JP2019211319A - 画像欠損検出装置及び、画像欠損検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷文字等から離れて存在する微小な点の欠損及び、文字欠けで短くなった微小な欠損をも検出する。【解決手段】画像欠損検出装置は、予め定めた基準画像に含まれる検査対象の基準文字等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした絵柄ずれ許容範囲を設定する比較用基準画像を生成し、比較用基準画像と取得した検査対象を含む検査画像とを比較する第１比較部と、取得した検査画像に含まれる検査対象の検査文字等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした絵柄ずれ許容範囲を設定した比較用検査画像を生成し、比較用検出画像と検査対象を含む基準画像と比較する第２比較部とを備え、通常の欠損及びはみ出しに検出に加えて微小な点及び短線化した等の欠損も検出する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、文字や絵柄等の画像における欠損を検出する画像欠損検出装置及び、その画像欠損検出方法に関する。

従来、印刷される文字の品質の検査は、例えば良品である基準文字を判定基準として、印刷文字と基準文字とを比較し、一致しているか否かにより印刷文字の良／不良が判定されている。例えば、特許文献１には、比較に用いる基準文字の線幅に許容幅を持たせて判定する技術が開示されている。
この技術は、基準文字の線幅よりも所定の画素数分内側へ縮小した（又は、細くした）画像パターンを第１の基準画像として、印刷文字を含む文字画像と比較して、文字画像の「欠け」、「穴あき」、及び「切れ」等の部分的欠落を検出する。さらに、基準画像よりも所定の画素数分外側へ拡大した（太くした）画像パターンを第２の基準画像として、文字画像と比較して、文字画像の「はみ出し」等の汚れを検出する。

特許公報４１２８１８１号公報

前述した特許文献１による基準文字の線幅に許容幅を持たせて比較する判定においては、文字等の線から離れた微小な点が存在する場合、基準文字を細くしたパターンを作成する際に、その点が消滅又は縮小する。このため、撮影された検査画像において、点が無くても良判定の範囲内になってしまい、点の欠落を検出できない、又は欠損画素数を少なく検出するという問題が生じる。

また、基準画像よりも所定の画素数分外側へ拡大した画像パターンは、絵柄ずれ許容範囲の機能も有している。人の見た目では、僅かに位置ずれして印刷されても、文字に欠損が無ければ、正確に視認できるが、機械的な欠損の検出を厳密に行うと、僅かな位置ずれにでも文字の一部が欠損しているものと識別され、不良として判定される。そこで、文字の線幅や長さを大きくして、絵柄ずれ許容範囲を与えることで、僅かな位置ずれのみであれば、正確に印刷されていると判定できる。その反面、判定のための基準文字の線幅や長さを大きくしたことで、基準文字よりも内側に存在している、点の欠損や短くなった箇所を検出できない、又は欠損画素数を少なく検出するおそれがある。

そこで本発明は、検査対象となる文字及び絵柄を含む画像において、文字等の線から離れて存在する微小な点の欠損及び、文字等の線が欠けて短くなった欠損を検出することができる画像欠損検出装置及び、その画像欠損検出方法を提供することを目的とする。

本発明に従う実施形態の画像欠損検出装置は、基準画像に含まれる基準検査対象の文字及び絵柄の位置ずれに対する絵柄ずれ許容範囲を設定し、該絵柄ずれ許容範囲が設定された基準画像と、取得した検査対象を含む検査画像と比較する第１比較部と、前記検査画像に含まれる前記検査対象に文字及び絵柄の位置ずれに対する絵柄ずれ許容範囲を設定し、該絵柄ずれ許容範囲が設定された検査画像と、前記基準検査対象を含む前記基準画像と比較する第２比較部と、前記第１比較部と前記第２比較部の比較結果において、いずれか一方の比較結果に、前記検査対象の画像に欠損有りの比較結果が含まれていた場合には、画像欠損があると判定し、不良の判定を行う判定部と、を備える。

さらに、実施形態の画像欠損検出方法は、基準画像に含まれる検査対象となる基準文字及び基準絵柄に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、印刷された検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第１比較の基準の比較用基準画像を生成し、該比較用基準画像と、取得した検査対象を含む検査画像とを比較する第１の比較と、取得した検査画像に含まれる検査対象となる文字及び絵柄等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、印刷された検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第２比較の基準の比較用検査画像を生成し、該比較用検査画像と、前記基準文字及び前記基準絵柄を含む基準画像と比較する第２の比較と、前記第１の比較と前記第２の比較の比較結果のうちで、少なくとも１つの比較結果に、前記検査画像に欠損が生じていた際に、前記検査画像を不良判定とする判定と、を備える。

