JPH09326031A - 画像入力方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷絵柄を画像入力して印刷状態を検査する
際、少ないカメラでも高分解能で、しかも幅方向の全範
囲を確実に画像入力できるようにする。 【解決手段】 走行する原反に印刷された絵柄を検査対
象として、原反の幅方向に移動可能なカメラで画像入力
した検査画像に基づいて印刷状態を検査する際に適用す
る画像入力方法において、前記検査対象に、前記カメラ
の視野幅を横幅として縦方向に延びる複数の監視エリア
を、隣接する監視エリアと一部がオーバーラップするよ
うに設定し、且つ、設定された全ての監視エリアのそれ
ぞれに、前記カメラで画像入力する１以上の、視野寸法
と同一の検査ポイントを設定し、前記カメラを移動させ
ながら、各監視エリア毎に設定された前記検査ポイント
を順次画像入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像入力方法及び
装置、特に走行する原反に印刷された絵柄を検査対象と
して、原反の幅方向に移動可能なカメラで画像入力した
検査画像に基づいて印刷状態を検査する際に適用して好
適な画像入力方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行する原反を輪転印刷機により連続的
に印刷すると共に、該原反に印刷された絵柄をカメラで
光学的に入力して、その入力画像に基づいて印刷の検査
が行われている。具体的には、目視検査装置の場合は、
入力した画像を静止画としてモニタに表示し、オペレー
タがその絵を見て不良の発生を判定し、自動検査装置の
場合は、入力した画像を基に画像処理によって不良の発
生を判定している。

【０００３】このように印刷機上で印刷中の絵柄を目視
又は自動検査装置により検査する場合に適用する、カメ
ラによる画像入力方法としては次の３通りの方法が知ら
れている。

【０００４】その１つは、図１４に示すように、矢印方
向に走行する印刷された検査対象である原反について、
１台のＣＣＤカメラ（ラインセンサ）により検査対象の
全幅を入力する方法であり、他の１つは、図１５に示す
ように、複数台のＣＣＤカメラ（ラインセンサ）により
検査対象の全幅を入力する方法であり、更に他の１つ
は、図１６に示すように、ＣＣＤカメラ（エリアセン
サ）１台で、検査対象中から任意の検査ポイントを選択
して入力する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
１４に示したように、１台のラインセンサカメラで全幅
を入力する場合には、高分解能で画像を入力できないた
め、微小な欠陥を検出する検査ができない。

【０００６】又、前記図１５のように、複数台のライン
センサカメラで全幅を入力する場合には、カメラの数を
増やせば、それに比例して入力画像の分解能を高くする
ことはできるが、カメラ１台の場合と比較すると、以下
のような種々の問題点がある。

【０００７】（１）カメラの設置、調整、メンテナンス
が大変である。カメラ１台１台の視野を上手にオーバー
ラップさせ、全体として全幅を入力できるように設置し
なければならない。又、全てのカメラが同一設計であっ
たとしても、１台１台は電気的に微妙に異なっているた
め、それぞれにゲインコントロール、シェーディング補
正等の調整を行わなければならない。これらの調整を怠
った場合、カメラ毎の入力性能にばらつきが生じ、検査
において一定の品質を保証することが難しくなる。 （２）装置規模が大きくなり、従って設置スペースが大
きくなる。カメラ制御部、画像処理部等の基本的な装置
は、カメラ毎に同じものを独立してもっていなければな
らない。 （３）装置価格が高くなる。量産効果を考慮すれば、カ
メラｎ台の入力装置の価格は、単純に１台の入力装置の
価格のｎ倍とはならないが、それでもかなり高い装置と
なる。

