JP2013186562A - Image detection apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像検査装置及び方法に関し、特に、画像形成装置によって紙面上に形成された画像の検査の際において行う画像の位置合わせに関する。 The present invention relates to an image inspection apparatus and method, and more particularly to image alignment performed when an image formed on an image surface by an image forming apparatus is inspected.
従来、印刷物の検品は人手によって行われてきたが、近年オフセット印刷の後処理として、検品を行う装置が用いられている。このような検品装置では、印刷物の読取画像の中から良品のものを人手によって選択して読み取ることにより基準となるマスター画像を生成し、このマスター画像と検査対象の印刷物の読み取り画像の対応する部分を比較し、これらの差分の程度により印刷物の欠陥を判別している。 Conventionally, inspection of printed matter has been performed manually, but in recent years, an apparatus for performing inspection has been used as post-processing of offset printing. In such an inspection apparatus, a master image serving as a reference is generated by manually selecting and reading a non-defective product from the read image of the printed matter, and a corresponding portion of the master image and the read image of the printed matter to be inspected. And the defect of the printed matter is discriminated by the degree of these differences.
しかし、近年普及が進んでいる電子写真などの無版印刷装置は少部印刷を得意としており、バリアブル印刷など毎ページ印刷内容の異なるケースも多く、オフセット印刷機のように印刷物からマスター画像を生成して比較対象とすることは非効率である。この問題に対応するため、印刷データからマスター画像を生成することが考えられる。これにより、バリアブル印刷に対応可能である。 However, plateless printing devices such as electrophotography, which have become popular in recent years, are good at printing a small number of parts, and there are many cases where the content of printing on each page differs, such as variable printing, and a master image is generated from printed matter like an offset printer. In comparison, it is inefficient. In order to cope with this problem, it is conceivable to generate a master image from print data. Thereby, it can respond to variable printing.
画像を比較することによりその差分を抽出する処理を情報処理によって実現する場合、検査対象の画像とマスター画像との位置及びサイズを合わせることにより、比較される部分、即ち画素が互いに対応する部分の画素であるようにすることが求められる。これに対して、検査対象の画像は、一度紙面上に形成された画像がスキャナによって読み取られることにより生成された画像であるため、画像形成出力に際する画像処理時の収縮や用紙の収縮等により、サイズがマスター画像と異なる場合があり得る。また、画像形成出力時のスキューによっても、同様のことが生じ得る。 When the processing of extracting the difference by comparing the images is realized by information processing, by comparing the position and size of the image to be inspected and the master image, the parts to be compared, that is, the parts where the pixels correspond to each other It is required to be a pixel. On the other hand, since the image to be inspected is an image generated by reading an image once formed on a paper surface by a scanner, the image processing output shrinkage, paper shrinkage, etc. Therefore, the size may be different from the master image. The same can occur due to skew at the time of image formation output.
このため、何らかの基準点に基づいて検査対象の画像とマスター画像との少なくとも一方に対して拡大、縮小、回転等の補正処理を行うことにより、両者の位置及びサイズを合わせる必要がある。この補正を行うためには基準点が必要となる。オフセット印刷の場合は、裁断の目印となるトンボを基準点とすることができるが、カット紙プリンタを用いる場合、裁断を前提としないため、オフセット印刷に用いられるトンボのような基準点が存在しない。 For this reason, it is necessary to adjust the position and size of both images by performing correction processing such as enlargement, reduction, rotation, etc. on at least one of the image to be inspected and the master image based on some reference point. In order to perform this correction, a reference point is required. In the case of offset printing, a registration mark that serves as a mark for cutting can be used as a reference point. However, when a cut paper printer is used, since cutting is not premised, there is no reference point such as a registration mark used for offset printing. .
これに対して、カラープリンタでは、人の目では認識困難なイエローのドットパターンであって印刷の際に用紙前面に繰り返し重畳されるパターン(以降、固定パターンとする)を基準点として用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in a color printer, there is a method of using, as a reference point, a pattern (hereinafter referred to as a fixed pattern) that is a yellow dot pattern that is difficult to be recognized by the human eye and that is repeatedly superimposed on the front surface of paper during printing. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された方法は、固定パターンが付加されることが前提であるため、カラープリンタでしか用いることができず、モノクロのプリンタでは採用不可能である。また、カラープリンタであっても、モノクロ出力の場合は固定パターンが付加されない場合もあり、同様に採用することができない。さらに、出力対象の用紙がイエローに近い色である場合、その紙面上に出力された固定パターンを認識することは困難であるため、この場合も採用することができない。 However, since the method disclosed in Patent Document 1 is based on the premise that a fixed pattern is added, it can be used only in a color printer and cannot be used in a monochrome printer. Even in a color printer, a fixed pattern may not be added in the case of monochrome output, and it cannot be similarly adopted. Further, when the paper to be output has a color close to yellow, it is difficult to recognize the fixed pattern output on the paper surface, and this case cannot be adopted.
