專利名稱：圖像缺陷檢查裝置和圖像缺陷檢查方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像檢查裝置和圖像檢查方法，具體涉及在用于輸出基于圖像數(shù)據(jù)記錄了圖像的圖像記錄介質(zhì)的圖像輸出裝置中使用的圖像檢查裝置及其圖像檢查方法。
背景技術：
在傳統(tǒng)上，作為用于檢查一個輸出圖像中包含的缺陷的方法，已經(jīng)提出了一種基于正規(guī)化相關方法的缺陷檢查方法。這種缺陷檢查方法的一個優(yōu)點是，甚至當由于照明條件的變化使得用于檢查的掃描圖像的對比度與一個參考圖像的對比度不同時，也能以正確方式進行缺陷檢查。
根據(jù)以下公式1計算從參考圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的具有N×M像素的模板圖像T(i，j)與從用于檢查的掃描圖像提取的圖像I(i，j)之間的正規(guī)化相關值CC=Σi=1NΣj=1M{I(i,j)-μI}·{T(i,j)-μT}Σi=1NΣj=1M{I(i,j)-μI}2·Σi=1NΣj=1M{T(i,j)-μT}2]]>μI=1NM·Σi=1NΣj=1MI(i,j)]]>μT=1NM·Σi=1NΣj=1MT(i,j)...........(1)]]>當模板圖像與從用于檢查的掃描圖像提取的圖像完全一致時，正規(guī)化相關值C變?yōu)?。另一方面，當模板圖像與從用于檢查的掃描圖像提取的圖像完全不一致時(當模板圖像和所提取的圖像代表明暗彼此反轉(zhuǎn)的圖形時)，正規(guī)化相關值C變?yōu)?1。
在實際的缺陷檢查裝置中，模板圖像對應于不包含噪聲的理想無缺陷數(shù)據(jù)，而用于檢查的掃描圖像對應于以下這種圖像數(shù)據(jù)，即在圖像記錄介質(zhì)上記錄的、從圖像輸出裝置輸出的、從一個圖像轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字數(shù)據(jù)。因此，由一個用于把圖像轉(zhuǎn)換到數(shù)字數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的誤差和噪聲被混合到用于檢查的掃描圖像中。
結果，甚至當用于檢查的掃描圖像沒有缺陷時，它的正規(guī)化相關值也不總是等于1。因此，當正規(guī)化相關值大于或等于一個預定閾值時，可以判斷出參考圖像與用于檢查的掃描圖像一致，因此檢查對象圖像沒有缺陷。
對于該基于正規(guī)化相關的缺陷檢查方法，在以下現(xiàn)有技術中已經(jīng)提出幾個問題和解決手段。
在JP-A-Hei.9-62841中揭示的“圖像匹配方法和圖像匹配裝置”中，當一個圖像具有諸如圖像背景的低灰度級級值(暗圖像部分)時，這種強制找出一個具有較高相關值的部分的基于正規(guī)化相關值的缺陷檢查方法存在一個問題。在本例中，在計算相關值C時，采用灰度級級值自身的累積值，而不是已經(jīng)根據(jù)平均電平和灰度級級值之間的差校正的灰度級級值后獲得的累積值。因此，在不具有灰度級級值的暗背景中可以避免正規(guī)化相關值中包含的這種誤差。
而且，在JP-A-Hei.7-121711中揭示的“圖形匹配中的正規(guī)化相關的相關值的的相關值校正裝置/方法”中指出了以下問題。即，甚至當正規(guī)化相關的相關值等于1時，用于檢查的掃描圖像和參考圖像二者也不總是從具有相同反射率分布的對象上捕獲的。在本例中，基于參考圖像的灰度級級值的平均值、用于檢查的掃描圖像的灰度級級值的平均值、用于檢查的掃描圖像的標準偏差、和參考圖像的標準偏差來確定校正量，以校正相關值。
但是，鑒于缺陷檢查是在輸出圖像的整個區(qū)域上執(zhí)行的，存在一些不能通過從參考圖像產(chǎn)生的模板圖像來計算正規(guī)化相關值的情況。
例如，可以是這樣一種情況，即，參考圖像的模板圖像中沒有灰度級值變化并且模板圖像是在位于寫有字符的文件的外圍部分處的空白部分或具有均勻灰度級值的部分(例如圖像)中產(chǎn)生的。在此情況下，上述公式中定義的模板圖像T(i，j)不依賴于i和j；模板圖像中的每個灰度級值變?yōu)橐粋€平均值(T(i，j)＝μT)，上述公式右側的分母和分子變?yōu)榱悖灰虼?，正?guī)化相關值C變得不穩(wěn)定。換句話說，當在用于檢查的掃描圖像的該部分的一個位置處存在缺陷時，不能進行缺陷檢查。
