(57)【要約】【課題】本発明は、主走査方向の位置ズレを高速にかつ画像入力装置の影響を受けずに高精度に計測することが可能な画像位置ズレ計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の画像位置ズレ計測装置において、画像信号演算手段は、計測対象を画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から供給された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理手段により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出手段と、画像位置ズレ算出手段により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正手段とを有する。【選択図】　　　　図４
2004032223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の被写体を２次元に撮像する計測対象の画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理手段と、前記任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力手段と、該画像信号入力手段から取得される画像信号を記憶する画像記憶手段と、該画像記憶手段から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算手段と、該画像信号演算手段で算出された結果を表示する演算結果表示手段と、前記画像信号演算手段は前記画像入力装置から供給された入力画像が前記画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、前記入力画像を前記画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、前記画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、前記データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にある前記データ列と、前記隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出手段と、該累積値算出手段において前記相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得手段と、前記相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出手段と、該最小位置算出手段を前記画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出手段と、を有する画像位置ズレ計測装置において、
前記画像信号演算手段は、
前記画像入力装置から供給された前記入力画像が前記画像入力装置から供給された基準パターン画像を含む画像であって前記画像信号処理手段により生成された画像信号に対し前記基準パターン画像の画像信号を対象に前記基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出手段と、
前記画像位置ズレ算出手段により算出された各列ごとの相対位置ズレから前記基準パターン画像の位置ズレを引くことで前記画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正手段と
を有することを特徴とする画像位置ズレ計測装置。
【請求項２】
前記基準パターン位置ズレ算出手段は、前記基準パターン画像が前記画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、前記画像入力装置から得られた前記基準パターン画像の画像信号に対し、前記累積値算出手段、前記累積値取得手段、前記最小位置算出手段及び前記画像位置ズレ算出手段による各処理を施す請求項１記載の画像位置ズレ計測装置。
【請求項３】
前記累積値算出手段または前記基準パターン位置ズレ算出手段は、前記画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間手段と、前記画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、前記データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、前記主走査方向に垂直な方向において相対位置にある前記データ列と、前記補正隣接データ列とにおいて前記データ補間手段で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、前記相対位置を前記主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段とを有する請求項１又は２に記載の画像位置ズレ計測装置。
【請求項４】
前記画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンである前記画像入力装置から供給された前記入力画像もしくは基準パターンが、前記画像入力装置の解像度よりも大きい万線パターンである請求項１記載の画像位置ズレ計測装置。
【請求項５】
前記画像入力装置から供給された前記入力画像もしくは基準パターンが前記副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンが前記副走査方向に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでない濃度パターン、または前記副走査方向に水平かつ隣合う万線パターンが等ピッチで幅が異なる万線パターンである請求項１記載の画像位置ズレ計測装置。
【請求項６】
前記画像入力装置から供給された画像と基準パターンの線幅、線間ピッチなどが、同一または同等である請求項１記載の画像位置ズレ計測装置。
【請求項７】
