JPH10126584A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH10126584A JPH10126584A JP8270974A JP27097496A JPH10126584A JP H10126584 A JPH10126584 A JP H10126584A JP 8270974 A JP8270974 A JP 8270974A JP 27097496 A JP27097496 A JP 27097496A JP H10126584 A JPH10126584 A JP H10126584A
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Abstract
度の平均速度からのずれを分離し、修正することによっ
て正しい位置誤差データを得ることができるとともに、
前記位置誤差データに基づいて画素の位置が誤差を補正
して位置ずれのない画像読取装置を提供する。 【解決手段】 走査方向に対して相異なる2つの斜線パ
ターン10a,10bから求めた位置誤差のデータの差
によって測定用パターン10の位置ずれ量を検知する。
この位置ずれ量は通常変化することはないので、斜線パ
ターン10a,10bの位置ずれ量を記憶部に記憶して
おき、通常の読み取り時には、左右いずれかの斜線パタ
ーン10a,10bを使用して位置誤差を測定し、随時
記憶部から前記いずれかの斜線パターン10a,10b
の位置ずれ量を読み出して測定した位置誤差データを修
正することによって斜線パターンの位置ずれ量を検知す
る。
Description
マップ形式の画像データの位置誤差を測定して画像デー
タの画素の位置誤差を補正する画像読取装置に関する。
機械学会第71期通常総会講演会講演論文集(IV)で
発表された「高精細画像入力装置の開発」(従来例1)
が知られている。ここでは、副走査方向に並べて配置さ
れた等ピッチラインのテストチャートを読み取った画
像、すなわち、副走査方向のライン間隔で離散化された
画像データに対して補間演算を行い、演算された結果か
ら、等ピッチラインの黒線、白線の中心位置を求め、テ
ストチャートの基準ピッチとの差を読み取ることで、装
置の振動などに起因する画像データの読み取り位置誤差
を検出するようになっている。
号公報「走査線ピッチ計測方法」(従来例2)も知られ
ている。この公知例は、等ピッチパターンのデータを書
き込んだハードコピーのパターンを読み取ってハードコ
ピー装置の書き込みの走査線のピッチむらを計測するよ
うになっている。
1では、等ピッチラインのパターンのエッジと読み取り
のサンプリングのタイミングとの位置関係の相違により
同じ形状のパターンを読み取って得られるデータがそれ
ぞれ異なってしまうモアレという現象がある。読み取っ
たデータはこのモアレによって必ずしもパターンのエッ
ジの位置と対応しないので、位置誤差の測定精度を劣化
させる。モアレの影響は、等ピッチラインパターンを精
細にして読み取り装置の分解能に近づけると非常に顕著
になり、条件によっては位置誤差の測定ができなくなる
ほどになる。したがってこの方式では、読み取り装置の
分解能に近い、あるいはそれ以下の位置誤差を高精度で
測定することはできない。
で、モアレの影響を無視しても、高い周波数成分の位置
誤差を測定するためにパターンのピッチを精細にする
と、結像光学系のMTF(Modulation Tr
ansfer Ratio)の限界によって得られた画
像の濃淡の信号の差が小さくなり、測定精度が劣化せざ
るを得ない。
波数帯域を高い方向に広げ、精度を上げることができな
いのでサンプリングしたデータを補間する処理を行って
いる。より良い補間を行うには、より多くの周辺データ
を使ったり、複雑な演算処理が必要になり、処理時間が
長くなる。さらに補間はあくまでも補間であり、真のデ
ータとのずれが生じることは避けられず、測定精度を劣
化させる要因になる。また、光電変換装置の中の特定の
1つの受光素子が副走査方向に走査することによって得
られる画像データを使用しているので、受光素子そのも
のが持つノイズが測定そのものの精度に影響を与えて、
精度を劣化させる。
パターンを読み込んだデータを使うので、計測に当たっ
てはハードコピーの読み取り時の走査むらはないという
条件で読み取ってハードコピーのピッチむらを計測して
いる。その他、特に説明しないが、前述の従来例1と同
様のモアレの問題を有する。
は特願平7−260438号をすでに出願した。この中
で、位置誤差を測定するための走査方向に対して一定の
傾きを有する複数の線から形成されるパターンを画像読
取装置に設置する際に生じるいくらかの位置ずれを検出
して位置誤差を求めることができる技術を提案した。こ
の技術では、斜線パターンを設置した際の位置ずれを補
正するために、測定した位置誤差データから線形近似に
よって斜線パターンの傾きを求めて位置ずれを補正する
ようにしている。
所定値でない場合にも位置誤差データは傾きを持つた
め、斜線パターンの位置ずれによる傾きかスキャナの走
査速度の平均速度のずれによる傾きかを分離することま
では配慮されていなかった。
もので、その目的は、斜線パターンの位置ずれとスキャ
ナの走査速度の平均速度からのずれを分離し、修正する
ことによって正しい位置誤差データを得ることができる
とともに、前記位置誤差データに基づいて画素の位置が
誤差を補正して位置ずれのない画像読取装置を提供する
ことにある。
に、第1の手段は、画像を一定の時間間隔で線順次に走
査して読み取る画像読取装置において、原稿の走査領域
外に設けられ、走査方向に対して一定の傾きを有する複
数本の線からなる第1のパターンおよび前記第1のパタ
ーンと逆方向に一定の傾きを有する複数本の線からなる
第2のパターンと、これら第1および第2のパターンを
読み込むことによって傾きが異なるパターンのそれぞれ
に対応した画素の位置誤差を測定する手段と、この測定
する手段によって測定された値に基づいて画素の位置誤
差を修正する手段と、この修正された画素の位置誤差を
