(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置であって、
前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅手段と、デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出手段と、前記利得可変増幅手段の増幅利得を設定するための増幅利得設定手段と、デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅手段と、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定する乗算係数設定手段と、を有しており、
前記増幅利得設定手段は、前記最大値検出手段により検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅手段の増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅手段で増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅手段の増幅利得を下げて修正設定し、
前記乗算係数設定手段は、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅手段で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像読取装置において、
前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の初期設定は、基準画像を１回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する最大値に基づいて行われることを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像読取装置において、
前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の修正設定は、基準画像を複数回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する最大値に基づいて行われることを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載された画像読取装置において、
前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の修正設定は、基準画像を複数回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する基準画像の読取動作毎の最大値の平均値に基づいて行われることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された画像読取装置と、デジタル画像データを記録紙に印刷する画像形成部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置における読取信号処理方法であって、
前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅工程と、デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出工程と、前記利得可変増幅工程における増幅利得を設定するための増幅利得設定工程と、デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅工程と、前記デジタル増幅工程における乗算係数を設定する乗算係数設定工程と、を有しており、
前記増幅利得設定工程では、前記最大値検出工程において検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅工程における増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅工程において増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅工程における増幅利得を下げて修正設定し、
前記乗算係数設定工程では、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅工程で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅工程における乗算係数を設定することを特徴とする読取信号処理方法。
【請求項７】
読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置のコンピュータを、
前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅手段と、
デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出手段と、
前記利得可変増幅手段の増幅利得を設定するための増幅利得設定手段と、
デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅手段と、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定する乗算係数設定手段として機能させるプログラムであって、
前記増幅利得設定手段は、前記最大値検出手段により検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅手段の増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅手段で増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅手段の増幅利得を下げて修正設定する処理を行い、
前記乗算係数設定手段は、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅手段で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原稿の画像情報等を電気信号に変換したアナログ画像信号を受けて、そのアナログ画像信号の増幅とデジタル画像信号への変換を行う画像読取装置、画像読取方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿の画像情報を光学的に読み取って電気信号に変換する画像読取装置や、さらにその電気信号に基づいて原稿の画像情報を記録紙等に印刷する機能が付加された画像形成装置では、一般に、二次元の広がりを持つ原稿の画像情報を、微小な幅を持つ帯状の画像（以下「ライン画像」と称する。）の集まりとして収集する。すなわち、ライン画像を電気信号に変換し得る撮像素子（以下「ラインセンサ」と称する。）を用い、読取対象となるライン画像の原稿上の位置を移動させつつ（以下この動作を「光走査」と称する。）、ラインセンサからの電気信号を逐次収集して、原稿全体の画像情報を得る。
【０００３】
これらの動作は画像形成装置等の画像読取部により行われるが、この画像読取部は、一般に、ライン画像を電気信号に変換するラインセンサであるＣＣＤと、原稿上のライン画像の位置を移動させて光走査を行いつつ、そのライン画像を縮小してＣＣＤ上に結像させる走査光学系と、そのＣＣＤから出力されるアナログ画像信号の増幅とデジタル画像データへの変換を行う画像読取信号処理回路とを有している（特許文献１参照）。ＣＣＤは一列に並べられた微小な光センサ（以下「画素」と称する。）の集合体であり、画素間に感度のバラツキがある場合もあるため、画像読取部には、この感度のばらつきや、走査光学系の照明ムラなどを補正するためのシェーディング補正回路も備えられている。
【０００４】
このシェーディング補正の方法として、原稿台の近傍に白色板（以下「基準白板」と称する。）を設け、原稿の読み取り動作を行う前に、この基準白板のライン画像を読み取って得られたデジタル画像データを補正データとして使用する方法が知られている（特許文献２参照）。すなわち、基準白板のライン画像を読み込むと、ラインセンサからは各画素が出力する電気信号が得られる。ここで、基準白板は、基本的には濃淡の無い白一色の板であるので、ラインセンサから出力される電気信号のレベルは各画素にわたって均一であるのが理想である。しかし、実際には、各画素の感度のばらつきや照明ムラなどにより、これらの電気信号のレベルは異なっている。したがって、これらの電気信号をデジタル値に変換した後、これらのデジタル値が全画素にわたって同一の値となるような乗算係数を画素ごとに求め、これらの乗算係数を各画素出力に対する補正値とするのである。
【０００５】
一方、画像読取装置に使用される読取信号処理回路の出力データの、理論上の最大の範囲（出力ダイナミックレンジ）はそのビット数により定まり、デジタル画像データとして出力ダイナミックレンジの全体を使用できれば、原稿の濃淡や色彩の細かな表現が可能となる。
基準白板が提供する白色は原稿画像の中で最も大きなデジタル画像データ値を与えるものであるため、原稿読取時に出力ダイナミックレンジの全範囲を使ってデジタル画像データを得るためには、読取信号処理回路の増幅ゲインを、基準白板を読み取ったときのデジタル画像データ値が、そのビット数で表現できる最大値に近い値となるように設定するのが望ましい。
【０００６】
このゲイン設定を自動で行う方法として、電気的にゲイン変更が可能な可変ゲインアンプを用いる方法が知られている（特許文献２参照）。この方法では、原稿読取動作を行う前に、一度、基準白板を読み取り、この基準白板のライン画像のアナログ画像信号を可変ゲインアンプで増幅してデジタル画像データに変換した後、このデジタル画像データの最大値が予め定められた値（白レベル目標値）の範囲内となるように、ＣＰＵ（中央処理装置、Central Processing Unit）が可変ゲインアンプのゲインを調整するのである。ただし、一般に、可変ゲインアンプのゲインは、例えば、３ｄＢ間隔で、０ｄＢ、＋３ｄＢ、＋６ｄＢというように、予め定められたステップ幅で設定できるように構成され、かつ、ゲイン設定値と実際の動作との間には設定誤差が生じるため、可変ゲインアンプのみで詳細なゲイン調整を行うのは困難である。このため、入力されたデジタルデータに可変の乗算係数を乗算して出力するデジタル増幅器を、アナログ・デジタル変換器の出力部に設ける方法も考えられる。
