JPH0220957A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH0220957A JPH0220957A JP63171637A JP17163788A JPH0220957A JP H0220957 A JPH0220957 A JP H0220957A JP 63171637 A JP63171637 A JP 63171637A JP 17163788 A JP17163788 A JP 17163788A JP H0220957 A JPH0220957 A JP H0220957A
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- JP
- Japan
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- ccd
- image sensor
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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。
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)
本発明は、リニアCCDイメージセンサを用いて画像を
読み取る画像読取装置に関する。
読み取る画像読取装置に関する。
(従来の技術)
原稿の画像を読み取る画像読取装置においては、光電変
換素子であるCCDリニアイメージセンサが用いられる
。現状のCCDリニアイメージセンサの1画素の感光部
の感光面積は、高密度読取りのため、たとえば5μs×
7−といった微小なものである(第10図参照。この図
において、斜線部が各画素の感光部を示す。1画素の大
きさは縦横とも同じ7−である。)。解像力の高い画像
を得るためには、感光部を小さくしなければいけない。
換素子であるCCDリニアイメージセンサが用いられる
。現状のCCDリニアイメージセンサの1画素の感光部
の感光面積は、高密度読取りのため、たとえば5μs×
7−といった微小なものである(第10図参照。この図
において、斜線部が各画素の感光部を示す。1画素の大
きさは縦横とも同じ7−である。)。解像力の高い画像
を得るためには、感光部を小さくしなければいけない。
しかし、感光部が小さくなると、これに対応して感光面
積が減少して光量不足になる。
積が減少して光量不足になる。
一方、CCDリニアイメージセンサを用い7Ji像読取
のためには、原稿を照明する必要があり、その照明には
、ハロゲンランプや蛍光灯などの光源が用いられる。照
明による原稿の反射光がCCDリニアイメージセンサで
検出され、電気信号に変換される。そして、A/D変換
によりデジタル化された信号を得る。
のためには、原稿を照明する必要があり、その照明には
、ハロゲンランプや蛍光灯などの光源が用いられる。照
明による原稿の反射光がCCDリニアイメージセンサで
検出され、電気信号に変換される。そして、A/D変換
によりデジタル化された信号を得る。
(発明が解決しようとする課題)
上に説明したように、CCDリニアイメージセンサは、
7μs幅程度の反射光のみを受光する。しかし、原稿の
照明光は、ハロゲンランプを用いる場合、ハロゲンラン
プのフィラメントの位置m度や反射鏡の製作精度などの
ためにせいぜい2〜3市幅程度にしか狭くできず、−幅
程度の集光照明は難しい。一方、蛍光灯を用いる場合も
、管壁の蛍光物質から発光する光による照明であるから
、集光照明はできない。
7μs幅程度の反射光のみを受光する。しかし、原稿の
照明光は、ハロゲンランプを用いる場合、ハロゲンラン
プのフィラメントの位置m度や反射鏡の製作精度などの
ためにせいぜい2〜3市幅程度にしか狭くできず、−幅
程度の集光照明は難しい。一方、蛍光灯を用いる場合も
、管壁の蛍光物質から発光する光による照明であるから
、集光照明はできない。
したがって、ハロゲンランプ、蛍光灯とも、照明効率は
非常に悪く、大きなワット数のランプによって強(照明
しなければならなかった。
非常に悪く、大きなワット数のランプによって強(照明
しなければならなかった。
そのため、本願出願人は、照明光を効率良く利用するた
めに、CCD画素の感光部を従来のものより副走査方向
に長くする一方、そのために起こる副走査方向の解像力
の低下を防ぐために、画像記憶手段から副走査方向の1
ライン分の画像データを読み出してフーリエ変換を行い
、CCDリニアイメージセンサのCCD画素の感光部の
形状より定まる受光の周波数特性またはその近似関数の
逆数を上記フーリエ変換値に掛け、得られた積のフーリ
エ逆変換を行い画像読取データとすることにより、画像
データの画質低下の補償を行う画質補償演算手段を備え
た画像読取装置をすでに提案している。
めに、CCD画素の感光部を従来のものより副走査方向
に長くする一方、そのために起こる副走査方向の解像力
の低下を防ぐために、画像記憶手段から副走査方向の1
ライン分の画像データを読み出してフーリエ変換を行い
、CCDリニアイメージセンサのCCD画素の感光部の
形状より定まる受光の周波数特性またはその近似関数の
逆数を上記フーリエ変換値に掛け、得られた積のフーリ
エ逆変換を行い画像読取データとすることにより、画像
データの画質低下の補償を行う画質補償演算手段を備え
た画像読取装置をすでに提案している。
この画像読取装置の画質補償演算手段について、以下に
述べる。
述べる。
一般に、第2図(a)に示すように、ある系にf(y)
という入力を入れてやりg(y)という出力が出たとす