根據(jù)JP-A-Hei.62841中揭示的該技術，甚至當參考圖像的模板圖像中沒有灰度級值變化時，也可以計算相關值。但是，該技術具有以下嚴重問題。也就是說，相對于圖像匹配裝置的正規(guī)化相關帶來的缺陷檢查的優(yōu)點，即圖像灰度級值的偏移變化和照明光量的變化，喪失了該圖像匹配裝置的較高強健性。
而且，在JP-A-Hei.7-121711中揭示的技術中，當參考圖像的模板圖像中沒有灰度級值變化時，無法解決以下一個基本問題，即，該技術不能計算正規(guī)化相關值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖像缺陷檢查裝置。也就是說，在利用正規(guī)化相關方法的圖像缺陷檢查裝置中，甚至當參考圖像的模板圖像中沒有灰度級值變化時，也可以計算正規(guī)化相關值，可以以高精度檢測缺陷，并且該圖像缺陷檢查裝置可以具有非常寬的應用范圍而不受圖像對象的任何限制。
本發(fā)明可以實現(xiàn)該目的。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的圖像缺陷檢查裝置把參考圖像數(shù)據(jù)與用于檢查的掃描圖像進行比較以判斷該用于檢查的掃描圖像上是否存在圖像缺陷。基于參考圖像數(shù)據(jù)從圖像輸出裝置輸出該用于檢查的掃描圖像。用于檢查的掃描圖像在圖像記錄介質(zhì)上形成。圖像缺陷檢查裝置包括圖像獲取單元，存儲單元，模板圖像產(chǎn)生單元，對應圖像提取單元，數(shù)據(jù)嵌入單元，正規(guī)化相關值計算單元，和缺陷判斷單元。圖像獲取單元獲取從圖像輸出裝置輸出的用于檢查的掃描圖像以把所獲取的用于檢查的掃描圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。存儲單元存儲參考圖像數(shù)據(jù)和由圖像獲取單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字數(shù)據(jù)。模板圖像產(chǎn)生單元從參考圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生模板圖像。對應圖像提取單元從存儲單元中存儲的數(shù)字數(shù)據(jù)提取位于與模板圖像對應的位置處的預定圖像。數(shù)據(jù)嵌入單元把希望的相同圖形數(shù)據(jù)嵌入模板圖像和由對應圖像提取單元提取的預定圖像。正規(guī)化相關值計算單元根據(jù)已經(jīng)被數(shù)據(jù)嵌入單元嵌入了相同圖形數(shù)據(jù)的模板圖像和所提取的圖像來計算正規(guī)化相關系數(shù)。缺陷判斷單元把由正規(guī)化相關值計算單元計算的正規(guī)化相關系數(shù)與預定閾值進行比較以獲得二者之間的大小關系，從而判斷該用于檢查的掃描圖像是否包含缺陷。
在根據(jù)本發(fā)明的圖像缺陷檢查裝置中，數(shù)據(jù)嵌入單元把預定數(shù)據(jù)圖形嵌入?yún)⒖紙D像數(shù)據(jù)和用于檢查的掃描圖像的數(shù)字數(shù)據(jù)的相同位置。因此，正規(guī)化相關值計算單元通過采用已經(jīng)被嵌入了圖形數(shù)據(jù)的這些圖像數(shù)據(jù)來計算正規(guī)化相關系數(shù)。結果，甚至當圖像數(shù)據(jù)沒有灰度級值變化時，也可以由于嵌入的圖形數(shù)據(jù)而發(fā)生灰度級變化，從而可以計算正規(guī)化相關系數(shù)。
圖1是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例模式的圖像缺陷檢查裝置的方框圖；圖2是圖像缺陷檢查裝置的外觀圖；圖3是用于說明圖像缺陷檢查裝置的處理順序操作的流程圖；圖4是用于表示通過劃分一個參考圖像獲得一個模板圖像的圖；圖5是用于表示所嵌入數(shù)據(jù)的布置的圖；圖6是用于表示在所嵌入數(shù)據(jù)中以棋盤圖形布置多個像素的布置示例的圖；圖7是用于表示在所嵌入數(shù)據(jù)中以棋盤圖形布置多個像素的另一個布置示例的圖；圖8是用于表示在所嵌入數(shù)據(jù)中以行形狀布置多個像素的布置示例的圖；圖9是在采用接觸傳感器的情況下圖像缺陷檢查裝置的外觀圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖對本發(fā)明的實施例模式進行說明。在該說明中，本發(fā)明被構造為一個激光打印機的打印處理系統(tǒng)(圖像輸出裝置)的一部分。
