(57)【要約】【課題】ＳＳＣＧのクロック信号を用いて動作するＣＣＤにより取得された画像信号においてクロック信号の変動に起因して生じるノイズを除去する。【解決手段】ＣＣＤ１によって取得されたアナログの画像信号を処理する信号処理回路４は、ディジタルの三角波信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成し、生成されたクロック信号をＣＣＤ１に供給するクロック回路２４と、画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器１５と、ＡＤ変換された画像信号におけるノイズであって、クロック信号がスペクトラム拡散変調されていることに起因するノイズのノイズ幅を検出するノイズ検出回路２１と、ノイズ幅に基づいて補正係数を計算し、計算された補正係数を三角波信号に乗算して補正信号を生成し、生成された補正信号を、ＡＤ変換器１５の前段及び後段において画像信号に重畳するアナログ補正回路２３及びディジタル補正回路２２とを備える。【選択図】図１
2012065106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子によって取得されたアナログの画像信号を処理する画像信号処理装置において、
ディジタルの変調信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成し、上記生成されたクロック信号を上記光電変換素子に供給するクロック手段と、
上記画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
上記ＡＤ変換された画像信号におけるノイズであって、上記クロック信号がスペクトラム拡散変調されていることに起因するノイズのノイズ幅を検出するノイズ検出手段と、
上記ノイズ幅に基づいて補正係数を計算し、上記計算された補正係数を上記変調信号に乗算して補正信号を生成し、上記生成された補正信号を、上記ＡＤ変換器の前段又は後段において上記画像信号に重畳する補正手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正手段は、
上記変調信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正手段とを備え、
上記第１の補正手段は、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、現在の第１の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第１の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正手段は、
上記変調信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正手段とを備え、
上記第１の補正手段は、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、前回の第１の変数値及び現在の第１の変数値と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の第１の変数値を計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
上記クロック手段と上記ＤＡ変換器との間に、上記光電変換素子において生じる遅延時間を補償するための第１の遅延器をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
上記補正係数は、ディジタルの第２の補正係数を含み、
上記補正手段は、上記ノイズ幅に基づいて第２の補正係数を計算し、上記計算された第２の補正係数を上記変調信号に乗算して第２の補正信号を生成し、上記生成された第２の補正信号を上記ＡＤ変換器の後段において上記画像信号に重畳する第２の補正手段を備え、
上記第２の補正手段は、上記第２の補正係数を計算するための第２の変数値を使用し、現在の第２の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第２の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第２の変数値に基づいて上記第２の補正係数を計算することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
上記クロック手段と上記第２の補正手段との間に、上記光電変換素子から上記ＡＤ変換器までの遅延時間を補償するための第２の遅延器をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の画像信号処理装置。
【請求項７】
上記変調信号は三角波信号であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理装置。
【請求項８】
上記ノイズ検出手段は、上記画像信号のピーク前後の所定時間区間にわたる平均を示すピーク電圧と、上記画像信号のボトム前後の所定時間区間にわたる平均を示すボトム電圧との差を検出することにより、上記ノイズ幅を検出することを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理装置。
【請求項９】
上記画像信号処理装置は集積回路として構成されたことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理装置を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１１】
光電変換素子によって取得されたアナログの画像信号を処理する画像信号処理方法において、
ディジタルの変調信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成し、上記生成されたクロック信号を上記光電変換素子に供給するステップと、
上記画像信号をＡＤ変換器によりＡＤ変換するステップと、
上記ＡＤ変換された画像信号におけるノイズであって、上記クロック信号がスペクトラム拡散変調されていることに起因するノイズのノイズ幅を検出するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて補正係数を計算し、上記計算された補正係数を上記変調信号に乗算して補正信号を生成し、上記生成された補正信号を、上記ＡＤ変換器の前段又は後段において上記画像信号に重畳する補正ステップとを含むことを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項１２】
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正ステップは、
上記変調信号をＤＡ変換器によりＤＡ変換するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正ステップとを含み、
上記第１の補正ステップは、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、現在の第１の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第１の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１１記載の画像信号処理方法。
【請求項１３】
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正ステップは、
上記変調信号をＤＡ変換器によりＤＡ変換するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正ステップとを含み、
上記第１の補正ステップは、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、前回の第１の変数値及び現在の第１の変数値と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の第１の変数値を計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１１記載の画像信号処理方法。
