(57)【要約】      （修正有）【課題】画像読取装置において、読取走査時の振動等による位置ずれを補正する画像処理装置を提供する。【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂ色の３ラインセンサで読み取られた色成分ごとのカラー信号を保存する画像メモリ部と、色成分ごとのカラー信号からジッタ補正の基準となる補正目標信号を設定する補正目標信号設定部と、画像メモリから画素データを読みだした後、カラー信号と補正目標信号のそれぞれに対して、画像処理対象の画素に隣接する主走査方向および副走査方向の複数の画素を含んで構成される画素配列を形成する画素配列生成部と、画素配列内の平均値を計算する統計処理部と、画素配列の各要素から平均値との差分を求めた差分画素配列を生成し、補正目標信号の差分画素配列を基準に、カラー信号の差分画素配列を補正するジッタ補正情報を求めるジッタ補正部と、ジッタに起因する位置ずれ補正信号を生成する位置ずれ補正信号出力部と、を有する。【選択図】図２
2011188473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ、Ｇ、Ｂ色の３ラインセンサからなるラインセンサ部と、
前記複数のラインセンサで読み取られた色成分ごとのカラー信号を画素単位で保存する画像メモリ部と、
前記色成分ごとのカラー信号からジッタ補正の基準となる補正目標信号を設定する補正目標信号設定部と、
前記画像メモリから画素データを読みだした後、前記カラー信号と補正目標信号のそれぞれに対して、画像処理対象の画素に隣接する主走査方向および副走査方向の複数の画素を含んで構成される画素配列を形成する画素配列生成部と、
前記画素配列内の少なくとも平均値を含む統計情報を計算する統計処理部と、
前記画素配列の各要素から前記平均値との差分を求めた差分画素配列を生成し、前記補正目標信号の差分画素配列を基準に、カラー信号の差分画素配列を補正するジッタ補正情報を求めるジッタ補正部と、
前記ジッタ補正情報を用いて、前記ラインセンサの読み取り時に発生したジッタに起因する位置ずれ補正信号を生成する位置ずれ補正信号出力部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、前記カラー信号画素配列内の色味補正情報を計算する色味補正部を有し、前記位置ずれ補正信号出力部では、前記色味補正情報を用いて前記カラー信号の位置ずれ補正信号を生成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
さらに、前記カラー信号画素配列内の色差補正情報を計算する色差補正部を有し、前記位置ずれ補正信号出力部では、前記色差情報を用いて前記カラー信号の位置ずれ補正信号を生成することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ジッタ補正情報は、各カラー信号の差分画素配列内の所定の走査方向の画素値それぞれにジッタ補正係数を乗じた値の和が、前記補正目標信号の差分画素配列内の同走査方向の中心に位置する画素値に近似するように求めることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記統計処理部では各画素配列の標準偏差を計算し、前記カラー信号の色味補正情報は、前記補正目標信号の標準偏差とカラー信号の標準偏差との比であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記補正目標信号は、前記各ラインセンサの出力信号の線形結合で表わされることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記補正目標信号は、前記Ｇ色のラインセンサの出力信号とすることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
Ｒ、Ｇ、Ｂ色の３ラインセンサで画像を読み取るステップと、
前記ラインセンサで読み取られた色成分ごとのカラー信号のそれぞれを画素単位で画像メモリに保存するステップと、
前記色成分ごとのカラー信号からジッタ補正の基準となる補正目標信号を設定するステップと、
