JP5842479B2 - Ground inspection device and ground inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、紙や不織布等の薄いシート状の検査対象物の地合を検査する地合検査装置及び地合検査方法に関する。   The present invention relates to a formation inspection apparatus and a formation inspection method for inspecting formation of a thin sheet-like inspection object such as paper or nonwoven fabric.

紙や不織布等の薄いシート状の製品は、製造効率を高めつつ一定の品質を保持するために、水分、厚み、地合(繊維の分布状態)等が検査されながら製造されるのが一般的である。従来、製品に対してなされる検査の一つである地合の検査は、熟練の検査員による目視検査により行われていたが、近年では地合の自動的な検査を可能とする地合検査装置が開発されている。   Thin sheet-like products such as paper and non-woven fabrics are generally manufactured while being inspected for moisture, thickness, texture (fiber distribution state), etc., in order to increase production efficiency and maintain a certain quality. It is. Conventionally, the inspection of the formation, which is one of the inspections performed on the products, has been performed by visual inspection by a skilled inspector. In recent years, the inspection of the formation that enables automatic inspection of the formation is possible. Equipment has been developed.

従来の地合検査装置は、検査対象物としての製品を撮影して得られる画像データに対して画像処理を行い、輝度の標準偏差、分散、平均値等から地合指数(地合を評価するために用いる指数)を求めて検査するものが一般的である。例えば、画像データに対して画像処理を施して輝度(製品の透過率や吸光度)の標準偏差と平均値とを求め、輝度の標準偏差を平均値で除算して均一度を求め、この均一度を地合指数にして製品の検査を行う。このような従来の地合検査装置の詳細については、例えば以下の特許文献1〜6を参照されたい。   A conventional formation inspection device performs image processing on image data obtained by photographing a product as an inspection object, and evaluates formation index (formation from the standard deviation of brightness, variance, average value, etc. The index used for the inspection is generally determined. For example, the image data is subjected to image processing to obtain the standard deviation and average value of luminance (product transmittance and absorbance), and the uniformity is obtained by dividing the standard deviation of luminance by the average value. The product is inspected using the formation index. For details of such a conventional ground inspection device, see, for example, the following Patent Documents 1 to 6.

しかしながら、上記の地合指数には、粒度(繊維のムラによって生ずる明るい領域(暗い領域)の集まり具合を示す情報)が全く反映されていない。このため、上記の特許文献1〜6に開示された地合検査装置で得られる検査結果と熟練の検査員による検査結果との間に乖離が生ずる場合がある。そこで、地合指数に粒度を反映させて地合検査を行う地合検査装置も提案されている。   However, the above-mentioned formation index does not reflect the particle size (information indicating how light areas (dark areas) gather due to fiber unevenness). For this reason, a divergence may occur between the inspection result obtained by the ground inspection apparatus disclosed in Patent Documents 1 to 6 and the inspection result by a skilled inspector. Therefore, a ground inspection device that performs ground inspection by reflecting the granularity in the ground index has also been proposed.

具体的に、以下の特許文献7では、考慮すべき粒度と同程度の大きさを有する複数の領域に検査対象領域が区分されるよう画像データを処理し、区分した領域の各々の均一度を求めて地合指数とすることで、粒度を地合指数に反映させている。また、以下の特許文献8では、人間が地合を判定する際に敏感に感応すると考えられる周波数成分の存在割合を使用することで、粒度を地合指数に反映させている。   Specifically, in Patent Document 7 below, image data is processed so that a region to be inspected is divided into a plurality of regions having the same size as the granularity to be considered, and the uniformity of each of the divided regions is determined. By obtaining the formation index, the granularity is reflected in the formation index. Further, in Patent Document 8 below, the granularity is reflected in the formation index by using the existence ratio of frequency components that are considered to be sensitive to humans when determining formation.

特許第2692299号公報Japanese Patent No. 2692299 特許第2738066号公報Japanese Patent No. 2738066 特許第2751410号公報Japanese Patent No. 2751410 特許第2797474号公報Japanese Patent No. 2797474 特許第3227852号公報Japanese Patent No. 3227852 特開平06−050906号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-050906 特開平11−281589号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-281589 特開2000−009660号公報JP 2000-009660 A

ところで、人間の視覚は、均一度及び平均輝度が同じであっても粒度が異なるもの、或いは、均一度及び粒度が同じであっても平均輝度が異なるものについては、地合が異なると認識することができる。図28は、均一度及び平均輝度が同じであって粒度が異なる画像を示す図であり、図29は、均一度及び粒度が同じであって平均輝度が異なる画像を示す図である。尚、図28では、(a),(b),(c)の順で粒度が大きくなる画像を示しており、図29では、(a),(b),(c)の順で平均輝度が高くなる画像を図示している。   By the way, human vision recognizes that the uniformity and the average luminance are the same even if the granularity is different, or that the average luminance is different even if the uniformity and the granularity are the same, the formation is different. be able to. FIG. 28 is a diagram illustrating images having the same uniformity and average luminance and different particle sizes, and FIG. 29 is a diagram illustrating images having the same uniformity and granularity and different average luminances. 28 shows an image in which the granularity increases in the order of (a), (b), (c), and FIG. 29 shows the average luminance in the order of (a), (b), (c). The image which becomes high is illustrated.

図28に示す例を参照すると、画像の地合は、(c)に示す画像が最も良く、次いで(a)に示す画像が良く、(b)に示す画像が最も悪いと認識することができる。また、図29に示す例を参照すると、画像の地合は、(a)に示す画像が最も良く、次いで(b)に示す画像が良く、(c)に示す画像が最も悪いと認識することができる。このように、人間の視覚は、粒度や明度(平均輝度)に応じた地合の違いを認識することができる。   Referring to the example shown in FIG. 28, it can be recognized that the image shown in (c) is the best, the image shown in (a) is good, and the image shown in (b) is the worst. . In addition, referring to the example shown in FIG. 29, it is recognized that the image shown in (a) is the best, the image shown in (b) is good, and the image shown in (c) is the worst. Can do. Thus, human vision can recognize the difference in formation according to the granularity and brightness (average luminance).

しかしながら、上述した特許文献1〜6に開示された地合検査装置は、均一度のみを地合指数として用いており、粒度が反映された地合指数を用いている訳ではない。このため、図28に示すような均一度及び平均輝度が同じであって粒度が異なる画像の違いを検出することができないという問題がある。また、上述した特許文献7,8に開示された地合検査装置は、均一度に加えて粒度が反映された地合指数を用いているが、明度が考慮された地合指数を用いている訳ではない。このため、図29に示すような均一度及び粒度が同じであって平均輝度が異なる画像の違いを検出することができないという問題がある。   However, the formation inspection devices disclosed in Patent Documents 1 to 6 described above use only the uniformity as the formation index, and do not use the formation index that reflects the granularity. For this reason, there is a problem that it is impossible to detect a difference between images having the same uniformity and average luminance as shown in FIG. In addition, the formation inspection devices disclosed in Patent Documents 7 and 8 described above use a formation index that reflects the granularity in addition to the uniformity, but use a formation index that takes lightness into consideration. Not a translation. For this reason, there is a problem that it is impossible to detect a difference between images having the same uniformity and granularity and different average luminances as shown in FIG.

また、従来の地合検査装置で用いられている地合指数は統一されたものではなく、検査装置毎に異なるものが用いられている。例えば、ある地合検査装置では、地合が良好なものほど値が小さくなる地合指数を用いており、他の地合検査装置では、地合が良好なものほど値が大きくなる地合指数を用いているといった具合である。このため、地合検査装置の種類が異なってしまうと、同じ製品や検査対象物を検査したとしても異なる地合指数が得られてしまい、地合指数のみで地合を客観的に比較、評価することができないという問題がある。   In addition, the formation index used in the conventional formation inspection apparatus is not unified, and different ones are used for each inspection apparatus. For example, a certain geological inspection device uses a geological index that decreases in value with a better geological formation, while other geological inspection devices use a geological index that increases in value with a better geological formation. It is a condition such as using. For this reason, if the type of the geological inspection device is different, even if the same product or inspection object is inspected, a different geological index is obtained. There is a problem that you can not.

更に、同種の地合検査装置であっても、検査に用いられている装置及び機器の器差(例えば、照明装置、画像入力装置、光学部品等の器差)や検査条件の違い(例えば、照明条件や撮影条件の違い)があると、異なる地合指数が得られてしまう。このため、同種の地合検査装置を用いる場合であっても、器差の影響が無く、且つ、検査条件が厳密に同じで無ければ、地合指数のみで地合を客観的に比較、評価することができないという問題がある。   Furthermore, even in the same type of ground inspection device, instrumental differences between devices and equipment used for inspection (for example, differences in lighting devices, image input devices, optical components, etc.) and differences in inspection conditions (for example, If there is a difference in lighting conditions and shooting conditions), a different formation index will be obtained. For this reason, even if the same kind of ground inspection device is used, if there is no influence of instrumental differences and the inspection conditions are not exactly the same, the ground is objectively compared and evaluated only by the ground index. There is a problem that you can not.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査条件等の違いに拘わらず地合指数を用いて客観的に比較、評価することができる地合検査装置及び地合検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and objectively compare the difference in texture according to the granularity and brightness similar to human vision using the texture index regardless of the difference in inspection conditions, etc. An object is to provide a ground inspection device and a ground inspection method that can be evaluated.

上記課題を解決するために、本発明の地合検査装置は、シート状の検査対象物(P)の一方面及び他方面の少なくとも一方が撮像された画像データに対する画像処理を行って求めた地合指数(DX)を用いて前記検査対象物の地合を検査する地合検査装置(1〜4)において、前記画像データに対してFFT演算を行って空間周波数毎のコントラストを示す第1データを得る第1演算手段(55)と、前記第1演算手段で得られた第1データと、前記検査対象物を観察する距離を規定する観察視距離パラメータ及び前記検査対象物を観察する輝度を規定する観察輝度パラメータで規定される観察条件で前記検査対象物を観察した場合の空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データとを、空間周波数毎に乗算して加算することにより前記地合指数を算出する第2演算手段(57)とを備えることを特徴としている。
この発明によると、シート状の検査対象物の画像を示す画像データに対してFFT演算が行われて空間周波数毎のコントラストを示す第1データが求められ、この第1データとシート状の検査対象物の画像の明度及び該画像に対する観察視野を考慮した空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データとが空間周波数毎に乗算されて加算されることによって地合指数が算出される。
また、本発明の地合検査装置は、前記第2演算手段が、前記第1演算手段で得られた第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算して得られた値に対して所定の重み付けを行って加算することを特徴としている。
また、本発明の地合検査装置は、前記画像データを、前記画像の物理的な輝度を示す画像データに変換する変換手段(51)を備えることを特徴としている。
また、本発明の地合検査装置は、前記画像の物理的な輝度が予め設定された基準輝度となるように、前記変換手段で変換された画像データを調整する調整手段(52)を備えることを特徴としている。
また、本発明の地合検査装置は、前記変換手段で変換された画像データに対し、複数の局所領域を設定する設定手段(54)と、前記設定手段によって設定された局所領域毎に、前記第1,第2演算手段の各々による演算により求められた局所地合指数に対して所定の統計演算を行って前記地合指数を算出する統計演算手段(59)とを備えることを特徴としている。
また、本発明の地合検査装置は、前記第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算することによって前記第2演算手段で得られる第3データを、予め規定された空間周波数の領域であるクラス毎に加算することにより、該クラス毎の地合指数を算出する第3演算手段(81n)を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の地合検査装置は、前記第3演算手段が、前記第3データに対して前記クラス毎に規定された所定の重み付けを行って、前記クラス毎に加算することを特徴としている。
或いは、本発明の地合検査装置は、前記第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算することによって前記第2演算手段で得られる第3データに対し、予め規定されたクラス毎に規定された重みデータを乗算して加算することにより、該クラス毎の地合指数を算出する第4演算手段(81n)を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の地合検査装置は、前記第4演算手段が、前記第3データと前記重みデータとを乗算して得られる値に対して前記クラス毎に規定された所定の重み付けを行って、前記クラス毎に加算することを特徴としている。
本発明の地合検査方法は、シート状の検査対象物(P)の一方面及び他方面の少なくとも一方の画像を示す画像データを取得し、該画像データに対する画像処理を行って求めた地合指数(DX)を用いて前記検査対象物の地合を検査する地合検査方法であって、前記画像データに対してFFT演算を行って空間周波数毎のコントラストを示す第1データを得る第1ステップと、前記検査対象物を観察する距離を規定する観察視距離パラメータ及び前記検査対象物を観察する輝度を規定する観察輝度パラメータで規定される観察条件で前記検査対象物を観察した場合の空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データを得る第2ステップと、前記第1ステップで得られた第1データと前記第2ステップで得られた第2データとを、空間周波数毎に乗算して加算することにより前記地合指数を算出する第3ステップとを有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the ground inspection apparatus according to the present invention is a ground obtained by performing image processing on image data obtained by imaging at least one of one side and the other side of a sheet-like inspection object (P). In the ground inspection devices (1 to 4) for inspecting the formation of the inspection object using a composite index (DX), first data indicating a contrast for each spatial frequency by performing an FFT operation on the image data The first calculation means (55) for obtaining the first data obtained by the first calculation means, the observation viewing distance parameter for defining the distance for observing the inspection object, and the luminance for observing the inspection object. and a second data indicating the contrast sensitivity for each spatial frequency in the case of observing the test object by the observation condition defined by the observed brightness parameters defined for the by adding by multiplying each spatial frequency It is characterized in that it comprises a second calculating means for calculating a slip index (57).
According to the present invention, the FFT operation is performed on the image data indicating the image of the sheet-like inspection object to obtain the first data indicating the contrast for each spatial frequency, and the first data and the sheet-like inspection object are obtained. The formation index is calculated by multiplying and adding the second data indicating the contrast sensitivity for each spatial frequency in consideration of the brightness of the image of the object and the observation visual field for the image for each spatial frequency.
In addition, in the ground inspection apparatus according to the present invention, the second calculation means may calculate the value obtained by multiplying the first data obtained by the first calculation means and the second data for each spatial frequency. Thus, a predetermined weight is added and added.
In addition, the ground inspection apparatus of the present invention is characterized by comprising conversion means (51) for converting the image data into image data indicating the physical brightness of the image.
The ground inspection apparatus according to the present invention further includes an adjusting unit (52) that adjusts the image data converted by the converting unit so that the physical luminance of the image becomes a preset reference luminance. It is characterized by.
In addition, the ground inspection apparatus according to the present invention includes a setting unit (54) for setting a plurality of local regions for the image data converted by the conversion unit, and for each local region set by the setting unit, And a statistical calculation means (59) for calculating the formation index by performing a predetermined statistical calculation on the local formation index obtained by the calculation by each of the first and second calculation means. .
In addition, the ground inspection apparatus according to the present invention is configured to multiply the first data and the second data for each spatial frequency to obtain the third data obtained by the second calculation means at a predetermined spatial frequency. A third operation means (81n) for calculating a formation index for each class by adding each class as a region is provided.
Here, the ground inspection apparatus of the present invention is characterized in that the third calculation means performs a predetermined weighting defined for each class on the third data, and adds the weights for each class. Yes.
Alternatively, the ground inspection device according to the present invention is configured such that the third data obtained by the second calculation means by multiplying the first data and the second data for each spatial frequency is for each class defined in advance. 4th calculating means (81n) which calculates the formation index | exponent for every said class by multiplying and adding the weight data prescribed | regulated to is characterized by the above-mentioned.
Here, in the ground inspection apparatus according to the present invention, the fourth calculation means performs a predetermined weight defined for each class on a value obtained by multiplying the third data and the weight data. And adding for each class.
The formation inspection method of the present invention acquires image data indicating at least one image of one side and the other side of a sheet-like inspection object (P), and performs image processing on the image data to obtain the formation. A ground inspection method for inspecting the surface of the inspection object using an index (DX), wherein first data is obtained by performing an FFT operation on the image data and indicating contrast for each spatial frequency. Space when the inspection object is observed under the observation conditions defined by the step, the observation viewing distance parameter that defines the distance for observing the inspection object, and the observation luminance parameter that defines the luminance for observing the inspection object A second step of obtaining second data indicating contrast sensitivity for each frequency, the first data obtained in the first step, and the second data obtained in the second step are represented by a spatial frequency. It is characterized by a third step of calculating the formation index by adding and multiplying the.

本発明によれば、シート状の検査対象物の画像を示す画像データに対してFFT演算を行って空間周波数毎のコントラストを示す第1データを求め、この第1データとシート状の検査対象物の画像の明度及び該画像に対する観察視野を考慮した空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データとを空間周波数毎に乗算して加算することによって、実際に人間が検査対象物を検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数を算出している。このため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査条件等の違いに拘わらず地合指数を用いて客観的に比較、評価することができるという効果がある。   According to the present invention, the first data indicating the contrast for each spatial frequency is obtained by performing the FFT operation on the image data indicating the image of the sheet-shaped inspection object, and the first data and the sheet-shaped inspection object are obtained. When the human actually inspects the inspection object by multiplying and adding the second data indicating the contrast sensitivity for each spatial frequency in consideration of the brightness of the image and the observation visual field for the image for each spatial frequency The formation index reflecting the conspicuousness of the formation is calculated. For this reason, it is possible to objectively compare and evaluate the difference in texture according to the granularity and brightness similar to human vision regardless of the inspection condition and the like using the texture index.

本発明の第1実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the formation inspection apparatus by 1st Embodiment of this invention. 視覚のMTF特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the visual MTF characteristic. 縞パターンの空間周波数とコントラスト感度との関係を示すMTF特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the MTF characteristic which shows the relationship between the spatial frequency of a fringe pattern, and contrast sensitivity. 二次元のMTF特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a two-dimensional MTF characteristic. 異方性を考慮した二次元のMTF特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the two-dimensional MTF characteristic which considered the anisotropy. 本発明の第1実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image process part with which the formation inspection apparatus by 1st Embodiment of this invention is provided. 図28に示す画像から求められる局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像及び地合指数を示す図である。It is a figure which shows the formation distribution image and the formation index which show the two-dimensional distribution of the local formation index calculated | required from the image shown in FIG. 図29に示す画像から求められる局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像及び地合指数を示す図である。It is a figure which shows the formation distribution image and the formation index which show the two-dimensional distribution of the local formation index calculated | required from the image shown in FIG. 局所地合指数を算出する際に重み付け演算を行わない場合と重み付けを行った場合との効果の差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the effect by the case where weighting calculation is not performed, and the case where weighting is performed when calculating a local formation index. 図9に示す効果の差を説明するために用いる地合パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the formation pattern used in order to demonstrate the difference of the effect shown in FIG. 本発明の第2実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the formation inspection apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the formation inspection apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the formation inspection apparatus by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image process part with which the formation inspection apparatus by 5th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第6実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image process part with which the underground inspection apparatus by 6th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第6実施形態におけるクラスの分類法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the classification method of the class in 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態において観察した画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image observed in 6th Embodiment of this invention. 図17に示す画像から求められる地合分布画像を示す図である。It is a figure which shows the formation distribution image calculated | required from the image shown in FIG. 図17に示す画像から求められるクラス別地合分布画像を示す図である。It is a figure which shows the formation distribution image classified by class calculated | required from the image shown in FIG. 本発明の第6実施形態で観察を行った複数の画像を示す図である。It is a figure which shows the several image which observed in 6th Embodiment of this invention. 図20に示す画像の各々から求められるクラス別地合指数を示す図である。It is a figure which shows the formation index according to class calculated | required from each of the image shown in FIG. 本発明の第7実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image process part with which the formation inspection apparatus by 7th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第8実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image process part with which the formation inspection apparatus by 8th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第8実施形態において求められるクラス影響度判定画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the class influence degree determination image calculated | required in 8th Embodiment of this invention. 検査対象物としての紙の生産工程の概略を示す工程図である。It is process drawing which shows the outline of the production process of the paper as a test subject. 操業条件の変更に伴うクラス別地合指数DXnの変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the classification | category formation index DXn accompanying the change of operation conditions. 印刷前に求められた地合指数又はクラス別地合指数と印刷後に行われた目視評価の結果との相関を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correlation with the result of visual evaluation performed after printing, and the formation index calculated | required before printing, or the formation index according to a class. 均一度及び平均輝度が同じであって粒度が異なる画像を示す図である。It is a figure which shows the image from which a uniformity and average brightness | luminance are the same, and a particle size differs. 均一度及び粒度が同じであって平均輝度が異なる画像を示す図である。It is a figure which shows the image with the same uniformity and granularity, and different average brightness | luminance.

以下、図面を参照して本発明の実施形態による地合検査装置及び地合検査方法について詳細に説明する。尚、以下では、理解を容易にするために、検査対象物が紙であるものとし、紙の地合を検査する地合検査装置及び地合検査方法を例に挙げて説明する。但し、本発明は、紙以外にも不織布等の薄いシート状の検査対象物の地合を検査する地合検査装置及び地合検査方法にも適用可能である。   Hereinafter, a ground inspection apparatus and a ground inspection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, in order to facilitate understanding, the inspection object is assumed to be paper, and a ground inspection device and a ground inspection method for inspecting the paper texture will be described as an example. However, the present invention can also be applied to a ground inspection apparatus and a ground inspection method for inspecting a ground of a thin sheet-like inspection object such as a nonwoven fabric in addition to paper.

〔第1実施形態〕
〈地合検査装置の構成〉
図1は、本発明の第1実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の地合検査装置1は、照明装置10、画像入力装置20、及び制御処理装置30を備えており、搬送方向Z1に搬送される紙P(検査対象物)を撮影して得られる画像データに対する画像処理を行い、この画像処理により得られる地合指数に基づいて紙Pの地合を検査する。尚、本実施形態の地合検査装置1は、紙Pを透過した光による画像(透過光画像)から紙Pの地合を検査する透過光方式の地合検査装置である。
[First Embodiment]
<Configuration of ground inspection equipment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ground inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ground inspection device 1 of the present embodiment includes a lighting device 10, an image input device 20, and a control processing device 30, and paper P (inspection object) conveyed in the conveyance direction Z <b> 1. Image processing is performed on the image data obtained by photographing the image, and the formation of the paper P is inspected based on the formation index obtained by this image processing. The ground inspection apparatus 1 according to the present embodiment is a transmitted light type ground inspection apparatus that inspects the formation of the paper P from an image (transmitted light image) of light transmitted through the paper P.