補正する手段とを備えていることを特徴とする。
のパターンから位置誤差を求める手段と、第2のパター
ンから位置誤差を求める手段と、前記両手段によって求
められた第1および第2のパターンの位置誤差の差を求
める手段と、前記求められた位置誤差の差を記憶する手
段と、通常の読取時には前記第1および第2のいずれか
一方のパターンを使用して位置誤差を測定し、前記記憶
する手段に記憶された位置誤差の差の値に基づいて画素
の位置誤差を修正する手段とを備えていることを特徴と
している。
のパターンから位置誤差を求める手段と、第2のパター
ンから位置誤差を求める手段と、位置誤差の測定を前記
第1のパターンから始めるとき、前記第1および第2の
パターンを読み取った画像データと、前記第1のパター
ン部を含むウィンドウを設定する手段と、前記ウィンド
ウを画素の整数個分づつ順次移動させて設定しなおす手
段と、前記ウィンドウがある位置に移動したときにウィ
ンドウを主走査方向に移動させて前記第2のウィンドウ
部を含むウィンドウに設定する手段と、ウィンドウが設
定されるごとに、当該設定された領域におけるパターン
の位置を演算する手段と、ウィンドウの移動前後におけ
るパターンの位置データの変化を演算することによって
位置誤差を求める手段と、前記第1および第2のパター
ンから求めた位置誤差から位置誤差データを修正する手
段とを備えていることを特徴としている。
のパターンから位置誤差を求める手段と、第2のパター
ンから位置誤差を求める手段と、前記第1および第2の
パターンから求められた位置誤差を比較する手段と、こ
の比較する手段によって比較された位置誤差に所定量以
上の差があるときにノイズがあったと判断して、前記ノ
イズを除去する手段とを備えていることを特徴としてい
る。
施の形態について説明する。
説明する。コンタクトガラス1は筐体8により支持さ
れ、原稿は読み取り面を下にしてコンタクトガラス1上
に載置される。コンタクトガラス1上の原稿は光源2に
より照明され、読み取り面の反射光が第1ミラー3、第
2ミラー4、第3ミラー5により順次反射され、次いで
レンズ6により光電変換装置7上のライン状の光電変換
素子の受光面に結像されて電気信号に変換される。
リッジに取り付けられ、この第1キャリッジは原稿を線
順次で読み取るために原稿面との距離を一定にしたまま
不図示の駆動装置により副走査方向(図の左右方向)に
移動する。また、第2ミラー4と第3ミラー5は不図示
の第2キャリッジに取り付けられ、この第2キャリッジ
は第1キャリッジの1/2の速度で副走査方向に移動す
る。このような方法によりコンタクトガラス1上の所定
の範囲を線順次で読み取ることができる。
1の回りの筐体8には、シェーディング補正のために基
準濃度を光電変換素子に読み取らせるための基準濃度板
9が主走査方向に延びるように取り付けられると共に、
第1キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を検出するために図3に示すように白地上に一定幅、4
5°および135°の角度の多数の黒の斜線Lの2種類
の斜線パターン10a,10bが形成された測定用パタ
ーン10が副走査方向に2段に等ピッチで形成されてい
る。基準濃度板9は光電変換装置7により読み取られ
て、ライン状の光電変換素子毎の感度バラツキや、照明
むら、レンズ6の周辺光量の低下等を補正するために用
いられ、また、これらの第1および第2の斜線パターン
10a,10bも同様に光電変換装置7により読み取ら
れる。なお、斜線パターン10a,10bは画像データ
とともに光電変換装置7で読み込むので、原稿と同様に
光電変換素子の受光面に結像する必要があり、コンタク
トガラス1の原稿が置かれる面に設けられる。しかし、
コンピュータなどに画像を取り込んで位置誤差を測定す
る場合には、原稿読取領域に斜線パターン10a,10
bを設置するようにしてもよい。
斜線パターン10a,10bとコンタクトガラス1の要
部拡大図である。斜線パターン10a,10bは、走査
方向に一定の相対する傾きを持った複数の直線から構成
される。本来、測定用パターン10は走査方向に対して
平行であることが望ましいが、測定用パターン10の材
質や組み付け時のばらつきなどによって位置がずれてし
まう場合があり、図3はこのように位置がずれてしまっ
たときの状態を示している。
れる位置誤差測定装置のシステム構成を示す。なお、こ
の位置誤差測定装置は画像読取装置への付加機能として
組み込まれ、リアルタイムで画素の位置誤差を測定する
ものである。
部101と、A/D変換部102と、シェーディング補
正部103と、斜線判別部104と、位置誤差測定部1
05と、位置誤差補正部106と、制御部107と、記
憶部108から構成されている。光電変換部101は、
この実施形態ではラインCCDからなり、読み取った画
像が電気信号に変換される。電気信号に変換された画像
はA/D変換部102でデジタルの多値の画像データに
変換される。変換されたデータは照明の不均一さ、レン
ズの周辺光量の低下、光電変換部101の画素間の感度
の違いなどをシェーディング補正部103で補正され、
補正されたデータは斜線判別部104に入力される。斜
線判別部104では、画像データの測定用パターン10
部分を判別し、その判別結果を制御部107に出力す
る。また、画像データは位置誤差測定部105に入力さ
れ、副走査方向の読み取りラインごとにライン間の位置
誤差を測定し、測定結果の誤差信号を出力する。位置誤
差測定部105では、走査方向に対して一定の傾きの複
数の斜線からなる斜線パターン10a,10bに対する
位置誤差を測定し、測定した2つの位置誤差データから
正しい位置誤差データに修正し、修正された位置誤差の
測定データを誤差信号として出力する。位置誤差補正部
106では、画像データと位置誤差データである誤差信
号から位置誤差を補正した画像データを生成し、ビデオ
信号として出力する。なお、各部(101〜106)は
制御部107によってそれぞれタイミングの制御、動作
条件の設定などがなされ、相互に関連して動作するよう
