JPH11122491A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同じシェーディングデータの期間が主走査方
向に連続して存在し、かつ、ばらつきの小さな読取デー
タが入力されることが多発する状況下においても、シェ
ーディング補正演算結果に飛びデータを無くすことがで
き、滑らかな階調表現を実現し得る上に、或る固定パタ
ーンによる規則的なばらつきを演算結果に生じないよう
にする。 【解決手段】 原稿画像の読取データＤi の変化の有無
に基づき複数のシェーディング補正演算式の切換えを制
御し、読取データＤi に変化が無い場合にはシェーディ
ング補正演算式を切換えないことで、或る固定パターン
による規則的なばらつきを防止し、読取データＤi に変
化があった場合には演算式選択手段２１によってシェー
ディング補正演算式を切換えることで、飛びデータをシ
ェーディング補正演算結果に生じないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤラインセン
サ等の光電変換素子を用いて原稿画像の読取りを行うデ
ジタル複写機、イメージスキャナ等の画像読取装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の画像読取装置では、Ｃ
ＣＤラインセンサの各画素毎の感度むらや、照明・光学
系のむらを補正する手法として、シェーディング補正が
知られている。この内、最近のデータレートの高速化に
伴い、基準白板を読み取って画素毎のシェーディング補
正データを取得し、そのシェーディング補正データと読
み取られた読取データとを演算することで読取データの
シェーディング補正を行うようにしている。

【０００３】図５はこのような画像読取装置の一般的な
構成例を示すもので、１次元ライン状のＣＣＤ１により
読み取られた読取データは波形整形、サンプルホール
ド、増幅等の信号処理回路２による信号処理を経て、Ａ
／Ｄ変換器３によりデジタルデータに変換されてシェー
ディング補正回路４に入力される。このシェーディング
補正回路４中にはデータ入力経路とシェーディング補正
データ入力経路とが選択的に設けられており、シェーデ
ィング補正データ入力経路側には平均値回路５とＦＩＦ
Ｏ（First-Ｉn First-Ｏut）メモリ６とが設けられてい
る。ここに、シェーディング補正データ取得のための基
準白板の読取り時にはシェーディング補正データ入力経
路側が選択され、平均値回路５により画素毎に平均化さ
れたシェーディング補正データが生成され、画素毎のシ
ェーディング補正データＤshがＦＩＦＯメモリ６に格納
される。本来の原稿画像読取り時にはデータ入力経路側
からは読取データ（デジタルデータ）Ｄi が、ＦＩＦＯ
メモリ６からは画素毎のシェーディング補正データＤsh
が、ＲＯＭ７に入力されて、このＲＯＭ７に予め格納さ
れているシェーディング補正演算式（シェーディング補
正データＤshを含む）に基づき所謂テーブルルックアッ
プ方式により演算処理され、Ｄi ，Ｄshに応じたシェー
ディング補正演算処理後のデータがＤo として後段の画
像処理回路側に出力される。

【０００４】しかしながら、このようなシェーディング
補正方式の場合、シェーディング補正データの大きさの
数しかシェーディング補正後のデータ数が存在しないた
め、シェーディング補正後データＤo の連続性が保たれ
ない、という問題がある。

【０００５】例えば、最も一般的な８ビット読取りで読
取データとして０〜２５５なる２５６個分を扱えるシス
テムの場合で説明する。この場合、シェーディング補正
演算式は、一般的に、 Ｄo ＝INT｛(Ｄi／Ｄsh)×255＋0.5｝ ………………………(１) ただし、INT｛ ｝；小数点以下切捨ての演算式 Ｄo ；シェーディング補正後データ Ｄi ；読取データ Ｄsh ；シェーディング補正データ で表される。ここで、シェーディング補正データＤsh＝
２２０とすれば、(１)式中の分母が２２０となり、演算
結果も整数となるため、シェーディング補正後データＤ
o としては、本来の０〜２５５個の出力値の内の２２１
個のデータしか持たず、３５個分（＝２５６−２２１）
のポイントでデータ飛びを発生する。図６(ａ)はこのよ
うなデータ飛びが発生する様子を模式的に示す説明図で
ある。図６(ｂ)はその一部を拡大し誇張して示す模式図
である。例えば、読取データＤi ＝（Ｘ−１），Ｘに対
応するシェーディング補正後データＤo として（Ｙ−
１），Ｙが存在するが、読取データＤi ＝（Ｘ＋１）に
対応するシェーディング補正後データＤo としては（Ｙ
＋２）となってしまい、（Ｙ＋１）なるデータが飛んで
しまうような現象である。つまり、図６に示す例でいえ
ば、Ｘ付近の読取データ（Ｄg ）が入力された場合、シ
ェーディング補正後データとしては（Ｙ−１），Ｙ，
（Ｙ＋２）の何れかとなるので、ばらつきが拡大されて
滑らかな階調が得られない読取りとなってしまう。

