JP3916596B2 - Image position correcting apparatus and method - Google Patents
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Images
Description
この発明は,画像位置補正装置および方法に関する。 The present invention relates to an image position correcting apparatus and method.
印刷物の検査(たとえば色調の良否検査,汚れの有無の検査,抜けの有無の検査等)を目視ではなく自動的に行う検査システムとして,撮像装置によって印刷物を撮像し,撮像によって得られる被検査画像データと,あらかじめ用意される基準画像データ(一般的には,正確と思われる被検査画像データ)とを比較するものがある。 As an inspection system that automatically inspects printed matter (for example, color quality inspection, inspection for presence / absence of stains, inspection for presence / absence of omission), an image to be inspected is obtained by imaging the printed matter with an imaging device. There is one that compares data with reference image data prepared in advance (generally, image data to be inspected that seems to be accurate).
このような検査システムでは,比較すべき基準画像データと被検査画像データの相対的な位置の位置合わせが必要とされる。比較すべき基準画像データと被検査画像データの相対的な位置がずれてしまうと,正常な印刷物であっても不良と誤判定されてしまうことになるからである。基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置ずれ量を検出して,被検査画像データの位置の補正を行った上で,基準画像データと被検査画像データとを比較して検査することが行われている(たとえば,特許文献1参照)。特許文献1では,求められた位置ずれ量により被検査画像データが位置補正される。
この発明は,基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置ずれ量をより精密に検出し,基準画像データと被検査画像データとをより精密に位置あわせすることを目的とする。 An object of the present invention is to more accurately detect a relative displacement amount between the reference image data and the inspected image data, and to align the reference image data and the inspected image data more precisely.
この発明による画像位置補正装置(画像位置ずれ量算出装置)は,基準画像を表す基準画像データを記憶する第1のメモリ,搬送される被検査対象物を撮像することにより得られる被検査画像を表す被検査画像データを記憶する第2のメモリ,第2のメモリに記憶された被検査画像データを,搬送方向に対応する方向に複数のブロックに分割して,複数の被検査ブロック画像データを得る第1の分割手段,および上記第1の分割手段によって得られた複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,被検査ブロック画像データと,上記第1のメモリに記憶された基準画像データ中の上記被検査ブロック画像データに対応する部分のデータとに基づいて,被検査ブロック画像データの少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量を算出するブロック位置ずれ量算出手段を備えたものである。 An image position correction apparatus (image position deviation amount calculation apparatus) according to the present invention includes a first memory for storing reference image data representing a reference image, and an inspection image obtained by imaging the object to be inspected. A second memory for storing the inspected image data to be represented; the inspected image data stored in the second memory is divided into a plurality of blocks in a direction corresponding to the transport direction; For each of the obtained first dividing means and the plurality of inspected block image data obtained by the first dividing means, the inspected block image data and the reference image data stored in the first memory Based on the data of the portion corresponding to the block image data to be inspected, the amount of displacement of the block image data to be inspected in the direction corresponding to at least the transport direction is calculated. Those having a block position deviation amount calculating means for.
この発明による画像位置補正方法(画像位置ずれ量算出方法)は,基準画像を表す基準画像データと比較される,搬送される被検査対象物を撮像することにより得られる被検査画像を表す被検査画像データの位置を補正する方法であり,被検査画像データを,搬送方向に対応する方向に分割して複数の被検査ブロック画像データを得,複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,被検査ブロック画像データと,基準画像データ中の上記被検査ブロック画像データに対応する部分のデータとに基づいて,被検査ブロック画像データの少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量を算出するものである。 An image position correction method (image position deviation amount calculation method) according to the present invention is an inspection object representing an inspection image obtained by imaging the object to be inspected, which is compared with reference image data representing the reference image. This is a method for correcting the position of image data. The image data to be inspected is divided in a direction corresponding to the transport direction to obtain a plurality of block image data to be inspected, and each of the plurality of block image data to be inspected is inspected. Based on the block image data and the data of the portion corresponding to the block image data to be inspected in the reference image data, the displacement amount of the block image data to be inspected in the direction corresponding to at least the transport direction is calculated. .
この発明によると,被検査画像データを搬送方向に対応する方向に分割することによって得られる複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,位置ずれ量が算出される。 According to the present invention, the displacement amount is calculated for each of a plurality of block image data to be inspected obtained by dividing the image data to be inspected in a direction corresponding to the transport direction.
算出される位置ずれ量は,少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量を含む。搬送方向に対応する方向のみならず,それ以外の方向(たとえば,搬送方向の直交方向に対応する方向等)を含む2以上の方向の位置ずれ量を算出してもよい。2以上の位置ずれ量を算出する場合には,算出される位置ずれ量にはいずれの方向の位置ずれ量であるかを示すデータが付随する。 The calculated positional deviation amount includes at least a positional deviation amount in a direction corresponding to the transport direction. In addition to the direction corresponding to the transport direction, the positional deviation amount in two or more directions including other directions (for example, a direction corresponding to a direction orthogonal to the transport direction) may be calculated. When calculating two or more misregistration amounts, the calculated misregistration amount is accompanied by data indicating in which direction the misregistration amount is.
この発明によると,搬送方向に対応する方向に分割された複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量が算出されるので,算出される位置ずれ量に基づいて被検査ブロック画像データのそれぞれの少なくとも搬送方向に対応する位置を補正することができる。精密に(細かく)基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置を合わせることができる。特に搬送方向に対応する方向に生じやすい基準画像データと被検査画像データとの位置のずれを無くすことができる。 According to the present invention, for each of the plurality of block image data to be inspected divided in the direction corresponding to the transport direction, at least the position shift amount in the direction corresponding to the transport direction is calculated. Based on this, it is possible to correct the position corresponding to at least the conveyance direction of each block image data to be inspected. It is possible to precisely (finely) align the relative positions of the reference image data and the inspected image data. In particular, it is possible to eliminate a positional shift between the reference image data and the image data to be inspected, which is likely to occur in the direction corresponding to the transport direction.
