(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと一致した距離間隔で、副走査方向に沿って高濃度部と低濃度部が交互に並設された基準チャート部を上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った上記基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理及び積分計算処理を行う処理手段を備えたことを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項２】
基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと等しい距離間隔を持つ高濃度部又は低濃度部と、該最小読み取りピッチの整数倍の距離間隔を持つ低濃度部又は高濃度部とが、上記原稿読み取り手段の副走査方向に沿って交互に並設された基準チャート部を上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った上記基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理、積分計算処理、及び上記積分計算処理の結果から上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、抽出された積分値から、最小読み取りピッチの上記整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、当該減算結果の値をその地点の積分値とする処理を行う処理手段を備えることを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項３】
基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと等しい距離間隔を持つ高濃度部又は低濃度部と、該最小読み取りピッチの整数倍の距離間隔を持つ低濃度部又は高濃度部とが、上記原稿読み取り手段の副走査方向に沿って交互に並設された基準チャート部を、上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った画像データから、高濃度部分と低濃度部分を分離し、全ての低濃度部分若しくは高濃度部分、又は各低濃度部分若しくは高濃度部分の画像データにおける代表値を、積算することで、理想的な低濃度部若しくは高濃度部の値に正規化するような、補正係数を求め、画像データにこの補正係数を乗じた上で、読み取った該基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理、積分計算処理、及び上記積分計算処理の結果から上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、抽出された積分値から、最小読み取りピッチの上記整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、当該減算結果の値をその地点の積分値とする処理を行う処理手段を備えることを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項４】
上記補正係数を計算した後に、補正係数を乗じた画像データを使用して、櫛形フィルタ処理及び積分計算処理を行い、
上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出すると共に、補正係数を乗じる前の画像データを使用して、抽出された積分値から最小読み取りピッチの上記整数倍だけ、副走査方向上流側の積分値を減算し、
当該減算結果の値をその地点の積分値とするための処理手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の原稿読み取り装置。
【請求項５】
画像データに対して、櫛形フィルタ処理とその絶対値計算を行った後に、処理結果を記憶手段に一時保存し、
一方で、読み取った上記基準チャート部の画像データに櫛形フィルタ処理と積分計算処理を行い、
上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、
抽出された積分値から、最小読み取りピッチの該整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、
当該減算結果の値をその地点の積分値とするための処理を行い、
演算結果が正の場合は１、０の場合は０、負の場合は−１とした上で、
一時保存しておいた該処理結果と乗じる処理を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の原稿読み取り装置。
【請求項６】
上記乗算処理にて使用する絶対値データには、シェーディング補正前の櫛形フィルタ演算結果の絶対値を使用することを特徴とする請求項５に記載の原稿読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック信号等の基準信号に同期して一定時間間隔で画像を読み込むためのラインセンサ等の画像読み込み手段を使用した原稿画像の読み取り機構を有し、原稿もしくは画像読み取り機構を移動することにより原稿の所定領域を読み込む機構を備えた、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＣＤ等からなるイメージセンサを線状に配置したラインセンサからなる読み取り系を用いて原稿からの画像を読み取るようにした複写機やスキャナ等が発売されているが、これら画像読み取り装置において、副走査方向の走査については原稿又は読み取り系を機械的に移動させているため、走査速度に変動が生じ易く、再生画像が歪んでしまうという問題点があった。