【請求項１４】
上記変調信号をＤＡ変換するステップの前に、上記光電変換素子において生じる遅延時間を補償するために上記変調信号を遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２又は１３記載の画像信号処理方法。
【請求項１５】
上記補正係数は、ディジタルの第２の補正係数を含み、
上記補正ステップは、上記ノイズ幅に基づいて第２の補正係数を計算し、上記計算された第２の補正係数を上記変調信号に乗算して第２の補正信号を生成し、上記生成された第２の補正信号を上記ＡＤ変換器の後段において上記画像信号に重畳する第２の補正ステップを含み、
上記第２の補正ステップは、上記第２の補正係数を計算するための第２の変数値を使用し、現在の第２の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第２の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第２の変数値に基づいて上記第２の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１１〜１４のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理方法。
【請求項１６】
上記第２の補正ステップの前に、上記光電変換素子から上記ＡＤ変換器までの遅延時間を補償するために上記変調信号を遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の画像信号処理方法。
【請求項１７】
上記変調信号は三角波信号であることを特徴とする請求項１１〜１６のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理方法。
【請求項１８】
上記ノイズを検出するステップは、上記画像信号のピーク前後の所定時間区間にわたる平均を示すピーク電圧と、上記画像信号のボトム前後の所定時間区間にわたる平均を示すボトム電圧との差を検出することにより、上記ノイズ幅を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１１〜１７のうちのいずれか１つに記載の画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を用いて動作するＣＣＤ等により取得された画像信号においてクロック信号の変動に起因して生じるノイズを除去する機能を有する画像信号処理装置及び画像信号処理方法に関し、また、そのような画像信号処理装置を備えた画像読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読み取り装置において、ＣＣＤ等の光電変換素子に供給されるクロック信号に起因して、特定の周波数にピークを有するＥＭＩ（放射電磁雑音）が生じるという問題があった。この問題に対処するために、クロック信号の周波数をわずかに変調（スペクトラム拡散）することにより、特定の周波数にピークをもっていたＥＭＩのエネルギーを分散させてピーク値を低減させる「スペクトラム拡散クロック発生器（ＳＳＣＧ）」が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＳＳＣＧにより発生されたクロック信号を用いるとき、ＣＣＤにより取得された画像信号に、スペクトラム拡散の変調波形と同じ周期を有し、同相あるいは逆相の三角波のノイズ（以下、スペクトラム拡散ノイズという。）が混入するという問題があった。このさらなる問題に対処するために、特許文献１のように、ＣＣＤにより取得された画像信号を処理する信号処理ＩＣにおけるアナログフロントエンドの入力側の基準端子に、外部から逆相信号を入力する方法がある。また、特許文献２のように、画像信号における黒データの最大値及び最小値を検出して、黒データの変動量を、アナログフロントエンド内のクランプ回路や、アナログフロントエンドの前段のエミッタフォロアにフィードバックする技術がある。
【０００４】
図１１は、従来技術の画像読み取り装置の構成を示すブロック図であり、図１２は、図１１のクロック回路１０５の詳細構成を示すブロック図である。この従来技術の画像読み取り装置は、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を用いて動作するＣＣＤにより取得された画像信号を処理する画像信号処理装置を備える。図１１を参照すると、ＣＣＤ１０１により取得された画像信号は、エミッタフォロア回路１０２及び結合コンデンサ１０３を介して信号処理回路１０４に送られる。信号処理回路１０４は好ましくはＩＣとして構成される。信号処理回路１０４において、入力された画像信号は、クランプ回路１１１、サンプルホールド回路１１２、アナログ増幅器１１３、ＡＤ（アナログ・ディジタル）変換器１１４、及びディジタル増幅器１１５を経て、増幅されたディジタルデータの画像信号として出力される。ディジタル増幅器１１５から出力された画像信号はさらに、ノイズ検出回路１２１に送られる。この従来技術の画像読み取り装置は、信号処理回路１０４のＩＣの外部に設けられたクロック回路１０５を備える。クロック回路１０５は、クロック信号を生成して、ＤＬＬ（遅延ロックループ）回路１０６を介してＣＣＤ１０１及び信号処理回路１０４に送り、クロック回路１０５はさらに、ノイズ除去のための補正信号を生成するためのループフィルタ信号を生成して、ノイズ検出回路１２１に送る。ノイズ検出回路１２１は、画像信号及びループフィルタ信号に基づいてスペクトラム拡散ノイズを検出し、補正回路１２２は、このノイズ検出結果に基づいて補正信号を生成してクランプ回路１１１に送り、元の画像信号に重畳させる。
【０００５】
図１２を参照すると、クロック回路１０５は、スペクトラム拡散クロック発生器１３１、位相比較器１３２、ループフィルタ回路１３３、電圧制御発振器１３４、及び分周器１３５を備える。位相比較器１３２、ループフィルタ回路１３３、電圧制御発振器１３４、及び分周器１３５は、位相ロックループ（ＰＬＬ）回路として動作し、スペクトラム拡散クロック発生器１３１によって発生された信号をクロック信号としてＤＬＬ回路１０６に送る。また、ループフィルタ回路１３３の内部における信号（すなわち、位相ロックループ回路において電圧制御発振器１３４への入力信号となる信号）を、ノイズ除去のための補正信号を生成するためのループフィルタ信号としてノイズ検出回路１２１に送る。
【０００６】
しかしながら、図１１及び図１２のような従来技術では、以下のような問題点があった。
・ループフィルタ信号（すなわち、ノイズ除去のための補正信号を生成するために、信号処理回路１０４の外部のクロック回路１０５から信号処理回路１０４に送られる信号）の位相を調整することができない。
・ループフィルタ信号の振幅が小さいので外部ノイズに弱い。
・電圧制御発振器１３４（又は位相ロックループ回路）の感度がばらついた場合、検出できる振幅が変化してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を用いて動作するＣＣＤ等により取得された画像信号においてクロック信号の変動に起因して生じるノイズを従来よりも良好に除去することができる画像信号処理装置及び画像信号処理方法を提供し、また、そのような画像信号処理装置を備えた画像読み取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る画像信号処理装置によれば、
光電変換素子によって取得されたアナログの画像信号を処理する画像信号処理装置において、
ディジタルの変調信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成し、上記生成されたクロック信号を上記光電変換素子に供給するクロック手段と、
上記画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
