JP3666979B2 - Image processing method and apparatus, and method of creating reference image data used in the method or apparatus - Google Patents

Image processing method and apparatus, and method of creating reference image data used in the method or apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理方法及びその装置及びその方法又は装置に用いられる参照画像データの作成方法に関し、特に、入力されたデジタル画像から特定の画像を認識するための画像処理方法及びその装置及びその方法又は装置に用いられる参照画像データの作成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のカラー複写機やカラープリンタの普及に伴い高性能なカラースキャナとコンピュータを用いて画像処理を実行することにより、従来であれば専門の印刷業者でなければ作成することが不可能であった高画質のフルカラー印刷物を容易に入手できるようになってきている。これらの装置が普及する一方で、カラー複写機やカラープリンタを利用した紙幣や有価証券などの偽造行為を防止するための技術も必要となってきている。この偽造行為の防止技術は、印刷対象となるデジタル画像情報から紙幣や有価証券等法律により複製が禁止されているなどの理由で忠実な再生をすべきではない画像(以下、「特定画像」という)であることを検出する画像認識技術を応用している。
【0003】
さて、このような偽造防止技術をカラープリンタに適用する場合、印刷される1画面分の画像データ全てを記憶するための画像メモリを備えていない場合には、ホストコンピュータ(以下、ホストという)からシリアルに送信される画像データを記憶する容量の小さいラインメモリなどの画像メモリに記憶された画像データを用いて印刷対象の画像が所定の紙幣や有価証券等の特定画像を含むかどうかの判定を行うことが要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このため、カラー複写機などの偽造防止技術で用いられてきた画像の輪郭抽出から参照画像とのパターンマッチングを行うといった方法は、フレームメモリに全画像データを展開する必要があるので適用しづらい。
さらに、ラインメモリのような小さな容量のメモリしか備えていないプリンタでは、紙幣や有価証券の特徴部(特徴的なパターンや数字など)のみに注目し、この特徴部が入力画像に含まれているかどうかを判断しようとすると、入力画像の中にその特徴部が、ある基準方向(例えば、レーザビームプリンタであればビーム光の走査方向や画像形成方向)に対してどのような角度をもって存在しているかは、予測することができないので、このパターンマッチングでは、入力画像に含まれているかもしれない特徴部がどのような角度をもって存在していても、その特徴部を検出して特定画像として認識することが求められる。つまり、特徴部の配置を考慮した解析が求められるのである。
【0005】
このような配置のづれを考慮して、予め、所定の紙幣や有価証券などの特定画像の特徴部の画像情報に基づいて作成した参照画像データ(リファレンスデータ)の値には、入力画像データに含まれているかもしれないその特徴部の配置が特定画像の特徴部のそれとは多少異なることによって生じ得るパターンマッチングの結果の変動範囲を見込んだ許容幅を持たせた場合、その許容幅が大きいと、特定画像を正しく判別できないこと(誤認識)が多くなってしまうという問題点があった。このため、特徴部の配置を考慮することと誤認識の発生程度のトレードオフを考慮して適当な認識率で妥協したリファレンスデータしか備えることができないという問題があった。
【0006】
従って、例えば、特定画像の特徴部の正規な位置よりわずかにづれた位置にその特徴部をもつ極めて特定画像に類似する画像を表現する画像データが入力されても、これを特定画像と認識できず、結果として偽造行為を防止できないという問題があった。
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、例えば、入力画像データに特定画像の特徴部の配置とは多少づれた特徴部が存在していても、その配置変動を考慮して高い認識率で特定画像の認識が可能な画像処理方法及びその装置及びその方法又は装置に用いられる参照画像データの作成方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は、以下のような構成からなる。即ち、画像データを入力する入力手段と、特定画像の特徴部を表現する画像データに前記特徴部の配置の変化を考慮した異なったオフセット値を付加し所定の許容値を与えた複数の参照画像データを格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された複数の参照画像データ各々と、前記入力手段によって入力された画像データとを比較し、前記入力された画像データが前記参照画像データの許容値の範囲に入っているかどうかを判別する比較判別手段と、前記比較判別手段による判別結果に応じて、前記画像データの画像形成を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置を備える。
【0008】
また他の発明によれば、特定画像の特徴部を表現する画像データに基づいて、前記特徴部の配置の変化を考慮した異なったオフセット値を付加し所定の許容値を与えた複数の参照画像データを作成して、記憶媒体に格納する格納工程と、画像データを入力する入力工程と、前記記憶媒体に格納された複数の参照画像データ各々と、前記入力画像データとを比較し、前記入力画像データが前記参照画像データの許容値の範囲に入っているかどうかを判別する判別工程と、前記判別工程における判別結果に応じて、前記画像データの画像形成を制御する制御工程とを有することを特徴とする画像処理方法を備える。
【0009】
さらに他の発明によれば、上記構成の画像処理装置又は画像処理方法に用いられる参照画像データの作成方法であって、前記特定画像の特徴部を表現する画像データを複数のブロックに分割する分割工程と、前記複数のブロック各々に含まれる画素の値に基づいて、前記複数のブロック各々を代表する代表値を生成する生成工程と、前記複数の代表値を1単位とする第1の参照画像データを構成する第1のデータ構成工程と、前記複数の代表値に、前記特徴部の配置の変化を考慮した所定のオフセット値を加算した第2の参照画像データを構成する第2のデータ構成工程とを有することを特徴とする参照画像データの作成方法を備える。
【0010】
【作用】
以上の構成により本発明は、特定画像の特徴部を表現する画像データにその特徴部の配置の変化を考慮した異なったオフセット値を付加し所定の許容値を与えた複数の参照画像データを記憶手段に格納しておき、入力画像データを記憶手段に格納された複数の参照画像データ各々と比較し、入力画像データが前記参照画像データの許容値の範囲に入っているかどうかを判別し、その判別結果に応じて、入力画像データに基づく画像形成を制御するよう動作する。
【0011】
ここで、その記憶手段は不揮発性メモリであり、また、画像形成には電子写真方式を用いることができる。そして、その記憶手段には、複数の特定画像各々の特徴部に関する参照画像データが格納される。
さらに、画像データはカラー画像濃度データであり、そのデータは記録媒体1ページ分毎、各色成分毎に順次入力される。この画像データは一時的にラインメモリに保持される。
【0012】
そして、上記の特定画像には、紙幣や有価証券などの特徴部が含まれる。
また、上記のオフセット値は、特定画像の特徴部の濃度変動、或は、その特徴部の画素の値の空間周波数の変動に基づいて定められる。
さて、上記複数の参照画像データ各々は、特定画像の特徴部の画素画素が表わす濃度を所定領域サイズに渡って平均した平均濃度値に異なったオフセット値の1つを付加して得られるものであり、この値からの所定許容値内に、入力された画像データの各画素の濃度値を上記所定領域と同じ領域サイズに渡って平均化して得られる平均濃度値があるかどうかを判別する。この場合、上記の所定許容値は、オフセット値を付加しないで生成した参照画像データを用いて、入力画像データを比較する場合に考慮する許容値と比べて小さい値をもつように定める。
【0013】
また、他の発明によれば、特定画像の特徴部を表現する画像データを複数のブロックに分割し、複数のブロック各々に含まれる画素の値に基づいて、複数のブロック各々を代表する代表値を生成し、複数の代表値を1単位とする第1の参照画像データを構成するとともに、複数の代表値に特徴部の配置の変化を考慮した所定のオフセット値を加算した第2の参照画像データを構成することによって、上記構成の画像処理装置が用いる参照画像データを作成する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明の代表的な実施形態である600ドット/インチ(dpi)の解像度を有し、各色成分各画素が8ビットで表現された多値データに基づいて電子写真方式に従って画像形成とその記録を行うカラーレーザビームプリンタ(以下、CLBP、或いは、プリンタという)1の構造を示す側断面図である。
【0015】
図1に示す装置において、給紙部101から給紙された用紙102はその先端をグリッパ103fにより狭持されて、転写ドラム103の外周に保持される。このとき、用紙102の先端を検出器8が検出して、その検出信号によって垂直同期信号(後述)が生成される。像担持体(以下、感光ドラムという)100に、光学ユニット107より各色に形成された潜像は、各色現像器Dy,Dc,Db,Dnにより現像化されて、転写ドラム外周の用紙に複数回転写されて、他色画像が形成される。その後、用紙102は転写ドラム103より分離されて定着ユニット104で定着され、排紙部105より排紙トレー部106に排出される。
