JPH099055A - 画像処理回路 - Google Patents

画像処理回路

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JPH099055A
JPH099055A JP7158994A JP15899495A JPH099055A JP H099055 A JPH099055 A JP H099055A JP 7158994 A JP7158994 A JP 7158994A JP 15899495 A JP15899495 A JP 15899495A JP H099055 A JPH099055 A JP H099055A
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JP7158994A
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Satohiko Mise
聰彦 三瀬
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリの容量や数量が増加しないような画像
処理回路を提供することを目的とする。 【構成】 白データを取得、格納するメモリ19を複数
のバンクに分けて構成し、複数のバンクの各々に白基準
板の読み取り位置が互いに異なる条件での白データを取
得し、例えば各読み取り画素において、複数のバンクに
取得された白データの最大値が所定のバンクに格納され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサを用い
て原稿画像を読み取る画像読み取り装置に組み込まれる
画像処理回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】イメージセンサを用いて画像を読み取る
画像読み取り装置としては、イメージスキャナやファク
シミリ装置など多くの製品が開発されている。このよう
な画像読み取り装置において使用されるイメージセンサ
は、CCDラインセンサあるいは密着型イメージセンサ
に大別される。CCDラインセンサは原稿画像を光学的
に縮小してセンサ上に結像させ、画像を読み取るタイプ
のイメージセンサである。一方、密着型イメージセンサ
は原稿画像を1対1でセンサ上に結像させて画像を読み
取るタイプのイメージセンサである。これらのイメージ
センサが、原稿画像の濃淡を電気的信号のレベルに変換
し、アナログの画像データとして出力する。イメージセ
ンサからのアナログの画像データはアナログデジタル変
換(以下、A/D変換と称す。)、シェーディング補
正、MTF補正などを行う画像処理回路を経て、デジタ
ルの画像データに変換される。
【0003】図4は、従来の画像処理回路における画像
処理の流れを簡単に表したブロック図である。図4にお
いて、1はイメージセンサである。2は、イメージセン
サ1の出力であるアナログの画像データを増幅したりク
ランプしたりするアナログ信号処理部であり、つまり画
像データをアナログ的に加工する部分である。3は、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル
変換部である。アナログデジタル変換部3により、イメ
ージセンサ1で読み取ったアナログレベルの画像データ
がデジタルの画像データに変換される。
【0004】4はシェーディング補正部である。シェー
ディング補正部4における処理内容については後で詳細
に説明する。5はMTF補正、γ補正、2値化処理など
の画像処理を行う部分であり、本発明の説明に直接関係
しないので、詳しい説明は省略する。なお、簡単に説明
すると、MTF補正は、画像読み取り装置においてレン
ズなどの光学系やイメージセンサの空間周波数特性によ
りMTF(Modulation Transfer Function)が低
下することで、読み取った画像がボケてしまうのを補正
し、画像を鮮明化するための処理である。γ補正は、読
み取った画像データを出力する装置(プリンタ、モニタ
ー等)のγ特性に応じて画像データを補正する処理であ
る。2値化処理は、読み取った画像データをプリンタに
出力させる場合等、多値の画像データを2値の画像デー
タに変換する処理である。
【0005】ここで、シェーディング補正部4において
行われるシェーディング補正に関して説明を行う。シェ