本発明によれば、検査対象となる文字及び絵柄を含む画像において、文字等の線から離れて存在する微小な点の欠損及び、文字等の線が欠けて短くなった欠損を検出することができる画像欠損検出装置及び、その画像欠損検出方法を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る画像欠損検出装置の構成例を概念的に示す図である。 図２は、第１比較部の構成例を示す図である。 図３は、第２比較部の構成例を示す図である。 図４Ａは、独立している点に対する画像欠損の検出について説明するための図である。 図４Ｂは、図４Ａに続いて、独立している点に対する画像欠損の検出について説明するための図である。 図５は、実施形態の画像欠損検出装置による画像欠損の検出について説明するためのフローチャートである。 図６Ａは、周囲が囲まれている点に対する画像欠損の検出について説明するための図である。 図６Ｂは、図６Ａに続いて、周囲が囲まれている点に対する画像欠損の検出について説明するための図である。 図７Ａは、短くなった線に対する画像欠損の検出について説明するための図である。 図７Ｂは、図７Ａに続いて、短くなった線に対する画像欠損の検出について説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
実施形態に係る画像欠損検出装置は、予め定めた基準画像に含まれる検査対象となる基準文字及び基準絵柄等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、印刷された検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第１比較の基準の比較用基準画像を生成し、この比較用基準画像と、取得した検査対象を含む検査画像とを比較する第１比較部と、取得した検査画像に含まれる検査対象となる文字及び絵柄等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、印刷された検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第２比較基準の比較用検査画像を生成し、比較用検出画像と基準文字及び基準絵柄等を含む基準画像と比較する第２比較部と、を備え、通常のはみ出しや欠損に加えて、微小な点及び短線化する欠損も検出し、正確な良・不良判定を実施する。

図１は、一実施形態に係る画像欠損検出装置の構成例を概念的に示す図である。
画像欠損検出装置１は、撮像部２と、画像欠損検出部３と、表示部４と、入力部５とで構成される。
本実施形態において、撮像部２は、印刷された文字や記号及び絵柄を光学的に読み取り、光電変換により静止画像の画像データ（デジタル信号）を生成する。撮像部２は、ＣＣＤ撮像素子又は、ＣＭＯＳ撮像素子を用いた所謂、デジタルカメラにより静止画像をフレーム単位に撮像する又は、撮像素子がライン状に配置されるラインセンサを用いて撮像する。ラインセンサを用いた撮像部２は、ラインセンサ自体又は検査対象物を移動（平行移動及び回転移動を含む）させて走査により撮像する。ラインセンサを用いた撮像部２は、曲面に貼付されたラベルの文字を読み取る場合などに好適する。

表示部４は、例えば、液晶表示モニタを用いる。表示部４には、制御部１４に制御に従い、操作画面、検査状況及び判定結果が表示される。入力部５は、例えば、各種スイッチ、キーボード及びマウス等の入力デバイスを組み合わせて用いている。また、入力部５として、表示部４の画面上にタッチパネルを設けて利用してもよい。

画像欠損検出部３は、画像処理部１１と、比較判定部１２と、基準画像データ記憶部１３と、制御部１４とを備えている。画像欠損検出部３は、専用のプログラムやアプリケーションソフトを用いれば、汎用的なパーソナルコンピュータで構成することも可能である。

画像処理部１１は、公知な画像処理の手法を用いて、後述する図４Ａ，４Ｂに示すように、撮像部２から出力された画像データを標本化により画素毎に切り分けて、各画素の濃度（明度）を量子化による２５６階調の明度値（グレースケール）に数値化する。本実施形態では、画像欠損の有無が判定できれば良いため、白黒の２色による２階調（２５５：最大値，０：最小値）に数値化されている。勿論、２階調に限定されるものではなく、複数の階調によるグレースケールであってもよい。さらに、カラー画像による欠損検出であれば、３色のカラー毎に複数の階調によるスケールを設定しても良い。

基準画像データ記憶部１３は、撮像部２に撮像された判定基準となる良品の検査対象物を含む基準画像を記憶する。ここでは、記憶される画像データとして、例えば、量子化された２階調の基準画像とする。
制御部１４は、画像欠損検出部３の全体を制御する。制御部１４への指示は、入力部５を通じて行われ、インストールされる専用プログラムやアプリケーションソフトが実行されて、後述する欠損検出や判定が行わる。

ここで、図４Ａ，４Ｂについて説明する。
図４Ａ，４Ｂは、基準画像及び検査画像のうちの同じ検査対象を含む一部分の画像を抜き出して示している。以下の説明において、判定基準となる検査対象の文字や絵柄を含む画像を基準画像又は、基準画像パターンと称し、検査対象となる文字や絵柄を含む画像を検査画像又は、検査画像パターンと称している。また、２階調の画素の濃度（色の濃さ）と明度（明るさ）は、同じ意味合いで用いている。

図４Ａに示す基準画像パターン４Ａ１は、検出対象となる基準ドットＤ１（・）を含む基準画像が標本化処理されて、画素毎に白黒に区分された基準画像パターンである。ここでは、基準画像パターン４Ａ１内の画素にｘｙ座標を設定すると、画素x3y4，x3y5，x4y3，x4y4，x4y5，x4y6，x5y3，x5y4，x5y6，x6y4及びx6y5の１２画素が黒色として、基準ドットＤ１を形成している。基準ドットＤ１の周囲の他の画素は、白色として示している。また、図４Ａに示す検査画像パターン４Ａ２は、撮像した検査画像であり、画像欠損のため、本来存在するはずの検査ドットＤ１（太枠線で示す）がなく、全ての画素が白色となっている。これらの標本化処理は、画像処理部１１により実施される。尚、基準ドットＤ１と検査ドットＤ１は、同一のサイズである。

図４Ｂに示す基準画像パターン４Ｂ１は、標本化処理された基準画像が量子化処理されて、２階調の濃度（０，２５５）で数値化された基準画像パターンである。また、検査画像パターン４Ｂ２は、標本化処理された検査画像が量子化処理されて、１階調の濃度（２５５）で数値化された検査画像パターンである。これらの量子化処理は、画像処理部１１により実施される。

