(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取手段の読取速度が異なる少なくとも２つの読取モードを備え、
前記読取モードを設定する読取モード設定手段と、
前記読取モード設定手段により設定された読取モードに対応する読取速度で、被読取体に対して相対移動させ、当該被読取体からの反射光量を電気信号に変換したアナログ画像信号を出力する読取手段と、
前記読取手段から出力されるアナログ画像信号をディジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記読取手段および前記Ａ／Ｄ変換手段により基準白色を読み取って取得したディジタル画像データの値を前記読取速度に対応した所定の値に補正するシェーディングデータを演算するシェーディングデータ演算手段と、
前記シェーディングデータ演算手段によって算出されたシェーディングデータを記憶する記憶手段と、
前記読取手段および前記Ａ／Ｄ変換手段により前記被読取体を読み取って取得したディジタル画像データと、前記記憶手段に記憶された前記被読取体の読取速度に対応したシェーディングデータとの積を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された積に、前記被読取体の読取速度に対応した所定の演算を行ってシェーディング補正後の画像データを得るデータ処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記所定の演算は、前記演算手段から出力される複数ビットからなるデータのうち、最下位ビットから前記被読取体の読取速度に応じた所定桁のビットを除いた所定数のビットを抽出する処理である、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記読取モードは、前記被読取体を前記読取手段の有する解像度で読み取ることが可能な第１の速度で前記読取手段を移動させる低速読取モードと、前記第１の速度よりも速い第２の速度で前記読取手段を移動させる高速読取モードからなり、
前記低速読取モードに対応した所定の値は、前記高速読取モードに対応した所定の値よりも大きい値に設定されている、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記読取手段は、カラー画像読取手段からなり、
少なくとも前記被読取体をフルカラー画像とモノクロ２値画像として読み取る画質モードを有し、前記読取モード設定手段は、フルカラー画像で読み取る場合は、低速読取モードを設定し、モノクロ２値の画像で読み取る場合は、高速読取モードを設定する、請求項３に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シェーディング補正を行う画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、読取原稿などの被読取体に光を照射し、その反射光量を電気信号に変換して画像信号を得る場合、光学系の歪みや光電変換素子の特性のばらつきなどを吸収するために、画像信号にシェーディング補正を施している。
【０００３】
このようなシェーディング補正を施すための従来の画像処理装置は、シェーディング補正率が固定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像処理装置では、シェーディング補正率を変化させることができなかったので、多種多様の読取速度に対応できないという課題があった。
【０００５】
すなわち、カラースキャナー、モノクロスキャナー、コピー、あるいはファクシミリ送信などの各種の機能を備えた多機能な電子機器では、たとえばカラースキャナーでフルカラー画像を高解像度で読み取る場合と、ファクシミリ送信やＯＣＲのためにモノクロ２値で読み取る場合とでは、ＣＣＤなどの読取装置による読取速度が１０倍程度異なっている。このような電子機器に上記従来の画像処理装置を搭載した場合、Ａ／Ｄ変換器に入力されるアナログ画像信号のレベルが読取速度に応じて大幅に変化するので、読取装置からのアナログ画像信号を増幅する増幅器のゲインを調整したり、アナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器のリファレンスを調整したりするだけでは、到底対処できず、十分なシェーディング補正を行えなかった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて提案されたものであって、読取速度に係わらず良好にシェーディング補正を行える画像処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した発明の画像処