JP3464736B2 - 画素の位置誤差測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿読み取り装置
による副走査方向の走査位置または走査速度の変動や振
動等に起因する読み取り画素の副走査方向の位置誤差を
測定する位置誤差測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の方法としては、例えば
（１）「高精細画像入力装置の開発」、〔No. 940-10〕
日本機械学会第７１期通常総会講演会講演論文集（IV）
〔1994-3.29 〜31, 東京〕に提案されている技術が知ら
れている。この方法では、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、
つまり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、この補間演算結果から等ピ
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により装置の振
動などに起因する副走査方向の画素の位置誤差を算出す
るようにしている。

【０００３】また、他の従来例としては、例えば（２）
特開平６−２９７７５８号公報には等ピッチラインのデ
ータが書き込まれたハードコピーのパターン読み取って
ハードコピー装置の書き込み走査線のピッチむらを計測
する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の従来の方法では次のような問題点がある。

【０００５】１．等ピッチラインのパターンのエッジ
と、読み取り時のサンプリングのタイミングの位置関係
の違いによるモアレ現象により、同じ形状のパターンを
読み取っても、得られるデータが異なる。このモアレに
より、読み取りデータは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。特に等ピッチラインの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モアレの影響が顕著とな
り、条件によっては位置誤差を全く測定できなくなる。
したがって、この方法では、読み取り装置の分解能に近
い或いはそれ以下の位置誤差を高精度で測定することが
できないという問題点がある。

【０００６】２．等ピッチラインのパターンを用いるの
で、モアレの影響を無視したとしても、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 Transfer Ra
tio ）の限界により、得られる画像の濃淡の信号の差が
小さくなり、したがって、測定精度が劣化するという問
題は避けられない。

【０００７】３．以上のように上記方法では、パターン
の精細化では測定周波数帯域を高いほうに広げて精度を
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。その結果、より高い補間を
行うにはより多くの周辺データを用いたり、複雑な演算
処理が必要になる。更に、補間はあくまでも補間であっ
て真のデータとのずれが起きることは避けられず、測定
精度の劣化要因になる。

【０００８】４．光電変換装置の特定の受光素子が副走
査方向に走査することにより得られる画像データを用い
ているので、受光素子そのものが有するノイズが測定そ
のものの精度に影響を与え、精度の劣化が起きる。

【０００９】また、上記（２）の方法では、計測時には
光電変換装置によりパターンを読み込んだデータを用い
るので、読み取りデータからピッチむらを計測する点は
上記（１）の方法に類似しているが、計測に当たって読
み取り時の走査むらはないという前提でハードコピーを
読み取っている。

【００１０】本発明は上記従来の問題点に鑑み、原稿読
み取り装置による副走査方向の走査位置または走査速度
の変動等に起因する読み取り画素の副走査方向の位置誤
差を高精度で測定することができる位置誤差測定装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の手段に係る画素の
位置誤差測定装置は上記目的を達成するために、原稿を
一定の時間間隔で線順次に主走査方向及び副走査方向に
走査して読み取る走査手段と、一定幅且つ主、副走査方
向に対して斜めであって副走査方向に等ピッチで配置さ
れた複数の斜線のパターンを前記走査手段が読み取った
場合の画像データに対してウインドウを設定するウイン
ドウ設定手段と、少なくともウインドウ内の中心画素を
中心とする対角線上の第１の画素と、この第１の画素に
対して前記中心画素を中心として対称の位置にある第２
の画素と、前記第１の画素と前記第２の画素との差を閾
値と比較することによりウインドウ内に斜線パターンが
存在するか否かを認識判定する斜線パターン認識手段
と、前記斜線パターン認識手段により斜線パターンが存
在すると認識された場合にウインドウを前記斜線の角度
方向に順次シフトして各ウインドウ内における斜線の位
置変化に基づいて読み取り画素の副走査方向の位置誤差
を測定する位置誤差測定手段とを有することを特徴とす
る。

