JP2018121330A - 光電変換装置、欠陥画素の判定方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光電変換素子の欠陥画素の検出精度の向上を図る。
【解決手段】受光光量に応じた画像信号を生成する光電変換素子に光が入射していない状態で得られる画素値である暗時の画素値を、少なくとも第１の時間、及び、前記第１の時間より長い第２の時間でそれぞれ取得し、第２の時間に取得した前記暗時の各画素値と、前記第１の時間に取得した前記暗時の各画素値の差分を取ることで、前記暗時におけるノイズ量を検出する。そして、所定の第１の閾値以上のノイズ量を有する画素を欠陥画素として判定する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、光電変換装置、欠陥画素の判定方法及び画像形成装置に関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で形成されたリニアイメージセンサには、フォトダイオード（ＰＤ）の飽和電荷量異常又は暗電流異常等を生ずる欠陥画素が含まれていることが知られている。欠陥画素は、正常画素と比べて画素値が高く又は画素値が低くなるため、画質の低下を招く。このため、欠陥画素を検出して画素値を補正することが必要となる。

特許文献１（特開２０１４−１１０６２２号公報）には、２つの異なる露光時間で得た対象画素の画素値の時間に対する線形性の有無を判定し、露光時間と画素値に線形性の無い画素を欠陥画素として検出する画像処理装置が開示されている。

しかし、特許文献１に開示されている画像処理装置は、欠陥画素の検出に、露光時の画像を使用する。光による画素値の変化は、暗電流による画素値の変化に比べて大きくなるため、暗電流に異常のある欠陥画素の検出が困難となる問題がある。

また、画素値には、回路のオフセット成分が含まれている。回路のオフセット成分は、暗電流に対して無視できない大きさである。このため、線形性を判定条件にして欠陥画素の検出を行う特許文献１の画像処理装置は、暗電流に異常のある欠陥画素を精度よく検出困難な問題がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、イメージセンサの欠陥画素を精度よく検出可能な光電変換装置、欠陥画素の判定方法及び画像形成装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光光量に応じた画像信号を生成する光電変換素子と、光電変換素子に光が入射していない状態で得られる画素値である暗時の画素値を、少なくとも第１の時間、及び、第１の時間より長い第２の時間で取得し、第１の時間に取得した暗時の各画素値と第２の時間で取得した暗時の各画素値の差分を取ることで、暗時におけるノイズ量を検出するノイズ検出部と、所定の第１の閾値以上のノイズ量を有する画素を欠陥画素として判定する判定部とを有する。

本発明によれば、イメージセンサの欠陥画素を精度よく検出できるという効果を奏する。

図１は、実施の形態のＭＦＰの横断面図である。 図２は、実施の形態のＭＦＰに設けられている読み取り装置の横断面図である。 図３は、実施の形態のＭＦＰのハードウェア構成図である。 図４は、実施の形態のＭＦＰに設けられている光電変換素子のブロック図である。 図５は、実施の形態のＭＦＰに設けられている光電変換素子の回路図である。 図６は、欠陥画素により読み取り画像に生ずる画像ノイズを説明するための図である。 図７は、リニアセンサに欠陥画素が生じている場合において、読み取り画像に生ずる画像ノイズを示す図である。 図８は、参考例となる欠陥画素の検出手法を説明するための図である。 図９は、参考例となる欠陥画素の検出手法の問題点を説明するための図である。 図１０は、実施の形態のＭＦＰに設けられている画像読み取り部のブロック図である。 図１１は、画像読み取り部に設けられているノイズ検出部のブロック図である。 図１２は、実施の形態のＭＦＰに設けられているノイズ検出部により、回路オフセット成分が除去された画素値を示す図である。 図１３は、実施の形態のＭＦＰにおいて、黒シェーディング補正部が設けられている場合の画像読み取り部のブロック図である。 図１４は、実施の形態のＭＦＰに設けられているノイズ検出部及び判定部で検出された欠陥画素の一例を示す図である。 図１５は、実施の形態のＭＦＰにおいて、ノイズ検出部及び判定部で検出された欠陥画素を所定の優先順位に基づいて記憶する動作を説明するための図である。 図１６は、実施の形態のＭＦＰの起動時における欠陥画素の検出タイミングを説明するためのフローチャートである。 図１７は、実施の形態のＭＦＰにおける圧板を用いた原稿の読み取り時における欠陥画素の検出タイミングを説明するためのフローチャートである。 図１８は、実施の形態のＭＦＰにおけるＡＤＦを用いた原稿の読み取り時における欠陥画素の検出タイミングを説明するためのフローチャートである。 図１９は、実施の形態のＭＦＰに設けられている欠陥画素補正部のブロック図である。 図２０は、実施の形態のＭＦＰの欠陥画素補正処理を説明するための図である。 図２１は、実施の形態のＭＦＰの欠陥画素補正処理の流れを示すフローチャートである。

まず、最初に適用分野の説明をする。光電変換装置及び欠陥画素の判定方法は、画像の読み取りを行う機器の他、光の有無を感知して所定の情報処理を行う機器に適用可能である。具体的には、光電変換装置及び光電変換方法は、複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）のリニアセンサ、カメラ装置又はビデオカメラ装置のオートフォーカス用のラインセンサ、インタラクティブ・ホワイトボード装置（電子黒板）上に書き込まれたれた文字、記号又は図形の読み取りを行うラインセンサ等に適用することができる。以下、一例として、光電変換装置及び光電変換方法を適用したＭＦＰの説明をする。

（ＭＦＰの構成）
まず、図１に、実施の形態のＭＦＰを横から見た状態の図を示す。この図１は、ＭＦＰの本体を透視した状態の図となっている。この図１に示すように、ＭＦＰは、読み取り装置１及び本体２を有している。読み取り装置１は、自動原稿給送機構（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）３、及び、スキャナ機構４を有している。

本体２内には、タンデム方式の作像部５、作像部５に給紙部１３から搬送路６を介して記録紙を供給するレジストローラ７、光書き込み装置８、定着搬送部９、及び、両面トレイ１０を有している。作像部５には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する４本の感光体ドラム１１が並設されている。各感光体ドラム１１の周囲には、帯電器、現像器１２、転写器、クリーナ、及び、除電器を含む作像要素が配置されている。また、転写器と感光体ドラム１１との間には、両者のニップに挟持された状態で駆動ローラと従動ローラとの間に張架された中間転写ベルト１４が設けられている。

このように構成されたタンデム方式の画像形成装置では、ＹＭＣＫの各色に対応する感光体ドラム１１に光書き込みを行い、現像器１２で各色のトナー毎に現像し、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順で中間転写ベルト１４上に１次転写する。そして、１次転写により４色が重畳したフルカラーの画像を記録紙に２次転写した後、定着して排紙する。これにより、フルカラーの画像を記録紙上に形成する。

（ＡＤＦ及びスキャナ機構の構成）
図２は、ＡＤＦ３及びスキャナ機構４の横断面図である。スキャナ機構４は、上面に原稿を載置するコンタクトガラス１５を備えている。また、スキャナ機構４は、原稿露光用の光源１６及び第１反射ミラー１７を備えた第１キャリッジ１８と、第２反射ミラー１９及び第３反射ミラー２０を備えた第２キャリッジ２４とを備えている。また、スキャナ機構４は、第３反射ミラー２０で反射された光を、光電変換素子２１の受光領域上に結像させるためのレンズユニット２２を備えている。また、スキャナ機構４は、読み取り光学系等による各種の歪み補正用の基準白板２３、及び、シートスルー読取用スリット２４を備えている。スキャナ機構４は、光源１６からの照射光で照明した原稿からの反射光を、光電変換素子２１で受光して電気信号（画像データ）に変換して出力する。

