JPH0789063A - 印刷物検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印刷物自動検査システムにおいて、高精度に位
置決めを行なうことにより微小欠陥の検出を可能にす
る。 【構成】入力された画像に対してある一定方向から印刷
画素を探索しながら走査したときに、最初に出現する
（あるいは所定数連続して出現する）印刷画素を抽出
し、抽出した点列で近似される直線の傾きを入力画像の
傾きとして計測し、計測された傾きを回転パラメータと
する一次変換を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、印刷物の自動検査装
置および自動検査方法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の印刷物検査装置の多くは、検査対
象の印刷物をカメラ等のセンサにより画像メモリに取り
込んで、前もって基準として設定されている基準画像と
比較する方法を採っている。検査対象となる画像すなわ
ち対象画像と基準画像との比較方法は、対象画像の各点
の濃度値を基準画像の同一位置の濃度値と比較してその
差が所定の許容範囲以内であれば良品、許容範囲外であ
れば不良品（異常）と判定するものである。

【０００３】ところで、カメラなどから取り込まれる画
像は常に印刷開始点位置が一定というわけではなく、多
少のずれを含んでいる。もし位置合わせが正確になされ
ないまま２枚の画像（対象画像と基準画像）の比較が行
なわれると、正しい検査結果は得られない（良品を不良
と誤判定してしまう）。したがって比較の際は対象画像
と基準画像の同一位置を正確に合わせておく必要があ
る。

【０００４】さらに、同じ原版から印刷されたものであ
っても、印刷物には人間の目では判別できない程度の位
置ずれが発生しており、それらは許容範囲内のずれであ
ることが多く、印刷検査では良品と判定されるべきであ
る。しかし、画素レベルでみるとこれらの位置ずれは大
きいものであり、画像処理を行なう場合には正確な位置
決めが必要となる。

【０００５】従来の印刷物検査装置では、入力された画
像の位置合わせのために、例えば画像中に必ず含まれる
特定パターンを用意し、各画像（対象画像と基準画像）
に対してマッチングを行なうことによって特定の位置を
抽出する方法、あるいは画像の印刷部分と背景部分を分
けた後、縦横の両方向から印刷部分に対して画像のプロ
ジェクション（投影）をとり、プロジェクションの性質
によって位置決めする方法が採用されている。

【０００６】これらの方法においては、実質的には画像
の並行移動による位置合わせが行なわれるのみであり、
画像の変形や回転に対しては考慮されていない。例えば
入力画像に傾きが発生している場合、画像の並行移動を
どのように行なっても位置決めが完全には行なわれず、
画像の一部に位置ずれが残ったまま対象画像と基準画像
との比較処理が行なわれることになる。

【０００７】こうした位置ずれを解消するため、ほとん
どの従来装置では、比較処理の前段階で画像の平滑化処
理を加えたり、３画素ｘ３画素程度の大きさのマスクを
設けて画像間差分の最小値を選択する、といった比較処
理を行なう方法が採られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
平滑化処理およびマスク処理は雑音除去目的にも使用さ
れる処理であって、これらの処理を組み入れた従来の印
刷物検査装置では、処理画像の精度が位置ずれの発生レ
ベルにまで落ちることになり、微小な印刷欠陥の検出が
不可能となる。

【０００９】従来の印刷物の位置決め方法としては、特
開昭６３−１１１０５７号公報、あるいは特公平４−２
２１４３号公報に開示されているものがある。これは、
図１８に示すように、印刷の絵柄ＰＰと一緒に印刷され
たスタートマークＳＴからの画像信号に基づいて印刷開
始点を検出し、位置ずれを計測する方法である。この方
法により、画像入力の際に発生する印刷物の進行方向
（縦方向）の位置ずれを解消することができる。しか
し、印刷物に新たにスタートマークＳＴを付けなければ
ならないこと、および印刷後の裁断時にスタートマーク
ＳＴを削除する機構を別途設けなければならないという
制約がある。さらにこの方法では、微小変形が発生しや
すい印刷形態（例えば凹版印刷）の場合、印刷の絵柄Ｐ
ＰとスタートマークＳＴとの間にもずれが発生する可能
性がある。また、位置合わせもその進行方向に対してし
かできない。

【００１０】このようなスタートマークＳＴを使用しな
い位置ずれ補正の方法としては、特開平２−８１６３２
号公報に開示されている方法がある。しかしながらこの
方法では、撮像した印刷画像の重心を求めて位置ずれ検
出を行なうため、印刷画像の回転、伸縮といった微妙な
画像の変形を補正することはできない。

【００１１】この発明の目的は、入力された画像の印刷
開始画素に注目することで、画像入力の際に発生する画
像の位置ずれとともに許容範囲内の印刷ずれを修正する
ことを可能とし、検査精度を保ったまま被検査対象の微
小な印刷欠陥を検出できる、印刷物検査システム（装置
及び方法）を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１に、この発明の印刷
物検査システムは、入力された画像に対してある一定の
方向から印刷画素を探索しながら操作したときに、最初
に出現する（あるいは所定数連続して出現する）印刷画
素を抽出する印刷開始点列抽出手段と、抽出された点列
より求められる近似直線の傾きを入力画像の傾きとして
計測する傾き計測手段と、計測された傾きを回転パラメ
ータとする一次変換を行なう傾き補正手段を備えてい
る。

【００１３】またこの発明の印刷物検査方法では、入力
された画像に対してある一定の方向から印刷画素を探索
し、この探索操作時に、最初に出現する（あるいは所定
数連続して出現する）印刷画素を抽出し、抽出された点
列よりその近似直線を求め、求められた近似直線の傾き
を入力画像の傾きとして計測し、計測された傾きを回転
パラメータとする一次変換を行なっている。

【００１４】第２に、この発明の印刷物検査システム
は、傾き補正と位置補正を同時にかつ高速に行なうため
に、テンプレートマッチングを利用して特徴点を抽出す
る特徴点抽出手段を備え、画像全体に対する傾きと位置
の補正を一度で行なえるように構成している。

【００１５】第３に、この発明の印刷物検査システム
は、傾き補正と位置補正を同時にかつ高速に行なうため
に、テンプレートマッチングを利用して特徴点を抽出す
る特徴点抽出手段と、基準となる画像からテンプレート
を選び出すテンプレート設定手段と、テンプレートマッ
チングの探索範囲を限定して抽出する探索範囲抽出手段
とを備え、画像全体に対する傾きと位置の補正を一度で
行なえるように構成している。

【００１６】第４に、この発明の印刷物検査システム
は、入力された画像に対して上下左右の少なくとも二辺
の方向から印刷画素を探索しながら走査したときに、そ
れぞれの辺の走査で最初に出現する（あるいは所定数連
続して出現する）印刷画素を抽出する印刷開始点列抽出
手段と、抽出された少なくとも二組の点列それぞれに近
似した直線を基準として検査対象領域を切り出すように
構成している。

【００１７】第５に、この発明の印刷物検査システム
は、第４の発明の印刷物検査システムで求められた近似
直線を利用して、入力された画像の傾き、サイズ、位置
を補正している。

【００１８】

【作用】この発明においては、入力された画像の印刷開
始画素を探索することで、画像入力の際に発生した位置
ずれと印刷時に発生した許容範囲内の位置ずれを同時に
補正する。すなわち、入力された画像の印刷開始点画素
を探索して画像の傾きを近似直線で表し、この近似直線
の傾きを回転パラメータとして一次変換を行なって、入
力画像の正確な位置決めを行なう。これにより検査精度
を落とすことなく微小な印刷欠陥を検出する。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例に
係る印刷物の検査装置およびその検査方法を説明する。

【００２０】図１は、この発明の印刷物検査システムを
構成する検査装置の構成を例示するブロック図である。

【００２１】検査対象物１０１としては、白地の紙帯上
に連続して四角い枠内に印刷された写真などがある。こ
の対象物１０１上の写真画像はＣＣＤなどを利用したイ
メージセンサ１０２で読み取られる。読み取られたアナ
ログ画像データは、Ａ／Ｄ変換器１０３により、たとえ
ば８ビットで量子化されて、デジタル画像データに変換
される。このデジタル画像データは多数の画素データの
集合であり、各画素データは８ビットで構成されてい
る。この場合、各画素は２５６レベルのグレースケール
を持つ。

【００２２】上記８ビットで量子化されたデジタル画像
データはフレームメモリ１０４に入力される。このフレ
ームメモリ１０４に入力された画像データは、ＣＰＵ１
０８およびメモリ制御部１１５の操作により、画像バス
１１０を介して、適宜、傾き補正部１０５、サイズ補正
部１０６、および印刷面切出部１０７に送られる。

