JP2021096535A - 画像検査装置及び画像検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】スジ状欠陥の周辺にノイズが発生すると、画像検査装置がスジ状欠陥を精度よく検出できないことがあった。【解決手段】画像検査装置５は、読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素と、注目画素から主走査方向に第１画素数だけ離れた比較画素を選択し、注目画素及び注目画素の周辺にある第１周辺画素の画素値、並びに比較画素及び比較画素の周辺にある第２周辺画素の画素値に基づいて、注目画素に対する比較画素の画素値の変化量を算出する変化量算出部６１１と、変化量に基づいて記録材に形成された画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出する特徴量抽出部６１２と、特徴量に基づいてスジ状欠陥を検出し、記録材に形成された画像の品質を判断する品質判断部６１３と、を備える【選択図】図４

Description

本発明は、画像検査装置及び画像検査システムに関する。

大量の印刷を行う場合、通常、オペレーターが何度か試し印刷を行って各種の調整を行い、印刷内容に問題のないことを見本により確認できたら本印刷を開始する。しかし、本印刷された用紙の画像において、何らかの要因で、見本に対する色ズレが生じたり、歪みが生じたりすることがある。そこで、近年は、画像形成装置の後段の搬送路上にスキャナ等の読取装置を設け、印刷出力される各用紙の画像を読み取って得た読取画像を画像検査装置が検査する検査システムが提供されるようになった。この検査では、用紙に形成される画像の元となる画像を出力対象画像として保存しておく。そして、画像検査装置は、本印刷で印刷した用紙をスキャナで読み取って得た画像（読取画像）と、保存してある出力対象画像とを比較する。

読取画像と出力対象画像とを比較すると、読取画像から画像欠陥が検出されることがある。画像欠陥の種類としては、例えば、所定方向に連続し、又は所定方向に途切れながら現れる幅の細いスジや帯等がある。このような画像欠陥は、スジ状欠陥と総称される。ただし、以下の説明では、スジ状欠陥を、「スジ」とも略記する。スジは、画像形成装置やスキャナなどの読取装置が備えるドラムやローラなどのキズや汚れが原因で生じる欠陥であり、オペレーターが意図していない画素値（「輝度値」ともいう）の階調差（「スジ強度」ともいう）や濃度ムラとして現れる。スジとしては、例えば、元の画像より薄い白スジ、元の画像より濃い黒スジ等がある。スジは繰り返し生じやすく、オペレーターや顧客が認識しやすい欠陥であるため、本印刷の途中であってもスジを確実に検出することが求められる。

画像検査装置がスジを検出する技術として、例えば、以下の特許文献１及び２に開示された技術が知られている。
特許文献１には、画像形成の基準となる基準画像情報の画素値に関し周波数解析を行い、形成された画像を読取った画像情報に対しても同様に周波数解析を行い、これらの周波数解析の結果の差分を得ることにより、形成された画像上に、基準画像にはなかった周期性のある欠陥を見つける技術について記載されている。

特許文献２には、出力対象画像と読取画像との第１の差分画像に対して、所定の画素数離れた画素と差分を取った第２の差分画像を生成し、第２の差分画像に対して、画素値が第１の閾値よりも大きい画素の第１の画素数と、画素値が第１の閾値よりも小さい画素の第２の画素数を算出して、画素列毎の第１の画素数と第２の画素数との比率に基づいてスジを判断する技術が開示されている。

特開２００５−４３７６９号公報 特開２０１７−１７３０００号公報

スジは様々な要因により、用紙に形成された画像の副走査方向又は主走査方向に現れる。例えば、画像形成装置が備える帯電極がトナーなどによって汚れている場合、汚れた箇所の帯電がうまくいかず、結果として、画像の副走査方向にスジとして現れることがある。また、感光体ドラムなどの回転体に不良が生じた場合には、回転体が回転する周期に同期して主走査方向にスジが現れる。ここで、読取画像に現れるスジについて、図１を参照して説明する。

図１は、副走査方向（ＦＤ：Feed Direction）に画素値を平均化したデータの一例を示すグラフである。このグラフの横軸は、主走査方向（ＣＤ：Cross Direction）における読取画像の主走査位置を表し、縦軸は、Ｇ−ｃｈ（緑チャンネル）で読み取られた読取画像の画素毎の画素値を表す。このグラフは、スキャナ等の読取装置が、用紙に形成された平坦な画像を読み取った結果に基づき、主走査方向に同じ位置にある副走査方向の画素の画素値を平均化したものである。以下の例では、シートに画像や字が形成される印字方向が主走査方向に一致するものとして説明するが、印字方向が副走査方向に一致する場合も同様である。

図１に示す読取画像は、平坦な画像であるので、画素値を平均化すると、画素値がほぼ一定になると予想される。ただし、実際の画像には、破線に示す主走査位置に、副走査方向へ２本のスジが生じていたとする。スジで生じる画素値の変化は、濃度ムラによる変動とほぼ変わらないため、スジを分離することができなかった。

特許文献１に開示された技術では、出力対象画像と読取画像に対し、周波数解析を行い、その差分からスジを検出するため、副走査方向であれば、回転体により発生した周期的なスジを検出可能である。しかし、帯電極の汚れなど、ある主走査位置に発生するスジは周期性を持たないため、このようなスジを検出することが不可能であった。

また、特許文献２に開示された技術では、出力対象画像と読取り画像を比較して差分画像を生成し、更に検知したいスジに対して直交する方向の画素と差分を取ってスジの特徴量を算出することができる。しかし、決まった画素数だけ離れた画素との比較であるため、ノイズの出方によっては差分が出ず、ノイズを判別してスジのみを検出することができなかった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、検出したいスジ状欠陥の周辺にノイズが発生しても、スジ状欠陥を精度よく検知することを目的とする。

上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した画像検査装置は、画像が形成された記録材から読み取られた読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素と、注目画素から第１の方向に第１画素数だけ離れた比較画素とを選択し、注目画素及び注目画素の周辺にある第１周辺画素の画素値、並びに比較画素及び比較画素の周辺にある第２周辺画素の画素値に基づいて、注目画素に対する比較画素の画素値の変化量を算出する変化量算出部と、変化量に基づいて記録材に形成された画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、特徴量に基づいてスジ状欠陥を検出し、記録材に形成された画像の品質を判断する品質判断部と、を備える。
なお、上記の画像検査装置は本発明の一態様であり、本発明の一側面を反映した画像検査システムについても、上記の画像検査装置と同様に構成される。

本発明によれば、注目画素及び第１周辺画素の画素値、並びに比較画素及び第２周辺画素の画素値に基づいて注目画素に対する画素値の変化量を算出するので、検出したいスジ状欠陥の周辺にノイズが発生しても、精度よくスジ状欠陥を検出できるようになる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

副走査方向に画素値を平均化したデータの一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る画像検査システムの概要構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像検査装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る検出対象とするスジが含まれる読取画像、及び分類結果の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る分類結果からスジ特徴量を抽出する様子を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る平坦な領域の画像の注目画素と比較画素の画素値の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る濃度が一定でない領域を含む画像の注目画素と比較画素の画素値の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る平坦化された最小値画像の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る検査処理装置で行われる処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像検査装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る読取画像の平坦領域と非平坦領域における画素の画素値と差分値、及び分類閾値の例を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る検査処理装置で行われる処理の例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
＜画像検査システムの構成＞
本発明者は、読取画像に含まれる注目画素と、注目画素の近くにある比較画素との差分を取ることで、図１に示したようなノイズと分離不能であって、オペレーターが視認可能なスジについて、濃度ムラの影響を小さくしつつ、スジを検出する画像検査が可能な画像検査装置を発明した。以下に、第１の実施の形態に係る、読取画像からスジを検出可能な画像検査装置を含む画像検査システムの構成例及び動作例について、図２〜図１１を参照して説明する。

始めに、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像検査システムの構成例について説明する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る画像検査システム１の概要構成図である。なお、図２には、本発明の説明に必要と考える要素又はその関連要素を記載しており、本発明の画像検査システムは図２に示す例に限定されない。

画像検査システム１は、画像形成装置２及び画像検査装置３を備える。画像形成装置２は、静電気を用いて画像の形成を行う電子写真方式によって用紙に画像を形成する画像形成装置の一例である。画像形成装置２は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を重ね合わせるタンデム形式によって、用紙上にカラー画像を形成する。画像形成装置２には、不図示のＬＡＮ（Local Area Network）を介して、オペレーターによって操作されるＰＣ（Personal Computer）６（後述する図３を参照）等が接続されている。そして、ＰＣ６からＬＡＮを介して画像形成装置２にジョブが投入される。画像形成装置２は、投入されたジョブに従って、画像形成処理等の各種の処理を行う。

