JPH1098584A - 画素の位置誤差または原稿の走査速度の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 測定精度をそこそこにとどめて、測定にかか
わる処理の簡素化と高速化とを図る。 【解決手段】 光電変換装置１は、例えばラインＣＣＤ
で、画像が電気信号に変換される。電気信号に変換され
た画像はＡ／Ｄ変換部（器）２でデジタルの多値の画像
データに変換される。変換されたデータは、照明の不均
一さ、レンズの周辺光量の低下、光電変換装置の画素間
の感度の違いなどをシェーディング補正部３によってシ
ェーディング補正する。シェーディング補正された画像
データは、位置誤差測定部（回路）４に入力され、測定
結果に応じた誤差信号６を出力する。位置誤差測定部４
では、前記パターンの画像データを２値化し、２値化処
理を行った後のデータに対して順次ウィンドウを設定し
てウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、読取装置で読み
取ったビットマップ形式の画像データの画素の位置誤差
を測定する装置、および原稿の走査速度を測定する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像読取装置として例えば日本
機械学会第７１期通常総会講演会講演論文集（ＩＶ）で
発表された「高精細画像入力装置の開発」（従来例１）
が知られている。ここでは、副走査方向に並べて配置さ
れた等ピッチラインのテストチャートを読み取った画
像、すなわち、副走査方向のライン間隔で離散化された
画像データに対して補間演算を行い、演算された結果か
ら、等ピッチラインの黒線、白線の中心位置を求め、テ
ストチャートの基準ピッチとの差を読み取ることで、装
置の振動などに起因する画像データの読み取り位置誤差
を検出するようになっている。

【０００３】他の従来例として特開平６−２９７７５８
号公報「走査線ピッチ計測方法」（従来例２）がある。
この公知例は、等ピッチパターンのデータを書き込んだ
ハードコピーのパターンを読み取ってハードコピー装置
の書き込みの走査線のピッチむらを計測するようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
１では、等ピッチラインのパターンのエッジと読み取り
のサンプリングのタイミングとの位置関係との相違によ
り同じ形状のパターンを読み取って得られるデータがそ
れぞれ異なってしまうモアレという現象がある。読み取
ったデータはこのモアレによって必ずしもパターンのエ
ッジの位置と対応しないので、位置誤差の測定精度を劣
化させる。モアレの影響は、等ピッチラインパターンを
精細にして読み取り装置の分解能に近づけると非常に顕
著になり、条件によっては位置誤差の測定ができなくな
るほどになる。したがってこの方式では、読み取り装置
の分解能に近い、あるいはそれ以下の位置誤差を高精度
で測定することはできない。

【０００５】また、等ピッチラインのパターンを使うの
で、モアレの影響を無視しても、高い周波数成分の位置
誤差を測定するためにパターンのピッチを精細にする
と、結像光学系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ Ｒａｔｉｏ）の限界によって得られた画
像の濃淡の信号の差が小さくなり、測定精度が劣化せざ
るを得ない。

【０００６】さらに、パターンの精細化では、測定の周
波数帯域を高い方向に広げ、精度を上げることができな
いのでサンプリングしたデータを補間する処理を行って
いる。より良い補間を行うには、より多くの周辺データ
を使ったり、複雑な演算処理が必要になり、処理時間が
長くなる。さらに補間はあくまでも補間であり、真のデ
ータとのずれが生じることは避けられず、測定精度を劣
化させる要因になる。また、光電変換装置の中の特定の
１つの受光素子が副走査方向に走査することによって得
られる画像データを使用しているので、受光素子そのも
のが持つノイズが測定そのものの精度に影響を与えて、
精度を劣化させる。

【０００７】従来例２では、計測時には光電変換装置で
パターンを読み込んだデータを使うので、計測に当たっ
てはハードコピーの読み取り時の走査むらはないという
条件で読み取ってハードコピーのピッチむらを計測して
いる。その他、特に説明しないが、前述の従来例１と同
様のモアレの問題を有する。

【０００８】本出願人は、このような従来技術の問題点
に鑑みて、特願昭７−２６０４３８号および特願昭７−
３０９１２９号を提案した。これらの発明は、斜線の繰
り返しのパターンを読み取った画像データから高精度に
画素の位置誤差を測定することを主な目的としていた。
これは、その結果を用いて画素の位置誤差を補正して画
素の位置歪のない良好な画像データを得るというもう１
つの目的を達成するためには、より高度な画素の位置誤
差のデータが必要であるという事情があった。

