(57)【要約】【課題】スキャナー及び方法を提供する。【解決手段】X軸の校正利得とY軸の校正利得とを用いることにより、画像データを補償する処理時間が減少され、また、初期校正と予熱校正を行う必要がない。【選択図】図3
2007082169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン対象の画像データを生成する画像スキャナーであって、
光源として前記スキャン対象に発光するランプ・チューブと、
前記スキャン対象の画像のアナログ信号を生成する画像センサーと、
前記画像のアナログ信号をデジタル画像データに変換するアナログ・フロントエンド・ユニットと、
前記ランプ・チューブの輝度不均一性による誤差を補償するX軸の校正利得を生成し、前記ランプ・チューブの輝度不安定性による誤差を補償するY軸の校正利得を生成し、当該X軸の校正利得と当該Y軸の校正利得とに基づいて、XY軸の校正利得を計算する利得計算モジュールと、
前記XY軸の校正利得を用いて前記デジタル画像データを補償する制御−デジタル計算ユニットと、
を有する、
画像スキャナー。
【請求項２】
前記利得計算モジュールは、プログラムである、
請求項１に記載の画像スキャナー。
【請求項３】
前記X軸の校正利得は、前記ランプ・チューブの輝度が安定である場合に、Ｘ軸白板をスキャンして、得られた当該X軸白板の輝度値により生成される、
請求項１に記載の画像スキャナー。
【請求項４】
前記Y軸の校正利得DYは、複数のスキャン・ラインにおけるY軸白板の画像の輝度値を平均して輝度の平均値DNを計算し、輝度の目標値DTと前記輝度の平均値DNと（ここで、DN×DY＝DT）により生成される、
請求項１に記載の画像スキャナー。
【請求項５】
画像スキャナーにおいて、スキャン対象の画像データを補償する方法であって、
光源であるランプ・チューブの輝度不均性による誤差を補償するX軸の校正利得を生成する工程と、
前記ランプ・チューブの輝度不安定性による誤差を補償するY軸の校正利得を生成する工程と、
前記X軸の校正利得と前記Y軸の校正利得とに基づいてXY軸の校正利得を計算する工程と、
前記XY軸の校正利得を用いてデジタル画像データを補償する工程と、
を有する、
画像データの補償方法。
【請求項６】
前記X軸の校正利得を生成する工程は、
前記ランプ・チューブの輝度が安定かを判別する工程と、
前記ランプ・チューブの輝度が安定である場合に、Ｘ軸白板をスキャンする工程と、
前記スキャンされたＸ軸白板の輝度値に基づいて、前記X軸の校正利得を生成する工程と、
を含む、
請求項５に記載の画像データの補償方法。
【請求項７】
前記Y軸の校正利得を生成する工程は、
複数のスキャン・ラインにおける前記Y軸白板の画像の輝度値を平均し、輝度の平均値DNを計算する工程と、
輝度の目標値DTと前記輝度の平均値DNとに基づいて、前記Y軸の校正利得DY（ここで、DN×DY＝DT）を計算する工程と、
を含む、
請求項５に記載の画像データの補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像スキャナー及び方法に関し、具体的に、Ｘ軸の校正利得とＹ軸の校正利得を用いて画像データを補償する画像スキャナー及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像スキャナーは、事務所または家庭で一般的に使用され、文書や写真などをスキャンする。
【０００３】
製造誤差、ランプ・チューブの輝度不均一性、スキャナーの予熱時間などいくつかの要因により、画像データを補償することが必要とされる。周知のように、ランプ・チューブの輝度不均一性は、ランプ・チューブの両端の輝度がランプ・チューブの中間部の輝度より低いことである。従来、画像データを補償する方法が二つある。第一の方法には、スキャナーが作動されるときに初期校正を行い、第二の方法には、予熱なしのスキャン操作を行う。以下、この二つの補償方法を説明する。
【０００４】
初期校正方法により、細長い白板をスキャンし参照値を得る。図１は、初期校正用の白板の上面図である。図１に示すように、白板100は、スキャン対象を置くスキャニング台1000の端部に貼り付けられる。また、細長い白板100の長さ方向は、画像スキャナーのスキャン方向Ａと垂直する。即ち、細長い白板100は、スキャニング台1000のＸ軸方向に配向する。
【０００５】