また、画像の2値化処理を行った上で縦方向及び横方向のヒストグラムを生成し、そのヒストグラムに従って位置合わせを行う方法もある。しかしながら、画像にスキューが発生した場合、ヒストグラムによる方法は用いることができない。 In addition, there is a method of generating a histogram in the vertical direction and the horizontal direction after performing binarization processing of an image, and performing alignment according to the histogram. However, when skew occurs in the image, the histogram method cannot be used.
以上説明したように、印刷物や半導体などの一定以上の広さを持つ対象のマッチング方式検査においては、正解となるマスター(基準パターン)と、検査対象との位置合わせが重要になる。例えば簡単に、四角形のマスターと検査対象の4隅を合わせただけでは、対象物の微小な歪によって照合誤差が出てしまい、精緻なマッチング検査ができない。対象物の歪は例えば紙ならば吸湿や引張りによる伸びや縮み、撮像時の浮きや蛇行によるゆがみである。これらを解決するために、以下のような従来技術が提案されている。 As described above, in the matching method inspection of an object having a certain width or more, such as a printed material or a semiconductor, the alignment between the master (reference pattern) that is a correct answer and the inspection object is important. For example, if the quadrangle master and the four corners of the inspection object are simply combined, a matching error occurs due to minute distortion of the object, and a precise matching inspection cannot be performed. For example, in the case of paper, the distortion of the object is expansion or contraction due to moisture absorption or tension, and distortion due to floating or meandering during imaging. In order to solve these problems, the following conventional techniques have been proposed.
特許文献2では、全体を大まかに位置合わせし、その後ブロックに分け、そのブロック毎に再度ずれを直す。具体的には、第1のパターンで位置合わせをした後、分割領域毎に直線を引き、その中心から所定の範囲に対して相関係数を求め、そのピーク位置を元に分割領域(ブロック)ごとの位置合わせ結果としている。
In
また、特許文献3では、対象を分割し、ブロック毎に微小にずらし、類似度を求め、その類似度がもっとも高いところをそのブロックの位置合わせ結果として、照合する。ブロックずらし量(揺すらせ量)を低減するために、ブロック走査が進む毎に、前回のブロックずらし量(一致位置)を参考にして、そこを中心にブロックずらしを行っている。
Further, in
しかしながら、ブロック分割とそのブロックの微小ずらしによる比較を行っているが、分割領域毎の計算量が多くなり、また、ある一定以上の歪があると、微小ずらしのずらし量(揺すらせ量)の増加を伴ってしまうという問題点があった。 However, although the comparison by block division and minute shift of the block is performed, the amount of calculation for each divided region increases, and if there is a certain distortion or more, the amount of displacement of the minute shift (shake amount) There was a problem of accompanying an increase.
本発明の目的は、大きな画像の多数の小領域において、ずらし量が増加することを回避しつつ、精度の高い位置合わせを実現することができる画像検査装置及び方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image inspection apparatus and method capable of realizing highly accurate alignment while avoiding an increase in the shift amount in a large number of small regions of a large image.
第1の発明に係る画像検査装置は、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査装置であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第1の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、
上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第2の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正することを特徴とする。
An image inspection apparatus according to a first aspect of the present invention performs an inspection by comparing an inspection target image, which is a read image obtained by reading an image formed and output on a paper surface by an image forming apparatus, with an original master image. Because
The entire image is divided into a plurality of blocks, the first alignment is performed in a plurality of regions around the image, and the amount of displacement of each block of the inspection target image is calculated based on the result. In the image inspection apparatus provided with the inspection comparing means for performing the alignment while performing the alignment while further shifting the blocks of the inspection target image shifted in accordance with the blocks of the master image,
The inspection comparison unit selects a predetermined block in the image, performs second alignment by recalculating the amount of displacement of the selected block, and based on the result, each of the inspection target images It is characterized by correcting the amount of block displacement.
また、第2の発明に係る画像形成方法は、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査方法であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第1の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査方法において、
上記検査比較手段が、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第2の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正するステップを含むことを特徴とする。
The image forming method according to the second invention is an image in which an inspection target image, which is a read image obtained by reading an image formed and output on a paper surface by an image forming apparatus, is collated with an original master image. An inspection method,
The entire image is divided into a plurality of blocks, the first alignment is performed in a plurality of regions around the image, and the amount of displacement of each block of the inspection target image is calculated based on the result. In the image inspection method provided with the inspection and comparison means for performing comparison and comparison, performing the alignment while further shifting the blocks of the inspection target image shifted in accordance with the blocks of the master image,
The inspection comparison unit selects a predetermined block in the image, performs second alignment by recalculating the amount of displacement of the selected block, and based on the result, each of the inspection target images The method includes a step of correcting an amount of block displacement.