る。そして、第2図(b)に示すように、幅のないパル
ス(画像的にいえば点光輝)を入力したときにh(y)
なる出力が現れたとすると、このh(y)は系の特性を
示していると考えることができる。
という入力を入れてやりg(y)という出力が出たとす
る。そして、第2図(b)に示すように、幅のないパル
ス(画像的にいえば点光輝)を入力したときにh(y)
なる出力が現れたとすると、このh(y)は系の特性を
示していると考えることができる。
これらf(y)、 g(y)、 h(y)の周波数特性
は、f(y)、g(y)、 h(y)のフーリエ変換を
それぞれF(ω)、G(ω)H(ω)とすれば、次のよ
うに表わされる。
は、f(y)、g(y)、 h(y)のフーリエ変換を
それぞれF(ω)、G(ω)H(ω)とすれば、次のよ
うに表わされる。
F(ω)=、f″f(y)exp(−iωy)dy
−(la)G(ω)=S″g(y)exp(−iωy)
dy −(lb)H(ω)=J: h(y) exp
(−iωy) dy −(IC)この周波数特性を用
いれば、出力G(ω)は入力F(ω)と系の特性H(ω
)の掛は算で表わされる。
−(la)G(ω)=S″g(y)exp(−iωy)
dy −(lb)H(ω)=J: h(y) exp
(−iωy) dy −(IC)この周波数特性を用
いれば、出力G(ω)は入力F(ω)と系の特性H(ω
)の掛は算で表わされる。
G(ω)−F(ω)・H(ω) ・・・(
2)周波数特性を元に変換するフーリエ逆変換も同時に
成立する。
2)周波数特性を元に変換するフーリエ逆変換も同時に
成立する。
f(y)= ’ f−: F(ω)exp(icc
+y)dω−C3a>g(y)=工J−: G(ω)e
xp(iωy)dω−(3b)h(y)=2’、 j−
: H(ω)exp(iωy)dcc+ ・−(3a)
以上のf、 g、 hについての一般的な説明は、たと
えば、久保田広著「応用光学」(岩波全書、1970年
)211ページに記載されている。
+y)dω−C3a>g(y)=工J−: G(ω)e
xp(iωy)dω−(3b)h(y)=2’、 j−
: H(ω)exp(iωy)dcc+ ・−(3a)
以上のf、 g、 hについての一般的な説明は、たと
えば、久保田広著「応用光学」(岩波全書、1970年
)211ページに記載されている。
第3図は、CCDリニアイメージセンサ22で構成する
画素の形状の一例を示す。斜線部が各画素の感光部24
,24.・・・を示す。感光部24のX方向の長さbを
X方向のピッチaに比べて大きくする(たとえば、b=
14#1m、 a= 7 μs、 b/ a= 2
)。
画素の形状の一例を示す。斜線部が各画素の感光部24
,24.・・・を示す。感光部24のX方向の長さbを
X方向のピッチaに比べて大きくする(たとえば、b=
14#1m、 a= 7 μs、 b/ a= 2
)。
なお、感光部24の幅c(=5μs)は画素間を隔てる
ためピッチaより短い。
ためピッチaより短い。
感光部24の形状を副走査方向に長(することにより、
受光量は増加する。
受光量は増加する。
しかし、副走査方向のコントラストや解像力は低下し、
画像の質が悪くなる。そこで、次に説明するような演算
処理を行う。
画像の質が悪くなる。そこで、次に説明するような演算
処理を行う。
まず、CCDリニアイメージセンサ22の応答特性を説
明する。このセンサを構成するCCD画素の感光部24
の光強度■の特性は、本来は点として読取られるべきも
のが、光学系の機械的移動の影響と感光部24の形状の
ため、第4図に示す矩形形状になる。すなわち、解析の
ために中心に座標軸をとると、 ここに、bは、X方向の感光部24の長さである。
明する。このセンサを構成するCCD画素の感光部24
の光強度■の特性は、本来は点として読取られるべきも
のが、光学系の機械的移動の影響と感光部24の形状の
ため、第4図に示す矩形形状になる。すなわち、解析の
ために中心に座標軸をとると、 ここに、bは、X方向の感光部24の長さである。
CCD中の1つの画素については、正確には、受光中に
も機械的に走査される。しかし、1つの画素が作動して
走査している時間は0.1μs程度であり、副走査とし
ての機械的走査速度は100mm /秒程度が普通であ
るため、この0.1μsの間に0.0L4a++程度し
か走査されない。この長さは素子の大きさ14−と比較
して十分小さいので、ここでは無視する。
も機械的に走査される。しかし、1つの画素が作動して
走査している時間は0.1μs程度であり、副走査とし
ての機械的走査速度は100mm /秒程度が普通であ
るため、この0.1μsの間に0.0L4a++程度し
か走査されない。この長さは素子の大きさ14−と比較
して十分小さいので、ここでは無視する。
上述の一般的な系の応答の理論でいえば、矩形関数1
(y)がh(y)に相当する。従って、I (y)のフ
ーリエ変換により、系の周波数特性を表わす関数H(ω
)が得られる。すなわち、 H(ω)=sinπω/πω ・・・(
5)ここに、ω=b−Nである。
(y)がh(y)に相当する。従って、I (y)のフ
ーリエ変換により、系の周波数特性を表わす関数H(ω
)が得られる。すなわち、 H(ω)=sinπω/πω ・・・(
5)ここに、ω=b−Nである。
ここに、bはm単位の実際の長さであり、Nは空間周波
数であり、(本/鴎)の単位で表される。第5図は、関
数H(ω)の周波数特性を示す。当然ながら、周波数が
高いところすなわち微細なところのコントラストは低下
している。
数であり、(本/鴎)の単位で表される。第5図は、関
