(57)【要約】【課題】撮像画像と基準画像を比較して撮像画像の良否を判定する画像検査装置において、両画像の位置合わせや画像欠陥検出の精度が向上するようにする。【解決手段】画像分割部２１２は、基準画像を規定サイズの分割基準画像に分割する。指標値算出部２１４は、分割基準画像の分散や標準偏差を算出する。分割画像サイズ変更部２２０は、分散や標準偏差が規定値以上になるように分割基準画像のサイズを拡大する。分割画像再配列サイズ変更部２２２は、変更された基準画像のサイズに基づいて、サイズ変更後の分割基準画像を除く基準画像について分割配列およびサイズを再構成する。位置合わせ処理部２３２は、分割基準画像（サイズ変更後のものも含む）と画像読取部１００で取得された撮像画像の位置合わせ処理をする。欠陥異常検出処理部２３４は、位置が合った部分での正規化相互相関係数が判定指標値を下回る場合画像欠陥が存在すると判定する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を光学的に読み取って得た撮像画像と検査用の基準画像とを比較することにより前記撮像画像の良否を検査する画像検査装置であって、
前記基準画像を規定のサイズの分割基準画像に分割する画像分割部と、
前記画像分割部により分割された前記分割基準画像についての予め定められた指標値を算出する指標値算出部と、
前記指標値算出部により算出された前記指標値が予め定められた規定値以上になるように前記分割基準画像のサイズを変更する分割画像サイズ変更部と、
前記分割画像サイズ変更部によりサイズ変更された修正分割基準画像に基づいて前記撮像画像の良否を検査する画像検査部と
を備えたことを特徴とする画像検査装置。
【請求項２】
前記指標値算出部は、前記予め定められた指標値として、分散または標準偏差を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項３】
前記指標値判定部は、前記分割画像サイズ変更部によりサイズ変更された修正分割基準画像のサイズと前記規定のサイズとに応じて、前記予め定められた指標値を修正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像検査装置。
【請求項４】
前記分割画像サイズ変更部が変更した前記修正分割基準画像のサイズに基づいて、当該修正分割基準画像を除く前記基準画像について分割配列およびサイズを再構成する分割画像再配列サイズ変更部を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか１項に記載の画像検査装置。
【請求項５】
前記分割画像再配列サイズ変更部は、前記再構成後のサイズ内に含まれる画素点数が前記規定のサイズ内に含まれる画素点数とほぼ同一となるように、前記分割配列およびサイズを再構成することを特徴とする請求項４に記載の画像検査装置。
【請求項６】
前記画像検査部は、前記分割画像再配列サイズ変更部により再構成されたサイズと前記規定のサイズとに応じて、前記良否を検査する際の判定指標値を修正することを特徴とする請求項４または５に記載の画像検査装置。
【請求項７】
前記分割画像再配列サイズ変更部は、前記分割配列およびサイズの再構成後の分割画像と前記分割画像サイズ変更部によりサイズ変更された修正分割基準画像とがほぼ隣接するように前記分割配列およびサイズの再構成を実施することを特徴とする請求項６に記載の画像検査装置。
【請求項８】
原稿を光学的に読み取って得た撮像画像と検査用の基準画像とを比較することで前記撮像画像の良否を検査するためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記基準画像を規定のサイズの分割基準画像に分割する画像分割部と、
前記画像分割部により分割された前記分割基準画像についての予め定められた指標値を算出する指標値判定部と、
前記指標値算出部により算出された前記指標値が予め定められた規定値以上になるように前記分割基準画像のサイズを拡大する分割画像サイズ変更部と、
前記分割画像サイズ変更部によりサイズ変更された修正分割基準画像に基づいて前記撮像画像の良否を検査する画像検査部と
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙などの媒体に記載された文字や図形あるいは画像などの情報を読み取った画像と基準画像とを比較することにより画像検査をする装置、および電子計算機を利用してソフトウェアで前記装置を実現するために好適なプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿の画像を読み取る画像読取装置、いわゆるスキャナ装置が種々の分野で利用されている。たとえば単体で使用されることもあれば、複写装置などに組み込まれて使用されることもある。あるいは、読み取った画像と検査用の基準画像とを比較して画像欠陥の有無など撮像画像の良否を検査する画像検査装置に利用されることもある。
【０００３】
たとえば、印刷物の検査装置は、検査対象となる印刷物をカメラなどのセンサにより画像メモリに取り込んだ撮像画像と予め設定されている基準画像とを比較することで、画像欠陥を検出する方法を採っている。
【０００４】
