CN101504375A - 污损度确定设备及污损度确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污损度确定设备及污损度确定方法。根据本发明一个实施例的污损度确定设备包括：对准单元，用于对准来自利用多个印刷板印刷的一种印刷材料的输入图像与预先注册的注册图像的位置；板分离处理单元，用于将所述输入图像分成与所述多个印刷板对应的多个印刷组件，并从相应的印刷组件提取污损特征；和污损度确定单元，用于基于从相应的印刷组件提取的所述污损特征确定所述印刷材料的污损度。

Description

污损度确定设备及污损度确定方法

技术领域

本发明的一个实施例涉及污损度确定设备及污损度确定方法，其例如基于印刷材料(诸如有价证券)的二维图像确定该印刷材料的表面的污损度。

背景技术

近年来，基于通过诸如相机或扫描仪之类的图像输入装置获得的印刷材料的二维图像来确定印刷材料的污损度的需求正在增长，已经提出通过执行来自图像的采样值的算术处理确定污损度的多种方法。例如，可以采用一种基于从印刷材料的印刷部分采样的密度值的平均值或方差确定污损度的方法、一种相反地从印刷材料的非印刷部分进行类似确定的方法、或一种组合这些方法的方法。

日本专利申请KOKAI公布No.2000-62299公开了一种与上述印刷材料的污损度确定相关联的技术。在所公开的技术中，基于印刷材料的图像对准印刷材料。根据利用标准偏差对所获得的密度平均值与预定标准值之间的差值进行规格化而获得的值、区域的面积、以及区域的视觉特性系数(与人感觉的亮印刷区域和暗印刷区域的不同污损度相对应的系数)，基于至少两段或更多段预先存储的区域信息，通过执行算术(积分)处理计算污损度确定值。然后，通过将这些污损度确定值集合来计算最终污损度，并利用阈值确定该污损度。

请注意，区域信息通过基于多个图像数据的平均值对每个印刷类型(亮或暗)应用阈值处理而获得，但是它仅基于密度。图像的对准和转动校正基于已知方法。此外，对于污损度确定值的集合，仅公开了利用简单算术运算(加法)的方法。

在前述现有技术中，实践的问题是对准精度。传统地，利用差分滤波器之类的技术检测印刷材料的边缘(密度变化大的位置)，并参照该边缘进行对准。但是，由于边缘部分的缺陷或变形，常常不能获得足够高的精度。

利用多个印刷板印刷的材料包括与这些印刷板对应的多个印刷组件。为此，由于这些印刷板的相对位置变化的影响，所述多个印刷组件也可能产生相对位置变化。上述现有技术没有考虑所述位置变化。

此外，图像输入装置的分辨率具有原理上的限制。即使对于相同的印刷材料，由于像素间距的轻微位置偏差或者甚至当多次输入图像时，输入图像的位置也变化。但是，由于现有技术不能达到对超过像素间距的精度的对准，所以不能解决上述变化。

由于上述原因，在现有技术中，来自图像的采样值有害地变得不稳定。

印刷材料逐渐污损的方式与印刷板的种类紧密相关。例如，在凹版印板(凹版印刷板)的情况下，由于印刷的密度由墨的浓度表示(如果墨浓，则印刷部分暗；如果墨淡，则印刷部分亮)，随着污损进展，暗部分的墨被切薄，对比度通常变低。

另一方面，在平版印板(平版印刷版)的情况下，随着污损进展，墨很少被切薄，并且色调由于污垢的粘附或者印刷表面的老化而改变。在这种方式下，为了检测随着污损进展而出现的印刷表面的变化，应该选择适于每个印刷板的采样方法。然而，在现有技术中，尽管限定了各个印刷类型的区域，但是来自图像的采样值仅是密度，并且不能精确地检测印刷材料的污损。

此外，作为对准的前步骤的图像转动校正基于对准中已知的方法，并且由于对于对准描述的上述理由相同的理由，常常不能进行足够高精度的转动校正。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种污损度确定设备和污损度确定方法，其通过将印刷材料的印刷图案分成各个印刷板的印刷组件，可以执行适于各个印刷组件的处理，并且可以更加精确地确定污损度。

根据本发明一个实施例的污损度确定设备包括：对准装置，用于对准来自利用多个印刷板印刷的一种印刷材料的输入图像与预先注册的注册图像的位置；板分离处理装置，用于将所述输入图像分成与所述多个印刷板对应的多个印刷组件，并从相应的印刷组件提取污损特征；和污损度确定装置，用于基于从相应的印刷组件提取的所述污损特征确定所述印刷材料的污损度。

根据本发明一个实施例的污损度确定方法包括以下步骤：对准来自利用多个印刷板印刷的一种印刷材料的输入图像与预先注册的注册图像的位置；将所述输入图像分成与所述多个印刷板对应的多个印刷组件，并从相应的印刷组件提取污损特征；以及基于从相应的印刷组件提取的所述污损特征确定所述印刷材料的污损度。

本发明的其它目的和优点将在以下的说明中阐明，并且从说明中部分地变得明显，或者可以通过本发明的实践而获知。通过以下特别指出的手段及其组合可以实现并获得本发明的目的和优点。

