KR100939390B1 - 화상 판독 장치 및 방법 - Google Patents

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도루 미야께
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Abstract

본 발명은, 확실하게, 짧은 판독 시간에 S/N이 좋고, 해상도가 높은 화상 데이터를 취득할 수 있도록 한다. CCD(102)는 원고와 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를, 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하여 설치한다. 신호 처리부(107)는 CCD(102)에 의해 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 화소 성분을 검출하고, 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성한다. 본 발명은 스캐너에 적용할 수 있다.
Figure R1020037011737
화소 성분, 검출 위치, 스캐너, 신호 처리부, 검출 소자

Description

화상 판독 장치 및 방법{IMAGE READING DEVICE AND METHOD}
본 발명은, 화상 판독 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 피검출물의 화상을 판독하는 화상 판독 장치 및 방법에 관한 것이다.
종이 또는 사진 등의 피사체인 원고의 화상을 판독하고, 화상에 대응하는 화상 데이터를 생성하는 스캐너가 널리 사용되고 있다. 스캐너에서, CCD 등이 사용되고 있다.
이러한 스캐너에서, CCD에 원고의 소정 범위의 화상을 판독시킨 후, CCD를 이동시킴과 함께, 원고의 다른 범위의 화상을 촬상하지 않도록, CCD의 셔터를 동작시키고, 판독해야할 원고의 다음 범위에 CCD가 도달했을 때, 화상을 촬상시키도록 CCD의 셔터를 동작시키는 제어를 반복하여, 원고의 원하는 범위의 화상을 판독하였다.
그러나, 해상도를 향상시키기 위해서는, CCD의 주사 방향으로의 이동에 대응하여, 피사체의 보다 좁은 영역의 소정의 위치의 화상만을 촬상하도록 셔터를 동작시켜야 하며, CCD의 촬상 시간이 짧아짐에 따라, 취득된 화상 데이터의 S/N이 나빠지는 문제점이 있었다. 판독의 시간을 짧게 하기 위해서는, CCD의 주사 방향으로의 이동에 대응하여, 보다 짧은 노출 시간에 촬상하도록 셔터를 동작시켜야 하므 로, CCD의 촬상 시간이 짧아져, 마찬가지로 취득된 화상 데이터의 S/N이 나빠진다는 문제점이 있었다.
또한, 메카니컬 셔터에 의한 촬상에서, 검출 소자의 이동에 대응하여, 셔터의 개폐를 빈번히 행할 필요가 있고, 기구의 부하가 커지므로, 고장나기 쉽다는 문제가 있다. 이 경우, 메카니컬 셔터를 빈번히 동작시키면, 소비되는 전력이 커진다는 문제도 있다.
또한, 단순히 화상 데이터의 S/N을 크게 하기 위해, 촬상 시간을 길게 하게 되면, 피사체의 촬상 위치에서 CCD를 일일이 멈추어야 하므로, 판독에 시간이 걸린다는 문제점이 있다.
<발명의 개시>
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 확실하게, 짧은 판독 시간에, S/N이 좋고, 해상도가 높은 화상 데이터를 취득할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 화상 판독 장치는, 피검출물과 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하여 설치하는 판독 수단과, 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 수단과, 화소 성분 검출 수단에 의해 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 수단을 포 함하는 것을 특징으로 한다.
화소 성분 검출 수단은 제1 화소값과, 처리 단위 시간을 라인 센서의 열의 수로 분할한 분할 단위 시간마다 축적되는, 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분과의 관계를 나타내는 모델을 생성하는 모델 생성 수단을 포함하고, 모델 생성 수단에 의해 생성된 모델에 기초하여 화소 성분을 검출하도록 할 수 있다.
화상 판독 장치는 검출 소자와 피검출물과의 상대 속도를 검출하는 속도 검출 수단을 더 포함하고, 모델 생성 수단은 속도 검출 수단에 의해 검출되는 상대 속도에 대응하여, 판독 수단에 마련되어 있는 라인 센서의 검출 소자의 일부로부터 취득된 제1 화소값과 화소 성분과의 관계를 나타내는 모델을 생성하도록 할 수 있다.
화상 판독 장치는 검출 소자와 피검출물과의 상대 속도를 검출하는 속도 검출 수단을 더 포함하고, 모델 생성 수단은 속도 검출 수단에 의해 검출되는 상대 속도에 대응하여, 판독 수단의 상대 이동 방향으로 열을 지어 배열되어 있는 복수의 검출 소자 중, 인접하는 검출 소자로부터 취득되는 제1 화소값을 합하여 얻은 제3 화소값과 화소 성분과의 관계를 나타내는 모델을 생성하도록 할 수 있다.
화상 판독 장치는, 판독 수단이 초기 위치에 위치하는 경우, 처리 단위 시간의 기간, 피검출물에 대하여 정지한 상태에서, 판독 수단에 피검출물을 촬상시키고, 검출 소자에 대응하는 제1 화소값을 출력시키도록 판독 수단을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고, 화소 성분 검출 수단은 제1 화소값과 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분과의 관계를 나타내는 모델에, 제어 수단의 제어에 기초하여, 판독 수단이 피검출물에 대하여 정지한 상태에서 촬상한 제1 화소값에 기초하여 생성된 화소 성분을 대입하는 것에 의해 다른 화소 성분을 검출하도록 할 수 있다.
제어 수단은, 소정의 시간 간격으로, 처리 단위 시간의 기간, 피검출물에 대하여 정지한 상태에서, 판독 수단에 피검출물을 촬상시키고, 검출 소자에 대응하는 제1 화소값을 출력시키도록 판독 수단을 제어할 수 있다.
화상 판독 장치는 제1 화소값의 각각이 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 화소 성분을 포함하도록, 판독 수단의 검출 소자마다 노출 시간을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고, 화소 성분 검출 수단은 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 화소 성분을 각각에 포함하는 제1 화소값과, 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분과의 관계를 나타내는 모델에 기초하여, 화소 성분을 검출하도록 할 수 있다.
제어 수단은 소정의 시간 간격으로, 제1 화소값의 각각이 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 화소 성분을 포함하도록, 판독 수단의 검출 소자마다 노출 시간을 제어하도록 할 수 있다.
화상 판독 장치는 피검출물과 판독 수단과의 상대적인 위치를 변화시키도록, 피검출물 및 판독 수단 중 어느 한쪽을 이동시키는 이동 수단을 더 포함할 수 있다.
화소 성분 검출 수단은 검출 소자에 의해 취득된 제1 화소값을, 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 정규 방정식을 생성하는 정규 방정식 생성 수단을 갖고, 정규 방정식 생성 수단에 의해 생성된 정규 방정식에 기초하여, 화소 성분을 검출하도록 할 수 있다.
화상 판독 장치는 상대 이동 방향으로 복수열로 배열되어 있는 검출 소자의 각각이, 피검출물의 검출 위치 중 동일한 위치인 제1 위치로부터 노광을 개시하고, 동일한 위치인 제1 위치와 상이한 제2 위치에서 노광을 종료하도록, 판독 수단의 촬상을 제어하는 제1 제어 수단과, 복수열로 배열되어 있는 검출 소자 모두가 제1 위치에 도달하고, 노광을 개시한 제1 시각과, 복수열로 배열되어 있는 검출 소자 중 어느 1개가 제2 위치에 도달하며, 노광을 종료한 제2 시각과의 사이의 제3 시각에, 검출 소자에 노광을 종료시킨 후, 노광을 개시시키도록, 판독 수단의 촬상을 제어하는 제2 제어 수단을 더 포함하고, 정규 방정식 생성 수단은, 제1 위치, 제2 위치, 또는 제3 시각에서의 검출 위치인 제3 위치에 대응하는 화소 성분을 포함하는, 복수의 화소 성분과 제1 화소값과의 관계를 나타내는 정규 방정식에, 검출 소자에 의해 취득된 제1 화소값을 설정하는 것에 의해, 정규 방정식을 생성하도록 할 수 있다.
정규 방정식 생성 수단은, 최소 제곱법을 적용하여 화소 성분을 산출하기 위한 정규 방정식을 생성하도록 할 수 있다.
정규 방정식 생성 수단은, 제1 화소값을 취득하기 위한 노출 시간의 길이에 대응하여 가중치가 부여된 정규 방정식을 생성하도록 할 수 있다.
본 발명의 화상 판독 방법은, 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 단계와, 화소 성분 검출 단계의 처리에 의해 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체의 프로그램은, 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 단계와, 화소 성분 검출 단계의 처리에 의해 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프로그램은, 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 단계와, 화소 성분 검출 단계의 처리에 의해 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 단계를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 한다.
검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 화소 성분이 검출되고, 검출된 화소 성분에 기초하여, 피검출물의 검출 위치에 대응한 제2 화소값이 생성된다.
도 1은 본 발명에 따른 화상 판독 장치인 스캐너의 일 실시예의 구성을 도시 하는 도면.
도 2는 플랫베드 스캐너의 구성예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 화상 판독 장치의 보다 상세한 기능의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 신호 처리부(107)의 기능의 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 움직임 불선명 제거부(154)의 기능의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 종래의 스캐너의 CCD(201) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시하는 도면.
도 7은 종래의 스캐너의 CCD(201) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시하는 도면.
도 8은 움직임 불선명을 설명하는 도면.
도 9는 움직임 불선명을 설명하는 도면.
도 10은 움직임 불선명량의 변화를 설명하는 도면.
도 11은 움직임 불선명량의 변화를 설명하는 도면.
도 12는 본 발명에 따른 스캐너의 CCD(102) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 스캐너의 CCD(102) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시하는 도면.
도 14는 CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면.
도 15는 CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면.
도 16은 CCD(102)가 정지하고 있을 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면.
도 17은 CCD(102)가 이동하고 있을 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면.
도 18은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 19는 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20은 원고(21)가 판독되는 영역을 설명하는 도면.
도 21은 CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면.
도 22는 CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면.
도 23은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 24는 CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면.
도 25는 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 26은 CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면.
도 27은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 28은 판독의 처리를 설명하는 흐름도.
도 29는 화상 신호의 처리를 설명하는 흐름도.
도 30은 움직임 불선명의 제거 처리를 설명하는 흐름도.
도 31은 움직임 불선명 제거부(154)의 기능의 구성을 도시하는 블록도.
도 32는 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 33은 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면.
도 34는 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 다른 예를 설명하는 도면.
도 35는 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 다른 예를 설명하는 도면.
도 36은 움직임 불선명의 제거 처리를 설명하는 흐름도.
도 37은 본 발명에 따른 스캐너의 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면.
도 38은 본 발명에 따른 스캐너의 또 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면.
도 39는 본 발명에 따른 스캐너의 또 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
스캐너는 피검출물의 예인, 종이 또는 사진 등의 원고에, 2차원 정보로서 형 성되어 있는 화상으로부터, 화상의 화소의 위치 및 분광 반사율(또는, 분광 투과율)에 상당하는 정보를 판독하고, 판독한 정보를 디지털 데이터로 변환하여, 컴퓨터 등의 정보 처리 장치에 출력하는 화상 판독 장치이다.
스캐너는 조명광원, 광학계, 및 선형 이미지 센서(라인 센서) 등으로 이루어져, 주주사를 행하는 판독부, 부주사를 행하는 반송계, 및 데이터 압축 등의 처리를 실행하는 신호 처리부 등으로 구성된다.
선형 이미지 센서를 이용한 스캐너를 부주사에 주목하면, 시트 피드 스캐너, 플랫베드 스캐너, 핸디 스캐너, 및 필름 스캐너로 분류된다.
시트 피드 스캐너에서는 판독부가 고정되고, 반송계에 의해 원고가 이송되어, 부주사가 실행된다.
플랫베드 스캐너에서는 원고가 고정되어, 광학계 및 판독부가 이동하고, 부주사가 실행된다.
핸디 스캐너의 부주사는 사용자가 핸디 스캐너 본체를 꽉 쥐고, 원고에 대하여 이동시키는 것에 의해 실행된다.
필름 스캐너는 사진의 필름(소위 35㎜ 필름, 또는 APS(the Advanced Photographic System) 등) 전용 투과에 의한 화상을 판독하는 스캐너이다.
도 1은 본 발명에 따른 화상 판독 장치인 스캐너의 일 실시예의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 구성을 도시하는 스캐너는 소위 시트 피드 스캐너이다.
선형 이미지 센서(11)는 조명광원(16)으로 조명되고 있는, 피검출물의 예인 원고(21)의 가는 라인형상의 영역, 예를 들면 도 1에 도시하는 판독 중인 영역의 반사광(또는 투과광)을, 렌즈(12) 등으로 이루어지는 광학계를 통하여 취득한다. 선형 이미지 센서(11)는, 예를 들면 도 1 내의 주주사 방향으로, 라인 형상으로 검출 소자를 배열한 디바이스이고, CCD(Charge Coupled Device), 또는 CMOS(Complementary Meta1-oxide Semiconductor) 센서 등으로 이루어진다.
선형 이미지 센서(11)는 취득한 반사광에 대응하는 신호를 처리부(13)로 공급한다. 즉, 선형 이미지 센서(11)는 원고(21)의 화상을 판독하고, 판독한 화상에 대응하는 신호를 처리부(13)로 공급한다.
원고(21)는, 반송계(15)로부터 공급되는 구동력에 기초하여, 롤러(14)에 의해 소정의 속도로 반송되고 있으므로, 원고(21)와 렌즈(12) 및 선형 이미지 센서(11)와의 상대 위치는 조금씩 벗어나게 된다. 선형 이미지 센서(11)는 원고(21)의 이동에 대응하여, 다음 영역의 반사광을 취득하여, 다음 영역의 화상에 대응하는 신호를 처리부(13)로 공급한다.
도 1에서, A는 판독 중인 영역을 나타내고, B는 다음에 판독되는 영역을 나타낸다.
선형 이미지 센서(11)는 원고(21)의 반송에 대응하여, 원고(21)의 소정의 영역의 화상의 판독 처리를 반복하고, 판독 처리에 대응하여, 화상의 신호를 순차적으로 처리부(13)로 공급한다.