前記画像メモリから画素データを読みだした後、前記カラー信号と補正目標信号のそれぞれに対して、画像処理対象の画素に隣接する主走査方向および副走査方向の複数の画素を含んで構成される画素配列を形成するステップと、
前記画素配列内の少なくとも平均値を含む統計情報を計算するステップと、
前記画素配列の各要素から前記平均値との差分を求めた差分画素配列を生成し、前記補正目標信号の差分画素配列を基準に、カラー信号の差分画素配列を補正するジッタ補正情報を求めるステップと、
前記ジッタ補正情報を用いて、前記ラインセンサの読み取り時に発生したジッタに起因する位置ずれ補正信号を生成するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
さらに、前記カラー信号画素配列内の色味補正情報を計算するステップを有し、前記色味補正情報を用いて前記カラー信号の位置ずれ補正信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項８記載の画像処理方法。
【請求項１０】
さらに、前記カラー信号画素配列内の色差補正情報を計算するステップを有し、前記色差補正情報を用いて前記カラー信号の位置ずれ補正信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スキャナなどの画像読み取りを行う画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
縮小型Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）カラーラインセンサにおいて、読み取り走査時の振動等により副走査方向に生じた各ラインセンサ間の位置ずれを、縮小投影の変倍率に応じて補正するラインセンサ補正技術が知られている。このラインセンサ補正技術は、1ライン単位の補正を行う整数部補正部と1ライン未満の補間演算を行う少数部補正部を備えており、小数部補正部の作動・非作動を黒細線検出部の出力信号により切替えている。この黒細線検出部で有彩色と無彩色との判別を行い、黒細線（無彩色）の場合は補間処理を禁止することで、Ｒ、Ｇ、Ｂラインセンサ間の位相ずれの補正をできるだけ正確に行いながら、黒細線の再現性を高めることができる（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記技術は黒細線検出部の誤検出により画質の再現性が悪化する恐れがある。またさらに無彩色と有彩色の判別処理の切替えに誤判別が生じた場合に最適な処理が選択できるという保証がないといった問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２４４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が、解決しようとする課題は、スキャナ等の画像読取装置において、読取走査時の振動等による位置ずれを補正する画像処理装置および画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、実施形態の画像処理装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色の３ラインセンサからなるラインセンサ部と、前記複数のラインセンサで読み取られた色成分ごとのカラー信号を画素単位で保存する画像メモリ部と、前記色成分ごとのカラー信号からジッタ補正の基準となる補正目標信号を設定する補正目標信号設定部と、前記画像メモリから画素データを読みだした後、前記カラー信号と補正目標信号のそれぞれに対して、画像処理対象の画素に隣接する主走査方向および副走査方向の複数の画素を含んで構成される画素配列を形成する画素配列生成部と、前記画素配列内の少なくとも平均値を含む統計情報を計算する統計処理部と、前記画素配列の各要素から前記平均値との差分を求めた差分画素配列を生成し、前記補正目標信号の差分画素配列を基準に、カラー信号の差分画素配列を補正するジッタ補正情報を求めるジッタ補正部と、前記ジッタ補正情報を用いて、前記ラインセンサの読み取り時に発生したジッタに起因する位置ずれ補正信号を生成する位置ずれ補正信号出力部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態における画素の位置ずれ補正を説明する図。
