１ライン
分行なわれる。

オペレータが標準黒読取指示をセットすると（あるいは
標準黒原稿を第１図に示す読取機構にセットしてスイッ
チ９を接点すに接続して標準黒読取指示を与えると）、
プロセッサ１５にｍ′ｆｇ！黒読取指示信号が与えられ
、原稿読取が開始され、プロセッサ１５に読取指示信号
（読取が必要な区間の間ｍ続する）が与えられる。

プロセッサ１５は、標準白読取指示信号が到来するとデ
ータセレクタ１０に入力をＢ出力端に出力する指示を出
力セットし、読取指示信号の到来を待ち、それが到来す
ると、ラインクロックの到来を待つ。ラインクロックが
到来すると、メモリ１２２の書込みアドレスを初期化し
、書込みアドレスデータをメモリ１２２に出力セットし
、メモリ１２２に書込みを出力セットし画素クロックの
到来を待つ。その後は、画素クロックが到来する毎に、
アドレスデータを１インクレメントした値に更新してメ
モリ１２２に更新出力セットする。

これを繰り返している内に読取指示信号がなくなると、
初期化の次の入力読取りに戻る。

以上の動作により、メモリ１２１には、ｆｓ準白読取信
号ＶＰのデジタルデータが、メモリ１２□には標準具（
黒原稿又は光投影なし）読取信号Ｖｄのデジタル変換デ
ータが記憶されていることになる。

オペレータが２値化しようとする通常の原稿を読取機構
にセットし、スイッチ９を接点ａに接続して読取を指示
すると、マイクロプロセッサ１５に、２値化処理指示信
号が与えられ、読取が開始されると読取指示信号が与え
られる。

プロセッサ１５は、２値化処理指示信号が到来すると読
取指示信号の到来を待ち、それが到来すると、ラインク
ロックの到来を待つ。ラインクロックが到来すると、メ
モリ１２１，１２２の読出しアドレスを初期化し、読出
しアドレスデータをメモリ１２１，１２２に出力セット
し、メモリ１２１．’１２２に読出しを出力セラ１−シ
画素クロックの到来を待つ。その後は、画素クロックが
到来する毎に、読出しアドレスデータを１インクレメン
トする。これを繰り返している内に読取指示信号がなく
なると、初期化の次の入力読取りに戻る。

スイッチ９が接点ａに接であるので、光電変換素子４の
読取り信号はＡ／Ｄコンバータ８に与えられる。一方、
メモリ１２１および１２２のデータＶｐおよびＶｄがそ
れぞれ上限ｇ準Ｖ　ｓ　１および下限基準Ｖｓ６として
Ａ／Ｄコンバータ８に与えられる。Ａ／Ｄコンバータ８
は、光電変換素子４の読取り信号のレベルを、上限其準
Ｖ　ｓ　１〜ＶＳ６と比較して、＃度階調を示すデータ
を出力する。

Ａ、　／　Ｄコンバータ８は、光電変換素子４の読取り
信号のレベルが上限基＊Ｖｓ１以上であるとこれを示す
デジタルデータを、また光電変換素子４の読取り信号の
レベルが下限基準Ｖｓａ以下であるとこれを示すデータ
を出力する。上限基準Ｖ　ｓ　１と下限基準ＶＥ、６の
間を５区分しているので、Ａ／Ｄコンバータ８は、この
実施例では、７階調の１つを示すデータを出力すること
になる。

なお、２値化の場合には、上限基準Ｖｓ＋　（Ｖｐ）と
下限基準Ｖ　Ｓ　６　（Ｖ　ｄ　）の間の設定参照レベ
ルＶｓ（たとえばＶｓ３）のレベル以上であると白を示
す高レベル１を、また、光電変換素子４の読取り信号の
レベルが参照信号■ｓのレベル未満であると黒を示す高
レベル０を出力する。

以上のようにこの実施例では、参照信号Ｖｓｌ〜Ｖｓ６
が第７図に示すように、光電変換ニレメン１−の各位置
に対応した標準白読取信号Ｖｐと標準点読取信号Ｖｄで
定まり、しかもＶＰに対しても、またＶｄに対しても一
定の比となるので、きわめて正確な２値化処理および多
値化処理が行なわれる。

なお、上記実施例では、マイクロプロセッサ１５でメモ
リ１２．．１２２に読み・書きを指示し、かつそれに読
み・書きアドレスデータを与えるようにしているが、ア
ドレスカウンタを備えて、あるいはメモリ１．２ｔ＋１
２２をアドレスカウンタを備えるものとして、それにク
リア信号としてラインクロックを与え、カラン１−クロ
ックとして画素クロックを与えて、メモリの読み・書き
指示のみをマイクロプロセッサ１５が行なうようにして
もよいし、マイクロプロセッサ１５を省略して、切換ス
イッチ９が接触すに接触しかつ標準白読取が指示されて
いるときにメモリ１２１に書込み指示を与え、標準点読
取が指示されているときにメモリ１２２に書込み指示を
与え、また、スイッチ９が接点ａに接続されているとき
にはメモリ１２１および１２２に読出し指示を与えるよ
うにしてもよい。

〔効果〕 以上に説明したように、本発明によれば、光電変換素子
の各変換エレメントの特性のばらつき、すなわち全白読
取時ならびに全黒読取時あるいは光照射なしの暗状態で
の特性のばらつきによる２値化エラーや多値化エラーが
防止され、画像の濃度分布に正確に対応した２値化号あ
るいは多値信号を得ることができる。

