JPS60189372A

JPS60189372A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPS60189372A
Application number: JP59042846A
Authority: JP
Inventors: Taku Sakamoto; 坂本　卓
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-03-08
Filing date: 1984-03-08
Publication date: 1985-09-26
Also published as: GB2155730B; DE3507933A1; GB2155730A; GB8504801D0

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、カラーフィルム等のような広域の濃度をもつ
濃淡画像を、複数の光電変換素子（セル）等が線状ない
し面状に配置されてなるアレイセンサにより、豊富な階
調で、しかも忠実に読取るための画像入力装置を関する
。

（従来技術）アレイセンサによって原画を読取るとき、個々のセルの
光電変換特性のバラつきがあるので、補正することが必
要となる。

しかし、従来の画像入力装置では、例えば実開昭５８−
１９５６６号明細書に示されるように、あらかじめ各セ
ルの受光感度に関連したデータを記憶させ、実際の画像
読み取り時には、各セルからの画像信号に、受光感度に
関連した信号を積算演算することによって、入力画像の
修正を行なうようにしたものであった。

この修正方法は、照明条件及びセルの変換特性を総合し
て補正係数が決められるから補正データを記憶させた時
と同等の高照度の照明条件の下では、個々のセルの受光
感度のムラの影響を受けないが、カラーフィルムのよう
な広域の濃度をもっ濃淡画像の読み取りにおいては、セ
ンサー各セルの暗電流にもバラツキがあるため、各セル
での高照度時の感度差の補正だけでは、特に原稿の暗部
において、正確な画像読み取りが行なえないという欠点
である。

また、補正のための積算演算には、Ｄ／Ａ変換器とアナ
ログ乗算器又は高速のディジタル乗算器が必要であり、
補正の精度は、たとえば１％程度に設定した場合でも、
１．１０とか０．９５といった３桁の補正係数との乗算
に必要なメモリ容量は、７ビツト（０乃至２’−１）と
なり、回路構成は複雑化し高価なものとなるから、補正
精度に限界があった。

（発明の目的）本発明は、光センサの個別セルにおける感度特性を補正
する最適な画像入力装置を提供することを目的とするも
のである。

（発明の構成）本発明の装置は、各セルへの入射光量にもとづいて光電
変換するアレイセンサと、３− このアレイセンサの出力信号から暗時成分を除去する第
１の演算回路と、この第１の演算回路の出力信号を対数値に変換する対数
変換回路と、前記アレイセンサへ白レベル基準入射光を入力したとき
の各セル毎の出力信号にもとづき、対数変換された基準
信号を記憶する記憶手段と、前記アレイセンサの各セル
から入力され対数変換された画像信号を、前記記憶手段
から対応セル毎に読出される白レベル基準信号をもって
、加減算により補正する第２の演算回路とを具備してなることを特徴としている。

（発明の効果）本発明は、このような構成としたことにより、アレイセ
ンサの各セルの変換特性を、暗時及び白レベル基準入射
光の入力時にそれぞれ補正でき、入力画像の補正精度が
高まるとともに、白レベル基準信号が対数変換されて、
加減算による補正がなされることによって、補正のため
の演算速度やその信頼性が向上し、しかも、構造が比較
的に簡４− 単である等の多大な効果を奏することができる。

（実施例）以下、本発明を適用した実施例を、添付図面に基づいて
説明する。

複数個の光電変換素子、すなわち、セルを７１ノイ状に
並べた固体撮像素子として、ここでは、Ｃ０Ｄ（チャー
シカプルデバイス）を例にとって説明する。

ＣＣＤセンサは、原理的に１回の走査期間内の積分光量
に比例する電気信号を出力するとみなされるが、第４図
の入射光量ｅと出力信号をＶの特性図に示されるように
、各セル毎に感度ａ１　とオフセット値ｂ□がわずかず
つ異なるために、同一入射光量ｅがあっても、各セルの
出力信号Ｖ□もわずかずつ異なる。