【0016】
ここで各色の現像器Dy,Dc,Db,Dnは、その両端に回転支軸を有し、各々がその軸を中心に回転可能に現像器選択機構部108に保持される。これによって、各現像器Dy,Dc,Db,Dnは、図1に示すように、現像器選択のために現像器選択機構部108が回転軸110を中心にして回転しても、その姿勢を一定に維持できる。選択された現像器が現像位置に移動後、現像器選択機構部108は現像器と一体で支点109bを中心にして、選択機構保持フレーム109をソレノイド109aにより感光ドラム100方向へ引っ張られ、感光ドラム100方向へ移動する。
【0017】
次に、上記構成のカラーレーザビームプリンタのカラー画像形成動作について具体的に説明する。
まず、帯電器111によって感光ドラム1が所定の極性に均一に帯電され、レーザビーム光Lによる露光によって感光ドラム100上に、例えば、M(マゼンタ)色の潜像がM(マゼンタ)色の現像器Dmにより現像され、感光体ドラム100上にM(マゼンタ)色の第1のトナー像が形成される。一方、所定のタイミングで転写紙Pが給紙され、トナーと反対極性(例えばプラス極性)の転写バイアス電圧(+1.8kV)が転写ドラム103に印加され、感光体ドラム100上の第1トナー像が転写紙Pに転写されると共に、転写紙Pが転写ドラム103の表面に静電吸着される。その後、感光ドラム100はクリーナ112によって残留するM(マゼンタ)色トナーが除去され、次の色の潜像形成及び現像工程に備える。
【0018】
次に、感光体ドラム100上にレーザビーム光LによりC(シアン)色の第2の潜像が形成され、次いでC(シアン)色の現像器Dcにより感光体ドラム1上の第2の潜像が現像されてC(シアン)色の第2のトナー像が形成される。そして、C(シアン)色の第2のトナー像は、先に転写紙Pに転写されたM(マゼンタ)色の第1のトナー像の位置に合わせて転写紙Pに転写される。この2色目のトナー像の転写においては、転写紙Pが転写部に達する直前に、転写ドラム103に+2.1kVバイアス電圧が印加される。
【0019】
同様にして、Y(イエロ)色、Bk(ブラック)色の第3、第4の潜像が感光体ドラム100上に順次形成され、それぞれが現像器Dy,Dbによって順次現像され、転写紙Pに先に転写されたトナー像と位置合わせされてY(イエロ)色、Bk(ブラック)色の第3、第4の各トナー像が順次転写される。このようにして転写紙P上に4色のトナー像が重なった状態で形成されることになる。これら3色目、4色目のトナー像の転写においては、転写紙が転写部に達する直前に転写ドラム103にそれぞれ+2.5kV,+3.0kVのバイアス電圧が印加される。
【0020】
このように各色のトナー像の転写を行うごとに転写バイアス電圧を高くしていくのは、転写効率の低下を防止するためのものである。この転写効率の低下の主な原因は、転写紙が転写後に感光ドラム100から離れる時に、気中放電により転写紙の表面が転写バイアス電圧と逆極性に帯電し(転写紙を担持している転写ドラム表面も若干帯電する)、この帯電電荷が転写ごとに蓄積されて転写バイアス電圧が一定であると転写ごとに転写電界が低下していくことにある。
【0021】
上記4色目の転写の際に、転写紙先端が転写開始位置に達したときに(直前直後を含む)、実効交流電圧5.5kV(周波数は500Hz)に、第4のトナー像の転写時に印加された転写バイアスと同極性でかつ同電位の直流バイアス電圧+3.0kVを重畳させて帯電器111に印加する。このように4色目の転写の際に、転写紙先端が転写開始位置に達したときに帯電器111を動作させるのは転写ムラを防止するためのものである。特にフルカラー画像の転写においては僅かな転写ムラが発生しても色の違いとして目立ちやすいので、上述したように帯電器111に所要のバイアス電圧を印加して放電動作を行わせることが必要となる。
【0022】
この後、4色のトナー像が重畳転写された転写紙Pの先端部が分離位置に近づくと、分離爪113が接近してその先端が転写ドラム103の表面に接触し、転写紙Pを転写ドラム103から分離させる。分離爪113の先端は転写ドラム表面との接触状態を保ち、その後転写ドラム103から離れて元の位置に戻る。帯電器111は、上記のように転写紙の先端が最終色(第4色目)の転写開始位置に達したときから転写紙後端が転写ドラム111を離れるまで作動して転写紙上の蓄積電荷(トナーと反対極性)を除電し、分離爪113による転写紙の分離を容易にすると共に、分離時の気中放電を減少させる。なお、転写紙の後端が転写終了位置(感光ドラム100と転写ドラム103とが形成するニップ部の出口)に達したときに、転写ドラム103に印加する転写バイアス電圧をオフ(接地電位)にする。これと同時に、帯電器111に印加していたバイアス電圧をオフにする。次に、分離された転写紙Pは定着器104に搬送され、ここで転写紙上のトナー像が定着されて排紙トレイ106上に排出される。
【0023】
次にレーザビーム走査による画像形成の動作を説明する。
図1において、107は光学ユニットであり、検出器9、半導体レーザ120、ポリゴンミラー121、スキャナモータ122、レンズ123、ミラー125により構成されている。記録紙Pが給紙され、その先端が転写ドラムに搬送されてきたら、それに同期して1ページ分の画像信号VDOが半導体レーザ120へと出力され、画像信号VDOにより変調された光ビームLが、スキャナモータ122により回転されるポリゴンミラー121に向けて射出され、その射出された光ビームLはレンズ123、ミラー125により感光ドラム100に導かれる。また光ビームLが射出されると主走査軸上に配置された検出器9により光ビームLが検出され、水平同期信号となるBD(ビーム検出)信号が出力される。その結果、光ビームLによりBD信号に同期して感光ドラム100が走査露光され、静電潜像が形成される。
【0024】
本実施形態のカラーレーザビームプリンタは、以上のような画像形成過程を経て600ドット/インチ(dpi)の解像度で画像出力を行う。
この装置の入力データとしては、ホストコンピュータ(以下、ホストという)で生成するカラー画像データ(例えば、Y,M,C,Bk成分で表現される濃度画像データ)などが考えられる。このため、この装置には、図1に示すように、ホストからの画像情報や画像形成のためのコマンド(1005)を受信して画像データを生成するプリンタコントローラ2とその画像データを処理する信号処理部4が設けられている。
【0025】
ここで説明する実施形態ではホストから送られてくるカラー画像データを入力データとして考える。
図2は本実施例に従うプリンタ1の機能構成を示すブロック図である。図2において、プリンタ1はホストコンピュータ(以下、ホストという)1000から各色成分毎の濃度画像データとして、或は、PDLのコマンドデータとして送られてくる画像情報を受信し、これを各色成分が8ビット(D0〜D7)で構成されるYMCBk画像信号6として出力するプリンタコントローラ2とプリンタエンジン3とで構成される。従って、各色成分各画素の値は0〜255の値をとる。
【0026】
プリンタコントローラ2とプリンタエンジン3との間には、画像信号6以外にも種々の信号がシリアル通信の形で授受される。これらの信号には、プリンタエンジン3からプリンタコントローラ2に送出するページ(副走査方向)同期信号(PSYNC)、主走査方向の同期信号(LSYNC)、データ転送用クロック(VCLK)がある。プリンタコントローラ2は、画像信号6の各色成分の8ビットの信号をデータ転送用クロック(VCLK)に同期して出力する。
【0027】
図3はこの実施形態に従うプリンタエンジン3の機能構成を示すブロック図である。図3において、光学ユニット107に含まれる基準発振器10からの基準クロックは分周器11により分周され、分周クロックとスキャナモータ122からのフィードバック信号との位相差を所定位相差とするようにスキャナモータ122がモータ制御回路12(図示しない公知の位相制御回路を内蔵)により等速回転される。そして、スキャナモータ122の回転がポリゴンミラー121に伝達され、ポリゴンミラー121を等速回転させる。
【0028】
一方、転写ドラム103が駆動モータ(不図示)により等速回転され、転写ドラム103上の記録紙Pの先端が検出器8により検出され、垂直同期信号(VSYNC)が信号処理部4に出力される。そして、垂直同期信号(VSYNC)により、各色の画像先端が規定される。垂直同期信号(VSYNC)が出力された後、検出器9によって生成されるBD信号を水平同期信号(HSYNC)として、BD信号に同期して、画像信号(VDO)が順次、半導体レーザ120に送出される。
【0029】
また、信号処理部4が内蔵するCPU14はプリンタコントローラ2とシリアル通信を行なって、制御信号を交換し、プリンタコントローラ2とプリンタエンジン3の動作を同期させる。
画像形成プロセスにおける上述の垂直同期信号(VSYNC)、水平同期信号(BD)、及び、4つの濃度色成分(YMCBk)の画像信号(VDO)のタイミングは図4に示すようになる。
【0030】
図5は信号処理部4の構成を示すブロック図である。信号処理部4は、ラインメモリ20、パターン認識部21、そして、PWMによる中間調処理部に大別される。
ラインメモリ20は、プリンタコントローラ2から送出される多値画像データ(D0〜D7)をデータ転送用クロック(VCLK)にて格納した後、プリンタエンジン3の画像クロック(PCLK)により読み出す動作をする。
【0031】
また、PWMによる中間調処理部は、γ補正部22、D/A変換部23、コンパレータ24、そして、三角波発生部25にて構成される。そして、ラインメモリ20からの多値画像データは、γ補正部22にてγ補正され、D/A変換部23にてアナログ信号に変換された後、コンパレータ24の正入力端子(+)に入力される。他方、コンパレータ23の負入力端子(−)には、画像クロック(PCLK)のクロックに基づいて三角波信号を発生する三角波発生部25の出力信号が入力される。