【図２】同実施形態に係る画像処理装置のブロック図。
【図３】同実施形態に係る画像配列の例。（ａ）は、カラー信号に対する画像配列、（ｂ）は補正目標信号に対する画像配列。
【図４】同実施形態に係る位置ずれ補正処理のフローチャート図。
【図５】同実施形態における位置ずれ補正後の例。（ａ）は、補正目標信号としてカラーＧ信号を設定した場合、（ｂ）は、カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号から補正目標信号を設定した場合。
【図６】第３の実施形態における画像処理装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について図１から図６を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、スキャナ等の画像読取装置において、３つのカラーラインセンサで同時読取されたカラー信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対し、読取走査時の振動等によって生じる位置ずれを補正するものである。
【０００９】
＜第1の実施形態＞
本実施形態の位置ずれ補正について図１を参照して説明する。スキャナ等の画像読取装置により同時読取されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、筐体の微振動等により各ラインセンサの読取信号に位置ずれを生じることがある。図1は、実線で示すカラーＧ信号と、一点鎖線で示すカラーＲ信号との関係を示している。横軸は副走査方向の画素位置、縦軸は画素値を示している。この時、読み取り原稿は、黒白のラダーパターンのプロファイルを用いている。黒白のラダーパターンのプロファイルをラインセンサから読み取った信号は副走査方向に、このラダーパターン周期とほぼ同じ周期で画素値が変化する。しかし筺体の微振動等があると、カラーＲ信号は、モノクロＧ信号に対して副走査方向にランダムに位相（画素位置）がずれた信号となる。このランダムな位相ずれをジッタと呼ぶ。このジッタは筐体の微振動等により、同一の読み取り画素の位置がラインセンサごとにずれて読み取られること（位置ずれ）に起因する。
【００１０】
図１では、カラーＲ信号とカラーＧ信号の関係について述べたが、カラーＧ信号とカラーＢ信号間、およびカラーＢ信号とカラーＲ信号間においても同様に位置ずれを生じる。このように各カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号に位置ずれが生ずると、読み取り原稿が黒白のラダーパターンであるにも関わらず、黒線に色付きが発生することになる。筐体の微振動がなければ、カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号の読み取り周期の位相は一致するので黒線に色付きが発生しない。従って、例えばカラーＧ信号を基準として、矢印で示す方向にカラーＲ信号の位相をカラーＧ信号の位相に補正し、同様に図示しないカラーＢ信号をカラーＧ信号の位相に補正することにより、筺体に微振動等が生じても、黒線に色付きが発生することを防止できる。
【００１１】
本実施形態に係る画像処理装置のブロック図を図２に示す。この画像処理装置は、カラー原稿を読み取るラインセンサＲ（赤）、ラインセンサＧ（緑）およびラインセンサＢ（青）から構成されるラインセンサ部２１と、２次元原稿の読み取り走査に伴いラインセンサ部２１から出力される信号を記憶する画像メモリ部２２と、画像メモリ部２２に保存された画素データから基準となる補正目標信号Ｍを設定する補正目標信号設定部２３、画像メモリ部２２に保存された画素データから各カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号および補正目標信号Ｍごとに、位置ずれ補正処理の対象となる画素に対してその周辺画素を含む画素配列を生成する画素配列生成部２４と、この画素配列内の画素値の平均値をはじめとする各種統計情報を求める統計処理部２５と、統計処理部２５で求めた平均値を用いて画素値の差分を配列要素とする差分画素配列を求め、ジッタ補正情報を計算するジッタ補正部２６と、処理対象の画像配列内に含まれる画素値統計情報に基づく色味情報で補正を行う色味補正部２７と、処理対象画素が有彩色か無彩色かどうか、すなわち彩色の程度を示す色差情報によって補正を行う色差補正部２８と、上記ジッタ補正情報、色味情報、および色差情報から位置ずれを補正した補正信号を出力する、位置ずれ補正信号出力部２９から構成される。