【０００７】
しかしながら、上記従来の画像読取装置の読取信号処理回路では、基準白板を１回読み込んだときのライン画像にのみ基づいてゲイン調整が行われるため、ゲイン調整動作にノイズ等の影響を受けやすい。
一般に、基準白板は全体にわたって均一な白色となるように作製されており、基準白板のライン画像データについてもある程度の平均化処理が行われるため、通常はノイズの影響を無視することができる。
しかし、基準白板にゴミやキズがある場合には、ゴミ等からの反射光により、基準白板を読み込んだときのライン画像データに突出したピークレベルが観察される。この場合、平均化処理も困難なことからノイズの影響を受けやすく、可変ゲインアンプのゲイン調整を適切に行うことが困難となる。その結果、画像読取信号処理回路は、その出力ビット数で定まる最大値を出力し続けるエラー状態となり、これを用いている画像処理装置全体の動作が停止してしまうことにもなる。
【０００８】
この場合、基準白板を複数回読み込むことによりノイズの影響を回避することができるが、読取動作にかかる時間が増加し、ゲイン調整に要する時間が長くなって、画像形成装置等の全体の立ち上げ時間も長くなるという問題を生ずる。特に、可変ゲインアンプとデジタル増幅器を併用して詳細なゲイン調整を行う場合には、ピークレベルを検出して可変ゲインアンプを設定した後に、可変ゲインアンプのゲイン設定誤差をデジタル増幅器の乗算係数によって吸収すべく、乗算係数設定前に再度のピークレベル検出が必要となって、ゲイン調整動作に更に長時間を要することとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、画像読取装置において、基準白板にキズやゴミがあった場合でも、短時間で画像信号のゲイン調整を適正に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された発明は、読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置であって、前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅手段と、デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出手段と、前記利得可変増幅手段の増幅利得を設定するための増幅利得設定手段と、デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅手段と、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定する乗算係数設定手段と、を有しており、前記増幅利得設定手段は、前記最大値検出手段により検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅手段の増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅手段で増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅手段の増幅利得を下げて修正設定し、前記乗算係数設定手段は、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅手段で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定することを特徴とする。
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された画像読取装置において、前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の初期設定は、基準画像を１回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する最大値に基づいて行われることを特徴とする。
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された画像読取装置において、前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の修正設定は、基準画像を複数回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する最大値に基づいて行われることを特徴とする。
請求項４に記載された発明は、請求項１又は２に記載された画像読取装置において、前記増幅利得設定手段が行う前記利得可変増幅手段の修正設定は、基準画像を複数回読み込んで得られるデジタル画像データから、前記最大値検出手段が検出する基準画像の読取動作毎の最大値の平均値に基づいて行われることを特徴とする。
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された画像読取装置と、デジタル画像データを記録紙に印刷する画像形成部とを有することを特徴とする。
