JP7424203B2 - 画像検査装置、画像形成システム、および制御プログラム - Google Patents
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Description
取得したR、G、Bの前記読取画像それぞれを用いて、前記記録媒体の画像の欠陥を検出する解析を行い、解析結果を生成する画像解析部と、
を備え、
前記画像解析部は、前記読取画像うち、色に基づいて予め設定された第1分類条件を満たす視覚感度が高い高感度画像に対して、第1検査条件により画像の欠陥を検出する第1検査処理と、
前記読取画像のうち、色に基づいて予め設定された第2分類条件を満たす視覚感度が低い低感度画像に対して、前記第1検査処理よりも低い検出感度で画像の欠陥を検出する第2検査処理と、を実行する、画像検査装置。
主走査方向、および副走査方向の何れか一方の第1の方向、または他方の第2の方向において、
前記スジ検出処理には、
前記読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素の画素値に対する、前記注目画素を基準として前記第1の方向に第1画素数だけ離れた比較画素の画素値の差分値を算出し、前記差分値を分類閾値で第1および第2の分類値に分類した分類結果を前記画素値の変化量として算出する変化量算出処理と、
前記分類結果の第2の方向毎に同じ前記第1の分類値の個数をカウントした第1のカウント結果、および前記第2の分類値の個数をカウントした第2のカウント結果を得て、前記第1のカウント結果に含まれる第1の分類値の個数と、前記第1の方向に第2画素数だけ離れた、前記第2のカウント結果に含まれる第2の分類値の個数とを加算した値を、前記記録媒体に形成された前記画像に発生するスジ状欠陥の複数の特徴量として抽出する特徴量抽出処理と、
前記第1の方向の同じ位置毎に、複数の前記特徴量から算出した値と、予め設定された欠陥の欠陥検出閾値とを比較してスジ状欠陥を検出し、前記記録媒体に形成された前記画像の品質を判断する品質判断処理と、を含む、上記(1)から上記(7)のいずれかに記載の画像検査装置。
記録媒体上の画像を読み取って読取画像を生成する読取部と、
上記(1)から上記(9)のいずれかに記載の画像検査装置と、
を備える、画像形成システム。
取得したR、G、Bの前記読取画像それぞれを用いて、前記記録媒体の画像の欠陥を検出する解析を行い、解析結果を生成する画像解析処理であって、
前記読取画像うち、色に基づいて予め設定された第1分類条件を満たす視覚感度が高い高感度画像に対して、第1検査条件により画像の欠陥を検出する第1検査処理と、
前記読取画像のうち、色に基づいて予め設定された第2分類条件を満たす視覚感度が低い低感度画像に対して、前記第1検査処理よりも感度が低い検出感度で画像の欠陥を検出する第2検査処理と、
が含まれる画像解析処理を、コンピューターに実行させるための制御プログラム。
図2に示すように、画像形成装置10は、制御部11、記憶部12、画像形成部13、給紙搬送部14、操作表示部15、および通信部19を備え、これらは信号をやり取りするためのバスを介して相互に接続される。
制御部11は、CPUであり、プログラムにしたがって装置各部の制御や各種の演算処理を行う。記憶部12は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくROM、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するRAM、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等からなる。
画像形成部13は、例えば電子写真方式により画像を形成し、基本色(YMCK)のそれぞれに対応した書込部131、および作像部を備える。各作像部は、感光体ドラム132、帯電極(図示せず)、トナー、およびキャリアからなる2成分現像剤を収容する現像部133、クリーニング部(図示せず)を含む。各色の作像部で形成されたトナー画像は、中間転写ベルト134上で重ね合わせされ、2次転写部135において搬送された用紙90に転写される。用紙90上の(フルカラーの)トナー画像は下流側の定着部136で加熱、加圧されることで用紙90上に定着される。
給紙搬送部14は、複数の給紙トレイ141、搬送路142、143、ならびに、これらの搬送路142、143に配置した複数の搬送ローラー、およびこれを駆動する駆動モーター(図示せず)を備える。給紙トレイ141から給紙された用紙90は、搬送路142を搬送され、画像形成部13で画像形成された後、下流側の画像検査装置20に送られる。
