(57)【要約】【課題】色の歪みを補正するための方法およびシステム。【解決手段】スキャンされた校正画像の各ピクセル列に沿って第一色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを計算することにより色の歪みの補正が得られる。カラーシフトは色の歪みに対する補正を定義し、補正は次に続く読取画像に適用される。色の歪みを補正するためのシステムおよびカラーシフトを判断するように構成された画像処理チップも説明される。【選択図】  図３
2006050627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の歪みを補正する方法であって、
校正画像をスキャンする操作と、
校正画像の各ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを計算する操作で、前記カラーシフトは色の歪みに対する補正を定義する操作と、
前記補正を続く読取画像に適用する操作と、
を含む方法。
【請求項２】
さらに第一および第二の色チャンネルにノイズ削減を適用する、請求項１に記載される方法。
【請求項３】
校正画像の各ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二チャンネルに対するカラーシフトを計算する操作が、
第一の色チャンネルにおけるピクセル行に沿って、ピクセル列上に位置するピクセルを含む第一ピクセル・グループを選択する操作と、
第二の色チャンネルにおいて該ピクセル行に沿った第二ピクセル・グループを選択する操作と、
第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの該ピクセル行に沿った各増分シフトについて第二ピクセル・グループとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算する操作であって、前記差は各増分シフトに関わるコストを定義するものと、
各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出する操作であって、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義するものと、
を含む請求項１に記載される方法。
【請求項４】
さらに各ピクセル列に対し各操作を繰り返すことからなる請求項３に記載される方法。
【請求項５】
校正画像はピクセル列が少なくともパターンの１つのエッジに近接するように並べられたパターンからなる請求項３に記載される方法。
【請求項６】
ピクセル列が該少なくともパターンの１つのエッジの近辺にある場合該ピクセル列は該少なくともパターンの１つのエッジに近接しており、該近辺は第一ピクセル・グループのピクセル数の半分と定義される請求項５に記載される方法。
【請求項７】
各パターンは正方形、長方形、円形、直線セグメント、および三角形からなるグループから選択される請求項５に記載される方法。
【請求項８】
各パターンはピクセル列に沿ってずれている請求項５に記載される方法。
【請求項９】
各パターンの行は相互にシフトしている請求項５に記載される方法。
【請求項１０】
校正画像が黒および白のパターンからなる請求項１に記載される方法。
【請求項１１】
ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二チャンネルに対するカラーシフトを判断する方法であって、
各ピクセル行に対し、第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算する操作で、前記第一ピクセルグループはピクセル列を交差する操作するものと、
各ピクセル行の各増分シフトにおける差を合計し、各増分シフトに関わるコストを定義する操作と、
各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出する操作であって、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義する操作と、
を含む方法。
【請求項１２】
第一および第二ピクセル・グループは各々、ピクセル行の各々に沿ったピクセルからなる請求項１１に記載される方法。
【請求項１３】
さらに次のピクセル列に対し各操作を繰り返すことからなる、請求項１１に記載される方法。
【請求項１４】
各ピクセル行に対し、第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトについて対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算する操作が、
第一ピクセル・グループおよび第二ピクセル・グループの対応するピクセル間のピクセル色彩値の第一の差を計算する操作と、
第二ピクセル・グループをピクセル行に沿って分数増分でシフトする操作と、
第一ピクセル・グループおよび第二ピクセル・グループの対応するピクセル間のピクセル色彩値の第二の差を計算する操作と、
次の分数的シフトに対し各操作を繰り返す操作と、
を含む請求項１１に記載される方法。
【請求項１５】
ピクセル色彩値が各分数増分において補間される、請求項１４に記載される方法。
【請求項１６】
分数増分が0.01ピクセルから0.5ピクセルの範囲にある、請求項１４に記載される方法。
【請求項１７】
シフトが２つの予め定義されたシフト境界線内で起こる、請求項１４に記載される方法。
【請求項１８】
予め定義されたシフト境界線が-2ピクセルから+2ピクセルの範囲にある、請求項１７に記載される方法。
【請求項１９】
第一および第二ピクセル・グループが同じピクセル数を有する、請求項１１に記載される方法。
【請求項２０】
第一および第二ピクセル・グループが各々ピクセル行に沿って200ピクセルを含む、請求項１１に記載される方法。
【請求項２１】
第一および第二ピクセル・グループが各々赤チャンネル、青チャンネル、および緑チャンネルからなるグループから選択される、請求項１１に記載される方法。
