JP3597586B2 - Image reading device - Google Patents
Image reading device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3597586B2 JP3597586B2 JP3198295A JP3198295A JP3597586B2 JP 3597586 B2 JP3597586 B2 JP 3597586B2 JP 3198295 A JP3198295 A JP 3198295A JP 3198295 A JP3198295 A JP 3198295A JP 3597586 B2 JP3597586 B2 JP 3597586B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- reading
- sensor
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Image Input (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は画像読取り装置におけるシェーディング補正技術の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像読取り装置は写真,印刷物,各種文書,その他立体物なども含め、適宜な読取り対象の画像を電気的信号に変換する装置として、広く知られている。
【0003】
<従来の画像読取り装置の概要>
図9は従来の画像読取り装置の主要な構成部を示す図である。同図に示すように、この装置では、蛍光灯等の照明手段1により読取り対象2を照明し、その画像をミラー3及びレンズ4等の光学系を通してセンサ5に結像させることにより、同画像を電気的信号10に変換する。
【0004】
センサ5から出力される電気的信号(以下、センサ出力信号という)10はアナログ信号であるから、デジタル技術による信号処理に便利なように、サンプル・ホールド回路11及びゲインコントローラ12を通してA/D変換器13に与え、ここでデジタル信号(以下、デジタル画像データという)14Aに変換する。更に、このデジタル画像データ14Aを、特公平1−58909号公報あるいは特公昭61−56668号公報等で知られた技術を用いたシェーディング補正回路15に通し、得られたデジタル画像データ16を画像メモリ17に格納する。A/D変換器13には電圧源18から一定値に固定した基準電圧VFIXED が与えられている。
【0005】
画像メモリ17に格納されたデジタル画像データ16は、そのままの形で、あるいは必要に応じて適宜な信号処理を施した後、テレビモニタ,プリンタ,その他各種機器に供給される。
【0006】
<画像読取り部及び基準濃度板>
センサ5はCCD等の撮像素子の集合体であり、一次元配列のラインセンサと二次元配列のエリアセンサとがある。通常はラインセンサが用いられるため、図示の如くセンサ5と共に照明手段1,ミラー3及びレンズ4が一体になって画像読取り部6が構成され、この画像読取り部6と読取り対象2とを駆動機構(図示省略)により、センサ5の長手方向(撮像素子の配列方向)に対し直角な方向に相対的に移動させる。この移動により、面状の広がりを有する読取り対象2の画像全体をセンサ5がスキャンして読取ることができる。なお、この相対的な移動方向を副走査方向と呼ぶ。
【0007】
センサ5がエリアセンサである場合は、上述したスキャンを行う必要がない場合もある。
【0008】
画像読取り部6に対向して、読取り対象2を載置するためにガラス等の透明部材で形成した窓7と、シェーディング歪を補正するために基準となる全白など一様な濃度を有する板(以下、基準濃度板という)8とが存在する。
【0009】
基準濃度板8はセンサ5の視野に応じた大きさを持ち、副走査方向の始点位置でミラー3に相対向できるように配置される。
【0010】
<従来のシェーディング補正技術>
シェーディング歪は基本的には照明手段1による光量分布が読取り対象2上で一様ではないことに基因して、センサ5で読取った画像に濃度むらが生じることであり、光量むらを知るために基準濃度板8が用いられる。
【0011】
特公平1−58909号公報に開示された技術は照明手段1の光量むらに加えて、光学系の光量むら及びセンサ5の撮像素子間の感度のばらつきを補正することを目的としており、基準濃度板8として基準白板を用い、読取り対象2のスキャンよりも前に基準白板をセンサ5によって読取り、その時の1ライン分のデジタル画像データ14Bをシェーディング補正回路15を素通りして画像メモリ17に格納する。
【0012】
ここで得られたA/D変換後のデジタル画像データ14Bは基準白板を読取ったものであるから本来は画素間で一様の信号レベルを取るはずであるが、前述のシェーディング歪のために各画素の信号レベルにばらつきが生じる。そこで、シェーディング補正回路15はデジタル画像データ14Bから各画素の信号レベルの逆数に比例した値を画素毎の補正係数として予め求めておき、画像読取り部6を相対移動させて読取り対象2をセンサ5で読取る際、各ラインのA/D変換後のデジタル画像データ14A毎に、各画素の信号レベルにそれに対応する補正係数を乗じることによりシェーディング補正を行い、その結果16を画像メモリ17に格納する。
【0013】
