JPS6285573A - シエ−デイング補正装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えた平面走査型
の読取装置において、この固体撮像素子によ−って読み
取られた画信号のシェーディングを補正するためのシェ
ーディング補正装置に関する。

「従来の技術」 ファクシミリ装置あるいはある種の複写機のように、原
稿上の画情報を電気信号に変換して読み取る読取装置で
は、光電変換素子として固体撮像素子が広く用いられて
いる。

第５図はこのような装置の一例を示したものである。プ
ラテン１１には原稿１２がその読取面を下に向けて載置
されている。プラテン１１のすぐ下には、原稿１２を照
射する１本の螢光ランプ１３が原稿１２の主走査方向に
配設されている。

螢光ランプ１３による原稿１２の反射光はレンズ１４に
入射し、固体撮像素子１５に光学像を結ぶようになって
いる。固体撮像素子１５は−ＣＣＤ等を用いた一次元撮
像素子であり、例えば原稿１２を副走査方向に移動させ
ることにより、これを平面走査し画情報の読み取りを行
うようになっている。

このような読取装置では、白紙状態の原稿のようにその
濃度が１ラインにわたって均一な場合でも、固体撮像素
子１５の光電変換出力が通常不均一なものとなる。この
原因の１つとして、光源の輝度分布のバラツキがある。

第６図はこれを説明するためのものである。螢光灯１３
を光源として使用した場合には、原稿１２の読み取りラ
インの中央部に光線１６が最も集中する。原稿１２の中
央部分で最も照度が高くなり、端部に向うほどこれが低
下するので、これにより光電変換出力が大きく変化する
。光電変換出力が不均一となるその他の原因としては、
コサイン４乗則によって、レンズ１４の周辺部分の光量
が低下すること、および固体撮像素子１５の素子の感度
の不均一さ等が挙げられる。

このように固体撮像素子１５の光電変換出力が不均一と
なると、アナログ画信号をディジタル信号に変換する段
階で信号処理の過程に悪影響を及ぼし、画質を劣化させ
る原因となる。

第７図は画信号を２値化する場合における画質の劣化を
５先明するためのものである。原稿の読み取りラインに
、同図ａに示すような画情報１７（白黒情報）が存在す
るものとする。固体撮像素子からは、これに対して例え
ば同図すに示すような不均一な光電変換出力１８が得ら
れる。これを一定のスレッショルド・レベルで２値化す
るとする。この場合、１ラインの中央部分で黒の画情報
に相当する信号レベル（以下黒レベルという）が白の画
情報として誤って２値化される可能性があり、１ライン
の端部近傍では白の画情報に相当する信号レベル（以下
白レベルという）が黒の画情報として誤って２値化され
る可能性がある。従って、例えば同図すに示すようなス
レッショルド・レベル１１を設定したとすると、同図Ｃ
に示すように元の画情報に比べてかなり劣化したディジ
タル画信号１９が得られる。

第８図は、このような欠点を除去するために提案された
従来のシェーディング補正装置の一例を示したものであ
る。この装置のＡ／Ｄ変換器２１には、図示しないイメ
ージセンサ（固体撮像素子）からアナログレベルの画信
号２２が入力されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器２
１はその信号レベルに応じて例えば“０”（黒）から“
６３”（白）までの６４段階に量子化された画信号２３
を画素ごとに作成する。このパラレルな６ビツトの画信
号２３は、演算回路２４とゲート回路２５の双方に供給
されることになる。ゲート回路２５には、ゲートの開閉
を制御するための制御信号２６も供給されるようになっ
ている。

制御信号２６は、第９図に示すイメージセンサの全走査
領域２７における先端近傍の走査部分く以下、基準白色
部という。）２８のうちの所定の１ライン分が走査され
るときＨ（ハイ）レベルとなる信号である。この基準白
色部２８は、斜線で表わした原稿の読取領域２９とは別
に設けられた領域であり、その読取面は例えば白色の用
紙によって覆われている。

制御信号２６がＨレベルになると、ゲート回路２５が開
きＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）３１に画信
号２３が供給される。このとき、制御信号２６を１人力
するインバータ３２の出力はＬ（ロー）レベルとなり、
ＲＡＭ３１が書き込み可能な状態になる。この状態でオ
ア回路３４は制御信号２６とライト（書き込み）パルス
３５の論理和をとり、１画素ずつのシェーディング補正
データ（画信号２３）３６をＲＡＭ３１に書き込むこと
となる。このようにして１ライン分のシェーディング補
正データの書き込みが終了する。

