KR100242025B1 - 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광원에서 발생하는 광을 원고에 방사하여 원고의 광학적 농도에 반사되는 광량을 광전 변환하여 디지털화한 화상 데이터로 읽어들이는 화상 스캐닝 장치 및 방법에 있어서, 각 색성분에 대한 스캐닝을 수행할 시에 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정하여 각 색성분의 출력 레벨에 대한 균형(balance)을 확보하기 위해, 각 색성분에 대해 화소 단위로 쉐이딩 데이터를 획득하여 기설정된 최대 밝기값을 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 데이터값으로 제산함으로써 각 화소 위치에 대한 쉐이딩 팩터를 산출한 후, 실제 스캐닝을 수행할 시에 스캐닝된 각 화소의 데이터와 상기 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 승산하여 출력하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 각 색성분들 간의 출력 편차를 용이하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)화에 용이하고, 소규모의 하드웨어를 구비하면서도 시스템적으로 안정되어 있으며, 동시에 화질이 우수한 화상을 획득할 수 있는 잇점이 있다.

Description

쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법

본 발명은 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법(Apparatus and Method for Scanning Color Image Using Shading Correction)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화상 스캐닝 장치에 있어서, 각 색성분(color component)에 대해 화소 단위로 쉐이딩 데이터(shading data)를 획득하여 기설정된 최대 밝기값을 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 데이터값으로 제산함으로써 각 화소 위치에 대한 쉐이딩 팩터(shading factor)로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬(shading factor matrix)을 산출한 후, 실제 스캐닝(real scanning)을 수행할 시에 스캐닝된 각 화소의 데이터와 상기 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 승산하여 출력하는 쉐이딩 보정(shading correction)을 통해 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정할 수 있는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법에 관한 것이다.

칼라 스캐너와 같은 칼라 화상 스캐닝 장치는 인쇄물, 사진, 사람의 손으로 작성한 메모 형태의 글자나 그림 등을 칼라로 스캐닝(scanning, 즉, 독취)하기 위한 가장 일반적인 수단으로써, 복합기, 문서 번역기, CAD(Computer Aided Design)용 컴퓨터, 팩시밀리, 문자 인식기, 디지털 복사기 등의 필수 구성 요소이다.

최근 들어, 날로 발전의 기로에 있는 사무 자동화에 편승하여 디지털 복사기, 프린터, 스캐너 및 팩시밀리 등과 같은 사무 자동화 기기에 대한 수요가 급증하고 있음에 따라 각각의 사무 자동화 기기들은 각기 고유의 기능을 확장하기 위해 고성능으로 개발되고 있으며, 이와 더불어, 독자적으로 사용되던 각각의 사무 자동화 기기를 일체형으로 개발하여 사용자에게 경제적 부담과 설치 공간을 경감시켜주면서 동시에 복합 문서 출력 기능을 수행하는 제품이 생산·제공되고 있다. 이와 같은 기기를 일명 ″복합기(Multi-Function Peripheral; MFP)″라고 명명하는 데, 오늘날 복합기는 스캐너와 같은 화상 스캐닝 장치를 채택하여 이용하는 기기의 대표적인 용례가 되고 있다.

다시 말해서, 복합기는 호스트 컴퓨터로부터 입력되는 데이터를 인쇄하는 프린터로서의 기능뿐만 아니라 화상 원고를 읽어들이는 스캐너로서의 기능과 스캐닝되어 입력된 화상 원고를 프린팅하여 복사하는 복사 기능과 통신 선로를 통해 화상 원고를 원격지로 전송시키는 팩시밀리로서의 기능 등을 수행하는 복합 문서 출력 기능을 갖는 기기이다. 즉, 기존의 팩시밀리, 스캐너, 프린터, 복사기 등 각각의 단품으로 존재하던 단말 장치들을 하나로 엮어서 만든 다기능 단말기로, 호스트 컴퓨터와 연동이 되는 기능인 호스트 컴퓨터-인터페이스 기능을 구비하고 있는 것이 일반적이다.

복합기를 통해 일례를 들었듯이, 현재 스캐너를 기본 구성 요소로 하여 관련된 사무 자동화 기기들과의 결합 및 연동을 통해 그 기능을 확장한 제품들이 다수 출시되어 있는 바, 이하, 본원에서 『화상 스캐닝 장치』는 이와 같이 화상 스캐닝 장치 기반의 기기들에 대한 통칭인 것임을 전제로 할 것인데, 이것은 본 발명의 응용 분야에 대한 특성상, 당분야의 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 인정될 수 있는 사실일 것이다.

칼라 화상 스캐닝 장치의 기본 구성 요소가 되고 있는 대부분의 칼라 이미지 센서들은 각 색성분(color component)들 간에 서로 다른 출력 레벨을 가진다.

예컨대, 각 색성분에 있어서, 적색 성분의 출력 레벨들을 아날로그/디지털 변환(Analogue/Digital Conversion; ADC)할 시에 녹색 성분의 약 반정도 수준에 머무르는 제품도 있다.

따라서, 각 색성분의 출력 레벨에 대한 균형(balance)을 확보하기 위해서는 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정하여 이에 의해 발생할 수 있는 화질 열화를 최소화할 수 있는 방안이 강구되어야 한다.

