JP2007088557A - Method of calculating inter-color crosstalk correction formula, and image reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーセンサを用いたカラースキャナなどの画像読み取り装置の色間クロストーク補正のための補正式の算出方法と、その方法を用いたクロストーク補正に関する。 The present invention relates to a calculation method of a correction formula for correcting crosstalk between colors of an image reading apparatus such as a color scanner using a color sensor, and to crosstalk correction using the method.
これまでに、カラースキャナなどのカラーCCDなどの固体撮像素子を用いた画像読み取り装置の、低コスト化、高精彩化の開発が進められている。 Up to now, development of cost reduction and high definition of an image reading apparatus using a solid-state imaging device such as a color CCD such as a color scanner has been advanced.
現在、多く使われているカラーCCDは、CCDチップ上にRed, Green, Blueカラーフィルタを形成するオンウエハカラーフィルタと呼ばれる技術により、カラー情報の読み取りを実現している。 Currently, color CCDs that are widely used realize color information reading by a technique called an on-wafer color filter that forms red, green, and blue color filters on a CCD chip.
しかし、このようなカラーCCDの場合、チップ内の回路構成やフィルタ漏光などの影響により、本来独立であるはずのR(赤)、G(緑)、B(青)の各色の出力が、互いに影響しあって変化する、クロストークと呼ばれる現象を生じることが多い。 However, in the case of such a color CCD, the output of each color of R (red), G (green), and B (blue), which should be independent from each other, due to the influence of the circuit configuration in the chip and filter leakage light, etc. In many cases, a phenomenon called crosstalk is generated which affects and changes.
図1に実際にクロストークが発生しているカラーCCDの出力信号を示す。これは、図2に示すような黒から白に急激に変化する原稿100をカラーリニアCCDセンサ10によって読み取った際の出力の変化を示すグラフである。図1のグラフは、縦軸にはR,G又はBのチャンネルごとの画素の出力信号の平均値を、横軸には図2に矢印で示した原稿送り方向に沿った原稿100の移動距離をとっている。図2に示したような原稿100を読み取った場合、最初は各色のチャンネルとも黒領域を読み取るので画素値は小さく、その後、黒から白へと原稿画像が急激に変化するので、チャンネルがその変化位置にさしかかると画素値が急激に上昇する。ここで、カラーリニアCCDセンサ10上のR,G,Bの各チャンネルは互いに所定のギャップ(間隔)をあけて配置されているので、図1ように原稿100の移動距離を横軸に取った場合、各チャンネルの画素値のグラフの立ち上がりはそのギャップの分だけずれる。そして、図1に示す出力変化では、クロストークの影響として、Bチャンネルのグラフが立ち上がり直前において画素値を低下させている。これは、他のチャンネル信号の急激な立ち上がりの影響を受けて、実際の原稿100に対応する画素値より低下したものである。
FIG. 1 shows an output signal of a color CCD in which crosstalk actually occurs. This is a graph showing a change in output when the color
このようなクロストーク現象は、画像上はエッジ部の色づきとなって現れ、また、混色による色再現性の低下につながるため好ましくない。 Such a crosstalk phenomenon is not preferable because it appears as an edge coloring on the image and leads to a decrease in color reproducibility due to color mixing.
これまで、クロストーク現象の低減に関しては、製造工程での工夫やチップ内の回路構成を工夫することで対応している。 Up to now, the reduction of the crosstalk phenomenon has been dealt with by devising the device in the manufacturing process and the circuit configuration in the chip.
例えば、特許文献1では、隣り合う3本の共通信号線の電位とそれらの間の結合容量、負荷容量との関係式を基に隣接信号線間のクロストークを補正することができ、またライン単位で前回と本回の2回分のスキャンデータとフォトダイオード部、配線部との容量との関係式を基に受光素子に残る残像を補正することができる画像読み取り装置が提案されている。
For example, in
しかしこれらの方法では、静電容量など撮像素子固有の特性値をあらかじめ求める必要があり、実際には撮像素子のメーカーが新規に設計・生産する場合や周辺回路を設計する場合にしか適用できない。また、撮像素子の種類ごとに、個別に適用する必要があり、種類の異なった撮像素子に適用する場合は、ほとんどの回路を再度設計する必要がある。 However, in these methods, it is necessary to obtain in advance a characteristic value unique to the image sensor such as capacitance, and in fact, it can be applied only when the manufacturer of the image sensor newly designs / produces or designs a peripheral circuit. Moreover, it is necessary to apply to each type of image pickup device individually, and when applying to image pickup devices of different types, it is necessary to redesign most of the circuits.