請求項６に記載された発明は、読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置における読取信号処理方法であって、前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅工程と、デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出工程と、前記利得可変増幅工程における増幅利得を設定するための増幅利得設定工程と、デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅工程と、前記デジタル増幅工程における乗算係数を設定する乗算係数設定工程と、を有しており、前記増幅利得設定工程では、前記最大値検出工程において検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅工程における増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅工程において増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅工程における増幅利得を下げて修正設定し、前記乗算係数設定工程では、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅工程で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅工程における乗算係数を設定することを特徴とする。
請求項７に記載された発明は、読み取ったアナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像データ出力を得る画像読取装置のコンピュータを、前記アナログ画像信号を増幅する利得可変増幅手段と、デジタル画像データの最大値を検出するための最大値検出手段と、前記利得可変増幅手段の増幅利得を設定するための増幅利得設定手段と、デジタル画像データに乗算係数を乗じてデジタル画像データを増幅するデジタル増幅手段と、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定する乗算係数設定手段として機能させるプログラムであって、前記増幅利得設定手段は、前記最大値検出手段により検出された、増幅利得設定のための所定の基準画像のデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲内となるように、前記利得可変増幅手段の増幅率を初期設定するとともに、初期設定された利得可変増幅手段で増幅されたデジタル画像データの最大値が所定の値の範囲を越えるときは、前記利得可変増幅手段の増幅利得を下げて修正設定する処理を行い、前記乗算係数設定手段は、前記初期設定又は前記修正設定された利得可変増幅手段で増幅した基準画像のデジタル画像データの最大値が、所定の値の範囲内となるように、前記デジタル増幅手段の乗算係数を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像読取装置において、基準白板にキズやゴミがあった場合でも、画像信号のゲイン調整を短時間で適正に行うことである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による画像読取装置に使用される、走査光学系の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明による画像読取装置に用いる画像読取信号処理回路の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による画像読取装置に用いる画像読取信号処理回路の一実施形態に用いられる信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す画像読取信号処理回路を構成するＡＧＣ回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による画像読取装置に用いる画像読取信号処理回路の、ＶＧＡの増幅利得設定動作の手順を示すフロー図である。
【図６】本発明による画像読取装置に用いる画像読取信号処理回路の、デジタル増幅器の乗算係数設定動作の手順を示すフロー図である。
【図７】基準白板にキズやゴミ等があった場合の、基準白板読取時のデジタル画像データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の画像読取装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置の画像読取信号処理回路に入力されるアナログ画像信号を得るための、走査光学系の一例を示す構成図である。１０１はコンタクトガラスであり、その上面に原稿１０２が載置される。原稿１０２は、コンタクトガラス１０１の下部に配置された光源１０７を有する照明光学系によって照明される。原稿１０２によって反射された光は、第１の走行体１０３の第１ミラー１０３ａにより反射偏向された後、第２の走行体１０４の第１ミラー１０４ａ及び、第２ミラー１０４ｂで順次反射偏向され、結像レンズ１０５に導かれ、その結像レンズ１０５によってラインセンサであるＣＣＤ１０６の受光面上に縮小結像される。原稿読み取り時には、原稿１０２の長手方向に沿って、第１の走行体１０３が速度Ｖで１０３′に示す位置まで移動して原稿２の長手方向全体を読み取り、その間、第１の走行体と連動して第２の走行体１０４が、第１の走行体１０３の半分の速度すなわち１／２Ｖで１０４’に示す位置まで移動する。
