JP2004206706A - 高解像された２次元画像を少ない歪みで記録するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 解像度を増大させる２次元センサ運動を用いて高解像された２次元画像を記録するための新たな可能性を見出すことであり、そのセンサ運動は、簡単な手段を用い、画像センサのスキャン運動中に対象物が動くことにより発生する画像歪みを明らかに軽減させるものであること。
【解決手段】 ｘ方向でｎ個のスキャンポジション（１４）を有し且つｙ方向でｍ個のスキャンポジション（１４）を有する選択されたスキャングリッド（１２）にてセンサ運動のためのスキャンパターン（３）が設けられていて、このスキャンパターンが、走査数値（３１）の形式により、到来すべきスキャンポジション（１４）の固定順番を有し、更には、ｘ方向及びｙ方向にて場所的に隣接するスキャンポジション（１４）のために、各々、少なくとも２つのスキャンステップ（１３）の時間的な間隔（３２）が設けられていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可動式画像センサを用いて高解像された２次元画像を記録するための装置、並びに、２次元スキャン式画像記録システムのために最適化されたスキャンパターンを生成するための方法に関し、前記画像記録システムは、特に、指紋、手紋、足紋、又は形状的に高精度で評価すべき他の画像などを記録（撮影）するためのものであり、これらの画像において動きを排除することは不可能である。

例えば指紋や手紋のような対象物を高解像して画像記録するためには様々な記録方法が使用され得る。例えば、高解像式画像センサを用い、全対象物の個別画像を記録するということが可能であるが、この際には次のような通例が今日においても当てはまる。即ち、十分に高解像し且つ対応するパラメータを有する画像センサは極めて高いコストを要してのみ使用可能であるということである。このことを回避するために、高解像画像は、より少ない解像度を有し且つ時間的に相前後して場所的にずらされて記録された複数の画像からも合成され得る。この際、画像センサは個々の画像記録処理の間で移動され、それにより複数の画像が相前後して記録され、その後、これらの画像が結果画像へと合成される。

個別画像の合成は２つの形式で可能である：
１．マクロスキャン − センササイズの複数倍に渡るカメラの運動、全個別画像の隣接並置（図２ａを参照、２×２スキャンポジションの例）
２．マイクロスキャン（ミクロスキャン） − センサ要素（画素）間隔の一部分に渡るカメラの運動、個別画像の画像点ごとの合成（嵌め継ぎ）（図２ｂを参照、２×２スキャンポジションの例）

これらの方法は、スキャン式（即ちセンサ運動により走査する）記録法であり、その理由は、完全な画像を記録するためにカメラ・画像センサが幾度も移動されるためである。スキャン式記録法を用いた高解像画像の記録は、中でも、静止する又は動きが僅かな画像対象物を検知するために使用される。

マイクロスキャン法は、解像力の低い使用可能なカメラセンサ（低い画素密度を有する）を用い、結果画像の高い光学画像解像度を達成するために開発されたものである。マイクロスキャン法の機械的な操作運動を実施する際の主着眼点は、カメラの走査経路の最小化、それと共にスキャン時間及び画像記録時間の最小化に絞られている。そのためにカメラは画像記録時にポジション１から始まり曲折（メアンダー）形状で移動される（３×４画像スキャンを具体的に説明する図２ｃを参照）。

マイクロスキャン法は、中でも、高い解像度要求を伴う小さな対象物において使用され、次の事実を考慮している。即ち、従来使用可能な画像センサ（特にＣＣＤセンサ）が感光性画像センサ要素間で非感光性領域を有し、この非感光性領域がセンサ要素の信号を導出するために用いられるということである。画像センサの画素グリッドの一部分に渡り画像センサを移動することよる中間走査は、既に各センサ要素内の感度分配が不均質であるため、どの場合においても解像度増大を導き、それ故、好ましくは、指紋のための走査器（所謂、ライブスキャナ又はフィンガープリントセンサ）に使用され、これは、指紋、手紋、足紋を高い光学解像度を用いて記録することを可能にするためのものである。

