JPS6180967A - シエ−デイング補正方式 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、ディジタル複写機やファクシミリ等において
撮像出力画像に生ずる撮像系のシェープインクを、白色
較正板の撮像出力として得られるシェーディングデータ
により補正するシェーディング補正方式に関し、特に、
シェーディング撮像系の撮像出力データの飽和に基づく
シェーディング補正の擾乱を排除して、撮像出力レベル
の如何に拘わりなく、シェーディング補正が適正に行な
われるようにしたものである。

〔従来技術〕

一般に、画像原稿をＣＣＤラインセンサ等の撮像素子に
より撮像して画像信号に変換したものを再生表示した再
生画像には、原画像にない緩かな濃度変化、すなわち、
いわゆるシェーディングが画郭一杯に生ずる。このシェ
ーディングは、ＣＣＤラインセンサにおける感度分布の
不均一性等、撮像系の画郭内における撮像条件の不均一
性に基づいて生ずるものであり、均一濃度の白色較正板
を同−黒像素子により撮像した場合における木来均−濃
度となるべき再生画像に不所望の緩かな濃度変化として
現われる。

実際の濃淡画像原稿を撮像した場合には、本来の画像信
号にこのシェーディング濃度変化が重畳加算されて再生
画像にいわゆるシェーディングの濃度歪みを生ずる。

従って、一般に、この種撮像系においては、画像原稿を
撮像した画像信号から、あらかじめ白色較正板を撮像し
て得ておいたシェーディング濃度変化分を減算して本来
の画像信号成分のみとする、いわゆるシェーディング補
正を施す。

しかして、従来行なわれていたシェーディング補正のう
ち、撮像出力画像信号をＡ−Ｄ変換してディジタル画像
信号の形態で所要の信号処理を行なうディジタル撮像系
で行なうシェーディング補正においては１画像原稿と白
色較正板との双方をＣＣＤラインセンサ等の同一撮像素
子により撮像した撮像出力信号を、いずれもＡ−Ｄ変換
してディジタル信号となし、そのディジタル信号に対し
てソニーディング補正を行なっていた。

Ｃ問　題　点〕 しかしながら、かかるディジダル・シェープインク補正
においては、撮像出力アナログ信号をディジタル信号に
変換するＡ−Ｄ変換回路のダイナミック・レンジ、すな
わち、入力アナログ信号の上限値と下限値とが一定であ
り、撮像出力アナログ信号を増幅する前置増幅器の増幅
出力アナログ信号の信号振幅が、上述したダイナミック
・レンジの上限値および下限値の双方を超えてしまうこ
とがある。

このような場合には、例えば、第２図に示すように、増
幅出力アナログ信号の最低信号レベルをＡ−Ｄ変換器の
ダイナミック・レンジの下限値に合わせたとしても、高
信号レベル側が上限値を超えてしまうので、増幅出力ア
ナログ信号における図示の区間Ｂの部分が飽和して、変
換出力ディジタル信号にはその区間Ｂに相当する部分の
濃度変化が現われなくなる。

従って、均一濃度の白色較正板の撮像出力であるにも拘
らず、シ、ニーディング濃度変化の変換出力ディジタル
信号、すなわち、シェーディングデータにがかる位相が
生ずるような撮像系においては、アナログの撮像出力が
本来有する濃度情報の一部がディジタル信号からは失な
われる。かかる飽和を呈するシェーディングデータを重
畳加算した形７ｇの画像原稿撮像出力ディジタル画像信
号には、さらに過度の飽和が生じ、所要のシェーディン
グ補正が行なわれないばかりでなく、第３図に示すよう
に、Ａ−Ｄ変換出力デイジタル画像信号には、増幅出力
アナログ画像信号が木来有していた画像情報の一部、例
えば図示の区間Ａの部分の１Ｔｉｉ像情報が失なわれて
しまうという欠点があった６ 〔目　　的〕 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、ディジ
タル撮像系において、増幅出力アナログ信号がＡ−Ｄ変
換器のダイナミック・レンジを超えても飽和することな
く、所要のシェーディング補正を行なうことができ、し
かも、実質的にダイナミック・レンジを拡大し得るよう
にしたシェープインク補正方式を提供することにある。

