JP2020144032A - 画像検査装置、および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像の異常を適切に検出する。【解決手段】画像検査装置２０は、画像形成装置１０で画像形成された記録材上の画像を、読み取って読取画像データを生成する読取部２３と、読取画像データに対して閾値を用いて、異常を判定する解析を行い、解析結果を生成する画像解析部２１０と、を備え、画像解析部２１０は、読取画像データを構成するそれぞれの画素を順次、注目画素とし、該注目画素に対して、閾値算出方法を用いて算出した前記閾値を用いて、異常の判定を行い、閾値算出方法は複数種類あり、閾値を算出するための領域に含まれる画素数に応じて、第１の閾値算出方法から他の閾値算出方法に切り替える。【選択図】図３

Description

本発明は、画像検査装置、および画像形成システムに関する。

従来、検査対象面の撮影画像から、検査対象面の異常を検出する画像検査装置が知られている。

特許文献１の画像検査装置では、異常検出のため、注目画素を含む互いに隣接した複数の画素の輝度値に基づき、複数の空間フィルタによって、検査対象面の注目画像における各画素の複数の代表値を算出する。そして複数の代表値に基づいて画像中の異常部分を検出する。

特開２０１７−００３２７４号公報

しかしながら、特許文献１の画像検査装置では、予め決められた複数の空間フィルタにより、複数の代表値を算出するものであり、画像によっては、適切でない代表値を用いて異常部分を検出する虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、条件に応じて設定した閾値により、異常を適切に検出することが可能な画像検査装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）画像形成装置で画像形成された記録材上の画像を、読み取って生成された読取画像データを取得する取得部と、
前記読取画像データに対して閾値を用いて、異常を判定する解析を行い、解析結果を生成する画像解析部と、
を備え、
前記画像解析部は、前記読取画像データを構成するそれぞれの画素を順次、注目画素とし、該注目画素に対して、閾値算出方法を用いて算出した前記閾値を用いて、異常の判定を行い、
前記閾値算出方法は複数種類あり、第１の閾値算出方法における閾値を算出するための領域に含まれる画素数に応じて、第１の閾値算出方法から他の閾値算出方法に切り替える、画像検査装置。

（２）前記閾値を算出するための領域には、前記注目画素を除いた、該注目画素の周辺の複数の画素が含まれ、
前記第１の閾値算出方法では、前記閾値を算出するための領域の複数の画素の画素値から前記閾値を算出し、
前記他の閾値算出方法では、前記注目画素の画素値から前記閾値を算出する、上記（１）に記載の画像検査装置。

（３）前記第１の閾値算出方法では、複数の画素の画素値の統計情報から前記閾値を算出し、
前記他の閾値算出方法では、前記注目画素の画素値から求めた、記録材上の濃度換算値から前記閾値を算出する、上記（２）に記載の画像検査装置。

（４）前記閾値を算出するための領域には、それぞれが前記注目画素の周辺の複数の画素で構成される複数のブロック領域が含まれる、上記（１）から上記（３）のいずれかに記載の画像検査装置。

（５）前記画像解析部は、複数の前記ブロック領域それぞれについて、所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たす前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（４）に記載の画像検査装置。

（６）前記画像解析部は、前記読取画像データから、画像のエッジを抽出するエッジ抽出部を含み、
前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記ブロック領域が、前記エッジ抽出部が抽出した前記エッジを含むか否かを判定し、前記エッジを含まない前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（５）に記載の画像検査装置。

（７）前記画像解析部は、前記読取画像データ、または前記画像形成装置で前記記録材の画像形成に用いた印刷データから、白地領域を抽出する白地抽出部を、さらに含み、
前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記白地抽出部が抽出した前記白地領域を含むか否かを判定し、前記白地領域を含まない前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（５）または上記（６）に記載の画像検査装置。

（８）前記画像解析部は、前記注目画素の周辺領域に含まれる画素それぞれについて、所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たす画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（１）から上記（３）のいずれかに記載の画像検査装置。

（９）前記画像解析部は、前記読取画像データから、画像のエッジを抽出するエッジ抽出部を含み、
前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記周辺領域に含まれる画素が、前記エッジ抽出部が抽出した前記エッジを構成するか否かを判定し、前記エッジを構成しない前記画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（８）に記載の画像検査装置。

（１０）前記画像解析部は、前記読取画像データ、または前記画像形成装置で前記記録材の画像形成に用いた印刷データから、白地領域を抽出する白地抽出部を、さらに含み、

前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記周辺領域に含まれる画素が、前記白地抽出部が抽出した前記白地領域に含まれるか否かを判定し、前記白地領域に含まれない前記画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、上記（８）、または上記（９）に記載の画像検査装置。