上記ＡＤ変換された画像信号におけるノイズであって、上記クロック信号がスペクトラム拡散変調されていることに起因するノイズのノイズ幅を検出するノイズ検出手段と、
上記ノイズ幅に基づいて補正係数を計算し、上記計算された補正係数を上記変調信号に乗算して補正信号を生成し、上記生成された補正信号を、上記ＡＤ変換器の前段又は後段において上記画像信号に重畳する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記画像信号処理装置において、
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正手段は、
上記変調信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正手段とを備え、
上記第１の補正手段は、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、現在の第１の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第１の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算することを特徴とする。
【００１０】
上記画像信号処理装置において、
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正手段は、
上記変調信号をＤＡ変換するＤＡ変換器と、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正手段とを備え、
上記第１の補正手段は、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、前回の第１の変数値及び現在の第１の変数値と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の第１の変数値を計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算することを特徴とする。
【００１１】
上記画像信号処理装置において、上記クロック手段と上記ＤＡ変換器との間に、上記光電変換素子において生じる遅延時間を補償するための第１の遅延器をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記画像信号処理装置において、
上記補正係数は、ディジタルの第２の補正係数を含み、
上記補正手段は、上記ノイズ幅に基づいて第２の補正係数を計算し、上記計算された第２の補正係数を上記変調信号に乗算して第２の補正信号を生成し、上記生成された第２の補正信号を上記ＡＤ変換器の後段において上記画像信号に重畳する第２の補正手段を備え、
上記第２の補正手段は、上記第２の補正係数を計算するための第２の変数値を使用し、現在の第２の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第２の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第２の変数値に基づいて上記第２の補正係数を計算することを特徴とする。
【００１３】
上記画像信号処理装置において、上記クロック手段と上記第２の補正手段との間に、上記光電変換素子から上記ＡＤ変換器までの遅延時間を補償するための第２の遅延器をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記画像信号処理装置において、上記変調信号は三角波信号であることを特徴とする。
【００１５】
上記画像信号処理装置において、上記ノイズ検出手段は、上記画像信号のピーク前後の所定時間区間にわたる平均を示すピーク電圧と、上記画像信号のボトム前後の所定時間区間にわたる平均を示すボトム電圧との差を検出することにより、上記ノイズ幅を検出することを特徴とする。
【００１６】
上記画像信号処理装置は集積回路として構成されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る画像読み取り装置は、本発明の第１の態様に係る画像信号処理装置を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
【００１８】
本発明の第２の態様に係る画像信号処理方法によれば、
光電変換素子によって取得されたアナログの画像信号を処理する画像信号処理方法において、
ディジタルの変調信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成し、上記生成されたクロック信号を上記光電変換素子に供給するステップと、
上記画像信号をＡＤ変換器によりＡＤ変換するステップと、
上記ＡＤ変換された画像信号におけるノイズであって、上記クロック信号がスペクトラム拡散変調されていることに起因するノイズのノイズ幅を検出するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて補正係数を計算し、上記計算された補正係数を上記変調信号に乗算して補正信号を生成し、上記生成された補正信号を、上記ＡＤ変換器の前段又は後段において上記画像信号に重畳する補正ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
上記画像信号処理方法において、
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正ステップは、
上記変調信号をＤＡ変換器によりＤＡ変換するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正ステップとを含み、
上記第１の補正ステップは、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、現在の第１の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第１の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする。
【００２０】
上記画像信号処理方法において、
上記補正係数は、アナログの第１の補正係数を含み、
上記補正ステップは、
上記変調信号をＤＡ変換器によりＤＡ変換するステップと、
上記ノイズ幅に基づいて第１の補正係数を計算し、上記計算された第１の補正係数を上記ＤＡ変換後の変調信号に乗算して第１の補正信号を生成し、上記生成された第１の補正信号を上記ＡＤ変換器の前段において上記画像信号に重畳する第１の補正ステップとを含み、
上記第１の補正ステップは、上記第１の補正係数を計算するための第１の変数値を使用し、前回の第１の変数値及び現在の第１の変数値と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の第１の変数値を計算し、上記計算された次の第１の変数値に基づいて上記第１の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする。
【００２１】
上記画像信号処理方法において、上記変調信号をＤＡ変換するステップの前に、上記光電変換素子において生じる遅延時間を補償するために上記変調信号を遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２２】
上記画像信号処理方法において、
上記補正係数は、ディジタルの第２の補正係数を含み、
上記補正ステップは、上記ノイズ幅に基づいて第２の補正係数を計算し、上記計算された第２の補正係数を上記変調信号に乗算して第２の補正信号を生成し、上記生成された第２の補正信号を上記ＡＤ変換器の後段において上記画像信号に重畳する第２の補正ステップを含み、
上記第２の補正ステップは、上記第２の補正係数を計算するための第２の変数値を使用し、現在の第２の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の第２の変数値を更新しながら計算し、上記計算された次の第２の変数値に基づいて上記第２の補正係数を計算するステップを含むことを特徴とする。
【００２３】
