JP2003087509A

JP2003087509A - カラー画像読取装置

Info

Publication number: JP2003087509A
Application number: JP2001270060A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Nomoto; 光正野本; Takeshi Tada; 武多田; Nami Yu; 兪　　波; Fumihiro Nakashige; 文宏中重
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、主走査方向の色収差と他方向の色
収差を完全に分離して、かつ読取装置の読取位置ズレ成
分の影響を排除して、色収差を迅速に高精度に計測し、
画像を補正することが可能なカラー画像読取装置を提供
することを目的とする。【解決手段】本発明のカラー画像読取装置は、光学系
の主走査する方向に均一で、かつ主走査方向と垂直な方
向に均一でない濃度を有するパターンを読み取ったカラ
ー画像読取装置によって得られたパターンの画像信号の
うち１色の画像信号における指定領域の第１の画像デー
タ行列と、他１色の画像信号における同一位置から前記
撮像素子ピッチ分ずれた位置における指定領域の第２の
画像データ行列とを対象に、両者の相対位置を算出する
相対位置算出手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像読取装置
に関し、詳細には読取画像の色収差を高精度に計測、補
正するフルカラー画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種類の装置としては、例えば
特開平１１−８７３４号公報（以下従来例と称す）の
「画像読取装置」がある。これは読取画像データにウィ
ンドウを設定して、白地上に４５°の斜線パターンが副
走査方向に等ピッチに形成されている斜線パターンの存
在を判別すると、ウィンドウを斜線の角度の方向に順次
シフトし、各ウィンドウ内における斜線の位置変化に基
づいて主走査方向の画素の位置を計測し、これをＲＧＢ
画像に順次実施してＲＧＢ画像間の色収差を測定する装
置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には、斜線パターンであるため副走査方向の色収差
に影響されるという問題があり、さらに主走査方向の読
取位置ズレ、即ちスキャナ内部に搭載されている折り返
しミラーのたわみや撮像素子の振動、線順次画像読取速
度の変動などから、ＲＧＢ間に生じる相対位置のズレと
色収差分を分離することが困難であるという問題があっ
た。また、３ラインＣＣＤによる線順次画像読取動作の
カラー画像読取装置では、キャリッジの速度変動や、ミ
ラーなどの光学系の振動が発生するとＲＧＢそれぞれの
読取位置が同一でなく、その時間差をバッファに取り込
みＲＧＢ位置を合わせて出力するという原理から、ＲＧ
Ｂ各画像の同一位置における相対位置関係がそのまま色
収差量になるわけではなく、読取位置ズレ成分を含んだ
計測になり、計測精度が劣化するという問題があった。
また、計測対象のフルカラースキャナによる画像読取は
光学系のＭＴＦ変動などにより必ずしも画像が一定とは
限らず、安定した計測や補正が困難であるという問題も
あった。

【０００４】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、主走査方向の色収差と他方向の色収差を完
全に分離して、かつ読取装置の読取位置ズレ成分の影響
を排除して、色収差を迅速に高精度に計測し、画像を補
正することが可能なカラー画像読取装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明のカラー画像読取装置は、任意の被写体を
撮像する光学系とＲＧＢ３色の撮像素子を有し、撮像装
置が既知の撮像素子ピッチで配置された分光感度の異な
る複数の撮像素子から構成され、光学系が前記撮像素子
に被写体の像が入射することで、被写体の２次元画像を
各撮像素子ごとに入力し、撮像素子ピッチ分の位置のズ
レを合わせることで前記被写体の２次元画像を読取るカ
ラー画像読取手段と、該カラー画像読取手段より読取ら
れる信号から画像信号を生成する画像信号生成手段と、
該画像信号生成手段からの画像データを記憶する画像デ
ータ記憶手段と、該画像データ記憶手段から画像データ
を取得し、演算を行う画像演算手段と、該画像演算手段
より生成される信号を格納する画像信号記憶手段と、該
画像信号記憶手段のデータを外部へ出力するデータ出力
手段とを含んで構成し、更に光学系の主走査する方向に
均一で、かつ主走査方向と垂直な方向に均一でない濃度
を有するパターンを読み取ったカラー画像読取装置によ
って得られたパターンの画像信号のうち１色の画像信号
における指定領域の第１の画像データ行列と、他１色の
画像信号における同一位置から前記撮像素子ピッチ分ず
れた位置における指定領域の第２の画像データ行列とを
対象に、両者の相対位置を算出する相対位置算出手段を
有することに特徴がある。よって、副走査方向の色収差
の影響を受けることなく、主走査方向の色収差を高精度
に計測、検査することができる。また、計測対象の画像
読取装置内ＲＧＢ撮像素子ピッチ分ずらした画像間で計
測しているので、機械振動などによるＲＧＢ間の読取位
置ズレがあっても当該ピッチ分ずらせば振動の位相が合
うので、その影響を受けずに色収差を高精度に計測でき
る。

【０００６】また、相対位置算出手段が、第１の画像デ
ータ行列と第２の画像データ行列とを対象に、任意の相
対位置にある第１の画像データ行列と第２の画像データ
行列とにおいて比較単位毎に差分を取り、比較する全領
域の絶対値の累積を算出し、光学系の主走査する方向と
垂直な方向に相対位置を順次ずらしていき、それぞれの
累積値を取得する累積値算出手段と、該累積値算出手段
で得られた、それぞれの累積値の最小値であるところの
相対的な位置を算出する最小位置算出手段とを有するこ
とにより、副走査方向の色収差の影響を受けることな
く、画像と画像の相対パターンマッチングを行うので、
重心法などより、主走査方向の色収差を高精度に計測・
補正することができる。

