KR100331914B1 - 화상 입력 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 화상 입력 방법은, 렌즈에 의해 리니어 이미지 센서의 선형 배열된 수광 소자의 열 상에 원고 상의 선형 영역의 화상을 결상하는 단계, 및 리니어 이미지 센서로부터 수광 소자 상에 결상된 선형 화상의 화상 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 또한, 리니어 이미지 센서의 화상으로 형성된 선형 영역이 부주사 기구에 의해 이동되어 원고의 전체 화상을 주사한다. 리니어 이미지 센서는 또한 원고에 조사되는 조명 광량에 대응하는 전압을 갖는 플리커 검출 신호를 출력한다. 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성이 선형이라고 가정하면, 보정부는 플리커 검출 신호에 기초한 조명 광량의 변동에 기초하여 화상 신호의 전압 변동을 소거한다. 이 경우, 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 소거하기 위한 전압이 화상 신호 보정 회로에 의해 보정부에 입력된 화상 신호 또는 플리커 검출 신호에 부가된다.

Description

화상 입력 장치 및 방법{IMAGE INPUT DEVICE AND METHOD}
본 발명은 문자 및 화상을 판독 디지털 데이터로 변환하는 화상 입력 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 리니어 이미지 센서(linear image sensor)와 부주사 기구(subscanning mechanism)를 가지며, 리니어 이미지 센서에 입력되는 라인 단위의 화상을 라인과 수직 방향으로 주사하여 문자 및 화상을 판독하는 화상 입력 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 스캐너 장치로 불리는 종래의 화상 입력 장치에서는, 리니어 이미지 센서가 화상 입력 기구부의 촬상 소자로서 사용되며, 리니어 이미지 센서에 의해 얻어진 라인 단위의 부분 화상이 수직 방향으로 순차 조합되어 부주사 기구에 의해 2차원 원고 화상을 입력한다. 예를 들면, 일본 특개소62-291259호에 개시된 바와 같이, 이런 유형의 화상 입력 장치는 촬상 소자가 제공된 화상 입력 기구부가 스탠드 등에 의해 지지되도록 구성된다. 화상 입력 장치에서는, 원고 화상 표면이 화상 입력 기구부와 이격되어 있어, 이미지 스캐너 장치를 위한 특별한 조명을 행하지 않고, 원고 표면의 조명은 자연광 또는 통상의 천장 램프로서 이용되는 형광 램프에 의한 조명에 의해 확보된다. 그러나, 조명 시스템에서, 화상을 처리하기 위한 속도가 증가될 때, 형광 램프에서 생기는 시간 경과에 따른 조도 변화와 같은 영향을 받아, 플리커 주기에서 화상에 가로로 줄이 생기는 현상이 일어난다. 조명 광량의 변화에 의한 플리커와 같은 악영향을 줄이는 방법이 일본 특개평1-19311호에 개시되어 있다.
일본 특개평1-19311호에 개시된 방법은, 원고 근방에 기준 광학 밀도를 갖는기준 반사부를 구비한 판 부재를 배치하고, 일부가 원고로부터의 화상 정보를 검출하고 그 외의 일부가 기준 반사부로부터의 조명 정보를 검출하도록 복수의 수광부가 배열된 수광 소자를 배치한다. 수광 소자는 수광부의 배열 방향과 수직 방향으로 주사되고, 1 라인의 주사 중에 화상 신호와 조명 신호가 전환되어 이들 신호가 교대로 출력된다. 따라서, 조명 신호는 1 라인 스캐닝의 개시시에 존재한다. 그리고, 피크 홀드 회로는 AGC 회로를 제어하여 후속하는 라인의 조명 신호 레벨을 제1 조명 신호의 레벨과 일치하도록 조정한다. 이에 따라, 각 라인의 화상 신호의 레벨이 보정되고, 조명 밝기의 변화에 따른 레벨 변화가 제거된 화상 신호가 얻어진다.
그러나, 이미지 스캐너를 위한 특수 보조 조명을 사용하지 않는 환경에서는, 조명 광량 검출 신호와 화상 신호의 출력 전압이 작고, 노이즈에 의한 악영향을 받기 쉽다.
따라서, 플리커를 검출하기 위해 신호의 샘플 홀드가 행해진 샘플 홀드 출력에 대해, 미소한 출력 신호 상에 오프셋 성분이 중첩된다. 오프셋 성분이 화상 신호에만 또는 플리커 검출 신호에만 중첩된 경우, 통상 단순한 제산에 의해 소거될 수 없고, 플리커의 영향으로서 남는다.
또한, 원고 표면에 조사되는 조명 광을 플리커 제거 신호로서 검출하는 시스템에서는, 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 비선형성이 문제가 된다. 구체적으로는, 리니어 이미지 센서는 밝기에 대한 출력 신호에 선형적으로 대응할 필요가 없고, 특히 신호가 작은 어두은 영역에서 비선형성 특성이 상대적으로 현저하다. 비선형성을 갖는 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 예를 도 9에 나타낸다.
도 9에서, 곡선 100으로 나타낸 비선형성을 갖는 광전 변환 특성에 대해, 통상의 밝기에서, 리니어 이미지 센서가 선형 광전 특성 곡선 101을 갖지만, 광량이 적은 영역에서 그 특성은 곡선이 된다라고 가정하면, 선형 특성의 원점이 어긋나고, 센서 출력 전압이 저하한다. 또한, 0의 광량에서도 전압이 0으로 되지 않고, 노이즈에 의한 오프셋 성분이 광전 변환 특성에 중첩된다.
