JP2000105827A - Position shift detecting device - Google Patents

Position shift detecting device

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JP2000105827A
JP2000105827A JP10274631A JP27463198A JP2000105827A JP 2000105827 A JP2000105827 A JP 2000105827A JP 10274631 A JP10274631 A JP 10274631A JP 27463198 A JP27463198 A JP 27463198A JP 2000105827 A JP2000105827 A JP 2000105827A
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JP
Japan
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reference image
image
matching
pixel
quasi
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JP10274631A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Abe
淑人 阿部
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position shift detecting device which can detect a position shift quantity fast with high precision. SOLUTION: This is a position shift detecting device which detects the quantity of the position shift of an object image to be inspected from a reference image for image inspection obtained by picking up a web by combining horizontal scanning by a line sensor camera and vertical scanning by feeding the web, and has a parallel matching means which calculates the degree of matching by matching in parallel and a position shift quantity decision means 10 which decides the quantity of the position shift giving the largest degree of matching among all calculated degrees of matching.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基準画像と検査対
象画像とを比較する検査装置において、基準画像と検査
対象画像との間にある位置ずれの補正を行ってから比較
を行うために、位置ずれを検出する技術分野に属する。
特に、高精度、高速に位置ずれ量を検出することができ
る位置ずれ検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus for comparing a reference image and an image to be inspected in order to correct a positional deviation between the reference image and the image to be inspected and then perform the comparison. It belongs to the technical field of detecting misalignment.
In particular, the present invention relates to a position shift detection device capable of detecting a position shift amount with high accuracy and high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば特公平1−47823号には、
正常な印刷物が印刷された時点で走行印刷物の絵柄から
読み取った画像データを基準画像データとして画像メモ
リに記憶しておき、その画像メモリから読み出した基準
画像データを、印刷中の検査対象の印刷物から読み取っ
た検査画像データと画素単位で比較して印刷物の良否判
定を行う方式の検査装置に関する技術が記載されてい
る。
2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Publication No.
The image data read from the pattern of the running printed matter at the time when the normal printed matter is printed is stored in the image memory as reference image data, and the reference image data read from the image memory is read from the printed matter to be inspected during printing. A technique relating to an inspection apparatus of a type in which the quality of a printed matter is determined by comparing the read inspection image data with a pixel unit is described.

【0003】このように基準画像データと検査対象画像
データとを画素単位で比較する場合、不良検出の精度を
高めると両データ間の位置ずれが僅かである場合でも位
置ずれを不良と誤検出し、位置ずれを不良と誤検出しな
いようにするためには不良検出の精度を低下させること
が必要である。したがって、ある程度の位置ずれを避け
得ない場合には要求を満足するに十分な検査性能が得ら
れない。そこで、たとえば特開平7−249122号に
は、基準画像データと検査対象画像データとの間の位置
ずれを補正してから、両データを比較して検査するよう
に構成した検査装置が記載されている。
As described above, when the reference image data and the inspection target image data are compared on a pixel-by-pixel basis, if the accuracy of defect detection is increased, even if the positional deviation between the two data is slight, the positional deviation is erroneously detected as defective. In order to prevent erroneous detection of a position shift as a defect, it is necessary to lower the accuracy of the defect detection. Therefore, if a certain amount of displacement cannot be avoided, inspection performance sufficient to satisfy the requirements cannot be obtained. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249122 describes an inspection apparatus configured to correct a positional shift between reference image data and inspection target image data, and then compare and inspect the two data. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この検査装置は位置ず
れを検出し補正することができる。しかし、位置ずれを
検出するためには多くの演算時間を必要とする。特に、
高い精度で位置ずれを検出するためには膨大な演算時間
を必要とする。たとえば、縦横それぞれ100画素のテ
ンプレートを、縦横それぞれ5画素ずつ移動して最大の
一致度が得られる移動位置を探索する場合には、100
×100×11×11回の減算と累積算を必要とする。
このように演算量が大きい場合には位置ずれの検出を検
査対象画像を撮像する度に行うことは困難であり、1回
の位置ずれの検出データを複数回の撮像に対して適用す
ることが行われている。そのため、位置ずれの検出デー
タと実際の位置ずれ量とは差がある、急激に変動する位
置ずれには対応できない等の問題がある。
The inspection apparatus can detect and correct a position shift. However, a lot of calculation time is required to detect the displacement. In particular,
A huge amount of calculation time is required to detect a position shift with high accuracy. For example, when a template having 100 pixels in each of the vertical and horizontal directions is moved by 5 pixels in each of the vertical and horizontal directions to search for a moving position where the maximum matching degree is obtained, 100
× 100 × 11 × 11 times of subtraction and accumulation are required.
When the amount of calculation is large as described above, it is difficult to detect the displacement each time the inspection target image is captured, and it is possible to apply the detection data of one displacement to a plurality of imagings. Is being done. For this reason, there is a problem that there is a difference between the position shift detection data and the actual position shift amount, and it is not possible to cope with a rapidly changing position shift.

