JP2024051445A - 印刷媒体の検品システム、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ずれの程度や絵柄の大きさによって、位置合わせの初期段階で検査対象画像の絵柄と参照画像の絵柄が位置的に重ならない場合に、位置合わせ精度の低下を防止する。【解決手段】 参照画像と検査画像とから検査画像の検品を行う検品システムを開示した。検査システムの一例は、１００である。異なる大きさを持つ位置合わせのための複数の注目範囲を順次ＣＰＵ１０６がもちいる。これにより、ＣＰＵ１０６は、参照画像と検査画像との位置合わせを行うことを説明した。そして、位置合わせを行うことで、参照画像と検査画像との検査を行う。【選択図】 図１４

Description

本発明は、印刷処理にて出力された印刷物等の出力結果を検査することが可能な検品システム、その制御方法、及びプログラム等に関する。

印刷装置から出力される印刷物において、インクやトナー等の色材が意図しない箇所に付着する等の汚れが発生する場合がある。或いは、画像を形成すべき箇所に十分な色材が付着せず、本来よりも色が薄くなってしまう色抜けが発生する場合がある。こうした汚れや色抜けといった、いわゆる印刷欠陥は、印刷物の品質を低下させる。印刷物の品質を保証するために、印刷物の欠陥の検査が行われている。

欠陥の有無を検査員が目視にて検査する目視検査は、多くの時間とコストを必要とするため、近年、目視に頼らずに、自動で検査を行う検査システムが提案されている。自動で検査を行う検査システムにおいて、印刷出力される画像をスキャナで読み取り、参照画像（いわゆる基準画像）と比較することで検査する方法がある。このように画像同士を比較して画像検査を行う場合、画像の位置合わせが検査の精度に大きく影響を与えるため、位置合わせを高精度に行うことが重要となる。

位置合わせ技術として、特徴点を抽出して射影変換等の剛体位置合わせによって位置合わせを行うことが知られている。しかし、剛体変換による位置合わせでは、搬送ムラや紙の伸びによる局所的な位置ずれを合わせることはできない。一方、より高精度な位置合わせ技術として、自由形状位置合わせ（ＦＦＤ： Ｆｒｅｅ－Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）といった非剛体位置合わせが知られている。非剛体位置合わせを用いることで画像のずれや回転だけではなく、局所的な変倍、位置ずれを含めた位置合わせが可能となる。このため、剛体変換による位置合わせと比べてより高精度な位置合わせが可能となる。

自由形状位置合わせでは、画像の形状を制御する複数の制御点が画像上に格子状に配置され、一つ一つの制御点を移動させることによって画像の変形が行われる。自由形状位置合わせでは、検査対象画像を参照画像に位置合わせするための変形を行うために、画像の誤差を算出し、その誤差が最小となる方向に制御点の位置を逐次更新する。

また、特許文献１では、非剛体位置合わせを用いて正確かつ高速に位置合わせを行う技術が開示されている。

特開２０１４－１０８３４９号公報

しかしながら、従来の位置合わせでは、ずれの程度や絵柄の大きさによって、位置合わせの初期段階で検査対象画像の絵柄と参照画像の絵柄が位置的に重ならない場合に、ずれの方向を計算することができず、位置合わせ精度が低下する場合があった。

本発明の目的は、印刷処理の出力結果の検品精度向上を目的とする。

また、参照画像と検査対象画像の位置合わせのために絵柄や文字などを用いることが困難な場合であっても、位置を合わせることができる仕組みを提供することをさらに別の目的とする。

参照画像と検査画像とから検査画像の検品を行う検品システムにおいて、
異なる大きさを持つ位置合わせのための複数の注目範囲を順次に用いて、前記参照画像と検査画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段によって位置合わせを行うことで、前記参照画像と検査画像との検査を行う検査手段とを備える検品システムが一例として開示される。

本発明の一つの側面によれば、印刷処理の出力結果の検品精度を向上することが出来る。

別の発明のさらなる別の側面によれば、参照画像と検査対象画像の位置合わせのために絵柄や文字などを用いることが困難な場合であっても、位置を合わせることができる仕組みを提供することが出来る。

本発明の実施の形態に係る検査装置を含む検査システムの構成図である。 図１の検査装置のソフトウェアモジュールの構成を概略的に示すブロック図である。 図１の検査装置によって実行される検査処理の手順を示すフローチャートである。 図１のＵＩパネルに表示される結果表示画面の一例を示す図である。 図３のステップＳ３０５の欠陥検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図５のステップＳ５０３にて用いられるフィルタの一例を示す図である。 図５のステップＳ５０１の位置合わせ処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図７の位置合わせ処理で使用される画像の一例を説明するための図である。 図７の位置合わせ処理で使用される制御点の一例を説明するための図である。 本実施の形態における制御点の位置の更新の一例を説明するための図である。 本実施の形態における制御点の位置の更新の一例を説明するための図である。 本実施の形態における制御点の位置の更新の一例を説明するための図である。 図５のステップＳ５０１の位置合わせ処理の他の手順の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の考え方の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１の実施形態＞
［装置の説明］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る検査装置１０５を含む検査システム１００の構成図である。図１において、検査システム１００は、サーバ１０１、印刷装置１０２、及び検査装置１０５を備える。検査システム１００では、サーバ１０１が生成した印刷ジョブデータに基づいて印刷装置１０２が印刷物を出力し、検査装置１０５が当該印刷物の欠陥の有無を検査する。