また、特許文献2では、クロストークの補正にディスプレイを用いる。ディスプレイに単色の蛍光体の発光を行わせ、この単色光に対応しない色のCCDの色チャンネル(ディスプレイを赤く発光させている場合は、CCDの緑及び青チャンネル)の出力値を最小とするようにプログラマブルアッテネータを制御することでクロストークの補正を行う。
In
しかし、この補正方法は、原理上、ディスプレイの単色蛍光体の分光分布がこれと対応するCCD単色チャンネルの分光感度と一致することを要求する。ところが、通常、ディスプレイの蛍光体の発光分布とCCDの分光感度は一致しないため、この方法によるクロストーク改善の効果は少ないと考えられる。 However, this correction method requires in principle that the spectral distribution of the monochromatic phosphor of the display matches the spectral sensitivity of the corresponding CCD monochromatic channel. However, since the emission distribution of the phosphor of the display and the spectral sensitivity of the CCD do not normally match, it is considered that the effect of improving the crosstalk by this method is small.
そこで、本発明は、既存の画像センサに適用可能で、色間クロストークを精度よく補正するための方法を提供する。 Therefore, the present invention is applicable to an existing image sensor and provides a method for accurately correcting intercolor crosstalk.
本発明に係る方法は、原稿からの光を各色用の各受光部で検出して読み取る画像読み取り装置における色間クロストーク補正のための補正式を算出する方法であって、分光反射率が測定されている複数の色票の分光反射率データと、前記画像読み取り装置の前記各色についての分光感度特性データと、に基づき、前記各色票を前記画像読み取り装置が色間クロストークなしの理想状態で読み取ったと仮定した場合の理想出力値データを求めるステップと、前記各色票を前記画像読み取り装置で実際に読み取って、前記各色票の実測出力値データを求めるステップと、前記理想出力値データと前記実測出力値データとの差が前記複数の色票全体で最少となるように色間クロストークの補正式を求めるステップと、を有する。 The method according to the present invention is a method for calculating a correction formula for inter-color crosstalk correction in an image reading apparatus that detects and reads light from an original by each light receiving unit for each color, and the spectral reflectance is measured. In accordance with the spectral reflectance data of the plurality of color charts and the spectral sensitivity characteristic data for the respective colors of the image reading apparatus, the image reading apparatus is in an ideal state without crosstalk between colors. The step of obtaining ideal output value data when it is assumed that it has been read, the step of actually reading each color chart with the image reading device to obtain the measured output value data of each color chart, the ideal output value data and the actual measurement Obtaining a correction formula for inter-color crosstalk so that a difference from output value data is minimized in the whole of the plurality of color charts.
この発明の好適な態様では、前記画像読み取り装置の前記各色についての分光感度特性データは、前記各色の受光部の分光感度データと、前記画像読み取り装置が備える原稿照明用の光源の分光分布データと、前記画像読み取り装置が備える結像光学系の分光分布データと、を有する。 In a preferred aspect of the present invention, the spectral sensitivity characteristic data for each color of the image reading device includes spectral sensitivity data of the light receiving portion of each color, spectral distribution data of a light source for document illumination provided in the image reading device, and And spectral distribution data of an imaging optical system provided in the image reading device.
また、本発明に係る画像読み取り装置は、原稿からの光を各色用の各受光部で検出して読み取る画像読み取り装置であって、原稿を読み取ることで得た画像信号に対して色間クロストーク補正演算を施すクロストーク補正演算部を備え、前記クロストーク補正演算部は、分光反射率が測定されている複数の色票を当該画像読み取り装置が色間クロストークなしの理想状態で読み取ったと仮定した場合の理想出力値データと、前記複数の色票を当該画像読み取り装置で実際に読み取って得られた実測出力値データと、の差が前記複数の色票全体で最少となるように色間クロストークの補正式を用いて、前記画像信号に対して色間クロストーク補正演算を施す。 The image reading apparatus according to the present invention is an image reading apparatus that detects and reads light from a document by each light receiving unit for each color, and intercolor crosstalk with respect to an image signal obtained by reading the document. It is assumed that the crosstalk correction calculation unit performs correction calculation, and the crosstalk correction calculation unit reads a plurality of color charts whose spectral reflectances are measured in an ideal state without intercolor crosstalk. The difference between the ideal output value data and the actually measured output value data obtained by actually reading the plurality of color charts with the image reading apparatus is minimized between the plurality of color charts. A crosstalk correction calculation between colors is performed on the image signal using a crosstalk correction formula.
