图像检验装置、图像检验系统和图像检验方法
【专利摘要】一种图像检验装置，用于检查打印在记录介质上的图像，包括：参考像素获取单元，配置为生成参考图像并且从参考图像中获取第一像素值；打印像素获取单元，配置为提取图像打印区域，并且从图像中获取第二像素值；偏移处理单元，配置为添加非图像打印区域；图像检查单元，配置为计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
【专利说明】图像检验装直、图像检验系统和图像检验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像检验装置、图像检验系统和图像检验方法。更具体地，本发明涉及确定在读取图像中用于检验的目标区域及在在读取图像中用于检验的目标区域上的处理。
【背景技术】
[0002]通常，手动执行对打印输出的检验。然而，近来已经将用于检验打印输出的装置用于胶版印刷的后处理。在这样的检验装置中，多次读取打印输出并且从中手动选择出最佳的读取图像，由此生成作为检验标准的主图像。将所生成的主图像的某一区域与目标打印输出的读取图像的相应区域进行比较以进行检验。依赖于主图像和读取图像之间的差值水平来确定打印输出上的瑕疵。
[0003]近年来，已经普及诸如电子照相打印机的数字打印机，他们适用于打印少量副本或者每份副本的打印内容经常变动的可变打印。为此，以与现有的胶印机相同的方式，从打印输出中生成用于比较检验的主图像的效率很低。为解决此问题，可以考虑从打印数据中生成主图像。这使得数字打印机有效地对应于变化的打印。
[0004]在这样的图像检验处理中，以如下方式执行确定打印输出是否有瑕疵:对齐通过读取打印输出纸张而生成的读取图像的位置和从打印数据生成的主图像的位置，匹配读取图像和主图像的尺寸，彼此比较两者的每个像素来获取读取图像和主图像之间的差值，并且比较该差值与预先确定的阈值。
[0005]在这样的打印输出瑕疵检测技术中，为了检验全部打印输出纸张，可以在比打印输出纸张的尺寸更大的区域内读取打印输出纸张，由此防止纸张边缘被排除出纸张的读取范围。在这种情况下，显示了纸张的外部区域，即，例如输送纸张的支架皮带的输送体的表面颜色被显示在读取图像的端区域。因此，需要通过例如在打印数据周围添加支架皮带的表面颜色来生成用于与读取图像做比较的主图像。
[0006]开发出通过比较图像的另一种检验技术，其中，当在预先确定的区域中发现了与标准图像的差异时，设置非检验区域来禁止确定其上的瑕疵(例如，参考PTL1)。
[0007]通过将PTLl中所公开的上述技术应用到文档外部区域，能够将文档外部区域确定为非检验区域。这需要手动设定这样的非检验区域，这可能对用户造成手动操作的负担。
[0008]考虑到前述问题，本发明的实施例目的在于提供一种图像检验，在其中比较主图像与通过读取图像形成和输出的打印输出结果而生成的读取图像，能够轻易确定文档的外部区域。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种用于检查打印在记录介质上的图像的图像检验装置。该图像检验装置包括:参考像素获取单元，被配置为从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值；打印像素获取单元，被配置为提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值；偏移处理单元，被配置为在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像；图像检查单元，被配置为计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
[0010]根据本发明的另一个方面，提供一种图像检验系统，包括:图像数据形成单元，配置为形成要被打印的图像的图像数据；图像数据控制器，配置为接收图像数据以及控制图像数据；打印处理单元，连接到图像数据控制器上，并且被配置为根据图像数据将图像打印在记录介质上；以及图像检查单元，用于检查打印在记录介质上的图像，并且被连接到图像数据控制器和打印处理单元，图像检查单元包括:参考像素获取单元，被配置为从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值；打印像素获取单元，被配置为提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值；偏移处理单元，被配置为在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像；图像检查单元，被配置为计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
[0011]根据本发明的进一步方面，提供一种用于检查打印在记录介质上的图像的图像检验方法。该方法包括:从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值；提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值；在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像；计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
[0012]本发明的有益效果
[0013]根据本发明的实施例，一种图像检验，在其中比较主图像与通过读取图像形成和输出的打印输出结果而生成的读取图像，能够轻易确定文档的外部区域。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是示出了包括根据本发明的实施例的检验装置的图像形成系统的结构的图。
[0015]图2是示出了根据本发明的实施例的检验装置的硬件结构的框图。
