JP2022086454A - 画像検査装置、及び画像検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】読み取り画像と基準画像とのずれを検査するのに要する時間を短縮する。【解決手段】画像検査装置１０は、読み取り画像２と基準画像４をそれぞれ読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００に分割し、基準画像ブロック４００のブロック画像の特徴に応じて、基準画像ブロック４００の各々に対して移動方向を設定し、対応する読み取り画像ブロック２００に対して基準画像ブロック４００を設定された移動方向に移動することで、読み取り画像２と基準画像４のずれを検査する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像検査装置、及び画像検査プログラムに関する。

特許文献１には、画像形成装置によって用紙に形成された画像を読み取った読み取り画像を元の基準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読み取り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読み取り画像のブロックと、基準画像のブロック同士とを更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読み取り画像の各ブロックの位置ずれ量を補正する画像検査装置が開示されている。

特開２０１３－１８６５６２号公報

画像形成装置によって用紙に形成された画像をスキャナー等の光学機器で読み取った読み取り画像は、例えば用紙の位置ずれにより、画像形成装置への入力画像であり当該読み取り画像の元となった基準画像に対してその位置がずれることがある。

従来、読み取り画像と基準画像との間にずれが生じているか否かを検査する場合、読み取り画像と基準画像を複数の領域に分割し、各々の領域毎に基準画像の領域をあらゆる方向に移動させながら、対応する読み取り画像の領域に含まれる画像と基準画像の領域に含まれる画像が最も一致する位置を検出して、基準画像の移動量から読み取り画像と基準画像のずれを算出する。

しかしながら、こうした検査方法の場合、基準画像の領域を試行錯誤的に移動させながら、対応する読み取り画像の領域に含まれる画像と基準画像の領域に含まれる画像が最も重なり合う位置を検出する必要があるため、検査が終了するまでに時間を要する。

本発明は、画像の検査対象である読み取り画像と基準画像を分割した各々の領域毎に、領域の移動方向を設定することなく領域を移動させて読み取り画像と基準画像のずれを検査する場合と比較して、検査に要する時間を短縮することができる画像検査装置、及び画像検査プログラムを提供することを目的とする。

第１態様に係る画像検査装置はプロセッサを備え、前記プロセッサは、印刷画像を読み取った読み取り画像と前記印刷画像の本来の形状を示す基準画像を、それぞれ同じ形状の複数の領域に分割し、領域内における前記基準画像の特徴に応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に対して領域の移動方向を設定し、前記読み取り画像と前記基準画像の対応する領域毎に、前記基準画像の領域を領域に設定された移動方向に移動して、前記読み取り画像と前記基準画像のずれを検査する。

第２態様に係る画像検査装置は、第１態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、領域内における前記基準画像の輪郭線の向きに応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に領域の移動方向を設定する。

第３態様に係る画像検査装置は、第２態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、領域内における前記基準画像のすべての輪郭線の向きが一方向に向いている場合、領域の移動方向を前記一方向と交差する方向に設定する。

第４態様に係る画像検査装置は、第２態様又は第３態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、領域内における前記基準画像に輪郭線が含まれない場合、領域の移動方向を何れの方向にも対応付けないように設定し、前記読み取り画像と前記基準画像のずれの検査に対して、輪郭線が含まれない前記基準画像の領域を用いないようにする。

第５態様に係る画像検査装置は、第１態様～第４態様の何れかの態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、前記基準画像の領域を予め定めた大きさよりも拡張し、拡張した領域の範囲が前記基準画像の他の領域と重複するように前記基準画像を複数の領域に分割する。

第６態様に係る画像検査装置は、第５態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、分割した前記基準画像の領域の拡張量を、前記読み取り画像と前記基準画像のずれの傾向を記録した履歴情報を用いて設定する。

第７態様に係る画像検査装置は、第１態様～第６態様の何れかの態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、前記基準画像における各々の領域の大きさを、領域の位置に対応した前記基準画像の複雑度に応じて変化させる。

第８態様に係る画像検査装置は、第７態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、領域の位置に対応した前記基準画像の複雑度を、領域の位置に対応した前記基準画像の輪郭線の数によって設定する。

第９態様に係る画像検査装置は、第１態様～第８態様の何れかの態様に係る画像検査装置において、前記プロセッサが、前記基準画像と加工前の前記読み取り画像との一致度よりも、前記基準画像と加工後の前記読み取り画像との一致度が高くなるように、前記読み取り画像と前記基準画像を複数の領域に分割する前に前記読み取り画像に対して拡大、縮小、及び回転の少なくとも１つの加工を行う。

第１０態様に係る画像検査プログラムは、コンピュータに、印刷画像を読み取った読み取り画像と前記印刷画像の本来の形状を示す基準画像を、それぞれ同じ形状の複数の領域に分割し、領域内における前記基準画像の特徴に応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に対して領域の移動方向を設定し、前記読み取り画像と前記基準画像の対応する領域毎に、前記基準画像の領域を領域に設定された移動方向に移動して、前記読み取り画像と前記基準画像のずれを検査する処理を実行させるためのプログラムである。

