KR100240069B1 - Image processing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원고를 각 색상별로 색 분해하여 읽어들일 때 발생하는 회로소자 및 부품에 의한 화상의 왜곡을 최소화하기 위한 화상왜곡보정부를 구비한 화상입력장치에서 원고의 상태에 따라 반사되어 나오는 광량에 비례한 아날로그 신호에 대하여 CCD 센서나 광원의 왜곡을 보정하고 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과 밝기 조정 및 원고의 배경색을 제거하기 위하여 상기 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성하고, 상기 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과, 밝기 조정 및 배경색 제거를 위하여 상/하한 기준전압을 설정하며, 상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하는 화상왜곡보정처리 및 상기 설정한 상/하한 기준전압을 이용하여 상기 원고화상에 대하여 화상처리를 수행한 후, 상기 화상왜곡보정처리 및 화상처리를 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력한다.The present invention is proportional to the amount of light reflected according to the state of an original in an image input apparatus having an image distortion correction unit for minimizing image distortion caused by circuit elements and components generated by color separation of the original for each color. In order to correct distortion of a CCD sensor or a light source for an analog signal, to adjust contrast and brightness for an original image, and to remove a background color of the original, reference data for image distortion correction of the original image is generated, and the original image The image distortion correction process and the set image which simultaneously set the upper and lower reference voltages for contrast adjustment, brightness adjustment and background color removal, and simultaneously perform black and white correction on the original image using the reference data. Image processing is performed on the original image using the lower limit voltage; An original image that has undergone image distortion correction processing and image processing is output as digital image data.
본 발명에 따르면 원고화상에 대하여 화상왜곡보정동작과, 콘트라스트 조정과, 밝기 조정 및 배경색의 제거가 가능하여 우수한 출력결과를 얻을 수 있다.According to the present invention, an image distortion correction operation, a contrast adjustment, a brightness adjustment, and a background color can be removed with respect to an original image, so that an excellent output result can be obtained.
Description
본 발명은 화상처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원고의 상태에 따라 반사되어 나오는 광량에 비례한 아날로그 신호에 대하여 화상독취 센서나 광원의 왜곡을 보정하여 디지털데이터로 변환하므로써 출력화상의 화질을 개선함과 동시에, 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과, 밝기 조정 및 배경색을 제거하여, 선명한 출력화상을 얻기 위한 화상처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing method. More particularly, the image quality of an output image is improved by correcting distortion of an image reading sensor or a light source to digital data with respect to an analog signal proportional to the amount of reflected light according to the original state. In addition, the present invention relates to an image processing method for obtaining a clear output image by improving contrast, adjusting brightness, and removing a background color with respect to an original image.
일반적으로, 스캐너는 광원의 빛을 원고에 투사하여 반사시키고 반사된 광을 전하결합소자(CCD:Charge Coupled Device 이하 'CCD'로 약칭), 접촉 이미지 센서(CIS:Contact Image Sensor)와 같은 화상독취 센서를 통하여 전기 출력값으로 변환시킨다.In general, a scanner reflects light from a light source onto a document and reflects the reflected light to an image reading such as a charge coupled device (CCD) or a contact image sensor (CIS). The sensor converts it to an electrical output.
한편, 변환된 출력값은 일반적으로 컴퓨터의 하드디스크와 같은 데이터 기억장치에 저장되도록 하는 작용을 한다.On the other hand, the converted output value generally serves to be stored in a data storage device such as a hard disk of a computer.
이와 같이, 서류와 책 등의 원고 내용을 읽어들이는 스캐너는 스캐닝 전용으로 사용되도록 단일품으로 제조되거나 복사기, 팩스 등과 함께 복합기의 하나의 장치로 구성되기도 한다.As such, a scanner that reads document contents such as documents and books may be manufactured as a single piece to be used exclusively for scanning, or may be configured as a single device of a multifunction apparatus together with a copy machine and a fax machine.
일반적인 칼라화상 처리장치의 광전변환장치인 CCD 센서로부터 출력되는 아날로그 신호는 반도체 소자인 CCD 센서의 각 화소간의 개체 차에 의한 편차를 포함하고 있고, 광원으로 사용하는 형광램프 또는 할로겐 램프 등의 발광특성 및 백색기준판의 왜곡 등에 의해 입력화상을 읽어들이는데 있어 화질의 열화가 발생한다.The analog signal output from the CCD sensor, a photoelectric conversion device of a general color image processing apparatus, includes variations due to individual differences between pixels of a CCD sensor, a semiconductor element, and emits light such as a fluorescent lamp or a halogen lamp used as a light source. And deterioration of image quality in reading an input image due to distortion of the white reference plate or the like.
이러한 회로소자 및 부품에 따른 화질의 열화를 방지하기 위하여 칼라화상 입력장치에서는 CCD 센서의 소자특성에 따른 개체 차를 보정하기 위하여 흑보정을 수행하고, 광원(형광램프 또는 할로겐 램프) 및 백색기준판의 왜곡에 따른 영향을 제거하기 위하여 백보정을 수행한다.In order to prevent the deterioration of the image quality due to such circuit elements and components, the color image input device performs black correction to correct individual differences according to the device characteristics of the CCD sensor, a light source (fluorescent lamp or halogen lamp) and a white reference plate. Back correction is performed to remove the effects of distortion.
일반적으로, 칼라화상 입력장치의 왜곡보정 처리과정은 세 단계로 이루어진다.In general, the distortion correction process of the color image input apparatus is composed of three steps.
