JP3626666B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はイメージスキャナ等の画像読み取り装置に関するものであり、特に自由走査が可能な画像読み取り装置の画像処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりラインセンサを原稿上で手動で移動させて画像を取得するハンディタイプの画像読み取り装置として、例えば、特開平8−107479号公報に示すようなハンディスキャナタイプの画像読み取り装置がある。この従来例を図18に示し、この動作原理を以下に示す。
【0003】
図18において、1801はラインイメージセンサからなるセンサ部であり、このセンサ部1801の両側には一対の車輪(図示せず)があり、この車輪の移動距離をそれぞれエンコーダ1802a,1802bにて検出し、走査位置検出回路1803にて原稿1808上の座標を算出する。
【0004】
写像回路1805では、画像バッファ1804から出力される画像データを高密度化し、位置ずれ検出回路1807に高密度化画像データを出力する。位置ずれ検出回路1807では、高密度化画像データと、画像メモリ1806に記憶されているデータとの相関値を算出し、算出した相関値を基に走査位置座標を補正して写像回路1805に補正位置座標を出力する。写像回路1805は位置ずれ検出回路1807から出力される補正位置座標を用いて高密度化データを画像メモリ1806に記憶することにより画像を形成する。
【0005】
次に上記相関値を算出して走査位置座標を補正する方法について述べる。ハンディスキャナタイプの画像読み取り装置では、ラインイメージセンサを自由に走査できるので、例えば、図19に示すように、走査1で領域ABCDを読み取り、走査2で領域CDEFを読み取ることができる。このとき領域CDEGが重なって読み取られる領域であり、この領域を重なり走査領域と呼んでいる。重なり走査領域については後から走査したデータは書き込まず、走査2では領域DFGのデータを画像メモリに記憶させることにより画像を形成させる。
【0006】
しかしながら、走査開始位置を基準点として逐次検出されるエンコーダの値により走査位置を算出する場合、機械精度、車輪の滑り等により、大きな累積位置誤差が生じるため、走査1と、走査2とで画像のずれが生じ、例えば、図19に示すような三角形の画像がDG線を境界に画像のずれが生じることがある。
【0007】
そこで、特開平8−107479号公報では、重なり走査領域の、先に読み取って画像メモリに記憶してある画像データと、後から走査して読み取った画像データとの相関度合いを示す相関値を算出し、位置ずれ検出回路1807では、算出した相関値をもとに位置補正量を算出し、写像回路1805で位置補正量をもとに位置補正を行って画像バッファのデータを画像メモリに写像するようにしている。
【0008】
この位置補正の方法について図を用いて説明する。例えば、図20(a)に示すように、既に画像メモリ上に重なり走査領域の画像データがあり、図20(b)に示すように、新たに走査して取得した写像データを写像する場合について考えると、図20(b)の写像データXnは位置補正を行わない場合には、図20(a)の画像メモリ上のDm,nの位置に写像されることになる。この写像データを上下左右斜めにずらし、どの位置に写像するかを、相関値を算出して決定する。相関値は相関の度合いを表す値であり、相関値は左斜め上にずらした場合の相関値、上にずらした場合の相関値、右斜め上にずらした場合の相関値というように、全部で9個の相関値が算出される。例えば、左にずらした場合の相関値は図21(a)に示すように、写像データと画像メモリ上の重なり走査領域の画像データとの差分で算出され、
(相関値)=|Xn−Dm−1,n|+|Xn+1−Dm−1,n+1|+|Xn+2−Dm−1,n+2|・・・
となる。同様に位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は図21(b)に示すように、
(相関値)=|Xn−Dm,n|+|Xn+1−Dm,n+1|+|Xn+2−Dm,n+2|・・・
で算出される。
【0009】
このようにして9個の相関値を算出し、その中で最も小さい値をとる座標位置が相関の最も高い所となるため、その座標位置に写像データを写像することにより画像合成を行う。従って、写像位置毎の補正量(ΔX,ΔY)は図22に示す値となり、走査位置検出回路で算出された座標位置(X,Y)は位置補正されて、座標位置(Xh,Yh)となる。
Xh=X+ΔX
Yh=Y+ΔY
【0010】
このようにして重なり走査領域での写像データと画像メモリ上の画像データとの差分値から相関値を求めて位置補正量を算出して位置補正を行った場合、相関値を算出する領域では位置補正の精度が高いが、この領域は重なり走査領域であるため写像データの書き込みは行われず、また、新たに写像データを書き込む領域は相関値を算出していない領域であるため、その境界部に位置ずれが発生する場合があった。
【0011】