また、コンタクトガラス１０１の端部にはシェーディング補正のためのデータ生成及び自動利得調整に使用する基準画像、例えば基準白板１０８が配置されている。
【００１４】
図２は、本発明による画像読取装置に使用する画像読取信号処理回路の実施形態を示すブロック図である。本画像読取信号処理回路１は、アナログ画像信号の増幅及びデジタル信号の変換を行う３つの信号処理回路６、７、８を有している。信号処理回路６、７、８は、同様の構成を有しており、それぞれ、ラインセンサ２から出力される赤、緑、青のアナログ画像信号Rin、Gin、Binが、コンデンサ３、４、５を介して入力され、これらの信号を処理した後、デジタル画像信号Rout、Gout、Boutを出力する。画像読取信号処理回路１に入力される信号ＳＨＩは、信号処理回路６、７、８内部でアナログ信号のサンプリングを行うための信号であり、信号ＸＬＳＹＮＣは、ラインセンサ２で読み取られたライン画像１つ分のアナログ信号入力期間を示す信号である。
【００１５】
ここで、信号処理回路６、７、８は、同様の構成を有しているため、以降の記述においては、信号処理回路６を例に採って説明する。
図３は、信号処理回路６の構成を示すブロック図である。
信号処理回路６は、Rinの電位を所定の値とするためのクランプ（ＣＬＭＰ）回路１１と、電位がクランプされたアナログ画像信号を一定の時間間隔で保持するサンプルホールド（ＳＨ）回路１２と、ＳＨ回路１２の出力を増幅する利得可変増幅手段、例えば可変ゲインアンプ（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）１３と、ＶＧＡ１３の出力をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル変換器（ADC:Analog-To-Digital Converter）１４と、ＡＤＣ１４のデジタル信号出力を増幅するデジタル増幅手段、例えばデジタル増幅器１５と、デジタル増幅器１５から出力するデジタル画像データを所定の値の範囲内とするためにＶＧＡ１３及びデジタル増幅器１５の増幅利得及び乗算係数をそれぞれ設定する自動利得調整（ＡＧＣ：Auto Gain Control）回路１６とを有している。また、ＶＧＡ１３は、ぞれぞれ、増幅利得を段階的に、例えば０ｄＢから＋１２ｄＢまで３ｄＢステップで設定できる。
【００１６】
図４は、ＡＧＣ回路１６の構成を示すブロック図である。
ＡＧＣ回路１６は、ＶＧＡ１３、デジタル増幅器１５等とのデータのやりとりを行うための入出力インタフェース２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される処理部２１を有している。処理部２１は、デジタル画像データ出力からその最大値を検出するための最大値検出手段２２と、ＶＧＡ１３の増幅利得を設定するための増幅利得設定手段２３と、デジタル増幅器１５の乗算係数を設定するための乗算係数設定手段２４とを有しており、これらは、ＣＰＵ等を含む処理部２１がプログラムを実行することにより実現される。
【００１７】
以上の構成において、ユーザが、本画像読取信号処理回路を備える画像読取装置の電源を投入すると、ＡＧＣ回路１６は、画像読取装置の制御部に基準白板１０８の読取動作要求信号（白板読取要求信号）を出力し、ここには図示されていない画像読取装置の制御部は、図１の走査光学系を使って基準白板の読み込み動作を開始する。ＡＧＣ回路１６は、基準白板１０８の読み込み動作１回分の第１のデジタル画像データを受信し、最大値検出手段２２によりその最大値を検出すると共に、増幅利得設定手段２３により、その最大値が所定の値となるように、ＶＧＡ１３の増幅利得を設定する。次にＡＧＣ回路１６は、画像読取装置の制御部に再び基準白板１０８の読取動作要求信号を出し、基準白板１０８の読み取りによる第２のデジタル画像データを取得する。増幅利得設定手段２３は、その最大値が所定の値を超えていないかを判定し、所定の値を超えていない場合には、増幅利得設定動作を完了する。一方、第２のデジタル画像データの最大値が所定の値を超えている場合には、増幅利得設定手段２３は、ＶＧＡ１３の増幅利得を１段階下げて、増幅利得設定動作を完了する。
【００１８】
一般に、ＶＧＡ１３の増幅利得の設定幅は、キズやゴミ等のある基準白板１０８を読み取った場合の、読取動作ごとの画像データの最大値変動幅よりも大きいため、基準白板１０８の２回目の読み取りによるデジタル画像データの最大値が所定の値を超えている場合にはＶＧＡ１３の増幅利得設定を１段階下げることにより、画像読取信号処理回路の出力飽和を起こすことなく、短時間で、画像読取信号処理回路の増幅利得を自動調整することができる。
