(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製版用フィルム、刷版、印刷物等の表面を計測する測定装置であって、
一定の画線幅を有する画線群からなる２次元画像をその表面に記録又は印刷された測定対象物から前記２次元画像を読み取る光学式画像入力手段（ｆ１）と、前記入力された２次元画像を画線寸法算出に適した画像調整する画像調整手段（ｆ２）と、前記画線寸法算出に適した画像に調整された２次元画像をデジタル２値画像データに変換する画像データ変換手段（ｆ３）と、前記変換されたデジタル２値画像データのうちの画線の連結成分の画像データを改善する連結成分画像データ改善手段（ｆ４〜ｆ６）と、前記改善後の画像データから形状の特徴抽出を数値データとして作成する画像データ形状特徴抽出手段（ｆ７）と、前記形状の特徴抽出の数値データから画線寸法を算出する画線寸法算出手段（ｆ８）と、前記算出された画線寸法を出力する画線寸法出力手段（ｆ９）とからなる画線寸法測定装置。
【請求項２】
前記画像調整手段が、２次元画像の解像度及び角度の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項３】
前記画像調整手段が、２次元画像をアフィン変換することを特徴とする請求項2記載の画線寸法測定装置。
【請求項４】
前記連結成分画像データ改善手段が、画像データの収縮又は膨張処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項５】
前記連結成分画像データ改善手段が、画像の面積除去処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項６】
前記連結成分画像データ改善手段が、画像の領域除去処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項７】
前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる連結成分を平行四辺形とみなし、その平行四辺形の重心（Ｐ）を通る最小切断長（Ｌ）を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項８】
前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる連結成分平行四辺形とみなし、その平行四辺形のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における向かい合う2辺の距離のうち、一方の短い距離を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【請求項９】
前記画線寸法算出手段が、平行四辺形の各部を、フェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）とすると、前記測定対象物の画線幅（ｗ）が、数１の数式で算出することを特徴とする請求項8記載の画線寸法測定装置。
【請求項１０】
前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる遵結成分の輪郭部分が不規則な場合は、２値画像の画素からなる連結成分から得た慣性楕円の楕円長軸（Ｌ３）と前記連結成分の平行四辺形のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における長辺の畏さとの割合を、慣性桁円の楕円短軸（４）に適用した距離を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする請求項１記載の画線寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製版用フィルム、刷版、印刷物にて画線の正確な測定、管理が要求される偽造防止用印刷物の製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
銀行券、株券、債券等の有価証券、各種証明書及び重要書類等の印刷物（以下、証券印刷物と称する）において偽造、変造防止策は重要な要素である。これら偽造、変造防止用の印刷物の偽造、変造防止策を有効にするには、印刷物中の画線管理が重要になる。特にコピー防止画線と呼ばれる方法の印刷物は各製造段階で数μｍの差が製品の品質に影響する。
【０００３】
一般的に印刷物の画線管理において品質を判断する要素としては、主に２種類の方法がある。一方は画線寸法の測定であり、管理方法としては印刷物及び製造中間工程物（フィルム等）の直線又は曲線の画線幅及び網点（スクリーンセル）の大きさを計測することである。他方は画線面積率の測定であり、管理方法としては印刷物及び製造中間工程物（フィルム等）の測定対象物の表面上に光を照射した際における光の吸収度合い計測する反射濃度から得た画線面識率と、前記対象物の基材中に光を透過した際における光の吸収度合い計測する透過濃度から得た画線面積率である。一方及び他方の画線管理方法を製品の用途によってどちらかを適用するのが一般的な画線管理方法である。
