(57)【要約】【課題】検査画像中の不均一な位置ずれや伸縮等の幾何学的歪みを除去し、画質ディフェクトの影響を受けず、高精度かつ高速な画像処理装置及び方法を提供する。【解決手段】照合する基準画像と検査画像のそれぞれについて、分割画像作成部２１で分割画像を作成し、分割投影波形作成部２２で各分割画像から分割投影波形を作成し、さらに投影波形合成部２３で分割投影波形を組み合わせた投影波形を作成する。特徴量抽出部１２は、作成された投影波形から特徴量を抽出する。特徴量対応付け部１３は、基準画像の特徴量データと検査画像の特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行い、この結果に基づいて、補正量算出部１４は、基準画像と検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求めてｎ次元のルックアップテーブル１５を作成する。画像照合部１６は、ルックアップテーブル１５を用い、幾何学的歪みを考慮した基準画像と検査画像との照合を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準画像と検査画像を照合する画像処理装置において、前記基準画像の投影波形と前記検査画像の投影波形を各々作成する投影波形作成手段と、前記投影波形から特徴量を抽出し特徴量データを各々作成する特徴量抽出手段と、前記基準画像の前記特徴量データと前記検査画像の前記特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行う特徴量対応付け手段と、前記特徴量データ間の対応付けの結果に基づいて前記基準画像と前記検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求める補正量算出手段と、前記補正量を用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行う照合手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正量算出手段は、前記補正量をデータとして保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記照合手段は、前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて照合を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記補正量算出手段は、前記補正量及び該補正量を補間したデータを保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記照合手段は、前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて照合を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴量対応付け手段は、ＤＰマッチングを用いて各特徴量データ同士の対応付けを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記特徴量対応付け手段は、各特徴量データの要素を順次対応づけることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記投影波形作成手段は、画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成する分割画像作成手段と、前記分割画像から投影波形を作成する分割投影波形作成手段と、前記分割画像毎に作成した前記投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成する投影波形合成手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成する分割画像作成手段と、前記分割画像から投影波形を作成する分割投影波形作成手段と、前記分割画像毎に作成した前記投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成する投影波形合成手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
基準画像と検査画像を照合する画像処理装置において、幾何学的歪みを座標毎に補正するためのｎ次元ルックアップテーブルと、前記ｎ次元ルックアップテーブル用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行う照合手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
基準画像と検査画像を照合する画像処理方法において、前記基準画像の投影波形と前記検査画像の投影波形を各々作成し、前記投影波形から特徴量を抽出して特徴量データを各々作成し、前記基準画像の前記特徴量データと前記検査画像の前記特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行い、前記特徴量データ間の対応付けの結果に基づいて前記基準画像と前記検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求め、前記補正量を用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記補正量をデータとして保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記基準画像と前記検査画像との照合の際に前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記補正量及び該補正量を補間したデータを保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記基準画像と前記検査画像との照合を行う際に前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記特徴量データ同士の対応付けは、ＤＰマッチングを用いて行うことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記特徴量データ同士の対応付けは、各特徴量データの要素を順次対応づけることにより行うことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記投影波形の作成は、画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成し、分割画像から投影波形を作成し、前記分割画像毎に作成した前記投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成することを特徴とする請求項９ないし請求項１３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成し、前記分割画像から投影波形を作成し、前記分割画像毎に作成した前記投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
基準画像と検査画像を照合する画像処理方法において、幾何学的歪みを座標毎に補正するためのｎ次元ルックアップテーブルを用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行う照合手段を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】
コンピュータに基準画像と検査画像との照合を行わせる画像処理プログラムにおいて、前記基準画像の投影波形と前記検査画像の投影波形を各々作成する投影波形作成機能と、前記投影波形から特徴量を抽出し特徴量データを各々作成する特徴量抽出機能と、前記基準画像の前記特徴量データと前記検査画像の前記特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行う特徴量対応付け機能と、前記特徴量データ間の対応付けの結果に基づいて前記基準画像と前記検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求める補正量算出機能と、前記補正量を用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行う照合機能をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１８】
前記補正量算出機能は、前記補正量をデータとして保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記照合機能は、前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて照合を行うことを特徴とする請求項１７に記載の画像処理プログラム。
【請求項１９】
前記補正量算出機能は、前記補正量及び該補正量を補間したデータを保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元ルックアップテーブルを作成し、前記照合機能は、前記ｎ次元ルックアップテーブルを用いて照合を行うことを特徴とする請求項１７に記載の画像処理プログラム。
【請求項２０】
前記特徴量対応付け機能は、ＤＰマッチングを用いて各特徴量データ同士の対応付けを行うことを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２１】
前記特徴量対応付け機能は、各特徴量データの要素を順次対応づけることを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２２】
前記投影波形作成機能は、画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成する分割画像作成機能と、前記分割画像から投影波形を作成する分割投影波形作成機能と、前記分割投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成する投影波形合成機能により前記基準画像の投影波形と前記検査画像の投影波形を各々作成することを特徴とする請求項１７ないし請求項２１のいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
【請求項２３】
画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成する分割画像作成機能と、前記分割画像から投影波形を作成する分割投影波形作成機能と、前記分割投影波形を組み合わせて画像全体もしくは分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成する投影波形合成機能をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２４】
コンピュータに基準画像と検査画像との照合を行わせる画像処理プログラムにおいて、幾何学的歪みを座標毎に補正するためのｎ次元ルックアップテーブルと、前記ｎ次元ルックアップテーブル用いて前記基準画像と前記検査画像との照合を行う照合機能をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２５】
印刷物の検査を行う印刷物検査装置において、前記印刷物の形成に用いた基準画像を格納する基準画像格納手段と、前記印刷物の画像を読み取って検査画像とする画像読取手段と、前記基準画像格納手段に格納されている基準画像と前記画像読取手段によって読み取った前記検査画像との照合を行う請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像処理装置を有することを特徴とする印刷物検査装置。
【請求項２６】
印刷物の検査を行う印刷物検査方法において、前記印刷物の画像を読み取って検査画像とし、該検査画像と前記印刷物の形成に用いた基準画像との照合を請求項９ないし請求項１６のいずれか１項に記載の画像処理方法によって行うことを特徴とする印刷物検査方法。
【請求項２７】
コンピュータに印刷物の検査を行わせる印刷物検査プログラムにおいて、前記印刷物の画像を読み取った検査画像とし、前記印刷物の形成に用いた画像を基準画像とし、請求項１７ないし請求項２４のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにより前記検査画像と前記基準画像との照合を行う機能をコンピュータにより実行させることを特徴とする印刷物検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照合の見本となる基準画像と、照合の対象となる検査画像との間で照合検査を行う技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種の物体の外観検査や印刷物の画質ディフェクト（白抜け、汚れなど）の検査など、各種の検査工程において画像の照合を用いた検査方法が利用されてきている。画像の照合を行う場合、通常は正常な状態の照合の見本となる基準画像を用意しておき、照合の対象となる検査画像を取得して、両者を重畳して比較照合することによって不一致部分などを検出し、判定を行っている。
【０００３】
しかし、検査画像を取得する際に検査画像に位置ずれや伸縮（倍率変動）などの幾何学的歪みが含まれてしまい、基準画像を検査画像へ単純に重畳しただけでは、高精度な照合が実現できないという問題がある。
【０００４】
また、これら位置ずれや伸縮などは検査画像中に数多く散在しており、このような幾何学的歪みへの対策として、例えば特許文献１に記載されているように、基準画像と検査画像のうち、少なくとも一方の画像から複数の分割画像を作成し、分割単位毎に位置ずれ補正量を求める画像の位置ずれ補正方法が知られている。また、特許文献２に記載されているように、検査画像の幾何学的歪みが無視できる程度のサイズに分割し、そのサイズに合わせて基準画像も分割し、分割単位毎に画素以下の精度で位置ずれを検出し、また欠陥判定を行う技術が知られている。しかし、特許文献１及び特許文献２に記載されている方法では、検査画像中に幾何学的歪みが不均一に散在している場合、分割画像を作成しても、分割画像内に幾何学的歪みが残存してしまう。そのため、結局、ブロック画像内にも幾何学的歪みが残存してしまい、照合精度が低下するという課題があった。
【０００５】
このような従来の技術からも分かるように、基準画像と検査画像を画素単位で精確に照合するためには、検査画像中に散在する不均一な幾何学的歪みを残さず取り除く事が必要である。そのための従来の技術として、例えば特許文献３に記載されているように、位置関係が既知の複数の識別マークを持つ校正用の対象物を撮影し、画像に現れる幾何学的歪み成分を予め調べて幾何学的歪み校正データとして保持し、これを用いて検査画像の幾何学的歪み補正を実施してから画像照合を行う検査方法が知られている。この検査方法では、予め校正データを取得して保持しておくので、検査画像の幾何学的歪みの発生傾向が毎回の照合検査で等しければ問題ない。しかし、幾何学的歪みの発生傾向が毎回異なる場合には、幾何学的歪み校正データと実際の幾何学的歪みの傾向が異なることが考えられ、幾何学的歪みの影響を取り除けず、照合精度が低下する課題があった。
【０００６】
また、例えば特許文献４に記載されているように、基準画像と検査画像から分割画像を作成し、比較することで位置変化を表す歪みベクトルを複数生成し、位置変化の補正を行う方法も知られている。しかしこの方法では、上述のブロック毎の補正を行う場合と同様に、分割画像内に散在する幾何学的歪みの平均的な傾向を取り除くことは出来ても、分割画像中に歪みが不均一に散在している場合、代表的な傾向と合致しない歪みを取り除くことができない。そのため、分割画像内に幾何学的歪みが残存することによって、照合精度が低下するという課題があった。
【０００７】
さらに、例えば特許文献５に記載されているように、登録指紋からＸＹ方向の最長隆線幅分布波形を求め、このＸＹ方向の最長隆線幅分布波形より所定の法則にしたがってその特徴的な山（リム）だけを抽出し、このリムによって構成されるＸＹ方向の最長隆線幅分布波形（最長隆線幅極大値抽出波形）を登録データとして記憶しておき、位置補正の際に用いる指紋照合装置が知られている。しかしこの装置では、検査画像の伸縮に対する対策が成されていないため、伸縮の影響を取り除くことができず、照合精度が低下するという課題があった。
【０００８】
このように、従来の技術では、検査画像中に散在する不均一な位置ずれや伸縮などの幾何学的歪みを効率良く取り除くことができず、高精度の検査を行うことができないという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３１４０８３８号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９４１５４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８１７３２号公報
【特許文献４】
特開平８−３５９３６号公報
【特許文献５】
特開平７−５７０８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、検査画像中に散在する不均一な位置ずれや伸縮などの幾何学的歪みを取り除き、また、幾何学的歪みに対する補正量が画質ディフェクトの影響を受けない、高精度、かつ、高速な画像処理装置及び画像処理方法、画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。またそのような画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムを利用し、高精度かつ高速に印刷物の検査を行うことができる印刷物検査装置、印刷物検査方法、印刷物検査プログラムを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基準画像と検査画像を照合する画像処理装置及び画像処理方法と、そのような画像処理をコンピュータに行わせるための画像処理プログラムであって、基準画像と検査画像の投影波形を各々作成し、その投影波形から特徴量を抽出して特徴量データを各々作成し、基準画像の前記特徴量データと検査画像の前記特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行い、特徴量データ間の対応付けの結果に基づいて基準画像と検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求め、補正量を用いて基準画像と検査画像との照合を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
このように基準画像と検査画像のそれぞれから抽出した特徴量データを対応付けて幾何学的歪みを考慮した照合処理を行うことができ、例えば検査画像中に不均一に位置ずれや伸縮などが存在していても、効率よくそれらを除去することができ、高精度な照合処理が可能となる。また、それぞれの基準画像及び検査画像についてこのような処理を行うことによって、幾何学的歪みの発生傾向が毎回異なるような場合でも、精確な照合処理を行うことができる。
【００１３】
上述のようにして特徴量データ間の対応付けから得られた幾何学的歪みに対する補正量のデータが得られたら、例えばその補正量のデータあるいは補正量のデータとともにその補正量のデータを補完したデータから、ｎ次元ルックアップテーブルを作成しておき、照合の際にｎ次元ルックアップテーブルを参照して幾何学的歪みの補正を考慮した照合処理を行うことができる。このようなｎ次元ルックアップテーブルを用いることによって、幾何学的歪みの補正処理を高速に実行することが可能となり、従って照合処理全体を高速化することができる。
【００１４】
なお、特徴量データ間の対応付けは、例えば各特徴量データの要素を順次対応づけるほか、ＤＰマッチングなどの手法を適用することができる。
【００１５】
また、基準画像と検査画像の投影波形を作成する処理としては、例えば、画像をｍ×ｎに分割した分割画像を作成し、分割画像毎に投影波形を作成し、これら投影波形を組み合わせて画像全体もしくは前記分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成するという手法を用いることができる。通常は直交する方向に２回の走査を行って投影波形を作成する手法が一般的であるが、このような手法では少なくとも一方向の走査においてメモリのアクセスなどに時間を要してしまう。しかし、本発明の手法を用いて各分割画像毎に走査すれば、１回の走査だけでも２方向の投影波形を作成することが可能であり、処理時間を大幅に短縮し、高速な処理を実現することができる。
【００１６】
また本発明は、印刷物の検査を行う印刷物検査装置及び印刷物検査方法と、そのような印刷物の検査をコンピュータに行わせるための印刷物検査プログラムであって、印刷物の画像を読み取って検査画像とし、また印刷物の形成に用いた基準画像を用い、検査画像と基準画像との照合を本発明の画像処理装置及び画像処理方法、画像処理プログラムの実行によって行うことを特徴とするものである。これによって、印刷物あるいは印刷物から読み取った検査画像中に不均一な位置ずれや伸縮などの幾何学的歪みが散在していても、これらを効率よく取り除き、また、画質ディフェクトの影響を受けずに、高精度かつ高速に印刷物の検査を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１１は投影波形作成部、１２は特徴量抽出部、１３は特徴量対応付け部、１４は補正量算出部、１５はルックアップテーブル、１６は画像照合部、２１は分割画像作成部、２２は分割投影波形作成部、２３は投影波形合成部である。
【００１８】
投影波形作成部１１は、照合の見本となる基準画像と、照合の対象となる検査画像のそれぞれについて、投影波形を作成する。投影波形の作成方法は任意であるが、ここでは高速に投影波形の作成を行う構成として、分割画像作成部２１、分割投影波形作成部２２、投影波形合成部２３を設け、分割画像毎に投影波形を作成して合成する手法を用いる。
【００１９】
分割画像作成部２１は、画像（基準画像及び検査画像）をｍ×ｎに分割した分割画像を作成する。分割投影波形作成部２２は、それぞれの分割画像から投影波形を作成する。投影波形合成部２３は、分割画像毎に作成した投影波形を組み合わせ、画像全体もしくは前記分割画像よりも広い面積の部分画像の投影波形を作成する。
【００２０】
特徴量抽出部１２は、投影波形作成部１１で作成した基準画像及び検査画像の投影波形から特徴量を抽出し、それぞれの特徴量データを作成する。
【００２１】
特徴量対応付け部１３は、特徴量抽出部１２で作成した基準画像の特徴量データと検査画像の特徴量データ間の特徴量データ同士の対応付けを行う。この対応付けを行う手法としては、それぞれの特徴量データの要素を順次対応付けるほか、例えばＤＰマッチングなどの手法を用いてそれぞれの特徴量同士の対応付けを行うことができる。
【００２２】
補正量算出部１４は、特徴量対応付け部１３による特徴量データ間の対応付けの結果に基づいて、基準画像と検査画像の幾何学的歪みに対する補正量を求める。ここではさらに、求めた補正量あるいはその補正量と補正量を補間したデータを保持した幾何学的歪み補正用のｎ次元のルックアップテーブル１５を作成する。
【００２３】
画像照合部１６は、補正量算出部１４で求めた補正量あるいは補正量算出部１４で作成したルックアップテーブル１５を用い、幾何学的歪みを考慮した基準画像と検査画像との照合を行う。あるいは照合の前に幾何学的歪みを補正した画像を作成してから照合を行ってもよい。
【００２４】
図２は、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態における動作の一例を示すフローチャートである。Ｓ１ａでは、投影波形作成部１１の分割画像作成部２１において、基準画像をＸ方向にｍ分割、Ｙ方向にｎ分割し、ｍ×ｎ個の分割画像を作成する。分割形式は、ｍ×ｎ個に均等分割しても良いし、照合検査を実施したい領域を切り出しても良いし、分割せずに元の画像のままでも良いし、分割画像を作成せずに元画像の該当するメモリ領域を指定しても良い。図３は、分割画像作成の概念図である。図３に示した例は均等分割の例を示しており、ｍ＝４、ｎ＝８の場合を図示した。また、説明を簡単にするために、基準画像と検査画像は二値画像とし、画像サイズを４００画素×８００画素とする。従って分割画像の画像サイズは１００画素×１００画素となる。なお、この後の説明においても同じ条件であるものとするが、本発明はこれに限られるものではない。Ｓ１ｂでは、検査画像に対して、Ｓ１ａと同じ操作を行う。
【００２５】
Ｓ２ａでは、投影波形作成部１１の分割投影波形作成部２２において、Ｓ１ａで作成した各分割画像について、Ｘ方向の分割投影波形とＹ方向の分割投影波形を順次作成する。図４は、分割投影波形の作成の一例の説明図である。Ｘ方向の分割投影波形は、分割画像のＸ座標に対する黒画素の分布状況を画素数で表したものである。すなわち、同じＸ座標値の画素をＹ方向に走査した時の黒画素の計数値を、それぞれのＸ座標毎に求めて並べたものである。同様に、Ｙ方向の分割投影波形は、画像のＹ座標に対する黒画素の分布状況を画素数で表したものである。すなわち、同じＹ座標値の画素をＸ方向に走査した時の黒画素の計数値を、それぞれのＹ座標毎に求めて並べたものである。多値画像の場合、画素数の代わりに、各画素の階調値を累算して投影波形を作成しても良い。なお、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査は、いずれか一方のみとしてＸ方向及びＹ方向の両分割投影波形を作成することも可能であり、分割画像からの分割投影波形の作成は高速に行うことができる。
【００２６】
Ｓ２ｂでは、Ｓ１ｂで検査画像から作成した各分割画像に対して、Ｓ２ａと同じ操作を行う。よって、Ｓ２ａとＳ２ｂの処理では、基準画像を分割した３２個の分割画像と検査画像を分割した３２個の分割画像のそれぞれについてＸ方向の分割投影波形とＹ方向の分割投影波形を求めたことになる。すなわち、
・基準画像のＸ方向の分割投影波形（３２個）
・基準画像のＹ方向の分割投影波形（３２個）
・検査画像のＸ方向の分割投影波形（３２個）
・検査画像のＹ方向の分割投影波形（３２個）
が作成される。
【００２７】
Ｓ３ａでは、投影波形作成部１１の分割投影波形合成部２３において、Ｓ２ａで作成した各分割投影波形を組み合わせ、分割投影波形を連結または加算することによって、Ｓ１ａで作成した分割画像よりも広い面積の分割画像の投影波形を作成する。図５は、Ｘ方向における分割投影波形の連結処理の一例を示している。ここでは図５（Ａ）に示す基準画像を図５（Ｂ）に示すような帯状の領域に分割したとき、それぞれの帯状領域におけるＸ方向の投影波形を求める。それぞれの帯状領域は、図５（Ｃ）に示すようにそれぞれ４個の分割画像を含んでおり、図５（Ｄ）に示すようにそれぞれの分割画像毎にＸ方向の分割投影波形が求められている。これら４個ずつの分割投影波形を単純に連結することによって、帯状領域のＸ方向の投影波形を得ることができる。
【００２８】
図６は、図５での説明を簡易に数式化した説明図である。図５（Ｄ）において最下段に示した４個の分割投影波形から１本のＸ方向の投影波形を作成する場合について図６に示している。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、連結する４つの分割投影波形を示している。Ｘ方向に隣接して並ぶ４つの分割画像領域から作成された４個のＸ方向の分割投影波形を
Ｐx1（ｘ）  ０≦ｘ＜１００
Ｐx2（ｘ）  １００≦ｘ＜２００
Ｐx3（ｘ）  ２００≦ｘ＜３００
Ｐx4（ｘ）  ３００≦ｘ＜４００
とする。Ｘ方向に隣接して並ぶこれら４つの分割画像全体を所望画像領域（帯状領域）とすれば、この所望画像領域の投影波形Ｐxall（ｘ）は、
Ｐxall（ｘ）＝Ｐx1（ｘ）＋Ｐx2（ｘ）＋Ｐx3（ｘ）＋Ｐx4（ｘ）
０≦ｘ＜４００
で表せる。連結された投影波形を図６（Ｅ）に示している。
【００２９】
図７は、Ｙ方向における分割投影波形の連結処理の一例を簡易に数式化した説明図である。同様にＹ方向については縦長の４つの帯状領域を考え、それぞれの帯状領域に含まれる８個ずつの分割画像について、それぞれ求めたＹ方向の分割投影波形を連結することによって、縦長の帯状領域のそれぞれについてＹ方向の投影波形を作成することができる。
【００３０】
図７（Ａ）〜（Ｈ）は、連結する８つの分割投影波形を示している。図６の説明と同様に、Ｙ方向に隣接して並ぶ８つの画像領域から作成された８つのＹ方向の分割投影波形を
Ｐy1（ｙ）  ０≦ｙ＜１００
Ｐy2（ｙ）  １００≦ｙ＜２００
Ｐy3（ｙ）  ２００≦ｙ＜３００
Ｐy4（ｙ）  ３００≦ｙ＜４００
Ｐy5（ｙ）  ４００≦ｙ＜５００
Ｐy6（ｙ）  ５００≦ｙ＜６００
Ｐy7（ｙ）  ６００≦ｙ＜７００
Ｐy8（ｙ）  ７００≦ｙ＜８００
とする。Ｙ方向に隣接して並ぶこれら８つの分割画像全体を所望画像領域（帯状領域）とすれば、この所望画像領域の投影波形Ｐyall（ｙ）は、
Ｐyall（ｙ）＝Ｐy1（ｙ）＋Ｐy2（ｙ）＋Ｐy3（ｙ）＋Ｐy4（ｙ）＋Ｐy5（ｙ）＋Ｐy6（ｙ）＋Ｐy7（ｙ）＋Ｐy8（ｙ）
０≦ｙ＜８００
で表せる。連結された投影波形を図７（Ｉ）に示している。
【００３１】
以上から、画像全体に対して、任意の画像領域毎に投影波形を作成して連結することで、所望画像領域における所望方向の投影波形が作成できる。
【００３２】
なお、上述のような横長の帯状領域におけるＸ方向の投影波形及び縦長の帯状領域におけるＹ方向の投影波形以外にも、分割画像よりも大きな領域のＸ方向及びＹ方向の投影波形を作成することができる。この場合、連結以外に加算が必要になる場合がある。この分割投影波形の加算についても簡単に説明しておく。
【００３３】
図８は、Ｘ方向の分割投影波形の加算による投影波形の作成の一例の説明図である。ここでは図８（Ａ）に矢線を付して示すＹ方向に連続する２つの分割領域を、図８（Ｂ）に矢線を付して示す１つの所望画像領域として１つのＸ方向の投影波形を作成する場合を示している。
【００３４】
Ｙ方向に隣接して並ぶ２つの分割画像から作成された２つのＸ方向の分割投影波形を
Ｐ'x1 （ｘ）  ０≦ｘ＜１００
Ｐ'x2 （ｘ）  ０≦ｘ＜１００
とする。これらの分割投影波形を図８（Ｃ），（Ｄ）に示している。Ｙ方向に隣接して並ぶこれら２つの分割画像全体を所望画像領城とすれば、この所望画像領城の投影波形Ｐ'xall （ｘ）は、
Ｐ'xall （ｘ）＝Ｐ'x1 （ｘ）＋Ｐ'x2 （ｘ）  ０≦ｘ＜１００
で表せる。加算された投影波形を図８（Ｅ）に示している。
【００３５】
図９は、Ｙ方向の分割投影波形の加算による投影波形の作成の一例の説明図である。ここでは図９（Ａ）に矢線を付して示すＸ方向に連続する２つの分割領域を、図９（Ｂ）に矢線を付して示す１つの所望画像領域として１つのＹ方向の投影波形を作成する場合を示している。
【００３６】
図８の説明と同様に、Ｘ方向に隣接して並ぶ２つの分割画像から作成された２つのＹ方向の投影波形を
Ｐ'y1 （ｙ）  ０≦ｙ＜１００
Ｐ'y2 （ｙ）  ０≦ｙ＜１００
とする。これらの分割投影波形を図９（Ｃ），（Ｄ）に示している。Ｘ方向に隣接して並ぶこれら２つの分割画像全体を所望画像領域とすれば、この所望画像領域の投影波形 Ｐ'yall （ｙ）は、
Ｐ'yall （ｙ）＝Ｐ'y1 （ｙ）＋Ｐ'y2 （ｙ）  ０≦ｙ＜１００
で表せる。加算された投影波形を図９（Ｅ）に示している。
【００３７】
以上のように分割投影波形の連結や加算を行うことによって、所望の画像領域におけるＸ方向、Ｙ方向の投影波形を作成することができる。なお、以下の説明では、図６、図７で説明したように、分割投影波形を連結して、横長の帯状領域におけるＸ方向の投影波形及び縦長の帯状領域におけるＹ方向の投影波形を求めることとする。この場合、Ｘ方向の投影波形は８つ、Ｙ方向の投影波形は４つ作成することができる。
【００３８】
このように分割投影波形の組み合わせによって投影波形を作成する第一の理由は、画像に存在する幾何学的歪みを、Ｘ方向とＹ方向で複数に分けて求められるからである。この例では４×８分割しているので、３２個の分割画像が作成され、これらの投影波形の組み合わせにより、上述のようにＸ方向の投影波形は８個、Ｙ方向の投影波形は４個作成できる。
【００３９】
第二の理由は、計算量の削減である。投影波形を作成するには、作成したい画像全体を走査して画素を計数する必要がある。画像の面積に比例して計算量も増加するので、高速処理を目的とした場合、最小限の計算量で済ませたい。図１０は、分割投影波形の合成処理によって得られるＸ方向とＹ方向の投影波形の一例の説明図である。図１０（Ａ）において破線で示す方向の帯状領域毎に、横長の帯状領域についてはＸ方向の投影波形を、縦長の帯状領域についてはＹ方向の投影波形をそれぞれ求めることになる。このとき、図１０（Ｂ）に示すように、横長の帯状領域と縦長の帯状領域とは、ハッチングを施した部分で重なっている。上述のように分割画像ごとに分割投影波形を求める場合、ハッチングを施した重複部分については一度の画像走査で分割投影波形を求めることができ、重複した走査を防ぐことができる。すべての分割領域において同様に重複した走査を防ぐことができるので、これによって投影波形を作成するための計算量を半減させることができる。
【００４０】
Ｓ３ｂでは、Ｓ２ｂで作成した分割投影波形について、Ｓ３ａと同じ操作を行う。よって、分割投影波形はＳ３ａとＳ３ｂにおける合成処理によって、
・基準画像のＸ方向の投影波形（８個）
・基準画像のＹ方向の投影波形（４個）
・検査画像のＸ方向の投影波形（８個）
・検査画像のＹ方向の投影波形（４個）
に集約される。
【００４１】
Ｓ４ａでは、特徴量抽出部１２において、Ｓ３ａで作成したＸ，Ｙ方向の各投影波形から特徴量を抽出し、特徴量データを順次作成する。図１１は、特徴量抽出処理の一例の説明図である。抽出する特徴量は任意であり、投影波形のピーク（山、谷、山と谷）でも良いし、微分フィルタ等を用いて投影波形から取り出したエッジでも良いし、任意の周波数成分でも良いし、任意の勾配でも良い。図１１に示した例では、特徴量の一例として投影波形のピークを示しており、山（白丸で図示）と谷（黒丸で図示）を図示している。以下の説明では投影波形のピーク（山：白丸で図示）を特徴量とし、ピークがある投影波形上の位置を特徴量データとする。特徴量は、山と谷を用いた方が照合精度は向上するが、以降の説明を簡単にするために山のみとする。
【００４２】
Ｓ４ｂでは、Ｓ３ｂで作成した投影波形について、Ｓ４ａと同じ操作を行う。よって、Ｓ４ａとＳ４ｂにおける特徴量の抽出処理によって、
・基準画像のＸ方向の特徴量データ（８系統）
・基準画像のＹ方向の特徴量データ（４系統）
・検査画像のＸ方向の特徴量データ（８系統）
・検査画像のＹ方向の特徴量データ（４系統）
が作成される。なお、１つの投影波形から得られる複数の特徴量データの列を１系統として示している。
【００４３】
Ｓ５では、特徴量対応付け部１３において、Ｓ４ａで求めた基準画像の特徴量データとＳ４ｂで求めた検査画像の特徴量データの対応付けを行う。具体的には、Ｓ４ａで求めた基準画像のＸ方向の特徴量データとＳ４ｂで求めた検査画像のＸ方向特徴量データ間における各特徴量要素データの対応付け、及び、Ｓ４ａで求めた基準画像のＹ方向の特徴量データとＳ４ｂで求めた検査画像のＹ方向の特徴量データ間における各特徴量要素データ対応付けを、それぞれの系統毎に行うことになる。対応付けの手法としては、例えばＤＰマッチングを用いることができる。
【００４４】
図１２は、ＤＰマッチングによる特徴量データの対応付けの一例の説明図である。図１２では、具体例として、Ｓ４ａで求めた基準画像のＸ方向の特徴量データが｛１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０｝、Ｓ４ｂで求めた検査画像のＸ方向の特徴量データが｛３，１３，２１，３４，４４，４６，４９，５８，７４，８１，９５，１００｝であった場合を示している。ここで、検査画像の特徴量データ｛３，４６，１００｝は、印刷物の汚れにより発生した偽ピーク、すなわち画像ノイズであり、基準画像のピーク・データと対応付けすべき要素は｛１３，２１，３４，４４，４９，５８，７４，８１，９５｝である。ＤＰマッチングを用いれば、図１２のように偽ピークの影響を受けずに正しく対応付けできる。
【００４５】
ＤＰマッチングは一般的なものであり、以下に簡単に説明する。図１３は、一般的なＤＰマッチングを説明するための格子グラフである。いま、基準画像の特徴量データを
Ｐ＝ｐ1 ，ｐ2 ，…，ｐj ，…，ｐJ 
検査画像の特徴量データを
Ｑ＝ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑk ，…，ｑK 
とすると、類似度（または、距離）Ｄ（Ｐ、Ｑ）は
Ｄ（Ｐ、Ｑ）＝ｍｉｎk(j)［Σj=1Jｈ（ｊ，ｋ）］
と表す。また、ｋ（ｊ）の条件を以下の通りとする。
１．ｋ（ｊ）は、ｊの連続関数
２．ｋ（ｊ）は、ｊの単調増加関数
３．ｋ（１）＝１、ｋ（Ｊ）＝Ｋ
【００４６】
ＰＱ平面上の位置（ｊ、ｋ）での部分的な類似度（または、距離）ｈ（ｊ，ｋ）は、次の通りとなる。
ｈ（ｊ，ｋ）＝ｍｉｎ［ｈ（ｊ−１，ｋ−１）＋２ｄ（ｊ，ｋ），ｈ（ｊ−１，ｋ）＋ｄ（ｊ，ｋ），ｈ（ｊ，ｋ−１）＋ｄ（ｊ，ｋ）］
ただし、ｄ（ｊ，ｋ）＝||ｐj −ｑk ||
【００４７】
このＤ（Ｐ，Ｑ）を与える経路を求めることで、基準画像の特徴量データＰ＝ｐ1 ，ｐ2 ，…，ｐj ，…，ｐJ と、検査画像の特徴量データＱ＝ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑk ，…，ｑK を対応付けることができる。このようにして求めた経路の一例を図１３に示している。なお、図１３に示す例は一般的な例であり、上述の基準画像の特徴量データ及び検査画像の特徴量データの具体例から求めた経路を図１２に示している。
【００４８】
図１４は、特徴量データの対応付け結果の具体例の説明図である。上述のようにしてＤＰマッチングによって基準画像の特徴量データと検査画像の特徴量データを対応付けることによって、図１４に示すような対応付けの結果を得ることができる。上述のように、基準画像のＸ方向の特徴量データ｛１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０｝に対し、検査画像の特徴量データ｛１３，２１，３４，４４，４９，５８，７４，８１，９５｝が対応付けられる。
【００４９】
このような特徴量データの対応付けをＸ方向のそれぞれの系統の特徴量データについて行う。さらに、Ｙ方向の特徴量データについても同じ操作を行う。よって、Ｓ５では、
・Ｘ方向の特徴量対応付けデータ（８系統）
・Ｙ方向の特徴量対応付けデータ（４系統）
が作成される。
【００５０】
上述の例ではピークのうち山のみを特徴量としたが、例えば山と谷を特徴量とする場合には、対応する山の特徴量データと谷の特徴量データを内挿する。例えば、基準画像のＸ方向の特徴量対応付けデータ（山）と基準画像のＸ方向の特徴量対応付けデータ（谷）を内挿することで、基準画像のＸ方向の特徴量対応付けデータ（山谷）を作成することができる。よって、
・Ｘ方向の特徴量対応付けデータ（山谷）（８系統）
・Ｙ方向の特徴量対応付けデータ（山谷）（４系統）
が集約されて作成されることになる。
【００５１】
また、上述の例のような偽ピークが発生し難い低ノイズなシステムなら、ＤＰマッチングを用いずに、基準画像の特徴量データ各要素と検査画像の特徴量データ各要素を順次対応付けしても良い。
【００５２】
Ｓ６では、補正量算出部１４において、Ｓ５で求めた基準画像の特徴量対応付けデータと、検査画像の特徴量対応付けデータから、幾何学的歪みの補正用ルックアップテーブルを作成する。ルックアップテーブルは１個以上あれば良く、ここでは
・基準画像の座標と対応する検査画像の座標により構成される「順方向ルックアップテーブル」
・検査画像の座標と対応する基準画像の座標により構成される「逆方向ルックアップテーブル」
の２つとした。
【００５３】
図１５は、Ｘ方向の特徴量対応付けデータから順方向ルックアップテーブルを作成する処理の一例の説明図、図１６は、作成されたルックアップテーブルの一例の説明図である。まず、各ルックアップテーブルを作成するために必要な各補正量を決定する。順方向ルックアップテーブルを作成するための歪み補正量は、特徴量対応付けデータの対応するデータ要素間において
（検査画像のＸ方向特徴量データ要素−基準画像のＸ方向特徴量データ要素）を計算すればよい。すなわち図１４に示した特徴量対応付けデータから各補正量を算出すると、図１５（Ａ）に示すように求められる。なお、逆方向ルックアップテーブルの補正量は、順方向ルックアップテーブルを作成するための歪み補正量の符号を入れ替えることによって、簡単に作成することができる。
【００５４】
これで特徴量データが存在するＸ座標での補正量が求められたが、他のＸ座標における補正量はまだ決定されていない。そのため、補正量がまだ決定されていないＸ座標について、その補正量を求める。図１７は、特徴量データの座標位置と補正領域の関係の一例の説明図である。図中、黒丸は特徴量データが存在するＸ座標における補正量を示している。図１５に示した例では、図１５（Ｂ）に示すように特徴量データの隣り合う要素との中点を始点及び終点として、一つの補正量を適用する。これをグラフ化すると図１７に示すようになり、各黒丸で示す特徴量データの左右に伸びる線分が、その特徴量データに対応する補正量を適用する座標範囲を示している。例えば、基準画像のＸ座標が４６〜５５の間においては補正量「−１」を適用することになる。従って基準画像のＸ座標が４６〜５５に対応する検査画像のＸ座標は４５〜５４となる。このようにして得られる順方向のルックアップテーブルを図１６に示している。なお、逆方向のルックアップテーブルも同様にして作成することができる。
【００５５】
図１８は、特徴量データの座標位置と補正領域の関係の別の例の説明図、図１９は、作成されたルックアップテーブルの別の例の説明図である。図１８、図１９に示した例では、図１５、図１６に示した例と同様に図１８（Ａ）に示すようにそれぞれの特徴量データにおける補正量を求めた後、その平均値を図１８（Ｂ）に示すように求め、この平均値を全体の補正量として用いたものである。補正量の平均値を用いて得られた順方向のルックアップテーブルを図１９に示している。逆方向のルックアップテーブルについても同様にして作成することができる。
【００５６】
上述の例ではＸ方向について１系統の特徴量データから順方向及び逆方向のルックアップテーブルを作成したが、他の系統についても同様にルックアップテーブルを作成する。またＹ方向についても同様にして、順方向と逆方向のルックアップテーブルを作成する。よって、Ｓ６では、
・Ｘ方向の順方向ルックアップテーブル（８系統）
・Ｙ方向の順方向ルックアップテーブル（４系統）
・Ｘ方向の逆方向ルックアップテーブル（８系統）
・Ｙ方向の逆方向ルックアップテーブル（４系統）
が作成される。
【００５７】
Ｓ７では、Ｓ６で作成したルックアップテーブル群に対して補間処理を行い、拡張ルックアップテーブル群を作成する。図２０は、補間ルックアップテーブルの作成過程の一例の説明図である。Ｓ６で作成したルックアップテーブル群は、幾何学的歪みの特性を大まかに反映しているが、より高精度な画像照合を目標とした場合、不十分である。よって、Ｓ７において、補間ルックアップテーブルを作成し、画像照合精度を向上させる。
【００５８】
図２０（Ａ）には、図１５（Ａ）や図１８（Ａ）と同様の幾何学的歪み補正量を示している。これをグラフ化すると図２０（Ｂ）に示すようなグラフとなる。各特徴量データが存在するＸ座標における補正量をもとに、Ｘ座標間において補間し、各Ｘ座標における補正量を求める。これによって、図２０（Ｃ）において黒丸で示すように、各Ｘ座標における補正量を求め、補間ルックアップテーブルを作成する。なお、歪み補正量は計算機上の画素単位であるので、補正量は離散値となる。また、逆方向の補間ルックアップテーブルについても同様に作成することができる。
【００５９】
なお、Ｓ６で作成したルックアップテーブル群でも実用に耐える場合は、Ｓ７における補間ルックアップテーブルの作成処理を省略しても構わないし、Ｓ６で作成したルックアップテーブル群全てに対し、補間ルックアップテーブルを作成する必要も無い。
【００６０】
図２１は、Ｘ方向の順方向の補間ルックアップテーブルの作成過程の一例の説明図、図２２は、作成されたＸ方向の順方向の補間ルックアップテーブルの一例の説明図である。上述のように、図２１（Ａ）に示す特徴量データの対応付け結果及び補正量から図２１（Ｂ）に示すように補間処理を行い、図２２に示すような補間ルックアップテーブルを作成することができる。
【００６１】
Ｓ６で作成したルックアップテーブル群について、必要な系統のルックアップテーブルに関して上述のようにして補間ルックアップテーブルを作成する。Ｓ６で作成したルックアップテーブル群全てについて補間ルックアップテーブルを作成した場合、
・Ｘ方向の順方向補間ルックアップテーブル（８系統）
・Ｙ方向の順方向補間ルックアップテーブル（４系統）
・Ｘ方向の逆方向補間ルックアップテーブル（８系統）
・Ｙ方向の逆方向補間ルックアップテーブル（４系統）
が作成される。なお、ここまでの処理において作成されたルックアップテーブルあるいは補間ルックアップテーブルの集合が図１におけるルックアップテーブル１５となる。
【００６２】
上述の図１５、図１６や図１８、図１９で示した方法によって作成したルックアップテーブルあるいはさらに図２１，図２２で示した方法によって作成した補間ルックアップテーブルのほかにも、種々の方法によって特徴量データの対応付け結果及び補正量からｎ次元のルックアップテーブルを作成することができる。図２３は、１次元ルックアップテーブルの一般形の説明図である。図２３（Ａ），（Ｂ）には順方向の１次元ルックアップテーブルルックアップテーブルを、また図２３（Ｃ），（Ｄ）には逆方向１次元ルックアップテーブルのを一般化した構成を示している。ただし、基準画像の大きさをＸ方向にＭ画素、Ｙ方向にＮ画素であるものとし、検査画像をＸ方向にＩ画素、Ｙ方向にＪ回素であるものとしている。
【００６３】
まず、図２３（Ａ），（Ｂ）に示す順方向の１次元ルックアップテーブルに着目する。基準画像の任意の注目画素が持つ座標を（Ｘm ，Ｙn ）とすれば、基準画像の大ききはＸ方向にＭ画素、Ｙ方向にＮ画素であるので、
０≦ｍ≦Ｍ−１
０≦ｎ≦Ｎ−１
となる。また、Ｘ方向とＹ方向における順方向の幾何学的歪み補正量を（ＳX ，ＳY ）とすれば、基準画像の注目画素に対する検査画像の参照画素の座標は次式で表せる。
（Ｘm ＋ＳX ，Ｙn ＋ＳY ）
ここで、補正量（ＳX 、ＳY ）は、定数であっても良いし、Ｘm またはＹn の関数であっても良いので、次式の通りとなる。
ＳX ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ、または、ＳX ＝ｆ（Ｘm ）
ＳY ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ、または、ＳY ＝ｆ（Ｙn ）
【００６４】
また、検査画像の大ききがＸ方向にＩ画素、Ｙ方向にＪ画素であることから、以下の制約条件を持つ。
０≦Ｘm ＋ＳX ≦Ｉ−１
０≦Ｙn ＋ＳY ≦Ｊ−１
【００６５】
以上の条件で、Ｘ方向の順方向１次元ルックアップテーブル（大きさＭ個）とＹ方向の順方向１次元ルックアップテーブル（大きさＮ個）が作成できる。これらの順方向１次元ルックアップテーブルを用いれば、基準画像の任意の注目画素に対する検査画像の参照画素のＸ座標とＹ座標を独立に参照できる。また、検査画像の参照画素の座標は、幾何学的歪みを補正したものである。
【００６６】
逆方向１次元ルックアップテーブルも同様に、検査画像の任意の注目画素が持つ座標を（Ｘ'i，Ｙ'j）とすれば、検査画像の大きさはＸ方向にＩ画素、Ｙ方向にＪ画素であるので、
０≦ｉ≦Ｉ−１
０≦ｊ≦Ｊ−１
となる。また、Ｘ方向とＹ方向における逆方向の幾何学的歪み補正量を（Ｓ'X，Ｓ'Y）とすれば、検査画像の注目画素に対する基準画像の参照画素の座標は次式で表せる。
（Ｘ'i＋Ｓ'X，Ｙ'j＋Ｓ'Y）
ここで、補正量（Ｓ'X，Ｓ'Y）は、定数であっても良いし、Ｘ'mまたはＹ'nの関数であっても良いので、次式の通りとなる。
Ｓ'X＝ｃｏｎｓｔａｎｔ、または、Ｓ'X＝ｆ（Ｘ'i）
Ｓ'Y＝ｃｏｎｓｔａｎｔ、または、Ｓ'Y＝ｆ（Ｙ'j）
【００６７】
また、基準画像の大きさがＸ方向にＭ画素、Ｙ方向にＮ画素であることから、以下の制約条件を持つ。
０≦Ｘ'i＋Ｓ'X≦Ｍ−１
０≦Ｙ'j＋Ｓ'Y≦Ｎ−１
【００６８】
以上の条件で、Ｘ方向の逆方向１次元ルックアップテーブル（大ききＩ個）とＹ方向の逆方向１次元ルックアップテーブル（大ききＪ個）が作成できる。これらの逆方向１次元ルックアップテーブルを用いれば、検査画像の任意の注目画素に対応する検査画像の参照画素のＸ座標とＹ座標を独立に参照できる。また、検査画像の参照画素の座標は、幾何学的歪みを補正したものである。
【００６９】
図２４、図２５は、２次元ルックアップテーブルの一般形の説明図である。図２４には順方向の２次元ルックアップテーブルの一般形を、また図２５には逆方向の２次元ルックアップテーブルの一般形を、それぞれ示している。２次元ルックアップテーブルの各要素の作成方法は、図２３での説明と同じである。１次元ルックアップテーブルでは、Ｘ座標とＹ座標を独立に参照するのに対し、２次元ルックアップテーブルでは、ＸＹの両座標で参照を行う。つまり、基準画像の全画素について、検査画像の参照先を対応付けたものが順方向の２次元ルックアップテーブルであり、要素数はＭ×Ｎ個となる。逆に、検査画像の全画素について、基準画像の参照先を対応付けたものが逆方向の２次元ルックアップテーブルであり、要素数はＩ×Ｊ個となる。
【００７０】
このように、ルックアップテーブルは１次元に限らず、２次元のテーブルであってもよく、これらを含めてルックアップテーブル１５はｎ次元のルックアップテーブルで実現することができる。
【００７１】
Ｓ８では、画像照合部１６において、Ｓ７で作成した全ての補間ルックアップテーブル群、もしくは、Ｓ６で作成した全てのルックアップテーブル群、もしくは、これらの組み合わせなど、ｎ次元ルックアップテーブルを用いてパターンマッチングを行う。パターンマッチングの方法としては、任意の方法を適用することができる。なお、具体的なパターンマッチングの方法については応用例において後述する。
【００７２】
以上述べたように、本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態では、基準画像と検査画像から投影波形を作成し、前記投影波形から特徴量を抽出し、特徴量の対応付けから、幾何学的歪み補正用のルックアップテーブルを作成する事で、基準画像に対する検査画像の不均一な幾何学的歪み（位置ずれや伸縮など）と、画質ディフェクト（白抜けや汚れなど）の影響を受けることなく、高精度で、かつ、高速な画像照合が可能となる。
【００７３】
本発明の画像処理装置及び画像処理方法は、種々の検査装置、検査方法に応用することができる。以下、応用例として、本発明の画像処理装置を印刷物検査に適用した例を示す。図２６は、本発明の印刷物検査装置及び印刷物検査方法の実施の一形態を示す構成図である。図中、３１はクライアントＰＣ、３２はプリントサーバ、３３は画像出力装置、３４は画像読取ユニット、３５は照合ユニット、４１は印刷物、４２は紙送りローラ、４３はランプ、４４はレンズ、４５はＣＣＤ、４６は制御部、５１は画像入力部、５２はメモリ、５３は画像処理部である。
【００７４】
図２６に示した構成では、クライアントＰＣ３１で作成されたドキュメントがプリントサーバ３２を経由して、プリンタなどの画像出力装置３３から印刷されて印刷物が作成される。その印刷物が画像読取ユニット３４において紙送りローラ４２で搬送され、その途中でランプ４３によって照明され、印刷物４１上の画像がレンズ４４を介して２ラインＣＣＤ４５に結像する。制御部４６の制御に従い、ＣＣＤ４５に結像した画像が読み取られ、照合ユニット３５へ検査画像として送信される。
【００７５】
一方、クライアントＰＣ３１で作成されたドキュメントを基準画像として、プリントサーバ３２を経由して照合ユニット３５へ送信される。照合ユニット３５では、プリントサーバ３２から送られてきた基準画像をメモリ５２に格納しておく。また、上述のように画像読取ユニット３４から検査画像が送られてくるので、これを画像入力部５１により受信する。画像処理部５３は、本発明の画像処理装置あるいは画像処理方法を実現する構成であり、これら基準画像と検査画像のパターンマッチングを行って印刷物に画質ディフェクトの有無を調べ、印刷物の品質を検査する。
【００７６】
照合ユニット３５による検査の結果、印刷物４１に画質ディフェクトが有ると判断した場合、プリントサーバ３２へエラーコードが送信される。エラーコードを受けたプリントサーバ３２は、画像出力装置３３を停止させたり、画像出力装置３３に画質ディフェクトが有ったドキュメントの再印刷させるなど、ユーザが予め定義しておいたエラーへの対応の処理を実施した後、クライアントＰＣ３１へ不良印刷が有ったことを送信する。
【００７７】
次に各部について詳細に説明する。クライアントＰＣ３１は汎用のコンピュータであり、ドキュメントの作成、編集など、各種の処理が行われる。クライアントＰＣ３１においてドキュメントの印刷命令がなされると、ドキュメントは基準画像データとしてプリントサーバ３２に送信される。
【００７８】
プリントサーバ３２は、クライアントＰＣ３１から基準画像データを受信し、基準画像データに関する種々の加工を行って画像出力装置３３へ送信する。また、プリントサーバ３２は、基準画像データを照合ユニット３５へも送信する。その他にプリントサーバ３２は、画像出力装置３３に対するジョブ管理なども行う。
【００７９】
画像出力装置３３は、プリントサーバ３２で加工した基準画像データを受信して、用紙上に画像を形成し、印刷物４１として出力する。画像出力装置３３としては、例えばゼログラフィー方式で、６００ｄｐｉ、白黒２５６階調のプリンタ等として構成することができる。もちろん、記録方式、解像度、白黒／カラーなどの機能については任意である。用紙サイズもＡ４サイズやＢ４サイズなど、任意である。
【００８０】
画像読取ユニット３４は、画像出力装置３３から出力された印刷物４１を２ラインＣＣＤ４５で高速に読み取り、検査画像データを作成し、照合ユニット３５へ送信する。画像読み取りユニットとしては公知の種々の構成を適用することができ、例えば特開２００２−８４３９７号公報に記載の構成などを用いることができる。
【００８１】
照合ユニット３５は、汎用のコンピュータで構成することができ、プリントサーバ３２から受信した基準画像をメモリ５２に記憶しておくとともに、画像読み取りユニット３４から受信した検査画像を画像入力部５１で受け取って内部のメモリに記憶する。そして画像処理部５３によって基準画像と検査画像の照合検査が実施され、その結果をプリントサーバ３２やクライアントＰＣ３１に送信する。
【００８２】
このような構成では、検査画像は、紙送りローラ４２による用紙搬送速度の変動特性や、レンズ４４などによる光学的な歪み特性などの影響を受け、不均一な位置ずれや伸縮などの幾何学的歪みが生じる。画像処理部５３に本発明の画像処理装置及び画像処理方法を適用し、幾何学的歪み補正用のルックアップテーブルを作成することによって、上述のような用紙搬送系や光学系の特性に応じて適切に幾何学的歪みの補正を行うことができ、画像照合精度の向上を図ることができる。
【００８３】
また、このような印刷物の検査において画像処理部５３で行う照合（パターンマッチング）の手法としては、例えば特願２００１−３８５８７６号公報に記載されている方法などを適用することができる。図２７は、印刷物の白抜けを検出する場合のパターンマッチング方法の一例の説明図である。図２７（Ａ）は基準画像、図２７（Ｂ）は検査画像を示している。なお、図２７中の基準画像と検査画像は、説明の都合上、各画像の一部だけを図示した。
【００８４】
印刷物の白抜けとは、電子原稿画像の画像形成画素が、印刷物上では画像形成（印刷）されていない欠陥である。換言すれば、基準画像の黒画素が、検査画像上では白画素となっている状態である。
【００８５】
基準画像で任意の黒画素（ｘorg ，ｙorg ）は、該当する順方向ルックアップテーブルを用いて、検査画像の画素（ｘ'cap，ｙ'cap）を注目画素と見做す。ここで、該当する順方向ルックアップテーブルとは、全順方向ルックアップテーブルのうち、（ｘorg ，ｙorg ）を含む分割画像から前述の手順により作成されたものである。
【００８６】
検査画像上にある注目画素の周囲（５画素×５画素、２４近傍）で黒画素が存在する場合、基準画像の黒画素（ｘorg ，ｙorg ）は白抜け画素でないと判断する。逆に、２４近傍中に黒画素が存在しない場合、基準画像の黒画素（ｘorg ，ｙorg ）は白抜け画素であると判断する。図２７に示す例では、図２７（Ｃ）に拡大して示すように、検査画像上にある注目画素（ｘ'cap，ｙ'cap ）の２４近傍に黒画素が存在するので、白抜け画素ではないと判断することができる。
【００８７】
このような処理を基準画像中の全黒画素について順次行い、白抜け画素の総数を求める。白抜け画素の総数や、黒画素の総数に占める白抜け画素の総数の割合などの統計値と閾値の比較から最終的な白抜けを判断すれば良い。あるいは、差分画像を作成して白抜け面積を閾値と比較して最終的な白抜けの判断を行っても良い。
【００８８】
図２８は、印刷物の汚れを検出する場合のパターンマッチング方法の一例の説明図である。図２８（Ａ）は基準画像、図２８（Ｂ）は検査画像を示している。なお、図２８中の基準画像と検査画像は、説明の都合上、各画像の一部だけを図示した。また、各画像は二値画像とした。
【００８９】
印刷物の汚れとは、印刷物の形成画素が、電子原稿上では非画像形成画素である欠陥である。換言すれば、汚れは、検査画像の黒画素が、基準画像上では白画素となっている状態である。
【００９０】
検査画像で任意の黒画素（ｘ2cap，ｙ2cap）は、該当する逆方向ルックアップテーブルを用いて、基準画像の画素（ｘ"2org ，ｙ"2org ）を注目画素と見做す。ここで、該当する逆方向ルックアップテーブルとは、全逆方向ルックアップテーブルのうち、（ｘ2cap，ｙ2cap）を含む分割画像から前述の手順により作成されたものである。
【００９１】
基準画像上にある注目画素（ｘ"2org ，ｙ"2org ）の周囲（３画素×３画素、８近傍）で黒画素が存在する場合、検査画像の黒画素（ｘ2cap，ｙ2cap）は汚れ画素でないと判断する。逆に、８近傍中に黒画素が存在しない場合、検査画像の黒画素（ｘ2cap，ｙ2cap）は汚れ画素であると判断する。図２８に示した例では、図２８（Ｃ）に拡大して示したように、注目画素（ｘ"2org ，ｙ"2org ）の周囲には黒画素が存在せず、汚れ画素であると判断することができる。
【００９２】
このような処理を検査画像中の全黒画素について順次行い、汚れ画素の総数を求める。汚れ画素の総数や、白画素の総数に占める汚れ画素の総数の割合などの統計値と閾値の比較から最終的な汚れを判断することができる。あるいは、差分画像を作成して汚れ面積を閾値と比較して最終的な汚れの判断を行っても良い。
【００９３】
以上述べたように、本発明の印刷物検査装置及び印刷物検査方法の実施の一形態によれば、基準画像に対する検査画像の不均一な幾何学的歪み（位置ずれや伸縮など）と、画質ディフェクト（白抜けや汚れなど）の影響を受けることなく、高精度で、かつ、高速な画像照合が可能となる。
【００９４】
なお、本発明の画像処理装置及び画像処理方法は、上述のような印刷物検査装置及び印刷物検査方法以外にも、種々の用途に応用することが可能である。例えばビデオカメラに適用し、各フレーム間の画像照合により手ぶれ量を算出することによって、手ぶれ補正機能として応用することができる。また、ビデオカメラのズーム機能に適用すれば、例えば撮影者が意識する事無く、特定の被写体をフレーム内に維持したままのズーミングが可能となる。
【００９５】
また、カメラを用いた自動追尾装置に適用すれば、カメラにより撮像された追尾対象の位置ずれ量や伸縮率から追尾方向を修正することができる。同様に、自動照準装置に適用すれば、照準対象への照準補正に用いることができる。さらに、個人認証システムに適用すれば、網膜や指紋などの生体情報の画像照合に用い、確実な認証システムを構築することが可能となる。さらにまた、動作認識システムに適用すれば、動作を録画した動画の各フレームにおいて、特定の動作を記録した動画の各フレームと画像照合することで、動作認識に応用することができる。本発明の画像処理装置及び画像処理方法は、これら以外にも、種々の用途への応用が可能である。
【００９６】
図２９は、本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。図中、１０１はプログラム、１０２はコンピュータ、１１１は光磁気ディスク、１１２は光ディスク、１１３は磁気ディスク、１１４はメモリ、１２１は光磁気ディスク装置、１２２は光ディスク装置、１２３は磁気ディスク装置である。
【００９７】
上述の本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態で説明した機能及び本発明の印刷物検査装置及び印刷物検査方法の実施の一形態における画像処理部５３の機能などは、コンピュータにより実行可能なプログラム１０１によっても実現することが可能である。その場合、そのプログラム１０１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。例えば、光磁気ディスク１１１，光ディスク１１２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク１１３，メモリ１１４（ＩＣカード、メモリカードなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
【００９８】
これらの記憶媒体にプログラム１０１を格納しておき、例えばコンピュータ１０２の光磁気ディスク装置１２１，光ディスク装置１２２，磁気ディスク装置１２３，あるいは図示しないメモリスロットにこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム１０１を読み出し、本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法を実行することができる。あるいは、予め記憶媒体をコンピュータ１０２に装着しておき、例えばネットワークなどを介してプログラム１０１をコンピュータ１０２に転送し、記憶媒体にプログラム１０１を格納して実行させてもよい。なお、画像データ格納部２は、コンピュータ１０２内のメモリあるいは付属の磁気ディスク装置やその他の記憶媒体を適用することができる。もちろん、本発明の一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、あるいは、すべてをハードウェアで構成してもよい。
【００９９】
さらに、本発明の印刷物検査装置の機能あるいは本発明の印刷物検査方法の実施の一形態において、上述の画像処理装置あるいは画像処理方法として説明した機能以外の印刷物検査に特有の処理や制御のためのプログラムを含めて、印刷物検査プログラムとして構成することもできる。このような印刷物検査プログラムは、装置のメモリ（例えば図２６のメモリ５２）に格納しておくほか、記憶媒体に格納したり、あるいはネットワークを介して転送して印刷物検査装置となるコンピュータに記憶させ、動作させることもできる。もちろん、他の用途へ応用した場合においても同様である。
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、照合対象の画像に現れる幾何学的な歪みを補正することができ、白抜けや汚れ等の画質ディフェクトにも影響される事無く、高精度、かつ、高速に画像照合を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像処理装置及び画像処理方法の実施の一形態における動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】分割画像作成の概念図である。
【図４】分割投影波形の作成の一例の説明図である。
【図５】Ｘ方向における分割投影波形の連結処理の一例の説明図である。
【図６】Ｘ方向における分割投影波形の連結処理の一例を簡易に数式化した説明図である。
【図７】Ｙ方向における分割投影波形の連結処理の一例を簡易に数式化した説明図である。
【図８】Ｘ方向の分割投影波形の加算による投影波形の作成の一例の説明図である。
【図９】Ｙ方向の分割投影波形の加算による投影波形の作成の一例の説明図である。
【図１０】分割投影波形の合成処理によって得られるＸ方向とＹ方向の投影波形の一例の説明図である。
【図１１】特徴量抽出処理の一例の説明図である。
【図１２】ＤＰマッチングによる特徴量データの対応付けの一例の説明図である。
【図１３】一般的なＤＰマッチングを説明するための格子グラフである。
【図１４】特徴量データの対応付け結果の具体例の説明図である。
【図１５】Ｘ方向の特徴量対応付けデータから順方向ルックアップテーブルを作成する処理の一例の説明図である。
【図１６】作成されたルックアップテーブルの一例の説明図である。
【図１７】特徴量データの座標位置と補正領域の関係の一例の説明図である。
【図１８】特徴量データの座標位置と補正領域の関係の別の例の説明図である。
【図１９】作成されたルックアップテーブルの別の例の説明図である。
【図２０】補間ルックアップテーブルの作成過程の一例の説明図である。
【図２１】Ｘ方向の順方向の補間ルックアップテーブルの作成過程の一例の説明図である。
【図２２】作成されたＸ方向の順方向の補間ルックアップテーブルの一例の説明図である。
【図２３】１次元ルックアップテーブルの一般形の説明図である。
【図２４】順方向の２次元ルックアップテーブルの一般形の説明図である。
【図２５】逆方向の２次元ルックアップテーブルの一般形の説明図である。
【図２６】本発明の印刷物検査装置及び印刷物検査方法の実施の一形態を示す構成図である。
【図２７】印刷物の白抜けを検出する場合のパターンマッチング方法の一例の説明図である。
【図２８】印刷物の汚れを検出する場合のパターンマッチング方法の一例の説明図である。
【図２９】本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。
【符号の説明】
１１…投影波形作成部、１２…特徴量抽出部、１３…特徴量対応付け部、１４…補正量算出部、１５…ルックアップテーブル、１６…画像照合部、２１…分割画像作成部、２２…分割投影波形作成部、２３…投影波形合成部、３１…クライアントＰＣ、３２…プリントサーバ、３３…画像出力装置、３４…画像読取ユニット、３５…照合ユニット、４１…印刷物、４２…紙送りローラ、４３…ランプ、４４…レンズ、４５…ＣＣＤ、４６…制御部、５１…画像入力部、５２…メモリ、５３…画像処理部、１０１…プログラム、１０２…コンピュータ、１１１…光磁気ディスク、１１２…光ディスク、１１３…磁気ディスク、１１４…メモリ、１２１…光磁気ディスク装置、１２２…光ディスク装置、１２３…磁気ディスク装置。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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