JP2014009996A - 品質検査方法及び品質検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度・高速度な検査を効率よく低コストに行うことのできる品質検査方法及び品質検査装置を提供せんとする。
【解決手段】被検査面を撮像する撮像手段２と、二つ以上の特徴部からなる特徴群が設定されたマスター画像を複数記憶する記憶手段３と、撮像された被検査画像１１について前記特徴群と同じ特徴群を検出する検出手段５と、検出手段５により検出された特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像１２を記憶手段３から抽出する抽出手段６と、抽出手段６により抽出されたマスター画像との比較により、被検査面８０の欠陥の有無を判定する判定手段７とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷物をマスター画像と比較して欠陥の有無を検査する品質検査方法及び品質検査装置に関する。

従来、この種の品質検査装置としては、例えば印刷物の被検査面をカメラで撮像した被検査画像について、基準となるマスター画像のエリア画像の濃度レベルと当該エリア画像に対応する被検査画像のエリア画像の濃度レベルとを比較し、濃度レベル差が予め設定した許容値以上となった箇所を欠陥と判定する方法が知られている（特許文献１参照）。

ところで、金券や有価証券などは、オフセット印刷、グラビア印刷など複数の方式の印刷機を組み合わせて印刷されるとともに、更に、偽造防止等の必要からホログラム箔の箔押しのための箔押し機やエンボス加工を行うエンボス加工機などが組み合わされて多重に処理して作成されている。このように複数の印刷方式を組み合わせて印刷する場合、給紙方法や印刷手法が異なることから、互いの印刷部分がずれてしまい、色の重なり部分（色間ずれ）や印圧の時間的変化等による画線太さの変化（画線幅のずれ）等が生じることになる。特に、柔らかい用紙に高い圧力で印刷、箔押し等する印刷物ではそのずれが大きくなる。

このようなずれは避けられないものであり、許容範囲内のものは合格品として扱われている。しかしながら、当該ずれによる色の重なり部分等は基準となるマスター画像に存在しないことから、本来合格品として許容すべき重なり部分についても検査精度によっては「欠陥」と認識してしまうという問題があった。特に、細かなインク染み等をも欠陥とする高精度な検査を行う場合、上記重なり部分を「欠陥」であると誤検知してしまい、結果としてこのようなずれによる重なり部分を含む面を高精度に検査することができなかった。

そこで従来は、少なくともずれが表れやすい境界位置などの箇所については、別途、検査の許容範囲を大きくして（検査精度を低くして）ずれを欠陥とみなさないように検査し、その他の領域に限定して高精度な検査を行っていった。たとえばオフセット印刷により印刷した面に箔押しして作成される印刷物のような場合、印刷部分は印刷部分のみ、箔の部分は箔の部分のみに限定して高精度な検査をそれぞれ行い、境界の領域については精度を下げて検査を行う等していた。

このような方法では、当然のことながら境界の領域では検査が甘くなり、細かな欠陥は見逃してしまい、大きな欠陥だけしか検知できないという問題があり、また、上記のように領域ごとに精度を変えて検査する必要があるため、コスト上昇の原因となり、検査の効率、速度も低くなるという問題もあった。

また、一つの印刷機のみで単色印刷する場合についても、紙の状態が一定ではなく反り等があるため、ずれは避けられない。特に段ボール印刷（フレキソ印刷）では、用紙が湿度や熱により大きく反りやすく、印刷機のゴム版もずれ易いことから、印刷に歪などが生じ、許容範囲内であってもマスター画像との比較において「欠陥」と判定される可能性があり、検査の高精度化には限定があった。

特開平６−２０１６１１号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、高精度・高速度な検査を効率よく低コストに行うことのできる品質検査方法及び品質検査装置を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、印刷物の被検査面を撮像し、撮像した被検査面の画像について、予め記憶手段に記憶させたマスター画像との比較に基づき欠陥の有無を判定する品質検査方法であって、前記マスター画像に二つ以上の特徴部からなる特徴群を設定し、前記記憶手段に、前記特徴群の各特徴部の位置関係がそれぞれ異なる複数のマスター画像を、各々前記位置関係に関する情報と関連付けて記憶し、前記撮像した被検査面の画像に対し、前記特徴群と同じ特徴群を検出し、検出した前記特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出し、抽出した前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を検査する品質検査方法を提供する。

ここに、記憶手段に記憶される複数のマスター画像は、検査時に被検査面の画像と比較する基準としてのマスター画像として抽出される、いわば複数のマスター候補画像であり、その候補の中から抽出した一つのマスター画像を用いて検査を行うのである。