[0016]图3是示出了根据本发明的实施例的引擎控制器、打印引擎和检验装置的功能结构的框图。
[0017]图4是示出了根据本发明的实施例的打印处理单元的机械结构的图。
[0018]图5是示出了根据本发明的实施例的主图像处理单元的功能结构的框图。
[0019]图6是示出了根据本发明的实施例的全部比较检验操作的流程图。
[0020]图7是示出了根据本发明的实施例的检验控制单元的功能结构的框图。
[0021]图8A和图8B是示出了根据本发明的实施例的打印数据和读取图像的图。
[0022]图9是示出了根据本发明的实施例的对齐操作的流程图。
[0023]图1OA到图1OC是示出了在根据本发明的实施例的对齐操作中的详细对齐处理的图。
[0024]图11是示出了根据本发明的实施例的比较检验操作的流程图。
[0025]图12是示出了根据本发明的实施例的全部比较检验操作的流程图。
[0026]图13A和图13B是示出了根据本发明的实施例的缺角图像的图。
[0027]图14A至图14C是示出了根据本发明的实施例的纸张被折叠的状态的图。
[0028]图15是示出了根据本发明的另一个实施例的用于纸张折痕的检测区域的图。
[0029]图16是示出了根据本发明的实施例的图像比较检验模式的图。
【具体实施方式】
[0030]下面将参考附图详细描述根据本发明的示例实施例。在实施例中，图像形成系统包括检验装置，其通过比较图像形成和输出的输出结果的读取图像与主图像来检验输出结果。图像形成系统基于主图像执行在读取图像中用于检验的目标范围的确定处理。
[0031]图1是示出了根据本发明的实施例的图像形成系统的整个结构的图。如图1中所示，根据实施例的图像形成系统包括数字前端(Digital Front End, DFE) 1、引擎控制器2、打印引擎3和检验装置4。DFEl基于所接收到的打印任务生成要被打印输出的图像数据，即位图(bitmap)数据作为目标图像用于输出，并且将所生成的位图数据输出给引擎控制器2。
[0032]引擎控制器2基于从DFEl所接收到的位图数据来控制打印引擎3形成图像并且输出图像。根据本发明实施例的控制器2将接收自DFEl的位图数据传输给检验装置4。位图数据被用做由检验装置4参考的用于检验的图像的原始信息，以检验来自打印引擎3的图像形成和输出的输出结果。
[0033]打印引擎3在引擎控制器2的控制下，基于位图数据在用做记录介质的纸纸张上执行图像形成和输出，使用读取设备302来读取输出纸张，并且将由读取设备302所生成的读取图像数据输入给检验装置4。记录介质示例除了上述纸张外，还可以包括薄膜和塑料页，只要它们能够作为图像形成和输出的目标。检验装置4随后基于输入自引擎控制器2的位图数据来生成主图像。检验装置4是这样的图像检验装置:通过随后比较输入自打印引擎3的读取图像与上述生成的主图像来检验输出结果。
[0034]以下参考图2描述了根据本发明的实施例的引擎控制器2、打印引擎3和建议装置4的硬件结构。图2是示出了根据实施例的检验装置4的硬件结构的框图。尽管图2仅示出了检验装置4的硬件结构，然而引擎控制器2和打印引擎3具有相同的硬件结构。
[0035]如图2中所示，根据实施例的检验装置4具有如典型个人计算机(PersonalComputers，PCs)、服务器和其他信息处理设备一样的结构。具体地，根据实施例的检验装置4包括中央处理单兀(Central Processing Unit, CPU) 10、随机访问存储器(RandomAccess Memory, RAM) 20、只读存储器(Read Only Memory, ROM) 30、硬盘驱动器(Hard DiskDrive, HDD)40和接口(I/F) 50，都通过总线90彼此耦合。此外，液晶显示器(LiquidCrystal Display, LCD) 60、操作单元70和专用设备80被耦合到I/F50。
[0036]CPU10是计算单元并且完全地控制检验装置4的运行。RAM20是高速可读可写的易失性存储介质，并且被用作CPUlO处理信息的工作区域。R0M30是只读的非易失性存储介质并且其中存储例如防火墙的计算机程序。HDD40是可读可写的非易失性存储介质并且其中存储例如操作系统(Operating System, OS)、各种类型的控制程序和应用程序。
[0037]I/F50将总线90耦合到各种类型的硬件和网络，并且控制它们。IXD60是可视的用户接口，用于用户检查检验装置4的状态。操作单元70是例如键盘和鼠标的用户接口，用于用户将各种类型的信息输入到检验装置4。
[0038]专用设备80是用于在引擎控制器2、打印引擎3和检验装置4中实施专用功能的硬件。例如，专用设备80使得打印引擎3作为在纸张(sheets)上执行图像形成和输出的绘图机，或者读取在纸张(sheets)上输出的打印的图像的读取设备。专用设备80使得引擎控制器2和检验装置4作为执行高速图像处理的专用计算设备。例如，如同专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 一样实现这样的专用计算设备。
[0039]在这样的硬件结构中，存储在R0M30、HDD40、或者例如光盘的非易失性记录介质中的计算机程序被加载到RAM20中并且CPUlO基于所加载的计算机程序来执行计算。作为结果，实现了软件控制单元。这样实现的软件控制单元和硬件的结合实现了用于实现根据实施例的引擎控制器2、打印引擎3和检验装置4的功能的功能块。
[0040]图3是示出了根据实施例的引擎控制器2、打印引擎3和检验装置4的功能结构的框图。如图3中所示，根据实施例的引擎控制器2包括数据获取单元201、引擎控制单元202和位图传送器203。打印引擎3包括打印处理单元301和读取设备302。检验装置4包括读取图像获取单元401、主图像处理单元402、检验控制单元403和比较检验单元404。
