JPH0879467A - 高性能画像訂正のための走査線待ち行列化 - Google Patents
高性能画像訂正のための走査線待ち行列化Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】走査画像の幾何的ひずみを修正する。
【解決手段】まず、センサ要素から受け取る生走査線１
００の間の生解像度と走査線間の中間解像度との間で生
走査線を事前スケーリング１０２する。次に、事前スケ
ーリングされた走査線の、横方向すなわち、センサ・ア
レイ内のセンサ要素によって感知された生解像度からの
走査線内の画素と選択された画素解像度の間でのスケー
リング１０５を行う。次に、現在選択された画素解像度
を有する事前スケーリングされた走査線の、縦方向すな
わち走査の方向での、中間解像度から選択された走査線
間の走査線解像度へのスケーリング１０７を行う。この
画像は、次の画像処理のため接続されたコンピュータ・
システムへの伝送のために、選択された画素および走査
線の解像度で出力バッファ１０９に記憶される。
００の間の生解像度と走査線間の中間解像度との間で生
走査線を事前スケーリング１０２する。次に、事前スケ
ーリングされた走査線の、横方向すなわち、センサ・ア
レイ内のセンサ要素によって感知された生解像度からの
走査線内の画素と選択された画素解像度の間でのスケー
リング１０５を行う。次に、現在選択された画素解像度
を有する事前スケーリングされた走査線の、縦方向すな
わち走査の方向での、中間解像度から選択された走査線
間の走査線解像度へのスケーリング１０７を行う。この
画像は、次の画像処理のため接続されたコンピュータ・
システムへの伝送のために、選択された画素および走査
線の解像度で出力バッファ１０９に記憶される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル記憶さ
れた画像の処理に関する。具体的に言うと、本発明は、
低精度イメージ・スキャナから取り出した画像データ
を、正規化された高品位ディジタル画像にする処理に関
する。
れた画像の処理に関する。具体的に言うと、本発明は、
低精度イメージ・スキャナから取り出した画像データ
を、正規化された高品位ディジタル画像にする処理に関
する。
【０００２】
【従来の技術】写真技術では、コンピュータ技術が広範
囲で利用可能になるにつれて、フィルム画像を電子的に
走査してディジタル化された電子画像をコンピュータ・
システムに記憶することが可能になった。画像をディジ
タル化したならば、保存、編集、強調その他のディジタ
ル処理が可能になる。
囲で利用可能になるにつれて、フィルム画像を電子的に
走査してディジタル化された電子画像をコンピュータ・
システムに記憶することが可能になった。画像をディジ
タル化したならば、保存、編集、強調その他のディジタ
ル処理が可能になる。
【０００３】高解像度スキャナでは、画像を横切って機
械的に移動される１列に配置されたセンサのアレイが使
用される。３５ｍｍフィルムに対して２０００要素のア
レイを使用する場合、人間の目は１／４画素未満のジッ
タを検出でき、光の波長の５倍に近い機械的精度が必要
となる。この精度を達成するために、現在の技術的現状
のスキャナは、フィルムなど、走査光学系が横切る画像
が置かれる基板の高精度の位置決めとハンドリングに頼
っている。当然のことながら、高精度のハードウェア
は、非常に高価でもある。それにもかかわらず、高品位
画像データが取り出され、ディジタル化されている。
械的に移動される１列に配置されたセンサのアレイが使
用される。３５ｍｍフィルムに対して２０００要素のア
レイを使用する場合、人間の目は１／４画素未満のジッ
タを検出でき、光の波長の５倍に近い機械的精度が必要
となる。この精度を達成するために、現在の技術的現状
のスキャナは、フィルムなど、走査光学系が横切る画像
が置かれる基板の高精度の位置決めとハンドリングに頼
っている。当然のことながら、高精度のハードウェア
は、非常に高価でもある。それにもかかわらず、高品位
画像データが取り出され、ディジタル化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】仕事、家庭および学校
で個人が使用できる低コスト・スキャナを製造すること
が望ましい。個人用スキャナを安価にするための明白な
方法の１つが、高価な画像ハンドリング・ハードウェア
を安価な低精度ハードウェアに置き換えることである。
しかし、低精度ハードウェアは、スキャナを横切る画像
基板の移動に使用されるモータの減速、加速または、お
そらくは方向の逆転のために、縦横の間隔が一貫しない
走査画像をもたらす。ハードウェア内での基板のシフト
から、他のエラーが生じる可能性もある。したがって、
この種のスキャナでは、生データに多数の修正および訂
正を加えて、高品位画像と一貫する正規化された形にす
る必要がある。
で個人が使用できる低コスト・スキャナを製造すること
が望ましい。個人用スキャナを安価にするための明白な
方法の１つが、高価な画像ハンドリング・ハードウェア
を安価な低精度ハードウェアに置き換えることである。
しかし、低精度ハードウェアは、スキャナを横切る画像
基板の移動に使用されるモータの減速、加速または、お
そらくは方向の逆転のために、縦横の間隔が一貫しない
走査画像をもたらす。ハードウェア内での基板のシフト
から、他のエラーが生じる可能性もある。したがって、
この種のスキャナでは、生データに多数の修正および訂
正を加えて、高品位画像と一貫する正規化された形にす
る必要がある。
【０００５】本発明は、生走査データに訂正および調節
を加えて、訂正され正規化された形にすることのできる
論理待ち行列化方式を提供する。
を加えて、訂正され正規化された形にすることのできる
論理待ち行列化方式を提供する。
【０００６】したがって、本発明の目的は、走査画像の
幾何的ひずみを修正することである。
幾何的ひずみを修正することである。
【０００７】本発明のもう１つの目的は、画像走査用の
比較的安価な基板ハンドリング機構の使用を可能にする
ことである。
比較的安価な基板ハンドリング機構の使用を可能にする
ことである。
【０００８】本発明のもう１つの目的は、走査機構およ
びハンドリング機構のジッタを補償することである。
びハンドリング機構のジッタを補償することである。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、実際の走査解
像度の均等分割だけではなく、要求されたすべての解像
度を生成することである。
像度の均等分割だけではなく、要求されたすべての解像
度を生成することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的は、光
センサが、生画像を形成する不規則な格子パターンに配
置された複数の画素に基板画像を変換する、基板画像を
コピーするためのスキャナの走査によって達成される。
スキャナは、選択された格子パターンを受け取り、この
格子パターンに生画像を変換する。スキャナは、生画像
の画素を、選択された格子パターンに従って配置される
複数の画素にスケーリングして、選択された画像を形成
する。選択された画像は、次の処理のために出力され
る。
センサが、生画像を形成する不規則な格子パターンに配
置された複数の画素に基板画像を変換する、基板画像を
コピーするためのスキャナの走査によって達成される。
スキャナは、選択された格子パターンを受け取り、この
格子パターンに生画像を変換する。スキャナは、生画像
の画素を、選択された格子パターンに従って配置される
複数の画素にスケーリングして、選択された画像を形成
する。選択された画像は、次の処理のために出力され
る。
【００１１】１実施例では、センサ・アレイに対して相
対的に基板を移動することによって、基板上の画像を走
査する。生の走査線を記憶する際に、生走査線のそれぞ
れの位置基準を確立する。まず、センサ要素から受け取
る生走査線の間の生解像度と走査線間の中間解像度との
間で生走査線を事前スケーリングする。生走査線の位置
基準は、この事前スケーリング・ステップの間ならびに
次のスケーリング・ステップの間に、安価な搬送機構に
よって引き起こされたひずみにかかわらずに画像内の生
走査線の位置を正確に決定するのに使用される。次に、
事前スケーリングされた走査線の、「横方向」すなわ
ち、センサ・アレイ内のセンサ要素によって感知された
生解像度からの走査線内の画素と選択された画素解像度
の間でのスケーリングを行う。次に、現在選択された画
素解像度を有する事前スケーリングされた走査線の、
「縦方向」すなわち走査の方向での、中間解像度から選
択された走査線間の走査線解像度へのスケーリングを行
う。この画像は、次の画像処理のため接続されたコンピ
ュータ・システムへの伝送のために、選択された画素お
よび走査線の解像度で出力バッファに記憶される。
対的に基板を移動することによって、基板上の画像を走
査する。生の走査線を記憶する際に、生走査線のそれぞ
れの位置基準を確立する。まず、センサ要素から受け取
る生走査線の間の生解像度と走査線間の中間解像度との
間で生走査線を事前スケーリングする。生走査線の位置
基準は、この事前スケーリング・ステップの間ならびに
次のスケーリング・ステップの間に、安価な搬送機構に
よって引き起こされたひずみにかかわらずに画像内の生
走査線の位置を正確に決定するのに使用される。次に、
事前スケーリングされた走査線の、「横方向」すなわ
ち、センサ・アレイ内のセンサ要素によって感知された
生解像度からの走査線内の画素と選択された画素解像度
の間でのスケーリングを行う。次に、現在選択された画
素解像度を有する事前スケーリングされた走査線の、
「縦方向」すなわち走査の方向での、中間解像度から選
択された走査線間の走査線解像度へのスケーリングを行
う。この画像は、次の画像処理のため接続されたコンピ
ュータ・システムへの伝送のために、選択された画素お
よび走査線の解像度で出力バッファに記憶される。
【００１２】本発明の１態様は、生の走査画像を各方向
の任意の選択された解像度にスケーリングしなおすこと
であるから、高価な搬送機構を有するスキャナであって
も、本発明によって改良することができる。この場合、
走査線間の間隔の信頼性が高いので、事前スケーリング
手順は不要である。縦方向スケーリング処理で、走査線
の間の解像度を、生解像度からスケーリングされた走査
線の間の選択された走査線解像度へ直接変換することが
できる。
の任意の選択された解像度にスケーリングしなおすこと
であるから、高価な搬送機構を有するスキャナであって
も、本発明によって改良することができる。この場合、
走査線間の間隔の信頼性が高いので、事前スケーリング
手順は不要である。縦方向スケーリング処理で、走査線
の間の解像度を、生解像度からスケーリングされた走査
線の間の選択された走査線解像度へ直接変換することが
できる。
【００１３】高価な搬送機構を有するスキャナの場合、
前に述べた走査線ごとの位置基準は、機械的精度と走査
機構の均一な前進に依存することによって確立できる。
しかし、高価な搬送機構を必要としない好ましい実施例
では、位置基準が、基板の側面に配置された基準トラッ
クを走査し、基準トラック内で感知されたパターンを位
置基準として解釈することによって確立される。
前に述べた走査線ごとの位置基準は、機械的精度と走査
機構の均一な前進に依存することによって確立できる。
しかし、高価な搬送機構を必要としない好ましい実施例
では、位置基準が、基板の側面に配置された基準トラッ
クを走査し、基準トラック内で感知されたパターンを位
置基準として解釈することによって確立される。
【００１４】本明細書には、現在の技術から基本的に異
なる新型のスキャナを実施するための多くの詳細が含ま
れる。したがって、読者が豊富な詳細に惑わされること
がないように、下記の「非技術的」解説を念頭に置かれ
たい。
なる新型のスキャナを実施するための多くの詳細が含ま
れる。したがって、読者が豊富な詳細に惑わされること
がないように、下記の「非技術的」解説を念頭に置かれ
たい。
【００１５】このページを折り曲げ、横に置き、斜めか
ら見た場合、目に入る画像は、非常にひずんだものにな
るはずである。人間の目は、「魚眼」レンズを介して平
坦でない網膜に２つの角度からこのページを結像する間
に、さらに多くのひずみを加える。網膜では、視野にわ
たる解像度が何十倍も変化する六方格子で「走査」する
際に、直線性の感覚が完全に失われる。脳では、３次元
空間内で２次元画像が処理されるので、次元の感覚さえ
もが失われる。
ら見た場合、目に入る画像は、非常にひずんだものにな
るはずである。人間の目は、「魚眼」レンズを介して平
坦でない網膜に２つの角度からこのページを結像する間
に、さらに多くのひずみを加える。網膜では、視野にわ
たる解像度が何十倍も変化する六方格子で「走査」する
際に、直線性の感覚が完全に失われる。脳では、３次元
空間内で２次元画像が処理されるので、次元の感覚さえ
もが失われる。
【００１６】これらの極端なひずみにもかかわらず、し
わくちゃになったページを見る人は、１本の線が乱れて
いるかどうかを１ミリ未満の精度で簡単に見分けること
ができる。マーフィーの法則の１つに、主任製図者の目
は、最高の機器より正確であるというものがある。目自
体は、おそらくは彼の道具より精度が低い。精度をもた
らすのは、目の後の処理である。他のスキャナは、すべ
てが機構を完全にし、紙を平らに伸ばし、真正面から
見、レンズによるひずみを減らし、センサを完全な正方
形に配置しようとする。本発明のスキャナは、基本的に
異なっている。このスキャナは、「頭脳」すなわちプロ
セッサを作って、物理的な取込みの後に不規則な画像を
完全にしようと試みる。その結果が、より柔軟であり、
より正確で安価な、基本的に新しい世代のスキャナであ
る。
わくちゃになったページを見る人は、１本の線が乱れて
いるかどうかを１ミリ未満の精度で簡単に見分けること
ができる。マーフィーの法則の１つに、主任製図者の目
は、最高の機器より正確であるというものがある。目自
体は、おそらくは彼の道具より精度が低い。精度をもた
らすのは、目の後の処理である。他のスキャナは、すべ
てが機構を完全にし、紙を平らに伸ばし、真正面から
見、レンズによるひずみを減らし、センサを完全な正方
形に配置しようとする。本発明のスキャナは、基本的に
異なっている。このスキャナは、「頭脳」すなわちプロ
セッサを作って、物理的な取込みの後に不規則な画像を
完全にしようと試みる。その結果が、より柔軟であり、
より正確で安価な、基本的に新しい世代のスキャナであ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、フィルム２０
または、画像が配置される他の基板を、リニア・センサ
・アレイ２１に関して移動して、そこに記憶された画像
を走査する。このリニア・アレイによって受け取られる
走査画像は、搬送システムの欠陥によって引き起こされ
る多数のエラーを有する。これらのエラーを、フィルム
２０に重畳された仮想的な格子パターン２２によって示
す。フィルム２０自体にこれらのエラーが生じているわ
けではない。図示のエラーは、アレイが格子パターンを
固定されたフィルムに描いているかのように、アレイ画
素が固定されたフィルムにどのようにマッピングされる
かを示す。個々のセンサは、リニア・センサ・アレイ２
１のシリコン内で固定されているので、いくつかの古典
的なひずみは有り得ない。可能なひずみには、速度ジッ
タによって引き起こされる水平倍率の変化２３、センサ
またはフィルムの横ジッタによって引き起こされる縦う
ねり２４が含まれる。相補的な縦うねり２５は、走査中
の結像レンズの焦点の変化または結像レンズに対するフ
ィルムの移動に起因する光学倍率変動によって引き起こ
され、サイズ・ジッタと呼ばれる。最後に、垂直線の傾
斜２６は、アレイのねじれによって引き起こされる。こ
のねじれジッタ２６は、本発明者の経験では特に顕著な
問題ではない。
または、画像が配置される他の基板を、リニア・センサ
・アレイ２１に関して移動して、そこに記憶された画像
を走査する。このリニア・アレイによって受け取られる
走査画像は、搬送システムの欠陥によって引き起こされ
る多数のエラーを有する。これらのエラーを、フィルム
２０に重畳された仮想的な格子パターン２２によって示
す。フィルム２０自体にこれらのエラーが生じているわ
けではない。図示のエラーは、アレイが格子パターンを
固定されたフィルムに描いているかのように、アレイ画
素が固定されたフィルムにどのようにマッピングされる
かを示す。個々のセンサは、リニア・センサ・アレイ２
１のシリコン内で固定されているので、いくつかの古典
的なひずみは有り得ない。可能なひずみには、速度ジッ
タによって引き起こされる水平倍率の変化２３、センサ
またはフィルムの横ジッタによって引き起こされる縦う
ねり２４が含まれる。相補的な縦うねり２５は、走査中
の結像レンズの焦点の変化または結像レンズに対するフ
ィルムの移動に起因する光学倍率変動によって引き起こ
され、サイズ・ジッタと呼ばれる。最後に、垂直線の傾
斜２６は、アレイのねじれによって引き起こされる。こ
のねじれジッタ２６は、本発明者の経験では特に顕著な
問題ではない。
【００１８】図２からわかるように、スキャナ３０は、
ケーブル３１によって、図３にブロック図形式で示され
るパーソナル・コンピュータ７０に結合される。保護ハ
ウジング３２を設け、この中に、さまざまな電子システ
ム、機械システムおよび光学システムを格納する。１本
のフィルム（図示せず）が、矢印の方向に、入口アパー
チャ３３に導入され、出口アパーチャ３４から出る。フ
ィルムが入口アパーチャ３３から十分に挿入された後
に、ドラム・アセンブリ３５が、フィルムをつかみ、保
護ハウジング３２内に引き込む。ドラム・アセンブリ３
５は、軸３６の回りに矢印の方向に回転する。フィルム
は、ドラム・アセンブリ３５と共に回転するにつれて、
最終的に軸３６の回りの半円形経路を横断することにな
る。
ケーブル３１によって、図３にブロック図形式で示され
るパーソナル・コンピュータ７０に結合される。保護ハ
ウジング３２を設け、この中に、さまざまな電子システ
ム、機械システムおよび光学システムを格納する。１本
のフィルム（図示せず）が、矢印の方向に、入口アパー
チャ３３に導入され、出口アパーチャ３４から出る。フ
ィルムが入口アパーチャ３３から十分に挿入された後
に、ドラム・アセンブリ３５が、フィルムをつかみ、保
護ハウジング３２内に引き込む。ドラム・アセンブリ３
５は、軸３６の回りに矢印の方向に回転する。フィルム
は、ドラム・アセンブリ３５と共に回転するにつれて、
最終的に軸３６の回りの半円形経路を横断することにな
る。
【００１９】ドラム・アセンブリ３５の左右の部分の内
側表面には、２つの基準トラック（図示せず）が刻印さ
れ、これが、走査処理中のタイミング・トラックまたは
位置指定子として働く。これについては、図１３ないし
１８に関連して下で詳細に説明する。
側表面には、２つの基準トラック（図示せず）が刻印さ
れ、これが、走査処理中のタイミング・トラックまたは
位置指定子として働く。これについては、図１３ないし
１８に関連して下で詳細に説明する。
【００２０】光源３７、レンズ・アセンブリ３８、変換
器／スキャナ・アセンブリ３９および電源４０は、電子
回路４１によって制御されるスキャナの構成要素であ
る。軸３６の回りのドラム・アセンブリ３５の回転変位
は、電子モータ４２と、ドラム駆動ホイール４４の回り
に配置された駆動ベルト４３によって達成される。フィ
ルムが光源３７に対向する位置に移動された後に、画像
が光学経路４５に沿ってレンズ・アセンブリ３８に読み
取られ、変換器／スキャナ・アセンブリ３９上に像が結
像される。変換器／スキャナ・アセンブリ３９は、東芝
が販売する部品番号ＴＣＤ １３００ｂなどのＣＣＤリ
ニア・アレイからなることが好ましい。ドラムの左右の
フィルム支持肩の内面に刻印された基準トラックも、変
換器／スキャナ・アセンブリ３９によって同時に走査さ
れる。
器／スキャナ・アセンブリ３９および電源４０は、電子
回路４１によって制御されるスキャナの構成要素であ
る。軸３６の回りのドラム・アセンブリ３５の回転変位
は、電子モータ４２と、ドラム駆動ホイール４４の回り
に配置された駆動ベルト４３によって達成される。フィ
ルムが光源３７に対向する位置に移動された後に、画像
が光学経路４５に沿ってレンズ・アセンブリ３８に読み
取られ、変換器／スキャナ・アセンブリ３９上に像が結
像される。変換器／スキャナ・アセンブリ３９は、東芝
が販売する部品番号ＴＣＤ １３００ｂなどのＣＣＤリ
ニア・アレイからなることが好ましい。ドラムの左右の
フィルム支持肩の内面に刻印された基準トラックも、変
換器／スキャナ・アセンブリ３９によって同時に走査さ
れる。
【００２１】図３を参照すると、ブロック図アーキテク
チャ形式で、ケーブル３１によってパーソナル・コンピ
ュータ７０に結合されたスキャナ３０が示されている。
１１０Ｖ ＡＣ電源などの適当な電力供給源への接続、
適当なヒューズ付きの電源スイッチ、コンピュータおよ
びスキャナの電源などの項目は、図をわかりやすくする
ために図示しない。スキャナは、入出力インターフェー
ス４７によってコンピュータに結合される。好ましい実
施例では、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４８
が、さまざまな構成要素の動作の制御と、スキャナの動
作から得られた走査データのＲＡＭ４９への記憶のため
に必要である。スキャナの構成要素は、代替実施例では
コンピュータによって制御される。アドレス・データ線
と制御線が、ケーブル３１を介してパーソナル・コンピ
ュータ７０に延びる。ＤＳＰ４８とＲＡＭ４９が、スキ
ャナの他の構成要素に適切なアドレスとコマンド機能を
提供する。
チャ形式で、ケーブル３１によってパーソナル・コンピ
ュータ７０に結合されたスキャナ３０が示されている。
１１０Ｖ ＡＣ電源などの適当な電力供給源への接続、
適当なヒューズ付きの電源スイッチ、コンピュータおよ
びスキャナの電源などの項目は、図をわかりやすくする
ために図示しない。スキャナは、入出力インターフェー
ス４７によってコンピュータに結合される。好ましい実
施例では、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４８
が、さまざまな構成要素の動作の制御と、スキャナの動
作から得られた走査データのＲＡＭ４９への記憶のため
に必要である。スキャナの構成要素は、代替実施例では
コンピュータによって制御される。アドレス・データ線
と制御線が、ケーブル３１を介してパーソナル・コンピ
ュータ７０に延びる。ＤＳＰ４８とＲＡＭ４９が、スキ
ャナの他の構成要素に適切なアドレスとコマンド機能を
提供する。
【００２２】ＤＳＰ４８は、フィルムを通して照明する
光源３７の色および輝度と、電子モータ４２の速度およ
び方向と、ＣＣＤアレイ３９の走査とを、走査制御５０
を介して制御できる。別々のブロックのハードウェアを
設けて走査制御を提供することも可能ではあるが、ＲＡ
Ｍに制御コードを置くことによって、ハードウェアを修
正せずにコードを変更できるようになるので、ＲＡＭに
制御コードを置くことがはるかに望ましい。ＲＡＭに制
御コードを置くためには、ＤＳＰを走行させるためのコ
ードをホストからダウンロードする必要がある。システ
ムを初期設定するために、ホスト・コンピュータと通信
するための小さなプログラムが、スキャナ内のＲＯＭに
存在しなければならない。代替実施例では、外部画像処
理とスキャナの制御が望まれる時に、スキャナを制御で
き、そのデータを、図３に示された外部コンピュータ・
システムにダウンロードできることが明白である。ケー
ブルは、通常の並列ポート・コネクタまたは当技術分野
で既知の他の手段としてスキャナに接続できる。
光源３７の色および輝度と、電子モータ４２の速度およ
び方向と、ＣＣＤアレイ３９の走査とを、走査制御５０
を介して制御できる。別々のブロックのハードウェアを
設けて走査制御を提供することも可能ではあるが、ＲＡ
Ｍに制御コードを置くことによって、ハードウェアを修
正せずにコードを変更できるようになるので、ＲＡＭに
制御コードを置くことがはるかに望ましい。ＲＡＭに制
御コードを置くためには、ＤＳＰを走行させるためのコ
ードをホストからダウンロードする必要がある。システ
ムを初期設定するために、ホスト・コンピュータと通信
するための小さなプログラムが、スキャナ内のＲＯＭに
存在しなければならない。代替実施例では、外部画像処
理とスキャナの制御が望まれる時に、スキャナを制御で
き、そのデータを、図３に示された外部コンピュータ・
システムにダウンロードできることが明白である。ケー
ブルは、通常の並列ポート・コネクタまたは当技術分野
で既知の他の手段としてスキャナに接続できる。
【００２３】スキャナのＲＡＭ４９内のさまざまなモジ
ュールのうちには、走査制御モジュール５１、スケーリ
ング処理用のインパルス応答５２、ならびに、フィルム
上の対象区域の境界などの走査パラメータの詳細を記述
した制御データ５３がある。これらのモジュールは、コ
ンピュータ内の永続記憶装置に保存され、スキャナにダ
ウンロードされる。ＲＡＭ内には、処理のさまざまな段
階で画像の記憶に使用される複数のバッファ５５ないし
６４もある。生走査バッファであるバッファ５５には、
ＣＣＤアレイ３９から受け取られた走査線が記憶され
る。同様に、事前スケーリング・バッファであるバッフ
ァ５６、５７および５８には、３つの事前スケーリング
された走査線の中間値が記憶される。暗訂正バッファで
あるバッファ５９と明訂正バッファであるバッファ６０
には、事前スケーリングされた走査線の正規化に使用さ
れる画素値が記憶される。線レジスタであるバッファ６