しかし、通常は点線で示す如く、変換特性の直線性は保
持されるから、ｅとＶｌとの関係は、次式で示すことが
できる。

ｖｌ　＝ａ１ｅ＋ｂｉ　（］）ところが７実際に各セルで画像を入力して出力信号を得
る場合に、画像原稿そのものへの照度や照度分布等の照
度条件、結像光学系に特有のｃｏｓ４０則やケラレ現像
等が、入射光量ｅに係るパラメータに加わって、事態は
かなり複雑となる。

そこで、各セル固有のパラメータを考慮すると、入射光
量ｅ１はｉ番目のセルＳ□に対応する位置の原稿照明用
の照度Ｉｆ、その位置の原稿の反射率、あるいは透過率
Ｒｉミーセル１に対応する位置から、レンズ中心を見込
む線と光軸とのなす角θ１、およびセルＳ、の光量積分
時間Ｔを各パラメータとして、次式で決められると、考
えることができる。

ｅ１＝■１・Ｒ４・Ｃ０８４θ、−Ｔ　（２）上記（１
）、（２）式から、今求めようとする反射率又は透過率
Ｒ１にて解くと、ｖ□＝ａ１・１１・Ｒ１・Ｃ０８４θ１・Ｔ＋ｂ。

二０１・Ｒ１＋ｂ□（３）（ただし、ｃｌ　＝ａ１４１−ｃｏｓ４　θｉ・Ｔ）と
なることがわかる。すなわち、Ｃ１は照明条件や積分時
間を考慮した総合ガンマ特性値ともいうべき値で、この
値ｃ１と暗時出力ｂ０とによって、各セルの出力特性が
決められうるのである。

このように、本発明においては、濃度画像の調子を損う
ことなく、かつ受光感度のムラの発生を抑えて正確な画
像入力を得るため、上記（３）式のＣ１ｒｂｊの変動に
対しても、出力信号Ｖ□が、原稿の反射率あるいは透過
率Ｒ，にのみ依存する信号となるようにしている。

第１図は、本発明の第１実施例を示す回路構成図である
。

ＣＣＤセンサを備えるカメラ（１）は、切換スイッチ（
２）に接続されており、その出力信号ｖ１は、切換スイ
ッチ（２）を介して、Ａ／Ｄ変換（アナログ・ディジタ
ル）変換器（３）、あるいはアナログ加減算回路（４）
の（＋）入力端に切換えて出力される。

暗時成分を記憶するとき、切換スイッチ（２）は、Ａ／
Ｄ変換器（３）側に切換えられ、Ａ／Ｄ変換器（３）の
出力は、メモリ（５）に接続され、ここでは、後述する
各セルＳｊの位置（セル番号）ｉをアドレ７− スとして、それに対応する暗時成分ｂ１を記憶するよう
になっている。

暗時成分が記憶された後で、切換スイッチ（２）は、ア
ナログ加減算回路（４）側に切換えられる。

メモリ（５）の出力信号は、Ｄ／Ａ　（ディジタル・ア
ナログ）変換器（６）を介して、上記加減算回路（４）
の（−）入力端に入力され、一方、これと同期してカメ
ラ（１）で読み取られた各セルＳ、の画像入力Ｖ□は、
切換スイッチ（２）を介して、加減算回路（４）の（＋
）入力端に接続される。

これにより、加減算回路（４）からは、対応セルＳ、の
画像入力ｖ１から暗時成分ｂ１が除去された信号ｖｉ　
ｂｌが出力される。

加減算回路（４）の出力信号は、対数変換回路（７）を
介して、切換スイッチ（８）に接続されており、対数変
換された出力信号ｌｏｇ（ｖ　ｉ　−ｂ□）は、加減算
回路（９）の（＋）入力端あるいは加減算回路（１０）
の（＋）入力端に、切換えて出力されている。

白レベル基準入射光をカメラ（１）から入力するとき、
切換スイッチ（８）は、加減算回路（９）側に切８− 換えられる。

加減算回路（９）は、入力信号の変化分のみを取り出す
ために、（−）入力端から、非変動値に対応する一定値
の入力信号Ｅが供給され、その出力端には、ｌｏｇ（ｖ
□−ｂｌ）−Ｅが出力され、Ａ／Ｄ変換回路（１１）を
介して、メモリ（１２）に接続されている。