任意の被写体を２次元に撮像する計測対象である画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理工程と、前記任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力工程と、該画像信号入力工程から取得される画像信号を記憶する画像記憶工程と、該画像記憶工程から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算工程と、該画像信号演算工程で算出された結果を表示する演算結果表示工程と、前記画像信号演算工程は、計測対象である画像入力装置から供給された入力画像が前記画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、前記入力画像を前記画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、前記画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、前記データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にある前記データ列と、前記隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出工程と、前記累積値算出工程において、前記相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得工程と、前記相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出工程と、前記最小位置算出工程を前記画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出工程と、を有する画像位置ズレ計測方法において、
前記画像信号演算工程は、
前記画像入力装置から供給された前記入力画像が前記画像入力装置から入力された基準パターン画像を含む画像であって前記画像信号処理工程により生成された画像信号に対し前記基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出工程と、
前記画像位置ズレ算出工程により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン位置ズレを引くことで前記画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正工程と
を有することを特徴とする画像位置ズレ計測方法。
【請求項８】
前記累積値算出工程または前記基準パターン画像位置算出工程は、前記画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間工程と、前記画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、前記データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、前記主走査方向に垂直な方向において相対位置にある前記データ列と、前記補正隣接データ列とにおいて前記データ補間工程で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、前記相対位置を前記主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出工程と、を有する請求項７記載の画像位置ズレ計測方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像位置ズレ計測方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像位置ズレ計測装置、画像位置ズレ計測方法及び該方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関し、詳細にはモノクロ画像入力装置の読取画像の主走査方向位置ズレを高精度に計測するのに有用な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種類の装置としては、例えば特開平９−９８２５５号公報の「画素の位置誤差測定装置」（以下従来例と称す）がある。これは読取画像データにウィンドウを設定して、白地上に４５°の角度を成す多数の黒の斜線パターンが副走査方向に等ピッチに形成されている斜線パターンの存在を判別すると、ウィンドウを斜線の角度の方向に順次シフトし、各ウィンドウ内における斜線の位置変化に基づいて副走査方向の画素の位置誤差を測定する装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の装置によれば、ウィンドウにおける各画素の読取値の重心を計算して位置誤差を測定しているので、原稿面のゴミなどによる読取画像データの外乱に弱く、測定精度が劣化するという問題点もあった。また、ウィンドウ内の面積重心を計算して位置誤差を測定するので、撮像素子の分解能より細かい精度で位置ズレ量は測定できないという問題点もあった。
【０００４】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、主走査方向の位置ズレを高速にかつ画像入力装置の影響を受けずに高精度に計測することが可能な画像位置ズレ計測装置、画像位置ズレ計測方法及び該方法を実行するためのプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の画像位置ズレ計測装置は、任意の被写体を２次元に撮像する計測対象の画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理手段と、任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力手段と、画像信号入力手段から取得される画像信号を記憶する画像記憶手段と、画像記憶手段から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算手段と、画像信号演算手段で算出された結果を表示する演算結果表示手段と、画像信号演算手段は画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、入力画像を画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にあるデータ列と、隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出手段と、累積値算出手段において相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得手段と、相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出手段と、最小位置算出手段を画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出手段と、を有する。