このような画像を検査する装置としては、たとえば、特開平８−１９０６３０号には、原画像と複写画像との画像差分により画質の調整を自動的に行なうようにした画像処理装置が提案されている。この画像処理装置では、画質調整用の標準原稿データを記憶しておき、画質調整時に標準原稿データを出力し、その出力用紙をイメージスキャナによって電子化し、２つの画像データにおいて規定の比較点の濃度の差分をとる。そして、この差分値に基づいて複写機の各部のパラメータを調整して画質を維持しようとしている。
【０００５】
また、特開２０００−１２３１７６号には、出力物のラスタデータへの展開前の原画像データを取得し、出力物の読取手段の特性に応じて画像処理を施し基準画像データとして、出力物との比較により画像の検査を行なう出力装置が提案されている。この出力装置では、ラスタデータへの展開前の画像データを得て画像処理を行なうので、基準データとして正確なデータが得られる。出力物の読取手段における位置の偏位を見込んだ比較を行なうことも特徴としている。
【０００６】
一方、画像欠陥の検出方法としては、撮像画像と基準画像とで画素ごとの減算を行なうほか、分割した基準画像をテンプレートとして正規化相互相関を計算し、相関係数が基準値を下回った部分に画像欠陥が生じているとして検出する方法がある。
【０００７】
ところで、基準画像を標準原稿読取りで生成した場合または原画像データから生成した場合のいずれにしろ、検査対象となる撮像画像に読取り時のずれや傾きなどによる位置ずれが発生しているため、比較に先立ち正確に位置合わせを行なう必要がある。
【０００８】
このため、たとえば、特開平７−８９０６３号には、撮像画像をある一定方向から印刷画素を探索しながら走査し、最初に出現する印刷画素を抽出し、抽出した点列で近似される直線の傾きを入力画像の傾きとして計測し、計測された傾きを回転パラメータとする変換を行なって、正確な位置決めを行なうことで検査精度を落とすことなく微小な印刷欠陥を検出する方法が提案されている。
【０００９】
また、微小な傾きを持つ撮像画像の回転補正を行なわなくとも、微小な傾きが無視できるほどの大きさに基準画像を分割し、分割した画像各々に位置合わせを行ない、減算や正規化相互相関などの方法で画像欠陥を検出することは可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常の文書を印刷した時の検査を行なう場合、基準となる画像を分割するとその分割画像内に文字や画像が存在せず用紙の白地部分のみあるいは文字や画像部分を極一部しか含まない場合が生じる。この場合、位置合わせや画像欠陥検出で用いている指標値が不定もしくは演算誤差を多く含む結果となり、位置合わせ精度や欠陥検出精度がともに低下してしまうという問題が生じる。たとえば、指標値として分散や標準偏差を用いた場合がその典型例である。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、位置合わせや欠陥検出の精度を向上することのできる画像検査装置、および電子計算機を用いてソフトウェアで前記装置を実現するために好適なプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る画像検査装置は、原稿を光学的に読み取って得た撮像画像と検査用の基準画像とを比較することにより前記撮像画像の良否を検査する画像検査装置であって、基準画像を規定のサイズの分割基準画像に分割する画像分割部と、画像分割部により分割された分割基準画像についての予め定められた指標値（たとえば分散や標準偏差など）を算出する指標値算出部と、指標値算出部により算出された指標値が予め定められた規定値以上になるように前記分割基準画像のサイズを拡大する分割画像サイズ変更部と、分割画像サイズ変更部によりサイズ変更された修正分割基準画像に基づいて撮像画像の良否を検査する画像検査部とを備えた。
【００１３】
また従属項に記載された発明は、本発明に係る画像検査装置のさらなる有利な具体例を規定する。
【００１４】
さらに、本発明に係るプログラムは、本発明に係る画像検査装置を、電子計算機を用いてソフトウェアで実現するために好適なものである。なお、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよいし、有線あるいは無線による通信手段を介して配信されてもよい。
【００１５】
上記において、撮像画像の良否を判定するとは、撮像画像における黒点などの局所的な画像欠陥の有無を判定したり、撮像画像の全体的な濃度や濃度シフトなどの画質不良を判定したりすることを意味する。
【００１６】
【作用】
上記構成において、分割画像サイズ変更部は、分散や標準偏差などの評価値が規定値以上となるように、画像分割部２１２にて分割された判定対象の領域サイズを変更する。こうすることで、正規化相互相関演算が不定になる、あるいは演算誤差が大きくなるといった問題を解消する。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１は、本発明に係る画像検査装置の一実施形態を備えた画像処理システムを示す概略図である。ここで、図１（Ａ）は、カメラヘッドの設置状態を示す図、図１（Ｂ）は、プリントエンジンの一例を示す図である。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、画像処理システム１は、画像読取部１００、画像読取部１００で読み取った画像に欠陥があるか否かを検査する検査処理部２００、画像読取部１００で読み取った画像や検査処理部２００で検査用に使用する基準画像、あるいはデータ処理中の中途データを格納するデータ格納部３００、および画像読取部１００で読み取られた画像を所定の記録媒体に出力するプリンタ部５００を備えている。
【００２０】
プリンタ部５００は、排出口５８２および排紙トレイ５８４を有し、筐体内にはプリントエンジンが配されている。排紙トレイ５８４は、原稿（印刷済みの用紙）Ｐと下地（排紙トレイの色）の判別ができるような色が付いている。
【００２１】
画像読取部１００は、用紙Ｐの画像を読み取るカメラヘッド１０２を有している。カメラヘッド１０２は、撮影レンズ１０４、ＣＣＤ撮像素子１０６、および読取信号処理部１０８を有している。このカメラヘッド１０２は、図示しない支持部材により、排紙トレイ５８４上に排出されたＰに対する撮影レンズ１０４の向きが調整可能に支持されかつ排出口５８２の上部に排紙トレイ５８４の全体を撮影範囲にできるように設置されている。
【００２２】
プリンタ部５００は、画像読取部１００の各種機能とともに動作可能であって、画像処理システム１をデジタル印刷システムとして稼働させるためのラスタ出力スキャン（ＲＯＳ；Ｒａｓｔｅｒ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｃａｎｎｅｒ）ベースのプリントエンジン５７０を備える。
【００２３】
プリントエンジン５７０は、電子写真プロセスを利用して画像を所定の記録媒体に記録するものである。このプリントエンジン５７０は、クライアント端末から入力された印刷データに基づいて可視画像を所定の記録媒体上に形成する印刷装置（プリンタ）として機能するようになっている。
【００２４】
すなわち、図１（Ｂ）に示すように、プリントエンジン５７０は、画像読取部１００との間のインターフェース（ＩＯＴコントローラ）の機能を有するとともに、画像読取部１００から出力された画像データＤ１０に対してプリント出力用の所定の処理をするプリント出力処理部５７２と、光ビームを発するレーザ光源５７４と、プリント出力処理部５７２から出力されたデータに従ってレーザ光源５７４を制御すなわち変調するレーザ駆動部５７６と、レーザ光源５７４から発せられた光ビームを感光性部材５７９に向けて反射させるポリゴンミラー（回転多面鏡）５７８とを有する。
【００２５】
プリント出力処理部５７２は、画像データＤ１０に対して、周知技術に従って、複数好ましくは最低３つの分解色を表すデータを生成しレンダリング（ラスタデータに展開）する。たとえばデータＤ１０が表すＹＣｒＣｂ表色系から最低３つ（好ましくは４つ）、たとえばＣＭＹ表色系あるいはＣＭＹＫ表色系へのマッピングをし、プリント出力用に色分解されたラスタデータを生成する。またプリント出力処理部５７２は、このようなラスタデータ化の処理に際して、カラー画像のＣＭＹ成分を減色するアンダーカラー除去（ＵＣＲ）、あるいは減色されたＣＭＹ成分を部分的にＫ成分と交換するグレー成分交換（ＧＣＲ）をする。さらにプリント出力処理部５７２は、出力データ（ＣＭＹＫなど）に応答して作成される出力画像のトナー像を調整するために、色分解の直線化または同様の処理をすることもある。
【００２６】
この構成により、プリントエンジン５７０は、レーザ光源５７４が発生する光ビームをポリゴンミラー５７８上の複数の面で反射させて感光性部材５７９を露光し、スキャン走査によって感光性部材５７９上に潜像を形成する。潜像が形成されると、当該技術分野で公知の多数の方法のうち任意の方法に従って像を現像し、画像読取部１００にて読み取られたカラー画像を可視像として出力する。なお、カラー画像を可視像として出力する際には、画像を表すデータは最低３つ（好ましくは４つ）の色分解データ（たとえばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋなど）を含み、各色は別個の画像面として、または輝度−クロミナンス形式で処理される。
【００２７】
図２は、図１に示した画像検査装置２の詳細を示すブロック図である。画像検査装置２は、画像を撮影して撮像画像を取得する画像読取部１００と検査処理部２００とデータ格納部３００とを備える。
【００２８】
画像読取部１００は、カメラヘッド１０２によって取得された撮像画像に対して所定の処理を施す撮像画像処理部１１０を備えている。撮像画像処理部１１０は、カメラヘッド１０２にて読み取られた撮像画像の照度むらやセンサ画素特性ばらつきを補正するシェーディング補正、撮影レンズの歪曲収差補正、幾何変換処理などの処理を行な前処理部１３０を備える。なお、図中点線で示すように、カメラヘッド１０２により読み取られた撮像画像と検査用の基準画像との誤差をより小さくするための誤差補正を施す仕組みとして、たとえば本願出願人が特願２００１−３３４１６３号にて提案したような補正係数算出部１４０および画像補正処理部１６０を設けてもよい。
【００２９】
補正係数算出部１４０および画像補正処理部１６０は、カメラヘッド１０２により取得された撮像画像に対して、先鋭度を向上させるための強調処理（シャープネス処理）やノイズ除去処理を施す。なお、カメラヘッド１０２にて取得された画像に対してだけでなく、基準画像処理部２１０で撮像画像と同じように解像度変換しかつぼかし処理（平滑化処理）をすることで両画像を比較する際の誤差を少なくするようにしてもよい（詳細説明は割愛する）。
【００３０】
検査処理部２００は、画像検査の比較対象となる基準画像に対して分割処理を施しまた必要に応じて分割サイズを変更する基準画像処理部２１０と、基準画像処理部２１０から出力された分割画像に基づいて撮像画像の良否を検査する画像検査部２３０と画像検査装置２の各部を制御する制御部２５０とを備える。
【００３１】
基準画像処理部２１０は、基準画像を規定のサイズに分割する画像分割部２１２、分割された基準画像それぞれの画像データの分散または標準偏差を指標値として算出する指標値算出部２１４、指標値算出部２１４が算出した分散または標準偏差が規定値内か否かを判定する指標値判定部２１６、分割した基準画像の画像サイズをある増分で変更していくことで分割サイズを変更する分割画像サイズ変更部２２０、分割画像サイズ変更部２２０によりサイズ変更が行なわれたことに対応して、分割画像サイズ変更部２２０が変更した基準画像のサイズに基づいて、このサイズ変更後の分割基準画像を除く基準画像について分割配列およびサイズを再構成する（基準画像全体での分割の方法を更新する）分割画像再配列サイズ変更部２２２を備える。
【００３２】
画像検査部２３０は、カメラヘッド１０２により取得された撮像画像と基準画像処理部２１０から出力された処理済（領域分割済み）の基準画像との位置を合わせる位置合わせ処理部２３２と、位置合わせ処理部２３２により位置合わせがされた画像に基づいてカメラヘッド１０２にて取得された撮像画像の欠陥または画質の異常を検出する欠陥異常検出処理部２３４とを有する。
【００３３】
図３は、画像検査装置２における処理手順を示したフローチャートである。本発明の実施形態の画像検査装置においては、プリンタ装置が待機状態にあるとき、カメラヘッド１０２は制御部２５０の指示により、排紙トレイ５８４上を定期的に撮影し、その画像を出力する。
【００３４】
制御部２５０は、基準画像の一例であるデータ格納部３００に格納してある排紙トレイ５８４の画像とカメラヘッド１０２により取得された撮像画像とを比較し、原稿が排紙トレイ５８４上にあるか否かを判断し、原稿が排紙トレイ５８４上にある場合には画像検査可能のフラグをオフにしてそのまま待機状態を続ける一方、排紙トレイ５８４上に原稿がない場合には画像検査可能のフラグをオンにして待機状態を続ける（Ｓ３００、Ｓ３０２−ＮＯ）。
【００３５】
制御部２５０は、待機状態においてプリントジョブを受け取ると（Ｓ３０２−ＹＥＳ）、画像検査可能のフラグを判定する（Ｓ３０４）。そして、画像検査可能のフラグがオフの場合（Ｓ３０４−オフ）、制御部２５０は、プリントエンジン５７０に通常のプリント処理をさせ（Ｓ３０６）、待機状態へ戻る（Ｓ３０８）。一方、画像検査可能のフラグがオンの場合（Ｓ３０４−オン）、制御部２５０は、プリントジョブのＮ枚目（最初は当然に１枚目）について、画像検査を以下のように実行する。
【００３６】
すなわち、制御部２５０は、先ずＮ枚目（最初は当然に１枚目）のプリント処理をプリントエンジン５７０に開始させ（Ｓ３１０）、展開後の画像データをプリントエンジン５７０のプリント出力処理部５７２へ送出するとともに、データ格納部３００に格納する（Ｓ３１２）。そして、最後の画像データのレンダリング処理が終了すると、プリント出力処理部５７２からの１枚目処理完了の信号を待ち（Ｓ３１４）、完了信号がくると規定の時間後にカメラヘッド１０２へ撮影開始トリガ信号を送出する（Ｓ３１４−ＹＥＳ，Ｓ３１６）。
【００３７】
カメラヘッド１０２は、トリガ信号に同期してシャッタを切るが、このとき排紙トレイ５８４上に原稿が出力された直後となっている。撮像画像処理部１１０の前処理部１３０は、カメラヘッド１０２により撮影された撮像画像に対して前処理を施す（Ｓ３１８）。プリントジョブが複数枚（Ｎ枚）の場合、前処理（Ｓ３１８に）に続いて、制御部２５０は、その複数枚（Ｎ枚）が全て完了するまで前記の処理と並行して残りのプリント処理を進行させる（Ｓ３２０−ＮＯ）。
【００３８】
複数枚（Ｎ枚）が全て完了すると、制御部２５０は、待機状態へ戻る（Ｓ３２０−ＹＥＳ，Ｓ３０８）。このようにして、カメラヘッド１０２により撮像され前処理部１３０により前処理が施された全ての撮像画像は、デジタル信号に変換されてデータ格納部３００へ格納される。
【００３９】
一方、基準画像処理部２１０においては、カメラヘッド１０２による撮像と並行して、先ず画像分割部２１２が、データ格納部３００に格納されている画像検査用の基準画像に対して規定サイズに分割を行なう（Ｓ３４０）。ここで行なう基準画像の分割は、分割サイズの初期値を与えるもので、たとえば画像の幅方向（主走査歩行）に１０分割、画像の高さ方向（副走査方向）に１０分割など、適宜決めることができる。
【００４０】
次に指標値算出部２１４は、分割した基準画像（分割画像）それぞれに対し、画像データの分散または標準偏差を算出する（Ｓ３４２）。そして、（１）式に基づいて、位置合わせおよび画像欠陥検出で用いる正規化相互相関Ｃを指標値として求める。
【数１】
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【００４１】
（１）式における分母の第１項は、撮像画像の分散に比例し、第２項は基準画像の分散に比例する。正規化相互相関Ｃが不定にならずかつ一定以上の演算精度を保つには、第２項が“０”でなくかつ演算精度が低下しない程度の値（以下規定値ＴＨ１という）であるかどうかを判定すればよい。そこで、指標値判定部２１６は、指標値算出部２１４が算出した分散または標準偏差をこの基準に基づき指標値判定部２１６で判定する（Ｓ３２２）。
【００４２】
分散または標準偏差が規定値ＴＨ１に満たない場合（Ｓ３４４−ＮＯ）は、分割した基準画像に文字などの画像データが全く含まれていないか極一部しか含まれていないので、分割画像サイズ変更部２２０は、予め定められた増分だけ（主走査方向および副走査方向の少なくとも一方に）分割サイズを拡大する（Ｓ３４６）。そして、指標値算出部２１４は、サイズ変更された後の分割画像について再び分散または標準偏差を算出し（Ｓ３４２）、指標値判定部２１６は正規化相互相関Ｃと閾値ＴＨ１とを判定する（Ｓ３４４）。これを、正規化相互相関Ｃが不定にならずかつ一定以上の演算精度を保つようになるまで、つまり正規化相互相関Ｃが規定値ＴＨ１を上回るまで繰り返す（Ｓ３４４−ＮＯ）。
【００４３】
文字などの部分が分割画像に含まれると分散または標準偏差は規定値を超えるので、分割画像再配列サイズ変更部２２２は、その時点で分割サイズを決定し（Ｓ３４８）、決定したサイズの分割部分以外を再分割する（Ｓ３５２）。この際、既に決定済みの領域とオーバーラップが生じないようにする。基準画像処理部２１０の各部は、決定していない分割画像に対して上記の処理を繰り返す（Ｓ３４２〜Ｓ３５０−ＮＯ）。
【００４４】
このように、正規化相互相関係数Ｃが不定にならない（つまり演算誤差が小さくなるように）ように、基準画像の分割サイズを可変することで、分割画像の評価値（前例では分散や標準偏差）が確実に規定値以上になるようにしたので、後述する基準画像と撮像画像との位置合わせ（Ｓ３６０）の精度が向上する。
【００４５】
基準画像全面に亘って上記の処理が終了すると（Ｓ３５０−ＹＥＳ）、位置合わせ処理部２３２は、基準画像処理部２１０にて分割され必要に応じてサイズ変更された分割基準画像と画像読取部１００により取得された撮像画像の位置合わせ処理を開始する（Ｓ３６０）。たとえば、位置合わせ処理部２３２は、分割基準画像をテンプレートとして撮像画像内を走査しながら、正規化相互相関係数Ｃを逐次計算し（Ｓ３６２）、最も相関係数の高い場所が位置の合った部分と見なす、いわゆるテンプレートマッチングで位置合わせを行なう。
【００４６】
次に、欠陥異常検出処理部２３４は、位置が合った部分での正規化相互相関係数Ｃが判定指標値ＴＨ２を下回る場合、その部分に画像欠陥が存在すると見なして欠陥異常検出処理を行なう（Ｓ３６４−ＹＥＳ，Ｓ３６６）。たとえば、プリント出力すなわち撮像画像に黒点などの欠陥パターンがあると、その欠陥を含む場所で正規化相互相関係数Ｃが明らかに低下するので、欠陥が存在することが容易に判定できる。位置合わせ処理部２３２および欠陥異常検出処理部２３４は、以上の処理を全分割基準画像について行ない（Ｓ３６８−ＮＯ）、完了後には再び待機状態へ戻る（Ｓ３６８−ＹＥＳ，Ｓ３０８）。
【００４７】
欠陥異常検出処理部２３４が画像欠陥を検出した場合には、画像検査装置２は、所定の表示デバイスあるいは音声信号発生器（たとえばスピーカ）などの図示しないユーザインタフェース上で警告を発したり、プリント管理ソフトウェアなどを利用して、通信網を通してプリントしようとしているクライアント端末（たとえばパソコン）へ警告を発したり、さらにはリモート保守システムなどを介して通信網を通してプリンタの保守業者へ通知する。
【００４８】
以上説明したように、上記実施形態の画像検査装置によれば、位置合わせおよび正規化相互相関による画像欠陥検出の際に、正規化相互相関演算が不定にならないあるいは演算誤差が小さくなるように、基準画像の分割サイズを可変して分割画像の評価値を規定値以上になるようにしたので、基準画像と撮像画像との位置合わせ精度が向上し、画像欠陥検出精度の良好な画像検査装置を実現することができる。
【００４９】
図４は、基準画像の分割方法と分割画像のサイズ変更の一手法を説明する模式図である。この図４では、走査開始点である画像の左上から処理を開始し、左上側のある分割部分（評価対象の分割画像ａ）についてサイズを拡大していく処理（ステップＳ３４６）の様子を示している。分散または標準偏差が規定値ＴＨ１に満たない場合（Ｓ３４４−ＮＯ）は、図４（Ａ）に示すように、分割した基準画像ａに文字などの画像データが全く含まれていないか極一部しか含まれていない。そこで、このようなケースでは、分割画像サイズ変更部２２０において分割サイズを拡大していき（Ｓ３４６）、指標値算出部２１４や指標値判定部２１６にて再び分散または標準偏差を算出して判定する（Ｓ３４２，Ｓ３４４）。
【００５０】
たとえば、分割サイズを幅方向（主走査方向）に増分ｘだけ拡大しかつ高さ方向（副走査方向）に元の分割サイズの２倍（増分ｙ）だけ拡大していくと、図４（Ｂ）に示すように、やがて文字などの部分が拡大された修正分割基準画像ｇに含まれるようになる。このとき、分散または標準偏差も規定値ＴＨ１を超えるようになるので、その時点で分割サイズを決定する（Ｓ３４８）。そして、決定したサイズの修正分割基準画像ｇ以外を所定の規則に従って再分割（つまり分割配列およびサイズの再構成を）して（Ｓ３５２）、決定していない分割画像に対して上記の処理（Ｓ３６０〜Ｓ６６）を繰り返す。
【００５１】
決定した分割部分ｇ（修正分割基準画像）以外をステップＳ３５２にて再分割する際には、サイズ変更の影響ができるだけ次の領域設定（規定分割サイズでの）に影響を及ぼさないように、かつ既に決定済みの領域とオーバーラップが生じないように（つまり分割配列およびサイズの再構成後の分割画像と分割画像サイズ変更部２２０によりサイズ変更された修正分割基準画像とがほぼ隣接するように）、たとえば図４（Ｂ）に示すように、サイズ変更した部分以外については、領域サイズを変更した修正分割基準画像ｇの近傍（図では主走査方向は２つ分右側、副走査方向は１つ分下側で）で最初に決めた分割位置を固定し、領域サイズを変更した分割画像ｇと位置を固定した部分とに挟まれた再分割対象領域について、分散または標準偏差が規定値ＴＨ１を満たす範囲で領域ｈ，ｉ，ｊを設定する方法がある。
【００５２】
なお、ステップＳ３４６にて最初に領域サイズを変更した分割画像ｇと、その後の調整のためにステップＳ３５２により再分割した分割画像ｈ，ｉ，ｊは、その領域内の画素点数が規定分割サイズの画素点数（本例では１０×１０画素）と異なるものとなる。この場合、分散を求める際の基準となる母数が異なるので、ステップＳ３４４やステップＳ３６４における判定に影響を及ぼし得る。
【００５３】
そのような場合には、指標値判定部２１６はステップＳ３４４における判定基準である規定値ＴＨ１を調整することが好ましい。同様に、欠陥異常検出処理部２３４は、その分割画像に欠陥が含まれるか否かの判断（ステップＳ３６４）における判定指標値ＴＨ２を調整することが好ましい。調整の方向や増減分は評価に使用する基準画像などによって異なるので、一概に固定的な値を示すことはできない。測定結果などを反映させて適宜修正すればよい。
【００５４】
なお、たとえば図４（Ｂ）に示す例において、再分割対象領域について、分散または標準偏差が規定値ＴＨ１を満たす範囲で、再分割した分割画像中の画素点数が規定分割サイズの画素点数とほぼ一致するように、幅方向（主走査方向）および高さ方向（副走査方向）の増分を調整してもよい。こうすることで、ステップＳ３４４における判定基準である規定値ＴＨ１や、その分割画像に欠陥が含まれるか否かの判断（ステップＳ３６４）における判定指標値ＴＨ２を調整する必要がなくなる。
【００５５】
図５は、決定したサイズの分割部分以外を再分割する際の他の規則例を示す図である。何れも、既に決定済みの領域とオーバーラップが生じないように設定する点では図４（Ｂ）と共通する。
【００５６】
ここで、図４（Ｂ）に示す例では、領域サイズを変更した分割画像ｇの近傍でサイズ変更の影響が収まるようにしていたが、たとえば、図５（Ａ）に示すように、変更部分以後は規定分割サイズのままで領域設定し（必要に応じてサイズ調子するのはいうまでもない；Ｓ３４６）、最後の部分は調整しないという方法を採ってもよい。この方法によれば、再分割の対象領域が広く（幅方向だけでなく高さ方向にも）なるが、再分割設定が簡単であり、また再分割した領域内の画素点数を規定分割サイズの画素点数と一致させることができる。なお、最後の分割部分は、規定分割サイズの画素点数と大きく異なることが多いと考えられる。しかし、この部分は背景部分に掛かるケースが殆どであると考えられるので、ステップＳ３４４，Ｓ３５２の判定対象に含めなくてもよい。
【００５７】
また、図５（Ｂ）に示すように、全てについて最初に決めた分割位置を固定し、領域サイズを変更した分割画像ｇと分割位置を固定した部分とに挟まれた再分割対象領域について、分散または標準偏差が規定値ＴＨ１を満たす限りにおいて、分割位置に対して特段の調整を加えずに領域ｍ，ｎを設定する方法もある。この場合にも、分散を求める際の基準となる母数が異なることになるので、ステップＳ３４４における規定値ＴＨ１や、ステップＳ３６４における判定指標値ＴＨ２を調整することが好ましい。
【００５８】
図６は、分割サイズの変更とサイズ変更部分以外についての再分割についての関係を説明する図である。図４および図５の何れにおいても、サイズ変更部分以外について再分割する際には、分割配列およびサイズの再構成後の分割画像と分割画像サイズ変更部２２０によりサイズ変更された修正分割基準画像とがほぼ隣接するように（つまり、既に決定済みの領域とオーバーラップが生じないように）していた。
【００５９】
これは、次の理由による。たとえば、処理を簡単にするために、図６に示すように、サイズ変更した部分が領域ｐで、このサイズ変更部分ｐ以外について特段のサイズ再分割をせずにした場合を考える。この場合、図のハッチングで示した部分にオーバーラップが生じる。このケースにおいて、サイズ変更部分ｐの図中右側の領域ｑとのオーバーラップ部分内に黒画素欠陥が存在しているケースでは、図３に示したステップＳ３５２の判定処理にて、領域ｐ，ｑの何れについても、正規化相互相関係数Ｃが低下し、欠陥が存在すると判定され得る。つまり、黒画素欠陥は１箇所であるにも拘わらず複数の分割領域に亘って欠陥であると判定される。
【００６０】
欠陥の有無だけを判定することで足りる場合にはこれでも問題はないが、欠陥の存在している場所を領域単位で判定しようとする場合には、このことが無視できないことになる。これに対して、オーバーラップが生じないように再分割すれば、前述の黒画素欠陥はサイズ変更部分ｐにのみ存在していたと判定することができるので、オーバーラップを生じさせた場合よりも、欠陥存在場所の特定精度が向上する。
【００６１】
図７は、ＣＰＵやメモリを利用して、ソフトウェア的に画像読取部１００や画像検査装置２を構成する、すなわち電子計算機（コンピュータ）を用いて構成する場合のハードウェア構成の一例を示した図である。
【００６２】
画像読取部１００や画像検査装置２を構成するコンピュータシステム９００は、ＣＰＵ９０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）９０４、ＲＡＭ９０６、および通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）９０８を備える。また、たとえばメモリ読出部９０７、ハードディスク装置９１４、フレキシブルディスク（ＦＤ）ドライブ９１６、あるいはＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　ＲＯＭ）ドライブ９１８などの、記憶媒体からデータを読み出したり記録したりするための記録・読取装置を備えてもよい。
【００６３】
ハードディスク装置９１４、ＦＤドライブ９１６、あるいはＣＤ−ＲＯＭドライブ９１８は、たとえば、ＣＰＵ９０２にソフトウェア処理をさせるためのプログラムデータを登録するなどのために利用される。通信Ｉ／Ｆ９０８は、インターネットなどの通信網との間の通信データの受け渡しを仲介する。またコンピュータシステム９００は、カメラヘッド１０２との間のインターフェース（ＩＯＴコントローラ）の機能をなすカメラＩ／Ｆ部９３０と、プリントエンジン５７０との間のインターフェースの機能をなすＩＯＴコントローラ９３２とを備える。
【００６４】
このような構成のコンピュータシステム９００は、上記実施形態に示した画像読取部１００や画像検査装置２の基本的な構成および動作と同様とすることができる。また、上述した処理をコンピュータに実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２２などの記録媒体を通じて配布される。あるいは、前記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２２ではなくＦＤ９２０に格納されてもよい。また、ＭＯドライブを設け、ＭＯに前記プログラムを格納してもよく、またフラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリカード９２４など、その他の記録媒体に前記プログラムを格納してもよい。
【００６５】
さらに、他のサーバなどからインターネットなどの通信網を経由して前記プログラムをダウンロードして取得したり、あるいは更新したりしてもよい。なお、記録媒体としては、ＦＤ９２０やＣＤ−ＲＯＭ９２２などの他にも、ＤＶＤなどの光学記録媒体、ＭＤなどの磁気記録媒体、ＰＤなどの光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、ＩＣカードやミニチュアーカードなどの半導体メモリを用いることができる。
【００６６】
記録媒体の一例としてのＦＤ９２０やＣＤ−ＲＯＭ９２２などには、上記実施形態で説明した画像読取部１００や画像検査装置２における処理の一部または全ての機能を格納することができる。したがって、以下のプログラムや当該プログラムを格納した記憶媒体を提供することができる。たとえば、画像読取部１００用のプログラム、すなわちＲＡＭ９０６などにインストールされるソフトウェアは、上記実施形態に示された画像読取部１００と同様に、前処理部１３０、補正係数算出部１４０、あるいは画像補正処理部１６０などの各機能部をソフトウェアとして備える。
【００６７】
また、画像検査装置２用のプログラム、すなわちＲＡＭ９０６などにインストールされるソフトウェアは、上記実施形態に示された画像検査装置２と同様に、基準画像処理部２１０、位置合わせ処理部２３２、あるいは欠陥異常検出処理部２３４などの各機能部をソフトウェアとして備える。このソフトウェアは、たとえばプリンタドライバやディスプレイドライバ、あるいは画像検査用アプリケーションソフトなどとして、ＣＤ−ＲＯＭやＦＤなどの可搬型の記憶媒体に格納され、あるいはネットワークを介して配布されてもよい。
【００６８】
そしてたとえば画像読取部１００や画像検査装置２をコンピュータにより構成する場合、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９１８は、ＣＤ−ＲＯＭ９２２からデータまたはプログラムを読み取ってＣＰＵ９０２に渡す。そしてソフトウェアはＣＤ−ＲＯＭ９２２からハードディスク装置９１４にインストールされる。ハードディスク装置９１４は、ＦＤドライブ９１６またはＣＤ−ＲＯＭドライブ９１８によって読み出されたデータまたはプログラムや、ＣＰＵ９０２がプログラムを実行することにより作成されたデータを記憶するとともに、記憶したデータまたはプログラムを読み取ってＣＰＵ９０２に渡す。
【００６９】
ハードディスク装置９１４に格納されたソフトウェアは、ＲＡＭ９０６に読み出された後にＣＰＵ９０２により実行される。たとえばＣＰＵ９０２は、記録媒体の一例であるＲＯＭ９０４およびＲＡＭ９０６に格納されたプログラムに基づいて上記の処理を実行することにより、基準画像と撮像画像との位置合わせ精度や画像欠陥検出精度を向上させるための機能をソフトウェア的に実現することができる。
【００７０】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７１】
また、上記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７２】
たとえば、上記実施形態では、指標値算出部２１４は、所定の指標値として分散や標準偏差を求めていたが、これは、位置合わせ処理部２３２における位置合わせに際して（１）式により求められる正規化相互相関Ｃを指標値として使用していたことによる。しかしながら、この位置合わせの手法は一例であって、他の手法により位置合わせを行なう場合には、分散や標準偏差以外のものを指標値として使用してもかまわない。
【００７３】
また、上記実施形態では、分割サイズを幅方向（主走査方向）に任意の増分ｘだけ拡大しかつ高さ方向（副走査方向）に元の分割サイズの２倍（増分ｙ）だけ拡大していたが、高さ方向（副走査方向）についても、元の分割サイズの２倍に限らず、任意の増分ｙだけ拡大してもかまわない。勿論、幅方向（主走査方向）について、元の分割サイズの２倍だけ拡大してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、欠陥異常検出処理部２３４が黒点などの局所的な画像欠陥を検出する場合について説明したが、これに限らず、たとえば全体的な濃度や濃度シフトなどの画質不良を検出することもできる。
【００７５】
また、上記実施形態では、ＣＣＤカメラなどのエリアセンサを備えたカメラヘッド１０２を利用して原稿を撮影して撮像画像を取得したが、装置の形態によっては密着センサなどのラインセンサを用いても同様の効果が得られる。
【００７６】
また、上記実施形態では、記録媒体上に可視画像を形成する主要部であるプリントエンジンとして電子写真プロセスを利用するものに対して、本発明を適用した事例を説明したが、本発明の適用範囲は、これに限定されない。たとえば感熱式、熱転写式、インクジェット式、あるいはその他の同様な従来の画像形成機構を備えたエンジンにより普通紙や感熱紙上に可視画像を形成する構成の画像形成装置を備えた画像形成システムに本発明を適用し得る。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の画像検査装置によれば、分散や標準偏差などの評価値が規定値以上となるように判定対象の領域サイズを変更するようにしたので、正規化相互相関演算が不定になる、あるいは演算誤差が大きくなるといった問題を解消することができる。この結果、基準画像と撮像画像との位置合わせ精度が向上し、画像欠陥検出精度の良好な画像検査装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像検査装置の一実施形態を備えた画像処理システムを示す概略図である。
【図２】図１に示した画像検査装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】画像検査装置における処理手順を示したフローチャートである。
【図４】基準画像の分割方法と分割画像のサイズ変更の一手法を説明する模式図である。
【図５】決定したサイズの分割部分以外を再分割する際の他の規則例を示す図である。
【図６】分割サイズの変更とサイズ変更部分以外についての再分割についての関係を説明する図である。
【図７】電子計算機を用いて画像検査装置を構成する場合のハードウェア構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
１…画像処理システム、２…画像検査装置、１００…画像読取部、１０２…カメラヘッド、１０４…撮影レンズ、１０６…ＣＣＤ撮像素子、１０８…読取信号処理部、１１０…撮像画像処理部、１３０…前処理部、１４０…補正係数算出部、１６０…画像補正処理部、２００…検査処理部、２１０…基準画像処理部、２１２…画像分割部、２１４…指標値算出部、２１６…指標値判定部、２２０…分割画像サイズ変更部、２２２…分割画像再配列サイズ変更部、２３０…位置合わせ処理部、２４０…欠陥異常検出処理部、２５０…制御部、３００…データ格納部、５００…プリンタ部、５７０…プリントエンジン、５７２…プリント出力処理部、５８２…排出口、５８４…排紙トレイ
【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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