JPH012477A - 色相補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はカラーセンサなどで読みとった３色信号の色
相むらを補正する装置に関する。

（従来の技術） 従来、カラー画像の読みとりにＣＣＤなどのカラーライ
ンセンサが用いられている。これはＣＣＤなどを用いた
ラインセンサの各受光素子上に例えば、Ｒ，Ｇ、Ｂなど
の３色の色のフィルタを順に配置したものである。とこ
ろで１チツプのラインセンサの受光素子数は製造技術上
やコスト上の問題で、１０００〜５０００素子程度に制
限されている。したがって読みとりサイズを太き（した
り、読取り分解能を高くするには、複数のチツブと組み
合わせて、素子数を増やす必要があった。

一方、カラーラインセンサの色特性はチップごとに少し
ずつ異なっている。このため、複数チップで構成したカ
ラーラインセンサで読みこんだ画像信号はチップごとに
色相が少しずつずれる可能性がある。これを補正するに
は各チップの出力信号ごとにそのチップの色特性に応じ
た適当な補正マトリクスをかけることにより除去する。

（発明が解決しようとする問題点） 前記のマトリクス補正処理は１画素につき３つの色信号
に対するマトリクス演算が必要となる。

すなわち、１画素につき最低９回の乗算と、６回の加算
が必要となる。乗算は乗算器またはテーブル・ルックア
ップ方式などにより実現できる。通常、色信号は８ｂｉ
ｔ程度であり、前者の場合、高速の乗算器が必要となり
、後者の場合、高速、大容量のメモリが必要となり、回
路コストを上げる要因となっていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明では補正マトリクスが単位マトリクスと各成分の
絶対値が小さい差分マトリクスとの和に分離できること
を利用し、差分マトリクスの乗算を単位マトリクス演算
と分離して行なっている。

（作　用） 差分マトリクスは各成分の絶対値が小さいので、乗算の
精度（ｂｉｔ数）を下げることができ、′これによりマ
トリクス補正の回路コストを低下する。

（…実施例）　　　　　　　　　　　　　３以下、図面
により、本発明の実施例について説明する。第２図は本
発明を用いた、カラースキャナの構成を示す。光源２０
１で原稿面２０２を照射し、レンズ系２０３により、原
稿面をカラーラインセンサ２０４上に結像する。カラー
ラインセンサは画像を電気信号に変換して読み出す。カ
ラーラインセンサまたは光学系をラインセンサの長手方
向に対し垂直に移動することにより１画面の画像信号を
読みとる。

カラーラインセンサ２０４は第３図に示すように、ライ
ンセンサの各受光素子上に、例えば、Ｒ，Ｇ、Ｂの３色
の色フィルターを交互に配置したものである。ここで３
色のフィルタの出方信号の組が、１画素の色情報を表わ
す。以後各画素のそれぞれの色フィルタの出力信号を以
後、Ｒ信号。

Ｇ信号、Ｂ信号とよぶ。１チツプのラインセンサの素子
数の制限から第２図では４チツプのカラーセンサを並べ
て用いている。ＣＣＤなどの受光素子で変換された電気
信号は特例信号として、順次読み出され、出力される。

増幅器２０５で増幅された各チップの出力信号２１１を
アナログマルチ後、Ａ／Ｄ変換器２０７でディジタル信
号２１３に変換する。

このようにして得られたディジタルのカラー画像信号は
、原稿面の明るさむら、カラーセンサの各受光素子の感
度ばらつき、色フィルタの色特性ばらつきなどの影響を
うけている。したがって、−様な原稿を読みとっても、
−様な画像信号を得ることができない。そこでまずシェ
ーディング補正回路２０８により、明るさ成分の補正を
行なう。

次にシェーディング補正の概要を説明する。原稿画像を
読み取る前に予め、原稿面の端部にある白基準板、黒基
準板をカラーラインセンサにより読みこみ、得られる基
準信号を各素子ごとに、シェーディング補正回路２０８
の中のラインメモリに記帳しておく。そして、原稿読み
とり時には読みとった画像信号から対応する黒基準信号
を減算し、その結果を対応する白基準信号で割り算する
。本回路の具体的な構成は例えば特願昭５９−１９２［
ｉ６３号に詳しく述べられている。

シェーディング補正回路２０８により、照度むらや、各
受光素子ごとの感度ばらつきやオフセット成分の補正が
される。これは同時に白バランス補正も行なわれること
になる。すなわち、原稿が無彩色の場合補正された、Ｒ
ＧＢ信号はともに等しくなる。特に原稿画像が基準白ま
たは基準黒の場合補正されたＲＧＢ信号はそれぞれ１ま
たはＯとなる。

このようにシェーディング補正回路２０８により明るさ
成分の補正は行うことができるが、色相成分のばらつき
は必ずしも補正できない。色相成分のばらつきの原因は
主に色フィルタの色特性のばらつきによるもので、した
がって、ばらつきはチップ単位で生ずる。

