KR101236387B1 - 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

화상형성장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 화상형성장치는, 독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값를 검출하는 이미지 센싱부와; 상기 검출된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행하는 AD 변환부와; 상기 이미지 센싱부와 AD 변환부 사이에 마련되며, 상기 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 보상부를 포함한다. 이에 의하여, 독취 대상의 배경을 라인별로 실시간 제거함으로써, 배경 제거 시 불필요한 시간이 소요되는 것을 방지하고, AD 변환이 수행되지 않은 아날로그 이미지 데이터에 대하여 배경 제거를 수행하여 보다 정확한 보상이 가능하다.

Description

화상형성장치 및 그 제어방법{IMAGE FOAMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 배경 제거 기능을 갖는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
CCD나 CIS와 같은 이미지 센서를 이용하여 원고를 독취하는 디지털 복사기 및 MFP(Multi-Function Peripheral) 등의 화상형성장치는, 신문지와 같이 배경이 흰색이 아니고 일정한 농도를 갖는 원고를 복사하는 경우, 인쇄물의 화질개선 및 현상제(토너, 잉크 등)의 절약을 위해 자동 배경 제거 기능(ABR : Auto Background Removal 또는 ABS : Auto Background Suppression)을 갖는다.
종래에는 이러한 자동 배경 제거 기능을 수행하기 위해, 평판(Platen) 복사 시 원고 선단의 특정부에 대하여 광원 캐리지를 이동시켜, 미리 독취한 원고의 배경 농도를 이용하여 자동 배경 제거 기능을 수행한다.
그러나, 위와 같이 특정부를 미리 독취하는 방법은 원고의 일부에 대하여 스캐닝을 한번 더 수행해야 하므로 불필요한 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 실제 배경의 농도 데이터가 아닌 미리 독취된 일부 라인 정보에 기초하여 전체 배 경에 대한 배경제거를 수행하므로, 결과의 정확성에 한계가 있다. 뿐만 아니라, 광원 캐리지를 고정시키고 원고를 이동시켜 이미지를 독취하는 자동 원고 공급 모드(ADF : Automatic Document Feeder)에서는 캐리지의 이동이 용이하지 않으므로 적용하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 다른 종래 기술로 독취된 이미지에 AD 변환을 수행하여 검출된 디지털 이미지 데이터의 배경을 감지하고, 감마 1-D Table과 같은 룩업 테이블(LUT : Lookup Table)을 이용하여 배경을 보상하는 방법이 있다.
그러나, 이러한 디지털 데이터를 이용하여 배경을 보상하는 방법은 AD 변환 과정에서 일부 데이터가 손실된 상태에서 보상을 수행하기 때문에 정확한 보상이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 특정부를 미리 독취하는 방법을 사용하지 않고 독취 대상의 배경을 라인별로 실시간 제거함으로써, 배경 제거 시 불필요한 시간이 소요되는 것을 방지하는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, AD 변환이 수행되지 않은 아날로그 이미지 데이터에 대하여 배경 제거를 수행함으로써, 보다 정확한 보상이 가능한 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 화상형성장치에 있어서, 독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지 하여 대응하는 아날로그 화소값를 검출하는 이미지 센싱부와; 상기 검출된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행하는 AD 변환부와; 상기 이미지 센싱부와 AD 변환부 사이에 마련되며, 상기 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 보상부를 포함하는 화상형성장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 라인별 배경 제거의 기준값이 저장된 기준값 저장부를 더 포함하고, 상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값과 상기 기준값을 비교하고, 상기 기준값 이상의 배경을 제거할 수 있다.
아울러, 상기 보상부는, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 기준값 저장부에 저장된 기준값을 갱신할 수 있다. 여기서, 상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 최대값과 상기 기준값의 평균값으로 상기 기준값을 갱신할 수 있다. 또한, 상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 미만인 경우, 상기 기준값을 그대로 유지할 수 있다.
그리고, 상기 보상부는 상기 기준값에 대응하는 PGA값을 연산하는 PGA 연산부와, 상기 라인별 아날로그 화소값에 상기 연산된 PGA값을 곱하여 상기 아날로그 화소값을 증폭하는 증폭부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값을 검출하는 단계와; 상기 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계와; 상기 보상된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행하는 단계를 포함하는 화상형성장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는, 상기 아날로그 화소값과 기준값을 비교하는 단계를 포함하고, 상기 기준값 이상의 배경을 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상할 수 있다.