【０００３】
そこで上記速度変動を検出する方法として、特開平４−１９６９６４号公報においては、読み取り装置が図３３に示すフローチャートを使用することが開示されている。
【０００４】
即ち、原稿読み取り時に原稿と共に読み取りできるよう副走査方向に等間隔で高濃度部と低濃度部を交互に並設した等ピッチスケール（基準スケール）を有し、ラインセンサ等の画像読み取り手段により、原稿及び上記等ピッチスケールの両方を読み取り、読み取った等ピッチスケールの各スケール線間（高濃度部と低濃度部間）の読み取り時間間隔を検出すると共に、該時間間隔を所定の基準値と比較することにより速度変動量を計算する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１９６９６４号公報に記載の技術内容は、原稿読み取り時に原稿と共に読み取りできるよう副走査方向に等間隔でスケール線を配置した等ピッチスケールを有し、ラインセンサ等の画像読み取り手段により、原稿及び等ピッチスケールの両方を読み取り、読み取った等ピッチスケールの各スケール線間の読み取り時間間隔を検出すると共に、該時間間隔を所定の基準値と比較することにより速度変動量を計算する構成であり、大幅なコスト増大を招来することなく、走査精度をより向上させることができ、走査速度の変動による画像の歪みが補償できるという点で有効なものである。
【０００６】
しかしながら、同公報に記載の技術内容によれば、画像読み取り手段に使用されるラインセンサはクロック信号により駆動されており、画像の読み取りは駆動クロック信号に同期した一定の時間間隔にて行われる。
【０００７】
この結果、スキャナの速度変動による位置ずれがラインセンサの副走査方向１画素分より小さい場合、速度が変動していることを検出できない恐れがある。又、この問題を解決するためにラインセンサの駆動クロック信号の周波数を上げる方法が考えられるが、速度変動の分解能を上げるためには、この周波数を非常に高くする必要があり、高周波ノイズの増大やコストアップを招来することになる。
【０００８】
また、等ピッチスケールを読み込むために、フォトダイオードやフォトトランジスタのようなアナログ素子を専用Ａ／Ｄコンバータと組み合わせて使用する場合においては、非常に高速なＡ／Ｄコンバータやタイマ、応答が速いオプトデバイス等を使用して時間を計測する必要が生じ、同様にして高周波ノイズの増大やコストアップを招来することになる。
【０００９】
更に、ラインセンサ１画素にて読み込む画像サイズは、原稿〜ラインセンサ間に存在するレンズ等の光学系により決定されるため、ラインセンサの駆動クロックを高速化したところで、速度変動解析に使用する等ピッチスケールを、より細かく読みとれることにはならず、スキャナの速度変動による位置ずれがラインセンサの副走査方向１画素分より小さい場合、速度が変動していることを検出できない恐れがある。
【００１０】
また、従来の技術で使用されている等ピッチスケールは、ラインセンサ１画素分の幅で黒線（高濃度部）と白線（低濃度部）が交互に並んでいるものが一般的であり、各スケール間の濃度変化を検出する場合であっても、スキャナ等の副走査方向の読み取りピッチと等ピッチスケールの周期が相互に１／２ピッチづつずれた場合、出力される画像はハーフトーンになってしまい、解析できないという問題を有している。
【００１１】
さらに、この問題を解決しようとして、等ピッチスケールの黒線幅及び又は白線幅をラインセンサ２画素以上の幅にした場合、速度変動が分離抽出できない問題がある。
【００１２】
また、画像の先頭から櫛形フィルタ等の演算処理結果を積分して速度変動を解析するとしても、使用する等ピッチスケール画像の微妙な濃度変化、画像読み取り時のゴミ、ノイズ等により、読み込んだ画像データの一部に不正確なデータが存在する可能性があり、全解析結果が不正確となる恐れがある。
【００１３】
さらに、計算条件として等ピッチスケールの画像データにおいて、同一の出力値が連続して現れる必要があるが、ラインセンサ及びＡ／Ｄコンバータの調節や上記ばらつき等の都合上、黒線、及び白線部分の数値が常に同一値を示さず、多少ばらつくことが多い。
【００１４】
従って、例えば白線部分が２画素分の幅を持っていたとしても、Ａ／Ｄコンバータの出力において白線部分の値が連続２画素分同一値として現れるとは限らず、速度変動成分の分離抽出ができない場合が生じる。
【００１５】
そこで、上記出力バラツキの対策として、全白及び又は全黒線部分のデータが一定値を示すように、画像データ全体に渡って単一の補正係数を使用して、正規化することが考えられるが、スキャナ等が画像データを副走査方向にスキャン中に、白シェーディングレベルもしくは黒シェーディングレベルが変動するような設定になっていた場合、場所によっては過補正もしくは補正不足となり、解析精度が低下することが考えられる。
【００１６】
また、補正後の値を黒線部分と白線部分の分離のためだけでなく、速度変動量の計算にも使用する構成とした場合、補正の状態によっては解析精度が低下する恐れがある。
【００１７】
さらに２ｄｏｔ連続で同一値を示す部分を抽出し、その値から例えば２ｄｏｔ前にある積分値を差し引いてその地点の値とすることで速度変動を観察する場合、最終結果は黒線部から白線部もしくは白線部から黒線部へと変化する部分の引き算結果のみとなるため、白部分もしくは黒部分が２ｄｏｔ以上の幅を持つ場合、最終的に得られるデータは白または黒部分の幅おきとなり、その間のデータは０となる。
【００１８】
これではＡ／Ｄ出力結果を櫛形フィルタ演算した結果のうち、一部の情報のみしか使用していないことになり、計測結果の一部が無駄となる。これは、解析結果が０になる部分について、前値をホールドしても改善できない。
【００１９】
