JP6323190B2 - 検査装置、画像形成装置及び画像の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、検査装置、画像形成装置及び画像の検査方法に関する。

従来、画像形成装置により用紙上に形成された画像を読み取り、読み取った画像を基準画像と照合することにより、画像を検査することが行われている。
単純に、読み取った画像と基準画像の位置が対応する画素の階調値を照合する方法では、用紙の搬送位置のずれ等により基準画像と比べてわずかに位置がずれただけでも、画像が不良と誤判定されてしまう。そこで、読み取った画像と基準画像の特徴量を算出して特徴量同士を照合することが行われている（例えば、特許文献１〜３）。特徴量を照合する方法によれば、画像の位置にかかわらず、画像の特徴が一致するか否かで画像の良否を判定できるため、画像の位置ずれによる誤判定を減らすことができる。

特開２０１１−１９８１３０号公報 特開２００３−２４８８２７号公報 特開２００５−２２７１４２号公報

しかしながら、特徴量を照合する場合、位置にかかわらず特徴量が同じであれば同じ画像であると判定されるため、１枚の用紙のなかに同じ特徴量を持つ複数の画像があると、正確な判定が難しくなる。例えば、同じ文字が３文字並んでいる基準画像に対し、３文字のうちの１文字が消失した画像は不良と判定すべきだが、消失した文字の特徴量が他の２文字の特徴量と一致するため、画像は良と誤判定されてしまう。

本発明の課題は、画像の検査時の誤判定を減らすことである。

請求項１に記載の発明によれば、
複数の用紙上に形成された画像をそれぞれ読み取る画像読取部と、
前記画像読取部により読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、前記基準画像及び前記被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部により検出された前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、前記被検査画像の良否を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記特徴量を照合する前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点を、前記被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、前記探索領域のサイズを前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定することを特徴とする検査装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記判定部は、前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズ情報を取得し、当該オブジェクトのサイズ情報により特定された前記１又は複数のオブジェクトのいずれかのサイズを、前記探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項１に記載の検査装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記オブジェクトのサイズ情報により特定された前記１又は複数のオブジェクトのサイズを表示する表示部と、
ユーザーがオブジェクトのサイズを指定するための操作部と、を備え、
前記判定部は、前記操作部を介してユーザーにより指定されたオブジェクトのサイズを、前記探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項２に記載の検査装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記オブジェクトのサイズ情報は、前記オブジェクトが文字である場合、文字のフォント及びフォントサイズを含み、当該文字に拡張書式が設定されている場合はさらに拡張書式を含み、
前記判定部は、前記フォント、フォントサイズ及び拡張書式の文字のサイズを探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記判定部は、前記フォント、フォントサイズ及び拡張書式に対応する前記探索領域のサイズが定められたテーブルを用いて、前記オブジェクトのサイズ情報に含まれるフォント、フォントサイズ及び拡張書式を前記探索領域のサイズに変換することにより、前記探索領域のサイズを決定することを特徴とする請求項４に記載の検査装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
複数の用紙のそれぞれに形成された画像を読み取る画像読取ステップと、
前記画像読取ステップにおいて読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、前記基準画像及び前記被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点において特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
前記特徴量算出ステップにおいて検出された前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、前記被検査画像の良否を判定する判定ステップと、を含み、
前記判定ステップでは、前記特徴量を照合する前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点を、前記被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、前記探索領域のサイズを前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定することを特徴とする画像の検査方法が提供される。

本発明によれば、特徴量の照合によって被検査画像の良否を判定することができ、画像のわずかな位置ずれによる誤判定を減らすことができる。また、照合する基準画像と被検査画像の特徴点を探索領域内に位置する特徴点に限定することができ、探索領域のサイズをオブジェクトのサイズに応じて決定することができるため、特徴量が同じであるが、異なるオブジェクトの特徴点同士を照合することによる誤判定を減らすことができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面図である。 画像形成装置と検査装置の構成を機能ごとに表すブロック図である。 検査装置が基準画像を読み取る際の処理手順を示すフローチャートである。 検査装置が特徴点を検出し、特徴量を算出する際の処理手順を示すフローチャートである。 基準画像と基準画像から抽出された１１画素×１１画素の領域とを示す図である。 濃度勾配を表すベクトルを算出する画素とその隣接画素の位置座標を表す図である。 ９画素×９画素の各画素において算出されたベクトルを表す図である。 サイズが異なる３つの文字を含む画像を示す図である。 オブジェクトのサイズをユーザーが指定できる操作画面の例を示す図である。 検査装置が被検査画像を読み取り、検査を実施する際の処理手順を示すフローチャートである。 基準画像を示す図である。 画像の位置ずれが生じた被検査画像を示す図である。 一部の画像が消失した被検査画像を示す図である。 画像の誤りがある被検査画像を示す図である。 汚れがある被検査画像を示す図である。 画像の消失がある被検査画像を示す図である。

