JP3097067B2 - 印字検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物を撮像して得
られた画像情報に基づき、その被検査物に印字された文
字を検査する印字検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印字検査装置は、工場において被検査物
に印字された製造年月日等の文字の品質を検査する場合
等に使用される。たとえば、被検査物がペットボトルで
ある場合には、製造年月日等の文字は、ペットボトルの
胴部に貼り付けられた、商品名等が印刷された印刷フィ
ルム上に黒色で印字される。従来の印字検査装置では、
搬送される被検査物が撮像位置に到達したことをセンサ
で検知し、センサからの検知信号に基づきストロボを発
光させ、ＣＣＤカメラで被検査物を撮像する。そして、
ＣＣＤカメラから出力された画像信号を画像処理部で処
理した後、予め設定した適正な画像と比較することによ
り、製造年月日等の文字が正しく印字されているか否か
を判定している。かかる従来の印字検査装置では、白黒
のＣＣＤカメラを用いているため、一様な明るい色彩の
背景上に文字が印字されている場合のみ、文字の品質を
正確に判定することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近市
場に出回っているペットボトルでは、印刷フィルムにさ
まざまな着色された模様（但し、黒色を除く。）が印刷
されているものが多い。このため、製造年月日等の文字
は背景の模様等と重なって印字されることがある。ま
た、製造年月日等の文字をインクジェットプリンタ等を
用いて印字する際にペットボトルの向きは一定しておら
ず、各製品毎に製造年月日等の文字は印刷フィルムの異
なる模様上に印字される。かかる場合、従来の印字検査
装置では製造年月日等の文字の品質を正確に判定するこ
とができず、文字の品質検査を行っていないのが現状で
ある。

【０００４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、黒以外の色で着色された模様上に黒色の文字が
印字された場合でも文字を正確に検査することができる
印字検査装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明に係る印字検査装置は、文字が
印字された被検査物を撮像し、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信
号を出力するカラー撮像手段と、前記Ｒ信号、Ｇ信号及
びＢ信号を加算処理することにより、前記文字について
の輝度を背景に対して強調した画像信号を得る加算処理
手段と、前記加算処理手段から出力された前記画像信号
に基づいて前記文字の検査を行う文字画像検査手段と、
を備えることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２記載の発明に係る印字検査装置
は、請求項１記載の発明において、前記カラー撮像手段
から送られた前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力に
それぞれ所定の比率を乗じて前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ
信号を前記加算処理手段に出力する比率調整手段を設け
たことを特徴とするものである。

【０００７】請求項３記載の発明に係る印字検査装置
は、請求項１又は２記載の発明において、前記文字は黒
色であり、背景には着色された模様が施されていること
を特徴とするものである。請求項４記載の発明に係る印
字検査装置は文字が印刷された被検査物を撮像するカラ
ー撮像手段からのＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理
することにより、前記文字についての輝度を背景に対し
て強調した画像信号を得る加算処理手段と、該加算処理
手段から出力された前記画像信号に基づいて前記文字の
検査を行う文字画像検査手段とを備えることを特徴とす
るものである。 請求項５記載の発明に係る印字検査装置
は前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力にそれぞれ所
定の比率を乗じて前記各信号を前記加算処理手段に出力
する比率調整手段をさらに設けたことを特徴とするもの
である。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明は前記の構成によって、カ
ラー撮像手段で得られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加
算処理手段で加算処理することにより、背景の部分に対
する輝度と文字の部分に対する輝度との差を十分大きく
することができるので、文字についての輝度を背景に対
して強調した画像信号を得ることができる。このため、
かかる画像信号に基づいて文字の検査を行うことによ
り、黒以外の色で着色された模様上に黒色の文字が印字
された場合でも文字を正確に検査することができる。

【０００９】請求項２記載の発明は前記の構成によっ
て、カラー撮像手段から送られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ
信号の各出力にそれぞれ所定の比率を乗じてＲ信号、Ｇ
信号及びＢ信号を加算処理手段に出力する比率調整手段
を設けたことにより、文字についての輝度を背景に対し
てより鮮明に強調した画像信号を得ることができると共
に、文字の印字位置が背景に対して一定していない場合
でも文字を正確に検査することができる。