このメモリ（１２）は、カメラ（１）に白レベル基準入
射光を入力したとき、各セルＳ、毎の出力信号にもとづ
き対数変換回路（７）で、対数変換された基準信号は、
全面Ｒ，＝１としたとき、第（３）式を代入すると、ｌｏｇ（ｖ　１−　ｂ　１　）＝ｌｏｇｃ　Ｉ　Ｒ４＝
１ｏｇｃ　１　＋１ｏｇＲ４＝ｌｏｇｃ　１となり（’
、’　ｌｏｇ　１　＝　Ｏ）、１ｏｇｃｌから、加減算
回路（９）において一定値Ｅを減じた値ｌｏｇ　ｃｍ−
Ｅを記憶するためのもので、メモリ（１２）の出力端は
、Ｄ／Ａ変換器（１３）を介して、加減算回路（ｌＯ）
の（−）入力端と接続される。

以上は本発明の装置を有効に働かせるために必要な準備
作業であり、本来の目的である原稿毎の画像情報Ｒ１を
カメラ（１）から入力するとき、切換スイッチ（２）は
加減算回路（４）側のままで、切換スイッチ（８）は加
減算回路（１０）側に切換えられる。

加減算回路（１０）では、（＋）入力端の信号ｌｏｇ（
ｖ　１−　ｂ□）と（＝）入力端への一定値Ｅ及びメモ
リ（１２）から読み出され、Ｄ／Ａ変換器（１３）を介
してのメモリ（１２）出力信号］、ｏｇｃｍ−Ｅとの間
での演算が行なわれ、前記（３）式から明らかなように
、（＋）入力端の信号が、１、ｃｌ二（ｖ４−Ｊ　）＝］ｏｇｃｊＲ４＝］ｏｇｃ
ｉ　＋］、ｏｇＲ１（４）であり、（−）入力端の信号がｌｏｇ　ｃｍ−Ｅ＋Ｅ＝
］ｏＢｃ１であるから、加減算回路（１０）の出力端か
らの信号は、ｃｌの成分が除去され、ｌｏｇＲｌとなる
ように構成されている。

次に、この実施例の装置の全体の動作及び入力画像の補
正動作について、簡単に説明する。

画像入力補正動作は、以下の３つのステップに従って実
行される。

第１ステップ：暗時成分す、を記憶させるステップ・カメラ（１）に、たとえばシャッタを設けて、全遮光条
件の下での出力０３号を、スイッチ（２）を介してＡ／
Ｄ変換器（３）に供給し、ディジタル値どして、カメラ
（１）の名セルｓ１毎の暗時成分１】。

を、メモリ（５）に記憶させる。

すなわち、カメラ（１）への入射光琺は零であるから、
前記（１）式より明らかなように、暗時出力成分は、ｖ
１＝ｂ４となり、また第４図において示される通り、こ
の値ｂ□のバラつきは小さく、従って、Ａ、　／　Ｄ変
換器（３）の精度は、要求されるダイナミックレンジに
対して、何倍程度のバラつきが生じるかに応じて決まる
。

例えば、ダイナミックレンジを＋０００：］、ｂｊが常
に１６以下であれば、Ａ、　／　Ｄ変換器（３）は、４
ビット程度で十分であり、メモリ（５）も、各センサ毎
に４ビツトあればよいことがわかる。

第２ステツプ二白レベル基準設定ステツプ（自レベル補
正値設定ステップ）。

カメラ（１）に対して、白紙条件つまり反射率Ｒ１ｌ− ＝１あるいは原稿ぬき条件つまり透過率Ｒ＝］の白レベ
ル基準入射光を入力し、その時の各セルでの光電変換さ
れた出力信号を、切換スイッチ（２）によって、加減算
回路（４）の（＋）入力端へと供給する。この時、メモ
リ（５）から対応位置のセルＳ１の暗時成分ｂ□を、カ
メラ（］）と同期させて順次読み出し、それをＤ／Ａ変
換して、加減算回路（４）の（−）入力端に供給するこ
とによって、カメラ（１）の各セルＳ１の各出力信号Ｖ
１から暗時成分ｂ１が除去される。

