(57)【要約】【課題】  画像読み取り装置のＳＮ改善処理に関する。ランプ照度ＵＰ、レンズ大型化することなくＳＮ改善を実現できる。【解決手段】  着目画素の周辺の画素値から（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出し、（ｍａｘ−ｍｉｎ）値が所定の基準レベル以下の場合、読み取り画像信号にＬＰＦ処理を行い、ｍａｘ−ｍｉｎ）値が所定の基準レベルより大の時は、ＬＰＦ処理を行わない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのイメージセンサ
・イメージセンサの出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、帯域制限処理をするフィルター手段
・前記フィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号を各画素ごとに切り換えて出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）を所定の基準値と比較する手段
・前記比較結果に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【請求項２】
請求項１にて、（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が所定値以下の場合には、フィルター処理をした信号を出力すべく、前記切換手段を制御する。
【請求項３】
以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのイメージセンサ
・リニアイメージセンサの出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、帯域制限処理をする第１のフィルター手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、第１のフィルター手段とは異なる特性の帯域制限処理をする第２のフィルター手段
・第１のフィルター処理を施した信号、第２のフィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号のどれか１つの信号を、各画素ごとに選択して出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【請求項４】
以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのカラーイメージセンサ
・カラーイメージセンサの各色出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各色信号に対して、帯域制限処理をする複数のフィルター手段
・前記フィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号を各画素ごとに切り換えて出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）の各色信号に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、各色信号ごとに（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記各色信号の（ｍａｘ−ｍｉｎ）を、それぞれ所定の基準値と比較する複数の比較手段
・前記複数の比較結果に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【請求項５】
請求項４にて、各色信号の（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が、すべて所定値以下の場合には、フィルター処理をした信号を出力すべく、前記切換手段を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサを用いた画像読み取り装置における、ノイズリデュース回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イメージセンサを用いた画像読み取り装置として、図８に示す構成のものがある。
【０００３】
図８において、８０１は原稿、８０２は原稿台ガラス、８０３は原稿照明用ランプ、８０４〜８０６は折返しミラー、８０７はレンズ、８０８はリニアイメージセンサである。また、８１１は原稿自動送り装置で、８１０は原稿搬送ベルト、８１２は原稿排紙トレイである。
【０００４】
図８に示す画像読み取り装置では、８０３の原稿照明用ランプ、８０４〜８０６の折返しミラーが副走査方向にスキャンする構造になっており、原稿を２次元的に読み取ることができる。
【０００５】
また、図９には、読み取り信号処理回路の例を示す。
【０００６】
図９において、９０１のリニアイメージセンサから出力されて画像読み取り信号は、９０２のＡＤ変換器にてデジタル信号に変換される。９０３の減算回路では黒オフセット補正値を減算することで、黒オフセット成分を除去する。９０４のシェーディング補正回路では照明系およびレンズの特性によって生ずる主走査方向の光量ムラ（シェーディングムラ）を補正する。
【０００７】
又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平６−６５９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような画像読み取り装置では、近年、読み取り速度の向上を強く求められている。
【０００９】
読み取り速度を早くするためには、リニアイメージセンサの駆動速度を上げる必要があるが、これにより各受光画素が光を受光する露光時間も減ることになる。これにより出力される画像信号も小さくなり、これに比例して信号対ノイズ比（ＳＮ）が悪化する傾向となる。
【００１０】
従来、このＳＮの悪化を防ぐ方法として、照明光量を上げて、信号成分を大きくする手法がとられていた。
【００１１】