第１態様、及び第１０態様によれば、画像の検査対象である読み取り画像と基準画像を分割した各々の領域毎に、領域の移動方向を設定することなく領域を移動させて読み取り画像と基準画像のずれを検査する場合と比較して、検査に要する時間を短縮することができる、という効果を有する。

第２態様によれば、基準画像の領域に含まれる画像の特徴から、領域毎に移動方向を設定することができる、という効果を有する。

第３態様によれば、基準画像の領域に含まれる画像の輪郭線の向きから領域の移動方向を設定することができる、という効果を有する。

第４態様によれば、基準画像のすべての領域について対応する読み取り画像の領域とのずれを算出する場合と比較して、検査に要する時間を短縮することができると共に、検査精度を向上させることができる、という効果を有する。

第５態様によれば、基準画像の領域を予め定めた大きさに固定して読み取り画像のずれを検査する場合と比較して、検査精度を向上させることができる、という効果を有する。

第６態様によれば、基準画像の各々の領域における拡張量を同じ値に設定する場合と比較して、検査精度を向上させることができる、という効果を有する。

第７態様によれば、基準画像の各々の領域の大きさを同じ大きさに分割する場合と比較して、検査精度を向上させることができる、という効果を有する。

第８態様によれば、基準画像の内容から基準画像の位置に応じた領域の大きさを設定することができる、という効果を有する。

第９態様によれば、読み取り画像と基準画像を分割する前に読み取り画像の大きさに関する加工を行わない場合と比較して、検査精度を向上させることができる、という効果を有する。

画像検査装置の機能構成例を示す図である。 読み取り画像の一例を示す図である。 基準画像の一例を示す図である。 分割された読み取り画像と基準画像の一例を示す図である。 基準画像ブロックの移動方向の一例を示す図である。 画像検査装置の電気系統の要部構成例を示す図である。 検査処理の流れの一例を示すフローチャートである。 読み取り画像と基準画像の分割例を示す図である。 基準画像ブロックをカテゴリーに分類する分類例を示す図である。 基準画像ブロックの拡張例を示す図である。 基準画像を異なる大きさの基準画像ブロックに分割した一例を示す図である。

以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る画像検査装置１０の機能構成例を示す図である。画像検査装置１０は、読み取り画像２と基準画像４のずれを比較して、基準画像４に対する読み取り画像２のずれが許容範囲に収まっているかを検査する。読み取り画像２とは、図示しない画像形成装置によって用紙に印刷された印刷画像、すなわち印刷物をスキャナー等の光学機器で読み取った画像であり、図２に読み取り画像２の一例を示す。また、基準画像４とは、図示しない画像形成装置で印刷された印刷画像の原画像、すなわち読み取り画像２の本来の形状を示す画像である。図３に、図２に示した読み取り画像２に対する基準画像４の一例を示す。

なお、読み取り画像２及び基準画像４の各画素の位置は、例えば各々の画像の左上の頂点を原点とするＸ軸及びＹ軸で構成された２次元座標で表される。Ｙ軸は読み取り画像２及び基準画像４の縦方向に沿った軸であり、Ｘ軸は読み取り画像２及び基準画像４の横方向に沿った軸である。したがって、読み取り画像２及び基準画像４の縦方向を「Ｙ軸方向」と表し、読み取り画像２及び基準画像４の横方向を「Ｘ軸方向」と表すことにする。

基準画像４に対する読み取り画像２のずれが許容範囲に収まっていない場合には、読み取り画像２に対応した印刷物は不良品であるため、当該印刷物を出荷しないようにする等の処置が行われる。

そのため、画像検査装置１０は、読み取り画像２を入力として、基準画像４に対する読み取り画像２のずれが許容範囲に収まっているか否かを含んだ検査結果を出力する。

こうした画像検査装置１０は、入力部１１、分割部１２、移動方向設定部１３、検査部１４、及び出力部１５の各機能部と、基準画像４を格納するデータ格納ＤＢ１６を含む。

入力部１１は、検査対象となる読み取り画像２を受け付け、受け付けた読み取り画像２を分割部１２に通知する。

分割部１２は、入力部１１から読み取り画像２を受け付けると、データ格納ＤＢ１６から読み取り画像２の原画像である基準画像４を取得する。その上で、分割部１２は、読み取り画像２と基準画像４を複数の領域に分割する。以降では、分割された複数の領域の各々を「ブロック」という。

図４は、分割部１２でブロックに分割された読み取り画像２と基準画像４の一例を示す図であり、図４（Ａ）はブロックに分割された基準画像４の一例を示し、図４（Ｂ）はブロックに分割された読み取り画像２の一例を示す。

分割部１２で分割されたブロックの形状や大きさに制約はないが、ここでは一例として、読み取り画像２及び基準画像４はＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってそれぞれ格子状に分割されるものとして説明を行う。格子状に分割された各々のブロックの形状は矩形であり、各々のブロックの大きさは同じである。また、ブロックは予め定められた大きさに分割される。