【請求項２２】
色の歪みを補正するシステムであって、
各ピクセル行に対し、第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算するロジックであって、前記第一ピクセル・グループがピクセル列を交差するものと、
各ピクセル行の各増分シフトにおける差を合計し、各増分シフトに関わるコストを定義するロジックと、
各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出するロジックであって、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義し、カラーシフトは色の歪みに対する補正を定義するものと、
を含む画像処理モジュールを含む画像読取装置からなるシステム。
【請求項２３】
画像処理モジュールがさらに補正を続く読取画像に適用するロジックを含む、請求項２２に記載されるシステム。
【請求項２４】
ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二チャンネルに対するカラーシフトを判断するように構成された画像処理チップであって、
第一の色チャンネルにおけるピクセル行に沿って、ピクセル列上に位置するピクセルを含む第一ピクセル・グループを選択する回路と、
第二の色チャンネルにおいて該ピクセル行に沿った第二ピクセル・グループを選択する回路と、
第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの該ピクセル行に沿った各増分シフトについて第二ピクセル・グループとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算する回路で、差は各増分シフトに関わるコストを定義する回路と、
各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出する回路で、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義する回路と、
を含むチップ。
【請求項２５】
前記画像処理チップが画像読取装置またはプリンタに組み入れられた、請求項２４に記載される画像処理チップ。
【請求項２６】
ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二チャンネルに対するカラーシフトを判断するためのプログラム命令を有するコンピュータ読取可能な媒体であって、
各ピクセル行に対し、第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算するためのプログラム命令で、前記第一ピクセル・グループがピクセル列を交差するプログラム命令と、
各ピクセル行の各増分シフトにおける差を合計し、各増分シフトに関わるコストを定義するためのプログラム命令と、
各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出するためのプログラム命令で、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義し、前記カラーシフトは色の歪みに対する補正を定義するプログラム命令と、
を含む媒体。
【請求項２７】
各ピクセル行に対し、第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトとの対応ピクセル間でピクセル色彩値の差を計算するプログラム命令が：
第一ピクセル・グループおよび第二ピクセル・グループの対応するピクセル間のピクセル色彩値の第一の差を計算するためのプログラム命令；
第二ピクセル・グループをピクセル行に沿って分数増分でシフトするためのプログラム命令；
第一ピクセル・グループおよび第二ピクセル・グループの対応するピクセル間のピクセル色彩値の第二の差を計算するためのプログラム命令；および
次の分数的シフトに対し各操作を繰り返すためのプログラム命令；
を含む請求項２６に記載されるコンピュータ読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に文書複製システムに関し、より具体的には色の歪みを補正するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナは紙などの媒体に印刷される画像を取り込み、その画像をコンピュータが使用できる形にデジタル化する装置である。スキャナのほとんどは荷電結合素子（ＣＣＤ）のアレーを使用するが、これは画像の各構成要素を、強度が色スペクトルにおける色に関連付けされる電荷に変換した形で印刷画像を検出することのできる受光子が密に詰められた複数の列で構成される。印刷画像をスキャンする際、３つの色チャンネル（color channels）（赤、緑、および青）は各々色の歪みを受ける可能性があり、この場合緑および青のチャンネル双方が赤のチャンネルに対しシフトする。人は緑および赤に比べ青に対し感度が悪いため、スキャナにおいて緑または赤のＣＣＤに比べ品質の落ちる青のＣＣＤを使用することにより色の歪みが起こり得る。色の歪みはさらに温度および湿度の変化によるレンズの歪みから生じることもある。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第2003/0174353号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１Ａはスキャナが印刷画像をスキャンするところの簡略図である。スキャナ要素102 は矢印104で示される方向に印刷画像106をスキャンする。スキャナ要素102 は印刷画像106の各構成要素を赤、緑、および青のピクセル色彩値に変換するＣＣＤのアレーを含む。図１Ａで示すように、印刷画像106は白の背景に対し一行に並んだ５個の黒色正方形を含む。従ってスキャンされた画像は印刷画像106の正確な複写で黒と白しか色がないと予想される。
【０００５】
