JP2005100058A - 画像測定装置および画像測定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像位置または画像距離の測定精度を向上できる画像測定装置および画像測定方法を提供する。
【解決手段】 画像測定装置は、測定用原稿画像を読み取る読み取り手段と、読み取り手段により読み取った画像データに基づいて、画像間の距離を算出する画像測定手段とを備え、画像間の距離を測定する際に、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの平行細線またはエッジ画像からなる測定用原稿を用い、読み取り手段により測定用原稿を読み込み、画像測定手段により2つの細線画像に対して主走査方向もしくは副走査方向の10ライン分の画像データを用い、該2つの細線画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置を求め、得られたピーク位置に基づいて2つの細線画像間の距離を算出する。これにより、測定用原稿画像の細線のプロファイルをより正確に検出することができるため、画像距離の測定精度を向上することができる。
【選択図】 図6

Description

この発明は、画像読取手段で読み取った原稿画像の位置検出や距離測定を行う機能を有する複写機、複合機、スキャナ等に適用して好適な画像測定装置および画像測定方法に関するものである。
従来、スキャナを用いた画像距離等の測定は、スキャナで 予め用意された測定用原稿画像を読み込み、得られた画像データに基づいて画像位置を検出して、検出された画像位置で画像の距離を求める。
このような画像距離等の測定は、スキャナの解像度に依存している。例えば、600dpiのスキャナを用いて、図8に示すようなチャートの十字印(とんぼ印)間距離Aを求める場合、図8に示すチャートをスキャナにより読み込み、得られた画像データに基づいて2つの十字印画像の位置を検出して、検出された画像位置で画像上の所定2点間の距離を算出する。
この場合、スキャナにて取り込んだ十字印は、図9のようになる。ここで、1ラインは3〜5画素程度であり、その中心位置を求めるには輝度値のもっとも低いところを選ぶか、重心を検出して2つの十字印間の距離Aを求めている。よって、その測定精度はおおよそ1画素程度の精度であった。
また、画像読取装置において、固体走査素子の位置を調整する際に、予め用意した複数種のパターンを読み込み、線パターンを走査してダイオードアレーの傾き量を算出し、該傾き量をゼロになるように調整する(例えば、特許文献1参照)。この場合、線パターンの位置を測定することが必要である。
特公平01−26587号公報(第3,4頁、第7図)
上述したように、スキャナを用いて画像位置または画像距離の測定を行う際に、スキャンした画像からの位置の検出は、1画素単位での測定を行うものであり、それ以上の精度での測定は困難であった。
しかし、複写機、複合機などの画像形成装置の設計製造現場では、装置性能の測定および調整のために、より高い精度で画像距離の測定を行うことが要求されている。
そこで、この発明は、画像位置または画像距離の測定精度を向上することができるようにした画像測定装置および画像測定方法を提供することを目的とする。
この発明に係る画像測定装置は、測定用原稿の画像データに基づいて、該測定用原稿上の所定画像間の距離を測定する画像測定装置において、測定用原稿を読み取る読み取り手段と、読み取り手段により得られた画像データに基づいて、所定画像間の距離を測定する画像測定手段とを備え、所定画像間の距離を測定する際に、読み取り手段により、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像からなる測定用原稿を読み込み、画像測定手段により2つの被測定画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの被測定画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて2つの被測定画像間の距離を算出するものである。
この発明においては、測定用原稿上の画像距離を測定する際に、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像、例えば2つの平行細線またはエッジ画像からなる測定用原稿が用いられ、読み取り手段により測定用原稿画像が読み込まれる。そして、画像測定手段により2つの平行細線またはエッジ画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分のデータを用いて、該2つの平行細線またはエッジ画像のプロファイルが算出され、それらのピーク位置または立ち上がり位置が求められ、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいてこの2つの平行細線またはエッジ画像間の距離が算出される。
例えば、各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルの平均プロファイルを算出し、該平均プロファイルのピーク位置またはエッジの立ち上がり位置を求める。
また例えば、各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルより各々のピーク位置または立ち上がり位置を求め、これら複数回分のピーク位置または立ち上がり位置の平均値を細線のピーク位置またはエッジの立ち上がり位置としてを求める。