원고(21)가 소정의 속도로 반송되고 있으므로, 선형 이미지 센서(11)가 출력하는 화상의 신호는, 움직임 불선명을 포함한다.
렌즈(12)는, 원고(21)의 화상이 판독되는 영역에 의해 반사된 광을 굴절시키 고, 원고(21)의 판독 영역에 대응하는 상을 선형 이미지 센서(11)에 결상시킨다.
처리부(13)는 선형 이미지 센서(11)로부터 공급된 화상에 대응하는 신호에 기초하여, 움직임 불선명을 제거한 디지털 데이터인 화상 데이터를 생성하여, 도시하지 않은 컴퓨터 등의 정보 처리 장치에 생성한 화상 데이터를 출력한다.
도 2는 본 발명에 따른 화상 판독 장치인 스캐너의 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 구성을 도시하는 스캐너는 소위 플랫베드 스캐너이다.
도 1에 도시하는 경우와 동일한 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
원고대(41)는, 평평하고 투명한 유리, 또는 플라스틱 등으로 이루어진다. 원고대(41)에는 판독되는 화상이 주사부(42)를 향하도록, 원고(21)를 놓는다. 원고대(41)에 놓인 원고(21)는 본체(31)에 대하여 고정된다.
주사부(42)는 광학계 및 선형 이미지 센서(11) 등으로 이루어지며, 원고(21)의 화상을 판독할 때, 도시하지 않은 구동부에 의해, 원고대(41), 즉 원고(21)에 대하여 소정의 속도로, 예를 들면 도 1의 좌측으로부터 우측으로 이동한다.
주사부(42)는 라인 센서인 선형 이미지 센서(11), 렌즈(12), 조명광원(16), 미러(51), 미러(52), 및 미러(53) 등으로 이루어진다.
미러(51), 미러(52) 및 미러(53)는 조명광원(16)으로부터 조사되고, 원고대(41)를 통해 원고(21)로부터 반사된 광을 반사하고, 렌즈(12)를 통해 선형 이미지 센서(11)에 입사시킨다.
원고(21)가 판독하는 영역에 대하여 선형 이미지 센서(11)가 소형일 때, 광 학계는 축소 광학계로 되고, 선형 이미지 센서(11)에 입사되는 광에 의한 상은 원고의 화상과 비교하여 축소된다.
한편, 원고(21)가 판독하는 영역에 대하여 선형 이미지 센서(11)가 거의 동등한 길이일 때, 광학계는 렌즈(12)로서, 로트렌즈 어레이 등이 이용된 등배 광학계로 되고, 선형 이미지 센서(11)에 입사되는 광에 의한 상은 원고(21)의 화상과 동등한 길이로 된다.
광택이 있는 원고(21)에서, 선형 이미지 센서(11)에 조명광원(16)으로부터 조사되는 광의 정반사 성분이 입사되면, 검출 소자가 포화되고, 선형 이미지 센서(11)는 화상을 판독할 수 없으므로, 조명광원(16)으로부터 조사되는 광의 정반사 성분이 선형 이미지 센서(11)에 입사되지 않도록 광학계의 광축이 설정된다.
선형 이미지 센서(11)를 포함하는 주사부(42)는 소정의 속도로 이동하면서, 원고(21)의 화상을 취득하므로, 주사부(42)로부터 신호 처리부(13)로 공급되는 신호에는 움직임 불선명이 포함된다. 움직임 불선명의 상세한 내용에 대해서는 후술하겠다.
선형 이미지 센서(11)에 입사되는 광이, 밝고 또한 균일해지도록 광학계가 설정된다. 선형 이미지 센서(11)에 입사되는 광의 밝기 및 균일성을 저해하는 요인에는, 조명광원(16)의 배광 분포, 광학계의 COS 4칙(則), 또는 렌즈(12)의 비네팅 등이 있다.
조명광원(16)의 배광 분포는, 특히 선형 이미지 센서(11)의 양단에 입사되는 광에서 문제가 되는 경우가 많다. 광학계의 COS 4칙은 광학계의 주변 시야의 밝기 가 COS4θ에 비례하여 어두워지는 것을 나타내는 법칙이다. 비네팅이란, 광속이 렌즈(12)의 모서리 등에서 반사되어, 밝기가 감소하는 것을 의미한다.
조명광원(16)의 배광 분포, 광학계의 COS 4칙, 및 렌즈(12)의 비네팅 등은 선형 이미지 센서(11)의 중앙의 광과 비교하여, 선형 이미지 센서(11)의 주변부의 광이 어두워지는 원인이다.
선형 이미지 센서(11)에서, 중앙의 광과 비교하여, 주변부의 광이 어두워지는 것을 방지하기 위해, 광학적 셰이딩 보정을 행하여, 중앙의 광량을 줄이고, 결과적으로 상면광량을 아주 일정하게 가까이 하는 것 등이 행해진다.
처리부(13)는 A/D(Analog/Digital) 변환부, 임베디드 컴퓨터, 또는 DSP(Digital Signal Processor) 등으로 이루어지며, 선형 이미지 센서(11)로부터 공급된 화상에 대응하는 신호에 기초하여, 움직임 불선명을 제거한, 디지털 데이터인 화상 데이터를 생성하여, 도시하지 않은 컴퓨터 등의 정보 처리 장치에 생성한 화상 데이터를 출력한다.
본 발명에 따른 스캐너는 컬러 스캐너로 할 수도 있다.
컬러 스캐너에서, 원고의 색 분해가 실행된다. 색 분해의 방법은, 광원 전환 방식, 필터 전환 방식, 및 컬러 선형 이미지 센서 방법으로 크게 나누어진다.
광원 전환 방식에서는 분해되는 색에 대응하는 조명광원(16)인 3개의 형광 램프를 순차적으로 점멸하고, 모노크롬인 선형 이미지 센서(11)로 원고(21)의 화상을 순차적으로 판독하여, 적, 녹, 및 청의 신호 출력을 얻는다.
필터 전환 방식에서는, 조명광원(16)과 선형 이미지 센서(11)와의 사이에, 적, 녹, 및 청의 컬러 필터를 설치하고, 컬러 필터를 전환하여, 적, 녹, 및 청의 신호 출력을 얻는다.
컬러 선형 이미지 센서 방법에서는, 3 라인을 하나의 단위로 하거나 선형 이미지 센서와 컬러 필터를 1 패키지로 조합한 컬러 이미지 센서로 색 분해와 판독이 동시에 실행된다.
도 3은 본 발명에 따른 화상 판독 장치의 보다 상세한 기능의 구성을 도시하는 블록도이다.
아이리스(101)는 렌즈(12)를 통해 CCD(102)에 입사되는 광량을 그 강도에 대응하여 조인다.
CCD(102)는 선형 이미지 센서(11)에 대응하여, 타이밍 제너레이터(103)로부터 공급되는 구동 신호에 기초하여, 입사된 광에 대응하는 신호를 생성하고, 생성한 신호를 이득 조정/잡음 억제부(104)에 공급한다.
CCD(102)에서는 라인형상(1차원)으로 나열된 감광부인 포토다이오드가 입사된 광의 에너지를 전하로 변환하고, 시프트 전극이 전하를 CCD 아날로그 레지스터로 이송한다. CCD(102)의 포토다이오드는 검출 소자에 대응한다. CCD(102)는 노출 시간에 있어서, 입사된 광의 에너지를 순차적으로 전하로 변환하고, 변환된 전하를 방출하지 않고, 축적해 가므로, 시간 적분 효과를 갖는다고 할 수 있다. 노출 시간은 처리 단위 시간에 대응한다.
CCD(102)의 전송부인 CCD 아날로그 레지스터는 이송된 전하를, 통상적으로 구동 신호에 포함되는 2상의 클럭 펄스로, 출력부에 순차적으로 전송한다. CCD(102)의 출력부는 전하를 전압으로 변환한다.
즉, CCD(102)는 라인 형상으로 배열한 N개의 감광부에서 수취한 광을 N개의 전압 신호로 변환하여, 아날로그인 전압 신호를 출력한다.
CCD(102)는 컬러화의 대응으로서, 3 라인마다 컬러 필터를 하나의 패키지로서 조립하도록 해도 된다. CCD(102)에서, 고감도화, 저노이즈화, 고속화, 고분해능화, 및 저소비 전력화가 계속해서 도모되고 있다.
이득 조정/잡음 억제부(104)는 CCD(102)로부터 공급된 신호의 레벨을 조정함과 함께, 상관 2중 샘플링(Correlated Double Sampling) 등의 처리를 신호에 적용하여, 신호에 포함되는 잡음을 억제한다. 상관 2중 샘플링은 신호 기간에 포함되는 잡음이 필드스루의 0 레벨의 기간에 포함되는 잡음과 강한 상관을 갖는 것을 이용하여, 특히 리세트 잡음의 억제에 효과를 갖는다.
이득 조정/잡음 억제부(104)는 신호의 레벨이 조정되어, 잡음이 억제된 신호를 A/D 변환부(105)로 공급한다.
A/D 변환부(105)는 이득 조정/잡음 억제부(104)로부터 공급된 신호를 아날로그/디지털 변환하고, 디지털 신호인 화상 신호를 메모리(106)로 공급한다.
메모리(106)는 A/D 변환부(105)로부터 공급된 화상 신호를 순차적으로 기억하고, 원고(21)에 대응하는 화상 데이터를 구성한다. 메모리(106)는 화상 데이터를 신호 처리부(107)로 공급한다.
신호 처리부(107)는 메모리(106)로부터 공급된 원고(21)에 대응하는 화상 데이터에 결함 보정의 처리, 화이트 밸런스의 조정의 처리 등을 적용함과 함께, 화상 데이터에 포함되는 움직임 불선명을 제거하고, 데이터 전송부(109)로 공급한다. 신호 처리부(107)는 결함 보정의 처리, 화이트 밸런스의 조정의 처리, 및 움직임 불선명 제거 처리를 적용할 때, 화상 데이터를 일시적으로 메모리(108)에 기억시킴과 함께, 메모리(108)에 기억되어 있는 화상 데이터에 처리를 적용한다.
데이터 전송부(109)는 신호 처리부(107)로부터 공급된 화상 신호를 메모리(110)에 일시적으로 기억시킴과 함께, 메모리(110)에 기억되어 있는 화상 데이터를 소정의 방식으로 외부의 기기로 전송한다.
메인 CPU(111)는 외부로부터 공급된 외부 컨트롤 신호에 기초하여, 조명광원(16)의 발광, 타이밍 제너레이터(103)의 구동 신호의 생성, 이득 조정/잡음 억제부(104)의 처리, 컨트롤러(112)의 처리 및 모터(113)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 메인 CPU(111)는, 후술하는 CCD(102)의 화소마다의 전자 셔터의 구동을 타이밍 제너레이터(103)에 실행시킨다. 또한, 예를 들면, 메인 CPU(111)는 후술하는 원고(21)와 선형 이미지 센서(11)와의 상대적인 이동을 반송계(15) 또는 주사부(42)의 구동부를 제어하여, 실현한다.
메인 CPU(111)는, 반송계(15) 또는 주사부(42)의 구동부로부터, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도를 나타내는 데이터를 취득한다. 메인 CPU(111)는 원고 (21)와 CCD(102)와의 상대 속도를 나타내는 데이터를, 컨트롤러(112)를 통해 신호 처리부(107)로 공급한다.
컨트롤러(112)는 메인 CPU(111)의 제어에 기초하여, 신호 처리부(107)의 동작 및 데이터 전송부(109)의 동작을 제어한다.
모터(113)는 메인 CPU(111)의 제어에 기초하여, 아이리스(101)를 구동하고, 아이리스(101)의 조리개를 조정시킨다.
전원부(114)는 CCD(102) 내지 인터페이스(115) 각각에 각각의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
메인 CPU(111)에는 또한 인터페이스(115)를 통해, 드라이브(121)가 접속되어 있다. 드라이브(121)는 장착되어 있는 자기 디스크(131), 광 디스크(132), 광 자기 디스크(133), 또는 반도체 메모리(134)에 기록(기억)되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하고, 판독한 프로그램 또는 데이터를 인터페이스(115)를 통해 메인 CPU(111)로 공급한다.
메인 CPU(111)는 드라이브(121)로부터 공급된 프로그램을 실행하거나, 또는 프로그램을 컨트롤러(112) 또는 신호 처리부(107)로 공급한다.
도 4는 신호 처리부(107)의 기능의 구성을 도시하는 블록도이다.
결함 보정부(151)는 CCD(102)의 화소 중 광에 반응하지 않는 것, 또는 항상 전하를 갖는 것에 대응하는, 입력된 화상 데이터의 흠집 결함 화소의 위치를 검출하는데, 예를 들면, 흠집 결함 화소에 인접하는 화소값을 설정하는 등의 처리에 의해, 흠집 결함 화소를 보정한다. 결함 보정부(151)는 흠집 결함 화소를 보정한 화상 데이터를 클램프부(152)로 공급한다.
클램프부(152)는 화상 데이터의 휘도 신호의 셋업 레벨을 정하고, 셋업 레벨을 정한 화상 데이터를 화이트 밸런스부(153)로 공급한다. A/D 변환부(105)가 출력하는 데이터는 마이너스의 값이 컷트되는 것을 방지하기 위해, 플러스의 방향으 로 시프트되고 있다. 클램프부(152)는 그 시프트량을 원래대로 되돌리고, 화상 데이터에 정확한 마이너스의 값이 포함되도록 한다.
화이트 밸런스부(153)는 소정의 색 온도에 대응하여 RGB(Red, Green, Blue)의 이득을 조정하고, 화상 데이터의 화이트 밸런스를 조정한다. 화이트 밸런스부(153)는 화이트 밸런스를 조정한 화상 데이터를 움직임 불선명 제거부(154)로 공급한다.
