JP2012247278A - Watermark position checking method - Google Patents

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克幸 金山
Takaaki Sato
隆晶 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a checking method with which a watermark and a paper end are imaged sharply and a watermarked position is measured highly accurately without incurring variance.SOLUTION: An imaging condition of a paper end imaging line camera is preset to such an imaging condition that a paper end can be imaged sharply, and an imaging condition of a watermark imaging line camera is set to such an imaging condition that a watermark can be imaged sharply. Afterwards, a paper end image and a watermark image are captured in the line cameras, respectively, coordinates indicating the paper end are detected from the paper end image, and coordinates indicating the watermark are detected from the watermark image. After a distance from the coordinates of the paper end to the coordinates of the watermark is calculated, it is determined whether or not the calculated distance between the coordinates is settled within an allowable range, thereby determining whether or not a position forming the watermark therein is acceptable.

Description

本発明は、すき入れが施された用紙のすき入れ位置検査方法に関するものである。   The present invention relates to a method for inspecting a pouring position of a paper sheet that has undergone poking.

近年のスキャナ及びカラー複写機等のデジタル機器の発展により、紙幣及び旅券等の貴重印刷物の精巧な偽造品を容易に作製することが可能となっている。その偽造防止対策の一つとして、すき入れを施した印刷物が多数流通している。すき入れとは、反射光下では模様を視認することができず、透過光下のみで模様を視認することができるものである。すき入れを施した印刷物は、印刷前の用紙にすき入れを施した後、その用紙に、様々な印刷を施すことで作製される。そのため、紙幣及び旅券等の印刷とすき入れの位置に関連がある印刷物を作製する場合には、用紙作製時において、用紙の紙端からすき入れまでの位置確認が極めて重要である。   With the recent development of digital devices such as scanners and color copiers, it has become possible to easily produce elaborate counterfeit products such as banknotes and passports. As one of the measures for preventing counterfeiting, a large number of creased printed materials are distributed. The penetration means that the pattern cannot be visually recognized under reflected light, but the pattern can be visually recognized only under transmitted light. The printed material subjected to the squeezing is manufactured by squeezing the paper before printing and then performing various printings on the paper. Therefore, when producing printed matter related to the printing and banking position of banknotes and passports, it is extremely important to confirm the position of the paper from the paper edge to the papering at the time of paper production.

用紙のすき入れ位置を確認する方法として、本出願人は、すき入れ位置と関連し、かつ、用紙の端部にすき入れ位置の確認用マークをすき入れにより施し、用紙を積層した際に積層された用紙の側面からすき入れ位置確認マークの近傍に二本線を引き、すき入れ位置確認マークと二本線の位置関係を比較することで、すき入れ位置の検査を行う方法について出願している(例えば、特許文献1参照)。   As a method of confirming the paper pouring position, the applicant applies the mark for confirming the pouring position to the edge of the paper by the pouring and stacks the paper when laminating the paper. An application has been filed for a method for inspecting the pouring position by drawing a double line from the side of the printed paper in the vicinity of the poking position confirmation mark and comparing the positional relationship between the poking position confirmation mark and the double line ( For example, see Patent Document 1).

また、別の方法としては、透過ドラムやコンベアにより、すき入れが施された用紙を搬送し、この搬送中の用紙を、透過ドラムの中に設置した照明により照射し、さらに、透過ドラムの外に設置したラインカメラにより透過画像を撮像し、その撮像した透過画像を元に、すき入れを検査する検査装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   As another method, the paper that has been squeezed is conveyed by a transmission drum or a conveyor, and the paper being conveyed is irradiated by illumination installed in the transmission drum. An inspection apparatus is disclosed in which a transmission image is picked up by a line camera installed in the apparatus, and a clearance is inspected based on the transmission image thus picked up (see, for example, Patent Document 2).

さらに、他の用紙紙端を検出する方法として、イメージセンサ及び黒色の移送ローラを用いた紙幣判別装置が開示されている(例えば、特許文献3参照)。この紙幣判別装置は、紙幣通過時に、イメージセンサの出力レベルが黒となる紙幣がない状態から、紙端(下端)を検出して、白となる紙幣がある状態へと立ち上がる。紙端を検出した時点で、イメージセンサの反射イメージの検出を開始し、その後、紙端(上端)を検出して白から黒に立ち下がったときに、イメージセンサのデータ取得を終了するものである。   Furthermore, a bill discriminating device using an image sensor and a black transfer roller is disclosed as a method for detecting the other paper edge (see, for example, Patent Document 3). This bill discriminating device detects a paper edge (lower end) from a state where there is no bill whose output level of the image sensor is black when the bill passes, and rises to a state where there is a white bill. When the edge of the paper is detected, detection of the reflected image of the image sensor is started. After that, when the edge of the paper (upper edge) is detected and falling from white to black, the acquisition of the image sensor data is terminated. is there.

特開2009−229177号公報JP 2009-229177 A 特表2005−513436号公報JP 2005-513436 A 特開平7−334724号公報JP 7-334724 A

しかしながら、特許文献1の方法では、用紙積載時において積載ずれが生じた場合、ずれが生じた状態で二本線を引くこととなり、その状態で引いた二本線によってすき入れ位置を検査すると、すき入れ位置と相関が取れていない二本線により検査することとなる。この、二本線により検査する方法については、用紙の積層を手作業で行うため、作業者によるばらつきが生じる可能性が高く、それに伴い、すき入れ位置の検査精度が低下するという課題が残されていた。さらに、用紙の積載、線引き及びすき入れ位置検査を行う人員が必要となり、その人的コストが課題となっていた。   However, in the method of Patent Document 1, when a stacking deviation occurs during the stacking of sheets, a double line is drawn in a state where the deviation has occurred. The inspection will be based on the double line that is not correlated with the position. In this method of inspecting with two lines, since the sheets are stacked manually, there is a high possibility that variations will be caused by the operator, and as a result, there remains a problem that the inspection accuracy of the cleaning position is lowered. It was. Furthermore, personnel who perform sheet loading, line drawing, and squeeze position inspection are required, and the human cost has been a problem.

また、特許文献2の方法では、鮮明なすき入れを撮像するために、高い照度の可視光を用紙に照射する必要があり、その場合、紙端については、照明から強い光が回り込むことで鮮明な紙端画像を撮像できないという問題がある。反対に、光の回り込みを防止するために、低い照度の可視光を用紙に照射した場合においては、紙端を撮像することは可能であるが、すき入れは不鮮明な画像となり、いずれの場合においても、すき入れの位置検査を高い精度で行うことはできない。   Further, in the method of Patent Document 2, it is necessary to irradiate the sheet with visible light with high illuminance in order to capture a clear penetration, and in that case, the edge of the sheet is clear by strong light coming from the illumination. There is a problem that it is impossible to pick up a paper edge image. On the other hand, in order to prevent the light from wrapping around, it is possible to capture the edge of the paper when it is irradiated with visible light with low illuminance. However, it is impossible to carry out the position inspection of the clearance with high accuracy.

さらに、特許文献3の方法では、紙端は鮮明に検出しているが、前述のとおり、鮮明なすき入れを撮像するために、高い照度の可視光を照射した場合においては、照明からの光が回り込むことで、紙幣通過時にイメージセンサの出力レベルが黒レベル(紙幣なし)から白レベル(紙幣あり)に正常に立ち上がらず、紙端を検出することができない。   Furthermore, in the method of Patent Document 3, the edge of the paper is clearly detected, but as described above, in order to capture a clear penetration, in the case where high-illuminance visible light is irradiated, the light from the illumination As a result, the output level of the image sensor does not normally rise from the black level (without banknotes) to the white level (with banknotes) when the banknote passes, and the paper edge cannot be detected.

本発明は、これらの課題を解消するものであり、すき入れ及び紙端を鮮明に撮像し、すき入れが施された位置を、ばらつきが生じることなく、高い精度で測定する検査方法を提供するところにある。   The present invention solves these problems, and provides an inspection method for clearly capturing images of a squeeze and a paper edge and measuring the squeezed position with high accuracy without causing variations. By the way.