シェーディング補正データの書き込みが終了すると、制
御信号２６がＬレベルとなり、ＲＡＭ３１は読み出し状
態となる。この状態でＲＡＭ３１はオア回路３４から出
力されるパルスに同期して１画素分ずつシェーディング
補正データ３６を読み出し、演算回路２４に供給する。

一方、この状態ではＡ／Ｄ変換器２１に原稿の読み取り
によって得られた画信号２２が供給されており、これに
よる変換後の画信号２３も演算回路２４に供給される。

演算回路２４はシェーディング補正データ３６を用いて
画信号２３の演算を行い、シェーディングの補正された
画信号３７を出力することになる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが従来提案されたこのようなシェーディング補正
装置では、原稿の読み取り前にこれとは別に設けられた
基準白色部を読み取る必要があったため、その読取時間
が余計に必要であった。また基準白色部は均一な反射率
をもった長尺の部材で構成する必要があったが、例えば
白色の用紙をこれに使用した場合にはその汚れや褪色が
問題となった。更にファクシミリ装置等においては、基
準白色部自体を設けることが困難または不可能な場合が
あった。

そこで本発明の目的は、基準白色部を特別に設けること
なく、シェーディングの補正を行うことのできるシェー
ディング補正装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、原稿上の画情報を１ラインごとに読み取る
読取手段と、この読取手段によって読み取られた原稿上
の所定の１ラインに相当する各画素について予め定めら
れた反射率以上の反射率を有するか否かを判別する反射
率判別手段と、この反射率判別手段が前記した所定の１
ラインの画素すべてについて前記した反射率以上の反射
率を有すると判別したとき、これ以降の所定のラインに
ついて読み取られた各画素についての読取データをシェ
ーディング補正用のデータとして記憶する記憶手段とを
シェーディング補正装置に具備させる。ここで読取デー
タをシェーディング補正用のデータとして記憶する記憶
手段が書き換え可能なメモリであれば、例えばページ単
位でシェーディングの補正を行うことが可能となる。

なお、良好なシェーディング補正データを作成するため
には、反射率判別手段が反射率を判別するために用いる
ラインと、シェーディング補正用のデータを作成するた
めのラインとが共に原稿の先端部分でしかもなるべく近
接したライン同士であることが好ましい。

本発明に辷れば、原稿の先端の通常白色の領域を走査し
、この部分に特に画情報が存在しない場合には、これを
基準白色部に代用してシェーディング補正データを作成
する。これにより、特別の基準白色部を走査領域に配置
する必要がなくなり、それだけイメージセンサの走査時
間を短縮させることができる。また特別な基準白色部を
設ける必要がないので、その部分の汚れや褪色に神経を
とがらせる必要がなくなり、基準白色部を設けることの
できない装置でもシェーディングの補正が可能となる。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例のシェーディング補正装置を表わした
ものである。この装置のＡ／Ｄ変換器２１には、図示し
ないイメージセンサからアナログレベルの画信号２２が
供給されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器２１は、そ
の信号レベルに応じて例えば“０”（黒）から“６３”
（白）までの６４段階に量子化された画信号２３を画素
ごとに作成する。このパラレルな６ビツトの画信号２３
は、演算回路２４とゲート回路２５の双方に供給される
。ことになる。ゲート回路２５には、ゲートの開閉を制
御するための制御信号４１が供給されるようになってい
る。

さてこの実施例で用いられる制御信号４１は、所定のタ
イミングでゲート回路２５のゲートを開き、画信号２３
を１ライン分だけＲＡ　Ｍ　４２に供給する。そして判
定回路４３が所定の１ライン中に含まれる画素について
すべて所定の反射率以上の反射率を有するものと判別し
たときには、その判定結果４４とＲＡＭ書き込みタイミ
ング信号４５の論理をとってＲＡＭ４２を書き込み状態
に設定する。このときの論理素子としてオア回路４６と
インバータ４７が用いられる。この書き込み状態では、
ライトパルス４８と制御信号４１の論理和出力がオア回
路４９からＲＡＭ４２に供給され、各画素ごとに１ライ
ン分のシェーディングデータの書き込みが行われる。

このシェーディング補正装置には、シェーディング補正
のために予め用意されたデータがＲＯＭ（リード・オン
リ・メモリ）５１に書き込まれている。ＲＯＭ５１はＤ
−ＦＦ回路（フリップフロップ回路）５２によってその
読み出しを制御されるようになっている。すなわち、第
２図に示すように原稿５３の先端部５４がすべて地色部
分である場合にはこれを基準白色部の代用として使用す
ることに問題はないが、第３図に示すように罫線５５等
が存在する場合には、この部分を基準白色部として代用
することができない。そこで、このような場合にはＲＯ
Ｍ５１からシェーディング補正のために予め用意された
データが読み出される。

