專利名稱：一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印刷質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全印張印刷墨量檢測系統(tǒng)，具體涉及一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及上述系統(tǒng)的檢測方法。
背景技術(shù)：
單張紙膠印機把印刷幅面沿幅寬方向劃分為若干供墨區(qū)，每個供墨區(qū)有一個可以開合的墨鍵，墨鍵開合的大小對應(yīng)著不同的供墨量，每個墨鍵的開度可以根據(jù)印品上對應(yīng)墨區(qū)的需墨量多少來進行墨量的單獨調(diào)節(jié)，因此要實現(xiàn)墨量的控制，必須知道各墨色的各個墨區(qū)對應(yīng)的理想墨量是多少，以及當(dāng)前印品上各墨色各個墨區(qū)的墨量是否合適，也就是說，需要知道各墨色的各個墨區(qū)對應(yīng)的標準預(yù)置墨量，以及當(dāng)前印品上各墨色各個墨區(qū)的墨量與預(yù)置墨量的差，才能進行有效的墨量控制。目前常見的印刷墨量檢測技術(shù)主要有三類1)目測觀察法；幻密度檢測法；；3)色度檢測法。目測法是操作人員通過目視或借助于放大鏡觀察，該方法依賴操作人員的經(jīng)驗而且檢測結(jié)果無法定量給出；密度法通過測控條和密度計測量，如X-Rite公司和Tekon公司的可安裝在看版臺上的測量裝置，通過一個導(dǎo)軌橫向掃描印張上的測控條，在印刷過程中隨時抽取印張進行測控條的密度測量，計算印品上各墨色各個墨區(qū)的油墨量，從而達到客觀評價以減少依賴操作人員經(jīng)驗的目的， 這種墨量檢測方法比較成熟，也比較易于操作人員接受，但是該方法基于密度測量，不能以某種形式與色彩管理系統(tǒng)中常用的CIELab表色系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，因此不能直接與色彩管理系統(tǒng)無縫對接；色度法通過全幅面和分光色度測量，如海德堡的CPC(Computer Printing Control)圖像控制裝置采用分光色度測量技術(shù)來掃描圖像，在印刷過程中隨時抽取印張放入該裝置中，可在30秒內(nèi)完成一張對開印張的檢測，處理印張上16萬個測量點的信息，與標準數(shù)據(jù)比較后，將墨區(qū)信息顯示在彩色觸摸屏上，該技術(shù)基于分光色度測量，用CIELab 表色系統(tǒng)評價墨區(qū)信息，但其所需的標準數(shù)據(jù)得通過CPC系統(tǒng)的其它設(shè)備獲得，而且由于分光測量的原理，其設(shè)備造價較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有印刷過程中標準預(yù)置墨量獲取以及印張墨量檢測效果不好的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，包括檢測平臺，矩形LED光源與彩色CCD攝像頭平行置于檢測平臺上方。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，具體按照以下步驟實施步驟1 建立色彩空間轉(zhuǎn)換的查找表；步驟2 定位墨區(qū)標識區(qū)以及檢測各墨區(qū)起始位置；步驟3 定位樣張在平臺上的位置及其所占的各墨區(qū)寬度；步驟4:確定紙白；
步驟5 計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的標準預(yù)置墨量；步驟6 檢測印張各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量；步驟7 計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量差并顯示其直方圖。本發(fā)明的特點還在于，其中的檢測平臺包括平臺，平臺的長度與寬度與印刷機的最大印刷開張的長度與寬度一致，高于平臺表面設(shè)置有邊框和墨區(qū)標識區(qū)，邊框為白色，平臺為中性灰色，墨區(qū)標識區(qū)底色為白色，上面平行設(shè)置有黑色直線，相鄰直線的間距與印刷機墨區(qū)寬度一致，平臺上放置待檢測的樣張以及印刷過程中隨時抽取的待檢測的印張。其中的步驟1建立色彩空間轉(zhuǎn)換的查找表，具體按照以下步驟實施將RGB空間的每個坐標軸M級分割，使用分割點的R、G、B值在Wiotoshop中制作 RGB模式的色靶圖像，色靶中包含M*M*M個色塊；在Photoshop中將RGB模式色靶圖像轉(zhuǎn)換成CMYK模式，再讀取每個色塊的CMYK值，打樣CMYK模式的色靶后測量每個色塊的CIELab 值，并將色靶置于檢測系統(tǒng)的平臺上，用彩色CCD攝像頭采集打樣色靶的圖像，獲取每個色塊的掃描RGB值，即獲得CMYK與CIELab色彩空間的查找表數(shù)據(jù)以及掃描RGB與CIEIA^b 色彩空間的查找表數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的兩個色彩空間轉(zhuǎn)換查找表。