読取原稿の読取情報よりデジタル処理基準電圧を摘出し
て所定時定数でホールドしてホールド値よりデジタル処
理スレッシュレベルを設定する場合には、同じ画俄濃度
でも原稿によって処理データが異なることがあるが、本
発明ではこのようなばらつきはなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直伸読取装置の、主に機械（，４造部を
示す斜視図、第２図は信号処理電気回路部を示すブロッ
ク図である。第３ａ図は全黒標準原稿を統んで得られた
読取信号を示すグラフ、第３ｂ図は第１２図に示す電気
回路で該読取信号を２値化して得られる信号を示すタイ
ムチャートである。 第４ａ図は全白標準原稿を読んで得られた読取信号を示
すグラフ、第４ｂ図は第２図に示す電気回路で該読取信
号を２値化して得られる信号を示すタイムチャートであ
る。 第５図は本発明の一実施例の主要部を示すブロック図、
第６ａ回および第６ｂ図は、第５図に示すマイクロプロ
セッサ・１５の制御動作を示すフローチャート、第７図
は該実施例での参照信号Ｖ　ｓ　１〜Ｖｓ６と標準白読
取信号ＶＰおよび標準白読取信号Ｖｄとの相関を示すグ
ラフである。 １：原稿　２：光源 ３：光学系　４：光電変換素子 ６：増幅器　７：サンプルホールド回路８：Ａ／Ｄコン
バータ（デジタル変換手段）１０：データセレクタ　１
１　：　Ａ／Ｄコンバータ１２１：メモリ（第１の記憶
手段） １２２：メモリ（第２の記憶手段） １３１．１３２　：　Ｄ／Ａコンバータ１５：マイクロ
プロセッサ１６：補正回路手続有口正置（自発） 可、？許庁長官若杉和犬殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第１９０３１０号２
、発明の名称　画像読取処理装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都大田区中馬込１丁目３番６号名称　（６７
４）　株式会社　リコー 代表者　浜　１）　広 ４、代理人　〒１０３　電話　（）３−８６４−６Ｑ５
２住　所　東京都中央区東日本橋２丁目２７番６号５、
補正の対象 ？１．・１、・、−ｉ ６、補正の内容 （１）明細書第３頁第１１行から第１９行の文章「光電
変換素子４は、たとえば・・・　・・、の同期がとられ
る。Ｊを次の文章に訂正する。 「光電変換素子４は、たとえばマトリクス構造を有する
電荷容積型のアモルファスシリコン（ａ−３ｉ）センサ
ーである。共通側電極及び個別側電極を順次走査するこ
とにより画信号を読み取る。」 （２）明細書第１０頁第１７行および第１８行の「、加
算？！８　］−４および」を「ならびに」に訂正する。 （３）明細書第１１頁第１４行から第１６行の文章「　
オペレータが標準・・・　・・・、プロセッサ」を次の
文章に訂正する。 ［オペレータが読み取るべき原稿を読み取り機構にセラ
１−シ、スター１−信号を入力すると、まず標準白原稿
の読み取りを行なう。標準白原稿の読み取りは、スイッ
チ９を接点すに接にし、白色の原稿押え板を読み取るこ
とにより行なう。プロセッサ」 （４）明細書第１３頁第６行から第９行の文章［オペレ
ータが・・・　・・・１５にｅＡ＄黒」を次の文章に訂
正する。 「　次に標準黒原稿の読み取りを行なう。標準黒原稿の
読み取りは、光源を消灯した状態で原稿押え板を読み取
ることにより行なう。プロセッサ１５にｍ＄黒」（５）
明細書第１４頁第１１行から第１３行の文章［オペレー
タが・・・　・・・プロセッサ１５」を次の文章に訂正
する。 「　ここで、スイッチ９は接点ａに接続され、原稿の搬
送が始まり、原稿の読み取りが行なわれる。マイクロプ
ロセッサ１５」 （６）明細書第１７頁第１２行の「よい。」を［よい。 標準黒原稿、標準白信号の読み取りは、どちらから先で
もよい。」 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の光電変換エレメントを配列した光電変換
   素子に画像を投影し、該光電変換素子の読取画像情報を
   デジタル信号に変換する画像読取処理装置において； 標準の白を読んだ光電変換素子の読取画像情報を記憶す
   る第１の記憶手段； 標準の黒を読んだ光電変換素子の読取画像情報を記憶す
   る第２の記憶手段： 第１および第２の記憶手段から読み出した情報で濃度区
   分を定めて、光電変換素子の読取情報を、該当する濃度
   区分を示すデジタル情報に変換するデジタル変換手段； 記憶手段の読出し、書込みを制御し、デジタル変換処理
   時に記憶手段を読出しとじ光電変換素子の読取画像情報
   の画素区分に対応する画素グロンる読み・書き制御手段
   ； を備えることを特徴とする画像読取処理装置。
2. （２）デジタル変換手段は、第１および第２の記憶手段
   から読み出した情報で規定された領域を２以上に濃度区
   分するものである、前記特許請求の範囲第（１）項記載
   の画像読取処理装置。
3. （３）デジタル変換手段は、第１および第２の記憶手段
   から読み出した情報をそれぞれ上限基準および下限基準
   として、それらの間を複数に濃度区分した、Ａ／Ｄ変換
   器である、前記特許請求の範囲第（２）項記載の画像読
   取処理装置。