基準画像パターン４Ｂ３は、後述する第１比較部１５により、基準ドットＤ１を形成する画素に、絵柄ずれ許容範囲を与えて、撮像された検査ドットＤ１を検出するために比較する画素を外側に範囲を大きくした画素パターン（判定領域ＤＲAO）を示している。絵柄ずれ許容範囲は、画素の閾値（濃度０〜２５５）を変えることにより、許容範囲を変更することができる。

この絵柄ずれ許容範囲は、文字及び絵柄の印刷位置に対する位置ずれの許容範囲である。具体的には、絵柄ずれ許容範囲は、印刷された検査ドットＤ１が僅かに位置ずれしていた場合に、設定された位置ずれの許容範囲内で検査ドットＤ１が検出されれば、正常に印刷されているものと認識され、良として判定される。この絵柄ずれ許容範囲を設定していない場合、検査ドットＤ１が僅かに位置ずれして印刷されても、画像の一部が欠損しているものと識別され、不良として判定される。つまり、印刷文字の僅かな位置ずれは、人の視認においては正確に情報が伝達されるため許容範囲となるが、機械的な許容範囲を超えるため、不良となっている。この絵柄ずれ許容範囲により機械的な判定に許容範囲の幅を持たせるものである。

検査画像パターン４Ｂ４は、後述する第２比較部１６により比較に用いられる検査画像であり、全ての画素が１階調の濃度（２５５）で数値化された検査画像パターンである。ここでは、黒色の検査ドットＤ１は、画像欠損により存在していない。図４Ｂに示す比較結果画像パターン４Ｂ５は、第１比較部１５の比較結果を示す図であり、比較結果画像パターン４Ｂ６は、第２比較部１６の比較結果を示す図である。

比較判定部１２は、第１比較部１５と、第２比較部１６と、判定部１７とを備えている。図２を参照して、第１比較部１５について説明する。
第１比較部１５は、ランクフィルタ３１と、閾値増加変換部３２Ａと、閾値減少変換部３２Ｂと、閾値記憶部３３Ａ，３３Ｂと、比較部３４Ａ，３４Ｂとを備えている。この第１比較部１５は、基準画像に含まれる検出対象（ここでは、ドットＤ１）に対して、絵柄ずれ許容値の設定範囲を設定して、検査画像の検出対象と比較し、判定用比較結果を出力する。

本実施形態において、ランクフィルタ３１は、注目画素に隣接する周囲で外側に増加させる画素数又は、内側へ減少させる画素数を設定することで、後述する絵柄ずれ許容値の設定範囲が設定される。この注目画素は、例えば、文字や絵柄を形成する画素群の輪郭に位置する画素である。尚、画素を内側へ減少させるとは、検査対象を形成する画素群において、最も外側に配置される画素から、任意の画素数だけ内側に削り込むことである。例えば、文字であれば、文字幅が狭まり、細くなることを意味する。この設定された画素数に対して、後段の閾値増加変換部３２Ａ及び閾値減少変換部３２Ｂにより閾値が変換される。例えば、注目画素x3y4の周囲で外側に１画素で設定された場合には、画素x2y3 ，x2y4，x2y5，x3y3，x3y5，x4y3，x4y4，x4y5の８画素が対象となる。

さらに、ランクフィルタ３１は、注目画素の周囲に在る画素のうちで最も明るい画素の濃度（明度）を最大ランクＤＲAIと設定し、反対に、周囲に在る画素のうちで最も暗い画素の濃度（明度）を最小ランクＤＲIIと設定する。本実施形態では、画像の欠損の有無を検出することを目的としているため、判定のための閾値は２値で良く、基準画像の中の画素の濃度は２値としている。ここでは、最大ランクＤＲAIを２５５（白）、最小ランクＤＲIIを０（黒）に設定している。後述する図４Ｂの基準画像パターン４Ｂ１において、例えば、注目画素を画素x3y4とすると、周囲の８個の画素x2y3 ，x2y4，x2y5，x3y3は、最大ランクＤＲAI：２５５（白）であり、画素x3y5，x4y3，x4y4，x4y5が最小ランクＤＲII：０（黒）である。

本実施形態では、ランクフィルタ３１は、検査対象に対する絵柄ずれ許容値の設定範囲が大きくなるように閾値を変換する。
閾値増加変換部３２Ａは、ランクフィルタ３１により設定された、前述した注目画素の周囲に在る８画素に対して、最小ランクＤＲIIから最大ランクＤＲAIまでの閾値範囲として、検査対象（ここではドットＤ１）の濃度の閾値の範囲を増加させる（大きくする）。即ち、閾値となる濃度最大・最小の範囲を０から２５５まで増加させて、基準画像における良否判定の基準とする。
尚、濃度の閾値の範囲は、限定されるものではなく、本実施形態では、説明を容易にするために、２値として上限下限を設定すれば良いが、最大最小のランクに設定する必要は無く、０〜２５５の間であればよい。又、濃度の閾値も複数の設定、即ち、中間値を設定してもよい。これは、検査画像内に、中間階調のグレーの文字や図柄が存在する場合には、検査のための照明光の照射状態や文字等のインク濃度によって、取得される画像データの数値にバラつきが生じる。また、文字の際などは、撮像素子と検査対象の微妙な位置関係により、黒いインクと白い地部分との混合として捉えられ、中間値を持っている。例えば、白色と黒色の２色の印刷であっても、境界部は０〜２５５の間の値（例えば、１２８等）が取得される。その際、ランクフィルタ３１のみでは、閾値が（１２８，２５５）というような中途半端な値を取るため、これを十分に拡大するために、以下の記載する計算式により閾値を変換する。ここで、閾値増加変換部３２Ａが出力する比較用基準画像ＤＲAOは、ＤＲAO = ＤＲAI×ＡＮ＋ＢＮ＋（ＤＲAI −ＤＲII）×ＣＮの関係を有する。尚、ＡＮ，ＢＮ，ＣＮのパラメータは、任意に設定されるものであり、上限用閾値用（値の増加用）と下限閾値用（値の減少用）もあり、それぞれ異なる閾値変換が行われる。