【０００７】更に、相対位置算出手段によって求められ
た色収差に関するデータを記憶するデータ記憶手段と、
該データ記憶手段に記憶された色収差に関するデータに
基づいて画素を補正する位置補正手段とを有することに
より、Ｇ画像を基準としたＲ画像とＢ画像データに対
し、色収差分の画素ズレを高精度に補正することができ
る。

【０００８】また、色収差の計測を行う旨の命令を受け
た時のみ相対位置算出手段などによる色収差の計測を行
う計測手段と、相対位置算出手段によって求められた色
収差データを記憶する色収差データ記憶手段とを有する
ことにより、読み取りの度毎の色収差計測を省ける。

【０００９】更に、第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、第１の画像データ行
列と第２の画像データ行列とにおいて、データ補間手段
で算出された補間ピッチ毎に差分をとり、比較する全領
域の絶対値の累積を算出し、光学系の主走査する方向と
垂直な方向に相対位置を順次ずらしていき、それぞれの
累積値を取得する累積値算出手段とを有することによ
り、色収差を高精度に計測、補正することができる。

【００１０】また、光学系の主走査する方向のパターン
が撮像素子の解像度よりも大きいパターンであることに
より、モアレをなくし、色収差計測精度を上げることが
できる。

【００１１】更に、パターンがＲＧＢ３色の撮像素子全
てに等しい感度を有するグレーで形成されていることに
より、同じ画像信号データを用いて高いＳＮを有するこ
とができる。

【００１２】また、累積値算出手段を実行する前に、取
得した画像データに対して平滑化する平滑処理手段を有
することにより、ＲＧＢ間のＭＴＦの差により生じる信
号ＳＮ誤差の影響を受けることなく、高精度に計測、補
正することができる。

【００１３】更に、第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、第１の画像データ行
列と第２の画像データ行列とにおいて、第１の画像デー
タ行列または第２の画像データ行列のどちらか一方のみ
にデータ補間手段によるデータ補間を施し、第１，第２
の画像データ行列の画素データと、当該画素に対応する
左端あるいは右端の第１，第２の画像データ行列のデー
タ補間手段で生成された補間データとにおいて、それぞ
れ差分の絶対値の累積を算出し、光学系の走査する方向
と垂直な方向に相対位置を補間ピッチごとに順次ずらし
ていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段と
を有する。よって、差分領域における差分の計算回数を
減らし、計算分解能を落とすことなく高速に色収差計測
ができる。

【００１４】更に、パターンは光学系の主走査する方向
に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでない濃度
パターンであることにより、またはパターンは光学系の
主走査する方向に水平かつ隣合う濃度パターンが等ピッ
チで幅が異なる万線パターンであることにより、色収差
の最小値を１つに保証することができ、計測精度を向上
することができる。

【００１５】また、パターンがカラー画像読取装置の画
像読取領域内でかつ原稿読取領域外に内蔵されているこ
とにより、パターン原稿を用意する必要がなく、設置す
る際の誤差もなくなり、色収差計測の高速化が図れ、そ
してパターンの設置精度が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のカラー画像読取装置は、
光学系の主走査する方向に均一で、かつ主走査方向と垂
直な方向に均一でない濃度を有するパターンを読み取っ
たカラー画像読取装置によって得られたパターンの画像
信号のうち１色の画像信号における指定領域の第１の画
像データ行列と、他１色の画像信号における同一位置か
ら前記撮像素子ピッチ分ずれた位置における指定領域の
第２の画像データ行列とを対象に、両者の相対位置を算
出する相対位置算出手段を有する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明に係るカラー画像入力装置の構
成を示す透視図である。図２は図１のカラー画像入力装
置の構成を示す概略図である。図３は本発明におけるカ
ラー画像入力装置の構成を示すブロック図である。

【００１８】はじめに、本発明に係るカラー画像入力装
置の構成について図１を用いて説明すると、本発明のカ
ラー画像入力装置１０は、画像原稿を設置する原稿台で
ある原稿設置場所１１と、当該原稿設置場所１１を副走
査方向に走査する走行体１２と、走行体１２と垂直方向
に列を成す、例えばＲＧＢの各ラインＣＣＤからなるＲ
ＧＢ３ラインＣＣＤ等の１次元撮像素子１３と、原稿設
置場所１１を１次元撮像素子１３上に像を結合するレン
ズ１４と、走行体１２に追従して副走査方向に走査して
原稿からの反射像をレンズ１４を介して１次元撮像素子
１３上に適切に結像させるための走行体１５と、走行体
１２が原稿設置場所１１を副走査方向に走査すること
で、原稿設置場所１１に設置された画像を線順次に画像
を取込み、走査することで２次元画像として読取り、当
該画像信号を出力する画像信号出力ポート１６と、走行
体１２、１５を駆動させる駆動手段１７とを含んで構成
されている。なお、図１のカラー画像入力装置１０は、
読取部走査型のフルカラーフラットタイプスキャナであ
るが、これに限定する必要はなく、原稿台走査型や相対
走査型のフルカラースキャナであってもよい。また、デ
ジタルカメラ等の画像形成装置でもよい。

【００１９】また、本発明に係るカラー画像読取装置の
動作について図２を用いて説明すると、コンタクトガラ
ス１８上に基準となるチャート原稿１９を設置し、チャ
ート原稿１９を照明する光源であるランプ２０が撮像領
域２１に光を照射する。そして、走行体１５とそれを追
従する走行体１２がチャート原稿１９の先頭から終わり
まで走査することで折り返しミラー１２−１，１５−１
やレンズ１４を反射光が通過して、１次元撮像素子１３
で光電変換され、画像信号として取り込まれる。

