JPH10149444A - 文字記号パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字の欠け等の真の不良として検出したい項
目を精度よく検出できる文字記号パターン検査装置を提
供する。 【解決手段】 本装置Ａは、文字記号パターンを含む画
像をデジタルデータに変換して入力する画像入力部１
と、このデジタルデータを記憶する画像記憶部２と、こ
の記憶されたデジタルデータの中から文字記号パターン
の外接矩形枠を決定するデータを検出し、この外接矩形
データを領域分割した各小領域についての部分濃度和デ
ータを演算し、各小領域の部分濃度和データの外接矩形
全領域の濃度和データに対する濃度和比率データを演算
し、この濃度和比率データに基づいて文字記号パターン
の良否を判定する各機能処理部（３〜６）からなる画像
処理演算部７とを具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業製品上に捺印
等により印刷された文字記号パターンの、欠け、にじ
み、二重印刷等の印刷欠陥の自動検査装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２は一般的な文字記号パターン検査装
置のシステム構成を示すブロック図である。図２に示す
ように、一般的な文字記号パターン検査装置のシステム
構成は、検査対象（不図示）を撮像するテレビカメラ１
０と、文字記号パターンを含む撮像画像を画像処理する
画像処理ユニット２０とからなる。画像処理ユニット２
０では、撮像画像をＡ／Ｄ変換器２１によりデジタル形
式の画像データに変換したうえで、画像メモリ２２に格
納し、ＣＰＵ２３により画像データの中の文字記号パタ
ーンを囲む領域を格子状に分割し、分割された小領域毎
に濃度和データを計算し、この計算データの値が所定の
範囲に入っているか否かにより文字記号パターンの良否
を判断する。汎用メモリ２４は、画像データ以外の諸デ
ータを格納しておいて、ＣＰＵ２３の計算に供する。

【０００３】以下、この装置等を用いた従来の動作手順
について、主として図４を参照しつつ、ステップＳ５
１，Ｓ５２，…順に説明する。テレビカメラ１０により
検査対象を撮像し、文字記号パターンを含む撮像画像を
画像処理ユニット２０に入力する（Ｓ５１）。画像処理
ユニット２０では、まず撮像画像をＡ／Ｄ変換器２１に
よりデジタル形式の画像データに変換する（Ｓ５２）。
画像データを画像メモリ２２に格納する（Ｓ５３）。画
像データから文字記号パターンの外接矩形データを求め
る（Ｓ５４）。外接矩形データを求める詳細手順を図５
に示す。

【０００４】図５において、画像データにつき外接矩形
の左辺検出領域にて上下方向（Ｙ軸方向）に投影する
（Ｓ６１）。このＹ軸方向投影データから外接矩形の左
辺座標を決定する（Ｓ６２）。画像データにつき外接矩
形の右辺検出領域にてＹ軸方向に投影する（Ｓ６３）。
このＹ軸方向投影データから外接矩形の右辺座標を決定
する（Ｓ６４）。画像データにつき外接矩形の上辺検出
領域にて左右方向（Ｘ軸方向）に投影する（Ｓ６５）。
このＸ軸方向投影データから外接矩形の上辺座標を決定
する（Ｓ６６）。画像データにつき外接矩形の下辺検出
領域にてＸ軸方向に投影する（Ｓ６７）。このＸ軸方向
投影データから外接矩形の下辺座標を決定する（Ｓ６
８）。図４に戻って、上記ステップＳ６１〜Ｓ６８で求
めた外接矩形データを格子状に分割し、各分割小領域に
ついてその中のすべての画素の濃度データ、例えば０〜
２５５を加算して文字記号パターンの良否判定用の濃度
和データを算出する（Ｓ５５）。それぞれの濃度和デー
タの値がある一定の範囲に入っているか否かにより良否
判定を行う（Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５８）。

【０００５】以下、具体的な文字記号パターン「１２」
について良否判定を行う。図６は文字記号パターン外接
矩形の一例である。図６において、３０は文字記号パタ
ーン、３１は外接矩形枠である。図７（ａ）は撮影領域
を示す。上記Ｘ軸方向とＹ軸方向は本図におけるものと
一致する。図７（ａ）において、画像データに含まれる
文字記号パターンの外接矩形の右辺を求めたいときは、
予め用意しておいた矩形領域（図中の点線で囲んだ領
域）３２を投影領域とし、Ｙ軸方向に投影する。すなわ
ち、矩形領域３２内でＸ座標が同一なすべての点の濃度
和を計算する。同様に、外接矩形の左辺を求めたいとき
は投影領域を左辺側に設定してＹ軸方向に投影する。ま
た、外接矩形の上下辺を求めたいときは投影領域を上下
辺側に設定してＸ軸方向に投影する。すなわち、矩形領
域３２内でＹ座標が同一なすべての点の濃度和を計算す
る。