圖1是用于解釋應用了本發(fā)明圖像缺陷檢查裝置的打印處理系統(tǒng)的示意方框圖。圖像缺陷檢查裝置被安裝在圖2的激光打印機(此后稱為“打印機”)201上。
如圖1所示，在打印處理系統(tǒng)中，CPU 101，RAM 102，硬盤驅(qū)動器(HDD)103，外部接口電路(外部接口)104，IOT控制器105(IOT圖像輸出終端)，和用于CCD相機的CCD相機接口107通過數(shù)據(jù)總線108相互連接。采用外部接口104以便從外部輸入打印數(shù)據(jù)。打印數(shù)據(jù)以頁面描述語言描述。IOT控制器105對應于一個用于連接圖像輸出終端(IOT未示出)的接口電路。圖像輸出終端通過利用從激光束產(chǎn)生的光束以輸出打印紙基于靜電潛像在紙上打印一個圖像。CCD相機106作為一個用于把打印圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)的單元。CCD相機接口電路107用于連接打印處理系統(tǒng)的CCD相機106。
用于存儲程序的ROM 109連接到CPU 101。CPU 101從ROM 109讀出該程序，從而適當?shù)囟〞r執(zhí)行所讀取的程序，以便控制打印控制處理操作和圖像缺陷檢查處理操作(將在后面說明)。
而且，CPU 101通過數(shù)據(jù)總線108向/從其它硬件發(fā)送/接收在打印處理操作和圖像缺陷處理操作中使用的圖像數(shù)據(jù)。作為接口電路104的接口部分，例如可以采用一個連接到個人計算機(PC)的打印機板的并行端口和/或一個以太網(wǎng)(R)接口。
硬盤驅(qū)動器103具有用于存儲通過外部接口104輸入的打印數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域和用于存儲通過把打印數(shù)據(jù)擴展為位圖所產(chǎn)生的打印處理后的一頁圖像數(shù)據(jù)的另一個存儲區(qū)域。
RAM 102包含一個用于執(zhí)行打印處理操作的區(qū)域，即一個用于執(zhí)行打印處理操作的工作區(qū)域，和一個用于緩沖待發(fā)送到IOT控制器105的圖像數(shù)據(jù)(通過把打印數(shù)據(jù)擴展為位圖所獲得的圖像數(shù)據(jù)，即原始圖像數(shù)據(jù))的緩沖區(qū)域。此外，RAM 102包含一個用于執(zhí)行圖像缺陷檢查/處理操作的區(qū)域，即一個用于執(zhí)行用于輸出檢查的圖像處理操作的工作區(qū)域，和一個用于存儲捕獲的圖像數(shù)據(jù)(即用于檢查的掃描圖像數(shù)據(jù))的區(qū)域。
IOT控制器105以IOT的處理順序把圖像數(shù)據(jù)重新布置，并控制IOT以產(chǎn)生激光二極管的信號。用于CCD相機106的CCD相機接口電路107對CCD相機106的輸出數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換(此后稱為A/D轉(zhuǎn)換)，然后把A/D轉(zhuǎn)換的輸出數(shù)據(jù)存儲在RAM 102中。
如圖2所示，該CCD相機106被設置在一位置使得它可以捕獲打印機201的出紙盒203的上表面上的經(jīng)打印處理后的紙202的整個區(qū)域。
圖像缺陷檢測處理部100主要由用于檢查的掃描圖像數(shù)據(jù)預處理部、參考圖像數(shù)據(jù)預處理部、和正規(guī)化相關計算處理部構成。
用于檢查的掃描圖像數(shù)據(jù)預處理部包括明暗校正部110、光學失真校正部111、透視轉(zhuǎn)換部112、和區(qū)域提取部113。用于檢查的掃描圖像數(shù)據(jù)(捕獲圖像)通過數(shù)據(jù)總線108被輸入明暗校正部110。進行明暗校正和光學失真校正以便校正CCD相機106的特性、捕獲操作的照明條件等等。
透視轉(zhuǎn)換部112對打印圖像(紙尺寸的圖像)進行校正。換句話說，執(zhí)行熒光透視轉(zhuǎn)換以便校正經(jīng)打印處理后的紙202的圖像(用于檢查的掃描圖像)，該圖像是由圖2所示位于出紙盒203上方的CCD相機106沿著傾斜方向捕獲的。區(qū)域提取部113執(zhí)行從用于檢查的掃描圖像(捕獲圖像)提取一個所需紙尺寸的區(qū)域的處理操作。
參考圖像數(shù)據(jù)預處理部包括分辨率轉(zhuǎn)換部114、模糊(漸暈)處理校正系數(shù)計算單元115、和模糊處理單元116。參考圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線108被輸入分辨率轉(zhuǎn)換部114。分辨率轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換該參考圖像，使得參考圖像的分辨率與由區(qū)域提取部113提取的圖像的分辨率一致。而且，模糊處理校正系數(shù)計算單元115計算一個模糊處理校正系數(shù)，該系數(shù)把參考圖像的邊沿部分的模糊程度校正到基本等于捕獲圖像的邊沿部分的模糊程度。然后模糊處理單元116基于該模糊處理校正系數(shù)執(zhí)行該參考圖像的模糊處理。
正規(guī)化相關計算處理部包括模板圖像產(chǎn)生部117、對應圖像提取部118、灰度級確定部119、數(shù)據(jù)嵌入部120和121、正規(guī)化相關計算處理部122、和缺陷判斷部123。
CPU101通過數(shù)據(jù)總線108把模板圖像的尺寸發(fā)送到模板圖像產(chǎn)生部117。模板圖像產(chǎn)生部117從參考圖像數(shù)據(jù)預處理部獲得的數(shù)據(jù)中切出一個正規(guī)化相關值計算所需的模板圖像。具體地，模板圖像產(chǎn)生部117對由參考圖像數(shù)據(jù)預處理部處理的參考圖像進行劃分，以生成多個模板圖像，并繼而為每個模板圖像分配號碼。對應圖像提取部118從用于檢查的掃描圖像數(shù)據(jù)預處理操作獲得的數(shù)據(jù)中提取一個對應圖像。對應圖像具有與模板圖像相同的尺寸，并且位于與模板圖像相同的位置。具體地，首先對應圖像提取部118對由用于檢查的掃描圖像預處理部處理的捕獲數(shù)據(jù)進行劃分，并為每個劃分后的捕獲圖像分配號碼。然后，對應圖像提取部118輸出，例如，對應于模板圖像No.1的劃分后的捕獲圖像No.1(即，對應圖像)。
灰度級值確定部119根據(jù)模板圖像的灰度級值數(shù)據(jù)確定待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級。在數(shù)據(jù)嵌入部120和121中，根據(jù)預定圖像而具有特定灰度級值的數(shù)據(jù)分別被嵌入模板圖像和對應圖像。正規(guī)化相關值計算處理部122根據(jù)模板圖像和對應圖像計算正規(guī)化相關值?；谟嬎憬Y果，缺陷判斷部123判斷是否存在缺陷。
接著，將參考圖3所示流程圖對根據(jù)本實施例的打印處理系統(tǒng)的處理操作進行說明。當打印機進入等待狀態(tài)時(S300)，CCD相機106響應于來自CPU 101的指令，以周期性方式捕獲位于出紙盒203上方的區(qū)域以輸出一個捕獲圖像。
CPU 101把捕獲圖像與存儲器中存儲的出紙盒203的圖像進行比較，并由此判斷出紙盒203上是否有紙。當出紙盒203上有紙時，CPU 101把一個圖像可檢查標志設置為OFF，并繼續(xù)處于等待狀態(tài)。當出紙盒203上沒有紙時，CPU 101把圖像可檢查標志設置為ON，并連續(xù)處于等待狀態(tài)。
當CPU 101在等待狀態(tài)下接收到一個打印作業(yè)(S301)并且圖像可檢查標志(S302)被設置為OFF時，CPU 101執(zhí)行正常打印處理操作(S304)。當圖像可檢查標志(S302)被設置為ON時，CPU 101在打印作業(yè)的第一張圖像上執(zhí)行圖像檢查。
CPU 101執(zhí)行第一張圖像的打印處理操作(S303)，把擴展的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到IOT控制器105，并且還把擴展的圖像數(shù)據(jù)存儲到HDD 103中。當完成了最后圖像數(shù)據(jù)的表現(xiàn)(rendering)處理操作時，CPU 101等待從IOT控制器105發(fā)出的第一張圖像處理完成信號(S308)。當發(fā)送了第一張圖像處理完成信號時，CPU 101在經(jīng)過預定時間后把一個觸發(fā)信號發(fā)送到CCD相機106(S309)。
CCD相機106與該觸發(fā)信號同步地打開一個快門。此時，該快門恰在經(jīng)打印后的紙已經(jīng)被輸出到出紙盒203上后打開。當一個打印作業(yè)打印多張圖像并且在步驟S303中定義的一張圖像的打印處理操作結束時，CPU 101與上述圖像處理操作并行地執(zhí)行剩余的打印處理操作。CCD相機接口電路107把由CCD相機106捕獲的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號，然后，數(shù)字圖像信號被存儲在存儲器(RAM 102)中。
所存儲的圖像數(shù)據(jù)由明暗校正進行處理(S310)，然后，由光學失真校正進行處理(S311)。接著，利用邊沿檢測操作提取一個梯形原始圖像中的坐標值(S312)以計算熒光透視轉(zhuǎn)換操作之前的校正系數(shù)(S313)。
接著，通過實際地進行熒光透視轉(zhuǎn)換處理操作把具有梯形形狀的原始區(qū)域幾何地轉(zhuǎn)換為矩形形狀的原始區(qū)域(S314)。接著，通過利用作為背景的出紙盒203的顏色與紙邊沿的白色之間的差，從所轉(zhuǎn)換的圖像中提取矩形原始區(qū)域中的坐標值(S315)，然后，把該坐標值發(fā)送到原始圖像數(shù)據(jù)的分辨率轉(zhuǎn)換處理操作(S316)。
接著，重新計算矩形區(qū)域的校正系數(shù)，使得在步驟S313計算的校正系數(shù)可以應用于矩形轉(zhuǎn)換的圖像(S317)。接著，僅從在步驟S315中提取的坐標值中切出原始區(qū)域(S318)，然后，把切出的原始區(qū)域存儲在存儲器(RAM 102)中。
另一方面，對于HDD 103中存儲的圖像數(shù)據(jù)，通過基于在步驟S315中提取的矩形原始區(qū)域的坐標值，使用線性插值方法等來執(zhí)行分辨率轉(zhuǎn)換處理操作(S316)。隨后，執(zhí)行模糊處理操作(S319)，然后，把所得圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲器(RAM 102)中。該圖像數(shù)據(jù)被用作參考圖像數(shù)據(jù)。
執(zhí)行模糊處理操作的原因如下即，由于參考圖像數(shù)據(jù)具有理想的可變灰度級色標特性，因此執(zhí)行與不能從捕獲圖像中去除的模糊特性等同的模糊處理操作，使得在進行正規(guī)化相關值計算處理操作(將在后面說明)時發(fā)生的誤差可以變得最小。
接著，把計數(shù)器(未示出)設置為(i＝1)(S320)。如圖4所示，在模板圖像產(chǎn)生部117中把參考圖像數(shù)據(jù)劃分為N個模板圖像Ti(i＝1到N)(S321)。劃分的總數(shù)和劃分方法可以根據(jù)希望確定(當參考圖像數(shù)據(jù)較小時，不需要對小參考圖像數(shù)據(jù)進行劃分)。而且，當不進行整個原始圖像的缺陷檢查時，可以劃分它的一個部分區(qū)域。
盡管位置分辨率和尺寸分辨率與CCD相機的像素數(shù)和捕獲條件有關，但是一般來說，劃分得越窄，在缺陷檢測操作中圖像缺陷的位置分辨率和尺寸分辨率的改善就越大。
在本實施例模式中，當把A4尺寸(由JIS定義)的圖像用作缺陷用于檢查的掃描圖像時，該圖像最好被劃分為大約50到1000個圖像區(qū)域。但是，本發(fā)明不限于上述劃分?？梢詷嬒肓硪环N劃分方法。即，當選擇劃分數(shù)為一個較小的數(shù)時，可以首先進行是否存在缺陷的粗略判斷。然后，當更精細地劃分圖像時，可以進行是否存在缺陷的精確判斷。
接著，把這些劃分的圖像中的一個圖像作為在缺陷檢查中使用的模板圖像401(參見圖4)。然后，由數(shù)據(jù)嵌入部120把數(shù)據(jù)嵌入模板圖像401(S322)。
灰度級值確定部119基于模板圖像的像素數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值(例如平均值、方差值、峰值、谷值等)確定待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值(在本實施例中，使用平均值作為統(tǒng)計值)。而且，可以通過采用所提取的圖像數(shù)據(jù)的一個統(tǒng)計值而不是模板數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值來確定待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值。
當模板圖像的像素數(shù)據(jù)的平均值大于一個圖像的中間灰度級值(例如，256灰度級級的情況下的128)時，灰度級值確定部119把使模板圖像的像素數(shù)據(jù)的平均值變小的值確定為待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值。反之，當模板圖像的像素數(shù)據(jù)的平均值小于圖像的中間灰度級值時，灰度級值確定部119把使模板圖像的像素數(shù)據(jù)的平均值變大的值確定為待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值。
希望的是，以如下方式設置待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值，即，使得當不存在缺陷時，正規(guī)化相關值在用于檢查的掃描圖像的整個區(qū)域上不怎么變化。例如，當使用圖4所示的白色部分的模板圖像時的正規(guī)化相關值與當采用圖4所示的字符部分的模板圖像時的另一個正規(guī)化相關值之間沒有特定變化。
在本實施例模式中，當模板圖像的平均灰度級值大于或等于128時，那么灰度級值數(shù)據(jù)50作為256灰度級級的圖像數(shù)據(jù)被嵌入。另一方面，當模板圖像的平均灰度級值小于或等于128時，那么灰度級值200作為256灰度級級的圖像數(shù)據(jù)被嵌入。另選地，可以根據(jù)平均灰度級值的一個相對值來確定待嵌入的數(shù)據(jù)的灰度級值。
待嵌入的數(shù)據(jù)的布置方式如下確定，即，被嵌入了數(shù)據(jù)的模板圖像的像素數(shù)據(jù)的方差值(或者，標準偏差)不變?yōu)榱?。圖5表示已經(jīng)嵌入了數(shù)據(jù)的像素500和未嵌入數(shù)據(jù)的像素501被交替布置的示例。待嵌入的數(shù)據(jù)可以被布置為，使得分別包括多個像素的多個單元形成圖6和圖7所示的棋盤圖形。否則，待嵌入的數(shù)據(jù)可以被布置為圖8所示的行形狀。
接著，以與參考圖像數(shù)據(jù)完全相同的方式對已經(jīng)執(zhí)行了區(qū)域切出處理操作(S318)的圖像進行劃分。從用于檢查的掃描圖像中提取與模板圖像的位置和尺寸對應的Tn圖像。
由于處理系統(tǒng)中包含的噪聲，即使這種沒有缺陷的用于檢查的掃描圖像也不能完全與參考圖像數(shù)據(jù)一致。結果，提取與模板圖像的位置對應的圖像和位于該對應圖像的附近(幾個像素內(nèi)，例如，10個像素)的所有圖像(S324)。
此外，基于模板圖像產(chǎn)生的待嵌入數(shù)據(jù)以與S322完全相同的方式被嵌入多個所提取的圖像中。正規(guī)化相關計算處理單元122計算多個所提取的圖像與模板圖像之間的正規(guī)化相關值(S326)。
假設一個具有計算結果中的最大正規(guī)化相關值(S327)的所提取圖像對應于模板圖像。判斷最大正規(guī)化相關值是否大于隨后設置的缺陷判斷部123的閾值(S328)。
當不具有缺陷的用于檢查的掃描圖像的位置與參考圖像數(shù)據(jù)的位置完全一致時，僅可以提取對應于該位置的模板圖像的圖像(S324)。在此情況下，由于對于正規(guī)化相關值僅有一個計算結果(S326)，不再需要用于選擇正規(guī)化相關值的最大值(S327)的處理操作。
當計算結果大于閾值時，判斷出用于檢查的掃描圖像沒有缺陷。當計算結果小于閾值時，判斷出用于檢查的掃描圖像有缺陷。對于缺陷判斷部123的閾值，預先根據(jù)一個沒有缺陷的打印圖像計算一個平均正規(guī)化相關值，然后采用該平均正規(guī)化相關值作為閾值。
還應該注意，對于數(shù)據(jù)嵌入操作，僅當模板圖像的灰度級值的方差(或標準偏差)等于零或近似等于零時，才可以嵌入數(shù)據(jù)(例如，不超過0.01)。
當選擇最大正規(guī)化相關值時(S327)，把計數(shù)器的計數(shù)值遞增1(S329)，并且把其結果與模板圖像的數(shù)量N進行比較(S330)。當該結果不等于模板圖像的數(shù)量N時，在步驟S321定義的處理操作中選擇第i個模板圖像，然后重復進行相同處理操作。在步驟S330中i等于N的情況下，完成缺陷檢查(S331)。
當步驟S328中定義的處理操作中檢測到圖像缺陷時，把劃分數(shù)量(即與缺陷尺寸有關的信息)、i的值(即位置信息)、和正規(guī)化相關值(即與缺陷的尺寸和濃度有關的信息)提供給對應處理操作。因此，可以掌握與用于檢查的掃描圖像中的缺陷的尺寸、濃度和位置有關的近似值。
在此階段，可以在用戶界面上發(fā)出一個警告通知，并且可以把警告通知發(fā)到一個試圖利用打印管理軟件通過網(wǎng)絡來打印圖像的個人計算機。此外，可以利用一個遠程維護系統(tǒng)通過網(wǎng)絡把通知發(fā)送到一個打印機維護商(S332)。
還應該注意，在本實施例中，采用CCD相機106作為一個用于把用于檢查的掃描圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)的單元。另選地，如圖9所示，可以在出紙口提供一個接觸傳感器(例如，線路傳感器(line sensor))。在該另選情況中，不再需要光學失真校正處理(S311)，梯形原始區(qū)域坐標提取處理(S312)，熒光透視轉(zhuǎn)換處理操作之前的校正系數(shù)計算(S313)，和熒光透視轉(zhuǎn)換處理操作(S314)。
如前面詳細說明的，根據(jù)本發(fā)明，甚至在模板圖像的像素的方差值等于零的情況下，也可以通過利用非常簡單的處理方法執(zhí)行正規(guī)化相關值的計算，來找出對應于該模板圖像的捕獲圖像(用于檢查的掃描圖像)中存在的缺陷。此外，由于對是否存在缺陷的判斷是以塊單位進行的，因此可以檢測缺陷的近似位置、缺陷的近似尺寸以及缺陷的近似濃度。而且，在接收到該缺陷檢測結果時，可以在打印機和復印機的維護中有效地利用該缺陷檢測，從而可以減少維修成本。
權利要求
1.一種圖像缺陷檢查裝置，用于把參考圖像數(shù)據(jù)與用于檢查的掃描圖像進行比較以判斷用于檢查的掃描圖像中是否存在缺陷，該檢查對象圖像是基于參考圖像數(shù)據(jù)從一個圖像輸出裝置中輸出的，并且被形成在一個圖像記錄介質(zhì)上，該圖像缺陷檢查裝置包括圖像獲取單元，用于獲取從圖像輸出裝置輸出的用于檢查的掃描圖像以把所獲取的用于檢查的掃描圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)；存儲單元，用于存儲參考圖像數(shù)據(jù)和由圖像獲取單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字數(shù)據(jù)；模板圖像產(chǎn)生單元，用于根據(jù)參考圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生模板圖像；對應圖像提取單元，用于從存儲單元中存儲的數(shù)字數(shù)據(jù)中提取位于與模板圖像對應的位置處的預定圖像；數(shù)據(jù)嵌入單元，用于把希望的相同圖形數(shù)據(jù)嵌入模板圖像和由對應圖像提取單元提取的預定圖像；正規(guī)化相關值計算單元，用于根據(jù)被數(shù)據(jù)嵌入單元嵌入了相同圖形數(shù)據(jù)的模板圖像和所提取圖像來計算一個正規(guī)化相關系數(shù)；和缺陷判斷單元，用于把由正規(guī)化相關值計算單元計算的正規(guī)化相關系數(shù)與預定閾值進行比較以獲得二者之間的大小關系，從而判斷用于檢查的掃描圖像是否包含缺陷。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中模板圖像產(chǎn)生單元把參考圖像數(shù)據(jù)劃分為具有任意形狀的劃分圖像數(shù)據(jù)；并且其中劃分圖像數(shù)據(jù)中的一個被用作模板圖像。
3.根據(jù)權利要求2所述的圖像缺陷檢查裝置，其中模板圖像產(chǎn)生單元劃分參考圖像數(shù)據(jù)，使得各劃分圖像數(shù)據(jù)的像素數(shù)量彼此相等并且具有矩形形狀。
4.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中數(shù)據(jù)嵌入單元使用模板圖像和所提取圖像之一中的灰度級值的統(tǒng)計值來確定待嵌入的圖形數(shù)據(jù)的灰度級值。
5.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中當模板圖像和所提取圖像之一中的灰度級值的平均值大于一個中間灰度級值時，數(shù)據(jù)嵌入單元確定待嵌入的圖形數(shù)據(jù)的灰度級值使得灰度級值的平均值增大；并且其中當模板圖像和所提取圖像之一中的灰度級值的平均值小于中間灰度級值時，數(shù)據(jù)嵌入單元確定待嵌入的圖形數(shù)據(jù)的灰度級值使得灰度級值的平均值減小。
6.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中數(shù)據(jù)嵌入單元確定模板圖像和所提取圖像之一中的圖形數(shù)據(jù)的布置，使得被嵌入了圖形數(shù)據(jù)的模板圖像和所提取圖像之一中的灰度級值的方差值不等于0。