以下、本発明の検査装置、画像形成装置及び検査方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態の画像形成装置Ｇの概略構成を示している。
画像形成装置Ｇは、図１に示すように本体ユニット１０と検査装置１００を備え、本体ユニット１０により用紙上に画像を形成し、検査装置１００により当該用紙の画像を読み取って当該画像の検査を実施することができる。

図２は、本体ユニット１０と検査装置１００の構成を機能ごとに表すブロック図である。
本体ユニット１０は、図１及び図２に示すように、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像読取部１７、画像メモリー１８、画像処理部１９及び画像形成部２０を備えている。

制御部１１は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することにより画像形成装置Ｇの各部を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成することができる。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６により生成された画像又は画像読取部１７により読み取られた画像の画像処理を、画像処理部１９により実施させて、画像処理後の画像の各画素の階調値に応じて、画像形成部２０により用紙上に画像を形成させる。

記憶部１２は、制御部１１により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるデータ等を記憶している。
記憶部１２としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。

操作部１３は、図１に示すようにユーザーインターフェイスとして本体ユニット１０に設けられ、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部１１に出力する。操作部１３としては、例えばキー、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等が挙げられる。

表示部１４は、図１に示すようにユーザーインターフェイスとして本体ユニット１０に設けられ、制御部１１の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部１４としては、ＬＣＤ（liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro luminescence Display）等を用いることができる。

通信部１５は、ネットワーク上のユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等と通信する。例えば、通信部１５は、ユーザー端末からネットワークを介してページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたデータ（以下、ＰＤＬデータという）を受信する。

画像生成部１６は、通信部１５により受信したＰＤＬデータをラスタライズ処理し、画素ごとに階調値を有するビットマップ形式の画像を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。階調値は、画像の濃淡を０〜階調で表す８ｂｉｔのデータ値である。

画像生成部１６は、ラスタライズ処理によって画像中に描画する１又は複数のオブジェクトのサイズ情報をＰＤＬデータから生成し、画像に付加（タグ）することができる。オブジェクトとは、前景となり得る画像のことをいい、例えばかな、アルファベット、数字等の文字（Text）、罫線、多角形、円等の図形（Graphics）、ＪＰＥＧファイル等の写真（Image）等に分類できる。オブジェクトのサイズ情報は、当該サイズ情報によりオブジェクトのサイズを特定できるのであれば、オブジェクトのサイズそのものを示す情報であってもよいし、オブジェクトのサイズを算出できる補助的な情報であってもよい。

画像読取部１７は、図１に示すように本体ユニット１０の上部に設けられ、ユーザーによりセットされた原稿の画像を読み取って、ビットマップ形式の画像をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色ごとに生成する。画像読取部１７は、例えばスキャナー、自動原稿送り機構等により構成することができる。画像読取部１７は、Ｒ、Ｇ及びＢの画像を色変換し、各色Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像を生成するようにしてもよい。なお、画像読取部１７と画像メモリー１８の間に色変換部を配置して当該色変換部により色変換を実施するようにしてもよいし、画像処理部１９において実施するようにしてもよい。

画像メモリー１８は、画像生成部１６又は画像読取部１７により生成された画像を記憶する。画像にオブジェクトのサイズ情報が付加されている場合は、当該サイズ情報も記憶する。画像メモリー１８としては、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等を用いることができる。

画像処理部１９は、画像メモリー１８から画像形成部２０へ転送された画像に対し、階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。
階調補正処理は、画像の各画素の階調値を、用紙上に形成された画像の濃度特性が目標の濃度特性と一致するように補正された階調値に変換する処理である。
中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

画像形成部２０は、画像処理部１９により画像処理された画像の各画素の階調値に応じて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。
画像形成部２０は、図１に示すように、４つの書込みユニット２１、中間転写ベルト２２、２次転写ローラー２３、定着装置２４、給紙トレイ２５及び反転機構２６を備えている。各書込みユニット２１は、中間転写ベルト２２のベルト面に沿って直列に配置されている。中間転写ベルト２２は、複数のローラーにより巻き回されて回転する。複数のローラーの１つは２次転写ローラー２３を構成している。２次転写ローラー２３及び定着装置２４は、給紙トレイ２５から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。給紙トレイ２５は、用紙を収容している。

