JPH03270567A - 画像信号補正方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ラインセンサ等のイメージセンサを用いて画
像を読み取る際の画像信号補正方法に関する。

［従来の技術］ ラインセンサ等のイメージセンサを構成するそれぞれの
光電変換部である画素の光電出力特性は、第５固持号Ａ
、Ｂ、Ｃに示すように、露光量全域で必ずしも直線では
なく、特に、暗時に近い露光量ではその特性にばらつき
が大きい傾向を有している。また、それぞれの画素には
、光入射が？；＜でも特有の暗電流が存在し、この暗電
流に対応する出力電圧が暗時出力として現れている。

そこで、このような光電出力特性のばらつきを補正する
ために、例えば、特開昭第６２−２０２６７３号公報に
開示されているように、露光量の多い部分で、所謂、シ
ェーディング補正を行って光電出力特性を一致させ、次
に、暗時出力、すなわち、露光量が零の点て光電出力特
性が零値に一致するように補正している。この補正結果
の特性を第６固持号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′に示す。なお、第
６図において特性Ａ′は理想的な直線の特性に等しいも
のとする。

然しなから、このように補正しても、暗時レベルに近い
低露光量域において光電出力特性が異なるために、出力
画像上では副走査方向にすじ状の濃度むらとなって現れ
てしまう欠点が存在する。

この欠点を解決するための技術として、例えば特願昭第
６３−２４６８６４号公報に開示されているように、こ
の技術は、第７固持号Ａ′Ｂ’、Ｃ’において、画像読
み取りに必要な露光レンジ（以下、必要に応じて読取レ
ンジという）の最小値若しくはその最小値よりも小さい
露光量Ｘにおいてイメージセンサの出力値が全有効画素
で同一になるようにしたものであって、特性Ａ’　、Ｂ
’　、Ｃ’が得られるものがある。

ところが、このように読取レンジを決定すると、読取レ
ンジのダイナミックレンジが狭くする、換言すれば、読
取レンジの最小値と最大値との差が少なくなるという新
たな欠点が現れる。

この場合において読取レンジを低露光域まで拡大したと
しても、低露光領域では人間の目による視認性が極めて
よいために、すじ状の濃度むらが確認されてしまうとい
う欠点が残存する。

さらにまた、ラインセンサ等のイメージセンサを構成す
る画素から出力される画像信号には、周囲温度の変化に
対応して変動するオフセット量が存在するため、このオ
フセット量に係る補正処理を実施しない場合には、例え
ば、読取装置の電源投入直後における出力画像の副走査
方向に階段状の濃度むらが現れるという欠点が存在する
。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、低
露光領域でのイメージセンサの特性のばらつきを、画像
読み取りに必要とする露光レンジの範囲内で補正すると
ともにオフセット量の変動を補正して、出力画像上に視
認可能なすじ状の濃度むらおよび階段状の濃度むらの発
生することの無い広い読取レンジが得られる画像信号補
正方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は黒基準画素と有
効画素とを有するイメージセンサによって画像を読み取
る際に適用される画像信号補正方法であって、 黒基準画素にかかる初期オフセットデータを得るととも
に、画像読み取りに必要な露光レンジの最小値よりも大
きく且つ露光レンジの最大値よりも小さい露光量におい
て、前記イメージセンサを構成する全有効画素について
その出力値が同一となるような第１の補正データを得る
第１の過程と、 黒基準画素から最新のオフセットデータを得る第２の過
程と、 最新のオフセットデータと初期オフセットデータとの差
からオフセット補正データを得る第３の過程と、 実際に、原稿に担持された画像を読み取る際、前記イメ
ージセンサを構成する有効画素から画像データを得る第
４の過程と、 第１の補正データとオフセット補正データとを加算して
第２の補正データを得る第５の過程と、 画像データから第２の補正データを減算して補正後の画
像データを得る第６の過程と、を有することを特徴とす
る。

［作用］ 上記のように構成される本発明の画像信号補正方法では
、イメージセンサの画素出力特性のばらつきを補正する
に際し、各画素の出力値を一定にするための補正基準と
なる露光量に対応する出力値として、暗時状態や画像読
み取りに必要な露光レンジの最小値若しくはそれよりも
少し小さい露光量での出力値にするのではなく、画像読
み取りに必要な露光レンジの最小値よりも大きく且つ最
大値よりも小さい露光量での出力値に補正基準を設定し
て補正信号を得るとともに、イメージセンサを構成する
黒基準画素から出力されるオフセット信号を得、これら
の信号を用いてイメージセンサから出力される画像信号
を補正することにより、読取レンジを拡大し、且つこの
読取レンジ内の低露光領域においてすし状のむらおよび
階段状のむらを視認不可能にする画像データを得ること
が出来る。

