(57)【要約】【課題】信頼性の高い乱丁検知を速やかに行うことが可能な乱丁検知装置を提供する。【解決手段】給紙棚２に積載した用紙束Ｐから取り出される用紙の紙面画像の一部を撮像するカメラ１１と、基準画像取得手段１８に記憶された基準画像とカメラ１１により１枚ずつ撮像された紙面画像の一部とを比較して、乱丁の有無を検知する乱丁検知手段１７と、基準画像取得手段１８に基準画像として記憶される紙面画像の一部が、乱丁検知の基準画像として適しているか否かを判定する基準画像適否判定手段１６を備える。基準画像適否判定手段１６は、適否判定の対象となる対象画像に、特徴的部分が存在するか否かを判定することで乱丁検知を行う。これにより、乱丁検知を高精度に行うことが可能となる。【選択図】図１
2009292088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙台に積載した用紙束から用紙を１枚ずつ分離して取り出す給紙装置に設けられる乱丁検知装置であって、
前記給紙台に積載した用紙束から１枚ずつ取り出される用紙の印刷面の一部を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像された印刷面の一部である紙面画像の一部を基準画像として取得・記憶する基準画像取得手段と、
該基準画像取得手段に記憶された基準画像と前記撮像手段により１枚ずつ撮像された前記紙面画像の一部とを比較して、乱丁の有無を検知する乱丁検知手段と、
前記基準画像取得手段に前記基準画像として記憶される紙面画像の一部が、乱丁検知の基準画像として適しているか否かを判定する基準画像適否判定手段と、を備えたことを特徴とする乱丁検知装置。
【請求項２】
前記基準画像取得手段は、
前記撮像手段により取得した紙面画像の一部を切り取った対象画像について前記基準画像適否判定手段により適否判定を行わせ、
該適否判定により前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として記憶する一方で、
前記適否判定による乱丁検知の基準画像として前記対象画像を適していないと判定した場合は、前記紙面画像の別の一部を切り取って、該切り取った対象画像が前記基準画像として適しているか否か改めて判定することを特徴とする請求項１記載の乱丁検知装置。
【請求項３】
前記基準画像取得手段は、前記紙面画像の中央若しくはそれに近い部分を優先して、該紙面画像から前記対象画像を切り取ることを特徴とする請求項２記載の乱丁検知装置。
【請求項４】
基準画像取得手段は、
前記撮像手段により取得された画像を表示するモニタと、
該モニタに表示された前記紙面画像の一部分をユーザが指定して、該指定した一部分の画像を対象画像として記憶するユーザ指定手段とを有し、
前記基準画像適否判定手段は、
前記対象画像について適否判定を行い、
該適否判定によって乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶する一方で、
乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していないと判定した場合は、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶することを禁止し、前記対象画像とは別の部分の画像を新たな対象画像として前記ユーザ指定手段が記憶することを特徴とする請求項１記載の乱丁検知装置。
【請求項５】
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に、特徴的部分が存在するか否かを判定することを特徴とする請求項２ないし４の何れか１項に記載の乱丁検知装置。
【請求項６】
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合には、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする請求項５記載の乱丁検知装置。
【請求項７】
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする請求項５記載の乱丁検知装置。
【請求項８】
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする請求項５記載の乱丁検知装置。
【請求項９】
前記基準画像適否判定手段は、
適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合に、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、
適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、
適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の判定基準画像として適していると判定し、
これら相似度適否判定方式、輝度分散度適否判定方式、又は画素数適否判定方式の内、
複数の判定方式で前記対象画像の適否判定を行い、複数の判定方式により乱丁検知の判定基準画像として適していると判定された場合のみ、前記対象画像を基準画像として採用することを特徴とする請求項５に記載の乱丁検知装置。
【請求項１０】