ＡＤＦ３は、コンタクトガラス１５に対して開閉可能となるように、図示しないヒンジ部材等を介して本体２に接続されている。ＡＤＦ３は、複数枚の原稿からなる原稿束２７を載置可能な原稿トレイ２８を備えている。また、このＡＤＦ３は、原稿トレイ２８に載置された原稿束２７から原稿を１枚ずつ分離して、シートスルー読取用スリット２５へ向けて自動給送する給送ローラ２９を含む分離給送部も備えている。

（原稿の読み取り動作）
このような読み取り装置１は、コンタクトガラス１５上に載置した原稿の読み取りを行うスキャンモード、及び、ＡＤＦ３により自動給送される原稿の読み取りを行うシートスルーモードを有している。なお、スキャンモード又はシートスルーモードによる画像読み取り前に、点灯された光源１６によって基準白板２３を照明し、反射光による画像を光電変換素子２１で読み取る。そして、その１ライン分の画像データの各画素のレベルが均一なレベルになるように、シェーディング補正用データを生成して記憶する。記憶されシェーディング補正用データは、以下に説明するスキャンモード又はシートスルーモードで読み取られた画像データのシェーディング補正に用いられる。

スキャンモード時には、第１キャリッジ１８及び第２キャリッジ２４が、図示しないステッピングモータによって、矢印Ａ方向（副走査方向）に移動して原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス１５から光電変換素子２１の受光領域までの光路長を一定に維持するために、第２キャリッジ２４は、第１キャリッジ１８の１／２の速度で移動する。

同時に、コンタクトガラス１５上に載置された原稿の下面である画像面が、第１キャリッジ１８の光源１６によって照明（露光）される。すると、その画像面からの反射光が、第１キャリッジ１８の第１反射ミラー１７、第２キャリッジ２４の第２反射ミラー１９及び第３反射ミラー２０によって順次反射される。そして、第３反射ミラー２０による反射光束が、レンズユニット２２によって集束され、光電変換素子２１の受光領域上に結像される。光電変換素子２１は、１ライン毎に受光した光を光電変換して画像データを生成する。画像データは、デジタル化され、ゲイン調整が施されて出力される。画像の読み取りが完了した原稿は、図示しない排出口に排出される。

シートスルーモードの時には、第１キャリッジ１８及び第２キャリッジ２４が、シートスルー読取用スリット２５の下側へ移動して停止する。その後、ＡＤＦ３の原稿トレイ２８上に載置された原稿束２７の最下位の原稿から順次、給送ローラ２９によって矢印Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、シートスルー読取用スリット２５の位置を原稿が通過する際に、その原稿の走査が行われる。

この際、自動給送される原稿の下面（画像面）が第１キャリッジ１８の光源１６によって照明される。すると、その画像面からの反射光が、第１キャリッジ１８の第１反射ミラー１７、第２キャリッジ２４の第２反射ミラー１９及び第３反射ミラー２０によって順次反射される。そして、第３反射ミラー２０による反射光束が、レンズユニット２２によって集束され、光電変換素子２１の受光領域上に結像される。光電変換素子２１は、１ライン毎に受光した光を光電変換して画像データを生成する。画像データは、デジタル化され、ゲイン調整が施されて出力される。画像の読み取りが完了した原稿は、図示しない排紙口に排紙される。

（ＭＦＰのハードウェア構成）
次に、図３に、ＭＦＰのハードウェア構成を示す。この図３に示すように、ＭＦＰは、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）４４、及びフラッシュメモリ４５を備える。また、ＭＦＰは、ＦＡＸモデム４６、操作パネル４７、エンジン４８、ＡＤＦ４９（図１及び図２に示すＡＤＦ３に相当）、接続インタフェース（接続Ｉ／Ｆ）５０、画像読み取り部５２、及びインターネット等のネットワーク４０を介して有線通信又は無線通信を行う通信Ｉ／Ｆ５１を有している。ＣＰＵ４１〜画像読み取り部５２は、図３に示すシステムバス１８を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ４１は、ＭＦＰの動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ４２又はＨＤＤ４４等に格納されたプログラムを実行することで、ＭＦＰ全体の動作を制御し、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能、プリンタ機能等の各種機能を実現する。

エンジン４８は、コピー機能、スキャナ機能、及びプリンタ機能等を実現させるための、汎用的な情報処理及び通信以外の処理を行うハードウェアである。エンジン４８は、例えば原稿又は名刺等の文字及び画像をスキャンして読み取るスキャナ、用紙等のシート材への印刷を行うプロッタ等を備えている。ＦＡＸモデム４６は、ファクシミリ通信を行うファクシミリ通信機能を備えている。

（光電変換素子の構成）
図５は、光電変換素子２１の詳細なブロック図である。一例ではあるが、この図５に示すように光電変換素子２１は、主走査方向に沿って１次元的に画素を並べたリニアセンサとなっている。なお、画素が一次元的に並べられている方向が主走査方向であり、この主走査方向に２次元的に直交する方向が副走査方向である。

すなわち、光電変換素子２１は、タイミング信号生成部６０と共に、画素を一次元的に並べて形成した画素信号生成回路６１、各画像信号を所定の利得で増幅する増幅器（ＰＧＡ：プログラマブル・ゲイン・アンプ）６２、及び、各ＰＧＡからの画像信号をデジタル化するアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）６３を有している。

また、光電変換素子２１は、ＡＤＣ６３からパラレルに供給される画像信号を、シリアルな画像信号に変換して後段処理部に供給するパラレル／シリアル変換部６４を有している。画素信号生成回路６１〜パラレル／シリアル変換部６４の出力タイミングは、タイミング信号生成部６０からのクロック信号に基づいて制御される。

なお、光電変換素子２１がカラー対応の光電変換素子である場合、画素信号生成回路６１は、例えば赤、緑、青（ＲＧＢ）又はイエロー、マゼンタ、シアン（ＹＭＣ）等の各色のチャンネル分設けられる。また、ＰＧＡ６２、及び、ＡＤＣ６３も、それぞれ各色のチャンネル分、設けられる。

（画素信号生成回路の回路構成）
図５に、画素信号生成回路６１の各画素に相当する部分の回路図を示す。この図５に示すように、画素信号生成回路６１の各画素は、受光素子であるフォトダイオードＰＤ、受光光量に対応して蓄積した電荷を電圧に変換するフローティングディフュージョンＦＤを有している。また、各画素は、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷を、フローティングディフュージョンＦＤに転送する電荷転送スイッチＴＸと、フローティングディフュージョンＦＤの電位を、リセット電位ＡＶＤＤ＿ＲＴにリセットするリセットスイッチＲＴを有している。また、各画素は、ソースフォロアＳＦの電源電圧ＡＶＤＤ＿ＰＩＸ及び電流源ＤＲＧとの間に挿入接続されたソースフォロアＳＦと、電圧変換された画像信号（Ｐｉｘ＿ｏｕｔ）を後段のＰＧＡ６２に転送するためのスイッチＳＬを有している。

ソースフォロアＳＦのトランジスタの閾値電圧にはバラつきがあるため、出力信号に入射光量に依存しない回路オフセットが生じる。回路オフセットは、画像にＦＰＮ(Fixed pattern noise：固定パターンノイズ) を発生させ、画質低下を招く。

また、光電変換素子２１の製造上、重金属汚染や結晶欠陥により一定確率でフォトダイオードＰＤの暗電流が異常に大きい又は小さい画素が生じる。フォトダイオードＰＤの暗電流が異常に大きい画素を「白キズ画素」と呼ぶ。また、フォトダイオードＰＤの容量が小さく、飽和電荷量が小さい画素が生じる。このような画素を「黒キズ画素」と呼ぶ。白キズ画素及び黒キズ画素は、正常な画素とは画素値の異なる点の画像ノイズとなって画像上に現れるため、画質低下を招く。また、フォトダイオードＰＤの暗電流ノイズ成分は、時間に比例して大きくなる。また、フォトダイオードＰＤの暗電流ノイズ成分は温度依存性があり、一例ではあるが、１０℃の温度上昇で２倍となる。

