JP4380665B2 - Image capturing device and image capturing method - Google Patents
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Description
本発明は、走行する被写体の撮像画像を取り込む画像取込装置並びに画像取込方法に関するものである。 The present invention relates to an image capturing device and an image capturing method for capturing a captured image of a traveling subject.
従来、走行する被写体の撮像画像を取り込む画像取込装置は、例えば、画像処理技術を利用して検査対象物の外観検査を行う外観検査装置の一部として用いられている。かかる外観検査装置として、輪転印刷機で印刷される帯状の印刷物を検査対象物とし、印刷物の印刷面における汚れや抜けなどの欠陥の有無を検査するものがある。印刷物は円筒形のローラに巻き取られることで走行しており、走行中の印刷物の印刷面をラインセンサで撮像して一次元状の画像データを連続して取り込み、これらの一次元画像データをつなぎ合わせることで二次元の画像データを再構成している。そして、このようにして得られる二次元の画像データを画像処理することで印刷面における欠陥の有無を検査するのである。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image capturing device that captures a captured image of a traveling subject is used as a part of an appearance inspection device that performs an appearance inspection of an inspection object using an image processing technique, for example. As such an appearance inspection apparatus, there is an apparatus that uses a strip-like printed material printed by a rotary printing press as an inspection object, and inspects for the presence or absence of defects such as dirt or missing on the printed surface of the printed material. The printed material travels by being wound around a cylindrical roller. The printed surface of the printed material being traveled is imaged by a line sensor, and one-dimensional image data is continuously captured. Two-dimensional image data is reconstructed by stitching together. The two-dimensional image data obtained in this way is subjected to image processing to inspect for defects on the printed surface.
ここで、ラインセンサに用いる受光素子がCCD(電荷結合素子)のように露光時間に比例して出力信号のレベル(画像の明るさ)が増大するものであると、印刷物の走行速度が変動することで出力信号(画像)が不安定になってしまうことがある。そのために従来は、印刷物の走行速度変動に合わせてラインセンサの出力信号レベルを補正(画像の明るさを補正)していた。 Here, if the light receiving element used for the line sensor increases the output signal level (image brightness) in proportion to the exposure time like a CCD (Charge Coupled Device), the traveling speed of the printed matter fluctuates. As a result, the output signal (image) may become unstable. For this reason, conventionally, the output signal level of the line sensor is corrected (the brightness of the image is corrected) in accordance with the fluctuation in the traveling speed of the printed matter.
従来の補正方法としては、外部から制御可能なトリガ信号にラインセンサの露光時間を同期させ、ラインセンサの出力信号(画像データ)をトリガ信号間隔に応じて補正する方法があるが、かかる従来例では、次のような問題が生じていた。第1に、印刷物の走行速度が低下したときにラインセンサの露光量が受光素子(例えば、CCD)のダイナミックレンジを超えてしまうためにラインセンサの出力信号が飽和して必要な輝度情報が画像データから欠落する虞があり、出力信号の飽和を回避して適切な補正を行うためには印刷物の走行速度変動の幅を狭める必要があった。第2に、補正可能な走行速度変動幅を拡大するためにラインセンサの出力信号のレンジを下げた場合、高速時における出力信号レベルが低下して輝度情報も少なくなり、極めて情報が粗い画像となる。 As a conventional correction method, there is a method of synchronizing the exposure time of the line sensor with an externally controllable trigger signal and correcting the output signal (image data) of the line sensor according to the trigger signal interval. Then, the following problems occurred. First, since the exposure amount of the line sensor exceeds the dynamic range of the light receiving element (for example, CCD) when the traveling speed of the printed material decreases, the output signal of the line sensor is saturated and the necessary luminance information is displayed as an image. There is a risk of missing from the data, and in order to avoid the saturation of the output signal and perform appropriate correction, it is necessary to narrow the width of the running speed fluctuation of the printed matter. Secondly, when the range of the output signal of the line sensor is lowered in order to increase the range of fluctuations in the travel speed that can be corrected, the output signal level at high speed is reduced and the luminance information is also reduced. Become.