本発明の他の目的は、シェーディング補正方式において
は、ディジタル撮像系においてシェーディング補正を行
なう際に、Ａ−Ｄ変換出力デイジタル信号の飽和を検出
した結果を前置増幅器に帰還してその増幅利得を制御し
、増幅出力アナログ信号が、常にＡ−Ｄ変換器のダイナ
ミック・レンジを超えないようにするシェーディング補
正方式を提供することにある。

〔実　施　例〕

以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、本発明方式によりシェーディング補正を行なうデ
ィジタル撮像系の回路構成の例を第１図に示す。

第１図において、１はＣＣＤラインセンサよりなる撮像
素子、２は撮像素子１の撮像出力信号を増幅する前置増
幅器である。３は増幅器２の増幅出力アナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器である。４は白色
較正板を撮像したときのＡ−Ｄ変換器３の変換出力とし
て得られるシェーディングデータを格納するランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）である。

５はシェーディング補正用リードオンリメモリ（ＲＯＭ
）であって１画像原稿を撮像したときのＡ−Ｄ変換器３
の変換出力として得られるディジタル画像信号とシェー
ディングＲＡＭ４がらのシェーディングデータとのあら
ゆるレベルの組合わせデータを格納しておき、それぞれ
の入力データをアドレスとして両者の差としてのシェー
ディング補正出力ディジタル画像信号を画素毎に取出す
。

６は、第２図および第３図に示したＡ−［１変換器のダ
イナミックレンジの上限値に相当する固定のディジタル
値ＰとＡ−Ｄ変換器３の変換出力ディジタル信号のディ
ジタル値Ｒとの大きさを比較するコンパレータである。

７はコンハレータロにおいて変換出力ディシタル信号の
ディジタル値が固定のディジタル値Ｐを超えたディジン
ト数を計数する／ヘイナリヵウンタ、８はカウンタ７の
係数出力の２進数Ｙを適切な所定の２進＠Ｘと比較する
コンパレータである。　　９はコンパレータ８において
２進数Ｙが２進数Ｘを超える都度歩進する／ヘイナリヵ
ウンタ、ＩＯはカウンタ９の計数出力２進数Ｚを符号化
するエンコータである。１１〜１４はエンコーダ１ｏの
出力ＳＬＩ〜ＳＬ４を反転させるインバータである。

以上の構成要素４〜ｌＯによってシェーディング補正を
行なうシェーディング補正回路１５を構成する。

以上の各構成要素からなる第１図示の撮像系はつぎのよ
うに動作する。

まず、ＣＣＤラインセンサ１により被写体を撮像した撮
像出力画像信号は、前置増幅器２に供給され、ここで増
幅される。その前置増幅器２は、演算増幅器の形態に構
成することができ、出力電位を可変抵抗ＶＲ４および抵
抗Ｒ５〜Ｒ８よりなる抵抗分割器により分割した点ｅお
よび出力端ｆの電位をそれぞれＶｅおよびＶｆとし、可
変抵抗ＶＲ４が帰還抵抗Ｒ４に比して十分に小さいとす
ると、入力直列抵抗Ｒ１に対して、増ｖＡ率ルは、 となる。

しかして、前置増幅器２の増幅出力アナログ信号をＡ−
Ｄ変換器３により変換した変換出力ディジタル信号のデ
ィジタル値Ｒをコンパレータ６により固定ディジタル値
Ｐと比較して、Ａ−Ｄ変換器３のダイナミックレンジの
上限値に相当するディジタル値Ｐを超えるデイジント数
を計数したカウンタ７の計数出力の２進数Ｙが、コンパ
レータ８により所定の２ｎ数Ｘを超える都度、比較出力
パルスを発生させる。

この出力パルスをカウンタ９により計数した計数出力の
２　ａ６２　ｚをエンコーダ１０により符号化し、その
２進３１　Ｚの値に応して出力ＳＬＩ〜ＳＬ４のいずれ
かが１゛となる。

しかして、図示の撮像系の電源投入時には、カウンタ９
は図示していない信号によりリセットされ、エンコーダ
ｌＯの出力ＳＬＩのみが“１′°となっている。従って
、演算増幅器２の出力側抵抗ブリータ回路における点ａ
の電位がＯｖとなり、可変抵抗ＶＲ４の出力点ｅの電位
Ｖｅが最小値となるので、前述した増幅率μは、電源投
入の始動時には最大の状態になっている。