（欠陥画素によって生じる画像ノイズ）
図６は、白キズ画素３０１、黒キズ画素３０２を含む９画素のエリアセンサで、入射光強度及び蓄積時間が異なる条件下で画像の読み取りを行った場合における画像ノイズの発生状態を示している。この図６の横軸はフォトダイオードＰＤの光の蓄積時間であり、縦軸は、フォトダイオードＰＤに対する光の入射強度である。

白キズ画素３０１は、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、入射光量が多いときは、光による信号成分が大きくなり、暗電流の影響が目立たなくなるため画像ノイズにはならない。しかし、図６（ｃ）又は図６（ｄ）に示すように、入射光量が少ないときは、正常画素と比べて画素値が高くなるため、周囲より明るい点の画像ノイズとなって現れる。また、図６（ｄ）に示すように、蓄積時間が長い場合、より目立つ画像ノイズとなって現れる。

黒キズ画素３０２は、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、入射光量が多いときは、正常画素に比べて画素値が低くなるため、暗い点の画像ノイズとなって現れる。また、図６（ｂ）に示すように、蓄積時間が長い場合、より目立つ画像ノイズとなって現れる。なお、黒キズ画素３０２は、図６（ｃ）又は図６（ｄ）に示すように、入射光量が少ないときは、フォトダイオードＰＤが飽和しないため、画像ノイズにはならない。

このように、白キズ画素３０１は、暗時の画像で画質低下を招き、黒キズ画素３０２は、明時の画像で画質低下を招く。これらの画質低下を防ぐため、欠陥画素を検出して補正する必要がある。黒キズ画素３０１は、例えば長時間露光したときの画像データを取得すれば、正常画素は飽和状態で真っ白な画像になる中で暗い点となって現れるため、検出は容易である。

（リニアセンサの欠陥画素によって生じる画像ノイズ）
図７（ａ）は、リニアセンサ上の白キズ画素の位置を示す図であり、斜線で示す画素が白キズ画素となっている。図７（ｂ）は、白キズ画素が含まれているリニアセンサで取得した暗時画像（リニアセンサを露光していない状態で取得した画像）を示す図である。白キズ画素の画素値は、正常画素より高い画素値となる。このため、リニアセンサ上に白キズが含まれていると、図７（ｂ）に示すように、全体の画像のうち、白キズ画素に相当する位置の画像（画素）が周囲の画像よりも明るくなる縦スジ画像ノイズが現れる。

また、リニアセンサに黒キズ画素が含まれている場合、上述の白キズ画素が含まれている場合に対して反対の結果となる。すなわち、黒キズ画素の画素値は、正常画素より低い画素値となる。このため、リニアセンサに黒キズ画素が含まれていると、全体の画像のうち、黒キズ画素に相当する位置の画像（画素）が周囲の画像よりも暗くなる縦スジ画像ノイズが現れる。

このように、リニアセンサの場合、欠陥画素による悪影響が縦スジ画像ノイズとして現れるため、欠陥画素による悪影響が点の画像ノイズとして現れるエリアセンサよりも、欠陥画素による悪影響が大きくなる。欠陥画素による悪影響は、複数の欠陥画素が隣接して存在する場合、より顕著となる。

（欠陥画素検出手法の参考例）
次に、欠陥画素検出手法の参考例を説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、異なる露光時間ｔ１、ｔ２（ｔ２＞ｔ１）で同一被写体を撮像したときの画素値を示す図である。このうち、図８（ａ）は、正常画素で被写体を撮像した場合の画素値である。また、図８（ｂ）は、黒キズ画素で被写体を撮像した場合の画素値である。

露光時間ｔ＝０のとき、画素値Ｓ＝０で、かつ、画素値Ｓは時間に線形変化すると仮定し、露光時間ｔ１における画素値Ｓ１から時間に対する変化率Ｓ１／ｔ１を算出した後、露光時間ｔ２における理想的な画素値Ｓ２を算出する。このような画素値Ｓ２の演算式を、以下の数１式に示す。

Ｓ２＝（Ｓ１／ｔ１）×ｔ２・・・・（数１式）

実際には、画素値に対して電気的なノイズが含まれる。このため、露光時間ｔ２における画素値Ｓ３は、画素値Ｓ２に対して±αの誤差（固定値）を持つと考え、画素値Ｓ３が画素値Ｓ２±αの範囲内であるか否かを判定することで、欠陥画素であるか否かの判定を行う。なお、暗電流ノイズ成分は信号成分と同様に時間に比例して増加する。また、回路オフセット成分は、光電変換素子の各画素が個別に持つ固定値である。しかし、暗電流ノイズ成分及び回路オフセット成分は、信号成分に対して小さな値となるため、欠陥画素の判定に影響を及ぼすことはない。

正常画素の場合、図８（ａ）に示すように信号成分が露光時間に対し線形変化する。このため、画素値Ｓ３が画素値Ｓ２±αの範囲内となるため、正常画素と判定する。これに対して、黒キズ画素の場合、飽和電荷量が小さいため、図８（ｂ）に示すように露光時間ｔ２において、低い画素値で蓄積する電荷が飽和する。このため、画素値Ｓ３の値は、正常画素の画素値Ｓ２よりも小さな値となる。従って、画素値Ｓ３が画素値Ｓ２±αの範囲内とならないため、欠陥画素と判定する。

（参考例の欠陥画素検出手法の問題点）
図８（ａ）及び図８（ｂ）が黒キズ画素の例であったのに対し、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、異なる露光時間ｔ１、ｔ２（ｔ２＞ｔ１）で同一被写体を撮像したときの白キズ画素の画素値を示す図である。このうち、図９（ａ）は、白キズ画素に対して光を照射した場合に得られる画素値を示し、図９（ｂ）は、白キズ画素に対して光を照射しない場合（暗時）に得られる画素値を示している。

図９（ａ）に示すように、白キズ画素の場合、暗電流ノイズ成分は露光時間に応じて大きくなる。しかし、暗電流ノイズ成分は、入射光による信号成分に対しては小さいため、白キズ画素の画素値Ｓ３は、画素値Ｓ２±αの範囲内となる。このため、白キズ画素が、正常画素と誤って判定される不都合を生ずる。

また、暗時における白キズ画素の画素値は、図９（ｂ）に示すように、回路オフセット成分が暗電流ノイズ成分に対して大きい。このため、露光時間ｔ＝０のとき画素値Ｓ＝０で、かつ、画素値Ｓは時間に線形変化すると仮定して画素値Ｓ２に基づく欠陥画素の判定を行うと、正常画素であっても、画素値Ｓ３が画素値Ｓ２±αの範囲内とはならず、正常画素が誤って欠陥画素と判定される不都合を生ずる。従って、参考例における欠陥画素検出手法では、黒キズ画素は検出できても、白キズ画素は検出困難な問題がある。

（実施の形態のＭＦＰの要部の構成及び動作）
実施の形態のＭＦＰは、このような欠陥画素を正確に検出するために、画像読み取り部５２が、図１０に示す構成を有する。すなわち、実施の形態のＭＦＰにおいて、画像読み取り部５２は、光電変換素子２１に光が入射しないように遮光する遮光部７１、欠陥画素の検出を行うノイズ検出部７２と判定部８３、及び、ノイズ検出部７２と判定部８３で検出された欠陥画素を補正する欠陥画素補正部７３を有する。

一例ではあるが、遮光部７１は、光電変換素子２１に光が入射されないように、光電変換素子２１の受光面を、光を透過させない遮光部材で被覆する遮光機構となっている。なお、ＡＤＦ３、圧板又は基準白板２３を光電変換素子２１の遮光に用いてもよい。

