(57)【要約】【課題】印刷物に蛇行や伸縮等が生じた場合であっても、精度良く欠陥を検出することができること。【解決手段】検査装置は、検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する基準画像の領域を決定する位置補正演算部と、分割した検査画像の各領域と、当該領域に対応する基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、検査画像にある欠陥を検出する検査部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算部と、
分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、
を備える検査装置。
【請求項２】
同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラが撮像した画像を順次記憶する記憶部を備え、
前記位置補正演算部は、前記基準画像とパターンマッチングすることにより、前記記憶部が記憶する前記検査画像の開始位置を補正する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記位置補正演算部は、専用のプロセッサによりパターンマッチングを実行し、
前記位置補正演算部による実行結果を、記憶している画像のアドレスに変換するアドレス変換部を備える、
請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記位置補正演算部は、前記基準画像に対する前記検査画像のずれの大きさに応じて分割数を決定する、
請求項１から請求項３いずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラと、検査装置とを備える検査システムであって、
前記検査装置は、
前記カメラが撮像した検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算部と、
分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、
を備える検査システム。
【請求項６】
コンピュータが、
検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算過程と、
分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査過程と、
を有する検査方法。
【請求項７】
コンピュータが、
検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算ステップと、
分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査ステップと、
を実行するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査システム、検査方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
繰り返し連続印刷された同一絵柄を検査する印刷物検査装置において、基準画像にフィルタをかけて、検査画像と比較することにより、検査画像に存在する欠陥を検出する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、印刷物の蛇行や伸縮等により基準画像と検査画像のズレ量がフィルタサイズを超えた場合、絵柄のエッジ部分で誤検出をしてしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、印刷物に蛇行や伸縮等が生じた場合であっても、精度良く欠陥を検出することができる検査装置、検査システム、検査方法、およびプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算部と、分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、を備える検査装置である。
【０００７】
（２）また、本発明の一態様は、（１）に記載の検査装置であって、同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラが撮像した画像を順次記憶する記憶部を備え、前記位置補正演算部は、前記基準画像とパターンマッチングすることにより、前記記憶部が記憶する前記検査画像の開始位置を補正する。
【０００８】
（３）また、本発明の一態様は、（１）または（２）に記載の検査装置であって、前記位置補正演算部は、専用のプロセッサによりパターンマッチングを実行し、前記位置補正演算部による実行結果を、記憶している画像のアドレスに変換するアドレス変換部を備える。
【０００９】
（４）また、本発明の一態様は、（１）から（３）いずれかに記載の検査装置であって、前記位置補正演算部は、前記基準画像に対する前記検査画像のずれの大きさに応じて分割数を決定する。
【００１０】
（５）また、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラと、検査装置とを備える検査システムであって、前記検査装置は、前記カメラが撮像した検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算部と、分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、を備える検査システムである。
【００１１】
（６）また、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、コンピュータが、検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算過程と、分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査過程と、を有する検査方法である。
【００１２】