照明装置10は、光源11及び光学素子12を備えており、紙Pの裏面側に配置されて、紙Pの裏面に対して照明光を照射する。光源11は、紙Pに照射すべき照明光(例えば、白色光)を射出する。この光源11としては、点光源、線光源、及び面光源の何れを用いることもできるが、点光源よりは線光源が望ましく、線光源よりは面光源が望ましい。また、紙Pが搬送方向Z1に高速で搬送される場合には、ストロボ発光する光源が望ましい。光学素子12は、例えばレンズ等であり、光源11から射出された照明光を紙Pの裏面に投射する。尚、この光学素子12は、不要であれば省略可能である。   The illumination device 10 includes a light source 11 and an optical element 12 and is disposed on the back side of the paper P and irradiates the back surface of the paper P with illumination light. The light source 11 emits illumination light (for example, white light) to be applied to the paper P. As the light source 11, any of a point light source, a line light source, and a surface light source can be used, but a line light source is preferable to a point light source, and a surface light source is preferable to a line light source. Further, when the paper P is transported at high speed in the transport direction Z1, a light source that emits strobe light is desirable. The optical element 12 is a lens or the like, for example, and projects the illumination light emitted from the light source 11 onto the back surface of the paper P. The optical element 12 can be omitted if not necessary.

画像入力装置20は、光学素子21及び撮像装置22を備えており、紙Pの表面側に配置されて、紙Pの表面の画像を撮影して得られる画像(一次元画像又は二次元画像)の画像データを出力する。具体的に、画像入力装置20は、撮像装置22によって撮影される領域が、照明装置10によって照明光が照射される領域と紙Pを挟んで重なるように配置される。   The image input device 20 includes an optical element 21 and an imaging device 22, and is an image (one-dimensional image or two-dimensional image) that is arranged on the surface side of the paper P and is obtained by taking an image of the surface of the paper P. Output image data. Specifically, the image input device 20 is arranged such that a region photographed by the imaging device 22 overlaps a region irradiated with illumination light by the illumination device 10 with the paper P interposed therebetween.

光学素子21は、例えばレンズ等であり、紙Pを透過した光(透過光)を撮像装置22に導く。撮像装置22は、フォトダイオード、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)等の撮像素子を備えており、撮影した画像の画像データを出力する。尚、撮像素子22は、一次元画像の画像データを出力するもの、二次元画像の画像データを出力するものの何れを用いることもできるが、本実施形態では二次元画像の画像データを出力するものを例に挙げて説明する。   The optical element 21 is a lens or the like, for example, and guides light (transmitted light) transmitted through the paper P to the imaging device 22. The imaging device 22 includes an imaging device such as a photodiode, a CCD (Charge Coupled Device), and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and outputs image data of a photographed image. To do. The image sensor 22 can be either one that outputs image data of a one-dimensional image or one that outputs image data of a two-dimensional image. In this embodiment, the image sensor 22 outputs image data of a two-dimensional image. Will be described as an example.

制御処理装置30は、照明制御部31、画像取込部32、記憶部33、画像処理部34、検査制御部35、及び検査結果出力部36を備えており、紙Pに対する照明光の照射制御を行うとともに、画像入力装置20から出力される画像データに対する画像処理を行う。そして、画像処理により得られる地合指数を用いて紙Pの地合を検査し、その検査結果を出力する。   The control processing device 30 includes an illumination control unit 31, an image capturing unit 32, a storage unit 33, an image processing unit 34, an inspection control unit 35, and an inspection result output unit 36, and illumination light irradiation control on the paper P. And image processing on the image data output from the image input apparatus 20 is performed. Then, the formation of the paper P is inspected using the formation index obtained by image processing, and the inspection result is output.

照明制御部31は、検査制御部35の制御の下で、紙Pに照射される照明光の光量制御や照射タイミングの制御(例えば、ストロボ発光のタイミング制御)等を行う。画像取込部32は、例えば画像ボード等であり、検査制御部35の制御の下で画像入力装置20から出力される画像データを取り込む。記憶部33は、例えば、RAM(Random Access Memory)等のメモリで実現され、画像取込部32で取り込まれた画像データを記憶する。   Under the control of the inspection control unit 35, the illumination control unit 31 performs light amount control of illumination light irradiated on the paper P, control of irradiation timing (for example, control of timing of strobe light emission), and the like. The image capturing unit 32 is an image board, for example, and captures image data output from the image input device 20 under the control of the inspection control unit 35. The storage unit 33 is realized by a memory such as a RAM (Random Access Memory), for example, and stores the image data captured by the image capturing unit 32.

画像処理部34は、検査制御部35の制御の下で、記憶部33に記憶された画像データを読み出して画像処理を行い、紙Pの地合を評価するための地合指数を算出する。ここで、画像処理部34で算出される地合指数は、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させたものであり、人間の視覚の感知限界(JND:Just Noticeable Difference)を基準として定量的に表現したものである。尚、本実施形態で用いられる地合指数の詳細及び画像処理部34で行われる画像処理の詳細については後述する。   Under the control of the inspection control unit 35, the image processing unit 34 reads the image data stored in the storage unit 33, performs image processing, and calculates a formation index for evaluating the formation of the paper P. Here, the formation index calculated by the image processing unit 34 reflects the degree of conspicuousness of the formation when the person actually inspects the paper P, and is a human visual perception limit (JND: Just This is a quantitative expression based on Noticeable Difference. Details of the formation index used in the present embodiment and details of image processing performed by the image processing unit 34 will be described later.

検査制御部35は、制御処理装置30に設けられた各ブロックを制御することにより、地合検査装置1の動作を統括して制御する。具体的には、照明制御部31を制御して紙Pに照射される照明光の光量制御等を行い、画像取込部32を制御して画像データの取り込み制御を行う。また、画像処理部34を制御して画像処理の実行制御を行い、画像処理部34で算出された地合指数を用いた検査結果の出力を行う。検査結果出力部36は、例えばディスプレイ、データベースサーバ、レコーダ等に対し、地合指数の算出結果や地合指数を用いた紙Pの検査結果を出力する。   The inspection control unit 35 controls the blocks provided in the control processing device 30 to control the operation of the ground inspection device 1 in an integrated manner. Specifically, the illumination control unit 31 is controlled to control the amount of illumination light irradiated on the paper P, and the image capture unit 32 is controlled to perform image data capture control. In addition, the image processing unit 34 is controlled to perform execution control of the image processing, and an inspection result using the formation index calculated by the image processing unit 34 is output. The inspection result output unit 36 outputs the calculation result of the formation index and the inspection result of the paper P using the formation index to, for example, a display, a database server, a recorder, and the like.

〈地合指数の詳細〉
次に、本実施形態で用いられる地合指数の詳細について説明する。人間の視覚の感知限界(JND)を基準として地合指数を表現するために、本実施形態では、視覚の空間周波数感度特性、即ちMTF(Modulation Transfer Function)特性を利用する。図2は、視覚のMTF特性を説明するための図である。
<Details of formation index>
Next, the details of the formation index used in the present embodiment will be described. In order to express the formation index on the basis of the human visual perception limit (JND), in this embodiment, the visual spatial frequency sensitivity characteristic, that is, the MTF (Modulation Transfer Function) characteristic is used. FIG. 2 is a diagram for explaining visual MTF characteristics.

視覚のMTF特性とは、図2に示す通り、明暗が正弦波状に変化する縞パターンを人間が観察する際に、縞パターンの空間周波数とコントラスト感度との関係を示すものであり、別の呼び方で視覚系のコントラスト感度関数(CSF:Contrast Sensitivity Function)に相当するものである。ここで、コントラスト感度とは、明暗が正弦波状に変化する縞パターンを人間が観察する際に、感知することができる限界のコントラスト(以下、JNDコントラストという)の逆数をいう。   As shown in FIG. 2, the visual MTF characteristic indicates the relationship between the spatial frequency of the fringe pattern and the contrast sensitivity when a human observes the fringe pattern whose brightness changes in a sine wave shape. This is equivalent to the contrast sensitivity function (CSF) of the visual system. Here, the contrast sensitivity is the reciprocal of a limit contrast (hereinafter referred to as JND contrast) that can be sensed when a human observes a fringe pattern whose brightness changes in a sine wave shape.

いま、図2に示す通り、最大輝度がLMAXであり、最小輝度がLMINであり、背景輝度がLである縞パターンを観察する場合を考える。かかる縞パターンを観察した場合に、人間が感知することができる限界の輝度差ΔLとすると、JNDコントラストCJNDは以下の(1)式で表され、コントラスト感度Mは以下の(2)式で表される。尚、背景輝度L及び輝度差ΔLは、例えば以下の(3),(4)式でそれぞれ表される。 Now, a street, a maximum luminance L MAX shown in FIG. 2, the minimum luminance is L MIN, consider a case of observing a fringe pattern background luminance is L A. When the luminance difference ΔL that can be detected by humans when such a fringe pattern is observed, the JND contrast C JND is expressed by the following equation (1), and the contrast sensitivity M is expressed by the following equation (2). expressed. Incidentally, the background luminance L A and luminance difference ΔL is, for example, the following (3), respectively represented by equation (4).

図3は、縞パターンの空間周波数とコントラスト感度との関係を示すMTF特性の一例を示す図である。図3(a)を参照すると、コントラスト感度は、観察する縞パターンの空間周波数に応じて変化し、ある空間周波数f0で最大となることが分かる。図28(a)〜(c)に示す画像(均一度及び平均輝度が同じであるが粒度が異なる画像)において、図28(b)に示す画像の地合が目立つように観察されるのは、このような空間周波数に応じたコントラスト感度の違いに起因する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the MTF characteristic indicating the relationship between the spatial frequency of the fringe pattern and the contrast sensitivity. Referring to FIG. 3A, it can be seen that the contrast sensitivity changes according to the spatial frequency of the fringe pattern to be observed, and becomes maximum at a certain spatial frequency f0. In the images shown in FIGS. 28A to 28C (images having the same uniformity and average luminance but different particle sizes), it is observed that the formation of the image shown in FIG. 28B is conspicuous. This is due to the difference in contrast sensitivity according to the spatial frequency.

ここで、MTF特性は、背景輝度(明度)や観察視角によっても変化する。図3(b)は、背景輝度を変化させたときのMTF特性を示す図であり、図3(c)は観察視角を変化させたときのMTF特性を示す図である。尚、図3(b)においては、グラフL14〜L11の順に背景輝度が高くなっており、図3(c)においては、グラフL24〜L21の順に観察視角が大きくなっている。   Here, the MTF characteristic also changes depending on the background luminance (brightness) and the viewing viewing angle. FIG. 3B is a diagram showing the MTF characteristics when the background luminance is changed, and FIG. 3C is a diagram showing the MTF characteristics when the observation viewing angle is changed. In FIG. 3B, the background luminance increases in the order of graphs L14 to L11, and in FIG. 3C, the observation viewing angle increases in the order of graphs L24 to L21.

図3(b)を参照すると、コントラスト感度は背景輝度が高いほど高くなることが分かる。これは、背景輝度が低い場合よりも高い場合の方が小さなコントラスト差を感知できることを意味する。また、コントラスト感度が最大になる周波数は背景輝度が高くなるにつれて高くなる傾向があることも分かる。図29(a)〜(c)に示す画像(均一度及び粒度が同じであるが平均輝度が異なる画像)において、図29(c)に示す画像の地合が目立つように観察されるのは、このような背景輝度に応じたコントラスト感度の違いに起因する。また、図3(c)を参照すると、コントラスト感度は観察視野が大きくなるほど高くなることが分かる。   Referring to FIG. 3B, it can be seen that the contrast sensitivity increases as the background luminance increases. This means that a small contrast difference can be sensed when the background brightness is higher than when the background brightness is low. It can also be seen that the frequency at which the contrast sensitivity is maximized tends to increase as the background luminance increases. In the images shown in FIGS. 29A to 29C (images having the same uniformity and granularity but different average luminance), it is observed that the formation of the image shown in FIG. 29C is conspicuous. This is due to the difference in contrast sensitivity according to the background luminance. In addition, referring to FIG. 3C, it can be seen that the contrast sensitivity increases as the observation field increases.

一般的に、視覚のMTF特性は、以下の(5)式に示すガウス関数Gで表される。
但し、上記(5)式中の変数uは空間周波数であり、変数σはガウス関数Gの広がりを決める変数である。尚、空間周波数uの単位は、視角1°当りのサイクル数を示すcpd(cycle per degree:[サイクル数/視角])である。
In general, the visual MTF characteristic is expressed by a Gaussian function G shown in the following equation (5).
However, the variable u in the above equation (5) is a spatial frequency, and the variable σ is a variable that determines the spread of the Gaussian function G. The unit of the spatial frequency u is cpd (cycle per degree: [number of cycles / viewing angle]) indicating the number of cycles per viewing angle of 1 °.

図3(b),図3(c)を用いて説明した通り、MTF特性(コントラスト感度)は、空間周波数uに応じて変化するだけではなく、背景輝度Lや観察視角dによっても変化する。このような空間周波数u以外にも背景輝度Lや観察視角dを考慮した一次元のMTF特性(コントラスト感度MB1)は、例えば以下の(6)式で表される。
FIG. 3 (b), the as described with reference to FIG. 3 (c), MTF characteristic (contrast sensitivity) is not only varies in accordance with the spatial frequency u, varies depending background luminance L A and observation viewing angle d . Such spatial frequency background brightness in addition to u L A and observation viewing angle d one-dimensional MTF characteristic in consideration of (contrast sensitivity M B1) is represented by, for example, by the following equation (6).

但し、上記(6)式中の関数Xは、高周波でのコントラスト感度MB1の低下を表現する関数である。また、関数φは、コントラスト感度MB1が背景輝度Lの平方根に比例するという特性を示す関数であり、関数φは、低周波でのコントラスト感度MB1の単調増加を表現する関数である。尚、上記(6)式中のkは、所定の定数である。上記(6)式において、ガウス関数Gは、眼球のレンズ系による高周波の感度低下を表現する関数として用いられ、変数σは背景輝度Lにより決まる瞳の大きさを示す変数として用いられる。 However, the function X of (6) wherein is a function representing a decrease in contrast sensitivity M B1 at high frequencies. The function phi 1 is a function showing a characteristic of contrast sensitivity M B1 is proportional to the square root of the background luminance L A, function phi 2 is a function representing a monotonic increase in the contrast sensitivity M B1 at low frequencies is there. In the above equation (6), k is a predetermined constant. In the above (6), the Gaussian function G is used as a function representing a decrease sensitivity of the high frequency by the ocular lens system, the variable σ is used as a variable indicating the magnitude of the pupil determined by the background luminance L A.

尚、上記(6)式の詳細は、例えば以下の文献に開示されている。
「PHYSICAL MODEL FOR THE CONTRAST SENSITIVITY OF THE HUMAN EYE」,Barten.P.G.J.,SPIE Proceedings,vol.1666,57-64,(1992)
上記(6)式は、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)という「医用デジタル画像と通信」に関する国際標準規格において、そのPart 14「表示デバイスの階調特性を統一するための画像表示関数」の規格設計に利用されているモデルである。尚、コントラスト感度MB1は、一次元のMTF特性を近似できる関数であれば良く、上記(6)式に限定される訳ではない。但し、背景輝度が考慮された関数であることが望ましく、更には観察視角が考慮された関数であることが望ましい。
The details of the above formula (6) are disclosed in, for example, the following documents.
“PHYSICAL MODEL FOR THE CONTRAST SENSITIVITY OF THE HUMAN EYE”, Barten.PGJ, SPIE Proceedings, vol.1666, 57-64, (1992)
The above equation (6) is an international standard for DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) called “Digital medical imaging and communication”. Part 14 “Image display function for unifying gradation characteristics of display devices” This model is used for standard design. The contrast sensitivity M B1 may be a function that can approximate a one-dimensional MTF characteristic, and is not limited to the above equation (6). However, the function is preferably a function that takes the background luminance into consideration, and more preferably a function that takes the observation viewing angle into consideration.

本実施形態の地合検査装置1は、紙Pの二次元画像を撮影して地合を検査するものである。上記(6)式は、一次元のMTF特性を表すものであることから、本実施形態では二次元のMTF特性を表す式を用いる必要がある。空間周波数uを水平方向の空間周波数uと垂直方向の空間周波数uとで表現すると、上記(6)式で示される一次元MTF特性(コントラスト感度MB1)を以下の(7)式に示す二次元のMTF特性(コントラスト感度MB1)に拡張することができる。
但し、上記(7)式中の関数u(u,u)は、以下の(8)式に示す関数である。
The formation inspection apparatus 1 of the present embodiment inspects formation by taking a two-dimensional image of the paper P. Since the above expression (6) represents a one-dimensional MTF characteristic, it is necessary to use an expression representing a two-dimensional MTF characteristic in the present embodiment. When representing the spatial frequency u in the horizontal direction of the spatial frequency u h and vertical spatial frequencies u v, the following equation (7) a one-dimensional MTF characteristic represented by the above (6) formula (contrast sensitivity M B1) The two-dimensional MTF characteristic (contrast sensitivity M B1 ) shown can be extended.
However, the function u (u h , u v ) in the above equation (7) is a function shown in the following equation (8).

図4は、二次元のMTF特性の一例を示す図である。図4に示す二次元のMTF特性は、図3(a)に示す一次元のMTF特性を、直流成分(周波数が0である成分)を中心に回転させていわば同心円状にしたものである。このため、例えば図4に示す二次元のMTF特性の中心点Oから端点Aに至るまでの破線に沿うMTF特性を求めると、図3(a)に示す一次元のMTF特性を得ることができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional MTF characteristic. The two-dimensional MTF characteristic shown in FIG. 4 is a concentric circle obtained by rotating the one-dimensional MTF characteristic shown in FIG. 3A around a DC component (a component having a frequency of 0). Therefore, for example, when the MTF characteristic along the broken line from the center point O to the end point A of the two-dimensional MTF characteristic shown in FIG. 4 is obtained, the one-dimensional MTF characteristic shown in FIG. 3A can be obtained. .

ここで、二次元のMTF特性は、縞パターンの配列方向に応じて異方性があることが知られている。図5は、異方性を考慮した二次元のMTF特性の一例を示す図である。図5に示す通り、異方性を考慮した二次元のMTF特性は、白い部分(コントラスト感度が高い部分)が中心から水平方向及び垂直方向に延びたものとなる。これは、水平方向に沿って明暗が交互に現れる縞パターン(0度の縞パターン)や垂直方向に沿って明暗が交互に現れる縞パターン(90度の縞パターン)についてはコントラスト感度が高いが、水平方向及び垂直方向の双方に対する斜め方向に沿って明暗が交互に現れる縞パターン(45度の縞パターン)に対してはコントラスト感度が低いことを意味する。   Here, it is known that the two-dimensional MTF characteristic has anisotropy depending on the arrangement direction of the stripe pattern. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional MTF characteristic in consideration of anisotropy. As shown in FIG. 5, the two-dimensional MTF characteristic considering anisotropy has a white portion (a portion with high contrast sensitivity) extending from the center in the horizontal direction and the vertical direction. This is because the contrast sensitivity is high for a stripe pattern in which light and dark appear alternately in the horizontal direction (0 degree stripe pattern) and a stripe pattern in which light and dark appear alternately in the vertical direction (90 degree stripe pattern). This means that the contrast sensitivity is low for a stripe pattern (45-degree stripe pattern) in which light and dark appear alternately along an oblique direction with respect to both the horizontal direction and the vertical direction.

図5に示す異方性を考慮したMTF特性は、図4に示す異方性を考慮していないMTF特性よりも人間の視覚のMTF特性に近いものである。このため、図5に示す異方性を考慮したMTF特性を用いることで、人間が紙Pの地合を検査する場合と同様の検査を実現することが可能になる。   The MTF characteristic considering the anisotropy shown in FIG. 5 is closer to the MTF characteristic of human vision than the MTF characteristic not taking the anisotropy shown in FIG. For this reason, by using the MTF characteristic considering the anisotropy shown in FIG. 5, it is possible to realize the same inspection as when a person inspects the formation of the paper P.

縞パターンの配列方向に応じた異方性を表現する補正関数Dは、例えば以下の(9)式で表される。
但し、上記(9)式中のδ,ε,ζ,ηは定数であり、関数θ(u,u)は以下の(10)式で表される関数である。
The correction function D that expresses anisotropy according to the arrangement direction of the fringe pattern is expressed by, for example, the following expression (9).
However, δ, ε, ζ, and η in the above equation (9) are constants, and the function θ (u h , u v ) is a function represented by the following equation (10).

図5に示す異方性を考慮した二次元のMTF特性(コントラスト感度M)は、以下の(11)式に示す通り、前述した(7)式に上記(9)式を乗算することで得られる。
The two-dimensional MTF characteristic (contrast sensitivity M 2 ) in consideration of anisotropy shown in FIG. 5 is obtained by multiplying the above-described equation (7) by the above-described equation (9) as shown in the following equation (11). can get.

ここで、前述した通り、画像処理部34で算出される地合指数は、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させたものであり、人間の視覚の感知限界(JND)を基準として定量的に表現したものである。いま、空間周波数がuであって背景輝度がLである正弦波状の縞パターンが検査対象物としての紙Pに形成されており、これを観察視角dで観察している場合を考える。 Here, as described above, the formation index calculated by the image processing unit 34 reflects the degree of conspicuousness of the formation when the person actually inspects the paper P, and the human visual perception limit. It is expressed quantitatively with (JND) as a reference. Now, has sinusoidal fringe pattern background luminance is L A spatial frequency a u is formed on the paper P as the inspection object, consider the case being observed this in observation viewing angle d.

この縞パターンの背景輝度Lに対するコントラストをCとし、背景輝度L及び観察視角dにおけるMTF特性により、空間周波数uのコントラスト感度をMとすると、目立ち度合Jは、以下の(12)式で求められる。
When the contrast of the stripe pattern with respect to the background luminance L A is C and the contrast sensitivity of the spatial frequency u is M u based on the MTF characteristics at the background luminance L A and the observation viewing angle d, the conspicuous degree J is expressed by the following equation (12): Is required.

