JP3629493B2 - 用紙の伸縮挙動測定方法及びその測定装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙を抄造する過程において、用紙の伸縮挙動を測定する方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
これまで、人手を介して用紙1枚ごとにすき入れ部分の透過光画像を目視により観察することで用紙の伸縮挙動を把握していたが、この方法では、抄紙機上で製造している大量の用紙の伸縮挙動を高速に測定することができなかった。
【0003】
また、特開平9−61123号によれば、実際に製品として利用されることのない用紙の周辺部分に「スカシマーカー」なるすき入れ部分を形成して、前記「スカシマーカー」間の距離を計測することにより用紙の伸縮状態を把握する技術が開示されているが、測定の対象となる「スカシマーカー」の形状は長方形を有しているため、長方形の境界部においてすき入れ部分が不鮮明となりやすく、濃度射影法によって「スカシマーカー」の短辺又は長辺における投影座標を測定するにあたっては、地合むらからの影響を受けることなく安定して正確に「スカシマーカー」の位置を検出するために、「スカシマーカー」の透過光画像の濃淡を管理しなければならず、用紙製造の作業上、非効率であった。
【0004】
更に、用紙の伸縮挙動を測定するために、透過光のもとで所望の画像を表現できるすき入れ部分を用紙に付与し、CCDカメラで透過光によりすき入れ部分を撮像した場合、すき入れの存在しない無地部分とすき入れの存在するすき入れ部分との輝度の差が少なくなったり、また、用紙本来の地合むらの影響により正確なすき入れ部分の位置を安定して測定することが困難となる欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における問題点を克服し、用紙の伸縮挙動を測定するにあたって、用紙の地合むらからの影響を排除した上で、人手によらずに抄紙機上で用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して、且つ、高い精度で測定することができる技術を開示することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴としている。
【0007】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴としている。
【0008】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0009】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0010】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0011】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0012】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴としている。
【0013】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明は、用紙の抄造過程において、測定の対象となる用紙中にリング型すき入れマークを形成し、CCDカメラを用いて前記リング型すき入れマークが形成された所定の視野を透過光によって撮像し、撮像された画像情報をデジタル処理する画像処理部を設けることによって、抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するものである。前記リング型すき入れマークは、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されているため、前記リング型すき入れマークを含む所定の視野を透過光によって撮像した場合、前記中心から見て前記外周円よりも外側の領域の輝度(E)と前記中心から見て前記内周円よりも内側の領域の輝度(C)が等しくなる(E=C)のに対して、前記外周円と前記内周円によって囲繞された領域の輝度(D)が前記輝度(E)、(C)と比較して一様な程度で環状に低くなる(D<E=C)か、又は、前記外周円と前記内周円によって囲繞された領域の輝度(D)が前記輝度(E)、(C)と比較して一様な程度で環状に高くなる(D>E=C)ことから、コンピュータ画像処理により前記リング型すき入れマークのタテ方向とヨコ方向の中心点座標の位置を同時に高い精度で計測することが可能となる。こうして、測定の対象となる用紙に形成した複数の前記リング型すき入れマークを複数のCCDカメラを用いて同時に撮像した上で所定の画像処理を行えば、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して、且つ、高い精度で測定することができる。
【0015】
【実施例】
更に、具体的な実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明の実施の態様は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、この発明の技術思想の範囲内であれば実施の態様に各種の変更を加えることができることは言うまでもない。
【0016】
(実施例1)
図1は、4箇所にリング型すき入れマーク(1)を形成した用紙(2)において、3箇所のリング型すき入れマーク(1)を含む画像取り込み位置(3)の透過光画像を3個のCCDカメラで撮像して、所定の画像処理アルゴリズムによって、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向とヨコ方向の中心点座標を検出し、1画素あたりの長さからリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを測定し、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定している状態を示すものである。
【0017】
図2は、CCDカメラから取り込んだ画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)を示すものである。
【0018】
図3は、図2の画像(4)を2値化した画像(5)を示すものである。画像(5)に示される2値化画像のタテ方向の左側エッジ(6)とヨコ方向の下側エッジ(7)を検出した上で、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)のうち濃度射影の対象となる画像の領域(8)を確定する。次に、図4に示すように、前記確定された画像の領域(8)のうち短辺を前記リング型すき入れマーク(1)の内周円の直径以下とする矩形状の射影演算部分(9)を定義し、前記射影演算部分(9)をタテ方向とヨコ方向に濃度射影する演算を行う。次に、図5に示すように、タテ方向への射影結果から得られる2点の極大値の中間点をタテ方向の中心点座標とし、ヨコ方向への射影結果から得られる2点の極大値の中間点をヨコ方向の中心点座標とする。こうして検出されたタテ方向の中心点座標の間の距離とヨコ方向の中心点座標の間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0019】
