JP2003185500A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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。

Description

【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 ＸＹＺ ＣＲＴ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Ｒ
ＧＢ−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Ｒ
ＧＢ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２
０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（Ｙ
ｘｙ）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。 a_１１ a_１２ a_１３ a_１４ a_２１ a_２２ a_２３ a_２４ a_３１ a_３２ a_３３ a_３４ 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。 b_１１ b_１２ b_１３ b_１４ b_２１ b_２２ b_２３ b_２４ b_３１ b_３２ b_３３ b_３４ 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、Ｙ
ｘｙ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ＲＧ
Ｂ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、Ｙ
ｘｙ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(Ｍ
１)。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（Ｍ
２）。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（Ｍ
７）。

【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Ｒ
ＧＢ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１
１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３
０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（Ｙｘ
ｙ）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、Ｒ
ＧＢ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−ＸＹ
Ｚ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

フロントページの続き (72)発明者 秦 清治 香川県高松市林町2217−20 香川大学工学 部内 (72)発明者 広苅 正義 香川県高松市林町1217番地 株式会社ヒュ ーテック内 (72)発明者 薮内 廣之 香川県高松市木太町3027番地１ 株式会社 パル技研内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA02 DA05 DA14 DA23 DA34 DA43 DA44 2G051 AA34 AA40 AB07 AB11 CA04 DA06 EA17 EA30

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。