前述の目的を達成するために、本発明のすき入れ位置検査方法は、用紙の紙端を撮像するための紙端撮像ラインカメラ及び用紙に形成されたすき入れを撮像するためのすき入れ撮像ラインカメラを少なくとも備えた検査装置を用いて、紙端から用紙に形成されたすき入れまでの位置を検査するためのすき入れ位置検査方法において、あらかじめ紙端撮像ラインカメラの撮像条件を、用紙の紙端を鮮明に撮れる撮像条件に設定し、すき入れ撮像ラインカメラの撮像条件を、用紙に形成されたすき入れを鮮明に撮れる撮像条件に設定し、用紙の表面に可視光を照射した後、用紙からの透過光を検出し、各ラインカメラにおいて紙端画像とすき入れ画像とをそれぞれ取得し、紙端画像を2値化処理した後、2値化処理後の紙端画像から用紙の紙端を示す座標を検出し、すき入れ画像に対して、紙端画像から検出した用紙の紙端を示す座標のうち、少なくとも一つの辺を基準として補正を行い、補正後のすき入れ画像とあらかじめ設定されたすき入れ基準画像とをパターンマッチングし、用紙内のすき入れ位置を示す座標を検出し、用紙の紙端を示す座標からすき入れ位置を示す座標までの距離を算出し、算出した用紙内の紙端位置を示す座標から用紙内のすき入れ位置を示す座標までの距離と、あらかじめ設定した用紙内の紙端位置を示す座標から用紙内のすき入れ位置を示す座標までの距離の許容範囲とを比較し、許容範囲内か否かによってすき入れが形成された位置の合否判定を行うことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a method for inspecting a pouring position according to the present invention includes a paper edge imaging line camera for imaging a paper edge of a paper, and a gap imaging line camera for imaging a gap formed on the paper. In the indentation position inspection method for inspecting the position from the edge of the paper to the indentation formed on the sheet using an inspection apparatus having at least the Set the imaging conditions for clear imaging, set the imaging conditions for the clear imaging line camera to the imaging conditions that enable clear imaging of the penetration formed on the paper, irradiate the surface of the paper with visible light, and then transmit through the paper. Light is detected, a paper edge image and a cut-in image are acquired by each line camera, the paper edge image is binarized, and then the paper edge of the paper is detected from the binarized paper edge image. The coordinates are detected, and the corrected image is corrected based on at least one side of the coordinates indicating the paper edge of the paper detected from the paper edge image, and the corrected image is set in advance. Pattern matching is performed with the reference standard image, and the coordinates indicating the cleaning position in the paper are detected, the distance from the coordinates indicating the paper edge of the paper to the coordinates indicating the cleaning position is calculated, and the calculated paper in the paper is calculated. The distance from the coordinates indicating the edge position to the coordinates indicating the pouring position in the paper, and the allowable range of the distance from the coordinates indicating the paper edge position in the pre-set paper to the coordinates indicating the poking position in the paper A comparison is made, and whether or not the position where the clearance is formed is determined according to whether or not it is within the allowable range.

また、本発明のすき入れ位置検査方法は、用紙の紙端を鮮明に撮れる撮像条件及び用紙に形成されたすき入れを鮮明に撮れる撮像条件は、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つ又はそれぞれを組み合わせたことを特徴とする。   In addition, according to the method for inspecting the pouring position of the present invention, at least one of the exposure time, the aperture, and the gain is set as the imaging condition for clearly capturing the edge of the sheet and the imaging condition for clearly capturing the gap formed on the sheet. It is characterized by combining.

さらに、本発明のすき入れ位置検査方法は、前述した撮像条件である、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つが異なることを特徴とする。   Furthermore, the cleaning position inspection method of the present invention is characterized in that at least one of the exposure time, the aperture, and the gain, which are the imaging conditions described above, is different.

本発明のすき入れ位置検査を行うことにより、すき入れ模様及び紙端を鮮明に撮像することが可能となる。よって、その撮像した鮮明な画像を用いて、正確なすき入れ位置を検査することが可能となる。   By performing the poking position inspection of the present invention, it becomes possible to clearly pick up the pouring pattern and the paper edge. Therefore, it is possible to inspect an accurate insertion position using the captured clear image.

本発明の検査対象となる用紙(2)の一例を示す平面図The top view which shows an example of the paper (2) used as the inspection object of this invention すき入れ検査装置(M)の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a penetration inspection device (M) すき入れ検査装置(M)のブロック図Block diagram of penetration inspection device (M) 光の回り込みを説明する模式図Schematic diagram explaining the wraparound of light 各ラインカメラ(9、10)の撮像位置を示す模式図Schematic diagram showing the imaging position of each line camera (9, 10) 各ラインカメラ(9、10)の撮像位置を示す模式図Schematic diagram showing the imaging position of each line camera (9, 10) すき入れ位置検査方法を示すフローチャートFlow chart showing the pouring position inspection method 紙端画像(9a)を示す模式図Schematic diagram showing the paper edge image (9a) すき入れ画像(10a)を示す模式図Schematic diagram showing the cut-in image (10a) 紙端画像(9a)から補正値を算出する方法を示す模式図Schematic diagram showing a method of calculating a correction value from the paper edge image (9a) すき入れ画像(10a)を補正する方法を示す模式図Schematic diagram showing a method for correcting the cut-in image (10a) パターンマッチングを示す模式図Schematic diagram showing pattern matching パターンマッチング後のすき入れ画像(10a’’)を示す模式図Schematic diagram showing a cut-in image (10a '') after pattern matching

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。しかしながら、本発明は、以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他色々な形態が実施可能である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments to be described below, and various other embodiments can be implemented within the scope of the technical idea described in the claims.

図1は、本発明の被検査対象物である用紙(2)の一例を示す平面図であり、基材(2a)の少なくとも一部にすき入れ(1)が施されている。すき入れ(1)とは、基材(2a)の厚みと密度を部分的に異ならせることで施された模様である。用紙(2)を透過光下にて観察することで、基材(2a)の厚みと密度を部分的に異ならせて施した模様及び外形が鮮明に視認される。以下、本発明においては、基材(2a)にすき入れ(1)が施されていることを、用紙(2)にすき入れ(1)が形成されているという。用紙(2)においては、紙端(L)である長辺(3)及び短辺(4)を有する。なお、図1において太線で図示しているように、本発明における紙端(L)とは、上下の長辺(3)及び左右の短辺(4)の合計4辺を合わせた総称である。すき入れ(1)は、用紙(2)の紙端(L)からの距離と、すき入れ(1)同士の距離を測定することで、その位置検査を行う。   FIG. 1 is a plan view showing an example of a sheet (2) that is an object to be inspected according to the present invention, and at least a part of a substrate (2a) is filled (1). The penetration (1) is a pattern applied by partially varying the thickness and density of the substrate (2a). By observing the paper (2) under transmitted light, the pattern and outer shape applied with the substrate (2a) partially different in thickness and density are clearly visible. Hereinafter, in the present invention, it is said that the clearance (1) is formed on the paper (2) when the clearance (1) is applied to the substrate (2a). The paper (2) has a long side (3) and a short side (4) which are paper edges (L). Note that, as shown by a bold line in FIG. 1, the paper edge (L) in the present invention is a collective term that includes a total of four sides, the upper and lower long sides (3) and the left and right short sides (4). . The gap (1) is inspected by measuring the distance from the paper edge (L) of the sheet (2) and the distance between the gaps (1).

図1においては、用紙(2)上に複数の同一画像であるすき入れ(1)を、4列×5面の20面に各々形成した後、その用紙(2)を、一面ずつに断裁することで、20枚の紙葉類となる。なお、前述した20面に限らず、すき入れ(1)が形成されていれば、面数及びすき入れ(1)を形成する位置は、特に限定されない。   In FIG. 1, a plurality of identical images (1) are formed on a sheet (2) on 20 surfaces of 4 rows × 5 surfaces, and then the sheet (2) is cut one by one. Thus, 20 sheets of paper are obtained. It should be noted that the number of faces and the position at which the clearance (1) is formed are not particularly limited as long as the clearance (1) is formed, not limited to the 20 faces described above.

次に、用紙(2)に形成されたすき入れ(1)位置の検査を行う、すき入れ検査装置(M)について説明する。   Next, the penetration inspection apparatus (M) for inspecting the position of the penetration (1) formed on the paper (2) will be described.

