JP3276681B2 - 画像信号補正処理方法 - Google Patents
画像信号補正処理方法Info
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- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、印刷画像自動検査装置
など、入力系としてのカラーカメラなどによって得られ
る画像信号値を補正する技術に関し、複数の検査装置の
個数分、異なる画像入力系が存在する場合に、撮像系や
光学系の特性の違いにより生ずる装置の個体差を補正す
るに当って、標準的な入力系特性を有する個体のもつ値
に、得られた画像信号値を補正変換する画像信号補正処
理方法に関する。
など、入力系としてのカラーカメラなどによって得られ
る画像信号値を補正する技術に関し、複数の検査装置の
個数分、異なる画像入力系が存在する場合に、撮像系や
光学系の特性の違いにより生ずる装置の個体差を補正す
るに当って、標準的な入力系特性を有する個体のもつ値
に、得られた画像信号値を補正変換する画像信号補正処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、印刷画像検査装置において、画
像入力する際には、図５に示すように、対象物である印
刷物２に照明を当て、ダイクロイック・ミラーの色分解
フィルタ７を有するカラーカメラ６などによってカラー
画像が取り込まれる。
像入力する際には、図５に示すように、対象物である印
刷物２に照明を当て、ダイクロイック・ミラーの色分解
フィルタ７を有するカラーカメラ６などによってカラー
画像が取り込まれる。
【０００３】図５では、ストッカ内の検査用印刷物１が
ローラー４によって駆動される搬送用ベルト３により搬
送される。印刷物２はカラーカメラ６の下を通過する際
に、２次元画像として取り込まれる。撮影の際には照明
５により照らされており、得られた光学像信号は色分解
フィルタ７によりＲＧＢ信号８に変換される。得られた
ＲＧＢ信号８は、図示していない後述の検査処理系の画
像メモリに取り込まれ、検査判定処理を行ない、判定結
果を出力する。得られた判定結果に基づき、仕分け機構
９が動作し、印刷物２を良品ストッカ１０あるいは不良
品ストッカ１１に仕分ける。
ローラー４によって駆動される搬送用ベルト３により搬
送される。印刷物２はカラーカメラ６の下を通過する際
に、２次元画像として取り込まれる。撮影の際には照明
５により照らされており、得られた光学像信号は色分解
フィルタ７によりＲＧＢ信号８に変換される。得られた
ＲＧＢ信号８は、図示していない後述の検査処理系の画
像メモリに取り込まれ、検査判定処理を行ない、判定結
果を出力する。得られた判定結果に基づき、仕分け機構
９が動作し、印刷物２を良品ストッカ１０あるいは不良
品ストッカ１１に仕分ける。
【０００４】図６により、入力された光学像信号を処理
して判定するまでの検査処理系について説明する。撮像
時に得られた光学像入力信号１２は、画像信号変換部１
３において、色温度変換１４および色分解１５を通し
て、ＲＧＢの光学像となる。光電変換により電気信号に
変換され、黒白バランス、ガンマ補正などの補正処理１
６が施されて、ＲＧＢ信号となる。得られたＲＧＢ信号
は、ＲＧＢ信号毎に独立に、差分処理部１７に送られ
る。
して判定するまでの検査処理系について説明する。撮像
時に得られた光学像入力信号１２は、画像信号変換部１
３において、色温度変換１４および色分解１５を通し
て、ＲＧＢの光学像となる。光電変換により電気信号に
変換され、黒白バランス、ガンマ補正などの補正処理１
６が施されて、ＲＧＢ信号となる。得られたＲＧＢ信号
は、ＲＧＢ信号毎に独立に、差分処理部１７に送られ
る。
【０００５】基準の印刷物の画像は基準用画像メモリ１
８に取り込まれ、検査対象の印刷物の画像は検査用画像
メモリ１９に取り込まれる。検査の際には、基準画像と
検査画像との位置合わせ処理２０を行なった上で、両者
の比較処理２１がなされる。比較の結果は差分値メモリ
２２に格納される。ＲＧＢ各々の差分値メモリ２２は評
価値変換部２３において評価値Ｖに変換され、得られた
この評価値Ｖに対して判定処理２４がなされる。判定処
理２４では、例えば、予め設定した評価値の閾値と得ら
れた評価値Ｖとを比較し、評価値が閾値以上であれば欠
陥と判定する処理がなされる。
８に取り込まれ、検査対象の印刷物の画像は検査用画像
メモリ１９に取り込まれる。検査の際には、基準画像と
検査画像との位置合わせ処理２０を行なった上で、両者
の比較処理２１がなされる。比較の結果は差分値メモリ
２２に格納される。ＲＧＢ各々の差分値メモリ２２は評
価値変換部２３において評価値Ｖに変換され、得られた
この評価値Ｖに対して判定処理２４がなされる。判定処
理２４では、例えば、予め設定した評価値の閾値と得ら
れた評価値Ｖとを比較し、評価値が閾値以上であれば欠
陥と判定する処理がなされる。
【０００６】なお、色分解１５処理については、色彩科
学ハンドブック（日本色彩学会編、（財）東京大学出版
会発行）pp.943-944に記載の通りである。上述のように
して得られる画像のＲＧＢ信号８の値は、離散的な表現
では次式で示される。
学ハンドブック（日本色彩学会編、（財）東京大学出版
会発行）pp.943-944に記載の通りである。上述のように