이와 관련된 종래 기술들 중에는 이를 해결하기 위한 하나의 기술로 아날로그-디지털 변환을 수행할 시에 각 색성분에 대한 기준 전압을 서로 다르게 설정하는 기술이 있다.

이에 따르면, 아날로그-디지털 변환을 수행할 시에 각 색성분에 대해 고속으로 별도의 기준 전압을 설정함에 따라 아날로그-디지털 변환부의 변환 특성이 현저하게 저하되는 문제가 있다.

한편, 이에 대한 또 다른 기술로는 각 색성분 별로 서로 다른 이득 계수를 가지고 각 색성분의 출력 레벨을 증폭하는 기술이 있는 데, 이에 대한 좀 더 심층적인 이해를 도모하기 위해 이하에 두 가지의 실시예를 소개하기로 한다.

종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 1 실시예를 첨부한 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 1 실시예에 대한 블록도를 도시한 것으로, 이에 이용되는 이미지 센서부(20)의 출력 단자가 하나인 용례를 예시하기 위한 것이다.

종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 1 실시예에 있어서, 광학 모듈부(10)는 램프로부터 출력된 삼색광을 원고에 반사시켜 색분해 필터링하여 각 색성분에 대응하는 광전 변환 소자 즉, 이미지 센서에 입사되도록 광경로를 형성한다.

이에 따라 삼원색 각각에 대한 이미지 센서로 구성된 이미지 센서부(20)는 상기 광학 모듈부(10)를 통해 입력되는 반사광을 각 색성분의 광량에 비례하도록 상기 각각의 이미지 센서에 전기상으로 결상시킴으로써 아날로그 화상 신호를 획득하게 된다.

더욱이, 상기 이미지 센서부(20)는 적색, 녹색, 청색(Red, Green, Blue; R,G,B)의 색필터를 통해 색분해되어 결상된 아날로그 화상 신호를 각 화소 마다 각 색성분별로 순차적으로 출력되도록 하는 3:1 멀티플렉서를 내장하고 있음에 따라 구동 클럭에 따라 출력단에서는 각 화소에 대한 B, G, R 신호가 순차적으로 출력되도록 구성되어 있다.

이후, 아날로그 버퍼부(30)는 이렇게 획득된 이미지 센서부(20)의 출력인 아날로그 화상 신호를 상기 이미지 센서부(20)의 후단에 전달하고 후단의 일련의 블록단에 의해 아날로그 화상 신호가 왜곡되는 것을 방지하도록 버퍼링하여 아날로그 스위치(41)에 인가한다.

이에 따라, 아날로그 스위치(41)는 아날로그 버퍼부(30)로부터 출력되는 각 색성분에 맞는 증폭도를 선택하고, 이후, 신호 증폭단(42)은 아날로그 버퍼부(30)로부터 출력되는 낮은 전압의 상기 아날로그 화상 신호를 입력받아 후단의 전처리부(50)에서 처리할 수 있도록 아날로그 스위치(41)가 선택한 증폭도로 증폭한다.

전처리부(50)가 입력된 아날로그 화상 신호를 대상으로 자동 이득 제어(auto gain control), 흑백 보정, 감마 보정 등과 같은 전처리를 수행한 후, 아날로그-디지털 변환을 거쳐 아날로그 화상 신호를 디지털화된 화상 데이터로 변환하면, 이 화상 데이터는 메모리 버퍼부(60)와 호스트 컴퓨터 인터페이스부(70)를 거쳐 호스트 컴퓨터(100)에 전달되거나 저장 매체에 기록한다.

이상의 구성을 통해 살펴 볼 수 있는 바와 같이, 각 색성분 신호의 광감도차가 서로 상이함에 기인하여 출력 레벨의 차이가 커서 일괄적인 증폭도를 적용할 수가 없는 것이 일반적이다. 이에 따라 각 색성분 신호가 출력되는 타이밍에 동기시켜 적절한 증폭도를 유지해 주기 위해서는 증폭 동작을 수행하기 위한 경로를 변경해 줄 필요가 있음은 주지의 사실이다.

종래 기술의 따른 제 1 실시예에 따르면, 전처리부의 입력 신호 레벨을 맞추기 위해 신호 증폭부가 각 색성분에 대응하는 아날로그 화상 신호를 증폭하게 되는 데, 이미지 센서부가 모든 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 하나의 출력 단자를 통해 출력함에 따라 각 색성분에 대해 광감도 특성을 충분하게 반영하기가 어렵다.

다시 말해서, 종래 기술에 따른 제 1 실시예에서는 아날로그 스위치를 구비하여 화소 단위의 증폭도를 각 색성분 별로 조정하고 있으나, 이 회로 소자의 전달 특성에 의해 신호 처리 속도가 저하되어 전체적인 시스템의 처리 성능이 저하되는 현상이 초래되는 문제가 있다.

이어서, 종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 2 실시예를 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 2 실시예에 대한 블록도를 도시한 것으로, 이에 이용되는 이미지 센서부(20)의 출력 단자가 3개인 용례를 예시하기 위한 것이다.

이해의 편의를 도모하기 위해, 도 1에 도시한 종래 기술에 따른 제 1 실시예와 유사한 기능을 수행하는 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.