また、前記印刷物が、色若しくは方式の異なる複数の印刷機を経て作成された印刷物、印刷機と箔押し機を経て作成された印刷物、又は印刷機とエンボス加工機を経て作成された印刷物であり、前記特徴群に、前記複数の印刷機で各々作成された複数の特徴部、印刷機と箔押し機で各々作成された特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々作成された特徴部を含むように設定することが好ましい。

特に、前記特徴群が、前記複数の印刷機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、印刷機と箔押し機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部を含み、前記各々作成された二つ以上の特徴部の各位置から、該二つ以上の特徴部全体の位置を示す位置座標を特定の式に従ってそれぞれ算出し、算出された各位置座標相互の関係に関する情報を、前記特徴群の各特徴部の位置関係に関する情報として用いることが好ましい。

また、前記マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶し、前記撮像した被検査面について検出した各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得し、前記検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ前記取得した色情報と近似する色情報を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出し、抽出した前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を検査することが好ましい。

また、前記複数のマスター画像が、各々被検査対象の印刷物と同じ印刷機を経て印刷された印刷物の検査合格品の画像であることが好ましい。

また本発明は、印刷物の被検査面を撮像する撮像手段と、二つ以上の特徴部からなる特徴群が設定され、且つ該特徴群の各特徴部の位置関係がそれぞれ異なる複数のマスター画像を、各々前記位置関係に関する情報と関連付けて記憶する記憶手段と、前記撮像手段により撮像された被検査面の画像に対し、前記特徴群と同じ特徴群を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出する抽出手段と、前記撮像手段により撮像された被検査面の画像について、前記抽出手段により抽出された前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする品質検査装置をも提供する。

ここで、前記記憶手段が、前記マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶し、前記検出手段により検出された各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得する色情報取得手段を設け、前記抽出手段が、前記検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ前記取得した色情報と近似する色情報を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出するものが好ましい。

以上にしてなる本願発明の品質検査方法及び品質検査装置によれば、特徴部の位置関係にずれが反映されるため、これに近似したマスター画像を選択することで、ずれを相殺した状態で検査することができ、従来生じていたずれによる欠陥の誤検知を限りなく無くすることが可能となる。したがって、ずれが生じやすい境界部分についても従来よりも高精度に検査できるとともに、従来のように領域ごとに検査精度を変えて検査することなく、被検査面全体を一度に効率よく低コスト・高精度・高速に検査することが可能となる。

また、印刷物が、色若しくは方式の異なる複数の印刷機を経て作成された印刷物、印刷機と箔押し機を経て作成された印刷物、又は印刷機とエンボス加工機を経て作成された印刷物であり、前記特徴群に、前記複数の印刷機で各々作成された複数の特徴部、印刷機と箔押し機で各々作成された特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々作成された特徴部を含むように設定するので、特徴部の位置関係に、印刷機や印刷方式、箔、エンボスなど、異なる工程が重なることで生じるずれが反映され、これにより各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像を抽出することで前記ずれをキャンセルでき、そのうえで高精度な比較検査を効率よく高速で行うことが可能である。

また、前記特徴群が、前記複数の印刷機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、印刷機と箔押し機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部を含み、前記各々作成された二つ以上の特徴部の各位置から、該二つ以上の特徴部全体の位置を示す位置座標を特定の式に従ってそれぞれ算出し、算出された各位置座標相互の関係に関する情報を、前記特徴群の各特徴部の位置関係に関する情報として用いるので、局所的なずれによる影響をできるだけ無くして平均化することができ、より適したマスター画像を抽出することができる。

また、マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶し、前記撮像した被検査面について検出した各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得し、前記検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ前記取得した色情報と近似する色情報を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出し、抽出した前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を検査するので、位置のずれのみならず色も近いマスター画像と比較してより精度よく検査を行うことができる。

また、前記複数のマスター画像が、各々被検査対象の印刷物と同じ印刷機を経て印刷された印刷物の検査合格品の画像であるので、各マスター画像には被検査面と同じ傾向のずれが生じ、近い特徴部の位置関係を有する複数のマスター画像からより近いものを抽出してずれをより確実に相殺し、より高精度な検査が可能である。

本発明の代表的実施形態に係る品質検査装置を示す説明図。 同じく品質検査装置の制御コンピュータの構成を示すブロック図。 同じく品質検査装置の被検査画像の例を示す説明図。 （ａ）は同じくマスター画像の例を示す説明図、（ｂ）は設定された特徴群を示す説明図。 記憶手段のマスター画像記憶部の例を示す説明図。 記憶手段の特徴位置記憶部の例を示す説明図。 記憶手段の位置関係記憶部の例を示す説明図。 記憶手段の被検査画像記憶部の例を示す説明図。 （ａ）は特徴位置記憶部の例を示す説明図、（ｂ）は位置関係記憶部の例を示す説明図。 記憶手段の特徴群記憶部の例を示す説明図。 品質検査装置による検査手順を示すフロー図。 マスター画像に関する情報を記憶する手順を示すフロー図。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