【００１２】第２の手段は、第１の手段において、前記
対角線の傾き方向と前記斜線パターンの傾き方向は同一
であることを特徴とする。

【００１３】第３の手段は、第１の手段において、前記
斜線パターン認識手段は、前記第１の画素と対角線上ま
でを含まない領域の第１の濃度値和と、前記第２の画素
と対角線上までを含まない領域の第２の濃度値和を求
め、第１の濃度値和と第２の濃度値和との差を閾値と比
較することにより前記ウインドウ内に斜線パターンが存
在するか否かを判定することを特徴とする。

【００１４】第４の手段は、第１ないし第３の手段にお
いて、前記斜線の長さをＬ _１ 、前記斜線の主走査方向の
間隔をＬ_２、前記斜線の主走査方向に対する角度をθと
して、 Ｌ_２＜Ｌ_１×cosθ であることを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は本発明に係る画像読み取り装置
の一実施例を示すブロック図、図２は図１の画像読み取
り装置を示す断面図、図３は図２の画像読み取り装置を
示す平面図、図４は図３のコンタクトガラスのコーナ部
を拡大して示す平面図、図５は斜線パターンを示す説明
図、図６は走査速度の変動に応じた斜線パターンの読み
取りデータを示す説明図、図７は斜線パターンを拡大し
て示す説明図、図８は図７の斜線パターンの読み取り値
を示す説明図、図９は斜線判定用ウィンドウを示す説明
図、図１０は他の斜線判定用ウィンドウを示す説明図、
図１１は斜線判定用マッチングパターンを示す説明図、
図１２は重心測定用ウィンドウを示す説明図、図１３は
図１の画像読み取り装置の処理を説明するためのフロー
チャート、図１４は重心測定用ウィンドウにおける読み
取り値及び重心測定方法を示す説明図、図１５は斜線の
長さ及び角度を示す説明図である。

【００１８】先ず、図２を参照して本実施例の読み取り
装置の概略を説明する。コンタクトガラス１は筐体８に
より支持され、原稿は読み取り面を下にしてコンタクト
ガラス１上に載置される。コンタクトガラス１上の原稿
は光源２により照明され、読み取り面の反射光が第１ミ
ラー３、第２ミラー４、第３ミラー５により順次反射さ
れ、次いでレンズ６により光電変換装置７上のライン状
の光電変換素子の受光面に結像されて電気信号に変換さ
れる。

【００１９】光源２と第１ミラー３は不図示の第１キャ
リッジに取り付けられ、この第１キャリッジは原稿を線
順次で読み取るために原稿面との距離を一定にしたまま
不図示の駆動装置により副走査方向（図の左右方向）に
移動する。また、第２ミラー４と第３ミラー５は不図示
の第２キャリッジに取り付けられ、この第２キャリッジ
は第１キャリッジの１／２の速度で副走査方向に移動す
る。このような方法によりコンタクトガラス１上の所定
の範囲を線順次で読み取ることができる。

【００２０】また、図３に示すようにコンタクトガラス
１の回りの筐体８には、シェーディング補正のために基
準濃度を光電変換素子に読み取らせるための基準濃度板
９が主走査方向に延びるように取り付けられると共に、
第１キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を検出するために図５に示すように白地上に一定幅、４
５°の角度の多数の黒の斜線Ｌのパターン１０が副走査
方向に等ピッチで形成されている。基準濃度板９は光電
変換装置７により読み取られて、ライン状の光電変換素
子毎の感度バラツキや、照明むら、レンズ６の周辺光量
の低下等を補正するために用いられ、また、斜線パター
ン１０も同様に光電変換装置７により読み取られる。

【００２１】図４は図３の２点鎖線の円ＣＬで囲んだ領
域を拡大して示し、第１キャリッジの副走査方向の走査
位置または走査速度の測定開始時の過度現象が原稿の読
み取り範囲の先端で納まるように、斜線パターン１０は
第１キャリッジによる原稿の読み取り範囲の先端より前
の待機状態まで延びている。

【００２２】次に、図１を参照して本実施例の読み取り
装置を詳細に説明する。光電変換装置７は例えばライン
ＣＣＤであり、ＣＣＤの受光部に結像された原稿画像を
電気信号に変換する。この電気信号はＡ／Ｄ変換器２１
によりディジタルの多値データに変換され、次いでシェ
ーディング補正部２２により基準濃度板９の基準濃度に
基づいてシェーディング補正される。そして、このデー
タに基づいて斜線判別部２３により斜線パターン１０が
判別され、次いでこの判別結果に基づいて位置誤差測定
部２４により副走査方向の画素の位置誤差が測定され
る。