しかし図１Ｂで示すように、実際にスキャンされた画像108は黒および白に加えて他の色を含んでいる。加えられた色は上述の色の歪みによりもたらされる。特に、いくつかの正方形のエッジは完全な黒でなく、多少黄色または多少青である。スキャンされた画像108の中央には色の歪みがなく、その結果中央の正方形は完全に黒である。しかしながら、スキャンされた画像108の左側110では青のチャンネルが著しく右にシフトしており、その結果左エッジ114が青で、右エッジ116が黄色の 正方形となる。逆にスキャンされた画像108の 右側112では青のチャンネルが著しく左にシフトしており、左エッジ118が黄色で右エッジ120が青の正方形となっている。
【０００６】
上記に鑑み、スキャンされた画像における色の歪みを補正する方法およびシステムを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
おおまかに言って、本発明は色の歪みを補正する方法およびシステムを提供することによりこれらの必要性を満たす。本発明は方法、システム、または装置を含み、多数の形で実施できることが理解されよう。本発明の創意に富んだ実施形態がいくつか下記に説明される。
【０００８】
本発明の第一の態様において、色の歪みを補正する方法が提供される。この方法では校正画像が最初にスキャンされる。その後校正画像の各ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトが計算される。カラーシフトは色の歪みの補正を定義し、補正はその後スキャンされる画像に適用される。
【０００９】
本発明の第二の態様において、ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを判断する方法が提供される。この方法では各ピクセルの行に対し第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの増分シフト毎との対応するピクセル間におけるピクセル色彩値の差が計算され、ここで第一ピクセル・グループはピクセル列に交差する。各ピクセル行の増分シフト毎における差は次に合計され、各増分シフトに関連するコストが定義される。その後各増分シフトに関わるコストから最小コストが抽出され、最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義する。
【００１０】
本発明の第三の態様で、色の歪みを補正するシステムが提供される。色の歪みの補正システムは画像処理モジュールを有するスキャナを含む。画像処理モジュールは：各ピクセルの行に対し第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの増分シフト毎との対応するピクセル間におけるピクセル色彩値の差を計算するロジック；ピクセル行の増分シフト毎における差を合計し、各増分シフトに関連するコストを定義するロジック；および各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出するロジックを含む。最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義し、ここでカラーシフトは色の歪みに対する補正を定義する。
【００１１】
本発明の第四の態様で、ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを判断するように構成された画像処理チップが提供される。画像処理チップは：第一の色チャンネルにおけるピクセル行に沿って第一ピクセル・グループを選択する回路；第二の色チャンネルにおけるピクセル行に沿って第二ピクセル・グループを選択する回路；各ピクセルの行に沿って第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの増分シフト毎に第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループとの対応するピクセル間のピクセル色彩値の差を計算する回路で、差が各増分シフトに関わるコストを定義する回路；および各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出する回路を含む。最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを定義する。
【００１２】
本発明の第五の態様で、ピクセル列に沿って第一色チャンネルの、第二色チャンネルに対するカラーシフトを判断するためのプログラム命令を有するコンピュータ読み取り可能な媒体が提供される。コンピュータ読み取り可能な媒体は、各ピクセルの行に対し第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの増分シフト毎との対応するピクセル間におけるピクセル色彩値の差を計算するためのプログラム命令を含む。第一ピクセル・グループはピクセル列と交差する。さらにコンピュータ読み取り可能な媒体は、増分シフト毎の各ピクセル行の差を合計するプログラム命令を含む。差の合計は各増分シフトに関わるコストを定義する。各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出するためのプログラム命令も含まれる。最小コストはピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対しカラーシフトを定義する。
【００１３】
発明の他の態様および利点は、発明の原理を例示する添付図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
色の歪みを補正するための方法およびシステムに関する発明が説明される。本開示に照らし、本発明は以下の具体的な詳細の一部またはすべてなしでも実施できることが当業者には明らかになろう。他面、本発明を不必要に不明瞭にせぬよう周知のプロセス操作は詳細に説明されていない。
【００１５】