【００２３】ＣＰＵ１０８はプログラムメモリ１０９に
格納されたプログラムにしたがって所定の操作を行な
う。すなわち、フレームメモリ１０４に格納された入力
画像データの各画素の集合の輪郭の１辺の傾きを検出し
てこの画像データの傾きを補正し（傾き補正部１０
５）、この画素集合からその画面サイズを検出して画像
データのサイズを補正し（サイズ補正部１０６）、傾き
／サイズ補正の済んだ画像データを検査画像メモリ１１
２に送る。この検査画像メモリ１１２に格納された入力
画像データは、差分器１１３において基準画像メモリ１
１１内の基準画像データと画素単位で逐一比較され、判
別部１１４において、たとえば各画素毎の差分の累積値
に基づく良否判別が行なわれる。

【００２４】換言すると、図１の印刷物検査システム
は、以下の手順（方法）で動作する。 １）検査対象物１０１の画像をイメージセンサ１０２で
読み取りＡ／Ｄ変換器１０３でデジタル化してからフレ
ームメモリ１０４に画像データを記憶する。

【００２５】２）記憶された画像データは傾き補正部１
０５にて傾きθを求め、傾き分を補正する。

【００２６】３）続いて大きさ補正部１０６にて縦／横
方向に倍率／縮小率を求め、大きさを補正する。

【００２７】４）傾きおよび大きさを補正した画像デー
タを検査画像メモリ１１２に記憶する。この記憶した補
正後の画像データを、基準画像メモリ１１１に記憶され
ている比較検査用基準データと比較し、各画素濃度の差
分を差分器１１３にて求める。

【００２８】５）差分値によって印刷物の検査を行な
う。たとえば、画像全体の画素濃度の差分累積値を判別
部１１４で求め、この累積値を所定の基準値（比較判定
値）と比べて印刷欠陥を判断し、選別信号を出力する。
（累積値が基準値以下なら欠陥なしとし、累積値が基準
値を越えるときは検査された印刷物が欠陥物と判断す
る。）図２は検査対象物（被検体印刷物）１０１である
印刷物画像の位置決め方法を説明するもので、印刷開始
点列を探索する処理１１と、探索された点列から近似直
線を求めてその傾きを計測する処理１２と、計測された
傾きを補正する処理１３とが順に行なわれる。

【００２９】まず、フレームメモリ１０４に入力された
画像１４は、図２の印刷面１５で例示するように傾いて
いることがある。この傾きは、印刷時の微妙な印刷ずれ
および画像入力時の撮像ずれの２つの要因により発生す
るもので、印刷物自体の欠陥とは区別されるべきもので
ある。

【００３０】画像１４に対する印刷面１５の微妙な傾き
を補正するために、印刷面１５のある一辺の画素列（点
列）すなわち印刷エッジを抽出する。

【００３１】ここでは、印刷面１５の上部の印刷開始点
列１６を印刷エッジ抽出に使用する。そのために、画像
走査の各列毎に上から下へと画像走査して印刷開始画素
を探索して行く。

【００３２】ここで、印刷画素であるか背景画素である
かの判定は、取り込まれた画像の各画素の濃度値レベル
を見て判定する。例えば、撮影環境により多少異なる
が、８ビットでデジタル化された２５６レベルの画像デ
ータであれば、予めレベル１８０辺りにしきい値を設定
し、このしきい値レベル以下の濃度値を持つ画素を印刷
画素と判定できる。（このしきい値レベルを越えるレベ
ルの画素は、白系紙面の背景画素と判定する。）図３
は、印刷開始点列探索処理１１における印刷開始点列抽
出方法を説明するためのもので、上記しきい値処理によ
り得られる印刷画素の例を示す。図中、多数の四角で表
した部分がしきい値処理の結果得られた画素２４、２５
を示す。フレームメモリ１０４に取り込まれた画像２１
の横方向にｘ軸をとり、その縦方向にｙ軸をとって、こ
のｘーｙ２次元平面上で画素２４、２５の集合を扱う。
ここでは、取込画像２１の左上肩の隅位置をこのｘーｙ
平面の原点（０、０）と考えることにする。各画素２
４、２５の位置は、この平面上の座標（ｘｉ、ｙｉ）で
表される。

【００３３】図３において、取込画像２１中の枠２２は
印刷物１０１の縁部分を示し、枠２３は印刷物１０１の
印刷面の輪郭を示している。ここで、ｘ軸に対する縁２
２の傾きは輪郭２３の傾きと必ずしも一致するわけでは
なく、印刷時に微妙にずれることがある。したがって、
印刷面以外にその周辺の縁も取込画像２１に入ってしま
う場合では、縁２２と印刷面輪郭２３とを区別し、輪郭
２３の印刷画素２５を直接検査しないと印刷面の傾きを
正確に検出することができない。

【００３４】いま、２５６レベルのグレースケールを持
つ取込画像２１を適当なしきい値（例えばレベル１８
０）で２値化することにより、２値化画像データから縁
２２が消え輪郭２３が残る場合を考えてみる。この場合
は、画像２１の左上原点（０、０）から下方向に向かっ
て右方向走査を順に行ない、最初に検出される画素２５
を調べれば、印刷面輪郭２３の４隅の１つ（図３では右
上肩隅）の座標位置が判明する。以後、各走査毎に最初
に見つかる画素２５を調べれば、輪郭２３の上辺線上の
画素２５の集合が求まる。これらの画素集合（図２の印
刷開始点列１６に相当）から、輪郭２３の上辺に相当す
る近似直線を算出することができる。

【００３５】輪郭２３がもし右肩下がりなら、最初に検
出される画素２５は輪郭２３の左上肩隅となる。以後、
各走査毎に最初に見つかる画素２５を調べれば、輪郭２
３の左辺線上の画素２５の集合が求まる。これらの画素
集合から、輪郭２３の左辺に相当する近似直線を算出す
ることができる。

【００３６】上記上辺近似直線あるいは左辺近似直線の
いずれによっても、ｘーｙ座標軸に対する印刷面輪郭２
３の傾きを求めることができる。

【００３７】次に、２値化画像データから縁２２を消す
ことができない場合を考えてみる。この場合は、画像２
１の左上原点（０、０）から下方向に向かって右方向走
査を順に行ない、最初に検出される画素を調べると、そ
れは印刷面輪郭２３の隅の画素２５ではなく、縁２２の
隅の画素２４となってしまう。ここで知りたいのは画素
２４の隅位置でなく画素２５の隅位置であるから、画素
２４の集合を画素２５の集合から区別しなければならな
い。

【００３８】ここで、縁２２の画像データは印刷面の輪
郭２３のように明確なものではなく、部分的には周辺の
白地画像データ中に紛れ込んでしまう点に注目すると、
画素２４の集合を画素２５の集合から区別する方法が見
つかる。すなわち、印刷面の輪郭２３の画素２５は多数
連続して検出されるのに対し、縁２２の画素２４は途切
れ途切れに検出されるので、画素２４が連続して生じる
長さは限られている、という観測事実から、画素２４の
集合を画素２５の集合から区別することができる。具体
的には、画素が５つ以上連続して検出された場合はその
画素の集合は印刷面輪郭２３の画素２５の集合であると
判定し、連続して５以上検出された画素集合のうち最初
に検出された画素２５の位置を、印刷面輪郭２３の隅位
置として検出する。

【００３９】こうして各走査毎に見つかる５つ以上連続
した画素集合の最初の画素２５を調べれば、輪郭２３の
上辺線上（あるいは左辺線上）の画素２５の集合が求ま
る。これらの画素集合（図２の印刷開始点列１６に相
当）から、輪郭２３の上辺（あるいは左辺）に相当する
近似直線を算出することができる。

【００４０】上記近似直線は、図２の直線近似／傾き計
測処理１２において求められる。図２において、求める
近似直線１７をｙ＝ａｘ＋ｂで与えたときに、検出され
た印刷開始点列１６の各点から直線１７までの距離の２
乗和が最小となるように係数ａ、ｂを定めることができ
る（最小２乗解を求める）。こうして求めた係数ａが近
似直線１７の傾きを示す。

【００４１】具体的には、まず変数Ｘとその平均値Ｘ＊
の偏差ζ＝ＸーＸ＊を新しい変数ζとして定義する。こ
こで変数ζはその値の総和がゼロとなる性質を持つ。す
なわち、Σζｉ＝０である。

