JPH04330860A - カラー画像入力装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像入力装置に関
するものであり、特に、光源や撮像系のむら、ならびに
イメージセンサのビット間の光電変換特性のばらつきに
よる画像データの誤差を補正して入力するためのカラー
画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原稿面からの反射散乱光を密着型カラー
用イメージセンサ（以下、単にイメージセンサという）
で受光することで主走査を行う一方、このイメージセン
サを原稿上で前記主走査方向と直交する方向に移動させ
て副走査を行うカラー画像入力装置が広く使用されてい
る。前記イメージセンサには、赤、緑、青の三原色に対
応し、それぞれの色を読取る専用の読取素子が設けられ
ている。

【０００３】このようなカラー画像入力装置は、光源お
よび撮像系のむら、ならびにイメージセンサのビット相
互間における光電変換特性のばらつきによる原稿読取デ
ータの誤差を補正するシェーディング補正装置を有して
いる。

【０００４】このシェーディング補正では、原稿の読取
りに先立って白色の濃度表示プレートを画像として読取
り、その読取データおよび予め分かっている前記濃度表
示プレートの標準濃度の差に基づいて原稿読取データを
補正するようにしていた。

【０００５】ところで、カラー画像入力装置には、原稿
を載置するためのプラテンを有するフラットベッド型の
カラー画像入力装置と、プラテンを持たず、イメージセ
ンサを内蔵するハンディスキャナを原稿上に直接載置し
、これを手動で移動させて副走査を行う手動型のカラー
画像入力装置とがある。

【０００６】そして、プラテンを有するカラー画像入力
装置では、プラテンの裏側つまりイメージセンサと対向
する面に濃度表示プレートを貼付けたり、あるいは濃度
表示のための印刷をしたりしていた。

【０００７】一方、プラテンを有しない手動型のカラー
画像入力装置では、その構造上、濃度表示プレートを設
ける場所を確保することが困難である。したがって、手
動型のカラー画像入力装置による原稿読取りでは、原稿
余白部の濃度を標準濃度とみなし、その部分の濃度を基
準にしてシェーディング補正を行うか、製造段階で設定
された固定的な標準値に従ってシェーディング補正を行
うかしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には次
のような問題点があった。

【０００９】すなわち、原稿の画情報を２値で表現する
ための２値データを得る場合には、白色の濃度表示プレ
ートの濃度に基づく上記のシェーディング補正方法で実
用上大きな問題はなかった。

【００１０】ところが、近年、使用されるようになって
きたカラー画像入力装置では、６４階調や２５６階調な
どの多値データによって画像が表現される。そのために
は、画像の色調を忠実に再現できるようなカラー画像デ
ータを入力する必要があるが、従来のように白色の濃度
表示プレートの濃度を元に原稿の読取データを補正する
方法では赤、緑、青の各階調データがばらつくことがあ
り、色調の再現性に問題があった。

【００１１】まして、濃度が一定していない原稿の余白
部などの濃度情報を標準濃度としていたり、製造段階で
の固定的な値を標準濃度とする手動型のカラー画像入力
装置の補正では、上記の問題点はさらに大きい。

【００１２】本発明の目的は、上記の問題点を解消し、
カラー画像の入力において原稿の色調を高精度で再現で
きるようにするための、正確な原稿読取データ補正機能
を有するカラー画像入力装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、入射光を三原色に分解し
て出力する読取手段を副走査方向に手動送りするために
使用される読取ガイド上に、副走査方向にそれぞれの光
学濃度を変化させた複数の濃度帯を有する標準濃度表示
部を設け、原稿読取りに先立って前記イメージセンサで
読取られた前記標準濃度表示部の濃度および各標準濃度
の差を三原色毎に求め、この差に基づき、その後に読取
られた原稿読取データを補正するように構成した点に第
１の特徴がある。

【００１４】また、本発明は、原稿の載置部材に、入射
光を三原色に分解して出力する読取手段の受光部に対向
するように、副走査方向にそれぞれの光学濃度を変化さ
せた複数の濃度帯を有する標準濃度表示部を設け、原稿
読取りに先立って前記読取手段で読取られた前記標準濃
度表示部の濃度および各標準濃度の差を三原色毎に求め
、この差に基づき、その後に読取られた原稿読取データ
を補正するように構成した点に第２の特徴がある。

【００１５】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、原稿
の読取りに先立って、あらかじめ分かっている標準濃度
表示部の各標準濃度に対する読取手段の読取データの誤
差を検出でき、この検出結果に基づいて読取手段の出力
信号つまり原稿読取データを補正できる。そして、前記
読取誤差の検出は画像入力の都度行うことができるので
、光学系の経時的な変化に対応して補正できるし、標準
濃度表示部は標準濃度が異なる複数の濃度帯を有してい
るので、三原色の階調データを正確に補正することがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図２（ａ）は本発明の第１実施例を示す手動型のカ
ラー画像入力装置の平面図である。

【００１７】同図において、ハンディスキャナ１は、原
稿２９の面を照射するためのランプ、ランプによる照射
光の反射光を受光する読取素子（イメージセンサ）、な
らびにハンディスキャナ１の副走査方向移動量を検出す
るためのエンコーダ（いずれも図示しない）を内蔵して
いる。前記読取素子およびエンコーダ等の出力信号は、
ケーブル２を介して制御装置３に接続される。前記イメ
ージセンサとしては、赤・緑・青それぞれの画像データ
の読取りを分担する素子によって各ビットが構成される
周知の密着型カラーイメージセンサを用いる。

【００１８】読取ガイド４は、前記ハンディスキャナ１
を副走査方向に円滑に安定して移動できるようにガイド
するもので、副走査方向に延びた縦部材４ａと、これに
直交し、主走査方向つまり読取素子の配列方向に延びる
横部材４ｂとからなり、全体的にはＬ字形を呈している
。

【００１９】読取ガイド４の横部材４ｂには、この横部
材４ｂの長手方向（主走査方向）に延びた濃度表示プレ
ート５が貼付けられている。本実施例では図２（ｂ）に
破断位置Ｘ−Ｘでの断面図を示したように、濃度表示プ
レート５を前記横部材４ｂの底部段差面に貼付けた形に
しているが、横部材４ｂと一体的に形成してもよい。

【００２０】濃度表示プレート５には、図２（ｃ）に拡
大して示したように、副走査方向に黒から白までの５段
階に光学濃度を変化させた標準的な濃度を有するそれぞ
れ数ｍｍ幅の濃度帯５１〜５５が印刷されている。この
濃度表示プレート５は５段階の濃度帯から構成するもの
に限らず、ハンディスキャナ１に組込まれたイメージセ
ンサで読取られる最も高い濃度つまり黒、および最も低
い濃度つまり白を表示する濃度帯が少なくとも含まれて
いればよい。

【００２１】次に、上記構成の手動型多値画像入力装置
の制御装置について説明する。図３は制御装置の構成を
示すブロック図である。

【００２２】同図に示したように、この制御装置はマイ
クロコンピュータ（ＣＰＵ）６によって制御され、ＣＰ
Ｕ６を動作させるためのプログラムはＲＯＭ７に格納さ
れる。制御装置はデータ入力回路８、位置検出回路９、
ランプ制御回路１０、画像データ出力回路１１、および
データ記憶用のＲＡＭ１２を具備している。

【００２３】イメージセンサ１３で読取られた画像デー
タはデータ入力回路８から制御装置に取込まれ、ＲＡＭ
１２に記憶される。位置検出回路９は、ハンディスキャ
ナ１を副走査方向に往復動作させた際に、その移動量に
基づいてハンディスキャナ１の位置を検出するためのも
ので、ハンディスキャナ１に内蔵されたエンコーダ１４
から供給される信号に基づいて予定の処理を行う。ラン
プ制御回路１０は原稿を照射するランプ（例えばＬＥＤ
ランプ）１５の点灯を制御する。

【００２４】さらに、画像データ出力回路１１は，制御
部で処理された多値画像データを外部に送出する制御を
行う。

【００２５】次に、本実施例の画像入力動作を説明する
。画像入力動作は濃度表示プレート５の濃度読取動作と
原稿濃度の読取動作とからなる。

【００２６】まず、この画像入力動作の概要を説明する
。読取動作の準備段階として原稿の上に読取ガイド４を
載置し、その後ハンディスキャナ１の２辺を読取ガイド
４の縦部材４ａおよび横部材４ｂにそれぞれ当接させ、
ハンディスキャナ１の読取開始位置つまりホームポジシ
ョンを確定する。そして、まず最初に濃度表示プレート
５の濃度を読取り、次いで原稿濃度を１ラインずつ読取
る。次いで、前記濃度表示プレート５の濃度読取データ
に基づいて原稿濃度読取データを補正する。原稿濃度読
取データの補正は各読取ライン毎にリアルタイムに処理
をする。

【００２７】次に、画像入力のための制御装置の動作を
説明する。図４は画像入力動作を示すフローチャートで
ある。

【００２８】同図において、まず、ステップＳ１でラン
プ１５を点灯させる。ステップＳ２では、エンコーダ１
４の出力信号に基づいて濃度表示プレート５の予定の濃
度帯の上にイメージセンサが位置したか否かを判断する
。ステップＳ２の判断が肯定となったらステップＳ３に
進み、前記予定の濃度帯の１ライン分の濃度を読取る。 ステップＳ３では、読取った濃度表示プレート５の濃度
データをＲＡＭ１２内の所定の記憶領域に格納する。こ
の記憶領域はイメージセンサ１３の各ビットの赤・緑・
青用の素子に対してそれぞれ設けられている。すなわち
、１ライン分の読取り動作では、ビット数×３（赤・緑
・青）個の濃度データを読取って記憶する。

【００２９】ステップＳ４では、濃度表示プレート５の
濃度をすべて読取ったか否かを判断する。この判断は、
例えば前記記憶領域への記憶回数に基づいて行っても良
いし、ハンディスキャナ１のホームポジションからの移
動量によって判断しても良い。

【００３０】ステップＳ４の判断が否定の場合はステッ
プＳ２に戻り、次の濃度帯の上にイメージセンサが位置
したか否かを判断する。ステップＳ４の判断が肯定なら
ば、ステップＳ５に進み、後述する濃度データ補正式の
演算を行う。この補正式の演算は、イメージセンサ１３
の出力データと、濃度表示プレート５の各濃度帯５１〜
５５の既知の濃度データとの差を検出し、これに基づい
て算出する。以上で濃度表示プレート５の濃度読取り動
作は終了してステップＳ６に進み、原稿の読取り動作を
行う。ステップＳ６では原稿の１ライン分を読取り、こ
の読取データを前記補正式に従って補正する。ステップ
Ｓ７では、原稿の読取りおよび補正がすべて終了したか
否かを判定する。ステップＳ７の判定が否定の場合はス
テップＳ６に戻って次の読取ラインの濃度を読取って補
正する。このように、ステップＳ７の判定が肯定となる
まで処理は継続され、原稿の画像読取データの補正は読
取り動作に対応してリアルタイムに行われる。

【００３１】次に、前記画像データの補正動作を具体的
な数値に基づいて詳細に説明する。

【００３２】図５は、イメージセンサ１３の、あるビッ
トの赤・緑・青用の素子の１つについてその出力信号レ
ベルの例を示した図である。同図において、Ａ列は各濃
度帯の既知の濃度レベルを示す値であり、Ｂ列が、ある
ビットの出力信号レベル、つまり各濃度帯の実際の読取
りレベルを示す値である。

【００３３】Ａ列に示したように、濃度表示プレート５
の各濃度帯５１〜５５は０〜６３の範囲の６４階調で示
されていて、各濃度帯５１〜５５の既知の濃度は、各濃
度のレベル差が“１６”になるように設定されている。 すなわち、黒濃度帯が“０”、灰１濃度帯が“１５”、
灰２濃度帯が“３１”、灰３濃度帯が“４７”白濃度帯
が“６３”の濃度レベルに設定されている。

【００３４】Ａ列に示した前記標準濃度および実際の読
取値であるＢ列の値に基づいて補正式を決定し、イメー
ジセンサ１３による原稿の読取濃度データ、つまりイメ
ージセンサの各ビットの出力信号を補正する。

【００３５】同図において、例えば、黒濃度帯５１〜白
濃度帯５５の各濃度を示すあるビットの実際の信号レベ
ルが、それぞれ“−３”、“１６”、“３１”、“４６
”、“６１”となっている。これらの値を元に、イメー
ジセンサ１３で読取られた原稿の各ビットの出力信号を
補正するには、比例計算を行う。

【００３６】例えば、イメージセンサ１３の実際の信号
レベルが上述のような値の場合、原稿の読取濃度データ
が、“−３”〜“１６”の範囲ａの値は“０”〜“１５
”の範囲ａ１へ比例的に移行させ、“１７”〜“３１”
の範囲ｂの値は“１６”〜“３１”の範囲ｂ１に比例的
に移行させる。以下、同様に範囲ｃの値は範囲ｃ１へ、
範囲ｄの値は範囲ｄ１の範囲へそれぞれ比例的に移行さ
せる。

【００３７】次に補正式について説明する。範囲ａの値
を範囲ａ１へ移行するための補正式を式（１）　に示す
。 　　補正値＝ ０＋（１５−０）×｛入力データ−（−３）｝÷｛１６
−（−３）｝……（１）　 　　範囲ｂの値を範囲ｂ１に移行するための補正式を式
（２）　に示す。 　　補正値＝ １６＋（３１−１６）×（入力データ−１７）÷（３１
−１７）……（２）　 　　範囲ｃの値を範囲ｃ１に移行するための補正式を式
（３）　に示す。 　　補正値＝ ３２＋（４７−３２）×（入力データ−３２）÷（４６
−３２）……（３）　 　　範囲ｄの値を範囲ｄ１に移行するための補正式を式
（４）　に示す。 　　補正値＝ ４８＋（６３−４８）×（入力データ−４７）÷（６３
−４７）……（４）　 　　例えば、入力データつまり画像読取データが“１２
”の場合、この値は“−３”〜“１６”の範囲つまり範
囲ａに該当するので、式（１）　を使って補正値を求め
る。また、入力データが“５４”の場合は“４７”〜“
６１”の範囲つまり範囲ｄに該当するので式（４）　を
使って補正値を求める。

【００３８】以上のような補正処理を行うためのカラー
画像入力装置の制御部の機能は次のようになる。

【００３９】図１は、制御部の要部を示す機能ブロック
図である。同図において、実測値格納部１７には、イメ
ージセンサ１３のすべてのビットｂ０〜ｂｎから出力さ
れる濃度表示プレート５の各濃度帯５１〜５５の実際の
読取濃度データが各濃度帯別に格納される。例えば、ビ
ットｂ０で読んだ濃度は、図示のような値である。

【００４０】補正前データ格納部１８には、イメージセ
ンサ１３のビットｂ０〜ｂｎによる原稿読取データが格
納される。

【００４１】実測値格納部１７および補正前データ格納
部１８のデータの出力タイミングは、クロック信号ＣＫ
に従う。すなわち、補正前データ格納部１８のデータは
クロック信号ＣＫに応答してシフトされ、ビットｂ０，
ｂ１，ｂ２……，ｂｎの順序で出力される。また、実測
値格納部１７からは、クロック信号ＣＫのカウント値に
基づいてアドレス設定部２７で作られるアドレスによっ
て指定されるビットのデータが出力される。

【００４２】比較部１９〜２２には、実測値格納部１７
の、互いに隣接する濃度帯の濃度値、および補正前デー
タ格納部１８の各データが入力される。補正前データ格
納部１８からこの比較部１９〜２２に入力されたデータ
のうち、実測値格納部１７から入力される２つのデータ
およびその間に含まれるデータは、各比較部１９〜２２
に接続された処理部２３〜２６に入力される。

【００４３】処理部２３〜２６には、それぞれ実測値格
納部１７および補正前データ格納部１８から供給される
データをそれぞれ第１、第２の変数とする補正式のフォ
ーマットが格納されている。したがって、実測値格納部
１７から供給されたデータが前記第１の変数に代入され
ることによって、前記補正式（１）　〜（４）　が完成
される。 さらに、補正データ格納部１８から供給されるデータが
この補正式（１）　〜（４）の前記第２の変数（入力デ
―タ）に代入され、補正後データ（補正値）が算出され
る。算出された補正後データは補正後データ格納部２８
の該当するビットの記憶領域に格納されることになる。

【００４４】例えば、クロック信号ＣＫに同期して信号
レベル“２０”の入力データが補正前データ格納部１８
から入力されたとする。この場合、入力データは比較部
２０から処理部２４に入力され、処理部２４において補
正式（２）　に入力データ“２０”が代入されて補正値
“１９”が得られる。

【００４５】このように、クロックに同期して読出され
た入力データは選択的に処理部２３〜２６に供給されて
補正処理が行われる。

【００４６】このような処理は、図４のフローチャート
に関して説明したように各読取ライン毎に繰返される。 前記補正前データ格納部１８の値は各ライン毎に順次更
新されていく。

【００４７】なお、図１に示した補正前データ格納部１
８、補正後データ格納部２８、および実測値格納部１７
は、それぞれ赤・緑・青用の素子で読取られたデータを
記憶する領域を有している。したがって、上記の処理は
それぞれの素子で読取られたすべてのデ―タに対して行
われる。

【００４８】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
６（ａ）は第２実施例を示すカラー画像入力装置の要部
平面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示
す。

【００４９】同図において、枠体３１および枠体３１に
はめ込まれた原稿載置用プラテンガラス３２によってカ
ラー画像入力装置の本体上部パネルが形成されている。 枠体３１およびプラテンガラス３２の裏側つまり本体内
部にはスキャニングユニット３３が配置されていている
。このスキャニングユニット３３には、１列のイメージ
センサが内蔵されていて、このイメージセンサによって
原稿の主走査が行われる。イメージセンサは前記ハンデ
ィスキャナ１内に設けられたイメージセンサと同様、各
ビットは赤・緑・青つまり３原色用の素子からなる。 この、スキャニングユニット３３は図示しない駆動手段
によって、矢印３４の方向（副走査方向）に往復動され
る。

【００５０】さらに枠体３１の裏面には、前記スキャニ
ングユニット３３の主走査方向に沿って、このスキャニ
ングユニットに対向させて濃度表示プレート５が貼付け
られている。濃度表示プレート５には、第１実施例と同
様、同図（ｂ）に示したように、黒から白まで副走査方
向に光学濃度を異ならせた５段階の標準的な濃度を有す
るそれぞれ数ｍｍ幅の濃度帯５１〜５５が印刷されてい
る。濃度帯５１〜５５は濃度表示プレート５に印刷して
枠体３１に貼付ける形態に限らず、枠体３１に直接印刷
するようにしてもよい。

【００５１】次に、上記構成のカラー画像入力装置の制
御装置について説明する。図７は制御装置の構成を示す
ブロック図であり、図３と同符号は同一または同等部分
を示す。同図において、モータ３６は前記スキャニング
ユニット３３の駆動源となるもので、モータ制御回路３
７によって制御される。エンコーダ１４は前記モータ３
６の軸に連結されており、位置検出回路９はエンコーダ
１４の出力に基づいてスキャニングユニット３３の移動
量を検出する。ホームポシションつまり読取開始位置を
基準とする前記移動量によって、イメージセンサ１３に
よる読取位置を認識することができる。

【００５２】以上の構成を有する第２実施例では、第１
実施例と同様、まず濃度表示プレートの濃度を読取り、
この読取りデータに基づいて、その後に読取られる原稿
の濃度データが補正される。

【００５３】以上説明した第１および第２実施例では、
各濃度帯５１〜５５からぞれぞれ１つの濃度データを採
取し、その値と既知の標準濃度との差に基づいて補正式
を演算するようにしたが、各濃度帯５１〜５５からそれ
ぞれ複数の濃度データを採取して、この複数のデータの
平均値を濃度帯の読取濃度データとしてもよいし、複数
のデータの最大および最小値を除去した残りのデータの
平均値をとるようにしてもよい。

【００５４】また、本実施例においては、読取手段とし
て、各ビットが赤・緑・青用の素子を有する密着型カラ
ーイメージセンサについて説明したが、本発明はこれに
限定されない。すなわち、光源切換式のカラーイメージ
センサや縮小型カラーイメージセンサなど、周知の各種
カラーイメージセンサを読取手段として使用しても本実
施例と同様に実施できるのはもちろんである。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光源や撮像系のむら、ならびにイメージセン
サのビット間の光電変換特性のばらつきによる画像デー
タの誤差を補正してカラー画像を入力できる。

【００５６】また、上記の補正を画像入力の都度行える
ので、装置の経時的な変化に起因する画像データのばら
つきを容易に補正できるし、複数の標準濃度に基づいて
カラー画像の入力において原稿の色調を高精度で再現で
きるように原稿読取データを補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御部の要部機能を示す
ブロック図である。

【図２】第１実施例を示すカラー画像入力装置の平面図
である。

【図３】カラー画像入力装置のハード構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】補正動作のフローチャートである。

【図５】イメージセンサの出力信号レベルの例を示す図
である。

【図６】第２実施例を示すカラー画像入力装置の平面図
である。

【図７】カラー画像入力装置のハード構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１　　ハンディスキャナ ４　　読取ガイド ５　　濃度表示プレート １７　　実測値格納部 １８　　補正前データ格納部 １９〜２２　　比較部 ２３〜２６　　処理部 ２８　　補正後データ格納部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原稿の反射散乱光を受光し、これを三
   原色に分解して出力する読取手段を、前記読取手段の主
   走査方向と直交する方向に手動送りして副走査を行うよ
   うに構成されたカラー画像入力装置において、前記読取
   手段を円滑に手動送りするための読取ガイド上に、前記
   主走査方向に沿って設けられ、副走査方向にそれぞれの
   光学濃度を変化させた複数の濃度帯を有する標準濃度表
   示手段と、原稿読取りに先立って読取られた前記標準濃
   度表示手段の濃度を３原色毎に格納する記憶手段と、前
   記標準濃度表示手段の読取濃度および既知の濃度の差を
   各濃度別に検出する手段と、原稿濃度データを前記差に
   基づいて補正する補正式を算出する補正式演算手段と、
   前記標準濃度表示手段の濃度読取り後に読取られた原稿
   濃度データを、前記補正式を用いて補正する処理手段と
   を具備したことを特徴とするカラー画像入力装置。
2. 【請求項２】　　原稿載置部材上の原稿の反射散乱光を
   受光し、これを三原色に分解して出力する読取手段を、
   この読取手段の主走査方向と直交する方向に自動的に移
   動して副走査を行うように構成されたカラー画像入力装
   置において、前記原稿の載置部材に、前記読取手段と対
   向するように設けられ、副走査方向にそれぞれの光学濃
   度を変化させた複数の濃度帯を有する標準濃度表示手段
   と、原稿読取りに先立って読取られた前記標準濃度表示
   手段の濃度を３原色毎に格納する記憶手段と、前記標準
   濃度表示手段の読取濃度および既知の濃度の差を各濃度
   別に検出する手段と、原稿濃度データを前記差に基づい
   て補正する補正式を算出する補正式演算手段と、前記標
   準濃度表示手段の濃度読取り後に読取られた原稿濃度デ
   ータを、前記補正式を用いて補正する処理手段とを具備
   したことを特徴とするカラー画像入力装置。