すなわち、ｖｌ−ｖ１＝ｃＩ　Ｒ４＋ｂ４−ｂｌ：ｃ１Ｒ４＝ｃ、（ただし、Ｒｔ＝１）　（５）が加減
算回路（４）の出力となり、対数変換回路（７）によっ
て１．ｏｇ圧縮される。

切換スイッチ（８）を加減算回路（９）側に倒しておく
ことにより、対数変換された基準信号１ｏｇｃｊの変動
幅を予め見込んでおくことにより、その変動幅以下の一
定しベルＥを加減算回路（９）で減算（］ｏｇｃ１−Ｅ
）Ｌ／て、その変化分ΔＱ１１２− （＝］、ｏｇｃｍ−Ｅ）のみがＡ、　／　Ｄ変換され、
メモリ（１２）に記憶される。

なお、ここでは、説明の都合上、Ｒ＝１の条件で、感度
補正値式ｃｊをもとめるものとしたが、そのとき、入力
すべき原稿面で、全面均一で、がつほぼＲ＝１に近い反
射原稿、あるいは透過原稿を設置して、感度補正値をも
とめさせても良い。

以上、第１、第２ステツプにより、各セルＳ。

の暗時成分ｂｉと、白レベル基準信号の変動分ΔＣ□が
、それぞれメモリ（５）、（＋２）に記憶できる。

これらの第１、第２のステップが前準備ステップであり
、次の第３ステツプが、原稿画像がスカされる間引きつ
づき行われる。

ステップ３：通常使用ステップ（画像入力補正動作ステ
ップ）。

カメラ（１）により、原稿画像を読み取るとき、切換ス
イッチ（２）は加減算回路（４）側に、切換スイッチ（
８）は加減算回路（■０）側に倒しておく。

カメラ（１）からの画像信号ｖｊは、それに同期して、
メモリ（５）から対応位置の暗時成分が読み出され、加
減算回路（４）で除算され、その後、対数変換された画
像信号ｌｏｇ　（ｖ□−犯）が、それに同期してメモリ
（１２）から対応位置の白レベルに基準信号の変動分Δ
ｃｉが読み出され、Ｄ／Ａ変換器（１３）を介して加減
算回路（１０）で減算される。

上記演算プロセスは、次のようになる。

ｌｏｇ（ｖｉ　−ｖ４　）−ΔＣ１−Ｅ＝ｌｏｇ（ｃ、
ＩＲｌ　＋ｂ１−ｂ□）−（１ｏｇｃｍ−Ｅ）　−Ｅ＝
］ｏｇｃｉ　Ｒ，−］ｏｇｃ。

＝ｌｏｇｃｍ＋］ｏｇＲ４−１ｏｇｃｍ＝１ｏｇＲ４（
６）このようにして、個別のセルＳ１毎の暗時成分ｂ□
や、総合ガンマ特性値に相当する各パラメータの相乗値
Ｃ□のバラつきは除去され、加減算回路（］０）の出力
１ｏｇＲ４には、原稿の反射率あるいは透過率Ｒ□にの
み依存する信号が得られる。

この実施例においては、ステップ３で読み取られる画像
信号は、アナログ信号のままで処理され、出力１ｏｇＲ
□が画像濃度信号そのもののアナログ信号で得られるか
ら、入力画像を更に後続する機器でアナログ処理する場
合には、極めて信頼性が高いものとなる。

第２図は、本発明の第２実施例を示す回Ｎ構成図である
。

この実施例は、第２の演算回路である加減算回路（１４
）をディジタル化したもので、対数変換回路（７）と切
換スイッチ（８）の間にＡ／Ｄ変換器（１５）を設け、
第１実施例におけるＤ／Ａ変換器（１３）を除去するよ
うにしている。

