(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像を撮像して画像信号を出力する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から出力される画像信号を予め設定されたゲインで増幅する可変増幅器と、
前記可変増幅器から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記固体撮像素子を遮光した時に前記可変増幅器及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる固体撮像素子の各画素毎の黒データ群のうちの基準となる黒データであって、前記可変増幅器に設定されたゲインに対応した各ゲイン毎の黒データを記憶する第１の記憶手段と、
前記可変増幅器に設定されたゲインを基準ゲインとした時に前記可変増幅器及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる固体撮像素子の各画素毎の黒データ群と、その黒データ群の基準となる黒データとの差データを前記固体撮像素子の各画素に対応してそれぞれ記憶する第２の記憶手段と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力される画像データの画素単位毎に前記第２の記憶手段からそれぞれ対応する差データを順次読み出し、該差データと前記可変増幅器に設定されたゲインの前記基準ゲインに対する比とを乗算する乗算器と、
前記可変増幅器に設定されたゲインに対応して前記第１の記憶手段から黒データを読み出し、該黒データと前記乗算器の出力とを加算する加算器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力から前記加算器の出力を減算する減算器と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記原画像はフイルムの画像であり、前記固体撮像素子はＲ，Ｇ，Ｂの色信号を出力するＣＣＤラインセンサである請求項１の画像読取装置。
【請求項３】
前記可変増幅器はＲ，Ｇ，Ｂの色信号別に設けられ、各可変増幅器に設定されるゲインは、前記フイルムの画像のＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の基準最大値が所定値になるように決定される請求項２の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像読取装置に係り、特に写真フイルム等の原画像をＣＣＤラインセンサ等の固体撮像素子で撮像して得られる画像信号の黒補正を行う画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ等の固体撮像素子から得られる画像信号には、ＣＣＤの暗電流の成分が含まれているため、画像信号から暗電流成分を差し引く補正（黒補正）を行う必要がある。
この種の黒補正方法としては種々のものがあり、例えばデジタル的に補正する場合には、ＣＣＤを遮光した光学的黒部（ＯＢ部）のＣＣＤ出力をクランプしてＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換した画像データ（黒データ）を画素単位で記憶しておき、その後、ＣＣＤ及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる画像データから前記記憶した黒データを減算し、画像データを画素単位で黒補正する方法がある（特開平６−１６４９２２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ａ／Ｄ変換器に入力する画像信号が適正レベルになるように、あるいはカラーＣＣＤから出力されるＲ，Ｇ，Ｂの色信号のバランスを調整するために、ＣＣＤ出力に対してプリアンプで適宜のゲインをかけるようにしている。
従って、プリアンプのゲインが一定の場合には、予め記憶した黒データを使用することができるが、プリアンプのゲインを変更する場合には、その変更毎にＣＣＤをシールド（遮光）して黒データを取り直す必要がある。特に、原画像がフイルム画像のように各コマ毎に明るさ等が異なり、各コマ毎にゲインを可変する場合には、黒データの取得が煩雑になるという問題がある。
【０００４】
一方、予め各ゲイン毎に画素単位の黒データを記憶し、プリアンプに付与するゲインに応じて対応する各画素別の黒データを読み出して黒補正することも考えられるが、この場合には、全ての黒データを記憶するために膨大な記憶容量をもったメモリが必要となり、メモリが高価になるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プリアンプのゲインを変更しても固体撮像素子を再シールドすることなく、画素単位で黒補正を行うことができるとともに、黒データ等の記憶容量も最小限にすることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、原画像を撮像して画像信号を出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力される画像信号を予め設定されたゲインで増幅する可変増幅器と、前記可変増幅器から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記固体撮像素子を遮光した時に前記可変増幅器及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる固体撮像素子の各画素毎の黒データ群のうちの基準となる黒データであって、前記可変増幅器に設定されたゲインに対応した各ゲイン毎の黒データを記憶する第１の記憶手段と、前記可変増幅器に設定されたゲインを基準ゲインとした時に前記可変増幅器及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる固体撮像素子の各画素毎の黒データ群と、その黒データ群の基準となる黒データとの差データを前記固体撮像素子の各画素に対応してそれぞれ記憶する第２の記憶手段と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力される画像データの画素単位毎に前記第２の記憶手段からそれぞれ対応する差データを順次読み出し、該差データと前記可変増幅器に設定されたゲインの前記基準ゲインに対する比とを乗算する乗算器と、前記可変増幅器に設定されたゲインに対応して前記第１の記憶手段から黒データを読み出し、該黒データと前記乗算器の出力とを加算する加算器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力から前記加算器の出力を減算する減算器とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、可変増幅器に設定されるゲインに対応した各ゲイン毎の黒データを第１の記憶手段に記憶させる。