(57)【要約】【課題】テンプレート画像や検索対象画像に多少のノイズが含まれた場合であっても、サブピクセル推定処理を有効に機能させ、捜索対象物の位置を高精度に計測する装置および方法を提供する。【解決手段】サブピクセル推定処理を実行する前に、第１の画像データ領域に含まれる画素が有するデータ値と、第１の画像領域におけるその画素の位置と相対的に等しい位置にある第２の画像データ領域に含まれる画素が有するデータ値とを比較する。そして、その組み合わせが適切ではないと判断した場合に、組み合わせが適切となるようにデータ値を置換した後にサブピクセル推定処理を実行する。【選択図】図６
2014017602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドによる記録走査と記録紙の搬送によって前記記録紙に画像を記録する記録装置の、前記搬送における搬送量を測定するための記録紙搬送量計測システムであって、
前記記録ヘッドを用い、所定のテンプレートデータに従って前記記録紙に第１のパターンを記録し、前記記録紙を搬送した後に、前記所定のテンプレートデータに従って前記記録紙の前記第１のパターンとは異なる位置に第２のパターンを記録するテストチャート記録手段と、
該テストチャート記録手段によって記録されたテストチャートを読み取ることによって、前記テストチャートの画像データを取得する読み取り手段と、
該読み取り手段が読み取った前記画像データを解析することによって、前記テストチャートに配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンの前記搬送の方向における距離から前記搬送量を取得する画像解析手段と
を備え、
前記画像解析手段は、
前記画像データの前記第１のパターンに対応する領域から、第１の画像データ領域を抽出し、前記画像データの前記第２のパターンに対応する領域から、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られる第２の画像データ領域を抽出する相関処理手段と、
前記第１の画像データ領域に含まれる画素が有する第１データ値と、前記第１の画像データ領域の前記画素の位置と相対的に等しい位置にある前記第２の画像データ領域に含まれる画素が有する第２データ値とを比較することにより、前記第１データ値および前記第２データ値の組み合わせが適切であるか否かを判断して、前記組み合わせが適切ではないと判断した場合に前記第１データ値および前記第２データの少なくとも一方を置換する画素検出置換手段と、
該画素検出置換手段によって置換された後の画像データに基づいて、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られるような新たな第２の画像データ領域を抽出する再抽出手段と、
前記新たな第２の画像データ領域を中心とした複数の画像データ領域と該複数の画像データ領域の夫々に対応した相関係数から、関数フィッティングを行うことによって、前記画像データの解像度よりも高い解像度で、最大の相関係数および当該最大の相関係数に対応する第２の画像データ領域を推定するサブピクセル推定処理手段と、
前記第１の画像データ領域と前記サブピクセル推定処理手段によって推定された前記第２の画像データ領域との前記搬送の方向における距離から、前記搬送量を取得する手段
を具備することを特徴とする記録紙搬送量計測システム。
【請求項２】
前記画素検出置換手段は、前記第１データ値および前記第２データの少なくとも一方を置換する回数に上限値を設けていることを特徴とする請求項１に記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項３】
前記画素検出置換手段は、前記第１データ値および前記第２データ値の差が所定の値よりも大きい場合に、前記組み合わせが適切でないと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項４】
前記再抽出手段は、前記画素検出置換手段によって置換された画素を除外して相関処理を行うことによって、新たな第２の画像データ領域を抽出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項５】
前記画像解析手段は、前記再抽出手段によって再抽出された前記新たな第２の画像データ領域に対応する相関係数が所定の閾値以下である場合は、前記サブピクセル推定処理手段による処理を実行させないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項６】
前記画像データは輝度データであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項７】