しかしながら、照明光量のＵＰは、コストのＵＰ、消費電力の増大、装置の大型化…ｅｔｃの弊害を有しており、特に高照度ランプの開発自体が大きな技術ハードルになってきている。このため、光量のＵＰなしでＳＮの改善が可能な、ノイズリデュース回路が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下のノイズ抑圧回路を提供し、従来の課題を解決する。
【００１３】
（１）以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのイメージセンサ
・イメージセンサの出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、帯域制限処理をするフィルター手段
・前記フィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号を各画素ごとに切り換えて出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）を所定の基準値と比較する手段
・前記比較結果に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【００１４】
（２）請求項（１）にて、（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が所定値以下の場合には、フィルター処理をした信号を出力すべく、前記切換手段を制御する。
【００１５】
（３）以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのイメージセンサ
・リニアイメージセンサの出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、帯域制限処理をする第１のフィルター手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号に対して、第１のフィルター手段とは異なる特性の帯域制限処理をする第２のフィルター手段
・第１のフィルター処理を施した信号、第２のフィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号のどれか１つの信号を、各画素ごとに選択して出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【００１６】
（４）以下を有する画像読み取り装置
・画像を読み取るためのカラーイメージセンサ
・カラーイメージセンサの各色出力をデジタル信号に変換する手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各色信号に対して、帯域制限処理をする複数のフィルター手段
・前記フィルター処理を施した信号と、フィルター処理をしていない信号を各画素ごとに切り換えて出力するための切換手段
・デジタル信号に変換された画像読み取り信号の各画素（着目画素）の各色信号に対して、周囲の画素の信号値の最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）をもとめ、各色信号ごとに（ｍａｘ−ｍｉｎ）を算出する手段
・前記各色信号の（ｍａｘ−ｍｉｎ）を、それぞれ所定の基準値と比較する複数の比較手段
・前記複数の比較結果に基づき、各画素（着目画素）ごとに前記切換手段を制御する手段
上記手段を有することで、読み取り画像信号のノイズ成分を抑圧する。
【００１７】
（５）請求項（４）にて、各色信号の（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が、すべて所定値以下の場合には、フィルター処理をした信号を出力すべく、前記切換手段を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明は、照明光量をＵＰすることなく、読み取り画像信号のノイズ成分を効果的に抑圧することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
図１には、本発明第１の実施例のノイズリデュース回路を示す。
【００２０】
図１において、１０１は着目画素を中心とする複数の周辺画素の中から、信号レベルが最大なものと、最小のものを選択し、その最大信号レベルｍａｘ、および最小信号レベルｍｉｎの差分（ｍａｘ−ｍｉｎ）を計算する回路、１０２は、前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値を所定の値と比較するコンパレータ、１０３は入力画像信号の帯域制限をおこなうＬＰＦ、１０４は前記コンパレータの出力に応じて、前記ＬＰＦ処理後の信号とＬＰＦ処理前の信号を画素ごとに切り換えて出力するセレクタである。
【００２１】
図１の動作を説明すると、前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値は、周囲の画素のなかで、大きな信号変化があるかどうかを示しており、この（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が所定値以下の場合には、着目画素の周辺では大きな信号変化がなく、抑圧しても構わない小さなノイズ成分のみであると考え、画像信号にＬＰＦ処理をおこない、ノイズ成分を低減した信号を出力する。逆に、（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値が所定値より大きな場合には、大きな信号変化があるため、ＬＰＦで画像をボカしてはいけないと考え、ＬＰＦ処理を行わない信号を切り換えて出力する。
【００２２】
このようにすることで、ノイズ成分が視覚的に目立つ、濃度平坦部でのノイズ成分の抑圧を実現する。信号変化の大きな部分に関しては、ノイズ成分の側圧はしないこととなるが、信号変化の大きな部位では、ノイズ成分も視覚上は余り目立たないので問題はないと考える。
【００２３】
また、着目画素と、周辺画素の関係を図２（ａ）（ｂ）に示す。
【００２４】