여기서, 원고에 조사된 조명 광이 리니어 이미지 센서에 유도되어 플리커 성분을 검출하는 것으로 가정하면, 플리커 검출 광량은 L1 내지 L3의 범위에서 변동하고, 원고로부터 반사된 광량, 즉 화상 신호를 생성하기 위한 광량은 L2 내지 L4의 범위에서 변동한다. 이 경우, 플리커 검출 광량에 대응하는 센서 출력 전압은 실질적으로 선형 특성에 의해 변환되는 V1 내지 V3의 범위에서 변동한다. 그러나, 선형 특성의 원점 어긋남의 영향이 L2 내지 L4의 범위에서 크기 때문에, V2와 V4의 비율은 L2와 L4의 비율과 크게 다르다.
따라서, L2와 L2의 비율이 L3과 L4의 비율과 같더라도, V1과 V2의 비율은 V3과 V4의 비율과 다르다. 구체적으로, 조명 광량 검출 신호와 화상 신호 간에서 밝기에 대한 선형 관계는 무너진다. 화상 신호가 제산된 경우이더라도, 플리커 성분은 제거될 수 없다.
본 발명의 목적은, 간접형 이미지 스캐너에 의해 화상을 취할 때, 원고 화상 표면으로부터 리니어 이미지 센서 내로 취입되는 광이 부족하게 되어 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 비선형성이 현저하게 되거나, 또는 신호 처리 시스템의 노이즈가 문제가 되는 경우에도, 천장 램프의 플리커 현상에 기인하는 가로로 줄이 생기는 화상을 효율적으로 제거하고, 어두운 환경에서 또는 고속으로 화상을 판독하는 경우에도 판독 화상의 화질을 향상시키는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 화상 입력 장치는, 직선형으로 배열된 복수의 수광 소자를 가지며, 수광 소자 상에 결상된 선형 화상의 화상 신호를 출력하기 위한 리니어 이미지 센서; 원고 상의 직선형 영역의 화상을 리니어 이미지 센서의 수광 소자의 열 상에 결상하기 위한 결상 광학계; 리니어 이미지 센서에 결상된 직선형 영역을 이동시켜 리니어 이미지 센서에 의해 원고의 화상 전체를 주사하는 부주사 기구; 원고를 조사하는 조명의 광량 신호에 따른 전압을 가리키는 조명 광량 신호를 출력하기 위한 조명 광량 검출부; 조명 광량 신호와 화상 신호중의 적어도 하나에 보정 전압을 부가하여, 리니어 이미지 센서와 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 보정 전압 부가부; 및 조명 광량 신호 또는 보정 전압이 부가된 조명 광량 신호에 기초하여, 보정 전압이 부가된 화상 신호 또는 화상 신호의 조명 광량의 변동에 의한 전압 변동을 제거하는 보정부를 포함한다.
또한, 보정 전압 부가부는, 제1 전압을 조명 광량 신호에 부가하여 리니어 이미지 센서와 조명 광량 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제1 전압 부가 회로, 및 제2 전압을 화상 신호에 부가하여 리니어 이미지 센서와 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제2 전압 부가 회로중의 하나를 포함한다. 보정부는 조명 광량 신호 또는 제1 전압이 부가된 조명 광량 신호를 분모 입력으로 사용하고, 제2 전압이 부가된 화상 신호 또는 화상 신호를 분자 입력으로 사용하여 제산을 수행하는 제산 회로(division circuit)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전압은 조명 광량 신호 또는 화상 신호에 부가되어 리니어 이미지 센서 및 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하고, 전압이 부가되거나 부가되지 않은 조명 광량 신호가 분모 입력으로 사용되고 전압이 부가되거나 부가되지 않은 화상 신호가 분자 입력으로 사용되어 제산을 수행한다. 이에 따라, 원고로부터의 광이 약하고, 리니어 이미지 센서로부터 충분한 전압의 화상 신호 출력이 얻어지지 않는 경우, 노이즈로서 정 전압 또는 부 전압의 오프셋 전압이 리니어 이미지 센서로부터의 화상 신호 출력에 중첩된 경우, 및 또한 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성에서 비선형성이 현저하게 되는 정도까지 원고로부터의 입력 광량이 미소하게 되어 있는 경우에도, 오프셋 전압이나 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 비선형성의 영향이 제거되고, 화상 신호가 생성되는 부분의 선형 특성을 연장하여 구해진 가상 흑 전압(virtual black voltage)이 0으로 설정될 수 있고, 화상 신호 내에 포함되는 플리커 성분이 제산에 의해 제거될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 형태에 따른 화상 입력 장치에서는, 보정 전압 부가부는, 제1 전압을 조명 광량 신호에 부가하여 리니어 이미지 센서 및 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제1 전압 부가 회로, 및 제2 전압을 화상 신호에 부가하여 리니어 이미지 센서와 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제2 전압 부가 회로를 포함한다. 보정부는 제1 전압이 부가된 조명 광량 신호를 분모 입력으로 사용하고, 제2 전압이 부가된 화상 신호를 분자 입력으로 사용하여 제산을 수행하는 제산 회로를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전압은 조명 광량 신호와 화상 신호 양쪽에 부가되어 리니어 이미지 센서 및 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 소거하고, 전압이 부가된 조명 광량 신호는 분모 입력으로 이용하고 전압이 부가된 화상 신호는 분자 입력으로 이용하여 제산을 수행한다. 이에 따라, 화상이 결상되고 화상 신호가 생성되는 부분의 선형 특성을 연장하여 구해지는 가상 흑 전압 뿐만 아니라, 조명 광량을 검출하는 데 사용되는 광전 변환 소자의 선형 특성을 연장하여 구해지는 가상 흑 전압도 정확히 0으로 설정될 수 있고, 제산에 의한 플리커 보정이 적절하게 처리된다. 검출된 조명 광량이 리니어 이미지 센서의 비선형성이 문제가 되는 밝기를 갖는 경우에도, 플리커 제거 보정이 확실히 수행될 수 있다. 또한, 사용 환경이 변화하고 플리커 검출 신호와 화상 신호에 자연광에 기인하는 오프셋 성분 어긋남이 생긴 경우에도, 플리커 성분이 제거될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 구성을 나타낸 개략적인 투시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 구성을 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 오프셋 전압을 결정하기 위한 동작 예를 나타낸 플로우차트.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 회로의 제2 예를 나타낸 블럭도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 구성을 나타낸 블럭도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에서 오프셋 전압을 결정하기 위한 동작을 나타낸 플로우차트.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 처리 회로의 제2 예를 나타낸 블럭도.