附图说明

被并入且构成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并与以上给出的概括说明以及以下给出的实施例的详细说明一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明第一实施例的印刷材料的污损度确定设备的布置的示意框图；

图2是用于解释边缘位置确定单元中一维差分滤波器的扫描方向的视图；

图3是示出边缘位置确定单元中的滤波处理的实例的视图；

图4A-4C是用于解释边缘位置确定单元中真实边缘位置的估算的其它实例的视图；

图5是用于解释转角计算单元中的转角计算的视图；

图6是用于解释目标转动转换单元中的目标转动转换的视图；

图7是用于解释目标位置检测单元中的目标位置检测的视图；

图8是用于解释相邻匹配相似度计算单元中的相邻匹配相似度计算的视图；

图9是用于解释对准单元中的对准的视图；

图10是用于解释屏蔽(mask)滤波处理单元中的屏蔽滤波处理的视图；

图11是用于解释总体操作的流程图；

图12是用于解释总体操作的流程图；

图13是用于解释总体操作的流程图；以及

图14是示出根据本发明第二实施例的印刷材料的污损度确定设备的布置的示意框图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的第一和第二实施例。

首先，参照附图描述本发明的第一实施例。

图1示意性地示出根据本发明第一实施例的印刷材料的污损度确定设备的布置。该印刷材料的污损度确定设备包括：作为图像输入装置的图像输入单元1；作为边缘位置检测装置的边缘位置检测单元2；作为相邻亮度采样装置的相邻亮度采样单元3；作为边缘真实位置估算装置的边缘真实位置估算单元4；作为边缘位置异常值去除装置的边缘位置异常值去除单元5；作为转角计算装置的转角计算单元6；数据库7；作为目标转动转换装置的目标转动转换单元8；作为目标位置检测装置的目标位置检测单元9；作为相邻匹配相似度计算装置的相邻匹配相似度计算单元10；作为函数逼近装置的函数逼近单元11；作为目标真实位置估算装置的目标真实位置估算单元12；作为对准装置的对准单元13；作为屏蔽滤波处理装置的屏蔽滤波处理单元14；作为污损特征提取装置的污损特征提取单元15；作为污损度确定装置的污损度确定单元16；作为粗刻(graffiti)检测装置的粗刻检测单元17；和作为输出装置的结果输出单元(显示单元)18。

图像输入单元1输入在箭头方向的输送路径上输送的印刷材料A(例如，诸如钞票之类的有价证券)的表面的图像。边缘位置检测单元2基于由图像输入单元1输入的图像上的像素之间的亮度差别检测印刷材料A的边缘位置。相邻亮度采样单元3对由该边缘位置检测单元2检测的边缘位置的相邻位置处的亮度值(包括边缘位置的多个像素的亮度值)进行采样。

边缘真实位置估算单元4基于由边缘位置检测单元2检测的边缘位置和(由相邻亮度采样单元3采样的)该边缘位置的相邻位置处的亮度值的梯度，计算真实边缘。边缘位置异常值去除单元5从由该边缘真实位置估算单元4计算的真实边缘位置的序列中检测指示异常值的真实边缘位置，并去除指示异常值的该真实边缘位置。

转角计算单元6基于多个真实边缘位置(不包括由边缘位置异常值去除单元5去除的指示异常值的任何真实边缘位置)的序列，计算印刷材料A(相对于基准位置)的转角。目标转动转换单元8按照由转角计算单元6计算的转角，与印刷材料A的各个印刷板相一致地对预先注册在数据库(存储装置)7中的多个印刷图案(以下称为目标)应用转动转换。目标位置检测单元9与(由目标转动转换单元8与印刷材料A的各个印刷板相一致地进行了转动转换的)目标相关联地检测图像输入单元1输入的图像中匹配相似度最大的位置。

相邻匹配相似度计算单元10计算与由目标位置检测单元9对各个目标检测的匹配相似度最大值位置接近的匹配相似度(具有与每个匹配相似度最大值位置相邻的多个相邻位置的多个匹配相似度)。函数逼近单元11与印刷材料A的各个印刷板相一致地，对在由目标位置检测单元9检测的各个目标的匹配相似度最大值位置处以及在由相邻匹配相似度计算单元10计算的匹配相似度最大值位置的相邻位置处的匹配相似度的梯度，使用曲线或者弯曲表面应用函数逼近。

目标真实位置估算单元12通过计算达到各个目标的函数的最大值的位置，确定真实位置，其中各个目标已经由函数逼近单元11与印刷材料A的各个印刷板相一致地进行了函数逼近。对准单元13基于目标真实位置估算单元12与印刷材料A的各个印刷板相一致地计算的目标的多个真实位置，将图像输入单元1输入的图像与预先注册的字典信息(dictionary information)对准。

屏蔽滤波处理单元14利用为印刷材料A的各个印刷板预先注册的屏蔽滤波器，将相应板的印刷组件从由对准单元13对准的图像分离。例如，屏蔽滤波处理单元14利用与第一印刷板(凹版印板)对应的第一屏蔽滤波器和与第二印刷板(平版印板)对应的第二屏蔽滤波器，将图像分成与第一印刷板对应的第一印刷组件和与第二印刷板对应的第二印刷组件。