（７）また、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、コンピュータが、検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する前記基準画像の領域を決定する位置補正演算ステップと、分割した前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査ステップと、を実行するためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、印刷物に蛇行や伸縮等が生じた場合であっても、精度良く欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る検査システムの構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る検査装置のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る検査装置における画像の格納方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る基準画像と検査画像とのズレの一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る基準画像と検査画像との比較領域を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る検査装置が生成する欠陥画像の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る検査装置が実行する検査処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る検査システム１の構成の一例を示すシステム構成図である。
検査システム１は、情報処理装置１０と、検査装置２０と、ラインカメラ３０と、測長エンコーダ４０と、ラベラ５０と、を含んで構成される。検査システム１は、同一絵柄（以下、「レピート」と称する。）が繰り返し連続印刷された印刷物Ｔ（以下、「検査対象物Ｔ」と称する。）の汚れや文字欠けなどの欠陥を検出するシステムである。検査対象物Ｔは、例えば、伸縮するフィルムなどのシート状印刷物等である。情報処理装置１０、ラインカメラ３０、測長エンコーダ４０及びラベラ５０と検査装置２０とは、有線又は無線により接続されている。
【００１６】
情報処理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末やスマートフォン等の少なくとも表示部と入力部とを備える電子機器である。情報処理装置１０は、検査システム１を操作するための操作画面を表示してユーザからの操作入力を受け付ける。操作画面には、検査対象物Ｔに関する情報（例えば、レピートの長さであるレピート長や、検査幅等）の入力欄や、検査の開始を指示する検査開始ボタン等が配置されている。情報処理装置１０は、操作画面において検査開始ボタンが入力を受け付けると、検査の開始を指示する検査開始信号を検査装置２０に出力する。検査開始信号には、操作画面において入力された情報が含まれる。
【００１７】
また、情報処理装置１０は、検査の結果を表示する。例えば、情報処理装置１０は、検査対象物Ｔに欠陥がある場合には、欠陥部分の画像である欠陥画像を表示して、ブザー（音）を出力する。また、情報処理装置１０は、欠陥画像をファイルに保存する。
【００１８】
ラインカメラ３０は、流れ方向ｆに向かって流れてくる検査対象物Ｔを１ライン毎に順次撮像し、撮像した画像を検査装置２０に出力する。以下、流れ方向ｆを前方とし、その逆方向を後方とする。また、流れ方向ｆを縦方向として縦横方向を定める。測長エンコーダ４０は、流れ方向ｆにおいてラインカメラ３０の直後に設置され、検査対象物Ｔがラインカメラ３０を通過した長さを測定する。例えば、測長エンコーダ４０は、一定の長さ毎にパルス信号を検査装置２０に出力する。
【００１９】
ラベラ５０は、流れ方向ｆにおいて、ラインカメラ３０及び測長エンコーダ４０より後方に設置され、検査対象物Ｔの欠陥部分にラベルを貼付する。
【００２０】
検査装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）とを備える画像処理ボードを有する画像処理装置である。検査装置２０は、メモリ部２１と、位置補正演算部２２と、アドレス変換部２３と、検査部２４と、欠陥生成部２５とを備える。
【００２１】
メモリ部２１は、メモリ２１１（記憶部）を備え、情報処理装置１０から検査開始信号が入力されると、ラインカメラ３０から入力される１ライン毎の画像をメモリ２１１にあるリングバッファに順次格納する。また、メモリ部２１は、画像の格納を開始したリングバッファのアドレスを基準となる基準画像の先頭アドレスとして保持する。メモリ部２１は、測長エンコーダ４０から入力されるパルス数のカウントが設定値を超える度にリングバッファのアドレスを進める。当該設定値は、ラインカメラ３０が撮像する１ラインの画像に相当する値である。そして、メモリ部２１は、基準画像の先頭アドレスからのライン数が、操作画面において設定されたレピート長（設定レピート長とも称する）に達した時のアドレスを、検査対象となる検査画像の先頭アドレスとして保持する。その後、メモリ部２１は、検査画像の先頭アドレスからのライン数がレピート長（測定レピート長とも称する）に達すると、基準画像と検査画像と基準画像の先頭アドレスと検査画像の先頭アドレスとレピート長とを位置補正演算部２２に出力する。
【００２２】
位置補正演算部２２は、メモリ２２１を備え、メモリ部２１から入力されたデータをメモリ２２１に格納する。メモリ２２１には、メモリ部２１のメモリ２１１と同一のデータが格納される。位置補正演算部２２は、メモリ部２１から入力された基準画像の先頭アドレスに格納された画像と検査画像の先頭アドレスに格納された画像とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、流れ方向のズレ量から検査画像の先頭アドレスを前後にずらす。ここで、位置補正演算部２２は、位相限定相関法によるパターンマッチングをする際には、専用プロッセサによる並列処理を行い、処理を高速化する。