数H(ω)の周波数特性を示す。当然ながら、周波数が
高いところすなわち微細なところのコントラストは低下
している。
関数H(ω)について実際の空間周波数Nをあてはめて
具体的に説明する。第6図は、感光部の副走査方向の長
さbが14μsの場合(曲線A)と7−の場合(曲線B
)のH(N)の周波数特性を示す。ω=b−N=1のと
きH(ω)は0となる。このときのNの値は、b=14
umのときは71本/aImであり、b=7−のときは
143本/ffll11である。ところで、精細タイプ
の画像読取装置はインチ当り400ドツトの読取密度が
普通である。これを空間周波数Nで表現すると、8本/
I!I11である。CCDリニアイメージセンサの画素
数が5000個であり、7虜ピツチであると、CCDリ
ニアイメージセンサの感光サイズは35m+nである。
具体的に説明する。第6図は、感光部の副走査方向の長
さbが14μsの場合(曲線A)と7−の場合(曲線B
)のH(N)の周波数特性を示す。ω=b−N=1のと
きH(ω)は0となる。このときのNの値は、b=14
umのときは71本/aImであり、b=7−のときは
143本/ffll11である。ところで、精細タイプ
の画像読取装置はインチ当り400ドツトの読取密度が
普通である。これを空間周波数Nで表現すると、8本/
I!I11である。CCDリニアイメージセンサの画素
数が5000個であり、7虜ピツチであると、CCDリ
ニアイメージセンサの感光サイズは35m+nである。
A3サイズ297mmをこのCCD IJニアイメージ
センサ上に縮小投影すると、297 8.5 であり、8本/ffll11の空間周波数は68本/1
Ilfflであるので、上記b=14μsのCCD画素
の空間周波数が71本/ff1I+であるということは
、このCCD画素でも、理論上は、400ドツト/イン
チの読取密度は達成できるものの、様々な要因によるバ
ラツキが発生すると、この読取密度が達成できないこと
もあり、読取密度にもっと余裕があるほうが望ましいこ
とはいうまでもない。
センサ上に縮小投影すると、297 8.5 であり、8本/ffll11の空間周波数は68本/1
Ilfflであるので、上記b=14μsのCCD画素
の空間周波数が71本/ff1I+であるということは
、このCCD画素でも、理論上は、400ドツト/イン
チの読取密度は達成できるものの、様々な要因によるバ
ラツキが発生すると、この読取密度が達成できないこと
もあり、読取密度にもっと余裕があるほうが望ましいこ
とはいうまでもない。
b(=7μs)のサイズが2倍になると、矩形の光強度
分布特性を表している式(4)をフーリエ変換して得ら
れる式(5)から、 5in(π・2b−N)/π・2b−N/(sin(π
・b−N)/π・b−N)=cos(π・b−N) = cos(0,022N) となり、同じNに対する周波数特性の値はcos(0゜
022N)倍となっている。したがって、その逆数であ
る1 /cos(0,022N)を、b=147aのと
きの周波数特性(第6図では曲線Aによって表されてい
る)の式に掛けるだけで、bエフ41ff+のときの周
波数特性(第6図では曲線Bによって表されている)の
式となる。副走査方向に感光部のサイズを大きくするこ
とによって、受光面積を増やして感度が上がる一方、本
来ならば、副走査方向の解像度が低下するところが、上
記の演算処理を行えば、解像度の低下が防げる。
分布特性を表している式(4)をフーリエ変換して得ら
れる式(5)から、 5in(π・2b−N)/π・2b−N/(sin(π
・b−N)/π・b−N)=cos(π・b−N) = cos(0,022N) となり、同じNに対する周波数特性の値はcos(0゜
022N)倍となっている。したがって、その逆数であ
る1 /cos(0,022N)を、b=147aのと
きの周波数特性(第6図では曲線Aによって表されてい
る)の式に掛けるだけで、bエフ41ff+のときの周
波数特性(第6図では曲線Bによって表されている)の
式となる。副走査方向に感光部のサイズを大きくするこ
とによって、受光面積を増やして感度が上がる一方、本
来ならば、副走査方向の解像度が低下するところが、上
記の演算処理を行えば、解像度の低下が防げる。
上記の説明では、矩形の光強度特性を用いているが、一
般的には、系の周波数特性をあられす関数H(ω)を用
いて、光特性の出力g (y)から入力値f(y)を求
める。これによりCCDの感光部を大きくすることによ
って低下した周波数特性を回復させる。このとき、次の
式を用いる。
般的には、系の周波数特性をあられす関数H(ω)を用
いて、光特性の出力g (y)から入力値f(y)を求
める。これによりCCDの感光部を大きくすることによ
って低下した周波数特性を回復させる。このとき、次の
式を用いる。
G(ω)X(1/H(ω))
=F(ω)・H(ω)・(1/H(ω))=F(ω)
・・・(6)即ち、出力値g(y)
のフーリエ変換によりG(ω)を求め((lb)式)、
次にH(ω)の逆数を掛けてF(ω)を求め((6)式
)、次にF(ω)のフーリエ逆変換を行い((3a)式
)、もとの画像入力f(y)が求められる。
・・・(6)即ち、出力値g(y)
のフーリエ変換によりG(ω)を求め((lb)式)、
次にH(ω)の逆数を掛けてF(ω)を求め((6)式
)、次にF(ω)のフーリエ逆変換を行い((3a)式
)、もとの画像入力f(y)が求められる。
しかし、(6)式から明らかなように、上記の周波数特
性の改善は、H(ω)≠0のときのみ有効である。即ち
、上記の演算処理を行って画質補償を行う方法において