即ちこれは、解析に使用するチャートの周期を大きくした（例えば、黒線幅１ｄｏｔ、白線幅χｄｏｔとしてこのχを大きくした）場合、計測結果の２／（χ＋１）しか解析結果に使用されないことを意味する。
【００２０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、各スケール線間の画像読み取り時間間隔を計測するのではなく、各スケール線の濃度変化を読み取ることにより速度変動成分を分離抽出し、スキャナ等の副走査方向の速度変動状態を解析すると共に、その解析結果に基づいて駆動機構の不安定要因に起因する画像のぶれを無くすことのできる原稿読み取り装置を提供することを目的としている。
【００２１】
即ち、各スケール線の濃度変化を読み取ることにより速度変動成分を分離抽出し、スキャナ等の副走査方向の速度変動状態を解析すると共に、その解析結果に基づいて駆動機構の不安定要因に起因する画像のぶれを無くすことができる。
【００２２】
また本発明は、例えば黒線幅１画素、白線幅２画素の周期で交互に連続する等ピッチスケールを使用した場合でも、スキャナの速度変動を分離抽出することができる原稿読み取り装置を提供することを目的としている。
【００２３】
さらに本発明は、一部のデータ異常が全解析結果に影響を与えず速度変動解析を精度良く高分解能で行うことができる原稿読み取り装置の提供を目的とする。
【００２４】
また本発明は、スケールの読み込みバラツキにより速度変動解析の精度が低下することのない原稿読み取り装置を提供することを目的とする。
【００２５】
さらに本発明は、シェーディングレベルが走査中に変動する場合においても、速度変動の解析精度を低下させることのない原稿読み取り装置を提供することを目的とする。
【００２６】
また本発明は、上記補正の状態によっては、解析精度が変動する問題を回避し、常に精度良くデータを改正することができる原稿読み取り装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと一致した距離間隔で、副走査方向に沿って高濃度部と低濃度部が交互に並設された基準チャート部を上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った上記基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理及び積分計算処理を行う処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
従って、読み取った基準チャート部（等ピッチスケール）画像の各線の時間間隔を計測する方法と比較して、速度変動解析の分解能が高い。
【００２９】
請求項２に記載の発明は、基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと等しい距離間隔を持つ高濃度部又は低濃度部と、該最小読み取りピッチの整数倍の距離間隔を持つ低濃度部又は高濃度部とが、上記原稿読み取り手段の副走査方向に沿って交互に並設された基準チャート部を上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った上記基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理、積分計算処理、及び上記積分計算処理の結果から上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、抽出された積分値から、最小読み取りピッチの上記整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、当該減算結果の値をその地点の積分値とする処理を行う処理手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
従って、等ピッチスケールのピッチと読み取り部（ＣＣＤ等）の副走査方向読み取りピッチが１／２ｄｏｔずれた場合においても、等ピッチスケールの画像データが濃度５０％のグレースケールになることがなく解析不能に陥らないという効果がある。
【００３１】
また、積分値が連続した同一値を示した場合に、その周辺部分のみの減算により解析結果を得ているため、画像の一部が異常な値を示した場合においても、全解析結果に影響を与えず、請求項１と比較して解析精度を上げることができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明は、基準クロック信号に基づき、所定の時間間隔で原稿の画像データを読み取るための原稿読み取り手段からなり、原稿読み取り手段又は原稿を副走査方向に移動させることにより、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り装置において、
上記原稿読み取り手段の読み取り可能な最小読み取りピッチと等しい距離間隔を持つ高濃度部又は低濃度部と、該最小読み取りピッチの整数倍の距離間隔を持つ低濃度部又は高濃度部とが、上記原稿読み取り手段の副走査方向に沿って交互に並設された基準チャート部を、上記原稿読み取り手段が読み取り、
読み取った画像データから、高濃度部分と低濃度部分を分離し、全ての低濃度部分若しくは高濃度部分、又は各低濃度部分若しくは高濃度部分の画像データにおける代表値を、積算することで、理想的な低濃度部若しくは高濃度部の値に正規化するような、補正係数を求め、画像データにこの補正係数を乗じた上で、読み取った該基準チャート部の画像データの濃度変化から上記原稿読み取り手段又は原稿の副走査方向の移動における速度変動を取り出すために櫛形フィルタ処理、積分計算処理、及び上記積分計算処理の結果から上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、抽出された積分値から、最小読み取りピッチの上記整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、当該減算結果の値をその地点の積分値とする処理を行う処理手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