污损特征提取单元15从由该屏蔽滤波处理单元14分离的第一印刷组件提取对比度作为污损特征，并从第二印刷组件提取色调作为污损特征。污损度确定单元16基于由该污损特征提取单元15提取的各个印刷板的污损特征，确定印刷材料A的污损度。请注意，污损度确定单元16可以通过集合由该污损特征提取单元15提取的各个印刷板的污损特征来确定印刷材料A的污损度。

粗刻检测单元17检测相对于特定部分的粗刻(手绘)，所述特定部分包括来自由屏蔽滤波处理单元14分离的第一印刷组件的肖像和面值中的至少一个。结果输出单元(显示单元)18输出该粗刻检测单元17的检测结果和污损度确定单元16的确定结果。

以下将详细描述各个单元。

图像输入单元1包括诸如相机或图像扫描器之类的图像传感装置，从而获取印刷材料A的二维图像M。假定印刷材料A相对于图像输入单元1面向前，并且在深度方向的失真可以忽略。

边缘位置检测单元2利用由图像输入单元1输入的图像M(以下称为输入图像)上的像素之间的亮度差别检测印刷材料A的边缘位置。在本实施例中，例如，利用一维差分滤波器检测上述边缘位置。

图2是边缘位置检测单元2中的一维差分滤波器的扫描方向的解释性视图。该一维差分滤波器从对于特定线的图像的末端，在近似垂直于印刷材料A的边缘的方向上利用算子“-101”进行滤波处理，并将该算子的算术结果等于或大于(或等于或小于)预定阈值TH的位置确定为该线的边缘位置。设定y是该位置，并且I_y是位置y处的亮度值。

图3示出边缘位置检测单元2中的滤波处理的实例。为了简洁起见，假定在垂直方向上向下扫描图像，并且印刷材料A外部的背景部分的亮度值为“0”，印刷材料A的亮度值为“200”，背景部分与印刷材料A的边界处的像素的亮度值为“100”。由于当算子的中央位置位于边界像素的位置处时通过利用算子的算术运算获得最大值(200)，所以该位置由y表示，并且位置y处的亮度值I_y是“100”。

相邻亮度采样单元3对由边缘位置检测单元2获得的边缘位置y及其相邻位置处的亮度值(包括边缘位置y的多个像素的亮度值)进行采样。在本实施例中，选择位置(y-1)和(y+1)作为边缘位置y的相邻位置，并分别设定I_y-1、I_y、和I_y+1是这些位置处的亮度值。上述处理也将使用图3进行描述。如图3所示，I_y-1、I_y、和I_y+1的亮度值分别是“0”、“100”和“200”。

边缘真实位置估算单元4从由相邻亮度采样单元3获得的亮度值I_y-1、I_y、和I_y+1估算真实边缘位置。假定I_y+1>I_y≥I_y-1。此时，边缘真实位置估算单元4利用下式估算真实边缘位置y^＊：

$y^{*}=y-\frac{I_y-I_{y-1}}{I_{y+1}-I_{y-1}}+0.5$

在图3的该实例中，由于I_y＝100、I_y-1＝0、I_y+1＝200，我们得到：

$y^{*}=y-\frac{100-0}{200-0}+0.5=y$

作为另一实例，图4A-4C示出I_y是“0”、“50”和“150”(I_{y -1}和I_y+1分别是“0”和“200”)的情况。在图4A的实例中，由于I_y＝0、I_y-1＝0、I_y+1＝200，我们得到：

$y^{*}=y-\frac{0-0}{200-0}+0.5=y+0.5$

在图4B的实例中，由于I_y＝50、I_y-1＝0、I_y+1＝200，我们得到：

在图4C的实例中，由于I_y＝150、I_y-1＝0、I_y+1＝200，我们得到：

$y^{*}=y-\frac{150-0}{200-0}+0.5=y-0.25$

边缘位置异常值去除单元5在检测到异常值的情况下从由边缘真实位置估算单元4获得的真实边缘位置的序列中去除所述异常值。在这种情况下，如果所关心的扫描线与两个相邻扫描线的真实边缘位置具有“两个或更多像素”的差别，则将从所关心的扫描线获得的真实边缘位置作为异常值去除(无效)。这基于以下的确定结果：当以一个像素间距相邻的扫描线上的真实边缘位置具有两个或更多像素的差别时，该位置呈现即使在考虑转动的情况下也不可能的异常值。

转角计算单元6从通过边缘位置异常值去除单元5选择的真实边缘位置的序列计算转角。在本实施例中，例如，转角计算单元6进行真实边缘位置的线性回归，并从该回归线的斜率计算转角。

图5是转角计算单元6中的转角计算的解释性视图。为了简洁起见，将检查包括3 x 3个像素的区域。图5中的数值是各个像素的亮度值。通过回归分析从为各个扫描线估算的真实边缘位置(图5的实心点)a计算回归线(图5的实线)b。请注意，在传统方法中，在这种情况下，由于获得各个像素间距的边缘位置(图5的空心点c)，因此获得由图5中虚线所示的回归线d。