図４Ｂの基準画像パターン４Ｂ３に示す画素の上段側の画素が２５５及び下段側の画素が０による判定領域Ｄ1Bを判定基準とする比較用基準画像ＤＲAOが設定される。この比較用基準画像ＤＲAOは、閾値記憶部３３Ａに記憶される。

反対に、閾値減少変換部３２Ｂは、ランクフィルタ３１で設定された画素数に基づき、注目画素に隣接する周囲で内側に減少させる。注目画素の周囲の画素に対して、最小ランクＤＲIIを最大ランクＤＲAIに変更することで、基準ドットＤ１（黒）の大きさを小さくするように、絵柄ずれ許容量の範囲を減少させる（小さくする）。即ち、閾値となる濃度を０から２２５に変換する。この閾値変換された比較用基準画像ＤＲIoが閾値記憶部３３Ｂに記憶される。ここで、閾値減少変換部３２Ｂが出力する比較用基準画像ＤＲIOは、ＤＲIO = ＤＲII× ＤＮ＋ＥＮ＋（ＤＲAI −ＤＲII）×ＦＮの関係を有する。尚、ＤＮ，ＥＮ，ＦＮのパラメータは、任意に設定される。尚、閾値記憶部３３Ａ及び閾値記憶部３３Ｂは、比較用基準画像ＤＲAOを算出するタイミングと画像処理部１１から検査画像が出力されるタイミングとを合わせるために設けられている。

比較部３４Ａは、閾値記憶部３３Ａから読み出された図４Ｂに示す基準画像パターン４Ｂ３である比較用基準画像ＴＨＭA（基準画像ＤＲAOと同等）と、図４Ｂに示す量子化処理された検査画像パターン４Ｂ２である検査画像と、を画素単位で比較する。この比較において、検査画像パターン４Ｂ２である検査画像が比較用基準画像ＴＨＭAに一致する（又は、絵柄ずれ許容値の設定範囲に含まれる）という比較結果が得られる。この比較結果は、後述するが、実際には検査ドットＤ１は、欠損しているにもかかわらず、良判定の比較結果を示している。比較部３４Ａは、検査画像ＤＩ＞比較用基準画像ＴＨＭAの時、比較結果ＤＥＴＮAが１となる。また、比較部３４Ｂは、検査画像ＤＩ＜比較用基準画像ＴＨＮIの時、比較結果ＤＥＴＮIが１となる。
出力部３５は、ＯＲ回路により構成され、比較結果ＤＥＴＮA又は比較結果ＤＥＴＮIのいずれか又は両方が１の時に、比較結果に１を出力する。

図３を参照して、第２比較部の構成例について説明する。
第２比較部１６は、ランクフィルタ４１と、閾値増加変換部４２Ａと、閾値減少変換部４２Ｂと、比較部４３Ａ，４３Ｂとを備えている。この第２比較部１６は、検査画像に含まれる検出対象に対して、絵柄ずれ許容値の設定範囲を設定して、基準画像に含まれる検出対象と比較し、判定用比較結果を出力する。以下の説明において、前述した第１比較部１５の構成部位と同等の動作を行う構成部位は、その説明を簡易にする。

ランクフィルタ４１は、前述したランクフィルタ３１と同等の機能であり、注目画素の周囲に在る画素のうちで最も明るい画素の濃度（明度）を最大ランクＤＤAIと設定し、反対に、周囲に在る画素のうちで最も暗い画素の濃度（明度）を最小ランクＤＤIIと設定する。ランクフィルタ４１は、予め設定された絵柄ずれ許容値に基づき、注目画素に隣接する周囲で外側に増加させる画素数が設定される。

閾値増加変換部４２Ａは、前述した閾値増加変換部３２Ａと同等であり、検査画像に含まれるはずの検査ドットＤ１に対する判定を行う絵柄ずれ許容値の設定範囲を大きくする。しかし、画像処理部１１において、図４Ａに示す画像パターン４Ａ２には、検査ドットＤ１が欠損しているため、量子化処理を行うと検査画像パターン４Ｂ２に示すように、全ての画素の濃度が２５５（白）となる。尚、閾値増加変換部４２Ａは、検査ドットＤ１が存在した場合には、基準画像パターン４Ｂ３に示すような判定領域Ｄ1Bを設定する。ここで、閾値増加変換部４２Ａが出力する比較用基準画像ＤＤAOは、各ランクに対してＤＤAO = ＤＤAI×ＡＩ＋ＢＩ＋（ＤＤAI −ＤＤII）×ＣＩの関係を有する。尚、ＡＩ，ＢＩ，ＣＩのパラメータは、任意に設定される。しかし、検査ドットＤ１が欠損しているため、実際には、検査画像パターン４Ｂ２の最大ランクＤＤAIを２５５（白）に設定すると、検査画像パターン４Ｂ４に示すように、許容値が全ての画素が２５５が設定される。