して得られる画像のＲＧＢ信号８の値は、離散的な表現
では次式で示される。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、ｒｇｂは出力されるＲＧＢ信号
値、λは光の波長、Ｓr （λ) ，Ｓg（λ) ，Ｓb （λ)
は、各々、カメラのＲＧＢフィルタの分光透過率、Ｉ
（λ）は照明の分光放射率、Ｒ（λ) は対象印刷画像の
分光反射率である。
値、λは光の波長、Ｓr （λ) ，Ｓg（λ) ，Ｓb （λ)
は、各々、カメラのＲＧＢフィルタの分光透過率、Ｉ
（λ）は照明の分光放射率、Ｒ（λ) は対象印刷画像の
分光反射率である。
【０００９】Ｓr,g,b （λ）とＩ（λ）とが装置によっ
て異なる。即ち、同じＲ（λ）をもつ印刷画像であって
も、ＲＧＢ素子の感度と、照明の特性が装置毎に異なる
ために、異なるＲＧＢ値が出力される。
て異なる。即ち、同じＲ（λ）をもつ印刷画像であって
も、ＲＧＢ素子の感度と、照明の特性が装置毎に異なる
ために、異なるＲＧＢ値が出力される。
【００１０】
【数２】
【００１１】とすると、Ｅr （λ) ，Ｅg （λ) ，Ｅb
（λ) に個体差が現れる。画像の比較検査では、正常な
画像として取り込んだ基準画像と、検査対象を取り込ん
だ検査画像とを、画素毎に比較し、ＲＧＢ値各々の差を
求める。この差の値に基づき、カラー画像としての検査
判定処理が行なわれる。
（λ) に個体差が現れる。画像の比較検査では、正常な
画像として取り込んだ基準画像と、検査対象を取り込ん
だ検査画像とを、画素毎に比較し、ＲＧＢ値各々の差を
求める。この差の値に基づき、カラー画像としての検査
判定処理が行なわれる。
【００１２】画像入力されるＲＧＢ値が異なれば、装置
によって異なる検査結果が出てしまう問題がある。これ
を補正するために、照明の光学特性と撮像素子の特性を
標準特性に補正するためのフィルターを、撮像系に設置
することにより、得られる画像信号値が標準値になるよ
うにしておく。
によって異なる検査結果が出てしまう問題がある。これ
を補正するために、照明の光学特性と撮像素子の特性を
標準特性に補正するためのフィルターを、撮像系に設置
することにより、得られる画像信号値が標準値になるよ
うにしておく。
【００１３】標準の特性をＥ0r（λ) ，Ｅ0g（λ) ，Ｅ
0b（λ) とすると、
0b（λ) とすると、
【００１４】
【数３】
【００１５】のように、ｅr （λ) ，ｅg （λ) ，ｅb
（λ) の値を掛けることにより、各波長毎に特性の補正
を行ない、標準特性に変換することができる。具体的に
は、ダイクロイックミラーで分解されるＲＧＢ光の出力
に対して、ｅr （λ) ，ｅg （λ) ，ｅb （λ) の分光
特性を有するフィルターを光学的に通すことによって実
現できる。
（λ) の値を掛けることにより、各波長毎に特性の補正
を行ない、標準特性に変換することができる。具体的に
は、ダイクロイックミラーで分解されるＲＧＢ光の出力
に対して、ｅr （λ) ，ｅg （λ) ，ｅb （λ) の分光
特性を有するフィルターを光学的に通すことによって実
現できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の画像信号補正処理方法では、異なる装置毎
に、標準の特性へ補正するｅr （λ) ，ｅg （λ) ，ｅ
b （λ) の特性を有する光学フィルタを作成しなければ
ならず、補正のために極めて煩雑な処理を必要とする問
題がある。
ような従来の画像信号補正処理方法では、異なる装置毎
に、標準の特性へ補正するｅr （λ) ，ｅg （λ) ，ｅ
b （λ) の特性を有する光学フィルタを作成しなければ
ならず、補正のために極めて煩雑な処理を必要とする問
題がある。
【００１７】本発明は、これらの問題点の解消を図ろう
とするもので、光学的なフィルタを用いず、従来のＲＧ
Ｂの画像信号値のみを用いて、装置間の差異をなくし、
ＲＧＢ画像信号値を標準値に変換するようにすることを
目的とする。
とするもので、光学的なフィルタを用いず、従来のＲＧ
Ｂの画像信号値のみを用いて、装置間の差異をなくし、
ＲＧＢ画像信号値を標準値に変換するようにすることを
目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の「画
像信号補正処理方法」は、装置固有の撮像系の特性を、
装置の出力であるＲＧＢ値のみから算出するために、分
光反射率が既知の多数の色試料を各装置で撮影し、得ら
れたＲＧＢ値から、各色の分光反射特性が独立である場
合には、色試料の個数分の波長分解能を持つ装置固有の
分光特性を算出すること、また、全波長領域を複数の領
域に分割し、各々の波長領域に対する装置の分光特性の
感度を、ＲＧＢ値を用いて最小二乗法により決定するこ
と、あるいは、装置の特性が平均的な装置の分光特性か
らのずれとして表現できる場合に、繰り返し計算によ
り、実際のＲＧＢ値との誤差が最小となるずれ量を算出
することにより、装置固有の分光特性を算出するように
し、複数の装置の特性のずれを各装置の出力であるＲＧ
Ｂ値のみを用いて標準のＲＧＢ値に変換するために、高
々４色のインクによって印刷される印刷物の印刷面に表
現される任意の色の分光反射率が、３次までの固有ベク
トル（関数）の線形和によって示されるという原理に基
づき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数と固
有ベクトルとから生成される変換行列の演算により、装
置の個体差に依存しない標準特性の装置でのＲＧＢ値
を、各装置のＲＧＢ値から算出する。
像信号補正処理方法」は、装置固有の撮像系の特性を、
装置の出力であるＲＧＢ値のみから算出するために、分
光反射率が既知の多数の色試料を各装置で撮影し、得ら
れたＲＧＢ値から、各色の分光反射特性が独立である場
合には、色試料の個数分の波長分解能を持つ装置固有の
分光特性を算出すること、また、全波長領域を複数の領
域に分割し、各々の波長領域に対する装置の分光特性の
感度を、ＲＧＢ値を用いて最小二乗法により決定するこ
と、あるいは、装置の特性が平均的な装置の分光特性か
らのずれとして表現できる場合に、繰り返し計算によ
り、実際のＲＧＢ値との誤差が最小となるずれ量を算出
することにより、装置固有の分光特性を算出するように
し、複数の装置の特性のずれを各装置の出力であるＲＧ
Ｂ値のみを用いて標準のＲＧＢ値に変換するために、高
々４色のインクによって印刷される印刷物の印刷面に表
現される任意の色の分光反射率が、３次までの固有ベク
トル（関数）の線形和によって示されるという原理に基
づき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数と固
有ベクトルとから生成される変換行列の演算により、装
置の個体差に依存しない標準特性の装置でのＲＧＢ値
を、各装置のＲＧＢ値から算出する。
【００１９】
【作用】複数の画像入力装置の撮像系における個体差を
補正する方法において、分光反射率が既知の多数の色試
料を各装置で撮影し、得られたＲＧＢ値から、色試料の
個数分の波長分解能を持つ装置固有の分光特性を算出し
ておき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数と
印刷色の分光分布の主成分分析によって得られる固有ベ
クトルとから変換行列を生成し、各装置のＲＧＢ値に対
して変換処理を施すという、極めて簡素な構成により、
複数の装置の特性のずれを各装置の出力であるＲＧＢ値
のみを用いて、装置の個体差を補正した標準のＲＧＢ値
に変換することができる。
補正する方法において、分光反射率が既知の多数の色試
料を各装置で撮影し、得られたＲＧＢ値から、色試料の
個数分の波長分解能を持つ装置固有の分光特性を算出し
ておき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数と
印刷色の分光分布の主成分分析によって得られる固有ベ
クトルとから変換行列を生成し、各装置のＲＧＢ値に対
して変換処理を施すという、極めて簡素な構成により、
複数の装置の特性のずれを各装置の出力であるＲＧＢ値
のみを用いて、装置の個体差を補正した標準のＲＧＢ値
に変換することができる。
【００２０】
【実施例】印刷物は、通常、シアン，マゼンタ，イエロ
ー，ブラックの４色のインクによって、フルカラーの色
を表現している。各々の色は、色に応じた分光反射特性
を有している。その特性は、分光測色器により測定可能
である。
ー，ブラックの４色のインクによって、フルカラーの色
を表現している。各々の色は、色に応じた分光反射特性
を有している。その特性は、分光測色器により測定可能
である。
【００２１】印刷物の検査は、図５に示すように、搬送
系を有する検査装置に印刷物をストックし、１枚ずつ順
次、カラーカメラで画像入力し、検査判定処理の結果に
従って仕分けされる。
系を有する検査装置に印刷物をストックし、１枚ずつ順
次、カラーカメラで画像入力し、検査判定処理の結果に
従って仕分けされる。
【００２２】一般に、カメラ出力のＲＧＢ信号値は次の
通り算出される。
通り算出される。
【００２３】
【数４】
【００２４】ここで、ｒｇｂは出力されるＲＧＢ信号
値、λは光の波長、Ｓr （λ) ，Ｓg （λ) ，Ｓ
b （λ) は、各々、カメラのＲＧＢフィルタの分光透過
率、Ｉ（λ）は照明の分光放射率、Ｒ（λ) は対象印刷
画像の分光反射率である。
値、λは光の波長、Ｓr （λ) ，Ｓg （λ) ，Ｓ
b （λ) は、各々、カメラのＲＧＢフィルタの分光透過
率、Ｉ（λ）は照明の分光放射率、Ｒ（λ) は対象印刷
画像の分光反射率である。
【００２５】これを次の通り離散的表現にする。可視光
域をＮ個に分割しｉ＝１，…，Ｎで表す。検査装置と対
象の色試料が共に複数あり、ｎ番目の装置でｋ番目の色
試料を撮影したときに得られるＲＧＢ値は次の通りとな
る。
域をＮ個に分割しｉ＝１，…，Ｎで表す。検査装置と対
象の色試料が共に複数あり、ｎ番目の装置でｋ番目の色
試料を撮影したときに得られるＲＧＢ値は次の通りとな
る。
【００２６】
【数５】
【００２７】
【数６】
【００２８】ここで、
【００２９】
【数７】
【００３０】とおいて上式を書き換えると次の通りとな
る。
る。
【００３１】
【数８】
【００３２】ｃ＝ｒ，ｇ，ｂとして、上式を一括して表
すと次の通りになる。
すと次の通りになる。
【００３３】
【数９】
【００３４】Ｎ個の色試料についてこれを書き下せば、
次の通りとなる。
次の通りとなる。
【００３５】
【数１０】
【００３６】従って、行列で示すと次の通りとなる。
【００３７】
【数１１】
【００３８】これを次の通り表す。
【００３９】
【数１２】
【００４０】ＲはＮ×Ｎの正方行列である。従って、次
式によって、ｎ番目の装置のｃ（＝ｒ，ｇ，ｂ）色の分
光特性が算出できる。
式によって、ｎ番目の装置のｃ（＝ｒ，ｇ，ｂ）色の分
光特性が算出できる。
【００４１】
【数１３】
【００４２】これにより、分光分布の分かっているＮ個
の色試料、即ち、Ｎ個のＲk （ｉ）（ｋ＝１，…，Ｎ）
があれば、各色試料のＲＧＢ値を装置毎に測定すること
によって、Ｅnx（ｉ）（ｉ＝１，…，Ｎ）が求められ
る。
の色試料、即ち、Ｎ個のＲk （ｉ）（ｋ＝１，…，Ｎ）
があれば、各色試料のＲＧＢ値を装置毎に測定すること
によって、Ｅnx（ｉ）（ｉ＝１，…，Ｎ）が求められ
る。
【００４３】Ｎ個の色試料については、図３に示すよう
に、予め、検査装置で撮影できるサイズの色試料用印刷
面２５に、Ｎ個の色試料を小さい長方形に切って張り付
けておく。各色試料は、１つの色だけが一様に均一に印
刷なされているものとする。このＮ個の色試料の分光反
射率は、予め分光測色器で測定しておく。色試料用印刷
面２５を検査機で画像入力する。Ｎ個の色試料の画像内
の座標を求めて、その近傍の領域についてＲＧＢ値の平
均値を求めることで、精度の良いＲＧＢ値が得られる。
に、予め、検査装置で撮影できるサイズの色試料用印刷
面２５に、Ｎ個の色試料を小さい長方形に切って張り付
けておく。各色試料は、１つの色だけが一様に均一に印
刷なされているものとする。このＮ個の色試料の分光反
射率は、予め分光測色器で測定しておく。色試料用印刷
面２５を検査機で画像入力する。Ｎ個の色試料の画像内
の座標を求めて、その近傍の領域についてＲＧＢ値の平
均値を求めることで、精度の良いＲＧＢ値が得られる。
【００４４】図１は、装置の特性を算出する過程につい
て説明する図である。色試料用印刷面２５上の各色試料
の分光反射率から、予めＮ×Ｎの行列Ｒを得ておく。各
装置に対して、色試料用印刷面２５を画像入力し、Ｎ組
のＲＧＢ値を得る。このＲＧＢ値が行列Ｄn に対応す
る。続いて図１図示のマトリクス演算部により（１１）
式のマトリクス演算を行なうことにより、各装置の特性
が算出される。
て説明する図である。色試料用印刷面２５上の各色試料
の分光反射率から、予めＮ×Ｎの行列Ｒを得ておく。各
装置に対して、色試料用印刷面２５を画像入力し、Ｎ組
のＲＧＢ値を得る。このＲＧＢ値が行列Ｄn に対応す
る。続いて図１図示のマトリクス演算部により（１１）
式のマトリクス演算を行なうことにより、各装置の特性
が算出される。
【００４５】Ｎ個の色試料の分光反射率Ｒk （ｉ）（ｋ
＝１，…，Ｎ）が互いに独立であるとき（１０）式のＲ
は正則となり、（１１）式により装置の分光特性が算出
できる。
＝１，…，Ｎ）が互いに独立であるとき（１０）式のＲ
は正則となり、（１１）式により装置の分光特性が算出
できる。
【００４６】色試料の分光反射率が独立でない場合に
は、色試料の数よりも少ない数で全波長域を分割したと
きの各波長域に対する重みを最小二乗法などにより算出
することにより、装置の分光特性を得ることができる。
は、色試料の数よりも少ない数で全波長域を分割したと
きの各波長域に対する重みを最小二乗法などにより算出
することにより、装置の分光特性を得ることができる。
【００４７】例えば、全波長域をＭ分割し、λ1 ，…，
λM のＭ個の波長域で表し、色ｃ（ｃ＝ｒ，ｇ，ｂ）が
次式で表せるものとする。
λM のＭ個の波長域で表し、色ｃ（ｃ＝ｒ，ｇ，ｂ）が
次式で表せるものとする。
【００４８】
【数１４】
【００４９】上式の（（左辺）−（右辺））2 の、全色
試料に関する総和（＝Ｆとする）を最小とするように、
係数Ｗnci （ｃ＝ｒ，ｇ，ｂ，ｉ＝１，２，…，Ｍ）を
決定することにより、装置の分光特性を得ることができ
る。
試料に関する総和（＝Ｆとする）を最小とするように、
係数Ｗnci （ｃ＝ｒ，ｇ，ｂ，ｉ＝１，２，…，Ｍ）を
決定することにより、装置の分光特性を得ることができ
る。
【００５０】また、装置の分光特性が、平均的分光特性
からのずれとして表せることが分かっている場合、カメ
ラで得られたＲＧＢ値からずれ量を算出し、装置の分光
特性を推定するようにしてもよい。
からのずれとして表せることが分かっている場合、カメ
ラで得られたＲＧＢ値からずれ量を算出し、装置の分光
特性を推定するようにしてもよい。
【００５１】例えば、（４）式において、ＲＧＢフィル
タの分光特性Ｓr,g,b （λ）および照明の分光放射率Ｉ
（λ）が平均からずれているとする。ずれは波長方向へ
の分光分布のシフトや、波長毎の感度の変動などに依
る。変動の範囲はフィルタや照明の分光計測により明ら
かであるので、生じ得る変動範囲内について、Ｓr,g,b
（λ）およびＩ（λ）を微少量ずつ変動させ、
タの分光特性Ｓr,g,b （λ）および照明の分光放射率Ｉ
（λ）が平均からずれているとする。ずれは波長方向へ
の分光分布のシフトや、波長毎の感度の変動などに依
る。変動の範囲はフィルタや照明の分光計測により明ら
かであるので、生じ得る変動範囲内について、Ｓr,g,b
（λ）およびＩ（λ）を微少量ずつ変動させ、
【００５２】
【数１５】
【００５３】とした時の評価値Ｆを最小とするＳ’
r,g,b （λ）およびＩ’（λ）を、繰り返し計算などに
より求めればよい。次に各装置のＲＧＢ値を用いて、標
準の分光特性を有する装置のＲＧＢ出力に変換する方法
について説明する。