【００１２】
（１）式に示すように、補正目標信号設定部２３ではカラーＲ、Ｇ、Ｂ信号の線形結合などの方法により、ジッタ補正の基準となる補正目標信号Ｍを設定する。ここで、α、β、γは、線形結合の係数を示し、その係数α、β、γの和は１とする。
【数１】
2011188473.tif 000003
【００１３】
目標補正信号Ｍの具体的な例としては、人間の視感度の高いカラーＧ信号自体を補正目標信号Ｍとする場合（β＝１、α＝β＝０）、カラーＲ、Ｇ、Ｂ３信号の単純平均（α＝β＝γ＝１／３）、またはＩＴＵ−ＢＴ．６０１の輝度信号Ｙ（後述の式（１０））を補正目標信号Ｍにするなどが考えられる。
【００１４】
人間の視感度の高いカラーＧ信号自体を補正目標信号Ｍに設定する場合は、後述のジッタ補正処理が単純化されると共にジッタ補正効果の高い信号として好ましいため、以下の実施形態の説明においては、カラーＧ信号を補正目標信号Ｍとする場合についても合わせて説明する。
【００１５】
図３は、本実施形態の処理単位である画素配列の例を示している。図３（ａ）は、カラー信号に対する画像配列、図３（ｂ）は補正目標信号Ｍに対する画像配列の例を示している。一般的にはどちらもｎ×ｍ（ｎとｍは整数）の配列として定義される。画素配列の中心点を処理対象の画素とするために、一般的にはｎとｍは奇数であることが好ましい。画素配列の横方向は、主走査方向の画素を示し、縦方向は副走査方向の画素を示す。この方向は説明のため便宜上決めたもので、主走査方向と副走査方向を反対にしても構わない。
【００１６】
図３（ａ）の例では、処理対象の中心画素をＲ［１］［１］とし、主走査、副走査方向にそれぞれ前後１画素ずつ周辺画素を含み、３×３の画素配列を生成している。同様に図３（ｂ）では、処理対象の中心画素をＭ［１］［１］とし、主走査、副走査方向にそれぞれ前後１画素ずつ周辺画素を含み、３×３の画素配列を生成している。
【００１７】
尚、カラーＧ信号、およびカラーＢ信号ついてもカラーＲ信号同様の画素配列を生成する。補正目標信号ＭがカラーＧ信号の場合には、補正目標信号Ｍの画素配列の生成が省略できる。
【００１８】
図２に示す本実施形態各部の詳細な動作説明を、図４に示す位置ずれ補正処理のフローチャート図を参照しながら説明を行う。
【００１９】
位置ずれ補正の基準となる補正目標信号Ｍの位相に一致するようにカラーＲ、Ｇ、Ｂ信号の位置ずれ補正を行う。カラーＧ信号を補正目標信号Ｍとする場合にはカラーＲ、Ｂ信号の位置ずれ補正を行えばよい。
【００２０】
画素配列の範囲は、図３（ａ）に示したように処理対象の中心画素Ｒ[１][１]に対して複数の周辺画素を含め、この画素配列を位置ずれ補正の処理単位とする。本実施形態では、例えば処理対象の中心画素に対して周辺画素を主走査、副走査方向に前後１画素ずつを取り、処理画素対象範囲を３×３の画素配列として説明を行う。このように位置ずれ補正処理に主走査および副走査方向に複数の画素範囲を持つことにより、主走査方向と副走査方向の両方向に生じるジッタ補正処理を同時に行える。
【００２１】
まず、ステップＳＴ４００では、カラー信号を読み取るラインセンサＲ、ラインセンサＧおよびラインセンサＢから構成されるラインセンサ部２１の各ラインセンサから発生する信号を画像メモリ部２２にそれぞれ画素単位で記憶した後、補正目標信号設定部２３ではジッタ補正の基準となる補正目標信号Ｍを設定し、画像メモリ部２２内に補正目標信号Ｍを画素単位で記憶する。
【００２２】