サーバ１０１は、印刷ジョブデータを生成し、生成した印刷ジョブデータを印刷装置１０２へ送信する。サーバ１０１には、不図示の複数の外部装置がネットワークを介して通信可能に接続されている。サーバ１０１は、これらの外部装置から印刷ジョブデータの生成依頼等を受信する。

印刷装置１０２は、サーバ１０１から受信した印刷ジョブデータに基づいて用紙上に画像を形成する。なお、本実施の形態では、印刷装置１０２が電子写真方式を用いる構成について説明するが、この構成に限られず、印刷装置１０２がオフセット印刷方式やインクジェット方式等の他の印刷方式を用いる構成であってもよい。印刷装置１０２は、給紙部１０３を備える。給紙部１０３には、ユーザによって用紙が予めセットされている。印刷装置１０２は、サーバ１０１から受信した印刷ジョブデータに基づいて、給紙部１０３にセットされた用紙を搬送路１０４に沿って搬送し、当該用紙の片面又は両面に画像を形成し、画像が形成された印刷物を検査装置１０５へ出力する。

検査装置１０５は、ＣＰＵ１０６、ＲＡＭ１０７、ＲＯＭ１０８、主記憶部１０９、画像読取部１１０、印刷装置Ｉ／Ｆ１１１、汎用Ｉ／Ｆ１１２、及びＵＩパネル１１３を備える。ＣＰＵ１０６、ＲＡＭ１０７、ＲＯＭ１０８、主記憶部１０９、画像読取部１１０、印刷装置Ｉ／Ｆ１１１、汎用Ｉ／Ｆ１１２、及びＵＩパネル１１３は、メインバス１１４を介して互いに接続されている。また、検査装置１０５は、印刷装置１０２の搬送路１０４と接続された搬送路１１５、出力トレイ１１６、及び出力トレイ１１７を備える。

ＣＰＵ１０６は、検査装置１０５全体を制御するプロセッサである。ＲＡＭ１０７は、ＣＰＵ１０６の主メモリやワークエリア等として機能する。ＲＯＭ１０８は、ＣＰＵ１０６によって実行される複数のプログラムを格納する。主記憶部１０９は、ＣＰＵ１０６によって実行されるアプリケーションや、画像処理に用いられるデータ等を記憶する。画像読取部１１０は、印刷装置１０２から出力された検査対象となる印刷物の片面又は両面を読み取って当該印刷物のスキャン画像を生成する。具体的に、画像読取部１１０は、搬送路１１５の近傍に設けられた１以上の読取センサ（不図示）を用いて、搬送される印刷物の片面又は両面を読み取る。当該読取センサは、片面側のみに設けられてもよいし、両面を同時に読み取るために、搬送される印刷物の表面側と裏面側の両側に設けられてもよい。読取センサが印刷物の片面側のみに設けられる構成では、一方の面を読み取った印刷物を搬送路１１５における不図示の両面搬送路に搬送して当該印刷物の表裏を反転させて上記読取センサが他方の面を読み取る。

印刷装置Ｉ／Ｆ１１１は、印刷装置１０２と接続され、印刷装置１０２と印刷物の処理タイミングの同期を取ったり、互いの稼働状況を通知し合ったりする。汎用Ｉ／Ｆ１１２は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のシリアルバスインタフェースである。例えば、汎用Ｉ／Ｆ１１２にＵＳＢメモリを接続することで、主記憶部１０９に格納されたログ等のデータを上記ＵＳＢメモリに書き込んで持ち出したり、上記ＵＳＢメモリに格納されたデータを検査装置１０５に取り込んだりすることができる。ＵＩパネル１１３は、例えば、液晶ディスプレイ（表示部）である。ＵＩパネル１１３は、検査装置１０５のユーザインタフェースとして機能し、現在の状況や設定を表示してユーザに伝える。また、ＵＩパネル１１３は、タッチパネルの液晶ディスプレイであり、表示したボタンがユーザによって操作されることによりユーザからの指示を受け付けることができる。

検査装置１０５では、画像読取部１１０が印刷装置１０２から出力された検査対象となる印刷物を読み取って当該印刷物のスキャン画像（以下、「検査対象画像」という。）を生成する。また、検査装置１０５では、後述する図２の画像検査モジュール２０５が検査対象画像と、予め正解画像として登録された参照画像とを比較して上記印刷物の欠陥の有無を検査する。印刷物の欠陥とは、インクやトナー等の色材が意図しない箇所に付着する汚れや、画像を形成すべき箇所に十分な色材が付着せずに本来よりも色が薄くなってしまう色抜け等といった印刷物の品質を低下させるものである。検査装置１０５は、検査に合格した印刷物を出力トレイ１１６へ出力し、検査に合格しなかった印刷物を出力トレイ１１７へ出力する。このようにして、一定の品質が保証された印刷物のみを納品用の成果物として出力トレイ１１６に集めることができる。