１は、位置決め処理およびトラッキング処理のために正
規化された事前スケーリング済みの走査線を記憶するの
に使用される。横バッファであるバッファ６２には、横
方向スケーリングされた走査線が記憶される。縦バッフ
ァであるバッファ６３には、縦方向スケーリング処理の
ために横方向スケーリングされた走査線が待ち行列化さ
れる。最後に、出力バッファであるバッファ６４には、
次の画像処理のために訂正済みの画像が記憶される。こ
の画像処理は、ほとんどが専用画像ソフトウェアを用い
てパーソナル・コンピュータ７０によって達成されるは
ずである。
ュールのうちには、走査制御モジュール５１、スケーリ
ング処理用のインパルス応答５２、ならびに、フィルム
上の対象区域の境界などの走査パラメータの詳細を記述
した制御データ５３がある。これらのモジュールは、コ
ンピュータ内の永続記憶装置に保存され、スキャナにダ
ウンロードされる。ＲＡＭ内には、処理のさまざまな段
階で画像の記憶に使用される複数のバッファ５５ないし
６４もある。生走査バッファであるバッファ５５には、
ＣＣＤアレイ３９から受け取られた走査線が記憶され
る。同様に、事前スケーリング・バッファであるバッフ
ァ５６、５７および５８には、３つの事前スケーリング
された走査線の中間値が記憶される。暗訂正バッファで
あるバッファ５９と明訂正バッファであるバッファ６０
には、事前スケーリングされた走査線の正規化に使用さ
れる画素値が記憶される。線レジスタであるバッファ６
１は、位置決め処理およびトラッキング処理のために正
規化された事前スケーリング済みの走査線を記憶するの
に使用される。横バッファであるバッファ６２には、横
方向スケーリングされた走査線が記憶される。縦バッフ
ァであるバッファ６３には、縦方向スケーリング処理の
ために横方向スケーリングされた走査線が待ち行列化さ
れる。最後に、出力バッファであるバッファ６４には、
次の画像処理のために訂正済みの画像が記憶される。こ
の画像処理は、ほとんどが専用画像ソフトウェアを用い
てパーソナル・コンピュータ７０によって達成されるは
ずである。
【００２４】スキャナ３０は、多数の異なるオペレーテ
ィング・システムの下でさまざまなコンピュータまたは
コンピュータの集合に接続することができる。このコン
ピュータは、たとえばパーソナル・コンピュータ、ミニ
・コンピュータ、メインフレーム・コンピュータまたは
他のコンピュータの分散ネットワーク内で走行する１台
のコンピュータとすることができる。ＩＢＭ社のＰＳ／
２シリーズのコンピュータを、本発明に使用することが
できる。ＩＢＭ社のＰＳ／２シリーズのコンピュータの
追加情報については、IBM Corporation、部品番号６８
Ｘ２２２４、注文番号Ｓ６８Ｘ−２２２４の"Technical
Reference Manual Personal Systems/2"モデル５０、
６０システム、および、IBM Corporation、部品番号６
８Ｘ ２２５６、注文番号Ｓ６８Ｘ−２２５４の"Techn
ical Reference Manual Personal Systems/2"（モデル
８０）を参照されたい。
ィング・システムの下でさまざまなコンピュータまたは
コンピュータの集合に接続することができる。このコン
ピュータは、たとえばパーソナル・コンピュータ、ミニ
・コンピュータ、メインフレーム・コンピュータまたは
他のコンピュータの分散ネットワーク内で走行する１台
のコンピュータとすることができる。ＩＢＭ社のＰＳ／
２シリーズのコンピュータを、本発明に使用することが
できる。ＩＢＭ社のＰＳ／２シリーズのコンピュータの
追加情報については、IBM Corporation、部品番号６８
Ｘ２２２４、注文番号Ｓ６８Ｘ−２２２４の"Technical
Reference Manual Personal Systems/2"モデル５０、
６０システム、および、IBM Corporation、部品番号６
８Ｘ ２２５６、注文番号Ｓ６８Ｘ−２２５４の"Techn
ical Reference Manual Personal Systems/2"（モデル
８０）を参照されたい。
【００２５】図３では、システム・ユニット７１、キー
ボード７２、マウス７３および表示装置７４を含むパー
ソナル・コンピュータ７０が示されている。システム・
ユニット７１には、１つまたは複数のシステム・バス８
１が含まれ、これにさまざまな構成要素が結合され、こ
れによってさまざまな構成要素の間の通信が達成され
る。マイクロプロセッサ８２は、システム・バス８１に
接続され、やはりシステム・バス８１に接続される読取
り専用メモリ（ＲＯＭ）８３およびランダム・アクセス
・メモリ（ＲＡＭ）８４によってサポートされる。ＲＯ
Ｍ８３には、他のコードの中でも、対話、ディスク駆動
装置およびキーボードなどの基本ハードウェア動作を制
御する基本入出力システム（ＢＩＯＳ）が含まれる。Ｒ
ＡＭ８４は、オペレーティング・システムとアプリケー
ション・プログラムがロードされる主記憶である。メモ
リ管理チップ８５は、システム・バス８１に接続され、
ＲＡＭ８４とハード・ディスク駆動装置８６とフロッピ
・ディスク駆動装置８７の間のデータの受け渡しを含む
直接メモリ・アクセス動作を制御する。読み書き可能Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ９２'も、システム・バス８１に接続され、
複数の走査されディジタル化された画像などの大量のデ
ータの記憶に使用される。
ボード７２、マウス７３および表示装置７４を含むパー
ソナル・コンピュータ７０が示されている。システム・
ユニット７１には、１つまたは複数のシステム・バス８
１が含まれ、これにさまざまな構成要素が結合され、こ
れによってさまざまな構成要素の間の通信が達成され
る。マイクロプロセッサ８２は、システム・バス８１に
接続され、やはりシステム・バス８１に接続される読取
り専用メモリ（ＲＯＭ）８３およびランダム・アクセス
・メモリ（ＲＡＭ）８４によってサポートされる。ＲＯ
Ｍ８３には、他のコードの中でも、対話、ディスク駆動
装置およびキーボードなどの基本ハードウェア動作を制
御する基本入出力システム（ＢＩＯＳ）が含まれる。Ｒ
ＡＭ８４は、オペレーティング・システムとアプリケー
ション・プログラムがロードされる主記憶である。メモ
リ管理チップ８５は、システム・バス８１に接続され、
ＲＡＭ８４とハード・ディスク駆動装置８６とフロッピ
・ディスク駆動装置８７の間のデータの受け渡しを含む
直接メモリ・アクセス動作を制御する。読み書き可能Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ９２'も、システム・バス８１に接続され、
複数の走査されディジタル化された画像などの大量のデ
ータの記憶に使用される。
【００２６】やはりこのシステム・バス８１に接続され
ているのが、キーボード・コントローラ７８、マウス・
コントローラ７９およびビデオ・コントローラ８０など
のさまざまな入出力コントローラである。予想されると
おり、キーボード・コントローラ７８は、キーボード７
２用のハードウェア・インターフェースを提供し、マウ
ス・コントローラ７９はマウス７３用のハードウェア・
インターフェースを提供し、ビデオ・コントローラ８０
は、表示装置７４用のハードウェア・インターフェース
を提供する。スキャナ３０用のハードウェア・インター
フェースとして、コンピュータ内のもう１つのスロット
を必要とするスキャナ・コントローラ・カードを必要と
するのではなく、好ましい実施例では、ケーブル３１を
並列ポート８８またはＳＣＳＩ駆動装置ポート８９に接
続することができる。直列ポートなども、スキャナ出力
に追従する能力さえあれば使えるはずである。スキャナ
が、ホストが受け取ろうとしている以上の速度でデータ
を送出する傾向がある時であっても、スキャナがホスト
に合わせて走査処理を減速または停止させるだけで良
い。下で述べるように、このような減速は、供給源自体
の画素クロックに影響を及ぼさずに、事前スケーリング
で対応することができる。走査処理を減速または停止す
る能力を有するスキャナは、あるとしても少数であり、
一般的なＰＣオペレーティング・システムは「非リアル
タイム」であるから、これは本発明の重要な長所であ
る。トークン・リング・カードなどの入出力コントロー
ラ９０によって、ネットワーク９１を介する他のコンピ
ュータとの通信を提供することができる。このコンピュ
ータは、ユーザがスキャナのさまざまな構成要素を制御
できるようにする適切なソフトウェアを提供することが
できる。
ているのが、キーボード・コントローラ７８、マウス・
コントローラ７９およびビデオ・コントローラ８０など
のさまざまな入出力コントローラである。予想されると
おり、キーボード・コントローラ７８は、キーボード７
２用のハードウェア・インターフェースを提供し、マウ
ス・コントローラ７９はマウス７３用のハードウェア・
インターフェースを提供し、ビデオ・コントローラ８０
は、表示装置７４用のハードウェア・インターフェース
を提供する。スキャナ３０用のハードウェア・インター
フェースとして、コンピュータ内のもう１つのスロット
を必要とするスキャナ・コントローラ・カードを必要と
するのではなく、好ましい実施例では、ケーブル３１を
並列ポート８８またはＳＣＳＩ駆動装置ポート８９に接
続することができる。直列ポートなども、スキャナ出力
に追従する能力さえあれば使えるはずである。スキャナ
が、ホストが受け取ろうとしている以上の速度でデータ
を送出する傾向がある時であっても、スキャナがホスト
に合わせて走査処理を減速または停止させるだけで良
い。下で述べるように、このような減速は、供給源自体
の画素クロックに影響を及ぼさずに、事前スケーリング
で対応することができる。走査処理を減速または停止す
る能力を有するスキャナは、あるとしても少数であり、
一般的なＰＣオペレーティング・システムは「非リアル
タイム」であるから、これは本発明の重要な長所であ
る。トークン・リング・カードなどの入出力コントロー
ラ９０によって、ネットワーク９１を介する他のコンピ
ュータとの通信を提供することができる。このコンピュ
ータは、ユーザがスキャナのさまざまな構成要素を制御
できるようにする適切なソフトウェアを提供することが
できる。
【００２７】コンピュータのＲＡＭ８４内のソフトウェ
アは、スキャナの動作を制御できる。オペレーティング
・システム９２は、コンピュータ・システムの構成要素
の動作を制御する。オペレーティング・システムに組み
込むことができるプレゼンテーション・マネージャ９３
が、ユーザがシステムに入力を提供するのに利用するユ
ーザ・インターフェースの提示を管理する。Adobe社のP
hotoshopなどの画像編集アプリケーションなどのアプリ
ケーション９４、９５が、ユーザ・インターフェースに
提示され、これを利用してスキャナの出力を操作するこ
とができる。スキャナは、そのスキャナに関する制御情
報を含むスキャナ・ドライバ９６を介して制御可能であ
る。
アは、スキャナの動作を制御できる。オペレーティング
・システム９２は、コンピュータ・システムの構成要素
の動作を制御する。オペレーティング・システムに組み
込むことができるプレゼンテーション・マネージャ９３
が、ユーザがシステムに入力を提供するのに利用するユ
ーザ・インターフェースの提示を管理する。Adobe社のP
hotoshopなどの画像編集アプリケーションなどのアプリ
ケーション９４、９５が、ユーザ・インターフェースに
提示され、これを利用してスキャナの出力を操作するこ
とができる。スキャナは、そのスキャナに関する制御情
報を含むスキャナ・ドライバ９６を介して制御可能であ
る。
【００２８】スキャナの好ましい実施例の１つのより詳
細な説明については、参照によって本明細書に組み込ま
れる、本明細書と同一の譲受人に譲渡される関連特許、
弁理士ドケット番号ＡＴ９−９３−０９５を参照された
い。
細な説明については、参照によって本明細書に組み込ま
れる、本明細書と同一の譲受人に譲渡される関連特許、
弁理士ドケット番号ＡＴ９−９３−０９５を参照された
い。
【００２９】走査画像を訂正するためマイクロコードが
従う処理の全般を、図４に示す。これらのブロックの多
くが、下で詳細に説明されている。当業者であれば、こ
の計算を、速度をかなり犠牲にして、スキャナ・マイク
ロコードではなくパーソナル・コンピュータのソフトウ
ェアによって実行できることを理解するであろう。この
速度の損失の重大な構成要素が、これらの機能をホスト
が実行できるようにするためにスキャナからホストに渡
さなければならないデータの実質的な増加に対処する必
要である。
従う処理の全般を、図４に示す。これらのブロックの多
くが、下で詳細に説明されている。当業者であれば、こ
の計算を、速度をかなり犠牲にして、スキャナ・マイク
ロコードではなくパーソナル・コンピュータのソフトウ
ェアによって実行できることを理解するであろう。この
速度の損失の重大な構成要素が、これらの機能をホスト
が実行できるようにするためにスキャナからホストに渡
さなければならないデータの実質的な増加に対処する必
要である。
【００３０】ステップ１００で、ＣＣＤアレイからの生
データを、感知された状態のままで生走査線バッファに
記憶する。このデータには、フィルムのハンドリングの
機械的欠陥に起因するひずみのすべてが含まれる。ステ
ップ１０１の走査処理は、走査線の正規化の進行を監視
し、走査線が処理のために使用可能になった時に他のモ
ジュールを活動化する。この生走査線データは、下で図
７に関連して詳細に説明するステップ１０２の縦方向事
前スケーリングで処理される。縦方向事前スケーリング
処理は、モータ速度に伴って変動する解像度で生走査線
を受け取り、近似バッファ解像度に事前スケーリングさ
れた走査線を出力する。次に、ステップ１０３で、走査
線を正規化する。どのＣＣＤセンサでも、センサ要素の
一部が、平均的なセンサ要素よりも大きい暗漏れまたは
暗感度を有する可能性がある。正規化処理では、縦方向
事前スケーリング処理で平均化された生走査線の数で割
り、暗訂正を減算し、そのセンサ要素の明訂正（感度）
で割ることによって、この不均一性を補償する。訂正係
数は、暗訂正バッファと明訂正バッファに記憶される。
ステップ１０５の横方向スケーリングでは、アレイ解像
度から出力バッファの選択された解像度への精密横方向
スケーリングを行う。これは、ステップ１０３の走査線
正規化処理から１走査線が使用可能になる時に、ステッ
プ１０１の走査モジュールによって呼び出される。ステ
ップ１０７の縦方向スケーリング処理では、ステップ１
０５の横方向スケーリングから待ち行列化された走査線
を用いて精密縦方向スケーリングを行う。ステップ１０
７の縦方向スケーリングの後に、その後の画像処理のた
めに、正規化された画像を出力バッファ１０９に記憶す
る。
データを、感知された状態のままで生走査線バッファに
記憶する。このデータには、フィルムのハンドリングの
機械的欠陥に起因するひずみのすべてが含まれる。ステ
ップ１０１の走査処理は、走査線の正規化の進行を監視
し、走査線が処理のために使用可能になった時に他のモ
ジュールを活動化する。この生走査線データは、下で図
７に関連して詳細に説明するステップ１０２の縦方向事
前スケーリングで処理される。縦方向事前スケーリング
処理は、モータ速度に伴って変動する解像度で生走査線
を受け取り、近似バッファ解像度に事前スケーリングさ
れた走査線を出力する。次に、ステップ１０３で、走査
線を正規化する。どのＣＣＤセンサでも、センサ要素の
一部が、平均的なセンサ要素よりも大きい暗漏れまたは
暗感度を有する可能性がある。正規化処理では、縦方向
事前スケーリング処理で平均化された生走査線の数で割
り、暗訂正を減算し、そのセンサ要素の明訂正（感度）
で割ることによって、この不均一性を補償する。訂正係
数は、暗訂正バッファと明訂正バッファに記憶される。
ステップ１０５の横方向スケーリングでは、アレイ解像
度から出力バッファの選択された解像度への精密横方向
スケーリングを行う。これは、ステップ１０３の走査線
正規化処理から１走査線が使用可能になる時に、ステッ
プ１０１の走査モジュールによって呼び出される。ステ
ップ１０７の縦方向スケーリング処理では、ステップ１
０５の横方向スケーリングから待ち行列化された走査線
を用いて精密縦方向スケーリングを行う。ステップ１０
７の縦方向スケーリングの後に、その後の画像処理のた
めに、正規化された画像を出力バッファ１０９に記憶す
る。
【００３１】位置モジュール１１１、モータ・モジュー
ル１１３および追跡モジュール１１５は、この処理の他
の位置に置くこともできるが、ステップ１０３からの正
規化された走査線を使用して画像内の走査線の位置を計
算することが最も便利であることがわかっている。この
正規化処理全体は、各走査線の位置の正確な把握に依存
する。位置モジュール１１１は、最後に正規化された走
査線の位置を計算し、この情報をモータ・モジュール１
１３および追跡モジュール１１５に渡す。モータ・モジ
ュール１１３は、画像を走査する速度を制御するのに使
用される。時間増分あたりに走査されている走査線の数
が多すぎるか少なすぎる場合には、それ相応に走査速度
を増減する。追跡モジュール１１５は、生走査線を正規
化された解像度に変換するために、ステップ１０２、１
０５および１０７から呼び出される。縦方向事前スケー
リングのステップ１０２の場合、追跡モジュール１１５
は、位置に関する推測を提供する。というのは、現在処
理中の走査線の位置がまだ計算されていないからであ
る。
ル１１３および追跡モジュール１１５は、この処理の他
の位置に置くこともできるが、ステップ１０３からの正
規化された走査線を使用して画像内の走査線の位置を計
算することが最も便利であることがわかっている。この
正規化処理全体は、各走査線の位置の正確な把握に依存
する。位置モジュール１１１は、最後に正規化された走
査線の位置を計算し、この情報をモータ・モジュール１
１３および追跡モジュール１１５に渡す。モータ・モジ
ュール１１３は、画像を走査する速度を制御するのに使
用される。時間増分あたりに走査されている走査線の数
が多すぎるか少なすぎる場合には、それ相応に走査速度
を増減する。追跡モジュール１１５は、生走査線を正規
化された解像度に変換するために、ステップ１０２、１
０５および１０７から呼び出される。縦方向事前スケー
リングのステップ１０２の場合、追跡モジュール１１５
は、位置に関する推測を提供する。というのは、現在処
理中の走査線の位置がまだ計算されていないからであ
る。
【００３２】図１３ないし図１９に関連して下で詳細に
説明する好ましい実施例では、各走査線の位置が、基板
に近接して配置される基準格子、たとえば画像の側面に
位置する基板ホルダ内の１対の基準トラックなどの参照
によって計算される。位置モジュール１１１は、線の数
を減らし、平均化を介してアレイ内のランダム・ノイズ
を減らすためにステップ１０２によって事前スケーリン
グされ、センサからの固定パターン・ノイズを減らすた
めにステップ１０３によって正規化された後の基準トラ
ックを含む走査線の部分を参照する。事前スケーリング
され正規化された走査線の部分が確立された後に、モー
タ・モジュール１１３が、前に受け取ったデータと新デ
ータを比較することによる搬送速度の表示として、新た
に計算された位置データを受け取る。モータ・モジュー
ルは、この速度尺度を使用して、一定の走査速度を保つ
ようにモータを制御する。この位置データは、追跡モジ
ュール１１５にも渡される。各走査線の現在位置と過去
の位置のテーブルに基づいて、追跡モジュール１１５
は、異なるスケーリング・ブロックであるステップ１０
２、１０５および１０７から呼び出された際に過去と未
来のさまざまな時点での位置の最適見積りを行う。ステ
ップ１０５および１０７に渡される位置は、位置モジュ
ール１１１での位置測定の後であっても、測定ノイズを
減らすために何らかの低域フィルタ処理に基づくことが
好ましく、したがって、これらも見積りと呼ぶことがで
きる。
説明する好ましい実施例では、各走査線の位置が、基板
に近接して配置される基準格子、たとえば画像の側面に
位置する基板ホルダ内の１対の基準トラックなどの参照
によって計算される。位置モジュール１１１は、線の数
を減らし、平均化を介してアレイ内のランダム・ノイズ
を減らすためにステップ１０２によって事前スケーリン
グされ、センサからの固定パターン・ノイズを減らすた
めにステップ１０３によって正規化された後の基準トラ
ックを含む走査線の部分を参照する。事前スケーリング
され正規化された走査線の部分が確立された後に、モー
タ・モジュール１１３が、前に受け取ったデータと新デ
ータを比較することによる搬送速度の表示として、新た
に計算された位置データを受け取る。モータ・モジュー
ルは、この速度尺度を使用して、一定の走査速度を保つ
ようにモータを制御する。この位置データは、追跡モジ
ュール１１５にも渡される。各走査線の現在位置と過去
の位置のテーブルに基づいて、追跡モジュール１１５
は、異なるスケーリング・ブロックであるステップ１０
２、１０５および１０７から呼び出された際に過去と未
来のさまざまな時点での位置の最適見積りを行う。ステ
ップ１０５および１０７に渡される位置は、位置モジュ
ール１１１での位置測定の後であっても、測定ノイズを
減らすために何らかの低域フィルタ処理に基づくことが
好ましく、したがって、これらも見積りと呼ぶことがで
きる。
【００３３】処理のさまざまな段階での走査画像の外見
を、図５に示す。アレイ１２１、１２３、１２５および
１２７のそれぞれのドットは、走査画像内の代表的な画
素位置を示す。生走査線バッファに記憶された画像は、
ＣＣＤセンサ・アレイの解像度である。生アレイである
アレイ１２１からわかるように、走査画像内の画素は、
上で述べたさまざまなタイプのジッタによって引き起こ
される水平および垂直のひずみのすべてを有し、不規則
な格子に配置されている。ステップ１０２の縦方向事前
スケーリングの後には、事前スケーリング済み格子であ
るアレイ１２３からわかるように、速度ジッタによって
引き起こされる位置の間の水平ひずみの大半が、画像か
ら除去されている。横方向スケーリングの後には、アレ
イ１２５は、横ジッタおよびサイズ・ジッタに起因する
垂直ひずみを訂正され、バッファ解像度で記憶され、デ
ィジタル信号プロセッサ内の縦方向スケーリング処理用
の縦方向スケーリング・バッファに待ち行列化される。
縦方向スケーリングの後には、水平方向ひずみの残りが
除去され、走査され処理された画像が、ユーザ、アプリ
ケーションまたはスキャナ・デフォルトによって定義さ
れる選択された格子位置に記憶される。この処理済み画
像は、たとえばコンピュータの画像編集アプリケーショ
ンによるものなど、その後の処理のために、出力バッフ
ァ１０９に記憶される。このような編集アプリケーショ
ンの例には、フォーマット変換、色調節、コントラスト
強調、クロッピング、回転、タッチアップおよびさまざ
まな芸術的変形が含まれる。
を、図５に示す。アレイ１２１、１２３、１２５および
１２７のそれぞれのドットは、走査画像内の代表的な画
素位置を示す。生走査線バッファに記憶された画像は、
ＣＣＤセンサ・アレイの解像度である。生アレイである
アレイ１２１からわかるように、走査画像内の画素は、
上で述べたさまざまなタイプのジッタによって引き起こ
される水平および垂直のひずみのすべてを有し、不規則
な格子に配置されている。ステップ１０２の縦方向事前
スケーリングの後には、事前スケーリング済み格子であ
るアレイ１２３からわかるように、速度ジッタによって
引き起こされる位置の間の水平ひずみの大半が、画像か
ら除去されている。横方向スケーリングの後には、アレ
イ１２５は、横ジッタおよびサイズ・ジッタに起因する
垂直ひずみを訂正され、バッファ解像度で記憶され、デ
ィジタル信号プロセッサ内の縦方向スケーリング処理用
の縦方向スケーリング・バッファに待ち行列化される。
縦方向スケーリングの後には、水平方向ひずみの残りが
除去され、走査され処理された画像が、ユーザ、アプリ
ケーションまたはスキャナ・デフォルトによって定義さ
れる選択された格子位置に記憶される。この処理済み画
像は、たとえばコンピュータの画像編集アプリケーショ
ンによるものなど、その後の処理のために、出力バッフ
ァ１０９に記憶される。このような編集アプリケーショ
ンの例には、フォーマット変換、色調節、コントラスト
強調、クロッピング、回転、タッチアップおよびさまざ
まな芸術的変形が含まれる。
【００３４】用語「解像度」は、画像分野の当業者にと
って多くの意味を有する可能性があるが、以下の議論で
は、処理のさまざまな段階でのさまざまな画像格子内の
画素間の間隔を記述するのに使用する。
って多くの意味を有する可能性があるが、以下の議論で
は、処理のさまざまな段階でのさまざまな画像格子内の
画素間の間隔を記述するのに使用する。
【００３５】１時に１次元のスケーリングによって、よ
り幅広い窓を使用することが可能になる。たとえば、１
０画素幅の窓は、画像画素のそれぞれについて、それぞ
れ１０回の累算を含む２パスを必要とするが、同じ窓寸
法を用いる２次元寸法変更では、各画素について１０の
二乗または１００回の累算を含む単一パスが必要になる
はずである。畳み込み関数の「累算」カウントは、コン
ピュータが２つの数を呼出し、乗算し、その結果をアキ
ュムレータに加算する必要のある回数のカウントであ
る。幅広の窓を使用することによって、数的に理想的な
シンク（sinc）関数をよりよく近似することができる。
また、スケーリング処理中に、シンク関数を修正し、効
果的にシンク関数をシステム解像度応答の逆数を用いて
畳み込むことによって、解像度消失に関する訂正を、追
加の計算時間なしで追加できる。
り幅広い窓を使用することが可能になる。たとえば、１