また、本発明に係る画像読み取り装置の好適な態様では、前記クロストーク補正演算部は、前記受光部で検出された前記各色の信号を所定の色空間の信号へと変換するための色空間変換演算と、前記色間クロストークの補正式の演算と、を結合した演算を行うことで、色空間変換処理とクロストーク補正処理とを同時に行う。 Further, in a preferred aspect of the image reading apparatus according to the present invention, the crosstalk correction calculating unit converts color signals detected by the light receiving unit into signals of a predetermined color space. A color space conversion process and a crosstalk correction process are performed simultaneously by performing a calculation that combines the calculation and the calculation of the inter-color crosstalk correction formula.
また、本発明に係る画像読み取り装置の別の好適な態様では、前記クロストーク補正演算部は、前記受光部で検出された前記各色の信号に対するシェーディング補正演算と、前記色間クロストークの補正式の演算と、を結合した演算を行うことで、シェーディング補正処理とクロストーク補正処理とを同時に行う。 In another preferable aspect of the image reading apparatus according to the present invention, the crosstalk correction calculation unit includes a shading correction calculation for the signals of each color detected by the light receiving unit, and a correction formula for the intercolor crosstalk. The shading correction process and the crosstalk correction process are performed at the same time.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図3は、カラーリニアCCDセンサ10(以下単にセンサ10と呼ぶ)を使った一般的な画像読み取り装置の画像信号と処理の流れを表すブロック図である。センサ10は、図2のカラーラインCCDセンサ10と同様、R,G,B各チャンネルのラインセンサを備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a flow of image signals and processing of a general image reading apparatus using a color linear CCD sensor 10 (hereinafter simply referred to as sensor 10). Similar to the color
原稿の光学情報は光学系によりセンサ10上に結像される。センサ10の各チャンネルのCCDはR,G,Bの各色フィルタを通過した光を電気信号に変換して、R,G,Bそれぞれの独立なアナログ信号として出力する。
The optical information of the original is imaged on the
センサ10のR,G,Bの各チャンネルから出力されたアナログ電気信号は、それぞれアナログ・アンプ12R,12G,12Bにより増幅され、A/D変換器14R,14G,14Bによりディジタル信号に変換される。
Analog electric signals output from the R, G, and B channels of the
このように生成されたR,G,B各チャンネルのディジタル信号に対し、光学系のむらやCCDライン上の各画素の感度ばらつきを補正するために、シェーディング補正部16R,16G,16Bにより公知のシェーディング補正処理が施される。よく知られるように、シェーディング補正では、例えば、白色の均一な基準板を読んだときのCCDライン上の各画素の出力値に基づき、それら各画素の出力値を一定にするための補正係数を各画素毎に求める。そして、実際に撮像した際の各画素のディジタル信号を、当該画素に対応する補正係数を用いて補正する。
In order to correct the nonuniformity of the optical system and the sensitivity variation of each pixel on the CCD line with respect to the digital signals of the R, G, B channels generated in this way, a known shading is performed by the
次に、ラインギャップ補正が行われる。図2に示したように、センサ10の各ラインの受光素子は主走査方向に配列され、R,G,Bの色チャンネルごとに副走査方向にある間隔を持って配置されている。この色チャンネル間の副走査方向の間隔はラインギャップと呼ばれる。このラインギャップのため、センサ10と原稿とを副走査方向に相対移動させながら各色チャンネルの主走査読み出しを行った場合、各色チャンネルのCCDラインが原稿上の同一位置を読み取るのに時間差が生じる。この時間差を補正して原稿の同一位置のR,G,Bの信号が時間的に同一時刻に揃うようにするために、ラインギャップ補正部18が、R,G,Bの各色チャンネルの信号のうち必要なものを遅延させて出力する。この処理は、ラインギャップ補正処理と呼ばれる。図2に示したような各色チャンネルの配列では、Rチャンネルの信号をラインギャップ2個分、Gチャンネルの信号をラインギャップ1個分それぞれ遅延させることで、Bチャンネルの信号と位置合わせができる。ラインギャップ補正部18には、この遅延処理のためにバッファ19が設けられる。
