(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性原稿を透過した可視光及び赤外光を結像光学系により固体撮像素子に導くことで得られる可視画像情報及び赤外画像情報を処理するための画像処理装置であって、
前記結像光学系は、前記可視光と前記赤外光とのピント位置のずれを補正する平行平板ガラスを含み、
前記赤外画像情報の部分倍率と前記可視画像情報の部分倍率とが一致するように、前記赤外画像情報の部分倍率を予め記憶された式により補正する倍率補正手段を有し、
前記予め記憶された式は、入力画像情報において、前記結像光学系の中心に位置する画素を０画素目とし、そこからｘ画素目に位置する画素の補正後の位置ｙが補正係数ａ０、ａ２、ａ４を用いてｙ＝ａ４ｘ４＋ａ２ｘ２＋ａ０であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
透過性原稿を透過した可視光及び赤外光のピント位置のずれを補正する平行平板ガラスを含む結像光学系により固体撮像素子に導くことで得られる可視画像情報及び赤外画像情報を処理するための画像処理プログラムであって、
前記赤外画像情報の部分倍率と前記可視画像情報の部分倍率とが一致するように、前記赤外画像情報の部分倍率を予め記憶された式により補正する倍率補正を実行し、
前記予め記憶された式は、入力画像情報において、前記結像光学系の中心に位置する画素を０画素目とし、そこからｘ画素目に位置する画素の補正後の位置ｙが補正係数ａ０、ａ２、ａ４を用いてｙ＝ａ４ｘ４＋ａ２ｘ２＋ａ０であることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および画像処理プログラムに関し、特に透過性原稿を透過した可視光及び赤外光を結像光学系により固体撮像素子に導くことで得られる可視画像情報及び赤外画像情報を処理するための画像処理装置および画像処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過原稿の画像情報を電気信号に変換してコンピュータに取り込む画像読取装置において、赤外光を用いて原稿上のゴミやキズの情報を取得し、可視画像情報上のゴミやキズに相当する部分を補正する装置として、特開２０００−３２４３０３号や特願２０００−２３１１２４号に記載されたようなフイルムスキャナが提案されている。
【０００３】
図１１は前記フイルムスキャナの要部概略図である。このフイルムスキャナは赤外光源１００１と可視光源１００２を備え、いずれかの光源によって照明され読み取られる透過原稿であるフイルム１００３の画像情報は、折り返しミラー１００６、結像レンズ１００７を経て主走査方向に配列されたラインＣＣＤ１００８上に結像する。フイルム１００３はフイルムマウント１００４を介して駆動装置１００５により副走査方向へ移動し、２次元画像情報が読み取られる。
【０００４】
ここで、赤外光源１００１と可視光源１００２の波長差により結像位置が異なるため、ピント駆動装置１０１０により結像レンズ１００７とラインＣＣＤ１００８が一体となった撮像ユニット１００９が移動しピント位置を調整するように構成されており、各光源に基づく画像情報はともに良好な結像状態で読み取ることができる。また、両画像情報の結像倍率が異なるため、赤外画像情報に対して信号処理手段１０１１により全体倍率を補正することも上記した特開２０００−３２４３０３号で提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では全体倍率を補正することはできるが、図１２に示すような部分倍率特性を有する結像光学系を用いた場合、画像周辺部に合わせて全体倍率を補正すると、画像中央部の倍率を正しく補正することはできない。そのため、図１３に示すように補正後の赤外画像（赤外出力画像）は部分的に歪んだものとなり、可視画像の倍率と一致しない部分が存在していた。
【０００６】
両画像の部分倍率が異なる原因は、主に赤外線の波長における倍率色収差とコマ収差が特に大きいためであるが、これらの収差を結像光学系で補正するためには異常分散ガラスなど高価で加工性の悪い材料を用いたレンズが必要であった。特に近年では画像読取システムの読取解像度が2400dpi〜4000dpi程度まで向上しているため、部分倍率誤差がより一層目立ち易くなっている。