JPH09200526A - 明度補正装置、イメージスキャナ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調性が保存され歪みのない画像データを得
るイメージスキャナ装置を提案する。 【解決手段】 ディジタル的に読み取った画像データに
シェーディング補正をディジタル的に施してｎ＋ｋビッ
トの画像データを得、前記ｎ＋ｋビット画像データのう
ちの、最上位から下位方向に連続した第１のｎビット画
像データと、最下位から上位方向に連続した第２のｎビ
ット画像データとのいずれかを選択して出力するセレク
タを有し、選択された方のｎビット画像データをアドレ
ス信号として入力しγ変換を行うことを特徴とするイメ
ージスキャナ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば明度補正も
しくはコントラスト変換のための明度補正装置、並び
に、イメージスキャナ装置、さらには、イメージスキャ
ナ装置の制御方法に関し、特に、明度の低い画像データ
における階調性の劣化の防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばイメージスキャナ装置にお
いては、読み取った画像データコントラスト補正を行う
ために、例えばγ変換をイメージスキャナ装置内もしく
はホストコンピュータ内で行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、明度が
全体的に低い原稿画像の画像データに対してコントラス
ト補正を行う場合、その補正が明度を上げる方向での補
正である場合、補正の前後でもデータの精度が変わらな
いので、階調が粗くなり易いという問題がある。即ち、
例えば８ビット（ｂ₈〜ｂ₁）階調の階調度で読み取った
場合に、画像データの最上位の有効ビットが例えばｂ₅
であった場合には、明度が上げられて１画素全体の明度
情報の桁上げが行われても、最下位ビット（ｂ₀）の情
報は存在しないので、補正後の画像データは階調性が粗
いものとなる。

【０００４】そこで、ディジタル化する前のアナログ画
像データの段階で明度補正を行うことも考えられるが、
Ａ／Ｄ変換器で明るくする補正を行うために閾値電圧を
下げてそのアナログ画像データをディジタル化すると量
子化誤差が発生して歪みが発生する。そこで、本発明
は、明度や暗い原稿画像でも、その階調性を落とすこと
なく、且つ歪の発生や精度の低下もない明度補正装置、
並びに、イメージスキャナ装置、さらには、その制御方
法を提案することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を達成するた
め、例えば本発明の、明度の低い原稿画像からのディジ
タル画像データを明度を高い方向に補正する明度補正装
置は、ｎ＋ｋビットの入力画像データを生成する手段
と、前記ｎ＋ｋビット画像データのうちの、最上位から
下位方向に連続した第１のｎビット画像データと、最下
位から上位方向に連続した第２のｎビット画像データと
のいずれかを選択して出力する選択手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【０００６】原稿画像が暗い場合には、下位のｋビット
分の画像データが活かされる。本発明の好適な一態様に
拠れば、前記選択手段は、前記入力画像データの明度を
判定し、その判定結果に応じて、前記第１のｎビット画
像データと前記第２のｎビット画像データのいずれかを
選択する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記選択手
段は、前記入力画像データの最上位ビットの画像データ
が無効であるときに、前記第２のｎビット画像データを
選択する。

【０００７】また、上記課題を達成するための本発明
の、ディジタル的に読み取った画像データに所定の前処
理をディジタル的に施してｎビットの画像データを出力
するイメージスキャナ装置は、前記前処理を行ってｎ＋
ｋビットの画像データを生成する前処理部と、前記ｎ＋
ｋビット画像データのうちの、最上位から下位方向に連
続した第１のｎビット画像データと、最下位から上位方
向に連続した第２のｎビット画像データとのいずれかを
選択して出力する選択部と、選択された方のｎビット画
像データをアドレス信号として入力し所定の後処理を行
う後処理部とを具備したことを特徴とする。

【０００８】本発明の好適な一態様に拠れば、前記選択
部は、外部から選択信号を入力して、前記第１のｎビッ
ト画像データと前記第２のｎビット画像データのいずれ
かを選択する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記選
択部はｎ＋ｋビット入力でｎビット出力のセレクタであ
ることを特徴とする。