【０００９】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たもので、その目的は、測定精度をそこそこにとどめ
て、測定にかかわる処理の簡素化と高速化とを図ること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の手段は、走査方向に対して一定の傾きの等ピ
ッチのパターンを光学的に読み取って画像データを得る
手段と、読み取った前記パターンの画像データに順次ウ
ィンドウを設定してウィンドウ内の斜線の画像の位置を
求める手段とを備え、画像を一定の時間間隔で線順次に
走査して読み取った画像の画素の位置誤差または原稿の
走査速度を測定する測定装置において、前記パターンの
画像データの２値化処理を行う手段と、前記２値化処理
を行った後のデータに対して順次ウィンドウを設定して
ウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手段とを備え
ていることを特徴としている。

【００１１】第２の手段は、第１の手段における２値化
処理後のウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手段
は、斜線を読み取ったデータを２値化したデータの重心
を計算することによって前記斜線の画像の位置を求める
ことを特徴としている。

【００１２】第３の手段は、第１の手段における２値化
処理後のウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手段
は、斜線を読み取ったデータを２値化したデータの副走
査方向の和のデータの並びの中央値のある位置を画像の
位置とすることを特徴としている。

【００１３】第４の手段は、第１の手段における２値化
処理後のウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手段
は、斜線を読み取ったデータを２値化したデータの副走
査方向の和のデータの並びの最大値が存在する位置の中
央を画像の位置とすることを特徴としている。

【００１４】第５の手段は、第１の手段における２値化
処理後のウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手段
は、斜線を読み取ったデータを２値化したデータの副走
査方向の和のデータの並びの両端のデータの位置と値か
ら画像の位置を決定することを特徴としている。

【００１５】第６の手段は、第１の手段におけるす２値
化処理後のウィンドウ内の斜線の画像の位置を求める手
段は、ウィンドウの大きさをＮ×１とし、ウィンドウ内
の斜線を読み取ったデータを２値化したデータの並びの
中央を画像の位置とすること特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１７】１． 測定原理 図１は、本出願の測定原理を典型的な場合を前提にして
説明するための図である。図の主走査と書いた矢印１０
１は線順次で画像を読み取る装置が同時に読み取る１ラ
インの画像の画素の並びと、この並列のデータを直線の
データに変換したときの時間軸上の順序を示す。図の副
走査と書いた矢印１０２は主走査の１列が読み取る範囲
を順次移動させながら読み取って行く方向を示してい
る。移動する手段としては、原稿の画像を光電変換素子
に投影するミラー、照明ランプなどを機械的に移動させ
るもの、原稿を移動させるもの、光電変換素子とその結
像光学系を一体にして移動させるものなどがある。ここ
ではこの主走査方向と副走査方向に平行な線で囲まれた
それぞれの４角形を画素ということにする。画素によっ
て構成される平面は、原稿の画像を電気信号に変換され
たデータが原稿の画像の写像がそのまま並んでいるとい
うイメージでとらえることができ、ビットマップという
こともある。読み取り装置からリアルタイムで出力され
るときには、主走査、副走査の方向が時間的な順序を示
すが、出力されたデータをメモリに取り込んだ状態で
は、それぞれの画素を任意にアクセスすることも可能で
あり、主走査、副走査、時間の順序にとらわれない扱い
も可能になる。

【００１８】図１は主走査と副走査の画素サイズが等し
い場合で、副走査方向の走査速度が変動するときと、一
定速度で４５°の斜線を読み取るときに光電変換装置に
投影されるが、像を全く劣化のないかたちでビットマッ
プに対応させて示したものである。すなわち、ａは副走
査方向の読み取りのタイミングを制御するクロックに対
応する所定の一定速度で走査したときで、ビットマップ
にも４５°の像ができる。ｂは速度が変動するときの像
で、速度に応じて傾きが異なってくる。

【００１９】つまり、Ａ−Ｂは副走査方向の走査速度が
０のときで、副走査方向の読み取りのタイミングを制御
するクロックにより副走査方向のビットマップのアドレ
スが進んでも原稿を読み取っている位置が変わらないた
め、副走査方向に平行な線になってしまう。

【００２０】Ｂ−Ｃは副走査方向の走査速度が所定の速
度の１／２のときで、ビットマップのアドレスが進んで
も、その半分しか進まない位置の画像を読んでいること
になり、画像の副走査方向の線との角度はｔａｎθ＝
０．５から、約２６．５７°である。