ステップＳＴ４０１において、画素配列生成部２４は、位置ずれ補正処理を行う対象画素から主走査、副走査方向に前後１画素ずつ周辺画素を含んだ３×３の画素配列をカラーＲ、Ｇ、Ｂ信号それぞれについて生成する。また（１）式に従い、カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号各画素配列から補正目標信号Ｍの画素配列を生成する。カラーＧ信号自体を補正目標信号Ｍとする場合には、補正目標信号Ｍの画素配列を生成する必要はない。
【００２３】
次に、ステップＳＴ４０２では、統計処理部２５において位置ずれ補正処理対象となる画素配列内の画素値に対して平均値と標準偏差を求める。この画素値の平均は、後述するステップＳＴ４０３において差分画素配列の生成に使用し、画素値の標準偏差は、ステップＳＴ４０５においては色味補正に使用する。
【００２４】
次にステップＳＴ４０３では、ジッタ補正部２６において、画素配列の各画素値と統計処理部２５で求めた平均値との差分値を使用して位置ずれ補正処理を行うため、以下に示すようなカラーＲ信号の差分画素配列Ｒｓａ（式（２））、および補正目標信号Ｍの差分画素配列Ｍｓａ（式（３））を生成する。補正目標信号ＭをカラーＧ信号とする場合にはカラーＧ信号に対する差分画素配列Ｇｓａを使用する。
【数２】
2011188473.tif 000004
【００２５】
式（２）に示すように、カラーＲ信号に対する３×３の差分画像配列Ｒｓａ［３］［３］は、処理対象の画素配列の中心画素値をＲ[１][１]とし、統計処理部２５で求めた画素配列内の９個の画素値の平均値Ｒａｖｅを求め、この平均値Ｒａｖｅを画素配列の各要素の画素値から減算して差分を求めたものである。
【数３】
2011188473.tif 000005
【００２６】
式（３）に示すように、補正目標信号Ｍに対する差分画像配列Ｍｓａ［３］［３］についてもカラーＲ信号の差分画素配列と同様の手続きにより作成する。配列の各要素は、統計処理部２５で計算した補正目標信号Ｍの９個の画素値の平均値Ｍａｖｅをからの差分をとる。
【００２７】
ステップＳＴ４０４では、これらの差分画素配列からジッタ補正処理を行う。まず、補正目標信号Ｍの中心画素Ｍ［１］［１］の差分値Ｍｓａ[１][１]に対して、カラーＲ信号の同副走査方向位置の３つ画素が主走査方向にどの位のジッタを有しているか求めるために式（４）を考える。ここでx０、x１、x２は、主走査方向のジッタ補正係数と定義する。また、副走査方向にも同様なジッタ補正係数を考えることができるが、本実施形態では、副走査方向には補正目標信号Ｍと位相を一致させるためジッタ補正係数を用いないことにする。
【数４】
2011188473.tif 000006
【００２８】
このジッタ補正係数の意味を分かり易い例で説明すると、x１＝x２＝０でx０だけ正値である場合、主走査方向に対して画素値位置が負の方向に１画素ずれた画素と一致していることを示し、x０＝x２＝０でx１が正値であれば、同位置で補正目標信号ＭとカラーＲ信号が一致しジッタがないことを示し、x０＝x１＝０でx２が正値であれば、主走査方向に対して画素値位置が正の方向に１画素ずれた画素と一致していることを示している。すなわち、このジッタ補正係数は、カラーＲ信号が補正目標信号Ｍに対してどの程度主走査方向にずれているかの配分を示している。
【００２９】
この式と同様な式を差分画素配列内の各副走査位置に対して追加すると、式（５）のような３つの式が得られる。
【数５】
2011188473.tif 000007
この式は、行列式で書き換えると、式（６）のようになる。
【数６】
2011188473.tif 000008
【００３０】
このように処理対象の画素配列範囲を３×３とした場合は、３個のジッタ補正係数はx０、x１、x２は、式（６）に示す３つの連立方程式を解くことにより求めることができる。変数の数と方程式の数が一致した連立一次線形方程式の解法には、例えばガウスの消去法や、式（６）の両辺に対して行列Ｒｓａ［３］［３］の逆行列をかけて求めることができる。そしてこの補正係数を式（４）に代入することにより、補正目標信号Ｍの中心画素Ｍ［１］［１］とカラーＲ信号とのジッタ補正の関係が決定される。
【００３１】