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で赤外画像情報の部分倍率を可視画像情報と一致させ、ゴミキズ除去を良好に行う画像読取システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載の画像処理装置は、透過性原稿を透過した可視光及び赤外光を結像光学系により固体撮像素子に導くことで得られる可視画像情報及び赤外画像情報を処理するための画像処理装置であって、前記結像光学系は、前記可視光と前記赤外光とのピント位置のずれを補正する平行平板ガラスを含み、前記赤外画像情報の部分倍率と前記可視画像情報の部分倍率とが一致するように、前記赤外画像情報の部分倍率を予め記憶された式により補正する倍率補正手段を有し、前記予め記憶された式は、入力画像情報において、前記結像光学系の中心に位置する画素を０画素目とし、そこからｘ画素目に位置する画素の補正後の位置ｙが補正係数ａ０、ａ２、ａ４を用いてｙ＝ａ４ｘ４＋ａ２ｘ２＋ａ０であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の画像処理プログラムは、透過性原稿を透過した可視光及び赤外光のピント位置のずれを補正する平行平板ガラスを含む結像光学系により固体撮像素子に導くことで得られる可視画像情報及び赤外画像情報を処理するための画像処理プログラムであって、前記赤外画像情報の部分倍率と前記可視画像情報の部分倍率とが一致するように、前記赤外画像情報の部分倍率を予め記憶された式により補正する倍率補正を実行し、前記予め記憶された式は、入力画像情報において、前記結像光学系の中心に位置する画素を０画素目とし、そこからｘ画素目に位置する画素の補正後の位置ｙが補正係数ａ０、ａ２、ａ４を用いてｙ＝ａ４ｘ４＋ａ２ｘ２＋ａ０であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施形態であるフイルムスキャナの要部概略図である。
【００１２】
赤外光源１０１と可視光源１０２のいずれかによって照明された透過性原稿であるフイルム１０３の画像情報は、折り返しミラー１０６、結像レンズ１０７を経て主走査方向に配列された固体撮像素子であるラインＣＣＤ１０８上に結像される。フイルム１０３はフイルムマウント１０４を介して駆動装置１０５により副走査方向へ移動され、フイルム１０３上に記録された画像がラインＣＣＤ１０８によって２次元画像情報として読み取られる。
【００１３】
また、赤外光源１０１と可視光源１０２の波長差により結像レンズ１０７による結像位置が異なるため、ピント駆動装置１１０により結像レンズ１０７とラインＣＣＤ１０８が一体となった撮像ユニット１０９を移動させ、ピント位置を調整可能になっている。これにより画像情報は赤外画像、可視画像ともに良好な結像状態で読み取ることができる。
【００１４】
図２のフローチャートに基づき本実施形態のフイルムスキャナの動作シーケンスについて説明する。なお、図２に記載された一連のフローは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に制御プログラムとして記憶されており、フイルムスキャナと接続されるパーソナルコンピューター等の外部機器にインストールされる。そして、外部機器からのコマンドに基づいてフイルムスキャナのシステムコントローラにより実行される。
【００１５】
ステップＳ２０１では、システムコントローラにより光源点灯回路（不図示）を駆動して可視光源１０２を点灯し、次のステップＳ２０２へ進む。
【００１６】
ステップＳ２０２では、駆動装置１０５を駆動して光軸を透過原稿の画像範囲内（例えば、透過原稿の中央付近）に位置させ、ラインＣＣＤ１０８により光量データを入力し、この値が適正値になるようにゲイン調整等により露出を調整する。その後、再び透過原稿を初期位置に移動させた後、次のステップＳ２０３へ進む。
【００１７】
ステップＳ２０３では、前記ステップＳ２０２における処理結果により、スキャン時の駆動装置１０５の駆動速度を決定する。即ち、光量が非常に少なく、ゲイン調整だけでは充分な光量が得られない場合には、駆動装置１０５の駆動速度を遅くする。このステップＳ２０３の処理の終了後、次のステップＳ２０４へ進む。
【００１８】
ステップＳ２０４では、撮像ユニット１０９をピント駆動装置１１０により駆動してフォーカス調整を行った後、次のステップＳ２０５へ進む。
【００１９】
ステップＳ２０５では、可視光によるスキャン動作を開始する。外部機器からのコマンドによりスキャン範囲が指定されている場合は、設定された範囲をスキャンする。そして作成した画像データをオフセットＲＡＭに記憶する。このステップＳ２０５の処理が終了した場合には、次のステップＳ２０６へ進む。
【００２０】
ステップＳ２０６では、外部機器からのコマンド受信時に、ゴミ・傷補正処理を行う指令を受けたか否かを判別する。そしてゴミ・傷補正処理を行う指令を受けたと判別された場合はステップＳ２０７へ進み、ゴミ・傷補正処理を行う指令を受けないと判別された場合はステップＳ２０８へ進む。
【００２１】
ステップＳ２０７では、ピント駆動装置１１０を駆動し、撮像ユニット１０９を光軸方向へ移動させてピントを調整する。この調整量は、使用する赤外光源１０１及び可視光源１０２の特性により予め波長がわかるので、可視光画像の焦点位置と赤外光画像の焦点位置との差を調整量とする。ステップＳ２０７の処理の終了後、次のステップＳ２０８に進む。
【００２２】
ステップＳ２０８では、透過原稿上のゴミ・傷を検知するための赤外光によるスキャン動作を実行し、ステップＳ２０９へ進む。
【００２３】
ステップＳ２０９では、前記ステップＳ２０８において取り込んだ赤外光による赤外画像情報を基に透過原稿上のゴミ・傷の領域情報を作成し、ステップＳ２１０に進む。
【００２４】
ステップＳ２１０では、前記ステップＳ２０９により定義した透過原稿上のゴミ・傷の領域（位置）情報の倍率を補正した後、次のステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１０における倍率補正処理の詳細については後述する。
【００２５】
ステップＳ２１１では、前記ステップＳ２１２により確定した透過原稿上のゴミ・傷の領域情報に基づいて可視画像情報を補正（修正）し、ゴミ・傷の影響を除去する画像処理を実行する。ステップＳ２１１の処理の終了後、次のステップＳ２１２へ進む。
【００２６】
ステップＳ２１２では、前記ステップＳ２１１において修正された画像情報をインターフェイスを介して外部機器に出力する。このステップＳ２１２の処理が終了した場合は、駆動装置及びラインＣＣＤの駆動パルスを停止させ透過原稿を初期位置に移動させて待機状態とした後、本処理を終了する。以上で読取シーケンスを終了し、コマンド受信待機状態となる。
【００２７】
次に、前述した図２のフローチャートのステップＳ２１０における倍率補正処理について詳細に説明する。本実施形態のフイルムスキャナの結像光学系は、図３に示すような部分倍率特性を有しているため、読み取られた可視画像情報はそのまま出力されるが、赤外画像情報は倍率補正手段である信号処理部１１１において部分倍率を補正された上で出力される。
前記信号処理部１１は、図３の入力画像情報において、結像光学系の中心に位置する読取画素を０画素目とし、そこから周辺部分に向かってｘ画素目に位置する画素の位置情報を補正する場合に、補正後の位置ｙが補正係数ａ0・・・ａnを用いた次の式で表わされるような倍率補正処理を実行する。
【００２８】
ｙ＝ａnｘn＋ａn-1ｘn-1＋・・・ａ0
ここで、補正係数ａ0・・・ａnは赤外画像の画素位置情報が可視画像の画素位置情報と略一致するように決定され、各係数の数値はnが大きくなるほど複雑な特性の可視画像と赤外画像の位置情報差を補正することが出来る。しかし、補正係数が多すぎると数値決定のための計算が複雑になり、信号処理手段の計算負荷が大きくなる為このましくない。そこで、補正係数ａ0・・・ａnの中から例えばａ0，ａ2，ａ4のみを選択し、次のような式に基づいて補正するようにすれば好ましい。
【００２９】
ｙ＝ａ4ｘ4＋ａ2ｘ2＋ａ0
本実施形態によれば、このような簡単な式で部分倍率の補正を精度良く行うことができる。なお、本実施形態のように部分倍率グラフ上で変極点が１〜２点程度の倍率誤差を補正する為には、３個程度の補正係数を用いたので十分である。また、右辺の計算結果が整数にならない場合は、小数点以下を四捨五入すれば処理を簡略化することができる。補正係数は予め記憶手段であるメモリに記憶されているため画像読取前に補正係数を算出する必要がなく、画像読取を速やかに実行することができる。
【００３０】
このようにして、図３に示すように可視画像情報と赤外画像情報の部分倍率をほぼ一致させることができるため、図４に示すように補正後の赤外画像情報（赤外出力画像）は可視画像情報（可視出力画像）の位置情報と一致しており正確なゴミキズ除去を良好に行うフイルムスキャナが提供される。
【００３１】
上記信号処理部１１１は画像読取装置内に構成されても、同装置に接続される機器、例えば制御用パーソナルコンピューター上のドライバーソフトとして構成されても本発明の画像読取システムは実現される。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２実施形態であるキャリッジ一体型フラットベッドスキャナの要部概略図である。
【００３３】
赤外光源４０１と可視光源４０２のいずれかの光源によって照明された透過原稿であるフイルム４０３の画像情報は、複数の折り返しミラー４０６、結像レンズ４０７を経て主走査方向に配列されたラインＣＣＤ４０８上に結像する。フイルム４０３は原稿台ガラス４０４上に載置される。
【００３４】
折り返しミラー４０６、結像レンズ４０７、ラインＣＣＤ４０８、後述するピント補正部４０９は各々キャリッジ４１０内に配されており、キャリッジ４１０は駆動装置４０５により副走査方向へ移動され、フイルム４０３上に記録された画像がラインＣＣＤ４０８によって２次元画像情報として読み取られる。
【００３５】
また、赤外光源４０１と可視光源４０２の波長差により結像位置が異なるため、ピント補正部４０９によりピント位置が調整可能になっている。ピント補正部４０９は平行平板ガラスと駆動モータから構成され、駆動モータの駆動により平行平板ガラスを光軸上に抜差しされようになっている。このようなピント補正部を設けたことにより、画像情報は赤外画像、可視画像ともに良好な結像状態で読み取ることができる。
【００３６】
読み取られた可視画像情報はそのまま出力されるが、赤外画像情報は信号処理部４１１において部分倍率を補正された上で出力される。
【００３７】
本実施形態のフラットベッドスキャナの動作シーケンスは、第１の実施の形態で説明した図２と基本的に同じであるため、説明を省略する。
【００３８】
つぎに本実施形態における透過原稿上のゴミ・傷の領域（位置）情報の補正処理を説明する。本実施形態のフラットベッドスキャナの結像光学系は、図６に示すような部分倍率特性を有しているため、読み取られた可視画像情報はそのまま出力されるが、赤外画像情報は信号処理部４１１において部分倍率を補正された上で出力される。
前記信号処理部４１１は、図６の入力画像情報において、結像光学系の中心に位置する読取画素を０画素目とし、そこから周辺部分に向かってｘ画素目に位置する画素の位置情報を補正する場合に、補正後の位置ｙが補正係数ａ0，ａ2，ａ4を用いた次の式で表わされるような倍率補正処理を実行する。
【００３９】
ｙ＝ａ4ｘ4＋ａ2ｘ2＋ａ0
本実施形態のキャリッジ一体型フラットベッドスキャナでは比較的広角の結像レンズを使う為に、第１の実施形態で示したフイルムスキャナなどに比べると、図６に示すように歪曲収差・倍率色収差やコマ収差が大きくなる。しかし、変極点としては１〜２点程度であり、第１の実施形態と同程度の個数の補正係数で良好な補正を行える。
【００４０】
また、右辺の計算結果が整数にならない場合は、小数点以下を四捨五入すれば処理を簡略化することができる。なお、補正係数は予めメモリに記憶されているため画像読取前に補正係数を算出する必要がなく、画像読取を速やかに実行することができる。
【００４１】
このようにして、図６に示すように可視画像情報と赤外画像情報の部分倍率をほぼ一致させることができるため、図７に示すように補正後の赤外画像情報（赤外出力画像）は可視画像情報（可視出力画像）の位置情報と一致しており、正確なゴミキズ除去を良好に行うキャリッジ一体型フラットベッドスキャナが提供される。
【００４２】
上記信号処理部４１１は画像読取装置内に構成されても、同装置に接続される機器、例えば制御用パーソナルコンピューター上のドライバーソフトとして構成されても本発明の画像読取システムは実現される。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３実施形態である２対１ミラー走査型フラットベッドスキャナの要部概略図である。
【００４４】
赤外光源７０１と可視光源７０２のいずれかの光源によって照明された透過原稿であるフイルム７０３の画像情報は、複数の折り返しミラー７０６、結像レンズ７０７を経て主走査方向に配列されたラインＣＣＤ７０８上に結像する。フイルム７０３は原稿台ガラス７０４上に載置される。
【００４５】
折り返しミラー７０６のうち原稿に近いものは第一ミラー台７０９ａに、それ以外の２枚は第二ミラー台７０９ｂに取付けられており、それぞれのミラー台は駆動装置７０５によって２：１の速度副走査方向へ移動され、フイルム７０３上に記録された画像がラインＣＣＤ７０８によって２次元画像情報として読み取られる。
【００４６】
また、本実施形態のフラットベッドスキャナは、ピント・全体倍率調整部７１０を備えている。ピント・全体倍率調整部７１０はレンズ７０７とＣＣＤ７０８を光軸方向に異なる比率で移動させることができるため、ピントと全体倍率を同時に調整することができる。そして、赤外光源７０１と可視光源７０２の波長差による結像位置差を調整した場合でも全体倍率を等しくすることが可能である。このような構成により、画像情報は赤外画像、可視画像ともに良好な結像状態で読み取ることができる。