上記画像信号処理方法において、上記第２の補正ステップの前に、上記光電変換素子から上記ＡＤ変換器までの遅延時間を補償するために上記変調信号を遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
上記画像信号処理方法において、上記変調信号は三角波信号であることを特徴とする。
【００２５】
上記画像信号処理方法において、上記ノイズを検出するステップは、上記画像信号のピーク前後の所定時間区間にわたる平均を示すピーク電圧と、上記画像信号のボトム前後の所定時間区間にわたる平均を示すボトム電圧との差を検出することにより、上記ノイズ幅を検出するステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の画像信号処理装置及び画像信号処理方法は、以上の構成を備えたことにより、従来技術のＳＳＣＧを備えた画像信号処理装置と同様に、特定の周波数にピークをもっていたＥＭＩのエネルギーを分散させてピーク値を低減させることができるとともに、新たな効果として、スペクトラム拡散の変調波形と同じ周期を有し、同相あるいは逆相の三角波のノイズ（スペクトラム拡散ノイズ）を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のクロック回路２４の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像読み取り装置を備えたスキャナの概略構成を示す断面図である。
【図４】図１の外部制御回路６によって実行される画像読み取り処理を示すフローチャートである。
【図５】図４のノイズ除去処理Ｓ４のサブルーチンであり、図１の内部制御回路２０によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のアナログ補正処理Ｓ１６のサブルーチンであり、図１のアナログ補正回路２３によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図７】図６の方式２のアナログ補正処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図５のディジタル補正処理Ｓ２２のサブルーチンであり、図１のディジタル補正回路２２によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図９】図１のディジタル増幅器１７から出力される画像信号におけるノイズと、ノイズ検出回路２１の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】ノイズ除去によるリンギングの発生を説明するためのグラフである。
【図１１】従来技術の画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１のクロック回路１０５の詳細構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の構成を示すブロック図であり、図２は、図１のクロック回路２４の詳細構成を示すブロック図である。本実施形態の画像読み取り装置は、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を用いて動作するＣＣＤ１により取得された画像信号においてクロック信号の変動に起因して生じるノイズ（スペクトラム拡散ノイズ）を除去する機能を有する信号処理回路４を備え、従来技術のＳＳＣＧを備えた画像信号処理装置と同様に、特定の周波数にピークをもっていたＥＭＩのエネルギーを分散させてピーク値を低減させることができるとともに、新たな効果として、スペクトラム拡散ノイズを除去することができる。
【００２９】
図１を参照すると、ＣＣＤ１により取得された画像信号は、エミッタフォロア回路２及び結合コンデンサ３を介して信号処理回路４に送られる。信号処理回路４はＩＣとして構成される。信号処理回路４において、入力された画像信号は、クランプ回路１１、サンプルホールド回路１２、合成器１３、アナログ増幅器１４、ＡＤ変換器１５、合成器１６、及びディジタル増幅器１７を経て、増幅されたディジタルデータの画像信号として出力される。以上の構成要素は、合成器１３及び１６を除いて、従来技術のものと同様である。
【００３０】
ディジタル増幅器１７から出力された画像信号はさらに、ノイズ検出回路２１に送られる。ノイズ検出回路２１は、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を用いて動作するＣＣＤ１により取得された画像信号においてクロック信号の変動に起因して生じるノイズのピーク電圧とボトム電圧とを検出することによりノイズ幅（すなわち、スペクトラム拡散ノイズのピーク電圧とボトム電圧との振幅の差分を示すディジタルデータ）を検出し、検出されたノイズ幅を表すノイズ幅信号をアナログ補正回路２３及びディジタル補正回路２２に送る。信号処理回路４のＩＣの内部にはさらに、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成するクロック回路２４が設けられる。クロック回路２４はさらに、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成するために使用される信号であって、三角波のディジタルデータの信号（以下、三角波信号という。）を生成する。三角波信号は、遅延器２５によって所定時間遅延され、次いで、ＤＡ（ディジタル・アナログ）変換器２６によってアナログデータに変換されて、アナログ補正回路２３に送られる。アナログ補正回路２３は、ノイズ幅信号及びアナログデータの三角波信号に基づいてアナログ補正信号を生成して（詳細後述）、合成器１３により、元の画像信号（アナログデータ）に重畳する。三角波信号は、また、遅延器２７によって所定時間遅延され、ディジタル補正回路２２に送られる。ディジタル補正回路２２は、ノイズ幅信号及びディジタルデータの三角波信号に基づいてディジタル補正信号を生成して（詳細後述）、合成器１６により、元の画像信号（ディジタルデータ）に重畳する。信号処理回路４は、信号処理回路４全体の動作を制御する内部制御回路２０を、その内部に備える。本実施形態では、内部制御回路２０は、特に、アナログ増幅器１４、ディジタル増幅器１４、ノイズ検出回路２１、ディジタル補正回路２２、アナログ補正回路２３、及びクロック回路２４の動作を制御する。クロック回路５によって発生されたクロック信号は、ＤＬＬ（遅延ロックループ）回路２８を介してＣＣＤ１及び内部制御回路２０に送られ、ＣＣＤ１及び内部制御回路２０を駆動する。
【００３１】
内部制御回路２０は、信号処理回路４の外部に設けられた外部制御回路６によって制御される。外部制御回路６は、例えば、画像読み取り装置全体の動作を制御するＣＰＵ等を含む回路である。タイミング生成回路２９は、画像読み取り装置全体の動作を同期させる。本実施形態では、タイミング生成回路２９は、特に、内部制御回路２０の制御下でノイズ検出回路２１及びクロック回路２４と同期している。
【００３２】
図２を参照すると、クロック回路２４は、基準クロック発生器３１、位相比較器３２、合成器３３、電圧制御発振器３４、分周器３５、三角波信号生成回路３６、及びＤＡ変換器３７を備える。基準クロック発生器３１によって発生された基準クロック信号は、位相比較器３２及び合成器３３を介して電圧制御発振器３４に送られ、電圧制御発振器３４の出力信号は、分周器３５を介して位相比較器３２にフィードバックされる。電圧制御発振器３４の出力信号はさらに、三角波信号生成回路３６に送られる。三角波信号生成回路３６は、内部制御回路２０の制御下で動作するロジック回路であり、スペクトラム拡散変調されたクロック信号を生成するための、８ビットディジタルデータで表された三角波信号を生成する。三角波信号生成回路３６は、内部制御回路２０から三角波信号の周期及び振幅などの情報を取得し、電圧制御発振器３４の動作クロックで三角波信号を発生させる。この三角波信号は、スペクトラム拡散変調の変調プロファイルを表す。生成された三角波信号は、ＤＡ変換器３７によってアナログデータに変換され、次いで、アナログデータの三角波信号は、合成器３３により、位相比較器３２の出力信号に重畳される。生成された三角波信号は、前述のように、遅延器２５及び２７にも送られる。三角波信号生成回路３６は、タイミング生成回路２９と同期している。以上の構成を備えたことにより、電圧制御発振器３４の出力信号は、スペクトラム拡散変調されたクロック信号となり、クロック回路２４はこのクロック信号をＤＬＬ回路２８に送る。