종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 2 실시예에 있어서, 광학 모듈부(10)는 램프로부터 출력된 삼색광을 원고에 반사시켜 색분해 필터링하여 각 색성분에 대응하는 이미지 센서에 입사되도록 광경로를 형성한다.

이에 따라 삼원색 각각에 대한 이미지 센서로 구성된 이미지 센서부(20)는 상기 광학 모듈부(10)를 통해 입력되는 반사광을 각 색성분의 광량에 비례하도록 상기 각각의 이미지 센서에 전기상으로 결상시킴으로써 상기 아날로그 화상 신호를 획득하게 된다.

이때, 상기 이미지 센서부(30)를 구성하는 적색, 녹색, 청색에 대응하는 각각 이미지 센서는 개별적으로 각각의 색성분에 대응하는 아날로그 버퍼부(30)의 청색 아날로그 버퍼부(30a), 녹색 아날로그 버퍼부(30b), 적색 아날로그 버퍼부(30c)와 결합된다. 청색 아날로그 버퍼부(30a), 녹색 아날로그 버퍼부(30b), 적색 아날로그 버퍼부(30c)는 각각의 색성분에 대응하는 이미지 센서에서 획득한 아날로그 화상 신호를 이미지 센서부(20)의 후단에 전달하고 후단의 일련의 블록단에 의해 아날로그 화상 신호가 왜곡되는 것을 방지하도록 버퍼링하여 각각 청색 신호 증폭부(40a), 녹색 신호 증폭부(40b), 적색 신호 증폭부(40c)로 인가한다.

이에 따라, 청색 신호 증폭부(40a), 녹색 신호 증폭부(40b), 적색 신호 증폭부(40c)는 각각 청색 아날로그 버퍼부(30a), 녹색 아날로그 버퍼부(30b), 적색 아날로그 버퍼부(30c)로부터 출력되는 낮은 전압의 상기 아날로그 화상 신호를 입력받아 기설정된 증폭 이득으로 증폭하여 3:1 멀티플렉서(45)에 입력시킨다. 이후, 3:1 멀티플렉서(45)는 입력된 삼원색의 화상 신호에 대해 구동 클럭에 따라 각 화소에 대한 B,G,R 신호가 교번되면서 선택적으로 출력되도록 함으로써 각각의 화상 신호가 전처리부(50)에 입력되도록 한다.

전처리부(50)가 입력된 아날로그 화상 신호에 대해 자동 이득 제어(auto gain control), 흑백 보정, 감마 보정 등과 같은 전처리를 수행한 후, 아날로그-디지털 변환을 거쳐 아날로그 화상 신호를 디지털화된 화상 데이터로 변환하면, 이 화상 데이터는 메모리 버퍼부(60)와 호스트 컴퓨터 인터페이스부(70)를 거쳐 호스트 컴퓨터(100)에 전달되거나 저장 매체에 기록한다.

종래 기술의 따른 제 2 실시예에 따르면, 적색, 녹색, 청색(Red, Green, Blue; R,G,B) 각각에 대해 독립적인 출력 단자를 구비하고 있으므로 각 이미지 센서의 출력은 정해진 타이밍에서 동시에 이루어지나, 이 경우에도 화소 단위의 처리를 위해 동작하는 3:1 멀티플렉서의 동작 지연에 따른 전체적인 시스템 성능의 저하는 피할 수가 없다.

또한, 이미지 센서부가 일정한 간격을 두고 B, G, R 화소에 대해 독립적으로 배열된 센서 구조를 구비함에 따라 최종적으로 화상 데이터를 합성하는 시점에서는 일정한 규칙에 의한 원고 상의 거리차를 보상해 줌으로써 정상적인 칼라 원고의 출력을 얻을 수가 있는 데, 화소 단위의 처리에 의해 각 주 주사 방향에 대한 보정을 수행한 후, 다시 부 주사 방향에 대한 위치 보정이 이루어져야 함에 따라 처리 동작이 복잡해지는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이상에서 언급한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 광원에서 발생하는 광을 원고에 방사하여 원고의 광학적 농도에 반사되는 광량을 광전 변환하여 디지털화한 화상 데이터로 읽어들이는 화상 스캐닝 장치에 있어서, 각 색성분에 대한 스캐닝을 수행할 시에 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정하여 각 색성분의 출력 레벨에 대한 균형(balance)을 확보하기 위해, 각 색성분에 대해 화소 단위로 쉐이딩 데이터를 획득하여 기설정된 최대 밝기값을 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 데이터값으로 제산함으로써 각 화소 위치에 대한 쉐이딩 팩터를 산출한 후, 실제 스캐닝을 수행할 시에 스캐닝된 각 화소의 데이터와 상기 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 승산하여 출력하는 쉐이딩 보정을 통해 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정할 수 있는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)화에 용이하고, 소규모의 하드웨어를 구비하면서도 시스템적으로 안정되어 있으며, 동시에 화질이 우수한 화상을 획득할 수 있는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 1 실시예에 대한 블록도,

도 2는 종래 기술에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 제 2 실시예에 대한 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 바람직한 실시예에 대한 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예의 순서도,

