JPH0678146A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JPH0678146A
JPH0678146A JP4224341A JP22434192A JPH0678146A JP H0678146 A JPH0678146 A JP H0678146A JP 4224341 A JP4224341 A JP 4224341A JP 22434192 A JP22434192 A JP 22434192A JP H0678146 A JPH0678146 A JP H0678146A
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JP4224341A
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Takashi Kawai
川井  隆
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度のシェーディング補正を廉価に実現で
きるようにすること。 【構成】 この装置は、シェーディング補正用の標準白
板を、予め定められた反射率を高精度に再現する比較的
短い長さの第1の標準白板102と、イメージセンサ1
01の結像領域内で均一な反射率を有する十分な長さの
第2の標準白板103とから構成する。同一の所定の増
幅率α1 で第1と第2の標準白板101,102を読み
取って、両者の出力比W1 /W2 に応じて第2の標準白
板102の出力値W2 を補正して白レベル基準データと
してのシェーディングデータを得るか、あるいはまたそ
の両者の出力比W1 /W2 に応じて改めて増幅率αを設
定し、その増幅率αで第2の標準白板102を再度読み
取ってシェーディングデータを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機,ファ
クシミリ,イメージスキャナーなどの画像入力装置に関
し、特にシェーディング補正のための基準白レベルデー
タの生成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の画像入力装置の読み取り技術をデ
ジタル複写機のリーダー部、あるいは汎用イメージスキ
ャナーを例にして説明する。ファクシミリ等、その他の
画像入力装置においても、その基本原理は共通である。
【0003】図1は従来の画像入力装置の構成例を示
し、本例はイメージセンサとして1次元のCCDライン
センサを用いている。図1の(A)は画像入力装置を側
面から見た図、図1の(B)の同装置を下から見上げた
図である。
【0004】図中、200は画像入力装置のボディであ
る。原稿台ガラス204上に置かれた画像原稿202
は、圧板201によって固定設置され、原稿照明ランプ
205によって照射される。画像原稿202からの反射
光は、結像レンズ206によってCCDラインセンサ2
07上に結像される。画像原稿202の読み取り前に白
レベル基準を決めるため、原稿照明ランプ205,結像
レンズ206,CCDラインセンサ207の各光学部品
を用いて、標準白板203を読み取り、読み取ったデー
タは画像処理部208の図示されてないシェーディング
データ記憶部に一時記憶される。
【0005】このようにして白レベルデータ読み取り終
了後、光学部品205〜207は原稿画像上を図中矢印
方向に走査して画像データを読み取る。この画像データ
は上記の白レベルデータの参照によりシェーディング補
正が施される。
【0006】通常、シェーディング補正は、次の式
(1)に従う。
【0007】
【数1】
【0008】ここで、Si は画像データ、Sw は白レベ
ルデータ、Sk は黒レベルデータ、Nは規格化定数であ
る。またSはシェーディング補正後の画像データであ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のシェーディング
補正のための白レベルデータのサンプリングでは、図1
の(B)に示す標準白板203のように、光電変換素子
の全画素(CCDラインセンサ1ライン分)を覆う長さ
を有する標準白板を用いて白レベルデータを読み込んで
いたが、標準白板は通常、金属基板の上に顔料を塗布し
て作成されていて、上記のような標準白板の大きさ(通
常、A4サイズの短手に当る210mmの長さ)の全面
を、予め決められた反射率(約90%程度の高明度)で
均一に作成するのは極めて困難であった。また、このよ