【０００６】このようなデータ飛びを生ずる理由につい
て、詳細に説明する。まず、(１)式においてデータの飛
びが発生するためには、Ｄi ＝Ｘのときにデータ切捨て
を生じ、Ｄi ＝（Ｘ＋１）のときに（１／Ｄsh）×２５
５を加えることによりデータ切上げを生ずる必要があ
る。

【０００７】この点を数式で表せば、 0.5 ＞ MOD｛(Ｄi／Ｄsh）×255｝ ……………………………(２) かつ 0.5 ＜ MOD｛(Ｄi／Ｄsh）×255｝＋ MOD｛(１／Ｄsh）×255｝ …………………(３) ただし、MOD｛ ｝；小数点部のみを取り出す演算式を
満足する箇所で発生することになる。従って、 ０＜0.5−MOD｛(Ｄi／Ｄsh）×255｝＜MOD｛(１／Ｄsh）×255｝ …………………(４) を満たす箇所（読取データＤi ）で発生する。

【０００８】この(４)式からも判るように、データ飛び
の発生する位置は、シェーディング補正データＤshの値
によって決まるため、仮に、シェーディング補正データ
Ｄshの大きさが一定なシステムの場合には、存在しない
シェーディング補正後データ（飛びデータ）が生ずるた
め、滑らかな階調表現に支障を来す。

【０００９】この点、滑らかな階調表現を実現するため
には、存在しないデータ（飛びデータ）を無くすように
すればよい。しかし、(１)式のような同一のシェーディ
ング補正演算式を用いることでシェーディング補正を行
い、データ飛びの発生位置を変更することができたとし
ても、発生しないデータを無くすことまではできない。

【００１０】このような事情を考慮し、複数のシェーデ
ィング補正演算式を用意しておき、原稿を読取っている
間に、その画像位置情報に基づき、用いるシェーディン
グ補正演算式を切換えることで、原稿画像全体を読取っ
た場合に、存在しないデータを無くして滑らかな階調表
現を実現するシェーディング補正方式が提案されてい
る。この際、切換えるシェーディング補正演算式は、飛
びデータを生ずる箇所付近のみを変更するように設定さ
れている。つまり、 Ｄo ＝INT｛(Ｄi／Ｄsh)×255＋0.5｝ …………………(１) ただし、(４)式を満足する読取データＤi の場合には Ｄo ＝INT｛(Ｄi／Ｄsh)×255＋0.5｝＋１ …………………(５) なる(１)(５)式を用意し、画像位置情報に応じて(１)式
又は(５)式を選択するように構成されている。

【００１１】このようなシェーディング補正演算式(１)
(５)の関係を、飛びデータが発生する部分にて誇張して
示すと、図７(ａ)(ｂ)に示すようになる。図７(ａ)は
(１)式によるもので図６(ｂ)に相当し、図７(ｂ)は(５)
式によるものであり、画像飛びが発生したＤi ＝Ｘの箇
所で、シェーディング補正演算式を(１)式から(５)式に
切換えることによりＤo ＝（Ｙ＋１）なる出力値を得る
ことができ、かつ、その他の読取データＤi に対するシ
ェーディング補正後データＤo には変動が無いことが判
る。

【００１２】このような条件があれば、同一原稿内に複
数のγを持っていても、シェーディング補正演算式の変
更箇所を特定位置に限定できるので、ノイズ等の影響も
あり、演算式の切換えタイミングにより規則性を持った
データ列になることはなく、画像処理部での演算と干渉
して、モアレ等の異常画像が発生する可能性は無いと考
えられていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年では、
高画質化の要求に応えるべく、低ノイズ化や光源の照度
分布の均一化が進み、同じシェーディング補正データＤ
shを用いる期間（領域）が主走査方向に連続して存在
し、ばらつきの小さな読取データＤi が入力されること
が多発する状況となってきている。この場合、画像位置
情報に基づきγ（演算式）を切換える方式では、後段の
画像処理（特に、電気変倍処理）と干渉してしまい、モ
アレ等の異常画像を発生させてしまう問題が生ずる。