また、上述の第1,第2の問題を解決し得る別の補正方法として特許文献1,2に開示されているものがある。特許文献1に開示されている従来例は、印刷物の走行距離に同期してパルス信号を出力するロータリーエンコーダと、パルス周期毎に、ラインセンサから出力される画像データを加算する加算回路と、パルス周期毎に、ラインセンサの出力回数を計数するライン数計数回路と、1周期内に加算された画像データを、同周期内に計数された出力回数により除算した平均画像データを順次出力する除算回路とを備え、ラインセンサの露光時間を一定とし、印刷物の走行距離に同期したパルス信号の1周期内に得られた画像データの数に応じて、移動平均を用いて画像データを補正するものである。
Further, there are those disclosed in
また特許文献2に開示されている従来例は、被写体が一定距離走行する度にピッチ信号を出力するエンコーダと、被写体を撮像するラインセンサカメラと、このラインセンサカメラに設けられた電子シャッタとを備え、ピッチ信号の立ち上がり時点から一定時間だけ電子シャッタを開放することで被写体の走行速度が変化してもラインセンサカメラの露光時間が一定になるようにして画像データを補正するものである。
しかしながら、特許文献1に記載されている従来例においても、1ライン分の画像データがパルス信号の周期に対するラインセンサの出力タイミングによって変化するため、パルス信号の1周期内にラインセンサから取り込まれる画像データの情報量が少ないほど二次元画像としたときの被写体との誤差が大きくなり、いわゆるぼけた画像となってしまう。また、特許文献2に記載されている従来例においては、電子シャッタのシャッタ速度(露光時間)が一定であるから、被写体の移動速度が速くなったときに画像データの欠落(隙間)が生じる場合があり、反対に被写体の移動速度が遅くなったときに画像データの重複が生じる場合があった。
However, even in the conventional example described in
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、走行速度が変動する場合においてもラインセンサが出力する画素データを基に画像データを生成して適正且つ誤差の少ない画像を取り込むことができる画像取込装置並びに画像取込方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to generate image data based on pixel data output from the line sensor even when the traveling speed fluctuates, and to generate an image with proper and less error. An object of the present invention is to provide an image capturing device and an image capturing method that can be captured.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、走行する被写体の撮像画像を取り込む画像取込装置であって、被写体が一定距離を走行する毎に同期信号を出力する同期信号発生手段と、走行する被写体に対向配置されて常時露光されるとともに一定周期で発生するトリガ信号に同期して露光量に比例した画素データを有する画像データを出力するラインセンサと、同期信号の1周期内でトリガ信号が発生したタイミングに基づいてラインセンサから出力された画素データを基に当該1周期の画像データを生成する生成手段とを備え、生成手段は、同期信号の1周期内に含まれるラインセンサが露光した画像データを、画素データの露光量の割合から積和演算を行うことで生成する画像取込装置であって、赤、緑、青の各色の光に感度を有し被写体の走行方向に沿って並ぶ3つの前記ラインセンサを備え、前記生成手段は、各ラインセンサ間の視野誤差と被写体の走行速度の比によってラインセンサ毎にトリガ信号の発生タイミングを補正するとともに、当該補正後のトリガ信号の発生タイミングに基づき、同期信号間の画像データを生成し、各ラインセンサの画像データによりカラー画像データを合成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、上記目的を達成するために、走行する被写体の撮像画像を取り込む画像取込方法であって、被写体が一定距離を走行する毎に同期信号発生手段から同期信号を出力し、走行する被写体にラインセンサを対向配置して常時露光するとともに一定周期で発生するトリガ信号に同期して露光量に比例した画素データを有する画像データをラインセンサから出力し、同期信号の1周期内に含まれるラインセンサが露光した画像データを、画素データの露光量の割合から積和演算を行うことで生成する画像取込方法であって、赤、緑、青の各色の光に感度を有する3つの前記ラインセンサを被写体の走行方向に沿って並べて配置し、各ラインセンサ間の視野誤差と被写体の走行速度の比によってラインセンサ毎にトリガ信号の発生タイミングを補正するとともに、当該補正後のトリガ信号の発生タイミングに基づき、同期信号間の画像データを生成し、各ラインセンサの画像データによりカラー画像データを合成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項1並びに請求項2の発明によれば、ラインセンサからは被写体の移動速度にかかわらずに一定の周期で画像データが出力されており、例えば、同期信号の1周期内に3回分の画像データの全部又は一部が含まれているとした場合、各回の画像データにおける露光時間と同期信号の周期との割合にそれぞれの画像データの露光量(画素データ)を乗算した積を加算(積和演算)することで画像データを生成するので、ラインセンサからは一定時間毎に画像データが出力されることからラインセンサのダイナミックレンジを最大限に利用して適正な露光量を確保することができ、また、同期信号の周期に対してラインセンサが画像データを出力するトリガ信号の周期が短い場合においても複数回分の画像データから1周期分の画像データを生成することで被写体との誤差が少ない画像データを得られるとともに、走行する被写体の画像が抜けや重複なく取り込むことができる。