JP5861503B2

JP5861503B2 - 画像検査装置及び方法

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Publication number: JP5861503B2
Application number: JP2012049444A
Authority: JP
Inventors: 恵一宮本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP2013186562A

Description

本発明は、画像検査装置及び方法に関し、特に、画像形成装置によって紙面上に形成された画像の検査の際において行う画像の位置合わせに関する。

従来、印刷物の検品は人手によって行われてきたが、近年オフセット印刷の後処理として、検品を行う装置が用いられている。このような検品装置では、印刷物の読取画像の中から良品のものを人手によって選択して読み取ることにより基準となるマスター画像を生成し、このマスター画像と検査対象の印刷物の読み取り画像の対応する部分を比較し、これらの差分の程度により印刷物の欠陥を判別している。

しかし、近年普及が進んでいる電子写真などの無版印刷装置は少部印刷を得意としており、バリアブル印刷など毎ページ印刷内容の異なるケースも多く、オフセット印刷機のように印刷物からマスター画像を生成して比較対象とすることは非効率である。この問題に対応するため、印刷データからマスター画像を生成することが考えられる。これにより、バリアブル印刷に対応可能である。

画像を比較することによりその差分を抽出する処理を情報処理によって実現する場合、検査対象の画像とマスター画像との位置及びサイズを合わせることにより、比較される部分、即ち画素が互いに対応する部分の画素であるようにすることが求められる。これに対して、検査対象の画像は、一度紙面上に形成された画像がスキャナによって読み取られることにより生成された画像であるため、画像形成出力に際する画像処理時の収縮や用紙の収縮等により、サイズがマスター画像と異なる場合があり得る。また、画像形成出力時のスキューによっても、同様のことが生じ得る。

このため、何らかの基準点に基づいて検査対象の画像とマスター画像との少なくとも一方に対して拡大、縮小、回転等の補正処理を行うことにより、両者の位置及びサイズを合わせる必要がある。この補正を行うためには基準点が必要となる。オフセット印刷の場合は、裁断の目印となるトンボを基準点とすることができるが、カット紙プリンタを用いる場合、裁断を前提としないため、オフセット印刷に用いられるトンボのような基準点が存在しない。

これに対して、カラープリンタでは、人の目では認識困難なイエローのドットパターンであって印刷の際に用紙前面に繰り返し重畳されるパターン（以降、固定パターンとする）を基準点として用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された方法は、固定パターンが付加されることが前提であるため、カラープリンタでしか用いることができず、モノクロのプリンタでは採用不可能である。また、カラープリンタであっても、モノクロ出力の場合は固定パターンが付加されない場合もあり、同様に採用することができない。さらに、出力対象の用紙がイエローに近い色である場合、その紙面上に出力された固定パターンを認識することは困難であるため、この場合も採用することができない。

また、画像の２値化処理を行った上で縦方向及び横方向のヒストグラムを生成し、そのヒストグラムに従って位置合わせを行う方法もある。しかしながら、画像にスキューが発生した場合、ヒストグラムによる方法は用いることができない。

以上説明したように、印刷物や半導体などの一定以上の広さを持つ対象のマッチング方式検査においては、正解となるマスター（基準パターン）と、検査対象との位置合わせが重要になる。例えば簡単に、四角形のマスターと検査対象の４隅を合わせただけでは、対象物の微小な歪によって照合誤差が出てしまい、精緻なマッチング検査ができない。対象物の歪は例えば紙ならば吸湿や引張りによる伸びや縮み、撮像時の浮きや蛇行によるゆがみである。これらを解決するために、以下のような従来技術が提案されている。

特許文献２では、全体を大まかに位置合わせし、その後ブロックに分け、そのブロック毎に再度ずれを直す。具体的には、第１のパターンで位置合わせをした後、分割領域毎に直線を引き、その中心から所定の範囲に対して相関係数を求め、そのピーク位置を元に分割領域（ブロック）ごとの位置合わせ結果としている。

