JPH04138770A - シェーディング補正方法 - Google Patents

シェーディング補正方法

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JPH04138770A
JPH04138770A JP2262911A JP26291190A JPH04138770A JP H04138770 A JPH04138770 A JP H04138770A JP 2262911 A JP2262911 A JP 2262911A JP 26291190 A JP26291190 A JP 26291190A JP H04138770 A JPH04138770 A JP H04138770A
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JP2262911A
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Yoshihiko Hirota
好彦 廣田
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/401Compensating positionally unequal response of the pick-up or reproducing head

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  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像読取り装置におけるシェーディング補正
方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、コンピュータの画像入力手段として、またデ
ジタル式の複写機やファクシミリの原稿画像読み取り手
段として、原稿の静止画像をイメージセンサ−により読
み取り、得られた画像データに種々の画像処理を施した
上で画像信号を出力する画像読み取り装置が用いられて
いる。
このような画像読み取り装置の光学系は、原稿台ガラス
の下方において、照明用の光源、原稿からの反射光を集
光するレンズアレー、及びCCD(電荷結合素子)など
からなる固体撮像素子を主走査方向(横方向)に配列し
た1次元イメージセンサ−(ラインセンサー)から構成
される装置センサーを副走査方向(縦方同)に移動させ
ることによって、原稿画像を画素に細分化して読み取る
ラインセンサーから出力される充電変換信号は、アナロ
グ・デジタル変換手段により量子化され、例えば8ピツ
)(256階m)の画像データに変換される。その後、
画像データには種々の画像処理が施され、プリンタ装置
などの画像形成装置へ送出する画像信号が生成される。
さて、画像読取り装置では、ラインセンサーの各撮像素
子間の感度差、主走査方向における光源の配光分布(光
量ムラ)やレンズの歪みなどに起因する画像データのば
らつきを補うため、シェーディング補正と呼ばれる画像
データの均一化Cレベル合わせ)が行われる。
すなわち、原稿の読み取りの前に予め均一濃度の基準画
像を読み取って1ライン分の画素に対応した基準画像デ
ータ又はこれに対応した補正用データを記憶しておき、
原稿画像の読み取りに際して、1ライン分の基準画像デ
ータ又は補正用データをライン毎に繰り返し用いること
によって、各ラインの画像データが画素毎に補正される
[発明が解決しようとする課題] 従来においては、基準画像の読み取り中に、電源のスイ
ンチップノイズや信号伝送路間のクロストークノイズな
どの突発的な外来ノイズが光電変換信号に重畳した場合
には、1ライン中の不特定の画素(通常は1又は2画素
)に対応した基準画像データが異常データとなる。そし
て、異常データを含んだ基準画像データに基づいて画像
データの補正が行われてしまう。
このため、画像読取り装置の出力(シェーディング補正
後の画像データ)によって原稿画像を再現したときに、
異常データの部分が副走査方向の筋状の画像ノイズとな
って現れ、画像の品質が低下するという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑み、画像の品質に対する外来