【００２１】Ｃ−Ｄは所定の速度で走査しているとき
で、傾きは４５°である。同様にＤ−以降は走査速度が
１．５倍の場合で、その角度は約５６．３１°である。
つまり、走査速度によって像の傾きが異なること、言い
換えれば斜線の主走査方向への移動量が、副走査方向の
移動速度に対応することを測定原理として副走査方向の
移動速度のムラ、ミラー、レンズ、光電変換装置の振動
などに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を計
測する。

【００２２】以上、正方形の画素を持ち、４５°の線を
使用した場合で説明したが、画素が正方形でなく、例え
ば、主走査の分解能４００ｄｐｉ、副走査の分解能６０
０ｄｐｉといった読み取り装置の画像データに適用する
こともでき、４５°以外の斜線を用いても同様に、斜線
の画像の主走査方向への移動量が副走査方向の読み取り
方向の速度に依存するという関係は成立するので、画素
の位置誤差を計測することができる。

【００２３】２． システム構成 図２は、本実施形態に係る位置誤差測定装置のシステム
構成の一例を示すブロック図で、画像読取装置への付加
機能として組み込み、リアルタイムでその位置誤差を測
定するものである。このシステムは光電変換部１、Ａ／
Ｄ変換部２、シェーディング補正部３、位置誤差測定部
４および制御部５から基本的に構成されている。

【００２４】光電変換装置１は、例えばラインＣＣＤ
で、画像が電気信号に変換される。電気信号に変換され
た画像はＡ／Ｄ変換部（器）２でデジタルの多値の画像
データに変換される。変換されたデータは、照明の不均
一さ、レンズの周辺光量の低下、光電変換装置の画素間
の感度の違いなどをシェーディング補正部３によってシ
ェーディング補正する。シェーディング補正された画像
データは、位置誤差測定部（回路）４に入力され、測定
結果に応じての誤差信号６を出力する。同時に読取装置
として画像データをビデオ信号７として出力する。それ
ぞれの機能ブロックは、制御部５によってタイミングの
制御、動作条件の設定などがなされ、相互に関連して動
作する。なお、符号８は制御部５との間で送受信される
ビデオ制御信号８である。

【００２５】光電変換装置として等倍センサを用いてい
る読取装置ではレンズの特性による周辺光量の低下とい
う問題がないので、シェーディング補正を省く場合があ
るが、そのような形式の読取装置にも、本願を適用する
ことができる。

【００２６】図３は、読取装置の他の例に係るシステム
構成を示すブロック図で、この例では、図２における位
置誤差測定機能は含まれておらず、光電変換部１，Ａ／
Ｄ変換部２、シェーディング補正部３および制御部５か
ら構成されている。この例では、斜線を読取装置に読み
取らせ、ビデオ信号７として出力される画像データをメ
モリに取り込み、取り込んだデータをコンピュータで処
理することによって位置誤差を測定するようになってい
る。この方式では、一旦画像データを光磁気ディスクな
どに書き込み、必要なときに読み出して測定することが
可能になる。また、測定した画像を保存しておくことも
できる。

【００２７】３． 位置誤差測定処理 図４は図１と同様のビットマップに斜線の画像データａ
があるときの位置誤差の測定を行うときの処理を説明す
るためのものである。Ｗ1 は画像データの位置を求める
ための演算を行う１１×３のウィンドウである。ウィン
ドウ内のデータの位置を求めるため、主走査方向におけ
る重心を演算する。この演算では、順次ウィンドウの位
置をＷ2,Ｗ3 ・・・と移動させながら重心を求める。重
心の主走査方向の位置は４５°の線の場合、画素の位置
がなんらかの誤差要因で移動することがなければ、ウィ
ンドウを図のように移動させた場合、主走査方向に１画
素分づつ移動するはずである。画素の移動量が１画素分
と異なる場合は、何らかの原因で画素の位置が変動した
ことになり、位置誤差を求めることができる。位置誤差
の主要な要因が副走査方向の走査速度のムラによること
が分かっている場合には、位置誤差のデータか速度ムラ
にデータを変換することは容易である。

【００２８】重心を求めるのに周辺の画素のデータを含
む多数の画素データを使っているので、ＣＣＤ固有のノ
イズを始めとしてさまざまなノイズが画像データに含ま
れるが、重心を求める過程でノイズの影響が軽減され、
Ｓ／Ｎの高い測定が可能になっている。通常、ウィンド
ウの画素の数が多いほどＳ／Ｎは高くなる。

【００２９】ウィンドウの形状は主走査方向の重心を求
めることから、主走査側に大きいことが望ましい。副走
査方向は１としても測定可能である。

【００３０】図５は斜線の数が複数あって複数の斜線ａ
1 ，ａ2 ，ａ3 を使用して位置誤差を測定する場合のウ
ィンドウの移動とそれに伴う処理を説明するものであ
る。図４の例と同様にウィンドウを順次移動させ、あら
かじめ設定したおいたＷn に達したとき、その次のウィ
ンドウとしてＷn+1 に移動させる。移動する前後の斜線
のパターンａ1 とａ2 の間隔は測定用チャートを作成す
る段階で決めておき、その間隔の値を主走査方向の重心
の移動を計算するときに補正する。Ｗn+1 、Ｗn+2 、Ｗ
n+3 ・・・と移動させる。パターン間の間隔を画素サイ
ズの整数倍に設定しておくと、ウィンドウをジャンプさ
せたときの補正が簡単であり、測定に先立って測定装置
にこの補正量を入力するときにも便利である。

【００３１】この例ではウィンドウを１画素づつ移動さ
せているが、画素の位置誤差を起こす原因となる振動な
どの周波数帯域が低い場合は、ウィンドウを２画素以上
づつ移動させても良い。こうすることによって測定に要
する時間短くすることができる。

【００３２】また、複数の斜線を使って位置誤差を測定
するようにすれば、読み取り装置の読み取り範囲が縦長
であっても副走査方向の全域にわたっての測定が可能に
なる。さらに、主走査方向の狭い幅のなかだけで測定す
るようにすれば、主走査方向における中央部とか、手前
とか、奥側とかに分けて位置誤差を測定することも可能
になる。

【００３３】これらの図からも明らかなように、本願で
は高い分解能で位置誤差を測定する場合でも、それに応
じて斜線のパターンを細くする必要は全くなく、システ
ムのＭＴＦの制約の影響を受けない幅の広いパターンを
使うことができるという特徴がある。幅の広いパターン
を使えば、それに応じてウィンドウも大きくなり、結果
として測定の精度を上げることができる。なお、処理速
度、リアルタイム処理を行う場合は、バッファのサイ
ズ、回路規模の経済性などとのバランスでパターンの幅
を設定すればよい。

【００３４】なお、他の例として、幅の広い線のパター
ンを用い、どちらか片側のエッジのデータによっても同
様に位置誤差を測定することが可能である。

【００３５】また、副走査の読み取りタイミングと斜線
との関係は常に同じであるから、前述の公知例のように
副走査方向に並べられた等間隔の白黒のパターンでは避
けることのできないモアレの問題を回避することがで
き、高精度な位置誤差の測定を可能にしている。

【００３６】４． ウィンドウのデータと重心の計算 図６はウィンドウのデータと、斜線のパターンの関係を
示すものである。ウィンドウの各画素には斜線のパター
ンを読み取って得られる画像データの値が記入されてい
る。画像データの値は８ビットのデジタルデータで、１
０進法で表すと０〜２５５の値を取ることができる。図
の値は画像のデータを１０進法で表記した値である。

【００３７】主走査方向の重心を計算するには、各列ご
とにデータの和を求める。これを右側からｈ0,ｈ1,・・
・ｈ10とすると、それぞれ１４、３７、１５０、３４
５、５６２、５９０、４２７、２０２、５０、１８、１
３である。各画素の主走査方向の中心の座標を右から順
に０〜１０とし、重心の主走査方向の位置をｍとする
と、ｍの周りのモーメントは０となるので、 ｈ0 （ｍ−０）＋ｈ1 （ｍ−１）＋・・・ｈ10（ｍ−１
０）＝０ が成り立ち、数値を入れて計算すると、 ｍ＝４．６６７ が得られる。

【００３８】重心を求めるのは、補間などの前処理を必
要とせず、演算の簡素化、高速化に有用である。画像の
位置を求めるのは、各列ごとのデータの和の並びから、
補間により所定の分解能のデータ列を得て、そのデータ
からピーク値の存在する位置を求める方法を使うことも
できる。

【００３９】５． 斜線の幅 重心を計算するに当たり、斜線の幅はデータをきちんと
読み取れるものであれば問題ないが、画素が正方形で、
斜線の角度が４５°であり、画像の走査速度を所定の目
標速度からのわずかなズレをより高精度で測定する場
合、斜線の主走査方向の幅を画素の整数倍にしておく
と、ウィンドウを斜め方向に移動しても、斜線と画素の
関係は斜線の両側で同じになり、画像データの誤差要因
もバランスし、画像の位置を計算する精度を高めること
ができる。

【００４０】６． 主走査方向の斜線の画像の移動量と
副走査方向の画素の位置誤差の関係 この実施形態では、副走査方向の画素の位置誤差を測定
するために、斜線を読み取った画像の主走査方向へ画像
の位置の移動を見ている。正方形の画素で４５°の斜線
を使って測定する場合には、これまでの説明で明らかな
ように、主走査方向の移動量のウィンドウ間における偏
差がそのまま、副走査方向の位置誤差になる。画素が正
方形でない場合、斜線の角度が４５°でない場合には、
換算をして副走査方向の位置誤差を得る必要がある。

【００４１】７． 測定の処理手順 図７は、測定の処理手順を示すフローチャートである。
この処理手順では、まず、計算するウィンドウの位置を
示すＷ．Ｐ．（ウィンドウポインタ）をセットし（ステ
ップＳ７０１）、次に、Ｗ．Ｐ．で指示されるウィンド
ウのデータを取り込み（ステップＳ７０２）、取り込ん
だデータの総和Ｖを計算する（ステップＳ７０３）。そ
して、データの総和Ｖがあらかじめ設定したａとｂとの
間の値を持っているかどうかをチェックする（ステップ
Ｓ７０４）。このチェックでａとｂとの間に入っていれ
ば、重心の計算を行い（ステップＳ７０５）、さらに、
重心のずれを計算した（ステップＳ７０６）後、次の
Ｗ．Ｐ．をセットする（ステップＳ７０７）。その後、
ステップＳ７０２に戻ってデータフェッチ以降の処理を
繰り返す。

【００４２】一方、ステップＳ７０４で、データの総和
Ｖがａとｂとの間に入っていなければ、ループから抜け
出し、処理を終了する。

【００４３】なお、ステップＳ７０４で処理の総和をチ
ェックするのは、スタートのときにＷ．Ｐ．を誤ってセ
ットしたため、ウィンドウ内に斜線のデータがないよう
な場合に、正しい測定がされていないのに測定結果が出
力されるのを防止するという理由からである。また、測
定に使う斜線の長さを短くしておけば、斜線が途切れた
位置で打ち切ることができ、必要以上の測定を無駄を省
くことができる。

【００４４】８． 装置の概略構成 図８は、本実施形態に係る画像読取装置の概略構成を説
明するための断面図である。同図において、筐体２８の
上面に、読み取るための原稿を載せるコンタクトガラス
２１が設けられ、当該コンタクトガラス２１は筐体２８
に支えられた状態になっている。コンタクトガラス２１
の上面に画像を下にして置かれた原稿は、照明光源２２
によって照明され、原稿の反射光は第１ミラー２３、第
２ミラー２４、第３ミラー２５および結像レンズ２６に
よって光電変換装置２７上の光電変換素子の受光面に投
影され、原稿の画像は電気信号に変換される。電気信号
に変換されたデータは所定の処理をした後、出力され
る。

【００４５】照明光源２２と第１ミラー２３は、図示し
ない第１キャリッジに取り付けられており、同じく図示
しない駆動装置によって原稿を線順次に読み取るため、
原稿面との距離を一定に保った状態で移動する。第２ミ
ラー２４と第３ミラー２５は、図示しない第２キャリッ
ジに取り付けられ、第１キャリッジの１／２の速度で第
１キャリッジと同様に移動する。このような構成で原稿
を走査することによってコンタクトガラス２１上の所定
の範囲の画像を線順次で読み取る。

【００４６】図９は、図８に示した画像読取装置の平面
図で、コンタクトガラス２１、筐体２８、シェーディン
グ補正の基準データを光電変換部に与えるための基準濃
度板２９、および読み取った画像データの画素の位置誤
差を測定するために設けられた測定用パターン３０の配
置の状態を示している。ここで、基準濃度板２９および
測定用パターン３０が鎖線で示してあるのは、光電変換
装置で読み取れるように読取装置の外面には出ていない
ことを示すためである。特に測定用パターン３０は画像
データとともに光電変換装置で読み込むので原稿と同様
に光電変換素子の受光面に結像する必要があり、コンタ
クトガラス２１の原稿が置かれる面に設けられている。

【００４７】図１０は図９において２点鎖線の円ＣＬで
囲んだ部分の詳細を示す図である。基準濃度板２９は測
定用パターン３０を読み取る光電変換素子の画素に対し
てもシェーディング補正が行えるようにするため、測定
用パターン３０が配置されている領域まで延ばしてあ
る。