其中的步驟2定位墨區(qū)標識區(qū)以及檢測各墨區(qū)起始位置，具體按照以下步驟實施彩色CCD攝像頭采集一幀檢測平臺圖像，將圖像灰度化后，從圖像底部Htl開始按行掃描，將每行像素的灰度值相加，當(dāng)某行的灰度值之和遠小于前一行時，則定義前一行的行數(shù)為Hb ；在墨區(qū)標識區(qū)的Htl和Hb之間，從左到右將每列像素的灰度值相加，依次取灰度值之和為局部最小的列數(shù)，分別記為M1, M2,…，Mn，即為各墨區(qū)的起始列數(shù)，其中N為墨區(qū)個數(shù)。其中的步驟3定位樣張在平臺上的位置及其所占的各墨區(qū)寬度，具體按照以下步驟實施將待檢測的樣張平放于平臺上，其下邊緣緊靠墨區(qū)標識區(qū)，左側(cè)邊緣相對于墨區(qū)標識區(qū)的位置與印品在印刷機上的墨區(qū)位置一致，彩色CXD攝像頭采集一幀圖像，將圖像灰度化后，從左到右，按列從圖像頂部H1到Hb將像素灰度值相加，當(dāng)某列的像素灰度值之和遠大于前一列時，將該列記為W1 ；從右到左，按列從圖像頂部H1到Hb將像素灰度值相加，當(dāng)某列的像素灰度值之和遠大于前一列時，將該列記為Wr ；從圖像頂部H1開始，向下按行將像素灰度值相加，當(dāng)某行的像素灰度值之和遠大于前一行時，將該行記為Ht，則Ht，W1, Hb和 Wr為樣張在平臺上的坐標位置；當(dāng)巧SMi時，樣張的起始墨區(qū)Mb = i，i e 1，2，…，N ；當(dāng)^ 彡Mj時，樣張的結(jié)束墨區(qū)Me = j-1，j e N+l, N, N-I，…，1 ；Me > Mb，樣張實際占有的墨區(qū)數(shù)η = ΜΕ_ΜΒ+1，各墨區(qū)寬度按下式計算D1 = Mitl-W1,Dk = Mitk-Mi^1,Dn = Wr-Mj,其中i = MB，k = 2，3，...，n_l，j=ME。其中的步驟4確定紙白，具體按照以下步驟實施
在待檢測的樣張的上、下、左、右邊緣中部的非圖文區(qū)，分別取10*10的像素區(qū)域， 則紙白像素值Rw，Gw, Bw的定義如下
權(quán)利要求
1.一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測平臺，矩形 LED光源與彩色CXD攝像頭平行置于檢測平臺上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢測平臺包括平臺O)，平臺(2)的長度與寬度與印刷機的最大印刷開張的長度與寬度一致，高于平臺(2)表面設(shè)置有邊框(1)和墨區(qū)標識區(qū)，邊框(1)為白色，平臺(2)為中性灰色，墨區(qū)標識區(qū)(4)底色為白色，上面平行設(shè)置有黑色直線，相鄰直線的間距與印刷機墨區(qū)寬度一致，平臺( 上放置待檢測的樣張(3)以及印刷過程中隨時抽取的待檢測的印張。
3.一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，采用基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為包括檢測平臺，矩形LED光源與彩色CCD攝像頭平行置于檢測平臺上方，所述的檢測平臺包括平臺O)，平臺( 的長度與寬度與印刷機的最大印刷開張的長度與寬度一致，高于平臺(2)表面設(shè)置有邊框(1)和墨區(qū)標識區(qū)，邊框 ⑴為白色，平臺⑵為中性灰色，墨區(qū)標識區(qū)⑷底色為白色，上面平行設(shè)置有黑色直線， 相鄰直線的間距與印刷機墨區(qū)寬度一致，平臺( 上放置待檢測的樣張(3)以及印刷過程中隨時抽取的待檢測的印張；具體按照以下步驟實施步驟1 建立色彩空間轉(zhuǎn)換的查找表；步驟2 定位墨區(qū)標識區(qū)以及檢測各墨區(qū)起始位置；步驟3 定位樣張(3)在平臺(2)上的位置及其所占的各墨區(qū)寬度；步驟4:確定紙白；步驟5 計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的標準預(yù)置墨量；步驟6 檢測印張各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量；步驟7 計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量差并顯示其直方圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，所述的步驟1建立色彩空間轉(zhuǎn)換的查找表，具體按照以下步驟實施將RGB空間的每個坐標軸M級分割，使用分割點的R、G、B值在Wiotoshop中制作RGB 模式的色靶圖像，色靶中包含M*M*M個色塊；在Wiotoshop中將RGB模式色靶圖像轉(zhuǎn)換成 CMYK模式，再讀取每個色塊的CM^(值，打樣CMYK模式的色靶后測量每個色塊的CIELab值， 并將色靶置于檢測系統(tǒng)的平臺( 上，用彩色CCD攝像頭采集打樣色靶的圖像，獲取每個色塊的掃描RGB值，即獲得CMYK與CIELab色彩空間的查找表數(shù)據(jù)以及掃描RGB與CIEIA^b 色彩空間的查找表數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的兩個色彩空間轉(zhuǎn)換查找表。