Next, line gap correction is performed. As shown in FIG. 2, the light receiving elements of each line of the
このようにして位置合わせされたR,G,B各チャンネルの信号は色空間変換部20に入力される。色空間変換部20は、RGBで表されるデバイス依存の色空間での色値を、CIEのL*a*b*等と言ったデバイスに依存しない色空間での色値に変換する。この色空間変換処理では、周知のようにマトリクス演算が行われ、その結果読み取り画像信号が出力される。
The signals of the R, G, and B channels thus aligned are input to the color
通常、画像読み取り装置では、A/D変換器14R,14G,14B以降の各処理回路は、処理を行わないで、入力された信号をそのまま信号出力させるように設定可能である。
Normally, in the image reading apparatus, each processing circuit after the A /
次に、この実施の形態におけるクロストーク補正式の算出方法について説明する。図4に、クロストーク補正式算出のためのシステム構成を示す。このシステムは、画像読み取り装置50のためのクロストーク補正式を算出するためのものである。
Next, a method for calculating the crosstalk correction formula in this embodiment will be described. FIG. 4 shows a system configuration for calculating the crosstalk correction formula. This system is for calculating a crosstalk correction formula for the
クロストーク補正式算出では、複数の色票(カラーパッチ)31を配列した校正用原稿30を用いる。校正用原稿30としては、例えば928個の色票から構成されているJapan Color2002印刷サンプルを用いることができる。ただし、これはあくまで一例であり、校正用原稿30の色票数や色のバリエーションについてはこれに限定されるものではない。なお各色票の大きさは、分光測定装置(図示省略)の観察領域以上の大きさが必要である。今回の場合は約10mm×10mmである。また、校正用原稿30としては、面積階調を用いた印刷物を用いることができるが、これに限らず写真のような濃度階調の原稿を用いてもよい。
In the calculation of the crosstalk correction formula, a
この実施の形態では、校正用原稿30の各色票を画像読み取り装置50がクロストークのない理想的な状態で読み取ったと仮定した時の各色票の読み取り出力値(色票理想出力値データ42)を計算により求める。そして、画像読み取り装置50で実際に校正用原稿30を読み取ることで、クロストークの影響を受けた各色票の読み取り出力値を求め、これら読み取り出力値を色票理想出力値データ42に変換するクロストーク補正式を求める。
In this embodiment, the read output value of each color chart (color chart ideal output value data 42) when it is assumed that the
このような演算のため、校正用原稿30の各色票31を分光測定装置で分光測色することで、校正用原稿30の各色票の分光測色データ32を得る。
For such calculation, spectral
また、画像読み取り装置50が備えるCCDセンサの各色についてのセンサ分光感度データ34は、CCDセンサのメーカーから入手することができる。なお、十分な設備があれば、センサ分光感度データ34を実測により求めることも可能である。
The sensor
また、画像読み取り装置50が備える原稿照明用の照明光源の分光分布データ36は、分光放射輝度計を用いて測定して求めることができる。このように測定で求める代わりに、光源メーカー等から照明光源の分光分布データを入手できれば、これを用いてもよい。この場合、照明光源には、光を偏向、集束するための反射板や、熱線吸収フィルタが設けられる場合があり、また光源と原稿との間にはプラテンガラスが介在するので、このような場合には、照明光源分光分布データ36は、光源そのものの分光分布データ、熱線吸収フィルタ及びプラテンガラスの透過率などといった各種のデータから計算する。
Further, the
結像光学系分光分布データ38は、原稿からの反射光をCCDセンサに結像させる光学系の分光透過率や、光路上に配置される反射板の分光反射率であり、これはレンズメーカなどからデータが開示されているものを用いることができる。また、ほとんどの場合、この結像光学系分光分布データは可視光帯域の全域にわたってフラットな形状であることが多いため、このデータがなくても補正式を求めることが可能である。
The imaging optical system
色票理想出力値データ算出部40は、これら各データ32〜38を用いて色票理想出力値データを算出する。以下、この算出の方法について説明する。
The color chart ideal output value
光の波長をλとする。照明光源の分光分布P(λ)は、照明光源分光分布データ36から求められる。CCDセンサのR,G,B各チャンネルの分光感度R(λ),G(λ),B(λ)はセンサ分光感度データ34から求められる。校正用原稿30上のi番目の色票の分光反射率Ti(λ)は色票分光測色データ32から求められる。そして、結像光学系の分光分布L(λ)は、結像光学系分光分布データ38から求められる。色票理想出力値データ算出部40は、以下のような計算により、i番目の色票の理想出力値データ(Rci,Gci,Bci)を計算する。
この計算式でWhite(Ra),White(Ga),White(Ba)は、所定の白基準板を読んだときのR,G,Bの各チャンネルの出力値であり、これは正規化のために用いている。また、総和演算Σは、可視光域の全域に亘っての、データ32〜38の存在する各λについての総和である。この演算を校正用原稿30の全ての色票iについて行うことで、各色票iについての理想出力値データ(Rci,Gci,Bci)を計算する。
