JP2011047862A - 画像検査装置、画像検査方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

画像検査装置、画像検査方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】印刷媒体の読み取り時の位置ずれを考慮して、エッジを含む線画像を精度よく検査し、印刷媒体の良否を判別する。
【解決手段】境界認識部704、705はそれぞれメモリ画像702、検査画像703の境界を認識し、線検出部706は境界認識の結果を基に線を検出する。第一の検査部707はメモリ画像と検査画像のエッジ以外の画像を比較して検査し、第二の検査部708は基準画像と検査画像について、エッジを含む線画像を比較することにより検査する。
【選択図】図7

Description

本発明は、印刷媒体の読み取り時の位置ずれに対応した画像検査装置、画像検査方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
従来、所定の位置に所定の濃度で印刷されたか否かを検査する装置が種々、提案されている。例えば、繰り返し連続印刷された同一絵柄を検査する装置において、蛇行やばたつきによる濃度変動範囲を不感帯とし、この不感帯の範囲内の基準画像と検査画像の差異を無視し、これにより不感帯の範囲内の欠陥の検出は行わず、これをはみだす欠陥の検出を行っている(特許文献1を参照)。また、基準画像と比較画像の各々の対応する所定領域において積分を実行することにより印刷物の色調変動を監視する装置もある(特許文献2を参照)。
しかし、上記した特許文献1では、基準画像と検査画像(読み取った画像)の位置ずれを考慮して、画像のエッジ周辺を検査しないようにしているが、細線などのエッジ(境界)しかない画像を精度よく検査することができない。特に、印刷出力した媒体(紙)を検査する際に、スキャナで印刷媒体を読み取るときに位置ずれが発生するが、上記した特許文献1の技術では、このような位置ずれに対応した検査ができない。また、特許文献2では、所定領域の画像の積分値で画像を比較するので、大局的な濃度を検査する場合には問題はないが、局所的な検査ができない。
本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、印刷媒体の読み取り時の位置ずれを考慮して、エッジを含む線画像を精度よく検査し、印刷媒体の良否を判別する画像検査装置、画像検査方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
本発明は、基準画像と、前記基準画像を印刷媒体に印刷して読み取った画像(以下、検査画像)とを比較することにより、前記印刷媒体の良否を検査する画像検査装置において、前記基準画像と検査画像について、エッジを除く画像を比較することにより検査する第1の検査手段と、前記基準画像と検査画像からそれぞれエッジを含む線画像を検出する線画像検出手段と、前記基準画像と検査画像について、前記検出された線画像を比較することにより検査する第2の検査手段と、前記第1、第2の検査手段の検査結果を基に前記印刷媒体が正常か否かを判定する判定手段を備えたことを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、第1の検査手段がエッジを除く画像の検査を行い、第2の検査手段が、第1の検査手段で精度よく検査できないエッジを含む線画像の検査を行うので、線画像を高精度に検査することができ、これにより印刷媒体の良否を判別することができる。
本発明の画像検査装置の構成を示す。 印刷機のスキャナ補正部の構成を示す。 印刷機のプリンタ補正部の構成を示す。 印刷機のコントローラ部の構成を示す。 検査機のスキャナ補正部の構成を示す。 検査機のコントローラ部の構成を示す。 本発明の検査部の構成を示す。 境界認識部、線検出部の処理を説明する図である。
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
図1は、本発明の画像検査装置の構成を示し、画像データを印刷する印刷機101と印刷機101で印刷した媒体(紙)を検査する検査機102からなる。
最初に印刷機101の動作を説明する。複写機として動作する場合、スキャナ104は原稿103から画像データを読み取り、当該画像データ(アナログ信号)をデジタルデータ(600dpi)に変換して出力する。スキャナ補正部105は、後述するように、スキャナ104で読み取った画像データ(デジタルデータ)について、画像領域を文字・線画や写真などに分類したり、原稿画像の地肌画像を除去するなどの画像処理を施す。圧縮処理部106は、スキャナ補正後のYMCBk各8bitの画像データを圧縮処理して、汎用バスにデータを送出する。圧縮後の画像データは汎用バスを通って、コントローラ107に送られる。コントローラ107は図示しない半導体メモリを持ち、送られたデータを蓄積する。コントローラ107では、画像検査に必要な座標を算出して、検査機側のコントローラ117に座標情報や画像データを送信する。