ランプ・チューブの輝度が安定状態に達する場合、スキャナーは、校正コマンドに応じて、白板100をスキャンし始める。この場合、スキャナーにインストールされる制御プログラムが白板100の画像データに対して計算を行い、画像データを補償するためのＸ軸の校正得利とオフセット値を得る。
【０００６】
このＸ軸の校正利得は、画像スキャナーのシェーディング・テーブルに格納される。補償するために、スキャン対象の画像データがＸ軸の校正利得を乗じ、また、オフセット値も組み込まれる。
【０００７】
第二の補償方法は、スキャナーの予熱時間を減少することにより誤差を補償する。
【０００８】
図2は、ランプ・チューブの輝度変化を示す図である。図2に示すように、ランプ・チューブの輝度は、画像スキャナーがオンされてから所定の時間ｔを経過した後に、安定状態に達する。この時間ｔは、予熱時間と称される。ランプ・チューブの輝度が安定状態に達する前にスキャン操作を行うと、スキャンされた画像データに誤差が生じる。よって、殆どのスキャナーに対して、正確な画像データを取得するために、十分な予熱時間が必要である。
【０００９】
光学的な画像スキャナーの予熱時間は、30〜90秒ぐらいと長い。最近、スキャニング、オフライン複製及び印刷機能が、多機能周辺機器（Multi-function  Peripheral：MFP）に統合される傾向にあるので、この場合、スキャン操作を行う際の予熱時間以外に、ユーザがコピーボタンを押した後にも、この程度の時間間隔を待たなければならず、コピーの効率が悪くなる。
【００１０】
以上のことから、予熱時間の間に待つことがなく、スキャン操作を行う方法を開発することが要求される。予熱時間なしのスキャニング方法がいくつか開示されている。例えば、ランプ・チューブの輝度が不安定な状態で、スキャン操作を行い、そして、スキャンされた画像データを補償する。この補償方法は、特許文献1に開示されている。
【００１１】
特許文献1によれば、同じスキャン・ラインの画像データに対して、Ｘ軸とＹ軸について、2回の補償計算が必要であるので、画像データを処理する時間が比較的に長い。
【００１２】
本発明は、補償方法を開発し、処理時間を減少することにより、従来の方法における問題点を解決する。
【特許文献１】米国特許出願第11／124,974号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、Ｘ軸の校正利得とＹ軸の校正利得を用いて画像データを補償し、画像データを補償する処理時間を減少する画像スキャナーと方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第一の側面によれば、スキャン対象の画像データを生成する画像スキャナーを提供する。画像スキャナーは、ランプ・チューブ、画像センサー、アナログ・フロントエンド・ユニット、利得計算モジュール及び制御−デジタル計算ユニットを含む。ランプ・チューブは、光源としてスキャン対象に発光する。画像センサーは、スキャン対象の画像のアナログ信号を生成する。アナログ・フロントエンド・ユニットは、画像のアナログ信号をデジタル画像データに変換する。利得計算モジュールは、ランプ・チューブの輝度不均一性による誤差を補償するＸ軸の校正利得を生成し、ランプ・チューブの輝度不安定性による誤差を補償するＹ軸の校正利得を生成し、また、Ｘ軸の校正利得とＹ軸の校正利得に基づいてＸＹ軸の校正利得を生成する。制御−デジタル計算ユニットは、ＸＹ軸の校正利得を用いデジタル画像データを補償する。
【００１５】
好ましくは、利得計算モジュールがプログラムである。
【００１６】
実施形態において、Ｘ軸の校正利得は、ランプ・チューブの輝度が安定である場合に、Ｘ軸白板をスキャンして、得られたＸ軸白板の輝度値により生成される。
【００１７】
実施形態において、Y軸の校正利得は、複数のスキャン・ラインにおけるY軸白板の輝度値を平均して輝度の平均値DNを計算し、輝度の目標値DTと輝度の平均値DN（ここで、DN×DY＝DT）により生成される。
【００１８】
また、本発明の第二の側面によれば、画像スキャナーにおいて、スキャン対象の画像データを補償する方法を提供する。画像データの補償方法は、光源であるランプ・チューブの輝度不均性による誤差を補償するX軸の校正利得を生成する工程と、ランプ・チューブの輝度不安定性による誤差を補償するY軸の校正利得を生成する工程と、X軸の校正利得とY軸の校正利得とに基づいてXY軸の校正利得を計算する工程と、XY軸の校正利得を用いてデジタル画像データを補償する工程とを有する。