しかも、3つのラインセンサから出力される赤、緑、青の各色の画像データを生成しているため、これらを合成して得られるカラーの画像データについても適正且つ誤差の少ない画像を取り込むことができる。 According to the first and second aspects of the invention, the image data is output from the line sensor at a constant cycle regardless of the moving speed of the subject. For example, three times of images are included in one cycle of the synchronization signal. If all or part of the data is included, add the product obtained by multiplying the exposure time (pixel data) of each image data to the ratio of the exposure time and the period of the synchronizing signal in each image data (product) Since the image data is generated by performing a sum operation), the image data is output from the line sensor at regular intervals. Therefore, it is possible to maximize the dynamic range of the line sensor to ensure an appropriate exposure amount. In addition, even when the cycle of the trigger signal from which the line sensor outputs the image data is shorter than the cycle of the synchronization signal, the image data for one cycle can be obtained from a plurality of times of image data With the resulting image data error is less of a subject by forming an image of an object traveling it can be captured without skipping or overwriting. Moreover, since the image data of each color of red, green, and blue output from the three line sensors is generated, the image data of the color obtained by synthesizing these can be captured with an appropriate and less error. it can.
請求項2並びに請求項5の発明によれば、3つのラインセンサから出力される赤、緑、青の各色の画像データを生成しているため、これらを合成して得られるカラーの画像データについても適正且つ誤差の少ない画像を取り込むことができる。 According to the second and fifth aspects of the present invention, the image data of red, green, and blue colors output from the three line sensors are generated. Therefore, the color image data obtained by combining these image data. It is possible to capture images that are appropriate and have few errors.
請求項3並びに請求項6の発明によれば、3つのラインセンサから出力される赤、緑、青の各色の画像データを生成しているため、これらを合成して得られるカラーの画像データについても適正且つ誤差の少ない画像を取り込むことができる。 According to the third and sixth aspects of the invention, since the image data of each color of red, green, and blue output from the three line sensors is generated, the color image data obtained by combining them is obtained. It is possible to capture images that are appropriate and have few errors.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
ここで、本発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例について説明する。
(参考例1)
図1に本参考例の画像取込装置の概略構成を示す。本参考例における画像取込装置は、輪転印刷機で印刷される帯状の印刷物の印刷面における汚れや抜けなどの欠陥の有無を検査する外観検査装置とともに用いられるものであって、円筒形のローラ(図示せず)に巻き取られることで図1における左から右に向かって走行する印刷物(被写体)Xに対向配置されたラインセンサカメラ1と、印刷物Xの走行速度に同期したパルス信号(同期信号)を出力する同期信号発生部2と、同期信号発生部2から同期信号を取り込むとともにラインセンサカメラ1から出力された画素データを基に同期信号の1周期分の画像データを生成する画像処理部3とを備えている。
Here, before describing an embodiment of the present invention, a reference example of the present invention will be described.