【００２３】
その後、位置補正演算部２２は、基準画像の後半部分と検査画像の後半部分とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、基準画像の終了位置と検査画像の終了位置とのズレ量の大きさを算出する。位置補正演算部２２は、算出したズレ量に応じて、検査画像を分割する分割数を決定する。例えば、位置補正演算部２２は、ズレ量が大きいほど分割数を多くする。
【００２４】
そして、位置補正演算部２２は、決定した分割数の領域に検査画像及び基準画像を分割する。位置補正演算部２２は、分割した領域毎に基準画像と検査画像とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、検査画像の領域毎に基準画像との縦横のズレ量を格納したテーブルを生成する。位置補正演算部２２は、生成したテーブルをアドレス変換部２３に出力する。
【００２５】
なお、位置補正演算部２２は、基準画像の後半部分と検査画像の後半部分とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、基準画像の終了位置と検査画像の終了位置とのズレ量の大きさを算出することに加えて、または代えて基準画像の後半部分と検査画像の後半部分とで回転不変位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、基準画像の終了位置と検査画像の終了位置とのズレ量の大きさを算出してもよい。回転不変位相限定相関法は、位相限定相関法によるマッチングで算出される縦横のズレ量に加え、回転とスケール（拡大・縮小率）とを算出できる。具体的には、位置補正演算部２２は、位相限定相関法により縦横のズレ量の大きさを算出し、算出した縦横のズレ量の大きさを回転角とスケールに変換する。そして、位置補正演算部２２は、変換した回転角、スケールと、アフィン変換とを用いて、スケールが生じていない画像を生成し、該画像に対して位相限定相関法によるパターンマッチングを行うことで縦横方向のズレ量を算出する。
このように、位相限定相関法によるパターンマッチングに加えて、または代えて回転不変位相限定相関法によるパターンマッチングを行うことで、検査画像の回転やスケールを算出することができ、検査精度を向上させることができる。
【００２６】
アドレス変換部２３は、位置補正演算部２２から入力されたテーブルに基づいて、メモリ２１１における、検査画像を分割した各領域のアドレスと、当該各領域に対応する基準画像の各領域のアドレスとを補正する。そして、アドレス変換部２３は、補正したアドレスを含む検査開始コマンドを検査部２４に出力する。
【００２７】
検査部２４は、分割した領域毎に基準画像と検査画像とを先頭アドレスから順次比較検査し、検査画像にある欠陥を検出する。このとき、検査部２４は、アドレス変換部２３から入力されたアドレスを参照して、検査画像の各領域に対応する基準画像の各領域を決定する。検査部２４は、検査結果を欠陥生成部２５に出力する。
【００２８】
欠陥生成部２５は、検査結果に基づいて、重要度の高い欠陥から順に並べ替えた後、欠陥を撮像した欠陥画像を生成し、情報処理装置１０に出力する。また、欠陥生成部２５は、検査結果に基づいて、検査対象物の欠陥をトラッキングし、重要度の高い欠陥がラベラ５０の位置まできたときに、ラベラ５０にラベルを貼付させる。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る情報処理装置１０のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図である。
情報処理装置１０は、ＣＰＵ１０１と、記憶媒体インタフェース部１０２と、記憶媒体１０３と、入力部１０４と、出力部１０５と、ＲＯＭ１０６（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ１０７（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、補助記憶部１０８と、インタフェース部１０９と、を備える。ＣＰＵ１０１と、記憶媒体インタフェース部１０２と、入力部１０４と、出力部１０５と、ＲＯＭ１０６と、ＲＡＭ１０７と、補助記憶部１０８と、インタフェース部１０９とは、バスを介して相互に接続される。
なお、ここで言うＣＰＵ１０１は、プロセッサ一般のことを示すものであって、狭義のいわゆるＣＰＵと呼ばれるデバイスのことだけではなく、例えばＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等も含む。また、ここで言うＣＰＵ１０１は、一つのプロセッサで実現されることに限られず、同じ、または異なる種類の複数のプロセッサを組み合わせることで実現されてもよい。
【００３０】
ＣＰＵ１０１は、補助記憶部１０８、ＲＯＭ１０６およびＲＡＭ１０７が記憶するプログラムを読み出して実行し、また、補助記憶部１０８、ＲＯＭ１０６およびＲＡＭ１０７が記憶する各種データを読み出し、補助記憶部１０８、ＲＡＭ１０７に対して各種データを書き込むことにより、情報処理装置１０を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、記憶媒体インタフェース部１０２を介して記憶媒体１０３が記憶する各種データを読み出し、また、記憶媒体１０３に各種データを書き込む。記憶媒体１０３は、光磁気ディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどの可搬記憶媒体であり、各種データを記憶する。
記憶媒体インタフェース部１０２は、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブなどの記憶媒体１０３の読み書きを行うためのインタフェースである。
【００３１】
入力部１０４は、マウス、キーボード、タッチパネル、チャンネルボタン、電源ボタン、設定ボタン、赤外線受信部などの入力装置である。
出力部１０５は、表示部、スピーカなどの出力装置である。
ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７は、情報処理装置１０の各機能部を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する。
補助記憶部１０８は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなどであり、情報処理装置１０の各機能部を動作させるためのプログラム、各種データを記憶する。
インタフェース部１０９は、通信インタフェースを有し、有線または無線によりネットワークＮＷや検査装置２０と接続される。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態に係る検査装置２０のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図である。
検査装置２０は、ＣＰＵ２０１と、記憶媒体インタフェース部２０２と、記憶媒体２０３と、入力部２０４と、出力部２０５と、ＲＯＭ２０６（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ２０７（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、補助記憶部２０８と、インタフェース部２０９と、ＦＰＧＡ２１０と、を備える。ＣＰＵ２０１と、記憶媒体インタフェース部２０２と、入力部２０４と、出力部２０５と、ＲＯＭ２０６と、ＲＡＭ２０７と、補助記憶部２０８と、インタフェース部２０９と、ＦＰＧＡ２１０とは、バスを介して相互に接続される。
なお、ここで言うＣＰＵ２０１は、プロセッサ一般のことを示すものであって、狭義のいわゆるＣＰＵと呼ばれるデバイスのことだけではなく、例えばＧＰＵやＤＳＰ等も含む。また、ここで言うＣＰＵ２０１は、一つのプロセッサで実現されることに限られず、同じ、または異なる種類の複数のプロセッサを組み合わせることで実現されてもよい。例えば、ＧＰＵは、ＣＰＵ２０１とともに位相限定相関法によるパターンマッチングを行うための専用のプロセッサである。
【００３３】
ＣＰＵ２０１は、補助記憶部２０８、ＲＯＭ２０６およびＲＡＭ２０７が記憶するプログラムを読み出して実行し、また、補助記憶部２０８、ＲＯＭ２０６およびＲＡＭ２０７が記憶する各種データを読み出し、補助記憶部２０８、ＲＡＭ２０７に対して各種データを書き込むことにより、検査装置２０を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、記憶媒体インタフェース部２０２を介して記憶媒体２０３が記憶する各種データを読み出し、また、記憶媒体２０３に各種データを書き込む。記憶媒体２０３は、光磁気ディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどの可搬記憶媒体であり、各種データを記憶する。
記憶媒体インタフェース部２０２は、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブなどの記憶媒体２０３の読み書きを行うためのインタフェースである。
【００３４】
入力部２０４は、マウス、キーボード、タッチパネル、チャンネルボタン、電源ボタン、設定ボタン、赤外線受信部などの入力装置である。
出力部２０５は、表示部、スピーカなどの出力装置である。
ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０７は、検査装置２０の各機能部を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する。
補助記憶部２０８は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなどであり、検査装置２０の各機能部を動作させるためのプログラム、各種データを記憶する。
インタフェース部２０９は、通信インタフェースを有し、有線または無線によりネットワークＮＷや情報処理装置１０やラインカメラ３０や測長エンコーダ４０やラベラ５０と接続される。
ＦＰＧＡ２１０は、ラインカメラ３０から入力されるライン毎の入力画像やリングバッファのアドレスの管理などを行う。
【００３５】
例えば、図１における検査装置２０の機能構成におけるメモリ部２１、アドレス変換部２３、検査部２４は、図３におけるＲＯＭ２０６、またはＲＡＭ２０７、または補助記憶部２０８、またはＦＰＧＡ２１０、またはそれらの何れかの組み合わせにより構成される。また、位置補正演算部２２、欠陥生成部２５は、ＣＰＵ２０１により構成される。
【００３６】
続いて、検査システム１が、検査対象物Ｔの欠陥を検出する検査処理について詳細に説明する。まず、情報処理装置１０において、オペレータがレピート長や検査幅等を含む検査対象物Ｔに関する情報を操作画面に入力し、検査開始ボタンを押下する。情報処理装置１０は、入力された情報を含む検査開始信号を検査装置２０に出力する。検査装置２０は、検査開始信号が入力されると、ラインカメラ３０が撮像する画像の取り込みを開始する。
【００３７】
図４は、本発明の実施形態に係る検査装置２０における画像の格納方法を説明するための図である。検査装置２０のメモリ部２１は、ラインカメラ３０から入力される１ライン毎の画像をメモリ２１１内にあるリングバッファに順次格納する。このとき、メモリ部２１は、格納を開始したリングバッファのアドレスを基準画像の先頭アドレスＳＴ１として保持する。すなわち、メモリ部２１は、最初に撮像されるレピートを基準となる基準画像とする。メモリ部２１は、測長エンコーダ４０から入力されるパルス数のカウントが設定値を超える度にリングバッファのアドレスを進める。そして、メモリ部２１は、基準画像の先頭アドレスＳＴ１からのライン数が、検査開始信号に含まれるレピート長Ｌに達した時のアドレスを検査画像の先頭アドレスとＳＴ２して保持する。すなわち、メモリ部２１は、次に撮像されるレピートを検査対象である検査画像とする。また、メモリ部２１は、検査画像の先頭アドレスＳＴ２からのライン数が、検査開始信号に含まれるレピート長Ｌに達した時のアドレスを、次の検査対象となる更新画像の先頭アドレスＳＴ３として保持する。メモリ部２１は、リングバッファの最後まで書き込みが完了すると、リングバッファの先頭に戻って順次画像を格納する。
【００３８】
すなわち、検査装置２０は、検査対象物Ｔにおいて、ラインカメラ３０が先に撮像した（先に印刷された）レピートを基準画像とし、その後撮像した（その後印刷された）レピートを検査画像とする。
【００３９】
メモリ部２１は、検査画像の先頭アドレスからのライン数がレピート長に達すると、基準画像と、検査画像と、基準画像の先頭アドレスと、検査画像の先頭アドレスとを位置補正演算部２２に出力する。位置補正演算部２２は、メモリ部２１から入力された情報をメモリ２２１に格納する。
【００４０】
位置補正演算部２２は、基準画像の先頭アドレスに格納された画像と検査画像の先頭アドレスに格納された画像とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、流れ方向のズレ量から検査画像の先頭アドレスを前後にずらして補正する。このように、検査画像の先頭アドレスを前後にずらして検査画像の開始位置を補正することにより、比較する基準画像と検査画像の開始位置を合わせることができる。
【００４１】
しかしながら、基準画像と検査画像とをパターンマッチングすることにより開始位置を合わせた場合であっても、検査対象物Ｔにおいて検査画像の途中から蛇行した場合や一部のみ伸縮している場合には、基準画像と検査画像とで途中からズレが生じることがある。
【００４２】
図５は、本発明の実施形態に係る基準画像と検査画像とのズレの一例を示す図である。本図に示す例では、基準画像Ｇ１１において位置ｐ１に印刷されている模様が、検査画像Ｇ１２においては位置ｐ１より後方の位置ｐ２に印刷されている。このような場合に、そのまま基準画像と検査画像とを比較すると、位置ｐ１及び位置ｐ２において欠陥を誤検出することがある。そこで、検査装置２０の位置補正演算部２２は、検査画像を複数の領域に分割し、分割した各領域それぞれについてパターンマッチングにより基準画像とのズレ量を算出して、基準画像の対応する領域を決定する。
【００４３】
図６は、本発明の実施形態に係る基準画像と検査画像との比較領域を示す図である。本図では、検査画像に伸びが生じている場合を例に説明する。まず、図６（ａ）に示すように、位置補正演算部２２は、検査画像を進み方向に複数（本例では、４つ）の領域ＡＩ１〜ＡＩ４に等分割する。同様に、位置補正演算部２２は、基準画像を進み方向に検査画像と同数の領域ＡＳ１〜ＡＳ４に等分割する。ここで、検査画像には伸びが生じているため、印刷されている模様にズレが生じ、検査画像の領域ＡＩ１〜ＡＩ４と基準画像の領域ＡＳ１〜ＡＳ４とをそのまま比較しても、精度良く欠陥を検出することができない。
【００４４】
そこで、位置補正演算部２２は、検査画像の各領域ＡＩ１〜ＡＩ４と基準画像の各領域ＡＳ１〜ＡＳ４とでそれぞれ位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、検査画像の各領域ＡＩ１〜ＡＩ４に対する基準画像の各領域ＡＳ１〜ＡＳ４の縦横のズレ量を算出する。そして、図６（ｂ）に示すように、位置補正演算部２２は、算出した各領域のズレ量に基づいて、検査画像の各領域ＡＩ１〜ＡＩ４に対応する基準画像の各領域ＡＳ１〜ＡＳ４を領域ＡＳ１１〜ＡＳ１４に補正する。
【００４５】
このように、検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像と位置合わせを行うことにより、検査画像の途中から蛇行した場合や一部のみ伸縮している場合であっても、蛇行や伸縮に対する追従性が向上し、基準画像と検査画像との比較位置にズレが生じることを低減することができる。よって、伸縮や蛇行に対応した印刷物の検査が可能になる。
【００４６】
また、位置補正演算部２２における処理（位相限定相関法によるパターンマッチング）を、ＣＰＵ２０１（ＧＰＵ）による並列処理で実行することにより、全体の処理を高速化することができる。
【００４７】
また、パターンマッチングを位相限定相関法により実行することで、縦方向及び横方向のズレ量を検出することができる。また照明の明るさの変化や印刷物の濃度変化に影響されにくいマッチングを行うことができる。
【００４８】
位置補正演算部２２は、検査画像の先頭アドレスのズレ量、及び検査画像の領域ＡＩ１〜ＡＩ４毎に基準画像との縦横のズレ量を格納したテーブル（パターンマッチングの実行結果）を生成し、生成したテーブルをアドレス変換部２３に出力する。アドレス変換部２３は、位置補正演算部２２から入力されたテーブルを、メモリ２１１が記憶する画像のアドレスに変換する。つまり、アドレス変換部２３は、位置補正演算部２２から入力されたテーブルに基づいて、メモリ２１１における画像のアドレスを変換する。具体的には、アドレス変換部２３は、テーブルに基づいて、検査画像の各領域ＡＩ１〜ＡＩ４のアドレスと、当該各領域それぞれに対応する基準画像の領域ＡＳ１１〜ＡＳ１４のアドレスを補正する。このように、アドレス変換部２３が、位置補正演算部２２による実行結果をアドレス変換することにより、リアルタイムに印刷物を検査することが可能になる。
【００４９】
検査部２４は、アドレス変換部２３が補正したアドレスを参照して、検査画像の領域ＡＩ１〜ＡＩ４と基準画像の領域ＡＳ１１〜ＡＳ１４とをそれぞれ比較検査することにより、検査画像にある欠陥を検出する。なお、検査部２４は、基準画像と検査画像との差異から欠陥を検出する際、何れかに最大値フィルタまたは最小値フィルタをかけ、さらに所定濃度のバイアスを加算または減算することにより、蛇行や同期ずれと印刷物の伸縮またはばたつきの影響を除去して欠陥を検出する。ここで、最小値フィルタとは、その中心の画素の濃度をそのフィルタ内の画素の最小の濃度にするフィルタである。また、最大値フィルタとは、その中心の画素の濃度をそのフィルタ内の画素の最大の濃度にするフィルタである。検査部２４は、複数に分割された領域毎に検査画像と基準画像とを比較しているため、このフィルタサイズを小さくすることができる。よって、検査画像に蛇行や伸縮が少ない場合には、フィルタサイズを小さくすることでより厳しい検査をすることができる。