［実施例］ 本発明に係る画像信号補正方法について実施例を挙げ、
添付の図面を参照しながる以下詳細に説明する。

第１図は本発明方法を実施する画像信号処理装置の一例
を示すものであり、カラーリバーサルフィルム等の原稿
１０は蛍光灯である照明光源１２で照明され、レンズ１
４を経てＣＣＤラインセンサ１６で走査して読み取られ
るようになっている。ここでラインセンサ１６は、画像
信号を出力する複数の有効画素１６ａと、光には反応せ
ずに暗時出力信号（オフセット信号）を出力するアルミ
ニウム膜で覆われた黒基準画素１６ｂとを有している。

前記レンズ１４とラインセンサ１６との間にはＮＤフィ
ルタ１８が矢印方向に進退動作可能に配置されている。

このＮＤフィルタ１８の濃度は、必要とする濃度レンジ
が０乃至３．０である場合、必要とする露光レンジは白
レベル露光量が１０００であるとすれば１乃至１０００
となるので、第３図の横軸に示すように、ＮＤフィルタ
１８の濃度はこの濃度レンジが２乃至３、すなわち、露
光レンジが１００乃至１０００にｔ；るように選択して
おく。これによって露光量Ｙ（１３図参照）においてイ
メージセンサを構成する有効面、ｍ１６ａ全での画素出
力値が一致するようになるからである。換言すれば、Ｎ
Ｄフィルタ１８は画像読み取りに必要な露光レンジの最
小値よりも大きく且つ露光レンジの最大値よりも小さい
露光量において、前記イメージセンサを構成する全画素
についてその出力値が同一となるような補正信号を得る
ための濃度に選択されている（第３図参照）。

第１図において、前記ラインセンサ１６の出力信号は読
取信号ＬＳとしてＡ／Ｄ変換器２０に入力され、Ａ／Ｄ
変換器２０でデジタル量の有効画素１６ａにかかる画像
データＰＤおよび黒基準画素１６ｂにかかるオフセット
データ○Ｄに変換される。画像データＰＤはシェーディ
ング補正データ保持メモリ２２、減算器２４、第１の補
正データ算出回路２６に導入され、オフセットデータＯ
Ｄはオフセットデータ保持メモリ２８に導入される。

前記シェーディング補正データ保持メモリ２２には、原
稿１０に代替して透明基準原稿を配置し、且つ光路中か
らＮＤフィルタ１８を退出した状態におけるラインセン
サ１６を構成する有効画素１６ａの出力信号に対する周
知のシェーディング補正データを予め格納しておく。こ
のシェーディング補正データは割算器３８に除数データ
として導入される。

前記第１の補正データ算出回路２６は基準となる特性Ｒ
（第３図参照）と画像データＰＤとの差を算出するもの
であり、この差は第１の補正データＣ１として第１の補
正データ保持メモリ４０に画素に対応して格納される。

また、オフセットデータ保持メモリ２８は第１の補正デ
ータ算出回路２６で第１の補正データｃ１を算出した際
におけるラインセンサ１６を構成する黒基準画素１６ｂ
から出力されるオフセットデータ○Ｄを保持するととも
に、実際に画像を読み取る際のオフセットデータＯＤを
格納するものである。さらに、このオフセットデータ保
持メモリ２８には、所定時間毎に黒基準画素１６ｂから
出力されるオフセットデータＯＤを導入し７て順次更新
出来るように構成されている。従って、実際に画像の読
み取りが開始された後にはオフセットデータ保持メモリ
２８には先に測定したオフセットデータＯＤＩ　　（以
下、先のオフセットデータという）と最新に測定したオ
フセットデータＯＤ２　（以下、最新のオフセットデー
タという）とが記録される。なお、オフセットデータ保
持メモリ２８は二つのメモリアドレスＭ１、Ｍ２を有し
ており、先のオフセットデータＯＤＩはメモリアドレス
Ｍ１に、最新のオフセットデータ○Ｄ２はメモリアドレ
スＭ２に格納されるように構成されている。これらの先
のオフセットデータ○Ｄ１と最新のオフセットデータＯ
Ｄ２はオフセット補正データ算出回路３０に導入される
。オフセット補正データ算出回路３０は最新のオフセッ
トデータ○Ｄ２から先のオフセットデータ○Ｄ１を減算
してその差をオフセット補正データＦとして加算器４２
に導入する。加算器４２は第１の補正データ保持メモＩ
Ｊ　４０に格納されている第１の補正データＣ１と、前
記オフセット補正データ算出回路３０で算出されたオフ
セット補正データＦを加算して第２の補正データＣ２を
生成し、画像データＰＤがその一方の入力端子に導入さ
れている減算器２４に導入する。減算器２４の出力信号
である画像データＰＣは、割算器３８の被除数データと
して導入される。そして、割算器３８の出力側には補正
された画像データＰＳが出力される。

本実施例に係る画像信号補正方法を適用する装置は基本
的には以上のように構成されるものであり、次にその動
作を第４図に示す手順を説明するフロー図に基づいて説
明する。

先ず、第１の過程では、原稿１０として透明基準原稿を
設定するとともに、光路中にＮＤフ、イルタ１８を進入
させることで、ラインセンサ１６に露光量Ｙ（第３図参
照）の光量を与える。

この時のラインセンサ１６の有効画素１６ａから出力さ
れる読取信号ＬＳをＡ／Ｄ変換器２０を介し画像データ
ＰＤに変換して第１の補正データ算出回路２６に入力さ
せ、ラインセンサ１６を構成する有効面！１６ａ全での
露光量Ｙにおける出力値と理想的な出力特性Ｒ（第３図
参照）における基準値との差を求め第１の補正データＣ
Ｉとして第１の補正データ保持メモリ４０に保持させる
。

一方、この場合における黒基準画素１６ｂからの読取信
号ＬＳは初期オフセットデータ○Ｄとしてオフセットデ
ータ保持メモリ２８を構成するメモリアドレスＭ２に格
納され最新のオフセットデータ○Ｄ２とされる（以上、
第１の過程）。

次に、第２の過程では、透明基準原稿を実際に画像が担
持された原稿１０に戻し、その後に、ＮＤフィルタ１８
を光路外に移動して原稿１０を光Ｒ１２で照明し、その
時刻におけるラインセンサ１６を構成する黒基準画素１
６ｂから出力される読取信号ＬＳをＡ／Ｄ変換器２０て
オフセットデータ○Ｄに変換し、このオフセットデータ
○Ｄをオフセットデータ保持メモリ２８のメモリアドレ
スＭ２に最新のオフセットデータＯＤ２として格納する
。なお、この際、メモリアドレスＭ２に格納されている
初期オフセットデータＯＤはメモリアドレスＭ１に移さ
れて先のオフセットデータＯＤＩとされる。このように
、オフセットデータ保持メモリ２８に新たデ；オフセッ
トデータＯＤが導入された際にはその新たブ；オフセッ
トデータ○ＤがメモリアドレスＭ２に最新のオフセット
データ○Ｄ２として格納され、導入される以前にメモリ
アドレスＭ２に格納されていた最新のオフセットデータ
○Ｄ２は先のオフセットデータ○Ｄ１としてメモリアド
レスＭ１に移り、その際、メモリアドレスＭ１に格納さ
れていた先のオフセットデータ○Ｄ１は消滅する。なお
、この先のオフセットデータ○Ｄ１は消滅させずに履歴
データとして他のメモリアドレスに格納しておいてもよ
い。

次に、第３の過程では、オフセット補正データ算出回路
３０でオフセット補正データＦを得る。このオフセット
補正データＦはオフセットデータ保持メモリ２８のメモ
リアドレスＭ２に格納されている最新のオフセットデー
タＯＤ２からメモリアドレスＭ１に格納されているオフ
セットデータ○Ｄ１を減算した値である。

第４の過程では、有効画素１６ａから出力される読取信
号ＬＳに対応する画像データＰＤを得て、この画像デー
タＰＤを減算器２４の被減算入力端子に導入する。なお
、この画像データＰＤには前記オフセット補正データＦ
に対応するオフセット量が含まれている。

第５の過程では、加算器４２で前記露光量Ｙにかかる第
１の補正データＣ１とオフセット補正データＦとを加算
して第２の補正データＣ２を得る。

次に、第６の過程では、減算器２４で、その一方の入力
端子に導入されている画像データＰＤから前記第２の補
正データＣ２を減算することにより、露光ＩＹにかかる
補正およびオフセット量にかかる補正がなされた画像デ
ータＰＣが得られる。