うな厳しい条件での標準白板の作成は歩留りを低下さ
せ、コストの高騰にもなった。
【0010】一方、比較的廉価な標準白板として紙を基
板として顔料を塗布した色票が考えられるが、反射率の
再現性、均一性については比較的良好であるが、耐光性
が劣り、標準白板としての使用には退色性に問題があっ
て実施できない。
【0011】また、セラミックス等による白板は反射率
再現性、均一性、退色性について、いずれも優れている
が、とても高価なため、この基準白板の利用は実際には
困難である。
【0012】本発明の目的は、上述の点に鑑みて、廉価
で高精度なシェーディング補正を実現できる画像入力装
置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1は、原稿画像からの反射光または透過
光をイメージセンサ上に結像し、原稿画像上を走査する
ことにより画像読み取り信号を得る画像入力装置におい
て、予め決められた反射率を高精度に再現する比較的短
い長さの第1の標準白板と、前記イメージセンサの結像
領域内で均一な反射率を有するシェーディング補正のた
めに十分な長さの第2の標準白板と、前記第2の標準白
板の読み取り信号を増幅するための増幅回路と、前記第
1の標準白板の読み取り信号と前記第2の標準白板の読
み取り信号とから前記増幅回路の増幅率を決定し、決定
した該増幅率で前記第2の標準白板2の読み取り信号を
増幅させ、これにより得られた読み取りデータをシェー
ディング補正用の白レベル基準データとする制御手段と
を具備することを特徴とする。
【0014】本発明は好ましくはその一形態として、前
記増幅回路の前記決定した増幅率は、前記イメージセン
サを構成する同一画素の光電変換素子によって読み取ら
れた前記第2の標準白板の読み取り信号を増幅した信号
が該同一画素の光電変換素子によって読み取られた第1
の標準白板の読み取り信号と等しくなるように決定され
た増幅率であることを特徴とすることができる。
【0015】また、本発明は他の形態として、前記増幅
回路の前記決定した増幅率は、前記イメージセンサによ
って読み取られた前記第2の標準白板の読み取り信号の
平均値が該イメージセンサによって読み取られた前記第
1の標準白板の読み取り信号の平均値と等しくなるよう
に決定された増幅率であることを特徴とする。
【0016】さらにまた、本発明は他の形態として、前
記増幅回路の前記決定した増幅率は、前記イメージセン
サによって読み取られた前記第2の標準白板の読み取り
信号の最大値が該イメージセンサによって読み取られた
第1の標準白板の読み取り信号の最大値と等しくなるよ
うに決定された増幅率であることを特徴とすることがで
きる。
【0017】また、上記目的を達成するため、本発明の
第2は、原稿画像からの反射光または透過光をイメージ
センサ上に結像し、原稿画像上を走査することにより画
像読み取り信号を得る画像入力装置において、予め決め
られた反射率を高精度に再現する比較的短い長さの第1
の標準白板と、前記イメージセンサの結像領域内で均一
な反射率を有するシェーディング補正のために十分な長
さの第2の標準白板と、前記第1の標準白板の読み取り
信号の平均値と前記第2の標準回路の読み取り信号の平
均値との比を該第2の標準白板の読み取り信号に乗算
し、これにより得られた値をシェーディング補正用の白
レベル基準データとする制御手段とを具備することを特
徴とする。
【0018】また、本発明は好ましくは、前記第1の標
準白板の部分と前記第2の標準白板の部分が1本の標準
白板として一体に形成されていることを特徴とすること
ができる。
【0019】
【作用】本発明では、予め決められた反射率を高精度に
再現する微小な白板片である第1の標準白板と、第1の
標準白板の反射率よりも低反射率であるが、全面の均一
性に優れた通例の大きさの第2の標準白板の2枚で標準
白板を構成し、それぞれの第1の標準白板,第2の標準
白板の読み取り信号からシェーディング補正のための白
レベルデータを作成する。これにより、廉価で高精度の
シェーディング補正を実現できる。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0021】(第1の実施例)図2は本発明の第1の実
施例の画像入力装置におけるシェーディング補正データ
読み取りのための標準白板の配置構成を示し、前述の図
1の(B)のように画像入力装置を下から見上げた図で
ある。図中、100は画像入力装置のボディ、101は
CCDラインセンサであり、このセンサは本図ではホー
