KR100250361B1 - 화상 입력장치의 전처리기 및 이를 이용한 화상왜곡보정방법 - Google Patents

화상 입력장치의 전처리기 및 이를 이용한 화상왜곡보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원고를 각 색상별로 색분해하여 읽어들일 때 발생하는 회로소자 및 부품에 의한 화상의 왜곡을 최소화하기 위한 화상왜곡보정부를 구비한 화상입력장치에서 상기 화상 왜곡보정부는 원고화상의 왜곡을 보정하기 위한 기준데이터를 생성하고 생성된 기준데이터를 사용하여 원고화상에 대하여 흑백보정을 동시에 수행한다. 또한, 상기 색분해하여 읽어들인 원고의 출력화상의 화질을 밝고 어둡게 하기 위한 조정부를 포함한다.
본 발명에 따르면 하나만의 아날로그/디지털 변환기를 사용하여 원고화상에 대한 보정동작이 가능하므로 응용 주문형 집적회로화 할 경우에는 칩크기의 소형화와 원가절감의 효과를 크게 할 수 있으며 또한 회로소자의 개체 특성에 의한 에러를 최소화할 수 있으므로 우수한 출력결과를 얻을 수 있다.

Description

화상 입력장치의 전처리기 및 이를 이용한 화상왜곡보정방법
본 발명은 칼라화상 입력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원고의 상태에 따라 반사되어 나오는 광량에 비례한 아날로그 신호에 대하여 전하결합소자 센서나 광원의 왜곡을 보정하여 디지털데이터로 변환하므로써 출력화상의 화질을 개선함과 동시에 모니터나 프린터와 같은 출력장치에 나타난 출력화상을 밝게 또는 어둡게 처리함에 따라 사용자의 기호에 맞는 출력화상을 얻기 위한 화상 입력장치의 전처리기 및 이를 이용한 화상왜곡보정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스캐너는 광원의 빛을 원고에 투사하여 반사시키고 반사된 광을 전하결합소자(CCD:Charge Coupled Device 이하 'CCD'로 약칭), 접촉 이미지 센서(CIS:Contact Image Sensor)와 같은 화상독취 센서를 통하여 전기 출력값으로 변환시킨다. 한편, 변환된 출력값은 일반적으로 컴퓨터의 하드디스크와 같은 데이터 기억장치에 저장되도록 하는 작용을 한다.
이와 같이, 서류와 책 등의 원고 내용을 읽어들이는 스캐너는 스캐닝 전용으로 사용되도록 단일품으로 제조되거나 복사기, 팩스등과 함께 복합기의 하나의 장치로 구성되기도 한다.
일반적인 칼라화상 처리장치의 광전변환장치인 CCD 센서로부터 출력되는 아날로그 신호는 반도체 소자인 CCD 센서의 각 화소간의 개체 차에 의한 편차를 포함하고 있고, 광원으로 사용하는 형광램프 또는 할로겐 램프 등의 발광특성 및 백색기준판의 왜곡 등에 의해 입력화상을 읽어들이는데 있어 화질의 열화가 발생한다.
이러한 회로소자 및 부품에 따른 화질의 열화를 방지하기 위하여 칼라화상 입력장치에서는 CCD 센서의 소자특성에 따른 개체 차를 보정하기 위하여 흑보정을 수행하고, 광원(형광램프 또는 할로겐 램프) 및 백색기준판의 왜곡에 따른 영향을 제거하기 위하여 백보정을 수행한다.
일반적으로 칼라화상 입력장치의 왜곡보정 처리과정은 세단계로 이루어진다.
먼저, CCD 센서에 광이 입력되지 않는 상태에서 CCD 센서의 화소 자체에서 출력되는 암전류의 크기를 읽어내는 흑보정데이터를 획득하여, CCD 센서에서 출력되는 아날로그신호를 보정데이터 크기만큼 감산해주는 흑보정처리단계와, 광원에 전원을 인가하고 백색 기준판에 반사되는 아날로그신호에 대해 흑보정처리를 수행하고 출력되는 화상신호의 최대값을 읽어내는 최대값검출단계와, 광원에 전원을 인가하고 백색기준판에 반사되는 아날로그신호에 대해 상기 최대값검출단계에서 검출된 최대값과 흑기준전압의 범위 내에서 광원 및 백색기준판의 왜곡을 검출하여 생성된 백보정데이터를 기준으로 균일화하는 동작을 수행하는 백보정처리단계가 있다.