ジッタ補正係数と方程式の数が等しい場合、すなわち画素配列が正方行列の場合は、逆行列が存在するので補正係数が求まるが、正方行列とならない場合は解が存在しない。例えば、主走査方向に５画素、副走査方向に３画素のような画素配列を設定した場合には、カラーＲ信号が補正目標信号Ｍになるべく一致するような（両信号の誤差が小さくなるような）補正係数を最小二乗法によって求める。このような場合については、第２の実施形態で詳細に説明する。
【００３２】
また、式（６）と同じ意味であるが、式（７）のような配列を定義しておくと計算処理の利便性のため好ましい。
【数７】
2011188473.tif 000009
【００３３】
このように、補正目標信号Ｍの中心画素値の差分値になるべく一致するようなジッタ補正係数を求めることにより、主走査方向と副走査方向の両方向のジッタ補正を同時に行うことができる。また、処理対象範囲を中心画素から両端に複数画素を含んでいるので、ジッタにより1画素以上のずれが生じた場合でも補正することが可能となる。
【００３４】
しかし、上述の処理は、補正目標信号Ｍに対しカラーＲ信号を一致（正方行列の場合）または近似（非正方行列の場合）させているため、読み取り原稿が有彩色の物に対しては、色味（色調）変化が生じてしまう。これを防ぐため、次に示す色味補正係数を求める。
【００３５】
ステップＳＴ４０５では、統計処理部２５で計算した画素配列内の要素９個の画素値から標準偏差を求め、これを用いて色味変化についての過補正を防ぐ処理を行う。色味補正係数の式を式(８)に示す。
【数８】
2011188473.tif 000010
【００３６】
式(８)において、Ｒ_ｓｔｄを画素配列内のカラー信号Ｒの標準偏差値、Ｍ_ｓｔｄを同じく補正目標信号Ｍの標準偏差値とする。また、これらの比率を取ることにより、色味補正係数ＲＭ_ｓｔｄを算出する。この色味補正係数ＲＭ_ｓｔｄは、画素配列内の画素値の分布を求めていることから主として明度に対する補正が行われる。
【００３７】
ステップＳＴ４０４に戻り、ステップＳＴ４０５で求めた色味補正係数ＲＭ_ｓｔｄから、式（９）に示す式Ｒｏｕｔにより位置ずれ補正処理を行う。
【数９】
2011188473.tif 000011
【００３８】
式（９）に示すように、位置ずれ補正されたカラーＲ信号Ｒｏｕｔは、副走査方向の中心に位置する３画素に対して主走査方向のジッタ補正係数x０、x１、x２を乗算し、さらに色味補正係数ＲＭ_ｓｔｄを乗算する。ＲＭ_ｓｔｄを乗算することで画素値の広がり分布が加味され有彩色の色味が補正される。また、ジッタ補正処理は差分に対して行われるためカラーＲ信号に対する位置ずれ補正後の信号Ｒｏｕｔは平均値Ｒａｖｅが加算される。
【００３９】
ステップＳＴ４０６では、ステップＳＴ４０２からステップＳＴ４０４までの処理がカラーＲ、Ｇ、Ｂ信号について同様のジッタ補正処理がなされているかを判断する。カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号すべてについてジッタ補正処理が行われていれば（ステップＳＴ４０６：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ４０７の処理を行う。
【００４０】
尚、補正目標信号Ｍがカラー信号Ｇの場合には、カラー信号Ｇについては補正を行う必要がないため、カラーＲ信号とカラーＢ信号に対してジッタ補正が行われればよい。
【００４１】
ステップＳＴ４０７において、色差補正部２８では、有彩色と無彩色との場合で補正量を調整する。この補正は、色差情報を用いて色差補正係数を求め、色差補正を行う。この色差補正係数を位置ずれ補正後の信号Ｒｏｕｔに対して適用することにより、無彩色では位置ずれ補正の効果を強め、有彩色では位置ずれ補正の効果を弱めるようにする。これにより有彩色の黒化等の過補正を防ぎ色昧を保つことができる。
【００４２】
ここで色差情報を輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｂ、Ｃｒを用いて算出する。ＲＧＢ信号よりＹＣｂＣｒ信号への変換式はＩＴＵ−ＢＴ.６０１に従う場合は、式（１０）となる。
【数１０】
2011188473.tif 000012
【００４３】