その結果、ＣＣＤラインセンサ１からの最初の撮像出力
アナログ信号が前置増幅器２に供給されたときには、第
４図に示す増幅特性曲線における最大のセンサ増幅信号
Ｃ１の状態になる。ここで、入力アナログ信号の大部分
がダイナミックレンジの上限を超えているものとすると
、かかる状態におけるＡ−Ｄ変換出力ディジタル信号は
、破線により示すように、その大部分が飽和した状態に
なり、所要のシェーディング補正はほとんど行なわれな
くなる。

本発明方式のシェーディング補正においては、かかる飽
和状態を解消するために以下のように動作する。

上述のようにＡ−Ｄ変換出力デイジタル信号が表わすデ
ィジタル値Ｒの大部分が飽和状態にあれば、コンパレー
タ６からは多数のディビット数がカウンタ７に導かれ、
その計数出力をコンパレータ８により所定値Ｘと比較し
た多数の比較出力がカウンタ９に供給されるので、エン
コーダｌＯの出力か歩進して、まず、出力ＳＬ２が°°
１゛°となり、従って、抵抗ブリーダ回路の下位電位点
すがＯｖとなる。

その結果、可変抵抗出力点ｅの電位Ｖｅが増大して増＃
Ａ率用が低下し、そのときの増幅特性は第４図に示すセ
ンサ増幅信号のＣ２の状態となり、飽和状態がやや緩和
される。

以下、同様の回路動作を繰返して、最終的には、エンコ
ーダ１０の各出力孔１−５Ｌ４のうちのいずれか、例え
ば、出力ＳＬ３が“１°゛となったときに、第４図にお
けるセンサ増幅信号Ｃ３の状態となって、Ａ−Ｄ変換出
力デイジタル信号のいずれの部分においても飽和が生じ
ない状態になったときの増幅率に収束して固定される。

かかる状態においては、Ａ−Ｄ変換出力デイジタル信号
を繰返しコンパレータ６に供給しても、カウンタ９の計
数出力は変化せず、エンコーダ１０の出力も一定となる
。

しかして、画像原稿を撮像した撮像出力アナログ信号を
Ａ−［１変換するに当っては、一般に、原稿画像におけ
る濃度変化のラチチュードに合わせてＡ−Ｄ変換器のダ
イナミックレンジを設定するのであるから、その撮像率
にシェーディングが生じなければ、上述したようなＡ−
Ｄ変換出力ディジタル信号の飽和が生ずることはない。

しかしながら、原稿画像における濃度変化のラチチュー
ドを超える大幅のシェーディングがその撮像系に生ずる
場合には、白色較正板をその撮像系により撮像したとき
の増幅出力アナログ信号に対して上述した飽和が生じ、
その撮像系に生ずるシェーディングに忠実に対応したシ
ェーディングデータが得られない、従って、適正なシェ
ーディング補正が行なわれなくなる。

このような場合には、画像原稿の撮像に先立って白色較
正板を撮像して得られる増幅出力アナログ信号について
上述した飽和状態解消のための増＠率修正の過程を繰返
し、最終的に無飽和の状態になったときの増幅率に固定
して得られたシェーディングデータをシェープ１゛ング
ＲＡＭ４に格納し、そのときの増幅率に固定した状態で
以後の画像原稿の撮像を行ない、ＲＡＭ４に格納しであ
るシェーディングデータを読出して前述したシェーディ
ング補正を画像原稿撮像出力データに施す。

原稿画像本来の濃度変化のラチチュードに対しては勿論
Ａ−Ｄ変換出力の飽和が生じない。また、シェーディン
グデータについても、上述した増幅率の補正設定によっ
て、飽和が生じないようにした状態においても、シェー
ディングによる濃度変化のラチチュードが原稿画像にお
ける濃度変化のラチチュードと同程度の場合などには、
シェーディングによる濃度変化を加算した状態の画像原
稿ＩＥｔ＆出力に対しては、Ａ−Ｄ変換出力ディジタル
信号に飽和が生ずる場合が充分に生じ得る。

かかる場合には、前述したようにして修正設定した増幅
率によりシェーディングデータを求め、そのシェーディ
ングデータを用いてシェーディング補正を施した後の再
生画像には、飽和によりシェーディング補正が適切に行
なわれなかった部分に画像歪みや残りのシェーディング
が生ずることになる。