前記画素検出置換手段は、前記組み合わせが適切ではないと判断した場合に前記第１データ値および前記第２データの値を一致させるように置換することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の記録紙搬送量計測システム。
【請求項８】
記録ヘッドによる記録走査と記録紙の搬送によって前記記録紙に画像を記録する記録装置の、前記搬送における搬送量を測定するための記録紙搬送量計測方法であって、
前記記録ヘッドを用い、所定のテンプレートデータに従って前記記録紙に第１のパターンを記録し、前記記録紙を搬送した後に、前記所定のテンプレートデータに従って前記記録紙の前記第１のパターンとは異なる位置に第２のパターンを記録するテストチャート記録工程と、
該テストチャート記録工程によって記録されたテストチャートを読み取ることによって、前記テストチャートの画像データを取得する読み取り工程と、
該読み取り工程が読み取った前記画像データを解析することによって、前記テストチャートに配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンの前記搬送の方向における距離から前記搬送量を取得する画像解析工程と
を有し、
前記画像解析工程は、
前記画像データの前記第１のパターンに対応する領域から、第１の画像データ領域を抽出し、前記画像データの前記第２のパターンに対応する領域から、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られる第２の画像データ領域を抽出する相関処理工程と、
前記第１の画像データ領域に含まれる画素が有する第１データ値と、前記第１の画像データ領域の前記画素の位置と相対的に等しい位置にある前記第２の画像データ領域に含まれる画素が有する第２データ値とを比較することにより、前記第１データ値および前記第２データ値の組み合わせが適切であるか否かを判断して、前記組み合わせが適切ではないと判断した場合に前記第１データ値および前記第２データの少なくとも一方を置換する画素検出置換工程と、
該画素検出置換工程によって置換された後の画像データに基づいて、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られるような新たな第２の画像データ領域を抽出する再抽出工程と、
前記新たな第２の画像データ領域を中心とした複数の画像データ領域と該複数の画像データ領域の夫々に対応した相関係数から、関数フィッティングを行うことによって、前記画像データの解像度よりも高い解像度で、最大の相関係数および当該最大の相関係数に対応する第２の画像データ領域を推定するサブピクセル推定処理工程と、
前記第１の画像データ領域と前記サブピクセル推定処理工程によって推定された前記第２の画像データ領域との前記搬送の方向における距離から、前記搬送量を取得する手段
を備えることを特徴とする記録紙搬送量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙に記録された複数の画像の間で相関処理を行うことにより、記録紙の搬送状態を検査するための紙搬送量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録紙を搬送しながら当該記録紙に記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置では、記録紙を搬送するための搬送ローラの形状や記録紙とローラとのすべり等に起因して、搬送ずれが生じることがある。このような搬送ずれが生じると、記録紙を搬送するローラの回転量すなわち搬送ローラの駆動量と、記録紙の実際の移動量とが一致せず、駆動量に基づいて記録紙に記録された画像にすじが生じるなどの画像弊害が招致される。よって、所定の駆動量に対し記録紙が実際に搬送される量を正確に把握し、常に必要な量だけ記録紙が搬送されるように搬送手段の駆動量を補正しながら、記録を行う記録装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、記録紙の搬送動作を介在させながら記録紙に同じドットパターンを複数記録し、記録された画像をスキャナで読み取り、読み取った画像データをもとに複数のパターンの距離すなわち実際の搬送量を求める方法が開示されている。この際、スキャナで読み取った複数のパターン間で位相相関処理およびサブピクセル推定処理を実行することにより、記録紙上の個々のパターンの距離を、スキャナの解像度よりも高精度のサブピクセルレベルで測定することが出来る。
【０００４】
また、特許文献２には、搬送量の測定が目的ではないが、入力された捜索対象の画像データと予め用意したテンプレート画像との位置合わせを行うために、画像相関処理やサブピクセル推定処理を実行して捜索対象物の位置を高精度に計測する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１、２の方法は、いずれも複数画像の相関処理から捜索対象画像の位置を測定しているので、これら複数の画像の内容が一致していることが前提となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第２００９００２１５５１号明細書