또, 화이트 밸런스부(153)는 컬러 화상을 대상으로 한 스캐너에서 필요하지만, 흑백 화상을 대상으로 한 스캐너에서는 불필요하다.
움직임 불선명 제거부(154)는 화상 데이터에 포함되는 움직임 불선명을 제거하고, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터를 감마 보정부(155)로 공급한다. 움직임 불선명 제거부(154)의 구성, 및 움직임 불선명 제거부(154)에 의한 움직임 불선명의 제거 처리의 상세한 내용은 후술하겠다.
감마 보정부(155)는 소정의 감마 곡선을 따라 CCD(102)의 광의 강도에 대응하는 화상 데이터의 레벨을 조정하는 감마 보정을 화상 데이터에 적용한다.
또, 감마 보정은 비선형 처리이므로, 화상 데이터에 대하여, 선형 처리를 적용할 때, 감마 처리 전에 선형 처리를 적용하는 것이 바람직하다. 움직임 불선명 제거부(154)에 의한 움직임 불선명의 제거 처리는 선형 처리이다.
감마 보정부(155)는 감마 보정한 화상 데이터를 화질 조정부(156)에 공급한다.
화질 조정부(156)는 화상을 시각적으로 잘 보이기 위한 처리, 예를 들면 윤 곽 보정의 처리 등 화질 조정의 처리를 화상 데이터에 적용하여, 화질이 조정된 화상 데이터를 색 공간 변환부(157)로 공급한다.
색 공간 변환부(157)는 화상 데이터의 출력 포맷에 맞추어, 색 공간을 변환하여(예를 들면, 색 공간에서의 3원색점의 색도 좌표의 위치를 결정함), 색 공간을 변환시킨 화상 데이터를 출력한다.
도 5는 움직임 불선명 제거부(154)의 기능의 구성을 도시한 블록도이다.
처리 단위 추출부(171)는 CCD(102)의 전자 셔터의 타이밍 등에 대응하여, 화상 데이터 중 소정의 화소로 이루어지는 처리 단위를 추출하고, 추출한 처리 단위를 모델화부(172)로 공급한다.
모델화부(172)는 처리 단위 추출부(171)로부터 공급된 처리 단위에 기초하여, 모델을 생성하고, 생성한 모델과 함께 처리 단위를 방정식 작성부(173)로 공급한다. 모델화부(172)가 생성하는 모델은, 예를 들면 움직임 불선명을 제거한 결과 생성되는 화상 데이터의 화소의 수, 및 처리 단위에 포함되는 화소의 수 등을 나타낸다.
방정식 작성부(173)는 모델화부(172)로부터 공급된 모델 및 처리 단위에 기초하여, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터의 화소값을 산출하기 위한 연립 방정식인 방정식을 작성하고, 작성한 방정식을 연립 방정식 연산부(174)로 공급한다.
연립 방정식 연산부(174)는 방정식 작성부(173)로부터 공급된 방정식을 풀어, 움직임 불선명이 제거된 화상 데이터의 화소값을 산출하고, 산출한 화상 데이터의 화소값을 출력한다.
도 6 내지 도 11을 참조하면서, 화상 데이터의 움직임 불선명에 대하여 설명한다.
도 6 및 도 7은 종래의 스캐너의 CCD(201) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시한 도면이다.
CCD(201)는 1열의 라인 형상으로 검출 소자가 배열되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, CCD(201)는 원고(21)의 화상을 취득할 때, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면에 대하여, 면과 병행하게, 소정의 한 방향으로 상대적으로 이동한다. 예를 들면, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면이 x 축 및 y 축에 대응하는 면일 때 CCD(201)는 x축 방향으로 이동한다(실제로는, CCD(201)의 판독 영역은 원고(21)의 화상을 취득할 때, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면을 소정의 한 방향으로 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동함).
도 7에 도시한 바와 같이, CCD(201)는 진행 방향에 대하여, 원고(21)의 화상을 포토다이오드 등의 1 화소 길이에 대응하여 취득한다.
도 8 및 도 9는 움직임 불선명을 설명하는 도면이다.
CCD(201)가 1 화소 길이마다 이동과 정지를 반복하고, 정지하고 있을 때에, 판독(포토다이오드에의 전하의 축적)을 실행하면, 도 8에 도시한 바와 같이 판독된 화상에는 움직임 불선명은 포함되지 않는다.
그러나, 이러한 판독 방법은 이동 시간에는 판독할 수 없으므로, 원고(21)의 판독에 방대한 시간이 필요해지므로, 현실적이지 않다.
이것에 대하여, CCD(201)가 원고(21)에 대하여 일정한 속도로 이동하면, 도 9에 도시한 바와 같이, CCD(201)의 포토다이오드에의 전하의 축적이 실행되고 있는 시간(노출 시간)에도 CCD(201)가 이동하므로, CCD(201)는 하나의 화소에 대응하는 화상으로서, CCD의 1 화소 길이와 비교하여 큰 원고 영역을 판독하게 된다.
이러한 경우, 전하의 축적 시간을 짧게 함으로써, 움직임 불선명을 적게 하는 것이 가능하지만, 일반적으로 축적 시간이 짧아지면 화상 데이터의 S/N이 저하하므로, 축적 시간을 가능한 한 길게 하도록 하고 있다.
CCD(201)와 원고(21)와의 상대 위치가, 항상 변화하므로, 1회의 셔터로 1 화소분의 데이터를 판독하는 것은 아니고, 인접 화소의 성분이 혼합되는 것을 생각할 수 있지만, 통상의 CCD에서 겹치는 것을 방지하기 위해 광학 저역 통과 필터에 의해 인접 화소의 성분이 혼합되는 처리를 하고 있는 것을 고려하면, 움직임 불선명에 의해 인접 화소가 조금 혼합되는 것은 문제가 되지 않는다고 할 수 있다.
그러나, 인접 화소의 혼합 정도를 제한하려면, CCD(201)의 이동 속도도 동시에 제한해야하며, 고속의 판독은 곤란해진다.
도 10 및 도 11은 CCD(201)와 원고(21)와의 상대 속도의 변화에 대응하는 움직임 불선명량의 변화를 설명하는 도면이다.
노출 시간에서의 이동에 대응하는, 원고의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이의 2배일 때, 도 10에 도시한 바와 같이, CCD의 1 화소에 대응하는 화상 데이터의 화소값에는 x 축 방향으로 CCD의 1 화소 길이의 2배 길이의 영역의 화상이 포함된다.
마찬가지로, 노출 시간의 이동에 대응하는, 원고의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이의 3배일 때, 도 11에 도시한 바와 같이, CCD의 1화소에 대응하는 화상 데이터의 화소값에는 x 축 방향으로 CCD의 1 화소 길이의 3배 길이의 영역 화상이 포함된다.
본 발명의 화상 판독 장치에서는, 화상 데이터로부터 움직임 불선명을 제거하는 것에 의해, CCD(201)가 원고(21)에 대하여 일정한 속도로 이동하고, 노출 시간 에서의 이동에 대응하는, 원고의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이와 비교하여 긴 것이어도 CCD의 1 화소 길이에 대응하는 원고 영역의 화소값을 얻을 수 있도록 한다.
이어서, 도 12 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 화상 판독 장치의 CCD(102)가 출력하는 화상의 신호에 대하여 설명한다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 스캐너의 CCD(102) 및 원고(21)의 모식적인 관계를 도시하는 도면이다.
CCD(201)는 원고(21)와의 상대적인 이동의 방향에 대하여, 4열로 배열하도록 라인 형상으로 포토다이오드 등의 소자가 배열되어 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, CCD(102)는 원고(21)의 화상을 취득할 때, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면에 대하여, 면과 병행하게 소정의 한 방향으로 이동한다. 예를 들면, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면이 x축 및 y에 대응하는 면일 때, CCD(102)는 x 축 방향으로 이동한다(실제로는, CCD(102)의 판독 영역은, 원고(21)의 화상을 취득할 때, 원고(21)의 화상이 표시되어 있는 면을 소정의 한 방향으로 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동함).
x 축 방향은 상대 이동 방향에 대응한다.
도 13에 도시한 바와 같이, CCD(102)는 도 13의 화살표로 나타내는 진행 방향으로 속도 v0으로 이동한다. CCD(102)는 진행 방향에 대하여, 원고(21)의 화상을, 4열로 배열하는 포토다이오드 등의 1 화소 길이에 대응하여 취득한다. 예를 들면, 화소 P0, 화소 P1, 화소 P2, 및 화소 P3마다 CCD(102)는 원고(21)의 화상을 취득한다.
도 14는 노출 시간에 이동하는, 원고(21)가 판독되는 영역의 길이가 포토 다이오드 등의 1 화소 길이의 4배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면이다.
도 14에서, 원고(21)의 A0의 화상 영역 내지 A10의 화상 영역의 각각은 CCD(102)의 1 화소 길이에 대응하는 화상 영역이다. CCD(102)의 1 화소 길이에 대응하는 원고(21)의 화상 영역은 일련 번호로 A0, A1, A2 내지 An으로 표현한다.
CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호에는 CCD(102)의 1 화소 길이의 4배인, 원고(21)가 판독되는 영역의 화상이 포함된다. CCD(102)의 화소 P1 내지 P3에 대응하는 신호에는, 각각 CCD(102)의 1화소 길이의 4배인 원고(21)의 판독되는 영역의 화상이 포함된다.
예를 들면, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역으로부터 노광을 개시하고, 원고(21)의 A3의 화상 영역에서 노광을 종료했을 때, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호(화상 데이터에서, 화소값에 대응함)는 원고(21)의 A0의 화상 성분 a0 내지 A3의 화상 성분 a3을 포함한다. 화상 성분은 화소 성분에 대응한 다.
CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 AI의 화상 영역으로부터 노광을 개시하고, 원고(21)의 A4의 화상 영역에서 노광을 종료했을 때, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호(화상 데이터에서, 화소값에 대응함)는 원고(21)의 A1의 화상 성분 a1 내지 A4의 화상 성분 a4를 포함한다.
CCD(102)의 화소 P2가, 원고(21)의 A2의 화상 영역으로부터 노광을 개시하고, 원고(21)의 A5의 화상 영역에서 노출을 종료했을 때, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호(화상 데이터에서 화소값에 대응함)는, 원고(21)의 A2의 화상 성분 a2 내지 A5의 화상 성분 a5를 포함한다.
CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역으로부터 노광을 개시하고, 원고(21)의 A6의 화상 영역에서 노광을 종료했을 때, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호(화상 데이터에서 화소값에 대응함)는 원고(21)의 A3의 화상 성분 a3 내지 A6의 화상 성분 a6을 포함한다.
이어서, 도 15 내지 도 18을 참조하여, 움직임 불선명의 제거 처리를 설명한다.
도 15는 CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면이다.
노출 시간을 t0으로 했을 때, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b0이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b1이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b2이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b3이다.
또한, 노출 시간을 t0으로 했을 때, 시각 t0부터 시각 2*t0(시각 0부터 t0의 2배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t0의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b4이고, CCD(102)의 화소 PI에 대응하는 신호는 b5이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b6이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b7이다.
노출 시간을 t0으로 했을 때, 시각 2*t0으로부터 시각 3*t0(시각 0부터 t0의 3배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t0의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b8이고, CCD(102)의 화소 PI에 대응하는 신호는 b9이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b10이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b11이다.
마찬가지로, 노출 시간을 t0으로 했을 때, 시각 3*t0부터 시각 4*t0(시각 0으로부터 t0의 4배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t0의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b12이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b13이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b14이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b15이다.
도 15에서 시각 t0, 2*t0, 3*t0, 및 4*t0은 CCD(102)에 축적된 전하가 전송되는 타이밍에 대응하여, 이 전송 시간은 노출 시간과 비교하여 충분히 짧다.
도 16은 화소 P0이 영역 a0에 대응하여 CCD(102)가 정지하고 있을 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면이다.
노출 시간을 4개의 동일한 길이로 분할하는 것을 생각한다. 노출 시간의 분할된 기간은 분할 단위 시간에 대응한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중, 최초 기간 에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중, 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-1을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-2를 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-3을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b4는 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-5 내지 a0-8을 포 함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b8은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-9 내지 a0-12를 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b12는 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-13 내지 a0-16을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분만으로 이루어진다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-1을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-2를 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간인 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-3을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간인 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b5는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-5 내지 a1-8을 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b9는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-9 내지 a1-12를 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b13은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-13 내지 a1-16을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분만으로 이루어진다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-1을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대 응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-2를 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-3을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b6은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-5 내지 a2-8을 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b10은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-9 내지 a2-12를 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b14는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-13 내지 a2-16을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분만으로 이루어진다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-1을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-2를 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-3을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b7은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-5 내지 a3-8을 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b11은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-9 내지 a3-12를 포함한다. CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b15는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-13 내지 a3-16을 포함한다.
CCD(102)가 정지하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분만으로 이루어진다.
이것에 대하여, 도 17은 노출 시간의 이동에 대응하는 원고(21)의 판독되는 영역의 길이가 CCD(102)의 1 화소 길이의 4배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면이다.
도 16인 경우와 마찬가지로, 노출 시간을 4개의 동일한 길이로 분할하는 것을 생각한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응 하는 화상 성분 a1-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b4는 원고(21)의 A4 내지 A7의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a4-5 내지 a7-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b8은 원고(21)의 A8 내지 A11의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a8-9 내지 a11-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b12는 원고(21)의 A12 내지 A15의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a12-13 내지 a15-16을 포함한다.
이와 같이, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A4의 화상 영역에 대응 하는 화상 성분 a4-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b5는 원고(21)의 A5 내지 A8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-5 내지 a8-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b9는 원고(21)의 A9 내지 A12의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a9-9 내지 a12-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b13은 원고(21)의 A13 내지 A16의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a13-13 내지 a16-16을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응 하는 화상 성분 a3-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a4-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A5의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A5의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b6은 원고(21)의 A6 내지 A9의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a6-5 내지 a9-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b10은 원고(21)의 A10 내지 A13의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a10-9 내지 a13-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b14는 원고(21)의 A14 내지 A17의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a14-13 내지 a17-16을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a4-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A5의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A5의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A6의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A6의 화상 영역에 대응 하는 화상 성분 a6-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b7은 원고(21)의 A7 내지 A10의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a7-5 내지 a10-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b11은 원고(21)의 A11 내지 A14의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a11-9 내지 a14-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b15는 원고(21)의 A15 내지 A18의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a15-13 내지 a18-16을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
도 17에서 a0-1은, a0으로 나타낼 수 있다.