特公昭61−56668号公報に開示された技術はセンサ5の素子間の感度ばらつきを補正することを目的としており、基準濃度板8として2種類、例えば基準白板と基準黒板を用い、読取り対象2のスキャンよりも前に基準白板をセットしてその時の1ライン分のデジタル画像データ14Bをシェーディング補正回路15は素通りして画像メモリ17に格納し、次に基準黒板に取り替えてその時の1ライン分のデジタル画像データ14Cも同じくシェーディング補正回路15を素通りして画像メモリ17に格納する。
【0014】
その後、読取り対象2を読取る際、シェーディング補正回路15はこれらのデジタル画像データ14B,14Cと、素子間に感度ばらつきがないセンサで白黒各基準濃度板を別途読取っておいた正規のデータ14D,14Eとを用いて、線形補間法などにより各ラインのデジタル画像データ14Aを画素毎に補正し、その結果16を画像メモリ17に格納する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、いずれの従来技術の場合もセンサ出力信号10をA/D変換した後のデジタル画像信号14Aにシェーディング補正を施すものであるから、シェーディング歪による階調数の低下を改善することはできず、これにより画質劣化が起きていた。その理由は以下の通りである。
【0016】
基準白板を読取った時のセンサ出力信号10が図10に示すようなシェーディング歪を持っている場合、A/D変換器13のダイナミックレンジ、換言すれば量子化レベルの間隔を定める基準電圧が前述の如く一定値VFIXED であるから、A/D変換後のデジタル画像データ14Aもシェーディング補正後のデジタル画像データ16も、図11に示すように階調数は画素間で一様でなく低下した部分がある。このことは、補正後のデジタル画像データ16では画素によっては量子化レベルの間隔が粗くなることを意味するので、その分画質劣化につながる。
【0017】
なお、図11ではA/D変換器13が8ビットのものであり、最大で255階調得られるところが、センサ出力信号10のレベル低下部分では170階調に低下している。
【0018】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、シェーディング補正と共に階調数低下の改善を行うことができる画像読取り装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第1の発明の構成は、読取り対象の画像を電気的信号に変換するセンサと、このセンサの出力信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器と、前記センサによる100%白の基準濃度板読取り時に、前記A/D変換器の基準電圧として、前記A/D変換器の出力が飽和しない範囲で白100%の信号レベルに達するような電圧を発生する電圧源と、前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力に基づいて、前記読取り対象の読取り時の前記A/D変換器の基準電圧を、前記基準濃度板を読取ったとした場合の前記A/D変換器の出力がばらつきなく最大となるように、制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力と前記A/D変換器の最大値との差分をシェーディング歪として求め、前記読取り対象の読取り時に、前記差分に応じた電圧を前記電圧源が発生する電圧に重畳し前記A/D変換器の基準電圧とし、
前記A/D変換器よりシェーディング歪の補正されたデジタル画像データが出力されることを特徴とする画像読取り装置である。
【0020】
また第2の発明の構成は、読取り対象の画像を電気的信号に変換するセンサと、このセンサの出力信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器と、前記センサによる基準濃度板読取り時に、前記A/D変換器の基準電圧として、一定電圧を発生する電圧源と、前記基準濃度板読取り時に、前記A/D変換器の出力が飽和しない範囲で白100%の信号レベルに達するように露光時間を制御する手段と、前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力に基づいて、前記読取り対象の読取り時の前記A/D変換器の基準電圧を、前記基準濃度板を読取ったとした場合の前記A/D変換器の出力がばらつきがなく最大となるように、シェーディング歪を検出する検出手段と、検出されたシェーディング歪に基づいて前記A/D変換器の基準電圧を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力と前記A/D変換器の最大値との差分をシェーディング歪として求め、前記読取り対象の読取り時に、前記差分に応じた電圧を前記電圧源が発生する電圧に重畳し前記A/D変換器の基準電圧とし、
前記A/D変換器よりシェーディング歪の補正されたデジタル画像データが出力されることを特徴とする。
【0021】
第3の発明の構成は、前記基準濃度板を前記センサで読取る間前記A/D変換器の基準電圧を一定に維持する手段を具備することを特徴とする。
【0022】
【作用】
A/D変換器のダイナミックレンジは基準電圧によって決まり、ビット数が同じであれば、基準電圧を大きくすると量子化レベルの間隔が広くなり、逆に基準電圧を小さくすれば量子化レベルの間隔が狭くなる。
【0023】