、周波数特性が0になってしまうと、その逆数が求めら
れず、フーリエ逆変換処理を行うことが不可能になる。
性の改善は、H(ω)≠0のときのみ有効である。即ち
、上記の演算処理を行って画質補償を行う方法において
、周波数特性が0になってしまうと、その逆数が求めら
れず、フーリエ逆変換処理を行うことが不可能になる。
また、周波数特性が0に近いときに逆数を求める場合に
おいても、計算誤差が大きくなるので、正しい値が求ま
ラス、もとの画像入力が正しく再生されない。つまり、
上記方式は、周波数特性がOとならない周波数領域に制
限される。
おいても、計算誤差が大きくなるので、正しい値が求ま
ラス、もとの画像入力が正しく再生されない。つまり、
上記方式は、周波数特性がOとならない周波数領域に制
限される。
本発明の目的は、周波数領域を広げて、より広い周波数
領域で、画質補償のための演算処理を行うことができる
ようにすることである。
領域で、画質補償のための演算処理を行うことができる
ようにすることである。
(課題を解決するための手段)
本発明に係る画像読取装置は、原稿を照明し、原稿の画
像をCCDリニアイメージセンサ手段に投影し、CCD
リニアイメージセンサ手段のCCD画素の並んでいる主
走査方向と垂直な副走査方向に原稿の機械的走査を行っ
て画像を読み取る画像読取装置において、上記CCDリ
ニアイメージセンサ手段は、主走査方向より副走査方向
に長い感光部を有するCCD画素からなっており、上記
CCDリニアイメージセンサ手段の各CCD画素により
検出された電気信号をデジタル化して画像データとする
A/D変換手段と、画像データにCCD画素の感光部の
形状より定まる受光の周波数特性またはその近似関数の
逆数に基づく演算処理を行い、画像データの画質低下の
補償を行う画質補償演算手段とを更に備え、上記CCD
リニアイメージセンサ手段のCCD画素は、受光感度が
、副走査方向に段階的あるいは連続的に変化するように
構成されていることを特徴とする。
像をCCDリニアイメージセンサ手段に投影し、CCD
リニアイメージセンサ手段のCCD画素の並んでいる主
走査方向と垂直な副走査方向に原稿の機械的走査を行っ
て画像を読み取る画像読取装置において、上記CCDリ
ニアイメージセンサ手段は、主走査方向より副走査方向
に長い感光部を有するCCD画素からなっており、上記
CCDリニアイメージセンサ手段の各CCD画素により
検出された電気信号をデジタル化して画像データとする
A/D変換手段と、画像データにCCD画素の感光部の
形状より定まる受光の周波数特性またはその近似関数の
逆数に基づく演算処理を行い、画像データの画質低下の
補償を行う画質補償演算手段とを更に備え、上記CCD
リニアイメージセンサ手段のCCD画素は、受光感度が
、副走査方向に段階的あるいは連続的に変化するように
構成されていることを特徴とする。
(作 用)
CCDリニアイメージセンサのCCD画素の受光感度を
副走査方向に変化させると、系の周波数特性が高周波側
に拡張される。
副走査方向に変化させると、系の周波数特性が高周波側
に拡張される。
(実施例)
以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本実施例では、CCD画素の感光部に、副走査方向に沿
って中心から端に向かうにつれて、感度が低下するよう
な感度分布を与えると、高周波数での特性が向上すると
いう現象を利用して、周波数領域を広げる。ここでは、
感度分布の与え方は、光学フィルタを用いたものと、感
光部の形状によるものとの例を示すが、これらに限定さ
れるものではない。
って中心から端に向かうにつれて、感度が低下するよう
な感度分布を与えると、高周波数での特性が向上すると
いう現象を利用して、周波数領域を広げる。ここでは、
感度分布の与え方は、光学フィルタを用いたものと、感
光部の形状によるものとの例を示すが、これらに限定さ
れるものではない。
第11図及び第12図はそれぞれ、光学フィルタによっ
て感度分布を与えた場合のCCD画素の感光部の光強度
特性を表すグラフである。
て感度分布を与えた場合のCCD画素の感光部の光強度
特性を表すグラフである。
第11図は、第3図に示したCCD画素の感光部の中央
の71a+の部分の感度を1とする一方、両端の3.5
JJIずつの部分には、その感度が0.5となるように
、そこに光学フィルタを一様に蒸着して、段階的に感度
を変化させたときの光強度Iの特性・である。
の71a+の部分の感度を1とする一方、両端の3.5
JJIずつの部分には、その感度が0.5となるように
、そこに光学フィルタを一様に蒸着して、段階的に感度
を変化させたときの光強度Iの特性・である。
また、第12図は、第3図に示したCCD画素の感光部
の両端部が2σであるように感度分布をガウス分布(正
規分布)としたときの光強度■の特性である。ここで、
σはガウス分布にいうところの標準偏差である。この場
合は、感光部の全面に光学フィルタを蒸着させるが、そ
の膜厚はリニア制御によって調節され、ガウス分布を与
える。
の両端部が2σであるように感度分布をガウス分布(正
規分布)としたときの光強度■の特性である。ここで、
σはガウス分布にいうところの標準偏差である。この場
合は、感光部の全面に光学フィルタを蒸着させるが、そ
の膜厚はリニア制御によって調節され、ガウス分布を与
える。
第13図は、第11図及び第12図の示した感度分布を
表す式をフーリエ変換して求めた周波数特性H(N)を
表すグラフである。図示のとおり、H(N)=0となる
空間周波数(N)の値は、第11図の場合で95本/m
m、第12図の場合で115本/Mとなっているのがわ