( Reference Example 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image capturing device of this reference example . The image capturing device in this reference example is used together with an appearance inspection device that inspects for the presence or absence of defects such as smudges or omissions on the printing surface of a strip-like printed material printed by a rotary printing press, and is a cylindrical roller A
ラインセンサカメラ1は、CCD(電荷結合素子)を受光素子とするラインセンサ(図示せず)やラインセンサから電荷を取り出すためのタイミングを決定するトリガ信号を発生するトリガ信号発生回路などを収めたカメラ本体10と、カメラ本体10の前面に設けられてラインセンサの受光面に光を集光するためのレンズ11とを有しており、レンズ11の光軸が印刷物Xの印刷面と直交し且つラインセンサの軸方向が印刷物Xの幅方向(走行方向に直交する方向)と平行に印刷物Xと対向配置されている。ここで、トリガ信号発生回路は一定周期のトリガ信号を発生しているので、ラインセンサカメラ1からはトリガ信号に同期した一定の周期で画像データが出力されている。但し、このようなラインセンサカメラ1は従来周知であるから、詳細な構成についての図示並びに説明は省略する。また同期信号発生部2は、印刷物Xの表面に接触して回転する円筒形のローラ20と、ローラの回転に同期したパルス信号を発生するエンコーダ(図示せず)とを有する従来周知のものであって、詳細な構成についての図示並びに説明は省略する。
The
画像処理部3は、ディジタル信号を高速に処理するのに適した回路、例えば、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)やCPU(セントラル・プロセス・ユニット)などを主構成要素とし、本発明に係る画像取込方法を実現するためのプログラムをDSPやCPUで実行することによってラインセンサカメラ1から出力される画素データを基に画像データを生成し、生成した画像データを外観検査装置に出力するものである。なお、画像処理部3にはラインセンサカメラ1から画像データとトリガ信号が取り込まれるとともに、同期信号発生部2から同期信号SYが取り込まれる。
The
次に、図2のタイムチャートを参照しながら本発明の要旨である画像処理部3の動作を詳細に説明する。なお、図2におけるDは同期信号SYの1周期分に対応する印刷物Xの移動距離、Tk(k=1,2,…,i,i+1,…)は同期信号SYの立ち上がりタイミング、Ek(k=1,2,…,i,i+1,…)はトリガ信号の1周期内におけるラインセンサの露光量、Sk(k=1,2,…,i,i+1,…)はラインセンサカメラ1から画像処理部3への画像データEkの取り込みが完了した時間、S'k(k=1,2,…,i,i+1,…)はラインセンサカメラ1の露光完了時間(トリガ信号の立ち上がりタイミング)、Vk(k=1,2,…,i,i+1,…)はトリガ信号に同期してラインセンサカメラ1から出力される画像データ(ラインセンサの各画素ごとの露光量を量子化した画素データの集まり)をそれぞれ示している。
Next, the operation of the
同期信号発生部2から出力される同期信号SYが印刷物Xの走行速度に同期しているため、その1周期(例えば、Ti+1〜Ti)の間に印刷物Xが移動する距離Dは走行速度にかかわらずに一定となる。そして、本参考例では上記一定距離Dの画像を1ライン分(一次元)の画像として取り込んでいる。一方、ラインセンサカメラ1が露光を完了して画像処理部3へ出力を開始するタイミング(トリガ信号の立ち上がりタイミング)と同期信号SYの立ち上がりタイミングとが一致しない場合、同期信号の1周期内(例えば、Ti+1〜Ti)にラインセンサカメラ1で撮像される1ライン分の画像には、i番目の露光量Eiの一部、i+1番目の露光量Ei+1の全部、i+2番目の露光量Ei+2の一部の各露光量の情報が含まれることになる。つまり、i番目の露光量Eiとi+2番目の露光量Ei+2には、本来不要である前後1ライン分の画像データの情報が一部含まれているので、かかる不要な情報を除いた露光量の情報のみで画像データを再構成(生成)すれば、印刷物Xの印刷面における距離Dの範囲を撮像した1ライン分の画像を精度よく復元することができる。
Since the synchronization signal SY output from the
具体的には、ラインセンサの露光量Ekが露光時間に比例していることから、ラインセンサカメラ1のトリガ信号の周期Rに対してS'i−Tiの時間差分だけi番目の露光量Eiの情報が含まれるとともに、周期Rに対してTi−S'i+2の時間差分だけi+2番目の露光量Ei+2の情報が含まれることになる。また、露光量Ekの情報は画像データVkとして画像処理部3に取り込まれる(転送される)から、露光完了時間S'kは取込完了(転送完了)時間Skからラインセンサカメラ1に固有の定数Cを減算することで求められる(S'k=Sk−C)。
Specifically, since the exposure amount E k of the line sensor is proportional to the exposure time, the i-th exposure is performed by the time difference of S ′ i −T i with respect to the cycle R of the trigger signal of the
