JP6243160B2 - シェーディング補正方法及びその方法を適用したスキャナ装置 - Google Patents
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Description
装置内の白基準及び紙原稿等の画像を読み込むためのイメージセンサと、
装置製造時にイメージセンサを用いて読み込んだ製造時白レベル波形を記憶する製造時白レベル波形メモリと、
前記イメージセンサにより読み込んだディジタル画像信号をディジタル画像信号に変換するアナログ回路及びA/D変換器と、
照明を消した状態でのイメージセンサにより読み込んだ暗レベル波形を記憶する暗レベル波形メモリと、
前記暗レベル波形メモリに記憶した暗レベル波形を用いてアナログ回路及びA/D変換器から出力される画像信号波形から暗レベル波形を減算して暗レベル補正を行う暗補正画像信号波形を出力する暗レベル補正回路と、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正を行った画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白レベル波形を除算した白レベル補正を行う第1除算回路と、
前記第1除算回路から出力された画像信号波形の低周波成分のみを出力することにより光源やセンサ感度の経時変化及び温度特性による大局的な変化成分の画像信号波形を出力するローパスフィルタ回路と、
前記第1除算回路から出力された白レベル補正後像信号波形を入力としてローパスフィルタ回路から出力された画像信号波形の位相及び振幅を同期させて低周波の成分や汚れの成分から分離したレンズ周期パターンの位相ずれによる周期パターンを出力させる位相・振幅同期回路と、
前記位相・振幅同期回路から出力される位相ずれ周期パターンとローパスフィルタ回路から出力された大局的変化成分画像信号波形とを乗算させて出力する第1乗算回路と、
前記第1乗算回路により乗算させた位相ずれ周期パターンと大局的変化成分画像信号波形とを含む乗算画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白基準レベル波形を乗算した補正白レベル波形を出力する第2乗算回路と、
前記第2乗算回路から出力された補正白レベル波形を記憶する補正白レベル波形メモリと、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリから出力された補正白レベル波形を除算して出力する第2除算回路とを備えたことを第1の特徴とする。
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正を行った画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白レベル波形を除算した白レベル補正を行う第1除算工程と、
前記第1除算工程により出力された画像信号波形の低周波成分のみを出力することにより光源やセンサ感度の経時変化及び温度特性による大局的な変化成分の画像信号波形を出力するローパスフィルタ工程と、
前記第1除算工程により出力された白レベル補正後像信号波形を入力としてローパスフィルタ工程により出力された画像信号波形の位相及び振幅を同期させて低周波の成分や汚れの成分から分離したレンズ周期パターンの位相ずれによる周期パターンを出力させる位相・振幅同期工程と、
前記位相・振幅同期工程により出力される位相ずれ周期パターンとローパスフィルタ工程により出力された大局的変化成分画像信号波形とを乗算させて出力する第1乗算工程と、
前記第1乗算工程により乗算させた位相ずれ周期パターンと大局的変化成分画像信号波形とを含む乗算画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白基準レベル波形を乗算した補正白レベル波形を出力する第2乗算工程と、
前記第2乗算工程により出力された補正白レベル波形を記憶する補正白レベル波形メモリ工程と、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正画像信号波形から前記補正白レベル波形メモリ工程により出力された補正白レベル波形を除算して出力する第2除算工程とによってシェーディング補正を行うことを第3の特徴とする。
[構成]