【００１９】
X軸の校正利得を生成する工程は、ランプ・チューブの輝度が安定かを判別する工程と、ランプ・チューブの輝度が安定である場合に、Ｘ軸白板をスキャンする工程と、スキャンされたＸ軸白板の輝度値に基づいて、X軸の校正利得を生成する工程とを含む。
【００２０】
Y軸の校正利得を生成する工程は、複数のスキャン・ラインにおけるY軸白板の画像の輝度値を平均し、輝度の平均値DNを計算する工程と、輝度の目標値DTと前記輝度の平均値DNとに基づいて、Y軸の校正利得DY（ここで、DN×DY＝DT）を計算する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、Ｘ軸の校正利得とＹ軸の校正利得を用いて画像データを補償し、画像データを補償する処理時間を減少する画像スキャナーと方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
図3は、本発明の好適な実施形態に係る画像スキャナーの機能ブロック図である。図3に示すように、画像スキャナー300は、画像センサー301、ランプ・チューブ302、アナログ・フロントエンド・ユニット303、フラッシュメモリ304、メモリユニット305、利得計算ユニット306及び制御−デジタル計算ユニット307を含む。画像センサー301は、文書や写真などのスキャン対象における画像のアナログ信号を生成する。ランプ・チューブ302は、光源そしてスキャン対象に発光する。アナログ・フロントエンド・ユニット303は、画像のアナログ信号をデジタル画像データに変換する。シェーディング・テーブル3041は、事前にフラッシュメモリ304に格納される。一例としての利得計算モジュール306は、メモリユニット305、例えば同期型DRAM（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory：  SDRAM）に格納されるプログラムにより実行される。X軸の校正利得とY軸の校正利得が、利得計算モジュール306により生成される。X軸の校正利得は、ランプ・チューブ302の輝度不均一性による誤差を補償する。Y軸の校正利得は、ランプ・チューブの輝度不安定性による誤差を補償する。また、XY軸の校正利得がX軸の校正利得とY軸の校正利得との組み合わせにより計算される。制御−デジタル計算ユニット307は、利得計算モジュール306のプログラムとXY軸の校正利得により、デジタル画像データを補償する。
【００２４】
図4は、Ｘ軸白板とY軸白板を示す図である。Ｘ軸白板401は、スキャニング台400に配置され、その長さ方向は、スキャニング台400のX軸方向に配向する。Y軸白板402は、同じようにスキャニング台400に配置されるものの、その長さ方向は、スキャニング台400のY軸方向に配向する。画像スキャナーのスキャニング方向Aは、Y軸と平行し、X軸と垂直する。図4に示すように、スキャン対象は複数のスキャン・ラインがある。説明を簡潔するために、スキャン・ラインL1〜L2Nのみを図4に示す。L1、LNとL2Nは、それぞれ第一、第Nと第2Nのスキャン・ラインである。
【００２５】
次に、本発明の画像データの補償方法を説明する。この補償方法は、利得計算モジュール306のプログラムを基づいて制御−デジタル計算ユニット307により実行され、X軸の校正利得を生成する工程、Y軸の校正利得を生成する工程、及びXY軸の校正利得を計算する工程を有する。
【００２６】
X軸の校正利得を生成するために、まず、ランプ・チューブ302の輝度が安定な状態に達するかを判別する（ステップa）。ランプ・チューブ302の輝度が安定な状態に達する場合、Ｘ軸白板401がセンサー301によりスキャンされる（ステップb）。次に、スキャンされたＸ軸白板401の画像データを計算し、X軸の校正利得GXを得る（ステップc）。その後、X軸の校正利得GXをフラッシュメモリ304のシェーディング・テーブル3041に書き込む（ステップd）。X軸の校正利得を生成するプロセスは、当業者にとって周知の技術であるので、ここでは、その説明を省略する。
【００２７】
従来技術において、X軸の校正利得を生成するプロセスは、ユーザがスキャニング操作を行う前に実行される。しかし、本発明によると、X軸の校正利得が、画像スキャナーの製造中において、前もって計算されても良い。即ち、スキャナーは、シェーディング・テーブルに記憶されるプリセットされたX軸の校正利得GXを有する。これにより、一般的にスキャナーがオンされた後に行われる初期校正ステップを省略しても良い。