従って、印刷物Xの印刷面における距離Dの範囲を撮像した1ライン分の画像データV'i+1は、下記式で示すようにk番目の露光量Ekに対応した画像データVkに、ラインセンサカメラ1のトリガ信号の周期Rに対する露光時間の割合を乗算した積の和を演算(積和演算)することにより得られる。
Accordingly, the image data V ′ i + 1 for one line obtained by imaging the range of the distance D on the printing surface of the printed matter X is converted into the image data V k corresponding to the k-th exposure amount E k as shown in the following equation. It is obtained by calculating the sum of products (product sum calculation) obtained by multiplying the ratio of the exposure time to the period R of the trigger signal of the
ここで、地色の部分の間にべた印刷の部分Yが存在する印刷物Xを撮像すると仮定し、且つ地色部分のみの画像データの露光量が100%、べた印刷部分Yのみの画像データの露光量が0%であるとしたとき、同期信号SYとトリガ信号の立ち上がりタイミングとがトリガ信号の半周期(=T/2)ずれている場合に画像データがどのように生成されるかを本参考例と特許文献1に記載された従来例とで比較してみる。特許文献1に記載されている従来例においては、図3(b)に示すように1周期内に地色部分とべた印刷部分Yの両方が半分ずつ含まれているときの画素値(画素データ)が、(100%+50%)/2=75%となり、べた印刷部分の直後の地色部分のみを含む1周期内の画素値も、(100%+50%)/2=75%となってしまい、生成された地色部分とべた印刷部分Yとの境界が不鮮明になる虞がある。一方、本参考例においては、図3(a)に示すように1周期内に地色部分とべた印刷部分Yの両方が半分ずつ含まれているときの画素値が、100%/4+50%/2=50%となり、べた印刷部分の直後の地色部分のみを含む1周期内の画素値が、50%/4+100%/2+100%/4=87.5%となるから、特許文献1記載の従来例と比較して生成された地色部分とべた印刷部分Yとの境界が鮮明になることが判る。
Here, it is assumed that the printed matter X in which the solid print portion Y exists between the ground color portions is imaged, the exposure amount of the image data of only the ground color portion is 100%, and the image data of only the solid print portion Y is Assuming that the exposure amount is 0%, how the image data is generated when the synchronization signal SY and the rising timing of the trigger signal are shifted by a half cycle (= T / 2) of the trigger signal. A comparison will be made between the reference example and the conventional example described in
また特許文献2記載の従来例では、印刷物Xの走行速度が速いときに画像データの取込範囲が前後で重複し、反対に印刷物Xの走行速度が遅いときは画像データの取込範囲に隙間(画像データの欠落)が生じてしまうが、本参考例では、印刷物Xの走行速度が変動しても画像データの取込範囲に隙間(画像データの欠落)が生じることがなく、しかも、印刷物Xの走行速度が減速して取込範囲が重複しても生成された画像データにおける重複範囲が常に一定となるから定量的な画像を得ることができる。
Further, in the conventional example described in
(参考例2)
参考例1はモノクロ画像(白黒画像)を取り込むものであったが、本参考例は、フルカラー画像を取り込む画像取込装置である。ここで、フルカラー画像用のラインセンサカメラとしては、レンズを通して入射する光をプリズムでR,G,Bの光に分光して各色用のラインセンサで受光するようにしたものと、レンズを通して入射する光を一列に並べて配置されたR,G,Bの各色用のラインセンサで受光するようにしたもの(以下、「3ラインセンサカメラ」と呼ぶ。)とがあり、前者のものは各色用のラインセンサの光軸が一致しており、後者の3ラインセンサカメラに比べて一般的に高価である。一方、3ラインセンサカメラにおいてはR,G,Bの各色用のラインセンサの光軸が一致しておらず、図4に示すようにラインセンサ12R,12G,12Bの並び方向にΔLの視野誤差分だけ光軸がずれているので、印刷物Xの印刷面上の点Aがラインセンサ12Bで撮像されるタイミングと、ラインセンサ12Gで撮像されるタイミングと、ラインセンサ12Rで撮像されるタイミングとの間にはΔL/Vの時間差が生じる(但し、Vは印刷物Xの走行速度)。従って、安価な3ラインセンサカメラを使ってフルカラー画像を取り込むには、各ラインセンサ12R,12G,12Bから取り込まれる画像データの位置ずれ(ΔL)を補正する必要がある。
( Reference Example 2)
