JP2010226689A - Image evaluating device, image evaluating method, and recording medium - Google Patents

Image evaluating device, image evaluating method, and recording medium Download PDF

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正博 明道
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image evaluating device which can accurately detect dust or dirt deposited on a reference white plate or a reflecting mirror in a digital image reader even when noise caused by various sorts of factors is included. <P>SOLUTION: The image evaluating device 1 includes an integrated value calculator 114 for averaging read images of a reference white plate before shading correction for each pixel, an approximation-equation calculator 115 for performing approximation-operation with use of a function for pixel positions, an integrated value corrector 116 for correcting a data arrangement, a numerical value converter 117 for converting the data array to a numeral value, a differential calculator 118 for calculating a difference in the data arrangement, a feature amount calculator 119 for calculating a feature according to the data array, and an evaluated result output section 120 for determining presence or absence of dust or dirt on the reference white plate or a reflecting mirror in a digital image reader on the basis of the feature amount. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、スキャナまたは複写機等の画像読取装置から得られる画像欠陥の評価を行う画像評価装置、画像評価方法および記録媒体に関するものである。   The present invention relates to an image evaluation apparatus, an image evaluation method, and a recording medium for evaluating an image defect obtained from an image reading apparatus such as a scanner or a copying machine.

一般的なデジタル画像読取装置では、原稿画像が置かれた原稿面表面に光を照射し、原稿画像に当たってから反射された光を反射ミラー、レンズを介してCCDとよばれる固体撮像素子に結像させ、読み取る機構となっている。
この際に、原稿の画像を鮮明に捉えるために、シェーディング補正やアナログゲイン調整をすることが多い。しかし、このシェーディング補正等に使用される基準白板や反射ミラーにゴミや汚れが付着していると、読取画像の該当位置に黒スジや白スジなどの欠陥画像が発生する。特に、近年の画像読取装置のCCDは、画素サイズが小さくなってきていることから、微小サイズのゴミや汚れであっても、その影響度が大きくなっている。
したがって、画像読取装置の製品に搭載される部品や工場のクリーン度を改善することで、不良品を減らす工夫や対策が取られている。
このような問題を解決するために、特許文献1では、基準白板の読取画像の生データに対して、一定のしきい値を上回るかどうかでゴミや汚れがあると判断している。しかしながら、近年のCCDは画素サイズが小さく、画像読取信号のS/N比が不利になってきており、欠陥部位がノイズに埋もれてしまう場合が多くなっている。つまり、得られた波形データが一定のしきい値を上回るかどうかの判断ではノイズ対策が加味されていないため、誤検知を発生させるリスクが増加してしまうのである。
In a general digital image reading apparatus, light is irradiated onto the surface of an original on which an original image is placed, and the light reflected after hitting the original image is imaged on a solid-state image sensor called a CCD through a reflection mirror and a lens. And has a reading mechanism.
At this time, shading correction and analog gain adjustment are often performed in order to clearly capture the image of the document. However, if dust or dirt adheres to the reference white plate or reflecting mirror used for shading correction or the like, a defective image such as a black stripe or a white stripe is generated at the corresponding position of the read image. In particular, since the CCD of recent image reading apparatuses has been reduced in pixel size, the influence of even minute dust and dirt has increased.
Therefore, ingenuity and measures are taken to reduce defective products by improving the cleanliness of parts and factories mounted on the product of the image reading apparatus.
In order to solve such a problem, in Patent Document 1, it is determined that there is dust or dirt depending on whether or not the raw data of the read image of the reference white board exceeds a certain threshold value. However, recent CCDs have a small pixel size, and the S / N ratio of the image reading signal has become disadvantageous, and the defective part is often buried in noise. In other words, since noise countermeasures are not taken into account in determining whether the obtained waveform data exceeds a certain threshold value, the risk of erroneous detection increases.