ノイズの影響を軽減することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上述の課題を解決するため、請求項1の発明に係る補正
方法は、原稿画像の読み取りに先立って、イメージセン
サ−による基準画像の読み取りを行い、前記基準画像を
読み取った画像データ対してスムージング処理を施すこ
とによって基準画像データを生成し、前記基準画像デー
タに基づいて、前記原稿画像を読み取った画像データの
補正を行う。
請求項2の発明に係る補正方法は、前記スムージング処
理として、前記基準画像の内の注目画素に対応する画像
データを、当該注目画素及びその周辺の所定数の画素の
それぞれに対応する画像データの平均値とする処理を行
う。
〔作 用〕
イメージセンサ−による基準画像の読み取りに際して、
イメージセンサ−の出力を量子化した画像データに対し
てスムージング処理が施される。
すなわち、注目画素に対応する画像データは、注目画素
及びその周辺の所定数の画素のそれぞれに対応する画像
データの平均値とされる。
スムージング処理後の画像データが基準画像データとさ
れる。
基準画像の読み取り中に外来ノイズが発生し、例えば1
つの画素に対応した画像データが正規の値と掛は離れた
値となったとしても、この画像データは、その後のスム
ージング処理によって結果的に正規の値に近づけられる
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第3図は本発明に係るイメージリーグ部IRの要部を模
式的に示す斜視図、第4図はイメージセンサー11の平
面図、第5図は第4図のCCDセンサーチップ11a、
11bの拡大図である。
イメージリーグ部IRは、デジタル複写機の内部に原稿
りの読取り手段として組み込まれ、イメージリーグ部I
Rの出力に基づいて、図示しないレーザプリンタ部にお
いて原稿画像のカラー複写画像が形成される。
第3図において、図示しない原稿台ガラス上に載置され
た原稿りは、副走査方向に移動する光学系によって、画
素に細分化され且つレッド(R)、グリーン(G)、ブ
ルー(B)の3原色に分解されて読み取られる。光学系
は、原稿りを照射する露光ランプ17、主走査方向に配
置されたイメージセンサ−11、及びロッドレンズアレ
イ15などからなる等倍型の光学系である。イメージセ
ンサ−11の光電変換出力は信号処理部100に送られ
る。なお、原稿台ガラスを覆う図示しない原稿カバーに
白色の基準画像となる均一濃度の白色板16が設けられ
ている。
イメージセンサ−11には、第4図に示すように、5個
の密着型のCCDセンサーチンブlla〜11eが、横
方@(主走査方向)に連続するように、且つ縦方向(副
走査力@)に交互に一定のピッチをあけて千鳥状に配置
されている。副走査方向に一定のピッチが有るために、
副走査方向の後方のCCDセンサーチップlla、Il
c、11eからの出力信号に遅れが生じるが、これは、
各CCDセンサーチップlla〜lieに加えるライン
シフトパルス信号のタイミング設定によって補正される
各CCDセンサーチップ11a〜11eには、第5図に
示されるように、1つの大きさが635μm(d=1/
400インチ)角の多数の素子12.12・・・が1列
に配列されており、1つの素子12が原稿画像を細分化
した1つの画素に対応する。各素子12は3分割され、
1つの分割領域が3原色RGBの内の1色の光を受光す
るように分光フィルターが設けられている。
第6図は信号処理部100のブロック図である。
イメージセンサ−11では、主走査方向の読み取り速度
を高めるため、5つのCCDセンサーチップlla〜l
ieが同時に駆動され、それぞれからRGB合計で28
80画素分の有効読み取り画素信号が順にシリアル出力
される。
5つのCCDセンサーチップ11a〜11eから同時(
並列)にシリアル出力された充電変換出力は、サンプル
ホールド回路及びA/D変換器を有するデジタル化処理
回路101によって量子化され、8ピツ)(256階調
)の画像データD17〜10に変換されて5チャンネル
合成回路102に入力される。