しかし、具体的には指紋や手紋のような記録すべき対象物が記録中に動かされる場合、マイクロスキャン法の特性が不利であることが分かっている。その動きの形式及び速度に応じ、記録された画像内に多少なりとも際立った歪み（ノイズ）が現れることになる。

証明可能なことであるが、画像記録中の僅かな（多くの場合は無意識的な）動きですら線形状のアーティファクト（人為的な間違いの結果）を際立って形成させてしまう。この際、この効果は、スキャンステップが大半において時間的に直接的に相次いで連続する方向、即ち、平行な曲折軌道の方向において特に際立っている。その際、記録された画像は、画像記録・ハードウェアが正常に機能していない又はデジタル化エラーが発生しているという印象を与えることになる。

本発明の基礎を成す課題は、解像度を増大させる２次元センサ運動を用いて高解像された２次元画像を記録するための新たな可能性を見出すことであり、そのセンサ運動は、簡単な手段を用い、画像センサのスキャン運動中に対象物が動くことにより発生する画像歪みを明らかに軽減させるものである。

前記の課題は、本発明に従い、解像度を増大させる走査画像点の数倍化のために画像センサを２次元運動させるスキャン機構が設けられている、高解像された２次元画像を記録するための装置を用い、以下のことにより解決される。即ち、ｘ方向でｎ個のスキャンポジションを有し且つｙ方向でｍ個のスキャンポジションを有する選択されたスキャングリッドにてセンサ運動のためのスキャンパターンが設けられていて、このスキャンパターンが、走査数値の形式により、到来される即ち目指されるスキャンポジションの固定順番を有し、この際、ｘ方向及びｙ方向にて場所的に隣接するスキャンポジションのために、各々、走査数値の差として具現化されている、少なくとも２つのスキャンステップの時間的な間隔が設けられていることによってである。

有利には、予め定められているスキャングリッド（ｎ×ｍ）のためのスキャンパターンが以下のように最適化される。即ち、全スキャンパターンにてｘ方向及びｙ方向で各々場所的に隣接するスキャンポジション間の時間的な間隔が、出来るだけ近くに互いに位置する最大値と最小値を有するようにである。

前述のように特徴付けられたスキャンパターンは、好ましくはｎ×ｍマイクロスキャンを用いる画像記録器のために使用されるが、また、予め定められているｎ×ｍマクロスキャンのために使用することも有意義である。この際、ｎ及びｍは、予め定められているスキャングリッドの行方向及び列方向におけるスキャンポジションの総数である

有利には、そのように構成されたスキャンパターンは、画像センサのスキャン機構のための駆動ソフトウェアに組み込まれている。

更に、前記の課題は、解像度増大が所定のスキャングリッド内の画像センサの運動により行なわれ且つ動きに起因するアーティファクトが抑制される、２次元走査式画像記録システムのために最適化されたスキャンパターンを生成するための方法を用い、以下のステップにより解決される：
− 予め定められているスキャングリッド（ｎ×ｍ）のためのｎ×ｍスキャンポジションを全て置換することを介し、画像センサのための可能な全てのスキャンパターンを作成するステップであり、このステップでは、スキャンポジションの時間的な順番がスキャンステップの通し番号として走査数値により特徴付けられる、
− スキャングリッドのｘ方向及びｙ方向における各スキャンパターンのための隣接するスキャンポジションの走査数値の全ての差を計算するステップ、
− 各スキャンパターンを分類するために走査数値の全ての差の最小値と最大値を決定するステップ、
− 差の最小値が１に等しい全てのスキャンパターンを除去するステップ、
− 走査数値の差の最大値と最小値が出来るだけ近くに互いに位置するという選択基準により適切なスキャンパターンを選抜するステップ。