ここでは画像データに対し圧縮を施したが、汎用バスの帯域が十分に広く、蓄積するHDD108の容量が大きければ、非圧縮の状態でデータを扱っても良い。
次に、コントローラ107はHDD108の画像データを汎用バスを介して伸張処理部110に送出する。伸張処理部110は圧縮処理されていた画像データを元のYMCK各8bitのデータに伸張し、プリンタ補正部111に送出する。プリンタ補正部111では、γ補正処理、中間調処理などが行われ、プロッタ112の明暗特性の補正処理や階調数変換処理を行う。ここでの階調数変換処理では、誤差拡散やディザ処理を用いて各色8bitから2bitへと画像データの変換を行う。プロッタ112はレーザービームの書き込みプロセスを用いた転写紙印字ユニットであり、2bitの画像データを感光体に潜像として描画し、トナーによる作像/転写処理後、転写紙にコピー画像を形成する。
ネットワークを介してPCに画像データを配信する配信スキャナとして動作する場合は、画像データは汎用バスを通ってコントローラ107に送られる。コントローラ107では、色変換処理、フォーマット処理などが行われる。階調処理では配信スキャナ動作時のモードに従った階調変換処理を行う。フォーマット処理では、JPEGやTIFF形式への汎用画像フォーマット変換などを行う。その後、画像データはNIC(ネットワーク・インタフェース・コントローラ)109を介して外部PC端末119に配信される。
また、ネットワークを介して、PCからプリントアウトするプリンタとして動作する場合、NIC109より出力されたデータから、画像及びプリント指示するコマンド(ページ記述言語PDL)を解析し、画像データとして印刷できる状態にビットマップ展開して、展開したデータを圧縮してデータを蓄積する。蓄積されたデータは随時大容量の記憶装置であるHDD108に書き込まれる。コントローラ107では画像検査に必要な座標を算出して、検査機側のコントローラ117に座標情報、書誌情報や画像データなどを送信する。
コントローラ107は、HDD108の画像データを、汎用バスを介して伸張処理部110に送出し、伸張処理部110は圧縮処理されていた画像データを元の8bitデータに伸張し、プリンタ補正部111に送出する。プリンタ補正部111では、YMCBkそれぞれ独立にγ補正処理、中間調処理などが行われ、プロッタ112の明暗特性の補正処理や階調数変換処理を行う。階調数変換処理では、誤差拡散やディザ処理を用いて8bitから2bitへと画像データの変換を行う。プロッタ112はレーザービームの書き込みプロセスを用いた転写紙印字ユニットであり、2bitの画像データを感光体に潜像として描画し、トナーによる作像/転写処理後、転写紙にプリント画像を形成する。
印刷機101においては、一般に原稿103をスキャナ104により読み取り、画像データをデジタルデータに変換するとともに、原稿の画像領域(像域)を、異なる特徴を有する領域に分類(像域分離)する。注目画素がそのいずれの領域に属するものか、判定された結果に従い、画像データに対して種々の画像処理を施す。これにより、出力画像の画像品質が大きく向上させられる。
スキャナ補正部105を説明すると、図2に示すように、スキャナ補正部105は、スキャナ104から入力した画像データimg(反射率リニア)に基づき、像域分離201を行う。本実施例では、公知の像域分離手法(例えば、特許文献3を参照)により、黒文字エッジ領域、色エッジ文字領域、その他(写真領域)の3つの領域に分離する。像域分離することにより、画像データに像域分離信号(黒エッジ文字領域、色エッジ文字領域、写真領域)が画素毎に付与される。スキャナγ部202では、画像データを反射率リニアから濃度リニアのデータに変換する。
フィルタ処理部203では、像域分離信号によりフィルタ処理を切り換える。文字領域(黒エッジ文字と色エッジ文字)では判読性を重視して鮮鋭化処理を行う。写真領域では、画像データ内の急峻な濃度変化をエッジ量として、エッジ量に応じて平滑化処理や鮮鋭化処理を行う。急峻なエッジを鮮鋭化するのは、絵の中の文字を判読しやすくするためである。色補正処理部204は、黒エッジ文字領域以外では、R、G、Bデータを一次濃度マスキング法等でC、M、Yデータに変換する。画像データの色再現を向上させるために、C、M、Yデータの共通部分をUCR(下色除去)処理してBkデータを生成し、C、M、Y、Bkデータを出力する。ここで、黒エッジ文字領域は、スキャナのRGB読み取り位置ずれにより原稿の黒文字に色が付いたり、プロッタのYMCKでプリンタする時の重ね位置ずれがあると判読性がよくないので、黒文字領域のみ輝度に相当する信号である、Bk単色データで出力する。文字γ部205では、文字部のコントラストを良くするために、色文字と黒文字に対してγを立たせる。
