JP7747404B2 - Image reading device, image reading control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像読取装置、画像読取制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an image reading device, an image reading control method, and a program.
ラインカメラやラインスキャナといった、照明、レンズ及びCCDなどのイメージセンサを有する画像読取装置においては、LED(Light Emitting Diode)素子ごとの輝度差が原因で生じる光源の照度ムラが原因で、読取画像における画素の輝度値が不均一となることがある。図11(a)に、このような読取画像の一例を示す。読取画像における輝度値の不均一を解消するために、一般的にシェーディング補正が行われる。図11(b)にシェーディング補正を実施した読取画像の一例を示す。 In image reading devices such as line cameras and line scanners that have lighting, lenses, and image sensors such as CCDs, uneven luminance values of pixels in the read image can occur due to uneven illuminance of the light source caused by differences in luminance between individual LED (Light Emitting Diode) elements. Figure 11(a) shows an example of such a read image. Shading correction is generally performed to eliminate uneven luminance values in the read image. Figure 11(b) shows an example of a read image after shading correction has been performed.
一般的な複合機に搭載されている画像読取装置は、筐体内に白基準及び黒基準を配置し、読取の都度、もしくは電源投入時や一定間隔でシェーディング補正データの再取得を行っている。しかし、読取対象の反射率や照明の配置によって、同じ光源を使用しても照度ムラの出方が変化するため、特定の白基準及び黒基準によるシェーディング補正データだけでは補正しきれない場合がある。これに対し、例えば、特許文献1には、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を行う技術が開示されている。 Image reading devices installed in typical multifunction devices have white and black references placed inside the housing, and shading correction data is reacquired each time a scan is performed, or when the power is turned on or at regular intervals. However, even when the same light source is used, the amount of illuminance unevenness varies depending on the reflectance of the object being scanned and the lighting arrangement, so shading correction data based on specific white and black references alone may not be sufficient to correct the unevenness. In response to this, for example, Patent Document 1 discloses a technology that performs shading correction that flexibly responds to variations in the diffusion characteristics of reflected light on the surface of the object being scanned.
また、シェーディング補正は、光源の照度劣化、輝度設定、及び配置の変更、或いは読取対象の変更といった読取条件の変更が生じた場合、シェーディング補正用の白基準及び黒基準を読み取り、シェーディング補正データの再取得を行うことが好ましい。例えば、複数の種類の読取対象を扱う製造ラインでは、読取対象の変更に応じて補正データを都度取得し、変更する必要がある。しかし、産業用途等に用いる画像読取装置においては、常に製造ラインが動作しており、画像の読み取りごとに白基準及び黒基準を配置できるタイミングは皆無である場合が多い。 In addition, when there are changes in reading conditions, such as a deterioration in the illuminance of the light source, changes in brightness settings and placement, or a change in the reading object, it is preferable to read the white and black references used for shading correction and re-acquire shading correction data. For example, on a production line that handles multiple types of reading objects, correction data must be acquired and changed each time the reading object changes. However, in image reading devices used for industrial purposes, the production line is always in operation, and there is often no opportunity to place the white and black references each time an image is read.
シェーディング補正データを取得するために読取対象の画像読取処理を中断することなく、シェーディング補正データを自動的に生成し、切り替える方法が求められている。 There is a need for a method to automatically generate and switch shading correction data without interrupting the image reading process to obtain the shading correction data.
そこでこの発明は、上述の課題を解決する画像読取装置、画像読取制御方法およびプログラムを提供することを目的としている。 The object of this invention is to provide an image reading device, an image reading control method, and a program that solve the above-mentioned problems.
本発明の一態様によれば、画像読取装置は、複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成する画像読取装置であって、前記白基準及び前記黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記複数の光源のうちの特定の光源から光を照射することによって発生する第1の反射光の拡散状態を取得する第1取得手段と、画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記特定の光源から光を照射することによって発生する第2の反射光の拡散状態を取得する第2取得手段と、前記第1の反射光の拡散状態と、前記第2の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する読取対象用シェーディング補正データを生成する生成手段と、画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記複数の光源の全てから光を照射しつつ、前記読取対象用シェーディング補正データを使用して画像読取を行う読取手段と、を備え、前記第2取得手段は、前記読取対象を撮像した画像から、前記特定の光源から光が照射されたことによって発生する反射光の輝度が最大となる領域を含む所定の単体光源取得領域を切り出して、切り出した前記単体光源取得領域における前記第2の反射光の拡散状態を取得し、前記読取手段は、前記読取対象を撮像した画像から、前記単体光源取得領域を切り出した残りの領域か、又は、前記単体光源取得領域を一部に含む領域を、画像読取領域として切り出して、切り出した前記画像読取領域を、前記読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う。 According to one aspect of the present invention, an image reading device generates general-purpose shading correction data by reading an image using a white reference and a black reference in a state where all of a plurality of light sources are turned on, the image reading device including: a first acquisition means for acquiring a diffusion state of a first reflected light generated by irradiating light from a specific light source among the plurality of light sources in a state where the image reading is performed using the white reference and the black reference; a second acquisition means for acquiring a diffusion state of a second reflected light generated by irradiating light from the specific light source in a state where the image reading target is read; and a generation means for generating shading correction data for a reading target that depends on the reading target, based on the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, and the general-purpose shading correction data. and a reading means for reading an image by irradiating light from all of the plurality of light sources and reading the image using shading correction data for the read object, wherein the second acquisition means cuts out a predetermined single light source acquisition area from an image of the read object, the single light source acquisition area including an area where the brightness of the reflected light generated by irradiation of light from the specific light source is maximum, and acquires the diffusion state of the second reflected light in the cut-out single light source acquisition area, and the reading means cuts out, from the image of the read object, the remaining area after cutting out the single light source acquisition area or an area that includes part of the single light source acquisition area, as an image reading area, and performs shading correction on the cut-out image reading area using the shading correction data for the read object.
本発明の一態様によれば、画像読取制御方法は、複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成するステップと、前記白基準及び前記黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記複数の光源のうちの特定の光源から光を照射することによって発生する第1の反射光の拡散状態を取得するステップと、画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記特定の光源から光を照射することによって発生する第2の反射光の拡散状態を取得するステップと、前記第1の反射光の拡散状態と、前記第2の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データと、に基づいて、前記読取対象に依存する読取対象用シェーディング補正データを生成するステップと、画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記複数の光源の全てから光を照射しつつ、前記読取対象用シェーディング補正データを使用して画像読取を行うステップと、を有し、前記第2の反射光の拡散状態を取得するステップでは、前記読取対象を撮像した画像から、前記特定の光源から光が照射されたことによって発生する反射光の輝度が最大となる領域を含む所定の単体光源取得領域を切り出して、切り出した前記単体光源取得領域における前記第2の反射光の拡散状態を取得し、前記画像読取を行うステップでは、前記読取対象を撮像した画像から、前記単体光源取得領域を切り出した残りの領域か、又は、前記単体光源取得領域を一部に含む領域を、画像読取領域として切り出して、切り出した前記画像読取領域を、前記読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う。 According to one aspect of the present invention, an image reading control method includes a step of generating general-purpose shading correction data by reading an image using a white reference and a black reference with all of a plurality of light sources turned on; a step of acquiring a diffusion state of a first reflected light generated by irradiating light from a specific light source among the plurality of light sources when reading the image using the white reference and the black reference; a step of acquiring a diffusion state of a second reflected light generated by irradiating light from the specific light source when reading an image reading target; a step of generating shading correction data for a reading target that depends on the reading target based on the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, and the general-purpose shading correction data; and a step of acquiring a diffusion state of a second reflected light generated by irradiating light from the specific light source when reading the image reading target. In the state of executing the method, the method includes a step of performing image reading using shading correction data for the read object while irradiating light from all of the plurality of light sources, wherein in the step of acquiring the diffusion state of the second reflected light, a predetermined single light source acquisition area including an area where the brightness of the reflected light generated by irradiating light from the specific light source is maximum is cut out from the image of the read object, and the diffusion state of the second reflected light in the cut-out single light source acquisition area is acquired, and in the step of performing image reading, either the remaining area cut out from the image of the read object after the single light source acquisition area has been cut out, or an area which partially includes the single light source acquisition area, is cut out as an image reading area, and shading correction is performed on the cut-out image reading area using the shading correction data for the read object.