シェーディング補正前の画像データでは照明系の照度ムラやレンズ系のCOS4乗則などの影響もあり、必ずしも波形データの均一性が保証されているとは限らず、これも誤検知の要因となっている。さらに、均一グレーで形成された塗装チャートを専用の金属プレートに貼り付け、これを原稿とした際のシェーディング補正後の読み取り画像データを用いて反射ミラーや基準白板の汚れを検出している。この検出のために、チャートの汚れによる誤検出を避けるため、その維持、管理に労力とコストがかかっている。   Image data before shading correction is affected by uneven illumination in the illumination system and COS 4 law of the lens system, and the uniformity of the waveform data is not always guaranteed, which also causes false detection. Yes. In addition, a paint chart formed in uniform gray is attached to a dedicated metal plate, and dirt on the reflection mirror and the reference white plate is detected using the read image data after shading correction when this is used as a document. For this detection, labor and cost are required for maintenance and management in order to avoid erroneous detection due to contamination of the chart.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、様々な要因から生ずるノイズが含まれていても、デジタル画像読取装置の基準白板や反射ミラーに付着したゴミや汚れを精度よく検出できる画像評価装置、画像評価方法及び記録媒体を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that even if noise resulting from various factors is included, dust and dirt adhering to the reference white plate and reflecting mirror of the digital image reading apparatus are included. It is to provide an image evaluation apparatus, an image evaluation method, and a recording medium that can accurately detect the image.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像評価装置は、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れを検出するための画像評価装置において、シェーディング補正前の基準白板の読取画像を各画素ごとに平均化して第1の1次元積分データ配列を生成する積分値算出部と、前記第1の1次元積分データ配列を各画素位置の関数を用いて近似する近似式算出部と、前記近似式算出部で算出される第2の1次元データ配列の逆数を用いて第1の1次元積分データ配列を補正する積分値補正部と、前記積分値補正部により算出された第3の1次元積分データ配列を数値変換して第4の1次元積分データ配列を生成する数値変換部と、前記第3の1次元積分データ配列と第4の1次元積分データ配列の差分を算出して、第5の1次元データ配列を生成する差分算出部と、前記第5の1次元データ配列に基づき、特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量算出部で算出される特徴量に基づき、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れの有無を判断する評価結果出力部とを有することを特徴とする。
また、本発明の画像評価装置は、さらに、前記数値変換部はローパスフィルタであることを特徴とする。
本発明の画像評価方法は、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れを検出するための画像評価方法において、シェーディング補正前の基準白板の読取画像を各画素ごとに平均化して第1の1次元積分データ配列を生成する積分値算出工程と、前記第1の1次元積分データ配列を各画素位置の関数を用いて近似する近似式算出工程と、前記近似式算出工程で算出される第2の1次元データ配列の逆数を用いて第1の1次元積分データ配列を補正する積分値補正工程と、前記積分値補正工程により算出された第3の1次元積分データ配列を数値変換して第4の1次元積分データ配列を生成する数値変換工程と、前記第3の1次元積分データ配列と第4の1次元積分データ配列の差分を算出して、第5の1次元データ配列を生成する差分算出工程と、前記第5の1次元データ配列に基づき、特徴量を算出する特徴量算出工程と、前記特徴量算出工程で算出される特徴量に基づき、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れの有無を判断する評価結果出力工程とを有することを特徴とする。
また、本発明の画像評価方法は、さらに、前記数値変換工程はローパスフィルタであることを特徴とする。
本発明の記録媒体は、上記画像評価方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能なものである。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
An image evaluation apparatus according to the present invention is an image evaluation apparatus for detecting dust or dirt on a reference white plate or a reflection mirror of a digital image reading device, and averages the read image of the reference white plate before shading correction for each pixel. Calculated by an integral value calculation unit that generates a first one-dimensional integral data array, an approximate expression calculation unit that approximates the first one-dimensional integral data array using a function of each pixel position, and the approximate expression calculation unit. An integral value correction unit that corrects the first one-dimensional integral data array using the reciprocal of the second one-dimensional data array, and a numerical value for the third one-dimensional integral data array calculated by the integral value correction unit. A numerical value conversion unit for generating a fourth one-dimensional integral data array by conversion, and calculating a difference between the third one-dimensional integral data array and the fourth one-dimensional integral data array to obtain a fifth one-dimensional data Differences that produce an array A calculation unit, a feature amount calculation unit that calculates a feature amount based on the fifth one-dimensional data array, and a reference white plate or a reflective mirror of the digital image reading device based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit And an evaluation result output unit for determining the presence or absence of dust or dirt on the top.
The image evaluation apparatus according to the present invention is further characterized in that the numerical value conversion unit is a low-pass filter.
The image evaluation method of the present invention is an image evaluation method for detecting dust and dirt on a reference white plate or a reflection mirror of a digital image reading apparatus, and averages the read image of the reference white plate before shading correction for each pixel. An integral value calculating step for generating a first one-dimensional integral data array, an approximate expression calculating step for approximating the first one-dimensional integral data array using a function of each pixel position, and an approximate expression calculating step An integral value correcting step of correcting the first one-dimensional integrated data array using the inverse of the second one-dimensional data array, and a numerical value of the third one-dimensional integrated data array calculated by the integral value correcting step. A numerical value conversion step of converting to generate a fourth one-dimensional integral data array; calculating a difference between the third one-dimensional integral data array and the fourth one-dimensional integral data array; Array Based on the difference calculation step to be generated, the feature amount calculation step for calculating the feature amount based on the fifth one-dimensional data array, and the reference white plate of the digital image reading device based on the feature amount calculated by the feature amount calculation step Or an evaluation result output step for determining the presence or absence of dust or dirt on the reflecting mirror.
The image evaluation method of the present invention is further characterized in that the numerical value conversion step is a low-pass filter.
The recording medium of the present invention is a computer-readable medium on which a program for causing a computer to implement the image evaluation method is recorded.