(実施例2)
実施例1において、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)を2値化した画像(5)のうち、任意の座標点を原点O(0,0)とし、図3に示す2値化されたN個の画素 Piからなるリング形状の重心点座標G(XG,YG)を数1により算出し、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の重心点座標 XGの間の距離とそれぞれのリング型すき入れマーク(1)のヨコ方向の重心点座標 YGの間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0020】
【数1】
【0021】
(実施例3)
実施例1において、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)に対して、図6に示すようにL×L画素の探索領域画像W(i,j)を定義し、タテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつリング型すき入れマークに相当する基準画像であるM×M画素の部分画像S(i,j)が画像Wのどの部分に対応しているかを相関法による位置合わせによって求め、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出する。次に、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の中心点座標の間の距離とそれぞれのリング型すき入れマーク(1)のヨコ方向の中心点座標の間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0022】
この場合の相関法による位置合わせでは、数2のR(m,n)を1≦m≦L−M+1、1≦n≦L−M+1の範囲で計算し、R(m,n)が最大値となる座標点(m,n)をリング型すき入れマーク(1)の中心座標とすればよい。
【0023】
【数2】
【0024】
(実施例4)
本発明に係わる用紙の伸縮挙動測定装置は、図7に概略的に示すように、抄紙機上で撮像した複数のCCDカメラ信号を同時に入力できる画像撮像部(10)、抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するために各種の演算処理を行う画像処理部(11)、CCDカメラによる撮像画像及び各種の演算処理の結果を表示する表示部(12)、各部の制御や統合処理をするコンピュータ(13)から構成される装置であり、本装置によれば、例えば実施例1〜3のそれぞれに示す演算処理を行うことによって、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を安定して、且つ、精度良く測定することができた。
【0025】
【発明の効果】
本発明の用紙の伸縮挙動測定方法と装置によれば、用紙に付与したすき入れ部分の透過光画像を用いて抄造過程における用紙の伸縮挙動の測定を行うにあたって、前記測定の結果に好ましくない影響を及ぼす用紙の地合むらからの影響を排除した上で、すき入れの存在しない無地部とすき入れの存在するすき入れ部との輝度の差を顕著にすることができるとともに、用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】用紙上の4箇所にリング型すき入れマークを形成し、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定している状態を示す図。
【図2】CCDカメラから取り込んだ画像取り込み位置の透過光画像を示す図。
【図3】図2に示す画像を2値化した画像を示す図。
【図4】濃度射影を演算する部分をタテ方向とヨコ方向へ濃度射影した状態を示す図。
【図5】濃度射影した結果に基いてタテ方向とヨコ方向の中心点座標を検出する方法を示す図。
【図6】相関法による位置合わせを説明する図。
【図7】本発明に係わる用紙の伸縮挙動測定装置を示す図。
【符号の説明】
1 リング型すき入れマーク
2 用紙
3 画像取り込み位置
4 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像
5 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像
6 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像のタテ方向の左側エッジ
7 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像のヨコ方向の下側エッジ
8 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像のうち濃度射影演算の対象となる画像の領域
9 短辺をリング型すき入れマークの内周円の直径以下とする矩形状の濃度射影を演算する部分
10 抄紙機上で撮像した複数CCDカメラ信号を同時に入力できる画像撮像部
11 抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するために各種の演算処理を行う画像処理部
12 CCDカメラによる撮像画像及び各種の演算処理の結果を表示する表示部
13 各部の制御や統合処理をするコンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙を抄造する過程において、用紙の伸縮挙動を測定する方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
これまで、人手を介して用紙1枚ごとにすき入れ部分の透過光画像を目視により観察することで用紙の伸縮挙動を把握していたが、この方法では、抄紙機上で製造している大量の用紙の伸縮挙動を高速に測定することができなかった。
【0003】
また、特開平9−61123号によれば、実際に製品として利用されることのない用紙の周辺部分に「スカシマーカー」なるすき入れ部分を形成して、前記「スカシマーカー」間の距離を計測することにより用紙の伸縮状態を把握する技術が開示されているが、測定の対象となる「スカシマーカー」の形状は長方形を有しているため、長方形の境界部においてすき入れ部分が不鮮明となりやすく、濃度射影法によって「スカシマーカー」の短辺又は長辺における投影座標を測定するにあたっては、地合むらからの影響を受けることなく安定して正確に「スカシマーカー」の位置を検出するために、「スカシマーカー」の透過光画像の濃淡を管理しなければならず、用紙製造の作業上、非効率であった。
【0004】