になっている。また、符号108は後述の斜線パターン
10a,10bの位置ずれ量を記憶する記憶部である。
について説明する。
うになる。図5の矢印で示す主走査方向は、光電変換装
置(図4における光電変換部101に対応)としてライ
ンCCD7が線順次で同時に読み取る1ラインの画素の
並びと、この並列データを直列データに変換したときの
時間軸上の順序を示している。また、矢印で示す副走査
方向は、主走査方向の1ラインを読み取る範囲を順次移
動させながら読み取る方向を示している。なお、移動手
段としては図2に示すように原稿を固定して走査光学系
を移動させる形式の他に、走査光学系を固定して原稿を
移動させる形式がある。
平行な線により囲まれた4角形領域を画素とすると、こ
の画素により構成される平面は、原稿の画像を電気信号
に変換した場合に原稿画像の写像がそのまま並んでいる
という形で捉えることができる。なお、これはビットマ
ップということもある。このデータはラインCCD7か
らリアルタイムで出力される時には主走査方向、副走査
方向が時間的な順序を有するが、メモリに取り込んだ状
態ではそれぞれの画素を任意にアクセスすることができ
るので、主走査方向、副走査方向、時間の順序にとらわ
れないで扱うことができる。
素サイズが等しい場合において、副走査方向の走査速度
が変動しないときの45°の斜線の読み取りデータa
と、走査速度が変動するときの読み取りデータbをビッ
トマップに対応させて示している。すなわち、読み取り
データaは副走査方向の読み取りタイミングを制御する
クロックに対応する所定の一定速度で走査したときを示
し、ビットマップとしても45°の斜線像である。
の変動に応じて傾きが異なる。副走査方向の区間A−B
は走査速度が「0」のときを示し、この場合には副走査
方向の読み取りタイミングを制御するクロックによりビ
ットマップのアドレスが進んでも読み取り位置が変わら
ないので、副走査方向に平行な線となる。また、区間B
−Cは走査速度が所定速度の1/2のときを示し、この
場合にはビットマップのアドレスが進んでもその半分し
か進まない位置の画像を読み取るのでその読み取り画像
の角度は約26.57°(tan θ=0.5)である。区
間C−Dは所定速度で走査しているときを示し、45°
の角度が得られる。D以降の区間は走査速度が所定速度
の2倍の場合を示し、その角度は約63.4°である。
きが異なることを測定原理として、言い換えれば斜線の
主走査方向への移動量が副走査方向に移動速度に対応す
ることを測定原理として、原稿固定方式での読み取りの
場合は、キャリッジの副走査方向の走査速度のむらと、
自動原稿搬送方式での読み取りの場合は、原稿の搬送速
度のむらと、ミラー3〜5、レンズ6、光電変換部(C
CD)7の振動などに起因するビットマップ画像の画素
の位置誤差を測定することができる。
画素が正方形ではなく、例えば主走査方向の分解能が4
00dpi、副走査方向の分解能が600dpiのよう
な画素にも適用することができる。また、45°以外の
斜線を用いても同様に、斜線画像の主走査方向への移動
量が副走査方向の読み取り速度に依存するという関係が
成立するので、画素の位置誤差を計測することができ
る。
て説明する。図6は図5と同様にビットマップに斜線が
ある場合を示し、図7はその場合の8ビット(0〜25
5)の読み取り値を示している。なお、0=白、255
=黒であり、主走査方向の座標をXn、副走査方向の座
標をYmとしている。また、図8は主走査方向3画素×
副走査方向3画素の斜線パターン検知用ウィンドウを示
し、図8(a)〜(e)はそれぞれ主走査方向に1画素
づつシフトしたウィンドウを示している。
2〜X4、Y1〜3)内の中心画素の挟む対角方向、す
なわち中心画素を含む左上斜め方向の3つの画素値の和
Paと右下斜め方向の3つの画素値の和Qaを計算する
と、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =3+1+1=5 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =3+4+8=15 となる。
ると、 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =1+4+2=7 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =13+8+201=222 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =4+2+3=9 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =216+201+250=667 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =2+18+13=33 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =248+250+252=750 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =18+220+216=454 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =250+252+249=751 となる。
(中心画素を含む)の差Rを求めると、 Ra=15−5=10 Rb=222−7=215 Rc=667−9=658 Rd=750−33=717 Re=751−454=297 となる。
ウィンドウ内に斜線パターンが有ることを示す。したが
って、例えばRの値が500以上の場合に斜線パターン
が有ると判断すれば図8(c),(d)に示すウィンド
ウ内に斜線パターンが有ると判断することができる。
別処理を説明する。図9(a)〜(e)はそれぞれ図8
(a)〜(e)に示すウィンドウ内の各値を閾値=12
8で2値化した場合を示し、同様に各ウィンドウ内の中
心画素を含む左上斜め方向の3つの画素値の和Pa〜P
eと右下斜め方向の3つの画素値の和Qa〜Qeを計算