かる。上記したように、従来の第3図の感度分布が一様
、即ち、光強度特性が矩形であるCCD画素では、空間
周波数が71本/Mであったものに対して、大幅に向上
している。
表す式をフーリエ変換して求めた周波数特性H(N)を
表すグラフである。図示のとおり、H(N)=0となる
空間周波数(N)の値は、第11図の場合で95本/m
m、第12図の場合で115本/Mとなっているのがわ
かる。上記したように、従来の第3図の感度分布が一様
、即ち、光強度特性が矩形であるCCD画素では、空間
周波数が71本/Mであったものに対して、大幅に向上
している。
上記の光学フィルタは、基板となるガラス(BK7、白
硝)上に高屈折物質と低屈折物質とを積層することによ
り作られ、高屈折物質としては、酸化チタン(TiO=
) 、酸化亜鉛(Z no−)、酸化セリウム(Ce
nt)、酸化ハフニウム(Hf’o t’)、硫化亜鉛
(ZnS)等があり、低屈折物質としては、酸化ケイ素
(SiO=)、フッ化マグネシウム(MgF 、)、氷
晶石(Na3A I F g)等がある。
硝)上に高屈折物質と低屈折物質とを積層することによ
り作られ、高屈折物質としては、酸化チタン(TiO=
) 、酸化亜鉛(Z no−)、酸化セリウム(Ce
nt)、酸化ハフニウム(Hf’o t’)、硫化亜鉛
(ZnS)等があり、低屈折物質としては、酸化ケイ素
(SiO=)、フッ化マグネシウム(MgF 、)、氷
晶石(Na3A I F g)等がある。
次に、CCD画素の感光部の形状によって感度分布を与
える例を、第15図(a)、 (b)及び第16図(a
)、 (b)に示す。
える例を、第15図(a)、 (b)及び第16図(a
)、 (b)に示す。
第15図(a)は、一画素の寸法が107aX104の
CCDセンサ22で、感光部の形状を副走査方向に長軸
をもつ楕円形にしたものである。このCCD画素の光強
度の特性を第15図(b)に示す。
CCDセンサ22で、感光部の形状を副走査方向に長軸
をもつ楕円形にしたものである。このCCD画素の光強
度の特性を第15図(b)に示す。
また、第16図(a)のCCDセンサ22も、一画素の
寸法は10/JIXIO1aであり、6角形状の感光部
を持つものである。第16図(b)に光強度特性を示す
。
寸法は10/JIXIO1aであり、6角形状の感光部
を持つものである。第16図(b)に光強度特性を示す
。
第14図には、第15図(a)及び第16図(a)のC
CD画素との比較のため、同一の一画素の寸法(10u
Ifl×10虜)のものを示しておく。
CD画素との比較のため、同一の一画素の寸法(10u
Ifl×10虜)のものを示しておく。
第17図は、第14図、第15図及び第16図に示した
CCDセンサの周波数特性を表すグラフである。線E、
F、Gはそれぞれ第14図、第15図、第16図に示さ
れたCCDセンサの周波数特性である。第14図のCC
Dセンサの周波数領域はおよそ143本/本家−である
のに対して、第15図、第16図のCCDセンサともに
、周波数領域は150本/M以上であることが分かる。
CCDセンサの周波数特性を表すグラフである。線E、
F、Gはそれぞれ第14図、第15図、第16図に示さ
れたCCDセンサの周波数特性である。第14図のCC
Dセンサの周波数領域はおよそ143本/本家−である
のに対して、第15図、第16図のCCDセンサともに
、周波数領域は150本/M以上であることが分かる。
以上のように、CCD画素の感光部の形状を変えて、具
体的には、副走査方向に沿って端になるに従って感光部
の幅を狭くするようにすると、CCD画素に感度分布を
与えることができる。そして、そのために周波数特性が
上昇して、有効利用できる周波数領域を広げることがで
きる。
体的には、副走査方向に沿って端になるに従って感光部
の幅を狭くするようにすると、CCD画素に感度分布を
与えることができる。そして、そのために周波数特性が
上昇して、有効利用できる周波数領域を広げることがで
きる。
上記感度分布を与えたCCD画素からなるCCD ’J
ニアイメージセンサ22を用いるとともに、第7図に示
す処理手順を用いて、画像データの画質の低下を補償す
る。
ニアイメージセンサ22を用いるとともに、第7図に示
す処理手順を用いて、画像データの画質の低下を補償す
る。
まず、光学系により原稿の全画像を順次走査しくステッ
プS1)、1ペ一ジ分の画像の2次元情報を画像メモリ
に蓄積する(ステップS2)。
プS1)、1ペ一ジ分の画像の2次元情報を画像メモリ
に蓄積する(ステップS2)。
次に、Xを指定しくステップS3)、副走査方向の1本
の線上の読取データg(y)を画像メモリから読み出し
くステップS4)、フーリエ変換によりG(ω)を求め
る(ステップ35)。
の線上の読取データg(y)を画像メモリから読み出し
くステップS4)、フーリエ変換によりG(ω)を求め
る(ステップ35)。
次に、副走査方向の感光部の周波数特性の逆数(1/H
(ω))をG(ω)に掛けてF(ω)を求める(ステッ
プS6)。
(ω))をG(ω)に掛けてF(ω)を求める(ステッ
プS6)。
次に、F(ω)のフーリエ逆変換により画像データf(
y)を求め、画像メモリに記憶する(ステ・ノブS7)
。
y)を求め、画像メモリに記憶する(ステ・ノブS7)
。
次に、Xの最終値でないと判断すると(ステップS8)
、ステップS3に戻りXを順次変化させて、副走査方向
のラインについて同じ処理を行う。
、ステップS3に戻りXを順次変化させて、副走査方向
のラインについて同じ処理を行う。
全Xの処理が終わると、画像読取信号としてf(y)を