更に、用紙の伸縮挙動を測定するために、透過光のもとで所望の画像を表現できるすき入れ部分を用紙に付与し、CCDカメラで透過光によりすき入れ部分を撮像した場合、すき入れの存在しない無地部分とすき入れの存在するすき入れ部分との輝度の差が少なくなったり、また、用紙本来の地合むらの影響により正確なすき入れ部分の位置を安定して測定することが困難となる欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における問題点を克服し、用紙の伸縮挙動を測定するにあたって、用紙の地合むらからの影響を排除した上で、人手によらずに抄紙機上で用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して、且つ、高い精度で測定することができる技術を開示することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴としている。
【0007】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴としている。
【0008】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0009】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0010】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0011】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴としている。
【0012】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定方法は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴としている。
【0013】
また、本発明の用紙の伸縮挙動測定装置は、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明は、用紙の抄造過程において、測定の対象となる用紙中にリング型すき入れマークを形成し、CCDカメラを用いて前記リング型すき入れマークが形成された所定の視野を透過光によって撮像し、撮像された画像情報をデジタル処理する画像処理部を設けることによって、抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するものである。前記リング型すき入れマークは、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されているため、前記リング型すき入れマークを含む所定の視野を透過光によって撮像した場合、前記中心から見て前記外周円よりも外側の領域の輝度(E)と前記中心から見て前記内周円よりも内側の領域の輝度(C)が等しくなる(E=C)のに対して、前記外周円と前記内周円によって囲繞された領域の輝度(D)が前記輝度(E)、(C)と比較して一様な程度で環状に低くなる(D<E=C)か、又は、前記外周円と前記内周円によって囲繞された領域の輝度(D)が前記輝度(E)、(C)と比較して一様な程度で環状に高くなる(D>E=C)ことから、コンピュータ画像処理により前記リング型すき入れマークのタテ方向とヨコ方向の中心点座標の位置を同時に高い精度で計測することが可能となる。こうして、測定の対象となる用紙に形成した複数の前記リング型すき入れマークを複数のCCDカメラを用いて同時に撮像した上で所定の画像処理を行えば、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して、且つ、高い精度で測定することができる。
【0015】
【実施例】
更に、具体的な実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明の実施の態様は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、この発明の技術思想の範囲内であれば実施の態様に各種の変更を加えることができることは言うまでもない。
【0016】
(実施例1)
図1は、4箇所にリング型すき入れマーク(1)を形成した用紙(2)において、3箇所のリング型すき入れマーク(1)を含む画像取り込み位置(3)の透過光画像を3個のCCDカメラで撮像して、所定の画像処理アルゴリズムによって、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向とヨコ方向の中心点座標を検出し、1画素あたりの長さからリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを測定し、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定している状態を示すものである。
【0017】
図2は、CCDカメラから取り込んだ画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)を示すものである。
【0018】
図3は、図2の画像(4)を2値化した画像(5)を示すものである。画像(5)に示される2値化画像のタテ方向の左側エッジ(6)とヨコ方向の下側エッジ(7)を検出した上で、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)のうち濃度射影の対象となる画像の領域(8)を確定する。次に、図4に示すように、前記確定された画像の領域(8)のうち短辺を前記リング型すき入れマーク(1)の内周円の直径以下とする矩形状の射影演算部分(9)を定義し、前記射影演算部分(9)をタテ方向とヨコ方向に濃度射影する演算を行う。次に、図5に示すように、タテ方向への射影結果から得られる2点の極大値の中間点をタテ方向の中心点座標とし、ヨコ方向への射影結果から得られる2点の極大値の中間点をヨコ方向の中心点座標とする。こうして検出されたタテ方向の中心点座標の間の距離とヨコ方向の中心点座標の間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0019】
(実施例2)
実施例1において、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)を2値化した画像(5)のうち、任意の座標点を原点O(0,0)とし、図3に示す2値化されたN個の画素 Piからなるリング形状の重心点座標G(XG,YG)を数1により算出し、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の重心点座標 XGの間の距離とそれぞれのリング型すき入れマーク(1)のヨコ方向の重心点座標 YGの間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0020】
【数1】
【0021】
(実施例3)
実施例1において、画像取り込み位置(3)の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像(4)に対して、図6に示すようにL×L画素の探索領域画像W(i,j)を定義し、タテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつリング型すき入れマークに相当する基準画像であるM×M画素の部分画像S(i,j)が画像Wのどの部分に対応しているかを相関法による位置合わせによって求め、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出する。次に、それぞれのリング型すき入れマーク(1)のタテ方向の中心点座標の間の距離とそれぞれのリング型すき入れマーク(1)のヨコ方向の中心点座標の間の距離を1画素あたりの長さから算出し、図1に示すリング型すき入れマーク(1)の間の距離X,Yを計測すれば、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することができた。