도 5는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예의 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스캐닝 제어부 2 : 롬

3 : 램 10 : 광학 모듈부

11 : 스텝 모터부 12 : 램프

13 : 램프 드라이버 20 : 이미지 센서부

100 : 아날로그/디지털 변환부 110 : 쉐이딩 메모리

120 : 쉐이딩 보정 제어부 130 : 쉐이딩 보정부

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치는, 원고의 광학적 농도를 광전 변환을 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 출력하는 각 색성분의 이미지 센서부를 구비한 칼라 화상 스캐닝 장치에 있어서,

상기 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 기설정된 비트수(m)의 각 색성분의 디지털 화상 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;

제 1 동작 모드시 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 아날로그/디지털 변환한 각각의 쉐이딩 데이터를 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하며, 상기 각 색성분 및 상기 각 화소 위치에 대응되어 입력되는 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 저장하는 쉐이딩 메모리;

상기 제 1 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리에 저장된 상기 각각의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 쉐이딩 메모리에 제공하고, 제 2 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리에 저장된 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 디지털 화상 데이터에 각 색성분 및 각 화소 위치별로 대응시켜 출력하도록 하는 쉐이딩 보정 제어부; 및

상기 제 2 동작 모드시 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 쉐이딩 보정 제어부에 제어에 따라 출력되는 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정부를 포함하는 것이 특징이다.

한편, 본 발명의 방법에 따른 특징은, 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계; 및

실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계를 포함하도록 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법에 있다.

본 발명의 방법에 따른 특징에 있어서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계는 상기 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계;

상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리의 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계; 및

상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 상기 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 산출 단계를 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 방법에 따른 또 다른 특징은 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계; 및

실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터에 상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 수평 라인 단위로 반복 적용하여 승산하는 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계를 수행하도록 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법에 있다.

본 발명의 방법에 따른 다른 특징에 있어서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계는 스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계;

상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계; 및

상기 각 색성분의 한 수평 라인의 쉐이딩 데이터를 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 한 수평 라인에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 쉐이딩 팩터 행렬을 생성하는 쉐이딩 팩터 산출 단계로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 장치 및 방법에 따른 특징에 있어서, 상기 최대 밝기값은 2를 상기 기설정된 비트수(m)로 멱승한 값에서 1을 감산한 값인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 바람직한 실시예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 바람직한 실시예에 대한 블록도를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 바람직한 실시예는 도 3에 도시한 바와 같이, 원고의 광학적 농도를 광전 변환을 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 출력하는 각 색성분의 이미지 센서부를 구비한 칼라 화상 스캐닝 장치에 있어서,

일련의 스캐닝 동작을 수행하기 위한 타이밍 신호를 발생하고 전체적인 시스템의 동작을 관장하는 스캐닝 제어부(1);

상기 스캐닝 제어부(1)가 정해진 순서에 따라 스캐닝 시스템을 제어할 수 있도록 일정한 흐름을 가진 프로그램 및 참조 데이터를 저장하고 있는 롬(2);

상기 스캐닝 제어부가 시스템을 제어하는 동안에 발생되는 임시 데이터를 저장하는 역할을 수행하는 램(3);

원고의 화상 정보를 반사되는 광량으로 판독하기 위해 적색, 녹색, 청색의 삼색광을 출력하는 램프(12);

상기 램프(12)를 구동하기 위해 적절한 시점에 상기 스캐닝 제어부(1)로부터 제어 신호를 입력받아 상기 램프(12)를 점등/소등하는 램프 드라이버(13);

상기 램프(12)로부터 출력된 삼색광을 원고에 반사시켜 색분해 필터링하여 각 색성분에 대응하는 이미지 센서에 입사되도록 광경로를 형성하는 광학 모듈부(10);

상기 광학 모듈부(10)를 정해진 해상도로 원고의 부 주사 방향으로 이동시키기 위해 상기 스캐닝 제어부(1)로부터 구동 신호를 입력받아 동작하는 스텝 모터부(11);

상기 광학 모듈부(10)를 통해 입력되는 광량에 비례하여 광의 삼원색인 B, G, R 각각의 색정보를 전기적인 아날로그 신호로 광전 변환하는 이미지 센서부(20);

상기 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 기설정된 비트수(m)의 각 색성분의 디지털 화상 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(100);

의사 스캐닝을 수행하는 제 1 동작 모드시, 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 아날로그/디지털 변환한 각각의 쉐이딩 데이터를 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하며, 상기 각 색성분 및 상기 각 화소 위치에 대응되어 입력되는 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 저장하는 쉐이딩 메모리(110);

제 1 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리(110)에 저장된 상기 각각의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하여 상기 쉐이딩 메모리(110)에 제공하고, 제 2 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리(110)에 저장된 각각의 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 아날로그/디지털 변환부(100)로부터 출력되는 디지털 화상 데이터에 각 색성분 및 각 화소 위치별로 대응시켜 출력하도록 하는 쉐이딩 보정 제어부(120); 및

실제 스캐닝을 수행하는 제 2 동작 모드시 상기 아날로그/디지털 변환부(100)로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 쉐이딩 보정 제어부(120)에 제어에 따라 출력되는 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정부(130)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 장치의 바람직한 실시예의 작용을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

통상적인 화상 처리에 있어서, 쉐이딩 현상이란 비디콘, CRT 등과 같은 촬상관에서 일어나는 현상으로, 텔레비젼의 화면 부위에 따라 밝기가 달라지는 현상을 일컫는 것이다. 이것은 타겟의 불균일이나 타겟으로 부터의 2차 전자가 타겟에 재분포하여 발생하는 데, 조정 전자 렌즈를 구비함으로써 왜곡된 화질을 개선하고 있다.

