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)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
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
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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 |