【００４２】次に直線ｙ＝ａζ＋ｂに印刷開始点列１６
の各画素位置を当てはめる。各画素の座標を（Ｘｉ、Ｙ
ｉ）とすると、この直線ｙから各画素点列までの距離Ｄ
ｉの２乗和Ｓは、

【００４３】

【数１】

【００４４】となる。ただしζｉ＝ＸｉーＸｉ＊であ
る。この２乗和Ｓを最小とするために、Ｓをａとｂの関
数としたときにＳのａおよびｂに関する偏微分係数を０
とおく。最初にｂに関する偏微分係数を０とおくと、

【００４５】

【数２】

【００４６】となり、ｂについて解くと、Σζｉ＝０よ
り、

【００４７】

【数３】

【００４８】となる。これはＹｉの平均値である。

【００４９】次に、ａに関する偏微分係数を０とおく
と、

【００５０】

【数４】

【００５１】となる。これを整理すると、

【００５２】

【数５】

【００５３】となり、Σζｉ＝０から、

【００５４】

【数６】

【００５５】となる。こうして近似直線１７の傾きａ
が、画素点列の座標値（Ｘｉ、Ｙｉ）から算出できる。

【００５６】上記最小２乗解を求める方法とは別に、Ｈ
ｏｕｇｈ変換（ハフ変換）を利用しても近似直線１７を
求めることができる。（このＨｏｕｇｈ変換は、画像処
理において直線を抽出するためによく用いられる公知の
変換方法である。）簡単に説明すると、ＸーＹ座標系の
ある一点（ｘｉ、ｙｉ）が与えられたときに、その点を
通る全ての直線を極座標系（θーρ）空間に変換して、
ρ＝ｘｉｃｏｓθ＋ｙｉｓｉｎθなる１本の曲線の軌跡
とする。全ての候補点（ｘｉ、ｙｉ）についてこの軌跡
を（θーρ）空間に描くことにより、最終的にこれらの
曲線群が最も多く交わる点（θｏーρｏ）を抽出するこ
とができる。この抽出点（θｏ、ρｏ）から、近似直線
ρｏ＝ｘｃｏｓθｏ＋ｙｓｉｎθｏが求められる。

【００５７】なお、入力される画像の印刷面の傾きがほ
ぼ水平と仮定できる場合は、考えられる傾きの範囲を十
分に絞ってＨｏｕｇｈ変換を行なうことができる。たと
えば、画素点列の各点（ｘｉ、ｙｉ）の座標値を直線方
程式ｙ＝ａｘ＋ｂへ代入し、傾きａをー０．１＜ａ＜＋
０．１の範囲に限定して、ａの変化の刻み幅を０．００
１とする。すると１点あたり２０１個の（ａｉ、ｂｉ）
の組が算出され、これらの組（ａｉ、ｂｉ）が用意され
た配列に投票される（配列の対応数値を１増加させ
る）。この処理を画素点列の各点（ｘｉ、ｙｉ）に対し
て繰り返し、最終的に最も多い組を抽出する。そのとき
に得られたａが、求める傾きとなる。

【００５８】図１の傾き補正部１０５では、アフィン変
換が用いられる。このアフィン変換は画像処理における
一次変換の基本アルゴリズムである。

【００５９】いま、図４（ａ）に示されるように、求め
られた直線２６（印刷面輪郭２３の上辺近似直線１７に
対応）と画像２１の水平方向（ｘ軸方向）２７とがなす
角度をθとする。すると、ａ＝ｔａｎθであるから、

【００６０】

【数７】

【００６１】なる関係を利用すれば、変換前の座標系を
（ｕ、ｖ）、変換後の座標系を（ｘ、ｙ）で表すと、ア
フィン変換の式は、

【００６２】

【数８】

【００６３】となる。

【００６４】回転補正後の画像の各画素について、座標
ｘ、ｙを式（８）に代入し、入力画像での座標ｕ、ｖを
求め、その座標の濃度値ｆ（ｕ、ｖ）を新しい補正後の
濃度値ｆ’（ｕ、ｖ）とすることができる。

【００６５】しかし、ｕ、ｖが整数になることは稀であ
り、補正後の各画素の濃度値を得ることが、なかなかで
きない。このような場合に対応する簡単な方法として
は、次のようなものがある。すなわち、（ｕ、ｖ）に最
も近い画素の濃度値ｆ（ｉｎｔ（ｕ＋０．５）、ｉｎｔ
（ｖ＋０．５））を代用する。ここでｉｎｔ（）は整数
化の関数を示す。この方法においては濃度値が急変する
と誤差が大きくなることがある。この誤差を小さくする
には、求められた点（ｕ、ｖ）近傍周囲の何点か、例え
ば４点の濃度値を利用して、式（９）に示すようにそれ
らの荷重平均によって補正後の濃度値ｆ’（ｕ、ｖ）を
決定するとよい。

【００６６】

【数９】

【００６７】ここで、（ｕ’、ｖ’）は濃度値を求めよ
うとする注目画素の左上に位置する近傍画素を示し、
ｕ’＝ｉｎｔ（ｕ）、ｖ’＝ｉｎｔ（ｖ）であり、かつ
α＝ｕーｕ’、β＝ｖーｖ’である。

【００６８】なお、上記荷重平均で用いる近傍周囲点の
数としては、４点に限らず、たとえば９点とか１６点を
採用することもできる。

【００６９】図４（ｂ）は、傾き補正後の印刷面輪郭２
３のサイズ（縦／横のサイズ）が基準画像サイズからず
れている場合に、印刷面輪郭２３のサイズを基準画像サ
イズにあわせる方法を説明する図である。

【００７０】すなわち、基準画像の横長がａであり縦長
が（ｃ＋ｄ）であるときに、傾き補正後の輪郭２３の横
長が（ａ＋ｂ）、縦長がｃであれば、輪郭２３を横方向
（ｘ軸方向）に縮小率ａ／（ａ＋ｂ）だけ縮小し、縦方
向（ｙ軸方向）に倍率（ｃ＋ｄ）／ｄだけ拡大する。こ
うすれば、印刷面輪郭２３はその傾きもサイズも基準画
像と一致することになり、印刷内容を基準画像内容と正
しく比較検査できるようになる。

【００７１】図５は、図１の検査装置における印刷物検
査方法を説明するフローチャートである。

【００７２】まず、検査対象物（印刷物）１０１の表面
状態の画像がイメージセンサ１０２により取り込まれ、
Ａ／Ｄ変換器１０３によりデジタル画像データに変換さ
れ、フレームメモリ１０４に格納されて、画像入力が行
なわれる（ＳＴ１０）。

【００７３】フレームメモリ１０４に格納された画像デ
ータは、画像入力時あるいは原画像の印刷時に発生した
傾き（θ）を伴っている。この傾きθは傾き補正部１０
５で求められ、アフィン変換などの一次変換処理により
補正される（ＳＴ１１）。

【００７４】上記傾き補正処理終了後、ＣＰＵ１０８
は、イメージセンサ１０２から入力された画像（イメー
ジパターン）に対する基準画像データ（欠陥を含まない
イメージパターン）を検索し（ＳＴ１２、イエス）、そ
れを基準画像メモリ１１１に格納する（ＳＴ１３）。

【００７５】基準画像データのメモリ１１１への格納が
済めば（ＳＴ１２、ノー）、ＣＰＵ１０８は、傾き補正
された画像データのサイズ（縦横サイズ）が基準画像メ
モリ１１１に格納された基準画像データのサイズと一致
するように、サイズ補正を行なう（ＳＴ１４）。

【００７６】傾き補正（ＳＴ１１）およびサイズ補正
（ＳＴ１４）が済むと、傾き補正（ＳＴ１１）で求めた
印刷開始点の位置データおよびサイズ補正（ＳＴ１４）
で求めた印刷面輪郭２３のサイズデータから、印刷面切
出部１０７において、印刷面輪郭２３（四角形）のたと
えば右上点の位置が正確に求められる。そのあと、この
右上点の位置データと印刷面輪郭２３のサイズデータと
から、検査対象１０１の印刷面が切り出される。

【００７７】こうして切り出された検査対象印刷面の画
像データの位置が基準画像メモリ１１１に格納された基
準画像データの位置と一致するように、位置補正（位置
決め）が行なわれる（ＳＴ１５）。

