JP2006035505A

JP2006035505A - 印刷物の検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2006035505A
Application number: JP2004215777A
Authority: JP
Inventors: Akizo Kinoshita; 彰三木下
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】印刷物の欠陥の誤検出を防止することが可能な印刷物の検査方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明は、図柄１００ａが多面付けされた印刷物１００の検査方法であって、図柄１００ａの基準画像ａをＲＡＭ８に記憶する工程Ｓ１と、検査対象となる印刷物１００をラインカメラ２にて撮像して取得した検査対象画像Ａから図柄１００ａに相当する小領域画像ａ１を抽出する工程Ｓ２と、ＲＡＭ８に記憶した基準画像ａと小領域画像ａ１とを比較して、図柄１００ａの欠陥の有無を判定する工程（Ｓ３〜Ｓ９）と、を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、図柄等の一単位が多面付けされた印刷物の検査方法及び装置に関する。

印刷物の検査方法として、検査対象の印刷物を撮像して得た検査画像を所定の小領域に区分するとともに、特定の小領域と相関係数が極大である小領域を抽出してこれらの差分の絶対値を演算し、その演算結果から印刷物の欠陥を検出する印刷物の検査方法及びその装置が知られている（特許文献１）。

特開２００３−１２３０５６号公報

この装置では、検査の基準とする印刷物を画像入力して得る検査基準画像を必要としない。しかし、検査基準画像がないため、例えば良品の小領域から汚れが付着している小領域の差分の絶対値を演算すると良品の小領域についても欠陥が検出されるといった誤検出を招く場合がある。つまり、対比する小領域のいずれかに欠陥があることは認識できるが、どちらの小領域に欠陥が含まれているのかを特定することができない。また、この装置では、各小領域の差分の絶対値に基づいて欠陥の有無を判定しているため、欠陥の種類（例えば、印刷物の汚れ、印刷物の文字等の欠けなど）を判別することができない。

そこで、本発明は、印刷物の欠陥の誤検出を防止することが可能な印刷物の検査方法及び装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の印刷物の検査方法及び装置について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の印刷物の検査方法は、一単位（１００ａ）が多面付けされた印刷物１００の検査方法であって、前記一単位の基準画像（ａ）を記憶手段（８）に記憶する工程（Ｓ１）と、検査対象となる前記印刷物を撮像手段（２）にて撮像して取得した検査対象画像（Ａ）から前記一単位に相当する小領域画像（ａ１）を抽出する工程（Ｓ２）と、前記記憶手段に記憶した前記基準画像と前記小領域画像とを比較して、前記一単位の欠陥の有無を判定する工程（Ｓ３〜Ｓ９）と、を具備することにより上述した課題を解決する。

この発明によれば、一単位が多面付けされた印刷物の検査にあたり、予め一単位の基準画像を記憶手段に記憶させているので検査基準が固定される。固定された検査基準に基づいて一単位の欠陥の有無が判定され、欠陥を有する一単位を特定することができるので、欠陥の無い一単位について欠陥があると判定される誤検出を防止できる。この発明の基準画像は、検査基準となる印刷物から撮像手段によって取得したものでもよいし、印刷前の画像データでもよい。

更に、本発明の検査方法において、前記基準画像を記憶する工程として、前記検査対象画像から前記基準画像を取得して前記記憶手段に記憶する工程（Ｓ１）を備えるとともに、前記小領域画像を抽出する工程として、前記基準画像として取得した画像以外から前記小領域画像を抽出する工程（Ｓ２）を備えてもよい。この態様によれば、検査対象画像から基準画像を取得するので、別途検査基準となる印刷物を用意する必要がない。また、基準画像として取得した画像以外から小領域画像を抽出するので、基準画像と同一画像を比較する無駄を省くことができる。

本発明の印刷物の検査方法において、前記欠陥の有無を判定する工程として、前記基準画像から前記小領域画像を差分した第１の差分結果（Ｒ１）と前記小領域画像から前記基準画像を差分した第２の差分結果（Ｒ１）とを演算する工程（Ｓ３）と、前記第１の差分結果及び前記第２の差分結果に基づいて前記一単位の欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定する工程（Ｓ４〜Ｓ９）と、を備えてもよい。この形態によれば、基準画像と小領域画像との比較において、基準画像から小領域画像を差分した第１の差分結果と、小領域画像から基準画像を差分した第２の差分結果とを取得できる。差分する順番を入れ替えた二つの差分結果に基づいて欠陥の有無が判定されるため、基準画像の濃度値を基準として濃度値が高くなる欠陥と低くなる欠陥とを区別できる。なお、上記濃度値及び以下の説明で使用する濃度値とは、明るいほど値が大きく設定されたものであり、例えば、最も暗い所（黒）を０、最も明るい所（白）を２５５として設定される。基準画像よりも濃度値が低くなる欠陥として印刷物の汚れ（以下、汚れ欠陥という）を、基準画像よりも濃度値が高くなる欠陥として印刷物の文字等の欠け（以下、欠け欠陥という）をそれぞれ例示できる。