도 8은 본 발명에 따른 화상 입력 기구부의 제2 예를 나타낸 모식도.
도 9는 비선형성을 갖는 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 예를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 리니어 이미지 센서
2 : 원고
3 : 렌즈
4 : 부주사 기구
5 : 커버
6 : 확산판
7 : 프리즘
8 : 주사 타이밍 제어 회로
9, 18 : 화상 처리 회로
10 : 화상 입력 기구부
11 : 스탠드부
12 : 샘플 홀드 회로
13 : 화상 신호 보정 회로
14 : 제산 회로
15 : 제어기
16 : 메모리
17 : 화상 출력 회로
19 : 플리커 신호 보정 회로
다음에, 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 구성을 나타낸 투시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 화상 입력 장치는, 미세한 수광 소자가 선형으로 배열되어 있는 촬상 소자로서의 리니어 이미지 센서(1), 리니어 이미지 센서(1)에 원고(2)의 화상을 결상하기 위한 렌즈(3), 렌즈(3)에 입사되는 원고(2)의 화상을 리니어 이미지 센서(1)의 수광 소자의 배열 방향과 수직 방향으로 주사하기 위한 부주사 기구(4), 리니어 이미지 센서(1)에 원고(2)로부터 입사되는 광 이외의 광이 입사되는 것을 방지하도록 이들 성분을 덮는 커버(5), 원고에 광이 조사되는 것과 같은 방법으로 위쪽으로부터 조사되는 조명 광을 확산시키고 받아들이기 위한 확산판(6), 확산판(6)으로부터 받아들인 광을 리니어 이미지 센서(1)의 화상 판독 개시 측의 일부에 전달하기 위한 프리즘(7), 리니어 이미지 센서(1)에 입력된 부분 화상의 영역을 이동시키기 위한 타이밍 신호를 출력하여 부주사 기구(4)의 주사를 제어하는 주사 타이밍 제어 회로(8), 및 확산판(6)으로부터 받아들인 광량 레벨을 참조하여 리니어 이미지 센서(1)로부터 출력된 신호 중 원고(2)의 화상에 대응하는 부분의 신호로서의 화상 신호로부터 조명 광의 변동의 영향을 소거하도록 보정을 행하고, 또한 타이밍 신호를 참조하여 출력 레벨이 보정된 부분 화상을 조합하여 2차원 원고 화상을 얻는 화상 처리 회로(9)를 구비하는 화상 입력 기구부(10); 및 화상 입력 기구부를 원고(2)로부터 이격하여 지지하기 위한 스탠드부(11)를 포함한다.
원고 표면에 조사된 광을 검출하기 위한 확산판(6)은 커버(5) 상에 배치되어 원고(2)에 광이 조사되는 방향(통상 위쪽)을 향하고 있어, 그 방향을 중심으로 한 넓은 각도 범위로부터의 광을 투과한다.
스탠드부(11)는 화상을 입력하는 동안 원고(2)와 화상 입력 기구부(1)와의 거리를 일정하기 유지하며, 원고(2)가 완전히 커버되는 것을 방지하도록 외부로부터의 광이 적어도 외부로부터 원고(2)의 화상에 조사되는 개방형 구성을 갖는다.
다음에, 본 발명의 제1 실시예의 플리커 보정을 수행하기 위한 회로 구성을도면을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예의 구성을 나타낸 블럭도이다.
화상 처리 회로(9)는, 조명 광이 리니어 이미지 센서(1)로부터 출력된 신호로부터 입사되는 부분의 신호 레벨을 샘플 홀드하기 위한 샘플 홀드 회로(12); 제어기(15)에 의해 지시된 오프셋 전압을 화상 신호에 부가하고, 판독 이미지 상에 플리커의 영향이 나타나지 않도록 화상 신호를 보정하며, 보정된 화상 신호를 출력하기 위한 화상 신호 보정 회로(13); 보정된 화상 신호를 분자 입력으로 이용하고 샘플 홀드 회로로부터 출력된 플리커 신호를 분모 입력으로 이용하는 제산 회로(14); 오프셋 전압 제어 신호를 출력하여 화상 신호 보정 회로(13)에서의 오프셋 전압을 지시하는 제어기(15); 오프셋 전압을 결정하기 위한 프로그램 및 오프셋 전압을 결정하는 데 필요한 데이터를 저장하기 위한 메모리(16); 및 또한 주사 타이밍 제어 회로(8)로부터의 타이밍 신호를 참조하면서 출력 레벨이 보정된 부분 화상을 조합하여 2차원 원고 화상을 출력하는 화상 출력 회로(17)를 포함한다.
리니어 이미지 센서(1)로부터 출력된 신호는 1 주사 라인마다, 화상 신호가 출력되기 전에 판독 개시 측의 최초에 프리즘(7)으로부터 입사된 광의 레벨을 나타내는 부분을 포함하며, 프리즘(7)으로부터 입사된 광의 레벨 및 화상 신호는 형광 램프 등의 플리커의 영향을 받아 각 주사 라인마다 변화한다.