プリンタ補正部111は、図3に示すように、圧縮処理部および伸張処理部を経た画像データに対して、プロッタの周波数特性に応じてγ補正を行うγ補正部301と、ディザ処理・誤差拡散処理などの量子化を行い、階調補正を行う中間調処理部302と、画像データ内の急峻な濃度変化をエッジ量として検出するエッジ量検出部303とを備えている。
γ補正部301は、プロッタ112の周波数特性に応じて処理する。中間調処理部302は、プロッタの階調特性やエッジ量に応じてディザ処理等の量子化を行う。量子化処理をする際に黒文字抽出処理を行って、黒文字のコントラスト強調することも可能である。これにより、文字の判読性が向上する。
コントローラ部107は図4に示すように、圧縮伸張部401、ページメモリ402、CPU403、出力フォーマット変換部404、入力フォーマット変換部405、データi/f406からなる。
画像データを外部機器に出力するデータの流れを説明する。HDDまたは汎用バスの圧縮データを、圧縮伸張処理部401における伸張処理部が元の各色8bitのデータに伸張し、ページメモリ402に展開して出力フォーマット変換部404に出力する。出力フォーット変換部404では、C、M、Y、BkデータをRGBデータに色変換を行うと同時に、JPEGやTIFF形式への汎用画像フォーマット変換などを行う。データi/f406では、出力フォーマット変換部404のデータをNICに出力する。
外部機器からの画像データをプロッタに出力するデータの流れを説明する。外部から指示するコマンドはCPU403により解析され、ページメモリ402に書き込まれる。データi/f406からの画像データを入力フォーマット変換部405によりYMCBkのビットマップデータに展開して、圧縮伸張処理部401で圧縮を行い、ページメモリ402に書き込む。
入力フォーマットデータは、JPEGやTIFF形式の画像である。ページメモリ402に展開したYMCBk画像を汎用バスに出力して上述したようにプリント113する。
次に、検査機102を説明すると、検査機102は、印刷機101で出力した印刷媒体113を検査する。スキャナ114は、印刷機101で出力した印刷媒体113を読み取り、当該画像データ(アナログ信号)をデジタルデータに変換して出力する。スキャナ補正部115は、後述するように、スキャナ114で読み取った画像データ(RGBデータ)に対してフィルタ処理などの画像処理を施す。圧縮処理部116は、RGB各8bitの画像データを圧縮処理して、汎用バスにデータを送出する。圧縮後の画像データは汎用バスを通って、コントローラ117に送られる。コントローラ117は図示しない半導体メモリを持ち、送られたデータを蓄積する。ここでは画像データに対し圧縮を施したが、汎用バスの帯域が十分に広く、蓄積するHDD118の容量が大きければ、非圧縮の状態でデータを扱っても良い。
スキャナ補正部115を説明すると、図5に示すように、スキャナ補正部115は、スキャナ114から入力した画像データimg(反射率リニア)に基づき画像処理を行う。スキャナγ部501では、画像データを反射率リニアから濃度リニアのデータに変換する。フィルタ処理部502では、スキャナのMTFをそろえるために鮮鋭化処理を行い、スキャナ個々のばらつきをそろえたり、網点画像の網点を平滑化する処理を行う。
色補正処理部503は、RGBデータを輝度、色差の信号に変換し、標準的なデータに変換することにより、画像の検査を容易にする。
コントローラ部117は図6に示すように、圧縮伸張処理部601、ページメモリ602、CPU603からなる。画像データを外部機器に出力するデータの流れを説明する。HDDまたは汎用バスの圧縮データを、圧縮伸張処理部601における伸張処理部が輝度、色差の画像データに伸張し、ページメモリ602上にビットマップ展開して、画像データの検査を行う。HDD118には、検査機102で読み取った画像、印刷機の画像データ、検査座標や検査結果などの書誌情報が蓄積される。印刷機の画像データも検査機と同様に、輝度色差信号で蓄積する。
検査機102は、印刷機101のコントローラ107から送られてくる画像検査に必要な座標を受け取り、受け取った座標に基づいて、画像の検査を行う。画像の検査の結果、画像濃度が中央値(目標値)より外れていれば、外れていることを印刷機101のコントローラ107に情報を送り、印刷機側のコントローラ107は、プリンタ補正部111などで濃度などの補正を行う。さらに、画像濃度が印刷品質を下回る濃度であれば異常と判断し、例えば異常な印刷媒体を仕分けて排出する。