このような欠陥の有無及びその種類の判別するために、前記第１の差分結果として第１の差分画像（Ｂ１）を生成する工程（Ｓ４）と、前記第２の差分結果として第２の差分画像（Ｂ２）を生成する工程（Ｓ４）と、前記第１の差分画像及び前記第２の差分画像のそれぞれに対して与えられた所定の閾値に基づいて前記第１の差分画像を２値化した第１の２値化画像と前記第２の差分画像を２値化した第２の２値化画像とを生成する工程と、前記２値のうち予め設定した値を有する画素が隣接する欠陥候補部位及びその部位に含まれる画素数を前記第１の２値化画像及び前記第２の２値化画像のそれぞれについて特定する工程（Ｓ６）と、を更に備え、前記欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定する工程として、特定した前記欠陥候補部位の前記画素数に基づいて当該部位を欠陥部位として判定するとともに前記欠陥部位の欠陥の種類を判定する工程（Ｓ８）を備えるようにしてもよい。この形態によれば、差分結果として得た差分画像を２値化して２値化画像を生成するので、差分画像の余分な情報がフィルタリングされるとともに特徴が強調されて欠陥の判定精度が向上する。

また、本発明の検査装置は、一単位（１００ａ）が多面付けされた印刷物（１００）の検査装置（１）であって、前記一単位の基準画像を記憶する記憶手段（８）と、検査対象となる前記印刷物を撮像する撮像手段（２）と、前記撮像手段にて撮像された検査対象画像（Ａ）から前記一単位に相当する小領域画像（ａ）を抽出する小領域画像抽出手段（６）と、前記記憶手段に記憶した前記基準画像と前記小領域画像とを比較して、前記一単位の欠陥の有無を判定する欠陥判定手段（６）と、を具備することにより、上述した課題を解決する。

この検査装置によれば、一単位が多面付けされた印刷物の検査にあたり、予め一単位の基準画像を記憶手段に記憶させているので検査基準が固定される。固定された検査基準に基づいて一単位の欠陥の有無が判定されるので、欠陥を有する一単位を特定することができ、欠陥の無い一単位について欠陥があると判定される誤検出を防止できる。

本発明の検査装置において、前記基準画像を前記検査対象画像から取得して記憶するとともに、前記小領域画像抽出手段は、取得した前記基準画像以外の画像を前記検査対象画像から抽出してもよい。また、前記欠陥判定手段は、前記基準画像から前記小領域画像を差分した第１の差分結果（Ｒ１）と前記小領域画像から前記基準画像を差分した第２の差分結果（Ｒ２）とを算出する差分演算手段（６）を備え、前記第１の差分結果及び第２の差分結果に基づいて前記一単位の欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定してもよい。

また、前記欠陥判定手段は、前記第１の差分結果に基づいて第１の差分画像（Ｂ１）を生成するとともに前記第２の差分結果に基づいて第２の差分画像（Ｂ２）を生成する差分画像生成手段（６）と、前記第１の差分画像及び前記第２の差分画像のそれぞれに対して与えられた所定の閾値に基づいて前記第１の差分画像を２値化した第１の２値化画像と前記第２の差分画像を２値化した第２の２値化画像とを生成する２値化画像生成手段（６）と、前記２値のうち予め設定された値を有する画素が隣接する欠陥候補部位及びその部位に含まれる画素数を前記第１の２値化画像及び前記第２の２値化画像のそれぞれについて特定する欠陥候補特定手段（６）と、を更に備え、特定された前記欠陥候補部位の前記画素数に基づいて当該部位を欠陥部位として判定するとともに前記欠陥部位の欠陥の種類を判定してもよい。

以上説明したように本発明によれば、一単位が多面付けされた印刷物の一単位の基準画像を記憶手段に記憶し、この基準画像に基づいて一単位の欠陥の有無が判定されるので、印刷物の欠陥の誤検出を防止することができる。

