JP2000148995A

JP2000148995A - 画像デ―タ処理装置

Info

Publication number: JP2000148995A
Application number: JP11308763A
Authority: JP
Inventors: Charles E Moore; チャールズ・イー・ムーア
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-05-30
Also published as: US6373995B1; TW432224B

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的光路が短く、製造に比較的費用がかから
ないイメージセンサを使用することができる画像走査装
置を提供する。【解決手段】ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）５２
は、光センサ３２Ａ〜３２Ｅが生成する電気信号を受信
し、光センサの視野内の画像を表すデジタル信号を生成
する。コンピュータ５４は、そのＡＤＣが生成するデジ
タル信号を受信し、画像データに対応するデジタル表現
をメモリ装置５５に格納する。コンピュータは、メモリ
装置５５から画像データを読出し、画像データの第１お
よび第２のサブアレイを用いて、隣接する光センサによ
って得られる画像のオーバラップの量を決定する。コン
ピュータ５４は、サブアレイに相関処理を施して画像に
おけるオーバラップの領域を決定し、その後この決定結
果を用いて、原画像の表現を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置によっ
て取得された画像データを処理する方法および装置に関
し、特に、光走査装置によって取得されたオーバラップ
する画像データを受取り、そのオーバラップしている画
像から原画像を復元する画像処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばフラットベッド画像スキャナおよ
びシートフィード（用紙送り）画像スキャナ等の画像走
査装置は、通常、画像情報を有するドキュメントを走査
してそのドキュメントに含まれる画像情報をドキュメン
トのデジタル表現に変換する。一般に、画像走査装置で
は、撮像されているドキュメントに亙って走査される線
形撮像素子を利用して、画像の複数の１次元スライスを
生成する。そのような１次元スライスは、その後処理さ
れて結合され、そのドキュメントに含まれている画像の
２次元のデジタル表現が生成される。

【０００３】上記画像走査装置に設けられる光源は、走
査中のドキュメントの上に光を投射し、そのドキュメン
トから反射する光は、撮像光学系によって線形撮像素子
上に集束される。この線形撮像素子は、ドキュメントか
ら反射した光をアナログ信号に変換する１以上のフォト
センサを有している。そして、アナログ信号は、アナロ
グデジタル変換器によってデジタル表現に変換される。
その後、そのデジタル表現は、所定のアルゴリズムに従
って、例えばマイクロプロセッサまたはデジタル信号プ
ロセッサ等の処理回路によって処理され、その結果、出
力信号が生成される。出力信号は、例えば、走査された
原画像を復元したものである。

【０００４】概して、画像走査装置は２つのカテゴリー
に分けることができる。すなわち、光縮小系を単一のフ
ォトセンサと共に用いる画像走査装置と、複数のフォト
センサからなる密着型（接触型）イメージセンサを、撮
像光学系として機能する光ファイバのアレイと共に用い
る画像走査装置である。画像走査装置の縮小系では、単
一の比較的小さい高解像度の線形イメージセンサを用い
て、走査中の物体（例えばドキュメント）の画像を取込
む。この場合、イメージセンサが比較的小さいため、縮
小光学系を用いて、物体に含まれる画像のサイズをフォ
トセンサに適合したより小さい画像に縮小する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】縮小系を使用する画像
走査装置の利点は、走査中の物体の画像を取込むため
に、通常製造に比較的費用がかからない小さいイメージ
センサ、すなわち単一のフォトセンサのみを必要とする
という点である。一方、縮小系を使用する画像走査装置
の欠点の１つは、物体の画像を単一のフォトセンサ上に
集束させるために、縮小光学系には比較的長い光路が必
要であり、そのため画像走査装置の全体のサイズが大き
くなるという点である。画像走査装置のサイズを縮小す
るために、複数のミラーを組合せて撮像光学系を形成す
ることにより、光路を「折返す」という試みがなされて
いるが、ミラーを追加することで光の損失が増大すると
共に、撮像光学系のコストも増大する。縮小系を使用す
る画像走査装置の別の欠点は、走査中の物体とフォトセ
ンサとが相対的に移動することより、しばしば実質的な
機械的故障が発生し、それが誤動作を引き起こす場合
や、メンテナンスのコストを増大させる場合があるとい
う点である。

【０００６】画像走査装置に使用する一般的な密着型イ
メージセンサは、実行する１−Ｄ走査の長さに等しい長
さを有している。なお本明細書で使われている「１−
Ｄ」の表記は、「一次元」を意味する。実行する走査の
１−Ｄ長に等しい長さを有する単一のフォトセンサは、
製造が非常に困難かつ高価であるため、密着型イメージ
センサは概して、単一のフォトセンサでなくフォトセン
サのアレイによって構成されている。従って、複数のフ
ォトセンサは、互いに近接して配列することで線形のア
レイを構成する。それにより、フォトセンサは互いに接
触し、それらフォトセンサの間にギャップは存在しな
い。

【０００７】走査中の物体の画像をアレイ上に集束させ
るために、走査中の物体からの光を密着型イメージセン
サ上に集束させる撮像光学系として、光ファイバのアレ
イが使用されている。フォトセンサに関連して光ファイ
バの視野がオーバラップするということから、アレイの
フォトセンサと撮像光学系の光ファイバとの間には１対
１の関係が必要である。光ファイバとフォトセンサとの
間に１対１の関係が維持されない場合、光ファイバによ
ってフォトセンサ上に集束される個々の１−Ｄ画像か
ら、物体の原画像を正確に復元することができなくな
る。