従って、スキャナの画像読み取り用信号処理システムの調整不足により等ピッチスケールの画像データの白レベルが一定値を示さない場合でも、速度変動解析が可能となり、また、白レベル補正値は画像全体に渡り１つの値しか使用しないため、計算量も少なくて済む。
【００３４】
さらに、等ピッチスケールの画像データの白レベルを調査し、個々の白部分について最初に設定した一定値（即ち、理想的な白レベル）になるように補正係数を求めて補正すれば、スキャナの白レベルがスキャン中に変動するような場合においても、解析精度を低下させることなく速度変動解析が可能となる。
【００３５】
この場合、計算量は増えるものの、白レベル変動を個々の白部分について、個別に補正係数を求める（白画像全体に渡って補正係数を求める一括計算の場合と対比して、以下では、「リアルタイムで計測する」と称する）ため、補正係数の算出の完了を、画像データ全体が計測されるまで待つ必要が無く、これにより画像の読み取りと同時に、速度変動解析結果の出力が可能である。
【００３６】
請求項４に記載の原稿読み取り装置は、請求項３において、上記補正係数を計算した後に、補正係数を乗じた画像データを使用して、櫛形フィルタ処理及び積分計算処理を行い、
上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出すると共に、補正係数を乗じる前の画像データを使用して、抽出された積分値から最小読み取りピッチの上記整数倍だけ、副走査方向上流側の積分値を減算し、
当該減算結果の値をその地点の積分値とするための処理手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
従って、補正後のデータは、速度変動解析時の条件算出にのみ使用し、速度変動量の算出には補正前のデータを使用するため、全ての白部分若しくは黒部分が一定値となる補正値を求めて処理するので、請求項３と比較して解析精度を上げることができ、計算量も少なくてすむ。また、各白部分若しくは黒部分が一定値となるような補正値を求めて処理すれば、計算量は増えるものの、リアルタイム処理が可能となる。
【００３８】
請求項５に記載の原稿読み取り装置は、請求項２又は３において、画像データに対して、櫛形フィルタ処理とその絶対値計算を行った後に、処理結果を記憶手段に一時保存し、
一方で、読み取った上記基準チャート部の画像データに櫛形フィルタ処理と積分計算処理を行い、
上記整数回数だけ連続で、略同一の積分値を検出したことを抽出し、
抽出された積分値から、最小読み取りピッチの該整数倍だけ副走査方向上流側の積分値を減算し、
当該減算結果の値をその地点の積分値とするための処理を行い、
演算結果が正の場合は１、０の場合は０、負の場合は−１とした上で、
一時保存しておいた該処理結果と乗じる処理を行うことを特徴とする。
【００３９】
従って、請求項２の結果を速度変動の方向（基準値より速いか遅いか）の判断にのみ使用し、速度変動量の計算にはＡ／Ｄ出力結果の櫛形フィルタ処理結果の絶対値を使用しているので、最終的に得られる解析結果には黒線部から白線部及び白線部から黒線部の両方の変化部分が反映されるため、請求項２と比較して解析精度を高めることができる。
【００４０】
また、全画像データに対して一律な補正係数を使用する白シェーディング補正処理を行った上で処理すれば、スキャナの画像読み取り用信号処理システムの調整不足により、等ピッチスケールの画像データの白レベルが一定値を示さない場合でも、速度変動解析が可能となり、白レベル補正値は画像全体に渡り１つの値しか使用しないため、計算量も少なくて済む。
【００４１】
請求項６に記載の原稿読み取り装置は、請求項５において、上記乗算処理にて使用する絶対値データには、シェーディング補正前の櫛形フィルタ演算結果の絶対値を使用することを特徴とする。
【００４２】
従って、補正値は白線部分と黒線部分の分離のためにだけ使用し、速度変動量の計算には補正前のデータを使用することで、請求項５と比較して解析精度を高くすることができる。
【００４３】
また、補正値は白線部分と黒線部分の分離のためにだけ使用し、速度変動量の計算には補正前のデータを使用することで、各白線部分の数値がＡ／Ｄコンバータのフルビット値となるような補正係数を各白線部分について個別に算出して補正を行う。
【００４４】
従って、シェーディングレベルがスキャン中に変動する場合においても、解析精度を低下させることなく精度良く速度変動量を解析することができ、請求項５と比較して解析精度を高くすることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、各図面に従って本発明のフローチャートを説明する。又、以下の実施例では原稿１を設置するためのフラットベッド及び原稿読み取りにＣＣＤを使用するスキャナを例に説明するが、本発明はこれら装置に限定されるものではない。
【００４６】
つまり、ラインセンサ１０等の読み取り手段を使用した原稿画像の読み取り機構を持ち、原稿１もしくは画像読み取り機構を移動することにより原稿１の全域又は所定領域を読み込む機構を持つ装置全般、例えば複写機、ファクシミリ、スキャナ等のデジタル機器において本発明が適用可能であることは勿論である。
【００４７】
まず、原稿設置台を有するスキャナや複写機等の画像読み取り手段の構成を、図１〜３に示す。
【００４８】
