JPH0851531A

JPH0851531A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0851531A
Application number: JP6187474A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Murata; 和行村田; Akio Kojima; 章夫小嶋; 康浩 ▲くわ▼原; Yasuhiro Kuwabara; 直樹 ▲たか▼橋; Naoki Takahashi; Yoshihiro Yokoyama; 嘉広横山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】画像メモリ中の写像されない画素を無くし、
さらに、写像時の座標変換誤差に起因するところの読み
取り再現画像の歪みを低減した上で、画像の継ぎ目にず
れのない高品位な画像を画像メモリ上に再現する。【構成】入力画像データを高密度化することで画素数
を増大させた上で、写像時の座標誤差の少ない画素のみ
画像メモリへの写像を行う。ラインイメージセンサから
の画像データ４００を、写像回路５で高密度化後、画像
メモリ６に格納する。位置ずれ検出回路７は、画像メモ
リ６にすでに格納された画像データと高密度化後の入力
画像データとの相関度に基づいて走査位置座標３００を
補正し、補正位置座標７１０を出力する。写像回路５
は、補正位置座標に基づいて高密度化後の入力画像デー
タを画像メモリ６に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原稿を走査して得られた
画像データを、走査位置データに基づいて画像メモリに
写像して格納するための画像処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ハンドスキャナでは、タブレット上に置
かれた原稿を、読み取りセンサによって読みとる際、読
み取りセンサと一体になった位置センサが、タブレット
座標位置を検出し、画像データとともに読み取り位置を
出力するものがある。また、読み取りセンサ両端に一対
のエンコーダを設けて、読み取り位置を検出するタイプ
のハンドスキャナもある。従来、ハンドスキャナなどで
読みとった画像データをメモリに格納する画像処理装置
では、読み取り位置に基づいて読み取り画像データをメ
モリに格納していた。

【０００３】以下に従来の画像処理装置について説明す
る。図１３は従来の画像処理装置の説明図である。図１
３（ａ）においては、点線で囲まれたハンドスキャナ部
Ａは、タブレットを用いてイメージセンサの読み取り位
置の検出を行い、図１３（ｂ）においては、ハンドスキ
ャナ部Ａは２つの車輪についたエンコーダを用いてイメ
ージセンサの読み取り位置の検出を行う。

【０００４】まず、図１３（ａ）に示す従来例について
説明する。原稿１００１は、タブレット１０００上に置
かれる。ラインイメージセンサ１００２は原稿上を手動
により動かされ、原稿画像を走査読み取りする。ＸＹ座
標検出回路１００５は、タブレット１０００のＸＹコイ
ル（図示していない）にコイル駆動信号を出力する。さ
らに、ＸＹ座標検出回路１００５は、ラインイメージセ
ンサ１００２と一体になった位置センサ１００３からの
検出信号に基づいてＸＹ座標位置を検出し、検出値に対
応するシフト制御信号をバッファメモリ１００４に出力
する。バッファメモリ１００４は、シフト制御信号によ
って読み取り画像データの画像位置をシフトさせた上
で、画像メモリ１００６に記憶する。ラインイメージセ
ンサ１００２の走査位置がＸ方向又はＹ方向にぶれて
も、読み取り画像データは、検出されるＸＹ座標位置か
らぶれと反対方向へシフトされるので、画像メモリ中の
画像歪みを小さくできる。（例えば、特開昭５８−５１
３９１号公報、特開昭６０−１４４８７７号公報）。

【０００５】次に、図１３（ｂ）に示す従来例について
説明する。ラインイメージセンサ１０１２は原稿１００
１上を読み取り走査し、画像データを出力する。ライン
イメージセンサ１０１２の両端には、車輪の回転ととも
にパルスを発生するエンコーダ１０１３ａ、１０１３ｂ
が装着される。エンコーダ１０１３ａ、１０１３ｂから
出力されるパルスに基づき、走査位置検出回路１０１５
は、読み取り開始位置を起点にＸＹ方向の走査位置座標
を算出する。走査位置検出回路１０１５は、検出したＸ
Ｙ走査座標からＸＹ方向へのぶれを検出し、ぶれ方向を
補正するシフト制御信号を画像バッファ１０１４へ出力
する。画像バッファ１０１４はシフト制御信号に従って
入力した画像データの画像位置をシフトして画像メモリ
１０１６に記憶する。（例えば、特開昭６２−１５９６
４号公報）。

【０００６】以上のように従来の画像処理装置において
は、ハンドスキャナにより読み取った画像データの、メ
モリへの格納は以下のように行われていた。

【０００７】読み取り位置に基づいて、画像データの各
画素の座標値が算出される。次に、画素データの画像メ
モリへの格納アドレスが、座標値から換算される。画素
データが換算された画像メモリアドレスに格納される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな画像データの画像メモリへの格納方法では、以下の
問題点が生じる。

【０００９】ラインイメージセンサの読み取り画素密度
がＮ画素／ｍｍ、手動走査方向の読み取りライン走査密
度が最小Ｎライン／ｍｍであるハンドスキャナを用い、
読みとった画像データの各画素を、Ｎ画素／ｍｍの画素
密度で画像メモリに格納する場合を考える。以降、読み
取り画像データを画像メモリの所定のアドレスに格納す
る動作を写像と称する。

