JPH036985A

JPH036985A - 光源変動補正方法および装置

Info

Publication number: JPH036985A
Application number: JP14193589A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yoshizawa; 吉沢　清
Original assignee: Nireco Corp
Current assignee: Nireco Corp
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-14
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2655546B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、光源の変動による画像の変動を補正する光源
変動補正方法および装置に係わり、特に光源の変動に敏
感に反応するカラー画像読み取り、色彩測定又は検査を
する場合の光源変動補正方法および装置に関する。

〔従来の技術］ある速度で移動する帯状物体（１例として印刷物）の表
面に一定の周期で同じ絵柄が印刷されている画像を撮像
して静止画像としてデイスプレィ表示し印刷の出来上が
り状態を検査するような場合、帯状物体の表面に絵柄の
入らない余白部分をもうけておき、ラインセンサカメラ
から画像メモリに取り込まれた画像の余白部分のデータ
を用いて光源の変動を補正していた。

しかし余白部分の汚れは補正誤差となること、また近年
省資源及びコストの低減などの目的のため帯状物体の余
白面積は減少する傾向にあり余白を用いない方式の開発
が望まれていた。

また、絵柄読み取り用のラインセンサとは別の光電素子
を光源装置に組み込み、光源から光の一部を光電素子に
当てて光源の輝度を補正したり、カラー画像の読み取り
の場合は光電素子の色分解された出力を信号処理回路に
導き補正信号として用いた。しかし、カラー画像より精
度よく色彩情報を抽出するためには光電素子の分光感度
とカララインセンサの分光感度のづれを補正するために
別の補正機能を必要とした。

（発明が解決しようとする課題〕カラー画像の場合、光源の波長の変動による対象物の反
射率の変動が画像に大きく影響する。このため変動の少
ない光源とし、さらに変動した場合、その変動に応じて
画像を補正する必要がある。従来は、この補正を行うた
め対象物に余白を設けていたが、この余白も設けられな
い状況となってきている。そこで本発明は、このような
余白を用いず、イメージセンサの一部に光源から分割し
た補正用照明を入射することにより、光源変動による画
像の補正を行う方法および装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、光源からの光を分割して対象
物の照明光と補正光とし、イメージセンサの一部に照明
光による対象物の反射光を入射し、他の一部に補正光を
入射するようにし、対象物に基準反射体を設けた時の補
正光により生じる画像を基準補正画像として画像補正の
基準とすればよく、本発明の光源変動補正方法は、光源
より対象物に照射した反射光をイメージセンサの一部に
入射して対象物画像を出力するとともに他の一部に前記
光源より分割した光を照射して補正画像を出力し、前記
対象物に基準反射体を設けた時のイメージセンサの前記
一部に入射して生じた画像を基準対象物画像としその時
の前記光源から分割した光が前記他の一部に入射して生
じた画像を基準補正画像として該基準補正画像と前記補
正画像とにもとずき前記対象物画像を補正して補正対象
画像として出力することを特徴とするものである。

また、前記対象物に第２基準反射体を設けた時のイメー
ジセンサの前記一部に入射して生じた画像を第２基準対
象物画像とし、前記基準対象物画像と該第２基準対象物
画像との差にもとずき前記補正対象画像を正規化するよ
うにしてもよい。また、前記対象物を所定速度で移動し
、表面に一定の周期で同一特徴体を表している帯状物体
としてもよい、そのとき、前記イメージセンサを１次元
イメージセンサとするとよい、また、本発明の光源変動
補正方法を実現する装置は、光源よりの光を対象物を照
射する照明光と該光源の変動を検知する補正光とに分割
して出射する光源装置と、前記対象物の反射光を結像す
る光学系と、該光学系の結像を一部で受光し他の一部で
前記補正光を受光しそれぞれ対象物画像、補正画像とし
て出力するイメージセンサと、該イメージセンサの出力
を入力し画像信号を出力するとともに前記対象物に基半
反射体を設けた時のイメージセンサの前記一部に入射し
て生じた画像を基準画像としその時の前記光源からの補
正光を前記他の一部に入射して生じた画像を基準補正画
像として該基準補正画像と前記補正画像とにもとずき、
前記対象物画像を補正して補正対象画像信号として出力
する画像処理装置と、該画像処理装置の画像信号を表示
する画像表示装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。

〔作　用］上記構成により、対象物に基準反射体を設けた時に生じ
る基準対象物画像と、その時の光源より分割した補正光
により生じた基準補正画像を得る、そして対象物の対象
物画像とそのときの補正画像を用い、基準補正画像と補
正画像の比で対象物画像を補正する。このようにして対
象物に基準反射体を設けた時の光源を基準として、光源
変動に対する対象物画像の補正をする。また基準反射体
（例えば完全拡散反射面）による基準対象物画像を一方
の基準とし、他方の基準として第２基準反射体（例えば
馬体）による第２基準対象物画像を用い、両者の差を基
に補正された対象物画像を正規化することができる。