上記(12)式を参照すると、目立ち度合Jは、コントラストCとコントラスト感度Mとを乗算したものである。ここで、前述した(2)式に示した通り、コントラスト感度は、明暗が正弦波状に変化する縞パターンを人間が観察する際に、感知することができる限界のコントラストであるJNDコントラストの逆数である。このため、上記(12)式に示す通り、目立ち度合Jは、コントラストCをJNDコントラストCJNDで除算したものでもあることから、「コントラストCがJNDコントラストCJNDの何倍であるか」を意味するものである。本実施形態では、このJNDコントラストCJNDが単位(以下、この単位を[JND]と表記する)となる目立ち度合Jを、地合指数として用いている。 Referring to the above equation (12), the conspicuous degree J is obtained by multiplying the contrast C and the contrast sensitivity Mu . Here, as shown in the above-described equation (2), the contrast sensitivity is the reciprocal of the JND contrast, which is the limit contrast that can be sensed when a human observes a fringe pattern whose brightness changes in a sine wave shape. is there. For this reason, as shown in the above equation (12), the conspicuous degree J means that the contrast C is also divided by the JND contrast C JND , and therefore means “how many times the contrast C is the JND contrast C JND ”. To do. In the present embodiment, a conspicuous degree J in which the JND contrast C JND is a unit (hereinafter, this unit is expressed as [JND]) is used as the formation index.

この目立ち度合Jは、0[JND]以上の値をとる。例えば、目立ち度合Jの値が0[JND]である場合には検査対象物が完全に均一であることを意味し、1[JND]である場合には検査対象物が感知限界であることを意味する。また、目立ち度合Jの値が1[JND]よりも小である場合には人間には感知できないことを意味し、1[JND]以上である場合には、人間が感知できることを意味する。尚、目立ち度合Jの値が大きくなるにつれて地合が目立つようになるため悪い地合であることを意味する。   The conspicuous degree J takes a value of 0 [JND] or more. For example, when the value of the conspicuous degree J is 0 [JND], it means that the inspection object is completely uniform, and when it is 1 [JND], it indicates that the inspection object is at the detection limit. means. Further, when the value of the conspicuous degree J is smaller than 1 [JND], it means that it cannot be detected by humans, and when it is 1 [JND] or more, it means that humans can detect it. In addition, since the formation becomes conspicuous as the value of the conspicuous degree J increases, it means that the formation is bad.

尚、上記(12)式に示す通り、地合指数(目立ち度合J)を求めるには、縞パターンの背景輝度Lに対するコントラストCを得る必要がある。ここで、検査対象物としての紙Pを撮影して得られる画像データは、複数の空間周波数成分が重なり合った状態のものである。このため、画像データに対して高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を行って、空間周波数毎のコントラストを示すコントラスト分布画像を得ている。尚、コントラスト分布画像を容易に得るために、画像入力装置20から出力される画像データを、画像入力装置20で得られる画像の物理的な輝度を示す画像データに変換してからFFT演算を行うのが望ましい。 Incidentally, as shown in equation (12), to determine the formation index (noticeable degree J), it is necessary to obtain a contrast C to the background luminance L A of the fringe pattern. Here, the image data obtained by photographing the paper P as the inspection object is in a state where a plurality of spatial frequency components are overlapped. For this reason, a Fast Fourier Transform (FFT) is performed on the image data to obtain a contrast distribution image indicating the contrast for each spatial frequency. In order to easily obtain a contrast distribution image, the image data output from the image input device 20 is converted into image data indicating the physical brightness of the image obtained by the image input device 20, and then the FFT operation is performed. Is desirable.

〈画像処理部の構成〉
次に、以上説明した地合指数(目立ち度合J)を算出する画像処理部34の具体的構成について説明する。図6は、本発明の第1実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。図6に示す通り、画像処理部34は、測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部43を備えており、検査制御部35から出力される画像入力条件データD11及び観察条件データD12に応じ、記憶部33から読み出した画像データD1に対する画像処理を行って地合指数DXを算出する。
<Configuration of image processing unit>
Next, a specific configuration of the image processing unit 34 that calculates the above-described formation index (conspicuous degree J) will be described. FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit provided in the ground inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the image processing unit 34 includes a measurement region setting unit 41, an image correction unit 42, and a formation index calculation unit 43, and the image input condition data D <b> 11 output from the inspection control unit 35 and the observation In accordance with the condition data D12, the image data D1 read from the storage unit 33 is subjected to image processing to calculate the formation index DX.

ここで、検査制御部35から出力される画像入力条件データD11は、検査対象物としての紙Pの画像を得るために用いられている照明装置10及び画像入力装置20の器差の影響を排除するためのデータであり、例えば輝度変換特性パラメータ、露光時間パラメータ、ノイズ特性パラメータ、実寸変換パラメータを含むデータである。他方、検査制御部35から出力される観察条件データD12は、検査対象物としての紙Pの観察条件を人間が紙Pを観察する場合と同様の観察条件に設定するためのデータであり、例えば観察視距離パラメータ及び観察輝度パラメータを含むデータである。   Here, the image input condition data D11 output from the inspection control unit 35 eliminates the influence of instrumental differences between the illumination device 10 and the image input device 20 that are used to obtain an image of the paper P as the inspection object. For example, data including a luminance conversion characteristic parameter, an exposure time parameter, a noise characteristic parameter, and an actual size conversion parameter. On the other hand, the observation condition data D12 output from the inspection control unit 35 is data for setting the observation conditions of the paper P as the inspection object to the same observation conditions as when the human observes the paper P. This is data including an observation viewing distance parameter and an observation luminance parameter.

画像入力条件データD11に含まれる輝度変換特性パラメータは、画像入力装置20から出力される画像データ(記憶部33から読み出した画像データD1)を物理量としての輝度値(例えば、単位が[cd/m]である輝度値)に変換するために用いられるパラメータである。露光時間パラメータは、画像入力装置20が備える撮像装置22で紙Pを撮影する際の露光時間を示すパラメータである。 The luminance conversion characteristic parameter included in the image input condition data D11 is a luminance value (for example, the unit is [cd / m] with the image data output from the image input device 20 (image data D1 read from the storage unit 33) as a physical quantity. 2 ] is a parameter used for conversion to a luminance value). The exposure time parameter is a parameter indicating the exposure time when the paper P is photographed by the imaging device 22 included in the image input device 20.

上記の輝度変換特性パラメータとしては、例えば予め輝度の安定した光源(例えば、積分球等を備える光源)の輝度を変化させながら画像入力装置20で光源を撮影して画像データを得ておき、輝度及び露光時間に対する画像データの階調特性をもとに作成した変換テーブルの値、或いは、変換式の係数が用いられる。   As the above-described luminance conversion characteristic parameter, for example, the image input device 20 captures image data by obtaining the image data while changing the luminance of a light source having a stable luminance (for example, a light source including an integrating sphere) in advance. The value of the conversion table created based on the gradation characteristics of the image data with respect to the exposure time or the coefficient of the conversion formula is used.

ここで、一般的に、画像入力装置20から出力される画像データの階調Vは、露光時間Tに比例するとともに、画像入力装置20が産業用である場合には入力輝度Lに比例し、画像入力装置20が民生用である場合には入力輝度Lのべき乗に比例する。このため、上記の変換式は、輝度の安定した光源を撮影するときの露光時間をTとすると、例えば以下の(13)式で表される。
上記(13)式中の係数α,β,γ,及びTが、上述の輝度変換特性パラメータとして用いられる。尚、(13)式中の係数βは、画像入力装置20が産業用である場合には値が「1」である。
Here, generally, the gradation V of the image data output from the image input device 20 is proportional to the exposure time T, and is proportional to the input luminance L when the image input device 20 is for industrial use. When the image input device 20 is for consumer use, it is proportional to the power of the input luminance L. For this reason, the above conversion equation is expressed, for example, by the following equation (13), assuming that the exposure time when photographing a light source with stable luminance is T 0 .
The coefficients α, β, γ, and T 0 in the above equation (13) are used as the above-described luminance conversion characteristic parameters. Note that the coefficient β in the equation (13) has a value of “1” when the image input device 20 is for industrial use.

ノイズ特性パラメータは、画像入力装置20の光ショットノイズや暗電流の影響を除去するためのパラメータである。ここで、光ショットノイズは、一般的に信号量の平方根に比例するとされ、画像データの画素値が大きいほど大きくなる。このノイズ特性パラメータとしては、例えば予め輝度の安定した光源(例えば、積分球等を備える光源)の輝度を変化させながら画像入力装置20で光源を撮影して画像データを得ておき、画像データの階調ばらつきの特性をもとに作成した変換テーブルの値、或いは、変換式の係数が用いられる。   The noise characteristic parameter is a parameter for removing the influence of light shot noise and dark current of the image input device 20. Here, the light shot noise is generally proportional to the square root of the signal amount, and increases as the pixel value of the image data increases. As the noise characteristic parameter, for example, the image input device 20 captures image data by obtaining the image data while changing the luminance of a light source having a stable luminance (for example, a light source including an integrating sphere) in advance. A conversion table value created based on the characteristics of gradation variations or a coefficient of a conversion equation is used.

上記の変換式は、ノイズによるばらつき量をNとし、画像データの階調をVとすると、例えば以下の(14)式で表される。
上記(14)式中の係数a,b,cが、ノイズ特性パラメータとして用いられる。
The above conversion equation is expressed by, for example, the following equation (14), where N is the amount of variation due to noise and V is the gradation of the image data.
The coefficients a, b, and c in the above equation (14) are used as noise characteristic parameters.

実寸変換パラメータは、観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータとともに、MTF特性を決定付ける観察視角を設定するためのパラメータである。実寸変換パラメータは、画像入力装置20で撮影される画像の寸法を、紙P上における実寸法に変換するために用いられるパラメータであり、例えば画像入力装置20が備える撮像装置22の1画素で撮影することができる紙P上における大きさを示す値が用いられる。この実寸変換パラメータは、画像入力装置20の設置条件の違いや器差の影響を排除するために用いられる。   The actual size conversion parameter is a parameter for setting an observation viewing angle that determines the MTF characteristics together with the observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12. The actual size conversion parameter is a parameter used to convert the size of an image captured by the image input device 20 into an actual size on the paper P. For example, the actual size conversion parameter is captured by one pixel of the imaging device 22 provided in the image input device 20. A value indicating the size on the paper P that can be used is used. This actual size conversion parameter is used in order to eliminate the influence of differences in installation conditions and instrumental differences of the image input apparatus 20.

観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータは、検査対象物としての紙Pを観察する距離(視距離)を規定するパラメータであり、任意の値を規定することができる。この観察視距離パラメータは、あたかも人間がその視距離から検査対象物としての紙Pを観察している観察条件を設定するためのものである。ここで、視距離が変わると視角が変わるため、人間が感じる地合の目立ち度合も変化する。算出される地合指数(目立ち度合)の客観性を維持するため、観察視距離パラメータは、検査対処物の種類毎、製紙ライン毎、事業所毎、或いは企業毎に固定され、更には業界内で固定されているのが望ましい。   The observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12 is a parameter that defines the distance (viewing distance) for observing the paper P as the inspection object, and can be defined as an arbitrary value. This observation viewing distance parameter is for setting an observation condition in which a human observes the paper P as an inspection object from the viewing distance. Here, since the viewing angle changes when the viewing distance changes, the degree of conspicuousness that the human feels also changes. In order to maintain the objectivity of the calculated ground index (degree of conspicuity), the observation viewing distance parameter is fixed for each type of inspection object, for each paper production line, for each office, or for each company. It is desirable to be fixed with.

観察輝度パラメータは、検査対象物としての紙Pを観察する輝度を規定するパラメータであり、任意の値を規定することができる。この観察輝度パラメータは、紙Pの種類や装置の種類によらず、透過光量が予め定められた基準光量(基準輝度)に調整された状態で紙Pを観察した際の目立ち度合を算出するためのものである。ここで、紙Pの種類による透過率の違いがある場合、或いは、装置による光量の違い等がある場合には、人間が感じる地合の目立ち度合も変化する。このため、算出される地合指数(目立ち度合)の客観性を維持するため、観察輝度パラメータは、検査対処物の種類毎、製紙ライン毎、事業所毎、或いは企業毎に固定され、更には業界内で固定されているのが望ましい。   The observation luminance parameter is a parameter that defines the luminance for observing the paper P as the inspection object, and an arbitrary value can be defined. This observation luminance parameter is used to calculate the degree of conspicuousness when observing the paper P in a state where the transmitted light amount is adjusted to a predetermined reference light amount (reference luminance) regardless of the type of the paper P or the type of apparatus. belongs to. Here, when there is a difference in transmittance depending on the type of the paper P, or when there is a difference in the amount of light depending on the apparatus, the degree of conspicuousness that the human feels also changes. For this reason, in order to maintain the objectivity of the calculated formation index (degree of conspicuity), the observation luminance parameter is fixed for each type of inspection object, for each paper production line, for each office, or for each company. It is desirable to be fixed within the industry.

測定領域設定部41は、記憶部33に記憶された画像データD1を読み出し、読み出した画像データD1で示される画像に対して地合指数DXを算出する領域を設定する。具体的には、記憶部33から読み出した画像データD1で示される画像から検査対象物としての紙Pが撮影されている領域を抽出し、この抽出した領域に対して地合指数DXを算出する領域(以下、検査領域という)を設定する。   The measurement area setting unit 41 reads the image data D1 stored in the storage unit 33, and sets an area for calculating the formation index DX for the image indicated by the read image data D1. Specifically, an area where the paper P as the inspection object is photographed is extracted from the image indicated by the image data D1 read from the storage unit 33, and the formation index DX is calculated for the extracted area. An area (hereinafter referred to as an inspection area) is set.

画像補正部42は、測定領域設定部41によって検査領域が設定された画像データに重畳しているノイズを除去する。例えば、画像データに重畳している高周波ノイズの除去、照明装置10や画像入力装置20の光学特性に起因する照度ムラや画像入力装置20の開口特性に起因する低周波のシェーディングの除去を行って、ノイズが除去された補正画像データを出力する。   The image correction unit 42 removes noise superimposed on the image data in which the inspection region is set by the measurement region setting unit 41. For example, high-frequency noise superimposed on the image data is removed, illuminance unevenness caused by the optical characteristics of the illumination device 10 and the image input device 20 and low-frequency shading caused by the opening characteristics of the image input device 20 are removed. The corrected image data from which noise has been removed is output.

具体的に、画像補正部42は、検査制御部35から出力される画像入力条件データD11に含まれるノイズ特性パラメータから、画像入力装置20の光ショットノイズや暗電流等に起因する高周波ノイズを除去したノイズ補正画像データINCを生成する。例えば、画像データD1のうちの検査領域内におけるデータ(以下、原画像データIという)に対して3×3画素のサイズで移動平均処理を行うことにより平均画像データIOAを求め、前述した(14)式を用いて平均画像データIOAの画素毎のノイズ量を示す高周波ノイズ量画像Iを生成する。そして、原画像データIと平均画像データIOAとの画素毎の差分を求め、この差分の値が上記の高周波ノイズ量画像Iより小さい場合にはその差分をノイズとみなして平均画像データIOAの値を真の値とし、上記の高周波ノイズ量画像Iより大きい場合には原画像データIから高周波ノイズ量画像Iを取り除いた値を真の値とすることでノイズ補正画像データINCを生成する。 Specifically, the image correction unit 42 removes high-frequency noise caused by light shot noise, dark current, and the like of the image input device 20 from the noise characteristic parameters included in the image input condition data D11 output from the inspection control unit 35. Noise corrected image data I NC is generated. For example, the average image data I OA is obtained by performing a moving average process with a size of 3 × 3 pixels on the data in the inspection area (hereinafter referred to as original image data I O ) in the image data D1, and the above-mentioned (14) for generating a high-frequency noise amount image I N indicating a noise amount for each pixel of the average image data I OA using equation. Then, a pixel-by-pixel difference between the original image data I O and the average image data I OA is obtained, and when the difference value is smaller than the high-frequency noise amount image I N , the difference is regarded as noise and the average image data the value of I OA is a true value, the noise correction image by when the larger high-frequency noise amount image I N is the value obtained by removing the high frequency noise amount image I N from the original image data I O the true value Data I NC is generated.

次いで、画像補正部42は、上記のノイズ補正画像データINCに対し、移動平均処理やFFT演算、光学シミュレーション等によりシェーディング画像データIと、シェーディング画像データIの基準領域の値Vを取得し、例えば以下の(15)式に示す演算式を用いてシェーディング補正データIを生成する。ここで、基準領域の値Vとしては、例えばシェーディング画像データIの画像中心の値、或いは、画像中心を含む領域の平均値若しくは最大値を用いる。上記のシェーディング補正データIが、画像補正部42から補正画像データとして出力される。
Then, the image correcting unit 42, with respect to the noise corrected image data I NC above, the moving average processing or FFT operation, the shading image data I S by an optical simulation or the like, the value V B of the reference area of the shading image data I S acquired to generate the shading correction data I C by using an arithmetic expression shown below, for example of formula (15). Here, the value V B of the reference region, for example, the image center of the value of the shading image data I S, or using the average value or the maximum value of the area including the image center. It said shading correction data I C is output from the image correcting unit 42 as the corrected image data.

地合指数算出部43は、輝度変換部51(変換手段)、観察輝度変換部52(調整手段)、局所サイズ算出部53、局所領域設定部54(設定手段)、FFT演算部55(第1演算手段)、MTF演算部56、局所地合指数演算部57(第2演算手段)、地合分布画像生成部58、及び地合分布統計演算部59(統計演算手段)を備える。かかる構成の地合指数算出部43は、検査制御部35から出力される画像入力条件データD11及び観察条件データD12を用いて、画像補正部42から出力される補正画像データから地合指数DXを算出する。   The formation index calculation unit 43 includes a luminance conversion unit 51 (conversion unit), an observation luminance conversion unit 52 (adjustment unit), a local size calculation unit 53, a local region setting unit 54 (setting unit), and an FFT calculation unit 55 (first unit). A calculation unit), an MTF calculation unit 56, a local formation index calculation unit 57 (second calculation unit), a formation distribution image generation unit 58, and a formation distribution statistical calculation unit 59 (statistic calculation unit). The formation index calculation unit 43 having such a configuration uses the image input condition data D11 and the observation condition data D12 output from the inspection control unit 35 to calculate the formation index DX from the corrected image data output from the image correction unit 42. calculate.

輝度変換部51は、画像入力条件データD11に含まれる輝度変換特性パラメータ及び露光時間パラメータを用いて、画像補正部42からの補正画像データを物理量としての輝度値(例えば、単位が[cd/m]である輝度値)を示す輝度画像データに変換する。具体的には、輝度変換特性パラメータ(α,β,γ,T)及び露光時間パラメータ(T)を(13)式にそれぞれ代入するとともに、画像補正部42から出力される補正画像データI(各画素の階調値)を(13)式の変数Vに代入して各画素の入力輝度Lを求めることにより、補正画像データIを輝度画像データIに変換する。 The luminance conversion unit 51 uses the luminance conversion characteristic parameter and the exposure time parameter included in the image input condition data D11, and uses the corrected image data from the image correction unit 42 as a physical value as a luminance value (for example, the unit is [cd / m 2 ] is converted into luminance image data. Specifically, the luminance conversion characteristic parameters (α, β, γ, T 0 ) and the exposure time parameter (T) are respectively substituted into the equation (13), and the corrected image data I C output from the image correction unit 42 is used. by obtaining the input luminance L of each pixel into the variable V in the equation (13) (gray scale value of each pixel), it converts the corrected image data I C on the luminance image data I L.

観察輝度変換部52は、観察条件データD12に含まれる観察輝度パラメータを用いて、輝度変換部51からの輝度画像データIを観察輝度画像データILSに変換する。ここで、観察輝度画像データILSは、透過光量が予め定められた基準光量に調整された状態で紙Pを観察したときの輝度を示すデータである。かかる変換処理を行うのは、紙Pの種類や装置の種類によらずに、紙Pの地合の客観的な検査を実現するためである。 Observation luminance conversion unit 52 uses the observation luminance parameter included in the observation condition data D12, and converts the luminance image data I L from the luminance conversion unit 51 to the observation luminance image data I LS. Here, the observation luminance image data I LS is data indicating luminance when the paper P is observed in a state where the transmitted light amount is adjusted to a predetermined reference light amount. The reason for performing the conversion process is to realize an objective inspection of the formation of the paper P regardless of the type of the paper P or the type of the apparatus.

具体的に、観察輝度変換部52は、輝度変換部51からの輝度画像データIの平均輝度Lを算出し、輝度画像データI、平均輝度L、及び観察条件データD12に含まれる観察輝度パラメータLを、例えば以下の(16)式に代入することにより観察輝度画像データILSを求める。
Specifically, the observation luminance conversion unit 52 calculates the average luminance L A of the luminance image data I L from the luminance conversion unit 51 and is included in the luminance image data I L , the average luminance L A , and the observation condition data D12. the observation brightness parameter L V, obtains the observation luminance image data I LS by substituting, for example, in the following equation (16).

局所サイズ算出部53は、画像入力条件データD11に含まれる実寸変換パラメータと観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータとから、検査領域内に設定すべき局所領域の大きさを示す局所領域サイズR,Rと、局所領域の視角を示す局所領域視角d,dとを算出する。ここで、人間が紙Pを目視にて検査する場合には、例えば視角2°程度の限定された視野で紙Pを観察し、注視点を動かしながら紙Pの全体を検査する。上記の局所領域は、人間が行う検査と同様の検査を実現すべく設定される領域であって、人間の限定された視野で観察される領域に相当する領域である。 The local size calculation unit 53 indicates the size of the local area to be set in the examination area from the actual size conversion parameter included in the image input condition data D11 and the observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12. R h and R v and local region viewing angles d h and d v indicating the viewing angle of the local region are calculated. Here, when a person visually inspects the paper P, the paper P is observed with a limited visual field of, for example, a viewing angle of about 2 °, and the entire paper P is inspected while moving the gazing point. The local area is an area that is set to realize an inspection similar to an inspection performed by a human, and corresponds to an area that is observed in a limited field of view of the human.

