JPS6310277A - 画質検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はタイプライタやワードプロセッサなどの記録装
置による記録画像の画質の良し悪しを検査する画質検査
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より上述の画質検査は記録紙などの記録媒体に記録
された文字やパターンを専門の検査員が目視によって行
なっているのが実情である。ところがこの方法によると
検査員の能力、疲労度などにより、検査ないし評価結果
のバラツキは避は難く、また人間の心理的ないし感覚的
な基準という極めてあいまいなものに依存し定量的な評
価というものは全くなされない。

そこで近年では被検査記録画像をＣＯＤなどから構成し
た撮像素子により走査して読み取り、撮像素子から入力
される画信号を画像データとじて画素ごとの白黒２値の
濃度データに変換し、この画像データを処理して記録紙
面の汚れや異物の付着などの被検査画像の欠陥部分の特
徴を表わす物理量（以下これを特徴量と呼ぶ）を抽出し
欠陥部分を検出する画質検査装置が提案されている。

［発明が□解決しようとする問題点］ ところが従来の画質検査装置では撮像素子の画信号をご
く大ざっばに２値化して得た画像データから特徴量を抽
出するため、特に記録紙面の背景と微少なコントラスト
をもった記録紙面の汚れや異物の付着などの検出は困難
であり、結局は目視検査に頼らざるを得ないという問題
があった。

そこで撮像素子の画信号を画像データとして画素ごとに
複数ビットの濃度データに、すなわち２値より多段階の
濃度データにＡＤ変換し、この濃度データを処理して特
徴量を抽出する構成が考えられるが、いまのところこの
ような画像データから上記の微少なコントラストを持っ
た被検査画像の欠陥部分の検出を有効に行なえる画質検
査装置は提案されていない。

ｃ問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため本発明の画質検査装置に
よれば、被検査画像を走査し画信号を入力する画像読み
取り部と、前記画信号を画像データとして画素ごとの多
段階の濃度データに変換するＡＤ変換器と、前記濃度デ
ータを演算処理して被検査画像の各走査ラインまたは前
記ラインに直交する画素ラインのそれぞれの全画素の濃
度積算値のヒストグラムを作成し前記ヒストグラムから
被検査画像の欠陥部分を検出する演算処理部を備えた構
成を採用した。

また本発明の画質検査装置の他の構成によれば５上記の
画像読み取り部と、ＡＤ変換器と、ＡＤ変換器から得ら
れる濃度データを演算処理して被検査画像を照明ムラの
影響を受けない所定面積に分割した検査領域のそれぞれ
における濃度値のヒストグラムを作成し、前記ヒストグ
ラム・のそれぞれにおける濃度値の標準偏差から被検電
画像の欠陥部分を検出する演算処理部を備えた構成を採
用した。

［作　用］ 上述の両者の構成において、ＡＤ変換器による画信号の
濃度データへの変換は被検査画像において背景と微少な
コントラストを有する欠陥部分の濃度もとらえられるよ
うに画信号を充分細かく多段階に量子化して行なうもの
とする。

そうすると上述の前者の構成によれば、被検査画像の欠
陥部分が背景と微少なコントラストを有するものであっ
ても被検査画像の走査ラインまたは前記ラインに直交す
る画素ラインにほぼ平行な線状のものであれば、上述の
ヒストグラム作成においてその欠陥部分を含む走査ライ
ンまたはこれに直交する画素ラインの濃度積算値には欠
陥部分の濃度値が連続的に加算されてかなり大きな濃度
値が加算されることになる。すなわちヒストグラムのプ
ロフィール（輪郭）において欠陥部分の存在が強調され
ることになり、欠陥部分の検出が可能になる。

また本発明装置の後者の構成によれば欠陥部分が背景と
のコントラストが微少な点状のものである場合に上記の
検査領域内に欠陥部分と同濃度の部分が存在するとして
も検査領域の面積を充分小さなものとすれば欠陥部分が
存在する分だけその濃度の出現度数が高くなり、検査領
域内の濃度全体のバラツキが大きくなる。従ってそのバ
ラツキの大きさを示す標準偏差から欠陥部分を検出でき
る。