도 17에서 a1-1 및 a1-2는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a1로 나타낼 수 있다.
도 17에서 a2-1 내지 a2-3은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a2로 나타낼 수 있다.
도 17에서 a3-1 내지 a3-4는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a3으로 나타낼 수 있다.
이하, 마찬가지로 원고(21)의 A4 내지 A19의 화상 영역에 대응하는 화상 성 분은 a4 내지 a19로 나타낼 수 있다.
도 15에 예를 나타내는 CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 17에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는 수학식 1로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00001
수학식 1에서, b1 내지 b15는 CCD(102)로부터 출력되는 신호의 값이고, a0 내지 a18은 미지의 변수이다.
이 상태에서는, 식의 수보다 미지의 변수의 수가 많으므로, 연립 방정식인 수학식 1을 풀 수 없다.
여기서, b0 내지 b3을 포함하는 식에서 b0 내지 b3이 CCD(102)의 판독의 최초 위치에 대응하는 신호로 하면, 미지의 변수 a0 내지 a2에 기지의 값을 설정하는 것이 가능하다.
이 경우, b0 내지 b3을 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a3 내지 a6의 4개로 되어, 4개의 식으로 이루어지는 연립 방정식을 풀 수 있으며, a3 내지 a6의 값을 구할 수 있게 된다.
또한, 산출한 a4 내지 a6의 값에 기초하여, b4 내지 b7을 포함하는 식을 풀 수 있게 되어, a7 내지 a10의 값을 구할 수 있다.
이러한 처리를 반복하는 것에 의해, a3 내지 a18의 값을 구할 수 있다.
이상의 방법을 일반화하면, CCD(102)가 부주사 방향으로 n 열의 라인 형상으로 검출 소자가 배열되고, 노출 시간에 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 위치가 m 화소분 이동하게 하면, 전하의 축적에 의해 적분된 값을 m 개의 화상 성분으로 분할하게 되기 때문에, 노출 시간에 대응하여 작성하는 방정식군의 미지수와 식의 수는 이하와 같이 표현된다.
미지의 변수의 수 : n+m-1
방정식의 수 : n
m이 2 이상일 때, 미지의 변수의 수가 방정식의 수를 상회하므로, 방정식군을 풀 수 없다. 그래서, 주목하고 있는 노출 시간의 1개 전의 방정식군에서, 모든 미지의 변수가 구해진다고 하면, 그래서 기지의 변수가 m-1개 존재하므로, 기지의 변수를 이용하는 것에 의해, 미지의 변수의 수는 방정식의 수와 동일하게 된다.
이와 같이 함으로써, 모든 미지의 변수를 구할 수 있다.
이상의 방법에서, 최초의 노출 시간에 대응하는 미지의 변수를 구할 때, 기 지의 값의 정밀도가 중요하다. 왜냐하면, 그 값에 기초하여, 최초의 노출 시간에 대응하는 미지의 변수의 값을 산출하고, 그 결과에 기초하여, 다음 노출 시간에 대응하는 미지의 변수의 값을 산출하도록, 최초의 기지의 값의 오차의 영향이 잇달아 연쇄해 가기 때문이다.
그래서, 이러한 영향의 연쇄를 차단하는 처리가 필요하게 된다.
도 18은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면이다. 도 18에서, "0"으로 기재되어 있는 화상 성분에 대응하는 기간에서 CCD(102)는 화소 P0 내지 화소 P3 각각의 전자 셔터를 동작시켜, 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다.
즉, CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 4분의 3 경과했을 때), 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 2분의 1 경과했을 때), 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 4분의 1 경과했을 때), 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P2에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 최초의 노출 기간 t0 동안에 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
이와 같이 함으로써, 수학식 1 중, b0 내지 b3에 대응하는 식에서, 변수 a0 내지 a2가 0이 되고, 기지로 되므로, 수학식 1 중 b0 내지 b3에 대응하는 식에 기초하여, a3 내지 a6을 산출할 수 있다.
또한, CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 처음에, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다.
CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P2에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간에 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
마찬가지로, 수학식 1 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에서, 변수 a12 내지 a14가 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 1 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에 기초하여, a15 내지 a18을 산출할 수 있다.
이와 같이 하는 것에 의해, a15 내지 a18의 해로서 산출되는 값에서, 최초의 노출 시간 t0에 대응하는 식을 푼 결과에 포함되는 오차의 영향이 배제되어, 오차의 전달을 차단할 수 있게 된다.
CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 18에 예를 도시한 화상 성분과의 관계는 수학식 2로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00002
수학식 2 중 b0 내지 b3을 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a3 내지 a6의 4개로 되어, a3 내지 a6의 값이 구해진다.
이어서, 산출한 a4 내지 a6의 값에 기초하여, b4 내지 b7을 포함하는 식을 풀어, a7 내지 a10의 값이 산출된다. a8 내지 a10의 값에 기초하여, b8 내지 b11을 포함하는 식을 풀어, a11 내지 a14의 값이 산출된다.
b12 내지 b15를 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a15 내지 a18의 4개이므로, a12 내지 a14의 값은 사용되지 않고, a15 내지 a18의 값이 구해진다.
도 19는 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 처리의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 19에 도시하는 예에서, 원고(21)와 CCD(102)와의 복수의 상대 속도를 구분하여 사용하는 것에 의해, 오차의 전달을 차단한다.
최초의 노출 시간 t0에서, 노출 시간 t0에서의 이동에 대응하는 원고(21)의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이가 되도록 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도가 제어된다.
시각 t0부터 시각 2*t0까지의 노출 시간 t0, 및 시각 2*t0부터 시각 3*t0까지의 노출 시간 t0에서 노출 시간 t0에서의 이동에 대응하는 원고의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이의 4배가 되도록, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도가 제어된다.
시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간 t0에서, 노출 시간 t0에서의 이동에 대응하는 원고(21)가 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1화소 길이가 되도록 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도가 제어된다.
다음 노출 시간 t0, 및 그 다음 노출 시간 t0에서, 노출 시간 t0에서의 이동에 대응하는 원고의 판독되는 영역의 길이가 CCD의 1 화소 길이의 4배가 되도록, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도가 제어된다.
이와 같이, 노출 시간 t0의 경과에 대응하여, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도가 제어된다.
CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 19에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는, 수학식 3으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00003
최초의 노출 시간에 대응하는 신호 b0 내지 b3은 각각 CCD의 1 화소 길이와 동일한 길이의 영역의 화상 성분만으로 이루어져, 수학식 3 중 b0 내지 b3을 포함하는 식에서 a0 내지 a3의 값이 구해진다.
이어서, 산출한 a1 내지 a3의 값에 기초하여, b4 내지 b7을 포함하는 식을 풀어, a4 내지 a7의 값이 산출된다. a5 내지 a7의 값에 기초하여, b8 내지 b11을 포함하는 식을 풀어, a8 내지 a11의 값이 산출된다.
시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간에 대응하는 신호 b12 내지 b15는 각각 CCD의 1 화소 길이와 동일한 길이의 영역의 화상 성분만으로 이루어져, 수학 식 3 중 b12 내지 b15를 포함하는 식에서 a9 내지 a12의 값이 구해진다.
이와 같이 하는 것에 의해, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도의 제어는 복잡하게 되지만, 전하의 축적 시간이 길어지므로, 도 18에 도시하는 경우와 비교하여, 산출되는 화상 데이터의 S/N 및 정밀도가 향상한다.
이어서, 노출 시간이 t1이 되고, 노출 시간 t1로 이동하는 원고의 판독되는 영역의 길이가 변경된 경우에 대해 설명한다.
CCD(102)의 노출 시간을 t0과 상이한 t1로 하고, CCD(102)의 이동 속도를 v0과 상이한 v1로 하고, 노출 시간 t1에 대응하는 이동량을 도 14 내지 도 19를 참조하여 설명한 노출 시간 t0에 대응하는 이동량의 2배로 했을 때를 예로 설명한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 노출 시간 t1에 대응하는 이동량이, 노출 시간 t0에 대응하는 이동량의 2배로 되므로, 노출 시간 t1의 이동에 대응하여, 원고(21)가 판독되는 영역의 길이는 CCD의 1 화소 길이의 8배로 된다.
C0의 화상 영역 내지 C3의 화상 영역의 각각은 A0의 화상 영역 내지 A10의 화상 영역의 각각의 2배 길이의 영역이다.
도 21은, 노출 시간 t1로 이동하는, 원고(21)의 판독되는 영역의 길이가 CCD(102)의 1 화소 길이의 8배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호를 설명하는 도면이다.
시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b0이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b1이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b2이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b3이다.
또한, 시각 t1부터 시각 2*t1(시각 0부터 t1의 2배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t1의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b4이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b5이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b6이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b7이다.
시각 2*t1부터 시각 3*t1(시각 0부터 t1의 3배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t1의, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b8이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b9이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b10이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b11이다.
시각 3*t1부터 시각 4*t1(시각 0에서 t1의 4배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t1의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b12이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b13이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b14이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b15이다.
마찬가지로, 시각 4*t1부터 시각5*t1(시각 0부터 t1의 5배의 시간이 경과한 시각)까지의 노출 시간 t1의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 b16이고, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 b17이고, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 b18이고, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 b19이다.
도 22는 노출 시간 t1로 이동하는 원고(21)의 판독되는 영역의 길이가 CCD(102)의 1 화소 길이의 8배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면이다.
노출 시간을 4개의 동일한 길이로 분할하는 것을 생각한다.
시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중, 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 C0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 CO의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c0-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 C1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 C1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c1-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 C2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 C2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c2-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 C3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 C3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c3-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b4는 원고(21)의 C4 내지 C7의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c4-5 내지 c7-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b8은 원고(21)의 C8 내지 C11의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c8-9 내지 c11-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b12는 원고(21)의 C12 내지 C15의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c12-13 내지 c15-16을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b16은 원고(21)의 C16 내지 C19의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c16-17 내지 c19-20을 포함한다.
이와 같이, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 C1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 C1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c1-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 C2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기 간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 C2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c2-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 C3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 C3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c3-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 C4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 C4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c4-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b5는 원고(21)의 C5 내지 C8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c5-5 내지 c8-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b9는 원고(21)의 C9 내지 C12의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c9-9 내지 c12-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b13은 원고(21)의 C13 내지 C16의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c13-13 내지 c16-16을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상 대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b17은 원고(21)의 C17 내지 C20의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c17-17 내지 c20-20을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 C2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 C2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c2-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 C3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 C3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c3-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 C4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 C4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c4-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 C5의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 C5의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c5-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b6은 원고(21)의 C6 내지 C9의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c6-5 내지 c9-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b10은 원고(21)의 C10 내지 C13의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c10-9 내지 c13-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b14는 원고(21)의 C14 내지 c17의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c14-13 내지 c17-16을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b18은 원고(21)의 C18 내지 C21의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c18-17 내지 c21-20을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상의 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 최초 기간 에서, CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 C3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 C3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c3-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 C4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 C4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c4-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 C5의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 C5의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c5-3을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0에서 시각 t1까지의 노출 시간 t1의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 C6의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 C6의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c6-4를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b7은 원고(21)의 C7 내지 C10의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c7-5 내지 c10-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b11은 원고(21)의 C11 내지 C14의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c11-9 내지 c14-12를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b15는 원고(21)의 C15 내지 C18의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c15-13 내지 c18-16을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b19는 원고(21)의 C19 내지 C22의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 c19-17 내지 c22-20을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호는 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 상이한 화상 성분을 포함한다.
도 22에서 c0-1은 c0으로 나타낼 수 있다.
도 22에서 c1-1 및 c1-2는 원고(21)의 C1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, c1로 나타낼 수 있다.
도 22에서 c2-1 내지 c2-3은 원고(21)의 C2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, c2로 나타낼 수 있다.
도 22에서, c3-1 내지 c3-4는 원고(21)의 C3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, c3으로 나타낼 수 있다.
이하, 마찬가지로, 원고(21)의 C4 내지 c22의 화상 영역에 대응하는 화상 성 분은 c4 내지 c22로 나타낼 수 있다.
도 21에 예를 도시한 CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 22에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는 수학식 4로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00004
수학식 4에서, b1 내지 b15는 CCD(102)로부터 출력되는 신호의 값이고, c0 내지 c18은 미지의 변수이다.
도 23은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 예를 도시하는 도면이다. 도 23에서, "0"으로 기재되어 있는 화상 성분에 대응하는 기간에서 CCD(102)는 화소 P0 내지 화소 P3 각각의 전자 셔터를 동작시켜, 포토 다이오드에 축적된 전하를 없앤다.
즉, CCD(102)는 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t1이 4분의 3 경과했을 때), 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t1이 2분의 1 경과했을 때), 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 0부터 시각 t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t1이 4분의 1 경과했을 때), 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P2에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 최초의 노출 기간 t1 동안에 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
이와 같이 함으로써, 수학식 4 중 b0 내지 b3에 대응하는 식에서, 변수 c0 내지 c2가 0으로 되고, 기지로 되므로, 수학식 4 중 b0 내지 b3에 대응하는 식에 기초하여 c3 내지 c6을 산출할 수 있다.
또한, CCD(102)는 시각 3*t1에서 시각 4*t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 첫부분에, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t1부터 시각 4*t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t1로부터 시각 4*t1까지의 노출 시간의 분할된 4개의 기간 중 2 번째 기간의 첫부분에, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P2에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t1부터 시각 4*t1까지의 노출 시간에 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
마찬가지로, 수학식 4 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에서, 변수 c12 내지 c14가 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 4 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에 기초하여, c15 내지 c18을 산출할 수 있다.
