(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正規の印刷物の一部を撮影して得られる基準画像と検査対象となる印刷物の一部を撮影して得られる検査画像とを比較して乱丁の有無を検査するために、前記基準画像と検査画像との両パターンを照合して両者の一致度を判定する手段と、この判定手段で不一致と判定された検査画像に対して、引き続いて、前記基準画像と検査画像との濃度を比較して両者の一致度を判定する手段とを有する乱丁検査用画像処理装置において、
パターン照合の判定から濃度比較の判定に移行するにあたって、予めパターン照合により不一致と判定された検査画像について、当該検査画像の濃度分布に基づいて濃度比較の判定が適切かどうかを選別する手段を有することを特徴とする乱丁検査用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本処理の丁合作業における乱丁の有無を検査するのに好適に使用される乱丁検査用画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、製本機では、各折り丁を保持する複数のステージから折り丁を一枚づつ取り出し積み重ねることにより製本を行うが、その際、乱丁の有無を検査することが重要となる。
【０００３】
このため、従来より、乱丁検査用の画像処理装置が提案されている（たとえば、特開平７−２５７０６５号公報参照）。
【０００４】
この従来の装置では、各ステージから取り出した検査対象となる折り丁の一部の画像（以下、検査画像という）のパターンを、事前に登録されている基準画像のパターンと正規化相関法に基づいて比較することで両パターン間の一致度を判定する方式（以下、パターン照合方式という）と、両画像の平均的な濃度を比較して両者の一致度を判定する方式（以下、濃度比較方式という）とのいずれかを二者択一的に採用して、乱丁の有無を検査するようにしている。
【０００５】
次に、この従来装置における乱丁検査の手順について、さらに具体的に図４および図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【０００６】
まず、図６に示すように、各折り丁ステージに正しい折り丁２をセットし、折り丁２の印刷部が撮影可能な位置に設置されたＣＣＤ等の撮像素子を備えたカメラ１により撮影する。
【０００７】
この時の撮影箇所は、以後の画像処理を高速に行うために、各ステージの折り丁２の一部分のみに限定して、比較的小さな面積に設定している。そして、この折り丁２の一部を撮影した画像を基準画像として、たとえばフラッシュＲＯＭのような記憶装置に登録する（ステップ１）。
【０００８】
次に、基準画像内の濃度分布が予め設定したしきい値以下か否かを判断し（ステップ２）、これに応じて検査に適合した画像判定方式を選択する（ステップ３，４）。
【０００９】
たとえば、図７（ａ）に示すように、基準画像が文字印刷のように濃度差（コントラスト）が明確に表示されている場合には、その画像の濃度分布が予め設定したしきい値以上になるため、この場合には、正規化相関法に基づくパターンの一致度の判定が可能な濃度差が存在するものとして、パターン照合方式を選択し、その情報を当該基準画像に対応付けて登録する（ステップ３）。
【００１０】
また、図７（ｂ）に示すように、写真の一部のように、濃度差（コントラスト）が不明確な基準画像では、上記の正規化相関法に基づくパターンの一致度の判定が不可能であるので、その場合には、濃度比較方式を選択し、その情報を当該基準画像に対応付けて登録する（ステップ４）。
【００１１】
次に、製本動作が開始されると、重ねてセットされている折り丁２が、一枚ずつ抜き取られ重ねられて綴じ工程に送られる。
【００１２】
このとき、折り丁２が抜き取られる直前に折り丁２の一部を撮影する。すなわち、カメラ１で撮影した全画面を検査画像として基準画像と比較すると処理時間が長くなるので、検査領域としては、撮影して取り込んだ画像の一部しか使用しない。しかも、図８に示すように、検査画像の位置ずれを許容するため、検査画像を検索する範囲としてその外側にサーチエリアを設定している。そして、そのサーチエリア内にある検査画像を取り込む（ステップ５）。
【００１３】
ここで、カメラ１で撮影して取り込まれる検査画像としては、たとえば、図９（ａ）〜（ｄ）に示すようなパターンがあるとする。図９（ａ）のものは、図７（ａ）に示した基準画像と同一パターンで、かつ、明確に濃度差が存在する画像である。図９（ｂ）のものは、図７（ｂ）に示した基準画像と同じで、かつ明確な濃度差が存在しない画像である。図９（ｃ）のものは、図７（ａ）に示した基準画像とパターンが不一致で、かつ明確な濃度差が存在する画像である。図９（ｄ）のものは、図７（ｂ）に示した基準画像と異なるが、明確な濃度差が存在しない画像である。