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータに、上記の画像読取制御方法を実行させる。 According to one aspect of the present invention, a program causes a computer to execute the image reading control method described above .
本発明によれば、読取対象の画像読取処理を中断することなく、シェーディング補正データを自動的にすることができる。 This invention allows shading correction data to be generated automatically without interrupting the image reading process for the target image.
以下、本発明の各実施形態に係る画像読取装置について図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図面において本発明に関係ない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合がある。 The image reading device according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, parts not related to the present invention will be omitted from the description and may not be shown.
<実施形態>
(構成)
図1は、実施形態に係る画像読取装置を含むイメージスキャナの一例を示す図である。
図1に示すように、イメージスキャナ1は、画像読取装置10と、読取対象20と、読取対象搬送系30と、を含む。画像読取装置10は、読取対象搬送系30によって搬送される読取対象20を上方から撮影し、読取対象20の読取画像を出力する。読取対象20とは、例えば、様々な種類の紙、布、金属板などである。
<Embodiment>
(composition)
FIG. 1 is a diagram showing an example of an image scanner including an image reading device according to an embodiment.
1, the image scanner 1 includes an image reading device 10, a read object 20, and a read object transport system 30. The image reading device 10 photographs the read object 20, which is transported by the read object transport system 30, from above, and outputs a read image of the read object 20. The read object 20 may be, for example, various types of paper, cloth, metal plate, etc.
図2は、実施形態に係る画像読取装置の構造の一例を示す図である。
図2(a)に画像読取装置を含むイメージスキャナ1の側面図を示し、図2(b)に画像読取装置を含むイメージスキャナ1の正面図を示す。以下の説明において、説明の便宜上、図面中にXYZ座標空間を適宜示して説明する。図2(a)は、イメージスキャナ1をX軸正方向に見たYZ平面図、図2(b)は、イメージスキャナ1をY軸正方向に見たXZ平面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the structure of the image reading apparatus according to the embodiment.
Fig. 2(a) shows a side view of the image scanner 1 including an image reading device, and Fig. 2(b) shows a front view of the image scanner 1 including an image reading device. In the following explanation, for convenience of explanation, the XYZ coordinate space will be appropriately shown in the drawings. Fig. 2(a) is a YZ plane view of the image scanner 1 as seen in the positive direction of the X axis, and Fig. 2(b) is an XZ plane view of the image scanner 1 as seen in the positive direction of the Y axis.
画像読取装置10は、制御基板100、LEDなどの光源モジュール11、CCD(Charge-Coupled Device)12、レンズ13、2つのミラー14、カバーガラス15を備えている。なお、光源モジュール11は、画像読取装置10の外部に設置されてもよい。 The image reading device 10 includes a control board 100, a light source module 11 such as an LED, a CCD (Charge-Coupled Device) 12, a lens 13, two mirrors 14, and a cover glass 15. Note that the light source module 11 may be installed external to the image reading device 10.
制御基板100は、画像読取装置10の動作全般を制御する機能を備え、光源モジュール11及びCCD12を制御する。制御基板100の詳細については、図3を参照して後述する。 The control board 100 has the function of controlling the overall operation of the image reading device 10, and controls the light source module 11 and CCD 12. Details of the control board 100 will be described later with reference to Figure 3.
図2に示すように、光源モジュール11、CCD12、レンズ13、ミラー14、カバーガラス15といった主たる光学構造体は、画像読取装置10内の主たる構造帯に配置、固定され、読取光路を形成する。光源モジュール11が読取対象20に対して光を照射することによって、読取対象20の表面で発生した反射光は、カバーガラス15を通過したのち、2つのミラー14を経由してレンズ13に入力され、レンズ13によってCCD12の上に結像される。なお、画像読取装置10がミラー14を備えない場合もあり、この場合、当該反射光は、カバーガラス15を通過したのち、レンズ13に入力される。 As shown in FIG. 2, the main optical components, such as the light source module 11, CCD 12, lens 13, mirror 14, and cover glass 15, are arranged and fixed in the main structural zone within the image reading device 10, forming a reading light path. When the light source module 11 irradiates the reading target 20 with light, the reflected light generated on the surface of the reading target 20 passes through the cover glass 15 and then enters the lens 13 via the two mirrors 14, and is then imaged by the lens 13 on the CCD 12. Note that the image reading device 10 may not include the mirror 14; in this case, the reflected light passes through the cover glass 15 and then enters the lens 13.
また、光源モジュール11、CCD12、レンズ13、ミラー14、カバーガラス15、及び、これらの構成要素により形成される反射光の読取光路は、X軸方向に奥行きを有することとする。CCD12は、ラインイメージセンサあるいはエリアイメージセンサであり、X軸方向の各X座標値における、あるいは、XY平面の各XY座標値における反射光を取得する。CCD12は、入力された反射光を表すアナログ信号を、X座標値あるいはXY座標値ごとに画像データ200として、制御基板100へ出力する。後述するように、本実施形態では、CCD12が出力した画像データ200から単体光源取得領域201と、画像読取領域202を切り出し、単体光源取得領域201を用いてシェーディング補正データを生成し、画像読取領域202に対して、シェーディング補正を行う。 The light source module 11, CCD 12, lens 13, mirror 14, cover glass 15, and the reflected light reading optical path formed by these components have depth in the X-axis direction. The CCD 12 is a line image sensor or area image sensor, and captures reflected light at each X coordinate value in the X-axis direction or each XY coordinate value on the XY plane. The CCD 12 outputs an analog signal representing the input reflected light to the control board 100 as image data 200 for each X coordinate value or XY coordinate value. As described below, in this embodiment, a single light source acquisition area 201 and an image reading area 202 are extracted from the image data 200 output by the CCD 12, shading correction data is generated using the single light source acquisition area 201, and shading correction is performed on the image reading area 202.
イメージスキャナ1は、白基準及び黒基準を用いたシェーディング補正機能を備え、例えば、白基準板及び黒基準板(不図示)を内蔵している。画像読取装置10は、このシェーディング補正機能により、汎用シェーディング補正データ153を生成する。汎用シェーディング補正データ153は、一般的な画像読取装置が生成するシェーディング補正データである。画像読取装置10は、生成した汎用シェーディング補正データ153を、記憶領域150に格納する。 The image scanner 1 has a shading correction function that uses a white reference and a black reference, and for example, has a built-in white reference board and a built-in black reference board (not shown). The image reading device 10 uses this shading correction function to generate general-purpose shading correction data 153. The general-purpose shading correction data 153 is shading correction data generated by a general image reading device. The image reading device 10 stores the generated general-purpose shading correction data 153 in the memory area 150.
図3は、実施形態に係る画像読取装置の機能の一例を示すブロック図である。
図3に示すように、制御基板100は、光源モジュール11およびCCD12と接続されている。制御基板100は、光源制御回路110と、AFE(Analog Front End)120と、画像制御回路130と、外部I/F140と、記憶領域150と、を備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of functions of the image reading apparatus according to the embodiment.
3 , the control board 100 is connected to the light source module 11 and the CCD 12. The control board 100 includes a light source control circuit 110, an AFE (Analog Front End) 120, an image control circuit 130, an external I/F 140, and a storage area 150.