次に、第７の過程では、この画像データＰＣに対して割
算器３８により周知のシェーディング補正がなされて補
正後の画像データＰＳが出力される。

上記実施例から明らかなように、第１図に示す画像信号
処理装置の光電出力特性は第３図の特性り、Ｅに示すよ
うに有効面素１６ａの出力画像データＰＤが露光量Ｙの
時に一致するよ・うに調整される。すなわち、必要とす
る濃度レンジが０乃至３であるとすると、必要とする露
光レンジは１乃至１０００となり、また、露光量Ｙで全
有効画素１６ａの光電変換特性が一致している。従って
、露光量７以上の点においては第７図に示す従来技術に
比較して若干誤差が生ずるが、視認し易い低露光領域に
おいて、第７図に示す特性と比較して偏差が少なくなっ
ているので、出力された画像を目で見た場合にずじ状の
露光むらを視認することが出来なくなるという効果を有
し、これによって読取レンジが拡大するという効果も得
られる。

また、第１オフセツトデータ保持メモリ２８およびオフ
セット補正データ算出回路３０が構成要素として含まれ
ない場合に、当該画像信号処理装置の周囲温度が変化し
た際には、すなわち、ラインセンサ１６の周囲温度が変
化した場合には、ラインセンサ〕６を構成する有効画素
１６ａから出力されるオフセット量が変動するので、第
４図に示すように露光量と出力値との関係が階段状の特
性となってしまう。しかしながら、本実施例のように構
成して、前記第２の過程および第３の過程を繰り返し行
うことによって再び第３図に示すように段差のない特性
にすることが出来ることが容易に諒解されよう。

したがって、例えば、当該画像信号処理装置の電源を投
入した直後から一定時間の間は必ず第２の過程、第３の
過程を行うようにすることにより、且つ所定時間経過後
には所定時間毎に第２、第３の過程を頻繁に行うように
することで、効率よくオフセットが補正された画像デー
タＰＤを得ることが出来る。

なお、上記の実施例では原稿１０が透過原稿であり、そ
の透過光を読み取るようにデｓっているが、反射原稿で
もよい。また、上記の実施例ではイメージセンサとして
ラインセンサを挙げたが、エリアセンサでも同様な方法
を適用することができる。また、オフセントデータは複
数の黒基準画素１６ｂにかかるオフセットデータ○Ｄの
平均値としてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の画像信号補正方法によれば、
低露光領域でのイメージセンサの特性のばらつきを、画
像の読み取りに必要とする露光レンジ内で補正するよう
にしたので、必要な露光レンジ（読取レンジ）でのイメ
ージセンサの画素間のばらつきを効率よく補正すること
ができる。また、イメージセンサを構成する黒基準画素
からオフセット信号を得、これを用いて読み取った画像
信号を補正するようにしているので、温度変化等に起因
するイメージセンサのオフセット量を補正することが出
来る。このため、有効な読取レンジが広がるとともに、
ラインセンサによる読み取りの場合におけるすし状の濃
度および階段状の濃度むら（副走査方向）の発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示すブロッ
ク構成図、 第２図は第１図に示す装置の動作手順を説明するフロー
図、 第３図は第１図に示す装置の動作を説明するための特性
図、 第４図は第１図に示す装置におけるオフセット補正の動
作を説明するための特性図、第５図乃至第７図は従来の
イメージセンサの補正方法を説明するための特性図であ
る。 １０・・・原稿 １２・・・光源 １４・・・レンズ １６・・・ラインセンサ １６ａ・・・有効画素 １６ｂ・・・黒基準画素 １８・・・ＮＤフィルタ ２０・・・Ａ／Ｄ変換器 ＣＩ、Ｃ２・・・補正データ ＬＳ・・・読取信号 ○Ｄ・・・黒基準画素にかかるオフセットデータＰＣＳ
ＰＤ・・・画像データ ＰＳ・・・補正後の画像データ ＦＩＧ、４ し−ｍ＝−４売取レンジーー！ し読取レンジの最小値 出力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）黒基準画素と有効画素とを有するイメージセンサ
   によって画像を読み取る際に適用される画像信号補正方
   法であって、 黒基準画素にかかる初期オフセットデータを得るととも
   に、画像読み取りに必要な露光レンジの最小値よりも大
   きく且つ露光レンジの最大値よりも小さい露光量におい
   て、前記イメージセンサを構成する全有効画素について
   その出力値が同一となるような第１の補正データを得る
   第１の過程と、 黒基準画素から最新のオフセットデータを得る第２の過
   程と、 最新のオフセットデータと初期オフセットデータとの差
   からオフセット補正データを得る第３の過程と、 実際に、原稿に担持された画像を読み取る際、前記イメ
   ージセンサを構成する有効画素から画像データを得る第
   ４の過程と、 第１の補正データとオフセット補正データとを加算して
   第２の補正データを得る第５の過程と、 画像データから第２の補正データを減算して補正後の画
   像データを得る第６の過程と、 を有することを特徴とする画像信号補正方法。