【０００８】画像走査装置に密着型イメージセンサを設
ける利点の１つは、撮像光学系の光路が比較的短く、そ
れによって画像走査装置の全体のサイズが縮小されると
いうことである。一方、密着型イメージセンサを用いる
欠点は、フォトセンサのアレイの長さを、実行中の１−
Ｄ走査の長さと等しくしなければならないということで
ある。また、個々のフォトセンサをアレイ状に配置し、
それらを整列させるプロセスは、シリコンによりモノリ
シックに行わなければならないため、困難である上に費
用がかかる。

【０００９】このような長さのフォトセンサ・アレイを
生成するために、アレイにはフルサイズのフォトセンサ
を用いなければならないが、それらは、シリコンでモノ
リシックに製造されており、比較的広いシリコン領域が
必要であるということから、概して高価である。フォト
センサは、同じダイス（dice）に製作することができな
い。すなわち、各フォトセンサには、別々のダイスを用
いなければならない。従って、各ダイスを高い精度で切
断しなければならず、すべてのダイスは、走査中の物体
（例えばドキュメント）の長さに一致する長いラインを
生成するように、注意深く位置合せして配置しなければ
ならない。これは、困難でかつ費用のかかる処理であ
る。事実、位置合せの処理は非常に困難であるため、概
して手で行われるが、そのためしばしば位置合せ誤りが
起こり、その結果、アレイ全体を破棄する、すなわち廃
棄しなければならなくなる。このような損失により、画
像走査装置の全体のコストが大幅に増大する。それは、
一般にダイスが、密着型イメージセンサの全体のコスト
の大部分を占めているためである。

【００１０】従って、比較的光路が短く、製造に比較的
費用がかからないイメージセンサを使用することができ
る画像走査装置が必要とされている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、光走査装置で
走査される原画像の表現を生成する方法および装置を提
供する。本発明の装置は、光走査装置で走査される原画
像の電気的表現を生成し、その電気的表現を処理して原
画像の表現を得る処理装置を備えている。

【００１２】好ましくは、本発明の処理装置と共に使用
する走査装置は、走査中の原画像の上に光を投射する照
明装置と、原画像から反射する光を受光するよう配置さ
れた光画像検出素子とを備えている。上記処理装置は光
画像検出素子と連絡し、光画像検出素子から、その光画
像検出素子の光センサが生成する電気信号を受信し、そ
の電気信号を処理する。また、光画像検出素子は、複数
の光センサから構成されている。各光センサは視野を有
しており、その光センサの少なくとも２つの視野は、少
なくとも部分的にオーバラップしている。各光センサ
は、光センサ各々の視野内にある原画像の一部に関する
電気信号を生成する。

【００１３】また、処理装置は、光センサから得られる
画像データを処理し、隣接する光センサによって得られ
る画像のオーバラップの量を決定する。そして、処理装
置は、そのオーバラップの量を決定すると、それを用い
て原画像の表現を生成する。

【００１４】好ましくは、処理装置は、アナログデジタ
ル変換器（ＡＤＣ）、メモリ装置およびコンピュータを
備えている。ＡＤＣは、光センサが生成する電気信号を
受信し、光センサの視野内の画像を表すデジタル信号を
生成する。コンピュータは、そのＡＤＣが生成するデジ
タル信号を受信し、画像データに対応するデジタル表現
をメモリ装置に格納する。また、コンピュータは、メモ
リ装置から画像データを読出し、画像データの第１およ
び第２のサブアレイを用いて、隣接する光センサによっ
て得られる画像のオーバラップの量を決定する。そし
て、コンピュータは、サブアレイに相関処理を施して画
像におけるオーバラップの領域を決定し、その後この決
定結果を用いて、原画像の表現を生成する。

【００１５】本発明の好ましい実施の形態によれば、コ
ンピュータは、サブアレイの相関処理を以下のようにし
て行う。すなわち、第１のサブアレイにおける特定の要
素を、第２のサブアレイにおける１以上の特定の要素と
位置合せ（align）し、その位置合せした要素を乗算
し、乗算の結果として得られる積を合計し、積の合計を
相関アレイの要素として格納する。そして、コンピュー
タは、相関アレイのすべての要素を生成した後、最大値
を有する相関アレイの要素を決定する。相関においてこ
の値に対応する画像データは、オーバラップしている画
像データである。

【００１６】本発明の第２の実施の形態によれば、コン
ピュータは、サブアレイの相関処理を以下のようにして
行う。すなわち、第１のサブアレイにおける特定の要素
を、第２のサブアレイにおける特定の要素と位置合せ
し、それらサブアレイにおける位置合せした要素の値の
差を求め、その差の絶対値を求め、絶対値を合計し、そ
の合計を相関アレイの要素として格納する。そして、コ
ンピュータは、最小値を有する相関アレイの要素を決定
する。この場合、相関アレイの最小の要素は、オーバラ
ップしている画像データに対応している。

【００１７】本発明の別の実施の形態によれば、コンピ
ュータは、サブアレイの相関処理を以下のようにして行
う。すなわち、第１のサブアレイにおける特定の要素
を、第２のサブアレイにおける特定の要素と位置合せ
し、それらサブアレイにおける位置合せした要素の値の
差を求め、その差の絶対値を求め、その絶対値を平方
し、平方した結果を合計し、その合計を相関アレイの要
素として格納する。コンピュータは、相関アレイのすべ
ての要素を生成した後、最小値を有する相関アレイの要
素を決定する。この要素は、オーバラップしている画像
データに対応している。