【０００９】本発明の好適な一態様に拠れば、前記前処
理部はシェーデイング補正処理を行い、前記後処理部は
γ補正を行う。同じく、上記課題を達成するための本発
明の、原稿画像を読み取ってｎビットの画像データをホ
スト側に出力するイメージスキャナ装置の制御方法は、
前記ホストからプリスキャン指令を前記イメージスキャ
ナ装置に送って画像データを読み取らせて、ホストに送
り、読み取った画像データに基づいて原稿画像の明度を
判定し、この判定結果と本スキャン指令とをホストから
イメージスキャナに送り、暗い原稿画像との判定結果の
場合に、前記イメージスキャナ装置において、ｎ＋ｋビ
ットの画像データを生成し、その下位ｎビットの画像デ
ータを前記ホストの出力することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態の一例を詳細に説明する。 ＜構成の説明＞図１に実施形態におけるイメージスキャ
ナのブロック構成を、図２にスキャナの上位装置である
ホストコンピュータのブロック構成を示す。尚、ホスト
コンピュータは例えばパーソナルコンピュータであっ
て、実施形態のイメージスキャナとはホストコンピュー
タに備わっている汎用のパラレルインタフェース（但し
双方向通信可能なインタフェース）で接続されている。

【００１１】先ず、図２に従ってホストコンピュータ
（符号１００）について説明する。１０１はホストコン
ピュータ１００の全体を制御するＣＰＵ、１０２はブー
トプログラム等を記憶しているＲＯＭ、１０３はＯＳ
（米国マイクロソフト社のＭＳ−ＷＩＮＤＯＷＳ、以
下、単にＭＳ−ＷＩＮＤＯＷＳという）や各アプリケー
ション、更には本実施形態におけるスキャナドライバプ
ログラムを展開したり、ＣＰＵ１０１のワークエリアと
して使用するＲＡＭ、１０４はキーボードやマウス等の
ポインティングデバイスで構成される入力装置である。
１０５は表示する画像の描画や表示信号を生成する表示
制御部であり、内部にＶＲＡＭを備える。１０６は表示
制御部１０５からのビデオ信号に基づいて可視画像を表
示する表示装置、１０７はＯＳや各アプリケーション、
更にはスキャナドライバプログラム等を記憶しているハ
ードディスクドライブである。アプリケーションで生成
されたデータ（例えば画像データ等）は、このハードデ
ィスクドライブ１０７に格納することになる。１０８
は、実施形態のイメージスキャナと接続するインタフェ
ースであり、先に説明したように双方向通信可能なパラ
レルインタフェースである。

【００１２】上記構成において、ホストコンピュータ１
００に電源が投入されると、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０
２内のブートプログラムに従ってハードディスク１０７
よりＯＳをＲＡＭ１０３にロードし、ＯＳを起動する。
その後、例えば操作者がイメージ編集のためのアプリケ
ーションを起動指示を行うことで、ハードディスクドラ
イブ１０７より該当するアプリケーションプログラムを
ＲＡＭ１０３上にロードし編集処理を行うことになる。
このアプリケーション上で、例えばイメージスキャナか
らの画像読み取り指示を与えると、実施形態のイメージ
スキャナドライバプログラムが同様に起動し、インタフ
ェース１０８を介してイメージスキャナとの通信を制御
し、イメージデータを本装置のＲＡＭ１０３に読み取る
ことになる。尚、イメージスキャナドライバプログラム
の動作内容の詳細は後述する。

【００１３】次に、図１に従って実施形態のイメージス
キャナ（図示の符号２００）の構成を説明する。イメー
ジスキャナ２００は、ホストコンピュータ１００とのデ
ータ通信を行うと共に、装置全体の各種構成要素に対し
ての制御信号を生成したりする制御部２０１をはじめと
し、以下に示す構成を備える。

【００１４】２０２は、原稿画像を搬送するためのパル
スモータ、２０３は原稿面を照射するＬＥＤアレイ、２
０４は原稿画像を１ライン単位に読み取るＣＣＤ、２０
５は読み取ったアナログ信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄコンバータ、２０６’及び２０６”はそれぞれ１
ライン分の読み取り画像を格納するバッファであり（こ
れ以降バッファ２０６’をバッファＡ、バッファ２０
６”をバッファＢという）、２０７は読み取り対象の原
稿の有無を検出するセンサである。

【００１５】さて、制御部２０１であるが、実施形態で
はＡＳＩＣで構成されており、内部の機能としては、図
示の符号２１０〜２１５を有している。２１０はホスト
コンピュータ１００とのデータ通信を行うためのインタ
フェースブロックであり、２１１はホストコンピュータ
１００からのコマンドに対応する情報を記憶するコント
ロールレジスタである。例えば、このコントロールレジ
スタに所定の指示コマンド（データ）を書き込むことに
より、ＣＣＤ２０４を駆動させたり、パルスモータ２０
２の駆動して１ライン分原稿を搬送させたりすることが
できる。２１２はステータスレジスタであって、ホスト
コンピュータ１００に通知もしくは転送する情報を格納
する。例えば、センサ２０７で原稿無しを検出した場合
には、このステータスレジスタ２１２の対応するビット
がセットされるので、ホストコンピュータ１００はその
内容を読み出すことで原稿無しを検出することができ
る。また、バッファＡ，Ｂのいずれかに１ライン分のデ
ータが格納された場合や、ＣＣＤ２０４の読み込みが行
われない主走査線期間内にホストコンピュータ１００に
対してのデータ転送が完了しない場合にも対応するビッ
ト（フラグ）がセットされる。