샘플 홀드 회로(12)는 조명 광이 입사되는 부분의 레벨을 샘플링하고, 다음의 샘플링까지의 전압 레벨을 홀딩하여, 플리커 검출 신호를 출력한다.
화상 신호 보정 회로(13)는 전자 볼륨 소자(도시하지 않음)를 가지며, 제어기(15)로부터의 오프셋 전압 제어 신호에 기초하여 후술하는 동작에 의해 제산 회로로부터의 출력에서의 플리커 성분이 최소가 되도록 화상 신호에 오프셋 전압을 부가하여, 화상 신호가 보정된다.
제산 회로(14)는 화상 신호 보정 회로(13)로부터 출력된 보정된 화상 신호를 샘플 홀드 회로(12)로부터 출력된 플리커 검출 신호를 분모로 사용하여 제산을 행하고, 플리커 성분이 제거된 화상 신호를 출력한다.
다음에, 제1 실시예의 화상 신호의 플리커 보정을 행하기 위해 오프셋 전압을 결정하는 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 오프셋 전압을 결정하는 동작 예를 나타낸 플로우차트이다.
오프셋 제어 전압 설정 처리를 개시한 때, 우선 판독 대상으로서의 원고에 대하여 미리 정해진 주사 영역 부분이 조작자의 입력에 의해 설정된다(단계 S1). 이 경우, 원고 표면의 중앙 부근에 있는, 화상의 농도가 검지 않고 원고 표면을 대표하는 농도를 갖는 부분이 조작자의 입력에 의해 설정될 수 있다. 선택적으로, 최초에 전체를 주사하여 원고의 농도를 측정하고 평균 농도를 갖는 위치를 구한 후, 그 위치가 설정될 수도 있다. 또한, 원고 종류를 입력함으로써, 원고 종류가 미리 설정될 수도 있다.
다음에, 부주사 기구(4)는 주사 타이밍 제어 회로(8)에 의해 제어되고, 미리 설정된 부분 부주사 영역, 즉 특정 위치의 선형 화상이 리니어 이미지 센서(1)에 입력되도록 이동된다(단계 S2).
다음에, 카운트값 c가 0으로 설정된다(단계 S3). 제어기(15)는 부분 부주사가 행해진 횟수를 나타내는 카운트값 c에 따라 화상 신호 보정 회로(13)에서 부가되는 오프셋 전압을 나타내는 오프셋 전압 결정 테이블(도시하지 않음)을 참조하여, 카운트값 c에 대응하여 화상 신호 보정 회로(13)에서 부가되는 오프셋 전압을 설정한다(단계 S4). 다음에, 원고(2)의 화상의 부분 부주사 영역의 화상 데이터가 구해지고, 설정된 오프셋 전압이 제어기(15)로부터의 오프셋 전압 제어 신호에 기초하여 화상 신호 보정 회로(13)에서 화상 신호에 부가되며, 제산 회로로부터 출력된 화상 데이터가 메모리 내에 저장된다(단계 S5). 다음에, 조정용 데이터의 플리커의 1 주기 이상의 시간 동안 판독된 p회에 대하여 주주사 방향의 데이터가 라인 단위로 평균화된다(단계 S6). 다음에, p 라인마다 평균화된 데이터의 변동값이 계산된다(단계 S7). 다음에, 오프셋 전압값과 계산된 플리커 변동값이 상관되어 저장된다(단계 S8). 플리커 변동값은 원고 내의 동일한 농도의 화상에 대한 화상 신호의 최대 전압과 최소 전압간의 차를 의미한다. 다음에, 카운트값 c가 미리 정해진 값 r보다 큰 지를 판정하여(단계 S9), 작으면 카운트값을 증분하여(단계 S10), 단계 S4로 복귀하고, 카운트값에 기초하여 오프셋 전압 결정 테이블을 참조하여 새로운 오프셋 전압을 설정하고 나서, 단계 S5 내지 S9의 처리를 반복한다. 다음에, 화상 신호 보정 회로(13)에서 부가되는 오프셋 전압값이 계단형으로 변화되면서, 원하는 횟수 r에 이를 때까지 플리커 변동값이 계산되고 저장된다. 단계 S9에서, 카운트값이 미리 정해진 횟수 r보다 클 때, 저장된 플리커 변동값 중 가장 작은 값이 검색되고 플리커 변동값에 대응하는 오프셋 전압이 그 때의 설치 조건에서 플리커를 가장 감소시키는 오프셋 전압 VO로서 결정된다(단계 S11). 제어기는 오프셋 제어 전압 설정 처리가 수행될 때까지 구해진 오프셋 전압에 대응하는 오프셋 전압 제어 신호에 의해 화상 보정 회로(13)의 오프셋 전압을 지시한다.
이들 동작에 의해, 화상 신호에 오프셋 전압을 부가함으로써 화상 신호가 생성되는 영역의 광전 변환 특성의 원점 어긋남이 보정되고 플리커 변동값이 최소로될 수 있도록 오프셋 전압이 결정될 수 있다.
또한, 상기 설명에서, 미리 정해진 주사 영역 부분이 조작자의 입력에 의해 판독 대상으로서의 원고에 대해 설정되었지만, 그 부분은 화상 입력 장치 내에 미리 설정될 수도 있다. 이 경우, 조작자의 수고를 덜 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 오프셋 전압을 자동적으로 결정하는 대신에, 오프셋량을 조정하기 위한 가변 저항을 갖는 화상 보정 회로(13) 및 플리커 신호 보정 회로(19)를 제공함으로써, 오프셋량이 수동 조정에 의해 조정될 수 있음은 물론이다.
다음에, 화상 처리 회로(9)의 변형예를 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 화상 처리 회로의 제2 예를 나타낸 블럭도이다.