이와 같이 하는 것에 의해, c15 내지 c18의 해로서 산출되는 값에서, 최초의 노출 시간에 대응하는 식을 푼 결과에 포함되는 오차의 영향이 배제되어, 오차의 전달을 차단할 수 있게 된다.
CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 23에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는, 수학식 5로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00005
수학식 5 중, b0 내지 b3을 포함하는 식에서, 미지의 변수가 c3 내지 c6의 4개로 되어, c3 내지 c6의 값이 구해진다.
이어서, 산출한 c4 내지 c6의 값에 기초하여, b4 내지 b7을 포함하는 식을 풀어, c7 내지 c10의 값이 산출된다. c8 내지 c10의 값에 기초하여, b8 내지 b11을 포함하는 식을 풀어, c11 내지 c14의 값이 산출된다.
b12 내지 b15를 포함하는 식에서, 미지의 변수가 c15 내지 c18의 4개이므로, c12 내지 c14의 값은 사용되지 않고, c15 내지 c18의 값이 구해진다.
이어서, CCD(102)가 보다 느린 속도로 원고(21)를 판독하는 경우의 처리에 대하여 설명한다. 신호 처리부(107)는 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도에 기초하여, 이하의 처리를 실행한다.
도 24는 노출 시간 t0의 상대적인 이동에 대응하는 원고(21)가 판독되는 영역의 길이가 CCD(102)의 1 화소 길이의 3배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면이다.
노출 시간을 3개의 동일한 기간으로 분할하는 것을 생각한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a0-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하여, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하여, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중, 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-3을 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b4는 원고(21)의 A3 내지 A5의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-4 내지 a5-6을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b8은 원고(21)의 A6 내지 A8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a6-7 내지 a8-9를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b12는 원고(21)의 A9 내지 A11의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a9-10 내지 a11-12를 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 최초 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 3번째 기 간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-3을 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b5는 원고(21)의 A4 내지 A6의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a4-4 내지 a6-6을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b9는 원고(21)의 A7 내지 A9의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a7-7 내지 a9-9를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b13은 원고(21)의 A10 내지 A12의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a10-10 내지 a12-12를 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A3의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까 지의 노출 시간 t0의 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A4의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a4-3을 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b6은 원고(21)의 A5 내지 A7의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-4 내지 a7-6을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b10은 원고(21)의 A8 내지 A10의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a8-7 내지 a10-9를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b14는 원고(21)의 A11 내지 A13의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a11-10 내지 a13-12를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여, 보다 저속으로 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 고속으로 이동할 때와 비교하여, 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 보다 적은 화상 성분을 포함한다.
CCD(102)의 화소 P3이 출력하는 신호는 사용되지 않는다.
도 24에서 a0-1은 a0으로 나타낼 수 있다.
도 24에서 a1-1 및 a1-2는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a1로 나타낼 수 있다.
도 24에서 a2-1 내지 a2-3은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성 분이므로 동일한 값을 갖고, a2로 나타낼 수 있다.
도 24에서 a3-2 내지 a3-4는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a3으로 나타낼 수 있다.
이하, 마찬가지로 원고(21)의 A4 내지 A13의 화상 영역에 대응하는 화상 성분은 a4 내지 a13으로 나타낼 수 있다.
도 15에 예를 나타내는 CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 24에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는 수학식 6으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00006
수학식 6에서, b0 내지 b2, b4 내지 b6, b8 내지 b10, 및 b12 내지 b14는, CCD(102)로부터 출력되는 신호의 값이고, a0 내지 a13은 미지의 변수이다.
도 25는 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 예를 도시하는 도면이다. 도 25에서, "0"으로 기재되어 있는 화상 성분에 대응하 는 기간에서 CCD(102)는 화소 P0 내지 화소 P2 각각의 전자 셔터를 동작시켜, 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다.
즉, CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 3분의 2 경과했을 때), 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 3분의 1 경과했을 때), 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 최초의 노출 기간 t0 동안에 화소 P2의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
이와 같이 함으로써, 수학식 6 중 b0 내지 b2에 대응하는 식에서, 변수 a0 및 a1이 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 6 중 b0 내지 b2에 대응하는 식에 기초하여, a2 내지 a4를 산출할 수 있다.
또한, CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간의, 분할된 3개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간의 분할된 3개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간에 화소 P2의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
마찬가지로, 수학식 6 중, b12 내지 b14에 대응하는 식에서, 변수 a9 및 a10 이 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 6 중 b12 내지 b14에 대응하는 식에 기초하여 a11 내지 a13을 산출할 수 있다.
이와 같이 하는 것에 의해, a11 내지 a13의 해로서 산출되는 값에서, 최초의 노출 시간에 대응하는 식을 푼 결과에 포함되는 오차의 영향이 배제되어, 오차의 전달을 차단할 수 있게 된다.
CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 25에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는 수학식 7로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00007
수학식 7 중 b0 내지 b2를 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a2 내지 a4의 3개로 되어, a2 내지 a4의 값이 구해진다.
이어서, 산출한 a3 및 a4의 값에 기초하여, b4 내지 b6을 포함하는 식을 풀어, a5 내지 a7의 값이 산출된다. a6 및 a7의 값에 기초하여, b8 내지 b10을 포함 하는 식을 풀어, a8 내지 a10의 값이 산출된다.
b12 내지 b14를 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a11 내지 a13의 3개이므로, 산출된 a9 및 a10의 값은 사용되지 않고, a11 내지 a13의 값이 구해진다.
이어서, CCD(102)가 또한 보다 느린 속도로, 원고(21)를 판독하는 경우의 처리에 대하여 설명한다. 신호 처리부(107)는 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도에 기초하여, 이하의 처리를 실행한다.
도 26은 노출 시간 t0으로 이동하는 원고(21)가 판독되는 영역의 길이가, CCD(102)의 1 화소 길이의 2배일 때, CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분의 예를 도시하는 도면이다.
노출 시간을 2개의 동일한 기간으로 분할하는 것을 생각한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 2개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A0의 화상의 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 최초 기간인 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A0의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a0-1을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 2개의 기간 중 최초의 기간에서, CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A0의 화상의 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A0의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a0-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P0이 원고(21)의 A1의 화상의 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b0은 원고(21)의 A1의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a1-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P1이 원고(21)의 A1의 화상의 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b1은 원고(21)의 A1의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a1-2를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b4는 원고(21)의 A2 및 A3의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a2-3 및 a3-4를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b5는 원고(21)의 A2 및 A3의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a2-3 및 a3-4를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b8은 원고(21)의 A4 및 A5의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a4-5 및 a5-6을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b9는 원고(21)의 A4 및 A5의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a4-5 및 a5-6을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P0에 대응하는 신호 b12는 원고(21)의 A6 및 A7의 화상의 영역에 대응하는 화 상 성분 a6-7 내지 a7-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P1에 대응하는 신호 b13은 원고(21)의 A6 및 A7의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a6-7 내지 a7-8을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 2개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A1의 화상의 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A1의 화상의 영역에 대응하는 화상 성분 a1-1을 포함한다.
시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 2개의 기간 중 최초 기간에서, CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A1의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 최초 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A0의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a1-1을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P2가 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b2는 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a2-2를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고, 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 2번째 기간 중 2번째 기간에서 CCD(102)의 화소 P3이 원고(21)의 A2의 화상 영역을 판독하고 있으므로, 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b3은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하 는 화상 성분 a2-2를 포함한다.
마찬가지로, CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b6은 원고(21)의 A3 및 A4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-3 및 a4-4를 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b7은 원고(21)의 A3 및 A4의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a3-3 및 a4-4를 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b10은 원고(21)의 A5 및 A6의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-5 및 a6-6을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b11은 원고(21)의 A5 및 A6의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a5-5 및 a6-6을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호 b14는 원고(21)의 A7 및 A8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a7-7 내지 a8-8을 포함한다. CCD(102)가 원고(21)에 대하여 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P3에 대응하는 신호 b15는 원고(21)의 A7 및 A8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분 a7-7 내지 a8-8을 포함한다.
CCD(102)가 원고(21)에 대하여, 보다 저속으로 상대적으로 이동하고 있으므로, CCD(102)의 화소 P2에 대응하는 신호는 고속으로 이동할 때와 비교하여, 원고(21)의 화상이 상이한 영역에 대응하는 보다 적은 화상 성분을 포함한다.
도 26에서 a0-1은 a0으로 나타낼 수 있다.
도 26에서 a1-1 및 a1-2는 원고(21)의 A1의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a1로 나타낼 수 있다.
도 26에서 a2-2 및 a2-3은 원고(21)의 A2의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a2로 나타낼 수 있다.
도 26에서 a3-3 및 a3-4는 원고(21)의 A3의 화상 영역에 대응하는 화상 성분이므로 동일한 값을 갖고, a3으로 나타낼 수 있다.
이하, 마찬가지로 원고(21)의 A4 내지 A8의 화상 영역에 대응하는 화상 성분을 a4 내지 a8로 나타낼 수 있다.
도 15에 예를 나타낸, CCD(102)가 출력하는 신호와 도 26에 예를 도시한 화상 성분과의 관계는 수학식 8로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00008
수학식 8에서, b1 내지 b15는 CCD(102)로부터 출력되는 신호의 값으로서, a0 내지 a8은 미지의 변수이다.
도 27은 기지의 값을 구함과 함께, 오차의 영향의 연쇄를 차단하는 구체적인 예를 도시하는 도면이다. 도 27에서, "0"으로 기재되어 있는 화상 성분에 대응하는 기간에서 CCD(102)는 화소 P0 내지 화소 P2 각각의 전자 셔터를 동작시켜, 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다.
즉, CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간의 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0의 2분의 1이 경과했을 때), 화소 P0 및 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0 및 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 최초의 노출 기간 t0 동안에, 화소 P2 및 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
이와 같이 함으로써, 수학식 8 중 b0 내지 b4에 대응하는 식에서, 변수 a0이 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 8 중 b0 내지 b4에 대응하는 식에 기초하여, a1 및 a2를 산출할 수 있다.
또한, CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간의 분할된 2개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에, 화소 P0 및 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 화소 P0 및 화소 P1에 대응하는 포토다이오드에 축적된 전하를 없앤다. CCD(102)는 시각 3*t0부터 시각 4*t0까지의 노출 시간에 화소 P2 및 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키지 않는다.
마찬가지로, 수학식 8 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에서, 변수 a6이 0으로 되어, 기지로 되므로, 수학식 8 중 b12 내지 b15에 대응하는 식에 기초하여, a7 및 a8을 산출할 수 있다.
이와 같이 하는 것에 의해, a7 및 a8의 해로서 산출되는 값에서, 최초의 노 출 시간에 대응하는 식을 푼 결과에 포함되는 오차의 영향이 배제되어, 오차의 전달을 차단할 수 있게 된다.
CCD(102)가 출력하는 신호와, 도 27에 예를 나타내는 화상 성분과의 관계는 수학식 9로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00009
수학식 9 중 b0 내지 b3을 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a1 및 a2의 2개로 되어, a1 및 a2의 값이 구해진다.
이어서, 산출한 a2의 값에 기초하여, b4 내지 b7을 포함하는 식을 풀어, a3 및 a4의 값이 산출된다. a4의 값에 기초하여, b8 내지 b1I를 포함하는 식을 풀어, a5 및 a6의 값이 산출된다.
b12 내지 b15를 포함하는 식에서, 미지의 변수가 a7 및 a8의 2개이므로, 산출된 a6의 값은 사용되지 않고, a7 및 a8의 값이 구해진다.
이어서, 도 28의 흐름도를 참조하여, 본 발명에 따른 화상 판독 장치인 스캐너의 판독 처리를 설명한다.
단계 S11에서, 메인 CPU(111)는 도시하지 않은 구동부를 제어하여, CCD(102)와 원고(21)의 판독 영역을 상대적으로 이동시킨다. 예를 들면, 메인 CPU(111)는 도 19를 참조하여 설명한 속도로, CCD(102)와 원고(21)의 판독 영역을 상대적으로 이동시킨다.
단계 S12에서, 렌즈(12)는, 아이리스(101)에 의해 조여져, 원고(21)의 판독하는 영역에 대응하는 광을 CCD(102)에 집광하고, 원고(21)의 판독하는 영역에 대응하는 상을 결상시킨다. 단계 S13에서, CCD(102)는 전자 셔터를 제어하여, 입사된 광을 전하로 변환한다. CCD(102)는 변환된 전하를, 또한 전압에 의한 신호로 변환하고, 얻어진 신호를 이득 조정/잡음 억제부(104)로 공급한다. CCD(102)는, 예를 들면 타이밍 제너레이터(103)로부터 공급된 구동 신호에 기초하여, 도 18을 참조하여 설명한 타이밍에서 화소마다, 전자 셔터를 동작시킨다.
단계 S14에서 이득 조정/잡음 억제부(104)는 CCD(102)로부터 공급된 신호의 이득을 조정함과 함께, 예를 들면 상관 2중 샘플링의 처리를 적용하여, 1/f 노이즈 등의 잡음을 억제한다. 단계 S15에서 A/D 변환부(105)는 이득이 조정되어, 잡음이 억제된 신호를 아날로그/디지털 변환하여, 디지털 신호를 생성한다.
단계 S16에서 A/D 변환부(105)는 1차원인 디지털 신호를 메모리(106)에 기억시킨다. 또, A/D 변환부(105)는 디지털 신호를 메모리(108)에 기억시키도록 해도 된다.
단계 S17에서, 메인 CPU(111)는 예를 들면 CCD(102)의 위치를 나타내는 신호에 기초하여, 원고(21)의 전체 화면의 스캔이 종료됐는지의 여부를 판정하여, 원고(21)의 전체 화면의 스캔이 종료되지 않았다고 판정된 경우, 원고(21)의 다음 영역을 판독해야 하므로, 단계 11로 되돌아가 판독 처리를 반복한다.