そして、本発明の画像位置ズレ計測装置によれば、画像信号演算手段は、画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から供給された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理手段により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出手段と、画像位置ズレ算出手段により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン画像の位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正手段とを有する。よって、計測対象である画像入力装置の主走査方向の位置ズレを計測することにより、同時に計測した既知の基準パターンにより読取誤差を算出し、当該位置ズレを補正することで、規格値による高精度な良品／不良品判定ができる。
【０００６】
また、基準パターン位置ズレ算出手段は、基準パターン画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、画像入力装置から得られた基準パターン画像の画像信号に対し、累積値算出手段、累積値取得手段、最小位置算出手段及び画像位置ズレ算出手段による各処理を施す。よって、対象原稿の位置ズレを演算する方法と同様な手順で、読取時の誤差を算出することができる。
【０００７】
更に、累積値算出手段または基準パターン画像位置算出手段は画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間手段を有し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、主走査方向に垂直な方向において相対位置にあるデータ列と、補正隣接データ列とにおいてデータ補間手段で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、相対位置を前記主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段とを有する。よって、画素位置ズレにおいてサブピクセルの精度で高精度に計測することができる。
【０００８】
また、画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンである画像入力装置から供給された入力画像もしくは基準パターンが、画像入力装置の解像度よりも大きい万線パターンであることにより、パターンの読取誤差を高精度に計測できる。
【０００９】
更に、画像入力装置から供給された入力画像もしくは基準パターンが副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンが副走査方向に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでない濃度パターン、または副走査方向に水平かつ隣合う万線パターンが等ピッチで幅が異なる万線パターンであることにより、最小位置の算出精度が向上し、高精度に位置ズレ補正することができる。
【００１０】
また、画像供給装置から供給された入力画像と基準パターンの線幅、線間ピッチなどが、同一または同等であることにより、同じ分解能で位置ズレを算出することができる。
【００１１】
更に、別の発明としての画像位置ズレ計測方法によれば、任意の被写体を２次元に撮像する計測対象である画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理工程と、任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力工程と、画像信号入力工程から取得される画像信号を記憶する画像記憶工程と、画像記憶工程から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算工程と、画像信号演算工程で算出された結果を表示する演算結果表示工程と、画像信号演算工程は、計測対象である画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、入力画像を画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にあるデータ列と、隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出工程と、累積値算出工程において、相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得工程と、相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出工程と、最小位置算出工程を画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出工程と、を有する。そして、別の発明の画像位置ズレ計測方法において、画像信号演算工程は、画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から入力された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理工程により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出工程と、画像位置ズレ算出工程により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正工程とを有する。よって、同時に計測した既知の基準パターンにより読取誤差を算出し、当該位置ズレを補正することで、規格値による高精度な良品／不良品判定ができる。
