JP3816994B2 - エッジ領域抽出方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジ領域抽出方法及び装置、特に、印刷物に発生している微細な筋状の欠陥を検出する際の画像処理に適用して好適な、エッジ領域抽出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、グラビア輪転印刷機では、回転する版胴とニップロールとの間に原反を通過させながら、該版胴に付着されたインキをその原反に転写することにより、連続的な印刷が行われている。
【０００３】
このような連続的な印刷を可能とするために、上記版胴の一部がインキ溜めに浸漬されており、その回転に伴なって該版胴にインキが付着されると共に、過剰に付着したインキは、回転方向近傍に付設されているドクターブレードによって掻き落され、絵柄部分にのみインキが残るようになっている。
【０００４】
ところが、何等かの理由でドクターブレードに微小な欠けが生じたりすると、その欠け部分が接触している版胴には、極めて僅かではあるが常時インキが残ることになるため、原反の印刷面には、いわゆるドクター筋と呼ばれる、微細ではあるが連続した筋状の印刷欠陥が発生することになる。
【０００５】
従来、印刷物の検査には、ＣＣＤカメラ等の撮像手段で印刷絵柄を画像入力し、その入力画像を画像処理することにより印刷欠陥を検出することが行われている。
【０００６】
このような印刷欠陥検出に用いられる画像処理の１つに、入力画像から画像の濃淡の境界であるエッジを検出するためのエッジ抽出がある。このエッジ抽出は、入力画像の各画素値からなる画像データに対して各種の微分オペレータ等を適用することにより実行されるが、そのようなオペレータとしては、例えば、１次微分ではＰrewittのオペレータ、Ｓobelのオペレータ、２次微分ではラプラシアン・オペレータ等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の画像処理によるエッジ検出方法は、入力された画像中にある絵柄部分の全てについてエッジを抽出してしまうため、入力画像に基づいて行う印刷欠陥の検査等に用いる場合には、誤判定の原因となる。
【０００８】
即ち、入力された検査画像からエッジ部を除外するためのマスクを作成し、該マスクを検査画像に適用して印刷欠陥のみを検出できるようにするために、該マスクの作成処理に前記オペレータを用いた場合、その検査画像に前述したドクター筋等の筋状の欠陥が含まれている場合には、その欠陥をも絵柄と同様に処理することになるので、作成されたマスクを該検査画像に適用すると、通常の絵柄のエッジと共に、筋をもマスクしてしまうので、筋状の欠陥を検出することはできない。
【０００９】
これを、従来のマスク作成方法の場合を例に具体的に説明する。
【００１０】
今、カメラにより入力された検査画像が、図２８に絵柄を模式的に示した（Ａ）である場合を考える。この図には幅がａ〜ｄの４種類の絵柄がそれぞれｅの間隔をおいて並んだ画像に相当し、１番細いｄの幅の線がドクター筋に相当する。又、図２８の（Ｂ）は、同図（Ａ）の水平方向の各画素の階調値を示したものである。
【００１１】
先ず、図２９に、上記（Ａ）の検査画像と共に、（Ｃ）として示すように、該画像にラプラシアン・オペレータ等を適用してエッジを抽出し、そのエッジ位置を中心に左右数画素分をエッジ領域とする。
【００１２】
次いで、ノイズ除去等のために、図３０に上記（Ｃ）の各エッジ領域と共に示すように、これら領域を、その両側それぞれに数画素分拡大する膨張処理を行って（Ｄ）の状態にする。その後、上記（Ｃ）と同一の画素数の状態に戻す収縮処理を行い、それをマスク画像とする。その際、図２８の画像（Ａ）でｃの幅の絵柄の場合のように、膨張処理した結果、２つのエッジ領域が図３０の（Ｄ）に示すように繋ってしまったときには、その部分は収縮の対象にならない。図３１の（Ｅ）は、以上のようにして作成したマスク画像を上記図２８の（Ａ）の検査画像に重ねた状態を示したものである。
【００１３】
この図３１からわかるように、従来のエッジ抽出方法を用いて作成したマスク画像を検査画像に適用して、絵柄のエッジが検出されないようにすると、上記図２８の（Ａ）でｄの幅のドクター筋の場合は、図２９に示した（Ｃ）のエッジ領域が、該ドクター筋の部分を完全に含んでしまうため、ドクター筋を検出することができないことになる。
【００１４】
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、印刷絵柄等を画像入力した画像の中から、絵柄等に対応する画像信号の平坦部が所定の幅以下の場合にのみ、そのエッジが、抽出されるエッジ領域に含まれないようにすることができるエッジ領域抽出方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出方法において、画素値の変化が無いか又は小さい平坦部の幅が所定値以下の場合には、該平坦部の両端に位置するエッジが、エッジ領域に含まれないようにし、それ以外の場合は、エッジがエッジ領域に含まれるようにエッジ領域を抽出する際に、パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定するステップと、注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出するステップと、前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算するステップと、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算するステップと、入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させるステップと、膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させるステップと、を含むようにすることにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
本発明は、又、入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出装置において、対象物に関する画像を入力する手段と、入力画像からエッジ領域を抽出する際に、パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定する手段と、注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出する手段と、前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算すると共に、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算する手段と、入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させる手段と、膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させる手段と、を備えたことにより、前記エッジ領域抽出方法を確実に実行できるようにしたものである。
【００１７】
即ち、本発明においては、図１に示すように、画像入力を行い、その画像についてエッジ領域の抽出処理を行い、結果として得られたエッジ領域を含む抽出画像を出力する。
【００１８】
本発明の対象となる入力画像は、２値画像、多値モノクロ画像、カラー画像のいずれでもよい。又、上記エッジ領域抽出処理には、（Ａ）垂直方向エッジのみを抽出、（Ｂ）水平方向エッジのみを抽出、（Ｃ）水平・垂直両方向エッジを同時抽出、の３通りがある。更に、上記出力画像としては、２次元の２値画像で、エッジ領域とそれ以外を、例えばエッジ領域は１（又はＯＮ）、それ以外は０（又はＯＦＦ）にする、若しくはその逆にする等により区別して出力する。
【００１９】
又、本発明により抽出するエッジ領域と、入力画像との関係の概略を、図２に示すように、画像信号が水平方向の１次元の画素値（階調値）からなる場合を例に説明しておく。
【００２０】
図２（Ａ）は、暗い背景に、垂直方向に明るい線分が表示されている画像の場合に当り、同図（Ｂ）は、その逆の場合に当る。いずれの場合も、画素値が急激に変化する位置に当る画素がエッジであり、該エッジは画素値が余り変化しない平坦部が、明るさの異なる別の平坦部と接する場合、その境界に存在する。
【００２１】