아울러, 상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 기준값을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기준값을 갱신하는 단계는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 최대값과 상기 기준값의 평균값으로 상기 기준값을 갱신할 수 있다. 또한, 상기 기준값을 갱신하는 단계는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 미만인 경우, 상기 기준값을 그대로 유지할 수 있다.
그리고, 상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는, 상기 기준값에 대응하는 PGA값을 연산하는 단계와, 상기 라인별 아날로그 화소값에 상기 연산된 PGA값을 곱하여 상기 아날로그 화소값을 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치 및 그 제어방법은 독취 대상의 배경을 라인별로 실시간 제거함으로써, 배경 제거 시 불필요한 시간이 소요되는 것을 방지할 수 있다.
또한, AD 변환이 수행되지 않은 아날로그 이미지 데이터에 대하여 배경 제거를 수행함으로써, 보다 정확한 보상이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 화상형성장치(100)는 CCD나 CIS와 같은 이미지 센서를 이용하여 원고를 독취하는 디지털 복사기 및 MFP(Multi-Function Peripheral) 등으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 화상형성장치(100)는 배경이 일정한 농도를 갖는 원고를 복사하는 경우, 인쇄물의 화질개선 및 현상제(토너, 잉크 등)의 절약을 위한 자동 배경 제거 기능(ABR : Auto Background Removal 또는 ABS : Auto Background Suppression)을 갖는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화상형성장치(100)는 이미지 센싱부(110), 기준값 저장부(120), 보상부(130), AD 변환부(140) 및 이미지 프로세서(IP : Image Processor)(140)를 포함한다. 보상부(130)는 PGA 연산부(131)와 증폭부(132)를 포함한다.
이미지 센싱부(110)는 독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값을 검출한다. 이미지 센싱부(110)는 CCD(Charge Coupled Device)나 CIS(Contact Image Sensor)와 같은 이미지 센서로 구현된다.
구체적으로, 본 발명의 화상형성장치(100)에 구비된 광원부(도시 안됨)는 독취 대상인 원고에 대하여 라인별로 독취광을 주사하고, 이미지 센싱부(110)는 반사된 독취광을 수령하여 독취 대상의 이미지 정보를 획득한다. 획득한 이미지 정보는 각 화소에 대응하는 아날로그 화소값 즉, 전압값일 수 있다.
도 2는 라인별로 검출된 아날로그 화소값에 대한 분포도를 도시한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 특정 라인에 대하여 검출된 아날로그 화소값은 소정 분포도(%)를 갖는다. 여기서, 아날로그 화소값은 대응하는 전압값이 증가할수록 농도가 낮은 화이트에 가까운 색상이 된다. 예컨대, 전압값 0에 대응하는 화소는 블랙(Black)으로, 전압값 V2에 대응하는 화소는 화이트(White)로 검출될 수 있다.
이에, 본 발명 화상형성장치(100)는 검출된 아날로그 화소값 중 가장 많이 검출된 화소값 즉, 분포도가 가장 높은 최대값(Peak Value) V1을 이용하여 라인별로 기준값을 갱신하게 된다. 여기서, V1은 소정 농도를 갖는 그레이 색상으로, 배경에 대응하는 데이터가 된다.
기준값 저장부(120)에는 라인별 배경 제거의 기준값(Reference Value)이 저장된다. 첫번째 라인에 적용되는 기준값은 사용자의 입력 또는 디폴트 값으로 설정 가능하다.
보상부(130)는 독취 대상인 원고의 배경을 라인별로 제거하도록 아날로그 화소값을 보상한다. 구체적으로, 보상부(130)는 기준값 저장부(130)에 저장된 기준값과 검출된 라인별 아날로그 화소값을 비교하고, 그 결과에 기초하여 기준값 이상의 배경을 제거한다.
PGA 연산부(131)는 배경을 제거하기 위한 기준값에 대응하는 PGA (Programmable Gain Amplifier) 값(증폭이득)을 연산한다. 구체적으로, PGA 연산부(131)는 현재 라인에 대하여 기준값 저장부(130)에 저장된 기준값과 이미지 센싱부(100)에서 검출된 아날로그 화소값 중 화이트에 대응하는 화소값(V2)을 이용하여 PGA값을 연산한다. 즉, 분포도의 화이트 화소값이 V2, 기준값이 V0이면 PGA값은 V2/V0 일 수 있다.