すると、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =0+0+0=0 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =0+0+0=0 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =0+0+0=0 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =0+0+1=1 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =0+0+0=0 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =1+1+1=3 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =0+0+0=0 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =1+1+1=3 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =0+1+1=2 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =1+1+1=3 となる。
心画素を含む)の差Ra〜Reを求めると、 Ra=0−0=0 Rb=1−0=1 Rc=3−0=3 Rd=3−0=3 Re=3−2=1 となる。
の値が大きい場合に3×3画素のウィンドウ内に斜線パ
ターン10a,10bが有ることを示し、例えばRa〜
Reの値が2以上の場合に斜線パターン10a,10b
が有ると判断すれば図9(c), (d)に示すウィンド
ウ内に斜線パターン10a,10bが有ると判断するこ
とができる。また、このように画素値を2値化すること
により、加算演算を簡単にすることができる。
用のマッチングパターンを示し、図中の白領域は
「0」、黒領域は「1」を表している。先ず、画像デー
タを図9に示すように2値化し、その2値化データと図
10(a)〜(d)に示すマッチングパターンを比較
し、合致した場合に斜線パターン10a,10bがある
と判断する。この例では、図9(c)と図10(b)、
及び図9(d)と図10(a)が合致しており、このウ
ィンドウ内に斜線パターン10a,10bがあると判断
される。
きさを3×3としたが、もちろんウィンドウサイズが異
なる場合にも同様な判断方法により斜線パターン10
a,10bを検知することができる。但し、一般にウィ
ンドウサイズが大きい程、判別精度は上がるが、その分
処理時間が長くなり、また回路規模も大きくなる。
いて説明する。図11は図5に示すビットマップにおけ
る斜線パターン10a,10bの複数個の斜線(図では
6本の斜線Ka1〜Ka3、Kb1〜Kb3)を示し、また、こ
の複数個の斜線を用いて位置誤差を測定するための10
×3のサイズのウィンドウWを示している。
a2から位置誤差を求める場合について説明する。最初に
ウィンドウW内のデータ位置を求めるために主走査方向
の重心を演算する。ウィンドウはWa1→Wa2→Wa3 の
ようにウィンドウWを斜め左下45°の方向に順次シフ
トする。このとき常にウィンドウ内に斜線Ka2が収まる
ように制御される。そして、ウィンドウが所定の主走査
方向のアドレスに達したとき、この場合には、ウィンド
ウWanに到達すると、ウィンドウWを主走査方向のみに
移動させて次の斜線Ka3のウィンドウWan+1に移動させ
る。ウィンドウは同様にしてWan+1→Wan+2→Wan+3と
移動する。
に、ウィンドウはWb1→Wb2→Wb3のようにウィンドウ
Wを斜め右下45°の方向に順次シフトする。そして、
ウィンドウが所定の主走査方向のアドレスに達したと
き、この場合には、ウィンドウWbnに到達すると、ウィ
ンドウWを主走査方向のみに移動させて次の斜線Kb3の
ウィンドウWbn+1に移動させる。ウィンドウは同様にし
てWbn+1→Wbn+2→Wbn+3と移動する。このとき、次の
斜線に移動する場合、すなわち、Wan→Wan+1、Wbn→
Wbn+1と移動させる場合に左右の斜線パターン10a,
10bについて同一の副走査方向ラインで移動させれ
ば、制御が簡単になる。また、リアルタイムで位置誤差
を測定する場合には、ウィンドウをWa1→Wb1→Wa2→
Wb2→Wa3 →Wb3のように移動させることによって副
走査方向のラインクロック内で左右の斜線パターン10
a,10bのウィンドウの内の重心を測定することがで
き、最小限のラインメモリで測定が可能となる。
°の斜線の場合、画素の位置が何らかの誤差要因により
移動することがなければ、図のようにウィンドウWをシ
フトさせると主走査方向に1画素づつ移動する筈であ
る。また、画素の移動量が1画素分でない場合には、何
らかの原因により画素の位置が変動したことになって位
置誤差を求めることができる。位置誤差の主要な要因が
副走査方向の走査速度のむらによることが分かっている
場合には、位置誤差のデータから速度むらにデータを変
換することは容易である。
々なノイズが画像データに含まれているが、重心を求め
るために周辺の画素のデータを含む多数の画素のデータ
を用いているので、重心を求める過程でノイズの影響を
軽減してS/N比が高い測定が可能となる。この場合、
通常、ウィンドウの画素の数が多い程、S/N比が高く
なる。ウィンドウの形状は、主走査方向の重心を求める
ので主走査方向に大きいほうが望ましく、副走査方向の
サイズは1ラインでも測定可能である。
す手順で行われる。この処理は、原稿の走査開始と同時
にスタートし、先ず、主走査方向、副走査方向の各座標
値X、Yがイニシャライズ(X=0,Y=0)される
(ステップS1)。この座標値X、Yは斜線判別用の例
えば3×3のウィンドウ内のある画素位置例えば中心画
素の座標となる。次に、1本の斜線に対する測定回数を
示す変数iがイニシャライズ(i=0)される(ステッ