適切なスキャンパターンの選抜は、好ましくは各スキャンパターンの最大値と最小値の差を比較することにより行なわれ、この際、走査数値・差の最大値と最小値からの最小差を有するスキャンパターンが最善のものを表す。

適切なスキャンパターンを選抜するための合目的で且つより厳しい他の基準は、走査数値・差の最大値に対する最小値の最大比を有するスキャンパターンが最善のものとして選択されることにより、各スキャンパターンの最小値と最大値からの商を比較することにより得られる。

本発明の核心は、スキャングリッド内のスキャンポジションの曲折形状のステップ順から離反することにより、従来のマイクロスキャン法を新たに編成することである。本発明は、対象物の僅かな動きが排除され得ない場合に、センサ運動が長手方向に延びる線状の曲折軌道においてアーティファクトを形成させてしまうという認識を基礎としている。本発明は、経路上及び時間上最適な走査運動とアーティファクト形成との間のこの対立を以下のことにより解決する：
− スキャン運動中、場所的に隣接するスキャンポジションの直接的な時間的連続性を回避すること、
− スキャングリッド内の個々のポジションの最大の時間的な間隔を減少すること、
− 画像センサの運動時の優先方向を回避し、それにより結果画像内の行の飛び越しの形成を減少させること。

本発明を使い、解像度を増大させる２次元センサ運動を用いた２次元画像の記録を実現することが可能であり、このセンサ運動は、簡単な手段により、画像センサのスキャン運動中の対象物の僅かな動きで発生する画像歪みを明らかに減少させることになる。

本方法は、解像度増大のために画像センサを定義されたスキャングリッド（２×２、３×３、３×４、４×４など）内で運動させる使用可能な全ての画像記録器のために容易に組込可能である。そのためにはソフトウェア・アップデートだけが必要であり、新たなスキャンパターンを用いたスキャナの再較正が（一度限り）実施される必要がある。

次に、実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に従う装置は画像センサから構成され、この画像センサは、スキャン機構（非図示）を用い、図１で３×４スキャングリッドとして図示されているように予め定められたスキャングリッド１２内においてスキャンパターン３で運動され、このスキャンパターン３において、解像度を増大させるセンサ運動の目的は、画像センサ要素１１の最短移動経路ではなく、場所的に隣接するスキャンポジション１４の時間的な直接連続性である。スキャンポジション１４は、図１による描写において、選択されたセンサ要素１１の並列ポジションにより具現化されていて、この際、走査数値３１により、時間に関し、スキャンステップ１３の通し番号が図示されている。ここで考慮されるべきこととして、スキャンポジション１４の並列は簡素化のためだけに用いられ、実際には頻繁にスキャンポジション１４の場所的な重なり合いが意図されているということが挙げられる。

図１では１個のセンサ要素１１のためだけに描かれている結果画像２（図２ｂを参照）内の（図１１にだけ示されている）アーティファクト（人為的な間違いの結果）５１の抑制は、本発明に従い、場所的に隣接するスキャンポジション１４間の時間的な間隔（走査数値３１の差）の等分配が出来る限り広範囲に渡るように成されている場合に最適な状態で達成される。矢印を用いた線経過として描かれているスキャンパターン３のために最適化されたそのような可能性は、図１では３×４スキャングリッド１２のために示されている。

図２ａ〜２ｃで様々なバリエーションとして描かれている曲折（メアンダー）形状の走査モードを用いた従来の画像記録では、記録される対象物（ここでは指紋）が記録中に少しでも動かされる場合、際立った線状構造（図１１の左側の図を参照）が発生することが確認されている。この線状のアーティファクト５１は、曲折形状の走査軌道の長手方向（ｘ方向）における個々の結果・画像点の直接的な時間的隣接関係、並びに、曲折の推進方向（ｙ方向）における結果画像２内の画像点の大きな時間的な間隔の結果として得られるものである。