먼저, CCD 센서에 광이 입력되지 않는 상태에서 CCD 센서의 화소 자체에서 출력되는 암전류의 크기를 읽어내어 흑보정데이터를 획득하고, CCD 센서에서 출력되는 아날로그신호를 보정데이터 크기만큼 감산해주는 흑보정처리단계와, 광원에 전원을 인가하고 백색 기준판에 반사되는 아날로그신호에 대해 흑보정처리를 수행하고 출력되는 화상신호의 최대값을 읽어내는 최대값검출단계와, 광원에 전원을 인가하고 백색기준판에 반사되는 아날로그신호에 대해 상기 최대값검출단계에서 검출된 최대값과 흑기준전압의 범위 내에서 광원 및 백색기준판의 왜곡을 검출하여 생성된 백보정데이터를 기준으로 균일화하는 동작을 수행하는 백보정처리단계가 있다.First, the black correction process reads the magnitude of the dark current output from the pixel itself of the CCD sensor in the state that light is not input to the CCD sensor to obtain black correction data, and subtracts the analog signal output from the CCD sensor by the correction data size. And a maximum value detecting step of applying power to the light source, performing a black correction process on the analog signal reflected on the white reference plate, and reading the maximum value of the output image signal; The back of the analog signal reflected on the back is detected by detecting the distortion of the light source and the white reference plate within the range of the maximum value detected in the maximum value detection step and the black reference voltage, and performs a uniform operation based on the back correction data generated. There is a correction process step.
도 1은 종래의 전처리기 회로 구성을 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a conventional preprocessor circuit configuration.
도시된 바와 같이, 종래에는 광원에 전원이 인가되지 않은 상태에서 CCD 센서를 구동하여 아날로그 화상신호가 출력되는 동안, 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Convertor 이하 'A/D 변환기'라 약칭)(201)는 흑보정데이터를 획득하기 위한 동작을 수행하는데, 흑기준전압(VBref)과 흑최대전압(VBmax)의 범위 내에서 CCD 센서로부터 출력된 아날로그 화상신호를 디지털데이터로 변환하여 흑보정메모리(202)에 저장한다.As shown, conventionally, while driving a CCD sensor in a state in which no power is applied to a light source and outputting an analog image signal, an analog-to-digital converter (abbreviated as 'A / D converter' hereinafter referred to as 'A / D converter') 201 ) Performs an operation for acquiring black correction data, and converts the analog image signal output from the CCD sensor into digital data within the range of the black reference voltage (V Bref ) and the black maximum voltage (V Bmax ) and converts it into digital data. Save at 202.
흑보정메모리(202)는 CCD 센서의 유효 화소수만큼의 크기를 가지는 용량을 가지며, CCD 센서의 출력동기신호에 따라 순차적으로 흑보정데이터가 저장된다. A/D 변환기(201)는 흑보정데이터 검출동작에서만 사용되도록 동작한다.The
다음에는 광원에 전원을 인가하여 백색기준판에 반사된 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 흑보정데이터 검출동작에서 검출된 데이터를 디지털/아날로그 변환기(DAC:Digital/Analog Convertor 이하 'D/A 변환기'라 약칭)(203)로 아날로그 값으로 변환한 다음, 흑보정기(204)에서는 CCD 센서의 출력신호에 대하여 흑보정데이터만큼의 크기를 감산하여 흑보정동작을 수행한다.Next, power is supplied to the light source so that the reflected light reflected on the white reference plate is input to the CCD sensor, and the data detected in the black calibration data detection operation is converted into a digital / analog converter (DAC: D / A converter or less). After converting the analog value into an analog value, the
흑보정처리가 완료된 아날로그 화상신호는 최대값 검출을 위한 A/D 변환기(205)로 입력되어 백최대전압(VWmax)과 흑기준전압(VBref)의 범위 내에서 디지털 값으로 변환되고, 변환된 데이터는 최대값검출기(206)에서 바로 전까지 검출된 최대 화소데이터값의 크기와 비교하여 최대 화소데이터값을 검출하여 최대값 검출동작을 완료한다.The analog image signal of which black correction processing is completed is input to the A /
다음에는 광원에 전원을 인가하여 백색기준판에 반사된 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 흑보정이 완료된 신호를 입력받아 흑기준전압(VBref)과 최대값검출기에서 검출되어 D/A 변환기(207)에서 변환된 백 기준판의 최대화소값(VPEAK)의 범위 내에서 A/D 변환기(208)에서 디지털데이터로 변환하여 백보정메모리(209)에 저장함에 따라 백보정데이터 검출동작이 수행된다.Next, power is supplied to the light source so that the reflected light reflected by the white reference plate is inputted to the CCD sensor, and the black correction signal is input to detect the black reference voltage (V Bref ) and the maximum value detector to detect the D / A converter ( The back correction data detection operation is performed by converting the digital data from the A /
따라서, 실제적인 원고화상을 읽어들이는 동작을 수행하는 경우에는, 광원에 전원을 인가하여 원고에 반사되는 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 반사광에 따라 광전변환되어 출력되는 아날로그 신호를 입력받아 흑보정을 수행하기 위하여 흑보정메모리(202)에 저장된 데이터가 D/A 변환기(203)를 거쳐 흑보정기(204)에 제공되어 흑보정 동작이 수행된다.Therefore, in the case of performing the operation of reading the actual document image, the power is supplied to the light source so that the reflected light reflected on the original is input to the CCD sensor, and the analog signal output is converted into photoelectric conversion according to the reflected light to receive the black light. In order to perform the correction, data stored in the
또한, 백보정을 수행하기 위하여 백보정메모리(209)에 저장된 데이터가 D/A 변환기(210)를 거쳐 백보정기(211)에 제공되어 백보정 동작이 수행된다.In addition, in order to perform back correction, data stored in the
왜곡보정이 끝난 화상신호는 최종적으로 A/D 변환기(212)에서 데이터버스를 통해 래치(215)에 기억된 데이터를 D/A 변환기(214)에서 변환한 흑기준전압(VBref)과 데이터버스를 통해 래치(216)에 기억된 데이터를 D/A 변환기(213)에서 변환한 백기준전압(VWref)의 범위 내에서 디지털 화상데이터로 변환하므로써 원고화상을 디지털데이터로 읽어내는 동작을 수행하게 된다.The distortion-corrected image signal is the black reference voltage (V Bref ) and data bus which finally converted the data stored in the
여기에서, 현재 제품화되고 있는 칼라화상 입력장치의 경우 필수적으로 사용되는 왜곡보정처리를 수행하는 회로의 경우는 대부분 응용 주문형 집적회로(ASIC:Application Specific Integrated Circuit 이하 'ASIC'이라 약칭)화가 이루어져 하나의 회로소자로 적용된다.Here, in the case of a color image input device that is currently being commercialized, a circuit for performing distortion correction processing, which is essentially used, is made into an application specific integrated circuit (ASIC). Applied as circuit elements.