従って、本発明によれば、シェーディング歪に応じてA/D変換器の量子化レベルの間隔が変化するから、シェーディング歪による階調数の低下がなくなり、且つ、A/D変換と同時にシェーディング補正を行うことができる。よって、画質の劣化がない。
【0024】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をその実施例と共に詳細に説明する。図面中、図1には本発明の第1実施例に係る画像読取り装置の主要部の構成が示され、その動作説明のための各部の波形例が図2〜図5に示されている。また、図6に本発明の第2実施例が示されている。更に、図7〜図8に白以外の任意濃度の基準濃度板を用いた場合の制御例が示されている。なお、これらの図中で、図9に示した従来装置と同一機能を有する部分には同一符号を付している。
【0025】
<第1実施例>
図1〜図5に示す実施例の画像読取り装置を説明する。図1において、本実施例の画像読取り装置は、蛍光灯等の照明手段1と、ミラー3及びレンズ4等の光学系と、センサ5と、透明部材製の窓7と、100%白の基準濃度板(以下、基準白板という。)8と、サンプル・ホールド回路11と、ゲインコントローラ12と、A/D変換器13と、画像メモリ17と、電圧源19と、デジタル演算回路20と、D/A変換器21と、重畳回路22と、システム制御回路23から構成されている。
【0026】
<制御系の概要>
詳細は後述するが、本実施例では、センサ5と、基準白板8と、A/D変換器13と、電圧源19とがシェーディング歪検出手段40を構成している。
【0027】
また電圧源19と、デジタル演算回路20と、D/A変換器21と、重畳回路22とが基準電圧制御手段50を構成し、電圧源19の出力電圧V1 にD/A変換器21の出力電圧V2 を重畳回路22が重畳して基準電圧Vref とし、A/D変換器13に与える。(Vref =V1 +V2 )
【0028】
電圧源19は、シェーディング補正の精度を高くするため、基準白板8をセンサ5が読取る時に、A/D変換器13の出力が飽和しない範囲でなるべく白100%の信号レベルに達するような、一定の小さな基準電圧を維持してA/D変換器13に与えることができるように、これに必要な一定電圧V1 を発生する。
【0029】
基準電圧制御手段50のうち、デジタル演算回路20とD/A変換器21とがシェーディング補正電圧発生手段51を構成し、後述するように、シェーディング歪検出データ24からデジタル演算回路20がシェーディング補正値(デジタル量)SDi を求め、これをD/A変換器21がアナログ電圧に変換する。即ち、D/A変換器21の出力電圧V2 がシェーディング補正電圧である。
【0030】
システム制御回路23は装置の全体的な制御に加えて、基準白板8を読取るモードか、あるいは、読取り対象2を読取るモードかの区別をモード情報信号25により画像メモリ17及びD/A変換器21に知らせる。
【0031】
D/A変換器21はシステム制御回路23からのモード情報信号25に基づいて、基準白板8を読取っている間は、それの出力電圧V2 をゼロにする。
【0032】
従って、基準白板8を読取っている間は、A/D変換器13の基準電圧は電圧源19が発生する一定の電圧V1 になる。(Vref =V1 =一定)
【0033】
画像メモリ17はシステム制御回路23からのモード情報信号25に基づいて、基準白板8を読取った時のデジタル画像データ14Bと、読取り対象2を読取った時のデジタル画像データ14とを区別して、別々の領域に格納する。
【0034】
<画像読取り部の説明>
センサ5,サンプル・ホールド回路11及びゲインコントローラ12は図9に示した従来装置と同じ機能を持ち、センサ5には蛍光灯等の照明手段1により照明された読取り対象2または基準白板8の画像が光学系3,4を通して結像される。センサ5はそこに結像した画像を電気的信号10に変換し、このセンサ出力信号10をサンプル・ホールド回路11に通し、ゲインコントローラ12で増幅した後、A/D変換器13に与える。
【0035】
本実施例ではセンサ5を副走査方向に移動させて読取り対象2の画像全体をスキャンするものとしている。そのため、照明手段1,光学系3,4及びセンサ5を画像読取り部6として一体に構成し、この画像読取り部6を副走査方向に移動させ、また副走査方向に対して直角な主走査方向に細長い基準白板8を画像読取り部6に対向して副走査方向の始点位置に設置するようにしている。
【0036】
<シェーディング歪検出と基準電圧制御の説明>
A/D変換器13は基準電圧制御手段50の重畳回路22から与えられる基準電圧Vref (=V1 +V2 、または=V1 )に従って、サンプル・ホールド回路11及びゲインコントローラ12を通ったセンサ出力信号10をデジタル画像データ14または14Bに変換し、画像メモリ17に与える。画像メモリ17はA/D変換器13からのデジタル画像データ14,14Bを所定の領域に格納する。
【0037】
ここで、基準白板8を読取るモードでは、A/D変換器13から得られるデジタル画像データ14Bは基準電圧がVref =V1 と一定であるため、図2に例示するようにシェーディング歪を反映したものであり、このデジタル画像データ14B自体をシェーディング歪検出データ24として用いることができる。
【0038】
図2の例では、横軸に1ライン分のn個の画素P1 〜Pn を順にとり、縦軸に信号レベルをとっており、i番目の画素Pi における信号レベルはDi と表わされている。Dmax はA/D変換後のデジタル画像データの最大値であり、8ビットのA/D変換器ではDmax =28 −1=255となる。