도 1은 종래의 전처리기 회로 구성을 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 종래에는 광원에 전원이 인가되지 않은 상태에서 CCD 센서를 구동하여 아날로그 화상신호가 출력되는 동안, 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Convertor 이하 'A/D 변환기'라 약칭)(201)는 흑보정데이터를 획득하기 위한 동작을 수행하는데, 흑기준전압(VBref)과 흑최대전압(VBmax)의 범위 내에서 CCD 센서로부터 출력된 아날로그 화상신호를 디지털데이터로 변환하여 흑보정메모리(202)에 저장한다.
흑보정메모리(202)는 CCD 센서의 유효 화소수만큼의 크기를 가지는 용량을 가지며, CCD 센서의 출력동기신호에 따라 순차적으로 흑보정데이터가 저장된다. A/D 변환기(201)는 흑보정데이터 검출동작에서만 사용되도록 동작한다.
다음에는 광원에 전원을 인가하여 백색기준판에 반사된 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 흑보정데이터 검출동작에서 검출된 데이터를 디지털/아날로그 변환기(DAC:Digital/Analog Convertor 이하 'D/A 변환기'라 약칭)(203)로 아날로그 값으로 변환한 다음, 흑보정기(204)에서는 CCD 센서의 출력신호에 대하여 흑보정데이터만큼의 크기를 감산하여 흑보정동작을 수행한다.
흑보정처리가 완료된 아날로그 화상신호는 최대값 검출을 위한 A/D 변환기(205)로 입력되어 백최대전압(VWmax)과 흑기준전압(VBref)의 범위 내에서 디지털 값으로 변환되고, 변환된 데이터는 최대값검출기(206)에서 바로 전까지 검출된 최대 화소데이터값의 크기와 비교하여 최대 화소데이터값을 검출하여 최대값 검출동작을 완료한다.
다음에는 광원에 전원을 인가하여 백색기준판에 반사된 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 흑보정이 완료된 신호를 입력받아 흑기준전압(VBref)과 최대값검출기에서 검출되어 D/A 변환기(207)에서 변환된 최대값(VPEAK)의 범위 내에서 A/D 변환기(208)에서 디지털데이터로 변환하여 백보정메모리(209)에 저장함에 따라 백보정데이터 검출동작이 수행된다.
따라서, 실제적인 원고화상을 읽어들이는 동작을 수행하는 경우에는, 광원에 전원을 인가하여 원고에 반사되는 반사광이 CCD 센서에 입력되도록 하고, 반사광에 따라 광전변환되어 출력되는 아날로그 신호를 입력받아 흑보정을 수행하기 위하여 흑보정메모리(202)에 저장된 데이터가 D/A 변환기(203)를 거쳐 흑보정기(204)에 제공되어 흑보정 동작이 수행된다.
또한, 백보정을 수행하기 위하여 백보정메모리(209)에 저장된 데이터가 D/A 변환기(210)를 거쳐 백보정기(211)에 제공되어 백보정 동작이 수행된다.
왜곡보정이 끝난 화상신호는 최종적으로 A/D 변환기(212)에서 데이터버스를 통해 래치(215)에 기억된 데이터를 D/A 변환기(214)에서 변환한 흑기준전압(VBref)과 데이터버스를 통해 래치(216)에 기억된 데이터를 D/A 변환기(213)에서 변환한 백기준전압(VWref)의 범위 내에서 디지털 화상데이터로 변환하므로써 원고화상을 디지털데이터로 읽어내는 동작을 수행하게 된다.
여기에서, 화상신호를 최종적으로 디지털데이터로 변환하는 A/D 변환기(212)의 기준전압은 스캐너 제어부(101)에서 제공되는 임의의 값을 사용할 수 있도록 구성하여 기준전압을 올리거나 내림에 따라 출력화상이 밝아지거나 어두워지도록 조정할 수 있게 되어 있다.
여기에서, 현재 제품화되고 있는 칼라화상 입력장치의 경우 필수적으로 사용되는 왜곡보정처리를 수행하는 회로의 경우는 대부분 응용 주문형 집적회로(ASIC:Application Specific Integrated Circuit 이하 'ASIC'이라 약칭)화가 이루어져 하나의 회로소자로 적용된다.