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，所述的步驟2定位墨區(qū)標識區(qū)以及檢測各墨區(qū)起始位置，具體按照以下步驟實施彩色CCD攝像頭采集一幀檢測平臺圖像，將圖像灰度化后，從圖像底部Htl開始按行掃描，將每行像素的灰度值相加，當(dāng)某行的灰度值之和遠小于前一行時，則定義前一行的行數(shù)為Hb;在墨區(qū)標識區(qū)(4)的Htl和Hb之間，從左到右將每列像素的灰度值相加，依次取灰度值之和為局部最小的列數(shù)，分別記為M1, M2,…，Mn，即為各墨區(qū)的起始列數(shù)，其中N為墨區(qū)個數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，所述的步驟3定位樣張C3)在平臺( 上的位置及其所占的各墨區(qū)寬度，具體按照以下步驟 實施將待檢測的樣張C3)平放于平臺( 上，其下邊緣緊靠墨區(qū)標識區(qū)G)，左側(cè)邊緣相對 于墨區(qū)標識區(qū)的位置與印品在印刷機上的墨區(qū)位置一致，彩色C⑶攝像頭采集ー幀圖 像，將圖像灰度化后，從左到右，按列從圖像頂部壓到も將像素灰度值相加，當(dāng)某列的像素 灰度值之和遠大于前一列吋，將該列記為W1；從右到左，按列從圖像頂部H1到Hb將像素灰 度值相加，當(dāng)某列的像素灰度值之和遠大于前一列吋，將該列記為Wr ；從圖像頂部H1開始， 向下按行將像素灰度值相加，當(dāng)某行的像素灰度值之和遠大于前一行吋，將該行記為も，則 Ht, W1,Hb和Wr為樣張(3)在平臺(2)上的坐標位置；當(dāng)W1≥Mi吋，樣張(3)的起始墨區(qū)Mb = i, i G1,2,…，N ；當(dāng)^ ≤Mj吋，樣張(3) 的結(jié)束墨區(qū)Me= j-1，j G N+l，N，N-I,…，1；ME>MB，樣張(3)實際占有的墨區(qū)數(shù)n = ME-MB+1，各墨區(qū)寬度按下式計算 D1=Mitl-W1, Dk = Mitk-MiI1, Dn = Wr-Mj,其中 i = MB，k = 2，3，…，n-l，j=ME。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在干，所 述的步驟4確定紙白，具體按照以下步驟實施在待檢測的樣張(3)的上、下、左、右邊緣中部的非圖文區(qū)，分別取10*10的像素區(qū)域， 則紙白像素值Rw，Gw, Bw的定義如下
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在干，所 述的步驟5計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的標準預(yù)置墨量，具體按照以下步驟實施設(shè)待檢測的樣張(3)圖像上第k個墨區(qū)紙白像素的計數(shù)器為Coimtk, k=1，2，…，n 將該墨區(qū)中的每個像素的R、G、B與步驟4中的紙白像素Rw、Gw, Bw比較，如果滿足下述關(guān) 系，
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，所述的步驟6檢測印張各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量，具體按照以下步驟實施將待檢測的印張平放于平臺(2)上，其下邊緣緊靠墨區(qū)標識區(qū)G)，左側(cè)邊緣相對于墨區(qū)標識區(qū)的位置與步驟3中樣張C3)位置一致；設(shè)印張圖像上第k個墨區(qū)紙白像素的計數(shù)器為Coimtk'，k = 1，2，…，n，將該墨區(qū)中的每個像素的R、G、B與步驟4中的紙白像素Rw、Gw, Bw比較，如果滿足下述關(guān)系， R>Rw G > Gw
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的全印張墨量自動檢測方法，其特征在于，所述的步驟7計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量差并顯示其直方圖，具體按照以下步驟實施按照下式計算待檢測的印張上第k個墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量與相應(yīng)的標準預(yù)置墨量的墨量差Δνκ、AVkM、AVkY、AVffi，并用直方圖分別顯示青、品、黃、黑油墨的各墨區(qū)墨量差，△Vkc = Vkc' -Vkc△ VkM — VkM _VkM△VkY = Vky' -Vky'△VkK = V kk'-VkK 其中 k = 1,2, ···，n；計算印張上第k個墨區(qū)與樣張(3)上相應(yīng)墨區(qū)的CIE AEab色差，公式如下
全文摘要
本發(fā)明公開的一種基于機器視覺的全印張墨量自動檢測系統(tǒng)及檢測方法，由彩色CCD攝像頭、矩形LED光源及檢測平臺組成，具體按照以下步驟實施建立色彩空間轉(zhuǎn)換的查找表；定位墨區(qū)標識區(qū)以及檢測各墨區(qū)起始位置；定位樣張在平臺上的位置及其所占的各墨區(qū)寬度；確定紙白；計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的標準預(yù)置墨量；檢測印張各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量；計算各墨區(qū)青、品、黃、黑油墨的墨量差并顯示其直方圖。本發(fā)明檢測系統(tǒng)及檢測方法為彩色印刷高質(zhì)低耗生產(chǎn)提供了可靠易行的墨量檢測手段及方法。
文檔編號B41F33/00GK102529340SQ2012100038
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者李雪嬌, 胡濤, 范彩霞 申請人:西安理工大學(xué)