【００１０】請求項３記載の発明は前記の構成によっ
て、請求項１記載の発明と同様の作用を奏する。請求項
４記載の発明は前記の構成によって、カラー撮像手段で
得られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理手段で加
算処理することにより、背景の部分に対する輝度と文字
の部分に対する輝度との差を十分大きくすることができ
るので、文字についての輝度を背景に対して強調した画
像信号を得ることができる。このため、かかる画像信号
に基づいて文字の検査を行うことにより、黒以外の色で
着色された模様上に黒色の文字が印字された場合でも文
字を正確に検査することができる。 請求項５記載の発明
は前記の構成によって、カラー撮像手段から送られたＲ
信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力にそれぞれ所定の比率
を乗じてＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理手段に出
力する比率調整手段を設けたことにより、文字について
の輝度を背景に対してより鮮明に強調した画像信号を得
ることができると共に、文字の印字位置が背景に対して
一定していない場合でも文字を正確に検査することがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例である印字検査
装置の概略構成図である。

【００１２】図１に示す印字検査装置は、センサ１２
と、ストロボ光源１４と、ストロボ駆動部１６と、カラ
ー撮像手段としてのカラーＣＣＤカメラ１８と、比率調
整回路２２と、加算処理回路２４と、文字画像検査装置
３０とを備えるものである。本実施例では、被検査物が
清涼飲料水等の容器として用いられるペットボトル２で
あって、そのペットボトル２に印字された製造年月日等
の文字についてその品質を検査する場合を考える。ここ
で、製造年月日等の文字は、ペットボトル２の胴部に貼
り付けられた、商品名や模様等が印刷された印刷フィル
ム２ａ上にインクジェットプリンタを用いて印字され
る。また、商品名や模様は印刷フィルム２ａに黒以外の
色で印刷されており、製造年月日等の文字は黒色で印字
される。尚、被検査物はコンベア等の搬送手段（不図
示）で搬送される。

【００１３】センサ１２は、搬送されるペットボトル２
がカラーＣＣＤカメラ１８に近づいて、撮像位置に到達
したことを検知し、検知信号を出力するものである。ス
トロボ光源１４は、ペットボトル２に照射する閃光の光
源であり、この照明下でペットボトル２の印刷フィルム
２ａ上の印字部分が撮像される。また、ストロボ駆動部
１６は、センサ１２からの検知信号を取り込むタイミン
グでストロボ光源１４を発光させる。

【００１４】カラーＣＣＤカメラ１８は、単板式のもの
であり、撮像素子の各画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の色フィルタが設けられている。かかるカラーＣ
ＣＤカメラ１８では、撮像レンズにより撮像素子上にペ
ットボトル２の印字部分についての光学像を二次元の画
像として結像させ、撮像素子上で光電変換を行って光学
像に対応した電荷をＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号として発生
させる。ここで、Ｒ信号は、赤の色フィルタが設けられ
た画素から得られる輝度信号であり、赤色光の輝度が高
められる。Ｇ信号は、緑の色フィルタが設けられた画素
から得られる輝度信号であり、緑色光の輝度が高められ
る。そして、Ｇ信号は、青の色フィルタが設けられた画
素から得られる輝度信号であり、青色光の輝度が高めら
れる。これらＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号は、画像信号と
して比率調整回路２２に出力される。

【００１５】比率調整回路２２と加算処理回路２４は、
カラーＣＣＤカメラ１８から出力されたＲ信号、Ｇ信号
及びＢ信号に基づいて背景から文字を抽出する処理を行
うものである。比率調整回路２２は、Ｒ信号、Ｇ信号及
びＢ信号の各出力にそれぞれ所定の比率を乗じて、Ｒ信
号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理回路２４に出力する。
加算処理回路２４は、比率調整回路２２から送られたＲ
信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理する。比率調整回路
２２では、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号が加算処理された
ときに、文字の部分に対する輝度が余り大きくならず、
しかも背景の部分に対する輝度と文字の部分に対する輝
度との差が十分大きくなるように比率を設定する。この
ため、加算処理回路２４からは文字についての輝度が背
景に対して強調された画像信号を得ることができる。

【００１６】尚、文字の印字位置が背景に対して一定し
ていない場合には、予めいくつかの特徴的な背景上に文
字を印字し、各印字部分を撮像して得られたＲ信号、Ｇ
信号及びＢ信号をそのまま出力し、実際に背景と文字と
のコントラストを確認して比率を設定することが望まし
い。これにより、文字がどのような背景上に印字された
場合にも、文字についての輝度が背景に対して強調され
た画像信号を得ることができる。

【００１７】文字画像検査装置３０は、加算処理回路２
４からの画像信号を処理するものであり、画像処理部３
２と、画像判定部３４とを有する。画像処理部３２は、
加算処理回路２４から出力された画像信号を二値化し、
その二値化された画像情報について、連結した領域の数
やその領域の面積等の特徴量データを抽出する。画像判
定部３４は、画像処理部３２から送られる文字の特徴量
データを、適正な文字についての対応する基準データと
比較することにより文字の品質の良否を判定する。尚、
画像処理部３２及び画像判定部３４としては、従来のも
のを使用することができる。

【００１８】次に、本実施例の印字検査装置の動作につ
いて説明する。まず、ペットボトル２がカラーＣＣＤカ
メラ１８に近づき、センサ１２がペットボトル２を検知
すると、センサ１２は検知信号をストロボ駆動部１６及
び画像処理部３２に出力し、ストロボ駆動部１６はこの
検知信号を取り込むタイミングでストロボ光源１４を発
光させる。カラーＣＣＤカメラ１８はこの照明下でペッ
トボトル２の印刷フィルム２ａ上の印字部分を撮像し、
Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号が得られる。

【００１９】最初に、印字部分の第一の例として、白色
の下地の上に赤色の円、緑色の四角形、青色の三角形の
模様が施された背景上にＡ、Ｂ、Ｃの文字が印字された
場合について考える。図２（ａ）はこの印字部分を白黒
カメラで撮像した場合の画像を示す図、図２（ｂ）は
（ａ）の画像について点線上（ｘ方向）の各位置に対す
る信号出力を示す図、図３は本実施例の印字検査装置を
用いてその印字部分を撮像した場合に背景から文字を抽
出する処理を画像を用いて説明するための図、図４は図
３の各画像について点線上（ｘ方向）の各位置に対する
信号出力を示す図である。

【００２０】白黒カメラで撮像した場合には、図２
（ａ）及び（ｂ）に示すように、赤、緑、青色の模様の
部分に対する輝度が文字の部分に対する輝度とほぼ同じ
くらい低下している。一方、本実施例の印字検査装置を
用いて撮像した場合には、Ｒ信号は、図３（ａ）及び図
４（ａ）に示すように、赤色模様の部分に対する輝度が
十分高められ、赤色模様と文字とのコントラストが強調
される。Ｇ信号は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すよ
うに、緑色模様の部分に対する輝度が十分高められ、緑
色模様と文字とのコントラストが強調される。そして、
Ｂ信号は、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、青
色模様の部分に対する輝度が十分高められ、青色模様と
文字とのコントラストが強調される。尚、黒色文字の部
分に対する輝度は、図２（ｂ）及び図４に示すように、
完全にゼロでなく、またその文字の周囲の背景色に応じ
て異なる。

【００２１】カラーＣＣＤカメラ１８で得られたＲ信
号、Ｇ信号及びＢ信号は比率調整回路２２に送られる。
第一の例の場合には、模様の色が明るく、Ｒ信号、Ｇ信
号及びＢ信号の各信号はその色と同じ色の模様の部分に
対する輝度が十分高められるので、Ｒ信号、Ｇ信号及び
Ｂ信号に対する比率をすべて１．０に設定している。そ
して、比率調整回路２２からＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号
がそのまま加算処理回路２４に出力されると、加算処理
回路２４は、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理す
る。加算処理された後は、図３（ｄ）及び図４（ｄ）に
示すように、背景の部分に対する輝度と文字の部分に対
する輝度との差が十分大きく、文字についての輝度が背
景に対して強調された画像信号が得られる。尚、図４
（ｄ）において、加算処理されて輝度が基準値（たとえ
ば、白色の部分に対する輝度）以上になった場合には、
輝度をその基準値でカットして示している。