【００４７】
しかしながら、赤外画像情報の全体倍率が可視画像情報に揃えられても、倍率色収差やコマ収差が主因となって、図９で示すように画像中央部で部分倍率がずれてしまっている。そのため、読み取られた可視画像情報はそのまま出力されるが、赤外画像情報は信号処理部７１１において部分倍率を補正された上で出力される。
前記信号処理部７１１は、図９の入力画像情報において、結像光学系の中心に位置する読取画素を０画素目とし、そこから周辺部分に向かってｘ画素目に位置する画素の位置情報を補正する場合に、補正後の位置ｙが補正係数ａ0，ａ2を用いた次の式で表わされるような倍率補正処理を実行する。
【００４８】
ｙ＝ａ2ｘ2＋ａ0
ここで、補正係数ａ0，ａ2は赤外画像の画素位置情報が可視画像の画素位置情報と略一致するように決定される。本実施形態では、赤外画像と可視画像の倍率誤差は比較的小さいため、部分倍率補正係数は少なくても良い。さらに可視画像情報と赤外画像情報の部分倍率差が小さい場合には、例えばｙ＝ａ1ｘとしても良い。なお、右辺の計算結果が整数にならない場合は、小数点以下を四捨五入すれば処理を簡略化することができる。
【００４９】
ところで、本実施形態のフラットベッドスキャナは２対１ミラー走査型であり、さらにピント・全体倍率調整手段を有しているため可動部分が多い。可動部分が多いと装置精度が劣化し易く、赤外画像情報と可視画像情報の部分倍率も変化し易い為、画像読取ごとに補正係数を算出（更新）し両画像情報の部分倍率誤差を補正するように構成した。
【００５０】
補正係数を算出する場合には、図８に示す自己調整チャート７１２をフイルムと置き換えて読み込む。そして、赤外・可視両画像情報の部分倍率が等しくなるように補正係数を決定する。このように算出された補正係数を使うことで、図９に示すように常に可視画像情報と部分倍率差の無い赤外画像情報を取得できるため、図１０に示すように補正後の赤外画像情報（赤外出力画像）は可視画像情報（可視出力画像）の位置情報と一致しており、正確なゴミキズ除去を良好に行う２対１ミラー走査型フラットベッドスキャナが提供される。
【００５１】
本実施形態では、上記したように補正係数を逐次最適化することが可能である為、何らかの要因により部分倍率差が変化した場合にも赤外画像読取前に上記係数を最適化し、部分倍率差を極めて精度よく補正することができる。
【００５２】
上記信号処理部７１１は画像読取装置内に構成されても、同装置に接続される機器、例えば制御用パーソナルコンピューター上のドライバーソフトとして構成されても本発明の画像読取システムは実現される。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可視画像情報と赤外画像情報との部分倍率差を簡単な構成で、かつ低コストで補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の概略図である。
【図２】第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の部分倍率を示す図である。
【図４】第１の実施形態の読取・出力画像を示す図である。
【図５】第２の実施形態の概略図である。
【図６】第２の実施形態の部分倍率を示す図である。
【図７】第２の実施形態の読取・出力画像を示す図である。
【図８】第３の実施形態の概略図である。
【図９】第３の実施形態の部分倍率を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の読取・出力画像を示す図である。
【図１１】従来例の概略図である。
【図１２】従来例の部分倍率を示す図である。
【図１３】従来例の読取・出力画像を示す図である。
【符号の説明】
１０１  赤外光源
１０２  可視光源
１０７  結像レンズ
１０８  ラインＣＣＤ
１１１  画像処理部
【図１】
0004532765.tif 000002
【図２】
0004532765.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004532765.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004532765.tif 000008
【図８】
0004532765.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004532765.tif 000012
【図１２】
0004532765.tif 000013
【図１３】
0004532765.tif 000014