JPH1153557A - 二値画像作成方法及び装置並びに筋状欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筋部分以外にノイズが含まれている画像か
ら、筋部分が二値化された画像を容易且つ確実に作成す
る。 【解決手段】 入力されたモノクロ画像を基に二値画像
を作成するに際し、実質上同一方向に連続する筋部分Ｌ
の存在が予想される画像を入力し、入力された画像を、
前記筋部分に直交する１ライン以上の幅からなる連続し
た部分画像Ｉ1 、Ｉ2 ・・・に分割し、分割された各部
分画像毎にＰタイル法を適用して各画素を二値化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、特に、印刷物に発
生している微細な筋状の欠陥を検出する際等に適用して
好適な、二値画像作成方法及び装置並びに筋状欠陥検査
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤカメラ等の撮像手段により直接入
力した入力画像や、該入力画像に対して所定の処理を施
して作成された処理画像が、全体的にほぼ一定の画素値
からなる平坦な背景を有する画像で、その背景の中に略
一定の方向に連続している筋状（線状）の部分が存在す
るか否かを判定したいことがある。

【０００３】その具体的な例としては、輪転印刷機で連
続的に印刷された印刷物上に、いわゆるドクター筋とい
われる筋状欠陥が発生しているか否かを検査するために
入力した検査画像がある。

【０００４】図１５は、このような入力画像とその特徴
を概念的に示したものである。図１５（Ａ）は、後に詳
述する縦加算画像の一例に相当する入力画像を示し、該
画像には、略平坦な背景の中に、縦方向に連続している
筋部分Ｌが存在していると同時に、ノイズＮが存在して
いる。そのため、この図１５（Ａ）に示した横方向のス
キャンライン(I) 、(II)、(III) における階調値（輝度
値）の分布プロファイルを、同図（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）にそれぞれ示したように、全てのプロファイルに
筋部分に対応して略同一位置のピークＰl が認められる
と同時に、異なる位置にもノイズＮに起因するピークＰ
n が認められる。

【０００５】このような検査画像等の入力画像から筋部
分の有無を判定する場合、各画素値を二値化して作成さ
れる二値画像に基づいて、その判定処理を行うことが考
えられる。その際に用いられる二値画像を作成するため
の二値化処理方法としては、画像内の各画素値をある固
定の閾値で二値化する、固定閾値処理方法が最も一般的
な方法として用いられている。

【０００６】又、他の方法としては、入力画像におい
て、背景に対して二値化したい対象が占める面積の比率
（画素の割合）Ｐが予め分かっている場合に用いる、い
わゆるＰタイル法が知られている。

【０００７】このＰタイル法では、図１６（Ａ）に示し
た１ライン分の階調値の分布プロファイルを有する入力
画像に対して閾値Ｔを設定する場合であれば、対応する
二値画像の１ライン分について、１（ＯＮ）、０（ＯＦ
Ｆ）となる画素値の分布を同図（Ｂ）に示したように、
二値画像中でＯＮとなる画素の割合Ｐが既知であること
を前提に、この割合Ｐが検出したい対象の面積比率Ｐに
等しくなるように閾値Ｔを決定して二値化する。

【０００８】更に他の方法としては、画素毎に閾値を決
定する移動平均法や、画像全体を格子状の複数の部分画
像に分割し、それぞれの部分画像毎に閾値を決定する部
分画像分割法と呼ばれる方法も知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記固
定閾値処理方法では、適切な閾値を決定することが難し
く、対象としている筋部分と背景を正しく分離すること
が難しいという問題がある。図１７は、これを概念的に
示したもので、同図（Ａ）に示した、縦方向に延びてい
る筋部分Ｌと共にノイズＮがある前記図１５（Ａ）と同
様の入力画像から、該筋部分Ｌを抽出するために二値化
する場合であれば、閾値を適切な値より低く設定すれ
ば、二値画像（出力画像）を同図（Ｂ）に示したよう
に、筋部分の画素はＯＮになるが、ノイズの画素の多く
もＯＮになり、両者の区別が付き難くなり、逆に、高く
設定すれば、同図（Ｃ）に示したように、筋部分の画素
がＯＮにならず、ノイズのみが目立つ二値画像になる。

【００１０】又、閾値を自動決定する前記Ｐタイル法で
は、検出したい対象の面積が予め分からない場合、又は
検出したい対象の面積が変化した場合には、対象と背景
を正しく分離できないという問題がある。これを、同じ
く前記図１５（Ａ）と同様の入力画像に対して、Ｐタイ
ル法を適用した場合の二値化処理の結果を概念的に示し
た図１８を用いて説明する。