原稿設置台（ガラス板）２上に原稿１を設置し、画像読み取り装置を作動させると、光源３が点灯しながらランプユニット５が、図の左側から右側へ移動する（この移動方向が、後の説明で使用する「ラインセンサ１０の副走査方向」である）。
【００４９】
この時、第２、３ミラーユニット８も同時に同方向に、ランプユニット５の半分の速度で移動し、原稿設置台２〜ラインセンサ１０間の距離を一定に保つ。
【００５０】
光源３から発せられた光は、原稿１に照射された後、矢印に従って、第１ミラー４、第２ミラー６、第３ミラー７、レンズ９を経由して、ラインセンサ１０に到達する。
【００５１】
そして原稿１の画像情報は、ラインセンサ１０にて所定の電気信号に変換され、Ａ／Ｄコンバータ１１にてデジタル信号に変換された後、画像処理部へ運ばれる。
【００５２】
では、等ピッチ間隔で白線と黒線が交互に並んだチャート１７を、画像読み取り手段にて読み込む際に、画像読み取り手段に速度変動が存在した場合、読みとった画像データにはどのような影響が現れるかを、図４〜６に従って説明する。
【００５３】
まず図４に、本実施例で使用する、白線と黒線が交互に１画素づつ並んだ速度変動（ぶれ）解析用チャート１７を示す。なお、ここで解析用チャートとして黒線と白線が交互に並設されたものを例示しているが、速度変動してもラインセンサ１０からの出力データ（濃度変化）が２種類に区別できるものであれば構わず、例えば高濃度部をハーフトーンの線としても良い。
【００５４】
このチャート１７を、画像読み取り手段にてチャート１７の横手方向が、画像読み取り手段の副走査方向となるようにして、画像読み取り手段にて読み込む。
【００５５】
次に、読み込んだチャート１７の画像データから、図５に示すように主走査方向に１画素幅で副走査方向に１ライン分のデータを取り出す。ここで取り出された画像データは、画像読み取り手段のＡ／Ｄコンバータ１１が８ｂｉｔの場合、理想的には白線部（データ値”２５５”）と黒線部（データ値”０”）が交互に並んだものとなっているはずである。
【００５６】
しかし、画像読み取り時、画像読み取り手段の副走査方向に速度変動が存在した場合、図６に示すように、ＣＣＤは白線部、黒線部を確実に分けて読み取ることができず、一度に白線部と黒線部の一部づつを同時に読み取ることとなる。
【００５７】
この結果、白線部は本来”２５５”、黒線部は”０”となるはずであるが、速度変動の影響により、例えば、白線部”２５５→２４８”、黒線部”０→７”となる。これはすなわち、画像読み取り手段の副走査方向の速度変動が、読み込んだ画像データの濃度変化となって現れることを意味している。
【００５８】
本発明は、この濃度変化を検出することにより、画像読み取り手段の副走査方向の速度変動解析を行うものである。
【００５９】
（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にて使用する解析用チャート１７の形状を図７に、フローチャートを図８に示す。
【００６０】
本実施形態では、図７に示すように、白線と黒線がＣＣＤ画素１ｄｏｔ幅づつが交互に並んでいるチャート１７を使用する。なお、チャート幅として、現在の画像読み取り装置の一般的なスペックである４００ｄｐｉ又は６００ｄｐｉのものを例示しているが、チャート幅はこれらの幅に限定されるものではなく、例えばそれ以上の高解像度のものやその他の解像度のものを使用しても、同じ方法で実施できることはいうまでもない。
【００６１】
チャート１７を解析対象の画像読み取り手段にて読み込むと、ＣＣＤ出力がＡ／Ｄコンバータ１１によりデジタル画像に変換された結果が得られ、上記デジタル画像データを、図８に示すフローチャートに従って演算処理を行い、解析結果を得ることとなる。
【００６２】
では、本実施形態のフローチャートの詳細を、図８に従って説明する。
【００６３】
まず、Ｓ１−１にて解析用チャート１７を画像読み取り手段により読み取り、Ａ／Ｄコンバータ１１により読み取ったデータをデジタルデータに変換する。
【００６４】
次にＳ１−２にて、ＣＣＤに備わる多数の画素の中から任意に選択した１画素にて読み込んだ画像データのみを、取り込んだ全画像データの中から取り出す。
【００６５】
ここで、当初から任意の１画素の出力結果のみに注目し、このＣＣＤ出力結果のＡ／Ｄ変換値を使用しても全く同じ結果が得られることは勿論である。
【００６６】
この結果、取りだしたデータはＣＣＤの主走査方向に１画素（＝［ｄｏｔ］）幅、副走査方向には任意の画素分の長さを有することとなる。
【００６７】
ところで、ここで取り出した画像データには、速度変動成分を含んだ画像データが記録されている。従って、この画像データから速度変動成分のみを取り出すには、まず元のチャートデータを除去する必要がある。
【００６８】
従って、次のＳ１−３にて、櫛形デジタルフィルタ演算処理を行い、チャートデータを除去する。ここでは、Ｓ１−２で取り出したデータを、周期２ｄｏｔの櫛形フィルタ演算処理することになり、下記に示す計算式により実現される。
【００６９】
Ｒ１＝Ｄ（ｎ−１）−Ｄ（ｎ）
（Ｒ：計算結果、Ｄ（ｎ）：先頭からｎ番目の画像データ）
ここでは同時に、速度変動量を”％”単位に変換する演算も行っている。これは、次式に従って計算される。
【００７０】
Ｒ２＝−１００×Ｒ１／（２ｎ）／Ｃ
（ｎ：Ａ／Ｄコンバータ１１のビット数、Ｃ：チャート１７の周期）
Ｓ１−４では、Ｓ１−３の演算結果を先頭から加算（積分）する。
【００７１】
以上の演算により、画像読み取り手段の速度変動成分が分離抽出される。
【００７２】
次に、上記演算処理過程を、シミュレーションによる解析図を元に説明する。
【００７３】
図９は、図７に示すチャート１７の、副走査方向の濃度変化を表している。
【００７４】
これを、画像読み取り手段により読み取る際、副走査方向に図１０に示す速度変動が存在する場合、読み取られたチャート画像の濃度変化のＡ／Ｄ出力結果は、図１１のようになり、これに、図８に示したＳ１−３の櫛形フィルタ演算処理を行った結果は、図１２のようになる。