画像メモリから出力する(ステップS9)。
画像メモリから出力する(ステップS9)。
その後、この画像読取信号に対して2値化等の処理が行
われ、外部のプリンタ等に出力される。
われ、外部のプリンタ等に出力される。
CCD画素の形状が、長方形でなく、モアレ模様を避け
るための平行四辺形であっても、CCD画素の形状より
定まる感光部の周波数を求めておけば、同様に演算処理
ができる。
るための平行四辺形であっても、CCD画素の形状より
定まる感光部の周波数を求めておけば、同様に演算処理
ができる。
この逆数を掛けるといった処理を行うことによって、元
の小さい感光部サイズのCCDで読み取った信号も、よ
りその特性を改善することができる。
の小さい感光部サイズのCCDで読み取った信号も、よ
りその特性を改善することができる。
特性改善として、正確にその逆数(1/H(ω))を掛
けなくても、近似的に高周波の値を増加させる演算を行
っても効果があることはもちろんである。
けなくても、近似的に高周波の値を増加させる演算を行
っても効果があることはもちろんである。
第8図は、画像読取装置の一例であるミラー走査型の光
学系の概略の配置を示す。ハロゲンランプ2から発した
光は、反射鏡4.6を介して、原稿ガラスに置かれた原
稿10を照明する。原稿の像は、ミラー12.14.1
6で順次反射され、レンズ18を通り、フィルタ20を
通ってCCDリニアイメージセンサ22上に結像する。
学系の概略の配置を示す。ハロゲンランプ2から発した
光は、反射鏡4.6を介して、原稿ガラスに置かれた原
稿10を照明する。原稿の像は、ミラー12.14.1
6で順次反射され、レンズ18を通り、フィルタ20を
通ってCCDリニアイメージセンサ22上に結像する。
ハロゲンランプ2、反射鏡4.6およびミラー12は、
一体に移動して原稿10を走査し、同時にミラー14.
16もその半分の速度で移動して、レンズ9までの光路
長を一定にする。CCDリニアイメージセンサ22は、
第3図に示したものに光学フィルタで第11図及び第1
2図で示されたように感度分布を与えたものや、第15
図(a)や第16図(a)に示したような形状を有する
。
一体に移動して原稿10を走査し、同時にミラー14.
16もその半分の速度で移動して、レンズ9までの光路
長を一定にする。CCDリニアイメージセンサ22は、
第3図に示したものに光学フィルタで第11図及び第1
2図で示されたように感度分布を与えたものや、第15
図(a)や第16図(a)に示したような形状を有する
。
第9図は、第8図の構成をモデル的に描き換えて、画像
全体の読取方法を示す。副走査方向は、光学系2,4,
6.12.14.16が移動して原稿10を走査する方
向をいう。CCDリニアイメージセンサ22は、副走査
方向と垂直の方向(主走査方向という)の順に各画素の
信号を出力する。この主走査と副走査の両方で原稿10
のイメージ全体を読み取る。以゛下では、主走査方向を
X方向、副走査方向をX方向とする。
全体の読取方法を示す。副走査方向は、光学系2,4,
6.12.14.16が移動して原稿10を走査する方
向をいう。CCDリニアイメージセンサ22は、副走査
方向と垂直の方向(主走査方向という)の順に各画素の
信号を出力する。この主走査と副走査の両方で原稿10
のイメージ全体を読み取る。以゛下では、主走査方向を
X方向、副走査方向をX方向とする。
なお、機械的に副走査を行う方法には、第9図と同様に
主走査方向に原稿を照明しつつ原稿そのものを移動する
方法や、原稿をレンズによって全画面を投影しておいて
、CCDリニアイメージセンサを移動させる方法がある
。
主走査方向に原稿を照明しつつ原稿そのものを移動する
方法や、原稿をレンズによって全画面を投影しておいて
、CCDリニアイメージセンサを移動させる方法がある
。
第1図は、画像読取装置の回路のブロック図である。
クロック発生回路40は、CCDリニアイメージセンサ
22に対し必要なサンプルホールド信号を与え、他方で
は原稿読取を制御するCPU42にも接続され、クロッ
ク信号に用いられる。CCDリニアイメージセンサ22
は、光信号を電気信号に変換する。A/D変換器44は
、CCDリニアイメージセンサ22のアナログ出力をデ
ジタル信号に変換する。シェーディング回路46は、こ
のデジタル信号について主走査方向の光量むらやCCD
リニアイメージセンサ22のビット(画素)間のバラツ
キを補正するためのもので、CPU42からのシェーデ
ィング信号によってそのタイミングが与えられる。シェ
ーディング回路46の出力は、画像メモリ48に入力さ
れる。画像メモリ48は、原稿10についての全読取デ
ータを記憶するRAMである。
22に対し必要なサンプルホールド信号を与え、他方で
は原稿読取を制御するCPU42にも接続され、クロッ
ク信号に用いられる。CCDリニアイメージセンサ22
は、光信号を電気信号に変換する。A/D変換器44は
、CCDリニアイメージセンサ22のアナログ出力をデ
ジタル信号に変換する。シェーディング回路46は、こ
のデジタル信号について主走査方向の光量むらやCCD
リニアイメージセンサ22のビット(画素)間のバラツ
キを補正するためのもので、CPU42からのシェーデ
ィング信号によってそのタイミングが与えられる。シェ
ーディング回路46の出力は、画像メモリ48に入力さ
れる。画像メモリ48は、原稿10についての全読取デ
ータを記憶するRAMである。
1ペ一ジ分の読取データが画像メモリ48に記憶される
と、まず、フーリエ変換器50が副走査方向(X方向)
の1つのラインの読取データ(上記の一般的な系の応答