【００３３】
ＣＣＤ１は、クロック回路２４によって生成されたクロック信号（すなわち、三角波信号を用いてスペクトラム拡散変調されたクロック信号）によって駆動されるので、ＣＣＤ１によって取得された画像信号は、クロック信号の変調プロファイル（すなわち三角波信号）に応じて変動し、スペクトラム拡散ノイズを含む。このため、本実施形態では、三角波信号を用いてアナログ補正処理及びディジタル補正処理（詳細後述）を実行することにより、スペクトラム拡散ノイズを除去する。
【００３４】
信号処理回路４の２つの遅延器２５及び２７のうち、遅延器２５は、主に、ＣＣＤ１、エミッタフォロア回路２、結合コンデンサ３、クランプ回路１１、サンプルホールド回路１２において生じる遅延時間を補償する。この遅延時間は、数クロックに過ぎないので無視してもよく、この場合は遅延器２５は省略される。もう１つの遅延器２７は、上記遅延時間に加えて、アナログ増幅器１４及びＡＤ変換器１５において生じる遅延時間を補償する。遅延器２７により補償される遅延時間は、数クロックから十数クロックの程度である。
【００３５】
ここで、図３を参照して、図１の画像読み取り装置の応用例を示す。図３は、図１の画像読み取り装置を備えたスキャナの概略構成を示す断面図である。スキャナの本体筐体４２は、その上面に、原稿が載置されるコンタクトガラス４３を備えている。本体筐体４２の上方（すなわちコンタクトガラス４３の上方）には、コンタクトガラス４３の全面を覆うような原稿カバー４１が開閉可能に設けられている。原稿カバー４１が閉じているとき、外部からの光がＣＣＤ１に入射することはない。原稿カバー４１として、圧板、ＡＤＦあるいはＡＲＤＦなどを設けることができる。コンタクトガラス４３の下方には、第１のキャリッジ４４と第２のキャリッジ４７が２対１の速度で矢印Ａ方向（副走査方向）に移動するように配置されている。第１のキャリッジ４４には光源としてのハロゲンランプ４５と第１のミラー４６が搭載され、第２のキャリッジ４７には第２のミラー４８及び第３のミラー４９が搭載されている。ハロゲンランプ４５によって照射された原稿からの反射光は、第１のミラー４６、第２のミラー４８及び第３のミラー４９によって反射されて結像レンズに５０に入射し、結像レンズ５０で集光され、リニアイメージセンサであるＣＣＤ１の結像面に結像する。ＣＣＤ１で光電変換されたアナログデータの画像信号は、図１の信号処理回路４に送られる（エミッタフォロワ回路２及び結合コンデンサ３等は、図示の簡単化のために省略した）。スキャナ全体の動作は、外部制御回路６によって制御される。
【００３６】
以下、図４〜図８を参照して、本実施形態の画像読み取り装置の動作について説明する。
【００３７】
図４は、図１の外部制御回路６によって実行される画像読み取り処理を示すフローチャートである。ステップＳ１において、クロック回路２４をオンにして、次いでステップＳ２において、タイミング生成回路２９をオンにする。ステップＳ３において、原稿カバー４１が閉じているか否かを判断する。原稿カバー４１が開いていて、外部からの光がＣＣＤ１に入射する状態にあると、スペクトラム拡散ノイズが埋もれてしまうので、アナログ補正係数及びディジタル補正係数の計算は、原稿カバー４１が閉じているときのみに実行する。ステップＳ３がＹＥＳのときはステップＳ４に進み、ＮＯのときはステップＳ５に進む。ステップＳ４において、図５を参照して後述するノイズ除去処理を内部制御回路２０に実行させる。ステップＳ５では、ノイズ除去処理Ｓ４を実行してアナログ補正係数及びディジタル補正係数を新たに計算することに代えて、以前のノイズ除去処理Ｓ４において計算されてアナログ補正回路２３内に格納されたアナログ補正係数と、以前のノイズ除去処理において計算されてディジタル補正回路２２内に格納されたディジタル補正係数とを用いて、ノイズ除去を行う。ステップＳ４又はＳ５の後、ステップＳ６において、ＣＣＤ１により原稿画像を読み取り、次いで、取得された画像信号に対して、信号処理回路４により増幅及びＡＤ変換などの処理を行う。このとき、信号処理回路４は、ステップＳ４又はＳ５におけるノイズ除去をそのまま継続している。ステップＳ７において、原稿の最終ラインに到達しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ８で副走査方向へ移動してステップＳ６に戻り、ＮＯのときは処理を終了する。
【００３８】
図５は、図４のノイズ除去処理Ｓ４のサブルーチンを示すフローチャートである。外部制御回路６は、ノイズ除去処理Ｓ４を内部制御回路２０に実行させる。ステップＳ１１において、以後の各ステップで用いる各パラメータを初期化する。初期化されるパラメータは、例えば以下のものを含むが、これらに限定するものではない。
【００３９】
・アナログ補正処理を実行するか否かを示すアナログ補正処理フラグをオンにする。
・ディジタル補正処理を実行するか否かを示すディジタル補正処理フラグをオンにする。
・ノイズ幅の検出を実行するか否かを示すノイズ検出フラグをオンにする。
・ノイズ幅の検出を原稿の１ライン毎に行うかそれとも複数ライン毎に検出して平均値を計算するかを示すノイズ検出方式フラグをいずれかに設定する。ノイズ検出方式フラグの内容は、ユーザ入力又はその他の条件に基づき、外部制御回路６から内部制御回路２０に送られる。
・アナログ補正処理を実行した回数ｎａを０にする。
・ディジタル補正処理を実行した回数ｎｄを０にする。
【００４０】
ステップＳ１２において、アナログ補正処理フラグがオンであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１３に進み、ＮＯのときはステップＳ１８に進む。ステップＳ１３において、ノイズ検出回路２１によりスペクトラム拡散ノイズのノイズ幅を検出する。このノイズ幅は、スペクトラム拡散ノイズのピーク電圧及びボトム電圧を検出し、「（ピーク電圧）−（ボトム電圧）」を計算することによって検出される。図９は、図１のディジタル増幅器１７から出力される画像信号におけるノイズと、ノイズ検出回路２１の動作を示すタイミングチャートであり、図１０は、ノイズ除去によるリンギングの発生を説明するためのグラフである。スペクトラム拡散ノイズは、本来は図９上段の太点線で示す三角波の信号であるが、実際には付加的なノイズが重畳されている。ノイズ除去を行う際に、ピーク電圧及びボトム電圧を検出する区間を短くすると、この付加的なノイズに起因して図１０に示すようなリンギングが発生してしまう。この付加的なノイズの影響を除去するために、ピーク検出及びボトム検出は、所定時間区間にわたって検出された電圧の平均をとることによって行われる。この時間区間は、例えば、スペクトラム拡散ノイズ（すなわち、図９上段の太点線で示す三角波の信号）の周期の１／１０程度にされる。さらに、リンギングが発生しないように、回数を重ねてノイズ除去を行う。さらに、所定値未満のノイズ幅を無視するために所定のしきい値を設定し、「（ピーク電圧）−（ボトム電圧）−（しきい値）」をノイズ幅として計算し、計算結果が負のときはノイズ幅を０としてもよい。
【００４１】
再び図５を参照して、ステップＳ１４において、ノイズ幅が所定の目標範囲内であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１８に進み、ＮＯのときはステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、アナログ補正処理を実行したｎａが所定の目標回数に達しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２４に進み、ＮＯのときはステップＳ１６でに進む。ステップＳ１６において、図６及び図７を参照して後述するアナログ補正処理をアナログ補正回路２３に実行させる。ステップＳ１７において、アナログ補正処理を実行した回数ｎａを１だけインクリメントし、ステップＳ１３に戻る。
