KR100265885B1 - 스캐너에서 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법 - Google Patents

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡(shading distortion)을 보상하는 방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

전기적 및 광학적인 이유로 인한 쉐이딩 왜곡을 보상시 쉐이딩 프로파일의 비정상적 생성으로 인한 화질 저하를 미연에 방지하는 방법을 제공함에 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 정상적으로 만들어진 쉐이딩 프로파일과 오염 등으로 인해 잘못 만들어진 쉐이딩 프로파일을 구분하고, 비정상적으로 만들어진 쉐이딩 프로파일은 정상적으로 수정한 다음, 그 정상적인 쉐이딩 프로파일을 기준으로 원고의 스캔 및 쉐이딩 왜곡 보상을 하도록 함으로써 양질의 화상을 얻도록 함을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

스캐너에서 화상처리시 화질 개선을 위해 이용한다.

Description

스캐너에서 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법

본 발명은 스캐너의 화상 처리 방법에 관한 것으로, 특히 쉐이딩 프로파일(shading profile)의 비정상적인 발생으로 인해 스캔시 발생하는 잡음을 제거하는 방법에 관한 것이다.

스캐너에서 화상 독취를 위해 사용하는 이미지 결합 센서(Contact Image Sensor: 이하 CIS라 함.), 고체 촬상 소자(Charge Coupled Device: 이하 CCD라 함.) 등과 같은 광센서 소자들은 광학계의 물리적 특성 및 소자 자체의 전기적인 특성으로 인해 읽어들인 데이터에 왜곡이 발생한다. 대표적인 왜곡이 렌즈 및 광학계 주변 구조와 소자의 전기적인 특성에 의해 발생되는 쉐이딩 왜곡(shading distortion)이다. 그러므로 스캐너에서는 원고를 스캔할 때 쉐이딩 왜곡을 보상해야 한다. 그래서 스캔 직전에 화이트 롤러(white roller)나 화이트 패널(white panel)을 스캔해서 상기 라인 센서에 대응하는 소정의 기준값들을 만드는데, 이렇게 만들어진 것을 쉐이딩 프로파일이라 한다.

그런데 만일 상기 화이트 롤러나 화이트 패널이 오염되면 쉐이딩 프로파일이 잘못 만들어지게 되고, 이후 원고를 스캔해서 생긴 화소 데이터를 상기 비정상적인 쉐이딩 프로파일을 기준으로 엉뚱하게 보상하게 된다. 원고를 스캔한 결과 세로 방향으로 백선 등의 잡음이 발생하는 것은 이러한 경우 발생하는 현상중의 하나이다. 또한 기기를 오랫동안 사용하다보면 오염이 심해질 수 있는데, 이렇게 되면 화질의 열화는 더욱 가중된다.

도 1은 일반적인 팩시밀리의 구성도이다.

제어부(10)는 소정의 제어 프로그램에 따라 팩시밀리의 전반적인 동작을 총괄적으로 제어한다. 메모리(20)는 롬 혹은 램 혹은 이이피롬 등을 포함하며, 롬에는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 초기 데이터들을 저장한다. 그리고 상기 램에는 상기 프로그램 수행 중에 발생하는 송신 및 수신 데이터와 표시데이터 등을 저장하거나 스캔 직전 생성하게 되는 쉐이딩 프로파일을 저장한다. 또한 상기 이이피롬 혹은 롬에는 상기 쉐이딩 프로파일의 생성에 필요한 쉐이딩 프로파일 마진(margin) 혹은 소정의 기준 레벨 정보를 저장한다. 상기 쉐이딩 프로파일 마진은 각 기기에 사용된 광센서 소자들에 제조시 혹은 다른 이유로 약간씩의 오차가 있을 것인 바, 그 오차를 일정 정도까지는 감안하여 쉐이딩 프로파일을 생성할 수 있도록 하기 위해 각 화소별로 마진을 정한 것이다. 또한 상기 기준 레벨 정보는 다단계의 쉐이딩 레벨중 실험 등을 통해 미리 선택한 하나의 레벨이다. 예를 들어 하나의 화소를 8비트로 표현한다면 쉐이딩 레벨은 0 ∼ 255까지 존재할 수 있으며, 상기 기준 레벨 정보는 상기 레벨들중 하나(예: 180)만을 선택한 것이다.

작동패널(operating panel; 30)은 키입력부(30a)와 표시부(30b)를 포함한다. 상기 키입력부(30a)는 전화번호를 입력하기 위한 숫자키들과, 송신키 등 각종 기능키들로 이루어져 시스템 운용에 필요한 키데이터를 발생하여 상기 제어부(10)로 보낸다. 상기 표시부(30b)는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치로서, 상기 제어부(10)의 제어를 받아 팩시밀리의 동작 상태를 표시한다. 스캐너(40)는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 적재된 원고를 이동시키며, 원고의 정보를 스캐닝하여 이진(binary) 데이터로 변환하고 이를 상기 메모리(20)로 출력한다. 모뎀(50)은 상기 제어부(10)의 제어를 받아 송신할 데이터를 아날로그 변조하거나 수신한 데이터를 디지털 복조한다. 망제어부(Network Control Unit: 이하 NCU라 함.)(60)는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 전화선로(tip, ring)의 통화루프를 형성하며 상기 모뎀(50)과 상기 전화선로를 인터페이스(interface)한다. 센서부(80)는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 원고의 존재 유·무와 기록지의 잔량, 페이지의 전환 등을 감지하여 소정의 감지신호를 상기 제어부(10)로 보낸다. 프린터(70)는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 상기 메모리(20)로부터 수신된 원고의 화상데이터를 입력받아 복사 용지에 프린트한다.

도 2는 도 1의 팩시밀리의 구성중 스캐너의 상세한 구성도이다.

화이트 패널(41)은 스캐닝 초기에 쉐이딩 프로파일 형성에 사용되며, 모터(도시하지 않음.)에 연결되어 스캐닝할 원고를 이동시킨다. 광원(42)은 포토 다이오드(photo diode) 혹은 LED 혹은 형광등 등으로서, 제어부(10)의 제어를 받아 상기 화이트 패널(41)과 스캐닝할 원고에 빛을 방사한다. 렌즈(43)은 상기 광원(42)의 빛이 방사된 부분의 화상을 모아 반사시킨다. 이미지 센서(44)는 일정 시간동안 빛에 의해 축적되는 전하량을 전기적 신호로 변환하는 광전소자로서, 주로 CCD나 CIS가 이용된다. 증폭기(45)는 상기 이미지 센서(44)에서 출력되는 화상신호를 증폭하여 제어부(10)로 보내준다. 상기 제어부(10)는 상기 증폭기(45)에서 출력되는 신호를 받아 쉐이딩 프로파일을 만들어 메모리(20)에 저장한다.

도 3a는 정상적인 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태를 나타낸 도면이다. 상기 쉐이딩 프로파일은 상기한 도 2의 각 구성요소들의 동작에 의해 형성된다. 도면부호 L은 스캐닝된 화면의 폭을 나타내고, 백과 흑은 화상도를 나타낸다.

도 3b는 잡음이 섞인 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태도이다. 도면부호 N은 잡음이 섞인 부분을 나타낸다.

예를 들어 한쪽 면에 연필이나 수정액이 사용된 이면지를 원고로 사용하는 경우 화이트 패널이 쉽게 오염된다. 이렇게 오염된 화이트 패널을 이용하여 쉐이딩 프로파일을 형성하면 상기 도 3b와 같은 잡음이 섞인 쉐이딩 프로파일을 형성하게 된다. 그런데 종래에는 이러한 잡음이 섞인 쉐이딩 프로파일이 만들어져도 이를 수정할 방법이 없었다. 그래서 원고를 스캐닝할 때 잡음이 섞인 쉐이딩 프로파일을 그대로 사용하어 화질의 열화를 가져 왔다.

따라서 본 발명의 목적은 화상처리시 쉐이딩 프로파일의 비정상적인 생성으로 인한 화질 열화를 방지하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 정상적으로 만들어진 쉐이딩 프로파일과 오염 등으로 인해 잘못 만들어진 쉐이딩 프로파일을 구분하고, 비정상적으로 만들어진 쉐이딩 프로파일은 정상적으로 수정한 다음, 그 정상적인 쉐이딩 프로파일을 기준으로 원고의 스캔 및 쉐이딩 왜곡 보상을 하도록 함으로써 양질의 화상을 얻도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 팩시밀리의 구성도

도 2는 도 1의 팩시밀리의 구성중 스캐너의 상세한 구성도

도 3a는 정상적인 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태도

도 3b는 잡음이 섞인 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태도

도 3c는 잡음을 제거한 수정 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡 보상을 위한 쉐이딩 프로파일의 생성 과정을 나타낸 흐름도

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡 보상을 위한 쉐이딩 프로파일의 생성 과정을 나타낸 흐름도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3c는 잡음을 제거한 수정 쉐이딩 프로파일의 데이터 형태도이다. 도면 부호중 R은 화이트 패널의 오염으로 인해 쉐이딩 프로파일에 잡음이 섞이는 경우 상기 잡음 요소를 제거하기 위한 기준이 되는 값을 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡 보상을 위한 쉐이딩 프로파일의 생성 과정을 나타낸 흐름도이다. 이하 상기한 도 1과 도 2의 구성에 의거하여 각 단계별 동작을 구체적으로 설명한다.

사용자가 팩시밀리에 원고를 적치하고 키입력부(30a)의 송신시작키를 조작하면, 제100단계에서 제어부(10)는 이를 감지하고 스캐너(40)의 광원(42)에 전원이 공급되도록 제어한다. 이렇게 되면 화이트 패널(41)에 빛이 방사되고, 이때 이미지 센서(44)는 렌즈(43)를 통해 상기 화이트 패널(41)을 스캐닝하며, 증폭기(45)는 상기 스캐닝된 값을 소정 증폭하여 출력한다. 제110단계에서 상기 제어부(10)는 상기 스캐너(40)의 증폭기(45)에서 출력되는 아날로그 형태의 신호를 직렬(serial)로 입력하여 디지털 형태로 변환한 다음, 이를 메모리(20)의 램에 저장함으로써 1차적으로 쉐이딩 프로파일을 생성한다. 그리고 제120 및 제130단계에서 상기 제어부(10)는 상기 메모리(20)의 램으로부터 소정 단위의 정보를 독출하고 롬으로부터 쉐이딩 프로파일 마진 정보를 독출하고 이들을 서로 비교하여 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 단위 독출 정보가 정상인지를 판정한다. 여기서 상기 단위 독출 정보란 사용되는 버스의 종류에 따라 다른데, 8비트 버스를 사용하는 경우 8화소를 한 단위로 하고 16비트 버스를 사용하는 경우 16화소를 한 단위로 할 수 있다. 그러나 본 실시 예에서는 정상 여부에 대한 검증이 이루어지기 전까지는 그 값을 진정한 의미의 백색 기준값으로 보지 않는 바, 상기 용어를 사용한 표현을 하지 않는다.

상기 판정 결과 비정상, 즉 잡음이 있는 것으로 판단되면 제140단계에서 상기 제어부(10)는 상기 잡음을 포함한 부분을 정상적인 상태로 수정한다. 상기 제130단계에서 정상으로 판정되거나 상기 제140단계에서 수정이 완료되면 제150단계로 진행하여 상기 110단계에서 생성한 쉐이딩 프로파일의 모든 단위 독출 정보에 대한 검사가 완료되었는지 여부를 확인한다. 상기 확인결과 더 검사해야 할 단위 독출 정보가 남아 있으면 상기 120단계로 되돌아가서 램으로부터 다음 단위 독출 정보를 읽어내어 정상 여부를 판단한다. 반면에 모든 단위 독출 정보에 대한 검사가 완료되었으면 제160단계로 진행하여 원고를 스캔하면서 처음부터 혹은 수정되어 정상인 쉐이딩 프로파일을 기준으로 쉐이딩 왜곡을 보상한다. 이렇게 스캔 및 쉐이딩 보상된 화상신호는 디지털 데이터로 변환되고 압축되어 송신된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡 보상을 위한 쉐이딩 프로파일의 생성 과정을 나타낸 흐름도이다. 이하 상기한 도 1과 도 2의 구성에 의거하여 각 단계별 동작을 구체적으로 설명한다.

사용자가 팩시밀리에 원고를 적치하고 키입력부(30a)의 송신시작키를 조작하면, 제210단계에서 제어부(10)는 이를 감지하고 스캐너(40)의 광원(42)에 전원이 공급되도록 제어한다. 이렇게 되면 화이트 패널(41)에 빛이 방사되고, 이때 이미지 센서(44)는 렌즈(43)를 통해 상기 화이트 패널(41)을 스캐닝하며, 증폭기(45)는 상기 스캐닝된 값을 소정 증폭하여 출력한다. 제220 및 제230단계에서 상기 제어부(10)는 상기 스캐너(40)로부터 직렬로 입력되는 아날로그 형태의 단위 스캔 정보를 디지털화한 다음, 상기 메모리(20)의 롬으로부터 독출한 대응되는 쉐이딩 프로파일 마진 정보와 비교하여 상기 스캐너(40)로부터 입력된 단위 스캔 정보가 정상인지를 판정한다. 여기서 상기 단위 스캔 정보는 한 화소에 대응하는 백색 기준값이다. 그러나 본 실시 예에서는 정상 여부에 대한 검증이 이루어지기 전까지는 그 값을 진정한 의미의 백색 기준값으로 보지 않는 바, 상기 용어를 사용한 표현을 하지 않는다.

상기 판정 결과 비정상, 즉 잡음이 있는 것으로 판단되면 제240단계로 진행하여 상기 제어부(10)는 상기 잡음을 포함한 부분을 정상적인 상태로 수정한다. 그리고 제250단계에서 상기 제어부(10)는 상기 수정된 정보를 상기 메모리(20)의 램에 쉐이딩 프로파일을 이루는 한 요소로서 저장한다. 상기 제230단계에서 정상으로 판정되었으면 바로 상기 제250단계로 진행한다. 260단계에서 상기 제어부(10)는 화이트 패널의 전체 스캔 데이터에 대하여 상기 제220단계 ∼ 제250단계의 동작을 수행했는지 여부를 체크하고, 그 수행이 완료되지 않은 것으로 판단되는 경우에는 상기 220단계로 되돌아간다. 그러나 수행이 완료된 것으로 판단되는 경우에는 제260단계로 진행하여 원고를 스캔하면서 처음부터 혹은 수정되어 정상인 쉐이딩 프로파일을 기준으로 쉐이딩 왜곡을 보상한다. 이렇게 스캔 및 쉐이딩 보상된 화상신호는 디지털 데이터로 변환되고 압축되어 송신된다.

이상은 쉐이딩 프로파일 마진 정보를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 기준 레벨 정보를 이용하는 경우에도 마찬가지이다. 즉 생성된 쉐이딩 프로파일과 미리 설정된 상기 기준 레벨 정보를 비교하여 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정상 여부를 판정하고, 상기 판정 결과 상기 생성된 쉐이딩 프로파일이 비정상인 경우 그 비정상인 부분을 상기 기준 레벨 정보와 동일하게 수정하여 정상화 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기와 같은 본 발명은 스캐너의 각종 오염 등으로 인한 쉐이딩 프로파일의 비정상적인 생성에서 기인하는 화질의 저하를 미연에 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,

   화이트 패널을 스캐닝하여 쉐이딩 프로파일을 생성하는 제1과정과,

   상기 생성된 쉐이딩 프로파일과 미리 저장해놓았던 대응되는 쉐이딩 프로파일 마진 정보를 비교하여 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정상 여부를 판정하는 제2과정과,

   상기 판정 결과 상기 생성된 쉐이딩 프로파일이 비정상인 경우, 그 비정상인 부분을 정상적인 상태로 수정하는 제3과정과,

   원고를 스캐닝하면서 상기 정상적으로 수정된 쉐이딩 프로파일에 따라 쉐이딩 왜곡을 보상하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,

   화이트 패널을 스캐닝하여 쉐이딩 프로파일을 생성하는 제1과정과,

   상기 생성된 쉐이딩 프로파일과 미리 설정된 기준 레벨 정보를 비교하여 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정상 여부를 판정하는 제2과정과,

   상기 판정 결과 상기 생성된 쉐이딩 프로파일이 비정상인 경우, 그 비정상인 부분을 상기 기준 레벨 정보와 동일하게 수정하여 정상화하는 제3과정과,

   원고를 스캐닝하면서 상기 정상적으로 수정된 쉐이딩 프로파일에 따라 쉐이딩 왜곡을 보상하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
3. 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,

   화이트 패널을 스캐닝하여 쉐이딩 프로파일을 생성하고 이를 소정의 메모리에 저장하는 제1과정과,

   상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정보와 상기 메모리에 미리 저장해놓았던 쉐이딩 프로파일 마진 정보를 소정 단위씩 독출하여 서로 비교함으로써 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정보가 정상인지 여부를 판정하고, 비정상인 경우 그 비정상인 부분을 정상적인 상태로 수정하는 동작을 전체 쉐이딩 프로파일에 대하여 실시하는 제2과정과,

   원고를 스캐닝하면서 상기 정상적으로 수정된 쉐이딩 프로파일에 따라 쉐이딩 왜곡을 보상하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
4. 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,

   화이트 패널을 스캐닝하여 쉐이딩 프로파일을 생성하고 이를 소정의 메모리에 저장하는 제1과정과,

   상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정보와 상기 메모리에 미리 설정된 기준 레벨 정보를 비교하여 상기 생성된 쉐이딩 프로파일의 정상 여부를 판정하고, 비정상인 경우 그 비정상인 부분을 상기 기준 레벨 정보와 동일하게 수정하여 정상화하는 동작을 전체 쉐이딩 프로파일에 대하여 실시하는 제2과정과,

   원고를 스캐닝하면서 상기 정상적으로 수정된 쉐이딩 프로파일에 따라 쉐이딩 왜곡을 보상하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
5. 스캐너에서 화상처리시 쉐이딩 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,

   화이트 패널을 스캐닝하는 제1과정과,

   상기 화이트 패널에 대한 전체 스캔 데이터로부터 한 화소 단위의 정보를 취하여 미리 저장해놓았던 대응되는 쉐이딩 프로파일 마진 정보와 비교하여 정상 여부를 판정하고, 비정상인 경우 그 비정상인 부분을 정상적으로 수정한 다음, 소정의 메모리에 저장하는 동작을 상기 전체 스캔 데이터를 대상으로 실시하여 쉐이딩 프로파일을 생성하는 제2과정과,

   원고를 스캐닝하면서 상기 생성된 프로파일에 따라 쉐이딩 왜곡을 보상하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

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