단계 S17에서 원고(21)의 전체 화면의 스캔이 종료되었다고 판정된 경우, 원고(21)의 전체 화면이 판독되고, 2차원의 화상 데이터가 형성되므로, 단계 S18로 진행하여, 신호 처리부(107)는 메모리(106)에 기억되어 있는 화상 데이터에 화상 신호의 처리를 적용한다. 화상 신호의 처리의 상세한 내용은 후술한다.
단계 S19에서, 신호 처리부(107)는 신호 처리의 적용이 종료된 화상 데이터를 메모리(110)에 기억시키거나, 또는 데이터 전송부(109)로 전송시켜 처리는 종료한다.
도 29는 단계 S18에 대응하는 화상 신호의 처리의 상세한 내용을 설명하는 흐름도이다.
단계 S31에서, 결함 보정부(151)는 입력된 화상 데이터 중, 흠집 결함 화소의 위치를 검출하는데, 예를 들면 인접하는 화소값을 설정하는 등 흠집 결함 화소를 보정한다. 단계 S32에서 클램프부(152)는 화상 데이터의 휘도 신호의 셋업 레벨을 정하고, 화상 데이터를 클램프한다.
단계 S33에서 화이트 밸런스부(153)는 소정의 색 온도에 대응하여 RGB의 이득을 조정하여, 화상 데이터의 화이트 밸런스를 조정한다.
단계 S34에서 움직임 불선명 제거부(154)는 화상 데이터에 포함되는 움직임 불선명을 제거한다. 움직임 불선명의 제거 처리의 상세한 내용은 후술한다.
단계 S35에서, 감마 보정부(155)는 CCD(102)의 광의 강도에 대응하는 화상 데이터의 레벨을 조정하는 감마 보정을 움직임 불선명이 제거된 화상 데이터에 적용한다.
단계 S36에서 화질 조정부(156)는 화상을 시각적으로 잘 보이기 위한 처리, 예를 들면 윤곽 보정의 처리 등 화질 조정의 처리를 화상 데이터에 적용한다.
단계 S37에서 색 공간 변환부(157)는 화상 데이터의 출력 포맷에 맞추어, 색 공간을 변환하고, 처리는 종료한다.
이어서, 도 30의 흐름도를 참조하면서, 단계 S34에 대응하는 움직임 불선명의 제거 처리를 설명한다.
단계 S51에서 처리 단위 추출부(171)는 화상 데이터로부터, 소정의 수의 화소로 이루어지는 처리 단위를 추출한다. 예를 들면, 처리 단위 추출부(171)는 도 15에 도시하는 b0 내지 b11을 처리 단위로서 추출한다.
단계 S52에서 모델화부(172)는 처리 단위 추출부(171)로부터 공급된 처리 단위에 기초하여, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도로부터 노출 시간으로 적분된 신호를 시간 방향으로 분할하는 모델을 생성한다. 예를 들면, 모델화부(172)는 움직임 불선명을 제거한 결과 생성되는 화상 데이터의 화소의 수와 처리 단위에 포함되는 화소의 수와의 관계를 나타내는 모델을 생성한다.
단계 S53에서 방정식 작성부(173)는 생성된 모델 및 추출된 처리 단위에 기초하여, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터의 화소값을 산출하기 위한 방정식을 작성한다.
단계 S54에서, 연립 방정식 연산부(174)는 방정식 작성부(173)로부터 공급된 연립 방정식을 연산하여, 연립 방정식을 풀어, 화상 성분을 산출한다. 즉, 연립 방정식 연산부(174)는 산출된 화상 성분을 노출 시간의 분할수에 대응하여, 게인 보정하고, 게인이 보정된 화상 성분을 화상 데이터의 화소값으로 설정한다. 이와 같이, 연립 방정식 연산부(174)는 화상 데이터로부터 움직임 불선명을 제거하고, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터를 출력한다.
단계 S55에서 움직임 불선명 제거부(154)는 예를 들면 추출된 처리 단위의 화면에 대한 위치 등에 기초하여, 전체 화면의 처리가 종료되었는지의 여부를 판정하여, 전체 화면의 처리가 종료하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S51로 되돌아가고, 다른 처리 단위를 추출하여, 움직임 불선명을 제거하는 처리를 반복한다.
단계 S55에서 전체 화면의 처리가 종료되었다고 판정된 경우, 처리는 종료한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스캐너는, 화상 성분을 산출하여, 판독된 화상으로부터 움직임 불선명을 제거할 수 있다.
산출된 화상 성분의 S/N은 화상 성분에 대응하는 원고 영역마다 CCD(102)에 촬상시킨 화상의 S/N과 비교하여, 보다 좋은 값으로 된다. 왜냐하면, 화상 성분에 대응하는 원고 영역마다 전자 셔터를 동작시켜 촬상할 때, 매우 짧은 노출 시간에 촬상해야 하므로, 촬상된 화상에는 다량의 노이즈가 포함되기 때문이다.
스캐너가 메카니컬 셔터를 갖고, 메카니컬 셔터에 의해 촬상을 실행할 때, 셔터의 동작 횟수가 적어지므로, 기구에 대한 부하가 적어지므로, 고장도 적어진다.
또한, CCD(102)를 일일이 멈출 필요가 없으므로, 피사체의 원하는 범위의 촬상에 필요한 시간이 종래와 비교하여 짧아진다.
도 31은 움직임 불선명 제거부(154) 기능의 다른 구성을 도시하는 블록도이다.
처리 단위 추출부(301)는 CCD(102)의 전자 셔터의 타이밍 등에 대응하여, 화상 데이터 중 소정의 화소로 이루어지는 처리 단위를 추출하고, 추출한 처리 단위를 모델화부(302)로 공급한다.
모델화부(302)는 처리 단위 추출부(301)로부터 공급된 처리 단위에 기초하여 모델을 생성하고, 생성한 모델과 함께 처리 단위를 방정식 작성부(303)로 공급한다. 모델화부(302)가 생성하는 모델은, 예를 들면 화소에 포함되는, 움직임 불선명을 포함하지 않은 화상 성분의 수, 및 처리 단위에 포함되는 화소의 수 등을 나타낸다.
방정식 작성부(303)는, 모델화부(302)로부터 공급된 모델 및 처리 단위에 기초하여, 최소 제곱법을 적용하여, 움직임 불선명을 포함하지 않은 화상 성분을 산출하기 위한 방정식을 작성하고, 작성한 방정식을 최소 제곱 연산부(304)로 공급한다.
최소 제곱 연산부(304)는 방정식 작성부(303)로부터 공급된 방정식을 풀어, 움직임 불선명을 포함하지 않은 화상 성분을 산출한다. 최소 제곱 연산부(304)는 산출된 화상 성분을 화소값에 포함되는 화상 성분의 수에 대응하여, 게인 보정하고, 게인이 보정된 화상 성분을 화상 데이터의 화소값으로 설정한다. 최소 제곱 연산부(304)는 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터를 출력한다.
수학식 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 주목하고 있는 노출 시간의 하나 전의 방정식군에서, 모든 미지의 변수가 구해지고 있다고 하면, 그 곳에서 기지의 변수가 m-1개 존재하므로, 기지의 변수를 이용하는 것에 의해, 미지의 변수의 수는 방정식의 수와 동일하게 되어, 모든 미지의 변수를 구할 수 있다.
그러나, 이상의 방법에서, 임의의 노출 시간에 대응하는 연산에서 큰 오차가 발생했을 때, 그 이후의 노출 시간에 대응하는 연산의 결과에 오차를 발생시키게 되어, 노이즈와 같은 외란에 강한 처리라고는 하기 어렵다.
따라서, CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자(화소)마다 제어하는 것에 의해, 외란을 받아도 보다 정확한 결과를 얻을 수 있는 방법을 제안한다.
도 32 및 도 33은 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 예를 설명하는 도면이다. 도 32 및 도 33에서, 태선은 CCD(102)이 전자 셔터를 동작시키는 타이밍을 나타낸다.
도 32는 CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분을 도시하는 도면이다. 도 33은 CCD(102)가 출력하는 신호를 도시하는 도면이다.
즉, CCD(102)는 최초의 노출 시간 t0 동안, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시키지 않고, 시각 t0에서 전자 셔터를 동작시킨다. CCD(102)는, 화소 P0에 시각 t0에서, 화상 성분 a0-1 내지 a3-4를 포함하는 신호 b0을 출력시킨다.
CCD(102)는 시각 0으로부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 4번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 4분의 3 경과했을 때), 화소 P1의 전 자 셔터를 동작시켜, 시각 0으로부터 노출 시간 t0이 4분의 3 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b1을 출력한다. 신호 b1은 화상 성분 a1-1 내지 a3-3을 포함한다.
CCD(102)는 시각 t0에 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 4분의 3 경과한 시각에서 시각 t0까지의 노광에 대응하는 신호 b4를 출력한다. 신호 b4는 화상 성분 a4-4를 포함한다.
CCD(102)는 시각 0부터 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 3번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 2분의 1 경과했을 때), 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 시각 0부터 노출 시간 t0이 2분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b2를 출력한다. 신호 b2는 화상 성분 a2-1 및 a3-2를 포함한다.
CCD(102)는 시각 t0에, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 2분의 1 경과한 시각에서 시각 t0까지의 노광에 대응하는 신호 b5를 출력한다. 신호 b5는 화상 성분 a4-3 및 a5-4를 포함한다.
CCD(102)는 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 분할된 4개의 기간 중 2번째 기간의 첫부분에(노출 시간 t0이 4분의 1 경과했을 때), 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키고, 시각 0으로부터 노출 시간 t0이 4분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b3을 출력한다. 신호 b3은 화상 성분 a3-1을 포함한다.
CCD(102)는, 시각 t0에 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 4분의 1 경과한 시각에서 시각 t0까지의 노광에 대응하는 신호 b6을 출력한다. 신호 b6은 화상 성분 a4-2 내지 a6-4를 포함한다.
마찬가지로, 시각 t0 이후의 촬상에서, CCD(102)는 노출 시간 t0 동안에 화소 P0의 전자 셔터를 동작시키지 않고, 노출 시간 t0을 경과했을 때, 전자 셔터를 동작시킨다.
시각 t0 이후의 촬상에서, CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 노광에 대응하는 신호를 출력한다. CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 노광에 대응하는 신호를 출력한다.
CCD(102)는 화소 P1에 대하여, 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때의 전자 셔터의 동작과, 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때의 전자 셔터의 동작을 교대로 반복한다.
시각 t0 이후의 촬상에서, CCD(102)는 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 노광에 대응하는 신호를 출력한다.
CCD(102)는 화소 P2에 대하여, 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때의 전자 셔터의 동작을 반복한다.
시각 t0 이후의 촬상에서, CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노광에 대응하는 신호를 출력한다. CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노광에 대응하는 신호를 출력한다.
CCD(102)는 화소 P3에 대하여, 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때의 전자 셔터의 동작과, 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때의 전자 셔터의 동작을 교대로 반복한다.
이와 같이 함으로써, 미지의 변수의 수와, 기지의 신호의 수가 동일하게 되고, 기지의 신호 각각에 대응하는 식에 기초하여, 미지의 변수를 산출할 수 있게 된다.
도 32에 예를 나타내는 화상 성분과, 도 33에 예를 나타내는 신호와의 관계는 수학식 10으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00010
여기서, 신호 b4 내지 b10에 대응하는 식을 방정식의 1군으로 하면, 1개 방 정식군에서, 미지의 변수 a4 내지 a7의 수는 4개이고, 수학식의 수는 7개이다.
신호 b11 내지 b17에 대응하는 식을 방정식군으로 하고, 이들 방정식군에 최소 제곱법을 적용하여, 미지의 변수 a8 내지 a11의 값을 구한다.
이와 같이, 노출 시간에 대응하는 시각의 전후로 출력된 1군의 신호에 대응하는 방정식에, 최소 제곱법을 적용하는 것에 의해, 보다 오차가 적은 화상 성분을 산출할 수 있다.
이 경우에, 노출 시간이 짧고, 축적되는 전하가 적은 신호의 S/N은 낮다는 성질이 있으므로, 노출 시간이 짧은 신호에 대응하는 데이터에 대해서는 가중치를 작게 하고, 노출 시간이 긴 신호에 대응하는 데이터에 대해서는 가중치를 크게 하는 것에 의해, 보다 정밀도가 높은 화상 성분을 산출할 수 있게 된다.
여기서, 최소 제곱법에 대하여 간단히 설명한다.
입력값 X에 대하여, 어떤 미지량 W가 작용하여 관측값 Y를 얻을 수 있었다고 하면, 수학식 11에 나타내는 관측 방정식을 얻을 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00011
Figure 112003033518782-pct00012
단, 수학식 12에서 m<n이다.
관측값 Y에 오차가 포함되어 있는 것을 감안하여, 수학식 11을 잔차 방정식 13으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00013
Figure 112003033518782-pct00014
수학식 13으로부터, 미지량 Wj(j=1, 2 …, m)의 최적값을 찾아내기 위해서는, 수학식 15를 최소로 하는 조건, 즉 수학식 16을 만족하는 W1, W2, …, Wm 을 찾아내면 된다.
Figure 112003033518782-pct00015
Figure 112003033518782-pct00016
수학식 14로부터 수학식 17을 유도한다.
Figure 112003033518782-pct00017
수학식 16의 조건을 j=1, 2, …, m에 대해 식을 세우면, 수학식 18을 얻을 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00018
수학식 14 및 수학식 18로부터 수학식 19에 나타내는 정규 방정식이 얻어진다.
Figure 112003033518782-pct00019
정규 방정식은 미지수의 수와 동일한 수의 식으로 이루어지는 연립 방정식이다. 정규 방정식을 푸는 것에 의해, 최적값의 각 wj(j=1, 2, …, m)를 구할 수 있다.