本実施形態によるスキャナ装置の回路構成は、図1に示す如く、装置内の白基準及び紙原稿等の画像を読み込むためのイメージセンサ2と、装置製造時にイメージセンサ2を用いて読み込んだ製造時白レベル波形を記憶する製造時白レベル波形メモリ3と、前記イメージセンサ2により読み込んだディジタル画像信号をディジタル画像信号に変換するアナログ回路及びA/D変換器10と、照明を消した状態でのイメージセンサ2により読み込んだ暗レベル波形を記憶する暗レベル波形メモリ12と、前記暗レベル波形メモリ12に記憶した暗レベル波形を用いてアナログ回路及びA/D変換器10から出力される画像信号波形から暗レベル波形を減算して暗レベル補正(オフセット補正)を行う暗レベル補正回路11と、前記暗レベル補正回路11から出力された暗補正を行った暗補正画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリ3に記憶した製造時白レベル波形を除算した白レベル補正を行う除算回路13と、前記除算回路13から出力された画像信号波形の低周波成分のみを出力することにより光源やセンサ感度の経時変化及び温度特性による大局的な変化成分の画像信号波形を出力するローパスフィルタ回路14と、前記除算回路13から出力された白レベル補正後像信号波形を入力としてローパスフィルタ回路14から出力された画像信号波形の位相及び振幅を同期させるための位相・同期信号を出力する位相・振幅同期回路15と、前記位相・振幅同期回路15から出力される位相・同期信号とローパスフィルタ回路14から出力された画像信号波形とを乗算させて出力する乗算回路16と、前記乗算回路16により位相及び振幅を同期した画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリ3に記憶した製造時白基準レベル波形を乗算した補正画像信号波形を出力する乗算回路17と、前記乗算回路17から出力された補正白レベル波形を記憶する補正白レベル波形メモリ18と、前記暗レベル補正回路11から出力された暗補正画像信号波形から前記補正白レベル波形メモリ18から出力された補正白レベル波形を除算して出力する除算回路19とを備える。
本実施形態によるシェーディング補正方法を適用したスキャナ装置は、まず、図示しない制御部が、装置製造時に汚れのない状態の白基準及びイメージセンサ2を用いて基準となる製造時白レベル信号波形(図3A[a]、約7画素の周期でレンズアレイの周期パターンが拡大図に示す如く正弦波状に含まれる)を製造時白レベル波形メモリ3に記憶する第1工程と、次いでアナログ回路/AD/変換器10から出力される画像信号波形と暗レベル波形メモリ12から出力される暗レベル波形を用いて暗レベル補正回路11が暗レベル補正を行う第2工程と、装置稼働時に装置内に設けた白基準をイメージセンサ2が読み取って稼働状態における動作時白レベル波形(図3A[b]、白基準が経時変化の汚れによるレベル低下が拡大図のように含まれる)を読み込んで図示しないメモリに記憶する第3工程と、前記メモリに記憶した動作時白レベル波形から、除算回路13により製造時白レベル波形メモリ3に記憶した製造時白レベル波形を除算する第4工程とを実行する。
11 暗レベル補正回路、12 暗レベル波形メモリ、13 除算回路、
14 ローパスフィルタ回路、15 位相・振幅同期回路、16 乗算回路、
17 乗算回路、18 補正白レベル波形メモリ、19 除算回路
Claims (4)
- 原稿に記載された画像をイメージセンサにより光学的に走査するスキャナ装置であって、
装置内の白基準及び紙原稿等の画像を読み込むためのイメージセンサと、
装置製造時にイメージセンサを用いて読み込んだ製造時白レベル波形を記憶する製造時白レベル波形メモリと、
前記イメージセンサにより読み込んだディジタル画像信号をディジタル画像信号に変換するアナログ回路及びA/D変換器と、
照明を消した状態でのイメージセンサにより読み込んだ暗レベル波形を記憶する暗レベル波形メモリと、
前記暗レベル波形メモリに記憶した暗レベル波形を用いてアナログ回路及びA/D変換器から出力される画像信号波形から暗レベル波形を減算して暗レベル補正を行う暗補正画像信号波形を出力する暗レベル補正回路と、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正を行った画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白レベル波形を除算した白レベル補正を行う第1除算回路と、
前記第1除算回路から出力された画像信号波形の低周波成分のみを出力することにより光源やセンサ感度の経時変化及び温度特性による大局的な変化成分の画像信号波形を出力するローパスフィルタ回路と、
