KR101428482B1

KR101428482B1 - 화상형성장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101428482B1
Application number: KR1020070094504A
Authority: KR
Inventors: 이재규
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2014-08-11
Also published as: US8107132B2; US20090073504A1; EP2040455B1; CN101394463A; KR20090029342A; EP2040455A3; EP2040455A2

Abstract

본 발명은 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 원고가 적재되는 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트와, 이 백색기준시트와 스캔 대상의 화상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그화상신호를 출력하는 이미지센서를 구비하는 이미지센서모듈과, 이 이미지센서로부터 출력된 아날로그화상신호를 디지털화상신호를 변환하는 아날로그프론트엔드(AFE)와, 백색기준시트를 스캐닝하여 획득한 쉐이딩데이터를 저장하는 쉐이딩메모리와, 이 쉐이딩메모리에서 상기 이미지센서의 RGB 각 채널의 출력차를 산출하고 산출된 RGB 각 채널의 출력차를 근거로 하여 상기 저장된 쉐이딩데이터를 보정하고 스캔 대상의 스캐닝시 화상데이터의 RGB 각 채널의 출력을 보정하는 제어부를 포함함으로써 컬러 스캔시 각각의 컬러 채널에 서로 다른 물리적 오프셋이 존재하는 경우 이를 보정할 수 있어 최종 스캔이미지의 컬러 밸런스를 조정하고 컬러 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

화상형성장치 및 그 제어방법{Image forming apparatus and control method thereof}

본 발명은 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미지센서모듈에서 출력되는 화상신호의 오프셋 보정을 통하여 스캔 이미지의 컬러 밸런스를 보정하고 품질을 향상시키는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화상형성장치는 원고의 이미지를 스캐닝하여 화상데이터를 생성하고, 생성된 화상데이터를 용지에 가시화하는 장치이다. 화상형성장치는 기능에 따라 프린터, 스캐닝유닛, 팩스장치, 복사기, 그리고 상술한 기능을 포함하는 복합기 등이 있다.

일반적인 화상형성장치 일예로, 스캐닝유닛은 원고가 적재되는 스테이지글라스와, 스테이지글라스의 하단부를 왕복 이동하며 원고의 이미지를 독취하는 스캐닝헤드를 포함한다. 스캐닝헤드는 원고로 광을 조사하는 광원모듈과, 원고로부터 반사된 광을 감지하여 전기적인 화상신호로 변환하는 이미지센서를 포함한다. 이미지센서는 고체촬상소자(CCD, charge coupled device)와 이미지결합센서(CIS, constat image sensor)를 통해 구현된다.

일반적인 화상형성장치는 광원모듈에서 발생되는 광량의 편차 또는 광량의 불균형으로 인해 이미지센서에서 발생되는 화상신호에 왜곡이 발생한다. 이러한 현상을 쉐이딩 현상이라 하며, 쉐이딩 현상으로 인해 실제 원고의 화상과 다른 형태의 화상신호가 발생될 수 있다. 따라서, 화상형성장치는 화상신호에 나타나는 쉐이딩 현상을 보정할 필요성이 있다.

통상적인 쉐이딩 보정방법은 원고를 스캐닝하기 전에 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트를 스캐닝하여 기준 쉐이딩데이터를 획득한다. 그리고, 원고를 스캐닝하여 획득한 화상신호를 기준 쉐이딩데이터와 비교하여 흑색 또는 백색화소를 결정하여 쉐이딩 보정을 한다.