【００２８】
Y軸の校正利得とXY軸の校正利得を生成するために、まず、スキャン・ラインL1〜LN（即ち、第一のスキャン・ラインから第Nのスキャン・ラインまで）におけるY軸白板402とスキャン対象の画像データの輝度値を得る（ステップa）。ここで、Nは、1以上の任意の整数、例えば16或いは32である。次に、スキャン・ラインL1〜LNにおけるY軸白板402の画像データの輝度値を平均し、輝度の平均値DL1〜LNを得る（ステップb）。輝度の平均値DL1〜LNと、前もってスキャナーに記憶された輝度の目標値DTとに基づいて、第一のY軸の校正利得GY1を数式DL1〜LN×GY1＝DTにより計算し、ここで、輝度の目標値DTは、ランプ・チューブの安定な状態に得られたY軸白板402の輝度値である（ステップc）。第一のY軸の校正利得GY1がX軸の校正利得GXを乗じることにより、第一のXY軸の校正利得GXY1を計算する（ステップd）。そして、シェーディング・テーブル3041に記憶されている、プリセットされたX軸の校正利得GXを、第一のXY軸の校正利得GXY1に置き換える（ステップe）。スキャン・ラインL1〜LNにおけるスキャン対象の画像の輝度値が、それぞれ第一のXY軸の校正利得GXY1により補償された後に、画像データの補償された輝度値を得る（ステップf）。次に、Y軸白板402の画像データの輝度値と、スキャン対象の次のN個のスキャン・ライン、即ち、第（N+1）のスキャン・ラインから第2Nのスキャン・ラインまでのLN+1−L2N個のスキャン・ラインの輝度値とをそれぞれ得る（ステップg）。次に、LN+1−L2N個のスキャン・ラインにおけるY軸白板402の画像データの輝度値を平均し、輝度の平均値DLN+1〜L2Nを得る（ステップh）。輝度の平均値DLN+1〜L2Nと輝度の目標値にDTより、第二のY軸の校正利得GY2を数式DLN+1〜L2N×GY2＝DTに従いて計算する（ステップi）。第二のY軸の校正利得GY2が第一のXY軸の校正利得GXY1を乗じることにより、第二のXY軸の校正利得GXY2を計算する（ステップj）。そして、シェーディング・テーブル3041に記憶されている第一のXY軸の校正利得GXY1を、第二のXY軸の校正利得GXY2により置き換える（ステップk）。その後、スキャン・ラインLN+1−L2Nにおけるスキャン対象の画像の輝度値を、それぞれ第二のXY軸の校正利得GXY2を用い補償し、画像データの補償された輝度値を得る（ステップl）。ステップg〜lは、補償プロセスが中断されるまでに繰り返られる（ステップm）。
【００２９】
ゆえに、利得計算モジュールのプログラムは、X軸の校正利得とY軸の校正利得に基づいてXY軸の校正利得を計算する。また、X軸の補償（初期校正）とY軸の補償（予熱校正なし）とを達成するために、XY軸の校正利得に関連する補償計算のみが要求されるので、画像データを補償する処理時間が減少される。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】初期校正用の白板の上面図である。
【図２】ランプ・チューブの輝度変化を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施形態における画像スキャナーの機能ブロック図である。
【図４】Ｘ軸白板とY軸白板を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
100  白板
1000  スキャニング台
200  オリジナル画像
300  画像スキャナー
画像センサー
302  ランプ・チューブ
303  アナログ・フロントエンド・ユニット
304  フラッシュメモリ
305  メモリユニット
306  利得計算モジュール
307  制御−デジタル計算ユニット
400  スキャニング台
401  Ｘ軸白板
402  Y軸白板
A  スキャニング方向
L1  第一のスキャン・ライン
LN  第Nのスキャン・ライン
L2N  第2Nのスキャン・ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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