プS2)。
用の3×3のウィンドウ内に斜線パターンが存在するか
否かが判断され(ステップS3)、無い場合にはその3
×3のウィンドウを主走査方向に1画素分シフト(X=
X+1)する(ステップS4)。なお、このシフト量は
ウィンドウの大きさ、斜線の太さに応じて決められ、1
画素以上でもよい。ステップS3において斜線パターン
が存在する場合には、重心測定用の例えば10×3のウ
ィンドウW1 を設定し、そのウィンドウW1 内の重心を
求める(ステップS5)。このとき、ウィンドウW1 の
大きさ、斜線の太さに応じて、斜線と判別された画素の
位置から主走査方向に整数画素分だけシフトし、斜線の
部分がウィンドウW1 の中心付近になるようにウィンド
ウW1 を設定してもよい。
算し(ステップS6)、次いで主走査方向に−1画素
分、副走査方向に+1画素分シフトしたウィンドウW2
を設定し、また、測定回数用のカウント値iを1つイン
クリメントする(ステップS7)。なお、この実施形態
では、ウィンドウWを1画素づつ移動させているが、画
素の位置誤差を起こす原因となる振動などの周波数帯域
が低い場合には、2画素以上づつ移動させてもよく、こ
の方法により測定に要する時間を短縮することができ
る。
回数nに対してi=nとならない場合にはステップS8
からステップS5に戻り、他方、i=nとなった場合す
なわちウィンドウWn に達した場合には次の斜線のウィ
ンドウWn+1 に移動させる(ステップS8→S9)。そ
の方法としては、斜線の主走査方向の間隔に相当する画
素分より整数画素mだけ、ウィンドウ座標を主走査方向
にシフトした後、測定カウント値iをクリアし(ステッ
プS2)、斜線判別処理(ステップS3)に戻る。以下
同様に、1本の斜線に対してウィンドウWn+1 、Wn+2
、Wn+3 〜のように移動させて位置誤差を測定する。
測定することにより、読取装置の読み取り範囲が縦長で
あっても、副走査領域の全域に渡って位置誤差を測定す
ることができる。更に、主走査方向の狭い幅だけ測定す
るので、主走査方向の中央部、手前、奥側のように分け
て測定することもできる。また、高い分解能で位置誤差
を測定する場合にも、斜線のパターンを細くする必要は
全くなく、システムのMTFの制約を受けずに幅が広い
パターンを用いることができる。
に応じてウィンドウも大きくなるので結果として測定精
度を向上させることができる。したがって、斜線の幅は
処理速度、リアルタイム処理を行う場合にはバッファの
サイズ、回路規模の経済性などとのバランスを考慮して
設定すればよい。また、幅が広いパターンを用いてその
片側のエッジを検出することにより位置誤差を測定する
ことができる。更に、例えば副走査方向の読み取りタイ
ミングに関係なく白黒パターンを副走査方向に配列する
とモアレの発生が問題となるが、本実施形態では副走査
方向の読み取りタイミングと斜線の関係は常に同じであ
るのでモアレの発生が問題とならず、その結果、高精度
で位置誤差を測定することができる。
説明する。図13はウィンドウデータと斜線パターンの
各画素の読み取り値の関係を示し、読み取り値は8ビッ
トであって10進(0〜255)で示されている。主走
査方向の重心を求めるには、副走査方向の各列(3ライ
ン分)の和を求め、図に示すようにこれを左側からX
0、X1〜X9として、それぞれ18、50、202、
427、590、562、345、150、37、14
を求める。そして、各画素の主走査方向の中心座標を左
から順に0〜9とし、主走査方向の重心位置をRmとす
ると、重心位置Rmの回りのモーメントは0になるの
で、 X0(Rm−0)+X1(Rm−1)・・・+X9(R
m−9)=0 が成り立ち、数値を代入して計算するとRm=4.36
2が得られる。
必要とせず、演算を簡素化、高速化することができるか
らである。また、画像位置を求める場合、各列毎のデー
タの和の並びから補間により所定の分解能のデータ列を
得て、そのデータからピーク値が存在する位置を求める
方法を用いることができる。
場合について説明する。図11に示すように複数本から
成る斜線の重心を計算する場合、同一線上の線では問題
とならないが、違う線にウィンドウが移動したときには
移動前と移動後では斜線の主走査方向の間隔が丁度、整
数画素数でない限り重心の値が異なるので、補正しなけ
ればならない。一例として図11に示す斜線Ka2のウィ
ンドウWanの重心の値Ranが4.65となり、次の斜線
Ka3に移動した場合のウィンドウWan+1の重心の値Ran
+1が4.38、ウィンドウWan+2の重心の値Ran+2が
4.40、ウィンドウWan+3の重心の値Ran+3が4.4
1となった場合、ウィンドウが移動したラインにおける
重心の差ΔRa を計算すると、 ΔRa =Ran−Ran+1=4.65−4.38=0.27 となる。
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウィンドウWan+2の重心の値Ran+2、ウィン
ドウWan+3の重心の値Ran+3は、 Ran+2=Ran+2+ΔRa =4.40+0.27=4.6
7 Ran+3=Ran+3+ΔRa =4.41+0.27=4.6
8 となる。したがって、このように複数本の斜線からなる
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。ただし、斜線Ka2のウィンドウW
anから斜線Ka3のウィンドウWan+1に移動する場合、斜
線Ka2、Ka3は主走査方向に同時に存在しなければなら
ない。
の複数の斜線が主走査方向に対して角度θで配置され、
主走査方向の斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主
走査方向の斜線間隔をL2 とすると、 L2 <L1 ×cos θ ・・・(1) の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向には重なるので、ウィンドウを主走査方向に移動
して次の斜線の重心を連続して測定することができる。
