JPS6171764A

JPS6171764A - カラー画像入力装置

Info

Publication number: JPS6171764A
Application number: JP59192663A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yamamoto; 直史山本; Hidekazu Sekizawa; 秀和関沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1986-04-12
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPH0642713B2

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】〔発明の技術分野〕この発明は、画像を光検出器プレイを用いて読み取る画
像入力装置において、光検出器アレイから読み取られた
画像信号のシェーディング補正に特徴を有する画像入力
装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

１次元の光検出器アレイを走査することにより画像入力
する方法が従来から一般的に行われている。第５図に典
型的な画像読み取り系を示す。入力画像面５０３の１ラ
インを分布屈折率型円筒レンズアレイ５０４により光検
出器アレイ５０１上に結像させ、これを例えばＣＣＤ　
（電荷結合素子）等により順次読み出すことにより画像
信号５１１を得る。１ライン読み出すごとにレンズアレ
イ５０４及び光検出器アレイ５０１を入力画像面５０３
に対して平行に移動することにより、入力画像全面の信
号を得ることができる。

この場合、光検出器アレイ５０１の各画素ごとの感度の
ばらつき、光検出器の暗電流、照明による入力画像面の
光量分布の不均一性、照明のドリフト、アナログ系のダ
イン及びオフセットのドリフト、また光検出器アレイと
して複数チップのＣＯＤを用いた場合における各チップ
の増幅器のばらつき等の原因により、均一な濃度の原稿
を読み取っても、出力レベルにばらつきを生ずる。この
ンエーディング成分は、通常のファクシミリの如く白、
黒の２値化を行う場合には、重大な誤差となることは少
ないが、カラー画像入力等のようにＳ／Ｈの高い信号が
必要とされるときには大きな問題となる。入力画像の明
るさに比例して忠実な１列像信号を得るだめには、各画
素ごとに補正ｆ、１０を乗じることにより、画素ごとの
ばらつきを補正する必要がある。この操作はシェーディ
ング補正と呼ばれており、その補正係数はンエーディン
グ補正係数と呼ばれる。

第６図は、画像読み取り系で得られた画像信号にシェ−
ディング補正を行う償号処理系の従来例である。光検出
器アレイ６０１で読み込まれた面像信号６１１は時系列
信号としてＡ／Ｄ変換器６０２に送られ、ディジタル信
号６１２に変換される。

次に乗算器６０５でシェーディング補正係数が乗算され
、出力画像信号が得られる。ここでラインメモ！Ｊ　６
０３には、各画素のシェーディング補正係数がストアさ
れており、それぞれ画像信号の各画素に対応する係数が
読み出され、計算される。

前記シェーディング補正係数は、具体的には、入力画像
面からＡ／Ｄ変換器までの系を通しての各画素の感度の
逆数でちる。

前記シェーディング補正係数は、画像入力直前に、白基
準板を１回、読み取り、このとき得られる画１象信号か
ら計算される。入力画像面５０３内（て反射率が均一な
白基準板５０２を置くことにより、前肥読み取りが行わ
れる。得られた信号は、Ａ／Ｄ変換器６０２を介してラ
インメモリ６０３にストアされる。この内容は各画素ご
との感度を表わしており、またラインメモリ６０３は光
検出器プレイの画素数に等しいかまたはそれ以上のワー
ド数のＲＷＭ　（リードライトメモリ）から構成されて
いる。次に、ＣＰＵ６０４によシラインメモリ６０３の
内容を読み取り、シェーディング補正係数（即ち、逆数
）を計算して、再びラインメモリ６０３にストアする。

このようにして得られたシェーディング補正係数を画像
信号に乗算することにより、画素ごとのばらつきを補正
された画像信号が出力として得ることができる。

ところで、この各補正係数は光検出器アレイ５０１の移
動方向と平行なうイン上の全ての画素に乗算されるので
、もし白基準板５０２にゴミ等が付着していると、この
補正係数にノイズが加わることになり、画像に等制約に
縦縞が生じているように出力される。