（１１）さらに、画像形成装置で画像形成された記録材上の画像を、読み取って前記読取画像データを生成する読取部を備える、上記（１）から上記（１０）のいずれかに記載の画像検査装置。

（１２）印刷データに基づいて、記録媒体上に画像形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置で画像形成された前記記録媒体上の画像を解析する上記（１）から上記（１１）のいずれかに記載の画像検査装置と、
を備える画像形成システム。

本発明によれば、読取部で記録材上の画像を読み取って生成した読取画像データに対して、閾値を用いて異常を判定する画像解析部は、閾値を算出するための領域に含まれる画素数に応じて、第１の閾値算出方法から他の閾値算出方法に切り替える。このようにすることで、条件に応じて設定した閾値により、異常を適切に検出することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成システムの概略構成を示す断面図である。 画像形成システムのハードウェア構成を示すブロック図である。 画像形成システムによる異常検出処理のフローチャートである。 読取画像データの画素の処理順序、および注目画素を説明するための模式図である。 第１の閾値算出方法（ステップＳ２０）のサブルーチンフローチャートである。 エッジを含むブロック領域を、閾値を算出するための領域から除外する処理を説明するための模式図である。 他の閾値算出方法（ステップＳ３０）のサブルーチンフローチャートである。 背景濃度と閾値（輝度）との対応関係を説明するための図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成システムの概略構成を示す図である。図２は、画像形成システムのハードウェア構成を示すブロック図である。

図１、図２に示すように、画像形成システム１は、画像形成装置１０、画像検査装置２０、および後処理装置３０を備える。画像形成装置１０は印刷データに基づいて用紙Ｓ（記録材）上に画像を形成する。画像検査装置２０は読取部２３を備え、画像形成装置１０で印刷された用紙Ｓ上の画像の読み取りを行い、読み取り画像データを生成する。また、画像検査装置２０は、生成した読取画像データにより、画像濃度、色、画像形成位置の検査を行い、異常を検出したり、濃度調整、色調整、位置ずれ調整等の各種の画像調整を行ったりする。後処理装置３０は、画像形成装置１０で印刷された用紙に対して、各種の後処理を行う。なお、以下の実施形態においては、この図１に示すように、画像検査装置２０は、画像形成装置１０に連結された別体の構成として説明するが、画像形成装置１０と筐体を共用し、一体として構成されていてもよい。

（画像形成装置１０）
図２に示すように、画像形成装置１０は、制御部１１、記憶部１２、画像形成部１３、給紙搬送部１４、操作表示部１５、および通信部１９を備え、これらは信号をやり取りするためのバスを介して相互に接続される。

（制御部１１、記憶部１２）
制御部１１は、ＣＰＵであり、プログラムにしたがって装置各部の制御や各種の演算処理を行う。記憶部１２は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくＲＯＭ、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等からなる。

（画像形成部１３）
画像形成部１３は、例えば電子写真方式により画像を形成し、基本色（ＹＭＣＫ）のそれぞれに対応した書込部１３１、および作像部を備える。各作像部は、感光体ドラム１３２、帯電極（図示せず）、トナー、およびキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像部１３３、クリーニング部（図示せず）を含む。各色の作像部で形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１３４上で重ね合わせされ、２次転写部１３５において搬送された用紙Ｓに転写される。用紙Ｓ上の（フルカラーの）トナー画像は下流側の定着部１３６で加熱、加圧されることで用紙Ｓ上に定着される。

（給紙搬送部１４）
給紙搬送部１４は、複数の給紙トレイ１４１、搬送路１４２、１４３、ならびに、これらの搬送路１４２、１４３に配置した複数の搬送ローラー、およびこれを駆動する駆動モーター（図示せず）を備える。給紙トレイ１４１から給紙された用紙Ｓは、搬送路１４２を搬送され、画像形成部１３で画像形成された後、下流側の画像検査装置２０に送られる。

また印刷ジョブの印刷設定が、両面印刷の設定であれば、片面（第１面）に画像形成された用紙Ｓを画像形成装置１０の下部にあるＡＤＵ搬送路１４３に搬送する。このＡＤＵ搬送路１４３に搬送された用紙Ｓは、スイッチバック経路で表裏を反転された後、搬送路１４２に合流し、再び画像形成部１３で用紙Ｓのもう一方の面（第２面）に画像形成される。

（操作表示部１５）
操作表示部１５はタッチパネル、テンキー、スタートボタン、ストップボタン等を備え、画像形成システム１の状態を表示し、ユーザーによる各種設定、および指示の入力に使用される。また、ユーザーによる、後述の色調整、画像位置調整の実行指示を受け付ける。また、画像検査装置２０により検査で異常が判定された場合には、解析結果を表示する。

（通信部１９）
通信部１９は、画像形成装置１０が、画像検査装置２０、後処理装置３０、およびＰＣ等の外部機器との間で通信するためのインターフェースである。通信部１９は、画像検査装置２０との間で、各種設定値や動作タイミング制御に必要な各種情報等の送受信を行う。通信部１９には、ＳＡＴＡ、ＰＣＩ、ＵＳＢ、イーサネット（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４などの規格によるネットワークインターフェースや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線通信インターフェースなどの各種ローカル接続インターフェースなどが用いられる。

（画像検査装置２０）
図１、図２に示すように、画像検査装置２０は、制御部２１、記憶部２２、読取部２３、搬送部２４および通信部２９を備える。これらは信号をやり取りするためのバス等の信号線を介して相互に接続される。

制御部２１、記憶部２２は、上述の制御部１１、記憶部１２と同様の構成を備える。この制御部２１は、画像形成装置１０の制御部１１と協働することで、画像形成システム１の画像調整、画像検査、等を行う。搬送部２４は、搬送路２４１、およびこの搬送路２４１に配置した複数の搬送ローラー、およびこれを駆動する駆動モーター（図示せず）を備える。搬送路２４１は、上流側の搬送路１４２と連結し、画像形成装置１０で画像形成された用紙Ｓを受け入れ、下流側の後処理装置３０に送る。

（制御部２１、記憶部２２）
制御部２１は、読取部２３で用紙Ｓ上の画像を読み取って得られた画像データ（以下、「読取画像データ」という）を用いて、色調整や画像位置調整を行う。また、制御部２１は、画像解析部２１０として機能し、読取画像データから「色判定」、「画像位置判定」、「異常判定」等の画像解析を行う。

画像解析部２１０は、エッジ抽出部２１１、および白地抽出部２１２を含み、読取画像データに対して閾値を用いて異常を判定する解析を行い、解析結果を生成する。エッジ抽出部２１１は、公知の技術を用いて読取画像データのエッジを検出する。ここで「エッジ」とは、例えば、隣接する画素間の濃度（または輝度値）の差分が所定値以上大きい境界領域である。境界領域において濃度が濃い側、または低い側をエッジと判定できる。例えば読取画像データの各画素（およびその周辺画素）に対して１次元、または２次元の所定サイズのフィルタを用いて、畳み込み演算することにより算出できる。エッジは、主走査方向と、副走査方向の両方で判定するようにしてもよい。また、エッジを判定した場合には、エッジの内側（画像濃度が濃い、またはＲＧＢの画素値が低い側）に太らせる処理をしてもよい。すなわち、エッジの境界の画素だけでなく、そのエッジ境界の画素の内側に続く数個の画素もエッジと判定する。

また、白地抽出部２１２は、公知の技術により読取画像データから白地領域を抽出する。具体的には、白地抽出部２１２は、読取画像データの各画素のＲＧＢの画素値が、所定値以上（明るい）であれば、その画素が白地領域に含まれると判定する。また白地抽出部２１２は、読取画像データに対応する印刷データから、白地領域を抽出するようにしてもよい。印刷データの各画素のＣＭＹＫの画素値が所定値以下（濃度が薄い）であれば、その画素は、白地領域に含まれると判定する。

記憶部２２は、各種評価用の複数色のカラーパッチを配置したカラーチャートや、位置ズレ検出用の格子画像やトンボ画像を複数配置した検査チャートの画像データを記憶する。

画像解析部２１０は、「色判定」として、画像形成装置１０によりカラーチャートの画像を形成した用紙Ｓの読み取って得られた読取画像データにより、各カラーパッチの色データを解析し、結果データを画像形成装置１０に送る。画像形成装置１０は、結果データから、色変換（印刷データから書込部１３１のＣＭＹＫ信号への変換）のＬＵＴの調整、ガンマ補正、スクリーン補正、および濃度バランスの調整、または、画像形成部１３の画像形成条件を調整する。

画像解析部２１０は、「画像位置判定」として、画像形成装置１０により検査チャートの画像を形成した用紙Ｓの読み取って得られた読取画像データにより、各トンボ画像の位置を解析し、結果データを画像形成装置１０に送る。画像形成装置１０は、結果データから、スキューやシフト等の２次元位置補正のパラメータを調整する。

画像解析部２１０は、「異常判定」として、画像形成装置１０により通常の印刷データの画像を形成した用紙Ｓの読み取って得られた読取画像データにより、異常判定を行う。異常判定は、例えば、閾値算出方法を用いて算出した閾値を用いて、各画素の異常を判定する。この閾値算出方法は複数あり、第１の閾値算出方法の閾値を算出するための領域に含まれる画素数が所定値以上であれば、この第１の閾値算出方法を適用し、画素数が所定値未満であれば他の閾値算出方法に切り替える。この閾値算出方法の選択手法、および算出した閾値による異常判定についての詳細は後述する（後述の図３等）。

（読取部２３）
読取部２３は、搬送路２４１上に配置され、画像形成装置１０で画像形成され、搬送された用紙Ｓ上の画像の読み取りを行う。なお、両面の同時（１パス）読み取りが行えるように、搬送路２４１の下側にも同じ読取部を配置してもよい。あるいは、画像形成装置１０のＡＤＵ搬送路１４３と同様の搬送路を設け、１個の読取部２３で両面読み取りを行うようにしたりしてもよい。

読取部２３は、センサーアレイ、レンズ光学系、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源およびこれらを収納する筐体等を備える。センサーアレイは、複数の光学素子（例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））を主走査方向に沿ってライン状に配置したカラーラインセンサーであり、幅方向における読取領域は用紙Ｓの全幅に対応している。光学系は、複数のミラーとレンズから構成される。ＬＥＤ光源からの光は、原稿ガラスを透過し、搬送路２４１上の読取位置を通過する用紙Ｓの表面を照射する。この読取位置の像は、光学系により導かれ、センサーアレイ上に結像する。読取部２３の解像度は、１００〜数百ｄｐｉである。

（後処理装置３０）
後処理装置３０は、図１に示すように、後処理部３１、および搬送部３４を備える。搬送部３４は、搬送路３４１、３４３、この搬送路３４１、３４３に配置した複数の搬送ローラー、およびこれを駆動する駆動モーター（図示せず）、ならびに排紙トレイ３４２、３４４を備える。なお、図示は省略するが、後処理装置３０も図２に示した他の装置と同様に、制御部、記憶部、および通信部を備え、他の装置と協働することで、用紙Ｓへの処理を行う。

搬送路３４１は、上流側の搬送路２４１と連結し、画像検査装置２０から搬送された用紙Ｓを受け入れ、印刷設定に応じて後処理を施した後、排紙トレイ３４２に排出する。また、印刷設定に応じて、搬送された用紙Ｓを、搬送路３４３を経由して排紙トレイ３４４に排出する。また、後述する検査で正常判定の用紙Ｓを排紙トレイ３４２に、異常判定された用紙Ｓを排紙トレイ３４４に排出するようにしてもよい。

後処理部３１は、ステイプル処理、パンチ処理、冊子形成処理、等の各種の後処理を行う。例えば後処理部３１は、用紙をスタックするスタック部とステイプル部を有し、複数枚の用紙Ｓをこのスタック部で重ねた後、ステイプル部でステイプルを用いた平綴じ処理を行う。

（異常検出処理）
図３は、画像形成システム１が実行する異常検出処理を示すフローチャートである。図３に示す処理は、主に画像検査装置２０の制御部２１（画像解析部２１０）により行われる。

（ステップＳ１０）
画像解析部２１０は、ステップＳ１０からステップＳ８０まで、読取画像データの各画素を順次、注目画素に設定して全画素に対してループ処理を行う。

図４は、読取画像データの画素の処理順序、および注目画素を説明するための模式図である。図４（ａ）に示すように１枚の読取画像データは、主走査方向にｘ個の画素が、副走査方向にｙ個の画素が並んでいる。全画素数は、ｘ×ｙ個で１枚の用紙Ｓのサイズに対応しており、例えばＡ３サイズで１００ｄｐｉであれば総画素数は約２Ｍ画素になり、４００ｄｐｉであれば総画素数は約３０Ｍ画素になる。例えば、副走査方向は、搬送路２４１における用紙Ｓの搬送方向に対応し、これに直交する主走査方向は用紙Ｓの幅方向に対応する。ループ処理では、注目画素（ｉ，ｊ）を、原点（１，１）から順に、１画素ずつシフトさせながら最終の左下座標（ｘ，ｙ）まで順にループ判定する。

（ステップＳ２０）
画像解析部２１０は、第１の閾値抽出方法により、注目画素の周辺の判定領域のうち所定条件を満たす画素、すなわち閾値を算出するための領域に含まれる画素から第１の閾値を算出する。換言すると、注目画素の周辺の判定領域を構成する画素から、所定の条件を満たさない画素を除去したものが「閾値を算出するための領域に含まれる画素」となる。あるいは「周辺エリアからエッジ領域を除外した領域」に含まれる画素とも言い得る。この周辺領域には、注目画素自体は含まれない（除外される）。図５は、ステップＳ２０のサブルーチンフローチャートである。

ここで注目画素の周辺の判定領域のうち所定条件を満たす画素、すなわち「閾値を算出するための領域に含まれる画素」としては以下の４通りがあり、いずれを適用してもよい。
（条件１）判定領域をブロック領域単位でエッジを含むか否かを判定し、エッジを含まないブロック領域を構成する画素、
（条件２）判定領域を画素単位でエッジを構成するか否かを判定し、エッジを構成しない画素、
（条件３）判定領域をブロック領域単位で白地領域を含むか否かを判定し、白地領域を含まないブロック領域を構成する画素、
（条件４）判定領域を画素単位で白地領域に含まれるか否かを判定し、白地領域に含まれない画素。
ここで、「注目画素の周辺の判定領域」は、注目画素を除いた注目画素の周辺に設定した複数の画素を含む領域である。例えば、注目画素を囲む領域である。この周辺領域を複数に区分けしたものが「ブロック領域」であり、それぞれが複数の画素を含む。また、条件１、２は、エッジ抽出部２１１によりエッジを抽出し、条件３、４は白地抽出部２１２により白地領域を抽出する。以下の実施形態では、このうち、条件１を適用した場合について説明する。

（ステップＳ２０１）
エッジ抽出部２１１は、読取画像データからエッジを抽出する。例えば、主走査方向のエッジと、副走査方向のエッジの両方のエッジを抽出する。なお、このエッジ抽出処理は、ステップＳ１０のループ処理の前に予め読取画像データの全画素に対して行ってもよい。

（ステップＳ２０２）
画像解析部２１０は、注目画素周辺の各ブロック領域についてエッジを含むか否かを判定する。図４（ｂ）は、図４（ａ）のうち、注目画素（ｉ，ｊ）周辺の判定領域を拡大した図である。注目画素（ｉ，ｊ）の周辺に、注目画素を囲むドーナツ状の判定領域を設定し、これを１６個に区分けしてブロック領域Ａ〜Ｐを設定する。すなわち、すべてのブロック領域Ａ〜Ｐの合計は、判定領域に等しい。各ブロック領域は同じサイズであり、Ｍ×Ｍ（Ｍは２以上の整数）の正方形である。Ｍの大きさは例えば、８ｄｏｔである。注目画素（ｉ，ｊ）に隣接した領域にはブロック領域を設けず、所定距離離れて環状に配置している。図４（ｂ）の例では、注目画素（ｉ，ｊ）を中心とした５Ｍ×５Ｍサイズの領域の内側にブロック領域Ａ〜Ｐを配置している。また、５Ｍ×５Ｍサイズの領域のうち、注目画素（ｉ，ｊ）を中心とした３Ｍ×３Ｍサイズの領域には、ブロック領域を配置しない空白領域である。判定領域、ブロック領域、および空白領域の形状、サイズは、検出する異常の種類等により適宜設定できる。

本実施形態においては、ホタル（白抜け）による異常を検出対象としているため、このような判定領域を設定している。ホタルとは、現像部１３３のキャリアが感光体ドラム１３２を経由して中間転写ベルト１３４に付着し、２次転写時にそのキャリアが異物となり、用紙Ｓと中間転写ベルト１３４の密着性がキャリア周辺で不十分となるために、転写後の画像が円形状に白く抜ける（濃度が薄くなる）現象である。均一な中間濃度のいわゆるハーフトーン画像においてホタルが目立ちやすい。空白領域の形状、サイズは、このホタル現象に対応させたものであり、注目画素がホタルの中心である場合にホタルの影響を受けないようにしている。また、判定領域、ブロック領域のサイズは、精度、および処理速度を考慮して設定したものである。

図６は、エッジを含むブロック領域を、閾値を算出するための領域から除外する処理を説明するための模式図である。図６において、判定領域ｃ１、ｄ１は、それぞれの注目画素の周辺に設定したものであり、図４（ｂ）に対応する。図６に示すように読取画像データは、全面がハーフトーンで中央にＡ、Ｂ、Ｃの文字が描かれた用紙Ｓ上の画像を読み取ったものである。

（ステップＳ２０３）
画像解析部２１０は、エッジを含むブロック領域を除外する。図６の判定領域ｃ１では、ブロック領域Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｐには、エッジが含まれるのでこれらのブロック領域を除外する。判定領域ｃ２に示すように１１個のブロック領域Ａ〜Ｉ、Ｎ、Ｏが残る。図６の判定領域ｄ２では、ブロック領域Ｉ以外には、エッジが含まれるので、これらを除外した後、１個のブロック領域Ｉのみが残る。この残ったブロック領域は、閾値を算出するための領域に相当する。この残ったブロック領域内の画素の画素数は、閾値を算出するための領域に含まれる画素数に相当する。

（ステップＳ２０４）
画像解析部２１０は、残ったブロック領域の画素数をカウントする。例えば判定領域ｃ２では、残ったブロック領域の数は１１個であり、判定領域ｄ２では、残ったブロック数は１個である。画素数はこれらのブロック数に１ブロック当たりの画素数を乗じることで求めることができる。例えばブロック数が１１個で、１ブロック当たり６４画素（Ｍ＝８ｄｏｔ）で、あれば残画素数ａは、７０４個となる。

（ステップＳ２０５）
画像解析部２１０は、残ったブロック領域の画素の画素値の統計情報から第１の閾値を算出する。例えば、残画素数ａの７０４個の画素の画素値から平均、および標準偏差（σ）を算出し、「平均値＋３σ」、および「平均値−３σ」を第１閾値とする。なお、第１閾値としては、平均値に一定の係数（例えば、０．８倍と１．２倍）を乗じて得られた値を第１閾値としてもよい。以上によりサブルーチンフローチャートの処理を終了し、図４のメインの処理に戻る（エンド（リターン））。

（ステップＳ３０）
画像解析部２１０は、他の閾値抽出方法により、注目画素から第２閾値を算出する。図７は、ステップＳ３０のサブルーチンフローチャートである。

（ステップＳ３０１）
画像解析部２１０は、読取画像データに対して所定サイズ（数画素から数百画素で構成）の平均化フィルタを用いて平均化処理して、平均化処理後の注目画素の画素値を取得する。例えば２４×２４ｄｏｔサイズの２次元の平均化フィルタを用いることができる。なお、この平均化処理は、ステップＳ１０のループ処理の前に予め読取画像データの全画素に対して行ってもよい。また、「他の変形例」として、読取画像データから「平均化処理後の注目画素の画素値」を得る代わりに、印刷データ（読み取った用紙Ｓの元画像データ）からこの画素値を算出するようにしてもよい。具体的には、印刷データの各画素値（ＣＭＹＫデータ）をＲＧＢ変換してから、全画素に対して平均化処理する。そして読取画像データにおける注目画素に対応する位置の印刷データの平均化処理後の画素値を、上記の「平均化処理後の注目画素の画素値」の代わりに用いる。

（ステップＳ３０２）
ステップＳ３０１で取得した画素値（平均化処理後）から、印刷物の濃度値に換算する。この濃度値の換算は、読取画像データのＲＧＢの画素値から濃度値に換算することにより行う。以下、この濃度換算値を背景濃度ともいう。また、上述の印刷データを用いる他の変形例を適用する場合には、同様に、印刷データに基づいて濃度換算した背景濃度を求める。

（ステップＳ３０３）
ステップＳ３０２で得られた背景濃度から、以下に説明するような変換式を用いて第２閾値を算出する。

図８は、背景濃度と閾値（輝度）との対応関係を説明するための図である。ホタル現象による白抜けは、背景の画像濃度により目視による目立ちやすさが異なる。図８は、横軸を背景濃度、縦軸を輝度差とする図である。この輝度差は、背景濃度の輝度値と対象となるホタルの中央部分の輝度値との差分である。同図において境界Ｌ１、および境界Ｌ２よりも上方のハッチング部分は、「異常発生領域」であり、観察者の主観的な判断により、ＮＧ判定（許容できない）としたものである。一方で、境界Ｌ１、または境界Ｌ２よりも下方の部分は、ＯＫ判定したものである。背景濃度が交点よりも小さい領域では境界Ｌ１を用い、大きい領域で境界Ｌ２を用いる。境界Ｌ１、Ｌ２を用いて作成された変換式は、例えば一次関数（なお、境界Ｌ２は傾きゼロの一定値）で表現され、記憶部２２に記憶されている。なお、変換式の代わりに変換テーブルを用いてもよい。

ステップＳ３０２で得られた背景濃度が、例えば、０．６であれば境界Ｌ１上の輝度差は２となり、この輝度差２が第２閾値となる。なお、第２閾値は、輝度値から濃度値に変換して用いてもよい。以上によりサブルーチンフローチャートの処理を終了し、図４のメインの処理に戻る（エンド（リターン））。

（ステップＳ４０）
画像解析部２１０は、判定領域に含まれる画素のうち所定条件を満たす画素の画素数が一定値ｂ以上であるか否かを判定する。この画素数は、ステップ２０４で算出した、残画素数ａである。ここでは一定値ｂとしては、判定領域に含まれる１６個のブロック領域のうち８個以上、すなわち画素数として５１２個を一定値ｂとする。残画素数ａが、この一定値ｂ以上であれば（ＹＥＳ）、処理をステップＳ５０に進め、一定値ｂ未満であれば（ＮＯ）、処理をステップＳ６０に進める。なお、一定値ｂとしては、これに限られず、統計情報を用いる場合に、判定領域の画素数（母集団サイズ）、許容誤差、信頼性レベルにより適宜設定してもよい。

（ステップＳ５０）
ステップＳ２０で算出した第１閾値を適用する。

（ステップＳ６０）
ステップＳ３０で算出した第２閾値を適用する。

（ステップＳ７０）
画像解析部２１０は、ステップＳ２０、またはＳ３０で適用した閾値を用いて、注目画素の異常を判定し、解析結果を生成する。解析結果により異常を判定した場合には、これを記憶部２２に記録する。例えば、注目画素の周辺画素の統計情報から算出した第１閾値であれば、注目画素の画素値が「平均値＋３σ」を超えれば、または「平均値−３σ」未満であれば異常と判定する。注目画素の平均化処理後の画素値から算出した第２閾値であれば、注目画素の画素値と、注目画素の平均化処理後の画素値との差分（絶対値）が、第２閾値を超えていれば異常と判定する。

（ステップＳ８０）
画像解析部２１０は、ループの処理により、注目画素（ｉ，ｊ）を移動させながら、ステップＳ２０からステップＳ７０の処理を、全画素数分繰り返す。全画素数分終了した後、処理をステップＳ９０に進める。なお、ステップＳ７０で異常判定が１回でもなされた場合は、ループ処理を中断し、ステップＳ９０に進めるようにしてもよい。

（ステップＳ９０）
画像検査装置２０の制御部２１は、判定結果を出力する。例えば、画像検査装置２０は、異常判定の画素があれば、判定結果を画像形成装置１０に出力する。そして、これを受けた画像形成装置１０は、判定結果を操作表示部１５に表示する。

また、画像検査装置２０は、後処理装置３０にも判定結果を出力するようにしてもよい。後処理装置３０は、異常判定があった用紙Ｓを、正常判定の用紙向けの排紙トレイ３４２とは異なる排紙トレイ３４４に排紙し、他の用紙Ｓと区別できるようにする。

以上説明したように、本実施形態では、画像解析部２１０は、読取画像データを構成するそれぞれの画素を順次、注目画素とし、この注目画素に対して、閾値算出方法を用いて算出した閾値を用いて、異常の判定を行う。そして閾値算出方法は複数であり、第１の閾値算出方法における閾値を算出するための領域に含まれる画素数に応じて、第１の閾値算出方法から他の閾値算出方法に切り替える。このようにすることで、異常を適切に検出することが可能となる。

本実施形態においは、図６で説明したように注目画素周辺の判定領域に含まれる画素のうち、エッジが含まれるブロック領域に含まれる画素を除外する。エッジの画素を第１閾値の算出に用いると、ノイズとなり、正しい閾値、すなわち正しい背景濃度の範囲（「平均値±３σ」の範囲）を算出できないためである。一方で、図６の判定領域ｄ１のように、エッジが含まれるブロック領域に含まれる画素を除外することで、残画素数が少なくなりすぎた場合には、別の問題として、サンプルサイズが少なすぎるため、信頼性レベルの高い、正しい背景濃度の範囲を算出できない。そのため、統計により閾値を算出する第１の閾値算出方法から、統計を用いない、すなわちサンプルサイズの影響を受けない他の閾値算出方法に切り替える。このようにすることで、常に適切な閾値を算出できるので、異常を適切に検出できる。

以上に説明した、画像検査装置２０、およびこれを備える画像形成システム１の構成は、上述の実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上述の構成に限られず、特許請求の範囲内において、種種改変できる。また、画像検査装置２０、画像形成システム１が備える構成を排除するものではない。

例えば、上述の実施形態においては、画像検査装置２０、およびその読取部２３は、画像形成システム１に組み込まれた構成（インライン）の例を示したが、独立した構成としてもよい。具体的には、画像検査装置２０を、独立したスキャナー（読取部）とＰＣ（パーソナルコンピューター）により構成してもよい。また、さらに、読取部を含まずに、ＰＣ等の演算処理部のみで構成してもよい。この場合、通信部２９（「取得部」として機能）によって、ネットワーク経由で外部のスキャナーから読取画像データを取得し、解析する。これらの場合、用紙Ｓに対して画像形成装置１０により画像形成し、その用紙Ｓ上の画像を、ユーザーがハンドキャリーにより移動させて、独立したスキャナーにより得られた読取画像データにより、上述の異常検出処理を行う。また、その際には、画像形成装置１０で用いた印刷データと、読取画像データとの対応付けを、ユーザーが手動により行うようにしてもよく、用紙Ｓ上にバーコード等のマークや数字を読み取ることで自動的に行うようにしてもよい。

また、図５に示した処理では、上述の条件１のように、エッジを含むブロック領域を構成する画素を、閾値を算出するための領域に含まれる画素から除外するようにしたが、条件２〜４のいずれを適用してもよい。また、これらを組み合わせ、複数の条件の論理和、または論理積により判定してもよい。例えば、ブロック領域単位で条件判定する条件１（エッジ除外）、条件３（白地領域除外）を、組み合わせてもよい。すなわち条件１と条件３の両方、または一方を満たす画素を、閾値を算出するための領域に含まれる画素として、第１の閾値算出方法による第１閾値算出に用いる。同様に、画素単位で条件判定する条件２、４を組み合わせてもよい。

上述した実施形態に係る画像形成システム１、および画像検査装置２０における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、例えば、ＵＳＢメモリやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、装置の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。

１ 画像形成システム
１０ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 画像形成部
１４ 給紙搬送部
１５ 操作表示部
１９ 通信部
２０ 画像検査装置
２１ 制御部
２１０ 画像解析部
２１１ エッジ抽出部
２１２ 白地抽出部
２２ 記憶部
２３ 読取部
２４ 搬送部
２９ 通信部
３０ 後処理装置
３１ 後処理部

Claims (12)

1. 画像形成装置で画像形成された記録材上の画像を、読み取って生成された読取画像データを取得する取得部と、
   前記読取画像データに対して閾値を用いて、異常を判定する解析を行い、解析結果を生成する画像解析部と、
   を備え、
   前記画像解析部は、前記読取画像データを構成するそれぞれの画素を順次、注目画素とし、該注目画素に対して、閾値算出方法を用いて算出した前記閾値を用いて、異常の判定を行い、
   前記閾値算出方法は複数種類あり、第１の閾値算出方法における閾値を算出するための領域に含まれる画素数に応じて、第１の閾値算出方法から他の閾値算出方法に切り替える、画像検査装置。
2. 前記閾値を算出するための領域には、前記注目画素を除いた、該注目画素の周辺の複数の画素が含まれ、
   前記第１の閾値算出方法では、前記閾値を算出するための領域の複数の画素の画素値から前記閾値を算出し、
   前記他の閾値算出方法では、前記注目画素の画素値から前記閾値を算出する、請求項１に記載の画像検査装置。
3. 前記第１の閾値算出方法では、複数の画素の画素値の統計情報から前記閾値を算出し、
   前記他の閾値算出方法では、前記注目画素の画素値から求めた、記録材上の濃度換算値から前記閾値を算出する、請求項２に記載の画像検査装置。
4. 前記閾値を算出するための領域には、それぞれが前記注目画素の周辺の複数の画素で構成される複数のブロック領域が含まれる、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像検査装置。
5. 前記画像解析部は、複数の前記ブロック領域それぞれについて、所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たす前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項４に記載の画像検査装置。
6. 前記画像解析部は、前記読取画像データから、画像のエッジを抽出するエッジ抽出部を含み、
   前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記ブロック領域が、前記エッジ抽出部が抽出した前記エッジを含むか否かを判定し、前記エッジを含まない前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項５に記載の画像検査装置。
7. 前記画像解析部は、前記読取画像データ、または前記画像形成装置で前記記録材の画像形成に用いた印刷データから、白地領域を抽出する白地抽出部を、さらに含み、
   前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記白地抽出部が抽出した前記白地領域を含むか否かを判定し、前記白地領域を含まない前記ブロック領域を構成する画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項５または請求項６に記載の画像検査装置。
8. 前記画像解析部は、前記注目画素の周辺領域に含まれる画素それぞれについて、所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たす画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像検査装置。
9. 前記画像解析部は、前記読取画像データから、画像のエッジを抽出するエッジ抽出部を含み、
   前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記周辺領域に含まれる画素が、前記エッジ抽出部が抽出した前記エッジを構成するか否かを判定し、前記エッジを構成しない前記画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項８に記載の画像検査装置。
10. 前記画像解析部は、前記読取画像データ、または前記画像形成装置で前記記録材の画像形成に用いた印刷データから、白地領域を抽出する白地抽出部を、さらに含み、
    前記画像解析部は、前記所定の条件として、前記周辺領域に含まれる画素が、前記白地抽出部が抽出した前記白地領域に含まれるか否かを判定し、前記白地領域に含まれない前記画素の画素数に応じて、前記他の閾値算出方法に切り替える、請求項８、または請求項９に記載の画像検査装置。
11. さらに、画像形成装置で画像形成された記録材上の画像を、読み取って前記読取画像データを生成する読取部を備える、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の画像検査装置。
12. 印刷データに基づいて、記録媒体上に画像形成する画像形成装置と、
    前記画像形成装置で画像形成された前記記録媒体上の画像を解析する請求項１から請求項１１のいずれかに記載の画像検査装置と、
    を備える画像形成システム。