그러나 종래의 화상처리에 있어서 원고화상의 콘트라스트 조정과, 밝기 조정을 위해서는 미리 정해진 범위의 일정한 값을 필요에 따라 선택적으로 지정하여 사용하게 되어 있어서, 원고에 최적한 상태에 맞추려면 원고의 상태를 파악하고 이를 기준으로 화상 입력장치의 제어프로그램을 변경하여 최적변수를 재 설정해 주어야 하는 어려움이 있었다.However, in the conventional image processing, in order to adjust the contrast of the original image and to adjust the brightness, a predetermined value of a predetermined range is selectively designated and used as needed. On the basis of this, there was a difficulty in resetting the optimum variable by changing the control program of the image input apparatus.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 원고화상의 아날로그 신호를 디지털로 변환하는데 있어서, 주변적인 왜곡요소를 제거하고, 입력장치의 제어프로그램에 원고에 대하여 콘트라스트 조정과 밝기 조정 및 배경색 제거를 위한 기능을 부가하여 사용자가 선택한 기능에 대하여 최적의 화상을 출력하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to remove peripheral distortion elements in converting an analog signal into a digital image, and to provide a control program for the input device. It adds functions for contrast adjustment, brightness adjustment and background color removal to output an optimal image for the function selected by the user.
도 1은 종래의 전처리기 회로 구성을 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a conventional preprocessor circuit configuration,
도 2는 본 발명을 수행하기 위한 전처리기의 회로를 나타낸 구성도,2 is a block diagram showing a circuit of a preprocessor for carrying out the present invention;
도 3은 본 발명을 수행하기 위한 장치의 시스템 구성도이다.3 is a system configuration diagram of an apparatus for carrying out the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 원고의 화상처리 순서를 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart showing an image processing procedure of an original according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
101 : 스캐너 제어부 102 : 롬101: scanner control unit 102: ROM
103 : 램 104 : 칼라 CCD 센서103
105 : 버퍼 106 : 멀티플렉서105: buffer 106: multiplexer
107 : 아날로그 스위치 108 : 증폭단107: analog switch 108: amplification stage
109 : 전처리기 110 : 메모리 버퍼109: preprocessor 110: memory buffer
111 : 인터페이스 112 : 센서 드라이버111: interface 112: sensor driver
113 : 램프 드라이버 114 : 램프113: lamp driver 114: lamp
115 : 스텝 모터 116 : 광학 모듈115: step motor 116: optical module
117 : 컴퓨터117: computer
201,205,208,212,301 : 아날로그/디지털 변환기(ADC:Analog/Digital Convertor)201,205,208,212,301: Analog / Digital Converter (ADC)
202,308 : 흑보정메모리202,308: Black correction memory
203,207,210,213,214,302,303 : 디지털/아날로그 변환기(DAC:Digital/Analog Convertor)203,207,210,213,214,302,303: Digital / Analog Convertor (DAC)
204 : 흑보정기 206,310 : 최대값검출기204 black compensator 206,310 maximum value detector
209,309 : 백보정메모리 211 : 백보정기209,309
215,216,304,305,313,314 : 래치 306,307 : 선택기215,216,304,305,313,314: Latch 306,307: Selector
311,312 : 가산기311,312: Adder
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 화상처리방법은 백보정메모리와 흑보정메모리 및 최대값검출기를 포함하는 전처리기를 구비한 화상 입력장치를 이용하여 원고화상을 독취하는데 있어서, 상기 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성하는 단계와, 상기 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과, 밝기 조정 및 배경색 제거를 위하여 각각의 상/하한 기준전압을 설정하는 단계와, 상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하는 화상왜곡보정처리 및 상기 설정한 상/하한 기준전압을 이용하여 상기 원고화상에 대하여 화상처리를 수행하는 단계와, 상기 화상왜곡보정처리 및 화상처리를 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력하는 단계를 포함한다.The image processing method of the present invention for achieving the above objects is to read an original image using an image input apparatus having a preprocessor including a back correction memory, a black correction memory and a maximum value detector, wherein the image distortion of the original image Generating reference data for correction; setting respective upper / lower reference voltages for contrast adjustment, brightness adjustment, and background color removal; and using the reference data for the original image. Performing image processing on the original image using the image distortion correction processing for simultaneously performing black correction and white correction for the original and the set upper / lower reference voltages, and performing the image distortion correction processing and image processing. Outputting the original image as digital image data.