[0041]数据获取单元201获取从DEFl输入的位图数据，并且激活引擎控制单元202和位图传送器203。位图数据是包括在要被形成和输出的图像中的像素信息。引擎控制单元202基于从数据获取单元201传递的位图数据来控制打印引擎3来形成图像并且输出图像。位图传送器203将获取自数据获取单元201的位图数据传送给检验装置4。
[0042]打印处理单元301是图像形成单元，其获取从引擎控制器2输入的位图数据，形成图像和将图像输出到打印纸张上，并且输出打印的纸张。根据实施例的打印处理单元301是用典型的电子摄影图像形成机制实现的，并且也是用例如喷墨图像形成机制的另一种类型的图像形成机制实现的。读取设备302是图像扫描单元，其读取在由打印处理单元301所打印和输出的打印纸张上形成的图像，并且将所读取的数据输出给检验装置4。例如，读取设备302是设置在由打印处理单元301输出打印纸张的进给路径上的行扫描仪。读取设备302扫描被输送的打印纸张并且读取在纸张上形成的图像。
[0043]下面将参考图4描述打印处理单元301和读取设备302的机械结构。如图4中所示，根据实施例的打印处理单元301具有如下结构:其中，用于各颜色的图像形成单元106被沿着作为环形运输单元的运输皮带105并排设置。也就是，打印处理单元301被称为串联式(tandem-type)单元。更具体地，多个图像形成单元(电子摄影处理单元)106BK、106M、106C和106Y在运输皮带105的纸张输送方向上从上游侧以这种顺序沿着运输皮带105并排设置。运输皮带105用作中间传送皮带，其上形成了中间传送图像。中间传送图像被传输给纸张104(记录介质的示例)，纸张104是通过由输纸辊102和分离辊103与输纸盘101中的纸张相分离来馈送的。
[0044]图像形成单元106BK、106M、106C和106Y除了为形成各色碳粉的图像的颜色不同夕卜，具有同样的内部结构。图像形成单元106BK形成黑色图像，图像形成单元106M形成洋红色图像，图像形成单元106C形成蓝绿色图像，并且图像形成单元106Y形成黄色图像。下面将仅详细描述图像形成单元106BK。在附图中用各代号M、C和Y代替BK来表示其他图像形成单元106MU06C和106Y的内容，并且省略其说明。这是因为图像形成单元106M、106C和106Y与图像形成单元106BK具有相同的结构。
[0045]运输皮带105是桥接在驱动辊107和被驱动辊108上的环形皮带。驱动辊107由未示出的驱动电机驱动而转动。驱动电机、驱动辊107和被驱动辊108 —起作为驱动辊起作用，来移动作为环形运输单元的运输皮带105。
[0046]在图像形成处理中，第一图像形成单元106BK传输黑色碳粉图像到被驱动旋转的运输皮带105上。图像形成单元106BK包括作为感光元件的感光鼓109BK、设置在感光鼓109BK周围的充电器110BK、光学写入设备200、显影单元112BK、感光元件清洁器(未示出)、以及中和器113BK。光刻设备200用光照射各感光鼓109BK、109M、109C和109Y (下文，总称为感光鼓109)。
[0047]在图像形成处理中，在黑暗环境下充电器110BK均匀地对感光鼓109BK的外圆周表面充电，并且随后使用发自与黑色图像相对应的光学写入设备200的光源的光在感光鼓109BK的外圆周表面执行光学写入。这就形成了黑色图像的静电潜像。显影单元112BK使用黑色碳粉显现用于黑色图像的静电潜像，由此在感光鼓109BK上形成了黑色碳粉图像。
[0048]由传输单元115BK在感光鼓109BK接触到或者最靠近运输皮带105的位置(传输位置)将碳粉图像转印到运输皮带105上。该传输使用黑色碳粉将图像形成到运输皮带105上。在转印碳粉图像后，感光鼓109BK由感光元件清洁器清洁以移除残留在感光鼓109BK的外圆周表面上的不需要的碳粉，由中和器113BK对其电气中和，并且随后准备用于后续图像的形成。
[0049]如上所述，由辊驱动旋转的运输皮带105将由图像形成单元106BK转印到运输皮带105的黑色碳粉图像输送给后续图像形成单元106M。在图像形成单元106M中，以与图像形成单元106BK的图像形成过程相同的过程在感光鼓109M上形成洋红色碳粉图像，并且洋红色碳粉图像被叠加在已经形成的黑色碳粉图像上并且转印到运输皮带105上。
[0050]转印到运输皮带105上的黑色图像和洋红色图像被进一步输送给后续的图像形成单元106C和106Y。使用如上所述的同样操作，在感光鼓109C上形成蓝绿色碳粉图像并且在感光鼓109Y上形成黄色碳粉图像。蓝绿色碳粉图像和黄色碳粉图像被顺序叠加在已经转印的图像上并且在其上转印。以这种方式，在运输皮带105上形成全彩色(full-color)中间转印图像。
[0051]存储在输纸盘101中的纸张104随后从最上层纸张顺序馈送。在纸张104的馈送路径达到与运输皮带105相接触或者最靠近的位置，形成在运输皮带105上的中间转印图像被转换到纸张104上。这在纸张104的表面上形成了图像。进一步输送表面上已经形成了图像的纸张104。当固定单元116将图像固定在纸张104上后，纸张104被输送给读取设备 302。
[0052]在读取设备302中，由运输皮带303输送文档，并且由设置在读取设备302内部的行扫描仪捕获文档表面，由此生成读取图像。根据实施例的读取设备302不错过任何区域端到端(end to end)地读取目标文档。也就是说，读取设备302在比目标文档的尺寸更大的区域内读取文档，由此生成比目标文档的尺寸更大的大尺寸图像。
[0053]对于双面打印，其上固定了图像的纸张被输送到相反的路径，随后被翻转并且被再次输送到转印位置。将其一侧或者双侧上形成并且定影了图像的纸张输送给读取设备302。随后由读取设备302捕获纸张的一侧，由此生成作为用于检验的目标图像的读取图像。
[0054]下面将参考附图3描述检验装置4的组件。读取图像获取单元401通过读取打印引擎3的打印纸张的表面来获取由读取设备302所生成的读取图像的信息。由读取图像获取单元401所获取的读取图像的信息被输入给比较检验单元404用于比较检验。在检验控制单元403的控制下执行将读取图像输入到比较检验单元404。具体地，检验控制单元403获取读取图像并且随后将读取图像输入给比较检验单元404。