【特許文献２】特開２００７−２１９７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、記録紙に画像を記録する際やこれをスキャナで読み取る際には、何らかの外乱要因によって画像内にノイズが含まれることがあり、複数の画像データにおいてその内容が一致しない場合がある。特に引用文献１のように、インクジェット記録装置によって記録した複数のパターンでは、記録ヘッドの吐出状態が突発的に変化することがあり、この場合、同じデータに従って記録した複数のパターンでも、ドット配置が異なってしまう。更に、検索のために画像を読み込むスキャナにおいても、原稿台にごみや汚れがあると、読み取った画像データの中に他領域とは局所的に異なる部分が含まれてしまう。
【０００８】
このような場合、複数の画像データに対する相関処理によって最も相関係数が高い位置が検出されても、その値自体が低く、低精度の検出結果しか得られないおそれが生じる。その結果、高精度のサブピクセル推定処理を行ったところで、測定誤差が大きく、信頼性の低い結果しか得られない状況となる。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、テンプレート画像や検索対象画像に多少のノイズが含まれた場合であっても、サブピクセル推定処理を有効に機能させ、捜索対象物の位置を高精度に計測する装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために本発明は、記録ヘッドによる記録走査と記録紙の搬送によって前記記録紙に画像を記録する記録装置の、前記搬送における搬送量を測定するための記録紙搬送量計測システムであって、前記記録ヘッドを用い、所定のテンプレートデータに従って前記記録紙に第１のパターンを記録し、前記記録紙を搬送した後に、前記所定のテンプレートデータに従って前記記録紙の前記第１のパターンとは異なる位置に第２のパターンを記録するテストチャート記録手段と、該テストチャート記録手段によって記録されたテストチャートを読み取ることによって、前記テストチャートの画像データを取得する読み取り手段と、該読み取り手段が読み取った前記画像データを解析することによって、前記テストチャートに配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンの前記搬送の方向における距離から前記搬送量を取得する画像解析手段とを備え、前記画像解析手段は、前記画像データの前記第１のパターンに対応する領域から、第１の画像データ領域を抽出し、前記画像データの前記第２のパターンに対応する領域から、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られる第２の画像データ領域を抽出する相関処理手段と、前記第１の画像データ領域に含まれる画素が有する第１データ値と、前記第１の画像データ領域の前記画素の位置と相対的に等しい位置にある前記第２の画像データ領域に含まれる画素が有する第２データ値とを比較することにより、前記第１データ値および前記第２データ値の組み合わせが適切であるか否かを判断して、前記組み合わせが適切ではないと判断した場合に前記第１データ値および前記第２データの少なくとも一方を置換する画素検出置換手段と、該画素検出置換手段によって置換された後の画像データに基づいて、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られるような新たな第２の画像データ領域を抽出する再抽出手段と、前記新たな第２の画像データ領域を中心とした複数の画像データ領域と該複数の画像データ領域の夫々に対応した相関係数から、関数フィッティングを行うことによって、前記画像データの解像度よりも高い解像度で、最大の相関係数および当該最大の相関係数に対応する第２の画像データ領域を推定するサブピクセル推定処理手段と、前記第１の画像データ領域と前記サブピクセル推定処理手段によって推定された前記第２の画像データ領域との前記搬送の方向における距離から、前記搬送量を取得する手段