ーディング補正とは、主に光源の光量分布特性やイメー
ジセンサの各画素間での感度バラツキなどの影響で、一
定濃度の原稿画像を読み込んだ場合でもイメージセンサ
の各画素における出力がバラツキ、読み取り画像に濃度
ムラが発生するといった現象を抑えるための処理であ
る。原稿画像を読み取る前に、通常シェーディング補正
が行われる。その処理を行う部分をシェーディング補正
部4として図4に示した。
【0006】シェーディング補正に関して図5を参照し
ながら説明する。図5は従来の画像読み取り装置の読み
取り部の構成図であり、イメージセンサとしてCCDラ
インセンサを使用した構成例である。図5において、6
は原稿載置部材であり、板ガラスなどが使用される。原
稿載置部材6の上に原稿7を置き、画像を読み取る。8
はキャリッジであり、原稿7の画像を読み取るための光
学ユニットである。キャリッジ8内にはイメージセンサ
9、光源10、複数の反射板11〜13およびレンズ1
4が装備されている。光源10を点灯し、光が原稿7の
像面に反射してキャリッジ8に返ってくると、反射板1
1〜13によって偏光され、レンズ14を通ってイメー
ジセンサ9上の画素(受光素子)に結像する。原稿画像
の濃淡に応じてイメージセンサ9上の画素(受光素子)
に結像する光量が変化し、イメージセンサ9にて光量を
電気的信号に変換して画像の濃淡を検出し、画像を読み
取る。キャリッジ8は図示しない駆動源により矢印dの
方向に移動し、画像を読み取る。ここで、本明細書の説
明においては、矢印dの方向を読み取りの副走査方向と
する。一方、これと直交する、図4における紙面垂直方
向を読み取りの主走査方向とする。
【0007】図6は従来の画像読み取り装置における読
み取り領域とイメージセンサ9の画素の対応図である。
主走査方向にイメージセンサ9の画素(受光素子)が一
列に配置される。便宜上、イメージセンサ9の1画素と
読み取る画像の1画素を1対1に対応させて記載してい
るが、イメージセンサ10が図5のようにCCDライン
センサの場合、CCDラインセンサの1画素は読み取る
画像の1画素に比べて非常に小さく、読み取る画像の1
画素を光学的に縮小してCCDラインセンサの1画素に
結像させる。主走査方向の読み取り幅は、イメージセン
サ9の画素数に依存し、副走査方向の読み取り幅は、キ
ャリッジ8の移動量に依存する。15は白基準板であ
り、シェーディング補正時の白データ(Dw)取得に際
して使用する。
【0008】さて、シェーディング補正を行うには、画
像の濃度レベルを決定する上で基準となる白データ(D
w)と黒データ(Dk)を取得する必要がある。白デー
タとは、白基準板15を読み取ったときのイメージセン
サ9の各画素の出力レベルである。黒データとは、例え
ば光源10を消灯した状態でのイメージセンサ9の各画
素の出力レベルである。従って、白データおよび黒デー
タの取得は図5のように、白基準板15を読み取れる位
置にキャリッジ8を移動した状態で行える。
【0009】図7は従来の画像読み取り装置における白
データおよび黒データの概念図である。画像を読み込ん
だ時のイメージセンサ出力(画像データ)は、基本的に
図6のように白データと黒データの間で原稿画像の濃淡
に応じて変化する。読み込んだ画像データのレベルを白
データと黒データ間に占める割合で表すことで、上述し
た一定濃度の原稿画像を読み込んだ場合のイメージセン
サ9の各画素間における出力のバラツキを補正し、画像
データを均一なレベルに補正することができる。画像デ
ータ(D)を8ビットのデータ量で扱う場合、一般に式
(1)のような補正式によりシェーディング補正を行
う。
【0010】 Ds=(D−Dk)÷(Dw−Dk)×255 …式(1) 式(1)により画像データ(D)が8ビットで正規化さ
れたことになり、正規化された画像データ(Ds)が真
の画像データである。白データは主走査方向の読み取り
画素1ライン分(イメージセンサの読み取り画素数分)
取得することが望ましい。前記した光源の光量分布特性
などの影響で、白レベルがイメージセンサの各画素間で
大きくバラつく。白データはハイライト基準であり、イ
メージセンサ出力の最大レベルと考えるので、それだけ
画素間でのレベルのバラツキ幅が大きく、画像に与える
影響が強いからである。一方、黒データはダーク基準で
あり、イメージセンサ9に光が入らない状態での出力レ
ベルなので、前記したような影響が小さい。従って、黒