【００１８】コンピュータは、オーバラップしている画
像データを決定した後、オーバラップを除去することに
よって原画像の表現を生成する。オーバラップは、複数
の方法のうちの任意の方法によって除去することができ
る。コンピュータは、第１のサブアレイにおけるオーバ
ラップに対応する画像データを、第２のサブアレイにお
けるオーバラップに対応するデータと平均することがで
きる。また、光センサにおけるオフセットおよびゲイン
の誤りから生じる不連続性を確実に除去するために、上
記平均に重み付けすることができる。あるいは、オーバ
ラップは、第１のサブアレイにおけるオーバラップに対
応する画像データを単純に破棄することによって除去す
ることも可能である。さらに、サブピクセルのオーバラ
ップを除去するために、補間技法を用いてもよい。

【００１９】本発明の他の特徴および利点は、以下の説
明、図面および特許請求の範囲から明らかとなるであろ
う。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、好ましい実施の形態によ
る本発明の画像走査装置１０を示しており、この画像走
査装置１０は、例えばファクシミリ機またはコピー機等
に組込むことができるものである。なお、本発明は、図
１に示す配置構成に限定されるものではない。図１に示
す画像走査装置１０は、単に、本発明を実現する好まし
い実施の形態である。また、本発明は、いかなる特定の
種類の画像走査装置にも限定されるものではない。

【００２１】この図において、ドキュメント１２は、矢
印１６に示す方向を縦に移動する。そして、画像走査装
置１０は、このドキュメント１２の上面に配された画像
１４を検知するよう配置されており、それによって、ド
キュメント１２の幅を横切る１本の走査線を一度に検知
することができる。好ましくは、ドキュメント１２の上
面は、当業者には明らかとなるように、同じかまたは異
なる色を生成することができる一続きの発光ダイオード
（ＬＥＤ）によって照射される。このＬＥＤ１８、２
０、２２、２４は、例えば、異なる色の画像１４を検知
することができるように、赤、青、緑および黄としても
よい。あるいは、ＬＥＤ１８、２０、２２、２４は、す
べて同じ色であってもよい。

【００２２】ＬＥＤからの光は、走査中、ＬＥＤ１８、
２０、２２、２４から光路２６に沿って進み、走査中の
ドキュメント１２の上面に突き当たる。その光は、ライ
ン２８に沿って、好ましくは成形されたプラスチックレ
ンズのアレイであるレンズ・アレイ３０を通過し、その
レンズ・アレイ３０によって、好ましくは複数のフォト
センサ・アレイ３２から構成される光画像検出素子上に
集束される。上記フォトセンサ・アレイ３２は、好まし
くは、成形リードフレーム３４内に埋め込まれている。

【００２３】上記成形リードフレーム３４は、レンズ・
アレイ３０を成形リードフレーム３４に正確に位置決め
することができる位置合せ機能（図示せず）を有してい
る。この位置合せ機能により、成形リードフレーム３４
をアセンブリ装置に正確に位置決めすることができ、最
終的なスキャナ・アセンブリを、スキャナ・アセンブリ
全体における最終製品によって正確に位置決めすること
ができる。この精密な位置合せにより、半導体ダイスで
あるフォトセンサ・アレイ３２を、成形リードフレーム
３４に対し、またそれによって光学系であるレンズ・ア
レイ３０に対し、正確に配置することができる。

【００２４】フルカラー画像に対し、３本の走査、すな
わち通常赤、緑および青走査と言われる走査が用いられ
る。各走査の分光分布は、本物の色を復元するというス
キャナの能力に影響する可能性がある。従って、より良
い分光分布を得るために、走査毎に１以上のＬＥＤを点
灯させてもよい。

【００２５】フォトセンサ・アレイ３２は、各々複数の
フォトセンサによって構成されている。各フォトセンサ
・アレイ３２は、ハウジング３６内に設けられた処理回
路（図示せず）に接続されている。この処理回路は、フ
ォトセンサ・アレイ３２がその上に突き当たる光に応じ
て生成する電気信号を受信し、その電気信号を処理し
て、例えばファクシミリ機またはコピー機等、本発明が
組込まれている特定の画像走査装置が使用するのに適し
た形態にする。この処理回路の詳細については、図３を
参照して後述する。

【００２６】図２は、画像走査装置１０の一部の正面図
であり、撮像光学系４０およびフォトセンサ・アレイ３
２Ａ〜３２Ｅを示している。撮像光学系４０は、個々の
例えばレンズ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ
から構成される成形されたレンズ・アレイ３０から構成
されている。各レンズ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０
Ｄ、３０Ｅは、それぞれセル状の（cellular）視野４２
Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅを有している。こ
の図に示すように、視野はオーバラップしている。この
オーバラップを、数字４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ
で表す。レンズ・アレイ３０は、セル状の視野４２Ａ、
４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅを、個々の光電性半導
体ダイスであるフォトセンサ・アレイ３２Ａ、３２Ｂ、
３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ上に集束させる。

