一種印刷品對稱性檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種印刷品對稱性檢測方法及系統(tǒng)，包括實時圖像預(yù)處理，確定影像中紙邊位置，確定標(biāo)識區(qū)域邊際到紙邊的距離以及標(biāo)識區(qū)域的寬度，確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置，然后對左右兩側(cè)感興趣區(qū)域進行對稱性分析，包括計算對稱性測度和對稱性缺陷判斷。本發(fā)明提供套印產(chǎn)品的實時檢測方案，特點之一是快速，能夠達到實時處理的效果，另一特點是魯棒性強?；谝陨蟽蓚€特點，在實際生產(chǎn)過程中，運用本發(fā)明可以進行實時檢測，及時篩選出不合格品，提高檢測效率和經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種印刷品對稱性檢測方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本方法屬于圖像處理與識別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種印刷品對稱性檢測方法及系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于印刷技術(shù)的不完善以及一些不易避免的隨機因素，在印刷過程中常會出現(xiàn)文 字模糊、漏印、刮傷、套印不準(zhǔn)等缺陷。以水松紙?zhí)子槔?，水松紙的燙金邊、燙金字是先后 工序，由于機器或人為因素可能會導(dǎo)致套印偏差，具體表現(xiàn)為金邊與紙邊、文字與金邊的上 下左右位置的偏差；水松紙中常出現(xiàn)金邊漏印，文字燙金不實、缺筆少劃、文字印刷模糊等 缺陷。針對此類缺陷，人工目測無法保證產(chǎn)品特征的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，且效率 低、主觀性強、耗材多。利用機器視覺圖像技術(shù)對印刷品進行自動檢測來替代現(xiàn)有的人工檢 測方法是印刷行業(yè)發(fā)展的趨勢。
[0003] 利用圖像處理與識別技術(shù)對印刷品進行實時檢測需要從其自身因素來考慮。從特 征的角度講，水松紙?zhí)子∑畹谋憩F(xiàn)差別很大，難于提取，且是局部的觀測，不準(zhǔn)確；但其本 身是兩條一體同時生產(chǎn)的，具有對稱性。從對稱性出發(fā)，宏觀上對產(chǎn)品的套印偏差及左右兩 邊文字不對稱的缺陷進行實時檢測是關(guān)鍵。這就需要有穩(wěn)定性強、實時、高效的對稱性檢測 算法作為支撐，對上述或類似上述缺陷做出準(zhǔn)確判斷。目前，國內(nèi)外針對此類印刷品的對稱 性檢測還沒有成熟穩(wěn)定的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了充分利用數(shù)字圖像處理與識別技術(shù)，充分挖掘其實用價值，使其有效的服務(wù) 于印刷行業(yè)，本發(fā)明提供了一種印刷品對稱性檢測技術(shù)方案，旨在解決目前國內(nèi)外在沒有 測控條件的情況下，還不能夠?qū)τ∷⑵诽子〔粶?zhǔn)等缺陷進行自動、實時檢測和控制的問題。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括一種印刷品對稱性檢測方法，待檢印刷品為左右兩側(cè) 同時生產(chǎn)的套印產(chǎn)品，包括以下步驟：
[0006] 步驟一、實時圖像預(yù)處理，包括對實時得到的待檢印刷品圖像進行灰度化處理，得 到灰度化處理后的實時圖像；
[0007] 步驟二、根據(jù)步驟一的預(yù)處理結(jié)果，確定影像中紙邊位置，包括在行方向上依次 獲取所有可能紙邊位置集合P〇s_PaperEdge，取第一個和最后一個可能紙邊位置pos_ PaperEdge [0]、pos_PaperEdge [n_l]，作為左紙邊列坐標(biāo)值Left_edge和右紙邊列坐標(biāo)值 Right_edge，其中，n為可能紙邊位置的個數(shù)；
[0008] 步驟三、確定標(biāo)識區(qū)域邊際到紙邊的距離以及標(biāo)識區(qū)域的寬度，設(shè)L_Dis表示左 側(cè)標(biāo)識區(qū)域左邊際到左紙邊距離，R_Dis表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域右邊際到右紙邊距離，Iw表示 左側(cè)標(biāo)識區(qū)域的寬度，rw表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域的寬度；