ＣＰＵ４１は、欠陥画素の補正時となると、遮光部材で光電変換素子２１が被覆されるように遮光部７１を制御する。光電変換素子２１は、遮光部材で光電変換素子２１が被覆されている時間（光電変換素子２１に光が入射していない時間）である「暗時」において、上述の蓄積時間ｔ１、ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の画素データを取得する。

ノイズ検出部７２と判定部８３は、光電変換素子２１から取得した画素データに基づいて欠陥画素を検出する。欠陥画素補正部７３は、ノイズ検出部７２と判定部８３で検出された欠陥画素の検出結果に基づいて、光電変換素子２１から供給される画素データのうち、欠陥画素の画素データに対して所定の補正処理を施して、例えばモニタ装置又は記憶装置等の外部機器に供給する。

なお、ノイズ検出部７２と判定部８３及び欠陥画素補正部７３は、ハードウェアで実現することとして説明を進めるが、いずれか一方又は全部をソフトウェアで実現してもよい。この場合、例えば図３に示すＨＤＤ４４又はフラッシュメモリ４５等に記憶されている欠陥画素補正プログラムをＣＰＵ４１が読み出して、ＲＡＭ４３にノイズ検出部７２と判定部８３及び欠陥画素補正部７３をソフトウェアに展開する。そして、ＣＰＵ４１は、以下に説明するように、欠陥画素の検出処理及び欠陥画素の補正処理を実行する。

（ノイズ検出部と判定部の構成及び動作）
図１１に、ノイズ検出部７２のブロック図を示す。この図１１に示すように、ノイズ検出部７２は、ノイズの検出時に、暗時における電荷の蓄積時間ｔ１の画素値Ｓｔ１ｘを記憶するメモリ８１と、メモリ８１に記憶された画素値Ｓｔ１ｘと、暗時における蓄積時間ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の画素値Ｓｔ２ｘとの差分を検出する減算器８２とを有している。なお、画素値Ｓｔ１ｘと、画素値Ｓｔ２ｘの差分を検出する構成は減算器に限らない。例えば、画素値Ｓｔ１ｘを負の値に反転させる乗算器と、その乗算結果と画素値Ｓｔ２ｘを加算する加算器の構成でも同様の結果が得られる。また、メモリ８１は、ノイズ検出部７２外に設けられた例えば図３に示すＲＡＭ４３又はフラッシュメモリ４５等を用いてもよい。

一例ではあるが、実施の形態のＭＦＰの場合、ＲＧＢ又はＹＭＣ等のように各色用の光電変換素子２１が設けられている。このため、ノイズ検出部７２には、各色用の光電変換素子２１からのＲＧＢの各画素データ（画素値）が供給される。ノイズ検出部７２は、ノイズ検出を行う暗時において、蓄積時間ｔ１で取得した各色用の光電変換素子２１の全画素分の画素値Ｓｔ１ｘをメモリ８１に記憶する。

なお、この例では、蓄積時間ｔ１の画素値Ｓｔ１ｘをメモリ８１に記憶することとしたが、蓄積時間ｔ１より長い蓄積時間ｔ２で取得した各色用の画素値Ｓｔ２ｘをメモリ８１に記憶してもよい。

ＣＰＵ４１は、欠陥画素の検出を行う暗時において、蓄積時間ｔ１よりも長い蓄積時間ｔ２で取得した各色用の画素値Ｓｔ２ｘが減算器８２に供給されると、各画素値Ｓｔ２ｘの画素位置と同じ画素位置の画素値Ｓｔ１ｘをメモリ８１から読み出し、減算器８２に供給する。減算器８２は、色毎の差分値Ｓｔ２ｘ−Ｓｔ１ｘを算出する。

判定部８３は、各画素位置の差分値Ｓｔ２ｘ−Ｓｔ１ｘと所定の閾値Ｄｔｈとを比較し、差分値Ｓｔ２ｘ−Ｓｔ１ｘが閾値Ｄｔｈ以上となる画素値の画素を欠陥画素として判定する。また、判定部８３は、同じ画素位置の各色の画素値のうち、一つでも閾値Ｄｔｈ以上の画素値が存在する場合、同じ画素位置の全ての色の画素を欠陥画素として判定する（第１の判定処理）。なお、閾値Ｄｔｈは固定値でもよいし、使用者等が任意の値に設定可能としてもよい。

このような欠陥画素の判定動作を、具体的に説明する。図１２（ａ）に示す蓄積時間ｔ１Ｒ、ｔ１Ｇ、ｔ１Ｂの各画素値は、蓄積時間ｔ１における各色の正常画素の画素値を示し、蓄積時間ｔ２Ｒ、ｔ２Ｇ、ｔ２Ｂの各画素値は、蓄積時間ｔ２における各色の正常画素の画素値を示している。蓄積時間ｔ２Ｒ、ｔ２Ｇ、ｔ２Ｂの各画素値から蓄積時間ｔ１Ｒ、ｔ１Ｇ、ｔ１Ｂの各画素値を減算処理すると、時間経過にかかわらず略々固定の値となる回路オフセット成分が除去され、暗電流ノイズ成分の値とされた各画素値が生成される。正常画素の場合、各画素の暗電流ノイズ成分の値を示す各画素値は、図１２（ｃ）に示すように閾値Ｄｔｈ未満となる。この場合、判定部８３は、各色の画素を正常画素として判定する。

これに対して、図１２（ｂ）に示す蓄積時間ｔ１Ｒ、ｔ１Ｇ、ｔ１Ｂの各画素値は、蓄積時間ｔ１における各色の正常画素の画素値を示し、蓄積時間ｔ２Ｒ、ｔ２Ｇ、ｔ２Ｂの各画素値は、蓄積時間ｔ２における各色の欠陥画素の画素値を示している。上述のように、蓄積時間ｔ２Ｒ、ｔ２Ｇ、ｔ２Ｂの各画素値から蓄積時間ｔ１Ｒ、ｔ１Ｇ、ｔ１Ｂの各画素値を減算処理すると、時間経過にかかわらず略々固定の値となる回路オフセット成分が除去され、暗電流ノイズ成分の値とされた各画素値が生成される。

しかし、白キズ画素の場合、図１２（ｂ）の蓄積時間ｔ２Ｇの画素値のように、光が入射されていない暗時であるにもかかわらず、高い値の暗電流ノイズ成分が現れる。図１２（ｂ）の例は、Ｇ用の画素が白キズ画素である場合の例である。このため、蓄積時間ｔ２Ｒ、ｔ２Ｇ、ｔ２Ｂの各画素値から蓄積時間ｔ１Ｒ、ｔ１Ｇ、ｔ１Ｂの各画素値を減算処理して生成された各色の画素の暗電流ノイズ成分のうち、図１２（ｃ）に示すように閾値Ｄｔｈ以上となる暗電流ノイズ成分を有する画素が検出される。

この場合、判定部８３は、閾値Ｄｔｈ以上となる暗電流ノイズ成分を有する色の画素を欠陥画素として判定すると共に、同じ画素位置の他の色の画素も欠陥画素として判定する。換言すれば、判定部８３は、一つでも欠陥画素として判定した場合、同じ画素位置の全ての色の画素を欠陥画素として判定する。

光電変換素子２１は、駆動による発熱で温度が上昇する。よって、駆動開始から長時間経過するほど温度が高くなる。暗電流ノイズ成分は温度が高くなるほど大きくなるため、蓄積時間の長い蓄積時間ｔ２の画素値Ｓｔ２ｘと、蓄積時間ｔ１の短い画素値Ｓｔ１ｘとの差分Ｓｔ２ｘ−Ｓｔ１ｘに基づいて、白キズ画素の判定を行うことで、精度よく白キズ画素を検出できる。