【0032】
そして、コンパレータ23は、これら2信号を比較して、多値画像信号に応じたパルス幅の信号を生成する。コンパレータ23からは解像度が600dpiの画像を形成するためのPWM信号が画像信号(VDO)として半導体レーザ121へ送出する。
さて、パターン認識部21は、CPU14からの制御信号27に基づいてEEPROMなどの不揮発性のメモリ26に格納されたリファレンスデータを信号線28を介して読み出して、このデータと入力多値画像データとを比較し、入力多値画像が特定の画像を含んでいるかどうかを調べる。
【0033】
図6はパターン認識部21の構成を示すブロック図である。図6に示すようにパターン認識部21は、入力多値画像データを下記のようにしてブロック化するブロック化部21aとそのブロック化された画像データとリファレンスデータとを比較する比較部21bとから構成されている。この実施形態では、プリンタコントローラ2より記録用紙1ページ分毎に順次送られてくるY(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の4つの色成分の濃度データの内、1つの色成分、例えば、輝度の最も高い、M(マゼンタ)成分の濃度データに関してのみ、リファレンスデータとの比較を行う。これによって、より高速な特定画像の認識判別処理が行われることになる。従って、メモリ26には1つの色成分のリファレンスデータが格納されることになる。しかしながら、4つの色成分の内、どの成分の濃度データをリファレンスデータと比較するかについては、ここで述べたM(マゼンタ)成分以外であっても良いことは言うまでもない。
【0034】
まず、ブロック化部21aは、ラインメモリ20から多値画像データを入力する。この入力は、記録用紙1ページ分の濃度データを各色成分毎に順次(面順次)に行われる。従って、入力画像データとリファレンスデータとの比較は、入力される色成分の順番がY→M→C→Bkであり、M成分について比較を行うのであれば、2番目に入力される色成分のデータについてのみ行われる。
【0035】
次に、ブロック化部21aは入力画像データを所定の大きさのブロック(ここでは、1辺が256画素(ピクセル)の正方形)毎に平均濃度で量子化したデータに変換し、その量子化データを比較部21bに出力する。なお、記録用紙1ページのサイズに相当する画素数は、記録解像度と用紙サイズから定められるので、このブロック化において、どの部分の画像データが各ブロックに含まれるデータであるかは、入力画像データの画素数をカウントすることによって分かる。
【0036】
比較部21bでは、メモリ26から読み出したリファレンスデータと入力した量子化データとを比較し、入力画像データがメモリ26に登録されている特定画像パターンを含むかどうかの判定結果を出力する。
次に、入力画像データのブロック化について詳しく説明する。
図7は、図6におけるブロック化部21aに於いて実行されるブロック処理の概要を示す図である。図7に示すようにラインメモリ20から入力した画像データに基づいて、1辺256画素(ピクセル)の正方形ブロック毎に各ブロック内の画素の濃度の平均値を求め、これをブロック化画像の1ブロックの値とする。
【0037】
次に、メモリ26に登録されているリファレンスデータについて詳しく説明する。
リファレンスデータは、次のようにして得られる。即ち、元となる一つの画像(例えば、紙幣や有価証券など)から特徴となる部分(特徴部)を抽出し、ブロック化部21aで行われるのと同じようにその特徴部を表わす画像データの各画素の各色成分の濃度値をブロック化し、各ブロック毎に平均濃度値を求め、5×5ブロック分の平均濃度値を使ってリファレンスデータとしている。さらに、各ブロックの濃度値にある許容値(例えば、±20)を持たせることで、入力画像データから特定画像の認識をしやすくしている。
【0038】
さて、このようなブロック単位で平均濃度を比較する方法は、濃度オフセットの変動に対して比較結果が極めて敏感に反応する。例えば、入力画像データが表現する画像と特定画像の特徴部とが水平方向にづれていたりすると、濃度オフセットの変動が顕著になり、比較結果が反対になってしまうこともある。言い換えると、濃度オフセットの変動があると、必ずしも正確に特定画像の判別を行えるとは言えない。このような濃度オフセットの変動に対処するために、許容幅を大きくとることも考えられるが、逆に、許容幅を大きくとると特定画像を正確に判別できないことが多くなる。つまり、誤認識が多くなるのである。
【0039】
このようなことを踏まえ、この実施形態では、許容幅を大きくとる(例えば、±20)ことによって平均濃度の比較幅を広げるのではなく、許容幅を小さくとることによって(例えば、±10)1つのリファレンスデータによる認識可能な範囲を狭する一方、複数のリファレンスデータを準備することによって、トータルとして濃度オフセットの変動に対処できるようにした。
【0040】
図8は、以上のことを踏まえたこの実施形態で用いる一つの紙幣に対応した複数のリファレンスデータを示す図である。ここでは、1つの紙幣の特徴部の画像から得られる画像データをブロック化して夫々のブロックの平均濃度値を求めた後に、“−10”、“0”、“+10”の濃度オフセットをブロック毎に加え、さらに、それぞれに“±10”許容値を与えて、3つのリファレンスデータを作成している。図8(a)が濃度オフセットが“0”のリファレンスデータを示す図、図8(b)が濃度オフセットが“+10”のリファレンスデータを示す図、そして、図8(c)が濃度オフセットが“−10”のリファレンスデータを示す図である。
【0041】
なお、図8におけるリファレンスデータの許容値は、印刷サンプルの目視による主観評価実験の結果に基づいて決定されている。
図9は、複数の紙幣A、B、C夫々に関し、濃度オフセットが“−10”、“0”、“+10”のリファレンスデータがメモリ26のリファレンスデータ部に格納されている様子を示す図である。ここでは、3つの紙幣のリファレンスデータが夫々3つの濃度オフセット値をもつデータを格納する様子を示しているが、異なる濃度オフセット値の数、また、そのオフセット値、その紙幣の数や種類は他の値でも良いことは言うまでもない。
【0042】
以上のことを考慮し、比較部21bにおけるパターン認識では、入力画像データのブロック化データがリファレンスデータのブロックの許容値の範囲に入っている場合に、そのブロックは一致したとみなし、5×5ブロックのすべてについて一致する部分が入力画像にあった場合に入力画像にはリファレンスデータが表現する特定画像のパターンが含まれているとみなす。この結果は、判別結果信号(DSR)として、D/A変換部23に出力される。この実施形態では、記録用紙各ページ毎に1つの色成分(例えば、M(マゼンタ)成分)の濃度画像データに関し、判別結果信号(DSR)が出力され、DSR=“1”であれば、特定画像が検出されたことを、DSR=“0”であれば、特定画像は検出されなかったことを示す。
【0043】
そのDSRに関し、DSR=“1”であれば、CPU14はその色成分の画像形成において、1ページ全体を最大濃度で画像形成するようD/A変換部23の出力を制御する。そして、以降の色成分の画像形成をたとえホストから画像データが送られてきてもそのデータ受信に係わりなく中止する。
なお、DSR=“1”であったときの画像形成制御は、上記のような制御以外にも、例えば、DSR=“1”が出力された時点で、これ以降の画像形成を中止して画像出力を行わないように制御しても良いし、黒色成分の画像濃度を最大濃度にしてそのページ全体にわたってブラックトナーが出力されるようにしても良いし、或は、特定の画像パターンが特定の色でその画像に付加されるようにしても良い。
【0044】
従って、以上説明した実施形態に従えば、一つの特定画像(例えば、紙幣)の特徴部から得られるリファレンスデータとして、種々の濃度オフセット値を有した複数個のリファレンスデータを備え、これらのリファレンスデータを用いて入力画像との比較を行うので、リファレンスデータの許容値は小さく抑えながらも(例えば、±10)、画像の濃度オフセット変動を考慮し、高い精度で特定画像の判別を行うことができる。
【0045】
なお、以上説明した例では、ブロック化された画素の平均濃度に対するオフセット値を複数用意してリファレンスデータを作成したが本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、入力画像とリファレンスデータとを互いの画像の空間周波数に着目してパターンマッチングを行う場合には、特定画像の特徴部の位置オフセットを考慮した複数のリファレンスデータを用意し、これらのリファレンスデータを用いて特定画像の認識を行うこともできる。
【0046】
また、以上の例では、紙幣毎の濃度オフセット値をオフセットのない値から上下に同じ値で与えたが本発明はこれによって限定されるものではなく、特定画像の特徴部の画像特性に応じて、他の値を用いることもできるし、濃度オフセット相互の間隔を非等間隔にしても良い。
さらに、以上の実施形態における入力画像データとリファレンスデータとの比較は、入力画像データのある1つの色成分についてのみ行ったが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、メモリに4つの濃度色成分全てについてのリファレンスデータを備え、この比較を4つの濃度色成分全てについて行うようにしても良い。そして、4つ全ての色成分について、特定画像が検出されたと判断された場合に入力画像データに特定画像が含まれると判断しても良いし、或は、4つの色成分の内、いづれか1つの色成分について特定画像が検出されたと判断された場合に入力画像データに特定画像が含まれると判断しても良いし、さらには、4つの色成分の内、所定のいくつかの色成分について特定画像が検出されたと判断された場合に入力画像データに特定画像が含まれると判断しても良い。
【0047】