【００２０】次に、図３に示す本発明のカラー画像読取
装置の動作について動作フローを示す図４に従って説明
する。取り込まれた原稿反射光は、ＲＧＢそれぞれのＣ
ＣＤ等の光電変換部３２により光電変換されて、電気信
号に変換される（ステップＳ１０１）。これをＡ／Ｄ変
換部３３によりＡ／Ｄ変換することにより、アナログか
らデジタルデータとなる（ステップＳ１０２）。当該デ
ータにシェーディング補正部３４によりシェーディング
補正をかけて、画像信号は画像記憶メモリ３８、例えば
ＲＡＭに格納される（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。
画像データは制御部３１により、線順次に全画像分格納
されてもよい。予め設定されたパターン領域指定データ
から制御部３１により、ＲＧＢ別領域別にコピーまたは
切出され、画像記憶メモリ３８に格納される。制御部３
１により、副走査方向に指定された値分相対的にずれた
位置の２色の指定領域内の画素データが順次取出され、
色収差計測部３５で相対位置算出が行われる。色収差計
測部３５で算出された相対位置ズレ量、すなわち色収差
量が算出され、例えばＲ−Ｇ色収差として画像記憶メモ
リ３８に格納される。色収差補正部３６では、色収差計
測部３５から出力された色収差データとしての信号が入
力され、読み取った画像データと入力される信号とから
色収差を補正した画像データを生成する（ステップＳ１
０５，Ｓ１０６）。画像処理部３７では、画像データの
平滑化やパターン認識などを行う。例えばフルカラーデ
ジタル複写機の場合には、画像処理部３７によって処理
された画像データが図示していない画像記録部又は画像
形成部に入力されて画像形成が行われる。画像処理部３
７は、例えば、原稿認識部、変倍部、フィルタ部、γ補
正部、階調処理部とから構成されている。原稿認識部
は、画像データに応じて文字領域か絵柄領域かを判定す
る。変倍部は、主走査方向の拡大、縮小、あるいは等倍
処理を行い、フィルタ部では、画像記録部の周波数特性
や原稿認識部の判定結果に基づいてＭ×Ｎの空間フィル
タを用い、平滑化処理や鮮鋭化処理を行う。γ補正部
は、画像記録部の周波数特性や原稿認識部の判定結果に
基づいてγカーブを変更し、補正処理を実行する。階調
処理部は、画像記録部の階調特性や原稿認識部の判定結
果によりディザ処理などの量子化を行う。

【００２１】また、カラー画像読取装置では、図５に示
すように、被写体領域５１の領域外５２パターン領域に
後述するパターンが配置されている。そのパターンは、
例えば、図６に示すような、副走査方向に水平な方向の
白黒万線チャートパターンである。これらの場合、カラ
ー画像読取装置でユーザーが画像を取り込みながらリア
ルタイムに補正する。または、図７に示すような、被写
体領域５１内で白黒の万線チャート原稿をパターンとし
て扱ってもよい。この場合は、例えば、組立て検査工程
において、作業者が当該チャートをカラー画像読取装置
で読取らせて補正量を記憶させる。ユーザー先でサービ
スマンが同様の作業を行ってもよい。

【００２２】次に、本発明における相対位置算出手段の
例として重心法を用いる場合を、動作フローを示す図８
及び図９を用いて説明する。計測手段としては、例えば
図７の白黒万線パターンのＡ３版チャートを用いて、Ｒ
ＧＢパターンの重心を求めることにより、主走査方向の
色収差を測定する。重心を求めるためのウィンドウは、
白黒パターンのサイズによって決まる。例えば、主走査
方向に白パターン、黒パターンが１０画素であれば、主
走査方向の色収差分を考慮して、ウィンドウサイズを２
０×１２８画素（主走査方向×副走査方向）、３０×１
２８画素などが適用できる。２０×１２８画素のウィン
ドウで、理想的な配置であれば、主走査方向に白パター
ン１０画素で、黒パターンが１０画素、白パターン１０
画素という配置になる。もちろん、主走査成分のみを考
慮した３０×１のウィンドウを用いてもよい。このよう
な計測対象は主走査方向の色収差なので、主走査方向の
みの重心をウィンドウ内で計算を行う。その位置の差が
色収差量となる。例えば１番最初にＧ画像の重心計算結
果を画像記憶メモリに記憶しておく。画像記憶メモリか
ら最初の重心計算結果データを読出し、図９に示すよう
にＧ画像データに対して副走査方向に指定された値分ず
れた位置のウィンドウで重心計算したＲ画像の結果との
差分を主走査方向のＲ−Ｇ色収差として色収差量を求め
る（ステップＳ２０１〜Ｓ２０５）。このＲ−Ｇ色収差
データを画像記憶メモリに記憶しておく。画像記憶メモ
リから最初の重心計算結果データを読出し、Ｇ画像デー
タに対して副走査方向に指定された値分ずれた位置のウ
ィンドウで重心計算したＢ画像の結果との差分を主走査
方向のＢ−Ｇ色収差として求める。このＢ−Ｇ色収差デ
ータを画像記憶メモリに記憶しておく。ウィンドウでパ
ターン画像領域の左端から切出して、右端まで相対位置
の算出を行えば、主走査方向全域の色収差分布を算出す
ることができる。また、必要ならＡ３版全域でウィンド
ウを切出して、２次元での主走査方向の色収差分布を算
出してもよい。