前記第1除算回路から出力された白レベル補正後像信号波形を入力としてローパスフィルタ回路から出力された画像信号波形の位相及び振幅を同期させて低周波の成分や汚れの成分から分離したレンズ周期パターンの位相ずれによる周期パターンを出力させる位相・振幅同期回路と、
前記位相・振幅同期回路から出力される位相ずれ周期パターンとローパスフィルタ回路から出力された大局的変化成分画像信号波形とを乗算させて出力する第1乗算回路と、
前記第1乗算回路により乗算させた位相ずれ周期パターンと大局的変化成分画像信号波形とを含む乗算画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白基準レベル波形を乗算した補正白レベル波形を出力する第2乗算回路と、
前記第2乗算回路から出力された補正白レベル波形を記憶する補正白レベル波形メモリと、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリから出力された補正白レベル波形を除算して出力する第2除算回路とを備えたことを特徴とするスキャナ装置。 - 前記位相・振幅同期回路が、周期パターンの位相ずれによる信号波形の周期パターンのみを抽出するため、波形から交流成分を抽出する交流成分抽出機能と、前記交流成分抽出機能により抽出した交流成分波形の振幅の緩やかな変動をピークホールド及びローパスフィルタにより抽出する緩振幅変動抽出機能と、位相を合わせた正弦波を位相同期回路により合成する正弦波合成機能とを有することを特徴とする請求項1記載のスキャナ装置。
- 装置内の白基準及び紙原稿等の画像を読み込むためのイメージセンサと、装置製造時にイメージセンサを用いて読み込んだ製造時白レベル波形を記憶する製造時白レベル波形メモリと、前記イメージセンサにより読み込んだディジタル画像信号をディジタル画像信号に変換するアナログ回路及びA/D変換器と、照明を消した状態でのイメージセンサにより読み込んだ暗レベル波形を記憶する暗レベル波形メモリと、前記暗レベル波形メモリに記憶した暗レベル波形を用いてアナログ回路及びA/D変換器から出力される画像信号波形から暗レベル波形を減算して暗レベル補正を行う暗補正画像信号波形を出力する暗レベル補正回路とを備え、原稿に記載された画像をイメージセンサにより光学的に走査するスキャナ装置のスキャナ方法であって、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正を行った画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白レベル波形を除算した白レベル補正を行う第1除算工程と、
前記第1除算工程により出力された画像信号波形の低周波成分のみを出力することにより光源やセンサ感度の経時変化及び温度特性による大局的な変化成分の画像信号波形を出力するローパスフィルタ工程と、
前記第1除算工程により出力された白レベル補正後像信号波形を入力としてローパスフィルタ工程により出力された画像信号波形の位相及び振幅を同期させて低周波の成分や汚れの成分から分離したレンズ周期パターンの位相ずれによる周期パターンを出力させる位相・振幅同期工程と、
前記位相・振幅同期工程により出力される位相ずれ周期パターンとローパスフィルタ工程により出力された大局的変化成分画像信号波形とを乗算させて出力する第1乗算工程と、
前記第1乗算工程により乗算させた位相ずれ周期パターンと大局的変化成分画像信号波形とを含む乗算画像信号波形から前記製造時白レベル波形メモリに記憶した製造時白基準レベル波形を乗算した補正白レベル波形を出力する第2乗算工程と、
前記第2乗算工程により出力された補正白レベル波形を記憶する補正白レベル波形メモリ工程と、
前記暗レベル補正回路から出力された暗補正画像信号波形から前記補正白レベル波形メモリ工程により出力された補正白レベル波形を除算して出力する第2除算工程とによってシェーディング補正を行うことを特徴とするシェーディング補正方法。 - 前記位相・振幅同期工程が、周期パターンの位相ずれによる信号波形の周期パターンのみを抽出するため、波形から交流成分波形を抽出する交流成分抽出工程と、前記交流成分抽出工程により抽出した交流成分波形の振幅の緩やかな変動をピークホールド及びローパスフィルタにより抽出する緩振幅変動抽出工程と、位相を合わせた正弦波を位相同期回路により合成する正弦波合成工程とを含むことを特徴とする請求項3記載のシェーディング補正方法。
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