また、特許文献３では、対象を分割し、ブロック毎に微小にずらし、類似度を求め、その類似度がもっとも高いところをそのブロックの位置合わせ結果として、照合する。ブロックずらし量（揺すらせ量）を低減するために、ブロック走査が進む毎に、前回のブロックずらし量（一致位置）を参考にして、そこを中心にブロックずらしを行っている。

しかしながら、ブロック分割とそのブロックの微小ずらしによる比較を行っているが、分割領域毎の計算量が多くなり、また、ある一定以上の歪があると、微小ずらしのずらし量（揺すらせ量）の増加を伴ってしまうという問題点があった。

本発明の目的は、大きな画像の多数の小領域において、ずらし量が増加することを回避しつつ、精度の高い位置合わせを実現することができる画像検査装置及び方法を提供することにある。

第１の発明に係る画像検査装置は、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査装置であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第１の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、
上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第２の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正することを特徴とする。

また、第２の発明に係る画像形成方法は、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査方法であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第１の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査方法において、
上記検査比較手段が、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第２の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る画像検査装置及び方法によれば、画像形成出力による出力結果を読み取った画像とマスター画像とを比較することによる画像の検査において、モノクロ出力の場合や画像にスキューが発生している場合であっても画像の位置合わせが可能となる。そして、第１の位置合わせだけでは足りない精度を第２の位置合わせを導入することにより、従来技術に比較して総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る検査装置４を含む画像形成システムの構成を示すブロック図である。図１の検査装置４のハードウェア構成を示すブロック図である。図１のプリントエンジン３と検査装置４の機能構成を示すブロック図である。図１のマスター画像生成部４０２によって実行されるマスター画像生成処理を示すフローチャートである。図１の比較検査部４０５によって実行される欠陥判定処理を示すフローチャートである。（ａ）図１の検査装置４により用いられる位置合わせ用マーカー１１〜１４を含む画像１００を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の画像１００の分割画像を示す平面図である。図１の検査装置４において位置合わせにより用いるブロックを示す平面図である。（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いる基準点画像データを示す平面図であり、（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。（ａ）は図１の検査装置４において第１の位置合わせのみを行う場合を示す画像の平面図であり、（ｂ）は図１の検査装置４において第１の位置合わせ及び第２の位置合わせを行う場合を示す画像の平面図である。（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。図１の検査装置４において用いる補間方法を説明するための分割画像の平面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

本実施形態においては、デジタルフロントエンド（以下、ＤＦＥという。）１からディザマトリクスを用いて二値化した二値画像に基づいて画像形成出力を実行するプリントエンジン３及びエンジンコントローラ２と、印刷出力を検査するための検査用画像であるマスター画像を生成して印刷出力結果を検査する検査装置４とを含む画像形成システムについて説明する。

図１は、本実施形態に係る検査装置４を備えた画像形成システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成システムは、ＤＦＥ１と、エンジンコントローラ２と、プリントエンジン３と、検査装置４とを備えて構成される。ＤＦＥ１は、受信した印刷ジョブに基づいて印刷出力するべき画像データをハーフトーン処理して各画素が有色／無色によって表現される二値画像を生成し、生成した二値画像と、ハーフトーン処理に用いたディザマトリクスデータを印刷処理コントローラ２に出力する。次いで、エンジンコントローラ２は、ＤＦＥ１から二値画像とディザマトリクスを受信し、二値画像に基づいてプリントエンジン３を制御して画像形成出力を実行させると共に、二値画像を検査装置４へ入力する。プリントエンジン３は、エンジンコントローラ２の制御に従い、二値画像に基づいて画像形成出力を実行すると共に、出力した用紙を読み取り装置で読み取って生成した画像データを検査装置４に入力する。

検査装置４は、エンジンコントローラ２から入力された二値画像を多値画像に変換して、プリントエンジン３の出力結果を検査するためのマスター画像を生成する。そして、検査装置４は、プリントエンジン３から入力された読み取り画像を上記生成したマスター画像と比較することにより、出力結果の検査を行う画像検査装置である。この比較処理の際、検査装置４は、マスター画像と読み取り画像との位置合わせを行う。