【００７８】なお、傾き補正部１０５、サイズ補正部１
０６、印刷面切出部１０７などのモジュールの動作は全
てＣＰＵ１０８によりコントロールされる。これらのモ
ジュールで行なわれる処理の詳細はプログラムメモリ１
０９に記憶されている。またこれらのモジュール間は高
速な画像バス１１０によって結ばれており、各モジュー
ル間で画像データの高速転送が可能になっている。基準
画像メモリ１１１および検査画像メモリ１１２の動作
は、ＣＰＵ１０８からの指示に基づきメモリ制御部１１
５によりコントロールされる。

【００７９】傾き補正／サイズ補正が済み位置決めされ
た検査対象物１０１の画像データは検査画像メモリ１１
２に格納される（ＳＴ１６）。検査画像メモリ１１２に
格納された検査対象画像データは、基準画像メモリ１１
１に格納された基準画像データと、画素単位で逐次一対
比較される。すなわち画素毎に濃度の差分が計算される
（ＳＴ１７）。

【００８０】上記画素単位の濃度差分データは判別部１
１４で累積される。この累積値が所定値を越えたら、そ
のときの検査対象物１０１には印刷上の欠陥があると判
定され、選別信号（例えば論理レベル”１”）が出力さ
れる（ＳＴ１８）。この累積値が所定値以内であれば、
そのときの検査対象物１０１には良品であると判定され
る。

【００８１】図示しないが、上記レベル”１”の選別信
号が判定部１１４から出されると、その時検査中の印刷
物に不良品マークが付され、その不良部分は後に破棄処
理を受けることになる。

【００８２】以上のようにして、検査対象物（印刷物）
１０１の欠陥検査処理が完了する。

【００８３】図６は、傾き補正部１０５の構成を説明す
るブロック図である。フレームメモリ１０４に格納され
ている入力画像データは画像バス１１０を通して傾き補
正部１０５に入力される。傾き補正部１０５では、まず
印刷開始点列抽出回路３１において、入力画像の印刷開
始点列が抽出される。開始点として抽出された画素点は
順に点列記憶バッファ３２に格納され、直線近似回路３
３に送られる。直線近似回路３３では、一次回帰あるい
はＨｏｕｇｈ変換などの手法で直線近似がなされる。こ
の回路３３で求められた近似直線の傾きは傾き計測回路
３４で計測され、アフィン変換パラメータ設定回路３５
に送られる。送られてきた傾きデータは、アフィン変換
パラメータ設定回路３５においてアフィン変換のための
各パラメータに変換され、アフィン変換回路３６に渡さ
れる。アフィン変換回路３６は、設定されたパラメータ
でフレームメモリ１０４内の画像データに対してアフィ
ン変換を施し、傾き補正が完了する。

【００８４】図７は、第２の実施例装置で用いられる傾
き補正部１０５、サイズ補正部１０６、および印刷面切
出部１０７の全体構成を説明するブロック図である。こ
こで、太い矢印は高速画像バス１１０を示し、細い実線
矢印は画像データの流れを示し、破線の矢印は座標値あ
るいは各種パラメータの流れを示す。

【００８５】図７の構成において、フレームメモリ１０
４に格納されている入力画像データは画像バス１１０を
通して傾き補正部１０５に入力される。傾き補正部１０
５では、まず印刷開始点列抽出回路３１で印刷開始点列
が抽出される。印刷開始点として抽出された点から順に
点列記憶バッファ３２に格納される。

【００８６】探索範囲抽出回路４１は、点列記憶バッフ
ァ３２に格納された点列を利用して、サイズ補正／位置
補正のための探索範囲を抽出する。

【００８７】この探索範囲抽出は、次のようにして行な
われる。すなわち図８に示すように、抽出された点列１
５の両端の座標を計測し、それらの座標周辺の微小矩形
領域５１、５２を探索範囲として抽出する。

【００８８】たとえば探索範囲のサイズを（Ｒ＋１）ｘ
（Ｒ＋１）と設定した場合、点列の両端点を中心とする
矩形領域を探索範囲として選ぶことができる。

【００８９】このとき点列両端の座標が（ｘｃ１、ｙｃ
１）、（ｘｃ２、ｙｃ２）であったとすれば、（ｘｃ１
ーＲ／２、ｙｃ１ーＲ／２）ー（ｘｃ１＋Ｒ／２、ｙｃ
１＋Ｒ／２）、および（ｘｃ２ーＲ／２、ｙｃ２ーＲ／
２）ー（ｘｃ２＋Ｒ／２、ｙｃ２＋Ｒ／２）の矩形領域
を点列両端の点を中心とする探索範囲として選ぶことが
できる。このようにすると、画像内の特定の点を探索す
るのに画像全体の極くわずかな領域を探索範囲に限定し
たことになり、探索精度および探索処理速度を大幅に向
上させることが可能になる。

【００９０】一方、点列記憶バッファ３２に格納されて
いる点列は、直線近似回路３３において一次回帰あるい
はＨｏｕｇｈ変換などの手法により直線近似される。す
ると次段の傾き計測回路３４において近似直線の傾きが
計測され、アフィン変換パラメータ設定回路３５におい
てアフィン変換のための各パラメータに変換される。こ
れらのパラメータがアフィン変換回路３６に設定され
る。アフィン変換回路３６は、フレームメモリ１０４の
画像に対し、設定されたパラメータにより探索範囲内に
限って、アフィン変換を施す。

【００９１】アフィン変換された探索範囲の画像は、サ
イズ補正部１０６に送られ、探索範囲メモリ４２に格納
される。その後テンプレート設定回路４３に探索範囲の
座標情報が入力される。すると、この座標情報に基づき
基準画像メモリ１１１から特徴点パターン情報が読み出
され、適当なサイズのテンプレートが設定される。

【００９２】図９は、上記テンプレートの設定方法を説
明するための図である。たとえば、検査画像（印刷物１
０１の取込画像）において探索範囲５１、５２が抽出さ
れたとする。これら探索範囲の中心座標を（ｘｃ１、ｙ
ｃ１）および（ｘｃ２、ｙｃ２）とする。またこれらの
座標の２点をアフィン変換したあとの座標を、それぞれ
（ｘｃ１ａ、ｙｃ１ａ）および（ｘｃ２ａ、ｙｃ２ａ）
とする。これらは、傾き補正後の探索範囲中心座標とな
る。

【００９３】これらの中心座標（ｘｃ１ａ、ｙｃ１
ａ）、（ｘｃ２ａ、ｙｃ２ａ）をそのまま基準画像に対
応させ、これらの座標を中心とするサイズ（Ｔ＋１）ｘ
（Ｔ＋１）の矩形領域をテンプレート５３、５４とし
て、基準画像メモリ１１１から画像情報を抽出する（た
だしＴ＜Ｒとする）。たとえば探索範囲のサイズ（Ｒ＋
１）ｘ（Ｒ＋１）を３０画素ｘ３０画素としたとき、テ
ンプレートのサイズ（Ｔ＋１）ｘ（Ｔ＋１）を１０画素
ｘ１０画素とすることができる。

【００９４】以上のようにしてテンプレート５３、５４
が設定されると、特徴点抽出回路４４において、探索範
囲メモリ４２に記憶されている２つの探索範囲に対して
テンプレートマッチングが行なわれる。

【００９５】図１９は、テンプレートマッチングにおい
て、画像の左上点を求める処理手順を説明するフローチ
ャートである。

【００９６】まず、探索範囲の中心点（ｘｃ１ａ、ｙｃ
１ａ）を中心とした（Ｒ＋１）ｘ（Ｒ＋１）の範囲の対
象画像ｆ（ｘ、ｙ）、および予め標準パターンから作成
した（Ｔ＋１）ｘ（Ｔ＋１）の範囲のテンプレートｇ
（ｉ、ｊ）が設定される（ＳＴ１２０１）。また比較値
ｍａｘの初期値としては、最小値として∞が設定され
る。

【００９７】続いて対象画像ｆ（ｘ、ｙ）の変数ｙがｙ
ｃ１ａーＲ／２に設定され（ＳＴ１２０２）、変数ｘが
ｘｃ１ａーＲ／２に設定される（ＳＴ１２０３）。さら
にマッチング値ｍａｔｃｈおよびテンプレートｇ（ｉ、
ｊ）の変数ｊがゼロに設定され（ＳＴ１２０４）、続い
てテンプレートｇ（ｉ、ｊ）の変数ｉがゼロに設定され
る（ＳＴ１２０５）。

【００９８】その後、対象画像の関数ｆ（ｘ＋ｉ、ｙ＋
ｊ）とテンプレートｇ（ｉ、ｊ）とのビット毎に排他的
論理和が演算され、マッチング値ｍａｔｃｈがこの排他
的論理和演算の結果でインクリメントされる（ＳＴ１２
０６）。