【００２３】制御部２０は、光電変換装置７、Ａ／Ｄ変
換器２１、シェーディング補正部２２、斜線判別部２３
及び位置誤差測定部２４のタイミング制御、動作条件の
設定などを行い、また、ビデオ制御信号を出力する。位
置誤差測定部２４はこのビデオ制御信号に同期してビデ
オ信号と位置誤差（誤差信号）を出力する。

【００２４】次に、位置誤差を測定する処理について説
明する。図６の矢印で示す主走査方向は、ラインＣＣＤ
７が線順次で同時に読み取る１ラインの画素の並びと、
この並列データを直列データに変換したときの時間軸上
の順序を示している。また、矢印で示す副走査方向は、
主走査方向の１ラインを読み取る範囲を順次移動させな
がら読み取る方向を示している。なお、移動手段として
は図２に示すように原稿を固定して走査光学系を移動さ
せる形式の他に、走査光学系を固定して原稿を移動させ
る形式が有る。

【００２５】図６において主走査方向と副走査方向の各
平行な線により囲まれた四角形領域を画素とすると、こ
の画素により構成される平面は、原稿の画像を電気信号
に変換した場合に原稿画像の写像がそのまま並んでいる
という形で捉えることができる。なお、これはビットマ
ップということもある。このデータはラインＣＣＤ７か
らリアルタイムで出力される時には主走査方向、副走査
方向が時間的な順序を有するが、メモリに取り込んだ状
態ではそれぞれの画素を任意にアクセスすることができ
るので、主走査方向、副走査方向、時間の順序にとらわ
らないで扱うことができる。

【００２６】図６はまた、主走査方向、副走査方向の画
素サイズが等しい場合において、副走査方向の走査速度
が変動しないときの４５°の斜線１０の読み取りデータ
ａと、走査速度が変動するときの読み取りデータｂをビ
ットマップに対応させて示している。すなわち、読み取
りデータａは副走査方向の読み取りタイミングを制御す
るクロックに対応する所定の一定速度で走査したときを
示し、ビットマップとしても４５°の斜線像である。

【００２７】これに対し、読み取りデータｂは走査速度
の変動に応じて傾きが異なる。副走査方向の区間Ａ−Ｂ
は走査速度が「０」のときを示し、この場合には副走査
方向の読み取りタイミングを制御するクロックによりビ
ットマップのアドレスが進んでも読み取り位置が変わら
ないので、副走査方向に平行な線となる。また、区間Ｂ
−Ｃは走査速度が所定速度の１／２のときを示し、この
場合にはビットマップのアドレスが進んでもその半分し
か進まない位置の画像を読み取るのでその読み取り画像
の角度は約２６．５７°（tan θ＝０．５）である。区
間Ｃ−Ｄは所定速度で走査しているときを示し、４５°
の角度が得られる。Ｄ以降の区間は走査速度が所定速度
の１．５倍の場合を示し、その角度は約５６．３１°で
ある。

【００２８】したがって、走査速度が変動すると像の傾
きが異なることを測定原理として、言い換えれば斜線の
主走査方向への移動量が副走査方向に移動速度に対応す
ることを測定原理として、副走査方向の走査速度のむら
と、ミラー３〜５、レンズ６、光電変換装置７の振動な
どに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を測定
することができる。

【００２９】なお、図６では正方形の画素を示したが、
画素が正方形ではなく、例えば主走査方向の分解能が４
００ｄｐｉ、副走査方向の分解能が６００ｄｐｉのよう
な画素にも適用することができる。また、４５°以外の
斜線を用いても同様に、斜線画像の主走査方向への移動
量が副走査方向の読み取り速度に依存するという関係が
成立するので、画素の位置誤差を計測することができ
る。