본 예는, 플리커 검출 신호에만 오프셋 전압이 부가되어 보정을 수행하고, 화상 신호에는 오프셋 전압이 부가되지 않는 점에서 제1 예와 다르다.
플리커 신호 보정 회로(19)는 플리커 검출 신호에 대하여 오프셋 전압분의 전압을 부가 또는 감소시킬 수 있으므로, 화상 신호에 상대적으로 오프셋을 인가하는 구성과 등가이다. 따라서, 화상 신호의 플리커 성분은 제1 예와 동일한 방법으로 제산 회로(14)에 의해 제거될 수 있다.
플리커 보정용 리니어 이미지 센서에 입사되는 광량이 충분할 때, 플리커 보정에서 이용된 광량 범위의 광전 변환 특성에서 선형성이 실질적으로 만족된다. 그러나, 조명 광량이 불충분한 때에는, 원고로부터의 광이 약하고, 리니어 이미지 센서의 비선형성 특성이 현저하게 되는 영역에서 화상 신호가 생성된다. 그러나, 이 경우에도, 상술한 제1 실시예에 따르면, 상술한 동작에 기초하여 결정된 오프셋 전압을 화상 신호에 부가함으로써, 화상이 결상되고 화상 신호가 생성되는 부분의 선형 특성을 연장하여 구해진 가상 흑 전압이 0에 일치될 수 있게 된다. 따라서, 보정된 화상 신호에서, 조명의 변동에 비례하는 플리커 검출 신호의 변동비와 동일한 비율로 전압이 변동하고, 제산기에 의한 플리커 보정이 적절하게 처리된다.
또한, 화상 신호 대신에 플리커 검출 신호에 오프셋 전압이 부가되는 제2 예에서도, 동일한 결과가 얻어진다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 노이즈로서 화상 신호에 중첩(정 및 부 전압 모두에서)되는 오프셋 성분도 동시에 보정된다. 따라서, 오프셋 성분이 화상 신호에 존재할 때에도, 플리커 처리가 정상적으로 동작될 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 구성을 나타낸 블럭도이다.
제2 실시예는, 오프셋 전압이 화상 신호로부터 분기된 플리커 검출 신호와 화상 신호 양쪽에 부가되는 점에서 제1 실시예와 다르다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에서 화상 신호 및 플리커 검출 신호에 부가되는 2개의 오프셋 전압을 결정하기 위한 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에서 화상 신호 및 플리커 검출 신호에 각각 부가되는 2개의 오프셋 전압을 결정하는 동작을 나타낸 플로우차트이다.
전체가 흑이 아닌 동일 농도를 갖는 테스트 원고에 대하여, n 종류(n은 2 이상)를 준비하여, 우선 제1 테스트 원고가 판독 범위에 설정되고, 오프셋 전압 설정 동작의 개시가 지령된다(단계 S21). 또한, 결정되는 오프셋 전압이 2개 있기 때문에, 1 종류의 농노를 갖는 테스트 원고 뿐만 아니라 2 종류 이상의 농도를 갖는 테스트 원고가 필요하다. 그리고, 제1 실시예의 단계 S1 내지 S3의 동작을 행한다. 즉, 판독 대상으로서의 원고에 대해 미리 정해진 주사 영역 부분이 조작자의 입력에 의해 설정되고, 부주사 기구가 주사 타이밍 제어 회로(8)에 의해 제어되고 미리 설정된 부분 부주사 영역의 화상이 리니어 이미지 센서(1)에 입력되도록 부주사 기구(4)를 이동시키고, 다음에 카운트값 c를 0으로 한다(단계 S22). 다음에, 제어부(15)는 부분 부주사를 행한 횟수를 나타내는 카운트값 c에 대응하여 화상 신호 보정 회로(13) 및 플리커 검출 신호 보정 회로(19)에서 부가되는 2개의 오프셋 전압을 나타내는 오프셋 전압 결정 테이블(도시하지 않음)을 참조하여, 카운트값 c에 대응하여 미리 정해진 오프셋 전압을 각각 설정한다(단계 S23). 그리고, 제1 실시예의 단계 S5 내지 S7의 동작을 행한다. 즉, 테스트 원고의 화상의 부분 부주사 영역의 화상 데이터를 취득하고, 화상 신호 보정 회로(13) 및 플리커 검출 신호 보정 회로(19)에 의해 제어기(15)에 의해 설정된 오프셋 전압을 부가하고 제산 회로(14)에 의해 제산함으로써 구해진 화상 데이터를 메모리 내에 저장하고, 조정용 데이터의 플리커의 1 주기 이상의 시간에서 판독되는 횟수 p에 대해 주주사 방향의데이터를 라인 단위로 평균화하며, 복수의 라인마다 평균화된 데이터의 변동값을 계산한다(단계 S24). 다음에, 카운트값 c와 관련하여, 계산된 플리커 변동값이 제1 플리커 변동값으로서 저장된다(단계 S25). 카운트값 c가 미리 정해진 값 r보다 큰지 판단한다(단계 S26). 상기 값이 작으면, 카운트값 c가 증분되고(단계 S27), 그 후 단계 S23으로 복귀하며, 카운트값 c에 기초하여 오프셋 전압 결정 테이블을 참조하여 새로운 오프셋 전압을 설정함으로써, 전회의 영역과 동일한 부분 부주사 영역의 화상 데이터가 얻어지고, 그 후 단계 S23 내지 S26의 처리를 반복한다.