【００１４】例えば、読取データＤi ＝Ｘが主走査方向
に何画素分か連続する状況下で（図８(ａ)参照）、図７
の場合に準じて、(１)式と(５)式とを主走査方向の偶数
画素位置と奇数画素位置とで交互に切換える処理を行う
と、入力されたデータは均一であるのに、シェーディン
グ補正後データＤo は図８(ｂ)に示すようにばらついて
しまい、本来のイメージからずれてしまう不都合があ
る。

【００１５】そこで、本発明は、同じシェーディングデ
ータの期間が主走査方向に連続して存在し、かつ、ばら
つきの小さな読取データが入力されることが多発する状
況下においても、シェーディング補正演算結果に発生し
ない飛びデータを無くすことができ、滑らかな階調表現
を実現し得る上に、或る固定パターンによる規則的なば
らつきを演算結果に生ずることのない画像読取装置を提
供することを目的とする。

【００１６】さらには、本発明は、シェーディング補正
演算処理に際して、より滑らかな変化を実現し得る画像
読取装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ラインセンサによる基準白板からの読取データに基づき
デジタル的なシェーディング補正データを取得し、前記
ラインセンサによる原稿画像の読取時には前記シェーデ
ィング補正データを含む所定のシェーディング補正演算
式を用いて読取データを補正する画像読取装置におい
て、少なくとも前記ラインセンサによる原稿画像の読取
期間中に切換え自在な複数のシェーディング補正演算式
を有し、原稿画像の読取データの変化の有無に基づきシ
ェーディング補正演算式の切換えを制御するようにし
た。従って、例えば、読取データに変化が無い場合には
シェーディング補正演算式を切換えず、読取データに変
化があった場合にはシェーディング補正演算式を切換え
ることで、シェーディング補正演算式の切換えに伴う或
る固定パターンの発生を抑制できる。

【００１８】請求項２記載の発明は、ラインセンサによ
る基準白板からの読取データに基づきデジタル的なシェ
ーディング補正データを取得し、前記ラインセンサによ
る原稿画像の読取時には前記シェーディング補正データ
を含む所定のシェーディング補正演算式を用いて読取デ
ータを補正する画像読取装置において、少なくとも前記
ラインセンサによる原稿画像の読取期間中に切換え自在
な複数のシェーディング補正演算式が予め格納された記
憶部と、この記憶部中に格納されたシェーディング補正
演算式の切換え信号を原稿画像の読取データの変化の有
無に基づき出力する演算式選択手段と、を備える。従っ
て、例えば、読取データに変化が無い場合には演算式選
択手段によりシェーディング補正演算式を切換えず、読
取データに変化があった場合には演算式選択手段により
シェーディング補正演算式を切換えることで、シェーデ
ィング補正演算式の切換えに伴う或る固定パターンの発
生を抑制できる。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の画
像読取装置において、演算式選択手段は、読取データの
変化が大小何れの方向であるかを検知する方向性検知手
段を含み、変化する方向に対して連続性を有する側のシ
ェーディング補正演算式を選択するように切換える。従
って、複数のシェーディング補正演算式が各々小さい読
取データ側と連続性があり、或いは、大きい読取データ
側と連続性がある点に着目し、読取データの変化が大小
何れの方向に変化しているかに応じて連続性を示す側の
シェーディング補正演算式を選択することで、より滑ら
かな変化を実現できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１ない
し図４に基づいて説明する。図５ないし図８で示した部
分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略す
る。図３は本実施の形態における画像読取装置の機構的
な構成例を示し、読取対象となる原稿１１を載置するコ
ンタクトガラス１２が設けられている。このコンタクト
ガラス１２の端部はＡ４，Ｂ４等の位置決め用のスケー
ル１３を含む本体カバー１４により覆われているととも
に、基準位置には基準白板１５が組込まれている。この
ようなコンタクトガラス１２の下方には読取光学系が配
設されている。この読取光学系は、原稿１１面や基準白
板１５面をスリット露光する光源１６と、原稿１１面や
基準白板１５面からの反射光を順次受ける第１〜３ミラ
ー１７，１８，１９と、その反射光を受光するＣＣＤ１
と、反射光をこのＣＣＤ１へ集光結像させる結像レンズ
２０とにより構成されている。ここに、光源１６及び第
１ミラー１７が第１走行体、第２，３ミラー１８，１９
が第２走行体として、同一方向に２：１の速度比で副走
査するように設定されている。