では、g(y)に相当する)を(1b)式によりG(ω
)にフーリエ変換する。次に、掛算器52が(6)式に
より系の応答の周波数特性の逆数1/H(ω)をG(ω
)に掛けてF(ω)を得る。この1/H(ω)は、CC
Dリニアイメージセンサ22のCCD画素の感光部24
の副走査方向の長さbと副走査方向の走査周波数Nとに
より与えられているが((5)式参照)、適当な近似関
数を用いてもよい。次に、フーリエ逆変換器54は、全
周波数についてのF(ω)を受は取ると、(3a)式に
よりフーリエ逆変換を行い、画像メモリ56に送る。副
走査方向の各位置yで上の演算処理を繰り返す。こうし
て、画像メモリ56に1ペ一ジ分の演算処理された画像
読取データが記憶される。
と、まず、フーリエ変換器50が副走査方向(X方向)
の1つのラインの読取データ(上記の一般的な系の応答
では、g(y)に相当する)を(1b)式によりG(ω
)にフーリエ変換する。次に、掛算器52が(6)式に
より系の応答の周波数特性の逆数1/H(ω)をG(ω
)に掛けてF(ω)を得る。この1/H(ω)は、CC
Dリニアイメージセンサ22のCCD画素の感光部24
の副走査方向の長さbと副走査方向の走査周波数Nとに
より与えられているが((5)式参照)、適当な近似関
数を用いてもよい。次に、フーリエ逆変換器54は、全
周波数についてのF(ω)を受は取ると、(3a)式に
よりフーリエ逆変換を行い、画像メモリ56に送る。副
走査方向の各位置yで上の演算処理を繰り返す。こうし
て、画像メモリ56に1ペ一ジ分の演算処理された画像
読取データが記憶される。
なお、以上の説明では、説明の便宜のため2つの画像メ
モリ48.56を用いたが、実際には1つの画像メモリ
だけを用いて演算処理ができる。なお、CPU42は、
画像メモリ56に書き込まれた情報をもとに所定の領域
ごとに2値またはデイザの属性を決定し、属性RAM5
8に書き込む。
モリ48.56を用いたが、実際には1つの画像メモリ
だけを用いて演算処理ができる。なお、CPU42は、
画像メモリ56に書き込まれた情報をもとに所定の領域
ごとに2値またはデイザの属性を決定し、属性RAM5
8に書き込む。
次に、従来と同様に2値化処理を行い、外部に出力する
。すなわち、画像メモリ56から、上記の補正演算読取
データを順次比較回路60に送る。
。すなわち、画像メモリ56から、上記の補正演算読取
データを順次比較回路60に送る。
パターン生成回路62は、デイザ選択時にしきい値を発
生させるものであり、しきい値は(mxn)のマトリク
スで発生される。セレクタ64は、データ転送時に属性
RAM58の情報をもとにしきい値を2値とデイザとに
切り換え、比較回路60に出力する。比較回路60は、
補正演算された読取データをセレクタ64から送られた
しきい値と比較し、その結果を1ビツトで出力回路66
に出力する。出力回路66は、CPU42から有効画像
信号(同期信号)が送られているときに、1ビ。
生させるものであり、しきい値は(mxn)のマトリク
スで発生される。セレクタ64は、データ転送時に属性
RAM58の情報をもとにしきい値を2値とデイザとに
切り換え、比較回路60に出力する。比較回路60は、
補正演算された読取データをセレクタ64から送られた
しきい値と比較し、その結果を1ビツトで出力回路66
に出力する。出力回路66は、CPU42から有効画像
信号(同期信号)が送られているときに、1ビ。
トのイメージ信号と同期信号を外部(プリンタなど)に
出力する。
出力する。
なお、CPU42は、モータ信号、ランプ信号、定位置
信号、コマンド信号などを入力し、画像読取装置の動作
を制御する。
信号、コマンド信号などを入力し、画像読取装置の動作
を制御する。
また、本実施例においては、プリンタ等へ画像データを
出力する読取装置を例にとって説明したため、A/D変
換された画像データは2値化処理して出力される構成と
なっているが、コンピュータ用の画像読取装置では、画
素ごとに多値のまま出力される場合もあり、この場合に
も本発明を適用できる。
出力する読取装置を例にとって説明したため、A/D変
換された画像データは2値化処理して出力される構成と
なっているが、コンピュータ用の画像読取装置では、画
素ごとに多値のまま出力される場合もあり、この場合に
も本発明を適用できる。
(発明の効果)
本発明によれば、照明光を有効利用するため、感光部の
大きさを副走査方向に大きくしたCCDリニアイメージ
センサに用い、そのために低下する副走査方向の読取密
度を向上させるための画像補償演算処理を行う画像読取
装置において、画像補償演算処理を正確に行うことので
きる有効周波数領域を広げることができ、かっ、十分な
読取密度を確保できる。
大きさを副走査方向に大きくしたCCDリニアイメージ
センサに用い、そのために低下する副走査方向の読取密
度を向上させるための画像補償演算処理を行う画像読取
装置において、画像補償演算処理を正確に行うことので
きる有効周波数領域を広げることができ、かっ、十分な
読取密度を確保できる。
第1図は画像読取装置の回路系のブロック図、第2図(
a)、 (b)はそれぞれ系の応答を示す図、第3図は
CCDリニアイメージセンサの感光部の図、第4図はC
CD画素の応答のグラフ、第5図と第6図はそれぞれ系
の応答の周波数特性のグラフ、第7図は演算処理のフロ
ーを示す図、第8図は画像読取装置の光学系の図、第9
図は画像全体の走査を示す図、第10図は従来のCCD
リニアイメージセンサの一例の感光部の図、第11図と
第12図はそれぞれ感度分布を与えたCCD画素の応答
のグラフ、第13図は第11図及び第12図に示した感