上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明の画像評価装置では、シェーディング補正前の画像データであっても照明やレンズ系の照度ムラを補正することができ、基準白板や反射ミラーのゴミ、汚れを精度良く検出することができる。
The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
The image evaluation apparatus of the present invention can correct illumination and lens system illuminance unevenness even with image data before shading correction, and can accurately detect dust and dirt on the reference white plate and the reflection mirror.

本発明の実施の形態に適用した画像評価装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the image evaluation apparatus applied to embodiment of this invention. 画像評価装置における画像処理装置のブロック図である。It is a block diagram of the image processing apparatus in an image evaluation apparatus. 画像評価装置の動作制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation control of an image evaluation apparatus. デジタル画像読取装置に搭載された基準白板の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the reference | standard white board mounted in the digital image reader. 近似式算出部により生成した第2の1次元積分データ配列Ziを示すグラフである。It is a graph which shows the 2nd one-dimensional integral data array Zi produced | generated by the approximate expression calculation part. 第3の1次元データ配列Aiに第4の1次元積分データ配列Biを重ね書きしたグラフである。It is the graph which overwritten the 4th one-dimensional integral data array Bi on the 3rd one-dimensional data array Ai. 第5の1次元データ配列Ciを示したグラフである。It is the graph which showed the 5th one-dimensional data array Ci. しきい値を設けて汚れ等を区別するのを示すグラフである。It is a graph which shows providing a threshold value and distinguishing dirt etc. 図7の○印部分を拡大したものである。This is an enlarged view of the circled portion in FIG.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態である画像評価装置の構成を示す概略図である。
画像評価装置1は、例えば、一般的構成のパーソナルコンピュータ(PC)に、所定の機能を備えた構成にしている画像処理装置11と画像読取装置(スキャナ)12とを備えている。この画像評価装置1は、さらに、下記のブロック図に示される画像処理装置11等によって、画像評価方法を実施することができる。また、この画像評価方法は、画像評価装置1を動作させるように図示しない記録媒体に、画像処理装置11が読みとれるようなプログラムとして読取可能に記録されていても良い。
図2は、画像評価装置における画像処理装置のブロック図である。
画像処理装置11には、画像評価装置1は装置全体の動作を管理するためのCPU111と、CPU111のワークメモリとして使用するとともに入力した画像データや計測した結果を格納するためのメモリ112と、画像読取装置12に搭載された基準白板をシェーディング補正前のRGBデジタル画像データとして読み取るための画像入力部113と、前記画像データを各画素Xiごとに平均化して第1の1次元積分データ配列Yiを生成する積分値算出部114と、前記第1の1次元積分データ配列Yiを各画素位置の関数を用いて近似する近似式算出部115と、前記近似式算出部115で算出される第2の1次元データ配列Ziの逆数を用いて第1の1次元積分データ配列Yiを補正する積分値補正部116と、前記積分値補正部116により算出された第3の1次元積分データ配列Aiを数値変換して第4の1次元積分データ配列Biを生成する数値変換部117と、前記第3の1次元積分データ配列Aiと第4の1次元積分データ配列Biの差分を算出して、第5の1次元データ配列Ciを生成する差分算出部118と、前記第5の1次元データ配列Ciの特徴量から画像評価値を算出する画像評価値算出部119と、評価結果をモニタやプリンタ、ファイル等の外部出力するための評価結果出力部120を具備する。
また、画像評価装置1には、評価する画像を読み取るための読取装置(スキャナ)12を備えている。読取装置12は、CCDで構成されているラインイメージセンサの読取位置を固定し、読取位置に対して読取原稿を副走査方向へ移動させ、露光装置によって露光し、その原稿の反射光を原稿画像としてラインイメージセンサにより読み取る、ラインイメージセンサから出力される画像信号をサンプリングし、デジタル信号に変換して読取画像データを形成している。
さらに、コンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納したことにより、画像評価装置1を汎用的に構築することができる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image evaluation apparatus 1 includes, for example, an image processing apparatus 11 and an image reading apparatus (scanner) 12 configured to have a predetermined function in a personal computer (PC) having a general configuration. The image evaluation apparatus 1 can further perform an image evaluation method using the image processing apparatus 11 or the like shown in the following block diagram. Further, this image evaluation method may be recorded in a readable manner as a program that can be read by the image processing apparatus 11 on a recording medium (not shown) so as to operate the image evaluation apparatus 1.
FIG. 2 is a block diagram of an image processing apparatus in the image evaluation apparatus.
In the image processing apparatus 11, the image evaluation apparatus 1 is used as a CPU 111 for managing the operation of the entire apparatus, a memory 112 for storing input image data and measurement results as well as a work memory for the CPU 111, and an image An image input unit 113 for reading a reference white board mounted on the reading device 12 as RGB digital image data before shading correction, and averaging the image data for each pixel Xi to obtain a first one-dimensional integrated data array Yi. An integral value calculation unit 114 to be generated, an approximate expression calculation unit 115 that approximates the first one-dimensional integration data array Yi by using a function of each pixel position, and a second value calculated by the approximate expression calculation unit 115 An integration value correction unit 116 that corrects the first one-dimensional integration data array Yi using an inverse of the one-dimensional data array Zi; and the integration value correction unit A numerical conversion unit 117 that numerically converts the third one-dimensional integral data array Ai calculated by 16 to generate a fourth one-dimensional integral data array Bi, and the third one-dimensional integral data array Ai and the fourth A difference calculation unit 118 that calculates a difference of the one-dimensional integral data array Bi of the second and generates a fifth one-dimensional data array Ci, and calculates an image evaluation value from the feature amount of the fifth one-dimensional data array Ci. An image evaluation value calculation unit 119 and an evaluation result output unit 120 for externally outputting the evaluation result to a monitor, a printer, a file, or the like are provided.
Further, the image evaluation apparatus 1 includes a reading device (scanner) 12 for reading an image to be evaluated. The reading device 12 fixes the reading position of a line image sensor composed of a CCD, moves the read document in the sub-scanning direction with respect to the reading position, exposes it by the exposure device, and reflects the reflected light of the document as a document image. The image signal output from the line image sensor, which is read by the line image sensor, is sampled and converted into a digital signal to form read image data.
Furthermore, the image evaluation apparatus 1 can be constructed on a general basis by storing a computer-readable recording medium on which a program to be implemented by a computer is recorded.