【００１６】２１３は、ホストコンピュータ１００から
の指示に従って、ステータスレジスタの内容を書換えす
るためのインタフェースレジスタコントロールブロック
である。２１４はコントロールレジスタ２１１に格納さ
れた情報に従ってＬＥＤアレイ２０３及びＣＣＤ２０４
を駆動するイメージセンサコントロールブロックである
（詳細は後述）。

【００１７】２１５は、Ａ／Ｄコンバータ２０５から得
られたデジタルデータ（１画素につき８ビットとしてい
る）をシェーディング補正したり、擬似中間調処理（例
えば単純２値化、誤差拡散、ディザ処理、或いは多値デ
ータのままにする等）し、バッファＡ、Ｂのいずれか一
方に格納したり、一方から読出してステータスレジスタ
２１２を介してホストコンピュータ１００に転送する処
理も行う。この画像処理ブロック２０５における各処理
（擬似中間調処理の選択や、バッファＡ，Ｂのいずれか
に書き込むか、及び、いずれから読み込んでホストコン
ピュータに出力するか等）の決定は、コントロールレジ
スタ２１１に格納された情報に従うものである。

【００１８】＜動作説明＞次に、上記の実施形態の装置
の動作概要を以下に説明する。本イメージスキャナのＡ
／Ｄコンバータ２０５は８ビットの分解能を有する。ま
た、ＣＣＤセンサ２０４は１７６０画素分の長さを有す
る。従って、センサ２０４が読み取り、コンバータ２０
５がディジタルに変換した画像データは、図３に示すよ
うに、８ビット×１７６０がその量となる。この画像デ
ータは、バッファ２０６’（またはバッファ２０６”）
に格納される。尚、本実施形態では、バッファ２０６’
（又は、２０６”）に読み取ったデータを書き込むとき
は、バッファ２０６”（又は、２０６’）からホストの
データを送るような画像データの転送制御を行う。以
下、説明の便宜上、バッファを２０６で指称するものと
する。

【００１９】本実施形態では、読み取った画像データの
ホストへの転送は８ビットずつ行うようになっている。
前述したように、シェーディング補正は画像処理ブロッ
ク２１５によって行われるが、シェーディング補正した
データのホストへの転送は８ビット単位で行われるの
で、ブロック２１５は１画素単位でシェーディング補正
（さらにはγ補正）を行えば十分である。

【００２０】シェーディング補正には準備が必要であ
る。準備処理において、本実施形態のシステムでは、ホ
ストコンピュータがイメージスキャナ装置に予め基準の
原稿（白の原稿と黒の原稿）を読み取らせて、基準画像
データを得、その基準画像データをホストコンピュータ
が解析してシェーディング補正データを決定しておく。
実際の読み取り時には、イメージスキャナ側では、原稿
を一枚読み取る度に、そのシェーディング補正データを
ホストから受信しコントロールレジスタ２１１に記憶し
ておき、ＣＣＤで読み取った画像データに対して、レジ
スタ２１１に記憶しておいた補正データを用いてシェー
ディング補正を行うというものである。

【００２１】シェーディング補正には、明度変換の処理
が伴い、画像データがディジタル画像データの場合には
２^m（ｍは整数）の乗算もしくは除算を伴う。図４は、
本実施形態におけるシェーディング補正の原理を示す。
画像データが、一般的にｎビットの階調を有する場合に
は、その画像データは、ｂ_n〜ｂ₁によって表される。本
実施形態のシェーディングにおける特徴は、シェーディ
ング補正のための演算をｎ＋ｋビットの精度（図４で
は、ｋ＝１、即ち、便宜上ｎ＋１ビットの精度の演算と
して示す）で演算する点にある。その上で、もし読み取
った原稿が通常の明度の原稿である場合には、上位ビッ
ト位置（図４の例ではｂ_n）には有効（“１”の値）デ
ータが含まれている可能性が高いので、ｂ_n〜ｂ₁のｎビ
ットデータをシェーディング補正された画像データとし
て扱う。