【００２３】次に、本発明における累積値算出手段及び
最小位置算出手段について動作フローを示す図１０及び
図１１に従って説明する。計測手段としては、例えば図
６及び図７に示す白黒万線パターンを用いて、画像記憶
メモリから万線パターンの指定領域のＲ画像データとＲ
画像に対し副走査方向に指定された値分ずれた位置のＧ
画像データを読出し、基準単位を画素とし、画素毎に２
色の画素データ、画素の階調、８bitで０〜２５５まで
の値、の差分を取り、符号が負であれば、符号反転させ
る。図１１に示すように、Ｇ画像を基準にするためＲ画
像より大きい領域を読み出している。これを予め設定さ
れている領域の範囲、ここではＲ画像データ全領域と対
応するＧ画像領域、での差分の絶対値の累積値を算出す
る（累積値算出手段）。当該累積値の算出が終了した
ら、Ｒの画像データを、例えば右に１画素分シフトし、
同様にＧとＲの累積値を取得する（ステップＳ３０１〜
Ｓ３０７）。当該累積値算出を、最大シフト８とする
と、−４画素位置から＋４画素位置まで累積値取得を繰
り返す。これら最大シフト８回分の累積値の中から最小
値であるところの相対的な位置シフト量である色収差を
算出する（最小位置算出手段）（ステップＳ３０８）。
これらは例えば、Ｒの画素データが配列に入っていれ
ば、Ｒと差分を取る配列を順次ずらすことと同じ操作で
ある。例えば、Ｇ画像データが主走査方向に２６４画素
あるとした時、８回累積値を計算するには、評価範囲で
あるＲ画像データは主走査方向に２５６画素とすれば、
Ｒを−４から＋４まで８回シフトして、累積値算出を行
い、それらの色収差を求めることができる（ステップＳ
３０９）。以上の操作をパターン画像の右端から左端ま
で順次実施し、色収差分布を取得することができる。な
お、当該シフト位置により、色収差の正負が決まる。相
対位置算出手段により算出されたパターンの色収差を記
憶しておく。Ｇ画像を基準とすれば、ＧとＲ画像の色収
差算出が終われば、ＧとＢ画像の色収差算出を行い、記
録する。

【００２４】次に、本発明における補正手段について図
１２及び図１３に従って説明する。補正手段としては、
万線パターンによる主走査方向の色収差補正がある。こ
こからは主走査方向の色収差補正手段について記述する
ものとする。求めるＲとＧ画像の色収差量は、注目する
画像のそれぞれのデータ行列において、比較データ差分
の絶対値を累積加算した値が最小であるところの相対的
な位置をいう。例えば、画像領域の副走査方向の大きさ
を等しく、主走査方向のＧ画像領域をＲ画像領域より大
きくとり、Ｇ画像データ領域に対するＲ画像データ領域
を基準とした主走査方向の色収差量を算出する（ステッ
プＳ４０１〜Ｓ４０９）。従って、Ｒ画像データとＧ画
像データの対応する行列データとで＋０．１ズレがあれ
ば、これが色収差となる。比較領域がシフトしたとき
は、Ｒ画像データとＧ画像データの対応する行列データ
で−０．１ズレがあれば、色収差は、−０．１となる。
補正量は、例えば、Ｇ画像基準では、Ｒ画像或いはＢ画
像が主走査方向に一律に並行移動していると考えれば、
図５の平面図において、両サイドに計測パターンが存在
する場合は、それぞれの色収差量を計測したものを加算
して２で割ったデータを用いればよい。従って、Ｇ画像
基準でＲとＢ画像を補正するためには色収差量だけシフ
ト処理を行う（ステップＳ４１０〜Ｓ４１２）。例え
ば、色収差補正の手法としては、平滑化フィルタを用い
て、主走査方向の画像シフトを行う（ステップＳ５０
１）。画像の平滑化に対する画像復元は、強調フィルタ
を用いて行う（ステップＳ５０２）。補正量が整数値の
場合は、シフト処理をする平滑フィルタリングのみを実
施する。例えば、位置誤差が＋１画素の場合、−１画素
シフトさせて補正するので、（１，０，０）の平滑フィ
ルタを読み取り画像データ列に対し実施する。補正量が
少数値を含む場合、シフト処理後にシフト処理に伴う平
滑フィルタを補正するために強調処理フィルタリングを
実施する。例えば、色収差が−０．１画素の場合、＋
０．１画素シフトさせて補正するので、（０，０．９，
０．１）の平滑フィルタを読み取り画像データ列に対し
て実施する。更に、平滑フィルタを補正するために（−
０．０５，１．１，−０．０５）の強調処理フィルタリ
ングを実施する。また、図７の万線チャートを用いて、
被写体領域自体がパターンの場合は、例えば、主副に切
出した画像領域により主走査が色収差を持つとみなせ
る。例えば用紙サイズＡ３版において、２５６×２０４
８画素を切出し、２７×２０分割で、主走査方向の補正
データを保持する。この補正データを予め格納、または
サービスマンが再度取り直して、実際の被写体領域の画
像を補正するようにすればよい。