図3は、画像評価装置の動作制御を表すフローチャートである。ここでは、基準白板を読取装置12で読み取って、ゴミ、汚れがあるか判定するまでの画像評価装置1の動作制御を表している。
初めに、評価する基準白板の感光体の回転する周方向に濃度のデータを取る(ステップS1)。デジタル画像読取装置に搭載された基準白板を画像入力部113により取り込まれる。
図4は、デジタル画像読取装置に搭載された基準白板の波形を示すグラフである。
画像をデジタル化して読み取る読取装置12に搭載された基準白板を、画像評価装置11内の画像入力部113により取り込まれる。この画像入力部113により取り込まれた画像データを、積分値算出部114で各画素ごとに平均化して第1の1次元積分データ配列Yiを生成する(ステップS2)。図4に示すグラフは、この積分算出部114により得られた第1の1次元積分データ配列Yiを波形として示したものである。この波形では、シェーディング補正前の画像であるため、照明やレンズによる照度分布が均一でないために、丸○印で示す縦スジ成分がうねり成分に埋もれた状態となっている。
従来は、この画像データ、または、第1の1次元積分データ配列Yiからゴミ等の欠陥の検出をしていた。図4に示すように、丸○印のように高い画像濃度を示すことで、ゴミ等の存在を発見することができた。しかし、うねり成分でも出力レベルの高い部分があり、丸○印内の出力レベルをゴミとすると、うねり成分の部分もすべてゴミ等で汚れていることになる。
FIG. 3 is a flowchart showing operation control of the image evaluation apparatus. Here, the operation control of the image evaluation apparatus 1 is shown from when the reference white plate is read by the reading device 12 until it is determined whether there is dust or dirt.
First, density data is taken in the circumferential direction in which the photoreceptor of the reference white plate to be evaluated rotates (step S1). A reference white board mounted on the digital image reading apparatus is captured by the image input unit 113.
FIG. 4 is a graph showing a waveform of a reference white plate mounted on the digital image reading apparatus.
A reference white plate mounted on the reading device 12 that digitizes and reads an image is captured by the image input unit 113 in the image evaluation device 11. The image data captured by the image input unit 113 is averaged for each pixel by the integration value calculation unit 114 to generate a first one-dimensional integration data array Yi (step S2). The graph shown in FIG. 4 shows the first one-dimensional integral data array Yi obtained by the integral calculator 114 as a waveform. In this waveform, since it is an image before shading correction, the illuminance distribution by the illumination and the lens is not uniform, so that the vertical streak component indicated by the circle ○ is buried in the swell component.
Conventionally, a defect such as dust is detected from this image data or the first one-dimensional integral data array Yi. As shown in FIG. 4, the presence of dust or the like could be found by showing a high image density as indicated by a circle ◯. However, even in the swell component, there is a portion with a high output level. If the output level in the circle ○ is defined as dust, the swell component portion is also all dirty with dust.