[0055]如上所述，主图像处理单元402获取输入自引擎控制器2的位图数据并且生成主图像，用做要被与检验用的目标图像相比较的检验用图像。换句话说，主图像处理单元402作为检验参考图像生成单元而起作用，该单元基于输出用目标图像生成主图像，该主图像用做用于检验读取图像的检验参考图像。下面将详细描述由主图像生成单元203执行的主图像的生成处理。
[0056]检验控制单元403是控制检验装置4的整体运行的控制单元。检验装置4中所包括的组件在检验控制单元403的控制下运行。比较检验单元404是图像检验单元，其比较从读取图像获取单元401输入的读取图像与由主图像处理单元402所生成的主图像，并且确定是否按期望执行了图像形成与输出。比较检验单元404包括用于高速处理大量计算的如上所述的ASIC。
[0057]下面参考附图5详细描述主图像处理单元402中所包括的功能。附图5是示出了主图像处理单元402的内在结构的框图。如图5中所示，主图像处理单元402包括多值转换处理单元421、分辨率转换处理单元422、色彩转换处理单元423和主图像输出单元424。通过在图2中示出的专用设备80来实现根据实施例的主图像处理单元402，也就是，作为ASIC实现的硬件在软件的控制下运行。比较检验单元404和主图像处理单元402两者都包括如上所述的ASIC，也能够用由CPUlO实现的软件模块来实现两者。
[0058]多值转换处理单元421在二进制图像或者小值图像上执行多值转换处理并由此生成多值图像，其中，二进制图像中每个图像像素是用彩色的或者非彩色的颜色(例，黑色或者白色，洋红色或者白色)来表达的，小值图像中每个图像像素是用两比特来表达的。根据实施例的位图数据是要被输入到打印引擎3中的信息。打印引擎基于各颜色(即:蓝绿色、洋红色、黄色和黑色(cyan, magenta, yellow, black, CMYK))的二进制图像来执行图像形成和输出。因此，各颜色的二进制图像或者以前级别的图像，也就是，例如四比特图像的小值图像，被输入到主图像处理单元402中。相比之下，读取图像即检验用目标图像是包括红、绿、蓝(RGB)(即三原色)的多色调的多值图像。因此二进制图像或者小值图像首先被多值转换处理单元421转换成多值图像。多值图像的示例包括这样的图像:其中对于各个CMYK图像以8比特来表达每个图像像素。
[0059]在实施例中，打印引擎3基于各CMYK颜色的二进制图像来执行图像形成和输出并且主图像处理单元402包括多值转换处理单元421。然而，实施例并未限于此示例。如果打印引擎3基于多值图像来执行图像形成和输出，则能够省略多值转换处理单元421。
[0060]分辨率转换处理单元422在由多值转换处理单元421所生成的多值图像上执行分辨率转换，以便于匹配读取图像即检验用目标图像的分辨率。在本发明的实施例中，读取设备302生成具有分辨率为200点/英寸(dot per inch, dpi)的读取图像，因此分辨率转换处理单元422将由多值转换处理单元421所生成的多值图像的分辨率转换为200dpi。
[0061]色彩转换处理单元423获取由分辨率转换处理单元422执行分辨率转换的图像，并且对所获取的图像执行色彩转换。如上所述，根据实施例的读取图像是以RGB格式形成的，这样色彩转换处理单元423将被分辨率转换处理单元422进行了分辨率转换后将CMYK格式的图像转换成RGB格式。结果是，生成了这样的多值图像:其中使用200dpi的分辨率对于各RGB颜色以8比特(总共24比特)来表达每个图像像素。
[0062]主图像输出单元424将由多值转换处理单元421、分辨率转换处理单元422和色彩转换处理单元423所生成的主图像输出给检验控制单元403。检验控制单元403控制比较检验单元404基于获取自主图像处理单元402的主图像来执行图像比较处理，并获取比较结果。
[0063]比较检验单元404将如上所述的、其中使用200dpi的分辨率对于各RGB颜色以8比特来表达每个图像像素的读取图像，与主图像的各相应像素进行比较。随后，比较检验单元404为每个像素计算读取图像和主图像之间的差值，其中使用200dpi的分辨率对于各RGB颜色以8比特来表达每个图像像素。比较检验单元404基于所计算的差值与阈值之间的量值关系来确定在读取图像中存在的任何瑕疵。
[0064]比较检验单元404以下列方式比较差值和阈值:比较检验单元404将在预先确定的范围内对每个像素所计算的差值累加起来，并且比较和值与已经设置的阈值。例如，用于为每个像素累加差值的预先确定的范围具有三点乘三点的区域。
[0065]在比较读取图像与主图像时，比较检验单元404将在预先确定的范围中分割的读取图像叠加在与分割的范围相对应的主图像上，如附图16所示，来计算像素值的差值，也就是，像素之间的强度差值。比较检验单元404随后在垂直和水平方向上移动要被叠加到主图像中相应区域上的读取图像中的分割的范围，以确定所计算的差值为最小的位置作为正确的叠加位置并且使用该计算的差值作为比较结果。用如附图16中示出的网格所定义的单个分割段代表预先确定的范围，其中以上所述的像素差值被累加起来。
[0066]另一个示例可以包括:基于像素之间每个计算的差值与阈值的比较结果来确定是否每个像素是有瑕疵的，以及随后将被确定为有瑕疵的像素的数量与相应的阈值做比较。
[0067]在这样的系统中，根据本发明的实施例的汇总如下:由检验装置4执行的以上所述的比较处理中，将包括在由读取设备302所生成的读取图像的端区域中的文档外部区域(下文指文档外部区域，outside-of-document area)添加到主图像，由此匹配读取图像的尺寸与主图像的尺寸，并且简化对图像上的差值计算处理中文档外部区域的确定过程。以下描述根据实施例的检验控制单元403的功能和操作。