なお、基準画像４の各々のブロックを「基準画像ブロック４００」と表し、読み取り画像２の各々のブロックを「読み取り画像ブロック２００」と表すことにする。読み取り画像２と基準画像４を重ねた場合に同じ位置ある読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００を、「基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００」のように表す。

分割部１２は、読み取り画像２及び基準画像４を複数のブロックに分割した後、分割が終了したことを移動方向設定部１３に通知する。

移動方向設定部１３は、分割部１２からブロックへの分割が終了したとの通知を受け付けると、基準画像ブロック４００内の画像、すなわち基準画像ブロック４００のブロック画像の特徴に応じて、各々の基準画像ブロック４００に対して基準画像ブロック４００の移動方向を設定する。

移動方向設定部１３は、基準画像ブロック４００の中心からみて３６０度何れの方向に対しても基準画像ブロック４００が移動できるように基準画像ブロック４００の移動方向を設定するのではなく、移動してもよい特定の方向を基準画像ブロック４００の移動方向として基準画像ブロック４００に設定する。すなわち、基準画像ブロック４００の移動方向は制約を受ける。

図５は、基準画像ブロック４００に対して設定した移動方向の一例を示す図である。図５に示す例では、基準画像ブロック４００に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動方向が設定されている。この場合、基準画像ブロック４００はＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った方向には移動できるが、例えばＸ軸方向との成す角度が４５度となる方向には移動できない。

移動方向設定部１３は、基準画像４から分割された各々の基準画像ブロック４００に対して移動方向を設定した後、検査部１４に移動方向設定の終了を通知する。

検査部１４は、移動方向設定部１３から移動方向設定の終了を受け付けた場合、例えば基準画像ブロック４００毎に基準画像ブロック４００の頂点と、当該基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００の頂点とが一致するように基準画像ブロック４００と読み取り画像ブロック２００を重ね合わせる。このように、基準画像ブロック４００と読み取り画像ブロック２００の少なくとも１つの頂点が一致するように重ね合わせた位置を、「基準位置」という。

検査部１４は、この状態から基準画像ブロック４００を移動方向設定部１３で設定された移動方向に移動させながら、基準画像ブロック４００のブロック画像と、読み取り画像ブロック２００のブロック画像とが最も重なり合う位置（以降「照合位置」という）を検出する。

検査部１４は、基準位置から照合位置までの基準画像ブロック４００の移動量を画素数で表し、例えば各々の基準画像ブロック４００における移動量の平均値が予め定めた基準閾値以上である場合に、読み取り画像２と基準画像４との間にずれが存在すると判定して検査結果を「不合格」に設定する。一方、検査部１４は、各々の基準画像ブロック４００における移動量の平均値が予め定めた基準閾値未満である場合に、読み取り画像２と基準画像４との間にずれは存在しないと判定して検査結果を「合格」に設定する。検査部１４は、読み取り画像２に対する検査結果を出力部１５に通知する。

出力部１５は、検査部１４から検査結果を受け付けた場合、受け付けた検査結果を出力する。これにより、読み取り画像２に対応した印刷物が良品であるのか、それとも不良品であるのかが特定される。本実施形態に係る「出力」とは、検査結果を認識可能な状態にならしめることを指し、検査結果を表示する形態の他、検査結果を用紙等の記録媒体に印字する形態、検査結果を音声で通知する形態、検査結果を記憶装置に記憶する形態、及び検査結果を画像検査装置１０以外の他の装置（以降、「外部装置」という）に図示しない通信回線を通じて送信する形態が含まれる。

データ格納ＤＢ１６は、基準画像４を格納する。「ＤＢ」とは、データベース（Ｄａｔａｂａｓｅ）の略称であり、基準画像４の記憶、基準画像４の取り出し、及び基準画像４の削除といった基準画像４の管理機能を提供する。

こうした画像検査装置１０は、例えばコンピュータ２０を用いて構成される。

図６は、コンピュータ２０を用いて画像検査装置１０を構成した場合における画像検査装置１０の電気系統の要部構成例を示す図である。

コンピュータ２０は、図１に示した画像検査装置１０の各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、画像検査プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、ＣＰＵ２１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３、不揮発性メモリ２４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２５を備える。ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発性メモリ２４、及びＩ／Ｏ２５はバス２６を介して各々接続されている。

不揮発性メモリ２４は、不揮発性メモリ２４に供給される電力が遮断されたとしても、記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクを用いてもよい。不揮発性メモリ２４は、必ずしもコンピュータ２０に内蔵されている必要はなく、例えばメモリカードのようにコンピュータ２０に着脱される記憶装置であってもよい。不揮発性メモリ２４には、データ格納ＤＢ１６が構築される。

Ｉ／Ｏ２５には、例えば通信ユニット２７、入力ユニット２８、及び出力ユニット２９が接続される。

通信ユニット２７は図示しない通信回線に接続され、図示しない接続回線に接続される外部装置と通信を行う通信プロトコルを備える。図示しない通信回線には、例えばインターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった公知の通信回線が含まれる。図示しない通信回線は有線であっても無線であってもよい。