【0005】そこで、本発明の目的は、高精度、高速に
位置ずれ量を検出することができる位置ずれ検出装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a position shift detecting device capable of detecting a position shift amount with high accuracy and high speed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の本発
明によって達成される。すなわち、本発明の第1の形態
の位置ずれ検出装置は、ラインセンサカメラによる主走
査とウェブの移送による副走査とを組み合わせて前記ウ
ェブを撮像して得られる画像検査のための基準画像と検
査対象画像との間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出
装置であって、複数のマッチング演算を並行して行い一
致度を演算する並行マッチング演算手段と、前記演算さ
れた全ての一致度の内で最大の一致度を与える位置ずれ
量を判定する位置ずれ量判定手段と、を有するようにし
たものである。
The above objects are achieved by the present invention described below. In other words, the misalignment detection device according to the first aspect of the present invention includes a reference image for image inspection obtained by imaging the web by combining main scanning by a line sensor camera and sub-scanning by web transport. What is claimed is: 1. A misalignment detection device for detecting an amount of misalignment between a target image and a parallel matching operation unit that performs a plurality of matching operations in parallel to calculate a degree of coincidence. And a position shift amount determining means for determining a position shift amount that gives the maximum degree of coincidence.

【0007】本発明によれば、並行マッチング演算手段
により複数のマッチング演算が並行して行われ一致度が
演算され、位置ずれ量判定手段により演算された全ての
一致度の内で最大の一致度を与える位置ずれ量が判定さ
れる。すなわち、複数のマッチング演算が並行して行わ
れるから、同一時間内であれば高精度の演算を実行する
ことができ、また同一精度内であれば高速に演算を完了
することができる。したがって、高精度、高速に位置ず
れ量を検出することができる位置ずれ検出装置が提供さ
れる。
According to the present invention, a plurality of matching operations are performed in parallel by the parallel matching operation means to calculate the coincidence, and the maximum coincidence among all the coincidences calculated by the displacement amount judging means. Is determined. That is, since a plurality of matching operations are performed in parallel, a high-precision operation can be performed within the same time, and the operation can be completed at high speed within the same time. Therefore, there is provided a position shift detecting device capable of detecting the position shift amount with high accuracy and high speed.

【0008】また本発明の第2の形態の位置ずれ検出装
置は、第1の形態の位置ずれ検出装置において、前記並
行マッチング演算手段は、所定の探索範囲を前記複数に
分割して得る各々の部分探索範囲における前記複数のマ
ッチング演算を並行して行い一致度を演算するようにし
たものである。本発明によれば、所定の探索範囲は複数
の部分探索範囲に分割され、その各々について並行して
マッチング演算が行われる。したがって、高速に位置ず
れ量を検出することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a displacement detecting apparatus according to the first aspect, wherein the parallel matching calculating means is configured to divide a predetermined search range into the plurality of search ranges. The plurality of matching operations in the partial search range are performed in parallel to calculate the degree of coincidence. According to the present invention, the predetermined search range is divided into a plurality of partial search ranges, and a matching operation is performed on each of them in parallel. Therefore, the amount of displacement can be detected at high speed.

【0009】また本発明の第3の形態の位置ずれ検出装
置は、第2の形態の位置ずれ検出装置において、前記部
分探索範囲は、前記探索範囲における偶数行かつ偶数列
の画素、奇数行かつ偶数列の画素、偶数行かつ奇数列の
画素、奇数行かつ奇数列の画素を抽出して得る4つの部
分探索範囲であるようにしたものである。本発明によれ
ば、1つの探索範囲から4つの部分探索範囲が生成され
るから、およそ4倍の高速で位置ずれを検出することが
できる。
[0009] In a displacement detecting apparatus according to a third aspect of the present invention, in the displacement detecting apparatus according to the second aspect, the partial search range includes pixels in even rows and even columns, odd rows and pixels in the search range. The four partial search ranges are obtained by extracting pixels in even columns, pixels in even rows and odd columns, and pixels in odd rows and odd columns. According to the present invention, four partial search ranges are generated from one search range, so that it is possible to detect a position shift at approximately four times the speed.

【0010】また本発明の第4の形態の位置ずれ検出装
置は、第1〜3のいずれか記載の形態の位置ずれ検出装
置において、前記基準画像を画素行の方向および/また
は画素列の方向に1画素未満の範囲で移動した準基準画
像を補間法を適用して生成する画像補間手段を有し、前
記並行マッチング演算手段は前記基準画像と前記準基準
画像とを用い所定の探索範囲に対してマッチング演算を
並行して行い一致度を演算するようにしたものである。
本発明によれば、画像補間手段により基準画像を画素行
の方向および/または画素列の方向に1画素未満の範囲
で移動した準基準画像が補間法が適用されて生成され、
基準画像と移動した準基準画像の各々について並行して
マッチング演算が行われる。したがって、1画素未満の
範囲の高い精度で位置ずれ量を検出することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a position shift detecting apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the reference image is provided in a pixel row direction and / or a pixel column direction. Image interpolation means for generating a quasi-reference image moved within a range of less than one pixel by applying an interpolation method, wherein the parallel matching calculation means uses the criterion image and the quasi-reference image to enter a predetermined search range. On the other hand, the matching operation is performed in parallel to calculate the degree of coincidence.
According to the present invention, a quasi-reference image in which the reference image is moved by less than one pixel in the pixel row direction and / or the pixel column direction by the image interpolation unit is generated by applying the interpolation method,
A matching operation is performed in parallel for each of the reference image and the moved quasi-reference image. Therefore, the amount of displacement can be detected with high accuracy in a range of less than one pixel.