これにより、複数ライン分の画像データで細線またはエッジ画像のプロファイルを作成するため、画像距離を1画素以下単位で測定することが可能となり、測定用原稿画像の細線またはエッジ画像のプロファイルをより正確に検出することができ、画像位置または画像距離の測定精度を向上することが可能となる。
また、各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、その平均値で細線のピーク位置またはエッジの立ち上がり位置を求めるため、より誤差の少ない距離を算出することが可能となる。
この発明に係る画像測定方法は、測定用原稿の画像データに基づいて、該測定用原稿上の所定画像間の距離を測定する画像測定方法において、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像からなる測定用原稿を用い、測定用原稿を読み込み、2つの被測定画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの被測定画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて2つの被測定画像間の距離を算出するものである。
本発明に係る画像測定方法によれば、複数ライン分の画像データで2つの被測定画像、例えば2つの平行細線またはエッジ画像のプロファイルを算出するため、測定用原稿上の2つの平行細線またはエッジ画像の距離を1画素以下の単位で測定することが可能となり、測定用原稿画像の細線またはエッジのプロファイルをより正確に検出することができるため、画像位置または画像距離の測定精度を向上することが可能となる。
以上説明したように、本発明に係る画像測定装置および画像測定方法によれば、画像距離を測定する際に、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像からなる測定用原稿を用い、読み取り手段によりこの測定用原稿を読み込み、画像測定手段により2つの被測定画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの被測定画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて2つの被測定画像間の距離を算出するものである。
この構成によって、測定用原稿上の2つの被測定画像、例えば2つの平行細線またはエッジ画像の距離を1画素以下の単位で測定することができ、測定用原稿画像の細線またはエッジのプロファイルをより正確に検出することができるため、画像位置または画像距離の測定精度を向上することができる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態の画像測定装置および画像測定方法について説明する。
この発明の実施の形態の画像測定装置および画像測定方法は、画像の距離を測定する際に、予め用意された斜めに描かれた2つの平行細線またはエッジ画像からなる測定用原稿を用い、読み取り手段により測定用原稿を読み込み、そして、画像測定手段により2つの平行細線またはエッジ画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの平行細線またはエッジ画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて2つの平行細線またはエッジ画像間の距離を算出することで、画像位置または画像距離の測定精度を向上することができるようにしたものである。
図1は、本発明の実施の形態の画像測定装置100の構成を示すブロック図である。図1に示す画像測定装置100はスキャナで読み取った画像の位置または距離の測定を行うものであり、電子写真方式を用いたスキャナ、複写機、複合機等に適用して好適である。
図1に示すように、画像測定装置100は、制御部10、原稿供給部11、読み取り部12、画像処理部13、表示部14、操作部15、出力部16を備えている。
制御部10は、例えばCPU10a、ROM10b、RAM10c、画像メモリ10d、タイマ10eを備えている。CPU10aはROM10bに格納された制御プログラムに従って、RAM10cをワークエリアとして使用しながら、画像測定装置100の全体の動作を制御する。また、画像メモリ10dは読み取り部12から読み込んだ原稿の情報を処理する場合の一時メモリ等として利用される。
この制御部10は、画像データに基づいて画像距離を測定する画像測定手段としても機能する。この場合、ROM10bに格納された画像距離測定用プログラムに従って、画像処理部13を制御して読み取った画像データを処理し、画像距離を測定するようになされている。
例えば、予め用意された斜めに描かれた2つの平行細線またはエッジ画像からなる測定用原稿(後述する図2参照)を用い、読み取り部12により測定用原稿を読み取った後に、2つの平行細線またはエッジ画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの細線またはエッジ画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて、周知の距離算出方法、例えば2点の座標から2つの平行細線またはエッジ画像間の距離を算出するようになされる。
また例えば、上述の方法で、各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルの平均プロファイルを算出し、該平均プロファイルのピーク位置またはエッジの立ち上がり位置を求めるようになされる。