【００３０】次に、斜線パターン判別処理について説明
する。図７は図６と同様にビットマップに斜線が有る場
合を示し、図８はその場合の８ビット（０〜２５５）の
読み取り値を示している。なお、０＝白、２５５＝黒で
あり、主走査方向の座標をＸｎ、副走査方向の座標をＹ
ｍとしている。また、図９は主走査方向３画素×副走査
方向３画素の斜線パターン検知用ウィンドウを示し、図
９（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ主走査方向に１画素ずつシ
フトしたウィンドウを示している。

【００３１】ここで、図９（ａ）に示すウィンドウ（Ｘ
２〜Ｘ４、Ｙ１〜３）内の中心画素を挟む対角方向、す
なわち中心画素を含む左上斜め方向の３つの画素値の和
Ｐａと右下斜め方向の３つの画素値の和Ｑａを計算する
と、 Ｐａ＝（Ｘ２，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ２，Ｙ２） ＝３＋１＋１＝５ Ｑａ＝（Ｘ４，Ｙ２）＋（Ｘ３，Ｙ３）＋（Ｘ４，Ｙ３） ＝３＋４＋８＝１５ となる。

【００３２】同様に、図９（ｂ）〜（ｅ）について求め
ると、 Ｐｂ＝（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ２） ＝１＋４＋２＝７ Ｑｂ＝（Ｘ５，Ｙ２）＋（Ｘ４，Ｙ３）＋（Ｘ５，Ｙ３） ＝１３＋８＋２０１＝２２２ Ｐｃ＝（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ２） ＝４＋２＋３＝９ Ｑｃ＝（Ｘ６，Ｙ２）＋（Ｘ５，Ｙ３）＋（Ｘ６，Ｙ３） ＝２１６＋２０１＋２５０＝６６７ Ｐｄ＝（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ２） ＝２＋１８＋１３＝３３ Ｑｄ＝（Ｘ７，Ｙ２）＋（Ｘ６，Ｙ３）＋（Ｘ７，Ｙ３） ＝２４８＋２５０＋２５２＝７５０ Ｐｅ＝（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ７，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ２） ＝１８＋２２０＋２１６＝４５４ Ｑｅ＝（Ｘ８，Ｙ２）＋（Ｘ７，Ｙ３）＋（Ｘ８，Ｙ３） ＝２５０＋２５２＋２４９＝７５１ となる。

【００３３】次に、中心画素と右下斜め方向の３画素
（中心画素を含む）の差Ｒを求めると、 Ｒａ＝１５−５＝１０ Ｒｂ＝２２２−７＝２１５ Ｒｃ＝６６７−９＝６５８ Ｒｄ＝７５０−３３＝７１７ Ｒｅ＝７５１−４５４＝２９７ となる。

【００３４】この差Ｒの値が大きい場合に３×３画素の
ウィンドウ内に斜線パターンが有ることを示す。したが
って、例えばＲの値が５００以上の場合に斜線パターン
が有ると判断すれば図９（ｃ）（ｄ）に示すウィンドウ
内に斜線パターンが有ると判断することができる。

【００３５】次に、図１０を参照して他の斜線パターン
判別処理を説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ
図９（ａ）〜（ｅ）に示すウィンドウ内の各値を閾値＝
１２８で２値化した場合を示し、同様に各ウィンドウ内
の中心画素の左上斜め方向の３つの画素値の和Ｐａ〜Ｐ
ｅと右下斜め方向の３つの画素値の和Ｑａ〜Ｑｅを計算
すると、 Ｐａ＝（Ｘ２，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ２，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑａ＝（Ｘ４，Ｙ２）＋（Ｘ３，Ｙ３）＋（Ｘ４，Ｙ３） ＝０＋０＋０＝０ Ｐｂ＝（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｂ＝（Ｘ５，Ｙ２）＋（Ｘ４，Ｙ３）＋（Ｘ５，Ｙ３） ＝０＋０＋１＝１ Ｐｃ＝（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｃ＝（Ｘ６，Ｙ２）＋（Ｘ５，Ｙ３）＋（Ｘ６，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ Ｐｄ＝（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｄ＝（Ｘ７，Ｙ２）＋（Ｘ６，Ｙ３）＋（Ｘ７，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ Ｐｅ＝（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ７，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ２） ＝０＋１＋１＝２ Ｑｅ＝（Ｘ８，Ｙ２）＋（Ｘ７，Ｙ３）＋（Ｘ８，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ となる。