한편, 최근에는 이와 같이 디스플레이 장치에 국한된 개념에서 화상 스캐닝 장치와 같은 화상 입력 장치에도 동일한 의미의 확장된 개념으로 적용되고 있으며, 이와 같은 쉐이딩 현상을 제거하여 왜곡된 화질을 개선하는 화상 처리를 쉐이딩 보정(shading correction) 처리라 칭한다.

다시 말해서, 쉐이딩 보정은 일반 문서, 항공 사진 등을 디지털화해서 컴퓨터용 디지털 화상 데이터를 생성할 시에 렌즈계의 특성 때문에 화면의 끝쪽이 어두워지거나 변형되는 것을 보정하는 것으로, 화면을 몇 개의 작은 영역으로 분할하고, 각각의 분할 영역에 대해 농도의 변환 함수를 결정하여 화면 전체가 동일한 밝기를 갖도록 농도를 보정하는 방법이 있으며, 의사 스캔(dummy scan)시에 쉐이딩 데이터를 획득하여 이를 통해 쉐이딩 보정을 수행하는 방법 등이 있다.

본 발명의 출원인은 대한 민국 특허 출원 번호 제 96-10801 호, ″중간조 처리 및 쉐이딩 보정을 위한 화상 처리 장치 및 그 방법″을 통해 후자의 방법에 따른 쉐이딩 보정 방법을 제안한 바 있는 데, 본 발명은 이와 직접적인 관련되어 있으며 이와 관련된 설명중에서 본원에서 누락된 부분은 대한 민국 특허 출원 번호 제 96-10801 호, ″중간조 처리 및 쉐이딩 보정을 위한 화상 처리 장치 및 그 방법″의 상세한 설명을 참조하기로 한다.

이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 이에 대한 상세한 설명을 약하기로 한다.

우선, 삼원색 각각에 대한 이미지 센서들로 구성된 이미지 센서부(20)는 상기 광학 모듈부(10)를 통해 입력되는 반사광을 B, G, R 각각의 색성분의 광량에 비례하도록 상기 각각의 이미지 센서에 전기상으로 결상시킴으로써 아날로그 화상 신호를 획득하게 되는 데, 스캐닝 제어부(1)로부터 제공되는 센서 구동 클럭에 따라 기설정된 타이밍에 따라 구동되며, 각 이미지 센서의 해상도에 따라 일정한 화소수의 출력을 발생한다. 스캐닝 제어부(1)는 램프 드라이버(13)에 의해 제어되는 램프(12)에서 방사되어 나오는 광을 집광하여 원고에 쪼여주고 원고의 농도에 비례하여 반사되어 나오는 광량이 일정한 경로를 거쳐 이미지 센서부(20)에 입력되도록 제어한다. 이에 따라 입력된 반사광은 반도체 소자인 칼라 이미지 센서의 특성에 따라 광량의 세기에 비례하는 전압 신호로 변환되어 출력된다.

이후, 아날로그/디지털 변환부(100)는 상기 이미지 센서부(20)는 상기 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 기설정된 비트수(m)의 각 색성분의 디지털 화상 데이터로 변환한다.

본 발명에서 이용되는 상기 이치화 대상 화상의 계조는 통상의 경우에서와 같이 단일 화소를 8비트로 표현하는 256계조를 이용하는 것이 바람직하지만, 각 응용 분야에 따라 할당되는 비트는 가감이 가능하다. 아날로그/디지털 변환을 수행할 시에 화소에 많은 비트를 할당할수록 정확하고 세밀하게 화소를 표현할 수 있지만, 반면에 상대적으로 많은 자원을 할당해야 하고 신호 처리 시에 연산량이 기하급수적으로 증가하는 것을 감수해야 함은 주지의 사실이다.

쉐이딩 메모리(110)는 의사 스캐닝시(즉, 제 1 동작 모드시), 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 아날로그/디지털 변환한 각각의 쉐이딩 데이터를 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하며, 상기 각 색성분 및 상기 각 화소 위치에 대응되어 입력되는 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 저장한다.

여기서, 의사 스캔(dummy scan)이란 이미지 센서부가 자신의 대향면에 설치된 쉐이딩 보정 패턴(shading correction pattern)을 스캐닝하는 동작으로 말하는 것이다. 이때, 쉐이딩 보정 패턴으로는 화이트 패널(white panel) 및 화이트 용지(white paper) 또는 화이트 로울러(white roller)를 사용한다.