r,g,b （λ）およびＩ’（λ）を、繰り返し計算などに
より求めればよい。次に各装置のＲＧＢ値を用いて、標
準の分光特性を有する装置のＲＧＢ出力に変換する方法
について説明する。
【００５４】例えば網点印刷の場合、通常、シアン，マ
ゼンタ，イエロー，ブラックの４色のインクによって印
刷され、任意の色は、各インクの網点の大きさを変える
ことによって表現される。従って、このような印刷面の
色の分光分布は、数個の関数の線形結合で表現できる。
ゼンタ，イエロー，ブラックの４色のインクによって印
刷され、任意の色は、各インクの網点の大きさを変える
ことによって表現される。従って、このような印刷面の
色の分光分布は、数個の関数の線形結合で表現できる。
【００５５】実際に１２０個の色試料について分光反射
率を測定し、主成分分析を行なった例では、２次の主成
分までで９４．８％、３次の主成分までで９８．４％の
割合で、元の分布を復元できた。４つの関数により印刷
面の未知の色ｘの分光分布は次の通り書ける。
率を測定し、主成分分析を行なった例では、２次の主成
分までで９４．８％、３次の主成分までで９８．４％の
割合で、元の分布を復元できた。４つの関数により印刷
面の未知の色ｘの分光分布は次の通り書ける。
【００５６】
【数１６】
【００５７】ここで、Ｒx （ｉ）は、未知の色試料ｘの
分光反射率（但し、ｉは可視光域をＮ分割した時の各波
長に対応する。ｉ＝１，…，Ｎ）、ｆ（ｉ）は平均の分
光分布関数，ｆ1 （ｉ），ｆ2 （ｉ），ｆ3 （ｉ）は主
成分分析によって算出される１次から３次までの固有ベ
クトルであり、互いに直行関数となっている。また、ａ
x1，ａx2，ａx3は未知の色試料ｘの場合の線形結合の各
関数に対する重みである。
分光反射率（但し、ｉは可視光域をＮ分割した時の各波
長に対応する。ｉ＝１，…，Ｎ）、ｆ（ｉ）は平均の分
光分布関数，ｆ1 （ｉ），ｆ2 （ｉ），ｆ3 （ｉ）は主
成分分析によって算出される１次から３次までの固有ベ
クトルであり、互いに直行関数となっている。また、ａ
x1，ａx2，ａx3は未知の色試料ｘの場合の線形結合の各
関数に対する重みである。
【００５８】色試料の番号ｋをｘに置き換えて、（１
４）式を、装置のＲＧＢ値を算出する（８）式に代入す
ると、次の通り表される。
４）式を、装置のＲＧＢ値を算出する（８）式に代入す
ると、次の通り表される。
【００５９】
【数１７】
【００６０】これを
【００６１】
【数１８】
【００６２】
【数１９】
【００６３】を用いて表すと、次の通りとなる。
【００６４】
【数２０】
【００６５】未知の色ｘに対する線形結合の重みは、次
式によって算出できる。
式によって算出できる。
【００６６】
【数２１】
【００６７】（１７）式の装置特性Ｅnc（ｉ）（ｃ＝
ｒ，ｇ，ｂ）の代わりに、標準の装置（以下標準装置と
いうことがある）の分光特性であるＥ0c（ｉ）（ｃ＝
ｒ，ｇ，ｂ）を用いて得られる行列をＡ0 およびｂ0 、
また、標準装置で得られるＲＧＢ値を示すベクトルをｃ
0xとして（１９）式と同様に表すと次式の通りとなる。
ｒ，ｇ，ｂ）の代わりに、標準の装置（以下標準装置と
いうことがある）の分光特性であるＥ0c（ｉ）（ｃ＝
ｒ，ｇ，ｂ）を用いて得られる行列をＡ0 およびｂ0 、
また、標準装置で得られるＲＧＢ値を示すベクトルをｃ
0xとして（１９）式と同様に表すと次式の通りとなる。
【００６８】
【数２２】
【００６９】よって、（２０）式を（２１）式に代入す
ると
ると
【００７０】
【数２３】
【００７１】となり、ｎ番目の装置によって得られるＲ
ＧＢ値を標準の装置のＲＧＢ値に変換することができ
る。各装置の特性は、前述の通り、分光特性が既知の色
試料を多数画像入力し、ＲＧＢを用いて行列計算するこ
とにより得られる。また、インクの分光特性を表すため
の関数は、多数の色試料の分光特性の主成分分析により
得られる。よって、
ＧＢ値を標準の装置のＲＧＢ値に変換することができ
る。各装置の特性は、前述の通り、分光特性が既知の色
試料を多数画像入力し、ＲＧＢを用いて行列計算するこ
とにより得られる。また、インクの分光特性を表すため
の関数は、多数の色試料の分光特性の主成分分析により
得られる。よって、
【００７２】
【数２４】
【００７３】は事前に算出されるものであり、任意の装
置について予め計算しておけば、後は、得られるＲＧＢ
信号値に対して（２２）式による計算を行なうだけで、
標準のＲＧＢ値に変換することができる。
置について予め計算しておけば、後は、得られるＲＧＢ
信号値に対して（２２）式による計算を行なうだけで、
標準のＲＧＢ値に変換することができる。
【００７４】図２は結果をまとめた説明図である。多数
（Ｎ個）の色試料を収集し、各色の分光反射率Ｒi （ｉ
＝１，…，Ｎ）を測定する。色試料の分光反射率を主成
分分析しておき、高々３次までの主成分を算出する。未
知の印刷物２６上の未知色ｘの分光反射率は主成分分析
の関数の線形和で得られるものとする。ここでの各関数
の重みは未知であるが、後述のマトリクス演算で、この
重みを含めた形で変換が行なわれる。
（Ｎ個）の色試料を収集し、各色の分光反射率Ｒi （ｉ
＝１，…，Ｎ）を測定する。色試料の分光反射率を主成
分分析しておき、高々３次までの主成分を算出する。未
知の印刷物２６上の未知色ｘの分光反射率は主成分分析
の関数の線形和で得られるものとする。ここでの各関数
の重みは未知であるが、後述のマトリクス演算で、この