【００２７】従って、本発明によれば、画像走査装置１
０の複数の（光学）レンズ３０Ａ〜３０Ｅは、撮像光学
系４０によって生成されるオーバラップしている視野が
示すように、走査中のドキュメント１２のオーバラップ
している画像（以下、オーバラップ画像と言う）を取込
む。撮像光学系４０のレンズ３０Ａ〜３０Ｅの視野を増
大させることにより、数個のレンズを用いてドキュメン
ト全体の１−Ｄ走査を取込むことができると共に、各イ
メージセンサと走査中のドキュメントとの間の光路を比
較的短くすることができる。また、それによって、光路
方向に平行な方向のサイズを比較的小さくすることが確
実となる。オーバラップする視野を利用することによ
り、フォトセンサ・アレイ３２Ａ〜３２Ｅによって取得
されている画像情報にギャップが存在しないようにし
て、ドキュメント全体の１−Ｄ走査を得ることができ
る。

【００２８】しかしながら、各フォトセンサ・アレイ３
２Ａ〜３２Ｅが走査するドキュメント１２の画像１４の
部分によりオーバラップ画像が生成されるため、フォト
センサ・アレイ３２Ａ〜３２Ｅが取得する画像から原画
像を復元する前に、取得された画像を処理して、オーバ
ラップ画像におけるオーバラップの量を決定しなければ
ならない。これを行う方法の詳細については、図４およ
び図５を参照して後述する。

【００２９】図３は、フォトセンサ・アレイ３２Ａ〜３
２Ｅによって得られる画像から原画像を復元する本発明
の処理回路５０のブロック図である。本発明の好ましい
実施の形態によれば、処理回路５０は、アナログデジタ
ル変換器（ＡＤＣ）５２、コンピュータ５４およびシス
テムメモリ装置５５を有している。上記システムメモリ
装置５５は、コンピュータ５４が本発明の方法に従って
実行するコードを格納する。また、システムメモリ装置
５５は、走査中の画像に対応するデータを格納するため
にも使用される。

【００３０】コンピュータ５４は、例えばマイクロプロ
セッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路
（ＡＳＩＣ）またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
等の任意の種類のコンピュータであってよい。コンピュ
ータ５４は、オンボードメモリを有していても有してい
なくてもよい。コンピュータ５４がオンボードメモリを
有している場合、そのオンボードメモリを用いて、コン
ピュータ５４が本発明の方法に従って実行するコードを
格納することができる。また、アナログデジタル変換器
（ＡＤＣ）５２は、フォトセンサ・アレイ３２Ａ〜３２
Ｅの出力を受信し、受信した信号をデジタル信号に変換
する。そして、このデジタル信号は、システムメモリ装
置５５に格納される。あるいは、ＡＤＣ５２からの信号
をまずコンピュータ５４に入力し、そこでシステムメモ
リ装置５５へ格納するのに適した形態となるように処理
した後、コンピュータ５４によってシステムメモリ装置
５５に格納するようにしてもよい。本発明の好ましい実
施の形態によれば、フォトセンサ・アレイ３２Ａ〜３２
Ｅのうちの１つの出力を受信するために、別々のＡＤＣ
が割り当てられている。これにより、各フォトセンサ・
アレイ３２Ａ〜３２Ｅの出力を並行して非常に高速に処
理し、システムメモリ装置５５に格納することができ
る。

【００３１】ここで、フォトセンサが生成するオーバラ
ップ画像におけるオーバラップの量を決定するためにコ
ンピュータ５４が実行するアルゴリズムについて、図４
〜図７のフローチャートを参照して以下に説明する。図
４〜図７のフローチャートは、コンピュータ５４が実行
するステップを機能的に表したものであり、コンピュー
タ５４が実行する実際のコードを示しているものではな
い。しかしながら、当業者は、これら機能的なステップ
を実行するために実際のコードをどのように記述するか
が分かるであろう。従って、簡潔にするために、図４〜
図７に示すステップを実行するために使用する実際のコ
ードの詳細については説明しない。

【００３２】まずドキュメント１２が走査されると、図
４のブロック６２に示すように、１組の隣接するフォト
センサ・アレイの個々のフォトセンサの出力がデジタル
化される。そして、ブロック６３に示すように、オーバ
ラップしていると推測される、各アレイのフォトセンサ
のデジタル化された出力が、システムメモリ装置５５の
２つのサブアレイに格納される。ここで、フォトセンサ
・アレイ３２および撮像光学系４０は、視野が所定の量
だけオーバラップするよう配置されているため、隣接す
るフォトセンサ・アレイのフォトセンサのあり得る最大
のオーバラップの量Ｍが分かる。従って、各サブアレイ
は、オーバラップしている可能性のあるフォトセンサの
デジタル化した出力に対応する要素のみを含んでいる。
そして、各サブアレイは、１からＭの要素から構成され
ることとなる。

【００３３】システムメモリ装置５５に格納されるこれ
ら２つのサブアレイは、サイズが同じであり、すなわ
ち、同じ数の要素を有している。そして、サブアレイの
値を用いて取得される相関アレイの偏りを最小化するた
めに、ブロック６５に示すように、好ましくは各サブア
レイを直流除去フィルタでフィルタリングし、２つの本
質的にゼロ平均のサブアレイを生成する。あるいは、２
つの本質的にゼロ平均のサブアレイを生成するために、
サブアレイの各要素が、そこから減算されたサブアレイ
平均を有するようにしてもよい。なお、当業者には分か
るように、２つの本質的にゼロ平均のサブアレイを生成
するステップは、好ましくはあるが任意である。