（第２の判定処理）
また、上述のように判定部８３は、同じ画素位置の各色の全ての画素値が閾値Ｄｔｈ未満であった場合、正常画素として判定するが、さらに、以下に説明する第２の判定処理を行ってもよい。

すなわち、判定部８３は、同じ画素位置の各色の全ての画素値が閾値Ｄｔｈ未満であった場合、正常画素として判定する前に、同じ画素位置の各色の全ての画素値を積算処理し、この積算値が、所定の閾値Ｄｔｈ２以上であるか否かを判別する。そして、各色の画素値の積算値が、所定の閾値Ｄｔｈ２以上であった場合、同じ画素位置の全ての色の画素を欠陥画素として判定する（第２の判定処理）。

判定部８３は、第１の判定処理のみを行い、欠陥画素の判定を行ってもよいが、第１の判定処理と共に第２の判定処理を行うことにより、欠陥画素の判定精度を向上させることができる。

（黒シェーディング補正処理）
ここで、画像読み取り部５２に対しては、図１３に示すように黒シェーディング補正部８８を設けてもよい。この場合、黒シェーディング補正部８８は、光電変換素子２１とノイズ検出部７２との間に設けられる。なお、図１３の例は、黒シェーディング補正部８８をハードウェアとして設けた例である。しかし、ＣＰＵ４１が、例えば黒シェーディング補正プログラムを実行することで、以下に説明する黒シェーディング補正部８８をソフトウェアで実現してもよい。

黒シェーディング補正部８８は、暗時において、光電変換素子２１から取得した全画素の画素値を取得する。黒シェーディング補正部８８は、黒シェーディング補正部８８内又は黒シェーディング補正部８８外に設けられた記憶部に、取得した暗時の各画素値を記憶する。そして、黒シェーディング補正部８８は、光電変換素子２１に光を入射して原稿等の読み取りを行う読み取り時に得られた画像データである明時の各画素値から、記憶部に記憶された暗時の各画素値をそれぞれ減算処理する。

これにより、撮像データから固定パターンノイズ（ＦＰＮ：Fixed Pattern Noise）である回路オフセット成分を除去することができ、撮像データのＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）の向上を図ることができる。

また、黒シェーディング補正用に記憶部に記憶した暗時の各画素値は、後段のノイズ検出部７２で、上述の白キズ画素の判定処理に用いることができる。このため、画像読み取り部５２に黒シェーディング補正部８８が設けられている場合、ノイズ検出用のメモリ８１を省略することができる。換言すると、黒シェーディング補正用の記憶部と、ノイズ検出用の記憶部とを併用でき、部品点数の削減及び構成の簡略化等を図ることができる。

（判定結果の記憶動作）
次に、判定部８３からの判定結果の記憶動作を説明する。図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、例えばリニアセンサとなっているＲＧＢの各色用の光電変換素子２１の画素数が、それぞれ２０画素である場合における欠陥画素の判定結果となるヒストグラムである。このうち、図１４（ａ）は、Ｎ−１回目の判定結果となるヒストグラムであり、図１４（ｂ）はＮ回目の判定結果となるヒストグラムである。「Ｎ」は、２以上の自然数である。また、図１４（ａ）中及び図１４（ｂ）中において、斜線模様のヒストグラムはＲの画素のヒストグラムであり、点線模様のヒストグラムはＧの画素のヒストグラムであり、白抜きのヒストグラムはＢの画素のヒストグラムである。

この図１４（ａ）及び図１４（ｂ）の例の場合、例えば第１の閾値Ｄｔｈ＝８以上の画素値を有する画素を欠陥画素と判定している。すなわち、１画素目のＲの画素は、上述の「蓄積時間ｔ２の画素値Ｓｔ２ｘ−蓄積時間ｔ１の画素値Ｓｔ１ｘ」の値が、第１の閾値Ｄｔｈ以上の画素値となっている。この場合、判定部８３は、１画素目のＲＧＢの各画素を欠陥画素として判定する。ＲＧＢのうち、一つでも欠陥画素と判定した場合、ＲＧＢの３つの画素を欠陥画素として判定することで、精度よく欠陥画素補正処理が可能となる。同様に、４画素目のＧの画素は、上述の「蓄積時間ｔ２の画素値Ｓｔ２ｘ−蓄積時間ｔ１の画素値Ｓｔ１ｘ」の値が、第１の閾値Ｄｔｈ以上の画素値となっている。このため、判定部８３は、４画素目のＲＧＢの各画素を欠陥画素として判定する。

判定部８３は、このような各画素の判定結果を示す判定情報のうち、例えば６画素分の判定情報を、図３に示すＲＡＭ４３、ＨＤＤ４４又は図１１に示すメモリ８１等の記憶部に記憶する。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、記憶部に記憶された判定情報の模式図である。このうち、図１５（ａ）は、Ｎ−１回目の判定結果となる判定情報の模式図、図１５（ｂ）〜図１５（ｄ）は、それぞれＮ回目の判定結果となる判定情報の模式図である。Ｎは、「２」以上の自然数である。

判定部８３は、図１５（ａ）に示すように、ランク（優先順位）、画素位置、ＲＧＢの各画素のノイズ量、及び、ＲＧＢの各画素のノイズ量の最大値と、判定情報として記憶部に記憶する。図１５（ａ）の例は、ノイズ量が多い順に、各画素の判定情報を記憶した例である。具体的には、図１５（ａ）の例の場合、１３、７、１９、４、１７、１１の画素位置の各画素が、順に、ノイズ量が多いと判定されている。ランクが「１」の１３の画素位置の画素は、ＲＧＢの各ノイズ量が７、１３、７である。このうち、「１３」のノイズ量が、最大のノイズ量となる。同様に、ランクが「３」の１９の画素位置の画素は、ＲＧＢの各ノイズ量が１１、６、６である。このうち、「１１」のノイズ量が、最大のノイズ量となる。

図１５（ｂ）は、ノイズ量が多い順に、各画素の判定情報を記憶する例における、Ｎ回目の判定結果となる判定情報を示している。すなわち、図１５（ｂ）の判定情報は、図１５（ａ）に示す判定情報が得られた後に、判定部８３が再度判定を行うことにより得られた判定情報である。判定部８３は、一例として最大６個の判定情報を記憶部に記憶する。そして、後から得られた判定情報に応じて、記憶部に記憶している判定情報の書き換え処理を行う。

具体的には、図１５（ｂ）に示すノイズ量優先の例の場合、図１５（ａ）と比べてわかるように、ランク「６」に相当する判定情報として、１０の画素位置で、ＲＧＢの各ノイズ量が８、８、９の新たな判定情報が得られた場合、この１０の画素位置の判定情報に、ランク「６」の判定情報を書き換え処理する。

なお、図１５（ａ）に示すランク「６」のＲＧＢの各ノイズ量は８、８、９であるのに対し、図１５（ｂ）に示すように新たにランク「６」の判定情報として書き換える１０の画素位置の判定情報のＲＧＢの各ノイズ量は、１１の画素位置の判定情報と同じ８、８、９である。

ここで、ＭＦＰの使用者は、原稿等の撮像対象を原稿載置台の中央に配置することが多い。このため、判定部８３は、ノイズ量が同じである場合、光電変換素子２１の中央の画素に近い方の画素位置の判定情報を選択して記憶部に記憶（書き換え）する。これにより、より実効的な判定情報を記憶部に記憶して欠陥画素の補正処理に用いることができる。

また、上述の例は、ノイズ量優先の場合の判定情報の記憶例であった。しかし、図１４（ｂ）に示す１の画素位置及び２の画素位置の各画素のように隣接する画素が共に欠陥画素である場合、画質に対する影響が大きい。このため、図１５（ｃ）に示すように、判定部８３は、隣接する欠陥画素の判定情報をランク付けして記憶部に記憶してもよい。図１５（ｃ）の例は、それぞれ隣接する１０の画素位置及び１１の画素位置の判定情報、それぞれ隣接する２の画素位置及び１の画素位置の判定情報が、それぞれ優先的に記憶された例である。