重みを含めた形で変換が行なわれる。
【００７５】予め、主成分ベクトル（関数）と装置固有
の分光特性および標準装置の分光特性とから、各装置の
ＲＧＢ値を標準のＲＧＢ値に変換する行列が算出してお
く。印刷物２６を各装置で画像入力しＲＧＢ値を得て、
求めておいた３×３のマトリクス変換を施すことによ
り、標準のＲＧＢを得ることができる。
の分光特性および標準装置の分光特性とから、各装置の
ＲＧＢ値を標準のＲＧＢ値に変換する行列が算出してお
く。印刷物２６を各装置で画像入力しＲＧＢ値を得て、
求めておいた３×３のマトリクス変換を施すことによ
り、標準のＲＧＢを得ることができる。
【００７６】この変換は、各装置のＲＧＢ出力信号に対
して、図６に示す補正処理１６における変換にさらに変
換処理を施すことにより行なうことができる。図３に示
した色試料は、色が色空間内で偏りがないように選択す
るのが望ましい。なお、図３に示すように、色試料は微
少なサイズに切り、１枚のサンプルに多数の色が含まれ
るようにしておき、予め、各色試料の画像における座標
を測定しておくことにより、装置の特性を算出する際の
画像入力およびＲＧＢ値獲得の処理を容易に行なうこと
ができる。
して、図６に示す補正処理１６における変換にさらに変
換処理を施すことにより行なうことができる。図３に示
した色試料は、色が色空間内で偏りがないように選択す
るのが望ましい。なお、図３に示すように、色試料は微
少なサイズに切り、１枚のサンプルに多数の色が含まれ
るようにしておき、予め、各色試料の画像における座標
を測定しておくことにより、装置の特性を算出する際の
画像入力およびＲＧＢ値獲得の処理を容易に行なうこと
ができる。
【００７７】ＲＧＢ信号値の基準画像と検査画像との差
分を、各々、ΔＲ，ΔＧ，ΔＢとすると、通常、検査の
場合には、色の違いに応じた感度補正処理を施すため、
ＲＧＢ各々の差分値に重みをつけて加算した評価値を用
いて判定が行なわれる。即ち、評価値をＶとすると、
分を、各々、ΔＲ，ΔＧ，ΔＢとすると、通常、検査の
場合には、色の違いに応じた感度補正処理を施すため、
ＲＧＢ各々の差分値に重みをつけて加算した評価値を用
いて判定が行なわれる。即ち、評価値をＶとすると、
【００７８】
【数２５】
【００７９】ここで、ｗR,ｗG,ｗB は重み定数である。
検査画像の色をｘ、基準画像の色をｙとすると、ｎ番目
の装置の場合、（１９）式により、
検査画像の色をｘ、基準画像の色をｙとすると、ｎ番目
の装置の場合、（１９）式により、
【００８０】
【数２６】
【００８１】よって、
【００８２】
【数２７】
【００８３】同様に標準の装置の場合、
【００８４】
【数２８】
【００８５】従って、（２６）式、（２７）式より、
【００８６】
【数２９】
【００８７】となり、この変換を施した上で、（２３）
式の評価値算出を行なうことにより、差分信号に対する
補正処理で、標準の検査装置の検査判定結果を得ること
ができる。
式の評価値算出を行なうことにより、差分信号に対する
補正処理で、標準の検査装置の検査判定結果を得ること
ができる。
【００８８】このように、入力される画像信号に対して
直接にＲＧＢ信号値の補正を施さなくてもよく、ＲＧＢ
各々の差分信号値に対して補正処理を行なうようにして
もよい。具体的には、回路において、図４に示すよう
に、差分処理部１７で得られるＲＧＢ差分信号に対し
て、差分信号補正処理部２７による補正を施した後、従
来の評価値変換を行なうだけで、標準の評価値Ｖを得る
ことができる。
直接にＲＧＢ信号値の補正を施さなくてもよく、ＲＧＢ
各々の差分信号値に対して補正処理を行なうようにして
もよい。具体的には、回路において、図４に示すよう
に、差分処理部１７で得られるＲＧＢ差分信号に対し
て、差分信号補正処理部２７による補正を施した後、従
来の評価値変換を行なうだけで、標準の評価値Ｖを得る
ことができる。
【００８９】本手法は、画像検査装置に適用する場合に
限らず、任意の画像入力系を有する装置の画像信号値の
補正に適用することができる。本補正方法は、ＲＧＢの
カメラ出力を用いて、印刷画像の色を、色の標準値（Ｘ
ＹＺ表色系での色度値など）に変換する場合に適用する
ことができる。一般に、カラーカメラで色彩を扱う場合
には、カメラのＲＧＢ信号値を、色の標準値であるＸＹ
Ｚ表色系の色度値に変換する要求がある。従来は、各装
置のＲＧＢ値とそれに対応する既知のＸＹＺ値のデータ
を多数集めて、最小自乗法などにより、最適な変換を行
なうマトリクスを算出していた。印刷物の色の分光特性
が３次までの主成分によって表されるとした場合は、次
に示す変換により、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換すること
ができる。（１７）式および（１８）式のＥnr，Ｅng，
Ｅ nbをＥX ，ＥY ，ＥZ （ＸＹＺ表色系の等色関数）と
置き換えた３×３の行列をＡX 、ベクトルをｂX とす
る。また、色ｉのＸＹＺ値を示すベクトルをＸi 、色の
分光反射率を復元するための重みのベクトルをａi とす
ると、関係は次式で得られる。
限らず、任意の画像入力系を有する装置の画像信号値の
補正に適用することができる。本補正方法は、ＲＧＢの
カメラ出力を用いて、印刷画像の色を、色の標準値（Ｘ
ＹＺ表色系での色度値など）に変換する場合に適用する
