JPH01284070A - 画像入力装置 - 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】 発明の目的： （産業上の利用分野） この発明は、ＣＣＤ等のイメージセンサの画素から固定
的に発生するビットノイズを、サンプ９ングデータの平
均値をとることにより補正するようにした画像入力装置
に関する。

（従来の技術） 第８図は従来の一般的な画像入力装置のブロック構成を
示している。

この画像入力装置では、原稿等の画像ｌＯがレンズ等の
光学系ｌを介してＣＣＤ等のイメージセンサ（たとえば
ラインセンサ）２で光学的に読取られるようになってい
る。この場合、イメージセンサ２にはクロック回路３か
ら第２図（Ｂ）に示すようなりロック信号にＳが入力さ
れ、イメージセンサ２より同図（Ａ）のようなりロック
信号にＳに同期した画像信号ＧＳが出力される。一方、
クロック信号ＫＳは位相制御回路５．にも入力され、第
２図（Ｂ）で示すように所定位相だけずれたサンプリン
グイエ号ｓｓがサンプルホールド回路６に入力され、画
像信号ＧＳの各画素に対応した信号成分をサンプリング
してホールドするようになっている。そして、サンプル
ホールド回路６の各画素に対応したホールド値が画像デ
ータＧＯとして出力される。

（発明が解決しようとする課題） ところが、イメージセンサ２の画素数は膨大であり、製
造上のバラツキで特定の画素に周囲の画素に対して常に
若干高い（又は低い）信号を出力するものがあり、均一
濃度の画像ｌＯを読取った場合でも、画像データＧＳ土
に第２図（Ａ）のようなビットノイズＮＳＩ及びＮＳ２
が発生してしまう。そして、上記ビットノイズＮＳＩ及
びＮＳ２のある画像信号ＧＳがサンプルホールド回路６
に入力されると、同図（Ｃ）のようなノイズＢＮＩ及び
ＢＮ２のある画像データＧＤがそのまま出力される。こ
の場合、ビットノイズの大きさは画像１０の濃度（明度
）に関係なく常に一定であるため、ＧＤＡ−ＧＤ（：の
如く信号レベルが高低に変化した場合ても、ノイズＢＮ
Ｉ及びＢＮ２の各レベルでの値と真正な値との差αは同
一である。このようにして出力される画像データＧＯを
基に画像を再生した場合、イメージセンサ２の同一画素
から常にビットノイズが生じるため、ラインセンサの場
合には再生画像に縦スジ状のムラが現われてしまう欠点
がある。しかも、濃度に関係なく常に同一のレベル差で
誤差を出力するため、上記画像データＧＤ上のノイズＢ
ＮＩ及びＢＮ２は従来の感度バラツキの補正装置（明部
の補正装置）では除去することが困難であった。

この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、イメージセンサの固定画素から発生
するビットノイズを除去して、高品質の画像データを得
られるようにした画像入力装置を提供することにある。

発明の構成： （課題を解決するための手段） この発明はイメージセンサを用いた画像入力装置に関し
、この発明の上記目的は、前記イメージセンサで読取ら
れたアナログの画像信号を時間順序にサンプリングする
直列接続された複数のサンプリング手段と、前記複数の
サンプリング手段の出力を加算して平均データを求める
演算手段と、前記サンプリング手段の１つの出力又は前
記平均データを所定順序に切換える切換手段とを設け、
前記イメージセンサのビットノイズ位置で前記平均デー
タを出力することによって達成される。

（作用） この発明の画像入力装置は、イメージセンサで読取った
アナログの画像信号を３段の直列接続で構成されたサン
プリング手段に順次入力し、これらサンプリング手段の
前段及び終段から出力される複数のアナログのサンプリ
ングデータを加算して平均データを作成し、この平均デ
ータ及び前記中段のサンプリング手段のサンプリングデ
ータをアナログ切換手段で所定順序に切換えて出力する
ことにより、イメージセンサのビットノイズの影響を除
去して高品質の画像データを得るようにしている。

（実施例） 第１図は、第８図で説明した画像入力装置の問題点を改
良した画像入力装置のブロック構成を示しており、第８
図と同一部材については同一符号を付して説明する。

この画像入力装置では、第８図の装置にイメージセンサ
２の各画素位置に対応したビットノイズの位置データＳ
Ｄを測定して記憶しておくためのメモリ４を設けている
。又、クロック回路３Ａは、メモリ４に記憶された位置
データＳＤに基づいて補正信号にＳｌを出力するように
なっており、位相制御回路５Ａは補正信号にＳｌに基づ
いた補正サンプリング信号５５１を発生してサンプルホ
ールド回路６に入力するようになっている。なお、メモ
リ４には予め、イメージセンサ２の画素データの測定に
よって得られたビットノイズの画素の位置データＳＤが
記憶されるようになっている。