従って、この場合には、シェーディング補正設定時の増
幅率によって得た画像原稿撮像時の増幅出力アナログ信
号について前述した増幅率修正の過程を繰返して行ない
、その増幅出力アナログ信号についても飽和が生じない
状態まで、増幅率を再度修正して固定し、その増幅率に
よって再度シェーディングデータを求める。以後は、そ
の再修正した増幅率によって画像原稿の撮像を行なうよ
うにすれば、適切にシェーディング補正が施された歪み
のない再生画像が得られるようになる。

上述したように、本発明方式によるシェープインク補正
においては、前置増幅器２の増幅出力アナログ信号のラ
チチュードがＡ−Ｄ変換器３のダイナミックレンジに適
合するように、Ａ−Ｄ変換出力デイジタル信号の飽和状
態に応じて前置増幅器２の増幅率を修正するのであるが
、かかる増幅率修正過程に先立ち、増幅器出力回路、す
なわち、変換器入力回路における抵抗ブリーダ回路の可
変抵抗を適切に、Ｊ！Ｉ整して、増幅出力アナログ信号
のラチチュードが上限および下限においてなるべくＡ−
Ｄ変換器３のダイナミックレンジを超えないようにする
こと勿論である。

しかして、第１図および第４図につき前述したように前
置増幅率修正により飽和の発生を防止する本発明方式の
シェーディング補正は、カラー画像原稿を撮像した場合
の三原色撮像系ににおける各原色撮像系についても個々
に適用することができる。

かかる三原色撮像系Ｒ，Ｇ、Ｂに本発明方式のシェーデ
ィング補正を適用する場合には、第５図に要部のみを示
すように、各原色撮像系にそれぞれ独立に、第１図示の
構成によるシェーディング補正回路１５を設けてもよい
。

あるいはまた、第６図に要部のみを示すように、いずれ
かの原色撮像系（第６図の例ではＲ系）にのみ第３図示
の構成により前置増幅器２の増幅率を修正するようにし
たシェーディング補正回路１５を設け、他の２原色撮像
系ＧおよびＢについては、このＲ系統のシェーディング
補正回路１５の出力によって各前置増幅器２の増幅率を
補正設定するようにすることもできる。

〔効　　果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像
原稿の撮像に先立って白色較正板を撮像して得たシェー
ディングデータにより画像原稿撮像出力にシェーディン
グ補正を施すディジタル撮像系において、前置増幅出力
アナログ信号のラチチュードをＡ−Ｄ変換器のダイナミ
ックレンジに一致させて、飽和および歪みを生ずること
なく、忠実にシェーディング補正を施すことができるの
で、従来調整が煩雑で良好な調整状態を得るのが困難で
あった前置増幅器の増幅率をＡ−ロ変換器のダイナミッ
クレンジに適合させて自動調整することができ、高効率
のＡ−０変換およびシェーディング補正を確実に、しか
も容易に行ない得るという格別の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式によるシェーディング補正を行なう
ディジタル撮像系の構成例を示すブロック線図、 第２図はディジタル撮像系におけるアナログ−ディジタ
ル変換特性の例を示す特性曲線図、第３図はディジタル
撮像系におけるＡ−Ｄ音検出力デイジタル信号の飽和状
態の例を示す特性曲線図、 第４図は本発明によりシェーディング補正を行なうディ
ジタル撮像系における前置増幅率修正の態様の例を示す
特性曲線図、 第５図および第６図は本発明方式のシェーディング補正
を三原色ディジタル撮像系に適用した構成例の結線の要
部をそれぞれ示す回路図である。 １・・・ＣＣＤ　ラインセンサ、 ２・・・前置増幅器、 ３・・・Ａ−Ｄ変換器、 ４・・・シェーディングＲＡＭ、 ５・・・シェーディング補正ＲＯＭ、 ６．８・・・コンパレータ、 ７．９・・・カウンタ、 １０・・・エンコーダ、 １１〜１４・・・インバータ、 １５・・・シェーディング補正回路、 ＶＲ４・・・可変抵抗。 Ｒ１−Ｒｅ・・・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 白色較正板を撮像素子により撮像して形成したシェーデ
   ィングデータを記憶しておき、そのシェーディングデー
   タを読出してシェーディング補正を行なうにあたり、前
   記撮像素子の撮像出力系における飽和状態を検出したと
   きには、前記撮像素子の撮像出力を増幅する増幅器の増
   幅率を前記飽和状態の検出結果に応じて変化させること
   により、前記飽和状態を解消するようにしたことを特徴
   とするシェーディング補正方式。