ここで説明される実施形態は色の歪みを補正するための方法およびシステムを提供する。基本的には、校正画像を使用してカラーシフトを計算し、続く画像に対し対応補正を計算する。下記により詳細に説明されるように、カラーシフトは異なった色チャンネル間の差を調べることにより計算される。そこで色の歪みに対する補正は計算されたカラーシフトから得られ、続いてスキャンされる画像に適用することができる。
【００１６】
図２Ａは色の歪みのない理想的な読取画像の簡略化されたブロック図である。図２Ａに示すように、例示の目的からスキャナでスキャンされる実際画像302は１行に沿った２つの黒の構成要素および５つの白の構成要素からなる。ＣＣＤのアレーは実際画像における各構成要素が赤、緑、および青（ＲＧＢ）の色彩値を有するピクセルに変換されるように実際画像302を検出する。当業者はＲＧＢがコンピュータ・ディスプレーに使用される色を表すシステムを示すことを理解しよう。赤、緑、および青は各種の割合で組み合わせることにより可視スペクトルにおける任意の色を得ることができる。赤、緑、および青の度合いは0から255までの範囲の１０進数で表すことができ、ここで0は低輝度を表し、255は高輝度を表す。この結果、スキャナは実際画像302をスキャンし、対応する黒および白のピクセルを有する理想的な読取画像304を出力する。
【００１７】
カラーシフトのない理想的なスキャンでは、理想的読取画像304におけるピクセルの色チャンネル各々は直接的に実際画像302の対応する構成要素各々と相互に関連する。例えば、理想的な読取画像304のピクセル312は実際画像302の構成要素308の白色と直接的に対応する色彩値を有する。構成要素308においてＣＣＤは各色チャンネルに対し１０進値255という最高輝度を検出する。かくして255という色彩値は理想的な読取画像304の白色ピクセル312をもたらす。同様に、理想的な読取画像304のピクセル314は実際画像302の構成要素310の黒色と直接的に対応する色彩値を有する。構成要素310において別のＣＣＤは各色チャンネルに対し１０進値0という最低輝度を検出する。かくして0という色彩値は理想的な読取画像304の黒色ピクセル314をもたらす。
【００１８】
これに対し図２Ｂは色の歪みのある読取画像のブロック図である。この場合もスキャナは図２Ａにおける実際画像302をスキャンしている。しかし読取画像306は黒と白だけでなく、青および黄色も含んでいる。ここで赤および緑のチャンネルは直接的に実際画像302の対応する各構成要素に相互に関連する。これに対し青チャンネルは、図２Ｂに示すように、右にシフトしているのでＣＣＤは青を実際画像302の対応する構成要素においてではなく、対応する構成要素の左にある構成要素において検出する。例えば読取画像306のピクセル320は実際画像302の黒色構成要素310と直接対応する赤および緑の色彩値を有する。青チャンネルが右にシフトしているので、青の色彩値は対応する黒色構成要素310の代わりに白色構成要素324に一致する。この結果、ピクセル320は0の赤の色彩値、0の緑の色彩値、および255の青の色彩値を有する。ピクセル320にとって赤および緑の欠如は青色をもたらす。同様に読取画像306のピクセル322は実際画像302の白色構成要素308と直接対応する赤および緑の色彩値を有する。これに対し、青の色彩値は対応する白色構成要素308の代わりに黒色構成要素326に一致する。この結果、ピクセル322は255の赤の色彩値、255の緑の色彩値、および0の青の色彩値を有する。このＲＧＢ色彩の組み合わせはピクセル322にとって黄色をもたらす。
【００１９】
図２Ａおよび図２Ｂで見られるように、上記色の歪みは読取画像306の列に沿って限定され、読取画像の行に沿っては現れない。列はスキャナが実際画像302をスキャンする方向と同じ配向である。従って、図１Ｂ、２Ａ、および２Ｂは垂直方向に色の歪みを示すが、スキャナが実際画像302を水平方向にスキャンする場合は色の歪みが水平方向に生じることができる。例示の目的から、図２Ｂは青チャンネルが赤および緑のチャンネルに対して１ピクセル右にシフトしていることを示す。しかし実際には、青チャンネルが分数の増分でシフトする可能性の方が高い。分数の増分例としては0.01ピクセル、0.02ピクセル、0.1ピクセル、0.4ピクセル、0.5ピクセル等々が含まれる。
【００２０】
図３は本発明の一実施形態による、色の歪みを補正する方法のハイレベル概要を示すフローチャート図である。図３に示すように、操作202に始まり、スキャナはまず校正画像をスキャンする必要がある。校正画像は通常スキャナの製造者が提供する印刷画像で、より詳細に後述するように、校正画像は校正画像の列に沿ったカラーシフトを判断するために特に適した特殊なパターンを有する。その後操作204で、スキャンされた校正画像を用いて各ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンエネルに対するカラーシフトが計算される。第一および第二の色チャンネルは排他的な色チャンネルの任意の組み合わせで良い。例えば色チャンネルの組み合わせ例は赤／青、赤／緑、および赤／緑、および青／緑を含む。一実施形態では、カラーシフトが計算される前に通常のノイズ削減アルゴリズムを適用して色チャンネルの任意の組み合わせのノイズをまず除くことができる。操作204で計算されるカラーシフトは色の歪みに対する補正を定義する。補正は格納され、操作208において、後ほど適用して続く読取画像を補正することができる。
【００２１】
図４Ａおよび４Ｂは本発明の一実施形態による、校正画像を示す図である。校正画像は各種パターンからなることができる。パターンの実施形態例には正方形、長方形、円形、線形セグメント、三角形等々、が 含まれる。図４Ａおよび４Ｂは各々円形および正方形パターンの繰り返しを示す。しかし、パターンは適当な任意のパターンの混合であっても良い。例えば一実施形態で、校正画像は三角形および円形パターンの混合を含むことができる。 さらに、パターンは任意の適当な配向であって良い。例えば一実施形態で、校正画像は斜めの線形セグメントの繰り返しを含むことができる。図４Ａおよび４Ｂの校正画像は黒白であるが、任意の適当な色彩を使用することができる。図４Ａおよび４Ｂで黒白が使用されるのは、理想的な条件ではＲＧＢの色チャンネルが黒または白でほとんど同一であり、黒および白の校正画像を使用するとカラーシフトの計算を容易にすることができるためである。