【００４２】
ステップＳ１８において、ディジタル補正処理フラグがオンであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１９に進み、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。ステップＳ１９において、ノイズ検出回路２１によりスペクトラム拡散ノイズのノイズ幅を検出する。ここでのノイズ幅の検出は、ステップＳ１３での検出と同様に行われる。ステップＳ２０において、ノイズ幅が所定の目標範囲内であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２５に進み、ＮＯのときはステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、ディジタル補正を実行した回数ｎｄが所定の目標回数に達しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２４に進み、ＮＯのときはステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、図８を参照して後述するディジタル補正処理をディジタル補正回路２３に実行させる。ステップＳ２３において、ディジタル補正を実行した回数ｎｄを１だけインクリメントし、ステップＳ１９に戻る。ステップＳ２４は、ステップＳ１６のアナログ補正処理又はステップＳ２２のディジタル補正処理が失敗した場合に実行され、必要なエラー処理を行う。最後に、ステップＳ２５において後処理を行い、図４の画像読み取り処理に戻る。後処理では、ステップＳ１１で初期化した各パラメータのフラグをオフにする、などの処理を行う。
【００４３】
図６は、図５のアナログ補正処理Ｓ１６のサブルーチンを示すフローチャートである。内部制御回路は、アナログ補正処理Ｓ１６をアナログ補正回路２３に実行させる。アナログ補正処理では、ノイズ幅信号に基づいて、アナログ補正係数を計算するとともにアナログ補正信号の極性反転フラグを決定し、アナログ補正係数と、アナログ補正信号の極性反転フラグにより決まる正又は負の符号とを、ＤＡ変換後の三角波信号（アナログデータ）に乗算することにより、アナログ補正信号を生成する。アナログ補正処理は、アナログ補正係数の計算途中で所定の変数値を使用し、次の変数値（すなわち、次のアナログ補正係数に対応する変数値）を計算するために、２つのアナログ補正方式（方式１及び方式２）を用いる。方式１では、現在の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の変数値を計算する。方式２では、前回の変数値及び現在の変数値と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の変数値を計算する。
【００４４】
ステップＳ３１において、以後の各ステップで用いる各パラメータを初期化する。初期化されるパラメータは、例えば以下のものを含むが、これらに限定するものではない。
【００４５】
・アナログ補正信号の振幅を決める減衰量のパラメータａｔｔを０〜３１のうちの任意整数に設定する。パラメータａｔｔの値は、ユーザ入力又はその他の条件に基づき、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してアナログ補正回路２３に送られる。
・アナログ補正信号の極性反転フラグａｉｎｖ（０又は１）を０に設定する。
・アナログ補正処理の計算途中で使用する変数値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を初期化する。特に、現在の変数値Ｐ１は、例えば「３１−ａｔｔ」に設定される。
・変数値のステップ幅のパラメータｓｔｅｐを設定する。
・変数値の増分又は減分を決める係数ｋ（ｋ＝１又は−１）を１に設定する。
・ノイズ幅のフィードバック量を決めるパラメータｆｂを設定する。
・アナログ補正処理で用いる２つのアナログ補正方式（方式１及び方式２）のどちらを実行するのかを示すフラグを、方式１に設定する。このフラグの内容は、ユーザ入力又はその他の条件に基づき、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してアナログ補正回路２３に送られる。
・ステップＳ３３〜Ｓ４３のループを実行した回数ｎ１を０にする。
【００４６】
変数値のステップ幅のパラメータｓｔｅｐは、次式により計算される。
【００４７】
［数１］
ｓｔｅｐ＝（ＤＡ変換後の三角波信号の電圧）×ａｇａｉｎ×ｄｇａｉｎ×２１６÷（ＡＤＣ基準電圧）÷３１
【００４８】
ここで、ＤＡ変換後の三角波信号の電圧（すなわち、ＤＡ変換器２６によるＤＡ変換後の三角波信号の振幅）は、予め決められたパラメータａｍｐ（ａｍｐ＝０，１，…，１５）を用いて、２０ｍＶｐｐ×ａｍｐ÷５０として得られる。パラメータａｍｐの値は、ユーザ入力又はその他の条件に基づき、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してアナログ補正回路２３に送られる。ａｇａｉｎはアナログ増幅器１４のゲインであり、（アナログ増幅器１４のゲインコード）×３―４．５［ｄＢ］で表され、ｄｇａｉｎはディジタル増幅器１７のゲインであり、（ディジタル増幅器１７のゲインコード）÷４０９６で表される。また、ＡＤＣ基準電圧は、例えば９００ｍＶに設定される。このパラメータｓｔｅｐは、減衰量のパラメータａｔｔを基準として、変数値がどの程度のステップ幅で変化するかを示す。
【００４９】
ノイズ幅のフィードバック量を決めるパラメータｆｂは、予め決められたパラメータｔｒｋ（ｔｒｋ＝０，１，２，３）を用いて、ｆｂ＝（ｔｒｋ＋１）÷４により得られる。ノイズ幅のフィードバック量を決めるパラメータｆｂは、ノイズ除去のために過大な信号を元の画像信号に重畳し、その繰り返しによって画像信号が発振してしまうことを防ぐために用いている。例えば、ノイズ幅が５ｍＶである場合において、一度にいきなり−５ｍＶのアナログ補正信号を生成するのではなく、１回目では、５ｍＶ×１／２＝２．５ｍＶの補正を行うようなアナログ補正信号を生成することが好ましい。パラメータｔｒｋの値は、ユーザが自由に変更することができ、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してアナログ補正回路２３に送られる。
【００５０】
実行されるアナログ補正方式を示すフラグの内容は、任意の基準に基づいて切り換えることができる。例えば、ユーザが画像読み取り装置の実際の動作及びノイズ除去処理の効果を見て決定することができる。なお、方式２のアナログ補正処理は、ディジタル回路のみによって実装することもできるので、通常であれば、方式２のアナログ補正処理のみを用いることにより純デジタル的に安定してノイズを除去できるはずであるが、実際にはアナログゲインをかけて使用するので、アナログゲインの変化に応じてノイズにもゲインがかかってしまう。従って、初期状態では、例えば方式１に設定し、一定時間にわたって方式１でノイズ除去を行った後で、方式２に変更してもよい。
【００５１】
ステップＳ３２において、ノイズ検出回路２１によりスペクトラム拡散ノイズのノイズ幅を検出する。ここでのノイズ幅の検出は、ステップＳ１３での検出と同様に行われる。ステップＳ３３において、現在の変数値Ｐ１から次の変数値Ｐ２を次式により計算する
【００５２】
［数２］
Ｐ２＝Ｐ１−ｋ×ｆｂ×（現在のノイズ幅）÷ｓｔｅｐ
【００５３】
ここで、Ｐ２＞３１である場合は、Ｐ２＝３１とし、Ｐ２＜−３１である場合は、Ｐ２＝−３１とする。
【００５４】
ステップＳ３４において、変数値Ｐ１及びＰ２の極性は同じであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステップＳ３６に進み、ＮＯのときは、ステップＳ３５においてアナログ補正信号の極性反転フラグを反転させてステップＳ３６に進む。変数値Ｐ１及びＰ２の極性が異なる場合、ステップＳ３７で生成されるアナログ補正信号とスペクトラム拡散ノイズとが同位相になると予想され、このためアナログ補正信号の位相を予め反転させることが必要になる。