なお、増幅利得設定手段２３がＶＧＡ１３の増幅利得設定動作を完了した後、ＡＧＣ回路１６は、乗算係数設定手段２４により、デジタル画像データが所定の値となるように、デジタル増幅器１５の乗算係数を設定することができる。
【００１９】
次に、本画像読取信号処理回路のＶＧＡ１３の増幅利得設定動作の手順を、図５に示すフロー図を用いて説明する。
まず、ユーザが本画像読取信号処理回路を備える画像読取装置等の電源を投入すると（Ｓ１０１）、ＡＧＣ回路１６がＶＧＡ１３及びデジタル増幅器１５の増幅利得及び乗算係数をそれぞれ所定の値に設定して初期化する（Ｓ１０２）。
次に、ＡＧＣ回路１６は、画像読取装置の制御部に１回分の基準白板１０８の読取動作要求信号を送信し（Ｓ１０３）、画像読取装置の制御部が基準白板１０８の読取動作を行った後（Ｓ１０４）、基準白板１０８の読取動作１回分のデジタル画像データを受信する（Ｓ１０５）。最大値検出手段２２は、受信したデジタル画像データの最大値を検出し（Ｓ１０６）、増幅利得設定手段２３は、その最大値が所定の値の範囲（以下、「目標値範囲」と称する。）をはずれているか否かを判定して（Ｓ１０７）、目標値範囲内であれば（Ｓ１０７、Ｎｏ）、ＶＧＡ１３の増幅利得設定動作を終了する（Ｓ１１５）。一方、受信したデジタル画像データが目標値範囲を外れている場合には（Ｓ１０７、Ｙｅｓ）、目標値範囲内となるようにＶＧＡ１３の増幅利得を設定する（Ｓ１０８）。
【００２０】
次に、ＡＧＣ回路１６は、画像読取装置の制御部に１００回分の基準白板１０８の読取動作要求信号を送信し（Ｓ１０９）、画像読取装置が基準白板１０８の読取動作を行った後（Ｓ１１０）、基準白板１０８の読取動作１００回分のデジタル画像データを受信する（Ｓ１１１）。ＡＧＣ１６の最大値検出手段２２は、受信したデジタル画像データの最大値を検出し（Ｓ１１２）、増幅利得設定手段２３は、その最大値が目標値範囲を超えているか否かを判定する（Ｓ１１３）。そして、目標値範囲を超えていない場合には（Ｓ１１３、Ｎｏ）、ＶＧＡ１３の増幅利得設定動作を終了して（Ｓ１１５）、デジタル増幅器１５の乗算係数設定動作に移る。一方、目標値範囲を超えている場合には（Ｓ１１３、Ｙｅｓ）、ＶＧＡ１３の増幅利得を１段階下げて設定して（Ｓ１１４）、ＶＧＡ１３の増幅利得設定動作を終了（Ｓ１１５）した後、デジタル増幅器１５の乗算係数設定動作に移る。
【００２１】
次に、本画像読取信号処理回路のデジタル増幅器１５の乗算係数設定動作の手順を、図６に示すフロー図を用いて説明する。
ＶＧＡ１３の増幅利得設定動作の後、ＡＧＣ回路１６は、画像読取装置の制御部に１００回分の基準白板１０８の読取動作要求信号を送信し（Ｓ２０１）、画像読取装置が基準白板１０８の読取動作を行った後（Ｓ２０２）、基準白板１０８の読取動作１００回分のデジタル画像データを受信する（Ｓ２０３）。ＡＧＣ１６の最大値検出手段２２は、受信したデジタル画像データの最大値を検出し（Ｓ２０４）、乗算係数設定手段２４は、その最大値が目標値範囲を外れているか否かを判定する（Ｓ２０５）。
【００２２】
そして、目標値範囲をはずれている場合には（Ｓ２０５、Ｙｅｓ）、目標値範囲内となるようにデジタル増幅器１５の乗算係数を設定して（Ｓ２０６）、処理を終了する。一方、受信したデジタル画像データの最大値が目標値範囲内にある場合は（Ｓ２０５、Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。
なお、上記の図５のＳ１１２及び図６のＳ２０４において最大値検出手段２２が検出するデジタル画像データの最大値は、１００回読み取られた基準白板のデジタル画像データ全体の中の最大値でもよいし、１００回読み取られた基準白板の読み取りごとのデジタル画像データの最大値の平均値でもよい。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、図７を用いて、キズや明るいゴミのある基準白板１０８を読み取った場合の、デジタル画像データ出力について説明する。
図７下段のＸＬＳＹＮＣは、一つのライン画像データの始まりと終わりを示す同期信号である。一つのライン画像データは、ＸＬＳＹＮＣが低レベル（以下「Ｌレベル」と称する。）から高レベル（以下「Ｈレベル」と称する。）に立上った点から始まり、ＨレベルからＬレベルに立下がった点で終了する。次にＸＬＳＹＮＣが立上る点は、次に読み込まれたライン画像の始まりとなる。図７上段は、基準白板を読取ったときのデジタル画像データである。
【００２４】
ところで、ラインセンサ２から出力されるアナログ画像信号は、ラインセンサ２を構成する画素列の各画素の出力を、その画素列の一端から他端に向かって順次読み出して構成される信号であり、デジタル画像データは、このアナログ信号を単にデジタル値に変換したものである。したがって、図７に示すデジタル画像データの波形は、ラインセンサ２内部で空間的に一列に並んだ各画素の出力を、デジタル値に変換して時間軸上に並べ直したものと捉えることができる。すなわち、デジタル画像データ波形の時間軸上の位置は、その時刻に出力した画素の、ラインセンサ内部での空間的な位置に対応している。なお、図７上段のデジタル画像データは基準となる白板を読取ったデータであるので、小さな山の頂点は「白」のレベルとなり、最も低い基準レベルは「黒」のレベルとなる。