データ取得は、例えば光源を消灯した状態である画素の
レベルをサンプリングしてデータを保持することで行わ
れる。このことから、シェーディング補正に関しては、
白データの取得用に少なくとも主走査方向の読み取り画
素1ライン分(イメージセンサの読み取り画素数分)の
データを格納できるメモリが必要となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像処理回路においては、次のような課題があった。シ
ェーディング補正において、例えば白基準板15の読み
取り位置にたまたまゴミやよごれが付着していたとする
と、白データの取得に際して、ゴミやよごれが付着して
いた部分に対応するイメージセンサの画素の出力レベル
が極端に低下し、その影響で読み取り画像にスジが出る
などの不具合が発生する。このような不具合の発生を抑
えるために、白基準板15の読み取り位置を変えながら
白データの取得を複数ラインにわたって行う方法がとら
れる。その場合、例えばイメージセンサの各画素におい
て、複数ラインにわたって取得したデータの最大値をも
って白データとし、最終的に1ライン分の白データを形
成するといった処理を行う。しかし、このような方法を
とることにより、読み取るライン数に応じて白データ格
納用のメモリ容量が増加し、さらに読み取り解像度の高
解像度化や読み取り幅の増大に伴い1ライン分の画素数
が増加すると、1つのメモリでは対応できないため複数
のメモリが必要になるなど、コストアップを招くという
問題点があった。
【0012】そこで本発明は、メモリの容量や数量が増
加しないような画像処理回路を提供することを目的とす
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、白基準板を
読んだときの白データを取得、格納するメモリを複数の
バンクに分けて構成する。
【0014】
【作用】上記構成により、複数のバンクの各々に白基準
板の読み取り位置が互いに異なる条件での白データが取
得され、例えば各読み取り画素において、複数のバンク
に取得された白データの最大値が所定のバンクに格納さ
れる。
【0015】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施例における画像処
理回路の構成図である。図1において、16は、図示し
ないイメージセンサから出力され、図示しないアナログ
信号処理部で増幅等の信号処理が施されたアナログレベ
ルの画像データをデジタルの画像データに変換するAD
コンバータである。ADコンバータ16の分解能によっ
て、画像データ(D)のデータ量が決まる。本実施例で
はADコンバータ16の分解能を8ビットとし、これに
より画像データのデータ量は最大256レベルである。
【0017】17は、シェーディング補正に必要な黒デ
ータ(Dk)の値を保持する黒メモリである。通常、レ
ジスタラッチが使用される。18は、式(1)の演算を
行うシェーディング演算部である。シェーディング演算
部18には、式(1)の演算に必要なデータ(D、D
k、Dw)が入力され、演算結果がDsとして出力され
る。19のメモリは、シェーディング補正時に白データ
(Dw)を取得、格納するメモリである。メモリ19に
示すABはアドレスバスを示し、DBはデータバスを示
している。メモリ19の構成については後で説明する。
【0018】20は、画像読み取り装置の制御を司るC
PUである。CPU20は、キャリッジの制御(位置制
御、速度制御等)や画像読み取りタイミングの制御等、
画像読み取り装置の様々な制御を行う。CPU20に示
すABはアドレスバスを示し、DBはデータバスを示し
ている。本実施例ではCPU20は8ビットのマイクロ
コンピュータとし、データバスのビット長は8ビットで
ある。
【0019】21は、メモリ19に対してアドレス信号
を発生するアドレス生成部であり、通常カウンタなどで
構成される。22は、メモリ19のアドレスを、CPU
20とアドレス生成部21のどちらから与えるかを選択
するセレクタである。
【0020】ここでは、入力する選択信号の論理がハイ
のときはCPU20のアドレス信号を選択し、ローのと
きはアドレス生成部21のアドレス信号を選択してメモ
リ19に与えるものとする。選択信号は、図示しないア
ドレスデコード回路において、アドレス空間の割り付け
に従い、CPU20のアドレス信号をデコード(CPU