図2のすき入れ検査装置(M)は、照射部である照明(8)と、撮像部である紙端撮像ラインカメラ(9)及びすき入れ撮像ラインカメラ(10)と、画像処理部(13)と、記憶手段を含む判定部(14)と、各部の制御を行う制御部(図示せず)とを少なくとも備える。   The penetration inspection apparatus (M) in FIG. 2 includes an illumination (8) that is an irradiation unit, a paper edge imaging line camera (9) and a penetration imaging line camera (10) that are imaging units, and an image processing unit (13). ), A determination unit (14) including a storage unit, and a control unit (not shown) that controls each unit.

すき入れ検査装置(M)においては、用紙(2)をフィーダ部(図示せず)により上流側コンベア(6)へ送り出す。次に、2台のラインカメラ(9、10)により用紙(2)のすき入れ(1)と紙端(L)をそれぞれ撮像した後、画像処理部(13)により各撮像画像を元に、すき入れ(1)位置の検査を実施し、最後に判定部(14)において用紙(2)の合否判定を行う。   In the penetration inspection device (M), the sheet (2) is sent out to the upstream conveyor (6) by a feeder unit (not shown). Next, after capturing the paper (2) with the two line cameras (9, 10) (1) and the edge (L), respectively, the image processing unit (13) based on each captured image, The inspection of the insertion (1) position is performed, and finally the pass / fail judgment of the paper (2) is performed in the determination unit (14).

図3は、前述したすき入れ検査装置(M)を示すブロック図である。以下、本発明のすき入れ位置の検査を行う検査装置(M)について説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing the penetration inspection apparatus (M) described above. Hereinafter, the inspection apparatus (M) for inspecting the insertion position of the present invention will be described.

フィーダ部(図示せず)は、用紙(2)を一枚ずつ上流コンベア(6)へ給紙する手段である。   The feeder unit (not shown) is means for feeding sheets (2) one by one to the upstream conveyor (6).

上流側コンベア(6)及び下流側コンベア(7)は、用紙(2)を搬送させる手段であり、それぞれが、搬送ベルト(6a、7a)及びローラ(6b、7b)から成る。各コンベア(6、7)は、搬送方向と同一方向に直線状に配置されることで、用紙(2)は平坦性を維持した状態で、すき入れ検査装置(M)内を一枚ずつ搬送することが可能となる。   The upstream conveyor (6) and the downstream conveyor (7) are means for transporting the paper (2), and each includes a transport belt (6a, 7a) and a roller (6b, 7b). Each conveyor (6, 7) is linearly arranged in the same direction as the transport direction, so that the paper (2) is transported one by one in the penetration inspection device (M) while maintaining flatness. It becomes possible to do.

各コンベア(6、7)においては、ローラ(6b、7b)が回転することで搬送ベルト(6a、7a)が同期して回転する。それにより、搬送ベルト(6a、7a)上の用紙(2)が、すき入れ検査装置(M)内を搬送される。なお、用紙(2)を高速(例えば3m/s程度の速度)で搬送する際には、搬送中の用紙(2)にばたつきが発生し、各ラインカメラ(9、10)より、正確な撮像画像を取得することができない場合がある。その際においては、搬送ベルト(6a、7a)に複数の吸引孔を設けて、吸引しながら用紙を搬送しても良い。さらに、各コンベア(6、7)近傍に用紙(2)を押さえる手段を取り付けても良い。   In each conveyor (6, 7), the rollers (6b, 7b) rotate to rotate the conveyor belts (6a, 7a) synchronously. Thereby, the paper (2) on the transport belts (6a, 7a) is transported through the penetration inspection device (M). When the paper (2) is transported at a high speed (for example, a speed of about 3 m / s), the paper (2) being transported fluctuates, and accurate imaging is performed by the line cameras (9, 10). An image may not be acquired. In that case, a plurality of suction holes may be provided in the transport belt (6a, 7a) to transport the paper while sucking. Furthermore, a means for holding the paper (2) may be attached in the vicinity of each conveyor (6, 7).

照明(8)は、用紙(2)の表面へ可視光を照射する手段であり、上流側コンベア(6)と下流側コンベア(7)間における用紙(2)搬送経路の下方又は上方に配置される。照明(8)を、各コンベア(6、7)間に配置することで、用紙(2)の下方又は上方から照射された可視光は、用紙(2)のみを透過した後、用紙(2)を挟んで対向する位置である、照明(8)を配置した下方又は上方と反対側に配置した各ラインカメラ(9、10)により受光されることで、用紙(2)の透過画像を撮像することが可能となる。   The illumination (8) is a means for irradiating the surface of the paper (2) with visible light, and is disposed below or above the paper (2) transport path between the upstream conveyor (6) and the downstream conveyor (7). The By arranging the illumination (8) between the conveyors (6, 7), visible light irradiated from below or above the paper (2) passes only through the paper (2), and then the paper (2). Is received by each line camera (9, 10) arranged on the opposite side to the lower side or the upper side where the illumination (8) is arranged, which is a position opposite to each other, to capture a transmission image of the paper (2) It becomes possible.

用紙(2)に対して照明(8)により可視光を均一に照射することで、用紙(2)全体に施されたすき入れ(1)が撮像可能となる。照明(8)は、すき入れ(1)を鮮明に撮像するために、高輝度白色LED照明又はメタルハライド照明等の高輝度な照明を用いる必要がある。さらに、近接した上流側コンベア(6)と下流側コンベア(7)間のスペースに、搬送中の用紙(2)を邪魔することなく収めることが可能なコンパクトなタイプを用いることが好ましい。   By uniformly irradiating the sheet (2) with visible light by the illumination (8), it is possible to image the gap (1) applied to the entire sheet (2). The illumination (8) needs to use high-luminance illumination such as high-luminance white LED illumination or metal halide illumination in order to capture the clear image of the gap (1). Furthermore, it is preferable to use a compact type that can store the paper (2) being conveyed without interfering with the space between the upstream conveyor (6) and the downstream conveyor (7).

2台のラインカメラ(9、10)のうち、一方のラインカメラである紙端撮像ラインカメラ(9)は、紙端(L)が鮮明な紙端画像(9a)を撮像する手段であり、用紙(2)の搬送経路を介して、照明(8)と対向する位置に配置される。図2に示すように、照明(8)を用紙(2)の搬送経路の下方に配置した場合においては、各ラインカメラ(9、10)は、搬送経路を介して照明(8)と対向する上方に配置され、照明(8)を用紙(2)の搬送経路の上方に配置した場合においては、各ラインカメラ(9、10)は、搬送経路を介して照明(8)と対向する下方に配置される。なお、各ラインカメラ(9、10)は、一次元の画像を順次取得するカメラであり、その撮像した一次元の画像を画像処理部(13)において、各ラインカメラ(9、10)ごとに取得した順序で配列することにより、一つの二次元の画像と成る。この二次元画像が各画像(9a、10a)である。以下、本発明においては、各画像(9a、10a)は、各ラインカメラ(9、10)により撮像した画像とし、一次元の画像から二次元の画像を生成する工程については、説明を省略する。   Of the two line cameras (9, 10), the paper edge imaging line camera (9) which is one of the line cameras is means for capturing a paper edge image (9a) where the paper edge (L) is clear, The sheet (2) is disposed at a position facing the illumination (8) via the conveyance path. As shown in FIG. 2, when the illumination (8) is disposed below the transport path of the paper (2), each line camera (9, 10) faces the illumination (8) via the transport path. When the illumination (8) is arranged above the conveyance path of the paper (2), each line camera (9, 10) is located below the illumination (8) via the conveyance path. Be placed. Each of the line cameras (9, 10) is a camera that sequentially acquires a one-dimensional image. The captured one-dimensional image is obtained for each line camera (9, 10) in the image processing unit (13). By arranging in the order of acquisition, it becomes one two-dimensional image. This two-dimensional image is each image (9a, 10a). Hereinafter, in the present invention, each image (9a, 10a) is an image captured by each line camera (9, 10), and the description of the process of generating a two-dimensional image from the one-dimensional image is omitted. .

なお、本発明における撮像部として、エリアカメラを用いた場合は、撮像対象をカメラの前で静止させた後に撮像する必要があり、機械の不稼働時間が多く発生することから好ましくない。よって、本発明においては、ラインカメラを撮像部として用いる。なお、各ラインカメラ(9、10)は、いずれも用紙(2)の搬送方向と直交する方向における用紙(2)からの透過光を画像として入力する、公知のCCDラインカメラを用いる。   Note that, when an area camera is used as the imaging unit in the present invention, it is necessary to capture an image after the imaging target is stopped in front of the camera, which is not preferable because a lot of machine downtime occurs. Therefore, in the present invention, a line camera is used as the imaging unit. Each of the line cameras (9, 10) uses a known CCD line camera that inputs the transmitted light from the sheet (2) in a direction orthogonal to the conveyance direction of the sheet (2) as an image.