【０００４】
今日、一般的な商業印刷物は雑誌、広告の図柄に見られるように、文字と写真の集合画像である。文字と写真が意図する内容はそれぞれ別種の情報体であるから、文字に関しては主に画線幅の寸法管理が重要であり、写真に関しては主に網点の画線面積率の管理が重要である。従って、画線寸法の測定と画線面積率の測定を必要に応じてそれぞれ実行すればよい。しかし、偽造、変造防止用の印刷物、特にコピー防止画線と呼ばれる方法では画線寸法と画線面積率の両者が同時に関わる影響が大きく、両者を同時に管理しなければならない。
【０００５】
証券印刷物の偽造、変造防止策は主に幾何学模様を多用化した図柄をデザインに用いる方法と、印刷物に対し何等かの手段と作用を加えると目視では認識できなかった潜像を現出するような方法がある。
【０００６】
前記の幾何学模様を用いる偽造、変造防止策としては、地紋、彩紋模様、レリーフ模様等があり、基本的に一定の画線幅による曲画線の集合によって模様を構成しているものである。これらの模様は印刷物のデザイン等の意匠性を加味し、偽造、変造防止策を施すことができ、模様を複雑にすることによって偽造物における同一の模様を作製しようとするのを困難とし、写真製版装置による抽出又は複写機では再現されにくい色彩を用いたり、複雑な曲画線にして複写機及びスキャナーの走査入出力に対するモアレを発生させたりすることで偽造防止策としての役割を高めている。また、前記模様類は証券印刷物等のデザインにおいて世界的に広く用いられていると同時に、銀行券、株券、債券等の金銭的価値を有する印刷物の模様として古くから用いられていたことにより、現在でも一般的に高級感を印象づけるデザインとして重要な模様となっている。従って、銀行券、株券、債券等の有価証券、各種証明書及び重要書類等の印刷物において、地紋、彩紋模様、レリーフ模様等はデザイン上欠かすことのできない模様である。前記模様は画線幅と画線の集合密度即ち画線面積率が重要であり、偽造、変造防止効果の有無は画線寸法の管理と画線面積率の管理の両方が必要になる。
【０００７】
製版用フィルム又は印刷物の画線寸法を測定する方法としては、顕微鏡を用いファインダーに見える定規を、製版用フィルム又は印刷物の拡大映像と合わせて目視によって確認し、おおよその画線寸法を知ることができる。しかし、製版用フィルム又は印刷物上の画線の輪郭は不鮮明であることが多く、目視の確認は困難であるため、判断基準が曖昧になり測定者による人的誤差が生じ正確な画線寸法測定を行うことができないという問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点に鑑み、コンピュータ画像処理方法を用いて、２次元像（製版用フィルム及び印刷物等）の画線寸法を正確に、且つ人的誤差がなく測定することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の画線幅を有する画線群からなる２次元画像をその表面に記録又は印刷された測定対象物から前記２次元画像を読み取る光学式画像入力手段（ｆ１）と、前記入力された２次元画像を画線寸法算出に適した画像調整する画像調整手段（ｆ２）と、前記画線寸法算出に適した画像に調整された２次元画像をデジタル２値画像データに変換する画像データ変換手段（ｆ３）と、前記変換されたデジタル２値画像データのうちの画線の連結成分の画像データを改善する連結成分画像データ改善手段（ｆ４〜ｆ６）と、前記改善後の画像データから形状の特徴抽出を数値データとして作成する画像データ形状特徴抽出手段（ｆ７）と、前記形状の特徴抽出の数値データから画線寸法を算出する画線寸法算出手段（ｆ８）と、前記算出された画線寸法を出力する画線寸法出力手段（ｆ９）とからなる画線寸法測定装置である。
【００１０】
本発明は、前記画像調整手段が、２次元画像の解像度及び角度の調整を行うことを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１１】
本発明は、前記画像調整手段が、２次元画像をアフィン変換することを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１２】
本発明は、前記連結成分画像データ改善手段が、画像データの収縮又は膨張処理を行うことを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１３】
本発明は、前記連結成分画像データ改善手段が、画像の面積除去処理を行うことを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１４】