Reference Example 1 captures a monochrome image (monochrome image), but this reference example is an image capturing device that captures a full-color image. Here, as a line sensor camera for a full-color image, light that enters through a lens is split into R, G, and B light by a prism and received by a line sensor for each color, and enters through a lens. There is one in which light is received by a line sensor for each color of R, G, B arranged in a line (hereinafter referred to as “three line sensor camera”), and the former is for each color. The optical axes of the line sensors coincide with each other and are generally more expensive than the latter three-line sensor camera. On the other hand, in the three-line sensor camera, the optical axes of the line sensors for R, G, and B colors do not coincide with each other, and a visual field error of ΔL in the arrangement direction of the line sensors 12R, 12G, and 12B as shown in FIG. Since the optical axis is shifted by the amount, the timing when the point A on the printing surface of the printed matter X is imaged by the line sensor 12B, the timing when the line sensor 12G is imaged, and the timing when the line sensor 12R is imaged A time difference of ΔL / V occurs between them (where V is the traveling speed of the printed material X). Therefore, in order to capture a full-color image using an inexpensive three-line sensor camera, it is necessary to correct a positional deviation (ΔL) of image data captured from each line sensor 12R, 12G, 12B.
そこで本参考例では、画像処理部3において同期信号SYを各ラインセンサ12R,12G,12B毎に個別に補正することで画像データの位置ずれを補正しており、以下、補正処理の詳細について図面を参照して説明する。但し、本参考例の構成はラインセンサカメラ1が上述の3ラインセンサカメラである点を除いて参考例1と共通であるから、共通の構成要素については同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
Therefore, in the present reference example , the
以下、図5のタイムチャートを参照しながら本発明の要旨である画像処理部3の動作を詳細に説明する。なお、図5におけるDは同期信号SYの1周期分に対応する印刷物Xの移動距離、Tk(k=1,2,…,i,i+1,…)は同期信号SYの立ち上がりタイミング、T(B)k,T(G)k,T(R)k(k=1,2,…,i,i+1,…)は補正後の同期信号SYの立ち上がりタイミング、S'k(k=1,2,…,i,i+1,…)は3ラインセンサカメラ1の露光完了時間(トリガ信号の立ち上がりタイミング)をそれぞれ示している。また、図4に示すように印刷物Xの同一点Aは青色用のラインセンサ12B、緑色用のラインセンサ12G、赤色用のラインセンサ12Rの順序で撮像されるものとし、各色用のラインセンサ12B,12G,12R間の視野誤差をΔL、印刷物Xの走行速度をV(=距離D/同期信号SYの周期)とする。
Hereinafter, the operation of the
図5(a)に示すように中央に配置されている緑色用のラインセンサ12Gに対する同期信号SYの立ち上がりタイミングT(G)iを基準とすれば(T(G)k=Tk)、緑色用のラインセンサ12GがTi+1〜Tiの期間に撮像した距離Dの範囲を、青色用のラインセンサ12BではΔL/Vの時間だけに先に撮像しており、また、赤色用のラインセンサ12RではΔL/Vの時間だけ後に撮像することになる。従って、同期信号SYの立ち上がりタイミングTi,Ti+1からΔL/Vの時間誤差を減算することで赤色用のラインセンサ12Rに対する同期信号SYの立ち上がりタイミングT(R)k(=Tk−ΔL/V)を補正するとともに、Ti,Ti+1にΔL/Vの時間誤差を加算することで青色用のラインセンサ12Bに対する同期信号SYの立ち上がりタイミングT(B)k(=Tk+ΔL/V)を補正する。 