JP4093338B2 - 印刷物の自動評価装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷物がどの程度均一な濃度で印刷されているかを定量的に評価する自動評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷物の濃度の評価を行う技術として以下のような公知技術がある。
まず、特公平４−３１３０８号公報に開示される不良印刷物の自動検知排出装置（以下、公知技術１という）がある。この技術は、合格品である印刷物を撮影して得られた基準画像データのヒストグラム（図１４（ａ）のＡ）と、評価対象（被検査品）となる印刷物を撮影して得られた画像データのヒストグラム（同Ｂ）とを比較し、両ヒストグラムの明暗の階調レベルの頻度分布の差（Δ）が所定値以上であるとき、その印刷物を不良であると判定するものである。
また、特許第３０１６９３５号公報に開示される印刷物の濃度検査方法（以下、公知技術２という）がある。この技術は、被検査品である印刷物から得られた濃度サンプルデータのうち、最も濃度の高いものから順次適宜数のデータ、最も濃度の低いものから順次適宜数のデータをそれぞれ抽出し、これら各適宜数のデータから、濃度の高いものの平均値と濃度の低いものの平均値を算出する。 この両平均値の差を合格品である標準印刷物から求められている差と比較し、差が所定値を超えていると濃度不良であると判定するものである。図１４（ｂ）のＡに示すようなヒストグラムの場合であると、平均値の差Ｗを基準値と比較する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明において評価対象とするのは、次の二種類の印刷品質である。
（イ）第１の評価対象は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化、例えば、一定の濃さのインクをベタ塗りしている印刷面のわずかな色抜け等を感度良く定量的に評価することである。 このような印刷品質の劣化の影響は、濃度ヒストグラムにおいては、最小値又は最大値付近の（すなわち、単峰であるヒストグラム形状の裾野の部分の）度数のわずかな変化として現われる。
【０００４】
（ロ）第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度である。かかる印刷品質の劣化の影響は、ヒストグラムにおいては、ヒストグラム曲線の重心位置等の変化として現われる。
しかしながら、上記公知技術１，２は、（イ）（ロ）に述べるような評価を行う場合には適用が難しい。
すなわち、公知技術１のように合格品と被検査品とでヒストグラムの度数の差を取った場合、画像全体を占めている個々の濃度値の面積を比較・評価する（各濃度値についてΔを求めて評価する）ものであり、第１の評価対象とは異なるものである。また、公知技術１を第２の評価対象に用いた場合は、外乱（ノイズ）による度数値変動幅を超える十分な差がなければ検出することができない。
【０００５】
一方、本発明にて評価対象としたい印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化は、画像全体の面積に対して非常に小さな面積の濃度異常（図１４（ｂ）の破線部分Ｃで示される部分）であるから、これに起因するヒストグラムの裾野部分での変動幅はもともと小さいものである。これに対し、例えば照明の明るさのわずかな変動等の外乱により、ヒストグラムの形状や位置（重心位置等）が変動することは容易に起こりうる現象である。
【０００６】
かかる外乱により、個々の濃度値の度数が大きく変動することは十分ありうることであり、かかる外乱と明確に識別して裾野のわずかな変化のみを抽出することは事実上不可能である。 また、照明状態が変動することでヒストグラムがＡからＢの状態に変動することはありうるが、公知技術１には、かかる変動に対する頑健性については開示されていない。
【０００７】
また公知技術２のように、濃度の高いものの平均値と濃度の低いものの平均値の差を求める方法では、濃度値の分布幅のみが評価に寄与し、その度数や絶対値は寄与しない。本発明が目的とする第１の評価対象はすその部分のわずかな度数の違いであり、また第２の評価対象は度数分布の絶対値に関係する量であるので、公知技術２の方法では本発明が目的とする評価を行うことができないものであり、両者は評価基準が異なるものである。
【０００８】
以上のように、公知技術１，２における技術を本発明における評価対象に適用することはできない。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その第１の課題は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価装置及び自動評価方法を提供することである。
第２の課題は、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価できる自動評価装置及び自動評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る自動評価装置は、
印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
決定された前記基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
この構成による作用・効果を図４，６，７の原理図を用いて説明する。
（１）まず、撮像手段により印刷面を撮影して画像データを取得する。撮像手段は、ラインセンサー、エリアセンサー等の適宜のものを使用することができる。
【００１０】
（２）撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成する。 図２のように撮影された印刷面１を例にあげれば、８つの被検査領域１ａ〜１ｈが設定されており、これら８つの領域についてそれぞれヒストグラムを作成する。そのうちの１つのヒストグラムが図４（ｂ）のように示されているものとする。
【００１１】
（３）各ヒストグラムについて基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する。基準濃度値範囲については、例えば、あらかじめ合格品の印刷面を撮影しておき、図４（ａ）に示すように、そのヒストグラムから得られる濃度値範囲Ｗを基準濃度値範囲として求めておく。実際に撮影された画像のある被検査領域のヒストグラムが図４（ｂ）であったとすると、基準濃度値範囲を超える濃度値の分布（Ｃで示す部分）が見られる。 印刷面のわずかな色抜けは、基準濃度値範囲を超えたヒストグラムの裾野のわずかな変化分として検出される。 上記超えた部分の画素の割合（領域Ｃの画素数の全画素数に対する比率）又は画素数を算出する。
【００１２】
（４）この算出された値を基に印刷品質を評価することができる。例えば、算出された値が所定値以上であれば印刷不良であると評価する。この本発明の手法によれば、基準濃度値範囲を超えた部分については、たとえわずかな量であったとしても確実に検出することができる。以上のように、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価装置を提供することができる。
【００１４】
基準濃度値範囲については、あらかじめ合格品を撮影して得ることもできるが、毎回撮影される画像から取得することもできる。以下、この構成について説明する。
（５）図６において４つの被検査領域から（ａ）〜（ｄ）に示すヒストグラムが得られたものとする。 このヒストグラムの面積をあらかじめ設定した面積比率で２分割する。図６では、ｒ：（１−ｒ）の比率で分割している。分割される濃度値はｂi（ｉ＝１〜４）で示されている。各ヒストグラムについて、２分割したうちの大きい方の面積部分（図例では、左側）の濃度値範囲を求める。濃度値範囲は、図６（ａ）のｗ0’でもよいが、ｗ0 〜ｗ3のような基準位置（図例では重心値ａi （ｉ＝１〜４））からの幅が好ましい。この得られた４つの濃度値範囲のうち最も幅の狭いｗ3を基準濃度値範囲ｗmin として決定する。