光電変換出力は原稿りからの反射光強度に比例するので
、画像データD17〜10の値は、原理的には原稿りの
最も淡い白地部の画素に対してはr255Jとなり、最
も濃い黒色部の画素に対しては「0」となる。
5チャンネル合成回路102は、画像データD17〜1
0を各チップ及び各色(R,G、B)毎に計15(5X
3)個の先入れ先出し方式メモリ(FIFOメモリ)に
−旦格納し、2ライン周期で各チップからの画像データ
D17〜10を順次選択して読み出し、画素の配列順(
読み取り走査順)に対応するシリアル画像信号として各
色毎に画像データD27〜20を出力する。
なお、以下の説明においては、3原色の各色との対応を
示すために、符号にrR,rに、rB。
を付は加えることがある。
シェーディング補正回路103は、後述するように、各
色毎の画像データD27〜20に対して、それぞれ各素
子12間の感度差及び露光ランプ17の主走査方向の配
光分布(光量ムラ)に対応する補正を行う。
すなわち、デジタル化処理回路101でのA/D変換に
おいて、素子12からの光電変換出力の最小値及び最大
値がそれぞれro (OOH)J、’255 (FFH
)Jとなるよう調整されている。
したがって、理想的には黒色画素に対応する黒レベルの
画像データ027〜20は「0」となり、白色画素に対
応する白レベルの画像データD27〜20はr255j
となるが、実際には各レベルとも若干のズレがあり、画
素間に差が生じる。
そこで、シェーディング補正回路103は、原稿りの読
み取りに先立って格納した黒レベル及び白レベルの1ラ
イン分の基準データXK、XWに基づいて、原稿りの読
み取り時に画像データD27〜20に対して1ライン単
位でレベル調整(シェーディング補正)を行い、補正後
のデータを画像データD37〜30として出力する。
ホワイト・バランス補正回路104は、正しい色調の複
写画像を形成できるよう各色間の相対比を調整するとと
もに、反射光強度に比例するデータ信号である画像デー
タD37〜30を、原稿りの読み取り範囲を考慮した上
で視覚特性に則して対数換真し、原稿りの濃度に比例す
る濃度データである画像データD47〜40を出力する
また、色補正回路105は、上述のようにRGB各色に
対する濃度データから印字用トナーの3原色Y、M、C
に対応する濃度データを生成するマスキング処理やBk
(ブラック)に対応する濃度データを生成するtJcR
処理を行い、カラー編集回路106は、ネガ・ポジ反転
、カラーチェンジ(色変更)、及びペイント(塗り潰し
)の3種のカラー画像編集のための処理を行う。
さらに、変倍・移動処理回路107は、間引き法、演算
法又は補間法などにより、拡大又は縮小した変倍画像、
及び移動、ミラー反転などの編集画像を形成するために
、出力タイミングや出力順序、又は副走査方向の走査速
度を変える処理を行い、ガンマ補正回路108は、原稿
りの下地色や濃度側斜に基づくガンマ補正を行う。
そして、MTF補正回路109は、モアレ縞の発生を防
止するスムージングとエツジ損失を無くすエツジ強調な
どの処理を行い、画像信号VIDEOをレーザプリンタ
部に出力する。
なお、111は特定の処理段階の画像データを記憶する
ラインメモリ、112は各回路を制御する第1CPU(
中央処理装置)、113は露光ランプ17や各種モータ
などを制御する第2 CPUである。
第1図はシェーディング補正回路103のブロック図で
ある。
シェーディング補正回路103は、5チャンネル合成回
路102からの3原色の各色の画像データRD27〜2
0、CD27〜20、BD27〜20(各8ビツト)の
それぞれに対して設けられるが、各色の回路構成は同一
であるので、第1図には画像データBD27〜20に対
応する部分のみを図示している。
第1図において、シェーディング補正回路103は、本
発明の特徴となるスムージング処理部30、加真器31
乗夏器32、RAM33. 34、アドレスカウンタ3
5.2の補数器36、及び演真器37から構成されてい
る。
スムージング処理部30は、後述するように、原稿りを
読み取りるときは画像データBD27〜20をそのまま
出力し、上述した補正用の基準データXK、XWをRA
M33.34に格納するときは画像データBD27〜2