本発明に係る画像検査装置及び方法によれば、画像形成出力による出力結果を読み取った画像とマスター画像とを比較することによる画像の検査において、モノクロ出力の場合や画像にスキューが発生している場合であっても画像の位置合わせが可能となる。そして、第1の位置合わせだけでは足りない精度を第2の位置合わせを導入することにより、従来技術に比較して総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。 According to the image inspection apparatus and method of the present invention, in the image inspection by comparing the image obtained by reading the output result of the image formation output and the master image, skew is generated in the case of monochrome output or the image. Even in this case, the image can be aligned. Then, by introducing the second alignment with an accuracy that is not sufficient only by the first alignment, it is possible to obtain a highly accurate inspection result without increasing the total calculation amount as compared with the prior art.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
本実施形態においては、デジタルフロントエンド(以下、DFEという。)1からディザマトリクスを用いて二値化した二値画像に基づいて画像形成出力を実行するプリントエンジン3及びエンジンコントローラ2と、印刷出力を検査するための検査用画像であるマスター画像を生成して印刷出力結果を検査する検査装置4とを含む画像形成システムについて説明する。
In the present embodiment, a
図1は、本実施形態に係る検査装置4を備えた画像形成システムの全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像形成システムは、DFE1と、エンジンコントローラ2と、プリントエンジン3と、検査装置4とを備えて構成される。DFE1は、受信した印刷ジョブに基づいて印刷出力するべき画像データをハーフトーン処理して各画素が有色/無色によって表現される二値画像を生成し、生成した二値画像と、ハーフトーン処理に用いたディザマトリクスデータを印刷処理コントローラ2に出力する。次いで、エンジンコントローラ2は、DFE1から二値画像とディザマトリクスを受信し、二値画像に基づいてプリントエンジン3を制御して画像形成出力を実行させると共に、二値画像を検査装置4へ入力する。プリントエンジン3は、エンジンコントローラ2の制御に従い、二値画像に基づいて画像形成出力を実行すると共に、出力した用紙を読み取り装置で読み取って生成した画像データを検査装置4に入力する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an image forming system including an
検査装置4は、エンジンコントローラ2から入力された二値画像を多値画像に変換して、プリントエンジン3の出力結果を検査するためのマスター画像を生成する。そして、検査装置4は、プリントエンジン3から入力された読み取り画像を上記生成したマスター画像と比較することにより、出力結果の検査を行う画像検査装置である。この比較処理の際、検査装置4は、マスター画像と読み取り画像との位置合わせを行う。
The
図2は、本実施形態に係る検査装置4のハードウェア構成を示すブロック図である。図2においては、検査装置4のハードウェア構成を示すが、プリントエンジン3についても同様である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the
図2に示すように、本実施形態に係る検査装置4は、一般的なPC(Personal Computer)やサーバ等の情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、本実施形態に係る検査装置4は、CPU(Central Processing Unit)10と、RAM(Random Access Memory)20と、ROM(Read Only Memory)30と、ハードディスクドライブ(以下、HDDという。)40及びインターフェース(以下、I/Fという。)50とがバス90を介して接続されている。また、I/F50には液晶ディスプレイ(以下、LCDという。)60と、操作部70と、専用デバイス80とが接続されている。
As shown in FIG. 2, the
CPU10は例えばディジタル計算機であり、検査装置4全体の動作を制御する。RAM20は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、CPU10が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ROM30は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。HDD40は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、オペレーティングシステムや各種の制御プログラム、アプリケーションプログラム等が格納されている。また、I/F50は、バス90と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。LCD60は、ユーザが検査装置4の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部70は、キーボードやマウス等、ユーザが検査装置4に情報を入力するためのユーザインタフェースである。さらに、専用デバイス80は、プリントエンジン3や検査装置4において、専用の機能を実現するためのハードウェアであり、プリントエンジン3の場合は、紙面上に画像形成出力を実行するプロッタ装置や、紙面上に出力された画像を読み取る読み取り装置である。また、検査装置4の場合は、上述した二値画像の多値化処理や画像の比較処理を行うための演算を行う演算装置である。
The
このようなハードウェア構成において、ROM30やHDD40、もしくは光学ディスク等の記録媒体(図示せず。)に格納されたプログラムがRAM20に読み出され、CPU10の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係るプリントエンジン3や検査装置4の機能を実現する機能ブロックが構成される。
In such a hardware configuration, a program stored in a recording medium (not shown) such as the