図２は、本実施形態に係る検査装置４のハードウェア構成を示すブロック図である。図２においては、検査装置４のハードウェア構成を示すが、プリントエンジン３についても同様である。

図２に示すように、本実施形態に係る検査装置４は、一般的なＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバ等の情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、本実施形態に係る検査装置４は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）２０と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３０と、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという。）４０及びインターフェース（以下、Ｉ／Ｆという。）５０とがバス９０を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ５０には液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという。）６０と、操作部７０と、専用デバイス８０とが接続されている。

ＣＰＵ１０は例えばディジタル計算機であり、検査装置４全体の動作を制御する。ＲＡＭ２０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＨＤＤ４０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、オペレーティングシステムや各種の制御プログラム、アプリケーションプログラム等が格納されている。また、Ｉ／Ｆ５０は、バス９０と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ６０は、ユーザが検査装置４の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部７０は、キーボードやマウス等、ユーザが検査装置４に情報を入力するためのユーザインタフェースである。さらに、専用デバイス８０は、プリントエンジン３や検査装置４において、専用の機能を実現するためのハードウェアであり、プリントエンジン３の場合は、紙面上に画像形成出力を実行するプロッタ装置や、紙面上に出力された画像を読み取る読み取り装置である。また、検査装置４の場合は、上述した二値画像の多値化処理や画像の比較処理を行うための演算を行う演算装置である。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ３０やＨＤＤ４０、もしくは光学ディスク等の記録媒体（図示せず。）に格納されたプログラムがＲＡＭ２０に読み出され、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係るプリントエンジン３や検査装置４の機能を実現する機能ブロックが構成される。

図３は、本実施形態に係るプリントエンジン３及び検査装置４の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン３は、印刷処理部３０１と、読み取り装置３０２と、基準点画像生成部３０３とを備えて構成される。また、検査装置４は、読取画像取得部４０１と、マスター画像生成部４０２と、基準点画像生成部４０３と、検査制御部４０４と、比較検査部４０５とを備えて構成される。

図３のプリントエンジン３において、印刷処理部３０１は、エンジンコントローラ２から入力される二値画像を取得し、印刷用紙に対して画像形成出力を実行し、印刷済みの用紙を出力する。印刷処理部３０１は、インクジェット式や電子写真式等の一般的な画像形成機構によって実現される。尚、本実施形態に係る二値画像は、画素毎にＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）各１ビット（合計４ビット）で表現された６００ｄｐｉの画像であるものとして説明する。また、同一の画像が、エンジンコントローラ２から検査装置４に対しても入力される。

読み取り装置３０２は、印刷処理部３０１によって印刷が実行されて出力された印刷用紙の紙面上に形成された画像を読み取り、読み取りデータを検査装置４に出力する。制御部３０３は、印刷処理部３０１による印刷出力を制御する。基準点画像生成部３０３は、位置合わせマーク（詳細後述）を含む画像（以下、基準点画像という。）を生成して印刷処理部３０１に入力する。これにより、印刷処理部３０１によって画像形成出力される紙面上には、出力するべき画像に上記基準点画像が重畳されて出力される。

図３の検査装置４において、読取画像取得部４０１は、プリントエンジン３において印刷用紙の紙面上が読取装置３０２によって読み取られて生成された画像情報を取得し、比較検査部４０５に検査対象の画像として入力する。マスター画像生成部４０２は、上述したようにエンジンコントローラ２から入力された二値画像を取得し、上記検査対象の画像と比較するための検査用画像であるマスター画像を生成する。即ち、マスター画像生成部４０２が検査用画像生成部として機能する。マスター画像生成部４０２によるマスター画像生成処理においては、読み取り装置３０２によって生成される読み取り画像の形式に対応した画像情報の生成に加えて、読取画像とマスター画像との位置合わせのための基準点の設定が行われる。