装置に電源投入後、はじめてシェーディング補正を行う
場合にも、ＲＯＭ５１のデータが用いられる。これはこ
の時点でまだＲＡＭ４２にシェーディング補正用のデー
タが書き込まれていないからである。

以上、シェーディング補正装置の概略を説明したが、次
に第４図と併せて装置の動作を具体的に説明する。

この実施例のシェーディング補正装置が使用されている
ファクシミリ装置等の電源が投入されると、マスク、ク
リア信号６１が所定の時間だけＨレベルからＬレベルに
変化する。マスククリア信号６１はＤ−ＦＦ回路５２の
クリア端子に入力され、この回路をリセットする。これ
と共にそのＱ出力６２がＬレベルに変化し、これを人力
するＲ　ＯＭ５１がデータの読み出しを行える状態とな
る。このとき、Ｄ−ＦＦ回路５２のζ出力６３はＨレベ
ルとなっており、これを入力するＲＡＭ４２はディスエ
ーブルの状態に置かれる。この状態で原稿５３の読み取
りが開始される（ステップ■）。ＲＯＭ５１には、予め
想定されるシェーディング補正データが書き込まれてお
り、これが順に繰り返し読み出され演算回路２４に供給
される。Ａ／Ｄ変換器２１によって変換された画信号２
３は、この演算回路２４でこの予め用意されたシェーデ
ィング補正データによってそのレベルを補正され、画信
号６４として図示しない記録部等に送出される。

同じく図示しないＣＰＵ　（中央処理装置）は原稿２７
の読み取り開始時点からイメージセンサによって読み取
られる走査線の本数をカウントしており、原稿２７の先
端から現在の走査位置までの距離ｌがＬ（例えば１ｍｍ
）に相当する位置まで副走査が行われた時点で（ステッ
プ■；Ｙ）、判定回路４３に対して判定結果を出力する
ための指示を与える。このとき、イメージセンサは原稿
の先端部５４を走査している状態にある。

判定回路４３は、画信号６４の信号レベルを画素ごとに
所定のスレッショルドレベルと１つずつ比較するコンパ
レータと、これらの比較結果のアンドをとる論理積回路
と、この論理積回路の出力を前記した判定結果を出力す
るための指示によってラッチするラッチ回路とによって
構成されている。この指示が出た時点で判定回路４３に
供給されていた１ライン分の画信号がすべて“白”の画
素に対応するものであれば（ステップ■；Ｙ）、判定回
路４３は次の１ラインの走査が行われる期間だけ判定結
果４４としてＬレベルの信号を出力する。

このＬレベルの判定結果４４はオア回路４６の一方の人
力、端子に供給される。オア回路４６の地方の入力端子
には、ＲＡＭ書き込みタイミング信号４５が供給されて
いる。ＲＡＭ書き込みタイミング信号４５は書き込みの
指示された状態でＬレベルになっている。従って判定回
路４３が先端部５４を１ライン分にわたって地色（白色
）部分と判別したときには、オア回路４６からＬレベル
の制御信号４１が出力されることになる。このＬレベル
の制御信号４１はインバータ４７によって論理を反転さ
れてＲＡＭ４２に人力され、これを書き込み状態に設定
する。

一方、制御信号４１の出力がＨレベルからししベルに変
化した時点で、Ｄ−ＦＦ回路５２がセットされる。これ
により、ＲＡＭ４２がイネーブルとなり、ＲＯＭ５１が
ディスエーブルとなる。またゲート回路２５は制御信号
４１がＬレベルのこの状態でそのゲートを開き、Ａ／Ｄ
変換後の画信号２３をＲＡＭ４２に供給することになる
。すなわち、判定回路４３がＬレベルの判定結果４４の
出力を開始した後の１ラインの走査においては、オア回
路４９に供給されるライトパルス４８に同期して各画素
ごとの画信号２３がシェーディング補正データ６７とし
てＲＡＭ４２に書き込まれることになる（ステップ■）
。

ＲＡＭ４２に１ライン分のシェーディング補正データ６
７の書き込みが行われると、判定結果４４が再びＨレベ
ルに復帰する。これにより、インバータ４７の出力はＬ
レベルとなり、ＲＡＭ４２は読み出し状態に設定される
。従って、ライトパルス４８に同期して１画素分ずつシ
ェーディング補正データ６７の読み出しが開始される。