20のアドレス信号がメモリ19に割り当てられたアド
レスであるか否かの判定)することで得られる。
【0021】CPU20がメモリ19に割り当てられた
アドレス空間に対応するアドレス信号を発すると選択信
号はハイとなり、CPU20がメモリ19に対してアク
セス可能となる。それ以外のとき、選択信号は常にロー
である。
【0022】23は信号線の接続、非接続を制御する単
方向バスコントローラである。信号Aの論理によって、
入力出力間の接続、非接続を制御する。信号Aは、例え
ばCPU20のI/Oポートから出力される。ここでは
信号Aがローのとき、単方向バスコントローラ23の入
出力間が接続するものとする。単方向バスコントローラ
23は、ADコンバータ16の出力とメモリ19のデー
タバス間の接続を制御する。シェーディング補正時、白
基準板を読んで白データをメモリ19に取得する(書き
込む)時のみ信号Aをローにする。また、信号Aはメモ
リ19のアドレスの最上位ビットを兼用しており、CP
U20がメモリ19をアクセスする場合を除き、メモリ
19のアドレスはアドレス生成部21からのアドレス信
号と信号Aで構成される。
【0023】24は信号線の接続、非接続を制御する双
方向バスコントローラである。イネーブル信号の論理に
よって、双方向バスコントローラ24の入出力間の接
続、非接続が制御され、さらに入出力制御信号の論理に
応じて入出力が決定される。ここではイネーブル信号が
ハイのときにJK間が接続し、JK間が接続した状態で
入出力制御信号がローのときはJが入力、Kが出力とな
り、逆にJK間が接続した状態で入出力制御信号がハイ
のときはJが出力、Kが入力となる。イネーブル信号お
よび入出力制御信号は、図示しないアドレスデコード回
路において、アドレス空間の割り付けに従い、CPU2
0のアドレス信号とリードライト信号(CPU20が外
部I/Oに対してリード動作を行うかライト動作を行う
かを示す信号(図示せず))とをデコード(CPU20
のアドレス信号がメモリ19に割り当てられたアドレス
であるか否かと、CPU20のアクセスモード(リード
/ライト)の判定)することで得られる。
【0024】CPU20がメモリ19のアドレス空間に
対応するアドレス信号を発すると、イネーブル信号はハ
イとなってCPU20がメモリ19に対してアクセス可
能となり、リードライト信号の論理によって入出力制御
信号の状態が決まる。
【0025】さて、メモリ19の構成について図2を用
いて説明する。説明を簡潔にするため、本実施例におい
て、メモリ19は8192×8ビットの構成で、すなわ
ち容量が8KB(キロバイト)メモリとする。メモリ1
9のアドレスは16進数記述で、0000h〜1FFF
hである。従って、メモリ19のアドレスは13ビット
であり、その最上位ビットの論理(0…ロー、1…ハ
イ)によって、2つのバンク(バンク0、バンク1)に
分けて構成し、使用する。バンク0、バンク1の容量は
ともに4KBである。図1において、CPU20による
メモリ19のアクセス時以外は、メモリ19のアドレス
(13ビット)は最上位ビットが信号A、下位12ビッ
トがアドレス生成部21からのアドレス信号で構成され
ることから、信号Aの論理によってバンクが選択される
ことになる。
【0026】以上のように構成された画像処理回路にお
いて、シェーディング補正時の白データの取得について
説明を行う。説明に際し、図3のフローチャートを参照
しながら説明を行う。まずCPU20によって、キャリ
ッジ8を白基準板15の読み取り位置に移動する(ステ
ップ1、図5参照)。
【0027】白基準板15を読み取ったデータ(白デー
タ)の取得は、単方向バスコントローラ23を介してデ
ータをメモリ19のバンク0に書き込むことである。よ
って、信号Aをローとし、ADコンバータ16の出力と
メモリ19のデータバス間を接続するとともに、CPU
20によるメモリ19のアクセスを禁止することで選択
信号はローであり、セレクタ22を介して信号Aとアド
レス生成部21からのアドレス信号によりメモリ19の
アドレスが構成される。白データは、主走査方向の各画
素毎に次々とメモリ19のバンク0(アドレス0000
h〜0FFFh)に書き込まれ、メモリ19に主走査方
向1ライン分の全読み取り画素における白データが格納
される(ステップ3)。なお、読み取りラインの先頭読
み取り画素の白データはアドレス0000hに書き込ま