４つの書込みユニット２１は、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色の画像を形成する。各書込みユニット２１の構成は同じであり、露光部２１１、感光体２１２、現像部２１３、帯電部２１４及びクリーニング部２１５を備えている。
各書込みユニット２１は、帯電部２１４により感光体２１２に電圧を印加して帯電させた後、各色Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像の各画素の階調値に応じてレーザービームを照射し、感光体２１２を露光する。各書込みユニット２１は、現像部２１３によりトナー等の色材を供給して、感光体２１２上に形成された静電潜像を現像すると、各書込みユニット２１の感光体２１２上には各色の画像が形成される。

各感光体２１２上の画像は中間転写ベルト２２上に順次重ねて転写され、中間転写ベルト２２上には複数の色からなる画像が形成される。各書込みユニット２１は、クリーニング部２１５により転写後に感光体２１２上に残留する色材を除去する。
給紙トレイ２５により用紙を給紙し、２次転写ローラー２３によって中間転写ベルト２２上の複数の色からなる画像を用紙上に転写すると、定着装置２４により当該用紙を加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。用紙の両面に画像を形成する場合は、反転機構２６により用紙面を反転させて再度２次転写ローラー２３へ用紙を搬送する。

検査装置１００は、図１及び図２に示すように、画像読取部１０１、特徴量算出部１０２、判定部１０３、制御部１０４、記憶部１０５、操作部１０６及び表示部１０７を備えている。

画像読取部１０１は、画像形成部２０により画像が形成された後、検査装置１００に搬送された複数の用紙の画像をそれぞれ読み取って、ビットマップ形式の画像をＲ、Ｇ及びＢの色ごとに生成する。画像読取部１０１は、光源、カラーイメージセンサー等により構成することができる。

特徴量算出部１０２は、画像読取部１０１により読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、基準画像及び被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点の特徴量を算出する。

判定部１０３は、特徴量算出部１０２により検出された基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、被検査画像の良否を判定する。
判定部１０３は、特徴量を照合する基準画像と被検査画像の各特徴点を、被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、各探索領域内で検出された基準画像と被検査画像の特徴点同士を照合する。判定部１０３は、この探索領域のサイズを、画像に含まれる１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定する。

制御部１０４は、検査装置１００の各部を制御する。例えば、制御部１０４は、表示部１０７にユーザーがオブジェクトのサイズを指定できる操作画面を表示させ、当該操作画面において操作部１０６を介してユーザーにより指定されたオブジェクトのサイズを判定部１０３へ通知する。

記憶部１０５は、画像読取部１０１により基準画像及び被検査画像として読み取られた複数の画像を記憶する。
また、記憶部１０５は、特徴量算出部１０２により検出された基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量を記憶する。

操作部１０６及び表示部１０７は、図１に示すように検査装置１００に設けられたユーザーインターフェイスであり、上述した操作部１３及び表示部１４と同様の構成を有する。

上記画像形成装置Ｇが、本体ユニット１０により形成した画像を、検査装置１００により検査する際の処理手順を説明する。

画像形成装置Ｇにおいて、通信部１５がユーザー端末からＰＤＬデータを受信すると、画像生成部１６がＰＤＬデータからビットマップ形式の画像を生成する。このビットマップ形式の画像が、用紙上に形成される基準画像と被検査画像の元画像である。
画像生成部１６は、ＰＤＬデータから元画像を生成する際、探索領域の決定のために、元画像中に描画した１又は複数のオブジェクトのサイズ情報を生成し、元画像に付加する。
例えば、オブジェクトが文字である場合、画像生成部１６は、ＰＤＬデータから文字のフォント及びフォントサイズを抽出してサイズ情報とする。文字にルビ、傍点等の拡張書式が設定されている場合、文字のサイズが指定されたフォントサイズから変化するため、画像生成部１６は、ＰＤＬデータからさらに拡張書式を抽出してフォント、フォントサイズ及び拡張書式をサイズ情報とする。また、オブジェクトが図形又は写真である場合、画像生成部１６は、図形又は写真の形状、長さ、幅、円の半径等をＰＤＬデータから抽出し、サイズ情報とする。

生成された元画像と元画像に付加されたオブジェクトのサイズ情報は、画像メモリー１８に保存される。画像メモリー１８に保存された画像は画像処理部１９により画像処理された後、画像形成部２０へ転送される。
画像形成部２０は、元画像が転送されると複数の用紙への画像の形成を開始し、検査装置１００は、各用紙に形成された画像を読み取り、読み取った複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、被検査画像を基準画像と照合して被検査画像の良否を判定する。