を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、記録ヘッドによる記録走査と記録紙の搬送によって前記記録紙に画像を記録する記録装置の、前記搬送における搬送量を測定するための記録紙搬送量計測方法であって、前記記録ヘッドを用い、所定のテンプレートデータに従って前記記録紙に第１のパターンを記録し、前記記録紙を搬送した後に、前記所定のテンプレートデータに従って前記記録紙の前記第１のパターンとは異なる位置に第２のパターンを記録するテストチャート記録工程と、該テストチャート記録工程によって記録されたテストチャートを読み取ることによって、前記テストチャートの画像データを取得する読み取り工程と、該読み取り工程が読み取った前記画像データを解析することによって、前記テストチャートに配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンの前記搬送の方向における距離から前記搬送量を取得する画像解析工程とを有し、前記画像解析工程は、前記画像データの前記第１のパターンに対応する領域から、第１の画像データ領域を抽出し、前記画像データの前記第２のパターンに対応する領域から、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られる第２の画像データ領域を抽出する相関処理工程と、前記第１の画像データ領域に含まれる画素が有する第１データ値と、前記第１の画像データ領域の前記画素の位置と相対的に等しい位置にある前記第２の画像データ領域に含まれる画素が有する第２データ値とを比較することにより、前記第１データ値および前記第２データ値の組み合わせが適切であるか否かを判断して、前記組み合わせが適切ではないと判断した場合に前記第１データ値および前記第２データの少なくとも一方を置換する画素検出置換工程と、該画素検出置換工程によって置換された後の画像データに基づいて、前記第１の画像データ領域との間で最大の相関係数が得られるような新たな第２の画像データ領域を抽出する再抽出工程と、前記新たな第２の画像データ領域を中心とした複数の画像データ領域と該複数の画像データ領域の夫々に対応した相関係数から、関数フィッティングを行うことによって、前記画像データの解像度よりも高い解像度で、最大の相関係数および当該最大の相関係数に対応する第２の画像データ領域を推定するサブピクセル推定処理工程と、前記第１の画像データ領域と前記サブピクセル推定処理工程によって推定された前記第２の画像データ領域との前記搬送の方向における距離から、前記搬送量を取得する手段
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、何らかの外乱因子によって基準領域と最大相関係数領域のデータ間に実際には存在しない相違点が含まれてしまっても、これを１画素レベルで効果的に排除しサブピクセル推定処理を有効に実行することが出来る。結果、捜索対象物となるパターンの位置ひいては記録装置の実搬送量を、精度の高い状態で計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】記録紙搬送量計測システムの制御構成を説明するためのブロック図である。
【図２】記録紙搬送量計測シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図３】テストチャートと記録ヘッドの位置関係を説明するための模式図である。
【図４】テストチャートをスキャナが読み取った結果得られる画像データである。
【図５】光沢性のアルミ箔による星型装飾が施されている記録紙を示した図である。
【図６】画像解析部が実行する画素検出置換処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、最大相関係数値と閾値の関係と想定される状態を示す図である。
【図８】画素検出置換処理において、１画素ずつの比較を行う様子を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、画像データ置換方法例を示す図である。
【図１０】複合プリンタにおける制御構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態で使用可能な記録紙搬送量計測システムにおける制御の構成を説明するためのブロック図である。本実施形態の記録紙搬送量計測システムは、主として、ホストコンピュータ１０１、記録装置１０２およびスキャナ１０３で構成され、これらは外部Ｉ／Ｆ１２、２０、２５を通じてＵＳＢケーブル２４、２５で接続されている。
【００１５】
ホストコンピュータ１０１は、制御部１６によって制御され、不図示のスキャナドライバによってスキャナ１０３を駆動し、記録紙に記録されたチャート画像を読み取る。スキャナ１０３で読み取られた画像データは、スキャンバンド単位で蓄積部１４に一時的に蓄積された後、１ページ分の画像データを記憶する記憶部１３へ送られる。画像解析部（画像解析アプリケーション）１７は、記憶部１３に記憶された画像データを解析し、パターンの位置を検出し記録装置の搬送量を取得する。そのほか、ホストコンピュータ１０１は、画像を表示したりするための表示部１１、ユーザのコマンドを受信するための入力部１５を備えている。