理装置は、読取手段の読取速度が異なる少なくとも２つの読取モードを備え、前記読取モードを設定する読取モード設定手段と、前記読取モード設定手段により設定された読取モードに対応する読取速度で、被読取体に対して相対移動させ、当該被読取体からの反射光量を電気信号に変換したアナログ画像信号を出力する読取手段と、前記読取手段から出力されるアナログ画像信号をディジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記読取手段および前記Ａ／Ｄ変換手段により基準白色を読み取って取得したディジタル画像データの値を前記読取速度に対応した所定の値に補正するシェーディングデータを演算するシェーディングデータ演算手段と、前記シェーディングデータ演算手段によって算出されたシェーディングデータを記憶する記憶手段と、前記読取手段および前記Ａ／Ｄ変換手段により前記被読取体を読み取って取得したディジタル画像データと、前記記憶手段に記憶された前記被読取体の読取速度に対応したシェーディングデータとの積を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された積に、前記被読取体の読取速度に対応した所定の演算を行ってシェーディング補正後の画像データを得るデータ処理手段とを備えている。
【０００８】
この画像処理装置によれば、基準白色を読み取って取得したディジタル画像データの値を読取速度に応じた所定の値に補正するシェーディングデータを演算しておき、被読取体を読み取ってディジタル画像データを取得した際、そのディジタル画像データと読取速度に応じたシェーディングデータとの積を演算し、その演算結果に読取速度に応じた所定の演算処理、例えば、複数ビットからなるデータのうち、最下位ビットから読取速度に応じた所定桁のビットを除いた所定数のビットを抽出する処理を行うことにより、シェーディング補正後の画像データを得るので、読取速度に係わらず良好にシェーディング補正を行うことができる。
【０００９】
また、請求項２に記載した発明の画像処理装置は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記所定の演算は、前記演算手段から出力される複数ビットからなるデータのうち、最下位ビットから前記被読取体の読取速度に応じた所定桁のビットを除いた所定数のビットを抽出する処理である。また、請求項３に記載した発明の画像処理装置は、請求項１または請求項２に記載の画像処理装置であって、前記読取モードは、前記被読取体を前記読取手段の有する解像度で読み取ることが可能な第１の速度で前記読取手段を移動させる低速読取モードと、前記第１の速度よりも速い第２の速度で前記読取手段を移動させる高速読取モードからなり、前記低速読取モードに対応した所定の値は、前記高速読取モードに対応した所定の値よりも大きい値に設定されている。
【００１０】
これらの画像処理装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１１】
更に、請求項４に記載した発明の画像処理装置は、請求項３に記載の画像処理装置であって、前記読取手段は、カラー画像読取手段からなり、少なくとも前記被読取体をフルカラー画像とモノクロ２値画像として読み取る画質モードを有し、前記読取モード設定手段は、フルカラー画像で読み取る場合は、低速読取モードを設定し、モノクロ２値の画像で読み取る場合は、高速読取モードを設定する。
【００１２】
この画像処理装置によれば、被読取体をフルカラー画像とモノクロ２値画像のいずれの画質モードで読み取る場合にも良好にシェーディング補正を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る画像処理装置を備えたファクシミリ装置の回路ブロック図であって、このファクシミリ装置は、ＣＰＵ１、ＮＣＵ２、ＲＡＭ３、モデム４、ＲＯＭ５、ＥＥＰＲＯＭ６、ゲートアレイ７、コーデック８、ＤＭＡＣ９、読取部１１、記録部１２、操作部１３、および表示部１４を備えている。ＣＰＵ１、ＮＣＵ２、ＲＡＭ３、モデム４、ＲＯＭ５、ＥＥＰＲＯＭ６、ゲートアレイ７、コーデック８、およびＤＭＡＣ９は、バス線により相互に接続されている。バス線には、アドレスバス、データバス、および制御信号線が含まれる。ゲートアレイ７には、読取部１１、記録部１２、操作部１３、および表示部１４が接続されている。ＮＣＵ２には、通信回線の一例としての電話回線１５が接続されている。
【００１５】