図１は本発明の検査装置の一実施形態を示した構成図である。検査装置１は、検査対象となる印刷物１００を撮像する撮像手段としてのラインカメラ２と、ラインカメラ２の動作制御及びラインカメラ２にて撮像された画像について画像処理を行う画像処理部３と、画像処理部３の指示に基づいて検査結果を表示する結果表示部４とを備えている。印刷物１００は、図２に示したように一単位としての図柄１００ａが多面付け（図では６面）された印刷物である。ラインカメラ２は照明器５にて照らされた印刷物１００を図の矢印方向に走査して検査対象画像Ａを生成する。ラインカメラ２は周知のものを用いればよいので、ここでは詳細な説明は省略する。画像処理部３は画像処理を行うコンピュータとして構成され、処理中枢として機能するＣＰＵ６と、ＣＰＵ６を動作させるための所定のプログラム等が格納されているＲＯＭ７と、検査に用いる情報を一時的に記憶する記憶手段としてのＲＡＭ８と、入出力インターフェース９とを備えている。ＲＯＭ７、ＲＡＭ８、及び入出力インターフェース９のそれぞれは外部バス１０を介してＣＰＵ６に接続されている。なお、所定のプログラムを格納する装置として、ＲＯＭ７の代わりに拡張バスを介してハードディスク（不図示）を画像処理部３に接続してもよい。結果表示部４は、例えばＣＲＴディスプレイ等の表示手段である。

図示しない検査開始ボタンが押下されると、画像処理部３に対して開始信号（検査開始トリガ）ＳＧ１が供給される。ＣＰＵ６は開始信号ＳＧ１の供給に同期してラインカメラ２に対して印刷物１００の走査が開始されるように制御信号を送る。ラインカメラ２の走査により生成された検査対象画像Ａはカラー画像のデータ形式（例えばビットマップ形式）でＲＡＭ８に記憶される（図４参照）。ＣＰＵ６は後述する検査処理を実行し、その検査結果が表示されるように結果表示部４の動作を制御する。

図３は、ＣＰＵ６が実行する検査処理の手順を示したフローチャートである。この検査処理は、ＲＯＭ７に格納された所定のプログラムに従って実行される。ＣＰＵ６にこの処理を実行させることにより、ＣＰＵ６を本発明の小領域画像抽出手段、欠陥判定手段、差分演算手段、差分画像生成手段、２値化画像生成手段、及び欠陥候補特定手段としてそれぞれ機能させることができる。

この図の処理において、ＣＰＵ６は、まずステップＳ１にてラインカメラ２の走査によって取得した検査対象画像Ａの中から検査基準となる基準画像ａを指定し、その基準画像ａをＲＡＭ８に記憶する（図４も参照）。基準画像ａは、例えば多面付けされた図柄１００ａの中からオペレータが適宜に選択したものである。次いでＣＰＵ６は、ステップＳ２において、基準画像ａと比較する小領域画像ａ１を検査対象画像の中から一つ抽出する。例えば、この抽出は基準画像ａの相関係数を演算し、検査対象画像Ａの中から最も相関係数が高いものを小領域画像ａ１として抽出することにより実現できる。なお、この場合、基準画像ａ同士を比較しても無意味なので、基準画像ａとして指定した画像は小領域画像ａ１の抽出候補からは除外される。つまり、ＣＰＵ６は、基準画像ａ以外の画像を検査対象画像Ａから小領域画像ａ１として抽出する。

続くステップＳ３では、ＣＰＵ６は差分演算を実行する。このステップにおいては、基準画像ａから小領域画像ａ１を差分した差分結果Ｒ１と、これとは逆に小領域画像ａ１から基準画像ａを差分した差分結果Ｒ２とをそれぞれ算出する。具体的には、画素毎に差分演算を実行するとともにＲ，Ｇ，Ｂの各成分の中から最大値を抽出して、これを一画素に対する差分結果とする。但し、この最大値が負になるときは、値を０とする（０クリップする）。そして、基準画像ａの大きさに対応する全画素についてこの差分結果を集めたものが差分結果Ｒ１又は差分結果Ｒ２となる。

次に、ＣＰＵ６は、ステップＳ４において、差分結果Ｒ１に基づいて差分画像Ｂ１を、差分結果Ｒ２に基づいて差分画像Ｂ２をそれぞれ生成する。図４に示した小領域画像ａ１には、汚れ欠陥ｆ１と欠け欠陥ｆ２とが含まれている。汚れ欠陥ｆ１は小領域画像ａ１の「Ｎ」の下部に暗点として存在し、欠け欠陥ｆ２は小領域画像ａ１の「Ｎ」の文字欠けとして存在する。汚れ欠陥ｆ１は基準画像ａに対して濃度値が低く、欠け欠陥ｆ２はこれとは反対に基準画像ａに対して濃度値が高い。従って、これにより、図５（ａ）のような差分画像Ｂ１が、図５（ｂ）のような差分画像Ｂ２がそれぞれ得られる。なお、図５（ａ）及び（ｂ）では差分画像Ｂ１，Ｂ２を反転表示している。これらの図から明らかなように、差分画像Ｂ１には汚れ欠陥ｆ１を示す像ｆ１０のみが現出し、他方、差分画像Ｂ２には欠け欠陥ｆ２を示す像ｆ２０のみが示される。これにより、図柄１００ａの欠陥の有無及びその種類を判定することができる。但し、欠陥の性状や印刷物１００の表現が複雑なものになると、差分画像Ｂ１，Ｂ２から直ちに欠陥の有無及びその種類を判別することが困難な場合も起こり得る。