図２（ａ）は着目画素の周辺３×３画素の領域の計９画素を周辺画素とした場合であり、図２（ｂ）は着目画素の周辺１×５画素の領域の計５画素を周辺画素とした場合である。
【００２５】
（実施例２）
図３には、本発明第２の実施例を示す。
【００２６】
第１実施例との違いは、２０１の基準レベル発生回路にて、１０２のコンパレータに入力する比較基準レベルを、画像信号のＬＰＦ出力に応じて可変しようというものである。
【００２７】
これにより、画像の暗部では、基準レベルを小さくし、画像の明部では基準レベルを大きくできる。これは、イメージセンサの特性として、暗部よりも明部の方が光ショットノイズ成分が大きくなるため、結果として読み取り画像信号注のノイズ成分の大きさが大きくなることを考慮したためである。これにより、暗部〜明部に対して、適切なノイズ抑圧効果を得ることができる。
【００２８】
（実施例３）
図４には、本発明第３の実施例を示す。
【００２９】
図１との違いは、４０３、４０４と複数のＬＰＦを有するとともに、４０１、４０２と複数のコンパレータを有することで、前記（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値に応じて、異なる特性のＬＰＦを選択できるようになっている点である。これも読み取り画像信号の暗部〜明部に対して、適切なノイズ抑圧特性をもたせる事を目的としている。
【００３０】
（実施例４）
図５には、本発明第４の実施例を示す。
【００３１】
これは、前記第２実施例と第３の実施例を組合せた構成になっている。これも読み取り画像信号の暗部〜明部に対して、適切なノイズ抑圧特性をもたせる事を目的としている。
【００３２】
（実施例５）
図６には、本発明第５の実施例を示す。
【００３３】
図６は、本発明をＲＧＢのカラー読み取り信号に適応した場合の実施例である。
【００３４】
動作としては、ＲＧＢの各色ごとに周辺画素の（ｍａｘ−ｍｉｎ）値を算出する。そして、各（ｍａｘ−ｍｉｎ）の値をそれぞれ所定の基準値レベル（ＲＧＢ）と比較し、各比較結果を６１５の判定回路に入力する。６１５の判定回路では各比較結果ＮＲ、ＮＧ、ＮＢに対し論理積あるいは論理和−ｅｔｃの論理演算を行い、６１０〜６１２のセレクタの制御信号を出力する。これにより、ＲＧＢの各信号が独立にＬＰＦアリ／ナシと制御することを防いでいる。この目的は、ＲＧＢの各信号に独立にＬＰＦ処理がかかることで、画像上での違和感を発生させるのを防ぐためである。もちろん、画像上、特に問題が発生しなければ、各色信号ごとに、第１〜第４の実施例で示したノイズ抑圧処理を行っても構わない。
【００３５】
（実施例６）
また、図７には、図１に示した本発明実施例の考え方をさらに発展させた例を示す。
【００３６】
図１とことなるのは、図７  ６０１にて（ｍａｘ−ｍｉｎ）の算出の変わりに、
（１）周辺画素の標準偏差の算出
（２）周辺画素の分散値の算出
（３）周辺画素のΔｍａｘの算出（Δｍａｘ＝｜周辺画素値−着目画素値｜の最大値）
（４）その他、周辺画素のバラツキ量を表すもの
とした点である。
【００３７】
（実施例７）
さらに、図１２には、これまで説明したノイズ抑圧回路を、リニアイメージセンサを用いた画像読み取り装置に適応した例を示す。
【００３８】
ここで、１２０１のノイズリデュース回路を９０３の黒オフセット補正用の減算回路の前段に配置した理由を説明する。
【００３９】
図１０は、ＡＤ変換回路の入力レンジを説明した図である。
【００４０】
図示のように、ＡＤ変換回路は、上側の基準電圧と下側の基準電圧で定義される入力Ｄレンジを有しており、この間の信号レベルをデジタル信号に変換する。このため、ＡＤ変換回路へ入力する画像信号は、図１０に示すように、黒レベル〜白レベルの信号が前記ＡＤの入力Ｄレンジ内に収まるように入力する。このため、デジタル信号に変換された黒信号は、図１１（ａ）のように、Δ分の黒オフセット成分を有する。前述の黒オフセット補正用の減算回路は、この黒オフセット成分を減算することで、オフセットを除去するためのものであるが、これを行うと、図１１（ｂ）に示すように、黒レベル信号に含まれるノイズ成分のうち、負側の成分が全て“０”にクリップされてしまう。このような状態で、前記ノイズ抑圧回路に入力すると、ＬＰＦ処理により、黒信号が白側に僅かに変位してしまう。
【００４１】
これをふせぐため、図１２の本発明第７の実施例では、ノイズ抑圧回路を黒オフセット補正用の減算回路の前段に配置している。
【００４２】
（実施例８）
また、図１３には、本発明第８の実施例を示す。
【００４３】
これは、本発明をＲＧＢの３ラインイメージセンサの読み取り回路に適応した場合の例である。ここで８０６のノイズリデュース回路は、図６に示したものである。８０１は３ラインのカラーイメージセンサであり、８０２〜８０４のＡＤ変換回路でデジタル信号に変換し、８０５のＲＧＢライン遅延補正回路でＲＧＢの読み取りラインのズレを補正する。８０６のノイズリデュース回路は、図６の説明で述べた様に、ＲＧＢのＬＰＦ処理を各色信号ごとに独立にＯＮ／ＯＦＦさせることを避けることを目的としているため、８０６のノイズリデュース回路は、８０５のＲＧＢライン遅延補正回路の後段に有る必要があると考えて、実施例として記載した。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施例のノイズリデュース回路を示す図である。
【図２】着目画素と、周辺画素の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図８】画像読み取り装置の例を示す図である。
【図９】読み取り信号処理回路の例を示す図である。
【図１０】ＡＤ変換回路の入力レンジを説明した図である。
【図１１】黒オフセット補正を説明するための図である。
【図１２】本発明の第７の実施例を示す図である。
【図１３】本発明の第８の実施例を示す図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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