また、ノイズレベルが同等以下であっても、複数の色チャンネルが欠陥画素の場合、画質に対する影響が大きい。このため、図１５（ｄ）に示すように、判定部８３は、複数の色チャンネルが欠陥画素の判定情報をランク付けして記憶部に記憶してもよい。図１５（ｄ）の例は、１５、１３、７、１９、４、１７の各画素位置の画素の判定情報が、複数の欠陥画素が多い色チャンネルの画素として、優先的に記憶された例である。

なお、上述のノイズ量が多い欠陥画素、隣接する欠陥画素、及び、複数の色チャンネルの欠陥画素を総合的に考慮して、ランク付けを行ってもよい。

（起動時における欠陥画素の検出処理動作）
次に、実施の形態のＭＦＰは、当該ＭＦＰの起動時に、このような欠陥画素の検出を行うようになっている。図１６のフローチャートは、起動時に欠陥画素の検出を行う動作の流れを示している。まず、ＭＦＰのメイン電源が投入されると、図３に示すＣＰＵ４１は、ウォームアップのため、光電変換素子２１に対して駆動電圧を印加(ＯＮ)する(ステップＳ１)。

図２に示したＭＦＰの第１キャリッジ１８及び第２キャリッジ２４には、例えば原稿搬送読取時の位置である待機位置が設定されている。このため、ＣＰＵ４１は、光電変換素子２１に対して駆動電圧を印加した後、第１キャリッジ１８及び第２キャリッジ２４を待機位置まで移動させるホーミング制御を行う（ステップＳ２）。待機位置に、第１キャリッジ１８及び第２キャリッジ２４が待機している状態が読み取り待機時の一例となる。

次に、ＣＰＵ４１は、調整のため第１キャリッジ１８を基準白板２３の下に移動制御する（ステップＳ３)。ＭＦＰ外に光が漏れないようにするため、ＣＰＵ４１は、第１キャリッジ１８を基準色板２３の下に移動させた後で、光源１６を点灯駆動する(ステップＳ４)。光源１６を点灯駆動し、基準色板２３を用いて、例えば光源１６の光量調整、図４に示すＰＧＡ６２のゲイン調整等の各部の調整動作を行った後(ステップＳ５)、光源１６を消灯制御する(ステップＳ６)。

次に、ＣＰＵ４１は、光源１６を消灯後、黒レベルに異常がないか確認し（ステップＳ７）、黒レベル確認後に、上述の欠陥画素検出処理を行う（ステップＳ８）。

最後に、ＣＰＵ４１は、上述のホーミング制御を行い(ステップＳ９)、図１６のフローチャートの起動処理が終了する。

欠陥画素は、温度依存性があり光電変換素子２１の温度が高いほど検出精度が高くなる。このため、図１６のフローチャートに示すＭＦＰの起動処理の最後に欠陥画素検出処理を行うことで、高い検出精度で欠陥画素の検出を行うことができる。また、ステップＳ８において、欠陥画素検出のために取得する蓄積時間の異なる２つの暗時の画素値のうち、蓄積時間の長いほうの画素値取得を後にすることで画素間のノイズ量の差異が大きくなるため、精度よく欠陥画素を検出できる。

また、第１キャリッジ１８が基準白板２３の下に位置するか、又は、圧板（もしくはＡＤＦ）が閉じた状態で、かつ、光源１６が消灯状態でなければ暗時のデータは得られない。このため、第１キャリッジ１８を基準白板２３の下に移動させる制御を行うＭＦＰの起動処理時に欠陥画素検出を行う。これにより、圧板（若しくはＡＤＦ）の開閉状態にかかわらず、欠陥画素の検出処理を行うことができる。また、第１のキャリッジ１８を移動させるホーミング制御を、欠陥画素の検出処理毎に行うこととなる不都合を防止でき、原稿の読み取りが可能となるまでのユーザの待ち時間を短縮化できる。

また、光源１６を消灯駆動及び点灯駆動した際、光源１６が安定するまでに時間を要する。このため、光源１６を消灯駆動及び点灯駆動の回数は少ないことが望ましい。このため、欠陥画素検出処理(ステップＳ８)は、ＭＦＰの起動処理中において、光源１６の消灯時の黒レベル確認処理(ステップＳ７)と共に行う。これにより、欠陥画素検出処理のために、光源１６を消灯駆動及び点灯駆動の回数が増える不都合を防止できる。

なお、図１３に示したように、画像読み取り部５２がシェーディング補正部８８を有する場合、ノイズ検出部７２は、上述のステップＳ８の処理を実行する際に、黒シェーディング補正処理に用いられる上述の暗時の画素値を取得する。

(圧板を用いた原稿読み取り時における欠陥画素の検出処理動作)
図１７は、圧板を用いた原稿読み取り時における欠陥画素の検出処理動作を説明するためのフローチャートである。この場合、欠陥画素の検出は、原稿の画像データを取得し終わって、光源１６を消灯した後で行う。

圧板を用いて原稿を読み取った後には、圧板又は基準白板２３による遮光によって光電変換素子２１に光が入射しないタイミングがあり、個別に光電変換素子２１に光が入射しない状態を作る必要がない。また、図１６のフローチャートを用いて説明した起動処理時よりも、画像データ取得後の方が、光電変換素子２１が長時間駆動されることで、光電変換素子２１の温度が高くなっており、高精度の欠陥画素の検出処理が可能となる。

すなわち、図１７のフローチャートにおいて、圧板を用いて原稿の読み取りを開始すると、ＣＰＵ４１は、ウォームアップのため、光電変換素子２１に対して駆動電圧を印加(ＯＮ)すると共に(ステップＳ１１)、光源１６を点灯駆動する(ステップＳ１２)。

次に、ＣＰＵ４１は、第１キャリッジ１８を図２に示すＡ方向に移動させて、原稿の画像データを取得して(ステップＳ１３、ステップＳ１４)、光源１６を消灯制御する(ステップＳ１５)。次に、ＣＰＵ４１は、圧板が閉じられているか否かを判別する(ステップＳ１６)。

圧板が閉じられている場合(ステップＳ１６：Ｙｅｓ)、ＣＰＵ４１は、上述の欠陥画素の検出処理を行い(ステップＳ１７)、ステップＳ１４で検出した画像データの欠陥画素の補正処理を行う(ステップＳ１８)。欠陥画素の補正処理の具体例は後述する。そして、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１９で上述のホーミング制御を行い、図１７のフローチャートの処理を終了する。

一方、圧板が閉じられていない場合(ステップＳ１６：Ｎｏ)、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２０で上述のホーミング制御を行う。ＣＰＵ４１は、ステップＳ２１において、上述のホーミング制御により、第１キャリッジ１８が基準白板２３の下に位置したか否かを判別する。

第１キャリッジ１８が基準白板２３の下に位置したと判別した場合(ステップＳ２１：Ｙｅｓ)、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２２で上述の欠陥画素の検出処理を行う。そして、ステップＳ１４で検出した画像データの欠陥画素の補正処理を行い(ステップＳ２３)、図１７のフローチャートの処理を終了する。

圧板が閉じている場合、光電変換素子２１は遮光状態にあるため、光源１６を消灯制御した直後から欠陥画素の検出が可能となる。このとき、欠陥画素検出のために取得する蓄積時間の異なる２つの暗時の画像データのうち、蓄積時間の長いほうを通常より長くすることで画素間のノイズ量の差異が大きくなるため、精度よく欠陥画素を検出できることは、上述のとおりである。