本発明では、両エッジ間の画素数がＷより大きいときは、この図２に網掛で示すように、エッジ領域がエッジを内側に含んだ位置に抽出されるが、逆にＷ以下の場合は、後に詳述するように、エッジ領域はエッジを含まない位置に抽出されるか、もしくはエッジ領域は全く抽出されない。
【００２２】
その結果、ドクター筋等の非常に細い線と、それ以外の線を含む通常の絵柄とは明確に区別することが可能となり、抽出したエッジ領域を基にマスク画像を作成し、それを印刷検査に利用することにより、例えばドクター筋を確実に検出することが可能となる。
【００２３】
上記図２は図３（Ａ）に示すような垂直方向のエッジを抽出していることに当るが、処理方向を９０°変えれば、同図（Ｂ）に示すような水平方向のエッジを抽出でき、更に、垂直方向と水平方向の処理を同時に行えば、水平、垂直両方向のエッジ領域を同時抽出できる。
【００２４】
【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。
【００２５】
図４は、本発明に係る一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施形態のエッジ領域抽出装置は、視野寸法が、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍからなるＣＣＤエリアセンサカメラ（図示せず）により、印刷物の絵柄を入力した画像を記憶する入力画像記憶部１０と、該記憶部１０から読み出される入力画像に対して、以下に詳述する各処理を実行可能とするためのパラメータ記憶部１２、エッジ領域抽出部１４、膨張・収縮回数算出部１８、エッジ膨張部２０、エッジ収縮部２４と共に、エッジ領域抽出部１４、エッジ膨張部２０、及びエッジ収縮部２４でそれぞれ処理した結果を記憶するエッジ領域記憶部１６、エッジ膨張記憶部２２、及び出力画像記憶部２６を備えている。
【００２７】
上記パラメータ記憶部１２は、入力画像記憶部１０から読み出される入力画像から、エッジ領域を抽出する際に画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌ及び判定に使用する閾値Ｔと、エッジをエッジ領域から除外する平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとをパラメータとして設定する手段であり、これらパラメータの値は、例えばキーボード等により予め入力しておく。但し、これらパラメータには次の制約があり、ドクター筋の場合は、例えば、Ｗ＝１０画素とすることができる。
【００２８】
Ｗ≧１ Ｌ≧Ｗ ０≦Ｔ≦最大画素値
【００２９】
なお、上記閾値Ｔは、マスク画像を作成する場合は等号は必要ないが、本実施形態を検査装置に適用する場合を考慮し、ここでは等号を含めておく。即ち、実際の検査装置で、例えば全面マスクにして検査装置を止めることなく検査作業を事実停止する場合は、Ｔ＝０とし、又、平坦部の幅に関係なくエッジを全て検査対象にしたい場合、あるいはエッジがない絵柄を検査するような場合は、Ｔ＝最大画素値とすることにより対応できるようにしてある。
【００３０】
前記エッジ領域抽出部１４は、垂直方向のエッジ領域を抽出する場合を、図５に模式的に示すように、上記パラメータ記憶部１２から読み込んだパラメータＬとＴを用い、●の注目画素Ｐn,m を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置にある、同じく●で示した、Ｐn-L,m とＰn+L,m の画素値を比較し、その差が閾値Ｔ以上である場合の該注目画素をエッジ領域として判定し、抽出する手段である。このエッジ領域抽出部１４で抽出されたエッジ領域は、一旦その記憶部１６に記憶される。なお、水平方向、水平・垂直両方向のエッジ領域の場合も、同様の計算原理に基づいて抽出できる。
【００３１】
前記膨張・収縮回数算出部１８は、前記パラメータ記憶部１２からパラメータＷを入力すると共に、エッジ間画素数がＷの平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅をそれぞれ画素単位で膨張させた場合に該両エッジ領域が接しない膨張画素数Ｎを膨張回数として計算し、且つ、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを収縮回数として計算する手段である。
【００３２】
図６は、上記算出部１８で算出される膨張回数Ｎの意味を概念的に示したものであり、この図に示されるように、回数Ｎ＝ＮA ＋ＮB であり、ＮA ＝Ｌ−Ｗ、ＮB ＝（Ｗ−１）／２である。
【００３３】
上記ＮA は、上記図６（Ｂ）に示すように、エッジから、上記方法で抽出したエッジ領域までの平坦部の長さ（画素数）であり、図中左右いずれのエッジ領域についても同一である。ここでは便宜上左のエッジ領域のみについて説明するが、該エッジ領域の右端から高階調値の平坦部の右端までの画素数は、上記図５に示した抽出原理からＬであるため、ＮA ＝Ｌ−Ｗで与えられる。
【００３４】
上記ＮB は、左右両エッジ領域から画素数Ｎだけ膨張させた場合に、該両エッジ領域が接しないようにするために、図６（Ａ）に示すように、少なくとも中心に一画素残すことができる画素数にする必要があることから、（Ｗ−１）／２とする。但し、中心に残す画素数は１に限らず例えば２としてもよく、その場合は、ＮB ＝（Ｗ−２）／２とする。なお、このＮB に端数が出た場合は切り捨てる。
【００３５】
このように、回数Ｎを設定することにより、エッジ間の幅が画素数Ｗ以下の筋状の場合は、左右のエッジ領域に対してＮ画素の膨張を行っても、絶対に両エッジ領域が繋ることがないのに対し、Ｗを超える幅の場合は繋ってしまう。
【００３６】
又、上記計算部１８では、上記Ｎ画素分を膨張させた後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐ1 の計算も行う。この実施形態では、次式のようにＰ1 ＝Ｎとする。
【００３７】
Ｐ1 ＝Ｎ＝Ｌ−Ｗ＋（Ｗ−１）／２ …（１）
【００３８】
前記エッジ膨張部２０では、前記エッジ領域記憶部１６から読み込んだエッジ領域抽出画像に対して、上記算出部１８で求められた膨張回数Ｎの画素数だけ幅を拡げる膨張処理を行う。この膨張処理を、エッジ領域を水平方向に一画素だけ膨張させる（回数Ｎ＝１）場合を、１次元的な信号について図７に模式的に示した。
【００３９】
この図７に示されるように、●がエッジ領域であり、一回の膨張は、該エッジ領域を水平方向の両側にそれぞれ一画素だけ幅を拡張することを意味する。
【００４０】
上記エッジ膨張部２０で膨張処理された画像データは、エッジ膨張記憶部２２に記憶された後、エッジ収縮部２４に読み出され、エッジ膨張部２０で膨張したと同数のＰ1 （＝Ｎ）画素分だけ縮める収縮処理が行われる。
【００４１】
図８には、上記図７で膨張処理したエッジ領域に対する収縮処理を概念的に示した。この図に示されるように、本実施形態で実行する収縮処理は、膨張したと同数のＮ画素を膨張後のエッジ領域の両側から減らすことを意味し、膨張した結果、両側のエッジ領域が繋ってしまった場合を除き、膨張前のエッジ領域に戻すことになる。この収縮後のエッジ領域画像は出力画像記憶部２６に記憶される。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４３】
本実施形態においては、パラメータＬ、Ｗ及びＴとして所定の数値を入力すると共に、入力画像に対して、前述した原理に従ってエッジ領域の抽出、膨張、収縮の各処理を行うことにより、エッジ間画素数がＷ以下の平坦部（微小筋に当る）の場合は、エッジを含まない位置にエッジ領域を抽出でき、逆にＷを超えているときはエッジを含む領域にエッジ領域を抽出できる。
【００４４】
これを、Ｗ＝３、Ｌ＝５で、膨張回数Ｎ及び収縮回数Ｐ1 が共に、前記（１）式からＬ−Ｗ＋（Ｗ−１）／２＝５−３＋（３−１）／２＝３の場合について、図９〜１１を参照しながら具体的に説明する。
【００４５】
図９は、幅（エッジ間画素数）２の線のエッジはエッジ領域とされない場合の例に当る。１次元の入力画像信号が、図９（Ａ）に●に示すように、幅が２画素の場合、前記図５に示した原理に従って、注目画素から左右にそれぞれ５画素離れた位置の画素値を比較し、その値が閾値Ｔ以上である場合の該注目画素をエッジ領域とする処理を行うと、２つの●の両側にそれぞれ網掛の丸で示した２つの画素からなるエッジ領域が抽出された図９（Ｂ）に示す画像が得られる。
【００４６】