【００１０】第１の問題点：図１４の実線で示された矩
形は、画像メモリのアドレスに対応する位置を示してい
る。点線で示された矩形は、読み取り画素に対応する。
ドットは、算出された各読み取り画素の座標値を示して
いる。各読み取り画素データは、ドットの存在する画像
メモリのアドレスに写像される。図１４において、画像
メモリのアドレスＡには、いかなる読み取り画素も写像
されないことになる。このように従来の写像方法では、
画像メモリ中に写像抜け画素が多く生じ、読み取り再現
画像を著しく劣化させていた。この第１の問題点をなく
すために、次の方法が考えられる。１）画像メモリの画
素密度よりイメージセンサの読み取り画素密度を大きく
する。２）画像メモリの画素密度より手動走査方向のラ
イン走査密度を大きくする。

【００１１】しかし、上記の第１の問題点を解決する方
法には次の欠点がある。１）の場合、イメージセンサの
画素数が増大しコストアップとなる。２）の場合、最大
手動走査速度が小さくなる。

【００１２】第２の問題点：図１４において、画像メモ
リのアドレスＢには、読み取り画素ＣまたはＤの画素デ
ータが写像されることになる。読み取り画素ＣまたはＤ
の座標値が、画像メモリのアドレスＢに変換される時の
位置的な誤差が大きい。このことは、画像メモリに格納
された読み取り再現画像を歪ませる原因となっていた。
この第２の問題点をなくすために、次の方法が考えられ
る。

【００１３】イメージセンサの読み取り画素密度、およ
び／または、手動走査方向のライン走査密度を、画像メ
モリの画素密度より大きくする。かつ、読み取り画素デ
ータの座標値を画像メモリのアドレスに変換する際、位
置誤差の少ない画素データのみ画像メモリに写像する。

【００１４】しかし、上記の第２の問題点を解決する方
法は、イメージセンサの画素数が増大しコストアップと
なったり、最大手動走査速度が小さくなるという欠点が
ある。

【００１５】第３の問題点：タブレットで位置検出を行
うことで累積位置誤差は生じないが、絶対位置誤差を小
さくする為にはタブレットの検出精度を上げることが必
要であり、コストが高くなるといった課題がある。ま
た、必ずタブレットを用いる必要があり、携帯型タイプ
に使用する用途では単体で使用できず、かつ小さくでき
ないといった課題がある。

【００１６】第４の問題点：読み取りセンサ両端位置に
ある一対の車輪につけられたエンコーダから走査位置を
検出する方法は、操作性において優れているが、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からの
パルスをカウントして位置を算出するので、メカ精度、
車輪のすべりなどによって累積位置誤差が生じるといっ
た課題がある。よって、読み取りセンサが実際に走査し
ている位置と検出される位置において、絶対位置誤差が
大きい場合、あるいは累積位置誤差が大きい場合には、
画像メモリに格納された再現画像には、画像の継ぎ目に
大きなずれが生じるという問題点を有していた。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、原稿画像を走査して読みとられた画像データと、前
記画像データに対応する走査位置データとを入力とし
て、前記画像データを画像メモリに格納する画像処理装
置において、前記画像データを高密度化して、高密度化
画像データを出力する画素密度変換手段と、位置ずれ検
出手段からの位置補正量に応じて前記走査位置データを
補正し、補正位置データを出力する位置補正手段と、前
記補正位置データに基づいて、前記高密度化画像データ
を前記画像メモリに格納する写像手段と、前記写像手段
によってすでに前記画像メモリに格納された格納済画像
データと、前記画像メモリに未格納の前記高密度化画像
データとの重複して読み取られた画素を検出する重なり
領域検出手段と、複数の前記重複画素において、前記格
納済画像データと前記未格納の高密度化画像信号の相関
度を算出する画像相関検出手段と、前記相関度に基づい
て、前記未格納の高密度化画像データの位置ずれを検出
し、前記位置補正量を出力する前記位置ずれ検出手段と
を備えることを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記した構成によって、入力画像データを高密
度化することで画素数を増大させた上で、写像時の座標
誤差の少ない画素のみ画像メモリへの写像を行う。これ
により、画像メモリ中の写像されない画素を無くすこと
ができる。さらに、写像時の座標変換誤差に起因する読
み取り再現画像の歪みを大幅に低減できる。加えて、イ
メージセンサの画素数を増やしたり、最大手動走査速度
を小さくする必要もなく、低コストで上記課題を解決す
ることが可能となる。

【００１９】また、走査位置情報が実際の走査位置に対
して位置誤差を含んでいても、画像メモリにすでに格納
された画像データと、入力画像データの相関度より位置
ずれを検出して走査位置信号を補正するした上で、入力
画像データをメモリに格納することにより、画像の継ぎ
目にずれのない高品位な画像を画像メモリ上に再現でき
る。

【００２０】さらに、前記相関度を算出する際、写像時
の位置誤差の少ない画像メモリ中の画像データと高密度
化された入力画像データを用いるので、信頼度の高い位
置ずれ検出が可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例の画像処理装置につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実
施例における画像処理装置Ａ、および原稿画像を読みと
り走査する画像読み取り部Ｂのブロック図である。ライ
ンイメージセンサ１は、原稿９上を手動により走査さ
れ、原稿画像を読みとり、画像データを生成する。読み
取り画像データは、画像バッファ４に出力される。