【0039】
デジタル演算回路20は、画像メモリ17からシェーディング歪検出データ24を取り込み、各画素の信号レベルDi (i=1〜n)と、最大値Dmax と、基準電圧として用いた一定電圧値V1 とを用い、数1で与えられる式(1)をデジタル的に演算することにより、画素Pi 毎のシェーディング補正量SDi をデジタル値として求める。
【0040】
【数1】
SDi =−((Dmax −Di )/Dmax )V1 ………………式(1)
【0041】
またデジタル演算回路20は、読取り対象2を読取るモードでは、A/D変換器13の動作に同期して、1ライン毎に且つ画素順に、シェーディング補正量の列SDi (i=1〜n)をD/A変換器21に与える。
【0042】
D/A変換器21はシェーディング補正量列SDi (i=1〜n)をアナログのシェーディング補正電圧V2 に変換し、重畳回路22に与える。D/A変換器21の出力電圧波形は、SDi と同じでV2 =−((Dmax −Di )/Dmax )V1 (i=1〜n)であることから、図2のデジタル画像データ14Bに対応させると図3に示すようになる。
【0043】
重畳回路22から出力される基準電圧Vref はVref =V1 +V2 =V1 ×Di /Dmax (i=1〜n)であり、これは図4に示すように、有効な画素P1 〜Pn 間では、図2の波形と全く相似していてシェーディング歪に応じて変化する。
【0044】
その結果、V1 +V2 =Vref なる基準電圧を用いて仮に基準白板8を読取ったとすると、その時A/D変換器13から得られたデジタル画像データは、図5の波形26に示すように、画素間のばらつきが全くない。(Di →Di ×V1 /Vref =Di ×V1 /(V1 ×Di /Dmax )=Dmax )
【0045】
従って、図5の波形26を図11の従来波形と比較すれば明らかなように、読取り対象2を読取る際に、センサ出力信号10をA/D変換すると同時に、階調数が低下することなくシェーディング補正が行われることが良く判る。
【0046】
<第2実施例>
上記第1実施例では基準電圧制御手段50を電圧源19とシェーディング補正電圧発生手段51(デジタル演算回路20,D/A変換器21)と重畳回路22)とを用いて構成したが、図6に示すようにデジタル演算回路31とD/A変換器21により構成することができる。なお、図6中で図1と同じ機能を有する部分には同一符号を付し、説明の重複を省く。また、本実施例でも、基準濃度板8として基準白板を用いるものとしている。
【0047】
図6において、デジタル演算回路31にはレジスタ32があり、システム制御回路23から与えられる基準白板8の読取りに適した電圧値V1 を同レジスタ32に格納する。そして、システム制御回路23からのモード情報信号25に応じて、基準白板8を読取るモードではレジスタ32内の電圧値V1 をD/A変換器21に与える。これにより、V1 なる一定の基準電圧をD/A変換器21からA/D変換器13に与える。
【0048】
デジタル演算回路31は次に、画像メモリ17を通してA/D変換器13から与えられる基準白板8に対するデジタル画像データ14Bをシェーディング歪検出データ24として用い、レジスタ32内の電圧値V1 と、前述した各画素Pi の信号レベルDi と、A/D変換後のデジタル画像データの最大値Dmax とから、数2で与えられる式(2)を画素Pi 毎にデジタル演算する。これにより、シェーディング歪Di に応じて変化するデジタルな基準電圧値列Vrefiが得られる。
【0049】
【数2】
Vrefi=V1 ×Di /Dmax (i=1〜n) ………………式(2)
【0050】
またデジタル演算回路31は読取り対象2を読取るモードでは、A/D変換器13の動作に同期して、1ライン毎に且つ画素順を合わせて、基準電圧値列Vrefi=V0 ×Di /Dmax (i=1〜n)をD/A変換器21に与える。これによりD/A変換器21はアナログの基準電圧Vref に変換し、A/D変換器13に与える。
【0051】
この結果、基準電圧Vref が図4と同じくシェーディング歪に応じて変化することとなり、第1実施例と同様、センサ出力信号10をA/D変換すると同時に、階調数が低下することなくシェーディング補正を行うことができる。
【0052】
なお、第1,第2いずれの実施例でも電圧V1 の設定は、システム制御回路23から行っても良く、あるいは、デジタル演算回路20,31内部で行っても良い。
【0053】
<基準白板以外の任意の基準濃度板を用いる場合>
上記第1,第2両実施例では基準濃度板8として基準白板を用いているが、下記のように露光時間の制御あるいはV1 の制御を行うことにより、一様な濃度でさえあれば白以外の任意の濃度の基準濃度板を用いることができる。
【0054】
<露光時間制御>
白以外の基準濃度板8を用いると、電圧源19が発生する電圧が基準白板に対応した値V1 であることから、基準濃度板8を読取った時のA/D変換後のデジタル画像データは図7に示す波形27のようになり、その信号レベルは最大値Dmax よりも低下する。これは、通常、基準白板を読取った時の信号レベルの最大値がDmax になるように、予め露光時間が設定されるからである。
【0055】
そこで、基準濃度板8を読取るモードでは、露光時間を制御して、同図7の波形14Bのように信号レベルの最大値がDmax に達するように調整する。