【００２５】ここで、３次関数コンボリューションを利
用した主方向の色収差の補正手段について説明する。こ
こでは、補正量は、Ｇ画像基準でＲ画像或いはＢ画像が
主走査方向に一律に並行移動していないと考える。図１
４は３次関数コンボリューションを利用した補正のモデ
ル図を示す図である。同図から分かるように、色収差が
ない場合の主走査方向の画素位置は、画素列Ｐで示すよ
うに等間隔となる。しかし、色収差がある場合には、画
素列Ｑで示すようにその間隔はバラツキ、正しい位置か
ら外れてくる。図中には本来Ｐ_ｎの位置になければなら
ない画素が実際には画素Ｑ_ｎの位置にあることを示して
いる。ここで、ｎライン目のある走査方向のデータＰ_ｎ
の画像データ（濃度データ）を画素列Ｑの画像データと
位置データとから重み関数である３次関数コンボリュー
ションを使用して作成する例について説明する。３次関
数コンボリューションを利用する場合、理想的なｎライ
ン目（Ｐ_ｎ）の位置から２画素分以内（ｒ0）のデータ
を色収差データから検出する（ステップＳ６０１）。こ
の場合は、Ｑ_ｎ、Ｑ_ｎ+１、Ｑ_ｎ+２、Ｑ_ｎ+３、Ｑ _ｎ+４
のデータが対象となる。ここで２画素分以内としている
のは、ｒ0以上のデータは補正係数を０として取り扱う
のでそれ以上のデータは必要がないためである。そし
て、各データのＰ_ｎからの距離ｒによって各データＱに
おける補間関数ｈ(ｒ)を求める（ステップＳ６０２）。
これが補正係数となる。ここで、補間関数ｈ(ｒ)はｓｉ
ｎｘ／ｘの区分的３次多項式近似で中心からの距離ｒに
よって以下の式、すなわち、

【００２６】ｈ(ｒ)＝１−２｜ｒ｜２＋｜ｒ｜３・・・（１）ただし、０≦｜ｒ｜＜１ｈ(ｒ)＝４−８｜ｒ｜＋５｜ｒ｜２−｜ｒ｜３・・・（２）ただし、１≦｜ｒ｜＜２ｈ(ｒ)＝０・・・（３）ただし、２≦｜ｒ｜

【００２７】で表わされる。そして、この補間関数ｈ
(ｒ)のもとで、補正係数を対応するＱのデータに掛け
て、Ｐ_ｎを求める。また、濃度ムラを補正するために各
補正係数の合計が１になるように分母に補正係数の合計
をとる。すなわち、

【００２８】Ｐｎ＝｛Ｑ_ｎ・ｈ(ｒ１)＋Ｑ_ｎ+１・ｈ(ｒ２)＋Ｑ_ｎ+２・ｈ(ｒ３) ＋Ｑ_ｎ+３・ｈ(ｒ４)＋Ｑ_ｎ+４・ｈ(ｒ５)｝／｛ｈ(ｒ１) ＋ｈ(ｒ２)＋ｈ(ｒ３)＋ｈ(ｒ４)＋ｈ(ｒ５)｝・・・（４）となる（ステップＳ６０３）。

【００２９】この制御をｎライン目の各主走査方向のデ
ータにおいて終了したら、ｎ＋１ラン目のラインへとシ
フトしていき、最終ラインまで繰り返し行う。このとき
上記式（４）において補間係数ｈ(ｒ)と分母の補間係数
の和の計算とその逆数の計算は、対応する主走査方向の
画像データの補正の前に１回実行すればよい。このよう
に制御することによって前述のようにして測定した色収
差データに基づいて、読み取った画像データから正しい
位置で読み取った場合の画像データを作成することがで
き、これによって色収差を補正することが可能になる。

【００３０】なお、図４、図１２では、色収差計測と色
収差補正は、２色づつ取り込んで色収差計測をした後、
すぐに補正を行っているが、メモリが十分であれば全画
像をそれぞれ処理してもよい。

【００３１】次に、本発明における計測手段及び色収差
データ記憶手段について図３を用いて説明する。制御部
３１において、例えば、色収差計測用ディップスイッチ
のＯＮ／ＯＦＦにより、色収差の計測を行う／行わない
の設定がされる。画像記憶メモリ３８の一部分として不
揮発性のメモリ、例えば、ハードディスク、メモリステ
ィックなどである。

【００３２】また、本発明における計測手段及び色収差
データ記憶手段について図３を用いて説明する。例え
ば、生産ライン内で製品の色収差データの設定を行うと
き、或いは出荷後、サービスマンが客先で再設定を行う
とき、制御部３１において、例えば色収差計測デュプス
イッチをＯＮにすることで、色収差の計測を行うことが
できる。設定後、ディップスイッチをＯＦＦにする。色
収差データ記憶手段としての不揮発性のメモリ、例え
ば、ハードディスクでは一旦設定された色収差データ
は、カラー画像読取装置の電源が切れたとしても保存さ
れ、いつでも取出すことができる。よって、生産ライン
などで、１回だけ色収差データを計測してしまえば、後
は常にハードディスクから色収差データを取出せる。当
該データをＲＡＭにロードすれば、何回でも色収差計測
することなく色収差補正を行うことができる。

【００３３】更に、本発明におけるデータ補間手段につ
いて図１６に示すスプライン補間方法を例として説明す
る。例としてＲとＧ画像を用いた場合で説明する。Ｒと
Ｇ画像に対して各データをなめらかに結合する数値演算
を施してデータ間の補間を行う。例えば、６００ｄｐｉ
の解像度を持つカラー画像読取装置の場合、１画素は約
４２．３μｍとなる。画素ピッチも同じく４２．３μｍ
となる。これを高精度にするために、１画素ピッチ間
（画素中心間）を例えば、図１７に示すスプライン補間
の手法を用いて補間する（データ補間手段）。区間を８
分割するとすれば、補間式から５．２μｍの精度で階調
を算出できる。実際にはだいたい４０分割以上であれば
よい。累積値算出手段においてデータ補間手段で施され
た補間ピッチを前記最小値のシフト量とすることで、１
画素以下の分解能でのシフトを可能とする。