ＣＰＵ１は、ファクシミリ装置全体を制御する。ＮＣＵ２は、電話回線１５に接続されて網制御を行う。ＲＡＭ３は、各種のデータを記憶する。モデム４は、送信データの変調や受信データの復調などを行う。ＲＯＭ５は、各種のプログラムなどを記憶している。ＥＥＰＲＯＭ６は、画像処理に用いる係数データなどの各種の登録データやフラグなどを記憶する。ゲートアレイ７は、ＣＰＵ１の入出力インターフェイスとして機能するとともに、シェーディング補正などの各種の画像処理を実行する。コーデック８は、送信ファクシミリデータの符号化や受信ファクシミリデータの復号化を行う。ＤＭＡＣ９は、ＲＡＭ３およびＥＥＰＲＯＭ６へのデータの書き込みや読み出しを行う。読取部１１は、光源やカラーＣＣＤイメージセンサや原稿送りモータなどを備えており、原稿を読み取って画信号を出力する。記録部１２は、インクジェット方式あるいは熱転写方式などの印刷手段を備えており、受信画像などを記録用紙上に記録する。操作部１３は、キースイッチ群などからなり、使用者の操作に応じた信号を出力する。表示部１４は、ＬＣＤなどからなり、ＣＰＵ１により制御されて各種の表示を行う。
【００１６】
図２はゲートアレイ７により構成されているシェーディング補正回路の回路ブロック図であって、このシェーディング補正回路は、減算器２１、乗算器２２、およびシェーディングオーバーフロー処理回路２３を備えている。
【００１７】
減算器２１は、読取部１１からのアナログ画像信号をゲートアレイ７に内蔵されたＡ／Ｄ変換器によって変換したディジタル画像データから、予め各画素および各色毎にＥＥＰＲＯＭ６に記憶されている黒レベルデータを減算する。この黒レベルデータは、たとえば読取部１１の光源を消灯させた状態で、読取部１１のカラーＣＣＤイメージセンサからアナログ画像信号を出力させ、それをゲートアレイ７に内蔵されたＡ／Ｄ変換器によってディジタル画像データに変換させることにより得られる。
【００１８】
乗算器２２は、減算器２１からのたとえば１０ビットの入力画像データと、ＲＡＭ３に格納されているたとえば８ビットのシェーディングデータとを乗算する。このシェーディングデータは、各画素毎および各色毎ならびに各シェーディング補正率毎に、ＣＰＵ１により演算されて、ＲＡＭ３に格納される。具体的には、たとえば、シェーディング補正率が５０パーセントの場合、ＣＰＵ１は、下記数式１を用いて各画素毎および各色毎にシェーディングデータを演算し、ＲＡＭ３に格納する。また、シェーディング補正率が７５パーセントの場合、ＣＰＵ１は、下記数式２を用いて各画素毎および各色毎にシェーディングデータを演算し、ＲＡＭ３に格納する。シェーディング補正率は、各種読取モードに応じた読取部１１のカラーＣＣＤイメージセンサの読取速度に基づいて、ＣＰＵ１が決定する。本実施形態においては、シェーディング補正率を５０パーセントと７５パーセントとの２段階に切り替えることができるものとする。
【００１９】
【数１】
0003944938.tif 000002
【００２０】
【数２】
0003944938.tif 000003
【００２１】
上記数式１および数式２において、白レベルデータは、たとえば読取部１１の光源を点灯させた状態で、読取部１１のカラーＣＣＤイメージセンサに基準の白プラテンあるいは白原稿などを読み取らせることにより、カラーＣＣＤイメージセンサからアナログ画像信号を出力させて、それをゲートアレイ７に内蔵されたＡ／Ｄ変換器によってディジタル画像データに変換させることにより得られる。また、末尾に（Ｈ）を付した数値は、１６進数の数値である。
【００２２】
シェーディングオーバーフロー処理回路２３は、ＣＰＵ１からのシェーディングモード切り替え信号に基づいて、乗算器２２からの乗算結果を処理し、シェーディング補正後のたとえば１０ビットのディジタル画像データを出力する。このディジタル画像データは、ゲートアレイ７によりさらに各種の処理を施され、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の４色のディジタル画像データとしてＤＭＡＣ９によりＲＡＭ３に格納される。
【００２３】
たとえば、シェーディング補正率が５０パーセントの場合、シェーディングオーバーフロー処理回路２３は、図３に示すように、乗算器２２の乗算結果である１８ビットの数値データのうち、最下位ビットから数えて第８ビット目から第１７ビット目までの１０ビットの内容をシェーディング補正後のディジタル画像データとして出力する。このとき、最上位ビットをオーバーフロー判定データとして用い、その内容が「１」であれば、補正後のディジタル画像データの各ビットを全て「１」にする。最下位ビットから数えて第１ビット目から第７ビット目までの７ビットは、切り捨てビットとして無視する。
【００２４】