【0022】
この場合の相関法による位置合わせでは、数2のR(m,n)を1≦m≦L−M+1、1≦n≦L−M+1の範囲で計算し、R(m,n)が最大値となる座標点(m,n)をリング型すき入れマーク(1)の中心座標とすればよい。
【0023】
【数2】
【0024】
(実施例4)
本発明に係わる用紙の伸縮挙動測定装置は、図7に概略的に示すように、抄紙機上で撮像した複数のCCDカメラ信号を同時に入力できる画像撮像部(10)、抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するために各種の演算処理を行う画像処理部(11)、CCDカメラによる撮像画像及び各種の演算処理の結果を表示する表示部(12)、各部の制御や統合処理をするコンピュータ(13)から構成される装置であり、本装置によれば、例えば実施例1〜3のそれぞれに示す演算処理を行うことによって、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を安定して、且つ、精度良く測定することができた。
【0025】
【発明の効果】
本発明の用紙の伸縮挙動測定方法と装置によれば、用紙に付与したすき入れ部分の透過光画像を用いて抄造過程における用紙の伸縮挙動の測定を行うにあたって、前記測定の結果に好ましくない影響を及ぼす用紙の地合むらからの影響を排除した上で、すき入れの存在しない無地部とすき入れの存在するすき入れ部との輝度の差を顕著にすることができるとともに、用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を同時に安定して高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】用紙上の4箇所にリング型すき入れマークを形成し、抄造過程における用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定している状態を示す図。
【図2】CCDカメラから取り込んだ画像取り込み位置の透過光画像を示す図。
【図3】図2に示す画像を2値化した画像を示す図。
【図4】濃度射影を演算する部分をタテ方向とヨコ方向へ濃度射影した状態を示す図。
【図5】濃度射影した結果に基いてタテ方向とヨコ方向の中心点座標を検出する方法を示す図。
【図6】相関法による位置合わせを説明する図。
【図7】本発明に係わる用紙の伸縮挙動測定装置を示す図。
【符号の説明】
1 リング型すき入れマーク
2 用紙
3 画像取り込み位置
4 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像
5 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像
6 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像のタテ方向の左側エッジ
7 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像を2値化した画像のヨコ方向の下側エッジ
8 画像取り込み位置の透過光画像を8ビット白黒でコンピュータに取り込んだ画像のうち濃度射影演算の対象となる画像の領域
9 短辺をリング型すき入れマークの内周円の直径以下とする矩形状の濃度射影を演算する部分
10 抄紙機上で撮像した複数CCDカメラ信号を同時に入力できる画像撮像部
11 抄造過程における用紙の伸縮挙動を測定するために各種の演算処理を行う画像処理部
12 CCDカメラによる撮像画像及び各種の演算処理の結果を表示する表示部
13 各部の制御や統合処理をするコンピュータ
Claims (8)
- 用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴とする用紙の伸縮挙動測定方法。
- 用紙を抄造する過程において、互いに共通の中心をもった所定の直径の外周円と所定の直径の内周円によって囲繞された領域から構成されるリング型すき入れマークを前記用紙のタテ方向にm個、ヨコ方向にn個からなるm×n箇所の格子状位置に形成し、複数q台(2≦q≦m×n、qは整数。)のCCDカメラにより前記m×n箇所の格子状位置の中から選択した複数q箇所のそれぞれの位置に形成された前記マークの透過光画像を同時に取り込み、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出し、前記それぞれのタテ方向の中心点座標の間の距離と前記それぞれのヨコ方向の中心点座標の間の距離を演算することによって、抄造過程における前記用紙のタテ方向とヨコ方向の伸縮挙動を測定することを特徴とする用紙の伸縮挙動測定装置。
- 請求項1記載の測定方法において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴とする用紙の伸縮挙動測定方法。
- 請求項2記載の測定装置において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータをタテ方向へ濃度射影するとともにヨコ方向へ濃度射影する演算処理を行い、前記処理で得られたタテ方向の極大値の中間点を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記処理で得られたヨコ方向の極大値の中間点を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴とする用紙の伸縮挙動測定装置。
- 請求項1記載の測定方法において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴とする用紙の伸縮挙動測定方法。
- 請求項2記載の測定装置において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータのタテ方向の重心点座標とともにヨコ方向の重心点座標を算出し、前記タテ方向の重心点座標を前記データのタテ方向の中心点座標とし、前記ヨコ方向の重心点座標を前記データのヨコ方向の中心点座標とすることを特徴とする用紙の伸縮挙動測定装置。
- 請求項1記載の測定方法において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴とする用紙の伸縮挙動測定方法。
- 請求項2記載の測定装置において、前記それぞれの透過光画像をデジタルデータに変換した上で、前記それぞれのデータに対してタテ方向とヨコ方向の中心点座標をもつ前記リング型すき入れマークに相当する基準画像とのパターンマッチング処理を行い、前記データのタテ方向の中心点座標とヨコ方向の中心点座標を算出することを特徴とする用紙の伸縮挙動測定装置。
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