この黒データは画素単位のデータではなく、各画素毎の黒データ群のうちの基準となる画像データである。一方、可変増幅器に設定するゲインを基準ゲインとした時に、前記可変増幅器及びＡ／Ｄ変換器を介して得られる固体撮像素子の各画素毎の黒データ群と、その黒データ群の基準となる黒データとの各画素毎の差データを第２の記憶手段に記憶させる。そして、黒補正時には、Ａ／Ｄ変換器から出力される画像データの画素単位毎に前記第２の記憶手段からそれぞれ対応する差データを順次読み出し、この差データと前記可変増幅器に設定されるゲインの基準ゲイン対する比とを乗算器で乗算する。これにより、差データを可変増幅器に設定するゲインに応じて伸長又は縮小させる。一方、前記可変増幅器に設定するゲインに対応して第１の記憶手段から黒データを読み出し、この黒データと前記乗算器の出力とを加算し、これによりゲインに応じた画素単位の黒データを作成する。そして、Ａ／Ｄ変換器の出力から前記加算器の出力を減算することにより黒補正するようにしている。
【０００７】
【実施例】
以下添付図面に従って本発明に係る画像読取装置の好ましい実施例を詳説する。
図１は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す要部ブロック図である。この画像読取装置は、現像済みの写真フイルム１０のコマ画像を読み取るもので、主として撮影レンズ１２、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログ処理部２０、Ａ／Ｄ変換器３０、黒補正部４０、中央処理装置（ＣＰＵ）５０、及び図示しないフイルム搬送装置等から構成されている。
【０００８】
フイルム１０の画像は、撮影レンズ１２を介してＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像される。尚、フイルム画像を読み取る場合には、フイルム１０はフイルム搬送装置によって一定速度で搬送される。
このＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像された画像光は、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタが設けられた各センサで電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換される。このようにして蓄積されたＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷は、図示しないＣＣＤ駆動回路から加えられる転送ゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって順次読み出される。
【０００９】
フイルム画像の読取り時にＣＣＤラインセンサ１４から読み出されるＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷は、アナログ処理部２０に加えられる。アナログ処理部２０は、主としてＣＤＳクランプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ及びマルチプレクサ２６から構成されており、ＣＣＤラインセンサ１４から読み出されたＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷は、それぞれＣＤＳクランプ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃによってクランプされ、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号としてプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに加えられる。
【００１０】
プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃには、それぞれＣＰＵ５０からＤ／Ａ変換器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを介して適宜のゲインが設定されており、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、それぞれ入力するＲ，Ｇ，Ｂ信号にゲインをかける。尚、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定するゲインについては後述する。プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃでそれぞれ増幅されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、マルチプレクサ２６に加えられ、ここで点順次化されて点順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号として出力される。
【００１１】
このようにして点順次化されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、順次Ａ／Ｄ変換器３０に加えられ、ここでデジタル信号に変換されたのち黒補正部４０に出力される。
黒補正部４０は、Ａ／Ｄ変換器３０を介して入力する画像データからその画像データ中に含まれるＣＣＤラインセンサ１４での暗電流等に起因する黒データを除去するのもで、黒データ出力部４４はプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定されるゲインに応じた、ＣＣＤラインセンサ１４の画素単位毎の黒データをＲ，Ｇ，Ｂの点順次に対応して出力し、減算器４３は入力する画像データからその画像データに対応して出力される黒データを減算し、その減算した画像データを後段の図示しないデータ処理部に出力する。尚、黒補正部４０の詳細については後述する。
【００１２】
データ処理部は、白バランス回路、ネガポジ反転回路、γ補正回路、ＲＧＢ同時化回路、マトリクス回路等を含み、点順次で入力する１コマ分の画像データに所要のデータ処理をしたのち画像メモリに記憶させる。そして、画像メモリに記憶された１コマ分の画像データは、繰り返し読み出され、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換されたのち、エンコーダでＮＴＳＣ方式の複合映像信号に変換されてモニタＴＶに出力される。これにより、モニタＴＶよってフイルム画像を見ることができるようになる。
【００１３】
次に、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定するゲインについて説明する。