如上所述，在本发明中，由于真实边缘位置基于像素的亮度值而估算，因此可以获得具有更高精度的回归线。设定e是回归线的斜率，通过下式计算转角θ：

θ＝arctan(e)

目标转动转换单元8按照由转角计算单元6计算的转角，对为印刷材料A的各个印刷板预先注册在数据库7中的多个目标(印刷图案)应用转动校正(转动转换)。请注意，注册在数据库7中的每个目标指示印刷材料A的印刷表面上的特定特征部分(例如，包括急剧密度变化的部分)，并由人判断或者基于预定测量自动地选择。

图6是目标转动转换单元8中的目标转动转换的解释性视图。提取印刷材料A的特征部分，例如位于图6的实例中的三个角上的特征图案21、22和23，并将这些提取的图案21、22和23与所提取位置的信息一起注册为数据库7中的目标。

目标转动转换单元8加载数据库7中注册的这些目标21、22和23，并按照由转角计算单元6获得的转角θ对这些目标应用转动转换，从而在随后的目标匹配处理中获得最佳结果。

目标位置检测单元9与在目标转动转换单元8中进行了转动转换的目标21、22和23相一致地检测输入图像中具有最大匹配相似度的位置。

图7是目标位置检测单元9中的目标位置检测的解释性视图。基于进行了转动转换的目标21、22和23的位置信息段(piece)，通过匹配目标21、22和23与输入图像中印刷材料A的相应局部区域的图像，计算它们之间的相似度，并分别检测所计算的相似度最大的位置p。

请注意，为了加速并稳定化处理，为各个目标21、22和23设置具有如中心的基准位置的预定范围限制。在图7中，将虚线24、25和26的范围设置为印刷材料A的三个角处的检测范围。

相邻匹配相似度计算单元10计算与由目标位置检测单元9检测的匹配相似度最大值位置p接近的匹配相似度(具有与每个匹配相似度最大值位置p相邻的多个相邻位置的多个匹配相似度)。

图8是相邻匹配相似度计算单元10中的相邻匹配相似度计算的解释性视图。在这种情况下，位置p±1被认为是邻居(相邻位置)。相邻匹配相似度计算单元10计算位置p±1处的匹配相似度。在图8中，实心点f指示所计算的相似度。

函数逼近单元11对在匹配相似度最大值位置p处以及在由相邻匹配相似度计算单元10计算的匹配相似度最大值位置p的相邻位置p±1处的匹配相似度的梯度，使用曲线或者弯曲表面应用函数逼近。该处理也将使用图8描述。在这种情况下，利用通过位置p和相邻位置p±1处的全部三个点的抛物线g来逼近该梯度。在这种情况下，通过三个点f抛物线g是唯一确定的。

目标真实位置估算单元12以像素间距的高精度或更小精度计算达到由函数逼近单元11获得的逼近函数的最大值的位置，并将该位置确定为真实位置。该处理也将使用图8描述。

如图8所示，位置p处的匹配相似度在像素间距单元中当然是最大值。但是，达到由函数逼近单元11获得的抛物线g的最大值的位置并不总是匹配位置p。因此，目标真实位置估算单元12将达到最大值的该位置确定为目标真实位置p^＊。

对准单元13基于由目标真实位置估算单元12获得的目标真实位置，将输入图像与预先注册的字典信息对准。

图9是对准单元13中的对准的解释性视图。在这种情况下，使用由目标真实位置估算单元12获得的三个目标真实位置，仿射变换(affine-transform)输入图像A1(该仿射变换基于三点基准唯一确定)。换言之，整个输入图像A1被坐标变换(变形)以使连接三个目标真实位置的三角形与在字典信息A2中规格化的坐标系上的相应三角形重叠。由此，可以获得对准后的输入图像A3，其以高于像素间距的精度将输入图像A1的位置和大小规格化。

屏蔽滤波处理单元14利用与印刷材料A的各个印刷板相一致地预先注册的屏蔽滤波器，将相应板的印刷组件从由对准单元13对准的输入图像A3分离。

图10是屏蔽滤波处理单元14中的屏蔽滤波处理的解释性视图。图10示出一种状态，其中印刷材料A的印刷组件被分成两个组件，即凹版印板的印刷组件A4和平版印板的印刷组件A5。

污损特征提取单元15提取适合于印刷材料A的各个印刷板的污损特征。例如，对于凹版印板的印刷组件A4，由于密度由墨量表示，所以提取密度对比度(density contrast)作为污损特征(墨模糊(inkblurring))。对于平版印板的印刷组件A5，提取密度采样值与预定基准值之间的差值作为污损(脱色、退色、变色)特征。

污损度确定单元16通过集合印刷材料A的各个印刷板的污损特征来确定污损度。作为一种集合方法，诸如简单进行加权加法的方法和日本专利申请No.2007-42292中描述的使用非线性***(神经网络)的方法是适用的。