具体的に、局所サイズ算出部53は、例えば画像入力条件データD11に含まれる実寸変換パラメータと観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータとを用いて、視角2°に相当する画素数を局所領域サイズR,Rとして算出する。ここで、局所領域サイズR,Rを画素数で表現すると、この局所領域サイズR,Rの大きさを有する局所領域の視角は2°からずれるのが殆どである。このため、局所サイズ算出部53は、画像入力条件データD11に含まれる実寸変換パラメータと観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータとを用いて、画素数で表現された局所領域サイズR,Rの大きさを有する局所領域の視角を局所領域視角d,dとして算出する。 Specifically, the local size calculation unit 53 uses the actual size conversion parameter included in the image input condition data D11 and the observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12, for example, to calculate the number of pixels corresponding to a viewing angle of 2 ° locally. The area sizes are calculated as R h and R v . Here, when the local region sizes R h and R v are expressed by the number of pixels, the viewing angle of the local region having the local region sizes R h and R v is almost shifted from 2 °. For this reason, the local size calculation unit 53 uses the actual size conversion parameter included in the image input condition data D11 and the observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12 to represent the local region size R h , expressed by the number of pixels. The viewing angle of the local region having the magnitude of R v is calculated as the local region viewing angles d h and d v .

局所領域設定部54は、局所サイズ算出部53で算出される局所領域サイズR,Rを用いて検査領域内に局所領域を設定する。具体的には、例えば水平方向の大きさが局所領域サイズRであって、垂直方向の大きさが局所領域サイズRであり、隣接する局所領域の端部が重なり合うようにマトリクス状に配列された矩形形状の複数の局所領域を検査領域内に設定する。 The local region setting unit 54 sets a local region in the examination region using the local region sizes R h and R v calculated by the local size calculation unit 53. Specifically, for example, the size in the horizontal direction is the local region size Rh , the size in the vertical direction is the local region size Rv , and is arranged in a matrix so that the ends of the adjacent local regions overlap. A plurality of rectangular local areas are set in the inspection area.

FFT演算部55は、空間周波数毎のコントラストを示すコントラスト分布画像C(第1データ)を算出する。具体的には、観察輝度変換部52で変換された観察輝度画像データILSから、局所領域設定部54で設定された1つの局所領域内のデータ(以下、局所領域観察輝度画像データILSiという)を抽出し、この局所領域観察輝度画像データILSiに対して二次元FFT演算を行ってパワースペクトル画像を求め、局所領域の大きさ(R×R)で除算することで正規化パワースペクトル画像を求める。そして、正規化パワースペクトル画像を、その中心点の値で除算することによって、コントラスト分布画像Cを算出する。 The FFT calculator 55 calculates a contrast distribution image C i (first data) indicating the contrast for each spatial frequency. Specifically, from the observation luminance image data I LS converted by the observation luminance conversion unit 52, data in one local region set by the local region setting unit 54 (hereinafter referred to as local region observation luminance image data I LSi ). ) Is extracted, a two-dimensional FFT operation is performed on the local region observation luminance image data ILSi to obtain a power spectrum image, and the normalized power is obtained by dividing by the size of the local region (R h × R v ). Obtain a spectral image. Then, the contrast distribution image C i is calculated by dividing the normalized power spectrum image by the value of the center point.

ここで、正規化パワースペクトル画像の中心点の値は、局所領域観察輝度画像データILSiが抽出された局所領域の平均輝度LAiを表す。このため、正規化パワースペクトル画像を、その中心点の値で除算すればコントラスト分布画像を求めることができる。尚、一般的に、FFT演算では、信号の不連続性により生成されるパワースペクトルに実際存在しない成分が出現する。このため、例えば赤池窓と呼ばれる窓関数を用いて補正しておくのが望ましい。 Here, the value of the center point of the normalized power spectrum image represents the average luminance L Ai of the local region from which the local region observation luminance image data I LSi is extracted. Therefore, the contrast distribution image can be obtained by dividing the normalized power spectrum image by the value of the center point. In general, in the FFT operation, a component that does not actually exist in the power spectrum generated due to the discontinuity of the signal appears. For this reason, it is desirable to correct using, for example, a window function called an Akaike window.

MTF演算部56は、局所サイズ算出部53で設定された局所領域視角d,dとFFT演算部55で用いられる平均輝度LAiとを用いて、MTF画像M2i(第2データ)を生成する。このMTF画像M2iは、観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータ及び観察輝度パラメータで規定される観察条件で紙Pを観察した場合の空間周波数毎のコントラスト感度を示すものである。 The MTF calculation unit 56 uses the local region viewing angles d h and d v set by the local size calculation unit 53 and the average luminance L Ai used by the FFT calculation unit 55 to generate an MTF image M 2i (second data). Generate. This MTF image M 2i shows the contrast sensitivity for each spatial frequency when the paper P is observed under the observation conditions defined by the observation viewing distance parameter and the observation luminance parameter included in the observation condition data D12.

具体的に、MTF演算部56は、FFT演算部55で算出されるコントラスト分布画像で用いられている空間周波数f,fを局所領域視角d,dでそれぞれ除算することにより、単位が[サイクル数/視角]である空間周波数u,uに変換する。そして、この空間周波数u,u、FFT演算部55で用いられる平均輝度LAi、及び局所領域視角d,dを、例えば(11)式に代入することでMTF画像M2iを生成する。 Specifically, the MTF calculator 56 divides the spatial frequencies f h and f v used in the contrast distribution image calculated by the FFT calculator 55 by the local region viewing angles d h and d v , respectively. Is converted into spatial frequencies u h and u v with [cycle number / viewing angle]. Then, the MTF image M 2i is generated by substituting the spatial frequencies u h , u v , the average luminance L Ai used in the FFT calculation unit 55, and the local region viewing angles d h , d v into, for example, the equation (11). To do.

局所地合指数演算部57は、FFT演算部55で求められたコントラスト分布画像Cと、MTF演算部56で求められたMTF画像M2iとを用いて局所地合指数Jを算出する。具体的には、(12)式に示されている通り、コントラスト分布画像CとMTF画像M2iとを空間周波数毎に乗算し、これにより得られた値を加算することによって、局所地合指数Jを算出する。 The local formation index calculation unit 57 calculates the local formation index J i using the contrast distribution image C i obtained by the FFT calculation unit 55 and the MTF image M 2i obtained by the MTF calculation unit 56. Specifically, as shown in the equation (12), the local distribution is obtained by multiplying the contrast distribution image C i and the MTF image M 2i for each spatial frequency and adding the obtained values. The index J i is calculated.

地合分布画像生成部58は、局所地合指数演算部57で算出される局所地合指数Jから、局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像を生成する。つまり、局所領域設定部54によって検査領域内に複数の局所領域が設定されており、FFT演算部55、MTF演算部56、及び局所地合指数演算部57によって局所領域の各々について局所地合指数Jが求められることから、地合分布画像生成部58は、検査領域内における局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像を生成する。 The formation distribution image generation unit 58 generates a formation distribution image indicating a two-dimensional distribution of the local formation index J i from the local formation index J i calculated by the local formation index calculation unit 57. That is, a plurality of local regions are set in the examination region by the local region setting unit 54, and the local formation index for each of the local regions is calculated by the FFT operation unit 55, the MTF operation unit 56, and the local formation index operation unit 57. Since J i is obtained, the formation distribution image generation unit 58 generates a formation distribution image indicating a two-dimensional distribution of the local formation index J i in the examination region.

地合分布統計演算部59は、地合分布画像生成部58で生成される局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像に対して統計的演算を行って地合指数DXを求める。具体的に、地合分布統計演算部59は、例えば局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像に対して平均化処理、最大値算出処理、標準偏差算出処理等を行い、これらの処理によって得られた値を地合指数DXとして求める。尚、局所領域設定部54によって検査領域内に1つの局所領域のみが設定された場合には、局所地合指数演算部57で算出された局所地合指数Jが地合指数DXとなる。 The formation distribution statistical calculation unit 59 performs statistical calculation on the formation distribution image indicating the two-dimensional distribution of the local formation index J i generated by the formation distribution image generation unit 58 to obtain the formation index DX. Ask. Specifically, the formation distribution statistical calculation unit 59 performs an averaging process, a maximum value calculation process, a standard deviation calculation process, and the like on the formation distribution image indicating the two-dimensional distribution of the local formation index J i , for example. The value obtained by these processes is obtained as the formation index DX. When only one local region is set in the examination region by the local region setting unit 54, the local formation index J i calculated by the local formation index calculation unit 57 becomes the formation index DX.

〈地合検査装置の動作〉
次に、上記構成の地合検査装置の動作について説明する。検査が開始されると、検査制御部35によって照明制御部31が制御され、照明装置10から検査対象物としての紙Pの裏面に対して照明光が照射される。紙Pに照射された照明光は、その一部が紙Pを透過し、残りが裏面で反射或いは散乱される。
<Operation of the ground inspection device>
Next, the operation of the ground inspection apparatus having the above configuration will be described. When the inspection is started, the illumination control unit 31 is controlled by the inspection control unit 35, and the illumination light is irradiated from the illumination device 10 to the back surface of the paper P as the inspection object. A part of the illumination light applied to the paper P is transmitted through the paper P, and the rest is reflected or scattered on the back surface.

照明光が紙Pに照射されている間(紙Pを透過する一部の光がある間)の所定のタイミングで、画像入力装置20が備える撮像装置22によって紙Pの表面が撮影され、その画像の画像データが画像入力装置20から出力される。画像入力装置20から出力された画像データは、検査制御部35の制御によって画像取込部32に取り込まれて記憶部33に記憶される。   The surface of the paper P is photographed by the imaging device 22 included in the image input device 20 at a predetermined timing while the illumination light is irradiated on the paper P (while there is a part of light that passes through the paper P). Image data of the image is output from the image input device 20. The image data output from the image input device 20 is captured by the image capturing unit 32 and stored in the storage unit 33 under the control of the inspection control unit 35.

画像データが記憶部33に記憶されると、検査制御部35から画像処理部34に対して画像入力条件データD11及び観察条件データD12が出力され、検査制御部35の制御の下で、記憶部33に記憶された画像データD1が画像処理部34に読み出されて地合指数DXを算出する処理が開始される。尚、ここでは、画像データが記憶部33に記憶されてから画像入力条件データD11及び観察条件データD12が検査制御部35から画像処理部34に出力されるとしているが、検査制御部35から画像処理部34に対する画像入力条件データD11及び観察条件データD12の出力は、検査開始前に予め行っていても良い。   When the image data is stored in the storage unit 33, the image input condition data D11 and the observation condition data D12 are output from the inspection control unit 35 to the image processing unit 34. Under the control of the inspection control unit 35, the storage unit The image data D1 stored in 33 is read by the image processing unit 34, and the process of calculating the formation index DX is started. Here, the image input condition data D11 and the observation condition data D12 are output from the inspection control unit 35 to the image processing unit 34 after the image data is stored in the storage unit 33. The output of the image input condition data D11 and the observation condition data D12 to the processing unit 34 may be performed in advance before starting the inspection.

画像処理部34の処理が開始されると、まず記憶部33から読み出された画像データD1で示される画像から紙Pが撮影されている領域を抽出し、この抽出した領域に対して検査領域を設定する処理が測定領域設定部41で行われる。次に、検査領域が設定された画像データに重畳しているノイズを除去する処理が画像補正部42で行われ、前述した(15)式に示す演算式を用いて生成されたシェーディング補正データIが補正画像データとして地合指数算出部43に出力される。 When the processing of the image processing unit 34 is started, first, an area where the paper P is photographed is extracted from the image indicated by the image data D1 read from the storage unit 33, and an inspection area is extracted from the extracted area. Is set by the measurement area setting unit 41. Next, a process of removing noise superimposed on the image data in which the inspection area is set is performed by the image correction unit 42, and the shading correction data I generated using the arithmetic expression shown in the above-described expression (15). C is output to the formation index calculation unit 43 as corrected image data.

補正画像データが地合指数算出部43に入力されると、まず画像入力条件データD11に含まれる輝度変換特性パラメータ及び露光時間パラメータを用いて、補正画像データを物理量としての輝度値(例えば、単位が[cd/m]である輝度値)を示す輝度画像データIに変換する処理が輝度変換部51で行われる。次いで、観察条件データD12に含まれる観察輝度パラメータを用いて、輝度変換部51からの輝度画像データIを観察輝度画像データILSに変換する処理が観察輝度変換部52で行われる。これにより、透過光量が予め定められた基準光量に調整された状態で紙Pを観察したときの輝度を示す観察輝度画像データILSが求められるため、紙Pの種類や装置の種類によらずに、紙Pの地合の客観的な検査が実現されることになる。 When the corrected image data is input to the formation index calculation unit 43, first, using the luminance conversion characteristic parameter and the exposure time parameter included in the image input condition data D11, the corrected image data is converted into a luminance value (for example, unit). There process of converting the luminance image data I L indicating a [cd / m 2] brightness value is) is performed in the luminance conversion unit 51. Then, using the observed brightness parameter included in the observation condition data D12, the process of converting the luminance image data I L from the luminance conversion unit 51 to the observation luminance image data I LS is performed in the observation luminance conversion unit 52. Thereby, since the observation luminance image data ILS indicating the luminance when the paper P is observed in a state where the transmitted light amount is adjusted to a predetermined reference light amount is obtained, regardless of the type of the paper P or the type of the apparatus. In addition, an objective inspection of the formation of the paper P is realized.

観察輝度画像データILSが求められると、画像入力条件データD11に含まれる実寸変換パラメータと観察条件データD12に含まれる観察視距離パラメータとから、検査領域内に設定すべき局所領域の大きさを示す局所領域サイズR,Rと、局所領域の視角を示す局所領域視角d,dとを算出する処理が局所サイズ算出部53で行われる。そして、局所サイズ算出部53で算出される局所領域サイズR,Rを用いて検査領域内に局所領域を設定する処理が局所領域設定部54で行われる。 When the observation luminance image data I LS is obtained, the size of the local region to be set in the examination region is determined from the actual size conversion parameter included in the image input condition data D11 and the observation viewing distance parameter included in the observation condition data D12. The local size calculation unit 53 performs processing for calculating the local region sizes R h and R v to be shown and the local region viewing angles d h and d v showing the viewing angle of the local region. Then, the local region setting unit 54 performs processing for setting a local region in the examination region using the local region sizes R h and R v calculated by the local size calculating unit 53.

以上の処理が終了すると、検査領域内に設定された局所領域に対して空間周波数毎のコントラストを示すコントラスト分布画像Cを算出する処理がFFT演算部55で行われる(第1ステップ)。また、局所サイズ算出部53で設定された局所領域視角d,dとFFT演算部55で用いられる平均輝度LAiとを用いて、MTF画像M2iを生成する処理がMTF演算部56で行われる(第2ステップ)。 When the above process is completed, the FFT calculation unit 55 performs a process of calculating a contrast distribution image C i indicating the contrast for each spatial frequency with respect to the local area set in the examination area (first step). In addition, the MTF calculation unit 56 performs processing for generating the MTF image M 2i using the local region viewing angles d h and d v set by the local size calculation unit 53 and the average luminance L Ai used by the FFT calculation unit 55. Performed (second step).

そして、FFT演算部55で求められたコントラスト分布画像Cと、MTF演算部56で求められたMTF画像M2iとを用いて局所地合指数Jを算出する処理が局所地合指数演算部57で行われる(第3ステップ)。具体的には、前述した(12)式に示されている通り、FFT演算部55で求められたコントラスト分布画像Cと、MTF演算部56で求められたMTF画像M2iとを空間周波数毎に乗算し、これにより得られた値を加算することによって、局所地合指数Jが算出される。 Then, the process of calculating the local formation index J i using the contrast distribution image C i obtained by the FFT operation unit 55 and the MTF image M 2i obtained by the MTF operation unit 56 is a local formation index operation unit. 57 (third step). Specifically, as shown in the above-described equation (12), the contrast distribution image C i obtained by the FFT computation unit 55 and the MTF image M 2i obtained by the MTF computation unit 56 are each spatial frequency. The local formation index J i is calculated by multiplying and adding the values obtained thereby.

以上のFFT演算部55、MTF演算部56、及び局所地合指数演算部57の処理は、検査領域内に設定された局所領域の各々に対して行われる。ここで、これらFFT演算部55、MTF演算部56、及び局所地合指数演算部57の処理は、1つの局所領域毎に順次行っても良く、或いは、複数の局所領域について並行して行っても良い。複数の局所領域に対する処理を並行して行うことにより、局所地合指数Jの算出に要する時間を短縮することができる。 The above processing of the FFT calculation unit 55, the MTF calculation unit 56, and the local formation index calculation unit 57 is performed for each of the local regions set in the examination region. Here, the processing of the FFT calculation unit 55, the MTF calculation unit 56, and the local formation index calculation unit 57 may be sequentially performed for each local region, or may be performed in parallel for a plurality of local regions. Also good. By performing processing on a plurality of local regions in parallel, the time required to calculate the local formation index J i can be shortened.

検査領域内に設定された全ての局所領域についての局所地合指数Jが算出されると、地合分布画像生成部58によって局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像が生成される。そして、地合分布統計演算部59において、局所地合指数Jの二次元分布を示す地合分布画像に対して平均化処理、最大値算出処理、標準偏差算出処理等が行われ、これらの処理によって得られた値が地合指数DXとして求められる。 When the local formation index J i is calculated for all the local areas set in the examination area, the formation distribution image generation unit 58 generates a formation distribution image indicating the two-dimensional distribution of the local formation index J i. Generated. Then, the formation distribution statistical calculation unit 59 performs an averaging process, a maximum value calculation process, a standard deviation calculation process, and the like on the formation distribution image indicating the two-dimensional distribution of the local formation index J i . The value obtained by the processing is obtained as the formation index DX.

以上の処理によって算出された地合指数DXは、画像処理部34から検査制御部35に出力され、地合指数DXに基づいて地合の良否が検査される。例えば、地合指数DXの値が1[JND]以上であって50[JND]以下である場合には検査結果が「良好」となり、地合指数DXの値が50[JND]よりも大である場合には検査結果が「不良」となる。このようにして得られた地合指数DX及び検査制御部35の検査結果は、検査結果出力部36に出力される。   The formation index DX calculated by the above processing is output from the image processing unit 34 to the inspection control unit 35, and the quality of the formation is inspected based on the formation index DX. For example, when the value of the formation index DX is 1 [JND] or more and 50 [JND] or less, the inspection result is “good”, and the formation index DX is larger than 50 [JND]. In some cases, the inspection result is “bad”. The formation index DX thus obtained and the inspection result of the inspection control unit 35 are output to the inspection result output unit 36.

図7は、図28に示す画像(均一度及び平均輝度が同じであって粒度が異なる画像)から求められる局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像及び地合指数を示す図である。また、図8は、図29に示す画像(均一度及び粒度が同じであって平均輝度が異なる画像)から求められる局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像及び地合指数を示す図である。尚、図7,図8に示す地合分布画像及び地合指数は、図28,図29に示す画像に対し、画像高さの10倍の距離を観察視距離として求められたものである。また、図7,図8に示す地合分布画像は、所地合指数の値が大きいほど明るくなるように図示している。   FIG. 7 is a diagram showing a formation distribution image and a formation index showing a two-dimensional distribution of local formation indices obtained from the image shown in FIG. 28 (images having the same uniformity and average luminance and different granularities). is there. FIG. 8 shows a formation distribution image and a formation index showing a two-dimensional distribution of local formation indexes obtained from the image shown in FIG. 29 (images having the same uniformity and granularity and different average luminance). FIG. Note that the formation distribution images and formation indexes shown in FIGS. 7 and 8 are obtained with the distance of 10 times the image height as the observation viewing distance with respect to the images shown in FIGS. In addition, the formation distribution images shown in FIGS. 7 and 8 are illustrated so as to become brighter as the value of the formation index increases.

図28に示す画像の地合は、(c)に示す画像が最も良く、次いで(a)に示す画像が良く、(b)に示す画像が最も悪いと人間が目視にて認識することができるものであった。図7を参照すると、明部は、(c)に示す地合分布画像が最も少なく、次いで(a)に示す地合分布画像が少なく、(b)に示す地合分布画像が最も多い。また、地合指数は、(c)に示すものが最も小さく、次いで(a)に示すものが小さく、(b)に示すものが最も大きい。   28, the image shown in (c) is the best, the image shown in (a) is good, and the image shown in (b) can be recognized visually by humans. It was a thing. Referring to FIG. 7, the bright portion has the smallest formation distribution image shown in (c), then the smallest formation distribution image shown in (a), and the largest formation formation image shown in (b). In addition, the formation index shown in (c) is the smallest, the one shown in (a) is the smallest, and the one shown in (b) is the largest.

また、図29に示す画像の地合は、(a)に示す画像が最も良く、次いで(b)に示す画像が良く、(c)に示す画像が最も悪いと人間が目視にて認識することができるものであった。図8を参照すると、明部は、(a)に示す地合分布画像が最も少なく、次いで(b)に示す地合分布画像が少なく、(c)に示す地合分布画像が最も多い。また、地合指数は、(a)に示すものが最も小さく、次いで(b)に示すものが小さく、(c)に示すものが最も大きい。   29, the image shown in (a) is the best, the image shown in (b) is good, and the image shown in (c) is the worst. It was something that could be done. Referring to FIG. 8, the bright part has the smallest formation distribution image shown in (a), then the smallest formation distribution image shown in (b), and the largest formation distribution image shown in (c). In addition, the formation index shown in (a) is the smallest, the one shown in (b) is small, and the one shown in (c) is the largest.

以上の通り、均一度及び平均輝度が同じであって粒度が異なる画像と、均一度及び粒度が同じであって平均輝度が異なる画像との双方の画像について、地合分布画像の明暗及び地合指数の値の大小が人間の目視による地合の感じ方と一致する。これは、本実施形態の地合検査装置1で紙を検査したときの検査結果が、人間(熟練の検査員)が目視で検査したときの検査結果と一致することを意味する。   As described above, the brightness and darkness of the formation distribution image for both images having the same uniformity and average luminance and different granularity and images having the same uniformity and granularity and different average luminance. The magnitude of the index value is consistent with the way people feel visually. This means that the inspection result when the paper is inspected by the ground inspection apparatus 1 of the present embodiment matches the inspection result when the human (skilled inspector) visually inspects.