基準点画像生成部４０３は、プリントエンジン３に含まれる基準点画像生成部３０３と同様の機能を有し、図４に示すような基準点画像を生成してマスター画像生成部４０２に入力し、これにより、マスター画像生成部４０２は、出力対象の画像に基準点画像が重畳されたマスター画像を生成する。検査制御部４０４は、検査装置４全体の動作を制御する制御部であり、検査装置４に含まれる各構成は検査制御部４０４の制御に従って動作する。比較検査部４０５は、読取画像取得部４０１から入力される読み取り画像とマスター画像生成部４０２が生成したマスター画像とを比較し、意図した通りの画像形成出力が実行されているか否かを判断する。

図４は図１のマスター画像生成部４０２によって実行されるマスター画像生成処理を示すフローチャートである。図４において、マスター画像生成部４０２は、エンジンコントローラ２から二値画像を取得すると、上記基準点画像の画像情報を基準点画像生成部４０３から取得し、取得した二値画像に基準点画像を重畳して合成する（Ｓ１）。次いで、マスター画像生成部４０２は、詳細後述するように、画像の４隅にそれぞれについて、合計４点の基準点を選択して設定する（Ｓ２）。

図５は図１の比較検査部４０５によって実行される欠陥判定処理を示すフローチャートである。図５において、比較検査部４０５は、読取画像取得部４０１から読取画像を取得し（Ｓ１１）、検査制御部４０４からマスター画像を取得する（Ｓ１２）。次いで、比較検査部４０５は、読取画像とマスター画像に対して、詳細後述する第１及び第２の位置合わせ、画像比較及び差分抽出を行った後（Ｓ１３）、欠陥判定（Ｓ１４）を行う。ここで、比較検査部４０５は、マスター画像を構成する画素と読取画像を構成する画素とを夫々比較し、差分を抽出し、画像形成出力が好適に実行されていれば、マスター画像と読取画像との差異は少なく、その結果画像を構成する画素の階調値はほとんど同じ値になり、上記減算した結果の差はゼロに近くなる。他方、画像形成出力が意図した通りに実行されていなければ、画素の階調値に差異が生じ、上記減算した結果の差がゼロに近い値にならない。比較検査部４０５は、このようにして生成された差分の値について、予め定められた所定のしきい値と比較することにより欠陥判定を行う。そして、一致しなかった点が、「欠陥」の結果として出力される。

当該欠陥処理は、ＲＧＢ夫々のプレーン毎にしきい値を設定し、算出された差分と比較しても良いし、ＲＧＢ夫々のプレーンについての差分に基づいて明度、色相、彩度全体の色のずれを算出し、その値に対して設定されたしきい値との比較により欠陥を判定しても良い。このような比較の結果、生成された差分の値が、しきい値を超えていれば、比較検査部４０５は、読取画像に欠陥ありと判定する。比較検査部４０５は、欠陥の有無を判定するとその判定結果を検査制御部４０４に通知する。検査制御部４０４は、比較検査部４０５から判定結果を取得し、欠陥ありと判定されている場合、エンジンコントローラ２に再印刷要求を通知する。これにより、エンジンコントローラ２がプリントエンジン３を制御し、再印刷が実行される。

このように、本実施形態に係る画像形成システムにおいては、マスター画像生成部４０２及び比較検査部４０５が、画像のエッジにおけるコーナーを抽出することにより基準点の候補を生成する。このため、基準点画像が付与されないモノクロ印刷の場合等であっても、マスター画像及び読取画像において対応する画素を抽出し、画像の位置合わせを行うことが可能となる。