複数の画像のいずれを基準画像とするかは特に限定されず、１枚目の用紙の画像を基準画像とし、２枚目以降の用紙の画像を被検査画像とすることもできる。基準画像の候補としていくつかの用紙に画像を形成して読み取った画像を表示し、そのなかからユーザーにより選択された画像を基準画像とし、それ以降に形成される画像を被検査画像とすることもできる。また、すべての用紙の画像を読み取った後に基準画像をユーザーに選択させ、その他を被検査画像として検査することもできる。
以下、１枚目の用紙の画像を基準画像とし、２枚目以降の用紙の画像を被検査画像とする場合の例を説明する。

図３は、基準画像を読み取る際の検査装置１００の処理手順を示している。
検査装置１００では、画像読取部１０１が画像形成部２０により画像が形成された後、検査装置１００に搬送された１枚目の用紙の画像を基準画像として読み取る(ステップＳ１)。読み取られた基準画像は記憶部１０５に保存される。読み取った画像を、ユーザーが検品できるように表示部１０７により表示してもよい。また、操作部１０６を介して、表示した画像がユーザーにより基準画像として指定されるまで、基準画像の形成を繰り返してもよい。

次に、特徴量算出部１０２が、基準画像の１又は複数の特徴点を検出し、各特徴点の特徴量を算出する(ステップＳ２)。
図４は、特徴量算出部１０２が、特徴量を算出する際の処理手順を示している。
図４に示すように、特徴量算出部１０２は、画像の特徴をよく表す特徴量を算出するため、基準画像に前処理を施す（ステップＳ２１）。
例えば、特徴量算出部１０２は、前処理として、基準画像の各色Ｒ、Ｇ及びＢの階調値を、グレースケールの階調値に変換した後、階調補正処理を実施し、さらにガウシアンフィルター等を用いて鮮鋭化処理を実施する。

次に、特徴量算出部１０２は、基準画像のうちの１画素を注目画素として抽出し、注目画素と当該注目画素を中心とする半径ｒの円上に位置する周辺画素の階調値をそれぞれ取得する。特徴量算出部１０２は、周辺画素の階調値が注目画素の階調値よりも小さければ０の値に、同じであれば１の値に、大きければ２の値に、階調値を３値化する（ステップＳ２２）。

図５は、３値化の具体例を示している。
図５は、基準画像Ｔ０と、基準画像Ｔ０中のＡの文字の頂点付近の領域Ｒを拡大して表している。領域Ｒは、Ａの文字の頂点に位置する画素Ｋを中心する１１画素×１１画素の領域であり、領域Ｒ内の円は各画素を表している。
領域Ｒの中心に位置する画素Ｋが注目画素であり、周辺画素を抽出する円の半径ｒが３画素である場合、図５に示すように、注目画素Ｋを中心とする半径３画素の円上に位置する１６の周辺画素の階調値が、０、１又は２のいずれかに３値化される。

特徴量算出部１０２は、３値化後の階調値が最小値０である周辺画素が連続する数か、最大値２である周辺画素が連続する数をカウントする。そして、カウントした数が閾値以上であれば（ステップＳ２３；Ｙ）、特徴量算出部１０２は注目画素を特徴点として検出する（ステップＳ２４）。一方、カウントした数が閾値未満であれば（ステップＳ２３；Ｎ）、注目画素は特徴点でないため、ステップＳ２７へ移行する。
例えば、閾値が９である場合、図５に示す領域Ｒにおいては最小値０の周辺画素が連続する数が９であるので、注目画素Ｋが特徴点として検出される。

特徴点を検出すると、当該特徴点の特徴量として、特徴量算出部１０２は注目画素を中心とする一定領域内の各画素における濃度勾配を表すベクトルを算出する（ステップＳ２５）。ベクトルは、３値化前の階調値により算出する。

具体的には、特徴量算出部１０２は、濃度勾配を表すベクトルを、ベクトルを算出する画素とその隣接画素との階調値の差分から算出する。図６は、ベクトルを算出する画素の主走査方向及び副走査方向の位置座標を（ｘ，ｙ）と表したときの各隣接画素の位置座標を表している。位置座標（ｘ，ｙ）の画素における濃度勾配を表すベクトルをＭ（ｘ，ｙ）と表すと、主走査方向の１次微分の値ｄｘ、副走査方向の１次微分の値ｄｙから、ベクトルＭ（ｘ，ｙ）を下記式により求めることができる。
Ｍ（ｘ，ｙ）＝（ｄｘ，ｄｙ）
ｄｘ＝ｆ（ｘ＋１，ｙ）−ｆ（ｘ，ｙ）
ｄｙ＝ｆ（ｘ，ｙ−１）−ｆ（ｘ，ｙ）
なお、ｆ（ｘ，ｙ）は、位置座標（ｘ，ｙ）における階調値を表す関数である。