바람직하게, 상기 기준데이터 생성단계는 상기 화상 입력장치에 장착된 화상독취센서의 소자특성에 따른 개체 차에 의한 편차를 보정하기 위한 흑보정데이터를 생성하는 단계와, 상기 흑보정데이터에서 최대 화소데이터값을 검출하는 단계와, 상기 화상 입력장치에 장착된 광원 및 백색기준판의 왜곡에 따른 영향을 제거하기 위한 백보정데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the reference data includes generating black correction data for correcting a deviation due to individual difference according to device characteristics of an image reading sensor mounted in the image input device, and maximum pixel data in the black correction data. Detecting a value, and generating back correction data for removing the influence of distortion of the light source and the white reference plate mounted on the image input apparatus.
바람직하게, 상기 콘트라스트 조정을 위하여 상/하한 기준전압을 설정하는 단계는 상기 콘트라스트 조정을 위한 콘트라스트조정 단계값을 콘트라스트 변동분과 승산한 후, 상기 백보정메모리에서 출력되는 백보정데이터에서 상기 승산한 값을 감산하여 상한 기준전압으로 사용하며, 상기 흑보정메모리에서 출력되는 흑보정데이터에서 상기 승산한 값을 가산하여 하한 기준전압으로 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of setting an upper / lower reference voltage for the contrast adjustment multiplies the contrast adjustment step value for the contrast adjustment with the contrast variation, and then multiplies the multiplication value from the back correction data output from the back correction memory. It is characterized by subtracting and using it as the upper limit reference voltage, and adding the multiplied value from the black correction data output from the black correction memory to use as the lower limit reference voltage.
바람직하게, 상기 콘트라스트 변동분은 상기 화상입력장치의 백기준판 최대화소값을 콘트라스트 조정단계로 제산하여 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the contrast variation is obtained by dividing the small value of the back reference plate maximized value of the image input apparatus by the contrast adjustment step.
바람직하게, 상기 밝기 조정을 위하여 상/하한 기준전압을 설정하는 단계는 상기 밝기 조정을 위한 밝기조정 단계값을 상한값 변동분과 승산한 후, 상기 백보정메모리에서 출력되는 백보정데이터에서 상기 승산한 값을 감산하여 상한 기준전압으로 사용하며, 상기 흑보정메모리에서 출력되는 흑보정데이터를 하한 기준전압으로 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of setting an upper / lower reference voltage for the brightness adjustment multiplies the brightness adjustment step value for the brightness adjustment with an upper limit variation, and then multiplies the value in the back correction data output from the back correction memory. It is characterized by using as the upper limit reference voltage by subtracting and using the black correction data output from the black correction memory as the lower limit reference voltage.
바람직하게, 상기 상한값 변동분은 상기 화상입력장치의 백기준판 최대화소값에서 프리스캔시 검출된 원고의 최대화소값을 감산한 후, 상기 감산한 결과값을 최대 밝기조정 단계수로 제산하여 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the upper limit variation is obtained by subtracting the maximum value of the original detected during the prescan from the maximum value of the white reference plate of the image input apparatus and dividing the resultant value by the maximum brightness adjustment step number. It is done.
바람직하게, 상기 배경색 제거를 위하여 상/하한 기준전압을 설정하는 단계는 상기 최대값 검출기에서 검출된 원고의 최대화소값을 상한 기준전압으로 사용하고, 상기 흑보정메모리에서 출력되는 흑보정데이터를 하한 기준전압으로 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of setting an upper / lower reference voltage to remove the background color uses the maximum and minimum values of the originals detected by the maximum detector as the upper limit reference voltage, and lowers the black correction data output from the black correction memory. It is characterized by using as a reference voltage.
이하, 상기한 본 발명의 목적들, 특징들, 그리고 장점들을 첨부된 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the objects, features, and advantages of the present invention described above will be described in more detail with reference to the preferred embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 발명을 수행하기 위한 전처리기의 회로를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing a circuit of a preprocessor for carrying out the present invention.
도시된 바와 같이, A/D변환기(301)는 CCD 센서의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환한다. D/A 변환기(302,303)는 A/D 변환기(301)가 A/D 변환동작을 수행하는 동안의 상/하한 기준전압을 각각 생성한다.As shown, the A /
한편, 래치(304,305)는 상기 상/하한 기준전압에 대한 디지털 데이터를 각각 기억하고 있다. 선택기(306,307)는 상기 상/하한 기준전압을 동작모드와 선택신호에 따라 각각 선택할 수 있도록 동작한다.On the other hand, the
한편, 흑보정메모리(308)는 A/D 변환기(301)에서 출력되는 흑보정데이터를 저장한다. 백보정메모리(309)는 A/D 변환기(301)에서 출력되는 백보정데이터를 저장한다. 최대값검출기(310)는 A/D 변환기(301)에서 출력되는 디지털 화상데이터를 이용하여 최대값을 검출한다.Meanwhile, the
한편, 제 1 가산기(311)는 백보정메모리(309)에서 출력되는 데이터를 입력받는다. 제 2 가산기(312)는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 데이터를 입력받는다. 래치(313,314)는 스캐너 제어부(101)에서 테이터버스를 통해 제공되는 데이터를 기억하여 제 1 가산기(311) 및 제 2 가산기(312)의 입력값을 각각 제공한다.The
도 3은 본 발명이 적용된 장치의 시스템 구성도로써 칼라화상 입력장치를 예를 들어 설명한다.3 is a system configuration diagram of an apparatus to which the present invention is applied and illustrates a color image input apparatus by way of example.