色相成分のばらつきは色相補正回路２０９により補正す
る。色相補正は具体的には各センサチップの色特性に応
じた補正マトリクスをＲＧＢ信号に乗算することにより
行う。すなわち各画素のＲＧＢ信号をＲ，Ｇ、Ｂとする
と下式の演算処理により、補正ＲＧＢ信号（Ｒ’　、Ｇ
’　、Ｂ”）を得る。

ここでＭｎはセンサチップｎの色相補正マトリクスであ
る・ この色相補正回路の構成動作について次に詳しく説明す
る。

まず、本発明による色相補正回路の原理について説明す
る。上述したように、カラー画像信号Ｒ１Ｇ、Ｂに補正
マトリクスＭｎを乗じることにより、色相補正を行うこ
とができる。

ところで一般に色特性のばらつきは大きくなく、補正マ
トリクスＭ　ｎは単位行列（Ｉ）に近い行列となる。し
たがって補正マトリクスＭｎはＭｎ−Ｉ＋△　　（Ｉ△
　の各成分ｌ　＜＜　１）と表現できる。ここで補正差
マトリクス△０の各成分の絶対値は１に比べ十分小さい
値となる。

また、Ｍ　ｎは通常白バランス条件をみたす。すなわち
、シェーディング補正回路により、白を入力した場合の
ＲＧＢ信号はともに１となるように補正されている。し
たがって通常、補正マトリク７、　Ｍ　ｎとして白信号
（Ｒ，Ｇ、Ｂ）−（１，１゜１）に対して不変となるよ
うなマトリクスすなわち下式を満足するものが選ばれる
。

したがってマトリクス補正の式は次式のように表現でき
る。

□　（式２） ここでΔ１ｊの絶対値は１に比べ十分小さいので第２項
の演算精度は低くてもよい。

本発明による色相補正回路は上記の（式２）にしたがっ
て色相の補正を行う。

本実施例における色相補正回路のブロック図を第１図に
示す。

シェーディング補正されたカラー画像信号Ｒ１Ｇ、Ｂ（
１５１）から色差計算回路１．０１により色差信号Ｕ−
Ｒ−Ｇ、Ｖ−Ｇ−Ｂ　（１５２）を計算する。これは例
えば加算器とインバータにより構成できる。つぎにここ
で出力された色差信号Ｕ、Ｖ（１５２）からマトリクス
回路（１０２）により、補正差ＲＧＢ信号（ΔＲ１ΔＧ
、ΔＢ）この演算は乗算器、と加算器を組み合わせても
構成できるが、本実施例のマトリクス回路１０２ではテ
ーブル・ルックアップ方式を用いている。

このテーブルでは入力信号Ｕ、Ｖおよびチップ選択信号
１５４．およびΔＲ１ΔＧ、ΔＢのいｆｔＬを出力する
かの選択信号１５５を入力アドレスとし、補正差ＲＧＢ
信号ΔＲ１ΔＧ、ΔＢを出力データとするものである。

ここで、チップ選択信号１５４は現カラー画像信号１５
１が現在どのセンサチップで読みとった信号であるかを
示す信号である。またＲＧＢ選択信号１５５は本テーブ
ルの出力信号である補正差ＲＧＢ信号を次に説明する加
算回路で加算する際に、対応するＲＧＢ成分との加算が
行なわれないように制御するものである。マトリクス回
路１０２の出力信号である補正差ＲＧＢ信号（ΔＲ１Δ
Ｇ、ΔＢ）１５３は、加算回路１０３により原ＲＧＢ信
号１５１に加算され、この結果補正ＲＧＢ信号Ｒ’　、
Ｇ’　、Ｂ’　　（１５６）が得られる。ここで同じ画
素の信号の間で演算が行なわれるようにレジスタ１０４
，１０５で各信号のタイミングを合わせる。

これにより、補正ＲＧＢ信号（１５６）は前記の補正演
算（式１）を実行した結果となり、チップ間の色相むら
を補正することができる。

ここで、前記で述べたようにマトリクスΔ　の各成分の
絶対値は１に比べ十分率さい。例えば、この各成分が１
／１６以内におさえられるとすると、〔１Δｉｊ１＜？
８　　］マトリクス計算の精度は信号精度８ビツトに対
し符号を含め５ビツトでよい。したがってテーブルの大
きさは２　Ｓ　ｘ　２５×センサ・チップの数×３とな
る。テーブル出力の深さを５ビツトとすればテーブルの
サイズは６０にビットとコンパクトな構成となる。

次に本発明を用いたカラー画像入力装置の第２の実施例
について、説明する。本実施例は第１の実施例に比べ色
相補正回路の構成のみ異なっているので、この点につい
て説明する。

第１の実施例では色相補正後の信号も白バランスが成り
立つようにすなわち、標準の白を読みとった場合に色相
補正したＲＧＢ信号が（Ｒ，Ｇ。

Ｂ）−（１，１，１）となるように、補正マトリクスＭ
１１は制限されていた。

しかし、場合によっては白バランスを犠牲にしても他の
色　での色信号を合わせる必要のある場合もある。この
ような場合必ずしも、最適な補正マトリクスＭ　は を満さず、第１の実施例ではこのようなマトリクス補正
は実現できない。本実施例は白バランス条件を満たさな
い色相補正をも実現するものである。