図７は、図５に示す領域Ｒのうち、注目画素Ｋを中心とする９画素×９画素の各画素において算出されたベクトルＭ（ｘ，ｙ）を矢印で表している。矢印の方向は濃度が低い方から高い方へ向かう濃度勾配の方向を表し、矢印の長さは濃度勾配の大きさを表している。

特徴量算出部１０２は、算出した各画素のベクトルを特徴量として、基準画像の主走査方向及び副走査方向における特徴点の位置に対応付けて記憶部１０５に保存する（ステップＳ２６）。
なお、画像の特徴を表すことができるのであれば、上述した濃度勾配を表すベクトルの特徴量に限らず、特徴量算出部１０２により他の特徴量を算出することもできる。他の特徴量としては、例えば曲率、濃度ヒストグラム等が挙げられる。

基準画像のすべての画素を対象として、上記特徴点の検出及び特徴量の算出を実施していないのであれば（ステップＳ２７；Ｎ）、ステップＳ２２に戻り、特徴量算出部１０２は、対象とされていない画素を注目画素として特徴点の検出及び特徴量の算出を繰り返す。そして、基準画像のすべての画素を対象として特徴点の検出及び特徴量の算出を実施し終えると（ステップＳ２７；Ｙ）、図３に示すステップＳ３へ移行する。

特徴量の算出後、図３に示すように、判定部１０３が基準画像の元画像に付加されたオブジェクトのサイズ情報を画像メモリー１８から読み出して取得する(ステップＳ３)。
判定部１０３は、オブジェクトのサイズ情報により、基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズを特定する。判定部１０３は、特定された各オブジェクトのサイズに応じて、探索領域のサイズを決定する（ステップＳ４）。

具体的には、オブジェクトが文字である場合、判定部１０３は、オブジェクトのサイズ情報に含まれるフォント及びフォントサイズの１文字に外接する矩形のサイズを文字のサイズとして特定し、当該文字のサイズを探索領域のサイズとして決定する。例えば、フォントがゴシック体であり、フォントサイズが１２ｐｔである場合、１文字に外接する矩形のサイズは４．５ｍｍ×４．５ｍｍであるので、判定部１０３は、４．５ｍｍ×４．５ｍｍを探索領域のサイズとして決定する。

オブジェクトのサイズ情報に、ルビ等の拡張書式が含まれている場合は、判定部１０３は、さらに拡張書式に応じて探索領域のサイズを決定することができる。例えば、ルビ、傍点等の拡張書式が設定されていると、１文字のサイズが１ｐｔ小さくなる場合、判定部１０３は、１ｐｔ小さい１１ｐｔの１文字に外接する矩形のサイズを文字のサイズ、すなわち探索領域のサイズとして決定する。

探索領域のサイズの決定を簡易に行うため、フォント、フォントサイズ及び拡張書式に対応する探索領域のサイズがあらかじめ定められたテーブルを用いて、判定部１０３がオブジェクトのサイズ情報に含まれるフォント、フォントサイズ及び拡張書式を探索領域のサイズに変換することにより、探索領域のサイズを決定するようにしてもよい。
例えば、オブジェクトのサイズ情報にゴシック体、１２ｐｔ及びルビの拡張書式が含まれる場合、ゴシック体、１２ｐｔに対応する探索領域のサイズが４．５ｍｍ×４．５ｍｍ、ゴシック体、１２ｐｔ、ルビに対応する探索領域のサイズが４．２ｍｍ×４．２ｍｍと定められたテーブルにより、探索領域のサイズを４．２ｍｍ×４．２ｍｍと決定することができる。

オブジェクトが図形又は写真である場合も文字の場合と同様にして、探索領域のサイズを決定することができる。例えば、オブジェクトが円の図形であれば、オブジェクトのサイズ情報に円の半径が含まれているので、判定部１０３は当該半径の円に外接する矩形のサイズを円のサイズとして、すなわち探索領域のサイズとして決定する。また、オブジェクトが写真であれば、オブジェクトのサイズ情報に含まれる写真の幅と長さと同じ矩形のサイズを、探索領域のサイズとして決定する。