【0056】
このように露光時間を制御した後の基準濃度板8に対するデジタル画像データ14Bを用いて、第1あるいは第2実施例で述べたようにシェーディング補正量SDi を求める。なお、シェーディング歪は、図7から判るように両波形14B,27が相似であることから、露光時間を変えても何ら変化しない。
【0057】
そして、読取り対象2を読取るモードでは、露光時間を元に戻し、第1または第2の実施例で述べたように、シェーディング補正量SDi に基づいて基準電圧Vref を制御して、シェーディング補正を行う。
【0058】
<V1 制御>
露光時間制御を行う代りに、図8に示すように電圧源19が発生する電圧をV1 からV1 ′に変化させると、基準濃度板8に対するA/D変換後のデジタル画像データ14Bの信号レベルの最大値をDmax になるように調整することができる。
【0059】
そこで、基準濃度板8を読取るモードでは、信号レベルの最大値がDmax となるように、電圧源19の電圧をV1 からV1 ′に変更する。
【0060】
このようにV1 からV1 ′に制御した後の基準濃度板8に対するデジタル画像データ14Bを用いて、第1あるいは第2実施例に準じてシェーディング補正量SDi を求める。
【0061】
そして、読取り対象2を読取るモードでは、電圧V1 ′を元の電圧V1 に戻し、第1または第2の実施例で述べたように、シェーディング補正量SDi に基づいて基準電圧Vref を制御して、シェーディング補正を行う。
【0062】
但し、式(1)及び式(2)中の信号レベルDi は、Dmax がV1 ′に設定された時の値、と読み替える。
【0063】
<その他>
上記各実施例ではセンサ5がラインセンサであるとして説明したが、二次元配列のエリアセンサを用いることも可能である。
また、シェーディング歪の検出にセンサ5,基準濃度板8及びA/D変換器13を含むシェーディング歪検出手段40を用いたが、これ以外でも光量検出器など少なくとも照明手段1の光量分布を検出することができるものであれば、何を用いても良い。
【0064】
【発明の効果】
以上実施例とともに説明したように、本発明に係る画像読取り装置によれば次のような効果を奏する。
【0065】
本発明では、シェーディング歪に応じてA/D変換器の基準電圧を制御するので、A/D変換と同時に、階調数が低下することなくシェーディング歪を補正することができる。
【0066】
また本発明は、通常使用されている一定の基準電圧にシェーディング歪に応じて変化する補正電圧を重畳することにより、簡単に、A/D変換時に階調数を低下することなくシェーディング補正を行うことができる。
【0067】
また本発明は、センサと基準濃度板とA/D変換器とでシェーディング歪を検出するので、照明手段の光量分布だけでなく、光学系の光量むら及びセンサの素子間の感度ばらつきをも含めてシェーディング歪を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る画像読取り装置の主要構成を示す図。
【図2】シェーディング歪検出データの波形例を示す図。
【図3】シェーディング補正電圧の波形例を示す図。
【図4】一定電圧にシェーディング補正電圧を重畳してなる基準電圧の波形例を示す図。
【図5】シェーディング補正後のデジタル画像データの波形例を示す図。
【図6】本発明の第2実施例に係る画像読取り装置の主要構成を示す図。
【図7】白以外の基準濃度板を用いた場合の制御例(露光時間制御)を示す図。
【図8】白以外の基準濃度板を用いた場合の他の制御例(V1 制御)を示す図。
【図9】従来の画像読取り装置の主要構成を示す図。
【図10】センサ出力信号の波形例を示す図。
【図11】従来のシェーディング補正における階調数低下を示す図。
【符号の説明】
1 照明手段
2 読取り対象
3 ミラー
4 レンズ
5 センサ
6 画像読取り部
7 窓
8 基準濃度板(基準白板)
10 センサ出力信号
11 サンプル・ホールド回路
12 ゲインコントローラ
13 A/D変換器
14 読取り対象に対応するデジタル画像データ
14B 基準濃度板に対応するデジタル画像データ
17 画像メモリ
19 電圧源
20,31 デジタル演算回路
21 D/A変換器
22 重畳回路
23 システム制御回路
24 シェーディング歪検出データ
25 モード情報信号
32 レジスタ
40 シェーディング歪検出手段
50 基準電圧制御手段
51 シェーディング補正電圧発生手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an improvement in shading correction technology in an image reading device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Image reading apparatuses are widely known as apparatuses for appropriately converting images to be read, including photographs, printed matter, various documents, and other three-dimensional objects, into electrical signals.