단계 S26에서, 카운트값 c가 미리 정해진 횟수 r보다 크면, 플리커값을 측정한 테스트 원고가 최후의 테스트 원고인지 판단하고, 즉 i = n인지 판단한다(단계 S28). 원고가 최후의 것이 아니면, 다음의 테스트 원고가 판독 범위에 설정된다. 동작 개시 지령의 수신시, 다음의 테스트 원고에 의한 동작이 개시된다(단계 S29). 그 후, 단계 S22 내지 S28의 처리가 반복된다.
단계 S28에서 최후의 테스트 원고라고 판단되면, 서로 다른 농도를 갖는 각 유형의 테스트 원고마다 저장된 r 플리커 변동값 중에서 변동값을 비교하여 가장 작은 값을 검색하고, 카운트값 c에 대응하는 2개의 오프셋 전압이 그 때의 설치 조건에서 플리커를 최소화하도록 화상 신호 보정 및 플리커 검출 신호 보정을 위한 오프셋 전압으로 결정된다(단계 S30).
이들 동작에 의해, 적어도 2개의 농도에 대해 플리커값이 확인되고 최적의 오프셋 전압이 결정될 수 있어, 넓은 범위의 농도를 갖는 원고에 대해 플리커값이감소될 수 있다.
또한, 원고 표면에 조사된 광으로부터 플리커를 검출하도록 구성된 화상 입력 장치에서는, 장치의 설치 환경에 따라 낮에 사용되는 동안 천장 램프 이외에 창으로부터 확산된 광이 조사되는 시간대와, 천장 램프에 의해서만 광이 조사되는 시간대가 존재하고, 플리커 검출 신호와 화상 신호에 발생하는 자연광에 기인하는 오프셋 성분 변동이 시간대에 따라 생긴다.
그러나, 상술한 바와 같이 사용 환경이 주야로 변화하여, 자연광에 기인하는 오프셋 성분 변동이 플리커 검출 신호 및 화상 신호에서 생기면, 이 실시예에서는, 플리커 검출 신호 및 화상 신호가 정확히 보정될 수 있어, 플리커 성분이 제거될 수 있다.
또한, 상기 설명에서는, 동일한 농도의 n 종류(n은 2 이상)의 테스트 원고를 준비하여, 다음의 테스트 원고가 설정되기 전에 미리 정해진 횟수 r회의 측정을 행하였지만, 1장의 테스트 원고가 n 종류의 농도를 가질 수도 있다. 이 경우, 단계 S22에서, 판독되는 대상의 농도에 따라 다른 주사 영역이 설정될 필요가 있지만, 테스트 원고를 변화시키는 수고는 덜 수 있다.
또한, 원고(2)가 설정되는 스탠드부(11) 부분에 근접한 위치에 n 종류의 농도의 영역을 배치함으로써, 각 영역의 화상을 r회 판독하여 오프셋 전압을 설정할 수도 있다.
다음에, 화상 처리 회로(18)의 변형예를 설명한다.
도 7은 본 실시예에 따른 화상 처리 회로의 제2 예를 나타내는 블록도이다.
제2예는 리니어 이미지 센서(1)로부터 출력되는 화상 신호 대신에, 화상 신호 보정 회로(13)에 의해 보정을 위해 오프셋 전압이 부가되는 보정된 화상 신호가 샘플 홀드 회로(12)에 입력되는 점에서 다르다.
더욱이, 도 7에서는, 샘플 홀드 회로로부터 출력되는 플리커 검출 신호에 오프셋 전압을 부가하여 플리커 검출 신호를 보정하는 플리커 검출 신호 보정 회로가 제공되지만, 이 회로 대신에 샘플 홀드 회로(12)에 입력되는 화상 신호에 오프셋 전압을 추가로 부가하여 보정을 수행하는 제2 화상 신호 보정 회로가 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 화상 입력 기구부의 또 다른 예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 화상 입력 기구부의 제2 예를 나타내는 도면이다.
제2 실시예에서는 확산판(26)이 커버의 위쪽 방향이 아니라 아래쪽 방향이고, 원고 표면으로부터 반사되는 광을 플리커 보정을 위해 사용하고 있는 점에서 제1 실시예와 다르다. 특히, 천장측으로부터가 아니라 원고 표면으로부터 광을 취득하여 리니어 이미지 센서(1)에 유도하는 프리즘(27)이 제공되고 있다.
또한, 화상 입력 기구부의 이러한 예에서도, 리니어 이미지 센서의 비선형성에 기인하는 플리커 잔류 성분 및 회로 노이즈에 의한 플리커 잔류 성분을 제거하기 위해 오프셋 전압을 판정하는 동작이 상술한 플로우차트에서와 같은 동일한 처리에 따라 수행될 수도 있다.
화상 입력 기구부의 제2 예에서는, 저출력시에 플리커 검출 광학 경로와 화상 입력의 광학 경로가 동일하고, 실제로 원고를 조사하는 광에 응답하여 플리커가 검출된다. 따라서, 위쪽 방향 이외의 방향으로부터 많은 광이 조사되는 경우에도 화상 신호에 포함되는 플리커 보정을 적절히 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 조명 광량 신호 또는 화상 신호에 전압을 부가하여, 리니어 이미지 센서 및 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영항을 제거하고, 조사 광량 신호 또는 전압이 부가된 조명 광량 신호를 분모 입력으로 하고, 전압이 부가된 화상 신호 또는 상기 화상 신호를 분자 입력으로하여 제산을 행한다. 이러한 구성에 의해, 원고로부터의 광이 약하고, 리니어 이미지 센서로부터 충분한 전압의 화상 신호 출력이 얻어지지 않는 경우에, 노이즈로서 정 전압 또는 부 전압의 오프셋 전압이 리니어 이미지 센서로부터의 화상 신호 출력에 중첩되어 있는 경우, 또한, 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성에서 비선형성이 현저해질 정도까지 원고로부터의 입력 광량이 미소해지는 경우에도, 오프셋 전압이나 리니어 이미지 센서의 광전 변환 특성의 영향을 제거하고, 화상 신호가 생성되는 부분의 선형 특성을 연장하여 구해지는 가상 흑 전압을 0에 일치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 조명 광량 신호와 화상 신호의 양쪽에 선형 화상 전압을 인가하여, 센서 및 조사광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하고, 전압이 부가된 조명 광량 신호를 분모 입력으로 하고, 전압이 부가된 화상 신호를 분자 입력으로 하여 제산을 행한다.