그런데, 이미지 센서에서 출력되는 아날로그 신호는 회로의 물리적 특성에 따라 오프셋 값을 갖게 되며 R/G/B 각각의 채널이 독립된 회로를 거치면서 각각의 신호가 서로 다른 레벨의 오프셋 값을 갖게 된다. 따라서, 쉐이딩 보정을 하는 과정에서 흑색 기준 쉐이딩 데이터가 각 채널마다 달라지고 이에 따라 이미지 전처리 과정을 거치면서 각 채널의 신호 레벨 차이가 증폭되어 스캔 이미지의 색 변이(Color Shift)가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명의 목적은 이미지 센서 모듈에서 출력되는 R/G/B 신호의 흑색 레벨 오프셋을 보정하여 이미지의 색상 균형을 조정하고, 이미지의 컬러 품질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치는 원고가 적재되는 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트와, 상기 백색기준시트와 스캔 대상의 화상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그화상신호를 출력하는 이미지센서를 구비하는 이미지센서모듈과, 상기 이미지센서로부터 출력된 아날로그화상신호를 디지털화상신호를 변환하는 아날로그프론트엔드(AFE)와, 상기 백색기준시트를 스캐닝하여 획득한 쉐이딩데이터를 저장하는 쉐이딩메모리와, 상기 저장된 쉐이딩메모리에서 상기 이미지센서의 RGB 각 채널의 출력차를 산출하고, 상기 산출된 RGB 각 채널의 출력차를 근거로 하여 상기 저장된 쉐이딩데이터를 보정하고, 상기 스캔 대상 의 스캐닝시 화상데이터의 RGB 각 채널의 출력을 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 화상형성장치의 제어방법은 이미지센서를 통해 백색기준시트를 스캔하여 쉐이딩데이터를 획득하는 단계와, 획득된 쉐이딩데이터에서 RGB 각 채널의 출력을 산출하는 단계와, 산출된 RGB 각 채널의 출력을 이용하여 각 채널간의 출력차를 산출하는 단계와, 상기 산출된 RGB 각 채널의 출력차를 근거로 하여 상기 쉐이딩데이터를 보정함과 함께 스캔 화상의 스캐닝시 화상데이터의 RGB 각 채널의 출력을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 컬러 스캔시 각각의 컬러 채널에 서로 다른 물리적 오프셋이 존재하는 경우 이를 보정하여 최종 스캔이미지의 컬러 밸런스를 조정하고 컬러 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 실시예의 화상형성장치는 스캐닝유닛, 복사기, 복합기 등일 수 있으며, 소정의 독취대상에 형성된 화상을 스캐닝하여 스캐닝한 화상에 대응하는 화상신호를 생성하고, 생성된 화상신호를 외부의 호스트컴퓨터에 전송하거나, 생성된 화상신호에 이미지처리를 수행하여, 처리된 화상신호를 화상형성장치 내의 화상형성부에 의해 소정의 기록매체에 화상을 형성하는 등의 동작을 수행한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 화상형성장치는 이미지센서모듈(20), 아날로그프론트엔드(AFE)(30), 제어부(40), 쉐이딩메모리(50), 구동부(60), 화상형성부(70) 및 시스템메모리(80)을 포함한다.

본 실시예의 이미지센서모듈(12)은 용지 등의 스캔대상(10)에 형성된 화상에 대하여 소정의 빛을 발산하는 광원(21), 이 광원(21)으로부터 화상에 반사된 빛을 받아 이에 대응하는 전기적신호를 발생하는 이미지센서(23), 스캔대상(10) 및 이미지센서(23) 간에 배치되어 화상에 반사된 빛이 이미지센서(23)에 적절히 전달되도록 하는 렌즈 등의 광학계(22)를 포함한다.

본 실시예의 이미지센서(23)는 CCD 또는 CIS 등일 수 있으며, 빛을 전기로 변환하는 광전변환소자가 화상에 대하여 수평 스캔방향으로 배열된 라인형태의 센서일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지센서(23)는 스캔대상(10)을 이동 방향에 대하여 직교한 방향의 라인 픽셀 단위로 스캔하여 아웃풋시그널을 생성한다. 이 아웃풋시그널에는 더미픽셀영역과 데이터픽셀영역이 같이 존재하며, 더미픽셀영역은 스캔시 발생되는 실제 데이터의 양측에 형성되는 것으로 스캔되는 데이터에는 포함되지 않으나 정상적인 아웃풋시그널에는 포함되어 있다.

아날로그프론트엔드(Analog Front End ; AFE)(30)는 이미지센서(23)에 인가되는 클럭신호를 생성하고, 이미지센서(23)가 화상을 스캐닝하여 얻은 아날로그 형태의 화상신호를 A/D(analog to digital) 변환하여 디지털 형태의 화상신호로 변환한다.