【００７５】
これに図８に示したＳ１−４の演算処理を行うことにより、図１３に示すように速度変動成分が抽出される（図１０と図１３の比較から、画像データの演算処理により速度変動成分の抽出ができたことが明らかとなる）。
【００７６】
（本発明の第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なる解析用チャート１７を使用するので、図８のフローチャートをそのまま使用することはできない。
【００７７】
第２の実施形態にて使用する解析用チャート１７の形状を図１４に、フローチャートを図１５、図１６に示す。
【００７８】
ここで、図１４では黒線幅が１ｄｏｔ、白線幅が２ｄｏｔ以上（整数倍）のチャートを例示しているが、これは白黒逆でも可能であることは勿論である。
【００７９】
では、本発明のフローチャートの詳細を、図１５、図１６に従って説明する。なお、Ｓ２−１〜Ｓ２−４は、図８のＳ１−１〜Ｓ１−４と同一であるので、説明を省略する。
【００８０】
まずＳ２−４以降は、図１６を経由し、解析結果が出力される。図１６のＡ１−１では、図１５で示したＳ２−４の積分処理結果において、同じ値が２ｄｏｔ以上連続する部分を検出し、この位置を、解析に使用したチャート１７の白部分（白線幅が２ｄｏｔ以上の場合）と認識する。これは、図１７を参照することで、容易に理解できる。
【００８１】
次にＡ１−２にて、この部分の値から２ｄｏｔ前の値（同一値が連続する直前の値）を減算し、これをその位置の解析値として記憶する。
【００８２】
そして、Ａ１−１が”Ｎ”の場合は、Ａ１−３にてこの位置の解析値を”０”とする。この演算処理により、図１８に示す結果が得られる。なお、図１０と図１８の比較から、図１４のチャート１７を使用した場合においても、画像データの演算処理により速度変動成分の抽出ができたことが明らかとなる。
【００８３】
以上により、第２の実施形態による、画像読み取り手段の速度変動解析演算が実行される。
【００８４】
（本発明の第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態と同一の解析用チャート１７を使用する。
【００８５】
では、本実施形態のフローチャートの詳細を、図１９、図２０に従って説明する。なお、Ｓ３−１、Ｓ３−２、Ｓ３−３、Ｓ３−４は、各々実施形態２のＳ２−１、Ｓ２−２、Ｓ２−３、Ｓ２−４と同一であり、説明を省略する。従って、ここではＳ３−２〜Ｓ３−３間のサブルーチン”Ａ２”について詳細に説明する。
【００８６】
サブルーチン”Ａ２”は、Ａ２−１〜Ａ２−６から構成され、Ａ２−１では、Ｓ３−２の出力結果を微分演算することにより、読み取ったチャート画像の黒線部分の位置を検出する。元のチャート画像は、白線と黒線が交互に連続して並んでいるため、ここの演算結果には、白線部分がブロックごとに間欠的に並ぶこととなる（なお各白部と白部の間には、黒線部のデータが存在することとなる）。
【００８７】
次に、Ａ２−２にて、各白線部分のデータから２番目に大きな値を示す部分を抽出し、これを記憶する。ここで、最大値が２個ある場合は、この最大値を採用する。この部分の演算結果を、図２１に示す。
【００８８】
Ａ２−３では、Ａ２−２にて各白線部分ごとに記憶した値の、最小値を検出する（これをＷｍｉｎとして記憶する）。これは、図２２にて”０”以外の最小値を検出することを意味する。
【００８９】
これ以降、Ａ２−４〜Ａ２−６の演算を行った後、図１９に示すＳ３−３の処理を行い、最終結果とする（図２３参照）。
【００９０】
（本発明の第４の実施形態）
第４の実施形態についてフローチャートを、図２４、２５に従って説明する。なお、Ｓ４−１、Ｓ４−２はＳ１−１、Ｓ１−２と、Ｓ４−３、Ｓ４−４はＳ１−３、Ｓ１−４と同一であるため、説明を省略する。
【００９１】
まず、サブルーチン”Ａ３”は、Ａ３−１〜Ａ３−５から構成され、Ａ３−１、Ａ３−２は、図２０のＡ２−１、Ａ２−２と同一であるため、説明を省略する。
【００９２】
第３の実施形態では、図２２に示した数値の最小値のみを使用して、この最小値を未処理のデータすべてに掛け算する構成となっている。しかし本実施形態では、Ａ３−２で求めた数値を、Ａ３−３にて、その白線部分周辺近傍の未処理データとの掛け算にのみ使用する構成としている。
【００９３】
これ以降は、図１９に示す第３の実施形態のフローチャートと同一構成となっているため、これ以上の説明を省略する。
【００９４】
（本発明の第５の実施形態）
第５の実施形態のフローチャートを、図２６に従って説明する。なお、Ｓ５−１、Ｓ５−２はＳ１−１、Ｓ１−２と、Ｓ５−３、Ｓ５−５はいずれもＳ１−３と、Ｓ５−４、Ｓ５−６はＳ１−４と同一であるため、説明を省略する。
【００９５】
Ｓ５−２以降、同一データを使用してＳ５−３、及びサブルーチン”Ａ２”の計算を行う。
【００９６】
Ｓ５−６以降は、サブルーチン”Ａ１”と良く似たフローとなっているが、Ｓ５−７にて同一値が連続したと判断された場合、Ｓ５−８にてこのデータの画像先端からの位置を記憶（ｋ番目とする）し、Ｓ５−１０においてはＳ５−４にて計算しておいたデータの画像先端からｋ番目のデータを使用して、減算を行う。
【００９７】
（本発明の第６の実施形態）
第６の実施形態のフローチャートを、図２７に従って説明する。なお、Ｓ６−１、Ｓ６−２はＳ１−１、Ｓ１−２と、Ｓ６−３、Ｓ６−５はいずれもＳ１−３と、Ｓ６−４、Ｓ６−６はＳ１−４と同一であるため、説明を省略する。
【００９８】
Ｓ６−２以降、同一データを使用してＳ６−３、及びサブルーチン”Ａ３”の計算を行う。
【００９９】