【００９９】上記排他的論理和演算によるマッチング値
ｍａｔｃｈのインクリメントは、変数ｉをインクリメン
トさせながら（ＳＴ１２０７）、変数ｉがＴ＋１以下の
間（ＳＴ１２０８、イエス）反復される。そしてこの反
復処理は、変数ｊをインクリメントさせながら（ＳＴ１
２０９）、変数ｊがＴ＋１以下の間（ＳＴ１２１０、イ
エス）さらに繰り返される。

【０１００】こうして求めたマッチング値ｍａｔｃｈが
比較値ｍａｘよりも小さくなければ（ＳＴ１２１１、ノ
ー）、変数ｘが１つインクリメントされ（ＳＴ１２１
３）、ｘが（ｘｃ１ａ＋Ｒ／２ーＴ）以下のうちは（Ｓ
Ｔ１２１４、イエス）、ＳＴ１２０４〜ＳＴ１２１３が
繰り返される。

【０１０１】変数ｘが（ｘｃ１ａ＋Ｒ／２ーＴ）を越え
ると（ＳＴ１２１４、ノー）、変数ｙが１つインクリメ
ントされ（ＳＴ１２１５）、ｙが（ｙｃ１ａ＋Ｒ／２ー
Ｔ）以下のうちは（ＳＴ１２１６、イエス）、ＳＴ１２
０３〜ＳＴ１２１５が繰り返される。

【０１０２】マッチング値ｍａｔｃｈが比較値ｍａｘよ
りも小さくなれば（ＳＴ１２１１、イエス）、比較値ｍ
ａｘはそのときのマッチング値ｍａｔｃｈに設定され、
座標変数ｘ、ｙとして、ｘｅ１、ｙｅ１が代入される
（ＳＴ１２１２）。その後、変数ｙが（ｙｃ１ａ＋Ｒ／
２ーＴ）を越えると（ＳＴ１２１６、ノー）、そのとき
のｘ＝ｘｅ１、ｙ＝ｙｅ１が出力される（ＳＴ１２１
７）。

【０１０３】以上の処理（ＳＴ１２０２〜ＳＴ１２１
６）が、マッチングの位置を移動させながらマッチング
値が最小になる位置（ｘｅ１、ｙｅ１）を求める処理と
なる。

【０１０４】ここで、前記排他的論理和演算で求めてい
るマッチング値ｍａｔｃｈは、小さいほど２つのパター
ン（例えば図９の５１と５３）がよく合っていることを
示す。このことは、換言すれば、この位置（ｘｅ１、ｙ
ｅ１）の点が、マッチング度が最大となる特徴点とな
る。この特徴点は、探索範囲中心座標（ｘｃ１、ｙｃ
１）および（ｘｃ２、ｙｃ２）それぞれに対して１点づ
つ、計２点求まる。

【０１０５】こうして求めた２つの特徴点を、検査画像
の左上点、右上点とする。これらの左右上点を使用し
て、画像サイズの補正を行なうことができる。

【０１０６】すなわち、図７のサイズ計測回路４５にお
いて、対象となる画像に含まれる印刷面のサイズが計測
される。こうして計測された印刷面サイズを基準画像メ
モリ１１１内の基準画像サイズと比較し、さらにアフィ
ン変換パラメータ設定回路４６へ傾き補正部１０５のア
フィン変換パラメータ設定回路３５の傾き補正用パラメ
ータを入力することにより傾き補正／サイズ補正を同時
に行なえるアフィン変換のパラメータを作成し、それを
アフィン変換回路４７に設定する。

【０１０７】アフィン変換回路４７では、フレームメモ
リ１０４に格納されている画像データに対して変換処理
を行なう。ここで変換された画像データから、印刷面切
出回路１０７において、印刷面の左上点を揃えて印刷面
のみを切り出し、画像バス１１０を介して検査画像メモ
リ１１２に送り出す。以上の処理により、傾き補正／サ
イズ補正を含めた位置決めが可能になる。

【０１０８】なお、図７の実施例では画像の横方向のみ
のサイズ補正が行なわれ、画像の縦方向のサイズ補正は
行なっていない。画像の縦方向のサイズ補正も行なうと
きは、図１０に示すように基準画像の縦方向に新たなテ
ンプレート５５を作成し、このテンプレートより検査画
像に対する検索範囲５６を推定するようにしてもよい。
これにより、検索範囲５１に対してテンプレート５３が
設定され、検索範囲５６に対してテンプレート５５が設
定されて、印刷画面の左上点と右下点が抽出される。

【０１０９】たとえば、基準画像の印刷面サイズが横方
向Ｚｘ、縦方向Ｚｙであったとする。また、図７の傾き
計測回路３４において求められた印刷面の傾きがθ（図
４（ａ）参照）であったとする。このとき、最初に探索
範囲抽出回路４１にて求められた探索範囲の中心が（ｘ
ｃ１、ｙｃ１）、（ｘｃ２、ｙｃ２）であったなら、図
１０における３番目の探索範囲の中心として、（ｘｃ２
＋Ｚｙｓｉｎθ、ｙｃ２＋Ｚｙｃｏｓθ）を選ぶことが
できる。

【０１１０】こうして画像の左上点と右下点の座標を求
め、それらが（ｘｅ１、ｙｅ１）、（ｘｅ２、ｙｅ２）
であったとする。すると、サイズ計測回路４５により測
定されるサイズは、横方向がｘｅ２ーｘｅ１、縦方向が
ｙｅ２ーｙｅ１となる。ここで、基準画像の印刷面のサ
イズがそれぞれＺｘ、Ｚｙであるため、横方向拡大率は
Ｌｘ＝Ｚｘ／（ｘｅ２ーｘｅ１）となり、縦方向拡大率
はＬｙ＝Ｚｙ／（ｙｅ２ーｙｅ１）となる。すると、式
（８）から、アフィン変換の式は、

【０１１１】

【数１０】

【０１１２】となる。ここでａは近似直線をｙ＝ａｘ＋
ｂとしたときの傾きである。

【０１１３】以上により、アフィン変換を一度行なうこ
とにより、傾き補正とサイズ補正を完了させることがで
きる。

【０１１４】図１１は、この発明の印刷物検査装置にお
ける位置決め方法の他例を説明する図である。また図２
０（ａ）は、この位置決め方法（４点から傾き、サイ
ズ、位置補正用アフィン変換パラメータを求める方法）
を説明するフローチャートである。図２０（ｂ）は図２
０（ａ）での処理を説明するための補助図面である。

【０１１５】この方法では、画像の上下左右の４方向か
ら、それぞれ印刷画素開始点列を検索し、直線近似によ
る４本の直線によって印刷面の領域を囲んでいる。

【０１１６】まず、図２０（ｂ）に示すような印刷面の
領域のサイズおよび角隅座標が与えられたときに、この
印刷面領域各辺の開始画素ｄＬ１、ｄＬ２、ｄＬ３、ｄ
Ｌ４と、辺Ｌ１のパラメータａ１、ｂ１、辺Ｌ２のパラ
メータａ２、ｂ２、辺Ｌ３のパラメータａ３、ｂ３、辺
Ｌ４のパラメータａ４、ｂ４が与えられる（ＳＴ１３０
１）。

【０１１７】次に入力された画像６１に対して、上下左
右の４辺からそれぞれ下方、上方、左方、右方に印刷画
素を探索しながら走査したときに、それぞれ最初に出現
する画素（あるいは一定画素数連続して印刷画素が出現
する場合の最初の画素）ｄＬ１、ｄＬ２、ｄＬ３、ｄＬ
４を、印刷開始点列６２から抽出する（ＳＴ１３０
２）。

【０１１８】抽出された４組の点列より、４本の近似直
線６３、６４、６５、６６が検出される（ＳＴ１３０
３）。ここで、直線６３は画像の左側から印刷画素を探
索したときに抽出された印刷開始点列６２より近似した
直線（Ｌ２）であり、直線６４は画像の右側から印刷画
素を探索したときに抽出された印刷開始点列６２より近
似した直線（Ｌ３）であり、直線６５は画像の上側から
印刷画素を探索したときに抽出された印刷開始点列６２
より近似した直線（Ｌ１）であり、直線６６は画像の下
側から印刷画素を探索したときに抽出された印刷開始点
列６２より近似した直線（Ｌ４）である。

【０１１９】これらの直線６３〜６６が交わった点を６
７〜７０で示してある。点６７は直線６３、６５の交点
であり、抽出すべき印刷面の左上点となる。点６８は直
線６４、６５の交点であり、抽出すべき印刷面の右上点
となる。点６９は直線６３、６６の交点であり、抽出す
べき印刷面の左下点となる。点７０は直線６４、６６の
交点であり、抽出すべき印刷面の右下点となる。