【００１１】図１８（Ａ）の入力画像に対して、筋部分
に含まれる画素数が一定であるとして、Ｐタイル法を適
用すると、閾値を計算するための面積算出用の画素数が
実際の筋部分より多い場合には、閾値が低く設定される
ことになるため、同図（Ｂ）のようにノイズも多く抽出
されることになる。逆に、面積算出用の画素数が筋部分
より少ない場合は、閾値が高くなって図１８（Ｃ）のよ
うに筋部分が抽出されず、階調値の大きいノイズＮのみ
が抽出されることになる。

【００１２】又、面積算出用の画素数が、筋部分＋αで
適切な値に設定されているとしても、入力画像に筋部分
より高い階調値を持ったノイズが筋部分の画素数以上に
存在している場合には、筋部分の画素を正しく二値化で
きないことになる。従って、このようなノイズが画像の
一部に偏在し、局所的に集中している入力画像の場合に
は、図１８（Ｄ）に丸で囲んで示したように、局所的な
ノイズ等が抽出されることになるため、対象の筋部分は
正確に抽出されないという問題点がある。

【００１３】更に、動的に閾値処理する前記移動平均法
は、画素毎に閾値を決定するために、前記固定閾値処理
法やＰタイル法に比べて処理時間が長く必要となる。
又、部分画像分割法は、移動平均法ほどではないが、格
子状の各部分画像について、含まれる画素毎に計算する
ことになるため、同様に処理時間が長く必要となるとい
う問題がある。

【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、平坦な背景に実質上同一方向に連続
した筋部分が存在する画像から、ノイズが含まれている
場合でも筋部分が二値化された画像を容易且つ確実に作
成することができる、二値画像作成方法及び装置を提供
することを第１の課題とする。

【００１５】本発明は、又、上記二値画像作成技術を利
用し、絵柄を含んでいる検査画像から、コントラストが
低く、しかも、微細な筋状欠陥をも確実に検出すること
ができる筋状欠陥検査方法及び装置を提供することを第
２の課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、二値
画像作成方法において、実質上同一方向に連続する筋部
分の存在が予想される画像を入力するステップと、入力
された画像を、前記筋部分に直交する１ライン以上の幅
からなる連続した部分画像に分割するステップと、分割
された各部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素を二
値化するステップとを有することにより、前記第１の課
題を解決したものである。

【００１７】請求項２の発明は、二値画像作成装置にお
いて、実質上同一方向に連続する筋部分の存在が予想さ
れる画像を入力する手段と、入力された画像を、前記筋
部分に直交する１ライン以上の幅からなる連続した部分
画像に分割する手段と、分割された各部分画像毎にＰタ
イル法を適用して各画素を二値化する手段と、を備えた
ことにより、同様に前記第１の課題を解決したものであ
る。

【００１８】即ち、請求項１又は２の発明においては、
二値化する際のＯＮ画素の面積が予め既知であれば、短
時間で且つ正確に二値化できるＰタイル法を、筋部分の
発生方向に直交する１ライン又は複数ラインからなる部
分画像に、ＯＮにすべき画素数（面積）は、筋部分に含
まれる画素数又はそれに近い一定の値であるとして適用
することにより、入力画像中にノイズが存在する場合で
も、比較的短時間で且つ正確に、各部分画像に存在する
筋部分を二値化することができる。

【００１９】これを、従来のＰタイル法では前記図１８
（Ｄ）の二値化画像しか得られないような、階調値が大
きいノイズが局所的に集中している入力画像の場合につ
いて説明すると、これらノイズが存在する上方約１／３
の領域には、従来と同様に筋部分が二値化されない部分
画像が多いが、それより下側の約２／３の領域にはノイ
ズが所定値以下で筋部分が二値化される部分画像が多く
存在するため、不連続な部分も含まれるものの、入力画
像全体としてみると略一方向に連続した状態で筋部分を
二値化することがでる。従って、実質上同一方向に連続
する筋部分が明確に表わされた二値画像を容易且つ確実
に作成することができる。

【００２０】請求項３の発明は、印刷物を画像入力した
検査画像から、印刷物上に発生している筋状欠陥を検出
する筋状欠陥検査方法であって、検査画像から絵柄部分
を除外処理する絵柄除外ステップと、該除外処理後の画
像に存在する筋部分を強調処理する筋強調ステップと、
実質上同一方向に連続する筋部分の存在が予想される該
強調処理後の画像を入力するステップと、入力された画
像を、前記筋部分に直交する１ライン以上の幅からなる
連続した部分画像に分割するステップと、分割された各
部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素を二値化する
ステップと、二値化された画像に基づいて筋状欠陥を判
定する判定ステップと、を有することにより、前記第２
の課題を解決したものである。

