(57)【要約】【課題】少ないメモリ容量で精度の高いシェーディング補正を行うことができる半導体装置を提供する。【解決手段】白基準板を撮像して得られた画像データを受け取ってビット幅を狭くする第１の変換を行って出力し、照明で照らされた白基準板を撮像して得られた画像データを受け取ってビット幅を狭くする第２の変換を行って出力する白基準板画像処理部１１〜１３と、変換されたデータを受け取って外部のメモリに書き込み、所定のタイミングで読み出して出力するメモリ制御部１４と、メモリ制御部１４から受け取ったデータにビット幅を広くする変換を行って出力するシェーディング補正前処理部１５〜１７と、シェーディング補正前処理部１５〜１７から受け取ったデータ及び原稿を撮像して得られた画像データに基づいてシェーディング補正処理を行うシェーディング補正処理部１８〜２０とを具備する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラースキャナにおけるシェーディング補正を行うための半導体装置であって、
所定の部材を撮像して得られた第１群のＲ、Ｇ、Ｂデータを外部のセンサからそれぞれ受け取ってビット幅を狭くする第１の変換を行い、変換の結果として得られた第２群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力し、所定の照度で照らされた前記部材を撮像して得られた第３群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記センサからそれぞれ受け取ってビット幅を狭くする第２の変換を行い、変換の結果として得られた第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力する第１〜第３の信号処理手段と、
前記第２及び第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記第１〜第３の信号処理手段から受け取って外部のメモリに書き込み、前記第２及び第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記メモリから所定のタイミングで読み出して出力するメモリ制御手段と、
前記第２群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記メモリ制御手段からそれぞれ受け取ってビット幅を広くする第３の変換を行い、変換の結果として得られた第５群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力し、前記第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記メモリ制御手段からそれぞれ受け取ってビット幅を広くする第４の変換を行い、変換の結果として得られた第６群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力する第４〜第６の信号処理手段と、
前記第５及び第６群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記第４〜第６の信号処理手段からそれぞれ受け取り、所望の原稿を撮像して得られた第７群のＲ、Ｇ、Ｂデータを前記センサからそれぞれ受け取り、前記第５〜第７群のＲ、Ｇ、Ｂデータに基づいてシェーディング補正処理をそれぞれ行う第１〜第３のシェーディング補正処理手段と、
を具備する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラースキャナにおけるシェーディング補正を行うための半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モノクロームスキャナ及びカラースキャナにおいて、ＣＣＤ画素の感度ムラを少なくする等のために、シェーディング補正が行われている。このような従来のシェーディング補正について説明する。
まず、モノクロームスキャナにおける従来のシェーディング補正について説明する。予め、原稿を載せるためのガラス台の一部に、一様な反射率を有する白色板（白基準板と呼ばれる）を設置しておく。そして、ランプで白基準板を照らしながら、白基準板を撮像して画像データ（以下、「白基準画像データ」という）を得る。次に、ランプを消灯し、白基準板を撮像して画像データ（以下、「黒基準画像データ」という）を得る。その後、原稿の撮像を行う。