그러나 종래의 왜곡보정 처리회로에 있어서는 다수의 A/D 변환기와 D/A 변환기를 사용하게 되어 ASIC 화할 경우, 회로의 구성이 복잡해지고, 칩의 크기가 커지게 됨에 따라 전력소비가 증가하고, 칩의 제조단가와 관계가 밀접한 다이 크기가 커지게 되어 원가상승의 요인으로 작용한다.
또한, 칼라화상 입력장치의 화질이 중점적으로 부각되고 있는 현재의 추세로 볼 때, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기의 해상도가 높아지고 있으며, 통상적으로 A/D 변환기의 해상도가 1비트 커지게 되면 칩크기는 최대 두배로 증가되는 경우도 있으므로 다수의 A/D 또는 D/A 변환기를 사용하는 것은 칩크기를 줄일 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 동일한 기능을 수행하는 회로를 간단하게 설계하여 적용하므로 써 원가의 부담을 줄이고 회로동작을 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로, 특히 A/D 변환기의 경우, 회로에 적용된 비트 해상도에 따라 칩 면적과 밀접한 상관관계를 가지고 있으므로, A/D 변환기의 사용 갯수를 최소한으로 줄임에 따라 다기능을 추가한 칩의 설계가 가능하고, 상호간의 간섭효과가 작아서 안정적인 신호처리효과를 얻을 수 있도록 하는데 한다.
도 1은 종래 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명이 적용된 장치의 시스템 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화상데이터 보정처리 순서를 나타낸 흐름도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
101 : 스캐너 제어부 102 : 롬
103 : 램 104 : 칼라 CCD 센서
105 : 버퍼 106 : 멀티플렉서
107 : 아날로그 스위치 108 : 증폭단
109 : 전처리기 110 : 메모리 버퍼
111 : 인터페이스 112 : 센서 드라이버
113 : 램프 드라이버 114 : 램프
115 : 스텝 모터 116 : 광학 모듈
117 : 컴퓨터
201,205,208,212,301 : 아날로그/디지털 변환기(ADC:Analog/Digital Convertor)
202,308 : 흑보정메모리
203,207,210,213,214,302,303 : 디지털/아날로그 변환기(DAC:Digital/Analog Convertor)
204 : 흑보정기 206,310 : 최대값검출기
209,309 : 백보정메모리 211 : 백보정기
215,216,304,305,312 : 래치 306,307 : 선택기
311 : 가산기
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 화상입력장치의 제어부에서 입력되는 제어신호와, 상기 제어부에서 입력되는 화상 밝기조정데이터를 이용하여 상기 화상입력장치의 전하결합소자 센서에서 감지되어 입력되는 아날로그 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기가 A/D 변환동작을 수행할 때의 상/하한 기준전압을 생성하여 상기 A/D 변환기에 제공하는 D/A 변환기들과, 상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 흑보정데이터를 저장하는 흑보정메모리와, 상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 백보정데이터를 저장하는 백보정메모리와, 상기 흑보정메모리에서 최대 화소데이터값을 검출하는 최대값검출기와, 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 상/하한 기준전압을 설정하는 선택기들과, 상기 백보정메모리로부터 입력되는 데이터 값과 상기 화상 밝기조정데이터를 가산하여 상기 상한 기준전압을 선택하는 선택기의 입력값으로 제공하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어신호는 흑보정값 생성모드 선택신호와, 최대값 검출모드 선택신호와, 백보정값 생성모드 선택신호와, 원고화상 읽기모드 선택신호인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 D/A 변환기들은 상기 A/D 변화기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 상한 기준전압을 생성하기 위한 제 1 D/A 변환기와, 상기 A/D 변환기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 하한 기준전압을 생성하기 위한 제 2 D/A 