次に、かかる画像入力装置の動作を第２図（八）〜（Ｆ
）のタイムチャートを参照して説明する。

第８図の場合と同様に画像ｌＯが光学系１を介してイメ
ージセンサ２で読取られ、イメージセンサ２より画像信
号ＧＳがサンプルホールド回路６に入力される。メモリ
４よりビットノイズＮＳＩ及びＮＳ２を示す位置データ
ＳＤがクロック回路３Ａに入力されており、ビットノイ
ズＮＳＩ及びＮＳ２に対応した画素位置で、第２図（Ｄ
）のような補正信号にＳｌが位相制御回路５Ａに入力さ
れ、位相制御回路５Ａは補正信号ＫＳＩが入力されると
そのタイミングのクロック信号にＳを出力しないように
し、同図（Ｅ）のような補正サンプリング信号ＳＳｌを
サンプルホールド回路６に入力する。つまり、この例で
は第２図（Ａ）のビットノイズＮＳＩ及びＮＳ２に対応
した同図（Ｄ）に示す補正信号にＳｌに対して、同図（
Ｅ）に示す補正サンプリング信号ＳＳ１をサンプルホー
ルド回路６に入力し、ビットノイズＮＳＩ及びＮＳ２の
画像信号ＧＳのサンプリングを行なわないようにし、前
画素のデータのサンプリングによってホールドされてい
る値をそのまま出力する。これにより、ビットノイズの
影響は出力信号より除去される。このため、サンプルホ
ールド回路６より出力される画像データＧＤＩは、同図
（Ｆ）の如くノイズＢＮＩ及びＢＮ２の除去された均一
なものとなり、結局画像を読取って入力する場合には高
品質なものとなる。

ところが、上記画像入力装置では、画像入力として第３
図（＾）のようなスロープを有した画像信号ＧＳＩが入
力された場合、画像信号ＧＳＩのスロープ部分が同図（
Ｃ）のビットノイズに対応した補正サンプリング信号Ｓ
ＳｌのパルスＳＳＰではサンプリングされず、前の画素
のサンプルホールド信号がそのまま画像データとして出
力されてしまう。その結果同図（Ｂ）のようにビットノ
イズに対応した位置ＦＤで大きな段差を有する画像デー
タＧＯ２が出力されてしまうという問題かある。

そこで、画像入力装置を均一で平坦な画像信号ＧＳ及び
スロープを有する画像信号ＧＳＩに対応可能にするため
に、この発明の画像入力装置では画像信号ＧＳ又はＧＳ
Ｉのサンプリングデータの平均値を求めて、このデータ
をビットノイズ位置での画像データとして出力するよう
にしている。この結果、ビットノイズのある部分は平均
化され、出力される画像データは高品質なものとなる。

例えば、第４図のような画像信号ＧＳ２より画像データ
ＧＤ３を作成するには、画像信号ＧＳ２を所定の前後区
間でサンプリングする。つまり点ＰＩ−Ｐ２の部分のサ
ンプリングを行なって画像データＡＤ及びＣＤを得て、
これら画像データＡＤ′ＥｔびＣＤを加算した後、この
データをｌ／２シて中央部ＰＣの画像データ（ＡＤ＋Ｃ
Ｄ）／２を得る。そして、この画像データ（ＡＤ＋ＣＤ
）／２をイメージセンサのビットノイズ位置で出力する
ようにすれば、ビットノイズの影響のない画像データを
出力することができる。

第５図は、かかる機能を有するこの発明の画像入力装置
の原理構成を示している。この装置では、第４図のよう
な画像信号ＧＳ２が３段に直列接続されたアナログのサ
ンプルホールド回路６〜８に入力されると、それぞれの
サンプルホールド回路６〜８で順次サンプリングが行な
われて、上述で説明した前後のサンプルホールド回路６
及び８でサンプリングされた画像データＡＤ−ＣＤが出
力される。そして、画像データＡＤ及びＣＤは、加算及
び１／２の除算を行なう演算手段１２により平均画像デ
ータ（ＡＤ＋ＣＤ）　／２が作成され、たとえばアナロ
グスイッチ構成のアナログ切換手段９に入力される。こ
のアナログ切換手段９の接点Ｓ２には真中のサンプルホ
ールド回路７のサンプリングデータＢＤが入力されてお
り、ビットノイズのない通常時にはアナログ切換手段９
が接点Ｓ２に接続されており、サンプリングデータＢＤ
が画像データＧＤ３として出力され、イメージセンサの
ビットノイズ位置では接点Ｓｌに切換えられ、演算手段
１２からの平均データが画像データＧＤ３として出力さ
れる。このようにして出力された画像データＧＤ３は、
ビットノイズの影響のない高品質なものとなる。

第６図は上述の原理を具体化したこの発明の画像入力装
置のブロック構成を示しており、第１図と同一部材につ
いては同一符号を付して説明する。

この画像入力装置では、イメージセンサ２八が２系列の
組合せで構成されており、たとえば奇数画素及び偶数画
素の別に読取データが出力されるようになっている。つ
まり、クロック回路３Ｂから第７図（Ａ）のようなりロ
ック信号φ１が入力されると、同図（Ｂ）のように各々
所定値相分ずれた２つのアナログの画像信号０５１．０
５２が出力さレル。−方、クロック回路３Ｂからは同図
（Ｃ）のようなりロック信号５ＰＬＳが、位相制御回路
５Ｂ、５Ｇ及び切換信号発生回路１１に入力される。位
相制御回路５Ｂ。