[0003]
<Overview of conventional image reading device>
FIG. 9 is a diagram showing main components of a conventional image reading apparatus. As shown in FIG. 1, in this apparatus, an
[0004]
Since an electric signal (hereinafter, referred to as a sensor output signal) 10 output from the
[0005]
The
[0006]
<Image reading unit and reference density plate>
The
[0007]
When the
[0008]
A
[0009]
The
[0010]
<Conventional shading correction technology>
The shading distortion is basically caused by uneven density of an image read by the
[0011]
The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-58909 is intended to correct not only uneven light amount of the illumination means 1 but also uneven light amount of the optical system and variation in sensitivity between the image sensors of the
[0012]
Since the
[0013]
The technique disclosed in JP-B-61-56668 is intended to correct the sensitivity variation between the elements of the
[0014]
Thereafter, when reading the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in any of the prior arts, since the shading correction is performed on the
[0016]
If the
[0017]
In FIG. 11, the A /
[0018]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image reading apparatus capable of improving shading correction and reducing the number of gradations in view of the above-described related art.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sensor for converting an image to be read into an electric signal, an A / D converter for converting an output signal of the sensor into digital image data, and a 100 A voltage source that generates a voltage that reaches a signal level of 100% white as a reference voltage of the A / D converter when the reference density plate of the% white is read in a range where the output of the A / D converter is not saturated. The reference voltage of the A / D converter at the time of reading the object to be read is determined based on the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate. Control means for controlling the output of the / D converter to be maximum without variation,
The control means obtains, as shading distortion, a difference between the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate and the maximum value of the A / D converter. Superimposing a voltage on a voltage generated by the voltage source as a reference voltage of the A / D converter;
An image reading apparatus, wherein digital image data in which shading distortion has been corrected is output from the A / D converter.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a sensor for converting an image to be read into an electric signal, an A / D converter for converting an output signal of the sensor into digital image data, and a sensor for reading a reference density plate by the sensor. A voltage source for generating a constant voltage as a reference voltage of the A / D converter, and a signal level of 100% white within a range where the output of the A / D converter is not saturated when reading the reference density plate. Means for controlling an exposure time, and a reference voltage of the A / D converter at the time of reading the object to be read, based on an output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate. Detecting means for detecting shading distortion so as to maximize the output of the A / D converter without variation when reading is read, and a base of the A / D converter based on the detected shading distortion. And control means for controlling a voltage,
The control means obtains, as shading distortion, a difference between the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate and the maximum value of the A / D converter. Superimposing a voltage on a voltage generated by the voltage source as a reference voltage of the A / D converter;
The digital image data corrected for shading distortion is output from the A / D converter.
[0021]
A third aspect of the present invention is characterized in that a means for maintaining a constant reference voltage of the A / D converter while reading the reference density plate with the sensor is provided.
[0022]
[Action]
The dynamic range of the A / D converter is determined by the reference voltage. If the number of bits is the same, increasing the reference voltage increases the interval between the quantization levels. Conversely, decreasing the reference voltage decreases the interval between the quantization levels. Narrows.
[0023]
Therefore, according to the present invention, since the quantization level interval of the A / D converter changes in accordance with the shading distortion, the number of gradations does not decrease due to the shading distortion, and the shading correction is performed simultaneously with the A / D conversion. It can be performed. Therefore, there is no deterioration in image quality.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments thereof. In the drawings, FIG. 1 shows a configuration of a main part of an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 show waveform examples of respective parts for explaining the operation. FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. FIGS. 7 and 8 show control examples when a reference density plate having an arbitrary density other than white is used. In these figures, parts having the same functions as those of the conventional apparatus shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals.