前記特徴の付加されていない対象画像をモニタに表示することを特徴とする請求項６又は９記載の乱丁検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冊子等を製造する際に乱丁の発生を未然に検出することが可能な乱丁検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、印刷が施された各用紙を、複数の給紙棚に区分けしてページごとに積載し、この給紙棚から１枚ずつ取り出された用紙を重ね合わせて冊子を製造する丁合装置や、印刷が施された用紙をページ順に積載しておき、これらの用紙を１枚ずつ取り出し、綴じや製本等の処理を施す機器に供給するシートフィーダ装置が用いられている。こうした装置には、通常、用紙の束から１枚ずつ取り出して供給される給紙装置が備えられており、ページを間違えて給紙棚に積載したり、用紙の表裏を逆に積載してしまったり、前後方向を間違えて積載したまま給紙を行うと、不良ページが混入する、いわゆる乱丁が発生し、完成された冊子は不良品となることから、これらを防ぐために給紙装置には、給紙台に積載した用紙束から取り出される用紙の印刷面の一部を撮像した紙面画像を、ＣＣＤカメラ等の撮像手段によって撮像し、この撮像された紙面画像と基準画像とを比較判定して、一致しているかどうかの判定を行う乱丁検知装置が備えられている。また、こうした従来技術に関連するものとして、特許文献１には高度な乱丁検査を行うことを目的とした乱丁検査装置が開示されており、また、特許文献２には、変化に富んだ特徴的な部分を含む基準画像を選択することが可能な基準画像選択装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７６２５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記背景技術で説明したような装置においては、基準画像とこの基準画像と比較される給紙棚に配設された紙面画像との比較処理に時間がかかるため、その処理を高速で行うには、高性能な画像処理ＣＰＵが必要となり、このＣＰＵを採用した際には、機器のコストが高価なものとなってしまい好適ではない。また、前記比較処理を、比較的安価なＣＰＵでも高速で処理することができるように、比較対象の画像の大きさを小さくして、その処理時間を短時間で行うようにする方法も考えられなくはないが、基準画像及び紙面画像としての対象画像を小さいサイズのものを採用して比較処理を行った際には、その比較処理時間は短縮することは可能ではあるものの、処理対象の画像を小さくするのに伴い、比較処理による検出精度が劣ってしまい、その信頼性が低下するという問題があった。
【０００５】
また、乱丁検知では、撮像した対象画像を基準画像と比較して、一致しているかどうかを判定するという性質上、コントラストを有する文字や図形が表示されている特徴的な部分を含んだ基準画像を用いて比較処理を行う必要性があることから、基準画像を小さくする場合は、基準画像内に特徴的部分を含まない画像（例えば全面同じ色のべた印刷部分や、真っ白な部分）になってしまう可能性が高くなるので、高精度な乱丁検知ができなくなり、その信頼性は低下してしまう（仮に真っ白な部分が基準画像であるとすると、紙面画像の余白などに有する真っ白な部分と対比され、誤判断してしまうことになる）。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、比較的小さい領域の画像を基準画像として適用しても信頼性の高い乱丁検知を行うことができ、その乱丁検知の判定を速やかに行うことが可能な乱丁検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る乱丁検知装置の発明は、給紙台に積載した用紙束から用紙を１枚ずつ分離して取り出す給紙装置に設けられる乱丁検知装置であって、
前記給紙台に積載した用紙束から１枚ずつ取り出される用紙の印刷面の一部を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像された印刷面の一部である紙面画像の一部を基準画像として取得・記憶する基準画像取得手段と、
該基準画像取得手段に記憶された基準画像と前記撮像手段により１枚ずつ撮像された前記紙面画像の一部とを比較して、乱丁の有無を検知する乱丁検知手段と、
前記基準画像取得手段に前記基準画像として記憶される紙面画像の一部が、乱丁検知の基準画像として適しているか否かを判定する基準画像適否判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る乱丁検知装置の発明は、請求項１の乱丁検知装置において、
前記基準画像取得手段は、
前記撮像手段により取得した紙面画像の一部を切り取った対象画像について前記基準画像適否判定手段により適否判定を行わせ、
該適否判定により前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として記憶する一方で、
前記適否判定による乱丁検知の基準画像として前記対象画像を適していないと判定した場合は、前記紙面画像の別の一部を切り取って、該切り取った対象画像が前記基準画像として適しているか否か改めて判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る乱丁検知装置の発明は、請求項２の乱丁検知装置において、
前記基準画像取得手段は、前記紙面画像の中央若しくはそれに近い部分を優先して、該紙面画像から前記対象画像を切り取ることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る乱丁検知装置の発明は、請求項１の乱丁検知装置において、
基準画像取得手段は、
前記撮像手段により取得された画像を表示するモニタと、
該モニタに表示された前記紙面画像の一部分をユーザが指定して、該指定した一部分の画像を対象画像として記憶するユーザ指定手段とを有し、
前記基準画像適否判定手段は、
前記対象画像について適否判定を行い、
該適否判定によって乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶する一方で、
乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していないと判定した場合は、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶することを禁止し、前記対象画像とは別の部分の画像を新たな対象画像として前記ユーザ指定手段が記憶することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る乱丁検知装置の発明は、請求項２ないし４の何れか１項の乱丁検知装置において、
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に、特徴的部分が存在するか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る乱丁検知装置の発明は、請求項５の乱丁検知装置において、
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合には、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る乱丁検知装置の発明は、請求項５の乱丁検知装置において、
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る乱丁検知装置の発明は、請求項５の乱丁検知装置において、
前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る乱丁検知装置の発明は、請求項５の乱丁検知装置において、
前記基準画像適否判定手段は、
適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合に、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、
適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、
適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の判定基準画像として適していると判定し、
これら相似度適否判定方式、輝度分散度適否判定方式、又は画素数適否判定方式の内、
複数の判定方式で前記対象画像の適否判定を行い、複数の判定方式により乱丁検知の判定基準画像として適していると判定された場合のみ、前記対象画像を基準画像として採用することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に係る乱丁検知装置の発明は、請求項６又は９の乱丁検知装置において、
前記特徴の付加されていない対象画像をモニタに表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の乱丁検知装置によれば、給紙台に積載した用紙束から用紙を１枚ずつ分離して取り出す給紙装置に設けられる乱丁検知装置であって、前記給紙台に積載した用紙束から１枚ずつ取り出される用紙の印刷面の一部を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された印刷面の一部である紙面画像の一部を基準画像として取得・記憶する基準画像取得手段と、該基準画像取得手段に記憶された基準画像と前記撮像手段により１枚ずつ撮像された前記紙面画像の一部とを比較して、乱丁の有無を検知する乱丁検知手段と、前記基準画像取得手段に前記基準画像として記憶される紙面画像の一部が、乱丁検知の基準画像として適しているか否かを判定する基準画像適否判定手段と、を備えたものであり、基準画像適否判定手段により、撮像手段で撮像され基準画像取得手段に記憶された基準画像と一致する画像が、用紙束から１枚ずつ分離して給紙装置に取り出されてくる紙面画像の一部にあるか否かを順次判定することができる。なお、基準画像適否判定手段は、基準画像になりうる紙面画像の一部を判定するに際し、この画像の中に特徴的部分が含まれているか否かを判定し、特徴的部分が含まれていなければ、基準画像として不適であると判断し、基準画像として基準画像取得手段に記憶することを禁止する。さらに、基準画像の大きさが比較的小さい印刷面の一部であっても、その基準画像の中に確実に特徴的部分を含ませることが可能となり、比較的小さな画像を基準画像として適用しても、乱丁検知を高精度で行うことができるから、信頼性の高い乱丁検知装置を得ることができる。
【００１８】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像取得手段は、前記撮像手段により取得した紙面画像の一部を切り取った対象画像について前記基準画像適否判定手段により適否判定を行わせ、該適否判定により前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として記憶する一方で、前記適否判定による乱丁検知の基準画像として前記対象画像を適していないと判定した場合は、前記紙面画像の別の一部を切り取って、該切り取った対象画像が前記基準画像として適しているか否か改めて判定する。これにより、紙面画像の一部を切り取った対象画像が基準画像として適していると判定されなかった際、基準画像取得手段が、乱丁検知に適した基準画像が取れるまでその画像中の別部分の取得を自動的に繰り返すので、自動的に乱丁検知に適した基準画像を取得することができる。