[0009] 步驟四、確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置，包括對步驟一所得灰度化處 理后的實時圖像進行二值化，得到二值圖像；對在堅直方向上按周期重復(fù)印制的標(biāo)識特征， 根據(jù)相應(yīng)二值的模板數(shù)據(jù)與二值圖像的匹配確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置Iup 與 rup ;
[0010] 步驟五、根據(jù)步驟二、三和四所得結(jié)果，對左右兩側(cè)感興趣區(qū)域進行對稱性分析， 包括計算對稱性測度和對稱性缺陷判斷，所述對稱性缺陷判斷包括根據(jù)所得對稱度測度的 大小S來判斷待檢印刷品圖像中產(chǎn)品是否具有對稱性缺陷，記T為產(chǎn)品的預(yù)設(shè)對稱合格標(biāo) 準(zhǔn)，若S彡T則表明待檢印刷品圖像中產(chǎn)品合格，否則不合格。
[0011] 而且，步驟二中獲取可能紙邊位置時，采用基于相鄰列之間的投影灰度差進行判 斷的方式如下，
[0012] 基于預(yù)設(shè)尺度N，首先計算第j列左右大小各為N的鄰域內(nèi)的投影灰度差平均值 Lt^ Rt,
[0013] dsum[j] = get_d(j+l)-get_d(j),

【權(quán)利要求】
1. 一種印刷品對稱性檢測方法，待檢印刷品為左右兩側(cè)同時生產(chǎn)的套印產(chǎn)品，其特征 在于，包括以下步驟： 步驟一、實時圖像預(yù)處理，包括對實時得到的待檢印刷品圖像進行灰度化處理，得到灰 度化處理后的實時圖像； 步驟二、根據(jù)步驟一的預(yù)處理結(jié)果，確定影像中紙邊位置，包括在行方向上依次 獲取所有可能紙邊位置集合P〇s_PaperEdge，取第一個和最后一個可能紙邊位置pos_ PaperEdge [0]、pos_PaperEdge [n_l]，作為左紙邊列坐標(biāo)值Left_edge和右紙邊列坐標(biāo)值 Right_edge，其中，n為可能紙邊位置的個數(shù)； 步驟三、確定標(biāo)識區(qū)域邊際到紙邊的距離以及標(biāo)識區(qū)域的寬度，設(shè)L_Dis表示左側(cè)標(biāo) 識區(qū)域左邊際到左紙邊距離，R_Dis表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域右邊際到右紙邊距離，Iw表示左側(cè) 標(biāo)識區(qū)域的寬度，rw表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域的寬度； 步驟四、確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置，包括對步驟一所得灰度化處理后 的實時圖像進行二值化，得到二值圖像；對在堅直方向上按周期重復(fù)印制的標(biāo)識特征，根據(jù) 相應(yīng)二值的模板數(shù)據(jù)與二值圖像的匹配確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置Iup與 rup ; 步驟五、根據(jù)步驟二、三和四所得結(jié)果，對左右兩側(cè)感興趣區(qū)域進行對稱性分析，包括 計算對稱性測度和對稱性缺陷判斷，所述對稱性缺陷判斷包括根據(jù)所得對稱度測度的大小 S來判斷待檢印刷品圖像中產(chǎn)品是否具有對稱性缺陷，記T為產(chǎn)品的預(yù)設(shè)對稱合格標(biāo)準(zhǔn)，若 S彡T則表明待檢印刷品圖像中產(chǎn)品合格，否則不合格。
2. 如權(quán)利要求1所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟二中獲取可能紙邊位 置時，采用基于相鄰列之間的投影灰度差進行判斷的方式如下， 基于預(yù)設(shè)尺度N，首先計算第j列左右大小各為N的鄰域內(nèi)的投影灰度差平均值Lt、 Rt， dsum[j] = get_d(j+l)-get_d(j),