れ、以下画素毎に順次0001h、0002hと更新さ
れたアドレスに書き込まれる。
【0028】メモリ19への主走査方向1ライン分の白
データの取得が終わると、今度はCPU20がメモリ1
9をアクセスする。CPU20のアクセス中は選択信号
がハイとなり、メモリ19のアドレスはCPU20のア
ドレスバス(AB)から与えられる。また、CPU20
がメモリ19のアクセスを正常に行えるように、メモリ
19とADコンバータ16の接続を解除しなければなら
ない。よって、信号Aをハイに切り換える(ステップ
4)。
【0029】白データの取得が1ライン目である時(ス
テップ5)、CPU20はメモリ19のバンク0に取得
された白データを読み出しては、対応するバンク1のア
ドレスに書き込む(バンク0のデータをバンク1にコピ
ーする)処理を、主走査方向1ライン分の全読み取り画
素にわたって行う(ステップ6)。
【0030】バンク0とバンク1のアドレス対応は、ア
ドレスの下位12ビットの一致である。例えば、バンク
0のアドレス0000hはバンク1のアドレス1000
hに対応する。
【0031】このようにして、CPU20が主走査方向
1ライン分の全読み取り画素における白データをメモリ
19のバンク1に書き込み終わると、白基準板15の読
み取り位置を変え、新たに主走査方向1ライン分の白デ
ータの取得に入る。CPU20によってキャリッジ8の
位置を変え、白基準板15の読み取り位置を変える(ス
テップ1)。上述したように、白データの取得において
は、信号Aはローであり、CPU20によるメモリ19
のアクセスを禁止するので、選択信号はローである(ス
テップ2)。そして、新たに主走査方向1ライン分の白
データをメモリ19のバンク0に取得する(ステップ
3)。この時点で、メモリ19のバンク1には、最初に
取得した主走査方向1ライン分の白データ(1ライン目
の白データ)が格納されたままの状態である。
【0032】メモリ19への主走査方向1ライン分の白
データの取得が終わると、CPU20がメモリ19をア
クセスする(アクセス中は選択信号はハイ、また信号A
もハイ。)。CPU20は、メモリ19のアドレス00
00h、1000hに格納されている白データ(白基準
板15を読み取った時の各ラインにおける先頭読み取り
画素のデータ)を読み込み、それら2つの白データのう
ち、大きい値の白データをメモリ19のアドレス100
0hに書き込む。同様の処理を、アドレスを1番地ずつ
更新しながら主走査方向1ライン分の全読み取り画素に
ついて行う。その結果、読み取り位置を変えて白基準板
15を2ライン分読んだ中で、各読み取り画素における
データの大きい方の値が白データとしてバンク1に格納
される(ステップ7)。
【0033】さらに白データの取得を継続する場合は
(ステップ8)、これまでの説明と同様に、キャリッジ
8を移動して白基準板15の読み取り位置を変え、メモ
リ19のバンク0にデータを取得し、バンク1に格納さ
れている白データと値を比較し、大きい方の値をバンク
1に書き込むことで、最終的にメモリ19のバンク1に
は各読み取り画素における白データの最大値が格納され
る。以上の処理により、白データの取得が完了する。
【0034】この後、実際の画像読み取り動作に移行す
る。画像読み取り時は、信号Aを常にハイとし、読み取
った画像データはシェーディング演算部18にのみ入力
する。この画像データに同期して、対応する画素の白デ
ータがメモリ19のバンク1から順次シェーディング演
算部18に送られ、黒メモリ17に保持されている黒デ
ータ(Dk)とあわせて式(1)の演算をリアルタイム
に処理しながら、次段の画像処理部へデータ(Ds)が
送出される。また、画像読み取り中はCPU20がメモ
リ19にアクセスすることを禁止し、双方向バスコント
ローラ24のイネーブル信号が常にローとなる。よっ
て、メモリ19はシェーディング演算部18に対しての
みデータバスが接続している。
【0035】このように、メモリ19を2つのバンクに
分けて構成し、バンク0を白データの取得エリア、バン
ク1を各読み取り画素における白データの最大値格納エ
リアとすることで、白データを複数ラインにわたって取
得することが可能となり、白基準板の読み取り位置での
ゴミやよごれの付着等による白データの低下、それによ
る読み取り画像への影響(スジの発生等)を防ぐことが
できる。
【0036】なお、本実施例では、バンク1には取得し