始めに、画像形成装置２の構成例について説明する。
画像形成装置２は、自動原稿給送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１２を有する画像入力部１１、操作表示部１３を備える。また、画像形成装置２は、給紙トレイ２０及び画像形成部３０を有するプリンター部１０を備える。

画像入力部１１は、ＡＤＦ１２の原稿台上の原稿から画像を光学的に読み取り、読み取った画像をＡ／Ｄ変換して画像データを生成する。なお、画像入力部１１は、プラテンガラス上で原稿から画像を読み込むこともできる。

操作表示部１３は、液晶パネル等からなる表示部、及び、タッチセンサ等からなる操作部で構成される。表示部及び操作部は、例えばタッチパネルとして一体に形成される。操作表示部１３は、操作部に入力されたオペレーターからの操作内容を表す操作信号を生成し、該操作信号を制御部５０（後述する図３を参照）に供給する。また、操作表示部１３は、制御部５０から供給される表示信号に基づいて、表示部に、オペレーターによる操作内容や設定情報等を表示する。なお、操作部をマウスやタブレットなどで構成し、表示部とは別体で構成することも可能である。

給紙トレイ２０は、画像形成部３０で画像形成が行われる用紙Ｓｈを収容する容器である。給紙トレイ２０には、それぞれ、紙種や坪量等が異なる用紙が収容される。用紙Ｓｈは、記録材の一例である。画像形成装置２は、記録材の一例である樹脂製のシートにも画像を形成することが可能である。なお、本実施形態では、２つの給紙トレイ２０を設けた例を挙げたが、給紙トレイ２０の個数は１つであってもよく、３個以上であってもよい。

画像形成装置２には、給紙トレイ２０から給紙された用紙Ｓｈを画像検査装置３まで搬送する搬送路２１が設けられる。搬送路２１には、用紙Ｓｈを搬送するための複数の搬送ローラが設けられる。

定着部３６の下流側では、搬送路２１が伸長して画像検査装置３の搬送路４１に接続されている。また、搬送路２１は、定着部３６の下流側で分岐する。分岐した搬送路２１の一端には、プリンター部１０の上流側の搬送路２１に合流する反転搬送路２２が接続されている。反転搬送路２２には、用紙Ｓｈを反転させる反転部２３が設けられている。反転部２３で反転された用紙Ｓｈは、反転搬送路２２を通して搬送路２１の上流側に返される。また、経路の切り替えによって反転した用紙Ｓｈが、定着部３６の下流側の搬送路２１に戻された後、画像検査装置３に搬送されることもある。

画像形成部３０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色のトナー画像を形成するための、４つの画像形成ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ及び３１Ｋを備え、用紙Ｓｈに画像を形成する。画像形成ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ及び３１Ｋはそれぞれ、帯電部、露光部（いずれも不図示）、像担持体としての感光体ドラム３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、及び、現像部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋを備える。

現像部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、感光体ドラム３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの各表面（外周部）に、画像に応じた光を照射することにより、各感光ドラムの周上に静電潜像を形成させる。そして、現像部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、該静電潜像にトナーを付着させることにより、感光体ドラム３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ上にトナー画像を形成する。

また、画像形成部３０は、中間転写ベルト３４、２次転写部３５及び定着部３６を備える。中間転写ベルト３４は、感光体ドラム３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋに形成された画像が１次転写されるベルトである。２次転写部３５は、中間転写ベルト３４上に１次転写された各色のトナー画像を、搬送路２１を搬送された用紙Ｓｈに２次転写するローラである。

定着部３６は、２次転写部３５の用紙搬送方向の下流側に配置されて、画像形成部３０から供給されるカラーのトナー画像が形成された用紙Ｓｈに対して、定着処理を施す。定着部３６は、搬送された用紙Ｓｈを加熱及び加圧することにより用紙Ｓｈの表面側に、画像形成部３０により転写された画像を定着する。定着部３６により画像が定着した用紙Ｓｈは、搬送路２１によって画像検査装置３に搬送されるか、反転搬送路２２を通して反転部２３により表裏が反転された後、プリンター部１０の上流側で搬送路２１に返される。表裏反転された用紙Ｓｈは、プリンター部１０によって裏面への画像形成が行われる。その後、定着部３６によって定着処理が施された用紙Ｓｈは、画像検査装置３に搬送される。

次に、画像検査装置３の構成例について説明する。
画像検査装置３は、画像形成装置２から搬送された用紙Ｓｈに形成（印刷）された画像に発生したスジを検出するための画像検査を行う。用紙Ｓｈに形成された画像に対する処理、すなわち画像検査装置３による画像の検査は、主に画像検査装置３に取付けられた検査処理装置５によって行われる。

画像検査装置３は、画像形成装置２から搬送されてきた用紙Ｓｈを搬送する搬送路４１，４２，４３、切替え部４４、読取部４５ａ，４５ｂ、測色計４６、搬送路４１上を搬送された用紙Ｓｈが排紙される排紙トレイ４７，４８を有する。

読取部４５ａ，４５ｂは、それぞれイメージセンサー等の画像入力装置の一例である。読取部４５ａ，４５ｂは、例えば、用紙Ｓｈの表面に光を投射し、用紙Ｓｈからの反射光を画像データとして取り込む。このように読取部４５ａ，４５ｂが用紙Ｓｈの画像データを取り込むことを「読取る」と呼ぶ。読取部４５ａは、搬送路４１を搬送される用紙Ｓｈを搬送路４１の下方から読取り、読取部４５ｂは、搬送路４１を搬送される用紙Ｓｈを搬送路４１の上方から読取る。以降の説明では、読取部４５ａ，４５ｂを区別しないため、「読取部４５」と総称する。そして、読取部４５は、取り込んだ画像データを検査処理装置５に出力する。

測色計４６は、搬送路４１を搬送される用紙Ｓｈの上面に形成された画像を読み取り、読み取って得た画像情報に基づいて、該画像の色濃度（反射濃度）を測定する色濃度測定装置の一例である。測色計４６は、例えば、光の波長ごとの反射光の強度（スペクトル）を計測可能な測色器であり、測定した色の濃度（反射濃度）や、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値などを出力する。測色計４６には、例えば、不図示の複数のセンサ（光電変換素子）を用紙幅方向（用紙搬送方向と直交する方向）の全域にわたる１次元上に配列したスキャナ（ラインセンサ）が使用される。測色計４６をスキャナで構成した場合、画像の読み取りは、スキャナをその配置方向と直交する方向（用紙搬送方向）に移動させながら行われる。そして、測色計４６は、画像の読み取りが行われる領域をメッシュ状に分割して得られる各領域を対象として、用紙Ｓｈ上に形成された画像の色濃度を測定する。測色計４６は、測定した色濃度の情報を、検査処理装置５に出力する。

なお、測色計４６を単一のセンサで構成し、該センサを２次元的に移動させることにより、用紙Ｓｈに形成された画像の色の濃度を測定してもよい。または、測色計４６を２次元上（マトリクス状）に配置した複数のセンサで構成し、該複数のセンサで１回の測定により用紙上の全画素の色の濃度を読み取ってもよい。

画像検査装置３は、搬送路４１に接続される搬送路４２，４３を備える。
搬送路４２は、搬送路４１の途中から分岐する経路であり、検査処理装置５により検査された用紙Ｓｈを、排紙トレイ４７（排紙部の一例）に排紙する。排紙トレイ４７には、検査処理装置５によって画像が正常と判断された用紙Ｓｈ（「正常用紙」とも呼ぶ）が排紙される。

搬送路４３も搬送路４１の途中から分岐する経路であり、検査処理装置５により検査された用紙Ｓｈを、排紙トレイ４８（排紙部の一例）に排紙する。排紙トレイ４８には、検査処理装置５によって画像が異常と判断された用紙Ｓｈ（「異常用紙」とも呼ぶ）が排紙される。

切替え部４４は、搬送路４２，４３のいずれかに用紙Ｓｈが搬送されるよう、用紙Ｓｈの搬送方向を切替える。なお、画像検査装置３に一つの排紙トレイ４７しかない場合、正常用紙と異常用紙が混在して排紙される。この場合、正常用紙と異常用紙は、例えば、それぞれ排紙される方向に直交する方向に少しずらして排紙される。

画像検査装置３に搬送される用紙Ｓｈは、両面又は片面に画像が形成された印刷物である。画像検査装置３は、画像形成装置２が用紙Ｓｈの両面又は片面に形成した画像を読取り、検査処理装置５が所定の検査を行う。

なお、本実施の形態では、画像形成装置２が用紙Ｓｈの両面に画像を形成可能であるため、検査処理装置５が用紙Ｓｈの両面を検査する例を挙げた。しかし、検査処理装置５は、用紙Ｓｈの片面だけに画像を形成可能な画像形成装置から搬送された用紙Ｓｈの片面だけを検査するように構成してもよい。