【００３６】次に、中心画素と右下斜め方向の３画素
（中心画素を含む）の差Ｒａ〜Ｒｅを求めると、 Ｒａ＝０−０＝０ Ｒｂ＝１−０＝１ Ｒｃ＝３−０＝３ Ｒｄ＝３−０＝３ Ｒｅ＝３−２＝１ となる。

【００３７】したがって、この場合にも同様にこの差Ｒ
の値が大きい場合に３×３画素のウィンドウ内に斜線パ
ターンが有ることを示し、例えばＲａ〜Ｒｅの値が２以
上の場合に斜線パターンが有ると判断すれば図１０
（ｃ），（ｄ）に示すウィンドウ内に斜線パターンが有
ると判断することができる。また、このように画素値を
２値化することにより、加算演算を簡単にすることがで
きる。

【００３８】図１１（ａ）〜（ｄ）は斜線パターン検出
用のマッチングパターンを示し、図中の白領域は
「０」、黒領域は「１」を表している。先ず、画像デー
タを図１０に示すように２値化し、その２値化データと
図１１（ａ）〜（ｄ）に示すマッチングパターンを比較
し、合致した場合に斜線パターンがあると判断する。こ
の例では、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）と図１１
（ｂ）が合致しており、このウィンドウ内に斜線パター
ンがあると判断される。

【００３９】なお、上記実施例では、ウィンドウの大き
さを３×３としたが、もちろんウィンドウサイズが異な
る場合にも同様な判断方法により斜線パターンを検知す
ることができる。但し、一般にウィンドウサイズが大き
い程、判別制度は上がるが、その分処理時間が長くな
り、また回路規模も大きくなる。

【００４０】次に、位置誤差の測定処理を説明する。図
１２は図１１に示すビットマップにける複数個の斜線
（図では３本の斜線Ｋ₁ 〜Ｋ₃ ）を示し、また、この複
数個の斜線を用いて位置誤差を測定するための１０×３
のサイズのウィンドウＷを示している。先ず、ウィンド
ウＷ内のデータ位置を求めるために主走査方向の重心を
演算し、以下、斜線Ｋ２に対してＷ₁ →Ｗ₂ →Ｗ₃ のよ
うにウィンドウＷを斜め左下４５°の方向に１画素ずつ
シフトする。そして、斜線Ｋ２の最後のウィンドウＷ_n
に到達すると、ウィンドウＷを主走査方向のみに移動さ
せて次の斜線Ｋ３のウィンドウＷ_n+1 に移動させる。

【００４１】ここで、重心の主走査方向の位置は、４５
°の斜線の場合、画素の位置が何らかの誤差要因により
移動することがなければ、図のようにウィンドウＷをシ
フトさせると主走査方向に１画素ずつ移動する筈であ
る。また、画素の移動量が１画素分でない場合には、何
らかの原因により画素の位置が変動したことになり、し
たがって、位置誤差を求めることができる。位置誤差の
主要な要因が副走査方向の走査速度のむらによることが
分かっている場合には、位置誤差のデータから速度むら
にデータを変換することは容易である。

【００４２】ここで、ＣＣＤ固有のノイズを始めとして
様々なノイズが画像データに含まれているが、重心を求
めるために周辺の画素のデータを含む多数の画素のデー
タを用いているので、重心を求める過程でノイズの影響
を軽減してＳ／Ｎ比が高い測定が可能となる。この場
合、通常、ウィンドウの画素の数が多い程、Ｓ／Ｎ比が
高くなる。ウィンドウの形状は、主走査方向の重心を求
めるので主走査方向に大きいほうが望ましく、副走査方
向のサイズは１ラインでも測定可能である。

【００４３】次に、重心の測定処理を説明する。図１３
に示す処理は原稿の走査開始と同時にスタートし、先
ず、主走査方向、副走査方向の各座標値Ｘ、Ｙがイニシ
ャライズ（Ｘ＝０，Ｙ＝０）される（ステップＳ１）。
この座標値Ｘ、Ｙは斜線判別用の例えば３×３のウィン
ドウ内のある画素位置例えば中心画素の座標となる。次
に、１本の斜線に対する測定回数を示す変数ｉがイニシ
ャライズ（ｉ＝０）される（ステップＳ２）。