このとき、ゲート回路２５は閉じており、シェーディン
グ補正データ６７は演算回路２４の補正データ用の入力
端子に供給される。この状態で、Ａ／Ｄ変換器２１から
は原稿５３の先端部５４以降の画情報を表わした画信号
２３が入力されており、演算回路２４はこれらについて
シェーディングの補正を行い、画信号６４として出力す
る。このようにしてＲＡＭ４２のデータを用いてシェー
ディングの補正された画像読み取りが行われていく（ス
テラ。プ■）。１ペ一ジ分の画像の読み取りが終了する
とくステップ■；ｙ）、ｃｐｕは続ページが存在するか
どうかを判断しくステップ■）、続ページがなければ、
読み取り動作を最終的に終了させる。これに対して続ペ
ージがあった場合には（Ｙ）、次のページについてシェ
ーディングの補正と画像の読み取り動作が行われる（ス
テップ■〜■）。このようにして、ページごとにシェー
ディングの補正が行われる。

一方、ステップ■で判定回路が１ラインの一部にでも内
辺外の色の画情報の存在することを判別したら（ステッ
プ■；Ｎ）、第３図に示したようにこの原稿の先端部５
４はシェーディング補正のために用いることができない
。このような状態では、判定結果４４がＨレベルに保持
される。従ってＤ−ＦＦ回路５２はリセット状態のまま
となり、ＲＯＭ５１のみがシェーディング補正データ６
７の読み出しを行える状態にある。すなわちこの状態で
は、ＲＯＭ５１に予め書き込まれていたデータによって
先端部５４以外の画像部のシェーディング補正が行われ
る（ステップ■）。このようなＲＯＭ５１のデータによ
る補正は原稿５３の１ペ一ジ分の読み取りが終了するま
で行われる（ステップ■）。

以上説明した実施例では、原稿の先端部５４が基準白色
部の代わりにならない場合にはＲＯＭ５１に予め書き込
まれていたシェーディング補正データを用いてシェーデ
ィングの補正を行った。

しかしながら、電源投入後に１回でもシェーディング補
正データをＲＡＭ４２に書き込んだときには、このデー
タの方がＲＯＭ５１に予め書き込まれているデータより
もシェーディングをよく補正することができる可能性が
高い。従って、ＲＡＭ４２にシェーディング補正データ
が存在する場合には、ＲＯＭ５１の読み出しを禁止し、
ＲＡＭ４２に既に書き込まれたデータを読み出してシェ
ーディングの補正を行うようにしてもよい。

また実施例では電源が遮断されるたびに内容がクリアさ
れるＲＡＭを用いてシェーディングの補正を行ったが、
電池によってバックアップされたＲＡＭを用いればＲＯ
Ｍに格納されたシェーディング補正データを頻繁に用い
る必要がなくなり、それだけシェーディングの補正を良
好に行うことが可能となる。

「発明の効果」 このように本発明によれば、原稿の先端部に通常存在す
る地色部分を用いてシェーディングの補正を行うので、
基準白色部に相当する部分が汚れたり変質したりする恐
れがなく、装置の保守、点検が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図はシェーディング補正装置のブロ
ック図、第２図は先端部分を基準白色部として代用する
ことのできる原稿の一例を示す平面図、第３図は先端部
分を基準白色部として代用することのできない原稿の一
例を示す平面図、第４図はこのシェーディング補正装置
の動作を示す流れ図、第５図は読取装置の概略構成図、
第６図は原稿面における照度の不均一さの原因を示す説
明図、第７図は従来の装置における画信号２値化処理の
過程を示す各種波形図、第８図は従来提案されたシェー
ディング補正装置のブロック図、第９図はこの提案され
た装置におけるイメージセンサの走査領域を示す説明図
である。 ２２．２３．６４・・・・・・画信号、４２・・・・・
・ＲＡＭ。 ４３・・・・・・判定回路（反射率判別手段）、５３・
・・・・・原稿。 出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　理　人　　
弁理士　山　内　梅　雄第１圓 第２図 第３図 第４図 第５図　　　　第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿上の画情報を１ラインごとに読み取る読取手段
   と、この読取手段によって読み取られた原稿上の所定の
   １ラインに相当する各画素について予め定められた反射
   率以上の反射率を有するか否かを個別に判別する反射率
   判別手段と、この反射率判別手段が前記所定の１ライン
   の画素すべてについて前記反射率以上の反射率を有する
   と判別したとき、これ以降の所定のラインについて前記
   読取手段によって読み取られた各画素についての読取デ
   ータをシェーディング補正用のデータとして記憶する記
   憶手段とを具備することを特徴とするシェーディング補
   正装置。 ２、読取データをシェーディング補正用のデータとして
   記憶する記憶手段は書き換え可能なメモリであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシェーディング
   補正装置。 ３、反射率判別手段が反射率を判別するために用いるラ
   インと、シェーディング補正用のデータを作成するため
   のラインとが共に原稿の先端部分に位置していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシェーディング
   補正装置。