た白データの最大値を格納する方法を取ったが、取得し
た白データの平均値を白データとする等、種々変更する
ことができる。
【0037】また、メモリを2つのバンクに分けた構成
を例にとり説明を行ったが、もちろん2つ以上の複数に
分けて構成しても良い。バンク数を増やすことで、バン
ク数に応じたライン数分の白レベルを取得後、CPU2
0が各読み取り画素における最大値を所定のバンクに格
納すればよいので、CPU20の処理軽減と、白データ
取得処理時間の短縮につながる。バンク数は、読み取り
解像度と読み取り幅から決まる主走査方向の読み取り画
素数とメモリ容量から最適化すればよい。
【0038】
【発明の効果】本発明の画像処理回路は、白データを取
得、格納するメモリを複数のバンクに分けて構成するこ
とで、複数ラインにわたって白データの取得を行うこと
が可能となり、白基準板の読み取り位置でのゴミやよご
れの付着等による白データ値の低下、それによる読み取
り画像への影響(スジの発生等)を防ぐとともに、白デ
ータ取得用メモリの容量増大や数量増加を防ぎ、コスト
削減に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における画像処理回路の構成
【図2】本発明の一実施例における白データ取得用メモ
リの構成図
【図3】本発明の一実施例におけるシェーディング補正
時の白データの取得処理を表すフローチャート
【図4】従来の画像処理回路における画像処理の流れを
簡単に表したブロック図
【図5】従来の画像読み取り装置の読み取り部の構成図
【図6】従来の画像読み取り装置における読み取り領域
とイメージセンサ9の画素の対応図
【図7】従来の画像読み取り装置における白データおよ
び黒データの概念図
【符号の説明】
16 ADコンバータ 17 黒メモリ 18 シェーディング演算部 19 メモリ 20 CPU 21 アドレス生成部 22 セレクタ 23 単方向バスコントローラ 24 双方向バスコントローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イメージセンサを用いて原稿画像を読み取
    る画像読み取り装置に組み込まれ、前記イメージセンサ
    で読み取った画像データに対してアナログデジタル変換
    処理、シェーディング補正処理、MTF補正処理など行
    う画像処理回路であって、前記シェーディング補正処理
    において、白基準板を読んだときの白データを取得、格
    納するメモリを備え、前記メモリを複数のバンクに分け
    て構成したことを特徴とする画像処理回路。
  2. 【請求項2】白基準板の読み取り位置を変えて複数ライ
    ンにわたって白データを取得する際、所定のバンクを除
    く前記複数のバンクの各々には白基準板の読み取り位置
    が互いに異なる白データが取得されることを特徴とする
    請求項1記載の画像処理回路。
  3. 【請求項3】白基準板の読み取り位置を変えて複数ライ
    ンにわたって白データを取得する際、所定のバンクを除
    く前記複数のバンクの各々には白基準板の読み取り位置
    が互いに異なる白データが取得され、前記所定のバンク
    には他のバンクに取得された白データから算出されるデ
    ータが格納されることを特徴とする請求項1記載の画像
    処理回路。
  4. 【請求項4】白基準板の読み取り位置を変えて複数ライ
    ンにわたって白データを取得する際、前記複数のバンク
    の各々には白基準板の読み取り位置が互いに異なる白デ
    ータが取得されることを特徴とする請求項1記載の画像
    処理回路。
  5. 【請求項5】白基準板の読み取り位置を変えて複数ライ
    ンにわたって白データを取得する際、前記複数のバンク
    の各々には白基準板の読み取り位置が互いに異なる白デ
    ータが取得され、その結果、前記複数のバンクの中の所
    定のバンクに、複数ラインにわたって取得した白データ
    から算出されるデータが格納されることを特徴とする請
    求項1記載の画像処理回路。
JP7158994A 1995-06-26 1995-06-26 画像処理回路 Pending JPH099055A (ja)

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