【０００３】
ここで、白基準画像データをｌ＿ｗ、黒基準画像データをｌ＿ｂ、原稿の画像データをｌ＿ｉｎとすると、一般に、シェーディング補正とは、
ｌ＿ｏｕｔ＝２Ｎ×（ｌ＿ｉｎ−ｌ＿ｂ）／（ｌ＿ｗ−ｌ＿ｂ）    …（１）
の演算を行うことによって画像データｌ＿ｏｕｔを算出することである。
カラースキャナにおいては、原稿の画像データｌ＿ｉｎのＲ、Ｇ、Ｂデータ毎に（１）式の演算を行う。
【０００４】
しかしながら、従来のカラースキャナにおいては、シェーディング補正の精度を高くするためには、白基準画像データ及び黒基準画像データのビット幅を大きくしなければならなかった。そのため、白基準画像データ及び黒基準画像データを格納するために必要なメモリ容量が多くなってしまっていた。
【０００５】
また、従来のカラースキャナにおいては、白基準画像データ及び黒基準画像データをＲ、Ｇ、Ｂ毎に撮像、格納、及び、使用することなく、白基準画像データ及び黒基準画像データをＲ、Ｇ、Ｂ共通とする場合があった。そのため、シェーディング補正の精度が低くなってしまっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、カラースキャナにおけるシェーディング補正を行うための半導体装置であって、少ないメモリ容量で精度の高いシェーディング補正を行うことができる半導体装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、カラースキャナにおけるシェーディング補正を行うための半導体装置であって、所定の部材を撮像して得られた第１群のＲ、Ｇ、Ｂデータを外部のセンサからそれぞれ受け取ってビット幅を狭くする第１の変換を行い、変換の結果として得られた第２群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力し、所定の照度で照らされた部材を撮像して得られた第３群のＲ、Ｇ、Ｂデータをセンサからそれぞれ受け取ってビット幅を狭くする第２の変換を行い、変換の結果として得られた第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力する第１〜第３の信号処理手段と、第２及び第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータを第１〜第３の信号処理手段から受け取って外部のメモリに書き込み、第２及び第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータをメモリから所定のタイミングで読み出して出力するメモリ制御手段と、第２群のＲ、Ｇ、Ｂデータをメモリ制御手段からそれぞれ受け取ってビット幅を広くする第３の変換を行い、変換の結果として得られた第５群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力し、第４群のＲ、Ｇ、Ｂデータをメモリ制御手段からそれぞれ受け取ってビット幅を広くする第４の変換を行い、変換の結果として得られた第６群のＲ、Ｇ、Ｂデータをそれぞれ出力する第４〜第６の信号処理手段と、第５及び第６群のＲ、Ｇ、Ｂデータを第４〜第６の信号処理手段からそれぞれ受け取り、所望の原稿を撮像して得られた第７群のＲ、Ｇ、Ｂデータをセンサからそれぞれ受け取り、第５〜第７群のＲ、Ｇ、Ｂデータに基づいてシェーディング補正処理をそれぞれ行うシェーディング補正処理手段とを具備する。
【０００８】
以上の構成によれば、少ないメモリ容量で精度の高いシェーディング補正を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置を用いたカラースキャナの概要を示す図である。図１に示すように、カラースキャナ１は、センサ２と、本発明の一実施形態としての画像データ処理装置３と、メモリ４とを具備する。
【００１０】
センサ２は、所望の原稿を撮像し、撮像の結果として得られた一群のＲ、Ｇ、Ｂデータを画像データ処理装置３に出力する。なお、センサ２は、所望の原稿の撮像に先だって、原稿を載せるためのガラス台の一部に設置された一様な反射率を有する白色板（以下、「白基準板」という）を撮像し、照明を消灯した状態での撮像の結果として得られた一走査線分のＲ、Ｇ、Ｂデータ（以下、「黒基準画像データ」という）を画像データ処理装置３に出力し、さらに、照明によって照らされた白基準板を撮像し、撮像の結果として得られた一走査線分のＲ、Ｇ、Ｂデータ（以下、「白基準画像データ」という）を画像データ処理装置３に出力する。