次いで、上記２つのエッジ領域それぞれに対して、左右の幅方向にそれぞれ３画素（Ｎ＝３）分拡げる膨張処理を行って図９（Ｃ）の状態にし、その後、同じく３画素分減らす収縮を行い、最終的なエッジ領域抽出画像として同図（Ｄ）を得る。
【００４７】
この例では、上記図９（Ｃ）から判るように、網掛の二重丸で示した膨張処理後のエッジ領域が、互いに繋っていないため、各エッジ領域とも両側で収縮処理が行われる。その結果、最終的に、図９（Ｄ）に示すように、線の両側のエッジに当る●から離れた位置にエッジ領域が抽出される。
【００４８】
これに対して、Ｗ＝３より大きい幅４の線の場合の処理結果は、上記図９に対応する図１０に示すように、同図（Ｃ）に示される膨張処理後の状態が、２つのエッジ領域が繋って１つの大きなエッジ領域となっている。
【００４９】
このように、２つのエッジ領域が１つに繋がった場合には、その部分では収縮処理が行われないようになっているため、収縮後のエッジ領域は図１０（Ｄ）のように、同図（Ｂ）で抽出された左側エッジ領域の左端から右側エッジ領域の右端まで連続したものになり、この収縮後のエッジ領域の内側に入力画像の同図（Ａ）に示される線に相当する４つの●の画素が完全に潰されて含まれているため、エッジも当然含まれていることになる。
【００５０】
又、前記図９（Ａ）の入力画像の線に比べ十分に幅が広い１７画素の場合は、前記図９、図１０より簡略化した図１１に示すように、同図（Ｂ）の段階でエッジを中心とする２Ｌ（５×２＝１０）の幅のエッジ領域が抽出され、このエッジ領域に対して、Ｎ＝３の膨張処理を行っても、同図（Ｃ）に示すように左右両エッジ領域は内側で繋がることがないため、次の収縮処理では各エッジ領域とも両側でＮ＝３で収縮され、同図（Ｄ）に示すように、上記（Ｂ）の場合と同一のエッジ領域に戻る。この場合は、左右のエッジがそれぞれ対応する左右のエッジ領域（網掛範囲）に完全に含まれることになる。
【００５１】
本実施形態によるエッジ領域抽出方法を、前記図２８に示した（Ａ）の入力画像に適用すると、前記図２９〜３１に相当する図１２〜１４に、エッジ領域抽出、膨張、収縮の各処理結果（Ｆ）〜（Ｈ）をそれぞれ前の処理結果と併せて示したように、パラメータＷ以下の細い線に当るｄの幅の場合のみ、該線から離れた位置にその線の幅に応じた幅のエッジ領域が抽出される。その結果、上記図１４から判るように、前記幅ｄの線の場合のみ、そのエッジが収縮後のエッジ領域に含まれず、それ以外の幅の広いものは、全てエッジがエッジ領域に含まれることになる。
【００５２】
従って、本実施形態によれば、画像中の垂直方向のエッジに基づいてエッジ領域を抽出できるが、エッジに挾まれた平端部の幅が一定（＝Ｗ）以下のときは、そのエッジをエッジ領域として抽出しないようにできることから、細い線を除き、Ｗを超える太さの線や通常の絵柄についてはそのエッジ部分を含むエッジ領域を抽出することができる。
【００５３】
従って、画像処理により欠陥検査を行う際に、入力した検査画像に対して本実施形態を適用することにより、平坦部及び細い筋状の欠陥を残したまま、絵柄のエッジのみを除外するためのマスク画像を作成することが可能となる。
【００５４】
これを、印刷絵柄を画像入力して得られた原画像が、図１５にイメージを示すように、太線のリングＲと色模様Ｆからなる通常の絵柄と共に、微細なドクター筋Ｄを含んでいる場合に、該原画像に対して本発明方法を適用して得られる最終的な収縮処理後のエッジ領域画像は、図１６に示すイメージのようになる。即ち、前記図１４の場合と同様に、通常の絵柄部分は、エッジを中心とするその近傍がエッジ領域ＥＲ（斜線部で示す）として抽出されるが、ドクター筋Ｄの部分はエッジ領域ＥＲに含まれないことになる。これに対して従来の一般的な方法を適用すれば、図１７に示すようにドクター筋はエッジ領域に含まれてしまう。
【００５５】
従って、上記図１６のエッジ抽出画像をマスク画像として使用することにより、通常は検出されないような、印刷のドクター筋等の筋状欠陥を確実に検出することができる。
【００５６】
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態は、前記図４の膨張・収縮回数計算部１８で、収縮回数（画素数）Ｐ2 を、次の（２）式で計算するようにした以外は、前記第１実施形態と実質上同一である。
【００５８】
【００５９】
本実施形態においては、上記（２）式より明らかなように、前記（１）式で示した第１実施形態の収縮画素数Ｐ1 （＝Ｎ）よりも（Ｗ＋１）／２画素分だけ更に収縮させる。これを、図１８、図１９を用いて以下に説明する。
【００６０】
図１８は、幅Ｗ以下の平坦部からなる入力画像に対して、前記図９（Ａ）〜（Ｄ）と同様の処理を施してエッジ領域を抽出した画像を模式的に示したものである。即ち、この図１８は、図９（Ｃ）に相当するＮ回膨張した画像から、前記第１実施形態の場合と同様にＰ1 （＝Ｎ）回収縮した、同図（Ｄ）の状態に相当する。
【００６１】
本実施形態では、第１実施形態によれば、上記図１８に示した幅Ｗ以下の平坦部の左右近傍に抽出されるエッジ領域ＥＲを、更に（Ｗ＋１）／２画素分収縮させることにより、図１９に示すように消減させるようにしている。
【００６２】
即ち、第１実施形態の場合よりも多くする追加収縮回数（Ｗ＋１）／２の計算根拠は、図１８に示されるエッジ領域ＥＲの最大幅は、前記図５に示した抽出原理からＷであることから、これを両側から１画素ずつ収縮させて消滅させるためにはＷ／２で足りるが、Ｗが奇数の場合を考慮して（Ｗ＋１）／２としていることにある。但し、この場合、端数は切り捨てる。
【００６３】
以上詳述した本実施形態によれば、前記第１実施形態に比較して、幅がＷ以下の筋状の入力画像について、その両側に抽出されたエッジ領域を消滅させることができる。
【００６４】
従って、本実施形態により抽出したエッジ領域を用いてマスク画像を作成する場合には、第１実施形態の作用を示した前記図１４（Ｈ）に相当する図２０と前記図１６に相当する図２１にそれぞれ示すように、ドクター筋Ｄの両側には、エッジ領域が抽出されないようにできることから、それだけ被検査画像において検査の対象となる領域を広く取り、検査の信頼性を高めることが可能となる。
【００６５】
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。
【００６６】
本実施形態は、前記図４の膨張・収縮回数計算部１８で、収縮回数（画素数）Ｐ3 を、次の（３）式で計算するようにした以外は、前記第１実施形態と実質上同一である。
【００６７】
【００６８】
本実施形態においては、上記（３）式より明らかなように、前記（１）式で示した第１実施形態の収縮画素数Ｐ1 （＝Ｎ）よりも（Ｌ−１）画素分だけ更に収縮させる。これを、図２２、図２３を用いて以下に説明する。
【００６９】
図２２（Ａ）は、幅Ｗ以下の平坦部からなる入力画像に対して、前記図９（Ａ）〜（Ｄ）と同様の処理を施してエッジ領域ＥＲを抽出した画像を模式的に示した、前記図１８と同一である。又、図２２（Ｂ）は、平坦部の幅がＷより大きい入力画像について、前記図１０（Ａ）〜（Ｄ）と実質上同一の処理を施した同図（Ｄ）に相当し、図２２（Ｃ）は、平坦部の幅がＷより十分に大きい入力画像について前記図１１（Ａ）〜（Ｄ）と実質上同一の処理を施した同図（Ｄ）に相当する。
【００７０】
本実施形態では、前記第１実施形態でＰ1 回の収縮を行った状態に当る図２２（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれのエッジ領域ＥＲに対して、前記（３）式で示したように、更に（Ｌ−１）画素分の収縮を行うことにより、対応する図２３（Ａ）〜（Ｃ）の状態にする。本実施形態で採用する追加収縮回数（Ｌ−１）は、エッジ領域を平坦部のエッジに対してぎりぎりまで小さくする収縮画素数に当る。
【００７１】
本実施形態のように、前記第１実施形態のＰ1 より（Ｌ−１）回だけ余分に収縮させる場合には、前記第２実施形態の場合と同様に、幅がＷ以下の平坦部については、Ｗ≦Ｌであることから、図２３（Ａ）のようにエッジ領域ＥＲを消滅させることができる。又、図２２（Ｂ）のように、平坦部の幅がＷを超えている場合、図２３（Ｂ）に示すように、膨張処理した結果１つに繋ったエッジ領域ＥＲの左右端それぞれをエッジより１画素目まで収縮させることができるため、エッジ領域をエッジをカバーできる最小の大きさにすることができる。又、図２２（Ｃ）のように、平坦部の幅がＷより十分に大きい場合は、図２３（Ｃ）に示すように、エッジの前後１画素の部分にのみエッジ領域が抽出されるようにできる。
【００７２】