また、欠陥画素の補正処理(ステップＳ１８、ステップＳ２３)は、欠陥画素の最新の判定情報を用いて行うことが好ましい。このため、欠陥画素の補正処理(ステップＳ１８、ステップＳ２３)は、欠陥画素の検出処理(ステップＳ１７、ステップＳ２２)の後に実行する。なお、ホーミング制御(ステップＳ２０)を行った直後に、欠陥画素の補正処理を行ってもよい。

(ＡＤＦを用いた原稿読み取り時における欠陥画素の検出処理動作)
図１８は、ＡＤＦ３を用いた原稿読み取り時における欠陥画素の検出処理動作を説明するためのフローチャートである。この図１８のフローチャートにおいて、ＡＤＦ３を用いた原稿の読み取りを開始すると、ＣＰＵ４１は、ウォームアップのため、光電変換素子２１に対して駆動電圧を印加(ＯＮ)すると共に(ステップＳ３１)、光源１６を点灯駆動する(ステップＳ３２)。

次に、ＣＰＵ４１は、ＡＤＦ３にセットされた原稿の搬送制御を開始し(ステップＳ３３)、原稿の画像データを取得する(ステップＳ３４)。そして、ＣＰＵ４１は、図１６のフローチャートを用いて説明したＭＦＰの起動時、又は、図１７のフローチャートを用いて説明した圧板を用いた原稿の読み取り時に検出した欠陥画素の判定情報を用いて、ステップＳ３４の取得した画像データの欠陥画素の補正処理を行う(ステップＳ３５)。

次に、ＣＰＵ４１は、ステップＳ３６において、ＡＤＦ３にセットされた全ての原稿の読み取りが完了したか否かを判別する。全ての原稿の読み取りが完了したと判別した場合(ステップＳ３６：Ｙｅｓ)、ＣＰＵ４１は、光源１６を消灯制御し(ステップＳ３７)、上述の欠陥画素の検出処理を行い(ステップＳ３８)、図１８のフローチャートの処理を終了する。

これに対して、全ての原稿の読み取りが完了していないと判別した場合(ステップＳ３６：Ｎｏ)、ＣＰＵ４１は、光源１６を消灯制御し(ステップＳ３９)、上述の欠陥画素の検出処理を行う(ステップＳ４０)。すなわち、ＣＰＵ４１は、ＡＤＦ３を用いて連続的に原稿の読み取りを行う場合、原稿と次の原稿の読み取りを行う間に、欠陥画素の検出処理を行う。これにより、リアルタイムに欠陥画素の判定情報を更新でき、より状態に則した欠陥画素の補正処理を行うことができる。ＣＰＵ４１は、欠陥画素の検出処理が完了すると、光源１６をオン制御し、ステップＳ３４に処理を戻す。

ステップＳ４０の欠陥画素の検出処理は、光源１６を点灯制御した後に、光量が安定するまでに時間を要し、トータルの読取時間が延びる可能性があるため、毎回ではなく、所定の原稿の枚数毎に行ってもよい。

また、ＡＤＦ３を用いて原稿の読み取りを行う場合、読み取り終了時には、ＡＤＦ３が閉じられているはずである。このため、ステップＳ３７において、圧板を用いた原稿の読み取り時と同様に、欠陥画素検出のために取得する蓄積時間の異なる２つの暗時の画素値のうち、蓄積時間の長いほうを通常より長くして取得してもよい。

（欠陥画素の補正処理動作）
次に、上述のように取得した判定情報を用いて行われる欠陥画素の補正処理動作を説明する。図１９は、ＭＦＰ１の欠陥画素補正部７３の詳細なブロック図である。この図１９に示すように、欠陥画素補正部７３は、メモリ１００と共に、相関度算出部１０１及び置換処理部１０２を有している。

欠陥画素補正部７３は、一例として図２０に示すように、判定部８３により補間対象と判定された欠陥画素の前後１６画素及び前後３ラインを、探索領域（対象パターン）として補間候補となる画素を探索する。また、欠陥画素補正部７３は、欠陥画素、欠陥画素の前後２画素及びこの前後２画素の上下の２画素で形成される３ライン分の領域をテンプレートとして設定する。そして、欠陥画素補正部７３は、図２０に示すように、テンプレートを１画素ずつ移動しながら上述の対象パターン（欠陥画素の前後１６画素及び前後３ラインの画像データ）と比較し、対象パターンの各部とテンプレートの相関度を算出する。

相関度としては、一例としてＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）値を用いる。例えば、図２０に示す例の場合、欠陥画素補正部７３は、以下の数式（例としてＳＡＤ値Ｓ１〜Ｓ２４を求める場合）に基づいて、２４個分のＳＡＤ値を算出する。そして、欠陥画素補正部７３は、一番小さいＳＡＤ値（＝最大の相関度）を算出した対象パターンの部分の中心画素を置換画素として、欠陥画素と置き換え処理する。

なお、以下の数式及び図２０において、「Ｓ」はＳＡＤ値を意味する。「Ｓ１」は、１つ目のＳＡＤ値、Ｓ２４は、２４個目のＳＡＤ値を示す。「Ｐ」は、対象パターンの画素を意味する。「Ｐ１１」は、対象パターンの第１ライン目の第１番目の画素を、「Ｐ３２１」は、対象パターンの第１ライン目の第３２番目の画素を意味する。同様に、「Ｐ１３」は、対象パターンの第３ライン目の第１番目の画素を、「Ｐ３２３」は、対象パターンの第３ライン目の第３２番目の画素を意味する。また、「Ｔ」は、テンプレートの画素を意味する。「Ｔ１１」は、テンプレートの第１ライン目の第１番目の画素を、「Ｔ４１」は、テンプレートの第１ライン目の第４番目の画素を意味する。同様に、「Ｐ１３」は、対象パターンの第３ライン目の第１番目の画素を、「Ｐ４３」は、対象パターンの第３ライン目の第４番目の画素を意味する。

Ｓ１＝（Ｐ１１−Ｔ１１）＋（Ｐ１２−Ｔ１２）＋（Ｐ１３−Ｔ１３）＋（Ｐ２１−Ｔ２１）＋（Ｐ２２−Ｔ２２）＋（Ｐ２３−Ｔ２３）＋（Ｐ３１−Ｔ３１）＋（Ｐ３２−Ｔ３２）＋（Ｐ３３−Ｔ３３）・・・Ｓ２４＝（Ｐ２８１−Ｔ１１）＋（Ｐ２８２−Ｔ１２）＋（Ｐ２８３−Ｔ１３）＋（Ｐ２９１−Ｔ２１）＋（Ｐ２９２−Ｔ２２）＋（Ｐ２９３−Ｔ２３）＋（Ｐ３０１−Ｔ３１）＋（Ｐ３０２−Ｔ３２）＋（Ｐ３０３−Ｔ３３）

欠陥画素補正部７３は、このような数式に基づく演算処理を行うことで、ＳＡＤ値Ｓ１〜Ｓ２４を算出する。そして、例えばＳＡＤ値Ｓ２２の値が最小値の場合、この最小値を算出した対象パターンの部分の中心画素であるＰ２８２の画素を置換画素として、欠陥画素と置き換え処理する。

図２１は、このような補間処理動作の流れを示すフローチャートである。ステップＳ５１では、図１９に示す相関度算出部１０１が、ＳＡＤ値の演算回数として「１」を、カウンタに設定する（ｎ＝１：ｎは演算回数）。すなわち、図２０に示す例の場合、相関度算出部１０１は、計２４個のＳＡＤ値を算出する。このため、相関度算出部１０１は、ステップＳ５１において、最初に、１回目のＳＡＤ値の演算動作であることを示す「１」をカウンタに設定する。なお、相関度算出部１０１は、一つのＳＡＤ値の算出を完了する毎に、「１」→「２」→「３」・・・「２４」等のように、カウンタの値を一つずつインクリメントする。インクリメントのタイミングは、対象パターンに対してテンプレートを１画素移動するタイミングである。