ここで、上述した実施形態では、画像処理部34に設けられた局所地合指数演算部57が、FFT演算部55で求められたコントラスト分布画像CとMTF演算部56で求められたMTF画像M2iとを空間周波数毎に乗算し、これにより得られた値を加算することによって、局所地合指数Jを算出するものを例に挙げて説明した。しかしながら、局所地合指数演算部57は、以下の(17)式に示す通り、重み付け演算を行って局所地合指数Jを算出するものであっても良い。 Here, in the above-described embodiment, the local formation index calculation unit 57 provided in the image processing unit 34 performs the contrast distribution image C i obtained by the FFT calculation unit 55 and the MTF image obtained by the MTF calculation unit 56. An example has been described in which the local formation index J i is calculated by multiplying M 2i for each spatial frequency and adding the values obtained thereby. However, as shown in the following equation (17), the local formation index calculation unit 57 may perform a weighting calculation to calculate the local formation index J i .

具体的には、コントラスト分布画像CとMTF画像M2iとを空間周波数毎に乗算して得られた値のw乗(wは任意の実数)を演算して加算し、これにより得られた値の1/w乗値を求めて局所地合指数Jとしてもよい。かかる重み付け演算を行うことで、地合指数の精度をより向上させることができる。
尚、上記(17)式において、wの値を「1」にすれば、上述した実施形態で説明した処理と同様の処理(重み付け演算を行わずに局所地合指数Jを算出する処理)が行われる。
Specifically, the value obtained by multiplying the contrast distribution image C i and the MTF image M 2i for each spatial frequency is calculated and added to the power (w is an arbitrary real number). The 1 / w power value of the value may be obtained and used as the local formation index J i . By performing such weighting calculation, the accuracy of the formation index can be further improved.
In the above equation (17), if the value of w is set to “1”, the same processing as the processing described in the above-described embodiment (processing for calculating the local formation index J i without performing weighting calculation). Is done.

図9は、局所地合指数を算出する際に重み付け演算を行わない場合と重み付けを行った場合との効果の差を説明するための図であって、(a)は重み付け演算を行わない場合の効果を示す図であり、(b)は重み付け演算を行った場合の効果を示す図である。また、図10は、図9に示す効果の差を説明するために用いる地合パターンの一例を示す図である。図10(a)に示す地合パターンは、明暗が水平方向に正弦波状に変化する縞パターン(以下、正弦波状パターンという)であり、図10(b)に示す地合パターンは、形状が円形である塊状のパターン(以下、塊状パターンという)である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a difference in effect between the case where the weighting calculation is not performed and the case where the weighting is performed when the local formation index is calculated. FIG. 9A illustrates the case where the weighting calculation is not performed. (B) is a figure which shows the effect at the time of performing a weighting calculation. Moreover, FIG. 10 is a figure which shows an example of the formation pattern used in order to demonstrate the difference of the effect shown in FIG. The formation pattern shown in FIG. 10A is a fringe pattern (hereinafter referred to as a sine wave pattern) whose brightness changes in a sine wave shape in the horizontal direction, and the formation pattern shown in FIG. 10B has a circular shape. Is a block pattern (hereinafter referred to as block pattern).

図9(a),(b)では、横軸に人間の目視による検査結果(実験値)をとり、縦軸に地合検査装置1の検査結果(予測値)をとっている。但し、人間の目視による検査から地合指数を直接求めるのは困難であるため、図10(a)に示す正弦波状パターンを、周波数(水平方向の明暗の数)や背景輝度を異ならせて目視にて観察し、或いは、図10(b)に示す塊状パターンを、大きさや背景輝度を異ならせて目視にて観察してJNDコントラストを求める実験を行い、この実験によって得られるJNDコントラスト[%]を横軸の「実験値」としている。   9A and 9B, the horizontal axis represents the human visual inspection result (experimental value), and the vertical axis represents the inspection result (predicted value) of the ground inspection apparatus 1. However, since it is difficult to directly obtain the formation index from human visual inspection, the sine wave pattern shown in FIG. 10A is visually observed with different frequencies (number of horizontal light and dark) and background luminance. Or an experiment for obtaining the JND contrast by visually observing the block pattern shown in FIG. 10B with different sizes and background luminances, and obtaining the JND contrast [%] obtained by this experiment. Is the “experimental value” on the horizontal axis.

また、以上の実験と同様の実験を地合検査装置1で行った場合には、算出される地合指数の値がほぼ「1」になって差が小さいため、重み付け演算の有無による効果を評価するのは難しい。このため、図9(a),(b)では、前述した(12)式から、コントラストC(図10(a)に示す正弦波状パターンや図10(b)に示す塊状パターンのコントラスト)を、地合指数J(重み付け演算を行わずに算出された地合指数、或いは、重み付け演算を行って算出された地合指数)で除算して得られるJNDコントラスト[%]を縦軸の「予測値」としている。   In addition, when the same experiment as the above experiment is performed with the ground inspection apparatus 1, the calculated ground index value is almost “1” and the difference is small. It is difficult to evaluate. For this reason, in FIGS. 9A and 9B, the contrast C (contrast of the sinusoidal pattern shown in FIG. 10A or the block pattern shown in FIG. 10B) is obtained from the above-described equation (12). The JND contrast [%] obtained by dividing by the formation index J (the formation index calculated without performing the weighting operation or the formation index calculated by performing the weighting operation) is expressed as “predicted value”. "

図9(a)を参照すると、図10(a)に示す正弦波状パターンを観察した場合には、近似直線Q1の相関係数Rが「0.94」となって実験値と予測値との間に高い相関があることが分かる。しかしながら、図10(a)に示す正弦波状パターンを観察した場合に加え、図10(b)に示す塊状パターンを観察した場合を含めた際には、近似直線Q2の相関係数Rが「0.40」となって実験値と予測値との間に高い相関がないことが分かる。 Referring to FIG. 9 (a), when observing the sinusoidal pattern shown in FIG. 10 (a), the predicted and experimental values correlation coefficient of the approximate straight line Q1 R 2 becomes "0.94" It can be seen that there is a high correlation between the two. However, in addition to the case of observing the sinusoidal pattern shown in FIG. 10 (a), when including the case of observing the bulk pattern shown in FIG. 10 (b), the correlation coefficient R 2 of the approximate straight line Q2 " 0.40 "indicating that there is no high correlation between the experimental value and the predicted value.

これに対し、図9(b)を参照すると、図10(a)に示す正弦波状パターンを観察した場合に加え、図10(b)に示す塊状パターンを観察した場合を含めた際でも、近似直線Q3の相関係数Rが「0.94」となり、観察するパターンの形状の違いに拘わらず、実験値と予測値との間に高い相関があることが分かる。尚、図9(b)に示す結果は、前述した(17)式中のwの値を「1.3」にした場合に得られたものである。このように、重み付け演算を行って地合指数を求めることにより、地合指数の精度をより向上させることができる。 On the other hand, referring to FIG. 9B, in addition to the case where the sinusoidal pattern shown in FIG. 10A is observed, the case where the block pattern shown in FIG. the correlation coefficient R 2 is "0.94" and the straight line Q3, irrespective of the difference in shape of the observation pattern, there can be seen a high correlation between predicted and experimental values. The result shown in FIG. 9B is obtained when the value of w in the above-described equation (17) is set to “1.3”. Thus, the accuracy of the formation index can be further improved by performing the weighting calculation to obtain the formation index.

以上の通り、本実施形態では、FFT演算部55で算出されたコントラスト分布画像と、MTF演算部56で求められたMTF画像とを空間周波数毎に乗算し、これにより得られた値を加算することによって、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数DXを算出している。このため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査することができる。これにより、例えば書類や電話等で地合指数を知らせるだけで、地合の程度を相手方に伝えることが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the contrast distribution image calculated by the FFT calculation unit 55 and the MTF image obtained by the MTF calculation unit 56 are multiplied for each spatial frequency, and the values obtained thereby are added. Thus, the formation index DX reflecting the degree of conspicuousness of the formation when the human actually inspects the paper P is calculated. For this reason, the difference in formation according to the granularity and lightness similar to human vision can be inspected. As a result, the degree of formation can be communicated to the other party only by notifying the formation index by, for example, a document or a telephone.

また、地合指数DXを算出するに当り、紙Pの種類や装置の種類によらず、透過光量を予め定められた基準光量(基準輝度)に調整しているため、検査条件等の違いに拘わらず地合指数を用いて客観的に検査することが可能になる。これにより、検査条件によらず安定した地合指数の算出が可能であるとともに、異なる製造ラインで製造される紙Pの地合を相互比較するといったことが可能になる。   In addition, when calculating the formation index DX, the transmitted light amount is adjusted to a predetermined reference light amount (reference luminance) regardless of the type of paper P and the type of apparatus, so that the difference in inspection conditions, etc. Regardless, it becomes possible to inspect objectively using the formation index. This makes it possible to calculate a stable formation index regardless of the inspection conditions and to compare the formations of the papers P manufactured on different production lines.

〔第2実施形態〕
図11は、本発明の第2実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。図11に示す通り、本実施形態の地合検査装置2は、図1に示す地合検査装置1と同様に、照明装置10、画像入力装置20、及び制御処理装置30を備えており、搬送方向Z1に搬送される紙P(検査対象物)を撮影して得られる画像データに対する画像処理を行い、この画像処理により得られる地合指数に基づいて紙Pの地合を検査するものである。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the ground inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the ground inspection device 2 of the present embodiment includes the illumination device 10, the image input device 20, and the control processing device 30, similarly to the ground inspection device 1 shown in FIG. 1, and is transported. Image processing is performed on image data obtained by photographing the paper P (inspection object) conveyed in the direction Z1, and the formation of the paper P is inspected based on the formation index obtained by this image processing. .

但し、図1に示す地合検査装置1は、照明装置10に対し紙Pを挟んで反対側に画像入力装置20が配置されており、紙Pを透過した光による画像(透過光画像)から紙Pの地合を検査する透過光方式の地合検査装置であった。これに対し、本実施形態の地合検査装置2は、紙Pに対し、照明装置10と同じ側に画像入力装置20が配置されており、紙Pの表面で反射或いは散乱された光による画像(反射光画像)から紙Pの地合を検査する反射光方式の地合検査装置である。   However, in the ground inspection apparatus 1 shown in FIG. 1, the image input device 20 is arranged on the opposite side of the lighting device 10 with the paper P interposed therebetween, and an image (transmitted light image) by light transmitted through the paper P is used. It was a transmitted light type ground inspection device for inspecting the paper P. On the other hand, in the ground inspection device 2 of the present embodiment, the image input device 20 is arranged on the same side as the lighting device 10 with respect to the paper P, and an image by light reflected or scattered on the surface of the paper P This is a reflected light type ground inspection device for inspecting the ground of paper P from (reflected light image).

尚、本実施形態の地合検査装置2は、反射光画像から紙Pの地合を検査する点において図1に示す地合検査装置1と相違するだけであり、制御処理装置30の構成及び動作は図1に示す地合検査装置1と同様である。このため、地合検査装置2の構成及び動作の詳細な説明は省略する。本実施形態の地合検査装置2も、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数DXを算出しているため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査することができる等の効果が得られる。   The ground inspection device 2 according to the present embodiment is different from the ground inspection device 1 shown in FIG. 1 only in that the formation of the paper P is inspected from the reflected light image. The operation is the same as that of the ground inspection apparatus 1 shown in FIG. For this reason, the detailed description of a structure and operation | movement of the ground inspection apparatus 2 is abbreviate | omitted. The ground inspection device 2 of the present embodiment also calculates the ground index DX that reflects the degree of conspicuousness of the ground when the human actually inspects the paper P. The effect of being able to inspect the difference in formation according to the lightness is obtained.

〔第3実施形態〕
図12は、本発明の第3実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。図12に示す通り、本実施形態の地合検査装置3は、紙Pの表面側に配置された照明装置10a及び画像入力装置20a、紙Pの裏面側に配置された照明装置10b及び画像入力装置20b、並びに制御処理装置30を備えており、搬送方向Z1に搬送される紙P(検査対象物)の両面を撮影して得られる画像データの各々に対する画像処理を行い、この画像処理により得られる地合指数に基づいて紙Pの地合を両面同時に検査可能なものである。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the ground inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the ground inspection device 3 of the present embodiment includes an illumination device 10 a and an image input device 20 a arranged on the front surface side of the paper P, an illumination device 10 b and an image input device arranged on the back surface side of the paper P. The apparatus 20b and the control processing device 30 are provided, and image processing is performed on each of the image data obtained by photographing both sides of the paper P (inspection object) conveyed in the conveyance direction Z1, and obtained by this image processing. The formation of the paper P can be inspected simultaneously on both sides based on the formed formation index.

照明装置10a,10bは、図1に示す照明装置10が備える光源11及び光学素子12と同様の光源11a及び光学素子12a、光源11b及び光学素子12bをそれぞれ備える。画像入力装置20a,20bは、図1に示す画像入力装置20が備える光学素子21及び撮像装置22と同様の光学素子21a及び撮像装置22a、光学素子21b及び撮像装置22bをそれぞれ備える。   The illuminating devices 10a and 10b respectively include a light source 11a and an optical element 12a, a light source 11b, and an optical element 12b similar to the light source 11 and the optical element 12 included in the illuminating device 10 illustrated in FIG. The image input devices 20a and 20b respectively include an optical element 21a and an imaging device 22a, an optical element 21b, and an imaging device 22b that are the same as the optical element 21 and the imaging device 22 included in the image input device 20 illustrated in FIG.

制御処理装置30は、画像取込部32a,32b、記憶部33a,33b、画像処理部34a,34b、検査結果出力部36、照明制御部61、及び検査制御部62を備えており、紙Pに対する照明光の照射制御を行うとともに、画像入力装置20から出力される画像データに対する画像処理を行う。そして、画像処理により得られる地合指数を用いて紙Pの地合を検査し、その検査結果を出力する。   The control processing device 30 includes image capturing units 32a and 32b, storage units 33a and 33b, image processing units 34a and 34b, an inspection result output unit 36, an illumination control unit 61, and an inspection control unit 62. In addition to performing illumination light irradiation control on the image data, image processing is performed on image data output from the image input device 20. Then, the formation of the paper P is inspected using the formation index obtained by image processing, and the inspection result is output.

画像取込部32a、記憶部33a、及び画像処理部34aは、図1に示す画像取込部32、記憶部33、及び画像処理部34と同様のものであり、検査制御部62の制御の下で、画像入力装置20aから出力される画像データの取り込み、記憶、及び画像処理をそれぞれ行う。画像取込部32b、記憶部33b、及び画像処理部34bも、図1に示す画像取込部32、記憶部33、及び画像処理部34と同様のものであり、検査制御部62の制御の下で、画像入力装置20bから出力される画像データの取り込み、記憶、及び画像処理をそれぞれ行う。   The image capturing unit 32a, the storage unit 33a, and the image processing unit 34a are the same as the image capturing unit 32, the storage unit 33, and the image processing unit 34 shown in FIG. Below, image data output from the image input device 20a is captured, stored, and processed. The image capturing unit 32b, the storage unit 33b, and the image processing unit 34b are the same as the image capturing unit 32, the storage unit 33, and the image processing unit 34 shown in FIG. Below, image data output from the image input device 20b is captured, stored, and processed.

照明制御部61は、検査制御部62の制御の下で、紙Pの表面及び裏面の各々に照射される照明光の光量制御や照射タイミングの制御(例えば、ストロボ発光のタイミング制御)等を行う。検査制御部62は、照明制御部61を制御して紙Pの表面及び裏面の各々に照射される照明光の光量制御を行い、画像取込部32a,32bを制御して画像データの取り込み制御を行い、画像処理部34a,34bを制御して画像処理の実行制御を行う。尚、画像処理部34a,34bで地合指数が算出された場合には、検査制御部62は、それらの地合指数や検査結果を検査結果出力部36に出力する。   Under the control of the inspection control unit 62, the illumination control unit 61 performs control of the amount of illumination light applied to each of the front and back surfaces of the paper P, control of irradiation timing (for example, timing control of strobe light emission), and the like. . The inspection control unit 62 controls the illumination control unit 61 to control the amount of illumination light applied to each of the front and back surfaces of the paper P, and controls the image capture units 32a and 32b to control image data capture. The image processing units 34a and 34b are controlled to perform image processing execution control. When the formation indexes are calculated by the image processing units 34a and 34b, the inspection control unit 62 outputs the formation indexes and the inspection results to the inspection result output unit 36.

本実施形態の地合検査装置3は、紙Pの表面における反射光画像から紙Pの表面の地合を検査すると同時に、紙Pの裏面における反射光画像から紙Pの裏面の地合を検査すること(両面同時検査)が可能なものであるが、各々の反射光画像を示す画像データに対して制御処理装置30で行われる処理は、図1に示す地合検査装置1と同様である。このため、地合検査装置3の構成及び動作の詳細な説明は省略する。   The ground inspection device 3 according to the present embodiment inspects the texture of the surface of the paper P from the reflected light image on the surface of the paper P, and simultaneously inspects the texture of the back surface of the paper P from the reflected light image of the back surface of the paper P. (Simultaneous inspection on both sides) is possible, but the processing performed by the control processing device 30 on the image data indicating each reflected light image is the same as that of the ground inspection device 1 shown in FIG. . For this reason, the detailed description of a structure and operation | movement of the ground inspection apparatus 3 is abbreviate | omitted.

本実施形態の地合検査装置3も、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数DXを算出しているため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査することができる等の効果が得られる。また、本実施形態の地合検査装置3は、紙Pの表面の地合と裏面の地合とを切り分けることができるため、例えば表面及び裏面の地合の分布や搬送方向Z1のトレンドを解析することで、紙Pの表面側と裏面側との管理を個別に行うことができる。   The ground inspection device 3 of the present embodiment also calculates the ground index DX reflecting the degree of conspicuousness of the ground when the human actually inspects the paper P. The effect of being able to inspect the difference in formation according to the lightness is obtained. In addition, since the formation inspection device 3 according to the present embodiment can separate the formation on the front surface and the formation on the back surface of the paper P, for example, the distribution of the formation on the front surface and the back surface and the trend in the transport direction Z1 are analyzed. By doing so, management of the front side and the back side of the paper P can be performed individually.

〔第4実施形態〕
図13は、本発明の第4実施形態による地合検査装置の構成を示すブロック図である。図13に示す通り、本実施形態の地合検査装置4は、紙Pを挟むように配置された照明装置10a,10b、紙Pの表面側に配置された画像入力装置20、及び制御処理装置30を備える構成である。尚、画像入力装置20は、紙Pの表面側に配置されていてもよく、紙の裏面側に配置されていても良い。
[Fourth Embodiment]
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the ground inspection device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the ground inspection device 4 according to the present embodiment includes illumination devices 10 a and 10 b arranged so as to sandwich the paper P, an image input device 20 arranged on the front side of the paper P, and a control processing device. 30. The image input device 20 may be disposed on the front surface side of the paper P or may be disposed on the back surface side of the paper.

つまり、本実施形態の地合検査装置4は、第1実施形態の地合検査装置1と第2実施形態の地合検査装置2とをいわば組み合わせた構成をしており、搬送方向Z1に搬送される紙P(検査対象物)の透過地合と反射地合との検査が可能である。但し、第1,第2実施形態による地合検査装置1,2に設けられる照明制御部31は、1つの照明装置10の制御を行うものであったが、本実施形態の地合検査装置4に設けられる照明制御部31は、第3実施形態の地合検査装置3に設けられる照明制御部61と同様に、2つの照明装置10a,10bの制御を行う点が相違する。   That is, the ground inspection device 4 according to the present embodiment has a combination of the ground inspection device 1 according to the first embodiment and the ground inspection device 2 according to the second embodiment, and is transported in the transport direction Z1. Inspection of the transmission ground and reflection ground of the paper P (inspection object) to be performed is possible. However, although the illumination control part 31 provided in the ground inspection apparatuses 1 and 2 by 1st, 2nd embodiment controls one lighting apparatus 10, the ground inspection apparatus 4 of this embodiment is used. The illumination control unit 31 provided in is different from the illumination control unit 61 provided in the ground inspection device 3 of the third embodiment in that the two illumination devices 10a and 10b are controlled.

本実施形態の地合検査装置4は、紙Pを挟むように照明装置10a,10bを配置しているため、例えば照明装置10a,10bの発光タイミングを異ならせることによって、画像入力装置20からは、透過光画像の画像データと反射光画像の画像データとが別々に出力される。このため、これら透過光画像の画像データと反射光画像の画像データとに対し、第1,第2実施形態と同様の画像処理を施せば、紙Pの透過地合と反射地合とを検査することができる。   Since the ground inspection apparatus 4 of this embodiment arrange | positions the illuminating devices 10a and 10b so that the paper P may be pinched | interposed, by changing the light emission timing of the illuminating devices 10a and 10b, for example, from the image input device 20 The image data of the transmitted light image and the image data of the reflected light image are output separately. For this reason, if the same image processing as in the first and second embodiments is performed on the image data of the transmitted light image and the image data of the reflected light image, the transmission condition and the reflection condition of the paper P are inspected. can do.

尚、本実施形態の地合検査装置4は、透過地合及び反射地合の双方の検査が可能である点において第1,第2実施形態の地合検査装置1,2と相違するものの、制御処理装置30で行われる具体的な画像処理は地合検査装置1,2と同様である。このため、地合検査装置4で行われる画像処理の詳細な説明は省略する。本実施形態の地合検査装置4も、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数DXを算出しているため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査することができる等の効果が得られる。   The ground inspection device 4 of the present embodiment is different from the ground inspection devices 1 and 2 of the first and second embodiments in that both the transmission ground and the reflection ground can be inspected. Specific image processing performed by the control processing device 30 is the same as that of the ground inspection devices 1 and 2. For this reason, detailed description of the image processing performed in the ground inspection apparatus 4 is omitted. The ground inspection device 4 of the present embodiment also calculates the ground index DX that reflects the degree of conspicuousness of the ground when the human actually inspects the paper P. The effect of being able to inspect the difference in formation according to the lightness is obtained.