ここで、斜線の長さL1 と斜線の始点、終点の主走査方
向の位置は式(1)の大小関係が大きいほど精度を必要
としなくなる。
方向に対して相対した45°の複数の斜線からなる斜線
パターン10a,10bの一部拡大図である。図15は
測定用パターン10がコンタクトガラス1に対して平行
に位置ずれなく設置されて平均速度も所定の場合を示
す。この場合には、前述のビットマップパターンにも4
5°の斜線パターンが形成される。この場合の位置誤差
の測定結果は図18のようになる。この図は、副走査方
向の位置に対して本来あるべき位置から実際の読取位置
の副走査方向の距離を位置誤差として示している。な
お、単位はドットである。平均速度が等倍時における所
定値の場合は、図18に示すように「0」を中心として
位置誤差が測定される。このとき、左右の斜線パターン
10a,10bでの差は見られない。
ガラス1に対して平行に位置ずれなく設置されて平均速
度が所定値より少し速い場合を示す。この場合には、ビ
ットマップパターンには45°より少し大きい角度、す
なわち左右の斜線パターン10a,10bが開く方向で
形成される。このときの位置誤差の測定結果を図19に
示す。この図から分かるように平均速度が所定の値と異
なる場合には、位置誤差の測定結果に傾きが生じてく
る。所定値よりも速い場合には、傾きが増す。このとき
の左右の斜線パターン10a,10bでの差は見られな
い。
ガラス1に対して少し傾いて設置され、平均速度が所定
値よりも速い場合を示す。この場合には、図17に示す
ように斜線パターン10a,10bが傾くと、左側の斜
線パターン10bは走査方向に対して角度が小さくなる
方向に傾きに、右側の斜線パターン10aは走査方向に
対して角度が大きくなる方向に傾く。この場合の位置誤
差の測定結果を図20に示す。図20において、左側の
斜線パターン10bは実際の平均速度よりも斜線が傾い
た分だけ速度が速い方向に検知され、傾きが増す方向で
測定される。右側の斜線パターン10aは逆に、平均速
度よりも斜線が傾いた分だけ速度が遅い方向に検知さ
れ、傾きが減る方向で測定される。このように検知され
るので、左側の斜線パターン10bから求めた位置誤差
測定データと右側の斜線パターン10aから求めた位置
誤差測定データとの平均をとると、両者の斜線パターン
10a,10b全体の傾きを相殺することになり、測定
用パターン10の傾きにかかわらず、真の位置誤差デー
タを得ることができる。
の斜線パターン10a,10bを用いてそれぞれの位置
誤差を測定することによって測定用パターン10の位置
ずれと平均速度の所定値からのずれを分離することがで
き、また、右、左それぞれの斜線パターン10a,10
bの位置誤差データの平均を取ることによって測定用パ
ターン10に位置ずれがあっても位置誤差を正確に測定
することができる。
ターン10aを用いて測定した位置誤差データから左側
の斜線パターン10bを用いて測定した位置誤差データ
の差を取ってプロットした結果である。この線は測定用
パターン10の傾きを示している。このように走査方向
に対して相異なる2つの斜線パターン10a,10bか
ら求めた位置誤差のデータの差によって測定用パターン
10の位置ずれ量を検知することができる。
置ずれを検知することができるが、この位置ずれ量は通
常変化することはない。したがって、図21に示した斜
線パターン10a,10bの位置ずれ量を前記記憶部1
08に記憶しておき、通常の読み取り時には、左右いず
れかの斜線パターン10a,10bを使用して位置誤差
を測定し、随時記憶部108から前記いずれかの斜線パ
ターン10a,10bの位置ずれ量を読み出して測定し
た位置誤差データを修正することによって斜線パターン
の位置ずれ量を検知することができる。
パターンが図22のように形成されるときに位置誤差測
定部105におけるウィンドウの設定方法は、以下のよ
うになる。
る複数個の斜線を示し、また、この複数個の斜線を用い
て位置誤差を測定するための10×3のサイズのウィン
ドウを示している。まず、左側の斜線パターン10aの
斜線Kc1から位置誤差を求める場合について説明する。
ウィンドウW内のデータ位置を求めるために主走査方向
の重心を演算する。ウィンドウはW1 →W2 →W3 のよ
うにウィンドウを斜め下45度の方向に順次シフトす
る。このとき常にウィンドウ内に斜線パターンが収まる
ように制御される。そして、ウィンドウが所定の主走査
方向のアドレスに達したとき、この図の場合には、ウィ
ンドウWn に到達すると、ウィンドウを主走査方向のみ
に移動させて、もう一方の右側の斜線パターン10bの
斜線Kd2に移動させる。ウィンドウは前述と同様にして
Wn+1 →Wn+2 →Wn+3 と移動する。
いても同様にウィンドウが所定の主走査方向のアドレス
に達したとき、この場合、ウィンドウW2nに達すると、
ウィンドウを主走査方向にみに移動させて左側の斜線パ
ターン10aの斜線Kc2にウィンドウを移動させ、同様
にしてウィンドウはW2n+1→W2n+2→W2n+3と移動す
る。このように左右の斜線パターン10a,10bを交
互に測定することによって図11の斜線パターン10
a,10bの場合の制御に比べて演算処理が簡単にな
り、演算時間を短くして位置誤差を求めることができ
る。
は、次のようにして行われる。
ーンそれぞれについて位置誤差を求めると、図23に示
すような結果となる。このとき、左側と右側の斜線パタ
ーンにおいてウィンドウが移動したときの位置誤差の差
を求める。すなわち、a,b,c・・・mの位置で左側
と右側の斜線パターン10a,10bの位置誤差の差を
求める。その差から直線近似した結果を図24に示す。
この傾きが斜線チャート(測定用パターン10)の位置
ずれを示している。これにより、修正された真の位置誤
差データを得ることが可能になる。
があった場合に、位置誤差を測定しようとするとノイズ
となって表われる。そこで、測定用パターン10の左側
の斜線パターン10aにごみ250が付着した場合につ
いて図25を参照して説明する。この図25に示すよう
なごみ250が付着したときの左側の斜線パターン10