ムポジションに位置している。102は第1の標準白板
であり、その材質は例えばセラミックス等の耐光性、耐
候性に比較的優れた物質からなり、その反射率は予め決
められた基準白(例えば反射率90%のように)の高反
射率を誤差、例えば数%以内のように高精度で再現する
ものである。ただし、前述のように、この白板は大面積
では極めて高価なため、本実施例ではCCDラインセン
サ101の数画素をサンプリングすべく微小切片(例え
ば数ミリ角)からできていて、低価格化を図っている。
【0022】103は第2の標準白板であり、その材質
は第1の標準白板102のような例えばセラミックス等
の耐光性、耐候性に比較的優れた物質からできている。
この第2の標準白板103は白板全面においてその反射
率が一定であれば良く、反射率の絶対値のばらつきに関
しては許容範囲が広い。この意味で、第2の標準白板1
03は、材質を選ぶことによって白顔料塗布が不要とな
り、白顔料を塗布する時に生じる塗りむら(反射率のむ
ら)をなくして高精度な均一性を実現し、また反射率の
絶対値の許容範囲を大きくすることで白板製作を容易に
し、これにより図2中の符号103で示すようにCCD
ラインセンサ101の長さを有する広面積な白板ではあ
るが、低価格となっている。
【0023】上記CCDラインセンサ101,第1の標
準白板102,第2の標準白板103の以上のような配
置において、画像原稿104の読み取りに際してのシェ
ーディングデータ取り込み動作を以下に説明する。
【0024】シェーディングデータの取り込み動作が開
始すると、ホームポジションに配置していたCCDライ
ンセンサ101が走査して、第1の標準白板102を読
み取る。図3は本発明の第1の実施例のシェーディング
データの作成までの信号の流れを示す回路図である。図
3に示すように、CCDラインセンサ101によって読
み取られた第1の標準白板102の読み取り信号は、増
幅回路302でアナログ的に増幅され、増幅されたアナ
ログ信号はサンプルホールド回路303でサンプルホー
ルドされてからA/D(アナログ・デジタル)変換回路
304によってデジタル信号に変換される。このデジタ
ル信号(読み取りデータ)は、シェーディングデータを
記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)で特にシェ
ーディングRAMと呼ぶメモリ306へシェーディング
補正回路305を介して記憶される。
【0025】以上で第1の標準白板102の読み取り動
作を終了し、次に第2の標準白板103の読み取りを開
始する。実際には、CCDラインセンサ101が図2中
の矢印のように走査し、第1の標準白板102に連続し
て第2の標準白板103の読み取りが行われる。第1の
標準白板102の読み取りと同じように、第2の標準白
板103が読み取られるが、増幅回路302の増幅率は
第1の標準白板102で決められたと同じ値を用い、サ
ンプルホールド回路303,A/D変換回路304,シ
ェーディング補正回路305を介して、その読み取りデ
ータがシェーディングRAM306に記憶される。
【0026】次に、CPU(中央演算処理装置)307
は、シェーディングRAM306から、第1の標準白板
102の読み取りデータと第2の標準白板103の読み
取りデータをそれぞれ入力して、第2の標準白板103
の読み取りデータが第1の標準白板103の読み取りデ
ータと等しくなるようなゲイン値(増幅率)を以下のよ
うにして求める。
【0027】例えば、第1の標準白板102の読み取り
信号の値がW1 、その時の増幅率がα1 であったとす
る。また、増幅率α1 はそのままで、第2の標準白板1
03を読み取った時の読み取り信号の値をW2 とする。
現在の増幅率α1 に第1と第2の標準白板102,10
3の出力比W1 /W2 をかけ合わせた増幅率W1 /W2
*α1 を改めて増幅回路302に設定して再び第2の標
準白板103を読み取ることで、第1の標準白板101
の出力値(シェーディングデータ)と同じ出力値が得ら
れるシェーディングデータを得る。
【0028】実際には、増幅率α1 はA/D変換回路3
08でデジタル化してCPU307で読み取り、CPU
307内でα=W1 /W2 *α1 を計算し、その計算値
をD/A(デジタル・アナログ)変換回路308でアナ
ログ化し、増幅率α=W1 /W2 *α1 が増幅回路30
2に改めて設定され、第2の標準白板103によるシェ
ーディングデータの読み取りが改めて行われる。
【0029】このシェーディングデータの読み取りが終
了して、原稿画像の読み取り時には再び増幅回路302
には最初の増幅率α1 が設定されて、画像読み取りが行
われる。
【0030】図4は上述した本発明の第1の実施例の処
理手順をフロー化した図である。
【0031】(第2の実施例)上述の本発明の第1の実
施例においては、第1の標準白板102の読み取りに続
いて第2の標準白板102を読み取り、それぞれの出力
比により改めて増幅率αを計算し、増幅回路302にそ
の増幅率を設定後、第2の標準白板103によるシェー
ディングデータの読み込みを行い、このシェーディング
データの読み込み終了後に増幅回路302の増幅率をα
1 に戻し、原稿画像の読み取りを行っていた。これに対
し、本発明の第2の実施例においては、図5および図6
に示すように行う。すなわち、本例では図5に示すよう
に、第2の標準白板103全体を増幅率α1 で読取った
値をWi とすると(iはCCDセンサの全画素について
表す)、第1の標準白板102で読み取った読み取り信
号W1 と同一範囲を第2の標準白板103で読み取った
読み取り信号W2 との比ω=W1 /W2 をシェーディン
グRAM306に取り込まれた第2の標準白板の信号W
i にCPU307で乗算し、得られたW=ω*Wi の値
を新たにシェーディングデータとし、これをシェーディ
ングRAM306に書き替える。これにより、第2の標
準白板103の読み込みが1回で済むとともに、第1の
実施例と同様な作用効果が得られる。
【0032】図6は上述した本発明の第2の実施例の処
理手順をフロー化した図である。
【0033】(第3の実施例)上述した本発明の第1の
実施例および第2の実施例においては、図2に示すよう
に、第1の標準白板と第2の標準白板は異なる2枚の白
板からなる構成にしたが、図7に示すような構成にして
もよい。図7は本発明の第3の実施例を示し、本図のよ
うに、第2の標準白板503上に例えば顔料等を一部分
塗布することによって第1の標準白板の部分502を作
成し、これにより標準白板を一体化501することでも
第1,第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0034】この時、図3の増幅回路302の増幅率α
は第1の標準白板部分502によって決定される。図8
は、第1の標準白板部分502および第2の標準白板部
分503のCCDラインセンサ101の読み取り出力を
表わす。すなわち、図8の(B)に示すように、増幅率
αでシェーディングRAM306に読み取られた画素毎
の出力データは、第1の標準白板部分502(平均値S
1 )と第2の標準白板部分503(平均値S2 )からな
る。CPU307はシェーディングRAM306からこ
の出力データを取り込み、平均値S1 および平均値S2
を算出し、S1,S2 に基づくそれぞれの出力比β=S1
/S2 を第2の標準白板部分503の読み取り信号に
乗算することにより、図8の(C)に示すような全体に
第1の標準白板部分502の読み取り時のシェーディン
グデータを得る。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シェーディング補正のための標準白板板を予め決められ
た反射率を高精度に再現する比較的小片の第1の標準白
板と、イメージセンサ読み取り領域内で均一な反射率を
有する十分な長さを有する第2の標準白板とから構成し
たので、大面積の標準白板全面に高精度の均一反射面を
作成する技術的困難性を解決し、製造の歩留り率を上
げ、製造コストを下げる効果が得られる。また、本発明
によれば、簡易に高精度の標準白板の作成が可能となる
ので、画像読み取り信号の精度も向上し、より高画質な
画像読み取りが低コストで実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の画像入力装置の内部構成を示す縦断面図
(A)および下方から見た平面図(B)である。
【図2】本発明の第1の実施例の画像入力装置における
原稿台面下の第1,第2の標準白板とCCDラインセン
サの配置構成を示す平面図である。
【図3】本発明の第1の実施例の画像入力装置における
画像読み取り信号処理系の回路構成を示すブロック図で
ある。
【図4】本発明の第1の実施例の処理手順を示すフロー
チャートである。
【図5】本発明の第2の実施例のそれぞれの標準白板と
シェーディングデータの範囲の関係を表す説明図であ
る。
【図6】本発明の第2の実施例の処理手順を示すフロー
チャートである。