【００１２】
また、累積値算出工程または基準パターン画像位置算出工程は画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間工程と、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、主走査方向に垂直な方向において相対位置にあるデータ列と、補正隣接データ列とにおいてデータ補間工程で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、相対位置を主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出工程とを有する。よって、画素位置ズレにおいてサブピクセルの精度で高精度に計測することができる。
【００１３】
更に、上記画像位置ズレ計測方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を用いることにより、既存のシステムを変えることなく、かつ画像位置ズレ計測システムを構築する装置を汎用的に使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の画像位置ズレ計測装置において、画像信号演算手段は、計測対象を画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から供給された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理手段により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出手段と、画像位置ズレ算出手段により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正手段とを有する。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明に係る画像位置ズレ計測装置の計測対象である画像入力装置の構成を示す透視図である。図２は図１の画像入力装置の構成を示す概略図である。図３は本発明における画像入力装置と画像位置ズレ計測装置のシステム構成を示す図であり、図４は本実施例における画像入力装置と画像位置ズレ計測装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００１６】
はじめに、本発明に係る画像位置ズレ計測装置の計測対象である画像入力装置の構成について図１を用いて説明すると、本発明の画像位置ズレ計測装置の計測対象である画像入力装置１０は、画像原稿を設置する原稿台である原稿設置場所１１と、当該原稿設置場所１１を副走査方向に走査する走行体１２と、走行体１２と垂直方向に列を成す、例えばラインＣＣＤ等の１次元撮像素子１３と、原稿設置場所１１を１次元撮像素子１３上に像を結合するレンズ１４と、走行体１２に追従して副走査方向に走査して原稿からの反射像をレンズ１４を介して１次元撮像素子１３上に適切に結像させるための走行体１５と、走行体１２が原稿設置場所１１を副走査方向に走査することで、原稿設置場所１１に設置された画像を線順次に画像を取込み、走査することで２次元画像として読み取り、当該画像信号を図示していない本実施例の画像位置ズレ計測装置に出力する画像信号出力ポート１６と、走行体１２、１５を駆動させる駆動手段１７とを含んで構成されている。なお、図１の画像入力装置１０は、読取部走査型のフラットタイプスキャナであるが、これに限定する必要はなく、原稿台走査型や相対走査型のスキャナであってもよい。また、他の画像入力装置としては、設置された出力画像からの反射光を２次元配列撮像素子で光電変換して画像信号として取り込むデジタルカメラ等の画像形成装置でもよい。
【００１７】
また、本発明に係る画像位置ズレ計測装置の計測対象である画像入力装置の動作について図２を用いて説明すると、コンタクトガラス１８上に基準となるチャート原稿１９を設置し、チャート原稿１９を照明する光源であるランプ２０が撮像領域２１に光を照射する。そして、走行体１５とそれを追従する走行体１２がチャート原稿１９の先頭から終わりまで走査することで折り返しミラー１２−１，１５−１やレンズ１４を反射光が通過して、１次元撮像素子１３で光電変換され、画像信号として取り込まれる。
【００１８】
次に、図１及び図２の画像入力装置と本発明の画像位置ズレ計測装置とから構成されるシステムの構成について図３を用いて説明する。チャート原稿の画像データを取得する計測対象である画像入力装置１０は、それとつながる画像位置ズレ計測装置１側の画像信号入力部３１を介して接続ケーブルで画像位置ズレ計測装置１に接続される。また、本発明の画像位置ズレ計測装置１は、画像入力装置１０からの画像信号を記憶する画像信号記憶部と位置ズレ量などを算出する画像信号演算部とからなる計測装置本体３２と、画像信号演算部で算出された結果を表示する画像表示装置３３とを含んで構成されている。
【００１９】
また、図３に示すようなシステム構成を有する画像入力装置と本発明の画像位置ズレ計測装置のシステムの動作について各装置の構成を示すブロック図である図４を用いて説明する。画像入力装置の原稿の画像が照明され、画像反射光は折り返しミラー、レンズといった光学系を介して到達した１次元撮像素子によって線順次に取り込まれる。取り込まれた原稿反射光は、光電変換部１０−１により光電変換されて、電気信号に変換される。これをＡ／Ｄ変換部１０−２によってＡ／Ｄ変換することにより、アナログデータからデジタルデータとなる。当該データにシェーディング補正部１０−３によってシェーディング補正をかけ、補正をかけられた画像信号は画像信号出力部１０−４のポートから出力される。画像データは制御部１０−５により、線順次に全画像分出力される。そして、画像入力装置の画像信号出力部１０−４から出力された画像信号は、画像位置ズレ計測装置１の画像信号入力部１−１に入力される。全画像データは、画像記憶メモリ１−２に格納され、制御部１−３で２列ずつ画素データが順次取出され、画像処理演算部１−４でシフトと差分処理が行われる。最大ずらし量は予め定められている。画像位置ズレ量算出部１−５で注目する２列のより累積ズレ量を算出し、位置ズレ量の最小値であるところの相対位置（以下最小位置と称す）が画像記憶メモリ１−２に格納される。相対位置とはシフトの中心からの距離をいう。例えば、＋１画素シフトで累積値が最小になる場合、最小位置は＋１となる。算出された全画像位置ズレ量が、画像表示部１−６に表示され、計測結果が確認できる。