式中，j為當(dāng)前待處理的列號，k為鄰域內(nèi)某列的列號，dsum[j]為第j+1列與第j列的 投影灰度差，get_d(j)為第j列的灰度投影；分別比較|dsum[j]|與參數(shù)Lt、Rt的大小，當(dāng) I dsum[j] I >Lt且I dsum[j] I >Rt時,如果I dsum[j] I在大小為N的左右鄰域內(nèi)最大,貝U取j 為可能紙邊位置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：在步驟二確定影像中 紙邊位置后，根據(jù)所有可能紙邊位置集合P〇S_PaperEdge，按先驗知識判斷是否存在標(biāo)識區(qū) 域，是則進入步驟三做后續(xù)處理；否則不再進行后續(xù)處理。
4. 如權(quán)利要求1所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟三中確定標(biāo)識區(qū)域邊 際到紙邊的距離時，根據(jù)所有可能紙邊位置集合p〇s_PaperEdge計算如下， L_Dis = pos_PaperEdge[1]-pos_PaperEdge[0], R_Dis = pos_PaperEdge[n-1]-pos_PaperEdge[n-2], 式中L_Dis表示左側(cè)標(biāo)識區(qū)域左邊際pos_PaperEdge[l]到左紙邊距離，R_Dis表示右 側(cè)標(biāo)識區(qū)域右邊際P〇s_PaperEdge[n_2]到右紙邊距離。
5. 如權(quán)利要求1所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：若標(biāo)識區(qū)域邊際和紙邊重 合，則L_Dis和R_Dis的大小直接分別表示左右標(biāo)識區(qū)域的寬度；若標(biāo)識區(qū)域邊際和紙邊不 重合，左側(cè)標(biāo)識區(qū)域左邊際和右邊際分別的相應(yīng)可能紙邊位置之間距離為左標(biāo)識區(qū)域的寬 度1?，右側(cè)標(biāo)識區(qū)域左邊際和右邊際分別的相應(yīng)可能紙邊位置之間距離為右標(biāo)識區(qū)域的寬 度rw。
6. 如權(quán)利要求1所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟四中根據(jù)二值模板數(shù) 據(jù)與二值圖像的匹配確定整周期開始位置時，采用的匹配方式如下， 設(shè)周期為period，上下擺動大小為uTol，左右擺動大小為ITol，按period、uTol、ITol 構(gòu)成匹配范圍，以匹配范圍內(nèi)每個待匹配像素分別為起始點形成匹配窗口進行處理，匹配 窗口的尺寸與模板數(shù)據(jù)相應(yīng)，對匹配范圍按行依次取待匹配的像素執(zhí)行處理； 當(dāng)對匹配范圍的某行中任一像素（x，y)為起始點形成匹配窗口進行處理時，先計算匹 配窗口中第一行與模板數(shù)據(jù)第一行的相同像素總個數(shù)，判斷所得數(shù)目與匹配窗口第一行總 像素個數(shù)之比是否小于一定預(yù)設(shè)閾值，是則退出當(dāng)前像素處理，否則繼續(xù)計算模板數(shù)據(jù)與 匹配窗口之間完整的相似性，用模板數(shù)據(jù)與匹配窗口之間的相同像素總個數(shù)與模板數(shù)據(jù)包 含的像素總個數(shù)之比來表示，完成當(dāng)前像素處理； 對匹配范圍內(nèi)所有像素分別進行處理完成后，根據(jù)相似性最大的匹配窗口的起始點像 素確定整周期開始位置。
7. 如權(quán)利要求6所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟四中根據(jù)二值模板數(shù) 據(jù)與二值圖像的匹配確定整周期開始位置時，根據(jù)實時周期的預(yù)設(shè)變動范圍，自適應(yīng)確定 該幀圖像的實時周期并更新period值，獲得相應(yīng)整周期開始位置。
8. 如權(quán)利要求7所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟五中對左右兩側(cè)感興 趣區(qū)域計算對稱性測度，實現(xiàn)方式如下， 以左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置Iup與rup為比對開始位置，確定左右兩側(cè)感 興趣區(qū)域， 對某側(cè)感興趣區(qū)域進行上下翻轉(zhuǎn)和左右翻轉(zhuǎn)，然后與另一側(cè)感興趣區(qū)域比較獲取對稱 性測度，按行逐像素比較是否相同，直至比對完畢，得出比對過程中相同的像素總數(shù)Sum，計 算出左右兩側(cè)感興趣區(qū)域的對稱性測度S如下，