本実施例における色相補正回路を第４図に示す。

シェーディング補正されたＲＧＢ信号Ｒ，Ｇ。

Ｂ（４５１）よりマトリクス回路４０１で、補正差ＲＧ
Ｂ信号ΔＲ１ΔＧ、ΔＢ（４５２）を下式により計算す
る。

ここでΔ　は別記節１の実施例と同様に補正マトリクス
Ｍ　から単位マトリクス（Ｉ）を差し引いたものである
。

この回路は具体的にはテーブル・ルックアップにより構
成している。このテーブルは入力Ｒ１Ｇ、Ｂ信号（４５
１）およびチップ選択信号（４５３）　、およびΔＲ１
ΔＧ、ΔＢのいずれかを出力するかの選択信号（４５４
）を入力アドレスとし、補正差信号ΔＲ１ΔＧ、ΔＢ（
４５２）を出力データとするものである。このテーブル
の大きさは入力の信号数が増えた分だけ、第１の実施例
より大きくなる。

マトリクス回路から出力された補正差信号ΔＲ１ΔＧ、
ΔＢ（４５２）は加算回路（４０２）でも　。

とのＲＧＢ信号（４５１）に加算されこの結果補正ＲＧ
Ｂ信号Ｒ’　、Ｇ’　、Ｂ’　　（４５５）が得られる
。ここで同じ画素の信号同士で演算が行なわれるように
レジスタ４０３，４０４で各信号のタイミングを合わせ
る。

これにより補正ＲＧＢ信号（４５５）は前記の補正演算
（式１）を実行した結果となり、チップ間の色相むらを
補正することができる。

なお、以上の実施例では、カラーセンサの色フィルタと
して原色等のＲＧＢフィルタを用いているが、これに限
るものではなく、例えば補正素のＣＧとフィルタなどを
、用いた場合でも同様に本発明を適用できる。

また第１の実施例で色差信号としてＸ−Ｒ−Ｇ。

Ｙ−Ｇ−Ｂを用いているが、これに限るものでよい。入
力信号が無彩色すなわち３種類の色信号が互いに等しい
時に色差信号がともに０になるものならばどのように色
差信号を定義してもよい。

〔発明の効果］ 本発明により、色相補正回路において補正マトリクスを
単位マトリクスと各成分の絶対値が小さい補正差マトリ
クスに分離しておき色信号に補正差マトリクスのみを乗
算することにより、乗算器の精度を低くでき、回路コス
トを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例のカラー画像入力装置の色相補正
回路の構成を示す図。 第２図は第１の実施例を用いたカラー画像入力装置の構
成を示す図。 第３図は第１の実施例のカラー画像入力装置のカラーセ
ンサの構成を示す図。 第４図は第２の実施例のカラー画像入力装置の色相補正
回路の構成を示す図である。 １０１　色差計算回路 １０２　マトリクス回路 １０３　加算回路 １０４．１０５　　レジスタ １５１　　ＲＧＢ人力信号 １５２　色差信号 １５３　　ＲＧＢ補正差信号 １５４　チップ選択信号 １５５　　ＲＧＢ同期信号 ２０１　光源 ２０２　原稿面 ２０３　結像光学系 ２０４　カラーラインセンサ ２０５°　増幅器 ２０６　アナログマルチプレクサ ２０？　　Ａ／Ｄ変換回路 ２０８　シェーディング補正回路 ２０９　色相補正回路 ２１１．２１２　　カラー画像信号 ２１３　ディジタルカラー画像信号 ４０１　マトリクス回路 ４０２　加算回路 ４０３．４０４　　レジスタ ４５１　　ＲＧＢ入力信号 ４５２　　ＲＧＢ補正差信号 ４５３　チップ選択信号 ４５４　　ＲＧＢ同期信号 ４５５　補正ＲＧＢ信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）３種の色分解信号（Ｘｉ、ｉ＝１、２、３）に対
   して、３行３列の要素をもつマトリクス演算を行う手段
   および前記マトリクス演算手段の出力信号（Ｘ′ｉ、ｉ
   ＝１、２、３）に前記色分解信号（Ｘｉ、ｉ＝１、２、
   ３）を加算する手段とを具備することを特徴とする色相
   補正装置。
2. （２）前記マトリクス演算手段がルックアップテーブル
   よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   色相補正装置。
3. （３）３種の色分解信号（Ｘｉ、ｉ＝１、２、３）に対
   して２種類の色差信号（Ｓｉ、ｉ＝１、２）を計算する
   色差計算手段および前記色差計算手段の出力信号（Ｓｉ
   、ｉ＝１、２）に対し３行２列の要素をもつマトリクス
   演算を行う手段および前記マトリクス演算手段の出力信
   号（Ｘ′ｉ、ｉ＝１、２、３）に前記色分解信号（Ｘｉ
   、ｉ＝１、２、３）を加算する手段とを具備することを
   特徴とする色相補正装置。
4. （４）前記マトリクス演算手段がルックアップテーブル
   よりなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   色相補正装置。