また例えば、上述の方法で、各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルより各々のピーク位置または立ち上がり位置を求め、これら複数回分のピーク位置または立ち上がり位置の平均値を細線のピーク位置またはエッジの立ち上がり位置として求めるようになされる。
原稿供給部11は、自動原稿供給手段と、原稿を配置するためのプラテン等の原稿保持手段とを有する。自動原稿供給手段は、給紙ローラ、給紙路、排紙路、排紙ローラ等(図示せず)を備える。この自動原稿供給手段は、給紙トレイから原稿を、一枚ずつ給紙路を介してスリットガラスが設けられている原稿読取位置に搬送し、原稿読取位置を通過すると同時に読み取り部12により原稿の情報を読み取り、そして、原稿読取位置から排紙路を介して排紙ローラにより排紙トレイに排出する。
読み取り部12は、原稿の情報を読み取る処理を行う装置である。例えば、CCD(Charge Coupled Device)を利用したイメージスキャナ等が利用されている。この読み取り部12は、原稿供給部11により搬送されてきた原稿、またはプラテン上に置かれている原稿に光源から光を照射して、その反射光を光学系を介してCCDに入射することで原稿を走査し、原稿の画像を所定の解像度で読み取る。
画像処理部13は、読み取り部12により読み込んだ画像データを処理するものである。この画像処理部13は、制御部10により制御され、読み取り部12により読み込んだ測定用原稿画像の所定位置の画像データの輝度値を検出するようになされている。
表示部14は、画像読取などを行うときの設定内容および動作状態を表示するための手段であり、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)からなる。この表示部14は、画像距離測定を行う際に、画像距離の測定結果などを表示するようになされる。
操作部15は、画像読取時の設定および読み取り動作の開始/停止など指示を入力するものであり、例えばタッチパネルから構成される。また、出力部16は、読み取り部12により読み込んだ画像データを出力する回路である。
図2は、画像距離測定用原稿画像例を示す図である。この測定用原稿は、主走査方向の2点(2つの細線)間距離Bを測定するためのものである。図2に示すように、数画素程度の幅、例えば2画素幅を有するやや斜めの2つの細線が描かれている。即ち、この2つの細線は10ライン分副走査方向に進むと、1画素ずれるように、原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向と一致しないように所定の角度で描かれている。
図3は、2画素幅の細線画像の拡大図である。図3(a)は、原稿画像を示している。図3(a)に示すように、2画素幅の細線は、10ライン分副走査方向に進むと、1画素ずれるようになされる。図3(b)は、図3(a)に示す原稿画像のスキャン画像を示している。図中第1ラインから第10ラインまでのいずれかの画像データでこの細線のプロファイルを算出することが可能である。
例えば、図3(b)中の第1ラインの1ライン分のみの画像データでこの細線のプロファイルを作成する場合、図4に示すような細線のプロファイルが得られる。
図4は、1ライン分の細線のプロファイルを示す図である。図4に示すように、1ライン分のみの画像データでこの細線のプロファイルは、データが数点しかないため、その形状の把握が困難である。しかし、このように、複数ライン分の画像データでこの細線のプロファイルを算出すると、図5に示すようなプロファイルが得られる。
図5は、LSF(Line Spread Function)を用いた10ライン分の細線のフロファイルを示す図である。図5に示すように、複数ライン分の画像データで細線のプロファイルを算出する場合、多数のデータが得られるため、細線のプロファイルの形状の把握が容易になる。
このように、LSFを用いた方法では、やや斜めの細線を用いることにより、第2のラインは第1のラインに対して1/10画素ずれた視点から細線を検出したことに相当させることができる。同様に、第3ラインは第1のラインに対して2/10画素ずれた視点から細線を検出したことに相当し、また、第4ラインは第1のラインに対して3/10画素ずれた視点から細線を検出したことに相当し、第10ラインは第1のラインに対して9/10画素ずれた視点から細線を検出したことに相当することになる。これにより、1画素単位であるデジタル画像において、擬似的に分解能を1/10画像単位として細線画像の輝度値を検出し、プロファイルを算出することが可能となる。
この方法を用いた場合のプロファイルは、1ラインのみのデータを用いた場合の10倍のデータ量が確保できるため、細線のプロファイルをより正確に検出することができる。このプロファイルのピーク位置を、半値幅の中心位置等を使って算出することができる。得られたピーク位置に基づいて2点間の距離Bを求める。
続いて、本発明に係る画像測定方法について画像測定装置100の動作例を説明する。図6は、画像測定装置100における動作例を示すフローチャートである。
この実施の形態では、斜めに描かれた少なくとも2つの平行細線画像からなる測定用原稿を用い、この測定用原稿画像を読み取り、得られた画像の複数ライン分のデータに基づいて、細線のプロファイルを算出し、プロファイルのピーク位置を求め、このピーク位置に基づいて2つの細線間の距離Bを測定する場合を前提とする。
これを前提にして、まず、図6に示すフローチャートのステップS11で、制御部10が距離測定モードであるか否かを判断する。ここで、操作者により予め用意された測定用原稿が原稿供給部11のプラテン上に置かれる。操作者により操作部15で距離測定モードの設定が行われた場合、制御部10が距離測定モードであると判断する。ここで、図2に示すような2画素幅を有するやや斜めの2つの平行細線が描かれている測定用原稿が用いられる。原稿画像の2つの細線は10ライン分副走査方向に進むと、1画素ずれるように、原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向と一致しないように所定の角度で描かれている。
ステップS11で距離測定モードであると判断された場合、次のステップS12で、制御部10が原稿読取を開始する指示があったか否かを判断する。ここで、原稿読取を開始する指示があったと判断された場合、次のステップS13で、上述した測定用原稿画像を読み取る。ここで、読み取り部12のイメージスキャナが主走査方向に走査することで、測定用原稿画像が読み込まれる。
次に、ステップS14で、LSFを用いて2つの細線の位置を検出する。ここで、ステップS13で読み込んだ原稿画像中の2つの細線に対して、それぞれの位置を検出する。この場合、それぞれの細線に対して、10ライン分の画像データで細線のプロファイル(図5参照)を算出する。このプロファイルのピーク位置を、半値幅の中心位置等を使って算出する。これにより、2つの細線の位置が検出される。
次に、ステップS15で、2点間の距離Bを求める。ここで、ステップS14で検出した2つの細線の位置に基づいて、制御部10により、例えば、該2つの細線の指定された2点の座標から、該2点間の距離Bを算出する。距離を算出した後、表示部に表示して、測定動作を終了する。
なお、上述のステップS14では、それぞれの細線に対して、10ライン分の画像データで細線のプロファイルを算出して、ピーク位置を求めるようになされているが、これをさらに副走査方向に進めて行くことにより複数個のプロファイルを得ることができる。それらの平均を算出するようにしてもよい。例えば、上述した細線のプロファイルの作成過程を5回分の平均を取り、5倍のデータ数からピーク位置を求めることとなる。
また、細線の位置を検出する際に、10ライン分のデータでプロファイルを算出し、この過程を5回行い、細線のプロファイルを5回算出し、それぞれのピーク位置を求め、得られた5個のピーク位置の平均値を算出するようにしてもよい。
上述したように2つの細線に対して複数個の解析結果の平均を取ることにより、より誤差の少ない距離を算出することができる。
このように本実施の形態においては、測定用原稿画像の2つの細線間の距離Bを測定する際に、読み取り部12により予め用意された斜めに描かれた2つの平行細線からなる測定用原稿を読み込み、制御部10により2つの平行細線画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の10ライン分の画像データを用いて、該2つの細線画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置を求め、得られたピーク位置に基づいてこの2つの細線画像間の距離Bを算出する。
これにより、複数ライン分の画像データで細線またはエッジ画像のプロファイルを作成するため、測定用原稿画像の2つの細線間の距離を1/10画素単位で測定することが可能となり、測定用原稿画像の細線のプロファイルをより正確に検出することができるため、画像位置または画像距離の測定精度を向上することができる。
また、各細線画像に対するプロファイルを複数回分測定し、その平均値で細線のピーク位置またはエッジの立ち上がり位置を求めるため、より誤差の少ない距離を算出することができる。
なお、この画像距離測定方法の分解能は原稿画像の細線の傾き量に依存する。上述の例では、細線の傾きは10ライン進んで1画素ずれるため、分解能は1/10である。細線の傾き角度を変えることにより、任意の分解能に変えることができる。逆に、画像を読み取る際に、原稿が斜めに置かれた場合がある。この場合、分解能に影響がある。例えば1/10の分解能を得るように設計された原稿を読み取る際に、斜めに置かれて、結果的に1/5の分解能しか得られない。このような原稿読取時の影響を考えると、画像距離測定用原稿画像の細線の傾き角度を設計する際に、原稿が斜めに置かれても十分な分解能(1/10の分解能)を得られるように細線の傾き量(例えば、1/20の分解能が得られる傾き量)を設計すれば、原稿の置き方に影響を受けずに高精度の測定が可能となる。
また、上述した実施の形態においては、主走査方向の画像距離の測定について説明したが、副走査方向の画像距離の測定に関してもこの発明を適用できる。この場合、原稿画像として、図7に示すような主走査方向に伸びた斜めの細線を使用することで、同様に副走査方向の画像距離の測定が可能となる。
図7は、副走査方向の2つの細線間の距離Cを測定するための原稿画像を示す図である。図7に示すように、この原稿画像は、数画素程度の幅、例えば2画素幅を有するやや斜めの2つの細線が描かれている。即ち、この2つの細線は10ライン分副走査方向に進むと、1画素ずれるように、原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向と一致しないように所定の角度で描かれている。
また、上述した実施の形態においては、距離測定用原稿画像として斜めに描かれた2つの平行細線を用いたものであるが、これに限定されるものではない。例えば距離測定用原稿画像としてエッジ画像等を用いてもよい。
また、上述した実施の形態においては、原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向の画像距離の測定について説明したが、これに限定されるものではない。他方向の画像距離の測定にもこの発明を適用できる。また、2つ以上の画像間の距離測定にもこの発明を適用できる。
この発明は、画像読取手段で読み取った原稿画像の画像位置検出や画像距離測定に適用して極めて好適である。例えば、プリンタ等の画像形成装置により印刷された測定用原稿の画像間の距離を測定することで、該画像形成装置の印刷特性(位置ずれ)を検出できる。また例えば、予め2つの被測定画像間の距離が所定値で設計された測定用原稿をスキャナで読み取り、2つの被測定画像間の距離を測定して、測定用原稿の所定値と比較することで、このスキャナの性能(位置ずれ)を検出できる。装置の検査、調整などに利用できる。
実施の形態の画像測定装置100の構成例を示すブロック図である。 画像距離測定用原稿画像例を示す図である。 画像距離測定用原稿画像の拡大図である。 1ライン分の細線のプロファイル例を示す図である。 LSFを用いた10ライン分の細線のプロファイル例を示す図である。 距離測定の動作例を示す図である。 副走査方向の画像距離測定用原稿画像例を示す図である。 従来の画像距離測定用原稿画像例を示す図である。 十字印の拡大図である。
符号の説明
10 制御部(画像測定手段)
11 原稿供給部
12 読み取り部(読み取り手段)
13 画像処理部
14 表示部
15 操作部
16 出力部
100 画像測定装置

Claims (8)

  1. 測定用原稿の画像データに基づいて、該測定用原稿上の所定画像間の距離を測定する画像測定装置において、
    前記測定用原稿を読み取る読み取り手段と、
    前記読み取り手段により得られた画像データに基づいて、所定画像間の距離を測定する画像測定手段とを備え、
    前記所定画像間の距離を測定する際に、
    前記読み取り手段により、予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像からなる前記測定用原稿を読み込み、
    前記画像測定手段により前記2つの被測定画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの被測定画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて前記2つの被測定画像間の距離を算出する
    ことを特徴とする画像測定装置。
  2. 前記2つの被測定画像は、2つの平行細線またはエッジ画像であり、
    前記平行細線またはエッジは、主走査方向もしくは副走査方向に1ライン分ずれる毎に、該細線またはエッジが斜めに描かれた分だけ、細線またはエッジに対する視点のずれた画像を得る
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像測定装置。
  3. 前記平行細線またはエッジは、前記測定用原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向と一致しないように所定の角度で描かれている
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像測定装置。
  4. 測定用原稿の画像データに基づいて、該測定用原稿上の所定画像間の距離を測定する画像測定方法において、
    予め用意された斜めに描かれた少なくとも2つの被測定画像からなる測定用原稿を用い、
    前記測定用原稿を読み込み、
    前記2つの被測定画像に対し主走査方向もしくは副走査方向の複数ライン分の画像データを用いて、該2つの被測定画像のプロファイルを算出し、それらのピーク位置または立ち上がり位置を求め、得られたピーク位置または立ち上がり位置に基づいて前記2つの被測定画像間の距離を算出する
    ことを特徴とする画像測定方法。
  5. 前記2つの被測定画像は、2つの平行細線またはエッジ画像であり、
    前記細線またはエッジは、主走査方向もしくは副走査方向に1ライン分ずれる毎に、該細線またはエッジが斜めに描かれた分だけ、細線またはエッジに対する視点のずれた画像を得る
    ことを特徴とする請求項4に記載の画像測定方法。
  6. 前記平行細線またはエッジは、前記測定用原稿に対する主走査方向もしくは副走査方向と一致しないように所定の角度で描かれている
    ことを特徴とする請求項5に記載の画像測定方法。
  7. 各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルの平均プロファイルを算出し、該平均プロファイルのピーク位置またはエッジの立ち上がり位置を求める
    ことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の画像測定方法。
  8. 各細線またはエッジ画像に対するプロファイルを複数回分測定し、各プロファイルより各々のピーク位置または立ち上がり位置を求め、これら複数回分のピーク位置または立ち上がり位置の平均値を細線のピーク位置またはエッジの立ち上がり位置としてを求める
    ことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の画像測定方法。
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