また、閾値減少変換部４２Ｂにおいても、検査画像である画像パターン４Ａ２に検査ドットＤ１が存在せず、濃度が２５５のみであるため、検査画像パターン４Ｂ４においても、絵柄ずれ許容値は、全て画素の濃度が２５５に設定される。ここで、閾値減少変換部４２Ｂが出力する比較用基準画像ＤＤIOは、各ランクに対して、ＤＤIO = ＤＤII×ＤＩ＋ＥＩ＋（ＤＤAI −ＤＤII）×ＦＩの関係を有する。尚、ＤＩ，ＥＩ，ＦＩのパラメータは、任意に設定される。

比較部４３Ａ，４３Ｂは、共に、検査画像パターン４Ｂ４と、基準画像パターン４Ａ１を画素毎に比較することにより、欠損しているドットＤ１を含む比較結果画像パターン４Ｂ６が出力される。即ち、ドットＤ１が欠損していることを検出する。比較部４３Ａは、基準画像ＲＥＭ＞比較用基準画像ＤＤAOの時、比較結果ＤＥＴＩAが１となる。また、比較部４３Ｂは、基準画像ＲＥＭ＜比較用基準画像ＤＤIOの時、比較結果ＤＥＴＩIが１となる。

出力部４４は、ＯＲ回路により構成され、比較結果ＤＥＴＩA又は比較結果ＤＥＴＩIのいずれか又は両方が１の時に、比較結果に１を出力する。
判定部１７には、第１比較部１５から画像の欠損無しの比較結果が入力され、第２比較部１６から画像欠損有りの比較結果が入力される。即ち、判定部１７は、いずれか一方の比較結果に１が含まれていた場合には、画像欠損があると判定し、不良の判定を行う。

以下、図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態の画像欠損検出装置１による画像欠損の検査について説明する。
まず、制御部１４の指示により、基準画像データ記憶部１３は、撮像部２に撮像された又は既に画像データ化された比較基準となる良品の検査対象を含む基準画像ＲＥＭを記憶する（ステップＳ１）。基準画像データ記憶部１３に記憶される基準画像ＲＥＭは、画像処理部１１によりデジタル化処理され、標本化により画素毎に切り分けて各画素の濃度が量子化された図４Ｂに示す基準画像パターン４Ｂ１であってもよい。尚、この時、第１比較部１５において、基準画像パターン４Ｂ１に対して閾値を変換した絵柄ずれ許容値の設定範囲を設定した基準画像パターン４Ｂ３からなる比較用基準画像ＤＲAO，ＤＲIOが生成されて閾値記憶部３３Ａ，３３Ｂに記憶されていてもよい。

次に、撮像部２は、検出対象となるドットＤ１を含む検査画像ＤＩを撮像する（ステップＳ２）。画像処理部１１は、撮像部された検査画像ＤＩをデジタル化処理し、標本化により画素毎に切り分けて、各画素の濃度が量子化された図４Ｂの検査画像パターン４Ｂ２を生成する（ステップＳ３）。

まず、第１比較部１５では、基準画像データ記憶部１３から基準画像ＲＥＭを読み出して、基準画像パターン４Ｂ１に対して、閾値を変更し絵柄ずれ許容値の設定範囲を設定する比較用基準画像ＤＲAO，ＤＲIOを生成して閾値記憶部３３Ａ，３３Ｂに記憶する（ステップＳ４）。勿論、前述したように、画像欠損検出装置１に基準画像ＲＥＭが入力された際に、比較用基準画像ＤＲAO，ＤＲIOを生成して閾値記憶部３３Ａ，３３Ｂに記憶しておいてもよい。

さらに、第１比較部１５は、閾値記憶部３３Ａ，３３Ｂから比較用基準画像ＴＨＭA，ＴＨＭIを比較部３４Ａ，３４Ｂに読み出す。比較部３４Ａ，３４Ｂにおいて、比較用基準画像ＨＭA，ＴＨＭI（基準画像パターン４Ｂ３）と検査画像（検査画像パターン４Ｂ２）とを画素毎に比較して、比較結ＤＥＴＮA，ＤＥＴＮIを出力する（ステップＳ５）。即ち、比較部３４Ａは、閾値記憶部３３Ａから読み出された比較用基準画像ＴＨＭA（基準画像ＤＲAOと同等）と、図４Ｂに示す量子化処理された検査画像パターン４Ｂ２とを画素単位で比較する。

比較部３４Ｂは、閾値記憶部３３Ｂから読み出された比較用基準画像ＴＨＭI（基準画像ＤＲIOと同等）と、図４Ｂに示す量子化処理された検査画像パターン４Ｂ２とを画素単位で比較する。尚、書き込み時は比較用基準画像ＤＲAO，ＤＲIOであり、読み出し時は比較用基準画像ＴＨＭA，ＴＨＭIとしているが、共に同等ものである。

これらの比較結果ＤＥＴＮA，ＤＥＴＮIは、検査画像パターン４Ｂ２が、比較用基準画像ＴＨＭAに一致、又は含まれるため、比較結果画像パターン４Ｂ５の比較結果が得られる。この比較結果は、実際には、検査ドットＤ１は、欠損しているにもかかわらず、検査ドットＤ１が抽出できないため、良として判定される比較結果を出力している。勿論、このような文字等から離れた微小なドット（点）は検出できないが、通常の文字の大きな欠損、所謂、文字欠け、汚れ及びにじみは、検出される。