さらにまた、以上の実施形態ではホストからの入力画像データとして濃度画像データを想定したが本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、ホストから輝度(RGB画像データ)を受信し、プリンタコントローラ或はプリンタエンジンに輝度→濃度変換を施すような色変換回路を備えたような構成にすることもできる。この場合、入力画像データとリファレンスデータとの比較は、例えば、最も輝度の高い成分であるG(グリーン)成分に注目して、行っても良いし、既に上述したように、すべての色成分に関する比較を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【0048】
さらにまた、以上の実施形態で用いたプリンタはラインメモリを持つ構成であったが本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、記録用紙1ページ分の画像データを格納できるフレームメモリを有した構成のプリンタにも適用することができる。
さらにまた、以上の実施形態で用いたプリンタは電子写真方式に従って画像形成と記録を行う構成であったが本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式に従って画像形成と記録を行う構成のプリンタにも適用することができる。
【0049】
尚、本発明は、『ホストコンピュータ、インタフェース、プリンタ等の』複数の機器から構成されるシステムに適用しても、『複写機等の』1つの機器からなる装置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。この場合、本発明を達成するためのソフトウェアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体から、該プログラムを該システム或は装置に読み出すことによって、そのシステム或は装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、例えば、特定画像の特徴部とは多少配置が異なるような画像を含む画像データが入力されたとしても、高い認識率でその入力画像データから特定画像の認識できるという効果がある。
【0051】
さらに他の発明によれば、特定画像の特徴部を表現する画像データを複数のブロックに分割し、複数のブロック各々に含まれる画素の値に基づいて、複数のブロック各々を代表する代表値を生成し、複数の代表値を1単位とする第1の参照画像データを構成するとともに、複数の代表値に特徴部の配置の変化を考慮した所定のオフセット値を加算した第2の参照画像データを構成するので、特徴部の配置の変化が考慮された参照画像データが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるカラーレーザビームプリンタの構成を示す側断面図である。
【図2】プリンタ1の機能構成を示すブロック図である。
【図3】プリンタエンジン3の機能構成を示すブロック図である。
【図4】画像形成プロセスにおける垂直同期信号(VSYNC)、水平同期信号(BD)、及び、画像信号(VDO)のタイミングを示す図である。
【図5】信号処理部4の内部構成を示すブロック図である。
【図6】パターン認識部21の構成を示すブロック図である。
【図7】図6におけるブロック化部21aに於いて実行されるブロック処理の概要を示す図である。
【図8】オフセット値の異なるリファレンスデータの例を示す図である。
【図9】紙幣A、B、C夫々に関し、濃度オフセットが“−10”、“0”、“+10”のリファレンスデータがメモリ26のリファレンスデータ部に格納されている様子を示す図である。
【符号の説明】
20 ラインメモリ
21 パターン認識部
21a ブロック化部
22b 比較部
26 メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing method and apparatus, and a method for generating reference image data used in the method or apparatus, and more particularly to an image processing method and apparatus and method for recognizing a specific image from an input digital image. Alternatively, the present invention relates to a method for creating reference image data used in the apparatus.
[0002]
[Prior art]
With the spread of color copiers and color printers in recent years, it has been impossible to create images by using a high-performance color scanner and computer, unless it is a specialized printer. High-quality full-color prints are easily available. While these devices have become widespread, techniques for preventing counterfeiting of banknotes and securities using color copiers and color printers have become necessary. This anti-counterfeiting technology is an image that should not be faithfully reproduced from digital image information to be printed because it is prohibited to be copied by law such as banknotes or securities (hereinafter referred to as “specific image”). ) Is applied.
[0003]
When such anti-counterfeiting technology is applied to a color printer, if it does not have an image memory for storing all the image data for one screen to be printed, a host computer (hereinafter referred to as a host) Judgment whether an image to be printed includes a specific image such as a predetermined banknote or securities using image data stored in an image memory such as a line memory with a small capacity for storing serially transmitted image data It is required to do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, the method of performing pattern matching with the reference image by extracting the contour of the image, which has been used in the anti-counterfeiting technology such as a color copying machine, is difficult to apply because it is necessary to develop all image data in the frame memory.
Furthermore, in a printer having only a small capacity memory such as a line memory, pay attention only to the features (characteristic patterns, numbers, etc.) of banknotes and securities, and whether these features are included in the input image. In order to determine whether or not the feature portion of the input image is present at a certain reference direction (for example, in the case of a laser beam printer, the scanning direction of the light beam or the image forming direction). In this pattern matching, regardless of the angle of the feature that may be included in the input image, this feature is detected and recognized as a specific image. It is required to do. That is, an analysis in consideration of the arrangement of the characteristic portions is required.
[0005]
In consideration of such an arrangement, reference image data (reference data) values created in advance based on image information of a characteristic portion of a specific image such as a predetermined banknote or securities are included in the input image data. If the tolerance of the pattern matching results that can occur due to the arrangement of the features that may be included is slightly different from that of the features of the specific image, the tolerance is large. In this case, there is a problem that a specific image cannot be correctly identified (misrecognition) increases. For this reason, there is a problem in that only reference data compromised at an appropriate recognition rate can be provided in consideration of the arrangement of the characteristic portions and the tradeoff of the degree of occurrence of erroneous recognition.
[0006]
Therefore, for example, even when image data representing an image having a feature portion very similar to the specific image is input at a position slightly deviated from the normal position of the feature portion of the specific image, this can be recognized as the specific image. As a result, there has been a problem that counterfeiting cannot be prevented.
The present invention has been made in view of the above conventional example. For example, even if a feature portion slightly different from the arrangement of the feature portion of the specific image exists in the input image data, the recognition is high in consideration of the arrangement variation. It is an object of the present invention to provide an image processing method and apparatus capable of recognizing a specific image at a rate, and a method of creating reference image data used in the method or apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image processing apparatus of the present invention has the following configuration. That is, an input means for inputting image data, and a plurality of reference images in which different offset values are added in consideration of changes in the arrangement of the feature portions to the image data representing the feature portions of the specific image, and given predetermined values are given. A storage unit for storing data, each of the plurality of reference image data stored in the storage unit, and the image data input by the input unit, and the input image data is permitted by the reference image data. An image processing apparatus comprising: a comparison determination unit that determines whether or not a value is within a range of values; and a control unit that controls image formation of the image data according to a determination result by the comparison determination unit. Prepare.
[0008]
According to another aspect of the present invention, a plurality of reference images that are given predetermined tolerance values by adding different offset values taking into account the change in the arrangement of the feature portions based on image data representing the feature portions of the specific image. A step of creating and storing data in a storage medium, an input step of inputting image data, each of a plurality of reference image data stored in the storage medium, and the input image data are compared, and the input A discriminating step for discriminating whether or not the image data is within an allowable value range of the reference image data; and a control step for controlling image formation of the image data in accordance with a discrimination result in the discriminating step. A characteristic image processing method is provided.
[0009]
According to still another invention, there is provided a method for creating reference image data used in the image processing apparatus or the image processing method having the above-described configuration, wherein the image data representing the feature portion of the specific image is divided into a plurality of blocks. A step of generating a representative value representative of each of the plurality of blocks based on a value of a pixel included in each of the plurality of blocks, and a first reference image having the plurality of representative values as one unit A first data configuration step for configuring data, and a second data configuration for configuring second reference image data in which a predetermined offset value in consideration of a change in the arrangement of the characteristic portion is added to the plurality of representative values And a method for creating reference image data.
[0010]
[Action]
With the configuration described above, the present invention stores a plurality of reference image data in which different offset values are added in consideration of changes in the arrangement of the feature portions to the image data expressing the feature portions of the specific image, and given predetermined values are stored. The input image data is compared with each of the plurality of reference image data stored in the storage means to determine whether the input image data is within the allowable range of the reference image data; In accordance with the determination result, the image forming operation based on the input image data is controlled.
[0011]
Here, the storage means is a non-volatile memory, and an electrophotographic system can be used for image formation. Then, the storage means stores reference image data relating to the characteristic portion of each of the plurality of specific images.
Further, the image data is color image density data, and the data is sequentially input for each page of the recording medium and for each color component. This image data is temporarily held in the line memory.
[0012]
The specific image includes features such as banknotes and securities.
The offset value is determined based on the density variation of the feature portion of the specific image or the spatial frequency variation of the pixel value of the feature portion.
Each of the plurality of reference image data is obtained by adding one of different offset values to the average density value obtained by averaging the densities represented by the pixel pixels of the characteristic portion of the specific image over a predetermined area size. Yes, it is determined whether there is an average density value obtained by averaging the density value of each pixel of the input image data over the same area size as the predetermined area within a predetermined allowable value from this value. In this case, the predetermined allowable value is determined to have a smaller value than the allowable value considered when comparing the input image data using the reference image data generated without adding the offset value.
[0013]
According to another invention, the image data representing the characteristic part of the specific image is divided into a plurality of blocks, and the representative value representing each of the plurality of blocks based on the values of the pixels included in each of the plurality of blocks. And a first reference image data having a plurality of representative values as one unit, and a second reference image obtained by adding a predetermined offset value in consideration of a change in the arrangement of the feature portion to the plurality of representative values By configuring the data, reference image data used by the image processing apparatus configured as described above is created.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a typical embodiment of the present invention, which has a resolution of 600 dots / inch (dpi), and forms an image according to an electrophotographic method based on multi-value data in which each pixel of each color component is expressed by 8 bits. 2 is a side sectional view showing the structure of a color laser beam printer (hereinafter referred to as CLBP or printer) 1 that performs the recording. FIG.
[0015]
In the apparatus shown in FIG. 1, the sheet 102 fed from the sheet feeding unit 101 is held at the outer periphery of the transfer drum 103 with its leading end held between grippers 103 f. At this time, the detector 8 detects the leading edge of the paper 102, and a vertical synchronization signal (described later) is generated based on the detection signal. A latent image formed in each color by an optical unit 107 on an image carrier (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 100 is developed by each color developing device Dy, Dc, Db, Dn, and rotated a plurality of times on a sheet around the transfer drum. The other color image is formed by copying. Thereafter, the paper 102 is separated from the transfer drum 103 and fixed by the fixing unit 104, and is discharged from the paper discharge unit 105 to the paper discharge tray unit 106.
[0016]
Here, the developing devices Dy, Dc, Db, and Dn of the respective colors have rotation support shafts at both ends thereof, and each is held by the developing device selection mechanism unit 108 so as to be rotatable around the shaft. As a result, as shown in FIG. 1, the developing devices Dy, Dc, Db, and Dn maintain their postures even when the developing device selection mechanism 108 rotates about the rotation shaft 110 for selecting the developing device. Can be kept constant. After the selected developing device is moved to the developing position, the developing device selection mechanism unit 108 is integrated with the developing device and the selection mechanism holding frame 109 is pulled toward the photosensitive drum 100 by the solenoid 109a around the fulcrum 109b. Move in 100 directions.
[0017]
Next, the color image forming operation of the color laser beam printer configured as described above will be specifically described.
First, the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charger 111, and, for example, an M (magenta) latent image is developed on the photosensitive drum 100 by exposure with the laser beam L to an M (magenta) color. Development is performed by the device Dm, and an M (magenta) color first toner image is formed on the photosensitive drum 100. On the other hand, the transfer paper P is fed at a predetermined timing, and a transfer bias voltage (+1.8 kV) having a polarity opposite to that of the toner (for example, plus polarity) is applied to the transfer drum 103, so that the first toner image on the photosensitive drum 100 is obtained. Is transferred to the transfer paper P, and the transfer paper P is electrostatically attracted to the surface of the transfer drum 103. Thereafter, the remaining M (magenta) toner is removed from the photosensitive drum 100 by a cleaner 112 to prepare for a latent image formation and development process for the next color.
[0018]
Next, a second latent image of C (cyan) color is formed on the photosensitive drum 100 by the laser beam L, and then the second latent image on the photosensitive drum 1 is developed by the C (cyan) color developer Dc. The image is developed to form a C (cyan) second toner image. Then, the second toner image of C (cyan) color is transferred to the transfer paper P in accordance with the position of the first toner image of M (magenta) color transferred to the transfer paper P previously. In transferring the second color toner image, a +2.1 kV bias voltage is applied to the transfer drum 103 immediately before the transfer paper P reaches the transfer portion.