【００２２】図示しないが、ラインイメージセンサ１が
取り付けられているハンドスキャナ本体には、ラインイ
メージセンサ１の両端位置に２個の車輪が付けられてお
り、各車輪には車輪の回転を検出するエンコーダ２ａ，
２ｂがそれぞれ取り付けてある。（例えば、すでに公知
の特開昭６２−１５９６４に記載されているハンドスキ
ャナの構成である。）それぞれのエンコーダ２ａ，２
ｂは、車輪の回転角度に応じて位相の異なる２相のパル
スを発生する。走査位置検出回路３は、この２相パルス
を用いて、各車輪の回転方向を考慮した各車輪の移動距
離を検出する。次に、走査位置検出回路３は、各車輪の
移動距離に基づいて、各車輪の原稿上での座標を算出す
る。さらに、走査位置検出回路３は、各車輪の座標をラ
インイメージセンサ１の両端の各読み取り画素の座標に
変換し、走査位置座標３００として出力する。走査位置
検出回路３の動作についての詳細は後述する。

【００２３】位置ずれ検出回路７は、写像回路５からの
高密度化画像データ５００と、画像メモリ６の格納され
た画像データの相関値を算出する。さらに、位置ずれ検
出回路７は、この相関値に基づいて算出される位置補正
量を用いて走査位置座標３００を補正し、補正位置座標
７１０を写像回路５に出力する。写像回路５は、画像デ
ータ４００を画素密度変換し、高密度化画像信号５００
を出力する。さらに、写像回路５は補正位置座標７１０
を用いて、画像メモリ６のアドレスを生成する。写像回
路５は、高密度化画像データ５００の各画素データを、
バス６００を介して画像メモリ６に格納する。位置ずれ
検出回路７及び写像回路５の動作の詳細は後述する。

【００２４】以下、走査位置検出回路３の動作につい
て、さらに詳しく説明する。図２は、位置検出回路３の
動作説明図である。図２において、太線は２個の車輪の
移動軌跡を示している。ラインイメージセンサ１がｉラ
イン目の画素データを読みとったときの、２個の車輪の
位置を示す座標を、それぞれＰ０_i（Ｘ０_i，Ｙ０_i），
Ｐ１_i（Ｘ１_i，Ｙ１_i）とする。今、Ｐ０_i-1，Ｐ１_i-1
の座標が既知であるとき、Ｐ０_iおよびＰ１_iの座標は、
（数１）を用いて近似的に算出できる。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、Ｌ０_i-1は、読みとり開始時から
ｉ−１ライン目の読み取りを行った時までに、車輪が移
動した距離である。△Ｌ０_iは、ｉ−１ライン目の読み
取りからｉライン目の読み取を行ったときまでに、車輪
が移動した距離である。移動距離は、車輪の回転方向を
考慮するので、マイナスの値にも成り得る。Ｄは、２つ
の車輪間の距離である。（数１）は、△θ＝｜θ_i−θ
_i-1｜＝｜△Ｌ０_i−△Ｌ１_i｜／Ｄを０とした近似計算
である。△θは、ラインイメージセンサ１の１ライン走
査時間の間に、ラインイメージセンサ１の変化角度を意
味する。（数１）を用いることによって、読み取り開始
時の２つの車輪の座標を決めておけば、２つの車輪の移
動距離からそれらの座標を算出することができる。

【００２７】図３は、ラインイメージセンサ１の両端部
読み取り画素の座標算出の説明図である。車輪３１の座
標をＰ０（Ｘ0，Ｙ0）、車輪３２の座標をＰ１（Ｘ1，
Ｙ1）とする。ラインイメージセンサ１の両端部の画素
の座標Ｐs（Ｘs，Ｙs）およびＰe（Ｘe，Ｙe）は、（数
２）により算出できる。

【００２８】

【数２】

【００２９】ここで、Ｄは車輪３１と３２の間の距離、
ｄ１は車輪３１から読み取り画素Ｐsまでの距離、ｄ２
は車輪３１から読み取り画素Ｐeまでの距離である。

【００３０】走査位置検出回路３は、エンコーダ２ａお
よび２ｂからの２相パルスより車輪の移動距離を得て、
（数１）および（数２）の演算を行いラインイメージセ
ンサ１の両端の読み取り画素の座標を、走査位置座標３
００として出力する。

【００３１】図４は、ラインイメージセンサ１の走査領
域の説明図である。図４を用いて、原稿９の読み取り領
域幅がラインイメージセンサ１の長さより大きい場合
の、ラインイメージセンサの手動走査による動きを説明
する。原稿を読み取るために、操作者は手によってハン
ドスキャナ本体を原稿に接触させつつ、原稿９上を往復
動作させながら手動走査する。このとき、本体に取り付
けられた２個の車輪が回転し、エンコーダ２ａ，２ｂか
ら２相パルスが出力される。図４は、ラインイメージセ
ンサ１により読みとられる原稿上の読み取り領域を示し
ている。

【００３２】ラインイメージセンサ１は原稿９の全幅を
走査することができないので、読み取り部Ｂ（図１）
は、ラインイメージセンサ１の往復動作によって原稿全
体を読み取る。図４は、イメージセンサ両端の画素のみ
の位置を記載しているが、イメージセンサ１は両端画素
を結ぶライン上の画像を読み取る。例えば、ラインイメ
ージセンサ１の両端画素がそれぞれＡ点とＢ点である場
合、ラインイメージセンサ１はＡ点とＢ点を結ぶライン
上を読み取っている（以後、これを読み取り位置Ａ−Ｂ
と記す。）。