光源制御回路110は、光源モジュール11を制御することにより、光源の輝度や点灯パターンの制御を行う。図4(a)に、本実施形態に係る光源モジュール11の構造の一例を示す。光源モジュール11は、LED基板111と、複数のLED素子112と、拡散板113と、LED照明筐体114と、を備えている。LED基板111は、光源制御回路110からLED素子112に対する制御信号の伝送路が配線されたプリント基板である。複数のLED素子112は、LED基板111の上にX軸方向に並んで配置されている。なお、光源モジュール11が備える発光素子はLED素子112に限定されず、他の発光素子を備えていてもよい。LED素子112が発する光は、拡散板113を介して、読取対象20に照射される。光源制御回路110は、例えば、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)制御、あるいは電流値制御により、LED素子112の光量を制御してもよい。 The light source control circuit 110 controls the light source module 11 to control the brightness and lighting pattern of the light source. Figure 4(a) shows an example of the structure of the light source module 11 according to this embodiment. The light source module 11 includes an LED board 111, multiple LED elements 112, a diffuser 113, and an LED lighting housing 114. The LED board 111 is a printed circuit board on which a transmission path for control signals from the light source control circuit 110 to the LED elements 112 is wired. The multiple LED elements 112 are arranged side by side in the X-axis direction on the LED board 111. Note that the light-emitting elements included in the light source module 11 are not limited to the LED elements 112, and other light-emitting elements may also be included. Light emitted by the LED elements 112 is irradiated onto the reading target 20 via the diffuser 113. The light source control circuit 110 may control the light intensity of the LED elements 112, for example, by pulse width modulation (PWM) control or current value control.
光源モジュール11は、図4(b)に例示するように、1つのLED素子112を点灯制御の単位としてもよいし、図4(c)に例示するように、複数のLED素子112を点灯制御の単位としてもよい。光源制御回路110は、LED素子112の最小単位ブロックごとに、LED素子112の点灯制御を行う。例えば、図4(b)の場合、光源制御回路110は、特定の1つのLED素子112のみを発光させることが可能であり、図4(c)に示す例の場合、特定の3つのLED素子112のみを発光させることが可能である。なお、図4(c)では、3個を点灯制御の単位としているが、点灯制御できる最小単位ブロックのLED素子112の個数は3個に限定されない。 The light source module 11 may control the lighting of a single LED element 112 as illustrated in FIG. 4(b), or may control the lighting of multiple LED elements 112 as illustrated in FIG. 4(c). The light source control circuit 110 controls the lighting of the LED elements 112 for each minimum unit block of LED elements 112. For example, in the case of FIG. 4(b), the light source control circuit 110 can cause only one specific LED element 112 to emit light, while in the example shown in FIG. 4(c), it can cause only three specific LED elements 112 to emit light. Note that although the lighting control unit in FIG. 4(c) is three, the number of LED elements 112 in the minimum unit block that can be controlled to light is not limited to three.
光源制御回路110は、画像読取装置10が汎用シェーディング補正データ153を生成する過程において、光源モジュール11の全てのLED素子112を点灯させる。光源制御回路110は、画像読取装置10が後述する参照用の反射光の拡散パターン(参照用単体光源点灯パターン151と称する)及び読取対象20の反射光の拡散パターン(読取対象用単体光源点灯パターン152と称する)を取得する過程において、点灯制御の単位ブロックである特定のLED素子112を点灯させる。 The light source control circuit 110 lights up all of the LED elements 112 in the light source module 11 during the process in which the image reading device 10 generates general-purpose shading correction data 153. The light source control circuit 110 lights up specific LED elements 112, which are unit blocks of lighting control, during the process in which the image reading device 10 acquires a reference reflected light diffusion pattern (referred to as the reference individual light source lighting pattern 151) and a reflected light diffusion pattern of the reading target 20 (referred to as the reading target individual light source lighting pattern 152), which will be described later.
AFE120は、CCD12から入力された反射光を表すアナログ信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を画像制御回路130へ入力する。 The AFE 120 converts the analog signal representing the reflected light input from the CCD 12 into a digital signal and inputs the digital signal to the image control circuit 130.
画像制御回路130は、CCD12が出力する画像データ200の特定領域を単体光源取得領域201として切り出し、読取対象用単体光源点灯パターン152の生成に使用する。そして、画像制御回路130は、画像データ200の他の特定領域を画像読取領域202として切出し、画像読取領域202に対して画像補正を行い、外部I/F140を通じて外部の装置へ出力する。シェーディング補正は画像補正の中に含まれる。 The image control circuit 130 extracts a specific area of the image data 200 output by the CCD 12 as the individual light source acquisition area 201, and uses this to generate the individual light source lighting pattern 152 for the reading target. The image control circuit 130 then extracts another specific area of the image data 200 as the image reading area 202, performs image correction on the image reading area 202, and outputs it to an external device via the external I/F 140. Shading correction is included in the image correction.
画像制御回路130は、イメージスキャナ1において白基準及び黒基準を用いた画像の読取が設定されている状態において、光源制御回路110によって特定のLED素子112が点灯することにより発生した反射光を表す信号を、CCD12及びAFE120を介して取得する。画像制御回路130は、X座標値ごとの当該信号を、参照用単体光源点灯パターン151として取得し、取得した参照用単体光源点灯パターン151を、記憶領域150に格納する。 When the image scanner 1 is set to read an image using a white reference and a black reference, the image control circuit 130 acquires, via the CCD 12 and the AFE 120, a signal representing reflected light generated when a specific LED element 112 is turned on by the light source control circuit 110. The image control circuit 130 acquires this signal for each X coordinate value as a reference individual light source lighting pattern 151, and stores the acquired reference individual light source lighting pattern 151 in the memory area 150.
図5に、参照用単体光源点灯パターン151を表すグラフを例示する。図5(a)、図5(b)のグラフの横軸はCCD12が反射光を取得するX座標値、縦軸はCCD12が取得した反射光の輝度を表す。図5(a)のグラフにおいて、反射光の輝度が最大となるX座標値は、点灯する特定のLED素子112が位置するX座標値に相当する。反射光は反射する面において拡散するので、参照用単体光源点灯パターン151を表すグラフは、図5(a)に例示するような山の形状を示す。画像制御回路130は、図5(a)に例示する参照用単体光源点灯パターン151を、CCD12が取得した反射光の輝度の最大値が「1」となるように正規化する。 Figure 5 shows an example of a graph representing the reference individual light source lighting pattern 151. The horizontal axis of the graphs in Figures 5(a) and 5(b) represents the X coordinate value at which the CCD 12 captures reflected light, and the vertical axis represents the brightness of the reflected light captured by the CCD 12. In the graph in Figure 5(a), the X coordinate value at which the brightness of the reflected light is at its maximum corresponds to the X coordinate value at which the specific LED element 112 that is lit is located. Because reflected light is diffused by the reflecting surface, the graph representing the reference individual light source lighting pattern 151 exhibits a mountain shape as shown in Figure 5(a). The image control circuit 130 normalizes the reference individual light source lighting pattern 151 shown in Figure 5(a) so that the maximum brightness of the reflected light captured by the CCD 12 is "1".
正規化後の参照用単体光源点灯パターン151を図5(b)に示す。画像制御回路130は、正規化した参照用単体光源点灯パターン151において、反射光の輝度が所定の閾値1以上となるX座標値の範囲の幅を表すL_ref1を算出する。画像制御回路130は、正規化した参照用単体光源点灯パターン151において、反射光の輝度が所定の閾値2以上となるX座標値の範囲の幅を表すL_ref2を算出する。但し、閾値2は、閾値1よりも小さいこととする。 The reference individual light source lighting pattern 151 after normalization is shown in Figure 5 (b). The image control circuit 130 calculates L_ref1, which represents the width of the range of X coordinate values in the normalized reference individual light source lighting pattern 151 where the brightness of the reflected light is equal to or greater than a predetermined threshold value 1. The image control circuit 130 calculates L_ref2, which represents the width of the range of X coordinate values in the normalized reference individual light source lighting pattern 151 where the brightness of the reflected light is equal to or greater than a predetermined threshold value 2. However, threshold value 2 is assumed to be smaller than threshold value 1.