【００５０】
欠陥生成部２５は、検査部２４における検査結果をラベラ５０及び情報処理装置１０に出力する。例えば、欠陥生成部２５は、トラッキングを行い、重要度の高い欠陥がラベラ５０の位置まできたときに、ラベラ５０にラベルを貼付させる。また、欠陥生成部２５は、検査結果に基づいて欠陥画像及び伸縮グラフを生成し、生成した欠陥画像及び伸縮グラフを情報処理装置１０に出力する。情報処理装置１０は、検査装置２０から入力された欠陥画像及び伸縮グラフを表示してブザーを出力し、欠陥画像及び伸縮グラフをファイルに保存する。伸縮グラフは、同一の検査対象物における設定レピート長に対する測定レピート長の変動の推移を示すグラフである。なお、欠陥生成部２５は、伸縮グラフに代えて、基準画像に対する検査画像の伸縮を示す数値を情報処理装置１０に出力してもよい。この場合には、情報処理装置１０が、入力された数値に基づいて伸縮グラフを生成してもよい。
【００５１】
図７は、本発明の実施形態に係る検査装置２０が生成する欠陥画像の一例を示す説明図である。図示するように、欠陥生成部２５は、検査画像において少なくとも欠陥部分Ｄを含む領域の画像Ｇ２２と、当該領域に対応する基準画像の画像Ｇ２１とを含む欠陥画像を生成する。欠陥部分Ｄは、少なくとも画像Ｇ２２において強調表示される。本図に示す例では、画像Ｇ２２において、矢印で欠陥部分Ｄを示している。また、画像Ｇ２１では、欠陥部分Ｄに対応する位置に矢印を表示して、対応する位置を強調表示している。また、画像Ｇ２１には「基準」を表示し、画像Ｇ２２には「検査」を表示することで、どちらの画像が基準画像であるか検査画像であるかを容易に判別可能にしている。なお、欠陥画像は、画像Ｇ２１と画像Ｇ２２とを並べた静止画像であってもよいし、画像Ｇ２１と画像Ｇ２２とを交互に表示する動画像であってもよい。
【００５２】
アドレス変換部２３は、１つの検査画像の検査が完了すると、検査画像を次の画像に更新する。具体的には、アドレス変換部２３は、メモリ２１１における検査画像の先頭アドレスを基準画像の先頭アドレスに、更新画像の先頭アドレスを検査画像の先頭アドレスにそれぞれ変更する。その後、検査装置２０は、更新した検査画像について、上述した処理により検査を実行する。このように処理を繰り返すことで、繰り返し連続印刷された同一絵柄を検査することができる。
【００５３】
図８は、本発明の実施形態に係る検査装置２０が実行する検査処理の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において、メモリ部２１は、ラインカメラ３０から入力される画像の記録を開始する。具体的には、メモリ部２１は、ラインカメラ３０から入力される１ライン毎の画像をメモリ２１１にあるリングバッファに順次格納する。
【００５４】
ステップＳ１０３において、メモリ部２１は、検査画像の格納が完了したか否かを判定する。具体的には、メモリ部２１は、検査画像の先頭アドレスからのライン数がレピート長に達すると、検査画像の格納が完了したと判定する。検査画像の格納が完了した場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、検査装置２０は、ステップＳ１０７の処理を実行する。検査画像の格納が完了していない場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、検査装置２０は、ステップＳ１０３の処理を繰り返す。
【００５５】
ステップＳ１０５において、位置補正演算部２２は、メモリ部２１が格納した基準画像及び検査画像をメモリ２２１に格納し、基準画像の開始位置と検査画像の開始位置とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、流れ方向のズレ量から検査画像の先頭アドレスを前後にずらして補正する。
【００５６】
ステップＳ１０７において、メモリ部２１は、情報処理装置１０から検査開始信号が入力されたか否かを判定する。検査開始信号が入力された場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、検査装置２０は、ステップＳ１０９の処理を実行する。一方、検査開始信号が入力されていない場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、検査装置２０は、ステップＳ１２１の処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ１０９において、位置補正演算部２２は、基準画像の後半部分と検査画像の後半部分とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、算出したズレ量から分割数を決定する。
【００５８】
ステップＳ１１１において、位置補正演算部２２は、決定した分割数の領域に基準画像及び検査画像を分割する。
【００５９】
ステップＳ１１３において、位置補正演算部２２は、分割した領域毎に基準画像と検査画像とで位相限定相関法によるパターンマッチングを行い、各領域における縦横のズレ量を算出し、算出したズレ量を格納したテーブルを生成する。
【００６０】
ステップＳ１１５において、アドレス変換部２３は、位置補正演算部２２が生成したテーブルに基づいて、メモリ２１１における検査画像及び基準画像の各領域のアドレスを補正する。
【００６１】
ステップＳ１１７において、検査部２４は、アドレス変換部２３が補正したアドレスに基づいて、分割した領域毎に基準画像と検査画像とを先頭アドレスから順次比較検査する。
【００６２】
ステップＳ１１９において、欠陥生成部２５は、検査部２４における検査結果を出力する。具体的には、欠陥生成部２５は、重要度の高い欠陥から順に並べ替えた後、欠陥を撮像した欠陥画像を生成し、情報処理装置１０に出力する。また、欠陥生成部２５は、検査結果に基づいて、検査対象物の欠陥をトラッキングし、重要度の高い欠陥がラベラ５０の位置まできたときに、ラベラ５０にラベルを貼付させる。
【００６３】
ステップＳ１２１において、アドレス変換部２３は、検査画像を次の画像に更新する。具体的には、アドレス変換部２３は、メモリ２１１における検査画像の先頭アドレスを基準画像の先頭アドレスに、検査画像の次の更新画像の先頭アドレスを検査画像の先頭アドレスにそれぞれ変更する。その後、ステップＳ１０５の処理に戻る。
【００６４】
このように、本実施形態に係る検査システム１は、検査対象となる検査画像を複数の領域に分割し、分割した領域毎に基準画像とパターンマッチングを行うことにより、各領域それぞれに対応する基準画像の領域を決定する位置補正演算部２２と、分割した検査画像の各領域と、当該領域に対応する基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、検査画像にある欠陥を検出する検査部２４と、を備える検査装置２０を備える。
【００６５】
このような構成により、一部のみ、または途中からずれている検査画像であっても、基準画像との実際のズレ量に近い値を計測することができ、伸縮や蛇行に対応した印刷物の検査が可能になる。
【００６６】
また、同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するラインカメラ３０と、ラインカメラ３０が撮像した画像を順次記憶するメモリ部２１と、を備え、位置補正演算部２２は、基準画像とパターンマッチングすることにより、メモリ部２１が記憶する検査画像の開始位置を補正する。これにより、順次撮像する画像から検査画像の開始位置を正確に抽出することができるため、精度良く印刷物を検査することができる。
【００６７】
また、位置補正演算部２２は、専用のプロセッサによりパターンマッチングを実行し、位置補正演算部２２による実行結果を、記憶している画像のアドレスに変換するアドレス変換部２３を備える。これにより全体の処理を高速化することができ、リアルタイムに印刷物を検査することが可能になる。
【００６８】
また、位置補正演算部２２は、基準画像に対する検査画像のずれの大きさに応じて分割数を決定する。これにより、基準画像と検査画像のずれの大きさに応じた領域に分割して比較検査するため、精度良く印刷物を検査することが可能になる。
【００６９】
なお、上述した実施形態では、検査装置２０が自動的に分割数を決定しているが、これに限らず、分割数は予め設定されていてもよいし、情報処理装置１０が表示する操作画面においてオペレータが分割数を指定できるようにしてもよい。
【００７０】
また、上述した実施形態では、ラインカメラ３０が先に撮像したレピートを基準画像としているが、これに限らず、検査装置２０は、予め基準画像を記憶しておいてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、情報処理装置１０と検査装置２０とが別の装置である場合について説明したが、これに限らず、情報処理装置１０に画像処理ボードを接続させたものであってもよい。また、検査装置２０は、画像処理ボードのみから構成されるものであってもよい。
【００７２】
なお、本発明の一態様における情報処理装置１０、検査装置２０で動作するプログラムは、本発明の一態様に関わる上記の各実施形態や変形例で示した機能を実現するように、１つ、または複数の、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）であっても良い。そして、これらの各装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に蓄積され、その後、フラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の各種ストレージに格納され、必要に応じてＣＰＵ等によって読み出し、修正・書き込みが行われても良い。
【００７３】
なお、上述した各実施形態や変形例における情報処理装置１０、検査装置２０の一部又は全部を１つ、または複数のプロセッサを備えたコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。
【００７４】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、情報処理装置１０、検査装置２０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００７５】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００７６】
また、上述した各実施形態や変形例における情報処理装置１０、検査装置２０の一部、又は全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよいし、チップセットとして実現してもよい。また、上述した各実施形態や変形例における情報処理装置１０、検査装置２０の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、又は全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限らず専用回路、および／または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００７７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１  検査システム
１０  情報処理装置
２０  検査装置
２１  メモリ部
２１１  メモリ
２２  位置補正演算部
２２１  メモリ
２３  アドレス変換部
２４  検査部
２５  欠陥生成部
３０  ラインカメラ
４０  測長エンコーダ
５０  ラベラ
１０１  ＣＰＵ
１０２  記憶媒体インタフェース部
１０３  記憶媒体
１０４  入力部
１０５  出力部
１０６  ＲＯＭ
１０７  ＲＡＭ
１０８  補助記憶部
１０９  インタフェース部
２０１  ＣＰＵ
２０２  記憶媒体インタフェース部
２０３  記憶媒体
２０４  入力部
２０５  出力部
２０６  ＲＯＭ
２０７  ＲＡＭ
２０８  補助記憶部