【００３４】そして、ブロック６６に示すように、２つ
のサブアレイは、相互相関アルゴリズムを用いて互いに
相関され、相関アレイが生成される。相関アレイを生成
するいくつかの異なる実施の形態について、詳細を図５
Ａ〜図７を参照して後述する。相関アレイが生成される
と、ブロック６８に示すように、相関アレイにおける特
定の要素、すなわち最大の要素または最小の要素が選択
される。相関アレイのこの選択された要素に対応するサ
ブアレイの配列（alignment）は、システムメモリ装置
５５に格納されたサブアレイのオーバラップの量の推定
値を表している。詳細を後述するように、図５Ａおよび
図５Ｂの実施の形態を用いて相関アレイの要素を得る場
合、相関アレイの最大の要素がオーバラップ画像に対応
する。図６および図７に関して後述する実施の形態を用
いて相関アレイの要素を得る場合は、相関アレイの最小
の要素がオーバラップの領域に対応する。当業者には分
かるように、オーバラップの量における１ピクセル未満
の精度を得るために、曲線のあてはめ技術を用いて、相
関データを期待される相関曲線に一致させることができ
る。

【００３５】図４のフローチャートによって表される処
理が実行されると、必要ならば、当業者には分かるよう
に、決定されたオーバラップの量のいくつかの連続した
推定値を平均するか、または、推定値の移動平均を生成
することにより、サブアレイのオーバラップの量のより
信頼性の高い測定を行うことができる。あるいは、当業
者には分かるように、オーバラップの量のより信頼性の
高い測定を行うために、連続した推定値をローパスフィ
ルタリングすることも可能である。オーバラップ領域に
おいて、オーバラップの量の正確な推定値を決定するに
は詳細が不十分な部分が存在する場合、フィルタリング
されたサブアレイの低い振幅を測定するか、または低い
最大相関値を測定するかにより、詳細の不足分を検出す
ることができる。後者の場合、前に測定したオーバラッ
プの量の最良の推定値を使用する必要がある。このオー
バラップの量の最良の推定値が誤っている場合、オーバ
ラップ領域において詳細が不足しているということは正
確な組合せが必要でないことを意味するため、その誤り
はそれほど重要ではない。

【００３６】図５Ａは、２つのサブアレイに相関処理を
施す図４のブロック６６に対応する処理を示すフローチ
ャートである。各サブアレイは、ドキュメント１２の１
−Ｄ走査を表す１−Ｄアレイである。上述したように、
各サブアレイは、１からＭの要素から構成されている。
そして、ブロック７２に示すように、第１のサブアレイ
の最後の要素Ｍ₁は、第２のサブアレイの第１の要素、
要素１₂に位置合せされる。そして、ブロック７４に示
すように、サブアレイのこれらの要素は掛け合わされ
る。図５Ａに表す処理を最初に行う場合、第１のサブア
レイの要素の１つだけが第２のサブアレイの要素の１つ
だけに位置合せされるため、得られる積は１つだけであ
る。従って、ブロック７６に示すように、この乗算の積
は、相関アレイの第１の要素として格納される。しかし
ながら、図５Ａの処理が最初に実行された後、所定のサ
ブアレイの組について最後の処理が実行される前まで、
第１のサブアレイの複数の要素が、第２のサブアレイの
複数の要素に位置合せされる。従って、ブロック７４で
示すステップによって、複数の積が求められることとな
る。これらの場合に、ブロック７６に示すように、その
積は加算され、ブロック７８に示すステップにおいて、
その積の合計が相関アレイの要素として相関アレイに格
納される。

【００３７】積または積の合計がシステムメモリ装置に
格納された後、ブロック８１に示すように、第２のサブ
アレイの最後の要素、要素Ｍが、第１のサブアレイの第
１の要素と既に位置合せされ乗算されたか否かが判断さ
れる。位置合せおよび乗算がなされていない場合、ブロ
ック８２に示すように、第２のサブアレイは、第１のサ
ブアレイに対してサブアレイの要素１つ分シフトし、第
１のサブアレイの次の要素が第２のサブアレイの次の要
素と位置合せされるようにする。そして、ブロック７４
および７６に示すステップにおいて、その位置合せされ
た要素は乗算され、その乗算の積が前の乗算の積に加算
される。その後、ブロック８０に示すステップにおい
て、これら積の合計が相関アレイの次の要素として格納
される。

【００３８】ブロック７２、７４、７６、７８、８１、
８２に示す処理は、第１のサブアレイの第１の要素、要
素１₁が、第２のサブアレイの最後の要素、要素Ｍ₂によ
って乗算され、すべての積が合計され、その合計が相関
アレイの最後の要素として格納されるまで、続けられ
る。相関アレイのすべての要素が得られると、図４のブ
ロック６８に示すステップが実行され、サブアレイによ
って表される画像のオーバラップ量が決定される。

【００３９】図５Ｂは、図５Ａに関して上述した方法と
略同一である本発明の方法の別の実施の形態を示してい
る。この方法では、相関処理において、ブロック７７に
示す追加の処理ステップが含まれている。上述したよう
に、相関アレイにおける偏りを最小化するために、図４
のブロック６５に示すように、各サブアレイは好ましく
は直流除去フィルタによってフィルタリングされ、２つ
の本質的にゼロ平均のサブアレイが生成される。ここで
は、そのブロック６５に示すフィルタリングステップを
用いる代りに、ステップ７６で得られた積の合計を積の
総数によって除算する。この除算ステップはブロック７
７に示すが、当業者にはわかるように、このステップで
は、積の値を平均して相関アレイの偏りを最小化する。