また、シェーディング補正率が７５パーセントの場合、シェーディングオーバーフロー処理回路２３は、図４に示すように、乗算器２２の乗算結果である１８ビットの数値データのうち、最下位ビットから数えて第７ビット目から第１６ビット目までの１０ビットの内容をシェーディング補正後のディジタル画像データとして出力する。このとき、最上位ビットから数えて第１ビット目と第２ビット目とをオーバーフロー判定データとして用い、それらの少なくとも１つの内容が「１」であれば、補正後のディジタル画像データの各ビットを全て「１」にする。最下位ビットから数えて第１ビット目から第６ビット目までの６ビットは、切り捨てビットとして無視する。
【００２５】
すなわち、ＣＰＵ１は、白レベルデータと黒レベルデータとに基づいてシェーディングデータを演算するシェーディングデータ演算手段を実現している。乗算器２２は、シェーディングデータ演算手段により演算されたシェーディングデータと画像信号に基づくデータとの積を演算する演算手段を構成している。シェーディングオーバーフロー処理回路２３は、演算手段による演算結果を処理してシェーディング補正後の画像信号を得るデータ処理手段を構成している。
【００２６】
次に、このように構成されたファクシミリ装置の動作の要点について説明する。読取原稿を読み取るに際しては、先ずＣＰＵ１が、読取モードに応じてシェーディング補正率を決定し、シェーディングデータを各画素および各色毎に演算して、ＲＡＭ３に格納する。たとえば、読取原稿のフルカラー画像を高解像度で読み取る場合、低速読取モードであるので、シェーディング補正率を５０パーセントに決定して、上記数式１に基づいてシェーディングデータを演算するとともに、シェーディングオーバーフロー処理回路２３にシェーディング補正率５０パーセントの処理を行うべき旨のシェーディングモード切り替え信号を出力する。また、読取原稿の画像をモノクロ２値で読み取る場合、高速読取モードであるので、シェーディング補正率を７５パーセントに決定して、上記数式２に基づいてシェーディングデータを演算するとともに、シェーディングオーバーフロー処理回路２３にシェーディング補正率７５パーセントの処理を行うべき旨のシェーディングモード切り替え信号を出力する。
【００２７】
そして、搬送中の読取原稿を読み取った読取部１１のカラーＣＣＤイメージセンサからのアナログ画像信号を、ゲートアレイ７のＡ／Ｄ変換器によりディジタル画像信号に変換し、減算器２１の一方の入力端に入力させる。このとき、減算器２１の他方の入力端には、ＥＥＰＲＯＭ６に格納されている黒レベルデータが入力される。これにより減算器２１が、ディジタル画像信号から黒レベルデータを減算し、その演算結果を乗算器２２の一方の入力端に入力画像データとして入力させる。このとき、乗算器２２の他方の入力端には、ＲＡＭ３に記憶されているシェーディングデータが入力されるので、乗算器２２は、入力画像データとシェーディングデータとを乗算し、その演算結果をシェーディングオーバーフロー処理回路２３の入力端に入力させる。これによりシェーディングオーバーフロー処理回路２３が、ＣＰＵ１からのシェーディングモード切り替え信号に基づいて、図３あるいは図４に示すような処理を実行し、シェーディング補正後のディジタル画像信号を出力する。
【００２８】
以上のようなシェーディング補正処理が、各画素および各色のディジタル画像信号毎に繰り返され、シェーディング補正がなされる。
【００２９】
以上の結果、シェーディング補正率５０パーセントの場合、図５に示すように、ゲートアレイ７のＡ／Ｄ変換器から出力されるディジタル画像データのレベルの範囲のうち、高レベル側の５０パーセントの範囲にシェーディング補正が施されたことになり、シェーディング補正率７５パーセントの場合、図６に示すように、ゲートアレイ７のＡ／Ｄ変換器から出力されるディジタル画像データのレベルの範囲のうち、高レベル側の７５パーセントの範囲にシェーディング補正が施されたことになる。すなわち、シェーディング補正率７５パーセントの場合、シェーディング補正率５０パーセントの場合と比較して、上記数式１および数式２から明らかなように、シェーディングデータを小さくし、かつ図３および図４から明らかなように、切り捨てビット数を小さくすることにより、シェーディング補正率を大きくしているのである。
【００３０】
このように、画質を優先する読取モード、すなわち低速読取モードでは、シェーディング補正率を５０パーセントにすることにより、ディジタル画像データのダイナミックレンジを最大限に利用しながら正確にシェーディング補正を行い、読取速度を優先する読取モード、すなわち高速読取モードでは、シェーディング補正率を７５パーセントにすることにより、最悪の場合ディジタル画像データのダイナミックレンジを若干低下させることがあったとしても、広範囲にシェーディング補正を行うようにしている。したがって、読取速度に係わらず良好にシェーディング補正を行うことができる。
【００３１】
次に、上記シェーディング補正動作におけるＣＰＵ１によるシェーディングデータ演算処理の手順について、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３２】
