KR100248751B1 - The preprocessor of an image input apparatus and image distortion correcting method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원고를 각 색상별로 색분해하여 읽어들일 때 발생하는 회로소자 및 부품에 의한 화상의 왜곡을 최소화하기 위한 화상왜곡보정부를 구비한 화상입력장치에서 상기 화상 왜곡보정부는 원고화상의 왜곡을 보정하기 위한 기준데이터를 생성하고 생성된 기준데이터를 사용하여 원고화상에 대하여 흑백보정을 동시에 수행한다. 또한, 상기 색분해하여 읽어들인 원고의 출력화상의 어두운 부분과 밝은 부분의 대비를 확장시켜 줌에 따라 선명한 출력화상을 얻기 위한 조정부를 포함한다.According to the present invention, in the image input device having an image distortion correction unit for minimizing image distortion caused by circuit elements and components generated when color-coded originals are read by color, the image distortion correction unit corrects distortion of an original image. Generate the reference data for the image and use the generated reference data to simultaneously perform black and white correction on the original image. The apparatus further includes an adjusting unit for obtaining a clear output image as the contrast between the dark and bright portions of the output image of the original read by color separation is expanded.
본 발명에 따르면 하나만의 아날로그/디지털 변환기를 사용하여 원고화상에 대한 보정동작 및 색 대비 조정동작이 가능하므로 응용 주문형 집적회로화 할 경우에는 칩크기의 소형화와 원가절감의 효과를 크게 할 수 있으며 또한 회로소자의 개체 특성에 의한 에러를 최소화할 수 있으므로 우수한 출력결과를 얻을 수 있다.According to the present invention, only one analog / digital converter can be used to correct an original image and to adjust color contrast. Therefore, when the application-specific integrated circuit is used, the chip size can be reduced and the cost can be reduced. Since the error due to the individual characteristics of the circuit element can be minimized, excellent output results can be obtained.
Description
본 발명은 칼라화상 입력장치에 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, 모니터나 프린터와 같은 출력장치에 나타난 출력화상에 대하여 밝은 부분과 어두운 부분의 대비를 확장시켜줌에 따라 선명한 출력화상을 얻기 위한 화상 입력장치의 전처리기 및 이를 이용한 화상왜곡보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color image input device. More particularly, the image quality of an output image is obtained by correcting distortion of an image reading sensor or a light source to digital data for an analog signal proportional to the amount of reflected light according to the original state. At the same time, the preprocessor of the image input device and the image distortion correction method for obtaining a clear output image by extending the contrast between the light and dark areas of the output image displayed on the output device such as a monitor or a printer It is about.
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. 한편, 변환된 출력값은 일반적으로 컴퓨터의 하드디스크와 같은 데이터 기억장치에 저장되도록 하는 작용을 한다.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. 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, 팩스등과 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 device 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 세단계로 이루어진다.In general, a distortion correction process of a color image input device is performed in three steps.
먼저, CCD 센서에 광이 입력되지 않는 상태에서 CCD 센서의 화소 자체에서 출력되는 암전류의 크기를 읽어내는 흑보정데이터를 획득하여, 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, black correction processing for acquiring black correction data that reads the magnitude of the dark current output from the pixel itself of the CCD sensor when no light is input to the CCD sensor, 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 전에 출력된 화소데이터값의 크기와 순차적으로 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 최대값(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 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, 화상신호를 최종적으로 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기(212)의 기준전압은 스캐너 제어부(101)에서 제공되는 임의의 값을 사용할 수 있도록 구성하여 기준전압을 올리기나 내림에 따라 출력화상이 밝아지거나 어두워지도록 조정할 수 있게 되어 있다.Here, the reference voltage of the A /
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 왜곡보정 처리회로에 있어서는 다수의 A/D 변환기와 D/A 변환기를 사용하게 되어 ASIC 화할 경우, 회로의 구성이 복잡해지고, 칩의 크기가 커지게 됨에 따라 전력소비가 증가하고, 칩의 제조단가와 관계가 밀접한 다이 크기가 커지게 되어 원가상승의 요인으로 작용한다.However, in the conventional distortion correction processing circuit, when a large number of A / D converters and D / A converters are used and ASIC is used, the circuit configuration becomes complicated, and as the size of the chip increases, power consumption increases, and the chip The die size, which is closely related to the manufacturing cost of, increases, which contributes to the cost increase.