【００３４】次に、本発明で用いるパターンは、光学系
の走査する方向で白とグレーの濃度のパターンが等間隔
のピッチで並ぶものをいう。このパターンの間隔が、カ
ラー画像読取装置のＣＣＤの解像度よりも大きい万線パ
ターンからなるものである。また、ＲＧＢ３色のＣＣＤ
それぞれに対して共通の感度を有する、白色とグレーで
構成されたパターンのことである。

【００３５】次に、本発明における平滑処理手段につい
て図１７を用いて説明する。例としてＲとＧ画像を用い
た場合で説明する。画像記憶メモリからＲとＧの画像デ
ータを読出し（ステップＳ７０１，Ｓ７０２）、これら
のデータに対して平滑化処理を行う（ステップＳ７０
３）。平滑化処理を行ったのちに累積値算出手段を実行
する（ステップＳ７０４）。平滑化処理手法としてはロ
ーパスフィルタなどを用いる。

【００３６】また、本発明におけるデータ補間手段につ
いて図１８及び図１９を用いて説明する。例えば、画像
記憶メモリからＲとＧの特定画像データ領域２５６×１
０２４画素を読出し（ステップＳ９０１，Ｓ９０２）、
Ｒ画像データ領域の１画素間をスプライン補間で５０分
割して、−２０補間ピッチ分から＋２０補間ピッチ分シ
フトしてずらす（データ補間手段）（ステップＳ９０
３）。補間ピッチ毎にＲの全データと当該補間ピッチに
隣接する、左端の補間ピッチ毎に対応するＧの画素デー
タとの差分を取り、符号が負であれば、符号反転させ
る。これをＲ画像データ全範囲と対応するＧ画像データ
領域で累積値を算出する（ステップＳ９０４）。このこ
とはＲ画像の５０分割画素に対し、Ｇ画素１つが差分対
象となることを意味する。Ｒの全データにおいて累積値
算出が終了したら、Ｒの画像データを、例えば右に１補
間ピッチ分シフトし（ステップＳ９０５）、ＲとＧ画像
データの差分絶対値の累積値を取得する。予め設定され
た最大シフト分、例えば４０シフトまで累積値取得を繰
り返す（ステップＳ９０６）。これら最大シフト４０回
分の累積値の中から最小値であるところの相対的な位置
を取出し、色収差量として取得する。全体画像の左から
特定領域を切出し、色収差算出したら、右にシフトして
次の計測領域を切出す。この動作を最終切出し領域まで
行う（ステップＳ９０７，Ｓ９０８）。

【００３７】更に、本発明における濃度パターンは、図
２０に示すように、光学系の走査する方向で、グレーパ
ターン幅が等間隔で相異なるピッチで、並ぶものであ
る。また、他の濃度パターンとしては、図２１に示すよ
うに、光学系の主走査する方向で、グレーパターン幅の
相異なるパターンが等間隔ピッチで、並ぶものである。

【００３８】また、本発明のパターンとしては図５の画
像読取領域内でかつ原稿読取領域外にあり、例えば基準
濃度板５３及びパターン領域に内蔵されている万線パタ
ーン（図６参照）、またはパターン領域５１に内蔵され
ている万線である。

【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー画
像読取装置は、任意の被写体を撮像する光学系とＲＧＢ
３色の撮像素子を有し、撮像装置が既知の撮像素子ピッ
チで配置された分光感度の異なる複数の撮像素子から構
成され、光学系が前記撮像素子に被写体の像が入射する
ことで、被写体の２次元画像を各撮像素子ごとに入力
し、撮像素子ピッチ分の位置のズレを合わせることで前
記被写体の２次元画像を読取るカラー画像読取手段と、
該カラー画像読取手段より読取られる信号から画像信号
を生成する画像信号生成手段と、該画像信号生成手段か
らの画像データを記憶する画像データ記憶手段と、該画
像データ記憶手段から画像データを取得し、演算を行う
画像演算手段と、該画像演算手段より生成される信号を
格納する画像信号記憶手段と、該画像信号記憶手段のデ
ータを外部へ出力するデータ出力手段とを含んで構成
し、更に光学系の主走査する方向に均一で、かつ主走査
方向と垂直な方向に均一でない濃度を有するパターンを
読み取ったカラー画像読取装置によって得られたパター
ンの画像信号のうち１色の画像信号における指定領域の
第１の画像データ行列と、他１色の画像信号における同
一位置から前記撮像素子ピッチ分ずれた位置における指
定領域の第２の画像データ行列とを対象に、両者の相対
位置を算出する相対位置算出手段を有することに特徴が
ある。よって、副走査方向の色収差の影響を受けること
なく、主走査方向の色収差を高精度に計測、検査するこ
とができる。また、計測対象の画像読取装置内ＲＧＢ撮
像素子ピッチ分ずらした画像間で計測しているので、機
械振動などによるＲＧＢ間の読取位置ズレがあっても当
該ピッチ分ずらせば振動の位相が合うので、その影響を
受けずに色収差を高精度に計測できる。