【０００６】次に、外接矩形の座標計算を説明する。図
７（ｂ）において、３３は投影データ、３４（点線）は
外接矩形の検出用閾値である。ここでは、投影して得ら
れたデータを図中の右側から走査し、予め設定した閾値
より大となった点（直線３５と点線３４との交点）を外
形矩形の右辺座標とみなす。閾値の決め方は、文字が背
景より明るい場合は、背景の濃度分布の上限より上の値
とする。左辺、上辺、下辺についても同様にして求め
る。左辺を求めるときは水平投影データを図中の左側か
ら走査する。次に、上記のようにして求めた文字記号パ
ターンの外接矩形データを、図８に示すように、格子３
６により分割する。上記画像データから、分割された小
領域毎に濃度和データを計算する。この小領域毎の濃度
和データは上記外接矩形データ計算用のＸ軸方向および
Ｙ軸方向の濃度和とは別個に求める。そして、各文字記
号の各小領域毎に予め用意しておいたパターン（所定の
範囲を定める上下限値を有する）との比較を通じて、上
記計算された各小領域の濃度和データが所定の範囲に含
まれているか否かにより、文字記号パターンの良否判定
を行う。

【０００７】所定の範囲を設定するには、濃度和データ
の分布が正規分布であると仮定して、以下のように行
う。すなわち、上記と同様の方法で多数の良品について
小領域の濃度和データを測定し、各小領域の濃度和デー
タの分布を計算し、μ±ｋ＊σを判定の上限値、下限値
とする。ここに、μは平均値、σは 標準偏差、ｋは設
定値である。このうち、ｋの値は、許容される良品棄却
率と、小領域の分割数から計算される。良品棄却率と
は、目視による良品のうち、機械側が不良品にする率を
いう。例えば、良品棄却率が０．１％で、小領域数が１
０であれば、小領域毎の良品棄却率は０．０１％であ
る。従って、正規分布の片側棄却率＝０．０００５％と
なる。正規分布の片側棄却率とは、ある集合が正規分布
であると仮定し、その集合に含まれるか否かを、値がμ
＋ｋ＊σよりも小さいか否か、あるいは値がμ−ｋ＊σ
よりも大きいか否かで判定するとした場合の、誤判定の
確率をいう。ここで、ｋ＝５と仮定する。正規分布で
は、５＊σを越える部分の確率は、片側で０．０５％、
両側で０．１％である。各小領域での分布が独立である
とすると、いずれかの領域が５＊σを越える確率は１％
となる。従って、誤判定の確率が１％以下という条件を
満たすｋの値は５でよいことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
文字記号パターンが捺印の場合には以下のような問題点
があった。例えばスクリーン印刷と比べて、捺印では、
捺印されたインクの量の変動が多く、文字の濃さ、太さ
の変動として現れやすい。このような全体的な変動は見
た目には問題とならず、人間が見て不良と感じないもの
である。しかし、従来の文字記号パターンの判定基準で
ある各小領域の濃度和データは絶対値であり、全体的な
変動によりその上下限値を越えやすいため、機械が誤っ
て不良と判定し易い。従来はこのような誤判定が頻発す
るのを避けるため、上限値を大きく、また下限値を小さ
くとりがちであった。しかし、かかる上限値、下限値の
決め方では、判定はあまくなり、文字の欠け等の真の不
良が検出されないことが生じてくる場合がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、濃度和比率なる概念を
導入することにより、文字の欠け等の真の不良として検
出したい項目を精度よく検出できる文字記号パターン検
査装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、文字記号パタ
ーンを含む画像をデジタルデータに変換して入力する画
像入力部と、このデジタルデータを記憶する画像記憶部
とを具備した文字記号パターン検査装置において、前記
画像記憶部に記憶されたデジタルデータの中から文字記
号パターンの外接矩形枠を決定する外接矩形データを検
出する外接矩形検出機能処理部と、この外接矩形データ
を領域分割した各小領域についての部分濃度和データを
演算する部分濃度和演算機能処理部と、この各小領域の
部分濃度和データの外接矩形全領域の濃度和データに対
する濃度和比率データを演算する濃度和比率演算機能処
理部と、この濃度和比率データに基づいて文字記号パタ
ーンの良否を判定する文字記号パターン良否判定機能処
理部とからなる画像処理演算部を具備してなることを特
徴とする。