[0019]
Similarly, third and fourth latent images of Y (yellow) color and Bk (black) color are sequentially formed on the photosensitive drum 100 and are sequentially developed by the developing devices Dy and Db, respectively. The third and fourth toner images of Y (yellow) color and Bk (black) color are sequentially transferred in alignment with the previously transferred toner image. In this manner, four color toner images are formed on the transfer paper P in an overlapping state. In transferring the toner images of the third color and the fourth color, bias voltages of +2.5 kV and +3.0 kV are applied to the transfer drum 103 immediately before the transfer paper reaches the transfer portion, respectively.
[0020]
The reason why the transfer bias voltage is increased every time the toner image of each color is transferred is to prevent a decrease in transfer efficiency. The main cause of this decrease in transfer efficiency is that when the transfer paper is separated from the photosensitive drum 100 after transfer, the surface of the transfer paper is charged to a polarity opposite to the transfer bias voltage due to air discharge (the transfer paper carrying the transfer paper). The drum surface is also slightly charged.) When this charged charge is accumulated at every transfer and the transfer bias voltage is constant, the transfer electric field is lowered at every transfer.
[0021]
During the transfer of the fourth color, when the leading edge of the transfer paper reaches the transfer start position (including immediately before and after), an effective AC voltage of 5.5 kV (frequency is 500 Hz) is applied when the fourth toner image is transferred. A DC bias voltage +3.0 kV having the same polarity and the same potential as the transferred transfer bias is superimposed and applied to the charger 111. Thus, when transferring the fourth color, the charger 111 is operated when the leading edge of the transfer paper reaches the transfer start position in order to prevent uneven transfer. In particular, in the transfer of a full color image, even if slight transfer unevenness occurs, it is easy to notice a difference in color. Therefore, as described above, it is necessary to apply a required bias voltage to the charger 111 to perform a discharge operation. .
[0022]
Thereafter, when the leading edge of the transfer paper P onto which the four color toner images are superimposed and transferred approaches the separation position, the separation claw 113 approaches and the leading edge contacts the surface of the transfer drum 103 to transfer the transfer paper P. Separate from the drum 103. The tip of the separation claw 113 maintains a contact state with the surface of the transfer drum, and then moves away from the transfer drum 103 and returns to the original position. The charger 111 operates until the trailing edge of the transfer paper leaves the transfer drum 111 from when the leading edge of the transfer paper reaches the transfer start position of the final color (fourth color) as described above. The opposite polarity of the toner) is removed, the separation paper is easily separated by the separation claw 113, and the air discharge during separation is reduced. The transfer bias voltage applied to the transfer drum 103 is turned off (ground potential) when the trailing edge of the transfer paper reaches the transfer end position (exit of the nip formed by the photosensitive drum 100 and the transfer drum 103). To do. At the same time, the bias voltage applied to the charger 111 is turned off. Next, the separated transfer paper P is conveyed to the fixing device 104 where the toner image on the transfer paper is fixed and discharged onto the paper discharge tray 106.
[0023]
Next, an image forming operation by laser beam scanning will be described.
In FIG. 1, reference numeral 107 denotes an optical unit, which includes a detector 9, a semiconductor laser 120, a polygon mirror 121, a scanner motor 122, a lens 123, and a mirror 125. When the recording paper P is fed and its leading edge is conveyed to the transfer drum, the image signal VDO for one page is output to the semiconductor laser 120 in synchronization with the recording paper P, and the light beam L modulated by the image signal VDO is generated. The light beam L is emitted toward the polygon mirror 121 rotated by the scanner motor 122, and the emitted light beam L is guided to the photosensitive drum 100 by the lens 123 and the mirror 125. When the light beam L is emitted, the light beam L is detected by the detector 9 disposed on the main scanning axis, and a BD (beam detection) signal serving as a horizontal synchronizing signal is output. As a result, the photosensitive drum 100 is scanned and exposed in synchronization with the BD signal by the light beam L, and an electrostatic latent image is formed.
[0024]
The color laser beam printer of the present embodiment outputs an image with a resolution of 600 dots / inch (dpi) through the image forming process as described above.
As input data of this apparatus, color image data (for example, density image data expressed by Y, M, C, and Bk components) generated by a host computer (hereinafter referred to as a host) can be considered. For this reason, as shown in FIG. 1, this apparatus receives a printer controller 2 that receives image information and a command (1005) for image formation from a host and generates image data, and a signal for processing the image data. A processing unit 4 is provided.
[0025]
In the embodiment described here, color image data sent from a host is considered as input data.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the printer 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, a printer 1 receives image information sent as density image data for each color component or PDL command data from a host computer 1000 (hereinafter referred to as a host) 1000. The printer controller 2 and the printer engine 3 output as a YMCBk image signal 6 composed of bits (D0 to D7). Therefore, the value of each pixel of each color component takes a value from 0 to 255.
[0026]
Various signals other than the image signal 6 are exchanged between the printer controller 2 and the printer engine 3 in the form of serial communication. These signals include a page (sub-scanning direction) synchronization signal (PSYNC), a main scanning direction synchronization signal (LSYNC), and a data transfer clock (VCLK) sent from the printer engine 3 to the printer controller 2. The printer controller 2 outputs an 8-bit signal of each color component of the image signal 6 in synchronization with the data transfer clock (VCLK).
[0027]
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the printer engine 3 according to this embodiment. In FIG. 3, the reference clock from the reference oscillator 10 included in the optical unit 107 is divided by the frequency divider 11 so that the phase difference between the divided clock and the feedback signal from the scanner motor 122 is a predetermined phase difference. The scanner motor 122 is rotated at a constant speed by a motor control circuit 12 (which incorporates a known phase control circuit (not shown)). Then, the rotation of the scanner motor 122 is transmitted to the polygon mirror 121 to rotate the polygon mirror 121 at a constant speed.
[0028]
On the other hand, the transfer drum 103 is rotated at a constant speed by a drive motor (not shown), the leading edge of the recording paper P on the transfer drum 103 is detected by the detector 8, and a vertical synchronization signal (VSYNC) is output to the signal processing unit 4. The The leading edge of each color image is defined by the vertical synchronization signal (VSYNC). After the vertical synchronization signal (VSYNC) is output, the BD signal generated by the detector 9 is used as the horizontal synchronization signal (HSYNC), and the image signal (VDO) is sequentially transmitted to the semiconductor laser 120 in synchronization with the BD signal. Is done.
[0029]
The CPU 14 built in the signal processing unit 4 performs serial communication with the printer controller 2 to exchange control signals and synchronize the operations of the printer controller 2 and the printer engine 3.
The timings of the image signal (VDO) of the vertical synchronizing signal (VSYNC), horizontal synchronizing signal (BD), and four density color components (YMCBk) described above in the image forming process are as shown in FIG.
[0030]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the signal processing unit 4. The signal processing unit 4 is roughly divided into a line memory 20, a pattern recognition unit 21, and a halftone processing unit using PWM.
The line memory 20 stores the multi-value image data (D0 to D7) sent from the printer controller 2 with the data transfer clock (VCLK), and then reads it with the image clock (PCLK) of the printer engine 3.
[0031]
The halftone processing unit using PWM is composed of a γ correction unit 22, a D / A conversion unit 23, a comparator 24, and a triangular wave generation unit 25. The multi-value image data from the line memory 20 is γ corrected by the γ correction unit 22, converted into an analog signal by the D / A conversion unit 23, and then input to the positive input terminal (+) of the comparator 24. Is done. On the other hand, the output signal of the triangular wave generator 25 that generates a triangular wave signal based on the clock of the image clock (PCLK) is input to the negative input terminal (−) of the comparator 23.
[0032]
The comparator 23 compares these two signals and generates a signal having a pulse width corresponding to the multi-value image signal. From the comparator 23, a PWM signal for forming an image having a resolution of 600 dpi is sent to the semiconductor laser 121 as an image signal (VDO).
The pattern recognition unit 21 reads reference data stored in a nonvolatile memory 26 such as an EEPROM via a signal line 28 based on a control signal 27 from the CPU 14, and this data and input multi-value image data Are compared to determine whether the input multi-valued image contains a specific image.
