画像データの色彩較正装置および色彩欠陥自動検出装置
【課題】 カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、しかも人間の色彩感覚に合わせて被検査物の色彩を較正させて、同一色彩でモニタに表示することができる画像データの色彩較正装置を提供し、色コスレやインク飛び、見当ズレだけでなく色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動検出することができる。
【解決手段】 カメラ１で撮像したカラー画像データを、このカメラ１の特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部２１と、このカメラ側較正部２１によって較正された色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタ２の特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部２２とを備えている。
【解決手段】 カメラ１で撮像したカラー画像データを、このカメラ１の特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部２１と、このカメラ側較正部２１によって較正された色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタ２の特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部２２とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの色彩較正装置および色彩欠陥自動検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、印刷物等の生産物の色欠陥、例えば色コスレやインク飛び、見当ズレ等を検出して、生産物の品質の向上に役立てている。この色欠陥検出技術の応用分野は広く、代表的なものを以下の(A),(B)に示しておく。
(A)カラー印刷ラインなどにおいて、印刷後の色調を検査し、それによって印刷物の良否を判定したり、印刷ラインの印刷状態をモニタリングし、良好な状態に保持するなどの印刷物の検査。
(B)織物の製造ライン、情報記録テープや各種のフィルム状またはシート状の物体の製造ラインなど、加工することによって色調の変化する多様な生産物の検査や生産ラインのモニタリング。
【０００３】生産物の色欠陥を検出する場合、生産物の一部分を拡大したり、製造ラインでの危険を回避するために遠隔場所で検出操作や品質管理をすることが多いので、生産物を直接目で見て色欠陥を見つけ出すのではなく、つぎに示すようにカメラやモニタ等の機器を使用することが多い。すなわち、生産物の映像をカメラで撮像してこの画像データをモニタに送り、モニタに画像として映し出し、このモニタに映し出された画像を見て、生産物の色欠陥を判断している。また、カメラで撮像した画像データを画像解析ソフトウェアに送り、この画像解析ソフトウェアによって生産物の色欠陥を自動的に検出したりしている。
【０００４】ところで、色を表現するための表色系には、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、Ｙｘｙ表色系、L*a*b*表色系などいくつかの系がある。そして、画像データ入出力機器は、機器の種類により入力画像データや出力画像データの表色系が異なる。次表は、画像データ入出力機器毎に、機器名、画像データの入力出力の別、表色系を記した表である。
機器 入力／出力 表色系カメラ 出力 ＲＧＢモニタ 入力 ＲＧＢ色差計 出力 ＸＹＺＣＲＴ色差計 出力 Ｙｘｙこのため、入力画像データ機器と出力画像データ機器の組み合わせが同一表色系であれば、入力画像データを変換する必要はないが、異なる表色系の場合には、入力画像データを出力画像データ機器にあわせて変換する必要がある。また、いくつかの表色系のうち、L*a*b*表色系は、明度L*および色度a*，b*で色を表現するものであり、ＲＧＢ表色系等の他の表色系に比べて、人間の色彩感覚にもっとも近い表色系である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の欠陥検出装置では、色コスレやインク飛び、見当ズレ等といった簡単な色彩欠陥は検出できても、色むらや色違い等の色彩欠陥は検出することができない。なぜなら、色むらや色違い等の色彩欠陥の検出は、色コスレやインク飛び、見当ズレ等の色欠陥を検出するのに比べて、似たような色の微妙な差を扱わねばならないので、はるかに高度な検出技術が必要だからである。それゆえ、色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動検出できる装置は、従来なかったのである。本発明者は、色彩欠陥を正確に検出できないのは、以下の(i)〜(iii)に示す問題に起因することをつきとめ、本願発明を完成させたのである。
(i)カメラおよびモニタの各特性の不一致印刷物のパターン検査においては、ラインセンサーカメラ等のカメラで生産物を被検査物として撮影したＲＧＢ表色系の画像データを、ＣＲＴ等のモニタでそのまま出力させて、生産物の検査や生産ラインのモニタリングを行っている。カメラは各製品毎に特性や機差があり、しかもモニタも各製品毎に特性や機差があるから、被検査物の実測値と色差計で実測したモニタ上の画像の実測値とを比較した場合、一般的には合致しない。このため、被検査物に色むらや色違い等の色彩欠陥があっても、モニタには色彩欠陥がなく正常であるかのごとく表示されてしまうという誤まり検出が生じる。このように、従来の技術では、カメラおよびモニタの特性や機差により、被検査物とモニタ上の画像との間には色彩ズレがあり、色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に検出することができなかったのである。
（ii）カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像と人間の色彩感覚との間の違い人間の色彩感覚にもっとも近い表色系はL*a*b*表色系であるところ、カメラおよびモニタで使用されるＲＧＢ表色系において画像データを比較するときに、人間の色彩感覚ではモニタ上の画像と被検査物とが類似ではないと判断される場合がよくある。このため、ＲＧＢ表色系の画像データにおいて色むらや色違い等の色彩欠陥がないとしても、この画像と被検査物を直接見たときの人間の感覚との間には色彩ズレがあるから、人間の色彩感覚では色彩欠陥があるという誤り検出が発生する。
(iii)上記(i)、(ii)で説明したように、カメラで撮像した画像データ、モニタ上の画像、被検査物を直接見たときの人間の感覚の３者の間には、互いに色彩ズレがあるので、色彩を較正せずに色彩欠陥を自動的に検出することはできないという問題がある。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑み、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、しかも人間の色彩感覚に合わせて被検査物の色彩を較正させて、同一色彩でモニタに表示することができる画像データの色彩較正装置を提供し、色コスレやインク飛び、見当ズレだけでなく色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動検出することができる色彩欠陥自動検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像した画像データを、該カメラの特性に合わせて較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせて較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項２の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項３の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正されたL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項４の画像データの色彩較正装置は、請求項１または２記載の発明において、前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正するカメラ側画像データ較正プログラムと、該カメラ側画像データ較正プログラムで較正された画像データを、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系に変換する表色系変換プログラムとを備えたことを特徴とする。請求項５の画像データの色彩較正装置は、請求項３記載の発明において、前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正するＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムと、ＸＹＺ表色の画像データを、L*a*b*表色系に変換するＸＹＺ−L*a*b*変換プログラムとを備えたことを特徴とする。請求項６の画像データの色彩較正装置は、請求項１または２記載の発明において、前記モニタ側較正部が、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正するモニタ側画像データ較正プログラムを備えたことを特徴とする。請求項７の画像データの色彩較正装置は、請求項３または５記載の発明において、前記モニタ側較正部が、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正するL*a*b*−ＲＧＢ較正プログラムを備えたことを特徴とする。請求項８の色彩欠陥自動検出装置は、カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする。請求項９の色彩欠陥自動検出装置は、カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする。