쉐이딩 메모리(110)는 의사 스캔시 각 색성분에 대한 분광계 필터의 출력을 광전 변환하여 결상한 각 색성분의 이미지 센서로부터 출력(즉, 쉐이딩 데이터)을 입력받아 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응되는 어드레스에 저장하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 화이트 패널(white panel) 및 화이트 용지(white paper) 또는 화이트 로울러(white roller)와 같은 화이트 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝한 후, 이를 분광계 필터를 통해 색분해하여 각각 적색, 녹색, 청색에 대한 쉐이딩 데이터를 산출할 수도 있는 반면에 포화도가 100%인 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 별도를 구비하여 이를 스캐닝하여 각 색성분에 대한 쉐이딩 데이터를 획득할 수도 있다.

이후, 쉐이딩 보정 제어부(120)는 상기 의사 스캔시 상기 쉐이딩 메모리(110)에 저장된 상기 각각의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하여 상기 쉐이딩 메모리(110)에 제공하고, 실제 스캐닝을 수행하는 실제 스캔(real scan, 즉, 제 2 동작 모드)시 상기 쉐이딩 메모리(110)에 저장된 각각의 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 아날로그/디지털 변환부(100)로부터 출력되는 디지털 화상 데이터에 각 색성분 및 각 화소 위치별로 대응시켜 출력하도록 한다.

여기서, 상기 최대 밝기값(M)은 2를 상기 기설정된 비트수(m)로 멱승한 값에서 1을 감산한 값으로 결정되는 데, 이를 수식으로 표현하면 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

M=2^m-1

예컨대, 상기 아날로그/디지털 변환부(100)를 8비트의 디지털 화상 데이터로 변환한다고 가정할 때, 쉐이딩 팩터 행렬을 구하기 위한 최대 밝기값을 수학식 1에 의해 255(즉, 2⁸-1=255)로 결정된다.

최종적으로, 쉐이딩 보정부(130)는 실제 스캔시 상기 아날로그/디지털 변환부(100)로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 쉐이딩 보정 제어부(120)에 제어에 따라 출력되는 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력함으로써 각 색성분들 간의 출력 편차가 보정된 디지털 화상 데이터를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예의 순서도를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예는 도 4에 도시한 바와 같이, 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S100); 및

실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계(S200)를 수행하도록 한다.

여기서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S100)는 상기 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계(S111);

상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리의 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계(S112); 및

상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 상기 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 산출 단계(S113)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예의 수행 과정을 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

이하의 설명에 있어서, 본 발명의 장치에 따른 실시예에 대한 설명과 중복되는 내용이 있을 수 있음에 따라 이를 피하기 위해 당분야의 통상의 자식을 가진자가 용인할 수 있는 범위내에서 전술한 설명과 중복되는 반복 설명은 약하기로 한다.

우선, 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S100)에서 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하면, 쉐이딩 보정 처리 단계(S200)에서는 실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하도록 한다.

전술한 바와 같이, 화상 시스템의 쉐이딩 보정 처리는 크게 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계와 상기 쉐이딩 팩터 행렬을 스캐닝 대상 원고를 스캐닝한 입력 데이터에 적용하여 실질적인 쉐이딩 보정을 수행하는 쉐이딩 보정 처리 단계로 나누어 살펴 볼 수 있는데, 이때, 후자의 동작은 전자의 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 입력 데이터에 적용하는 단순 산술 동작임에 따라 기술적 측면에서나 쉐이딩 보정 기술의 운용적인 측면에서 전자의 동작이 핵심을 이루는 것은 주지의 사실이며, 상기 쉐이딩 팩터 산출 과정은 일반적으로 입력 데이터가 인가될 때 마다 매번 수행하기 보다는 화상 시스템의 초기화 동작이나 기타 사용자가 기기의 동작 조건이나 환경이 변화되어 새롭게 쉐이딩 보정을 행하여야 한다고 판단했을 시에 수행하는 것임은 당분야에 대한 통상의 지식을 가진자들에게 있어 명백한 사실이다.

따라서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S100)의 수행 과정을 좀 더 세분하여 살펴 보기로 한다.

우선, 쉐이딩 데이터 생성 단계(S111)에서는 상기 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성한다.

따라서, 쉐이딩 데이터는 적색 쉐이딩 데이터, 녹색 쉐이딩 데이터 및 청색쉐이딩 데이터로 구성된다.

여기서는 전술한 바와 같이 화이트 패널(white panel) 및 화이트 용지(white paper) 또는 화이트 로울러(white roller)와 같은 화이트 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝한 후, 이를 분광계 필터를 통해 색분해하여 각각 적색, 녹색, 청색에 대한 쉐이딩 데이터를 산출하는 것이 바람직하지만 포화도가 100%인 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 별도를 구비하여 이를 스캐닝하여 각 색성분에 대한 쉐이딩 데이터를 획득할 수도 있다.

이후, 쉐이딩 데이터 저장 단계(S112)에서 상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리의 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하면, 쉐이딩 팩터 산출 단계(S113)에서는 상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 상기 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 생성한다.

이와 같이 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 스캐닝 가능한 영역에 있어서, 각 색성분 및 각 화소 위치별로 각각 고유한 쉐이딩 팩터를 산출하게 된다.

또한, 이렇게 산출한 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 통해 각 색성분 및 각 화소 위치별로 쉐이딩 보정을 수행함으로써 출력 편차가 최소화된 디지털 화상 데이터를 얻을 수 있다.