[0025]
<First embodiment>
An image reading apparatus according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 will be described. In FIG. 1, an image reading apparatus according to the present embodiment includes an
[0026]
<Overview of control system>
Although details will be described later, in this embodiment, the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
In the reference voltage control means 50, the digital operation circuit 20 and the D /
[0030]
The
[0031]
Based on the mode information signal 25 from the
[0032]
Accordingly, while reading the reference
[0033]
Based on the mode information signal 25 from the
[0034]
<Description of image reading unit>
The
[0035]
In the present embodiment, the entire image of the
[0036]
<Description of shading distortion detection and reference voltage control>
The A /
[0037]
Here, in the mode of reading the reference
[0038]
In the example of FIG. 2, the horizontal axis indicates n pixels P1 to Pn for one line in order, and the vertical axis indicates the signal level. The signal level at the ith pixel Pi is represented by Di. . Dmax is the maximum value of the digital image data after A / D conversion. In an 8-bit A / D converter, Dmax = 2 8 -1 = 255.
[0039]
The digital arithmetic circuit 20 fetches the shading
[0040]
(Equation 1)
SDi =-((Dmax-Di) / Dmax) V1 Equation (1)
[0041]
Further, in the mode in which the
[0042]
The D /
[0043]
The reference voltage Vref output from the superimposing
[0044]
As a result, if it is assumed that the reference
[0045]
Therefore, when the waveform 26 in FIG. 5 is compared with the conventional waveform in FIG. 11, when the
[0046]
<Second embodiment>
In the first embodiment, the reference voltage control means 50 is configured using the
[0047]
In FIG. 6, the digital arithmetic circuit 31 has a
[0048]
Next, the digital operation circuit 31 uses the
[0049]
(Equation 2)
Vrefi = V1 × Di / Dmax (i = 1 to n) Equation (2)
[0050]
Further, in the mode in which the digital object circuit 31 reads the
[0051]
As a result, the reference voltage Vref changes in accordance with the shading distortion as in FIG. 4, and similarly to the first embodiment, the
[0052]
In any of the first and second embodiments, the setting of the voltage V1 may be performed from the
[0053]
<When using an arbitrary reference density plate other than the reference white plate>
In the first and second embodiments, a reference white plate is used as the
[0054]
<Exposure time control>
When the
[0055]
Therefore, in the mode for reading the
[0056]
As described in the first or second embodiment, the shading correction amount SDi is obtained using the
[0057]
Then, in the mode for reading the object to be read 2, the exposure time is returned to the original value, and the shading correction is performed by controlling the reference voltage Vref based on the shading correction amount SDi as described in the first or second embodiment. .
[0058]
<V1 control>
When the voltage generated by the
[0059]
Therefore, in the mode for reading the
[0060]
Using the
[0061]
In the mode for reading the object to be read 2, the voltage V1 'is returned to the original voltage V1, and the reference voltage Vref is controlled based on the shading correction amount SDi as described in the first or second embodiment. Perform shading correction.
[0062]
However, the signal level Di in the equations (1) and (2) is read as the value when Dmax is set to V1 '.
[0063]
<Others>
In each of the embodiments described above, the
Further, the shading distortion is detected by the shading distortion detecting means 40 including the
[0064]
【The invention's effect】
As described above with the embodiment, the image reading apparatus according to the present invention has the following effects.
[0065]
According to the present invention , since the reference voltage of the A / D converter is controlled according to the shading distortion, the shading distortion can be corrected at the same time as the A / D conversion without reducing the number of gradations.
[0066]
Further, according to the present invention, a shading correction is easily performed without lowering the number of gradations during A / D conversion by superimposing a correction voltage that changes according to shading distortion on a fixed reference voltage that is normally used. be able to.
[0067]
Further, according to the present invention, since shading distortion is detected by the sensor, the reference density plate, and the A / D converter, not only the light amount distribution of the illumination means but also the light amount unevenness of the optical system and the sensitivity variation between the sensor elements are included. Thus, the shading distortion can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a waveform example of shading distortion detection data.
FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform example of a shading correction voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a waveform example of a reference voltage obtained by superimposing a shading correction voltage on a constant voltage.
FIG. 5 is a diagram showing a waveform example of digital image data after shading correction.
FIG. 6 is a diagram showing a main configuration of an image reading apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a control example (exposure time control) when a reference density plate other than white is used.
FIG. 8 is a diagram showing another control example (V1 control) when a reference density plate other than white is used.
FIG. 9 is a diagram showing a main configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 10 is a diagram showing a waveform example of a sensor output signal.