0にスムージング処理を加えて出力する。
RAM33.34に対するアドレス指定はアドレスカウ
ンタ35によって行われ、このとき、アドレスは、画像
クロック信号5YNCKによってインクリメントされ、
1ライン周期を規定する水平同期信号TGによって初期
設定される0画像クロック信号5YNCKは、上述の各
画像処理回路間の画像データの伝送タイミングの基準と
なる信号である。
イメージリーグ部IRに電源が投入されると、まず、黒
レベルの基準データXKを得るために、露光ランプ17
を消灯した状態でイメージセンサ−12が駆動され、黒
レベルの画像データBD27〜20がスムージング処理
部30に入力される。
スムージング処理部30は、画像データBD27〜20
に対して、いわゆる移動平均化を行うスムージング処理
を施す。すなわち、クロック信号5YNCKに従って順
次入力される各画素の画像データBD27〜20のそれ
ぞれに対して、注目した画素(注目画素)の画像データ
BD27〜20の値を、注目画素及びその両隣の6個(
片側3個ずつ)の画素を合わせた計7個の画素の画像デ
ータBD27〜20の平均値に置き換える処理を行う。
これにより、外来ノイズの発生によって、例えば1つの
画素に対応した画像データBD27〜20が本来の値と
掛は離れた値となったとしても、この画像データBD2
7〜20は、結果的に隣接する画素の画像データBD2
7〜20の参照によって修正され、本来の値に近づけら
れることになる。したがって、外来ノイズの影響の小さ
い安定した基準データXKが得られる。
このとき、RAM33においては、CPUI 12から
加えられるライトイネーブル信号B KWRがアクティ
ブ(アクティブロー)とされ、スムージング処理部30
から出力された1ライン分の黒レベルの基準データXK
が順次格納される。
次に、白レベルの基準データXwを得るために、露光ラ
ンプ17が点灯され、イメージセンサ−11によって白
色板16(第3図参照)を読み取った白レベルの画像デ
ータBD27〜20がスムージング処理部30に入力さ
れる。
このときも、スムージング処理部30は、画像データB
D27〜20に対してスムージング処理を施し、これに
よって得られた基準データXwを出力する。つまり、基
準データXwも外来ノイズの影響の小さい安定したデー
タである。この基準データXwは加算器31に入力され
る。
一方、RAM33においては、ライトイネーブル信号B
KWRが非アクティブとなり、以前に格納した基準デー
タXKが順次読み出される。読み出された基準データX
Kは、2の補数器36によって−1を掛けた負のデータ
に変換される。この負のデータと基準データXwとが加
算器31で加算され、得られた結果が白レベルの基準デ
ータXWとして加算器31から出力される。つまり、基
準データXWは、基準データXwから基準データXKを
差し引いた値のデータであり、画素間の黒レベルのバラ
ツキを補正したデータである。
このようにして得られた基準データXWは、ライトイネ
ーブル信号5HWRによって書込み状態とされたRAM
34にその先頭アドレスから順に1画素分ずつ格納され
、これによって原稿りの読み取りの準備が完了する。
原稿りの読み取りに際しては、スムージング処理部30
は、画像データBD27〜20をそのまま(値を変えず
に)出力する。このとき、ライトイネーブル信号BKW
R,5HWRはともに非アクティブとされ、RAM33
.34から基準データXK、XWが読み出される。
画像データBD27〜20には、まず、加算器31で基
準データXKによる黒レベルの補正が施され、補正後の
画像データBd27〜20が乗算器32に入力される。
基準データXWは、演算器37によって、基準データx
Wの逆数に255を掛けた値の補正係数データYWに変
換される。
乗算器32において、画像データBd27〜20と補正
係数データYWとの乗算が行われ、これによって画像デ
ータBD27〜20に対するシェーディング補正が完了
する。
第2図はスムージング処理部30の回路図である。
スムージング処理部30は、クロック信号5YNCKに
従って1画素分のデータ遅延を行うための所定ビット数
のフリップフロップからなる遅延素子301〜319.