図3は、本実施形態に係るプリントエンジン3及び検査装置4の機能構成を示すブロック図である。図3に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン3は、印刷処理部301と、読み取り装置302と、基準点画像生成部303とを備えて構成される。また、検査装置4は、読取画像取得部401と、マスター画像生成部402と、基準点画像生成部403と、検査制御部404と、比較検査部405とを備えて構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing functional configurations of the
図3のプリントエンジン3において、印刷処理部301は、エンジンコントローラ2から入力される二値画像を取得し、印刷用紙に対して画像形成出力を実行し、印刷済みの用紙を出力する。印刷処理部301は、インクジェット式や電子写真式等の一般的な画像形成機構によって実現される。尚、本実施形態に係る二値画像は、画素毎にCMYK(シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック)各1ビット(合計4ビット)で表現された600dpiの画像であるものとして説明する。また、同一の画像が、エンジンコントローラ2から検査装置4に対しても入力される。
In the
読み取り装置302は、印刷処理部301によって印刷が実行されて出力された印刷用紙の紙面上に形成された画像を読み取り、読み取りデータを検査装置4に出力する。制御部303は、印刷処理部301による印刷出力を制御する。基準点画像生成部303は、位置合わせマーク(詳細後述)を含む画像(以下、基準点画像という。)を生成して印刷処理部301に入力する。これにより、印刷処理部301によって画像形成出力される紙面上には、出力するべき画像に上記基準点画像が重畳されて出力される。
The
図3の検査装置4において、読取画像取得部401は、プリントエンジン3において印刷用紙の紙面上が読取装置302によって読み取られて生成された画像情報を取得し、比較検査部405に検査対象の画像として入力する。マスター画像生成部402は、上述したようにエンジンコントローラ2から入力された二値画像を取得し、上記検査対象の画像と比較するための検査用画像であるマスター画像を生成する。即ち、マスター画像生成部402が検査用画像生成部として機能する。マスター画像生成部402によるマスター画像生成処理においては、読み取り装置302によって生成される読み取り画像の形式に対応した画像情報の生成に加えて、読取画像とマスター画像との位置合わせのための基準点の設定が行われる。
In the
基準点画像生成部403は、プリントエンジン3に含まれる基準点画像生成部303と同様の機能を有し、図4に示すような基準点画像を生成してマスター画像生成部402に入力し、これにより、マスター画像生成部402は、出力対象の画像に基準点画像が重畳されたマスター画像を生成する。検査制御部404は、検査装置4全体の動作を制御する制御部であり、検査装置4に含まれる各構成は検査制御部404の制御に従って動作する。比較検査部405は、読取画像取得部401から入力される読み取り画像とマスター画像生成部402が生成したマスター画像とを比較し、意図した通りの画像形成出力が実行されているか否かを判断する。
The reference point
図4は図1のマスター画像生成部402によって実行されるマスター画像生成処理を示すフローチャートである。図4において、マスター画像生成部402は、エンジンコントローラ2から二値画像を取得すると、上記基準点画像の画像情報を基準点画像生成部403から取得し、取得した二値画像に基準点画像を重畳して合成する(S1)。次いで、マスター画像生成部402は、詳細後述するように、画像の4隅にそれぞれについて、合計4点の基準点を選択して設定する(S2)。
FIG. 4 is a flowchart showing master image generation processing executed by the master
図5は図1の比較検査部405によって実行される欠陥判定処理を示すフローチャートである。図5において、比較検査部405は、読取画像取得部401から読取画像を取得し(S11)、検査制御部404からマスター画像を取得する(S12)。次いで、比較検査部405は、読取画像とマスター画像に対して、詳細後述する第1及び第2の位置合わせ、画像比較及び差分抽出を行った後(S13)、欠陥判定(S14)を行う。ここで、比較検査部405は、マスター画像を構成する画素と読取画像を構成する画素とを夫々比較し、差分を抽出し、画像形成出力が好適に実行されていれば、マスター画像と読取画像との差異は少なく、その結果画像を構成する画素の階調値はほとんど同じ値になり、上記減算した結果の差はゼロに近くなる。他方、画像形成出力が意図した通りに実行されていなければ、画素の階調値に差異が生じ、上記減算した結果の差がゼロに近い値にならない。比較検査部405は、このようにして生成された差分の値について、予め定められた所定のしきい値と比較することにより欠陥判定を行う。そして、一致しなかった点が、「欠陥」の結果として出力される。
FIG. 5 is a flowchart showing the defect determination process executed by the
当該欠陥処理は、RGB夫々のプレーン毎にしきい値を設定し、算出された差分と比較しても良いし、RGB夫々のプレーンについての差分に基づいて明度、色相、彩度全体の色のずれを算出し、その値に対して設定されたしきい値との比較により欠陥を判定しても良い。このような比較の結果、生成された差分の値が、しきい値を超えていれば、比較検査部405は、読取画像に欠陥ありと判定する。比較検査部405は、欠陥の有無を判定するとその判定結果を検査制御部404に通知する。検査制御部404は、比較検査部405から判定結果を取得し、欠陥ありと判定されている場合、エンジンコントローラ2に再印刷要求を通知する。これにより、エンジンコントローラ2がプリントエンジン3を制御し、再印刷が実行される。
In the defect processing, a threshold value may be set for each of the RGB planes and compared with the calculated difference. Based on the difference for each of the RGB planes, the color shift of the brightness, hue, and saturation as a whole. And the defect may be determined by comparison with a threshold value set for the value. As a result of such comparison, if the value of the generated difference exceeds the threshold value, the
このように、本実施形態に係る画像形成システムにおいては、マスター画像生成部402及び比較検査部405が、画像のエッジにおけるコーナーを抽出することにより基準点の候補を生成する。このため、基準点画像が付与されないモノクロ印刷の場合等であっても、マスター画像及び読取画像において対応する画素を抽出し、画像の位置合わせを行うことが可能となる。
As described above, in the image forming system according to the present embodiment, the master
次いで、本実施形態に係る検査方法の詳細について以下に説明する。 Next, details of the inspection method according to the present embodiment will be described below.