보다 정확하게는 수학식 19에서 wj(j=1, 2, …, m)에 관한,
Figure 112003033518782-pct00020
(단, k=1, 2, …, m, l = 1, 2, …, m)의 매트릭스가 정칙이면, 수학식 19를 풀 수 있다.
최소 제곱 연산부(304)는 수학식 19에 소거법(Gauss-Jordan 소거법) 등을 적용하여 최적값을 구한다.
예를 들면, 수학식 10 중 신호 b4 내지 b10의 식에 대응하는 정규 방정식은 수학식 20으로 표현한다.
Figure 112003033518782-pct00021
수학식 20은 XW=Y로 표현할 수 있다.
X는 수학식 21로 표현할 수 있으며, W는 수학식 22로 표현할 수 있고, Y는 수학식 23으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00022
Figure 112003033518782-pct00023
Figure 112003033518782-pct00024
X는 기지이고, W는 미지이고, Y는 기지이다.
이것에 최소 제곱법을 적용하면 수학식24를 얻는다.
Figure 112003033518782-pct00025
수학식25에 노출 시간의 길이에 대응하는 가중치를 부여했을 때의, 관측 방정식 XW=Y의 예를 나타낸다.
Figure 112003033518782-pct00026
X는 수학식26으로 표현할 수 있으며, W는 수학식27로 표현할 수 있고, Y는 수학식 28로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00027
Figure 112003033518782-pct00028
Figure 112003033518782-pct00029
이것에, 최소 제곱법을 적용하면 수학식29를 얻는다.
Figure 112003033518782-pct00030
노출 시간의 길이에 대응하는 가중치를 부여하는 것에 의해, 신호에 포함되는 노이즈의 영향을 보다 적게 하여, 보다 정밀도가 좋은 화상 성분을 구할 수 있게 된다.
도 32를 예로 설명한 전자 셔터의 타이밍은 일례로서, 기본적으로 설명하면 미지 변수의 수보다도 방정식의 수가 많으면, 각 화상 성분을 산출할 수 있게 되기 때문에, 전자 셔터의 타이밍은 다양한 패턴을 생각할 수 있다.
도 34 및 도 35는 CCD(102)의 셔터의 타이밍을 검출 소자마다 제어하고, 화상 성분을 연산하는 구체적인 처리의 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 34 및 도 35에서, 태선은 CCD(102)가 전자 셔터를 동작시키는 타이밍을 나타낸다.
도 34는 CCD(102)가 출력하는 신호에 포함되는 화상 성분을 도시하는 도면이다. 도 35는 CCD(102)가 출력하는 신호를 도시하는 도면이다.
즉, CCD(102)는 최초의 노출 시간 t0 동안, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시키지 않고, 시각 t0에서 전자 셔터를 동작시킨다. CCD(102)는 화소 P0에, 시각 t0에서 화상 성분 a0-1 내지 a3-4를 포함하는 신호 b0을 출력시킨다.
CCD(102)는 시각 t0으로부터 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시키고, 시각 t0으로부터 노출 시간 t0이 4분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b4를 출력한다. 신호 b4는 화상 성분 a4-5를 포함한다.
CCD(102)는 시각 0으로부터 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시키고, 시각 0으로부터 노출 시간 t0이 4분의 3 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b1을 출력한다. 신호 b1은 화상 성분 a1-1 내지 a3-3을 포함한다.
CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 3 경과한 시각으로부터, 또한 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 신호 b5를 출력한다. 신호 b5는 화상 성분 a4-4 및 a5-5를 포함한다.
CCD(102)는 시각 0으로부터 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시키고, 시각 0으로부터 노출 시간 t0이 2분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b2를 출력한다. 신호 b2는 화상 성분 a2-1 및 a3-2를 포함한다.
CCD(102)는 노출 시간 t0의 2분의 1 경과한 시각으로부터, 또한 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시키고, 신호 b6을 출력한다. 신호 b6은 화상 성분 a4-3 내지 a6-5를 포함한다.
CCD(102)는 시각 0에서 시각 t0까지의 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시키고, 시각 0으로부터 노출 시간 t0이 4분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b3을 출력한다. 신호 b3은 화상 성분 a3-1을 포함한다.
CCD(102)는 노출 시간 t0의 4분의 1 경과한 시각으로부터, 또한 노출 시간 t0이 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 신호 b7을 출력한다. 신호 b7은 화상 성분 a4-2 내지 a7-5를 포함한다.
CCD(102)는, 또한 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P0 내지 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 2분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b8 내지 b11을 출력한다. 신호 b8은 화상 성분 a5-6 및 a6-7을 포함한다. 신호 b9는 화상 성분 a6-6 및 a7-7을 포함한다. 신호 b10은 화상 성분 a7-6 및 a8-7을 포함한다. 신호 b11은 화상 성분 a8-6 및 a9-7을 포함한다.
마찬가지로, 이어서 CCD(102)는 노출 시간 t0이 경과했을 때, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시킨다. CCD(102)는 화소 P0에 화상 성분 a7-8 내지 a10-11을 포함하는 신호 b12를 출력시킨다.
CCD(102)는 또한 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P0의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 4분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b16을 출력한다. 신호 b16은 화상 성분 a11-12를 포함한다.
CCD(102)는 전회의 화소 P1의 전자 셔터를 동작시킨 시각으로부터, 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 4분의 3 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b13을 출력한다. 신호 b13은 화상 성분 a8-8 내지 a10-10을 포함한다.
CCD(102)는 또한 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P1의 전자 셔터를 동작시켜, 신호 b17을 출력한다. 신호 b17은 화상 성분 a11-11 및 a12-12를 포함한다.
CCD(102)는 전회의 화소 P2의 전자 셔터를 동작시킨 시각으로부터, 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 2분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b14를 출력한다. 신호 b14는 화상 성분 a9-8 및 a10-9를 포함한다.
CCD(102)는 또한 노출 시간 t0의 4분의 3 경과했을 때, 화소 P2의 전자 셔터를 동작시켜, 신호 b18을 출력한다. 신호 b18은 화상 성분 a11-10 내지 a13-12를 포함한다.
CCD(102)는 전회의 화소 P3의 전자 셔터를 동작시킨 시각으로부터, 노출 시간 t0의 4분의 1 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 4분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b15를 출력한다. 신호 b15는 화상 성분 a10-8을 포함한다.
CCD(102)는 또한 노출 시간 t0이 경과했을 때, 화소 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 신호 b19를 출력한다. 신호 b19는, 화상 성분 a11-9 내지 a14-12를 포함한다.
CCD(102)는 시각 3*t0으로부터, 노출 시간 t0의 2분의 1 경과했을 때, 화소 P0 내지 P3의 전자 셔터를 동작시켜, 노출 시간 t0이 2분의 1 경과하기까지의 노광에 대응하는 신호 b20 내지 b23을 출력한다. 신호 b20은 화상 성분 a12-13 및 a13-14를 포함한다. 신호 b21은 화상 성분 a13-13 및 a14-14를 포함한다. 신호 b22는 화상 성분 a14-13 및 a15-14를 포함한다. 신호 b23은 화상 성분 a15-13 및 a16-14를 포함한다.
CCD(102)는 이상에서 설명한 타이밍에서의 전자 셔터의 동작을 반복하여 신호를 출력한다.
이와 같이 함으로써, 12의 기지의 신호에 대하여, 미지의 변수의 수가 7로 되고, 신호의 수가 미지의 변수의 수를 상회하여, 기지의 신호 각각에 대응하는 식에 기초하여, 미지의 변수를 산출할 수 있게 된다.
도 34에 예를 도시하는 화상 성분과, 도 35에 예를 도시하는 신호와의 관계 는, 수학식 30으로 표현할 수 있다.
Figure 112003033518782-pct00031
수학식 30에 최소 제곱법을 적용하여, 화상 성분 a4 내지 a10의 값을 구할 수 있다. 이 경우에도, 신호의 노출 시간에 대응하여 가중치 부여를 변화시키도록 할 수 있다.
이상의 처리를 보다 일반적으로 설명한다.
CCD(201)가, 원고(21)와의 상대적인 이동의 방향에 대하여, n 열로 배열하도록, 라인 형상으로 포토다이오드 등의 소자가 배열되어 있을 때, 방정식의 수는 기본적으로 n의 정수배로 된다. 즉, 도 34 및 도 35에 도시하는 계단 형상의 전자 셔터의 타이밍 동안에, 1회에 걸쳐, 전체의 전자 셔터를 동작시키는 것에 의해, 방정식의 수는 n의 2배로 된다. 도 34 및 도 35에 도시하는 계단 형상의 전자 셔터의 타이밍동안 2회에 걸쳐, 전체의 전자 셔터를 동작시키는 것에 의해, 방정식의 수는 n의 3배로 된다.
또한, 미지 변수의 수는, 도 34에 도시한 바와 같이, 계단 형상의 전자 셔터의 사이에 삽입되는 화상 성분의 수와 일치한다. 화상 성분의 수를 m으로 하면, 각 화상 성분이 구해지기 위해서는, 수학식 31이 성립되어야한다.
Figure 112003033518782-pct00032
여기서, k는 1 이상의 정수이다.
따라서, CCD(102)로부터 출력되는 신호에 대응하는 화상 데이터, 및 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도를 모델화할 때, 수학식 31을 만족하면, 원고(21)의 화상에서의 화상 성분을 산출하는 것이 가능해져, 움직임 불선명을 제거할 수 있다.
이어서, 도 36의 흐름도를 참조하여, 단계 S34에 대응하는 움직임 불선명의 제거 처리를 설명한다.
단계 S101에서 처리 단위 추출부(301)는 화상 데이터로부터 소정의 수의 화소로 이루어지는 처리 단위를 추출한다. 예를 들면, 처리 단위 추출부(301)는 도 33에 도시하는 b4 내지 b10을 처리 단위로서 추출한다.
단계 S102에서 모델화부(302)는 처리 단위 추출부(301)로부터 공급된 처리 단위에 기초하여, 원고(21)와 CCD(102)와의 상대 속도로부터 노출 시간에 적분된 신호를 시간 방향으로 분할하는 모델을 생성한다. 예를 들면, 모델화부(302)는 움 직임 불선명을 제거한 결과 생성되는 화상 데이터의 화소의 수와 처리 단위에 포함되는 화소의 수와의 관계를 나타내는 모델을 생성한다.
단계 S103에서 방정식 작성부(303)는 생성된 모델, 및 추출된 처리 단위에 기초하여, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터의 화소값을 산출하기 위한 정규 방정식인 방정식을 작성한다.
단계 S104에서 최소 제곱 연산부(304)는 방정식 작성부(303)로부터 공급된 정규 방정식에, 예를 들면 소거법을 적용하여, 정규 방정식을 풀어, 화상 성분을 산출한다. 최소 제곱 연산부(304)는 산출된 화상 성분을 노출 시간의 분할수에 대응하여, 게인 보정하고, 게인이 보정된 화상 성분을 화상 데이터의 화소값으로 설정한다. 이와 같이, 최소 제곱 연산부(304)는 화상 데이터로부터 움직임 불선명을 제거하여, 움직임 불선명을 제거한 화상 데이터를 출력한다.
단계 S105에서, 움직임 불선명 제거부(154)는 예를 들면 추출된 처리 단위의 화면에 대한 위치 등에 기초하여, 전체 화면의 처리가 종료했는지의 여부를 판정하고, 전체 화면의 처리가 종료되지 않았다고 판정된 경우, 단계 S101로 되돌아가, 다른 처리 단위를 추출하고, 움직임 불선명을 제거하는 처리를 반복한다.
단계 S105에서 전체 화면의 처리가 종료되었다고 판정된 경우, 처리는 종료한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스캐너는 화상 성분을 산출하여, 판독된 화상으로부터 움직임 불선명을 제거할 수 있다.
산출된 화상 성분의 S/N은 화상 성분에 대응하는 원고 영역마다 CCD(102)에 촬상시킨 화상의 S/N과 비교하여, 보다 좋은 값으로 된다. 왜냐하면, 화상 성분에 대응하는 원고 영역마다 전자 셔터를 동작시켜, 촬상할 때, 매우 짧은 노출 시간에 촬상해야 하므로, 촬상된 화상에는 다량의 노이즈가 포함되기 때문이다.
스캐너가 메카니컬 셔터를 갖고, 메카니컬 셔터에 의해 촬상을 실행할 때, 셔터의 동작 횟수가 적어지므로, 기구에 대한 부하가 적어지므로, 고장도 적어진다.
또한, CCD(102)를 일일이 멈출 필요가 없으므로, 피사체의 원하는 범위의 촬상에 필요한 시간이 종래와 비교하여 짧아진다.
본 발명에서는, 최소 제곱법을 적용하여 움직임 불선명을 제거하고, 노이즈의 영향이 그 후의 처리에 전달하지 않는 구성을 가지므로, 항상 안정적으로 움직임 불선명을 제거한 화상을 얻을 수 있다.
도 37은 본 발명에 따른 스캐너의 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면이다.
도 37에 구성을 도시한 스캐너는 등배 광학계를 갖는, 소위 시트 피드 스캐너이다.
반송부(501)는 도시하지 않은 구동부로부터 공급되는 구동력에 기초하여, 원고대(41)에 배치된 원고(21)를 소정의 속도로, 도 37 내의 좌측으로부터 우측을 향하여 반송한다.
로트 렌즈(502)는, 조명광원(16)으로부터 조사되어, 원고(21)의 판독 영역에서 반사된 광을 입사한다. 로트 렌즈(502)는 입사된 광에 기초하여, 원고(21)의 판독 영역과 거의 동등한 길이의 영상을 선형 이미지 센서(11)에 결상시킨다.
도 38은 본 발명에 따른 스캐너의 또 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면이다.
도 38에 구성을 도시하는 스캐너는, 캐리지 일체 방식인, 소위 플랫베드 스캐너이다.
캐리지부(521)는 조명광원(16), 미러(531), 미러(532), 미러(533), 렌즈(12), 및 선형 이미지 센서(11)가 조합되어, 일체로 구성되어 있다. 캐리지부(521)는 원고(21)를 판독할 때, 그 전체가 이동한다.