そこで、ＣＰＵ６は、続くステップＳ５において、差分画像Ｂ１，Ｂ２の余分な情報がフィルタリングされて特徴が強調されるように、差分画像Ｂ１を２値化して２値化画像Ｃ１を、差分画像Ｂ２を２値化して２値化画像Ｃ２をそれぞれ生成する。２値化処理に用いる閾値は差分画像Ｂ１及び差分画像Ｂ２のそれぞれに対して与えられており、これらの閾値の大きさは、汚れ欠陥及び欠け欠陥のそれぞれの特徴、検査対象の性状等の諸要因を考慮して適宜に定められる。本実施形態では、閾値よりも濃度値が大きい画素の濃度値を２５５とし、濃度値が小さい画素の濃度値を０としている。

次に、ステップＳ６において、ＣＰＵ６は２値化画像Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに基づいて小領域画像ａ１における欠陥候補部位を特定する。具体的には、ＣＰＵ６は、欠陥候補部位として２値化画像Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに対して２５５の値を有する画素が隣接する部位を特定する。２値化画像Ｃ１の欠陥候補部位は汚れ欠陥ｆ１の候補部位であり、２値化画像Ｃ２の欠陥候補部位は欠け欠陥ｆ２の候補部位である。次いで、ＣＰＵ６は、ステップＳ７において、欠陥候補部位に含まれる画素数を計数する。続くステップＳ８では、その計数結果が所定画素数を超えているか否かの判定を行う。所定画素数は、良品として扱うことができる許容範囲の上限に定められている。従って、計数結果が所定画素数を超えている場合には、欠陥候補部位は欠陥部位として判定される。

ステップＳ９では、ステップＳ８の判定結果に応じて処理を分岐させる。ステップＳ８で欠陥候補部位を欠陥部位として判定した場合には、ＣＰＵ６は処理をステップＳ９に進め、検査結果が結果表示部４に表示されるように結果表示部４の動作を制御する。結果表示の表現内容は適宜に定めればよい。例えば図６に示したように、欠陥部位を示す画像Ｆを生成し、これを検査対象画像Ａに重ね合わせた状態で結果表示部４に表示させて欠陥部位の視認性を向上させてもよい。更にこの場合には、欠陥の種類の識別を可能とするため、欠陥の種類に応じて色分け表示する等の識別手段を施すことがなお好ましい。本実施形態では、汚れ欠陥ｆ１を赤色で表示し、欠け欠陥ｆ２を青色でそれぞれ表示した。

一方、ステップＳ８において、欠陥候補部位を欠陥部位と判定しなかった場合には、ＣＰＵ６はステップＳ１０をスキップして処理をステップＳ１１に進める（ステップＳ９）。ステップＳ１１においては、検査対象画像Ａの全領域（基準画像ａを除く）について検査が終了したか否かを判定する。検査が未了の場合には、ＣＰＵ６は処理をステップＳ２に戻し、ステップＳ２で新たに抽出した小領域画像ａ１についてステップＳ３〜Ｓ１０の処理を実行する。これは検査が終了するまで繰り返される。検査が終了した場合には、ＣＰＵ６は検査対象となった印刷物１００を検査ライン（不図示）から排出するための排出信号ＳＧ２を生成して検査処理を終了する。

本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、基準画像ａを検査対象となる印刷物１００とは別に印刷前のデータとして取得するようにしてもよい。撮像手段はラインカメラ２に限定されず、他方式のカメラによって印刷物を撮像するようにしてもよいし、イメージスキャナ等の手段を用いてもよい。

また、小領域画像ａ１の抽出方法は上述の形態によらず、例えば検査対象画像Ａを図柄１００ａに相当する大きさで区分しておき、その区分に従って小領域画像ａ１を逐次抽出してもよい。検査結果の表示は、上記実施形態のように一つの小領域画像ａ１に対する検査毎に表示してもよいし、全ての小領域画像ａ１の検査が終了した後にまとめて検査結果を表示するようにしてもよい。