図１においてスキャンポジション１４の時間的な間隔は、ｘ方向及びｙ方向で場所的に隣接するセンサ要素１１の結果画像点における走査数値３１（スキャンステップ１３の通し番号）の差３２により定義される。例えば１００ミリ秒の画像時間を想定すると、最初のスキャンポジションと最後の（ｎ番目の）スキャンポジションとの間の時間的な間隔として、完全な結果画像の到達のためには（ｎ−１）１００ｍｓという最大の時間的な間隔が得られる。

図２ａにおいて、先ず、マクロスキャンを用いた画像記録の従来の走査原理を明確化する。マクロスキャンの目的は、画像センサ１により走査される画像部分が、ステップ毎に、対象物の遥かに大きな画像面に渡って移動されるということにある。エッジ長ａを有する全画像センサ１の大きさの走査画像部分を並列させることにより、この場合には２×２マクロスキャンから構成される結果画像２が生じる。画像センサ１の両次元のためにも移動され得る画像センサ１のポジション間の移動経路の値｜ｓ｜は、各々、異なる方向において画像センサ１のエッジ長ａを有する。この移動経過は結果画像から容易に認識可能であるので、図２ａの左部分には時間軸に沿った走査の時間的な経過だけが描かれている。

図２ｂには、フォーマット２×２のマイクロスキャン（ミクロスキャン）を用いた画像走査のための従来技術が描かれている。画像センサ１は、例えば４×４センサ要素１１から構成され、半画素間隔ｐ／２だけ移動される。読み出された信号を所謂嵌め継ぎすることにより生じる結果画像２は、第１行の第４センサ要素１１のためのスキャンパターン３として記入されている移動経路を選択した結果として、４倍に増大された画素密度を有し、従って向上された解像度を有している。

図２ｃには、図２ｂと同様の状況が、今一度、３×４マイクロスキャンとして描かれていて、これは従来技術によるスキャンパターン３の構造をより明確化するためのものである。この際、個々のスキャンステップ１３はスキャングリッド１２内で順に経過され、その際、走査数値３１により時間的な順序が特徴付けられ且つ相前後して到来される即ち目指されるスキャンポジション１４に関する規準パターンの他に、今一度、スキャンステップ１３の軌道カーブがスキャンパターン３を明確化するために強調されている。

例として、一般性を制限することなく、３×４スキャングリッド１２（ｘ方向では３ポジション、ｙ方向では４ポジション）に基づき、本発明の発想を創作するための更なる考察を進めるものとする。

図３では、今一度、従来技術に従う曲折形状の３×４スキャンに関し、ｘ方向及びｙ方向におけるセンサ要素１１のスキャンポジション１４の時間的な間隔が分析される（図２ｃも参照）。この際、縁取りされた白色フィールドは、画像センサ１の選択されたセンサ要素１１のために１２個の異なるスキャンポジション３３を表していて、この際、記載された走査数値３１は、走査サイクル内のスキャンステップ１３の通し番号、即ち、スキャンポジション１４の時間的な順番を示している。黒色フィールドは、隣接するセンサ要素１１のスキャンポジション３４を反映し、これらのセンサ要素１１は、全画像センサ１の運動の結果、同様の曲折形状のパターンで運動される。これらのフィールド間の数値は、各々、隣接するスキャンポジション１４の時間的な間隔、即ち、スキャン数値３１の差３２を、スキャンポジション１４間で実行されたスキャンステップ１３の総数として示している。走査サイクル内のスキャンステップ１３のこの時間的な間隔（差３２）は、結像される対象物の動きに対する走査の脆弱性のための尺度として見ることができる。隣接するスキャンポジション１４の多くに対し、この差３２が小さいほど、必然的に他の箇所における差３２が高くならなければならなく、また（意識的な）対象物の動きの結果によるアーティファクト形成の確率がいっそう大きくなる。従って、走査サイクル内で、同じ対象物点の２重走査も、対象物の動きに基づく他の対象物点の誤り走査も、相並んで発生してしまうということが説明される。