次いで、本実施形態に係る検査方法の詳細について以下に説明する。

図６（ａ）図１の検査装置４により用いられる位置合わせ用マーカー１１〜１４を含む画像１００を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の画像１００の分割画像を示す平面図である。図６（ａ）及び（ｂ）はプリントする画像領域全体を示す。この例では、図６（ａ）に示すように、画像１００の４隅に第１の位置合わせ用に位置合わせ用マーカー１１〜１４を印刷している。これは製本時にも使われる、いわゆるマーカーや「トンボ」と呼ばれるものをそのまま利用することもできる。図６（ｂ）は、画像１００全体をブロック状の小領域に分割したことを説明している。このブロック毎に照合することで、画像１００全体の位置ずれを補正しつつ検査を行うことができる。この例では８×１０の合計８０個のブロックに分割している。

図７は図１の検査装置４において位置合わせにより用いるブロックを示す平面図である。ここで、図７は本発明の実施形態に係る第２の位置合わせブロックの選択を示している。この例では画像１００の中央付近に、絵柄があり、エッジ成分が豊富なため、マスター画像と検査対象画像のずれによる相関値の変動が激しく、位置合わせに好適であるため、そのブロック１５を選択している。一方、画像１００の中央下部の示したエリアは、印刷データがなく白紙ブロック１６である。このような領域では位置がずれてもマスター画像と検査対象画像の相関値変動がなく、位置合わせの目的には不適である。マスター画像の印刷内容は前もってわかっているので、このマスター画像のブロックのエッジ成分の有無、もしくは平坦度などを事前に計算しておき、第２の位置合わせ用のブロック１５として比較検査部４０５において指定しておけばよい。

図８Ａ（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いる基準点画像データを示す平面図であり、図８Ａ（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。また、図８Ｂ（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、図８Ｂ（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。すなわち、図８Ａ及び図８Ｂは位置合わせ方法の例を示している。

第１の位置合わせはもっとも基準になるものであるから、図８Ａ（ａ）に示すように、上記したようなトンボ等の位置合わせ用マーカー１１等を印刷し、かつ、位置合わせ漏れがないように十分に広い範囲をサーチして確実に位置を合わせる必要がある。本例では、図８Ａ（ｂ）に示すように、２５×２５画素のマーカーをＸＹ方向±３０画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分を補正位置としている。

第２の位置合わせは、第１の位置合わせに次ぐもので、本例では、図８Ｂ（ｂ）に示すように、１５×１５画素の領域をＸＹ方向±２０画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分を補正位置としている。第２の位置合わせ用のブロックの画像は、通常印刷画像データの中であるので、前もって準備したマークやトンボが利用できない。そのため、マスターと検査画像の画像そのものの相関値（類似度）を計算することになる。

図９（ａ）は図１の検査装置４において第１の位置合わせのみを行う場合を示す画像の平面図であり、図９（ｂ）は図１の検査装置４において第１の位置合わせ及び第２の位置合わせを行う場合を示す画像の平面図である。ここで、図９は位置合わせ量を示す。

図９（ａ）は第１の位置合わせ、すなわち本例では４隅のマーカー１１〜１４のそれぞれのずれ量（ずれ後のマーカーを１１ａ〜１４ａとする。）からそれ以外のブロックのずれ量を計算することを示している。各ブロックのずれ量計算は基準位置（第１の位置合わせ用マーカー１１〜１４のあるブロック位置）との線形補間等の手法で求めればよい。これについては詳細後述する。

図９（ｂ）は上記の第１の位置合わせに加えて、本発明の実施形態に係る第２の位置合わせを加えたものである。図９（ａ）の４隅に加え、本例では中央付近のブロック１５の位置ずれ量がわかるため、全体の歪の補正は高精度化できる。印刷物の例では中央付近の浮きや紙搬送系の引張りによる歪等のよりよい補正が期待できる。各ブロックのずれ量計算は図９（ａ）の場合と同じく、基準位置（第１の位置合わせ用マーカー１１〜１４のあるブロック位置）と、この第２の基準ブロックを加味した線形補間等の手法で求めればよい。これについては詳細後述する。

図１０（ａ）は図１の検査装置４において位置合わせにより用いるマスター画像を示す平面図であり、図１０（ｂ）はその検査対象画像を示す平面図である。すなわち、図１０は微小ずらしによる最終的なブロックのマッチングを示している。本例では、１５×１５の画素ブロック（図１０（ａ））を、図１０（ｂ）に示すように、ＸＹ方向±３画素分ずらして、もっとも一致度が高い部分をブロックマッチング位置としている。このブロックマッチングの結果が最終的な位置合わせ結果であり、このブロックの反一致度、またはブロック全体の画素値の差分総和が、しきい値を超えた場合に、このブロックが欠陥であると結果付けることができる。

また、画素単位で、検査結果を出す場合には、この位置合わせ結果後のマスター画像と検査対象画像のブロックの画素それぞれに対して、差分計算を行い、しきい値を超えたものを欠陥画素として結果を出しても良い。画素単位のマッチングでも精度が足りない場合は、周辺画素との間でサブピクセル精度での補完演算を行い、さらに精度の高い欠陥検査を行うことも可能である。

図１１は図１の検査装置４において用いる補間方法を説明するための分割画像の平面図である。図１１を参照して、図９（ａ）及び（ｂ）の場合の補間方法について以下に説明する。以下の説明では、画像１００の横方向であるＸ方向に関してだけ記載し、その縦方向であるＹ方向については補間式の形は同様であり、ｕをｖに置き換え、ｄをｅに置き換えれば同様に計算できる。

まず、ｕ１，ｕ２，ｕ３，ｕ４，ｕ５を位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５でのＸ方向ずれ量（測定値）とし、各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の位置座標を次式で表す。

［数１］
位置Ｐ１の位置座標＝（ｘ１，ｙ１）
［数２］
位置Ｐ２の位置座標＝（ｘ２，ｙ１）
［数３］
位置Ｐ３の位置座標＝（ｘ１，ｙ２）
［数４］
位置Ｐ４の位置座標＝（ｘ２，ｙ２）
［数５］
位置Ｐ５の位置座標＝（ｘ５，ｙ５）

ここで、位置Ｐ１〜Ｐ４は画像１００の４隅のブロックの位置であり、第２の位置合わせで用いる位置Ｐ５は画像１００のほぼ中央のブロックの位置である。ここで、座標位置（ｘ，ｙ）でのＸ方向のずれ量（最終補間結果）をｕ（ｘ，ｙ）で表す。

まず、４つのブロックのマーカー１１〜１４に基づく補間方法（従来技術に係る図９（ａ）の場合）について以下に説明する。４つのブロックのマーカー１１〜１４に基いて補間した位置座標（ｘ，ｙ）でのずれ量をｕ’（ｘ，ｙ）とする。当該実施例では、Ｘ方向、Ｙ方向については線形な式になるように補間し、次式のようにおく。

［数６］
ｕ’（ｘ，ｙ１）
＝（ｕ２−ｕ１）／（ｘ２−ｘ１）×（ｘ−ｘ１）＋ｓ１
≡ｆ１（ｘ）
［数７］
ｕ’（ｘ，ｙ２）
＝（ｕ４−ｕ３）／（ｘ２−ｘ１）×（ｘ−ｘ１）＋ｓ３
≡ｆ２（ｘ）

このとき、４つのブロックのマーカー１１〜１４に基いて補間した位置座標（ｘ，ｙ）でのずれ量をｕ’（ｘ，ｙ）は次式で表される。

［数８］
ｕ’（ｘ，ｙ）
＝｛ｆ２（ｘ）−ｆ１（ｘ）｝／（ｙ２−ｙ１）×（ｙ−ｙ１）＋ｆ１（ｘ）

さらに、４つのブロックのマーカー１１〜１４及び画像内のブロック画像１５に基づく補間方法（実施形態に係る図９（ｂ）の場合）について以下に説明する。この場合は４点での補間結果に、追加した１点での補正を加える形で求める。すなわち、５点目により内部にできる４つの四角形それぞれで補正しなおす方法を用いる。ここで、
（１）位置Ｐ５の左上の領域Ａと、
（２）位置Ｐ５の右上の領域Ｂと、
（３）位置Ｐ５の左下の領域Ｃと、
（４）位置Ｐ５の右下の領域Ｄとの４つの領域に分割し、補正量は領域別に出す。補正量は、各領域の４隅の位置合わせ用マーカー１１〜１４を用いて、上記と同様な補間方法で出す。