画像制御回路130は、イメージスキャナ1において画像を読み取る読取対象20が設置されている状態において、光源制御回路110によって特定のLED素子112が点灯することにより発生した反射光を表す信号を、CCD12及びAFE120を介して取得する。画像制御回路130は、単体光源取得領域201におけるX座標値ごとの当該信号を、読取対象用単体光源点灯パターン152として取得し、取得した読取対象用単体光源点灯パターン152を記憶領域150に格納する。 When a target object 20, whose image is to be read by the image scanner 1, is placed, the image control circuit 130 acquires, via the CCD 12 and AFE 120, a signal representing reflected light generated when a specific LED element 112 is turned on by the light source control circuit 110. The image control circuit 130 acquires the signal for each X coordinate value in the individual light source acquisition area 201 as an individual light source lighting pattern 152 for the target object, and stores the acquired individual light source lighting pattern 152 for the target object in the memory area 150.
図6に、参照用単体光源点灯パターン151を表すグラフを例示する。図6(a)、図6(b)に例示するグラフにおける横軸及び縦軸は、図5(a)、図5(b)に関して上述した通りである。このグラフにおいて、反射光の輝度が最大となるX座標値は、図5(a)に関して上述した通りである。反射光は反射する面(読取対象20の表面)において拡散するので、読取対象用単体光源点灯パターン152を表すグラフも、図5(a)に例示するグラフと同様に、図6(a)に例示するような山の形状を示す。(換言すれば、特定の光源ユニット11のみを点灯したときに図6(a)の山の形状が得られるような領域を単体光源取得領域201と定め、この領域を切り出す。)画像制御回路130は、図6(a)に例示する読取対象用単体光源点灯パターン152をCCD12が取得した反射光の輝度の最大値が「1」となるように正規化する。 Figure 6 shows an example of a graph representing the reference individual light source lighting pattern 151. The horizontal and vertical axes in the graphs shown in Figures 6(a) and 6(b) are as described above with reference to Figures 5(a) and 5(b). In this graph, the X-coordinate value at which the reflected light has the maximum brightness is as described above with reference to Figure 5(a). Because reflected light is diffused on the reflecting surface (the surface of the object 20 to be read), the graph representing the individual light source lighting pattern 152 for the object to be read also exhibits a mountain shape as shown in Figure 6(a), similar to the graph shown in Figure 5(a). (In other words, the area where the mountain shape of Figure 6(a) is obtained when only a specific light source unit 11 is turned on is defined as the individual light source acquisition area 201, and this area is extracted.) The image control circuit 130 normalizes the individual light source lighting pattern 152 for the object to be read shown in Figure 6(a) so that the maximum brightness of the reflected light acquired by the CCD 12 is "1."
正規化後の読取対象用単体光源点灯パターン152を図6(b)に示す。画像制御回路130は、正規化した読取対象用単体光源点灯パターン152において、反射光の輝度が上述した閾値1以上となるX座標値の範囲の幅を表すL_eff1を算出する。画像制御回路130は、正規化した読取対象用単体光源点灯パターン152において、反射光の輝度が上述した閾値2以上となるX座標値の範囲の幅を表すL_eff2を算出する。 The normalized individual light source lighting pattern 152 for the reading target is shown in Figure 6 (b). The image control circuit 130 calculates L_eff1, which represents the width of the range of X coordinate values where the brightness of reflected light is equal to or greater than the threshold 1 described above, in the normalized individual light source lighting pattern 152 for the reading target. The image control circuit 130 calculates L_eff2, which represents the width of the range of X coordinate values where the brightness of reflected light is equal to or greater than the threshold 2 described above, in the normalized individual light source lighting pattern 152 for the reading target.
画像制御回路130は、記憶領域150に格納されている、参照用単体光源点灯パターン151と、読取対象用単体光源点灯パターン152と、汎用シェーディング補正データ153とに基づいて、読取対象用シェーディング補正データ154を生成する。汎用シェーディング補正データ153の一例を図7に示す。図7のグラフの縦軸は反射光の輝度の補正値、横軸はX座標値を示す。汎用シェーディング補正データ153は、読取対象20の光の反射特性(反射光の拡散特性)に依存しないシェーディング補正データである。汎用シェーディング補正データ153は、画像読取装置10が備える一般的な機能により生成される。これに対し、読取対象用シェーディング補正データ154は、読取対象20の光の反射特性(反射光の拡散特性)が反映された、読取対象20に依存するシェーディング補正データである。 The image control circuit 130 generates shading correction data 154 for the read object based on the reference individual light source lighting pattern 151, the read object individual light source lighting pattern 152, and the general-purpose shading correction data 153 stored in the memory area 150. An example of the general-purpose shading correction data 153 is shown in FIG. 7. The vertical axis of the graph in FIG. 7 represents the correction value for the brightness of reflected light, and the horizontal axis represents the X-coordinate value. The general-purpose shading correction data 153 is shading correction data that does not depend on the light reflection characteristics (diffusion characteristics of reflected light) of the read object 20. The general-purpose shading correction data 153 is generated by a general function provided in the image reading device 10. In contrast, the shading correction data 154 for the read object is shading correction data that depends on the read object 20 and reflects the light reflection characteristics (diffusion characteristics of reflected light) of the read object 20.
画像制御回路130は、上述のL_ref1、L_ref2、L_eff1、L_eff2を用いて、例えば次式(1)に示す通りに、汎用シェーディング補正データ153に対する補正値γeffを算出する。
γeff={(L_ref1/L_ref2)-(Leff1/Leff2)}*T
・・・(1)
ここで、式(1)において、「/」は除算を表す演算子であり、「-」は減算を表す演算子であり、「*」は乗算を表す演算子であり、「T」は所定の係数である。式(1)が示す補正値γeffは、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を行うときの反射面における反射光の拡散率と、読取対象20の表面における反射光の拡散率との差分を表す。画像制御回路130は、汎用シェーディング補正データ153に対して、補正値γeffを用いた所定の演算を行うことによって、読取対象用シェーディング補正データ154を算出する。汎用シェーディング補正データ153に対して行う演算としては、様々な演算が考えられる。例えば、汎用シェーディング補正データ153が、X座標値に対する反射光の輝度の補正値(輝度の観測値に対して四則演算等を行う値)を表す場合、画像制御回路130は、補正値γeffに基づいて、汎用シェーディング補正データ153における輝度の補正値を調整する。
The image control circuit 130 uses the above-mentioned L_ref1, L_ref2, L_eff1, and L_eff2 to calculate a correction value γ eff for the general-purpose shading correction data 153, for example, as shown in the following equation (1).
γ eff = {(L_ref1/L_ref2)-(Leff1/Leff2)}*T
...(1)
Here, in formula (1), "/" is an operator representing division, "-" is an operator representing subtraction, "*" is an operator representing multiplication, and "T" is a predetermined coefficient. The correction value γeff shown in formula (1) represents the difference between the diffusion rate of reflected light on a reflective surface when reading an image using a white reference and a black reference and the diffusion rate of reflected light on the surface of the object 20 to be read. The image control circuit 130 calculates the shading correction data 154 for the object to be read by performing a predetermined calculation using the correction value γeff on the general-purpose shading correction data 153. Various calculations can be performed on the general-purpose shading correction data 153. For example, if the general-purpose shading correction data 153 represents a correction value for the luminance of reflected light relative to the X coordinate value (a value obtained by performing arithmetic operations on the observed luminance value), the image control circuit 130 adjusts the luminance correction value in the general-purpose shading correction data 153 based on the correction value γeff .