［画像形成装置の制御系の構成］
次に、図３を参照して、画像形成装置２の制御系の構成例について説明する。
図３は、画像形成装置２の制御系の構成例を示すブロック図である。
画像形成装置２は、主要な構成として、通信Ｉ／Ｆ部５１、用紙搬送部２４、画像入力部１１、画像形成部３０、制御部５０、記憶部５２、定着部３６及び操作表示部１３を備える。

通信Ｉ／Ｆ部５１は、ネットワーク又は専用線を介して、オペレーターが操作する端末であるＰＣ６との間でデータを送受信するインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ部５１として、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）が用いられる。

用紙搬送部２４は、制御部５０による制御に基づいて、図２に示した搬送路２１、反転搬送路２２上に設けられた搬送ローラ（図示略）、及び反転部２３を駆動する。

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３及び入力画像処理部５０４を備える。
ＲＯＭ５０２には、制御部５０のＣＰＵ５０１が実行するプログラム、又はプログラムの実行時に使用するデータ等が保存される。ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２に保存されたプログラムを読み出すことにより、画像形成装置２を構成する各部の制御を行う。
ＲＡＭ５０３には、ＣＰＵ５０１の演算処理の途中に発生した変数やパラメータなどが一時的に書き込まれる。

入力画像処理部５０４は、ＰＣ６から通信Ｉ／Ｆ部５１を介して入力したジョブに含まれる入力画像に所定の画像処理（例えば、ラスタライズ処理）を施し、印刷用画像データを作成する。また、入力画像処理部５０４は、画像入力部１１がＡＤＦ１２で読み取った原稿から取得した画像データ、又は、外部から取得した画像データについても画像処理を施し、印刷用画像データを作成する。この印刷用画像データは、画像形成部３０及び画像検査装置３に送られる。画像検査装置３では、印刷用画像データが、出力対象画像６０３ｂ（後述する図４を参照）として保存される。

制御部５０は、用紙搬送部２４を制御して搬送ローラを駆動させ、用紙Ｓｈを搬送路２１上で搬送させる。また、制御部５０は、入力画像処理部５０４が作成した印刷用画像データを画像形成部３０に出力する。また、制御部５０は、画像形成部３０を制御して、用紙Ｓｈに画像を形成させる。また、制御部５０は、定着部３６を制御して、画像を用紙Ｓｈに定着させる。

また、制御部５０は、操作表示部１３から操作信号を受信し、該操作信号に応じた制御を行う。さらに、制御部５０は、操作表示部１３に表示信号を出力し、操作表示部１３が、各種操作指示や設定情報を入力するための各種設定画面や各種処理結果等を表示する操作画面を表示パネルに表示する。操作表示部１３に表示される情報としては、画像検査装置３から出力される、スジ検出結果６３１（後述する図４を参照）も含まれる。

記憶部５２には、制御部５０のＣＰＵ５０１がプログラムを実行する際に使用するパラメータや、プログラムを実行して得られたデータなどが保存される。例えば、記憶部５２には、各濃度レベルの画像形成条件等の情報が保存される。なお、記憶部５２に、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを記憶させてもよい。

［画像検査装置の制御系の構成］
次に、図４を参照して、画像検査装置３の制御系の構成例について説明する。
図４は、画像検査装置３の制御系の構成例を示すブロック図である。

画像検査装置３は、主要な構成として、通信Ｉ／Ｆ部６１、用紙搬送部６２、読取部４５、測色計４６を備える。また、画像検査装置３に取り付けられた検査処理装置５は、制御部６０及び記憶部６３を備える。また、検査処理装置５には、記憶装置４が取り付けられる。

通信Ｉ／Ｆ部６１は、ネットワークを介して、画像形成装置２との間でデータを送受信するインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ部６１として、例えばＮＩＣが用いられる。
用紙搬送部６２は、制御部６０による制御に基づいて、図２に示した搬送路４１上に設けられた搬送ローラ（不図示）を駆動する。

上述したように読取部４５は、搬送路４１を搬送される用紙Ｓｈの上面及び下面に形成された画像を読取る。本実施の形態では、読取部４５ａ，４５ｂで読取られた用紙Ｓｈの画像データを「読取画像」と呼ぶ。

読取部４５が、画像が形成された用紙Ｓｈから読み取った画像は、読取画像６０３ａとして、制御部６０のＲＡＭ６０３に保存される。また、検査処理装置５が、画像形成装置２から受け取ったＲＩＰ処理済みの印刷用画像データが、出力対象画像６０３ｂとしてＲＡＭ６０３に保存される。後述する第２の実施の形態にて説明するように、出力対象画像６０３ｂについても、読取画像６０３ａの検査に使用されることがある。なお、読取画像６０３ａ及び出力対象画像６０３ｂは、大容量のＨＤＤ等で構成される記憶部６３に保存されてもよい。また、測色計４６から画像検査装置３に出力される色濃度の情報が、読取画像６０３ａ及び出力対象画像６０３ｂに含まれてもよい。

制御部６０は、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、変化量算出部６１１、欠陥特徴量抽出部６１２及び品質判断部６１３を備える。

ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２に保存されたプログラムを読み出すことにより、画像検査装置３を構成する各部の制御を行う。ＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２から読み出したプログラムを実行することで、変化量算出部６１１、欠陥特徴量抽出部６１２及び品質判断部６１３の各機能が実現される。

ＲＯＭ６０２には、制御部６０のＣＰＵ６０１が実行するプログラム、又はプログラムの実行時に使用するデータ等が保存される。ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１によって実行されるプログラムを格納したコンピューター読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。

ＲＡＭ６０３には、ＣＰＵ６０１の演算処理の途中に発生した変数やパラメータなどが一時的に書き込まれる。上述したようにＲＡＭ６０３には、読取画像６０３ａ及び出力対象画像６０３ｂ、差分画像６０３ｃ１、分類結果６０３ｄ及びパラメータ６０３ｅも保存される。

パラメータ６０３ｅは、制御部６０又はオペレーターによって設定された各種の値を含む。パラメータ６０３ｅは、例えば、後述するスジ特徴量からスジを検出するための欠陥検出閾値等を含む。変化量算出部６１１、欠陥特徴量抽出部６１２及び品質判断部６１３は、パラメータ６０３ｅから読み出した各種の値に基づいて各種の処理を行う。

変化量算出部６１１は、画像が形成された用紙Ｓｈから読み取られた読取画像６０３ａに含まれる複数の画素のうち、注目画素７１（後述する図５、図７を参照）と、注目画素７１から第１の方向に第１画素数だけ離れた比較画素７２（後述する図５、図７を参照）を選択する。そして、変化量算出部６１１は、注目画素７１及び注目画素７１の周辺にある第１周辺画素の画素値、並びに比較画素７２及び比較画素７２の周辺にある第２周辺画素の画素値に基づいて、注目画素７１に対する比較画素７２の画素値の変化量を算出する。以下、第１の方向を主走査方向、第２の方向を副走査方向として説明する。ただし、検出対象とするスジの方向が主走査方向であれば、第１の方向を副走査方向、第２の方向を主走査方向としてもよい。つまり、第１の方向は、印字方向に平行な水平方向、又は印字方向に垂直な垂直方向のいずれかである。また、本実施の形態では、注目画素７１に対する比較画素７２を特定するための第１画素数を“３”及び“５”とする。この場合、後述する図７に示すように、比較画素７２は、比較画素７２ａ，７２ｂとして扱われる。

そして、変化量算出部６１１は、後述する図７〜図９に示すように、注目画素７１及び第１周辺画素の画素値から抽出した最大値と、比較画素７２及び第２周辺画素の画素値から抽出した最小値とから注目画素７１に対する比較画素７２の画素値の変化量を算出する。本実施の形態では、注目画素７１から第１周辺画素を特定するための第２画素数を“１”とする。同様に、比較画素７２から第２周辺画素を特定するための第２画素数についても“１”とする。このように第２画素数は、第１画素数より少ない値とする

この際、変化量算出部６１１は、注目画素７１及び第１周辺画素の画素値から抽出した最大画素値と、比較画素７２及び第２周辺画素の画素値から抽出した最小画素値とから変化量を算出する。そして、変化量算出部６１１は、最大画素値と、最小画素値との差分値を、分類閾値で複数の分類値に分類した分類結果を画素値の変化量として算出する。

次に、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａに含まれる複数の画素から選択した注目画素７１の画素値と、比較画素７２の画素値との差分値を変化量として、注目画素７１の位置に格納する。変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａの他の画素に対しても同様の差分処理を行って差分画像６０３ｃ１を生成する。このように差分画像６０３ｃ１を生成する処理は、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａを水平又は垂直方向に所定画素数だけシフトして得たシフト画像（不図示）と、シフト前の読取画像６０３ａとの差分をとって差分画像６０３ｃ１を生成する処理と同様である。シフトとは、注目画素７１に対して比較画素７２を決定するための画素間の距離を表す。