【００２１】請求項５の発明は、印刷物を画像入力した
検査画像から、印刷物上に発生している筋状欠陥を検出
する筋状欠陥検査装置であって、検査画像から絵柄部分
を除外処理する絵柄除外手段と該除外処理後の画像に存
在する筋部分を強調処理する筋強調手段と、実質上同一
方向に連続する筋部分の存在が予想される該強調処理後
の画像を入力する手段と、入力された画像を、前記筋部
分に直交する１ライン以上の幅からなる連続した部分画
像に分割する手段と、分割された各部分画像毎にＰタイ
ル法を適用して各画素を二値化する手段と、二値化され
た画像に基づいて筋状欠陥を判定する判定手段と、を備
えたことにより、同様に前記第２の課題を解決したもの
である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明に係る第１実施形態の二値
画像作成装置の概略構成を示し、実質上同一方向に連続
する筋部分の存在が予想される画像を、Ｒ、Ｇ、又はＢ
の単色からなるモノクロ画像として入力するための画像
入力部２と、入力された画像を、前記筋部分に直交する
１ライン以上の幅からなる連続した部分画像に分割する
と共に、分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用し
て各画素を二値化する二値化部４と、画像を分割する際
に用いる部分画像のライン数や、Ｐタイル法の閾値を決
定するための画素数（面積比率）等が格納されているパ
ラメータ記憶部６と、上記二値化部４により二値化して
作成された二値画像を出力する画像出力部８とを備えて
いる。

【００２４】本実施形態の作用を、図２を用いて説明す
る。

【００２５】図２（Ａ）は、前記画像入力部２より入力
された前記図１５（Ａ）等に示したものと同様の入力画
像であり、この画像には１〜３画素程度の幅で、縦方向
に実質上連続した筋部分Ｌがノイズ（図示せず）と共に
存在している。

【００２６】本実施形態では、まず、前記二値化部４に
おいて、パラメータ記憶部６から読み込まれた部分画像
ライン数のパラメータを用いて、上記入力画像を、図２
（Ｂ）に示すように、筋部分に直交する連続した矩形の
部分画像Ｉ1 、Ｉ2 ・・・に分割する。この部分画像の
分割幅は、１ライン（１画素幅）でも、又は複数ライン
でもよい。

【００２７】次いで、部分画像毎に前述したＰタイル法
を適用して二値化する。その際、部分画像内の筋部分の
幅を考慮して、その部分画像でＯＮにする画素数を、例
えば１ラインについて３画素のようにして面積比率Ｐを
決定する。

【００２８】全ての部分画像に対して、同様にＰタイル
法を適用することにより、図２（Ｃ）に示すように、階
調値の大きなノイズが存在する部分画像では筋部分の画
素がＯＮにならないが、このようなノイズの無い多くの
部分画像では筋部分の画素がＯＮになるため、画像全体
として見ると筋部分Ｌが抽出されていると共に、ノイズ
Ｎが全体に分散されている二値画像が得られる。

【００２９】なお、上記図２（Ｂ）に示したＰタイル法
を適用する部分画像Ｉ1 、Ｉ2 ・・・の幅は、１ライン
はもとより、複数ラインの場合は１０ライン未満の数ラ
インであっても当然良く、更には画像全体を２分割する
ライン数、即ち全スキャンラインの１／２でも効果が期
待できる。

【００３０】本実施形態では、部分画像を格子状に分割
する従来の部分画像分割法の場合と異なり、予想される
筋部分と直交する方向に連続した矩形の部分画像に分割
している点に特徴があり、このようにすることにより、
対象である筋部分を効果的に二値化することができる。

【００３１】以上詳述した如く、本実施形態によれば、
部分画像毎にＰタイル法を用いて動的に閾値を決定する
ようにしたので、対象物（筋部分）と背景を高い精度で
分離することができる。又、部分画像が１ライン又はそ
れに近い複数ラインという小さい範囲にする場合には、
Ｐタイル法の欠点である検出したい対象の面積変動によ
る誤差が少なくてすみ、しかも処理時間が比較的短くて
すむという利点がある。

【００３２】次に、本発明に係る第２実施形態の筋状欠
陥検査装置について説明する。

【００３３】本実施形態の筋状欠陥検査装置は、輪転印
刷時に発生する、いわゆるドクター筋を検出する際に、
前記第１実施形態と実質的に同一の二値画像作成技術を
利用したものである。

【００３４】先ず、上記ドクター筋について簡単に説明
する。一般に、グラビア輪転印刷機では、回転する版胴
と、これを押え付けるニップロールとの間に原反を通過
させながら、該版胴に付着されたインキをその原反に転
写することにより、連続的な印刷が行われている。

【００３５】このような連続的な印刷を可能とするため
に、回転する版胴の表面にインキを供給するとともに、
その過剰分をドクターブレードによって掻き落すことが
行われている。

【００３６】ところが、何等かの理由でドクターブレー
ドに微少な欠けが生じたりすると、その欠け部分が接触
している版胴には、極めて僅かであるが常時インキが残
ることになるため、原反の印刷面には、いわゆるドクタ
ー筋と呼ばれる、微細ではあるが連続した筋状の印刷欠
陥が発生することになる。

【００３７】従来、印刷物の検査には、ＣＣＤカメラ等
の撮像手段で印刷絵柄を画像入力し、その入力画像を画
像処理することにより印刷欠陥を検出することが行われ
ており、以下に詳述する本実施形態でも、同様の方法で
画像入力が行われる。

【００３８】図３、図４は、本実施形態の筋状欠陥検査
装置の概略構成を示すブロック図である。

【００３９】本実施形態の検査装置は、印刷物を画像入
力した検査画像から、印刷物上に発生している筋状欠陥
を検出するもので、印刷物からＣＣＤカメラ等により検
査画像を光学的に入力する画像入力部１０と、入力され
た検査画像から絵柄部分を除外処理する絵柄除外部１２
と、絵柄部分が除外された除外処理後の画像に存在する
筋部分を強調処理する筋強調処理部１４と、筋部分が強
調された強調処理後の画像に基づいて筋状欠陥を判定す
る判定部１６と、判定された筋状欠陥をモニタ上に表示
する欠陥表示部１８とを備えている。

【００４０】本実施形態では、図４に詳細を示すよう
に、前記絵柄除外部１２は、マスク画像作成部１２Ａ、
エッジ画像作成部１２Ｂ、マスク済みエッジ画像合成部
１２Ｃを含み、前記筋強調処理部１４は縦加算部１４Ａ
を、又、前記判定部１６は、二値化部１６Ａ、線認識部
１６Ｂをそれぞれ含んで構成されている。

【００４１】又、本実施形態では、上記二値化部１６Ａ
が、前記第１実施形態の二値化装置と同様の、実質上同
一方向に連続する筋部分の存在が予想される画像を入力
する手段と、入力された画像を、前記筋部分に直交する
１ライン以上の幅からなる連続した部分画像に分割する
手段と、分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用し
て各画素を二値化する手段と、を備えている。

【００４２】以下、上記検査装置を構成する各機能部に
ついて詳述する。なお、この実施形態では、特に断らな
い限り、画像は、それを構成する各画素が０〜２５５の
２５６階調の画素値で表示されるモノクロ画像とする。
従って、カラー画像の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３フレーム
のモノクロ画像として同様に取り扱うことができる。

【００４３】前記マスク画像作成部１２Ａは、検査画像
から抽出される絵柄部分のエッジをマスクするためのマ
スク画像を作成する機能を有している。

【００４４】即ち、このマスク画像作成部１２Ａは、画
像入力部１０により入力された検査画像に含まれる筋状
欠陥以外の線分や絵柄のエッジ部を検出処理の対象から
外すためのマスク画像を作成する機能を有する。具体的
には、例えば、図５に画素の配置を概念的に示したよう
に、隣接する画素との画素値の差分を計算し、これを閾
値処理することにより、明確な線や絵柄のエッジのみに
相当する二値のマスク画像を作成する。これを、便宜
上、画素を表わす記号と同一の記号で画素値を記述する
と、次の（１）、（２）式で表わすことができる。

【００４５】（Ｐ_n,m が絵柄のエッジである場合） ｜Ｐ_i,j −Ｐ_n,m ｜≧Ｔ1 …（１） （Ｐ_n,m が絵柄のエッジでない場合） ｜Ｐ_i,j −Ｐ_n,m ｜＜Ｔ1 …（２） 但し、ｉ＝ｎ−１，ｎ，ｎ＋１、ｊ＝ｍ−１，ｍ，ｍ＋
１、 Ｐ_i,j ≠Ｐ_n,m Ｔ1 ：閾値

【００４６】上記但し書きでＰ_i,j ≠Ｐ_n,m とあるの
は、同一画素間では計算しないことを意味する。又、閾
値Ｔ1 は固定した値でなく、筋状欠陥のエッジが抽出さ
れない値として実験的に求め、別途設定しておく。

【００４７】上記（１）、（２）式による計算処理の結
果、閾値Ｔ1 以上の濃度差をもった、即ち明確な線や絵
柄のエッジのみが抽出された二値画像が作成される。こ
の二値画像を、検査画像が絵柄Ｐと筋状欠陥（ドクター
筋）Ｄとを模式的に示した図６である場合を例に示す
と、図７のようになる。即ち、濃淡がはっきりしている
絵柄Ｐのみのエッジが抽出され、ドクター筋Ｄ等のコン
トラストの低い線状（筋状）部分のエッジは抽出されな
い二値化画像が得られる。そして、この図７の画像のエ
ッジに基づいて、該エッジをマスクするに十分な幅の、
図８に示すようなマスク部分Ｍが生成されたマスク画像
が作成できる。