As shown in FIG. 5A, when the rising timing T (G) i of the synchronizing signal SY with respect to the green line sensor 12G arranged at the center is used as a reference (T (G) k = T k ), the green color The range D of the distance D captured by the line sensor 12G for the period T i + 1 to T i is captured first by the blue line sensor 12B only during the time ΔL / V. The line sensor 12R takes an image after ΔL / V time. Accordingly, the rise timing T (R) k (= T k − of the synchronization signal SY for the red line sensor 12R is obtained by subtracting the time error of ΔL / V from the rise timings T i and T i + 1 of the synchronization signal SY. ΔL / V) is corrected, and a time error of ΔL / V is added to T i and T i + 1 , whereby the rising timing T (B) k (= T k ) of the synchronization signal SY for the blue line sensor 12B. + ΔL / V) is corrected.
すなわち、基準とした緑色用のラインセンサ12Gが同期信号の1周期内(例えば、Ti+1〜Ti)に撮像する範囲と同一の範囲は、実際には赤色用のラインセンサ12RではT(R)i+1〜T(R)iの期間で撮像され、青色用のラインセンサ12BではT(B)i+1〜T(B)iの期間で撮像されているから、補正後のタイミングT(B)k,T(G)k,T(R)kに基づいて各色の画像データを合成することにより、画像データの位置ずれ(ΔL)を補正することができる。なお、参考例1で説明した画像データの生成処理についても補正された立ち上がりタイミングT(B)k,T(G)k,T(R)kを用いて行えばよい。 That is, the same range as the range that the reference green line sensor 12G captures within one cycle of the synchronization signal (for example, T i + 1 to T i ) is actually T in the red line sensor 12R. (R) i + 1 to T (R) i are picked up, and the blue line sensor 12B is picked up in the period of T (B) i + 1 to T (B) i . By combining the image data of each color based on the timings T (B) k , T (G) k , and T (R) k , it is possible to correct the positional deviation (ΔL) of the image data. Note that the image data generation processing described in Reference Example 1 may be performed using the corrected rising timings T (B) k , T (G) k , and T (R) k .
(実施形態)
参考例2では同期信号SYを各ラインセンサ12R,12G,12B毎に個別に補正することで画像データの位置ずれを補正するのに対し、本実施形態では、露光完了時間を各ラインセンサ12R,12G,12B毎に個別に補正することで画像データの位置ずれを補正する点に特徴がある。以下、本実施形態における画像処理部3による補正処理の詳細について図面を参照して説明する。但し、本実施形態の構成はラインセンサカメラ1が上述の3ラインセンサカメラである点を除いて参考例1と共通であるから、共通の構成要素については同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
(Embodiment )
In the reference example 2, the positional deviation of the image data is corrected by individually correcting the synchronization signal SY for each of the line sensors 12R, 12G, and 12B, whereas in the present embodiment, the exposure completion time is set for each line sensor 12R, It is characterized in that the positional deviation of the image data is corrected by individually correcting 12G and 12B. Hereinafter, details of the correction processing by the