粗刻检测单元17检测特定部分的粗刻，所述特定部分包括凹版印板上的肖像和面值中的至少一个。作为粗刻检测方法，可以使用整个特定部分的平均亮度值来检测粗刻。但是，根据本实施例，由于实现了高精度对准，所以在检测和确定中可以直接使用精细区域或各个像素的亮度值，并且可以预期更高精度的粗刻检测。

结果输出单元18将污损度确定单元16的确定结果和粗刻检测单元17的检测结果输出到诸如显示装置或存储装置的装置。

以下将参照图11-13所示的流程图描述上述布置中的总体操作。

图像输入单元1输入印刷材料A的二维图像M(步骤S1)。边缘位置检测单元2利用由图像输入单元1输入的图像M上的像素之间的亮度差别检测印刷材料A的边缘位置(步骤S2-S10)。

换言之，边缘位置检测单元2将一维差分滤波器的扫描线位置x初始化为“0”(步骤S2)，然后检查扫描线位置x是否小于扫描线的数目的预定最大值XMAX(步骤S3)。如果扫描线位置x小于扫描线的数目的预定最大值XMAX，边缘位置检测单元2将边缘位置y和真实边缘位置y^＊分别初始化为“-1”(步骤S4和S5)，并且将像素位置yy初始化为“0”(步骤S6)。

然后，边缘位置检测单元2检查像素位置yy是否小于像素数目的预定最大值YMAX(步骤S7)。如果像素位置yy小于像素数目的最大值YMAX，则边缘位置检测单元2通过下式计算算子的算术结果h(步骤S8)：

h＝-1*I_yy-1+0*I_yy+1*I_yy+1

边缘位置检测单元2检查计算出的算术结果h是否小于算子的预定算术结果的阈值TH(步骤S9)。如果算术结果h小于阈值TH，边缘位置检测单元2递增像素位置yy(步骤S10)。之后，处理返回到步骤S7以重复上述的相似操作。

相邻亮度采样单元3对由边缘位置检测单元2获得的每个边缘位置y及其相邻位置y-1和y+1处的亮度值进行采样(步骤S11和S12)。

换言之，相邻亮度采样单元3将由边缘位置检测单元2获得的每个边缘位置y设置为像素位置yy(步骤S11)，然后获得边缘位置y及其相邻位置y-1和y+1处的亮度值I_y-1、I_y、和I_y+1(步骤S12)。

然后，边缘真实位置估算单元4根据上述等式(1)从由相邻亮度采样单元3获得的亮度值I_y-1、I_y、和I_y+1估算真实边缘位置y＊(步骤S13)。

边缘位置异常值去除单元5在检测到异常值的情况下从由边缘真实位置估算单元4获得的真实边缘位置y^＊的序列中去除所述异常值(步骤S14-S16)。

换言之，边缘位置异常值去除单元5检查所关心的扫描线与相邻扫描线的真实边缘位置是否具有两个或更多像素的差别(步骤S14)。如果该差别是两个或更多像素，边缘位置异常值去除单元5将真实边缘位置y^＊设置为“-1”(步骤S15)。之后，边缘位置异常值去除单元5将扫描线位置x递增1(步骤S16)，并且处理返回到步骤S3以重复相同的操作。

如果步骤S7的检查结果是像素位置yy大于像素数目的最大值YMAX，或者步骤S14的检查结果是该差别不是两个或更多像素，则处理跳过步骤S15前进至步骤S16，从而重复如上所述的相同操作。

作为步骤S3的检查结果，如果扫描线位置x大于扫描线数目的最大值XMAX，则转角计算单元6从通过边缘位置异常值去除单元5选择的真实边缘位置y^＊的序列计算转角(步骤S17-S19)。

换言之，转角计算单元6从所有扫描线的真实边缘位置y^＊(图5的实心点a)通过回归分析计算回归线(图5的实线b)(步骤S17)。接着，转角计算单元6计算真实边缘位置y^＊的回归线的斜率e(参见图50)(步骤S18)，然后通过上述等式计算转角θ(参见图5)(步骤S19)。

接着，目标转动转换单元8按照在步骤S19中计算的转角θ，对与印刷材料A的各个印刷板相一致地预先注册在数据库7中的多个目标应用转动转换(步骤S20-S22)。

换言之，目标转动转换单元8将目标的数目t初始化为“0”(步骤S20)，并检查目标的数目t是否小于目标数目的预定最大值TMAX(步骤S21)。如果目标的数目t小于目标数目的最大值TMAX，则目标转动转换单元8获取目标B’，该目标B’通过利用转角θ对目标B应用转动转换而获得(步骤S22)。

目标位置检测单元9与由目标转动转换单元8进行了转动转换的目标B’(图7中的目标21、22和23)相关联地检测输入图像M中匹配相似度最大的位置(步骤S23-S29)。

换言之，目标位置检测单元9将匹配相似度S_p初始化为“-1”(步骤S23)，并在前述检测范围24、25和26(参见图7)的每一个中将匹配位置pp初始化为“0”(步骤S24)。然后，目标位置检测单元9检查匹配位置pp是否小于匹配位置数目的预定最大值PMAX(步骤S25)。如果匹配位置pp小于匹配位置数目的最大值PMAX，则目标位置检测单元9计算印刷材料A的目标B’与匹配位置pp之间的匹配相似度S_pp(步骤S26)。