【０１２０】このようにして、４点で囲まれる領域を抽
出すべき印刷面とすることができる。これらの４点６７
〜７０を利用して、傾き補正、サイズ補正、位置補正の
ためのアフィン変換のパラメータを求めることができ
る。

【０１２１】すなわち、左上点６７の座標（ｘｅ１、ｙ
ｅ１）と右下点７０の座標（ｘｅ２、ｙｅ２）を４本の
近似直線６３〜６６それぞれのパラメータａ１〜ａ４、
ｂ１〜ｂ４から算出し（ＳＴ１３０４）、算出された座
標値からアフィン変換のパラメータｕ’ｖ’を求めるこ
とができる（ＳＴ１３０５）。

【０１２２】図１２は、この発明の印刷物検査装置にお
ける位置決め方法のさらに他の例を説明する図である。
また、図２１（ａ）はこの位置決め方法を説明するフロ
ーチャートであり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）での処
理を説明するための補助図面である。

【０１２３】この方法では、画像の上側と左側の２方向
から印刷開始点列を検索し、２本の近似直線の交点とそ
れぞれの近似直線の端部の２点との合計３点から、印刷
面の領域を決定する。

【０１２４】まず、図２１（ｂ）に示すような印刷面の
領域のサイズおよび角隅座標が与えられたときに、この
印刷面領域各辺の開始画素ｄＬ１、ｄＬ２と、辺Ｌ１の
パラメータａ１、ｂ１と、辺Ｌ２のパラメータａ２、ｂ
２と、直線Ｌ１の端点ｘｅ１と、直線Ｌ２の端点ｙｅ２
とが与えられる（ＳＴ１４０１）。

【０１２５】次に、入力された画像６１に対して、上側
の辺から下側に向かって縦方向に、また右側の辺から左
方向に向かって横方向に、印刷画素を探索しながら走査
したときに、それぞれ最初に出現する画素（あるいは一
定画素数連続して印刷画素が出現する場合の最初の画
素）ｄＬ１、ｄＬ２を、印刷開始点列６２から抽出する
（ＳＴ１４０２）。

【０１２６】抽出された２組の点列より、２本の近似直
線９１、８２が検出される（ＳＴ１４０３）。ここで、
直線８１は画像の上側から縦方向に印刷画素を探索した
ときに抽出された印刷開始点列６２より近似した直線
（Ｌ１）であり、直線８２は画像の左側から横方向に印
刷画素を探索したときに抽出された印刷開始点列６２よ
り近似した直線（Ｌ２）である。

【０１２７】これらの直線８１、８２が交わった点を８
３で示してある。この点８３の座標（ｘｅ１、ｙｅ１）
は、２本の近似直線８１、８２それぞれのパラメータａ
１〜ａ２、ｂ１〜ｂ２から算出される（ＳＴ１４０
４）。また２本の近似直線８１、８２それぞれの端点８
４、８５の座標（ｘｅ２、ｙｅ２）は、点列６２から求
めることができる（ＳＴ１４０５）。こうして得られた
座標値から、画像領域の位置、大きさ、傾きが計測さ
れ、アフィン変換のパラメータｕ’ｖ’が求められる
（ＳＴ１４０６）。

【０１２８】なお、図１２の３点８３〜８５には、ノイ
ズなどの影響で多少のずれが含まれていることがある。
そこで、これらの３点について基準画像と局所パターン
の比較をすれば、より正確な位置を求めることができ
る。

【０１２９】すなわち図１３において、各点８３、８
４、８５回りの微小矩形領域を探索領域９１、９３、９
５とし、基準画像の同じ位置の回りの微小矩形領域をテ
ンプレート９２、９４、９６としてテンプレートマッチ
ングを行なうことによって、最初に求められた各点のず
れを検出し、修正することができる。

【０１３０】図１４は、図６の印刷開始点列抽出回路３
１の一例を示すブロック図である。この回路３１は、比
較器２０１、濃度しきい値レジスタ２０２、開始点列探
索部２０３、列数カウンタ２０４、行数カウンタ２０
５、開始点列メモリ２０６によって構成されている。

【０１３１】開始点列検索部２０３は、どの方向からの
開始点列を抽出するか、あるいはどういう規則にしたが
って開始点列を探索するかによって、いろいろな形態を
とる。この検索部２０３の詳細は後述する。

【０１３２】印刷開始点列抽出回路３１は、次のように
して開始点列を抽出する。まず、フレームメモリ１０４
に保存されている画像データがバス１１０を介して比較
器２０１に送られる。ここで、送られてきた画像データ
は、１画素毎に、濃度しきい値レジスタ２０２に格納さ
れている基準濃度値と比較される。そして基準濃度値以
上であるか否かの情報が開始点列探索部２０３に送られ
る。

【０１３３】列数カウンタ２０４および行数カウンタ２
０５では、画像の取り込みと並行して絶えず現在の列数
と行数がわかるようにカウントを行なっている。すなわ
ち、列数カウンタ２０４はゼロからスタートし画素毎に
インクリメントされ、画像の１行が終了した時点でゼロ
にリセットされ、次の行の頭で再びゼロからカウントを
始める。この列数カウンタ２０４のカウント／リセット
は、画面の全行（１画面）に対して繰り返される。

【０１３４】行数カウンタ２０５もやはりゼロからスタ
ートし、画像の１行が終わる毎にインクリメントされ、
画像の１画面が終了した時点でゼロにリセットされ、次
の画像の頭で再びゼロからカウントを始める。

【０１３５】開始点列探索部２０３は列数カウンタ２０
４からの列数情報を取り入れて、各列における開始点を
探索する。開始点が検出されればその都度開始点列メモ
リ２０６に書込が行なわれる。その時の開始点の位置
は、列数カウンタ２０４および行数カウンタ２０５のカ
ウント値から知ることができる。このような構成の印刷
開始点列抽出回路３１により、画像のラスタースキャン
の速度で開始点列の抽出が可能になる。

【０１３６】なお、図１４の回路３１へは、フレームメ
モリ１０４内の画像データのみでなく、イメージセンサ
１０２およびＡ／Ｄ変換器１０３からのデジタル画像デ
ータを直接入力することもできる。このようにすれば、
フレームメモリ１０４への画像データ書込と同時に印刷
開始点列抽出処理を行なうことが可能になる。

【０１３７】また、この回路３１に傾き計測回路（例え
ば図６の３４）を直結してもよい。すなわち、図４の構
成において、点列記憶バッファ３２および直線近似回路
３３を仲介せずに回路３１で抽出された印刷開始点列の
値を傾き計測回路３４に直接入力する。そして、印刷開
始点列の直線近似は、最小２乗法であれば式（６）を計
算し、Ｈｏｕｇｈ変換であれば用意された配列（ａｉ、
ｂｉ）の対応する数値が増加するようにする。こうする
ことによって、イメージセンサ１０２による画像入力と
ほぼ同時に、印刷開始点列の傾きａを計算することがで
きる。

【０１３８】図１５は、印刷開始点列探索部２０３の一
回路例を示す。この回路は、画像の上側から下方に向か
って開始点列を検索する場合に用いられる。

【０１３９】この印刷開始点列探索部２０３は、カウン
タメモリ２１０、カウンタ２１１、比較器２１２、連結
数しきい値レジスタ２１３、フラグメモリ２１４、およ
び論理ゲートＧ１、Ｇ２により構成されている。

【０１４０】カウンタメモリ２１０は画像の横方向の画
素数以上の容量を持っているメモリで、１画素につき４
ビット用意すれば十分である。すなわち、カウンタメモ
リ２１０は、画像の横方向の画素数をｍとすれば、４ｘ
ｍビット以上の容量があれば良い。

【０１４１】ここで必要なビット数は、印刷画素を抽出
するときに使用する出現規則によって変わる。（この出
現規則とは、「ｃ画素連続して印刷画素が続く場合の最
初の印刷画素」というもので、この規則におけるｃが連
結数しきい値レジスタ２１３に格納されるしきい値とな
る。）図１５の構成において、カウンタメモリ２１０を
初期段階でゼロ設定するために、画像のブランク信号を
メモリ２１０のライトリセットに入力する。このメモリ
２１０は、図１４の列数カウンタ２０４により計算され
る列数をアドレス入力として受けて読み書きを行なう。
画像信号が１画素進む間（１クロック時間）、リード／
ライトの両方を行なうので、メモリ２１０はデュアルポ
ートメモリで構成することが望ましい。

【０１４２】メモリ２１０の内容は列数カウンタ２０４
からのアドレスにしたがって読み出され、読み出された
内容はカウンタ２１１においてインクリメントあるいは
リセットされ、再びメモリ２１０の同一アドレスに書き
込まれる。このカウンタ２１１には、図１４の比較器２
０１からの比較結果がコントロール信号として入力され
る。このコントロール信号により、カウンタ２１１のイ
ンクリメント／リセットが制御される。すなわち、コン
トロール信号（比較器２０１の比較結果）がオンであれ
ばカウンタ２１１はインクリメント動作を行ない、コン
トロール信号（比較器２０１の比較結果）がオフであれ
ばカウンタ２１１はリセットされる。

【０１４３】カウンタ２１１の出力は比較器２１２にも
与えられ、連結数しきい値レジスタ２１３に格納されて
いる連結数しきい値（前記出現規則のｃ）と比較され
る。比較器２１２はカウンタ２１１からの出力と連結数
しきい値ｃとが等しいときに論理レベル”１”を出力
し、それ以外では論理レベル”０”を出力している。こ
の論理レベル出力はゲートＧ１を介してフラグメモリ２
１４に与えられ、列数カウンタ２０４からのアドレス
に、その時点でメモリ２１４の同一アドレスに書き込ま
れている値とＯＲをとって、書き込まれる。

【０１４４】このフラグメモリ２１４は、カウンタメモ
リ２１０と同じく画像の横方向の画素以上の容量を持っ
ておればよい。このメモリ２１４は初期段階で全てゼロ
に設定しておく必要があるため、画像のブランク信号を
ライトリセット信号として入力する。すなわち、メモリ
２１４の内容は最初は”０”であり、１度”１”になる
と最後まで”１”の状態を保つ。

【０１４５】なお、フラグメモリ２１４の読み書きのタ
イミングはカウンタメモリ２１０と同じであるので、ラ
イトなどの制御信号はこれらのメモリ間で共通に使用で
きる。またメモリ２１４は０／１を書き込むだけのもの
であるので、１画素につき１ビット用意すればよい。

【０１４６】このフラグメモリ２１４に書き込まれてい
る値（０／１）と比較器２１２からの比較結果出力（０
／１）とに応じて開始点列メモリ２０６への値の書き込
みが制御される。すなわち、フラグメモリ２１４へのア
ドレス信号で示されるアドレスの値が”０”であり、比
較器２１２からの比較出力が”１”であるときにのみ、
メモリ２０６への値の書き込みが発生する。このとき書
き込まれる値は図１４の行数カウンタ２０５の内容であ
り、書き込み先のアドレスは列数カウンタ２０４の内容
となる。

【０１４７】以上のような構成により、開始点列探索部
２０３は印刷開始点列を探索することができる。

【０１４８】図１６は、印刷開始点列探索部２０３の他
の回路例２０３ａを示す。この回路２０３ａは、画像の
左側から右方向に開始点列を探索する場合に用いられる
もので、カウンタ２１１、比較器２２２、連結数しきい
値レジスタ２２３、フラグレジスタ２２４、およびゲー
トＧ３で構成されている。

【０１４９】この例では画像の走査方向と同じ方向に開
始点を探索できるので、回路構成は図１５よりも簡単に
なる。

【０１５０】カウンタ２２１は、図１４の比較器２０１
の比較結果をコントロール信号としてインクリメントお
よびリセットが制御される。すなわち、コントロール信
号がオンであればカウンタ２２１はインクリメント動作
を行ない、コントロール信号がオフであればその内容が
０リセットされる。

【０１５１】カウンタ２２１の出力は比較器２２２に入
力され、連結数しきい値レジスタ２２３に格納されてい
る連結数しきい値ｃと比較される。このしきい値ｃは、
「ｃ画素連続して印刷画素が続く最初の印刷画素」とい
う規則における値である。

【０１５２】比較器２２２はカウンタ２２１からの出力
と連結数しきい値ｃとが等しいときに”１”を出力し、
それ以外では”０”を出力する。この出力はフラグレジ
スタ２２４に入力される。このレジスタ２２４は、画像
のクロック信号によって駆動され、一度”０”から”
１”になると、リセットされない限、その後のクロック
信号で”１”から”０”に戻ることはない。レジスタ２
２４のリセットには、画像のライン信号が用いられる。
このフラグレジスタ２２４の入出力信号のタイミング関
係は、たとえば図１７に示すようになっている。

【０１５３】開始点列メモリ２０６への書き込みは、比
較器２２２とフラグレジスタ２２４とが制御する。すな
わち、比較器２２２の出力レベルが”１”でありフラグ
レジスタ２２４の出力レベルが”０”であるときにの
み、メモリ２０６への書き込みが行なわれる。このとき
のアドレスは図１４の行数カウンタ２０５から得られ、
書き込まれる値は図１４の列数カウンタ２０４から得ら
れる。このようにして、図１６の回路２０３ａによって
印刷開始点列を探索できる。

【０１５４】以上の説明では、抽出された印刷開始点列
から直線近似を行なう例を示したが、印刷開始点列を使
って当て嵌め（ｆｉｔｔｉｎｇ）を行なう目標は直線に
限られない、たとえば２次曲線のような高次の曲線、あ
るいは特定のカーブに当て嵌めを行なえるようなモデル
を用意して、傾き、位置、あるいはサイズを計測するこ
とができる。

【０１５５】図２２は、そのような場合の取り扱い画像
例を示している。すなわち、図１の装置において図２で
説明したような処理を行なう代わりに、図２２に示すよ
うな曲線１７ａの近似／傾き計測処理１２ａを行なって
傾き補正をしてもよい。この場合、直線近似を例にとっ
て説明してきた各実施例構成は曲線近似処理の場合にも
応用できる。

【０１５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力された印刷物画像の印刷開始画素を探索するこ
とで印刷面の傾きを正確に計測でき、傾き補正／サイズ
補正の処理を含めた位置合わせを高精度に行なうことが
可能となる。このことから検査される印刷物の微小な欠
陥も検出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施例に係る検査装置の
構成を説明するブロック図。

【図２】図２は、この発明の一実施例に係る検査装置に
おける位置決め方法を説明する図。

【図３】図３は、この発明の一実施例に係る検査装置に
おける印刷開始点列抽出方法を説明する図。

【図４】図４は、この発明の一実施例に係る検査装置に
おける傾き補正方法およびサイズ補正方法を説明する
図。

【図５】図５は、この発明の一実施例における検査方法
を説明するフローチャート。

【図６】図６は、この発明の一実施例に係る検査装置で
用いられる傾き補正部の構成を説明するブロック図。

【図７】図７は、この発明の他実施例に係る検査装置で
用いられる傾き補正部、サイズ補正部、および印刷面切
出部の全体構成を説明するブロック図。

【図８】図８は、この発明の他実施例においてテンプレ
ートマッチングに用いられる探索範囲抽出方法を説明す
る図。

【図９】図９は、この発明の他実施例においてテンプレ
ートマッチングに用いられるテンプレート設定方法を説
明する図。

【図１０】図１０は、この発明の他実施例においてテン
プレートマッチングに用いられる探索範囲抽出方法およ
びテンプレート設定方法を説明する図。

【図１１】図１１は、この発明の印刷物検査装置におけ
る位置決め方法の他例を説明する図。

【図１２】図１２は、この発明の印刷物検査装置におけ
る位置決め方法のさらに他の例を説明する図。

【図１３】図１３は、この発明の印刷物検査装置におけ
る位置決め方法およびテンプレートマッチングの他例を
説明する図。

【図１４】図１４は、この発明の検査装置における印刷
開始点列抽出回路の一例を説明するブロック図。

【図１５】図１５は、この発明の検査装置における印刷
開始点列探索部の一例を説明する回路図。

【図１６】図１６は、この発明の検査装置における印刷
開始点列探索部の他例を説明する回路図。

【図１７】図１７は、図１６に示される印刷開始点列探
索部内のフラグレジスタの動作を説明するタイミングチ
ャート。

【図１８】図１８は、従来の印刷物検査装置における位
置決め方法を説明する図。

【図１９】図１９は、この発明の一実施例におけるテン
プレートマッチングの手順を説明するフローチャート。

【図２０】図２０は、４点から傾き、サイズ、位置補正
用アフィン変換パラメータを求める方法を説明するフロ
ーチャート。

【図２１】図２１は、画像の位置決め方法を説明するフ
ローチャート。

【図２２】図２２は、印刷開始点列抽出方法の他の例を
説明する図。

【符号の説明】

１１…印刷開始点列検索処理、１２…直線近似／傾き計
測処理、１３…傾き補正処理、１４…入力画像、１５…
傾いた印刷面、１６…印刷開始点列、１７…近似直線、
１８…傾き補正された印刷面、２１…画像、２２…縁、
２３…印刷面、２４…画素、２５…画素、２６…直線、
２７…水平方向、３１…印刷開始点列抽出回路、３２…
点列記憶バッファ、３３…直線近似回路、３４…傾き計
測回路、３５…アフィン変換パラメータ設定回路、３６
…アフィン変換回路、４１…探索範囲抽出回路、４２…
探索範囲メモリ、４３…テンプレート設定回路、４４…
特徴点抽出回路、４５…サイズ計測回路、４６…アフィ
ン変換パラメータ設定回路、４７…アフィン変換回路、
５１…微小矩形領域、５２…微小矩形領域、５３…テン
プレート、５４…テンプレート、５５…テンプレート、
５６…探索範囲、６１…画像、６２…印刷開始点列、６
３…近似直線、６４…近似直線、６５…近似直線、６６
…近似直線、６７…点、６８…点、６９…点、７０…
点、８１…直線、８２…直線、８３…点、８４…点、８
５…点、９１…探索領域、９２…テンプレート、９３…
探索領域、９４…テンプレート、９５…探索領域、９６
…テンプレート、１０１…検査対象物（印刷物）、１０
２…イメージセンサ、１０３…Ａ／Ｄ変換器、１０４…
フレームメモリ、１０５…傾き補正部、１０６…サイズ
補正部、１０７…印刷面切出部、１０８…ＣＰＵ、１０
９…プログラムメモリ、１１０…画像バス、１１１…基
準画像メモリ、１１２…検査画像メモリ、１１３…差分
器、１１４…判別部、１１５…メモリ制御部、２０１…
比較器、２０２…濃度しきい値レジスタ、２０３, ２０
３ａ…開始点列検索部、２０４…列数カウンタ、２０５
…行数カウンタ、２０６…開始点列メモリ、２１０…カ
ウンタメモリ、２１１…カウンタ、２１２…比較器、２
１３…連結数しきい値レジスタ、２１４…フラグメモ
リ、２２１…カウンタ、２２２…比較器、２２３…連結
数しきい値レジスタ、２２４…フラグレジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 3/60 7/60 8420−5Ｌ Ｇ０６Ｆ 15/66 ３５０ Ａ 9061−5Ｌ 15/70 ３５０ Ｈ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷物の表面状態を示す画像を入力する
   画像入力手段と、 前記画像入力手段により入力された入力画像から印刷画
   素を抽出して印刷開始点列を検出する印刷開始点列検出
   手段と、 前記印刷開始点列検出手段により検出された点列からそ
   の近似直線を検出し、この近似直線の傾きから前記入力
   画像の傾きを計測する傾き計測手段と、 前記傾き計測手段により計測された傾きを回転パラメー
   タとする一次変換を行ない、その変換結果で前記入力画
   像の傾きを補正する傾き補正手段と、 前記傾き補正手段により傾きが補正された入力画像か
   ら、前記印刷物の印刷欠陥あるいは品質を検査する手段
   とを備えたことを特徴とする印刷物検査システム。
2. 【請求項２】 前記印刷開始点列検出手段が、前記入力
   画像の印刷画素を一定方向から走査して探索したとき
   に、最初に出現した印刷画素を前記印刷開始点列の始点
   として検出することを特徴とする請求項１に記載の印刷
   物検査システム。
3. 【請求項３】 前記印刷開始点列検出手段が、前記入力
   画像の印刷画素を一定方向から走査して探索したとき
   に、一定画素数連続して出現した印刷画素集合の最初の
   画素を前記印刷開始点列の始点として検出することを特
   徴とする請求項１に記載の印刷物検査システム。
4. 【請求項４】 印刷物の表面状態を示す画像を入力する
   画像入力手段と、 前記画像入力手段により入力された入力画像から印刷画
   素を抽出して印刷開始点列を検出する印刷開始点列検出
   手段と、 前記印刷開始点列検出手段により検出された点列からそ
   の近似直線を検出し、この近似直線の傾きから前記入力
   画像の傾きを計測する傾き計測手段と、 テンプレートマッチングに使用するテンプレートを格納
   するテンプレート格納手段と、 前記テンプレートマッチングの探索範囲のデータを格納
   する探索範囲格納手段と、 前記傾き計測手段により計測された傾きを回転パラメー
   タとし、前記探索範囲格納手段に格納された探索範囲の
   みについて前記入力画像の傾きを補正するための一次変
   換を行ない、その後に前記探索範囲の入力画像から、前
   記テンプレートマッチングを利用して特徴点を検出する
   特徴点検出手段と、 前記特徴点検出手段で検出された特徴点に基づいて前記
   入力画像のサイズ補正のための拡大縮小パラメータある
   いはその位置補正のための平行移動パラメータを決定
   し、前記回転パラメータと前記拡大縮小パラメータある
   いは前記平行移動パラメータとを利用して前記入力画像
   全体を一次変換し、その変換結果で前記入力画像の傾き
   を補正する傾き補正手段と、 前記傾き補正手段により傾きが補正された入力画像か
   ら、前記印刷物の印刷欠陥あるいは品質を検査する手段
   とを備えたことを特徴とする印刷物検査システム。
5. 【請求項５】 前記テンプレートマッチングに使用する
   テンプレートを所定の基準画像から選択するテンプレー
   ト設定手段と、 前記テンプレートマッチングの探索範囲を前記入力画像
   から抽出する探索範囲抽出手段とをさらに備え、 前記傾き計測手段により計測された前記入力画像の傾き
   から求めた前記一次変換の回転パラメータを使用して、
   前記探索範囲格納手段に格納された前記探索範囲のみに
   ついて前記傾きを補正するための一次変換を行なったあ
   と前記特徴点検出手段により前記探索範囲から特徴点を
   検出し、この検出された特徴点に基づいて前記入力画像
   のサイズ補正のための拡大縮小パラメータあるいはその
   位置補正のための平行移動パラメータを決定し、前記回
   転パラメータと前記拡大縮小パラメータあるいは前記平
   行移動パラメータとを利用して前記入力画像全体を一次
   変換し、その変換結果で前記入力画像全体を一次変換す
   るように構成したことを特徴とする請求項４に記載の印
   刷物検査システム。
6. 【請求項６】 印刷物の表面状態を示す画像を入力する
   画像入力手段と、 前記画像入力手段により入力された入力画像の上端、下
   端、右端、左端のうち少なくとも二方向から印刷画素を
   探索しながら走査したときに、この二方向それぞれで検
   出された印刷画素の集合を印刷開始点列として抽出する
   印刷開始点列抽出手段と、 前記印刷開始点列抽出手段により抽出された複数の点列
   それぞれに近似した少なくとも２本の直線を基準とし
   て、前記入力画像から検査対象領域を切り出す領域切出
   手段と、 前記領域切出手段で切り出された検査対象領域から、前
   記印刷物の印刷欠陥あるいは品質を検査する手段とを備
   えたことを特徴とする印刷物検査システム。
7. 【請求項７】 前記２本の直線の傾きを補正する一次変
   換の回転パラメータ、および前記入力画像の拡散縮小パ
   ラメータを前記領域切出手段で切り出された検査対象領
   域から求める手段をさらに備え、求められた前記回転パ
   ラメータおよび拡散縮小パラメータに基づいて前記入力
   画像の傾きおよびサイズを補正して、前記入力画像の位
   置決めを行なうように構成したことを特徴とする請求項
   ６に記載の印刷物検査システム。
8. 【請求項８】 印刷物の印刷欠陥あるいは品質を検査す
   るものにおいて、 印刷物の表面状態を入力する１つ以上の画像入力手段
   と、 前記画像入力手段により入力した画像をある一定の方向
   から印刷画素を検索しながら走査したときに、最初に出
   現する、あるいは一定数連続して出現する印刷画素を抽
   出する印刷開始点列抽出手段と、 前記印刷開始点列抽出手段により抽出された点列から、
   これらの点列に近似する線の傾きを求め、求めた傾きを
   入力画像の傾きとして計測する傾き計測手段と、 前記求められた傾きを回転パラメータとする一次変換を
   用いて、入力画像の傾きを補正する手段とを備えたこと
   を特徴とする印刷物検査装置。