JPH0835817A - 画像の位置ずれ検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テンプレートを平行方向に走査するだけで、
検査画像の回転角と平行移動量の双方を確実に検出し得
る画像の位置ずれ検出装置を提供する。 【構成】 紙器等に絵柄を印刷する際、同時に円形の二
つの検査マークを印刷し、次に基準画像を検査マークと
共に基準画像記憶装置１に記憶する。テンプレート設定
装置２は、基準画像の二つの検査マークをテンプレート
に記憶する。その後、画像入力装置３により検査対象の
絵柄を撮影して検査画像記憶装置４に記憶する。テンプ
レートマッチング装置５は、上記検査画像に対し、テン
プレートを用いてテンプレートマッチングにより検査マ
ークの位置を検出する。位置ずれ量計算装置６は、検査
マークの位置情報から、そのずれ量を計算して表示装置
７に表示する。上記のように円形の検査マークを用いる
ことにより、テンプレートを平行方向に移動させるだけ
で正確に検査マークの位置を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば化粧品や医薬品
等の外箱（紙器）等の欠陥検査などに適用されるテンプ
レートマッチングを利用した画像の位置ずれ検出装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば化粧品や医薬品等の外箱
（紙器）の品質検査は、紙器等の検査対象を自動搬送し
ながら、表面に印刷されている絵柄をチェックすること
により行なっている。上記検査対象は、自動搬送中に蛇
行によって位置ずれを生じる場合があるので、品質検査
に先だって検査対象の位置ずれを検出している。この検
査対象の位置ずれを検出する場合、従来では、図５に示
すように基準画像２４からマッチングを取りたいパター
ンを予めテンプレート画像２５として記憶しておき、こ
のテンプレート画像２５により検査画像２６の上を走査
して相関を取り、最も相関の高い位置からのずれを画像
の位置ずれと判定する。

【０００３】上記従来の方法は、テンプレート画像２５
を平行方向に移動させるもので、図６に示すように検査
画像２６が蛇行等によって回転している場合には、テン
プレート画像２５を微小角ずつ回転させて相関度を求め
るか、予め回転させたテンプレート画像２５をメモリに
保持しておく必要がある。この方法では充分な精度でマ
ッチングを取るためには数十〜数百通りのパターンが必
要となり、計算時間やコストの面で大きな障害となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
図７に示すように回転ずれを生じている検査画像２６に
対してテンプレート画像２５によりテンプレートマッチ
ングを行なうと相関度は著しく悪くなる。このような場
合には、回転角が検出できるような指標は存在せず、平
行方向のずれも誤差が大きくなる。すなわち、テンプレ
ートを平行方向に走査するだけでは、位置ずれの検出は
不可能である。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、テンプレートを平行方向に走査するだけで、検査画
像の回転角と平行移動量の双方を確実に検出し得る画像
の位置ずれ検出装置及び方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、検査の基
準となる基準画像及び二つの円形の検査マークを予め記
憶する基準画像記憶装置と、上記基準画像の検査マーク
をテンプレートに記憶するテンプレート設定装置と、検
査対象を撮影する画像入力装置と、この画像入力装置に
より撮影した検査画像を記憶する検査画像記憶装置と、
上記テンプレート設定装置により設定されたテンプレー
トと上記検査画像記憶装置に記憶した検査画像とのテン
プレートマッチングによって検査対象の検査マークを検
出するテンプレートマッチング装置と、このテンプレー
トマッチング装置のテンプレートマッチングの結果から
画像の位置ずれ量を計算する位置ずれ量計算装置と、こ
の計算装置により計算された位置ずれ量を表示する位置
ずれ量表示装置とを具備したことを特徴とする画像の位
置ずれ検出装置である。

【０００７】第２の発明は、絵柄の印刷と同時に二つの
円形の検査マークを印刷し、次に基準画像の二つの検査
マークをそれぞれテンプレートに記憶させ、テンプレー
トマッチングにより検査画像の検査マークを検出して基
準画像と検査画像の位置関係から画像のずれ量を計算す
る画像の位置ずれ検出方法である。

【０００８】

【作用】検査対象である紙器等に絵柄を印刷する際、同
時に円形の二つの検査マークを印刷し、次に基準画像を
検査マークと共に基準画像記憶装置に記憶する。そし
て、テンプレート設定装置により、上記基準画像の二つ
の検査マークをテンプレートに記憶させる。

【０００９】その後、検査対象に印刷されている絵柄を
画像入力装置により撮影し、検査画像記憶装置に記憶す
る。テンプレートマッチング装置は、検査画像記憶装置
に記憶された検査画像を読出し、上記テンプレートを用
いてテンプレートマッチングにより検査画像の検査マー
ク位置を検出し、その位置情報を位置ずれ量計算装置へ
出力する。位置ずれ量計算装置は、検査マークの位置情
報から、そのずれ量を計算して表示装置に表示する。

【００１０】円形は回転させても形状が不変であるた
め、円形の検査マークをテンプレートに記憶させておけ
ば、テンプレートを平行方向に移動させるだけで正確に
検査マークの位置を求めることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例に係る画像の位置ずれ
検出装置の構成を示すブロック図である。

【００１２】本発明に係る画像の位置ずれ検出装置は、
図１に示すように基準画像記憶装置１、テンプレート設
定装置２、画像入力装置３、検査画像記憶装置４、テン
プレートマッチング装置５、位置ずれ量計算装置６、位
置ずれ量表示装置７により構成される。

【００１３】上記基準画像記憶装置１は、検査の基準と
なる基準画像を予め記憶しており、その基準画像は、テ
ンプレート設定装置２に読出される。このテンプレート
設定装置２は、基準画像に対して円形の二つの検査マー
クを記憶したテンプレートを生成し、テンプレートマッ
チング装置５へ出力する。

【００１４】また、画像入力装置３は、例えばＣＣＤエ
リアカメラ、あるいはＣＣＤラインカメラを使用して検
査対象を撮影する。この画像入力装置３により撮影され
た画像は、検査画像記憶装置４に記憶された後、テンプ
レートマッチング装置５に読出される。テンプレートマ
ッチング装置５は、テンプレートマッチングによって検
査対象の画像の中から検査マークを捜し出して位置ずれ
量計算装置６へ出力する。この位置ずれ量計算装置６
は、上記テンプレートマッチングによって捜し出した検
査マークの位置情報を元に、基準画像からのずれを計算
し、その結果を位置ずれ量表示装置７に出力して表示す
る。

【００１５】次に上記実施例の動作を図２及び図３を参
照して説明する。図２は検査画像の位置ずれの計算手順
を示すフローチャート、図３は検査マークを利用した位
置ずれの計算手順を説明するための図である。

【００１６】図２のフローチャートに示すように、ま
ず、紙器などの検査対象に対して絵柄を印刷する際、同
時に円形の二つの検査マークを印刷する（ステップＡ
１）。この検査マークの詳細については後述する。

【００１７】そして、完成した製品の中から良品を選び
（ステップＡ２）、その絵柄を検査マークと共に撮影し
て基準画像として基準画像記憶装置１に記憶する（ステ
ップＡ３）。図３（ａ）は、基準画像記憶装置１に記憶
した基準画像８の例を示したものであり、９，１０が検
査マークである。検査マーク９，１０は、互いに離れた
位置、例えば絵柄の右上と左下の位置に設けている。テ
ンプレート設定装置２は、基準画像記憶装置１から上記
基準画像８を読出し、検査マーク９，１０をテンプレー
ト１１，１２に記憶させる（ステップＡ４）。

【００１８】以上で検査準備を終了し、検査対象に印刷
されている絵柄を画像入力装置３により撮影し（ステッ
プＡ５）、その検査画像を検査画像記憶装置４に記憶す
る（ステップＡ６）。テンプレートマッチング装置５
は、検査画像記憶装置４に記憶された図３（ｂ）に示す
検査画像１３を読出し、テンプレート設定装置２に設定
されているテンプレート１１，１２を用いてテンプレー
トマッチングにより検査画像１３の検査マーク１４，１
５の位置を捜し出し（ステップＡ７）、その位置情報を
位置ずれ量計算装置６へ出力する。位置ずれ量計算装置
６は、上記検査マーク１４，１５の位置情報から図３
（ｃ）に示すようにして検査マーク１４，１５のずれ量
を計算する（ステップＡ８）。

【００１９】図３（ｃ）において、１６は上記基準画像
８の検査マーク９，１０を結ぶ線分、１７は検査画像１
３の検査マーク１４，１５を結ぶ線分であり、上記線分
１６と線分１７との成す角１８が位置ずれによる回転角
である。また、線分１６の中点１９から線分１７の中点
２０へ向かうベクトル２１が平行方向の移動ベクトルで
ある。

【００２０】位置ずれ量計算装置６は、上記のようにし
て基準画像８に対する検査画像１３の位置ずれ量を求
め、その位置ずれ量を表示装置７に表示する（ステップ
Ａ９）。

【００２１】図４は、円形の検査マークを用いることの
利点を説明するものであり、（ａ）は円形の検査マーク
を使用してテンプレートマッチングを行なった場合、
（ｂ）は十字形の検査マークを使用してテンプレートマ
ッチングを行なった場合である。図４において、２２は
円形の検査マークを使用してマッチングを取った結果を
示し、２３は十字形の検査マークを使用してマッチング
を取った結果を示している。上記のマッチング結果２
２，２３を比較すれば明らかなように、円形は回転させ
ても形状が不変であるため高い相関値でマッチングが可
能である。従って、本願発明のように円形の検査マーク
を使用してテンプレートマッチングを行なうことによ
り、検査画像１３が回転している場合でも、高い相関値
でマッチングが可能であり、テンプレートを平行方向に
走査するだけで、回転角と平行方向のずれの両方を検出
することができる。

【００２２】上記のように検査対象が搬送路上を送られ
ているときに蛇行等によって回転ずれを生じた場合で
も、その回転角と平行方向のずれの両方を検出できるの
で、その検出したずれ量に基づいて検査対象の撮影画像
を補正することが可能となり、品質検査を正しく行なう
ことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、検
査対象に絵柄の印刷と同時に二つの円形の検査マークを
印刷し、また、基準画像の二つの検査マークをそれぞれ
テンプレートに記憶させ、テンプレートマッチングによ
り検査画像の検査マークを検出し、基準画像と検査画像
の位置関係からずれ量を計算するようにしたので、検査
対象の画像にずれがあっても、テンプレートを平行方向
に走査するだけで、回転角と平行方向のずれの両方を検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像の位置ずれ検出装
置の構成を示すブロック図。

【図２】同実施例における画像の位置ずれの計算手順を
示すフローチャート。

【図３】検査マークを使用して画像の位置ずれを計算す
る手順を説明するための図。

【図４】円形の検査マークと十字形の検査マークを用い
てテンプレートマッチングを行なった場合の比較を示す
図。

【図５】従来における画像の位置ずれ検出方法を説明す
るための図。

【図６】従来における画像の位置ずれ検出方法を説明す
るための図。

【図７】従来方法の問題点を説明するための図。

【符号の説明】

１ 基準画像記憶装置 ２ テンプレート設定装置 ３ 画像入力装置 ４ 検査画像記憶装置 ５ テンプレートマッチング装置 ６ 位置ずれ量計算装置 ７ 位置ずれ量表示装置 ８ 基準画像 ９，１０ 基準画像の検査マーク １１，１２ テンプレート １３ 検査画像 １４，１５ 検査画像の検査マーク １６ 基準画像の検査マークを結ぶ線分 １７ 検査画像の検査マークを結ぶ線分 １８ 線分１６と線分１７との成す角 １９ 線分１６の中点 ２０ 線分１７の中点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査の基準となる基準画像及び二つの円
   形の検査マークを予め記憶する基準画像記憶装置と、 上記基準画像の検査マークをテンプレートに記憶するテ
   ンプレート設定装置と、 検査対象を撮影する画像入力装置と、 この画像入力装置により撮影した検査画像を記憶する検
   査画像記憶装置と、 上記テンプレート設定装置により設定されたテンプレー
   トと上記検査画像記憶装置に記憶した検査画像とのテン
   プレートマッチングによって検査対象の検査マークを検
   出するテンプレートマッチング装置と、 このテンプレートマッチング装置のテンプレートマッチ
   ングの結果から画像の位置ずれ量を計算する位置ずれ量
   計算装置と、 この計算装置により計算された位置ずれ量を表示する位
   置ずれ量表示装置とを具備したことを特徴とする画像の
   位置ずれ検出装置。
2. 【請求項２】 絵柄の印刷と同時に二つの円形の検査マ
   ークを印刷し、次に基準画像の二つの検査マークをそれ
   ぞれテンプレートに記憶させ、テンプレートマッチング
   により検査画像の検査マークを検出して基準画像と検査
   画像の位置関係から画像のずれ量を計算する画像の位置
   ずれ検出方法。