入力ユニット２８は、ユーザからの指示を受け付けてＣＰＵ２１に通知する装置であり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、ポインティングデバイス、及びマウスが用いられる。画像検査装置１０はユーザからの指示を音声で受け付けてもよく、この場合、入力ユニット２８としてマイクが用いられる。

出力ユニット２９は、ＣＰＵ２１によって処理された情報を出力する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、及び映像をスクリーンに投影するプロジェクタのような表示デバイスや、スピーカー、文字及び図形を記録媒体に形成する画像形成ユニット、並びに、情報を記憶する記憶デバイスが含まれる。

なお、画像検査装置１０は、Ｉ／Ｏ２５に接続される図６に例示したすべてのユニットを必ずしも備える必要はなく、状況に応じて必要となるユニットをＩ／Ｏ２５に接続すればよい。例えば、画像検査装置１０がオフラインで動作する場合、必ずしも通信ユニット２７は必要でない。

次に、画像検査装置１０の動作について詳細に説明する。

図７は、画像検査装置１０が読み取り画像２を受け付けた場合に、ＣＰＵ２１によって実行される検査処理の流れの一例を示すフローチャートである。検査処理を規定する画像検査プログラムは、例えば画像検査装置１０のＲＯＭ２２に予め記憶されている。画像検査装置１０のＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶される画像検査プログラムを読み込み、検査処理を実行する。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、受け付けた読み取り画像２に対応した基準画像４を不揮発性メモリ２４から取得する。具体的には、ＣＰＵ２１は、読み取り画像２に付加されている画像ＩＤを参照して、読み取り画像２に対応した基準画像４を不揮発性メモリ２４から取得すればよい。

なお、ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ２４から基準画像４を取得するのではなく、図示しない通信回線を通じて外部装置から基準画像４を取得してもよい。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ２１は、読み取り画像２及びステップＳ１０で取得した基準画像４を、それぞれ図４に示したような読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００に分割する。

図８は、読み取り画像２と基準画像４の分割例を示す図である。図８（Ａ）は図３に示した基準画像４の分割例であり、図８（Ｂ）は図２に示した読み取り画像２の分割例である。図８の例では、各々の基準画像ブロック４００及び読み取り画像ブロック２００が、それぞれ隣り合う基準画像ブロック４００及び読み取り画像ブロック２００と重複しないように予め定めた大きさで格子状に分割されている。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２０で分割した複数の基準画像ブロック４００の中から、まだ選択していない何れか１つの基準画像ブロック４００を選択する。説明の便宜上、選択された基準画像ブロック４００を「選択基準画像ブロック４００」ということにする。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００からブロック画像のエッジ情報を抽出する。「エッジ」とは、画素値によって表される画素の色情報が隣り合う画素の間で予め定めた閾値以上変化するような境界に位置する画素の集合のことであり、「輪郭線」とも呼ばれる。画素の色情報には、色相、彩度、及び明度の少なくとも１つが用いられる。したがって、線の他、色や明度の境界もエッジとして抽出される。

例えば図８（Ａ）において、選択基準画像ブロック４００として基準画像ブロック４００Ａが選択されている場合、基準画像ブロック４００ＡからはＸ軸方向に沿ったエッジが抽出される。選択基準画像ブロック４００として基準画像ブロック４００Ｂが選択されている場合、基準画像ブロック４００Ｂのブロック画像は何れも同じ濃度の塗りつぶしであるためエッジは抽出されない。選択基準画像ブロック４００として基準画像ブロック４００Ｃが選択されている場合、基準画像ブロック４００Ｃからは曲線や直線で表されたエッジが抽出される。選択基準画像ブロック４００として基準画像ブロック４００Ｄが選択されている場合、基準画像ブロック４００ＤからはＹ軸方向に沿ったエッジが抽出される。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４０で抽出したエッジ情報に基づいて選択基準画像ブロック４００におけるブロック画像のエッジの向きを特定し、選択基準画像ブロック４００をエッジの向きに応じたカテゴリーに分類する。

図９は、エッジの向きに応じて基準画像ブロック４００をカテゴリーに分類する分類例を示す図である。本実施形態では、エッジの向きに応じて基準画像ブロック４００を４つのカテゴリーに分類する。

具体的には、ＣＰＵ２１は、エッジなしのカテゴリー（「カテゴリー０」という）、エッジの向きがＸ軸方向成分、及びＹ軸方向成分からなるカテゴリー（「カテゴリー１」という）、エッジの向きがＹ軸方向成分のみのカテゴリー（「カテゴリー２」という）、並びに、エッジの向きがＸ軸方向成分のみのカテゴリー（「カテゴリー３」という）の４つのカテゴリーに基準画像ブロック４００を分類する。

基準画像ブロック４００Ｂからはエッジが抽出されていないため、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ｂをカテゴリー０に分類する。