【００４０】図６は、相関アレイを得るための本発明の
別の実施の形態を示している。図６のフローチャートに
示す処理は、図５Ｂのフローチャートに示す処理と略同
一であるが、図５Ｂにおけるブロック７４の代りに、図
６のブロック８５が実行される。すなわち、サブアレイ
の位置合せされた要素の積を用いて相関アレイの値を得
るのではなく、サブアレイの位置合せされた要素間の差
の絶対値または絶対的な差を利用して、相関アレイの要
素を生成することができる。ブロック８５に示すステッ
プでは、位置合せされた要素間の差の絶対値が得られ
る。そして、これらの値は、ブロック８６に示すステッ
プにおいて合計される。残りの処理については、図５Ｂ
のフローチャートに示す処理と同じである。

【００４１】位置合せされた要素間の差の絶対値を用い
て相関アレイを生成する場合、相関アレイの最大ではな
く最小の要素が、画像のオーバラップの量に対応する最
良の相関数として選択されることとなる。このように絶
対値を用いる場合、相関アレイにもたらされる偏りに関
連した誤りが発生する可能性がある。そのため、その偏
りは、ブロック８８に示す除算ステップによって最小化
される。しかしながら、本実施の形態ではブロック８８
に示すステップは実行されることが好ましいが、当業者
には、このステップが必ずしも必要ではないことが分か
るであろう。好ましくは、図５Ａおよび図５Ｂに関して
上述したように、位置合せした要素の積を用いて相関ア
レイが生成される。

【００４２】図７は、図５Ｂに関して上述した実施の形
態と略同一である他の実施の形態を示している。この実
施の形態では、図６のブロック８６に示すステップが変
更されている。すなわち、図６に関して上述した実施の
形態のように、位置合せしたサブアレイの要素の積では
なくそれらの絶対的な差が使用されている。しかしなが
ら、その絶対的な差を合計し相関アレイの値としてこれ
らの合計を格納するのではなく、ブロック９６に示すよ
うに、絶対的な差を平方して、その平方値を相関アレイ
の要素としてシステムメモリに格納する。そして、相関
アレイの最小の要素が、画像のオーバラップの量に対応
する最も良い相関数として選択される。残りのステップ
はすべて図５Ｂおよび図６に関して上述したものと同じ
である。なお、当業者には分かるように、図６の実施の
形態と同様、図７の除算ステップ９８は好ましいが必要
ではない。また、当業者には分かるように、相関アレイ
を生成するために、絶対的な差のデータに、平方演算以
外の演算を施すようにしてもよい。例えば、絶対的な差
を他の累乗、例えば３乗することも可能である。

【００４３】図８は、図１に示す画像走査装置１０によ
って走査されているドキュメント（図示せず）に含まれ
る画像１０５である。簡単のために、画像１０５は、白
黒のみで構成されている。好ましくは、本発明のイメー
ジセンサ３２は、図２に示すようなフォトセンサ・アレ
イによって構成されている。画像１０５が走査される
と、センサ・アレイ３２Ａ〜３２Ｅから構成されている
イメージセンサ３２は、図９のウインドウ１０７内に示
す画像１０７を生成する。図９から分かるように、ウイ
ンドウ１０７内に表示される画像は、元の画像１０５の
オーバラップしていない画像領域とは異なって、オーバ
ラップする領域を含んでいる。そして、コンピュータ５
４は、図４〜図７に関して上述した相関アルゴリズムを
実行することにより、ウインドウ１０８内に示す画像を
生成する。ウインドウ１０８内に示す画像は、本発明の
相関アルゴリズムによってオーバラップが補正された最
終的な画像を表している。

【００４４】サブアレイのオーバラップ画像のデータに
対応する相関アレイの値が見つかると、原画像の複製を
生成するために、オーバラップが除去される。このオー
バラップは、複数の方法のうちの任意のものを用いて除
去することができる。オーバラップを除去する１つの方
法は、オーバラップに対応するサブアレイのうちの一方
のデータを単純に破棄するという方法である。オーバラ
ップを除去する別の方法は、一方のサブアレイのオーバ
ラップに対応するデータを他方のサブアレイのオーバラ
ップに対応するデータと平均する方法である。フォトセ
ンサのオフセットおよび／またはゲインの誤りの結果生
じるデータの不連続性は、当業者には分かるように、平
均そのものではなく重み付けした平均を用いて、除去す
ることができる。オーバラップしているデータの量が、
ピクセルの整数の数でなく、むしろ、サブピクセルのオ
ーバラップの量を含んでいる場合、当業者には分かるよ
うに、補間技術を用いて、そのサブピクセルのオーバラ
ップを除去することができる。

【００４５】本発明の好ましい実施の形態に関して説明
してきたこと、および、本発明はこれら実施の形態に限
定されるものではないということは、当業者には理解さ
れるであろう。例えば、本発明の方法については、図１
に示す画像走査装置１０を用いる好ましい実施態様に関
して説明してきたが、当業者は、図４〜図７に関して上
述した本発明の方法が、いかなる特定の画像走査装置を
使用することにも限定されない、ということが分かるで
あろう。また、当業者には分かるように、図４〜図７に
示すステップは、ハードウェア、ソフトウェアまたはハ
ードウェアとソフトウェアの組合せによって実現するこ
とができる。ソフトウェアで実現する場合、そのソフト
ウェアは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）装置、ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）装置、例えばコンパク
トディスク等の光記憶装置、例えばフロッピーディスク
等の磁気記憶装置を含む（但し、これらに限定されな
い）、現在または将来的に手に入れることができる任意
の種類のコンピュータが読取可能の媒体に格納すること
ができる。また、当業者には、上述した実施の形態に対
して、本発明の範囲内にある明確に上述した態様以外の
変更態様を実現することができる、ということが明らか
となろう。