度分布を与えたCCD画素の応答の周波数特性のグラフ
、第14図は第10図のCCDリニアイメージセンサの
一画素の寸法を変更したところを示す図、第15図(a
)は楕円形の感光部の形状を有するCCDリニアイメー
ジセンサの図、第15図(b)は第15図(a)のCC
Dリニアイメージセンサの画素の応答のグラフ、第16
図(a)は6角形の感光部の形状を有するCCDリニア
イメージセンサの図、第16図(b)は第16図(a)
のCCDリニアイメージセンサの画素の応答のグラフ、
第17図は第14図、第15図及び第16図に示したC
CDリニアイメージセンサの画素の応答の周波数特性の
グラフである。 22・・・CCDリニアイメージセンサ、42・・・C
PU、 48・・・画像メモリ、50・・・フ
ーリエ変換器、52・・・掛算器、54・・・フーリエ
逆変換器、 56・・・画像メモリ。 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 ほか1名宵5v 1−11u+1 第6図 lN1 1゜ 2゜ 4゜ 5゜ (本/mml 第7図
a)、 (b)はそれぞれ系の応答を示す図、第3図は
CCDリニアイメージセンサの感光部の図、第4図はC
CD画素の応答のグラフ、第5図と第6図はそれぞれ系
の応答の周波数特性のグラフ、第7図は演算処理のフロ
ーを示す図、第8図は画像読取装置の光学系の図、第9
図は画像全体の走査を示す図、第10図は従来のCCD
リニアイメージセンサの一例の感光部の図、第11図と
第12図はそれぞれ感度分布を与えたCCD画素の応答
のグラフ、第13図は第11図及び第12図に示した感
度分布を与えたCCD画素の応答の周波数特性のグラフ
、第14図は第10図のCCDリニアイメージセンサの
一画素の寸法を変更したところを示す図、第15図(a
)は楕円形の感光部の形状を有するCCDリニアイメー
ジセンサの図、第15図(b)は第15図(a)のCC
Dリニアイメージセンサの画素の応答のグラフ、第16
図(a)は6角形の感光部の形状を有するCCDリニア
イメージセンサの図、第16図(b)は第16図(a)
のCCDリニアイメージセンサの画素の応答のグラフ、
第17図は第14図、第15図及び第16図に示したC
CDリニアイメージセンサの画素の応答の周波数特性の
グラフである。 22・・・CCDリニアイメージセンサ、42・・・C
PU、 48・・・画像メモリ、50・・・フ
ーリエ変換器、52・・・掛算器、54・・・フーリエ
逆変換器、 56・・・画像メモリ。 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 ほか1名宵5v 1−11u+1 第6図 lN1 1゜ 2゜ 4゜ 5゜ (本/mml 第7図
Claims (1)
- (1)原稿を照明し、原稿の画像をCCDリニアイメー
ジセンサ手段に投影し、CCDリニアイメージセンサ手
段のCCD画素の並んでいる主走査方向と垂直な副走査
方向に原稿の機械的走査を行って画像を読み取る画像読
取装置において、上記CCDリニアイメージセンサ手段
は、主走査方向より副走査方向に長い感光部を有するC
CD画素からなっており、 上記CCDリニアイメージセンサ手段の各CCD画素に
より検出された電気信号をデジタル化して画像データと
するA/D変換手段と、 画像データにCCD画素の感光部の形状より定まる受光
の周波数特性またはその近似関数の逆数に基づく演算処
理を行い、画像データの画質低下の補償を行う画質補償
演算手段とを更に備え、上記CCDリニアイメージセン
サ手段のCCD画素は、受光感度が、副走査方向に段階
的あるいは連続的に変化するように構成されていること
を特徴とする画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171637A JPH0220957A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 画像読取装置 |
| US07/291,565 US4959736A (en) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Image signal processing method and apparatus with elongated picture elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171637A JPH0220957A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220957A true JPH0220957A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15926890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63171637A Pending JPH0220957A (ja) | 1987-12-29 | 1988-07-08 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0220957A (ja) |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63171637A patent/JPH0220957A/ja active Pending
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