【図7】本発明の第3の実施例の画像入力装置における
原稿台面下の標準白板とCCDラインセンサの配置構成
を示す平面図(A)とその標準白板の拡大図(B)であ
る。
【図8】本発明の第3の実施例の標準白板(A)を読み
取った時の出力値(B)と補正後のシェーディングデー
タ(C)とを示すグラフである。
【符号の説明】
101 CCDラインセンサ 102 第1の標準白板 103 第2の標準白板 104 原稿 302 増幅回路 303 サンプルホールド回路 304 A/D変換回路 305 シェーディング補正回路 306 シェーディングRAM 307 CPU 308 A/D・D/A変換回路 502 第1の標準白板部分 503 第2の標準白板部分

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿画像からの反射光または透過光をイ
    メージセンサ上に結像し、原稿画像上を走査することに
    より画像読取信号を得る画像入力装置において、 予め決められた反射率を高精度に再現する比較的短い長
    さの第1の標準白板と、 前記イメージセンサの結像領域内で均一な反射率を有す
    るシェーディング補正のために十分な長さの第2の標準
    白板と、 前記第2の標準白板の読み取り信号を増幅するための増
    幅回路と、 前記第1の標準白板の読み取り信号と前記第2の標準白
    板の読み取り信号とから前記増幅回路の増幅率を決定
    し、決定した該増幅率で前記第2の標準白板2の読み取
    り信号を増幅させ、これにより得られた読み取りデータ
    をシェーディング補正用の白レベル基準データとする制
    御手段とを具備することを特徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項2】 前記増幅回路の前記決定した増幅率は、
    前記イメージセンサを構成する同一画素の光電変換素子
    によって読み取られた前記第2の標準白板の読み取り信
    号を増幅した信号が該同一画素の光電変換素子によって
    読み取られた第1の標準白板の読み取り信号と等しくな
    るように決定された増幅率であることを特徴とする請求
    項1に記載の画像入力装置。
  3. 【請求項3】 前記増幅回路の前記決定した増幅率は、
    前記イメージセンサによって読み取られた前記第2の標
    準白板の読み取り信号の平均値が該イメージセンサによ
    って読み取られた前記第1の標準白板の読み取り信号の
    平均値と等しくなるように決定された増幅率であること
    を特徴とする請求項1に記載の画像入力装置。
  4. 【請求項4】 前記増幅回路の前記決定した増幅率は、
    前記イメージセンサによって読み取られた前記第2の標
    準白板の読み取り信号の最大値が該イメージセンサによ
    って読み取られた第1の標準白板の読み取り信号の最大
    値と等しくなるように決定された増幅率であることを特
    徴とする請求項1に記載の画像入力装置。
  5. 【請求項5】 原稿画像からの反射光または透過光をイ
    メージセンサ上に結像し、原稿画像上を走査することに
    より画像読み取り信号を得る画像入力装置において、 予め決められた反射率を高精度に再現する比較的短い長
    さの第1の標準白板と、 前記イメージセンサの結像領域内で均一な反射率を有す
    るシェーディング補正のために十分な長さの第2の標準
    白板と、 前記第1の標準白板の読み取り信号の平均値と前記第2
    の標準回路の読み取り信号の平均値との比を該第2の標
    準白板の読み取り信号に乗算し、これにより得られた値
    をシェーディング補正用の白レベル基準データとする制
    御手段とを具備することを特徴とする画像入力装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の標準白板の部分と前記第2の
    標準白板の部分が1本の標準白板として一体に形成され
    ていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに
    記載の画像入力装置。
JP4224341A 1992-08-24 1992-08-24 画像入力装置 Pending JPH0678146A (ja)

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