【００１４】
次に登録されている基準画像と基準画像登録時にこの基準画像と対応付けて登録しておいたパターン照合方式か濃度比較方のいずれかの方式を適用するかの情報を読み出す（ステップ６，７）。
【００１５】
そして、読み出した情報がパターン照合方式であるか否かが判断され（ステップ８）、パターン照合方式の場合には、検査画像と基準画像とについて正規化相関法に基づいてパターン照合を行い（ステップ９）、両者が一致するか否かを判定する（ステップ１１）。
【００１６】
また、ステップ８でパターン照合方式ではなく濃度比較方式が選択されている場合には、検査画像と基準画像とについて両者の平均濃度を比較して（ステップ１０）、両者が一致するか否かを判定する（ステップ１１）。
【００１７】
図９（ａ）〜（ｄ）に示した各検査画像に対して、図７（ａ），（ｂ）に示す基準画像とパターン照合方式および濃度比較方式に基づいてそれぞれ一致度を検査した結果を図１０に示す。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の装置では、検査画像が図９（ａ）に示したように輪郭および濃度差が明確なものではパターン照合方式を採用し、また、検査画像が図９（ｂ），（ｄ）のように濃度差が不明確なものでは、濃度比較方式を採用するというように、検査画像の種類に応じていずれの判定方式を採用するかを、基準画像登録の都度判断する必要があり、判定方式の設定作業が煩雑となる。
【００１９】
基準画像として図７（ｂ）のように濃度差が不明確なものが得られた場合、判定方式として濃度比較方式を採用することになるが、図９（ｃ）のような検査画像を濃度比較方式で一致度を判定すると、誤って一致であると判定される恐れがある。
【００２０】
このような誤判定を避けるためには、パターン照合判定に適した十分な濃度差が存在する領域が撮影できる位置ヘカメラ１を移動してサーチエリアを指定し直す必要が生じ、この点でも手間がかかる。
【００２１】
このような不具合を無くすには、たとえば、パターン照合方式で不一致と判定された画像に対して、引き続いて濃度比較方式によって再判定を行うことにより、濃度差の小さい画像に対する誤判定率を下げることが考えられる。
【００２２】
しかしながら、パターン照合方式によって不一致と判定されたすべての検査画像に対して、濃度比較方式によって再判定を行うと、本来、不一致と判定されるべき画像が一致とされて誤判定する危険性がある。
【００２３】
すなわち、たとえば図７（ｂ）に示す基準画像の平均濃度が５０％であるとしたとき、たまたま図９（ｃ）に示す検査画像が取り込まれた場合、この検査画像は平均濃度が同じ５０％であるので、図１０に示すように、パターン照合方式では不一致との判定がされているにもかかわらず、最終的な濃度比較方式では一致と誤って判定されてしまうことになる。
【００２４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、基準画像と検査画像を比較して乱丁の有無を検査する乱丁検査用画像処理装置において、検査作業の手間を省くとともに、誤判定を確実に防止して常に信頼性の高い検査結果が得られるようにすることを課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、次のようにしている。
【００２６】
すなわち、本発明に係る乱丁検査用画像処理装置においては、正規の印刷物の一部を撮影して得られる基準画像と検査対象となる印刷物の一部を撮影して得られる検査画像との両パターンを照合して両者の一致度を判定する手段と、この判定手段で不一致と判定された検査画像に対して、引き続いて、前記基準画像と検査画像との濃度を比較して両者の一致度を判定する手段とを備え、パターン照合の判定から濃度比較の判定に移行するにあたって、予めパターン照合により不一致と判定された検査画像について、当該検査画像の濃度分布に基づいて濃度比較の判定が適切かどうかを選別する手段を有し、パターン照合の判定から濃度比較の判定に移行するにあたって、予めパターン照合により不一致と判定された検査画像について、当該検査画像の濃度分布に基づいて濃度比較の判定が適切かどうかを選別する手段を有することを特徴とするものである。
【００２８】
これにより、濃度比較判定が不適切な場合には、パターン照合の判定結果を優先させるため、濃度比較方式のみに基づく判定結果しか採用しない場合と比較して誤判定が少なくなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態における乱丁検査用画像処理装置の基準画像の登録から検査画像の判定処埋までの全体の処理手順を示すフローチャートである。
【００３０】
本発明の乱丁検査用画像処理装置において、特許請求の範囲における各手段は、同装置の備えるマイクロコンピュータ、および図１のフローチャートの各段階を構成するソフトウェアによって実現される。
【００３１】
そこで、ここでは、図１のフローチャートに沿って乱丁検査処理の内容について説明する。
【００３２】
▲１▼  基準画像の登録
図６に示した従来の場合と同様に、各折り丁ステージに正しい折り丁２をセットし、折り丁２の印刷部をＣＣＤなどの撮像素子を備えたカメラ１により撮影する。このとき、基準画像として撮影される面積は、以後の画像比較処理を高速に行うために、各ステージの折り丁２の一部分のみに限定して、比較的小さな面積に設定している。そして、この折り丁２の一部を撮影した画像を基準画像として登録する。そして、撮影された画像は基準画像として、たとえばフラッシュＲＯＭのような記憶装置に記憶される（ステップ１）。
【００３３】
▲２▼  検査画像の取り込み
製本動作が開始されると、重ねてセットされている折り丁２が一枚ずつ抜き取られ重ねられて綴じ工程に送られる。
【００３４】
この折り丁２が抜き取られる直前に折り丁の一部を撮影する。すなわち、カメラ１で撮影した全画面を検査画像として基準画像と比較すると処理時間が長くなるので、検査領域としては、撮影して取り込んだ画像の一部しか使用しない。しかも、図８に示したように、検査画像の位置ずれを許容するため、検査領域を含む外側に検査画像を検索する範囲としてサーチエリアを設定している。そして、サーチエリア内から検査画像を取り込む（ステップ２）。
【００３５】
▲３▼  基準画像の読み出し
一般に１つの製本機で複数種の本の製本が行なわれる。従って、各折り丁ステージにはそれぞれの本に対応する折り丁２の基準画像が記憶されており、撮影した検査画像と比較するために、現在製本中の本に対応する基準画像（図７（ａ）または図７（ｂ）の画像）を記憶装置から読み出す（ステップ３）。なお、実際の装置では、製本開始時に一回だけ基準画像を読み出すようにしてもよい。
【００３６】
▲４▼  パターン照合方式による基準画像と検査画像との比較判定
上記▲２▼によって取り込んだサーチエリア内の検査画像について、基準画像と一致する検査画像が存在するか否かを、基準画像と比較しながら上記の正規化相関法に基づくパターン照合方式によって判定する（ステップ４）。
【００３７】
通常、正しい折り丁２がセットされている場合でも、印刷のかすれや照明の状態により１００％の一致度とはならないので、予めしきい値を設定しておき、このしきい値以上の一致度が得られた場合には（ステップ５）、正しい折り丁２が正しい向きにセットされていると判断する。この場合には、良好な検査結果が得られたと結論される。
【００３８】
これに対して、ステップ５でしきい値以上の一致度が得られなかった場合、基準画像と検査画像とは不一致と判定されるが、基準画像として、図７（ｂ）に示したような濃度差（コントラスト）の小さい画像が登録されている場合に、検査画像としても図９（ｂ）に示したような濃度差の小さい画像が撮影されたときには、正しい折り丁２がセットされていても、濃度差の小さい画像同士に対してパターン照合方式による一致度検査を行うと、図２に示すように、正規化相関法の特性上、両画像が不一致と誤判定される可能性がある。
【００３９】
そこで、この不都合を避けるために、検査画像と基準画像の濃度分布判定を行った後に、濃度比較方式に移行するようにしている。
【００４０】
▲５▼  検査画像および基準画像の濃度分布判定
上記▲４▼で不一致であると判定された検査画像について、各画素の濃度分布から、統計的手法によって基準画像および検査画像が濃度比較方式に適した画像であるか否か、すなわち各画素の濃度分布が予め定められた一定の範囲に収まっているか否かの判定を行う（ステップ６）。
【００４１】
すなわち、まず、検査画像について、その各画素の濃度分布が予め定められた一定の範囲を超えており、検査画像内に正規化相関法で判定可能な画素間の濃度差が存在する場合（たとえば検査画像が図９（ｃ）のようなもの）は、濃度比較判定方式に適さないと判断されて、上記▲４▼の前段階、つまりパターン照合方式による一致度の判定結果が優先的に採用される。すなわち、この検査画像は、基準画像と異なるものとして最終判断される。
【００４２】
引き続いて、上記▲４▼で比較対象となった基準画像について、各画素の濃度分布から、統計的手法によって基準画像が濃度比較方式に適した画像であるか否か、すなわち各画素の濃度分布が予め定められた一定の範囲に収まっているか否かの判定を行なう（ステップ７）。
【００４３】