【0011】また本発明の第4の形態の位置ずれ検出装
置は、第3の形態の位置ずれ検出装置において、前記画
像補間手段は、前記基準画像を基準画像(0,0)と
し、その基準画像(0,0)から画素行の方向に半画素
移動した準基準画像(0.5,0)、その基準画像
(0,0)から画素列の方向に半画素移動した準基準画
像(0,0.5)、その基準画像(0,0)から画素列
と画素行の方向に半画素移動した準基準画像(0.5,
0.5)を生成し、前記並行マッチング演算手段は、前
記基準画像(0,0)、前記準基準画像(0.5,
0)、前記準基準画像(0,0.5)、前記準基準画像
(0.5,0.5)の4つの画像に対して並行してマッ
チング演算を行うようにしたものである。本発明によれ
ば、画像補間手段により基準画像から画素行の方向およ
び/または画素列の方向に0.5画素移動した準基準画
像が生成され、並行マッチング演算手段により、それら
合計で4つの画像に対して並行してマッチング演算が行
われる。したがって、0.5画素単位の高い精度の位置
ずれを高速に検出することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a displacement detecting apparatus according to the third aspect, wherein the image interpolating means sets the reference image as a reference image (0, 0). The quasi-reference image (0.5, 0) shifted half a pixel from the image (0, 0) in the pixel row direction, and the quasi-reference image (0) shifted a half pixel from the reference image (0, 0) in the pixel column direction. , 0.5), and a quasi-reference image (0.5, 0.5) shifted by half a pixel from the reference image (0, 0) in the direction of pixel columns and pixel rows.
0.5), and the parallel matching calculation means generates the reference image (0, 0) and the quasi-reference image (0.5,
0), the quasi-reference image (0, 0.5), and the quasi-reference image (0.5, 0.5). According to the present invention, the quasi-reference image shifted by 0.5 pixel in the pixel row direction and / or the pixel column direction from the reference image by the image interpolation means is generated, and the total of four images is generated by the parallel matching calculation means. Are subjected to a matching operation in parallel. Therefore, a high-accuracy positional displacement of 0.5 pixel unit can be detected at high speed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
により説明を行う。本発明の位置ずれ検出装置を適用し
た画像検査装置の構成を図1に示す。本発明の位置ずれ
検出装置の適用範囲には特に制限がないが、ここでは、
特に好ましい実施の形態として印刷物等の画像検査装置
に適用した一例を想定して説明する。図1において、1
は画像入力手段、2は基準画像メモリ、3は検査画像メ
モリ、4はテンプレート位置設定手段、5は画像補間手
段、6,7,8,9はマッチング手段、10は位置ずれ
量算出手段、11は比較検査手段である。
Next, the present invention will be described with reference to embodiments. FIG. 1 shows a configuration of an image inspection apparatus to which the position shift detecting device of the present invention is applied. Although there is no particular limitation on the applicable range of the position shift detecting device of the present invention, here,
A description will be given assuming an example in which the present invention is applied to an image inspection apparatus for printed matter or the like as a particularly preferred embodiment. In FIG. 1, 1
Is an image input unit, 2 is a reference image memory, 3 is an inspection image memory, 4 is a template position setting unit, 5 is an image interpolation unit, 6, 7, 8, and 9 are matching units, 10 is a displacement amount calculating unit, 11 Is a comparative inspection means.

【0013】画像入力手段1は、検査対象である印刷さ
れたウェブ(印刷物)の画像を撮像してディジタル化し
た画像(画像データ)を生成する。画像入力手段1は、
たとえば、ウェブを移送する移送装置、ウェブの移送距
離や移送速度を検出する移送検出器、ウェブに印刷され
ている画像の一周期における特定の位置、たとえば絵柄
の開始位置やマークの位置を検出するタイミング検出
器、ウェブの移送方向と直角方向の直線状領域を撮像す
るラインセンサカメラ、ラインセンサカメラの撮像信号
(アナログ信号)をデジタルデータに変換するA/D変
換器(analog-to-digital converter )、等から構成さ
れる。
The image input means 1 captures an image of a printed web (printed material) to be inspected and generates a digitized image (image data). Image input means 1
For example, a transfer device for transferring a web, a transfer detector for detecting a transfer distance and a transfer speed of the web, and a specific position in one cycle of an image printed on the web, for example, a start position of a picture and a mark position are detected. A timing detector, a line sensor camera for imaging a linear region in a direction perpendicular to the web transfer direction, and an analog-to-digital converter for converting an image signal (analog signal) of the line sensor camera into digital data. ), Etc.

【0014】画像入力手段1は、ラインセンサカメラに
よる主走査とウェブの移送による副走査を組み合わせて
ウェブの撮像を行う。タイミング検出器と移送検出器と
の出力信号から、移送装置によって移送されるウェブの
一周期の画像を等分割した所定の撮像位置を示す一連の
信号が生成される。主走査によってラインセンサカメラ
が出力する撮像信号がA/D変換器によってデジタルデ
ータに変換され、その撮像位置を示す一連の信号に同期
して、そのデジタルデータが次々に記憶装置に記憶され
る。ラインセンサカメラによっては、撮像位置を示す信
号に主走査が同期するものと同期しないものとがある
が、すくなくともデジタルデータの記憶は必ず同期して
行われる。このようにして、記憶装置には一周期分の画
像(画像データ)が記憶される。
The image input means 1 captures an image of the web by combining the main scanning by the line sensor camera and the sub-scanning by transporting the web. From the output signals of the timing detector and the transport detector, a series of signals indicating predetermined imaging positions obtained by equally dividing one cycle of the image of the web transported by the transport device is generated. An imaging signal output from the line sensor camera by the main scanning is converted into digital data by an A / D converter, and the digital data is sequentially stored in a storage device in synchronization with a series of signals indicating the imaging position. Some line sensor cameras synchronize main scanning with a signal indicating the imaging position, and others do not. However, at least digital data is always stored in synchronization. In this manner, one cycle of an image (image data) is stored in the storage device.