한편, 전술한 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 쉐이딩 데이터(또는 상기 쉐이딩 팩터)를 저장하기 위한 쉐이딩 메모리의 저장 용량과 쉐이딩 팩터를 산출하기 위한 연산량이 스캐닝 대상 원고의 크기에 비례하여 증가하는 부담을 감수해야 한다.

따라서, 이에 부담을 경감할 수 있는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예의 순서도를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예는 도 5에 도시한 바와 같이, 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S300); 및

실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터에 상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 수평 라인 단위로 반복 적용하여 승산하는 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계(S400)를 수행하도록 한다.

여기서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S300)는 스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계(S311);

상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계(S312); 및

상기 각 색성분의 한 수평 라인의 쉐이딩 데이터를 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 한 수평 라인에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 쉐이딩 팩터 행렬을 생성하는 쉐이딩 팩터 산출 단계(S313)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예의 수행 과정을 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

이하의 설명에 있어서, 본 발명의 장치 및 방법에 따른 실시예에 대한 설명과 중복되는 내용이 있을 수 있음에 따라 이를 피하기 위해 당분야의 통상의 자식을 가진자가 용인할 수 있는 범위내에서 전술한 설명과 중복되는 반복 설명은 약하기로 한다.

우선, 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S300)에서 스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하면, 쉐이딩 보정 처리 단계(S400)에서는 실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터에 상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 수평 라인 단위로 반복 적용하여 승산하는 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력함으로써 출력 편차가 최소화된 디지털 화상 데이터를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 화상 시스템의 쉐이딩 보정 처리는 크게 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계와 상기 쉐이딩 팩터 행렬을 스캐닝 대상 원고를 스캐닝한 입력 데이터에 적용하여 실질적인 쉐이딩 보정을 수행하는 쉐이딩 보정 처리 단계로 나누어 살펴 볼 수 있는데, 이때, 후자의 동작은 전자의 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 입력 데이터에 적용하는 단순 산술 동작임에 따라 기술적 측면에서나 쉐이딩 보정 기술의 운용적인 측면에서 전자의 동작이 핵심을 이루는 것은 주지의 사실이다.

따라서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S300)의 수행 과정 좀 더 세분하여 살펴 보기로 한다.

우선, 쉐이딩 데이터 생성 단계(S311)에서는 스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수(m)로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성한다.

따라서, 쉐이딩 데이터는 적색 쉐이딩 데이터, 녹색 쉐이딩 데이터 및 청색쉐이딩 데이터로 구성된다.

여기서는 전술한 바와 같이 화이트 패널(white panel) 및 화이트 용지(white paper) 또는 화이트 로울러(white roller)와 같은 화이트 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 스캐닝한 후, 이를 분광계 필터를 통해 색분해하여 각각 적색, 녹색, 청색에 대한 쉐이딩 데이터를 산출하는 것이 바람직하지만 포화도가 100%인 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 쉐이딩 보정 패턴을 별도를 구비하여 이를 스캐닝하여 각 색성분에 대한 쉐이딩 데이터를 획득할 수도 있다.

이후, 쉐이딩 데이터 저장 단계(S312)에서 상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리에 저장하면, 쉐이딩 팩터 산출 단계(S313)에서는 상기 각 색성분의 한 수평 라인의 쉐이딩 데이터를 판독하여 기설정된 최대 밝기값(M)을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 한 수평 라인에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 쉐이딩 팩터 행렬을 생성한다.

본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예의 경우, 스캐닝 가능한 전영역에 대한 쉐이딩 팩터를 각각 산출하여 이를 통해 쉐이딩 보정을 수행함에 따라 쉐이딩 보정의 정확도를 향상시킬 수 있지만, 저장 용량과 연산량이 스캐닝 대상 원고의 크기에 비례하는 부담을 감수해야 하는 반면에 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예는 단일 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터를 산출하여 이를 모든 수평 라인에 적용하는 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계(S300)를 통해 본 발명에 이루고자 하는 소정의 쉐이딩 보정 특성을 확보할 수 있으면서도 적은 자원(resource)을 통해 고속의 쉐이딩 보정 처리를 가능하게 할 수 있다.

다시 말해서, 본 발명에 의한 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법에 따르면, 소규모의 하드웨어를 구비하면서도 시스템적으로 안정되게 동작하는 칼라 화상 스캐닝 장치를 구현할 수 있도록 해준다.

특히, 셔틀 스캐닝 기반 칼라 화상 스캐닝 장치의 경우, 수직 방향(즉, 부주사 방향)에 대한 쉐이딩 왜곡(shading distortion)은 수평 방향(즉, 주주사 방향)에 대한 쉐이딩 왜곡에 비해 거의 무시할 수 있을 정도로 미비함에 따라 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예를 적용하기에 적절한 용례가 된다.

물론, 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 다른 실시예는 본 발명에 따른 칼라 화상 스캐닝 방법의 바람직한 실시예에 비해 쉐이딩 보정 성능은 저하됨은 명백하다.

한편, 본 발명의 장치 및 방법의 실시예들에 있어서, 상기 최대 밝기값(M)은 수학식 1에 나타낸 바와 같이 2를 상기 기설정된 비트수(m)로 멱승한 값에서 1을 감산한 값인 것이 바람직하다. 즉, 주어진 비트(m)를 이용하여 나타낼 수 있는 최대 계조값으로 정해지는 것이다.