次に、図3のフローチャートに従って、ゴミ等の欠陥の画像データを、このうねり成分を除去して、縦スジを精度良く抽出する方法を示す。
まず、第1の1次元積分データ配列Yiから、第1の1次元積分データ配列Yiの平均値Yを算出する(ステップS3)。
各画素Xiに対応する第1の1次元積分データをYiとすると、第1の波形は、下記式1を用いて、多項式近似式に当てはめて近似することができる(ステップS4)。

Figure 2010226689

ここで、nは多項式で近似する場合の次数、aとkは、近似式の係数を表す。 Next, in accordance with the flowchart of FIG. 3, a method of accurately extracting vertical stripes by removing the waviness component from image data of defects such as dust will be described.
First, an average value Y of the first one-dimensional integral data array Yi is calculated from the first one-dimensional integral data array Yi (step S3).
Assuming that the first one-dimensional integration data corresponding to each pixel Xi is Yi, the first waveform can be approximated by applying a polynomial approximation using the following equation (1) (step S4).
Figure 2010226689

Here, n represents the order when approximated by a polynomial, and a and k represent coefficients of the approximate expression.

図5は、近似式算出部により生成した第2の1次元積分データ配列を示すグラフZiである。図5に示すように、近似式算出部115により画素iにおける(Xi,Yi)のデータの複数組を用いて、4次の多項式近似を行い、第2の1次元積分データ配列Ziを生成した結果である。グラフは第1の1次元積分データ配列Yiに第2の1次元積分データ配列Ziを重ね書きしたものである。
ここではn=4としたが、次数は限定されるものではなく、うねり成分を除去できる次数を適当に選択すれば良いことは言うまでもない。縦スジ検出を行うためには第2の1次元積分データ配列Ziはゴミや汚れを検出する際に不要なシェーディング成分であるので、第1の1次元積分データ配列Yiの中から除去する方法を考える。
FIG. 5 is a graph Zi showing the second one-dimensional integral data array generated by the approximate expression calculation unit. As shown in FIG. 5, the approximate expression calculation unit 115 performs fourth-order polynomial approximation using a plurality of sets of (Xi, Yi) data in the pixel i to generate a second one-dimensional integral data array Zi. It is a result. In the graph, the second one-dimensional integral data array Zi is overwritten on the first one-dimensional integral data array Yi.
Here, n = 4, but the order is not limited, and it is needless to say that an order capable of removing the swell component may be appropriately selected. In order to perform vertical streak detection, the second one-dimensional integrated data array Zi is an unnecessary shading component when detecting dust and dirt, so a method of removing it from the first one-dimensional integrated data array Yi is used. Think.

つぎに、積分値補正部116は第2の1次元積分データ配列Yiの逆数Ziを求める(ステップ5)。この第2の1次元積分データ配列Ziは、対応する画素ごとに第1の1次元積分データ配列Yiと掛け合わせることで、第3の1次元積分データ配列Aiを算出する(ステップ6)。次ぎに、第3の1次元積分データ配列Aiの平均値Aを算出する(ステップ7)。次いで、第3の1次元積分データ配列Aiを、第1の1次元積分データ配列の平均値Yと第1の1次元積分データ配列Yiの平均値Yで補正して、第3の1次元積分データ配列A´iを計算する(ステップ8)。なお、単純に逆数を掛け合わせただけでは補正データの平均値が変化してしまうため、第1の1次元積分データ配列Yiの平均値Yと補正データA´iの平均値Aが同じ値になるように、補正用定数:Y/Aを掛けることでレベル補正を行う。
図6は、第3の1次元データ配列A´iに第4の1次元積分データ配列Biを重ね書きしたグラフである。ここで、図6には、積分値補正部116により補正された第3の1次元積分データ配列A´iを示している。この例では、第3の1次元積分データ配列A´iで、図5の波形から一定のしきい値を用いて、縦スジを抽出することもできている。
Next, the integral correction unit 116 obtains the reciprocal number Zi of the second one-dimensional integral data array Yi (step 5). The second one-dimensional integral data array Zi is multiplied by the first one-dimensional integral data array Yi for each corresponding pixel to calculate a third one-dimensional integral data array Ai (step 6). Next, the average value A of the third one-dimensional integral data array Ai is calculated (step 7). Next, the third one-dimensional integration data array Ai is corrected with the average value Y of the first one-dimensional integration data array and the average value Y of the first one-dimensional integration data array Yi, and the third one-dimensional integration data array Ai is corrected. The data array A′i is calculated (step 8). Note that, simply by multiplying the reciprocal, the average value of the correction data changes, so the average value Y of the first one-dimensional integral data array Yi and the average value A of the correction data A′i are the same value. Thus, level correction is performed by multiplying the correction constant: Y / A.
FIG. 6 is a graph in which the fourth one-dimensional integrated data array Bi is overwritten on the third one-dimensional data array A′i. Here, FIG. 6 shows the third one-dimensional integral data array A′i corrected by the integral value correcting unit 116. In this example, vertical streaks can be extracted from the waveform of FIG. 5 using the constant threshold value in the third one-dimensional integrated data array A′i.