【００２０】
ここで、本発明で用いられるチャート原稿には、例えば図５に示すような副走査方向に水平な方向の万線パターンが描かれている。ここでいう「万線パターン」とは、光学系が走査する方向に水平な方向に等間隔のピッチで、例えば、白黒パターンが並ぶものをいう。また、このパターンの間隔が画像入力装置の解像度より十分大きいことにより、パターンからなる画像の位置ズレ計算の精度が向上する。このようなチャート原稿の万線パターンを図６に示すようにＣＣＤ素子によって画像として取り込み、取込んだ画像入力装置に対する計測装置本体そのものは、キーボード、マウス等を含むコンピュータを用いることにより、各種計算、通信、記憶手段としても使用できる。また、図７に示す濃度パターンは、同じ幅の黒パターンが等間隔でないピッチで並ぶものであり、この黒パターンの幅が画像入力装置、例えばＣＣＤを備えたスキャナの解像度より大きい万線パターンからなるパターンである。更に、図８に示す万線パターンは、黒パターンの幅の相異なるパターンが等間隔であるピッチで並ぶものであり、この黒パターンの幅が画像入力装置、例えばＣＣＤを備えたスキャナの解像度より大きい万線パターンからなるパターンである。また、図７及び図８のパターンを組合わせたパターンの線幅あるいはピッチが等しくないことにより、後述する一意に累積値の最小値を求めることができる。
【００２１】
次に、本発明に係る画像位置ズレ計測装置における主走査方向の画像位置ズレ計測に関する一実施例について説明する。はじめに、本実施例における累積値算出動作、最小値算出動作及び位置ズレ算出動作について図９に示す動作フローに従って以下に説明する。
【００２２】
先ず、画像記憶メモリ上の列カウンタを１にセットし、列カウンタ＋１が示す列を取出し、画像記憶メモリから画像データの１列目と２列目を読出す（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。そして、画素毎に１列目と２列目の画素データ、例えば画素のモノクロ階調、８ｂｉｔで０〜２５５までの値の差分を取り、符号が負であれば、符号反転させる。これを予め設定されている列の範囲での累積値を算出する（ステップＳ１０４）。当該累積値の算出が終了したら、２列目の画像データを例えば右に１画素分シフトし、１列目と２列目の画素の差分の累積値を取得する（ステップＳ１０５）。この累積値算出を、例えば予め設定された最大シフト８とすると、−４画素位置から＋４画素位置まで累積値取得を繰り返す（ステップＳ１０６）。これら最大シフト８回分の累積値の中から最小値を算出する（ステップＳ１０７）。これらの操作を画像の最終列まで順次実施し、各列毎の最小値を算出する（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。これらは、例えば２列目の画素データが配列に入っていれば、１列目と差分を取る配列を順次ずらすことと同じ操作である。例えば、１列で２０４８画素あるとした時、８回累積値を計算するには、評価範囲を比較中心から２０４０画素とすれば、２列目を−４から＋４まで８回シフトして累積値算出を行い、それらの最小値を求める。この操作を画像の最終列まで順次実施し、各列毎の最小値を取得する。
【００２３】
次に、本実施例におけるデータ補間動作及び累積値取得動作について図１０に示す動作フローに従って以下に説明する。
【００２４】
先ず、画像記憶メモリ上の列カウンタを１にセットし、列カウンタ＋１が示す列を取出し、画像記憶メモリから画像データの１列目と２列目を読出す（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３）。ここで、例えば６００ｄｐｉの解像度を持つ画像入力装置の場合１画素は約４２．３μｍとなり、画素ピッチは同じく４２．３μｍとなる。これより高精度にするために、１画素ピッチ間（画素中心間）を、例えばスプライン補間の手法を用いて補間する（ステップＳ２０４）。ここで、スプライン補間方法を図１１に基づいて説明すると、例えば区間を８分割するとすれば、補間式から５．２μｍの精度で階調を算出できる。当該補間ピッチを用いて２列目の画像データを前記光学系が走査する方向に垂直な方向にずらすことで高精度な位置ズレを計測することができる。基準ピッチ毎に１列目と２列目の画素データ、例えば画素のモノクロ階調、８ｂｉｔで０〜２５５までの値の差分を取り、符号が負であれば、符号反転させる。これを予め設定されている列の範囲での累積値を算出する（ステップＳ２０５）。当該累積値の算出が終了したら、２列目の画像データを例えば右に１画素分シフトし、１列目と２列目の画素の差分の累積値を取得する（ステップＳ２０６）。この累積値算出を、例えば予め設定された最大シフト８とすると、−４画素位置から＋４画素位置まで累積値取得を繰り返す（ステップＳ２０７）。これら最大シフト８回分の累積値の中から最小値を算出する（ステップＳ２０８）。これらの操作を画像の最終列まで順次実施し、各列毎の最小値を算出する（ステップＳ２０９，Ｓ２１０）。
【００２５】
次に、本実施例において、予め算出した基準パターン位置ズレを記憶する画像記憶動作及び画像位置ズレ補正動作について図１２に示す動作フローに従って以下に説明する。
【００２６】
先ず、図４の画像記憶メモリ１−２から基準パターン位置ズレデータを読み出す（ステップＳ３０１）。次に、基準チャートにおける最初の位置ズレを画像位置ズレ算出動作で算出して画像記憶メモリ１−２の第１のメモリテーブルに格納し、次の位置ズレを算出する（ステップＳ３０２，Ｓ３０３）。そして、次の位置ズレを画像記憶メモリ１−２の第２のメモリテーブルに格納し、第１と第２のメモリテーブルとの差分を取る（ステップＳ３０４，Ｓ３０５）。次に、第２のメモリテーブルに格納した位置ズレを第１のメモリテーブルに格納する（ステップＳ３０６）。基準チャートの最終列までステップＳ３０３からステップＳ３０６までを繰り返す（ステップＳ３０７）。