そこで、前記ンエーディング補正方法を改善するために
、光検出器アレイ５０１を移動させながら、白基準板５
０２を複数回、走査して読み収り、その平均値の逆数を
計算して、シェーディング補正係数として用いる方法が
考えられる。即ち、光検出器アレイ５０１を移動させな
がら、白３４仮５０２を読み取り、前記従来例と同様に
、Ａ／Ｄ変換した後、ラインメモリ６０３にストアし、
ＣＰＵ６０４により読み取る。これを複数回繰シ返し、
その度ごとにＣＰＵ　６０４から読み込んだデータを県
債加算し、この計算結果を読み取った走査回数で除して
平均値を求める。次に、逆数を計算してシェーディング
補正係数を求め、再びラインメモリ６０３にストアする
。

この方を去によれば、ノイズの少ないシェーディング補
正係数を得ることができるが、複数回、読み取って得ら
れたデータの平均を計算する必要があるので、計算に時
間を要するばかりでなく、画像入力直前の状態について
／ニーディング補正することによる光源の光量変化を除
き、アナログ系のドリフトを除去する効果を低減させる
ことになる。

また、特開昭５７−２０６１７１号公報によれば、白基
準板を複数回、読み取り走査して、／ニーディング補正
するものが、既に出願されているが、こればＣＣＤ等に
画像信号を蓄積し、アナログ的に処理するものであり、
ディジタル的にノイズの少ないンエーディング補正を高
速に行うものではなく、ディジタル処理の利点を活かす
ことができない。

さらにまた、ディジタル処理の利点を活かし、ＣＰＵを
介さずに回路上で、シェーディング補正を行おうとする
装置が提案されているが、この場合には、白基準板を複
数回、読み取り走査するものに適用しうるものではなく
、従ってノイズの少ないンエーディング補正を行うこと
はできない。

〔発明の目的〕

この発明は、画像入力の直前においてシェーディング補
正係数を低ノイズかつ高速にディジタル計算し、これに
より画１象入力装置のンエーディング補正を行うことを
目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、光検出器アレイを複数回走査して得られる
画像信号をＡ／Ｄ変換し、各画素ごとに累積して記憶す
る回路と、この累積した値からシェーディング補正係数
を計算し、記憶する回路とを備え、画像入力直前に反射
率が均一な白基準板を複数回、読み取り走査して、画像
信号の各画素における平均値を得る操作を、ＣＰＵを介
さずに回路上で行うことにより、シェーディング補正係
数を低ノイズかつ高速に求めるものである。

また、反射率を０とみなすことができる黒基準板と反射
率が均一な白基準板をそれぞれ複数回、読み取り走頁し
、画像信号の各画素における黒基準板、白基準板それぞ
れの平均値を得ることにより、より高精度のシェーディ
ング補正を行うことができる。

〔発明の効果〕

この発明は、シェーディング補正係数を画像入力の直前
に低ノイズかつ高速に得ることにより、画像入力前の待
ち時間を短縮し、ンエーディング補正の精度をあげ、照
明系やアナログ系のドソフトの影響をなくすことができ
る。

〔発明の実施例〕

第１図は、この発明を画像入力装置に適用した第１の実
施例を示すものである。画像読み取り系は第５図に示し
たものと同様であるので省略する。

画像入力時には、光検出器アレイ１０１により読み取ら
れた画像信号１１１はＡ／Ｄ変換器１０２でディジタル
信号１１２に変換され、乗算器１０５でシェーディング
補正係数が乗算され、出力画像信号１１３が得られる。

次に、／ニーディング補正係数の計算方法について説明
する。画ｆ象入力を行う直前において光検出器アレイ１
０１により白基準板を読み取り、Ａ／Ｄ変換器１′０２
により、ディジタル信号に変換し、加算器１０４でライ
ンメモリＩ　Ｑ　３の同じ画素の内容に加算して、ライ
ンメモリ１０３にストアする。ここでラインメモリ１０
３の白基準仮読み取り前の初期値は、各画素ともＯにし
てちる。

そして光検出器アレイ１０１を移動しなから１言号の読
み取９、加算の操作を複数画業り返す。こ九によりライ
／メモリ１０３内には、各画素ごとに白基準板を複数回
、読み取った徳和がストアされ、画像入力の終了まで保
持される。逆数テーブル１０６は入力信号Ｘに対して、
／ニーディング補正係数Ｙ＝Ｒ＠Ｎ／Ｘ　　　　　　　　　　　−（１）（但し
Ｎは白基準板の読み取り回数、Ｒは白基準板の反射率）
を出力するもので、、　ＲＯＭ　（ＩＪ−ドオンリメモ
リ）により構成されている。この回路構成により、ライ
ンメモＵ　］、　０３内には、各画素の感度に比例した
ノイズの小さい値がストアされるので、ノイズの少ない
／ニーディング補正係数が得られる。またＣＰＵを用い
ることなく全てハードで処理しているので、シェーディ
ング補正係数の計算を高速に行うことが可能となる。

〔発明の他の実施例〕

第２図は、この発明を画像入力装置に適用した第２の実
施例を示すものである。この場合の画像読み取り系には
、白基準板の前に反射率をＯとみなすことができる黒基
準板を設け、画像入力直前に、黒基準板をも複数回、読
み取９走査する。

前記第１の実施例と同様、画像入力時には、光検出器ア
レイ２０１により読み取られた画像信号２１１はＡ／Ｄ
変換器２０２によりディジタル信号２１２に変換される
。ここでケ８−トＳＷ３はオン、ＳＷ＋　１５ｗ２はオ
フとしておき、減算器２０９により除算回路２０８の出
力、即ちオフセット係数を減算し、さらに乗算器２０５
により逆数テーブル２０６の出力、即ち逆感度係数（前
記第１の実−１例におけるシェーディング補正係数はこ
の部分０みを含む）が乗算され、出力画像信号２１３が
得られる。

次に、ノエーディング補正係数の計算方法について説明
する。画像入力を行う直前に光検出器アレイ２０１で黒
基準板を読み取り、Ａ／／１）変換器２０２によりディ
ジタル画像信号２１２に変換する。ここでケゝ−トｓｗ
、、ｓｗ２をオン、ケ゛−トｓｗ３をオフにしておくと
、ディジタル信号２１２は減算器２０９により変化を受
けない。この濡号は加算器２０４にてラインメモリ２０
３の内容に加算され、その結果はラインメモ１，１２０
３及びオフセットメモリ２０７にストアされる。ここで
ラインメモリ２０３の初期（直は各画素ともＯ・：てし
である。そして光検出器アレイ２０１を黒基準板の範囲
内で移動しながら信号の読み取り、加算器２“０４によ
る加算を繰り返すことにより、ラインメモリ２０３及び
オフセットメモリ２０７には黒基準板を複数回、読み取
った信号の総和がストアされる。次にラインメモＩ）　
２０３の内容を全てＯにクリアし、デートＳＷｚ　をオ
フ、ｒ−トＳＷ３をオンにし、前記第１の実施例と同様
に白基準板を複数回読み取る。この場合には、ケ°−ト
ＳＷ３がオンになっているので、ディジタル信号２１２
は減算器２０９でオフセット係数を各画素ごとに減算さ
れ、オフセットの除かれた信号となる。ここでオフセッ
ト係数は、オフセットメモリ２０７の内容を除算回路２
０８によシ黒基準板の読み取り回数で割った出力信号で
ある。この除算回路２０８は、読み取り回数を一定とし
ておけば、ＲＯＭによるテーブルで構成でき、特に読み
取り回数が２のべき乗であれば、ビットをシフトするだ
けでよい。この操作によシ白基準板を複数回、読み取っ
た信号のオフセットを除いた総和が、ライ／メモリ２０
３にストアされる。以下、第１の実施ｆａｌｌと同様に
して、逆数テーブル２０６、乗算器２０５等を用いて、
ノイズの少ないシェーディング補正係数が高速に得られ
る。

次に、この発明を画像入力装置に適用した第３の実施例
を第３図により説明する。第３図は、第３の実施例の画
像読み取り系の構成を示し、光検出器アレイを４個のＣ
ＣＤ光検出素子３０５ａ〜ｄにより構成する。入力画像
３０３、黒基準板３０１及び白基準板３０２は、分布屈
折率型円筒レンズアレイ３０４によりＣＣＤ光検出素子
３０５　ａ　”　ｄ上に結像し、ＣＣＤの各チップの出
力信号３０６ａ〜ｄとして読み出される。これらの信号
はマルチプレクサ３０７によシ、１ラインの画像信号３
１１に変換される。これから先きは前記実施例と同様で
あるので説明は省略する。この実施例のように複数枚の
ＣＣＤ光検出素子を用いた場合にも、この発明を適用す
ることにより、各チッ７°の接合部分で、画素間の感度
のギヤラグが生じることがない。

なお、第２、第３の実施例において、オフセット係数を
得るために黒基準板を用いているが、これに限らず、例
えば照明を消して適当な板を読み取っても同様の効果を
得ることができる。

また、この発明をカラー画像入力装置に適用した第４の
実施例を第４図により説明する。この実ｉ＋ｍ　５１１
においては、光検出器アレイとしてカラー受光素子を用
い、その前面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）。

１（Ｂ）の３色のフィルタがそれぞれ３個おきに置かれ
ている。画像読み取９系、画像信号処理部は、前記各実
施例と同様に構成されている。Ｒ２Ｇ、Ｂの各信号が時
系列で画像読み取り系から出力され、画ｆ′Ｊ信号処理
部にて、ノイズの少ないシェーディング補正係数が高速
に計算される。殊に、カラー画像入力装置の場合、光源
の色変化やシェーディング補正におけるノイズが色再現
に対して・もたらす影響は大きいが、この発明を適用す
ることにより、これらの影響を大きく低減できる。

なお、この発明は、前記各実施例における画像入力装置
に限らず、複写機、ファクシミリ等に適用しても、同様
の効果をあげるものである。

さらにまた、白基準板としてセラミック板を用いた第５
の実施例について説明する。白基準板ととしての役を果
たさない。従って白基準板としてセラミック板を用いた
場合、色の経時変化が少ないので効果的でちる。

しかし、セラミック板は通常、紙の色とは多少異なり、
Ｒ，Ｇ、Ｂ各色フィルタの透過率がセラミックと紙とで
は異なるので、各色それぞれの比率をラインメモリ内の
補正テーブルに乗する必要がある。その為、逆数テーブ
ルの内容をＲ，Ｇ。