【００２５】
ここで、基準白板１０８にキズや明るいゴミがある場合、キズやゴミのある位置で、１画素単位で突出した値が出力され、これが最大値となる。この場合、どの読取動作においても、デジタル画像データ波形の同じ位置に、この突出した値が出力されることになる。そして、この値は、読み取り動作毎に、ノイズ等の影響によりラインセンサ２からの入力が変動することにより変動する。このデジタル画像データの変動の上限をPoutmax、下限をPoutminとし、これに対応するラインセンサからのアナログ画像信号のレベルをPinmax及びPinminとする。
【００２６】
仮に、ある読取動作においてPoutminが最大値として検出され、自動利得調整が行われたとする。自動利得調整回路は、検出した最大値が白レベル目標値の範囲内となるようにゲイン調整を行うが、前述のように、通常、この白レベル目標値は出力ダイナミックレンジの上限に近い値に設定される。したがって、自動ゲイン調整を行った後の読取動作でPinmin以上の値、例えばPinmaxが入力され、これに対応する計算上のデジタル画像データPoutmaxが出力ビット数で定まる最大値を超えていると、実際にはそのような値を出力することはできないので、その代わりに、出力ビット数で定まる最大値を出力し続けることとなる（出力の「飽和」という）。この出力の飽和は、ラインセンサ２から入力されるアナログ画像信号のレベルがPinmin以下となるまで続く。そして、通常、画像読取信号処理回路に出力飽和が起こると、画像処理装置はエラーを検出し、画像処理装置全体が動作を停止してしまう。
【００２７】
これを回避するため、最大値検出手段２２が検出する最大値として、基準白板の読み取り回数を増やし、基準白板を複数回読み取って得られたデジタル画像データ全体の中の最大値を検出する方法が考えられるが、実用的なピークレベルの検出精度を確保するためには、数百回程度の読取動作が必要となり、自動利得調整動作に長時間を要することとなる。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、ＶＧＡ１３に一般に設定される増幅利得の設定幅がデジタル画像データの最大値変動幅よりも大きいことに着目し、ＶＧＡ１３の初期設定においては大雑把に増幅利得を設定し、その後の修正設定においては増幅利得設定幅にして１段階程度の変更を行えば、増幅利得調整として十分であるという考え方に基づき、自動利得調整動作の最初に、基準白板を１回読取って得られたデジタル画像データに基づいてＶＧＡ１３の利得を調整している。このため、第１回目の基準白板の読取動作を短時間で行うことができ、自動利得調整動作に必要な時間が短縮される。
【００２９】
また、基準白板１０８の２回目の読み取りによるデジタル画像データの最大値が所定の値を超えている場合にはＶＧＡ１３の増幅利得設定を１段階下げることにより、その後の動作における出力飽和を確実に回避することができるため、その後の基準白板読取動作を行うことなく、増幅利得設定動作を終了することとしている。このため、自動利得調整動作に必要な時間が更に短縮される。
なお、上記において、１回目及び２回目のいずれの場合も、Pinmaxが入力されない場合には、その後の、例えばデジタル増幅器の乗算係数設定動作における基準白板読み取り動作において、初めてPinmaxが入力されると、デジタル画像データの出力飽和が起き得るが、そのような出力飽和が発生する確率は、実用上問題ない程度に低い。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態では、ＶＧＡ１３の増幅利得の設定動作における基準白板の読み取り動作回数を削減することができるため、自動利得調整動作に必要な時間を短縮することができる。また、デジタル画像信号の出力飽和の発生確率を低減できるため、画像読取信号処理回路のエラー発生確率を低減して、画像読取装置の異常停止回数を低減することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・画像読取信号処理回路、２・・・ラインセンサ、３、４、５・・・コンデンサ、６、７、８・・・信号処理回路、１１・・・クランプ回路、１２・・・サンプルホールド回路、１３・・・可変ゲインアンプ、１４・・・アナログ・デジタル変換回路、１５・・・デジタル増幅器、１６・・・ＡＧＣ回路、２１・・・処理部、２２・・・最大値検出手段、２３・・・増幅利得設定手段、２４・・・乗算係数設定手段、１０１・・・コンタクトガラス、１０２・・・原稿、１０５・・・結像レンズ、１０６・・・ＣＣＤ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特許第３２６２６０９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２１８８号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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