［数９］
ｕ（ｘ，ｙ）
＝ｕ’（ｘ，ｙ）＋ｄ（ｘ，ｙ）

ここで、ｄ（ｘ，ｙ）が位置座標（ｘ，ｙ）における補正量である。

さらに、画像内のブロック画像１５のずれ量であって、上記４点での補間結果との差ｄ５は次式で表される。

［数１０］
ｄ５
＝ｕ５−ｕ（ｘ５，ｙ５）

（１）領域Ａ＝（ｘ１〜ｘ５，ｙ１〜ｙ５）における条件は次式で表される。
［数１１］
ｄ（ｘ１，ｙ１）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ１）＝０
ｄ（ｘ１，ｙ５）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ５）＝ｄ５
ここで、補正量ｄ（ｘ，ｙ）は次式で表される。
［数１２］
ｄ（ｘ，ｙ）
＝ｄ５／｛（ｘ５−ｘ１）×（ｙ５−ｙ１）｝×（ｘ−ｘ１）×（ｙ−ｙ１）

（２）領域Ｂ＝（ｘ５〜ｘ２，ｙ１〜ｙ５）における条件は次式で表される。
［数１３］
ｄ（ｘ５，ｙ１）＝０
ｄ（ｘ２，ｙ１）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ５）＝ｄ５
ｄ（ｘ２，ｙ５）＝０
ここで、補正量ｄ（ｘ，ｙ）は次式で表される。
［数１４］
ｄ（ｘ，ｙ）
＝ｄ５／｛（ｘ２−ｘ５）×（ｙ５−ｙ１）｝×（ｘ２−ｘ）×（ｙ−ｙ１）

（３）領域Ｃ＝（ｘ１〜ｘ５，ｙ５〜ｙ２）における条件は次式で表される。
［数１５］
ｄ（ｘ１，ｙ５）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ５）＝ｄ５
ｄ（ｘ１，ｙ２）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ２）＝０
ここで、補正量ｄ（ｘ，ｙ）は次式で表される。
［数１６］
ｄ（ｘ，ｙ）
＝ｄ５／｛（ｘ５−ｘ１）×（ｙ２−ｙ５）｝×（ｘ−ｘ１）×（ｙ２−ｙ）

（４）領域Ｄ＝（ｘ５〜ｘ２，ｙ５〜ｙ２）における条件は次式で表される。
［数１７］
ｄ（ｘ５，ｙ５）＝ｄ５
ｄ（ｘ２，ｙ５）＝０
ｄ（ｘ５，ｙ２）＝０
ｄ（ｘ２，ｙ２）＝０
ここで、補正量ｄ（ｘ，ｙ）は次式で表される。
［数１８］
ｄ（ｘ，ｙ）
＝ｄ５／｛（ｘ２−ｘ５）×（ｙ２−ｙ５）｝×（ｘ２−ｘ）×（ｙ２−ｙ）

以上でＸ方向の補正量の計算は完了し、Ｙ方向の補正量の計算も同様に実行できる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る第１及び第２の位置補正は、比較的多い画素ずらし範囲まで位置を合わせることができる。そして、その対象ブロック数は画像全体のブロック数に比べて比較的少ないため、全演算量の増加は抑えることができる。さらに、最終的な微小マッチングおよび画素単位マッチングは非常に狭い範囲（ごく近傍までのずらしでかまわない）ですむため、大量のブロック対する演算量は比較的少なく抑えることができる。