[0033]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the pattern recognition unit 21. As shown in FIG. 6, the pattern recognition unit 21 includes a blocking unit 21 a that blocks input multi-valued image data as described below, and a comparison unit 21 b that compares the blocked image data with reference data. It is configured. In this embodiment, the density data of the four color components Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black) that are sequentially sent from the printer controller 2 for each page of recording paper. Only the density data of one color component, for example, the M (magenta) component having the highest luminance, is compared with the reference data. As a result, the recognition determination process for the specific image is performed at a higher speed. Accordingly, the memory 26 stores reference data for one color component. However, it goes without saying that the density data of which component of the four color components is compared with the reference data may be other than the M (magenta) component described here.
[0034]
First, the blocking unit 21 a inputs multi-value image data from the line memory 20. This input is performed sequentially (surface-sequentially) for each color component of density data for one page of recording paper. Therefore, in the comparison between the input image data and the reference data, the order of the input color components is Y → M → C → Bk, and if the comparison is performed for the M component, the second input color component is compared. Only done for data.
[0035]
Next, the blocking unit 21a converts the input image data into data quantized with an average density for each block of a predetermined size (here, a square having 256 pixels (pixels) on one side), and the quantized data. Is output to the comparison unit 21b. Since the number of pixels corresponding to the size of one page of recording paper is determined from the recording resolution and paper size, which part of the image data is included in each block in this block formation is the input image data. It can be understood by counting the number of pixels.
[0036]
The comparison unit 21b compares the reference data read from the memory 26 with the input quantized data, and outputs a determination result as to whether or not the input image data includes a specific image pattern registered in the memory 26.
Next, the blocking of input image data will be described in detail.
FIG. 7 is a diagram showing an outline of block processing executed in the blocking unit 21a in FIG. As shown in FIG. 7, based on the image data input from the line memory 20, an average value of the density of the pixels in each block is obtained for each square block of 256 pixels (pixels), and this is obtained as 1 of the block image. The block value.
[0037]
Next, reference data registered in the memory 26 will be described in detail.
Reference data is obtained as follows. That is, a characteristic part (characteristic part) is extracted from one original image (for example, banknotes, securities, etc.), and image data representing the characteristic part is displayed in the same manner as performed by the blocking unit 21a. The density value of each color component of each pixel is divided into blocks, the average density value is obtained for each block, and the average density value for 5 × 5 blocks is used as reference data. Furthermore, by providing a tolerance value (for example, ± 20) in the density value of each block, it is easy to recognize the specific image from the input image data.
[0038]
Now, in such a method of comparing the average density in units of blocks, the comparison result reacts extremely sensitively to fluctuations in density offset. For example, if the image represented by the input image data and the feature portion of the specific image are aligned in the horizontal direction, the variation in density offset becomes significant, and the comparison result may be reversed. In other words, if there is a variation in density offset, it cannot be said that the specific image can be accurately determined. In order to cope with such a variation in density offset, it is conceivable to increase the allowable range. Conversely, if the allowable range is increased, the specific image may not be accurately determined. That is, misrecognition increases.
[0039]
Based on this, in this embodiment, the allowable range is increased (for example, ± 20), but the average density comparison range is not expanded, but the allowable range is decreased (for example, ± 10) 1. While the range that can be recognized by one reference data is narrowed, by preparing a plurality of reference data, it is possible to cope with variations in density offset as a whole.
[0040]
FIG. 8 is a diagram showing a plurality of reference data corresponding to one banknote used in this embodiment based on the above. Here, after the image data obtained from the image of the characteristic part of one banknote is made into a block and the average density value of each block is obtained, density offsets of “−10”, “0”, and “+10” are set for each block. In addition to the above, three reference data are created by giving "± 10" tolerance values to each. FIG. 8A shows reference data with a density offset of “0”, FIG. 8B shows reference data with a density offset of “+10”, and FIG. It is a figure which shows the reference data of -10 ".
[0041]
Note that the allowable value of the reference data in FIG. 8 is determined based on the result of a subjective evaluation experiment by visual observation of the print sample.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the reference data having the density offsets “−10”, “0”, and “+10” are stored in the reference data portion of the memory 26 for each of the plurality of banknotes A, B, and C. is there. Here, the reference data of three banknotes shows how data having three density offset values is stored, but the number of different density offset values, the offset values, and the number and type of banknotes are other. It goes without saying that the value of
[0042]
Considering the above, in the pattern recognition in the comparison unit 21b, when the block data of the input image data is within the allowable value range of the block of the reference data, the block is regarded as matching, and 5 × 5 When there is a matching portion in all the blocks in the input image, the input image is regarded as including a specific image pattern represented by the reference data. This result is output to the D / A converter 23 as a discrimination result signal (DSR). In this embodiment, a discrimination result signal (DSR) is output for density image data of one color component (for example, M (magenta) component) for each page of the recording paper, and if DSR = “1”, the specified If DSR = "0" indicating that an image has been detected, this indicates that no specific image has been detected.
[0043]
With respect to the DSR, if DSR = “1”, the CPU 14 controls the output of the D / A converter 23 so as to form an image of the entire page with the maximum density in the image formation of the color component. Then, even if image data is sent from the host, the subsequent image formation of the color components is stopped regardless of the data reception.
Note that the image formation control when DSR = “1” is not limited to the above-described control. For example, when DSR = “1” is output, the subsequent image formation is stopped and the image formation control is performed. The output may be controlled not to be output, the black image density may be set to the maximum density, and black toner may be output over the entire page, or a specific image pattern may be specified. A color may be added to the image.
[0044]
Therefore, according to the embodiment described above, a plurality of reference data having various density offset values is provided as reference data obtained from the characteristic portion of one specific image (for example, banknote), and these reference data Since the comparison with the input image is performed using the reference image, it is possible to discriminate the specific image with high accuracy in consideration of the density offset fluctuation of the image while keeping the allowable value of the reference data small (for example, ± 10). .
[0045]
In the example described above, the reference data is created by preparing a plurality of offset values for the average density of the blocked pixels. However, the present invention is not limited to this. For example, when pattern matching is performed with the input image and reference data focused on the spatial frequency of each other's image, a plurality of reference data is prepared in consideration of the position offset of the feature portion of the specific image. The specific image can also be recognized using.
[0046]
Further, in the above example, the density offset value for each banknote is given as the same value up and down from the value without offset, but the present invention is not limited to this, and according to the image characteristics of the feature portion of the specific image Other values can also be used, and the intervals between density offsets can be non-uniform.
Furthermore, the comparison between the input image data and the reference data in the above embodiment is performed for only one color component of the input image data, but the present invention is not limited thereto. For example, reference data for all four density color components may be provided in the memory, and this comparison may be performed for all four density color components. When it is determined that a specific image has been detected for all four color components, it may be determined that the specific image is included in the input image data, or any one of the four color components is selected. When it is determined that a specific image has been detected for one color component, it may be determined that the specific image is included in the input image data. Further, among the four color components, a predetermined number of color components may be determined. When it is determined that a specific image is detected, it may be determined that the specific image is included in the input image data.
[0047]
Furthermore, in the above embodiment, density image data is assumed as input image data from the host, but the present invention is not limited to this. For example, it may be configured to include a color conversion circuit that receives luminance (RGB image data) from the host and performs luminance → density conversion in the printer controller or printer engine. In this case, the comparison between the input image data and the reference data may be performed by paying attention to the G (green) component, which is the component with the highest luminance, for example, and as described above, all the color components are related. Needless to say, a comparison may be made.
[0048]
Furthermore, the printer used in the above embodiments has a line memory, but the present invention is not limited to this. For example, the printer has a frame memory that can store image data for one page of recording paper. The present invention can also be applied to a printer having the above configuration.
Furthermore, the printer used in the above embodiment is configured to perform image formation and recording according to the electrophotographic method, but the present invention is not limited thereto, and for example, performs image formation and recording according to the inkjet method. The present invention can be applied to a printer having a configuration.