〔第5実施形態〕
図14は、本発明の第5実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。図14に示す通り、画像処理部34は、測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部43に加えて、地合劣化領域抽出部71と欠陥判定部72とを備える構成であり、地合指数DXの算出に加えて紙Pの欠陥検出を可能とするものである。この図14に示す画像処理部34は、図1に示す透過光方式の地合検査装置1、図11に示す反射光方式の地合検査装置2、図12に示す両面同時検査が可能な地合検査装置3、及び図13に示す透過方式・反射方式の検査が可能な地合検査装置4の何れにも適用することができる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit provided in the ground inspection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the image processing unit 34 includes a formation degradation region extraction unit 71 and a defect determination unit 72 in addition to the measurement region setting unit 41, the image correction unit 42, and the formation index calculation unit 43. In addition to the calculation of the formation index DX, it is possible to detect defects in the paper P. The image processing unit 34 shown in FIG. 14 includes a transmitted light type ground inspection device 1 shown in FIG. 1, a reflected light type ground inspection device 2 shown in FIG. 11, and a double-sided simultaneous inspection shown in FIG. It can be applied to both the joint inspection apparatus 3 and the ground inspection apparatus 4 capable of performing the transmission method and the reflection method inspection shown in FIG.

地合劣化領域抽出部71は、地合分布画像生成部58で生成される地合分布画像に対して閾値を設定し、局所地合指数が閾値よりも大きくなる領域と、局所地合指数が閾値以下となる領域とを二値化処理等により抽出する。尚、地合劣化領域抽出部71は、抽出した領域に対してラベリング処理等を行ってラベル付けを行う。   The formation degradation region extraction unit 71 sets a threshold value for the formation distribution image generated by the formation distribution image generation unit 58, the region where the local formation index is larger than the threshold value, and the local formation index An area that is equal to or less than the threshold is extracted by binarization processing or the like. The formation deterioration area extraction unit 71 performs labeling on the extracted area by performing a labeling process or the like.

欠陥判定部72は、地合劣化領域抽出部71で抽出された各領域に対応する領域を観察輝度変換部52で生成された観察輝度変換画像から切り出して判定使用画像とし、この判定使用画像の特性を評価して欠陥領域、欠陥種類を判定する。尚、判定に使用する画像としては、観察輝度変換画像に代えて画像補正部42で生成される補正画像や輝度変換部51で生成される輝度画像を用いてもよい。   The defect determination unit 72 cuts out a region corresponding to each region extracted by the formation degradation region extraction unit 71 from the observation luminance conversion image generated by the observation luminance conversion unit 52, and uses it as a determination usage image. The characteristics are evaluated to determine the defect area and defect type. As an image used for the determination, a corrected image generated by the image correcting unit 42 or a luminance image generated by the luminance converting unit 51 may be used instead of the observation luminance converted image.

ここで、欠陥領域は、判定使用画像の平均値からの乖離が大きな領域とみなすことができる。このため、欠陥判定部72は、例えば判定使用画像の平均値を算出し、その平均値より高い領域、或いは低い領域を抽出することで欠陥領域であるか否かの判定を行う。また、欠陥判定部72は、抽出した領域が平均値に対して高い領域であるか、或いは低い領域であるかによって明欠陥か暗欠陥かを分類する。更には、抽出した領域が点状であるか、或いはスジ状であるか等をフィルタリング処理や学習により判断することで欠陥種類を判定する。   Here, the defect area can be regarded as an area having a large deviation from the average value of the determination use images. For this reason, for example, the defect determination unit 72 calculates an average value of the determination use images, and determines whether the defect is a defect region by extracting a region higher or lower than the average value. The defect determination unit 72 classifies whether the extracted area is a bright defect or a dark defect depending on whether the extracted area is a high area or a low area with respect to the average value. Furthermore, the defect type is determined by determining whether the extracted region is dot-like or streak-like by filtering processing or learning.

上記構成において、記憶部33に記憶された画像データD1が読み出されて画像処理部34に入力されると、第1実施形態と同様の処理が行われて地合指数DXが算出される。具体的には、例えばFFT演算部55で局所領域毎のコントラスト分布画像を算出する処理が行われるとともに、MTF演算部56で局所領域毎のMTF画像を生成する処理が行われる。そして、これらコントラスト分布画像とMTF画像とから局所領域毎の局所地合指数を算出する処理が地合指数演算部57で行われ、局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像を生成する処理が地合分布画像生成部58で行われる   In the above configuration, when the image data D1 stored in the storage unit 33 is read and input to the image processing unit 34, the same processing as in the first embodiment is performed to calculate the formation index DX. Specifically, for example, the FFT calculation unit 55 performs processing for calculating a contrast distribution image for each local region, and the MTF calculation unit 56 performs processing for generating an MTF image for each local region. Then, a process of calculating a local formation index for each local region from the contrast distribution image and the MTF image is performed by the formation index calculation unit 57, and a formation distribution image showing a two-dimensional distribution of the local formation index is generated. Is performed by the formation distribution image generation unit 58.

地合分布画像生成部58で地合分布画像が生成されると、地合劣化領域抽出部71に入力されて、所定の閾値を用いた二値化処理等が行われて局所地合指数が閾値よりも大きくなる領域と局所地合指数が閾値以下となる領域とが抽出される。次いで、観察輝度変換部52で生成された観察輝度変換画像から、地合劣化領域抽出部71で抽出された各領域に対応する領域が判定使用画像として切り出され、欠陥判定部72で欠陥領域、欠陥種類が判定される。   When the formation distribution image is generated by the formation distribution image generation unit 58, the formation distribution image is input to the formation deterioration region extraction unit 71, and binarization processing using a predetermined threshold is performed, so that the local formation index is obtained. A region larger than the threshold value and a region where the local formation index is equal to or smaller than the threshold value are extracted. Next, from the observation luminance conversion image generated by the observation luminance conversion unit 52, regions corresponding to the respective regions extracted by the formation degradation region extraction unit 71 are cut out as determination use images, and the defect determination unit 72 performs defect regions, A defect type is determined.

以上の通り、本実施形態では、目立ち度合を反映させた局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像を用いて局所地合指数が閾値よりも大きくなる領域と、局所地合指数が閾値以下となる領域とを二値化処理等により抽出し、この抽出された領域に対応する領域が観察輝度変換画像から判定使用用画像として切り出して欠陥領域、欠陥種類を判定している。このため、欠陥の形状によらず、人間が観察した際に目立つ領域を欠陥として検出することができるため、想定外の欠陥形状の検出が可能になる。   As described above, in the present embodiment, a region where the local formation index is larger than the threshold using the formation distribution image showing the two-dimensional distribution of the local formation index reflecting the degree of conspicuousness, and the local formation index are An area that is equal to or less than the threshold is extracted by binarization processing or the like, and an area corresponding to the extracted area is cut out from the observation luminance conversion image as a determination use image to determine a defect area and a defect type. For this reason, an area conspicuous when viewed by a human can be detected as a defect regardless of the shape of the defect, so that an unexpected defect shape can be detected.

〔第6実施形態〕
図15は、本発明の第6実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。図15に示す通り、画像処理部34は、測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部80を備える構成であり、検査制御部35等から出力される画像入力条件データD11及び観察条件データD12並びにクラス別解析条件データD21を用いて、地合指数DXに加えてクラス毎の地合指数DXnを算出する。尚、クラスの総数をKとすると、変数nは1≦n≦Kを満たす整数である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 15 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit provided in the ground inspection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the image processing unit 34 includes a measurement region setting unit 41, an image correction unit 42, and a formation index calculation unit 80, and image input condition data D11 output from the inspection control unit 35 and the like. In addition to the formation index DX, the formation index DXn for each class is calculated using the observation condition data D12 and the class-specific analysis condition data D21. When the total number of classes is K, the variable n is an integer that satisfies 1 ≦ n ≦ K.

この図15に示す画像処理部34は、図1に示す透過光方式の地合検査装置1、図11に示す反射光方式の地合検査装置2、図12に示す両面同時検査が可能な地合検査装置3、及び図13に示す透過方式・反射方式の検査が可能な地合検査装置4の何れにも適用することができる。   The image processing unit 34 shown in FIG. 15 includes a transmitted light type ground inspection device 1 shown in FIG. 1, a reflected light type ground inspection device 2 shown in FIG. 11, and a double-sided simultaneous inspection shown in FIG. It can be applied to both the joint inspection apparatus 3 and the ground inspection apparatus 4 capable of performing the transmission method and the reflection method inspection shown in FIG.

ここで、前述した第1〜第5実施形態では、実際に人間が紙Pを検査した際の地合の目立ち度合を反映させた地合指数DXの算出を行っているため、人間の視覚と同様の粒度や明度に応じた地合の違いを検査することは可能である。しかしながら、地合指数DXだけでは地合の目立ち方の種類やその発生原因を特定することができず、地合の改善を図るための情報としては不十分な場合がある。例えば、紙P上に周囲とは地合が異なる領域が存在している場合に、地合指数DXを用いればその領域を検出することはできるものの、地合の違いが生ずる具体的な原因(その領域に小さな黒点が多数集まっていること、或いは、紙Pに生じている大きなムラによるものであること等)を特定することはできない場合である。   Here, in the first to fifth embodiments described above, since the formation index DX that reflects the degree of conspicuousness of the formation when the person actually inspects the paper P is calculated, It is possible to inspect the difference in formation according to the same granularity and brightness. However, the formation index DX alone cannot identify the type of formation conspicuous and the cause of its occurrence, and may be insufficient as information for improving the formation. For example, when there is an area on the paper P that is different from the surrounding area, the area can be detected by using the formation index DX, but the specific cause of the difference in formation ( This is a case where it is not possible to specify that a large number of small black spots are gathered in the region, or that a large unevenness occurs on the paper P).

そこで、本実施形態では、局所地合指数演算部57で得られる乗算結果(FFT演算部55で求められるコントラスト分布画像CとMTF演算部56で求められるMTF画像M2iとの空間周波数毎の乗算結果:第3データ)を複数のクラスに分類してクラス毎の地合指数DXnを算出し、地合指数DXとクラス毎の地合指数DXnを用いることで、地合の目立ち方の種類やその発生原因の特定を容易にすることとしている。上記のクラスの分類法としては、二次元の周波数空間(水平方向の空間周波数uと垂直方向の空間周波数uとで表現された図4等に示す周波数空間)を周波数毎或いは方向毎に複数の領域に分類する分類法や重み付けに応じた分類法が挙げられる。 Therefore, in the present embodiment, the multiplication result obtained by the local formation index computation unit 57 (contrast distribution image C i obtained by the FFT computation unit 55 and the MTF image M 2i obtained by the MTF computation unit 56 for each spatial frequency. Multiplication result: third data) is classified into a plurality of classes, and the formation index DXn for each class is calculated. By using the formation index DX and the formation index DXn for each class, the type of how the formation is conspicuous And identification of the cause of the occurrence. The classification of the above classes, the (frequency space shown in FIG. 4 or the like which is represented by the spatial frequency in the horizontal direction u h and vertical spatial frequencies u v) for each frequency or each direction two-dimensional frequency space Examples include a classification method for classifying into a plurality of regions and a classification method according to weighting.

図16は、本発明の第6実施形態におけるクラスの分類法の一例を示す図である。図16(a)に示す例では、二次元の周波数空間が同心の8個のリング状の領域(クラスC1〜C8)に分類されている。二次元の周波数空間は、中心部分に直流成分が配置され、中心部分から離れるにつれてより周波数の高い成分が配置される。このため、図16(a)に示す分類を行うことにより、二次元の周波数空間の周波数成分を周波数毎に分類することが可能になる。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a class classification method according to the sixth embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 16A, the two-dimensional frequency space is classified into eight concentric ring-shaped regions (classes C1 to C8). In the two-dimensional frequency space, a direct current component is arranged at the center portion, and a component having a higher frequency is arranged as the distance from the center portion increases. For this reason, by performing the classification shown in FIG. 16A, the frequency components of the two-dimensional frequency space can be classified for each frequency.

クラス別解析条件データD21は、上記のクラスの分類を規定するデータであり、画像入力条件データD11及び観察条件データD12とともに、検査制御部35等から出力される。具体的に、クラス別解析条件データD21は、局所地合指数演算部57で得られる空間周波数毎の乗算結果に対する重み付けを規定する周波数重みデータWを含むデータである。具体的に、図16(a)に示す分類がなされる場合には、クラスの各々について、内部では値が「1」であり、外部では値が「0」である二値の周波数重みデータWが規定される。例えば、クラスC2に着目すると、図16(b)に示す通り、その内部(斜線が付されていない部分)は値が「1」であり、その外部(斜線が付された部分)は値が「0」である周波数重みデータWが規定される。この周波数重みデータWは任意の値を規定することができるが、全てのクラスについての値の総和が「1」となるように設定するのが望ましい。 The class-specific analysis condition data D21 is data that defines the classification of the class, and is output from the inspection control unit 35 and the like together with the image input condition data D11 and the observation condition data D12. Specifically, the class-specific analysis condition data D < b > 21 is data including frequency weight data W n that defines weights for multiplication results for each spatial frequency obtained by the local formation index calculation unit 57. Specifically, when the classification shown in FIG. 16A is performed, for each class, binary frequency weight data W having a value “1” inside and a value “0” outside. n is defined. For example, focusing on class C2, as shown in FIG. 16 (b), the inside (the part not hatched) has a value of “1” and the outside (the part shaded) has a value. Frequency weight data W n that is “0” is defined. The frequency weight data W n can define an arbitrary value, but is preferably set so that the sum of the values for all classes is “1”.

尚、クラスの分類法としては、図16に示すリング状の領域に分類する方法以外に、二次元の周波数空間を方向に応じて放射状の領域に分類する方法も考えられる。このような分類を行う場合には、二次元の周波数空間における中心部分(直流成分が配置される部分)の近傍では周辺部分(高い成分が配置される部分)に比べて角度解像度が悪くなる。このような場合には、角度解像度が悪い中心部分に対しては値が小さく、周辺部分に行くにつれて値が徐々に大きくなる周波数重みデータWを用いるのが望ましい。 As a class classification method, in addition to the method of classifying into a ring-shaped region shown in FIG. 16, a method of classifying a two-dimensional frequency space into a radial region according to the direction can be considered. When such classification is performed, the angular resolution is worse in the vicinity of the central portion (the portion where the DC component is disposed) in the two-dimensional frequency space than in the peripheral portion (the portion where the high component is disposed). In such a case, it is desirable to use the frequency weight data W n that has a small value for the central part with poor angular resolution and gradually increases as it goes to the peripheral part.

画像処理部34の地合指数算出部80は、図6,図14に示す輝度変換部51〜地合分布統計演算部59に加えて、クラス別局所地合指数演算部81n(第3演算手段,第4演算手段)、クラス別地合分布画像生成部82n、及びクラス別地合分布統計演算部83nを備える。尚、図15においては、理解を容易にするために、局所地合指数演算部57が乗算部57aと加算部57bとを備える構成にしている。乗算部57aは、FFT演算部55で求められるコントラスト分布画像CとMTF演算部56で求められるMTF画像M2iとを空間周波数毎に乗算する構成を示しており、加算部57bは、乗算部57aにより得られた値を加算して局所地合指数Jを求める構成を示している。 The formation index calculation unit 80 of the image processing unit 34 includes a class-specific local formation index calculation unit 81n (third calculation means) in addition to the luminance conversion unit 51 to the formation distribution statistical calculation unit 59 shown in FIGS. , Fourth calculation means), a class-specific formation distribution image generation unit 82n, and a class-specific formation distribution statistical calculation unit 83n. In FIG. 15, in order to facilitate understanding, the local formation index calculation unit 57 includes a multiplication unit 57a and an addition unit 57b. The multiplier 57a is configured to multiply the contrast distribution image C i obtained by the FFT calculator 55 and the MTF image M 2i obtained by the MTF calculator 56 for each spatial frequency, and the adder 57b is a multiplier It shows a configuration for determining the local formation index J i by adding the value obtained by 57a.

クラス別局所地合指数演算部81nは、クラス別解析条件データD21に基づいて、クラス毎の局所地合指数であるクラス別局所地合指数Jniを算出する。具体的には、局所地合指数演算部57の乗算部57aで求められた空間周波数毎の乗算結果(C・M2i:第3データ)に対してクラス別解析条件データD21に規定される周波数重みデータWを乗算し、これにより得られた値を加算することによってクラス別局所地合指数Jniを算出する。 By class local formation index calculation unit 81n on the basis of the class-specific analysis condition data D21, and calculates the local formation index at a class-specific local formation index J ni for each class. Specifically, the multiplication result (C i · M 2i : third data) for each spatial frequency obtained by the multiplication unit 57a of the local formation index calculation unit 57 is defined in the analysis condition data D21 for each class. The class-specific local formation index J ni is calculated by multiplying the frequency weight data W n and adding the values obtained thereby.

尚、クラス別局所地合指数演算部81nは、局所地合指数演算部57と同様に、重み付け演算を行ってクラス別局所地合指数Jniを算出するものであっても良い。具体的には、以下の(18)式に示す通り、コントラスト分布画像CとMTF画像M2iとの空間周波数毎の乗算結果に周波数重みデータWを乗算して得られた値のw乗(wは任意の実数)を演算して加算し、これにより得られた値の1/w乗値を求めてクラス別局所地合指数Jniとしてもよい。
以上の重み付け演算を行うことで、クラス別地合指数の精度をより向上させることができる。
Incidentally, by class local formation index calculation unit 81n, similarly to the local formation index calculation unit 57 may be one performing weighting operation to calculate a class-by-class local formation index J ni. Specifically, as shown in the following equation (18), the multiplication result for each spatial frequency of the contrast distribution image C i and the MTF image M 2i is multiplied by the frequency weight data W n to the power of w. (Where w is an arbitrary real number) may be calculated and added, and a 1 / wth power value of the obtained value may be obtained and used as the class-specific local formation index J ni .
By performing the above weighting calculation, the accuracy of the class-specific formation index can be further improved.

クラス別地合分布画像生成部82nは、クラス別解析条件データD21に基づいて、クラス別局所地合指数演算部81nで算出されるクラス別局所地合指数Jniから、クラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示すクラス別地合分布画像をそれぞれ生成する。つまり、FFT演算部55、MTF演算部56、及び局所地合指数演算部57によって局所地合指数Jが複数の局所領域(局所領域設定部54によって検査領域内に設定された局所領域)の各々について求められるのと同様に、クラス別地合分布画像生成部82nは、検査領域内におけるクラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示す地合分布画像をそれぞれ生成する。 By class formation distribution image generating unit 82n on the basis of the class-specific analysis condition data D21, from the class-specific local formation CLASS locally calculated by the exponential calculation unit 81n formation index J ni, by class topical formation index A class-specific formation distribution image indicating a two-dimensional distribution of J ni is generated. In other words, the local formation index J i of the plurality of local regions (local regions set in the inspection region by the local region setting unit 54) by the FFT calculation unit 55, the MTF calculation unit 56, and the local formation index calculation unit 57 is obtained. As determined for each, the class-specific formation distribution image generation unit 82n generates a formation distribution image indicating a two-dimensional distribution of the class-specific local formation index J ni in the examination region.

クラス別地合分布統計演算部83nは、クラス別解析条件データD21に基づいて、クラス別地合分布画像生成部82nで生成されるクラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示す地合分布画像に対して統計的演算を行ってクラス別地合指数DXnをそれぞれ求める。具体的に、クラス別地合分布統計演算部83nは、例えばクラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示す地合分布画像に対して平均化処理、最大値算出処理、標準偏差算出処理等を行い、これらの処理によって得られた値をクラス別地合指数DXnとしてそれぞれ求める。尚、局所領域設定部54によって検査領域内に1つの局所領域のみが設定された場合には、クラス別局所地合指数演算部81nで算出されたクラス別局所地合指数Jniがクラス別地合指数DXnとなる。 Based on the class-specific analysis condition data D21, the class-specific formation distribution statistical calculation unit 83n displays the two-dimensional distribution of the class-specific local distribution index J ni generated by the class-specific formation distribution image generation unit 82n. A statistical calculation is performed on the distribution image to obtain a class-specific formation index DXn. Specifically, by class formation distribution statistic calculation unit 83n, for example an averaging process with respect to each class local formation index J ni of formation distribution image showing a two-dimensional distribution, the maximum value calculation process, the standard deviation calculation process Etc., and the values obtained by these processes are obtained as class-specific formation indexes DXn. When only one local region is set in the examination region by the local region setting unit 54, the class-specific local formation index J ni calculated by the class-specific local formation index calculation unit 81n is used as the class-specific region. The combined index DXn is obtained.

上記構成の地合検査装置においては、画像処理部34の測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部80に設けられた輝度変換部51〜地合分布統計演算部59で第1実施形態と同様の処理が行われて地合指数DXが算出される。かかる処理と並行して、局所地合指数演算部57の乗算部57aで求められた空間周波数毎の乗算結果がクラス別局所地合指数演算部81nに出力されてクラス別局所地合指数Jniが算出される。 In the ground inspection apparatus having the above configuration, the luminance conversion unit 51 to the ground distribution statistical calculation unit 59 provided in the measurement region setting unit 41, the image correction unit 42, and the ground index calculation unit 80 of the image processing unit 34 are used. The same process as that of the first embodiment is performed to calculate the formation index DX. In parallel with this processing, the multiplication result for each spatial frequency obtained by the multiplication unit 57a of the local formation index calculation unit 57 is output to the class-specific local formation index calculation unit 81n, and the class-specific local formation index J ni. Is calculated.

具体的には、局所地合指数演算部57の乗算部57aで求められた空間周波数毎の乗算結果に対し、クラス別解析条件データD21に規定される周波数重みデータWがクラス毎に乗算され、これにより得られた値がクラス毎に加算されることによってクラス別局所地合指数Jniが算出される。尚、クラス別局所地合指数演算部81nの処理は、局所地合指数演算部57の処理と同様に、局所領域設定部54で設定された検査領域内における局所領域の各々に対して行われる。 Specifically, the multiplication result for each spatial frequency obtained by the multiplication unit 57a of the local formation index calculation unit 57 is multiplied for each class by the frequency weight data W n defined in the class-specific analysis condition data D21. Then, the value obtained thereby is added for each class, whereby the class-specific local formation index J ni is calculated. Note that the processing by the class-specific local formation index calculation unit 81n is performed on each of the local regions in the examination region set by the local region setting unit 54 in the same manner as the processing by the local formation index calculation unit 57. .