【００４４】次に斜線判別部２３により斜線判別用の３
×３のウィンドウ内に斜線パターンが存在するか否かが
判断され（ステップＳ３）、無い場合にはその３×３の
ウィンドウを主走査方向に１画素分シフト（Ｘ＝Ｘ＋
１）する（ステップＳ４）。なお、このシフト量はウィ
ンドウの大きさ、斜線の太さに応じて決められ、１画素
以上でもよい。ステップＳ３において斜線パターンが存
在する場合には、重心測定用の例えば１０×３のウィン
ドウＷ₁ を設定し、そのウィンドウＷ₁ 内の重心を求め
る（ステップＳ５）。このとき、ウィンドウＷ₁ の大き
さ、斜線の太さに応じて、斜線と判別された画素の位置
から主走査方向に整数画素分だけシフトし、斜線の部分
がウィンドウＷ₁ の中心付近になるようにウィンドウＷ
₁ を設定してもよい。

【００４５】重心の測定を終了すると、重心のズレを計
算し（ステップＳ６）、次いで主走査方向に−１画素
分、副走査方向に＋１画素分シフトしたウィンドウＷ₂
を設定し、また、測定回数用のカウント値ｉを１つイン
クリメントする（ステップＳ７）。なお、この実施例で
は、ウィンドウＷを１画素ずつ移動させているが、画素
の位置誤差を起こす原因となる振動などの周波数帯域が
低い場合には、２画素以上ずつ移動させてもよく、この
方法により測定に要する時間を短縮することができる。

【００４６】次いで、予め設定された同一ラインの測定
回数ｎに対してｉ＝ｎとならない場合にはステップＳ８
からステップＳ５に戻り、他方、ｉ＝ｎとなった場合す
なわちウィンドウＷ_n に達した場合には次の斜線のウィ
ンドウＷ_n+1 に移動させる（ステップＳ８→Ｓ９）。そ
の方法としては、斜線の主走査方向の間隔に相当する画
素分より整数画素ｍだけ、ウィンドウ座標を主走査方向
にシフトした後、測定カウント値ｉをクリアし（ステッ
プＳ２）、斜線判別処理（ステップＳ３）に戻る。以下
同様に、１本の斜線に対してウィンドウＷ_n+1 、
Ｗ_n+2 、Ｗ_n+3 〜のように移動させて位置誤差を測定す
る。

【００４７】このように複数の斜線を用いて位置誤差を
測定することにより、読み取り装置の読み取り範囲が縦
長であっても、副走査領域の全域に渡って位置誤差を測
定することができる。更に、主走査方向の狭い幅だけ測
定するので、主走査方向の中央部、手前、奥側のように
分けて測定することもできる。また、高い分解能で位置
誤差を測定する場合にも、斜線のパターンを細くする必
要は全くなく、システムのＭＴＦの制約を受けずに幅が
広いパターンを用いることができる。

【００４８】更に、幅が広いパターンを用いた場合、幅
に応じてウィンドウも大きくなるので結果として測定制
度を向上することができる。したがって、斜線の幅は処
理速度、リアルタイム処理を行う場合にはバッファのサ
イズ、回路規模の経済性などとのバランスを考慮して設
定すればよい。また、幅が広いパターンを用いてその片
側のエッジを検出することにより位置誤差を測定するこ
とができる。更に、例えば副走査方向の読み取りタイミ
ングに関係なく白黒パターンを副走査方向に配列すると
モアレの発生が問題となるが、本実施例では副走査方向
の読み取りタイミングと斜線の関係は常に同じであるの
でモアレの発生が問題とならず、その結果、高精度で位
置誤差を測定することができる。