紙端画像(9a)は、照明(8)からの光の回り込みによる影響を受けずに、用紙(2)の紙端(L)が鮮明に撮像された画像のことである。図4は、光の回り込みを説明する模式図である。図4(a)及び図4(b)に示すように、ラインカメラ(9、10)は、用紙(2)の紙端を含むθ1の視野角度内を撮像している。図4(a)に示すように、照明(8)が低輝度である場合には、照明(8)からの受光量が少なくなり、ラインカメラにより撮像された画像は暗い画像となるが、光の回り込みは発生しない。一方、照明(8)が高輝度である場合には、図4(b)に示すように照明(8)からの受光量が多くなり、ラインカメラにより撮像された画像は明るい画像となるが、光の回り込みが発生する。   The paper edge image (9a) is an image in which the paper edge (L) of the paper (2) is clearly imaged without being affected by the wraparound of light from the illumination (8). FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the wraparound of light. As shown in FIGS. 4A and 4B, the line cameras (9, 10) capture an image within the viewing angle of θ1 including the paper edge of the paper (2). As shown in FIG. 4A, when the illumination (8) has low brightness, the amount of light received from the illumination (8) decreases, and the image captured by the line camera becomes a dark image. No wraparound occurs. On the other hand, when the illumination (8) has high brightness, the amount of light received from the illumination (8) increases as shown in FIG. 4B, and the image captured by the line camera becomes a bright image. Light wraparound occurs.

よって、紙端撮像ラインカメラ(9)の照明(8)からの受光量を少なくすることで、暗い画像となるが、光が回り込んでいない鮮明な紙端(L)を撮像することが可能となる。また、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の照明(8)からの受光量を多くすることで、光の回り込みは発生するが、鮮明なすき入れ(1)を撮像することが可能となる。   Therefore, by reducing the amount of light received from the illumination (8) of the paper edge imaging line camera (9), a dark image can be obtained, but a clear paper edge (L) where light does not wrap around can be captured. It becomes. Further, by increasing the amount of light received from the illumination (8) of the clear imaging line camera (10), the light wraps around, but it is possible to capture a clear clear (1).

2台のラインカメラ(9、10)のうち、すき入れ撮像ラインカメラ(10)は、すき入れ(1)が鮮明な状態のすき入れ画像(10a)を撮像する手段であり、前述した紙端撮像ラインカメラ(9)と同様に、用紙(2)の搬送経路を介して照明(8)と対向する位置に配置される。すき入れ画像(10a)とは、すき入れ(1)が高いコントラストで撮像された画像のことである。   Of the two line cameras (9, 10), the picked-up image line camera (10) is a means for picking up the picked-up image (10a) in which the clear (1) is clear, and the paper edge described above. Similar to the imaging line camera (9), it is arranged at a position facing the illumination (8) through the paper (2) conveyance path. The cut-in image (10a) is an image obtained by picking up the high-contrast image (1).

用紙(2)の紙端(L)が鮮明な紙端画像(9a)と、すき入れ(1)が高いコントラストで撮像されたすき入れ画像(10a)とを撮るために、あらかじめ紙端撮像ラインカメラ(9)の撮像条件を、用紙(2)の紙端(L)を鮮明に撮れる撮像条件に設定し、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の撮像条件を、用紙(2)に形成されたすき入れ(1)を鮮明に撮れる撮像条件に設定しておく。   In order to take a paper edge image (9a) where the paper edge (L) of the paper (2) is clear and a penetration image (10a) where the penetration (1) is imaged with high contrast, a paper edge imaging line camera is used in advance. The imaging condition of (9) is set to an imaging condition that allows the paper edge (L) of the paper (2) to be clearly photographed, and the imaging condition of the clear imaging line camera (10) is set to the clear formed on the paper (2). (1) is set as an imaging condition that enables clear shooting.

2台のラインカメラ(9、10)は、感度、撮像レンズ及び配置箇所等の撮像条件を、各々の画像が鮮明に撮像できる条件に合わせて適宜設定することとするが、前述した、2台のラインカメラ(9、10)において取得する各画像(9a、10a)は、紙端(L)が鮮明に撮像された明度の低い画像と、すき入れ(1)が鮮明に撮像された明度の高い画像とし、各画像(9a、10a)の明度差は、10倍程度が望ましく、このような明度の異なる画像を取得するためには、2台のラインカメラ(9、10)において照明(8)からの受光量を異ならせる必要がある。   The two line cameras (9, 10) appropriately set the imaging conditions such as sensitivity, imaging lens, and arrangement location according to the conditions under which each image can be clearly captured. Each of the images (9a, 10a) acquired by the line cameras (9, 10) has a low-lightness image in which the paper edge (L) is clearly imaged and a lightness in which the gap (1) is clearly imaged. The brightness difference between the images (9a, 10a) is preferably about 10 times, and in order to obtain such images with different brightness, the illumination (8) is obtained by two line cameras (9, 10). ) Needs to be different.

ラインカメラは、照明(8)からの受光量が少ない場合には、撮像画像が暗い画像となる。一方、照明(8)からの受光量が多い場合には、撮像画像が明るい画像となる。よって、紙端撮像ラインカメラ(9)の照明(8)からの受光量をすき入れ撮像ラインカメラ(10)の受光量と比べて少なく設定することで、暗い画像となるが、光の回り込みの影響を受けずに鮮明な紙端(L)を撮像することが可能となる。また、すき入れ撮像ラインカメラ(10)においても、紙端撮像ラインカメラ(9)と比べて受光量を多く設定することで、光の回り込みは発生するが、鮮明なすき入れ(1)を撮像することが可能となる。   In the line camera, when the amount of light received from the illumination (8) is small, the captured image becomes a dark image. On the other hand, when the amount of light received from the illumination (8) is large, the captured image becomes a bright image. Therefore, by setting the received light amount from the illumination (8) of the paper edge imaging line camera (9) to be smaller than the received light amount of the imaging line camera (10), it becomes a dark image, but the light wraps around. A clear paper edge (L) can be imaged without being affected. Also, the clear imaging line camera (10) captures a clear penetration (1), although light wraparound occurs by setting a larger amount of received light than the paper edge imaging line camera (9). It becomes possible to do.

用紙(2)の紙端(L)を鮮明に撮れる撮像条件及び用紙(2)に形成されたすき入れ(1)を鮮明に撮れる撮像条件は、ラインカメラの感度、撮像レンズ及びカメラの配置箇所が同じ場合、各ラインカメラの露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つ又はそれぞれを組み合わせたものとし、更には各ラインカメラの露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つが異なることとする。   The imaging conditions that can clearly capture the paper edge (L) of the paper (2) and the imaging conditions that can clearly capture the gap (1) formed on the paper (2) are the sensitivity of the line camera, the location of the imaging lens, and the camera. In the same case, it is assumed that at least one of the exposure time, aperture and gain of each line camera or a combination thereof, and further, at least one of the exposure time, aperture and gain of each line camera is different.

紙端撮像ラインカメラ(9)における撮像条件の設定方法は、まず、検査対象物である用紙(2)の紙端(L)を、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つ又はそれぞれの組み合わせを変えて複数の撮像条件により異なる画像を撮像する。その撮像した画像のうち、最も紙端(L)が鮮明に撮像された画像を撮った際の撮像条件を、用紙(2)の紙端(L)を鮮明に撮れる撮像条件とし、それに基づき、紙端撮像ラインカメラ(9)の撮像条件を設定する。   The imaging condition setting method in the paper edge imaging line camera (9) is as follows. First, the paper edge (L) of the paper (2) that is the inspection object is set to at least one or a combination of exposure time, aperture, and gain. In other words, different images are taken according to a plurality of imaging conditions. Among the captured images, the imaging condition when taking the image with the sharpest edge of the paper (L) is taken as the imaging condition under which the paper edge (L) of the paper (2) can be taken clearly. The imaging condition of the paper edge imaging line camera (9) is set.