０画素幅の窓は、画像画素のそれぞれについて、それぞ
れ１０回の累算を含む２パスを必要とするが、同じ窓寸
法を用いる２次元寸法変更では、各画素について１０の
二乗または１００回の累算を含む単一パスが必要になる
はずである。畳み込み関数の「累算」カウントは、コン
ピュータが２つの数を呼出し、乗算し、その結果をアキ
ュムレータに加算する必要のある回数のカウントであ
る。幅広の窓を使用することによって、数的に理想的な
シンク（sinc）関数をよりよく近似することができる。
また、スケーリング処理中に、シンク関数を修正し、効
果的にシンク関数をシステム解像度応答の逆数を用いて
畳み込むことによって、解像度消失に関する訂正を、追
加の計算時間なしで追加できる。
【００３６】生走査線解像度の走査線の事前スケーリン
グ済み解像度への変換と重み付けの処理を、図６に示
す。図からわかるように、アレイによって走査される複
数の走査線が、三角形平均関数に従って単一の事前スケ
ーリングされた走査線に平均化される。たとえば、事前
スケーリングされた出力線６は、生走査線１３０ないし
１３５の平均である。生走査線１３３および１３４は、
その位置が事前スケーリング・バッファ解像度の６．０
０画素と６．２５画素の間にあるので、そのままの値を
加算される。生走査線１３２および１３５は、それぞれ
事前スケーリング・バッファ解像度の５．７５画素と
６．００画素の間および６．２５画素と６．５０の間に
あるので、値の２／３を加算される。生走査線１３０お
よび１３１は、事前スケーリング解像度の５．２５画素
と５．５０画素の間にあるので、値の１／３を加算され
る。事前スケーリング解像度の６．５０画素と６．７５
画素の間に生走査線があるならば、それも値の１／３を
加算されるはずである。他の平均化関数を使用すること
もできる。事前に計算されたシンク関数が、後の横方向
スケーリング処理および縦方向スケーリング処理で使用
される。生走査線は、予測不能な間隔で来るので、事前
に計算された関数を有することは不可能であり、走査線
が来る際のフィルタリングのためにシンク関数を計算す
るという代替案は、計算的に高価に過ぎると判断され
た。
グ済み解像度への変換と重み付けの処理を、図６に示
す。図からわかるように、アレイによって走査される複
数の走査線が、三角形平均関数に従って単一の事前スケ
ーリングされた走査線に平均化される。たとえば、事前
スケーリングされた出力線６は、生走査線１３０ないし
１３５の平均である。生走査線１３３および１３４は、
その位置が事前スケーリング・バッファ解像度の６．０
０画素と６．２５画素の間にあるので、そのままの値を
加算される。生走査線１３２および１３５は、それぞれ
事前スケーリング・バッファ解像度の５．７５画素と
６．００画素の間および６．２５画素と６．５０の間に
あるので、値の２／３を加算される。生走査線１３０お
よび１３１は、事前スケーリング解像度の５．２５画素
と５．５０画素の間にあるので、値の１／３を加算され
る。事前スケーリング解像度の６．５０画素と６．７５
画素の間に生走査線があるならば、それも値の１／３を
加算されるはずである。他の平均化関数を使用すること
もできる。事前に計算されたシンク関数が、後の横方向
スケーリング処理および縦方向スケーリング処理で使用
される。生走査線は、予測不能な間隔で来るので、事前
に計算された関数を有することは不可能であり、走査線
が来る際のフィルタリングのためにシンク関数を計算す
るという代替案は、計算的に高価に過ぎると判断され
た。
【００３７】縦方向事前スケーリング処理を、図７に詳
細に示す。生走査線バッファから生走査線を受け取った
後に、保留モジュール１５１が、２つのアレイを使用し
て、縦方向事前スケーリング・バッファ解像度で生走査
線をより少ない線に累算し、第３のアレイが、事前スケ
ーリング・バッファ解像度での出力線を保持する。事前
スケーリング・バッファ解像度の線の出力の用意ができ
た時に、これに"out"という名前を付ける。好ましい実
施例では、どの走査線がどのアレイに記憶されているか
を識別する３つのポインタ、"new（新）"、"old（旧）"
および"out（出力）"がある。ポインタを使用すること
によって、保留モジュール１５１は、前の出力アレイを
新アキュムレータ・アレイとして使用し、前のアキュム
レータ・アレイを新oldアレイとして使用し、前のoldア
レイを新出力アレイとして使用するようにポインタを切
り替えることができる。図６によれば、新走査線バッフ
ァが走査線の累算を開始する時に、旧走査線バッファが
まだ生走査線を累算しつつあることに留意されたい。ポ
インタの切り換えは、ソフトウェアが前に出力された走
査線の処理を完了するまでは行うことができない。さも
ないと、出力データが失われることになる。バッファ解
像度走査線を出力した後に、システムがデータを処理し
ている間に複数の生走査線を受け取り、統合することが
できる。システムが遅れた場合、縦方向事前スケーリン
グ・ソフトウェアは、旧データを上書きする前に停止
し、pending（保留）フラグを立ててリターンする。こ
れは、走査線の処理を完了するよう促す、走査ソフトウ
ェアに対する警告である。保留モジュール１５１は、簡
単なテストによって結論を出し、pendingフラグがセッ
トされた場合には、ステップ１５７の出力コードに分岐
し、ジョブを終了する。
細に示す。生走査線バッファから生走査線を受け取った
後に、保留モジュール１５１が、２つのアレイを使用し
て、縦方向事前スケーリング・バッファ解像度で生走査
線をより少ない線に累算し、第３のアレイが、事前スケ
ーリング・バッファ解像度での出力線を保持する。事前
スケーリング・バッファ解像度の線の出力の用意ができ
た時に、これに"out"という名前を付ける。好ましい実
施例では、どの走査線がどのアレイに記憶されているか
を識別する３つのポインタ、"new（新）"、"old（旧）"
および"out（出力）"がある。ポインタを使用すること
によって、保留モジュール１５１は、前の出力アレイを
新アキュムレータ・アレイとして使用し、前のアキュム
レータ・アレイを新oldアレイとして使用し、前のoldア
レイを新出力アレイとして使用するようにポインタを切
り替えることができる。図６によれば、新走査線バッフ
ァが走査線の累算を開始する時に、旧走査線バッファが
まだ生走査線を累算しつつあることに留意されたい。ポ
インタの切り換えは、ソフトウェアが前に出力された走
査線の処理を完了するまでは行うことができない。さも
ないと、出力データが失われることになる。バッファ解
像度走査線を出力した後に、システムがデータを処理し
ている間に複数の生走査線を受け取り、統合することが
できる。システムが遅れた場合、縦方向事前スケーリン
グ・ソフトウェアは、旧データを上書きする前に停止
し、pending（保留）フラグを立ててリターンする。こ
れは、走査線の処理を完了するよう促す、走査ソフトウ
ェアに対する警告である。保留モジュール１５１は、簡
単なテストによって結論を出し、pendingフラグがセッ
トされた場合には、ステップ１５７の出力コードに分岐
し、ジョブを終了する。
【００３８】遊休モジュール１５３では、システムが、
図４に示された縦方向事前スケーリング処理と走査線正
規化処理の統合を待たずに、走査線の位置を周期的にテ
ストする。これは、保留中の処理がない、すなわち、pe
ndingフラグのすべてが遊休であるという条件の下で、
位置検出アルゴリズムに直接に生走査線を出力すること
によって行われる。これは、走査モータが減速または停
止している時に有用である。これらの条件の下で、ソフ
トウェアは、移動をほとんどまたは全く検出せず、ほと
んどの処理が待機中であり、この余分のテストのために
時間をさくことができる。これを行わないと、モータが
停止した後に、ソフトウェアが、０の移動を「予測」
し、モータが再始動した時を絶対に通知しなくなるはず
である。したがって、追跡モジュール１１５（図４）
は、モータが停止し、したがって縦方向事前スケーリン
グ処理が停止している場合であっても、常に現在位置を
知っている。このテストは、ＤＳＰが他のすべてのタス
クを完了した時（モータが減速または停止する時に発生
する）にトリガされる。
図４に示された縦方向事前スケーリング処理と走査線正
規化処理の統合を待たずに、走査線の位置を周期的にテ
ストする。これは、保留中の処理がない、すなわち、pe
ndingフラグのすべてが遊休であるという条件の下で、
位置検出アルゴリズムに直接に生走査線を出力すること
によって行われる。これは、走査モータが減速または停
止している時に有用である。これらの条件の下で、ソフ
トウェアは、移動をほとんどまたは全く検出せず、ほと
んどの処理が待機中であり、この余分のテストのために
時間をさくことができる。これを行わないと、モータが
停止した後に、ソフトウェアが、０の移動を「予測」
し、モータが再始動した時を絶対に通知しなくなるはず
である。したがって、追跡モジュール１１５（図４）
は、モータが停止し、したがって縦方向事前スケーリン
グ処理が停止している場合であっても、常に現在位置を
知っている。このテストは、ＤＳＰが他のすべてのタス
クを完了した時（モータが減速または停止する時に発生
する）にトリガされる。
【００３９】ステップ１５５では、スケーリング準備モ
ジュールが、走査時間を引数に追跡モジュールを呼び出
し、追跡モジュールから返される位置を受け取る。この
位置は、走査線単位でバッファ解像度である。この位置
は、整数部（integer）と２ビットの小数部を有する。
整数部が前に走査された走査線の過去の整数部未満であ
る場合、縦方向事前スケーリングは、流れ図の経路"d"
を介して即座にリターンする。これは、モータが逆転し
たことを意味し、縦方向事前スケーリング処理は、新走
査線の再開始をいつまでも待つ。整数部が過去の整数部
より大きい場合、出力のために処理済み線が使用可能で
ある。パラメータstatus（状況）が０に等しい場合、１
本の線を出力することができ、流れ図の経路"a"に従っ
て、走査線出力モジュールであるステップ１５７に進
む。経路"a"に進む前に、３つのバッファを指す一時的
なout、newおよびoldポインタを、一時out＝前のold、
一時new＝前のout、一時old＝前のnewにセットする。整
数部が過去の整数部より大きいが、パラメータstatusが
０ではない場合、newの重み付け係数が０である短時間
の間、統合を継続することができる。重み付け係数が０
であるから、現在の走査線は、"new"によって指される
バッファには加算されず、そのバッファの内容に対する
処理を完了するための短い時間が与えられる。この場
合、delay（遅延）＝integer、一時out＝前のold、一時
new＝前のout、一時old＝前のnewにセットする。この状
況では、もう１つテストを行って、パラメータstatusが
０と異なるかどうかと、位置がパラメータdelayより２
／４以上先であるかどうかを判定する。この条件が満た
されない場合、その線が解放されるまで処理を継続する
ことができず、さもないとデータが上書きされる。この
コードは、経路"b"に従って、ステップ１６３でpending
フラグを"true（真）"にセットし、生走査線をそのバッ
ファに残す。上記のどれでもない場合、このコードは、
経路"c"に進んで、ステップ１６１で走査線をスケーリ
ングする。スケーリング準備モジュールからの出口のす
べてで、過去のintegerパラメータが、現在のintegerパ
ラメータにセットされる。
ジュールが、走査時間を引数に追跡モジュールを呼び出
し、追跡モジュールから返される位置を受け取る。この
位置は、走査線単位でバッファ解像度である。この位置
は、整数部（integer）と２ビットの小数部を有する。
整数部が前に走査された走査線の過去の整数部未満であ
る場合、縦方向事前スケーリングは、流れ図の経路"d"
を介して即座にリターンする。これは、モータが逆転し
たことを意味し、縦方向事前スケーリング処理は、新走
査線の再開始をいつまでも待つ。整数部が過去の整数部
より大きい場合、出力のために処理済み線が使用可能で
ある。パラメータstatus（状況）が０に等しい場合、１
本の線を出力することができ、流れ図の経路"a"に従っ
て、走査線出力モジュールであるステップ１５７に進
む。経路"a"に進む前に、３つのバッファを指す一時的
なout、newおよびoldポインタを、一時out＝前のold、
一時new＝前のout、一時old＝前のnewにセットする。整
数部が過去の整数部より大きいが、パラメータstatusが
０ではない場合、newの重み付け係数が０である短時間
の間、統合を継続することができる。重み付け係数が０
であるから、現在の走査線は、"new"によって指される
バッファには加算されず、そのバッファの内容に対する
処理を完了するための短い時間が与えられる。この場
合、delay（遅延）＝integer、一時out＝前のold、一時
new＝前のout、一時old＝前のnewにセットする。この状
況では、もう１つテストを行って、パラメータstatusが
０と異なるかどうかと、位置がパラメータdelayより２
／４以上先であるかどうかを判定する。この条件が満た
されない場合、その線が解放されるまで処理を継続する
ことができず、さもないとデータが上書きされる。この
コードは、経路"b"に従って、ステップ１６３でpending
フラグを"true（真）"にセットし、生走査線をそのバッ
ファに残す。上記のどれでもない場合、このコードは、
経路"c"に進んで、ステップ１６１で走査線をスケーリ
ングする。スケーリング準備モジュールからの出口のす
べてで、過去のintegerパラメータが、現在のintegerパ
ラメータにセットされる。
【００４０】ステップ１５７では、このステップの間に
スケーリングされる走査線を出力し、パラメータoutを
一時outにセットし、新countおよび新timeパラメータを
０にセットし、新バッファ内の各画素を０にセットす
る。ステップ１５９では、statusを非０数、たとえば３
にセットし、testをfalseにセットし、pendingをfalse
にセットする。というのは、これが保留走査線によって
ブロックされていた場合、そのバッファが現在クリアさ
れているからである。
スケーリングされる走査線を出力し、パラメータoutを
一時outにセットし、新countおよび新timeパラメータを
０にセットし、新バッファ内の各画素を０にセットす
る。ステップ１５９では、statusを非０数、たとえば３
にセットし、testをfalseにセットし、pendingをfalse
にセットする。というのは、これが保留走査線によって
ブロックされていた場合、そのバッファが現在クリアさ
れているからである。
【００４１】ステップ１６１で、走査線をスケーリング
する。まず、生走査線バッファの保留オーバーフローに
関するテストを行う。このバッファにさらに追加すると
オーバーフロー状態になる場合、走査が次の線に移動す
るまで、それ以上の追加は行われない。これは、たとえ
ば、一時的に別のタスクによって専有され、データを受
け取ることができなくなったホスト・コンピュータに合
わせて調節するために、搬送機構が停止したか、極端に
低速で移動する場合に発生するはずである。生走査線を
バッファに追加する時には、生走査線のシーケンス番号
を検査することによって、失われた走査線があるかどう
かを判定するテストを行う。ソフトウェアが他の作業で
忙しい場合に、走査線が失われる可能性がある。１走査
線だけが失われた場合、処理は正常に継続できる。走査
線が繰り返し失われる場合、プロセッサに追従の機会を
与えるために、モータ速度を下げる。複数の走査線が失
われた場合、処理を中断し、モータをわずかに逆転する
ことができる。処理を再開始し、モータを再開始する。
通常処理では、追跡コードを介する読取りの際に正しい
位置が自動的にピックアップされる。旧count（カウン
ト）または新countがバッファのサイズに関する指定さ
れた数より大きい場合、旧アレイまたは新アレイのオー
バーフローを避けるために、その走査線をスケーリング
しない。旧countと新countの両方が許容可能である場
合、位置の小数部に応じて、下の表に示された小数部の
値に従って４つのうちの１つが行われる。
する。まず、生走査線バッファの保留オーバーフローに
関するテストを行う。このバッファにさらに追加すると
オーバーフロー状態になる場合、走査が次の線に移動す
るまで、それ以上の追加は行われない。これは、たとえ
ば、一時的に別のタスクによって専有され、データを受
け取ることができなくなったホスト・コンピュータに合
わせて調節するために、搬送機構が停止したか、極端に
低速で移動する場合に発生するはずである。生走査線を
バッファに追加する時には、生走査線のシーケンス番号
を検査することによって、失われた走査線があるかどう
かを判定するテストを行う。ソフトウェアが他の作業で
忙しい場合に、走査線が失われる可能性がある。１走査
線だけが失われた場合、処理は正常に継続できる。走査
線が繰り返し失われる場合、プロセッサに追従の機会を
与えるために、モータ速度を下げる。複数の走査線が失
われた場合、処理を中断し、モータをわずかに逆転する
ことができる。処理を再開始し、モータを再開始する。
通常処理では、追跡コードを介する読取りの際に正しい
位置が自動的にピックアップされる。旧count（カウン
ト）または新countがバッファのサイズに関する指定さ
れた数より大きい場合、旧アレイまたは新アレイのオー
バーフローを避けるために、その走査線をスケーリング
しない。旧countと新countの両方が許容可能である場
合、位置の小数部に応じて、下の表に示された小数部の
値に従って４つのうちの１つが行われる。
【表１】
【００４２】この表の最初の２行は、図６に示された三
角形平均化処理を参照することによって簡単に理解でき
る。この図では、走査が、一定の時間間隔で来る。これ
らの走査は、時間に従って番号を付けられるが、速度変
動に起因する変動する位置にある。
角形平均化処理を参照することによって簡単に理解でき
る。この図では、走査が、一定の時間間隔で来る。これ
らの走査は、時間に従って番号を付けられるが、速度変
動に起因する変動する位置にある。
【００４３】ステップ１６５で、システムが遊休状態で
ある場合、遊休モジュール１５３で、現在の生走査線を
outバッファにコピーし、out countを０にセットし、ou
t timeを現在時刻にセットする。ステップ１６７で、st
atusを３にセットし、testをtrueにセットし、pending
をfalseにセットする。
ある場合、遊休モジュール１５３で、現在の生走査線を
outバッファにコピーし、out countを０にセットし、ou
t timeを現在時刻にセットする。ステップ１６７で、st
atusを３にセットし、testをtrueにセットし、pending
をfalseにセットする。
【００４４】縦方向事前スケーリングの後に、走査線正
規化処理によって走査線を正規化する。この走査線正規
化処理では、ＣＣＤアレイの不均一性に起因する走査線
内のアーチファクトを除去する。前に述べたように、セ
ンサ要素には、暗漏れと感度に変動がある。複数の生走
査線を平均することによって、周知の通り平均される生
走査線の数の平方根に逆比例して、ランダム・ノイズが
減少する。事前スケーリングされた走査線を、その事前
スケーリングされた走査線のために累算された生走査線
の数で割る。固定パターン・ノイズを除去するために、
統計理論では、暗訂正バッファ値を減算して、暗漏れを
訂正し、その結果を明訂正値で割って、センサ要素間の
感度の変動を訂正する。
規化処理によって走査線を正規化する。この走査線正規
化処理では、ＣＣＤアレイの不均一性に起因する走査線
内のアーチファクトを除去する。前に述べたように、セ
ンサ要素には、暗漏れと感度に変動がある。複数の生走
査線を平均することによって、周知の通り平均される生
走査線の数の平方根に逆比例して、ランダム・ノイズが
減少する。事前スケーリングされた走査線を、その事前
スケーリングされた走査線のために累算された生走査線
の数で割る。固定パターン・ノイズを除去するために、
統計理論では、暗訂正バッファ値を減算して、暗漏れを
訂正し、その結果を明訂正値で割って、センサ要素間の
感度の変動を訂正する。
【００４５】前に述べたように、事前スケーリングされ
た走査線は、正規化の後に、その走査線の位置を計算す
るために位置モジュールに送られる。
た走査線は、正規化の後に、その走査線の位置を計算す
るために位置モジュールに送られる。
【００４６】横方向スケーリング・モジュールは、画素
に整数増分の番号を付けられたＣＣＤアレイ全体の正規
化された走査線を受け取る。横方向スケーリング・モジ
ュールは、追跡モジュールから、ＣＣＤアレイ画素の小
数単位での上端横方向トラックと下端横方向トラックの
位置も受け取る。これらの位置から、フィルム・アパー
チャをアレイ画素単位で計算することができる。図８か
らわかるように、正規化された走査線は、アレイ解像度
から選択された解像度へ変換される。さらに、垂直ジッ
タのすべてが、追跡モジュールから受け取った位置を参
照することによって走査線から除去される。ＣＣＤアレ
イは、最初のＣＣＤ画素２０３および最後のＣＣＤ画素
２０４が、画像基板またはフィルムの上下端を表す横方
向上端画素２０５および横方向下端画素２０７を挟むこ
とによって示されるように、基板を越えて延びる。好ま
しい実施例では、走査線の位置が、画像の両端の外側に
置かれる基準トラックから計算される。選択された解像
度のアレイ２０１は、選択された上端２０９と選択され
た下端２１１の画素を有し、これらの画素は、ｍｍ単位
で指定するか、小数アレイ画素に変換することができ
る。選択された解像度の画素の数を使用して、アレイ画
素の単位での選択された解像度の間隔を計算する。これ
らの計算をセットアップで行った後に、横方向スケーリ
ング処理では、正規化された走査線からの画素の窓を使
用して、選択された解像度のアレイ内の特定の現在画素
２１５を計算する。
に整数増分の番号を付けられたＣＣＤアレイ全体の正規
化された走査線を受け取る。横方向スケーリング・モジ
ュールは、追跡モジュールから、ＣＣＤアレイ画素の小
数単位での上端横方向トラックと下端横方向トラックの
位置も受け取る。これらの位置から、フィルム・アパー
チャをアレイ画素単位で計算することができる。図８か
らわかるように、正規化された走査線は、アレイ解像度
から選択された解像度へ変換される。さらに、垂直ジッ
タのすべてが、追跡モジュールから受け取った位置を参
照することによって走査線から除去される。ＣＣＤアレ
イは、最初のＣＣＤ画素２０３および最後のＣＣＤ画素
２０４が、画像基板またはフィルムの上下端を表す横方
向上端画素２０５および横方向下端画素２０７を挟むこ
とによって示されるように、基板を越えて延びる。好ま
しい実施例では、走査線の位置が、画像の両端の外側に
置かれる基準トラックから計算される。選択された解像
度のアレイ２０１は、選択された上端２０９と選択され
た下端２１１の画素を有し、これらの画素は、ｍｍ単位
で指定するか、小数アレイ画素に変換することができ
る。選択された解像度の画素の数を使用して、アレイ画
素の単位での選択された解像度の間隔を計算する。これ
らの計算をセットアップで行った後に、横方向スケーリ
ング処理では、正規化された走査線からの画素の窓を使
用して、選択された解像度のアレイ内の特定の現在画素
２１５を計算する。
【００４７】図９では、事前に計算されたインパルス応
答２１９を使用して、選択された横方向解像度での現在
画素値の計算に重みを付ける。センサ要素の間隔は、Ｃ
ＣＤアレイでは既知であるから、事前に計算されたシン
ク・インパルスを使用することができる。下で述べるよ
うに、この変換処理で他の関数を使用することができ
る。選択された解像度での現在画素２１５の位置を、ア
レイ解像度画素の単位で、前の画素位置へ間隔を追加す
ることによって、たとえば１１２８．２９画素などとし
て計算する。インパルス応答は、現在画素を中心に置か
れ、この例では０．２９である小数だけ、最も近いアレ
イ画素から相対的にオフセットしている。インパルス応
答２１９は、このオフセットを受け入れるために小数ス
テップを有する。たとえば、この小数は、現在画素２１
５のアレイ画素単位の１／４である。最も近い小数ステ
ップすなわち１／４を選択し、インパルスを現在画素の
できる限り近くに位置合わせし、インパルスの小数要素
が、アレイ画素の正確に位置合わせされるようにする。
アレイ画素のそれぞれに、それに重なるインパルス応答
をかけ、その積を合計して、現在選択された解像度の現
在画素２１５に記憶する。
答２１９を使用して、選択された横方向解像度での現在
画素値の計算に重みを付ける。センサ要素の間隔は、Ｃ
ＣＤアレイでは既知であるから、事前に計算されたシン
ク・インパルスを使用することができる。下で述べるよ
うに、この変換処理で他の関数を使用することができ
る。選択された解像度での現在画素２１５の位置を、ア
レイ解像度画素の単位で、前の画素位置へ間隔を追加す
ることによって、たとえば１１２８．２９画素などとし
て計算する。インパルス応答は、現在画素を中心に置か
れ、この例では０．２９である小数だけ、最も近いアレ
イ画素から相対的にオフセットしている。インパルス応
答２１９は、このオフセットを受け入れるために小数ス
テップを有する。たとえば、この小数は、現在画素２１
５のアレイ画素単位の１／４である。最も近い小数ステ
ップすなわち１／４を選択し、インパルスを現在画素の
できる限り近くに位置合わせし、インパルスの小数要素
が、アレイ画素の正確に位置合わせされるようにする。
アレイ画素のそれぞれに、それに重なるインパルス応答