조명광원(16)은 원고(21)의 판독 영역에, 소정의 강도의 광을 조사한다. 미러(531), 미러(532), 및 미러(533)는, 조명광원(16)으로부터 조사되어, 원고대(41)를 통해 원고(21)로부터 반사된 광을 반사하고, 렌즈(12)를 통해 선형 이미지 센서(11)에 입사시킨다.
렌즈(12)는 미러(531), 미러(532) 및 미러(533)에 의해 반사된 광을 굴절시켜, 원고(21)의 판독 영역에 대응하는 상을 선형 이미지 센서(11)에 결상시킨다.
선형 이미지 센서(11)는 원고(21)의 판독 영역의 화상을 판독하고, 판독한 화상에 대응하는 신호를 처리부(13)로 공급한다.
캐리지 일체 방식의 스캐너는 소형화가 어렵지만, 광학계의 정밀도를 유지하기 쉽다는 특징이 있다.
도 39는 본 발명에 따른 스캐너의 또 다른 실시예의 구성을 도시하는 도면이다.
도 39에 구성을 도시하는 스캐너는 미러 이동 방식의, 소위 플랫베드 스캐너 이다.
캐리지부(551)는 조명광원(16) 및 미러(561)를 포함한다. 캐리지부(552)는 미러(571) 및 미러(572)를 포함한다.
캐리지부(551) 및 캐리지부(552)는 원고(21)를 판독할 때, 선형 이미지 센서(11)와 원고(21)의 판독 영역과의 광학적 거리가 일정해지도록, 개개로 이동한다.
미러(561), 미러(571), 및 미러(572)는 조명광원(16)으로부터 조사되어, 원고대(41)를 통해 원고(21)로부터 반사된 광을 반사하고, 렌즈(12)를 통해 선형 이미지 센서(11)에 입사시킨다.
렌즈(12)는 미러(561), 미러(571), 및 미러(572)에 의해 반사된 광을 굴절시키고, 원고(21)의 판독 영역에 대응하는 상을 선형 이미지 센서(11)에 결상시킨다.
선형 이미지 센서(11)는 원고(21)의 판독 영역의 화상을 판독하고, 판독한 화상에 대응하는 신호를 처리부(13)로 공급한다.
미러 이동 방식의 스캐너는 기구가 복잡하여, 어긋남, 흔들림, 및 구동 벨트의 탄성 등에 의해 광학계의 정밀도를 유지하는 것이 어렵지만, 소형화하기 쉽다는 특징이 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 화상 판독 장치인 스캐너는 판독한 화상에 포함되는 움직임 불선명을 제거하여, 해상도가 보다 높거나, 또는 보다 고밀도의 화상 데이터를 출력할 수 있다. 피사체로 되는 원고와, 판독 센서인 라인 센서의 상대 속도는 용이하게 제어 가능함과 함께, 움직임 불선명의 모델화도 비교적 용이하다. 따라서, 본 발명의 유효성은 매우 높다고 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서, 판독된 데이터에 움직임 불선명이 포함되어 있어도 정밀도 및 S/N을 저하시키지 않고, 종래의 스캐너 등의 화상 판독 장치와 비교하여, 현격한 차이로 고속의 화상 판독 장치를 실현하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 따른 화상 판독 장치는, 소위 시트 피드 스캐너, 플랫베드 스캐너, 또는 핸디 스캐너뿐 아니라, 제판용 드럼 스캐너, 또는 카메라타입 스캐너등이어도 된다. 드럼 스캐너에서는 이미지 센서에 단독 소자를 이용하여, 주주사 및 부주사로 실행되어, 이미지 센서의 분해능과 상관없이 매우 높은 분해능이 얻어진다는 특징이 있다. 또한, 카메라 타입 스캐너에서는 디지털 카메라와 마찬가지의 2차원 센서가 사용되어, 센서의 화소 수에 제한이 있어 해상도가 낮은 특징이 있다. 이들 모두가 본 발명의 적용에 의해, 움직임 불선명을 제거하여, 보다 높은 분해능의 화상 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 본 발명은 스캐너로서 단독 기능을 갖는 장치, 및 팩시밀리 또는 디지털 복사 장치 등과 같이 다른 기능을 갖는 장치 중 어디에도 적용할 수 있다.
또, 선형 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 센서뿐 아니라, 고체 촬상 소자인, 예를 들면 BBD(Bucket Brigade Device), CID(Charge Injection Device), 또는 CPD(Charge Priming Device)등이어도 되며, 본 발명은 선형 이미지 센서의 종류에 한정받지 않는다.
상술한 일련의 처리는 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있지만, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 전용 하드웨어에 설치되어 있는 컴퓨터, 또는 각종 프로그램을 인스톨함으로써, 각종 기능을 실행하는 것이 가능한데, 예를 들면 범용 퍼스널 컴퓨터 등에 기록 매체(기억 매체)로부터 인스톨된다.
이 기록 매체(기억 매체)는, 도 3에 도시한 바와 같이 컴퓨터와는 별도로, 사용자에게 프로그램을 제공하기 위해 배포되는 프로그램이 기록(기억)되어 있는 자기 디스크(131)(플렉시블 디스크를 포함함), 광 디스크(132)(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함함), 광자기 디스크(133)(MD(Mini-Disc)(상표)를 포함함), 혹은 반도체 메모리(134) 등으로 이루어지는 패키지 미디어에 의해 구성될 뿐만 아니라, 컴퓨터에 미리 설치된 상태에서 사용자에게 제공되는 프로그램이 기록(기억)되어 있는 ROM(예를 들면, 임베디드 컴퓨터로 구성되는 신호 처리부(107)에 일체로 구성되어 있는 ROM)이나, 하드디스크 등으로 구성된다.
또, 상술한 일련의 처리를 실행시키는 프로그램은 필요에 따라 라우터, 모뎀 등의 인터페이스를 통해 로컬 영역 네트워크, 인터넷, 디지털 위성 방송 등, 유선 또는 무선의 통신 매체를 통해 컴퓨터에 인스톨되도록 해도 된다.
또한, 본 명세서에서, 기록 매체(기억 매체)에 저장되는 프로그램을 기술하는 단계는 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도 병렬적 혹은 개별로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.
또, 본 명세서에서, 시스템이란 복수의 장치에 의해 구성되는 장치 전체를 나타내는 것이다.
본 발명에 따르면, 확실하게, 짧은 판독 시간에, S/N이 좋고, 해상도가 높은 화상 데이터를 취득할 수 있게 된다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 피검출물과 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를 상기 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하여 설치하는 판독 수단과,
    상기 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 상기 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 수단과,
    상기 화소 성분 검출 수단에 의해 검출된 상기 화소 성분에 기초하여, 상기 피검출물의 상기 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 수단
    을 포함하며,
    상기 화소 성분 검출 수단은,
    상기 제1 화소값과, 상기 처리 단위 시간을 상기 라인 센서의 열의 수로 분할한 분할 단위 시간마다 축적되는 상기 검출 위치에 대응한 복수의 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델을 생성하는 모델 생성 수단을 포함하고,
    상기 모델 생성 수단에 의해 생성된 상기 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검출 소자와 상기 피검출물과의 상대 속도를 검출하는 속도 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 모델 생성 수단은, 상기 속도 검출 수단에 의해 검출되는 상기 상대 속도에 대응하여, 상기 판독 수단에 마련되어 있는 상기 라인 센서의 상기 검출 소자의 일부로부터 취득된 상기 제1 화소값과, 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 검출 소자와 상기 피검출물과의 상대 속도를 검출하는 속도 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 모델 생성 수단은, 상기 속도 검출 수단에 의해 검출되는 상기 상대 속도에 대응하여, 상기 판독 수단의 상기 상대 이동 방향으로 열을 지어 배열되어 있는 복수의 상기 검출 소자 중, 인접하는 상기 검출 소자로부터 취득되는 상기 제1 화소값을 보태어 얻어진 제3 화소값과, 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 판독 수단이 초기 위치에 위치하는 경우, 상기 처리 단위 시간 동안, 상기 피검출물에 대하여 정지한 상태에서, 상기 판독 수단에 상기 피검출물을 촬상시키고, 상기 검출 소자에 대응하는 상기 제1 화소값을 출력시키도록 상기 판독 수단을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고,
    상기 화소 성분 검출 수단은, 상기 제1 화소값과 상기 검출 위치에 대응한 복수의 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델에, 상기 제어 수단의 제어에 기초하여, 상기 판독 수단이 상기 피검출물에 대하여 정지한 상태에서 촬상한 상기 제1 화소값에 기초하여 생성된 상기 화소 성분을 대입하는 것에 의해 다른 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 수단은 소정의 시간 간격으로, 상기 처리 단위 시간 동안, 상기 피검출물에 대하여 정지한 상태에서, 상기 판독 수단에 상기 피검출물을 촬상시키고, 상기 검출 소자에 대응하는 상기 제1 화소값을 출력시키도록 상기 판독 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 화소값 각각이, 상기 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 상기 화소 성분을 포함하도록, 상기 판독 수단의 상기 검출 소자마다 노출 시간을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고,
    상기 화소 성분 검출 수단은, 상기 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 상기 화소 성분을 각각에 포함하는 상기 제1 화소값과, 상기 검출 위치에 대응한 복수의 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 수단은 소정의 시간 간격으로, 상기 제1 화소값 각각이, 상기 피검출물의 상대 이동 방향으로 상이한 위치에 대응하는 상기 화소 성분을 포함하도록, 상기 판독 수단의 상기 검출 소자마다 노출 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 피검출물과 상기 판독 수단과의 상대적인 위치를 변화시키도록, 상기 피검출물 및 상기 판독 수단 중 어느 한쪽을 이동시키는 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  10. 피검출물과 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를 상기 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하여 설치하는 판독 수단과,
    상기 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 상기 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 수단과,
    상기 화소 성분 검출 수단에 의해 검출된 상기 화소 성분에 기초하여, 상기 피검출물의 상기 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 수단
    을 포함하며,
    상기 화소 성분 검출 수단은,
    상기 검출 소자에 의해 취득된 제1 화소값을, 상기 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 정규 방정식을 생성하는 정규 방정식 생성 수단을 포함하고,
    상기 정규 방정식 생성 수단에 의해 생성된 상기 정규 방정식에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상대 이동 방향으로 복수열로 배열되어 있는 상기 검출 소자 각각이, 상기 피검출물의 상기 검출 위치 중 동일한 위치인 제1 위치로부터 노광을 개시하고, 동일한 위치인, 상기 제1 위치와 상이한 제2 위치에서 노광을 종료하도록 상기 판독 수단의 촬상을 제어하는 제1 제어 수단과,
    복수열로 배열되어 있는 상기 검출 소자 모두가 상기 제1 위치에 도달하고, 노광을 개시한 제1 시각과, 복수열로 배열되어 있는 상기 검출 소자 중 어느 하나가 상기 제2 위치에 도달하고, 노광을 종료한 제2 시각과의 사이의 제3 시각에, 상기 검출 소자에 노광을 종료시킨 후, 노광을 개시시키도록, 상기 판독 수단의 촬상을 제어하는 제2 제어 수단을 더 포함하며,
    상기 정규 방정식 생성 수단은 상기 제1 위치, 상기 제2 위치, 또는 상기 제3 시각에서의 상기 검출 위치인 제3 위치에 대응하는 상기 화소 성분을 포함하는, 복수의 상기 화소 성분과 상기 제1 화소값과의 관계를 나타내는 상기 정규 방정식에, 상기 검출 소자에 의해 취득된 상기 제1 화소값을 설정하는 것에 의해, 상기 정규 방정식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 정규 방정식 생성 수단은 최소 제곱법을 적용하여, 상기 화소 성분을 산출하기 위한 상기 정규 방정식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 정규 방정식 생성 수단은 상기 제1 화소값을 취득하기 위한 노출 시간의 길이에 대응하여, 가중치가 부여된 상기 정규 방정식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.
  14. 피검출물과 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를 상기 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하여 설치하는 판독 수단을 포함하는 화상 판독 장치의 화상 판독 방법에 있어서,
    상기 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 상기 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 단계와,
    상기 화소 성분 검출 단계의 처리에 의해 검출된 상기 화소 성분에 기초하여, 상기 피검출물의 상기 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 단계를 포함하며,
    상기 화소 성분 검출 단계는,
    상기 제1 화소값과, 상기 처리 단위 시간을 상기 라인 센서의 열의 수로 분할한 분할 단위 시간마다 축적되는 상기 검출 위치에 대응한 복수의 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델을 생성하는 모델 생성 단계를 포함하고, 상기 모델 생성 단계에서 생성된 상기 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 방법.
  15. 피검출물과 상대적으로 이동하는 상대 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 시간 적분 효과를 갖는 검출 소자가 배치되는 라인 센서를 상기 상대 이동 방향으로 복수열로 배열하는 판독 수단을 포함하는 화상 판독 장치의 화상 판독 처리용 프로그램으로서,
    상기 검출 소자에 의해, 처리 단위 시간 내에 취득된 제1 화소값을, 상기 피검출물의 검출 위치에 대응한 복수의 화소 성분으로 분리하기 위한 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 화소 성분 검출 단계와,
    상기 화소 성분 검출 단계의 처리에 의해 검출된 상기 화소 성분에 기초하여, 상기 피검출물의 상기 검출 위치에 대응한 제2 화소값을 생성하는 화소값 생성 단계를 포함하며,
    상기 화소 성분 검출 단계는,
    상기 제1 화소값과, 상기 처리 단위 시간을 상기 라인 센서의 열의 수로 분할한 분할 단위 시간마다 축적되는 상기 검출 위치에 대응한 복수의 상기 화소 성분과의 관계를 나타내는 상기 모델을 생성하는 모델 생성 단계를 포함하고, 상기 모델 생성 단계에서 생성된 상기 모델에 기초하여, 상기 화소 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램이 기억되어 있는 기억 매체.
  16. 삭제
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