本発明の検査装置の一実施形態を示した構成図。検査対象となる印刷物の一例を示した図。検査処理の手順を示したフローチャート。検査対象画像の一例を示した図。差分画像を示した図（反転表示）。検査結果の表示内容の一例を示した図。

符号の説明

１検査装置
２ラインカメラ（撮像手段）
６ＣＰＵ（小領域画像抽出手段、欠陥判定手段、差分演算手段、差分画像生成手段、２値化画像生成手段、欠陥候補特定手段）
８ＲＡＭ（記憶手段）
１００印刷物
１００ａ図柄（一単位）
Ａ検査対象画像
Ｂ１差分画像（第１の差分画像）
Ｂ２差分画像（第２の差分画像）

Claims

一単位が多面付けされた印刷物の検査方法であって、
前記一単位の基準画像を記憶手段に記憶する工程と、検査対象となる前記印刷物を撮像手段にて撮像して取得した検査対象画像から前記一単位に相当する小領域画像を抽出する工程と、前記記憶手段に記憶した前記基準画像と前記小領域画像とを比較して、前記一単位の欠陥の有無を判定する工程と、を具備することを特徴とする印刷物の検査方法。
前記基準画像を記憶する工程として、前記検査対象画像から前記基準画像を取得して前記記憶手段に記憶する工程を備えるとともに、前記小領域画像を抽出する工程として、前記基準画像として取得した画像以外から前記小領域画像を抽出する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷物の検査方法。
前記欠陥の有無を判定する工程として、前記基準画像から前記小領域画像を差分した第１の差分結果と前記小領域画像から前記基準画像を差分した第２の差分結果とを演算する工程と、前記第１の差分結果及び前記第２の差分結果に基づいて前記一単位の欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定する工程と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷物の検査方法。
前記第１の差分結果として第１の差分画像を生成する工程と、前記第２の差分結果として第２の差分画像を生成する工程と、前記第１の差分画像及び前記第２の差分画像のそれぞれに対して与えられた所定の閾値に基づいて前記第１の差分画像を２値化した第１の２値化画像と前記第２の差分画像を２値化した第２の２値化画像とを生成する工程と、前記２値のうち予め設定した値を有する画素が隣接する欠陥候補部位及びその部位に含まれる画素数を前記第１の２値化画像及び前記第２の２値化画像のそれぞれについて特定する工程と、を更に具備し、
前記欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定する工程として、特定した前記欠陥候補部位の前記画素数に基づいて当該部位を欠陥部位として判定するとともに、前記欠陥部位の欠陥の種類を判定する工程を備えることを特徴とする請求項３に記載の印刷物の検査方法。
一単位が多面付けされた印刷物の検査装置であって、
前記一単位の基準画像を記憶する記憶手段と、検査対象となる前記印刷物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された検査対象画像から前記一単位に相当する小領域画像を抽出する小領域画像抽出手段と、前記記憶手段に記憶した前記基準画像と前記小領域画像とを比較して、前記一単位の欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、を具備することを特徴とする印刷物の検査装置。
前記記憶手段は、前記基準画像を前記検査対象画像から取得して記憶するとともに、前記小領域画像抽出手段は、取得した前記基準画像以外の画像を前記検査対象画像から抽出することを特徴とする請求項５に記載の印刷物の検査装置。
前記欠陥判定手段は、前記基準画像から前記小領域画像を差分した第１の差分結果と前記小領域画像から前記基準画像を差分した第２の差分結果とを算出する差分演算手段を備え、前記第１の差分結果及び第２の差分結果に基づいて前記一単位の欠陥の有無及びその種類をそれぞれ判定することを特徴とする請求項５又は６に記載の印刷物の検査装置。
前記欠陥判定手段は、前記第１の差分結果に基づいて第１の差分画像を生成するとともに前記第２の差分結果に基づいて第２の差分画像を生成する差分画像生成手段と、前記第１の差分画像及び前記第２の差分画像のそれぞれに対して与えられた所定の閾値に基づいて前記第１の差分画像を２値化した第１の２値化画像と前記第２の差分画像を２値化した第２の２値化画像とを生成する２値化画像生成手段と、前記２値のうち予め設定した値を有する画素が隣接する欠陥候補部位及びその部位に含まれる画素数を前記第１の２値化画像及び前記第２の２値化画像のそれぞれについて特定する欠陥候補特定手段と、を更に備え、特定された前記欠陥候補部位の前記画素数に基づいて当該部位を欠陥部位として判定するとともに前記欠陥部位の欠陥の種類を判定することを特徴とする請求項７に記載の印刷物の検査装置。