Ｓ６−６以降は、サブルーチン”Ａ１”と良く似たフローとなっているが、Ｓ６−７にて同一値が連続したと判断された場合、Ｓ６−８にてこのデータの画像先端からの位置を記憶（ｋ番目とする）し、Ｓ６−１０においてはＳ６−４にて計算しておいたデータの画像先端からｋ番目のデータを使用して、減算を行う。
【０１００】
（本発明の第７の実施形態）
第７の実施形態のフローチャートを、図２８に従って説明する。なお、Ｓ７−１〜Ｓ７−３はＳ１−１〜Ｓ１−３と同一であるため、説明を省略する。
【０１０１】
Ｓ７−５では、Ｓ７−３の結果の絶対値を計算し、Ｓ７−４では、サブルーチン”Ａ１”の結果が「正の時”１”、負の時”−１”、”０”の時は前値ホールド後に正負の判断を行い、”１”ｏｒ”−１”」とする演算を行い、Ｓ７−６では、Ｓ７−４とＳ７−５の結果を掛け算することにより最終結果とする。
【０１０２】
（本発明の第８の実施形態）
第８の実施形態のフローチャートを、図２９に示す。図２９のフローチャートでは、サブルーチン”Ａ２”までは第３の実施形態と、サブルーチン”Ａ２”以降は、第７の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【０１０３】
（本発明の第９の実施形態）
第９の実施形態のフローチャートを、図３０に示す。図３０のフローチャートでは、サブルーチン”Ａ３”までは第４の実施形態と、サブルーチン”Ａ３”以降は、第７の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【０１０４】
（本発明の第１０の実施形態）
第１０の実施形態のフローチャートを、図３１に示す。図３１のフローチャートは、第８の実施形態のフローチャートと類似しているが、Ｓ１０−８においてＳ１０−７との掛け算には、サブルーチン”Ａ２”を通さずに櫛形フィルタ演算（Ｓ１０−３）、絶対値計算（Ｓ１０−４）を行ったデータを使用している。
【０１０５】
（本発明の第１１の実施形態）
第１１の実施形態のフローチャートを、図３２に示す。図３２のフローチャートは、第１０の実施形態のフローチャートと類似しているが、サブルーチン”Ａ２”ではなく、”Ａ３”を使用している。
【０１０６】
これ以外は、実施形態１０と同一であるので、説明を省略する。
【０１０７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スキャナの速度変動を解析でき、その結果に基づいて、原稿読み取り装置に使用するモータの駆動制御ができるので、より安定した画像読み取り装置を得ることができる。
【０１０８】
即ち、各スケール線の濃度変化を読み取ることにより速度変動成分を分離抽出し、スキャナ等の副走査方向の速度変動状態を解析すると共に、その解析結果に基づいて駆動機構の不安定要因に起因する画像のぶれを無くすことができる。
【０１０９】
請求項１に記載されている装置によれば、ラインセンサ等の画像読み取り手段により読み取った速度変動解析用等ピッチスケールの濃度変化に注目し、これを基に速度変動量を抽出するため、読み取った等ピッチスケール画像の各線間隔を計測する方法と比較して、速度変動解析の分解能が高いという効果がある。
【０１１０】
請求項２に記載されている装置によれば、計測に使用する等ピッチスケールの黒線（高濃度部）もしくは白線（低濃度部）の幅を、２ｄｏｔ以上の整数倍にしたため、等ピッチスケールのピッチとＣＣＤの副走査方向読み取りピッチが１／２ｄｏｔずれた場合においても、等ピッチスケールの画像データが濃度５０％のグレースケールになることがないため、解析不能に陥らないという効果がある。
【０１１１】
また、積分値が連続した同一値を示した場合に、その周辺部分のみの減算により解析結果を得ているため、画像の一部が異常な値を示した場合においても、その以上部分が全解析結果に影響を与えず、解析精度を上げることができるという効果がある。
【０１１２】
請求項３に記載されている装置によれば、等ピッチスケール全体の画像データの白レベル（又は黒レベル）を調査し、全ての白部分（又は黒部分）が一定値を示すように画像データ全体に同一の補正係数による補正を行うので、スキャナの画像読み取り用信号処理システムの調整不足により等ピッチスケールの画像データの白レベル（又は黒レベル）が一定値を示さない場合でも、速度変動解析が可能となるという効果がある。
【０１１３】
また、白レベル（又は黒レベル）補正値は画像全体に渡り１つの値しか使用しないため、計算量も少なくて済むという効果もある。
【０１１４】
さらに、等ピッチスケールの画像データの白レベル（又は黒レベル）を調査し、個々の白部分（又は黒部分）について最初に設定した一定値になるように補正係数を求めて補正すれば、スキャナの白レベル（又は黒レベル）がスキャン中に変動するような場合においても、解析精度を低下させることなく速度変動解析が可能となる。
【０１１５】
この場合、計算量は増えるものの、白レベル（又は黒レベル）変動をリアルタイムで計測するため、補正係数の算出に関し、画像データ全体を計測するまで待つ必要が無く、これにより画像の読み取りと同時に速度変動解析結果の出力を可能とするシステムを構築できるという効果がある。
【０１１６】
請求項４に記載されている装置によれば、補正後のデータは、速度変動解析時の条件算出にのみ使用し、速度変動量の算出には補正前のデータを使用するため、全ての白部分若しくは黒部分が一定値となる補正値を求めて処理するので、請求項３と比較して解析精度を上げることができ、計算量も少なくてすむ。また、各白部分若しくは黒部分が一定値となるような補正値を求めて処理すれば、計算量は増えるものの、リアルタイム処理が可能となる。
【０１１７】
請求項５に記載されている装置によれば、請求項２の結果を速度変動の方向（基準値より速いか遅いか）の判断にのみ使用し、速度変動量の計算にはＡ／Ｄ出力結果の櫛形フィルタ処理結果の絶対値を使用している。
【０１１８】
従って、最終的に得られる解析結果には黒線部から白線部及び又は白線部から黒線部の両方の変化部分が反映されるため、解析精度を高めることができるという効果がある。
【０１１９】
また、全画像データに対して一律な補正係数を使用する白（又は黒）シェーディング補正処理を行った上で上記処理を行えば、スキャナの画像読み取り用信号処理システムの調整不足により、等ピッチスケールの画像データの白レベルが一定値を示さない場合でも、速度変動解析が可能となる。さらに、白レベル（又は黒レベル）補正値は画像全体に渡り１つの値しか使用しないため、計算量も少なくて済むという効果もある。
【０１２０】
さらに、各白線（又は黒線）部分の数値がＡ／Ｄコンバータのフルビット値（又はゼロ値）となるような補正係数を各白線（又は黒線）部分について個別に算出し、元の画像データにこの補正係数を掛けた後、上記処理を行うようにすれば、シェーディングレベルがスキャン中に変動する場合においても、解析精度を低下させることなく精度良く速度変動量を解析することができるという効果がある。
【０１２１】
また、画像読み取り部分の状態が画像読み取り中に変化する場合においても、さらに高い解析精度を得ることができるという効果もある。
【０１２２】
請求項６に記載されている装置によれば、補正値は白線部分と黒線部分の分離のためにだけ使用し、速度変動量の計算には補正前のデータを使用するので、さらに解析精度を高くすることができるという効果がある。
【０１２３】
また、各白線（又は黒線）部分の数値がＡ／Ｄコンバータのフルビット値（又はゼロ値）となるような補正係数を各白線（又は黒線）部分について個別に算出して補正を行うこともでき、シェーディングレベルがスキャン中に変動する場合においても、解析精度を低下させることなく精度良く速度変動量を解析することができると共に解析精度を更に高くすることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の画像読み取り装置の構造を説明する図である。
【図２】一実施形態の画像読み取り装置の構造を説明する図である。
【図３】一実施形態の画像読み取り装置の構造を説明する図である。
【図４】一実施形態の画像解析用チャート１７を説明する図である。
【図５】一実施形態の手法を表す概念図である。
【図６】一実施形態における各信号の時間的関係等を表す説明図である。
【図７】一実施形態の画像解析用チャート１７の構成図である。
【図８】一実施形態のフローチャートを示す図面である。
【図９】一実施形態の基本概念を、シミュレーションデータを使用して表した図である。
【図１０】一実施形態の基本概念を、シミュレーションデータを使用して表した図である。
【図１１】一実施形態の基本概念を、シミュレーションデータを使用して表した図である。
【図１２】一実施形態の基本概念を、シミュレーションデータを使用して表した図である。
【図１３】一実施形態の基本概念を、シミュレーションデータを使用して表した図である。
【図１４】一実施形態の画像解析用チャート１７の構成を説明する図である。
【図１５】一実施形態のフローチャートを示す図面である。
【図１６】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図１７】一実施形態の解析方法を表した図である。
【図１８】一実施形態の解析方法を表した図である。
【図１９】一実施形態のフローチャートを示す図面である。
【図２０】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図２１】一実施形態の解析方法を説明する図である。
【図２２】一実施形態の解析方法を説明する図である。
【図２３】一実施形態の解析方法を説明する図である。
【図２４】一実施形態のフローチャートを示す図面である。
【図２５】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図２６】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図２７】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図２８】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図２９】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図３０】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図３１】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図３２】一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図３３】従来技術のフローチャート表す図面である。
【符号の説明】
１  原稿
２  ガラス板
３  光源
４  第１ミラー
５  ランプユニット
６  第２ミラー
７  第３ミラー
８  第２、３ミラーユニット
９  光学レンズ
１０  ラインセンサ
１１  Ａ／Ｄコンバータ
１２  走査ユニット
１３  原稿搬送ローラ（上流、下側）
１４  原稿搬送ローラ（上流、上側）
１５  原稿搬送ローラ（下流、下側）
１６  原稿搬送ローラ（下流、上側）
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003545926.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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