【0015】基準画像メモリ2は、ウェブの基準となる
(良品印刷物の)画像を画像入力手段1が撮像して得た
画像データを記憶する記憶装置である。また、検査画像
メモリ3は、ウェブの検査対象となる画像を画像入力手
段1が撮像して得た画像データを記憶する記憶装置であ
る。
The reference image memory 2 is a storage device for storing image data obtained by the image input means 1 picking up an image (of a non-defective printed matter) serving as a reference for the web. The inspection image memory 3 is a storage device that stores image data obtained by the image input unit 1 capturing an image to be inspected on the web.

【0016】テンプレート位置設定手段4は画像データ
の内の特定の領域をテンプレートの位置として設定す
る。テンプレートはその特定の領域の画素データの集合
である。画像データとしては基準画像データと検査対象
画像データのいずれであってもよい。基準画像データの
テンプレートであれば、検査対象画像データの探索範囲
においてそのテンプレートの位置を変化させ、一致度の
評価数値を得るマッチング演算(後述する)が行われ
る。検査対象画像データのテンプレートであれば、基準
画像データの探索範囲においてそのテンプレートの位置
を変化させ、一致度の評価数値を得るマッチング演算が
行われる。図1に示す一例においては、テンプレートの
位置は基準画像データに基づいて設定され、テンプレー
トそのものは検査対象画像データから切り出されたテン
プレートである。
The template position setting means 4 sets a specific area in the image data as the position of the template. The template is a set of pixel data of the specific area. The image data may be either reference image data or inspection target image data. If it is a template of reference image data, a matching operation (described later) for changing the position of the template in the search range of the inspection target image data and obtaining an evaluation value of the degree of coincidence is performed. If it is a template of the image data to be inspected, a matching operation is performed to change the position of the template in the search range of the reference image data and obtain an evaluation value of the degree of coincidence. In the example shown in FIG. 1, the position of the template is set based on the reference image data, and the template itself is a template cut out from the inspection target image data.

【0017】画像データとテンプレートの一例を図2に
示す。図2において、21はイメージで示した画像デー
タ、T00〜T11はその画像データに設定されたテンプレ
ート(斜線で示した矩形部分)である。図2に示す一例
では4つのテンプレートT00〜T11が設けられている
が、本発明は各テンプレートに対し独立に適用すること
ができ、すくなくとも1つのテンプレートが設定されて
いればよい。テンプレート位置設定手段4は画像データ
からマッチング演算に適した領域をテンプレートとして
設定する。マッチング演算に適した領域とは、位置ずれ
によってテンプレートと画像データとの相対位置が、画
素行の方向および/または画素列の方向に移動した場合
の一致度の評価数値の変化が大きくなる領域のことであ
る。
FIG. 2 shows an example of the image data and the template. 2, 21 is an image data shown by the image, T 00 through T 11 was set to the image data template (rectangular portion indicated by hatching). Although the example shown in FIG. 2 is four templates T 00 through T 11 are provided, the present invention can be applied independently to each template, at least one template may be set. The template position setting means 4 sets an area suitable for the matching operation from the image data as a template. The area suitable for the matching calculation is an area where the change in the evaluation value of the matching degree becomes large when the relative position between the template and the image data is moved in the direction of the pixel row and / or the direction of the pixel column due to the positional shift. That is.

【0018】画像補間手段5は基準画像を画素行の方向
および/または画素列の方向に1画素未満の範囲で移動
した基準画像を補間法を適用して生成する。補間法とし
ては周知の補間法を適用することができる。たとえば、
Lagrangeの補間、差分による補間、差分商による補間、
Hermite の補間、スプライン補間、等である。1画素未
満の範囲で移動した基準画像は、1画素未満の範囲の位
置ずれを検出するために用いられる。最も一致度が高い
基準画像の移動した量(距離)は位置ずれ量(距離)と
見なされる。
The image interpolating means 5 generates a reference image obtained by moving the reference image in a range of less than one pixel in a direction of a pixel row and / or a direction of a pixel column by applying an interpolation method. A well-known interpolation method can be applied as the interpolation method. For example,
Lagrange interpolation, difference interpolation, difference quotient interpolation,
Hermite interpolation, spline interpolation, etc. The reference image moved in a range of less than one pixel is used for detecting a position shift in a range of less than one pixel. The moving amount (distance) of the reference image having the highest matching degree is regarded as the positional deviation amount (distance).

【0019】たとえば、画像補間手段5は、前述の基準
画像メモリ2が記憶する基準画像を基準画像(0,0)
として、その基準画像(0,0)から画素行の方向に半
画素移動した準基準画像(0.5,0)、その基準画像
(0,0)から画素列の方向に半画素移動した準基準画
像(0,0.5)、その基準画像(0,0)から画素列
の方向に半画素移動した準基準画像(0.5,0.5)
を生成する。移動した量が半画素の場合には、簡易的な
補間方法として、直近の画素である2画素、または直近
の画素である4画素の画素値から単純平均によって半画
素移動した基準画像の画素値を求めることができる。
For example, the image interpolation means 5 converts the reference image stored in the reference image memory 2 into a reference image (0, 0).
The quasi-reference image (0.5,0) shifted by a half pixel in the pixel row direction from the reference image (0,0), and the quasi-reference image shifted by a half pixel in the pixel column direction from the reference image (0,0) The reference image (0, 0.5), the quasi-reference image (0.5, 0.5) shifted by a half pixel in the pixel row direction from the reference image (0, 0)
Generate When the moved amount is a half pixel, as a simple interpolation method, the pixel value of the reference image shifted by a half pixel from the pixel value of the nearest pixel 2 or the pixel value of the nearest pixel 4 by simple averaging Can be requested.

【0020】画像補間手段5によって生成されるこれら
の準基準画像は、位置ずれ検出だけの目的からは基準画
像と同一の画像範囲である必要はない。マッチング演算
における探索範囲と同一の画像範囲であれば充分であ
る。しかし、画像検査装置においては、位置ずれ補正が
行われ検査対象画像と対応する画素との比較演算が行わ
れる。したがって、画像補間手段5が生成する準基準画
像も、基準画像と同一の画像範囲とし、さらに、基準画
像と同様に基準メモリ2に記憶される。
These quasi-reference images generated by the image interpolation means 5 do not need to be in the same image range as the reference image for the purpose of detecting only the positional deviation. The same image range as the search range in the matching calculation is sufficient. However, in the image inspection apparatus, misregistration correction is performed, and a comparison operation between the inspection target image and the corresponding pixel is performed. Therefore, the quasi-reference image generated by the image interpolation means 5 has the same image range as the reference image, and is stored in the reference memory 2 in the same manner as the reference image.

【0021】マッチング手段6〜9は、並行してマッチ
ング演算を行う。すなわち、並行マッチング演算手段を
構成する部分である。並行マッチング演算手段は、所定
の探索範囲を複数に分割して得る各々の部分探索範囲に
おける複数のマッチング演算をマッチング手段6〜9に
よって並行して行い一致度を演算する。また並行マッチ
ング演算手段は、画像補間手段が生成した基準画像と準
基準画像とを用い所定の探索範囲に対してマッチング演
算をマッチング手段6〜9によって並行して行い一致度
を演算する。
The matching means 6 to 9 perform matching operations in parallel. That is, it is a part that constitutes the parallel matching calculation means. The parallel matching calculation means calculates a degree of coincidence by performing a plurality of matching calculations in each of the partial search ranges obtained by dividing the predetermined search range into a plurality by the matching means 6 to 9 in parallel. The parallel matching calculation means calculates the degree of coincidence by performing the matching calculation in parallel with respect to a predetermined search range using the reference image and the quasi-reference image generated by the image interpolation means by the matching means 6 to 9.

【0022】並行マッチング演算手段は、基準画像を用
い各々の部分探索範囲における複数のマッチング演算を
行う第1の場合と、基準画像と準基準画像とを用い所定
の探索範囲における複数のマッチング演算を行う第2の
場合とがある。第1の場合には位置ずれの検出を高速に
行うことができ、第2の場合には位置ずれの検出を高精
度に行うことができる。たとえば、部分探索範囲は、探
索範囲における偶数行かつ偶数列の画素、奇数行かつ偶
数列の画素、偶数行かつ奇数列の画素、奇数行かつ奇数
列の画素を抽出して得る4つの部分探索範囲とすること
ができる。
The parallel matching calculation means performs a first case of performing a plurality of matching calculations in each partial search range using the reference image and a plurality of matching calculations in a predetermined search range using the reference image and the quasi-reference image. There is a second case to be performed. In the first case, the displacement can be detected at high speed, and in the second case, the displacement can be detected with high accuracy. For example, the partial search range is obtained by extracting pixels in even rows and even columns, pixels in odd rows and even columns, pixels in even rows and odd columns, and pixels in odd rows and odd columns in the search range. Range.

【0023】マッチング演算における一致度の評価数値
としては、相関係数、対応画素の差の絶対値の総和、対
応画素の差の自乗の総和、等を用いることができる。一
致度の高い評価数値は、相関係数では極大値(relative
maximum)であるが、差の絶対値の総和と対応画素の差
の自乗の総和では極小値(relative minimum)である。
As the evaluation value of the degree of coincidence in the matching operation, a correlation coefficient, a sum of absolute values of differences of corresponding pixels, a sum of squares of differences of corresponding pixels, and the like can be used. An evaluation value with a high degree of coincidence is the maximum value (relative
maximum), but the relative sum of the absolute value of the difference and the square of the difference between the corresponding pixels is a relative minimum.

【0024】位置ずれ量判定手段10は、マッチング演
算によって得られた全ての一致度の内で最大の一致度を
与える位置ずれ量を判定する。すなわち、探索範囲にお
いてテンプレートの位置を変化して得られる各々の位置
における一致度を比較し、最大の一致度を与えるテンプ
レートの位置から位置ずれ量判定手段10によって位置
ずれ量が判定される。
The displacement amount judging means 10 judges a displacement amount which gives the maximum matching degree among all the matching degrees obtained by the matching calculation. That is, the degree of coincidence at each position obtained by changing the position of the template in the search range is compared, and the amount of positional deviation is determined by the positional deviation amount determining means 10 from the position of the template that gives the maximum degree of coincidence.

【0025】比較検査手段11は、基準画像メモリに記
憶されている基準画像および/または準基準画像と検査
対象画像とを、位置ずれ量判定手段10が出力する位置
ずれ量を入力して位置ずれ量の補正を画素単位で行いな
がら比較し、検査対象画像の良否判定を行う。この良否
判定に基準画像を用いるか準基準画像を用いるかは、い
うまでもなく、比較検査の対象となっている検査対象画
像の画素の位置ずれ量が、基準画像と最大の一致度が与
えられたものか準基準画像と最大の一致度が与えられた
ものかによる。
The comparison / inspection means 11 compares the reference image and / or the quasi-reference image stored in the reference image memory with the image to be inspected by inputting the positional deviation amount output from the positional deviation The correction is performed while the amount is corrected for each pixel, and the quality of the inspection target image is determined. Whether the reference image or the quasi-reference image is used for the pass / fail determination is, of course, given by the amount of positional deviation of the pixel of the inspection target image which is the target of the comparative inspection, and the maximum coincidence with the reference image. It depends on whether the received image has been given the highest degree of coincidence with the quasi-reference image.

【0026】次に、上記の構成において、本発明の位置
ずれ検出装置を適用した画像検査装置の動作を説明す
る。前述のように、印刷物等の画像検査装置を想定す
る。ウェブの印刷機において印刷が行われ良品印刷物が
生産されると、その良品印刷物の画像が画像入力手段1
によって撮像される。画像入力手段1は基準画像データ
を出力し、基準画像メモリ2はその基準画像データを記
憶する。
Next, the operation of the image inspection apparatus to which the position shift detecting device of the present invention is applied in the above configuration will be described. As described above, an image inspection device for a printed material or the like is assumed. When printing is performed in a web printing machine to produce a non-defective print, an image of the non-defective print is input to the image input unit 1.
Is imaged. The image input means 1 outputs reference image data, and the reference image memory 2 stores the reference image data.

【0027】テンプレート位置設定手段4はその基準画
像データに基づいてマッチング演算に適した領域をテン
プレートの位置として設定する。この位置は撮像画像
(基準画像であっても検査対象画像であってもよい)を
座標系とする位置である。撮像対象である印刷物の絵柄
を基準とする座標系ではない。したがって、検査対象画
像におけるテンプレートの位置に含まれる(貼り付けら
れる)絵柄は、基準画像を撮像した後に印刷物の位置ず
れや撮像位置の位置ずれがあった場合には、当然、基準
画像おけるものとは異なった絵柄となる。
The template position setting means 4 sets an area suitable for the matching operation as the position of the template based on the reference image data. This position is a position using a captured image (which may be a reference image or an inspection target image) as a coordinate system. It is not a coordinate system based on the picture of the printed matter to be imaged. Therefore, the pattern included (pasted) at the position of the template in the inspection target image is, of course, the position of the reference image if there is a positional shift of the printed matter or the positional shift of the imaging position after capturing the reference image. Has a different pattern.

【0028】画像補間手段5は、前述の第1の場合のマ
ッチング演算を行う場合と、前述の第1の場合のマッチ
ング演算を行う場合とで異なる。前述の第1の場合のマ
ッチング演算を行う場合には、画像補間手段5は、基準
画像メモリ2に記憶されている基準画像データから、設
定されたテンプレートの領域に対してマッチング演算に
おける探索範囲を加えた領域の基準画像データである探
索範囲の基準画像データを生成する。そして、画像補間
手段5はこの探索範囲の基準画像データそのものをマッ
チング手段6〜9の各々に設定する。
The image interpolating means 5 differs between the case where the above-described matching operation in the first case is performed and the case where the above-described matching operation in the first case is performed. When performing the above-described matching operation in the first case, the image interpolation means 5 determines the search range in the matching operation for the set template region from the reference image data stored in the reference image memory 2. The reference image data of the search range that is the reference image data of the added area is generated. Then, the image interpolation means 5 sets the reference image data itself in the search range in each of the matching means 6 to 9.

【0029】また、前述の第2の場合のマッチング演算
を行う場合には、画像補間手段5は、基準画像メモリ2
に記憶されている基準画像データに基づいて補間を行っ
て準基準画像データを生成する。基準メモリ2は、その
準基準画像データを基準画像データと同様に記憶する。
画像補間手段5は、それら基準画像データと準基準画像
データから、探索範囲の基準画像データと準基準画像デ
ータを切り出してマッチング手段6〜9の各々に設定す
る。
When performing the above-described matching operation in the second case, the image interpolating means 5 includes the reference image memory 2
To generate quasi-reference image data by performing interpolation based on the reference image data stored in the. The reference memory 2 stores the quasi-reference image data in the same manner as the reference image data.
The image interpolation unit 5 cuts out the reference image data and the quasi-reference image data of the search range from the reference image data and the quasi-reference image data, and sets them in the matching units 6 to 9.

【0030】まず、第1の場合について説明を行う。画
像入力手段1は、印刷機において印刷が行われた検査対
象の印刷物を撮像し検査対象画像データを出力する。検
査画像メモリ3はその検査対象画像データを記憶する。
マッチング手段6〜9は、前述のようにして設定された
テンプレートの位置に基づいて、検査対象画像データか
ら、そのテンプレートの位置のデータを切り出しテンプ
レートとする。このテンプレートを用いて、マッチング
手段6〜9は、所定の探索範囲をマッチング手段6〜9
の数である4つに分割して得る各々の部分探索範囲にお
いて、テンプレートの位置を変化させて探索範囲の基準
画像データ(テンプレートの領域に探索範囲を加えた領
域の基準画像データ)とのマッチング演算を並行して行
い一致度を演算する。
First, the first case will be described. The image input unit 1 captures an image of an inspection target printed on a printing machine and outputs inspection target image data. The inspection image memory 3 stores the inspection target image data.
The matching means 6 to 9 cut out data of the position of the template from the inspection target image data based on the position of the template set as described above, and set the data as a template. Using this template, the matching units 6 to 9 set the predetermined search range to the matching units 6 to 9
In each of the partial search ranges obtained by dividing into four, the position of the template is changed to match with the reference image data of the search range (the reference image data of the region obtained by adding the search range to the template region). The calculation is performed in parallel to calculate the degree of coincidence.

【0031】所定の探索範囲における位置を天地左右方
向で表すものとして、部分探索範囲は、所定の探索範囲
の中心位置(通常はテンプレートの位置の中心位置と一
致)に対して天右方向、天左方向、地左方向、地右方向
の4つの探索範囲とすることができる。また、部分探索
範囲は、探索範囲における偶数行かつ偶数列の画素、奇
数行かつ偶数列の画素、偶数行かつ奇数列の画素、奇数
行かつ奇数列の画素を抽出して得る4つの探索範囲とす
ることができる。
Assuming that the position in the predetermined search range is expressed by the top and bottom left and right directions, the partial search range is defined by the right and left directions with respect to the center position of the predetermined search range (usually coincident with the center position of the template position). There can be four search ranges: leftward, leftward, and rightward. The partial search range includes four search ranges obtained by extracting pixels in even rows and even columns, pixels in odd rows and even columns, pixels in even rows and odd columns, and pixels in odd rows and odd columns in the search range. It can be.

【0032】位置ずれ量判定手段10は、マッチング手
段6〜9がマッチング演算を行って出力するテンプレー
トの位置と一致度(の評価数値)を入力する。位置ずれ
量判定手段10は、最も高い一致度を与えるテンプレー
トの位置を判定し、その位置から位置ずれ量を演算す
る。比較検査手段11は、基準画像メモリ2が記憶する
基準画像と検査画像メモリ3が記憶する検査対象画像と
を、位置ずれ量判定手段10が出力する位置ずれ量を入
力して位置ずれ量の補正を画素単位で行いながら比較
し、検査対象画像の良否判定を行う。
The position shift amount judging means 10 inputs the position of the template and the degree of coincidence (evaluation numerical value thereof) output by the matching means 6 to 9 performing the matching operation. The displacement amount determining means 10 determines the position of the template that gives the highest degree of coincidence, and calculates the displacement amount from that position. The comparison inspection means 11 corrects the positional deviation amount between the reference image stored in the reference image memory 2 and the inspection target image stored in the inspection image memory 3 by inputting the positional deviation amount output by the positional deviation amount determining means 10. Are compared in a pixel unit, and the quality of the inspection target image is determined.

【0033】次に、第2の場合について説明を行う。画
像入力手段1は、印刷機において印刷が行われた検査対
象の印刷物を撮像し検査対象画像データを出力する。検
査画像メモリ3はその検査対象画像データを記憶する。
マッチング手段6〜9は、前述のようにして設定された
テンプレートの位置に基づいて、検査対象画像データか
ら、そのテンプレートの位置のデータを切り出しテンプ
レートとする。このテンプレートを用いて、マッチング
手段6〜9は、テンプレートの位置を変化させて、各々
のマッチング手段6〜9に設定されている探索範囲の基
準画像データまたは準基準画像データとのマッチング演
算を並行して行い一致度を演算する。たとえば、マッチ
ング手段6は前述の基準画像(0,0)と、マッチング
手段7は前述の準基準画像(0.5,0)と、マッチン
グ手段6は前述の準基準画像(0,0.5)と、マッチ
ング手段7は前述の準基準画像(0.5,0.5)との
マッチング演算を行う。
Next, the second case will be described. The image input unit 1 captures an image of an inspection target printed on a printing machine and outputs inspection target image data. The inspection image memory 3 stores the inspection target image data.
The matching means 6 to 9 cut out data of the position of the template from the inspection target image data based on the position of the template set as described above, and set the data as a template. Using this template, the matching units 6 to 9 change the position of the template and perform matching operations with the reference image data or the quasi-reference image data in the search range set in each of the matching units 6 to 9 in parallel. Then, the degree of coincidence is calculated. For example, the matching means 6 is the aforementioned reference image (0, 0), the matching means 7 is the aforementioned quasi-reference image (0.5, 0), and the matching means 6 is the aforementioned quasi-reference image (0, 0.5). ) And the matching means 7 perform a matching operation with the quasi-reference image (0.5, 0.5).

【0034】位置ずれ量判定手段10は、マッチング手
段6〜9がマッチング演算を行って出力するテンプレー
トの位置と一致度(の評価数値)を入力する。位置ずれ
量判定手段10は、最も高い一致度を与えるテンプレー
トの位置を判定し、その位置から位置ずれ量を演算す
る。比較検査手段11は、基準画像メモリ2が記憶する
基準画像または準基準画像と検査画像メモリ3が記憶す
る検査対象画像とを、位置ずれ量判定手段10が出力す
る位置ずれ量を入力して位置ずれ量の補正を画素単位で
行いながら比較し、検査対象画像の良否判定を行う。
The position shift amount judging means 10 inputs the position of the template and the degree of coincidence (evaluation numerical value thereof) output by the matching means 6 to 9 performing the matching operation. The displacement amount determining means 10 determines the position of the template that gives the highest degree of coincidence, and calculates the displacement amount from that position. The comparison inspection unit 11 compares the reference image or the quasi-reference image stored in the reference image memory 2 with the inspection target image stored in the inspection image memory 3 by inputting the displacement amount output by the displacement amount determination unit 10 and The correction is performed while correcting the shift amount on a pixel-by-pixel basis, and the quality of the inspection target image is determined.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精度、
高速に位置ずれ量を検出することができる位置ずれ検出
装置が提供される。
As described above, according to the present invention, high accuracy,
A position shift detecting device capable of detecting a position shift amount at high speed is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の位置ずれ検出装置を適用した画像検査
装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image inspection apparatus to which a position shift detection device of the present invention is applied.

【図2】画像データとテンプレートの一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of image data and a template.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像入力手段 2 基準画像メモリ 3 検査対象画像メモリ 4 テンプレート位置設定手段 5 画像補間手段 6,7,8,9 マッチング手段 10 位置ずれ量判定手段 11 比較検査手段 21 画像データ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image input means 2 Reference image memory 3 Inspection target image memory 4 Template position setting means 5 Image interpolation means 6, 7, 8, 9 Matching means 10 Position shift amount judging means 11 Comparative inspection means 21 Image data

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ラインセンサカメラによる主走査とウェブ
の移送による副走査とを組み合わせて前記ウェブを撮像
して得られる画像検査のための基準画像と検査対象画像
との間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出装置であっ
て、 複数のマッチング演算を並行して行い一致度を演算する
並行マッチング演算手段と、 前記演算された全ての一致度の内で最大の一致度を与え
る位置ずれ量を判定する位置ずれ量判定手段と、 を有することを特徴とする位置ずれ検出装置。
1. A method for detecting a positional shift between a reference image for image inspection and an image to be inspected obtained by imaging the web by combining main scanning by a line sensor camera and sub-scanning by transporting the web. A parallel matching operation means for performing a plurality of matching operations in parallel to calculate a degree of coincidence, and a position deviation amount providing a maximum degree of coincidence among all the calculated degrees of coincidence. A positional deviation detecting device, comprising: a positional deviation amount determining means for determining.
【請求項2】請求項1記載の位置ずれ検出装置におい
て、前記並行マッチング演算手段は、所定の探索範囲を
前記複数に分割して得る各々の部分探索範囲における前
記複数のマッチング演算を並行して行い一致度を演算す
ることを特徴とする位置ずれ検出装置。
2. A position shift detecting apparatus according to claim 1, wherein said parallel matching calculation means performs the plurality of matching calculations in each of the partial search ranges obtained by dividing a predetermined search range into the plurality. A misalignment detecting device for calculating a degree of coincidence.
【請求項3】請求項2記載の位置ずれ検出装置におい
て、前記部分探索範囲は、前記探索範囲における偶数行
かつ偶数列の画素、奇数行かつ偶数列の画素、偶数行か
つ奇数列の画素、奇数行かつ奇数列の画素を抽出して得
る4つの部分探索範囲であることを特徴とする位置ずれ
検出装置。
3. The position shift detecting device according to claim 2, wherein the partial search range includes an even row and even column pixel, an odd row and even column pixel, an even row and odd column pixel in the search range. An apparatus for detecting a positional shift, comprising four partial search ranges obtained by extracting pixels in odd rows and odd columns.
【請求項4】請求項1〜3のいずれか記載の位置ずれ検
出装置において、前記基準画像を画素行の方向および/
または画素列の方向に1画素未満の範囲で移動した準基
準画像を補間法を適用して生成する画像補間手段を有
し、前記並行マッチング演算手段は前記基準画像と前記
準基準画像とを用い所定の探索範囲に対してマッチング
演算を並行して行い一致度を演算することを特徴とする
位置ずれ検出装置。
4. A position shift detecting apparatus according to claim 1, wherein said reference image is displayed in a direction of a pixel row and / or in a direction of a pixel row.
Alternatively, the image processing apparatus further includes image interpolation means for generating a quasi-reference image moved within a range of less than one pixel in the direction of the pixel row by applying an interpolation method, and the parallel matching calculation means uses the reference image and the quasi-reference image. A misalignment detection device, wherein a matching operation is performed in parallel on a predetermined search range to calculate a degree of coincidence.
【請求項5】請求項4記載の位置ずれ検出装置におい
て、前記画像補間手段は、前記基準画像を基準画像
(0,0)とし、その基準画像(0,0)から画素行の
方向に半画素移動した準基準画像(0.5,0)、その
基準画像(0,0)から画素列の方向に半画素移動した
準基準画像(0,0.5)、その基準画像(0,0)か
ら画素列の方向に半画素移動した準基準画像(0.5,
0.5)を生成し、前記並行マッチング演算手段は、前
記基準画像(0,0)、前記準基準画像(0.5,
0)、前記準基準画像(0,0.5)、前記準基準画像
(0.5,0.5)の4つの画像に対して並行してマッ
チング演算を行うことを特徴とする位置ずれ検出装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein said image interpolating means sets said reference image as a reference image (0,0) and shifts the reference image (0,0) in a direction of a pixel row from the reference image (0,0). The quasi-reference image (0.5,0) shifted by a pixel, the quasi-reference image (0,0.5) shifted by half a pixel from the reference image (0,0) in the direction of a pixel row, and the criterion image (0,0) ), A quasi-reference image (0.5,
0.5), and the parallel matching calculation means generates the reference image (0, 0) and the quasi-reference image (0.5,
0), the quasi-reference image (0, 0.5) and the quasi-reference image (0.5, 0.5) are subjected to a matching operation in parallel with each other. apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312314A (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Ricoh Co Ltd Image shift detecting method and apparatus and image input device
JP2010246034A (en) * 2009-04-09 2010-10-28 Fuji Xerox Engineering Co Ltd Image processing apparatus, truth/false determining device, image processing method and truth/false determining method

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