【００４６】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。

【００４７】（実施態様１）光走査装置（１０）に使用
し、その光走査装置（１０）が走査する原画像（１４）
の表現を生成する処理装置（５４）であり、前記光走査
装置（１０）は、少なくとも第１および第２の光センサ
（３２Ａ、３２Ｂ）を具備し、その第１および第２のセ
ンサ（３２Ａ、３２Ｂ）は、少なくとも部分的にオーバ
ラップする視野を有しており、各々、各光センサの視野
内にある原画像（１４）の部分に関連する電気信号を生
成し、その光センサが生成する電気信号を受信するよう
前記光センサと連絡する処理装置（５４）であって、前
記第１および第２の光センサ（３２Ａ、３２Ｂ）から受
信する電気信号を処理して、前記第１および第２の光セ
ンサ（３２Ａ、３２Ｂ）によって検知される原画像（１
４）がオーバラップする量を決定するよう構成されるロ
ジック（５４）を具備し、該ロジック（５４）が前記第
１の光センサが生成する電気信号を前記第２の光センサ
が生成する電気信号と相関させることにより、前記オー
バラップの量を決定し、その決定したオーバラップの量
を用いて、原画像（１４）の表現を生成する処理装置
（５４）。

【００４８】（実施態様２）前記ロジック（５４）は、
光センサが生成する電気信号を受信し、第１の光センサ
の視野内にある原画像（１４）の部分に関連する第１の
デジタル表現、および第２の光センサの視野内にある原
画像（１４）の部分に関連する第２のデジタル表現を生
成するアナログデジタル変換器（５２）と、該アナログ
デジタル変換器（５２）と連絡し、該アナログデジタル
変換器（５２）から第１および第２のデジタル表現を受
信し、そのデジタル表現に相関処理を施して前記オーバ
ラップの量を決定し、決定したオーバラップの量を用い
て前記原画像（１４）の表現を生成するコンピュータ
（５４）とを備えている実施態様１記載の装置。

【００４９】（実施態様３）前記ロジック（５４）は、
前記コンピュータ（５４）により、前記第１のデジタル
表現の少なくとも一部に対応する画像データの第１のサ
ブアレイ、および、前記第２のデジタル表現の少なくと
も一部に対応する第２のサブアレイが格納される、前記
コンピュータ（５４）と連絡するメモリ装置（５５）を
備え、前記コンピュータ（５４）は、第１のサブアレイ
を第２のサブアレイと相互相関させて前記オーバラップ
の量を決定し（６６）、第１および第２のサブアレイに
含まれる第１および第２のデジタル表現の部分は、それ
ぞれ、前記第１および第２の光センサ（３２Ａ、３２
Ｂ）が検知する原画像（１４）の部分間のあり得るオー
バラップの量に対応している実施態様２記載の装置。

【００５０】（実施態様４）各サブアレイは、データの
１次元アレイとして配列されており、前記コンピュータ
（５４）は、第１のサブアレイの１以上の特定の要素を
第２のサブアレイの１以上の特定の要素と位置合せし
（７２）、その位置合せした要素を共に乗算し（７
４）、乗算の結果として得られる積を合計し（７６）、
および積の合計を相関アレイの要素としてメモリ装置
（５５）に格納することにより、サブアレイに相関処理
を施し、相関アレイのすべての要素が生成された後、最
大値を有する相関アレイの要素を決定し、相関アレイの
最大値は、サブアレイに含まれるデジタル表現における
オーバラップに対応している実施態様３記載の装置。

【００５１】（実施態様５）各サブアレイは、データの
１次元アレイとして配列されており、前記コンピュータ
（５４）は、第１のサブアレイの１以上の特定の要素を
第２のサブアレイの１以上の特定の要素と位置合せし
（７２）、位置合せした要素を乗算し（７４）、乗算の
結果として得られる積を平均して相関値を取得し（７
６、７７）、およびその相関値を相関アレイの要素とし
てメモリ装置（５５）に格納する（７８）ことにより、
サブアレイに相関処理を施し、相関アレイのすべての要
素が生成された後、最大値を有する相関アレイの要素を
決定し、相関アレイの最大値を有する要素は、サブアレ
イに含まれるデジタル表現におけるオーバラップに対応
している実施態様３記載の装置。

【００５２】（実施態様６）前記コンピュータ（５４）
は、オーバラップの量を決定した後、第１のサブアレイ
のオーバラップに対応するデータの部分を、第２のサブ
アレイのオーバラップに対応するデータの部分と平均す
ることにより、オーバラップに対応する重複データを除
去する実施態様３記載の装置。