この変数Ｒ、Ｇ、Ｂにはそれぞれの画素配列の中心値Ｒ[１] [１]、Ｇ[１] [１]、Ｂ[１] [１]の値を代入し、得られたＣｂ、Ｃｒの二乗の和の平方根を算出する。この色差情報をaとする。また、式（１１）に示す係数Ａは、通常、色差情報ａを０から１の間の値をとるように正規化する定数であるが適宜変更してもよい。
【数１１】
2011188473.tif 000013
【００４４】
式（１１）によれば、Ｃｂ 、Ｃｒの二乗の平方根で定義される色差情報ａは、値が小さいほど無彩色となり、色差情報ａの値が大きいほど有彩色となる性質がある。この色差情報ａの値を色差補正係数として用いることで、過補正がなく補正量を画像に適するように可変することができる。
【００４５】
すなわちステップＳＴ４０８では、位置ずれ補正信号出力部２９において、色差情報ａを用いて最終的な位置ずれ補正信号Ｒｏｕｔ２を生成する。位置ずれ補正信号Ｒｏｕｔ２の生成式の一例として、式（１２）を示す。
【数１２】
2011188473.tif 000014
【００４６】
式（１２）は、処理対象の画素配列の中心画素値Ｒ[１][１]と、式（９）のＲｏｕｔを色差情報ａにより配分して線形結合する。無彩色であれば色差情報は小さくなるので位置ずれの効果を強め、有彩色であれば色差情報ａは大きくななるので位置ずれの効果を弱めることができる。また、およびカラーＧ信号、カラーＢ信号についても式（１２）と同様に求め、カラー信号全体に対して色差補正および位置ずれ補正を行う。ただし、補正目標信号がカラーＧ信号の場合には色差補正の必要はない。
【００４７】
図５は、本実施形態の位置ずれ補正後のカラー信号と補正目標信号Ｍとの関係を示している。図５（ａ）は、補正目標信号ＭとしてカラーＧ信号を設定した場合、図５（ｂ）は、カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号から補正目標信号Ｍを設定した場合である。それぞれ横軸は、副走査方向の画素位置、縦軸は画素値を示している。
【００４８】
図５（ａ）の矢印で示すように、補正後のカラーＲ信号は、補正前のカラーＲ信号に対してカラーＧ信号の位相に一致する方向に補正され１画素位置以内にジッタが低減される。しかも差分画素配列に対する近似処理、色味補正処理および色差補正処理を行っていることにより、過補正にならず画素値の振幅に関しては一致せず、色味情報が反映されている。
【００４９】
図５（ｂ）においても同様に、カラーＲ、Ｇ、Ｂ信号は補正目標信号Ｍの位相に補正されるが、画素値に関しては一致せず、色味情報が反映されている。
【００５０】
以上述べた本実施形態によれば、読取走査時の振動に起因する画像データの位置ずれを、簡単な演算処理で補正することができる。また、色差情報を用いることで無彩色だけでなく、有彩色に対しても最適な処理を行うことができる。本実施形態で示した画像処理方法には、無彩色、有彩色とで処理を分岐することなく一系統で処理することができる。判別による分岐処理を含まないことから誤判別による誤補正が生じない。
【００５１】
上記実施形態では処理対象となる画素配列を３×３としたが、処理配列要素範囲はこれに限らず増減することが可能である。画素配列の要素を大きくすれば、比較的大きな振動等によって生じる数画素以上の大きな位置ずれに対しても補正が可能になる。
【００５２】
また、ジッタ補正係数の個数も画素配列要素の個数に応じて増減が可能である。画素配列が正方行列の場合は、ガウスの消去法または逆行列を求めて解法できると記載したが、解法の手法はこれに限らない。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、画素配列をｎ×ｍと一般的に設定する場合について説明する。説明のため、ｎとｍが等しくなく、ｎについては画素配列内に中心が存在するように奇数とする。ここでｎは主走査方向、ｍは副走査方向とする。第１の実施形態と同じく主走査方向にジッタ補正係数x０、x１、・・・xｎを定義する。通常は、ジッタが少ない主走査方向にジッタ補正係数をとる。
【００５４】
ｎとｍが等しい場合には、第1の実施形態のように、一意的にジッタ補正係数が求められたが、画素配列、および差分画素配列が非正方行列の場合には、式（１２）に示すような誤差の二乗和Ｓを求める。
【数１３】
2011188473.tif 000015
【００５５】