例えば、図23(a)に示すような幅1画素の直線画像を走査1、走査2で読み取り画像合成を行い、走査1によって図23(b)の画像1に示すデータを取得し、走査2において画像2に示すデータを取得した場合、合成画像は図23(c)に示すようになり、境界部で画像のずれが生じる。これは図23(b)で示すように、相関値算出範囲では画像1に対して写像を行う画像2は上側では左側にあり、下側では右側にあるため、前述した方法により相関値を算出した場合、位置補正量ΔX,ΔYは共に0となるため、結果的には位置補正が行われないまま写像が行われてしまう。走査2による写像データの書きこみは、重なり走査領域では行わないため、図23(c)の領域DFGに位置補正が行われないまま写像データが書き込まれるため、画像のずれが生じる場合があった。なお、図23(b)で読み取った画像2が黒色でないのは、画像1と区別をするためであり、本来は黒色である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像処理装置は以上のように構成されており、走査が重複する部分の既に画像メモリに書き込まれている画像データと、新たに取得した画像データとの差分値で算出した相関値を用いて走査位置の補正を行うようにしているため、重なり領域以外の領域における画像データとの整合性が考慮されておらず、上書きしない画像データと上書きを行う画像データとの境界で合成後の画像のずれが生じるという問題点があった。
【0013】
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、上書きしない画像データと上書きを行う画像データとの境界で合成後の画像にずれが生じることがない画像処理装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1にかかる画像処理装置は、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離に応じて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけされた相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたものである。
【0015】
また、本発明の請求項2にかかる画像処理装置は、上記請求項1記載の画像処理装置において、上記相関値重みづけ手段は、上記境界位置算出手段によって算出された境界位置から、予め定められた距離内にある上記新しく取得された画像データに対してのみ相関値を算出するものである。
【0016】
また、本発明の請求項3にかかる画像処理装置は、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データの輪郭情報を抽出する輪郭情報抽出手段と、上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記輪郭情報との双方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけした相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたものである。
【0018】
また、本発明の請求項4にかかる画像処理装置は、上記請求項3記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データの輪郭情報により重みづけを行うものである。
【0019】
また本発明の請求項5にかかる画像処理装置は、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を算出する分散値算出手段と、上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、この相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記算出された分散値との両方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけした相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたものである。
【0020】
また、本発明の請求項6にかかる画像処理装置は、上記請求項5記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの標準偏差値で算出し、重みづけを行うものである。
【0021】
また、本発明の請求項7にかかる画像処理装置は、上記請求項5記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの最大値と最小値の差で算出し、重みづけを行うものである。
【0023】
また、本発明の請求項8にかかる画像処理装置は、上記請求項7記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データと、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データのばらつき度合いを表す分散値により重みづけを行うものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下に、本発明の請求項1、請求項2に記載された発明を、実施の形態1として、図を参照しながら説明する。
図1は本実施の形態1にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。図1において、101はラインイメージセンサなどからなる画像読取手段、102は画像読み取り手段101によって読み取られた画像データを蓄積する画像バッファ、103は写像手段であり、受信した画像データを所定の場所に転送するためのものである。また、104は最初に読み取った画像データ、及び位置補正後の画像データを記録する画像記憶手段、105は順次走査して読み取った画像の境界位置を算出する境界位置算出手段、106は上記算出された境界位置に基づいて、先に読み込んだ画像データと次に読み込んだ画像データとの相関値に重み付けを行う相関値重みづけ手段、107は上記画像読取手段101の移動量を検出するエンコーダなどからなる移動量検出手段、108は移動量検出手段107より出力されるデータに基づいて画像読み取り手段101の位置情報を生成する位置情報生成手段、109は上記画像記録手段104に記録された画像データと、この画像データよりも時間的に後に読み取られた写像手段103からの画像データとの相関値を算出する位置ずれ補正手段である。
【0025】
図1において、画像読取手段101にて、原稿画像(図示せず)を任意の方向に走査して読取画像を取得すると同時に、移動量検出手段107にて移動量が検出される。位置情報生成手段108では、検出された移動量から位置情報を生成する。この位置情報生成方法について図2を用いて説明する。
【0026】
図2は、車輪Aと車輪Bとがセンサ部の両側にあるハンディスキャナを、車輪Aが位置P(XA0,YA0)、車輪Bが位置P(XB0,YB0)にある場合を基準位置として走査する場合の移動の様子を表す図である。Lは車輪Aと車輪Bの車輪間の距離を表している。基準位置から微小距離移動したときの車輪Aの座標をP(XA1,YA1)とし、車輪Bの座標をP(XB1,YB1)とする。また、この位置の基準位置からの角度をθ1で表す。車輪Aの移動距離をdA1、車輪Bの移動距離をdB1とすると、上記角度θ1は、
θ1=(dB1−dA1)/L
で算出される。さらに、微小時間後に車輪Aは次の座標P(XA2,YA2)に移動し、車輪Bは座標P(XB2,YB2)に移動した場合の移動角度をθ2で表すと、車輪Aの移動距離をdA2、車輪Bの移動距離をdB2とすると上記角度θ2は、
θ2=(dB2−dA2)/L
で近似できる。また微小時間の移動ということで、円弧の長さと弦の長さが等しいものとし、座標XA1,YA1,XB1,YB1が既知であるとすれば、座標XA2,YA2,XB2,YB2は上記既知の座標XA1,YA1,XB1,YB1を用いて次式で近似できる。
【0027】
XA2=XA1+dA*cos(θ1+θ2/2)
YA2=YA1−dA*sin(θ1+θ2/2)
XB2=XB1+dB*cos(θ1+θ2/2)
YB2=YB1−dB*sin(θ1+θ2/2)
【0028】
このようにして車輪Aと車輪Bの位置座標が算出されるが、センサと車輪との位置関係は既知であって、センサの位置を算出することができるので、これにより、読み取り画像の座標位置を算出することができることになる。
【0029】
相関値重みづけ手段106では、写像手段103からの読取画像データと、画像記憶手段104からのデータとの相関値を算出するが、その際に、境界位置算出手段105によって、画像記憶手段104に記憶してある画像データと、時間的に後に読み取った画像データとから算出された境界位置からの距離に応じて相関値に重みづけを行う。以下に、その動作内容を図3を参照して詳しく説明する。
【0030】
図3に示すように、走査1において領域ABCDを写像して画像記憶手段104に記憶し、走査2において領域CDEFを写像する場合について述べる。ここでEFのライン上の画像データを写像する場合、従来の技術で説明したように、EFライン上のデータをそのままの位置で写像するのではなく、走査1にて予め写像されて画像記憶手段104に記憶されている画像データとの相関値を算出し、相関値が最も小さくなる位置にEFライン上のデータを写像する。
【0031】
この場合、領域CDEGは重なり走査領域となるため、この領域のデータは上書き処理をせず、新たに得られた領域DFGの領域の画像を写像して画像記憶手段104に記憶させる。従って、EFライン上のデータを写像する場合、GFライン上のデータが新たに画像記憶手段104に記憶されることになる。
【0032】
相関値はEG上のラインデータと、予め写像されて画像記憶手段104に記憶されている画像データとの差分値で算出する。例えば、差分値はEGライン上のE点では図4に示すように、注目画素E点の画像データと、画像記憶手段104に記憶されている画像データの画素データとの差分値を絶対値で算出し、その差分値をG点まで積算し相関値を算出する。相関値は左斜め上にずらした場合の相関値、上にずらした場合の相関値、右斜め上にずらした場合の相関値というように、全部で9個の相関値が算出される。例えば、位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は図4に示すように、写像データと画像記憶手段104上の重なり走査領域の画像データとの差分で算出され、差分値をE点からG点まで加算していくことにより相関値が算出される。
【0033】
本発明の実施の形態1では、相関値を算出する際に、境界G点からの距離に応じた重みづけを差分値に対して行う点が特徴である。例えば、図5に示すように重み係数を算出し、E点からG点にかけての差分値に図5に示す係数kを乗じて重みづけを行い、次式のように相関値を算出する。
(相関値)=|Xn−Dm,n|*k+|Xn+1−Dm,n+1|*k・・・
【0034】
重みづけを行った差分値を合計して相関値を算出し、相関値が最も小さい方向が写像位置になるように位置ずれ補正手段109によって位置ずれを補正し、補正した位置をもとに写像手段103で写像を行う。写像された結果は画像記憶手段104に記憶される。
【0035】
このように重みづけを行うことで、G点に近い領域での差分値がより大きく相関値に影響することになり、境界部でのずれを小さくすることができる。例えば、従来の技術の説明で用いた画像で説明すると、図6(a)に示すように、走査1で画像1、走査2で画像2が得られた場合、境界線BDに近い範囲の差分値に重みづけして相関値を算出するため、画像2は1画素左側にずらして写像する場合が最も相関値が小さくなる。そこで、画像2を1画素左側にずらして写像した場合、図6(b)のようになり、図23(c)に示した従来の合成画像画像と比較してずれが目立たなくなることがわかる。
【0036】
このように本実施の形態によれば、境界位置算出手段105で検出した読み取り画像データの境界部に、相関値重みづけ手段106を用いて境界位置からの距離に応じて境界部分に近いほど相関値の重みづけを大きくすることで、書き込みを行う画像データと、すでに画像記憶手段104に記憶してある画像との境界部分がより精度よく合成されるため、画像のずれを小さくすることができる。
【0037】
なお、この重みづけ係数は図7の特性Aに示すように、境界に近い領域だけの相関値を算出するようにしてもよいし、図7の特性Bに示すようにGE間の距離に関係なく、境界からの固定された距離に対する重みづけとしてもよい。また、係数kの特性も境界からの距離に応じて係数kの値が小さくなるものであれば図5、図7の特性に限るものではない。
【0038】
また、重なり走査領域について後から走査して得られたデータを上書きするのではなく、後から走査した写像データを常に写像する場合には、図6(b)において、領域CDEFが写像され、EFライン上で画像記憶データと写像データとの境界はE点になるので、E点を境界として境界から近い領域の差分値に重みづけを行い写像を行う構成としてもよい。
【0039】
(実施の形態2)
以下に、本発明の請求項3、請求項4、及び請求項5に記載された発明を、実施の形態2として、図を参照しながら説明する。
図8は本実施の形態2にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。図8において、図1と同一符号は同一または相当部分を示し、805は走査が重複する部分の画像データのエッジの大きさを算出するエッジ抽出手段、806は上記算出されたエッジの大きさに基づいて、先に読み込んだ画像データと次に読み込んだ画像データとの相関値に重み付けを行う相関値重みづけ手段である。
【0040】
基本的な動作は実施の形態1と同じであるが、本実施の形態2では、境界からの距離に応じて相関値の重みづけを行うのではなく、読み取り画像のエッジの大きさに応じて相関値の重みづけを行い写像を行う点が異なる。相関値を算出する場合、図9に示すように、画像データが存在する領域の差分データの重みづけを、画像データがない領域の重みづけに対して大きくしたほうが、より画像合成精度を向上させることができる。そこで画像がある領域かどうかをエッジを算出することで判断し、またそのエッジの大きさで重みづけを行う。
【0041】
すなわち、画像読取手段101にて読み取った画像が一旦画像バッファ102に蓄えられ、写像するライン上のエッジをエッジ抽出手段805にて抽出し、エッジの大きさに応じて相関値に重みづけを行う。エッジは、例えば、図10に示すように、EFライン上の画像データを写像する場合、ライン上の画像データからラプラシアンフィルタを用いて抽出することができる。すなわち、写像を行う画像の注目画素Di,jの周囲画素から以下に示す数式1にて算出することができる。
【数1】
数式1において||は絶対値を示す算術記号である。このエッジの大きさに応じて相関値に重みづけを行う。例えば、図11に示すように、エッジの大きさに応じてエッジが大きい場合には重みづけを大きくし、小さい場合には重みづけを小さくする。このようにして実施の形態1と同様の方法で、算出した重みづけを差分値に乗じ、重みづけされた差分値を重なり走査領域で積算することにより相関値を算出する。例えば、図4において、位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は、
(相関値)=|Xn−Dm,n|*k+|Xn+1−Dm,n+1|*k・・・
というように算出される。次に算出した相関値をもとに位置ずれ補正手段109を用いて位置ずれ補正を行い、写像手段103にて画像の合成を行う。
【0042】
このように本実施の形態によれば、エッジ抽出手段805で読み取り画像データのエッジを抽出し、相関値重みづけ手段806を用いてエッジの大きさに応じてエッジが大きいほど相関値の重みづけを大きくすることで、書き込みを行う画像データと、すでに画像記憶手段104に記憶してある画像との境界部分がより精度よく合成されるため、画像のずれを小さくすることができる。
【0043】
なお、エッジの大きさに対する重みづけ係数kは図11に示す特性のものに限るものではなく、エッジが大きいほど重みづけ係数が大きくなる特性であればよい。
また、エッジの算出方法についてもラプラシアンフィルタに限るものではなく、例えば、SOBELフィルタ等を用いてもよい。
【0044】
また、エッジにより相関値に重みづけを行う際に、実施の形態1で述べたように、境界からの距離により相関値に重みづけを同時に行うようにしてもよい。この場合のブロック図を図12に示す。境界位置を実施の形態1で述べた方法で、境界位置算出手段105にて算出し、境界位置からの距離に応じた重みづけ係数k1を算出し、エッジ抽出手段805により、エッジの大きさに応じた重みづけ係数k2を算出し、差分値にk1、k2を乗じて加算して相関値を算出する。例えば、図4において、位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は、
(相関値)=|Xn−Dm,n|*k1*k2+|Xn+1−Dm,n+1|*k1*k2・・・
というように算出される。
【0045】
上記得られた相関値をもとに、相関値重みづけ手段1207によって重みづけ処理を行い、写像手段103を用いて画像記憶手段104に記録を行う。
【0046】
このように境界からの位置と、エッジの大きさとにより重みづけを行って相関値を算出することにより、合成精度を向上させることができる。また、この場合、境界位置からの距離に応じた重みづけ係数を算出するのではなく、境界からある一定の距離内、例えば100画素内にある重なり走査領域の画像データのみを選択し、選択した画像データの輪郭情報により重みづけを行って相関値を算出するようにしてもよい。境界位置から一定距離内の画像を選択して相関値を算出することにより処理時間を短縮して画像合成精度を向上させることができる。
【0047】
(実施の形態3)
以下に、本発明の請求項7、請求項8、請求項9、及び請求項10に記載された発明を実施の形態3として、図を参照しながら説明する。
図13は本実施の形態3の画像処理装置の構成を示すブロック図である。図13において、図1と同一符号は同一、または相当部分を示し、1305は走査が重なる部分の画像データの分散値を算出する分散値算出手段、1306は上記算出された相関値の大きさに基づいて、先に読み込んだ画像データと次に読み込んだ画像データとの相関値に重み付けを行う相関値重みづけ手段である。
【0048】
本実施の形態3では、画像データのばらつき度合いを表す分散値により相関値の重みづけを行う点を特徴としている。この分散値を算出する方法として標準偏差値を算出する方法がある。標準偏差値は、ある領域内の画像データの平均値を算出し、領域内の画素毎に平均値との二乗和を算出し、その平方根を算出することで標準偏差値を算出できる。
【0049】
スキャナ等の画像読み取り装置で網点原稿を読み取った場合、原稿画像を画素に分解する際のサンプリング周波数と、原稿画像の網点の周波数との干渉によって、読み取り画像に特有の繰り返しパターン、いわゆるモアレが生じる。このモアレは変化のない一様なパターン、例えば、灰色1色で描かれているような画像の平坦な部分にでやすいので、上記実施の形態2で述べたように、エッジで相関値に重みづけをした場合、写真等では問題ないものの、網点画像ではデータの変化のない平坦な部分にエッジが発生するため、画像データのない平坦な部分に重みづけされてしまう場合がある。
【0050】
そこで写像する画像の注目画素と、その周囲画素とから標準偏差値を算出して、その標準偏差値をもとに相関値の重みづけを行う。これにより、平坦な部分にでるモアレは繰り返しパターンであるから、標準偏差値をとると値が小さくなり、画像が変化している場所では標準偏差値は大きくなるから、より正確に相関値の重みづけを行うことができる。
【0051】
例えば、図14に示すように、車と背景の画像があり、背景部分にモアレが生じている場合、背景部分の領域Aでの画像の階調毎のデータの分布数は図15(a)に示すようになり、画像データの分散が少ないことが分かる。車が存在する領域Bでの画像の階調毎のデータの分布数は図15(b)に示すようになり、画像データの分散が大きいことがわかる。この分散の度合いを標準偏差値で算出する。
【0052】
標準偏差値は図10に示すように、写像を行う注目画素Di,jとその周囲画素がある場合、まずこの領域の画素データの平均値を算出し、算出した平均値から以下に示す数式2で算出することができる。
【数2】
算出した標準偏差値から分散値を算出し相関値重みづけ手段1306によって重みづけを行う。なお、図10の例では、縦横3画素の領域となっているが、これに限るものではなく、より広い範囲で分散値を算出するようにしてもよい。
【0053】
分散値から重みづけ係数を算出する場合の重みづけ係数の一例を図16に示す。図16に示すように、分散値が大きいほど重みづけ係数を大きくする。
【0054】
相関値は、算出した分散値kを差分値に乗じて積算することで算出できる。例えば、図4において、位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は、
(相関値)=|Xn−Dm,n|*k+|Xn+1−Dm,n+1|*k・・・
というように算出される。
【0055】
このように本実施の形態によれば、分散値算出手段1305で読み取り画像データの分散値を算出し、相関値重みづけ手段1306を用いて分散値の大きさに応じて分散値が大きいほど相関値の重みづけを大きくすることで、書き込みを行う画像データと、すでに画像記憶手段104に記憶してある画像との境界部分がより精度よく合成されるため、画像のずれを小さくすることができる。
【0056】
なお、上記分散値については、標準偏差値で算出するのではなく、注目画素とその周囲画素で最も値の大きい画像データと最も値の小さい画像データとの差をとって分散値としてもよい。この場合、分散値の算出処理が簡単になり、処理時間も短縮することができる。
【0057】
また、分散値により相関値に重みづけを行う際に、上記実施の形態1で述べたように、境界からの距離により相関値に重みづけを同時に行うようにしてもよい。この場合のブロック図を図17に示す。境界位置を実施の形態1で述べた方法で、境界位置算出手段105にて算出し、境界位置からの距離に応じた重みづけ係数k1を算出し、分散値算出手段1305によりエッジの大きさに応じた重みづけ係数k2を算出し、差分値にk1、k2を乗じて加算して相関値を算出する。例えば、図4において、位置をずらさない場合、すなわち中央での相関値は、
(相関値)=|Xn−Dm,n|*k1*k2+|Xn+1−Dm,n+1|*k1*k2・・・
というように算出される。
【0058】
上記得られた相関値をもとに、相関値重みづけ手段1707によって重みづけ処理を行い、写像手段103を用いて画像記憶手段104に記録を行う。
【0059】
このように境界からの位置と、エッジの大きさとにより重みづけを行って相関値を算出することにより、合成精度を向上させることができる。また、この場合、境界位置からの距離に応じた重みづけ係数を算出するのではなく、境界からある一定の距離内、例えば、100画素にある重なり走査領域の画像データのみを選択し、選択した画像データの分散値により重みづけを行って相関値を算出するようにしてもよい。境界位置から一定距離内の画像を選択して相関値を算出することにより処理時間を短縮して画像合成精度を向上させることができる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1に係る画像処理装置によれば、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離に応じて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけされた相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、新たに画像記憶手段に書き込む画像データと、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離によって相関値に重みづけを行うようにしたので、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0061】
また、本発明の請求項2に係る画像処理装置によれば、上記請求項1記載の画像処理装置において、上記相関値重みづけ手段は、上記境界位置算出手段によって算出された境界位置から、予め定められた距離内にある上記新しく取得された画像データに対してのみ相関値を算出するようにしたので、処理時間を短縮でき、また、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0062】
また、本発明の請求項3に係る画像処理装置によれば、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データの輪郭情報を抽出する輪郭情報抽出手段と、上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記輪郭情報との双方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけした相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたものとしたので、輪郭情報により相関値に重みづけを行うことで画像がある場所の相関値に重みづけを行うことができ、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0064】
また、本発明の請求項4に係る画像処理装置によれば、上記請求項3記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データの輪郭情報により重みづけを行うようにしたので、境界位置から一定距離内の画像を選択して相関値を算出することにより、処理時間を短縮して画像合成(加算)精度を向上させると共に、輪郭情報も相関値の重み付けに用いることで、さらに画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0065】