【００３３】図４では、ラインイメージセンサ１は、読
み取り位置Ａ−Ｂを走査開始位置とし、読み取り位置Ｃ
−Ｄまで走査する。Ａ点、Ｂ点、Ｄ点、Ｃ点に囲まれる
読み取り領域ＡＢＤＣを読みとった画像データは、画像
メモリ６に新規に格納される。このような領域を、以後
新規走査領域と称する。

【００３４】次に、ラインイメージセンサ１は、戻り方
向に、読み取り位置Ｃ−ＤからＥ−Ｆまで走査する。Ｃ
点、Ｄ点、Ｇ点、Ｅ点に囲まれる領域ＣＤＧＥは、重複
して画像が読み取られる領域である。以後、この重複し
て読み取られる領域を重なり走査領域と称する。Ｄ点、
Ｇ点、Ｆ点に囲まれる領域ＤＧＦは、新規走査領域であ
る。領域ＡＢＣＤの読み取り画像データ中の各画素は、
位置検出回路３からの走査位置座標に基づいて、写像回
路５により画像メモリ６に格納される。次に、ラインイ
メージセンサ１が戻り方向に移動し、読み取り位置Ｃ−
ＤからＥ−Ｆまで走査する。このとき、重なり走査領域
ＣＤＧＥ、新規走査領域ＡＢＧＥＣ、および新規走査領
域ＤＦＧの３つの走査領域が存在する。

【００３５】走査位置座標３００に位置誤差がなけれ
ば、走査位置座標３００に基づいて、読み取り画像デー
タの各画素を、画像メモリ６に写像して格納することが
できる。すなわち、重なり走査領域の読みとり画像デー
タが、画像メモリにオーバーライトされても、新規走査
領域ＡＢＧＥＣと重なり走査領域ＣＤＧＥの継ぎ目部分
に、画像メモリ中の読み取り画像にずれは生じない。し
かし、ハンドスキャナの機構設計精度、車輪と原稿間の
スリップ、車輪の原稿への沈み込み、曲線手動走査時の
車輪幅の影響などにより、走査位置座標３００は誤差を
含んでいる。また、走査位置検出回路３は、エンコーダ
２ａ，２ｂから出力される２相パルスをカウントして、
エンコーダの移動距離を得るので、前記誤差は累積され
る。よって、走査位置座標３００を用いて画像データ４
００を画像メモリ６に写像すると、前記継ぎ目部分に画
像のずれ生じる。

【００３６】この画像ずれを無くすため、位置ずれ検出
回路７は、重なり走査領域ＣＤＧＥの画像メモリ６に格
納された画像データと高密度化画像データ５００を用い
て、それらの相関度合いを示す相関値を算出する。さら
に、位置ずれ検出回路７は、この相関値に基づいて、走
査位置座標を補正するための位置補正量を算出する。ま
た、位置ずれ検出回路７は、この位置補正量に従って走
査位置座標３００を補正し、補正位置座標７１０を写像
回路５に出力する。写像回路５は補正位置座標７１０に
従って、高密度化画像データ５００中の各画素を画像メ
モリ６に写像するためのアドレスを生成し、画像メモリ
６に格納する。重なり走査領域の抽出について説明は後
述する。

【００３７】図７は画像メモリ６の説明図である。画像
メモリ６の各画素のビット構成は、書き込みフラグの記
憶ビット（ビット７）と、画像データの記憶ビット（ビ
ット０〜６）より成る。ここで、画像データの記憶ビッ
ト数は特定されるものではなく、必要な階調数によって
設計すればよい。本実施例では１２８階調の画像を扱う
ものとし、０から１２７の値を持つ濃淡データを格納す
るために、１画素あたり７ビットが画像メモリに確保さ
れる。ｂｉｔ７の書き込みフラグは、画像データが画像
メモリに６書き込まれていないとき（未格納状態）
「０」であり、画像データがすでに書き込まれていると
き（格納状態）「１」になる。

【００３８】次に、位置ずれ検出回路７についてその動
作を説明する。図５は位置ずれ検出回路７のブロック図
である。ラインイメージセンサ１の読み取り走査が開始
される前に、画像メモリ６の全てのデータ、補正量算出
回路７３の位置補正量７０３、および画像相関回路７２
内の相関テーブルは、「０」に初期化される。この初期
化後、ラインイメージセンサ１のラインの読み取り走査
ごとに、走査位置座標３００が位置補正回路７４により
補正されて、補正位置座標７１０として写像回路５に出
力される。ラインイメージセンサ１の読み取りが開始さ
れた時点では、位置補正量７０３は「０」なので、走査
位置座標３００と補正位置座標７１０は同じ座標値とな
る。

【００３９】写像回路５は、画像データ４００を画素密
度変換処理により高密度化し、高密度化画像信号５００
を生成する。さらに、写像回路５は、入力される補正位
置座標７１０を用いて、高密度化画像信号の各画素デー
タＰｎの画像メモリ６への格納アドレスＡＤＲｎを算出
する。写像回路５の動作の詳細については後述する。写
像回路５は、アドレスＡＤＲｎに従って、バス６００を
経由して画像メモリ６のアドレスＡＤＲｎに格納されて
いる画素データＰｎを読み出し、バス６００を介して、
重なり領域検出回路７１に画素データＰｎを出力する。