【００１１】上記発明の構成によれば、捺印されたイン
クの量の変動等による、文字の濃さ、太さ等の変動の影
響の大きい各小領域の部分濃度和データを直接用いるの
ではなく、文字の濃さ、太さ等の変動の影響の小さい各
小領域の部分濃度和データの全領域の濃度和データに対
する濃度和比率データを用いることによって、文字記号
パターンが正常か異常かを判断する。ここで、文字記号
パターンの判定基準として濃度和比率データを用いたの
は次の理由による。すなわち、各小領域の濃度和データ
は絶対値であり、文字の濃さ、太さ等の全体的な変動に
よりその上下限値を越えやすいので、従来例では、文字
記号パターンの良否判定において誤判定を生じ易い等の
問題があった。一方、各小領域の濃度和データの全領域
の濃度和データに対する比率は相対値ゆえ、全体的な変
動が相殺されてかかる問題を生じないと考えられる。そ
こで、この比率データを文字記号パターンの判定基準と
したのである。従って、上記発明の構成では、文字の濃
さ、太さ等の変動があっても判定に対する影響が少なく
なり、人間が見て不良と感じる本来の捺印不良等を敏感
に検出できる。その結果、文字の欠け等の真の不良とし
て検出したい項目を精度よく検出できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であっ
て、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１３】図１は本実施形態に係る文字記号パターン
検査装置Ａの概略構成を示すブロック図である。図１に
示すように、本実施形態に係る文字記号パターン検査装
置（以下、本装置という）Ａは、文字記号パターンを含
む画像をデジタルデータに変換して入力する画像入力部
１と、このデジタルデータを記憶する画像記憶部２とを
具備した点で従来例と同様である。しかし、本装置は、
画像記憶部２に記憶されたデジタルデータの中から文字
記号パターンの外接矩形枠を決定する外接矩形データを
検出する外接矩形検出機能処理部３と、この外接矩形デ
ータを領域分割した各小領域についての部分濃度和デー
タを演算する部分濃度和演算機能処理部４と、この各小
領域の部分濃度和データの外接矩形全領域の濃度和デー
タに対する濃度和比率データを演算する濃度和比率演算
機能処理部５と、この濃度和比率データに基づいて文字
記号パターンの良否を判定する文字記号パターン良否判
定機能処理部６からなる画像処理演算部７を具備してな
る点で従来例と異なる。

【００１４】本装置Ａのシステム構成は、図２に示すよ
うに、検査対象（不図示）を撮像するテレビカメラ１０
と、文字記号パターンを含む撮像画像を画像処理する画
像処理ユニット２０とからなる。画像処理ユニット２０
では、撮像画像をＡ／Ｄ変換器２１によりデジタル形式
の画像データに変換したうえで（画像入力部１での処理
機能に相当）、画像メモリ２２に格納し（画像記憶部２
での処理機能に相当）、ＣＰＵ２３により画像データの
中の文字記号パターンを囲む領域を格子状に分割し（画
像処理演算部７の外接矩形検出機能処理部３での処理機
能に相当）、分割された小領域毎に濃度和データを計算
し（部分濃度和演算機能処理部４での処理機能に相
当）、各小領域毎の濃度和データの外接矩形全領域の濃
度和データに対する濃度和比率データを計算し（濃度和
比率演算機能処理部５での処理機能に相当）、この計算
データの値が所定の範囲に入っているか否かにより文字
記号パターンの良否を判断する（文字記号パターン良否
判定機能処理部６での処理機能に相当）。汎用メモリ２
４は、画像データ以外の諸データを格納しておいて、Ｃ
ＰＵ２３の計算に供する。

【００１５】以下、本装置Ａの動作手順について、主と
して図３を参照しつつ、ステップＳ１，Ｓ２，…順に説
明する。テレビカメラ１０により検査対象を撮像し、文
字記号パターンを含む撮像画像を画像処理ユニット２０
に入力する（Ｓ１）。画像処理ユニット２０では、まず
撮像画像をＡ／Ｄ変換器２１によりデジタル形式の画像
データに変換する（Ｓ２）。画像データを画像メモリ２
２に格納する（Ｓ３）。次に、画像データから文字記号
パターンの外接矩形データを求める（Ｓ４）。

【００１６】外接矩形データを求める詳細手順は、前記
図５に示したとおりであり、上下左右各辺について投影
（Ｘ軸またはＹ軸方向にデータを加算すること）をし、
投影データがある値を越す位置を外接矩形の座標とす
る。図３に戻って、上記ステップＳ４で求めた外接矩形
データを格子状に分割し、各分割小領域についてその中
のすべての画素の濃度データ、例えば０〜２５５を加算
して濃度和データを算出する（Ｓ５）。その後、各分割
小領域の濃度和データを外接矩形全体の濃度和データで
除算して、濃度和比率データを各分割小領域毎に求める
（Ｓ６）。そして、各小領域の濃度和比率データの値が
所定の範囲に含まれているか否かにより、文字記号パタ
ーンの良否判定を行う（Ｓ７〜Ｓ９）。

【００１７】良否判定の範囲を設定は、従来例と同様の
方法が用いられる。すなわち、各小領域毎の濃度和比率
データの分布を計算し、μ±ｋ＊σを判定の上限値、下
限値とする。ここに、μは平均値、σは標準偏差、ｋは
設定値である。このうち、ｋの値は従来例と同様の方法
で求めることができる。

【００１８】上記各ステップのうち、ＣＰＵ２３での処
理ステップＳ４〜Ｓ９は、例えばＣＰＵ２３内に構築さ
れた実行形式のプログラムによって具現化できる。その
場合には、本装置Ａの特徴をなす画像処理演算部７は上
記プログラムの形態で構築された各機能処理部３〜６よ
り構成される。ただし、本装置Ａはこれに限定されるも
のではなく、画像処理演算部７の各機能処理部３〜６の
一部または全部をハードウエアで構成してもよい。ま
た、画像メモリ２２および汎用メモリ２４は上記実施形
態のように画処理ユニット２０の内部メモリとしてもよ
いし、あるいはデータ量が多い場合は、その一部または
全部を適当な外部メモリに置き換えてもよい。

【００１９】以上のように、本装置Ａでは、捺印された
インクの量の変動等による、文字の濃さ、太さ等の変動
の影響の大きい各小領域の部分濃度和データを直接用い
るのではなく、文字の濃さ、太さ等の変動の影響の小さ
い各小領域の部分濃度和データの全領域の濃度和データ
に対する濃度和比率データを用いることによって、文字
記号パターンが正常か異常かを判断する。ここで、文字
記号パターンの判定基準として濃度和比率データを用い
たのは次の理由による。すなわち、各小領域の濃度和デ
ータは絶対値であり、文字の濃さ、太さ等の全体的な変
動によりその上下限値を越えやすいので、従来例では、
文字記号パターンの良否判定において誤判定を生じ易い
等の問題があった。一方、各小領域の濃度和データの全
領域の濃度和データに対する比率は相対値ゆえ、全体的
な変動が相殺されてかかる問題を生じないと考えられ
る。そこで、この比率データを文字記号パターンの判定
基準としたのである。従って、本装置Ａでは、文字の濃
さ、太さ等の変動があっても判定に対する影響が少なく
なり、人間が見て不良と感じる本来の捺印不良等を敏感
に検出できる。ただし、従来例等で機械が誤って不良と
判定したものは、ここでいう本来の捺印不良ではない。
かかる意味で、文字の濃さ、太さ等の変動は程度にもよ
るが本来の捺印不良ではなく、文字の欠け、にじみ等が
本来の捺印不良となる。その結果、文字の欠け、滲み等
の真の不良として検出したい項目を精度よく検出でき
る。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本願発明によれ
ば、捺印されたインクの量の変動等による、文字の濃
さ、太さ等の変動の影響の小さい「濃度和比率」という
データを判定基準とすることにより、上記文字の濃さ、
太さの影響を抑え、文字の欠け等の真に不良として検出
したい項目を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る文字記号パターン検
出装置Ａの概略構成を示すブロック図である。

【図２】一般的な文字記号パターン検査装置のシステム
構成図である。

【図３】文字記号パターン検出装置Ａの動作手順を示す
フロー図である。

【図４】文字記号パターン検査装置等を用いた従来の動
作手順を示すフロー図である。

【図５】文字記号パターンの外接矩形データを求める手
順を示す部分フロー図である（従来例と共用）。

【図６】文字記号パターンの外接矩形データの説明図で
ある。

【図７】投影領域の説明図と外接矩形座標計算の説明図
である。

【図８】文字記号パターンの外接矩形データの格子分割
図である。

【符号の説明】

Ａ 文字記号パターン検査装置 １ 画像入力部 ２ 画像記憶部 ３ 外接矩形検出機能処理部 ４ 部分濃度和演算機能処理部 ５ 濃度比率演算機能処理部 ６ 文字記号パターン良否判定機能処理部 ７ 画像処理演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字記号パターンを含む画像をデジタル
   データに変換して入力する画像入力部と、このデジタル
   データを記憶する画像記憶部とを具備した文字記号パタ
   ーン検査装置において、 前記画像記憶部に記憶されたデジタルデータの中から文
   字記号パターンの外接矩形枠を決定する外接矩形データ
   を検出する外接矩形検出機能処理部と、この外接矩形デ
   ータを領域分割した各小領域についての部分濃度和デー
   タを演算する部分濃度和演算機能処理部と、この各小領
   域の部分濃度和データの外接矩形全領域の濃度和データ
   に対する濃度和比率データを演算する濃度和比率演算機
   能処理部と、この濃度和比率データに基づいて文字記号
   パターンの良否を判定する文字記号パターン良否判定機
   能処理部とからなる画像処理演算部を具備してなること
   を特徴とする文字記号パターン検査装置。