複数のオブジェクトのサイズ情報によりそれぞれ異なるオブジェクトのサイズが特定された場合、判定部１０３は、特定された複数のオブジェクトのサイズのうちのいずれかを探索領域のサイズとして決定する。
例えば、図８に示すように、基準画像中にフォントサイズがそれぞれ１２、１０及び８ｐｔであるＡ、Ｂ及びＣの３文字がある場合、判定部１０３はいずれかの文字のサイズに応じて、探索領域を決定することができる。図８において、各矩形ｆ１、ｆ２及びｆ３のサイズが、Ａ、Ｂ及びＣの文字のサイズに該当する。
探索領域のサイズが大きいほど、画像の位置ずれを広く許容できるため、画像の位置ずれに起因する誤判定を減らす場合には、最大サイズのＡの文字に合わせて、矩形ｆ１のサイズを探索領域のサイズとして決定すればよい。また、探索領域のサイズが小さいほど、特徴量を照合する基準画像と被検査画像の特徴点を、位置が近い特徴点に絞り込むことができるため、特徴量を照合することに起因する誤判定を減らす場合には、最小サイズのＣの文字に合わせて、矩形ｆ３のサイズを探索領域のサイズとして決定すればよい。

判定部１０３は、ユーザーにより指定されたオブジェクトのサイズを、探索領域のサイズとして決定することもできる。
図９は、ユーザーが探索領域のサイズを指定できる操作画面ｄ１０の一例を示している。この操作画面ｄ１０は、制御部１０４の表示制御によって表示することができる。
図９に示すように、操作画面ｄ１０上には基準画像ｄ１１と基準画像ｄ１１中の文字のサイズを表すスケールｄ１２とが表示されている。スケールｄ１２には、基準画像ｄ１１中のＡ、Ｂ及びＣの各文字が、サイズ情報により特定された各文字のサイズに応じた位置に表示されている。

ユーザーは、操作部１３を介して、スケールｄ１２上に表示されたカーソルｄ１３を操作して所望のサイズの位置に移動させることにより、文字のサイズを指定することができる。この場合、判定部１０３は、スケールｄ１２上のカーソルｄ１３の位置に対応する文字のサイズを、探索領域のサイズとして決定する。
また、ユーザーは、入力領域ｄ１４に文字のフォントサイズを入力することもできる。この場合、判定部１０３は、入力されたフォントサイズから文字のサイズを特定し、探索領域のサイズとして決定することができる。

図１０は、検査装置１００が被検査画像を読み取り、検査する際の処理手順を示している。
検査装置１００では、画像形成部２０により画像が形成された２枚目以降の用紙が搬送されると、図１０に示すように、画像読取部１０１が用紙の画像を被検査画像として読み取る（ステップＳ１１）。読み取られた被検査画像は記憶部１０５に保存される。
次に、特徴量算出部１０２が、被検査画像の１又は複数の特徴点を検出し、各特徴点の特徴量を算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の特徴点の検出及び特徴量の算出の処理手順は、上述した基準画像の場合と同じ処理手順（図４に示す処理手順）であるので、詳細な説明を省略する。

次に、判定部１０３は、被検査画像のうちの１画素を中心とする探索領域を設定する（ステップＳ１３）。探索領域のサイズは、図３に示すステップＳ４において決定されたサイズである。判定部１０３は、記憶部１０５に保存されている特徴点のなかから、探索領域内に位置する基準画像及び被検査画像の特徴点を探索する（ステップＳ１４）。そして、判定部１０３は、探索領域内に位置する基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量が一致するか否かを判断する。判定部１０３は、特徴量が一致するか否かの判断を、入力された特徴量に対して一致するか否かの出力値を決定する判別分析により行うことができる。判別分析の手法としては、線形判別分析、決定木、サポートベクターマシン等を利用することができる。

このように、探索領域内に位置する基準画像と被検査画像の特徴量を照合することにより、探索領域の範囲内の位置ずれを許容して被検査画像の良否を判定することができる。
例えば、図１１ＡはＡの３文字を含む基準画像Ｔ０を示し、図１１Ｂは基準画像Ｔ０に対して位置ずれが生じた被検査画像Ｔ１を示している。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、基準画像Ｔ０から検出された特徴点の位置を実線の円で表し、被検査画像Ｔ１から検出された特徴点の位置を破線の円で表している。なお、図１１Ｂは中央の文字において検出された特徴点のみを例示している。
単純に位置が対応する各画素の階調値を照合する判定方法の場合、基準画像Ｔ０に対し、被検査画像Ｔ１は位置ずれによって各画素の階調値が一致しないため、不良と誤判定されてしまう。用紙の搬送位置のずれ等による画像の位置ずれは継続的に生じることが多いため、誤判定が増える。

しかしながら、特徴量の照合によって画像の良否を判定する場合、図１１Ｂに示すように基準画像Ｔ０の特徴点と被検査画像のＴ１の特徴点の位置がずれていても、探索領域ｆ内の特徴量が一致すれば被検査画像Ｔ１は良と判定される。そのため、位置ずれによる誤判定を減らすことができる。