［モジュールの説明］
図２は、図１の検査装置１０５のソフトウェアモジュールの構成を概略的に示すブロック図である。検査装置１０５は、ソフトウェアモジュールとして次を備える。画像取得モジュール２０１、検査処理選択モジュール２０２、位置合わせ処理モジュール２０３、処理パラメータ設定モジュール２０４を備える。また、画像検査モジュール２０５、及び検査結果出力モジュール２０６を備える。これらは図２に記載されている。これら各モジュールによる処理は、ＣＰＵ１０６がＲＯＭ１０８に格納されるプログラムをＲＡＭ１０７に読み出して実行することによって実現される。

画像取得モジュール２０１は、画像読取部１１０から検査対象画像を取得する。また、画像取得モジュール２０１は、予め正解画像として登録された参照画像をＲＡＭ１０７又は主記憶部１０９から取得する。検査処理選択モジュール２０２は、ユーザがＵＩパネル１１３に表示された選択画面（不図示）に入力した情報に基づいて、欠陥検出処理を選択する。この選択画面では、例えば、欠陥の種類が選択される。検査処理選択モジュール２０２は、画像検査モジュール２０５が実行可能な複数の欠陥検出処理の中から、選択された種類の欠陥を検出するための欠陥検出処理を選択する。欠陥の種類として、例えば、点形状の欠陥や線形状（スジ）の欠陥が挙げられる。なお、欠陥の種類は、これらに限られず、画像ムラや面形状の欠陥等の任意の種類の欠陥が含まれていてもよい。ユーザによって欠陥の種類が選択されない場合、検査処理選択モジュール２０２は、デフォルトで設定された欠陥検出処理を選択する。

位置合わせ処理モジュール２０３は、検査対象画像と参照画像の位置合わせを行う後述する図７の位置合わせ処理を実行する。処理パラメータ設定モジュール２０４は、検査処理選択モジュール２０２によって選択された欠陥検出処理にて用いられるパラメータを設定する。パラメータは、ユーザが選択した種類の欠陥を強調するためのフィルタや、欠陥を判別するための欠陥判別閾値を含む。画像検査モジュール２０５は、検査処理選択モジュール２０２によって選択された欠陥検出処理を実行する。検査結果出力モジュール２０６は、検査した結果をＵＩパネル１１３に表示させる。ＵＩパネル１１３による前述および後述の表示は、ネットワークを介して接続されるその他の画像形成装置、ＰＣ（図示せず）などの表示部によりなされてもよい。

［検査処理手順］
図３は、図１の検査装置１０５によって実行される検査処理の手順を示すフローチャートである。図３の検査処理は、ＣＰＵ１０６がＲＯＭ１０８に格納されたプログラムをＲＡＭ１０７に読み出して実行することによって実現される。

図３において、ＣＰＵ１０６は、ユーザがＵＩパネル１１３に表示された上記選択画面に入力した情報に基づいて、検査対象画像の検査に必要となる検査設定を行う（ステップＳ３０１）。例えば、ステップＳ３０１では、検査処理選択モジュール２０２が、ユーザによって選択された１つ以上の欠陥の種類に基づいて１つ以上の欠陥検出処理を選択する。また、処理パラメータ設定モジュール２０４が、検査処理選択モジュール２０２によって選択された各欠陥検出処理にて用いられるパラメータを設定する。

次いで、ＣＰＵ１０６は画像取得モジュール２０１により、参照画像をＲＡＭ１０７又は主記憶部１０９から取得する（ステップＳ３０２）。次いで、ＣＰＵ１０６は画像取得モジュール２０１により、画像読取部１１０から検査対象画像を取得する（ステップＳ３０３）。なお、ステップＳ３０３において、画像読取部１１０によって予め生成されて主記憶部１０９に保持されていた検査対象画像を取得する構成でもよい。

次いで、ＣＰＵ１０６は、検査処理選択モジュール２０２によって選択された１つ以上の欠陥検出処理の中から、実行する欠陥検出処理を設定する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４では、例えば、優先的に実行することが予め登録されている欠陥検出処理や、ユーザが最初に選択した欠陥の種類に対応する欠陥検出処理が設定される。

次いで、ＣＰＵ１０６は、後述する図５の欠陥検出処理を実行する（ステップＳ３０５）。次いで、ＣＰＵ１０６は、選択された全ての欠陥検出処理の実行を終了したか否かを判別する（ステップＳ３０６）。

ステップＳ３０６において、選択された何れかの欠陥検出処理の実行を終了しないと判別された場合、ＣＰＵ１０６は、未実行の欠陥検出処理の中から、実行する欠陥検出処理を設定し（ステップＳ３０７）、検査処理はステップＳ３０５へ戻る。