然后，目标位置检测单元9检查所计算的匹配相似度S_pp是否大于匹配相似度S_p(步骤S27)。如果匹配相似度S_pp大于匹配相似度S_p，则目标位置检测单元9将匹配相似度S_pp设置为匹配相似度S_p，并将匹配位置pp设置为相似度最大位置p(步骤S28)。之后，目标位置检测单元9将匹配位置pp递增1(步骤S29)，并且处理返回到步骤S25以重复如上所述的相同操作。

作为步骤S27的检查结果，如果匹配相似度S_pp小于匹配相似度S_p，则处理跳过步骤S28前进到步骤S29，从而重复如上所述的相同操作。

作为步骤S25的检查结果，如果匹配位置pp大于匹配位置数目的最大值PMAX，则相邻匹配相似度计算单元10计算在由目标位置检测单元9检测的匹配相似度最大值位置p及其相邻位置p-1和p+1处的匹配相似度S_p-1、S_p、和S_p+1(步骤S30)。

函数逼近单元11利用通过三个点(p-1，S_p-1)、(p，S_p)、和(p+1，S_p+1)的抛物线g逼近在匹配相似度最大值位置p及其相邻位置p-1和p+1处的匹配相似度的梯度，如图8所示(步骤S31)。

目标真实位置估算单元12将达到由函数逼近单元11获得的逼近函数的最大值S_p＊的位置设置为目标真实位置p^＊(步骤S32)，然后将目标的数目t递增1(步骤S33)。然后处理返回到步骤S21以重复如上所述的相同操作。

作为步骤S21的检查结果，如果目标的数目t大于目标数目的最大值TMAX，则对准单元13使用由目标真实位置估算单元12获得的t个目标真实位置对印刷材料A的输入图像M(对应于图9的输入图像A1)进行仿射变换以获取转换后的输入图像M’(对应于图9的输入图像A3)(步骤S34)。

屏蔽滤波处理单元14从由对准单元13仿射变换的输入图像M’(对应于图10的输入图像A3)分离凹版印板图像M’1(对应于图10中凹版印板的印刷组件A4)和平版印板图像M’2(对应于图10中平版印板的印刷组件A5)(步骤S35)。

污损特征提取单元15提取适合于印刷材料A的各个印刷板的污损特征(步骤S36)。例如，对于凹版印板图像M’1，污损特征提取单元15提取密度对比度作为污损特征。对于平版印板图像M’2，污损特征提取单元15提取密度采样值与基准值之间的差值作为污损特征。

污损度确定单元16通过集合印刷材料A的各个印刷板的污损特征来确定污损度(步骤S37)。粗刻检测单元17从凹版印板图像M’1检测粗刻(步骤S38)。然后，结果输出单元18输出污损度确定单元16的确定结果和粗刻检测单元17的检测结果(步骤S39)。

如上所述，根据本实施例，在确定印刷材料的污损度时，由于印刷材料的印刷图案被分成各个印刷板的印刷组件，所以可以进行适于各个印刷板的处理，从而允许更高精度的污损度确定。

请注意，本发明并不限于上述实施例，而可以在实施时修改为各种方式。例如，在目标匹配的情况下，可以使用距离标准取代两段信息的相似性。在这种情况下，最大和极大相似度被最小和极小距离等取代。

图像输入单元中使用的传感装置的波长范围不限于可见光。例如，传感装置可以使用红外光(IR)或者可见光与红外光的组合，并且各种实施例是可用的。以下将详细描述使用可见光与红外光的组合的污损度确定。

以下将参照附图描述本发明的第二实施例。图14示意性地示出根据本发明第二实施例的印刷材料的污损度确定设备的布置。如上所述，该印刷材料的污损度确定设备使用不同波长范围的传感装置(相机或图像传感器)。例如，该印刷材料的污损度确定设备包括图像输入单元1a和1b。图像输入单元1a是可见光图像输入单元，图像输入单元1b是红外光图像输入单元。此外，该印刷材料的污损度确定设备包括图像对准单元13b，其对准由图像输入单元1a输入的图像和由图像输入单元1b输入的图像的位置。其它组件与图1所示的印刷材料的污损度确定设备的组件基本相同，并且将不再重复其详细说明。

该印刷材料的污损度确定设备利用图像输入单元1a和1b可以从相同的印刷材料获取两种不同类型的输入图像，可以从这两种不同类似的输入图像确定污损度并检测粗刻。污损度确定和粗刻检测的细节与以上已经描述的细节相似。当图像输入单元1b是红外光图像输入单元时，跳过针对来自图像输入单元1b的输入图像的屏蔽滤波处理。图像对准单元13b对准两种不同类型的输入图像的位置。换言之，图像对准单元13b将对准单元13使用由目标真实位置估算单元12估算的目标真实位置的结果规格化的两种不同类型的输入图像的位置对准。即，图像对准单元13b将一个输入图像上的各个目标真实位置与另一输入图像上的各个目标真实位置关联以对准这两个输入图像的位置。如以上已经描述的，每个目标真实位置的位置精度非常高。为此，可以高精度地对准两个输入图像。