【００２２】
上述のとおり、色の歪みは列のエッジに沿って生じる。そのため、カラーシフトを計算するためにはエッジで取られたデータのサンプルが必要である。具体的には、特定のピクセル列におけるカラーシフトを計算するには、エッジにおけるデータのサンプルが得られるようにピクセル列が少なくとも１つのエッジに近接している必要がある。従って校正画像におけるパターンは、パターンの少なくとも１つのエッジはカラーシフトが計算される列に近接するように配置される。一実施形態で、ピクセル列がピクセル・グループ内のピクセル数の半分以内にあればパターンのエッジはピクセル列に近接している。より詳しく後述されるように、ピクセル・グループは色チャンネル内で選ばれた行に沿ってグループ化された連続的ピクセルの行である。言い換えると、ピクセル列が±（ピクセル・グループ内のピクセル数）／２以内または、より詳しく後述されるように、列が±Ｍ近辺以内であれば、エッジはそのピクセル列に近接している。
【００２３】
図４Ａおよび４Ｂに示すとおり、一実施形態では校正画像の各パターン行は互いにややシフトしているのでパターンはピクセル列に沿ってずれている。パターンのわずかなシフトにより、各ピクセル列が少なくとも１つのエッジに近接していることが保証される。カラーシフトが計算されるピクセル列が少なくとも１つのエッジに近接している限り、パターンは任意の適当な間隔を持って良い（例えば0.01ピクセル、0.02ピクセル、1ピクセル、10ピクセル、等々）。スキャナは、最初に製造された時点で校正画像をスキャンして校正できる。さらに、スキャナが製造された後、温度変化、湿度変化、およびレンズの磨耗はすべて色の歪みに影響を与えるので、スキャナの寿命を通して定期的に校正画像をスキャンし、スキャナを再校正することができる。代表的な周期としては、６ヶ月毎にスキャナを校正することである。
本発明の一実施形態ではカラーシフトを判断するために、上述の校正画像の代わりに他の自由な画像を用いて良いことが理解されよう。この実施形態ではソーベル・エッジ検出、カニー・エッジ検出などの通常のエッジ検出アルゴリズムが自由な画像上のエッジを検出し、検出されたエッジはカラーシフトの計算や補正を行なうために用いられる。このように、一実施形態では自動的なエッジ検出により、読取画像のエッジが自動的に検出されるので校正画像を用いた校正が省かれ、カラーシフトの補正は自動的に計算されて読取画像に適用される。カラーシフトの補正は実質的に画像がスキャンされる度に計算される。
【００２４】
図５は本発明の一実施形態による、ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを判断する方法のハイレベル概要を示すフローチャート図である。操作502に始まり、各行について第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループおよび第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトに対し、対応するピクセル間のピクセル色彩値の差が計算される。つまり、より詳しく後述されるように、第一の色チャンネルにおける１つのピクセル行に沿った第一ピクセル・グループが選択され、第二の色チャンネルにおける同じピクセル行に沿った第二ピクセル・グループが選択される。一実施形態で、第一ピクセル・グループ および第二ピクセル・グループは同数のピクセルを有する。従って等しいピクセル数により第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループとでピクセルが１対１の対応をすることができる。別の実施形態では、より詳しく後述するように、第一ピクセル・グループおよび第二ピクセル・グループはピクセル数が同数でない。
【００２５】
各ピクセルはＲＧＢの色チャンネルの１つにおける色彩値を有し、第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループ間で、ピクセル行に沿った第二ピクセル・グループの各増分シフトに対し対応するピクセルのピクセル色彩値の差が計算される。つまり、第一ピクセル・グループが静止しているのに対し第二ピクセル・グループはピクセル行に沿ってシフトする。行ｊにおいて、各シフトにつき第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループ間の色彩値の差は次のように計算される。
【００２６】
【数１】
2006050627.tif 000003
【００２７】
ここで2M+1のピクセル数を有するピクセル・グループ内の各ピクセル(n)につき、シフトSb(n)毎に青および赤チャンネルにおいて対応するピクセルのピクセル色彩値を引くことによって平均二乗誤差が定義される。近辺M はピクセルkの右と左にあるピクセルを表す。より詳しく後述されるように、kはピクセル列を交差するピクセルを表す。従って近辺Mにおけるピクセル数は第二ピクセル・グループにおけるピクセル数の半分である。
【００２８】
2006050627.tif 000004
【００２９】
【数２】
2006050627.tif 000005
【００３０】
図５で示すように、操作504において各増分シフトにおける各ピクセル行の差は次に合計され、各増分シフトに関わるコストが定義される。コストは次のように計算される。
【００３１】
【数３】
2006050627.tif 000006
【００３２】
ここでRows は校正画像におけるピクセル行の合計数である。次に操作506で、各増分シフトに関わるコストから最小コストが抽出される。カラーシフトは最小コストに対応する増分シフトである。数学的には次の通りである。
【００３３】
【数４】
2006050627.tif 000007
【００３４】
計算されたカラーシフトは１つのピクセル列に沿っている。画像全体の色の歪みを補正するには、カラーシフトが補正される各ピクセル列について上述の計算を繰り返せば良い。
【００３５】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは本発明の一実施形態による、青のチャンネルにおける第一ピクセル・グループに対して赤のチャンネルにおける第二ピクセル・グループのシフトを示す簡略化されたブロック図である。上述のとおり、ピクセル色彩値の差は第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループと、第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトについて、対応するピクセル間で計算される。図６Ａ，６Ｂ，および６Ｃはピクセル１行から赤チャンネルおよび青チャンネルを示す。ピクセル色彩値の差を計算するには、青チャンネルにおけるピクセル行に沿った第一ピクセル・グループ614が選択され、赤チャンネルにおける同じピクセル行に沿った第二ピクセル・グループ612がさらに選択される。ピクセル・グループは行に沿ってグループ化された連続的ピクセルの行である。図６Ａに示すように、各ピクセル・グループ612および614は３つのピクセルからなる。しかし、ピクセル・グループ612および614は適当なピクセルを任意の数含むことができる。例えば、一実施形態では300ドット／インチ（ｄｐｉ）のスキャナにおいてピクセル・グループはピクセル行に沿って200の連続的ピクセルを含む。別の実施形態では600ｄｐｉスキャナにおいてピクセる・グループはピクセル行に沿って400ピクセルを含む。
【００３６】
第二ピクセル・グループ612はピクセル行に沿ってどこに位置しても良い。しかし、同じピクセル行に沿った第一ピクセル・グループ614はカラーシフトが計算されるピクセル列に位置するピクセルk 616を含む。つまり、第一ピクセル・グループはピクセル列に交差し、その結果第一ピクセル・グループはピクセル列の近辺にある。さらに一実施形態では第一ピクセル・グループ614および第二ピクセル・グループ612は同一のピクセル数を有する。このように、等しいピクセル数は第一ピクセル・グループ614および第二ピクセル・グループ612との間でピクセルの１対１の対応ができる。
【００３７】
シフトは予め定義された２つのシフト境界610間で起こる。図６Ａに示すように、予め定義されたシフト境界610は±1ピクセルである。しかし予め定義されたシフト境界610は任意の適当な境界（例えば±0.5ピクセル、±1ピクセル、±2ピクセル、等々）を含むことができ、整数に限定される必要はない。一実施形態では、予め定義されたシフト境界がスキャナまたはＣＣＤ製造者が指定する最大カラーシフト誤差に設定される。例えば300ｄｐｉスキャナの最大シフト誤差は通常1ピクセル以下である。600ｄｐｉスキャナの最大シフト誤差は通常2ピクセル以下である。従ってこれら製造者の推奨シフト誤差を用いて対応するシフト値を判断することができる。
【００３８】
図６Ｂに示すように、第二ピクセル・グループ612は第一ピクセル・グループに対し1ピクセル右にシフトしている。第一ピクセル・グループ614とシフトされた第二ピクセル・グループ612との対応するピクセル間のピクセル色彩値の差を計算する前述の差の方程式(1) および(2)によれば、第一ピクセル・グループのピクセル色彩値がまず第二ピクセル・グループの対応するピクセル色彩値から差し引かれる。図６Ｂで、第一ピクセル・グループ614は青チャンネルにおいて ピクセル色彩値[255, 0, 0]を有する。 1 のピクセル・シフトにおいて第二ピクセル・グループも赤チャンネルにおいてピクセル色彩値[255, 0, 0]を有する。この結果、[255, 0, 0]から[255, 0, 0]を差し引くと[0, 0, 0]になる。[0, 0, 0]の値は次に合計され、これにより1 ピクセル・シフトにおける差は0+0+0 = 0となる。この差の計算例は予め定義されたシフト境界610内の各ピクセル・シフトについて繰り返される。
【００３９】
シフトは任意の適当な増分によることができる。前述のように、色チャンネルは分数増分でシフトする可能性の方が高い。従ってシフトも分数増分によることができる。一実施形態で、300ｄｐｉスキャナにおけるシフトは0.02ピクセルに設定される。別の実施形態で、600ｄｐｉにおけるシフトは0.01ピクセルに設定される。シフトが分数である場合、ピクセル色彩値は各分数増分において補間される。当業者は知るように、補間方法は各種存在する（例えば直線補間、多変量多項式補間、ラグランジュの補間、等々）。例えば図６Ｃに示すように、第二ピクセル・グループ612が第一ピクセル・グループ614に対し1/2ピクセルのシフトがあった場合、第二ピクセル・グループ612の255から0の間のピクセル色彩値を計算する必要がある。直線補間を適用するとピクセル色彩値は第一ピクセル値の半分と第二ピクセル値の半分の和となる（つまり1/2(255) + 1/2(0) = 127.5）。
【００４０】
図７は本発明の一実施形態による、ピクセル列に沿ったカラーシフトの計算を示すためにピクセル２行から得た典型的なデータの表である。ピクセル色彩値の差が計算された後、各増分シフトに関わるコストが判断される。図７の表はピクセル列に沿ったコストおよび色彩値の計算を例示する典型的データを含む。具体的に、図７の表はピクセル行１およびピクセル行２に沿って各増分シフトについて計算された典型的な差を含む。前述のように、
【数３】
2006050627.tif 000008
従って0.01のピクセル・シフトにおいては、
Cost (0.01 pixel shift) = differenceRow1 (50) + differenceRow2 (5) = 55.
言い換えれば、0.01ピクセル・シフトにおけるコストはシフト0.01における行１の差およびシフト0.01における行２の差の和となる。このように図７の表で示すように、各増分シフトに関わるコストは[55, 40, 28, 0, 30]と計算される。
【００４１】
上述の計算された差は、グループ同士のピクセル数が同じな場合の第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループの対応するピクセル間の差である。しかし本発明の別の実施形態により、第一ピクセル・グループと第二ピクセル・グループは異なったピクセル数を含むことができる。例えば、青チャンネルにおける第一ピクセル・グループのピクセルは赤チャンネルにおける第二ピクセル・グループのより少数のピクセル（すなわちピクセルの範囲）に対応することができる。この実施形態では方程式(1)および(2)に従って差を計算する際、ピクセル間の対応は拡大縮小してしかるべく位置付けられる。例えば、図６Ｂおよび６Ｃにおける矢印は異なった色チャンネルのピクセル間の対応を表す。青チャンネルにおける第一ピクセル・グループと赤チャンネルにおける第二ピクセル・グループは同数のピクセルを有するのでピクセル間に１対１の対応があるため、矢印の間隔は等しい。従ってピクセル間のシフトは一定である。しかしピクセル数が異なる場合、ピクセル間のシフトが一定でないことを反映して矢印は縮小または拡大される。代わりに局部直線、または局部多項式シフトなど、より複雑なシフトを組み込むことができる。
【００４２】
図７に戻り、上述のように最小コストは次に各増分シフトに関わるコストから抽出される。最小コストに対応する増分シフトがピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二チャンネルに対するカラーシフトを定義する。ここで、[55, 40, 28, 0, 30]から抽出される最小コストは0である。この最小0コストは0.04ピクセルのシフトに対応する。従って、特定のピクセル列に沿ったカラーシフトは0.04ピクセルと計算される。カラーシフトは次に色の歪みを補正するために用いられる。つまり、カラーシフトは色の歪みの補正を定義する。
【００４３】
図８は本発明の一実施形態による、画像の各ピクセル列の計算されたカラーシフトのグラフである。ピクセル列のカラーシフトが計算された後、例示の目的からカラーシフトをグラフに描くことができる。図８に示すように、グラフは横軸801および縦軸802を含む。横軸801は画像のピクセル列を表し、縦軸802はカラーシフトを（ピクセル単位で）表す。グラフは赤チャンネルに対する青および緑チャンネル双方を描いている。赤のシフト線808は赤のシフトを表し、緑のシフト線806は赤チャンネルに対する緑のシフトを表し、青のシフト線804は赤チャンネルに対する青シフトを表す。
【００４４】
平坦な赤シフト線808から分かるように、赤チャンネルが基準に使用されているので赤シフトはない。スキャナ製造者は通常青色に関わり品質の落ちる部品を使用するので、予想通り青シフト線804が最高±0.8ピクセルの最も大きいシフトを示す。さらに読取画像を実際に観察した場合と同様に、計算されたグラフは画像の左側および右側で逆のカラーシフトを示し、画像の中央にはカラーシフトがない。
【００４５】
図９Ａは本発明の一実施形態による、色の歪みを補正するシステムの簡略化されたブロック図である。システムは画像読取装置1102（すなわちスキャナ）、画像処理モジュール1104、およびプリンタ1106を含む。別の実施形態で画像処理モジュール1104は、画像処理モジュール1104とプリンタ1106との間に位置し、画像処理モジュール1104が画像を処理した後、さらに複合文書を分割し、増強させる画像増強モジュール（例示せず）と共同で作用するように設計できる。複合文書の分割および画像増強に関する詳細情報については2003年7月23日に申請され、「複合文書の分割のための方法および装置」と題される米国特許出願No. 10/625,107を参照されたい。同出願の開示はここに引用することにより、あらゆる目的においてすべて本明細書に組み込まれる。
【００４６】
一実施形態において、システムは画像読取装置1102、画像処理モジュール1104、およびプリンタ1106を含むコピー機である。別の実施形態で、システムは画像読取装置1102および画像処理モジュール1104を含む。本発明の一実施形態により、画像処理モジュール1104はさらに画像読取装置1102またはプリンタ1106に含まれても良い。本発明の実施形態はぐれー・スケール画像にも適用できるので、画像読取装置1102はカラーまたはグレー・スケールで画像を取り込む任意の適当な種類の装置で良い。プリンタ1106はコンピュータまたは画像読取装置1102からカラーまたはグレー・スケールでテキストおよび画像出力を受け入れ、情報を紙に移転する任意の適当な種類の装置を含む。
【００４７】
一実施形態で、色の歪みを補正する機能は画像処理モジュール1104に組み入れられる。従って画像処理モジュール1104は画像読取装置1102から受信した読取画像の色の歪みを処理の上補正し、補正された画像を印刷するためにプリンタ1106に出力する。画像処理モジュール1104は図３および５に関連して前述のロジックを含む。代表的な一実施形態では、画像処理モジュール1104が、各ピクセル行について第一の色チャンネルにおける第一ピクセル・グループおよび第二の色チャンネルにおける第二ピクセル・グループの各増分シフトにおいて対応するピクセル間のピクセル色彩値の差を計算するロジック・モジュールを含む。各増分シフトにおける各ピクセル行の差を合計し、各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出するロジック・モジュールも含まれる。上記ロジック・モジュールがハードウェア、ソフトウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを含み得ることが理解されよう。
【００４８】