をかけ、その積を合計して、現在選択された解像度の現
在画素２１５に記憶する。
【００４８】横方向アレイ解像度は、ＣＣＤ内の感知要
素の物理的間隔によって固定される。レンズの焦点によ
って、間隔がごくわずかに変化するので、レンズの焦点
をこの応用例の制約とみなすことができる。アレイ解像
度と選択された解像度は、走査全体を通じて効果的に固
定されたままになるので、解像度中間提供ステップは不
要である。この一定性のため、インパルス応答を構成す
る点を、走査開始前に計算し、記憶することができ、そ
の後、走査中に必要に応じてメモリ・ルックアップ・テ
ーブルから繰り返し検索することができる。
素の物理的間隔によって固定される。レンズの焦点によ
って、間隔がごくわずかに変化するので、レンズの焦点
をこの応用例の制約とみなすことができる。アレイ解像
度と選択された解像度は、走査全体を通じて効果的に固
定されたままになるので、解像度中間提供ステップは不
要である。この一定性のため、インパルス応答を構成す
る点を、走査開始前に計算し、記憶することができ、そ
の後、走査中に必要に応じてメモリ・ルックアップ・テ
ーブルから繰り返し検索することができる。
【００４９】下記の手順は、図１０に示された横方向ス
ケーリング処理の好ましい実施例の１つである。次の変
数を定義する。 ・ＣＲＴＴ 上端トラックの画素単位の横方向位置 ・ＣＲＢＴ 下端トラックの画素単位の横方向位置 ・Ａ トラックからアパーチャの上端までの小
数差、通常は０．１ ・Ｂ トラックからアパーチャの下端までの小
数差、通常は０．９ ・Ｃ Ａと同様に使用される変数 ・Ｄ Ｂと同様に使用される変数 ・ＣＲＴＡ アパーチャの上縁の画素単位の横方向位
置 ・ＣＲＢＡ アパーチャの下縁の画素単位の横方向位
置 ・ＣＲＴＡＭ アパーチャの上縁のｍｍ単位の横方向位
置 ・ＣＲＢＡＭ アパーチャの下縁のｍｍ単位の横方向位
置 ・ＣＨＴＭ ｍｍ単位の上端の選択された位置 ・ＣＨＢＭ ｍｍ単位の下端の選択された位置 ・ＣＨＴ アレイ画素単位の上端の選択された位置 ・ＣＨＢ アレイ画素単位の下端の選択された位置 ・ＣＨＲ 全横方向画素数での選択された解像度 ・ＤＹ アレイ解像度画素単位での選択された解
像度画素の間隔
ケーリング処理の好ましい実施例の１つである。次の変
数を定義する。 ・ＣＲＴＴ 上端トラックの画素単位の横方向位置 ・ＣＲＢＴ 下端トラックの画素単位の横方向位置 ・Ａ トラックからアパーチャの上端までの小
数差、通常は０．１ ・Ｂ トラックからアパーチャの下端までの小
数差、通常は０．９ ・Ｃ Ａと同様に使用される変数 ・Ｄ Ｂと同様に使用される変数 ・ＣＲＴＡ アパーチャの上縁の画素単位の横方向位
置 ・ＣＲＢＡ アパーチャの下縁の画素単位の横方向位
置 ・ＣＲＴＡＭ アパーチャの上縁のｍｍ単位の横方向位
置 ・ＣＲＢＡＭ アパーチャの下縁のｍｍ単位の横方向位
置 ・ＣＨＴＭ ｍｍ単位の上端の選択された位置 ・ＣＨＢＭ ｍｍ単位の下端の選択された位置 ・ＣＨＴ アレイ画素単位の上端の選択された位置 ・ＣＨＢ アレイ画素単位の下端の選択された位置 ・ＣＨＲ 全横方向画素数での選択された解像度 ・ＤＹ アレイ解像度画素単位での選択された解
像度画素の間隔
【００５０】いくつかのパラーメータが、ステップ２５
０で受け取られる。ＣＲＴＴとＣＲＢＴは、追跡モジュ
ールを呼び出すことによって受け取られる。Ａ、Ｂ、Ｃ
ＲＴＡＭおよびＣＲＢＡＭは、フィルム・ホルダに関す
る定数であり、特定のセッションのためにユーザによっ
て入力されるか、ホルダの直接走査によって確立される
かのいずれかである。ＣＨＴＭ、ＣＨＢＭおよびＣＨＲ
は、走査を開始するパーソナル・コンピュータによって
指定される。どのパラメータも、ユーザ、スキャナまた
はパーソナル・コンピュータによって指定されない場合
の省略時値を有することができる。
０で受け取られる。ＣＲＴＴとＣＲＢＴは、追跡モジュ
ールを呼び出すことによって受け取られる。Ａ、Ｂ、Ｃ
ＲＴＡＭおよびＣＲＢＡＭは、フィルム・ホルダに関す
る定数であり、特定のセッションのためにユーザによっ
て入力されるか、ホルダの直接走査によって確立される
かのいずれかである。ＣＨＴＭ、ＣＨＢＭおよびＣＨＲ
は、走査を開始するパーソナル・コンピュータによって
指定される。どのパラメータも、ユーザ、スキャナまた
はパーソナル・コンピュータによって指定されない場合
の省略時値を有することができる。
【００５１】これらのパラメータは、横方向スケーリン
グ処理をセットアップして、選択された長さと選択され
た解像度の両方を有する走査線を作るのに使用される。
上で述べたように、従来技術のスキャナは、このような
任意の解像度およびサイズの走査画像を作ることができ
ない。ステップ２５１のセットアップ手順の間に、下記
のパラメータを計算する。 ＣＲＴＡ＝（１−Ａ）×ＣＲＴＴ＋Ａ×ＣＲＢＴ ＣＲＢＡ＝（１−Ｂ）×ＣＲＴＴ＋Ｂ×ＣＲＢＴ Ｃ＝（ＣＨＴＭ−ＣＲＴＡＭ）／（ＣＲＴＡＭ−ＣＲＢ
ＡＭ） Ｄ＝（ＣＨＢＭ−ＣＲＴＡＭ）／（ＣＲＴＡＭ−ＣＲＢ
ＡＭ） ＣＨＴ＝（１−Ｃ）×ＣＲＴＡ＋Ｃ×ＣＲＢＡ ＣＨＢ＝（１−Ｄ）×ＣＲＴＡ＋Ｄ×ＣＲＢＡ ＤＹ＝（ＣＨＢ−ＣＨＴ）／（ＣＨＲ−１） ＣＰを、アレイ画素単位での現在選択された画素位置と
して定義する
グ処理をセットアップして、選択された長さと選択され
た解像度の両方を有する走査線を作るのに使用される。
上で述べたように、従来技術のスキャナは、このような
任意の解像度およびサイズの走査画像を作ることができ
ない。ステップ２５１のセットアップ手順の間に、下記
のパラメータを計算する。 ＣＲＴＡ＝（１−Ａ）×ＣＲＴＴ＋Ａ×ＣＲＢＴ ＣＲＢＡ＝（１−Ｂ）×ＣＲＴＴ＋Ｂ×ＣＲＢＴ Ｃ＝（ＣＨＴＭ−ＣＲＴＡＭ）／（ＣＲＴＡＭ−ＣＲＢ
ＡＭ） Ｄ＝（ＣＨＢＭ−ＣＲＴＡＭ）／（ＣＲＴＡＭ−ＣＲＢ
ＡＭ） ＣＨＴ＝（１−Ｃ）×ＣＲＴＡ＋Ｃ×ＣＲＢＡ ＣＨＢ＝（１−Ｄ）×ＣＲＴＡ＋Ｄ×ＣＲＢＡ ＤＹ＝（ＣＨＢ−ＣＨＴ）／（ＣＨＲ−１） ＣＰを、アレイ画素単位での現在選択された画素位置と
して定義する
【００５２】セットアップ手順では、横方向にスケーリ
ングされる画素の選択された解像度での位置も確立す
る。ＣＰをＣＨＴにセットし、ＣＰがＣＨＢに達するま
で、毎回ＣＰをＤＹだけ増分しながらＣＨＲ画素だけル
ープする。これを行う文が、 ＦＯＲ（ＣＰ＝ＣＨＴ，ＣＰ＜ＣＨＢ＋ＤＹ／２，ＣＰ
＋ＤＹ） である。この増分方法では、ＤＹに誤差が累算されるの
で、ＤＹとＣＰは、小数点以下１８ビットないし２０ビ
ットの３２ビット固定小数点で計算しなければならな
い。１６のＦＰＩＸ解像度に一致するために４小数ビッ
トを仮定すると、この丸め誤差がインパルス丸め誤差未
満になるためにさらに２ビットと、２０００画素サイク
ル以上でのシステム誤差累算を取り消すのにさらに１１
ビットで、少なくとも１７ビットの小数ビットが必要で
ある。その一方で、３０００のアレイ解像度に対応する
ためには、小数点の左側に少なくとも１２ビットが必要
であり、小数に２０ビットを使用することができる。
ングされる画素の選択された解像度での位置も確立す
る。ＣＰをＣＨＴにセットし、ＣＰがＣＨＢに達するま
で、毎回ＣＰをＤＹだけ増分しながらＣＨＲ画素だけル
ープする。これを行う文が、 ＦＯＲ（ＣＰ＝ＣＨＴ，ＣＰ＜ＣＨＢ＋ＤＹ／２，ＣＰ
＋ＤＹ） である。この増分方法では、ＤＹに誤差が累算されるの
で、ＤＹとＣＰは、小数点以下１８ビットないし２０ビ
ットの３２ビット固定小数点で計算しなければならな
い。１６のＦＰＩＸ解像度に一致するために４小数ビッ
トを仮定すると、この丸め誤差がインパルス丸め誤差未
満になるためにさらに２ビットと、２０００画素サイク
ル以上でのシステム誤差累算を取り消すのにさらに１１
ビットで、少なくとも１７ビットの小数ビットが必要で
ある。その一方で、３０００のアレイ解像度に対応する
ためには、小数点の左側に少なくとも１２ビットが必要
であり、小数に２０ビットを使用することができる。
【００５３】上の計算を実行したならば、ステップ２５
３で、正規化された走査線を受け取る。
３で、正規化された走査線を受け取る。
【００５４】次に、ステップ２５７で、現在画素の中央
にシンク・インパルスを位置合わせするために、下記の
変数を定義する。 ・ＩＭＰＵＬＳＥ 走査開始時にホストによってロード
される整数インパルス配列 ・ＰＩＸ アレイ解像度画素の単位でのＩＭＰ
ＵＬＳＥ内の位置 ・ＩＰＷ （ImPulse Width、インパルス幅）
０から始まるＰＩＸの全単位でのインパルスの幅 ・ＦＰＩＸ （Fractional PIX、小数ＰＩＸ）整
数ＰＩＸ間のＩＭＰＵＬＳＥ内の要素数 ・ＣＰ 上で定義した、外側ループから内側
ループに渡される値 ・ＡＰ 現在選択されている分解能画素ＣＰ
に最も近い全体アレイ画素 ・ＥＰ ＦＰＩＸに量子化されるＣＰとＡＰ
の間の差 下記の値を見つける AP=INT(CP+0.5） EP=CP-AP （正確に） EP=((INT((EP+1)*FPIX+0.5))/FPIX)-1 （ＦＰＩＸに量
子化される) アキュムレータ＝０にセットする ループは、 P>0ならば、For(N=IPW+1,NIPW,N++) EP=0ならば、For(N=IPW,N<=IPW,N++) EP<0ならば、For(N=IPW,N<IPW-1,N++)である。
にシンク・インパルスを位置合わせするために、下記の
変数を定義する。 ・ＩＭＰＵＬＳＥ 走査開始時にホストによってロード
される整数インパルス配列 ・ＰＩＸ アレイ解像度画素の単位でのＩＭＰ
ＵＬＳＥ内の位置 ・ＩＰＷ （ImPulse Width、インパルス幅）
０から始まるＰＩＸの全単位でのインパルスの幅 ・ＦＰＩＸ （Fractional PIX、小数ＰＩＸ）整
数ＰＩＸ間のＩＭＰＵＬＳＥ内の要素数 ・ＣＰ 上で定義した、外側ループから内側
ループに渡される値 ・ＡＰ 現在選択されている分解能画素ＣＰ
に最も近い全体アレイ画素 ・ＥＰ ＦＰＩＸに量子化されるＣＰとＡＰ
の間の差 下記の値を見つける AP=INT(CP+0.5） EP=CP-AP （正確に） EP=((INT((EP+1)*FPIX+0.5))/FPIX)-1 （ＦＰＩＸに量
子化される) アキュムレータ＝０にセットする ループは、 P>0ならば、For(N=IPW+1,NIPW,N++) EP=0ならば、For(N=IPW,N<=IPW,N++) EP<0ならば、For(N=IPW,N<IPW-1,N++)である。
【００５５】ステップ２５９で、正規化された画素にシ
ンク・インパルスをかけ、ステップ２６１で、式ARRAY_
IMAGE(AP+N)*IMPULSE(abs(n-ep))によってアキュムレー
タを増分し、これをインパルス窓内のすべての正規化さ
れた画素について繰り返すことによって、和をとり、記
憶する。このループの最後に、アキュムレータを１２８
で割り、その値を現在画素に記憶する。
ンク・インパルスをかけ、ステップ２６１で、式ARRAY_
IMAGE(AP+N)*IMPULSE(abs(n-ep))によってアキュムレー
タを増分し、これをインパルス窓内のすべての正規化さ
れた画素について繰り返すことによって、和をとり、記
憶する。このループの最後に、アキュムレータを１２８
で割り、その値を現在画素に記憶する。
【００５６】縦方向スケーリング処理は、概念的には横
方向スケーリング処理に類似しているが、方向その他の
詳細が異なる。図１１からわかるように、複数の横方向
スケーリングされた走査線を、縦方向スケーリング・バ
ッファに待ち行列化して、画素の列が縦方向スケーリン
グされる走査線を形成する他の計算された行を形成する
画素の行２７７内の画素２７９を計算するために画素の
列２７５を使用できるようにしなければならない。した
がって、このバッファは、横方向スケーリング処理のバ
ッファよりかなり大きいものでなければならず、さら
に、横方向スケーリングされた走査線の間の間隔は、縦
方向事前スケーリングによってかなり改善されてはいる
が、完全に均一ではない。「位置」ルーチンは、これら
の事前スケーリングされた走査線の位置を正確に測定す
る。「事前スケーリング」は、過去の位置と外挿に基づ
いて動作するので、これらの事前スケーリングされた走
査線は、完全に均一に配置されていない可能性がある。
精密縦方向スケーリングは、再スケーリングされる線
と、バッファ内のその両側の線の両方の測定データに基
づいて動作するので、精密スケーリングによって、正確
な位置を発見でき、これを使用して、正確なスケーリン
グを与えることができる。シンク関数を使用する場合、
シンク応答の複数のローブを含めるのに十分な幅の窓を
もたらすために、単一の縦方向スケーリングされた走査
線を作るには、１０本以上の横方向スケーリングされた
走査線が必要になる。選択された縦方向解像度２７７
が、縦方向事前スケーリング解像度２７５と比較して粗
い場合、シンク応答のローブを含めるために、より多く
の線が必要になる。
方向スケーリング処理に類似しているが、方向その他の
詳細が異なる。図１１からわかるように、複数の横方向
スケーリングされた走査線を、縦方向スケーリング・バ
ッファに待ち行列化して、画素の列が縦方向スケーリン
グされる走査線を形成する他の計算された行を形成する
画素の行２７７内の画素２７９を計算するために画素の
列２７５を使用できるようにしなければならない。した
がって、このバッファは、横方向スケーリング処理のバ
ッファよりかなり大きいものでなければならず、さら
に、横方向スケーリングされた走査線の間の間隔は、縦
方向事前スケーリングによってかなり改善されてはいる
が、完全に均一ではない。「位置」ルーチンは、これら
の事前スケーリングされた走査線の位置を正確に測定す
る。「事前スケーリング」は、過去の位置と外挿に基づ
いて動作するので、これらの事前スケーリングされた走
査線は、完全に均一に配置されていない可能性がある。
精密縦方向スケーリングは、再スケーリングされる線
と、バッファ内のその両側の線の両方の測定データに基
づいて動作するので、精密スケーリングによって、正確
な位置を発見でき、これを使用して、正確なスケーリン
グを与えることができる。シンク関数を使用する場合、
シンク応答の複数のローブを含めるのに十分な幅の窓を
もたらすために、単一の縦方向スケーリングされた走査
線を作るには、１０本以上の横方向スケーリングされた
走査線が必要になる。選択された縦方向解像度２７７
が、縦方向事前スケーリング解像度２７５と比較して粗
い場合、シンク応答のローブを含めるために、より多く
の線が必要になる。
【００５７】図１２も参照すると、ステップ３００で、
最初に縦方向スケーリングされる線のために十分な数の
横方向スケーリングされた走査線を待ち行列化した後
に、セットアップのステップ３０１で、追跡モジュール
を呼び出して、各走査線の位置を判定する。
最初に縦方向スケーリングされる線のために十分な数の
横方向スケーリングされた走査線を待ち行列化した後
に、セットアップのステップ３０１で、追跡モジュール
を呼び出して、各走査線の位置を判定する。
【００５８】セットアップの後に、ステップ３０３で、
選択された縦方向解像度での最初の縦方向スケーリング
される走査線を、画素ごとに計算する。ステップ３０５
で、次に選択される画素２７９が、インパルス窓内の横
方向スケーリングされた走査線内の現在の画素位置に次
の画素２８１と共に入力される。次のステップで、選択
された画素を中心にシンク応答２８３を位置合わせす
る。バッファ内の走査線に対する選択された画素の相対
的な位置は、測定された位置によって決定される。整数
部によって、最も近い事前スケーリングされた走査線が
選択され、小数部によって、最も近い事前スケーリング
された走査線に対するシンク関数の中心の相対的なオフ
セットまたは位相が決定される。ステップ３０９で、横
方向スケーリングされた画素のそれぞれを、その位置に
対応するシンク関数値によって「畳み込み」または乗算
する。ステップ３１１で、その結果を合計し、縦方向ス
ケーリングされた線の現在画素として記憶する。この点
での除算を避けるために、すべての点の和が１になるよ
うに、記憶されるシンク関数を正規化することができ
る。ステップ３１３でテストを行って、その走査線にま
だ画素があるかどうかを判定する。そうである場合に
は、横方向スケーリングされた線内の画素の次の組を記
憶し、ステップ３０５からの処理を繰り返す。そうでな
い場合には、縦方向スケーリングされた走査線が終了し
ており、ステップ３１５で出力バッファに記憶される。
ステップ３１７でテストを行って、縦方向スケーリング
しなければならない走査線がまだあるかどうかを判定す
る。そうである場合、ステップ３００で、必要な数の新
しい横方向スケーリングされた走査線を待ち行列化し、
古い不要な横方向スケーリングされた走査線をダンプ
し、新しい縦方向スケーリングされる走査線のために処
理をセットアップする。走査線が完了したならば、ステ
ップ３１９で処理を終了する。
選択された縦方向解像度での最初の縦方向スケーリング
される走査線を、画素ごとに計算する。ステップ３０５
で、次に選択される画素２７９が、インパルス窓内の横
方向スケーリングされた走査線内の現在の画素位置に次
の画素２８１と共に入力される。次のステップで、選択
された画素を中心にシンク応答２８３を位置合わせす
る。バッファ内の走査線に対する選択された画素の相対
的な位置は、測定された位置によって決定される。整数
部によって、最も近い事前スケーリングされた走査線が
選択され、小数部によって、最も近い事前スケーリング
された走査線に対するシンク関数の中心の相対的なオフ
セットまたは位相が決定される。ステップ３０９で、横
方向スケーリングされた画素のそれぞれを、その位置に
対応するシンク関数値によって「畳み込み」または乗算
する。ステップ３１１で、その結果を合計し、縦方向ス
ケーリングされた線の現在画素として記憶する。この点
での除算を避けるために、すべての点の和が１になるよ
うに、記憶されるシンク関数を正規化することができ
る。ステップ３１３でテストを行って、その走査線にま
だ画素があるかどうかを判定する。そうである場合に
は、横方向スケーリングされた線内の画素の次の組を記
憶し、ステップ３０５からの処理を繰り返す。そうでな
い場合には、縦方向スケーリングされた走査線が終了し
ており、ステップ３１５で出力バッファに記憶される。
ステップ３１７でテストを行って、縦方向スケーリング
しなければならない走査線がまだあるかどうかを判定す
る。そうである場合、ステップ３００で、必要な数の新
しい横方向スケーリングされた走査線を待ち行列化し、
古い不要な横方向スケーリングされた走査線をダンプ
し、新しい縦方向スケーリングされる走査線のために処
理をセットアップする。走査線が完了したならば、ステ
ップ３１９で処理を終了する。
【００５９】横方向スケールは、走査中のアレイ解像度
が相対的に一定であることに依存するが、縦方向スケー
ルは、バッファと、相対的に一定の解像度の選択された
解像度との間の「シンク」寸法変更部分を供給するため
に事前スケールを使用する。上で述べた、この「シン
ク」寸法変更は、概念上は横方向スケールのそれと同一
であり、唯一の概念上の相違は、一方が垂直であり、他
方が水平であるということである。
が相対的に一定であることに依存するが、縦方向スケー
ルは、バッファと、相対的に一定の解像度の選択された
解像度との間の「シンク」寸法変更部分を供給するため
に事前スケールを使用する。上で述べた、この「シン
ク」寸法変更は、概念上は横方向スケールのそれと同一
であり、唯一の概念上の相違は、一方が垂直であり、他
方が水平であるということである。
【００６０】縦方向スケーリング処理によって、選択さ
れた格子パターンでの訂正された画像が与えられたなら
ば、その画像は、記憶、伝送、表示または次の処理のた
め、コンピュータに伝送する準備ができている。当業者
であれば、上で述べた詳細な実施例からの変形を、本発
明の趣旨から逸脱せずに作ることができることを簡単に
理解するはずである。
れた格子パターンでの訂正された画像が与えられたなら
ば、その画像は、記憶、伝送、表示または次の処理のた
め、コンピュータに伝送する準備ができている。当業者
であれば、上で述べた詳細な実施例からの変形を、本発
明の趣旨から逸脱せずに作ることができることを簡単に
理解するはずである。
【００６１】上で述べた処理は、画素ごとに単一の値を
有するが、実際には、赤、緑および青の別々の走査が行
われる。上で述べたものと同一の処理ステップが、これ
らの走査のそれぞれについて順番にまたは走査ごとにイ
ンタリーブして繰り返される。
有するが、実際には、赤、緑および青の別々の走査が行
われる。上で述べたものと同一の処理ステップが、これ
らの走査のそれぞれについて順番にまたは走査ごとにイ
ンタリーブして繰り返される。
【００６２】下の節では、２つの別々ではあるが相互に
関連する発明を説明する。基準格子の節では、さまざま
な走査処理で使用できるはずの走査の位置決めをもたら
すのに好ましい手段を説明する。シンク・フィルタリン
グの節では、従来技術では実施されない画像データをフ
ィルタリングするための特定の方法の長所を説明する。
関連する発明を説明する。基準格子の節では、さまざま
な走査処理で使用できるはずの走査の位置決めをもたら
すのに好ましい手段を説明する。シンク・フィルタリン
グの節では、従来技術では実施されない画像データをフ
ィルタリングするための特定の方法の長所を説明する。
【００６３】基準格子 上で述べた走査処理は、安価な搬送機構によって導入さ
れるエラーを補償するために、水平と垂直の両方向での
走査線の位置を正確に把握することにクリティカルに依
存する。搬送機構または搬送機構を駆動するモータに取
り付けられたポテンシャル・エンコーダなど、位置情報
を得るための方法が多数存在するが、好ましい手段の１
つを、下の節で説明する。この手段は、画像と同一の光
学系を介して結像し、したがって、位置と画像の感知の
両方が、単一の光学経路によって同じ形で影響を受け、
測定されたエラーと実際のエラーの間に非常に良い相関
がもたらされるので好ましい。
れるエラーを補償するために、水平と垂直の両方向での
走査線の位置を正確に把握することにクリティカルに依
存する。搬送機構または搬送機構を駆動するモータに取
り付けられたポテンシャル・エンコーダなど、位置情報
を得るための方法が多数存在するが、好ましい手段の１
つを、下の節で説明する。この手段は、画像と同一の光
学系を介して結像し、したがって、位置と画像の感知の
両方が、単一の光学経路によって同じ形で影響を受け、
測定されたエラーと実際のエラーの間に非常に良い相関
がもたらされるので好ましい。
【００６４】走査される画像が、図１３に太い線で示さ
れた格子パターン３５０を有するものとする。搬送機構
によって導入されるひずみは、この画像に重畳された細
い線によって示される。さらに、基準格子が、画像に近
接して配置される。この場合、画像の両側面に位置する
２つの基準トラック３５３および３５４による確立が追
加されるが、他の構成を使用することも可能である。好
ましい実施例によれば、ＣＣＤが、画像と基準トラック
の両方を含む区域を走査する。結果の走査画像３５７
を、右に示す。この画像内の格子パターン３５８は、機
械的なジッタによって引き起こされるひずみと相補的な
形でひずんでいる。基準トラック３５９および３６０
も、画像と同様にひずんでいる。
れた格子パターン３５０を有するものとする。搬送機構
によって導入されるひずみは、この画像に重畳された細
い線によって示される。さらに、基準格子が、画像に近
接して配置される。この場合、画像の両側面に位置する
２つの基準トラック３５３および３５４による確立が追
加されるが、他の構成を使用することも可能である。好
ましい実施例によれば、ＣＣＤが、画像と基準トラック
の両方を含む区域を走査する。結果の走査画像３５７
を、右に示す。この画像内の格子パターン３５８は、機
械的なジッタによって引き起こされるひずみと相補的な
形でひずんでいる。基準トラック３５９および３６０
も、画像と同様にひずんでいる。
【００６５】基準トラックによって、走査画像内のひず
みを訂正するのに必要な位置が定義される。上で述べた
走査処理では、この訂正が、それぞれが画素の１次元線
に対して動作する２つのステップに分解される。説明を
簡単にするために、上で述べた縦方向事前スケーリング
処理を省略する（ハードウェアがある均一性の範囲内で
予測可能であるならば、このステップは不要である）。
図１４に、基準トラックを使用する横方向スケーリング
処理を示す。走査画像３５７内の画素列のそれぞれにつ
いて、基準トラック３５９および３６０の列に沿った位
置を見つけ、この線全体にわたって一定の１次元処理を
使用して、この画素の列の寸法を変更する。すなわち、
基準トラック３６７および３６９が、寸法変更された列
に沿った所定の指定位置に現れるようにする。その結果
の中間画像３７０を、図１４に示す。
みを訂正するのに必要な位置が定義される。上で述べた
走査処理では、この訂正が、それぞれが画素の１次元線
に対して動作する２つのステップに分解される。説明を
簡単にするために、上で述べた縦方向事前スケーリング
処理を省略する（ハードウェアがある均一性の範囲内で
予測可能であるならば、このステップは不要である）。
図１４に、基準トラックを使用する横方向スケーリング
処理を示す。走査画像３５７内の画素列のそれぞれにつ
いて、基準トラック３５９および３６０の列に沿った位
置を見つけ、この線全体にわたって一定の１次元処理を
使用して、この画素の列の寸法を変更する。すなわち、
基準トラック３６７および３６９が、寸法変更された列
に沿った所定の指定位置に現れるようにする。その結果
の中間画像３７０を、図１４に示す。
【００６６】次に、図１５に示されるように、中間画像
３７０の画素行のそれぞれを、１次元寸法変更を使用す