品質検査装置１は、図１に示すように、色若しくは方式の異なる複数の印刷機９Ａ〜９Ｄを経て印刷される印刷物８の被検査面８０を撮像し、この撮像した被検査画像について、予め記憶手段３に記憶されているマスター画像と比較して欠陥の有無を判定、検査するものである。図３は被検査画像１１の例、図４（ａ）はマスター画像１２の例を示している。検査する被検査面８０は印刷面の全面でもよいし一部でもよい。

品質検査装置１は、具体的には、被検査面８０を撮像する撮像手段２と、二つ以上の特徴部からなる特徴群が設定されたマスター画像１２を複数記憶する記憶手段３と、撮像された被検査画像１１について前記特徴群と同じ特徴群を検出する検出手段５と、検出手段５により検出された特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像１２を記憶手段３から抽出する抽出手段６と、抽出手段６により抽出されたマスター画像との比較により、被検査面８０の欠陥の有無を判定する判定手段７とを備えている。

図４（ｂ）は、マスター画像１２に設定された特徴群１３の例を示している。ここでは、特徴群として印刷機９Ｃにより作成された部位から選択した二つの特徴部８１ａ、８１ｂ、及び印刷機９Ｄにより作成された部位から選択した二つの特徴部８２ａ、８２ｂを設定した例を示している。記憶手段３には、各マスター画像１２ごとに、これら特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置関係がそれぞれ記憶され、被検査画像１１の同じ特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置関係を算出したうえ、これに近い位置関係を有するマスター画像１２を抽出して比較検査を行うことになる。

本例では、印刷機９Ａ〜９Ｄが互いに色若しくは方式の異なる印刷機とし、特に他の印刷機と印刷方式が異なり他との印刷のずれが生じやすい印刷機９Ｄのずれを解消するために、他の印刷機の代表としての印刷機９Ｃと印刷機９Ｄによりそれぞれ印刷された各印刷部位に特徴点を設定し、これら印刷機の間の印刷ずれを解消できるようにしたものである。但し、このような二つ又は三つ以上の一部の印刷機の印刷箇所に特徴点を設定すること以外に、印刷物の印刷に用いるすべての印刷機の印刷部位について特徴点を設定し、各印刷機の印刷のずれをすべて考慮することも好ましい。

また、本例では印刷機のみで印刷物を作成した例を示しているが、印刷機の前後、又は印刷機と印刷機の間に箔押し機及び／又はエンボス加工機を設け、これら箔押し機又はエンボス加工機で作成される箔部分又はエンボス部分にも特徴点を設定し、印刷機とのずれを解消することも好ましい実施例である。箔押しやエンボスは用紙を圧着する力が強く、印刷機による印刷部位に対してずれが生じやすい。したがって、このような箔部分又はエンボス部分にも特徴点を設定して印刷機とのずれをキャンセルできる同じようなずれを有するマスター画像を抽出・検査する意義は大きい。

撮像手段２は、ＣＣＤ撮像素子を搬送方向に直交する横方向に複数並設したラインセンサカメラとし、印刷物８の全幅にわたって撮像することができる。カメラの数や配置は被検査面８０を撮像できるものであれば特に限定されず、被検査面８０も印刷物８の全幅である必要はなく一部でもよい。またラインセンサカメラ以外にＣＣＤ撮像素子を縦横方向に複数並設したエリアセンサカメラを単又は複数設けたものも好ましい。尚、撮像のために被検査面８０をその横方向全幅に亘ってほぼ均一な照度で照明する図示しない照明手段も設けられており、複数個のランプを横方向に列設したものや、横方向に長い直管状のランプを設けたものも好ましい。

記憶手段３、検出手段５、抽出手段６及び判定手段７は、図１に示すように、演算部４と記憶手段３を備えた制御コンピュータ１０より構成されている。記憶手段３は、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶メモリや装置内外のハードディスク等より構成され、演算部４における各種処理動作の手順を規定するプログラムや処理データが記憶される。演算部４は、マイクロプロセッサなどのＣＰＵを主体に構成され、入出力部やバスラインを通じて撮像手段２の出力信号が入力される。そして、演算部４が機能的に上記検出手段５、抽出手段６及び判定手段７を少なくとも備え、これら機能は上記プログラムにより実現される。

記憶手段３は、各マスター画像ごとにその画像データ及び特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置関係に関する情報を記憶する記憶部と、被検査画像の画像データ及びその画像から検出手段５により検出された同じ特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置関係に関する情報とを記憶する記憶部とを少なくとも備えている。