先ずＣＰＵ１が、ＥＥＰＲＯＭ６から白レベルデータを読み出し（Ｓ１）、次にＥＥＰＲＯＭ６から黒レベルデータを読み出す（Ｓ２）。そしてＣＰＵ１が、シェーディング補正率が５０パーセントであるか否かを判断する（Ｓ３）。具体的には、読取モードを調べ、低速読取であればシェーディング補正率が５０パーセントであると判断する。シェーディング補正率が５０パーセントであれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１が、Ｓ１で読み出した白レベルデータとＳ２で読み出した黒レベルデータとを用いて、上記数式１に基づいてシェーディングデータを演算し（Ｓ４）、演算結果をＲＡＭ３に格納する（Ｓ５）。そしてＣＰＵ１が、未処理のデータが存在しているか否かを判断する（Ｓ６）。すなわち、シェーディングデータは各画素および各色毎に必要であるので、各画素および各色毎のシェーディングデータを１ライン分生成したかどうかを調べる。未処理のデータが存在していなければ（Ｓ６：ＮＯ）、このルーチンを終了する。
【００３３】
Ｓ６において、未処理のデータが存在していれば（Ｓ６：ＹＥＳ）、Ｓ１に戻って次のシェーディングデータの生成を開始する。
【００３４】
Ｓ３において、シェーディング補正率が５０パーセントでなければ（Ｓ３：ＮＯ）、シェーディング補正率が７５パーセントであるということなので、ＣＰＵ１が、Ｓ１で読み出した白レベルデータとＳ２で読み出した黒レベルデータとを用いて、上記数式２に基づいてシェーディングデータを演算し（Ｓ７）、Ｓ５に進む。
【００３５】
なお、上記実施形態では、シェーディング補正率を５０パーセントと７５パーセントとの２段階に切り替えるように構成したが、もちろんシェーディング補正率を３段階以上に切り替えるように構成してもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、カラー画像信号を処理する例について説明したが、モノクロ画像信号にシェーディング補正を施す場合にも本発明の画像処理装置を採用できることはもちろんである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１〜３に記載した発明の画像処理装置によれば、基準白色を読み取って取得したディジタル画像データの値を読取速度に応じた所定の値に補正するシェーディングデータを演算しておき、被読取体を読み取ってディジタル画像データを取得した際、そのディジタル画像データと読取速度に応じたシェーディングデータとの積を演算し、その演算結果に読取速度に応じた所定の演算処理、例えば、複数ビットからなるデータのうち、最下位ビットから読取速度に応じた所定桁のビットを除いた所定数のビットを抽出する処理を行うことにより、シェーディング補正後の画像データを得るので、読取速度に係わらず良好にシェーディング補正を行うことができる。
【００３８】
また、請求項４に記載した発明の画像処理装置によれば、被読取体をフルカラー画像とモノクロ２値画像のいずれの画質モードで読み取る場合にも良好にシェーディング補正を行うことができる。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像処理装置を備えたファクシミリ装置の回路ブロック図である。
【図２】  図１に示すファクシミリ装置に備えられたシェーディング補正回路の回路ブロック図である。
【図３】  図２に示すシェーディング補正回路によるシェーディング補正におけるデータ処理の説明図である。
【図４】  図２に示すシェーディング補正回路によるシェーディング補正におけるデータ処理の説明図である。
【図５】  図２に示すシェーディング補正回路によるシェーディング補正範囲の説明図である。
【図６】  図２に示すシェーディング補正回路によるシェーディング補正範囲の説明図である。
【図７】  図１に示すファクシミリ装置に備えられたＣＰＵによるシェーディングデータ演算処理の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
３  ＲＡＭ
５  ＲＯＭ
６  ＥＥＰＲＯＭ
７  ゲートアレイ
９  ＤＭＡＣ
１１  読取部
２１  減算器
２２  乗算器
２３  シェーディングオーバーフロー処理回路
【図１】
0003944938.tif 000004
【図２】
0003944938.tif 000005
【図３】
0003944938.tif 000006
【図４】
0003944938.tif 000007
【図５】
0003944938.tif 000008
【図６】
0003944938.tif 000009
【図７】
0003944938.tif 000010