５Ｃより同図（０）のような所定位相分ずれたサンプリ
ング信号ＳＰＩ　、ＳＦ３が、切換信号発生回路１１か
らは所定のタイミングの切換信号ＫＳＩ−に５３がそれ
ぞれ出力される。この発明の画像入力装置では、画像信
号Ｏ５１，０５２はそれぞれ３段に直列に接続されたア
ナログのサンプルホールド回路６八〜８Ａ。

６Ｂ〜８Ｂに入力されるようになっており、これら画像
信号０５１　、Ｏ５２がサンプリングされた後に加算さ
れて、第５図で説明した画像データＡＤＮＣＤと同様に
データ処理されるようになっている。画像信号ＯＳＩは
サンプルホールド回路６Ａに入力され、サンプリング信
号ＳＰ２に基づいてサンプリングされて同図（Ｅ）のよ
うなアナログの画像データＤＩがサンプルホールド回路
７Ａに入力される。画像データＤＩはサンプリング信号
ＳＰＩに基づいてサンプリングされて同図（Ｅ）のよう
なアナログの画像データ０２がサンプルホールド回路８
Ａに入力される。画像データＤ２がサンプリング信号Ｓ
Ｐ２に基づいてサンプリングされ、同図（Ｅ）のような
アナログの画像データＤ３が出力される。一方、画像信
号Ｏ５２も上述と同様なサンプルホールド回路６Ｂ〜８
Ｂに順次入力され、サンプリング信号ＳＰＩ　、ＳＦ３
に基づいてサンプリングされて同図（ε）のようなアナ
ログの画像データＤ４〜Ｄ６が出力される。画像データ
ＤＩ、Ｄ６が抵抗Ｒ１，Ｒ６を介して加算され、同図（
Ｆ）のような加算画像データＤ７が作成される。画像デ
ータＤ２．Ｄ５がそれぞれ抵抗Ｒ２，Ｒ５を介して加算
され、同図（Ｆ）のような加算画像データＤ８が作成さ
れる。また、画像データＤ３．Ｄ４がそれぞれ抵抗Ｒ３
゜Ｒ４を介して加算され、同図（Ｆ）のような加算画像
データＤ９が作成される。そして、加算画像データＤ７
〜Ｄ９は、内部にスイッチ５１〜Ｓ３を有したアナログ
スイッチ回路９Ａに入力される。アナログスイッチ回路
９＾では、上記スイッチ５１〜Ｓ３を切換信号ＫＳＩ〜
にＳ３に基づいて切換えるようになっている。ここでは
、第５図で説明した原理と同様にスイッチ５ｌ−５３が
所定のタイミングで切換えられ、加算画像データ０７〜
０９が加算されて平均値のデータが作成され、順次同図
（Ｆ）のような画像データ０１０として出力される。

以後、順次イメージセンサ２Ａより入力される画像信号
０５１．０５２は上述と同様にデータ処理され、ビット
ノイズのない高品質の画像データＤＩＧが得られる。つ
まり、この装置では第２図（＾）のような画像信号ＧＳ
でも、ビットノイズの影響のない高画質の画像データＣ
ＤＩが得られる特徴がある。

発明の効果； この発明の画像入力装置によれば、従来の装置では除去
できなかったイメージセンサのビットノイズの影響が完
全に除去されると共に、スロープを有する画像信号が入
力されても出力信号はサンプリングの影響を受けないの
で、常に高品質な画像データが得られる利点がある。し
かも、装置構成が簡単でコストが安価な利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を改良した画像入力装置のブロック構
成図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）はその信号波形例を示すタ
イムチャート、第３図（＾）〜（Ｃ）及び第４図はこの
発明を説明するための信号波形例を示す図、第５図はこ
の発明装置の原理図、第６図はこの発明の画像入力装置
の一実施例を示すブロック構成図、第７図（Ａ１−（Ｆ
）はその信号波形例を示す図、第８図は従来の一般的な
画像入力装置を示す図である。 １・・・光学系、２．２Ａ・・・イメージセンサ、３．
３Ａ。 ３Ｂ・・・クロック回路、４・・・メモリ、５．５八、
５Ｂ、５Ｇ・・・位相制御回路、６．６Ａ〜８Ａ、６８
〜８Ｂ・・・サンプルホールド回路、９Ａ・・・アナロ
グスイッチ回路、１０・・・画像、１１・・・切換信号
発生回路。 出願人代理人　　　安　形　雄　三 第１回 ／／１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、イメージセンサで読取られたアナログの画像信号を
   時間順序にサンプリングする直列接続された複数のサン
   プリング手段と、前記複数のサンプリング手段の出力を
   加算して平均データを求める演算手段と、前記サンプリ
   ング手段の１つの出力又は前記平均データを所定順序に
   切換える切換手段とを具備し、前記イメージセンサのビ
   ットノイズ位置で前記平均データを出力するようにした
   ことを特徴とする画像入力装置。