この判定において、各画素の濃度分布が予め定められた一定の範囲を超えており、基準画像内に正規化相関法で判定可能な画素間の濃度差が存在する場合（たとえば基準画像が図７（ａ）のようなもの）は、濃度比較判定方式に適さないと判断されて、上記▲４▼の前段階、つまりパターン照合方式による一致度の判定結果が優先的に採用される。
【００４４】
なお、この判定処理は、予め基準画像の登録時に実施してその結果を記憶しておき、判定時には、その記憶されている結果を使用することで処理時間を短縮する構成も可能である。
【００４５】
このように、基準画像と検査画像との一方または双方が濃度差の大きい画像である場合は、パターン照合方式による判定結果の方がより正しいと考えられるので、その結果が優先される。
【００４６】
一方、基準画像および検査画像が共に、その各画素の濃度分布が予め定められた一定の範囲内に収まっている場合（たとえば、基準画像が図７（ｂ）のようなもので、かつ検査画像が図９（ｂ），（ｄ）のようなもの）は、濃度比較判定方式に適合しているものと判断されて、次の濃度比較方式に基づく判定に移行する。
【００４７】
▲６▼  濃度比較方式による基準画像と検査画像の比較判定
この濃度比較方式では、基準画像および検査画像の各画素の平均濃度を比較して（ステップ８）、平均濃度の差が予め設定されているしきい値よりも小さい場合には、両画像が一致していると判定し（ステップ９）、正しい折り丁が正しい向きにセットされていると判断する。この場合には、良好な検査結果が得られたと結論される。
【００４８】
このように、この実施の形態では、パターン照合方式に基づく判定の結果、基準画像と検査画像とが不一致であるとの結果が得られた場合において、各画像の濃度差の判定によって両画像が濃度比較方式に適さないと判定された場合は、次の濃度比較方式には単純に移行せずに、このパターン照合方式の不一致の判定が優先されて最終判定とされる。
【００４９】
一方、パターン照合方式に基づく判定の結果、基準画像と検査画像とが不一致であるとの結果が得られた場合において、各画像の濃度差の判定によって両画像が濃度比較方式に適していると判定された場合には、次の処理として濃度比較方式による基準画像と検査画像の比較が実行され、この結果が最終判定となる。これのように最後に濃度比較方式によって再判定することで、正規化相関法による誤判定を破棄し、正しい一致度判定結果が得られる。
【００５０】
本発明の装置を用いて、基準画像と検査画像との一致度を各判定方式を組み合わせて判定したときの検査結果を図３に示す。
【００５１】
図３および図１０を比較して判るように、従来装置では誤判定された基準画像と検査画像の組み合わせ（具体的には基準画像が図７（ｂ）で検査画像が図９（ｃ）の場合）に対して、本発明では、正しい検査結果が得られることが理解される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
【００５４】
本発明では、パターン照合方式から濃度比較方式に移行する場合に、検査画像の濃度分布に基づいて濃度比較の判定が適切かどうかを判断し、濃度比較判定方式が適用可能な場合にのみこれを実行する一方、濃度比較判定が不適切な場合には、パターン照合の判定結果を優先させるため、濃度比較方式のみに基づく判定結果しか採用しない場合と比較して誤判定が少なくなる。その結果、常に信頼性の高い検査結果が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における乱丁検査用画像処理装置における画像処理の手順を示すフローチャート
【図２】正規化相関法に基づくパターン照合方式による基準画像と検査画像との一致度を判定した結果を示す説明図
【図３】本発明の装置を用いて、基準画像と検査画像との一致度をパターン照合方式と濃度比較方式とを組み合わせて判定したときの検査結果を示す説明図
【図４】従来の乱丁検査用画像処理装置において基準画像とその基準画像に適合した検査方式の情報とを対応付けて予め登録するための手順を示すフローチャート
【図５】従来の乱丁検査用画像処理装置において基準画像と検査画像との一致度を判定する手順を示すフローチャート
【図６】ＣＣＤ等の撮像素子を備えたカメラ１によって折り丁の印刷部を撮影する場合の説明図
【図７】各種の基準画像を示す説明図
【図８】検査画像とその回りに予め確保されるサーチエリアとの関係を示す説明図
【図９】各種の検査画像を示す説明図
【図１０】従来装置を用いて、基準画像と検査画像との一致度をパターン照合方式と濃度比較方式とでそれぞれ個別に判定したときの検査結果を示す説明図
【符号の説明】
１…カメラ、２…折り丁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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