In this calculation formula, White (Ra), White (Ga), and White (Ba) are output values of the R, G, and B channels when a predetermined white reference plate is read, and this is for normalization. Used for. Further, the summation operation [Sigma] is the summation for each [lambda] where the data 32-38 exist over the entire visible light range. By performing this calculation for all color charts i of the
このようにして求めた色票理想出力値データは、画像読み取り装置50の機種が同じであれば共通に使うことができる。
The color chart ideal output value data obtained in this way can be used in common if the model of the
以上が、画像読み取り装置50の理想的な(すなわちクロストークのない)色票の読み取り出力値を求めるための構成及び処理方法である。
The above is the configuration and processing method for obtaining the reading output value of the ideal (that is, without crosstalk) color chart of the
この一方で、実際に画像読み取り装置50で校正用原稿30を読み取ることで、各色票iについての色票実測出力値データ54を求める。この処理では、まず、画像読み取り装置50を、図3に示す色空間変換部20が入力されたR,G,Bのデータをそのまま出力するように設定する。そして、この状態で、校正用原稿30を画像読み取り装置50のプラテン上に配置して読み取る。画像読み取り装置50からは、色空間変換を経ないR,G,Bのデータが出力される。色票実測出力値データ算出部52は、校正用原稿30上での各色票iの領域(領域のサイズは例えば分光測定装置の観察領域と同程度とすればよい)の情報を有しており、この情報からR,G,Bデータ中での各色票iの領域のデータを求め、R,G,Bのそれぞれにつきその領域のデータを平均化した値(Rai,Gai,Bai)を色票実測出力値データ54として出力する。
On the other hand, the color chart actual
クロストーク補正式算出部60は、色票理想出力値データ42と色票実測出力値データ54とから、次の式2で示される関係を満たすクロストーク補正マトリックスA62を求める。
式2は、色票実測出力値から色票理想出力値への線形変換式である。
ここで補正マトリックスAは、実測出力値(Rai,Gai,Bai)と、これと対応する理想出力値(Rci,Gci,Bci)との関係を使って、線形重回帰分析の手法である最少二乗法により算出することができる。 Here, the correction matrix A is a method of linear multiple regression analysis using the relationship between the actually measured output values (Rai, Gai, Bai) and the corresponding ideal output values (Rci, Gci, Bci). It can be calculated by multiplication.
図5は、ある画像読み取り装置50のBチャンネルについての、各色票iに対する色票実測出力値と色票理想出力値との関係をプロットした図であり、横軸に理想出力値、縦軸に実測出力値を取っている。図ではBチャンネルだけを示したが、R,Gについても同様の関係が得られ、これらの関係に対して線形重回帰分析を行うことで補正マトリックスAが求められる。
FIG. 5 is a graph plotting the relationship between the color chart actual output value and the color chart ideal output value for each color chart i for the B channel of an
この補正マトリックスAを各色票iの実測データに適用した結果を図6に示す。この図から分かるように、補正マトリックスAを用いることによって、実測出力値と理想出力値の相関のばらつきを低減させることができる。 The result of applying this correction matrix A to the actual measurement data of each color chart i is shown in FIG. As can be seen from this figure, by using the correction matrix A, it is possible to reduce the variation in the correlation between the actually measured output value and the ideal output value.
以上のようにして求めたクロストーク補正マトリックスAを組み込んだ式2が、クロストーク補正式となる。この補正式の演算処理を画像読み取り装置50内に組み込むことで、原稿読み取り時のクロストーク補正が実現できる。以下、このクロストーク補正について、2つの実装方式とそのそれぞれに対する補正処理の例を説明する。
図3の例で示したように、画像読み取り装置50では、全画素データに対して、シェーディング補正部16R,16G,16Bと色空間変換部20とで、乗算演算処理が行われている。本実施の形態のクロストーク補正方式は、シェーディング補正部16R,16G,16Bもしくは色空間変換部20の演算処理に組み込むことができる。
As shown in the example of FIG. 3, in the
まずクロストーク補正を色空間変換に組み込む第1の方式についてについて説明する。 First, a first method for incorporating crosstalk correction into color space conversion will be described.