従って、図３から、従来の曲折形状の３×４スキャンでは次のことが認識できる：
１．ｘ方向におけるスキャンポジションの時間的な隣接関係による強く際立った形状形成（ｘ方向における１という値の差３２として認識可能であり、即ち、行方向における、選択されたセンサ要素１１のスキャンポジション３３間の１回ずつの走査ステップ１３による）及び
２．ｙ方向における１１回のスキャンステップ１３の最大の時間的な間隔（差３２）：
− 選択されたセンサ要素１１における１２番目のスキャンポジション３３と１番目のスキャンポジション３３との間、
− 選択されたセンサ要素１１における１番目のスキャンポジション３３と、上方に隣接するセンサ要素１１の１２番目のスキャンポジション３４との間、
− 選択されたセンサ要素１１における１２番目のスキャンポジション３３と、下方に隣接するセンサ要素１１の１番目のスキャンポジション３４との間。

このことは、水平の線構造の形状の歪み（図１１における線形状のアーティファクト５１）として見てとれるアーティファクトの形成を容易にさせる。

この理由から、曲折形状のスキャンパターン（全てのスキャンポジション１４の処理時における画像センサ１の最短経路）で配列された従来の走査から離れ、スキャングリッド１２内の隣接するスキャンポジション１４間の時間的な間隔をほぼ等分配することが努力される。そのためにはこの要求を満たす適切なスキャンパターン３が見出されなくてはならない。

このことは、先ず、可能な全てのスキャンパターン３を把握するために、所望のスキャングリッド（例えば３×４スキャングリッド）内におけるスキャンポジション１４の全ての置換が形成されることにより行なわれる。

スキャンパターン３を分類するためには（最大値、最小値）という標識が使用され、この際、選択されたセンサ要素１１の空間的に隣接するスキャンポジション３３の全ての走査数値３１に関し、最大値４２は最大の時間的な差３２であり、最小値４１は最小の時間的な差３２であり、差３２の最小値は、各々のクラスにスキャンパターン３を区分するために使用される。従って、従来使用されている曲折形状のスキャンパターン３では、図３から容易に読み取れるように、評価（１１、１）である。

様々なスキャンパターン３を調査するために、可能な全てのポジション順を体系的に計算し得るアルゴリズムが開発された。この際、簡素化として、走査数値「１」を有する第１スキャンポジション１４がスキャンパターン３の常に左上の角に位置すると想定してよい。このことは次の理由から可能である。即ち、結果画像２が、相並んで位置する複数のスキャンパターン３を直接的に合成したものとして理解されなくてはならないということである。

曲折形状で走査される３×４スキャングリッドのための一例に基づく図４から見てとれるように、規則的な曲折走査が規定されていない場合には（画像縁を放置し）複数の同等のスキャンパターン３が可能である。このことは本発明の発端であり、それにより、画像センサ１の隣接するセンサ要素１１における隣接された同様のスキャンパターン３に対し、センサ要素１１のスキャンパターン３の接続条件も考慮される場合に、等価値が保証されている。この考察は、アーティファクト５１の原因に踏み入るために、従来技術に従う３×４スキャンの分析において既に図３で基礎とされている。

本発明に従うスキャンパターン３を決定するためのアルゴリズムは、図５で示されているように、以下のステップを含んでいる：
１．予め定められているスキャングリッド１２のためのｎ×ｍスキャンポジション１４の全ての置換を介し、画像センサ１の選択されたセンサ要素１１のためのスキャンパターン３を形成するステップであり、このステップではスキャンポジション１４の時間的な順番が走査数値３１により特徴付けられる。
２．各スキャンパターン３のために、スキャングリッド１２のｘ方向及びｙ方向において隣接するスキャンポジション１４の走査数値３１の全ての差３２を計算するステップ。
３．各スキャンパターン３を分類するために、走査数値３１の全ての差３２の最大値４１と最小値４２を決定するステップ。
４．差３２の最小値４１が１に等しい全てのスキャンパターン３を除去するステップ。
５．適切な走査モードとして、走査数値３１の差３２の最大値４２と最小値４１が互いに出来るだけ近くに位置するスキャンパターン３を選抜するステップ。