[0068]图6是示出了根据本发明的实施例的检验控制单元403和比较检验单元404的运行的流程图。图7是示出了根据实施例的检验控制单元403的功能结构的框图。如图6中所示，在检验控制单元403中，首先主图像获取单元431获取由主图像处理单元402所生成的主图像(S601)，并且随后文档外部区域添加单元432将上述文档外部区域的图像添加到主图像周围(S602)。
[0069]在S602被添加到主图像的文档外部区域的图像信息包括这样的信息:通过该信息，依赖于图像中的像素的内容能够确定像素处在文档外部区域。图像中的像素包括表示各红、绿和蓝(RGB)颜色的强度的值信息。值越小,颜色越靠近黑色,而值越大,颜色越靠近白色。如果读取设备302读取黑色图像，那么很少发生这样的情况:RGB颜色的各值表示为(R, G, B) = (0，0，O)，S卩，图像的亮度为最低。
[0070]因此，根据实施例的文档外部区域添加单元431生成文档外部区域的图像，其中像素的像素值表示(R，G，B) = (0，0，O)，并且将图像添加到主图像。这使得比较检验单元404在其比较检验中基于像素值来确定像素处于文档外部区域中。
[0071]对于另一示例，能够用极小的值例如(R, G, B) = (I, I, I)而不是(R, G, B)=(O, O, O)。在此示例中，当各颜色的像素值小于预先确定的阈值时，比较检验单元404确定像素处于文档外部区域内。
[0072]文档外部区域添加单元432可以将包括具有负的像素值的像素的文档外部区域添加到主图像，如果允许各颜色的像素值具有作为信息的负值。应当注意的是，读取图像中的实际的像素值只具有正值。这也使得比较检验单元404能够基于像素值以如上所述的同样的方式在其比较检验中确定像素处于文档外部区域内。
[0073]可以使用另一个图像数据，其中除三平面RGB外还使用辅助平面。如果在辅助平面中分配了预先确定的值，这也使得比较检验单元404能够基于像素值在其比较检验中确定像素处于文档外部区域内。
[0074]如上所述，在根据实施例的检验装置4中，将文档外部区域添加到主图像用来匹配读取图像的尺寸与主图像的尺寸，以使得作为ASIC实现的比较检验单元404能够执行图像比较。忽略文档外部区域中的像素值的比较结果以防止将文档外部区域中的读取图像与主图像之间的差值作为图像的瑕疵提取出来。如上所述，文档外部区域添加单元432利用能够被用于确定像素处于文档外部区域内的像素值来生成文档外部区域，并且将文档外部区域添加到主图像。
[0075]图8A是示出了添加文档外部区域前的主图像的图，以及图8B是示出了添加了文档外部区域后的主图像的图。图SB中示出了由读取设备302所生成的读取图像。在读取图像中，如图SB中所示的用阴影线表示的文档外部区域具有在读取设备302内部输送文档的运输皮带303的颜色。
[0076]当文档外部区域添加单元432将文档外部区域添加到主图像时，读取图像获取单元433从读取图像获取单元401获取读取图像(S603)并且参考点提取单元434从被添加了文档外部区域的主图像和读取图像提取参考点(S604)。参考点是如图8A和图8B所不的、用于图像形成和输出的目标文档区域(下文指文档内部区域)中的四个角上的标记。如果没有提供图8A和图SB中所示的标记，则可以通过使用角提取过滤器或者其他图像过滤器从图像中提取适合于这样的标记的任何像素。
[0077]当参考点提取单元434从主图像和读取图像提取参考点时，对齐单元435基于各图像中参考点的位置，即如图8A和图8B中所示的包括X坐标和Y坐标的图像中的坐标，来对齐图像(S605)，并且差值计算单元436比较并且验证对齐的图像(S606)。在S605和S606,对齐单元435和差值计算单元436使得比较检验单元404在图像上执行比较计算处理并且获取处理的结果，由此执行处理。换句话说，在S606，差值计算单元436和比较检验单元404 —起工作，作为图像检验单元而起作用。
[0078]检验控制单元403对于要被打印的图像的页数重复这样的处理，即，主图像的生成数据的数目和读取图像的生成数据的数目(S607为“否”)。当所有数据已经被处理完毕时(S607为“是”)，处理结束。
[0079]以下详细描述在S605的对齐处理。图9是示出了 S605中详细的对齐处理的流程图。当执行图9中所示的处理时,对齐单元435参考由参考点提取单元434从主图像和读取图像提取出来的参考点。对齐单元435随后围绕参考点在预先确定的范围中提取图像的一部分并且将它们输入给比较检验单元404。提取用的预先确定的范围具有总数为100个像素的区域，例如，其由垂直方向的10个像素乘以水平方向的10个像素组成。因为提取了图像的一部分所以这样的区域被称为“窗口”。
[0080]预先确定的范围中的主图像的一部分和读取图像的一部分被输入到比较检验单元404，比较检验单元404参考主图像上的各像素值并且确定其是否处于文档内部区域(S901)。作为S901的确定的结果，如上所述，基于像素值执行确定，例如是否用于每个像素的像素值表示为(R，G，B) = (0，0，O)、是否用于每个像素的像素值表示为负值、或者是否辅助位值表示预先确定的值。
[0081]如果用于每个像素的像素值表示其处于文档内部区域(S901为“是”)，则比较检验单元404计算主图像的像素和读取图像的像素之间的差值，并且将该差值添加到其他像素的差值上(S902)。作为对比，如果用于每个像素的像素值表示像素处于文档外部区域中(S901为“否”)，则省略差值计算和添加处理。
[0082]对齐单元435使得比较检验单元404在S901和S902对所有输入像素，即，窗口中的像素，执行处理(S903为“否”)。当窗口中的像素全部处理完毕时(S903为“是”)，在一个移动位置上的处理结束。在一个移动位置上的处理对应于，在移动提取自读取图像的窗口的范围的同时由对齐单元435在差值上执行的计算处理的重复过程中的时候，对于差值上的计算处理。