以下、図6のタイムチャートを参照しながら本発明の要旨である画像処理部3の動作を詳細に説明する。なお、図6におけるDは同期信号SYの1周期分に対応する印刷物Xの移動距離、Tk(k=1,2,…,i,i+1,…)は同期信号SYの立ち上がりタイミング、E(B)k,E(G)k,E(R)k(k=1,2,…,i,i+1,…)はトリガ信号の1周期内における各ラインセンサ12B,12G,12Rの露光量、S'k(k=1,2,…,i,i+1,…)は3ラインセンサカメラ1の露光完了時間、S'(B)k,S'(G)k,S'(R)k(k=1,2,…,i,i+1,…)は補正後のラインセンサ12B,12G,12Rの露光完了時間をそれぞれ示している。また、参考例2と同様に印刷物Xの同一点Aは青色用のラインセンサ12B、緑色用のラインセンサ12G、赤色用のラインセンサ12Rの順序で撮像されるものとし、各色用のラインセンサ12B,12G,12R間の視野誤差をΔL、印刷物Xの走行速度をV(=距離D/同期信号SYの周期)とする。
Hereinafter, the operation of the
画像処理部3では、図6(a)に示すように中央に配置されている緑色用のラインセンサ12Gの露光完了時間S'(G)iを基準とし(S'(G)k=S'k)、3ラインセンサカメラ1の露光完了時間S'k(=S'(G)k)からΔL/Vの時間誤差を減算することで青色用のラインセンサ12Bの露光完了時間S'(B)i(=S'k−ΔL/V)を補正するとともに、S'kにΔL/Vの時間誤差を加算することで赤色用のラインセンサ12Rの露光完了時間S'(R)iを補正する。
In the
すなわち、基準とした緑色用のラインセンサ12Gが露光完了時間S'iまでに撮像した範囲(例えば、Ti+1〜Ti)と同一の範囲は、実際には青色用のラインセンサ12Bでは露光完了時間S'(B)iまでに撮像されており、赤色用のラインセンサ12Rでは露光時間S'(R)iまでに撮像されているから、補正後の露光完了時間S'(B)k,S'(G)k,S'(R)kに基づいて各色の画像データを合成することにより、画像データの位置ずれ(ΔL)を補正することができる。なお、参考例1で説明した画像データの生成処理についても補正された露光完了時間S'(B)k,S'(G)k,S'(R)kを用いて行えばよい。 That is, the same range as the range (for example, T i + 1 to T i ) captured by the reference green line sensor 12G up to the exposure completion time S ′ i is actually the blue line sensor 12B. Since the image is captured by the exposure completion time S ′ (B) i and the red line sensor 12R is imaged by the exposure time S ′ (R) i , the corrected exposure completion time S ′ (B) By combining the image data of each color based on k , S ′ (G) k , S ′ (R) k , the positional deviation (ΔL) of the image data can be corrected. Note that the image data generation processing described in Reference Example 1 may be performed using the corrected exposure completion times S ′ (B) k , S ′ (G) k , and S ′ (R) k .
ところで、上述の参考例1,2並びに実施形態では被写体である印刷物Xが帯状で略水平方向に直線的に移動する場合を例示したが、中心を支点として回転する円形状の被写体を撮像する場合にも本発明の技術思想が適用可能である。例えば、図7に示す画像取込装置は、垂直に起立した回転軸101の先端に中心が固定されて時計回りに回転(走行)する円形状の被写体100に対向配置されたラインセンサカメラ1と、回転軸101に連結されて被写体100の回転速度(角速度)に同期したパルス信号(同期信号)を出力する同期信号発生部2と、同期信号発生部2から同期信号を取り込むとともにラインセンサカメラ1から出力された画像データを基に同期信号SYの1周期分の画像データを生成する画像処理部3とを備えている。そして、同期信号SYの1周期分に対応する被写体100の移動距離(回転角度)を移動距離Dの代わりに用いることで、参考例1,2並びに実施形態と同様に画像データの生成や3ラインセンサカメラ1における画像データの位置ずれを補正することができる。
By the way, in the reference examples 1 and 2 and the embodiments described above, the case where the printed matter X that is a subject moves in a strip shape and moves linearly in a substantially horizontal direction is illustrated. However, when a circular subject that rotates around the center is imaged The technical idea of the present invention can also be applied. For example, the image capturing device shown in FIG. 7 includes a
1 ラインセンサカメラ
2 同期信号発生部
3 画像処理部
X 印刷物(被写体)
1
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