ステップＳ３０６において、選択された全ての欠陥検出処理の実行を終了したと判別された場合、ＣＰＵ１０６は検査結果出力モジュール２０６により、検査した結果を示す図４の結果表示画面４０１をＵＩパネル１１３に表示させる（ステップＳ３０８）。結果表示画面４０１には、検査対象画像４０２が表示される。例えば、点状欠陥であると判別された欠陥４０３の近傍には、「点状欠陥」の文字が表示される。また、線状欠陥であると判別された欠陥４０４の近傍には「線状欠陥」の文字が表示される。また、４０５、４０６に示すように、検査対象画像４０２における各欠陥の座標も表示される。なお、検査した結果の表示方法について、上述した方法に限定されるものではなく、例えば、欠陥の種類毎に異なる色で表示する等、検出された欠陥が複数の欠陥検出処理の何れによって検出された欠陥であるかをユーザが認識可能な表示方法であればよい。ステップＳ３０８の処理を終了すると、検査処理は終了する。

［欠陥検出処理］
図５は、図３のステップＳ３０５の欠陥検出処理の手順を示すフローチャートである。図５において、ＣＰＵ１０６は位置合わせ処理モジュール２０３により、後述する図７の位置合わせ処理を実行し（ステップＳ５０１）、検査対象画像と参照画像の位置合わせを行う。次いで、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、位置合わせ済みの検査対象画像と参照画像とを比較して差分画像を生成する（ステップＳ５０２）。差分画像は、例えば、参照画像と検査対象画像とを画素毎に比較し、画素値、例えば、ＲＧＢ毎の濃度値の差分値を画素毎に取得して生成された画像である。

次いで、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、上記差分画像に対し、特定の形状を強調するためのフィルタ処理を実行する（ステップＳ５０３）。例えば、図６（ａ）は、点状の欠陥を強調するためのフィルタであり、図６（ｂ）は副走査方向の線状の欠陥を強調するためのフィルタである。これらのフィルタは、ステップＳ３０４又はＳ３０７にて設定された欠陥検出処理の種類に応じて変更される。例えば、ステップＳ３０４又はＳ３０７にて設定された欠陥検出処理が点状欠陥を検出するための欠陥検出処理である場合、図６（ａ）のフィルタを用いてステップＳ５０３のフィルタ処理が実行される。一方、ステップＳ３０４又はＳ３０７にて設定された欠陥検出処理が副走査方向の線状欠陥を検出するための欠陥検出処理である場合、図６（ｂ）のフィルタを用いてステップＳ５０３のフィルタ処理が実行される。

次いで、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、フィルタ処理済みの差分画像に対し、二値化処理を実行する（ステップＳ５０４）。これにより、差分値が上記欠陥判別閾値を超える画素の画素値を「１」とし、上記欠陥判別閾値以下の画素の画素値を「０」とした画像（以下、「差分二値化画像」という。）が生成される。次いで、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、差分二値化画像を用いて、欠陥判別閾値を超える画素が存在するか否かを判別する（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０５において、欠陥判別閾値を超える画素が存在しないと判別された場合、欠陥箇所が無いものとして、欠陥検出処理は終了する。ステップＳ５０５において、欠陥判別閾値を超える画素が存在すると判別された場合、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、検出した欠陥に関する情報をＲＡＭ１０７や主記憶部１０９に記憶する（ステップＳ５０６）。具体的に、ＣＰＵ１０６は画像検査モジュール２０５により、欠陥箇所を検出した欠陥検出処理の種類と、欠陥箇所の座標とを対応付けてＲＡＭ１０７や主記憶部１０９に記憶する。その後、欠陥検出処理は終了する。

図５の欠陥検出処理はステップＳ３０５のサブルーチンであり、１つの欠陥検出処理の流れを示すものである。従って、ステップＳ３０５のサブルーチンが呼び出される毎に、選択された種類の欠陥検出処理が実行される。また、ステップＳ５０３では、選択された種類の欠陥検出処理に対応するフィルタを用いてフィルタ処理が実行される。

本実施の形態では、欠陥検出処理として、点状欠陥を検出する欠陥検出処理と、線状欠陥を検出する欠陥検出処理を例に説明したが、欠陥検出処理の種類はこれらに限られない。つまり、本発明には、ユーザが所望の欠陥を検出可能な欠陥検出処理であれば適用可能であり、その種類を限定するものではない。

［位置合わせ処理］
図７は、図５のステップＳ５０１の位置合わせ処理の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、図８に示す参照画像Ｔに検査対象画像Ｉを位置合わせした位置合わせ済みの検査対象画像（以下、「位置合わせ画像」という。）Ｉ’を生成する例について説明する。なお、Ｉ（ｘ，ｙ）、Ｔ（ｘ，ｙ）、Ｉ’（ｘ，ｙ）は、それぞれ座標（ｘ，ｙ）における画素値を表す。

図７において、位置合わせ処理モジュール２０３は、初期位置合わせを行う（ステップＳ７０１）。ステップＳ７０１では、例えば、特徴点を抽出し、特徴点のユークリッド距離の総和が最小になるように射影変換を行うといった位置合わせ手法を用いる。次いで、位置合わせ処理モジュール２０３は、制御点の配置を行う（ステップＳ７０２）（制御点配置手段）。ステップＳ７０２において、位置合わせ処理モジュール２０３は、検査対象画像Ｉ（印刷物のスキャン画像上）上にＬ×Ｍ個の制御点を格子状に配置する。なお、制御点間の距離δは、Ｌ、Ｍの値と画像サイズから算出される。また、図９（ａ）に示すように、ｌ行ｍ列目の制御点の座標をｐ_ｌ，ｍ（ｌ＝１，．．，Ｌ， ｍ＝１，．．，Ｍ）とする。