【００４０】重なり領域検出回路７１は、画素Ｐｎの書
き込みフラグ（ｂｉｔ７）をチェックして、この画素デ
ータＰｎのアドレスＡＤＲｎに画像データが格納済みか
どうかを判定する。画素データＰｎのｂｉｔ７が１のと
きは、センサの読み取り走査によって画像データがすで
にアドレスＡＤＲｎに格納されていることを示している
ので、画素データＰｎは重なり走査領域に含まれること
が判定できる。また、ｂｉｔ７が０のときは、画素デー
タＰｎは新規走査領域に含まれることが判定できる。重
なり領域検出回路７１は、信号７０１を画像相関回路７
２、写像回路５に出力する。ここで、信号７０１は、画
素データＰｎが新規走査領域に含まれるとき「０」、重
なり走査領域に含まれるとき「１」となる信号である。

【００４１】画像相関回路７２は、信号７０１が「１」
のとき画素データＰｎについての相関値算出処理を行
い、信号７０１が「０」のとき相関値算出処理を行わな
い。写像回路５は、信号７０１が「０」のとき、高密度
化画素データＰｎを、画像メモリ６に格納する。また、
写像回路５は、信号７０１が「１」のきはＰｎを画像メ
モリ６に格納をしない。この１画素単位の一連の処理動
作を、高密度化画像データ５００の１ラインの全部画素
データについて行う。

【００４２】１ライン分の高密度化画像データ５００の
上記処理が終了した時点で、画像相関回路７２は、重な
り走査領域に含まれる画素についてのみ相関値計算処理
を行うことによって作成した相関テーブルを用いて、走
査位置座標３００の位置ずれ方向を検出する。さらに、
画像相関回路７２は、補正量算出回路７３に位置ずれを
キャンセルするためのオフセット値７０２を出力する。
１ライン全ての高密度化画素が新規走査領域に含まれる
ときは、画像相関回路７２の相関テーブルは初期値
「０」のままである。このときは、前記オフセット値７
０２は、０（位置ずれ無し）となる。

【００４３】補正量算出回路７３は、オフセット値７０
２を、内部に保持している補正量の累積値に加算して位
置補正量７０３を出力する。位置補正回路７４は、次に
処理する１ラインの画像データの走査位置座標３００
と、位置補正量７０３を加算して、補正位置座標７１０
として写像回路５に出力する。以後、前述した一連の処
理を順次ラインごとに繰り返し行う。

【００４４】図６は写像回路のブロック図である。図６
および図７を用いて、写像回路５の動作を説明する。画
素密度変換回路５１は、画像データ４００中の１画素デ
ータにつき３つの補間画素を生成し、２倍に高密度化さ
れた高密度化画像データ５００を出力する。

【００４５】補間画素の生成方法について、図１０を用
いて説明する。図１０は、画素密度変換の説明図であ
る。Ｐ_i,jは、画像データ４００中、ｉライン目の画像
データのｊ番目の画素データを示す。黒ドットは各画素
データの座標点である。図１０（ａ）は画像データ４０
０中の隣接する４つの画素を示している。画像データ４
００中の画素データＰ_i,jに対して、３つの補間画素を
生成する場合について説明する。図１０（ｂ）において
Ｑ_i,j，Ｒ_i,jおよびＳ_i,jは補間画素である。各補間画
素データは、（数３）により算出する。

【００４６】

【数３】

【００４７】次に、座標値算出回路５２について説明す
る。座標値算出回路５２には、ラインイメージセンサ１
の両端画素の補正後の座標値である補正位置座標７１０
が入力される。座標値算出回路５２は、補正位置座標７
１０を用いて、高密度化画像データ５００の各画素の座
標値５２０を計算する。図７に示すように、ラインイメ
ージセンサ１の両端画素Ｐｓ_iおよびＰｅ_iの座標（補正
位置座標７１０）が、それぞれ（Ｘｓ_i、Ｙｓ_i），（Ｘ
ｅ_i，Ｙｅ_i）である場合の、座標値算出回路５２の動作
を説明する。サフィックスｉは、画像データ４００のｉ
ライン目の補正位置座標であることを示す。ここで、ラ
インイメージセンサ１の読み取り画素密度を８画素／ｍ
ｍ，画像メモリ６に格納する画像の画素密度を８画素／
ｍｍ、Ｘｓ_i，Ｙｓ_i，Ｘｅ_iおよびＹｅ_iは１／８ｍｍを
単位とする実数値である。

【００４８】ラインイメージセンサ１の１ラインの読み
取り画素数をＮｄ、１ライン中の画素番号をｊとした場
合、画素データＰ_i,jの座標（ＸＰ_i,j，ＹＰ_i,j）は
（数４）を用いて算出される。

【００４９】

【数４】

【００５０】画素データＰ_i,jに対応する３つの補間画
素データＱ_i,j，Ｒ_i,j，Ｓ_i,jの座標（ＸＱ_i,j，ＹＱ
_i,j），（ＸＲ_i,j，ＹＲ_i,j），（ＸＳ_i,j，ＹＳ_i,j）
は（数５）を用いて算出される。

【００５１】

【数５】

【００５２】座標値算出回路５２は、（数４）および
（数５）の演算処理を行うことにより、高密度化画像信
号５００中の各画素の座標値５２０を算出する。

【００５３】整数化回路５３は、実数値である座標値５
２０を整数化し、整数座標値５３０を出力する。実数の
座標値５２０を（Ｘ_real，Ｙ_real），整数座標値５３０
を（Ｘ_int，Ｙ_int）とすると、整数座標値は、（数６）
を用いて算出される。（数６）において［］は、小数
点を切り捨てる演算を示す。

【００５４】

【数６】

【００５５】（数６）において、０．５を加算した後に
小数部切り捨て処理をすることは、四捨五入することと
等価である。

【００５６】アドレス生成回路５４は、整数化座標値５
３０を画像メモリ６のアドレス５４０に変換する。図１
１に画像メモリ６のアドレス配置を示す。画像メモリ６
はＸ方向にＭ画素、Ｙ方向にＮ画素のページメモリであ
る。画像メモリの左上の画素のアドレスは０，右上のア
ドレスはＭ−１、右下のアドレスはＭＮ−１である。整
数化座標値５３０を（Ｘ_int，Ｙ_int）とすると、画像メ
モリのアドレスＡＤＲは（数７）により算出される。

【００５７】

【数７】

【００５８】誤差算出回路５５には、実数の座標値５２
０と整数座標値５３０が入力され、座標値５２０が整数
化されたために生じる座標誤差５５０を出力する。Ｘ方
向の座標誤差をＥｘ、Ｙ方向の座標誤差をＥｙとする
と、座標誤差（Ｅｘ，Ｅｙ）は、（数８）により算出さ
れる。

【００５９】

【数８】

【００６０】ＥｘおよびＥｙは、０から０．５の値をと
る。比較回路５６は、座標誤差５５０のＥｘおよびＥｙ
と、あらかじめ決められた値を比較する。比較回路５６
は、ＥｘおよびＥｙが共に前記値より小さいとき、
「１」になる信号５６０を出力する。

【００６１】アクセス回路５７は、バス６００を介して
画像メモリ６をアクセスする。画像メモリ６のアドレス
は、アドレス５４０により指定される。アクセス回路５
７による高密度化画像信号５００の画像メモリ６への格
納は、信号７０１が「０」かつ信号５６０が「１」であ
るときのみ行われる。すなわち高密度化画像信号５００
内のある画素の画像メモリ６への写像は、その画素が新
規走査領域に含まれる画素でかつ座標誤差が所定値より
小さいという条件を満たしたときのみ行われる。前記条
件を満たさない画素は画像メモリ６への写像は行われな
い。

【００６２】図１２は、高密度化画像データ５００の画
像メモリ６への写像動作の説明図である。図１２（ａ）
は、高密度化画像データ５００を示す。図１２（ａ）に
おいて、黒ドットは、各画素の座標値を示している。高
密度画像データ５００の画素密度は、最小１６画素／ｍ
ｍである。図１２（ｂ）は、画像メモリ６の画素を示
す。図１２（ｂ）において、黒ドットは画素Ｗの座標値
を示す。距離Ｕは、比較回路４の比較回路５６で用いら
れる所定値を示している。画像メモリ６は、画素密度が
８画素／ｍｍの画像データを格納する。図１２（ｃ）
は、高密度化画像データ（図１２（ａ））と、画像メモ
リの画素（図１２（ｂ））を同一の座標系で重ねた例で
ある。図１２（ｃ）の場合、高密度画像データの画素
Ｐ，Ｑ，ＲおよびＳの各座標値は、領域Ｔの外側にある
ので、画素Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓいずれも画像メモリの画素Ｗ
には写像されないことになる。すなわち、画像メモリ６
中に、原稿読み取り領域であるにも関わらず、写像され
ない画素（写像抜け画素）が存在することになる。写像
抜け画素は、領域Ｔを広げることにより無くすことがで
きる。しかし、領域Ｔを広げると写像時の座標誤差が大
きくなるので、画像メモリに写像された画像の歪みが大
きくなる。画像の歪みの点からいうと、領域Ｔは狭い程
良い。

【００６３】写像抜け画素を無くすための、距離Ｕの限
界値Ｕ_maxは、画像メモリの画素ピッチを単位として
（数９）で表せる。本実施例の場合、画像メモリの画素
密度は８画素／ｍｍであるので、単位は１／８ｍｍとな
る。

【００６４】

【数９】

【００６５】距離Ｕを０．３５とすることにより、写像
抜け画素を無くすことができる。ある程度の写像抜け画
素の発生を許容して、画像ひずみを低減することを重点
とする場合は、距離Ｕは０．３から０．３５の範囲に設
定すればよい。距離Ｕを０．３以下にすると、写像抜け
画素が多発し、再現画像の画質が著しく低下する。

【００６６】位置ずれ検出回路７の動作説明に戻る。図
８は相関テーブルの説明図である。画像相関回路７２に
ついて図８を主に用いて説明する。図８（ａ）は相関処
理の対象となる相関位置の説明図、図８（ｂ）は相関テ
ーブルの説明図である。位置補正回路７４に入力される
ｉライン目の走査位置座標３００をＰ１０（Ｘ１，Ｙ
１）、Ｐ２０（Ｘ２，Ｙ２）とし、位置補正量７０３を
△Ｘoffset_i、△Ｙoffset_iとする。位置補正回路７４
は、走査位置座標３００から（数１０）に基づいて補正
位置座標Ｐ１１（Ｘ３，Ｙ３）、Ｐ２１（Ｘ４，Ｙ４）
を算出する。

【００６７】

【数１０】

【００６８】重なり領域検出回路７１からの信号７０１
が「１」、すなわち被処理画素が重なり走査領域に含ま
れているときのみ、画像相関回路７２は被処理画素につ
いて相関値を算出し、相関テーブルの更新を行う。被処
理画素の座標に対応する画像メモリ６中の画素Ｐｎを着
目画素とする。相関値の算出は、被処理画素の座標を微
少値増減した座標に対応する画像メモリ中の画素データ
と、被処理画素との画素データの差分値を算出すること
により行う。

【００６９】着目画素Ｐｎの座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）、微
少座標値を△ｈｘ、△ｈｙとした場合、被処理画素の相
関値算出の対象となる画素データＰｈの座標（Ｘｈ_mn，
Ｙｈ _mn）は、（数１１）で算出される。

【００７０】

【数１１】

【００７１】ここで、ｍは−１、０、１、ｎは−１、
０、１の値をとる。また、［］は少数部を切り捨てる
整数化処理である。

【００７２】図８（ａ）では、Ｐ１２からＰ２２は、ｍ
＝１、ｎ＝１の場合の、相関値を算出する１ラインの位
置を示している。この相関値算出の対象座標に対応する
相関テーブルをｈ（ｍ，ｎ）とすると、図８（ｂ）に図
示する相関テーブルが作成できる。

【００７３】高密度化画像信号５００の１ライン中の画
素番号をｊ、データ値をＤｎ_j、画像メモリ６中の相関
値算出の対象となる画素データをＤｈ_jmnとすると、各
相関テーブルの値ｈ（ｍ，ｎ）は、（数１２）によって
算出される。ここで、ｈｏ（ｍ，ｎ）は画素番号ｊ−１
までの相関値計算で生成された相関値テーブルの値であ
る。１ラインの相関値計算を開始する前に、相関テーブ
ルの値は全て０に初期化される。

【００７４】

【数１２】

【００７５】画像相関回路７２は、上記の相関値計算
を、高密度化画像信号中の１ラインの全ての画素につい
て行うことにより相関テーブルを完成する。

【００７６】さらに、画像相関回路７２は、１ラインの
相関値の計算が終了した時点で、ｈ（ｍ，ｎ）の最小値
を保持する（ｍ_min，ｎ_min）を検索し、オフセット値７
０２として出力する。相関テーブル中に複数の最小値が
存在し、その最小値に（ｍ_mi _n，ｎ_min）＝（０、０）が
含まれる場合、（０，０）の最小値が優先して用いられ
る。相関テーブル中の相関値ｈ（ｍ_min，ｎ_min）が最も
小さいと言うことは、（△ｈｘ×ｍ_min，△ｈｙ×
ｎ_min）の微少値を各画素の座標に加算して写像する
と、画像メモリ中の画像とこれから写像しようとするラ
インの画像とが、最もよく一致することを示している。

【００７７】補正量算出回路７３は、オフセット値７０
２（ｍ_min，ｎ_min）を用いて（数１３）に示す演算を行
う。

【００７８】

【数１３】

【００７９】（数１３）において、サフィックスｉは、
高密度化画像データ５００のｉライン目の相関テーブル
完成時の位置補正量７０３を表す。位置補正回路７４
は、走査位置座標３００に（△Ｘoffset_i，△Ｙoffse
t_i）を加算することにより、走査位置座標３００の補正
を行い、補正位置座標７１０を出力する。

【００８０】本実施例では相関対象画素位置を９箇所と
したが、位置ずれ量が大きい場合には、より多くの相関
対象画素位置を多くしても良い。位置ずれ量が小さく、
１ライン毎に位置ずれ検出及び位置補正を行う必要がな
ければ、１ライン毎に相関テーブルを作成せず、１６走
査ライン間隔で位置ずれの補正を行っても良い。

【００８１】また、画像相関回路７２は、図９に図示す
るように、走査位置座標Ｐｓ−Ｐｅに対し、微少角△φ
を振った傾き方向の相関座標Ｐｓ（±△φ）−Ｐｅ（±
△φ）に対しても相関処理を加えて行うことで、より精
度のよい位置ずれ補正を実現することができる。この場
合、本実施例の相関テーブル値ｈ（ｍ，ｎ）と組み合わ
せると、相関テーブル値はｈ（ｌ，ｍ，ｎ）となる。ｌ
は−１，０，１の値をとる。角度方向に３通り、位置方
向に９通りの計２７通りの相関テーブルが作成できる。
相関テーブルの最小値がｈ（ｌ，ｍ，ｎ）の場合、角度
の補正量△φoffset_iはｌ・△φの計算により生成され
る。ここで△φは０．２度とする。

【００８２】また、本実施例では、入力画像データ及び
走査位置座標は、２つのロータリーエンコーダをハンド
スキャナから入力されるとしたが、タブレットによる位
置検出によって走査位置座標を得るタイプのハンドスキ
ャナから入力されても良い。さらに、本実施例では、ラ
インイメージセンサを用いたハンドスキャナからの信号
を処理する画像処理装置について説明したが、ハンドス
キャナに限定されるものではない。例えば、エリアイメ
ージセンサを用いた画像入力装置からの画像信号を処理
するものでも良い。

【００８３】また、本実施例と同様の処理を、マイクロ
コンピュータやＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッ
サ）を用いたシステムにおいて、ソフトウエアによって
実現することも可能である。

【００８４】以上のように本発明の実施例によれば、入
力画像データの画素数を増大させた上で、写像時の座標
誤差の少ない画素のみ画像メモリへの写像を行う。これ
により、画像メモリ中の写像されない画素を無くし、再
現画像の歪みを大幅に低減する。また、画像の継ぎ目に
ずれのない高品位な画像を画像メモリ上に再現できる。

【００８５】

【発明の効果】以上にように本発明は、入力画像データ
を高密度化することで画素数を増大させた上で、写像時
の座標誤差の少ない画素のみ画像メモリへの写像を行
う。これにより、画像メモリ中の写像されない画素を無
くすことができる。さらに、写像時の座標変換誤差に起
因する読み取り再現画像の歪みを大幅に低減できる。ま
た、走査位置情報が実際の走査位置に対して位置誤差を
含んでいても、画像メモリにすでに格納された画像デー
タと入力画像データの相関度より位置ずれを検出して走
査位置信号を補正するした上で、入力画像データをメモ
リに格納することによって、画像の継ぎ目にずれのない
高品位な画像を画像メモリ上に再現できる。

【００８６】さらに、前記相関度を算出する際、写像時
の位置誤差の少ない画像メモリ中の画像データと高密度
化された入力画像データを用いるので、信頼度の高い位
置ずれ検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像処理装置Ａ、およ
び原稿画像を読みとり走査する画像読み取り部Ｂのブロ
ック図

【図２】位置検出回路３の動作説明図

【図３】ラインイメージセンサ１の両端部読み取り画素
の座標算出の説明図

【図４】ラインイメージセンサ１の走査領域の説明図

【図５】位置ずれ検出回路７のブロック図

【図６】写像回路５のブロック図

【図７】画像メモリ６の説明図

【図８】相関テーブルの説明図

【図９】角度補正の説明図

【図１０】画素密度変換の説明図

【図１１】画像メモリ６のアドレス配置図

【図１２】高密度化画像データ５００の画像メモリ６へ
の写像動作の説明図

【図１３】従来の画像処理装置の説明図

【図１４】従来の画像処理装置の問題点の説明図

【符号の説明】

１ラインイメージセンサ２ａエンコーダ２ｂエンコーダ３走査位置検出回路５写像回路６画像メモリ７位置ずれ検出回路５１画素密度変換回路５２座標値算出回路５３整数化回路５４アドレス生成回路５５誤差算出回路７１重なり領域検出回路７２画像相関回路７３補正量算出回路７４位置補正回路

フロントページの続き (72)発明者 ▲たか▼橋直樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者横山嘉広大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像を走査して読みとられた画像デー
タと、前記画像データに対応する走査位置データとを入
力として、前記画像データを画像メモリに格納する画像
処理装置において、前記画像データを高密度化して、高密度化画像データを
出力する画素密度変換手段と、位置ずれ検出手段からの位置補正量に応じて前記走査位
置データを補正し、補正位置データを出力する位置補正
手段と、前記補正位置データに基づいて、前記高密度化画像デー
タを前記画像メモリに格納する写像手段と、前記写像手段によってすでに前記画像メモリに格納され
た格納済画像データと、前記画像メモリに未格納の前記
高密度化画像データとの重複して読み取られた画素を検
出する重なり領域検出手段と、複数の前記重複画素において、前記格納済画像データと
前記未格納の高密度化画像信号の相関度を算出する画像
相関検出手段と、前記相関度に基づいて、前記未格納の高密度化画像デー
タの位置ずれを検出し、前記位置補正量を出力する前記
位置ずれ検出手段とを備えることを特徴とする画像処理
装置。
【請求項２】前記写像手段は、前記走査位置データに基
づいて、高密度化画像データ中の各画素の原稿上での実
数座標値を、前記画像メモリ中に格納される画像データ
の画素密度を単位として算出する手段と、前記原稿上での実数座標値を、前記画素密度を単位とす
る整数座標値に変換する整数化手段と、前記座標値の整数化の際に生じる座標誤差値を算出する
手段と、前記整数座標値を前記画像メモリのアドレスに変換する
手段と、前記座標誤差値の大きさと所定の値を比較する手段とを
備え、前記座標誤差値の大きさが前記所定の値以下であるとこ
ろの画素のみを画像メモリの前記アドレスに格納するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】前記所定の値は、前記画素密度を単位とし
て０．３ないし０．３５であることを特徴とする請求項
２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記画像データと走査位置データは、ライ
ンイメージセンサと２つの走査位置検出手段を備えるハ
ンドスキャナから出力されるデータであることを特徴と
する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】前記位置検出手段は、原稿面に接触して回
転する車輪と、前記車輪の回転に対応してパルスを出力
するエンコーダを備えることを特徴とする請求項４記載
の画像処理装置。
【請求項６】前記エンコーダは位相の異なる２系統のパ
ルスを出力することを特徴とする請求項５記載の画像処
理装置。
【請求項７】前記画素密度変換手段は、被処理画素とそ
の周辺画素を用いて補間画素を生成する手段を備え、入
力画像データを２倍の画素密度に変換することを特徴と
する請求項１記載の画像処理装置。