또한, 칼라화상 입력장치의 화질이 중점적으로 부각되고 있는 현재의 추세로 볼 때, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기의 해상도가 높아지고 있으며, 통상적으로 A/D 변환기의 해상도가 1비트 커지게 되면 칩크기는 최대 두배로 증가되는 경우도 있으므로 다수의 A/D 또는 D/A 변환기를 사용하는 것은 칩크기를 줄일 수 없다는 단점이 있다.In addition, the current trend that the image quality of the color image input device is mainly focused on, the resolution of the A / D converter converting an analog signal to a digital signal is increasing, the resolution of the A / D converter is usually 1 bit If the chip size increases, the chip size may be doubled up to two times. Therefore, using a plurality of A / D or D / A converters may not reduce the chip size.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 동일한 기능을 수행하는 회로를 간단하게 설계하여 적용하므로 써 원가의 부담을 줄이고 회로동작을 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로, 특히 A/D 변환기의 경우, 회로에 적용된 비트 해상도에 따라 칩 면적과 밀접한 상관관계를 가지고 있으므로, A/D 변환기의 사용 갯수를 최소한으로 줄임에 따라 다기능을 추가한 칩의 설계가 가능하고, 상호간의 간섭효과가 작아서 안정적인 신호처리효과를 얻을 수 있도록 하는데 한다.Accordingly, the present invention was devised to solve such problems, and an object of the present invention is to simply design and apply a circuit that performs the same function, thereby reducing the burden of cost and stably performing circuit operation. Especially, in case of A / D converter, since it has close correlation with chip area according to the bit resolution applied to the circuit, it is possible to design a chip with multifunctional addition by reducing the number of A / D converters to a minimum. In addition, the interference effect between each other is small to achieve a stable signal processing effect.
도 1은 종래 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional preprocessor,
도 2는 본 발명에 따른 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도,2 is a block diagram showing a circuit configuration of a preprocessor according to the present invention;
도 3은 본 발명이 적용된 장치의 시스템 구성도이다.3 is a system configuration diagram of an apparatus to which the present invention is applied.
도 4는 본 발명에 따른 화상데이터 보정처리 순서를 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart showing an image data correction processing procedure 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 발명은 화상입력장치의 제어부에서 입력되는 제어신호와, 상기 제어부에서 입력되는 색 대비 조정데이터를 이용하여 상기 화상입력장치의 화상독취센서에서 감지되어 입력되는 아날로그 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기가 A/D 변환동작을 수행할 때의 상/하한 기준전압을 생성하여 상기 A/D 변환기에 제공하는 D/A 변환기들과, 상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 흑보정데이터를 저장하는 흑보정메모리와, 상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 백보정데이터를 저장하는 백보정메모리와, 상기 상기 A/D 변환기에서 출력되는 디지털 화상 데이터에서 최대 화소데이터값을 검출하는 최대값검출기와, 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 상/하한 기준전압을 설정하는 선택기들과, 상기 백보정메모리로부터 입력되는 데이터값에서 상기 색 대비 조정데이터를 감산하여 상기 상한 기준전압을 선택하는 선택기의 입력값으로 제공하는 제 1 가산기와, 상기 흑보정메모리로부터 입력되는 데이터값에서 상기 색 대비 조정데이터를 가산하여 상기 하한 기준전압을 선택하는 선택기의 입력값으로 제공하는 제 2 가산기를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a control signal input from a control unit of an image input apparatus and an analog image signal detected and input by an image reading sensor of the image input apparatus using color contrast adjustment data input from the control unit. An A / D converter for converting to digital data, a D / A converter for generating an upper / lower reference voltage when the A / D converter performs an A / D conversion operation and providing the A / D converter to the A / D converter; A black correction memory for storing black correction data output by performing an A / D conversion operation in the A / D converter, and a back storing data for back correction data output by performing an A / D conversion operation in the A / D converter. A correction memory, a maximum value detector for detecting a maximum pixel data value from the digital image data output from the A / D converter, a control signal input from the control unit and the A / D converter; A selector for setting an upper / lower reference voltage according to an operation mode of the device, and subtracting the color contrast adjustment data from a data value input from the back correction memory to provide the input value of the selector for selecting the upper limit reference voltage. And a second adder for adding the color contrast adjustment data to a data value input from the black correction memory and providing the lower limit reference voltage as an input value of the selector.