7画素分の画像データBD27〜20を加算するための
加算器321〜326.7画素分の画像データBD27
〜20の合計に7分の1を乗じて平均値を算出する乗算
器330、出力セレクタ340、及びNOR回路350
から構成されている。
NOR回路350の出力は、ライトイネーブル信号BK
WR,5HWRの少なくとも一方がアクティブのときに
ローレベルとなり、このとき、出力セレクタ340は、
画像データBD27〜2゜に対してスムージング処理を
施したデータを出力として選択する。
第7図は他の実施例に係るシェーディング補正回路10
3aのブロック図である。同図において、第1図と同一
の機能を有する構成要素には同一の符号を付しである。
シェーディング補正回路103aは、第4図に示した等
倍型のイメージセンサ−11に代えて、いわゆる縮小型
のイメージセンサ−(以下「イメージセンサ−11S」
という)によって原稿りを読み取る場合に信号処理部1
00に設けられる。
イメージセンサ−113は、1個のCCDセンサーチッ
プによって、イメージセンサ−11と同様の解像度で原
稿りを読み取ることができる。ただし、イメージセンサ
−11Sでは、読み取り速度を高めるために、主走査方
向に並ぶ画素を奇数番目の画素(奇数画素)と偶数番目
の画素(偶数画素)とに分けて読み取るように駆動され
る。このため、イメージセンサ−11に見られるCCD
センサーチップ間の感度差は無いものの、奇数画素と偶
数画素との間で光電変換出力のバラツキ、特にオフセッ
ト(黒レベルの差)が生しることが多い。
そこで、シェーディング補正回路103aには、奇数画
素と偶数画素とに分けて移動平均処理を行うスムージン
グ処理部40が設けられており、シェーディング補正回
路103aでは、奇数画素に対応する基準データXKI
と偶数画素に対応する基準データXK2とに基づいて黒
レベルの補正が行われる。
基準データXKI、XK2の格納は以下のようにして行
われる。
上述の例と同様に露光ランプ17を消灯した状態でイメ
ージセンサ−11Sが駆動され、デジタル化処理回路1
01から黒レベルの画像データBD17〜10がスムー
ジング処理部40に入力される。
スムージング処理部40は、各画素の画像データBD1
7〜10のそれぞれに対して、注目画素の画像データB
D17〜10の値を、注目画素及びその両隣の1個おき
の6個(片側3個ずつ)の画素を合わせた計7個の画素
の画像データBDI7〜10の平均値に置き換える処理
を行う。つまり、注目画素が奇数画素であれば、近接す
る他の奇数画素を平均化の対象として選び、注目画素が
偶数画素であれば、近接する他の偶数画素を平均化の対
象として選ぶ。
スムージング処理部40の出力は、−旦、上述のライン
メモリ111に格納される。CPUlI2は、ラインメ
モリ111の1ライン分のデータを読み出し、奇数画素
及び偶数画素のそれぞれのデータの平均値を求め、これ
らの結果を基準データXKI、XK2としてレジスタ4
3に格納する。
以上のようにして基準データXKI、XK2を得た後、
白色板16が読み取られる。
スムージング処理部40は、白レベルの画像データD1
7〜10に対して移動平均処理を施したデータXwaを
加算器31に送る。一方、セレクタ46は、レジスタ4
3から入力される基準ブタXKI、XK2を、アドレス
カウンタ35のアドレスADRに応じて選択して加算器
31に送る。
これにより、加算器31において、奇数画素については
、基準データXKIに基づいてデータXwaが補正され
、偶数画素については、基準データXK2に基づいてデ
ータXwaが補正される。
データXwaに対して黒レベルの補正を施した基準デー
タX W aは、演算器37によって補正係数データY
 W aに変換され、RAM34にその先頭アドレスか
ら順に1画素分ずつ格納される。これにより、原稿りの
読み取りの準備が完了する。
原稿りの読み取りに際しては、スムージング処理部40
は、画像データBD17〜10にデータ処理を加えずに
そのまま出力する。このとき、ライトイネーブル信号5
HWRは非アクティブとされ、RAM34から補正係数
データY W aが読み出される。
画像データBD17〜10には、まず、加算器31で基
準データXKI、XK2による黒レベルの補正が施され
、補正後の画像データBd17〜10が乗算器32に入
力される。
乗算器32において、画像データBd17〜10と補正
係数データYWaとの乗算が行われ、これによって画像
データBD17〜10に対するシェーディング補正が完
了する。
第8図は第7図のスムージング処理部40の回路図であ
る。
スムージング処理部40は、1画素分のデータ遅延を行
う遅延素子401〜424.1個おきの計7個の画素の
画像データBD17〜10を加算するための加算器43
1〜436.7画素分の画像データBD17〜10の合
計に7分の1を乗して平均値を出力する乗算器440、
及び出力セレクタ450から構成されている。
ライトイネーブル信号5HWRがアクティブのときに、
出力セレクタ450は、出力データとして画像データB
D17〜10に対してスムージング処理を施したデータ
を選択する。
第9図はラインメモリ周辺部111Sのブロック図であ
る。
ラインメモリ周辺部111Sは、上述のラインメモリ1
11、ラインメモリ111に格納するデータを選択する
ためのセレクタ121、アドレスカウンタ123、ライ
ンメモリ111のアドレス指定のためにアドレスカウン
タ123からのアドレス又はCPUI 12からのアド
レスを選択するセレクタ122、及びイネーブル信号L
MC3に従ってラインメモリ111をCPUデータバス
に接続するバスゲート回路124などから構成されてい
る。
上述の実施例によれば、黒レベルの補正後に、基準デー
タXW、XWaに基づく白レベルの補正が行われるので
、精度の高いシェーディング補正を行うことができる。
上述の実施例によれば、シェーディング補正回路103
 aにおいては、ラインメモリ111を用いて生成した
基準データXKI、XK2に基づいて黒レベルの補正が
行われるので、黒レベルの補正用に1ライン分の基準デ
ータを記憶するRAMが不要となり、回路のコストダウ
ンが可能である。
上述の実施例によれば、スムージング処理部30におい
て、移動平均の対象画素数を7画素としたので、ロッド
レンズアレイ15又はセルフォックレンズアレイなどの
正立等倍型レンズに特有の10〜20画素程度の周期で
発生する集光ムラに対応するシェーディング補正が可能
であり且つ外来ノイズによる影響を軽減することができ
る。
上述の実施例において、スムージング処理部30.40
の回路構成は、データ伝送の形態などに応じて適宜変更
することができる。
(発明の効果〕 本発明によれば、画像の品質に対する外来ノイズの影響
を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はシェーディング補正回路のブロック図、第2図
はスムージング処理部の回路図、第3図は本発明に係る
イメージリーダ部の要部を模式的に示す斜視図、 第4図はイメージセンサ−の平面図、 第5図は第4図のCCDセンサーチップの拡大図、 第6図は信号処理部のブロック図、 第7図は他の実施例に係るシェーディング補正回路のブ
ロック図、 第8図は第7図のスムージング処理部の回路図、第9回
はラインメモリ周辺部のブロック図である。 11・・・イメージセンサ−116・・・白色板(基準
画像)、BD27〜20.BD17〜10・・・画像デ
ータ、IR・・・イメージリーダ部(画像読取り装置)
、XK、XW、XWa・・・基準データ(基準画像デー
タ)。 出願人  ミノルタカメラ株式会社 レーザプリンタ部へ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イメージセンサーによって原稿画像を画素に細分
    化して読み取る画像読取り装置におけるシェーディング
    補正方法において、 前記原稿画像の読み取りに先立って、前記イメージセン
    サーによる基準画像の読み取りを行い、 前記基準画像を読み取った画像データ対してスムージン
    グ処理を施すことによって基準画像データを生成し、 前記基準画像データに基づいて、前記原稿画像を読み取
    った画像データの補正を行う ことを特徴とするシェーディング補正方法。
  2. (2)前記スムージング処理として、前記基準画像の内
    の注目画素に対応する画像データを、当該注目画素及び
    その周辺の所定数の画素のそれぞれに対応する画像デー
    タの平均値とする処理を行う ことを特徴とする請求項1記載のシェーディング補正方
    法。
JP2262911A 1990-09-28 1990-09-28 シェーディング補正方法 Pending JPH04138770A (ja)

Priority Applications (3)

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JP2262911A JPH04138770A (ja) 1990-09-28 1990-09-28 シェーディング補正方法
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