【００１５】
（６）次に、この基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。これを図７に示す。基準位置ａi （ｉ＝１〜４）は、図６と同じである。基準位置に設定した後の評価については、上記（３）（４）で説明したのと同じである。照明の明るさが均一でない場合には、上記のように基準濃度値範囲を決定することで頑健性を有することができる。
【００１６】
上記課題を解決するため本発明に係る別の自動評価装置は、
印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
前記濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求める比率演算手段と、
前記基準濃度値範囲に前記比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求め、求められた前記補正基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記補正基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
この構成による作用・効果について説明する。まず、基準濃度値範囲を決定するまでの手順は、（５）と同じである。ただし、この（５）の手順で決定された基準濃度値範囲を最終的に用いるのではなく、以下説明するように補正を行う。この補正は、照明状態が変動して画像全体の明るさが変動したような場合でも、精度良く評価ができるようにするためのものである。
【００１８】
この補正の原理について、図９により説明する。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（濃度値範囲）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。
【００１９】
（７）まず、濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求める。図９（ａ）が濃度値範囲が最も狭いヒストグラムであるとすると、その重心値はａ0 で示されている。濃度値範囲はｗmin で示されている。（ａ）とは異なる被検査領域から得られたヒストグラムが図９（ｂ）に示されているものとすると、両者の重心値の比率を求める。重心値の比率は、
ａi ／ａ0 で表される。
【００２０】
（８）そして基準濃度値範囲に上記（７）で求めた比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求める。この補正基準濃度値範囲ｗは、
ｗ＝ｗmin ×（ａi ／ａ0 ）で表される。
【００２１】
（９）この補正基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。この設定方法は、すでに述べた（６）と同じである。
【００２２】
以上のような構成を採用することで、照明条件の変動があったとしても、これを補正することができるので、より精度のよい評価を行うことができる。
【００２３】
本発明の第１の課題を解決するための本発明に係る印刷物の自動評価方法は、
印刷面を撮影して画像データを取得するステップと、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを順次作成するステップと、
作成された前記各ヒストグラムについて基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出するステップと、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価するステップとを有することを特徴とするものである。
【００２４】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（１）〜（４）と同じである。これにより、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価方法を提供することができる。
【００２５】
本発明の好適な実施形態として、前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定するステップと、
決定された前記基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定するステップとを有するものがあげられる。
【００２６】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（５）（６）と同じである。
【００２７】
本発明の更に別の好適な実施形態として、前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定するステップと、
前記濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求めるステップと、
前記基準濃度値範囲に前記比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求め、求められた前記補正基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定するステップとを有するものがあげられる。
【００２８】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（７）（８）（９）と同じである。
【００３１】
本発明の別の好適な実施形態として、前記品質評価手段は、前記算出された値をあらかじめ定めた評価関数により換算した値に基づいて評価を行うように構成されているものがあげられる。
実際に評価を行う場合に、算出された値を用いてそのまま評価を行っても良いが、評価関数を用いて算出された値を別の値に換算することにより、より精度のよい評価を行うことができるものと期待できる。例えば、対数変換を行うことにより、被検査品間のわずかな差を大きく評価することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、印刷物の自動評価装置の構成を示す模式図である。
【００３３】
被検査品である印刷物２は、コンベア３により所定の位置に搬送されるようになっている。撮影ボックス４内には、照明光源５とＣＣＤカメラ６（撮像手段に相当する。）が設置されており、印刷物２の印刷面の画像を撮影する。なお、撮像手段としては特定の構造のものに限定されるものではなく、ラインセンサーやエリアセンサーあるいはイメージスキャナーなど、適宜の方式のものを採用することできる。ＣＣＤカメラ６により撮影された画像データは、画像解析装置７に送られる。
【００３４】
本発明における自動評価装置は印刷物の印刷品質の評価を行うものであるが、評価対象は次の２点を目的としている。
【００３５】
第１の評価対象は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化、例えば、一定の濃さのインクをベタ塗りしている印刷面のわずかな色抜け等を感度良く定量的に評価することである。
第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価することである。
【００３６】
かかる評価を行うために、画像解析装置７には、取り込まれた画像データに対して画像処理を行うプログラムが組み込まれている。以下、画像解析装置７の備えている機能を説明するが、この機能は主に画像処理プログラムにより実現できるものである。まずは、第１の評価対象を行うための構成を説明する。