【００２７】
以上説明したような処理は本装置のＣＰＵにより実行され、そのためのプログラムは通常ＲＯＭに記憶されているが、このプログラムは図１３に示すＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体１０９に記憶しておき、更にＲＯＭ１０３をフラッシュメモリで構成しておけば、ドライブ１０８により記憶媒体１０９からプログラムを読出してフラッシュメモリのＲＯＭ１０３へ書込むことにより、初期状態では上述したような各実施例の機能を有していない汎用装置であっても、本発明を実施できるようになる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像位置ズレ計測装置は、本発明の画像位置ズレ計測装置は、任意の被写体を２次元に撮像する計測対象の画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理手段と、任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力手段と、画像信号入力手段から取得される画像信号を記憶する画像記憶手段と、画像記憶手段から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算手段と、画像信号演算手段で算出された結果を表示する演算結果表示手段と、画像信号演算手段は画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、入力画像を画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、データ列に対して前記主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にあるデータ列と、隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出手段と、累積値算出手段において相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得手段と、相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出手段と、最小位置算出手段を画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出手段と、を有する。そして、本発明の画像位置ズレ計測装置によれば、画像信号演算手段は、画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から供給された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理手段により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出手段と、画像位置ズレ算出手段により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン画像の位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正手段とを有する。よって、計測対象である画像入力装置の主走査方向の位置ズレを計測することにより、同時に計測した既知の基準パターンにより読取誤差を算出し、当該位置ズレを補正することで、規格値による高精度な良品／不良品判定ができる。
【００３０】
また、基準パターン位置ズレ算出手段は、基準パターン画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、画像入力装置から得られた基準パターン画像の画像信号に対し、累積値算出手段、累積値取得手段、最小位置算出手段及び画像位置ズレ算出手段による各処理を施す。よって、対象原稿の位置ズレを演算する方法と同様な手順で、読取時の誤差を算出することができる。
【００３１】
更に、累積値算出手段または基準パターン画像位置算出手段は画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間手段を有し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、主走査方向に垂直な方向において相対位置にあるデータ列と、補正隣接データ列とにおいてデータ補間手段で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、相対位置を前記主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出手段とを有する。よって、画素位置ズレにおいてサブピクセルの精度で高精度に計測することができる。
【００３２】
また、画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンである画像入力装置から供給された入力画像もしくは基準パターンが、画像入力装置の解像度よりも大きい万線パターンであることにより、パターンの読取誤差を高精度に計測できる。
【００３３】
更に、画像入力装置から供給された入力画像もしくは基準パターンが副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンが副走査方向に水平かつ一定幅の濃度パターンが等ピッチでない濃度パターン、または副走査方向に水平かつ隣合う万線パターンが等ピッチで幅が異なる万線パターンであることにより、最小位置の算出精度が向上し、高精度に位置ズレ補正することができる。
【００３４】
また、画像供給装置から供給された入力画像と基準パターンの線幅、線間ピッチなどが、同一または同等であることにより、同じ分解能で位置ズレを算出することができる。
【００３５】