【００４８】なお、その際、実際の検査画像では、ノイ
ズ等に起因して連続した明瞭なエッジが抽出されないこ
ともあるので、エッジの膨張処理を行うことにより、エ
ッジの明瞭化を図るようにしてもよい。又、上記
（１）、（２）式を用いる抽出処理によっては任意の方
向のエッジを検出できるが、必ずしも全方向の計算をす
る必要はなく、例えば水平方向のみであってもよい。

【００４９】前記エッジ画像作成部１２Ｂは、同一の検
査画像から抽出される任意のエッジを含むエッジ画像を
作成する機能を有している。即ち、このエッジ画像作成
部１２Ｂでは、前記検査画像から、縦方法の筋状欠陥を
検出するために水平方向のエッジを全て抽出する。

【００５０】具体的には、縦方向の筋状欠陥を検出した
い場合、水平方向で画素間の画素値の差分を計算するこ
とにより全てのエッジを求める。その際、例えば、図９
に模式的に示した水平方向の画素の配列に対応する、次
の（３）式で記述される微分オペレータを各画素に適用
することにより、コントラストが低い線部分を含む全て
のエッジを抽出することができるため、濃度差に応じた
任意のエッジを含むエッジ画像が作成される。なお、こ
の（３）式でＤは、別途設定しおく１以上の定数（Ｄ≧
１）であり、因にこの実施形態ではＤ＝２としている。

【００５１】 Ｐ_n,m ＝（２Ｐ_n −Ｐ_n+D −Ｐ_n-D ） …（３）

【００５２】又、このエッジ画像作成部１２Ｂでは、上
記（３）式のオペレータによる演算結果について正規化
を行うようになっている。この正規化は、対象画像の画
素値が０〜２５５階調であることから、上記（３）式の
単純な計算値は、完全な平坦部の場合を０として、マイ
ナスとプラスの値（最小値−５１０、最大値＋５１０）
を持つことになり、このままでは０〜２５５階調で表示
ができないことになるので、この表示ができるようにす
るための処理である。

【００５３】正規化の具体的処理は、上記（３）式を次
の（４）式のように第１項と第２項に分けて、“正規化
前の減算”を行った後、その結果について“正規化後の
加算”を行い、結果として次の（５）式による計算を行
うことに当る。但し、式中Ｍは正規化後の原点に当る階
調値であり、ここでは１２８（＝２５６÷２）としてい
る。

【００５４】 Ｐ_n,m ＝（Ｐ_n −Ｐ_n+D ）＋（Ｐ_n −Ｐ_n-D ） …（４） Ｐ_n,m ＝（２Ｐ_n −Ｐ_n+D −Ｐ_n-D ＋４Ｍ）／４ …（５）

【００５５】即ち、この（５）式により上記（３）式の
計算結果を正規化することは、該（３）式の計算結果
が、例えば−５１０、０、＋５１０であれば、これらを
それぞれを４で割った後、全体的に１２８分シフトさせ
た値である１、１２８、２５５の画素値に変換すること
を意味する。従って、この正規化により、（３）式の計
算結果を、階調値１２８を原点（中間値）として、＋−
それぞれの方向に変化する画素値として表示することが
可能となる。

【００５６】ここで行われる正規化は、一般的な画像処
理装置で行われる、いわゆるフレーム間演算の加算や減
算の結果に対して、その画素値がマイナスになる場合
に、０〜２５５階調の表示ができるようにするものと実
質的に同一の処理である。具体例を挙げると、いずれも
０〜２５５階調表示の画像Ａ、Ｂについて、（画像Ａ−
画像Ｂ）の減算結果を画像Ｃとする場合、この画像Ｃは
−２５５〜＋２５５となり、０〜２５５内に収まらない
ので、Ｍ＝１２８とし、画像Ｃ＝（画像Ａ−画像Ｂ）／
２＋Ｍにより正規化し、１〜２５５にする。

【００５７】図１０は、上記微分オペレータを前記図６
の検査画像に適用して得られたエッジ画像を模式的に示
したものであり、前記絵柄Ｐに基づく強いエッジＰＥと
ドクター筋Ｄに基づく弱いエッジＤＥとが、抽出されて
いる。尚、このエッジ画像の作成には、上記微分オペレ
ータに限らず、その他のエッジ抽出処理の方法を適用し
てもよいことは言うまでもない。

【００５８】前記マスク済みエッジ画像合成部１２Ｃ
は、作成されたエッジ画像とマスク画像を合成する機能
を有している。即ち、マスク済みエッジ画像合成部１２
Ｃは、前述した画像処理により作成したエッジ画像とマ
スク画像を合成して、検査対象外の画素を決定し、これ
以降の処理からその画素を除外する働きをする。

【００５９】具体的には、作成したエッジ画像とマスク
画像を図１１に概念的に示したように、エッジ画像上の
画素Ｐ_n と、これに対応するマスク画像上の画素Ｍ_n と
を比較し、画素Ｍ_n がエッジ部（マスク部分）でない場
合は、画素Ｐ_n はそのままにし、逆に、画素Ｍ_n がエッ
ジ部である場合は、画素Ｐ_n をマスクする（検査対象外
とする）。即ち、この合成処理は、画素Ｍ_n がエッジ部
でない場合は、合成画像の対応する画素に対して画素Ｐ
_n の画素値をそのまま設定し、逆にエッジ部である場合
は、正規化後の原点に対応する階調値１２８を設定し、
エッジ画像中の強いエッジＰＥをマスクする処理を行っ
ていることに当る。

【００６０】従って、ここで行うマスク処理とは、マス
ク画像のエッジ部に当る合成画像の画素に、前記（５）
式で正規化の原点の画素値として設定した階調値１２８
を設定することであり、これにより、合成して得られる
マスク済画像についても１２８に正規化すると同時に、
上記エッジＰＥをマスクして検査対象外とした上で、前
記（３）式によるマイナスの計算結果をも０〜１２７の
階調値により画像表示できるようにしている。

【００６１】図１２は、前記図８のマスク画像と、前記
図１０のエッジ画像とについて、上述した合成処理を行
うことにより作成したマスク済み画像を模式的に示した
ものであり、この画像には、上記のように強いエッジＰ
Ｅが除外され、ドクター筋Ｄに基づく弱いエッジＤＥが
残存していることが示されている。

【００６２】前記筋強調処理部１４に含まれる縦加算部
１４Ａは、絵柄部分が除外された除外処理後の画像、即
ち上記図１２に示したようなマスク済み画像について、
注目画素の画素値を、該注目画素を含み、且つ、同一方
向に並ぶ所定数の画素の各画素値を加算した値に置き換
える機能を有している。これを、マスク済みエッジ画像
の画素値を縦方向に加算することにより、縦の筋を強調
し、ノイズ成分を抑制する場合について以下に説明す
る。

【００６３】前記画像合成部１２Ｃで作成したマスク済
みエッジ画像は、階調値１２８を原点（基準値）とし
て、上下両方向にそれぞれエッジの強さに応じて変化す
る階調値の画素で構成されているが、その変化量は小さ
いため、画素値の差（濃度差）に閾値を設定して抽出す
る方法を採用することはできない。

【００６４】ところが、上記マスク済みエッジ画像は、
階調値１２８を原点（＝０）とした場合に、平坦部分で
は±両方向にほぼ均等に画素値が分布しているのに対
し、筋状欠陥部分の画素値は＋又は−のいずれかの方向
に偏った画素値の分布をしている。

【００６５】従って、上記画像に対して縦方向に所定範
囲にある画素の画素値を、階調値１２８を原点として加
算することにより、平坦部分では相殺されるために大き
な変化はないが、筋状部分では＋又は−のいずれかの方
向に画素値が増大するため、画素値を強調することが可
能となる。

【００６６】図１３は、この強調計算の原理を模式的に
示したもので、（Ｂ）のマスク済みエッジ画像で、画素
Ｐ_n,m から垂直方向にＲ画素まで各画素値を加算し、そ
の加算後の画素値を（Ａ）に示した加算画像の画素Ｐ
_n,m の画素値に設定する。即ち、加算画像の画素値を次
の（６）式で計算する。但し、この加算処理を行う際の
各画素値は、前記（５）式により正規化した値を、上述
した如く、原点に当る階調値１２８を実際に０にし、こ
の１２８を超えている画素値を＋、１２８未満の画素値
を−とした値を使用する。なお、Ｒは実験的に決定する
定数である。

【００６７】 Ｐ_n,m ＝Ｐ_n,m+1 ＋Ｐ_n,m+2 ＋．．．＋Ｐ_n,m+R …（６）

【００６８】同様の加算処理を、Ｐ_n,m+1 、
Ｐ_n,m+2 ．．．について順次実行することにより、前述
した如く、平坦部分の画素では、＋−の値が相殺される
ため階調値０から大きく変化することはないが、筋状欠
陥部分の画素は＋又は−のいずれか一方に画素値が強調
された加算画像が作成される。即ち、前記図１２の筋状
欠陥に基づく弱いエッジＤＥが強調され、＋又は−の明
確な画素値を有する画像が得られる。

【００６９】なお、筋強調処理のための加算方法は、上
記（６）式のように、先頭の画素についてそれより下の
画素の画素値を加算する方法に限らず、同方向に所定画
素分の画素値を加算する方法であれば任意であるが、例
えば、つぎの（６′）式のように、中間の画素値につい
て計算してもよい。

【００７０】 Ｐ_n,m ＝Ｐ_n,m-R/2 ＋．．．＋Ｐ_n,m ＋．．．＋Ｐ_n,m+R/2 …（６′）

【００７１】前記判定部１６に含まれる二値化部１６Ａ
は、前記縦加算部１４Ａにより作成された縦の筋部分が
強調された加算画像に対して、閾値を設定して二値化処
理することにより、二値化画像を作成する機能を有して
いる。

【００７２】具体的には、前記のように縦の筋部分の画
素値を加算して＋又は−の方向に強調した画素値を有す
る前記強調処理後の画像について、筋状の点（画素）と
それ以外の部分に分別するために、例えば、閾値Ｔ2 を
設定し、各画素値の絶対値が該閾値Ｔ2 以上の値をもつ
画素は筋の一部である可能性が高いので、｜Ｐ_n,m ｜≧
Ｔ2 なら、その画素を筋状の点の候補とするためにＯｎ
にし、逆に｜Ｐ_n,m ｜＜Ｔ2 の場合は、筋状の点ではな
いとしてＯｆｆにする。

【００７３】本実施形態では、ここで実行する二値化処
理として、前記第１実施形態と実質的に同一の前記図２
に示した手順に従うＰタイル法により実行される。

【００７４】前記判定部１６に含まれる線認識部１６Ｂ
は、強調処理した後に二値化して作成した上記二値化画
像に対して、Ｏｎの画素が縦方向（実質的に同一方向）
に所定数以上存在するか否かにより、その画素が縦方向
の線（筋）状の欠陥を構成しているか否かを判定する機
能を有している。

【００７５】具体的には、例えば、以下のように判定す
る。検出すべき筋状欠陥が非常に薄く且つ細い場合、二
値化画像上では１本の線として繋がっていない可能性が
あるため、該二値化画像に対して、図１４に概念的に示
すように、画素を単位とする縦方向１ライン中にＯｎの
画素が閾値Ｔ3 個以上あれば検出すべき筋状欠陥と判定
とする。この閾値Ｔ3 は実験的に予め決定しておく。

【００７６】なお、上記判定は必ずしも１ライン中の画
素に対して行うものに限らない。画像入力された筋状欠
陥が隣接する２ライン以上に渡っている可能性もあるの
で、２ライン以上でＯｎの画素の数を計算するようにし
てもよい。又、必要に応じて、判定の前に、Ｏｎ分の画
素を縦方向に複数画素分縮小させ、次いで同画素数分膨
張させる処理を行うことにより、予め孤立点を除去する
処理等を行ってもよい。

【００７７】以上詳述した如く、本実施形態において
は、検査画像を入力し、その検査画像からマスク画像を
作成するとともに、エッジ画像を作成し、次いでこれら
両画像を合成することにより、マスク済みエッジ画像を
作成し、該画像に対して、画素値を強調するために縦加
算画像を作成しその強調画像から二値化画像を作成し、
更に、その二値化画像ついて線認識を行う。

【００７８】即ち、検査画像が絵柄を含む場合であって
も、コントラストの高いエッジ部を処理対象から除外す
るためのマスク処理を行い、更に縦方向に加算処理を行
うことでコントラストの低い筋部分を強調すると共に、
得られる強調画像に対して更に本発明によるＰタイル法
を適用することにより、筋部分を確実に二値化し、その
二値画像に基づいて筋状欠陥を検出する。

【００７９】従って、本実施形態によれば、検査画像が
絵柄を含んでいる場合でも、絵柄のエッジ部を検出する
ことなく、該画像中からコントラストの低い筋状欠陥の
検出が可能となる。その結果、従来の印刷物の検査で
は、目視による検査でしか検出不可能であった、コント
ラストが低く且つ微細な、いわゆるドクター筋と呼ばれ
る筋状欠陥をも自動的に検出することが可能となる。

【００８０】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００８１】例えば、二値化の具体的な対象として印刷
欠陥であるドクター筋であり、しかも入力画像を所定の
処理した後の画像である場合を示したが、これに限定さ
れず、平坦な背景の中に同一方向に実質的に連続する筋
状のものが存在する画像であれば、特に制限されない。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１又は２の
発明によれば、平坦な背景に実質上同一方向に連続した
筋部分が存在する画像から、ノイズが存在する場合でも
筋部分が二値化された画像を容易且つ確実に作成するこ
とができる。

【００８３】又、請求項３又は５の発明によれば、絵柄
を含んでいる検査画像からコントラストが低い上に微細
な筋状欠陥をも確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の二値画像作成装置
の概略構成を示すブロック図

【図２】二値画像の作成手順を概念的に示す線図

【図３】本発明に係る第２実施形態の筋状欠陥検査装置
の概略構成を示すブロック図

【図４】上記の検査装置の詳細を示すブロック図

【図５】マスク画像作成時のエッジ抽出を示す説明図

【図６】検査画像を模式的に示す説明図

【図７】上記検査画像より絵柄のエッジのみを抽出した
画像を示す説明図

【図８】上記検査画像を基に作成したマスク画像を示す
説明図

【図９】エッジ抽出に用いる微分オペレータを概念的に
示す説明図

【図１０】微分オペーレータを適用して作成したエッジ
画像を示す説明図

【図１１】マスク画像とエッジ画像の合成原理を概念的
に示す説明図

【図１２】合成後のマスク済みエッジ画像を示す説明図

【図１３】縦方向の画素値を強調する加算方法を示す説
明図

【図１４】筋状欠陥の判定処理を概念的に示す説明図

【図１５】入力画像の一例とその特徴を示す線図

【図１６】Ｐタイル法を説明するための線図

【図１７】固定閾値処理法の問題点を説明するための線
図

【図１８】従来のＰタイル法の問題点を説明するための
線図

【符号の説明】

２…画像入力部 ４…二値化部 ６…パラメータ記憶部 ８…画像出力部 １０…画像入力部 １２…絵柄除外部 １２Ａ…マスク画像作成部 １２Ｂ…エッジ画像作成部 １２Ｃ…マスク済みエッジ画像合成部 １４…筋強調処理部 １４Ａ…縦加算部 １６…判定部 １６Ａ…二値化部 １６Ｂ…線認識部 １８…欠陥表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 謙太 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質上同一方向に連続する筋部分の存在が
   予想される画像を入力するステップと、 入力された画像を、前記筋部分に直交する１ライン以上
   の幅からなる連続した部分画像に分割するステップと、 分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素
   を二値化するステップと、を有することを特徴とする二
   値画像作成方法。
2. 【請求項２】実質上同一方向に連続する筋部分の存在が
   予想される画像を入力する手段と、 入力された画像を、前記筋部分に直交する１ライン以上
   の幅からなる連続した部分画像に分割する手段と、 分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素
   を二値化する手段と、を備えていることを特徴とする二
   値画像作成装置。
3. 【請求項３】印刷物を画像入力した検査画像から、印刷
   物上に発生している筋状欠陥を検出する筋状欠陥検査方
   法であって、 検査画像から絵柄部分を除外処理する絵柄除外ステップ
   と、 該除外処理後の画像に存在する筋部分を強調処理する筋
   強調ステップと、 実質上同一方向に連続する筋部分の存在が予想される該
   強調処理後の画像を入力するステップと、 入力された画像を、前記筋部分に直交する１ライン以上
   の幅からなる連続した部分画像に分割するステップと、 分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素
   を二値化するステップと、 二値化された画像に基づいて筋状欠陥を判定する判定ス
   テップと、を有することを特徴とする筋状欠陥検査方
   法。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記絵柄除外ステップが、 検査画像から抽出される絵柄部分のエッジをマスクする
   ためのマスク部分を有するマスク画像を作成するステッ
   プと、 検査画像から抽出される任意のエッジを含むエッジ画像
   を作成するステップと、 作成されたエッジ画像とマスク画像を合成するステップ
   と、を含むことを特徴とする筋状欠陥検査方法。
5. 【請求項５】印刷物を画像入力した検査画像から、印刷
   物上に発生している筋状欠陥を検出する筋状欠陥検査装
   置であって、 検査画像から絵柄部分を除外処理する絵柄除外手段と該
   除外処理後の画像に存在する筋部分を強調処理する筋強
   調手段と、 実質上同一方向に連続する筋部分の存在が予想される該
   強調処理後の画像を入力する手段と、 入力された画像を、前記筋部分に直交する１ライン以上
   の幅からなる連続した部分画像に分割する手段と、 分割された各部分画像毎にＰタイル法を適用して各画素
   を二値化する手段と、 二値化された画像に基づいて筋状欠陥を判定する判定手
   段と、を備えていことを特徴とする筋状欠陥検査装置。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記絵柄除外手段が、 検査画像から抽出される絵柄部分のエッジをマスクする
   ためのマスク部分を有するマスク画像を作成する手段
   と、 検査画像から抽出される任意のエッジを含むエッジ画像
   を作成する手段と、 作成されたエッジ画像とマスク画像を合成する手段と、
   を含むことを特徴とする筋状欠陥検査装置。