【００１９】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像取得手段は、前記紙面画像の中央若しくはそれに近い部分を優先して、該紙面画像から前記対象画像を切り取るので、撮像手段で撮影した際、その周囲はゆがんで撮影される懸念があるが、画像のゆがみの少ない中央若しく中央寄りの部分を対象画像として適用することができるので、ゆがみの少ない対象画像を用いることで乱丁検知を高精度に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の乱丁検知装置によれば、基準画像取得手段は、前記撮像手段により取得された画像を表示するモニタと、該モニタに表示された前記紙面画像の一部分をユーザが指定して、該指定した一部分の画像を対象画像として記憶するユーザ指定手段とを有し、前記基準画像適否判定手段は、前記対象画像について適否判定を行い、該適否判定によって乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していると判定した場合には、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶する一方で、乱丁検知の基準画像として前記対象画像が適していないと判定した場合は、該対象画像を基準画像として前記基準画像取得手段に記憶することを禁止し、前記対象画像とは別の部分の画像を新たな対象画像として前記ユーザ指定手段が記憶するものであり、ユーザの指定によってモニタ上に表示された対象画像が、基準画像適否判定手段により乱丁検知に適しているかどうか判定され、適していない場合にはその画像が基準画像取得手段に記憶されることを禁止するので、ユーザが乱丁検知に適している部分であるとして一部の画像を任意に選択したとしても、乱丁検知に適していなければ、基準画像適否判定手段がユーザの選択した画像が基準画像として設定（記憶）されることを防ぐことができる。
【００２１】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に、特徴的部分が存在するか否かを判定するものである。これにより、適否判定の対象となりうる対象画像が、基準画像として適用できるものであるか否か判別することが可能となる。
【００２２】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合には、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定するので、所定の特徴を付加した特徴付加判定画像と対象画像との相似度に基づき、基準画像の判定を行うことができる。よって、例えば、一見文字や絵柄が多く見え、その分布が均一な対象画像を判定する際、目視では判定しにくい場合があるが、このような対象画像であっても不適であると正確に判別することができる。
【００２３】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定するので、輝度分布の分散度合いに基づき、対象画像が乱丁検知の基準画像として適しているか否かを判定することができる。よって、比較検証を行わず、対象画像の輝度から分散又は標準偏差を計算するだけで基準画像としているか否かを簡単に判別することができる。しかも、前記比較検証を行わずに済むので、基準画像として適しているか否かの判定処理を短時間で行うことが可能となる。
【００２４】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定するので、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にあるか否かに基づき、対象画像が乱丁検知の判定基準画像として適しているか否かを判定することができる。しかも、前記比較検証を行わずに済むので、基準画像として適しているか否かの判定処理を輝度に基づく判定のみで行うので、その処理を短時間で行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記基準画像適否判定手段は、適否判定の対象となる前記対象画像に対し所定の特徴を付加することにより特徴付加判定画像を生成し、該特徴付加判定画像と前記特徴の付加されていない前記対象画像の相似度を比較して相似度を算出し、該相似度が一定値を超えている場合に、相似度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、適否判定の対象となる前記対象画像の輝度分布の分散度合いが、一定値を超えている場合には、輝度分散度適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定し、適否判定の対象となる前記対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、画素数適否判定方式として、前記対象画像を乱丁検知の判定基準画像として適していると判定し、これら相似度適否判定方式、輝度分散度適否判定方式、又は画素数適否判定方式の内、複数の判定方式で前記対象画像の適否判定を行い、複数の判定方式により乱丁検知の判定基準画像として適していると判定された場合のみ、前記対象画像を基準画像として採用する。これにより、複数の判定方式で対象画像の判別を行うので、基準画像であるか否かを高い精度で判定することが可能となる。
【００２６】
本発明の乱丁検知装置によれば、前記特徴の付加されていない対象画像をモニタに表示することができるので、ユーザは対象画像に特徴の付加が適切になされているかを、モニタで視認して把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図１〜図１１により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
【００２８】
図１は丁合装置を示す概略構成図、図２は、丁合装置に構成された光拡散筒で、載置された用紙が位置ずれしないように保持された状態を示す構成図、図３は丁合装置に構成される乱丁検知装置を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、丁合装置１には、縦一列に並設された給紙台たる給紙棚２、給紙棚２に積載された用紙束Ｐから、用紙を１枚ずつ分離させ取り出す、各給紙棚２に対応して設けられている給紙装置３を備え、ページごとに区分けして積載された印刷が施された各用紙を各給紙棚２に積載しておき、これらを綴じて冊子が製造される際には、各給紙装置３で１枚ずつ分離して取り出した用紙を重ねて、綴じや製本等の処理を施す機器に供給されるようになっている。
【００３０】
給紙装置３には、ページを間違えて積載したり、用紙の表裏を逆に積載してしまったり、前後方向を間違えて積載したまま給紙を行うと、不良ページが混入する、いわゆる乱丁の発生を検知する乱丁検知装置１０が構成されており、この乱丁検知装置１０には、撮像手段たるＣＣＤカメラ（以下、カメラと称す）１１、被写体たる用紙に光を照射するための光源としてのＬＥＤ発光手段１２、ＬＥＤ発光手段１２の光源を拡散させる光拡散筒１３を備え、この光拡散筒１３は、図２に示すように、載置された用紙が機器の振動等に伴い位置ずれしてしまうことを上方から押圧して抑止する振動抑制機能を有している。
【００３１】
ここで、図３に基づき、乱丁検知装置１０の概略構成について説明する。乱丁検知装置１０には、同図に示すように、給紙棚２に積載された用紙束から１枚ずつ取り出される用紙の印刷面の一部としての紙面画像を撮像する前述したカメラ１１、このカメラ１１の動作制御を行うカメラ制御部１４、乱丁検知装置１０の構成された給紙装置３の全体を制御する給紙装置用ＣＰＵ１５、カメラ１１で撮像された紙面画像の一部である対象画像が、後述する、相似度適否判定方式、輝度分散度適否判定方式、画素数適否判定方式を用いて、乱丁検知の基準画像として適しているものか否か判定する基準画像適否判定手段１６、各給紙棚２に配設された用紙の紙面画像の一部を基準画像と比較して乱丁の有無を検知する乱丁検知手段１７、基準画像適否判定手段によって乱丁検知の基準画像として適していると判定された対象画像を、基準画像として取得・記憶する基準画像取得手段１８、カメラ１１により撮像された画像を表示するモニタ１９、モニタ１９に表示された紙面画像の一部分をユーザが指定して、この指定した一部分の画像を対象画像とするユーザ指定手段２０等を備える。なお、ここで本実施例のおける、「紙面画像」「対象画像」「基準画像」を定義付けると、「紙面画像」は用紙の一部をカメラ１１が撮像した全範囲（５１２×５１２ドット）をさし、「対象画像」は紙面画像の一部であって、基準画像として適しているか否かを判定する判定対象の画像（１２８×１２８ドット）をさし、「基準画像」は基準画像適否判定手段で乱丁検知の基準画像として適していると判定された対象画像を取得し、記憶したもの（１２８×１２８ドット）をさすもので、「基準画像」はあくまで適否判定を行った後に記憶されて初めて存在し得るものとなる。
【００３２】
次に、カメラ１１で紙面画像を予め撮像して得られた対象画像が、基準画像として適しているか否かを判定する方法のひとつである相似度適否判定方式について図４により以下に説明する。なお、基準画像とカメラで撮像された紙面画像との比較は、丁合作業中に行われるものであり、相似度適否判定方式のほか、後述する輝度分散度適否判定方式及び画素数適否判定方式は、丁合作業を行う前に、丁合作業中で用いる基準画像を取得する段階で、その候補である対象画像が基準画像として適しているかどうかを判定する方法である。
【００３３】
（相似度適否判定方式）
図４（ａ）に示してある１０個（１段目から１０段目）の画像は、丁合装置１の１０個の給紙装置３のそれぞれで撮像された画像を１つずつ示しているものであり、具体的には、図４（ａ）では最上段最も左が給紙棚２の１段目、その右側が２段目、さらにその右側が３段目、さらにその右（最上段最も右側）が４段目、次に中段最も左が５段目・・・の順になっており、最下段の左から２個目が１０段目に相当する。図４（ａ）ではそれぞれの給紙装置で得られた対象画像を表示したもので、図４（ｂ）はそれぞれの対象画像に特徴を付加した特徴付与判定画像を示している。
【００３４】
図４（ａ）に示した１０個の対象画像の各々に対して、所定の特徴を付与した特徴付加判定画像を生成する（図４（ｂ）に示した状態）と（なお、「所定の特徴」とは、対象画像に対し、黒い線を１本または数本入れたり、黒丸などの図形であって、これを対象画像に対して入れた後、特徴付加判定画像として使用するものである）、対象画像と特徴付加判定画像との正規相関値を後述する数式１で算出し（なお、この数式で実際に丁合装置の１段目から１０段目までについて、対象画像と特徴付加判定画像とを比較した事例が図６である）、これらの相似度を比較評価する。相関値は、比較したそれぞれの画像がどれだけ似ているか（相似度）を判断するパラメータであり、対象画像がほとんど濃淡の無い画像であれば、それに対して特徴を加えた特徴付加判定画像と比較すると、相関値が低くなる。一方、対象画像が特徴の多い（濃淡が多い）画像であれば、それに対して特徴を加えた特徴付加判定画像と比較すると、この判定画像においては相関値が高くなる（目視では、濃淡の多い画像に特徴を付与しても、付与前と付与後の違いがわかりにくい。相関値はこの視覚性を数値化したものである）。
【００３５】
【数１】
2009292088.tif 000003
なお、第１画像と第２画像を比較するとして、
ｆ（ｉ，ｊ）は第１画像の座標（ｉ，ｊ）  （ｉ，ｊ）の画素の輝度、
ｓ（ｉ，ｊ）は第２画像の座標（ｉ，ｊ）  （ｉ，ｊ）の画素の輝度、
ｆ，ｓの上にバーがついているのは、それぞれ第１，第２画像の全画素の輝度平均を示している。
相関値Ｒは、０から１の範囲で算出され、図６の縦軸における「１０％」はＲ＝０．１、「５０％」はＲ＝０．５、「１００％」はＲ＝１．０となる。
【００３６】
また、相似度適否判定方式においては、「対象画像」と「特徴付加判定画像」の比較を行い、その結果得られた相関値が一定値を超えているか否かで、基準画像として適しているか否かを判定するが、図６の左側のグラフが図４における比較結果、図６の右側のグラフが図５における比較結果を示していることから、例えば、図４において、１から１０段目まですべての対象画像に特徴的部分を含む場合、図５は１０段分の対象画像のうちの一部（４，５，６，７，８段目）に、特徴的部分を含まない（真っ白な）画像がある場合が示される。よって、基準画像の適否判定方法として、一定値が＝６０％だとすると、一定値を下回る画像は、画像の中に絵柄が少ない、または無いことになり、乱丁検知に適していないことになる。よって、図６の左側のグラフでは１〜１０段目まですべて「ＯＫ」、右側では４，５，６，７，８段目はＯＫ、それ以外はＮＧとなる。すなわち真っ白な対象画像は基準画像としてＮＧと判定される。なお、変形例として、６０％〜９８％の範囲にあるものを「ＯＫ」とし、その範囲外のものをＮＧとする方法もあり、９８％を上回るものは、対象画像と特徴付加判定画像がほとんど一致していることになるので、対象画像が真っ黒である可能性があることから、９８％以上をＮＧとすることにより、真っ黒な対照画像が「ＯＫ」と判断されるのを避けることができる。
【００３７】
また、前記相似度適否判定方式で生成した特徴付加判定画像等を、ユーザが見えるように、図４で示した特徴付加判定画像（図４（ａ））及び対象画像や、図６に示したグラフ等をモニタ１９で表示させ、視認可能にしても良く、特徴付加判定画像は対象画像と並べて表示すると対比し易くてよい。対象画像の濃淡が少なくて、例えば真っ黒な用紙の場合は、対象画像に黒い線を特徴として付与しても、付与前と付与後の画像がほぼ同一（変化が見られない）となるので、検知に適していると判断してしまうことになる。そこで、その場合には、特徴付加判定画像をモニタ１９に表示させることにより、ユーザはモニタ１９で適切に特徴が付与されているかどうかを確認できる。適切でなければ、線の位置、数、太さ、色（濃度）などを適宜変更できるようにすると良い。なお、相関値が９８％以上である場合に不適とされＮＧとなれば、真っ黒な画像は不適と判断される。しかし、対象画像が特徴を有して乱丁検知に適した画像であっても、特徴付加判定画像を生成する際に特徴を付与した箇所が対象画像の黒い部分と偶然一致した場合も不適とされてしまう。しかし特徴付加判定画像１９をモニタ１９に表示すれば、対象画像と特徴付加判定画像の相違を目視でも確認できるので、対象画像と特徴付加判定画像との完全一致を避けるように、付与する特徴を変更できる。
【００３８】
次に、対象画像を構成する各画素の輝度がどれくらいバラついているかを検証することにより、基準画像として適しているかどうかを判定する輝度分散度適否判定方式について図９及び図１０に基づき以下に説明する。なお、図９は、図１に示す給紙台たる給紙棚２の１段目から１０段目までの対象画像を示したものであり、図１０は、これらに対応する給紙装置番号を横軸に１から１０を付し、縦軸には標準偏差を示している。
いる。
【００３９】
（輝度分散度適否判定方式）
輝度分散度適否判定方式は、対象画像に濃淡が多い場合は輝度のバラツキが多くなることから、対象画像の輝度が、その平均値に対するバラツキがどれほどであるかを検証するものである。具体的には、対象画像を構成する各画素の輝度の分散、又は標準偏差を算出し、これが一定値を超えていると、乱丁検知に適していると判断する。
分散は下記の数式２で算出する。
【００４０】
【数２】
2009292088.tif 000004
ｎ：対象画像を構成する画素の数
ｘ：輝度
ｘの上にバー：対象画像を構成する画素の輝度の平均
ｘｉ：ｉ個目の画素の輝度
標準偏差σを求める場合は、数式１で求められた分散σ２の平方根を求める。
【００４１】
前記標準偏差においては、一定値が２０を超えるものをＯＫ、２０未満のものをＮＧとした場合、給紙棚２の１，２，５，７，９段目はＯＫ、給紙台３，４，６，８，１０段目はＮＧとなる。すなわち、特徴の多い画像をＯＫ、少ない画像をＮＧとする。
【００４２】
（画素数適否判定方式）
次に、対象画像を構成する各画素の輝度について、あるしきい値を定め、しきい値以上である画素数の割合がどれくらいであるか、を検証することにより、基準画像として適しているかどうかを判定する画素数適否判定方式について図９及び図１１に基づき以下に説明する。なお、図９は前述したように、図１に示す給紙装置３の１段目から１０段目までの対象画像を示したものであり、図１１は、これらに対応する給紙装置番号を横軸に１から１０を付し、縦軸にはしきい値未満の画素数の割合を示している。
【００４３】
画素数適否判定方式は、対象画像において、輝度がしきい値以上である有効画素数の全画素数に占める割合により、この対象画像が基準画像として適しているか否かを判断する方式である。
【００４４】
また、画素数適否判定方式におけるしきい値は、画像を２値化するのに適したしきい値が良い。画像の２値化は、濃淡を有する画像の各画素について、輝度がしきい値を超えている画素を黒、しきい値未満の画素を白として白黒画像を得るものである。文字や絵柄に相当する部分のみを黒い画素として残すことができるように、適切なしきい値を定めることにより、このしきい値を超えている画素数の全画素数に対する割合によって、文字や絵柄に相当する部分がどれだけ存在するか、を判断できることになる。その割合が少なすぎると、文字や絵柄に相当する部分が少なく、特徴が無い、もしくは少ないので、乱丁検知に適していないことになる。また、多すぎると、文字や絵柄が多すぎて真っ黒に近くなり、これも特徴が無い、乱丁検知に適していないことになる。
【００４５】
しきい値の決定は、そのしきい値で２値化して文字や絵柄を黒く残すことができるようなしきい値を、対象画像ごとに求める。具体的なしきい値の決定方法は後述する。次に対象画像の全画素の輝度をしきい値と比較し、各画素の輝度が、しきい値以上である画素数と、しきい値未満である画素数との割合が所定範囲内（黒い部分が１０％以上〜３５％以下、より好ましくは黒い部分が１０％以上〜２５％以下）にあれば乱丁検知に適していると判断する。その一方で、特徴がない画像は、輝度が一定値以上（３６％以上）か、もしくは一定値以下（１０％未満）の、どちらかに偏るからである。よって、基準画像適否判定手段１６は、適否判定の対象となる対象画像を構成する画素のうち、輝度が基準値（しきい値）を超えている画素数と、超えていない画素数との割合が、一定の範囲内にある場合には、対象画像を乱丁検知の基準画像として適していると判定する。
【００４６】
前記しきい値未満の画素数の割合においては、一定値が２％を超えるものをＯＫ、２％未満のものをＮＧとする。すると、各給紙棚２に対応する、１，２，５，７，９段目はＯＫ、それ以外の３，４，６，８，１０段目はＮＧとなる。すなわち、特徴の多い画像をＯＫ、少ない画像をＮＧとすることができる。なお、しきい値は、下記数式３で算出する。
【００４７】
【数３】
2009292088.tif 000005
ｔ：しきい値
ｇｇ：撮像画像（対象画像ではなく、撮像した全体の５１２×５１２ドットの画像）の中で、最も輝度が低い画素の輝度。
σ：対象画像（１２８×１２８ドット）の全画素の標準偏差
【００４８】
なお、前記数式３の考え方としては、撮像画像の最も輝度の低い画素の輝度を基準として、対象画像の輝度のバラツキである標準偏差を考慮した数値を足す。これによって、対象画像の特徴的部分が多い場合、標準偏差が大きくなってしきい値も大きくなり、その特徴的部分がしきい値未満になる。ｇｇを基準として６×σを足すことで、特徴的部分が多い場合には、確実にその特徴的部分がしきい値未満に収まるようになる。
【００４９】
また、特徴的部分が少ない場合は、標準偏差も小さくなるから、しきい値も小さくなり、特徴的部分も含めて対象画像のほとんどの部分がしきい値以上になる。したがって、そのしきい値未満の画素数の、全画素数に対する割合がどれくらいであるか、で、特徴的部分が多いか少ないかを判断することができる。なお、しきい値の決定方法はこの方法に限られず、公知の方法、例えば判別分析法などを用いても良い。
【００５０】
次に、上記した適否判定方式のうち、複数の適否判定方式を組み合わせて適否判定を行う方式の一動作例について以下に説明する。
【００５１】
先ず、カメラ１１で取得した紙面画像の一部（サイズは２５６×２５６ドット）の範囲内で、複数の対象画像を取得する。具体的には、紙面画像の一部に２５６×２５６ドットの範囲を画定し、この範囲内で１２８×１２８ドットの対象画像を縦方向、及び横方向に１６ドットずつずらしながらそれぞれ取得し、計６４個（縦８個×横８個）の対象画像を取得する。そして取得した６４個の画像それぞれについて画素数適否判定方式により第１の適否判定を行う。
【００５２】
第１の適否判定の結果、輝度が一定値以下（２値化したときの黒い部分）である割合が所定範囲内（１０〜２５％）にあるもののうち、最もカメラ１１の画角の中心に近い（若しくは、中央）対象画像に対し、相似度適否判定方式による第２の適否判定を行う。
【００５３】
第２の適否判定の結果が、相似度適否判定方式による条件を満たしていれば、基準画像適否判定手段１６は、対象画像を基準画像として基準画像記憶部１８ａに記憶する。
【００５４】
一方、第２の適否判定の結果、相似度適否判定方式による条件を満たしていなければ、第１の適否判定の条件を満たした対象画像の近傍の対象画像が選択され、その対象画像に対し、相似度適否判定方式による第２の適否判定が行われ、第２の適否判定の条件を満たすまでこれらの動作が繰り返される。なお、撮像された対象画像は、その撮像範囲の端に近い部分は画像が、カメラ１１による撮像であることからゆがむので、ゆがみの少ない画像中心に近い部分を優先的に撮像して取得する。
【００５５】
従って、先ず第１の適否判定で複数の対象画像をふるいにかけてから、次に、ゆがみの少ない対象画像を優先的に選択し、この選択した対象画像を、第２の適否判定することで、短時間でゆがみの少ない基準画像を得ることが可能となる。なお、さらに付言すれば、本実施例における第２の適否判定（相似度適否判定方式）は、第１の適否判定（画素数適否判定方式）に比べ、その処理時間を要するため、処理時間の少ない第１の適否判定を第２の適否判定（相似度適否判定方式）を行う前に行い、第１の適否判定にて複数の対象画像から好ましい画像をふるいにかけ候補を選出した後、時間を要する第２の適否判定を行うことで、対象画像が乱丁検知の基準画像として適しているか否かを短時間で判定することが可能となる。
【００５６】
上述した一動作例においては、画素数適否判定方式と相似度適否判定方式との二つの方式を適用して適否判定を行っているが、特にこの組み合わせで判定することに限定するものではなく、相似度適否判定方式、輝度分散度適否判定方式、画素数適否判定方式の内、これら複数の判定方式を適宜組み合わせて対象画像の適否判定を行えば、高精度で乱丁検知を行うことが可能となる。
【００５７】
また、例えば細かい文字が多く均一に分布しているような画像は、メリハリが少ないので乱丁検知の照合には不向きであり、画素数適否判定方式では黒い部分の割合しか検証しないので、乱丁検知に適していると判定される可能性がある。しかし、相似度適否判定方式では、例えば線を１本付与しても画像の変化が少ないので、不適と判断され、全体の結果は不適となる。したがって、両者を併用することにより、よりよい基準画像をより確実に得ることができる。
【００５８】
次に、カメラ１１で撮像された紙面画像をモニタ１９に表示し、ユーザがモニタ１９に表示された紙面画像から、所望する紙面画像の一部を選択する手動取得方法について、図７、図８により以下に説明する
【００５９】
先ず、カメラ１１で撮像した紙面画像を、図７に示すようにモニタ１９に表示する。次に、対象画像を指定するための枠ａで囲まれている部分を、マウスドラッグなどで動かし、適否判定を行いたい対象画像を選択（図８の枠ａ内）し、マウスクリックや決定ボタン等で選択した対象画像の決定を行う。
【００６０】
前記決定を行ったら、対象画像がユーザ指定手段２０に記憶され、この対象画像について、基準画像適否判定手段１６により適否判定が行われる。この際の適否判定は、画素数適否判定方式、相似度適否判定方式で行う。どちらの条件も満たせばＯＫとなり、どちらかの条件を満たさないのであればＮＧとなり、「ＯＫ」又は「ＮＧ」でその旨が、モニタ上に表示される。ユーザは、「ＮＧ」がモニタに表示された場合において、画像上で再び枠を移動させると、その移動先の部分が新たな対象画像として取得され、その画像が改めて適否判定される。そして、ユーザは「ＯＫ」が出るまで枠の移動を繰り返し、「ＯＫ」が表示されたら、「ＯＫ」の表示された対象画像が基準画像として基準画像取得手段１８に登録される。よって、ユーザは手動操作により、紙面画像の中央若しくはそれに近い部分を優先して、紙面画像から対象画像を切り取ることが可能であり、手動取得方法においては、適否判定は、適否判定を起動するための判定ボタンなどを押したりクリックしたりするのではなく、枠ａの移動が手動で停止されたら直ちに実施されるようにしても良く、また、ユーザが枠ａをドラッグしている間、常にＯＫ，ＮＧ表示をするようにしても良い。このような手動取得方法によれば、モニタ１９に表示された紙面画像から、ユーザが対象画像を指定することができるので、ユーザが特徴的な部分を意識して選択することができ、かつ選択ミスによって乱丁検知に不適な基準画像が記憶されることを防ぐことができる。
【００６１】
ここで、乱丁検知の順序を説明する。まず、丁合装置１をスタートさせる。次に、給紙動作が始まる前に、用紙束Ｐの最上位の用紙上面の紙面画像をカメラ１１で撮像する。次に、撮像した画像中に、２５６×２５６ドットのサーチ範囲を画定し、このサーチ範囲内で、１２８×１２８ドットの画像を取得して基準画像と比較し、相関値を得る。この相関値が一定値以上であれば、乱丁ではないと判定し、給紙動作を行って用紙を１枚取り出す。相関値が一定値以下であれば、サーチ範囲内で位置を１ドットずつずらして、再度１２８×１２８ドットの画像を得る。これを繰り返し、全サーチ範囲における比較が完了しても、相関値が一定値を超えることが全く無かった場合、乱丁としてエラーを発生し、装置を停止させる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】丁合装置を示す概略構成図である。
【図２】丁合装置に構成された光拡散筒で用紙が位置ずれしないように保持された状態を示す構成図である。
【図３】丁合装置に構成される乱丁検知装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】すべての対象画像に特徴的部分を含む場合の、特徴付加判定画像と特徴を付加していない画像を示す説明図である。
【図５】対象画像のうちの一部に、特徴的部分を含まない（真っ白な）画像がある場合の、特徴付加判定画像と特徴を付加していない画像を示す説明図である。
【図６】対象画像と特徴付加判定画像との相関値を、各給紙棚ごとに算出した結果を示すグラフである。
【図７】モニタに紙面画像を表示した状態を示す説明図である。
【図８】マウスドラッグなどで枠を移動させている状態を示す説明図である。
【図９】図１に示す給紙棚の１段目から１０段目までに対応する対象画像を示した説明図である。
【図１０】輝度分散度適否判定方式の標準偏差値を示すグラフである。
【図１１】画素数適否判定方式のしきい値未満の画素数の割合を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
２  給紙台（給紙棚）
３  給紙装置
１０  乱丁検知装置
１１  カメラ（撮像手段）
１６  基準画像適否判定手段
１７  乱丁検知手段
１８  基準画像取得手段
１９  モニタ
２０  ユーザ指定手段
Ｐ  用紙束
【図１】
2009292088.tif 000006
【図２】
2009292088.tif 000007
【図３】
2009292088.tif 000008
【図４】
2009292088.tif 000009
【図５】
2009292088.tif 000010
【図６】
2009292088.tif 000011
【図７】
2009292088.tif 000012
【図８】
2009292088.tif 000013
【図９】
2009292088.tif 000014
【図１０】
2009292088.tif 000015
【図１１】
2009292088.tif 000016