[0083]对齐单元435随后移动用于从读取图像提取的窗口的范围，并且重复S901和S902的处理。重复处理的范围意味着搜索尺寸区域。例如，对齐单元435将用于提取的窗口的范围在垂直方向上移动±20个像素以及在水平方向上移动±20个像素。也就是说，在围绕垂直方向10个像素X水平方向10个像素的范围(该范围在读取图像中提取的参考点周围)的垂直方向50个像素X水平方向50个像素的区域上重复处理。
[0084]更具体地，根据实施例的对齐单元435将包围了在读取图像中提取的参考点的、包括垂直方向10个像素X水平方向10个像素的读取图像的区域，叠加在上述搜索尺寸区域上，即，围绕着读取图像中提取的参考点的垂直方向50个像素X水平方向50个像素的区域，同时对读取图像的区域以每次一个像素进行移动。以这种方式，对齐单元435计算每个像素的读取图像和主图像的差值。将获得了最小差值的移动位置确定为对齐的结果。
[0085]图1OA到图1OC是示出了主图像和读取图像以及两个图像的叠加方式的图。图1OA是示出了主图像中的预先确定的范围的像素的图，并且图1OB是示出了读取图像中的相应范围的像素的图。如图1OA和图1OB中所示，主图像的图像位置不同于读取图像的图像位置。尽管在图1OA和图1OB中仅示出了参考点，但是整个图像都是彼此未对齐的。
[0086]图1OC是示出了上述窗口的尺寸以及通过移动图像将主图像和读取图像彼此叠加的方式的图。如图1OC中的虚线所示，对齐单元435提取出围绕各参考点的、垂直方向10个像素X水平方向10个像素的范围作为窗口，并且将其输入给比较检验单元404。比较检验单元404随后计算主图像的窗口中的像素与读取图像的窗口中的相应的像素的差值。
[0087]在处理完移动位置后，对齐单元435确定所计算的差值的总和是否是目前为止的最小值(S904)。如果总和是最小值(S904为“是”)，则对齐单元435存储最小值和当时的对齐位置，即，主图像和读取图像之间在垂直和水平方向的像素的移动量(S905)。当S905的处理结束后或者如果总和不是最小值(S904为“否”)，则对齐单元435确定上述搜索尺寸区域，即垂直方向50个像素X水平方向50个像素的区域，中的像素是否已经全部处理完毕(S906)。
[0088]作为S906中的确定的结果，如果全部搜索尺寸区域的像素尚未处理完毕(S906为“否”)，则对齐单元435从S901重复处理。如果全部搜索尺寸区域的像素已经处理完毕(S906为“是”)，则对齐单元435随后确定是否已经处理完毕所有参考点的搜索尺寸区域(S907)。
[0089]作为S907中的确定的结果，如果所有参考点的搜索尺寸区域尚未处理完毕(S907为“否”)，则对齐单元435从S901重复处理。如果所有参考点的搜索尺寸区域已经处理完毕(S907为“是”)，则对齐单元435基于对各参考点所计算的位置偏差量来计算整个图像的位置偏差量(S908)，并且结束处理。通过这样的处理，完成根据实施例的对齐单元435的对齐处理。
[0090]经过上述处理,如图8A和图8B中所示,能够对在主图像和读取图像两者的四个角上显示的所有参考点计算主图像中的参考点和读取图像中的参考点之间的位置偏差量。在S908的处理中，对齐单元435从所计算出的四个角的位置偏差量中，基于左上参考点与右上参考点之间、左下参考点与右下参考点之间的位置偏差量，来计算图像的倾斜角度。对齐单元435也基于左上参考点与左下参考点之间、右上参考点与右下参考点之间的位置偏差量来计算放大比率。
[0091]也能够基于各参考点的位置偏差量，使用线性插值来对每个像素计算位置偏差量。在使用线性插值计算位置偏差量时，可以对包括在图像中的每个像素执行计算，这需要很大的计算量。然而，能够对通过在垂直和水平方向上分割图像而获得的每个分割区域计算位置偏差量。在此示例中，将包括了参考点的分割区域的位置偏差量确定为在图9中所示的处理中所计算的参考点的位置偏差量。能够使用线性插值来获取其他分割区域的位置偏差量。
[0092]下面详细描述在图6中示出的S606中的比较和验证处理。图11是示出了在S606的比较和验证处理的操作的流程图。原则上，以图9中示出的对齐处理相同的方式执行比较和验证处理。具体地，如图1OC中所示，在移动图像的同时计算主图像中的像素与读取图像中相应的像素之间的差值。在比较和验证处理中所用的窗口小于用于对齐处理的窗口。例如，在比较和验证处理中所用的窗口具有总数为9个像素的区域，其包括垂直方向3个像素X水平方向3个像素。具体地，差值提取单元436从主图像和读取图像两者中，提取包括垂直方向3个像素X水平方向3个像素的总数为9个像素的区域的像素信息，并且将所提取的像素信息输入给比较检验单元404。
[0093]在预先确定的范围内的主图像的像素信息和读取图像的像素信息被输入给比较检验单元404，比较检验单元404参考主图像上的各像素值，并且确定该像素是否处于文档内部区域(SllOl)。作为SllOl的确定的结果，执行基于像素值的确定，例如用于每个像素的像素值是否表示(R，G，B) = (O，O，O)、用于每个像素的像素值是否表示为负值、或者辅助位值是否表示为预先确定的值。
[0094]如果用于每个像素的像素值表示该像素处于文档内部区域(S1101为“是”)，比较检验单元404计算主图像的像素与读取图像的像素之间的差值，并且将该差值累加到其他像素的差值上(S1102)。相比之下，如果用于每个像素的像素值表示该像素处于文档外部区域(S1101为“否”)，则省略差值计算和累加处理。
[0095]差值计算单元436使得比较检验单元404对所有输入的像素(即，窗口中的像素)执行SllOl和S1102中的处理(S1103为“否”)。当窗口中的像素全部处理完毕时(S1103的“是”)，在一个移动位置上的处理结束。差值计算单元436随后移动从读取图像提取用的窗口的范围，并且重复SllOl和S1103的处理。重复处理的范围意味着搜索尺寸区域。例如，差值计算单元436以垂直方向±3个像素并且水平方向±3个像素来移动用于提取的窗口的范围。也就是说，根据由图9中示出的操作所确定的位置偏差量，在围绕着垂直方向3个像素X水平方向3个像素的区域的、垂直方向9个像素X水平方向9个像素的区域上，重复处理。