操作表示部15はタッチパネル、テンキー、スタートボタン、ストップボタン等を備え、画像形成システム1の状態を表示し、ユーザーによる各種設定、および指示の入力に使用される。また、ユーザーによる、後述の色調整、画像位置調整の実行指示を受け付ける。また、画像検査装置20により検査で異常が判定された場合には、解析結果を表示する。
通信部19は、画像形成装置10が、画像検査装置20、後処理装置30、およびPC等の外部機器との間で通信するためのインターフェースである。通信部19は、画像検査装置20との間で、各種設定値や動作タイミング制御に必要な各種情報等の送受信を行う。通信部19には、SATA、PCI、USB、イーサネット(登録商標)、IEEE1394などの規格によるネットワークインターフェースや、Bluetooth(登録商標)、IEEE802.11などの無線通信インターフェースなどの各種ローカル接続インターフェースなどが用いられる。
図1、図2に示すように、画像検査装置20は、制御部21、記憶部22、読取部23、搬送部24および通信部29を備える。これらは信号をやり取りするためのバス等の信号線を介して相互に接続される。
制御部21は、読取部23で用紙90上の画像を読み取って得られた読取画像を用いて、色調整や画像位置調整を行う。また、制御部21は、画像解析部210として機能し、読取画像から「色判定」、「画像位置判定」、「異常判定」等の画像解析を行う。画像解析部210は、変化量算出部51、特徴量抽出部52、および品質判断部53の機能を含む。
読取部23は、搬送路241上に配置され、画像形成装置10で画像形成され、搬送された用紙90上の画像の読み取りを行う。この読取部23は、読取画像を取得する取得部として機能する。なお、両面の同時(1パス)読み取りが行えるように、搬送路241の下側にも同じ読取部を配置してもよい。あるいは、画像形成装置10のADU搬送路143と同様の搬送路を設け、1個の読取部23で両面読み取りを行うようにしてもよい。
後処理装置30は、図1に示すように、後処理部31、および搬送部34を備える。搬送部34は、搬送路341、343、この搬送路341、343に配置した複数の搬送ローラー、およびこれを駆動する駆動モーター(図示せず)、ならびに排紙トレイ342、344を備える。なお、図示は省略するが、後処理装置30も図2に示した他の装置と同様に、制御部、記憶部、および通信部を備え、他の装置と協働することで、用紙90への処理を行う。
図3は、画像形成システム1が実行する印刷処理を示すフローチャートである。図3に示す処理は、主に画像形成装置10の制御部11が主体となり、画像検査装置20の制御部21(画像解析部210)と協働で行われる。
画像形成装置10の制御部11は、画像形成部13、給紙搬送部14を制御することで、元画像に基づいて用紙90上に画像を形成する。その後、用紙90は、下流側の画像検査装置20に搬送される。
制御部11は、画像検査装置20から、所定時間内に搬送した用紙90に対する異常の判定結果を受信しなかった場合(NO)、ステップS3をスキップし、処理を終了する。一方で、画像検査により異常の判定結果を受信した場合、処理をステップS3に進める。ここでの画像検査装置20の画像検査処理については、後述の図4等で説明する。
異常の判定を受けることに応じて、制御部11は、異常の結果を操作表示部15に表示するとともに、後処理装置30に、異常となった用紙90を通常の排紙トレイとは別の排出トレイ(例えば排紙トレイ344)に搬送するように指示をする。後処理装置30では、この指示に応じて、搬送経路を切り替え、異常(画像欠陥)と判定された用紙90を排紙トレイ344に搬送する。
図4は、画像検査装置20で行う画像検査処理を示すフローチャートである。この処理は、図1に示すような画像形成システム1に組み込まれた画像検査装置20においては、画像形成装置10で画像形成された用紙90が搬送される毎に行う。
読取部23は、搬送された用紙90の読み取りを行い、読取画像を生成する。制御部21は、読取部23で生成されたこの読取画像を取得する。読取画像はR、G、Bのチャネル(ch)毎に0~255(輝度低~高)の間の信号値をとる。また、画像検査装置20は、この搬送された用紙90への画像形成に用いた元画像(印刷データ)を正解画像として取得する。これらは一対の画像データとして紐付けられる。元画像がCMYK形式のデータであれば公知の手法によりRGB形式に変換する。なお正解画像としては、元画像だけでなく、予め印刷した印刷物の中からオペレーター等が正常に出力され、見本にすべき印刷物と認定した用紙(印刷物)を読み取って得られた読取画像(見本画像)を、正解画像(正解画像データ)として用いてもよい。
以下のステップS20a、S20bは第1検査処理に相当する。
画像解析部210は、読取画像、および正解画像それぞれに対して、R、G、Bの3chの画像から輝度信号値をグレースケール(GS)値に変換したGS画像を生成する。GS画像のGS値が0~255の範囲であれば、GS値への変換は、例えば、3chを単純平均した値を用いる。このGS画像は、第1分類条件を満たす視覚感度が高い高感度画像に相当する。換言するとGS画像は、RGB画像の3枚の色画像に基づく画像である。そして、画像解析部210は、GS画像に対してハイライト領域(低濃度領域)へのマスク処理を施し、検査除外領域に設定する。例えば、所定値以上のGS値を有する複数の画素が連続する(隣接する)領域をクラスタリングし、所定サイズ以上の領域に対してハイライト領域としてマスク処理を施す。すなわち、後段の画像欠陥判定の処理対象から除外する。
画像解析部210は、マスク処理後のGS画像に対して、第1検査条件により、正解画像との比較により画像欠陥の判定処理を行う。例えば、ホタル、スジ、汚れの画像欠陥である。ホタルであれば、正解画像のGS画像と、検査対象である読取画像のGS画像とを画素毎に差分をとり、円形の所定サイズ範囲の淡い領域、または濃い領域があればホタルの欠陥があると判定する。スジであれば、上述のように変化量算出部51、特徴量抽出部52、および品質判断部53により判定できる。スジの検出の具体例については後述する。
以下のステップS30a~S30cは第2検査処理に相当する。
画像解析部210は、読取画像、および正解画像それぞれからBch(Blueチャネル)の画像(以下、B画像と表する)を取得する。このB画像は、第2分類条件を満たす視覚感度が低感度画像に相当する。人間の目は、B画像に対する視覚感度が、他のG、R画像に比べて低い。
画像解析部210は、読取画像のB画像、および正解画像のB画像それぞれに対して低解像度化の処理を行う。例えば元が400dpiの解像度であれば、低解像度化として解像度を200dpi、または100dpiの半分、または1/4にして、画素値を対応する4画素、または16画素の画素値の平均値とする。あるいは、低解像度化後の各画素の画素値をBicubic、Bilinearにより算出してもよい。
画像解析部210は、ステップS30bで低解像度化したB画像により、ステップS21と同じ第1検査条件、または検査閾値を第1検査条件よりも緩くした第2検査条件によりホタル、スジ、汚れ等の画像欠陥の判定処理を行う。
画像検査装置20は、判定結果を出力する。例えば、判定結果を画像形成装置10に送り、これを受けた画像形成装置10は、図3のステップS2以下の処理を実行する。出力される判定結果には、画像欠陥の発生箇所の位置情報(中心位置、サイズ等)、および画像欠陥の種類の情報が含まれる。以上で図4の処理を終了する(エンド)。
図8は、第2の実施形態における画像検査装置20が実行する画像検査処理を示すフローチャートである。第1の実施形態では、正解画像との比較で、画像欠陥を判定したが、第2の実施形態では、読取画像のみから画像欠陥を判定する。
次に、図9A~図12を参照し、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、第1の実施形態において画像欠陥としてスジ状欠陥に適用したものである。
ここでは、図4で示したステップS10と同じ処理を行う。具体的には、読取部23が用紙90の画像を読み取ることで得られた読取画像i10を取得する。また、画像検査装置20は、この搬送された用紙90への画像形成に用いた元画像(印刷データ)を正解画像i30として取得する。
画像解析部210は、正解画像i10、および読取画像i30それぞれをグレースケール化してGSの正解画像i11、および読取画像i31を生成する。図10Aは、読取画像i31の例である。1つの枠は1つの画素に対応する。横方向は主走査方向であり、縦方向が副走査方向である。網掛けの画素(n+8、m+5)は注目画素であり画素値が79であり、画素(n+11、m+5)が比較対象(第1画素数分シフト)の画素である。
画像解析部210は、正解画像のGS画像i11を、読取画像i31に対して位置が合うように位置合わせ処理を行う。
変化量算出部51は、正解画像i11を第1画素数だけ画像シフトする。本実施の形態では、主走査方向に3画素分だけ正解画像i11の画像シフトを行ない、シフト画像i13を得る。
変化量算出部51は、ステップS203より得たシフト画像i13と、ステップS203の処理を行っていない正解画像i11とに基づいて差分画像i20を生成する(後述の図10Bと同様の画像)。
変化量算出部51は、差分画像i20に含まれる各画素の画素値毎に所定値αをプラスした値を第1分類閾値Aとした閾値画像i25、およびこの所定値αをマイナスした値を第2分類閾値Bとした閾値画像i26を生成する。閾値画像i25、i26は、記憶部22に記憶してもよい。所定値αとしては例えば8である。
変化量算出部51は、読取画像i31を第1画素数(例えば、3画素)だけ画像シフトし、シフト画像i33を生成する。
変化量算出部51は、ステップS211より得たシフト画像i33と、ステップS211の処理を行っていない読取画像i31とに基づいて差分画像i40を生成する。図10Bは、差分画像i40の例である。
画像解析部210は、ハイライト領域に対してマスク処理をする。例えば、第1所定値以上の画素値を有する複数の画素が連続する(隣接する)領域をクラスタリングし、所定サイズ以上の領域に対してハイライト領域としてマスク処理を施す。すなわち、後段の画像欠陥判定の処理対象から除外する。
閾値画像i25、i26に基づいて、ステップS212で生成された差分画像i40の3値化処理を行う。3値化処理は、ステップS205で作成した閾値画像i25、i26を用いる。差分画像i40のそれぞれの画素に対して、閾値画像i25の対応する画素位置における閾値(第1分類閾値)より、大きい画素の差分値を“255”に置き換え、差分値が閾値画像i26の閾値(第2分類閾値)より小さい画素の差分値を“0”に置き換える。図10Cは、分類結果i70の例を示す図であり、この図では、差分画像i40に含まれる各画素の差分値は、“0”、“128”、“255”のいずれかに置き換わったことが示される。
ここでは、特徴量抽出部52は、分類結果i70に基づいて、スジ特徴量を検出する。
図11は、特徴量抽出部52がスジ特徴量を抽出する処理の様子を示す図である。図11の上段には、読取画像i31の中で事前に判明している平坦な画像の領域(「平坦領域」と呼ぶ)を主走査位置で示される特定の位置毎に、画素値を副走査方向で平均化した平均化結果のグラフが示される。画素値の平均化結果を示すグラフより、主走査位置が“14”である箇所にスジがあることが示される。スジがある位置の画素値は、周辺の画素値と比較して、少し変動が大きいことがわかる。しかし、この変動が、ノイズまたはスジのいずれが影響して生じたのかは明確でない。
品質判断部53は、スジ特徴量が、記憶部22のパラメータから読み出した欠陥検出閾値(図中に破線で示す値)の“40”以上であれば、スジとして検出する設定がされている。そして、品質判断部53は、主走査位置が“14”の位置に大きな値があると判断する。この場合、品質判断部53は、主走査位置が“14”の位置にスジを検出することができる。そして、品質判断部53は、用紙90に形成された画像を異常と判断する。
ステップS223、S224の処理に関し、図11では、平均化処理することにより特徴量を判断したが、これに代えて以下、図12を参照して説明する第2の例のようにしてもよい。第2の例では、特徴量抽出部52が、分類値をカウントし、品質判断部53が複数の特徴量として、主走査方向の同じ位置にある第1特徴量および第2特徴量の比率が、欠陥検出閾値以上である場合に、スジ状欠陥を検出する。
(ステップS301~S315(第2検査処理))
画像解析部210は、正解画像i10、および読取画像i30それぞれからBchの画像を抽出し、取得する。Bchの正解画像i51、読取画像i71が得られる。第2検査処理では、これらの画像に対しては、第1検査処理(ステップS201~S224)よりも低い検出感度で画像の欠陥を検出するため、画像解析部210は、低解像度化の処理を、ステップS303、およびS311で施す。この低解像度化以外の処理(S302、S303~S306、S312~S315)は、第1検査処理(ステップS202~S205、S211~S223)と同様であり説明を省略する。画像解析部210は、図9Aに示した第1検査処理と同様の処理、低解像度化処理後のBchの正解画像i55、読取画像i71に行うことで、特徴量抽出を行い、ステップS224で画像欠陥判定を行う。そして、画像検査装置20は、第1、第2検査処理での判定結果を統合した検出結果を出力(図8等参照)して終了する。
次に、図13~図15を参照し、第4の実施形態について説明する。この第4の実施形態は、第2検査処理において、検出感度を低下させるために所定値以上の輝度値を持つ高輝度領域を画像の欠陥の検出対象から除外するものである。
以上に説明した、画像検査装置20、およびこれを備える画像形成システム1の構成は、上述の実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上述の構成に限られず、特許請求の範囲内において、種種改変できる。また、画像検査装置20、画像形成システム1が備える構成を排除するものではない。
10 画像形成装置
11 制御部
12 記憶部
13 画像形成部
14 給紙搬送部
15 操作表示部
19 通信部
20 画像検査装置
21 制御部
210 画像解析部
51 変化量算出部
52 欠陥特徴量抽出部
53 品質判定部
22 記憶部
23 読取部
24 搬送部
29 通信部
30 後処理装置
31 後処理部
Claims (11)
- 記録媒体の表面に形成された画像を読み取って生成されたRGBに対応する読取画像を取得する取得部と、
取得したR、G、Bの前記読取画像それぞれを用いて、前記記録媒体の画像の欠陥を検出する解析を行い、解析結果を生成する画像解析部と、
を備え、
前記画像解析部は、前記読取画像うち、色に基づいて予め設定された第1分類条件を満たす視覚感度が高い高感度画像に対して、第1検査条件により画像の欠陥を検出する第1検査処理と、
前記読取画像のうち、色に基づいて予め設定された第2分類条件を満たす視覚感度が低い低感度画像に対して、前記第1検査処理よりも低い検出感度で画像の欠陥を検出する第2検査処理と、を実行する、画像検査装置。 - 前記第1分類条件を満たす高感度画像は、RGBの画像から得られるグレースケール画像である、請求項1に記載の画像検査装置。
- 前記第1検査処理においては、ハイライト領域を画像の欠陥の検出対象から除外する検査除外領域に設定する、請求項1、または請求項2に記載の画像検査装置。
- 前記第2分類条件を満たす、低感度画像は、RGBの画像のうち、B色の画像である、請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像検査装置。
- 前記第2検査処理には、検出感度を低下させるための処理として、B色の画像の解像度を低下させる前処理が含まれる、請求項4に記載の画像検査装置。
- 前記第2検査処理には、検出感度を低下させるため、第1検査条件よりも緩い欠陥検出閾値により、画像の欠陥を検出する、請求項4、または請求項5に記載の画像検査装置。
- 前記第2検査処理においては、所定値以上の輝度値を持つ高輝度領域を画像の欠陥の検出対象から除外する検査除外領域に設定する、請求項4から請求項6のいずれかに記載の画像検査装置。
- 前記第1、第2検査処理は、スジ状の欠陥を検出するスジ検出処理であり、
主走査方向、および副走査方向の何れか一方の第1の方向、または他方の第2の方向において、
前記スジ検出処理には、
前記読取画像に含まれる複数の画素のうち、注目画素の画素値に対する、前記注目画素を基準として前記第1の方向に第1画素数だけ離れた比較画素の画素値の差分値を算出し、前記差分値を分類閾値で第1および第2の分類値に分類した分類結果を前記画素値の変化量として算出する変化量算出処理と、
前記分類結果の第2の方向毎に同じ前記第1の分類値の個数をカウントした第1のカウント結果、および前記第2の分類値の個数をカウントした第2のカウント結果を得て、前記第1のカウント結果に含まれる第1の分類値の個数と、前記第1の方向に第2画素数だけ離れた、前記第2のカウント結果に含まれる第2の分類値の個数とを加算した値を、前記記録媒体に形成された前記画像に発生するスジ状欠陥の複数の特徴量として抽出する特徴量抽出処理と、
前記第1の方向の同じ位置毎に、複数の前記特徴量から算出した値と、予め設定された欠陥の欠陥検出閾値とを比較してスジ状欠陥を検出し、前記記録媒体に形成された前記画像の品質を判断する品質判断処理と、を含む、請求項1から請求項7のいずれかに記載の画像検査装置。 - 前記取得部は、見本となる正解画像を取得し、第1検査処理、および第2検査処理では、前記正解画像と読取画像を比較する、請求項8に記載の画像検査装置。
- 元画像に基づいて記録媒体の表面に画像を形成する画像形成装置と、
記録媒体上の画像を読み取って読取画像を生成する読取部と、
請求項1から請求項9のいずれかに記載の画像検査装置と、
を備える、画像形成システム。 - 記録媒体の表面に形成された画像を読み取って生成された読取画像を取得する取得部を備える画像検査装置で実行される制御プログラムであって、
取得したR、G、Bの前記読取画像それぞれを用いて、前記記録媒体の画像の欠陥を検出する解析を行い、解析結果を生成する画像解析処理であって、
前記読取画像うち、色に基づいて予め設定された第1分類条件を満たす視覚感度が高い高感度画像に対して、第1検査条件により画像の欠陥を検出する第1検査処理と、
前記読取画像のうち、色に基づいて予め設定された第2分類条件を満たす視覚感度が低い低感度画像に対して、前記第1検査処理よりも感度が低い検出感度で画像の欠陥を検出する第2検査処理と、
が含まれる画像解析処理を、コンピューターに実行させるための制御プログラム。
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