因此，该印刷材料的污损度确定设备通过综合性地检查从这两个输入图像获得的两个污损度确定结果可以确定最终污损度，并且通过综合性地检查从这两个输入图像获得的两个粗刻检测结果可以检测最终粗刻检测结果。换言之，该印刷材料的污损度确定设备可以输出高精度污损度确定结果，并可以输出高精度粗刻检测结果。

以下将更详细地描述该印刷材料的污损度确定设备。例如，图像输入单元1a(可见光图像输入单元)输入R(红)、G(绿)和B(蓝)分量的输入图像。污损度确定设备对这些R、G和B分量的输入图像应用转角检测、对准、板分离处理等。例如，屏蔽滤波处理单元14对R、G和B分量的输入图像应用屏蔽滤波处理。换言之，屏蔽滤波处理单元14获得与从R分量的输入图像分离的凹版印板相对应的第一印刷组件、与从R分量的输入图像分离的平版印板相对应的第二印刷组件、与从G分量的输入图像分离的凹版印板相对应的第三印刷组件、与从G分量的输入图像分离的平版印板相对应的第四印刷组件、与从B分量的输入图像分离的凹版印板相对应的第五印刷组件、以及与从B分量的输入图像分离的平版印板相对应的第六印刷组件。

例如，污损特征提取单元15基于对比度从第一、第三和第五印刷组件提取第一、第三和第五污损特征，并基于色调从第二、第四和第六印刷组件提取第二、第四和第六污损特征。污损度确定单元16基于第一和第二污损特征确定R分量的输入图像的污损度。例如，污损度确定单元16以五级评估基于第一污损特征的污损度，以五级评估基于第二污损特征的污损度，并将基于第一和第二污损特征的污损度的平均值设置为R分量的输入图像的污损度。类似地，污损度确定单元16基于第三和第四污损特征确定G分量的输入图像的污损度，并基于第五和第六污损特征确定B分量的输入图像的污损度。

粗刻检测单元17检测来自第一、第三和第五印刷组件的粗刻，基于从第一印刷组件检测的粗刻确定R分量的输入图像的粗刻度，基于从第三印刷组件检测的粗刻确定G分量的输入图像的粗刻度，并基于从第五印刷组件检测的粗刻确定B分量的输入图像的粗刻度。

此外，污损特征提取单元15和污损度确定单元16还从由图像输入单元1b(红外光图像输入单元)输入的输入图像提取污损特征，并确定污损度。粗刻检测单元17还检测来自由图像输入单元1b输入的输入图像的粗刻，并确定粗刻度。

如上所述，基于由图像输入单元1a输入的输入图像(R、G和B分量的输入图像)的污损度确定结果和粗刻度确定结果、以及由图像输入单元1b输入的输入图像的污损度确定结果和粗刻度确定结果，可以综合地评估印刷材料的污损度和粗刻度。

如上所述，由于可以为每个输入图像确定污损度，并且可以为每个输入图像确定粗刻，因此可以高精度地评估印刷材料。由此，例如，在要严格评估印刷材料的情况下，通过将在污损度确定单元16中可以设置的污损度确定的参考值设置为低参考值，污损度确定设备可以在检测到轻微污损的印刷材料的情况下获得存在污损的确定结果。类似地，通过将在粗刻检测单元17中可以设置的粗刻确定的参考值设置为低参考值，污损度确定设备可以在检测到轻微粗刻的印刷材料的情况下获得存在粗刻的确定结果。相反地，在要不严格评估印刷材料的情况下，通过将在污损度确定单元16中可以设置的污损度确定的参考值设置为高参考值，污损度确定设备可以在检测到轻微污损的印刷材料的情况下获得不存在污损的确定结果。类似地，通过将在粗刻检测单元17中可以设置的粗刻确定的参考值设置为高参考值，污损度确定设备可以在检测到轻微粗刻的印刷材料的情况下获得不存在粗刻的确定结果。

本领域技术人员容易想到附加的优点和修改。因此，本发明在其较宽方面不限于此处示出和描述的特定细节和代表性实施例。因而，可以进行各种修改，而不脱离由所附权利要求及其等同物所限定的概括发明原理的精神和范围。

Claims (10)

1.一种污损度确定设备，其特征在于包括：

对准装置，用于对准来自利用多个印刷板印刷的一种印刷材料的输入图像与预先注册的注册图像的位置；

板分离处理装置，用于将所述输入图像分成与所述多个印刷板对应的多个印刷组件，并从相应的印刷组件提取污损特征；和

污损度确定装置，用于基于从相应的印刷组件提取的所述污损特征确定所述印刷材料的污损度。

2.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括：

图像输入装置，用于输入所述印刷材料的图像；和

转角检测装置，用于基于由所述图像输入装置输入的输入图像检测所述印刷材料相对于基准位置的转角，并且

特征在于：所述对准装置按照由所述转角检测装置检测的所述转角将所述输入图像和注册图像的位置对准。

3.根据权利要求2所述的设备，该设备还包括：

目标转动转换装置，用于按照所述转角对与所述多个印刷板相一致地注册的多个印刷图案应用转动转换；

目标位置检测装置，用于从所述输入图像与所述多个印刷板相一致地检测多个匹配相似度最大值位置，在所述匹配相似度最大值位置处相对于相应的被转动的印刷图案的匹配相似度最大；