ことができる。一般に、カラーカメラで色彩を扱う場合
には、カメラのＲＧＢ信号値を、色の標準値であるＸＹ
Ｚ表色系の色度値に変換する要求がある。従来は、各装
置のＲＧＢ値とそれに対応する既知のＸＹＺ値のデータ
を多数集めて、最小自乗法などにより、最適な変換を行
なうマトリクスを算出していた。印刷物の色の分光特性
が３次までの主成分によって表されるとした場合は、次
に示す変換により、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換すること
ができる。（１７）式および（１８）式のＥnr，Ｅng，
Ｅ nbをＥX ，ＥY ，ＥZ （ＸＹＺ表色系の等色関数）と
置き換えた３×３の行列をＡX 、ベクトルをｂX とす
る。また、色ｉのＸＹＺ値を示すベクトルをＸi 、色の
分光反射率を復元するための重みのベクトルをａi とす
ると、関係は次式で得られる。
【００９０】
【数３０】
【００９１】よって、前述と同様の方法により、ｎ番目
の装置で得られるＲＧＢ値をもとにすると、次式により
ＸＹＺ値が算出できる。
の装置で得られるＲＧＢ値をもとにすると、次式により
ＸＹＺ値が算出できる。
【００９２】
【数３１】
【００９３】実施例としてＲＧＢ信号を扱うカラー画像
を対象としたが、ＲＧＢ信号に限らず、ＹＩＱなど任意
のカラー信号に対して同様の方法により適用できる。
を対象としたが、ＲＧＢ信号に限らず、ＹＩＱなど任意
のカラー信号に対して同様の方法により適用できる。
【００９４】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、複数の異なる特性を有する複数の画像入力系から得
られる複数のＲＧＢ信号値を、標準の特性を持つ入力系
で得られるＲＧＢ値に変換することができ、次の優れた
効果が得られる。
ば、複数の異なる特性を有する複数の画像入力系から得
られる複数のＲＧＢ信号値を、標準の特性を持つ入力系
で得られるＲＧＢ値に変換することができ、次の優れた
効果が得られる。
【００９５】・分光反射率が既知の多数の色試料を各装
置で撮影するだけで、装置固有の撮像系の特性を、装置
の出力であるＲＧＢ値のみから算出することができる。 ・印刷面上の任意の色の分光反射率が、３次までの固有
ベクトル（関数）の線形和によって示されるという原理
に基づき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数
と固有ベクトルとから生成される変換行列の演算によ
り、装置の個体差に依存しない標準特性の装置でのＲＧ
Ｂ値を、各装置のＲＧＢ値のみから算出することができ
る。
置で撮影するだけで、装置固有の撮像系の特性を、装置
の出力であるＲＧＢ値のみから算出することができる。 ・印刷面上の任意の色の分光反射率が、３次までの固有
ベクトル（関数）の線形和によって示されるという原理
に基づき、装置固有の特性であるＲＧＢの分光分布関数
と固有ベクトルとから生成される変換行列の演算によ
り、装置の個体差に依存しない標準特性の装置でのＲＧ
Ｂ値を、各装置のＲＧＢ値のみから算出することができ
る。
【図１】複数の装置の特性を算出する処理過程を示す図
である。
である。
【図２】複数の装置のＲＧＢ出力信号を補正する過程を
示す図である。
示す図である。
【図３】色試料用印刷面を示す図である。
【図４】差分信号に対する補正処理を行なう場合のブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】カラーカメラを用いた従来の画像検査装置の外
観図を示す。
観図を示す。
【図６】従来の画像検査装置の画像入力から判定処理ま
でを示すブロック図である。
でを示すブロック図である。
１ 検査用印刷物 ２ 印刷物 ３ 搬送用ベルト ４ ローラー ５ 照明 ６ カラーカメラ ７ 色分解フィルタ ８ ＲＧＢ信号 ９ 仕分け機構 １０ 良品ストッカ １１ 不良品ストッカ １２ 光学像入力信号 １３ 画像信号変換部 １４ 色温度変換 １５ 色分解 １６ 補正処理 １７ 差分処理部 １８ 基準用画像メモリ １９ 検査用画像メモリ ２０ 位置合わせ処理 ２１ 比較処理 ２２ 差分値メモリ ２３ 評価値変換部 ２４ 判定処理 ２５ 色試料用印刷面 ２６ 印刷物 ２７ 差分信号補正処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/60 G06T 1/00 410 G06T 1/00 510 H04N 1/46
Claims (2)
- 【請求項１】 ＲＧＢの色信号を出力するカラーカメラ
を有する画像入力装置または画像入力系を有する画像処
理装置において、 同一種類のインクによって印刷される印刷物の印刷面上
の色の分光反射率が、主成分分析によって得られる３次
までの固有ベクトルによって表現される時に、装置固有
の分光特性を算出し、 そして、各装置のＲＧＢ毎の３つの分光特性と主成分分
析によって得られる色試料の３次までの固有ベクトル
（関数）との各々の積和を要素とする３×３の行列と、
色試料の平均色のＲＧＢ値を表す色ベクトルと、を装置
毎に生成すること、 および、標準の特性を有する装置のＲＧＢ毎の３つの分
光特性と主成分分析によって得られる色試料の３次まで
の固有ベクトル（関数）との各々の積和を要素とする３
×３の行列と、色試料の平均色のＲＧＢ値を表す色ベク