式中，L表示感興趣區(qū)域的長度，W為感興趣區(qū)域的寬度。
9. 如權(quán)利要求7所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：步驟五中對左右兩側(cè)感興 趣區(qū)域計算對稱性測度，實現(xiàn)方式如下， 確定整體對稱中心點的理論位置如下， ((rup+lup)/2, (Right_Edge+Left_Edge-R_Dis+L_Dis)/2)； 以整體對稱中心點的理論位置為中心設(shè)置尺寸為預(yù)設(shè)大小的區(qū)域，記為整體對稱中心 區(qū)域； 以左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置Iup或rup為比對開始位置，確定相應(yīng)的一側(cè) 感興趣區(qū)域，以整體中心對稱區(qū)域中每一點為假設(shè)對稱中心，分別以假設(shè)對稱中心取位置 相應(yīng)處的圖像塊為另一側(cè)感興趣區(qū)域，計算左右感興趣區(qū)域的對稱性測度，從所有假設(shè)對 稱中心相應(yīng)計算所得對稱性測度S中選取最大值作為最終的對稱性測度S，作為對稱性缺 陷判斷的依據(jù)。
10. 如權(quán)利要求8或9所述印刷品對稱性檢測方法，其特征在于：取一側(cè)感興趣區(qū)域 內(nèi)若干整周期范圍為對比對象，與另一側(cè)感興趣區(qū)域內(nèi)對應(yīng)若干整周期范圍計算對稱性測 度，然后進行對稱性缺陷判斷，確定相應(yīng)周期是否合格。
11. 一種印刷品對稱性檢測系統(tǒng)，待檢印刷品為左右兩側(cè)同時生產(chǎn)的套印產(chǎn)品，其特征 在于，包括以下模塊： 實時圖像預(yù)處理模塊，用于對實時得到的待檢印刷品圖像進行灰度化處理，得到灰度 化處理后的實時圖像； 紙邊位置確定模塊，用于根據(jù)實時圖像預(yù)處理模塊的預(yù)處理結(jié)果，確定影像中紙邊位 置，包括在行方向上依次獲取所有可能紙邊位置集合P〇s_PaperEdge，取第一個和最后一個 可能紙邊位置p〇s_PaperEdge [0]、pos_PaperEdge [n_l]，作為左紙邊列坐標(biāo)值Left_edge 和右紙邊列坐標(biāo)值Right_edge，其中，n為可能紙邊位置的個數(shù)； 標(biāo)識區(qū)域?qū)挾却_定模塊，用于確定標(biāo)識區(qū)域邊際到紙邊的距離以及標(biāo)識區(qū)域的寬度， 設(shè)L_Dis表示左側(cè)標(biāo)識區(qū)域左邊際到左紙邊距離，R_Dis表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域右邊際到右紙 邊距離，Iw表示左側(cè)標(biāo)識區(qū)域的寬度，rw表示右側(cè)標(biāo)識區(qū)域的寬度； 整周期開始位置確定模塊，用于確定左上和右下標(biāo)識特征整周期開始位置，包括對步 驟一所得灰度化處理后的實時圖像進行二值化，得到二值圖像；對在堅直方向上按周期重 復(fù)印制的標(biāo)識特征，根據(jù)相應(yīng)二值的模板數(shù)據(jù)與二值圖像的匹配確定左上和右下標(biāo)識特征 整周期開始位置Iup與rup ; 對稱性分析模塊，用于根據(jù)紙邊位置確定模塊、標(biāo)識區(qū)域?qū)挾却_定模塊和整周期開始 位置確定模塊所得結(jié)果，對左右兩側(cè)感興趣區(qū)域進行對稱性分析，包括計算對稱性測度和 對稱性缺陷判斷，所述對稱性缺陷判斷包括根據(jù)所得對稱度測度的大小S來判斷待檢印刷 品圖像中產(chǎn)品是否具有對稱性缺陷，記T為產(chǎn)品的預(yù)設(shè)對稱合格標(biāo)準(zhǔn)，若S > T則表明待檢 印刷品圖像中產(chǎn)品合格，否則不合格。
【文檔編號】G06T7/00GK104331693SQ201410586819
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】黃玉春, 王敬磊, 彭斌, 賀健 申請人:武漢大學(xué)