［実施例］ 以下、添付した図を参照して本発明の実施例の詳細を説
明する。

第１図は本発明の実施例による画質検査装置の構成を概
略的に示すブロック図である。

符号１〜４は画質検査装置において被検査画像を読み取
る画像読み取り部を構成するものであり、符号１は被検
査画像を光電変換するＣＯＤ素子などから構成した撮像
素子、符号２は被検査画像を記録した不図示の原稿を均
一な照度で照明する拡散照明装置、符号３は原稿をａ置
する原稿台、符号４は原稿台３を副走査方向に移動する
移動装置である。

また第１図において符号５で示すものは撮像素子ｌから
入力される画信号を画像データとして画素ごとの２段階
より充分多段階の濃度データにＡｔ）変換するＡＤ変換
器である。このＡＤ変換器５による画信号の濃度データ
への変換は被検査画像において背景と微少なコントラス
トを有する欠陥部分の濃度もとらえられるように画信号
を充分に細かく多段階に量子化して行なうものとする。

さらに符号６で示すものは検査装置全体を制御するとと
もに画像データを演算処理して被検査画像の欠陥部分を
検出するマイクロプロセッサ素子などから構成された演
算処理制御部であり、この演算処理制御部６には被検査
画像の画像データを格納しておく画像メモリ７と、検査
結果を出力するためのプリンタや磁気ディスク装置など
の出力装置８が付設されている。

このような構成において被検査物の不図示の原稿は原稿
台３上にセットされ、拡散照明装置２によって均一に照
明される。そしてその反射光により不図示の光学系を介
して原稿の画像が撮像素子１上に結像され、撮像素子ｌ
により光電変換される。

モして撮像素子１から入力される画信号はＡＤ変換器５
により１画素ごとの所定の複数ビットの濃度データとし
て画像データにＡＤ変換され、演算処理制御部６に入力
される。

演算処理制御部６は入力画像データを補正して画像メモ
リ７に順次格納してゆき、全データの格納が終了すると
、格納した全画像データを演算処理して被検査画像の欠
陥部分の検出を行ない、検出結果を出力装置８に出力す
る。

演算処理制御部６による処理の詳細は第２図に示すよう
な手順で以下のように行なわれる。

演算処理制御部６はまずステップＳｌにおいて前述の画
像読み取り部を制御して読み取りを行なわせ、ＡＤ変換
器５を介してその画像データを入力する。

次に入力された画像データにはノイズが乗っているため
、ステップＳ２において公知の画像積分処理、すなわち
ステップＳ１の同じ画像データの入力を所定回数行ない
、各画素の画像データ（濃度データ）を加算し、前記の
回数で割った平均値をその画素の濃度データとする処理
を行なってＳ／Ｎ比を高める。

また画像データは撮像素子１の感度ムラないし光学系に
よる歪み、いわゆるシェーディング歪の影響を受けてい
るため、ステップＳ３において画像データのシェーディ
ング補正を行なう。

しかる後にステップＳ４で画像データを画像メモリ７に
格納する。

このようにして画像データの格納が終了すると、ステッ
プＳ５において画像メモリ７に格納した画像データによ
り、被検査画像の各走査ラインごとに全画素の濃度値を
積算する。そして各走査゛ラインの位置を横軸に取り、
それぞれのラインの濃度積算値を縦軸に取った走査ライ
ンの濃度積算値のヒストグラム（柱状図）を作成する。

このヒストグラムの一例を第５図に示しておく。なおこ
のヒストグラムでは濃度積算値とじて濃度のＡＤ変換値
の積算値を取っており、濃度が高い（黒い）はどＡＤ変
換値は０に近付くので、濃度の高低とグラフの高低は逆
の関係で示されている。

ここで仮に第３図（ａ）に示す被検査物の原稿９の記録
画像において符号ｌＯで示す欠陥領域中に第３図（ｂ）
に拡大して示すように線状で背景と微少なコントラスト
を持つ欠陥部分１１が存在し、しかも欠陥部分１１が走
査ラインにほぼ平行であるとする。

この場合には欠陥部分１１を通る走査ラインの濃度積算
値には欠陥部分１１の濃度が連続的に加算されることに
なる。欠陥部分１１の周囲の背景にも欠陥部分１１と同
濃度の部分が存在するとしても、欠陥部分１１の方がそ
の濃度の出現頻度が背景部分より高いため、欠陥部分１
１を通る走査ラインの濃度積算値には欠陥部分１１によ
り近傍の走査ラインの濃度積算値よりかなり大きな濃度
値が加算されることになる。すなわち欠陥部分１１と背
景の濃度差すなわちコントラストが微少なものであって
も、それが積算されることにより第５図のヒストグラム
で矢印で示す箇所のように強調されることになる。

次にステップＳ６で上述のヒストグラムから欠陥部分１
１の特徴を示す特徴量を算出する。算出方法の一例とし
ては第５図に示すようにヒストグラムの細かな凹凸を有
量るプロフィール（輪郭）を点線で示すようななだらか
な曲線で近似し、各走査ラインについてヒストグラムに
よる濃度積算値の実際値と近似曲線による濃度積算値の
差を求め、これを特徴量とする。上述のように欠陥部分
１１が線状で走査ラインにほぼ平行である場合には背景
とのコントラストが微少であっても、欠陥部分１１を含
む走査ラインについて上記の差は大きくなる。

次にステップＳ７において、被検査画像と同じ内容で比
較の基準となる画像から予めステップＳ１〜Ｓ６と同じ
処理で求めて不図示のメモリに格納しておいた上記と同
じ各走査ラインの特徴量と、被検査画像についての各走
査ラインの特徴量を比較して欠陥部分を検出する。検出
結果は不図示のメモリに一時的に格納しておく。

なおこのようにして欠陥部分ｌｌが背景とのコントラス
トが微少でも線状で走査ラインにほぼ平行である場合に
は検出できるが、上記濃度ヒストグラムを各走査ライン
に直交する画素ｌラインのそれぞれについて作成し、同
様の処理を行なえば、欠陥部分が各走査ラインに直交す
る方向にほぼ平行な場合に検出できる。また原稿を原稿
台３上に副走査方向に対して所望の角度傾けて載置して
走査を行ない、上述の処理を行なえば欠陥部分１１が線
状で記録画像の記録時の走査ラインないし行方向に対し
て上記の所望の角度傾いた方向にほぼ平行な場合に検出
できる。そしてこれらの方法を組み合わせることにより
、欠陥部分１１が背景とのコントラストが微少でも線状
であれば検出できる。

一方以上の処理の後、演算処理制御部６はステップ５８
以下に進み、第４図（ａ）に示すように原稿９の記録画
像の欠陥領域１２中で第４図（ｂ）に拡大して示される
ような点状になった欠陥部分１３の検出を以下のように
して行なう。

まずステップＳ８においては被検査画像の全面を所定面
積ずつの検査領域に分割し、ステップＳ１〜Ｓ４で画像
メモリ７に格納した画像データから上記検査領域のそれ
ぞれについて横軸に濃度値を取り、縦軸にその濃度値の
出現度数を取った濃度値のヒストグラムを作成する。

第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれこのヒストグラムの例
を示したものである。

ここで検査領域内に欠陥部分１３と同濃度の部分が存在
するとしても、検査領域の面積を充分小さなものとすれ
ば欠陥部分１３が存在する分だけその濃度の出現度数が
高くなり、検査領域内の濃度全体のバラツキが大きくな
る。

第６図（Ｌ）のヒストグラムはこのように濃度のバラツ
キが大きい場合、即ち欠陥部分１３が存在する場合を示
しており、第６図（ｂ）のヒストグラムは濃度のバラツ
キが小さい場合、即ち欠陥部分１３が存在しない場合を
示している。

そこでこの場合は、欠陥部分１３の特徴を示す特徴量と
してステップＳ９でそれぞれの検査領域について上記ヒ
ストグラムの濃度のバラツキを示す標準偏差値を算出す
る。

そして次のステップ３１０では被検査画像と同じ内容で
比較の基準となる画像の画像データから予めステップＳ
８．Ｓ９と同じ処理で求めて不図示のメモリに格納して
おいた基準画像の各検査領域の濃度の標準偏差値と被検
査画像の各検査領域の標準偏差値とを各検査領域につい
て比較し、その大小関係により欠陥部分１３を検出する
。

このようにして点状の欠陥部分１３が背景とのコントラ
ストが微少なものであってもそれを検出することができ
る。

なおステップ５１０の比較判定による検出結果はメモリ
に格納しておいたステップＳ７での検出結果とともにス
テップＳｌｌで出力装置８に出力させる。

以上のように本実施例によれば今まで目視検査に頼らざ
るを得なかった記録画像の背景とのコントラストが微少
な欠陥部分を定量的に検出でき、従来人間の感覚および
心理的なあいまいな基準に頼っていたためにあった検査
結果のバラツキを抑えることができ、検査の質を顕著に
向上させることができる。

なお以上のような画質検査装置の用途は原稿の記録画像
の画質検査に限定されるものではなく、例えばモールド
部品の外観や種々の部品の表面の仕上がり状態の検査や
塗装ムラの検出などにも応用できる。また被検査物の照
明は拡散照明装置によらずとも良いのは勿論であり、被
検査物に合わせて反射光ないし透過光を利用しても良い
。

また、画像読み取り部の撮像素子については２次元の撮
像素子であっても１次元の撮像素子であっても良い、１
次元撮像素子を用いる場合には、ｌ、＋ンごとに移動装
置を用いて副走査方向に順次移動してやれば、本画質検
査の実現が可能である。

［効　果］ 以上の説明から明かなように本発明の画質検査装置によ
れば画像読み取り部により被検査画像を走査して画信号
を入力し、その画信号をＡＤ変換器により画像データと
して画素ごとの多段階の濃度データに変換し、この濃度
データを演算処理部で処理することにより被検査画像の
欠陥部分が背景とのコントラストの微少なものであって
も検出でき、画質検査を定量的に行なえ、バラツキなし
に潰れた質で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による画質検査装置の構成を概
略的に示すブロック図、第２図は第１図中の演算処理制
御部による処理手順の流れ図。 第３図（ａ）は被検査物である原稿の画像の欠陥部分を
有する欠陥領域の説明図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）
の欠陥領域の線状の欠陥部分を拡大して示す説明図、第
４図（ａ）は同じく欠陥領域の説明図、第４図（ｂ）は
第４図（ａ）の欠陥領域の点状の欠陥部分を拡大して示
す説明図、第５図は走査ラインの濃度積算値のヒストグ
ラムを示す線図、第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ所定
面ｌ・・・撮像素子　　　　２・・・拡散照明装置３・
・・原稿台　　　　　４・・・移動装置５・・・ＡＤ変
換器　　　６・・・演算処理制御部７・・・画像メモリ
　　　８・・・出力装置９・・・原稿　　　　　　１１
．１３・・・欠陥部分戯惜１閾１１褒＊ｒ４０ッ７６１ 纂１図 ９魚煽 で瘉岨へＰ饅−一　　　　　　【１寵斡１繍萌第３図（
（１）　　　　　　　第３図（ｂ）で１壱領戚ｉ畑団　
　　　　’ｆＬＴｌ訃むｉｔ明田第４図伸）　　　　　
　第４図（ｂ） 凛Ｓ慎 ５１３’ＩＳ／ｌ　Ｅストア″’ｙ＾を１１希鱗〔コ第
６図（（１） 、１ンシイ１ 濃崖イ１酊ヌＩｒ７’ラム９ｆよ撃の 第６図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検査画像を走査し画信号を入力する画像読み取り
   部と、前記画信号を画像データとして画素ごとの多段階
   の濃度データに変換するＡＤ変換器と、前記濃度データ
   を演算処理して被検査画像の各走査ラインまたは前記ラ
   インに直交する画素ラインのそれぞれの全画素の濃度積
   算値のヒストグラムを作成し前記ヒストグラムから被検
   査画像の欠陥部分を検出する演算処理部を備えたことを
   特徴とする画質検査装置。 ２）被検査画像を走査し画信号を入力する画像読み取り
   部と、前記画信号を画像データとして画素ごとの多段階
   の濃度データに変換するＡＤ変換器と、前記濃度データ
   を演算処理して被検査画像を照明ムラの影響を受けない
   所定面積に分割した検査領域のそれぞれにおける濃度値
   のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムのそれぞれ
   における濃度値の標準偏差から被検査画像の欠陥部分を
   検出する演算処理部を備えたことを特徴とする画質検査
   装置。