【００４９】次に、ウィンドウのデータと重心の計算に
ついて詳細に説明する。図１４はウィンドウデータと斜
線パターンの各画素の読み取り値の関係を示し、読み取
り値は８ビットであって１０進（０〜２５５）で示され
ている。主走査方向の重心を求めるには、副走査方向の
各列（３ライン分）の和を求め、図に示すようにこれを
左側からＺ０、Ｚ１〜Ｚ９とするとそれぞれ１８、５
０、２０２、４２７、５９０、５６２、３４５、１５
０、３７、１４を求める。そして、各画素の主走査方向
の中心座標を左から順に０〜９とし、主走査方向の重心
位置をＲｍとすると、重心位置Ｒｍの回りのモーメント
は０になるので、 Ｚ０（Ｒｍ−０）＋Ｚ１（Ｒｍ−１）・・・Ｚ９（Ｒｍ−９）＝０ が成り立ち、数値を代入して計算するとＲｍ＝４．３６
２が得られる。

【００５０】重心を求める理由は、補間などの前処理を
必要とせず、演算を簡素化、高速化することができるか
らである。また、画像位置を求める場合、各列毎のデー
タの和の並びから補間により所定の分解能のデータ列を
得て、そのデータからピーク値が存在する位置を求める
方法を用いることができる。

【００５１】次に、複数本の斜線から成るチャートの重
心を計算する場合について説明する。図１２に示すよう
に複数本から成る斜線の重心を計算する場合、同一線上
の線では問題とならないが、違う線にウィンドウが移動
したときには移動前と移動後では斜線の主走査方向の間
隔が丁度、整数画素数でない限り重心の値が異なるの
で、補正しなければならない。一例として図１２に示す
斜線Ｋ２のウィンドウＷ _n の重心の値Ｒ_n が４．６５と
なり、次の斜線Ｋ３に移動した場合のウィンドウＷ_n+1
の重心の値Ｒ_n+1 が４．３８、ウィンドウＷ_n+2 の重心
の値Ｒ_n+2 が４．４０、ウィンドウＷ_n+3 の重心の値Ｒ
_n+3 が４．４１となった場合、ウィンドウが移動したラ
インにおける重心の差ΔＲを計算する。すなわち、 ΔＲ＝Ｒ_n −Ｒ_n+1 ＝４．６５−４．３８＝０．２７ となる。

【００５２】この値ΔＲを斜線Ｋ３の重心の値に加算
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウィンドウＷ_n+2 の重心の値Ｒ_n+2 、ウィン
ドウＷ_n+3 の重心の値Ｒ_n+3 は、 Ｒ_n+2 ＝Ｒ_n+2 ＋ΔＲ＝４．４０＋０．２７＝４．６７ Ｒ_n+3 ＝Ｒ_n+3 ＋ΔＲ＝４．４１＋０．２７＝４．６８ となる。したがって、このように複数本の斜線から成る
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。但し、斜線Ｋ２のウィンドウＷ_n
から斜線Ｋ３のウィンドウＷ_n+1 に移動する場合、斜線
Ｋ２、Ｋ３は主走査方向に同時に存在しなければならな
い。

【００５３】図１５は斜線の配置関係を示し、長さＬ₁
の複数の斜線が主走査方向に対して角度θで配置され、
主走査方向の斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主
走査方向の斜線間隔をＬ₂ とすると、 Ｌ₂ ＜Ｌ₁ ×cos θ ・・・（１） の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向に重なるので、ウィンドウを主走査方向に移動し
て次の斜線の重心を連続して測定することができる。こ
こで、斜線の長さＬ₁ と斜線の始点、終点の主走査方向
の位置は式（１）の大小関係が大きいほど精度を必要と
しなくなる。

【００５４】次に、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について説明す
る。本実施例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の画像
位置の移動を見ている。正方形の画素であって４５°の
斜線を使って測定する場合には、前述したように主走査
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となる。しかし、正方形の画素でな
い場合、斜線の角度が４５°でない場合には、換算を行
って副走査方向の位置誤差を得る必要がある。