【０００８】更に、前記図１６に示すように、１台のエ
リアセンサカメラを幅方向に移動させて、該カメラで任
意の検査ポイントを選択する場合には、矢印で範囲を示
したように、検査対象の幅方向に全く入力されない範囲
が存在することになり、検査の信頼性が低くなる。な
お、この場合、左側の２つの検査ポイントのようにオー
バーラップ（図中、斜線を付した）する場合もあるが、
その幅は一定したものではない。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、印刷絵柄を画像入力してその印刷状
態を検査する際に、少ないカメラであっても、高分解能
で、しかも幅方向の全範囲を確実に入力することができ
る画像入力技術を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、走行する原反
に印刷された絵柄を検査対象として、原反の幅方向に移
動可能なカメラで画像入力した検査画像に基づいて印刷
状態を検査する際に適用する画像入力方法において、前
記検査対象に、前記カメラの視野幅を横幅として縦方向
に延びる複数の監視エリアを、幅方向に隙間無く設定す
るステップと、設定された全ての監視エリアのそれぞれ
に、前記カメラで画像入力する１以上の検査ポイントを
設定するステップと、前記カメラを移動させながら、各
監視エリア毎に設定された前記検査ポイントを順次画像
入力するステップとを含むことにより、前記課題を解決
したものである。

【００１１】本発明は、又、走行する原反に印刷された
絵柄を検査対象として、原反の幅方向に移動可能なカメ
ラで画像入力した検査画像に基づいて印刷状態を検査す
る際に適用する画像入力装置において、前記検査対象
に、前記カメラの視野幅を横幅として縦方向に延びる複
数の監視エリアを、幅方向に隙間無く設定する手段と設
定された全ての監視エリアのそれぞれに、前記カメラで
画像入力する１以上の検査ポイントを設定する手段と、
前記カメラを移動させながら、各監視エリア毎に設定さ
れた前記検査ポイントを順次画像入力する手段とを備え
た構成とすることにより、同様に前記課題を解決したも
のである。

【００１２】即ち、本発明においては、前記監視エリア
毎に設定した検査ポイントを単位に画像入力するように
したので、カメラ視野を狭くして画像を入力できるた
め、高分解能で検査画像を入力することができると共
に、幅方向に隙間無く設定した全ての監視エリアについ
て少なくとも１箇所の検査画像を入力するようにしたの
で、幅方向に検査されない範囲が存在する検査洩れの発
生を防止できるため、検査の信頼性を向上することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る画像入力装置の外観
を示す概略斜視図で、図２は、該画像入力装置を構成す
る機能部の概略を示すブロック図である。

【００１５】本実施形態の画像入力装置は、印刷検査装
置に適用されるもので、上流にある輪転印刷機（図示せ
ず）により印刷された後、ローラ１０で送られながら矢
印方向に走行する原反１２から検査画像を入力するため
のＣＣＤエリアセンサからなるカメラ１４と、画像入力
時に原反１２を照明する光ファイバからなる照明装置１
６とが収容されたカメラボックス１８を備えている。そ
して、このカメラボックス１８は、カメラ移動装置（リ
ニアガイド）２０のモータにより、原反１２の幅方向に
移動可能で、収容されている上記カメラ１４を幅方向の
任意の位置に移動させることが可能となっている。

【００１６】又、付設されている光源ボックス２２に
は、カメラボックス１８内の照明装置１６に前記光ファ
イバ（図示せず）に光を供給する光源と、上記カメラ移
動装置２０のモータを駆動するためのモータドライバと
が収容されている。

【００１７】又、上記画像入力装置には、装置全体を制
御するための、後述する制御部２８が内蔵された装置本
体２４を備えており、該装置本体２４により、図示しな
いケーブルを介して送受信される信号に基づいて、上記
カメラボックス１８や光源ボックス２２の動作制御や、
該カメラボックス１８内のカメラ１４で入力した検査画
像の画像処理等が行われるようになっている。

【００１８】本実施形態について更に詳述すると、上記
画像入力装置は、図２に示すように、前記カメラ１４、
照明装置１６、カメラ移動装置２０を含む画像入力部２
６と、上記装置本体２４に内蔵されている上記制御部２
８と、自動検査装置としての基本的な処理を行う検査部
３０と、装置本体２４に対する操作等を行う操作部３２
とを、主な機能部として備えている。