【００２２】また、もし読み取った原稿が低明度の原稿
であるならば、下位の複数のビットｂ_n-k〜ｂ_1-k（図４
の例では、ｋ＝１として、ｂ_n-1〜ｂ₀）をシェーディン
グ補正された画像データとして扱うのである。これは次
の理由による、原稿が低明度の原稿である場合には、そ
の１画素の画像データのｂ_n（場合によってはｂ_n-1…
も）は０である。従って、明度を上げる補正（図４の例
では、２^mの乗算操作であって、上位ビット方向へのｍ
ビットのシフト操作）によっても、データの有する情報
が失われることはない。反対に、このシフト操作によっ
て、ビット位置ｂ ₀以下のビットが有効ビットとして現
れるので、シェーディング補正後の画像の階調性が保持
される。また、桁上げされたビット情報はシェーディン
グ補正演算によって発生した正規のビット情報であるの
で、画像データに歪みが発生することはない。

【００２３】以上は、本実施形態におけるシェーディン
グ補正の原理の説明である。即ち、本実施形態のシェー
ディング補正は、階調性が保持され且つ歪のない画像デ
ータを生成する明度補正装置を開示している。次に、こ
の明度補正装置（シェーディング補正）が、図１のイメ
ージスキャナ装置において、具体的にどのように動作す
るかを詳細に説明する。

【００２４】図５は、図１の画像処理ブロック２１５の
構成を示す。即ち、画像処理ブロック２１５は、シェー
ディング補正部２３０とセレクタ２３１と、γ変換ＲＡ
Ｍ２３２とを有する。シェーディング補正部２３０は、
８ビット画像データを入力し、９ビット（ｂ₈〜ｂ₀）を
生成してセレクタ２３１に送る。セレクタ２３１は、コ
ントロールレジスタに記憶されている明度化選択情報を
入力する。この明度化選択情報については後述する。

【００２５】セレクタ２３１の構成を図６に示す。セレ
クタ２３１は８ビットのセレクタで、Ａ端子群にｂ₈〜
ｂ₁を入力し、Ｂ端子群にｂ₇〜ｂ₀を入力する。明度化
選択情報は、ホストコンピュータから送られてきた情報
で、読み取り中の原稿の明度が全体的に明るいとホスト
コンピュータが判断したときには“１”の値を有し、暗
いと判断したときには“０”の値を有する。従って、セ
レクタ２３１は、読み取り中の原稿の明度が全体的に明
るいときには、Ａ端子群に入力されたｂ₈〜ｂ₁を選択し
てγＲＡＭ２３２のアドレス入力端子に入力し、読み取
り中の原稿の明度が全体的に暗いときには、Ｂ端子群に
入力されているｂ₇〜ｂ₀を選択して同じくＲＡＭ２３２
のアドレス入力に入力する。

【００２６】γ変換ＲＡＭ２３２は、上記のアドレス入
力を得ると、γ変換を行った画像データを出力する。図
７は、イメージセンサコントロールブロック２１４にお
けるシーケンス制御について説明する。ホストコンピュ
ータのドライバソフトは、前もってシェーディング補正
データを演算してイメージスキャナに対して送る。ステ
ップＳ２において、イメージスキャナはこのシェーディ
ング補正データを受け取って、レジスタ２１１に格納す
る。この補正データには前述の明度化選択情報が含まれ
る。ステップＳ４では、ドライバソフトから送られてき
た原稿読み取り指令を受ける。ステップＳ６では、明度
化選択情報に基づいてセレクタ２３１をセットする。ス
テップＳ８では、１ライン文の画像データを読み取って
バッファ２０６に格納する。ステップＳ１０では、バッ
ファ２０６から１画素分のデータ（８ビット）を読み取
ってシェーディング補正部２３０によってシェーディン
グ補正を施す。図５，図６に関連して説明したように、
シェーディング補正部２３０からの画像データは、明度
化選択情報に応じて、セレクタ２３１によって、ｂ₈〜
ｂ₁またはｂ₇〜ｂ₀のいずれかが選択されて、γ変換Ｒ
ＡＭ２３２に送られる。ステップＳ１４では、シェーデ
ィング補正とγ補正を行った１画素分の画像データをホ
スト側に送る。

【００２７】ステップＳ１０〜ステップＳ１４の動作は
バッファ２０６に読み取られた画素毎に繰り返される。
また、ステップＳ８〜ステップＳ１４の動作は各ライン
毎に繰り返される。以上説明したように、本実施形態
は、階調性が保持され、歪のない画像データを得る明度
変換装置、イメージスキャナ装置、さらには、そのイメ
ージスキャナの制御方法を明らかにする。