図6(a)図1の検査装置4により用いられる位置合わせ用マーカー11〜14を含む画像100を示す平面図であり、図6(b)は図6(a)の画像100の分割画像を示す平面図である。図6(a)及び(b)はプリントする画像領域全体を示す。この例では、図6(a)に示すように、画像100の4隅に第1の位置合わせ用に位置合わせ用マーカー11〜14を印刷している。これは製本時にも使われる、いわゆるマーカーや「トンボ」と呼ばれるものをそのまま利用することもできる。図6(b)は、画像100全体をブロック状の小領域に分割したことを説明している。このブロック毎に照合することで、画像100全体の位置ずれを補正しつつ検査を行うことができる。この例では8×10の合計80個のブロックに分割している。
6A is a plan view showing an
図7は図1の検査装置4において位置合わせにより用いるブロックを示す平面図である。ここで、図7は本発明の実施形態に係る第2の位置合わせブロックの選択を示している。この例では画像100の中央付近に、絵柄があり、エッジ成分が豊富なため、マスター画像と検査対象画像のずれによる相関値の変動が激しく、位置合わせに好適であるため、そのブロック15を選択している。一方、画像100の中央下部の示したエリアは、印刷データがなく白紙ブロック16である。このような領域では位置がずれてもマスター画像と検査対象画像の相関値変動がなく、位置合わせの目的には不適である。マスター画像の印刷内容は前もってわかっているので、このマスター画像のブロックのエッジ成分の有無、もしくは平坦度などを事前に計算しておき、第2の位置合わせ用のブロック15として比較検査部405において指定しておけばよい。
FIG. 7 is a plan view showing blocks used for alignment in the
図8A(a)は図1の検査装置4において位置合わせにより用いる基準点画像データを示す平面図であり、図8A(b)はその検査対象画像を示す平面図である。また、図8B(a)は図1の検査装置4において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、図8B(b)はその検査対象画像を示す平面図である。すなわち、図8A及び図8Bは位置合わせ方法の例を示している。
FIG. 8A (a) is a plan view showing reference point image data used for alignment in the
第1の位置合わせはもっとも基準になるものであるから、図8A(a)に示すように、上記したようなトンボ等の位置合わせ用マーカー11等を印刷し、かつ、位置合わせ漏れがないように十分に広い範囲をサーチして確実に位置を合わせる必要がある。本例では、図8A(b)に示すように、25×25画素のマーカーをXY方向±30画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分を補正位置としている。
Since the first alignment is the most standard, as shown in FIG. 8A (a), the
第2の位置合わせは、第1の位置合わせに次ぐもので、本例では、図8B(b)に示すように、15×15画素の領域をXY方向±20画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分を補正位置としている。第2の位置合わせ用のブロックの画像は、通常印刷画像データの中であるので、前もって準備したマークやトンボが利用できない。そのため、マスターと検査画像の画像そのものの相関値(類似度)を計算することになる。 The second alignment is subsequent to the first alignment. In this example, as shown in FIG. 8B (b), the 15 × 15 pixel region is shifted by ± 20 pixels in the XY direction, and the degree of coincidence is the highest. The high position is the correction position. Since the image of the second alignment block is in the normal print image data, the marks and registration marks prepared in advance cannot be used. Therefore, the correlation value (similarity) between the master image and the inspection image itself is calculated.
図9(a)は図1の検査装置4において第1の位置合わせのみを行う場合を示す画像の平面図であり、図9(b)は図1の検査装置4において第1の位置合わせ及び第2の位置合わせを行う場合を示す画像の平面図である。ここで、図9は位置合わせ量を示す。
9A is a plan view of an image showing a case where only the first alignment is performed in the
図9(a)は第1の位置合わせ、すなわち本例では4隅のマーカー11〜14のそれぞれのずれ量(ずれ後のマーカーを11a〜14aとする。)からそれ以外のブロックのずれ量を計算することを示している。各ブロックのずれ量計算は基準位置(第1の位置合わせ用マーカー11〜14のあるブロック位置)との線形補間等の手法で求めればよい。これについては詳細後述する。
FIG. 9A shows the first alignment, that is, in this example, the shift amounts of the other blocks from the shift amounts of the four
図9(b)は上記の第1の位置合わせに加えて、本発明の実施形態に係る第2の位置合わせを加えたものである。図9(a)の4隅に加え、本例では中央付近のブロック15の位置ずれ量がわかるため、全体の歪の補正は高精度化できる。印刷物の例では中央付近の浮きや紙搬送系の引張りによる歪等のよりよい補正が期待できる。各ブロックのずれ量計算は図9(a)の場合と同じく、基準位置(第1の位置合わせ用マーカー11〜14のあるブロック位置)と、この第2の基準ブロックを加味した線形補間等の手法で求めればよい。これについては詳細後述する。
FIG. 9B is obtained by adding the second alignment according to the embodiment of the present invention in addition to the first alignment described above. In addition to the four corners of FIG. 9A, in this example, the amount of displacement of the
図10(a)は図1の検査装置4において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、図10(b)はその検査対象画像を示す平面図である。すなわち、図10は微小ずらしによる最終的なブロックのマッチングを示している。本例では、15×15の画素ブロック(図10(a))を、図10(b)に示すように、XY方向±3画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分をブロックマッチング位置としている。このブロックマッチングの結果が最終的な位置合わせ結果であり、このブロックの反一致度、またはブロック全体の画素値の差分総和が、しきい値を超えた場合に、このブロックが欠陥であると結果付けることができる。
FIG. 10A is a plan view showing a master image used for alignment in the
また、画素単位で、検査結果を出す場合には、この位置合わせ結果後のマスター画像と検査対象画像のブロックの画素それぞれに対して、差分計算を行い、しきい値を超えたものを欠陥画素として結果を出しても良い。画素単位のマッチングでも精度が足りない場合は、周辺画素との間でサブピクセル精度での補完演算を行い、さらに精度の高い欠陥検査を行うことも可能である。 In addition, when an inspection result is output in pixel units, a difference calculation is performed for each pixel of the block of the master image after the alignment result and the inspection target image, and those exceeding the threshold value are determined as defective pixels. As a result, In the case where the accuracy is not sufficient even in pixel unit matching, it is possible to perform a complementary operation with sub-pixel accuracy with peripheral pixels, and to perform a defect inspection with higher accuracy.