【００１６】
記録装置１０２は、制御部２３によって制御され、ホストコンピュータ１０１から送信された記録データや記録紙搬送制御補正量データを受信し、これらを一時的に保存するための蓄積部２２や、不揮発メモリ１９等の記憶手段を備えている。また、蓄積部２２に記憶された記録データに従って記録紙に画像を記録する印刷部２１、ユーザからの設定コマンドなどを受信するための操作部１８を備えている。
【００１７】
スキャナ１０３は、制御部２８によって制御される。読み取り部２６によって読み取られた画像データは、蓄積部２７に一次的に保存され、外部Ｉ／Ｆ２５を介してホストコンピュータ１０１に送られる。そのほか、ユーザからの設定コマンドなどを受信するための操作部２４を備えている。
【００１８】
図２は、図１に示した記録紙搬送量計測システムにおいて、各制御部１６、２３および２８が実行する、記録紙搬送量計測シーケンスを説明するためのフローチャートである。本シーケンスが開始されると、ステップＳ２０１において、制御部２３は不揮発メモリ１９に記憶されている所定のテストチャートを蓄積部２２に展開し、印刷部２１を用いてこれを記録紙に記録する。
【００１９】
図３は、ステップＳ２０１において記録紙Ｐに記録されるテストチャート３６におけるパターンの配置と記録ヘッド３５の位置関係を説明するための模式図である。本実施形態の記録装置はインクジェット記録装置であり、記録ヘッド３５にはインクを滴として吐出するための複数の記録素子３７が図のようにＹ方向に配列している。このような記録ヘッド３５が個々の記録素子３７からインクを吐出しながら主走査方向（Ｘ方向）に移動する主走査と、記録幅に応じた分だけ記録媒体ＰをＹ方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返すことによって、記録紙には段階的に画像が形成されていく。
【００２０】
テストチャート３６は、等しいドットデータで構成された複数のテストパターンが、図のような配列で記録される。このようなテストパターンを記録する際、各記録走査において記録ヘッド３５は、Ｙ方向にＬだけ離れた位置にある領域３５Ａおよび３５Ｂを用いて記録を行う。
【００２１】
以下、テストチャート３６の記録工程を具体的に説明する。１回目の記録走査において、記録ヘッド３５は領域３５Ａによってパターン３１Ａ−１、３１Ａ−２、３１Ａ−３を記録し、領域３５Ｂによって３１Ｂ−１、３１Ｂ−２、３１Ｂ−３を記録する。その後、記録紙ＰをＹ方向に距離Ｌだけ搬送する。厳密には、距離Ｌに相当する分だけ制御部２３が印刷部２１の搬送モータを駆動する。
【００２２】
続く２回目の記録走査において、記録ヘッド３５は領域３５Ａによってパターン３２Ａ−１、３２Ａ−２を記録し、領域３５Ｂによって３２Ｂ−１、３２Ｂ−２を記録する。そして、記録紙ＰをＹ方向に距離Ｌだけ搬送する。
【００２３】
３回目の記録走査において、記録ヘッド３５は領域３５Ａによってパターン３３Ａ−１、３３Ａ−２、３３Ａ−３を記録し、領域３５Ｂによって３３Ｂ−１、３３Ｂ−２、２２Ｂ−３を記録する。そして、記録紙ＰをＹ方向に距離Ｌだけ搬送する。
【００２４】
更に、４回目の記録走査において、記録ヘッド３５は領域３５Ａによってパターン３４Ａ−１、３４Ａ−２を記録し、領域３５Ｂによって３４Ｂ−１、３４Ｂ−２を記録する。そして、記録紙ＰをＹ方向に搬送し記録装置外に距離Ｌだけ搬送する。以上で、ステップＳ２０１におけるテストチャートの印刷が完了する。
【００２５】
テストチャートを印刷した記録紙を、ユーザがスキャナの原稿台にセットすると、ステップＳ２０２において、スキャナ１０３の制御部２８は読み取り部２６を用いて、ステップＳ２０１で印刷したテストチャート３６の読み取りを開始する。読み取った画像データは、順次且つ一時的に蓄積部２７に蓄積され、その後ホストコンピュータ１０１へ転送される。この際、読み取り部２６では、テストチャートをカラーデータとして読み取ってもよいし、グレイスケールデータとして読み取ってもよい。
【００２６】
ステップＳ２０３において、制御部１６は、画像解析部１７を用いてテストチャートの画像解析を行い、個々のパターンのＹ方向の距離から、搬送量の実測値およびずれ量を求める。すなわち、距離Ｌに相当する分だけ制御部２３が印刷部２１の搬送モータを駆動したことにより実際に搬送された量Ｌ´と、Ｌとの差ΔＬを算出する。画像解析部１７による本発明の特徴的な処理、すなわち搬送量の実測値および搬送ずれ量ΔＬの具体的な取得方法については後に詳しく説明する。
【００２７】
搬送ずれ量ΔＬが取得されるとホストコンピュータ１０１の制御部は、当該搬送ずれ量ΔＬの情報を記録装置１０２に転送する（ステップＳ２０４）。その後、記録装置の制御部２３は、搬送ずれ量ΔＬを不揮発メモリ１９に格納し本シーケンスが終了する。
【００２８】