【００４８】図１１は測定用のパターン３０の一部を拡
大した平面図であり、このパターン３０は黒の斜線Ｌと
背景の白で構成している。このパターン３０について
は、第１の実施形態で説明したものと同様なので、ここ
での説明は省略する。なお、この実施形態では、測定用
のパターン３０を画像外の図１０に示す位置に設置し、
画像と同時に読み取って測定するという点のみが異な
る。

【００４９】９．計算例 図１２は、図６の検出値を２値化の閾値を「１２８」と
したときの２値化したデータを図６に対応させて示した
図である。重心の計算は、前述の４の項で示した方法と
同様にして行われる。しかし、計算に使用する数値は、
前述の４の項では２進数で８ビットであるのに対して、
この実施形態では２ビットで表現しているので、非常に
簡単になる。

【００５０】すなわち、図１２のウィンドウ内のデータ
を各主走査ラインごとに和を求めると、図１２の下部に
示してあるように、０、０、０、１、２、３、２、１、
０、０、０というようになる。この値を合計すると
「９」となるので、この半分の「４．５」になる主走査
の位置を画像の位置とする。これは中央値を求めるとき
に計算の分解能を上げれば数学的には重心を求めている
のと同じである。しかし、積和演算と除算で重心を求め
るのに比べれば、遥かに計算は簡単である。中央値を求
める際、画像の位置を求める精度を１／２ドットまでと
すれば、計算は非常に簡単になる。２値化データから得
られる画像の位置に対しては計算の精度を１／２ドット
とすることは全く問題なく、実用的に十分な精度であ
る。

【００５１】また、図１２に示した例では、斜線Ｌの幅
が狭いので、１列３行のウィンドウ内の副走査方向の和
をとったデータが最大値の「３」をとるのは１つしかな
い。しかし、斜線Ｌの幅が広ければ最大値の「３」のデ
ータが並ぶことになる。この最大値の並びにだけ注目
し、その並びの真ん中の画素がある位置を画像の位置と
することもできる。そこで、並びが奇数個ならば中央の
画素のある位置、偶数なら中央の２つの画素の中間の位
置を画素の位置とする。最大値の値はウィンドウの行数
により３列なら３で、４列なら４になる。このような画
像の位置の決め方で、前述の重心を求める方法に近い精
度が得られるが、計算は非常に簡単になる。

【００５２】さらに、図１２では、ウィンドウ内のデー
タを各主走査ラインごとに和を求めた値が０、０、０、
１、２、３、２、１、０、０、０のような並びで示して
あり、この例では、この並びの両側とも０、１、２、３
の順の階段状の値を取っているが、実際に原稿を走査す
る速度の変動が多かったりする場合には、必ずしもこの
ような１段づつの階段になるとは限らない。可能性とし
ては、両端、すなわち「０」から「０」以外あるいは、
「０」以外から「０」に変化する位置の画素が取り得る
値は１から３のいずれかである。両側の値の組み合わせ
は、順序が意味をもつ組み合わせとなり、この場合、９
種類の組み合わせがある。この組み合わせと、両端の位
置から画像の位置を決める表をあらかじめ作成してお
き、両端の値から画像の位置を求める。これは斜線Ｌを
読み取った画像の主走査方向で見たプロファイルがほぼ
同じ形をしているという事実に基づいている。表は作成
するときには面倒で、時間もかかるが、一度作ってしま
えば計算の複雑さ、計算に要する時間などは画像の位置
を決める際の計算には関係ないので、表を引くだけとい
う簡単な処理によって十分な精度で画像の位置を決める
ことができる。

【００５３】また、図１３に示すようにウィンドウの桁
数を「１」にすれば、主走査方向の和をとる必要もなく
なりデータは必ず両端間が１のデータの連続した並びに
なる。そこで、この並びの中央を画像の位置とすること
もできる。これは、極限まで簡略化した方法であるが、
これでも画素の位置誤差のデータの使用目的によっては
十分な精度が得られる。

【００５４】１０．その他 なお、画素の位置ずれを測定する手段については、前述
のものを使用しているが、前述の公知例で示された方法
や、画素の位置誤差が発生する原因がキャリッジの走行
むらに特定されるような読み取り装置では、キャリッジ
の位置または速度を測定するリニアエンコーダを設けて
データを得ても良いし、キャリッジに加速度ピックアッ
プを取り付けて加速度データからキャリッジの速度また
は位置のデータを得ても良い。また、読み取り用の光学
部品を固定して代わりに原稿を走行させて線順次に読み
取る形式の読み取り装置では、原稿を２本のローラで挟
んで走行させるローラの軸にロータリエンコーダを取り
付けて、速度または位置のデータを得るようにしても良
い。

【００５５】１１．応用例 このように、本実施形態では、斜線の画像を２値化して
後、画素の位置誤差を求めるので、計算に使用するデー
タの量は「４」の項で説明したように８ビットの多値画
像を使用するときに比べて１／８になる。測定に使用す
るデータの量が少なくなれば、データを計算のために取
り込んだり、計算する時間を短縮したり、回路を簡素化
することが可能になる。

【００５６】また、２値化した画素の位置誤差の測定を
行うと、８ビットのまま測定するのと比べれば測定精度
は低化する。８ビットでは±１／８ドット程度の精度が
得られたが、２値では±１ドット程度である。したがっ
て、この実施形態では、画素の位置誤差の補正などには
精度が不足して十分な補正効果は得られないが、測定精
度は±１ドットであれば十分であるという用途には十分
に適用することができる。例えば、複写機やプリンタで
作ったハードコピーの用紙の送り方向における画像の伸
び縮み、倍率誤差の測定を自動的に高速で行うような場
合に有効である。

【００５７】このようにして使用するときには、例え
ば、読み取り装置の読み取り領域の端に位置誤差の測定
に使用する斜線の繰り返しのパターンを副走査方向に沿
って配置する。パターンを読み取る領域以外の読み取り
領域に画像の伸び縮み、倍率誤差を測定するハードコピ
ーを置く。ハードコピーには画像の伸び縮み、倍率誤差
を測定するのに適した画像を形成しておく、例えば、主
走査方向に伸びた線の画像を複数本形成しておく。この
とき、どのような画像を読み取ることになるかを示した
のが図１４である。このハードコピーと端部に固定され
た斜線の繰り返しのパターンを画像読み取り装置で同時
に読み取り、シェーディング補正した後、２値化する。
そして、２値化した斜線部のパターンのデータを使用し
て副走査方向のクロックに対応した画素の位置誤差を前
述のようにして求め、同時に主走査方向に伸びる複数の
線それぞれの副走査方向の位置を、副走査方向に長いウ
ィンドウを設定してウィンドウが線をまたいだときの線
の副走査方向の位置を副走査のクロックに対応させて求
める。これによりそれぞれの線の位置が副走査のどのク
ロックに対応するかが求められる。このデータと斜線か
ら求められた副走査のクロックに対応させて求めた画素
の位置誤差のデータから任意の２本の線の間の距離は、
副走査のライン間の位置誤差のデータを２本の線の間隔
のライン数分積分することによって求められる。この距
離と本来あるべき距離との比をとれば倍率の誤差が求め
られ、本来あるべき距離との差を求めれば、伸び縮みが
求められる。

【００５８】この方法の特徴は、評価に使用する読み取
り装置の副走査方向の速度にムラや変動があってもその
影響を受けずに伸び縮みや倍率誤差が求められることに
ある。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次に述
べるような効果がある。

【００６０】すなわち、請求項１記載の発明によれば、
読み取った画像データを２値化するので、計算に使用す
るデータの量が例えば８ビットの多値画像を使用すると
きに比べて１／８になり、データを計算のために取り込
んだり、計算する時間を短縮したり、回路を簡素化する
ことが可能になる。

【００６１】請求項２記載の発明によれば、データの量
が２値化することによって少なくなっているので、計算
に要する桁数が減少し、処理を簡単に行うことができ
る。

【００６２】請求項３記載の発明によれば、斜線を読み
取ったデータを２値化したデータの副走査方向の和のデ
ータの並びの中央値のある位置を画像の位置とするの
で、積算、除算を行わずに重心を求めるのと同等の精度
でウィンドウ内の画像データを位置を求めることがで
き、これによって計算をより簡略化することが可能にな
る。

【００６３】請求項４記載の発明によれば、斜線を読み
取ったデータを２値化したデータの副走査方向の和のデ
ータの並びの最大値が存在する位置の中央を画像の位置
とするので、計算をさらに簡略化することができる。

【００６４】請求項５記載の発明によれば、斜線を読み
取ったデータを２値化したデータの副走査方向の和のデ
ータの並びの両端のデータの位置と値とから画像の位置
を決定するので、計算が非常に簡単になるにもかかわら
ず、十分な精度で画像データの位置を求めることができ
る。

【００６５】請求項６記載の発明によれば、ウィンドウ
の大きさをＮ×１とし、ウィンドウ内の斜線を読み取っ
たデータを２値化したデータの並びの中央を画像の位置
とするので、極限まで計算を簡略化し、しかも、十分な
精度で画像で画像データの位置を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における測定原理を示す説明
図である。

【図２】本発明の実施形態におけるシステム構成を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の実施形態におけるシステム構成の他の
例を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施形態におけるビットマップに斜線
の画像データがあるときの位置誤差測定を行うときの処
理を示す説明図である。

【図５】本発明の実施形態におけるビットマップで複数
の斜線を使って位置誤差を測定する場合のウィンドウの
移動とそれに伴う処理を示す説明図である。

【図６】本発明の実施形態におけるウィンドウのデータ
と斜線のパターンの関係を示す図である。

【図７】本発明の実施形態における測定の処理手順を示
すフローチャートである。

【図８】本発明の実施形態における画像読取装置の概略
構成を示す断面図である。

【図９】本発明の実施形態における画像読取装置の平面
図である。

【図１０】図９において２点鎖線の円で囲んだ部分の拡
大図である。

【図１１】図９における測定用パターンの部分を拡大し
た拡大図である。

【図１２】図６の検出値を１２８で２値化したデータを
図６に対応させて示した図である。

【図１３】図１２のウィンドウの桁数を１にしたときの
データを示す図である。

【図１４】読み取り領域の端に配置された位置誤差の測
定に使用する斜線の繰り返しのパターンと、画像の伸び
縮み、倍率誤差を測定するのに適した画像を形成したハ
ードコピーの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 光電変換部 ２ Ａ／Ｄ変換部（回路） ３ シェーディング補正部（回路） ４ 位置誤差測定部（回路） ５ 制御部 ６ 誤差信号 ７ ビデオ信号 ８ ビデオ制御信号 ３０ 測定パターン Ｌ 斜線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査方向に対して一定の傾きの等ピッ
   チのパターンを光学的に読み取って画像データを得る手
   段と、読み取った前記パターンの画像データに順次ウィ
   ンドウを設定してウィンドウ内の斜線の画像の位置を求
   める手段とを備え、画像を一定の時間間隔で線順次に走
   査して読み取った画像の画素の位置誤差または原稿の走
   査速度を測定する測定装置において、 前記パターンの画像データの２値化処理を行う手段と、 前記２値化処理を行った後のデータに対して順次ウィン
   ドウを設定してウィンドウ内の斜線の画像の位置を求め
   る手段と、を備えていることを特徴とする画素の位置誤
   差または原稿の走査速度の測定装置。
2. 【請求項２】 前記２値化処理後のウィンドウ内の斜線
   の画像の位置を求める手段は、斜線を読み取ったデータ
   を２値化したデータの重心を計算することによって前記
   斜線の画像の位置を求めることを特徴とする請求項１記
   載の画素の位置誤差または原稿の走査速度の測定装置。
3. 【請求項３】 前記２値化処理後のウィンドウ内の斜線
   の画像の位置を求める手段は、斜線を読み取ったデータ
   を２値化したデータの副走査方向の和のデータの並びの
   中央値のある位置を画像の位置とすることを特徴とする
   請求項１記載の画素の位置誤差または原稿の走査速度の
   測定装置。
4. 【請求項４】 前記２値化処理後のウィンドウ内の斜線
   の画像の位置を求める手段は、斜線を読み取ったデータ
   を２値化したデータの副走査方向の和のデータの並びの
   最大値が存在する位置の中央を画像の位置とすることを
   特徴とする請求項１記載の画素の位置誤差または原稿の
   走査速度の測定装置。
5. 【請求項５】 前記２値化処理後のウィンドウ内の斜線
   の画像の位置を求める手段は、斜線を読み取ったデータ
   を２値化したデータの副走査方向の和のデータの並びの
   両端のデータの位置と値から画像の位置を決定すること
   を特徴とする請求項１記載の画素の位置誤差または原稿
   の走査速度の測定装置。
6. 【請求項６】 前記２値化処理後のウィンドウ内の斜線
   の画像の位置を求める手段は、ウィンドウの大きさをＮ
   ×１とし、ウィンドウ内の斜線を読み取ったデータを２
   値化したデータの並びの中央を画像の位置とすること特
   徴とする請求項１記載の画素の位置誤差または原稿の走
   査速度の測定装置。