なお、本実施形態においては、センサ２が出力するＲ、Ｇ、Ｂデータの各々は１６ビット幅であるものとする。
【００１１】
図２は、図１の画像データ処理装置３の概要を示す図である。図２に示すように、画像データ処理装置３は、白基準板画像処理部１１〜１３と、メモリ制御部１４と、シェーディング補正前処理部１５〜１７と、シェーディング補正処理部１８〜２０とを具備する。
白基準板画像処理部１１、シェーディング補正前処理部１５、及び、シェーディング補正処理部１８は、Ｒ（赤）データの処理を行い、白基準板画像処理部１２、シェーディング補正前処理部１６、及び、シェーディング補正処理部１９は、Ｇ（緑）データの処理を行い、白基準板画像処理部１３、シェーディング補正前処理部１７、及び、シェーディング補正処理部２０は、Ｂ（青）データの処理を行う。
【００１２】
白基準板画像処理部１１〜１３は、黒基準画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂデータをセンサ２からそれぞれ受け取る。図３は、白基準板画像処理部１１がセンサ２から受け取る黒基準画像データ中のＲデータの一例を示す図である。図３に示すように、一般に、黒基準画像データ中のＲデータは、一定ではない。これは、センサ２内のＣＣＤ画素の感度ムラ等によるものである。白基準板画像処理部１１は、黒基準画像データ中のＲデータを受け取ると、最大値ＢＲ＿ＭＡＸ及びオフセット値（最小値）ＢＲ＿ＭＩＮを検出する。そして、黒基準画像データ中のＲデータからＢＲ＿ＭＩＮを減じたＢＲ＿ＤＡＴＡに、
ＢＲ＿ＲＡＴＩＯ＝ＢＲ＿ＤＡＴＡ／ＢＲ＿ＭＡＸ  …（２）
の演算を行う。そして、白基準板画像処理部１１は、ＢＲ＿ＲＡＴＩＯの上位ｎビット（ここで、ｎは、１６より小さい自然数）を抽出することによりＢＲｎを生成してメモリ制御部１４に出力する。
また、白基準板画像処理部１１は、白基準画像データ中のＲデータを受け取ると、
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の演算を行い、ＷＲ＿ＣＡＬを算出する。さらに、白基準板画像処理部１１は、ＷＲ＿ＣＡＬの最大値ＷＲ＿ＣＡＬ＿ＭＡＸを検出した後、
ＷＲ＿ＲＡＴＩＯ＝ＷＲ＿ＣＡＬ／ＷＲ＿ＣＡＬ＿ＭＡＸ  …（４）
の演算を行う。そして、白基準板画像処理部１１は、ＷＲ＿ＲＡＴＩＯの上位ｍビット（ここで、ｍ＝（１６−ｎ））を抽出することによりＷＲｍを生成してメモリ制御部１４に出力する。
【００１３】
白基準板画像処理部１２は、黒基準画像データ中のＧデータ及び白基準画像データ中のＧデータに対して上記と同様の処理をそれぞれ行い、ＢＧｎ及びＷＧｍをメモリ制御部１４に出力する。
白基準板画像処理部１３は、黒基準画像データ中のＢデータ及び白基準画像データ中のＢデータに対して上記と同様の処理をそれぞれ行い、ＢＢｎ及びＷＢｍをメモリ制御部１４に出力する。
【００１４】
再び図２を参照すると、メモリ制御部１４は、白基準板画像処理部１１からＢＲｎ及びＷＲｍを受け取ると、ＷＲｍを上位ビット、ＢＲｎを下位ビットとして結合し、１６ビット幅のデータＷＢＲを生成してメモリ４（図１参照）に書き込む。そして、メモリ制御部１４は、所定のタイミングで、ＷＢＲをメモリ４から読み出して、シェーディング補正前処理部１５に出力する。
また、メモリ制御部１４は、白基準板画像処理部１１からＢＧｎ及びＷＧｍを受け取ると、ＷＧｍを上位ビット、ＢＧｎを下位ビットとして結合し、１６ビット幅のデータＷＢＧを生成してメモリ４（図１参照）に書き込む。そして、メモリ制御部１４は、所定のタイミングで、ＷＢＧをメモリ４から読み出して、シェーディング補正前処理部１６に出力する。
さらに、メモリ制御部１４は、白基準板画像処理部１１からＢＢｎ及びＷＢｍを受け取って結合し、１６ビット幅のデータＷＢＢを生成してメモリ４（図１参照）に書き込む。そして、メモリ制御部１４は、所定のタイミングで、ＷＢＢをメモリ４から読み出して、シェーディング補正前処理部１７に出力する。
【００１５】
図４は、図２のシェーディング補正前処理部１５の概要を示す図である。図４に示すように、シェーディング補正前処理部１５は、ビット抽出部２１、２５と、最大値格納レジスタ２２、２６と、乗算器２３、２７と、シフタ２４、２８とを具備する。
メモリ制御部１４からＷＢＲが入力されると、シェーディング補正前処理部１５のビット抽出部２１は、ＷＢＲの下位ｎビットを抽出して乗算器２３に出力する。
【００１６】
最大値格納レジスタ２２には、白基準板画像処理部１１によって検出された黒基準画像データ中のＲデータの最大値ＢＲ＿ＭＡＸが格納されており、乗算器２３は、ＢＲ＿ＭＡＸとビット抽出部２１が出力するｎビット幅のデータを乗じた（１６＋ｎ）ビット幅のデータをシフタ２４に出力する。
シフタ２４は、乗算器２３が出力する（１６＋ｎ）ビット幅のデータを右ｎビットシフトした１６ビット幅のデータＢＲをシェーディング補正部１８（図２参照）に出力する。
【００１７】
ビット抽出部２５は、ＷＢＲの上位ｍビットを抽出して乗算器２７に出力する。
最大値格納レジスタ２６には、白基準板画像処理部１１によって検出された白基準画像データ中のＲデータの最大値ＷＲ＿ＣＡＬ＿ＭＡＸが格納されており、乗算器２７は、ＷＲ＿ＣＡＬ＿ＭＡＸとビット抽出部２５が出力するｍビット幅のデータを乗じた（１６＋ｍ）ビット幅のデータをシフタ２４に出力する。
シフタ２８は、乗算器２７が出力する（１６＋ｍ）ビット幅のデータを右ｍビットシフトした１６ビット幅のデータＷＲをシェーディング補正部１８（図２参照）に出力する。
【００１８】
なお、シェーディング補正前処理部１６、１７の構成も、図４に示すシェーディング補正前処理部１５の構成と同様である。
【００１９】
再び図２を参照すると、シェーディング補正処理部１８は、センサ２から所望の原稿の画像データ中のＲデータＩ＿Ｒを受け取り、シェーディング補正前処理部１５からＷＲ及びＢＲを受け取ると、
Ｏ＿Ｒ＝２１６×（Ｉ＿Ｒ−ＢＲ）／（ＷＲ−ＢＲ）    …（５）
の演算を行うことにより、出力データ（Ｒデータ）Ｏ＿Ｒを算出してパーソナルコンピュータに出力する。
シェーディング補正処理部１９、２０も、上記と同様の処理を行うことにより、出力データ（Ｇ、Ｂデータ）Ｏ＿Ｇ、Ｏ＿Ｂを算出してパーソナルコンピュータに出力する。
【００２０】
このように、本実施形態によれば、黒基準画像データと白基準画像データに演算を行って結合し、１６ビット幅のデータとしてメモリ４に格納することができるので、メモリ４の容量を少なくすることができる。また、結合された１６ビット幅のデータから各々が１６ビット幅の黒基準画像データ及び白基準画像データを生成し、シェーディング補正を行うので、精度の高いシェーディング補正を行うことができる。
また、必要に応じ、ｍ＋ｎ＝１６という条件下で、ｍ、ｎの値を変化させることができるので、ユーザの要求に応じた柔軟なシェーディング補正を行うことができる。
さらに、黒基準画像データと白基準画像データに演算を行って結合し、１６ビット幅のデータとするので、画像データ処理装置３とメモリ４との間のデータ転送を速くすることができ、カラースキャナ１全体の動作速度を速くすることができる。
【００２１】
なお、図２の白基準板画像処理部１１〜１３、シェーディング補正前処理部１５〜１７、及び、シェーディング補正処理部１８〜２０は、ハードウェアによって実現することもでき、ＣＰＵコアとソフトウェア（プログラム）によって実現することもできる。また、黒基準画像データ及び白基準画像データをパーソナルコンピュータに送信し、白基準板画像処理部１１〜１３の行う処理をパーソナルコンピュータに行わせることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置を用いたスキャナを示す図。
【図２】図１の画像データ処理装置３の概要を示す図。
【図３】黒基準画像データ（Ｒ）の一例を示す図。
【図４】図２のシェーディング補正前処理部１５の概要を示す図。
【符号の説明】
１  カラースキャナ、２  センサ、３  画像データ処理装置、４  メモリ、１１〜１３  白基準板画像処理部、１４  メモリ制御部、１５〜１７  シェーディング補正前処理部、１８〜２０  シェーディング補正処理部、２１、２５  ビット抽出部、２２、２６  最大値保持レジスタ、２３、２７  乗算器、２４、２８シフタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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