[0096]移动位置上的处理之后，差值计算单元436确定所计算的差值的总和是否是最小值(S1104)。如果总和是最小值(S1104为“是”)，则差值计算单元436存储最小值和当时的对齐位置，即主图像和读取图像之间的垂直和水平方向上的像素的移动量(S1105)。在S1105的处理结束后或者如果总和不是最小值(S1104为“否”)，则差值计算单元436确定上述搜索尺寸区域，即:垂直方向9个像素X水平方向9个像素的区域，中的像素是否已经全部处理完(SI 106)。
[0097]作为S1106中的确定的结果，如果整个搜索尺寸的区域中的像素尚未处理完毕(S1106为“否”)，则差值计算单元436从SllOl重复处理。如果整个搜索尺寸的区域中的像素已经处理完毕(S1106为“是”)，则差值计算单元436随后比较所计算的差值的最小值与用于确定瑕疵的预先确定的阈值，由此确定在与现在作为参考的主图像中的窗口相对应的窗口的范围中的读取图像是否有瑕疵(S1107)。
[0098]S1107中的比较所用的阈值是用于确定窗口中的图像是否有瑕疵的值。如果从比较检验单元404所获取的差值超出阈值，则差值计算单元436确定窗口范围中的图像有瑕疵。在关于阈值的确定之后，差值计算单元436确定是否所有像素都已经处理完毕，即对主图像的全部范围都已经提取像素作为窗口并且像素已经被处理过(S1108)。作为S1108中的确定的结果，如果窗口中的像素尚未处理(S1108为“否”)，则差值计算单元436从SllOl重复处理。如果对于主图像的全部范围像素都已经处理完毕(S1108为“是”)，则差值计算单元436结束处理。经过根据上述实施例的处理，完成差值计算单元436的比较和验证处理。
[0099]如上所述，在根据实施例的图像检验系统中，在读取文档时，为了以文档的端到端为目标不错过任何检验区域，而读取在垂直和水平方向上比文档的尺寸更大的区域。在实施例中，为了将主图像的尺寸匹配到读取图像的尺寸以使得比较处理流线型，读取比文档的尺寸更大的区域并且由此运输皮带303的区域被读取并且被显示在读取图像的边缘，该区域被添加到主图像作为文档外部区域。
[0100]在比较检验中，比较文档外部区域中的图像并且获取像素值的差值。它被控制为使得忽略文档外部区域中的像素值的比较结果来防止文档外部区域中的读取图像和主图像之间的差值被提取为图像的瑕疵，其实际上无需检验并且可能造成图像形成和输出的效率降低。为了快速确定文档外部区域，当将文档外部区域添加到主图像时，检验装置4使用这样的像素值:利用这些值能够容易地确定像素处于文档外部区域。这防止了确定文档外部区域所需的长时间以及图像形成和输出的效率的降低。
[0101]在上述实施例中，如图1OA到图1OC中所示，被添加了文档外部区域的主图像与读取图像彼此对齐并且将主图像中的文档外部区域从用于确定瑕疵的目标中排除。此外，可以使用未添加文档外部区域的主图像来与包括文档外部区域(即，运输皮带区域)的读取图像对齐，并且可以仅对被包括在主图像自身中的像素执行瑕疵确定。这能够生成与实施例中的结果相同的结果。
[0102]然而，在这种情况下，当未添加文档外部区域的主图像与读取图像对齐时，需要基于读取图像中的文档外部区域来设置如图1OC中所示的用于叠加的初始位置关系。例如，当基于图像的左上角作为位置对齐标准来对齐主图像与读取图像时，未添加文档外部区域的主图像的左上角对应于如图8A中所示的输出用的目标图像的左上角，而包括文档外部区域的读取图像的左上角是在如图8B中所示的运输皮带的区域中。
[0103]通过基于将两个图像的左上角作为位置对齐的标准，在一个接一个地移动像素的同时将图像彼此对齐，这种位置对齐需要重复的对齐以及大量时间，直到获得正确的叠加位置为止。相比之下，以如图8B中所示的将文档外部区域添加到主图像的状态开始的位置对齐能够大幅度地降低计算量，原因是由于文档外部区域的添加已经完成了粗略的对齐。
[0104]包括在比较检验单元404中的ASIC的一些说明假设要被彼此比较的两个图像的尺寸是相同的。这也使得在将文档外部区域添加到主图像后执行的比较检验更有效率。换句话说，当假设主图像和读取图像的尺寸彼此对齐时，根据实施例的方法尤其有效率，其中包括在文档外部区域中的像素被识别并且被从用于确定瑕疵的目标中排除。
[0105]在上述实施例中，已经描述了这样的示例，其中对于每个像素，包括在文档外部区域中的像素的像素值表示为:(R，G，B) = (0，0，O)、负值或者将预先确定的值设置为辅助位值。然而，实施例并不仅限于这些示例。可以从读取图像的端区域即文档外部区域提取像素值，并且可以将具有像素值的像素添加到主图像的文档外部区域。在此示例中，图9中示出的S901的确定步骤中或者图11中示出的SllOl的确定步骤中，将这样的像素确定为文档外部区域像素，该像素值与某个已经设置的像素值的差位于预先确定的范围内。
[0106]图12是示出了当从读取图像的端区域提取的像素值被用做文档外部区域的像素值时，检验控制单元403和比较检验单元404的操作的流程图。图12对应于图6。与图6中的流程图的区别在于比较检验单元403首先获取用于文档外部区域的初始设置值(S1201)。
[0107]例如，通过读取图像获取单元433从所获取的读取图像的端区域提取像素值并且将所提取的像素值输入给主图像获取单元431来实现S1201中的处理。对于另一个示例，操作者可以在操作开始时手动输入设置值。还应当注意的是，可以将多个像素值的平均值而不是某一像素的像素值用做所提取的像素值。
[0108]在S1201的处理之后，从S1202到S1208，执行与图6中所示的从S601到S607的处理相同的处理。如果在S1208中尚未处理完所有的数据(S1208为“否”)，则检验控制单元403在当时获取的读取图像的文档外部区域中提取像素值，并且将所提取的像素值确定为在后续图像上检验所用的文档外部区域中的像素值(S1209)。如上所述，在每一次检验时更新用于确定文档外部区域所用的像素。例如，这使得能够解决由于读取设备302的老化造成的读取图像的强度上的改变。