변환기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 선택기들은 상기 A/D 변환기에 제공되는 상한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 1 선택기와, 상기 A/D 변환기에 제공되는 하한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 2 선택기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 화상왜곡보정방법은 원고화상에 대한 밝기조정 단계값을 설정하는 단계와, 상기 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성하는 단계와, 상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하면서 상기 밝기조정 단계값을 이용하여 상기 원고화상에 대한 밝기를 조정하는 단계와, 상기 밝기와 흑보정 및 백보정을 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 기준데이터 생성단계는 상기 화상 입력장치에 장착된 화상독취센서의 소자특성에 따른 개체 차에 의한 편차를 보정하기 위한 흑보정데이터를 생성하는 단계와, 상기 흑보정데이터에서 최대 화소데이터값을 검출하는 단계와, 상기 화상 입력장치에 장착된 광원 및 백색기준판의 왜곡에 따른 영향을 제거하기 위한 백보정데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 원고화상에 대한 밝기를 조정하는 단계는 출력화상의 밝기를 조절할 수 있는 상한값 변동분과 상기 설정된 밝기조정 단계값을 승산한 후, 상기 백보정메모리에서 출력되는 백보정데이터와 상기 승산한 값을 가산 및 감산하여 구해진 값을 상한 기준전압으로 사용하여 상기 원고화상의 밝기를 조정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 상한값 변동분은 상기 최대값검출기에서 검출된 최대 화소데이터값을 기준으로 하여 원고화상에 대한 기준값을 재설정하기 위하여
상한값 변동분 = (최대 화소데이터값 - 원고의 최대화소값)/밝기조정 단계값 으로 구하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 본 발명의 목적들, 특징들, 그리고 장점들을 첨부된 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전처리기의 회로 구성을 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, CCD 센서의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(301)와, A/D 변환기(301)가 A/D 변환동작을 수행하는 동안의 상/하한 기준전압을 각각 생성하는 D/A 변환기(302,303)와 상/하한 기준전압에 대한 디지털 데이터를 각각 기억하고 있는 래치(304,305)와, 상/하한 기준전압을 동작모드와 선택신호에 따라 각각 선택할 수 있도록 동작하는 선택기(306,307)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 흑보정데이터를 저장하기 위한 흑보정메모리(308)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 백보정데이터를 저장하기 위한 백보정메모리(309)와, A/D 변환기(301)에서 출력되는 디지털 화상데이터를 이용하여 최대값을 검출하기 위한 최대값검출기(310)와, 백보정메모리(309)에서 출력되는 데이터를 입력받는 가산기(311)와, 스캐너 제어부(101)에서 테이터버스를 통해 제공되는 데이터를 기억하는 래치(312)로 구성된다.
도 3은 본 발명이 적용된 장치의 시스템 구성도로써 칼라화상 입력장치를 예를 들어 설명한다.
도시된 바와 같이, 스캐너 제어부(501)는 원고의 화상을 디지털 데이터로서 읽어들이기 위한 일련의 스캔동작 수행에 필요한 타이밍 신호를 발생하고 전체적인 동작을 제어한다. 롬(502)에는 스캐너 제어부(501)가 정해진 순서에 따라 스캐너 시스템을 제어할 수 있도록 일정한 흐름을 가진 프로그램 및 참조데이터를 저장하고 있다. 램(503)에는 스캐너 제어부(501)가 시스템을 제어하는 동안에 발생되는 임시데이터가 저장된다. 램프(514)는 스캐너 제어부(501)로부터 제어신호를 받은 램프 드라이버(513)에 의해 원고의 화상정보를 반사되는 광량으로 읽어내기 위하여 R, G, B 삼색광을 출력한다. 램프(514)로부터 출력된 삼색광은 광학모듈(516)을 통하여 원고에 반사되어 광전변환소자에 입력되도록 경로를 형성하고 칼라 전하결합소자 센서(504)상에 초점이 형성된다.
한편, 스텝모터(515)는 스캐너 제어부(501)로부터 구동신호를 받아 광학모듈(516)을 정해진 해상도로 원고의 부주사방향으로 이동시킨다. 칼라 전하결합소자 센서(504)는 광학모듈(516)을 통하여 입력되는 광량에 비례하여 광의 3원색인 R, G, B 각각의 색 정보를 전기적인 아날로그 신호로 광전변환한다. 센서 드라이버(512)는 스캐너 제어부(501)로부터 일정신호를 공급받아 상기 칼라 전하결합소자 센서(504)가 적절히 동작하도록 클럭신호를 상기 칼라 전하결합소자 센서(504)에 공급한다. 버퍼(505)는 칼라 전하결합소자 센서(504)에서 출력되는 아날로그 신호를 후단에 전달하고 후단의 회로에 의한 CCD 센서신호의 왜곡을 방지한다. 멀티플렉서(506)는 스캐너 제어부(501)에서 공급하는 신호에 따라 동시에 입력되는 세 가지 색 정보신호 중, 하나를 선택하여 출력한다. 증폭단(508)은 멀티플렉서(506)에서 선택되어 출력되는 화상신호를 일정한 레벨의 출력신호로 변환하여 출력하도록 정해진 증폭도에 따라 증폭하여 전처리기(509)의 입력으로 연결한다. 아날로그 스위치(507)는 스캐너 제어부(501)에서 공급하는 신호에 따라 각 색에 맞는 증폭도를 선택하여 화상신호를 증폭하도록 동작한다. 전처리기(509)는 증폭단(508)에서 일정 레벨의 신호로 변환하여 출력하는 신호를 입력받아서 흑백보정처리를 수행하고 아날로그 신호를 변환하여 디지털 화상데이터로 출력한다. 메모리 버퍼(510)는 전처리기(509)에 의해 디지털로 변환된 화상데이터를 일시적으로 저장한다. 인터페이스(511)는 메모리 버퍼(510)에 저장된 화상데이터를 일정한 전송규칙에 따라 컴퓨터(517)에 전송한다.
도 4는 본 발명에 따른 화상데이터 보정처리 순서를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 밝기조정 단계값을 설정한다.(단계:S10)
흑보정데이터를 생성한다.(단계:S21)
상기 생성된 흑보정데이터에서 화상신호의 최대값을 검출한다.(단계:S22)
상기 최대값 검출 후, 백보정데이터를 생성한다.(단계:S23)
상기 설정된 밝기조정 단계값을 이용하여 원고화상에 대해 밝기조정 동작 및 화상왜곡보정을 동시에 수행한다.(단계:S30)
상기 밝기 조정동작과 화상왜곡보정을 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력한다.(단계:S40)
이하, 본 발명의 칼라화상 입력장치의 작용을 도 2 ~ 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
전체의 동작은 네개의 동작단계로 구분되어지는데 흑보정데이터 생성동작과, 최대값 검출동작과, 백보정데이터 생성동작과, 밝기 조정동작을 병행하는 원고화상 읽기동작으로 이루어진다.
먼저, 흑보정데이터 생성동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 0의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다.
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 흑최대전압이 출력될 수 있는 A값이 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑기준전압이 출력될 수 있는 C값이 입력되어서 흑보정데이터 생성동작시, A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑기준전압(VBref)과 상한 기준전압으로 흑최대전압(VBmax)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환하여 흑보정메모리(308)에 순차적으로 저장하므로써 동작을 완료한다.
다음에는 최대값 검출동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 1의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상,하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다.
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 백최대전압이 출력될 수 있는 B값이 선택되어 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터가 선택되어 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑보정전압(VBLK)과 상한 기준전압으로 백최대전압(VWmax)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환한다.
이때, 흑보정메모리(308)에 저장되어 있는 흑보정데이터가 화소 동기신호에 연동되어 각 화소에 대한 보정데이터가 출력됨에 따라 A/D 변환기(301)에서 흑보정은 동시에 처리된다.
디지털 데이터로 변환된 화상데이터는 최대값검출기(310)에 입력되어 이전 화소값과의 대소비교에 따라 최대값을 검출하는 동작을 수행한다. CCD 센서의 한 라인에 대한 처리를 완료함에 따라 CCD 센서의 유효 화소수에 해당하는 영역에서 검출된 최대값은 선택기(306)의 하나의 입력값으로 제공된다.
다음에는 백보정값 생성동작을 수행하기 위해서 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 2의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기에 입력된다.
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, D/A 변환기(302)에는 최대값검출기(310)에서 검출된 최대값이 선택되어 입력되고, D/A 변환기(303)에는 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터가 선택되어 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압으로 흑보정전압(VBLK)과 상한 기준전압으로 최대전압(VPEAK)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털 데이터로 변환한다.
상기 처리과정에서 생성된 디지털 데이터는 백보정메모리(309)에 순차적으로 저장되어 백보정데이터 생성동작은 완료된다.
상기 백보정데이터 생성동작이 완료되면, 칼라화상 입력장치는 모든 준비동작을 마친 상태로서 실제로 원고화상의 입력동작의 시작이 가능하다.
원고를 고정시켜두고 원고독취 동작을 시작하면, 스캐너 제어부(101)로부터 전처리기(109)에 제공되는 선택신호는 3의 값을 갖고 선택기(306,307)에 제공되며 각각의 선택기에서 선택된 값은 A/D 변환기(301)의 상/하한 기준전압을 설정하는 두개의 D/A 변환기(302,303)에 입력된다.
즉, 표 1에서 보는 바와 같이, 백보정 메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터와 데이터버스를 통해 래치(313)에 기억되어 있는 화상 밝기조정데이터가 가산기(311)에 의해 가산된 값이 선택되어 D/A 변환기(302)에 입력되고, 흑보정메모리(308)에서 출력되는 흑보정데이터가 선택되어 D/A 변환기(303)에 입력되어서 A/D 변환기(301)는 하한 기준전압(VBLK)과 상한 기준전압(VWHT± nα)의 범위 내에서 입력된 화상신호를 디지털데이터로 변환한다.
여기에서 상기 원고화상읽기 모드에서 상한 기준전압을 설정하기 위해 가산기(311)의 입력으로 제공되는 상기 스캐너 제어부(101)의 데이터버스로부터 래치된 값(nα)은 다음과 같은 방법으로 결정된다.
즉, 출력화상의 밝기를 조절할 수 있는 상한값 변동분(α)은 최대값검출기에서 검출된 원고의 최대 화소값을 기준으로 하여 다음과 같이 계산하여 구한다.
(최대 화소데이터값 - 원고의 최대화소값)/n = α (n : 밝기조정 단계값)
상기와 같은 계산식에 의해 결정된 상한값 변동분은 상기 스캐너 제어부의 임의 저장장치에 저장되어 있다가 사용자가 출력화상의 밝기 조정단계에 따라 다음과 같은 동작을 수행한다.
즉, 사용자가 출력화상을 어둡게 조절하고자 하는 경우, 상기 상한값은 증가하게 되는데, 이때에는 사용자가 지정한 밝기 조정단계(예를 들면 -3)에 따라 상기 래치(312)에 저장될 상한값 변동량(3α)을 데이터버스를 통해 전달해 준다. 상기 변동량은 가산기(311)에서 상기 백보정메모리(309)로부터 출력되는 백보정데이터에 더해져서 상한값(VWHT+ 3α)을 생성하여 상기 래치(304)를 거쳐 상기 D/A 변환기(302)에 제공된다.
사용자가 화상을 밝게 조절하고자 하는 경우, 상기 상한값은 감소하게 되는데, 이때에는 사용자가 지정한 밝기 조정단계(예를 들면 3)에 따라 상기 래치(312)에 저장될 상한값 변동량은 변동분(3α)의 보수값을 취하여 데이터버스를 통해 전달해 준다. 상기 변동분(3α)의 보수값이 가산기(311)에서 상기 백보정메모리(309)에서 출력되는 백보정데이터에 더해진다는 의미는 결국, 백보정데이터로부터 변동량(3α)을 뺀다는 것과 같은 결과를 얻는다는 것이다. 즉, 상기와 같은 처리에 따라 상한값(VWHT- 3α)을 생성하여 상기 래치(304)를 거쳐 상기 D/A 변환기(302)에 제공된다.
상기 처리과정에서 생성된 디지털데이터는 흑보정처리와 백보정처리가 동시에 이루어지게 되어 간단한 회로 구성으로 원하는 보정동작을 수행할 수 있게 된다.
선택기의 입력값에 따른 모드 및 상, 하한 기준전압.
구 분 선 택 값
0 1 2 3
동작 모드 흑보정값 생성 최대값 검출 백보정값 생성 원고화상 읽기
상한 전압 선택 VBmax :A VWmax :B VPEAK VWHT± nα
하한 전압 선택 VBref :C VBLK VBLK VBLK
여기서, n은 밝기 조정단계이다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면 하나만의 A/D 변환기를 사용하여 보정동작의 수행이 가능하므로 ASIC화 할 경우에는 칩크기의 소형화는 물론 단품을 사용하여 회로를 구성한 경우에는 제품의 모델에 따라서 A/D 변환기의 해상도를 달리한 제품을 개발함에 따라 다양한 제품에 동일한 회로를 적용하여 구성할 수 있으므로 원가절감의 효과도 크게 할 수 있다.