すき入れ撮像ラインカメラ(10)における撮像条件の設定方法は、まず、検査対象物である用紙(2)のすき入れ(1)を、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つ又はそれぞれの組み合わせを変えて複数の撮像条件により異なる画像を撮像する。その撮像した画像のうち、最もすき入れ(1)が鮮明に撮像された画像を撮った際の撮像条件を、すき入れ(1)を鮮明に撮れる撮像条件とし、それに基づき、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の撮像条件を設定する。   The imaging condition setting method in the penetration imaging line camera (10) is as follows. First, the penetration (1) of the sheet (2) as the inspection object is changed to at least one or a combination of exposure time, aperture and gain. In other words, different images are taken according to a plurality of imaging conditions. Of the captured images, the imaging condition when taking the image with the most clear (1) is taken as the imaging condition that allows the clear (1) to be taken clearly, and based on that, the clear imaging line camera The imaging condition of (10) is set.

2台のラインカメラ(9、10)の露光時間を異ならせることで、明度の異なる画像を取得する場合には、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の露光時間と比べて紙端撮像ラインカメラ(9)の露光時間を短く設定することで、照明(8)からの受光量が少なくなる。   When images with different brightness are acquired by making the exposure times of the two line cameras (9, 10) different from each other, the paper edge imaging line camera () is compared with the exposure time of the clear imaging line camera (10). By setting the exposure time of 9) to be short, the amount of light received from the illumination (8) is reduced.

また、2台のラインカメラ(9、10)の絞りを異ならせることで、明度の異なる画像を取得する場合には、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の絞りと比べて紙端撮像ラインカメラ(9)の絞りを閉じることで、照明(8)からの受光量が少なくなる。   Further, when acquiring images with different brightness by making the apertures of the two line cameras (9, 10) different from each other, the paper edge imaging line camera ( By closing the aperture of 9), the amount of light received from the illumination (8) is reduced.

また、2台のラインカメラ(9、10)のゲインを異ならせることで、明度の異なる画像を取得する場合には、すき入れ撮像ラインカメラ(10)のゲインと比べて紙端撮像ラインカメラ(9)のゲインを下げて設定することで、照明(8)からの受光量が少なくなる。   Further, when acquiring images with different brightness by differentiating the gains of the two line cameras (9, 10), the paper edge imaging line camera ( By reducing the gain of 9) and setting it, the amount of light received from the illumination (8) is reduced.

なお、ゲインの設定には、2台のラインカメラ(9、10)の感度を異ならせることで、明度の異なる画像を取得することも含まれている。感度を異ならせる方法としては、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の受光素子と比べて、紙端撮像ラインカメラ(9)の受光素子を小さくする方法と、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の受光素子を2列とし、紙端撮像ラインカメラ(9)の受光素子を1列とする方法があり、これらの方法によって、照明(8)からの受光量を調整することとする。   Note that the gain setting includes acquiring images having different brightness levels by changing the sensitivities of the two line cameras (9, 10). As a method of making the sensitivity different, a method of reducing the light receiving element of the paper edge imaging line camera (9) as compared with the light receiving element of the buried imaging line camera (10) and the light receiving of the buried imaging line camera (10). There are methods in which the elements are arranged in two rows and the light receiving elements of the paper edge imaging line camera (9) are arranged in one row, and the amount of light received from the illumination (8) is adjusted by these methods.

用紙(2)に形成されたすき入れ位置を高い精度で検査するには、各ラインカメラ(9、10)の撮像位置(入力ライン)が用紙(2)の搬送方向(v1)と直交する同じライン上の用紙(2)を、同じ分解能で入力する必要があり、その配置は、図5及び図6の模式図のとおりである。   In order to inspect the insertion position formed on the sheet (2) with high accuracy, the same line in which the imaging position (input line) of each line camera (9, 10) is orthogonal to the conveyance direction (v1) of the sheet (2). It is necessary to input the upper sheet (2) with the same resolution, and the arrangement is as shown in the schematic diagrams of FIGS.

図5(a)及び図6(a)は、図2における搬送方向(v1)から見た模式図であり、図5(b)及び図6(b)は、搬送方向(v1)と直交する方向(v2)から見た図である。用紙(2)の同じ位置を撮像するためには、図5(a)及び図5(b)に示すように、用紙(2)の搬送方向(v1)において、各ラインカメラ(9、10)の中心と、搬送中の用紙(2)の中心線とが、略一致するように配置する場合と、図6(a)及び図6(b)に示すように、用紙(2)の搬送方向(v1)と直交する方向(v2)へ直線に配置する場合がある。これらの配置は、すき入れ検査装置(M)の装置構成により、適宜選択すれば良い。   FIGS. 5A and 6A are schematic views seen from the transport direction (v1) in FIG. 2, and FIGS. 5B and 6B are orthogonal to the transport direction (v1). It is the figure seen from direction (v2). In order to image the same position of the sheet (2), as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), each line camera (9, 10) in the transport direction (v1) of the sheet (2). And the center line of the paper (2) being conveyed are arranged so that they substantially coincide with each other, and as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the conveyance direction of the paper (2) There is a case where they are arranged in a straight line in a direction (v2) orthogonal to (v1). These arrangements may be appropriately selected depending on the apparatus configuration of the penetration inspection apparatus (M).

このように配置された各ラインカメラ(9、10)は、搬送方向と直交する方向(v2)においてズレて配置されている。そこで、検査前には、マトリックス状のスケールが印刷された用紙(2)をあらかじめ撮像し、搬送方向と直交する方向(v2)のズレを測定して、画像処理部(13)へ記憶する必要がある。   The line cameras (9, 10) arranged in this way are arranged so as to be shifted in the direction (v2) orthogonal to the transport direction. Therefore, before inspection, it is necessary to image the paper (2) on which the matrix-like scale is printed in advance, measure the deviation in the direction (v2) perpendicular to the transport direction, and store it in the image processing unit (13). There is.

エンコーダ(12)は、用紙(2)を搬送する搬送ベルト(6a、7a)のローラ(6b、7b)の回転タイミングを検知する手段であり、各コンベア(6、7)のローラ(6b、7b)のローラ軸に設置されている。   The encoder (12) is means for detecting the rotation timing of the rollers (6b, 7b) of the conveying belts (6a, 7a) that convey the paper (2), and the rollers (6b, 7b) of the conveyors (6, 7). ) Is installed on the roller shaft.

エンコーダ(12)からのタイミング信号を利用することで、各ラインカメラ(9、10)において各コンベア(6、7)の搬送速度と同期した各検出画像(9a、10a)をそれぞれ撮像することが可能となる。   By using the timing signal from the encoder (12), each line camera (9, 10) can capture each detected image (9a, 10a) synchronized with the conveying speed of each conveyor (6, 7). It becomes possible.

画像処理部(13)は、各検出画像(9a、10a)を用いて紙端(L)とすき入れ(1)を検出した後、紙端(L)とすき入れ(1)との間の寸法を算出する手段である。   The image processing unit (13) detects the paper edge (L) and the insertion (1) using each detected image (9a, 10a), and then between the paper edge (L) and the insertion (1). It is a means for calculating dimensions.

判定部(14)は、長辺(3)及び短辺(4)と、すき入れ(1)との間の寸法が、あらかじめ設定されている許容範囲内であるか否かを判定し、すき入れ位置の合否判定を行う手段である。   The determination unit (14) determines whether the dimension between the long side (3) and the short side (4) and the clearance (1) is within a preset allowable range. It is means for performing pass / fail judgment of the insertion position.

なお、判定部(14)における判定結果を、制御部(図示せず)に転送した後、排紙部(図示せず)で、用紙(2)の自動選別を行う構成としても良い。   In addition, after transferring the determination result in the determination unit (14) to the control unit (not shown), the paper (2) may be automatically selected by the paper discharge unit (not shown).

次に、図7に示すフローチャートに準じて、前述したすき入れ検査装置(M)を用いたすき入れ位置検査方法について説明する。   Next, according to the flowchart shown in FIG. 7, the penetration position inspection method using the penetration inspection apparatus (M) described above will be described.