実際の画像を記録する際、記録装置１０２の制御部２３は不揮発メモリに格納されている搬送ずれ量ΔＬに基づいて、印刷部２１の搬送モータの駆動量を補正する。
【００２９】
以下、搬送量の実測値Ｌ´および搬送ずれ量ΔＬの具体的な取得方法について説明する。
【００３０】
再度図３を参照するに、１回目の記録走査において領域３５ＡとＬだけ離れた領域３５Ｂによって記録されるテストパターン３１Ｂ−１と、２回目の走査で領域３５Ａによって記録されるテストパターン３１Ａ−１に着目する。これら２つのテストパターンは、１回目の走査と２回目の走査の間に行われる搬送量が正確にＬであれば、記録紙ＰにおいてＹ方向の同じ位置に記録される。しかし、上記搬送量が目的の搬送量Ｌと異なる場合、これらパターン間のＹ方向のずれ量が、目的の搬送量Ｌと実際の搬送量Ｌ´とのずれ量ΔＬとなる。よって、本実施形態では、パターン３１Ｂ−１、３１Ｂ−２、３１Ｂ−３とパターン３２Ａ−１、３２Ａ−２のＹ方向の距離を測定し、これを、１回目の走査と２回目の走査の間に行われた搬送動作の搬送ずれ量ΔＬとする。ここでは、パターン３２Ａ−１と３１Ｂ−２の組み合わせで画像相関処理を行って得られるずれ量Ｅ１と、パターン３１Ｂ−２と３２Ａ−２の組み合わせで画像相関処理を行って得られるずれ量Ｅ２を求める。そして、これらの平均を、第１走査と第２走査の間で行われた搬送動作の搬送ずれ量ΔＬとする。以下、搬送ずれ量ΔＬを算出する方法を具体的に説明する。
【００３１】
図４は、図３に示したテストチャートをステップＳ２０２でスキャナ１０３が読み取った結果得られる画像データである。このような画像データ４００が得られると、ステップＳ２０３において、画像解析部１７は、まず読み取った画像データ４００の中から、個々のパターンの左上角が含まれる領域４０１〜４１３を抽出する。そして、抽出した領域４０１〜４０３の夫々に対し、予め不揮発メモリ１９に格納されている個々のパターンのテンプレートデータをとの間で画像相関処理ＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を行う。画像相関処理ではテンプレートデータに対する個々のパターンの相違度が最も小さくなる位置を各パターンの左上角と認定する。
【００３２】
次に、検出された第１のパターン３２Ａ−１の左上角位置４２１を原点として、基準領域４３となる第１の画像データ領域を決定する。基準領域４３は、テストチャートが傾いて読み込まれても、原点４２１に対して相対的に定まるこの基準領域４３が、第１のパターン３２Ａ−１が読み込まれた領域内に十分収まるように、予め小さく設定されている。
【００３３】
そして、この基準領域４３に対し、第２のパターン３１Ｂ−２に対応する領域を検索対象領域４４として設定し、これら２つの画像データ間で正規化相互相関処理を行う。正規化相互相関処理では、検索対象領域４４の中から基準領域４３との相関係数が最大となる最大相関係数領域４５（第２の画像データ領域）を抽出する。
【００３４】
更に、最大相関係数領域４５を中心とした周辺画像データを用いてサブピクセル推定処理を行い、より高いサブピクセル解像度での最大相関係数およびその位置を算出する。具体的には、まず最大相関係数領域４５を中心に読み取りデータを周囲８方向に１画素ずつずらした位置の相関係数を求める。そして、これら９組の相関係数と領域の位置情報から、関数フィッティングを利用して、読み取り解像度よりも高い解像度での最大相関係数が得られる領域、すなわち補正後最大相関係数領域４５´を取得する。
【００３５】
このようにして得られた、補正後最大相関係数領域４５´のＹ方向の位置と、基準領域４３のＹ方向の位置から、両者の距離すなわちパターン３２Ａ−１と３１Ｂ−２の組み合わせから得られるずれ量Ｅ１が求められる。同様にして、パターン３２Ａ−２と３１Ｂ−２の組み合わせからずれ量Ｅ２を求め、Ｅ１およびＥ２の平均から搬送ずれ量ΔＬを算出する。すなわち
ΔＬ＝（Ｅ１＋Ｅ２）／２
となり、１走査目と２走査目の間で行われた搬送量の実測値Ｌ´は、
Ｌ´＝Ｌ＋ΔＬ
となる。
【００３６】
ところで、課題の項でも説明したように、スキャナの原稿台にごみや汚れがあったり、記録ヘッド記録素子が吐出不良になったり、記録紙自体に装飾が施してあったりすると、ステップＳ２０２によって読み取られた画像には外乱因子が含まれる。例えば図５のように、記録紙Ｐ上に光沢性のアルミ箔による星型装飾が施されている場合、パターンでは星型が存在する位置のみ画像データの輝度データ値が局所的に低くなる。また、パターン記録中に記録素子が突発的に吐出不良になった場合は、吐出不良の記録素子が記録するべきドットが抜けるので、その領域の輝度データ値が局所的に高くなる。このように、周辺と異なる画像データが局所的に存在すると、この領域に含まれる画像データが基準領域４３と検索対象領域４４内の大きな相違点となり、正規化相互相関処理を行っても、適切な最大相関係数が得られない恐れが生じる。そしてこの場合、たとえ高精度なサブピクセル推定処理を行っても、精度や信頼性の高い状態で補正後最大相関係数領域４５´を取得することが困難になる。
【００３７】
よって、本実施形態では、正規化相互相関処理で得られた情報をサブピクセル推定処理に利用できるか否かを判断し、利用するには不適切であると判断した場合には正規化処理の結果を補正するような画素検出置換処理を行う。
【００３８】
図６は、本実施形態の画像解析部が実行する画素検出置換処理を説明するためのフローチャートである。本処理は、上記説明したような一般的な正規化相互相関処理およびサブピクセル推定処理の変わりに行われる。
【００３９】
本処理が開始されると、まずステップＳ５０１において、上述したような正規化相互相関処理を行い、最大相関係数Ｃを取得する。そして、ステップＳ５０２において、最大相関係数ＣをＣｍｉｎおよびＣｍａｘと比較する。
【００４０】
図７（ａ）〜（ｄ）は、最大相関係数値Ｃと閾値Ｃｍｉｎ、Ｃｍａｘの大小関係（ａ）と、夫々の場合に想定される画像データの状態（ｂ）〜（ｃ）を示す図である。
【００４１】
Ｃ＜Ｃｍｉｎのとき、最大相関係数Ｃは小さすぎるので、図７（ｂ）に示すように、パターンの左上角の位置自体が誤検知されていることが想定される。このような場合、サブピクセル推定処理を行っても有効ではないので、ステップＳ５１０へ進み、エラー中断して本処理を終了する。
【００４２】
Ｃｍｉｎ≦Ｃ≦Ｃｍａｘのとき、基準領域または最大相関係数領域の何れかの画像データに図７（ｃ）に示すような外乱因子による影響が含まれていることが想定される。このような場合には、サブピクセル推定処理の前に輝度値の置換処理を行うことが有効であるので、本願発明に特有の外乱画素検出置換処理を実行するためにステップＳ５０３へ進む。
【００４３】
一方、Ｃ＞Ｃｍａｘのとき、最大相関係数Ｃは十分に大きく、図７（ｄ）に示すように、外乱因子による影響が含まれていない状態で、基準領域および最大相関係数領域が得られたと想定できる。よって、外乱画素検出置換処理を行なわなくてもサブピクセル推定処理を有効に実行できると判断し、ステップＳ５０９にジャンプする。上記、ＣｍｉｎおよびＣｍａｘは、ステップＳ５０２にてその後の処理を判断するための基準値であり、実験的に求められる値である。
【００４４】
ステップＳ５０３〜ステップＳ５０９は、本実施形態特有の画素検出置換処理に相当する。まず、ステップＳ５０３では、基準領域４３と最大相関係数Ｃが得られた最大相関係数領域４５について、これらに含まれる画素データ（輝度値）を１画素ずつ比較する。
【００４５】
図８は、上記１画素ずつの比較を行う様子を示す図である。ここで、座標（ｕ、ｖ）は、基準領域４３および最大相関係数領域４５それぞれについて左上角を原点（０、０）とした場合の画素位置を示す。基準領域４３における注目画素（ｕ、ｖ）の輝度値ｔ（ｕ、ｖ）（第１データ値）と、最大相関係数領域４５における注目画素（ｕ、ｖ）の輝度値ｍ（ｕ、ｖ）（第２データ値）の差の絶対値から、輝度差Δｌ（ｕ，ｖ）＝｜ｔ（ｕ，ｖ）−ｍ（ｕ，ｖ）｜を算出する。
【００４６】
続くステップＳ５０４では、ステップＳ５０３で求めた輝度差Δｌ（ｕ，ｖ）を、予め定められた閾値Ｖｄを比較し、Δｌ（ｕ，ｖ）≧Ｖｄであった場合はステップＳ５０５へ進み、Δｌ（ｕ，ｖ）＜Ｖｄであった場合はステップＳ５０６へジャンプする。具体的には、例えば図８を参照するに、注目画素（ｕ、ｖ）が、外乱因子の領域６２に含まれる場合は、輝度値ｔ（ｕ、ｖ）およびｍ（ｕ，ｖ）の差は比較的大きいので、ステップＳ５０５へ進む。一方、注目画素（ｕ、ｖ）が、外乱因子の領域６２に含まれない場合は、輝度値ｔ（ｕ、ｖ）およびｍ（ｕ，ｖ）の差は小さいので、ステップＳ５０へジャンプする。
【００４７】
ステップＳ５０５では、注目画素を外乱を受けた画素とみなし、基準領域４３および最大相関係数領域４５夫々について輝度値ｔ（ｕ、ｖ）およびｍ（ｕ、ｖ）を、０（黒）に置換し、置換回数Ｒをインクリメントする。これにより、注目画素（ｕ、ｖ）について基準領域４３および最大相関係数領域４５の輝度値は等しくなり、外乱因子による両者の相違が排除される。
【００４８】
ステップＳ５０６では、基準領域４３に含まれる全ての画素位置（ｕ、ｖ）について上記処理が完了した、あるいは置換回数Ｒが最大外乱画素置換数Ｒｍａｘを超えたかを判断し、どちらにも相当しない場合は注目画素を次の画素に移してステップＳ５０３に戻る。一方、全ての画素位置（ｕ、ｖ）について上記処理が完了した、あるいは置換回数Ｒが最大外乱画素置換数Ｒｍａｘを超えたと判断した場合はステップＳ５０７に進む。ここで、最大外乱画素置換数Ｒｍａｘとは、基準領域内で輝度データの置換が許容される最大回数である。あまり多くの画素でデータ置換が行われると、外乱因子の有無によらずその後のサブピクセル推定処理そのものの信頼性が低下することからこのような上限値が定められている。