次いで、後述する計算範囲を決定する値である、座標算出に使用する制御点数ｎ_ｈの初期値をセットする（ステップＳ７０３）。この値は、後述する理由により、なるべく大きい数を設定する。これは、計算範囲初期値設定の一例である。

次いで、制御点が更新された量を保持する更新量合計値をゼロにセットする（ステップＳ７０４）。

次いで、位置合わせ処理モジュール２０３は、ステップＳ７０５からステップＳ７０８を繰り返すことで、制御点の位置を更新する。更新手段の一例である。

まず、図９（ａ）の制御点の初期値または図９（ｂ）の検査対象画像Ｉに示す後述の制御点位置の更新処理（ステップＳ７０６）により更新された制御点を用いて画素の更新を行う（ステップＳ７０５）。更新式を下記式（１）に示す。ｗ（ｘ，ｙ，ｎ_ｈ）は、位置合わせ画像Ｉ’における座標（ｘ，ｙ）に対応する検査対象画像Ｉの座標を算出するための変換式である。本実施形態では、変換式として３次Ｂスプラインを用いたＦＦＤを用いる。図９（ａ）または（ｂ）の範囲

は、座標ｗ（ｘ，ｙ，ｎ_ｈ）を求めるために使用する制御点の範囲である。ｎ_ｈは、範囲

に含まれる制御点の数である。本実施形態では、一般的な３次Ｂスプラインを用いたＦＦＤが座標（ｘ，ｙ）近傍の制御点１６点を使用するのに対し、１６点以上の制御点数ｎ_ｈを使用することで、後述する制御点の位置の更新時に、より広範囲の絵柄の情報を使用し、通常より大域的に位置を合わせる。制御点数ｎ_ｈを用いて範囲

を決める方法としては、Ｂスプライン関数の引数を１６／ｎ_ｈで割って関数を拡大または縮小することで、Ｂスプラインが０より大きい値を取る範囲を制御する。

次いで、位置合わせ処理モジュール２０３は、制御点の位置を更新する（ステップＳ７０６）。更新式を下記式（２）に示す。μは、重み係数を表し、例えば、０．１のような値でもよく、また、制御点の更新の速度に合わせて変えてもよい。∇_ｃは、下記式（３）で表され、図９（ｂ）の位置合わせ画像Ｉ’の制御点ｐ_ｌ，ｍの近傍にある画素の範囲

における位置合わせ画像Ｉ’と参照画像Ｔの画素値の差の二乗和の微分値である。本実施形態において範囲

は、制御点ｐ_ｌ，ｍの近傍でＢスプラインが０より大きい値を取る範囲であり、範囲

と同様に制御点数ｎ_ｈで制御する。図９（ｂ）の検査対象画像Ｉに配置した制御点が示すように、制御点は参照画像Ｔに対してずれている方向に動かす必要がある。従って下記式（３）の∇_ｃは、範囲

内の各ピクセルのずれの方向を求め、その和を計算していると捉えることができる。また、下記式（３）を展開した下記式（４）内の微分式∂Ｉ’（ｘ，ｙ）／∂ｗ（ｘ，ｙ）は、位置合わせ画像Ｉ’の位置（ｘ，ｙ）が絵柄のエッジであるときに０以外の値を取る。すなわち、下記式（４）は、範囲

内の絵柄のエッジ部のピクセルに対して、ずれの方向を計算すると捉えることができる。

図１０は、位置合わせ画像Ｉ’の各ピクセルに対して、下記式（４）で計算したずれの方向を矢印で模式的に表したものである。領域１００１は制御点１００２に対する範囲

が表す範囲を、絵柄１００３および１００４はそれぞれ参照画像Ｔ、位置合わせ画像Ｉ’上の絵柄を示す。絵柄１００４は絵柄１００３と絵柄の一部が位置的に重なっている。絵柄１００４のエッジのうち絵柄１００３と重なっている部分については、ずれの方向を正しく計算することができる。また、重なっていない部分については、エッジの内側から外側への方向にずれていると判断される。結果、ずれの方向の和をとると、絵柄１００４は全体的に右下の方向へずれていることがわかる。

しかし、図１１の絵柄１１０３と絵柄１１０４のように、ずれが大きかったり、絵柄が小さかったりして位置的に重ならないとき、エッジのすべてのピクセルは、内側から外側への方向にずれている、すなわち絵柄１１０４の内部に絵柄１１０３があると判断される。結果、ずれの方向の和を取るとずれがキャンセルされてしまう。従って、ある絵柄が位置的に重ならないとき、どちらの方向にずれているかを、その絵柄の位置関係だけでは求めることができない。

次に図１４を用いて、本実施形態の模式図を説明する。図１４に示す如く、最初はある程度大きな範囲を注目範囲として計算の対象とする。そして、大域的に位置合わせをするために、制御点を更新する。その後、注目範囲を段階的に狭めて制御点の更新を行い、いわば、局所的な位置合わせへ移る。これによりある絵柄がある注目範囲において位置的に重ならないような場合でも、位置合わせの精度の向上を図ることが出来る。以下に実装例として説明する。

本実施形態では、制御点の更新において、計算に使用する画素の範囲

を当初広い範囲に設定する。これは第一の注目範囲の一例である。図１２を用いて説明する。範囲１２０１のように範囲

を広い範囲に設定することで、参照画像Ｔ、位置合わせ画像Ｉ’上のそれぞれ絵柄１２０５、１２０６のように位置が重なっている絵柄が計算範囲に含まれやすくなる。これにより、制御点周辺のずれの方向を大局的に求めることができる。本実施形態では、ステップＳ７０３において、座標算出に使用する制御点数ｎ_ｈの初期値を大きくすることで範囲

を広い範囲に設定する。

次いで、位置合わせ処理モジュール２０３は、画素および制御点位置の更新を継続するか否かの判断を行う（ステップＳ７０７）。本実施形態では、全制御点の中での制御点位置の更新量の最大値が閾値以上かどうかで判別する。閾値以上の場合、まだ制御点が移動できる余地があると判断できるため、更新を継続する。閾値未満の場合、これ以上更新しても制御点は移動しないと判断できるため、更新を完了する。また、ユーザがあらかじめ指定した回数だけ更新を継続するようにしてもよい。

更新を継続する場合、更新量合計値にすべての制御点の更新量を加算する（ステップＳ７０８）。次いで、画素の更新ステップＳ７０５へ戻る。

更新が完了した場合、後述する計算範囲変更を実施するか否かの判断を、更新量合計値が閾値以上かどうかで判別する（ステップＳ７０９）（更新継続手段）。閾値以上の場合、更新にはまだ余地があるとして、次の計算範囲変更のステップＳ７１０へ進む。閾値未満の場合、これ以上更新の余地はないとして、計算範囲変更は行わない。その場合、更新した制御点を用いて位置合わせ済み画像を生成し、位置合わせ処理を終了する（ステップＳ７１１）。

次いで、位置合わせ処理モジュール２０３は、画素および制御点の更新時の計算範囲

および

を狭くする（ステップＳ７１０）（計算範囲変更手段）。すなわち、これは第一の注目範囲とは異なる第二の注目範囲の一例である。計算範囲を広げると、大局的な位置のずれを求めることができるが、制御点近傍の局所的なずれの方向が求められなくなる。計算範囲は、注目範囲の一方で、計算範囲を狭くすると、局所的な位置ずれを求めることができる。そこで、本実施形態では、まず広い計算範囲で大局的に位置を合わせることで、位置が重ならない絵柄に対してもある程度位置を合わせる。次に、範囲を狭くすることで、局所的な位置ずれを求める。

広い計算範囲が、第一の大きさの第一の注目範囲と、上記の範囲を狭くした範囲が、第一の大きさより小さい第二の大きさを持つ第二の注目範囲の一例である。

ただし、計算範囲を急速に狭くすると、十分に位置が重なっていない絵柄に対して位置を合わせられなくなる。そこで、計算範囲変更と制御点更新を繰り返し行い、計算範囲を徐々に狭くする。これにより、徐々に大局的から局所的な位置合わせへと精度を高めながら移行する。本実施形態では、計算範囲は制御点数ｎ_ｈで制御する。例えば、計算範囲変更を実施するたびに、制御点数ｎ_ｈを４分の１に減らすことで、計算範囲の一辺を半分に縮小する。ただし、制御点数ｎ_ｈが１６点である場合、計算範囲は変更しない。次いで、更新量をゼロにセットするステップＳ７０４へ戻る。最初の広い計算範囲が、第一の大きさの第一の注目範囲の一例である。そして、段階的に範囲を狭くした範囲が、第一の大きさより小さい第二の大きさを持つ第二の注目範囲の一例である。

上述した実施形態によれば、まず広い計算範囲を初期値に設定して制御点を更新することで大局的に位置を合わせる。そして、計算範囲の一辺を半分に小さくする計算範囲変更と制御点更新を繰り返し行う。これにより、徐々に大局的から局所的な位置合わせへと精度を高める。これにより、位置的に重ならない絵柄があっても、徐々に大局的から局所的な位置合わせを行うことによって、高精度に位置を合わせることができる。

また、上述した実施形態においては、計算範囲変更を実施するか否かの判断を、更新量合計値が閾値以上かどうかで判断した。しかし、計算範囲変更を行わない一般的な自由形状位置合わせと比較して計算時間が増加するため、ユーザがあらかじめ指定した回数だけ計算範囲変更を実施するようにしてもよい。例えば、計算範囲変更回数を０回に設定した場合、計算範囲変更を行わない一般的な自由形状位置合わせと同じ位置合わせ処理を行う。

［別の実施形態］
上述した実施の形態では、計算範囲を決定する値として、格子点の１辺の数ｎ_ｈを用いる場合について説明した。しかし、計算範囲を広くすると、計算時間が大きくなる。一方、検査対象画像Ｉ（印刷物のスキャン画像上）上に配置する制御点の数Ｌ×Ｍ個を変更することでも計算範囲を決めることができる。配置する制御点の数を小さくすることで、制御点の位置の更新にかかる計算時間を短縮することができる。

図１３は、図５のステップＳ５０１の位置合わせ処理の他の手順を示すフローチャートである。なお、図１３の位置合わせ処理は、図７の位置合わせ処理に類似する処理であり、以下では、図７の位置合わせ処理と異なる内容について説明する。

ステップＳ１３０２において、位置合わせ処理モジュール２０３は、検査対象画像Ｉ（印刷物のスキャン画像上）上にＬ_ｈ×Ｍ_ｈ個の制御点を格子状に配置する（計算範囲初期値設定手段）。次いで、座標算出に使用する制御点数ｎ_ｈをセットする（例えば、ｎ_ｈ＝１６）（ステップＳ１３０３）。

ステップＳ１３１０において、位置合わせ処理モジュール２０３は、検査対象画像Ｉ上に配置する制御点の個数Ｌ_ｈ×Ｍ_ｈを変更することで、計算範囲変更を実施する（計算範囲変更手段）。検査対象画像Ｉ上に配置する制御点の個数を変更すると、制御点の間隔が変わるため、計算範囲の制御点数ｎ_ｈを固定にしても、計算範囲を変えることができる。例えば、本ステップを実施するたびに、制御点の個数Ｌ_ｈ、Ｍ_ｈをそれぞれ２倍に増やすことで、計算範囲の一辺を半分に縮小する。ただし、制御点の個数を増やしたとき、増やす前の制御点の配置を引き継ぐ必要がある。そこで、次の手順で新しい制御点の配置を求める。まず、個数を増やした制御点と同じ数の等間隔な格子点を用意する。次に、その格子点を、個数を増やす前の制御点を用いて移動させる。次に、移動前後の格子点の位置をもとに、ｚ変換などを用いて個数を増やした制御点の位置を算出する。

上述した実施の形態によれば、位置的に重ならない絵柄があっても、徐々に大局的から局所的な位置合わせを行うことによって、高精度に位置を合わせることができる。さらに、本実施例では、初期段階において制御点の個数を小さくできるため、制御点の位置の更新にかかる計算時間の短縮ができる。

以上説明したように、本実施形態では、下記を説明した。参照画像と検査画像とから検査画像の検品を行う検品システムを開示した。検査システムの一例は、１００である。

異なる大きさを持つ位置合わせのための複数の注目範囲を順次ＣＰＵ１０６がもちいる。これにより、ＣＰＵ１０６は、参照画像と検査画像との位置合わせを行うことを説明した。そして、位置合わせを行うことで、参照画像と検査画像との検査を行う。

さらに、複数の注目範囲は、第一の大きさの第一の注目範囲と、第一の大きさより小さい第二の大きさを持つ第二の注目範囲がある。ＣＰＵ１０６は、第一の注目範囲を用いて第一の位置合わせを行う。そして、第一の位置合わせを行った後、ＣＰＵ１０６は第二の注目範囲を用いて位置合わせをさらに行う。ＣＰＵ１０６は、前記第一の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第一の位置合わせを行なう。ＣＰＵ１０６は、第一の位置合わせの後、前記第二の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第二の位置合わせを行う。制御点は、参照画像と検査画像において格子状に配置され、非剛体の変形規則に基づいて前記制御点の位置をＣＰＵ１０６は更新する。

印刷された媒体を読み取って当該印刷物のスキャン画像を生成する読み取り手段の一例として、読み取り部１１０を説明した。印刷媒体の一例としては、紙、電子回路の基板、木の板、プラスチックの板などがある。ＣＤやＤＶＤなど、材質は紙に限らず、形状も四角形には限らない。電子写真またはインクジェットその他の印刷技術で絵柄や文字が印字された媒体であればなんでもよい。スキャン画像を検査画像とし、検査画像と参照画像との位置合わせをＣＰＵ１０６は行ってもよい。

さらに、ＣＰＵ１０６によって得られた位置合わせ済みの画像と前記参照画像とに基づいて、ＣＰＵ１０６は検査を行うようにしてもよい。検査は、異なる装置のＣＰＵにより実行してもよい。

前記複数の制御点の位置を更新する際に計算対象とする画像の範囲を注目範囲としてＣＰＵ１０６は設定する。ＣＰＵ１０６は、（あ）注目範囲で前記複数の制御点の位置を更新する。また、（い）位置が更新された前記複数の制御点を維持したまま前記注目範囲をＣＰＵ１０６は縮小する。

検品システム１０１は、（あ）と（い）を繰り返し行なうことで位置が更新された制御点を含む複数の制御点に基づいて位置合わせ済みのスキャン画像を生成する位置合わせ済み画像を生成する機構を設けてもよい。ＣＰＵ１０６は、前記（あ）と前記（い）とをユーザが予め指定した回数繰り返して実行するようにしてもよい。