쉐이딩메모리(50)는 제어부(40)의 쉐이딩보정 동작 시 이용되는 메모리로서, 백색 및 흑색의 기준이 되는 쉐이딩데이터가 저장된다.

제어부(40)는 화상형성장치의 전반적인 동작을 제어하며, 소정의 프로그램에 EK라 화상형성장치의 각 구성요소들의 동작을 제어한다. 제어부(40)는 이미지센서모듈(20)에 의해 스캐닝된 화상신호가 화상을 2차원적으로 배열된 복수의 화소로 표현될 수 있도록 광원(21) 및 이미지센서(23)를 제어한다. 또한, 제어부(40)는 스캐닝된 화상신호에 대하여 쉐이딩보정 및 RGB 각 채널의 블랙레벨 오프셋 보정을 수행하며, 쉐이딩 및 오프셋 보정된 화상에 대하여 소정의 화상처리를 수행한다.

구동부(60)는 자체 내의 모터에서 발생되는 동력을 동력전달부재에 의해 이미지센서모듈(20)에 전달하여 이미지센서모듈(20)을 이동시킨다.

화상형성부(70)는 화상신호를 기록매체에 기록하여 소정의 화상을 형성한다.

시스템메모리(80)는 제어부(40)의 동작에 이용되는 메인메모리로서, 제어부(40)의 동작을 위한 명령의 집합인 프로그램을 저장한다.

상술한 바와 같이, 이미지센서모듈(20)에서 출력되는 아날로그 신호는 회로와 소자의 물리적 특성에 따라 RGB 각각의 채널이 서로 다른 오프셋 값을 갖는다. 아날로그 신호는 아날로그프론트엔드(30)을 거치면서 디지털 신호로 변환되며 아날로그프론트엔드(30)에서 디지털 블랙 레벨 보정(Digital Black Level Correction)을 통해 오프셋 보정 과정을 거치지만, 각각의 이미지 센서 모듈에서 동일 소자라고 할지라도 각각의 소자들이 갖는 물리적 특성이 조금씩 다르기 때문에 오프셋 보정 후에도 RGB 각 채널마다 오프셋 차이가 존재하게 된다.

RGB의 각 채널의 오프셋 차이에 의해 쉐이딩데이터 획득시 사용되는 블랙 레 벨의 기준데이터가 달라지고, 이에 따라 쉐이딩 보정(Shading Correction), 감마 보정(Gamma Correction) 등의 이미지 전처리 과정을 거치고 나면 블랙에 가까운 색상에서 R/G/B의 색상 균형이 깨지게 되고 이미지가 특정 색상으로 색 변이하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 아날로그프론트엔드(30)에서 출력된 RGB 디지털 신호의 오프셋을 보정하여 각 컬러 신호의 색상 균형을 조정함으로써 스캔이미지의 컬러 품질을 향상시킨다.

이를 위해 상기한 제어부(40)는 사용자의 스캔명령에 따라 원고가 적재되는 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트로 이미지센서모듈(20)를 이송시켜 스캐닝함으로써 쉐이딩데이터를 획득 및 저장하고, 획득된 쉐이딩데이터에서 이미지센서(23)의 R/G/B 각 채널의 더미 픽셀영역의 출력값의 평균값을 각각 산출하고, R/G/B 각 채널간의 더미 픽셀 평균값의 차이를 산출한 후 특정 채널을 기준으로 나머지 채널의 오프셋을 보정하도록 제어한다.

이를 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 실시예에서는 원고가 적재되는 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트로 이미지센서모듈(20)을 이송시켜 백색기준시트를 스캔하는 과정(S100), 쉐이딩 데이터를 획득 및 저장하는 과정(S110), 이미지의 RGB 각 채널의 더미픽셀의 출력값을 획득하는 과정(S120), RGB 각 채널의 더미픽셀출력의 평균값을 각각 산출하는 과정(S130), RGB의 기준채널과 나머지 두 채널간의 평균값의 차이를 산출하는 과정(S140), 쉐이딩데이터를 보정하는 과정(S150), 화상데이터를 생성 및 보정하는 과정(S160)을 수행한다.

상기한 각각의 과정을 살펴보면, 먼저, 단계 S100에서 제어부(40)는 사용자로부터 스캐닝신호를 입력받으면, 이미지센서모듈(20)를 원고가 적재되는 플랫베트의 일측에 마련된 백색기준시트로 이송시켜 백색기준시트를 스캐닝한다.

그리고, 단계 S110에서 이미지센서모듈(20)를 이용하여 백색기준시트를 스캐닝하여 쉐이딩데이터를 획득 및 저장한다. 이와 함께 단계 S120에서 쉐이딩메모리(50)에 저장된 데이터에서 R/G/B 각 채널의 더미픽셀의 출력값을 획득한다. 획득된 더미픽셀의 출력값은 쉐이딩메모리(50)에 저장된다.

R/G/B 각 채널의 더미픽셀의 출력값을 획득한 후 단계 S130에서 R/G/B 각 채널의 더미픽셀의 출력값의 평균값(RG 평균값, GB 평균값, BR 평균값)을 각각 산출한다.

그리고, 단계 S140에서 R/G/B 각 채널의 더미 픽셀의 출력 평균값의 차이를 계산하여 기준 채널과 나머지 두 채널간의 더미 픽셀 출력의 평균값의 차이를 산출하고, 산출된 기준 채널과 나머지 두 채널간의 더미 픽셀 출력의 평균값의 차이는 쉐이딩메모리(50)에 저장된다.

단계 S140을 수행한 후 단계 S150에서 쉐이딩메모리(50)에 저장된 기준 채널과 나머지 두 채널간의 더미 출력 평균값의 차이를 쉐이딩데이터의 각 채널값에 가감하여 R/G/B 각 채널의 쉐이딩 데이터의 블랙 레벨을 일치시킴으로써 쉐이딩데이터를 보정하고, 보정된 쉐이딩데이터는 쉐이딩메모리(50)에 저장된다.

그런 후, 단계 S160에서 플랫베드에 올려진 스캔대상(10)을 이미지센서모듈(20)을 통해 스캐닝한다.

스캔대상(10)에 대한 스캐닝 작업에 의해 단계 S170에서 제어부(40)는 R/G/B 각 채널의 데이터픽셀 출력값을 각각 획득한다.

단계 S170 수행 후 단계 S180에서 제어부(40)는 획득한 R/G/B 각 채널의 데이터픽셀 출력값에 대하여 단계 S140에서 산출 및 저장한 기준 채널과 나머지 두 채널간의 더미 출력 평균값의 차이를 가감하여 R/G/B 각 채널의 데이터픽셀 출력값을 보정한다.

그런 후 단계 S190에서 전처리 수행하여 단계 S150에서 저장한 쉐이딩데이터를 이용하여 쉐이딩보정을 수행함과 함께 감마 보정을 수행한다.

전처리 수행 후 단계 S200에서 화상데이터를 생성하여 인쇄를 수행한다.

요약하면, 본 발명의 실시예에서는 백색기준시트에 대하여 R/G/B 더미 픽셀의 출력값을 획득하여 기준 채널과 나머지 두 채널과의 오프셋 보정값을 생성하고, 생성된 오프셋 보정값을 이용하여 쉐이딩데이터를 보정하고, 스캔대상에 대한 스캐닝작업시 출력되는 각 채널의 데이터픽셀 출력값을 위에서 생성한 오프셋 보정값을 이용하여 보정한 후 전처리 과정을 거친 후 화상데이터를 생성 및 인쇄한다. 이렇게 함으로써 각 컬러 채널에 서로 다른 오프셋이 존재하더라도 이를 보정할 수 있어 최종 스캔이미지의 컬러 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 결과는 도 4 내지 도 11에 도시된 오프셋 보정 전과 후의 스캔이미지, 쉐이딩보정이미지, 감마보정이미지 등에서 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 제어블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 이미지센서의 출력특성을 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 제어방법의 제어흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정전의 스캔이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정후의 스캔이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정전의 쉐이딩 보정 이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정후의 쉐이딩 보정 이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정전의 감마 보정 이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정후의 감마 보정 이미지의 RGB 신호레벨을 보인 그래프이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정전의 감마 보정 이미지와 히스토그램을 보인 도면이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서 오프셋 보정후의 감마 보정된 이미지와 히스토그램을 보인 도면이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 스캔대상 20 : 이미지센서모듈

21 : 광원 22 : 광학계

23 : 이미지센서 30 : AFE

40 : 제어부 50 : 쉐이딩메모리

60 : 구동부 70 : 화상형성부

80 : 시스템메모리

Claims

원고가 적재되는 플랫베드의 일측에 마련된 백색기준시트와;

상기 백색기준시트와 스캔 대상의 화상으로부터 반사된 빛을 감지하여 대응하는 아날로그화상신호를 출력하는 이미지센서를 구비하는 이미지센서모듈과;

상기 이미지센서로부터 출력된 아날로그화상신호를 디지털화상신호를 변환하는 아날로그프론트엔드(AFE)와;

상기 백색기준시트를 스캐닝하여 획득한 쉐이딩데이터를 저장하는 쉐이딩메모리와; 및

상기 저장된 쉐이딩메모리에서 상기 이미지센서의 RGB 각 채널의 출력차를 산출하고, 상기 산출된 RGB 각 채널의 출력차를 근거로 하여 상기 저장된 쉐이딩데이터를 보정하고, 상기 스캔 대상의 스캐닝시 화상데이터의 RGB 각 채널의 출력을 보정하는 제어부를 포함하고,

상기 제어부는 상기 쉐이딩 데이터 보정시 상기 RGB 각 채널 중 상기 쉐이딩 메모리에 저장된 기준 채널과 나머지 두 채널간의 출력차를 가각의 채널에 가감하는 것을 포함하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 RGB 각 채널의 출력 산출을 위해 상기 저장된 쉐이딩데이터에서 상기 이미지센서의 RGB 각 채널의 더미 픽셀의 출력값을 이용하는 것을 포함하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 RGB 각 채널의 더미 픽셀의 출력값을 각 더미 픽셀 출력의 평균값을 이용하여 산출하는 것을 포함하는 화상형성장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부는 상기 RGB 각 채널의 더미 픽셀 출력의 평균값을 상기 쉐이딩메모리에 저장하는 것을 포함하는 화상형성장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 스캔 화상의 스캐닝시 상기 RGB 각 채널의 출력차를 화상데이터의 각 채널에 가감하는 것을 포함하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 화상형성장치는 스캐너와 복합기 중 어느 하나인 것을 포함하는 화상형성장치.
이미지센서를 통해 백색기준시트를 스캔하여 쉐이딩데이터를 획득하는 단계와;

획득된 쉐이딩데이터에서 RGB 각 채널의 출력을 산출하는 단계와;

산출된 RGB 각 채널의 출력을 이용하여 각 채널간의 출력차를 산출하는 단계와; 및

상기 산출된 RGB 각 채널의 출력차를 근거로 하여 상기 쉐이딩데이터를 보정함과 함께 스캔 화상의 스캐닝시 화상데이터의 RGB 각 채널의 출력을 보정하는 단계를 포함하고,

상기 쉐이딩데이터 보정시 상기 RGB 각 채널 중 특정 채널과 나머지 두 채널간의 출력차를 각각의 채널에 가감하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 RGB 각 채널의 출력 산출시 상기 저장된 쉐이딩데이터에서 상기 이미지센서의 RGB 각 채널의 더미 픽셀의 출력값을 이용하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
제9항에 있어서,

상기 RGB 각 채널의 더미 픽셀의 출력값을 각 더미 픽셀 출력의 평균값을 이용하여 산출하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
삭제
제8항에 있어서,

상기 스캔 화상의 스캐닝시 상기 RGB 각 채널의 출력차를 화상데이터의 각 채널에 가감하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.