また、特徴量を照合する基準画像と被検査画像の特徴点を探索領域内に位置する特徴点に限定するため、同じオブジェクトの特徴点同士を照合することができる。
特徴点の位置に関係なく特徴量のみを照合する場合、特徴量が同じであれば異なるオブジェクトの特徴点であっても、特徴量が一致するために被検査画像が良と誤判定される場合がある。
例えば、図１１Ｃは、図１１Ａに示す基準画像Ｔ０に対し、中央のＡの文字の一部が消失している被検査画像Ｔ２を示している。図１１Ｃにおいて、基準画像Ｔ０から検出された特徴点の位置を実線の円で表し、被検査画像Ｔ１から検出された特徴点の位置を破線の円で表している。なお、図１１Ｃは、Ａの文字の頂点付近で検出された特徴点のみを例示している。
図１１Ａに示す基準画像Ｔ０では、同じＡの文字が３つあるため、各文字の同じ文字部分で同じ特徴量の特徴点が検出される。３つの文字のうち、被検査画像Ｔ２の中央の文字は頂点付近の文字分が消失しているため、特徴点が検出されていない。しかしながら、左右の文字において同じ特徴量の特徴点がそれぞれ検出されているため、基準画像Ｔ０の中央の文字の特徴点と特徴量が一致し、被検査画像Ｔ２が良と誤判定される。

これに対し、図１１Ｃに示すように探索領域ｆを設定し、照合する基準画像Ｔ０と被検査画像Ｔ１の特徴点を探索領域ｆ内に位置する特徴点に限定することにより、本来照合すべき中央の文字の特徴点同士の照合が可能となる。その結果、画像が消失し、特徴点が検出されていない被検査画像Ｔ２を不良と判定することが可能である。

探索領域内における基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量が一致しない場合(ステップＳ１５；Ｎ)、判定部１０３は被検査画像を不良と判定する(ステップＳ１６)。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、図１１Ａに示す基準画像Ｔ０に対し、不良と判定される被検査画像Ｔ３〜Ｔ５の例をそれぞれ示している。
図１２Ａ〜図１２Ｃにおいて、基準画像Ｔ０から検出された特徴点の位置を実線の円で表し、各被検査画像Ｔ３〜Ｔ５から検出された特徴点の位置を破線の円で表している。

図１２Ａは、誤りがある被検査画像Ｔ３の例を示している。
図１１Ａに示すように、基準画像Ｔ０はＡの３文字を含むが、図１２Ａに示すように、被検査画像Ｔ３は中央の文字がＡではなく、Ｌの誤りの文字を含む。探索領域ｆ内には、基準画像Ｔ０と被検査画像Ｔ３の両方の特徴量があるが、それぞれの特徴量が一致しないため、被検査画像Ｔ３は不良と判定される。

図１２Ｂは、汚れがある被検査画像Ｔ４の例を示している。
図１２Ｂに示すように、被検査画像Ｔ４には、基準画像Ｔ０にはない汚れがあり、汚れの部分でも特徴点が検出されている。探索領域ｆ内には被検査画像Ｔ４の特徴点はあるが、基準画像Ｔ０の特徴点がなく、被検査画像Ｔ４のすべての特徴点の特徴量が基準画像Ｔ０と一致しないため、被検査画像Ｔ４は不良と判定される。

図１２Ｃは、画像の消失がある被検査画像Ｔ５の例を示している。
図１２Ｃに示すように、被検査画像Ｔ５は、基準画像Ｔ０のＡの３文字のうち、中央の文字が消失しており、消失した文字部分では特徴点が検出されない。探索領域ｆ内には基準画像Ｔ０の特徴点はあるが、被検査画像Ｔ５の特徴点がなく、被検査画像Ｔ４のすべての特徴点の特徴量が基準画像Ｔ０と一致しないため、被検査画像Ｔ５は不良と判定される。

判定部１０３は、被検査画像を不良と判定した時点でその判定結果を制御部１１に通知するようにしてもよい。通知を受けた制御部１１は、画像が不良と判定された用紙を良と判定された用紙とは異なるトレイに排紙するように用紙の搬送制御を行うことができる。
また、ユーザーが不良個所を確認できるように、不良と判定された被検査画像を基準画像とともに表示部１０７により表示するようにしてもよい。