図3のラインギャップ補正部18では、CCDセンサのR,G,Bの各チャンネル間のギャップに相当する時間だけ信号を遅延させて出力することで、ギャップ補正を行っている。具体例で説明すれば、図2で示すようなカラーリニアCCDセンサ10のチャンネルの並びで画像読み取りを行う場合、原稿のtライン目に対応するラインギャップ補正後の出力(R'(t),G'(t),B'(t))は、ラインギャップ補正前のR,G,Bの各チャンネルの信号(r(t),g(t),b(t))に対して次のような関係となる。
R'(t)=r(t-2N)
G'(t)=g(t-N)
B'(t)=b(t)
ただしN はラインギャップの大きさ(単位は副走査方向のライン数)
The line
R ′ (t) = r (t−2N)
G '(t) = g (tN)
B '(t) = b (t)
Where N is the size of the line gap (unit is the number of lines in the sub-scanning direction)
これはクロストーク補正をしない場合の式である。この場合のラインギャップ補正部18から色空間変換部20への信号出力の関係を図7に示す。この図は、ラインギャップの大きさN を4としたときの図である。
This is an expression in the case where crosstalk correction is not performed. FIG. 7 shows the relationship of signal output from the line
クロストーク補正を行う場合は、あるチャンネルの値を求めるのに他のチャンネルのクロストークの影響を考慮する必要がある。ここで、クロストークは同一時刻での各チャンネルの信号が他のチャンネルに影響するのであるから、補正の演算には同一時刻の各チャンネルの信号を用いる必要がある。すなわち、原稿のtライン目のRチャンネル及びGチャンネルの信号は、それぞれ、Bチャンネルの信号よりも2N及び1Nライン分だけ前の時刻の各チャンネルの信号から求める必要がある。 When performing crosstalk correction, it is necessary to consider the influence of crosstalk of other channels in order to obtain the value of a certain channel. Here, since the signal of each channel at the same time affects other channels in crosstalk, it is necessary to use the signal of each channel at the same time for the correction calculation. That is, the R channel and G channel signals on the t-th line of the document must be obtained from the signals of the respective channels at the time 2N and 1N lines before the B channel signal, respectively.
これを式で表すと次の式3のようになる。
この式を展開すると次の式になる。
When this expression is expanded, the following expression is obtained.
色空間変換部20では、RGBなどのデバイス依存の色空間からCIEL*a*b*などのデバイス独立な色空間への変換を、ラインギャップ補正後のデータに対してマトリックス演算を行うことにより行う。
The color
この色空間変換では、画像読み取り装置50の分光感度とCIEL*a*b*等の算出に用いる等色関数とのずれを補正するため非線形項を加えたマトリックス演算が行われる。例えば次式5のようなRGBの線形項だけではなく二乗項、積算項を加えた3×9のマトリックス演算が用いられる。
このマトリックス演算は、従来公知のものである。図7に示したクロストーク補正を行わない場合の色空間変換部20は、この式5をそのまま用いて色空間変換を行う。
This matrix operation is a conventionally known one. The color
これに対し、色空間変換にクロストーク補正を組み込む本実施の形態では、式5の3×9のマトリックス演算式を変形して用いる。色空間マトリックスの算出にあたって、非線形項の寄与率は線形項に比較して極端に低いことが確かめられている。そこで、非線形項と相関の演算を省略し、対象画素のRGB値の線形項とNライン前と2Nライン前のRGB値との線形項を入力とした式を用いる。
In contrast, in the present embodiment in which crosstalk correction is incorporated into color space conversion, the 3 × 9 matrix arithmetic expression of
式5から入力RGBの線形項だけを抽出した場合の色空間変換式は次の式6になる。
これに式3のクロストーク補正マトリックスAによる演算を結合した式が次の式7となる。
この式7の演算を実行することにより、クロストーク補正と色空間変換が同時に実現できる。図8に、式7の演算を実行する色空間変換・クロストーク補正演算部22に対するラインギャップ補正部18からの信号入力の関係を示す。図8は、図7に対応するものであり、ラインギャップの大きさN が4の場合を示している。また、この色空間変換・クロストーク補正演算部22を備えた画像読み取り装置50の構成を図9に示す。色空間変換・クロストーク補正演算部22は、式7の演算を実行できればよく、ソフトウエア処理でも、ASIC等のハードウエア回路でも、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)でも実現できる。
By executing the calculation of
このような構成により、既存の画像読み取り装置50の画像処理回路の構成を大きく変更することなく、クロストーク補正演算をリアルタイムで行うことが可能となる。
With such a configuration, it is possible to perform the crosstalk correction calculation in real time without greatly changing the configuration of the image processing circuit of the existing
次に、クロストーク補正をシェーディング補正演算に組み込む第2の方式について説明する。図10はこの方式の画像読み取り装置50のブロック図である。
Next, a second method for incorporating the crosstalk correction into the shading correction calculation will be described. FIG. 10 is a block diagram of an
上述したように、本実施形態のクロストーク補正は、時間的に同一のタイミングで撮像されたRGB各チャンネルの信号に対して補正式による演算を行うことを前提条件としている。 As described above, the crosstalk correction of the present embodiment is based on the precondition that the calculation using the correction equation is performed on the signals of the RGB channels captured at the same timing in time.