ステップ(以下、「st」という。)10では、用紙(2)の紙端(L)が鮮明な紙端画像(9a)と、すき入れ(1)が高いコントラストで撮像されたすき入れ画像(10a)とを撮るために、あらかじめ紙端撮像ラインカメラ(9)の撮像条件を、用紙(2)の紙端(L)を鮮明に撮れる撮像条件に設定し、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の撮像条件を、用紙(2)に形成されたすき入れ(1)を鮮明に撮れる撮像条件に設定する。なお、撮像条件については、被検査対象物及び照明(8)によっても異なる。そのため、オペレータは、事前に各画像(9a、10a)を鮮明に撮像することが可能な撮像条件を調査しておき、検査時には、あらかじめ設定しておく必要がある。   In step (hereinafter referred to as “st”) 10, a paper edge image (9 a) in which the paper edge (L) of the paper (2) is clear, and a clear image (10 a) in which the clear (1) is imaged with high contrast. ) In advance, the imaging condition of the paper edge imaging line camera (9) is set to an imaging condition that allows the paper edge (L) of the paper (2) to be clearly captured, and the The imaging condition is set to an imaging condition that allows the clearing (1) formed on the paper (2) to be taken clearly. In addition, about imaging conditions, it changes also with to-be-inspected object and illumination (8). Therefore, the operator needs to investigate in advance the imaging conditions that can clearly capture each image (9a, 10a) and to set in advance at the time of inspection.

例えば、各ラインカメラ(9、10)が同一のカメラ及び撮像条件であり、下流側コンベア(7)の搬送ベルト(7a)が0.2mm移動する度に、分解能0.2mmの一次元の画像を入力して各画像(9a、10a)を入力する場合において、用紙(2)の搬送速度が2m/sで照明(8)から照射する可視光の照度が比較的低いとき、紙端撮像ラインカメラ(9)の露光時間を10μsとし、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の露光時間を90μsとすることで、鮮明な長辺(3)及び短辺(4)と、鮮明なすき入れ(1)とをそれぞれ撮像することが可能となる。   For example, each line camera (9, 10) has the same camera and imaging conditions, and each time the transport belt (7a) of the downstream conveyor (7) moves 0.2 mm, a one-dimensional image with a resolution of 0.2 mm. When the images (9a, 10a) are input and the conveyance speed of the paper (2) is 2 m / s and the illuminance of visible light emitted from the illumination (8) is relatively low, the paper edge imaging line By setting the exposure time of the camera (9) to 10 μs and the exposure time of the plow-up imaging line camera (10) to 90 μs, the clear long side (3) and the short side (4) and the clear penetration (1 ) Can be imaged respectively.

他の設定例としては、各ラインカメラ(9、10)が同一のカメラ及び撮像条件であり、下流側コンベア(7)の搬送ベルト(7a)が0.2mm移動する度に、分解能0.2mmの一次元の画像を入力して各画像(9a、10a)を撮像する場合において、用紙の搬送速度が3m/sで照明(8)から照射する可視光の照度が比較的高いとき、紙端撮像ラインカメラ(9)の露光時間を5μsとし、すき入れ撮像ラインカメラ(10)の露光時間を60μsとすることで、鮮明な長辺(3)及び短辺(4)と、鮮明なすき入れ(1)とをそれぞれ撮像することが可能となる。   As another setting example, each line camera (9, 10) has the same camera and imaging conditions, and each time the transport belt (7a) of the downstream conveyor (7) moves 0.2 mm, the resolution is 0.2 mm. When a one-dimensional image is input and each image (9a, 10a) is picked up, the paper edge is relatively high when the paper conveyance speed is 3 m / s and the illuminance of visible light emitted from the illumination (8) is relatively high. By setting the exposure time of the imaging line camera (9) to 5 μs and the exposure time of the penetration imaging line camera (10) to 60 μs, the clear long side (3) and the short side (4) are clearly clear. (1) can be imaged respectively.

次に、st11では、上流側コンベア(6)と、下流側コンベア(7)の間に取り付けた照明(8)から、均一な可視光を用紙(2)に照射する。   Next, in st11, uniform visible light is irradiated onto the sheet (2) from the illumination (8) attached between the upstream conveyor (6) and the downstream conveyor (7).

次に、st12では、各ラインカメラ(9、10)の撮像ラインに接近中の用紙(2)を、光電センサ(図示せず)によって検出したときから、紙端撮像ラインカメラ(9)により、紙端(L)が鮮明に撮像された紙端画像(9a)の撮像を開始し、紙端撮像ラインカメラ(9)においては、照明(8)による用紙(2)の透過光と、照明(8)からの直接光を受光することで、紙端画像(9a)が撮像される。   Next, in st12, when the paper (2) approaching the imaging line of each line camera (9, 10) is detected by the photoelectric sensor (not shown), the paper edge imaging line camera (9) Imaging of the paper edge image (9a) in which the paper edge (L) is clearly imaged is started. In the paper edge imaging line camera (9), the transmitted light of the paper (2) by the illumination (8) and the illumination ( The paper edge image (9a) is picked up by receiving the direct light from 8).

図8は、紙端撮像ラインカメラ(9)により撮像した紙端画像(9a)を示す模式図である。紙端画像(9a)は、紙端(L)が鮮明に撮像されている。一方、すき入れ(1)は不鮮明に撮像されている。なお、すき入れ(1)については、説明のために破線にて図示しているが、実際には、前述のとおり不鮮明に撮像されている。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a paper edge image (9a) captured by the paper edge imaging line camera (9). In the paper edge image (9a), the paper edge (L) is clearly captured. On the other hand, the gap (1) is imaged unclearly. Note that the clearance (1) is illustrated by a broken line for the sake of explanation, but in reality, it is unclearly captured as described above.

次に、st12と同時並行するst22では、紙端撮像ラインカメラの撮像開始と同じタイミングで、すき入れ撮像ラインカメラ(10)により、すき入れ(1)が鮮明に撮像されたすき入れ画像(10a)の撮像を開始し、照明(8)による用紙(2)の透過光と、照明(8)からの直接光を受光することで、すき入れ画像(10a)が撮像される。   Next, in st22, which is parallel to st12, the clear image (10a) in which the clear (1) is clearly captured by the clear imaging line camera (10) at the same timing as the start of imaging of the paper edge imaging line camera. The captured image (10a) is captured by receiving the transmitted light of the sheet (2) by the illumination (8) and the direct light from the illumination (8).

図9は、すき入れ撮像ラインカメラ(10)により撮像したすき入れ画像(10a)を示す模式図である。すき入れ画像(10a)は、すき入れ(1)が鮮明に撮像されている。一方、光の回り込みが発生することで、紙端(L)は不鮮明に撮像されている。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a penetration image (10a) captured by the penetration imaging line camera (10). The clear image (10a) is a clear image of the clear (1). On the other hand, the edge of the paper (L) is imaged unclearly due to the wraparound of light.

各検出画像(9a、10a)については、より鮮明な画像を検出するために、サブピクセル処理をすることが好ましい。サブピクセル処理とは、境界近傍の輝度勾配を微分することによって境界を精度高く求めることが可能となる画像処理方法であり、対象物の境界や位置を求めるとき、それらの検出(もしくは計測)精度は、2値化処理後の画像では1画素となるが、対象物の境界近傍の輝度勾配を利用することにより、1画素以下と高くすることが可能となる。   Each detected image (9a, 10a) is preferably subjected to sub-pixel processing in order to detect a clearer image. Sub-pixel processing is an image processing method that makes it possible to determine the boundary with high accuracy by differentiating the luminance gradient in the vicinity of the boundary. When determining the boundary and position of an object, the detection (or measurement) accuracy of the boundary is determined. Is 1 pixel in the binarized image, but can be increased to 1 pixel or less by using the luminance gradient near the boundary of the object.

このような各ラインカメラ(9、10)により撮像された用紙(2)は、すき入れ検査装置(M)の用紙(2)の搬送誤差により、各ラインカメラ(9、10)の撮像位置(入力ライン)に対してθ1°スキューするとともに、用紙(2)の基準座標となるDコーナーの位置が、搬送方向(v1)にX1、搬送方向に直交する方向(v2)にY1ずれる等、搬送状態にばらつきが見られる。なお、スキューとは、用紙(2)が搬送中に斜めに傾くことである。   The sheet (2) imaged by each of the line cameras (9, 10) has an imaging position (9, 10) of each line camera (9, 10) due to a conveyance error of the sheet (2) of the penetration inspection device (M). The input line is skewed by θ1 °, and the position of the D corner serving as the reference coordinate of the sheet (2) is shifted by X1 in the transport direction (v1) and Y1 in the direction (v2) perpendicular to the transport direction. Variations are seen in the condition. Note that the skew is that the sheet (2) is inclined obliquely during conveyance.