Ｂ毎にその比率に対応して第７図のように三種類設けて
記録しておくことにより、色補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は６、この発明による画像入力装置の第１の実施
例の画像信号処理部を示すプロ、り図、第２図は第２の
実施例の画像信号処理部を示すブロック図、第３図は第
３の実施例の画像読み取り系を示す斜視図、第４図は第
４の実施例の画ｒ象読み取υ系を説明するだめの図、第
５図は従来例及びこの発明の第１の実施例における画１
象入力装置のｉＴｉ伸ＭｉＡｉｒｖｈＺｆｙデ７ミナｍ
２ｔｊＦ２１．ＡＵａＺｔｒ＋ｈｆ＊ａ＞イｊｉ号処理
部を示すブロック図、第７図はこの発明の第５の実施例
のセラミック板を用いた場合の逆数テーブルの図である
。１０１．２０１，５０１，６０１・・・光検出器アレイ
、１０２，２０２，６０２・・・Ａ／Ｄ変換器、１０３
．２０３，６０３，７０３・・・ラインメモリ、１０４
．２０４・・・加算器、１０５　、２０５　、６０５゜
７０５・・・乗算器、１０６，２０６．、、逆数テーブ
ル、２０７・・・オフセットメモリ、２０８・・・除算
回路、２０９・・・減算器、３０１・・・黒基準板、３
０２゜５０２・・・白基準板、３０３，５０３・・・入
力画像面、３０４．５０４・・・分布屈折率型円筒レン
ズアレイ、３０５　ａ　〜ｄ　−ＣＣＤ光検出素子、３
０６　ａ−ｄ−出力信号、３０７・・・マルチプレクサ
、６０４・・・ＣＰＵ、１．１１．２１１．５１１．６
１１・・・画像信号、１１２　、２　］、　２　、６１
２・・・ディジタル信号、１１３．２１３，６１３・・
・出力画像信号。代理人　弁理士　１）北　嵩　晴第１区第２図第３図第５図第乙図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光検出器アレイにより走査して画像信号を検出す
る手段を有する画像読取り系と画像信号処理部とからな
る画像入力装置において、前記画像信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、画像を入力する前に反射
率の均一な白基準板を前記光検出器アレイにより複数回
、読み取り走査して得られる信号をＡ／Ｄ変換して、各
画素毎に累積して記憶する回路と、前記累積記憶された
信号をシェーディング補正係数に変換する回路と、前記
ディジタル信号と前記シェーディング補正係数とを各画
素ごとに掛算する回路とを備えたことを特徴とする画像
入力装置。
（２）光検出器アレイとして、複数チップのＣＣＤ光検
出素子を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の画像入力装置。
（３）光検出器アレイとして、カラー受光素子を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（
２）項記載の画像入力装置。
（４）白基準板としてセラミック板を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項記載の
うち１つに記載の画像入力装置。
（５）白基準板としてセラミック板を用い、累積記憶さ
れた信号をシェーディング補正係数に変換する回路とし
て各色信号毎に対応して変換する回路を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の画像入力装置
。
（６）光検出器アレイにより走査して画像信号を検出す
る手段を有する画像読取り系と画像信号処理部とからな
る画像入力装置において、前記画像信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、画像を入力する前に画像
面から光が反射しない状態で前記光検出器アレイにより
１回以上、読取り走査して得られる信号をＡ／Ｄ変換し
て各画素毎に累積して記憶する回路Ａと、画像を入力す
る前に反射率の均一な白基準板を前記光検出器アレイに
より複数回、読取り走査して得られる信号をＡ／Ｄ変換
して、各画素毎に累積して記憶する回路Ｂと、前記回路
Ａ及び回路Ｂに累積記憶された信号を用いてシェーディ
ング補正係数に変換する回路Ｃと、前記ディジタル信号
と前記シェーディング補正係数とから、シェーディング
補正された出力画像信号を得る回路Ｄとを備えたことを
特徴とする画像入力装置。
（７）前記回路Ａに累積記憶された信号をオフセット係
数に変換する回路と、画像を入力する前に反射率の均一
な前記白基準板を前記光検出器アレイにより複数回、読
取り走査して得られる信号をＡ／Ｄ変換して得た信号か
ら前記オフセット係数を減算した後、各画素毎に累積し
て記憶する回路Ｂ′と、前記回路Ｂ′に累積記憶された
信号をシェーディング補正係数に変換する回路Ｃ′と、
前記ディジタル信号と前記回路Ｃ′によって得られた前
記シェーディング補正係数とを各画素毎に掛算する回路
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記
載の画像入力装置。
（８）光検出器アレイとして、複数チップのＣＣＤ光検
出素子を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第（６
）項または第（７）項記載の画像入力装置。
（９）光検出器アレイとして、カラー受光素子を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第（６）項乃至第（７
）項記載のうち１つに記載の画像入力装置。
（１０）白基準板としてセラミック板を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第（６）項乃至第（８）項記載
のうち１つに記載の画像入力装置。
（１１）白基準板としてセラミック板を用い、画像を入
力する前に画像面から光が反射しない状態で光検出器ア
レイにより１回以上、読取り走査して得られる信号をＡ
／Ｄ変換して各画素毎に累積して記憶する回路Ａおよび
画像を入力する前に反射率の均一なセラミック板を光検
出器アレイにより複数回、読取り走査して得られる信号
をＡ／Ｄ変換して、各画素ごとに累積して記憶する回路
Ｂに累積記憶された信号を用いてシェーディング補正係
数に変換する回路Ｃとして、各色信号毎に対応して変換
する回路を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第（
９）項記載の画像入力装置。