２０９  インタフェース部
２１０  ＦＰＧＡ
【図１】
2019117171.tif 000003
【図２】
2019117171.tif 000004
【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】
2019117171.tif 000009
【図８】
2019117171.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月28日(2018.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる検査画像と、基準画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第１のパターンマッチングを行うことにより、前記基準画像に対する前記検査画像の第１のずれ量を算出し、前記第１のずれ量に基づいて、複数の領域への分割数を決定し、前記検査画像および前記基準画像を前記分割数の領域に分割し、分割した領域毎の基準画像と分割した領域毎の検査画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第２のパターンマッチングを行うことにより、各領域の前記基準画像に対する前記検査画像の第２のずれ量を算出する位置補正演算部と、
前記第２のずれ量に基づいて前記検査画像の各領域のアドレスを、前記基準画像の各領域のアドレスにアドレス変換することで前記検査画像の領域それぞれに対応する前記基準画像の領域それぞれを決定するアドレス変換部と、
前記アドレス変換された前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、
を備える検査装置。
【請求項２】
同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラが撮像した画像を検査画像として順次記憶する記憶部を備え、
前記位置補正演算部は、前記第１のパターンマッチングを行うことにより、前記記憶部が記憶する前記検査画像の開始位置を補正する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記位置補正演算部は、専用のプロセッサにより前記第１のパターンマッチングおよび前記第２のパターンマッチングを実行する
請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
同一絵柄が繰り返し連続印刷された検査対象物を順次撮像するカメラと、検査装置とを備える検査システムであって、
前記検査装置は、
前記カメラが撮像した検査対象となる検査画像と、基準画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第１のパターンマッチングを行うことにより、前記基準画像に対する前記検査画像の第１のずれ量を算出し、前記第１のずれ量に基づいて、複数の領域への分割数を決定し、前記検査画像および前記基準画像を前記分割数の領域に分割し、分割した領域毎の基準画像と分割した領域毎の検査画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第２のパターンマッチングを行うことにより、各領域の前記基準画像に対する前記検査画像の第２のずれ量を算出する位置補正演算部と、
前記第２のずれ量に基づいて前記検査画像の各領域のアドレスを、前記基準画像の各領域のアドレスにアドレス変換することで前記検査画像の領域それぞれに対応する前記基準画像の領域それぞれを決定するアドレス変換部と、
前記アドレス変換された前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査部と、
を備える検査システム。
【請求項５】
コンピュータが、
検査対象となる検査画像と、基準画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第１のパターンマッチングを行うことにより、前記基準画像に対する前記検査画像の第１のずれ量を算出し、前記第１のずれ量に基づいて、複数の領域への分割数を決定し、前記検査画像および前記基準画像を前記分割数の領域に分割し、分割した領域毎の基準画像と分割した領域毎の検査画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第２のパターンマッチングを行うことにより、各領域の前記基準画像に対する前記検査画像の第２のずれ量を算出する位置補正演算過程と、
前記第２のずれ量に基づいて前記検査画像の各領域のアドレスを、前記基準画像の各領域のアドレスにアドレス変換することで前記検査画像の領域それぞれに対応する前記基準画像の領域それぞれを決定するアドレス変換過程と、
前記アドレス変換された前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査過程と、
を有する検査方法。
【請求項６】
コンピュータが、
検査対象となる検査画像と、基準画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第１のパターンマッチングを行うことにより、前記基準画像に対する前記検査画像の第１のずれ量を算出し、前記第１のずれ量に基づいて、複数の領域への分割数を決定し、前記検査画像および前記基準画像を前記分割数の領域に分割し、分割した領域毎の基準画像と分割した領域毎の検査画像との、少なくとも回転不変位相限定相関法による第２のパターンマッチングを行うことにより、各領域の前記基準画像に対する前記検査画像の第２のずれ量を算出する位置補正演算ステップと、
前記第２のずれ量に基づいて前記検査画像の各領域のアドレスを、前記基準画像の各領域のアドレスにアドレス変換することで前記検査画像の領域それぞれに対応する前記基準画像の領域それぞれを決定するアドレス変換ステップと、
前記アドレス変換された前記検査画像の各領域と、当該領域に対応する前記基準画像の各領域とをそれぞれ比較することにより、前記検査画像にある欠陥を検出する検査ステップと、
を実行するためのプログラム。