여기서, 기준값 및 화이트에 대응하는 화소값을 후술하는 AD 변환부(140)에서 변환 가능한 디지털 데이터를 기준으로 다시 설명하면, 예컨대 10 bit AD 변환부(140)의 화이트에 대응하는 화소값은 1024이고, 기준값이 512인 경우 PGA값은 1024/512 = 2 가 된다.
증폭부(132)는 라인별 아날로그 화소값에 연산된 PGA값을 곱하여 아날로그 화소값을 증폭하여 출력한다.
도 3은 증폭된 아날로그 화소값에 대한 분포도를 도시한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 증폭부(132)에서 출력되는 아날로그 화소값은 화이트 화소값 V2 근처에 가장 많이 분포함을 알 수 있다. 이에 따라, 해당 데이터는 농도가 낮은 화이트와 유사하게 표시되므로, 결과적으로 배경이 제거된다.
즉, 디지털 데이터를 기준으로, PGA값이 2인 경우, 512에 대응하는 화소값은 1024로 증폭되므로 해당 데이터는 화이트로 표시되는 것이다.
한편, 보상부(130)는 현재 라인에 대하여 검출된 아날로그 화소값을 이용하여 다음 라인에 적용할 기준값을 갱신한다.
구체적으로, 도 2를 참조하면 보상부(130)는 현재 라인에 대하여 검출된 아날로그 화소값의 분포의 최대값 V1과 기준값 저장부(120)에 저장된 기준값 V0를 비 교한다.
그리고 보상부(130)는 V1이 V0 이상인 경우, V1과 V0의 평균값으로 기준값을 갱신하여, 기준값 저장부(120)에 저장한다. 보상부(130)는 갱신된 기준값을 다음 라인에 적용하여, 아날로그 화소값을 증폭시켜 배경을 제거한다.
반면, V1이 V0 미만인 경우, 보상부(130)는 기준값을 그대로 유지한다.
여기서, 보상부(130)는 분포의 최대값 V1으로 다음 라인의 기준값을 갱신하지 않고, 비교 결과에 따라 연산된 평균값으로 기준값을 갱신하거나 현재 라인의 기준값을 그대로 다음 라인에 적용함으로써, 예기치 않은 노이즈(Noise)나 화이트 더스트(White Dust) 등에 의해 비정상적으로 높은 화소값이 검출되어, PGA값이 지나치게 낮게 설정되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 보상부(130)는 현재 라인에 대하여 저장된 기준값을 참조하여 검출된 아날로그 화소값을 소정 크기 증폭함으로써 배경을 제거하고, 검출된 아날로그 화소값을 참조하여 다음 라인에 적용할 기준값을 갱신하게 된다. 이러한 배경 제거동작은 라인별로 순차적으로 수행된다.
AD 변환부(140)는 보상부(130)에서 출력되는 아날로그 화소값을 디지털 화소값으로 변환한다. 구체적으로, AD 변환부(140)는 보상이 이루어진 아날로그 화소값 즉, 전압값에 대하여 샘플링과정, 양자화과정 및 부호화과정 등을 경유하여 기설정된 화소 당 소정 비트수의 디지털 이미지 데이터를 출력한다. 출력되는 디지털 이미지 데이터는 10비트, 8비트 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기준값 저장부(120), 보상부(130) 및 AD 변환부(140)는 AFE(Analog Front End Device)로 구현 가능하다.
이미지 프로세서(IP : Image Processor)(150)는 AD 변환이 수행된 디지털 이미지 데이터에 대하여 쉐이딩 보상(Shading Correction) 등을 수행하여 최종 이미지를 생성한다.
이하, 상기와 같은 구성에 따른 화상형성장치(100)에 있어서, 그 제어방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 화상형성장치(100)는 이미지 센싱부(110)를 통해 독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값을 검출한다(S110).
다음, 보상부(130)는 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 단계 S110에서 검출된 아날로그 화소값을 보상한다(S120).
구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, PGA 연산부(131)는 현재 라인의 기준값에 대응하는 PGA값을 연산한다(S210).
그리고, 증폭부(132)는 검출된 현재 라인의 아날로그 화소값에 연산된 PGA값을 곱하여 아날로그 화소값을 증폭하여 출력한다(S220). 여기서, 출력되는 아날로그 화소값은 배경이 제거된 데이터가 된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 단계 S120에서 보상부(130)는 현재 라인의 아날로그 화소값과 기준값 저장부에 저장된 기준값을 비교할 수 있다(S310). 이에, 보상부(130)는 단계 S310의 비교 결과에 기초하여, 기준값 이상의 배경이 제거되도록 아날로그 화소값을 보상한다.