所定速度で移動する、表面に一定の周期で同一特徴体（
例えば印刷した絵柄）を表している帯状物体の画像を、
光源の変動を補正した状態で得られるので、特徴体自体
の変化を正確に検出することが可能となる。この場合特
徴体は一定周期で表れることから１次元イメージセンサ
でよい。

また、本発明では同一のイメージセンサに同一光源を分
割して生じた対象物の反射光と補正光とを入射し対象物
画像と補正画像を得るので両画像の特性上のバラツキが
なく、精度のよい補正画像が得られる。

〔実　施　例〕

本発明の一実施例を第１図〜第３図を用いて説明する。

第１図は本実施例の構成を示すブロック図である。第１
図において、１は光源であり例えばキセノンランプを用
いる。２．は球面反射鏡、３は光源■からの照明光の経
路を２分するための、例えば耐熱性を考慮した石英ガラ
ス製の半透明鏡、４は光ａ】からの照明光を対象物に照
射するための照明用ライトガイドで、光源１側の端部は
球面反射鏡２により光源１の光束を集光した位置に設け
られ、他端部から対象物に照明光を照射する。５は半透
明鏡３により分割された光を導く補正用ライトガイド、
６は対象物として高速で移動する、表面に一定周期で描
かれた絵柄を有する帯状物体、７は帯状物体６を案内す
るローラ、８はローラ７の速度を検出するパルス発振器
、９は照明用ライトガイド４で照明された帯状物体６の
絵柄の反射光を結像する光学レンズ、１０は分光感度補
正用のガラスフィルタ、１１は単板式のカラーラインセ
ンサ、１２はカラーラインセンサ１１の出力を増幅する
ビデオアンプ、１３はビデオアンプ１２のアナログ出力
をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、１４はＡ／Ｄ
変換器１３の出力を入力して記憶する画像メモリ、１５
は画像メモリ１４の出力をアナグロ変換するＤ／Ａ変換
器、１６はＤ／Ａ変換器の出力を直像表示するＣＲＴデ
イスプレィ、１７はキーボード、１８はプリンタ、１９
はパルス発生器８の発生するパルスをカウントして絵柄
の繰り返し周期に同期した書き込みアドレス信号を画像
メモｉ月４に出力するとともに画像処理を行う画像処理
回路である。

次に動作について説明する。

高速でロール上を移動する帯状物体６に照明用ライトガ
イド４から帯状物体６の移動方向と直角に交差する方向
に細長い帯状照明をあてる。帯状物体６からの照明の反
射光はロール７上方に置かれた焦点合わせ用の光学レン
ズ９、分光感度補正用のガラスフィルタ１０を通してカ
ラーライセンサ１１の一部に像を結ぶ、補正用ライトガ
イド５からの光は分光感度補正用のガラスフィルタ１０
を通してカラーラインセンサＩＩの他の一部に入射する
。このとき前述した照明用ライトガイド４からの反射光
がカラーラインセンサ１１上で結像する位置と、補正用
ライトガイド５の光が入射する位置を分離して配置する
。カラーラインセンサ１１のビデオアンプ１２により必
要な電圧範囲に増幅されＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信
号に変換される。

帯状物体６の案内に用いられるロール７の軸にパルス発
生器８が取り付けられている０画像処理回路１９でロー
ル７の回転に合わせて発生するパルスをカウントするこ
とにより帯状物体６の表面に描かれた絵柄の繰り返し周
期に同期した画像メモリの書込アドレス信号を発生して
、Ａ／Ｄ変換された絵柄信号と補正用ライトガイド５の
信号を画像メモ１月４に書き込む、このときのビデオ信
号の波形を２図に示す、ビデオ信号は赤（Ｒ）、緑（Ｇ
）、青（Ｂ）よりなる、第２図中のＨＡ、Ｈ，。

Ｈ，は第３図（ａ）に示す位置を示している。

画像メモリ１４に書き込まれた絵柄信号はＣＲＴデイス
プレィ１６の表示タイミングにあわせて読み出され、Ｄ
／Ａ変換されてＣＲＴデイスプレィ１６に静止画像とし
て表示される。

色彩を測るための装置の校正手段として白色の帯状物体
６をロール上で移動させることにより、あるいは白色の
帯状物体６のかわりに完全拡散反射面に相当する試料片
たとえば酸化マグネシウムや硫酸バリウム面をカラーラ
インセンサ１１の視野に置き、パルス発生器８の発生す
るパルスの代わりに周波数発振器により発生するパルス
を利用して白色の画像とこのときの補正用ライトガイド
５による補正信号を画像メモリに取り込む。

このときの画像メモリ１４の様子を第３図に示す。

白色の試料片による画像を画像メモリ１４に取り込んで
メモリの垂直アドレスＶ、と水平方向の画素Ｈ，−Ｈ，
，Ｈ工との交点位置のデータをデータエリア（Ｅ（Ｐ、
Ａ　）　）　ｌｌａｍ　、（Ｅ（Ｐ、Ｂ））□５（Ｅ（
Ｐ、Ｃ））□＊　−−−（Ｅ（Ｐ、Ｗ）　）。Ｉ、　（
Ｅ（Ｐ、Ｘ））、、Ｉに格納する。

また一方黒レベルの校正手段として黒色の帯状物体６を
ロール上で移動させることにより、あるいは黒色の帯状
物体６のかわりにカラーラインセンサ１１を遮光し、パ
ルス発生器８の発生するパルスの代わりに周波数発振器
により発生するパルスを利用し黒色の画像を画像メモリ
１４に取り込む０画像メモリ１４の垂直アドレスＶ、と
水平方向の画素Ｈ４〜Ｈｔ＝、Ｈｘとの交点位置のデー
タをデータエリアＣＧ（Ｐ、Ａ）　　）□、、　（Ｇ（
Ｐ、Ｂ）　　）□ｗ、　（Ｇ　（Ｐ、Ｃ）　）　ｌｌＧ
ｇ　−−−（Ｇ（Ｐ、Ｗ）　）□、に格納する。移動す
る帯状物体６の表面に描かれた絵柄を画像メモＩＪ１４
に取り込む、ＣＲＴデイスプレィ１６に表示された静止
画像のなかから画像データを抽出する箇所をキーボード
により複数点指定する。このときの画像メモ１月４の様
子を第３図（ｂ）に示す。

Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、は画像データを抽出するために指定さ
れた点を示す、指定点Ｐ、、Ｐ、、Ｐ３の座標は各４　
（ｖｔ　ｌ　　Ｈｄ　）、（”＋ｚ　　Ｈｌ）、（Ｖｚ
　　Ｈ、）である。

また、画像データを抽出する指定点に対応した補正用ラ
イトガイド５による補正信号はＱ、、Ｑ、、Ｑ、の点が
指す画像メモリ上の位置から読み取れる、　Ｐ　＋、　
Ｐ　ｚ、　Ｐ　！、　（Ｌ、　Ｑｚ、Ｑｚの各点の画像
メモリ１４の内容をデータエリア（Ｆ（１，ｄ））真、
ｍ、ＣＦ（ｎ　、　ｇ））　ｌｌＧ１．　ＣＦ（ｒ、　
ｉ））　ＩＧｌ、　（Ｆ　（＋、　ｘ））　ｉｓｍ（Ｆ
（ｎ、　ｘ））　ｍＧｔ　、　　（Ｆ（ｒ、　Ｘ））　
ＩＧＩに格納する、補正データを用いてデータエリアに
格納された絵柄データの補正を次のようにおこない補正
後のデータをデータエリア［Ｄ　（１，ｄ）　）　ｖＧ
、、　（Ｄ　（ｎ。

ｇ））　ＩＧｇ、　ＣＤ（ｒ、　ｉ）］　ＲＧＩに格納
する。

（Ｆ（＋、ｘ））。。

Ｘ　　（Ｆ　（１，ｄ））　＊ｒ、ｍＸ　　（Ｆ（ｎ、　　ｇ））　ＩＧｍＸ　　（Ｆ（ｒ、　　ｉ））。。

画像データを抽出する指定点上の校正用白データ、及び
黒データを用いて正規化された色彩データは次のように
して求められる。

（Ｂ（＋、ｄ）　）□、＝ＣＤ（１，ｄ）　）　＋１．ｚ　　　（Ｇ（ｐ、ｄ）　
）　ＲＧＩ（Ｅ（ｐ、ｄ）　）□＊　　　（Ｃ（ｐ、ｄ
）　）　＊ｒ、＊（Ｂ（ｎ、ｇ）　）　ＩＧｌ　＝ＣＤ（ｎ、ｇ）　）　ｌｌａｍ　　　ＣＧ（ｐ、ｇ）　
）　ｍａｎ（Ｅ（ｐ、ｇ）　）□＊　　　ＣＧ（ｐ、ｇ
）　）□。

（Ｂ（ｒ、ｉ）　　）□１　＝（Ｄ（ｒ、ｉ）　　）　ｍａｗ　　　ＣＧ（ｐ、ｉ）　
　）　ＩＧｍ（Ｅ（ｐ、ｉ）　　）　ａｓｓ　　　（Ｇ
（ｐ、ｉ）　　）　ａＧｓ本実本実定例る効果を以下に
記載する。

■　色彩測定用と光源補正用の検出素子を同一のものと
し、又光源から検出素子にいたる間の分光特性をそろえ
ることにより光源の電ｉｎ電圧の変化、温度の変化、ラ
ンプの劣化等の原因によって生じる照明光の分光エネル
ギーの変動の影響を押さえて色彩データの精度を向上さ
せる。

■　移動する帯状物体の絵柄及び光源補正用の画像をラ
インセンサの走査ごとに画像メモリに取り込んでおき、
絵柄上で指定した色彩測定点の色彩データを抽出する際
、各色彩測定点に１対ｌに対応した光源補正用の画像か
ら補正データを取り出して補正するため信絃性が高い、
これは移動する物体の速度が遅い場合静止画像を取り込
むのに時間がかかり、走査線方向１本１本の画像を取り
込む間に光源の変動が生じる場合があるが、このような
場合有効である。

■　画像メモリに取り込まれた絵柄及び光源補正用の画
像と、ラインセンサの画素毎に測った校正用白データ、
黒データ及び光源補正用データを外部記憶装置に一時的
に記憶し、これを再び読み出して絵柄上で指定された任
意位置の色彩データを抽出することができる。これによ
り、基準としたい絵柄を記憶しておき、新しく読み取っ
た画像との色彩のずれを比較したい場合絵柄の任意の位
置を比較の対象として設定することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光源からの光を対象物の照明光と補正
光に分割し、イメージセンサの一部に照明光による対象
物の反射光を入射し、他の一部に補正光を入射するよう
にし、対象物に基準反射体を設けた時の補正光による画
像を基準として画像補正するので、対象物に補正用の余
白等を必要とせず、光源変動の補正を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はビデオ信号の波形を示す図、第３図は画像メモリ
の様子を示す図である。１−ｍ−光源　　　　２−〜−球面反射鏡３−−−半透
明鏡　　４−ｍ−照明用ライトガイド５−−−補正用ラ
イトガイド　６一−−帯状物体７−−−ロール　　　８
−−−パルス発振器９−ｍ−光学レンズ　１０−−−ガ
ラスフィルタ１１−−一カラーラインセンサｌ２−−−ビデオアンプ　１３−−−　Ａ／Ｄｉ換器１
４−ｍ−画像メモリ　　１５−−−　Ｄ／Ａ変換器１６
−−−　ＣＲＴデイスプレィ１７−−−キーボード　　１８−−−プリンタ１９−ｍ
−画像処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源より対象物に照射した反射光をイメージセン
サの一部に入射して対象物画像を出力するとともに他の
一部に前記光源より分割した光を照射して補正画像を出
力し、前記対象物に基準反射体を設けた時のイメージセ
ンサの前記一部に入射して生じた画像を基準対象物画像
としその時の前記光源から分割した光が前記他の一部に
入射して生じた画像を基準補正画像として該基準補正画
像と前記補正画像とにもとずき前記対象物画像を補正し
て補正対象画像として出力することを特徴とする光源変
動補正方法。
（２）前記対象物に第２基準反射体を設けた時のイメー
ジセンサの前記一部に入射して生じた画像を第２基準対
象物画像とし、前記基準対象物画像と該第２基準対象物
画像との差にもとずき前記補正対象画像を正規化するこ
とを特徴とする請求項１記載の光源変動補正方法。
（３）前記対象物が所定速度で移動し、表面に一定の周
期で同一特徴体を表している帯状物体であることを特徴
とする請求項１または２記載の光源変動補正方法。
（４）前記イメージセンサが１次元イメージセンサであ
ることを特徴とする請求項３記載の光源変動補正方法。
（５）光源よりの光を対象物を照射する照明光と該光源
の変動を検知する補正光とに分割して出射する光源装置
と、前記対象物の反射光を結像する光学系と、該光学系
の結像を一部で受光し他の一部で前記補正光を受光しそ
れぞれ対象物画像、補正画像として出力するイメージセ
ンサと、該イメージセンサの出力を入力し画像信号を出
力するとともに前記対象物に基準反射体を設けた時のイ
メージセンサの前記一部に入射して生じた画像を基準画
像としその時の前記光源からの補正光を前記他の一部に
入射して生じた画像を基準補正画像として該基準補正画
像と前記補正画像とにもとずき前記対象物画像を補正し
て補正対象画像信号として出力する画像処理装置と、該
画像処理装置の画像信号を表示する画像表示装置とを備
えたことを特徴とする光源変動補正装置。