検査領域内に設定された全ての局所領域について、クラス別局所地合指数Jniが算出されると、クラス別地合分布画像生成部82nによってクラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示す地合分布画像がそれぞれ生成される。そして、クラス別地合分布統計演算部83nにおいて、クラス別局所地合指数Jniの二次元分布を示す地合分布画像に対して平均化処理、最大値算出処理、標準偏差算出処理等がそれぞれ行われ、これらの処理によって得られた値がクラス別地合指数DXnとして求められる。 When the class-specific local formation index J ni is calculated for all the local areas set in the examination area, the class-specific local distribution index generation unit 82n generates a two-dimensional distribution of the class-specific local formation index J ni. The formation distribution images shown are respectively generated. Then, the class-specific texture distribution statistic calculation unit 83n, an averaging process with respect to formation distribution image showing a two-dimensional distribution of each class local formation index J ni, the maximum value calculation process, the standard deviation calculation processing and the like, respectively The value obtained by these processes is obtained as the class-specific formation index DXn.

図17は、本発明の第6実施形態において観察した画像の一例を示す図である。また、図18は、図17に示す画像から求められる地合分布画像を示す図であり、図19は、図17に示す画像から求められるクラス別地合分布画像を示す図である。尚、図19(a)〜(h)は、クラスC1〜C8についてのクラス別地合分布画像をそれぞれ示している。   FIG. 17 is a diagram showing an example of an image observed in the sixth embodiment of the present invention. 18 is a diagram showing the formation distribution image obtained from the image shown in FIG. 17, and FIG. 19 is a diagram showing the class-specific formation distribution image obtained from the image shown in FIG. In addition, Fig.19 (a)-(h) has each shown the classification | category formation distribution image about class C1-C8.

図17に示す画像は、左上部分E1に大きなムラが存在し、右下部分E2に小さな黒点が存在する画像である。この図17に示す画像が本実施形態の地合検査装置に入力されると、地合分布画像生成部58において図18に示す地合分布画像が求められる。図18を参照すると、図17において大きなムラが存在している左上部分E1に対応する左上部分E11、及び、図17において小さな黒点が存在している右下部分E2に対応する右下部分E12の双方の地合指数が高いことを示す白丸部が現れており、両者を区別することは困難である。   The image shown in FIG. 17 is an image in which a large unevenness exists in the upper left portion E1, and a small black spot exists in the lower right portion E2. When the image shown in FIG. 17 is input to the formation inspection apparatus of this embodiment, the formation distribution image generation unit 58 obtains the formation distribution image shown in FIG. Referring to FIG. 18, the upper left portion E11 corresponding to the upper left portion E1 where large unevenness exists in FIG. 17 and the lower right portion E12 corresponding to the lower right portion E2 where small black dots exist in FIG. White circles indicating that both formation indices are high appear, and it is difficult to distinguish them.

これに対し、図19を参照すると、図19(a),(b)に示されているクラスC1,C2のクラス別地合分布画像では、右下部分E12に明確な白丸が現れているが、左上部分E11に明確な白丸が現れているとは言い難い。これとは逆に、図19(f)〜(h)に示されているクラスC6〜C8のクラス別地合分布画像では、左上部分E11に明確な白丸が現れているが、右上部分E12に明確な白丸が現れているとは言い難い。尚、図19では図示を省略しているが、これらのクラス別地合分布画像からは、互いに値が異なるクラス別地合指数DX1〜DX8が求められることになる。このように、地合指数DXだけでは地合の目立ち方の種類やその発生原因の特定が困難であっても、クラス毎の地合指数DXnを算出して評価することにより、目立ち方の種類やその発生原因の特定が容易になる。   On the other hand, referring to FIG. 19, in the class-specific formation distribution images of classes C1 and C2 shown in FIGS. 19A and 19B, a clear white circle appears in the lower right portion E12. It is difficult to say that a clear white circle appears in the upper left portion E11. On the contrary, in the class-specific formation distribution images of classes C6 to C8 shown in FIGS. 19 (f) to (h), a clear white circle appears in the upper left portion E11, but in the upper right portion E12. It is hard to say that a clear white circle appears. In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 19, the classification | category formation index DX1-DX8 from which a value mutually differs is calculated | required from these classification | category formation distribution images. In this way, even if it is difficult to identify the type of formation conspicuousness and the cause of its occurrence with the formation index DX alone, the type of conspicuousness is calculated by calculating and evaluating the formation index DXn for each class. And the cause of the occurrence can be easily identified.

図20は、本発明の第6実施形態で観察を行った複数の画像を示す図である。また、図21は、図20に示す画像の各々から求められるクラス別地合指数を示す図であって、(a)はクラス別地合指数DXnそのものを示す図であり、(b)はクラス別地合指数DXnを地合指数DXで除算した値を示す図である。尚、図21においては、図16に示すクラスの分類と同様の分類を行っているため、クラスC1に向かうほど高周波成分になり、クラスC9にむかうほど低周波成分になる。また、図21(a),(b)における凡例「a」〜「g」は、それぞれ図20(a)〜(g)に示す画像から得られたクラス別地合指数であることを示している。   FIG. 20 is a diagram showing a plurality of images observed in the sixth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a diagram showing the class-specific formation index obtained from each of the images shown in FIG. 20, wherein (a) shows the class-specific formation index DXn itself, and (b) shows the class. It is a figure which shows the value which divided another formation index DXn by the formation index DX. In FIG. 21, since the classification similar to the classification of the class shown in FIG. 16 is performed, the frequency component becomes higher toward the class C1, and the frequency component becomes lower toward the class C9. In addition, legends “a” to “g” in FIGS. 21A and 21B indicate class-specific formation indexes obtained from the images shown in FIGS. 20A to 20G, respectively. Yes.

図20を参照すると、図20(a),(b)は、粒状の地合(細かなフロック)を観察した場合に得られる画像であり、図20(c),(e),(f)は、雲状の地合(大きなフロック)を観察した場合に得られる画像である。図21(a)を参照すると、図20(a)〜(g)に示される画像のうち、雲状の地合が最も大きな図20(f)の画像を観察した場合には、図20(f)の画像以外の他の画像を観察した場合よりも、飛び抜けて値が大きなクラス別地合指数DXnが得られることが分かる。   Referring to FIG. 20, FIGS. 20 (a) and 20 (b) are images obtained when a granular formation (fine floc) is observed, and FIGS. 20 (c), (e) and (f). Is an image obtained when a cloud-like formation (large flock) is observed. Referring to FIG. 21 (a), when the image of FIG. 20 (f) having the largest cloud-like formation among the images shown in FIGS. 20 (a) to (g) is observed, FIG. It can be seen that a class-by-class formation index DXn is obtained that is far greater than the case of observing other images other than the image of f).

また、図21(b)を参照すると、粒状の地合を観察した場合(例えば、図20(a),(b)に示される画像を観察した場合)には、高周波のクラス(例えば、クラスC1やクラスC2)の値が大きくなる傾向がある。これに対し、雲状の地合を観察した場合(例えば、図20(c),(e),(f)に示される画像を観察した場合)には、低周波のクラス(例えば、クラスC5やクラスC6)の値が大きくなる傾向がある。このため、クラス別地合指数DXnを参照することにより、検査対象物の地合の形状(粒度)を直感的に判断することができる。   In addition, referring to FIG. 21B, when a granular formation is observed (for example, when the images shown in FIGS. 20A and 20B are observed), a high frequency class (for example, a class) is used. The value of C1 and class C2) tends to increase. On the other hand, when a cloud-like formation is observed (for example, when images shown in FIGS. 20C, 20E, and 20F are observed), a low-frequency class (for example, class C5). And the value of class C6) tends to increase. For this reason, the formation shape (granularity) of the inspection object can be intuitively determined by referring to the formation index DXn by class.

〔第7実施形態〕
図22は、本発明の第7実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。この図22に示す画像処理部34は、図15に示す画像処理部34と同様に、図1に示す透過光方式の地合検査装置1、図11に示す反射光方式の地合検査装置2、図12に示す両面同時検査が可能な地合検査装置3、及び図13に示す透過方式・反射方式の検査が可能な地合検査装置4の何れにも適用することができる。
[Seventh Embodiment]
FIG. 22 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit provided in the ground inspection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The image processing unit 34 shown in FIG. 22 is similar to the image processing unit 34 shown in FIG. 15 in that the transmitted light type ground inspection device 1 shown in FIG. 1 and the reflected light type ground inspection device 2 shown in FIG. 12 can be applied to both the ground inspection apparatus 3 capable of performing the double-sided simultaneous inspection illustrated in FIG. 12 and the ground inspection apparatus 4 capable of performing the transmission method and the reflection method illustrated in FIG.

図22に示す通り、画像処理部34は、図15に示す画像処理部34と同様に、測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部80を備える構成である。但し、図1に示す画像処理部34では、乗算部57aの乗算結果が加算部57bとクラス別局所地合指数演算部81nとに出力され、クラス別局所地合指数演算部81nの演算結果がクラス別地合分布画像生成部82nのみに出力されていたのに対し、図22に示す画像処理部34では、乗算部57aの乗算結果がクラス別局所地合指数演算部81nのみに出力され、クラス別局所地合指数演算部81nの演算結果がクラス別地合分布画像生成部82nと加算部57bとに出力される点が相違する。   As illustrated in FIG. 22, the image processing unit 34 includes a measurement region setting unit 41, an image correction unit 42, and a formation index calculation unit 80, similar to the image processing unit 34 illustrated in FIG. 15. However, in the image processing unit 34 shown in FIG. 1, the multiplication result of the multiplication unit 57a is output to the addition unit 57b and the class-specific local formation index calculation unit 81n, and the calculation result of the class-specific local formation index calculation unit 81n In contrast to being output only to the class-specific formation distribution image generation unit 82n, in the image processing unit 34 shown in FIG. 22, the multiplication result of the multiplication unit 57a is output only to the class-specific local formation index calculation unit 81n. The difference is that the calculation result of the class-specific local formation index calculation unit 81n is output to the class-specific formation distribution image generation unit 82n and the addition unit 57b.

以上の構成の相違は、図15に示す画像処理部34よりも地合指数DX及びクラス別地合指数DXnの算出に要する時間を短縮するためである。つまり、図15に示す画像処理部34では、乗算部57aの乗算結果を加算部57bで加算して局所地合指数Jを求めるとともに乗算部57aの乗算結果をクラス毎に分類した上でクラス毎に加算してクラス別局所地合指数Jniを求めていた。ここで、図16を用いて説明した通り、二次元の周波数空間が重複しない領域のクラスに分類され、しかも各々のクラスについて規定される周波数重みデータWが二値の値(例えば、値「0」と値「1」)をとる場合には、加算部57bで行われる加算処理とクラス別局所地合指数演算部81nで行われる加算処理は重複していると考えられる。本実施形態では、かかる重複した加算処理を省略することで、地合指数DX及びクラス別地合指数DXnを算出するのに要する時間の短縮を図っている。 The difference in the above configuration is to shorten the time required for calculating the formation index DX and the class-specific formation index DXn as compared with the image processing unit 34 shown in FIG. That is, in the image processing unit 34 shown in FIG. 15, the multiplication result of the multiplication unit 57a is added by the addition unit 57b to obtain the local formation index J i and the multiplication result of the multiplication unit 57a is classified for each class. The class-specific local formation index J ni was obtained by adding each time. Here, as described with reference to FIG. 16, the frequency weight data W n that is classified into the classes of the regions where the two-dimensional frequency spaces do not overlap and is defined for each class is a binary value (for example, the value “ In the case of taking “0” and the value “1”), it is considered that the addition processing performed in the addition unit 57b and the addition processing performed in the class-specific local formation index calculation unit 81n overlap. In the present embodiment, the time required for calculating the formation index DX and the class-specific formation index DXn is reduced by omitting such overlapping addition processing.

上記構成において、局所地合指数演算部57の乗算部57aで求められた空間周波数毎の乗算結果は、クラス別局所地合指数演算部81nに出力され、クラス別解析条件データD21に規定される周波数重みデータWがクラス毎に乗算され、これにより得られた値がクラス毎に加算されることによってクラス別局所地合指数Jniが算出される。このクラス別局所地合指数Jniがクラス別地合分布画像生成部82nに出力されると、クラス別地合分布画像生成部82n及びクラス別地合分布統計演算部83nにおいて第6実施形態で説明した処理と同様の処理がそれぞれ行われてクラス別地合指数DXnが求められる。 In the above configuration, the multiplication result for each spatial frequency obtained by the multiplication unit 57a of the local formation index calculation unit 57 is output to the class-specific local formation index calculation unit 81n and is defined in the class-specific analysis condition data D21. frequency weight data W n is multiplied for each class, values obtained by this class-specific local formation index J ni is calculated by being added for each class. When this class-specific local formation index J ni is output to the class-specific formation distribution image generation unit 82n, the class-specific formation distribution image generation unit 82n and the class-specific formation distribution image calculation unit 83n are the same in the sixth embodiment. The same processing as described above is performed to obtain the class-specific formation index DXn.

また、クラス別局所地合指数演算部81nで算出されたクラス別局所地合指数Jniは、局所地合指数演算部57の加算部57bに出力される。すると、加算部57bにおいて、全てのクラスのクラス別局所地合指数Jniを加算する処理が行われ、これにより地合指数Jが算出される。このように、本実施形態では、クラス別局所地合指数演算部81nで算出されたクラス別局所地合指数Jniを加算して地合指数Jを求めており、重複した加算処理(乗算部57aで求められた空間周波数毎の乗算結果を全て加算して地合指数Jを求める処理)を省略することができるため、地合指数DX及びクラス別地合指数DXnを算出するのに要する時間を短縮することができる。 Further, the class-specific local formation index J ni calculated by the class-specific local formation index calculation unit 81 n is output to the addition unit 57 b of the local formation index calculation unit 57. Then, the adding unit 57b performs a process of adding the class-specific local formation indexes J ni of all classes, thereby calculating the formation indexes J i . As described above, in this embodiment, the class-specific local index J ni calculated by the class-specific local pattern index calculation unit 81n is added to obtain the group index J i , and duplicate addition processing (multiplication) it is possible to omit the process) for obtaining the formation index J i a multiplication result for each spatial frequency determined by the parts 57a all adding to, to calculate the formation index DX and by class formation index DXn The time required can be shortened.

〔第8実施形態〕
図23は、本発明の第8実施形態による地合検査装置が備える画像処理部の内部構成を示すブロック図である。図23に示す通り、画像処理部34は、測定領域設定部41、画像補正部42、及び地合指数算出部80に加えて、クラス別二値画像データ生成部91nとクラス影響度算出部92とを備える構成であり、地合指数DX及びクラス別地合指数DXnの算出に加えて、地合の目立ち方に対する各クラスの影響度の算出を可能とするものである。尚、各クラスの影響度を用いることによって、例えば紙Pの欠陥検出が可能となる。
[Eighth Embodiment]
FIG. 23 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit provided in the ground inspection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 23, in addition to the measurement region setting unit 41, the image correction unit 42, and the formation index calculation unit 80, the image processing unit 34 includes a class-specific binary image data generation unit 91n and a class influence calculation unit 92. In addition to calculating the formation index DX and the class-specific formation index DXn, it is possible to calculate the influence of each class on how the formation is conspicuous. Note that, by using the influence level of each class, for example, it is possible to detect a defect of the paper P.

この図23に示す画像処理部34も、図15,図22に示す画像処理部34と同様に、図1に示す透過光方式の地合検査装置1、図11に示す反射光方式の地合検査装置2、図12に示す両面同時検査が可能な地合検査装置3、及び図13に示す透過方式・反射方式の検査が可能な地合検査装置4の何れにも適用することができる。   Similarly to the image processing unit 34 shown in FIGS. 15 and 22, the image processing unit 34 shown in FIG. 23 also has a transmitted light type ground inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 and a reflected light type ground formation shown in FIG. 11. The present invention can be applied to any of the inspection apparatus 2, the ground inspection apparatus 3 capable of performing the double-sided simultaneous inspection illustrated in FIG. 12, and the ground inspection apparatus 4 capable of performing the transmission method and the reflection system inspection illustrated in FIG.

クラス別二値画像データ生成部91nは、クラス別地合分布画像生成部82nで生成されるクラス別地合分布画像に対してそれぞれ閾値を設定し、例えばクラス別局所地合指数が閾値よりも大きくなる領域と、クラス別局所地合指数が閾値以下となる領域とを二値化処理等によりそれぞれ抽出する。そして、クラス毎に抽出した各々の領域を示すデータであるクラス別二値画像データをそれぞれ生成する。   The class-specific binary image data generation unit 91n sets a threshold for each class-specific formation distribution image generated by the class-specific formation distribution image generation unit 82n. For example, the class-specific local formation index is lower than the threshold. A region to be enlarged and a region in which the class-specific local formation index is equal to or less than the threshold are extracted by binarization processing or the like. Then, class-specific binary image data that is data indicating each area extracted for each class is generated.

クラス影響度算出部92は、クラス別二値画像データ生成部91nで生成されるクラス別二値画像データとクラス別地合分布画像生成部82nで生成されるクラス別地合分布画像とから、地合の目立ち方に対する各クラスの影響度を算出する。具体的には、クラス別二値画像データ生成部91nで生成されるクラス別二値画像データをBとし、クラス別地合分布画像生成部82nで生成されるクラス別地合分布画像をDとすると、以下の(19)式から、地合の目立ち方に対する各クラスの影響度を示すクラス影響度判定画像Hを算出する。
The class influence degree calculation unit 92 includes, from the class-specific binary image data generated by the class-specific binary image data generation unit 91n and the class-specific formation distribution image generated by the class-specific formation distribution image generation unit 82n, Calculate the degree of influence of each class on how conspicuous. Specifically, the class-specific binary image data generated by the class-specific binary image data generation unit 91n is Bn , and the class-specific formation distribution image generated by the class-specific formation distribution image generation unit 82n is D. Assuming n , a class influence degree determination image H indicating the degree of influence of each class on the conspicuousness of the formation is calculated from the following equation (19).

上記構成において、記憶部33に記憶された画像データD1が読み出されて画像処理部34に入力されると、第6実施形態と同様の処理が行われて地合指数DX及びクラス別地合指数DXnが算出される。ここで、クラス別地合指数DXnの算出が行われる前に、クラス別地合分布画像生成部82nでクラス別局所地合指数の二次元分布を示すクラス別地合分布画像を生成する処理が行われる。   In the above configuration, when the image data D1 stored in the storage unit 33 is read out and input to the image processing unit 34, the same processing as that in the sixth embodiment is performed, and the formation index DX and the classification-by-class formation are performed. An index DXn is calculated. Here, before the class-specific formation index DXn is calculated, the class-specific formation distribution image generation unit 82n generates a class-specific formation distribution image indicating a two-dimensional distribution of the class-specific local formation index. Done.

クラス別地合分布画像生成部82nで生成されたクラス別地合分布画像は、クラス別二値画像データ生成部91nにそれぞれ入力され、所定の閾値を用いた二値化処理等が行われてクラス別二値画像データがそれぞれ生成される。次いで、クラス影響度算出部92において、クラス別地合分布画像生成部82nで生成されたクラス別地合分布画像と、クラス別二値画像データ生成部91nで生成されたクラス別二値画像データと用いて、上述した(19)式からクラス影響度判定画像Hを算出する処理が行われる。   The class-specific formation distribution images generated by the class-specific formation distribution image generation unit 82n are respectively input to the class-specific binary image data generation unit 91n, and binarization processing using a predetermined threshold is performed. Each class of binary image data is generated. Next, in the class influence calculation unit 92, the class-specific ground distribution image generated by the class-specific ground distribution image generation unit 82n and the class-specific binary image data generated by the class-specific binary image data generation unit 91n. Is used to calculate the class influence determination image H from the above-described equation (19).

図24は、本発明の第8実施形態において求められるクラス影響度判定画像の一例を示す図である。尚、図24に示すクラス影響度判定画像は、図17に示す画像を観察して得られたものである。また、図24においては、各クラスにおける濃淡を示す凡例が画像の右側に付されている。図24を参照すると、例えば図17において大きなムラが存在している左上部分E1に対応する左上部分E11に現れる白丸は、その濃淡の度合からクラスC6,C7の影響度が大きいことが分かる。   FIG. 24 is a diagram showing an example of a class influence degree determination image obtained in the eighth embodiment of the present invention. Note that the class influence degree determination image shown in FIG. 24 is obtained by observing the image shown in FIG. Further, in FIG. 24, a legend indicating the shading in each class is attached to the right side of the image. Referring to FIG. 24, it can be seen that, for example, the white circle appearing in the upper left portion E11 corresponding to the upper left portion E1 in which large unevenness exists in FIG.

このように、本実施形態では、地合の目立ち方に対する各クラスの影響度を示すクラス影響度判定画像Hを算出しているため、地合の目立つ領域がどのクラスの影響を受けているのかを容易に判定することができる。尚、図24に示すクラス影響度判定画像に対して、第5実施形態で行われた欠陥領域、欠陥種類を判定する処理と同様の処理を行うことにより、本実施形形態においても紙Pの欠陥検出が可能になる。   As described above, in the present embodiment, the class influence degree determination image H indicating the degree of influence of each class on the conspicuousness of the formation is calculated, so which class is affected by the conspicuous area. Can be easily determined. Note that the same processing as the processing for determining the defect area and defect type performed in the fifth embodiment is performed on the class influence determination image shown in FIG. Defect detection becomes possible.

〔紙の製造工程〕
図25は、検査対象物としての紙の生産工程の概略を示す工程図である。図25に示す通り、紙の生産工程は、調合工程S1、フォーミング工程S2、プレス工程S3、ドライ工程S4、カレンダ工程S5、リール工程S6、及び裁断工程S7を有している。調合工程S1は紙の原料液を調合する工程であり、フォーミング工程S2は調合された紙原料液をヘッドボックスからワイヤ上或いは対のワイヤ間に噴出し、脱水機器により脱水して湿紙とする工程である。
[Paper manufacturing process]
FIG. 25 is a process diagram showing an outline of a production process of paper as an inspection object. As shown in FIG. 25, the paper production process includes a blending process S1, a forming process S2, a pressing process S3, a drying process S4, a calendar process S5, a reel process S6, and a cutting process S7. The blending step S1 is a step of blending a paper raw material liquid, and the forming step S2 is a wet paper that is dehydrated by a dehydrating device by ejecting the blended paper raw material liquid on a wire or between a pair of wires from a head box. It is a process.