바람직하게, 상기 제어신호는 흑보정값 생성모드 선택신호와, 최대값 검출모드 선택신호와, 백보정값 생성모드 선택신호와, 원고화상 읽기모드 선택신호인 것을 특징으로 한다.Preferably, the control signal is a black correction value generation mode selection signal, a maximum value detection mode selection signal, a back correction value generation mode selection signal, and an original image read mode selection signal.
바람직하게, 상기 D/A 변환기들은 상기 A/D 변화기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 상한 기준전압을 생성하기 위한 제 1 D/A 변환기와, 상기 A/D 변환기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 하한 기준전압을 생성하기 위한 제 2 D/A 변환기로 구성되는 것을 특징으로 한다.Advantageously, the D / A converters comprise a first D / A converter for generating an upper limit reference voltage while the A / D converter performs an A / D conversion, and the A / D converter performs an A / D conversion. And a second D / A converter for generating a lower limit reference voltage during performance.
바람직하게, 상기 선택기들은 상기 A/D 변환기에 제공되는 상한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 1 선택기와, 상기 A/D 변환기에 제공되는 하한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 2 선택기로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the selectors include a first selector for selecting an upper limit reference voltage provided to the A / D converter according to a control signal input from the controller and an operation mode of the A / D converter, and the A / D converter. And a second selector configured to select a lower limit reference voltage according to a control signal input from the controller and an operation mode of the A / D converter.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 화상왜곡보정방법은 원고화상에 대한 백 밝기조정 단계값을 설정하는 단계와, 상기 원고화상에 대한 흑 밝기조정 단계값을 설정하는 단계와, 상기 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성하는 단계와, 상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하면서 상기 백 밝기조정 단계값 및 흑 밝기조정 단계값을 이용하여 상기 원고화상에 대한 색 대비를 조정하는 단계와, 상기 색 대비와 흑보정 및 백보정을 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력하는 단계를 포함한다.The image distortion correction method of the present invention for achieving the above objects comprises the steps of setting a white brightness adjustment step value for an original image, setting a black brightness adjustment step value for the original image, and an image of the original image Generating reference data for distortion correction; and simultaneously performing black and white correction on the original image using the reference data, using the white brightness adjustment step value and the black brightness adjustment step value. And adjusting the color contrast with respect to the digital image data, and outputting the original image having the color contrast, black correction, and white correction 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 원고화상에 대한 색 대비를 조정하는 단계는 출력화상의 색 대비를 조절할 수 있는 상한값 변동분과 상기 설정된 백 밝기조정 단계값을 승산한 후, 상기 백보정메모리에서 출력되는 백보정데이터에서 상기 승산한 값을 감산하여 구해진 값을 상한 기준전압으로 사용하여 상기 원고화상의 백 밝기를 조정하고, 출력화상의 색 대비를 조절할 수 있는 하한값 변동분과 상기 설정된 흑 밝기조정 단계값을 승산한 후, 상기 흑보정메모리에서 출력되는 흑보정데이터에서 상기 승산한 값을 가산하여 구해진 값을 하한 기준전압으로 사용하여 상기 원고화상의 흑 밝기를 조정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the adjusting of the color contrast with respect to the original image comprises multiplying an upper limit variation that can adjust the color contrast of the output image with the set back brightness adjustment step value, and then, in the back correction data output from the back correction memory. Using the value obtained by subtracting the multiplied value as the upper limit reference voltage, the white brightness of the original image is adjusted, and the lower limit variation that can adjust the color contrast of the output image is multiplied by the set black brightness adjustment step value. The black brightness of the original image is adjusted by using the value obtained by adding the multiplied value from the black correction data output from the black correction memory as the lower reference voltage.
바람직하게, 상기 상한값 및 하한값 변동분은 상기 최대값검출기에서 검출된 원고의 최대 화소값을 기준으로 하여 원고화상에 대한 색 대비를 재설정하기 위하여 상한값 변동분 = 하한값 변동분 = (원고의 최대 화소값 / 100) 으로 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the upper limit value and the lower limit value change amount is used to reset the color contrast for the original image based on the maximum pixel value of the original detected by the maximum value detector = upper limit value change value = lower limit value change value = (maximum pixel value of the document / 100) It is characterized by obtaining.
이하, 상기한 본 발명의 목적들, 특징들, 그리고 장점들을 첨부된 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the objects, features, and advantages of the present invention described above will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing a circuit configuration of a preprocessor according to the present invention.
도시된 바와 같이, CCD 센서의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(301)와, A/D 변환기(301)가 A/D 변환동작을 수행하는 동안의 상/하한 기준전압을 각각 생성하는 D/A 변환기(302,303)와 상/하한 기준전압에 대한 디지털 데이터를 각각 기억하고 있는 래치(304,305)와, 상/하한 기준전압을 동작모드와 선택신호에 따라 각각 선택할 수 있도록 동작하는 선택기(306,307)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 흑보정데이터를 저장하기 위한 흑보정메모리(308)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 백보정데이터를 저장하기 위한 백보정메모리(309)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 디지털 화상데이터를 이용하여 최대값을 검출하기 위한 최대값검출기(310)와, 백보정메모리(309)에서 출력되는 데이터를 입력받는 제 1 가산기(311)와, 흑보정메모리(308)에서 출력되는 데이터를 입력받는 제 2 가산기와, 스캐너 제어부(101)에서 테이터버스를 통해 제공되는 데이터를 기억하여 제 1 가산기(311) 및 제 2 가산기(312)의 입력값을 각각 제공하는 래치(313,314)로 구성된다.As shown, the A /
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(501)는 원고의 화상을 디지털 데이터로서 읽어들이기 위한 일련의 스캔동작 수행에 필요한 타이밍 신호를 발생하고 전체적인 동작을 제어한다. 롬(502)에는 스캐너 제어부(501)가 정해진 순서에 따라 스캐너 시스템을 제어할 수 있도록 일정한 흐름을 가진 프로그램 및 참조데이터를 저장하고 있다. 램(503)에는 스캐너 제어부(501)가 시스템을 제어하는 동안에 발생되는 임시데이터가 저장된다. 램프(514)는 스캐너 제어부(501)로부터 제어신호를 받은 램프 드라이버(513)에 의해 원고의 화상정보를 반사되는 광량으로 읽어내기 위하여 R, G, B 삼색광을 출력한다. 램프(514)로부터 출력된 삼색광은 광학모듈(516)을 통하여 원고에 반사되어 광전변환소자에 입력되도록 경로를 형성하고 칼라 전하결합소자 센서(504)상에 초점이 형성된다.As shown, the scanner control unit 501 generates timing signals necessary for performing a series of scan operations for reading the image of the document as digital data and controls the overall operation. The ROM 502 stores a program and reference data having a certain flow so that the scanner controller 501 can control the scanner system in a predetermined order. The RAM 503 stores temporary data generated while the scanner controller 501 controls the system. The lamp 514 outputs R, G, and B tricolor lights in order to read the image information of the document as the reflected light amount by the lamp driver 513 which receives the control signal from the scanner control unit 501. The tricolor light output from the lamp 514 is reflected to the original through the optical module 516 to form a path for input to the photoelectric conversion element, and a focal point is formed on the color charge coupling element sensor 504.
한편, 스텝모터(515)는 스캐너 제어부(501)로부터 구동신호를 받아 광학모듈(516)을 정해진 해상도로 원고의 부주사방향으로 이동시킨다. 칼라 전하결합소자 센서(504)는 광학모듈(516)을 통하여 입력되는 광량에 비례하여 광의 3원색인 R, G, B 각각의 색 정보를 전기적인 아날로그 신호로 광전변환한다. 센서 드라이버(512)는 스캐너 제어부(501)로부터 일정신호를 공급받아 상기 칼라 전하결합소자 센서(504)가 적절히 동작하도록 클럭신호를 상기 칼라 전하결합소자 센서(504)에 공급한다. 버퍼(505)는 칼라 전하결합소자 센서(504)에서 출력되는 아날로그 신호를 후단에 전달하고 후단의 회로에 의한 CCD 센서신호의 왜곡을 방지한다. 멀티플렉서(506)는 스캐너 제어부(501)에서 공급하는 신호에 따라 동시에 입력되는 세 가지 색 정보신호 중, 하나를 선택하여 출력한다. 증폭단(508)은 멀티플렉서(506)에서 선택되어 출력되는 화상신호를 일정한 레벨의 출력신호로 변환하여 출력하도록 정해진 증폭도에 따라 증폭하여 전처리기(509)의 입력으로 연결한다. 아날로그 스위치(507)는 스캐너 제어부(501)에서 공급하는 신호에 따라 각 색에 맞는 증폭도를 선택하여 화상신호를 증폭하도록 동작한다. 전처리기(509)는 증폭단(508)에서 일정 레벨의 신호로 변환하여 출력하는 신호를 입력받아서 흑백보정처리를 수행하고 아날로그 신호를 변환하여 디지털 화상데이터로 출력한다. 메모리 버퍼(510)는 전처리기(509)에 의해 디지털로 변환된 화상데이터를 일시적으로 저장한다. 인터페이스(511)는 메모리 버퍼(510)에 저장된 화상데이터를 일정한 전송규칙에 따라 컴퓨터(517)에 전송한다.On the other hand, the step motor 515 receives the drive signal from the scanner control unit 501 to move the optical module 516 in the sub-scanning direction of the document at a predetermined resolution. The color charge coupling device sensor 504 photoelectrically converts color information of each of the three primary colors R, G, and B into electrical analog signals in proportion to the amount of light input through the optical module 516. The sensor driver 512 receives a predetermined signal from the scanner controller 501 and supplies a clock signal to the color charge coupled device sensor 504 so that the color charge coupled device sensor 504 operates properly. The buffer 505 transfers the analog signal output from the color charge coupling element sensor 504 to the rear stage and prevents the distortion of the CCD sensor signal by the circuit of the rear stage. The multiplexer 506 selects and outputs one of three color information signals simultaneously input according to a signal supplied from the scanner controller 501. The amplifying stage 508 converts the image signal selected and output from the multiplexer 506 into an output signal of a predetermined level and amplifies it according to a predetermined amplification degree to be connected to the input of the preprocessor 509. The analog switch 507 operates to amplify the image signal by selecting an amplification degree for each color according to the signal supplied from the scanner controller 501. The preprocessor 509 receives a signal that is converted into a signal of a predetermined level by the amplifier stage 508, performs black and white correction processing, converts an analog signal, and outputs the digital image data. The memory buffer 510 temporarily stores image data digitally converted by the preprocessor 509. The interface 511 transfers the image data stored in the memory buffer 510 to the computer 517 according to a certain transmission rule.
도 4는 본 발명에 따른 화상데이터 보정처리 순서를 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart showing an image data correction processing procedure according to the present invention.
먼저, 백 밝기조정 단계값 및 흑 밝기조정 단계값을 설정한다.(단계:S10)First, a white brightness adjustment step value and a black brightness adjustment step value are set (step: S10).
흑보정데이터를 생성한다.(단계:S21)Generate black calibration data (step: S21).
상기 생성된 흑보정데이터에서 화상신호의 최대값을 검출한다.(단계:S22)The maximum value of the image signal is detected from the generated black correction data. (Step S22)
상기 최대값 검출 후, 백보정데이터를 생성한다.(단계:S23)After the maximum value is detected, back correction data is generated (step S23).
상기 설정된 백 밝기조정 단계값 및 흑 밝기조정 단계값을 이용하여 원고화상에 대해 색 대비 조정동작 및 화상왜곡보정을 동시에 수행한다.(단계:S30)Color contrast adjustment operation and image distortion correction are simultaneously performed on the original image using the set white brightness adjustment step value and black brightness adjustment step value.
상기 색 대비 조정동작과 화상왜곡보정을 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력한다.(단계:S40)An original image which has undergone the color contrast adjustment operation and image distortion correction 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 생성동작과, 색 대비 조정동작을 병행하는 원고화상 읽기동작으로 이루어진다.The overall operation is divided into four operation steps, which include a black correction data generation operation, a maximum value detection operation, a back correction data generation operation, and a read operation of the original image in parallel.
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 생성동작시, 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.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 흑보정은 동시에 처리된다.At this time, as the black correction data stored in the
디지털 데이터로 변환된 화상데이터는 최대값검출기(310)에 입력되어 이전 화소값과의 대소비교에 따라 최대값을 검출하는 동작을 수행한다. 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 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.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.
스캔동작을 수행하는 명령을 주기전에 사용자는 실제로 원고화상의 상태에 따라 화상 품질을 개선하기 위해 다양한 처리동작을 선택할 수 있다. 그러한 화상처리 동작 중에서 원고의 상태에 따라 화상을 선명하게 보이도록 하는 색 대비 조정동작을 선택하여 실행하는 경우에 대해서 설명한다.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. A case of selecting and performing a color contrast adjustment operation for displaying an image clearly in accordance with the state of an original among such image processing operations will be described.
원고를 고정시켜두고 원고독취 동작을 시작하면, 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 3의 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.When the original is fixed and the document reading operation is started, the selection signal provided from the
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, 백보정 메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터와 데이터버스를 통해 래치(313)에 기억되어 있는 색 대비 조정을 위해 사용자가 설정한 데이터(nα)가 가산기(311)에 의해 가산되어 출력되는 값이 선택되어 D/A 변환기(302)에 입력되고, 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터와 데이터버스를 통해 래치(314)에 기억되어 있는 색 대비 조정을 위해 사용자가 설정한 데이터(nβ)가 가산기(312)에 의해 가산되어 출력되는 값이 선택되어 D/A 변환기(303)에 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압(VBLK+ Vnβ)과 상한 기준전압(VWHT- Vnα)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털데이터로 변환한다.That is, as shown in Table 1, the back correction data output from the
여기에서, 상기 원고화상읽기 모드에서 상하한 기준전압을 각각 설정하기 위해 가산기들(311,312)의 입력으로 제공되는 상기 스캐너 제어부(101)의 데이터버스로부터 래치된 값들(nα, nβ)은 다음과 같은 방법으로 결정된다.Here, the values nα and nβ latched from the data bus of the
즉, 출력화상의 색 대비를 조절할 수 있는 상한값(α)과 하한값(β)의 조정범위는 임의의 범위로 정할 수 있다.That is, the adjustment range of the upper limit value α and the lower limit value β, which can adjust the color contrast of the output image, can be set to an arbitrary range.
예를 들어, 상한값의 조정범위를 100단계(±50)로 조정하고 각 단계의 차이를 원고의 최대 화소값의 1%로 준다고 가정하면, 출력화상의 색 대비를 조정할 수 있는 상하한값 변동분(α,β)은 원고화상 읽기모드의 이전 동작으로 수행되는 프리스캔모드에서 획득한 원고의 최대 화소값을 기준으로 하여 다음과 같이 계산하여 구한다.For example, assuming that the adjustment range of the upper limit is adjusted in 100 steps (± 50) and the difference between the steps is 1% of the maximum pixel value of the original, the upper and lower limit variation that can adjust the color contrast of the output image (α) is obtained by calculating as follows based on the maximum pixel value of the original acquired in the prescan mode performed by the previous operation of the original image reading mode.
상한값 변동분(α) = 하한값 변동분(β) = (원고의 최대 화소값 / 100)Upper limit variation (α) = Lower limit variation (β) = (Maximum pixel value of the original / 100)
상기와 같은 계산식에 의해 결정된 단계수에 따라 사용자가 임의의 단계로 색 대비 조정을 수행하고자 하는 경우, 백측에 대해서 별도의 단계를 지정하여 동작을 수행하고 흑측에 대해서 별도의 단계를 지정하여 원하는 색 대비 조정동작이 이루어질 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.If the user wants to perform the color contrast adjustment in an arbitrary step according to the number of steps determined by the above calculation formula, the operation is performed by specifying a separate step for the white side and a separate step for the black side. It is possible to control the contrast adjustment operation to be made.
이때, 백측에 대해서 단계별 색 대비 조정을 수행하기 위해서는 원고의 최대화소값에서 해당 단계(n)의 상한값 변동분(α)을 곱한 값(nα)을 빼주는 형식이 된다. 흑측에 대한 동작은 해당 단계(n)에 하한값 변동분(β)을 곱한값(nβ)을 더하는 형식이 된다.In this case, in order to perform the color contrast adjustment step by step on the white side, a value nα multiplied by the upper limit variation α of the corresponding step n is subtracted from the maximum value of the original. The operation on the black side is in the form of adding the value nβ multiplied by the lower limit variation β to the corresponding step n.
사용자가 색 대비 조정을 실행하려면, (+),(-)단계로 나누어진 임의의 조정단계를 선택하여 수행하며, (+)단계에 대해서는 백측의 밝기가 더 밝아지는 쪽으로 화상이 처리되고, (-)단계에 대해서는 흑측의 밝기가 더 어두워지는 쪽으로 화상이 처리된다.To perform the color contrast adjustment, the user selects an arbitrary adjustment step divided into (+) and (-) steps, and in the (+) step, the image is processed to make the brightness of the white side brighter, ( In step-), the image is processed in a way that the brightness of the black side becomes darker.
상기 처리과정에서 생성된 디지털데이터는 흑보정처리와 백보정처리 및 색 대비 조정처리가 동시에 이루어지게 되어 간단한 회로 구성으로 원하는 보정동작및 화상처리동작을 수행할 수 있게 된다.The digital data generated in the above process is performed simultaneously with the black correction process, the white correction process and the color contrast adjustment process, so that the desired correction operation and the image processing operation can be performed with a simple circuit configuration.
여기서, n은 색 대비 조정단계이다.Here, n is a color contrast 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 하나만의 A/D 변환기를 사용하여 보정동작의 수행이 가능하므로 ASIC화 할 경우에는 칩크기의 소형화는 물론 단품을 사용하여 회로를 구성한 경우에는 제품의 모델에 따라서 A/D 변환기의 해상도를 달리한 제품을 개발함에 따라 다양한 제품에 동일한 회로를 적용하여 구성할 수 있으므로 원가절감의 효과도 크게 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the correction operation can be performed using only one A / D converter. Therefore, in case of ASIC, the chip size can be reduced as well as if the circuit is configured using a single product, depending on the model of the product. As products with different resolutions of A / D converters are developed, the same circuit can be applied to various products, resulting in cost reduction effects.
또한, 하나의 A/D 변환기를 사용하여 모든 보정동작을 수행할 수 있으므로 회로소자의 개체 특성에 의한 에러를 최소화할 수 있으므로 우수한 출력결과를 얻을 수 있으며 흑보정 및 백보정 동작을 동시에 수행함에 따라 안정된 동작을 할 수 있다.In addition, since all correction operations can be performed using one A / D converter, errors due to individual characteristics of the circuit elements can be minimized, so that excellent output results can be obtained and black correction and white correction operations can be performed simultaneously. Stable operation
또한, 대부분의 경우 색 대비 조정처리는 소프트웨어적으로 처리하는 경우가 많은데 색 대비 조정동작을 하드웨어적으로 처리함에 따라 별도의 처리가 필요하지 않으므로 출력화상에 대해 신속한 처리결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.In addition, in most cases, the color contrast adjustment process is often performed in software. However, since the color contrast adjustment operation is hardware-processed, no separate processing is required, and thus, there is an advantage in that a quick processing result can be obtained for the output image. .
Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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