一方、基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量が一致する場合(ステップＳ１５；Ｙ)、まだ探索領域を設定していない画素があれば(ステップＳ１７；Ｎ)、判定部１０３は探索領域の中心画素の位置を１画素隣へ移動する(ステップＳ１８)。その後、ステップＳ１４に移行し、判定部１０３は、移動後の探索領域内に位置する基準画像と被検査画像の各特徴量の照合を繰り返す。すべての画素に対して探索領域を設定し、探索領域ごとの特徴量を照合した結果、被検査画像のすべての特徴量が基準画像と一致する場合(ステップＳ１７；Ｙ)、判定部１０３は被検査画像を良と判定する(ステップＳ１９)。

以上のように、本実施の形態の検査装置１００は、複数の用紙上に形成された画像をそれぞれ読み取る画像読取部１０１と、画像読取部１０１により読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、基準画像及び被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点の特徴量を算出する特徴量算出部１０２と、特徴量算出部１０２により検出された基準画像と被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、被検査画像の良否を判定する判定部１０３と、を備えている。判定部１０３は、特徴量を照合する基準画像と被検査画像の各特徴点を、被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、探索領域のサイズを前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定する。

本実施の形態によれば、特徴量の照合によって被検査画像の良否を判定することができ、画像のわずかな位置ずれによる誤判定を減らすことができる。また、照合する基準画像と被検査画像の特徴点を探索領域内に位置する特徴点に限定することができ、特徴量が同じであるが、異なるオブジェクトの特徴点同士を照合することによる誤判定を減らすことができる。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態において、検査装置１００を画像形成装置Ｇ内部の用紙の搬送経路上に設けていたが、検査装置１００を画像形成装置Ｇとは別体に設け、画像形成後、画像形成装置Ｇから排紙された用紙の画像を、ユーザーが検査装置１００により読み取らせることにより検査を実施する構成であってもよい。

また、制御部１１又は１０４が、上記検査装置１００の特徴量算出部１０２及び判定部１０３の処理手順をコンピューターに実行させるためのプログラムを読み取り、実行することにより、当該処理手順をソフトウェアにより実現することもできる。プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

Ｇ 画像形成装置
１１ 制御部
１３ 操作部
１４ 表示部
１６ 画像生成部
１８ 画像メモリー
２０ 画像形成部
１００ 検査装置
１０１ 画像読取部
１０２ 特徴量算出部
１０３ 判定部
１０４ 制御部
１０５ 記憶部
１０６ 操作部
１０７ 表示部

Claims (7)

1. 複数の用紙上に形成された画像をそれぞれ読み取る画像読取部と、
   前記画像読取部により読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、前記基準画像及び前記被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点の特徴量を算出する特徴量算出部と、
   前記特徴量算出部により検出された前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、前記被検査画像の良否を判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記特徴量を照合する前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点を、前記被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、前記探索領域のサイズを前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定することを特徴とする検査装置。
2. 前記判定部は、前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズ情報を取得し、当該オブジェクトのサイズ情報により特定された前記１又は複数のオブジェクトのいずれかのサイズを、前記探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記オブジェクトのサイズ情報により特定された前記１又は複数のオブジェクトのサイズを表示する表示部と、
   ユーザーがオブジェクトのサイズを指定するための操作部と、を備え、
   前記判定部は、前記操作部を介してユーザーにより指定されたオブジェクトのサイズを、前記探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
4. 前記オブジェクトのサイズ情報は、前記オブジェクトが文字である場合、文字のフォント及びフォントサイズを含み、当該文字に拡張書式が設定されている場合はさらに拡張書式を含み、
   前記判定部は、前記フォント、フォントサイズ及び拡張書式の文字のサイズを探索領域のサイズとして決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置。
5. 前記判定部は、前記フォント、フォントサイズ及び拡張書式に対応する前記探索領域のサイズが定められたテーブルを用いて、前記オブジェクトのサイズ情報に含まれるフォント、フォントサイズ及び拡張書式を前記探索領域のサイズに変換することにより、前記探索領域のサイズを決定することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 複数の用紙のそれぞれに形成された画像を読み取る画像読取ステップと、
   前記画像読取ステップにおいて読み取られた複数の画像のいずれかを基準画像、その他を被検査画像として、前記基準画像及び前記被検査画像の１又は複数の特徴点をそれぞれ検出し、各特徴点において特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
   前記特徴量算出ステップにおいて検出された前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点の特徴量を照合することにより、前記被検査画像の良否を判定する判定ステップと、を含み、
   前記判定ステップでは、前記特徴量を照合する前記基準画像と前記被検査画像の各特徴点を、前記被検査画像の各画素を中心とする探索領域ごとに探索し、前記探索領域のサイズを前記基準画像中の１又は複数のオブジェクトのサイズに応じて決定することを特徴とする画像の検査方法。