る縦方向スケーリング処理３７５で寸法変更する。この
場合、走査処理が完全に均一ではない可能性があるの
で、寸法変更係数は、画素行３７３に沿って変化する可
能性がある。寸法変更された行３７９上の各点の配置
は、訂正後の画像３８５内の基準トラック３８１および
３８３上のマークが等間隔になるように、基準トラック
によって定義される。中間画像内の２つの基準トラック
３６７および３６９内の位置を、それぞれの列について
平均化し、その結果をすべての行について使用すること
ができる。しかし、ねじれジッタがある場合には、各行
の平均に、２つの基準トラックのその行への近さに比例
する重みを付けなければならない。
３７０の画素行のそれぞれを、１次元寸法変更を使用す
る縦方向スケーリング処理３７５で寸法変更する。この
場合、走査処理が完全に均一ではない可能性があるの
で、寸法変更係数は、画素行３７３に沿って変化する可
能性がある。寸法変更された行３７９上の各点の配置
は、訂正後の画像３８５内の基準トラック３８１および
３８３上のマークが等間隔になるように、基準トラック
によって定義される。中間画像内の２つの基準トラック
３６７および３６９内の位置を、それぞれの列について
平均化し、その結果をすべての行について使用すること
ができる。しかし、ねじれジッタがある場合には、各行
の平均に、２つの基準トラックのその行への近さに比例
する重みを付けなければならない。
【００６７】基準トラックは、垂直位置と相対水平位置
を明らかにするものでなければならない。これらは、絶
対水平位置も明らかにすることができる。これらの位置
のすべてを基準トラックにコード化し、その結果、個々
の走査線ごとにそれらを使用可能にするか、複数の走査
線から位置を解釈できるようにすることができる。図１
６に、好ましい基準トラック４００と、３本の隣接する
走査線から得られる信号４０１、４０２および４０３の
グラフを示す。
を明らかにするものでなければならない。これらは、絶
対水平位置も明らかにすることができる。これらの位置
のすべてを基準トラックにコード化し、その結果、個々
の走査線ごとにそれらを使用可能にするか、複数の走査
線から位置を解釈できるようにすることができる。図１
６に、好ましい基準トラック４００と、３本の隣接する
走査線から得られる信号４０１、４０２および４０３の
グラフを示す。
【００６８】垂直位置４０５は、最も単純であり、基準
トラックからの他の情報の読取りを同期化させる位置
「クロック」・パルスを供給するので最も重要でもあ
る。単一の水平ストライプでも十分であるが、複数のス
トライプにすれば、ほこりや欠陥に対する冗長性が得ら
れる。図では、２本のストライプが示されている。
トラックからの他の情報の読取りを同期化させる位置
「クロック」・パルスを供給するので最も重要でもあ
る。単一の水平ストライプでも十分であるが、複数のス
トライプにすれば、ほこりや欠陥に対する冗長性が得ら
れる。図では、２本のストライプが示されている。
【００６９】相対水平位置標識は、単に１組の垂直線と
することも可能である。これは、格子線の境界を横切る
走査線のそれぞれについて、位置の増分的な表示を与え
る。中間の走査線の位置は、そのような境界走査線の間
で平均をとることによって解釈されるはずである。改良
された方法では、領域４０７内で格子線を傾け、隣接す
る走査線に対する個々の走査線の相対的な位置を解釈す
るための連続的なエッジをもたらす。図では、線のそれ
ぞれが、前の線の下端が次の線の上端と重なり合うのに
十分なだけ傾いているので、解釈によって連続的な遷移
を得ることができる。
することも可能である。これは、格子線の境界を横切る
走査線のそれぞれについて、位置の増分的な表示を与え
る。中間の走査線の位置は、そのような境界走査線の間
で平均をとることによって解釈されるはずである。改良
された方法では、領域４０７内で格子線を傾け、隣接す
る走査線に対する個々の走査線の相対的な位置を解釈す
るための連続的なエッジをもたらす。図では、線のそれ
ぞれが、前の線の下端が次の線の上端と重なり合うのに
十分なだけ傾いているので、解釈によって連続的な遷移
を得ることができる。
【００７０】相対水平位置では、領域４０７の密に繰り
返すパターンを使用して、位置を解釈する際のジッタを
最小にしている。この強制的な反復のために、絶対位置
のコード化が阻止される。コンピュータは、走査した線
のそれぞれの数を保存することによって、絶対位置を維
持することができる。また、傾斜線技法は、垂直線では
不可能な、走査方向の変化に対する一貫性を維持する。
しかし、コンピュータがリアル・タイム追跡を行えなく
なる状況が存在するが、絶対位置を回復する能力があれ
ば、走査を最初からやり直さずに済むはずである。図１
７に示された実施例には、グレイ・コード４１０など、
複数のクロック線を含む絶対位置コードが含まれるはず
であり、したがって、各走査線に、たとえば１／１０ｍ
ｍなどの許容可能分解能以内の絶対位置が「タイム・ス
タンプ」される。図１６では、絶対位置を知らせる単一
のクロック線４０９だけが示されている。この絶対位置
は、当技術分野で一般的なコード化クロック技法を使用
して、複数の走査にまたがって解釈される。図１６およ
び図１７は、制限付きの分解能を有する絶対位置決め用
のディジタル・トラックと、精密な量子化されない分解
能を追加する斜めの副トラックの使用の組合せ方法を示
す図である。
返すパターンを使用して、位置を解釈する際のジッタを
最小にしている。この強制的な反復のために、絶対位置
のコード化が阻止される。コンピュータは、走査した線
のそれぞれの数を保存することによって、絶対位置を維
持することができる。また、傾斜線技法は、垂直線では
不可能な、走査方向の変化に対する一貫性を維持する。
しかし、コンピュータがリアル・タイム追跡を行えなく
なる状況が存在するが、絶対位置を回復する能力があれ
ば、走査を最初からやり直さずに済むはずである。図１
７に示された実施例には、グレイ・コード４１０など、
複数のクロック線を含む絶対位置コードが含まれるはず
であり、したがって、各走査線に、たとえば１／１０ｍ
ｍなどの許容可能分解能以内の絶対位置が「タイム・ス
タンプ」される。図１６では、絶対位置を知らせる単一
のクロック線４０９だけが示されている。この絶対位置
は、当技術分野で一般的なコード化クロック技法を使用
して、複数の走査にまたがって解釈される。図１６およ
び図１７は、制限付きの分解能を有する絶対位置決め用
のディジタル・トラックと、精密な量子化されない分解
能を追加する斜めの副トラックの使用の組合せ方法を示
す図である。
【００７１】副基準トラック信号自体に、パターンの不
揃い、ほこり、ぼけおよびセンサ・ノイズからのジッタ
がある。パターンの不揃いは、一度検出しておけば参照
テーブルで訂正できる。読取り処理によって導入される
変動の大半は、走査線の間でランダムであるが、慣性が
あるので、機械的に引き起こされる変動はゆっくりと変
化する。目標は、もちろん機械的変動を測定することで
あり、読取りによって誤って追加された変動を拒絶する
ことである。複数の走査を平均することによって、すば
やく変化する読取り変動が減るが、低速の機械的変動は
残される。
揃い、ほこり、ぼけおよびセンサ・ノイズからのジッタ
がある。パターンの不揃いは、一度検出しておけば参照
テーブルで訂正できる。読取り処理によって導入される
変動の大半は、走査線の間でランダムであるが、慣性が
あるので、機械的に引き起こされる変動はゆっくりと変
化する。目標は、もちろん機械的変動を測定することで
あり、読取りによって誤って追加された変動を拒絶する
ことである。複数の走査を平均することによって、すば
やく変化する読取り変動が減るが、低速の機械的変動は
残される。
【００７２】ここで図１８を参照すると、フィルムおよ
びフィルム・ホルダに対する基準トラックの関係が示さ
れている。ホイール４５２が、左フランジ４５６および
右フランジ４５８でフィルム４５４を保持する。結像レ
ンズ４６０が、ランプ４６２によって透過照明されるフ
ィルムを見る。左基準トラック４６４は、左フランジ４
５６の後ろに配置され、右基準トラック４６６は、右フ
ランジ４５８の後ろに配置される。これらのトラック
は、フランジの近くに支持される小さな発光ダイオード
４６８および４７０によって照明される。基準トラック
自体は、黒地に白のパターンを作るように印画紙にプリ
ントし、接着剤を用いてフランジに接着することができ
る。好ましい実施例では、基準トラックは、ステンレス
鋼の薄いストリップにレーザ・エッチングされ、接着剤
によってフランジに取り付けられる。堆積やフォトリソ
グラフィなどの他の技法を使用して、所望の分解能に応
じて、ホイールに位置合せトラックを置くことができ
る。可能な最大の分解能は、光学システムの能力によっ
て上限を定められる。一般に、位置合せトラックは、そ
れが置かれる背景に対して対照的であるか、反射性であ
ることが必要である。
びフィルム・ホルダに対する基準トラックの関係が示さ
れている。ホイール４５２が、左フランジ４５６および
右フランジ４５８でフィルム４５４を保持する。結像レ
ンズ４６０が、ランプ４６２によって透過照明されるフ
ィルムを見る。左基準トラック４６４は、左フランジ４
５６の後ろに配置され、右基準トラック４６６は、右フ
ランジ４５８の後ろに配置される。これらのトラック
は、フランジの近くに支持される小さな発光ダイオード
４６８および４７０によって照明される。基準トラック
自体は、黒地に白のパターンを作るように印画紙にプリ
ントし、接着剤を用いてフランジに接着することができ
る。好ましい実施例では、基準トラックは、ステンレス
鋼の薄いストリップにレーザ・エッチングされ、接着剤
によってフランジに取り付けられる。堆積やフォトリソ
グラフィなどの他の技法を使用して、所望の分解能に応
じて、ホイールに位置合せトラックを置くことができ
る。可能な最大の分解能は、光学システムの能力によっ
て上限を定められる。一般に、位置合せトラックは、そ
れが置かれる背景に対して対照的であるか、反射性であ
ることが必要である。
【００７３】シンク・フィルタリング 「エイリアス」は、偽の名前である。純粋な周波数をサ
ンプリングする時には、時としてその純粋な周波数が偽
の周波数またはエイリアスになる。ナイキストに敬意を
表してナイキスト周波数と呼ばれる再生可能な最大周波
数は、交番サンプルがピークと谷にある周波数である。
最大周波数未満のどの周波数でも、再生可能である。
ンプリングする時には、時としてその純粋な周波数が偽
の周波数またはエイリアスになる。ナイキストに敬意を
表してナイキスト周波数と呼ばれる再生可能な最大周波
数は、交番サンプルがピークと谷にある周波数である。
最大周波数未満のどの周波数でも、再生可能である。
【００７４】図１９と図２０を参照すると、最大周波数
を超える周波数をサンプリングする時には、より低い周
波数と同一の結果がもたらされる。ナイキスト周波数の
４／３倍の周波数は、ナイキスト周波数の２／３倍の周
波数と同一のサンプルをもたらす。１．９ナイキストの
周波数は、０．１ナイキストの周波数と同一のサンプル
をもたらし、２．０ナイキストの周波数は、０．０ナイ
キストと同一のサンプルをもたらす。実際には、周波数
スペクトルがナイキスト周波数で折り返される。ナイキ
スト周波数を超える、折り返される周波数のすべてが、
折り目の下のエイリアス周波数になる。実際には、この
折り返しが前後に無限に繰り返されるので、スペクトル
が重ね折りになる。純粋な周波数がナイキスト周波数で
ある場合、その周波数は、それ自体の上にそのエイリア
スとして折り返される。位相によって、周波数とエイリ
アスが加算される場合も、打ち消しあう場合もある。ナ
イキスト周波数で波を９０°シフトすると、すべて０の
サンプルがもたらされるが、これは、信号とそのエイリ
アスが互いに打ち消し合った結果である。
を超える周波数をサンプリングする時には、より低い周
波数と同一の結果がもたらされる。ナイキスト周波数の
４／３倍の周波数は、ナイキスト周波数の２／３倍の周
波数と同一のサンプルをもたらす。１．９ナイキストの
周波数は、０．１ナイキストの周波数と同一のサンプル
をもたらし、２．０ナイキストの周波数は、０．０ナイ
キストと同一のサンプルをもたらす。実際には、周波数
スペクトルがナイキスト周波数で折り返される。ナイキ
スト周波数を超える、折り返される周波数のすべてが、
折り目の下のエイリアス周波数になる。実際には、この
折り返しが前後に無限に繰り返されるので、スペクトル
が重ね折りになる。純粋な周波数がナイキスト周波数で
ある場合、その周波数は、それ自体の上にそのエイリア
スとして折り返される。位相によって、周波数とエイリ
アスが加算される場合も、打ち消しあう場合もある。ナ
イキスト周波数で波を９０°シフトすると、すべて０の
サンプルがもたらされるが、これは、信号とそのエイリ
アスが互いに打ち消し合った結果である。
【００７５】ここまでは、連続信号のサンプリングによ
って発生するエイリアスを検討した。ここで図１９およ
び図２１を参照して、サンプリング信号を連続信号に変
換することによって発生するエイリアスを検討する。２
／３ナイキスト周波数の周波数によって生成されたサン
プルには、その２／３の周波数と、エイリアスの４／３
の周波数の両方が含まれる。０．１周波数からのサンプ
ルにも、１．９周波数が含まれる。スペクトルは、やは
り重ね折りになっている。０．１周波数には、１．９、
２．１、２．９および３．１の周波数からのエイリアス
が含まれ、これが無限に続く。
って発生するエイリアスを検討した。ここで図１９およ
び図２１を参照して、サンプリング信号を連続信号に変
換することによって発生するエイリアスを検討する。２
／３ナイキスト周波数の周波数によって生成されたサン
プルには、その２／３の周波数と、エイリアスの４／３
の周波数の両方が含まれる。０．１周波数からのサンプ
ルにも、１．９周波数が含まれる。スペクトルは、やは
り重ね折りになっている。０．１周波数には、１．９、
２．１、２．９および３．１の周波数からのエイリアス
が含まれ、これが無限に続く。
【００７６】入力信号をサンプリングし、別の分解能に
再サンプリングする場合、問題はさらに悪化する。たと
えば、入力信号が、６サンプル毎インチの周波数でサン
プリングされ、４サンプル毎インチで再サンプリングさ
れる場合、入力格子のナイキスト周波数は、３サイクル
毎インチになり、出力格子の場合、２サイクル毎インチ
になる。図２２を参照すると、基本周波数は正しく転写
される。その後、その入力分解能で可能なより高い周波
数が、再サンプリングでエイリアスになる。最後に、そ
のより高い周波数が、入力格子内のさらに高い周波数と
してエイリアスになり、再サンプリングでさらに低い周
波数として再びエイリアスになる。このすべてが、入力
分解能での元々のサンプリングにエイリアスがないこと
が前提であり、さもなければ、はるかに多くのエイリア
スが発生する。
再サンプリングする場合、問題はさらに悪化する。たと
えば、入力信号が、６サンプル毎インチの周波数でサン
プリングされ、４サンプル毎インチで再サンプリングさ
れる場合、入力格子のナイキスト周波数は、３サイクル
毎インチになり、出力格子の場合、２サイクル毎インチ
になる。図２２を参照すると、基本周波数は正しく転写
される。その後、その入力分解能で可能なより高い周波
数が、再サンプリングでエイリアスになる。最後に、そ
のより高い周波数が、入力格子内のさらに高い周波数と
してエイリアスになり、再サンプリングでさらに低い周
波数として再びエイリアスになる。このすべてが、入力
分解能での元々のサンプリングにエイリアスがないこと
が前提であり、さもなければ、はるかに多くのエイリア
スが発生する。
【００７７】ディジタル信号は、すべてがサンプルから
なる。信号をサンプリングする時には、最大周波数を超
える周波数を除去しなければならない。さもないと、そ
れらが低周波数に折り返してノイズとなる。イメージで
は、これらのノイズはステアケーシング（staircasin
g）とモアレとして現れる。また、粒子もエイリアスと
なり、画像が本来よりも荒れた状態になる。この粒子エ
イリアスは、アーチファクトほど明白ではなく、したが
って表面化しにくい。「専門家」でさえ、ディジタルは
「鋭い」ので、ディジタル化された画像はアナログより
粒子が目立つという誤った主張を行うことがしばしばで
ある。
なる。信号をサンプリングする時には、最大周波数を超
える周波数を除去しなければならない。さもないと、そ
れらが低周波数に折り返してノイズとなる。イメージで
は、これらのノイズはステアケーシング（staircasin
g）とモアレとして現れる。また、粒子もエイリアスと
なり、画像が本来よりも荒れた状態になる。この粒子エ
イリアスは、アーチファクトほど明白ではなく、したが
って表面化しにくい。「専門家」でさえ、ディジタルは
「鋭い」ので、ディジタル化された画像はアナログより
粒子が目立つという誤った主張を行うことがしばしばで
ある。
【００７８】アナログのエイリアス除去フィルタは、最
大周波数を超える周波数を除去する、単なる低域フィル
タである。ほとんどのエイリアス除去フィルタは、鋭い
カットオフを有しておらず、したがって、エイリアスの
一部が通過し、なおかつ、最大周波数直下の望ましい高
周波の一部が減衰する。
大周波数を超える周波数を除去する、単なる低域フィル
タである。ほとんどのエイリアス除去フィルタは、鋭い
カットオフを有しておらず、したがって、エイリアスの
一部が通過し、なおかつ、最大周波数直下の望ましい高
周波の一部が減衰する。
【００７９】複数の一般的なエイリアス除去フィルタの
周波数応答を、図２３の右側に示す。これらのフィルタ
のそれぞれの単一インパルスに対する時間または空間で
の影響、いわゆる「インパルス応答」を、図２３の左に
示す。周波数応答を見る時には、ナイキスト周波数未満
の減衰が、画像をぶれさせ、ナイキスト周波数を超える
周波数が通過すると、エイリアスとして現れることに留
意されたい。
周波数応答を、図２３の右側に示す。これらのフィルタ
のそれぞれの単一インパルスに対する時間または空間で
の影響、いわゆる「インパルス応答」を、図２３の左に
示す。周波数応答を見る時には、ナイキスト周波数未満
の減衰が、画像をぶれさせ、ナイキスト周波数を超える
周波数が通過すると、エイリアスとして現れることに留
意されたい。
【００８０】図２３のフィルタのそれぞれを正弦波に適
用した結果を、図２４に示す。信号再生の粗さは、実際
には各フィルタによって残されたエイリアスの和であ
る。一般的なフィルタのそれぞれを、これから説明す
る。
用した結果を、図２４に示す。信号再生の粗さは、実際
には各フィルタによって残されたエイリアスの和であ
る。一般的なフィルタのそれぞれを、これから説明す
る。
【００８１】０次ホールド 最も明白なフィルタは、サ
ンプル値を全間隔にわたって保持するものである。画像
では、これによって、フィルタリングしない画素ドット
のアレイよりも良い正方形画素が得られる。
ンプル値を全間隔にわたって保持するものである。画像
では、これによって、フィルタリングしない画素ドット
のアレイよりも良い正方形画素が得られる。
【００８２】補間 より良い画像プログラムで「エイリ
アス除去」と言う時には、図２４に示されるように、補
間または他のサンプル点間の均一性を意味する。図２３
の周波数応答から、ナイキスト周波数を超え、したがっ
てエイリアスである周波数が、０次ホールドを用いる場
合よりも補間を用いた場合にごくわずかだけ抑制される
が、補間によって、所望の周波数も最高で５０％まで抑
制されることに留意されたい。したがって、通常の知識
としては、エイリアス除去された画像は、滑らかである
が、キレが悪いということになる。
アス除去」と言う時には、図２４に示されるように、補
間または他のサンプル点間の均一性を意味する。図２３
の周波数応答から、ナイキスト周波数を超え、したがっ
てエイリアスである周波数が、０次ホールドを用いる場
合よりも補間を用いた場合にごくわずかだけ抑制される
が、補間によって、所望の周波数も最高で５０％まで抑
制されることに留意されたい。したがって、通常の知識
としては、エイリアス除去された画像は、滑らかである
が、キレが悪いということになる。
【００８３】ガウス分布 電子カメラやモニタの設計者
にとって、エイリアス除去とは、画像を破壊せずにエイ
リアスを減らすために正しい量のぼけを導入することを
意味する。周波数応答から、ガウス分布フィルタは、サ
ンプリング周波数で０にならず、したがって、サンプリ
ング・インパルスの一部が通過することに留意された
い。モニタ設計者は、これをラスタ・ノイズと呼ぶ。デ
ィジタル・カメラ設計者は、これをモアレと呼ぶ。どち
らの場合でも、それが好ましくないならば、彼らは画像
をさらにぼけさせ、人生とは妥協なのだと弁解するであ
ろう。
にとって、エイリアス除去とは、画像を破壊せずにエイ
リアスを減らすために正しい量のぼけを導入することを
意味する。周波数応答から、ガウス分布フィルタは、サ
ンプリング周波数で０にならず、したがって、サンプリ
ング・インパルスの一部が通過することに留意された
い。モニタ設計者は、これをラスタ・ノイズと呼ぶ。デ
ィジタル・カメラ設計者は、これをモアレと呼ぶ。どち
らの場合でも、それが好ましくないならば、彼らは画像
をさらにぼけさせ、人生とは妥協なのだと弁解するであ
ろう。
【００８４】従来技術の画像フィルタは、必要なフィル
タリングをもたらすことができなかった。本発明人は、
シンク・フィルタの使用を提案する。数学者とディジタ
ル・オーディオ技術者は、昔からこの関数を使用してき
たが、画像での使用は、驚くべきことに行われていな
い。シンク・フィルタの使用に関して、従来の実施でシ
ンク・フィルタが使用されなかった理由または、それを
使用した時に結果が完全ではなかった理由の説明になる
問題が存在するが、本発明人は、この問題を克服する方
法を説明する。
タリングをもたらすことができなかった。本発明人は、
シンク・フィルタの使用を提案する。数学者とディジタ
ル・オーディオ技術者は、昔からこの関数を使用してき
たが、画像での使用は、驚くべきことに行われていな
い。シンク・フィルタの使用に関して、従来の実施でシ
ンク・フィルタが使用されなかった理由または、それを
使用した時に結果が完全ではなかった理由の説明になる
問題が存在するが、本発明人は、この問題を克服する方
法を説明する。
【００８５】シンク・フィルタは、特定の周波数までの
すべてを通過させるが、それを超えるものはまったく通
過させないので、「レンガの壁（brick wall）」と呼ば
れる場合がある。エイリアス除去フィルタとして使用さ
れる時には、シンク・フィルタは非常に効果的である。
入力分解能すなわち、毎インチまたは毎秒のサンプル数
は、入力より出力を高くすることも、出力より入力を高
くすることもできる。どちらの場合でも、このエイリア
ス除去フィルタは、２ナイキスト周波数の下側すなわ
ち、入力と出力のうち低い方のサンプリング周波数の半
分でカットしなければならない。
すべてを通過させるが、それを超えるものはまったく通
過させないので、「レンガの壁（brick wall）」と呼ば
れる場合がある。エイリアス除去フィルタとして使用さ
れる時には、シンク・フィルタは非常に効果的である。
入力分解能すなわち、毎インチまたは毎秒のサンプル数
は、入力より出力を高くすることも、出力より入力を高
くすることもできる。どちらの場合でも、このエイリア
ス除去フィルタは、２ナイキスト周波数の下側すなわ
ち、入力と出力のうち低い方のサンプリング周波数の半
分でカットしなければならない。
【００８６】シンク関数は、ナイキスト周波数までのす
べての周波数の和であり、それを超える周波数は全く含
まれない。ナイキスト周波数または最大再生可能周波数
とは、図２５に示されるように、図２４の太い縦線によ
って示される各サンプルが、交互にプラスとマイナスに
なる時である。中央では、最大の和に達し、中央から
０．５サイクルの位置では、一部のサンプルが低下し、
和が少なくなる。中央から１サイクル離れると、正のサ
ンプルと負のサンプルが打ち消し合い、シンク関数の最
初の０が発生する。中央から１．５サイクルの位置で
は、正の値よりも負の値の方が多くなる。シンク関数
は、中央を除く各サンプル点で０を通過しながら振動す
る。この振動の包絡線は、中央からの距離の逆数として
減少する。数的に言えば、ｓｉｎｃ（ｘ）＝ｓｉｎｅ
（ｘ）／ｘである。
べての周波数の和であり、それを超える周波数は全く含
まれない。ナイキスト周波数または最大再生可能周波数
とは、図２５に示されるように、図２４の太い縦線によ
って示される各サンプルが、交互にプラスとマイナスに
なる時である。中央では、最大の和に達し、中央から
０．５サイクルの位置では、一部のサンプルが低下し、
和が少なくなる。中央から１サイクル離れると、正のサ
ンプルと負のサンプルが打ち消し合い、シンク関数の最
初の０が発生する。中央から１．５サイクルの位置で
は、正の値よりも負の値の方が多くなる。シンク関数
は、中央を除く各サンプル点で０を通過しながら振動す
る。この振動の包絡線は、中央からの距離の逆数として
減少する。数的に言えば、ｓｉｎｃ（ｘ）＝ｓｉｎｅ
（ｘ）／ｘである。
【００８７】エイリアス除去フィルタを適用する時に
は、入力分解能での複数のサンプルに、インパルス応答
をかけて足しあわせて、出力分解能の単一サンプルのそ
れぞれを形成する。この「畳み込み」が発生する範囲
が、フィルタの窓の幅である。この畳込みを実行するた
めに、理想的なインパルス応答をとり、出力サンプルに
中心を合わせ、インパルスのうちで窓の中に含まれる部
分に対して畳み込みを行う。時には、ウィンドウの縁
が、カーテンのように縁取りされる。「ハミング」窓や
「ハニング」窓など、異なる密度と形状のカーテンが存
在する。しかし、画像作業のほとんどには、裸の「四角
い」窓が最適である。
は、入力分解能での複数のサンプルに、インパルス応答
をかけて足しあわせて、出力分解能の単一サンプルのそ
れぞれを形成する。この「畳み込み」が発生する範囲
が、フィルタの窓の幅である。この畳込みを実行するた
めに、理想的なインパルス応答をとり、出力サンプルに
中心を合わせ、インパルスのうちで窓の中に含まれる部
分に対して畳み込みを行う。時には、ウィンドウの縁
が、カーテンのように縁取りされる。「ハミング」窓や
「ハニング」窓など、異なる密度と形状のカーテンが存
在する。しかし、画像作業のほとんどには、裸の「四角
い」窓が最適である。
【００８８】シンク関数は、無限大の窓を満たすことが
できる。シンク・フィルタの振動の包絡線は、中央から
の距離の逆数で減少するにすぎない。１＋１／２＋１／
３＋１／４＋１／５＋１／６＋…の和は、最終的には無
限大になる。それぞれの数で符号が反転するので、シン
ク関数自体は収束するが、サイド・ローブのエネルギー
は、非常にゆっくりと０に近づくので、実用的な幅は、
いやになるほど広い。
できる。シンク・フィルタの振動の包絡線は、中央から
の距離の逆数で減少するにすぎない。１＋１／２＋１／
３＋１／４＋１／５＋１／６＋…の和は、最終的には無
限大になる。それぞれの数で符号が反転するので、シン
ク関数自体は収束するが、サイド・ローブのエネルギー
は、非常にゆっくりと０に近づくので、実用的な幅は、
いやになるほど広い。
【００８９】では、窓の幅はどれほどにすべきであろう
か。図２６の、８出力サンプルごとに１０サンプルの入
力信号がある例をとりあげる。さらに、窓が、２０入力
サンプル幅であると仮定する。したがって、最大再生可
能周波数またはナイキスト周波数は、この窓にまたがる
１０サイクルである。まず、２０サンプルのすべてを等
しく平均することによって、可能な最低域フィルタを使
用する。この窓にまたがって１サイクルを有する波は、
負の点と同じ数の正の点を有し、したがって、その平均
は０になる。
か。図２６の、８出力サンプルごとに１０サンプルの入
力信号がある例をとりあげる。さらに、窓が、２０入力
サンプル幅であると仮定する。したがって、最大再生可
能周波数またはナイキスト周波数は、この窓にまたがる
１０サイクルである。まず、２０サンプルのすべてを等
しく平均することによって、可能な最低域フィルタを使
用する。この窓にまたがって１サイクルを有する波は、
負の点と同じ数の正の点を有し、したがって、その平均
は０になる。
【００９０】入力のすべてが「理想的に」平均されたな
らば、０周波数成分だけが通過するはずである。窓を２
０サンプルに制限することによって、実際の最低域フィ
ルタは、図２６に示されるように最初の零が１サイクル
にある。
らば、０周波数成分だけが通過するはずである。窓を２
０サンプルに制限することによって、実際の最低域フィ
ルタは、図２６に示されるように最初の零が１サイクル
にある。
【００９１】このエイリアス除去フィルタは、入力と出
力のナイキスト周波数のうちで低い方の８サイクルでカ
ットしなければならない。無限大の幅のシンク・フィル
タの理想的な低域通過は、理想的な最低域フィルタがぼ
けるのと同じ形で、２０サンプルの窓幅によってぼかさ
れる。したがって、２０サンプルの窓幅であっても、最
適応答すなわち、利得が１に近く、エイリアスが０に近
い応答領域は、全応答よりも１／１０ナイキスト周波数
だけ低い。この例から、たとえば２の窓幅を有する補間
と比較して非常に広い２０の窓幅を用いても、シンク・
フィルタは、完全なフィルタの約９０％しか有効でない
ことがわかる。２００の窓幅であれば、約９９％の効率
がもたらされるはずである。
力のナイキスト周波数のうちで低い方の８サイクルでカ
ットしなければならない。無限大の幅のシンク・フィル
タの理想的な低域通過は、理想的な最低域フィルタがぼ
けるのと同じ形で、２０サンプルの窓幅によってぼかさ
れる。したがって、２０サンプルの窓幅であっても、最
適応答すなわち、利得が１に近く、エイリアスが０に近
い応答領域は、全応答よりも１／１０ナイキスト周波数
だけ低い。この例から、たとえば２の窓幅を有する補間
と比較して非常に広い２０の窓幅を用いても、シンク・
フィルタは、完全なフィルタの約９０％しか有効でない
ことがわかる。２００の窓幅であれば、約９９％の効率
がもたらされるはずである。
【００９２】ここまでのサンプルは、すべてが１次元で
あり、ディジタル・オーディオと全く同じものであっ
た。しかし画像は２次元である。シンク・フィルタにと
って、これは大きな問題につながる。２０画素の窓幅を
選択したと仮定する。これは、各軸で２０画素であり、
２０×２０の正方形が形成され、４００画素が含まれ
る。２００画素の窓幅を選択した場合、その結果の、各
出力画素の計算に必要な２００×２００の正方形は、４
００００入力画素のアクセスを必要とするはずである。
あり、ディジタル・オーディオと全く同じものであっ
た。しかし画像は２次元である。シンク・フィルタにと
って、これは大きな問題につながる。２０画素の窓幅を
選択したと仮定する。これは、各軸で２０画素であり、
２０×２０の正方形が形成され、４００画素が含まれ
る。２００画素の窓幅を選択した場合、その結果の、各
出力画素の計算に必要な２００×２００の正方形は、４
００００入力画素のアクセスを必要とするはずである。
【００９３】正方形格子の２次元ナイキスト帯域幅も、
正方形である。このため、シンク寸法変更は、２つの１
次元寸法変更に線形に分解できる。まず、画素の行のそ
れぞれを寸法変更して、所望の行解像度の中間画像を形
成する。次に、その中間画像の列のそれぞれを寸法変更
して、所望の出力画像を形成する。２０画素幅の窓の場
合、この動作には、１つの非常に長い４００画素の畳み
込みではなく、２つの２０画素畳み込みが必要である。
正方形である。このため、シンク寸法変更は、２つの１
次元寸法変更に線形に分解できる。まず、画素の行のそ
れぞれを寸法変更して、所望の行解像度の中間画像を形
成する。次に、その中間画像の列のそれぞれを寸法変更
して、所望の出力画像を形成する。２０画素幅の窓の場
合、この動作には、１つの非常に長い４００画素の畳み
込みではなく、２つの２０画素畳み込みが必要である。
【００９４】傾斜、台形ひずみおよびそりを、分解され
た寸法変更に含めることができる。まず、望みどおりに
各行を変形し、次に各列を変形する。図２８に、この処
理を、柔軟な製品空間によってオーバーレイされる固定
された格子を用いてモデル化して示す。図２７では、固
定された製品空間によってオーバーレイされる柔軟な格
子としてこの処理をモデル化する。図２７のサンプル
は、生画像を事前スケーリングすることによって、ソー
ス画像も導出する。
た寸法変更に含めることができる。まず、望みどおりに
各行を変形し、次に各列を変形する。図２８に、この処
理を、柔軟な製品空間によってオーバーレイされる固定
された格子を用いてモデル化して示す。図２７では、固
定された製品空間によってオーバーレイされる柔軟な格
子としてこの処理をモデル化する。図２７のサンプル
は、生画像を事前スケーリングすることによって、ソー
ス画像も導出する。
【００９５】画像でのシンク・フィルタの使用に伴うも
う１つの従来の問題が、図３３に示されている、線形性
である。
う１つの従来の問題が、図３３に示されている、線形性
である。
【００９６】原画像が、コンピュータ・メモリに記憶さ
れると仮定する。補間式フィルタを適用して、補間され
た５０％グレイを用いて解像度を下げる。困ったこと
に、表示される画像は、ほとんどの人が避けられないと
考えるステアケーシングを有する。しかし、このステア
ケーシングは、これから説明するように、画像の非線形
性が原因である。
れると仮定する。補間式フィルタを適用して、補間され
た５０％グレイを用いて解像度を下げる。困ったこと
に、表示される画像は、ほとんどの人が避けられないと
考えるステアケーシングを有する。しかし、このステア
ケーシングは、これから説明するように、画像の非線形
性が原因である。
【００９７】下で説明する理由から、カメラは、ルーメ
ンの平方根にほぼ比例する電圧を出力し、表示装置は、
その結果を二乗して表示する。メモリ上で５０％グレイ
を計算しても、表示装置上では、はるかに暗い２５％グ
レイが得られる。図３３に示されるように、２５％＋２
５％は１００％にならない。その結果は、点からなるぎ
ざぎざの線であり、期待される滑らかな線ではない。
ンの平方根にほぼ比例する電圧を出力し、表示装置は、
その結果を二乗して表示する。メモリ上で５０％グレイ
を計算しても、表示装置上では、はるかに暗い２５％グ
レイが得られる。図３３に示されるように、２５％＋２
５％は１００％にならない。その結果は、点からなるぎ
ざぎざの線であり、期待される滑らかな線ではない。
【００９８】このエイリアスは、不可避ではない。本出
願人は、線形ルーメン空間でエイリアス除去フィルタを
適用した後に、表示の前に変換し直す。エイリアス除去
フィルタのすべてが、補間フィルタについて図３３に示
されるように、線形ルーメン空間でよりよく機能する。
オーディオ・システムでは、線形性のひずみが、音声再
生に従事する者に周知の高調波を引き起こす。オーディ
オでは、ひずみが、所望の信号に対する高調波の大きさ
の比として測定され、たとえば、ある増幅器は「１％の
ひずみ」を有する。第２の再生システムが、入力信号を
二乗する場合、これは非常に深刻なひずみであるとみな
されるはずである。
願人は、線形ルーメン空間でエイリアス除去フィルタを
適用した後に、表示の前に変換し直す。エイリアス除去
フィルタのすべてが、補間フィルタについて図３３に示
されるように、線形ルーメン空間でよりよく機能する。
オーディオ・システムでは、線形性のひずみが、音声再
生に従事する者に周知の高調波を引き起こす。オーディ
オでは、ひずみが、所望の信号に対する高調波の大きさ
の比として測定され、たとえば、ある増幅器は「１％の
ひずみ」を有する。第２の再生システムが、入力信号を
二乗する場合、これは非常に深刻なひずみであるとみな
されるはずである。
【００９９】結像システムでは、入力信号が、図３３の
カメラによって圧縮されて、輝度の平方根に比例する信
号が作られる。例示のため、コンピュータが、この信号
を平方根領域で処理するものとし、その処理に、「理想
的な」超高速カット・フィルタを使用する寸法変更が含
まれ、したがって、選択された周波数を超える高周波
が、平方根領域に存在しないものとする。最後に、図３
３に示されるように、このフィルタリングされた信号を
とり、出力でそれを二乗する。
カメラによって圧縮されて、輝度の平方根に比例する信
号が作られる。例示のため、コンピュータが、この信号
を平方根領域で処理するものとし、その処理に、「理想
的な」超高速カット・フィルタを使用する寸法変更が含
まれ、したがって、選択された周波数を超える高周波
が、平方根領域に存在しないものとする。最後に、図３
３に示されるように、このフィルタリングされた信号を
とり、出力でそれを二乗する。
【０１００】オーディオ技術者は、ここで何が起きるか
を説明できる。二乗処理によって強い高調波ひずみが作
られ、したがって、この出力は、想定されたカットオフ
周波数を超える強い周波数内容を有し、高調波を生じ
る。さらに、周波数同士の相互作用が、低周波での分数
調波を引き起こす。元の平方根の影響を打ち消すための
高調波を作ったはずの高周波数は、もはや存在せず、し
たがって、出力の低周波内容は、入力の低周波内容と一
致しない。この分数調波によって引き起こされた不一致
は、図３３に示されるように、モアレやステアケーシン
グという視覚的影響をもたらす。
を説明できる。二乗処理によって強い高調波ひずみが作
られ、したがって、この出力は、想定されたカットオフ
周波数を超える強い周波数内容を有し、高調波を生じ
る。さらに、周波数同士の相互作用が、低周波での分数
調波を引き起こす。元の平方根の影響を打ち消すための
高調波を作ったはずの高周波数は、もはや存在せず、し
たがって、出力の低周波内容は、入力の低周波内容と一
致しない。この分数調波によって引き起こされた不一致
は、図３３に示されるように、モアレやステアケーシン
グという視覚的影響をもたらす。
【０１０１】上の議論に基づいて、標準的なビデオの平
方根領域で行われる従来技術の処理では、高調波と分数
調波が、偽の周波数を作ることによってエイリアスが画
像を損なうのと同じ形で画像を損なうことがわかる。こ
の強い高調波は、理想的なフィルタリングの利益を覆い
隠す。このエイリアスによる高調波の相互マスクが、従
来技術で、線形処理または高速カット・フィルタのいず
れもが、単独で多くの利益を見出せなかった理由であ
る。本出願人は、この両方の組合せによって、従来技術
の画像処理を上回るかなりの利益をもたらせることを発
見した。
方根領域で行われる従来技術の処理では、高調波と分数
調波が、偽の周波数を作ることによってエイリアスが画
像を損なうのと同じ形で画像を損なうことがわかる。こ
の強い高調波は、理想的なフィルタリングの利益を覆い
隠す。このエイリアスによる高調波の相互マスクが、従
来技術で、線形処理または高速カット・フィルタのいず
れもが、単独で多くの利益を見出せなかった理由であ
る。本出願人は、この両方の組合せによって、従来技術
の画像処理を上回るかなりの利益をもたらせることを発
見した。
【０１０２】事実上すべての画像取込みシステムが、明
らかにひずんだ平方根空間で動作する理由を理解するた
めには、グレイスケール圧縮を理解する必要がある。ま
ず、一般用語「ガンマ」の定義が役立つであろう。ガン
マは、コントラストの写真的尺度であるが、いくつかの
方法でより正確に定義できる。
らかにひずんだ平方根空間で動作する理由を理解するた
めには、グレイスケール圧縮を理解する必要がある。ま
ず、一般用語「ガンマ」の定義が役立つであろう。ガン
マは、コントラストの写真的尺度であるが、いくつかの
方法でより正確に定義できる。
【０１０３】ガンマは対数である 出力が入力の関数で
ある何らかの処理があるとして、通常は、入力のべきと
して、ある領域で出力を近似することができる。このべ
きに、ギリシャ文字のガンマを与える。たとえば、３．
０のガンマは、出力が入力の３乗であることを意味す
る。この処理のガンマは、入力の異なるレベルに対して
変更することができ、これは不法ではない。ある処理
が、入力が１の時に２．３のガンマを有し、入力が０の
時に０．０のガンマを有することができる。
ある何らかの処理があるとして、通常は、入力のべきと
して、ある領域で出力を近似することができる。このべ
きに、ギリシャ文字のガンマを与える。たとえば、３．
０のガンマは、出力が入力の３乗であることを意味す
る。この処理のガンマは、入力の異なるレベルに対して
変更することができ、これは不法ではない。ある処理
が、入力が１の時に２．３のガンマを有し、入力が０の
時に０．０のガンマを有することができる。
【０１０４】ガンマは利得である 上の公式から、数的
には、入力のパーセンテージにおける臨界変化が、処理
のガンマによって増幅されると言える。０のガンマは、
出力が入力の臨界変化に伴って変化しないことを意味す
る。１のガンマは、出力が入力と同一のパーセンテージ
で変化することを意味する。これは、「単位出力」／
「単位入力」である利得の線形定義ではないことに留意
されたい。ガンマは、「パーセント出力」／「パーセン
ト入力」である。
には、入力のパーセンテージにおける臨界変化が、処理
のガンマによって増幅されると言える。０のガンマは、
出力が入力の臨界変化に伴って変化しないことを意味す
る。１のガンマは、出力が入力と同一のパーセンテージ
で変化することを意味する。これは、「単位出力」／
「単位入力」である利得の線形定義ではないことに留意
されたい。ガンマは、「パーセント出力」／「パーセン
ト入力」である。
【０１０５】ガンマはコントラストである 写真家なら
だれでも、コントラストの尺度としてのガンマを知って
いる。消費者向けＴＶ用語では、この定義は多少不明瞭
である。というのは、ＴＶのコントラスト調節が、実際
にはガンマに影響しない線形利得であり、ＴＶの輝度
が、黒レベルに影響するからである。ＴＶ専門家の用語
では、ガンマは、エレクトロニクスによって導入される
実際のコントラストの尺度である。
だれでも、コントラストの尺度としてのガンマを知って
いる。消費者向けＴＶ用語では、この定義は多少不明瞭
である。というのは、ＴＶのコントラスト調節が、実際
にはガンマに影響しない線形利得であり、ＴＶの輝度
が、黒レベルに影響するからである。ＴＶ専門家の用語
では、ガンマは、エレクトロニクスによって導入される
実際のコントラストの尺度である。
【０１０６】ガンマは傾斜である 両対数プロットで
は、直線が一定のガンマを有する。フィルムの露出密度
プロットの平均傾斜を近似した直線は、そのフィルムの
平均ガンマである。ポジ・フィルムは、約２．０のガン
マを有し、ネガ・フィルムは、約−０．７のガンマを有
する。この定量的な例から、ネガ・フィルムの低いガン
マが、非常に広い範囲の露出を記録できる能力をもたら
すことが示される。ネガという態様は、方便にすぎな
い。光化学によって、ポジよりもネガが簡単に作られる
ので、直接の視覚的訴求の要件がガンマの低下によって
下げられたならば、ネガでもよい。
は、直線が一定のガンマを有する。フィルムの露出密度
プロットの平均傾斜を近似した直線は、そのフィルムの
平均ガンマである。ポジ・フィルムは、約２．０のガン
マを有し、ネガ・フィルムは、約−０．７のガンマを有
する。この定量的な例から、ネガ・フィルムの低いガン
マが、非常に広い範囲の露出を記録できる能力をもたら
すことが示される。ネガという態様は、方便にすぎな
い。光化学によって、ポジよりもネガが簡単に作られる
ので、直接の視覚的訴求の要件がガンマの低下によって
下げられたならば、ネガでもよい。
【０１０７】基本的な統計理論から、理想的な統計的光
子カウンタが光子の数の平方根に比例するノイズを示
す、または、比として表現すると、パーセント・ノイズ
が光子の数の逆二乗根に比例することがわかる。ルーメ
ンの平方根をとることによって、パーセント・ノイズが
一定の領域に入り、どの位置でも、グラフに沿った一定
のデルタ変化が、統計的に等しい意味を有するはずであ
る。ガンマに関しては、取込みシステムが０．５のガン
マを有すると言われるはずであり、したがって、表示シ
ステムは、元の画像に一致させるために、２．０のガン
マを必要とするはずである。
子カウンタが光子の数の平方根に比例するノイズを示
す、または、比として表現すると、パーセント・ノイズ
が光子の数の逆二乗根に比例することがわかる。ルーメ
ンの平方根をとることによって、パーセント・ノイズが
一定の領域に入り、どの位置でも、グラフに沿った一定
のデルタ変化が、統計的に等しい意味を有するはずであ
る。ガンマに関しては、取込みシステムが０．５のガン
マを有すると言われるはずであり、したがって、表示シ
ステムは、元の画像に一致させるために、２．０のガン
マを必要とするはずである。
【０１０８】人間の網膜は、この光子カウンタとほとん
ど同様に応答し、人間の主観的なグレイスケールの知覚
とノイズに対する閾感度は、平方根領域にマッピングさ
れる。たとえば、２５％の光を反射する板が、０％の板
と１００％の板の中央のグレイとして選択される。おお
むね元のセンサに達するルーメン数の平方根を出力する
装置であればどれでも、その出力はこの知覚的に均一な
領域内にある。この信号の処理で導入されるノイズは、
限られたビット数に起因する量子化から生じるものであ
れ、テープ記録や伝送によるノイズであれ、ハイライト
と陰影の間で平衡のとれた分布を有する。もちろん、こ
の信号は、ルーメンへの変換中に信号を二乗する装置に
表示される必要があり、これは、実際には、ＣＲＴの電
子銃の本来の性質として行われるか、写真プリントの化
学処理によって行われる。
ど同様に応答し、人間の主観的なグレイスケールの知覚
とノイズに対する閾感度は、平方根領域にマッピングさ
れる。たとえば、２５％の光を反射する板が、０％の板
と１００％の板の中央のグレイとして選択される。おお
むね元のセンサに達するルーメン数の平方根を出力する
装置であればどれでも、その出力はこの知覚的に均一な
領域内にある。この信号の処理で導入されるノイズは、
限られたビット数に起因する量子化から生じるものであ
れ、テープ記録や伝送によるノイズであれ、ハイライト
と陰影の間で平衡のとれた分布を有する。もちろん、こ
の信号は、ルーメンへの変換中に信号を二乗する装置に
表示される必要があり、これは、実際には、ＣＲＴの電
子銃の本来の性質として行われるか、写真プリントの化
学処理によって行われる。
【０１０９】したがって、統計理論から、ノイズの分布
を平衡化させるには、取込みシステムが、正確に０．５
のガンマすなわち完全な平方根を有し、表示システム
が、正確に２．０すなわち完全な二乗を有する必要があ
ることが示される。実際には、他の要因のためにこれら
が多少修正される。実際には、網膜の非線形性に対し
て、２．２に近いガンマがよいバランスを与えると思わ
れる。調節によって、ほとんどのＴＶモニタは、１．９
に近いガンマを有する。この議論の目的のために、これ
らは２．０に近いものとみなされ、したがって、おおむ
ね二乗の関数であるとみなされる。同様に、入力側で
は、多くの取込みシステムが、どちらかといえばさえな
い現実世界の、わずかに強調され、よりコントラストの
高い画像を与えるために、ガンマが高められている。通
常のＴＶカメラは、０．５ではなく約０．７のガンマを
有する。やはり、この議論の目的のために、これは、芸
術的な味付けを基本関数に加えられた、意図としてはお
おむね平方根の関係であるとみなされる。
を平衡化させるには、取込みシステムが、正確に０．５
のガンマすなわち完全な平方根を有し、表示システム
が、正確に２．０すなわち完全な二乗を有する必要があ
ることが示される。実際には、他の要因のためにこれら
が多少修正される。実際には、網膜の非線形性に対し
て、２．２に近いガンマがよいバランスを与えると思わ
れる。調節によって、ほとんどのＴＶモニタは、１．９
に近いガンマを有する。この議論の目的のために、これ
らは２．０に近いものとみなされ、したがって、おおむ
ね二乗の関数であるとみなされる。同様に、入力側で
は、多くの取込みシステムが、どちらかといえばさえな
い現実世界の、わずかに強調され、よりコントラストの
高い画像を与えるために、ガンマが高められている。通
常のＴＶカメラは、０．５ではなく約０．７のガンマを
有する。やはり、この議論の目的のために、これは、芸
術的な味付けを基本関数に加えられた、意図としてはお
おむね平方根の関係であるとみなされる。
【０１１０】上の議論では、結像信号の処理のために一
般的に使用可能な信号が、すでに平方根領域にある理由
を説明した。これはあまりに普及しているので意識され
ないことさえしばしばである。しかし、平方根領域での
作業の派生効果を検討したならば、複数の古典的な問題
が簡単に説明される。これらの問題の１つが、寸法変更
に使用される「完全な」低域フィルタが、古典的な理論
ではそうならないはずなのに、画像の場合にはオーディ
オの場合ほど完全には機能せず、その代わりに、コント
ラストの強い斜めの線に沿ったエイリアスと「ジャギ
ー」が見えるということである。したがって、従来技術
では、これらの問題を軽減するために経験的な方策とし
て非理想的なフィルタが使用され、画像の詳細を損ない
ながらなおかつ完全には問題を解決できなかった。
般的に使用可能な信号が、すでに平方根領域にある理由
を説明した。これはあまりに普及しているので意識され
ないことさえしばしばである。しかし、平方根領域での
作業の派生効果を検討したならば、複数の古典的な問題
が簡単に説明される。これらの問題の１つが、寸法変更
に使用される「完全な」低域フィルタが、古典的な理論
ではそうならないはずなのに、画像の場合にはオーディ
オの場合ほど完全には機能せず、その代わりに、コント
ラストの強い斜めの線に沿ったエイリアスと「ジャギ
ー」が見えるということである。したがって、従来技術
では、これらの問題を軽減するために経験的な方策とし
て非理想的なフィルタが使用され、画像の詳細を損ない
ながらなおかつ完全には問題を解決できなかった。
【０１１１】１次元のオーディオでは、「完全」フィル
タを使用して信号を処理するが、その信号が、たとえば
結果を二乗するスピーカなどの変換器によって後に再生
される場合に、この二乗によって、周知の通り全体の高
調波と中間変調分数調波がもたらされる。理想的なフィ
ルタリングは、ひずみの原因ではなく、二乗再生が原因
である。このひずみは、理想的なフィルタを、高周波の
詳細を弱めるフィルタに置換することによって減らさ
れ、この詳細が少なければ少ないほど、ひずみが認め難
いものになる。これは、実際に、画像処理に関して経験
的に決定された技術である。
タを使用して信号を処理するが、その信号が、たとえば
結果を二乗するスピーカなどの変換器によって後に再生
される場合に、この二乗によって、周知の通り全体の高
調波と中間変調分数調波がもたらされる。理想的なフィ
ルタリングは、ひずみの原因ではなく、二乗再生が原因
である。このひずみは、理想的なフィルタを、高周波の
詳細を弱めるフィルタに置換することによって減らさ
れ、この詳細が少なければ少ないほど、ひずみが認め難
いものになる。これは、実際に、画像処理に関して経験
的に決定された技術である。
【０１１２】画像再生では、前に説明したように、変換
器が信号を二乗する理由が十分にある。それにもかかわ
らず、この二乗によって、理論的に完全な補間フィルタ
を寸法変更処理に適用しようとする時に、当技術分野で
好ましくないことが判明している高調波と分数調波が導