また、第１比較部１５における処理と同時に、第２比較部１６は、閾値増加変換部４２Ａにより、図４Ｂに示す検査画像パターン４Ｂ２に対して、絵柄ずれ許容範囲を設定する検査画像パターン４Ｂ４の比較用検査画像ＤＤAOを生成し、比較部４３Ａへ出力する （ステップＳ６）。同様に、閾値減少変換部４２Ｂにより、図４Ｂに示す検査画像パターン４Ｂ２に対して、絵柄ずれ許容範囲を設定する画像パターンの比較用検査画像ＤＤIOを生成し、比較部４３Ｂへ出力する。

次に、比較部４３Ａ，４３Ｂは、共に、比較用検査画像（検査画像パターン４Ｂ４）と、基準画像（基準画像パターン４Ａ１）を画素毎に比較する（ステップＳ７）。この比較により、欠損している検査ドットＤ１を含む図４Ｂに示す比較結果画像パターン４Ｂ６の比較結果が出力される。

判定部１７は、第１比較部１５からの良判定の比較結果と第２比較部１６からの不良判定の比較結果から不良判定結果が含まれているものと判定する（ステップＳ８）。判定部１７は、第２比較部１６からの不良判定の比較結果を判定結果として制御部１４に出力する。制御部１４は、表示部４に対して、比較結果画像パターン４Ｂ６を表示させて、検査画像ＤＩにおいて、ドットＤ１が欠損していることを表示する（ステップＳ９）。

以上説明したように、本実施形態の画像欠損検出装置によれば、基準画像に含まれる検査対象となる基準文字及び基準絵柄等に対して絵柄ずれ許容範囲を設定し、検査対象を含む検査画像と比較する第１の比較に加えて、検査画像に含まれる検査対象となる文字及び絵柄等に絵柄ずれ許容範囲を設定し、基準画像と比較する第２の比較を行う。これらの第１の比較と第２の比較を組み合わせた比較結果によれば、通常の欠損や余白部分に付着する余分な印刷汚れの検出に加えて、文字や絵柄から離れた微小な点の欠損を検出することができ、正確な良・不良判定を実施することができる。

次に、図６Ａ，６Ｂを参照して、前述した実施形態の画像欠損検出装置１による欠損の第１の事例として、周囲が囲まれている点に対する画像欠損の検出について説明する。
この第１の事例において、図６Ａに示す基準画像は、カップ形状の枠線５２の内側に微小な点５３が印刷された画像パターンが標本化処理されて、画素毎に白黒に区分された基準画像パターン６Ａ１である。また、検査画像は、枠線５２のみが残り、点５３が欠損した画像が標本化処理されて、画素毎に白黒に区分された基準画像パターン６Ａ２である。ここでは、基準画像パターン内の画素にｘｙ座標を設定すると、枠線５２が左測辺が画素x1y1〜x1Y9、上辺が画素X2y9〜X9y9、右測辺が画素x10y1〜x10y9によりキャップ形状に形成される。点５３は、画素x3y5,x4y4〜x4y6,x5y3〜x5y7,x6y2〜x6y6,x7y3〜x7y5,x8y4の１８画素により形成される。

図６Ｂに示す画像パターン６Ｂ１は、標本化処理された基準画像が量子化処理されて、２階調の濃度（０，２５５）で数値化された基準画像パターンである。同様に、また、検査画像パターン６Ｂ２は、標本化処理された検査画像が量子化処理されて、２階調の濃度（０，２５５）で数値化された検査画像パターンである。これらの量子化処理は、画像処理部１１により実施される。

基準画像パターン６Ｂ３は、第１比較部１５により、枠線５２及び点５３を形成する前述した画素に、絵柄ずれ許容範囲（濃度０〜２５５）を与えて、撮像された検査画像パターンの枠線５２及び点５３を検出するための画素を外側に範囲を大きくした画素パターンを示している。この例においても、前述したと同様に、ランクフィルタ３１は、注目画素に隣接する周囲で外側に１画素分を増加させる又は、内側へ１画素分を減少させる設定である。従って、注目画素の周囲の８画素が絵柄ずれ許容値の設定範囲となる。

絵柄ずれ許容値の設定範囲が外側に１画素分を増加させる場合、例えば、注目画素x3y5であれば、その周囲にある画素x2y4,x2y5,x2y6,x3y4,x3y6,x4y4,x4y5,x4y6の８画素が対象となる。これらの８画素は、最大ランク２５５と最小ランク０により、絵柄ずれ許容値の範囲（濃度０〜２５５）に設定される。従って、図６Ｂに示す基準画像パターン６Ｂ３は、数個の画素以外の大半の画素は、絵柄ずれ許容値の範囲（濃度０〜２５５）に設定される。

第１比較部１５は、比較用基準画像ＴＨＭA（比較用基準画像パターン６Ｂ３），ＴＨＭIと検査画像（検査画像パターン６Ｂ２）とを画素毎に比較して、比較結果ＤＥＴＮA，ＤＥＴＮI（比較結果画像パターン６Ｂ５）を出力する。この比較結果画像パターン６Ｂ５においては、基準画像パターン６Ｂ３に２個の画素を除き、検査画像パターン４Ｂ２が含まれているため、点５３は、大半の画素が欠損し、２個の画素のみが残った画像パターンとなる。

また、第２比較部１６は、検査画像パターン６Ｂ２に対して、絵柄ずれ許容範囲を設定することで、比較用検査画像ＤＤAO（比較用検査画像パターン６Ｂ４），ＤＤIOを生成する。第２比較部１６は、比較用検査画像ＤＤAO，ＤＤIOと基準画像（基準画像パターン６Ｂ１）を画素毎に比較する。比較用検査画像パターン６Ｂ４と基準画像パターン４Ａ１の比較においては、比較結果画像パターン６Ｂ６の比較結果が出力される。

この第１の事例において、基準画像に含まれる検査対象の点５３の画素に対して、絵柄ずれ許容範囲を設定すると、枠線５２の絵柄ずれ許容範囲の画素と接する又は重複することで絵柄ずれ許容範囲が広がりすぎ、検査画像に含まれる検査対象の点５３の検出が不確定になりやすい。

この第１の事例によれば、検査画像に含まれるはずの検査対象の点５３が欠損していた場合には、枠線５２の絵柄ずれ許容範囲の画素の影響を受けないため、点５３が存在する基準画像パターンと比較した際に、欠損している点５３を検出することができる。これらの第１の比較と第２の比較を組み合わせた比較結果によれば、通常の欠損や余白部分に付着する余分な印刷汚れの検出に加えて、周囲が囲まれた点の欠損を検出でき、正確な良・不良判定を実施することができる。

次に、図７Ａ，７Ｂを参照して、前述した実施形態の画像欠損検出装置１による欠損の第２の事例として、長さが短くなった画像欠損の検出について説明する。
第２の事例において、図７Ａに示す基準画像は、文字の払い等の端部６１を含む画像パターンが標本化処理されて、画素毎に白黒に区分された基準画像パターン７Ａ１である。
また、検査画像は、文字の払い等の端部６２の先端部分６３が欠損して短くなった画像パターンが標本化処理されて、画素毎に白黒に区分された検査画像パターン７Ａ２である。

ここで、基準画像パターン内の画素にｘｙ座標を設定すると、端部６２が画素x2y5,X3y4〜X3y6,x4y3〜x4y7,x5y2〜x5y9,x6y3〜X6y8, x7y4〜x7y8,x8y5〜x8y8により形成されている。検査画像パターン７Ａ２においては、端部６２から先端部分６３を形成する画素x2y5,X3y4〜X3y6,x4y3〜x4y6,x5y2〜x5y5,x6y3,X6y4が欠損する
図７Ｂに示す画像パターン７Ｂ１は、基準画像が量子化処理されて、２階調の濃度（０，２５５）で数値化された基準画像パターンである。同様に、また、検査画像パターン７Ｂ２は、検査画像が量子化処理されて、２階調の濃度（０，２５５）で数値化された検査画像パターンである。これらの量子化処理は、画像処理部１１により実施される。

基準画像パターン７Ｂ３は、第１比較部１５により、端部６１を形成する前述した画素に、絵柄ずれ許容範囲（濃度０〜２５５）を与えて、撮像された検査画像パターンの端部６１を検出するための画素を外側に範囲を大きくした画素パターンを示している。この事例においても、ランクフィルタ３１は、注目画素に隣接する周囲で外側に１画素分を増加させる又は、内側へ１画素分を減少させる設定である。従って、注目画素の周囲の８画素が絵柄ずれ許容値の設定範囲となる。

絵柄ずれ許容値の設定範囲が外側に１画素分を増加させる場合、例えば、注目画素x2y5であれば、その周囲にある画素x1y4,x1y5,x1y6,x2y4,x2y6,x3y4,x3y5,x3y6の８画素が対象となる。これらの８画素は、最大ランク２５５と最小ランク０により、絵柄ずれ許容値の範囲（濃度０〜２５５）に設定される。従って、図７Ｂに示す基準画像パターン７Ｂ３は、３つの角部の画素以外の大半の画素は、絵柄ずれ許容値の範囲（濃度０〜２５５）に設定される。
第１比較部１５は、比較用基準画像ＴＨＭA（比較用基準画像パターン７Ｂ３），ＴＨＭIと検査画像（検査画像パターン７Ｂ２）とを画素毎に比較して、比較結果ＤＥＴＮA，ＤＥＴＮI（比較結果画像パターン７Ｂ５）を出力する。

これらの比較結果ＤＥＴＮA，ＤＥＴＮIは、検査画像パターン７Ｂ２が、比較用基準画像ＴＨＭAに含まれるため、比較結果画像パターン７Ｂ６の比較結果が得られる。この比較結果は、実際には、端部６１から先端部分６３が欠損している端部６２であるにもかかわらず、大半の画素が欠損し、３個の画素のみが残った画像パターンとなる。よって、基準画像と検査画像に差が小さく、精度の低い判定による比較結果が出力される。

第２比較部１６は、検査画像パターン７Ｂ２に対して、絵柄ずれ許容範囲を設定することで、比較用検査画像ＤＤAO（比較用検査画像パターン７Ｂ４），ＤＤIOを生成する。第２比較部１６は、比較用検査画像ＤＤAO，ＤＤIOと基準画像（基準画像パターン６Ｂ１）を画素毎に比較する。比較用検査画像パターン７Ｂ４と基準画像パターン７Ａ１の比較においては、比較結果画像パターン７Ｂ６の比較結果が出力される。
比較結果画像パターン７Ｂ６は、基準画像に含まれる端部６１に比べて、絵柄ずれ許容値の範囲を含んでも先端部分６３を欠損する端部６２の方が短く、基準画像の端部６１との間に差が出るため、不良を検出することができる。

この第２の事例によれば、検査画像に含まれる欠損を有する検査対象に絵柄ずれ許容値の範囲を設定することにより、文字の払い等の端部の一部が欠損した場合であっても、絵柄ずれ許容範囲の画素の影響を受けないため、基準画像パターンと比較した際に、欠損している端部６２を検出することができる。これらの第１の比較と第２の比較を組み合わせた比較結果によれば、通常の欠損や余白部分に付着する余分な印刷汚れの検出に加えて、文字や絵柄から離れた微小な点の欠損を検出することができ、正確な良・不良判定を実施することができる。

１…画像欠損検出装置、２…撮像部、３…画像欠損検出部、４…表示部、４Ａ１，４Ｂ１，４Ｂ３…基準画像パターン、４Ａ２，４Ｂ２，４Ｂ４…検査画像パターン、４Ｂ５，４Ｂ６…比較結果画像パターン、５…入力部、１１…画像処理部、１２…比較判定部、１３…基準画像データ記憶部、１４…制御部、１５，１６，３４Ａ，３４Ｂ…比較部、１７…判定部、３１，４１…ランクフィルタ、３２Ａ，４２Ａ…閾値増加変換部、３２Ｂ，４２Ｂ…閾値減少変換部、３３Ａ，３３Ｂ…閾値記憶部、４３Ａ，４３Ｂ…比較部、Ｄ１…ドット（基準ドット、検査ドット）。

Claims (5)

1. 基準画像に含まれる検査対象の基準文字及び基準絵柄の位置ずれに対する絵柄ずれ許容範囲を設定し、該絵柄ずれ許容範囲が設定された基準画像と、取得した検査対象を含む検査画像とを比較する第１比較部と、
   前記検査画像に含まれる前記検査対象の文字及び絵柄の位置ずれに対する絵柄ずれ許容範囲を設定し、該絵柄ずれ許容範囲が設定された検査画像と、前記検査対象を含む前記基準画像とを比較する第２比較部と、
   前記第１比較部と前記第２比較部の比較結果において、いずれか一方の比較結果に、前記検査対象の画像に欠損有りの比較結果が含まれていた場合には、画像欠損があると判定し、不良の判定を行う判定部と、
   を備える画像欠損検出装置。
2. 前記基準画像及び前記検査画像に対して、標本化処理及び量子化処理を施す画像処理部を有し、
   前記第１比較部及び前記第２比較部において、
   前記画像処理部により濃度が数値化された前記検査対象を構成する画素の周囲の画素に対して、前記濃度の数値を変更することで、前記絵柄ずれ許容範囲を設定する、請求項１に記載の画像欠損検出装置。
3. 前記第１比較部及び前記第２比較部は、
   前記画像処理部により数値化された濃度に対して、大小に異なる少なくとも２つの閾値を設定し、
   前記検査対象を形成する画素群の外周に配置される画素に対して、大きい方の前記閾値を用いて前記絵柄ずれ許容範囲を拡大する閾値増加変換部と、
   前記検査対象を形成する画素群の外周に配置される画素に対して、小さい方の前記閾値を用いて前記絵柄ずれ許容範囲を縮小する閾値減少変換部と、
   を備える、請求項２に記載の画像欠損検出装置。
4. 検査対象を含む検査画像を撮像する撮像部と、
   前記検査画像の前記検査対象を形成する画素の輪郭に位置する注目画素に対して、前記注目画素の周囲に在る画素の濃度の最大ランクと最小ランクを設定し、予め設定された絵柄ずれ許容値に基づき、前記注目画素に対して周囲へ前記濃度を増減させる画素数を設定するランクフィルタと、
   前記ランクフィルタに設定された前記注目画素の周囲の画素に対して、濃度の閾値を前記最大ランクまでの範囲で任意の数値に増加させる変換を行う閾値増加変換部と、
   前記ランクフィルタに設定された前記注目画素の周囲の画素に対して、濃度の閾値を前記最小ランクまでの範囲で任意の数値に減少させる変換を行う閾値減少変換部と、
   前記閾値増加変換部及び前記閾値減少変換部で変換された濃度の閾値による絵柄ずれ許容値が設定された検査画像の検査対象と、予め設定された基準画像内の基準検査対象とを画素の単位で濃度を比較し画素の欠損を抽出する比較部と、
   前記比較部の比較結果に画素の欠損有りの比較結果が含まれていた場合には、前記検査画像に対し不良の判定を行う判定部と、
   を備える画像欠損検出装置。
5. 基準画像に含まれる検査対象となる基準文字及び基準絵柄に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第１比較の基準の比較用基準画像を生成し、該比較用基準画像と、取得した検査対象を含む検査画像とを比較する第１の比較と、
   取得した検査画像に含まれる検査対象となる文字及び絵柄等に対して、濃度の閾値を変更することで線幅を太く又は細くした画像パターンに変換して、検査対象に位置ずれが生じても正確に判定するための絵柄ずれ許容範囲を設定した第２比較の基準の比較用検査画像を生成し、該比較用検査画像と、前記基準文字及び前記基準絵柄を含む基準画像とを比較する第２の比較と、
   前記第１の比較と前記第２の比較の比較結果のうちで、少なくとも１つの比較結果に、前記検査画像に欠損が生じていた際に、前記検査画像を不良判定とする判定と、
   を備える画像欠損検出方法。