7.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中僅當模板圖像的灰度級值的方差值不超過0.01時，數(shù)據(jù)嵌入單元才嵌入圖形數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中數(shù)據(jù)嵌入單元確定模板圖像和所提取圖像中圖形數(shù)據(jù)的布置，使得其中的分別包括圖形數(shù)據(jù)的至少一個像素的多個單元形成一個棋盤圖形。
9.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中除了模板圖像和所提取圖像之間的一致程度和對用于檢查的掃描圖像中是否存在缺陷的判斷以外，缺陷判斷單元還可以獲得缺陷的近似位置、近似尺寸和近似濃度。
10.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中模板圖像產(chǎn)生單元包括一個劃分單元，當缺陷判斷單元判斷出存在缺陷時，該劃分單元把模板圖像劃分為多個小模板圖像。
11.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中模板圖像產(chǎn)生單元提取模板圖像和位于該模板圖像的10個像素之內(nèi)的多個圖像。
12.根據(jù)權利要求1所述的圖像缺陷檢查裝置，其中對應圖像提取單元提取位于與模板圖像對應的位置處的、具有與模板圖像相同形狀和尺寸的預定圖像，和位于模板圖像的10個像素之內(nèi)的多個位置處的、具有與模板圖像相同形狀和尺寸的多個圖像。
13.一種圖像缺陷檢查方法，用于把參考圖像數(shù)據(jù)與用于檢查的掃描圖像進行比較以判斷用于檢查的掃描圖像中是否存在缺陷，該檢查對象圖像是基于參考圖像數(shù)據(jù)從一個圖像輸出裝置中輸出的，并且被形成在一個圖像記錄介質(zhì)上，該圖像缺陷檢查方法包括獲取從圖像輸出裝置輸出的用于檢查的掃描圖像以把所獲取的用于檢查的掃描圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)；存儲參考圖像數(shù)據(jù)和由圖像獲取單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字數(shù)據(jù)；根據(jù)參考圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生模板圖像；從存儲的數(shù)字數(shù)據(jù)中提取位于與模板圖像對應的位置處的預定圖像；把希望的相同圖形數(shù)據(jù)嵌入模板圖像和所提取的預定圖像；根據(jù)被嵌入了相同圖形數(shù)據(jù)的模板圖像和所提取圖像來計算一個正規(guī)化相關系數(shù)；和把計算的正規(guī)化相關系數(shù)與預定閾值進行比較以獲得二者之間的大小關系，從而判斷用于檢查的掃描圖像是否包含缺陷。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中用于檢查的掃描圖像是基于參考圖像數(shù)據(jù)從圖像輸出裝置輸出的。
全文摘要
本發(fā)明的圖像缺陷檢查裝置包括模板圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)參考圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生模板圖像；對應圖像提取部，用于從用于檢查的掃描圖像的數(shù)字數(shù)據(jù)中提取位于與模板圖像對應的位置處的預定圖像；數(shù)據(jù)嵌入部，用于把希望的相同圖形數(shù)據(jù)嵌入模板圖像和由對應圖像提取部提取的圖像；正規(guī)化相關值計算處理單元，用于根據(jù)被嵌入了圖形數(shù)據(jù)的模板圖像和所提取圖像來獲得一個正規(guī)化相關系數(shù)；和缺陷判斷部，用于通過把由正規(guī)化相關值計算處理單元獲得的正規(guī)化相關系數(shù)與預定閾值進行比較以獲得二者之間的大小關系，來判斷是否存在缺陷。
文檔編號G06F17/15GK1482579SQ0310514
公開日2004年3月17日 申請日期2003年3月4日 優(yōu)先權日2002年9月13日
發(fā)明者安川薰, 足立康二, 山田紀一, 中川英悟, 上床弘毅, 里永哲一, 一, 二, 悟, 毅 申請人:富士施樂株式會社