【００２８】尚、上記実施形態では、イメージスキャナ
はシーケンサによって制御され、１ライン毎にホストの
制御によって読み取り、さらに、１画素毎にホストの制
御によってホストに送るという物であったが、本発明
は、そのようなイメージスキャナに限定されるものでは
なく、通常のフラットベッド型のイメージスキャナにも
適用可能であり、また、一枚毎に原稿を読み取り、ＤＭ
Ａ転送によって画像データをホストに送るイメージスキ
ャナにも適用可能である。

【００２９】また、明度化選択情報をホストから得るこ
となく、イメージスキャナ装置自身が判定しても良い。
この場合、イメージスキャナがプレスキャンを行い、画
像全体が暗い画像であるか否かの判断をする。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の明度変換装
置、イメージスキャナ装置及び制御方法によれば、階調
性が保存され歪みのない画像データを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるイメージスキャナのブロック
構成図である。

【図２】実施形態におけるホストコンピュータのブロッ
ク構成図である。

【図３】本実施形態のＣＣＤセンサによって読み取られ
た画像データの構成を示す図。

【図４】実施形態のシェーディング補正の原理を説明す
る図。

【図５】画像処理ブロックの構成を示す図。

【図６】セレクタの構成を示す図。

【図７】実施形態のイメージスキャナにおける制御手順
を説明するフローチャート。

【符号の説明】

２０２ パルスモータ ２０３ ＬＥＤアレイ ２０４ ＣＣＤ ２０５ Ａ／Ｄコンバータ ２０６’及び２０６” バッファ ２０７ センサ ２１０ インタフェースブロック ２１１ コントロールレジスタ ２１２ ステータスレジスタ ２１３ インタフェースレジスタコントロールブロック ２１４ イメージセンサコントロールブロック ２１５ 画像処理ブロック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 明度の低い原稿画像からのディジタル画
   像データを明度を高い方向に補正する明度補正装置であ
   って、 ｎ＋ｋビットの入力画像データを生成する手段と、 前記ｎ＋ｋビット画像データのうちの、最上位から下位
   方向に連続した第１のｎビット画像データと、最下位か
   ら上位方向に連続した第２のｎビット画像データとのい
   ずれかを選択して出力する選択手段とを具備したことを
   特徴とする明度補正装置。
2. 【請求項２】 前記選択手段は、前記入力画像データの
   明度を判定し、その判定結果に応じて、前記第１のｎビ
   ット画像データと前記第２のｎビット画像データのいず
   れかを選択することを特徴とする請求項第１項に記載の
   明度補正装置。
3. 【請求項３】 前記選択手段は、前記入力画像データの
   最上位ビットの画像データが無効であるときに、前記第
   ２のｎビット画像データを選択することを特徴とする請
   求項第１項に記載の明度補正装置。
4. 【請求項４】 ディジタル的に読み取った画像データに
   所定の前処理をディジタル的に施してｎビットの画像デ
   ータを出力するイメージスキャナ装置であって、 前記前処理を行ってｎ＋ｋビットの画像データを生成す
   る前処理部と、 前記ｎ＋ｋビット画像データのうちの、最上位から下位
   方向に連続した第１のｎビット画像データと、最下位か
   ら上位方向に連続した第２のｎビット画像データとのい
   ずれかを選択して出力する選択部と、 選択された方のｎビット画像データをアドレス信号とし
   て入力し所定の後処理を行う後処理部とを具備したこと
   を特徴とするイメージスキャナ装置。
5. 【請求項５】 前記選択部は、外部から選択信号を入力
   して、前記第１のｎビット画像データと前記第２のｎビ
   ット画像データのいずれかを選択することを特徴とする
   請求項第４項に記載のイメージスキャナ装置。
6. 【請求項６】 前記選択部はｎ＋ｋビット入力でｎビッ
   ト出力のセレクタであることを特徴とする請求項第４項
   に記載のイメージスキャナ装置。
7. 【請求項７】 前記前処理部はシェーデイング補正処理
   を行い、前記後処理部はγ補正を行うことを特徴とする
   請求項第４項に記載のイメージスキャナ装置。
8. 【請求項８】 原稿画像を読み取ってｎビットの画像デ
   ータをホスト側に出力するイメージスキャナ装置の制御
   方法であって、 前記ホストからプリスキャン指令を前記イメージスキャ
   ナ装置に送って画像データを読み取らせて、ホストに送
   り、 読み取った画像データに基づいて原稿画像の明度を判定
   し、 この判定結果と本スキャン指令とをホストからイメージ
   スキャナに送り、 暗い原稿画像との判定結果の場合に、前記イメージスキ
   ャナ装置において、ｎ＋ｋビットの画像データを生成
   し、その下位ｎビットの画像データを前記ホストの出力
   することを特徴とするイメージスキャナ装置の制御方
   法。