図９Ｂに示すように画像読取装置1102 またはプリンタ1106は、本発明に一実施形態により、ピクセル列に沿った第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを判断するように構成された画像処理チップ1110を含むことができる。図５に関連した説明されたカラーシフトを判断するための機能は画像処理チップ1110などの半導体チップまたは集積回路に組み入れ得ることが当業者には理解されよう。例えば一実施形態では、画像処理チップ1110が：第一の色チャンネルにおけるピクセル行に沿った第一ピクセル・グループを選択する回路；第二の色チャンネルにおけるピクセル行に沿った第二ピクセル・グループを選択する回路；第一ピクセル・グループと、第二ピクセル・グループのピクセル行に沿った各増分シフトについて第二ピクセル・グループとの対応するピクセル間のピクセル色彩値の差を計算する回路；および各増分シフトに関わるコストから最小コストを抽出する回路を含む。
【００４９】
ここで説明される機能は適当なハードウェア記述言語（ＨＤＬ）によりファームウェアに統合できることが当業者には明らかであろう。例えば、図３および５に関連して本明細書で説明した必要な機能を提供するためにＨＤＬ（ＶＥＲＩＬＯＧなど）を用いてファームウェアおよびロジック・ゲートのレイアウトを統合し、色の歪みの補正方法および関連機能のハードウェアによる実施を提供することができる。このように、本明細書で説明される実施形態は本明細書で説明される機能を達成する任意の適当な形またはフォーマットで取り込む事ができ、特定の形またはフォーマットに限定されるものではない。例えば一実施形態で画像処理モジュール1104または画像読取装置1102は色の歪みを補正する機能を含むがピクセル列に沿ってカラーシフトを判断する機能は含まないかもしれない。この実施形態ではカラーシフトが別途計算され、画像処理モジュール1104または画像読取装置1102に提供されることができる。
【００５０】
要約すると、上述の発明は読取画像における色の歪みを補正するための方法およびシステムが提供される。カラーシフトを判断するために基本的に、２つの異なった色チャンネルのピクセル色彩値の差が調べられる。カラーシフト補正のない読取画像と比較すると、補正された画像の画像エッジはより鮮明で色は元の印刷画像により近くなる。 
前述の実施形態を念頭に、発明はコンピュータ・システムに格納されたデータに関わる各種コンピュータ実施の操作を用いることができることが理解されよう。これらの操作は物理的な量の物理的な操作を必要とするものである。必ずではないものの通常これらの量は格納、転送、組み合わせ、比較、およびその他操作できる電気的または磁気的信号という形を取る。さらに、行なわれる操作はしばしば作成、識別、判断、または比較などの言葉で呼ばれる。
【００５１】
本明細書で説明され、発明の一部をなす操作のいずれも有用な機械操作である。発明はまたこれらの操作を行なうための装置または機器にも関わる。機器は所要の目的のために特別に構築されても良く、または汎用コンピュータで、コンピュータ内に格納されるコンピュータ・プログラムにより選択的に作動または構成されるものでも良い。特に各種汎用コンピュータを、本明細書の教示に従って書かれたコンピュータ・プログラムをもって使用することもでき、あるいは所要の操作を行なうためにより専門化した機器を構築する方が便利かもしれない。
【００５２】
上述の発明は携帯装置、マイクロプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ・ベースまたはプログラマブルな消費者エレクトロニクス、ミニコンピュータ、メーンフレーム・コンピュータ等々を含む他のコンピュータ・システム構成によって実施することができる。上述の発明は明確な理解のためにかなり詳しく説明されたが、添付請求項の範囲内で特定の変更および変形を実施できることは明らかであろう。従って本実施形態は限定的ではなく例示的とみなされ、発明は本明細書に記述される内容に限定されず、添付請求項の範囲および相当するものにおいて変更することができる。請求項において、構成要素および／あるいは工程は、請求項に明示的に記述されない限り特定の操作順序を示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】Ａはスキャナが印刷画像をスキャンするところを示す簡略図、Ｂはスキャナで取り込まれた図１における印刷画像を示す図。
【図２】Ａは色の歪みのない理想的な読取画像の簡略化されたブロック図、Ｂは色の歪みのある読取画像のブロック図。
【図３】本発明の一実施形態による、色の歪みを補正する方法のハイレベル概要を示すフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態による、校正画像を示す図。
【図５】本発明の一実施形態による、ピクセル列に沿って第一の色チャンネルの、第二の色チャンネルに対するカラーシフトを判断する方法のハイレベル概要を示すフローチャート図。
【図６】本発明の一実施形態による、青のチャンネルにおける第一ピクセル・グループに対して赤のチャンネルにおける第二ピクセル・グループのシフトを示す簡略化されたブロック図。
【図７】本発明の一実施形態による、ピクセル列に沿ったカラーシフトの計算を示すためにピクセル２行から得た典型的なデータの表。
【図８】本発明の一実施形態による、画像の各ピクセル列の計算されたカラーシフトのグラフ。
【図９】本発明の一実施形態による、色の歪みを補正するシステムの簡略化されたブロック図。
【符号の説明】
【００５４】
110  読取画像の左側
112  読取画像の右側
114  青
116  黄色
118  黄色
120  青
302  実際の画像
304  理想的な読取画像
306  読取画像
804  青シフト
806  緑シフト
808  赤シフト
1102  画像読取装置
1104  画像処理モジュール
1106  プリンタ
【図３】
2006050627.tif 000009
【図４】
2006050627.tif 000010
【図５】
2006050627.tif 000011
【図６】
2006050627.tif 000012
【図７】
2006050627.tif 000013
【図８】
2006050627.tif 000014
【図９】
2006050627.tif 000015
【図１】
2006050627.tif 000016
【図２】
2006050627.tif 000017