色空間変換にクロストーク補正を組み込んだ上述の方式では、ラインギャップ補正後の色空間変換・クロストーク補正部22でクロストーク補正を行っていたため、ギャップ補正を考慮するため演算処理が煩雑であった。これに対し、ラインギャップ補正処理前のシェーディング補正では、上流から入力されるR,G,Bの各信号は同時刻のものなので、シェーディング補正にクロストーク補正を組み込む方式では、演算処理が簡単になる。
In the above-described method in which crosstalk correction is incorporated in color space conversion, crosstalk correction is performed by the color space conversion /
すなわち、主走査方向のライン上でのi番目のRGB各画素の値をそれぞれ(ri,gi,bi)とすると、シェーディング補正後の値(r'i, g'i, b'i)は次の式で表される。
この式8における入力信号(ri,gi,bi)に対し、式3で求めたクロストーク補正マトリックスAによる演算を作用させることで、クロストーク補正とシェーディング補正の両方が実行できる。このときの演算式は、次の式9となる。
この方式に従った画像読み取り装置50の構成を図10に示した。図10の装置では、クロストーク補正を、RGB各チャンネルのシェーディング・クロストーク補正部17R,17G,17Bで、シェーディング補正と同時に実行する。クロストーク補正のために、他のチャンネルの信号が必要となるため、シェーディング・クロストーク補正部17R,17G,17Bには、RGB全ての信号が入力される。この点は、図3に示した従来装置の構成と異なる。シェーディング・クロストーク補正部17R,17G,17BとA/D変換器14R,14G,14Bからの入力配線以外の構成要素については、図3の構成と同様でよい。なお、シェーディング・クロストーク補正部17R,17G,17Bは、式9の演算を実行できればよく、ソフトウエア処理でも、ASIC等のハードウエア回路でも、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)でも実現できる。
The configuration of the
このようにシェーディング補正にクロストーク補正を組み込む方式でも、既存の画像読み取り装置の画像処理構成を大きく変更することなく、クロストーク補正演算をリアルタイムで行うことが可能となる。 As described above, even when the crosstalk correction is incorporated in the shading correction, the crosstalk correction calculation can be performed in real time without greatly changing the image processing configuration of the existing image reading apparatus.
本実施の形態による画像読み取り装置50のクロストーク補正後のRGB出力のグラフを図11に示す。これは、上述の第1の方式、第2の方式に共通のものである。ただし、第1の方式については、色空間変換マトリックスの線形項C11〜C33の係数を1.0とした場合のものである。原稿などの諸条件はクロストークが発生している場合のグラフ(図1)の場合と同じである。図11と図1を比較してわかるように、本実施の形態の補正の効果によってクロストークの影響が改善され、その結果黒から白への急変部におけるB信号の落ち込みが解消していることがわかる。
FIG. 11 shows a graph of RGB output after crosstalk correction of the
以上の実施の形態では、CCDセンサはRGBの色信号を出力したが、他の色空間の色信号を出力するセンサに対しても実施の形態の方式は適用可能である。また、上記実施の形態ではCIEのL*a*b*の色空間へと変換を行ったが、これ以外の色空間に変換する場合にも上記方式は適用可能である。また、色票31群が複数の校正用原稿30に分かれて配置されていてももちろんよい。
In the above embodiment, the CCD sensor outputs RGB color signals, but the system of the embodiment can be applied to sensors that output color signals in other color spaces. In the above-described embodiment, the conversion to the CIE L * a * b * color space is performed. However, the above method can be applied to the conversion to a color space other than this. Of course, the
10 カラーリニアCCDセンサ、12R,12G,12B アナログ・アンプ、14R,14G,14B A/D変換器、16R,16G,16B シェーディング補正部、17R,17G,17B シェーディング・クロストーク補正部、18 ラインギャップ補正部、19 バッファ、20 色空間変換部、22 色空間変換・クロストーク補正演算部。 10 color linear CCD sensor, 12R, 12G, 12B analog amplifier, 14R, 14G, 14B A / D converter, 16R, 16G, 16B shading correction unit, 17R, 17G, 17B shading crosstalk correction unit, 18 line gap Correction unit, 19 buffer, 20 color space conversion unit, 22 color space conversion / crosstalk correction calculation unit.