この際、適切なスキャンパターン３の選抜は、一方では以下のステップにより行なわれる：
５．１ 分類されたスキャンパターン３の最大値４２と最小値４１からの差を比較するステップであり、このステップではスキャンパターン３が最大値４２と最小値４１からの最小差により適したものとして選択される。
図５に従う方法を使い、図７及び図８において太線で縁取られたクラス４が最適化されたスキャンパターン４３として確定され、５．１の詳細を使用し、提示された基準が満たされる。

他方では、より厳しい基準として以下のステップにより選抜が行なわれ得る：
５．２ 分類されたスキャンパターン３の最小値４１と最大値４２からの商を比較するステップであり、このステップでは最大の商が最も適したスキャンパターン３を特徴付ける。
図６は、そのために必要なプログラムフローを示している。

図７には、３×４スキャングリッド１２のためのアルゴリズムにおける第１ステップから第３ステップの前述の規定によるスキャンパターン・クラスのリストが示されている。選択されたセンサ要素１１のスキャンポジション３３は１〜１２で番号が付けられている。この際、スキャンポジション３３の置換により生じるスキャンパターン３において、スキャンパターン・クラス４は、隣接するスキャンポジション３３の走査数値３１の最小の差３２により特徴付けられている。

差３２の最小値４１として１という値を有するスキャンパターン３のクラス４は、本方法の第４ステップで即座に却下され、これは、スキャンポジション３３の直接的な隣接関係を（スキャンポジション３４への移行時にも（図９参照））排除するためである。識別（ｋ、１）を有するこのクラス４には６個のスキャンパターン３が属している。

走査数値３１の差３２の最小値４１が２と等しい（識別（ｋ、２））次のクラス４には同様に６個のスキャンパターン３が示されている。識別（ｋ、３）及び識別（ｋ、４）を有する他のクラス４は４個のスキャンパターン３並びに１個のスキャンパターン３を有している。前述の選抜規定（第５ステップ）に応じ、スキャンパターン（６、２）及び（８、４）において、走査数値・差の最小値と最大値が最も近くにある。

ここで最大値と最小値との間の差・基準を用い、両方のスキャンパターン（６、２）及び（８、４）が同等であることが決定され、画像センサ１のスキャン機構のプログラミングのために任意に選択され得る。

適切なスキャンパターン３を生成する全方法を客観的に且つ自動的に実施したいのであれば、最善のスキャンパターン３のための選択基準として、各スキャンパターン３の最大値４２に対する最小値４１の比が形成され、識別（８、４）を有し且つ最も大きな商４／８＝１／２を有するクラス４が、分類の最大値と最小値からの差を比較した際に同値であるとされた分類（６、２）２／６＝１／３に対して抽出される。

図８には、更なる説明として、３×３スキャングリッドのためのスキャンパターン・クラス４が示されている。図１０に従うスキャンポジション３３には、この場合、１から９で番号が付けられている。クラス区分としてスキャンポジション３３の順番を置換することにより、４個或いは２個のスキャンパターン３を有する２個のクラスだけが得られ、これらのスキャンパターン３のうち、第１クラス（ｋ、１）は上述の第４の方法規定により排除される。識別（ｋ、２）を有する第２クラス４の残りの２つのスキャンパターン３は、分類（８、２）及び（７、２）であり、選抜ステップ５．１又は５．２の各々を使用し、分類（７、２）が最適のスキャンパターン４３として得られる。