例えば、画像制御回路130は、以下の式(2)に示すシグモイド関数に適用した式(3)により算出されるSeff(x)を用いて、読取対象用シェーディング補正データ154を生成する。
sigmoid(x)=1/{1+e^(-a*x)} ・・・(2)
ここで、式(2)において、eは自然対数の底を表し、aはシグモイド関数におけるゲインを表し、^はべき乗を表す演算子である。
Seff(x)=1/[1+e^{-γeff*(x-(L1+L2)/2)}]
・・・(3)
ここで、式(3)において、Seff(x)は、階調値(輝度)xにおけるシェーディング補正係数(コントラスト調整に適用)を表し、L1、L2は、それぞれ上述した反射光の輝度に関する閾値1及び閾値2を表す。なお、画像制御回路130は、γeffの値が負の値となる場合、式(3)の逆関数にγeffの絶対値を適用することによって、Seff(x)を算出する。例えば、画像制御回路130は、汎用シェーディング補正データ153に対して、Seff(x)によって計算される係数を加算したり乗じたりする等して、読取対象用シェーディング補正データ154を生成する。読取対象用シェーディング補正データ154の一例を図8に示す。図8のグラフの縦軸は反射光の輝度の補正値、横軸はX座標値を示す。
For example, the image control circuit 130 generates the shading correction data 154 for the reading object using Seff(x) calculated by the following equation (3) applied to the sigmoid function shown in the following equation (2).
sigmoid(x)=1/{1+e^(-a*x)}...(2)
Here, in equation (2), e represents the base of the natural logarithm, a represents the gain in the sigmoid function, and ^ is an operator representing exponentiation.
Seff(x)=1/[1+e^{-γ eff *(x-(L1+L2)/2)}]
...(3)
In equation (3), Seff(x) represents the shading correction coefficient (applied to contrast adjustment) for the gradation value (luminance) x, and L1 and L2 represent the threshold 1 and threshold 2 related to the luminance of reflected light, respectively. When the value of γeff is negative, the image control circuit 130 calculates Seff(x) by applying the absolute value of γeff to the inverse function of equation (3). For example, the image control circuit 130 generates shading correction data for the read object 154 by adding or multiplying the coefficient calculated by Seff(x) to the general-purpose shading correction data 153. An example of the shading correction data for the read object 154 is shown in FIG. 8. The vertical axis of the graph in FIG. 8 represents the correction value for the luminance of reflected light, and the horizontal axis represents the X-coordinate value.
このように、画像読取装置10は、特定のLED素子112を点灯させることによって得られる参照用単体光源点灯パターン151と、読取対象用単体光源点灯パターン152とに基づいて、読取対象20が有する反射光の拡散特性をふまえて、汎用シェーディング補正データ153を補正した読取対象用シェーディング補正データ154を生成する。これにより読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動に柔軟に対応したシェーディング補正を行うことができる。 In this way, the image reading device 10 generates shading correction data 154 for the read object by correcting the general-purpose shading correction data 153 based on the reference individual light source lighting pattern 151 obtained by lighting a specific LED element 112 and the individual light source lighting pattern 152 for the read object, taking into account the diffusion characteristics of the reflected light of the read object 20. This allows shading correction to be performed that flexibly responds to variations in the diffusion characteristics of the reflected light on the surface of the read object.
記憶領域150は、例えば電子メモリや磁気ディスク等の不揮発性の記憶デバイスである。記憶領域150は、参照用単体光源点灯パターン151、読取対象用単体光源点灯パターン152、汎用シェーディング補正データ153、読取対象用シェーディング補正データ154、を格納している。 Memory area 150 is a non-volatile storage device such as an electronic memory or a magnetic disk. Memory area 150 stores a reference individual light source lighting pattern 151, a reading target individual light source lighting pattern 152, general-purpose shading correction data 153, and reading target shading correction data 154.
次に図9、図10のフローチャートを用いて説明するように、本実施形態では、CCD12の読取領域を単体光源取得領域201と画像読取領域202に分割することにより、読取対象20の画像読取を行いながら、読取対象用単体光源点灯パターン152および読取対象用シェーディング補正データ154の生成と画像読取を一連の動作で行う。これにより、シェーディング補正データを取得するために読取対象20の画像読取を停止することなく、読取対象20の特性に応じた読取対象用シェーディング補正データ154を自動的に生成し、読取対象20の画像読取に適用することができる。 As will be explained next using the flowcharts in Figures 9 and 10, in this embodiment, the reading area of the CCD 12 is divided into a single light source acquisition area 201 and an image reading area 202, and the generation of the single light source lighting pattern 152 for the read object and shading correction data 154 for the read object and image reading are performed in a series of operations while reading the image of the read object 20. This makes it possible to automatically generate shading correction data 154 for the read object according to the characteristics of the read object 20 and apply it to image reading of the read object 20 without having to stop image reading of the read object 20 to obtain shading correction data.
(動作)
図9は、実施形態に係る準備処理の一例を示すフローチャートである。
読取対象20の画像読取に先立ち、画像読取装置10の製造時等に特定の白基準及び黒基準を用いて、汎用シェーディング補正データ153及び参照用単体光源点灯パターン151を取得し、記憶領域150に保存しておく。
具体的には、画像読取装置10は、イメージスキャナ1において、白基準及び黒基準を用いた画像を読取面に設置する(ステップS1)。次に、光源制御回路110は、光源モジュール11の全てのLED素子112を点灯させる(ステップS2)。次に、画像読取装置10は、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行し、画像の読取結果に基づいて汎用シェーディング補正データ153を生成し、生成した汎用シェーディング補正データ153(図7)を記憶領域150に格納し、保存する(ステップS3)。
(operation)
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the preparation process according to the embodiment.
Prior to reading the image of the object 20, general-purpose shading correction data 153 and a reference individual light source lighting pattern 151 are obtained using specific white and black standards during manufacturing of the image reading device 10, and are stored in the memory area 150.
Specifically, the image reading device 10 places an image using a white reference and a black reference on the reading surface of the image scanner 1 (step S1). Next, the light source control circuit 110 turns on all of the LED elements 112 of the light source module 11 (step S2). Next, the image reading device 10 reads the image using the white reference and the black reference, generates general-purpose shading correction data 153 based on the image reading result, and stores and saves the generated general-purpose shading correction data 153 ( FIG. 7 ) in the memory area 150 (step S3).
次に、光源制御回路110は、光源モジュール11における特定の単体のLED素子112を点灯させる(ステップS4)。例えば、光源制御回路110は、特定の1つのLED素子112のみを発光させる。あるいは、光源制御回路110は、点灯制御できる最小単位ブロック(例えば、3個)のLED素子112を発行させる。画像読取装置10は、白基準および黒基準を用いた画像の読取を実行する。画像制御回路130は、画像の読取結果が表す反射光の拡散パターンを取得し、取得した反射光の拡散パターンを、参照用単体光源点灯パターン151(図5)として記憶領域150に格納し、保存する(ステップS5)。以上で準備処理を終了する。 Next, the light source control circuit 110 lights up a specific individual LED element 112 in the light source module 11 (step S4). For example, the light source control circuit 110 causes only one specific LED element 112 to emit light. Alternatively, the light source control circuit 110 causes the smallest unit block (e.g., three) of LED elements 112 that can be controlled to light up to emit light. The image reading device 10 reads the image using a white reference and a black reference. The image control circuit 130 acquires the diffusion pattern of reflected light represented by the image reading result, and stores and saves the acquired diffusion pattern of reflected light in the memory area 150 as a reference individual light source lighting pattern 151 (Figure 5) (step S5). This completes the preparation process.
次に実際に読取対象20の画像読取を実行する場面での処理について説明する。
図10は、実施形態に係るシェーディング補正データの生成処理の一例を示すフローチャートである。
まず、イメージスキャナ1において、図2に例示するように読取対象20を読取面に配置した状態にて搬送する(ステップS11)。次に光源制御回路110は、光源モジュール11における特定の単体のLED素子112を点灯させる(ステップS12)。この処理は、図9のステップS4と同様である。次に、制御基板100は、CCD12を制御して、読取対象20を撮像する(ステップS13)。CCD12は撮像した画像データ200を、AFE120を通じて画像制御回路130へ出力する。画像制御回路130は、画像データから単体光源取得領域201を切り出して抽出する(ステップS14)。
Next, a process when an image of the object 20 is actually read will be described.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a process for generating shading correction data according to the embodiment.
First, in the image scanner 1, the object 20 is placed on the reading surface and transported as shown in FIG. 2 (step S11). Next, the light source control circuit 110 turns on a specific single LED element 112 in the light source module 11 (step S12). This process is the same as step S4 in FIG. 9. Next, the control board 100 controls the CCD 12 to capture an image of the object 20 (step S13). The CCD 12 outputs the captured image data 200 to the image control circuit 130 via the AFE 120. The image control circuit 130 then cuts out and extracts a single light source acquisition area 201 from the image data (step S14).
次に画像制御回路130は、単体光源取得領域201から読取対象用単体光源点灯パターン152(図6)を取得する(ステップS15)。次に画像制御回路130は、記憶領域150に保存された参照用単体光源点灯パターン151(図5)を読み出す(ステップS16)。次に画像制御回路130は、参照用単体光源点灯パターン151と読取対象用単体光源点灯パターン152から、式(1)によって単体光源点灯パターン補正値γeffを算出する(ステップS17)。 Next, the image control circuit 130 acquires the individual light source lighting pattern 152 (FIG. 6) for the reading target from the individual light source acquisition area 201 (step S15). Next, the image control circuit 130 reads the reference individual light source lighting pattern 151 (FIG. 5) stored in the memory area 150 (step S16). Next, the image control circuit 130 calculates the individual light source lighting pattern correction value γ eff from the reference individual light source lighting pattern 151 and the individual light source lighting pattern 152 for the reading target using equation (1) (step S17).
次に画像制御回路130は、記憶領域150に保存された汎用シェーディング補正データ153(図7)を読み出し、ステップS17で算出した単体光源点灯パターン補正値γeffを反映し(ステップS18)、読取対象用シェーディング補正データ154(図8)を生成する(ステップS19)。画像制御回路130は、生成した読取対象用シェーディング補正データ154を記憶領域150に格納し、保存する。 Next, the image control circuit 130 reads out the general-purpose shading correction data 153 (FIG. 7) stored in the memory area 150, and reflects the individual light source lighting pattern correction value γ eff calculated in step S17 (step S18), thereby generating shading correction data 154 (FIG. 8) for the read object (step S19). The image control circuit 130 stores and preserves the generated shading correction data 154 for the read object in the memory area 150.
次に光源制御回路110は、画像読取用の光源モジュール11を全灯点灯させる(ステップS20)。画像読取装置10は、ステップS19で生成した読取対象用シェーディング補正データ154を使用して画像読取を行う。例えば、読取対象用シェーディング補正データ154をフィルタとして適用し(ステップS21)、CCD12が読取対象20を撮像する(ステップS22)。CCD12は、画像データ200を画像制御回路130へ出力する。画像制御回路130は、画像データ200から画像読取領域202を切り出し(ステップS23)、切り出した画像読取領域202に対して、読取対象用シェーディング補正データ154を用いてシェーディング補正を行い、その結果をイメージスキャナ1による読取画像として、外部I/F140を通じて外部へ出力する(ステップS24)。 Next, the light source control circuit 110 turns on all the light source modules 11 for image reading (step S20). The image reading device 10 reads the image using the shading correction data 154 for the read object generated in step S19. For example, the shading correction data 154 for the read object is applied as a filter (step S21), and the CCD 12 captures the image of the read object 20 (step S22). The CCD 12 outputs image data 200 to the image control circuit 130. The image control circuit 130 extracts an image reading area 202 from the image data 200 (step S23), performs shading correction on the extracted image reading area 202 using the shading correction data 154 for the read object, and outputs the result as a read image by the image scanner 1 to the outside via the external I/F 140 (step S24).
以降、光源モジュール11の単体光源点灯と全光源点灯を繰り返し、都度、読取対象用シェーディング補正データ154を生成しながら画像読取を行う。 After this, the light source module 11 repeatedly switches on individual light sources and all light sources, generating shading correction data 154 for the object being read each time and reading the image.
上記の実施形態は一例であって、以下のような構成であってもよい。例えば、画像読取装置10の光路内にミラー14を設けることとしたが、ミラー14を設けない構成としてもよい。記憶領域150に格納する単体光源点灯パターンは3つ以上であってもよい。また、実際に使用する読取対象用シェーディング補正データ154を生成するタイミングは任意に設定することができる。例えば、読取対象用シェーディング補正データ154を記憶領域150に保存せず、画像読取の度に生成してもよいし、読取対象20の読取条件変更(例えば、読取対象20の種類が素材1から素材2に変更になるとき等)される度に読取対象用シェーディング補正データ154を生成してもよいし、画像読取を所定回数実行する度(例えば、画像読取数回に1回の割合で生成するなど)に読取対象用シェーディング補正データ154を生成してもよい。また、CCD12は、ラインイメージセンサでなくエリアイメージセンサであってもよい。また、光源モジュール11はLEDではなく、その他の種類の発光素子であってもよい。光源は画像読取装置10と一体でなくとも、イメージスキャナ1の構成内に固定されていればよい。光源モジュール11の数は、特定の最小単位ブロック(1個で複数個でもよい。)の点灯と全灯点灯の切り替え制御ができれば1ユニットでも複数ユニットでもよい。また、画像読取領域202と単体光源取得領域201を異なる領域としたが、両者に重なる領域があってもよい。 The above embodiment is merely an example, and the following configurations may be used. For example, while a mirror 14 is provided in the optical path of the image reading device 10, a configuration without a mirror 14 is also possible. The memory area 150 may store three or more individual light source lighting patterns. The timing for generating the shading correction data 154 for the read object to be actually used can be set arbitrarily. For example, the shading correction data 154 for the read object may not be stored in the memory area 150, but may be generated each time an image is read. Alternatively, the shading correction data 154 for the read object may be generated each time the reading conditions for the read object 20 are changed (e.g., when the type of the read object 20 is changed from material 1 to material 2). Alternatively, the shading correction data 154 for the read object may be generated each time a predetermined number of image readings are performed (e.g., once every several image readings). The CCD 12 may be an area image sensor instead of a line image sensor. The light source module 11 may be an LED, but may also be another type of light-emitting element. The light source does not have to be integrated with the image reading device 10, as long as it is fixed within the configuration of the image scanner 1. The number of light source modules 11 can be one unit or multiple units, as long as it is possible to control switching between lighting a specific minimum unit block (which can be one or multiple units) and lighting all the lights. Also, although the image reading area 202 and the individual light source acquisition area 201 are different areas, there may be an overlapping area between the two.
(効果)
以上説明したように、本実施形態に係る画像読取装置10は、読取対象20の画像を読み取る際に、画像データ200から単体光源取得領域201を切り出し、切り出した単体光源取得領域201を使用して読取対象用シェーディング補正データ154を生成し、画像データ200から画像読取領域202を切り出し、切り出した画像読取領域202に対して読取対象用シェーディング補正データ154を適用してシェーディング補正を行う。
(effect)
As described above, when reading an image of the reading object 20, the image reading device 10 of this embodiment cuts out the single light source acquisition area 201 from the image data 200, generates shading correction data 154 for the reading object using the cut-out single light source acquisition area 201, cuts out the image reading area 202 from the image data 200, and performs shading correction by applying the shading correction data 154 for the reading object to the cut-out image reading area 202.
例えば、金属板などの多くの種類の読取対象を扱う製造ラインでは、読取対象20に応じたシェーディング補正データを、都度取得し、変更する必要がある。しかし、実際の製造現場では、個々の読取対象20に応じたシェーディング補正データを生成・管理することは困難である。また読取対象毎にシェーディング補正データを設けるとすると、製造ラインの統一化ができず設備コストが高くなってしまう。これに対し、本実施形態によれば、読取対象20ごとの読取対象用シェーディング補正データ154を自動的に取得し、適用することができるので、効率的に読取対象20に応じたシェーディング補正を行うことができる。 For example, in a production line that handles many types of read objects, such as metal plates, shading correction data for each read object 20 must be acquired and changed each time. However, in an actual production site, it is difficult to generate and manage shading correction data for each individual read object 20. Furthermore, if shading correction data were to be provided for each read object, standardization of the production line would be impossible and equipment costs would increase. In contrast, according to this embodiment, shading correction data 154 for each read object 20 can be automatically acquired and applied, allowing for efficient shading correction to be performed according to the read object 20.
より具体的には、読取対象20から直接、読取対象用シェーディング補正データ154を生成できるため、白基準及び黒基準を読取面に配置してシェーディング補正データ取得を行う必要がない。従って、シェーディング補正データの再取得のために製造ラインを一時停止する必要がない。 More specifically, because the shading correction data 154 for the read object can be generated directly from the read object 20, there is no need to place a white reference and a black reference on the reading surface to acquire the shading correction data. Therefore, there is no need to temporarily suspend the production line to reacquire the shading correction data.
また、読取対象20から直接、読取対象用シェーディング補正データ154を生成できるため、読取対象の表面における反射光の拡散特性の変動など読取条件に対応した読取対象用シェーディング補正データ154が得られ、読取画像の品質向上が図れる。 In addition, since shading correction data 154 for the read object can be generated directly from the read object 20, shading correction data 154 for the read object can be obtained that corresponds to reading conditions such as variations in the diffusion characteristics of reflected light on the surface of the read object, thereby improving the quality of the read image.
また、読取対象用単体光源点灯パターン152の取得と画像読取を一連の動作で行えるため、事前に読取対象ごとのシェーディング補正データを事前に準備する必要がなく、導入コストの低減が見込める。 In addition, since the acquisition of the individual light source lighting pattern 152 for the reading target and image reading can be performed in a single operation, there is no need to prepare shading correction data for each reading target in advance, which is expected to reduce implementation costs.
また、読取対象用シェーディング補正データ154の生成を画像読取と一連の動作で行えるため、異なる種類の読取対象20を同一の製造ラインに投入することができ、設備コストの低減が見込める。例えば、本実施形態のシェーディング補正データの生成方法は、製造業における検査用途での画像読取装置にも適用することができる。 Furthermore, since the generation of shading correction data 154 for the read object can be performed in a series of operations along with image reading, different types of read objects 20 can be introduced into the same production line, which is expected to reduce equipment costs. For example, the shading correction data generation method of this embodiment can also be applied to image reading devices used for inspection in the manufacturing industry.
(最小構成)
図12は、最小構成を有す画像読取装置10の構成を示すブロック図である。
画像読取装置10は、複数の光源の全てを点灯させた状態で、白基準及び黒基準を用いた画像の読取を実行することによって汎用シェーディング補正データを生成する画像読取装置であって、第1取得手段801と、第2取得手段802と、生成手段803と、読取手段804と、を備える。
第1取得手段801は、白基準及び前記黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、複数の光源のうちの特定の光源から光を照射することによって発生する第1の反射光の拡散状態を取得する。
第2取得手段802は、画像の読取対象に対して前記特定の光源から光を照射することによって発生する第2の反射光の拡散状態を取得する。
生成手段803は、前記第1の反射光の拡散状態と、前記第2の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する読取対象用シェーディング補正データを生成する。
読取手段804は、前記読取対象に対して前記複数の光源の全てから光を照射しつつ、前記読取対象用シェーディング補正データを使用して画像読取を行う。
(Minimum configuration)
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the image reading device 10 having the minimum configuration.
The image reading device 10 is an image reading device that generates general-purpose shading correction data by reading an image using a white reference and a black reference with all of a plurality of light sources turned on, and is equipped with a first acquisition means 801, a second acquisition means 802, a generation means 803, and a reading means 804.
The first acquisition means 801 acquires the diffusion state of the first reflected light generated by irradiating light from a specific light source among a plurality of light sources when reading an image using a white reference and the black reference.
The second acquisition unit 802 acquires the diffusion state of the second reflected light generated by irradiating the image reading target with light from the specific light source.
The generating means 803 generates shading correction data for the read object that depends on the read object, based on the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, and the general-purpose shading correction data.
The reading unit 804 reads an image by using the shading correction data for the read object while irradiating the read object with light from all of the plurality of light sources.
図14は、最小構成を有する画像読取装置の動作を示すフローチャート図である。
画像読取装置10は、汎用シェーディング補正データを生成する(ステップS801)。第1取得手段801は、第1の反射光の拡散状態を取得する(ステップS802)。第2取得手段802は、第2の反射光の拡散状態を取得する(ステップS803)。生成手段803は、読取対象用シェーディング補正データを生成する(ステップS804)。読取手段804は、読取対象の画像読取を行う(ステップS805)。
FIG. 14 is a flow chart showing the operation of an image reading apparatus having a minimum configuration.
The image reading device 10 generates general-purpose shading correction data (step S801). The first obtaining unit 801 obtains the diffusion state of the first reflected light (step S802). The second obtaining unit 802 obtains the diffusion state of the second reflected light (step S803). The generating unit 803 generates shading correction data for the reading object (step S804). The reading unit 804 reads the image of the reading object (step S805).
なお、上述した実施形態における画像読取装置10の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像読取装置10に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Note that part of the image reading device 10 in the above-described embodiment may be implemented by a computer. In this case, a program for implementing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be loaded into a computer system and executed. Note that the "computer system" referred to here refers to a computer system built into the image reading device 10, and includes hardware such as the OS and peripheral devices.
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 In addition, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" may also include devices that dynamically store programs for a short period of time, such as communication lines when transmitting programs over networks like the Internet or communication lines like telephone lines, or devices that store programs for a fixed period of time, such as volatile memory within computer systems that serve as servers or clients in such cases. Furthermore, the above-mentioned programs may be those that implement some of the functions described above, or may be those that can implement the functions described above in combination with programs already stored in the computer system.
また、上述した実施形態における画像読取装置10の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。画像読取装置10の各機能部は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 Furthermore, part or all of the image reading device 10 in the above-described embodiment may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each functional unit of the image reading device 10 may be individually implemented as a processor, or part or all of them may be integrated into a processor. Furthermore, the integrated circuit method is not limited to LSI, and may be implemented using a dedicated circuit or a general-purpose processor. If an integrated circuit technology that can replace LSI emerges due to advances in semiconductor technology, an integrated circuit based on that technology may be used.
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to that described above, and various design modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Furthermore, one aspect of the present invention can be modified in various ways within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included within the technical scope of the present invention. Furthermore, configurations in which elements described in the above embodiments and variations are substituted with elements that achieve the same effect are also included.