【０００８】請求項１の発明によれば、カメラで撮像した画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて較正でき、較正後の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせて較正して表示することができる。よって、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。請求項２の発明によれば、カメラで撮像したカラー画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて色彩表色系の画像データに較正でき、この色彩表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データを色彩表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項３の発明によれば、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項４の発明によれば、カメラ側画像データ較正プログラムによって、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正し、この画像データを、表色系変換プログラムによって、色彩表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データに較正することができる。請求項５の発明によれば、ＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムによって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正し、この画像データを、ＸＹＺ−L*a*b* 変換プログラムによって、L*a*b* 表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データに較正することができる。請求項６の発明によれば、モニタ側画像データ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正することができる。請求項７の発明によれば、L*a*b* −ＲＧＢ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。請求項８の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したカラーの検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせて色彩表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、カラー画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。請求項９の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１は本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０のブロック図である。同図に示すように、本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０は、カメラ１で撮像した印刷物等の被検査物ｍの色彩欠陥を正確に自動検出してモニタ２に表示する装置であり、色彩較正装置２０および欠陥検出装置３０から構成されたものである。被検査物ｍとしては、印刷物だけでなく、ラベルやシール、包装パッケージ等を列挙することができるが、これらは単なる例示に過ぎず、種々の物を採択しうる。
【００１０】被検査物ｍは、ベルトコンベア等の検査箇所移動部３によって、カメラ１で検査すべき箇所が移動するようになっている。カメラ１の出力信号はＲＧＢ表色系のカラー画像データであり、カメラ１によって撮像された被検査物ｍのＲＧＢ表色系のカラー画像データは、色彩較正装置２０に入力されるようになっている。なお、検査箇所移動部３による被検査物ｍの移動速度データを、色彩較正装置２０に入力するようにしておくと、被検査物ｍの移動速度に同期を取って被検査物ｍを撮像できるので好適である。
【００１１】色彩欠陥自動検出装置１０を適用しうるカメラ１としては、出力信号がＲＧＢ表色系のカラー画像データだけでなく、表色系が違ってもカラー画像データであればよい。以下では、説明を簡単にするため、出力信号がＲＧＢ表色系のカメラ１を代表として説明する。
【００１２】色彩較正装置２０は、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、撮像したカメラ１の特性に合わせて較正するとともに、表示すべきモニタ２の特性に合わせて較正するための装置である。
【００１３】図２は、色彩較正装置２０の入出力説明図である。同図に示すように、色彩較正装置２０には、入力データとして、以下の（1）〜（4）の画像データが入力されるようになっている。これらの画像データに基づき、カメラ１で撮像する画像データおよびモニタ２に入力される画像データを較正するのであるが、詳細は後述する。
(1) カメラ１で標準印刷チャートＳを撮像したＲＧＢ表色系の画像データ(2) 色差計４０で標準印刷チャートＳを計測したＸＹＺ表色系の画像データ(3) モニタ２上の表示画像をＣＲＴ色差計５０で計測したＹｘｙ表色系の画像データ(4) モニタ２に入力されるＲＧＢ表色系の標準画像データの元となるL*a*b*表色系等の色彩表色系の標準画像データＱなお、色差計４０およびＣＲＴ色差計５０は、公知のものを使用すればよく、出力信号の表色系などに特に限定はない。以下では、説明を簡単にするため、色差計のうち、ＸＹＺ表色系の画像データを出力する色差計４０を、代表として説明する。同様に、ＣＲＴ色差計のうち、Ｙｘｙ表色系の画像データを出力するＣＲＴ色差計５０を、代表として説明する。また、前記標準画像データＱは、L*a*b*表色系のものだけでなく、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系であれば、マンセル表色系やL*c*h*表色系、ハンターLab 表色系、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系など種々の色彩表色系の画像データであってもよい。以下では説明を簡単にするため、標準画像データのうち、L*a*b*表色系の標準画像データを代表として説明する。
【００１４】色彩較正装置２０の出力データは、較正後のＲＧＢ表色系の画像データであり、図２のようにモニタ２に直接、または、図１のように欠陥検出装置３０を介してモニタ２に送られるようになっている。
【００１５】さて、色彩較正装置２０を詳細に説明する。図３は色彩較正装置２０のシステム構成図である。同図に示すように、色彩較正装置２０は、カメラ側較正部２１、カメラ特性テーブルＡ、カメラ側色調補正テーブルＬ、モニタ側較正部２２およびモニタ特性テーブルＢを備えている。
【００１６】カメラ側較正部２１は、最小二乗法プログラムを備えており、カメラ１で撮像した標準印刷チャートＳのＲＧＢ表色系の画像データと、色差計４０で計測した標準印刷チャートＳのＸＹＺ表色系の画像データとを比較して、その誤差からカメラ特性データａijを算出することができるプログラムである。カメラ特性データａijはつぎの３×４の行列である。
a１１ a１２ a１３ a１４a２１ a２２ a２３ a２４a３１ a３２ a３３ a３４カメラ特性データａijを３×４の行列に設定してパラメータを多くすることにより、カメラの機差や紙の白さ等の変動要因を適切に調整することができる。カメラ側特性テーブルＡは、前記カメラ特性データａijを格納するためのデータ格納テーブルである。カメラ側色調補正テーブルＬは、カメラ特性データａijがL*a*b*表色系に変換された後の色調補正データＬijを格納するためのテーブルである。
【００１７】モニタ側較正部２２は、最小二乗法プログラムを備えており、モニタ２に入力されるL*a*b*表色系の標準画像データＱと、この標準画像データＱをモニタ２に入力してモニタ２に表示された画像とを比較して、その誤差からモニタ特性データｂijを算出することができるプログラムである。モニタ特性テーブルＢは、前記モニタ特性データｂijを格納するためのデータ格納テーブルである。モニタ特性データbijはつぎの３×４の行列である。
b１１ b１２ b１３ b１４b２１ b２２ b２３ b２４b３１ b３２ b３３ b３４モニタ特性データbij を３×４の行列に設定してパラメータを多くすることにより、カメラの機差や紙の白さ等の変動要因を適切に調整することができる。なお、前記カメラ特性データａijおよびモニタ特性ｂijの３×４の行列を、３×７の行列、３×１０の行列、３×１３の行列等、パラメータを増やしてもよい。増加させたパラメータに、各ＲＧＢ成分の２乗や３乗、Ｌｏｇ関数、対数の変数をうまく対応させることにより、パラメータが、ガンマ成分や光源特性、蛍光成分等に敏感に反応するようになり色彩較正の精度を上げることができる。
【００１８】また、色彩較正装置２０は、複数の表色系変換プログラムを備えている。図４は表色系変換プログラムの説明図である。同図に示すように、これらの表色系変換プログラムは、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、Ｙｘｙ表色系、L*a*b*表色系のうち、いずれかの表色系のデータ画像を他の表色系の画像データに変換することができるプログラムである。各表色系変換プログラムは、いずれも公知の変換式を関数化したプログラムを使用すればよい。次表に表色系変換プログラム毎に、プログラム名、変換前の表色系および変換後の表色系を記す。
以下では説明のため、例えば、ＸＹＺ表色系の画像データをL*a*b*の表色系に変換する表色系変換プログラムを、ＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムｆで示す。また、L*a*b*表色系の画像データをＹｘｙ表色系の画像データに変換する表色系変換プログラムを、L*a*b*-Ｙｘｙ変換プログラムｇ−１で示す。
【００１９】つぎに、色彩較正装置２０におけるカメラ側較正処理について説明する。図５はカメラ側較正処理のフローチャートである。図６は標準印刷チャートＳである。図５〜図６において、符号Ｓは多くの種類の色が印刷された標準印刷チャートを示している。まず、カメラ１で標準印刷チャートＳを実測して、多数画素のＲＧＢ表色系のカメラ入力画像データ W(R,G,B) を、色彩較正装置２０に入力する。同様にして、色差計４０で標準印刷チャートＳを実測して、多数画素のＸＹＺ表色系の標準画像データP(X,Y,Z) を、色彩較正装置２０に入力する。なお、カメラ１から入力される画像データは、多数の画素値として入力されるため、安定したＲＧＢ値を得るために、各色の中心付近の周辺５×５の２５画素の平均を、その色のＲＧＢ値として用いるなどの平均化処理を行うとよい。
【００２０】そして、カメラ側較正部２１の最小二乗法プログラムによって、前記カメラ入力画像データW(R,G,B) および標準画像データP(X,Y,Z) から、(X,Y,Z)ｔ=A(R,G,B,1)ｔ の線形推定モデルにおける誤差の二乗和を最小にするパラメータとして、カメラ特性データａijが算出される。符号ｔは転置を示す。よって、このカメラ特性データａijは、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、ＸＹＺ表色系に変換するのに最適なパラメータである。このカメラ特性データａijの各値は、カメラ特性テーブルＡに格納される。
【００２１】ＸＹＺ表色系の変換に最適なカメラ特性データａijは、ＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムｆによって、L*a*b*表色系でのカメラ特性データｆ(ａij)に変換される。このカメラ特性データf(aij)は、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系に変換するのに最適なパラメータとなっている。このカメラ特性データf(aij)の各値は、カメラ側色調補正テーブルＬに格納される。このカメラ側色調補正テーブルＬは、欠陥検出装置３０による色彩欠陥自動検出処理で利用されることになるが、詳細は後述する。
【００２２】つぎに、色彩較正装置２０におけるモニタ側較正処理を説明する。図７はモニタ側較正処理のフローチャートである。図８は標準画像データＱである。図７〜図８において、L*a*b* 標準画像データＱは、L*a*b*表色系における種々のデータを組み合わせた組み合わせパターンである。ところで、表示すべきモニタ２の特性に合わせて画像データを較正するには、モニタ２に表示されるモニタ画像をＣＲＴ色差計５０で実測する必要があり、このＣＲＴ色差計５０の出力画像データは、Ｙｘｙ表色系の画像データである。そこで、モニタ側較正処理では、まず、色彩較正装置２０にL*a*b* 表色系の標準画像データＱが入力されると、この標準画像データＱは、L*a*b* −Ｙｘｙ変換プログラムｇ−１によって、Ｙｘｙ表色系の標準画像データＤに変換される(Ｍ１)。そして、このＹｘｙ表色系の標準画像データＤの値が、表示画像データＥにコピーされて保持される（Ｍ２）。この表示画像データＥは、Ｙｘｙ−ＲＧＢ変換プログラムｋによって、ＲＧＢ表色系の表示画像データＦに変換される（Ｍ３）。このＲＧＢ表色系の表示画像データＦは、シェーディング補正プログラム３３によって、シェーディング補正され（Ｍ４）、モニタ２に表示される。
【００２３】モニタ２に表示された画像は、ＣＲＴ色差計５０で実測される（Ｍ５）。ＣＲＴ色差計５０で実測されたＹｘｙ表色系のモニタ画像データＣは、色彩較正装置２０に入力される。
【００２４】色彩較正装置２０では、まず、Ｙｘｙ表色系のモニタ画像データＣと前記Ｙｘｙ表色系の標準画像データＤとの間で、Ｙ成分、Ｘ成分およびｙ成分の差分ΔＣ(ΔY,Δx,Δy)が算出される（Ｍ６）。そして、差分ΔＣの特徴値がしきい値εより大きいかどうかが判断される（Ｍ７）。差分ΔＣの特徴値がしきい値εより大きい場合には、Ｙｘｙ表色系の表示画像データＥが差分ΔＣだけ補正され（Ｍ８）、補正後の表示画像データＥがＲＧＢ系の表示画像データＦに変換される（Ｍ３）。これら一連の処理（Ｍ３）〜（Ｍ８）は、差分ΔＣの特徴値がしきい値より小さくなるまで、繰り返される（Ｍ７）。
【００２５】差分Δの特徴値がしきい値εより小さくなると、モニタ側較正部２２の最小二乗法プログラムによって、前記ＲＧＢ表色系の表示画像Ｆ(Ｒ,Ｇ,Ｂ)およびL*a*b表色系の標準画像データＱ（L*,a,*b*）から、(Ｒ,Ｇ,Ｂ)ｔ＝Ｂ(L*,a*,b*,１)ｔの線形推定モデルにおける誤差の二乗和を最小にするパラメータとして、モニタ特性データｂijが算出される。このモニタ特性データbijは、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタ２のＲＧＢ表色系に変換するのに最適なパラメータである。このモニタ特性データbijは、各値がモニタ特性テーブルＢに格納される。
【００２６】上記のごとく、色彩較正装置２０によれば、カメラ側較正部２１により、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データをL*a*b*表色系に変換するのに最適なカメラ特性データｆ（aij）を算出して、カメラ側色調補正テーブルＬに格納することができる。また、モニタ側較正部２２により、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタ２のＲＧＤ表色系に変換するのに最適なモニタ特性bijを算出して、モニタ特性テーブルＢに格納することができる。
【００２７】ここから、欠陥検出装置３０を説明する。再び図１に示すように、欠陥検出装置３０は、カメラ１で撮像された被検査物ｍのＲＧＢ表色系の画像データに基づいて、被検査物ｍの色彩欠陥部分を検出するための装置である。欠陥検出装置３０の出力データは、ＲＧＢ表色系の画像データであり、モニタ２に表示画像として表示されるようになっている。
【００２８】図９はＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムである。同図に示すように、欠陥検出装置３０は、マスタ画像メモリ３１、検査画像メモリ３２、位置ズレ検出装置３３、位置ズレ補正回路３４、画像比較部３５、相違部記憶メモリ３６、領域抽出回路３７、欠陥候補領域記憶メモリ３８を備えている。
【００２９】マスタ画像メモリ３１は、カメラ１で撮像した被検査物ｍの画像データをマスタ画像データとして格納するためのメモリである。検査画像メモリ３２は、カメラ１で撮像して検査すべき被検査物ｍの画像データを検査画像データとして格納するためのメモリである。位置ズレ検出装置３３は、マスタ画像データを基準とする検査画像データの位置ズレを検出する装置である。位置ズレ補正回路３４は、検査画像データの位置ズレを補正するための回路である。画像比較部３５は、マスタ画像データと検査画像データとの間の相違を比較する回路である。領域抽出回路３６は、検査画像データから色彩欠陥がある領域を抽出するための回路である。欠陥候補領域記憶メモリ３７は、欠陥候補の領域を記憶するためのメモリである。
【００３０】つぎに、色彩欠陥自動検出処理を説明する。図１０はカメラ１の周辺部分の模式図である。図１１は欠陥検出装置３０による欠陥検出処理のフローチャートである。図１０〜図１１に示すように、予め、カメラ１で被検査物ｍを撮像して、この画像データをマスタ画像データＭとしてマスタ画像メモリ３１に格納しておく。しかる後、カメラ１で被検査物ｍを撮像すると、被検査物ｍのＲＧＢ表色系の画像データは欠陥検出装置３０に送信され、検査画像データＴとして、検査画像メモリ３２に記録される。
【００３１】そして、位置ズレ検出装置３３によって、マスタ画像データＭと検査画像データＴとの間のズレ位置が検出される。ついで、位置ズレ補正回路３４によって、検査画像データＴが前記ズレ位置に応じて補正される。
【００３２】画像比較部３５では、以下のようにして検査画像データＴおよびマスタ画像データＭが比較される。図１２は欠陥抽出処理の処理フローである。同図に示すように、まず、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭは、前記カメラ側色調補正テーブルＬにより、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭにそれぞれ変換される。カメラ側色調補正テーブルＬにはカメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、L*a*b*表色系に変換するのに最適なパラメータとして、カメラ特性データｆ(aij) が格納されているから、変換処理は最適化されているのである。
【００３３】つぎに、差分検出回路によって、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭの間の差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）の特徴値が計算される。つまり、人間の色彩感覚にもっとも近いL*a*b*表色系で、画像データを比較することができるのである。前記差分ΔＥの特徴値が規定値Ｔｈを超えた場合には、領域抽出回路３６によって、前記検査画像データＬの一部分が色彩欠陥部分の画像データとして欠陥候補領域記憶メモリ３７に記憶される。なお、差分ΔＥの特徴値は、差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）における各成分の２ノルムとしているが、 特徴値を表現できればよく、種々の比較式を採択しうる。
【００３４】上記のごとく、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭは、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭに変換された後に、差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）の特徴値が計算されて比較される。このため、画像データをＲＧＢ表色系で直接比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った比較を行うことができる。
【００３５】つぎに、本実施形態の色彩較正装置２０の作用効果を説明する。本実施形態の色彩較正装置２０によれば、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部２１によって、このカメラ１の特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部２２によって、表示すべきモニタ２の特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラ１で撮像した被検査物ｍの画像データを、カメラ１およびモニタ２の特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタ２に表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。
【００３６】つぎに、本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０の作用効果を説明する。本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０によれば、カメラ側較正部２１によって、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭを、カメラ１の特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭに較正することができる。そして、画像比較部２５によって、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴを、L*a*b*表色系のマスタ画像データＭＴと比較して、前記検査画像データＬＴの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物ｍの色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【００３７】なお、色彩表色系の代表として、L*a*b*表色系の場合を例にとって説明してきたが、マンセル表色系やL*c*h*表色系、ハンターLab 表色系、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系など種々の色彩表色系の画像データであっても、L*a*b*表色系の場合と同様の効果を奏する。すなわち本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０によれば、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物ｍの色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、カメラで撮像した画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて較正でき、較正後の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせて較正して表示することができる。よって、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。請求項２の発明によれば、カメラで撮像したカラー画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて色彩表色系の画像データに較正でき、この色彩表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データを色彩表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項３の発明によれば、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項４の発明によれば、カメラ側画像データ較正プログラムによって、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正し、この画像データを、色彩表色系変換プログラムによって、色彩表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データに較正することができる。請求項５の発明によれば、ＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムによって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正し、この画像データを、ＸＹＺ−L*a*b* 変換プログラムによって、L*a*b* 表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データに較正することができる。請求項６の発明によれば、モニタ側画像データ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正することができる。請求項７の発明によれば、L*a*b* −ＲＧＢ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。請求項８の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したカラーの検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせて色彩表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、カラー画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。請求項９の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０のブロック図である。
【図２】色彩較正装置２０の入出力説明図である。
【図３】色彩較正装置２０のシステム構成図である。
【図４】表色系変換プログラムの説明図である。
【図５】カメラ側較正処理のフローチャートである。
【図６】標準印刷チャートＳである。
【図７】モニタ側較正処理のフローチャートである。
【図８】L*a*b*標準画像データＣである。
【図９】欠陥検出装置３０のブロック図である。
【図１０】カメラ１の周辺部分の模式図である。
【図１１】欠陥検出装置３０による欠陥検出処理のフローチャートである。
【図１２】画像比較回路２５でのフローチャートである。
【符号の説明】
１ カメラ
２ モニタ
１０ 色彩欠陥自動検出装置
２０ 色彩較正装置
２１ カメラ側較正部
２２ モニタ側較正部
３０ 欠陥検出装置
４０ 色差計
５０ ＣＲＴ色差計
Ａ カメラ特性行列
Ｂ モニタ特性行列
Ｌ 色調補正テーブル
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの色彩較正装置および色彩欠陥自動検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、印刷物等の生産物の色欠陥、例えば色コスレやインク飛び、見当ズレ等を検出して、生産物の品質の向上に役立てている。この色欠陥検出技術の応用分野は広く、代表的なものを以下の(A),(B)に示しておく。
(A)カラー印刷ラインなどにおいて、印刷後の色調を検査し、それによって印刷物の良否を判定したり、印刷ラインの印刷状態をモニタリングし、良好な状態に保持するなどの印刷物の検査。
(B)織物の製造ライン、情報記録テープや各種のフィルム状またはシート状の物体の製造ラインなど、加工することによって色調の変化する多様な生産物の検査や生産ラインのモニタリング。
【０００３】生産物の色欠陥を検出する場合、生産物の一部分を拡大したり、製造ラインでの危険を回避するために遠隔場所で検出操作や品質管理をすることが多いので、生産物を直接目で見て色欠陥を見つけ出すのではなく、つぎに示すようにカメラやモニタ等の機器を使用することが多い。すなわち、生産物の映像をカメラで撮像してこの画像データをモニタに送り、モニタに画像として映し出し、このモニタに映し出された画像を見て、生産物の色欠陥を判断している。また、カメラで撮像した画像データを画像解析ソフトウェアに送り、この画像解析ソフトウェアによって生産物の色欠陥を自動的に検出したりしている。
【０００４】ところで、色を表現するための表色系には、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、Ｙｘｙ表色系、L*a*b*表色系などいくつかの系がある。そして、画像データ入出力機器は、機器の種類により入力画像データや出力画像データの表色系が異なる。次表は、画像データ入出力機器毎に、機器名、画像データの入力出力の別、表色系を記した表である。
機器 入力／出力 表色系カメラ 出力 ＲＧＢモニタ 入力 ＲＧＢ色差計 出力 ＸＹＺＣＲＴ色差計 出力 Ｙｘｙこのため、入力画像データ機器と出力画像データ機器の組み合わせが同一表色系であれば、入力画像データを変換する必要はないが、異なる表色系の場合には、入力画像データを出力画像データ機器にあわせて変換する必要がある。また、いくつかの表色系のうち、L*a*b*表色系は、明度L*および色度a*，b*で色を表現するものであり、ＲＧＢ表色系等の他の表色系に比べて、人間の色彩感覚にもっとも近い表色系である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の欠陥検出装置では、色コスレやインク飛び、見当ズレ等といった簡単な色彩欠陥は検出できても、色むらや色違い等の色彩欠陥は検出することができない。なぜなら、色むらや色違い等の色彩欠陥の検出は、色コスレやインク飛び、見当ズレ等の色欠陥を検出するのに比べて、似たような色の微妙な差を扱わねばならないので、はるかに高度な検出技術が必要だからである。それゆえ、色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動検出できる装置は、従来なかったのである。本発明者は、色彩欠陥を正確に検出できないのは、以下の(i)〜(iii)に示す問題に起因することをつきとめ、本願発明を完成させたのである。
(i)カメラおよびモニタの各特性の不一致印刷物のパターン検査においては、ラインセンサーカメラ等のカメラで生産物を被検査物として撮影したＲＧＢ表色系の画像データを、ＣＲＴ等のモニタでそのまま出力させて、生産物の検査や生産ラインのモニタリングを行っている。カメラは各製品毎に特性や機差があり、しかもモニタも各製品毎に特性や機差があるから、被検査物の実測値と色差計で実測したモニタ上の画像の実測値とを比較した場合、一般的には合致しない。このため、被検査物に色むらや色違い等の色彩欠陥があっても、モニタには色彩欠陥がなく正常であるかのごとく表示されてしまうという誤まり検出が生じる。このように、従来の技術では、カメラおよびモニタの特性や機差により、被検査物とモニタ上の画像との間には色彩ズレがあり、色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に検出することができなかったのである。
（ii）カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像と人間の色彩感覚との間の違い人間の色彩感覚にもっとも近い表色系はL*a*b*表色系であるところ、カメラおよびモニタで使用されるＲＧＢ表色系において画像データを比較するときに、人間の色彩感覚ではモニタ上の画像と被検査物とが類似ではないと判断される場合がよくある。このため、ＲＧＢ表色系の画像データにおいて色むらや色違い等の色彩欠陥がないとしても、この画像と被検査物を直接見たときの人間の感覚との間には色彩ズレがあるから、人間の色彩感覚では色彩欠陥があるという誤り検出が発生する。
(iii)上記(i)、(ii)で説明したように、カメラで撮像した画像データ、モニタ上の画像、被検査物を直接見たときの人間の感覚の３者の間には、互いに色彩ズレがあるので、色彩を較正せずに色彩欠陥を自動的に検出することはできないという問題がある。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑み、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、しかも人間の色彩感覚に合わせて被検査物の色彩を較正させて、同一色彩でモニタに表示することができる画像データの色彩較正装置を提供し、色コスレやインク飛び、見当ズレだけでなく色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動検出することができる色彩欠陥自動検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像した画像データを、該カメラの特性に合わせて較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせて較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項２の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項３の画像データの色彩較正装置は、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正されたL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする。請求項４の画像データの色彩較正装置は、請求項１または２記載の発明において、前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正するカメラ側画像データ較正プログラムと、該カメラ側画像データ較正プログラムで較正された画像データを、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系に変換する表色系変換プログラムとを備えたことを特徴とする。請求項５の画像データの色彩較正装置は、請求項３記載の発明において、前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正するＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムと、ＸＹＺ表色の画像データを、L*a*b*表色系に変換するＸＹＺ−L*a*b*変換プログラムとを備えたことを特徴とする。請求項６の画像データの色彩較正装置は、請求項１または２記載の発明において、前記モニタ側較正部が、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正するモニタ側画像データ較正プログラムを備えたことを特徴とする。請求項７の画像データの色彩較正装置は、請求項３または５記載の発明において、前記モニタ側較正部が、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正するL*a*b*−ＲＧＢ較正プログラムを備えたことを特徴とする。請求項８の色彩欠陥自動検出装置は、カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする。請求項９の色彩欠陥自動検出装置は、カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする。
【０００８】請求項１の発明によれば、カメラで撮像した画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて較正でき、較正後の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせて較正して表示することができる。よって、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。請求項２の発明によれば、カメラで撮像したカラー画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて色彩表色系の画像データに較正でき、この色彩表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データを色彩表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項３の発明によれば、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項４の発明によれば、カメラ側画像データ較正プログラムによって、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正し、この画像データを、表色系変換プログラムによって、色彩表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データに較正することができる。請求項５の発明によれば、ＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムによって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正し、この画像データを、ＸＹＺ−L*a*b* 変換プログラムによって、L*a*b* 表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データに較正することができる。請求項６の発明によれば、モニタ側画像データ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正することができる。請求項７の発明によれば、L*a*b* −ＲＧＢ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。請求項８の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したカラーの検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせて色彩表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、カラー画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。請求項９の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１は本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０のブロック図である。同図に示すように、本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０は、カメラ１で撮像した印刷物等の被検査物ｍの色彩欠陥を正確に自動検出してモニタ２に表示する装置であり、色彩較正装置２０および欠陥検出装置３０から構成されたものである。被検査物ｍとしては、印刷物だけでなく、ラベルやシール、包装パッケージ等を列挙することができるが、これらは単なる例示に過ぎず、種々の物を採択しうる。
【００１０】被検査物ｍは、ベルトコンベア等の検査箇所移動部３によって、カメラ１で検査すべき箇所が移動するようになっている。カメラ１の出力信号はＲＧＢ表色系のカラー画像データであり、カメラ１によって撮像された被検査物ｍのＲＧＢ表色系のカラー画像データは、色彩較正装置２０に入力されるようになっている。なお、検査箇所移動部３による被検査物ｍの移動速度データを、色彩較正装置２０に入力するようにしておくと、被検査物ｍの移動速度に同期を取って被検査物ｍを撮像できるので好適である。
【００１１】色彩欠陥自動検出装置１０を適用しうるカメラ１としては、出力信号がＲＧＢ表色系のカラー画像データだけでなく、表色系が違ってもカラー画像データであればよい。以下では、説明を簡単にするため、出力信号がＲＧＢ表色系のカメラ１を代表として説明する。
【００１２】色彩較正装置２０は、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、撮像したカメラ１の特性に合わせて較正するとともに、表示すべきモニタ２の特性に合わせて較正するための装置である。
【００１３】図２は、色彩較正装置２０の入出力説明図である。同図に示すように、色彩較正装置２０には、入力データとして、以下の（1）〜（4）の画像データが入力されるようになっている。これらの画像データに基づき、カメラ１で撮像する画像データおよびモニタ２に入力される画像データを較正するのであるが、詳細は後述する。
(1) カメラ１で標準印刷チャートＳを撮像したＲＧＢ表色系の画像データ(2) 色差計４０で標準印刷チャートＳを計測したＸＹＺ表色系の画像データ(3) モニタ２上の表示画像をＣＲＴ色差計５０で計測したＹｘｙ表色系の画像データ(4) モニタ２に入力されるＲＧＢ表色系の標準画像データの元となるL*a*b*表色系等の色彩表色系の標準画像データＱなお、色差計４０およびＣＲＴ色差計５０は、公知のものを使用すればよく、出力信号の表色系などに特に限定はない。以下では、説明を簡単にするため、色差計のうち、ＸＹＺ表色系の画像データを出力する色差計４０を、代表として説明する。同様に、ＣＲＴ色差計のうち、Ｙｘｙ表色系の画像データを出力するＣＲＴ色差計５０を、代表として説明する。また、前記標準画像データＱは、L*a*b*表色系のものだけでなく、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系であれば、マンセル表色系やL*c*h*表色系、ハンターLab 表色系、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系など種々の色彩表色系の画像データであってもよい。以下では説明を簡単にするため、標準画像データのうち、L*a*b*表色系の標準画像データを代表として説明する。
【００１４】色彩較正装置２０の出力データは、較正後のＲＧＢ表色系の画像データであり、図２のようにモニタ２に直接、または、図１のように欠陥検出装置３０を介してモニタ２に送られるようになっている。
【００１５】さて、色彩較正装置２０を詳細に説明する。図３は色彩較正装置２０のシステム構成図である。同図に示すように、色彩較正装置２０は、カメラ側較正部２１、カメラ特性テーブルＡ、カメラ側色調補正テーブルＬ、モニタ側較正部２２およびモニタ特性テーブルＢを備えている。
【００１６】カメラ側較正部２１は、最小二乗法プログラムを備えており、カメラ１で撮像した標準印刷チャートＳのＲＧＢ表色系の画像データと、色差計４０で計測した標準印刷チャートＳのＸＹＺ表色系の画像データとを比較して、その誤差からカメラ特性データａijを算出することができるプログラムである。カメラ特性データａijはつぎの３×４の行列である。
a１１ a１２ a１３ a１４a２１ a２２ a２３ a２４a３１ a３２ a３３ a３４カメラ特性データａijを３×４の行列に設定してパラメータを多くすることにより、カメラの機差や紙の白さ等の変動要因を適切に調整することができる。カメラ側特性テーブルＡは、前記カメラ特性データａijを格納するためのデータ格納テーブルである。カメラ側色調補正テーブルＬは、カメラ特性データａijがL*a*b*表色系に変換された後の色調補正データＬijを格納するためのテーブルである。
【００１７】モニタ側較正部２２は、最小二乗法プログラムを備えており、モニタ２に入力されるL*a*b*表色系の標準画像データＱと、この標準画像データＱをモニタ２に入力してモニタ２に表示された画像とを比較して、その誤差からモニタ特性データｂijを算出することができるプログラムである。モニタ特性テーブルＢは、前記モニタ特性データｂijを格納するためのデータ格納テーブルである。モニタ特性データbijはつぎの３×４の行列である。
b１１ b１２ b１３ b１４b２１ b２２ b２３ b２４b３１ b３２ b３３ b３４モニタ特性データbij を３×４の行列に設定してパラメータを多くすることにより、カメラの機差や紙の白さ等の変動要因を適切に調整することができる。なお、前記カメラ特性データａijおよびモニタ特性ｂijの３×４の行列を、３×７の行列、３×１０の行列、３×１３の行列等、パラメータを増やしてもよい。増加させたパラメータに、各ＲＧＢ成分の２乗や３乗、Ｌｏｇ関数、対数の変数をうまく対応させることにより、パラメータが、ガンマ成分や光源特性、蛍光成分等に敏感に反応するようになり色彩較正の精度を上げることができる。
【００１８】また、色彩較正装置２０は、複数の表色系変換プログラムを備えている。図４は表色系変換プログラムの説明図である。同図に示すように、これらの表色系変換プログラムは、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、Ｙｘｙ表色系、L*a*b*表色系のうち、いずれかの表色系のデータ画像を他の表色系の画像データに変換することができるプログラムである。各表色系変換プログラムは、いずれも公知の変換式を関数化したプログラムを使用すればよい。次表に表色系変換プログラム毎に、プログラム名、変換前の表色系および変換後の表色系を記す。
以下では説明のため、例えば、ＸＹＺ表色系の画像データをL*a*b*の表色系に変換する表色系変換プログラムを、ＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムｆで示す。また、L*a*b*表色系の画像データをＹｘｙ表色系の画像データに変換する表色系変換プログラムを、L*a*b*-Ｙｘｙ変換プログラムｇ−１で示す。
【００１９】つぎに、色彩較正装置２０におけるカメラ側較正処理について説明する。図５はカメラ側較正処理のフローチャートである。図６は標準印刷チャートＳである。図５〜図６において、符号Ｓは多くの種類の色が印刷された標準印刷チャートを示している。まず、カメラ１で標準印刷チャートＳを実測して、多数画素のＲＧＢ表色系のカメラ入力画像データ W(R,G,B) を、色彩較正装置２０に入力する。同様にして、色差計４０で標準印刷チャートＳを実測して、多数画素のＸＹＺ表色系の標準画像データP(X,Y,Z) を、色彩較正装置２０に入力する。なお、カメラ１から入力される画像データは、多数の画素値として入力されるため、安定したＲＧＢ値を得るために、各色の中心付近の周辺５×５の２５画素の平均を、その色のＲＧＢ値として用いるなどの平均化処理を行うとよい。
【００２０】そして、カメラ側較正部２１の最小二乗法プログラムによって、前記カメラ入力画像データW(R,G,B) および標準画像データP(X,Y,Z) から、(X,Y,Z)ｔ=A(R,G,B,1)ｔ の線形推定モデルにおける誤差の二乗和を最小にするパラメータとして、カメラ特性データａijが算出される。符号ｔは転置を示す。よって、このカメラ特性データａijは、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、ＸＹＺ表色系に変換するのに最適なパラメータである。このカメラ特性データａijの各値は、カメラ特性テーブルＡに格納される。
【００２１】ＸＹＺ表色系の変換に最適なカメラ特性データａijは、ＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムｆによって、L*a*b*表色系でのカメラ特性データｆ(ａij)に変換される。このカメラ特性データf(aij)は、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系に変換するのに最適なパラメータとなっている。このカメラ特性データf(aij)の各値は、カメラ側色調補正テーブルＬに格納される。このカメラ側色調補正テーブルＬは、欠陥検出装置３０による色彩欠陥自動検出処理で利用されることになるが、詳細は後述する。
【００２２】つぎに、色彩較正装置２０におけるモニタ側較正処理を説明する。図７はモニタ側較正処理のフローチャートである。図８は標準画像データＱである。図７〜図８において、L*a*b* 標準画像データＱは、L*a*b*表色系における種々のデータを組み合わせた組み合わせパターンである。ところで、表示すべきモニタ２の特性に合わせて画像データを較正するには、モニタ２に表示されるモニタ画像をＣＲＴ色差計５０で実測する必要があり、このＣＲＴ色差計５０の出力画像データは、Ｙｘｙ表色系の画像データである。そこで、モニタ側較正処理では、まず、色彩較正装置２０にL*a*b* 表色系の標準画像データＱが入力されると、この標準画像データＱは、L*a*b* −Ｙｘｙ変換プログラムｇ−１によって、Ｙｘｙ表色系の標準画像データＤに変換される(Ｍ１)。そして、このＹｘｙ表色系の標準画像データＤの値が、表示画像データＥにコピーされて保持される（Ｍ２）。この表示画像データＥは、Ｙｘｙ−ＲＧＢ変換プログラムｋによって、ＲＧＢ表色系の表示画像データＦに変換される（Ｍ３）。このＲＧＢ表色系の表示画像データＦは、シェーディング補正プログラム３３によって、シェーディング補正され（Ｍ４）、モニタ２に表示される。
【００２３】モニタ２に表示された画像は、ＣＲＴ色差計５０で実測される（Ｍ５）。ＣＲＴ色差計５０で実測されたＹｘｙ表色系のモニタ画像データＣは、色彩較正装置２０に入力される。
【００２４】色彩較正装置２０では、まず、Ｙｘｙ表色系のモニタ画像データＣと前記Ｙｘｙ表色系の標準画像データＤとの間で、Ｙ成分、Ｘ成分およびｙ成分の差分ΔＣ(ΔY,Δx,Δy)が算出される（Ｍ６）。そして、差分ΔＣの特徴値がしきい値εより大きいかどうかが判断される（Ｍ７）。差分ΔＣの特徴値がしきい値εより大きい場合には、Ｙｘｙ表色系の表示画像データＥが差分ΔＣだけ補正され（Ｍ８）、補正後の表示画像データＥがＲＧＢ系の表示画像データＦに変換される（Ｍ３）。これら一連の処理（Ｍ３）〜（Ｍ８）は、差分ΔＣの特徴値がしきい値より小さくなるまで、繰り返される（Ｍ７）。
【００２５】差分Δの特徴値がしきい値εより小さくなると、モニタ側較正部２２の最小二乗法プログラムによって、前記ＲＧＢ表色系の表示画像Ｆ(Ｒ,Ｇ,Ｂ)およびL*a*b表色系の標準画像データＱ（L*,a,*b*）から、(Ｒ,Ｇ,Ｂ)ｔ＝Ｂ(L*,a*,b*,１)ｔの線形推定モデルにおける誤差の二乗和を最小にするパラメータとして、モニタ特性データｂijが算出される。このモニタ特性データbijは、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタ２のＲＧＢ表色系に変換するのに最適なパラメータである。このモニタ特性データbijは、各値がモニタ特性テーブルＢに格納される。
【００２６】上記のごとく、色彩較正装置２０によれば、カメラ側較正部２１により、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データをL*a*b*表色系に変換するのに最適なカメラ特性データｆ（aij）を算出して、カメラ側色調補正テーブルＬに格納することができる。また、モニタ側較正部２２により、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタ２のＲＧＤ表色系に変換するのに最適なモニタ特性bijを算出して、モニタ特性テーブルＢに格納することができる。
【００２７】ここから、欠陥検出装置３０を説明する。再び図１に示すように、欠陥検出装置３０は、カメラ１で撮像された被検査物ｍのＲＧＢ表色系の画像データに基づいて、被検査物ｍの色彩欠陥部分を検出するための装置である。欠陥検出装置３０の出力データは、ＲＧＢ表色系の画像データであり、モニタ２に表示画像として表示されるようになっている。
【００２８】図９はＸＹＺ-L*a*b*変換プログラムである。同図に示すように、欠陥検出装置３０は、マスタ画像メモリ３１、検査画像メモリ３２、位置ズレ検出装置３３、位置ズレ補正回路３４、画像比較部３５、相違部記憶メモリ３６、領域抽出回路３７、欠陥候補領域記憶メモリ３８を備えている。
【００２９】マスタ画像メモリ３１は、カメラ１で撮像した被検査物ｍの画像データをマスタ画像データとして格納するためのメモリである。検査画像メモリ３２は、カメラ１で撮像して検査すべき被検査物ｍの画像データを検査画像データとして格納するためのメモリである。位置ズレ検出装置３３は、マスタ画像データを基準とする検査画像データの位置ズレを検出する装置である。位置ズレ補正回路３４は、検査画像データの位置ズレを補正するための回路である。画像比較部３５は、マスタ画像データと検査画像データとの間の相違を比較する回路である。領域抽出回路３６は、検査画像データから色彩欠陥がある領域を抽出するための回路である。欠陥候補領域記憶メモリ３７は、欠陥候補の領域を記憶するためのメモリである。
【００３０】つぎに、色彩欠陥自動検出処理を説明する。図１０はカメラ１の周辺部分の模式図である。図１１は欠陥検出装置３０による欠陥検出処理のフローチャートである。図１０〜図１１に示すように、予め、カメラ１で被検査物ｍを撮像して、この画像データをマスタ画像データＭとしてマスタ画像メモリ３１に格納しておく。しかる後、カメラ１で被検査物ｍを撮像すると、被検査物ｍのＲＧＢ表色系の画像データは欠陥検出装置３０に送信され、検査画像データＴとして、検査画像メモリ３２に記録される。
【００３１】そして、位置ズレ検出装置３３によって、マスタ画像データＭと検査画像データＴとの間のズレ位置が検出される。ついで、位置ズレ補正回路３４によって、検査画像データＴが前記ズレ位置に応じて補正される。
【００３２】画像比較部３５では、以下のようにして検査画像データＴおよびマスタ画像データＭが比較される。図１２は欠陥抽出処理の処理フローである。同図に示すように、まず、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭは、前記カメラ側色調補正テーブルＬにより、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭにそれぞれ変換される。カメラ側色調補正テーブルＬにはカメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、L*a*b*表色系に変換するのに最適なパラメータとして、カメラ特性データｆ(aij) が格納されているから、変換処理は最適化されているのである。
【００３３】つぎに、差分検出回路によって、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭの間の差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）の特徴値が計算される。つまり、人間の色彩感覚にもっとも近いL*a*b*表色系で、画像データを比較することができるのである。前記差分ΔＥの特徴値が規定値Ｔｈを超えた場合には、領域抽出回路３６によって、前記検査画像データＬの一部分が色彩欠陥部分の画像データとして欠陥候補領域記憶メモリ３７に記憶される。なお、差分ΔＥの特徴値は、差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）における各成分の２ノルムとしているが、 特徴値を表現できればよく、種々の比較式を採択しうる。
【００３４】上記のごとく、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭは、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭに変換された後に、差分ΔＥ（ΔL*,Δa*,Δb*）の特徴値が計算されて比較される。このため、画像データをＲＧＢ表色系で直接比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った比較を行うことができる。
【００３５】つぎに、本実施形態の色彩較正装置２０の作用効果を説明する。本実施形態の色彩較正装置２０によれば、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部２１によって、このカメラ１の特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部２２によって、表示すべきモニタ２の特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラ１で撮像した被検査物ｍの画像データを、カメラ１およびモニタ２の特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタ２に表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。
【００３６】つぎに、本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０の作用効果を説明する。本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０によれば、カメラ側較正部２１によって、カメラ１で撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データＴおよびマスタ画像データＭを、カメラ１の特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データＬＴおよびマスタ画像データＬＭに較正することができる。そして、画像比較部２５によって、L*a*b*表色系の検査画像データＬＴを、L*a*b*表色系のマスタ画像データＭＴと比較して、前記検査画像データＬＴの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物ｍの色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【００３７】なお、色彩表色系の代表として、L*a*b*表色系の場合を例にとって説明してきたが、マンセル表色系やL*c*h*表色系、ハンターLab 表色系、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系など種々の色彩表色系の画像データであっても、L*a*b*表色系の場合と同様の効果を奏する。すなわち本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０によれば、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物ｍの色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、カメラで撮像した画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて較正でき、較正後の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせて較正して表示することができる。よって、カメラで撮影した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタのそれぞれの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。請求項２の発明によれば、カメラで撮像したカラー画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせて色彩表色系の画像データに較正でき、この色彩表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データを色彩表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項３の発明によれば、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データをカメラ側較正部によって、このカメラの特性に合わせてL*a*b* 表色系の画像データに較正でき、このL*a*b* 表色系の画像データを、モニタ側較正部によって、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。よって、カメラで撮像した被検査物の画像データを、カメラおよびモニタの特性や機差に依存することなく、同一色彩でモニタに表示することができる。しかも、内部で画像データをL*a*b* 表色系に変換しているから、人間の色彩感覚に合った色彩較正をすることができる。請求項４の発明によれば、カメラ側画像データ較正プログラムによって、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正し、この画像データを、色彩表色系変換プログラムによって、色彩表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データに較正することができる。請求項５の発明によれば、ＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムによって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正し、この画像データを、ＸＹＺ−L*a*b* 変換プログラムによって、L*a*b* 表色系の画像データに変換することができる。よって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせて、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データに較正することができる。請求項６の発明によれば、モニタ側画像データ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合った色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正することができる。請求項７の発明によれば、L*a*b* −ＲＧＢ較正プログラムによって、人間の色彩感覚に合ったL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正することができる。請求項８の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したカラーの検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせて色彩表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、カラー画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。請求項９の発明によれば、カメラ側較正部によって、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の検査画像データおよびマスタ画像データを、カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の検査画像データおよびマスタ画像データに較正することができる。そして、画像比較部によって、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出することができる。このため、ＲＧＢ表色系で画像データを画像比較するよりも、より人間の色彩感覚に合った画像比較をすることができる。よって、被検査物の色むらや色違い等の色彩欠陥を正確に自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の色彩欠陥自動検出装置１０のブロック図である。
【図２】色彩較正装置２０の入出力説明図である。
【図３】色彩較正装置２０のシステム構成図である。
【図４】表色系変換プログラムの説明図である。
【図５】カメラ側較正処理のフローチャートである。
【図６】標準印刷チャートＳである。
【図７】モニタ側較正処理のフローチャートである。
【図８】L*a*b*標準画像データＣである。
【図９】欠陥検出装置３０のブロック図である。
【図１０】カメラ１の周辺部分の模式図である。
【図１１】欠陥検出装置３０による欠陥検出処理のフローチャートである。
【図１２】画像比較回路２５でのフローチャートである。
【符号の説明】
１ カメラ
２ モニタ
１０ 色彩欠陥自動検出装置
２０ 色彩較正装置
２１ カメラ側較正部
２２ モニタ側較正部
３０ 欠陥検出装置
４０ 色差計
５０ ＣＲＴ色差計
Ａ カメラ特性行列
Ｂ モニタ特性行列
Ｌ 色調補正テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】カメラで撮像した画像データを、該カメラの特性に合わせて較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせて較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項２】カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項３】カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正されたL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項４】前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正するカメラ側画像データ較正プログラムと、該カメラ側画像データ較正プログラムで較正された画像データを、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系に変換する表色系変換プログラムとを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項５】前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正するＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムと、ＸＹＺ表色の画像データを、L*a*b*表色系に変換するＸＹＺ−L*a*b*変換プログラムとを備えたことを特徴とする請求項３記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項６】前記モニタ側較正部が、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正するモニタ側画像データ較正プログラムを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項７】前記モニタ側較正部が、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正するL*a*b*−ＲＧＢ較正プログラムを備えたことを特徴とする請求項３または５記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項８】カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする色彩欠陥自動検出装置。
【請求項９】カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする色彩欠陥自動検出装置。
【請求項１】カメラで撮像した画像データを、該カメラの特性に合わせて較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせて較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項２】カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正された色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてカラー画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項３】カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、該カメラ側較正部によって較正されたL*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタの特性に合わせてＲＧＢ表色系の画像データに較正するモニタ側較正部とを備えたことを特徴とする画像データの色彩較正装置。
【請求項４】前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したカラー画像データを、色差計で撮像したカラー画像データに較正するカメラ側画像データ較正プログラムと、該カメラ側画像データ較正プログラムで較正された画像データを、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系に変換する表色系変換プログラムとを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項５】前記カメラ側較正部が、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、色差計で撮像したＸＹＺ表色系の画像データに較正するＲＧＢ−ＸＹＺ較正プログラムと、ＸＹＺ表色の画像データを、L*a*b*表色系に変換するＸＹＺ−L*a*b*変換プログラムとを備えたことを特徴とする請求項３記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項６】前記モニタ側較正部が、色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データを、表示すべきモニタのカラー画像データに較正するモニタ側画像データ較正プログラムを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項７】前記モニタ側較正部が、L*a*b*表色系の画像データを、表示すべきモニタのＲＧＢ表色系の画像データに較正するL*a*b*−ＲＧＢ較正プログラムを備えたことを特徴とする請求項３または５記載の画像データの色彩較正装置。
【請求項８】カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したカラー画像データを、該カメラの特性に合わせて色相、彩度および明度を要素とする色彩表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、色彩表色系の検査画像データを、色彩表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする色彩欠陥自動検出装置。
【請求項９】カメラで撮像した一の被検査物の画像データを、マスタ画像データとして格納するためのマスタ画像メモリと、カメラで撮像した他の被検査物の画像データを、検査画像データとして格納するための検査画像メモリと、カメラで撮像したＲＧＢ表色系の画像データを、該カメラの特性に合わせてL*a*b*表色系の画像データに較正するカメラ側較正部と、L*a*b*表色系の検査画像データを、L*a*b*表色系のマスタ画像データと比較して、前記検査画像データの色彩欠陥部分を検出する画像比較部とからなることを特徴とする色彩欠陥自動検出装置。
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００３−１８５５００（Ｐ２００３−１８５５００Ａ）
【公開日】平成１５年７月３日（２００３．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３８０１１２（Ｐ２００１−３８０１１２）
【出願日】平成１３年１２月１３日（２００１．１２．１３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００１年６月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０１ Ｎｏ．１２４」に発表
【出願人】（５９３０８０４０１）香川大学長 (2)
【出願人】（５９１１１４６４１）株式会社ヒューテック (19)
【出願人】（３０００６６４９４）株式会社パル技研 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年７月３日（２００３．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１２月１３日（２００１．１２．１３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００１年６月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１０１ Ｎｏ．１２４」に発表
【出願人】（５９３０８０４０１）香川大学長 (2)
【出願人】（５９１１１４６４１）株式会社ヒューテック (19)
【出願人】（３０００６６４９４）株式会社パル技研 (3)
【Ｆターム（参考）】
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