図９には、３×４スキャングリッドのために本発明に従い最適化された走査パターン４３が、走査数値３１を用いたスキャンポジション３３及び３４の特徴付けにより、及び、場所的に隣接するスキャンポジション３３及び３４の（時間的な間隔としての）差３２を提示することにより描かれている。図９は図３と同じ方式で表されていて、本発明に従う図１のスキャンパターン３と同等の図を具現化している。図１１では、図３（従来技術による曲折スキャン）に対して明らかに改善された図９のスキャンパターン３の走査品質が見てとれる。ここでは３×４スキャングリッドにおけるマイクロスキャンを用いた２種類の記録画像が示されていて、これらの画像では結像された指の動きが最小であり、異なるスキャンパターン３（図３及び図９による）で検知されたものである。この際、左側の記録画像は曲折形状の走査[図７のクラス規準パターンにおいてクラス・識別（１１、１）によるスキャンパターン３を使用]により記録されたものであり、明らかに見ることのできる線状のアーティファクト５１を示している。右側の結像画像は、図７からの分類（８、４）によるスキャンパターン４３を使用して生成されたものである。本発明で示された方法を用い、結像された指紋５の強く際立った誤りの線構造或いは線状のアーティファクト５１がもはや（図１１の左側の結像画像のようには）発生せず、それによりこの方法が対象物の動きに対して明らかに改善された特性を示していることが見てとれる。

従って、本発明により、解像度増大のためにマイクロスキャンを使用する画像記録装置の改善が、対象物の僅かな動きに基づく画像エラーに対する脆弱性に関して明らかに達成されている。

この際、マクロスキャン走査においては、大きな走査経路（画像センサ１のエッジ長ａ）の結果による（望まれない）対象物の動きの許容限界が最初から極めて狭く設定されているにも係らず、同様のことが原則的にマクロスキャン走査においても当てはまる。

本発明に従う方法は、比較的僅かな手間で、スキャンする画像センサ１のドライバソフトウェアを改訂することにより、並びに、この新たなソフトウェアを用いた画像記録を一度だけ再較正することにより、周知の全ての光学スキャン式画像記録器に使用可能である。適切なスキャンパターン３を生成するための本発明に従う方法の使用には、上述のスキャングリッド１２とは別のスキャングリッドにより限界が定められるわけではなく、それにより、各々の任意の２次元スキャンモードのために最適化されたスキャンパターン４３を見出すことが可能であり、このスキャンパターンは、ソフトウェア内に記憶されている走査配置構成として画像記録器の本質及び品質を決定する。

選択された３×４スキャングリッドにおける１２個のスキャンステップの時間的な順序に基づき、本発明に従うスキャンパターンの原理を示した図である。 従来技術に従う２×２マクロスキャンのための原理図である。 従来技術に従う２×２マイクロスキャンのための原理図である。 従来技術による従来の曲折走査を用いた３×４マイクロスキャンのためのスキャンパターンを示す図である。 ３×４マイクロスキャンのための従来の曲折・スキャンパターンにおけるスキャンポジションの時間的な間隔を示す図である。 様々なスキャンのスタートポジションによる置換の等価性を説明するための図である。 適切なスキャンパターンを生成するための本発明に従う方法に関し、可能なプログラムフロープランを示す図である。 客観的に最善の走査モードを生成するための本発明に従う方法に関し、プログラムフローの他のバリエーションを示す図である。 ３×４スキャンのために使用可能なスキャンパターンのクラス区分を示す図である。 ３×３スキャンのために使用可能なスキャンパターンのクラス区分を示す図である。 図６によるフロープランに従う選抜により図７から得られた最善のスキャンパターンの結果を示す図である。 図８からの最善のスキャンパターンの結果を示す図である。 図３及び図９に従う３×４スキャンを使用した際の結果画像を並べて示す図である。

符号の説明

１ 画像センサ
１１ センサ要素
１２ スキャングリッド
１３ スキャンステップ
１４ スキャンポジション
２ 結果画像
３ スキャンパターン
３１ 走査数値
３２ 走査数値の差
３３ 選択されたセンサ要素のスキャンポジション
３４ 隣接するセンサ要素のスキャンポジション
４ クラス（置換されたスキャンポジションの）
４１ 最小値（走査数値・差の）
４２ 最大値（走査数値・差の）
４３ 最適化されたスキャンパターン
５ 指紋
５１ 線形状のアーティファクト

Claims (8)

1. 解像度を増大させる走査画像点の数倍化のために画像センサを２次元運動させるスキャン機構が設けられている、高解像された２次元画像を記録するための装置において、
   ｘ方向でｎ個のスキャンポジション（１４）を有し且つｙ方向でｍ個のスキャンポジション（１４）を有する選択されたスキャングリッド（１２）にてセンサ運動のためのスキャンパターン（３）が設けられていて、このスキャンパターンが、到来されるスキャンポジション（１４）の固定順番をセンサ要素（１１）の各々のために有し、更には、ｘ方向及びｙ方向にて場所的に隣接するスキャンポジション（１４）のために、各々、少なくとも２つのスキャンステップ（１３）の時間的な間隔（３２）が設けられていることを特徴とする装置。
2. 全スキャンパターン（３）にてｘ方向及びｙ方向で各々場所的に隣接するスキャンポジション（１４）間の時間的な間隔（３２）が、出来るだけ近くに互いに位置する最大値（４２）と最小値（４１）を有するように、予め定められているスキャングリッド（１２）のためのスキャンパターン（３）が最適化されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. スキャンパターン（３）が、予め定められているｎ×ｍマイクロスキャンのために使用され、ここでｎ及びｍが、予め定められているスキャングリッド（１２）の行方向及び列方向におけるスキャンポジション（１４）の総数であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. スキャンパターン（３）が、予め定められているｎ×ｍマクロスキャンのために使用され、ここでｎ及びｍが、予め定められているスキャングリッド（１２）の行方向及び列方向におけるスキャンポジション（１４）の総数であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. スキャンパターン（３）が、画像センサ（１）のスキャン機構のための駆動ソフトウェアに組み込まれていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 解像度増大が所定のスキャングリッド内の画像センサの運動により行なわれ且つ動きに起因するアーティファクトが抑制される、２次元走査式画像記録システムのための最適スキャンパターンを生成するための方法において、以下のステップを含むことを特徴とする方法：
   − 予め定められているスキャングリッド（１２）のためのｎ×ｍスキャンポジション（１４）を全て置換することを介し、画像センサ（１）のための可能な全てのスキャンパターン（３）を作成するステップであり、このステップでは、スキャンポジション（１４）の時間的な順番がスキャンステップ（１３）の通し番号として走査数値（３１）により特徴付けられる、
   − スキャングリッド（１２）のｘ方向及びｙ方向における各スキャンパターン（３）のための隣接するスキャンポジション（１４）の走査数値（３１）の全ての差（３２）を計算するステップ、
   − 各スキャンパターン（３）を分類（４）するために走査数値（３１）の全ての差（３２）の最小値（４１）と最大値（４２）を決定するステップ、
   − 差（３２）の最小値（４１）が１に等しい全てのスキャンパターン（３）を除去するステップ、及び、
   − 走査数値（３１）の差（３２）の最大値（４２）と最小値（４１）が出来るだけ近くに互いに位置するという選択基準により適切なスキャンパターン（３）を選抜するステップ。
7. 適切なスキャンパターン（３）の選抜が、各スキャンパターン（３）の最大値（４２）と最小値（４１）の差を比較することにより行なわれ、更には、走査数値・差（３２）の最大値（４２）と最小値（４１）からの最小差を有するスキャンパターン（３）が最善のものを表すことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 適切なスキャンパターン（３）の選抜が、各スキャンパターン（３）の最小値（４１）と最大値（４２）からの商を比較することにより行なわれ、更には、走査数値・差（３２）の最大値（４２）に対する最小値（４１）の最大比を有するスキャンパターン（３）が最善のものとして選択されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。

Images