プレス工程S3は、フォーミング工程S2からの湿紙をフェルトにより圧搾する工程であり、ドライ工程S4は圧搾された湿紙を乾燥させる工程である。カレンダ工程S5は、乾燥された紙に対して紙厚や紙平滑等を調整する工程であり、リール工程S6は紙厚や紙平滑等が調整された紙を巻き取る工程である。裁断工程S7は、リール工程S6で巻き取られた紙を裁断する工程である。尚、リール工程S6で巻き取られた紙が製品として出荷される場合には、裁断工程S7は省略される。   The pressing step S3 is a step of squeezing the wet paper from the forming step S2 with felt, and the drying step S4 is a step of drying the compressed wet paper. The calendar process S5 is a process for adjusting the paper thickness, paper smoothness and the like of the dried paper, and the reel process S6 is a process for winding the paper whose paper thickness and paper smoothness are adjusted. The cutting step S7 is a step of cutting the paper wound up in the reel step S6. When the paper wound in the reel process S6 is shipped as a product, the cutting process S7 is omitted.

以上説明した第1〜第8実施形態による地合検査装置は、生産された製品を検査対象物としたオフライン装置として用いることも、図25に示す通り、生産工程における中間製品を検査対象物としたオンライン装置として用いることもできる。特に、オンライン装置として用いる場合には、図25中のフォーミング工程S2からリール工程S6までの各工程に設置することが可能である。   The ground inspection apparatus according to the first to eighth embodiments described above can be used as an off-line apparatus in which a manufactured product is an inspection object. As shown in FIG. 25, an intermediate product in the production process is an inspection object. It can also be used as an online device. In particular, when used as an online device, it can be installed in each process from the forming process S2 to the reel process S6 in FIG.

第1〜第8実施形態による地合検査装置は何れも、検査領域内に局所領域を設定し、局所領域の各々で求められる局所地合指数の二次元分布を示す地合分布画像を生成している。このため、例えば、品質管理の観点からは、紙Pの地合のレベルに応じて裁断する領域を決定するといった裁断工程S7における支援効果が得られるとともに、悪い地合の領域を調合工程にリサイクルし、或いは市場に出さないようにすることで、原料費面での改善や出荷製品の品質を安定させる効果が得られる。また、第1〜第8実施形態による地合検査装置は何れも、裁断された製品の品質を地合のレベル毎に管理することができる。このため、裁断工程S6においては、地合のレベル毎に製品の用途を分類可能となる。   Each of the ground inspection devices according to the first to eighth embodiments sets a local region in the inspection region, and generates a ground distribution image indicating a two-dimensional distribution of the local ground index obtained in each of the local regions. ing. For this reason, for example, from the viewpoint of quality control, it is possible to obtain the support effect in the cutting process S7 such as determining the area to be cut according to the level of formation of the paper P, and to recycle the bad area to the blending process. However, by preventing the product from being put on the market, the effect of improving the raw material cost and stabilizing the quality of the shipped product can be obtained. In addition, any of the ground inspection devices according to the first to eighth embodiments can manage the quality of the cut product for each ground level. For this reason, in the cutting process S6, it becomes possible to classify the use of the product for each level of formation.

また、制御管理の観点からは、例えば検査対象物の幅方向の各点における地合の変化のトレンドを解析して地合指数分布の経時変化を求め、地合領域の検査対象物の幅方向に対する顕在性や検査対象物の流れ方向に対する周期性を求めることで、品質を改善する効果が得られる。例えば、検査対象物の流れ方向に対する周期性を求め、前工程の調整対象を抽出し、その調整対象を調整(例えば、ヘッドボックスの速度調整や分布調整、各工程のローラの位置調整やローラ圧の調整等)することで、品質を改善する効果が得られ、地合指数を制御因子として活用することが可能になる。   From the viewpoint of control management, for example, by analyzing the trend of change in formation at each point in the width direction of the inspection object, the change in formation index distribution over time is obtained, and the width direction of the inspection object in the formation area The effect of improving the quality can be obtained by obtaining the saliency with respect to and the periodicity with respect to the flow direction of the inspection object. For example, the periodicity with respect to the flow direction of the inspection object is obtained, the adjustment target of the previous process is extracted, and the adjustment target is adjusted (for example, speed adjustment and distribution adjustment of the head box, roller position adjustment and roller pressure of each process) Etc.), an effect of improving quality can be obtained, and the formation index can be used as a control factor.

また、第6〜第8実施形態による地合検査装置は、地合指数DXに加えてクラス別地合指数DXnを算出している。このため、搬送される検査対象物を連続して測定すれば、クラス別地合指数DXnの経時変化を求めることができ、クラス別地合指数DXnの経時変化と抄紙工程の操業条件との関連性を容易に把握することができる。これにより、抄紙工程制御へのフィードバックやフィードバック手法の開発支援が可能になる。   In addition, the ground inspection devices according to the sixth to eighth embodiments calculate the ground-based formation index DXn in addition to the formation index DX. For this reason, if the inspection object to be conveyed is continuously measured, the temporal change of the class-specific formation index DXn can be obtained, and the relationship between the temporal change of the class-specific formation index DXn and the operating conditions of the papermaking process. Sex can be easily grasped. This enables feedback to papermaking process control and development support for feedback methods.

図26は、操業条件の変更に伴うクラス別地合指数DXnの変化例を示す図である。図26に示す例では、時刻t1で生じた操業条件の変更によってクラス別地合指数DXnが全体的に低下し、時刻t2で生じた操業条件の変更によってクラス別地合指数DXnが時刻t1以前の値と同程度まで上昇している。ここで、経験上、例えば調合工程S1では、ヘッドボックスの濃度増加によって雲状の地合(大きなフロック)が増大する反面、粒状の地合(細かなフロック)が減少するという傾向があり、フォーミング工程S2では、ヘッドボックスからの噴出速度の上昇によって中間的な周波数の強度が大きく変化する傾向があることが知られている。図26に示すクラス別地合指数DXnの経時変化を参照して調合工程S1やフォーミング工程S2の制御にフィードバックすれば、紙の地合を任意に制御することが可能になる。   FIG. 26 is a diagram illustrating a change example of the class-specific formation index DXn according to the change of the operation condition. In the example shown in FIG. 26, the class-specific formation index DXn generally decreases due to the change of the operation condition that occurred at the time t1, and the class-specific formation index DXn becomes the time before the time t1 due to the change of the operation condition that occurred at the time t2. It has risen to the same level as the value of. Here, from experience, for example, in the blending step S1, the cloud-like formation (large flock) increases due to the increase in the density of the head box, but the granular formation (fine flock) tends to decrease, and the forming is performed. In step S2, it is known that the intensity of the intermediate frequency tends to change greatly due to an increase in the ejection speed from the head box. The formation of the paper can be arbitrarily controlled by referring to the temporal change in the formation-specific formation index DXn shown in FIG. 26 and feeding back to the control of the blending step S1 and the forming step S2.

また、第6〜第8実施形態による地合検査装置で算出される地合指数DX及びクラス別地合指数DXnは何れも、検査対象物の目立ち度合(即ち、外観品質)である。このため、抄紙工程における各工程の前後(例えば、ドライ工程S4の前後、或いは、カレンダ工程S5の前後)で検査対象物の同じ位置を測定して比較評価することで、その工程の操業条件の外観品質に対する関連性をクラス毎に把握することができる。これにより、抄紙工程制御へのフィードバックやフィードバック手法の開発支援が可能になる。   Further, the formation index DX and the class-specific formation index DXn calculated by the formation inspection apparatuses according to the sixth to eighth embodiments are the degree of conspicuousness (that is, the appearance quality) of the inspection object. For this reason, by measuring and comparing and evaluating the same position of the inspection object before and after each process in the papermaking process (for example, before and after the dry process S4 or before and after the calendar process S5), Relevance to appearance quality can be ascertained for each class. This enables feedback to papermaking process control and development support for feedback methods.

また、印刷工程においては、検査対象物の同じ位置を測定して比較評価することで、印刷条件の外観品質に対する影響をクラス毎に把握することができる。これにより、印刷される側である検査体対象物(例えば、紙)の特性と、印刷により添加される側(例えば、インク)との相性の分析を可能にし、印刷適性改善のための要因抽出を支援することができる。   Further, in the printing process, the same position of the inspection object is measured and compared and evaluated, so that the influence of the printing conditions on the appearance quality can be grasped for each class. This makes it possible to analyze the compatibility between the characteristics of the object to be inspected (for example, paper) that is to be printed and the side to be added by printing (for example, ink), and extract factors for improving printability Can help.

図27は、印刷前に求められた地合指数又はクラス別地合指数と印刷後に行われた目視評価の結果との相関を説明するための図であって、(a)は地合指数DXと目視評価の結果との相関を示す図であり、(b)はクラス別地合指数DXnと目視評価の結果との相関を示す図である。尚、図27(b)においては、図示を簡略化するために、クラスC3,C4,C9についてのクラス別地合指数DX3,DX4,DX9と目視評価の結果との相関のみを図示している。   FIG. 27 is a diagram for explaining the correlation between the formation index or class-specific formation index obtained before printing and the result of visual evaluation performed after printing, and (a) shows the formation index DX. It is a figure which shows the correlation with the result of visual evaluation, and (b) is a figure which shows the correlation with the formation index DXn classified by class and the result of visual evaluation. In FIG. 27B, only the correlation between the class-specific formation indices DX3, DX4, DX9 and the visual evaluation results for the classes C3, C4, C9 is shown for the sake of simplicity. .

上記の印刷前における地合指数又はクラス別地合指数は、例えば印刷が行われていない無地の紙を本発明の第6〜第8実施形態による地合検査装置で検査して求めたものである。また、上記の印刷後における目視評価の結果は、地合検査装置で検査された上記の無地の紙に対して均一なグレースケール画像を印刷したものの善し悪しを検査員が目視で評価することにより得られるものである。この目視評価は「1」から「8」までの8段階評価であって、値が小さくなるほど良好な評価であり、値が大きくなるほど悪い評価である。   The above-mentioned formation index or the formation-by-class formation index is obtained by inspecting, for example, plain paper that has not been printed with the formation inspection apparatus according to the sixth to eighth embodiments of the present invention. is there. In addition, the result of the visual evaluation after the printing is obtained by the inspector visually evaluating the quality of the printed gray paper on the plain paper inspected by the ground inspection apparatus. It is what This visual evaluation is an eight-step evaluation from “1” to “8”, and the evaluation is better as the value is smaller, and is worse as the value is larger.

まず、図27(a)を参照すると、地合検査装置で得られた地合指数DXと目視検査による結果との相関を示す近似曲線Q11の相関係数Rは「0.79」であり、高い相関があることが分かる。次に、図27(b)を参照すると、クラス別地合指数DX3と目視評価の結果との相関を示す近似曲線Q21の相関係数Rは「0.79」であり、クラス別地合指数DX4と目視評価の結果との相関を示す近似曲線Q22の相関係数Rは「0.81」であり、それぞれ高い相関があることが分かる。 First, referring to FIG. 27 (a), the correlation coefficient R 2 of the approximate curve Q11 showing a correlation between results of formation index DX and visual inspection obtained by the formation testing device is an "0.79" It can be seen that there is a high correlation. Referring now to FIG. 27 (b), the correlation coefficient R 2 of the approximate curve Q21 showing a correlation between the results of each class formation index DX3 and visual evaluation is "0.79", by class formation the correlation coefficient R 2 of the approximate curve Q22 showing a correlation between the results of the exponent DX4 and visual evaluation is "0.81", it can be seen that there is a respective high correlation.

これに対し、クラス別地合指数DX9と目視評価の結果との相関を示す近似曲線Q23の相関係数Rは、「0」に近い値であるため殆ど相関が無いことが分かる。このように、印刷前に求められたクラス別地合指数DXnと印刷後に行われた目視評価の結果との相関が高いクラスと相関が低いクラスとを抽出することができ、印刷適性改善に資することが可能である。 In contrast, the correlation coefficient R 2 of the approximate curve Q23 showing a correlation between the results of each class formation index DX9 and visual evaluation, it is apparent there is no correlation little since a value close to "0". As described above, a class having a high correlation with a class correlation index DXn obtained before printing and a result of visual evaluation performed after printing can be extracted, and a class having a low correlation can be extracted, which contributes to improving printability. It is possible.

以上、本発明の実施形態による地合検査装置及び地合検査方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した地合検査装置が備える画像処理部34は、ハードウェアにより実現することもできるが、ソフトウェアにより実現することもできる。つまり、記録媒体に記録されたプログラム(画像処理部34の機能を実現するプログラム)を読み出してコンピュータにインストールし、或いは、インターネット等のネットワークを介して記録媒体に記録されたプログラムと同様のプログラムをダウンロードしてコンピュータにインストールすることにより、画像処理部34をソフトウェアにより実現できる。   As mentioned above, although the ground inspection apparatus and the ground inspection method by embodiment of this invention were demonstrated, this invention is not necessarily limited to the said embodiment, In the range of this invention, it can change freely. For example, the image processing unit 34 included in the above-described formation inspection apparatus can be realized by hardware, but can also be realized by software. That is, a program recorded on a recording medium (a program that realizes the function of the image processing unit 34) is read and installed in a computer, or a program similar to the program recorded on the recording medium via a network such as the Internet. By downloading and installing in the computer, the image processing unit 34 can be realized by software.

また、上記実施形態では、画像入力装置20から出力される画像データを処理して地合指数DXやクラス別地合指数DXnを求める地合検査装置について説明した。しかしながら、地合検査装置は、必ずしも画像入力装置20を備えている必要はない。例えば、検査すべき画像を地合検査装置とは別体の画像入力装置で撮像しておき、この画像入力装置で撮像された画像の画像データを地合検査装置で処理して地合指数DXやクラス別地合指数DXnを求めるようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, the ground inspection apparatus which processes the image data output from the image input device 20, and calculates | requires the ground index DX and the class-specific ground index DXn was demonstrated. However, the ground inspection device is not necessarily provided with the image input device 20. For example, an image to be inspected is captured by an image input device separate from the ground inspection device, and the image data of the image captured by the image input device is processed by the ground inspection device, and the ground index DX Alternatively, the class-specific formation index DXn may be obtained.

また、上記実施形態では、MTF演算部56が、局所サイズ算出部53で設定された局所領域視角d,dとFFT演算部55で用いられる平均輝度LAiとを用いて、MTF画像M2iを生成する例について説明した。しかしながら、MTF演算部56を省略して、検査制御部35から画像処理部34の局所地合指数演算部57に対し、MTF画像を出力するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the MTF calculation unit 56 uses the local area viewing angles d h and d v set by the local size calculation unit 53 and the average luminance L Ai used by the FFT calculation unit 55, and uses the MTF image M. An example of generating 2i has been described. However, the MTF calculation unit 56 may be omitted, and the MTF image may be output from the inspection control unit 35 to the local formation index calculation unit 57 of the image processing unit 34.

1〜4 地合検査装置
20 画像入力装置
51 輝度変換部
52 観察輝度変換部
54 局所領域設定部
55 FFT演算部
56 MTF演算部
57 局所地合指数演算部
59 地合分布統計演算部
81n クラス別局所地合指数演算部
DX 地合指数
P 紙
1-4 Ground check device 20 Image input device 51 Luminance conversion unit 52 Observation luminance conversion unit 54 Local region setting unit 55 FFT calculation unit 56 MTF calculation unit 57 Local formation index calculation unit 59 Ground distribution statistical calculation unit 81n By class Local formation index calculation part DX formation index P paper

Claims (10)

シート状の検査対象物の一方面及び他方面の少なくとも一方が撮像された画像データに対する画像処理を行って求めた地合指数を用いて前記検査対象物の地合を検査する地合検査装置において、
前記画像データに対してFFT演算を行って空間周波数毎のコントラストを示す第1データを得る第1演算手段と、
前記第1演算手段で得られた第1データと、前記検査対象物を観察する距離を規定する観察視距離パラメータ及び前記検査対象物を観察する輝度を規定する観察輝度パラメータで規定される観察条件で前記検査対象物を観察した場合の空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データとを、空間周波数毎に乗算して加算することにより前記地合指数を算出する第2演算手段と
を備えることを特徴とする地合検査装置。
In the ground inspection apparatus for inspecting the formation of the inspection object using the formation index obtained by performing image processing on image data obtained by imaging at least one of the one surface and the other surface of the sheet-like inspection object ,
First computing means for performing FFT computation on the image data to obtain first data indicating contrast for each spatial frequency;
Observation conditions defined by the first data obtained by the first computing means, an observation viewing distance parameter that defines a distance for observing the inspection object, and an observation luminance parameter that defines the luminance for observing the inspection object And second calculation means for calculating the formation index by multiplying and adding the second data indicating the contrast sensitivity for each spatial frequency when the inspection object is observed at each spatial frequency. A ground inspection device.
前記第2演算手段は、前記第1演算手段で得られた第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算して得られた値に対して所定の重み付けを行って加算することを特徴とする請求項1記載の地合検査装置。   The second computing means performs a predetermined weighting on the value obtained by multiplying the first data obtained by the first computing means and the second data for each spatial frequency, and adds the values. The ground inspection apparatus according to claim 1, wherein 前記画像データを、前記画像の物理的な輝度を示す画像データに変換する変換手段を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の地合検査装置。   The ground inspection apparatus according to claim 1, further comprising conversion means for converting the image data into image data indicating physical luminance of the image. 前記画像の物理的な輝度が予め設定された基準輝度となるように、前記変換手段で変換された画像データを調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項3記載の地合検査装置。   The ground inspection apparatus according to claim 3, further comprising an adjustment unit that adjusts the image data converted by the conversion unit so that the physical luminance of the image becomes a preset reference luminance. 前記変換手段で変換された画像データに対し、複数の局所領域を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された局所領域毎に、前記第1,第2演算手段の各々による演算により求められた局所地合指数に対して所定の統計演算を行って前記地合指数を算出する統計演算手段と
を備えることを特徴とする請求項4記載の地合検査装置。
Setting means for setting a plurality of local regions for the image data converted by the conversion means;
Statistics for calculating the formation index by performing a predetermined statistical calculation on the local formation index obtained by the calculation by each of the first and second calculation means for each local region set by the setting means The ground inspection device according to claim 4, further comprising: an arithmetic unit.
前記第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算することによって前記第2演算手段で得られる第3データを、予め規定された空間周波数の領域であるクラス毎に加算することにより、該クラス毎の地合指数を算出する第3演算手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の地合検査装置。   By adding the third data obtained by the second computing means by multiplying the first data and the second data for each spatial frequency for each class that is a region of a predefined spatial frequency, The ground inspection device according to any one of claims 1 to 5, further comprising third calculation means for calculating a ground index for each class. 前記第3演算手段は、前記第3データに対して前記クラス毎に規定された所定の重み付けを行って、前記クラス毎に加算することを特徴とする請求項6記載の地合検査装置。   The ground inspection apparatus according to claim 6, wherein the third calculation means performs a predetermined weighting defined for each of the classes on the third data and adds the weights for each of the classes. 前記第1データと前記第2データとを空間周波数毎に乗算することによって前記第2演算手段で得られる第3データに対し、予め規定されたクラス毎に規定された重みデータを乗算して加算することにより、該クラス毎の地合指数を算出する第4演算手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の地合検査装置。   Multiplying the third data obtained by the second computing means by multiplying the first data and the second data for each spatial frequency by multiplying by weight data defined for each predefined class The ground inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a fourth calculation unit that calculates a ground index for each class. 前記第4演算手段は、前記第3データと前記重みデータとを乗算して得られる値に対して前記クラス毎に規定された所定の重み付けを行って、前記クラス毎に加算することを特徴とする請求項8記載の地合検査装置。   The fourth computing means performs a predetermined weighting defined for each class on a value obtained by multiplying the third data and the weight data, and adds the weight for each class. The ground inspection apparatus according to claim 8. シート状の検査対象物の一方面及び他方面の少なくとも一方の画像を示す画像データを取得し、該画像データに対する画像処理を行って求めた地合指数を用いて前記検査対象物の地合を検査する地合検査方法であって、
前記画像データに対してFFT演算を行って空間周波数毎のコントラストを示す第1データを得る第1ステップと、
前記検査対象物を観察する距離を規定する観察視距離パラメータ及び前記検査対象物を観察する輝度を規定する観察輝度パラメータで規定される観察条件で前記検査対象物を観察した場合の空間周波数毎のコントラスト感度を示す第2データを得る第2ステップと、
前記第1ステップで得られた第1データと前記第2ステップで得られた第2データとを、空間周波数毎に乗算して加算することにより前記地合指数を算出する第3ステップと
を有することを特徴とする地合検査方法。
Image data indicating at least one image of one side and the other side of the sheet-like inspection object is acquired, and the formation of the inspection object is determined using a formation index obtained by performing image processing on the image data. A ground inspection method for inspecting,
A first step of performing an FFT operation on the image data to obtain first data indicating contrast for each spatial frequency;
For each spatial frequency when the inspection object is observed under an observation condition defined by an observation viewing distance parameter that defines a distance for observing the inspection object and an observation luminance parameter that defines a luminance for observing the inspection object. A second step of obtaining second data indicating contrast sensitivity;
A third step of calculating the formation index by multiplying and adding the first data obtained in the first step and the second data obtained in the second step for each spatial frequency. A ground inspection method characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2751410B2 (en) * 1989-05-31 1998-05-18 石川島播磨重工業株式会社 Formation measurement method and formation control method using the formation measurement method
JPH09284429A (en) * 1996-04-16 1997-10-31 Konica Corp Picture evaluation device
JP2002139404A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Omron Corp Uneven luminance inspecting instrument and uneven color inspecting instrument
JP2005326323A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Yokogawa Electric Corp Image quality inspection device
JP2006208333A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Konica Minolta Sensing Inc Visual observation feeling evaluation method and system, metallic coating face evaluation device, operation program therefor, and visual observation feeling evaluation method for metallic coating face
JP5321939B2 (en) * 2007-11-21 2013-10-23 横河電機株式会社 Image quality inspection apparatus and image quality inspection method
JP5163940B2 (en) * 2007-11-21 2013-03-13 横河電機株式会社 Image quality inspection apparatus and image quality inspection method
JP2009180583A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Fujifilm Corp Method and device for evaluating luminance nonuniformity of display

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