【００２２】次に、印字部分の第二の例として、白色の
下地の上に暗赤色の円及び四角形、暗青色の三角形の模
様が施された背景上にＡ、Ｂ、Ｃの文字が印字された場
合について考える。図５（ａ）はこの印字部分を白黒カ
メラで撮像した場合の画像を示す図、図５（ｂ）は
（ａ）の画像において点線上（ｘ方向）の各位置に対す
る信号出力を示す図、図６は本実施例の印字検査装置を
用いてその印字部分を撮像した場合に背景から文字を抽
出する処理を画像を用いて説明するための図、図７は図
６の各画像において点線上（ｘ方向）の各位置に対する
信号出力を示す図である。

【００２３】第二の例の場合は、模様の色が暗いため、
Ｒ信号は、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、赤
色模様の部分に対する輝度が白色の下地部分に対する輝
度の約半分までしか高められず、赤色模様と文字とのコ
ントラストがそれ程強調されない。また、Ｂ信号も、図
６（ｃ）及び図７（ｃ）に示すように、青色模様の部分
に対する輝度が白色の下地部分に対する輝度の約半分ま
でしか高められず、青色模様と文字とのコントラストが
それ程強調されない。一方、Ｇ信号は、図６（ｂ）及び
図７（ｂ）に示すように、背景色に緑色成分が含まれな
いので、図５（ａ）及び（ｂ）に示すような白黒カメラ
で撮像した場合の出力とほとんど同じである。

【００２４】カラーＣＣＤカメラ１８で得られたＲ信
号、Ｇ信号及びＢ信号は比率調整回路２２に送られる。
第二の例の場合には、模様の色が暗く、Ｒ信号とＢ信号
はその色と同じ色の模様の部分に対する輝度が白色の下
地部分に対する輝度の約半分までしか高められないの
で、Ｒ信号、Ｂ信号に対する比率を共に２．０に設定し
ている。また、背景色に緑色成分が含まれないため、Ｇ
信号に対する比率を１．０に設定している。図６及び図
７の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）にそれぞれ上記比率を乗じ
たときのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の出力を示す。そし
て、比率調整回路２２から上記比率が乗じられて出力さ
れたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号は、加算処理回路２４で
加算処理される。加算処理された後は、図６（ｇ）及び
図７（ｇ）に示すように、背景の部分に対する輝度と文
字の部分に対する輝度との差が十分大きく、文字につい
ての輝度が背景に対して強調された画像信号が得られ
る。尚、図７（ｆ）において、加算処理されて輝度が基
準値（たとえば、白色の部分に対する輝度）以上になっ
た場合には、輝度をその基準値でカットして示してい
る。

【００２５】このようにして背景から文字が抽出された
画像信号は、画像処理部３２に送られる。画像処理部３
２は、センサ１２からの信号に基づいて所定の画像信号
を認識し、その画像信号を二値化した後、その二値化さ
れた画像情報について特徴量データを抽出する。そし
て、画像処理部３２で得られた文字の特徴量データは画
像判定部３４に出力され、画像判定部３４は、その特徴
量データを適正な文字についての対応する基準データと
比較することにより、文字の品質について良・不良を判
定する。

【００２６】本実施例の印字検査装置では、カラーＣＣ
Ｄカメラで得られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処
理回路で加算処理することにより、背景の部分に対する
輝度と文字の部分に対する輝度との差を十分大きくする
ことができるので、背景に対して文字を強調した画像信
号を得ることができる。このため、かかる画像信号に基
づいて文字の品質検査を行うことにより、黒以外の色の
模様上に黒色の文字が印字された場合でも文字の品質の
良否を正確に判定することができる。また、カラーＣＣ
Ｄカメラから送られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出
力にそれぞれ所定の比率を乗じてＲ信号、Ｇ信号及びＢ
信号を加算処理回路に出力する比率調整回路を設けたこ
とにより、背景に対して文字をより鮮明に強調した画像
信号を得ることができると共に、文字の印字位置が背景
に対して一定していない場合でも文字の品質の良否を正
確に判定することができる。