［別の実現方法］
なお、本発明は、複数の機器、例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタから構成されるシステムに適用してもよく、また、一つの機器からなる装置、例えば、複写機、ファクシミリ装置に適用しても良い。

本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、該システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

Claims (15)

1. 参照画像と検査画像とから検査画像の検品を行う検品システムにおいて、
   異なる大きさを持つ位置合わせのための複数の注目範囲を順次に用いて、前記参照画像と検査画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記位置合わせ手段によって位置合わせを行うことで、前記参照画像と検査画像との検査を行う検査手段とを備える検品システム。
2. 前記複数の注目範囲は、第一の大きさの第一注目範囲と、第一の大きさより小さい第二の大きさを持つ第二の注目範囲であり、前記位置合わせ手段は、第一の注目範囲を用いて第一の位置合わせを行い、第一の位置合わせを行った後に、前記位置合わせ手段は第二の注目範囲を用いて位置合わせをさらに行う請求項１に記載の検品システム。
3. 前記位置合わせ手段は、前記第一の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第一の位置合わせを行ない、第一の位置合わせの後、前記第二の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第二の位置合わせを行う請求項２に記載の検品システム。
4. 前記制御点は、前記参照画像と前記検査画像において格子状に配置され、非剛体の変形規則に基づいて前記制御点の位置を更新する請求項３に記載の検品システム。
5. 印刷された媒体を読み取って当該印刷物のスキャン画像を生成する読み取り手段と、
   前記スキャン画像を検査画像とし、前記検査画像と前記参照画像との位置合わせを前記位置合わせ手段によって行い、
   前記位置合わせ手段によって得られた位置合わせ済みの画像と前記参照画像とに基づいて、前記検査手段は検査を行なう請求項１に記載の検品システム。
6. 前記複数の制御点の位置を更新する際に計算対象とする画像の範囲を注目範囲として設定する設定手段さらに備え、
   前記位置合わせ手段は、（あ）前記注目範囲で前記複数の制御点の位置を更新する更新手段と、
   （い）位置が更新された前記複数の制御点を維持したまま前記注目範囲を縮小する計算手段とを備え、
   前記検品システムは、（あ）と（い）を繰り返し行なうことで位置が更新された制御点を含む複数の制御点に基づいて位置合わせ済みのスキャン画像を生成する位置合わせ済み画像の生成手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の検品システム。
7. 前記位置合わせ手段は、前記（あ）と前記（い）とをユーザが予め指定した回数繰り返して実行する請求項１に記載の検品システム。
8. 参照画像と検査画像とから検査画像の検品を行う検品システムの制御方法において、
   異なる大きさを持つ位置合わせのための複数の注目範囲を順次に用いて、前記参照画像と検査画像との位置合わせを行う位置合わせ工程と、
   前記位置合わせ工程によって位置合わせを行うことで、前記参照画像と検査画像との検査を行う検査工程とを備える方法。
9. 前記複数の注目範囲は、第一の大きさの第一注目範囲と、第一の大きさより小さい第二の大きさを持つ第二の注目範囲であり、前記位置合わせ工程は、第一の注目範囲を用いて第一の位置合わせを行い、第一の位置合わせを行った後に、前記位置合わせ工程は第二の注目範囲を用いて位置合わせをさらに行う請求項８に記載の方法。
10. 前記位置合わせ工程は、前記第一の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第一の位置合わせを行ない、第一の位置合わせの後、前記第二の注目範囲の中の制御点の位置を更新することで第二の位置合わせを行う請求項９に記載の方法。
11. 前記制御点は、前記参照画像と前記検査画像において格子状に配置され、非剛体の変形規則に基づいて前記制御点の位置を更新する請求項１０に記載の方法。
12. 印刷された媒体を読み取って当該印刷物のスキャン画像を生成する読み取り工程と、
    前記スキャン画像を検査画像とし、前記検査画像と前記参照画像との位置合わせを前記位置合わせ工程によって行い、
    前記位置合わせ工程によって得られた位置合わせ済みの画像と前記参照画像とに基づいて、前記検査工程は検査を行なう請求項８に記載の方法。
13. 前記複数の制御点の位置を更新する際に計算対象とする画像の範囲を注目範囲として設定する設定工程さらに備え、
    前記位置合わせ工程は、（あ）前記注目範囲で前記複数の制御点の位置を更新する更新工程と、
    （い）位置が更新された前記複数の制御点を維持したまま前記注目範囲を縮小する計算工程とを備え、
    前記検品システムは、（あ）と（い）を繰り返し行なうことで位置が更新された制御点を含む複数の制御点に基づいて位置合わせ済みのスキャン画像を生成する位置合わせ済み画像の生成工程と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
14. 前記位置合わせ工程は、前記（あ）と前記（い）とをユーザが予め指定した回数繰り返して実行する請求項８に記載の方法。
15. 請求項８乃至１４のうちいずれか１項に記載の方法を一または複数のコンピュータに実現させるためのプログラム。

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