또한, 보상부(130)는 단계 S310의 비교 결과에 기초하여 다음 라인에 적용할 기준값을 갱신할 수 있다(S320). 구체적으로, 보상부(130)는 현재 라인의 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 기준값 이상인 경우, 최대값과 기준값의 평균값으로 다음 라인의 기준값을 갱신한다. 또한, 보상부(130)는 현재 라인의 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 기준값 미만인 경우, 현재 라인의 기준값을 그대로 유지하여 다음 라인에도 적용한다.
보상부(130)는 이러한 아날로그 화소값의 보상을 라인별로 순차적으로 수행하며, 동시에 다음 라인에 적용할 기준값을 갱신하여 기준값 저장부(120)에 저장한다.
다음, 도 4를 참조하면 AD 변환부(140)는 보상된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행한다.
이렇게 본 발명에서는 이미지 센싱부(100)를 통해 검출된 아날로그 화소값에 대하여 배경 제거를 위한 보상을 수행하고, 보상된 데이터에 대하여 AD 변환을 수행함으로써, 정상적인 그레이 레벨이 형성되어 디지털 상태에서 배경제거를 수행하는 경우보다 데이터의 손실을 줄일 수 있게 된다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 구성을 도시한 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 라인별로 검출된 아날로그 화소값에 대한 분포도를 도시한 그래프이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 증폭된 아날로그 화소값에 대한 분포도를 도시한 그래프이며,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어방법을 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 화상형성장치 110 : 이미지 센싱부
120 : 기준값 저장부 130 : 보상부
131 : PGA 연산부 132 : 증폭부
140 : AD 변환부 150 : 이미지 프로세서

Claims (14)

  1. 화상형성장치에 있어서,
    독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값를 검출하는 이미지 센싱부와;
    상기 검출된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행하는 AD 변환부와;
    상기 이미지 센싱부와 AD 변환부 사이에 마련되며, 상기 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 보상부와;
    상기 라인별 배경 제거의 기준값이 저장된 기준값 저장부를 포함하고,
    상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값과 상기 기준값을 비교하고, 상기 기준값 이상의 배경을 제거하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보상부는, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 기준값 저장부에 저장된 기준값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 최대값과 상기 기준값의 평균값으로 상기 기준값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보상부는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 미만인 경우, 상기 기준값을 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상부는,
    상기 기준값에 대응하는 PGA값을 연산하는 PGA 연산부와,
    상기 라인별 아날로그 화소값에 상기 연산된 PGA값을 곱하여 상기 아날로그 화소값을 증폭하는 증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
    독취 대상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그 화소값을 검출하는 단계와;
    상기 독취 대상의 배경을 라인별로 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계와;
    상기 보상된 아날로그 화소값에 대하여 AD 변환을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는,
    상기 아날로그 화소값과 기준값을 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 기준값 이상의 배경을 제거하도록 상기 아날로그 화소값을 보상하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는,
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 기준값을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기준값을 갱신하는 단계는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 최대값과 상기 기준값의 평균값으로 상기 기준값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기준값을 갱신하는 단계는, 상기 아날로그 화소값의 분포의 최대값이 상기 기준값 미만인 경우, 상기 기준값을 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 화 상형성장치의 제어방법.
  12. 제7항 및 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는,
    상기 기준값에 대응하는 PGA값을 연산하는 단계와,
    상기 라인별 아날로그 화소값에 상기 연산된 PGA값을 곱하여 상기 아날로그 화소값을 증폭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 기준값 저장부로부터 상기 기준값을 수신하여, 하나 이상의 아날로그 화소값 중 최대값과 상기 기준값의 비율인 증폭이득을 연산하고,
    상기 보상된 아날로그 화소값 중 어느 하나는 상기 보상부에서 상기 연산된 증폭이득을 이용하여 증폭된 아날로그 화소값 중 어느 하나에 대응하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기준값을 저장하는 단계를 더 포함하며,
    상기 아날로그 화소값을 보상하는 단계는, 하나 이상의 아날로그 화소값 중 최대값과 상기 기준값의 비율인 증폭이득을 연산하는 단계와, 하나 이상의 보상된 아날로그 화소값을 생성하기 위해 상기 연산된 증폭이득을 이용하여 각각의 아날로그 화소값을 증폭하는 단계를 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
KR1020070136098A 2007-12-24 2007-12-24 화상형성장치 및 그 제어방법 KR101236387B1 (ko)

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