【００５５】
ステップＳ３６において、次の変数値Ｐ２からアナログ補正係数を計算する。ここで、最初に、次の変数値Ｐ２から、減衰量のパラメータａｔｔを計算する。次の変数値Ｐ２が０又は正のときは、ａｔｔ＝３１−Ｐ２とし、負のときは、ａｔｔ＝３１＋Ｐ２とする。このとき、小数点以下は四捨五入する。この減衰量のパラメータａｔｔに基づいて、アナログ補正係数を次式により計算する。
【００５６】
［数３］
（アナログ補正係数）＝（１−ａｔｔ÷３１）÷５０
【００５７】
ステップＳ３７において、ステップＳ３６で計算されたアナログ補正係数と、アナログ補正信号の極性反転フラグａｉｎｖにより決まる正又は負の符号とを、ＤＡ変換後の三角波信号（アナログデータ）に乗算することにより、アナログ補正信号を生成し（次式を参照）、生成されたアナログ補正信号を合成器１３により元の画像信号（アナログデータ）に重畳する。
【００５８】
［数４］
（アナログ補正信号）＝（符号）×（アナログ補正係数）×（ＤＡ変換後の三角波信号）
【００５９】
ステップＳ３８において、ノイズ検出回路２１により、アナログ補正信号を元の画像信号に重畳した後のノイズ幅を検出する。ステップＳ３６の計算で用いたノイズ幅は「前回のノイズ幅」とし、ステップＳ３８で検出されたノイズ幅を新たに「現在のノイズ幅」とする。ステップＳ３９において、ステップＳ３８で検出された現在のノイズ幅が前回のノイズ幅よりも減少しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステップＳ４１に進み、ＮＯのときは、ステップＳ４０において係数ｋを反転して（１から−１へ、又は−１から１へ変更して）ステップＳ４１に進む。係数ｋを反転させることにより、数２において現在の変数値Ｐ１に対して次の変数値Ｐ２を変化させる方向が逆になる。
【００６０】
ステップＳ４１において、アナログ補正方式は方式１及び方式２のどちらが指定されているかを判断し、方式１である場合はステップＳ４２に進み、方式２である場合はステップＳ４４に進む。方式１の場合、ステップＳ４２において、ステップＳ３３〜Ｓ４３のループを実行した回数ｎ１が設定回数に達しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ４３に進み、ＮＯのときはステップＳ４５に進む。ステップＳ４３において、ステップＳ３３〜Ｓ４３のループを実行した回数ｎ１を１だけインクリメントし、次の変数値Ｐ２を現在の変数値Ｐ１とし、ステップＳ３３に戻る。ステップＳ４４において、図７を参照して後述する方式２のアナログ補正処理を実行し、実行後、ステップＳ４５に進む。ステップＳ４５において、最終的なアナログ補正係数及び現在のノイズ幅を、アナログ補正回路２３内のレジスタ（図示せず。）に格納し、図５のノイズ除去処理に戻る。
【００６１】
図７は、図６の方式２のアナログ補正処理Ｓ４４のサブルーチンを示すフローチャートである。最初に、現在の変数値Ｐ１を「前回の変数値」とし、次の変数値Ｐ２を「現在の変数値」とする。前述のように、方式２のアナログ補正処理では、前回の変数値Ｐ１及び現在の変数値Ｐ２と、前回のノイズ幅及び現在のノイズ幅とに基づいて、次の変数値を計算する。ステップＳ５１において、前回の変数値Ｐ１及び現在の変数値Ｐ２が互いに異なるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ５２に進み、ＮＯのときは図６のアナログ補正処理に戻る。
【００６２】
ステップＳ５２において、前回の変数値Ｐ１及び現在の変数値Ｐ２から次の変数値Ｐ３を次式により計算する。
【００６３】
［数５］
Ｐ３＝（Ｐ２×（前回のノイズ幅）−Ｐ１×（現在のノイズ幅））÷（（前回のノイズ幅）−（現在のノイズ幅））
【００６４】
ここで、Ｐ３＞３１である場合は、Ｐ３＝３１とし、Ｐ３＜−３１である場合は、Ｐ３＝−３１とする。前回のノイズ幅と現在のノイズ幅とが互いに等しい場合には、Ｐ３＝Ｐ２とする。
【００６５】
ステップＳ５３において、現在の変数値Ｐ２及び次の変数値Ｐ３の極性が同じであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステップＳ５５に進み、ＮＯのときは、ステップＳ５４においてアナログ補正信号の極性反転フラグを反転させてステップＳ５５に進む。ステップＳ５５において、次の変数値Ｐ３からアナログ補正係数を計算する。次の変数値としてＰ２に代えてＰ３を用いることのほかは、ステップＳ３６での計算と同様に行われる。ステップＳ５６において、ステップＳ５５で計算されたアナログ補正係数と、アナログ補正信号の極性反転フラグａｉｎｖにより決まる正又は負の符号とを、ＤＡ変換後の三角波信号（アナログデータ）に乗算することにより、ステップＳ３７と同様にアナログ補正信号を生成して、生成されたアナログ補正信号を合成器１３により元の画像信号（アナログデータ）に重畳する。最後に、ステップＳ５７において、アナログ補正信号を元の画像信号に重畳した後のノイズ幅を「現在のノイズ幅」として検出し、図６のアナログ補正処理に戻る。
【００６６】
図８は、図５のディジタル補正処理Ｓ２２のサブルーチンを示すフローチャートである。内部制御回路２０は、ディジタル補正処理Ｓ２２をディジタル補正回路２２に実行させる。ディジタル補正処理では、ノイズ幅信号に基づいて、ディジタル補正係数を計算するとともにディジタル補正信号の極性反転フラグを決定し、ディジタル補正係数と、ディジタル補正信号の極性反転フラグにより決まる正又は負の符号とを、三角波信号（ディジタルデータ）に乗算することにより、ディジタル補正信号を生成する。ディジタル補正処理では、現在の変数値及び現在のノイズ幅に基づいて次の変数値を計算する。
【００６７】
ステップＳ６１において、以後の各ステップで用いる各パラメータを初期化する。初期化されるパラメータは、例えば以下のものを含むが、これらに限定するものではない。
【００６８】
ディジタル補正係数を示すパラメータｄｃｏｅを０〜１０２３のうちの任意整数に設定する。パラメータｄｃｏｅの値は、ユーザ入力又はその他の条件に基づき、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してディジタル補正回路２２に送られる。
・ディジタル補正信号の極性反転フラグｄｉｎｖ（０又は１）を０に設定する。
・ディジタル補正処理の計算途中で使用する変数値Ｑ１、Ｑ２を初期化する。現在の変数値Ｑ１は、例えば「ｄｃｏｅ×４」に設定される。
・変数値の増分又は減分を決める係数ｋ（ｋ＝１又は−１）を１に設定する。
・ノイズ幅のフィードバック量を決めるパラメータｆｂを設定する。
・ステップＳ６３〜Ｓ７２のループを実行した回数ｎ２を０にする。
【００６９】
ノイズ幅のフィードバック量を決めるパラメータｆｂは、予め決められたパラメータｔｒｋ（ｔｒｋ＝０，１，２，３）を用いて、ｆｂ＝（ｔｒｋ×４＋１）÷３２により得られる。パラメータｔｒｋの値は、アナログ補正処理と同じ値を用いることができ、ユーザ入力に基づいて、外部制御回路６から内部制御回路２０を介してアナログ補正回路２３に送られる。
【００７０】
ステップＳ６２において、ノイズ検出回路２１によりスペクトラム拡散ノイズのノイズ幅を検出する。ここでのノイズ幅の検出は、ステップＳ１３での検出と同様に行われる。ステップＳ６３において、現在の変数値Ｑ１から次の変数値Ｑ２を次式により計算する。
【００７１】
［数６］
Ｑ２＝Ｑ１−ｋ×ｆｂ×（現在のノイズ幅）÷ｄｇａｉｎ
【００７２】
ここで、ｄｇａｉｎは、前述のように、ディジタル増幅器１７のゲインであり、（ディジタル増幅器１７のゲインコード）÷４０９６で表される。Ｐ２＞４０９５である場合は、Ｐ２＝４０９５とし、Ｐ２＜−４０９５である場合は、Ｐ２＝−４０９５とする。
【００７３】
ステップＳ６４において、変数値Ｑ１及びＱ２の極性は同じであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステップＳ６６に進み、ＮＯのときはステップＳ６５においてディジタル補正信号の極性反転フラグを反転させてステップＳ６６に進む。