図11は図1の検査装置4において用いる補間方法を説明するための分割画像の平面図である。図11を参照して、図9(a)及び(b)の場合の補間方法について以下に説明する。以下の説明では、画像100の横方向であるX方向に関してだけ記載し、その縦方向であるY方向については補間式の形は同様であり、uをvに置き換え、dをeに置き換えれば同様に計算できる。
FIG. 11 is a plan view of a divided image for explaining an interpolation method used in the
まず、u1,u2,u3,u4,u5を位置P1,P2,P3,P4,P5でのX方向ずれ量(測定値)とし、各位置P1,P2,P3,P4,P5の位置座標を次式で表す。 First, u1, u2, u3, u4, and u5 are defined as X-direction deviation amounts (measured values) at positions P1, P2, P3, P4, and P5, and the position coordinates of the positions P1, P2, P3, P4, and P5 are as follows. Represented by a formula.
[数1]
位置P1の位置座標=(x1,y1)
[数2]
位置P2の位置座標=(x2,y1)
[数3]
位置P3の位置座標=(x1,y2)
[数4]
位置P4の位置座標=(x2,y2)
[数5]
位置P5の位置座標=(x5,y5)
[Equation 1]
Position coordinate of position P1 = (x1, y1)
[Equation 2]
Position coordinate of position P2 = (x2, y1)
[Equation 3]
Position coordinate of position P3 = (x1, y2)
[Equation 4]
Position coordinate of position P4 = (x2, y2)
[Equation 5]
Position coordinate of position P5 = (x5, y5)
ここで、位置P1〜P4は画像100の4隅のブロックの位置であり、第2の位置合わせで用いる位置P5は画像100のほぼ中央のブロックの位置である。ここで、座標位置(x,y)でのX方向のずれ量(最終補間結果)をu(x,y)で表す。
Here, the positions P1 to P4 are the positions of the four corner blocks of the
まず、4つのブロックのマーカー11〜14に基づく補間方法(従来技術に係る図9(a)の場合)について以下に説明する。4つのブロックのマーカー11〜14に基いて補間した位置座標(x,y)でのずれ量をu’(x,y)とする。当該実施例では、X方向、Y方向については線形な式になるように補間し、次式のようにおく。
First, an interpolation method based on the
[数6]
u’(x,y1)
=(u2−u1)/(x2−x1)×(x−x1)+s1
≡f1(x)
[数7]
u’(x,y2)
=(u4−u3)/(x2−x1)×(x−x1)+s3
≡f2(x)
[Equation 6]
u ′ (x, y1)
= (U2-u1) / (x2-x1) * (x-x1) + s1
≡f1 (x)
[Equation 7]
u ′ (x, y2)
= (U4-u3) / (x2-x1) * (x-x1) + s3
≡f2 (x)
このとき、4つのブロックのマーカー11〜14に基いて補間した位置座標(x,y)でのずれ量をu’(x,y)は次式で表される。
At this time, u ′ (x, y) is expressed by the following equation as the shift amount at the position coordinates (x, y) interpolated based on the
[数8]
u’(x,y)
={f2(x)−f1(x)}/(y2−y1)×(y−y1)+f1(x)
[Equation 8]
u ′ (x, y)
= {F2 (x) -f1 (x)} / (y2-y1) * (y-y1) + f1 (x)
さらに、4つのブロックのマーカー11〜14及び画像内のブロック画像15に基づく補間方法(実施形態に係る図9(b)の場合)について以下に説明する。この場合は4点での補間結果に、追加した1点での補正を加える形で求める。すなわち、5点目により内部にできる4つの四角形それぞれで補正しなおす方法を用いる。ここで、
(1)位置P5の左上の領域Aと、
(2)位置P5の右上の領域Bと、
(3)位置P5の左下の領域Cと、
(4)位置P5の右下の領域Dとの4つの領域に分割し、補正量は領域別に出す。補正量は、各領域の4隅の位置合わせ用マーカー11〜14を用いて、上記と同様な補間方法で出す。
Further, an interpolation method (in the case of FIG. 9B according to the embodiment) based on the
(1) Upper left area A at position P5;
(2) a region B in the upper right of the position P5;
(3) a lower left region C of the position P5;
(4) The image is divided into four areas, the lower right area D of the position P5, and the correction amount is given for each area. The correction amount is obtained by an interpolation method similar to the above using the
[数9]
u(x,y)
=u’(x,y)+d(x,y)
[Equation 9]
u (x, y)
= U ′ (x, y) + d (x, y)
ここで、d(x,y)が位置座標(x,y)における補正量である。 Here, d (x, y) is a correction amount at the position coordinates (x, y).