[0109]使用根据实施例的处理使得能够容易地检测在要被读取的目标文档的四个角上有折角的任何纸张。下面描述了根据实施例的图像检验系统中在文档上检测任何纸张的折角的模式。图13A是示出了缺角图像即图像的原来的四个角缺失的图像数据的图。对于这样的缺角图像，通过如图13B中所示的读取设备302来生成读取图像。
[0110]相比之下，图14A是示出了纸张的一角被折叠的状态的图。在此示例中用于输出的目标图像与图8A中示出的图像相同。在此示例中，通过如图14B中示出的读取设备302来生成读取图像。在根据实施例的图像检验系统中，如果获取了图13B中示出的读取图像，则将原始图像数据中缺失的四个角确定为图像外部区域。因此，不会错误地将缺失区域检测为瑕疵。
[0111]相比之下，如果获取了图14B中示出的读取图像，则用如图8B中示出的虚线来表示文档外部区域。因此，将如图14C中示出的纸张角区域检测为瑕疵1401。在这种情况下，根据实施例的差别计算单元436能够基于图14C中示出的瑕疵1401来检测任何纸张折痕。例如，在这种情况下能够检测这样的瑕疵:输送读取设备302中的文档的运输皮带303的颜色明显不同于纸张的背景颜色。
[0112]典型的纸张背景颜色是白色、类似于白色的颜色、或者具有高亮度的颜色。通过将运输皮带303的颜色做成黑色、类似黑色的颜色、或者具有低亮度的颜色，因此能够容易地将如图14C中所示的任何纸张折痕检测为图像的瑕疵。当纸张为亮色时，将运输皮带303的颜色做成黑色还可以防止纸张偏离。
[0113]为了基于如图14C所示的瑕疵来检测纸张上的任何折痕，如图15中示出的虚线所表示的，在图像的四个角中的预先确定的范围内预先确定用于检测任何纸张折痕的纸张折痕检测区域。如果在图像的任何纸张折痕检测区域中检测到大于预先确定范围的任何瑕疵，则差别计算单元436确定纸张是折叠的。
[0114]利用如上所述的模式，利用用于图像比较检验的读取设备302和检验装置4的结构能够检测任何纸张上的折痕。这消除了单独提供专用传感器来检测纸张上的任何折痕的必要性，由此容易地检测纸张上的任何折痕。
[0115]尽管为了完整和清楚地公开，已经针对具体实施例描述了本发明，但不能因此限制权利要求而是应将权利要求构造为体现了本领域技术人员能够做出的所有修改和替选构造，并且这些修改和替选也应视为包括在这里提出的基本教义的范围内。
【权利要求】
1.一种图像检验装置，用于检查打印在记录介质上的图像，该图像检验装置包括:参考像素获取单元，被配置为从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值； 打印像素获取单元，被配置为提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值； 偏移处理单元，被配置为在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像；图像检查单元，被配置为计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
2.根据权利要求1所述的图像检验装置，其中第三像素值代表最低亮度。
3.根据权利要求1所述的图像检验装置，其中第三像素值为负数。
4.根据权利要求1所述的图像检验装置，其中第三像素值包括这样的值:在其中为每个不同的色彩设置像素值的多个色彩平面中的辅助色彩平面中预设的值。
5.根据权利要求1所述的图像检验装置，其中第三像素值从输送记录介质的输送体的图像获取。
6.根据权利要求5所述的图像检验装置，其中 第三像素值由从输送体的图像获取的像素值组成，在连续检查多个图像的情况下，当检查前一个图像时使用该像素值，并且用第三值检查随后的图像。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的图像检验装置，其中当在参考图像和要被检查的图像的至少一角上限定的保留检测区域中检测到误差时，图像检查单元确定记录介质是折置的。
8.—种图像检验系统，包括: 图像数据形成单元，配置为形成要被打印的图像的图像数据； 图像数据控制器，配置为接收图像数据以及控制图像数据； 打印处理单元，连接到图像数据控制器上，并且被配置为根据图像数据将图像打印在记录介质上；以及 图像检查单元，用于检查打印在记录介质上的图像，并且被连接到图像数据控制器和打印处理单元， 图像检查单元包括: 参考像素获取单元，被配置为从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值； 打印像素获取单元，被配置为提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值； 偏移处理单元，被配置为在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像；图像检查单元，被配置为计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
9.一种图像检验方法，用于检查在记录介质上打印的图像，所述图像检验方法包括: 从配置图像的图像数据生成参考图像并且从参考图像获取第一像素值； 提取包含了其上打印了要被检查的图像的记录介质的图像打印区域，并且从要被检查的图像获取第二像素值； 在参考图像的外围添加非图像打印区域以包围参考图像； 计算第一图像像素值和第二图像像素值的差值并且当差值高于预先确定的阈值时检测误差，其中非图像打印区域包含明显地既不同于第一像素值也不同于第二像素值的第三像素值，并且图像检查单元中止确定在与非图像打印区域相关联的图像打印区域中是否存在误差。
【文档编号】G06T1/00GK103959047SQ201380003843
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】小岛启嗣, 石崎宽美, 北井正, 金子仁美 申请人:株式会社理光