【００３７】
《第１の評価対象について》
＜第１実施形態＞
第１実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図３に示される。また、第１実施形態の原理は図４に示される。
【００３８】
ＣＣＤカメラ６により取り込まれた印刷物２の印刷面の画像は、図２に示されている。この印刷面の印刷品質を評価するにあたり、まず、画像を複数の被検査領域に分割する。なお、図２の例では８つの被検査領域１ａ〜１ｈに分割しているが、被検査領域の数については適宜設定できるものである。
【００３９】
画像解析装置７のヒストグラム作成手段１０は、各被検査領域１ａ〜１ｈの画像データについてヒストグラムの作成を行う。ヒストグラム処理とは、入力画像の各濃度値について、その濃度値を持った画素の数を求める処理のことを言う。作成されたヒストグラムは、横軸に濃度値、縦軸に画素数（度数）を取ったグラフで表すことができる（図４等参照）。ヒストグラム作成手段１０は、８つの被検査領域１ａ〜１ｈから８つのヒストグラムを作成する。
【００４０】
図４（ａ）は、あらかじめ合格品の印刷面を撮影することにより得られたヒストグラムを示す。ヒストグラムは、中心値に対してほぼ左右対称的に濃度値が分布している。この合格品の濃度値範囲Ｗを基準濃度値範囲としてあらかじめ求めておく。基準濃度値範囲は、基準濃度値範囲記憶手段１４によりあらかじめ記憶されている。基準濃度値範囲Ｗは、合格品のヒストグラムの濃度最小値と濃度最大値との幅（分布幅）で表されている。
【００４１】
図４（ｂ）は、実際にある１つの被検査領域から得られたヒストグラムである。次に、濃度値範囲設定手段１１は、被検査品のヒストグラムに上記基準濃度値範囲Ｗの設定を行う。設定は、ヒストグラムの基準位置に対して設定する。図４（ｂ）では、基準位置として最小値（ａで示す）を採用している。
【００４２】
印刷面のわずかな色抜けは、基準濃度値範囲Ｗを超えたヒストグラムの裾野のわずかな変化分（Ｃで示す部分）として検出される。 この変化分は、基準濃度値範囲を超える位置（図４（ｂ）の例では、基準濃度値範囲の最大値よりも大きな濃度値をを有する）に、ヒストグラムの裾野のわずかな変化分として検出される。
算出手段１２は、上記超えた部分の画素の割合（領域Ｃの画素数の全画素数に対する比率）又は画素数を算出する。
【００４３】
品質評価手段１３は、この算出された値を基に印刷品質を評価することができる。例えば、算出された値（比率又は画素数）が所定値以上であれば印刷不良であると評価する。８つの被検査領域のうち、１つでも印刷不良と判定された場合には、その印刷物は不良品であるとすることができる。
【００４４】
この本発明の手法によれば、基準濃度値範囲Ｗを超えた部分については、たとえわずかな量であったとしても確実に検出することができる。したがって、たとえわずかな色抜け不良であったとしても、確実に検出することができる。
【００４５】
なお、基準濃度値範囲Ｗについては最小値と最大値の幅ではなく、図４にｘで示されるような、中心値と最大値の幅により求めるものでもよい。この場合、基準濃度値範囲Ｗを設定する場合の基準位置は中心値（又は重心値）となる（図４（ｂ）参照）。また、印刷物や印刷不良の特性により、基準位置については適宜設定できるものとする。
【００４６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図５に示される。また、第２実施形態の原理は図６，図７に示される。機能ブロック構成で、第１実施形態と異なるのは、基準濃度値範囲決定手段１５を有する点である。その他は、第１実施形態と同様の機能を有している。
【００４７】
第１実施形態では、あらかじめ合格品を撮影することで求められたヒストグラムから基準濃度値範囲を得るものであったが、毎回撮影される画像から取得することもできる。以下、この構成について説明する。 この方法だと、照明の明るさの不均一の影響に対して頑健性を有している。被検査領域については、図２と同様でよい。
【００４８】
図６には、４つの被検査領域から得られたヒストグラムが（ａ）〜（ｄ）に示されている。 なお説明の便宜上４つの被検査領域とした。この各ヒストグラムの面積をあらかじめ設定した面積比率で２分割する。図６では、ｒ：（１−ｒ）の比率で分割している。ｒの値は、０．１〜０．９９９を選択できるようになっているが、０．９に近い数値が好ましい。図６では、ｒ＝０．９を採用し、９：１の比率でヒストグラムの面積を分割した。
【００４９】
分割される濃度値（分割位置）はｂi （ｉ＝１〜４）で示されている。各ヒストグラムについて、２分割したうちの大きい方の面積部分（図例では、左側）の濃度値範囲を求める。濃度値範囲は、図６（ａ）のｗ0 ’でもよいが、ｗ0 〜ｗ3 のような基準位置（図例では重心値ａi （ｉ＝１〜４））からの幅が好ましい。基準濃度値範囲決定手段１５は、この得られた４つの濃度値範囲ｗ0 〜ｗ3 のうち最も幅の狭いｗ3 を基準濃度値範囲ｗmin として決定する。
【００５０】
次に、濃度値範囲設定手段１１は、この基準濃度値範囲ｗmin を各ヒストグラムの基準位置に設定する。これを図７に示す。基準位置ａi （ｉ＝１〜４）は、図６と同じく重心値である。基準位置に対して基準濃度値範囲ｗmin を設定することにより、ヒストグラムを２分割することができ、その分割される濃度値（分割位置）がｓｈi （ｉ＝１〜４）で示されている。
【００５１】
図７の例では、２分割された面積のうちの小さい方が、基準濃度値範囲を超える部分（ｓｈi よりも濃度値が大きい領域）であり、算出手段１２はこの基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する。この超える部分は、斜線部分ｄi （ｉ＝１〜４）で示されている。
【００５２】
品質評価手段１３は、この算出された値を基に印刷物の印刷品質を評価することができる。
【００５３】
なお、求める濃度値範囲については、図６（ａ）のｗ0 ’に示すような最小値ｅから分割位置ｓｈi までの幅の値を採用しても良い。この場合は、図７（ａ）に示すように、基準位置として最小値ｅを採用し、基準濃度値範囲ｗ’min を設定することになる。
【００５４】
以上のように、濃度値範囲の取り方や基準濃度値範囲を設定する基準位置については、印刷品質や印刷不良の特性・傾向に合わせて適宜変更することが可能である。基準位置としては、重心値、中心値、最小値、最大値、最頻値等を採用することができる。印刷不良が濃度値の明るい部分に現われる場合や、濃度値の暗い部分に現われる場合等の状況に応じて適切な濃度値範囲、基準位置を選択すればよい。
【００５５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図８に示される。また、第３実施形態の原理は図９に示される。機能ブロック構成で、第２実施形態と異なるのは、比率演算手段１６を有する点である。その他は、第２実施形態と同様の機能を有している。
【００５６】
第３実施形態でも、図６に示すように各ヒストグラムを所定の比率で２分割する。そして各ヒストグラムにつき濃度値範囲ｗi （ｉ＝１〜４）を求める。求められた濃度値範囲ｗi のうちの最小幅のものを基準濃度値範囲に決定する。ここまでの手順は、第２実施形態と同じである。
【００５７】
ただし、この決定された基準濃度値範囲を最終的に用いるのではなく、以下説明するように補正を行う。この補正は、照明状態が変動して画像全体の明るさが変動したような場合でも、精度良く評価ができるようにするためのものである。
【００５８】
この補正の原理について、図９により説明する。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（濃度値範囲）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。
【００５９】
そこでまず、濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、各ヒストグラムの重心値との比率を求める。図９（ａ）が濃度値範囲が最も狭いヒストグラムであるとすると、その重心値はａ0 で示されている。濃度値範囲はｗmin で示されている。（ａ）とは異なる被検査領域から得られたヒストグラムが（ｂ）に示されているものとすると、比率演算手段１６は、両者の重心値の比率を求める。重心値の比率は、
ａi ／ａ0 で表される。
【００６０】
そして、基準濃度値範囲に上記式で求めた比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求める。この補正基準濃度値範囲ｗは、
ｗ＝ｗmin ×（ａi ／ａ0 ）で表される。
【００６１】
図６、図７の例だと、基準濃度値範囲ｗmin は最も幅の狭いｗ3 である。重心値の比率は、（ａ）はａ0 ／ａ3 （ｂ）はａ1 ／ａ3 （ｃ）はａ2 ／ａ3 （ｄ）はａ3 ／ａ3 ＝１である。補正基準濃度値範囲は、（ａ）はｗmin ×（ａ0 ／ａ3 ）（ｂ）はｗmin ×（ａ1 ／ａ3 ）（ｃ）はｗmin ×（ａ2 ／ａ3 ）（ｄ）はｗmin である。
【００６２】
これらの補正基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。この設定方法は、すでに述べたのと同じである。
【００６３】
以上のような構成を採用することで、照明条件の変動があったとしても、これを補正することができるので、より精度のよい評価を行うことができる。
【００６４】
《第２の評価対象について》
次に第２の評価対象についての構成を説明する。
すでに述べたように、第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度である。かかる印刷品質の劣化の影響は、ヒストグラムにおいては、ヒストグラム曲線の重心位置等の変化として現われる。 この実施形態の画像解析装置のブロック構成は、図１０に示される（第４実施形態）。自動評価装置全体の構成は、図１に示されるものと同じでよい。
【００６５】
ヒストグラムを作成するまでの手順は、すでに説明した第１実施形態と同じである。算出手段は、作成された各ヒストグラムについての画像の平均レベルを表す代表値を算出する。この代表値としては、重心値、最頻値、中心値、最大値、最小値等があげられる。被検査品がベタ塗りの場合は、ヒストグラムは左右対称に近い単峰になることが多いので、重心値、中心値、最頻値はかなり近い値になることが多く、これらの値を代表値とすることで印刷面全体の平均濃度の評価を行うことができる。
【００６６】
品質評価手段１３は、この算出された代表値を基にして、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価することができる。 例えば、算出された代表値をあらかじめ設定した値（あらかじめ合格品から求めておいた値）と比較して、その差が所定値以上のときに印刷不良であると判定できる。
【００６７】
上記第４実施形態の構成の場合は、照明状態に対する頑健性がない。そこで、品質評価手段１３の構成として、あらかじめ撮影された濃度均一な標準印刷物から得られたヒストグラム分布幅と、評価対象の印刷物から得られたヒストグラム分布幅とを比較することにより、印刷物に対する照明の均一性を評価するようにすることが好ましい。
【００６８】
この構成の原理については、図９によりすでに説明した通りである。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（分布幅）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。そこで、標準印刷物と評価対象の印刷物のヒストグラム分布幅の比較（例えば、両者の比を演算する）を行うことにより、照明の均一性の評価を行うことができ、その結果、照明条件のばらつきの影響をのぞいた形での精度のよい評価を行うことができるようになる。
【００６９】
＜評価関数について＞
品質評価手段により評価を行う場合に、算出手段により算出された値をそのまま用いて評価を行うこともできるが、評価関数により別の値に換算して行うこともできる。図１１に評価関数の例を２つほど示す。
【００７０】
図１１において、横軸は算出値（画素の割合又は画像情報、代表値）であり、縦軸は換算された品質評価値である。（ａ）は、評価関数が線型である例であり、例えば、評価点の上下限値を入力してその範囲内で比例配分する方法である。（ｂ）は評価関数が指数関数である例であり、比較的品質のよい被検査品間におけるわずかな差を大きく評価するために用いる場合に便利である。
【００７１】
図１２は、第１実施形態〜第３実施形態に係る自動評価装置より行った評価点と、従来から行われている目視判定による評価点とを比較したものである。（ａ）（ｂ）はサンプルの違いである。横軸は被検査領域番号（１６箇所）を示し、縦軸は評価点を示す。評価点は、基準濃度値範囲を超える範囲の画素の面積の割合を適宜の評価関数により換算した値である。２つの例は、共に相関係数が高く、本発明による自動評価方法が優れていることを示している。
【００７２】
図１３は、第４実施形態に係る自動評価装置により行った評価点と、従来から行われている目視判定による評価点とを比較したものである。（ａ）（ｂ）はサンプルの違いである。横軸は被検査領域番号（１６箇所）を示し、縦軸は評価点（平均明度）を示す。これらにおいても相関係数が高く、本発明による自動評価方法が優れていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷物の自動評価装置の構成を示す模式図
【図２】印刷面から得られた画像と被検査領域との関係を説明する図
【図３】第１実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図４】第１実施形態の原理を説明する図
【図５】第２実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図６】第２実施形態の原理を説明する図
【図７】第２実施形態の原理を説明する図
【図８】第３実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図９】第３実施形態の原理を説明する図
【図１０】第４実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図１１】評価関数の例を示す図
【図１２】本発明による自動評価方法と目視評価との比較
【図１３】本発明による自動評価方法と目視評価との比較
【図１４】従来技術に係る印刷物の自動評価の原理を説明する図
【符号の説明】
１ 印刷面
１ａ〜１ｈ 被検査領域
２ 印刷物
６ ＣＣＤカメラ
７ 画像解析装置
１０ ヒストグラム作成手段
１１ 濃度値範囲設定手段
１２ 算出手段
１３ 品質評価手段
１４ 基準濃度値範囲記憶手段
１５ 基準濃度値範囲決定手段
１６ 比率演算手段
１７ 代表値算出手段
Ｗ 基準濃度値範囲
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷物がどの程度均一な濃度で印刷されているかを定量的に評価する自動評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷物の濃度の評価を行う技術として以下のような公知技術がある。
まず、特公平４−３１３０８号公報に開示される不良印刷物の自動検知排出装置（以下、公知技術１という）がある。この技術は、合格品である印刷物を撮影して得られた基準画像データのヒストグラム（図１４（ａ）のＡ）と、評価対象（被検査品）となる印刷物を撮影して得られた画像データのヒストグラム（同Ｂ）とを比較し、両ヒストグラムの明暗の階調レベルの頻度分布の差（Δ）が所定値以上であるとき、その印刷物を不良であると判定するものである。
また、特許第３０１６９３５号公報に開示される印刷物の濃度検査方法（以下、公知技術２という）がある。この技術は、被検査品である印刷物から得られた濃度サンプルデータのうち、最も濃度の高いものから順次適宜数のデータ、最も濃度の低いものから順次適宜数のデータをそれぞれ抽出し、これら各適宜数のデータから、濃度の高いものの平均値と濃度の低いものの平均値を算出する。 この両平均値の差を合格品である標準印刷物から求められている差と比較し、差が所定値を超えていると濃度不良であると判定するものである。図１４（ｂ）のＡに示すようなヒストグラムの場合であると、平均値の差Ｗを基準値と比較する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明において評価対象とするのは、次の二種類の印刷品質である。
（イ）第１の評価対象は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化、例えば、一定の濃さのインクをベタ塗りしている印刷面のわずかな色抜け等を感度良く定量的に評価することである。 このような印刷品質の劣化の影響は、濃度ヒストグラムにおいては、最小値又は最大値付近の（すなわち、単峰であるヒストグラム形状の裾野の部分の）度数のわずかな変化として現われる。
【０００４】
（ロ）第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度である。かかる印刷品質の劣化の影響は、ヒストグラムにおいては、ヒストグラム曲線の重心位置等の変化として現われる。
しかしながら、上記公知技術１，２は、（イ）（ロ）に述べるような評価を行う場合には適用が難しい。
すなわち、公知技術１のように合格品と被検査品とでヒストグラムの度数の差を取った場合、画像全体を占めている個々の濃度値の面積を比較・評価する（各濃度値についてΔを求めて評価する）ものであり、第１の評価対象とは異なるものである。また、公知技術１を第２の評価対象に用いた場合は、外乱（ノイズ）による度数値変動幅を超える十分な差がなければ検出することができない。
【０００５】
一方、本発明にて評価対象としたい印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化は、画像全体の面積に対して非常に小さな面積の濃度異常（図１４（ｂ）の破線部分Ｃで示される部分）であるから、これに起因するヒストグラムの裾野部分での変動幅はもともと小さいものである。これに対し、例えば照明の明るさのわずかな変動等の外乱により、ヒストグラムの形状や位置（重心位置等）が変動することは容易に起こりうる現象である。
【０００６】
かかる外乱により、個々の濃度値の度数が大きく変動することは十分ありうることであり、かかる外乱と明確に識別して裾野のわずかな変化のみを抽出することは事実上不可能である。 また、照明状態が変動することでヒストグラムがＡからＢの状態に変動することはありうるが、公知技術１には、かかる変動に対する頑健性については開示されていない。
【０００７】
また公知技術２のように、濃度の高いものの平均値と濃度の低いものの平均値の差を求める方法では、濃度値の分布幅のみが評価に寄与し、その度数や絶対値は寄与しない。本発明が目的とする第１の評価対象はすその部分のわずかな度数の違いであり、また第２の評価対象は度数分布の絶対値に関係する量であるので、公知技術２の方法では本発明が目的とする評価を行うことができないものであり、両者は評価基準が異なるものである。
【０００８】
以上のように、公知技術１，２における技術を本発明における評価対象に適用することはできない。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その第１の課題は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価装置及び自動評価方法を提供することである。
第２の課題は、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価できる自動評価装置及び自動評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る自動評価装置は、
印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
決定された前記基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
この構成による作用・効果を図４，６，７の原理図を用いて説明する。
（１）まず、撮像手段により印刷面を撮影して画像データを取得する。撮像手段は、ラインセンサー、エリアセンサー等の適宜のものを使用することができる。
【００１０】
（２）撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成する。 図２のように撮影された印刷面１を例にあげれば、８つの被検査領域１ａ〜１ｈが設定されており、これら８つの領域についてそれぞれヒストグラムを作成する。そのうちの１つのヒストグラムが図４（ｂ）のように示されているものとする。
【００１１】
（３）各ヒストグラムについて基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する。基準濃度値範囲については、例えば、あらかじめ合格品の印刷面を撮影しておき、図４（ａ）に示すように、そのヒストグラムから得られる濃度値範囲Ｗを基準濃度値範囲として求めておく。実際に撮影された画像のある被検査領域のヒストグラムが図４（ｂ）であったとすると、基準濃度値範囲を超える濃度値の分布（Ｃで示す部分）が見られる。 印刷面のわずかな色抜けは、基準濃度値範囲を超えたヒストグラムの裾野のわずかな変化分として検出される。 上記超えた部分の画素の割合（領域Ｃの画素数の全画素数に対する比率）又は画素数を算出する。
【００１２】
（４）この算出された値を基に印刷品質を評価することができる。例えば、算出された値が所定値以上であれば印刷不良であると評価する。この本発明の手法によれば、基準濃度値範囲を超えた部分については、たとえわずかな量であったとしても確実に検出することができる。以上のように、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価装置を提供することができる。
【００１４】
基準濃度値範囲については、あらかじめ合格品を撮影して得ることもできるが、毎回撮影される画像から取得することもできる。以下、この構成について説明する。
（５）図６において４つの被検査領域から（ａ）〜（ｄ）に示すヒストグラムが得られたものとする。 このヒストグラムの面積をあらかじめ設定した面積比率で２分割する。図６では、ｒ：（１−ｒ）の比率で分割している。分割される濃度値はｂi（ｉ＝１〜４）で示されている。各ヒストグラムについて、２分割したうちの大きい方の面積部分（図例では、左側）の濃度値範囲を求める。濃度値範囲は、図６（ａ）のｗ0’でもよいが、ｗ0 〜ｗ3のような基準位置（図例では重心値ａi （ｉ＝１〜４））からの幅が好ましい。この得られた４つの濃度値範囲のうち最も幅の狭いｗ3を基準濃度値範囲ｗmin として決定する。
【００１５】
（６）次に、この基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。これを図７に示す。基準位置ａi （ｉ＝１〜４）は、図６と同じである。基準位置に設定した後の評価については、上記（３）（４）で説明したのと同じである。照明の明るさが均一でない場合には、上記のように基準濃度値範囲を決定することで頑健性を有することができる。
【００１６】
上記課題を解決するため本発明に係る別の自動評価装置は、
印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
前記濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求める比率演算手段と、
前記基準濃度値範囲に前記比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求め、求められた前記補正基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記補正基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
この構成による作用・効果について説明する。まず、基準濃度値範囲を決定するまでの手順は、（５）と同じである。ただし、この（５）の手順で決定された基準濃度値範囲を最終的に用いるのではなく、以下説明するように補正を行う。この補正は、照明状態が変動して画像全体の明るさが変動したような場合でも、精度良く評価ができるようにするためのものである。
【００１８】
この補正の原理について、図９により説明する。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（濃度値範囲）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。
【００１９】
（７）まず、濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求める。図９（ａ）が濃度値範囲が最も狭いヒストグラムであるとすると、その重心値はａ0 で示されている。濃度値範囲はｗmin で示されている。（ａ）とは異なる被検査領域から得られたヒストグラムが図９（ｂ）に示されているものとすると、両者の重心値の比率を求める。重心値の比率は、
ａi ／ａ0 で表される。
【００２０】
（８）そして基準濃度値範囲に上記（７）で求めた比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求める。この補正基準濃度値範囲ｗは、
ｗ＝ｗmin ×（ａi ／ａ0 ）で表される。
【００２１】
（９）この補正基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。この設定方法は、すでに述べた（６）と同じである。
【００２２】
以上のような構成を採用することで、照明条件の変動があったとしても、これを補正することができるので、より精度のよい評価を行うことができる。
【００２３】
本発明の第１の課題を解決するための本発明に係る印刷物の自動評価方法は、
印刷面を撮影して画像データを取得するステップと、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを順次作成するステップと、
作成された前記各ヒストグラムについて基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出するステップと、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価するステップとを有することを特徴とするものである。
【００２４】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（１）〜（４）と同じである。これにより、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化を感度良く定量的に評価できる自動評価方法を提供することができる。
【００２５】
本発明の好適な実施形態として、前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定するステップと、
決定された前記基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定するステップとを有するものがあげられる。
【００２６】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（５）（６）と同じである。
【００２７】
本発明の更に別の好適な実施形態として、前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定するステップと、
前記濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求めるステップと、
前記基準濃度値範囲に前記比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求め、求められた前記補正基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定するステップとを有するものがあげられる。
【００２８】
この構成による作用・効果は、すでに述べた（７）（８）（９）と同じである。
【００３１】
本発明の別の好適な実施形態として、前記品質評価手段は、前記算出された値をあらかじめ定めた評価関数により換算した値に基づいて評価を行うように構成されているものがあげられる。
実際に評価を行う場合に、算出された値を用いてそのまま評価を行っても良いが、評価関数を用いて算出された値を別の値に換算することにより、より精度のよい評価を行うことができるものと期待できる。例えば、対数変換を行うことにより、被検査品間のわずかな差を大きく評価することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、印刷物の自動評価装置の構成を示す模式図である。
【００３３】
被検査品である印刷物２は、コンベア３により所定の位置に搬送されるようになっている。撮影ボックス４内には、照明光源５とＣＣＤカメラ６（撮像手段に相当する。）が設置されており、印刷物２の印刷面の画像を撮影する。なお、撮像手段としては特定の構造のものに限定されるものではなく、ラインセンサーやエリアセンサーあるいはイメージスキャナーなど、適宜の方式のものを採用することできる。ＣＣＤカメラ６により撮影された画像データは、画像解析装置７に送られる。
【００３４】
本発明における自動評価装置は印刷物の印刷品質の評価を行うものであるが、評価対象は次の２点を目的としている。
【００３５】
第１の評価対象は、印刷面の濃度の均一性のわずかな劣化、例えば、一定の濃さのインクをベタ塗りしている印刷面のわずかな色抜け等を感度良く定量的に評価することである。
第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価することである。
【００３６】
かかる評価を行うために、画像解析装置７には、取り込まれた画像データに対して画像処理を行うプログラムが組み込まれている。以下、画像解析装置７の備えている機能を説明するが、この機能は主に画像処理プログラムにより実現できるものである。まずは、第１の評価対象を行うための構成を説明する。
【００３７】
《第１の評価対象について》
＜第１実施形態＞
第１実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図３に示される。また、第１実施形態の原理は図４に示される。
【００３８】
ＣＣＤカメラ６により取り込まれた印刷物２の印刷面の画像は、図２に示されている。この印刷面の印刷品質を評価するにあたり、まず、画像を複数の被検査領域に分割する。なお、図２の例では８つの被検査領域１ａ〜１ｈに分割しているが、被検査領域の数については適宜設定できるものである。
【００３９】
画像解析装置７のヒストグラム作成手段１０は、各被検査領域１ａ〜１ｈの画像データについてヒストグラムの作成を行う。ヒストグラム処理とは、入力画像の各濃度値について、その濃度値を持った画素の数を求める処理のことを言う。作成されたヒストグラムは、横軸に濃度値、縦軸に画素数（度数）を取ったグラフで表すことができる（図４等参照）。ヒストグラム作成手段１０は、８つの被検査領域１ａ〜１ｈから８つのヒストグラムを作成する。
【００４０】
図４（ａ）は、あらかじめ合格品の印刷面を撮影することにより得られたヒストグラムを示す。ヒストグラムは、中心値に対してほぼ左右対称的に濃度値が分布している。この合格品の濃度値範囲Ｗを基準濃度値範囲としてあらかじめ求めておく。基準濃度値範囲は、基準濃度値範囲記憶手段１４によりあらかじめ記憶されている。基準濃度値範囲Ｗは、合格品のヒストグラムの濃度最小値と濃度最大値との幅（分布幅）で表されている。
【００４１】
図４（ｂ）は、実際にある１つの被検査領域から得られたヒストグラムである。次に、濃度値範囲設定手段１１は、被検査品のヒストグラムに上記基準濃度値範囲Ｗの設定を行う。設定は、ヒストグラムの基準位置に対して設定する。図４（ｂ）では、基準位置として最小値（ａで示す）を採用している。
【００４２】
印刷面のわずかな色抜けは、基準濃度値範囲Ｗを超えたヒストグラムの裾野のわずかな変化分（Ｃで示す部分）として検出される。 この変化分は、基準濃度値範囲を超える位置（図４（ｂ）の例では、基準濃度値範囲の最大値よりも大きな濃度値をを有する）に、ヒストグラムの裾野のわずかな変化分として検出される。
算出手段１２は、上記超えた部分の画素の割合（領域Ｃの画素数の全画素数に対する比率）又は画素数を算出する。
【００４３】
品質評価手段１３は、この算出された値を基に印刷品質を評価することができる。例えば、算出された値（比率又は画素数）が所定値以上であれば印刷不良であると評価する。８つの被検査領域のうち、１つでも印刷不良と判定された場合には、その印刷物は不良品であるとすることができる。
【００４４】
この本発明の手法によれば、基準濃度値範囲Ｗを超えた部分については、たとえわずかな量であったとしても確実に検出することができる。したがって、たとえわずかな色抜け不良であったとしても、確実に検出することができる。
【００４５】
なお、基準濃度値範囲Ｗについては最小値と最大値の幅ではなく、図４にｘで示されるような、中心値と最大値の幅により求めるものでもよい。この場合、基準濃度値範囲Ｗを設定する場合の基準位置は中心値（又は重心値）となる（図４（ｂ）参照）。また、印刷物や印刷不良の特性により、基準位置については適宜設定できるものとする。
【００４６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図５に示される。また、第２実施形態の原理は図６，図７に示される。機能ブロック構成で、第１実施形態と異なるのは、基準濃度値範囲決定手段１５を有する点である。その他は、第１実施形態と同様の機能を有している。
【００４７】
第１実施形態では、あらかじめ合格品を撮影することで求められたヒストグラムから基準濃度値範囲を得るものであったが、毎回撮影される画像から取得することもできる。以下、この構成について説明する。 この方法だと、照明の明るさの不均一の影響に対して頑健性を有している。被検査領域については、図２と同様でよい。
【００４８】
図６には、４つの被検査領域から得られたヒストグラムが（ａ）〜（ｄ）に示されている。 なお説明の便宜上４つの被検査領域とした。この各ヒストグラムの面積をあらかじめ設定した面積比率で２分割する。図６では、ｒ：（１−ｒ）の比率で分割している。ｒの値は、０．１〜０．９９９を選択できるようになっているが、０．９に近い数値が好ましい。図６では、ｒ＝０．９を採用し、９：１の比率でヒストグラムの面積を分割した。
【００４９】
分割される濃度値（分割位置）はｂi （ｉ＝１〜４）で示されている。各ヒストグラムについて、２分割したうちの大きい方の面積部分（図例では、左側）の濃度値範囲を求める。濃度値範囲は、図６（ａ）のｗ0 ’でもよいが、ｗ0 〜ｗ3 のような基準位置（図例では重心値ａi （ｉ＝１〜４））からの幅が好ましい。基準濃度値範囲決定手段１５は、この得られた４つの濃度値範囲ｗ0 〜ｗ3 のうち最も幅の狭いｗ3 を基準濃度値範囲ｗmin として決定する。
【００５０】
次に、濃度値範囲設定手段１１は、この基準濃度値範囲ｗmin を各ヒストグラムの基準位置に設定する。これを図７に示す。基準位置ａi （ｉ＝１〜４）は、図６と同じく重心値である。基準位置に対して基準濃度値範囲ｗmin を設定することにより、ヒストグラムを２分割することができ、その分割される濃度値（分割位置）がｓｈi （ｉ＝１〜４）で示されている。
【００５１】
図７の例では、２分割された面積のうちの小さい方が、基準濃度値範囲を超える部分（ｓｈi よりも濃度値が大きい領域）であり、算出手段１２はこの基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する。この超える部分は、斜線部分ｄi （ｉ＝１〜４）で示されている。
【００５２】
品質評価手段１３は、この算出された値を基に印刷物の印刷品質を評価することができる。
【００５３】
なお、求める濃度値範囲については、図６（ａ）のｗ0 ’に示すような最小値ｅから分割位置ｓｈi までの幅の値を採用しても良い。この場合は、図７（ａ）に示すように、基準位置として最小値ｅを採用し、基準濃度値範囲ｗ’min を設定することになる。
【００５４】
以上のように、濃度値範囲の取り方や基準濃度値範囲を設定する基準位置については、印刷品質や印刷不良の特性・傾向に合わせて適宜変更することが可能である。基準位置としては、重心値、中心値、最小値、最大値、最頻値等を採用することができる。印刷不良が濃度値の明るい部分に現われる場合や、濃度値の暗い部分に現われる場合等の状況に応じて適切な濃度値範囲、基準位置を選択すればよい。
【００５５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態における画像解析装置７の機能ブロック構成は、図８に示される。また、第３実施形態の原理は図９に示される。機能ブロック構成で、第２実施形態と異なるのは、比率演算手段１６を有する点である。その他は、第２実施形態と同様の機能を有している。
【００５６】
第３実施形態でも、図６に示すように各ヒストグラムを所定の比率で２分割する。そして各ヒストグラムにつき濃度値範囲ｗi （ｉ＝１〜４）を求める。求められた濃度値範囲ｗi のうちの最小幅のものを基準濃度値範囲に決定する。ここまでの手順は、第２実施形態と同じである。
【００５７】
ただし、この決定された基準濃度値範囲を最終的に用いるのではなく、以下説明するように補正を行う。この補正は、照明状態が変動して画像全体の明るさが変動したような場合でも、精度良く評価ができるようにするためのものである。
【００５８】
この補正の原理について、図９により説明する。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（濃度値範囲）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。
【００５９】
そこでまず、濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、各ヒストグラムの重心値との比率を求める。図９（ａ）が濃度値範囲が最も狭いヒストグラムであるとすると、その重心値はａ0 で示されている。濃度値範囲はｗmin で示されている。（ａ）とは異なる被検査領域から得られたヒストグラムが（ｂ）に示されているものとすると、比率演算手段１６は、両者の重心値の比率を求める。重心値の比率は、
ａi ／ａ0 で表される。
【００６０】
そして、基準濃度値範囲に上記式で求めた比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求める。この補正基準濃度値範囲ｗは、
ｗ＝ｗmin ×（ａi ／ａ0 ）で表される。
【００６１】
図６、図７の例だと、基準濃度値範囲ｗmin は最も幅の狭いｗ3 である。重心値の比率は、（ａ）はａ0 ／ａ3 （ｂ）はａ1 ／ａ3 （ｃ）はａ2 ／ａ3 （ｄ）はａ3 ／ａ3 ＝１である。補正基準濃度値範囲は、（ａ）はｗmin ×（ａ0 ／ａ3 ）（ｂ）はｗmin ×（ａ1 ／ａ3 ）（ｃ）はｗmin ×（ａ2 ／ａ3 ）（ｄ）はｗmin である。
【００６２】
これらの補正基準濃度値範囲を各ヒストグラムの基準位置に設定する。この設定方法は、すでに述べたのと同じである。
【００６３】
以上のような構成を採用することで、照明条件の変動があったとしても、これを補正することができるので、より精度のよい評価を行うことができる。
【００６４】
《第２の評価対象について》
次に第２の評価対象についての構成を説明する。
すでに述べたように、第２の評価対象は、印刷面全体の平均的な濃度である。かかる印刷品質の劣化の影響は、ヒストグラムにおいては、ヒストグラム曲線の重心位置等の変化として現われる。 この実施形態の画像解析装置のブロック構成は、図１０に示される（第４実施形態）。自動評価装置全体の構成は、図１に示されるものと同じでよい。
【００６５】
ヒストグラムを作成するまでの手順は、すでに説明した第１実施形態と同じである。算出手段は、作成された各ヒストグラムについての画像の平均レベルを表す代表値を算出する。この代表値としては、重心値、最頻値、中心値、最大値、最小値等があげられる。被検査品がベタ塗りの場合は、ヒストグラムは左右対称に近い単峰になることが多いので、重心値、中心値、最頻値はかなり近い値になることが多く、これらの値を代表値とすることで印刷面全体の平均濃度の評価を行うことができる。
【００６６】
品質評価手段１３は、この算出された代表値を基にして、印刷面全体の平均的な濃度を定量的に評価することができる。 例えば、算出された代表値をあらかじめ設定した値（あらかじめ合格品から求めておいた値）と比較して、その差が所定値以上のときに印刷不良であると判定できる。
【００６７】
上記第４実施形態の構成の場合は、照明状態に対する頑健性がない。そこで、品質評価手段１３の構成として、あらかじめ撮影された濃度均一な標準印刷物から得られたヒストグラム分布幅と、評価対象の印刷物から得られたヒストグラム分布幅とを比較することにより、印刷物に対する照明の均一性を評価するようにすることが好ましい。
【００６８】
この構成の原理については、図９によりすでに説明した通りである。同じ被検査品を異なる照明条件下で撮影した場合に、照明が明るいときのヒストグラムは、照明が暗いときのヒストグラムに比べて濃度値のばらつきが大きい。そのばらつき幅（分布幅）は照明の明るさにほぼ比例するものと考えられる。そこで、標準印刷物と評価対象の印刷物のヒストグラム分布幅の比較（例えば、両者の比を演算する）を行うことにより、照明の均一性の評価を行うことができ、その結果、照明条件のばらつきの影響をのぞいた形での精度のよい評価を行うことができるようになる。
【００６９】
＜評価関数について＞
品質評価手段により評価を行う場合に、算出手段により算出された値をそのまま用いて評価を行うこともできるが、評価関数により別の値に換算して行うこともできる。図１１に評価関数の例を２つほど示す。
【００７０】
図１１において、横軸は算出値（画素の割合又は画像情報、代表値）であり、縦軸は換算された品質評価値である。（ａ）は、評価関数が線型である例であり、例えば、評価点の上下限値を入力してその範囲内で比例配分する方法である。（ｂ）は評価関数が指数関数である例であり、比較的品質のよい被検査品間におけるわずかな差を大きく評価するために用いる場合に便利である。
【００７１】
図１２は、第１実施形態〜第３実施形態に係る自動評価装置より行った評価点と、従来から行われている目視判定による評価点とを比較したものである。（ａ）（ｂ）はサンプルの違いである。横軸は被検査領域番号（１６箇所）を示し、縦軸は評価点を示す。評価点は、基準濃度値範囲を超える範囲の画素の面積の割合を適宜の評価関数により換算した値である。２つの例は、共に相関係数が高く、本発明による自動評価方法が優れていることを示している。
【００７２】
図１３は、第４実施形態に係る自動評価装置により行った評価点と、従来から行われている目視判定による評価点とを比較したものである。（ａ）（ｂ）はサンプルの違いである。横軸は被検査領域番号（１６箇所）を示し、縦軸は評価点（平均明度）を示す。これらにおいても相関係数が高く、本発明による自動評価方法が優れていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷物の自動評価装置の構成を示す模式図
【図２】印刷面から得られた画像と被検査領域との関係を説明する図
【図３】第１実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図４】第１実施形態の原理を説明する図
【図５】第２実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図６】第２実施形態の原理を説明する図
【図７】第２実施形態の原理を説明する図
【図８】第３実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図９】第３実施形態の原理を説明する図
【図１０】第４実施形態に係る画像解析装置のブロック構成図
【図１１】評価関数の例を示す図
【図１２】本発明による自動評価方法と目視評価との比較
【図１３】本発明による自動評価方法と目視評価との比較
【図１４】従来技術に係る印刷物の自動評価の原理を説明する図
【符号の説明】
１ 印刷面
１ａ〜１ｈ 被検査領域
２ 印刷物
６ ＣＣＤカメラ
７ 画像解析装置
１０ ヒストグラム作成手段
１１ 濃度値範囲設定手段
１２ 算出手段
１３ 品質評価手段
１４ 基準濃度値範囲記憶手段
１５ 基準濃度値範囲決定手段
１６ 比率演算手段
１７ 代表値算出手段
Ｗ 基準濃度値範囲
Claims (3)
- 印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
決定された前記基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とする印刷物の自動評価装置。 - 印刷面を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
撮影された画像中の複数の被検査領域について濃度値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記複数の被検査領域について作成された前記各ヒストグラムの面積を、あらかじめ設定した面積比率になるように２分割して、分割したうちの大きい方の面積部分から求められる前記各ヒストグラムの濃度値範囲のうち、最も濃度値範囲の狭いものを基準濃度値範囲として決定する基準濃度値範囲決定手段と、
前記濃度値範囲が最も狭い前記ヒストグラムの重心値と、前記各ヒストグラムの重心値との比率を求める比率演算手段と、
前記基準濃度値範囲に前記比率を乗じた値を補正基準濃度値範囲として求め、求められた前記補正基準濃度値範囲を、前記各ヒストグラムの基準位置に設定する濃度値範囲設定手段と、
作成された前記各ヒストグラムについて前記補正基準濃度値範囲を超える画素の割合又は数を算出する算出手段と、
前記算出された値に基づいて印刷品質を評価する品質評価手段とを備えたことを特徴とする印刷物の自動評価装置。 - 前記品質評価手段は、前記算出された値をあらかじめ定めた評価関数により換算した値に基づいて評価を行うように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷物の自動評価装置。
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