以上詳述したように、本発明の本実施形態によれば、画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査装置であって、上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第１の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第２の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正する。従って、上記第１の位置合わせだけでは足りない精度を上記第２の位置合わせを導入することにより、総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。また、上記第２の位置合わせは、画像内部のデータの類似度を用いるため、位置合わせ用のマーカーを印刷対象画像内部に用意する必要がない。さらに、上記第２の位置合わせ用として適したブロックを、予めマスターデータから選ぶことができるので、精度の高い位置合わせが期待できる。

以上詳述したように、本発明によれば、画像形成出力による出力結果を読み取った画像とマスター画像とを比較することによる画像の検査において、モノクロ出力の場合や画像にスキューが発生している場合であっても画像の位置合わせが可能となる。そして、第１の位置合わせだけでは足りない精度を第２の位置合わせを導入することにより、従来技術に比較して総演算量を上げることなく、精度の高い検査結果を得ることができる。

１…デジタルフロントエンド（ＤＦＥ）、
２…エンジンコントローラ、
３…プリントエンジン、
４…検査装置、
１０…ＣＰＵ、
１１〜１４…位置合わせ用マーカー、
１５，１６…ブロック、
２０…ＲＡＭ、
３０…ＲＯＭ、
４０…ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、
５０…インターフェース（Ｉ／Ｆ）、
６０…液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、
７０…操作部、
８０…専用デバイス、
９０…バス、
１００…画像、
３０１…印刷処理部、
３０２…読み取り装置、
３０３…基準点画像生成部、
４０１…読取画像取得部、
４０２…マスター画像生成部、
４０３…基準点画像生成部、
４０４…検査制御部、
４０５…比較検査部。

特開２００４−１９５８７８号公報特許第３６９４１９８号公報特許第３２９９０６６号公報

Claims

画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査装置であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第１の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査装置において、
上記検査比較手段は、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第２の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正することを特徴とする画像検査装置。
上記検査比較手段は、上記第１の位置合わせを予め決められたブロック内の既知パターンの照合によって行い、上記第２の位置合わせを上記選択したブロックの画像のずれに伴う類似度に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の画像検査装置。
上記検査比較手段は、上記第２の位置合わせを行うブロックを、上記マスター画像の全体のブロック毎のエッジ成分に基づいて選択することを特徴とする請求項１又は２記載の画像検査装置。
上記検査比較手段は、上記第１の位置合わせによるずれ量と、上記第２の位置合わせのずれ量とに基づいて、線形補間方法を用いて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の画像検査装置。
画像形成装置によって紙面上に画像形成出力された画像を読み取った読み取り画像である検査対象画像を元のマスター画像と照合することで検査を行う画像検査方法であって、
上記画像全体を複数のブロックに分割して、画像周辺部の複数の領域で第１の位置合わせを行い、その結果に基づいて検査対象画像の各ブロック位置ずれ量を算出し、そのずれ量に応じてずらした検査対象画像のブロックと、マスター画像のブロック同士とをさらに微小にずらしながら位置合わせを行い、比較照合する検査比較手段を備えた画像検査方法において、
上記検査比較手段が、上記画像の中で所定のブロックを選択し、選択したブロックの位置ずれ量を再計算することにより第２の位置合わせを行い、その結果に基づいて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正するステップを含むことを特徴とする画像検査方法。
上記検査比較手段が、上記第１の位置合わせを予め決められたブロック内の既知パターンの照合によって行い、上記第２の位置合わせを上記選択したブロックの画像のずれに伴う類似度に基づいて行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の画像検査方法。
上記検査比較手段が、上記第２の位置合わせを行うブロックを、上記マスター画像の全体のブロック毎のエッジ成分に基づいて選択することを含むことを特徴とする請求項５又は６記載の画像検査方法。
上記検査比較手段が、上記第１の位置合わせによるずれ量と、上記第２の位置合わせのずれ量とに基づいて、線形補間方法を用いて上記検査対象画像の各ブロックの位置ずれ量を補正するステップを含むことを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか１つに記載の画像検査方法。