また、本発明の請求項5に係る画像処理装置によれば、画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を算出する分散値算出手段と、上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、この相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記算出された分散値との両方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、上記重みづけした相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたものとしたので、上記分散値により画像がある場所の相関値に重みづけを行うことができ、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0066】
また、本発明の請求項6に係る画像処理装置によれば、上記請求項5記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの標準偏差値で算出し、重みづけを行うようにしたので、分散値が標準偏差値で算出されることにより、正確に画像データのばらつき度合いが表され、画像がある場所を正確に求めることができ、また、画像がある場所に重みづけを行うため、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0067】
また、本発明の請求項7に係る画像処理装置によれば、上記請求項5記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの最大値と最小値の差により算出し、重みづけを行うようにしたので、分散値をある領域内の画像データの最大値と最小値の差で算出することで簡単に分散値を算出でき、画像がある場所に重みづけを行うため、画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【0069】
また、本発明の請求項8に係る画像処理装置によれば、上記請求項7記載の画像処理装置において、上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データと、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データのばらつき度合いを表す分散値により重みづけを行うようにしたので、境界位置から一定距離内の画像を選択して相関値を算出することにより、処理時間を短縮して画像合成精度を向上させると共に、分散値も相関値算出に用いることで、さらに画像合成(加算)精度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】上記実施の形態1における画像処理装置の座標算出処理を説明するための図である。
【図3】上記実施の形態1における画像処理装置の走査方法を説明するための図である。
【図4】上記実施の形態1における画像処理装置の相関値を算出する方法を説明するための図である。
【図5】上記実施の形態1における画像処理装置の相関値重みづけ係数を説明するための図である。
【図6】上記実施の形態1における画像処理装置の画像合成結果を説明するための図である。
【図7】上記実施の形態1における画像処理装置の相関値重みづけ係数を説明するための図である。
【図8】本発明の実施の形態2における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図9】上記実施の形態2における画像処理装置によるエッジによる重みづけを説明するための図である。
【図10】上記実施の形態2における画像処理装置を用いたエッジ算出、及び上記実施の形態3における画像処理装置を用いた分散値算出を説明するための図である。
【図11】上記実施の形態2における画像処理装置の相関値重みづけ係数を説明するための図である。
【図12】本発明の実施の形態2における画像処理装置の変形例である、エッジと境界位置に基づいて重みづけを行う画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の実施の形態3における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図14】上記実施の形態3における画像処理装置を用いた分散値の算出を説明するための一例としての画像を示す図である。
【図15】上記実施の形態3における画像処理装置において、図14に示した画像の領域毎の階調分布を説明するための図である。
【図16】上記実施の形態3における画像処理装置の相関値重みづけ係数を説明するための図である。
【図17】上記実施の形態3における画像処理装置の変形例である、分散値と境界位置に基づいて重みづけを行う画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図18】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図19】従来の画像処理装置を用いた画像合成による画像のずれを説明するための図である。
【図20】従来の画像処理装置を用いて相関値を算出する方法を説明するための図である。
【図21】従来の画像処理装置を用いて相関値を算出する方法を説明するための図である。
【図22】従来の画像処理装置を用いて相関値を算出する方法を説明するための図である。
【図23】従来の画像処理装置を用いた画像合成結果を示す図である。
【符号の説明】
101 画像読み取り手段
102 画像バッファ
103 写像手段
104 画像記憶手段
105 境界位置算出手段
106,806,1207,1306,1707 相関値重みづけ手段
107 移動量検出手段
108 位置情報生成手段
109 位置ずれ補正手段
805 エッジ抽出手段
1305 分散値算出手段
Claims (8)
- 画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、
上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、
上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離に応じて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、
上記重みづけされた相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1記載の画像処理装置において、
上記相関値重みづけ手段は、上記境界位置算出手段によって算出された境界位置から、予め定められた距離内にある上記新しく取得された画像データに対してのみ相関値を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、
上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、
上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データの輪郭情報を抽出する輪郭情報抽出手段と、
上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記輪郭情報との双方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、
上記重みづけされた相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項3記載の画像処理装置において、
上記相関重みづけ手段は、上記走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データの輪郭情報により重みづけを行うことを特徴とする画像処理装置。 - 画像読み取り手段を原稿画像上で任意の方向に走査して画像データを読み取り、走査位置に基づいて上記画像データを画像記憶手段に記憶する画像処理装置において、
上記画像記憶手段に新たに書き込む画像データの、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置からの距離を算出する境界位置算出手段と、
上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を算出する分散値算出手段と、
上記走査が重複する部分の、既に上記画像記憶手段に書き込まれている画像データと、これに続く原稿画像の読み取りによって新しく取得された画像データとの相関値を算出し、該算出した相関値に、上記境界位置算出手段により算出された境界位置からの距離と上記算出された分散値との双方に基づいて重みづけを行う相関値重みづけ手段と、
上記重みづけした相関値を用いて、上記既に画像記憶手段に書き込まれている画像データに、新しく取得された画像データを加算する際の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5記載の画像処理装置において、
上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの標準偏差値で算出し、重みづけを行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5記載の画像処理装置において、
上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのばらつき度合いを表す分散値を、ある領域内の画像データの最大値と最小値の差で算出し、重みづけを行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7記載の画像処理装置において、
上記相関重みづけ手段は、上記画像読み取り手段により読み取られる上記原稿画像の走査が重複する部分の画像データのなかで、新たに上記画像記憶手段に書き込む画像データと、それに隣接する画像記憶手段上の画像データとの境界位置から一定の距離内に位置する画像データを選択し、選択した画像データのばらつき度合いを表す分散値により重みづけを行うことを特徴とする画像処理装置。
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