【００２１】図１はシェーディング補正回路４を含む信
号処理系の概略構成を示し、まず、ＲＯＭ７中には、シ
ェーディング補正演算式として(１)式と(５)式とがテー
ブルルックアップ方式で選択自在に格納されている。こ
れらの(１)式と(５)式との選択はSEL端子 への切換え信
号に基づくものであり、本実施の形態では、読取データ
の変化の有無に応じてこのSEL端子 への切換え信号を出
力する演算式選択手段としての演算選択回路２１が付加
されている。

【００２２】この演算選択回路２１は、例えば、図２に
示すように、１画素分遅延用のフリップフロップ２２
と、方向性検知手段としてのコンパレータ２３と、この
コンパレータ２３の出力に応じてSEL端子 への切換え信
号が制御されるＪ‐Ｋ型のフリップフロップ２４とによ
り構成されている。ここに、コンパレータ２３のＡ入力
にはフリップフロップ２２を経ることにより１画素前の
読取データＤi が入力され、Ｂ入力には現在の画素の読
取データＤi が入力されるように設定されている。ま
た、コンパレータ２３はＡ，Ｂ入力に関して大小比較処
理を行い、Ａ＞Ｂなる結果の場合にはフリップフロップ
２４のＪ入力に出力してSEL端子 への切換え信号として
Ｈレベルを出力し、(５)式のシェーディング補正演算式
を選択し、逆にＡ＜Ｂなる結果の場合にはフリップフロ
ップ２４のＫ入力に出力してSEL端子への切換え信号と
してＬレベルを出力し、(１)式のシェーディング補正演
算式を選択するように設定されている。

【００２３】このような構成において、ＣＣＤ１からの
読取データ（アナログデータ）は信号処理回路２により
波形整形等の処理を受けた後、Ａ／Ｄ変換器３によりデ
ジタルデータに変換される。これにより、主走査１ライ
ン分の読取データ（デジタルデータ）が得られる。ここ
に、ＣＣＤ１による読取位置を、走行体等の副走査方向
の移動によって移動させることにより、原稿画像の２次
元的な読取りが可能となる。

【００２４】通常の読取動作は、走行体等が基準位置に
移動して、基準白板１５をスリット露光することによ
り、基準白板１５の読取りが数ライン分行われ、その読
取データ（デジタルデータ）を平均値回路５で画素毎に
平均化処理することにより、ＣＣＤ１の感度むらや照明
・光学系のむら等を補正するための画素毎のシェーディ
ング補正データＤshが生成され、ＦＩＦＯメモリ６に格
納される。その後、走行体が副走査方向にスキャニング
を開始して原稿読取有効領域に入ると、その時点でＣＣ
Ｄ１により読み取られ、デジタルデータに変換された画
素毎の読取データＤi と、ＦＩＦＯメモリ６からの画素
毎のシェーディング補正データＤshとが、ＲＯＭ７内の
所定のアドレス位置に入力される。このとき、ＲＯＭ７
内には予め(１)式又は(５)式のシェーディング補正演算
式に応じた演算結果が格納されているため、入力された
データＤi ，Ｄshに応じた出力値がシェーディング補正
後データＤo として後段の画像処理部に出力される。

【００２５】ここに、ＲＯＭ７内において、(１)式又は
(５)式の何れのシェーディング補正演算式に応じた演算
結果をテーブルルックアップ方式により用いるかが、読
取データＤi 自身の変化の有無に応じて演算選択回路２
１により適宜選択切換えされる。本実施の形態の場合に
は、図２に示した演算選択回路２１により、１画素前の
読取データに対して現在の画素の読取データの方が小さ
くなる場合（Ａ＞Ｂの場合）には、(５)式のシェーディ
ング補正演算式を選択し、１画素前の読取データに対し
て現在の画素の読取データの方が大きくなる場合（Ａ＜
Ｂの場合）には、(１)式のシェーディング補正演算式を
選択するように動作する。