1・・・イメージスキャナ
10・・・画像読取装置
11・・・光源モジュール
12・・・CCD
13・・・レンズ
14・・・ミラー
15・・・カバーガラス
20・・・読取対象
30・・・読取対象搬送系
100・・・制御基板
110・・・光源制御回路
120・・・AFE
130・・・画像制御回路
140・・・外部I/F
150・・・記憶領域
151・・・参照用単体光源点灯パターン
152・・・読取対象用単体光源点灯パターン
153・・・汎用シェーディング補正データ
154・・・読取対象用シェーディング補正データ
200・・・画像データ
201・・・単体光源取得領域
202・・・画像読取領域
1... Image scanner 10... Image reading device 11... Light source module 12... CCD
13: Lens 14: Mirror 15: Cover glass 20: Reading object 30: Reading object conveying system 100: Control board 110: Light source control circuit 120: AFE
130: Image control circuit 140: External I/F
150: Storage area 151: Reference individual light source lighting pattern 152: Reading target individual light source lighting pattern 153: General-purpose shading correction data 154: Reading target shading correction data 200: Image data 201: Individual light source acquisition area 202: Image reading area
Claims (8)
前記白基準及び前記黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記複数の光源のうちの特定の光源から光を照射することによって発生する第1の反射光の拡散状態を取得する第1取得手段と、
画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記特定の光源から光を照射することによって発生する第2の反射光の拡散状態を取得する第2取得手段と、
前記第1の反射光の拡散状態と、前記第2の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する読取対象用シェーディング補正データを生成する生成手段と、
画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記複数の光源の全てから光を照射しつつ、前記読取対象用シェーディング補正データを使用して画像読取を行う読取手段と、
を備え、
前記第2取得手段は、前記読取対象を撮像した画像から、前記特定の光源から光が照射されたことによって発生する反射光の輝度が最大となる領域を含む所定の単体光源取得領域を切り出して、切り出した前記単体光源取得領域における前記第2の反射光の拡散状態を取得し、
前記読取手段は、前記読取対象を撮像した画像から、前記単体光源取得領域を切り出した残りの領域か、又は、前記単体光源取得領域を一部に含む領域を、画像読取領域として切り出して、切り出した前記画像読取領域を、前記読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う、
画像読取装置。 An image reading device that generates general-purpose shading correction data by reading an image using a white reference and a black reference while all of a plurality of light sources are turned on,
a first acquisition means for acquiring a diffusion state of a first reflected light generated by irradiating light from a specific light source among the plurality of light sources in a state in which reading of an image using the white reference and the black reference is executed;
a second acquisition means for acquiring a diffusion state of second reflected light generated by irradiating light from the specific light source in a state in which reading of an image reading target is being executed;
a generating means for generating shading correction data for the read object, the shading correction data being dependent on the read object, based on the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, and the general-purpose shading correction data;
a reading unit that, in a state where reading of an image reading target is executed, performs image reading using the shading correction data for the reading target while irradiating light from all of the plurality of light sources;
Equipped with
the second acquisition means extracts a predetermined single light source acquisition area from the image of the object to be read, the single light source acquisition area including an area where the luminance of the reflected light generated by irradiation with light from the specific light source is maximum, and acquires a diffusion state of the second reflected light in the extracted single light source acquisition area;
the reading means cuts out, from the image of the read object, a remaining area obtained by cutting out the single light source acquisition area or an area including a part of the single light source acquisition area as an image reading area, and performs shading correction on the cut-out image reading area using the shading correction data for the read object;
Image reading device.
前記第2取得手段が、前記第2の反射光の拡散状態を取得し、
前記生成手段が、前記読取対象用シェーディング補正データを生成し、
当該読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う、
請求項1に記載の画像読取装置。 Each time the image of the object to be read is read,
the second acquisition means acquires a diffusion state of the second reflected light,
the generating means generates shading correction data for the reading object,
performing shading correction using the shading correction data for the read object;
2. The image reading device according to claim 1.
前記第2取得手段が、前記第2の反射光の拡散状態を取得し、
前記生成手段が、前記読取対象用シェーディング補正データを生成し、
当該読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う、
請求項1又は請求項2に記載の画像読取装置。 Each time the image reading of the reading target is performed a predetermined number of times,
the second acquisition means acquires a diffusion state of the second reflected light,
the generating means generates shading correction data for the reading object,
performing shading correction using the shading correction data for the read object;
3. The image reading device according to claim 1 or 2.
前記第2取得手段が、前記第2の反射光の拡散状態を取得し、
前記生成手段が、前記読取対象用シェーディング補正データを生成し、
当該読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う、
請求項1又は請求項2に記載の画像読取装置。 Each time the reading conditions of the reading object are changed,
the second acquisition means acquires a diffusion state of the second reflected light,
the generating means generates shading correction data for the reading object,
performing shading correction using the shading correction data for the read object;
3. The image reading device according to claim 1 or 2.
前記光源制御手段は、前記特定の光源として、前記複数の光源を構成する複数の発光素子の一部を制御する、
請求項1又は請求項2に記載の画像読取装置。 a light source control unit that controls the lighting of only a specific light source among the plurality of light sources or the lighting of all of the plurality of light sources,
the light source control means controls some of the light emitting elements constituting the plurality of light sources as the specific light source;
3. The image reading device according to claim 1 or 2.
請求項1又は請求項2に記載の画像読取装置。 further comprising a storage means for storing the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, the general-purpose shading correction data, and the shading correction data for the read object;
3. The image reading device according to claim 1 or 2.
前記白基準及び前記黒基準を用いた画像の読取を実行する状態において、前記複数の光源のうちの特定の光源から光を照射することによって発生する第1の反射光の拡散状態を取得するステップと、
画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記特定の光源から光を照射することによって発生する第2の反射光の拡散状態を取得するステップと、
前記第1の反射光の拡散状態と、前記第2の反射光の拡散状態と、前記汎用シェーディング補正データとに基づいて、前記読取対象に依存する読取対象用シェーディング補正データを生成するステップと、
画像の読取対象の読取を実行する状態において、前記複数の光源の全てから光を照射しつつ、前記読取対象用シェーディング補正データを使用して画像読取を行うステップと、
を有し、
前記第2の反射光の拡散状態を取得するステップでは、前記読取対象を撮像した画像から、前記特定の光源から光が照射されたことによって発生する反射光の輝度が最大となる領域を含む所定の単体光源取得領域を切り出して、切り出した前記単体光源取得領域における前記第2の反射光の拡散状態を取得し、
前記画像読取を行うステップでは、前記読取対象を撮像した画像から、前記単体光源取得領域を切り出した残りの領域か、又は、前記単体光源取得領域を一部に含む領域を、画像読取領域として切り出して、切り出した前記画像読取領域を、前記読取対象用シェーディング補正データを使用してシェーディング補正を行う、
画像読取制御方法。 generating general-purpose shading correction data by reading an image using a white reference and a black reference with all of the plurality of light sources turned on;
acquiring a diffusion state of a first reflected light generated by irradiating light from a specific light source among the plurality of light sources in a state in which reading of an image using the white reference and the black reference is executed;
acquiring a diffusion state of second reflected light generated by irradiating light from the specific light source in a state in which reading of an image reading target is being executed;
generating shading correction data for the read object that depends on the read object based on the diffusion state of the first reflected light, the diffusion state of the second reflected light, and the general-purpose shading correction data;
a step of reading the image by using the shading correction data for the read object while irradiating light from all of the plurality of light sources in a state in which reading of the image read object is executed;
and
In the step of acquiring the diffusion state of the second reflected light, a predetermined single light source acquisition area including an area where the luminance of the reflected light generated by irradiation with light from the specific light source is maximum is cut out from the image of the reading target, and the diffusion state of the second reflected light in the cut-out single light source acquisition area is acquired;
In the step of reading the image, a remaining area obtained by cutting out the single light source acquisition area from the image of the read object, or an area including the single light source acquisition area as a part thereof, is cut out as an image reading area, and shading correction is performed on the cut-out image reading area using shading correction data for the read object.
Image reading control method.
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