【００４９】
ステップＳ５０７では、置換された画像データに基づいて、再度、正規化相互相関処理を行い、新たな最大相関係数Ｃを取得しこれに対応する最大相関係数領域（新たな第２の画像データ領域）を再抽出する。
【００５０】
更に、ステップＳ５０８に進み、新たに得られた最大相関係数Ｃが最大閾値Ｃｍａｘを超えたか否かを判断する。Ｃが最大閾値以下である場合（Ｃ＜Ｃｍａｘ）は、上記置換処理の効果が少なく、サブピクセル推定処理への影響が大きいと判断してステップＳ５１０へ進み、エラー中断して本処理を終了させる。一方、最大閾値Ｃｍａｘより大きいと判断した場合は、サブピクセル推定処理が有効に行えると判断し、ステップＳ５０９へ進み、上述したサブピクセル推定処理を実行し補正後最大相関係数領域４５´を検出する。以上で本処理を終了する。
【００５１】
ところで、上記説明ではステップＳ５０５において、基準領域４３および最大相関係数領域４５夫々について輝度値を０（黒）に一致する様に置換しているが、本実施形態はこのような形態に限定されない。基準位置と最大相関係数領域の輝度値の差がサブピクセル推定処理へ影響を及ぼさない程度に抑えられれば、本実施形態の処理は有効である。
【００５２】
図９（ａ）〜（ｃ）は、図８に示した外乱因子が含まれる場合の画像データ置換方法例を示す図である。図９（ａ）は、既に説明した様に、基準領域４３および最大相関係数領域４５夫々について輝度値を０（黒）に置換した場合を示している。また、図９（ｂ）は、両者の平均値に置換した場合を示している。更に図９（ｃ）は、輝度の高い方（図の場合は最大相関係数領域の輝度値）に置換した場合を示している。また、これ以外にも、外乱を受けていない判断された画素の輝度データを、外乱を受けていると判断された画素にコピーする形態であっても良い。いずれにせよ、両画素が有するデータ値の差が抑えられるように、少なくとも一方のデータ値が置換されれば、本実施形態は有効となる。
【００５３】
更に、図６のステップＳ５０７で説明した処理では、輝度値を置換した画素も含めて正規化相互相関処理を行っているが、新たな最大相関係数領域を再抽出する際には、輝度値を置換した画素を除外して正規化相互相関処理を行っても良い。
【００５４】
更にまた、上記では、個々の画素が有するデータ値を輝度値として説明したが、無論本発明はこれに限られない。スキャナが読み取った画像データが輝度データであったとしても、これを濃度データに変換した後に、濃度値の状態で上記処理を行うことも出来る。
【００５５】
更に、上記実施形態では、図１に示したように、ホストコンピュータ１０１に記録装置１０２とスキャナ１０３が接続されて構成される記録紙搬送量計測システムとして説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。
【００５６】
図１０は、プリンタ８０８およびスキャナ８０６を備えた複合プリンタ（記録紙搬送量計測装置）における制御構成を示したブロック図である。本構成によれば、制御部８０３が、プリンタ８０８およびスキャナ８０６を含む各機構をコントロールすることにより、装置全体を制御している。このような場合であっても、制御部８０３の支持のもと、プリンタ８０８が記録紙に記録したテストチャートをスキャナ８０６が読み取り、読み取ったデータを蓄積部８０７に記憶する。その後、画像処理部８０５によって上述したような一連の画像処理を行えば、本構成においても上記実施形態と同様の効果を得ることが出来る。この場合、全ての機能を備えた一体型の記録紙搬送量計測装置８０１が、本願発明の記録紙搬送量計測システムに相当することになる。
【００５７】
以上説明したように本実施形態によれば、何らかの外乱因子によって基準領域と最大相関係数領域のデータ間に実際には存在しない相違点が含まれてしまっても、これを１画素レベルで効果的に排除しサブピクセル推定処理を有効に実行することが出来る。結果、捜索対象物となるパターンの位置ひいては記録装置の実搬送量を、精度の高い状態で計測することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
Ｐ    記録紙
１７    画像解析部
３５    記録ヘッド
３６    テストチャート
３２Ａ−１    第１のパターン
３１Ｂ−２    第２のパターン
４３    基準領域（第１の画像データ領域）
４４    検索対象領域
４５    最大相関係数領域（第２の画像データ領域）
１０１    ホストコンピュータ
１０２    記録装置
１０３    スキャナ
４００    画像データ
【図１】
2014017602.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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