具体的には、図２に示すように、記憶手段３は各マスター画像に関するデータとして、各マスター画像の画像データを記憶するマスター画像記憶部３０ａと、各マスター画像の特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標を記憶する特徴位置記憶部３０ｂと、特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂのうち印刷機９Ｃにより作成された特徴部８１ａ，８１ｂ全体の位置を示すものとして特徴部８１ａ，８１ｂの重心位置の座標、印刷機９Ｄにより作成された特徴部８２ａ，８２ｂ全体の位置を示すものとして特徴部８２ａ，８２ｂの重心位置の座標、及び各重心座標間の相対座標（重心間ベクトル）を記憶する位置関係記憶部３０ｃとを備えている。

各マスター画像は、それぞれ被検査対象の印刷物８と同じく印刷機９Ａ〜９Ｄを経て印刷された印刷物の検査合格品を撮像した画像であり、各マスター画像は、実際に印刷されたものの画像であるため印刷機９Ａ〜９Ｄを経て印刷される過程で生じることが避けられない互いの「ずれ」を合格品として許容された範囲内で内包している。図５はマスター画像を記憶するマスター画像記憶部３０ａの例である。各マスター画像は識別情報「ｍ０００１」、…が付され、これにより特徴位置記憶部３０ｂや位置関係記憶部３０ｃに記憶される情報と関連付けられている。

図６は、特徴位置記憶部３０ｂの例であり、マスター画像（ｍ０００１,…）ごとに特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標（Ｘ、Ｙ）の座標値が記憶されている。
この位置座標は各特徴部の画像領域の中心位置としているが、特徴部の位置を示す座標であれば、領域内の特定位置、例えば隅部や領域内の所定の位置等でもよい。同じ印刷機９Ｃにより作成された特徴部８１ａ，８１ｂは、同じグループＧ１のポイントＰ１、Ｐ２としてそれぞれ「Ｇ１−Ｐ１」、「Ｇ１−Ｐ２」として識別される。同じく印刷機９Ｄで作成された特徴部８２ａ，８２ｂはそれぞれ「Ｇ２−Ｐ１」、「Ｇ２−Ｐ２」として識別される。

図７は、位置関係記憶部３０ｃの例であり、特徴部８１ａ，８１ｂ（グループＧ１）全体の位置を示すものとしての重心座標（Ｘ、Ｙ）、特徴部８２ａ，８２ｂ（グループＧ２
）全体の位置を示すものとしての重心座標（Ｘ、Ｙ）、及びＧ１、Ｇ２の重心座標間の相
対座標（重心間ベクトル）Ｄ（Ｘ、Ｙ）が記憶されている。本例では、各グループ全体の
位置を示す位置座標として重心位置の座標を用いたが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、他の所定の計算式を用いて代表的な座標を単又は複数決めることも好ましい。

マスター画像同士の上記「ずれ」は、各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置関係（上記した重心座標間の相対座標Ｄ）に反映され、その位置関係は各マスター画像で基本的にそれぞれ異なるが、偶発的に各特徴部の位置関係が同じマスター画像が得られることもある。そのような場合にはそのマスター画像は記憶手段３に記憶しなくてもよいし、記憶手段３に重複して記憶しておくことも可能である。尚、すべて又は一部のマスター画像を、実際に印刷された印刷物の合格品を撮像した画像ではなく、ＤＴＰ（Desk Top Publishing）やＣＴＰ（Computer To Plate）で作成されたデジタルデータで意図的に複数パターンずらして作成されたものでもよい。

また記憶手段３は、被検査画像に関するデータとして、図２に示すように被検査画像の画像データを記憶する被検査画像記憶部３１ａと、被検査画像から検出されたマスター画像と同じ特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標を記憶する特徴位置記憶部３１ｂと、特徴部８１ａ，８１ｂの重心位置の座標、特徴部８２ａ，８２ｂの重心位置の座標、及び各重心座標間の相対座標（重心間ベクトル）を記憶する位置関係記憶部３１ｃとを備えている。

図８は被検査画像を記憶する被検査画像記憶部３１ａの例である。マスター画像と同じく識別情報「ｔ０００１」が付され、特徴位置記憶部３１ｂや位置関係記憶部３１ｃに記憶される情報と関連付けられている。図９（ａ）は、特徴位置記憶部３１ｂの例であり、マスター画像と同様、特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの中心の位置座標（Ｘ、Ｙ
）の座標値が記憶されている。また図９（ｂ）は、位置関係記憶部３１ｃの例であり、マスター画像と同様、特徴部８１ａ，８１ｂ（グループＧ１）の重心座標（Ｘ、Ｙ）、特徴
部８２ａ，８２ｂ（グループＧ２）の重心座標（Ｘ、Ｙ）、及びＧ１、Ｇ２の重心座標間
の相対座標（重心間ベクトル）Ｄ（Ｘ、Ｙ）が記憶されている。

その他、記憶手段３は、設定された各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの画像を記憶する特徴群記憶部３２や、演算部４の判定手段７が欠陥の有無を判定した結果を記憶する判定結果記憶部３３などを備えている。図１０は特徴群記憶部３２の例であり、この画像データを用いて被検査画像から同じ特徴部を検出する際に用いられる。

検出手段５は、図２に示すように、演算部４により実現される特徴部検出処理部５１と位置関係算出処理部５２とよりなり、特徴部検出処理部５１は、被検査画像記憶部３１ａの被検査画像から、マスター画像に設定された特徴群１３と同じ特徴群、すなわち設定された特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂと同じ特徴部をそれぞれ検出し、その中心位置座標を算出して特徴位置記憶部３１ｂに記憶させる処理を行う。ここで、特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの検出は、上記した図１０の特徴群記憶部３２に記憶されている各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの画像に基づき、テンプレートマッチングや濃度分布ヒストグラム等の公知の画像検索手段により検出できる。図９（ａ）は中心位置座標を記憶した特徴位置記憶部３１ｂの例である。

また、位置関係算出処理部５２は、特徴位置記憶部３１ｂに記憶された前記各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標に基づき、特徴部８１ａ，８１ｂ（グループＧ１）の重心座標（Ｘ、Ｙ）、特徴部８２ａ，８２ｂ（グループＧ２）の重心座標（Ｘ、Ｙ
）、及びＧ１、Ｇ２の重心座標間の相対座標（重心間ベクトル）Ｄ（Ｘ、Ｙ）を算出して
位置関係記憶部３１ｃに記憶させる処理を行う。図９（ｂ）は重心座標Ｇ１、Ｇ２及び相対座標Ｄを記憶した位置関係記憶部３１ｃの例である。

抽出手段６は、図２に示すように演算部４により実現されるマスター抽出処理部６０よりなり、位置関係記憶部３１ｃに記憶された被検査画像に関する相対座標Ｄと、位置関係記憶部３０ｃに記憶された各マスター画像に関する相対座標Ｄ,…とを所定の数式を用いて比較し、被検査画像の相対座標Ｄに最も近い相対座標Ｄを有するマスター画像を特定する。

判定手段７は、マスター画像記憶部３０ａから抽出した上記特定したマスター画像と被検査画像記憶部３１ａに記憶されている被検査画像を比較して被検査面の欠陥の有無を検査するものであり、比較検査の処理については公知の方法を広く採用できる。本例では、特開平６−２０１６１１号公報に記載の方法を採用している。具体的には、図２に示すように比較値算出処理部７１と許容判定処理部７２とよりなり、比較値算出処理部７１がマスター画像のエリア画像の濃度レベルと当該エリア画像に対応する被検査画像のエリア画像の濃度レベルとを比較して濃度レベル差を求め、許容判定処理部７２がこの濃度レベル差を予め設定した許容値と比較して許容値以上となれば当該部分を欠陥箇所として判定し、判定結果記憶部３３に記憶する。

ここで、各印刷部位の重要度に応じて判定レベルを異なるものとすることが好ましい。例えば、重要ではない部位の検査精度は低くし、当該部位に僅かな小さなシミ等があったときでも良品と判定し、重要な部位については、検査精度を高くして僅かなシミ等があったときに欠陥と判定してもよい。具体的には上記許容値を重要度に応じて変動させたり、重欠陥と判定する欠陥の形状、面積を変動させることができる。また、ある部位を検査範囲外として無検査にすることも可能である。

次に、図１１に基づき、品質検査装置１による検査の手順を説明する。

まず前提として、マスター画像記憶部３０ａには、図５に示すように複数のマスター画像１２が記憶されるとともに、各マスター画像１２には特徴群１３（特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ）が設定され、図６及び図７に示すように特徴位置記憶部３０ｂに各マスター画像の特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標（Ｘ，Ｙ）が記憶され、位置関係記憶部３０ｃに各特徴部８１ａ，８１ｂの重心位置の座標、特徴部８２ａ，８２ｂの重心位置の座標、及び各重心座標間の相対座標（重心間ベクトル）が記憶されている。

検査は、まず撮像手段２により印刷物８の被検査面８０を撮像し（Ｓ１０１）、撮像画像処理部４０がその撮像画像データを受信して被検査画像１１として被検査画像記憶部３１ａに記憶する（Ｓ１０２）。次に、特徴部検出処理部５１が、被検査画像記憶部３１ａの被検査画像１１から図１０に示した特徴部画像を用いて特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂを検出し、各位置座標を算出して図９（ａ）に示すように特徴位置記憶部３１ｂに記憶する（Ｓ１０３）。

次に、位置関係算出処理部５２が、各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標に基づいて特徴部８１ａ，８１ｂの重心座標（Ｘ、Ｙ）、特徴部８２ａ，８２ｂの重心
座標（Ｘ、Ｙ）、及びＧ１、Ｇ２の重心座標間の相対座標Ｄ（Ｘ、Ｙ）を算出し、図９（
ｂ）に示すように位置関係記憶部３１ｃに記憶する（Ｓ１０４）。次に、マスター抽出処理部６０が、被検査画像の相対座標Ｄと各マスター画像の相対座標Ｄ,…とを比較し、被検査画像の相対座標Ｄに最も近い相対座標Ｄを有するマスター画像を特定して抽出する（Ｓ１０５）。

具体的には、各マスター画像の相対座標Ｄごとに、被検査画像の相対座標ＤとのＸ座標の差分の絶対値、Ｙ座標の差分の絶対値及びこれら絶対値の和を求め、その和の値が最も小さいマスター画像を相対座標Ｄが最も近いマスター画像、すなわち最も近似するマスター画像としてその識別情報を特定する。本例では、位置関係記憶部３１ｃ（図９（ｂ））の相対座標Ｄ（１６２．５、−４８．５）と、位置関係記憶部３０ｃ（図７）の相対座標Ｄ（１６９、−４９．５），…をそれぞれ対比し、上記Ｘ座標の差分の絶対値、Ｙ座標の差分の絶対値及びこれら絶対値の和を求めて最小値「０．５」となるマスター画像「ｍ００１０」を特定する。

尚、このような相対座標Ｄの絶対値の和を算出して比較する方法以外に種々の方法を採用でき、単に代表位置（本例では重心座標）間の距離を比較してもよい。また、本例では特徴部を設定した印刷機が二つのみであり、グループもＧ１、Ｇ２の二つであるが、三つ以上の場合は、例えば同様に各グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、…の重心座標を求め、Ｇ１の重心座標と他のグループＧ２、Ｇ３、…の重心座標との相対座標をそれぞれ求め、差分の絶対値の和を求めることで同様に行うことが可能であり、他の方法でも勿論可能である。

そして、比較値算出処理部７１が、マスター画像（ｍ００１０）のエリア画像の濃度レベルと被検査画像１１のエリア画像の濃度レベルとを比較して濃度レベル差を求め、許容判定処理部７２がこの濃度レベル差から欠陥の有無を判定する比較検査を行い（Ｓ１０６）、判定結果を判定結果記憶部３３に記憶する（Ｓ１０７）。

上述した検査の前提としての各マスター画像の特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標（Ｘ，Ｙ）や重心位置座標、その相対座標（重心間ベクトル）の記憶手段３への記憶（データベース化）は、被検査画像１１について同座標を求めた上記手順Ｓ１０１〜Ｓ１０４と同様の手順で行うことができる。即ち、図１２に示すように、印刷物の検査合格品を撮像し（Ｓ２０１）、マスター画像１２としてマスター画像記憶部３０ａに記憶するとともに（Ｓ２０２）、演算部４の特徴部検出処理部５１により、マスター画像１２から図１０に示した特徴部画像を用いて特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂを検出し、各位置座標を算出して図６に示すように特徴位置記憶部３０ｂに記憶する（Ｓ２０３）。

次に、演算部４の位置関係算出処理部５２が、各特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標に基づいて特徴部８１ａ，８１ｂの重心座標（Ｘ、Ｙ）、特徴部８２ａ，８
２ｂの重心座標（Ｘ、Ｙ）、及びＧ１、Ｇ２の重心座標間の相対座標Ｄ（Ｘ、Ｙ）を算出
し、図７に示すように位置関係記憶部３０ｃに記憶する（Ｓ２０４）。

ここで、最初のマスターについては検査合格品を撮像してその画像をマスター画像（ｍ０００１）として記憶したうえ、特徴群をそのマスター画像から設定し、その位置座標や重心座標間の相対座標Ｄ等を求め、２つ目以降（ｍ０００２〜）について、その設定された特徴群（特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ）をその画像から検出するようにすることも好ましい。すなわち特徴群を予め設定してもよいし、最初のマスター画像（ｍ０００１）を記憶する際に決定してもよい。また特徴群は人が決めてもよいし、コンピュータによりずれを反映しやすい部位に決定させてもよい。

また、特徴群（特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ）の各位置座標についても、最初のマスター画像（ｍ０００１）又はマスター画像の基準となるマスターの画像の特徴群については絶対座標のみ算出し、２つ目以降又はマスター画像の特徴群については、絶対座標からのずれ量、すなわち相対座標を位置座標として算出してもよい。この場合、被検査画像の特徴群についても同じく相対座標を位置座標とすればよい。また、このような相対座標を位置座標として用いた場合、その重心座標も相対的な重心座標となり、Ｄも該相対的な重心座標間の相対座標となる。

例えば上述したようにマスター画像の一部にＤＴＰ（Desk Top Publishing）やＣＴＰ（Computer To Plate）で作成されたデジタルデータを用いる場合には、当該デジタルデータのマスター画像を上記最初のマスター画像（ｍ０００１）又はマスター画像の基準となるマスターの画像とすることが好ましい例である。また、被検査画像を検査した結果、合格したものについては、これを新たなマスター画像としてマスター画像を検査中も増やしていくように構成することも好ましい実施例である。

すなわち、許容判定処理部７２で判定した結果、合格となれば、被検査画像記憶部３１ａ、特徴位置記憶部３１ｂ、位置関係記憶部３１ｃからそれぞれ当該被検査画像に関する画像データ、特徴部８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの位置座標、各グループＧ１、Ｇ２の重心座標（Ｘ、Ｙ）、Ｇ１、Ｇ２の重心座標間の相対座標Ｄ（Ｘ、Ｙ）を取り出し、こ
れをマスター画像としての新たな識別情報を付したうえ、マスター画像記憶部３０ａ、特徴位置記憶部３０ｂ、位置関係記憶部３０ｃにそれぞれ移行することが好ましい。このようにすれば、当初マスター画像が一つ又は少数であっても、検査が進むにつれてマスター画像が増え、より確実にずれをキャンセルでき、検査精度をより高めていくことができる。

尚、上記実施形態では同じ印刷機９Ｃ（９Ｄ）ごとに二つの特徴部８１ａ，８１ｂ（８２ａ，８２ｂ）を設定し、重心を求めたが、同じ印刷機に三つ以上の特徴部を設定してもよく、その場合も重心その他を代表的な位置として採用できる。また、同じ印刷機で一つのみ特徴部を設定してもよい。二つ以上の特徴部の代表的な位置を用いることで局所的なずれによる影響をできるだけ無くして平均化することができ、より適したマスター画像を選択できるという効果があるが、一つのみでも複数の印刷機の各特徴部の位置関係に近いマスター画像を選択して同様にずれをキャンセルした高精度な検査が可能である。

また、印刷機一つのみの工程で印刷物を作成する場合にも本発明を適用することができる。すなわち上記代表的実施形態では複数の印刷機同士の印刷ずれにより生じる重ね塗り部分を誤まって欠陥と認識してしまうことを防止できるものであるが、印刷機が一つ、一色のみの場合にも、当該印刷機への給紙時の用紙のずれ、用紙自体の曲がり、伸び、縮み等の影響により印刷に許容範囲内のずれが生じ、このようなずれ部分を欠陥と認識してしまう問題がある。このようなずれを許容するべく検査精度を甘くすると、例えばバーコード等はまったく検査ができなくなる。本発明を適用すれば、このようなずれ、曲がり、伸び、縮みに近い状態のマスター画像を選択し、ずれをキャンセルした高精度な検査が可能となる。

また、上記実施形態では最終の印刷機から出てきた最終の完成した印刷物の検査を想定しているが、本発明はこれに何ら限定されず、印刷工程の途中、すなわち印刷機と印刷機の間や、途中又は最終の印刷機の内部で検査してもよい。また印刷工程の途中部と最終完成品など複数の箇所で本発明に係る検査を行ってもよい。例えば印刷工程の後に箔押しやエンボス加工が続く場合、印刷工程が終わった段階で一度検査し、箔押しやエンボス加工が終わった完成品でも再度検査を行うようにしてもよい。

また、特徴部の位置関係として本例では代表位置同士の間の距離的要素のみ比較したが、角度要素も考慮することも好ましい実施例である。すなわち、複数の印刷機（又は印刷機と箔押し機、又は印刷機とエンボス加工機）で各々設定される二つ以上の特徴部について、各々、少なくとも二つの位置から角度を示す情報を算出し、これら算出された各角度情報相互の相対角度の情報を位置関係に関する情報として上記距離に関する情報に加えることが好ましい。

勿論、このような相対角度を用いることなく角度を示す情報を算出してもよいが、相対角度とすれば用紙全体がずれていても影響を受けることなく、補正が不要になる点で好ましい。このように角度要素も考慮すれば、より近いずれを有するマスター画像を選択することができる。

また、以上の実施形態では、位置関係のみに着目して最も近似するマスター画像を抽出して検査する例について説明したが、位置関係のみならず色についても印刷機の状態によってばらつきが生じるため、色情報も近似するマスター画像を抽出することで、より精度の高い検査が可能となる。色情報は、例えば分光反射率や濃度等で取得した色調が該当する。撮像手段２とは別に設けた濃度計、測色計、分光光度計等で取得してもよい。

具体的には、上記記憶手段３が、マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶する色情報記憶部を備えるとともに、演算部に、被検査面について検出手段５によって検出される各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得する色情報取得手段を設け、マスター抽出処理部６０は、検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ色情報取得手段で取得された色情報と近似する色情報を有するマスター画像を、記憶手段３から抽出することで実現する。ここで、マスター抽出処理部６０による位置関係と色情報の双方が近似するマスター画像の抽出方法は、位置情報と色情報の何れを優先するか予め所定のルールで決めておけばよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１ 品質検査装置
２ 撮像手段
３ 記憶手段
４ 演算部
５ 検出手段
６ 抽出手段
７ 判定手段
８ 印刷物
９Ａ〜９Ｄ 印刷機
１０ 制御コンピュータ
１１ 被検査画像
１２ マスター画像
１３ 特徴群
３０ａ マスター画像記憶部
３０ｂ 特徴位置記憶部
３０ｃ 位置関係記憶部
３１ａ 被検査画像記憶部
３１ｂ 特徴位置記憶部
３１ｃ 位置関係記憶部
３２ 特徴群記憶部
３３ 判定結果記憶部
４０ 撮像画像処理部
５１ 特徴部検出処理部
５２ 位置関係算出処理部
６０ マスター抽出処理部
７１ 比較値算出処理部
７２ 許容判定処理部
８０ 被検査面
８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ 特徴部

Claims (7)

1. 印刷物の被検査面を撮像し、撮像した被検査面の画像について、予め記憶手段に記憶させたマスター画像との比較に基づき欠陥の有無を判定する品質検査方法であって、
   前記マスター画像に二つ以上の特徴部からなる特徴群を設定し、
   前記記憶手段に、前記特徴群の各特徴部の位置関係がそれぞれ異なる複数のマスター画像を、各々前記位置関係に関する情報と関連付けて記憶し、
   前記撮像した被検査面の画像に対し、前記特徴群と同じ特徴群を検出し、
   検出した前記特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出し、
   抽出した前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を検査する品質検査方法。
2. 前記印刷物が、色若しくは方式の異なる複数の印刷機を経て作成された印刷物、印刷機と箔押し機を経て作成された印刷物、又は印刷機とエンボス加工機を経て作成された印刷物であり、前記特徴群に、前記複数の印刷機で各々作成された複数の特徴部、印刷機と箔押し機で各々作成された特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々作成された特徴部を含むように設定してなる請求項１記載の品質検査方法。
3. 前記特徴群が、前記複数の印刷機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、印刷機と箔押し機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部、又は印刷機とエンボス加工機で各々二つ以上づつ作成された四つ以上の特徴部を含み、前記各々作成された二つ以上の特徴部の各位置から、該二つ以上の特徴部全体の位置を示す位置座標を特定の式に従ってそれぞれ算出し、算出された各位置座標相互の関係に関する情報を、前記特徴群の各特徴部の位置関係に関する情報として用いる請求項２記載の品質検査方法。
4. 前記マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶し、
   前記撮像した被検査面について検出した各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得し、
   前記検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ前記取得した色情報と近似する色情報を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出し、
   抽出した前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を検査する請求項１〜３の何れか１項に記載の品質検査方法。
5. 前記複数のマスター画像が、各々被検査対象の印刷物と同じ印刷機を経て印刷された印刷物の検査合格品の画像である請求項１〜４の何れか１項に記載の品質検査方法。
6. 印刷物の被検査面を撮像する撮像手段と、
   二つ以上の特徴部からなる特徴群が設定され、且つ該特徴群の各特徴部の位置関係がそれぞれ異なる複数のマスター画像を、各々前記位置関係に関する情報と関連付けて記憶する記憶手段と、
   前記撮像手段により撮像された被検査面の画像に対し、前記特徴群と同じ特徴群を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された特徴群の各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
   前記撮像手段により撮像された被検査面の画像について、前記抽出手段により抽出された前記マスター画像との比較により前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする品質検査装置。
7. 前記記憶手段が、前記マスター画像の各特徴部の色情報又は余白部のカラーパッチの色情報を、前記複数のマスター画像に各々関連付けて記憶し、
   前記検出手段により検出された各特徴部の色情報又は余白部に形成されたカラーパッチの色情報を取得する色情報取得手段を設け、
   前記抽出手段が、前記検出した各特徴部の位置関係と近似する位置関係を有し、且つ前記取得した色情報と近似する色情報を有するマスター画像を前記記憶手段から抽出する請求項６記載の品質検査装置。

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