更に、別の発明としての画像位置ズレ計測方法によれば、任意の被写体を２次元に撮像する計測対象である画像入力装置から供給される信号により画像信号を生成する信号処理工程と、任意の被写体に対する画像信号を取得する画像信号入力工程と、画像信号入力工程から取得される画像信号を記憶する画像記憶工程と、画像記憶工程から画像信号を取得し、演算を行う画像信号演算工程と、画像信号演算工程で算出された結果を表示する演算結果表示工程と、画像信号演算工程は、計測対象である画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置の副走査方向に均一濃度でかつ主走査方向に均一でない濃度のパターンであって、入力画像を画像入力装置にセットして得られた画像信号に対し、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣のデータ列とを対象に、任意の相対位置にあるデータ列と、隣データ列とにおいて差分を取り、その絶対値の累積を算出する累積値算出工程と、累積値算出工程において、相対位置を順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値取得工程と、相対位置毎の累積値を比較し、その最小値であるところの相対位置ズレを算出する最小位置算出工程と、最小位置算出工程を画像信号全域に順次実施し、各列ごとの相対位置を算出する画像位置ズレ算出工程と、を有する。そして、別の発明の画像位置ズレ計測方法において、画像信号演算工程は、画像入力装置から供給された入力画像が画像入力装置から入力された基準パターン画像を含む画像であって画像信号処理工程により生成された画像信号に対し基準パターン画像の画像信号を対象に基準パターン画像の位置ズレを算出する基準パターン位置ズレ算出工程と、画像位置ズレ算出工程により算出された各列ごとの相対位置ズレから基準パターン位置ズレを引くことで画像入力装置の入力誤差を補正する画像位置ズレ補正工程とを有する。よって、同時に計測した既知の基準パターンにより読取誤差を算出し、当該位置ズレを補正することで、規格値による高精度な良品／不良品判定ができる。
【００３６】
また、累積値算出工程または基準パターン画像位置算出工程は画像信号のデータ列に対して各データをなめらかに結合する数値演算を施すことでデータ間を補間するデータ補間工程と、画像入力装置における主走査方向の画像信号１列目のデータ列と、データ列に対して主走査方向の垂直方向に隣接する画像信号２列目の隣接データ列にパターンに応じた演算処理を行った補正隣接データ列を対象に、主走査方向に垂直な方向において相対位置にあるデータ列と、補正隣接データ列とにおいてデータ補間工程で算出された補間ピッチごとに差分を取り、その絶対値の累積値を算出し、相対位置を主走査方向に垂直な方向に順次ずらしていき、それぞれの累積値を取得する累積値算出工程とを有する。よって、画素位置ズレにおいてサブピクセルの精度で高精度に計測することができる。
【００３７】
更に、上記画像位置ズレ計測方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を用いることにより、既存のシステムを変えることなく、かつ画像位置ズレ計測システムを構築する装置を汎用的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像位置ズレ計測装置の計測対象である画像入力装置の構成を示す透視図である。
【図２】図１の画像入力装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明における画像入力装置と画像位置ズレ計測装置のシステム構成を示す図である。
【図４】本実施例における画像入力装置と画像位置ズレ計測装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図５】本発明で用いられるチャート原稿の万線パターン例を示す図である。
【図６】本発明の画像位置ズレ計測装置による検査結果表示例を示す図である。
【図７】本発明で用いられるチャート原稿の濃度パターンの例を示す図である。
【図８】本発明で用いられるチャート原稿の万線パターンの別の例を示す図である。
【図９】本実施例における累積値算出動作、最小値算出動作及び位置ズレ算出動作を示すフローチャートである。
【図１０】本実施例におけるデータ補間動作及び累積値取得動作を示すフローチャートである。
【図１１】スプライン補間方法を説明する図である。
【図１２】本実施例における画像記憶動作及び画像位置ズレ補正動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明を適用する画像位置ズレ計測装置におけるシステムハード構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１；画像位置ズレ計測装置、１−１；画像信号入力部、
１−２；画像記憶メモリ、１−３，１０−５；制御部、
１−４；画像処理演算部、１−５；画像位置ズレ量算出部、
１−６；画像表示部、１０；画像入力装置、１０−１；光電変換部、
１０−２；Ａ／Ｄ変換部、１０−３；シェーディング補正部、
１０−４；画像信号出力部、１１；原稿設置場所、
１２，１５；走行体、１２−１，１５−１；ミラー、
１３；１次元撮像素子、１４；レンズ、１６；画像信号出力ポート、
１７；駆動手段、１８；コンタクトガラス、１９；チャート原稿、
２０；ランプ、２１；撮像領域、３１；画像信号入力部、
３２；計測装置本体、３３；画像表示装置。
【図１】
2004032223.tif 000003
【図２】
2004032223.tif 000004
【図３】
2004032223.tif 000005
【図４】
2004032223.tif 000006
【図５】
2004032223.tif 000007
【図６】
2004032223.tif 000008
【図７】
2004032223.tif 000009
【図８】
2004032223.tif 000010
【図９】
2004032223.tif 000011
【図１０】
2004032223.tif 000012
【図１１】
2004032223.tif 000013
【図１２】
2004032223.tif 000014
【図１３】
2004032223.tif 000015