匹配相似度计算装置，用于与所述多个印刷板相一致地计算相应的所述被转动的印刷图案与相应的所述匹配相似度最大值位置之间的多个匹配相似度、以及相应的所述被转动的印刷图案与多个相邻位置之间的多个匹配相似度，所述相邻位置与相应的所述匹配相似度最大值位置相邻；

函数逼近装置，用于与所述多个印刷板相一致地利用函数逼近所述多个匹配相似度的梯度，该梯度指示相对于相同被转动的印刷图案的匹配相似度结果；和

目标真实位置估算装置，用于与所述多个印刷板相一致地估算与通过利用所述函数的逼近计算的最大值相对应的各个所述被转动印刷图案的真实位置，并且

特征在于：所述对准装置与所述多个印刷板相一致地基于由所述目标真实位置估算装置估算的各个所述被转动的印刷图案的真实位置对准所述输入图像和注册图像的位置。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述板分离处理装置包括：

屏蔽滤波处理装置，用于使用与所述多个印刷板中包含的第一印刷板相对应的第一屏蔽滤波器和与所述多个印刷板中包含的第二印刷板相对应的第二屏蔽滤波器，将由所述对准装置对准的所述输入图像分成与所述第一印刷板相对应的第一印刷组件和与所述第二印刷板相对应的第二印刷组件；和

污损特征提取装置，用于基于对比度信息从所述第一印刷组件提取第一污损特征，并基于色调信息从所述第二印刷组件提取第二污损特征，并且

所述污损度确定装置基于所述第一和第二污损特征确定所述印刷材料的污损度。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于所述屏蔽滤波处理装置使用与凹版印板相对应的所述第一屏蔽滤波器和与平版印板相对应的所述第二屏蔽滤波器，将由所述对准装置对准的所述输入图像分成所述第一印刷组件和所述第二印刷组件。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述转角检测装置包括：

边缘位置检测装置，用于基于构成所述输入图像的像素之间的亮度差别从所述输入图像检测所述印刷材料的多个边缘位置；

亮度采样装置，用于对包含由所述边缘位置检测装置检测的所述多个边缘位置的多个像素的亮度值进行采样；

边缘真实位置估算装置，用于基于由所述边缘位置检测装置检测的所述多个边缘位置、以及由所述亮度采样装置通过采样获得的所述多个亮度值的梯度，估算多个边缘真实位置；和

转角计算装置，用于基于由所述边缘真实位置估算装置估算的所述多个边缘真实位置的序列，计算所述印刷材料的所述转角。

7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述图像输入装置包括具有不同波长范围的多个图像输入单元，

所述对准装置将来自各个所述图像输入单元的所述输入图像与预先注册的注册图像的位置对准，

所述板分离处理装置将来自各个所述图像输入单元的所述输入图像分成与所述多个印刷板相对应的多个印刷组件，并从相应的所述印刷组件提取污损特征，以及

所述污损度确定装置基于从相应的所述印刷组件提取的污损特征确定所述印刷材料的污损度，所述相应的所述印刷组件是从来自相应的所述图像输入单元的输入图像分离的。

8.一种污损度确定方法，其特征在于包括以下步骤：

对准来自利用多个印刷板印刷的一种印刷材料的输入图像与预先注册的注册图像的位置；

将所述输入图像分成与所述多个印刷板对应的多个印刷组件，并从相应的印刷组件提取污损特征；以及

基于从相应的印刷组件提取的所述污损特征确定所述印刷材料的污损度。

9.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤：

输入所述印刷材料的图像；和

基于所输入的图像检测所述印刷材料相对于基准位置的转角，并且

按照所检测的转角将所述输入图像和注册图像的位置对准。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：

按照所述转角对与所述多个印刷板相一致地注册的多个印刷图案应用转动转换；

从所述输入图像与所述多个印刷板相一致地检测多个匹配相似度最大值位置，在所述匹配相似度最大值位置处相对于相应的被转动的印刷图案的匹配相似度最大；

与所述多个印刷板相一致地计算相应的所述被转动的印刷图案与相应的所述匹配相似度最大值位置之间的多个匹配相似度、以及相应的所述被转动的印刷图案与多个相邻位置之间的多个匹配相似度，所述相邻位置与相应的所述匹配相似度最大值位置相邻；

与所述多个印刷板相一致地利用函数逼近所述多个匹配相似度的梯度，该梯度指示相对于相同被转动的印刷图案的匹配相似度结果；

与所述多个印刷板相一致地估算与通过利用所述函数的逼近计算的最大值相对应的各个所述被转动印刷图案的真实位置；以及

与所述多个印刷板相一致地基于由所估算的各个所述被转动的印刷图案的真实位置对准所述输入图像和注册图像的位置。

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