또한, 하나의 A/D 변환기를 사용하여 모든 보정동작을 수행할 수 있으므로 회로소자의 개체 특성에 의한 에러를 최소화할 수 있으므로 우수한 출력결과를 얻을 수 있으며 흑보정 및 백보정 동작을 동시에 수행함에 따라 안정된 동작을 할 수 있다.
또한, 대부분의 경우 밝기조정처리는 소프트웨어적으로 처리하는 경우가 많은데 밝기 조정동작을 하드웨어적으로 처리함에 따라 별도의 처리가 필요하지 않으므로 출력화상에 대해 신속한 처리결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 화상입력장치의 제어부에서 입력되는 제어신호와, 상기 제어부에서 입력되는 화상 밝기조정데이터를 이용하여 상기 화상입력장치의 화상독취센서에서 감지되어 입력되는 아날로그 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기;
    상기 A/D 변환기가 A/D 변환동작을 수행할 때의 상/하한 기준전압을 생성하여 상기 A/D 변환기에 제공하는 D/A 변환기들;
    상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 흑보정데이터를 저장하는 흑보정메모리;
    상기 A/D 변환기에서 A/D 변환동작을 수행하여 출력되는 백보정데이터를 저장하는 백보정메모리;
    상기 흑보정메모리에서 최대 화소데이터값을 검출하는 최대값검출기;
    상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 상/하한 기준전압을 설정하는 선택기들;
    상기 백보정메모리로부터 입력되는 데이터값과 상기 화상 밝기조정데이터를 가산하여 상기 상한 기준전압을 선택하는 선택기의 입력값으로 제공하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 입력장치의 전처리기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호는
    흑보정값 생성모드 선택신호;
    최대값 검출모드 선택신호;
    백보정값 생성모드 선택신호; 및
    원고화상 읽기모드 선택신호인 것을 특징으로 하는 화상 입력장치의 전처리기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 D/A 변환기들은
    상기 A/D 변화기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 상한 기준전압을 생성하기 위한 제 1 D/A 변환기; 및
    상기 A/D 변환기가 A/D 변환을 수행하는 동안의 하한 기준전압을 생성하기 위한 제 2 D/A 변환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 입력장치의 전처리기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 선택기들은
    상기 A/D 변환기에 제공되는 상한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 1선택기; 및
    상기 A/D 변환기에 제공되는 하한 기준전압을 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호와 상기 A/D 변환기의 동작모드에 따라 선택하는 제 2선택기로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 입력장치의 전처리기.
  5. 원고화상에 대한 밝기조정 단계값을 설정하는 단계;
    상기 원고화상의 화상왜곡보정을 위한 기준데이터를 생성하는 단계;
    상기 기준데이터를 이용하여 상기 원고화상에 대한 흑보정 및 백보정을 동시에 수행하면서 상기 밝기조정 단계값을 이용하여 상기 원고화상에 대한 밝기를 조정하는 단계;
    상기 밝기와 흑보정 및 백보정을 수행한 원고화상을 디지털 화상데이터로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상왜곡보정방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기준데이터 생성단계는
    상기 화상 입력장치에 장착된 화상독취센서의 소자특성에 따른 개체 차에 의한 편차를 보정하기 위한 흑보정데이터를 생성하는 단계;
    상기 흑보정데이터에서 최대 화소데이터값을 검출하는 단계; 및
    상기 화상 입력장치에 장착된 광원 및 백색기준판의 왜곡에 따른 영향을 제거하기 위한 백보정데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상왜곡보정방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 원고화상에 대한 밝기를 조정하는 단계는
    출력화상의 밝기를 조절할 수 있는 상한값 변동분과 상기 설정된 밝기조정 단계값을 승산한 후, 상기 백보정메모리에서 출력되는 백보정데이터와 상기 승산한 값을 가산 및 감산하여 구해진 값을 상한 기준전압으로 사용하여 상기 원고화상의 밝기를 조정하는 것을 특징으로 하는 화상왜곡보정방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 상한값 변동분은
    상기 최대값검출기에서 검출된 최대 화소데이터값을 기준으로 하여 원고화상에 대한 기준값을 재설정하기 위하여
    상한값 변동분 = (최대 화소데이터값 - 원고의 최대화소값)/밝기조정 단계값 으로 구하는 것을 특징으로 하는 화상왜곡보정방법.
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