さらに、画像内のブロック画像15のずれ量であって、上記4点での補間結果との差d5は次式で表される。
Further, the amount of deviation of the
[数10]
d5
=u5−u(x5,y5)
[Equation 10]
d5
= U5-u (x5, y5)
(1)領域A=(x1〜x5,y1〜y5)における条件は次式で表される。
[数11]
d(x1,y1)=0
d(x5,y1)=0
d(x1,y5)=0
d(x5,y5)=d5
ここで、補正量d(x,y)は次式で表される。
[数12]
d(x,y)
=d5/{(x5−x1)×(y5−y1)}×(x−x1)×(y−y1)
(1) The condition in the region A = (x1 to x5, y1 to y5) is expressed by the following equation.
[Equation 11]
d (x1, y1) = 0
d (x5, y1) = 0
d (x1, y5) = 0
d (x5, y5) = d5
Here, the correction amount d (x, y) is expressed by the following equation.
[Equation 12]
d (x, y)
= D5 / {(x5-x1) * (y5-y1)} * (x-x1) * (y-y1)
(2)領域B=(x5〜x2,y1〜y5)における条件は次式で表される。
[数13]
d(x5,y1)=0
d(x2,y1)=0
d(x5,y5)=d5
d(x2,y5)=0
ここで、補正量d(x,y)は次式で表される。
[数14]
d(x,y)
=d5/{(x2−x5)×(y5−y1)}×(x2−x)×(y−y1)
(2) The condition in region B = (x5 to x2, y1 to y5) is expressed by the following equation.
[Equation 13]
d (x5, y1) = 0
d (x2, y1) = 0
d (x5, y5) = d5
d (x2, y5) = 0
Here, the correction amount d (x, y) is expressed by the following equation.
[Formula 14]
d (x, y)
= D5 / {(x2-x5) * (y5-y1)} * (x2-x) * (y-y1)
(3)領域C=(x1〜x5,y5〜y2)における条件は次式で表される。
[数15]
d(x1,y5)=0
d(x5,y5)=d5
d(x1,y2)=0
d(x5,y2)=0
ここで、補正量d(x,y)は次式で表される。
[数16]
d(x,y)
=d5/{(x5−x1)×(y2−y5)}×(x−x1)×(y2−y)
(3) The condition in the region C = (x1 to x5, y5 to y2) is expressed by the following equation.
[Equation 15]
d (x1, y5) = 0
d (x5, y5) = d5
d (x1, y2) = 0
d (x5, y2) = 0
Here, the correction amount d (x, y) is expressed by the following equation.
[Equation 16]
d (x, y)
= D5 / {(x5-x1) * (y2-y5)} * (x-x1) * (y2-y)
(4)領域D=(x5〜x2,y5〜y2)における条件は次式で表される。
[数17]
d(x5,y5)=d5
d(x2,y5)=0
d(x5,y2)=0
d(x2,y2)=0
ここで、補正量d(x,y)は次式で表される。
[数18]
d(x,y)
=d5/{(x2−x5)×(y2−y5)}×(x2−x)×(y2−y)
(4) The condition in the region D = (x5 to x2, y5 to y2) is expressed by the following equation.
[Equation 17]
d (x5, y5) = d5
d (x2, y5) = 0
d (x5, y2) = 0
d (x2, y2) = 0
Here, the correction amount d (x, y) is expressed by the following equation.
[Equation 18]
d (x, y)
= D5 / {(x2-x5) * (y2-y5)} * (x2-x) * (y2-y)
以上でX方向の補正量の計算は完了し、Y方向の補正量の計算も同様に実行できる。 The calculation of the correction amount in the X direction is thus completed, and the calculation of the correction amount in the Y direction can be performed in the same manner.
以上説明したように、本発明の実施形態に係る第1及び第2の位置補正は、比較的多い画素ずらし範囲まで位置を合わせることができる。そして、その対象ブロック数は画像全体のブロック数に比べて比較的少ないため、全演算量の増加は抑えることができる。さらに、最終的な微小マッチングおよび画素単位マッチングは非常に狭い範囲(ごく近傍までのずらしでかまわない)ですむため、大量のブロック対する演算量は比較的少なく抑えることができる。 As described above, the first and second position corrections according to the embodiment of the present invention can align the positions up to a relatively large pixel shift range. Since the number of target blocks is relatively small compared to the number of blocks in the entire image, an increase in the total calculation amount can be suppressed. Furthermore, since the final fine matching and pixel unit matching can be performed in a very narrow range (can be shifted to the very vicinity), the amount of calculation for a large number of blocks can be kept relatively small.