본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 광원에서 발생하는 광을 원고에 방사하여 원고의 광학적 농도에 반사되는 광량을 광전 변환하여 디지털화한 화상 데이터로 읽어들이는 화상 스캐닝 장치 및 방법에 있어서, 각 색성분에 대한 스캐닝을 수행할 시에 각 색성분들 간의 출력 편차를 보정하여 각 색성분의 출력 레벨에 대한 균형(balance)을 확보하기 위해, 각 색성분에 대해 화소 단위로 쉐이딩 데이터를 획득하여 기설정된 최대 밝기값을 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 데이터값으로 제산함으로써 각 화소 위치에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출한 후, 실제 스캐닝을 수행할 시에 스캐닝된 각 화소의 데이터와 상기 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 승산하여 출력하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치 및 방법에 따르면, 각 색성분들 간의 출력 편차를 용이하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)화에 용이하고, 소규모의 하드웨어를 구비하면서도 시스템적으로 안정되어 있으며, 동시에 화질이 우수한 화상을 획득할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 원고의 광학적 농도를 광전 변환을 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 출력하는 각 색성분의 이미지 센서부를 구비한 칼라 화상 스캐닝 장치에 있어서,

   상기 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 기설정된 비트수의 각 색성분의 디지털 화상 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;

   제 1 동작 모드시 쉐이딩 보정 패턴(shading correction pattern)을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 아날로그/디지털 변환한 각각의 쉐이딩 데이터를 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하며, 상기 각 색성분 및 상기 각 화소 위치에 대응되어 입력되는 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 저장하는 쉐이딩 메모리;

   상기 제 1 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리에 저장된 상기 각각의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 기설정된 최대 밝기값을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 쉐이딩 메모리에 제공하고, 제 2 동작 모드시 상기 쉐이딩 메모리에 저장된 쉐이딩 팩터 행렬을 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 디지털 화상 데이터에 각 색성분 및 각 화소 위치별로 대응시켜 출력하도록 하는 쉐이딩 보정 제어부; 및

   상기 제 2 동작 모드시 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 쉐이딩 보정 제어부에 제어에 따라 출력되는 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 최대 밝기값은,

   2를 상기 기설정된 비트수로 멱승한 값에서 1을 감산한 값인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 쉐이딩 보정 패턴은,

   화이트 패널(white panel)과 화이트 로울러(white roller) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 장치.
4. 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

   스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계; 및

   실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터와 상기 각 색성분에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 각 색성분 및 각 화소 위치별로 승산하여 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계는,

   상기 쉐이딩 보정 패턴의 전영역을 스캐닝하여 색분해한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계;

   상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리의 각 색성분 및 각 화소 위치의 어드레스에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계; 및

   상기 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 각 어드레스별로 판독하여 상기 최대 밝기값을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 각 화소 위치에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 상기 각각의 쉐이딩 팩터로 이루어진 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 산출 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 최대 밝기값은,

   2를 상기 기설정된 비트수로 멱승한 값에서 1을 감산한 값인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 쉐이딩 보정 패턴은,

   화이트 패널(white panel)과 화이트 로울러(white roller) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
8. 원고의 광학적 농도를 각 색성분의 이미지 센서부를 통해 광전 변환하여 아날로그/디지털 변환부를 통해 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 생성하는 칼라 화상 스캐닝 방법에 있어서,

   스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝하여 작성한 각 색성분의 쉐이딩 데이터로 기설정된 최대 밝기값을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 산출하는 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계; 및

   실제 스캐닝을 수행하는 동작 모드에서 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 출력되는 각 색성분의 디지털 화상 데이터에 상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 팩터 행렬을 수평 라인 단위로 반복 적용하여 승산하는 쉐이딩 보정된 디지털 화상 데이터를 출력하는 쉐이딩 보정 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 쉐이딩 팩터 행렬 산출 단계는,

   스캐닝 가능한 쉐이딩 보정 패턴의 한 수평 라인을 스캐닝한 각 색성분의 아날로그 화상 신호를 각각 기설정된 비트수로 아날로그/디지털 변환하여 각 색성분의 쉐이딩 데이터를 생성하는 쉐이딩 데이터 생성 단계;

   상기 각 색성분의 한 수평 라인에 대한 쉐이딩 데이터를 쉐이딩 메모리에 저장하는 쉐이딩 데이터 저장 단계; 및

   상기 각 색성분의 한 수평 라인의 쉐이딩 데이터를 판독하여 상기 최대 밝기값을 화소 단위로 제산함으로써 각 색성분 및 한 수평 라인에 대응하는 쉐이딩 팩터를 산출하여 쉐이딩 팩터 행렬을 생성하는 쉐이딩 팩터 산출 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 최대 밝기값은,

    2를 상기 기설정된 비트수로 멱승한 값에서 1을 감산한 값인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 쉐이딩 보정 패턴은,

    화이트 패널(white panel)과 화이트 로울러(white roller) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 쉐이딩 보정을 이용한 칼라 화상 스캐닝 방법.

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