一実施態様では,画像位置補正装置は,上記ブロック位置ずれ量算出手段によって算出された位置ずれ量に基づいて位置補正された上記被検査ブロック画像データを,搬送方向の直交方向に対応する方向および搬送方向に対応する方向に分割して,複数の被検査セグメント画像データ(被検査セクション画像データまたは被検査ピース画像データ)を得る第2の分割手段,および上記第2の分割手段によって得られた複数の被検査セグメント画像データのそれぞれについて,被検査セグメント画像データと,上記第1のメモリに記憶された基準画像データ中の上記被検査セグメント画像データに対応する部分とに基づいて,被検査セグメント画像データの位置ずれ量を算出するセグメント位置ずれ量算出手段をさらに備えている。 In one embodiment, the image position correction apparatus uses the block image data to be inspected, the position of which is corrected based on the position shift amount calculated by the block position shift amount calculation means, in a direction corresponding to a direction orthogonal to the transport direction, and Obtained by a second dividing means for obtaining a plurality of inspected segment image data (inspected section image data or inspected piece image data) by dividing in a direction corresponding to the transport direction, and the second dividing means. For each of the plurality of segment image data to be inspected, based on the segment image data to be inspected and the portion corresponding to the segment image data to be inspected in the reference image data stored in the first memory, A segment positional deviation amount calculating means for calculating the positional deviation amount of the image data is further provided.
位置補正された被検査ブロック画像データを,さらに搬送方向の直交方向に対応する方向および搬送方向に対応する方向に分割した被検査セグメント画像データのそれぞれについて位置ずれ量が算出されるので,算出された位置ずれ量により,被検査セグメント画像データのそれぞれの位置を補正することができる。さらに精密に基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置を合わせることができる。 The positional deviation amount is calculated for each of the inspected segment image data obtained by dividing the position-corrected inspected block image data in the direction corresponding to the direction orthogonal to the transport direction and the direction corresponding to the transport direction. Each position of the segment image data to be inspected can be corrected by the amount of misalignment. Further, the relative positions of the reference image data and the image data to be inspected can be matched more precisely.
この発明においては,算出された位置ずれ量に基づいて被検査ブロック画像データ(被検査セグメント画像データ)の位置を補正することにより,基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置合わせを行っているが,もちろん,被検査ブロック画像(被検査セグメント画像データ)の位置を補正することにかえて,基準画像データ中のブロック画像データ(基準画像データ中のセグメント画像データ)の位置を補正することによっても,基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置合わせをすることもできる。 In the present invention, the relative alignment between the reference image data and the inspected image data is performed by correcting the position of the inspected block image data (inspected segment image data) based on the calculated displacement amount. Of course, instead of correcting the position of the block image to be inspected (inspected segment image data), the position of the block image data (segment image data in the reference image data) in the reference image data is corrected. By doing so, it is also possible to relatively align the reference image data and the inspected image data.
図1は,印刷物の検査システムの一部を概略的に示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a part of a printed matter inspection system.
検査システムは,被検査対象である印刷物をCCDラインセンサを含む撮像装置によって撮像し,撮像によって得られる画像データに基づいて印刷物を検査するものである。印刷物の検査は,撮像によって得られる被検査画像データとあらかじめ取得された基準画像データ(印刷物の適正な画像データ)とを(必要に応じて画像データの前処理を経て)比較し,その結果が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより行われる。画像処理によって色調の良否,汚れの有無,抜けの有無等が検査(判定)される。 The inspection system images a printed material to be inspected by an imaging device including a CCD line sensor, and inspects the printed material based on image data obtained by imaging. In the inspection of printed matter, the inspected image data obtained by imaging is compared with the pre-acquired reference image data (appropriate image data of the printed matter) (through preprocessing of the image data if necessary), and the result is This is done by determining whether a predetermined condition is satisfied. The image processing checks (determines) the quality of the color tone, the presence / absence of dirt, the presence / absence of omission, and the like.
紙,フィルム等の連続するシートWの表面に,輪転印刷機(図示略)によって所定の画像(絵柄,文字等)が印刷される。輪転印刷機からは,所定の画像が一定間隔で印刷されたシート(以下,印刷物という)Wが送出される。輪転印刷機から送出された印刷物Wは搬送装置によって搬送される。搬送装置には,多数のローラ4が含まれており,多数のローラ4が搬送路に沿って水平面上にほぼ一定間隔で並列に配列されている。
A predetermined image (design, character, etc.) is printed on the surface of a continuous sheet W such as paper or film by a rotary printing machine (not shown). From the rotary printing machine, a sheet W (hereinafter referred to as a printed matter) on which a predetermined image is printed at a predetermined interval is sent out. The printed material W sent from the rotary printing press is transported by the transport device. The conveying device includes a large number of
搬送装置の搬送路上に定められた撮像位置の上方に,CCDラインセンサを含む撮像装置1および線状照明光源2が,それぞれ固定的に設けられている。線状照明光源2は,搬送路の幅方向(搬送方向に直交する方向)にのび,搬送路上の撮像位置をその全体にわたって照明する。撮像装置1のCCDラインセンサは搬送路の幅方向を走査方向とするように配置され,光源2によって照明された撮像位置をその幅方向の全体(少なくとも印刷物Wの幅全体)にわたって撮像する。
An
撮像装置1によって得られる画像データは,画像位置補正装置3に入力する。
Image data obtained by the
上述のように,検査システムにおける印刷物Wの検査は,撮像によって得られる被検査画像データとあらかじめ取得された基準画像データ(印刷物の適正な画像データ)とをパターンマッチングし,その適合度が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより行われる。 As described above, the inspection of the printed matter W in the inspection system is performed by pattern matching the inspected image data obtained by imaging and the reference image data (appropriate image data of the printed matter) acquired in advance, and the degree of conformity is predetermined. This is done by determining whether the condition is met.
パターンマッチングでは,基準画像データと被検査画像データの相対的な位置が合致していることを前提とするが,搬送装置の搬送速度の変動,温度,湿度等の変化による印刷物Wの経時的な変化(伸び縮み),印刷物Wの蛇行等により,基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置が変動してしまうことがある。このことは,印刷物Wの検査(パターンマッチング)において,正常な印刷物Wであっても不良と誤判定してしまうことにつながる。画像位置補正装置3は,基準画像データと被検査画像データとの相対的な位置のずれ(位置ずれ量(方向を含む))を検出して,相対的な位置ずれが検出されたときには検出された位置ずれ量に基づいて被検査画像データの位置を補正する(位置ずれ補正する)処理を行うものである。
Pattern matching is based on the premise that the relative positions of the reference image data and the inspected image data match, but the print W over time due to variations in the conveyance speed, temperature, humidity, etc. of the conveyance device. The relative position between the reference image data and the image data to be inspected may change due to a change (stretching / shrinking), meandering of the printed matter W, or the like. This leads to an erroneous determination that even a normal printed matter W is defective in the inspection (pattern matching) of the printed matter W. The image
図2は,画像位置補正装置3の詳細な構成を示す機能ブロック図である。図2においては撮像装置1を示すブロックも図示されている。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the image
撮像装置1によって得られた基準画像データ(印刷物の適正な画像データ)は,基準画像データ・メモリ5に記憶される。他方,被検査対象である印刷物Wの被検査画像データは,被検査画像データ・メモリ6に記憶される。
The reference image data (appropriate image data of the printed matter) obtained by the
画像位置補正処理機能(手段)7では,基準画像データ・メモリ5に記憶された基準画像データと,被検査画像データ・メモリ6に記憶された被検査画像データとを用いて,基準画像データと被検査画像データの相対的な位置のずれ(その大きさおよび方向を含む)を検出し,検出された位置ずれ量に基づいて被検査画像データの位置を補正する(詳細は後述する)。
The image position correction processing function (means) 7 uses the reference image data stored in the reference
位置補正された被検査画像データは,補正後被検査画像データ・メモリ8に記憶される。位置補正された被検査画像データが補正後被検査画像データ・メモリ8から読出されて,印刷物Wの検査(パターン・マッチング)に用いられる。
The corrected image data to be inspected is stored in the corrected image data to be inspected
画像位置補正処理機能7はプログラム・ルーチンにより実現され,各メモリ(基準画像データ・メモリ5,被検査画像データ・メモリ6および補正後被検査画像データ・メモリ8)は,RAM等の記憶素子,ハードディスク等のディスク・メモリ等により実現される。画像位置補正処理機能7は,ハードウエア回路により実現することもできる。
The image position correction processing function 7 is realized by a program routine. Each memory (reference
図3は,画像位置補正装置3における画像位置補正処理機能7の手順を,具体的な画像を示しつつ表すものである。図4,図5および図6は,画像補正装置3における画像位置補正処理機能7の手順を表すフローチャートである。図3および図4に示すように,画像補正装置3の画像位置補正処理機能7は,より詳細には,ブロック分割処理(ステップ30),ブロック単位の位置補正処理(ステップ40,図5),セグメント分割処理(ステップ50)およびセグメント単位の位置補正処理(ステップ60,図6)を行う。
FIG. 3 shows the procedure of the image position correction processing function 7 in the image
印刷物Wの検査(画像位置補正処理)に先だって,基準画像データ(印刷物の適正な画像データ)が,画像補正装置3の基準画像データ・メモリ5に記憶される。基準画像データの基準画像データ・メモリ5への記憶の後,撮像装置1によって被検査対象である印刷物Wの撮像(被検査画像データの取込み)が開始される。
Prior to the inspection of the printed material W (image position correction processing), the reference image data (appropriate image data of the printed material) is stored in the reference
撮像装置1によって得られた被検査画像データ10(図3(A) )は,画像補正装置3の被検査画像データ・メモリ6に記憶される。被検査画像データ10は,撮像装置1のCCDラインセンサによって得られる複数の一次元の画像データから構成される二次元の画像データである。
The inspected image data 10 (FIG. 3A) obtained by the
被検査画像データ・メモリ6に記憶された被検査画像データは,印刷物Wの搬送方向に対応する方向(天地方向,上下方向)に分割される(ステップ30,図3(B) )。被検査画像データを印刷物Wの搬送方向に対応する方向に分割することによって得られる複数の画像データのそれぞれを,「被検査ブロック画像データ」という。図3(B) には,被検査画像データ10が印刷物Wの搬送方向に対応する方向に4分割されている例が示されている。被検査画像データ10から,4つの被検査ブロック画像データ10A,10B,10Cおよび10Dが得られる。搬送方向に対応する方向に分割するのは,印刷物の蛇行等による搬送方向の直交方向に対応する方向の位置ずれ(基準画像データと被検査画像データのずれ)よりも,搬送方向の同期ずれによる位置ずれの方が大きく,検査の障害になるので,これを効率よく補正するためである。
The inspected image data stored in the inspected image data memory 6 is divided in a direction (vertical direction, vertical direction) corresponding to the transport direction of the printed material W (
被検査画像データを分割することによって得られた被検査ブロック画像データのそれぞれについて,ブロック単位の位置補正処理(ステップ40,図5)が行われる。
For each block image data to be inspected obtained by dividing the image data to be inspected, position correction processing in units of blocks (
ブロック単位の位置補正処理では,画像位置補正装置3の基準画像データ・メモリ5に記憶されている基準画像データと,ブロック分割処理(ステップ30)によって得られた複数の被検査ブロック画像データのそれぞれが用いられる。
In the block-unit position correction process, each of the reference image data stored in the reference
ブロック変数iが初期化される(ステップ41)。被検査画像データから得られた複数の被検査ブロック画像データi(i=1,2,3,・・・)のそれぞれについて,順番に以下の処理が行われる。 Block variable i is initialized (step 41). The following processing is performed in order for each of a plurality of block image data i (i = 1, 2, 3,...) Obtained from the image data to be inspected.
基準画像データは,被検査ブロック画像データiに対応する画像データ部分を含んでいる。たとえば,図3(C) を参照して,基準画像データ20(基準画像データ20によって表される基準画像を図3(C) において破線で示す)は,被検査ブロック画像データ10Aに対応する画像データ部分20A,被検査ブロック画像データ10Bに対応する画像データ部分20B,被検査ブロック画像データ10Cに対応する画像データ部分20C,被検査ブロック画像データ10Dに対応する画像データ部分20Dを含む。図3(C) においては,被検査ブロック画像データ10Cに対応する基準画像データ20中の画像データ部分20Cに,被検査ブロック画像データ10Cが重ね合わされて示されている(被検査ブロック画像データ10Cの位置と,基準画像データ20中の画像データ部分20Cの位置とがずれている様子を示している)。
The reference image data includes an image data portion corresponding to the inspected block image data i. For example, referring to FIG. 3C, the reference image data 20 (the reference image represented by the
はじめに,処理対象の被検査ブロック画像データiに対応する基準画像データ20中の画像データ部分(以下,基準ブロック画像データという)から,基準線分(ラインアドレス)が選択される(ステップ42)。基準線分を表すデータ列(画像(画素)データ列)が,基準ブロック画像データから抽出される(ステップ43;図7(A) ,(B) 参照)。次に,処理対象の被検査ブロック画像データiにおいて,上記の基準線分の位置(ラインアドレス)に対応する位置を中心にして,複数ラインの画像データ列が抽出される(ステップ44;図7(A) ,(B) 参照)。
First, a reference line segment (line address) is selected from the image data portion (hereinafter referred to as reference block image data) in the
基準ブロック画像データにおいて選択されて抽出される基準線分を表すデータ列および被検査ブロック画像データにおいて抽出される上記の基準線分の位置(ラインアドレス)に対応する位置を中心とする複数の画像データ列は,次に説明するように,基準ブロック画像データと被検査ブロック画像データとの位置ずれ量の算出のために用いられる。基準線分の選択(ステップ42)では,基準線分を表すデータ列と基準線分を表すデータ列に隣接するデータ列(好ましくは基準線分を表すデータ列に隣接する複数ライン分のデータ列)とが明確に区別できる,そのような位置の基準線分が選択される。 A plurality of images centered on a position corresponding to the position (line address) of the data line representing the reference line segment selected and extracted from the reference block image data and the above-described reference line segment position extracted in the inspected block image data As will be described below, the data string is used for calculating the amount of positional deviation between the reference block image data and the block image data to be inspected. In the selection of the reference line segment (step 42), a data string representing the reference line segment and a data string adjacent to the data string representing the reference line segment (preferably a data string for a plurality of lines adjacent to the data string representing the reference line segment) And a reference line segment at such a position is clearly selected.
選択される基準線分の方向は,印刷物Wの搬送方向に対応する方向に沿う方向(天地(上下)方向)であってもよいし,搬送方向に直交する方向に沿う方向(左右方向)であってもよい。図7(A) は,印刷物Wの搬送方向に対応する方向に沿う方向(天地(上下)方向)において基準ブロック画像データから選択された基準線分を表す画像データ列の位置(ラインアドレスLx)と,被検査ブロック画像データにおいて選択された複数ライン(この例では3つ)の画像データ列の位置(ラインアドレスLx-2,Lx ,Lx+2:2ライン分ずつの間隔がある)を示している。図7(B) は,印刷物Wの搬送方向の直交方向に沿う方向(左右方向)において基準ブロック画像データから選択された基準線分を表す画像データ列の位置(ラインアドレスLy )と,被検査ブロック画像データにおいて選択された複数(この例では3つ)の画像データ列の位置(ラインアドレスLy-2,Ly ,Ly+2:2ライン分ずつの間隔がある)を示している。図7(A) ,(B) においてハッチングによって示す線分位置は,分かりやすくするためにいずれもその幅が大きく描かれている。また,図7(A) ,(B) においては分かりやすくするために,被検査ブロック画像データにおける複数の画像データ列の位置(ラインアドレス)は2ライン分づつの間隔があるが,1ライン隣りのラインアドレスの画像データ列を用いるようにしてもよい。 The direction of the selected reference line segment may be a direction along the direction corresponding to the transport direction of the printed material W (top and bottom (up and down) direction), or a direction along the direction orthogonal to the transport direction (left and right direction). There may be. FIG. 7A shows the position (line address Lx) of the image data string representing the reference line segment selected from the reference block image data in the direction (top (upper and lower) direction) along the direction corresponding to the conveyance direction of the printed material W. And the positions (line addresses Lx-2, Lx, Lx + 2: there are intervals of two lines) of the image data sequence of a plurality of lines (three in this example) selected in the inspected block image data. ing. FIG. 7B shows the position (line address Ly) of the image data string representing the reference line segment selected from the reference block image data in the direction (left-right direction) along the direction orthogonal to the conveyance direction of the printed matter W, and The positions (line addresses Ly-2, Ly, Ly + 2: there are intervals of two lines) of a plurality (three in this example) of image data sequences selected in the block image data are shown. In FIGS. 7A and 7B, the widths of the line segments indicated by hatching are drawn large for easy understanding. 7A and 7B, for the sake of clarity, the positions (line addresses) of a plurality of image data sequences in the block image data to be inspected are spaced by two lines, but adjacent to one line. Alternatively, an image data string of the line address may be used.
基準ブロック画像データから抽出された基準線分を表す画像データ列と,被検査ブロック画像データiから抽出された複数ライン分の画像データ列のそれぞれについて,一致度の評価値を得るための演算が行われる(ステップ45)。図7(A) に示す例では,基準ブロック画像データ中のラインアドレスxの基準線分を表す画像データ列と,被検査ブロック画像データi中のラインアドレスLx-2,Lx,Lx+2の3つの画像データ列のそれぞれとによって,3つの評価値が得られる。図7(B) に示す例では,基準ブロック画像データ中のラインアドレスyの基準線分を表す画像データ列と,被検査ブロック画像データi中のラインアドレスLy-2,Ly ,Ly+2の3つの画像データ列のそれぞれとによって,3つの評価値が得られる。 For each of an image data sequence representing a reference line segment extracted from the reference block image data and an image data sequence for a plurality of lines extracted from the inspected block image data i, an operation for obtaining an evaluation value of the degree of coincidence is performed. Performed (step 45). In the example shown in FIG. 7A, the image data string representing the reference line segment of the line address x in the reference block image data and the line addresses Lx-2, Lx, Lx + 2 in the block image data i to be inspected. Three evaluation values are obtained for each of the three image data strings. In the example shown in FIG. 7B, the image data string representing the reference line segment of the line address y in the reference block image data and the line addresses Ly-2, Ly, Ly + 2 in the inspected block image data i. Three evaluation values are obtained for each of the three image data strings.
評価値としては,相関係数,差の絶対値の総和,差の自乗の総和のいずれかの値とすることができる。 The evaluation value may be a correlation coefficient, a sum of absolute values of differences, or a sum of squares of differences.
相関係数は,次式によって得ることができる。 The correlation coefficient can be obtained by the following equation.
ここでiは画素位置(アドレス)を,f(i) は基準画素データ列における画素値を,g(i) は検査画素データ列における画素値を,Rjは正規化相互相関係数を,jは基準画素データ列における画素位置を,nは画素データ列の画素数をそれぞれ表す。 Here, i is a pixel position (address), f (i) is a pixel value in the reference pixel data string, g (i) is a pixel value in the inspection pixel data string, Rj is a normalized cross-correlation coefficient, j Represents the pixel position in the reference pixel data string, and n represents the number of pixels in the pixel data string.
差の絶対値の総和は,次式によって得ることができる。 The sum of the absolute values of the differences can be obtained by the following formula.
差の自乗の総和は,次式によって得ることができる。 The sum of the squares of the differences can be obtained by
評価値として相関係数(数1)を用いる場合,評価値(相関係数)が1に近いほど一致度が大きい。評価値として差の絶対値の総和(数2)または差の自乗の総和(数3)を用いる場合,評価値(差の絶対値の総和,差の自乗の総和)は0に近いほど一致度が大きい。 When the correlation coefficient (Equation 1) is used as the evaluation value, the closer the evaluation value (correlation coefficient) is to 1, the greater the degree of coincidence. When the sum of absolute values of differences (Equation 2) or the sum of squares of differences (Equation 3) is used as an evaluation value, the closer the evaluation value (the sum of absolute values of differences and the sum of squares of differences) is to 0, the degree of coincidence Is big.
基準画素データ列と複数の検査画素データ列とから得られた評価値により,最も一致度の大きい評価値が得られた被検査ブロック画像データi中の画像データ列の位置(ラインアドレス)と,基準線分の位置(ラインアドレス)とに基づいて,位置ずれ量が算出される(ステップ46)。基準線分の方向が印刷物Wの搬送方向に対応する方向に沿う方向(天地方向)であれば(図7(A) 参照),算出される位置ずれ量は搬送方向の直交方向に対応する方向(左右方向)の位置ずれ量であり,基準線分の方向が印刷物Wの搬送方向の直交方向に対応する方向(左右方向)であれば(図7(B) 参照),算出される位置ずれ量は搬送方向に対応する方向(天地方向)の位置ずれ量であるのは言うまでもない。 The position (line address) of the image data string in the inspected block image data i from which the evaluation value having the highest degree of coincidence is obtained by the evaluation values obtained from the reference pixel data string and the plurality of inspection pixel data strings; Based on the position (line address) of the reference line segment, a displacement amount is calculated (step 46). If the direction of the reference line segment is a direction (vertical direction) along the direction corresponding to the conveyance direction of the printed material W (see FIG. 7A) (see FIG. 7A), the calculated positional deviation amount is a direction corresponding to the direction orthogonal to the conveyance direction. If the reference line segment direction is the direction (left-right direction) corresponding to the direction orthogonal to the conveyance direction of the printed material W (see FIG. 7B), the calculated position deviation is Needless to say, the amount is the amount of misalignment in the direction corresponding to the transport direction (vertical direction).
評価値演算(ステップ45)は,上述のように,基準ブロック画像データから選択されて抽出される一つの基準線分を表すデータと,処理対象の被検査ブロック画像データiにおいて上記の基準線分の位置(ラインアドレス)に対応する位置を中心にして抽出される複数ラインの画像データ列とを用いたものに限られず,複数の基準線分を表すデータを用いたものであってもよいし(たとえば,特開平9−330411号公報の図3(A) ,(B) ),交点画素を含む異なる方向の基準線分を用いたものであってもよい(たとえば,特開平9−330410号公報)。 As described above, the evaluation value calculation (step 45) includes data representing one reference line segment selected and extracted from the reference block image data, and the above-described reference line segment in the inspection target block image data i. It is not limited to using a plurality of lines of image data sequences extracted with a position corresponding to the position (line address) as the center, and may be data using a plurality of reference line segments. (For example, FIGS. 3 (A) and 3 (B) of JP-A-9-330411), a reference line segment in a different direction including an intersection pixel may be used (for example, JP-A-9-330410). Publication).
算出された位置ずれ量に基づいて,被検査ブロック画像データiの位置が補正される(ステップ47)。たとえば,算出された被検査ブロック画像データiの位置ずれ量に基づいて,被検査画像データ・メモリ6(または補正後被検査画像データ・メモリ8)において被検査ブロック画像データiの位置(たとえば,被検査ブロック画像データiが表す被検査ブロック画像の左上隅の画素位置を表すデータ(基準位置データ)が補正(修正)される。もちろん,ステップ47においては,位置ずれ量(方向を含む)を表すデータを,被検査ブロック画像データiと関連づけて被検査画像データ・メモリ6(または補正後被検査画像データ・メモリ8)に記憶する処理を行うようにしてもよい。
Based on the calculated amount of displacement, the position of the block image data i to be inspected is corrected (step 47). For example, based on the calculated displacement amount of the inspected block image data i, the position of the inspected block image data i in the inspected image data memory 6 (or the corrected inspected image data memory 8) (for example, Data (reference position data) representing the pixel position of the upper left corner of the block image to be inspected represented by the block image data to be inspected i is corrected (corrected) Of course, in
ブロック変数iがインクリメントされ(ステップ48でNO,ステップ49),次の被検査ブロック画像データについて,同様の処理が繰返される。
The block variable i is incremented (NO in
すべての被検査ブロック画像データについてブロック位置補正処理が終了すると(ステップ48でYES ),ブロック単位の位置補正処理は終了する。 When the block position correction process is completed for all the block image data to be inspected (YES in step 48), the position correction process for each block is completed.
ブロック単位の位置補正は,印刷物Wの搬送方向に対応する方向のみの補正であっても,印刷物Wの搬送方向の直交方向に対応する方向のみの補正であってもよいが,好ましくはその両方で行われる。 The position correction in units of blocks may be correction only in the direction corresponding to the conveyance direction of the printed material W or correction only in the direction corresponding to the direction orthogonal to the conveyance direction of the printed material W, but preferably both of them. Done in
ブロック単位の位置補正処理を経た被検査ブロック画像データ(ブロック位置補正された被検査ブロック画像データ)は,さらに分割される(図4:ステップ50)。被検査ブロック画像データをさらに分割することによって得られる画像データを,被検査セグメント画像データという(図3(D) 参照)。図3(D) には,被検査ブロック画像データ10Cが,搬送方向に対応する方向に2分割され,かつ搬送方向の直交方向に対応する方向に3分割されることにより,6つの被検査セグメント画像データ10Ca,10Cb,10Cc,10Cd,10Ceおよび10Cfに分割されている様子が示されている。被検査セグメント画像データのそれぞれについて,セグメント単位の位置補正処理(ステップ60,図6)が行われる。
The block image data to be inspected (block image data to be inspected whose block position has been corrected) that has undergone the block-unit position correction processing is further divided (FIG. 4: step 50). Image data obtained by further dividing the inspected block image data is referred to as inspected segment image data (see FIG. 3D). In FIG. 3 (D), the
セグメント単位の位置補正処理では,画像位置補正装置3の基準画像データ・メモリ5に記憶されている基準画像データと,セグメント分割処理(ステップ50)において得られた複数の被検査セグメント画像データのそれぞれとが用いられる。
In the position correction processing in units of segments, each of the reference image data stored in the reference
ブロック変数iが初期化され(ステップ61),さらにセグメント変数jが初期化される(ステップ62)。複数の被検査ブロック画像データiのそれぞれから得られる複数の被検査セグメント画像データjのそれぞれについて,以下の処理が行われる。 Block variable i is initialized (step 61), and segment variable j is further initialized (step 62). The following processing is performed for each of the plurality of inspected segment image data j obtained from each of the plurality of inspected block image data i.
基準ブロック画像データは,被検査セグメント画像データjに対応する画像データ部分を含んでいる。たとえば,図3(D) ,(E) を参照して,基準ブロック画像データ20Cは,被検査セグメント画像データ10Caに対応する画像データ部分20Ca,被検査セグメント画像データ10Cbに対応する画像データ部分20Cb,被検査セグメント画像データ10Ccに対応する画像データ部分20Cc,被検査セグメント画像データ10Cdに対応する画像データ部分20Cd,被検査セグメント画像データ10Ceに対応する画像データ部分20Ce,被検査セグメント画像データ10Cfに対応する画像データ部分20Cfを含む。
The reference block image data includes an image data portion corresponding to the inspected segment image data j. For example, referring to FIGS. 3D and 3E, the reference
処理対象の被検査セグメント画像データjに対応する基準ブロック画像データの部分(以下,基準セグメント画像データという)と,被検査セグメント画像データjとが用いられて,差分演算が行われる(ステップ63)。差分演算では基準セグメント画像データにおける画素ごとの所定の値(たとえば,輝度値,濃度値等)と,被検査セグメント画像データjにおける画素ごとの所定の値との差(同一アドレスの画素同士の所定値の差)が算出される。その後,画素ごとの差分値が積算される(ステップ64)。 The difference calculation is performed using the portion of the reference block image data (hereinafter referred to as reference segment image data) corresponding to the processing target segment image data j to be processed and the inspection segment image data j (step 63). . In the difference calculation, a difference between a predetermined value for each pixel in the reference segment image data (for example, a luminance value, a density value, etc.) and a predetermined value for each pixel in the inspected segment image data j (predetermined between pixels having the same address) Value difference) is calculated. Thereafter, the difference value for each pixel is integrated (step 64).
次に,被検査セグメント画像データが,1画素分(1ライン分),上,下,左,右,右上,右下,左上,左下の8方向にそれぞれずらされ,ずらされた位置のそれぞれにおいて,上述と同様に,基準セグメント画像データと被検査セグメント画像データの画素ごとの差分値(同一アドレスの画素同士の所定値の差)が算出され,その後,差分値が積算される(ステップ65でNO,ステップ66,63,64の繰返し)。図8は,被検査セグメント画像データ10Ccが,右上方向に1画素分ずらされている様子((+1,-1)のずらし)(破線で示す)と,左下方向に1画素分ずらされている様子((-1,+1)のずらし)(1点鎖線で示す)を示している。 Next, the segment image data to be inspected is shifted in 8 directions of one pixel (one line), up, down, left, right, top right, bottom right, top left, bottom left, respectively, and at each shifted position. In the same manner as described above, a difference value for each pixel of the reference segment image data and the inspected segment image data (a difference between predetermined values of pixels having the same address) is calculated, and then the difference values are integrated (in step 65). NO, repeat steps 66, 63 and 64). FIG. 8 shows that the segment image data 10Cc to be inspected is shifted by one pixel in the upper right direction (shifted by (+1, −1)) (shown by a broken line) and shifted by one pixel in the lower left direction. (Shifted by (-1, +1)) (indicated by a one-dot chain line).
合計9つの積算結果が得られると(ステップ65でYES ),得られた積算結果(積算値)のうち,最小の積算値をもたらした被検査セグメント画像データの位置に,被検査セグメント画像データの位置が補正される(ステップ67)。たとえば,最小の積算値をもたらした位置に被検査セグメント画像データが位置するように,被検査画像データ・メモリ6(または補正後被検査画像データ・メモリ8)に記憶されている被検査セグメント画像データの位置が補正(修正,書換)される(たとえば,被検査セグメント画像データjが表す被検査セグメント画像の左上隅の画素位置を表すデータ(基準位置データ)が補正(修正)される)。もちろん,ステップ67においては,位置ずれ量(方向を含む)を表すデータを,被検査セグメント画像データjと関連づけて被検査画像データ・メモリ6(補正後被検査画像データ・メモリ8)に記憶する処理を行うようにしてもよい。
When a total of nine integration results are obtained (YES in step 65), the segment image data to be inspected is located at the position of the segment image data to be inspected that has produced the minimum integration value among the obtained integration results (integration values). The position is corrected (step 67). For example, the inspected segment image stored in the inspected image data memory 6 (or the corrected inspected image data memory 8) so that the inspected segment image data is located at the position where the minimum integrated value is provided. The position of the data is corrected (corrected or rewritten) (for example, data (reference position data) representing the pixel position of the upper left corner of the inspected segment image represented by the inspected segment image data j is corrected (corrected)). Of course, in
セグメント変数jがインクリメントされ(ステップ68でNO,ステップ69),次の被検査セグメント画像データについて,同様の処理が行われる。
The segment variable j is incremented (NO in
一の被検査ブロック画像データiから得られた複数の被検査セグメント画像データについての処理が終了すると(ステップ68でYES ),ブロック変数iがインクリメントされる(ステップ70でNO,ステップ71),次の被検査ブロック画像データから得られた複数の被検査セグメント画像データについての処理が行われる。
When the processing for a plurality of segment image data obtained from one block image data i to be inspected is completed (YES in step 68), the block variable i is incremented (NO in
すべての被検査ブロック画像データから得られるすべての被検査セグメント画像データについて,セグメント単位の位置補正処理が終了すると(ステップ70でYES ),セグメント単位の位置補正処理が終了する。ブロック単位の位置補正処理を経た後に,セグメント単位の位置補正処理が行われるので,セグメント単位の位置補正処理の処理負荷を少なくする(補正範囲を狭くする)ことができる。 When the segment unit position correction processing is completed for all the inspected segment image data obtained from all the inspected block image data (YES in step 70), the segment unit position correction processing is completed. Since the position correction processing for each segment is performed after the position correction processing for each block, the processing load of the position correction processing for each segment can be reduced (the correction range is narrowed).
画像位置補正処理後(ブロック単位の位置補正およびセグメント単位の位置補正の後)の被検査画像データは,補正後被検査画像データ・メモリ8に一時的に記憶される。補正後被検査画像データ・メモリ8から読出された位置補正後の被検査画像データが,パターン・マッチング(印刷物Wの検査)に用いられる。
The inspected image data after the image position correction processing (after the block unit position correction and the segment unit position correction) is temporarily stored in the corrected inspected
撮像装置1のCCDラインセンサがカラー(RGB)の画像データを出力するものである場合には,カラーの基準画像データとカラーの被検査画像データを白黒画像データに変換し,白黒の基準画像データと白黒の被検査画像データとを用いて,被検査ブロック画像データごとの位置ずれ量と,被検査セグメント画像データごと位置ずれ量(差分値の積算値が最小である位置)を表すデータを得,得られた値(量,位置)を用いてカラーの被検査画像データの位置(ブロック位置およびセグメント位置)を補正するようにしてもよい。この場合には,画像位置補正装置3には,カラーの基準画像データおよびカラーの被検査画像データの白黒画像データへの変換を行う変換機能(変換回路,変換手段)が設けられる。変換機能は,カラーの基準画像データおよびカラーの被検査画像データのR成分,G成分およびB成分に,それぞれ所定の係数を乗算し得られた乗算値を加算することにより,カラーの基準画像データから白黒の基準画像データを作成し,かつカラーの被検査画像データから白黒の被検査画像データを作成する処理を行う。
When the CCD line sensor of the
1 撮像装置
2 線状照明光源
3 画像位置補正装置
5 基準画像データ・メモリ
6 被検査画像データ・メモリ
7 画像位置補正処理機能
8 補正後被検査画像データ・メモリ
10 被検査画像データ
10A,10B,10C,10D 被検査ブロック画像データ
10Ca,10Cb,10Cc,10Cd,10Ce,10Cf 被検査セグメント画像データ
20 基準画像データ
20A,20B,20C,20D 基準ブロック画像データ
20Ca,20Cb,20Cc,20Cd,20Ce,20Cf 基準セグメント画像データ
DESCRIPTION OF
10 Image data to be inspected
10A, 10B, 10C, 10D Inspected block image data
10Ca, 10Cb, 10Cc, 10Cd, 10Ce, 10Cf Inspected segment image data
20 Reference image data
20A, 20B, 20C, 20D Reference block image data
20Ca, 20Cb, 20Cc, 20Cd, 20Ce, 20Cf Reference segment image data
Claims (2)
搬送される被検査対象物を撮像することにより得られる被検査画像を表す被検査画像データを記憶する第2のメモリ,
第2のメモリに記憶された被検査画像データを,搬送方向に対応する方向に複数のブロックに分割して,複数の被検査ブロック画像データを得る第1の分割手段,
上記第1の分割手段によって得られた複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,被検査ブロック画像データと,上記第1のメモリに記憶された基準画像データ中の上記被検査ブロック画像データに対応する部分のデータとに基づいて,被検査ブロック画像データの少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量を算出するブロック位置ずれ量算出手段,
上記ブロック位置ずれ量算出手段によって算出された位置ずれ量に基づいて位置補正された上記被検査ブロック画像データを,搬送方向の直交方向に対応する方向および搬送方向に対応する方向に分割して,複数の被検査セグメント画像データを得る第2の分割手段,ならびに
上記第2の分割手段によって得られた複数の被検査セグメント画像データのそれぞれについて,被検査セグメント画像データと,上記第1のメモリに記憶された基準画像データ中の上記被検査セグメント画像データに対応する部分とに基づいて,被検査セグメント画像データの位置ずれ量を算出するセグメント位置ずれ量算出手段,
を備えた画像位置補正装置。 A first memory for storing reference image data representing the reference image;
A second memory for storing inspected image data representing an inspected image obtained by imaging an object to be inspected being conveyed;
First dividing means for dividing the inspected image data stored in the second memory into a plurality of blocks in a direction corresponding to the conveying direction to obtain a plurality of inspected block image data;
Corresponding to the inspected block image data and the inspected block image data in the reference image data stored in the first memory for each of the inspected block image data obtained by the first dividing means A block displacement amount calculation means for calculating a displacement amount in a direction corresponding to at least the conveyance direction of the inspected block image data based on the data of the portion to be inspected
The block image data to be inspected, which has been position-corrected based on the positional deviation amount calculated by the block positional deviation amount calculating means, is divided into a direction corresponding to the orthogonal direction of the conveying direction and a direction corresponding to the conveying direction, Second segmenting means for obtaining a plurality of segment image data to be inspected, and each of the plurality of segment image data to be inspected obtained by the second segmenting unit are inspected segment image data and the first memory. Segment misregistration amount calculating means for calculating the misregistration amount of the segment image data to be inspected based on the portion corresponding to the segment image data to be inspected in the stored reference image data;
An image position correction apparatus comprising:
被検査画像データを,搬送方向に対応する方向に分割して複数の被検査ブロック画像データを得,
複数の被検査ブロック画像データのそれぞれについて,被検査ブロック画像データと,基準画像データ中の上記被検査ブロック画像データに対応する部分のデータとに基づいて,被検査ブロック画像データの少なくとも搬送方向に対応する方向の位置ずれ量を算出し,
算出された位置ずれ量に基づいて位置補正された被検査ブロック画像データを,搬送方向の直交方向に対応する方向および搬送方向に対応する方向に分割して,複数の被検査セグメント画像データを得,
複数の被検査セグメント画像データのそれぞれについて,被検査セグメント画像データと,上記第1のメモリに記憶された基準画像データ中の上記被検査セグメント画像データに対応する部分とに基づいて,被検査セグメント画像データの位置ずれ量を算出する,
位置ずれ量算出方法。
Calculates the amount of misalignment between the position of the inspection image data representing the inspection image obtained by imaging the object to be inspected and the reference image data compared with the reference image data representing the reference image Is a way to
A plurality of block image data to be inspected is obtained by dividing the image data to be inspected in a direction corresponding to the transport direction,
For each of the plurality of block image data to be inspected, at least in the transport direction of the block image data to be inspected based on the block image data to be inspected and the data of the portion corresponding to the block image data to be inspected in the reference image data. Calculate the amount of misalignment in the corresponding direction,
The block image data to be inspected whose position is corrected based on the calculated displacement amount is divided into a direction corresponding to a direction orthogonal to the transport direction and a direction corresponding to the transport direction to obtain a plurality of segment image data to be inspected. ,
For each of the plurality of segment image data to be inspected, based on the segment image data to be inspected and the portion corresponding to the segment image data to be inspected in the reference image data stored in the first memory, Calculate the amount of image data displacement,
A method for calculating the amount of displacement.
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