一般に、抽出したエッジ領域を用いてマスク画像を作成する場合、エッジ領域（マスク部分）は、被検査画像において検査対象から除外する領域を意味するため、検査対象となる領域を広くして検査の信頼性を高めるためには、エッジ領域は被検査画像中のエッジをきちんとマスクした上で可能な限り（その面積が）狭いことが理想的である。
【００７３】
従って、本実施形態は、一般的なエッジ抽出方法として最もふさわしく、本実施形態により抽出したエッジ領域を用いることにより、理想的な検査用のマスク画像を作成することができる。
【００７４】
その結果、本実施形態によれば、前記第２実施形態の場合の前記図２０及び図２１にそれぞ相当する図２４及び図２５に示すように、幅Ｗ以下のドクター筋Ｄについては、前記第２実施形態と同様にエッジ領域は抽出されず、幅Ｗ以上の通常の絵柄については、前記第２実施形態より一段と狭いエッジ領域ＥＲを抽出することが可能となる。
【００７５】
図２６は、本発明に係る第４実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７６】
本実施形態は、入力画像がカラーの場合に適用されるものであり、前記図４に示した１つのエッジ領域抽出部１４及びエッジ領域記憶部１６が、入力画像記憶部１０から入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像に対応する１４Ａ〜１４Ｃで示す３つのエッジ領域抽出部と、各抽出画像を記憶する１６Ａ〜１６Ｃで示す３つのエッジ領域記憶部に増設されていると共に、該記憶部１６Ａ〜１６Ｃから入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各抽出画像を合成するエッジ合成部２８を付設した以外は、前記第１〜３実施形態と実質的に同一である。
【００７７】
この実施形態によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像毎にエッジ抽出処理ができるため、対象の入力画像がカラーの場合でも、迅速且つ正確に、前記第１〜３実施形態の場合と同様にエッジ領域の抽出を行うことができる。
【００７８】
図２７は、本発明に係る第５実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７９】
本実施形態は、上記第４実施形態と同様にカラー画像に適用されるものであり、ここでは、エッジ領域抽出部１４Ａ〜１４Ｃ、エッジ領域記憶部１６Ａ〜１６Ｃと共に、２０Ａ〜２０Ｃ、２２Ａ〜２２Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃ、２６Ａ〜２６Ｃの符号でそれぞれ示したように、エッジ膨張部、エッジ膨張記憶部、エッジ収縮部、出力画像記憶部の全てをＲ、Ｇ、Ｂの各画像に対応させて増設し、最終的に得られる収縮画像を合成するためのエッジ合成部２８を付設した以外は、前記第４実施形態と実質的に同一である。
【００８０】
本実施形態によれば、各Ｒ、Ｇ、Ｂの画像毎に全ての画像処理を行うことができるため、前記第４実施形態より更に高精度でエッジ領域を抽出することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
例えば、前記実施形態では、パラメータとしてＷ＝３、Ｌ＝５の場合を示したが、これに限定される場合でなく、対象とする画像毎に適切なパラメータを設定することができる。
【００８３】
又、前記実施形態では垂直方向のエッジについて説明したが、水平方向のエッジでも、又両方のエッジでもよいことは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、例えば印刷絵柄を画像入力した検査画像等の入力画像の中から、画像信号の平坦部が所定の幅以下の場合にのみ、そのエッジが含まれないエッジ領域を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における処理手順の概略を示すフローチャート
【図２】画像信号とエッジ領域との関係を概念的に示す線図
【図３】垂直方向、水平方向のエッジを模式的に示す説明図
【図４】本発明に係る第１実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図５】エッジ領域の抽出原理を模式的に示す説明図
【図６】膨張・収縮回数の計算方法を示す説明図
【図７】エッジ領域の膨張処理の原理を示す説明図
【図８】エッジ領域の収縮処理の原理を示す説明図
【図９】細線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１０】中線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１１】太線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１２】入力画像と、本発明によるエッジ領域の抽出画像を示す説明図
【図１３】上記抽出画像と、その膨張処理画像を示す説明図
【図１４】上記膨張処理画像と、その収縮処理画像を示す説明図
【図１５】印刷絵柄を画像入力して得られた原画像を模式的に示す説明図
【図１６】上記原画像から本発明により抽出したエッジ領域を概念的に示す説明図
【図１７】上記原画像から従来法により抽出したエッジ領域を概念的に示す説明図
【図１８】幅Ｗ以下の平坦部について抽出されたエッジ領域のＰ1 回収縮後の状態を示す説明図
【図１９】第２実施形態の作用を示す説明図
【図２０】第２実施形態の効果を示す説明図
【図２１】第２実施形態の効果を示す他の説明図
【図２２】幅が異なる平坦部について抽出されたエッジ領域のＰ1 回収縮後の状態を示す説明図
【図２３】第３実施形態の作用を示す説明図
【図２４】第３実施形態の効果を示す説明図
【図２５】第３実施形態の効果を示す他の説明図
【図２６】本発明に係る第４実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図２７】本発明に係る第５実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図２８】入力画像の一例と、その１次元の画像入力信号を模式的に示す説明図
【図２９】上記入力画像と、従来法によるエッジ領域抽出画像を示す説明図
【図３０】上記抽出画像とその膨張処理画像を示す説明図
【図３１】上記膨張処理画像と、その収縮処理画像を示す説明図
【符号の説明】
１０…入力画像記憶部
１２…パラメータ記憶部
１４…エッジ領域抽出部
１６…エッジ領域記憶部
１８…膨張・収縮回数算出部
２０…エッジ膨張部
２２…エッジ膨張記憶部
２４…エッジ収縮部
２６…出力画像記憶部
Ｄ…ドクター筋
ＥＲ…エッジ領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジ領域抽出方法及び装置、特に、印刷物に発生している微細な筋状の欠陥を検出する際の画像処理に適用して好適な、エッジ領域抽出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、グラビア輪転印刷機では、回転する版胴とニップロールとの間に原反を通過させながら、該版胴に付着されたインキをその原反に転写することにより、連続的な印刷が行われている。
【０００３】
このような連続的な印刷を可能とするために、上記版胴の一部がインキ溜めに浸漬されており、その回転に伴なって該版胴にインキが付着されると共に、過剰に付着したインキは、回転方向近傍に付設されているドクターブレードによって掻き落され、絵柄部分にのみインキが残るようになっている。
【０００４】
ところが、何等かの理由でドクターブレードに微小な欠けが生じたりすると、その欠け部分が接触している版胴には、極めて僅かではあるが常時インキが残ることになるため、原反の印刷面には、いわゆるドクター筋と呼ばれる、微細ではあるが連続した筋状の印刷欠陥が発生することになる。
【０００５】
従来、印刷物の検査には、ＣＣＤカメラ等の撮像手段で印刷絵柄を画像入力し、その入力画像を画像処理することにより印刷欠陥を検出することが行われている。
【０００６】
このような印刷欠陥検出に用いられる画像処理の１つに、入力画像から画像の濃淡の境界であるエッジを検出するためのエッジ抽出がある。このエッジ抽出は、入力画像の各画素値からなる画像データに対して各種の微分オペレータ等を適用することにより実行されるが、そのようなオペレータとしては、例えば、１次微分ではＰrewittのオペレータ、Ｓobelのオペレータ、２次微分ではラプラシアン・オペレータ等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の画像処理によるエッジ検出方法は、入力された画像中にある絵柄部分の全てについてエッジを抽出してしまうため、入力画像に基づいて行う印刷欠陥の検査等に用いる場合には、誤判定の原因となる。
【０００８】
即ち、入力された検査画像からエッジ部を除外するためのマスクを作成し、該マスクを検査画像に適用して印刷欠陥のみを検出できるようにするために、該マスクの作成処理に前記オペレータを用いた場合、その検査画像に前述したドクター筋等の筋状の欠陥が含まれている場合には、その欠陥をも絵柄と同様に処理することになるので、作成されたマスクを該検査画像に適用すると、通常の絵柄のエッジと共に、筋をもマスクしてしまうので、筋状の欠陥を検出することはできない。
【０００９】
これを、従来のマスク作成方法の場合を例に具体的に説明する。
【００１０】
今、カメラにより入力された検査画像が、図２８に絵柄を模式的に示した（Ａ）である場合を考える。この図には幅がａ〜ｄの４種類の絵柄がそれぞれｅの間隔をおいて並んだ画像に相当し、１番細いｄの幅の線がドクター筋に相当する。又、図２８の（Ｂ）は、同図（Ａ）の水平方向の各画素の階調値を示したものである。
【００１１】
先ず、図２９に、上記（Ａ）の検査画像と共に、（Ｃ）として示すように、該画像にラプラシアン・オペレータ等を適用してエッジを抽出し、そのエッジ位置を中心に左右数画素分をエッジ領域とする。
【００１２】
次いで、ノイズ除去等のために、図３０に上記（Ｃ）の各エッジ領域と共に示すように、これら領域を、その両側それぞれに数画素分拡大する膨張処理を行って（Ｄ）の状態にする。その後、上記（Ｃ）と同一の画素数の状態に戻す収縮処理を行い、それをマスク画像とする。その際、図２８の画像（Ａ）でｃの幅の絵柄の場合のように、膨張処理した結果、２つのエッジ領域が図３０の（Ｄ）に示すように繋ってしまったときには、その部分は収縮の対象にならない。図３１の（Ｅ）は、以上のようにして作成したマスク画像を上記図２８の（Ａ）の検査画像に重ねた状態を示したものである。
【００１３】
この図３１からわかるように、従来のエッジ抽出方法を用いて作成したマスク画像を検査画像に適用して、絵柄のエッジが検出されないようにすると、上記図２８の（Ａ）でｄの幅のドクター筋の場合は、図２９に示した（Ｃ）のエッジ領域が、該ドクター筋の部分を完全に含んでしまうため、ドクター筋を検出することができないことになる。
【００１４】
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、印刷絵柄等を画像入力した画像の中から、絵柄等に対応する画像信号の平坦部が所定の幅以下の場合にのみ、そのエッジが、抽出されるエッジ領域に含まれないようにすることができるエッジ領域抽出方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出方法において、画素値の変化が無いか又は小さい平坦部の幅が所定値以下の場合には、該平坦部の両端に位置するエッジが、エッジ領域に含まれないようにし、それ以外の場合は、エッジがエッジ領域に含まれるようにエッジ領域を抽出する際に、パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定するステップと、注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出するステップと、前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算するステップと、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算するステップと、入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させるステップと、膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させるステップと、を含むようにすることにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
本発明は、又、入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出装置において、対象物に関する画像を入力する手段と、入力画像からエッジ領域を抽出する際に、パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定する手段と、注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出する手段と、前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算すると共に、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算する手段と、入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させる手段と、膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させる手段と、を備えたことにより、前記エッジ領域抽出方法を確実に実行できるようにしたものである。
【００１７】
即ち、本発明においては、図１に示すように、画像入力を行い、その画像についてエッジ領域の抽出処理を行い、結果として得られたエッジ領域を含む抽出画像を出力する。
【００１８】
本発明の対象となる入力画像は、２値画像、多値モノクロ画像、カラー画像のいずれでもよい。又、上記エッジ領域抽出処理には、（Ａ）垂直方向エッジのみを抽出、（Ｂ）水平方向エッジのみを抽出、（Ｃ）水平・垂直両方向エッジを同時抽出、の３通りがある。更に、上記出力画像としては、２次元の２値画像で、エッジ領域とそれ以外を、例えばエッジ領域は１（又はＯＮ）、それ以外は０（又はＯＦＦ）にする、若しくはその逆にする等により区別して出力する。
【００１９】
又、本発明により抽出するエッジ領域と、入力画像との関係の概略を、図２に示すように、画像信号が水平方向の１次元の画素値（階調値）からなる場合を例に説明しておく。
【００２０】
図２（Ａ）は、暗い背景に、垂直方向に明るい線分が表示されている画像の場合に当り、同図（Ｂ）は、その逆の場合に当る。いずれの場合も、画素値が急激に変化する位置に当る画素がエッジであり、該エッジは画素値が余り変化しない平坦部が、明るさの異なる別の平坦部と接する場合、その境界に存在する。
【００２１】
本発明では、両エッジ間の画素数がＷより大きいときは、この図２に網掛で示すように、エッジ領域がエッジを内側に含んだ位置に抽出されるが、逆にＷ以下の場合は、後に詳述するように、エッジ領域はエッジを含まない位置に抽出されるか、もしくはエッジ領域は全く抽出されない。
【００２２】
その結果、ドクター筋等の非常に細い線と、それ以外の線を含む通常の絵柄とは明確に区別することが可能となり、抽出したエッジ領域を基にマスク画像を作成し、それを印刷検査に利用することにより、例えばドクター筋を確実に検出することが可能となる。
【００２３】
上記図２は図３（Ａ）に示すような垂直方向のエッジを抽出していることに当るが、処理方向を９０°変えれば、同図（Ｂ）に示すような水平方向のエッジを抽出でき、更に、垂直方向と水平方向の処理を同時に行えば、水平、垂直両方向のエッジ領域を同時抽出できる。
【００２４】
【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。
【００２５】
図４は、本発明に係る一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施形態のエッジ領域抽出装置は、視野寸法が、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍからなるＣＣＤエリアセンサカメラ（図示せず）により、印刷物の絵柄を入力した画像を記憶する入力画像記憶部１０と、該記憶部１０から読み出される入力画像に対して、以下に詳述する各処理を実行可能とするためのパラメータ記憶部１２、エッジ領域抽出部１４、膨張・収縮回数算出部１８、エッジ膨張部２０、エッジ収縮部２４と共に、エッジ領域抽出部１４、エッジ膨張部２０、及びエッジ収縮部２４でそれぞれ処理した結果を記憶するエッジ領域記憶部１６、エッジ膨張記憶部２２、及び出力画像記憶部２６を備えている。
【００２７】
上記パラメータ記憶部１２は、入力画像記憶部１０から読み出される入力画像から、エッジ領域を抽出する際に画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌ及び判定に使用する閾値Ｔと、エッジをエッジ領域から除外する平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとをパラメータとして設定する手段であり、これらパラメータの値は、例えばキーボード等により予め入力しておく。但し、これらパラメータには次の制約があり、ドクター筋の場合は、例えば、Ｗ＝１０画素とすることができる。
【００２８】
Ｗ≧１ Ｌ≧Ｗ ０≦Ｔ≦最大画素値
【００２９】
なお、上記閾値Ｔは、マスク画像を作成する場合は等号は必要ないが、本実施形態を検査装置に適用する場合を考慮し、ここでは等号を含めておく。即ち、実際の検査装置で、例えば全面マスクにして検査装置を止めることなく検査作業を事実停止する場合は、Ｔ＝０とし、又、平坦部の幅に関係なくエッジを全て検査対象にしたい場合、あるいはエッジがない絵柄を検査するような場合は、Ｔ＝最大画素値とすることにより対応できるようにしてある。
【００３０】
前記エッジ領域抽出部１４は、垂直方向のエッジ領域を抽出する場合を、図５に模式的に示すように、上記パラメータ記憶部１２から読み込んだパラメータＬとＴを用い、●の注目画素Ｐn,m を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置にある、同じく●で示した、Ｐn-L,m とＰn+L,m の画素値を比較し、その差が閾値Ｔ以上である場合の該注目画素をエッジ領域として判定し、抽出する手段である。このエッジ領域抽出部１４で抽出されたエッジ領域は、一旦その記憶部１６に記憶される。なお、水平方向、水平・垂直両方向のエッジ領域の場合も、同様の計算原理に基づいて抽出できる。
【００３１】
前記膨張・収縮回数算出部１８は、前記パラメータ記憶部１２からパラメータＷを入力すると共に、エッジ間画素数がＷの平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅をそれぞれ画素単位で膨張させた場合に該両エッジ領域が接しない膨張画素数Ｎを膨張回数として計算し、且つ、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを収縮回数として計算する手段である。
【００３２】
図６は、上記算出部１８で算出される膨張回数Ｎの意味を概念的に示したものであり、この図に示されるように、回数Ｎ＝ＮA ＋ＮB であり、ＮA ＝Ｌ−Ｗ、ＮB ＝（Ｗ−１）／２である。
【００３３】
上記ＮA は、上記図６（Ｂ）に示すように、エッジから、上記方法で抽出したエッジ領域までの平坦部の長さ（画素数）であり、図中左右いずれのエッジ領域についても同一である。ここでは便宜上左のエッジ領域のみについて説明するが、該エッジ領域の右端から高階調値の平坦部の右端までの画素数は、上記図５に示した抽出原理からＬであるため、ＮA ＝Ｌ−Ｗで与えられる。
【００３４】
上記ＮB は、左右両エッジ領域から画素数Ｎだけ膨張させた場合に、該両エッジ領域が接しないようにするために、図６（Ａ）に示すように、少なくとも中心に一画素残すことができる画素数にする必要があることから、（Ｗ−１）／２とする。但し、中心に残す画素数は１に限らず例えば２としてもよく、その場合は、ＮB ＝（Ｗ−２）／２とする。なお、このＮB に端数が出た場合は切り捨てる。
【００３５】
このように、回数Ｎを設定することにより、エッジ間の幅が画素数Ｗ以下の筋状の場合は、左右のエッジ領域に対してＮ画素の膨張を行っても、絶対に両エッジ領域が繋ることがないのに対し、Ｗを超える幅の場合は繋ってしまう。
【００３６】
又、上記計算部１８では、上記Ｎ画素分を膨張させた後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐ1 の計算も行う。この実施形態では、次式のようにＰ1 ＝Ｎとする。
【００３７】
Ｐ1 ＝Ｎ＝Ｌ−Ｗ＋（Ｗ−１）／２ …（１）
【００３８】
前記エッジ膨張部２０では、前記エッジ領域記憶部１６から読み込んだエッジ領域抽出画像に対して、上記算出部１８で求められた膨張回数Ｎの画素数だけ幅を拡げる膨張処理を行う。この膨張処理を、エッジ領域を水平方向に一画素だけ膨張させる（回数Ｎ＝１）場合を、１次元的な信号について図７に模式的に示した。
【００３９】
この図７に示されるように、●がエッジ領域であり、一回の膨張は、該エッジ領域を水平方向の両側にそれぞれ一画素だけ幅を拡張することを意味する。
【００４０】
上記エッジ膨張部２０で膨張処理された画像データは、エッジ膨張記憶部２２に記憶された後、エッジ収縮部２４に読み出され、エッジ膨張部２０で膨張したと同数のＰ1 （＝Ｎ）画素分だけ縮める収縮処理が行われる。
【００４１】
図８には、上記図７で膨張処理したエッジ領域に対する収縮処理を概念的に示した。この図に示されるように、本実施形態で実行する収縮処理は、膨張したと同数のＮ画素を膨張後のエッジ領域の両側から減らすことを意味し、膨張した結果、両側のエッジ領域が繋ってしまった場合を除き、膨張前のエッジ領域に戻すことになる。この収縮後のエッジ領域画像は出力画像記憶部２６に記憶される。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４３】
本実施形態においては、パラメータＬ、Ｗ及びＴとして所定の数値を入力すると共に、入力画像に対して、前述した原理に従ってエッジ領域の抽出、膨張、収縮の各処理を行うことにより、エッジ間画素数がＷ以下の平坦部（微小筋に当る）の場合は、エッジを含まない位置にエッジ領域を抽出でき、逆にＷを超えているときはエッジを含む領域にエッジ領域を抽出できる。
【００４４】
これを、Ｗ＝３、Ｌ＝５で、膨張回数Ｎ及び収縮回数Ｐ1 が共に、前記（１）式からＬ−Ｗ＋（Ｗ−１）／２＝５−３＋（３−１）／２＝３の場合について、図９〜１１を参照しながら具体的に説明する。
【００４５】
図９は、幅（エッジ間画素数）２の線のエッジはエッジ領域とされない場合の例に当る。１次元の入力画像信号が、図９（Ａ）に●に示すように、幅が２画素の場合、前記図５に示した原理に従って、注目画素から左右にそれぞれ５画素離れた位置の画素値を比較し、その値が閾値Ｔ以上である場合の該注目画素をエッジ領域とする処理を行うと、２つの●の両側にそれぞれ網掛の丸で示した２つの画素からなるエッジ領域が抽出された図９（Ｂ）に示す画像が得られる。
【００４６】
次いで、上記２つのエッジ領域それぞれに対して、左右の幅方向にそれぞれ３画素（Ｎ＝３）分拡げる膨張処理を行って図９（Ｃ）の状態にし、その後、同じく３画素分減らす収縮を行い、最終的なエッジ領域抽出画像として同図（Ｄ）を得る。
【００４７】
この例では、上記図９（Ｃ）から判るように、網掛の二重丸で示した膨張処理後のエッジ領域が、互いに繋っていないため、各エッジ領域とも両側で収縮処理が行われる。その結果、最終的に、図９（Ｄ）に示すように、線の両側のエッジに当る●から離れた位置にエッジ領域が抽出される。
【００４８】
これに対して、Ｗ＝３より大きい幅４の線の場合の処理結果は、上記図９に対応する図１０に示すように、同図（Ｃ）に示される膨張処理後の状態が、２つのエッジ領域が繋って１つの大きなエッジ領域となっている。
【００４９】
このように、２つのエッジ領域が１つに繋がった場合には、その部分では収縮処理が行われないようになっているため、収縮後のエッジ領域は図１０（Ｄ）のように、同図（Ｂ）で抽出された左側エッジ領域の左端から右側エッジ領域の右端まで連続したものになり、この収縮後のエッジ領域の内側に入力画像の同図（Ａ）に示される線に相当する４つの●の画素が完全に潰されて含まれているため、エッジも当然含まれていることになる。
【００５０】
又、前記図９（Ａ）の入力画像の線に比べ十分に幅が広い１７画素の場合は、前記図９、図１０より簡略化した図１１に示すように、同図（Ｂ）の段階でエッジを中心とする２Ｌ（５×２＝１０）の幅のエッジ領域が抽出され、このエッジ領域に対して、Ｎ＝３の膨張処理を行っても、同図（Ｃ）に示すように左右両エッジ領域は内側で繋がることがないため、次の収縮処理では各エッジ領域とも両側でＮ＝３で収縮され、同図（Ｄ）に示すように、上記（Ｂ）の場合と同一のエッジ領域に戻る。この場合は、左右のエッジがそれぞれ対応する左右のエッジ領域（網掛範囲）に完全に含まれることになる。
【００５１】
本実施形態によるエッジ領域抽出方法を、前記図２８に示した（Ａ）の入力画像に適用すると、前記図２９〜３１に相当する図１２〜１４に、エッジ領域抽出、膨張、収縮の各処理結果（Ｆ）〜（Ｈ）をそれぞれ前の処理結果と併せて示したように、パラメータＷ以下の細い線に当るｄの幅の場合のみ、該線から離れた位置にその線の幅に応じた幅のエッジ領域が抽出される。その結果、上記図１４から判るように、前記幅ｄの線の場合のみ、そのエッジが収縮後のエッジ領域に含まれず、それ以外の幅の広いものは、全てエッジがエッジ領域に含まれることになる。
【００５２】
従って、本実施形態によれば、画像中の垂直方向のエッジに基づいてエッジ領域を抽出できるが、エッジに挾まれた平端部の幅が一定（＝Ｗ）以下のときは、そのエッジをエッジ領域として抽出しないようにできることから、細い線を除き、Ｗを超える太さの線や通常の絵柄についてはそのエッジ部分を含むエッジ領域を抽出することができる。
【００５３】
従って、画像処理により欠陥検査を行う際に、入力した検査画像に対して本実施形態を適用することにより、平坦部及び細い筋状の欠陥を残したまま、絵柄のエッジのみを除外するためのマスク画像を作成することが可能となる。
【００５４】
これを、印刷絵柄を画像入力して得られた原画像が、図１５にイメージを示すように、太線のリングＲと色模様Ｆからなる通常の絵柄と共に、微細なドクター筋Ｄを含んでいる場合に、該原画像に対して本発明方法を適用して得られる最終的な収縮処理後のエッジ領域画像は、図１６に示すイメージのようになる。即ち、前記図１４の場合と同様に、通常の絵柄部分は、エッジを中心とするその近傍がエッジ領域ＥＲ（斜線部で示す）として抽出されるが、ドクター筋Ｄの部分はエッジ領域ＥＲに含まれないことになる。これに対して従来の一般的な方法を適用すれば、図１７に示すようにドクター筋はエッジ領域に含まれてしまう。
【００５５】
従って、上記図１６のエッジ抽出画像をマスク画像として使用することにより、通常は検出されないような、印刷のドクター筋等の筋状欠陥を確実に検出することができる。
【００５６】
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態は、前記図４の膨張・収縮回数計算部１８で、収縮回数（画素数）Ｐ2 を、次の（２）式で計算するようにした以外は、前記第１実施形態と実質上同一である。
【００５８】
本実施形態においては、上記（２）式より明らかなように、前記（１）式で示した第１実施形態の収縮画素数Ｐ1 （＝Ｎ）よりも（Ｗ＋１）／２画素分だけ更に収縮させる。これを、図１８、図１９を用いて以下に説明する。
【００６０】
図１８は、幅Ｗ以下の平坦部からなる入力画像に対して、前記図９（Ａ）〜（Ｄ）と同様の処理を施してエッジ領域を抽出した画像を模式的に示したものである。即ち、この図１８は、図９（Ｃ）に相当するＮ回膨張した画像から、前記第１実施形態の場合と同様にＰ1 （＝Ｎ）回収縮した、同図（Ｄ）の状態に相当する。
【００６１】
本実施形態では、第１実施形態によれば、上記図１８に示した幅Ｗ以下の平坦部の左右近傍に抽出されるエッジ領域ＥＲを、更に（Ｗ＋１）／２画素分収縮させることにより、図１９に示すように消減させるようにしている。
【００６２】
即ち、第１実施形態の場合よりも多くする追加収縮回数（Ｗ＋１）／２の計算根拠は、図１８に示されるエッジ領域ＥＲの最大幅は、前記図５に示した抽出原理からＷであることから、これを両側から１画素ずつ収縮させて消滅させるためにはＷ／２で足りるが、Ｗが奇数の場合を考慮して（Ｗ＋１）／２としていることにある。但し、この場合、端数は切り捨てる。
【００６３】
以上詳述した本実施形態によれば、前記第１実施形態に比較して、幅がＷ以下の筋状の入力画像について、その両側に抽出されたエッジ領域を消滅させることができる。
【００６４】
従って、本実施形態により抽出したエッジ領域を用いてマスク画像を作成する場合には、第１実施形態の作用を示した前記図１４（Ｈ）に相当する図２０と前記図１６に相当する図２１にそれぞれ示すように、ドクター筋Ｄの両側には、エッジ領域が抽出されないようにできることから、それだけ被検査画像において検査の対象となる領域を広く取り、検査の信頼性を高めることが可能となる。
【００６５】
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。
【００６６】
本実施形態は、前記図４の膨張・収縮回数計算部１８で、収縮回数（画素数）Ｐ3 を、次の（３）式で計算するようにした以外は、前記第１実施形態と実質上同一である。
【００６７】
本実施形態においては、上記（３）式より明らかなように、前記（１）式で示した第１実施形態の収縮画素数Ｐ1 （＝Ｎ）よりも（Ｌ−１）画素分だけ更に収縮させる。これを、図２２、図２３を用いて以下に説明する。
【００６９】
図２２（Ａ）は、幅Ｗ以下の平坦部からなる入力画像に対して、前記図９（Ａ）〜（Ｄ）と同様の処理を施してエッジ領域ＥＲを抽出した画像を模式的に示した、前記図１８と同一である。又、図２２（Ｂ）は、平坦部の幅がＷより大きい入力画像について、前記図１０（Ａ）〜（Ｄ）と実質上同一の処理を施した同図（Ｄ）に相当し、図２２（Ｃ）は、平坦部の幅がＷより十分に大きい入力画像について前記図１１（Ａ）〜（Ｄ）と実質上同一の処理を施した同図（Ｄ）に相当する。
【００７０】
本実施形態では、前記第１実施形態でＰ1 回の収縮を行った状態に当る図２２（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれのエッジ領域ＥＲに対して、前記（３）式で示したように、更に（Ｌ−１）画素分の収縮を行うことにより、対応する図２３（Ａ）〜（Ｃ）の状態にする。本実施形態で採用する追加収縮回数（Ｌ−１）は、エッジ領域を平坦部のエッジに対してぎりぎりまで小さくする収縮画素数に当る。
【００７１】
本実施形態のように、前記第１実施形態のＰ1 より（Ｌ−１）回だけ余分に収縮させる場合には、前記第２実施形態の場合と同様に、幅がＷ以下の平坦部については、Ｗ≦Ｌであることから、図２３（Ａ）のようにエッジ領域ＥＲを消滅させることができる。又、図２２（Ｂ）のように、平坦部の幅がＷを超えている場合、図２３（Ｂ）に示すように、膨張処理した結果１つに繋ったエッジ領域ＥＲの左右端それぞれをエッジより１画素目まで収縮させることができるため、エッジ領域をエッジをカバーできる最小の大きさにすることができる。又、図２２（Ｃ）のように、平坦部の幅がＷより十分に大きい場合は、図２３（Ｃ）に示すように、エッジの前後１画素の部分にのみエッジ領域が抽出されるようにできる。
【００７２】
一般に、抽出したエッジ領域を用いてマスク画像を作成する場合、エッジ領域（マスク部分）は、被検査画像において検査対象から除外する領域を意味するため、検査対象となる領域を広くして検査の信頼性を高めるためには、エッジ領域は被検査画像中のエッジをきちんとマスクした上で可能な限り（その面積が）狭いことが理想的である。
【００７３】
従って、本実施形態は、一般的なエッジ抽出方法として最もふさわしく、本実施形態により抽出したエッジ領域を用いることにより、理想的な検査用のマスク画像を作成することができる。
【００７４】
その結果、本実施形態によれば、前記第２実施形態の場合の前記図２０及び図２１にそれぞ相当する図２４及び図２５に示すように、幅Ｗ以下のドクター筋Ｄについては、前記第２実施形態と同様にエッジ領域は抽出されず、幅Ｗ以上の通常の絵柄については、前記第２実施形態より一段と狭いエッジ領域ＥＲを抽出することが可能となる。
【００７５】
図２６は、本発明に係る第４実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７６】
本実施形態は、入力画像がカラーの場合に適用されるものであり、前記図４に示した１つのエッジ領域抽出部１４及びエッジ領域記憶部１６が、入力画像記憶部１０から入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像に対応する１４Ａ〜１４Ｃで示す３つのエッジ領域抽出部と、各抽出画像を記憶する１６Ａ〜１６Ｃで示す３つのエッジ領域記憶部に増設されていると共に、該記憶部１６Ａ〜１６Ｃから入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各抽出画像を合成するエッジ合成部２８を付設した以外は、前記第１〜３実施形態と実質的に同一である。
【００７７】
この実施形態によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像毎にエッジ抽出処理ができるため、対象の入力画像がカラーの場合でも、迅速且つ正確に、前記第１〜３実施形態の場合と同様にエッジ領域の抽出を行うことができる。
【００７８】
図２７は、本発明に係る第５実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【００７９】
本実施形態は、上記第４実施形態と同様にカラー画像に適用されるものであり、ここでは、エッジ領域抽出部１４Ａ〜１４Ｃ、エッジ領域記憶部１６Ａ〜１６Ｃと共に、２０Ａ〜２０Ｃ、２２Ａ〜２２Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃ、２６Ａ〜２６Ｃの符号でそれぞれ示したように、エッジ膨張部、エッジ膨張記憶部、エッジ収縮部、出力画像記憶部の全てをＲ、Ｇ、Ｂの各画像に対応させて増設し、最終的に得られる収縮画像を合成するためのエッジ合成部２８を付設した以外は、前記第４実施形態と実質的に同一である。
【００８０】
本実施形態によれば、各Ｒ、Ｇ、Ｂの画像毎に全ての画像処理を行うことができるため、前記第４実施形態より更に高精度でエッジ領域を抽出することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
例えば、前記実施形態では、パラメータとしてＷ＝３、Ｌ＝５の場合を示したが、これに限定される場合でなく、対象とする画像毎に適切なパラメータを設定することができる。
【００８３】
又、前記実施形態では垂直方向のエッジについて説明したが、水平方向のエッジでも、又両方のエッジでもよいことは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、例えば印刷絵柄を画像入力した検査画像等の入力画像の中から、画像信号の平坦部が所定の幅以下の場合にのみ、そのエッジが含まれないエッジ領域を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における処理手順の概略を示すフローチャート
【図２】画像信号とエッジ領域との関係を概念的に示す線図
【図３】垂直方向、水平方向のエッジを模式的に示す説明図
【図４】本発明に係る第１実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図５】エッジ領域の抽出原理を模式的に示す説明図
【図６】膨張・収縮回数の計算方法を示す説明図
【図７】エッジ領域の膨張処理の原理を示す説明図
【図８】エッジ領域の収縮処理の原理を示す説明図
【図９】細線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１０】中線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１１】太線に対するエッジ領域抽出の処理手順を示す説明図
【図１２】入力画像と、本発明によるエッジ領域の抽出画像を示す説明図
【図１３】上記抽出画像と、その膨張処理画像を示す説明図
【図１４】上記膨張処理画像と、その収縮処理画像を示す説明図
【図１５】印刷絵柄を画像入力して得られた原画像を模式的に示す説明図
【図１６】上記原画像から本発明により抽出したエッジ領域を概念的に示す説明図
【図１７】上記原画像から従来法により抽出したエッジ領域を概念的に示す説明図
【図１８】幅Ｗ以下の平坦部について抽出されたエッジ領域のＰ1 回収縮後の状態を示す説明図
【図１９】第２実施形態の作用を示す説明図
【図２０】第２実施形態の効果を示す説明図
【図２１】第２実施形態の効果を示す他の説明図
【図２２】幅が異なる平坦部について抽出されたエッジ領域のＰ1 回収縮後の状態を示す説明図
【図２３】第３実施形態の作用を示す説明図
【図２４】第３実施形態の効果を示す説明図
【図２５】第３実施形態の効果を示す他の説明図
【図２６】本発明に係る第４実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図２７】本発明に係る第５実施形態のエッジ領域抽出装置の概略構成を示すブロック図
【図２８】入力画像の一例と、その１次元の画像入力信号を模式的に示す説明図
【図２９】上記入力画像と、従来法によるエッジ領域抽出画像を示す説明図
【図３０】上記抽出画像とその膨張処理画像を示す説明図
【図３１】上記膨張処理画像と、その収縮処理画像を示す説明図
【符号の説明】
１０…入力画像記憶部
１２…パラメータ記憶部
１４…エッジ領域抽出部
１６…エッジ領域記憶部
１８…膨張・収縮回数算出部
２０…エッジ膨張部
２２…エッジ膨張記憶部
２４…エッジ収縮部
２６…出力画像記憶部
Ｄ…ドクター筋
ＥＲ…エッジ領域
Claims (7)
- 入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出方法において、
画素値の変化が無いか又は小さい平坦部の幅が所定値以下の場合には、該平坦部の両端に位置するエッジが、エッジ領域に含まれないようにし、
それ以外の場合は、エッジがエッジ領域に含まれるようにエッジ領域を抽出する際に、
パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定するステップと、
注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出するステップと、
前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算するステップと、
膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算するステップと、
入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させるステップと、
膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させるステップと、を含むことを特徴とするエッジ領域抽出方法。 - 請求項１において、
前記収縮画素数Ｐを、前記膨張画素数Ｎと等しくすることを特徴とするエッジ領域抽出方法。 - 請求項１において、
前記収縮画素数Ｐを、前記膨張画素数Ｎと（Ｗ＋１）／２の和にすることを特徴とするエッジ領域抽出方法。 - 請求項１において、
前記収縮画素数Ｐを、前記膨張画素数Ｎと（Ｌ−１）の和にすることを特徴とするエッジ領域抽出方法。 - 入力画像の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方について、画素値が急激に変化するエッジに基づいてエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出装置において、
対象物に関する画像を入力する手段と、
入力画像からエッジ領域を抽出する際に、パラメータとして、少なくとも画素値を比較する位置を規定するための画素数Ｌと、エッジがエッジ領域に含まれないようにする平坦部の最大幅を規定するためのエッジ間画素数Ｗとを設定する手段と、
注目画素を中心としてそれぞれ反対方向にＬ画素離れた位置の画素値を比較し、その差が、所定の閾値を超えている場合の該注目画素をエッジ領域として抽出する手段と、
前記エッジ間画素数Ｗの幅の平坦部について抽出された一対のエッジ領域の幅を、それぞれ画素単位で膨張させた場合に、該両エッジ領域が繋ることのない膨張画素数Ｎを計算すると共に、膨張後のエッジ領域を収縮させる収縮画素数Ｐを計算する手段と、
入力画像から抽出された全てのエッジ領域の幅を、その両側でＮ画素ずつ膨張させる手段と、
膨張させたエッジ領域の幅を、その両側でＰ画素ずつ収縮させる手段と、を備えたこと
を特徴とするエッジ領域抽出装置。 - 請求項５において、
入力画像がカラー画像である場合、エッジ領域を抽出する手段がＲ、Ｇ、Ｂの各画像毎に設けられ、且つ、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像毎に抽出されたエッジ領域を合成する手段が設けられていることを特徴とするエッジ領域抽出装置。 - 請求項５において、
入力画像がカラー画像である場合、エッジ領域を抽出する手段、エッジ領域の幅を膨張させる手段、及び、膨張させたエッジ領域を収縮させる手段が、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各画像毎に設けられ、且つ、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像毎に、収縮されたエッジ領域を合成する手段が設けられていることを特徴とするエッジ領域抽出装置。
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