式（１３）は、カラーＲ信号副走査画素位置ｐにおける、主走査方向のｎ個の画素に対してジッタ補正係数をそれぞれ乗算して加算した値から補正目標信号Ｍの中心画素値との誤差の二乗を求め、さらに副走査の画素位置ｐを０からｍ−１まで変え、同様の誤差を二乗して加算したものである。この誤差の二乗和Ｓが最小になるようにジッタ係数をx０、x１、・・・xｎ求める。
【００５６】
最小二乗法の解法は、誤差の二乗和Ｓを各ジッタ係数で偏微分した式を求め、その偏微分式それぞれを０とおいた連立方程式をたてることにより求めることができる。
【００５７】
最後に、画素配列ｎ×ｍの要素数の選択の指針について述べる。主走査方向画素数ｎの個数は、装置として通常想定されるジッタ量から設定される。またｎ、ｍ（副走査方向画素数）ともに不必要に大きな値は解像度劣化の観点から好ましくない。例えばプラスマイナス２画素内にジッタが収まるような場合には、ｎは５程度と必要最小限の値に設定するのが好ましい。また、ｍはｎより小さい値を設定するとジッタ補正係数x０、x１、・・・xｎを決定する際に精度が悪くなる。また、ｍがｎより大きい値を設定すると連立方程式の数が増えるのでジッタ補正係数x０、x１、・・・xｎの精度は良くなるが、画素配列内でジッタの量が大きく変化するような、周期の短いジッタの場合は、補正精度が逆に悪くなる場合がある。従って、実験等により最適なｎとｍを決定することが必要である。
【００５８】
第２の実施形態によれば、位置ずれ補正のための画素配列の要素数を任意数に設定でき、装置に適した要素数のジッタ補正係数を求めることが可能となる。
【００５９】
また、実施形態の説明では、ｎを奇数と仮定したが、偶数の場合は中心に近い補正目標信号Ｍの画素を選択すればよい。
【００６０】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態において、補正目標信号ＭとしてカラーＧ信号を用いる場合についても説明した。補正目標信号ＭとしてカラーＧ信号を用いた場合、補正するカラー信号数を低減できることや補正目標信号Ｍに対する画素配列を生成しないなど画像処理的な長所もあるが、カラーＧ信号成分の変化が少ない読み取り原稿の場合は、この信号を用いてジッタ補正の基準とすることは好ましくない場合もある。このような問題点を解決する画像処理装置のブロック図を図６に示す。
【００６１】
ブロック構成においては図１と同じであるが、本実施形態は統計処理部２５で算出した画素配列の統計情報を補正信号設定部２３へフィードバックし、読み取り走査中に変化する画像に応じた統計情報から、現在ジッタ補正の基準となる補正目標信号Ｍが有効なジッタ補正信号であるかどうかを判断し、最適な補正目標信号を再設定する
例えば、原稿上部が青い空で原稿下部が緑の山が撮影された写真などを読み取る場合、
原稿上部を読取走査している場合には、補正目標信号Ｍをカラー信号Ｇとし、原稿下部を読取走査している場合は、補正目標信号Ｍをカラー信号Ｇ以外のカラー信号に変更することなどが自動的に可能となる。さらには、読取走査中に刻々と変化する統計情報をきめ細やかに解析し、最適な補正目標信号Ｍの係数α、β、γを時間とともに変化させて再設定することなどが可能となる。
【００６２】
第３の実施形態によれば、読取走査中において、ジッタ低減効果の高い最適な補正目標信号Ｍが読取原稿に応じて選択されるという効果を奏する。
【００６３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態では、読取走査時の振動について述べたが、読取走査時の振動だけに効果があるのではなく、自動紙送り装置の駆動ムラなども補正することができる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
２１…ラインセンサ部
２２…画像メモリ部
２３…補正目標設定部
２４…画像配列生成部
２５…統計処理部
２６…ジッタ補正部
２７…色味補正部
２８…色差補正部
２９…位置ずれ補正信号出力部
【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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