トルと、を標準の装置について生成することにより、 各装置で未知の色を画像入力して得られるＲＧＢ値のベ
クトルから、平均の色ベクトルを引いた差分ベクトルに
対して、生成した各装置固有の３×３行列の逆変換と標
準の装置の３×３行列の変換とを施し、標準の装置の平
均色の色ベクトルを加算し、装置の個体差に依存しない
標準のＲＧＢ画像信号値を得るようにしたことを特徴と
する画像信号補正処理方法。 - 【請求項２】 上記装置固有の分光特性を算出するに当
って、 Ｎ枚の色試料の分光反射率が全て独立である場合、可視
光領域で波長をＮ分割して計測しておき、Ｎ×Ｎの行列
を生成しておき、複数の装置の各々に特有の分光特性
を、各装置で色試料を画像入力して得られるＲＧＢ画像
信号と生成したＮ×Ｎ行列の逆行列との演算により、可
視光領域で波長をＮ分割した装置のＲＧＢ毎の分光特性
を算出すること、 あるいは、全波長領域を複数の領域に分割し、装置毎の
各々の波長領域に対する分光特性の感度（重み）を、Ｒ
ＧＢ値を用いて最小二乗法により決定すること、 あるいは、装置の特性が平均的な装置の分光特性からの
ずれとして表現できる場合に、特性を僅かずつ変動させ
る繰り返し計算を行ない、算出されるＲＧＢ値と、実際
のＲＧＢ値と誤差が最小となるずれ量を求めること、 により装置固有の分光特性を算出するようにしたことを
特徴とする請求項１記載の画像信号補正処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19503092A JP3276681B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 画像信号補正処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19503092A JP3276681B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 画像信号補正処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0646252A JPH0646252A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3276681B2 true JP3276681B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=16334371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19503092A Expired - Fee Related JP3276681B2 (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 画像信号補正処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276681B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4154116B2 (ja) | 2000-09-28 | 2008-09-24 | 富士通株式会社 | 色変換テーブル作成方法および色変換テーブル作成装置並びに色変換テーブル作成プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 |
| WO2008143618A1 (en) | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Thomson Licensing | Method and system for prediction of gamma characteristics for a display |
| JP5938911B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2016-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 分光計測方法、分光計測器、および変換行列の生成方法 |
| JP5938910B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2016-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 分光計測方法、分光計測器、および変換行列の生成方法 |
| CN103685856B (zh) * | 2013-12-12 | 2016-01-20 | 中国印刷科学技术研究所 | 一种基于复频谱色度理论对大幅面扫描颜色色差进行校正的方法 |
| JP6252319B2 (ja) * | 2014-04-02 | 2017-12-27 | コニカミノルタ株式会社 | 印刷システム及び色調整チャートの作成方法並びに作成制御プログラム |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19503092A patent/JP3276681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0646252A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |