JPH07181143A

JPH07181143A - 印字文字検査装置

Info

Publication number: JPH07181143A
Application number: JP5326377A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nunome; 勝布目
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ゴム印捺印による印字文字にあってはインク
の量が少なくなるに従って文字が細くなる。こうした文
字の変化はゆるやかに起こる。こうした場合固定した基
準登録パターンとのパターンマッチングを行うと、印字
文字の中で拒絶されるものが続出する。ゆるやかな文字
の変化にあっても、それらの変化する印字文字は本来は
拒絶すべきものではない。【構成】固定した基準登録パターンを使うために、拒
絶が発生する。そこで、検査した文字について印字良、
且つ更新可との条件下で、検査した文字パターンを、新
しい基準登録パターンとして設定することにした。これ
は、比較回路７、８で判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、経時的にゆるやかに変
化する状況下での印字文字の検査に好適な印字文字検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印字文字（数字、記号等を含む。以下同
じ）の自動検査においては、基準登録文字パターンを用
意しておき、これと印字文字の撮像として得た印字文字
パターンとをパターンマッチングにより比較して、印字
文字の良否の判断をしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然るに、ゴム印捺印の
印字文字の場合、インク供給直後は文字が太くなり、時
間経過と共に、ゆるやかに細くなってゆく。またインク
ジェットプリンタによる印字文字にあっては、温度変動
により粘度変化し文字の大きさが変動する性質がある。
こうした変動は、印字品質としては、良品として扱うの
が通例であるが、従来の方法では追従できず、時間の経
過と共に、本来良品と判定すべきを不良として誤判定す
る。また一度誤りが発生すると以降連続するケースが多
く、実用上問題が多い。そこで、上記の経時変動による
影響を回避し、本来の検査項目である、文字の欠け、は
み出し、文字誤り、文字抜け等を適格に検査することが
必要となる。

【０００４】本発明の目的は、ゆるやかに経時的変化す
る文字の印字にあっても精度のよい印字の良否判定を可
能にする印字文字検査装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準登録パタ
ーンと印字文字からの被検パターンとの差分をとり差分
パターンを求める手段と、差分パターン上の画像面積を
求める加算回路と、該画像面積と良否判定用の基準値と
の大小を比較し、基準値よりも小さい画像面積の時に被
検パターンの印字文字を良と判定する第１の判定手段
と、この良判定の被検パターンに対して基準パターン更
新用の基準値と画像面積との大小比較をし、基準値より
も小さい画像面積の時に前記基準登録パターンに代わっ
て、この被検パターンを新しい基準登録パターンとして
設定する手段と、より成る印字検査装置を開示する。

【０００６】更に本発明は、基準登録パターンと印字文
字からの被検パターンとの差分をとり差分パターンを求
める手段と、差分パターン上の雑音成分を除去するフィ
ルタと、このフィルタ出力である差分パターン上の画像
面積を求める加算回路と、該画像面積と良否判定用の基
準値との大小比較をし、基準値よりも小さい画像面積の
時に被検パターンの印字文字を良と判定する第１の判定
手段と、この良判定の被検パターンに対して基準パター
ン更新用の基準値と画像面積との大小比較をし、基準値
よりも小さい画像面積の時に前記基準登録パターンに代
わって、この被検パターンを新しい基準登録パターンと
して設定する手段と、より成る印字検査装置を開示す
る。

【０００７】更に本発明では、上記フィルタは、差分パ
ターンとこの差分パターンの左上シフトパターンとのア
ンドをとる第１の行列ＡＮＤ回路と、差分パターンとこ
の差分パターンの右上シフトパターンとのアンドをとる
第２の行列ＡＮＤ回路と、第１、第２の行列ＡＮＤ回路
出力のオアをとる第１の行列ＯＲ回路と、第１の行列Ｏ
Ｒ回路出力と差分パターンの左下シフトパターンとのア
ンドをとる第３の行列ＡＮＤ回路と、第１の行列ＯＲ回
路出力と差分パターンの右下シフトパターンとのアンド
をとる第４の行列ＡＮＤ回路と、第３、第４の行列ＡＮ
Ｄ回路出力のオアをとる第２の行列ＯＲ回路と、より成
る画像パターンフィルタとする。

【０００８】更に本発明では、上記フィルタは、画像パ
ターンとこの画像パターンの左シフトパターンとのアン
ドをとる第１の行列ＡＮＤ回路と、画像パターンとこの
画像パターンの右シフトパターンとのアンドをとる第２
の行列ＡＮＤ回路と、第１、第２の行列ＡＮＤ回路出力
のオアをとる第１の行列ＯＲ回路と、画像パターンとこ
の画像パターンの上シフトパターンとのアンドをとる第
３の行列ＡＮＤ回路と、画像パターンとこの画像パター
ンの下シフトパターンとのアンドをとる第４の行列ＡＮ
Ｄ回路と、第３、第４の行列ＡＮＤ回路出力のオアをと
る第２の行列ＯＲ回路と、第１、第２の行列ＯＲ回路の
出力のアンドをとる第５の行列ＡＮＤ回路と、より成る
画像パターンフィルタとする。

【０００９】更に本発明は、上記印字文字とはゴム印捺
印文字又はインクジェットプリンタによる印字文字とす
る。

【００１０】更に本発明は、上記良否判定用の基準値に
比して上記基準パターン更新用の基準値は小さい値とす
る。

【００１１】

【作用】本発明によれば、ゆるやかに経時変化する印字
文字の検査に際して、良否判定の結果、良であるとの判
定の下った印字文字に対して更に基準登録パターン更新
か否かの判定を行い、良の時に、基準登録パターンに代
わって、被検パターンを基準登録パターンとして更新す
る。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の検査装置の実施例図である。
図１のパターンマッチング装置は、メモリ１、２、差分
回路３、バッファ４、フィルタ５、加算回路６、比較回
路７、８、バッファ９より成る。メモリ１は２値化した
登録パターン（マスタパターン）を記憶したメモリ、メ
モリ２は、印字文字をＴＶカメラ等で撮像して、それを
２値化して抽出した被検パターン（入力パターン）を、
記憶するメモリである。これらは、ｎ×ｍの大きさの画
素数に正規化されており、以降の処理ではｎ×ｍの行列
を利用しての並列処理でも、ラスタスキャンによる１画
素毎のシリアル処理でもよい。ここで印字文字とはゴム
印捺印による印字文字である。

【００１３】差分回路３は、メモリ１と２との同一画素
対応に差分をとる回路である。この回路出力が差分パタ
ーンとなり、バッファ４に一時的にラッチされる。差分
パターンは、同一画素対応の画素値がどらも“１”又は
どちらも“０”の時には“０”となり、一方が“１”、
他方が“０”の時には“１”となるパターンである。従
って、差分パターンは登録パターンと入力パターンとの
不一致画素が“１”となり、一致画素が“０”となるパ
ターンである。

【００１４】フィルタ５は、差分パターンからノイズ成
分（弧立点や線状成分）を除去すると共に塊状成分を抽
出するフィルタである。即ち、このフィルタ５は差分パ
ターンに微妙なノイズ成分とみられる弧立点及び線状成
分を除去するフィルタリング処理を行い、面積の大きい
差分成分（塊状成分）のみを抽出するようにしたもので
ある。弧立点とは点在するドット状成分の如きもの、線
状成分とは、入力パターンの線幅が登録パターンの線幅
に比して微妙な幅で大きくなったり、小さくなったりす
ることから生ずる差分成分である。この微妙な幅での大
きくなったり、小さくなったりすることは、入力パター
ン全体に発生することもあれば、入力パターンの一部に
発生することもある。こうした線状成分は、文字印字の
評価としては、良ではないが、不良ではないとして不良
品として排除しないことにしている。又、こうした線状
成分は搬送中のカンやビン類等への印字に際しては発生
しやすく、目視上から問題がないとも云われる。勿論、
線分状成分ではなく、幅の太い成分になれば、前記面積
の大きい差分成分として抽出される。

【００１５】フィルタ５を図１の如き差分パターン４に
適用した場合は、その差分が線状であるため、塊状成分
は検出されない。また、線状の他に塊状成分が存在する
例にあっては、その塊状成分のみが抽出される。かくし
てフィルタ５を通すことで差分パターン４の微小ドット
ならびに線の細い線状成分が除去され、塊状成分のみが
抽出される。人間の目による文字検査では、文字の線幅
変動による差異には甘く判定し、文字抜け、はみ出しに
対しては厳しく判定する傾向があるが、本フィルタ処理
により線幅差異による影響を軽減させ、人間の目の判定
法に近づけている。

【００１６】加算回路６では、フィルタ処理後の画像の
中の“１”の存在する画素（塊状成分のこと）数の総加
算を行う。これによって“１”の占める全面積Ｓが求ま
る。比較回路７では、良否判定用の基準値Ｌ₁との大小
比較する。Ｓ≦Ｌ₁であれば良と判定し、Ｓ＞Ｌ₁であれ
ば不良と判定する。良の判定であれば、その被検パター
ンは正常印字とみなし、不良の判定であれば、不良印字
（即ち誤印字）とする。

【００１７】比較回路８では、基準パターン更新用の基
準値Ｌ₂と良と判定された時の面積Ｓとの大小を比較す
る。ここで、基準パターン更新用の基準値Ｌ₂とは、Ｌ₂
＜Ｌ₁であり、良否判定よりも厳しくしている。Ｓ≦Ｌ₂
であれば基準パターン更新を指示し、その時のバッファ
２の被検パターンを新しい基準パターンとして、バッフ
ァ１内に、それ迄の基準パターンに代わって格納する。
Ｓ＞Ｌ₂であれば基準パターンの更新は行わず、バッフ
ァ１内の基準パターンはそのまま基準パターンとして使
われる。

【００１８】被検パターンがゴム印捺印による印字文字
の場合、インクを補充しない時には除々に文字線分の太
さが細かくなり、インクを補充した時には逆に文字成分
が太くなる。こうした文字変動のもとでの印字に際し
て、印字良と判定した時に、更に更新の是否の判定を行
い、更新を許すとの判定が得られれば、その時の被検パ
ターンを新しく基準パターンとして登録し、以後の印字
文字の判定に使う。このように被検パターンに追従して
基準パターンを更新させることにしたので、経時的に変
化する文字印字の検査精度が向上する。

【００１９】図２にフィルタ４の実施例を示す。図でパ
ターン６ｃは、数字“８”でのある差分パターンを示
す。斜線で示す部分６ｎが、差分パターン上での塊状差
分部分を示し、これは差分対象となる被検パターンに、
この塊状部分で欠落が生じていることを示している。図
１の文字“Ａ”の例でみれば、文字欠け部ａや文字はみ
出し部ｂが該当する。（図１の文字“Ａ”の例では、こ
のような塊状差分部分６ｎは存在しない。このような塊
状差分部分６ｎが出現する例には、欠落の他に文字はみ
出し、文字の大幅な縮小や拡大が発生した例がある）。

【００２０】図２の破線で示す部分６ｍが塊状差分部分
６ｎ以外の差分部分を示す。線状の破線で示したのは、
塊状差分部分に比べて線分に近い程細い幅であることを
強調するためであり、実際上は。この線状に近い差分も
あれば線状よりも若干太い幅をもった差分例もある。

【００２１】パターン６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈは以下の
パターンである。パターン６ｅ……パターン６ｃを左上（４５゜）方向に
シフトして得た左上パターンである。パターン６ｆ……パターン６ｃを右上（４５゜）方向に
シフトして得た左上パターンである。パターン６ｇ……パターン６ｃを左下（４５゜）方向に
シフトして得た左下パターンである。パターン６ｈ……パターン６ｃを右下（４５゜）方向に
シフトして得た右下パターンである。

【００２２】図３には、４×４の行列パターン６ｃをシ
フトしてパターン６ｅ〜６ｈを得る例を示す。各パター
ン６ｅ〜６ｈとパターン６ｃとは以下の関係にある。パターン６ｅ……パターン６ｃを左１ビット、上１ビッ
ト各々シフトして得たパターンである。これにより、パ
ターン６ｃの列アドレス（ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２、ｍ＋
３）がパターン６ｅでは列アドレス（ｍ−１、ｍ、ｍ＋
１、ｍ＋２）となる。パターン６ｃの行ドレス（ｎ、ｎ
＋１、ｎ＋２、ｎ＋３）がパターン６ｅでは行アドレス
（ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２）となる。当然のことな
がら、この行列の画像データ（１、０の２値化されてい
る）には変更はない。

【００２３】パターン６ｆ……パターン６ｃを右１ビッ
ト、上１ビット各々シフトして得たパターンであり、列
アドレスが（ｍ＋１、ｍ＋２、ｍ＋３、ｍ＋４）へと変
更となり、行アドレスが（ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋
２）へと変更となる。

【００２４】パターン６ｇ……パターン６ｃを左１ビッ
ト、下１ビット各々シフトして得たパターンであり、列
アドレスが（ｍ−１、ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２）へと変更と
なり、行アドレスが（ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋
４）へと変更となる。

【００２５】パターン６ｈ……パターン６ｃを右１ビッ
ト、下１ビット各々シフトして得たパターンであり、列
アドレスが（ｍ＋１、ｍ＋２、ｍ＋３、ｍ＋４）へと変
更となり、行アドレスが（ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ
＋４）へと変更となる。

【００２６】尚、４×４の行列は説明の便宜のためであ
り、８×８、１６×１６、３２×３２等種々の行列例が
存在することは当然である。

【００２７】図２の説明に戻る。ＡＮＤ回路４ｂ₁は、
パターン６ｃと６ｅとの行列相互のアンドを取る回路で
あり、これにより、“１”が共通に存在する画素のみが
抽出される。ＡＮＤ回路４ｂ₂は、パターン６ｃと６ｆ
との行列相互のアンドを取る回路であり、これにより
“１”が共通に存在する画素のみが抽出される。行列Ｏ
Ｒ回路４ｃ₁は、アンド回路４ｂ₁、４ｂ₂とのオアを取
る回路であり、各々“１”の画素を取り出す。この結果
がパターン６ｉとなる。ＡＮＤ回路４ｂ₃はパターン６
ｉと６ｇとの行列相互のアンドを取る回路であり、ＡＮ
Ｄ回路４ｂ₄はパターン６ｉと６ｈとの行列相互のアン
ドを取る回路であり、それぞれ共通“１”の画素を取り
出す。ＯＲ回路４ｃ₂は、回路４ｂ₃、４ｂ₄との出力の
オアをとり、これにより、パターン６ｃの線状部分６ｍ
は除去され塊状差分部分６ｎのみが抽出される。

【００２８】図４は別のフィルタの実施例例図である。
図２のフィルタは、右上、左上、右下、左下の４つのシ
フトパターンを使ったが、本実施例は、右、左、上、下
の４つのシフトパターンを使った例である。パターン
６′ｅが左１ビットシフトして得た左シフトパターン、
パターン６′ｆが右１ビットシフトして得た右シフトパ
ターン、パターン６′ｇが上１ビットシフトして得た上
シフトパターン、パターン６′ｈが下１ビットシフトし
て得た下シフトパターンを示す。ＡＮＤ回路４ｂ₁は、
パターン６ｃと６′ｅとのアンドをとり、ＡＮＤ回路４
ｂ₂ はパターン６ｃと６′ｆとのアンドをとる。図２の
実施例では、ＡＮＤ回路４ｃ₁ の出力をＡＮＤ回路４ｂ
₃、４ｂ₄ への入力としたが、本実施例ではこうしたや
り方をせずに、ＡＮＤ回路４ｂ₅ への入力とした。

【００２９】ＡＮＤ回路４ｂ₃ はパターン６ｃと６′ｇ
とのアンドをとり、ＡＮＤ回路４ｂ₄ はパターン６ｃと
６′ｈとのアンドをとる。図２の実施例では、ＡＮＤ回
路４ｂ₃への入力は６ｇと６ｉであり、ＡＮＤ回路４ｂ₄
への入力は６ｈと６ｉであり、ＡＮＤ回路４ｂ₃、４ｂ
₄ での論理対象を異にする。

【００３０】更に、ＯＲ回路４ｃ₂ は、ＡＮＤ回路４ｂ
₃、４ｂ₄ の出力を入力とする。最終段のＡＮＤ回路４
ｂ₅ は、ＯＲ回路４ｃ₁、４ｃ₂との出力を入力としてア
ンドをとる。この結果、パターン６ｄを得、塊状パター
ン６ｎのみが抽出されたことになる。

【００３１】図５には４×４の差分画像パターンに対す
る第２のフィルタによる処理結果を示す。更に図６に
は、この第２のフィルタによる画素削除例と残存画素例
を示す。図６において、いずれもその行と列方向に近接
して“１”がない例を示している。（イ）が１点のみが
“１”の例、（ロ）が横方向のみに連続して“１”があ
る例、（ハ）が縦方向のみに連続して“１”がある例、
（ニ）が斜線方向のみに連続して“１”がある例であ
り、これらは、いずれも図４のフィルタを使うことによ
り削除され“０”となる。（ホ）が２×２の画素すべて
が“１”の例であり、これはすべての画素の“１”が残
る。（ヘ）は逆Ｌ字形の例であり、カギの部分の一画素
のみの“１”が残り、他は削除され、“０”となる。

【００３２】尚、基本抽出パターンは２×２の全画素
“１”の例としたが、これは、図２、図４のフィルタに
おける１ビットシフト例のためである。行列の数を大き
くしてビットシフト数を２ビットとすれば２×２ではな
く４×４の全画素“１”の例が基本抽出パターンとな
る。また、図２、図４において、左右上下１ビットでは
なく、左右１ビット、上下２ビットの如きシフト例もあ
りうる。

【００３３】尚、フィルタ５は、図２、図４の回路以外
に、雑音除去用のフィルタであればよく、拘束されな
い。又、Ｌ₁＝Ｌ₂場合もありうる。この場合は、比較回
路８は不要である。又、比較回路７と８とで面積Ｓを使
ったが、他の特徴抽出パラメータを使ってもよく、その
場合には、加算回路６もそのような特徴抽出を可能にす
る回路にする。更に、比較回路７と８とで異なる特徴抽
出パラメータを別々に使ってもよい。

【００３４】更に、インクジェットプリンタによる印字
検査にも適用することができる。その他の印字例もあり
うる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ゴム印捺印やインクジ
ェットプリンタによる印字検査に際して、直前の印字良
の判定があった時の文字パターン又は、更に厳しい判定
条件のもとで得られる文字パターンを、新しい基準パタ
ーンとし設定する。これによって、時間的にゆるやかに
印字の様子が変化する状況下での印字文字の検査を、そ
の変化の様子に合わせて行うことができるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査装置の実施例図である。

【図２】本発明のフィルタの実施例図である。

【図３】本発明に適用されるフィルタに使用する各種パ
ターンを作るための図である。

【図４】本発明に適用される他のフィルタの実施例図で
ある。

【図５】このフィルタによる処理例を示す図である。

【図６】このフィルタによる削除例及び抽出例を示す図
である。

【符号の説明】

１、２メモリ３差分回路４、９バッファ５フィルタ６加算回路７、８比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準登録パターンと印字文字からの被検
パターンとの差分をとり差分パターンを求める手段と、
差分パターン上の画像面積を求める加算回路と、該画像
面積と良否判定用の基準値との大小を比較し、基準値よ
りも小さい画像面積の時に被検パターンの印字文字を良
と判定する第１の判定手段と、この良判定の被検パター
ンに対して基準パターン更新用の基準値と画像面積との
大小比較をし、基準値よりも小さい画像面積の時に前記
基準登録パターンに代わって、この被検パターンを新し
い基準登録パターンとして設定する手段と、より成る印
字検査装置。
【請求項２】基準登録パターンと印字文字からの被検
パターンとの差分をとり差分パターンを求める手段と、
差分パターン上の雑音成分を除去するフィルタと、この
フィルタ出力である差分パターン上の画像面積を求める
加算回路と、該画像面積と良否判定用の基準値との大小
比較をし、基準値よりも小さい画像面積の時に被検パタ
ーンの印字文字を良と判定する第１の判定手段と、この
良判定の被検パターンに対して基準パターン更新用の基
準値と画像面積との大小比較をし、基準値よりも小さい
画像面積の時に前記基準登録パターンに代わって、この
被検パターンを新しい基準登録パターンとして設定する
手段と、より成る印字検査装置。
【請求項３】上記印字文字とはゴム印捺印文字又はイ
ンクジェットプリンタ等による印字文字とする請求項１
又は２の印字文字検査装置。
【請求項４】上記良否判定用の基準値に比して上記基
準パターン更新用の基準値は小さい値としてなる請求項
１〜３のいずれかに記載の印字文字検査装置。
【請求項５】請求項２に記載の印字検査装置におい
て、上記フィルタは、差分パターンとこの差分パターン
の左上シフトパターンとのアンドをとる第１の行列ＡＮ
Ｄ回路と、差分パターンとこの差分パターンの右上シフ
トパターンとのアンドをとる第２の行列ＡＮＤ回路と、
第１、第２の行列ＡＮＤ回路出力のオアをとる第１の行
列ＯＲ回路と、第１の行列ＯＲ回路出力と差分パターン
の左下シフトパターンとのアンドをとる第３の行列ＡＮ
Ｄ回路と、第１の行列ＯＲ回路出力と差分パターンの右
下シフトパターンとのアンドをとる第４の行列ＡＮＤ回
路と、第３、第４の行列ＡＮＤ回路出力のオアをとる第
２の行列ＯＲ回路と、より成る画像パターンフィルタと
する印字検査装置。
【請求項６】請求項２に記載の印字検査装置におい
て、上記フィルタは、画像パターンとこの画像パターン
の左シフトパターンとのアンドをとる第１の行列ＡＮＤ
回路と、画像パターンとこの画像パターンの右シフトパ
ターンとのアンドをとる第２の行列ＡＮＤ回路と、第
１、第２の行列ＡＮＤ回路出力のオアをとる第１の行列
ＯＲ回路と、画像パターンとこの画像パターンの上シフ
トパターンとのアンドをとる第３の行列ＡＮＤ回路と、
画像パターンとこの画像パターンの下シフトパターンと
のアンドをとる第４の行列ＡＮＤ回路と、第３、第４の
行列ＡＮＤ回路出力のオアをとる第２の行列ＯＲ回路
と、第１、第２の行列ＯＲ回路の出力のアンドをとる第
５の行列ＡＮＤ回路と、より成る画像パターンフィルタ
とする印字検査装置。