이러한 구성에 의해, 화상이 결상되어 화상 신호가 생성되는 부분의 선형 특성을 연장하여 구해지는 가상 전압 뿐만 아니라, 조명 광량 검출용에 사용되고 있는 광전 변환 소자의 선형 특성을 연장하여 구해지는 가상 흑 전압을 정확히 0에 일치시킬 수 있게 되어, 제산에 의한 플리커 보정이 적절히 처리된다. 검출되는 조명 광량이 리니어 이미지 센서의 비선형성이 문제가 될 정도의 밝기인 경우에도 플리커 제거 보정을 확실하게 수행할 수 있고, 입력 화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 밤과 낮 등의 사용 환경이 변화하고, 그리고, 자연광에 기인하는 오프셋 성분차가 발생하는 경우에도, 충분히 만족할 수 있는 정도로까지 플리커 성분을 제거할 수 있다.

Claims (18)

  1. 화상 입력 장치에 있어서,
    직선형으로 배열된 복수의 수광 소자를 가지며, 상기 수광 소자 상에 결상된 선형 화상의 화상 신호를 출력하기 위한 리니어 이미지 센서(linear image sensor),
    원고 상의 직선형 영역의 화상을 상기 리니어 이미지 센서의 상기 수광 소자의 열 상에 결상하기 위한 결상 광학계,
    상기 리니어 이미지 센서에 결상된 상기 직선형 영역을 이동시켜 상기 리니어 이미지 센서에 의해 원고의 화상 전체를 주사하는 부주사 기구,
    원고를 조사하는 조명 광량 신호에 따른 전압을 가리키는 조명 광량 신호를 출력하기 위한 조명 광량 검출부,
    상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호중의 적어도 하나에 보정 전압을 부가하여, 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 보정 전압 부가부, 및
    상기 보정 전압이 부가되지 않은 조명 광량 신호 또는 상기 보정 전압이 부가된 조명 광량 신호에 기초하여 상기 보정 전압이 부가된 화상 신호 또는 상기 보정 전압이 부가되지 않은 상기 화상 신호의, 상기 조명 광량 신호의 조명 광량 변동에 의한 전압 변동을 제거하는 보정부
    를 포함하는 화상 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정 전압 부가부는,
    제1 전압을 상기 조명 광량 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광량 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제1 전압 부가 회로와,
    제2 전압을 상기 화상 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제2 전압 부가 회로
    중의 하나를 포함하고,
    상기 보정부는 상기 조명 광량 신호 또는 상기 제1 전압이 부가된 조명 광량 신호를 분모 입력으로 사용하고, 상기 제2 전압이 부가된 상기 화상 신호 또는 상기 화상 신호를 분자 입력으로 사용하여 제산을 수행하는 제산 회로를 포함하는 화상 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보정 전압 부가부는,
    제1 전압을 상기 조명 광량 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서 및 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제1 전압 부가 회로, 및
    제2 전압을 상기 화상 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제2 전압 부가 회로
    를 포함하며,
    상기 보정부는 상기 제1 전압이 부가된 상기 조명 광량 신호를 분모 입력으로 사용하고, 상기 제2 전압이 부가된 상기 화상 신호를 분자 입력으로 사용하여 제산을 수행하는 제산 회로를 포함하는 화상 입력 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 전압을 복수의 단계로 설정하고, 각각의 전압 설정에 대해 상기 원고의 선정된 위치의 화상을 복수회 판독하고, 상기 제산 회로로부터 출력된 상기 보정 화상 신호의 전압 변동량을 산출하고, 상기 전압 변동량을 최소화하는 전압 설정을 구하여 상기 제1 또는 제2 전압을 결정하는 전압 결정부를 더 포함하는 화상 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전압 결정부는 상기 원고 상의 흑색이 아닌 영역을 설정하고, 상기 영역의 화상을 판독해서 상기 제1 및 제2 전압을 결정하는 화상 입력 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 리니어 이미지 센서, 상기 결상 광학계, 상기 부주사 기구, 및 상기 조명 광량 검출부를 구비하는 화상 입력 기구부를 상기 원고로부터 떨어져 지지하고, 비흑색 농도를 가지며 상기 원고 근방에 배치되는 부분을 갖는 스탠드부(stand section)를 더 포함하고,
    상기 전압 결정부는 상기 원고의 근방에 배치된 상기 스탠드부의 상기 부분의 화상을 판독해서 상기 제1 및 제2 전압을 결정하는 화상 입력 장치.