本発明は、前記連結成分画像データ改善手段が、画像の領域除去処理を行うことを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１５】
本発明は、前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる連結成分を平行四辺形とみなし、その平行四辺形の重心（Ｐ）を通る最小切断長（Ｌ）を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１６】
本発明は、前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる連結成分平行四辺形とみなし、その平行四辺形のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における向かい合う2辺の距離のうち、一方の短い距離を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１７】
本発明は、一前記画線寸法算出手段が、平行四辺形の各部を、フェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）とすると、前記測定対象物の画線幅（ｗ）が、数１の数式で算出することを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【数１】
0003766904.tif 000002
【００１８】
本発明は、前記画線寸法算出手段が、２値画像の画素からなる遵結成分の輪郭部分が不規則な場合は、２値画像の画素からなる連結成分から得た慣性楕円の楕円長軸（Ｌ３）と前記連結成分の平行四辺形のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における長辺の畏さとの割合を、慣性桁円の楕円短軸（４）に適用した距離を前記測定対象物の画線寸法として算出することを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、光学式画像入力部と、操作部、演算部、表示部を備えたコンピュータから成る画像解析部で構成し、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像を２値画像化し、前記２値画像に収縮又は膨張、閾値削除していることを特徴とする前記画線寸法測定装置である。
【００２０】
第１の画線寸法測定方法は、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像を２値画像化し、前記２値画像の画素から成る連結成分の重心Ｐを通る最小切断長（Ｌ）が、前記測定物の画線寸法としている。
【００２１】
第２の画線寸法測定方法は、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像を２値画像化し、前記２値画像の画素から成る連結成分のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における向かい合う２辺の距離のうち、一方の短い距離が前記測定物の画線寸法としている。
【００２２】
第３の画線寸法測定方法は、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像を２値画像化し、前記２値画像の画素から成る連結成分から得た慣性楕円の楕円長軸Ｌ３と、前記連結成分のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）から求めた平行四辺形における長辺の長さとの割合を、慣性楕円の楕円短軸Ｌ４に適用した距離が、前記測定物の画線寸法としている。
【００２３】
更に、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像をアフィン変換した後に２値画像化していることを特徴とする、前記画線寸法測定方法を有効に作用している。
【００２４】
更に、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像を２値画像化し、前記２値画像に収縮又は膨張、閾値削除していることが前記画線寸法測定方法を有効に作用している。
【００２５】
更に、一定の画線幅から成る画線群を有した２次元画像の測定物を、光学式画像入力部で前記測定物の画像の入力を行い、以下コンピュータを用いて入力した画像をアフィン変換した後に２値画像化し、前記２値画像に収縮又は膨張、閾値削除していることを特徴とする前記画線寸法測定方法を有効に作用している。
【００２６】
【実施例】
本発明は、コンピュータ画像処理方法を用いた、一定の画線幅から成る画線群を有する２次元像（製版用フィルム及び印刷物等）の画線寸法を正確に測定できる画線寸法測定方法及びその装置と画線寸法測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。実施例にて詳細に説明する。
【００２７】
図１の画線寸法測定装置は図１に示すように、ＣＣＤカメラ等を有する光学式画像入力部（１）と、前記入力部（１）から得た入力画像を画像処理して画線寸法を算出する画像解析部（２）で構成するものである。画像解析部（２）は操作部（３）、演算部（４）表示部（５）からなり、測定プログラムは図２に示す画線寸法算出処理フローチャートによって前記入力部（１）から得た測定対象物（６）の入力画像から画線寸法を算出するものである。
【００２８】
図２に示す画線寸法算出処理フローチャートを詳細に説明する。先ず本実施例では、図１の光学式画像入力部（１）から画像の入力（ｆ１）を行い、読み込んだ画像はデジタル画像として画像解析部（２）でアフィン変換（ｆ２）により画線寸法算出に適した解像度や角度の調整を行う。同じく画像解析部（２）にて２値化（判別分析法）（ｆ３）によって２値画像を作成し、前記２値画像から連結成分の任意の収縮と膨張（ｆ４）及び、面積除去（ｆ５）と領域除去（ｆ６）等の閾値削除によって、画線寸法算出に必要な連結成分を生成する。更に、前記連結成分に形状特徴抽出（ｆ７）を行い、前記連結成分の形状特徴を数値データとして得る。更に、前記数値データを（ｆ８）にて画線寸法を得、表示もしくはデータファイルによって解析結果の出力（ｆ９）を行うものである。また、２値画像に関する収縮と膨張（ｆ４）、面積除去（ｆ５）、領域除去（ｆ６）等の各種連結成分処理は、画線寸法算出に必要な連結成分を得るものであれば何ら限定するものではない。
【００２９】
次に、図１の光学式画像入力部（１）にて、図３に示す２次元画像の測定物（７）の画線（ａ）を例えば２００倍率のＣＣＤカメラで撮影し、撮影した映像を図４のデジタル画像（ａ１）として読込む。また、測定物が製版用フィルムとは限らないので、印刷物等の着色画像も読込み可能にするため、ＣＣＤカメラはカラー対応であることが望ましい。必要に応じてＲＧＢの色分解画像からコントラストの高い画像を選択し、後の処理に用いても構わない。
【００３０】
次に、図１の画像解析部（２）にて、前記デジタル画像を、画線寸法算出に適した解像度や角度の調整を行うため、アフィン変換をを行う。本実施例では画角を縦４８０ピクセル、横７５２ピクセルとした。アフィン変換は画像全体の角度の調整も可能であるが、後述の画線寸法算出で補正できるため本実施例では行わない。
【００３１】
次に、アフィン変換した前記デジタル画像を２値化（判別分析法）し、図５の２値画像（ａ２）を得た。図６の２値画像（ａ２）は、前記測定物（７）の画線（ａ）を撮影した際に同時に撮影されたごみが、万線群の連結成分（８）の他にごみの連結成分（９）となったり、傷によって万線群の連結成分（８）が分断されている場合もある。従って、連結成分処理（収縮、膨張及び面積除去、領域除去等）によって２値画像（ａ２）の改善を図る。尚、前記連結成分処理の方法は既に公知の方法であるため、本実施では説明しない。また、２値画像（ａ２）の改善を図るものであれば、処理方法を限定するものではない。記連結成分処理の結果、万線群の連結成分（８）のみを有する図６の２値画像（ａ３）を得た。形状特徴抽出の一例として図７に示すようにな数値を得た。数値の単位はピクセルである。本実施例のＣＣＤカメラの拡大倍率におけるデジタル画像の１ピクセルは１．８８μｍであったからμｍで表記する場合には１．８８をμｍ換算変数とし、前記数値を１．８８倍すれば良い。また、より正確な画線寸法を得るには、任意の数値を加算もしくは減算して微調整を行っても良い。本実施例では、前記数値を１．８８倍したあと２を加えている。
【００３２】
更に、画線寸法測定できる寸法の範囲を広くするため、図１の光学式画像入力部（１）はＣＣＤカメラのレンズに可変倍率レンズを用いることが望ましい。本記実施例では１５０倍から５００倍までの可変倍率レンズを用いているが、測定物を拡大視できるものであれば倍率はこの限りではない。また、本記実施例では２００倍率相当を用いているが、必要に応じて適当な拡大倍率を選択すれば良い。尚、本実施例のＣＣＤカメラの拡大倍率におけるデジタル画像の１ピクセルは１．８８μｍであるが、当然、本実施例と拡大倍率が異なれば１ピクセルの寸法も異なる。従って、形状特徴抽出でえた数値をμｍに換算するには、拡大倍率ごとに異なる。例えば、本実施例で使っている光学式画像入力部の可変倍率レンズを１５０倍に設定した場合、１ピクセルは２．２０３μｍであるから、μｍで表記する場合は前記形状特徴抽出した数値を２．２０３倍すれば良い。これにより、拡大倍率毎にμｍ換算変数を操作部（３）を用いて手動で設定するか、あるいは光学式画像入力部（１）と画像解析部（２）を連動し、光学式画像入力部（１）の可変倍率レンズの拡大倍率を変更すると画像解析部（２）におけるμｍ換算変数が自動的に変更されるようにすると画線寸法測定の作業性が一層向上する。
【００３３】
（実施例１）
次に、前記画線（ａ）の画線幅を算出する第１例を説明する。図８は図６の連結成分（８）を簡略化して、図７の値が示す場所を表したものである。図８に示す２値画像（ａ３）の連結成分（８）の重心Ｐを通る最小切断長（Ｌ）を画線幅として見ることができる。従って、μｍに換算すると、図２の前記測定物（７）の画線（ａ）は画線幅が３４μｍであることが判明した。ただし、常に前記連結成分（８）の重心Ｐから最小の距離を求める方法であるため、後述する第２例、第３例に比較して短く算出される場合がある。
【００３４】
（実施例２）
次に、前記画線（ａ）の画線幅を算出する第２例を説明する。図６の２値画像（ａ３）の連結成分（８）は平行四辺形であるから、形状特徴抽出した図７のフェレ垂直（ｈ）、フェレ径比（α）、絶対最大長（Ｌ１）、対角幅（Ｌ２）の値に対し、数２によって画線幅（ｗ）を求めることができる。図９は図６の連結成分（８）を簡略化して、図７の値が示す場所を表したものである。前記連結成分（８）の前記形状特徴の値を求め、数２にて算出した結果をμｍに換算すると、図２の前記測定物（７）の画線（ａ）は画線幅が３４μｍであることが判明した。
【数２】
0003766904.tif 000003
【００３５】
（実施例３）
次に、前記画線（ａ）の画線幅を算出する第３例を説明する。本発明の測定対象物が製版用フィルムとは限らず、印刷物等の測定も可能にするためには形状特徴抽出の値として慣性楕円を用いても良い。つまり、印刷物では図１０のように、印刷画線から２値化した連結成分が必ずしも平行四辺形にはならず、連結成分（８）の輪郭が不規則に変化している場合が多い。そこで第３例では連結成分（８）の形状特徴を全体的に捉えるために慣性楕円を用いた。慣性楕円は図１１のように２値画像の連結成分（８）の特徴を楕円長軸Ｌ３と楕円短軸Ｌ４で表すことができる。画線幅（ｗ）'の算出には、先ず数１（４）のｙの値を求め、ｗ'＝Ｌ４×ｙ／Ｌ３を計算することで得られる。従って、μｍに換算すると、図２の前記測定物（７）の画線（ａ）は実際の画線幅が３４μｍであることが判明した。
【００３６】
以上、第１例、第２例、第３例で算出する画線幅の値はそれぞれの例で異なる結果が得られる可能性があるが、それぞれ主眼とする測定基準が異なっているためであり算出方法が間違っているものではない。画線寸法をコンピュータで算出することによって、定量化を図ることが目的である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、コンピュータ画像処理方法を用い、２次元像（製版用フィルム及び印刷物等）の画線寸法を正確に測定できる。更に、顕微鏡のファインダーに見える不鮮明な画像を、目視によって判断することがないので、測定者による人的誤差が皆無である。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】    画線寸法測定装置を示した図。
【図２】    画線寸法算出処理フローチャートを示した図。
【図３】    ２次元画像の測定物を示した図。
【図４】    ２００倍率のＣＣＤカメラで撮影した映像を示した図。
【図５】    ２値画像を示した図。
【図６】    改善した２値画像を示した図。
【図７】    形状特徴抽出の一例を示した図。
【図８】    ２値画像（ａ３）の連結成分（８）の重心Ｐを通る最小切断長（Ｌ）を画線幅として示した図。
【図９】    ２値画像（ａ３）の連結成分（８）を平行四辺形として示した図。
【図１０】  印刷画線から２値化した連結成分を示した図。
【図１１】  ２値画像の連結成分（８）の特徴を楕円長軸Ｌ３と楕円短軸Ｌ４で示した図。
【符号の説明】
１    光学式画像入力部
２    画像解析部
３    操作部
４    演算部
５    表示部
６    測定対象物
７    測定物
８    万線群の連結成分
９    ごみの連結成分
ａ    画線
ａ１  デジタル画像
ａ２  ２値画像
ａ３  ２値画像
Ｐ    重心
ｈ    フェレ垂直
α    フェレ径比
Ｌ    最小切断長
Ｌ１  絶対最大長
Ｌ２  対角幅
ｗ    画線幅
【図１】
0003766904.tif 000004
【図２】
0003766904.tif 000005
【図３】
0003766904.tif 000006
【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】
0003766904.tif 000011
【図９】
0003766904.tif 000012
【図１０】
0003766904.tif 000013
【図１１】
0003766904.tif 000014