図7は、本発明の検査機102のコントローラ117における検査部の構成を示す。検査部は、検査処理部701、境界認識部704、境界認識部705からなり、検査処理部701は、線検出部706、第一の検査部707、第二の検査部708からなる。
検査部への入力画像は、メモリ画像702と検査画像703である。メモリ画像702は、印刷の基になる画像データであり、この画像データが印刷され、検査画像の印刷前のデジタル画像である。検査画像703は、印刷機101で印刷した出力画像113を検査機102のスキャナ114で読み取った画像で、検査機102で検査する画像データである。この検査対象となる画像データには、スキャナ114で読み取ったときの位置ずれ量(X)が含まれている。
本実施例では、輝度データ(8ビットデータで、0が黒、255が白を表す)で検査を行う。本実施例では、これら2つの画像データを使用して、境界認識1、2、検査処理(線検出、第一の検査、第二の検査)を行う。境界認識部704、境界認識部705の処理は、入力データがメモリ画像702であるか検査画像703であるかの相違だけであり、処理の内容は同じである。
図8は、境界認識部704、境界認識部705の処理を説明する図である。図8は、紙に印刷したときの線画像の断面を表し、縦のレベルは、上にいくほど黒く(濃く)なる。aは太い線のケースであり、bは細い線のケースである。断面のため1次元方向のみを図示したが、実際は2次元である。
境界認識部705について説明する。図8(A)は、検査画像703の画像データである。Bは画像データAに対して最大値フィルタを施した結果を示す。最大値フィルタは、N×Nの2次元空間で最大値の画素を注目画素(中心画素)に置き換える処理である。ここで、NはXの2倍に相当する広さで、Xは画像をスキャナ114で読み取ったときの位置ずれ量に相当する。最大値フィルタを施すことにより、画像データAの濃い領域が少なく(画素値が大きい薄い領域が多く)なる。
Cは、画像データAに対して最小値フィルタを施した結果を示す。最小値フィルタは、N×Nの2次元空間で最小値の画素を注目画素(中心画素)に置き換える処理である。最小値フィルタを施すことにより、画像データAの薄い領域が少なく(画素値が小さい濃い領域が多く)なる。
Dは、Cの最小値からBの最大値を引いた結果を示す。最大値フィルタと最小値フィルタを用いることにより、位置ずれ量(X)を含む画像の境界領域(エッジ)を検出することができる。
境界認識部704は、メモリ画像702(位置ずれ量X=0)に対して、検査画像と同様にフィルタ処理を行う。
次に、第一の検査部707を説明する。第一の検査部707では、画像の境界(エッジ)を除いた画像領域(図8(E)a)について、メモリ画像702と検査画像703の差分を検査し、検査画像が正常か否かを判断するもので、例えば前掲した特許文献1の公知技術を用いて検査する。
すなわち、メモリ画像702の最大値フィルタの結果のプラスのバイアスとメモリ画像702の最小値フィルタのマイナスのバイアスをかけて、検査画像703が2つのデータの間で、かつ検査画像703の最大値フィルタの結果のプラスのバイアスと検査画像703の最小値フィルタのマイナスのバイアスをかけて、メモリ画像702が2つのデータの間であれば、正常と判断する。メモリ画像702の最大値フィルタと検査画像703を比較することにより、メモリ画像702で黒い領域が検査画像703で白く抜けているか否かが検査され、メモリ画像702の最小値フィルタと検査画像703を比較することにより、メモリ画像702で白い領域が検査画像703で黒くなっているか否かが検査され、検査画像703の最大値フィルタとメモリ画像702を比較することにより、検査画像703で黒い領域がメモリ画像702で白く抜けているか否かが検査される。
最大値フィルタと最小値フィルタを用いた第一の検査部707では、画像の境界(エッジ)で位置ずれの影響を受けて誤判定するため、画像の境界(エッジ)を検査しない。
次に、線検出部706の処理を説明する。線検出部706の処理は、メモリ画像702の境界認識部704の結果と、検査画像703の境界認識部705の結果を用いる。両者の処理は同じなので、一方のメモリ画像702について説明する。
メモリ画像702の境界認識部704の結果に対して、最大値フィルタ後、最小値フィルタを施す。Eは、最大値フィルタ後、最小値フィルタの結果を示す。aのように太い線であれば画像データに近い形で復元できるが、bのように細い線あれば、データが復元できずに消えてしまう。つまり、AからEを引き算することにより、aの太線の画像データはなくなり、bの細線の画像データのみ残る。この結果を利用して、線画像を検出する。
Fは、AからEを引き算して最小値フィルタを施した結果を示す。Fの結果を二値化し、これにより、図8(F)のbに示すような、画像データ(位置ずれ量Xを除く領域)と周辺画像(位置ずれ量Xに相当する領域)を抽出する。抽出する画像データは、第一の検査部707では検査できないエッジを含む線画像データである。
第二の検査部708は、メモリ画像702と検査画像703のそれぞれについて、所定の領域(図8(F)のbに示す画像の幅)の画像データを積分(加算)し、それらを比較する。比較の結果、積分の差が所定の範囲内にあれば、正常と判定する。積分結果が複数ある場合には、その全てが所定の範囲内であれば、正常と判定する。第一の検査部707、第二の検査部708の検査結果が両方とも正常であれば、印刷媒体は正常と判定し、何れか一方が正常でなければ、印刷媒体は異常と判定する。異常と判定された印刷媒体に対しては、例えば、印刷の画像処理条件を変更(画像の濃度を調整)したり、あるいは、異常と判定された印刷媒体を、仕分けて排出する。
上記した実施例では、最大値フィルタ後、最小値フィルタを行い、周辺が薄く、濃い領域が細い線画像の検査を行ったが、最小値フィルタ後、最大値フィルタを行うことにより、周辺が濃く、薄い領域が細い線画像(白抜き文字)を検査することが可能になる。また、最大値フィルタや最小値フィルタの代わりに、二値で膨張や収縮することにより、最大値フィルタや最小値フィルタと同等の機能を実現することも可能である。あるいは、本実施例の最大値フィルタを膨張、最小値フィルタを収縮としても容易に実現できる。さらに、第一の検査部が最大値フィルタ、最小値フィルタで構成されていれば、線検出部も同様に、最大値フィルタ、最小値フィルタで構成することにより、処理を共通化することができる。同様に第一の検査部が膨張、縮小で構成されていれば、線検出部も膨張、縮小で構成することにより共通化することができる。
本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。
701 検査処理部
702 メモリ画像
703 検査画像
704、705 境界認識部
706 線検出部
707 第一の検査部
708 第二の検査部
特許第3523994号公報 特開2003−266646号公報 特開2003−259115号公報

Claims (7)

  1. 基準画像と、前記基準画像を印刷媒体に印刷して読み取った画像(以下、検査画像)とを比較することにより、前記印刷媒体の良否を検査する画像検査装置において、前記基準画像と検査画像について、エッジを除く画像を比較することにより検査する第1の検査手段と、前記基準画像と検査画像からそれぞれエッジを含む線画像を検出する線画像検出手段と、前記基準画像と検査画像について、前記検出された線画像を比較することにより検査する第2の検査手段と、前記第1、第2の検査手段の検査結果を基に前記印刷媒体が正常か否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする画像検査装置。
  2. 前記検査画像から検出される線画像のエッジには、前記読み取り時の位置ずれ量に相当する領域が含まれていることを特徴とする請求項1記載の画像検査装置。
  3. 前記判定手段が異常と判定した印刷媒体に対する画像処理の内容を変更することを特徴とする請求項1記載の画像検査装置。
  4. 前記判定手段が異常と判定した印刷媒体を選別することを請求項1記載の画像検査装置。
  5. 基準画像と、前記基準画像を印刷媒体に印刷して読み取った画像(以下、検査画像)とを比較することにより、前記印刷媒体の良否を検査する画像検査方法において、前記基準画像と検査画像について、エッジを除く画像を比較することにより検査する第1の検査工程と、前記基準画像と検査画像からそれぞれエッジを含む線画像を検出する線画像検出工程と、前記基準画像と検査画像について、前記検出された線画像を比較することにより検査する第2の検査工程と、前記第1、第2の検査工程の検査結果を基に前記印刷媒体が正常か否かを判定する判定工程を備えたことを特徴とする画像検査方法。
  6. 請求項5記載の画像検査方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
  7. 請求項5記載の画像検査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み取り可能な記録媒体。
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