도시된 바와 같이, 스캐너 제어부(101)는 원고의 화상을 디지털 데이터로서 읽어들이기 위한 일련의 스캔동작 수행에 필요한 타이밍 신호를 발생하고 전체적인 동작을 제어한다.As shown, the
한편, 롬(102)에는 스캐너 제어부(101)가 정해진 순서에 따라 스캐너 시스템을 제어할 수 있도록 일정한 흐름을 가진 프로그램 및 참조데이터를 저장하고 있다. 램(103)에는 스캐너 제어부(101)가 시스템을 제어하는 동안에 발생되는 임시데이터가 저장된다.The
한편, 램프(114)는 스캐너 제어부(101)로부터 제어신호를 받은 램프 드라이버(113)에 의해 원고의 화상정보를 반사되는 광량으로 읽어내기 위하여 R, G, B 삼색광을 출력한다. 램프(114)로부터 출력된 삼색광은 광학 모듈(116)을 통하여 원고에 반사되어 광전변환소자에 입력되도록 경로를 형성하고 칼라 CCD 센서(104)상에 초점이 형성된다.On the other hand, the
한편, 스텝 모터(115)는 스캐너 제어부(101)로부터 구동신호를 받아 광학 모듈(116)을 정해진 해상도로 원고의 부주사방향으로 이동시킨다. 칼라 CCD 센서(104)는 광학 모듈(116)을 통하여 입력되는 광량에 비례하여 광의 3원색인 R, G, B 각각의 색 정보를 전기적인 아날로그 신호로 광전변환한다.On the other hand, the
한편, 센서 드라이버(112)는 스캐너 제어부(101)로부터 일정신호를 공급받아 상기 칼라 CCD 센서(104)가 적절히 동작하도록 클럭신호를 상기 칼라 CCD 센서(104)에 공급한다. 버퍼(105)는 칼라 CCD 센서(104)에서 출력되는 아날로그 신호를 후단에 전달하고 후단의 회로에 의한 CCD 센서신호의 왜곡을 방지한다.On the other hand, the
한편, 멀티플렉서(106)는 스캐너 제어부(101)에서 공급하는 신호에 따라 동시에 입력되는 세 가지 색 정보신호 중, 하나를 선택하여 출력한다. 증폭단(108)은 멀티플렉서(106)에서 선택되어 출력되는 화상신호를 일정한 레벨의 출력신호로 변환하여 출력하도록 정해진 증폭도에 따라 증폭하여 전처리기(109)의 입력으로 연결한다.Meanwhile, the
한편, 아날로그 스위치(107)는 스캐너 제어부(101)에서 공급하는 신호에 따라 각 색에 맞는 증폭도를 선택하여 화상신호를 증폭하도록 동작한다. 전처리기(109)는 증폭단(108)에서 일정 레벨의 신호로 변환하여 출력하는 신호를 입력받아서 흑백보정처리를 수행하고 아날로그 신호를 변환하여 디지털 화상데이터로 출력한다.On the other hand, the
한편, 메모리 버퍼(110)는 전처리기(109)에 의해 디지털로 변환된 화상데이터를 일시적으로 저장한다. 인터페이스(111)는 메모리 버퍼(110)에 저장된 화상데이터를 일정한 전송규칙에 따라 컴퓨터(117)에 전송한다.On the other hand, the
도 4는 본 발명에 따른 원고화상처리 순서를 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart showing a document image processing procedure according to the present invention.
먼저, 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성한다(단계:S10)First, reference data for image distortion correction of an original image is generated (step S10).
상기 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과, 밝기 조정 및 배경색 제거를 위하여 상/하한 기준전압을 설정한다(단계:S20)An upper and lower reference voltage is set for contrast adjustment, brightness adjustment and background color removal for the original image (step S20).
상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하면서 상기 설정한 상/하한 기준전압을 이용하여 상기 원고화상에 대하여 화상왜곡보정처리 및 화상처리를 수행한다(단계:S30)Image distortion correction processing and image processing are performed on the original image using the set upper and lower reference voltages while simultaneously performing black and white correction on the original image using the reference data (step: S30). )
상기 화상왜곡보정처리 및 화상처리를 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력한다(단계:S40)An original image that has undergone the image distortion correction processing and image processing is output as digital image data (step S40).
이하, 본 발명의 칼라화상 입력장치의 작용을 도 2 ~ 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the color image input device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
전체의 동작은 네개의 동작단계로 구분되어지는데 흑보정데이터 생성동작과, 최대값 검출동작과, 백보정데이터 생성동작 및 원고화상 읽기동작이며 콘트라스트 조정동작과, 밝기 조정동작과, 배경색 제거동작은 원고화상 읽기동작에서 사용자의 화상처리 기능의 선택에 따라 이루어진다.The overall operation is divided into four operation steps: black correction data generation operation, maximum value detection operation, back correction data generation operation and original image reading operation, contrast adjustment operation, brightness adjustment operation and background color removal operation In the original image reading operation, it is made according to the user's selection of the image processing function.