【００７４】
ステップＳ６６において、次の変数値Ｑ２からディジタル補正係数を示すパラメータｄｃｏｅを計算する。次の変数値Ｑ２が０又は正のときは、ｄｃｏｅ＝Ｑ２÷４とし、負のときは、ｄｃｏｅ＝−Ｑ２÷４とする。このとき、小数点以下は切り捨てる。ステップＳ６７において、ステップＳ６６で計算されたディジタル補正係数と、ディジタル補正信号の極性反転フラグｄｉｎｖにより決まる正又は負の符号とを、三角波信号（ディジタルデータ）に乗算することにより、ディジタル補正信号を生成し（次式を参照）、生成されたディジタル補正信号を合成器１６により元の画像信号（ディジタルデータ）に重畳する。
【００７５】
［数７］
ディジタル補正信号の極性反転フラグｄｉｎｖ＝０であるとき：
（ディジタル補正係数）＝（三角波信号）×ｄｃｏｅ÷２５５
［数８］
ディジタル補正信号の極性反転フラグｄｉｎｖ＝１であるとき：
（ディジタル補正係数）＝（−（三角波信号）−１）×ｄｃｏｅ÷２５５
【００７６】
数７又は数８で得られる結果は、２の補数として出力される。
【００７７】
ステップＳ６８において、ノイズ検出回路２１により、ディジタル補正信号を合成器１６により元の画像信号に重畳した後のノイズ幅を検出する。ステップＳ６６の計算で用いたノイズ幅は「前回のノイズ幅」とし、ステップＳ６８で検出されたノイズ幅を新たに「現在のノイズ幅」とする。ステップＳ６９において、ステップＳ６８で検出された現在のノイズ幅が前回のノイズ幅よりも減少しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステップＳ７１に進み、ＮＯのときはステップＳ７０において係数ｋを反転して（１から−１へ、又は−１から１へ変更して）ステップＳ７１に進む。係数ｋを反転させることにより、数６において現在の変数値Ｐ１に対して次の変数値Ｐ２を変化させる方向が逆になる。ステップＳ７１において、ステップＳ６３〜Ｓ７２のループを実行した回数ｎ２が設定回数に達しているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ７３に進み、ＮＯのときはステップＳ４５に進む。ステップＳ７２において、ステップＳ６３〜Ｓ７２のループを実行した回数ｎ２を１だけインクリメントし、次の変数値Ｑ２を現在の変数値Ｑ１とし、ステップＳ６３に戻る。ステップＳ７３において、最終的なディジタル補正係数及び現在のノイズ幅を、ディジタル補正回路２２内のレジスタ（図示せず。）に格納し、図５のノイズ除去処理に戻る。
【００７８】
なお、図４において、ステップＳ５進んだとき、図６のステップＳ４５で格納された以前のアナログ補正係数と、図８のステップＳ７３で格納された以前のディジタル補正係数とを用いて、ノイズ除去を行う。ステップＳ５では、これら以前のアナログ補正係数及びディジタル補正係数を用いてノイズ除去を行うことに代えて、所定のデフォルト値のアナログ補正係数及びディジタル補正係数を用いてノイズ除去を行ってもよい。
【００７９】
元の画像信号と、アナログ補正信号及びディジタル補正信号とは、タイミング生成回路２９の同期信号を用いて同期される。
【００８０】
図５〜図８の処理は、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネル毎に別個に実行可能である。
【００８１】
以上の説明では、スペクトラム拡散変調されたクロック回路を生成するために、三角波信号を用いたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、同様にスペクトラム拡散変調を行うことができるのであれば、他の信号波形を有する変調信号を用いてもよい。
【００８２】
アナログ補正回路２３は、アナログ増幅器１４及びＡＤ変換器１５の前段におけるアナログ回路部分においてノイズ除去を行う。一方、ディジタル補正回路２２は、ＡＤ変換器１５の後段におけるディジタル回路部分においてノイズ除去を行う。図５からわかるように、アナログ補正処理（すなわちアナログ補正係数の計算）と、ディジタル補正処理（すなわちディジタル補正係数の計算）とは、同時には実行されず、アナログ補正処理を行ってアナログ補正信号を元の画像信号（アナログデータ）に重畳してから、ディジタル補正処理を行うことが効果的である。アナログ補正処理では、アナログ増幅器１４のゲインを変更しても、ノイズ除去の効果を維持することができる。アナログ増幅器１４及びＡＤ変換器１５には、スペクトラム拡散ノイズが小さい状態で画像信号が入力される。一方、アナログ補正回路２３における減衰率の設定は粗いのに対して、ディジタル補正回路２２は高精度かつ安定にすることができる。信号処理回路４の動作では、ディジタル増幅器１７が重要であるので、その前段でノイズを除去する必要がある。アナログ補正処理及びディジタル補正処理を行った後、図４のステップＳ６では、生成されたアナログ補正信号を元の画像信号（アナログデータ）に重畳すると同時に、生成されたディジタル補正信号を元の画像信号（ディジタルデータ）に重畳する。
【００８３】
従来技術の画像信号処理装置では、ノイズ除去のための補正信号を生成するためのループフィルタ信号は、信号処理回路１０４（ＩＣ）の外部からアナログデータとして供給されるので、外部ノイズに弱く、さらに、その位相を調整できないという問題点があった。それに対して、本発明の実施形態によれば、信号処理回路４はクロック回路２４を含むＩＣとして閉じていて、クロック信号等を外部信号として入力する必要がない。また、三角波信号は位相調整可能である。三角波信号生成回路３６はロジック回路なのでノイズに強く、さらに、三角波信号は信号処理回路４（ＩＣ）内のクロック回路からディジタルデータとして供給されるので、従来よりも外部ノイズに強くなっている。さらに、ノイズ検出回路２１からのノイズ幅信号は、ディジタルデータとしてアナログ補正回路２３及びディジタル補正回路２２に送られているので安定である。従って、本発明の実施形態によれば、正確なノイズ除去を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の画像信号処理装置及び画像信号処理方法は、以上の構成を備えたことにより、従来技術のＳＳＣＧを備えた画像信号処理装置と同様に、特定の周波数にピークをもっていたＥＭＩのエネルギーを分散させてピーク値を低減させることができるとともに、新たな効果として、スペクトラム拡散の変調波形と同じ周期を有し、同相あるいは逆相の三角波のノイズ（スペクトラム拡散ノイズ）を除去することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１…ＣＣＤ、
２…エミッタフォロア回路、
３…結合コンデンサ、
４…信号処理回路、
６…外部制御回路、
１１…クランプ回路、
１２…サンプルホールド回路、
１３，１６…合成器、
１４…アナログ増幅器、
１５…ＡＤ変換器、
１７…ディジタル増幅器、
２０…内部制御回路、
２１…ノイズ検出回路、
２２…ディジタル補正回路、
２３…アナログ補正回路、
２４…クロック回路２４、
２５，２７…遅延器、
２６…ＤＡ変換器、
２８…ＤＬＬ回路、
２９…タイミング生成回路、
３１…基準クロック発生器、
３２…位相比較器、
３３…合成器、
３４…電圧制御発振器、
３５…分周器、
３６…三角波信号生成回路、
３７…ＤＡ変換器、
４１…原稿カバー、
４２…本体筐体、
４３…コンタクトガラス、
４４，４７…キャリッジ、
４５…ハロゲンランプ、
４６，４８，４９…ミラー、
５０…結像レンズ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００８−１１８３６６号公報。
【特許文献２】特開２０１０−０５７１５９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】
2012065106.tif 000008
【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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