【００５５】図１６は第２の実施例を示し、第１の実施
例における斜線判別部２３及び位置誤差測定部２４が省
略されている。このような構成ではシェーディング補正
部２３により補正された画像データを外部のメモリに出
力し、そのデータをコンピュータにより位置誤差を測定
することができる。この方式では画像データを一旦、光
磁気ディスクなどに書き込んで保存し、必要な時に読み
出して位置誤差を測定することができるので便利な場合
もある。なお、光電変換装置７として等倍センサを用い
ている場合にはレンズの特性による周辺光量が低下する
といった問題もないので、第１、第２の実施例における
シェーディング補正部２３は省略される場合もある。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
インドウ内の中心画素を中心とする対角線上の第１の画
素と、この第１の画素に対して前記中心画素を中心とし
て対称の位置にある第２の画素と、前記第１の画素と前
記第２の画素との差を閾値と比較することによりウイン
ドウ内に斜線パターンが存在するか否かを認識し、斜線
パターンが存在すると認識された場合にウインドウを前
記斜線の角度方向に順次シフトして各ウインドウ内にお
ける斜線の位置変化に基づいて読み取り画素の副走査方
向の位置誤差を測定するので、斜線パターンを確実に判
別することができる。

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読み取り装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】図１の画像読み取り装置を示す断面図である。

【図３】図２の画像読み取り装置を示す平面図である。

【図４】図３のコンタクトガラスのコーナ部を拡大して
示す平面図である。

【図５】斜線パターンを示す説明図である。

【図６】走査速度の変動に応じた斜線パターンの読み取
りデータを示す説明図である。

【図７】斜線パターンを拡大して示す説明図である。

【図８】図７の斜線パターンの読み取り値を示す説明図
である。

【図９】斜線判定用ウィンドウを示す説明図である。

【図１０】他の斜線判定用ウィンドウを示す説明図であ
る。

【図１１】斜線判定用マッチングパターンを示す説明図
である。

【図１２】重心測定用ウィンドウを示す説明図である。

【図１３】図１の画像読み取り装置の処理を説明するた
めのフローチャートである。

【図１４】重心測定用ウィンドウにおける読み取り値及
び重心測定方法を示す説明図である。

【図１５】斜線の長さ及び角度を示す説明図である。

【図１６】第２の実施例の画像読み取り装置を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

７ 光電変換装置 １０ 斜線パターン ２３ 斜線判別部 ２４ 位置誤差測定部 Ｌ 斜線

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−256267（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−298448（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−51527（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−300341（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−105487（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を一定の時間間隔で線順次に主走査
   方向及び副走査方向に走査して読み取る走査手段と、 一定幅且つ主、副走査方向に対して斜めであって副走査
   方向に等ピッチで配置された複数の斜線のパターンを前
   記走査手段が読み取った場合の画像データに対してウイ
   ンドウを設定するウインドウ設定手段と、少なくともウインドウ内の中心画素を中心とする対角線
   上の第１の画素と、この第１の画素に対して前記中心画
   素を中心として対称の位置にある第２の画素と、前記第
   １の画素と前記第２の画素との差を閾値と比較すること
   によりウインドウ内に斜線パターンが存在するか否かを
   認識判定する斜線パターン認識手段と、 前記斜線パターン認識手段により斜線パターンが存在す
   ると認識された場合にウインドウを前記斜線の角度方向
   に順次シフトして各ウインドウ内における斜線の位置変
   化に基づいて読み取り画素の副走査方向の位置誤差を測
   定する位置誤差測定手段と、 を有する ことを特徴とする画素の位置誤差測定装置。
2. 【請求項２】 前記対角線の傾き方向と前記斜線パター
   ンの傾き方向は同一であることを特徴とする請求項１記
   載の画素の位置誤差測定装置。
3. 【請求項３】 前記斜線パターン認識手段は、前記第１
   の画素と対角線上までを含まない領域の第１の濃度値和
   と、前記第２の画素と対角線上までを含まない領域の第
   ２の濃度値和を求め、第１の濃度値和と第２の濃度値和
   との差を閾値と比較することにより前記ウインドウ内に
   斜線パターンが存在するか否かを判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測定装置。
4. 【請求項４】 前記斜線の長さをＬ _１ 、前記斜線の主走
   査方向の間隔をＬ_２、前記斜線の主走査方向に対する角
   度をθとして、 Ｌ_２＜Ｌ_１×cosθ であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１
   項に記載の画素の位置誤差測定装置。