【００５３】（実施態様７）光走査装置（１０）によっ
て光学的に走査される原画像（１４）の表現を生成する
方法であって、光走査装置（１０）の第１および第２の
光センサ（３２Ａ、３２Ｂ）が生成する電気信号を処理
するステップを含み、各光センサは関連する視野を有
し、光センサの視野は少なくとも部分的にオーバラップ
し、各光センサが生成する電気信号は、各光センサの視
野内にある原画像（１４）の部分に関連しており、その
電気信号を相関アルゴリズムに従って処理して、光セン
サの視野内にある原画像（１４）の部分がオーバラップ
する量を決定し、さらに、決定されたオーバラップの量
を用いて、原画像（１４）の表現を生成するステップを
含む方法。

【００５４】（実施態様８）電気信号を処理する前記ス
テップは、相関アルゴリズムに従って電気信号を処理す
る前に、その電気信号を、第１および第２の光センサ
（３２Ａ、３２Ｂ）の視野内にある原画像（１４）の部
分を第１および第２のデジタル表現に変換するステップ
をさらに含む実施態様７記載の方法。

【００５５】（実施態様９）電気信号を処理する前記ス
テップは、電気信号をデジタル表現に変換するステップ
の後に、そのデジタル表現を画像データの第１および第
２のサブアレイ、すなわち、前記第１および第２の光セ
ンサ（３２Ａ、３２Ｂ）の視野内にある原画像（１４）
の部分間にあり得るオーバラップの量に対応する第１の
デジタル表現の部分を含む第１のサブアレイ、および、
前記第１および第２の光センサ（３２Ａ、３２Ｂ）の視
野内にある原画像（１４）の部分間の可能性のあるオー
バラップの量に対応する第２のデジタル表現の部分を含
む第２のサブアレイに配列するステップと、画像データ
の第１および第２のサブアレイを前記メモリ装置（５
５）に格納するステップとをさらに含み、前記コンピュ
ータ（５４）により、第１および第２のサブアレイを互
いに相関させて隣接する前記第１および第２の光センサ
（３２Ａ、３２Ｂ）の視野内にある画像の部分のオーバ
ラップの量を決定する相関アルゴリズムを実行する実施
態様８記載の方法。

【００５６】（実施態様１０）各サブアレイは、データ
の１次元アレイとして配列されており、前記コンピュー
タ（５４）は、第１のサブアレイの１以上の特定の要素
を第２のサブアレイの１以上の特定の要素と位置合せし
（７２）、その位置合せした要素を乗算し（７４）、乗
算の結果として得られる積を合計して相関値を取得し
（７６）、およびその相関値を相関アレイの要素として
格納する（７８）ことにより、サブアレイに相関処理を
施し、相関アレイのすべての要素が生成された後、最大
値を有する相関アレイの要素を決定し、最大値を有する
相関アレイの要素は、サブアレイに含まれるオーバラッ
プ画像データに対応している実施態様９記載の方法。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明を用いると、比較
的光路が短く、製造に比較的費用がかからないイメージ
センサを使用することができる画像走査装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】好ましい実施の形態による本発明の画像走査装
置を示す図である。

【図２】画像走査装置の一部を示す正面図であり、画像
走査装置で使用される撮像光学系およびフォトセンサ・
アレイを示す図である。

【図３】フォトセンサ・アレイによって得られる画像か
ら原画像を復元する本発明の処理回路のブロック図を示
す図である。

【図４】フォトセンサ・アレイの隣接したフォトセンサ
によって得られる画像のオーバラップの量を決定する本
発明の好ましい実施の形態を機能的に示すフローチャー
トである。

【図５Ａ】２つのサブアレイに相関処理を施す図４のブ
ロック６６に対応する処理を機能的に示すフローチャー
トである。

【図５Ｂ】フォトセンサ・アレイの隣接したフォトセン
サによって得られる画像のオーバラップの量を決定する
本発明による方法の別の実施の形態を示すフローチャー
トである。

【図６】フォトセンサ・アレイの隣接したフォトセンサ
によって得られる画像のオーバラップの量を決定する本
発明の別の実施の形態を示すフローチャートである。

【図７】フォトセンサ・アレイの隣接したフォトセンサ
によって得られる画像のオーバラップ量を決定する本発
明の別の実施の形態を示すフローチャートである。

【図８】図１に示す画像走査装置によって走査される原
画像を示す図である。

【図９】画像のオーバラップが補正される前、および本
発明の方法によって最後のオーバラップが補正された後
の図８に示す画像の復元を示す図である。

【符号の説明】

１０：画像走査装置１４：画像３０：レンズ・アレイ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ：フォトセン
サ・アレイ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ：視野５２：アナログデジタル変換器５４：コンピュータ５５：システムメモリ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 ＰａｇｅＭｉｌｌＲｏａｄＰａｌｏＡｌｔｏ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＵ．Ｓ．Ａ.

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光走査装置に使用し、その光走査装置が走
査する原画像の表現を生成する処理装置であり、前記光
走査装置は、少なくとも第１および第２の光センサを具
備し、その第１および第２のセンサは、少なくとも部分
的にオーバラップする視野を有しており、各々、各光セ
ンサの視野内にある原画像の部分に関連する電気信号を
生成し、その光センサが生成する電気信号を受信するよ
う前記光センサと連絡する処理装置であって、前記第１および第２の光センサから受信する電気信号を
処理して、前記第１および第２の光センサによって検知
される原画像がオーバラップする量を決定するよう構成
されるロジックを具備し、該ロジックが前記第１の光セ
ンサが生成する電気信号を前記第２の光センサが生成す
る電気信号と相関させることにより、前記オーバラップ
の量を決定し、その決定したオーバラップの量を用い
て、原画像の表現を生成する処理装置。