基準画像ブロック４００Ｃからは曲線や直線で表されたエッジが抽出されている。曲線はＹ軸方向成分もＸ軸方向成分も含むため、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ｃをカテゴリー１に分類する。

基準画像ブロック４００ＤからはＹ軸方向に沿ったエッジが抽出されているため、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ｄをカテゴリー２に分類する。

基準画像ブロック４００ＡからはＸ軸方向に沿ったエッジが抽出されているため、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ａをカテゴリー３に分類する。

ステップＳ６０において、ＣＰＵ２１は、基準画像４から分割された基準画像ブロック４００のうち、まだステップＳ３０で選択していない未選択の基準画像ブロック４００が存在するか否かを判定する。未選択の基準画像ブロック４００が存在する場合にはステップＳ３０に移行して、未選択の基準画像ブロック４００の中から何れか１つの基準画像ブロック４００を選択する。ステップＳ６０の判定処理で未選択の基準画像ブロック４００は存在しないと判定されるまでステップＳ３０～Ｓ６０の各処理を繰り返し実行することで、ＣＰＵ２１は、基準画像４から分割されたすべての基準画像ブロック４００をカテゴリーに分類する。

ステップＳ６０の判定処理で未選択の基準画像ブロック４００は存在しないと判定された場合、ステップＳ７０に移行する。

ステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、エッジの向きに応じて分類したカテゴリー毎に基準画像ブロック４００の移動方向を設定する。

例えばカテゴリー３に含まれる基準画像ブロック４００はＸ軸方向に沿ったエッジしか含まないため、基準画像ブロック４００をＸ軸方向に移動させても、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００との間で照合位置を検出することは困難である。

したがって、エッジの向きと交差する方向、具体的にはエッジの向きと直交する方向を基準画像ブロック４００の移動方向に設定すればよい。すなわち、ＣＰＵ２１は、カテゴリー３に含まれる各々の基準画像ブロック４００の移動方向をＹ軸方向に設定する。

同様の理由から、カテゴリー２に含まれる基準画像ブロック４００はＹ軸方向に沿ったエッジしか含まないため、ＣＰＵ２１は、カテゴリー２に含まれる各々の基準画像ブロック４００の移動方向を、Ｙ軸と直交するＸ軸方向に設定する。

カテゴリー１に含まれる基準画像ブロック４００はＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ったそれぞれのエッジを含むため、ＣＰＵ２１は、カテゴリー１に含まれる各々の基準画像ブロック４００の移動方向を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に設定する。

カテゴリー０に含まれる基準画像ブロック４００のようにエッジを含まない基準画像ブロック４００の場合、そもそも照合位置を検出するための目印となる情報が存在しない。したがって、基準画像ブロック４００を何れの方向に移動させても照合位置を検出することは困難である。したがって、ＣＰＵ２１は、カテゴリー０に含まれる各々の基準画像ブロック４００に対しては、何れの方向にも移動方向を設定しないようにする。

すなわち、基準画像ブロック４００に対して設定する移動方向は、あらゆる移動方向の中で最も照合位置を検出しやすい移動方向に制約される。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ２１は、カテゴリーに分類した基準画像ブロック４００の中から、何れか１つの基準画像ブロック４００を選択する。

ステップＳ９０において、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００にエッジが含まれていないか否か、すなわち選択基準画像ブロック４００がカテゴリー０に分類されている基準画像ブロック４００であるか否かを判定する。選択基準画像ブロック４００にエッジが含まれる場合にはステップＳ１００に移行する。

ステップＳ１００において、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００を選択基準画像ブロック４００に設定されている移動方向に移動して、選択基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００との照合位置を検出し、選択基準画像ブロック４００の移動量から選択基準画像ブロック４００と読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する。照合位置の検出にはパターン認識等の公知の手法を用いればよい。

例えば選択基準画像ブロック４００がカテゴリー１に分類されている場合、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動して、対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する。

選択基準画像ブロック４００がカテゴリー２に分類されている場合、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００をＸ軸方向に移動して、対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する。

選択基準画像ブロック４００がカテゴリー３に分類されている場合、ＣＰＵ２１は、選択基準画像ブロック４００をＹ軸方向に移動して、対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する。

具体的には、選択基準画像ブロック４００が図８（Ａ）の基準画像ブロック４００Ａの場合、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ａに対応する読み取り画像ブロック２００である図８（Ｂ）に示した読み取り画像ブロック２００Ａに対して、基準画像ブロック４００Ａを基準位置からＹ軸方向に移動し、読み取り画像ブロック２００Ａとのずれを算出する。

選択基準画像ブロック４００が図８（Ａ）の基準画像ブロック４００Ｃの場合、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ｃに対応する読み取り画像ブロック２００である図８（Ｂ）に示した読み取り画像ブロック２００Ｃに対して、基準画像ブロック４００Ｃを基準位置からＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、読み取り画像ブロック２００Ｃとのずれを算出する。

選択基準画像ブロック４００が図８（Ａ）の基準画像ブロック４００Ｄの場合、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００Ｄに対応する読み取り画像ブロック２００である図８（Ｂ）に示した読み取り画像ブロック２００Ｄに対して、基準画像ブロック４００Ｄを基準位置からＸ軸方向に移動し、読み取り画像ブロック２００Ｄとのずれを算出する。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２１はステップＳ１００で算出した、選択基準画像ブロック４００と選択基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれをＲＡＭ２３に記憶する。

一方、ステップＳ９０の判定処理で選択基準画像ブロック４００にエッジが含まれていないと判定された場合、当該選択基準画像ブロック４００を用いて対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出することは、エッジが含まれる基準画像ブロック４００を用いて対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する場合と比較して困難になる。

したがって、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１００及びＳ１１０の各処理を実行することなく、ステップＳ１２０に移行する。

エッジが含まれない基準画像ブロック４００を用いて、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出しようとした場合、基準画像ブロック４００には照合位置を検出するための目印となる情報が存在しないため、エッジを含む基準画像ブロック４００を用いて照合位置を検出する場合と比較して照合位置を検出することが困難になる。また、この場合、仮に何らかの公知の手法を用いて照合位置が検出できたとしても、得られた照合位置の検出精度は低くなる。

したがって、基準画像ブロック４００と読み取り画像ブロック２００とのずれの検査にエッジが含まれない基準画像ブロック４００を用いないようにすることで、検査時間の短縮及び検査精度の向上が図られる。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２１は、カテゴリー分類後の基準画像ブロック４００のうち、まだステップＳ８０で選択していない未選択の基準画像ブロック４００が存在するか否かを判定する。未選択の基準画像ブロック４００が存在する場合にはステップＳ８０に移行して、カテゴリー分類後の未選択の基準画像ブロック４００の中から何れか１つの基準画像ブロック４００を選択する。ステップＳ１２０の判定処理で未選択の基準画像ブロック４００は存在しないと判定されるまでステップＳ８０～Ｓ１２０の各処理を繰り返し実行することで、各々の基準画像ブロック４００に関して、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれが算出される。

一方、ステップＳ１２０の判定処理で未選択の基準画像ブロック４００は存在しないと判定された場合にはステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ２１は、例えばステップＳ１１０で基準画像ブロック４００毎にＲＡＭ２３に記憶した、基準画像ブロック４００と基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれの平均値が基準閾値未満である場合には検査結果を「合格」に設定し、当該ずれの平均値が基準閾値以上である場合には検査結果を「不合格」に設定する。そして、ＣＰＵ２１は、読み取り画像２に対応した印刷物の検査結果を出力し、図７に示した検査処理を終了する。

このように本実施形態に係る画像検査装置１０によれば、基準画像ブロック４００に含まれるエッジの向きから基準画像ブロック４００の移動方向を設定し、設定した移動方向にのみ基準画像ブロック４００を移動させながら照合位置を検出して、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれを算出する。したがって、基準画像ブロック４００の移動方向を設定することなく、基準画像ブロック４００をあらゆる方向に移動させながら照合位置を検出する場合と比較して、検査に要する時間が短縮することになる。

なお、上記に示した検査処理では、基準画像ブロック４００をエッジの向きに応じて４つのカテゴリーに分類したが、分類するカテゴリーの数に制約はない。例えばＸ軸方向に対して斜め４５度となる方向の成分のみからなるエッジをカテゴリー４に分類するというように、カテゴリーを細分化してもよい。カテゴリー４に分類される基準画像ブロック４００の移動方向も他のカテゴリーに分類される基準画像ブロック４００と同様に、エッジの向きと直交する方向に設定すればよい。したがって、この場合にはＣＰＵ２１は、Ｘ軸に対して４５度の斜め方向に基準画像ブロック４００を移動させ、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００との照合位置を検出することになる。

更に言えば、ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００をカテゴリーに分類しなくても、基準画像ブロック４００に含まれるエッジの向きと直交する方向をその基準画像ブロック４００の移動方向に設定して、設定した移動方向を基準画像ブロック４００に対応付けてもよい。

また、上記に示した検査処理では、図８（Ａ）の基準画像ブロック４００Ｂはエッジを含まないため、基準画像ブロック４００Ｂと読み取り画像ブロック２００Ｂとのずれは算出されないことになる。しかしながら、読み取り画像２にずれが生じていれば、図８（Ｂ）に示したように読み取り画像ブロック２００Ｂにはエッジが含まれることがある。

図７のステップＳ２０では、ＣＰＵ２１は、隣り合う基準画像ブロック４００と重複しないように基準画像４を分割したが、図１０に示すように、基準画像ブロック４００Ｂを予め定めた大きさよりも拡張してやれば、拡張した基準画像ブロック４００Ｂ（「基準画像ブロック４００ＢＢ」という）にブロック画像のエッジが含まれ、読み取り画像ブロック２００Ｂとのずれが算出可能になる場合がある。

したがって、ＣＰＵ２１は図７のステップＳ２０において、基準画像４を読み取り画像２のずれの度合いに応じて予め定めた大きさよりも拡張した基準画像ブロック４００に分割してもよい。

ＣＰＵ２１は、基準画像ブロック４００の大きさを拡張するか否かの判定、及び、基準画像ブロック４００の大きさを拡張すると判定した場合の基準画像ブロック４００の拡張量を、これまでの読み取り画像２と基準画像４とのずれの傾向を記録した履歴情報を用いて決定する。例えば同じ種類の複数の印刷物に対する各々の読み取り画像２と基準画像４とのずれの平均値が３画素ある場合、ＣＰＵ２１は、基準画像４を予め定めた大きさよりＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ３画素拡大した基準画像ブロック４００に分割する。拡張したそれぞれの基準画像ブロック４００は、拡張した範囲、すなわち３画素分だけ隣り合う基準画像ブロック４００と重複することになる。

更に、ＣＰＵ２１は、特定の基準画像ブロック４００に対してのみ、予め定めた大きさよりも拡張した大きさに分割してもよい。例えば予め定めた大きさに分割するとエッジが含まれない基準画像ブロック４００を、何れかのエッジが含まれる大きさまで拡張してもよい。

また、ＣＰＵ２１は、基準画像４を予め定めた大きさよりも縮小した基準画像ブロック４００に分割してもよい。基準画像ブロック４００を予め定めた大きさよりも縮小することで、基準画像ブロック４００を予め定めた大きさに分割するよりも１つあたりの基準画像ブロック４００に含まれる情報量が少なくなる。したがって、予め定めた大きさの基準画像ブロック４００のままで照合位置の検出を行う場合よりも、照合位置の検出が行いやすくなることがある。

更に、ＣＰＵ２１は、図７のステップＳ２０において、基準画像４を予め定めた同じ大きさの基準画像ブロック４００に分割するのではなく、各々の基準画像ブロック４００の大きさを、その基準画像ブロック４００の位置における基準画像４の複雑度に応じて変化させてもよい。

例えば基準画像４が複雑な箇所ほどエッジが入り組み、読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００との照合位置を検出することが困難になる。したがって、ＣＰＵ２１は、図７のステップＳ２０において、基準画像４が複雑な箇所ほど、その箇所を含む基準画像ブロック４００の大きさを小さくすることで、読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００との照合位置の検出を行いやすくする。読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００との照合位置が検出しやすいということは、読み取り画像２と基準画像４とのずれの検査精度の向上につながる。

なお、ＣＰＵ２１は、基準画像４の各位置における複雑度を、例えば基準画像４の各位置におけるエッジの数によって設定するが、基準画像４の各位置におけるエッジの数ではなく、例えばエッジの向きのばらつき、すなわち分散値によって設定してもよい。エッジの向きのばらつきが大きい箇所ほど基準画像４が複雑な箇所と考えられるため、ＣＰＵ２１は、当該箇所を含む基準画像ブロック４００の大きさが予め定めた大きさより小さくなるように基準画像４を分割する。

図１１は、図３に示した基準画像４を基準画像４の複雑度に応じて異なる大きさの基準画像ブロック４００に分割した一例を示す図である。図１１に示すように、含まれるエッジの数が多い位置にある基準画像ブロック４００ほど、その大きさが小さく分割される。

また、ＣＰＵ２１は、図７のステップＳ２０において、受け付けた読み取り画像２をそのまま読み取り画像ブロック２００に分割したが、できるだけ読み取り画像２と基準画像４が重複するように大まかな位置合わせを行った後に読み取り画像２と基準画像４を分割した方が、位置合わせを行う前の読み取り画像２と基準画像４との一致度よりも、読み取り画像２と基準画像４との一致度の方が高くなる。これにより、ステップＳ１００で行う基準画像ブロック４００と、基準画像ブロック４００に対応する読み取り画像ブロック２００とのずれの算出が行いやすくなる。

したがって、ＣＰＵ２１は、読み取り画像２が基準画像４にできるだけ一致するように読み取り画像２に対してアフィン変換を行ってから、読み取り画像２と基準画像４をそれぞれ読み取り画像ブロック２００と基準画像ブロック４００に分割することが好ましい。なお、アフィン変換とは、読み取り画像２に対して拡大、縮小、及び回転といった加工を行う変化であり、読み取り画像２と基準画像４の線形的なずれが補正される。

アフィン変換によって、読み取り画像２と基準画像４の線形的なずれが補正されることから、基準画像ブロック４００毎に対応する読み取り画像ブロック２００に対して基準画像ブロック４００を移動させて照合位置を検出することで得られるずれは、読み取り画像２と基準画像４の非線形的なずれということになる。

以上、実施形態を用いて画像検査装置１０の一態様について説明したが、開示した画像検査装置１０の形態は一例であり、画像検査装置１０の形態は実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も開示の技術的範囲に含まれる。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、図７に示した検査処理の順序を変更してもよい。

また、上記の実施形態において、一例として検査処理をソフトウェアで実現する形態について説明した。しかしながら、図７に示したフローチャートと同等の処理をハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、検査処理をソフトウェアで実現した場合と比較して処理の高速化が図られる。

上記の実施形態において、プロセッサとは広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ）や、専用のプロセッサ（例えば ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。

また、上記の実施形態におけるプロセッサの動作は、１つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は上記の実施形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

上記の実施形態では、画像検査装置１０のＲＯＭ２２に画像検査プログラムが記憶されている例について説明したが、画像検査プログラムの記憶先はＲＯＭ２２に限定されない。本開示の画像検査プログラムは、コンピュータ２０で読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば画像検査プログラムをＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、画像検査プログラムを、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ及びメモリカードのような可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。ＲＯＭ２２、不揮発性メモリ２４、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ、及びメモリカードは非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の一例である。

更に、画像検査装置１０は、通信ユニット２７を通じて外部装置から画像検査プログラムをダウンロードし、ダウンロードした画像検査プログラムを、例えば不揮発性メモリ２４に記憶してもよい。この場合、画像検査装置１０のＣＰＵ２１は、外部装置からダウンロードした画像検査プログラムを読み込んで検査処理を実行する。

２ ・・・ 読み取り画像、４ ・・・ 基準画像、１０ ・・・ 画像検査装置、１１ ・・・ 入力部、１２ ・・・ 分割部、１３ ・・・ 移動方向設定部、１４ ・・・ 検査部、１５ ・・・ 出力部、１６ ・・・ データ格納ＤＢ、２０ ・・・ コンピュータ、２１ ・・・ ＣＰＵ、２２ ・・・ ＲＯＭ、２３ ・・・ ＲＡＭ、２４ ・・・ 不揮発性メモリ、２５ ・・・ Ｉ／Ｏ、２６ ・・・ バス、２７ ・・・ 通信ユニット、２８ ・・・ 入力ユニット、２９ ・・・ 出力ユニット、２００（２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ） ・・・ 読み取り画像ブロック、４００（４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、４００Ｄ、４００ＢＢ） ・・・ 基準画像ブロック（選択基準画像ブロック）

Claims (10)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   印刷画像を読み取った読み取り画像と前記印刷画像の本来の形状を示す基準画像を、それぞれ同じ形状の複数の領域に分割し、
   領域内における前記基準画像の特徴に応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に対して領域の移動方向を設定し、
   前記読み取り画像と前記基準画像の対応する領域毎に、前記基準画像の領域を領域に設定された移動方向に移動して、前記読み取り画像と前記基準画像のずれを検査する
   画像検査装置。
2. 前記プロセッサは、領域内における前記基準画像の輪郭線の向きに応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に領域の移動方向を設定する
   請求項１記載の画像検査装置。
3. 前記プロセッサは、領域内における前記基準画像のすべての輪郭線の向きが一方向に向いている場合、領域の移動方向を前記一方向と交差する方向に設定する
   請求項２記載の画像検査装置。
4. 前記プロセッサは、領域内における前記基準画像に輪郭線が含まれない場合、領域の移動方向を何れの方向にも対応付けないように設定し、
   前記読み取り画像と前記基準画像のずれの検査に対して、輪郭線が含まれない前記基準画像の領域を用いないようにする
   請求項２又は請求項３記載の画像検査装置。
5. 前記プロセッサは、前記基準画像の領域を予め定めた大きさよりも拡張し、拡張した領域の範囲が前記基準画像の他の領域と重複するように前記基準画像を複数の領域に分割する
   請求項１～請求項４の何れか１項に記載の画像検査装置。
6. 前記プロセッサは、分割した前記基準画像の領域の拡張量を、前記読み取り画像と前記基準画像のずれの傾向を記録した履歴情報を用いて設定する
   請求項５記載の画像検査装置。
7. 前記プロセッサは、前記基準画像における各々の領域の大きさを、領域の位置に対応した前記基準画像の複雑度に応じて変化させる
   請求項１～請求項６の何れか１項に記載の画像検査装置。
8. 前記プロセッサは、領域の位置に対応した前記基準画像の複雑度を、領域の位置に対応した前記基準画像の輪郭線の数によって設定する
   請求項７記載の画像検査装置。
9. 前記プロセッサは、前記基準画像と加工前の前記読み取り画像との一致度よりも、前記基準画像と加工後の前記読み取り画像との一致度が高くなるように、前記読み取り画像と前記基準画像を複数の領域に分割する前に前記読み取り画像に対して拡大、縮小、及び回転の少なくとも１つの加工を行う
   請求項１～請求項８の何れか１項に記載の画像検査装置。
10. コンピュータに、
    印刷画像を読み取った読み取り画像と前記印刷画像の本来の形状を示す基準画像を、それぞれ同じ形状の複数の領域に分割し、
    領域内における前記基準画像の特徴に応じて、分割した前記基準画像の領域の各々に対して領域の移動方向を設定し、
    前記読み取り画像と前記基準画像の対応する領域毎に、前記基準画像の領域を領域に設定された移動方向に移動して、前記読み取り画像と前記基準画像のずれを検査する処理を実行させる
    画像検査プログラム。

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