먼저, 흑보정데이터 생성동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 0의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다.First, a selection signal provided from the
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 흑최대전압이 출력될 수 있는 A값이 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑기준전압이 출력될 수 있는 C값이 입력되어서 흑보정데이터 생성동작 시, A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑기준전압(VBref)과 상한 기준전압으로 흑최대전압(VBmax)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환하여 흑보정메모리(308)에 순차적으로 저장하므로써 동작을 완료한다(단계:S11).That is, as shown in Table 1, the D value for outputting the black maximum voltage is input to the D /
다음에는 최대값 검출동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 1의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다.Next, the selection signal provided from the
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 백최대전압이 출력될 수 있는 B값이 선택되어 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터가 선택되어 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑보정전압(VBLK)과 상한 기준전압으로 백최대전압(VWmax)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환한다.That is, as shown in Table 1, the B value capable of outputting the white maximum voltage is selected and input to the D /
이때, 흑보정메모리(308)에 저장되어 있는 흑보정데이터가 화소 동기신호에 연동되어 각 화소에 대한 보정데이터가 출력됨에 따라 A/D 변환기(301)에서 흑보정이 동시에 처리된다.At this time, the black correction data stored in the
디지털 데이터로 변환된 화상데이터는 최대값검출기(310)에 입력되어 이전 화소값과의 대소비교에 따라 최대값을 검출하는 동작을 수행한다(단계:S12). CCD 센서의 한 라인에 대한 처리를 완료함에 따라 CCD 센서의 유효 화소수에 해당하는 영역에서 검출된 최대값은 선택기(306)의 하나의 입력값으로 제공된다.The image data converted into digital data is input to the
다음에는 백보정값 생성동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 2의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기에 입력된다.Next, the selection signal provided from the
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 최대값검출기(310)에서 검출된 최대값이 선택되어 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터가 선택되어 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑보정전압(VBLK)과 상한 기준전압으로 백 기준판 최대전압(VPEAK)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환한다.That is, as shown in Table 1, the maximum value detected by the
상기 처리과정에서 생성된 디지털 데이터는 백보정메모리(309)에 순차적으로 저장되어 백보정데이터 생성동작은 완료된다(단계:S13).The digital data generated in the process is sequentially stored in the
상기 백보정데이터 생성동작이 완료되면, 칼라화상 입력장치는 모든 준비동작을 마친 상태로서 실제로 원고화상의 입력동작의 시작이 가능하다.When the back correction data generation operation is completed, the color image input device is in a state where all preparation operations have been completed, and the input operation of the original image can be actually started.
또한, 스캔동작을 수행하는 명령을 주기 전에 사용자는 실제로 원고화상의 상태에 따라 화상 품질을 개선하기 위해 다양한 처리동작을 선택할 수 있다.Also, before giving a command to perform a scan operation, the user can actually select various processing operations to improve the image quality according to the state of the original image.
원고를 고정시켜두고 원고독취 동작을 시작하면, 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 콘트라스트 조정과 밝기 조정 및 배경색 제거 동작에 따라 선택된 값이 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다(단계:S20).When the original is fixed and the original reading operation is started, the selection signal provided from the
이 때, 사용자가 지정한 화상처리동작이 콘트라스트 조정처리이면(단계:S21), 표 1에서 보는 바와 같이, 선택신호의 입력값이 3의 값을 갖게 된다.At this time, if the user-specified image processing operation is a contrast adjustment process (step S21), as shown in Table 1, the input value of the selection signal has a value of three.
이에 따라, 백보정메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터(VWHT)와 데이터버스를 통해 래치(313)에 기억되어 있는 제 1 데이터(-mα)를 가산기(311)에 의해 가산하여 상한 기준전압으로 사용하기 위해 D/A변환기(302)에 입력된다.(단계:S22)Accordingly, the
또한, 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터(VBLK)와 데이터버스를 통해 래치(314)에 기억되어 있는 제 2 데이터(+mα)를 가산기(312)에 의해 가산하여 하한 기준전압으로 사용하기 위해 D/A변환기(303)에 입력된다(단계:S22).In addition, the black correction data V BLK output from the
이에 따라, A/D변환기(301)는 상기 하한 기준전압(VBLK+ mα)과 상기 상한 기준전압(VWHT-mα)의 범위에서 입력된 화상신호를 디지털데이터로 변환한다.Accordingly, the A /
여기에서, m은 콘트라스트 조정단계이다.Where m is the contrast adjustment step.
상기 처리과정에서 생성된 디지털데이터는 흑보정 전압에 의한 흑보정처리와 백보정전압에 의한 백보정처리 및 콘트라스트 조정처리가 동시에 이루어지게 되어 간단한 회로구성으로 원하는 보정동작 및 화상처리동작을 수행할 수 있게 된다(단계:S30).The digital data generated in the above process is performed simultaneously with the black correction process by the black correction voltage, the back correction process by the white correction voltage, and the contrast adjustment process, so that the desired correction operation and the image processing operation can be performed with a simple circuit configuration. (Step: S30).
여기에서, 콘트라스트 조정단계(m)를 백측 128 단계와 흑측 128 단계로 제어한다고 가정하면, 다음과 같은 식으로 콘트라스트 변동분을 구할 수 있다.Here, assuming that the contrast adjustment step (m) is controlled in 128 steps on the white side and 128 steps on the black side, the contrast variation can be obtained as follows.