【００２７】尚、本発明は、上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。上記の実施例では、着色された模様上に印
字された黒色文字についてその品質を検査する場合につ
いて説明したが、本発明の印字検査装置は、文字を読み
取ったり、判読する場合にも用いることができる。ま
た、着色された模様上に印字された白色文字についてそ
の品質を検査する場合等にも、本発明の印字検査装置は
適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、カラー撮像手段で得られたＲ信号、Ｇ信号及
びＢ信号を加算処理手段で加算処理することにより、背
景の部分に対する輝度と文字の部分に対する輝度との差
を十分大きくすることができるので、文字についての輝
度を背景に対して強調した画像信号を得ることができ、
したがって、黒以外の色で着色された模様上に黒色の文
字が印字された場合でも文字を正確に検査することがで
きる印字検査装置を提供することができる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、カラー撮像
手段から送られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力に
それぞれ所定の比率を乗じてＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号
を加算処理手段に出力する比率調整手段を設けたことに
より、文字についての輝度を背景に対してより鮮明に強
調した画像信号を得ることができると共に、文字の印字
位置が背景に対して一定していない場合でも文字を正確
に検査することができる印字検査装置を提供することが
できる。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を有する印字検査装置を提供する
ことができる。請求項４記載の発明によれば、カラー撮
像手段で得られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理
手段で加算処理することにより、背景の部分に対する輝
度と文字の部分に対する輝度との差を十分大きくするこ
とができるので、文字についての輝度を背景に対して強
調した画像信号を得ることができ、したがって、黒以外
の色で着色された模様上に黒色の文字が印字された場合
でも文字を正確に検査することができる印字検査装置を
提供することができる。 請求項５記載の発明によれば、
カラー撮像手段から送られたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号
の各出力にそれぞれ所定の比率を乗じてＲ信号、Ｇ信号
及びＢ信号を加算処理手段に出力する比率調整手段を設
けたことにより、文字についての輝度を背景に対してよ
り鮮明に強調した画像信号を得ることができると共に、
文字の印字位置が背景に対して一定していない場合でも
文字を正確に検査することができる印字検査装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である印字検査装置の概略構
成図である。

【図２】（ａ）は第一の例である印字部分を白黒カメラ
で撮像した場合の画像を示す図、（ｂ）は（ａ）の画像
について点線上（ｘ方向）の各位置に対する信号出力を
示す図である。

【図３】本実施例の印字検査装置を用いてその印字部分
を撮像した場合に背景から文字を抽出する処理を画像を
用いて説明するための図である。

【図４】図３の各画像について点線上（ｘ方向）の各位
置に対する信号出力を示す図である。

【図５】（ａ）は第二の例である印字部分を白黒カメラ
で撮像した場合の画像を示す図、（ｂ）は（ａ）の画像
について点線上（ｘ方向）の各位置に対する信号出力を
示す図である。

【図６】本実施例の印字検査装置を用いてその印字部分
を撮像した場合に背景から文字を抽出する処理を画像を
用いて説明するための図である。

【図７】図６の各画像について点線上（ｘ方向）の各位
置に対する信号出力を示す図である。

【符号の説明】

２ ペットボトル ２ａ 印刷フィルム １２ センサ １４ ストロボ光源 １６ ストロボ駆動部 １８ カラーＣＣＤカメラ ２２ 比率調整回路 ２４ 加算処理回路 ３０ 文字画像検査装置 ３２ 画像処理部 ３４ 画像判定部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/88 G06F 3/12 G06T 5/00 G06T 7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字が印字された被検査物を撮像し、Ｒ
   信号、Ｇ信号及びＢ信号を出力するカラー撮像手段と、 前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処理することによ
   り、前記文字についての輝度を背景に対して強調した画
   像信号を得る加算処理手段と、 前記加算処理手段から出力された前記画像信号に基づい
   て前記文字の検査を行う文字画像検査手段と、 を備えることを特徴とする印字検査装置。
2. 【請求項２】 前記カラー撮像手段から送られた前記Ｒ
   信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力にそれぞれ所定の比率
   を乗じて前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号を前記加算処理
   手段に出力する比率調整手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の印字検査装置。
3. 【請求項３】 前記文字は黒色であり、背景には着色さ
   れた模様が施されていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の印字検査装置。
4. 【請求項４】 文字が印刷された被検査物を撮像するカ
   ラー撮像手段からのＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号を加算処
   理することにより、前記文字についての輝度を背景に対
   して強調した画像信号を得る加算処理手段と、 該加算処理手段から出力された前記画像信号に基づいて
   前記文字の検査を行う文字画像検査手段とを備えること
   を特徴とする印字検査装置。
5. 【請求項５】 前記Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各出力
   にそれぞれ所定の比率を乗じて前記各信号を前記加算処
   理手段に出力する比率調整手段をさらに設けたことを特
   徴とする請求項４記載の印字検査装置。