以上詳述したように、本発明の本実施形態によれば、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査装置であって、上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第1の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第2の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正する。従って、上記第1の位置合わせだけでは足りない精度を上記第2の位置合わせを導入することにより、総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。また、上記第2の位置合わせは、画像内部のデータの類似度を用いるため、位置合わせ用のマーカーを印刷対象画像内部に用意する必要がない。さらに、上記第2の位置合わせ用として適したブロックを、予めマスターデータから選ぶことができるので、精度の高い位置合わせが期待できる。 As described above in detail, according to this embodiment of the present invention, the inspection target image, which is a read image obtained by reading the image formed and output on the paper surface by the image forming apparatus, is collated with the original master image. An image inspection apparatus for performing inspection, wherein the entire image is divided into a plurality of blocks, and first alignment is performed in a plurality of regions around the image, and each block position of the inspection target image is determined based on the result. An image inspection apparatus provided with an inspection / comparison unit that calculates a displacement amount, aligns the blocks of the inspection target image shifted according to the displacement amount, and blocks of the master image, and compares and collates them. In the inspection comparison means, a predetermined block is selected in the image, and the second alignment is performed by recalculating the positional deviation amount of the selected block. Correcting the positional shift amount of each block of the inspection object image on the basis of the results. Therefore, by introducing the second alignment with an accuracy that is not sufficient only with the first alignment, a highly accurate test result can be obtained without increasing the total calculation amount. Further, since the second alignment uses the similarity of the data inside the image, it is not necessary to prepare an alignment marker inside the print target image. Furthermore, since a block suitable for the second alignment can be selected from the master data in advance, highly accurate alignment can be expected.
以上詳述したように、本発明によれば、画像形成出力による出力結果を読み取った画像とマスター画像とを比較することによる画像の検査において、モノクロ出力の場合や画像にスキューが発生している場合であっても画像の位置合わせが可能となる。そして、第1の位置合わせだけでは足りない精度を第2の位置合わせを導入することにより、従来技術に比較して総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。 As described above in detail, according to the present invention, in the inspection of an image by comparing the image obtained by reading the output result of the image formation output with the master image, skew occurs in the case of monochrome output or the image. Even in this case, the image can be aligned. Then, by introducing the second alignment with an accuracy that is not sufficient only by the first alignment, it is possible to obtain a highly accurate inspection result without increasing the total calculation amount as compared with the prior art.
1…デジタルフロントエンド(DFE)、
2…エンジンコントローラ、
3…プリントエンジン、
4…検査装置、
10…CPU、
11〜14…位置合わせ用マーカー、
15,16…ブロック、
20…RAM、
30…ROM、
40…ハードディスクドライブ(HDD)、
50…インターフェース(I/F)、
60…液晶ディスプレイ(LCD)、
70…操作部、
80…専用デバイス、
90…バス、
100…画像、
301…印刷処理部、
302…読み取り装置、
303…基準点画像生成部、
401…読取画像取得部、
402…マスター画像生成部、
403…基準点画像生成部、
404…検査制御部、
405…比較検査部。
1. Digital front end (DFE),
2 ... Engine controller,
3. Print engine,
4 ... Inspection device,
10 ... CPU,
11-14 ... Marker for alignment,
15, 16 ... Block,
20 ... RAM,
30 ... ROM,
40. Hard disk drive (HDD),
50 ... Interface (I / F),
60 ... Liquid crystal display (LCD),
70 ... operation unit,
80 ... Dedicated device,
90 ... Bus
100 ... Image,
301: Print processing unit,
302 ... reading device,
303 ... Reference point image generator,
401... Read image acquisition unit,
402: Master image generation unit,
403 ... Reference point image generation unit,
404 ... inspection control unit,
405: Comparative inspection unit.
Claims (8)
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第1の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、
上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第2の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正することを特徴とする画像検査装置。 An image inspection apparatus that performs inspection by comparing an inspection target image, which is a read image obtained by reading an image formed and output on a paper surface by an image forming apparatus, with an original master image,
The entire image is divided into a plurality of blocks, the first alignment is performed in a plurality of regions around the image, and the amount of displacement of each block of the inspection target image is calculated based on the result. In the image inspection apparatus provided with the inspection comparing means for performing the alignment while performing the alignment while further shifting the blocks of the inspection target image shifted in accordance with the blocks of the master image,
The inspection comparison unit selects a predetermined block in the image, performs second alignment by recalculating the amount of displacement of the selected block, and based on the result, each of the inspection target images An image inspection apparatus for correcting a positional deviation amount of a block.
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第1の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査方法において、
上記検査比較手段が、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第2の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正するステップを含むことを特徴とする画像検査方法。 An image inspection method for performing inspection by comparing an inspection target image, which is a read image obtained by reading an image formed and output on a paper surface by an image forming apparatus, with an original master image,
The entire image is divided into a plurality of blocks, the first alignment is performed in a plurality of regions around the image, and the amount of displacement of each block of the inspection target image is calculated based on the result. In the image inspection method provided with the inspection and comparison means for performing comparison and comparison, performing the alignment while further shifting the blocks of the inspection target image shifted in accordance with the blocks of the master image,
The inspection comparison unit selects a predetermined block in the image, performs second alignment by recalculating the amount of displacement of the selected block, and based on the result, each of the inspection target images An image inspection method comprising a step of correcting a positional deviation amount of a block.
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