そして、変化量算出部６１１は、差分画像６０３ｃ１に含まれる各画素の差分値の大きさ及び符号に基づいて、画素毎に複数に分類した分類結果６０３ｄを変化量として生成する。この際、変化量算出部６１１は、主走査方向に複数のラインごとに変化量を算出して複数のラインごとに分類結果６０３ｄを算出する。分類結果６０３ｄは、変化量算出部６１１が、差分画像６０３ｃ１に含まれる複数の画素ごとに、差分値を分類閾値で分類（３値化）した結果として表される（後述する図５の下段）。分類閾値は、パラメータ６０３ｅに設定される値である。

本実施の形態では、変化量算出部６１１が分類閾値を参照して、差分画像６０３ｃ１に含まれる各画素の差分値を、画素ごとに３値化する処理を「多値化」という。分類閾値によっては、変化量算出部６１１が差分画像６０３ｃ１の差分値を２値化、４値化等に多値化してもよい。また、分類閾値は、画像検査の開始前に予め設定される値であり、読取画像６０３ａの解像度、用紙Ｓｈに形成された画像の種類等によって異なる値が設定されることがある。分類結果６０３ｄの詳細については、後述する図５にて説明する。

欠陥特徴量抽出部６１２は、変化量算出部６１１により算出された変化量に基づいて用紙Ｓｈに形成された画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出する。例えば、欠陥特徴量抽出部６１２は、スジが発生する方向が副走査方向である場合に、主走査方向の所定位置ごとに分類結果６０３ｄの分類値を、検出対象とするスジ状欠陥と同じ方向（副走査方向）に平均化した平均化結果（３値化平均化結果）を算出する。そして、欠陥特徴量抽出部６１２は、平均化結果（３値化平均化結果）に基づいて、用紙Ｓｈに形成された画像に発生するスジ状欠陥の特徴量（「スジ特徴量」と呼ぶ）を抽出する。３値化平均化結果は、変化量算出部６１１が分類閾値で分類して多値化した差分値を、欠陥特徴量抽出部６１２が平均化して得る結果であり、後述する図６の上段及び中段に３値化平均値で表すグラフで示される。スジ特徴量の詳細については、後述する図６にて説明する。

品質判断部６１３は、欠陥特徴量抽出部６１２により抽出された特徴量に基づいてスジ状欠陥を検出し、用紙Ｓｈに形成された画像の品質を判断する。このとき、品質判断部６１３は、主走査方向に沿って、スジ特徴量と、予め設定された欠陥検出閾値とを比較して検出可能なスジ状欠陥の有無に基づいて、用紙Ｓｈに形成された画像の品質を判断する。品質判断部６１３は、スジ特徴量からスジを検出しなければ読取画像６０３ａを正常と判断する。一方、品質判断部６１３は、スジ特徴量からスジを検出すれば読取画像６０３ａを異常と判断する。そして、品質判断部６１３は、読取画像６０３ａの元となったページのページ番号等を含むスジ検出結果６３１を記憶部６３に保存する。

スジ検出結果６３１は、記憶部６３に保存されるだけでなく、画像検査装置３に接続された外部の記憶装置４に送られる。記憶装置４は、例えば、画像検査装置３に接続されたＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等としてよい。スジ検出結果６３１が記憶装置４に送られることにより、オペレーターは、記憶装置４に保存されたスジ検出結果６３１を表示し、内容を確認することができる。なお、通信Ｉ／Ｆ部６１を経由して接続するクラウドのサーバー（図示略）又はＰＣ６にスジ検出結果６３１を転送し、保存してもよい。

また、制御部６０は、必要に応じて記憶部６３から読出したスジ検出結果６３１を、通信Ｉ／Ｆ部６１を介して画像形成装置２又はＰＣ６に送信する。画像形成装置２は、操作表示部１３にスジ検出結果６３１を表示することができる。このため、画像形成装置２及び画像検査装置３のオペレーターは、操作表示部１３からスジ検出結果６３１の内容を確認することができる。また、オペレーターは、ＰＣ６からスジ検出結果６３１の内容を確認することもできる。

制御部６０は、スジ検出結果６３１に従って、搬送路４１を搬送される用紙Ｓｈの排紙トレイ（排紙先の一例）を選択する。例えば、制御部６０は、切替え部４４を動作して、搬送路４２に搬送させた正常用紙を排紙トレイ４７に排紙させ、搬送路４３に搬送させた異常用紙を排紙トレイ４８に排紙させる。

また、制御部６０は、スジ検出結果６３１にスジありと書き込まれた読取画像６０３ａに対応するページの再印刷処理（「リカバリ処理」と呼ぶ）を、通信Ｉ／Ｆ部６１を通じて画像形成装置２に指示することができる。なお、リカバリ処理は、オペレーターにより、スジの要因となった回転体のクリーニング、交換等が行われた後に、画像検査システム１にて自動的に、又はオペレーターの手動により実施される。

次に、読取画像からスジ特徴量を抽出する手順について、図５と図６を参照して説明する。
図５は、検出対象とするスジ７０が含まれる読取画像６０３ａ、及び分類結果６０３ｄの例を示す図である。

図５の上段にある読取画像６０３ａの拡大図（１）には、読取画像６０３ａの真ん中、かつ、副走査方向に検出対象とするスジ７０が発生していることが示される。副走査方向に画素値を平均化したデータを図１に示したように、濃度ムラの変動周期は大きいので、スジ７０を確実に検出できないことがある。

そこで、変化量算出部６１１は、注目画素７１を選び、注目画素７１の近くにある画素を比較画素７２として選んで、注目画素７１と比較画素７２の差分をとる。この際、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａに対して、検出対象とするスジ７０と直交する方向にある比較画素７２と画素値の差分を取る。この例では、注目画素７１に対して主走査方向にある比較画素７２と画素値の差分が取られている。比較する画素が近いほど、濃度ムラの影響を受けないが、比較する画素が近過ぎるとスジによる影響を検出できない。このため、変化量算出部６１１は、検出対象とするスジ７０の幅の半分以上離れた画素と比較する。そして、変化量算出部６１１は、注目画素７１の位置に差分値を格納した差分画像６０３ｃ１を生成する。

例えば、変化量算出部６１１は、差分値を第１分類閾値Ａより大きいか、または第２分類閾値Ｂよりも小さいかによって、値を３つの値に分類して分類結果６０３ｄを得る。なお、第１分類閾値Ａは、第２分類閾値Ｂよりも大きい値である。以下の説明で、第１分類閾値Ａ及び第２分類閾値Ｂを区別しない場合は、「分類閾値」と総称する。

図５の下段にある分類結果６０３ｄの拡大図（２）は、図５の上段にある読取画像６０３ａの拡大図（１）を３値化した例を示す。分類結果６０３ｄは、変化量算出部６１１が、読取画像６０３ａから求めた各画素の差分値を３値化して得たものである。分類結果６０３ｄは、各画素を“０”、“１２８”、“２５５”のいずれかの値に置き換えたものとして表される。ここでは、説明しやすくするために、画素毎に着色した分類結果６０３ｄの例を示す。このような分類結果６０３ｄを得るためには、適切な多値化が必要とされる。そして、読取画像６０３ａに生じたスジの有無によって差分画像６０３ｃ１に含まれる各画素の差分値も大きな値であることが望ましい。

次に、３値化平均値及びスジ特徴量について説明する。
図６は、分類結果６０３ｄからスジ特徴量を抽出する様子を示す図である。
図６の上段にあるグラフ（１）は、３値化平均値の例を示す。欠陥特徴量抽出部６１２は、分類結果６０３ｄ（３値化画像）を検出対象とするスジ方向に平均化した３値化平均値を算出する。この例では、オペレーターが検出対象とするスジ方向は、副走査方向であるとする。そして、グラフ（１）に示す３値化平均値は、主走査位置が“１５”で山を作り、“１８”で谷を作るグラフとして表される。

図６の中段にあるグラフ（２）についても、３値化平均値の例を示す。ただし、グラフ（２）に示す３値化平均値は、グラフ（１）に比べて３画素分（注目画素７１から比較画素７２までの画素数分）だけ右側にシフトした位置、すなわち図５に示した注目画素７１が比較画素７２の位置にシフトした状態で算出された３値化平均値を表す。

図６の下段にあるグラフ（３）は、グラフ（１）からグラフ（２）を減じた値の絶対値をスジ特徴量として示す。グラフ（３）より、逆符号同士の値（例えば、主走査位置が“１８”）では、他の箇所の値よりも大きい値が算出されたことが示される。そして、品質判断部６１３は、逆符号同士の値の差分を取って算出されたスジ特徴量が、欠陥検出閾値Ｃ（例えば、“１５０”）よりも大きければ、この位置にスジが生じたと判断する。

このように欠陥特徴量抽出部６１２は、主走査方向に１ラインずつ算出した差分値を３値化した後、複数ラインの３値化した値から３値化平均値を求める。そして、グラフ（１）〜（３）に示す処理を経て、欠陥特徴量抽出部６１２は、変化量算出部６１１が生成した差分画像６０３ｃ１に含まれる各画素の差分値に基づき、スジの特徴量を抽出する。例えば、欠陥特徴量抽出部６１２は、スジに対して直交する方向（例えば、主走査方向）に差分値を取り、比較画素７２がスジの位置に来たときと、注目画素７１がスジの位置に来たときとで、グラフ（３）に示すように符号が逆の大きな値を得る。このため、品質判断部６１３は、スジ特徴量が欠陥検出閾値より大きい箇所でスジの箇所を特定することでスジを検知する。

ただし、スジがある箇所にある注目画素７１の画素値と、スジがない箇所にある比較画素７２の画素値との差分値は、スジがない箇所にある注目画素７１とその周辺にある比較画素７２との差分値よりもわずかに大きいだけである。このため、スジを検知したい注目画素７と比較画素７２との差分値が小さいと、スジの特徴量も小さいので、品質判断部６１３がスジをうまく検知できない場合がある。例えば、濃度差が少ない平坦な画像の場合、スジとスジ以外の領域との画素値の差分値が小さいためスジの検知が難しくなる。

また、読取部４５が平坦な領域を読み取ると、読取時に発生したノイズにより画素値にばらつきが生じる。このため、比較画素７２がある箇所に、偶然、スジと同じ方向のノイズが生じていると、注目画素７１に対する比較画素７２の画素値の差分値が小さくなるので、品質判断部６１３がスジを正しく検出できない場合がある。また、帯電極が汚れている場合、スジが１本だけでなく、帯電極が汚れている領域に細いスジが複数本発生することがある。この場合においても、品質判断部６１３が複数本の細いスジを正しく検出できないこともある。

そこで、本実施の形態に係る変化量算出部６１１は、注目画素７１の画素値と、比較画素７２の画素値の差分値を十分に大きくするための処理を行う。以下に変化量算出部６１１で行われる処理の例について、図７〜図９を参照して説明する。

＜平坦な領域の画像から最大値画像及び最小値画像を生成する方法＞
始めに、画像の濃度が一定であり、スジの検出対象とする領域が平坦である場合に最大値画像及び最小値画像を生成する方法について、図７を参照して説明する。

図７は、注目画素７１と比較画素７２ａ，７２ｂの画素値の例を示すグラフである。
図７の上段に示すグラフ（１）には、平坦な読取画像の主走査方向に１ラインだけ画素値を抽出した例が表示される。グラフ（１）に示すように、読取画像が平坦であれば、主走査位置の１画素ごとに“８４”と“９０”の画素値が交互に現れる。

ここで、主走査位置が“１３”である注目画素７１の位置にスジが発生すると、注目画素７１の画素値は“９８”となり、他の画素の画素値よりも高くなる。例えば、注目画素７１に対して、３画素分だけ離れた主走査位置が“１６”である比較画素７２ａの画素値は、“９０”である。このため、欠陥特徴量抽出部６１２が図６のグラフ（１）〜（３）に示す処理を行うことで、注目画素７１の位置にスジ特徴量が現れるので、品質判断部６１３がスジを検出可能となる。

しかし、注目画素７１に対して、５画素分だけ離れた主走査位置が“１８”である比較画素７２ｂの画素値が、ノイズ等の影響により注目画素７１の画素値と同じ“９８”であったとする。この場合、図６のグラフ（１）〜（３）に示す処理を経ても、注目画素７１の位置にスジ特徴量が現れないので、品質判断部６１３がスジを検出できなくなる。

そこで、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａの１ラインにおいて、各画素と、その画素の周辺画素とに基づいて、画素値の最小値を抽出した最小値画像と、最大値を抽出した最大値画像を作成する。このとき、変化量算出部６１１は、図７の下段にあるグラフ（２）に示すように、読取画像６０３ａの各画素から最小値及び最大値を抽出して並べる。

例えば、主走査位置が“２”の画素に注目する。図７のグラフ（１）に示すように、主走査位置が“２”の画素の画素値は“８４”であり、主走査位置が“１”の画素と、主走査位置が“３”の画素の画素値は共に“９０”である。このため、図７のグラフ（２）に示すように、主走査位置が“２”では、主走査位置“１”から“３”までの各画素における最大画素値が“９０”、最小画素値が“８４”と表される。

また、注目画素７１、比較画素７２ａ，７２ｂに注目する。変化量算出部６１１は、注目画素７１、比較画素７２ａ，７２ｂのそれぞれについて、注目画素７１、比較画素７２ａ，７２ｂの画素値と、各画素の主走査方向に所定画素数（例えば、１画素）だけ離れた周辺の画素の画素値との最大値及び最小値を、注目画素７１、比較画素７２ａ，７２ｂごとに抽出する。

例えば、図７のグラフ（１）に示すように、主走査位置が“１３”である注目画素７１に対して、主走査方向に第２画素数（例えば“１”）だけ離れた主走査位置が“１２”，“１４”の画素が第１周辺画素の一例として用いられる。そして、注目画素７１の画素値は“９８”であり、主走査位置が“１２”の画素の画素値は“８４”であり、主走査位置が“１４”の画素の画素値は“９０”である。このため、主走査位置が“１３”では、変化量算出部６１１により、最大画素値が“９８”、最小画素値が“８４”と抽出される。

また、図７のグラフ（１）に示すように、主走査位置が“１６”である比較画素７２ａに対して、主走査方向に第２画素数（例えば“１”）だけ離れた主走査位置が“１５”，“１７”の画素が第２周辺画素の一例として用いられる。そして、比較画素７２ａの画素値は“９０”であり、主走査位置が“１５”の画素と、主走査位置が“１７”の画素の画素値は共に“８４”である。このため、主走査位置が“１６”では、変化量算出部６１１により、最大画素値が“９０”、最小画素値が“８４”と抽出される。

また、図７のグラフ（１）に示すように、主走査位置が“１８”である比較画素７２ｂに対して、主走査方向に第２画素数（例えば“１”）だけ離れた主走査位置が“１７”，“１９”の画素についても第２周辺画素の一例として用いられる。そして、比較画素７２ｂの画素値は“９８”であり、主走査位置が“１７”の画素の画素値は“８４”であり、主走査位置が“１９”の画素の画素値は“９０”である。このため、主走査位置が“１８”では、最大画素値が“９８”、最小画素値が“８４”と表される。

そして、変化量算出部６１１が、読取画像６０３ａのある主走査方向の１ラインについて、各画素の画素値と、その周辺画素の画素値とを抽出して、最大画素値及び最小画素値を当てはめる処理を続けると、図７のグラフ（２）に示すように、ある１ラインにおける最大値画像及び最小値画像が現れる。最大値画像は、注目画素７１から抽出する最大画素値を主走査方向に並べた画像であり、最小値画像は、比較画素７２から抽出する最小画素値を主走査方向に並べた画像である。

この際、変化量算出部６１１は、注目画素７１から抽出する最大画素値を主走査方向に並べた最大値画像の最大値と最小値との差分より大きくなるように、最大値画像の最大値と最小値画像の最小値を抽出する。例えば、図７のグラフ（２）において、最大値画像の最大値が“９８”、最小値が“９０”であるので、最大値画像の最大値と最小値との差分が“８”である。このため、変化量算出部６１１は、差分の“８”より大きくなるように、例えば、主走査位置が“１３”である注目画素７１の最大値画像の最大値“９８”を抽出し、注目画素７１と同じ主走査位置での最小値画像の最小値“８４”を抽出し、この最大値と最小値との差分“１４”を算出する。この差分“１４”は、上述した最大値画像の最大値と最小値との差分が“８”より大きい値であるため、変化量算出部６１１が、差分画像６０３ｃ１を生成する際には妥当な値であることが分かる。

上述したように主走査位置が“１３”である注目画素７１の最大画素値は“９８”である。一方、主走査位置が“１６”である比較画素７２ａの最小画素値と、主走査位置が“１８”である比較画素７２ｂの最小画素値は、共に“８４”である。すなわち、最大画素値と、最小画素値との差は、グラフ（２）に両矢印７３で示すように“１４”である。そこで、変化量算出部６１１は、注目画素７１及び第１周辺画素の画素値から抽出した最大画素値と、比較画素７２及び第２周辺画素の画素値から抽出した最小画素値とから変化量を算出する。例えば、変化量算出部６１１は、最大画素値“９８”と、最小画素値“８４”との差分値“１４”を画素値の変化量として算出する。変化量算出部６１１が、主走査方向の各画素について画素値の変化量を算出した後、画素値の変化量を３値化することで、差分画像である分類結果６０３ｄを、画素値の変化量として算出することが可能となる。

そして、図７のグラフ（２）に示すように注目画素７１の最大画素値と、比較画素７２ａ，７２ｂの最小画素値には差異があるため、検出したいスジを、品質に影響ない検出不要のスジやノイズ等と分離することができる。また、注目画素７１の画素値と差がない画素値の比較画素７２ｂであっても、変化量算出部６１１が注目画素７１の最大値と、比較画素７２ｂの最小値とで算出した差分を用いて３値化し、３値化画像として分類結果６０３ｄを生成できるため、スジを検知することができる。

＜濃度が一定でない画像から最大値画像及び最小値画像を生成する方法＞
次に、画像の一部の濃度が一定でない場合に最大値画像及び最小値画像を生成する方法について、図８を参照して説明する。

図８は、注目画素７１と比較画素７２ａ，７２ｂの画素値の例を示すグラフである。
例えば、読取画像６０３ａには、コンテンツが用紙Ｓｈに画像形成される領域であるメイン画像と、コンテンツ以外の背景が用紙Ｓｈに画像形成される領域である背景画像７５とが含まれる。背景画像７５は、主走査位置が“１”〜“１０”の間と、“２０”〜“３０”の間にある。また、メイン画像は、主走査位置が“１０”〜“２０”の間にある。注目画素７１、比較画素７２ａ，７２ｂ、及びこれらの画素の周辺画素の画素値は、図７のグラフ（１）に示した画素値と同じである。

一方、背景画像７５の濃度が一定でなく、例えば、グラデーションパターン等で濃度値の変化が大きい場合には、図８のグラフ（１）に示すように、背景画像７５の画素値の変動が一定ではない。このため、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａの主走査方向における既定の位置、読取画像６０３ａの濃度が第１濃度閾値以下である領域、又は読取画像６０３ａの濃度が第２濃度閾値以上である領域を背景画像７５とする。また、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａから余白領域（用紙Ｓｈ自体の色等を含む領域）を除外した領域に対して、最大値画像及び最小値画像を生成してもよい。

変化量算出部６１１は、背景画像７５の濃度に基づいて、注目画素７１の最大画素値、及び比較画素７２の最小画素値を決定する。さらに、変化量算出部６１１は、背景画像７５の濃度が一定でない場合、メイン画像から抽出した注目画素７１の最大画素値、及び比較画素７２の最小画素値を、背景画像７５の領域にも適用した最大値画像及び最小値画像を生成する。ここで、左側の背景画像７５の領域内にある主走査位置が“７”の比較画素７２ｃを例に挙げる。

変化量算出部６１１が、図８のグラフ（１）に示す各画素の画素値に対して、周辺画素の最小値を抽出した最小値画像と、最大値を抽出した最大値画像は、図８のグラフ（２）に示すように現れる。上述したように背景画像７５の画素値の変動が大きいので、例えば、主走査位置が“７”における比較画素７２ｃの最大画素値“９２”と、最小画素値“８８”の差分値は“４”しかない。

このように比較画素７２ｃにおける最大画素値と最小画素値の差分値が小さくなると、注目画素７１から算出された最大画素値“９８”と、比較画素７２ｃから算出された最小画素値“８８”との差分値“１０”は、３値化する際に十分な大きさとならない。このため、変化量算出部６１１が、注目画素７１と比較画素７２ｃとで作成した差分画像６０３ｃ１を３値化する際、正しい差分値とならないので、分類結果６０３ｄも正しくならない。この結果、品質判断部６１３は、注目画素７１の主走査位置に発生したスジを適切に検出できない可能性がある。

そこで、変化量算出部６１１は、品質判断部６１３がスジを適切に検出できるようにするため、背景画像７５の最小画素値に影響されない最小値画像を生成する。
図９は、平坦化された最小値画像の例を示すグラフである。

変化量算出部６１１は、メイン画像から抽出した最小画素値を用いて最小値画像を生成する。つまり、変化量算出部６１１は、背景画像７５の画素値を最小値画像の対象としない。このため、背景画像７５の領域の最小画素値は、メイン画像の最小画素値と同じ“８４”となる。このようにメイン画像、背景画像７５にかかわらず最小画素値が同じ値となるため、変化量算出部６１１は、注目画素７１の最大画素値と、比較画素７２ａ〜７２ｃのいずれの最小画素値でも適切な差分値を算出する。このため、背景画像７５の画素値が一定でなく、最大画素値と最小画素値にばらつきがある場合においても、適切にスジを検知することができる。

なお、背景画像７５の決定の仕方は様々である。
上述したように、変化量算出部６１１は、特定の主走査位置を指定して背景画像７５を決定する方法の他、ある一定の画素値以下である領域、又はある一定の画素値以上である領域を背景画像７５として決定してもよい。

次に、検査処理装置５で行われる処理の例について、図１０を参照して説明する。
図１０は、第１の実施の形態に係る検査処理装置５で行われる処理の例を示すフローチャートである。

始めに、変化量算出部６１１は、ＲＡＭ６０３から読み出して入力する読取画像６０３ａ（例えば、図５）を第１画素数（例えば、３画素）だけ画像シフトする（Ｓ１）。

次に、変化量算出部６１１は、ステップＳ１より得たシフト画像と、ステップＳ１の処理を行っていない読取画像６０３ａとに基づいて差分画像６０３ｃ１（例えば、図６）を生成する（Ｓ２）。ステップＳ２にて、変化量算出部６１１は、上述した図７〜図９に示した手順で最大値画像及び最小値画像を生成し、注目画素７１の主走査位置における最大画素値と、比較画素７２の主走査位置における最小画素値との差分値に基づいて差分画像６０３ｃ１を生成する。

次に、変化量算出部６１１は、ステップＳ２の処理で生成された差分画像６０３ｃ１を所定の閾値で３値化した値を含む分類結果６０３ｄを生成する。この際、変化量算出部６１１は、パラメータ６０３ｅに記憶されている分類閾値を参照して、各画素の差分値を３値化する（Ｓ３）。各画素の差分値が３値化されると、分類結果６０３ｄとして扱われる。

次に、欠陥特徴量抽出部６１２は、分類結果６０３ｄに基づいて、スジ特徴量（例えば、図６の下段）を抽出し（Ｓ４）、読取画像６０３ａの品質を判断する。スジ特徴量を抽出する処理は、図６に示したように、欠陥特徴量抽出部６１２が、２種類の３値化平均値を求め、一方の３値化平均値から他方の３値化平均値を減じることで行われる。

そして、品質判断部６１３は、抽出されたスジ特徴量を、パラメータ６０３ｅから読み出した欠陥検出閾値と比較し、スジを検出する（Ｓ５）。品質判断部６１３は、スジ検出結果６３１を記憶部６３に書き込む。その後、検査処理装置５は、本処理を終了する。

以上説明した第１の実施の形態に係る検査処理装置５の変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａの注目画素７１と、比較画素７２との差分をとって差分画像６０３ｃ１を生成する際に、注目画素７１、比較画素７２のそれぞれについて各画素の周辺画素に基づいて最大画素値及び最小画素値を抽出する。そして、変化量算出部６１１は、注目画素７１の最大画素値から比較画素７２の最小画素値の差分をとることで、スジとして検出可能となる差分値を含む差分画像６０３ｃ１を生成し、差分画像６０３ｃ１を３値化することができる。

そして、欠陥特徴量抽出部６１２は、３値化された差分画像６０３ｃ１からスジ特徴量を抽出する。品質判断部６１３は、抽出されたスジ特徴量に基づいて、読取画像６０３ａに発生したスジを検出する。この検査処理装置５は、読取画像６０３ａ内でスジが発生した領域が平坦であっても、検査処理装置５が隣接する数画素の幅でまたがるスジを検出できるので、スジの検出精度が向上し、用紙Ｓｈに形成される画像の品質が向上する。

上述したように注目画素７１の最大画素値及び最小画素値は、注目画素７１と、注目画素７１の周辺画素の画素値から抽出した値である。また、比較画素７２の最大画素値及び最小画素値は、比較画素７２と、比較画素７２の周辺画素の画素値から抽出した値である。このため、濃度がほぼ一定の平坦な画像であれば、注目画素７１の最大画素値から比較画素７２の最小画素値の差分が十分に大きくなる。たとえ、比較画素７２の位置に発生したノイズにより、注目画素７１の画素値と同じくらいの画素値が比較画素７２に現れたとしても、ノイズの影響を分離することが可能となる。

また、背景画像７５の濃度が一定でない場合には、メイン画像に含まれる比較画素７２から算出した最小画素値を、背景画像７５の箇所についても最小値画像として用いる。このため、変化量算出部６１１が、メイン画像に含まれる注目画素７１と、背景画像７５に含まれる比較画素７２とに基づいて算出した差分値についても、適切に３値化することが可能となる。

なお、幅の広いスジは、スジによる影響（画素値の変化）がなだらかである。このため、注目画素７１に対して比較画素７２として抽出する画素の位置が近過ぎると、注目画素７１と比較画素７２との差分が小さくなってスジを検出できない。一方で、注目画素７１に対して比較画素７２が遠すぎると、狭い領域に生じたスジを検出できない。

そこで、変化量算出部６１１が差分画像６０３ｃ１を得るために算出する第１画素数は、異なる複数の値（例えば、３画素、５画素、７画素、１５画素）としてよい。そして、変化量算出部６１１は、異なる複数の値ごとに算出した差分値を注目画素７１の位置に格納した複数の差分画像６０３ｃ１を生成してもよい。変化量算出部６１１が注目画素７１に対してシフトする比較画素７２の複数のシフト数をパラメータ６０３ｅに設定し、１つの注目画素７１に対して、異なるシフト数でシフトした比較画素７２との差分を求めることにより、スジの有無を並列で解析してもよい。このような処理により、欠陥特徴量抽出部６１２は、複数の差分画像６０３ｃ１からそれぞれスジ特徴量を抽出し、品質判断部６１３は、抽出されたスジ特徴量からスジを検出してもよい。これにより、スジの太さによらず、読取画像６０３ａに現れたスジを検出することができる。

［第２の実施の形態］
＜平坦画像の領域以外の領域に現れるスジの検出＞
上述した実施の形態では、読取画像６０３ａの中で事前に判明している平坦な画像の領域（「平坦領域」と呼ぶ）に現れるスジを検出する処理の例を説明した。平坦領域であれば、分類閾値は検出対象とするスジの濃さ（画素値の階調差）に応じて変動させればよい。そこで、変化量算出部６１１は、読取画像６０３ａから平坦領域のみを抽出して差分画像６０３ｃ１を生成した後、欠陥特徴量抽出部６１２がスジ特徴量を抽出し、品質判断部６１３が、抽出された領域だけを対象としてスジを検出すればよい。

しかし、実際の印刷物には、平坦領域だけでなく、平坦でない画像の領域（「非平坦領域」と呼ぶ）が現れる。例えば、画素値の変動量が小さいグラデーションがあるような非平坦領域に乗ったスジは目立ってしまう。そこで、第２の実施の形態では、検査処理装置５Ａが、非平坦領域に現れるスジを検出する処理について説明する。

図１１は、画像検査装置３の制御系の構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像検査装置３が備える検査処理装置５Ａでは、用紙Ｓｈに画像を形成するために使用されるＲＩＰ画像が画像形成装置２から検査装置３Ａに送られると、ＲＩＰ画像から印刷物の非平坦領域における画素値の変動量を抽出し、抽出した変動量に基づいて、３値化する閾値を変動させる。

検査処理装置５Ａの制御部６０は、上述した第１の実施の形態に係る変化量算出部６１１、欠陥特徴量抽出部６１２及び品質判断部６１３に加えて、画像変換部６１５及び位置合わせ部６１６を備える。本実施の形態においても、ＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２から読み出したプログラムを実行することで、画像変換部６１５及び位置合わせ部６１６の各機能が実現される。

ＲＡＭ６０３に保存される出力対象画像６０３ｂは、事前に画像形成装置２の制御部５０でラスタライズ処理（ＲＩＰ処理）が施されたビットマップ形式の画像である。この出力対象画像６０３ｂは、画像形成装置２が用紙Ｓｈに形成する画像の元となる。なお、オペレーターにより事前に正しいと判断された画像であって、読取部４５によって予め読取られた画像が出力対象画像６０３ｂとして用いられてもよい。

出力対象画像６０３ｂは、画像形成装置２で用紙Ｓｈに画像形成するために用いられるのでＣＭＹＫのカラーモードが設定されている。そこで、画像変換部６１５は、出力対象画像６０３ｂのカラーモードを、読取画像６０３ａのカラーモードに合わせる画像変換を行う。ここで、読取画像６０３ａのカラーモードは、ＲＧＢである。このため、画像変換部６１５は、出力対象画像６０３ｂのカラーモードをＣＭＹＫからＲＧＢに変換する。以下の説明では、出力対象画像６０３ｂを、カラーモードがＲＧＢに変換済みであるものとして説明する。

位置合わせ部６１６は、出力対象画像６０３ｂと、画像が形成された用紙Ｓｈから読み取られた読取画像６０３ａとの印字位置を合わせる（「位置合わせ」と呼ぶ）。この時、位置合わせ部６１６は、ＲＡＭ６０３から読み出した読取画像６０３ａを、ＲＡＭ６０３に予め保存されている出力対象画像６０３ｂの位置に合わせる。

そして、変化量算出部６１１は、位置合わせ部６１６が位置合わせした読取画像６０３ａと出力対象画像６０３ｂとの差分をとって差分画像６０３ｃ２を生成する。差分画像６０３ｃ２は、第１の実施の形態で説明した、読取画像６０３ａのシフト画像と、シフト前の読取画像６０３ａとの差分をとった差分画像６０３ｃ１と共にＲＡＭ６０３に保存される。なお、本実施の形態に係る差分画像６０３ｃ１は、上述した第１の実施の形態に係る変化量算出部６１１によって、画素毎に最大画素値及び最小画素値が抽出されて作成された最大値画像及び最小値画像に基づいて、注目画素７１の最大画素値から比較画素７２の最小画素値の差分をとって生成された画像である。

また、変化量算出部６１１は、差分画像６０３ｃ２に基づいて、分類結果６０３ｄを作るために参照する閾値画像６０３ｆを生成する。この際、変化量算出部６１１は、位置合わせ部６１６により位置合わせされた読取画像６０３ａの画素値の変動に合わせて、分類閾値を変動させる。閾値画像６０３ｆは、後述する図１２に示す第１分類閾値Ａ、第２分類閾値Ｂで規定される２種類の画像であり、ＲＡＭ６０３に保存される。変化量算出部６１１は、生成した閾値画像６０３ｆに基づいて、差分画像６０３ｃ１を３値化して、分類結果６０３ｄを得る。

図１２は、読取画像６０３ａの平坦領域と非平坦領域における画素の画素値と差分値、及び分類閾値の例を示すグラフである。このグラフの横軸は主走査位置を表し、縦軸は、３種類の値（画素値、差分値及び分類閾値）を表す。また、平坦領域及び非平坦領域は、図１２の上側にある差分値のグラフで規定される。

図１２の下側にあるグラフは、ＲＩＰ処理が施された出力対象画像６０３ｂの画素値の変動を表す。また、図１２の上側にあるグラフは、図１２の下側にあるグラフにおいて、図５と同様に、注目画素と、注目画素から水平方向（検出対象とするスジと直交方向）に３画素シフトした比較画素との差分をとって得た差分画像６０３ｃ２の差分値の変動を表す。図中では、第１分類閾値Ａを「閾値Ａ」と記載し、第２分類閾値Ｂを「閾値Ｂ」と記載する。

出力対象画像６０３ｂの画素値は、折れ線Ｌ１のグラフで表される。折れ線Ｌ１のグラフより、主走査位置の“１”から“７”までの間が平坦領域であるので、画素値と差分値は共に変化していないことが示される。一方で、主走査位置の“７”から“３３”までの間は非平坦領域であるので、画素値と差分値が変化する。例えば、非平坦領域における画素値は、主走査位置の“１１”から“２１”にかけて緩やかに高くなって一定値を保った後、“２３”から“３３”にかけて緩やかに低くなって元の値“１２８”に戻る。

例えば、差分値は、折れ線Ｌ１０のグラフで表される。折れ線Ｌ１０のグラフに示すように、非平坦領域における差分値は、主走査位置の“７”から“９”にかけて緩やかに低くなり、“９”から“１７”にかけて一定のマイナス値をとり、“１７”から“２３”にかけて緩やかに高くなる。そして、主走査位置の“２３”から“３０”にかけて一定のプラス値をとり、“３０”から“３３”にかけて緩やかに低くなって元の値“０”に戻る。

ここで、差分値に対して所定値（例えば、“８”）をプラスした値を、第１分類閾値Ａと呼び、差分値に対して所定値（例えば、“８”）をマイナスした値を、第２分類閾値Ｂと呼ぶ。第１分類閾値Ａは、折れ線Ｌ１１のグラフで表され、第２分類閾値Ｂは、折れ線Ｌ１２のグラフで表される。

以下の説明で、第１分類閾値Ａ及び第２分類閾値Ｂを区別しない場合は、「分類閾値」と総称する。分類閾値は、パラメータ６０３ｅに記憶されている。分類閾値は、いずれも変化量算出部６１１が、読取画像６０３ａの主走査位置で特定される画素を３値化するために参照される。

図１３は、第２の実施の形態に係る検査処理装置５Ａで行われる処理の例を示すフローチャートである。本処理において、ステップＳ１１〜Ｓ１２の処理は、図１０のステップＳ１〜Ｓ２の処理と同様である。このため、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理について説明した後、ステップＳ１３以降の処理を説明する。

始めに、画像変換部６１５は、ＲＡＭ６０３から読み出した出力対象画像６０３ｂのカラーモードを、ＣＭＹＫからＲＧＢに変換する（Ｓ２１）。この処理により、画像変換部６１５は、画像検査装置３が画像形成装置２から受信した出力対象画像６０３ｂ（ＲＩＰ画像）のカラーモードを、読取画像６０３ａのカラーモードに合わせる。

次に、位置合わせ部６１６は、ＲＧＢに変換された出力対象画像６０３ｂを、読取画像６０３ａに対して位置が合うように位置合わせ処理を行う（Ｓ２２）。次に、変化量算出部６１１は、出力対象画像６０３ｂを第１画素数だけ画像シフトする（Ｓ２３）。本実施の形態では、水平方向に３画素分だけ出力対象画像６０３ｂの画像シフトが行われる。

次に、変化量算出部６１１は、ステップＳ２３より得たシフト画像と、ステップＳ２３の処理を行っていない出力対象画像６０３ｂとに基づいて差分画像６０３ｃ２を生成する（Ｓ２４）。

次に、変化量算出部６１１は、差分画像６０３ｃ２に含まれる各画素の画素値ごとに所定値をプラスした値を第１分類閾値Ａとし、所定値をマイナスした値を第２分類閾値Ｂとした閾値画像６０３ｆを生成する（Ｓ２５）。閾値画像６０３ｆは、ＲＡＭ６０３に一時保存される。

ステップＳ１２、Ｓ２５の後、変化量算出部６１１は、ＲＡＭ６０３から読み出した閾値画像６０３ｆに基づいて、ステップＳ１２で生成された差分画像６０３ｃ１の各画素について３値化処理を行い、分類結果６０３ｄを生成する（Ｓ１３）。次に、欠陥特徴量抽出部６１２は、分類結果６０３ｄに基づいて、スジ特徴量（例えば、図６）を検出する（Ｓ１４）。

そして、品質判断部６１３は、スジ特徴量を、パラメータ６０３ｅから読み出した欠陥検出閾値と比較して、スジを検出する（Ｓ１５）。品質判断部６１３は、スジ検出結果６３１を記憶部６３に書き込む。その後、検査処理装置５Ａは、本処理を終了する。

以上説明した第２の実施の形態に係る検査処理装置５Ａでは、差分値に対して分類閾値で規定される閾値画像６０３ｆを生成する。そして、閾値画像６０３ｆに基づいて差分画像６０３ｃ１の３値化処理が行われる。このため、読取画像６０３ａの非平坦領域に発生したスジについても、３値化処理により差分画像６０３ｃ１が３値化されてスジ特徴量が抽出されるので、スジの検出精度を向上することができる。

［変形例］
上述した各実施の形態では、画像検査装置３に検査処理装置５，５Ａを組み合わせた構成としたが、検査処理装置５，５Ａの機能を、例えば、ＰＣ６に組み込み、検査処理装置５，５Ａを画像検査装置３から分離してもよい。また、画像形成装置２が、検査処理装置５，５Ａの機能を有し、画像形成装置２が単体で画像検査を行ってもよい。また、検査処理装置５，５Ａの機能を有するサーバーを設けて画像形成システムを構成することにより、画像検査装置３が用紙Ｓｈから読取った読取画像６０３ａ及び出力対象画像６０３ｂをサーバーが蓄積してもよい。そして、サーバーが画像検査装置３と通信することで、画像検査装置３から受信した読取画像６０３ａのスジ検出を行い、スジ検出結果を画像検査装置３やＰＣ６に送信してもよい。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…画像検査システム、２…画像形成装置、３…画像検査装置、５…検査処理装置、４５…読取部、６０…制御部、７０…スジ、７１…注目画素、７２…比較画素、６０３ａ…読取画像、６０３ｂ…出力対象画像、６０３ｃ１…差分画像、６０３ｃ２…差分画像、６０３ｄ…分類結果、６１１…変化量算出部、６１２…欠陥特徴量抽出部、６１３…品質判断部、６３１…スジ検出結果

Claims (11)

1. 画像が形成された記録材から読み取られた読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素と、前記注目画素から第１の方向に第１画素数だけ離れた比較画素とを選択し、前記注目画素及び前記注目画素の周辺にある第１周辺画素の画素値、並びに前記比較画素及び前記比較画素の周辺にある第２周辺画素の画素値に基づいて、前記注目画素に対する前記比較画素の画素値の変化量を算出する変化量算出部と、
   前記変化量に基づいて前記記録材に形成された前記画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
   前記特徴量に基づいて前記スジ状欠陥を検出し、前記記録材に形成された前記画像の品質を判断する品質判断部と、を備える
   画像検査装置。
2. 前記第１周辺画素は、前記注目画素に対して前記第１の方向に第２画素数だけ離れた位置にあり、
   前記第２周辺画素は、前記比較画素に対して前記第１の方向に前記第２画素数だけ離れた位置にあり、
   前記変化量算出部は、前記注目画素及び前記第１周辺画素の画素値から抽出した最大画素値と、前記比較画素及び前記第２周辺画素の画素値から抽出した最小画素値とから変化量を算出する
   請求項１に記載の画像検査装置。
3. 前記変化量算出部は、前記最大画素値と、前記最小画素値との差分値を、分類閾値で複数の分類値に分類した分類結果を前記画素値の変化量として算出する
   請求項２に記載の画像検査装置。
4. 前記第２画素数は、前記第１画素数より少ない値とする
   請求項２又は３に記載の画像検査装置。
5. 前記変化量算出部は、前記注目画素から抽出する前記最大画素値を前記第１の方向に並べた最大値画像の最大値と最小値との差分より大きくなるように、前記最大値画像の最大値と、前記比較画素から抽出する最小画素値を前記第１の方向に並べた最小値画像の最小値とを抽出する
   請求項４に記載の画像検査装置。
6. 前記読取画像には、コンテンツが前記記録材に画像形成される領域であるメイン画像、及び前記コンテンツ以外の背景が前記記録材に画像形成される領域である背景画像が含まれ、
   前記変化量算出部は、前記背景画像の濃度に基づいて、前記注目画素の前記最大画素値、及び前記比較画素の前記最小画素値を決定する
   請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像検査装置。
7. 前記変化量算出部は、前記背景画像の濃度が一定でない場合、前記メイン画像から抽出した注目画素の前記最大画素値、及び前記比較画素の前記最小画素値を、前記背景画像の領域にも適用した前記最大値画像及び前記最小値画像を生成する
   請求項６に記載の画像検査装置。
8. 前記変化量算出部は、前記読取画像の前記第１の方向における既定の位置、前記読取画像の濃度が第１濃度閾値以下である領域、又は前記読取画像の濃度が第２濃度閾値以上である領域を前記背景画像とする
   請求項６又は７に記載の画像検査装置。
9. 前記変化量算出部は、前記読取画像から余白領域を除外した領域に対して、前記最大値画像及び前記最小値画像を生成する
   請求項５に記載の画像検査装置。
10. 前記変化量算出部は、前記第１の方向に複数のラインごとに前記変化量を算出して前記複数のラインごとに前記分類結果を算出し、
    前記特徴量抽出部は、前記分類結果の前記分類値を、前記第１の方向に交差する第２の方向に平均化した平均化結果に基づいて、前記記録材に形成された前記画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出し、
    前記品質判断部は、前記特徴量と、予め設定された欠陥検出閾値とを比較して前記スジ状欠陥を検出する
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像検査装置。
11. 記録材に画像を形成する画像形成装置と、前記記録材に形成された前記画像を検査する画像検査装置と、を備え、
    前記画像検査装置は、
    前記記録材から読み取られた読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素と、前記注目画素から第１の方向に第１画素数だけ離れた比較画素とを選択し、前記注目画素及び前記注目画素の周辺にある第１周辺画素の画素値、並びに前記比較画素及び前記比較画素の周辺にある第２周辺画素の画素値に基づいて、前記注目画素に対する前記比較画素の画素値の変化量を算出する変化量算出部と、
    前記変化量に基づいて前記記録材に形成された前記画像に発生するスジ状欠陥の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
    前記特徴量に基づいて前記スジ状欠陥を検出し、前記記録材に形成された前記画像の品質を判断する品質判断部と、を備える
    画像検査システム。

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