【００２６】つまり、本実施の形態では、主走査ライン
上で読取データＤi に変化が無い場合にはシェーディン
グ補正演算式を切換えず、主走査ライン上で読取データ
Ｄiに変化があった場合にはシェーディング補正演算式
を切換えることを基本とするものである。例えば、読取
データＤi が大きい方に変化した場合には、SEL端子へ
の切換え信号としてＬレベルを出力し、(１)式のシェー
ディング補正演算式を選択し、逆に読取データＤi が小
さい方に変化した場合には、SEL端子 への切換え信号と
してＨレベルを出力し、(５)式のシェーディング補正演
算式を選択し、読取データＤi に変化が無い場合には前
の読取データＤi で使用したシェーディング補正演算式
をそのまま用いる（演算選択回路２１を機能させない）
ことで、シェーディング補正演算式を適宜切換えるもの
である。

【００２７】この結果、図４に模式的に示すように、デ
ータの飛びの影響の小さい状態で、モアレの原因となる
ような或る固定パターンの発生を生ずることなく、連続
性のあるシェーディング補正演算処理を行えることが判
る。特に、シェーディング補正演算式に関して、(１)式
と(５)式との関係が、前述した図７の模式図からも判る
ように、読取データＤi の変化点Ｘに対する出力値が、
(１)式では小さいデータ側との連続性があり、逆に、
(５)式では大きいデータ側との連続性があるため、読取
データＤi が大きい側に変化する場合には(１)式のシェ
ーディング補正演算式、小さい側に変化する場合には
(５)式のシェーディング補正演算式を用いることによ
り、図示の如く、滑らかな変化（階調表現）を実現し得
ることが判る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によれば、原
稿画像の読取データの変化の有無に基づき複数のシェー
ディング補正演算式の切換えを制御することで、読取デ
ータに変化が無い場合にはシェーディング補正演算式を
切換えず、読取データに変化があった場合にはシェーデ
ィング補正演算式を切換えるようにしたので、同じシェ
ーディングデータの期間が主走査方向に連続して存在
し、かつ、ばらつきの小さな読取データが入力されるこ
とが多発する状況下においても、シェーディング補正演
算結果に発生しない飛びデータを無くすことができ、滑
らかな階調表現を実現し得る上に、演算結果に或る固定
パターンによる規則的なばらつきを生ずることのないシ
ェーディング補正演算処理を行わせることができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、複数のシェ
ーディング補正演算式が各々小さい読取データ側と連続
性があり、或いは、大きい読取データ側と連続性がある
点に着目し、読取データの変化が大小何れの方向に変化
しているかに応じて連続性を示す側のシェーディング補
正演算式を選択することで、より滑らかな変化の階調表
現を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図２】その演算選択回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】画像読取装置の機構的構成例を示す正面図であ
る。

【図４】読取データとシェーディング補正後データとの
関係を示す模式図である。

【図５】従来例を示すブロック図である。

【図６】飛びデータの生ずる様子を示す模式図である。

【図７】飛びデータ部分でシェーディング補正演算式を
切換えて用いた場合の効果を示す模式図である。

【図８】従来例の欠点を示す模式図である。

【符号の説明】

１ ラインセンサ ７ 記憶部 １５ 基準白板 ２１ 演算式選択手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインセンサによる基準白板からの読取
   データに基づきデジタル的なシェーディング補正データ
   を取得し、前記ラインセンサによる原稿画像の読取時に
   は前記シェーディング補正データを含む所定のシェーデ
   ィング補正演算式を用いて読取データを補正する画像読
   取装置において、 少なくとも前記ラインセンサによる原稿画像の読取期間
   中に切換え自在な複数のシェーディング補正演算式を有
   し、原稿画像の読取データの変化の有無に基づきシェー
   ディング補正演算式の切換えを制御するようにしたこと
   を特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 ラインセンサによる基準白板からの読取
   データに基づきデジタル的なシェーディング補正データ
   を取得し、前記ラインセンサによる原稿画像の読取時に
   は前記シェーディング補正データを含む所定のシェーデ
   ィング補正演算式を用いて読取データを補正する画像読
   取装置において、 少なくとも前記ラインセンサによる原稿画像の読取期間
   中に切換え自在な複数のシェーディング補正演算式が予
   め格納された記憶部と、この記憶部中に格納されたシェ
   ーディング補正演算式の切換え信号を原稿画像の読取デ
   ータの変化の有無に基づき出力する演算式選択手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
3. 【請求項３】 演算式選択手段は、読取データの変化が
   大小何れの方向であるかを検知する方向性検知手段を含
   み、変化する方向に対して連続性を有する側のシェーデ
   ィング補正演算式を選択するように切換えることを特徴
   とする請求項２記載の画像読取装置。