入される。
器が信号を二乗する理由が十分にある。それにもかかわ
らず、この二乗によって、理論的に完全な補間フィルタ
を寸法変更処理に適用しようとする時に、当技術分野で
好ましくないことが判明している高調波と分数調波が導
入される。
【０１１３】本発明人は、信号が最終的に線形ルーメン
領域で提示され、信号が二乗処理の後に現れるので、理
想的なフィルタをその線形ルーメン領域で適用すること
によって、望ましくない高調波と分数調波が消えると同
時に、サンプリング理論から周知の理想フィルタの長所
のすべてが明らかになることを発見した。
領域で提示され、信号が二乗処理の後に現れるので、理
想的なフィルタをその線形ルーメン領域で適用すること
によって、望ましくない高調波と分数調波が消えると同
時に、サンプリング理論から周知の理想フィルタの長所
のすべてが明らかになることを発見した。
【０１１４】本発明を実施するためには、信号を、画像
処理での多くの理由から、まずほぼ平方根の領域で受け
取る。その後、この信号を、画像の画素に保持された数
を二乗することによって、実際の最終的な線形出力を表
す領域に変換する。この線形空間で完全なグレイスケー
ルを包含するためには、１画素の記憶と処理に必要なビ
ット数のほぼ２倍のビット数が必要である。通常、これ
には、８ビット演算の代わりに１６ビット演算が必要で
ある。ただし、それ以上のビット数または浮動小数点表
現であればさらに良いはずである。その後、理想的な低
域フィルタを、この線形領域に適用し、この線形領域
で、画像の寸法変更のための古典的な再サンプリングを
行う。最後に、寸法変更の後に、効率的な記憶、伝送お
よび、数の二乗にほぼ比例する輝度を表示する変換器で
の最終的な再生に備えて、結果の数を平方根関数によっ
て処理する。
処理での多くの理由から、まずほぼ平方根の領域で受け
取る。その後、この信号を、画像の画素に保持された数
を二乗することによって、実際の最終的な線形出力を表
す領域に変換する。この線形空間で完全なグレイスケー
ルを包含するためには、１画素の記憶と処理に必要なビ
ット数のほぼ２倍のビット数が必要である。通常、これ
には、８ビット演算の代わりに１６ビット演算が必要で
ある。ただし、それ以上のビット数または浮動小数点表
現であればさらに良いはずである。その後、理想的な低
域フィルタを、この線形領域に適用し、この線形領域
で、画像の寸法変更のための古典的な再サンプリングを
行う。最後に、寸法変更の後に、効率的な記憶、伝送お
よび、数の二乗にほぼ比例する輝度を表示する変換器で
の最終的な再生に備えて、結果の数を平方根関数によっ
て処理する。
【０１１５】本発明を実施することによって、等しい質
の画像を、従来技術と比較して約半分の画素を有するア
レイに記憶することができる。オーバーサンプル・モー
ドで走行する物理スキャナの出力に適用された時には、
物理スキャナの直接出力を記憶する現在の技術実施と比
較して、必要な画素数が、現在技術で必要な数の約１／
４に低下することが判明しており、なおかつ、現在の技
術が出口画素を使用して回避しているモアレとノイズが
回避される。この関係が、科学、医学および娯楽での画
像の計算、伝送および記憶のすべての態様に見られる時
に、本発明の基本的な重要性が明らかになる。
の画像を、従来技術と比較して約半分の画素を有するア
レイに記憶することができる。オーバーサンプル・モー
ドで走行する物理スキャナの出力に適用された時には、
物理スキャナの直接出力を記憶する現在の技術実施と比
較して、必要な画素数が、現在技術で必要な数の約１／
４に低下することが判明しており、なおかつ、現在の技
術が出口画素を使用して回避しているモアレとノイズが
回避される。この関係が、科学、医学および娯楽での画
像の計算、伝送および記憶のすべての態様に見られる時
に、本発明の基本的な重要性が明らかになる。
【０１１６】ここで図３４ないし図３９に移ると、シン
ク・フィルタを使用することの利益が、従来の補間式エ
イリアス除去フィルタによる画像のエイリアス除去に対
して定量化されている。補間の周波数応答は、オフセッ
ト余弦波である。図３５は、図３４にフィルタを用いる
サンプリングによって引き起こされるエイリアスを反映
したものである。これらのエイリアスは、残りの信号を
アンダーカットする。図３６は、利得から競合するエイ
リアスを減じた量を任意に定義したものである。図３８
は、完全なシンク・フィルタを使用し、これによってア
ンダーカットするエイリアスがないフラットな応答を有
する点を除いて、図３６と同等な図である。
ク・フィルタを使用することの利益が、従来の補間式エ
イリアス除去フィルタによる画像のエイリアス除去に対
して定量化されている。補間の周波数応答は、オフセッ
ト余弦波である。図３５は、図３４にフィルタを用いる
サンプリングによって引き起こされるエイリアスを反映
したものである。これらのエイリアスは、残りの信号を
アンダーカットする。図３６は、利得から競合するエイ
リアスを減じた量を任意に定義したものである。図３８
は、完全なシンク・フィルタを使用し、これによってア
ンダーカットするエイリアスがないフラットな応答を有
する点を除いて、図３６と同等な図である。
【０１１７】画像情報内容は、周波数に比例する。５０
１×５０１の画像には、５００×５００の画像より１０
０１画素多い２５１００１画素が含まれるが、１００１
×１００１の画像には、１０００×１０００の画像より
２００１画素多い１００２００１画素が含まれる。同一
の周波数増分が、倍の周波数では２倍「価値がある」。
図３７は、画素を「買う」時の情報を示すために、画質
に周波数をかけて黒で示したものである。これは、等価
な画素数との同等性に直接変換される。
１×５０１の画像には、５００×５００の画像より１０
０１画素多い２５１００１画素が含まれるが、１００１
×１００１の画像には、１０００×１０００の画像より
２００１画素多い１００２００１画素が含まれる。同一
の周波数増分が、倍の周波数では２倍「価値がある」。
図３７は、画素を「買う」時の情報を示すために、画質
に周波数をかけて黒で示したものである。これは、等価
な画素数との同等性に直接変換される。
【０１１８】ここで、図３９に示された理想的なシンク
・フィルタによる情報を、図３７のそれと比較すると、
かなり驚くべき結果がわかる。理想的なフィルタリング
によって、固定された画素数に含まれる情報がほぼ３倍
になる。本発明人は、経験的実験から、本発明の方法を
使用することによって、画質を３倍にするか、同等な画
質を半分未満の画素数で保存できることを発見した。こ
れは、医療画像処理や動画産業などの別個の分野に適用
されるディジタル画像の処理および記憶の分野にとっ
て、重大な発見であり、非常に重要な長所である。
・フィルタによる情報を、図３７のそれと比較すると、
かなり驚くべき結果がわかる。理想的なフィルタリング
によって、固定された画素数に含まれる情報がほぼ３倍
になる。本発明人は、経験的実験から、本発明の方法を
使用することによって、画質を３倍にするか、同等な画
質を半分未満の画素数で保存できることを発見した。こ
れは、医療画像処理や動画産業などの別個の分野に適用
されるディジタル画像の処理および記憶の分野にとっ
て、重大な発見であり、非常に重要な長所である。
【０１１９】本発明は、図２９、図３０、図３１および
図３２に示されるように、２ステップの寸法変更を適用
して、「アレイ解像度」または「Ａ解像度」から、最終
出力の「選択された解像度」または「Ｃ解像度」に進
む。Ａ解像度からＢ解像度へのステップは、よい計算速
度と、周波数応答を犠牲にした適度なエイリアスの抑制
とをもたらすために、補間窓に類似の通常の畳み込み窓
を用いて行われる。Ｂ解像度からＣ解像度へ進む際に、
はるかに計算集中型のシンク・フィルタを用いて、周波
数応答を訂正し、エイリアスをクリッピングする。Ｂ解
像度は事前フィルタリングの後にはるかに少ない点を有
するので、これを許容することができる。
図３２に示されるように、２ステップの寸法変更を適用
して、「アレイ解像度」または「Ａ解像度」から、最終
出力の「選択された解像度」または「Ｃ解像度」に進
む。Ａ解像度からＢ解像度へのステップは、よい計算速
度と、周波数応答を犠牲にした適度なエイリアスの抑制
とをもたらすために、補間窓に類似の通常の畳み込み窓
を用いて行われる。Ｂ解像度からＣ解像度へ進む際に、
はるかに計算集中型のシンク・フィルタを用いて、周波
数応答を訂正し、エイリアスをクリッピングする。Ｂ解
像度は事前フィルタリングの後にはるかに少ない点を有
するので、これを許容することができる。
【０１２０】スキャナの好ましい実施例では、上で述べ
た理由から、センサからの線形性が、処理ステップのす
べてを通じて保存される。一般には「ガンマ補正」と称
する平方根は、寸法変更ステップの後に行われる。これ
は、センサの直後にガンマ補正を適用する慣例と反対で
ある。線形空間で処理を行うためには、より多くのサン
プルあたりビット数を保持することが必要である。
た理由から、センサからの線形性が、処理ステップのす
べてを通じて保存される。一般には「ガンマ補正」と称
する平方根は、寸法変更ステップの後に行われる。これ
は、センサの直後にガンマ補正を適用する慣例と反対で
ある。線形空間で処理を行うためには、より多くのサン
プルあたりビット数を保持することが必要である。
【０１２１】寸法変更の処理を、図２９に詳細に示す。
Ａ解像度５００のアレイ画素間隔は、モータ速度によっ
て決定されるので、ホストがデータを受け入れる速度に
応じて変化する可能性がある。これを、前に述べたシン
ク・フィルタなど、広い窓のフィルタを使用して出力解
像度に直接寸法変更する場合、必要な計算時間をかなり
増加させる３つの問題に出会う。第１に、ウィンドウの
幅が広いので、多数の点を畳み込みに入力しなければな
らない。第２に、間隔が固定されていないので、フィル
タのインパルス応答を、必要に応じて計算するか高分解
能で記憶しなければならず、アレイ画素のそれぞれに一
致する適切な点を計算し、再呼出ししなければならな
い。第３に、入力画素間の間隔がインパルスの幅を越え
て変動する可能性があるので、各画素に、その間隔に反
比例する重みを個別に与えなければならない。
Ａ解像度５００のアレイ画素間隔は、モータ速度によっ
て決定されるので、ホストがデータを受け入れる速度に
応じて変化する可能性がある。これを、前に述べたシン
ク・フィルタなど、広い窓のフィルタを使用して出力解
像度に直接寸法変更する場合、必要な計算時間をかなり
増加させる３つの問題に出会う。第１に、ウィンドウの
幅が広いので、多数の点を畳み込みに入力しなければな
らない。第２に、間隔が固定されていないので、フィル
タのインパルス応答を、必要に応じて計算するか高分解
能で記憶しなければならず、アレイ画素のそれぞれに一
致する適切な点を計算し、再呼出ししなければならな
い。第３に、入力画素間の間隔がインパルスの幅を越え
て変動する可能性があるので、各画素に、その間隔に反
比例する重みを個別に与えなければならない。
【０１２２】これらの問題は、本発明では、寸法変更を
２ステップで行うことによって解決される。第１ステッ
プのインパルス・アレイは、可能な最も狭い窓を使用し
て信号対エイリアス比を最大にするように選択される。
絶対周波数応答は、クリティカルではない。というの
は、高周波の減衰を、第２フィルタの修正によって補償
でき、これによって、第１フィルタに対する制約として
の周波数応答を解放できるからである。
２ステップで行うことによって解決される。第１ステッ
プのインパルス・アレイは、可能な最も狭い窓を使用し
て信号対エイリアス比を最大にするように選択される。
絶対周波数応答は、クリティカルではない。というの
は、高周波の減衰を、第２フィルタの修正によって補償
でき、これによって、第１フィルタに対する制約として
の周波数応答を解放できるからである。
【０１２３】図３０のＡ解像度５００を図３１のＢ解像
度５０１に寸法変更するために選択されたインパルス応
答は、三角形５０２である。空間では、これは、２つの
等しい二乗応答の畳み込みであり、したがって、周波数
では、２つの等しいシンク関数の積である図３１の曲線
５０３の応答を有する。窓幅（三角形の半径）は、Ｂ解
像度５０１の画素の間の幅がサンプリング周波数で正確
に０の利得に置かれるように選択された。もう１つの方
策として、三角形５０２は、前に述べたアルゴリズムを
使用して計算をさらに高速化するために、ステップで近
似された。
度５０１に寸法変更するために選択されたインパルス応
答は、三角形５０２である。空間では、これは、２つの
等しい二乗応答の畳み込みであり、したがって、周波数
では、２つの等しいシンク関数の積である図３１の曲線
５０３の応答を有する。窓幅（三角形の半径）は、Ｂ解
像度５０１の画素の間の幅がサンプリング周波数で正確
に０の利得に置かれるように選択された。もう１つの方
策として、三角形５０２は、前に述べたアルゴリズムを
使用して計算をさらに高速化するために、ステップで近
似された。
【０１２４】この三角形応答は、エイリアスのよい減数
を与え、実際に、ナイキスト周波数の２倍では、図３１
の５０４に示されるように、２ナイキストからの距離の
二乗として減衰が０に近づく。しかし、この三角形応答
は、所望の周波数を減衰させ、ナイキスト周波数では５
０％まで減衰する。この信号はディジタルであり、よい
信号対エイリアス比が維持されるので、この減衰は問題
ない。というのは、最終フィルタで応答を回復できるか
らである。
を与え、実際に、ナイキスト周波数の２倍では、図３１
の５０４に示されるように、２ナイキストからの距離の
二乗として減衰が０に近づく。しかし、この三角形応答
は、所望の周波数を減衰させ、ナイキスト周波数では５
０％まで減衰する。この信号はディジタルであり、よい
信号対エイリアス比が維持されるので、この減衰は問題
ない。というのは、最終フィルタで応答を回復できるか
らである。
【０１２５】Ｂ解像度５０１の画素とＣ解像度５０７の
画素の間の最終フィルタ５０５のインパルス応答は、第
１フィルタでの損失と、スキャナのセンサおよびレンズ
での損失に反比例して高周波数を増強する修正されたシ
ンク関数５０５である。このような複雑な窓の広いフィ
ルタがこの点で使用可能になるのは、Ｂ解像度５０１で
フィルタに入力される点の数が、Ａ解像度５００のそれ
よりかなり少なく、事前フィルタによって、Ｂ解像度５
０１での画素の間隔がほぼ一定にされ、したがって、最
終フィルタ５０５のインパルス応答の点を、インパルス
応答を保持する配列を指すポインタの定数による増分に
よって呼び出すことができ、各点に同一の重みを付ける
ことができるからである。
画素の間の最終フィルタ５０５のインパルス応答は、第
１フィルタでの損失と、スキャナのセンサおよびレンズ
での損失に反比例して高周波数を増強する修正されたシ
ンク関数５０５である。このような複雑な窓の広いフィ
ルタがこの点で使用可能になるのは、Ｂ解像度５０１で
フィルタに入力される点の数が、Ａ解像度５００のそれ
よりかなり少なく、事前フィルタによって、Ｂ解像度５
０１での画素の間隔がほぼ一定にされ、したがって、最
終フィルタ５０５のインパルス応答の点を、インパルス
応答を保持する配列を指すポインタの定数による増分に
よって呼び出すことができ、各点に同一の重みを付ける
ことができるからである。
【０１２６】図３０ないし図３２は、この多重パスによ
って周波数領域で達成されるものを示す図である。図３
０に、アレイと光学系の可能な応答５０９を示す。従来
技術では、過度なエイリアスに繋がる鋭さと、ぼけを介
するエイリアスの減少との間の妥協が常に存在した。本
発明は、精密応答を定義できるディジタル領域での寸法
変更と結合された物理アレイのオーバーサンプリングを
使用することによって、この妥協から逃れる。
って周波数領域で達成されるものを示す図である。図３
０に、アレイと光学系の可能な応答５０９を示す。従来
技術では、過度なエイリアスに繋がる鋭さと、ぼけを介
するエイリアスの減少との間の妥協が常に存在した。本
発明は、精密応答を定義できるディジタル領域での寸法
変更と結合された物理アレイのオーバーサンプリングを
使用することによって、この妥協から逃れる。
【０１２７】図３１では、三角形５０２の応答が、アレ
イ画素に適用され、減衰した応答の曲線５０３がもたら
される。計算は、サンプル点と呼ばれるＢ解像度５０１
の離散点でのみ行われ、この点の間隔を、サンプリング
周波数と呼ぶ。ナイキスト周波数は、サンプリング周波
数の半分であり、また、１つおきの点が正であり、その
間の点が負である場合にサンプル間隔を用いて再生でき
る最大周波数である。サンプリング理論によれば、ナイ
キスト周波数５１１を超えて通過する周波数は、偽の周
波数または「エイリアス」５１３として反射する。エイ
リアス５１３の曲線は、応答の曲線５０３のナイキスト
周波数５１１を超える部分の鏡像である。人間の目は、
低周波に対して最も敏感であるから、低周波でのエイリ
アスを最小にするために、減衰は、ナイキスト周波数の
２倍で最大にならなければならない。低周波でのエイリ
アスは、フレンチモアレ（French Moire）シルクのよう
に絵をちらつかせる。これが「モアレ・パターン」とい
う名前の由来である。
イ画素に適用され、減衰した応答の曲線５０３がもたら
される。計算は、サンプル点と呼ばれるＢ解像度５０１
の離散点でのみ行われ、この点の間隔を、サンプリング
周波数と呼ぶ。ナイキスト周波数は、サンプリング周波
数の半分であり、また、１つおきの点が正であり、その
間の点が負である場合にサンプル間隔を用いて再生でき
る最大周波数である。サンプリング理論によれば、ナイ
キスト周波数５１１を超えて通過する周波数は、偽の周
波数または「エイリアス」５１３として反射する。エイ
リアス５１３の曲線は、応答の曲線５０３のナイキスト
周波数５１１を超える部分の鏡像である。人間の目は、
低周波に対して最も敏感であるから、低周波でのエイリ
アスを最小にするために、減衰は、ナイキスト周波数の
２倍で最大にならなければならない。低周波でのエイリ
アスは、フレンチモアレ（French Moire）シルクのよう
に絵をちらつかせる。これが「モアレ・パターン」とい
う名前の由来である。
【０１２８】最初のフィルタである三角形５０２は、低
周波エイリアスを除去するという良い仕事をするが、狭
い窓のフィルタは、ナイキスト点付近のエイリアスを除
去することができない。ナイキスト点付近のエイリアス
は、最終フィルタ５０５によって除去される。このフィ
ルタは、上で述べた理由から事前フィルタよりはるかに
広い窓を有することができ、したがって、それ自体では
ごくわずかなエイリアスしか導入しない。したがって、
最小のエイリアスを有する低周波部分を第１信号の応答
の曲線５０３からとることによって、最終応答５１５
を、最後の選択された出力のＣ解像度５０７の画素の間
隔によって許容される通過帯域内で極端に平坦にし、優
れた画像の鋭さを与えると同時に、残存エイリアス５１
７を重要な周波数のすべてで非常に低いままにし、画像
に滑らかさを与えることができる。この組合せによっ
て、画像は、「明瞭」に見えると観察者によって記述さ
れ、最終的に選択された出力解像度画素の位置にセンサ
要素を物理的に置くことによってサンプリングする従来
技術のシステムよりもはるかに少ない画素で同等の明瞭
さをもたらすことができる。
周波エイリアスを除去するという良い仕事をするが、狭
い窓のフィルタは、ナイキスト点付近のエイリアスを除
去することができない。ナイキスト点付近のエイリアス
は、最終フィルタ５０５によって除去される。このフィ
ルタは、上で述べた理由から事前フィルタよりはるかに
広い窓を有することができ、したがって、それ自体では
ごくわずかなエイリアスしか導入しない。したがって、
最小のエイリアスを有する低周波部分を第１信号の応答
の曲線５０３からとることによって、最終応答５１５
を、最後の選択された出力のＣ解像度５０７の画素の間
隔によって許容される通過帯域内で極端に平坦にし、優
れた画像の鋭さを与えると同時に、残存エイリアス５１
７を重要な周波数のすべてで非常に低いままにし、画像
に滑らかさを与えることができる。この組合せによっ
て、画像は、「明瞭」に見えると観察者によって記述さ
れ、最終的に選択された出力解像度画素の位置にセンサ
要素を物理的に置くことによってサンプリングする従来
技術のシステムよりもはるかに少ない画素で同等の明瞭
さをもたらすことができる。
【０１２９】要約すると、本発明は、走査する物体を物
理的にオーバーサンプリングすることによって画像の明
瞭さを達成する。このオーバーサンプリングによって、
エイリアスが超高周波に押し出される。その後、平坦な
周波数応答と低いエイリアス発生の両方を保存する形で
ディジタル・フィルタリングを用いて、解像度を下げ
る。このディジタル・フィルタリングは、２つのフィル
タ処理の使用によって実用的にされる。第１ステップで
は、粗いカットを行って、最終解像度に近い応答をもた
らす。第２ステップでは、粗くカットされた画像のエッ
ジをトリミングすることによって、精密カットを行う。
理的にオーバーサンプリングすることによって画像の明
瞭さを達成する。このオーバーサンプリングによって、
エイリアスが超高周波に押し出される。その後、平坦な
周波数応答と低いエイリアス発生の両方を保存する形で
ディジタル・フィルタリングを用いて、解像度を下げ
る。このディジタル・フィルタリングは、２つのフィル
タ処理の使用によって実用的にされる。第１ステップで
は、粗いカットを行って、最終解像度に近い応答をもた
らす。第２ステップでは、粗くカットされた画像のエッ
ジをトリミングすることによって、精密カットを行う。
【０１３０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【０１３１】（１）基板画像を、生画像を形成する不規
則な格子パターンに配置された複数の画素に変換する光
センサと、選択された格子パターンを受け取る手段と、
選択された画像を形成するため、生画像内の画素を、選
択された格子パターンに従って配置された複数の画素に
スケーリングする手段と、選択された画像を出力する手
段とを含む、基板画像をコピーするためのスキャナ。 （２）光センサが、第１方向に向けられた個々のセンサ
の線アレイを含み、さらに、第１方向におおむね垂直の
方向に基板を移動する搬送機構を含むことを特徴とす
る、上記（１）に記載のスキャナ。 （３）生画像を形成する画素が、線アレイによって順次
感知される際に実質的に平行な複数の生走査線に配置さ
れ、スケーリング手段が、選択された格子パターンに従
って対応するスケーリングされた画素の線のそれぞれを
形成するために、少なくとも１つの生走査線をスケーリ
ングすることを特徴とする、上記（２）に記載のスキャ
ナ。 （４）生画像を選択された画像にスケーリングするため
のスケーリング手段が、さらに、生格子パターンからの
生走査線を、中間格子パターン内の事前スケーリングさ
れた走査線に事前スケーリングする手段と、中間格子パ
ターンでの事前スケーリングされた走査線を、選択され
た格子パターンでの走査線にスケーリングする手段とを
含むことを特徴とする、上記（２）に記載のスキャナ。 （５）さらに、生走査線のそれぞれの位置を確立する手
段を含み、位置が、生画像を選択された画像にスケーリ
ングするためのスケーリング手段によって使用されるこ
とを特徴とする、上記（４）に記載のスキャナ。 （６）生格子パターンの不規則性が、搬送機構の速度の
変動によって引き起こされることを特徴とする、上記
（２）に記載のスキャナ。 （７）生格子パターンの不規則性が、搬送機構のジッタ
によって引き起こされることを特徴とする、上記（２）
に記載のスキャナ。 （８）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パタ
ーンに配置された複数の画素に変換する走査手段であっ
て、不規則な格子パターンが複数の実質的に平行な生走
査線から形成される、前記走査手段と、走査手段に対し
て相対的に基板を移動する搬送手段と、生走査線のそれ
ぞれの位置を確立する基準手段と、選択された画像を形
成するために、選択された格子パターンに従って配置さ
れる複数の画素に生画像をスケーリングする手段であっ
て、生走査線の位置に関して基準手段を呼び出す前記ス
ケーリング手段と、選択された画像を出力する手段とを
含む、基板上の画像をコピーするためのスキャナ。 （９）さらに、生走査線間の生間隔から、スケーリング
された走査線間の選択された間隔へ、走査線間の間隔を
スケーリングするための走査線スケーリング手段を含
み、前記走査線スケーリング手段が、生走査線の位置に
関して基準手段を呼び出すことを特徴とする、上記
（８）に記載のスキャナ。 （１０）走査線スケーリング手段が、さらに、生走査線
間の生間隔から走査線間の中間間隔へ、走査線間の間隔
をスケーリングするための走査線事前スケーリング手段
であって、１組の生走査線が、単一の事前スケーリング
された走査線にスケーリングされる、前記走査線事前ス
ケーリング手段と、中間間隔から走査線間の選択された
間隔へ、走査線間の間隔をスケーリングする、走査線最
終スケーリング手段とを含むことを特徴とする、上記
（９）に記載のスキャナ。 （１１）スケーリング手段が、さらに、画素スケーリン
グ手段を含み、前記画素スケーリング手段が、走査線内
の画素間の生間隔から走査線内の画素間の選択された間
隔へ、走査線をスケーリングすることを特徴とする、上
記（８）に記載のスキャナ。 （１２）基準手段が、基板の側面に配置された基準トラ
ックと、基準トラック内で感知されたパターンを位置と
して解釈する手段とを含むことを特徴とする、上記
（８）に記載のスキャナ。 （１３）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パ