[0049]
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices such as “host computer, interface and printer” or to an apparatus composed of one device “such as a copying machine”. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or apparatus. In this case, the system or apparatus receives the effects of the present invention by reading the program from the storage medium storing the program represented by the software for achieving the present invention into the system or apparatus. It becomes possible.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, even when image data including an image having a slightly different arrangement from the feature portion of the specific image is input, the specific image is obtained from the input image data with a high recognition rate. There is an effect that it can be recognized.
[0051]
According to still another invention, image data representing a characteristic portion of a specific image is divided into a plurality of blocks, and representative values representing each of the plurality of blocks are obtained based on pixel values included in each of the plurality of blocks. Second reference image data generated and configured as first reference image data having a plurality of representative values as one unit, and a predetermined offset value in consideration of a change in the arrangement of the feature portion is added to the plurality of representative values. Therefore, there is an effect that reference image data in which a change in the arrangement of the characteristic portions is taken into consideration can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a color laser beam printer as a typical embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the printer.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a printer engine.
FIG. 4 is a diagram illustrating timings of a vertical synchronization signal (VSYNC), a horizontal synchronization signal (BD), and an image signal (VDO) in an image forming process.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a signal processing unit 4;
6 is a block diagram showing a configuration of a pattern recognition unit 21. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an outline of block processing executed in the blocking unit 21a in FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of reference data having different offset values.
9 is a diagram showing a state in which reference data with density offsets of “−10”, “0”, and “+10” are stored in the reference data portion of the memory 26 for banknotes A, B, and C, respectively.
[Explanation of symbols]
20 line memory 21 pattern recognition unit 21a blocking unit 22b comparison unit 26 memory

Claims (15)

画像データを入力する入力手段と、
特定画像の特徴部を表現する画像データに前記特徴部の配置の変化を考慮した異なったオフセット値を付加し所定の許容値を与えた複数の参照画像データを格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された複数の参照画像データ各々と、前記入力手段によって入力された画像データとを比較し、前記入力された画像データが前記参照画像データの許容値の範囲に入っているかどうかを判別する比較判別手段と
前記比較判別手段による判別結果に応じて、前記画像データの画像形成を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
Input means for inputting image data;
Storage means for storing a plurality of reference image data to which predetermined offset values are given by adding different offset values in consideration of a change in the arrangement of the feature portions to image data representing the feature portions of the specific image;
Each of the plurality of reference image data stored in the storage means is compared with the image data input by the input means, and whether or not the input image data falls within the allowable value range of the reference image data a comparison discriminating means for discriminating,
An image processing apparatus comprising: a control unit that controls image formation of the image data according to a determination result by the comparison determination unit .
前記オフセット値は、前記特定画像の特徴部の濃度変動に基づいて定められることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the offset value is determined based on a density variation of a characteristic portion of the specific image. 前記オフセット値は、前記特定画像の特徴部の画素の値の空間周波数の変動に基づいて定められることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the offset value is determined based on a variation in a spatial frequency of a value of a pixel of a feature portion of the specific image. 前記画像データはカラー画像濃度データであり、
前記入力手段は、前記記録媒体1ページ分の濃度データを各色成分毎に順次入力することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The image data is color image density data,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the input unit sequentially inputs density data for one page of the recording medium for each color component.
前記入力手段は、前記画像データを一時的に保持するラインメモリを有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the input unit includes a line memory that temporarily holds the image data. 前記特定画像には、紙幣や有価証券などの特徴部を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the specific image includes a characteristic portion such as a banknote or a securities. 前記記憶手段は、複数の特定画像各々の特徴部に関する参照画像データを格納することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores reference image data relating to a characteristic portion of each of a plurality of specific images. 前記複数の参照画像データ各々は、前記特定画像の特徴部の画素画素が表わす濃度を所定領域サイズに渡って平均した平均濃度値に、前記異なったオフセット値の1つを付加して得られることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  Each of the plurality of reference image data is obtained by adding one of the different offset values to an average density value obtained by averaging the densities represented by the pixel pixels of the characteristic portion of the specific image over a predetermined area size. The image processing apparatus according to claim 1. 前記比較判別手段は、
入力された画像データの各画素の濃度値を前記所定領域と同じ領域サイズに渡って平均化するブロック化手段と、
前記ブロック化手段によって得られた平均濃度値が、前記参照画像データの値の許容値内にあるかどうかを判別する判別手段とを有することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
The comparison determination means includes
Blocking means for averaging the density value of each pixel of the input image data over the same area size as the predetermined area,
9. The image processing apparatus according to claim 8, further comprising: a determination unit that determines whether an average density value obtained by the blocking unit is within an allowable value of the value of the reference image data.
前記所定許容値は、前記オフセット値を付加しないで生成した参照画像データを用い前記入力された画像データを比較する場合に考慮する許容値と比べて小さい値をもつことを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。The predetermined allowable value, claims, characterized in that with a smaller value than when considering tolerance when comparing the input image data using the reference image data generated without adding the offset value the image processing apparatus according to 1. 前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the storage unit is a nonvolatile memory. 特定画像の特徴部を表現する画像データに基づいて、前記特徴部の配置の変化を考慮した異なったオフセット値を付加し所定の許容値を与えた複数の参照画像データを作成して、記憶媒体に格納する格納工程と、
画像データを入力する入力工程と、
前記記憶媒体に格納された複数の参照画像データ各々と、前記入力画像データとを比較し、前記入力画像データが前記参照画像データの許容値の範囲に入っているかどうかを判別する判別工程と
前記判別工程における判別結果に応じて、前記画像データの画像形成を制御する制御工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
A plurality of reference image data to which a predetermined allowable value is given by adding different offset values in consideration of a change in the arrangement of the feature portion based on the image data representing the feature portion of the specific image, and a storage medium Storing process to store in,
An input process for inputting image data;
A determination step of comparing each of the plurality of reference image data stored in the storage medium with the input image data and determining whether the input image data is within a range of allowable values of the reference image data ;
An image processing method comprising: a control step of controlling image formation of the image data in accordance with a determination result in the determination step .
請求項1に記載の画像処理装置又は請求項12に記載の画像処理方法に用いられる参照画像データの作成方法であって、
前記特定画像の特徴部を表現する画像データを複数のブロックに分割する分割工程と、
前記複数のブロック各々に含まれる画素の値に基づいて、前記複数のブロック各々を代表する代表値を生成する生成工程と、
前記複数の代表値を1単位とする第1の参照画像データを構成する第1のデータ構成工程と、
前記複数の代表値に、前記特徴部の配置の変化を考慮した所定のオフセット値を加算した第2の参照画像データを構成する第2のデータ構成工程とを有することを特徴とする参照画像データの作成方法。
A method of creating reference image data used in the image processing apparatus according to claim 1 or the image processing method according to claim 12 ,
A dividing step of dividing the image data representing the characteristic portion of the specific image into a plurality of blocks;
A generating step of generating a representative value representing each of the plurality of blocks based on a value of a pixel included in each of the plurality of blocks;
A first data composing step of constructing first reference image data having the plurality of representative values as one unit;
Reference image data comprising: a second data configuration step of configuring second reference image data obtained by adding a predetermined offset value in consideration of a change in the arrangement of the feature portions to the plurality of representative values. How to create
前記特定画像との類似度判定のため、前記第1及び第2の参照画像データ夫々に前記類似度の許容値を設定する設定工程をさらに有することを特徴とする請求項13に記載の参照画像データの作成方法。The reference image according to claim 13 , further comprising a setting step of setting an allowable value of the similarity in each of the first and second reference image data in order to determine a similarity with the specific image. How to create data. 前記許容値は、前記第2の参照画像データが作成されず、前記第1の参照画像データのみを前記特定画像との類似度判定に用いる場合に、前記第1の参照画像データに設定される許容値よりも小さいことを特徴とする請求項14に記載の参照画像データの作成方法。The allowable value is set in the first reference image data when the second reference image data is not created and only the first reference image data is used for similarity determination with the specific image. 15. The method of creating reference image data according to claim 14 , wherein the reference image data is smaller than an allowable value.
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