次に、ステップＳ５２では、相関度算出部１０１が、上述の数式に基づいて、ＳＡＤ値（Ｓｎ：ＳはＳＡＤ値の意、ｎは、算出されるＳＡＤ値の1〜２４の番号）を算出する。ステップＳ５３では、相関度算出部１０１が、演算回数が２４回（ｎ＝２４：ｎは演算回数）となったか否かを判別する。上述のように、相関度算出部１０１は、対象パターンに対してテンプレートを一つずつ移動しながら上述の演算を行う。このため、演算回数が２４回に満たない場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）、ステップＳ５５に処理を進め、演算回数を一つインクリメントして（ｎ＝ｎ＋１）、ステップＳ５２に処理を戻す。そして、ステップＳ５２において、再度、ＳＡＤ値を算出する。

このようにして２４個のＳＡＤ値を算出すると（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、ステップＳ５４に処理が進み、図１９に示す置換処理部１０２が、２４個数のＳＡＤ値のうち、最小値を算出した対象パターンの部分の中心画素を置換画素として、欠陥画素と置き換え処理（補間処理）して、図２１のフローチャートの処理を終了する。

最後に、上述の実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。また、実施の形態及び実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 複合機（ＭＦＰ）の読み取り装置
２ ＭＦＰの本体
３ 自動原稿給送機構（ＡＤＦ）
４ スキャナ機構
２１ 光電変換素子
４１ ＣＰＵ
６０ タイミング信号生成部
６１ 画素信号生成回路
６２ 増幅器（ＰＧＡ）
６３ アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
６４ パラレル／シリアル変換部６４
７１ 遮光部
７２ ノイズ検出部
７３ 欠陥画素補正部
８１ メモリ
８２ 減算器
８３ 判定部
８８ 黒シェーディング補正部

特開２０１４−１１０６２２号公報

Claims (17)

1. 受光光量に応じた画像信号を生成する光電変換素子と、
   前記光電変換素子に光が入射していない状態で得られる画素値である暗時の画素値を、少なくとも第１の時間、及び、前記第１の時間より長い第２の時間で取得し、前記第１の時間に取得した暗時の各画素値と前記第２の時間で取得した暗時の各画素値の差分を取ることで、前記暗時におけるノイズ量を検出するノイズ検出部と、
   所定の第１の閾値以上の前記ノイズ量を有する画素を欠陥画素として判定する判定部と
   を有する光電変換装置。
2. 前記光電変換素子の各画素の画素値のうち、前記欠陥画素として判定された画素の画素値を、正常画素の画素値に補正処理して出力する補正部を、さらに備えること
   を特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記光電変換素子に対して光が入射しないように遮光する遮光部を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光電変換装置。
4. 前記光電変換素子として、所定の複数の色用の光電変換素子を備え、
   前記判定部は、前記各色用の光電変換素子の画素のうち、少なくとも一つの色用の光電変換素子の画素を欠陥画素として判定した場合、当該欠陥画素として判定した画素と同じ画素位置に相当する他の色用の光電変換素子の画素も、欠陥画素として判定すること
   を特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
5. 前記判定部は、同じ画素位置に相当する前記各色用の光電変換素子の画素が、それぞれ前記第１の閾値未満であった場合、同じ画素位置に相当する前記各色用の光電変換素子の画素の画素値の積算値を算出し、前記積算値が所定の第２の閾値以上であった場合に、前記同じ画素位置に相当する前記各色用の光電変換素子の画素をそれぞれ欠陥画素として判定すること
   を特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
6. 前記光電変換素子に光を入射して得られた撮像時の各画素値から、記憶部に記憶された前記暗時の各画素値を減算処理することで、撮像時の各画素値のシェーディング補正処理を行う黒シェーディング補正部を、さらに備え、
   前記ノイズ検出部は、前記記憶部に記憶された前記暗時の各画素値を、前記第２の時間又は前記第１の時間に取得した前記暗時の各画素値として用いてノイズ量の検出を行うこと
   を特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
7. 前記判定部は、前記欠陥画素として判定した画素に関する判定情報を、所定の優先順位に従って記憶部に記憶すると共に、記憶した各判定情報を、前記優先順位に従って書き換えること
   を特徴とする請求項１から請求項６のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
8. 前記判定部は、ノイズ量の多い順に前記欠陥画素の判定情報を、前記記憶部に記憶すること
   を特徴とする請求項７に記載の光電変換装置。
9. 前記判定部は、隣接している欠陥画素の前記判定情報を、所定の高い順位で前記記憶部に記憶すること
   を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光電変換装置。
10. 前記光電変換素子として、所定の複数の色用の光電変換素子を備え、
    前記判定部は、前記各色用の所定数の画素を一纏めとした各色チャンネルのうち、欠陥画素が多い色チャンネルの前記判定情報を、所定の高い順位で前記記憶部に記憶すること
    を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の光電変換装置。
11. 前記判定部は、当該光電変換装置が適用される機器の起動処理後、又は、前記光電変換素子の読み取り動作が完了して前記暗時とされた際のうち、一方又は両方で前記欠陥画素の判定を行うこと
    を特徴とする請求項１から請求項１０のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
12. 前記判定部は、前記光電変換素子の１回の読み取り完了毎、又は、複数回の読み取り完了毎に、前記欠陥画素の判定を行うこと
    を特徴とする請求項１から請求項１１のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
13. 前記ノイズ検出部は、ノイズ量を検出するための暗時の画素値取得の順番を、前記第１の時間にて取得するより後で前記第２の時間にて取得すること
    を特徴とする請求項１から請求項１２のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
14. 前記補正部は、前記光電変換素子の読み取り待機時に前記補正処理を実行すること
    を特徴とする請求項２から請求項１３のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
15. 前記補正部は、前記欠陥画素を含む画素列と、前後の一列又は複数の画素列からなる対象パターン上で、前記対象パターンの部分的な大きさのテンプレートを、前記対象パターンの端部から列方向に沿って、少なくとも１画素ずつ移動させながら、対象パターンとテンプレートとの相関度を算出し、最大の相関度を算出した前記対象パターンの部分の中心画素を置換画素として用いて、前記欠陥画素を補間処理すること
    を特徴とする請求項２から請求項１４のうち、いずれか一項に記載の光電変換装置。
16. 前記ノイズ検出部が、受光光量に応じた画像信号を生成する光電変換素子に光が入射していない状態で得られる画素値である暗時の画素値を、少なくとも第１の時間、及び、前記第１の時間より長い第２の時間でそれぞれ取得する取得ステップと、
    前記第２の時間に取得した前記暗時の各画素値と、前記第１の時間に取得した前記暗時の各画素値の差分を取ることで、前記暗時におけるノイズ量を検出するノイズ検出ステップと、
    判定部が、所定の第１の閾値以上の前記ノイズ量を有する画素を欠陥画素として判定する判定ステップと
    を有する欠陥画素の判定方法。
17. 載置台に載置された原稿に光を照射し、反射光を光電変換素子で受光して、原稿の読み取りを行う画像形成装置であって、
    前記光電変換素子に光が入射していない状態で得られる画素値である暗時の画素値を、少なくとも第１の時間、及び、前記第１の時間より長い第２の時間でそれぞれ取得し、
    前記第２の時間に取得した前記暗時の各画素値と、前記第１の時間に取得した前記暗時の各画素値の差分を取ることで、前記暗時におけるノイズ量を検出するノイズ検出部と、
    所定の第１の閾値以上の前記ノイズ量を有する画素を欠陥画素として判定する判定部と、
    前記光電変換素子の各画素の画素値のうち、前記欠陥画素として判定された画素の画素値を、正常画素の画素値に補正処理して出力する補正部とを有すること
    を特徴とする画像形成装置。

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