このように構成することにより、Ｄ／Ａ変換器（１３）
を省略でき、かつ出力１ｏｇＲ１がディジタル信号とし
て得られ、後続の処理装置がディジタル機器である場合
に、適切な画像入力装置が得られる利点がある。

第３図は、本発明の第３実施例を示す回路構成図である
。

この実施例では、カメラ（１）の光電変換された出力信
号を、ただちにＡ／Ｄ変換器（１５）によりディジタル
信号に変換し、第１、第２実施例におけるＤ／Ａ変換器
（６）を除去するようにしている。

したがって、加減算回路（４′）以降の信号処理は１５
− すべてディジタルとなり、対数変換回路（１６）も、デ
ィジタル型のｌｏｇ変換テーブルで構成される。

このように構成することにより、メモリ（５）。

（１２）の前後におけるＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器が
不要となり、回路構成がさらに簡単となる。

本発明は、以上述べた第１ないし第３実施例以外にも、
種々変形して実施することができ、たとえば、暗時成分
を除去するために設けられたメモリ（５）は、総合ガン
マ特性値Ｃ１のバラつきにくらべて、暗時成分ｂ１のバ
ラツキが無視しうる程度に小さければｂｌの平均値に相
当する信号を外部から入力することにより除去でき、回
路構成を一層簡単化することができ、しかも、作業ステ
ップとしても、第１ステツプが不要となる等、必要な精
度に応じて、変形実施することができるものである。

また、前述した各実施例において、メモリ（５）。

（１２）に記憶される信号ｂｉｔΔｃ１は、いずれも。

各セルを複数回走査したうえで入力することによって、
それらをそれぞれ平均値として記憶するよ１６− うにすれば、Ａ／Ｄ変換器（３）、（１１，）、（１５
）等での量子化エラーを減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す回路構成図。第２図は、本発明の第２実施例を示す回路構成図、第３図は、本発明の第３実施例を示す回路構成図、第４図は、ＣＣＤセンサの入射光量ｅと出力信号Ｖとの
関係を示す特性図である。（１）カメラ　（２）切換スイッチ（３）Ａ／Ｄ変換器　（４）加減算回路（第１の演算回
路）（５）メモリ（第１の記憶手段）　（６）Ｄ／Ａ変
換器（７）対数変換回路　（８）切換スイッチ（９）加
減算回路　（１の加減算回路（第２の演算回路）（１１
）Ａ／Ｄ変換器　（１２）メモリ（第２の記憶手段）（
１３）Ｄ／Ａ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各セルへの入射光量にもとづいて光電変換するア
レイセンサと、このアレイセンサの出力信号から暗時成分を除去する第
１の演算回路と、この第１の演算回路の出力信号を対数値に変換する対数
変換回路と、前記アレイセンサへ白レベル基準入射光を入力したとき
の各セル毎の出力信号にもとづき、対数変換された基準
信号を記憶する記憶手段と、前記アレイセンサの各セル
から入力され対数変換された画像信号を、前記記憶手段
から対応セル毎続出される白レベル基準信号をもって、
加減算により補正する第２の演算回路とを具備してなることを特徴とする画像入力装置。
（２）各セルの入射光量にもとづいて光電変換するアレ
イセンサと、アレイセンサの各セルに対応する暗時成分を記憶する第
１の記憶手段と、このアレイセンサの出力信号から、前記第１の記憶手段
に記憶されている暗時成分を除去する第１の演算回路と
、この第１の演算回路の出力信号を対数値に変換する対数
変換回路と、前記アレイセンサへ白レベル基準入射光を入力したとき
の各セル毎の出力信号にもとづき、対数変換された基準
信号を記憶する第２の記憶手段と、前記アレイセンサの
各セルから入力され対数変換された画像信号を、前記第
２の記憶手段から対応セル毎に読出される白レベル基準
信号をもって、加減算により補正する第２の演算回路とを具備してなることを特徴とする画像入力装置。