FIG. 11 is a diagram showing a decrease in the number of gradations in conventional shading correction.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御手段は前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力と前記A/D変換器の最大値との差分をシェーディング歪として求め、前記読取り対象の読取り時に、前記差分に応じた電圧を前記電圧源が発生する電圧に重畳し前記A/D変換器の基準電圧とし、
前記A/D変換器よりシェーディング歪の補正されたデジタル画像データが出力されることを特徴とする画像読取り装置。A sensor for converting an image to be read into an electric signal, an A / D converter for converting an output signal of the sensor into digital image data, and the A / D converter when the sensor reads a 100% white reference density plate A voltage source for generating a reference voltage of the converter so as to reach a signal level of 100% white within a range where the output of the A / D converter is not saturated, and the A / D conversion at the time of reading the reference density plate The reference voltage of the A / D converter at the time of reading the object to be read is determined based on the output of the A / D converter so that the output of the A / D converter when the reference density plate is read is maximized without variation. And control means for controlling,
The control means obtains, as shading distortion, a difference between the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate and the maximum value of the A / D converter. Superimposing a voltage on a voltage generated by the voltage source as a reference voltage of the A / D converter;
An image reading apparatus, wherein digital image data in which shading distortion has been corrected is output from the A / D converter.
前記制御手段は前記基準濃度板読取り時の前記A/D変換器の出力と前記A/D変換器の最大値との差分をシェーディング歪として求め、前記読取り対象の読取り時に、前記差分に応じた電圧を前記電圧源が発生する電圧に重畳し前記A/D変換器の基準電圧とし、
前記A/D変換器よりシェーディング歪の補正されたデジタル画像データが出力されることを特徴とする画像読取り装置。A sensor for converting an image to be read into an electric signal, an A / D converter for converting an output signal of the sensor into digital image data, and a reference for the A / D converter when the sensor reads a reference density plate A voltage source for generating a constant voltage as a voltage, and a means for controlling an exposure time so as to reach a signal level of 100% white in a range where the output of the A / D converter is not saturated when reading the reference density plate; Based on the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate, the reference voltage of the A / D converter at the time of reading the object to be read is the A / D when the reference density plate is read. Detecting means for detecting shading distortion so that the output of the D converter becomes maximum without variation, and control means for controlling a reference voltage of the A / D converter based on the detected shading distortion Equipped with,
The control means obtains, as shading distortion, a difference between the output of the A / D converter at the time of reading the reference density plate and the maximum value of the A / D converter. Superimposing a voltage on a voltage generated by the voltage source as a reference voltage of the A / D converter;
An image reading apparatus, wherein digital image data in which shading distortion has been corrected is output from the A / D converter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198295A JP3597586B2 (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Image reading device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198295A JP3597586B2 (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Image reading device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08228283A JPH08228283A (en) | 1996-09-03 |
| JP3597586B2 true JP3597586B2 (en) | 2004-12-08 |
Family
ID=12346151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198295A Expired - Fee Related JP3597586B2 (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Image reading device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3597586B2 (en) |
-
1995
- 1995-02-21 JP JP3198295A patent/JP3597586B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08228283A (en) | 1996-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5204761A (en) | Pixel by pixel offset and gain correction in analog data from scanning arrays | |
| JPH04213272A (en) | Sensor compensation method of document scanner | |
| EP0999697A2 (en) | An image scanner having image correcting function | |
| CA1241107A (en) | Dynamic gain adjuster for an image scanner | |
| JP2806942B2 (en) | Method for calibrating photosensitive elements of scanning array | |
| JP2007158663A (en) | Analog image signal offset adjustment method | |
| JPH06339026A (en) | Correction data generating device | |
| US6233011B1 (en) | Apparatus and method for compensating image being sensed | |
| US6631015B2 (en) | Stochastic scanning documents to change Moire effects | |
| US7251064B2 (en) | Calibration of an image scanning system | |
| JP3597586B2 (en) | Image reading device | |
| JP3061423B2 (en) | Document scanner | |
| US7408682B2 (en) | Image reading apparatus | |
| JP4440488B2 (en) | Shading correction data creation device, white shading correction device, image reading device, image forming device, shading correction data creation method, program, and storage medium | |
| EP0808057A2 (en) | Apparatus for and method of correcting output signal of linear image sensor | |
| JP2002057899A (en) | Image reading device and image forming device | |
| JP3163703B2 (en) | Document reading device | |
| JP4085956B2 (en) | Imaging device | |
| JPH05161000A (en) | Original reader | |
| JP2001346012A (en) | Image reading apparatus and image signal adjustment method | |
| JP2001339580A (en) | Image reading apparatus and image forming apparatus | |
| JP2007201892A (en) | Image reading method, image reader, and image reading program | |
| KR100277735B1 (en) | Scanner Shading Correction Factor Detection Method | |
| JPS6376570A (en) | image reading device | |
| JP2522707B2 (en) | Image pickup device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040120 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040311 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040326 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040907 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040909 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070917 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |