画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラム
【課題】対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることが可能な画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラムを提供する。
【解決手段】印字状態検査方法は、飲料容器に印字された数字を撮像する撮像ステップと、該数字の撮像パターンをテンプレートと照合して撮像パターンのテンプレートに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、該算出された第１の一致度が第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、第１の一致度が第１の閾値以上である場合に、撮像パターンを、テンプレートを上下２つに分割した各分割テンプレートと、対応する部分においてそれぞれ照合して撮像パターンの各分割テンプレートに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、該算出された各第２の一致度が第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップとを備える。
【解決手段】印字状態検査方法は、飲料容器に印字された数字を撮像する撮像ステップと、該数字の撮像パターンをテンプレートと照合して撮像パターンのテンプレートに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、該算出された第１の一致度が第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、第１の一致度が第１の閾値以上である場合に、撮像パターンを、テンプレートを上下２つに分割した各分割テンプレートと、対応する部分においてそれぞれ照合して撮像パターンの各分割テンプレートに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、該算出された各第２の一致度が第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態を検査するための画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば飲料容器（対象物）などに印刷された賞味期限などを示す文字の印字状態（画像形成状態）を検査する印字検査装置（画像形成状態検査装置）としてパターンマッチングを利用したものが知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の印字検査装置では、カメラで印字を撮影し、該撮影した印字の実画像データ（撮像パターン）と予め登録された該印字の標準となる検査文字パターン（基準パターン）とでパターンマッチングを行うことでこれらの類似度（一致度）を算出し、該算出した類似度が予め設定した基準類似度（第１の閾値）に達しているか否かによって合否の判定をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の印字検査装置では、撮影した印字の実画像データと検査文字パターンとの１回のパターンマッチングを行ったときの類似度が基準類似度に達しているか否かだけで合否の判定を行っているため、その検査精度を向上させる上では改良の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることが可能な画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、画像形成状態検査方法に係る請求項１に記載の発明は、対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、該第１算出ステップで算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、該第２算出ステップで算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップとを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、対象物に形成された検査対象画像の撮像パターンを、基準パターンとの照合で検査した後に、さらに該基準パターンを複数に分割した分割基準パターンとの照合で検査するため、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいて前記第２算出ステップにおける前記基準パターンの分割数を設定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、第１の一致度の値に基づいて第２算出ステップにおける基準パターンの分割数を設定するので、より適切な撮像パターンの検査を行うことが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記基準パターンの分割数は、前記第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されることを要旨とする。
【００１０】
通常、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が不良である可能性が高いため、より高い検査精度を必要とする。このため、この構成によれば、基準パターンの分割数は第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されるため、より一層精度の高い撮像パターンの検査を行うことが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各分割基準パターン同士は、隣接する分割基準パターンとの境界部分が互いに重複していることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、各分割基準パターンによって撮像パターンの検査を行う際に、該撮像パターンにおける隣接する各分割基準パターン同士の境界部分と対応する部分が検査漏れすることを抑制することが可能となる。
【００１３】
また、画像形成状態検査装置に係る請求項５に記載の発明は、対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する算出手段と、該算出手段によって算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度を前記算出手段によってそれぞれ算出させ、該算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
さらに、画像形成状態検査用プログラムに係る請求項６に記載の発明は、コンピュータに、対象物に形成された検査対象画像を撮像手段によって撮像させる撮像手順と、該撮像手順で撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出手段によって算出させる第１算出手順と、該第１算出手順で算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定手段によって判定させる第１判定手順と、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ前記算出手段によって算出させる第２算出手順と、該第２算出手順で算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる第２判定手順とを実行させることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の印字状態検査装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の飲料容器の底面図。
【図３】実施形態の印字状態検査装置の制御部内を示すブロック図。
【図４】マッチング検査において、検査領域内をテンプレートマッチングするときの状態を示す模式図。
【図５】マッチング検査において、検査領域内をテンプレートマッチングするときの状態を示す模式図。
【図６】マッチング検査において、検査領域内の数字を各分割テンプレートでそれぞれパターンマッチングするときの状態を示す模式図。
【図７】印字状態検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図８】印字状態検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図９】マッチング検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】変更例において、（ａ）は正規化相関式、（ｂ）〜（ｄ）はテンプレートの分割に伴う該テンプレートと画素データとの相関値の変化を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をビールやジュースなどの飲料が収容される飲料容器に印字された製造年月日を表す数字の印字状態の検査を行うための印字状態検査装置及び同装置を用いた印字状態検査方法に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、画像形成状態検査装置としての印字状態検査装置１１は、対象物としての複数の飲料容器１２を上流側から下流側へ向かって順次搬送するベルトコンベア１３の真上に配置されている。各飲料容器１２は底面１２ａが上側を向いた状態でベルトコンベア１３によって搬送される。図２に示すように、各飲料容器１２の底面１２ａにはインクジェットプリンタ（図示略）によって製造年月日を表す検査対象画像としての複数の数字１４（本実施形態では２００５年１０月２４日を表す「０５．１０．２４」）が印字されている。すなわち、製造年月日の「年」、「月」、及び「日」は、それぞれ２桁の数字１４によって表されている。
【００２０】
図１に示すように、印字状態検査装置１１は、該印字状態検査装置１１の稼働状態を制御する制御手段としての制御部１５を備えている。制御部１５は、ベルトコンベア１３によって搬送される各飲料容器１２を検出する光センサ１６と、該光センサ１６によって検出された飲料容器１２の底面１２ａの数字１４（図２参照）を撮像する撮像手段としてのモノクロームのカメラ１７と、数字１４が印字不良と判定された飲料容器１２をベルトコンベア１３上から排除する排除機構１８と電気的に接続されている。そして、制御部１５は、光センサ１６から送信される信号を受信するとともにカメラ１７及び排除機構１８を駆動制御する。さらに、制御部１５には、入力部１９及びモニタ２０が電気的に接続されている。
【００２１】
図３に示すように、制御部１５はコンピュータ２１を備えており、該コンピュータ２１はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた構成とされている。そして、コンピュータ２１は、ＲＯＭに記憶された画像形成状態検査用プログラムとしての印字状態検査用プログラムを実行することで、算出手段としてのマッチング処理部２２、判定手段としての判定部２３、排除処理部２４、及び表示部２６を構築し、ＲＡＭの一部が記憶部２５を構成している。
【００２２】
記憶部２５には、入力部１９から入力される基準パターンとしてのテンプレート３０（図４及び図５参照）や分割基準パターンとしての上側分割テンプレート３１ａ（図６参照）及び下側分割テンプレート３１ｂ（図６参照）が記憶される。本実施形態では、０〜９までの数字のテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂがそれぞれ記憶部２５に記憶されている。各分割テンプレート３１ａ，３１ｂは、テンプレート３０を上下にほぼ半分ずつに分割したものであり、これらの境界部分は互いに重複している。すなわち、上側分割テンプレート３１ａの下端部と下側分割テンプレート３１ｂの上端部とは数画素分（例えば、３〜５画素分）だけ重複している。
【００２３】
また、記憶部２５には、カメラ１７から送信される２５６階調のグレースケールの数字１４の撮像パターン１４Ａ（図４参照）の画像データが記憶される。この画像データは、表示部２６によりモニタ２０に表示される。
【００２４】
マッチング処理部２２は、記憶部２５から撮像パターン１４Ａ（図４参照）を読み出した後、この読み出した撮像パターン１４Ａと対応するテンプレート３０を読み出して、テンプレートマッチングを行い、撮像パターン１４Ａのテンプレート３０に対する第１の一致度を算出する。さらに、マッチング処理部２２は、第１の一致度を算出した後、記憶部２５から各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを読み出して撮像パターン１４Ａとのパターンマッチングを行い、撮像パターン１４Ａの各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに対する第２の一致度をそれぞれ算出する。なお、第１の一致度及び第２の一致度は既知の正規化相関法に基づいて算出される。
【００２５】
判定部２３は、マッチング処理部２２で算出された第１の一致度が予め設定された第１の閾値以上であるか否かを判定するとともに、マッチング処理部２２で算出された第２の一致度が予め設定された第２の閾値以上であるか否かを判定する。本実施形態では、第１の閾値及び第２の閾値は共に０．７０に設定されている。したがって、第２の閾値は、第１の閾値をテンプレート３０の分割数（本実施形態では２）で除した値（本実施形態では０．７０÷２＝０．３５）以上になっている。
【００２６】
排除処理部２４は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合、すなわち、判定部２３により数字１４が印字不良であると判定された場合、排除機構１８を駆動制御して印字不良のある飲料容器１２をベルトコンベア１３上から排除する。
【００２７】
表示部２６は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上であるとともに第２の一致度が第２の閾値以上であると判定された場合には、飲料容器１２に印字された数字１４の印字状態が良好状態であることを示す「ＧＯＯＤ」の文字をモニタ２０に表示させる。また、表示部２６は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合には、飲料容器１２に印字された数字１４の印字状態が不良状態であることを示す「ＮＧ」の文字をモニタ２０に表示させる。
【００２８】
次に、本実施形態の制御部１５（コンピュータ２１）が実行する印字状態検査処理ルーチンについて図７及び図８に示すフローチャートに基づき説明する。
さて、制御部１５はベルトコンベア１３が駆動された場合に印字状態検査処理ルーチンを実行する。そして、制御部１５は、光センサ１６から飲料容器１２を検出したときに送信される検出信号を受信すると、カメラ１７に対して撮像指示信号を送信する（ステップＳ１）。すると、光センサ１６によって検出された飲料容器１２の底面１２ａに印字された製造年月日を示す数字１４がカメラ１７によって撮像され、該撮像された撮像パターン１４Ａの画像データがカメラ１７から制御部１５に送信される。
【００２９】
そして、制御部１５は、カメラ１７から送信された撮像パターン１４Ａの画像データを受信すると、該画像データを記憶部２５に記憶させる（ステップＳ２）。続いて、制御部１５のマッチング処理部２２は、記憶部２５から撮像パターン１４Ａの画像データを読み出し、図４に示すように、該撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ３）。
【００３０】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ４）。このステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンでは、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「０」及び「５」）毎に１つずつ行う。そして、ステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンにおいて、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上であるとともに第２の一致度が第２の閾値以上であると判定された場合には合格フラグがＯＮにされる。一方、ステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンにおいて、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合には合格フラグがＯＦＦにされる。
【００３１】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ５の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ９）、再びステップＳ４の処理を行う。一方、ステップＳ８の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ１０）。
【００３３】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１のマッチング検査処理ルーチンでは、ステップＳ４と同様に、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「１」及び「０」）毎に１つずつ行う。
【００３４】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１２の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ１４）、再びステップＳ１１の処理を行う。一方、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ１５）。
【００３６】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６のマッチング検査処理ルーチンでは、ステップＳ４と同様に、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「２」及び「４」）毎に１つずつ行う。
【００３７】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１７の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ１９）、再びステップＳ１６の処理を行う。一方、ステップＳ１８の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＧＯＯＤ」の文字を表示させ（ステップＳ２０）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３９】
次に、本実施形態の制御部１５（コンピュータ２１）が実行するマッチング検査処理ルーチンについて図９に示すフローチャートに基づき説明する。なお、ここでは撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ４）について説明する。
【００４０】
このマッチング検査処理ルーチンにおいて、制御部１５のマッチング処理部２２は、まず、記憶部２５から１つ目の桁の数字と対応する「０」のテンプレート３０を読み出す（ステップＳ３０）。続いて、マッチング処理部２２は、図４及び図５に示すように、この「０」のテンプレート３０を検査領域Ｓにおける左側から右側へ向かって、及び上側から下側へ向かって所定画素分（例えば、１〜３画素分）ずつ順次移動させながら該検査領域Ｓ内の全ての位置で第１の一致度を逐次算出する（ステップＳ３１）。
【００４１】
続いて、制御部１５の判定部２３は、ステップＳ３１において算出された各第１の一致度の中で最も大きい値が第１の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の判定結果が否定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＦＦにした後（ステップＳ３３）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３２の判定結果が肯定判定である場合、マッチング処理部２２は、記憶部２５から「０」の上側分割テンプレート３１ａ及び下側分割テンプレート３１ｂを読み出す、即ち「０」のテンプレート３０を「０」の各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替える（ステップＳ３４）。
【００４２】
続いて、マッチング処理部２２は、図６に示すように、撮像パターン１４Ａの「０」に対して、対応する部分において「０」の各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでそれぞれパターンマッチングを行い、それぞれの第２の一致度を算出する（ステップＳ３５）。すなわち、撮像パターン１４Ａの「０」のほぼ上側半分を「０」の上側分割テンプレート３１ａでパターンマッチングを行うとともに、撮像パターン１４Ａの「０」のほぼ下側半分を「０」の下側分割テンプレート３１ｂでパターンマッチングを行い、上側半分及び下側半分についてそれぞれ第２の一致度を算出する。
【００４３】
続いて、判定部２３は、ステップＳ３５において算出された各第２の一致度の値が第２の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６の判定結果が否定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＦＦにした後（ステップＳ３３）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３６の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＮにした後（ステップＳ３７）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。
【００４４】
なお、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合及び撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ１１及びステップＳ１６）については、上述した撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ４）と同様であるため、説明を省略する。
【００４５】
また、本実施形態では、ステップＳ３１が第１算出ステップ及び第１算出手順を構成し、ステップＳ３２が第１判定ステップ及び第１判定手順を構成し、ステップＳ３５が第２算出ステップ及び第２算出手順を構成し、ステップＳ３６が第２判定ステップ及び第２判定手順を構成している。
【００４６】
上述したように、本実施形態のマッチング検査処理ルーチンでは、撮像パターン１４Ａの各数字に対して、テンプレート３０でパターンマッチングを行った後、さらにテンプレート３０よりも面積の小さい各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでパターンマッチングを行っている。この場合、図６に示すように、例えば、撮像パターン１４Ａの「５」の下端部に印字の欠けた不良部分Ｋが存在していた場合には、テンプレート３０でのパターンマッチングの際の該テンプレート３０に対する不良部分Ｋの占める割合よりも、下側分割テンプレート３１ｂでのパターンマッチングの際の該下側分割テンプレート３１ｂに対する不良部分Ｋの占める割合の方が格段に大きくなる。このため、第１の閾値と第２の閾値とが同じ値であることから、テンプレート３０での検査よりも各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでの検査の方が、検査の合格条件が厳しくなる。
【００４７】
したがって、テンプレート３０でのパターンマッチングで第１の一致度が第１の閾値以上であったとしても、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでのパターンマッチングで第２の一致度が第２の閾値に達しない場合には不合格となることから、より精度の高い撮像パターン１４Ａ（製造年月日を表す数字１４の印字状態）の検査を実現できる。
【００４８】
以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）飲料容器１２に印字された製造年月日を表す数字１４の撮像パターン１４Ａを、テンプレート３０との照合で検査した後に、さらに該テンプレート３０を上下２つに分割した各分割テンプレート３１ａ，３１ｂとの照合でより条件の厳しい検査を行うため、数字１４の印字状態の検査精度を向上させることができる。すなわち、テンプレート３０でのパターンマッチングを行った後に、該テンプレート３０よりも単位面積の小さい各分割テンプレート３１ａ，３１ｂで撮像パターン１４Ａのパターンマッチングを再度行うことで、不良部分が強調されて発見しやすくなるので、従来に比べて検査精度を格段に向上させることができる。
【００４９】
（２）各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士は、これらの境界部分が互いに重複している。このため、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂによって撮像パターン１４Ａの検査（パターンマッチング）を行う際に、該撮像パターン１４Ａにおける各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の境界部分と対応する部分が検査漏れすることを抑制することができる。加えて、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の境界部分で画素が分割されることも抑制することができる。
【００５０】
（３）マッチング検査処理ルーチンにおけるステップＳ３２（第１判定ステップ）またはステップＳ３６（第２判定ステップ）で否定判定がなされた印字状態が不合格の数字１４が印字された飲料容器１２が、印字状態検査処理ルーチンのステップＳ６で特定されてベルトコンベア１３上から排除される。このため、印字状態が不合格の数字１４が印字された飲料容器１２と印字状態が合格の数字１４が印字された飲料容器１２とを確実に区別することができる。
【００５１】
（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・マッチング検査処理ルーチンにおいて、第１の一致度が第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいてステップＳ３４におけるテンプレート３０の分割数を設定するようにしてもよい。この場合、テンプレート３０を３つ、４つ、あるいは５つ以上に分割した分割テンプレートを必要な分だけ記憶部２５に記憶させておき、第１の一致度の値に応じて適切な分割テンプレートを選択して切り替えればよい。このようにすれば、テンプレート３０の分割数が多くなるほどパターンマッチングを行う際の単位面積が小さくなってより細かい不良の発見が可能となり、より適切で精度の高い撮像パターン１４Ａ（製造年月日を表す数字１４の印字状態）の検査を行うことができる。また、撮像パターン１４Ａのうち良品としたい部分については、テンプレート３０でパターンマッチングを行った後に、分割テンプレートで再度パターンマッチングを行わないようにすれば、検査時間を短縮することができる。
【００５２】
さらに、上記の場合、テンプレート３０の分割数を、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定するようにしてもよい。このようにすれば、より一層精度の高い撮像パターン１４Ａの検査を行うことができる。なぜなら、通常、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が不良である可能性が高いため、より高い検査精度を必要とするからである。すなわち、第１の一致度の値が第１の閾値に近づくほど、合否の判定をより厳格に行わなければならないからである。
【００５３】
ここで、具体的にテンプレート（ここでは数字の「０」）の分割に伴う該テンプレートと画素データ（ここでは数字の「０」）との相関値（一致度）の変化を図１０に基づいて説明する。なお、相関値は、図１０（ａ）に示した既知の正規化相関式によって求められる。
【００５４】
図１０（ｂ）に示すように、通常のテンプレートＸを用いて左上部分に不良部分のある通常の画素データＹのパターンマッチングを行った場合の相関値は０．８１であった。次に、図１０（ｃ）に示すように、テンプレートＸ及び画素データＹを上下２つに等分割したそれぞれの上半分（２分割）をテンプレートＸ１及び画素データＹ１（不良部分を含む）とし、テンプレートＸ１を用いて画素データＹ１のパターンマッチングを行った場合の相関値は０．６８であった。次に、図１０（ｄ）に示すように、テンプレートＸ１及び画素データＹ１を左右２つに等分割したそれぞれの左半分（４分割）をテンプレートＸ２及び画素データＹ２（不良部分を含む）とし、テンプレートＸ２を用いて画素データＹ２のパターンマッチングを行った場合の相関値は０．３８であった。
【００５５】
このように、テンプレートと画素データとのパターンマッチングを、通常の場合、２分割の場合、４分割の場合・・・というように順次複数回行うことで、単位面積あたりの不良部分の占める割合が段階的に大きくなるので、検査精度を段階的に高くすることができる。したがって、検査対象や検査目的に応じて段階的に検査精度（検査回数）を調節することができる。
【００５６】
・各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士は、これらの境界部分が必ずしも互いに重複している必要はない。
・各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の重複部分の大きさを調節できるようにしてもよい。
【００５７】
・分割テンプレートは、テンプレートを３つ、４つ、或いは５つ以上に分割したものであってもよい。この場合、分割の仕方は、左右に２分割したり十字状に４分割したりしてもよく、あるいは斜め方向に分割してもよい。
【００５８】
・各分割テンプレートの大きさ（面積）が互いに異なるようにテンプレートを分割してもよい。この場合、テンプレートでの検査よりも各分割テンプレートでの検査の方が、検査の合格条件が厳しくなるように、各分割テンプレートのテンプレートに対する面積の縮小割合に応じて第２の閾値を該各分割テンプレート毎に設定することが好ましい。
【００５９】
・第１の閾値及び第２の閾値は、必ずしも同じ値に設定する必要はない。
・検査対象画像は、漢字、ひらがな、カタカナ、ローマ字、アルファベットなどの数字１４以外の文字、あるいは図形、記号、絵などであってもよい。
【００６０】
・印字状態検査装置１１は、製造年月日以外の文字や図形の検査、ひいては印刷物全般の印字状態の検査に用いてもよい。
・上記実施形態では、マッチング処理部２２、判定部２３、排除処理部２４、及び表示部２６をＣＰＵがプログラムを実行して構築されるソフトウェアにより実現したが、これらをＩＣなどのハードウェアにより構成してもよい。さらに、これらをソフトウェアとハードウェアとの協働により実現される構成にしてもよい。
【００６１】
さらに、上記各実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記第２の閾値は、前記第１の閾値を前記基準パターンの分割数で除した値以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成状態検査方法。
【００６２】
この構成によれば、分割基準パターンとの照合による検査対象画像の撮像パターンの検査条件が基準パターンとの照合による検査対象画像の撮像パターンの検査条件よりも厳しくなるので、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を確実に向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１１…画像形成状態検査装置としての印字状態検査装置、１２…対象物としての飲料容器、１４…検査対象画像としての数字、１４Ａ…撮像パターン、１５…制御手段としての制御部、１７…撮像手段としてのカメラ、２１…コンピュータ、２２…算出手段としてのマッチング処理部、２３…判定手段としての判定部、３０…基準パターンとしてのテンプレート、３１ａ…分割基準パターンとしての上側分割テンプレート、３１ｂ…分割基準パターンとしての下側分割テンプレート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態を検査するための画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば飲料容器（対象物）などに印刷された賞味期限などを示す文字の印字状態（画像形成状態）を検査する印字検査装置（画像形成状態検査装置）としてパターンマッチングを利用したものが知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の印字検査装置では、カメラで印字を撮影し、該撮影した印字の実画像データ（撮像パターン）と予め登録された該印字の標準となる検査文字パターン（基準パターン）とでパターンマッチングを行うことでこれらの類似度（一致度）を算出し、該算出した類似度が予め設定した基準類似度（第１の閾値）に達しているか否かによって合否の判定をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の印字検査装置では、撮影した印字の実画像データと検査文字パターンとの１回のパターンマッチングを行ったときの類似度が基準類似度に達しているか否かだけで合否の判定を行っているため、その検査精度を向上させる上では改良の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることが可能な画像形成状態検査方法、画像形成状態検査装置及び画像形成状態検査用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、画像形成状態検査方法に係る請求項１に記載の発明は、対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、該第１算出ステップで算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、該第２算出ステップで算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップとを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、対象物に形成された検査対象画像の撮像パターンを、基準パターンとの照合で検査した後に、さらに該基準パターンを複数に分割した分割基準パターンとの照合で検査するため、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいて前記第２算出ステップにおける前記基準パターンの分割数を設定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、第１の一致度の値に基づいて第２算出ステップにおける基準パターンの分割数を設定するので、より適切な撮像パターンの検査を行うことが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記基準パターンの分割数は、前記第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されることを要旨とする。
【００１０】
通常、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が不良である可能性が高いため、より高い検査精度を必要とする。このため、この構成によれば、基準パターンの分割数は第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されるため、より一層精度の高い撮像パターンの検査を行うことが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各分割基準パターン同士は、隣接する分割基準パターンとの境界部分が互いに重複していることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、各分割基準パターンによって撮像パターンの検査を行う際に、該撮像パターンにおける隣接する各分割基準パターン同士の境界部分と対応する部分が検査漏れすることを抑制することが可能となる。
【００１３】
また、画像形成状態検査装置に係る請求項５に記載の発明は、対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する算出手段と、該算出手段によって算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度を前記算出手段によってそれぞれ算出させ、該算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
さらに、画像形成状態検査用プログラムに係る請求項６に記載の発明は、コンピュータに、対象物に形成された検査対象画像を撮像手段によって撮像させる撮像手順と、該撮像手順で撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出手段によって算出させる第１算出手順と、該第１算出手順で算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定手段によって判定させる第１判定手順と、前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ前記算出手段によって算出させる第２算出手順と、該第２算出手順で算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる第２判定手順とを実行させることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の印字状態検査装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の飲料容器の底面図。
【図３】実施形態の印字状態検査装置の制御部内を示すブロック図。
【図４】マッチング検査において、検査領域内をテンプレートマッチングするときの状態を示す模式図。
【図５】マッチング検査において、検査領域内をテンプレートマッチングするときの状態を示す模式図。
【図６】マッチング検査において、検査領域内の数字を各分割テンプレートでそれぞれパターンマッチングするときの状態を示す模式図。
【図７】印字状態検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図８】印字状態検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図９】マッチング検査処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】変更例において、（ａ）は正規化相関式、（ｂ）〜（ｄ）はテンプレートの分割に伴う該テンプレートと画素データとの相関値の変化を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をビールやジュースなどの飲料が収容される飲料容器に印字された製造年月日を表す数字の印字状態の検査を行うための印字状態検査装置及び同装置を用いた印字状態検査方法に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、画像形成状態検査装置としての印字状態検査装置１１は、対象物としての複数の飲料容器１２を上流側から下流側へ向かって順次搬送するベルトコンベア１３の真上に配置されている。各飲料容器１２は底面１２ａが上側を向いた状態でベルトコンベア１３によって搬送される。図２に示すように、各飲料容器１２の底面１２ａにはインクジェットプリンタ（図示略）によって製造年月日を表す検査対象画像としての複数の数字１４（本実施形態では２００５年１０月２４日を表す「０５．１０．２４」）が印字されている。すなわち、製造年月日の「年」、「月」、及び「日」は、それぞれ２桁の数字１４によって表されている。
【００２０】
図１に示すように、印字状態検査装置１１は、該印字状態検査装置１１の稼働状態を制御する制御手段としての制御部１５を備えている。制御部１５は、ベルトコンベア１３によって搬送される各飲料容器１２を検出する光センサ１６と、該光センサ１６によって検出された飲料容器１２の底面１２ａの数字１４（図２参照）を撮像する撮像手段としてのモノクロームのカメラ１７と、数字１４が印字不良と判定された飲料容器１２をベルトコンベア１３上から排除する排除機構１８と電気的に接続されている。そして、制御部１５は、光センサ１６から送信される信号を受信するとともにカメラ１７及び排除機構１８を駆動制御する。さらに、制御部１５には、入力部１９及びモニタ２０が電気的に接続されている。
【００２１】
図３に示すように、制御部１５はコンピュータ２１を備えており、該コンピュータ２１はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた構成とされている。そして、コンピュータ２１は、ＲＯＭに記憶された画像形成状態検査用プログラムとしての印字状態検査用プログラムを実行することで、算出手段としてのマッチング処理部２２、判定手段としての判定部２３、排除処理部２４、及び表示部２６を構築し、ＲＡＭの一部が記憶部２５を構成している。
【００２２】
記憶部２５には、入力部１９から入力される基準パターンとしてのテンプレート３０（図４及び図５参照）や分割基準パターンとしての上側分割テンプレート３１ａ（図６参照）及び下側分割テンプレート３１ｂ（図６参照）が記憶される。本実施形態では、０〜９までの数字のテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂがそれぞれ記憶部２５に記憶されている。各分割テンプレート３１ａ，３１ｂは、テンプレート３０を上下にほぼ半分ずつに分割したものであり、これらの境界部分は互いに重複している。すなわち、上側分割テンプレート３１ａの下端部と下側分割テンプレート３１ｂの上端部とは数画素分（例えば、３〜５画素分）だけ重複している。
【００２３】
また、記憶部２５には、カメラ１７から送信される２５６階調のグレースケールの数字１４の撮像パターン１４Ａ（図４参照）の画像データが記憶される。この画像データは、表示部２６によりモニタ２０に表示される。
【００２４】
マッチング処理部２２は、記憶部２５から撮像パターン１４Ａ（図４参照）を読み出した後、この読み出した撮像パターン１４Ａと対応するテンプレート３０を読み出して、テンプレートマッチングを行い、撮像パターン１４Ａのテンプレート３０に対する第１の一致度を算出する。さらに、マッチング処理部２２は、第１の一致度を算出した後、記憶部２５から各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを読み出して撮像パターン１４Ａとのパターンマッチングを行い、撮像パターン１４Ａの各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに対する第２の一致度をそれぞれ算出する。なお、第１の一致度及び第２の一致度は既知の正規化相関法に基づいて算出される。
【００２５】
判定部２３は、マッチング処理部２２で算出された第１の一致度が予め設定された第１の閾値以上であるか否かを判定するとともに、マッチング処理部２２で算出された第２の一致度が予め設定された第２の閾値以上であるか否かを判定する。本実施形態では、第１の閾値及び第２の閾値は共に０．７０に設定されている。したがって、第２の閾値は、第１の閾値をテンプレート３０の分割数（本実施形態では２）で除した値（本実施形態では０．７０÷２＝０．３５）以上になっている。
【００２６】
排除処理部２４は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合、すなわち、判定部２３により数字１４が印字不良であると判定された場合、排除機構１８を駆動制御して印字不良のある飲料容器１２をベルトコンベア１３上から排除する。
【００２７】
表示部２６は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上であるとともに第２の一致度が第２の閾値以上であると判定された場合には、飲料容器１２に印字された数字１４の印字状態が良好状態であることを示す「ＧＯＯＤ」の文字をモニタ２０に表示させる。また、表示部２６は、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合には、飲料容器１２に印字された数字１４の印字状態が不良状態であることを示す「ＮＧ」の文字をモニタ２０に表示させる。
【００２８】
次に、本実施形態の制御部１５（コンピュータ２１）が実行する印字状態検査処理ルーチンについて図７及び図８に示すフローチャートに基づき説明する。
さて、制御部１５はベルトコンベア１３が駆動された場合に印字状態検査処理ルーチンを実行する。そして、制御部１５は、光センサ１６から飲料容器１２を検出したときに送信される検出信号を受信すると、カメラ１７に対して撮像指示信号を送信する（ステップＳ１）。すると、光センサ１６によって検出された飲料容器１２の底面１２ａに印字された製造年月日を示す数字１４がカメラ１７によって撮像され、該撮像された撮像パターン１４Ａの画像データがカメラ１７から制御部１５に送信される。
【００２９】
そして、制御部１５は、カメラ１７から送信された撮像パターン１４Ａの画像データを受信すると、該画像データを記憶部２５に記憶させる（ステップＳ２）。続いて、制御部１５のマッチング処理部２２は、記憶部２５から撮像パターン１４Ａの画像データを読み出し、図４に示すように、該撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ３）。
【００３０】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ４）。このステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンでは、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「０」及び「５」）毎に１つずつ行う。そして、ステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンにおいて、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上であるとともに第２の一致度が第２の閾値以上であると判定された場合には合格フラグがＯＮにされる。一方、ステップＳ４のマッチング検査処理ルーチンにおいて、判定部２３により第１の一致度が第１の閾値以上でないかまたは第２の一致度が第２の閾値以上でないと判定された場合には合格フラグがＯＦＦにされる。
【００３１】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ５の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ９）、再びステップＳ４の処理を行う。一方、ステップＳ８の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ１０）。
【００３３】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１のマッチング検査処理ルーチンでは、ステップＳ４と同様に、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「１」及び「０」）毎に１つずつ行う。
【００３４】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１２の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ１４）、再びステップＳ１１の処理を行う。一方、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓを設定する（ステップＳ１５）。
【００３６】
続いて、制御部１５は、後述するマッチング検査処理ルーチンを実行する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６のマッチング検査処理ルーチンでは、ステップＳ４と同様に、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓのパターンマッチングを対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂを用いて桁（ここでは「２」及び「４」）毎に１つずつ行う。
【００３７】
続いて、制御部１５は、合格フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の判定結果が否定判定である場合、制御部１５の排除処理部２４は、検査中の飲料容器１２を特定し、該特定した飲料容器１２がベルトコンベア１３上から排除されるように、排除機構１８の駆動を制御する（ステップＳ６）。その後、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＮＧ」の文字を表示させ（ステップＳ７）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１７の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、全ての桁の検査が終わったか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の判定結果が否定判定である場合、制御部１５のマッチング処理部２２は、次の桁と対応するテンプレート３０及び各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替えて（ステップＳ１９）、再びステップＳ１６の処理を行う。一方、ステップＳ１８の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、表示部２６によってモニタ２０に「ＧＯＯＤ」の文字を表示させ（ステップＳ２０）、印字状態検査処理ルーチンを終了する。
【００３９】
次に、本実施形態の制御部１５（コンピュータ２１）が実行するマッチング検査処理ルーチンについて図９に示すフローチャートに基づき説明する。なお、ここでは撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ４）について説明する。
【００４０】
このマッチング検査処理ルーチンにおいて、制御部１５のマッチング処理部２２は、まず、記憶部２５から１つ目の桁の数字と対応する「０」のテンプレート３０を読み出す（ステップＳ３０）。続いて、マッチング処理部２２は、図４及び図５に示すように、この「０」のテンプレート３０を検査領域Ｓにおける左側から右側へ向かって、及び上側から下側へ向かって所定画素分（例えば、１〜３画素分）ずつ順次移動させながら該検査領域Ｓ内の全ての位置で第１の一致度を逐次算出する（ステップＳ３１）。
【００４１】
続いて、制御部１５の判定部２３は、ステップＳ３１において算出された各第１の一致度の中で最も大きい値が第１の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の判定結果が否定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＦＦにした後（ステップＳ３３）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３２の判定結果が肯定判定である場合、マッチング処理部２２は、記憶部２５から「０」の上側分割テンプレート３１ａ及び下側分割テンプレート３１ｂを読み出す、即ち「０」のテンプレート３０を「０」の各分割テンプレート３１ａ，３１ｂに切り替える（ステップＳ３４）。
【００４２】
続いて、マッチング処理部２２は、図６に示すように、撮像パターン１４Ａの「０」に対して、対応する部分において「０」の各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでそれぞれパターンマッチングを行い、それぞれの第２の一致度を算出する（ステップＳ３５）。すなわち、撮像パターン１４Ａの「０」のほぼ上側半分を「０」の上側分割テンプレート３１ａでパターンマッチングを行うとともに、撮像パターン１４Ａの「０」のほぼ下側半分を「０」の下側分割テンプレート３１ｂでパターンマッチングを行い、上側半分及び下側半分についてそれぞれ第２の一致度を算出する。
【００４３】
続いて、判定部２３は、ステップＳ３５において算出された各第２の一致度の値が第２の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６の判定結果が否定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＦＦにした後（ステップＳ３３）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３６の判定結果が肯定判定である場合、制御部１５は、合格フラグをＯＮにした後（ステップＳ３７）、マッチング検査処理ルーチンを終了する。
【００４４】
なお、撮像パターン１４Ａの製造年月日の「月」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合及び撮像パターン１４Ａの製造年月日の「日」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ１１及びステップＳ１６）については、上述した撮像パターン１４Ａの製造年月日の「年」部分を囲む検査領域Ｓを設定した場合のマッチング検査処理ルーチン（ステップＳ４）と同様であるため、説明を省略する。
【００４５】
また、本実施形態では、ステップＳ３１が第１算出ステップ及び第１算出手順を構成し、ステップＳ３２が第１判定ステップ及び第１判定手順を構成し、ステップＳ３５が第２算出ステップ及び第２算出手順を構成し、ステップＳ３６が第２判定ステップ及び第２判定手順を構成している。
【００４６】
上述したように、本実施形態のマッチング検査処理ルーチンでは、撮像パターン１４Ａの各数字に対して、テンプレート３０でパターンマッチングを行った後、さらにテンプレート３０よりも面積の小さい各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでパターンマッチングを行っている。この場合、図６に示すように、例えば、撮像パターン１４Ａの「５」の下端部に印字の欠けた不良部分Ｋが存在していた場合には、テンプレート３０でのパターンマッチングの際の該テンプレート３０に対する不良部分Ｋの占める割合よりも、下側分割テンプレート３１ｂでのパターンマッチングの際の該下側分割テンプレート３１ｂに対する不良部分Ｋの占める割合の方が格段に大きくなる。このため、第１の閾値と第２の閾値とが同じ値であることから、テンプレート３０での検査よりも各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでの検査の方が、検査の合格条件が厳しくなる。
【００４７】
したがって、テンプレート３０でのパターンマッチングで第１の一致度が第１の閾値以上であったとしても、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂでのパターンマッチングで第２の一致度が第２の閾値に達しない場合には不合格となることから、より精度の高い撮像パターン１４Ａ（製造年月日を表す数字１４の印字状態）の検査を実現できる。
【００４８】
以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）飲料容器１２に印字された製造年月日を表す数字１４の撮像パターン１４Ａを、テンプレート３０との照合で検査した後に、さらに該テンプレート３０を上下２つに分割した各分割テンプレート３１ａ，３１ｂとの照合でより条件の厳しい検査を行うため、数字１４の印字状態の検査精度を向上させることができる。すなわち、テンプレート３０でのパターンマッチングを行った後に、該テンプレート３０よりも単位面積の小さい各分割テンプレート３１ａ，３１ｂで撮像パターン１４Ａのパターンマッチングを再度行うことで、不良部分が強調されて発見しやすくなるので、従来に比べて検査精度を格段に向上させることができる。
【００４９】
（２）各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士は、これらの境界部分が互いに重複している。このため、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂによって撮像パターン１４Ａの検査（パターンマッチング）を行う際に、該撮像パターン１４Ａにおける各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の境界部分と対応する部分が検査漏れすることを抑制することができる。加えて、各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の境界部分で画素が分割されることも抑制することができる。
【００５０】
（３）マッチング検査処理ルーチンにおけるステップＳ３２（第１判定ステップ）またはステップＳ３６（第２判定ステップ）で否定判定がなされた印字状態が不合格の数字１４が印字された飲料容器１２が、印字状態検査処理ルーチンのステップＳ６で特定されてベルトコンベア１３上から排除される。このため、印字状態が不合格の数字１４が印字された飲料容器１２と印字状態が合格の数字１４が印字された飲料容器１２とを確実に区別することができる。
【００５１】
（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・マッチング検査処理ルーチンにおいて、第１の一致度が第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいてステップＳ３４におけるテンプレート３０の分割数を設定するようにしてもよい。この場合、テンプレート３０を３つ、４つ、あるいは５つ以上に分割した分割テンプレートを必要な分だけ記憶部２５に記憶させておき、第１の一致度の値に応じて適切な分割テンプレートを選択して切り替えればよい。このようにすれば、テンプレート３０の分割数が多くなるほどパターンマッチングを行う際の単位面積が小さくなってより細かい不良の発見が可能となり、より適切で精度の高い撮像パターン１４Ａ（製造年月日を表す数字１４の印字状態）の検査を行うことができる。また、撮像パターン１４Ａのうち良品としたい部分については、テンプレート３０でパターンマッチングを行った後に、分割テンプレートで再度パターンマッチングを行わないようにすれば、検査時間を短縮することができる。
【００５２】
さらに、上記の場合、テンプレート３０の分割数を、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定するようにしてもよい。このようにすれば、より一層精度の高い撮像パターン１４Ａの検査を行うことができる。なぜなら、通常、第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が不良である可能性が高いため、より高い検査精度を必要とするからである。すなわち、第１の一致度の値が第１の閾値に近づくほど、合否の判定をより厳格に行わなければならないからである。
【００５３】
ここで、具体的にテンプレート（ここでは数字の「０」）の分割に伴う該テンプレートと画素データ（ここでは数字の「０」）との相関値（一致度）の変化を図１０に基づいて説明する。なお、相関値は、図１０（ａ）に示した既知の正規化相関式によって求められる。
【００５４】
図１０（ｂ）に示すように、通常のテンプレートＸを用いて左上部分に不良部分のある通常の画素データＹのパターンマッチングを行った場合の相関値は０．８１であった。次に、図１０（ｃ）に示すように、テンプレートＸ及び画素データＹを上下２つに等分割したそれぞれの上半分（２分割）をテンプレートＸ１及び画素データＹ１（不良部分を含む）とし、テンプレートＸ１を用いて画素データＹ１のパターンマッチングを行った場合の相関値は０．６８であった。次に、図１０（ｄ）に示すように、テンプレートＸ１及び画素データＹ１を左右２つに等分割したそれぞれの左半分（４分割）をテンプレートＸ２及び画素データＹ２（不良部分を含む）とし、テンプレートＸ２を用いて画素データＹ２のパターンマッチングを行った場合の相関値は０．３８であった。
【００５５】
このように、テンプレートと画素データとのパターンマッチングを、通常の場合、２分割の場合、４分割の場合・・・というように順次複数回行うことで、単位面積あたりの不良部分の占める割合が段階的に大きくなるので、検査精度を段階的に高くすることができる。したがって、検査対象や検査目的に応じて段階的に検査精度（検査回数）を調節することができる。
【００５６】
・各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士は、これらの境界部分が必ずしも互いに重複している必要はない。
・各分割テンプレート３１ａ，３１ｂ同士の重複部分の大きさを調節できるようにしてもよい。
【００５７】
・分割テンプレートは、テンプレートを３つ、４つ、或いは５つ以上に分割したものであってもよい。この場合、分割の仕方は、左右に２分割したり十字状に４分割したりしてもよく、あるいは斜め方向に分割してもよい。
【００５８】
・各分割テンプレートの大きさ（面積）が互いに異なるようにテンプレートを分割してもよい。この場合、テンプレートでの検査よりも各分割テンプレートでの検査の方が、検査の合格条件が厳しくなるように、各分割テンプレートのテンプレートに対する面積の縮小割合に応じて第２の閾値を該各分割テンプレート毎に設定することが好ましい。
【００５９】
・第１の閾値及び第２の閾値は、必ずしも同じ値に設定する必要はない。
・検査対象画像は、漢字、ひらがな、カタカナ、ローマ字、アルファベットなどの数字１４以外の文字、あるいは図形、記号、絵などであってもよい。
【００６０】
・印字状態検査装置１１は、製造年月日以外の文字や図形の検査、ひいては印刷物全般の印字状態の検査に用いてもよい。
・上記実施形態では、マッチング処理部２２、判定部２３、排除処理部２４、及び表示部２６をＣＰＵがプログラムを実行して構築されるソフトウェアにより実現したが、これらをＩＣなどのハードウェアにより構成してもよい。さらに、これらをソフトウェアとハードウェアとの協働により実現される構成にしてもよい。
【００６１】
さらに、上記各実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記第２の閾値は、前記第１の閾値を前記基準パターンの分割数で除した値以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成状態検査方法。
【００６２】
この構成によれば、分割基準パターンとの照合による検査対象画像の撮像パターンの検査条件が基準パターンとの照合による検査対象画像の撮像パターンの検査条件よりも厳しくなるので、対象物に形成された検査対象画像の画像形成状態の検査精度を確実に向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１１…画像形成状態検査装置としての印字状態検査装置、１２…対象物としての飲料容器、１４…検査対象画像としての数字、１４Ａ…撮像パターン、１５…制御手段としての制御部、１７…撮像手段としてのカメラ、２１…コンピュータ、２２…算出手段としてのマッチング処理部、２３…判定手段としての判定部、３０…基準パターンとしてのテンプレート、３１ａ…分割基準パターンとしての上側分割テンプレート、３１ｂ…分割基準パターンとしての下側分割テンプレート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像ステップと、
該撮像ステップで撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、
該第１算出ステップで算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、
該第２算出ステップで算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップと
を備えたことを特徴とする画像形成状態検査方法。
【請求項２】
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいて前記第２算出ステップにおける前記基準パターンの分割数を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項３】
前記基準パターンの分割数は、前記第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項４】
前記各分割基準パターン同士は、隣接する分割基準パターンとの境界部分が互いに重複していることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項５】
対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段によって撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する算出手段と、
該算出手段によって算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度を前記算出手段によってそれぞれ算出させ、該算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成状態検査装置。
【請求項６】
コンピュータに、
対象物に形成された検査対象画像を撮像手段によって撮像させる撮像手順と、
該撮像手順で撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出手段によって算出させる第１算出手順と、
該第１算出手順で算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定手段によって判定させる第１判定手順と、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ前記算出手段によって算出させる第２算出手順と、
該第２算出手順で算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる第２判定手順と
を実行させるための画像形成状態検査用プログラム。
【請求項１】
対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像ステップと、
該撮像ステップで撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する第１算出ステップと、
該第１算出ステップで算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する第１判定ステップと、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ算出する第２算出ステップと、
該第２算出ステップで算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する第２判定ステップと
を備えたことを特徴とする画像形成状態検査方法。
【請求項２】
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合には、該第１の一致度の値に基づいて前記第２算出ステップにおける前記基準パターンの分割数を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項３】
前記基準パターンの分割数は、前記第１の一致度の値が大きいときよりも小さいときの方が多くなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項４】
前記各分割基準パターン同士は、隣接する分割基準パターンとの境界部分が互いに重複していることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の画像形成状態検査方法。
【請求項５】
対象物に形成された検査対象画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段によって撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出する算出手段と、
該算出手段によって算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度を前記算出手段によってそれぞれ算出させ、該算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成状態検査装置。
【請求項６】
コンピュータに、
対象物に形成された検査対象画像を撮像手段によって撮像させる撮像手順と、
該撮像手順で撮像された前記検査対象画像の撮像パターンを予め設定された基準パターンと照合して前記撮像パターンの前記基準パターンに対する第１の一致度を算出手段によって算出させる第１算出手順と、
該第１算出手順で算出された前記第１の一致度が予め設定した第１の閾値以上であるか否かを判定手段によって判定させる第１判定手順と、
前記第１の一致度が前記第１の閾値以上である場合に、前記撮像パターンを、前記基準パターンを複数に分割した分割基準パターンと、対応する部分においてそれぞれ照合して前記撮像パターンの前記各分割基準パターンに対する第２の一致度をそれぞれ前記算出手段によって算出させる第２算出手順と、
該第２算出手順で算出された前記各第２の一致度が予め設定した第２の閾値以上であるか否かを前記判定手段によってそれぞれ判定させる第２判定手順と
を実行させるための画像形成状態検査用プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１２３９８（Ｐ２０１１−１１２３９８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６７２３（Ｐ２００９−２６６７２３）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００１２８１３１）株式会社エヌテック (16)
【出願人】（０００００６８８４）株式会社ヤクルト本社 (132)
【出願人】（５９３２０５８３１）東邦商事株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００１２８１３１）株式会社エヌテック (16)
【出願人】（０００００６８８４）株式会社ヤクルト本社 (132)
【出願人】（５９３２０５８３１）東邦商事株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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