Claims (5)
分光反射率が測定されている複数の色票の分光反射率データと、前記画像読み取り装置の前記各色についての分光感度特性データと、に基づき、前記各色票を前記画像読み取り装置が色間クロストークなしの理想状態で読み取ったと仮定した場合の理想出力値データを求めるステップと、
前記各色票を前記画像読み取り装置で実際に読み取って、前記各色票の実測出力値データを求めるステップと、
前記理想出力値データと前記実測出力値データとの差が前記複数の色票全体で最少となるように色間クロストークの補正式を求めるステップと、
を有する色間クロストーク補正式算出方法。 A method of calculating a correction formula for correcting crosstalk between colors in an image reading apparatus that detects and reads light from a document by each light receiving unit for each color,
Based on the spectral reflectance data of a plurality of color charts for which spectral reflectance is measured and the spectral sensitivity characteristic data for each color of the image reading apparatus, the image reading apparatus uses the intercolor crosstalk between the color charts. A step of obtaining ideal output value data when it is assumed that the reading is performed in an ideal state without,
The actual reading of each color chart by the image reading device to obtain the measured output value data of each color chart;
Obtaining a correction formula for inter-color crosstalk so that the difference between the ideal output value data and the actually measured output value data is minimized across the plurality of color charts;
A method for calculating a crosstalk correction formula between colors.
前記画像読み取り装置の前記各色についての分光感度特性データは、前記各色の受光部の分光感度データと、前記画像読み取り装置が備える原稿照明用の光源の分光分布データと、前記画像読み取り装置が備える結像光学系の分光分布データと、
を有することを特徴とする色間クロストーク補正式算出方法。 The intercolor crosstalk correction formula calculation method according to claim 1,
Spectral sensitivity characteristic data for each color of the image reading device includes spectral sensitivity data of the light receiving portion of each color, spectral distribution data of a light source for document illumination included in the image reading device, and the image reading device. Spectral distribution data of the image optical system,
A method for calculating a crosstalk correction formula between colors.
原稿を読み取ることで得た画像信号に対して色間クロストーク補正演算を施すクロストーク補正演算部を備え、
前記クロストーク補正演算部は、分光反射率が測定されている複数の色票を当該画像読み取り装置が色間クロストークなしの理想状態で読み取ったと仮定した場合の理想出力値データと、前記複数の色票を当該画像読み取り装置で実際に読み取って得られた実測出力値データと、の差が前記複数の色票全体で最少となるように色間クロストークの補正式を用いて、前記画像信号に対して色間クロストーク補正演算を施す、
ことを特徴とする画像読み取り装置。 An image reading device that detects and reads light from a document by each light receiving unit for each color,
A crosstalk correction calculation unit that performs an intercolor crosstalk correction calculation on an image signal obtained by reading a document,
The crosstalk correction calculation unit includes ideal output value data when it is assumed that the image reading device has read a plurality of color charts whose spectral reflectances are measured in an ideal state without intercolor crosstalk, and the plurality of color charts. The image signal is calculated using an inter-color crosstalk correction formula so that a difference between the color chart and the actually measured output value data actually obtained by the image reading apparatus is minimized in the plurality of color charts. Intercolor crosstalk correction calculation is performed on
An image reading apparatus.
前記クロストーク補正演算部は、前記受光部で検出された前記各色の信号を所定の色空間の信号へと変換するための色空間変換演算と、前記色間クロストークの補正式の演算と、を結合した演算を行うことで、色空間変換処理とクロストーク補正処理とを同時に行う、
ことを特徴とする画像読み取り装置。 The image reading apparatus according to claim 3,
The crosstalk correction calculation unit includes a color space conversion calculation for converting the signal of each color detected by the light receiving unit into a signal of a predetermined color space, a calculation of the correction formula for the intercolor crosstalk, By performing an operation that combines, color space conversion processing and crosstalk correction processing are performed simultaneously.
An image reading apparatus.
前記クロストーク補正演算部は、前記受光部で検出された前記各色の信号に対するシェーディング補正演算と、前記色間クロストークの補正式の演算と、を結合した演算を行うことで、シェーディング補正処理とクロストーク補正処理とを同時に行う、
ことを特徴とする画像読み取り装置。
The image reading apparatus according to claim 3,
The crosstalk correction calculation unit performs a shading correction process by combining a shading correction calculation for the signals of each color detected by the light receiving unit and a calculation of the correction formula for the intercolor crosstalk, Perform crosstalk correction processing at the same time.
An image reading apparatus.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007174640A (en) * | 2005-12-13 | 2007-07-05 | Xerox Corp | Color input scanner calibration system |
JP2009230844A (en) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Pickup device and disk drive including the same |
US8433179B2 (en) | 2010-12-24 | 2013-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus, recording method, and program |
CN107194361A (en) * | 2017-05-27 | 2017-09-22 | 成都通甲优博科技有限责任公司 | Two-dimentional pose detection method and device |
-
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- 2005-09-20 JP JP2005271716A patent/JP2007088557A/en active Pending
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