先ず、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃにそれぞれゲイン初期値を設定し、１ロールのフイルム１０の全コマの画像を読み取るスキャン（プリスキャン）を実行する。このプリスキャン時に得られるＲ，Ｇ，Ｂ別の各画像の階調データからそれぞれ基準最大値を求め、これらのＲ，Ｇ，Ｂ別の基準最大値が所定値（例えば、Ａ／Ｄ変換器３０のレンジを有効に使用できる値）になるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ別のプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定するゲインを決定する。尚、フイルム画像はコマ毎に明るさ等が異なるため、コマ毎にＲ，Ｇ，Ｂ信号に対するゲインが決定される。
【００１４】
ＣＰＵ５０はプリスキャン時に上記のようにして決定したフイルム１０のコマ毎のゲインを記憶し、その後、各コマの画像を再生する際の再スキャン時に、そのコマに対応するＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲインＲＧＡＩＮ，ＧＧＡＩＮ，ＢＧＡＩＮを読み出し、これらのゲインをＤ／Ａ変換器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを介してプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定する。
【００１５】
次に、図２を参照しながら黒補正部４０について説明する。
同図に示すように、黒補正部４０の黒データ出力部４２は、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の黒データ作成部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃと、マルチプレクサ４５とからなり、更に黒データ作成部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃは、それぞれルックアップテーブル（ＬＵＴ）４６、ラインメモリ４７、乗算器４８及び加算器４９を有している。
【００１６】
ＬＵＴ４６には、プリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに設定される各ゲインに対応した黒データが記憶されている。この黒データは、ＣＣＤラインセンサ１４を遮光した時にプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ及びＡ／Ｄ変換器３０を介して得られるＣＣＤラインセンサ１４の各画素毎の黒データ群のうちの基準となる黒データ（例えば、黒データ群のうちの最低値）であり、各ゲインに対応するデータである。
【００１７】
また、ラインメモリ４７には、ＣＣＤラインセンサ１４の１ライン分の各画素単位で差データが記憶されている。この差データは、前記ＬＵＴ４６に記憶されている黒データのうちの基準ゲインに対応する黒データをライン補正するデータであって、ＣＣＤラインセンサ１４を遮光した時に、基準ゲインが設定されたプリアンプ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ及びＡ／Ｄ変換器３０を介して得られるＣＣＤラインセンサ１４の各画素毎の黒データ群と、その基準となる黒データとの差を示すデータである。
【００１８】
さて、フイルム画像の再スキャン時に、ＣＰＵ５０から再スキャンするコマに対応するＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲインが出力されると、そのゲインはＬＵＴ４６及び乗算器４８に加えられる。尚、この実施例では、基準ゲインを１とした場合であるが、基準ゲインが１でない場合には、乗算器４８にはゲイン／基準ゲインが加えられる。
【００１９】
ラインメモリ４７からは現在読み出されている１ライン中の画素位置に応じて差データが読み出され、その差データが乗算器４８の他の入力に加えられる。乗算器４８は、これらの２入力を乗算し、その積を加算器４９に出力する。即ち、この乗算器４８は、プリアンプに設定されるゲインと基準ゲインとの比に応じて差データを伸長又は縮小する。
【００２０】
一方、ＬＵＴ４６からは入力するゲインに対応した補正データが読み出され、加算器４９の他の入力に出力されており、加算器４９はこの補正データと乗算器４８から加えられる差データとを加算し、その加算データ（ゲインに応じた画素単位の黒データ）をマルチプレクサ４５に出力する。
マルチプレクサ４５にはＲ，Ｇ，Ｂ毎の黒データ作成部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃから黒データが加えられており、マルチプレクサ４５は減算器４３に点順次で入力するＲ，Ｇ，Ｂの画像データに対応した黒データを減算器４３に出力する。減算器４３は点順次で入力するＲ，Ｇ，Ｂの画像データからその画像データに対応してマルチプレクサ４５から出力される黒データを減算し、その減算した画像データを出力する。
【００２１】
これによりＲ，Ｇ，Ｂの画像データの黒補正が、色別のゲインに応じて且つ画素単位で行われる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る画像読取装置によれば、可変増幅器のゲインを変更しても固体撮像素子を再シールドすることなく、ゲインに応じて且つ画素単位で黒補正を行うことができるとともに、黒データ等の記憶容量も最小限にすることができる。また、本実施例によれば、Ａ／Ｄ変換器が１個で済み、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を１線化したときのＤＣのバラツキを補正でき、ＤＣを合わせる必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】図２は図１に示した黒補正部の詳細を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…フイルム
１２…撮影レンズ
１４…ＣＣＤラインセンサ
２０…アナログ処理部
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…プリアンプ
３０…Ａ／Ｄ変換器
４０…黒補正部
４２…黒データ出力部
４３…減算器
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…黒データ作成部
４６…ＬＵＴ
４７…ラインメモリ
４８…乗算器
４９…加算器
【図１】
0003601617.tif 000002
【図２】
0003601617.tif 000003