  7. 제3항에 있어서, 복수 유형의 농도를 갖는 두개 이상의 화상 각각에 대해 상기 제1 및 제2 전압을 복수 단계로 설정하고, 각각의 전압 설정에 대해 상기 원고의 선정된 위치의 화상을 복수회 판독하고, 상기 제산 회로로부터 출력된 상기 보정 화상 신호의 전압 변동량을 산출하고, 상기 농도에 따른 복수의 전압 변동값을 최소화하는 전압 설정을 구하여 상기 제1 및 제2 전압을 결정하는 전압 결정부를 더 포함하는 화상 입력 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압 결정부는 상기 원고 상의 흑색이 아닌 영역을 설정하고, 상기 영역의 화상을 판독해서 상기 제1 및 제2 전압을 결정하는 화상 입력 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 리니어 이미지 센서, 상기 결상 광학계, 상기 부주사 기구, 및 상기 조명 광량 검출부를 구비하는 화상 입력 기구부를 상기 원고로부터 떨어져 지지하고, 비흑색 농도를 가지며 상기 원고 근방에 배치되는 부분을 갖는 스탠드부(stand section)를 더 포함하고,
    상기 전압 결정부는 상기 원고의 근방에 배치된 상기 스탠드부의 상기 부분의 화상을 판독해서 상기 제1 및 제2 전압을 결정하는 화상 입력 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보정 전압 부가부는,
    제1 전압을 상기 화상 신호와 상기 조명 광량 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하기 위한 제1 전압 부가 회로, 및
    상기 제1 전압뿐아니라 제2 전압을 상기 제1 전압이 부가된 상기 조명 광량 신호에 부가하여 상기 리니어 이미지 센서와 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 제2 전압 부가 회로
    를 포함하고,
    상기 보정부는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압이 부가된 상기 조명 광량 신호를 분모 입력으로 사용하고, 상기 제1 전압이 부가된 상기 화상 신호를 분자 입력으로 사용하여 제산을 수행하는 제산 회로를 포함하는 화상 입력 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 조명 광량 검출부는 상기 리니어 이미지 센서의 화상 판독시작측의 일부인 화상 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    위로부터 복사하는 조명 광을 확산시켜 취하는 확산판, 및
    상기 확산판으로부터 취한 상기 광을 상기 리니어 이미지 센서의 상기 화상 판독 시작측의 일부에 전송하는 프리즘
    을 더 포함하는 화상 입력 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    아래쪽으로 배향되며, 원고 표면에서 반사된 광을 확산시켜 취하는 확산판, 및
    상기 확산판으로부터 취한 상기 광을 상기 리니어 이미지 센서의 상기 화상 판독 시작측의 일부에 전송하는 프리즘
    을 더 포함하는 화상 입력 장치.
  14. 화상 입력 방법에 있어서,
    직선 형태로 배열된 복수의 수광 소자를 구비하고, 리니어 이미지 센서의 수광 소자 열 상에 원고 상의 직선형 영역의 화상을 결상하고, 상기 결상된 상기 직선형 영역을 이동시켜 상기 리니어 이미지 센서에 의해 상기 원고의 화상 전체를 주사하는 단계,
    상기 리니어 이미지 센서에 상기 수광 소자 상에 결상된 선형 화상의 화상 신호를 출력하는 단계,
    조명 광량 검출부에 상기 원고를 조명하는 조명의 광량에 따른 전압을 나타내는 조명 광량 신호를 출력하는 단계, 및
    상기 조명 광량 신호 및 상기 화상 신호의 적어도 한쪽에 상기 리니어 이미지 센서 및 상기 조명 광 검출부의 광전 변환 특성의 비선형성에 의한 영향을 제거하는 전압을 부가하여, 상기 조명 광량의 변동에 기초한 화상 신호의 전압 변동을 제거하는 단계
    를 포함하는 화상 입력 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 리니어 이미지 센서가 상기 원고의 전 화상을 주사하기 전에 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호중의 하나에 부가될 전압의 설정을 변경하고, 상기 원고의 선정된 부분을 복수회 주사하며, 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호중의 하나에 부가될 전압을 결정하여 상기 전체 주사하는 동안 상기 조명 광량의 변동에 기초하여 상기 화상 신호의 전압 변동을 제거하는 단계를 더 포함하는 화상 입력 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호에 부가될 상기 전압을 결정하는 단계는,
    상기 선정된 주사 영역의 주사 회수에 대응하여 설정된 전압을 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호 중의 적어도 하나에 부가하고, 상기 조명 광량의 변동에 기초하여 상기 화상 신호의 상기 전압 변동을 제거하여 신호를 출력하는 단계,
    상기 주사 회수에서 출력된 상기 신호의 변동값을 비교하는 단계, 및
    상기 전체 주사 동안 상기 변동값이 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호중의 하나에 부가될 전압으로서 최소인 경우, 상기 주사 회수에서 설정된 전압을 결정하는 단계
    를 포함하는 화상 입력 방법.
  17. 제14항에 있어서, 서로 다른 균일한 농도를 갖는 적어도 두개의 원고에 대해 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호에 부가될 전압의 설정을 변경하고, 상기 리니어 이미지 센서가 상기 원고의 전체 화상을 주사하기 전에 주사를 복수회 수행하며, 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호에 부가될 전압을 결정하여 전체 주사 동안 상기 조명 광량의 변동에 기초하여 상기 화상 신호의 상기 전압 변동을 제거하는 단계를 더 포함하는 화상 입력 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호중의 하나에 부가될 전압을 결정하는 단계는,
    상기 선정된 주사 영역의 주사 회수의 각각에 따라 설정된 상기 두가지 전압을 상기 적어도 두개 원고 각각 내의 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호에 부가함으로써 상기 조명 광량의 변동에 기초한 상기 화상 신호의 전압 변동을 제거하는 신호를 출력하고, 상기 주사 회수 각각에 출력된 상기 신호의 변동값을 산출하는 단계,
    상기 주사 회수에 따라 상기 주사 회수 각각에 대해 산출된 적어도 두개의 변동값을 저장하는 단계, 및
    각각의 주사 회수에서의 변동값들중의 변동값을 비교하여 최소값을 검색하며, 전체 주사 동안 상기 주사 회수에 따른 상기 두개의 전압을 상기 조명 광량 신호와 상기 화상 신호에 부가될 두개의 전압으로서 결정하는 단계
    를 포함하는 화상 입력 방법.
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