α = 백기준판의 최대화소값 / 256α = maximum value of the white reference plate / 256
여기에서 α는 콘트라스트 변동분이다.Where α is the contrast variation.
여기에서, 사용자가 콘트라스트 조정을 실행하기 위하여, (+),(-)단계로 나누어진 임의의 조정단계(여기서는 각각 128 단계)를 선택하여 수행하면, (+)단계에 대해서는 백측의 밝기가 더 밝아지는 쪽으로 화상이 처리되고, (-)단계에 대해서는 흑측의 밝기가 더 어두워지는 쪽으로 화상이 처리된다.Here, in order to execute the contrast adjustment, if the user selects and performs an arbitrary adjustment step divided into (+) and (-) steps (here, 128 steps each), the brightness of the white side is further increased for the (+) step. The image is processed toward the brighter, and the image is processed toward the darker the brightness on the black side in the (-) step.
즉, 백측으로 3 단계를 선택하고, 흑측으로 4 단계를 선택하였다면, 백측 변동량은 3α이고 흑측 변동량은 4α가 된다.That is, if three steps are selected for the white side and four steps are selected for the black side, the white side variation amount is 3α and the black variation amount is 4α.
이에 따라, 콘트라스트 조정처리가 시작되기 전에 상한 기준전압(VWHT- 3α)과 하한 기준전압(VBLK+ 4α)을 선택하기 위해 래치(313)에는 데이터 버스를 통해 3α의 보수값을 기억시켜 두고 래치(314)에는 데이터 버스를 통해 4α의 데이터를 기억시켜 둔다.Accordingly, in order to select the upper limit reference voltage (V WHT -3α) and the lower limit reference voltage (V BLK + 4α) before the contrast adjustment process starts, the
이와 같이, 래치(313)에 기억되어 있는 제 3 데이터(3α의 보수값)가 가산기(311)에 의해 백보정값과 가산되어 A/D변환기(301)의 상한 기준전압을 생성하게 되고, 래치(314)에 기억되어 있는 제 4 데이터(4α)가 가산기(312)에 의해 흑보정값과 가산되어 A/D변환기(301)의 하한 기준전압을 생성하게 된다.In this manner, the third data (the complement value of 3α) stored in the
이 때, 사용자가 지정한 화상처리동작이 밝기조정처리이면(단계:S23), 표 1에서 보는 바와 같이, 선택신호의 입력값이 3의 값을 갖게 된다.At this time, if the user-specified image processing operation is the brightness adjustment processing (step S23), as shown in Table 1, the input value of the selection signal has a value of three.
이에 따라, 백보정메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터(VWHT)와 데이터버스를 통해 래치(313)에 기억되어 있는 데이터(±nβ)를 가산기(311)에 의해 가산하여 상한 기준전압으로 사용하기 위해서 D/A변환기(302)에 입력된다(단계:S24).Accordingly, the back correction data V WHT output from the
또한, 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터(VBLK)를 하한 기준전압으로 사용하기 위해서 D/A변환기(303)에 입력된다(단계:S24).Further, the black correction data V BLK output from the
이에 따라, A/D변환기(301)는 상기 하한 기준전압(VBLK)과 상기 상한 기준전압(VWHT± nβ)의 범위에서 입력된 화상신호를 디지털데이터로 변환한다.Accordingly, the A /
상기 처리과정에서 생성된 디지털데이터는 상한전압에 포함된 백보정전압에 의해 백보정처리와, 하한전압으로 입력된 흑보정전압에 의해 흑보정처리가 동시에 이루어지게 되어 간단한 회로구성으로 원하는 보정동작 및 화상처리동작을 수행할 수 있게 된다(단계:S30).The digital data generated in the above process is performed by the back compensation voltage included in the upper limit voltage and the black compensation process by the black correction voltage inputted as the lower limit voltage. The processing operation can be performed (step S30).
여기에서, 원고화상 읽기모드에서 상한 기준전압을 설정하기 위해 가산기(311)의 한쪽입력으로 제공되는, 스캐너 제어부(101)의 데이터 버스로부터 래치된 값(nβ)은 다음과 같은 방법으로 결정된다.Here, the value nβ latched from the data bus of the
즉, 출력화상의 밝기 조절에 이용되는 상한값 변동분(β)은 백기준판의 최대화소값(VPEAK)에서 원고화상 읽기모드의 전 동작으로 수행되는 프리 스캔모드에서 획득한 원고의 최대화소값(VPEAK')을 뺀 결과값을 밝기조정 단계수로 나누어 구한다.In other words, the upper limit variation β used to adjust the brightness of the output image is the maximum small value V of the original acquired in the prescan mode performed by all operations of the original image reading mode from the maximum small value V PEAK of the white reference plate. The result of subtracting PEAK ') is divided by the number of brightness adjustment steps.
β = (백기준판의 최대화소값 - 프리스캔시 원고의 최대화소값) / nβ = (Minimum value of the white platen-original maximum value of the prescan) / n
여기에서, n은 밝기조정 단계이다.Here, n is the brightness adjustment step.
상기와 같은 식에 의해 결정된 상한값 변동분은 사용자의 출력화상 밝기조정단계에 따라 다음과 같은 동작을 수행한다.The variation of the upper limit value determined by the above equation is performed according to the user's output image brightness adjustment step.
즉, 사용자가 출력화상을 어둡게 조절하고자 하는 경우에는 상한 기준전압이 증가되어 화상이 어둡게 출력된다.That is, when the user wants to darken the output image, the upper limit reference voltage is increased to output the dark image.