ターンに配置された複数の画素に変換するステップと、
選択された格子パターンを受け取るステップと、選択さ
れた画像を形成するため、選択された格子パターンに従
って配置される複数の画素に、生画像内の画素をスケー
リングするステップと、選択された画像を出力するステ
ップとを含む、基板画像をコピーする方法。 （１４）光センサが、第１方向に向けられた個々のセン
サの線アレイを含み、さらに、第１方向におおむね垂直
の方向に基板を移動するステップを含むことを特徴とす
る、上記（１３）に記載の方法。 （１５）生画像を形成する画素が、線アレイによって順
次感知される際に実質的に平行な複数の生走査線に配置
され、スケーリング・ステップが、選択された格子パタ
ーンに従って対応するスケーリングされた画素の線のそ
れぞれを形成するために、少なくとも１つの生走査線を
スケーリングすることを特徴とする、上記（１３）に記
載の方法。 （１６）生画像を選択された画像にスケーリングするた
めのスケーリング・ステップが、さらに、生格子パター
ンからの生走査線を、中間格子パターンの事前スケーリ
ングされた走査線に事前スケーリングするステップと、
中間格子パターンの事前スケーリングされた走査線を、
選択された格子パターンの走査線にスケーリングするス
テップとを含むことを特徴とする、上記（１３）に記載
の方法。 （１７）さらに、生走査線のそれぞれの位置を確立する
ステップを含み、位置が、生画像を選択された画像にス
ケーリングするためのスケーリング・ステップによって
使用されることを特徴とする、上記（１６）に記載の方
法。 （１８）生格子パターンの不規則性が、搬送機構の速度
の変動によって引き起こされることを特徴とする、上記
（１３）に記載の方法。 （１９）生格子パターンの不規則性が、搬送機構のジッ
タによって引き起こされることを特徴とする、上記（１
３）に記載の方法。 （２０）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パ
ターンに配置された複数の画素に変換するステップであ
って、不規則な格子パターンが複数の実質的に平行な生
走査線から形成される、前記変換ステップと、走査手段
に対して相対的に基板を移動するステップと、生走査線
のそれぞれの位置を確立するステップと、選択された画
像を形成するために、選択された格子パターンに従って
配置される複数の画素に生画像をスケーリングするステ
ップであって、生走査線の位置に関して基準手段を呼び
出す、前記スケーリング・ステップと、選択された画像
を出力するステップとを含む、基板上の画像をコピーす
るための方法。 （２１）生走査線間の生間隔から、スケーリングされた
走査線間の選択された間隔へ、走査線間の間隔をスケー
リングするステップと、走査線間の間隔をスケーリング
するステップの間に、生走査線の位置を求めるステップ
とをさらに含む、上記（２０）に記載の方法。 （２２）生走査線間の生間隔から走査線間の中間間隔
へ、走査線間の間隔をスケーリングするステップであっ
て、１組の生走査線が、単一の事前スケーリングされた
走査線にスケーリングされる、前記スケーリング・ステ
ップと、中間間隔から走査線間の選択された間隔へ、走
査線間の間隔をスケーリングするステップとをさらに含
む、上記（２１）に記載の方法。 （２３）走査線内の画素間の生間隔から走査線内の画素
の選択された間隔へ、走査線をスケーリングするステッ
プをさらに含む、上記（２０）に記載の方法。 （２４）確立ステップが、基板の側面に配置された基準
トラックを使用し、基準トラック内で感知されたパター
ンを位置として解釈することを特徴とする、上記（２
０）に記載の方法。
則な格子パターンに配置された複数の画素に変換する光
センサと、選択された格子パターンを受け取る手段と、
選択された画像を形成するため、生画像内の画素を、選
択された格子パターンに従って配置された複数の画素に
スケーリングする手段と、選択された画像を出力する手
段とを含む、基板画像をコピーするためのスキャナ。 （２）光センサが、第１方向に向けられた個々のセンサ
の線アレイを含み、さらに、第１方向におおむね垂直の
方向に基板を移動する搬送機構を含むことを特徴とす
る、上記（１）に記載のスキャナ。 （３）生画像を形成する画素が、線アレイによって順次
感知される際に実質的に平行な複数の生走査線に配置さ
れ、スケーリング手段が、選択された格子パターンに従
って対応するスケーリングされた画素の線のそれぞれを
形成するために、少なくとも１つの生走査線をスケーリ
ングすることを特徴とする、上記（２）に記載のスキャ
ナ。 （４）生画像を選択された画像にスケーリングするため
のスケーリング手段が、さらに、生格子パターンからの
生走査線を、中間格子パターン内の事前スケーリングさ
れた走査線に事前スケーリングする手段と、中間格子パ
ターンでの事前スケーリングされた走査線を、選択され
た格子パターンでの走査線にスケーリングする手段とを
含むことを特徴とする、上記（２）に記載のスキャナ。 （５）さらに、生走査線のそれぞれの位置を確立する手
段を含み、位置が、生画像を選択された画像にスケーリ
ングするためのスケーリング手段によって使用されるこ
とを特徴とする、上記（４）に記載のスキャナ。 （６）生格子パターンの不規則性が、搬送機構の速度の
変動によって引き起こされることを特徴とする、上記
（２）に記載のスキャナ。 （７）生格子パターンの不規則性が、搬送機構のジッタ
によって引き起こされることを特徴とする、上記（２）
に記載のスキャナ。 （８）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パタ
ーンに配置された複数の画素に変換する走査手段であっ
て、不規則な格子パターンが複数の実質的に平行な生走
査線から形成される、前記走査手段と、走査手段に対し
て相対的に基板を移動する搬送手段と、生走査線のそれ
ぞれの位置を確立する基準手段と、選択された画像を形
成するために、選択された格子パターンに従って配置さ
れる複数の画素に生画像をスケーリングする手段であっ
て、生走査線の位置に関して基準手段を呼び出す前記ス
ケーリング手段と、選択された画像を出力する手段とを
含む、基板上の画像をコピーするためのスキャナ。 （９）さらに、生走査線間の生間隔から、スケーリング
された走査線間の選択された間隔へ、走査線間の間隔を
スケーリングするための走査線スケーリング手段を含
み、前記走査線スケーリング手段が、生走査線の位置に
関して基準手段を呼び出すことを特徴とする、上記
（８）に記載のスキャナ。 （１０）走査線スケーリング手段が、さらに、生走査線
間の生間隔から走査線間の中間間隔へ、走査線間の間隔
をスケーリングするための走査線事前スケーリング手段
であって、１組の生走査線が、単一の事前スケーリング
された走査線にスケーリングされる、前記走査線事前ス
ケーリング手段と、中間間隔から走査線間の選択された
間隔へ、走査線間の間隔をスケーリングする、走査線最
終スケーリング手段とを含むことを特徴とする、上記
（９）に記載のスキャナ。 （１１）スケーリング手段が、さらに、画素スケーリン
グ手段を含み、前記画素スケーリング手段が、走査線内
の画素間の生間隔から走査線内の画素間の選択された間
隔へ、走査線をスケーリングすることを特徴とする、上
記（８）に記載のスキャナ。 （１２）基準手段が、基板の側面に配置された基準トラ
ックと、基準トラック内で感知されたパターンを位置と
して解釈する手段とを含むことを特徴とする、上記
（８）に記載のスキャナ。 （１３）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パ
ターンに配置された複数の画素に変換するステップと、
選択された格子パターンを受け取るステップと、選択さ
れた画像を形成するため、選択された格子パターンに従
って配置される複数の画素に、生画像内の画素をスケー
リングするステップと、選択された画像を出力するステ
ップとを含む、基板画像をコピーする方法。 （１４）光センサが、第１方向に向けられた個々のセン
サの線アレイを含み、さらに、第１方向におおむね垂直
の方向に基板を移動するステップを含むことを特徴とす
る、上記（１３）に記載の方法。 （１５）生画像を形成する画素が、線アレイによって順
次感知される際に実質的に平行な複数の生走査線に配置
され、スケーリング・ステップが、選択された格子パタ
ーンに従って対応するスケーリングされた画素の線のそ
れぞれを形成するために、少なくとも１つの生走査線を
スケーリングすることを特徴とする、上記（１３）に記
載の方法。 （１６）生画像を選択された画像にスケーリングするた
めのスケーリング・ステップが、さらに、生格子パター
ンからの生走査線を、中間格子パターンの事前スケーリ
ングされた走査線に事前スケーリングするステップと、
中間格子パターンの事前スケーリングされた走査線を、
選択された格子パターンの走査線にスケーリングするス
テップとを含むことを特徴とする、上記（１３）に記載
の方法。 （１７）さらに、生走査線のそれぞれの位置を確立する
ステップを含み、位置が、生画像を選択された画像にス
ケーリングするためのスケーリング・ステップによって
使用されることを特徴とする、上記（１６）に記載の方
法。 （１８）生格子パターンの不規則性が、搬送機構の速度
の変動によって引き起こされることを特徴とする、上記
（１３）に記載の方法。 （１９）生格子パターンの不規則性が、搬送機構のジッ
タによって引き起こされることを特徴とする、上記（１
３）に記載の方法。 （２０）基板画像を、生画像を形成する不規則な格子パ
ターンに配置された複数の画素に変換するステップであ
って、不規則な格子パターンが複数の実質的に平行な生
走査線から形成される、前記変換ステップと、走査手段
に対して相対的に基板を移動するステップと、生走査線
のそれぞれの位置を確立するステップと、選択された画
像を形成するために、選択された格子パターンに従って
配置される複数の画素に生画像をスケーリングするステ
ップであって、生走査線の位置に関して基準手段を呼び
出す、前記スケーリング・ステップと、選択された画像
を出力するステップとを含む、基板上の画像をコピーす
るための方法。 （２１）生走査線間の生間隔から、スケーリングされた
走査線間の選択された間隔へ、走査線間の間隔をスケー
リングするステップと、走査線間の間隔をスケーリング
するステップの間に、生走査線の位置を求めるステップ
とをさらに含む、上記（２０）に記載の方法。 （２２）生走査線間の生間隔から走査線間の中間間隔
へ、走査線間の間隔をスケーリングするステップであっ
て、１組の生走査線が、単一の事前スケーリングされた
走査線にスケーリングされる、前記スケーリング・ステ
ップと、中間間隔から走査線間の選択された間隔へ、走
査線間の間隔をスケーリングするステップとをさらに含
む、上記（２１）に記載の方法。 （２３）走査線内の画素間の生間隔から走査線内の画素
の選択された間隔へ、走査線をスケーリングするステッ
プをさらに含む、上記（２０）に記載の方法。 （２４）確立ステップが、基板の側面に配置された基準
トラックを使用し、基準トラック内で感知されたパター
ンを位置として解釈することを特徴とする、上記（２
０）に記載の方法。
【図１】リニア・アレイを使用して走査された画像に発
生し得る、一般的なタイプの機械的に引き起こされるエ
ラーを示す図である。
生し得る、一般的なタイプの機械的に引き起こされるエ
ラーを示す図である。
【図２】コンピュータ・システムに結合されるスキャナ
を示す図である。
を示す図である。
【図３】スキャナに結合されるコンピュータ・システム
のブロック図である。
のブロック図である。
【図４】走査画像を修正するための全体処理の流れ図で
ある。
ある。
【図５】走査画像処理のさまざまな段階での格子の外見
を示す図である。
を示す図である。
【図６】縦方向事前スケーリング処理の三角形重み付け
を示す図である。
を示す図である。
【図７】縦方向事前スケーリング処理の流れ図である。
【図８】横方向スケーリング処理での、選択された解像
度へのＣＣＤアレイ解像度画素の変換を示す図である。
度へのＣＣＤアレイ解像度画素の変換を示す図である。
【図９】横方向スケーリング処理での、選択された解像
度画素へのＣＣＤアレイ解像度画素の変換を示す図であ
る。
度画素へのＣＣＤアレイ解像度画素の変換を示す図であ
る。
【図１０】横方向スケーリング処理の流れ図である。
【図１１】縦方向スケーリング処理での、選択された解
像度画素への横方向スケーリング済み画素の変換を示す
図である。
像度画素への横方向スケーリング済み画素の変換を示す
図である。
【図１２】縦方向スケーリング処理の流れ図である。
【図１３】走査処理において画像と関連基準トラックと
がどのようにひずむかを示す図である。
がどのようにひずむかを示す図である。
【図１４】横方向スケーリング処理中の基準トラックと
フィルムを示す図である。
フィルムを示す図である。
【図１５】縦方向スケーリング処理中の基準トラックと
フィルムを示す図である。
フィルムを示す図である。
【図１６】単一クロック・トラックを使用する基準トラ
ックの実施例の詳細図である。
ックの実施例の詳細図である。
【図１７】グレイ・コード・トラックを使用する基準ト
ラックの好ましい実施例の詳細図である。
ラックの好ましい実施例の詳細図である。
【図１８】光源、フィルム・ホルダおよび光学系に対す
る基準トラックの関係を示す図である。
る基準トラックの関係を示す図である。
【図１９】連続信号のディジタル・サンプリングによっ
て引き起こされるエイリアスの由来を示す図である。
て引き起こされるエイリアスの由来を示す図である。
【図２０】連続信号のディジタル・サンプリングによっ
て引き起こされる、高周波から低周波へのナイキスト周
波数周辺のエイリアスの鏡像発生を示す図である。
て引き起こされる、高周波から低周波へのナイキスト周
波数周辺のエイリアスの鏡像発生を示す図である。
【図２１】ディジタル・サンプリングされた信号を連続
信号に再形成することによって引き起こされる、低周波
から高周波へのナイキスト周波数周辺のエイリアスの鏡
像発生を示す図である。
信号に再形成することによって引き起こされる、低周波
から高周波へのナイキスト周波数周辺のエイリアスの鏡
像発生を示す図である。
【図２２】第１分解能でディジタル・サンプリングを行
い、その後、ディジタル・サンプル信号を第２分解能に
変更することによって引き起こされるエイリアスの多重
鏡像発生を示す図である。
い、その後、ディジタル・サンプル信号を第２分解能に
変更することによって引き起こされるエイリアスの多重
鏡像発生を示す図である。
【図２３】空間領域と空間周波数領域の両方での、一般
的なフィルタのインパルス応答を示す図である。
的なフィルタのインパルス応答を示す図である。
【図２４】正弦波信号に図２３のインパルス応答を適用
した結果を示す図である。
した結果を示す図である。
【図２５】「シンク」・フィルタの形状の数的な由来を
示す図である。
示す図である。
【図２６】シンク・インパルス応答の幅を制限した結果
を示す図である。
を示す図である。
【図２７】図１に示された速度ジッタ、横ジッタおよび
サイズ・ジッタによって変形された画像を、本発明によ
って直線形式に変換できる方法を示す図である。
サイズ・ジッタによって変形された画像を、本発明によ
って直線形式に変換できる方法を示す図である。
【図２８】サンプルの格子に対する図２７の効果と同様
の効果を示す図である。
の効果を示す図である。
【図２９】事前スケーリングと精密スケーリングの詳細
を１次元で示す図である。
を１次元で示す図である。
【図３０】図２９に示された処理の１段階での空間周波
数応答とエイリアスを示す図である。
数応答とエイリアスを示す図である。
【図３１】図２９に示された処理の１段階での空間周波
数応答とエイリアスを示す図である。
数応答とエイリアスを示す図である。
【図３２】図２９に示された処理の１段階での空間周波
数応答とエイリアスを示す図である。
数応答とエイリアスを示す図である。
【図３３】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３４】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３５】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３６】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３７】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３８】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
【図３９】画像領域でのシンク・フィルタの使用を示す
図である。
図である。
１００ 生走査線バッファ １０１ 走査 １０２ 縦方向事前スケーリング １０３ 走査線正規化 １０５ 横方向スケーリング １０７ 縦方向スケーリング １０９ 出力バッファ １１１ 位置 １１３ モータ １１５ 追跡
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/387 １０１ 1/40 1/41 Ｚ Ｈ０４Ｎ 1/04 １０３ Ｅ 1/40 Ａ (72)発明者 スティーブン・クレーグ・ペン アメリカ合衆国78628 テキサス州ジョー ジタウン トンカワ・トレール 6005
Claims (24)
- 【請求項１】基板画像を、生画像を形成する不規則な格
子パターンに配置された複数の画素に変換する光センサ
と、 選択された格子パターンを受け取る手段と、 選択された画像を形成するため、生画像内の画素を、選
択された格子パターンに従って配置された複数の画素に
スケーリングする手段と、 選択された画像を出力する手段とを含む、基板画像をコ
ピーするためのスキャナ。 - 【請求項２】光センサが、第１方向に向けられた個々の
センサの線アレイを含み、さらに、第１方向におおむね
垂直の方向に基板を移動する搬送機構を含むことを特徴
とする、請求項１に記載のスキャナ。 - 【請求項３】生画像を形成する画素が、線アレイによっ
て順次感知される際に実質的に平行な複数の生走査線に
配置され、スケーリング手段が、選択された格子パター
ンに従って対応するスケーリングされた画素の線のそれ
ぞれを形成するために、少なくとも１つの生走査線をス
ケーリングすることを特徴とする、請求項２に記載のス
キャナ。 - 【請求項４】生画像を選択された画像にスケーリングす
るためのスケーリング手段が、さらに、 生格子パターンからの生走査線を、中間格子パターン内
の事前スケーリングされた走査線に事前スケーリングす
る手段と、 中間格子パターンでの事前スケーリングされた走査線
を、選択された格子パターンでの走査線にスケーリング
する手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の
スキャナ。 - 【請求項５】さらに、生走査線のそれぞれの位置を確立
する手段を含み、位置が、生画像を選択された画像にス
ケーリングするためのスケーリング手段によって使用さ
れることを特徴とする、請求項４に記載のスキャナ。 - 【請求項６】生格子パターンの不規則性が、搬送機構の
速度の変動によって引き起こされることを特徴とする、
請求項２に記載のスキャナ。 - 【請求項７】生格子パターンの不規則性が、搬送機構の
ジッタによって引き起こされることを特徴とする、請求
項２に記載のスキャナ。 - 【請求項８】基板画像を、生画像を形成する不規則な格
子パターンに配置された複数の画素に変換する走査手段
であって、不規則な格子パターンが複数の実質的に平行
な生走査線から形成される、前記走査手段と、 走査手段に対して相対的に基板を移動する搬送手段と、 生走査線のそれぞれの位置を確立する基準手段と、 選択された画像を形成するために、選択された格子パタ
ーンに従って配置される複数の画素に生画像をスケーリ
ングする手段であって、生走査線の位置に関して基準手
段を呼び出す前記スケーリング手段と、 選択された画像を出力する手段とを含む、基板上の画像
をコピーするためのスキャナ。 - 【請求項９】さらに、生走査線間の生間隔から、スケー
リングされた走査線間の選択された間隔へ、走査線間の
間隔をスケーリングするための走査線スケーリング手段
を含み、前記走査線スケーリング手段が、生走査線の位
置に関して基準手段を呼び出すことを特徴とする、請求
項８に記載のスキャナ。 - 【請求項１０】走査線スケーリング手段が、さらに、 生走査線間の生間隔から走査線間の中間間隔へ、走査線
間の間隔をスケーリングするための走査線事前スケーリ
ング手段であって、１組の生走査線が、単一の事前スケ
ーリングされた走査線にスケーリングされる、前記走査
線事前スケーリング手段と、 中間間隔から走査線間の選択された間隔へ、走査線間の
間隔をスケーリングする、走査線最終スケーリング手段
とを含むことを特徴とする、請求項９に記載のスキャ
ナ。 - 【請求項１１】スケーリング手段が、さらに、画素スケ
ーリング手段を含み、前記画素スケーリング手段が、走
査線内の画素間の生間隔から走査線内の画素間の選択さ
れた間隔へ、走査線をスケーリングすることを特徴とす
る、請求項８に記載のスキャナ。 - 【請求項１２】基準手段が、基板の側面に配置された基
準トラックと、基準トラック内で感知されたパターンを
位置として解釈する手段とを含むことを特徴とする、請
求項８に記載のスキャナ。 - 【請求項１３】基板画像を、生画像を形成する不規則な
格子パターンに配置された複数の画素に変換するステッ
プと、 選択された格子パターンを受け取るステップと、 選択された画像を形成するため、選択された格子パター
ンに従って配置される複数の画素に、生画像内の画素を
スケーリングするステップと、 選択された画像を出力するステップとを含む、基板画像
をコピーする方法。 - 【請求項１４】光センサが、第１方向に向けられた個々
のセンサの線アレイを含み、さらに、第１方向におおむ
ね垂直の方向に基板を移動するステップを含むことを特
徴とする、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】生画像を形成する画素が、線アレイによ
って順次感知される際に実質的に平行な複数の生走査線
に配置され、スケーリング・ステップが、選択された格
子パターンに従って対応するスケーリングされた画素の
線のそれぞれを形成するために、少なくとも１つの生走
査線をスケーリングすることを特徴とする、請求項１３
に記載の方法。 - 【請求項１６】生画像を選択された画像にスケーリング
するためのスケーリング・ステップが、さらに、 生格子パターンからの生走査線を、中間格子パターンの
事前スケーリングされた走査線に事前スケーリングする
ステップと、 中間格子パターンの事前スケーリングされた走査線を、
選択された格子パターンの走査線にスケーリングするス
テップとを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の
方法。 - 【請求項１７】さらに、生走査線のそれぞれの位置を確
立するステップを含み、位置が、生画像を選択された画
像にスケーリングするためのスケーリング・ステップに
よって使用されることを特徴とする、請求項１６に記載
の方法。 - 【請求項１８】生格子パターンの不規則性が、搬送機構
の速度の変動によって引き起こされることを特徴とす
る、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１９】生格子パターンの不規則性が、搬送機構
のジッタによって引き起こされることを特徴とする、請
求項１３に記載の方法。 - 【請求項２０】基板画像を、生画像を形成する不規則な
格子パターンに配置された複数の画素に変換するステッ
プであって、不規則な格子パターンが複数の実質的に平
行な生走査線から形成される、前記変換ステップと、 走査手段に対して相対的に基板を移動するステップと、 生走査線のそれぞれの位置を確立するステップと、 選択された画像を形成するために、選択された格子パタ
ーンに従って配置される複数の画素に生画像をスケーリ
ングするステップであって、生走査線の位置に関して基
準手段を呼び出す、前記スケーリング・ステップと、 選択された画像を出力するステップとを含む、基板上の
画像をコピーするための方法。 - 【請求項２１】生走査線間の生間隔から、スケーリング
された走査線間の選択された間隔へ、走査線間の間隔を
スケーリングするステップと、 走査線間の間隔をスケーリングするステップの間に、生
走査線の位置を求めるステップとをさらに含む、請求項
２０に記載の方法。 - 【請求項２２】生走査線間の生間隔から走査線間の中間
間隔へ、走査線間の間隔をスケーリングするステップで
あって、１組の生走査線が、単一の事前スケーリングさ
れた走査線にスケーリングされる、前記スケーリング・
ステップと、 中間間隔から走査線間の選択された間隔へ、走査線間の
間隔をスケーリングするステップとをさらに含む、請求
項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】走査線内の画素間の生間隔から走査線内
の画素の選択された間隔へ、走査線をスケーリングする
ステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２４】確立ステップが、基板の側面に配置され
た基準トラックを使用し、基準トラック内で感知された
パターンを位置として解釈することを特徴とする、請求
項２０に記載の方法。
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