【００１９】上記画像入力部２６は、カメラ１４による
画像入力のタイミングをコントロールするカメラコント
ローラ３４と、カメラ移動装置２０をコントロールする
カメラ移動コントローラ３６と、カメラ１４、照明装置
１６及びカメラ移動装置２０それぞれの動作のタイミン
グを適切に同期させる同期回路３８とを含んでいる。

【００２０】又、前記制御部２８は、画像入力等の制御
を行う検査装置制御回路４０を備えていると共に、画像
入力装置の要部を構成する検査ポイント設定位置メモリ
４２と、監視エリア及び検査ポイント指示回路４４を含
み、更に画像データを入出力するための画像マルチプレ
クサ回路４６と、前記操作部３２のインターフェイスで
ある操作回路４８とを含んでいる。

【００２１】又、前記検査部３０は、前記画像マルチプ
レクサ回路４６を介して入力される画像データを記憶す
る基準画像メモリ５０及び入力画像メモリ５２と、基準
画像と入力画像を一致させる位置ずれ補正回路５４と、
両画像の対応する各画素を比較する比較回路５６と、欠
陥の判定に使用する閾値を記憶してある閾値メモリ５８
とを含んでいる。

【００２２】又、前記操作部３２は、制御部２８に対し
て操作データを入力するための操作パネル６０と、その
入力データ等を表示させる操作用モニタ６２と、検査画
像等を表示する画像表示モニタ６４とを含んでいる。そ
して、前記画像入力部２６、制御部２８、検査部３０及
び操作部３２の間では、矢印で示す方向の信号の送受信
が行われ、後述する各種処理等が実行されるようになっ
ている。又、前記検査装置制御回路４０に対しては、例
えば、前記ローラ１０に取り付けられているロータリエ
ンコーダ（図示せず）からのパルス信号や、印刷機の運
転信号等が入力されるようになっている。

【００２３】なお、前記図２では、検査部３０で基準画
像と入力画像とを比較する検査装置を前提にしている
が、該検査部３０に相当する部分が無く、前記画像表示
モニタ６４で目視検査する装置であってもよい。

【００２４】本実施形態の画像入力装置において、検査
対象である原反１２に印刷された絵柄に、前記カメラ１
４の視野幅を横幅として縦方向に延びる複数の監視エリ
アを、例えば隣接する監視エリアと一部がオーバーラッ
プするようにする等により、幅方向に隙間無く設定する
手段と、設定された全ての監視エリアのそれぞれに、前
記カメラで画像入力する１以上の検査ポイントを設定す
る手段と、前記カメラを移動させながら、各監視エリア
毎に設定された前記検査ポイントを順次画像入力する手
段とが、前記画像入力部２６、制御部２８及び操作部３
２により構成されている。

【００２５】次に、本実施形態の作用を、図３に示した
処理手順に従って説明する。

【００２６】まず、操作パネル６０を用いてパラメータ
を入力し、監視エリアを設定する（ステップ１）。この
パラメータとしては、印刷物である原反の幅、検査対象
の縦方向の検査範囲に当る版胴周長、横方向の検査範囲
に当る絵柄幅、カメラ１４の視野寸法等がある。

【００２７】上記監視エリアを設定した様子を、図４
（Ａ）に概念的に示した。検査対象は、印刷された版胴
１周分の絵柄であり、監視エリアは、この対象を原反の
流れ方向に沿って複数に分割してなる、カメラ１４の視
野幅に等しい幅の縦方向に延びる短冊状の領域として、
しかも隣接する監視エリアと互いにオーバーラップする
ようにして、監視エリア間に隙間ができないように設定
される。

【００２８】次いで、同様に、前記操作パネル６０を用
いて検査ポイントを設定する（ステップ２）。この検査
ポイントは、カメラ１４で検査画像を入力する領域（位
置）であり、図４（Ｂ）に、ｉ番目の監視エリアについ
て、２つの検査ポイントを設定した様子を示したよう
に、同図（Ａ）のように設定した前記監視エリアの全て
に対して、少なくとも１つ設定する。又、この検査ポイ
ントは、図４（Ｃ）に拡大して示したが、これはカメラ
１４の視野寸法に等しく、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍの
大きさで設定される。

【００２９】このステップ２で行う検査ポイントの設定
には、デフォルト、プリセット及び自動設定の３つの方
式がある。デフォルトは、図５に各監視エリア毎に検査
ポイントが１箇所の場合を示すように、全監視エリアの
検査ポイントを絵柄の先頭に設定する方法である。プリ
セットは、図６に示すように、リピート品等の場合に適
用され、前回印刷時に設定された位置を記憶しておき、
２回目以降は自動的にその位置に設定することによって
各監視エリア毎に別々に適切な位置に設定する方法であ
る。

【００３０】自動設定は、図７に示すように、自動で各
監視エリア毎に別々に検査ポイントを設定する方法で、
例えば次の方法が挙げられる。（１）ランダムに設定す
る。（２）入力された画像ができるだけ白等の特定の色
が多い平坦な画像になるようにする、等の基準を設け
て、各監視エリア内からこの基準に最も適した位置を選
択して設定する。以上のようにして設定された検査ポイ
ントは、制御部２８の検査ポイント設定位置メモリ２２
に記憶される。

【００３１】上記検査ポイントの設定が終わると、印刷
物に対する検査処理が実行される（ステップ３）。この
検査処理は、まず上記メモリ４２から読み込まれたデー
タに基づいて監視エリア及び検査ポイント指示回路４４
から画像入力部２６に入力される指示に従って、目標の
検査ポイントが属する監視エリアにカメラ１４をカメラ
移動装置２０により移動させ（ステップ３Ａ）、次い
で、目標の検査ポイントに一致するタイミングで該カメ
ラ１４で画像を取り込み（ステップ３Ｂ）、取り込んだ
検査画像を画像処理する検査中の状態を経て（ステップ
３Ｃ）、次の検査ポイントが属する監視エリアへカメラ
１４を移動させる上記ステップ３Ａに戻り、以下この動
作を設定した検査ポイントが無くなるまで繰り返す。

【００３２】なお、上記ステップ３Ｃで検査中としてあ
るのは、ステップ３Ｂで検査画像を取り込んでしまえ
ば、効率向上のためにその検査画像に対する処理が終了
するのを待たずに、ステップ３Ａで次の検査ポイントへ
カメラ１４を移動させることを意味する。

【００３３】前記ステップ３の検査処理におけるステッ
プ３Ａのカメラ移動と、ステップ３Ｂの画像取り込みに
ついて更に詳述すると、図８に示すように、カメラ１４
を、原反１２の幅方向に移動（トラバース）させて、各
監視エリア毎に設定されている全ての検査ポイントにつ
いて順次入力する。具体的には、例えば、印刷機上で印
刷状態を検査するために画像入力を行う場合、上記図８
に示すように、カメラ１４を移動させると共に、原反１
２を送るローラ１０に取り付けられているロータリエン
コーダ１０Ａからのパルス信号に同期させて目標の検査
ポイントから画像を取り込み、この動作を全検査ポイン
トについて実行する。

【００３４】その際、監視エリア間をどういった順序で
カメラを移動させるかは任意であるが、検査ポイントの
画像入力は、例えば図９に示すような間欠入力で行うこ
とになる。この間欠入力は、カメラ１４を移動させなが
ら、全ての監視エリアに設定した検査ポイントを順次入
力していく方法であるため、幅方向に隙間が生じること
なく検査できる。

【００３５】上記図９（Ａ）では、左端の監視エリアに
ある検査ポイントＡから右端の監視エリアにある検査ポ
イントＦまで、全ての監視エリアについて順番に検査ポ
イントの画像を入力していくことが示してあるが、これ
は同一の検査対象（印刷絵柄）に対して実行しているの
ではなく、同図（Ｂ）に示すように、走行する原反１２
に対して連続的に印刷される同種の絵柄について、例え
ば約１０枚につき１回の割合で画像入力していることを
意味する。その結果、上記図９（Ａ）に示すように、同
種の絵柄について幅方向に隙間無く検査画像を入力する
ことができる。

【００３６】次に、ステップ３の検査処理を実行してい
るとき等に、初期設定した検査ポイントを変更する必要
が生じた場合に、その位置を修正する方法を、図１０の
フローチャートに従って説明する。

【００３７】まず、ステップ１１で前述した初期化で設
定した検査ポイント、又はステップ１２で前記ステップ
３に相当する検査処理を実行中に検査ポイントを修正す
る必要が生じた場合（ステップ１３）、ステップ１４で
監視エリア番号の指示があれば、カメラ１４を指示され
た番号の監視エリアへ移動させ（ステップ１５）、その
エリアにある検査ポイントの画像を入力し（ステップ２
０）、入力した検査ポイントの画像をモニタに表示する
（ステップ２１）。そして、前記ステップ１３を経て前
記ステップ１４に戻り、上記ステップ２１で表示したモ
ニタから目標の監視エリアにカメラ１４が移動したこと
が確認できた場合、又は初めからカメラ１４を移動させ
る必要がない場合には、ステップ１６又はステップ１８
へ進む。このステップ１６又は１８で、上流又は下流に
移動させる指示がある場合には、それぞれステップ１７
又はステップ１９で上流側又は下流側に検査ポイントの
入力タイミングを修正し、前記ステップ２０を経てステ
ップ２１でその検査ポイントの画像をモニタ表示し、モ
ニタ上で修正位置が適切であると確認できたとき、即ち
検査ポイント修正不要のときは（ステップ１３）、ステ
ップ１２で前記図３のステップ３と同様の検査処理を実
行する。

【００３８】以上の検査ポイントの修正手順を、検査処
理中に修正する場合を例に、図１１〜図１３を参照しな
がら具体的に説明する。

【００３９】まず、図１１に示すように、左から２番目
の監視エリア２で検査ポイントＢを画像入力していると
きに、監視エリア５の検査ポイントＥの位置を修正する
指示が入力されたとすると、図１２に示すように、カメ
ラ１４は監視エリア５に移動し、該監視エリア５の検査
ポイントＥを上流へ移動する指示があったとすると、同
検査ポイントＥの画像入力のタイミングが上流側（図中
下方）へ修正され、図１３に示す下側の新たな検査ポイ
ントＥの画像が入力されるようになる。

【００４０】以上詳述した本実施形態によれば、カメラ
１４の視野を狭くできることにより、高分解能の入力画
像が得られるため、１台のカメラで検査対象の全幅を検
出する前記図１４に示したような従来の方法では検出不
可能な大きさの欠陥をも画像入力できることから、検査
精度を向上できる。

【００４１】又、この実施形態では、カメラが１台だけ
なので、設置、調整、メンテナンス等が楽にできる。そ
の上、装置規模がそれほど大きくならず、例えば、カメ
ラ１台の入力装置と複数台の入力装置の中間程度の装置
規模に抑えることができる。又、全ての監視エリアで１
箇所以上の検査ポイントを設定し、全ての検査ポイント
を必ず画像入力するようにしたので、幅方向に検査洩れ
が生じることを防止できるため、前記図１６に示した従
来方法に比べて検査の信頼性を向上することができる。

【００４２】本実施形態は、特に、検査しようとする欠
陥が、版胴についた過剰なインキを除去するためのドク
ターブレードの欠け等に起因する、ドクター筋と呼ばれ
る線幅数十ミクロンの筋状の欠陥に代表される、“非常
に細かく高分解能で検査しなければ検出できないよう
な、しかも一度発生すると継続する欠陥”を検出する際
の画像入力方法として適している。

【００４３】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００４４】例えば、前記実施形態では、監視エリア
が、隣接する監視エリアと一部がオーバラップするよう
に設定された場合を示したが、これに限定されず、オー
バーラップ幅が零であってもよい。

【００４５】又、使用するカメラが１台である場合を示
したが、入力のサンプルタイムを短縮する等のために複
数台のカメラを使用してもよい。

【００４６】又、本発明の画像入力技術は、入力された
画像を、前記図２に示した検査部３０で処理する自動検
査装置での画像入力に適用してもよいし、前述したよう
にモニタ６４に順次表示し、目視検査装置での画像入力
に用いてもよい。又、検査部３０を備えた自動検査装置
の場合、前記実施形態では、基準画像との間で対応する
各画素を比較する画像処理を行う構成を示したが、入力
後の画像処理方法はこれに限定されない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
印刷絵柄を画像入力してそのその印刷状態を検査する際
に、少ないカメラであっても高分解能で、しかも幅方向
の全範囲を確実に画像入力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の画像入力装置の要部
外観を示す概略斜視図

【図２】上記画像入力装置を構成する各機能部の概略を
示すブロック図

【図３】上記実施形態における処理手順を示すフローチ
ャート

【図４】監視エリアと検査ポイントを概念的に示す説明
図

【図５】検査ポイントの初期化方法を示す説明図

【図６】検査ポイントの他の初期化方法を示す説明図

【図７】検査ポイントの更に他の初期化方法を示す説明
図

【図８】カメラ移動と画像入力の方法を概念的に示す説
明図

【図９】カメラによる画像の間欠入力を概念的に示す説
明図

【図１０】検査ポイントの修正手順を示すフローチャー
ト

【図１１】検査ポイント修正前の画像入力状態を示す説
明図

【図１２】修正対象の検査ポイントが属する監視エリア
へカメラを移動した状態を示す説明図

【図１３】検査ポイントの修正後の画像入力状態を示す
説明図

【図１４】従来の画像入力方法の一例を示す説明図

【図１５】従来の画像入力方法の他の一例を示す説明図

【図１６】従来の画像入力方法の更に他の一例を示す説
明図

【符号の説明】

１０…ローラ １２…原反 １４…カメラ １６…照明装置 １８…カメラボックス ２０…カメラ移動装置 ２２…光源ボックス ２４…装置本体 ２６…画像入力部 ２８…制御部 ３０…検査部 ３２…操作部 ４０…検査装置制御回路 ４２…検査ポイント設定位置メモリ ４４…監視エリア及び検査ポイント指示回路 ６０…操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 謙太 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行する原反に印刷された絵柄を検査対象
   として、原反の幅方向に移動可能なカメラで画像入力し
   た検査画像に基づいて印刷状態を検査する際に適用する
   画像入力方法において、 前記検査対象に、前記カメラの視野幅を横幅として縦方
   向に延びる複数の監視エリアを、幅方向に隙間無く設定
   するステップと、 設定された全ての監視エリアのそれぞれに、前記カメラ
   で画像入力する１以上の検査ポイントを設定するステッ
   プと、 前記カメラを移動させながら、各監視エリア毎に設定さ
   れた前記検査ポイントを順次画像入力するステップと、
   を含むことを特徴とする画像入力方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記監視エリアを、隣接する監視エリアと一部がオーバ
   ーラップするように設定することを特徴とする画像入力
   方法。
3. 【請求項３】走行する原反に印刷された絵柄を検査対象
   として、原反の幅方向に移動可能なカメラで画像入力し
   た検査画像に基づいて印刷状態を検査する際に適用する
   画像入力装置において、 前記検査対象に、前記カメラの視野幅を横幅として縦方
   向に延びる複数の監視エリアを、幅方向に隙間無く設定
   する手段と、 設定された全ての監視エリアのそれぞれに、前記カメラ
   で画像入力する１以上の検査ポイントを設定する手段
   と、 前記カメラを移動させながら、各監視エリア毎に設定さ
   れた前記検査ポイントを順次画像入力する手段と、を備
   えたことを特徴とする画像入力装置。