図10は、用紙(2)の搬送誤差が発生した紙端画像(9a)の模式図である。図10は、搬送方向と直行する方向(v2)、すなわち、各ラインカメラ(9、10)の撮像位置(入力ライン)の方向をX軸、用紙(2)の搬送方向(v1)をY軸として、用紙(2)の四隅をA、B、C及びDコーナーとしている。図10においては、紙端撮像ラインカメラ(9)において撮像する際に、Dコーナーが(X1、Y1)ずれた位置で撮像された。さらに、用紙(2)は、長辺(3)がθ1°だけスキューして撮像された。   FIG. 10 is a schematic diagram of a paper edge image (9a) in which a conveyance error of the paper (2) occurs. In FIG. 10, the direction (v2) perpendicular to the transport direction, that is, the direction of the imaging position (input line) of each line camera (9, 10) is the X axis, and the transport direction (v1) of the paper (2) is the Y axis. The four corners of the paper (2) are A, B, C, and D corners. In FIG. 10, when the image was captured by the paper edge imaging line camera (9), the image was captured at a position where the D corner was shifted by (X1, Y1). Further, the sheet (2) was imaged with the long side (3) skewed by θ1 °.

st12では、画像処理部(13)において、紙端画像(9a)をあらかじめ設定した閾値で2値化処理することで紙端(L)を検出し、紙端(L)から四隅の座標を検出する公知の方法によって、基準となる長辺(3)のDコーナー座標(X1、Y1)と、そのスキュー(θ1)とを算出方法により算出する。次に、この算出したDコーナーが(0,0)となり、θ1°がX軸上となるような補正を行う補正値、(−X1,−Y1)と、−θ1°を算出する。   In st12, the image processing unit (13) detects the paper edge (L) by binarizing the paper edge image (9a) with a preset threshold value, and detects the coordinates of the four corners from the paper edge (L). By using a known method, the D corner coordinates (X1, Y1) of the reference long side (3) and the skew (θ1) are calculated by the calculation method. Next, (−X1, −Y1) and −θ1 °, which are correction values for performing correction so that the calculated D corner is (0, 0) and θ1 ° is on the X axis, are calculated.

st23では、st13で算出した補正値を用いてすき入れ画像(10a)を補正する。図11は、すき入れ画像(10a)を補正する方法を示す模式図である。なお、すき入れ画像(10a)においては、前述したように紙端(L)が鮮明に撮像されていないことから、紙端(L)を破線にて図示している。各ラインカメラ(9、10)においては、用紙(2)の同じ位置を同じタイミングで撮像している。よって、st13で算出した補正値と同じ補正値を用いてすき入れ画像(10a)を補正する。   In st23, the cut-in image (10a) is corrected using the correction value calculated in st13. FIG. 11 is a schematic diagram showing a method of correcting the cut-in image (10a). Note that in the cut-in image (10a), since the paper edge (L) is not clearly captured as described above, the paper edge (L) is illustrated by a broken line. In each line camera (9, 10), the same position of the paper (2) is imaged at the same timing. Therefore, the corrected image (10a) is corrected using the same correction value as that calculated in st13.

図11(a)は、すき入れ画像(10a)を示す模式図である。すき入れ画像(10a)は、紙端(L)が鮮明に撮像されていないことから、紙端画像(9a)のように撮像ずれ(X1、Y1)及びスキュー(θ1)を算出することができない。よって、前述した紙端画像(9a)において算出した補正値を用いることで、図11(b)のとおり、紙端画像(9a)と同様に補正することが可能となる。   FIG. 11A is a schematic diagram showing a cut-in image (10a). Since the paper edge (L) is not clearly picked up in the clear image (10a), the image shift (X1, Y1) and skew (θ1) cannot be calculated as in the paper edge image (9a). . Therefore, by using the correction value calculated in the paper edge image (9a) described above, correction can be performed in the same manner as the paper edge image (9a) as shown in FIG. 11B.

なお、画像処理部(13)には、図6の配置のとおり、各ラインカメラ(9、10)の搬送方向と直行する方向(v2)におけるズレ量があらかじめ記録されており、このズレ量を減算することで、Dコーナーの座標は(0,0)となる。   In the image processing unit (13), as shown in the arrangement of FIG. 6, a deviation amount in the direction (v2) perpendicular to the conveyance direction of each line camera (9, 10) is recorded in advance. By subtracting, the coordinates of the D corner become (0, 0).

st24では、補正後のすき入れ画像(10a’)を、あらかじめ設定されたすき入れ基準画像(10b)により、パターンマッチング(相関法)を行い、用紙(2)中のすべてのすき入れ(1)の座標(X´、Y´)を算出する。   In st24, the corrected image (10a ′) is subjected to pattern matching (correlation method) using a preset reference image (10b), and all of the images (1) in the paper (2) are detected. The coordinates (X ′, Y ′) are calculated.

図12は、パターンマッチングを行った状態を示す模式図である。すき入れ基準画像(10b)とは、パターンマッチングを行う場合の検査基準となる画像のことで、すき入れ(1)の画像において特徴点となる箇所である。なお、特徴点となる箇所とは、すき入れ(1)内においてコントラストが高い部分のことを指す。例えば、すき入れ(1)が人物像である場合、目、口及び肩等である。一方、特徴点が少ない部位とは、すき入れ(1)内において、コントラストが低い部分のことであり、ひたいの中央や、ほおの中央等である。   FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a state in which pattern matching is performed. The penetration reference image (10b) is an image serving as an inspection reference when pattern matching is performed, and is a portion that is a feature point in the image of the penetration (1). In addition, the location used as a feature point refers to a portion with high contrast in the clearance (1). For example, when the clearance (1) is a person image, the eyes, mouth, shoulders, and the like. On the other hand, the portion having few feature points is a portion having a low contrast in the clearance (1), such as the center of the elbow or the center of the cheek.

すき入れ基準画像(10b)の選定に関しては、あらかじめすき入れ(1)の画像を調査して、最もばらつきの少ない1面を選定し、その1面か、又はその1面内におけるすき入れ(1)の特徴点を少なくとも含む箇所をすき入れ基準画像(10b)として設定する必要がある。   Regarding the selection of the penetration reference image (10b), the image of the penetration (1) is examined in advance, and one surface with the least variation is selected, and the clearance within the one surface or within the one surface (1 ) Must be set as the reference image (10b).

また、すき入れ基準画像(10b)においては、すき入れ基準座標(u)をあらかじめ設定しておく。すき入れ基準座標(u)とは、すき入れ(1)の位置を表す任意の1点であり、図示した重心の他にも、隅等の任意の一点とすることができる。   In addition, in the clearance reference image (10b), the clearance reference coordinates (u) are set in advance. The clearance reference coordinate (u) is an arbitrary point representing the position of the clearance (1), and may be an arbitrary point such as a corner in addition to the center of gravity shown in the figure.

すき入れ画像(10a’)とすき入れ基準画像(10b)をパターンマッチングするためには、探索領域(W)を、すき入れ(1)が形成されている20面のすべてに対して設定し、次に、すき入れ基準画像(10b)が、探索領域(W)内におけるどの部分と最も類似度が高いかをパターンマッチングにより求める。なお、探索領域(W)とは、用紙(2)中に、すき入れ(1)が存在する位置の範囲であり、あらかじめ用紙(2)内においてすき入れ(1)が形成されている箇所(例えば、20面あるならば20面分)におけるそれぞれの探索領域(W)(L1×L2)の画素を設定する必要がある。   In order to pattern match the penetration image (10a ′) and the penetration reference image (10b), the search area (W) is set for all 20 surfaces on which the penetration (1) is formed, Next, it is determined by pattern matching which part in the search area (W) has the highest similarity in the penetration reference image (10b). The search area (W) is a range of the position where the clearance (1) exists in the paper (2), and the location (1) in which the clearance (1) is previously formed in the paper (2) ( For example, if there are 20 planes, it is necessary to set pixels in each search area (W) (L1 × L2) in 20 planes).

図13は、パターンマッチング後のすき入れ画像(10a’’)を示す模式図である。すき入れ(1)は、それぞれが座標(X′、Y′)を有する。なお、パターンマッチングで算出された、すき入れ(1)の座標(X′、Y′)は、各すき入れ(1)を特定することができる座標であれば、特に限定されるものではなく、すき入れ(1)の重心又は隅等の任意の一点を座標とすることができる。   FIG. 13 is a schematic diagram showing the inserted image (10a ″) after pattern matching. Each of the slots (1) has a coordinate (X ′, Y ′). The coordinates (X ′, Y ′) of the clearance (1) calculated by pattern matching are not particularly limited as long as the coordinates can identify each clearance (1). An arbitrary point such as the center of gravity or corner of the gap (1) can be used as a coordinate.

st25では、紙端(L)とすき入れ(1)の距離を算出する。紙端(L)である長辺(3)及び短辺(4)と、すき入れ(1)との距離は、各すき入れ(1)の座標(X´、Y´)に分解能を乗算することで算出される。なお、分解能とは、各画像(9a、10a)における1画素あたりが、用紙(2)においてどのくらいの寸法であるかを示す値である。高い精度で検査するには、分解能は0.2mm以下が望ましい。   In st25, the distance between the paper edge (L) and the insertion (1) is calculated. The distance between the long side (3) and the short side (4), which are the paper edges (L), and the clearance (1) is multiplied by the resolution (X ′, Y ′) of each clearance (1). It is calculated by. Note that the resolution is a value indicating the size of one pixel in each image (9a, 10a) on the paper (2). In order to inspect with high accuracy, the resolution is desirably 0.2 mm or less.

また、算出された、用紙(2)の長辺(3)方向における分解能は、各ラインカメラ(9、10)のレンズの歪みにより精度が低下しているため、レンズの歪みを適宜補正することが望ましい。   Further, the calculated resolution in the direction of the long side (3) of the paper (2) is reduced in accuracy due to the distortion of the lens of each line camera (9, 10). Is desirable.

最後に、st26では、判定部(14)において、長辺(3)及び短辺(4)と、すべてのすき入れ(1)との間の寸法が、あらかじめ設定された許容範囲である寸法とを比較し、その許容範囲内であるか否かを判定する。その合否判定を元に、すき入れ検査装置(M)の制御部(図示せず)に転送され、排紙部(図示せず)において、用紙(2)の自動選別が行われる。また、損紙が発生した場合においては、すき入れ検査装置(M)を停止する構成とするか、又は排紙部(図示せず)にマーキング装置(図示せず)を設置し、排紙前の損紙にマーキングをする構成としても良い。   Finally, in st26, in the determination unit (14), the dimension between the long side (3) and the short side (4) and all the clearances (1) is a dimension that is a preset allowable range. Are compared to determine whether or not they are within the allowable range. Based on the pass / fail judgment, it is transferred to a control unit (not shown) of the penetration inspection device (M), and the paper (2) is automatically selected in the paper discharge unit (not shown). In addition, in the case where a waste paper is generated, the clearance inspection device (M) is stopped, or a marking device (not shown) is installed in a paper discharge unit (not shown), and before paper discharge. It is good also as a structure which marks on the waste paper.

1 すき入れ
2 用紙
2a 基材
3 長辺
4 短辺
6 上流側コンベア
7 下流側コンベア
6a、7a 搬送ベルト
6b、7b ローラ
8 照明
9 紙端撮像ラインカメラ
9a 紙端画像
10 すき入れ撮像ラインカメラ
10a すき入れ画像
10b すき入れ基準画像
12 エンコーダ
13 画像処理部
14 判定部
L 紙端
M すき入れ検査装置
u すき入れ基準座標
W 探索領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slow 2 Paper 2a Base material 3 Long side 4 Short side 6 Upstream conveyor 7 Downstream conveyor 6a, 7a Conveyor belt 6b, 7b Roller 8 Illumination 9 Paper edge imaging line camera 9a Paper edge image 10 Sucking imaging line camera 10a Included image 10b Included reference image 12 Encoder 13 Image processing unit 14 Judgment unit L Paper edge M Entry inspection device u Entry reference coordinate W Search area

Claims (3)

用紙の紙端を撮像するための紙端撮像ラインカメラ及び前記用紙に形成されたすき入れを撮像するためのすき入れ撮像ラインカメラを少なくとも備えた検査装置を用いて、前記紙端から前記用紙に形成された前記すき入れまでの位置を検査するためのすき入れ位置検査方法において、
あらかじめ前記紙端撮像ラインカメラの撮像条件を、前記用紙の紙端を鮮明に撮れる撮像条件に設定し、
前記すき入れ撮像ラインカメラの撮像条件を、前記用紙に形成された前記すき入れを鮮明に撮れる撮像条件に設定し、
前記用紙の表面に可視光を照射した後、前記用紙からの透過光を検出し、前記紙端撮像ラインカメラ及び前記すき入れ撮像ラインカメラにおいて紙端画像とすき入れ画像とをそれぞれ取得し、
前記紙端画像から前記用紙の紙端を示す座標を検出し、
前記すき入れ画像に対して、前記紙端画像から検出した前記用紙の紙端を示す座標のうち少なくとも一つの辺を基準として補正を行い、
前記補正後のすき入れ画像とあらかじめ設定されたすき入れ基準画像とをパターンマッチングし、前記用紙内のすき入れ位置を示す座標を検出し、
前記用紙の紙端を示す座標から前記すき入れ位置を示す座標までの距離を算出し、
前記算出した前記用紙内の紙端位置を示す座標から前記用紙内のすき入れ位置を示す座標までの距離と、あらかじめ設定した前記用紙内の紙端位置を示す座標から前記用紙内のすき入れ位置を示す座標までの距離の許容範囲とを比較し、前記許容範囲内か否かによって前記すき入れが形成された位置の合否判定を行うことを特徴とするすき入れ位置検査方法。
Formed on the paper from the paper edge using an inspection apparatus having at least a paper edge imaging line camera for imaging the paper edge of the paper and a penetration imaging line camera for imaging the penetration formed on the paper. In the method for inspecting the pouring position for inspecting the position up to the pouring,
Set the imaging conditions of the paper edge imaging line camera in advance to imaging conditions that allow the paper edge of the paper to be clearly captured,
The imaging condition of the squeeze imaging line camera is set to an imaging condition where the squeeze formed on the paper can be taken clearly,
After irradiating the surface of the paper with visible light, the transmitted light from the paper is detected, and the paper edge image and the squeezed image line camera respectively acquire the paper edge image and the squeezed image,
Detecting coordinates indicating the paper edge of the paper from the paper edge image;
Correcting the scraped image with reference to at least one side of coordinates indicating the paper edge of the paper detected from the paper edge image;
Pattern-matching the corrected cleaning image and a preset cleaning reference image, and detecting coordinates indicating the cleaning position in the paper;
Calculating the distance from the coordinate indicating the paper edge of the paper to the coordinate indicating the insertion position;
The calculated distance from the coordinates indicating the paper edge position in the paper to the coordinates indicating the paper insertion position in the paper, and the preset position in the paper from the coordinates indicating the paper edge position in the paper. And a determination of whether or not the position where the clearance is formed is accepted or not based on whether or not it is within the allowable range.
前記用紙の紙端を鮮明に撮れる撮像条件及び前記用紙に形成されたすき入れを鮮明に撮れる撮像条件は、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つ又はそれぞれを組み合わせたことを特徴とする請求項1記載のすき入れ位置検査方法。   The imaging condition for clearly capturing the paper edge of the sheet and the imaging condition for clearly capturing the gap formed on the sheet are at least one of exposure time, aperture, and gain, or a combination thereof. The method for inspecting the clearance position described. 前記用紙の紙端を鮮明に撮れる撮像条件及び前記用紙に形成されたすき入れを鮮明に撮れる撮像条件は、露光時間、絞り及びゲインの少なくとも一つが異なることを特徴とする請求項2記載のすき入れ位置検査方法。   3. The penetration according to claim 2, wherein at least one of an exposure time, an aperture, and a gain is different between an imaging condition for clearly capturing the edge of the sheet and an imaging condition for clearly capturing the clearance formed on the sheet. Position inspection method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014178284A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Olympus Corp Image acquisition system, image acquisition method and image acquisition program
JP2019003421A (en) * 2017-06-15 2019-01-10 テンソル・コンサルティング株式会社 Authenticity determination system, method and program for identity confirmation document
CN113281341A (en) * 2021-04-19 2021-08-20 唐山学院 Detection optimization method of double-sensor surface quality detection system of hot-dip galvanized strip steel

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