【００４１】また、相対位置算出手段が、第１の画像デ
ータ行列と第２の画像データ行列とを対象に、任意の相
対位置にある第１の画像データ行列と第２の画像データ
行列とにおいて比較単位毎に差分を取り、比較する全領
域の絶対値の累積を算出し、光学系の主走査する方向と
垂直な方向に相対位置を順次ずらしていき、それぞれの
累積値を取得する累積値算出手段と、該累積値算出手段
で得られた、それぞれの累積値の最小値であるところの
相対的な位置を算出する最小位置算出手段とを有するこ
とにより、副走査方向の色収差の影響を受けることな
く、画像と画像の相対パターンマッチングを行うので、
重心法などより、主走査方向の色収差を高精度に計測・
補正することができる。

【００４２】更に、相対位置算出手段によって求められ
た色収差に関するデータを記憶するデータ記憶手段と、
該データ記憶手段に記憶された色収差に関するデータに
基づいて画素を補正する位置補正手段とを有することに
より、Ｇ画像を基準としたＲ画像とＢ画像データに対
し、色収差分の画素ズレを高精度に補正することができ
る。

【００４３】また、色収差の計測を行う旨の命令を受け
た時のみ相対位置算出手段などによる色収差の計測を行
う計測手段と、相対位置算出手段によって求められた色
収差データを記憶する色収差データ記憶手段とを有する
ことにより、読み取りの度毎の色収差計測を省ける。

【００４４】更に、第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、第１の画像データ行
列と第２の画像データ行列とにおいて、データ補間手段
で算出された補間ピッチ毎に差分をとり、比較する全領
域の絶対値の累積を算出し、光学系の主走査する方向と
垂直な方向に相対位置を順次ずらしていき、それぞれの
累積値を取得する累積値算出手段とを有することによ
り、色収差を高精度に計測、補正することができる。

【００４５】また、光学系の主走査する方向のパターン
が撮像素子の解像度よりも大きいパターンであることに
より、モアレをなくし、色収差計測精度を上げることが
できる。

【００４６】更に、パターンがＲＧＢ３色の撮像素子全
てに等しい感度を有するグレーで形成されていることに
より、同じ画像信号データを用いて高いＳＮを有するこ
とができる。

【００４７】また、累積値算出手段を実行する前に、取
得した画像データに対して平滑化する平滑処理手段を有
することにより、ＲＧＢ間のＭＴＦの差により生じる信
号ＳＮ誤差の影響を受けることなく、高精度に計測、補
正することができる。

【００４８】更に、第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、第１の画像データ行
列と第２の画像データ行列とにおいて、第１の画像デー
タ行列または第２の画像データ行列のどちらか一方のみ
にデータ補間手段によるデータ補間を施し、第１，第２
の画像データ行列の画素データと、当該画素に対応する
左端あるいは右端の第１，第２の画像データ行列のデー
タ補間手段で生成された補間データとにおいて、それぞ
れ差分の絶対値の累積を算出し、光学系の走査する方向
と垂直な方向に相対位置を補間ピッチごとに順次ずらし
ていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段と
を有する。よって、差分領域における差分の計算回数を
減らし、計算分解能を落とすことなく高速に色収差計測
ができる。

【００４９】更に、パターンは光学系の主走査する方向
に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでない濃度
パターンであることにより、またはパターンは光学系の
主走査する方向に水平かつ隣合う濃度パターンが等ピッ
チで幅が異なる万線パターンであることにより、色収差
の最小値を１つに保証することができ、計測精度を向上
することができる。

【００５０】また、パターンがカラー画像読取装置の画
像読取領域内でかつ原稿読取領域外に内蔵されているこ
とにより、パターン原稿を用意する必要がなく、設置す
る際の誤差もなくなり、色収差計測の高速化が図れ、そ
してパターンの設置精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像入力装置の構成を示す
透視図である。

【図２】図１のカラー画像入力装置の構成を示す概略図
である。

【図３】本発明におけるカラー画像入力装置の構成を示
すブロック図である。

【図４】本発明のカラー画像読取装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図５】図１の画像読取装置における走査面を示す平面
図である。

【図６】本発明で使用する万線パターン例を示す図であ
る。

【図７】本発明で使用する万線パターンの別の例を示す
図である。

【図８】本発明における相対位置算出手段の例として重
心法を用いる場合の動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明における相対位置算出手段の例として重
心法を用いる場合の画像データを示す図である。

【図１０】本発明における累積値算出手段及び最小位置
算出手段の動作を示すフローチャートである。

【図１１】本発明における累積値算出手段及び最小位置
算出手段における画像データを示す図である。

【図１２】本発明における補正手段の動作を示すフロー
チャートである。

【図１３】平滑手段の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１４】３次関数コンボリューションによる補正モデ
ルを示す図である。