ここでは、さらに、さらにノイズを除去する方法を考える。
すなわち、数値変換部117は、第3の1次元積分データ配列A´iにメディアンフィルタを施し、第4の1次元積分データ配列Biを生成する(ステップS9)。
メディアンフィルタとは、局所領域における出力値を昇順に並べ、中央値をその領域中央の出力とする処理であり、エッジが保存されたまま雑音(ランダムノイズ)のみを除去できる効果がある。
また、図6には、第3の1次元データ配列A´iに第4の1次元積分データ配列Biを重ね書きして示している。
次に、差分算出部118は第3の1次元積分データ配列A’iと第4の1次元積分データ配列Biの差分を取ることで、第5の1次元データ配列Ciを生成する(ステップS10)。このように、第3の1次元積分データ配列A’iに対して第4の1次元積分データ配列Biとの差分を取ることで、積分値補正部116で除去しきれない余分なノイズを除去することができる。
ここでは、メディアンフィルタを用いたが、ローパスフィルタの機能を有するものであれば移動平均やフーリエ変換などの処理を用いても構わない。ローパスフィルタを用いることで、同様に、不要なノイズを低減でき、基準白板や反射ミラーのゴミ、汚れを精度良く検出することができる。ここで、ローパスフィルタは、ある信号波形の高周波領域をカットし、低周波領域のみを通す(=パス)するフィルターです。これで、フーリエ変換が可能な画像に対しても適用可能で、高周波をカットすることで輪郭がぼかされた画像を作ることで、不要なノイズを低減できる。
また、積分値補正部116で十分にノイズが除去できる場合は、第4の1次元積分データ配列Biの代用として、メディアンフィルタではなく、第3の1次元積分データ配列A’iの平均値を用いても構わない。
図7は、第5の1次元データ配列Ciを示したグラフである。図7では、図4の段階でうねり成分に埋もれていた縦スジ成分が顕在化されていることが確認できる。
Here, a method of further removing noise is considered.
That is, the numerical value conversion unit 117 performs a median filter on the third one-dimensional integral data array A′i to generate a fourth one-dimensional integral data array Bi (step S9).
The median filter is a process in which output values in a local region are arranged in ascending order, and a median value is output at the center of the region, and has an effect of removing only noise (random noise) while keeping an edge.
In FIG. 6, the fourth one-dimensional integrated data array Bi is overwritten on the third one-dimensional data array A′i.
Next, the difference calculation unit 118 generates a fifth one-dimensional data array Ci by taking the difference between the third one-dimensional integral data array A′i and the fourth one-dimensional integral data array Bi (step S10). ). In this way, by removing the difference between the third one-dimensional integral data array A′i and the fourth one-dimensional integral data array Bi, excess noise that cannot be removed by the integral value correcting unit 116 is removed. can do.
Although the median filter is used here, a process such as moving average or Fourier transform may be used as long as it has a low-pass filter function. Similarly, unnecessary noise can be reduced by using the low-pass filter, and dust and dirt on the reference white plate and the reflection mirror can be accurately detected. Here, the low-pass filter is a filter that cuts the high-frequency region of a certain signal waveform and passes only the low-frequency region (= pass). Thus, the present invention can be applied to an image that can be subjected to Fourier transform, and unnecessary noise can be reduced by creating an image with a blurred outline by cutting high frequencies.
Further, when the integrated value correction unit 116 can sufficiently remove noise, instead of the median filter, the average value of the third one-dimensional integrated data array A′i is used instead of the fourth one-dimensional integrated data array Bi. You may use.
FIG. 7 is a graph showing the fifth one-dimensional data array Ci. In FIG. 7, it can be confirmed that the vertical streak component buried in the swell component in the stage of FIG.

図8は、しきい値を設けて汚れ等を区別するのを示すグラフである。図8の波形から一定のしきい値Th1を設けて、それを上回る部分は基準白板や反射ミラーにゴミや汚れが付着していると候補として取り上げることができる。したがって、うねり成分を補正して、ゴミ等の汚れのみを顕在化していることがわかり、本発明の画像評価装置1では、シェーディング補正前の画像データであっても照明やレンズ系の照度ムラを補正することができ、基準白板や反射ミラーのゴミや汚れが付着している候補として精度良く検出することができる。
図9は、図8の○印部分を拡大したものである。画像評価値算出部119は前記の波形と第1のしきい値Th1で囲まれる面積を求める。この面積に基づいて、ゴミや汚れの有無を判断する。すなわち、面積が第2のしきい値Th2よりも大きければゴミや汚れがあると最終判定し、小さければなしと判定する(ステップS11〜S19)。単純に一定のしきい値を上回るかどうかはノイズによる誤検知のリスクがあるが、このような特徴量を用いることで、単なる異常の有無だけでなく、異常の度合いを定量化することができ、誤検知のリスクを減らすことができるのである。
さらに、ゴミありと判定された画素のしきい値で囲まれた面積Giが、第1のしきい値Th1より大きい値の第2のしきい値Th2よりも大きければゴミや汚れがあると最終判定し、小さければなしと判定する(ステップS20〜S24)。ここでは、ステップS20からステップS22のループを、画素Xiが1の場合から順次jの場合まで繰り返し、全ての画素に対して評価結果が所定のしきい値を上回っているか判定する(ステップS21)。評価結果出力部120でしきい値を上回っている場合は、最終判定として、ゴミ等の汚れがあると判定してこのループを抜ける(ステップS24)。ただし、上回っていないと判定し、画素Xiをjの場合まで判定した場合(ステップS22)は、最終判定として、ゴミ等の汚れがないと判定して、一連の処理を終了する(ステップS23)。
そして、評価結果出力部120で評価結果をモニタやプリンタ、ファイル等の外部出力する(ステップS25)。
FIG. 8 is a graph showing that a threshold value is provided to distinguish dirt and the like. A certain threshold value Th1 is provided from the waveform of FIG. 8, and a portion exceeding the threshold value Th1 can be taken as a candidate if dust or dirt is attached to the reference white plate or the reflecting mirror. Therefore, it can be seen that the undulation component is corrected to reveal only dirt such as dust. In the image evaluation apparatus 1 of the present invention, the illumination and the illuminance unevenness of the lens system are corrected even in the image data before shading correction. It can be corrected, and it can be detected with high accuracy as a candidate to which dust or dirt on the reference white plate or reflecting mirror is attached.
FIG. 9 is an enlarged view of the circled portion in FIG. The image evaluation value calculation unit 119 obtains an area surrounded by the waveform and the first threshold value Th1. Based on this area, the presence or absence of dust or dirt is determined. That is, if the area is larger than the second threshold value Th2, it is finally determined that there is dust or dirt, and if it is smaller, it is determined that there is no dust (steps S11 to S19). There is a risk of false detection due to noise if it simply exceeds a certain threshold, but by using such a feature quantity, it is possible to quantify the degree of abnormality as well as whether there is an abnormality. The risk of false positives can be reduced.
Further, if the area Gi surrounded by the threshold value of the pixel determined to be dust is larger than the second threshold value Th2 which is larger than the first threshold value Th1, the final state is when dust or dirt is present. If it is smaller, it is determined that it is smaller (steps S20 to S24). Here, the loop from step S20 to step S22 is repeated from the case where the pixel Xi is 1 to the case where j is sequentially j, and it is determined whether the evaluation result exceeds a predetermined threshold value for all the pixels (step S21). . If the evaluation result output unit 120 exceeds the threshold value, as a final determination, it is determined that there is dirt such as dust, and this loop is exited (step S24). However, if it is determined that the pixel Xi has not exceeded, and the pixel Xi has been determined to j (step S22), it is determined that there is no dirt such as dust as the final determination, and the series of processing ends (step S23). .
Then, the evaluation result output unit 120 externally outputs the evaluation result such as a monitor, a printer, or a file (step S25).

1 画像評価装置
11 画像処理装置
111 CPU
112 メモリ
113 画像入力部
114 積分値算出部
115 近似式算出部
116 積分値補正部
117 数値変換部
118 差分算出部
119 画像評価値算出部
120 評価結果出力部
121 画像表示部
12 画像読取装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image evaluation apparatus 11 Image processing apparatus 111 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 112 Memory 113 Image input part 114 Integral value calculation part 115 Approximation formula calculation part 116 Integral value correction part 117 Numerical value conversion part 118 Difference calculation part 119 Image evaluation value calculation part 120 Evaluation result output part 121 Image display part 12 Image reader

特開平08−149249号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-149249

Claims (5)

デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れを検出するための画像評価装置において、
前記画像評価装置は、シェーディング補正前の基準白板の読取画像を各画素ごとに平均化して第1の1次元積分データ配列を生成する積分値算出部と、
前記第1の1次元積分データ配列を各画素位置の関数を用いて近似する近似式算出部と、
前記近似式算出部で算出される第2の1次元データ配列の逆数を用いて第1の1次元積分データ配列を補正する積分値補正部と、
前記積分値補正部により算出された第3の1次元積分データ配列を数値変換して第4の1次元積分データ配列を生成する数値変換部と、
前記第3の1次元積分データ配列と第4の1次元積分データ配列の差分を算出して、第5の1次元データ配列を生成する差分算出部と、
前記第5の1次元データ配列に基づき、特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部で算出される特徴量に基づき、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れの有無を判断する評価結果出力部とを有する
ことを特徴とする画像評価装置。
In an image evaluation apparatus for detecting dust and dirt on a reference white plate or a reflection mirror of a digital image reading apparatus,
The image evaluation device includes an integration value calculation unit that averages a read image of a reference white plate before shading correction for each pixel to generate a first one-dimensional integration data array;
An approximate expression calculation unit that approximates the first one-dimensional integral data array using a function of each pixel position;
An integration value correction unit that corrects the first one-dimensional integral data array using the reciprocal of the second one-dimensional data array calculated by the approximate expression calculation unit;
A numerical value conversion unit that numerically converts the third one-dimensional integral data array calculated by the integral value correction unit to generate a fourth one-dimensional integral data array;
A difference calculating unit that calculates a difference between the third one-dimensional integrated data array and the fourth one-dimensional integrated data array to generate a fifth one-dimensional data array;
A feature amount calculation unit for calculating a feature amount based on the fifth one-dimensional data array;
An image evaluation apparatus comprising: an evaluation result output unit configured to determine the presence or absence of dust or dirt on a reference white plate or a reflection mirror of the digital image reading device based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit.
前記数値変換部はローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項1の画像評価装置。
The image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the numerical value conversion unit is a low-pass filter.
デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れを検出するための画像評価方法において、
シェーディング補正前の基準白板の読取画像を各画素ごとに平均化して第1の1次元積分データ配列を生成する積分値算出工程と、
前記第1の1次元積分データ配列を各画素位置の関数を用いて近似する近似式算出工程と、
前記近似式算出工程で算出される第2の1次元データ配列の逆数を用いて第1の1次元積分データ配列を補正する積分値補正工程と、
前記積分値補正工程により算出された第3の1次元積分データ配列を数値変換して第4の1次元積分データ配列を生成する数値変換工程と、
前記第3の1次元積分データ配列と第4の1次元積分データ配列の差分を算出して、第5の1次元データ配列を生成する差分算出工程と、
前記第5の1次元データ配列に基づき、特徴量を算出する特徴量算出工程と、
前記特徴量算出工程で算出される特徴量に基づき、デジタル画像読取装置の基準白板または反射ミラー上のゴミや汚れの有無を判断する
ことを特徴とする画像評価方法。
In an image evaluation method for detecting dust and dirt on a reference white plate or a reflection mirror of a digital image reader,
An integration value calculation step of averaging a read image of the reference white plate before shading correction for each pixel to generate a first one-dimensional integration data array;
An approximate expression calculating step of approximating the first one-dimensional integral data array using a function of each pixel position;
An integration value correcting step of correcting the first one-dimensional integral data array using the reciprocal of the second one-dimensional data array calculated in the approximate expression calculating step;
A numerical value conversion step of generating a fourth one-dimensional integral data array by numerically converting the third one-dimensional integral data array calculated by the integral value correcting step;
A difference calculating step of calculating a difference between the third one-dimensional integrated data array and the fourth one-dimensional integrated data array to generate a fifth one-dimensional data array;
A feature amount calculating step of calculating a feature amount based on the fifth one-dimensional data array;
An image evaluation method comprising: determining whether dust or dirt is present on a reference white plate or a reflection mirror of a digital image reading device based on the feature amount calculated in the feature amount calculation step.
前記数値変換工程はローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項3の画像評価方法。
The image evaluation method according to claim 3, wherein the numerical value conversion step is a low-pass filter.
請求項3乃至4の画像評価方法を実現させるためのプログラムを記録した読取可能な記録媒体。   A readable recording medium on which a program for realizing the image evaluation method according to claim 3 is recorded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013191990A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Mitsubishi Electric Corp Shading correction chart inspecting method of image sensor using defocusing, inspection device and image sensor
JP2015207085A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 富士通株式会社 Image processor, image processing method, and program

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