aと右側の斜線パターン10bの位置誤差の測定結果は
図26のようになり、この測定結果の差をとると図27
に示すようになる。
の斜線パターン10a,10bの位置誤差の差をとる
と、ノイズがある場合にはノイズのある箇所にピークが
現出するので、これによってごみが付着している位置と
ノイズ量を求めることができる。例えば、図27におい
て、他のデータからある値以上離れている場合をノイズ
として判断し、このノイズ部分を除去することによって
S/Nのよい位置誤差測定が可能となる。
うにして行われる。
ボリューションを利用して補正を行う。図28に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、図
29に補正の処理手順を示すフローチャートを示す。図
から分かるように速度ムラがない場合の副走査方向の画
素位置は、画素列Pで示すように等間隔となる。しか
し、速度ムラがある場合には、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。図は本
来Pn 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。
タPn 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。
合、理想的なnライン目(Pn )の位置から2画素分以
内(r0 )のデータを位置誤差データから検出する(ス
テップ171,172)。この場合は、Qn 、Qn+1 、
Qn+2 、Qn+3 、Qn+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Pn 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。これが補正係数となる(ステップ173)。ここ
で、補間関数h(r)はsinx/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、 h(r )=1−2|r|2 +|r|3 ・・・(2) ただし、0≦|r|<1 h(r )=4−8|r|+5|r|2 −|r|3 ・・・(3) ただし、1≦|r|<2 h(r )=0 ・・・(4) ただし、2≦|r| 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、Pn 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、 Pn ={Qn ・h(r1)+Qn+1 ・h(r2)+Qn+2 ・h(r3) +Qn+3 ・h(r4)+Qn+4 ・h(r5)}/{h(r1) +h(r2)+h(r3)+h(r4)+h(r5)} ・・・(5) となる(ステップ174)。
ータにおいて終了したら、n+1ライン目へのラインを
シフトしていき、最終ラインまで繰り返し行う(ステッ
プ175)。このとき式(5)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
うにして測定した位置誤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、これによって位置誤差を補
正することが可能になる。
0に示す。通常の読取装置はキャリッジが走査を開始し
てから一定速度になった後に画像の読み取りを開始する
が、図30(a)では位置誤差を大きく見せるためにキ
ャリッジが走査を開始した直後から画像の読み取りを始
めたものを図示している。このとき、45度の斜線も同
時に読み込んでおり、この斜線パターン部分の画像から
前述の方式で位置誤差を求め、その位置誤差データと読
み取った画像データとから位置誤差を補正した画像が図
30(b)に示すものである。このようにして補正する
ことによってたとえ位置誤差を非常に大きく読み取って
しまったとしても、原稿に忠実な画像を再現できること
がわかる。
によれば、厳密なパターンの位置決め機構やパターンの
精度を必要することなく、副走査方向の画素の位置誤差
を高精度に測定することができ、また、測定された位置
誤差データに基づいて画像の位置誤差を補正するので、
位置ずれのない画像データを得ることができる。
載の発明に効果に加えて通常の読み取り時には、一方の
位置誤差だけ測定し、あらかじめ求めておいた位置誤差
の差の値を利用して位置誤差データを補正するので、演
算時間を短くすることができる。
載の発明の効果に加えて、第1および第2の斜線パター
ンを交互に読み取って位置誤差を求めていくので、演算
回路を簡略化することができる。
載の発明の効果に加えて、ごみや傷などによる画像デー
タ上のノイズを除去することができるので、さらに高精
度に位置誤差を測定することが可能となる。
である。
ンタクトガラスの要部拡大図である。
装置のシステム構成を示すブロック図である。
りデータの説明図である。
である。
る。
である。
するためのフローチャートである。
び重心測定方法を示す説明図である。
る。
した45°の複数の斜線からなるパターンの一例を示す
一部拡大図である。
した45°の複数の斜線からなるパターンの他の例を示
す一部拡大図である。
した45°の複数の斜線からなるパターンのさらに他の
例を示す一部拡大図である。
図である。
図である。
図である。
いて測定した位置誤差データから右側の斜線パターンを
用いて測定した位置誤差データの差を取ってプロットし
た図である。
の他の例と、複数個の斜線を用いて位置誤差を測定する
ための10×3のサイズのウィンドウを示す説明図であ
る。
位置誤差を示す図である。
動したときの位置誤差の差から直線近似した結果を示す
図である。
示す説明図である。
ーンと右側の斜線パターンの位置誤差の測定結果を示す
図である。
示す図である。
のモデル図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 画像を一定の時間間隔で線順次に走査し
て読み取る画像読取装置において、 原稿の走査領域外に設けられ、走査方向に対して一定の
傾きを有する複数本の線からなる第1のパターンおよび
前記第1のパターンと逆方向に一定の傾きを有する複数
本の線からなる第2のパターンと、 これら第1および第2のパターンを読み込むことによっ
て傾きが異なるパターンのそれぞれに対応した画素の位
置誤差を測定する手段と、 この測定する手段によって測定された値に基づいて画素
の位置誤差を修正する手段と、 この修正された画素の位置誤差を補正する手段と、を備
えていることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項2】 前記第1のパターンから位置誤差を求め
る手段と、 前記第2のパターンから位置誤差を求める手段と、 前記両手段によって求められた両パターンの位置誤差の
差を求める手段と、 前記求められた位置誤差の差を記憶する手段と、 通常の読取時には前記第1および第2のいずれか一方の
パターンを使用して位置誤差を測定し、前記記憶する手
段に記憶された位置誤差の差の値に基づいて画素の位置
誤差を修正する手段と、をさらに備えていることを特徴
とする請求項1記載の画像読取装置。 - 【請求項3】 前記第1のパターンから位置誤差を求め
る手段と、 前記第2のパターンから位置誤差を求める手段と、 位置誤差の測定を前記第1のパターンから始めるとき、
前記第1および第2のパターンを読み取った画像データ
と、前記第1のパターン部を含むウィンドウを設定する
手段と、 前記ウィンドウを画素の整数個分づつ順次移動させて設
定しなおす手段と、 前記ウィンドウがある位置に移動したときにウィンドウ
を主走査方向に移動させて前記第2のウィンドウ部を含
むウィンドウに設定する手段と、 ウィンドウが設定されるごとに、当該設定された領域に
おけるパターンの位置を演算する手段と、 ウィンドウの移動前後におけるパターンの位置データの
変化を演算することによって位置誤差を求める手段と、 前記第1および第2のパターンから求めた位置誤差から
位置誤差データを修正する手段と、をさらに備えている
ことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。 - 【請求項4】 前記第1のパターンから位置誤差を求め
る手段と、 前記第2のパターンから位置誤差を求める手段と、 前記第1および第2のパターンから求められた位置誤差
を比較する手段と、 この比較する手段によって比較された位置誤差に所定量
以上の差があるときにノイズがあったと判断して、前記
ノイズを除去する手段と、をさらに備えていることを特
徴とする請求項1記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27097496A JP3647992B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 画像読取装置 |
US08/948,084 US5949922A (en) | 1996-10-14 | 1997-10-09 | Image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10126584A true JPH10126584A (ja) | 1998-05-15 |
JP3647992B2 JP3647992B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17493633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27097496A Expired - Fee Related JP3647992B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3647992B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6610972B2 (en) | 2001-06-27 | 2003-08-26 | Xerox Corporation | System for compensating for chip-to-chip gap widths in a multi-chip photosensitive scanning array |
KR100440951B1 (ko) * | 2001-07-06 | 2004-07-21 | 삼성전자주식회사 | 플랫베드 스캐너에 있어서 스캐닝 에러 보정방법 및 장치 |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27097496A patent/JP3647992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6610972B2 (en) | 2001-06-27 | 2003-08-26 | Xerox Corporation | System for compensating for chip-to-chip gap widths in a multi-chip photosensitive scanning array |
US6707022B2 (en) | 2001-06-27 | 2004-03-16 | Xerox Corporation | System for compensating for chip-to-chip gap widths in a multi-chip photosensitive scanning array |
KR100440951B1 (ko) * | 2001-07-06 | 2004-07-21 | 삼성전자주식회사 | 플랫베드 스캐너에 있어서 스캐닝 에러 보정방법 및 장치 |
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JP3647992B2 (ja) | 2005-05-18 |
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