【図１５】３次関数コンボリューションによる補正動作
を示すフローチャートである。

【図１６】スプライン補間方法を説明する図である。

【図１７】スプライン補間の手法を用いた補間動作を示
すフローチャートである。

【図１８】データ補間手段の動作を示すフローチャート
である。

【図１９】データ補間手段の動作を示すフローチャート
である。

【図２０】本発明における濃度パターンの例を示す図で
ある。

【図２１】本発明における濃度パターンの別の例を示す
図である。

【符号の説明】

１０；画像読取装置、１１；原稿設置場所、１２，１
５；走行体、１２−１，１５−１；ミラー、１３；１次
元撮像素子、１４；レンズ、１６；画像信号出力ポー
ト、１７；駆動手段、１８；コンタクトガラス、１９；
チャート原稿、２０；ランプ、２１；撮像領域、３１；
制御部、３２；光電変換部、３３；Ａ／Ｄ変換部、３
４；シェーディング補正部、３５；色収差計測部、３
６；色収差補正部、３７；画像処理部、３８；画像記憶
メモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者兪波東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者中重文宏東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 5B047 AB04 BB02 BB03 BC14 5C072 AA01 BA19 EA05 EA08 FB03 FB04 RA06 5C077 MM27 MP08 PP32 PP47 PP55 PP68 PQ22 RR19 5C079 HB01 JA03 LA10 LB01 MA01 MA10 NA11 NA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の被写体を撮像する光学系とＲＧＢ
３色の撮像素子を有し、撮像装置が既知の撮像素子ピッ
チで配置された分光感度の異なる複数の撮像素子から構
成されていて、前記光学系が前記撮像素子に前記被写体
の像が入射することで、前記被写体の２次元画像を各撮
像素子ごとに入力し、前記撮像素子ピッチ分の位置のズ
レを合わせることで前記被写体の２次元画像を読取るカ
ラー画像読取手段と、該カラー画像読取手段より読取ら
れる信号から画像信号を生成する画像信号生成手段と、
該画像信号生成手段からの画像データを記憶する画像デ
ータ記憶手段と、該画像データ記憶手段から画像データ
を取得し、演算を行う画像演算手段と、該画像演算手段
より生成される信号を格納する画像信号記憶手段と、該
画像信号記憶手段のデータを外部へ出力するデータ出力
手段とを含んで構成しているカラー画像読取装置におい
て、前記光学系の主走査する方向に均一で、かつ主走査方向
と垂直な方向に均一でない濃度を有するパターンを読み
取った前記カラー画像読取装置によって得られた前記パ
ターンの画像信号のうち１色の画像信号における指定領
域の第１の画像データ行列と、他１色の画像信号におけ
る同一位置から前記撮像素子ピッチ分ずれた位置におけ
る指定領域の第２の画像データ行列とを対象に、両者の
相対位置を算出する相対位置算出手段を有することを特
徴とするカラー画像読取装置。
【請求項２】前記相対位置算出手段が、前記第１の画
像データ行列と前記第２の画像データ行列とを対象に、
任意の相対位置にある前記第１の画像データ行列と前記
第２の画像データ行列とにおいて比較単位毎に差分を取
り、比較する全領域の絶対値の累積を算出し、前記光学
系の主走査する方向と垂直な方向に前記相対位置を順次
ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出
手段と、該累積値算出手段で得られた、それぞれの累積
値の最小値であるところの相対的な位置を算出する最小
位置算出手段とを有する請求項１記載のカラー画像読取
装置。
【請求項３】前記相対位置算出手段によって求められ
た色収差に関するデータを記憶するデータ記憶手段と、
該データ記憶手段に記憶された色収差に関するデータに
基づいて画素を補正する位置補正手段とを有する請求項
１又は２に記載のカラー画像読取装置。
【請求項４】前記色収差の計測を行う旨の命令を受け
た時のみ前記相対位置算出手段などによる色収差の計測
を行う計測手段と、前記相対位置算出手段によって求め
られた色収差データを記憶する色収差データ記憶手段と
を有する請求項１〜３のいずれかに記載のカラー画像読
取装置。
【請求項５】前記第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、前記第１の画像デー
タ行列と前記第２の画像データ行列とにおいて、前記デ
ータ補間手段で算出された補間ピッチ毎に差分をとり、
比較する全領域の絶対値の累積を算出し、前記光学系の
主走査する方向と垂直な方向に前記相対位置を順次ずら
していき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段
とを有する請求項１〜４のいずれかに記載のカラー画像
読取装置。
【請求項６】前記光学系の主走査する方向のパターン
が、前記撮像素子の解像度よりも大きいパターンである
請求項１〜５のいずれかに記載のカラー画像読取装置。
【請求項７】前記パターンが、前記ＲＧＢ３色の撮像
素子全てに等しい感度を有するグレーで形成されている
請求項１〜５のいずれかに記載のカラー画像読取装置。
【請求項８】前記累積値算出手段を実行する前に、取
得した画像データに対して平滑化する平滑処理手段を有
する請求項１〜６のいずれかに記載のカラー画像読取装
置。
【請求項９】前記第１，第２の画像データ行列に対し
て各データをなめらかに結合する数値演算を施してデー
タ間を補間するデータ補間手段と、前記第１の画像デー
タ行列と前記第２の画像データ行列とにおいて、前記第
１の画像データ行列または前記第２の画像データ行列の
どちらか一方のみに前記データ補間手段によるデータ補
間を施し、前記第１，第２の画像データ行列の画素デー
タと、当該画素に対応する左端あるいは右端の前記第
１，第２の画像データ行列の前記データ補間手段で生成
された補間データとにおいて、それぞれ差分の絶対値の
累積を算出し、前記光学系の主走査する方向と垂直な方
向に前記相対位置を補間ピッチごとに順次ずらしてい
き、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段とを有
する請求項５〜８のいずれかに記載のカラー画像読取装
置。
【請求項１０】前記パターンは前記光学系の主走査す
る方向に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでな
い濃度パターンである請求項１〜９のいずれかに記載の
カラー画像読取装置。
【請求項１１】前記パターンは前記光学系の主走査す
る方向に水平かつ隣合う濃度パターンが等ピッチで、幅
が異なる万線パターンである請求項１〜９のいずれかに
記載のカラー画像読取装置。
【請求項１２】前記パターンがカラー画像読取装置の
画像読取領域内でかつ原稿読取領域外に内蔵されている
請求項１〜１１のいずれかに記載のカラー画像読取装
置。