예를 들어, 사용자가 지정한 밝기조정단계(예:어둡게 3단계)에 따라 상한값 변동량(3β)을 데이터 버스를 통해 래치(313)에 기억시키고 가산기(311)에서 백보정메모리(309)로부터 출력되는 백보정데이터(VWHT)와 가산하여 상한 기준전압(VWHT+ 3β)을 생성하여 래치(304)를 거쳐 D/A변환기(302)에 제공된다.For example, the upper limit variation amount 3β is stored in the
또한, 사용자가 출력화상을 밝게 조절하고자 하는 경우에는 상기 상한 기준전압이 감소되어 화상이 밝게 출력된다.In addition, when the user wants to brighten the output image, the upper limit reference voltage is reduced to output the image brightly.
예를 들어, 사용자가 지정한 밝기 조정단계(예:밝게 5단계)에 따라 상한값 변동량(5β)의 보수값을 취하여 데이터 버스를 통해 래치(313)에 기억된다.For example, a complementary value of the upper limit variation amount 5β is taken in accordance with a user-specified brightness adjustment step (e.g., bright five steps) and stored in the
상기 변동량(5β)의 보수값이 가산기(311)에서 백보정메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터(VWHT)에 가산된다는 의미는 백보정데이터(VWHT)로부터 변동량(5β)을 감산하는 것과 같은 결과이다.The meaning that the complement value of the change amount 5β is added to the back correction data V WHT output from the
즉, 상기와 같은 처리에 따라 상한 기준전압(VWHT- 5β)을 생성하여 래치(304)를 통해 D/A변환기(302)에 제공된다.That is, the upper limit reference voltage V WHT -5β is generated according to the above process and is provided to the D /
이 때, 사용자가 지정한 화상처리동작이 배경색 제거처리이면(단계:S25), 표 1에서 보는 바와 같이, 선택신호의 입력값이 2의 값을 갖게 된다.At this time, if the user-specified image processing operation is the background color removing process (step S25), as shown in Table 1, the input value of the selection signal has a value of 2.
이에 따라, 최대값검출기(310)에서 검출된 원고의 최대화소값(VPEAK')이 선택되어 선택기(306)과 래치(304)를 통해 D/A변환기(302)에 입력되어 배경색 처리를 위한 상한 기준전압(VPEAK')을 생성한다(단계:S26).Accordingly, the smallest value V PEAK 'of the original detected by the
또한, 래치(314)에는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터(VBLK)가 선택되어 선택기(307)와 래치(305)를 통해 D/A변환기(303)에 입력되어 배경색 처리를 위한 하한 기준전압(VBLK)을 생성한다(단계:S26).Also, the black correction data V BLK output from the
이에 따라, A/D변환기(301)는 상기 하한 기준전압(VBLK)과 상기 상한 기준전압(VPEAK')의 범위에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환한다.Accordingly, the A /
여기에서, 배경색 제거처리 시에는 백보정 동작이 수행되지 않는데 이것은 통상적으로 문자인식을 위하여 스캐닝 할 때의 출력화상은 이치화(Binaryzation) 화상데이터를 사용하므로, 각 화소에 대하여 백보정 처리에 의한 영향보다는 배경색을 얼마나 정확히 제거하는가와 이치화(Binaryzation) 기준레벨을 어떻게 정하는가에 따라 좌우되므로 처리동작을 간단히 하기 위한 것이다.Here, the back correction operation is not performed during the background color removal process. This is because the output image when scanning for character recognition typically uses binarization image data, so that the pixels are not affected by the back correction process. This is to simplify the processing operation because it depends on how precisely the background color is removed and how the binarization reference level is determined.
이와 같은 동작에 따라서 상/하한 기준전압이 정해지고, 상기 상/하한 기준전압으로 원고읽기 동작이 수행되면, 흑보정 처리와 배경색 제거동작이 동시에 수행되므로 간단한 회로구성으로 원하는 보정처리 및 화상처리 동작을 수행할 수 있다(단계:S30).When the upper / lower reference voltage is determined according to the above operation, and the original reading operation is performed with the upper / lower reference voltage, the black correction process and the background color removal operation are performed at the same time. It may be performed (step: S30).
상기와 같은 동작에 따라, 원고화상에 대하여 화상왜곡보정과 화상처리를 수행한 데이터가 최종적으로 디지털 화상데이터로 출력된다(단계:S40).In accordance with the above operation, the data which has undergone image distortion correction and image processing on the original image is finally output as digital image data (step: S40).
여기서, m은 콘트라스트 조정단계이며 n은 밝기 조정단계이다.Where m is the contrast adjustment step and n is the brightness adjustment step.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면 원고화상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는데 있어서 주변적인 화상왜곡요소를 제거하고 원고화상에 대하여 콘트라스트 조정과 밝기 조정 및 배경색을 제거함에 따라 화상왜곡보정동작 및 다양한 화상처리 동작을 수행하여 회로소자의 개체 특성에 의한 에러를 최소화할 수 있으므로 우수한 출력화상을 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, in the conversion of an analog signal from an original image to a digital signal, image distortion correction operations and various operations are performed by removing peripheral image distortion elements, contrast adjustment, brightness adjustment, and background color of the original image. By performing the image processing operation, errors due to individual characteristics of the circuit elements can be minimized, so that an excellent output image can be obtained.
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1997
- 1997-11-29 KR KR1019970064372A patent/KR100240069B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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KR19990043374A (en) | 1999-06-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070928 Year of fee payment: 9 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |