CN104614384A - 一种印品文字的质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印品文字的印制质量检测方法，属于印刷技术领域。以矢量文字及在文字上方加载的双圆点图标作为数字原稿，印制输出得到检测图样；采用数字成像***，进行分辨力标定和光反射率校准；利用数字成像***将印品文字检测图样转换成高分辨率的RGB数字影像；由校准关系，得到光反射率灰度影像；进行方位校正；将校正后文字灰度影像的分辨率变换为其数字原稿的分辨率，并按数字原稿的提取方式，提取出该样品影像中的文字区域；通过与其数字原稿文字区域影像的同位置像素比较和处理分析，得到文字质量指标值。本发明建立的印品文字质量指标能够表征文字笔划的暗度、变形及漏印等特征，可用于传统及数字印刷中版面和印品文字的质量表征与控制。

Description

一种印品文字的质量检测方法

技术领域

本发明涉及一种印品文字的质量检测方法，属于印刷技术领域。

背景技术

印刷品在人们的日常生活中不可缺少，如书籍、包装品等。对任何印品而言，文字都是重要的内容，特别是对于书籍、报刊，以及商品说明等印品，文字的印刷质量尤为重要。但目前的印品质量检测中，仅靠视觉感知对不同字号文字的印刷质量进行评判，尚没有量化的指标。

在可借鉴的相关技术中，国际标准ISO/IEC 13660和ISO/IEC TS 24790，针对打印和复印等办公设备硬拷贝输出在白色基材上的非彩色单色成像质量，对线条、大面积实地色，以及背景噪声等印品的成像质量进行了指标定义，可用于该领域硬拷贝成像质量的客观测量和评价。其中，对于字符文字，除了与之相关的线条质量属性外，还定义了反映其笔划内含有漏印缺陷的指标“填充”，即漏印的面积占整体笔划的面积比。但这种定义，对于笔划的暗度、笔划印迹常常发生的“膨胀”或边缘“残缺”等，并没给出测评指标。此外，汉字字体形态丰富、笔划繁简多样，相同的印刷条件，印品质量也会有很大差异。比如，相同字号的文字，笔划相对最宽的黑体容易出现笔划变宽的现象，而相对较窄的宋体，则容易出现笔划残缺的现象。不同宽度笔划文字的暗度也明显不同。这些现象在诸如卡制品、医药产品说明书等使用小字号文字的印品中更易出现。

因此，能够针对汉字的形态特征，直接给出文字暗度和笔划缺陷特征等较全面信息的量化评价，对印品文字的质量表征是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是建立一种印品文字的印刷质量检测方法，包括印版和最终印刷品。通过获取印品上文字的数字影像及利用图像分析技术，将该文字与其数字原稿进行比对来获得文字的印刷质量。

一种印品文字的质量检测方法，包括以下步骤：

(1)以矢量文字及在文字上方加载的双圆点图标作为数字原稿，将数字原稿转换为*.GIF或*.bmp影像，印制输出得到检测图样；

(2)采用高分辨力的数字成像***，对该成像***进行分辨力标定和光反射率校准；

(3)通过数字成像***，将印品文字检测图样转换成高分辨率的RGB数字影像；

(4)对步骤(3)获得的RGB数字影像，由步骤(2)的校准关系，得到光反射率灰度影像；

(5)对步骤(4)得到的灰度影像，进行方位校正；

(6)将步骤(5)得到的校正后文字灰度影像的分辨率变换为其数字原稿的分辨率，并按数字原稿的提取方式，提取出该样品影像中的文字区域；

(7)对步骤(6)得到的文字样品影像，通过与其数字原稿影像文字区域的同位置像素比较和分析，得到文字质量指标值。

步骤(1)中，在排版软件中制作矢量文字图样，并在文字上方加载双圆点图标，数字原稿为*.ai格式，文字图标设计包括暗色和亮色文字；之后，将文字矢量图样转换为适宜的高分辨率*.GIF或*.bmp影像，印制输出得到检测图样；最后，在高分辨率文字影像中根据双圆点图标定位取出仅包含文字的区域，为检测用文字区域影像。

所用印品文字的数字原稿为欲关注字号和字体的有代表性的文字。所关注的字号为特定印制方式中需应用或对印制质量有代表性的字号，如4磅；有代表性的字体需选择能够代表汉字的常用字体特征，如宋体或黑体；有代表性的文字需含有横、竖、斜等不同方向的笔划。

文字上方的双圆点图标为水平方向分开的两个同大小圆点，两圆点圆心在同一水平线上，分开距离稍大于所要测试的文字区域宽度。

步骤(2)中，数字影像成像***的分辨力须满足分析精度的要求，即须能保证欲分析的最细笔划宽可用数个成像像素表示。

对于由光学放大和CCD成像器件组成的CCD数字成像***，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，选用一定的放大倍率，在选用的显微成像条件下，对该成像***进行分辨力标定和光反射率校准。

对CCD成像***分辨力标定的方法，包括如下步骤：

1)由CCD成像器件拍摄双圆点标尺图标，形成标尺图标的数字影像；双圆点标尺图标包括两个直径相同的圆点，圆点的直径和两圆点圆心距可根据需要进行设计和调整。

2)由双圆点标尺图标数字影像中两圆点圆心距对应的像素数计算该成像条件下数字影像的分辨力。

其中，实际选用的分辨力应根据欲检测的字体大小确定。如针对4磅大小的文字检测，***所成数字影像的每个像素对应成像物面上的线度不大于2μm。

对CCD数字成像***的光反射率校准的方法，包括下述步骤：

1)印制一个由浅到深变化的数个色块组成的色板；所述的色板包含有不少于15个不同网点面积率的色块，每个色块的形状为正方形，边长不小于10mm。例如网点面积率值从0％～100％间均匀取值，选取15个以上不同网点面积率的色块作为数字原稿，在与文字稿相同的印制条件下印制输出得到色板。

2)测量并计算出色板各色块的光反射率ρ；

对印版情况，由分光光度计测量色板各色块的光谱反射率，再根据印版成像的颜色特征，在其补色光波段内选取一个合适的波长范围，如对于蓝绿色，不同墨量色块的光反射率差异主要发生在其补色光-红光波段，则可选择的波长范围在600nm～700nm之间。之后，分别求取所选波长范围内各色块光谱反射率的和与标准白版光谱反射率和的比值，为各色块的光反射率ρ。

对印品情况，则由分光光度计测量色板各色块的(光学)密度D，进一步由(光学)密度的定义式(1)式计算光反射率ρ。如下：

D＝-log₁₀ρ   (1)

ρ＝10^-D   (2)

3)由CCD成像***对色板各色块成像，对数字图像的中部求取RGB响应的平均值，选取RGB值中随不同色块变化最大的颜色值，并归一化，记为d；

4)根据色板所有色块的ρ和d值，建立两者间的数学关系，即在该成像状态下CCD影像响应值与印品光反射率间的校准关系。

步骤(3)中，将印品文字检测图样拍摄成高分辨率的RGB数字影像；所用成像条件同于步骤(2)。所拍摄印品文字的RGB数字影像，需存为*.GIF或*.bmp格式。拍摄时，文字上方的双圆点要基本处于同一水平线上，两圆心连线与水平线偏离角度不大于2度。

步骤(5)中，所述的方位校正为采用自适应的方法自动取出上方的双圆点区域，并求解出双圆点的圆心坐标，根据该两圆心坐标旋转样品影像至两圆点圆心在同一水平线上。

步骤(6)中，所述影像的分辨率变换是将样品影像的分辨率匹配到步骤(1)中建立的文字数字原稿影像，即达到与文字数字原稿相同的像素-物理尺度对应关系。采用的方法是确定一个缩放因子k，用该缩放因子放大或缩小步骤(5)得到的方位校正后的样品影像。缩放因子k为文字数字原稿影像中两圆点的圆心距与方位校正后样品影像两圆点圆心距的比值。

以左上角圆心为圆点，以文字数字原稿提取时相同的位置和尺寸提取出样品影像中的文字区域，形成与数字原稿文字区域影像对准了的可同位置像素比较的样品影像。

步骤(7)中，印品文字的质量指标包括文字光反射率、文字笔划的断线数、断线和残缺总面积比、膨胀面积比、笔划内空洞数和空洞面积比。

各指标的定义如下：

1)文字光反射率或密度

为文字笔划内的平均光反射率或(光学)密度，代表文字的暗度。

2)文字笔划的断线数

为印品笔划与文字数字原稿的标准笔划相比，出现的笔划断开位置个数，反映一种残缺缺陷。

3)断线和残缺总面积比

为与文字数字原稿的标准笔划相比，断线和笔划边缘处所缺失的笔划面积占标准笔划面积的百分比，反映文字印刷着墨量的不足。

4)膨胀面积比

为笔划延展出去的面积占标准笔划面积的百分比，反映印刷墨量在基材上铺展的影响。

5)笔划内空洞数

为笔划内因漏印形成的独立空洞个数。

6)笔划内空洞面积比

为笔划内空洞面积占标准笔划面积的百分比，反映印刷着墨在基材上的漏印程度。

对于基材着墨，由非着墨(称为“漏白”)形成的文字，上述定义同样适用，仅着墨含义相反。

各质量指标的求解方法如下：

(1)设定一个灰度阈值，提取出文字的笔划区域；针对每个封闭的笔划区域，去掉与对应文字数字原稿影像文字区域没有共同部分的噪声区域，保留下属于文字笔划的印迹区域。

(2)针对样品影像中属于文字笔划的区域，求取光反射率(灰度值)平均值，即为文字的光反射率；对于最终印品文字情况，进一步按照光反射率ρ与(光学)密度D的关系，即(1)式的逆运算关系D＝-log₁₀ρ得到文字的(光学)密度D。

(3)将只保留文字区域的样品灰度影像转换为二值影像，文字区域部分取值为1，其余部分取值为0(与文字数字原稿影像相同)。

(4)求取样品影像中属于文字部分的封闭区域个数，该个数减去所用文字应有的封闭区域个数，即为文字断线的处数。

(5)求取文字数字原稿与样品文字二值影像的差，差值为1的部分即为样品文字笔划残缺的部分，所有1值的和除以文字原稿笔划所有1值的和，即得到断线和残缺的总面积比。

(6)求取样品文字二值影像与文字数字原稿的差，差值为1的部分即为样品文字笔划胀出的部分，所有1值的和除以文字原稿笔划所有1值的和，即为膨胀的总面积比；而差值为-1的部分为文字印迹笔划内的空洞部分，其封闭区域数为空洞个数，所有-1值和的绝对值除以文字数字原稿笔划所有1值的和，即得到笔划内空洞面积比。

本发明设计所关注字号和字体的文字及双圆点标识图像，分别构成印制用文件和检测用影像文件。对输出的印品文字图样进行显微放大和CCD成像，对成像***进行由影像值到印品墨迹光反射率的校准，并以此转换印品文字影像为光反射率灰度影像。利用影像中的双圆点圆心定位功能，将印品文字灰度影像方位校正为与文字原稿一致；进一步，变换其分辨率为与文字原稿相同，并提取出相同的文字区域。通过印品影像和原稿影像相同文字区域的对应像素比较，实现印品文字的质量指标求解。所建立的印品文字质量指标能够表征文字笔划的暗度、变形及漏印等特征，可用于传统及数字印刷中版面和印品文字的质量表征与控制。

本发明分别用文字印迹的数字成像响应值和文字笔划的变形特征反映文字印迹的光反射和形态质量。质量指标包括文字的暗度特征，以及文字笔划的多种缺陷特征，能够较为全面地表征印品文字的视觉质量。

附图说明

图1为本发明检测方法的流程图。

图2(a)至图2(f)为本发明实施例所用文字图样原稿影像；其中，图2(a)和图2(b)为暗字图样原稿；图2(c)和图2(d)为明字图样原稿；图2(e)和图2(f)为检测用文字区域影像。

图3为本发明实施例所用不同圆心距的双圆点图标。

图4(a)和图4(b)为本发明实施例所用成像***校准用色板影像；其中，图4(a)为对印版成像校准用色板；图4(b)为对纸张印品的黑色印迹成像用校准色板。

图5(a)和图5(b)分别为本发明实施例打印输出的印版暗色文字图样影像，图5(c)和图5(d)分别为本发明实施例打印输出的印版明色文字图样影像。

图6(a)和图6(b)分别为本发明实施例纸张印品黑色文字暗色文字图样影像，图6(c)和图6(d)分别为本发明实施例纸张印品黑色文字明色文字图样影像。

图7为本发明实施例所用双圆点图标区域自动提取方法示意图。

图8(a)和图8(b)为本发明实施例双圆点圆心确定结果示意影像。

图9(a)和图9(b)为本发明实施例被检测图样提取出的文字区域示意影像；其中，图9(a)为文字区域光反射率灰度影像；图9(b)为文字区域的二值影像。

图10为本发明实施例被检印品文字与原稿文字对准后的质量特征示意影像。

图11(a)至图11(c)为本发明实施例对印版和两种纸张印品文字质量检测结果图；其中，图11(a)为文字笔划平均光反射率结果；图11(b)为文字笔划残缺面积比结果；图11(c)为文字笔划膨胀面积比结果。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1所示，为本发明检测方法的流程，包括文字图样原稿制作及印制、图样的显微放大及CCD成像，对CCD成像进行尺度标定及校准，影像反射率转换、影像方位校正、文字笔划提取和质量指标求解。

以下实施例为一种喷墨打印制备的印版，以及印刷到两种纸张上的黑色文字印品。且该实施例关注4磅大小的文字，即针对4磅文字的印迹进行检测。下面详细说明检测过程。

所用检测***包含硬件和软件两部分。硬件包括显微放大光学***、CCD彩色成像器件和计算机；软件为所开发的图像采集及各质量指标的计算工具。

其中，所用显微镜为重庆奥特SZ66-TR，具有放大倍率和焦距连续调节功能，物镜的放大倍率从0.68倍到4.5倍连续可调，目镜的放大倍率为10，总放大倍率为6.8倍到45倍。显微镜成像端接CCD成像器件，品牌型号为COOLSNAP3.3M，具有2048×1536个CCD单元，即形成的数字影像具有2048×1536个像素。CCD成像器件与计算机相连，由计算机控制成像。显微镜物方端固定有D65环形白光光源，照射下方可x、y方向移动的置物平台。被检测的样品图样放置在置物台上，显微成像后由CCD采集形成RGB数字影像，计算机软件对影像进行处理实现检测。

检测过程如下：

1、在Illustrate软件中分别制作了包含4磅宋体和4磅黑体文字“子v”及双圆点图标的二值矢量文字图样。其中，文字上方两个水平放置圆点的大小相同，直径为0.5mm，间隔为2.4mm，如图2(a)、图2(b)所示。该原稿存为*.ai格式，保持图像的矢量特性。

将文字矢量图样转换为适宜的高分辨率*.GIF或*.bmp影像，打印得到暗色和亮色文字图样。图2(a)和图2(b)分别为4磅宋体和黑体的暗色文字，暗色的文字部分将由印刷油墨或打印墨水构成；将该两个影像反相，结果如图2(c)和图2(d)所示，分别为4磅宋体和黑体的亮色文字，暗色的背景部分将由油墨或打印墨水构成，而文字部分将由基材表面色构成，如纸张表面。

该文字图标设计有暗色和亮色文字，是考虑除了书刊类印品主要用暗色文字外，包装印品中常由在暗色背景上露出纸张基材色呈现文字，以显高贵。这两种文字都为检测内容，能反映印品两种不同应用的适应性。

选择宋体和黑体是因为，黑体是汉字中笔划最宽的，且横、竖笔划同宽度，而宋体的横、竖笔划均较窄，且横、竖笔划宽度差异最大，宋体和黑体也是汉字中两种常用的字体，因而最具代表性。

选择“子”和“v”两个字符，是考虑到字中横、竖、斜笔划都有，且笔划简单，能够体现笔划的缺失和膨胀特征。

该实施例中，首先以喷墨打印的方式制作印版，打印分辨率为1200dpi。之后，再使用该印版在纸张上印刷。为此，上述文字图标文件需转换为1200dpi的PDF文件供打印制版。同时，为文字质量检测用，还将该文字图标文件转换为15000dpi的二值数字影像，存为*.GIF格式。此时，圆点的直径为295个像素，两个圆心距为1417个像素。

之后，以图2(a)、图2(b)左上角圆点圆心为原点，向右下方一确定位置截取包含文字的1151像素×715像素约1.95mm×1.21mm大小的区域，形成只含有文字的影像部分，并反相转换为图2(e)、图2(f)所示笔划和背景区域分别由1和0值表示的二值影像备用，称为检测用文字区域影像。

检测用文字区域影像的分辨率并不绝对固定。该实施例中设计为15000dpi，是为与该检测成像***在适宜放大倍率下CCD形成的样品数字影像的分辨率相近。

2、数字成像***选择了一个适宜的放大倍率，使得视场刚好容纳包括两圆点图标的文字印品图样。

不同圆心距的双圆点标尺图标如图3所示。标定过程为：求取双圆点标尺影像中两个圆点的圆心像素坐标，根据两圆心坐标进行两圆心连线的方位校正，即成为水平线，并确定此时的像素圆心距；由设计的圆心距与该像素圆心距比值表征影像的分辨力。该实施例中，C号标尺的双圆点成像几乎充满整个视场，便于利用较大的像素圆心距值来提高分辨力计算精度。因此，选用C号标尺对成像物面尺度分辨力的标定结果为1.531μm/px(微米/像素)。

欲检测的4磅宋体和黑体文字笔划中，最细的宋体横笔划宽约为34μm，因此，影像1.531μm的像素分辨力能够保证4磅文字笔划宽度实用的表征精度。所形成的印版文字图样影像如图5(a)至图5(d)所示。

对CCD数字成像***的校准过程如下：

(1)打印或印刷一个0％～100％间均匀取值，共15个不同网点面积率形成的正方形色块影像原稿，每个色块的边长为12mm。印版的情况如图4(a)所示，纸张上印刷黑色文字的情况如图4(b)所示。其中，最浅颜色为所用基材或纸张色，最暗颜色为实地墨色。

(2)该印版打印成像使用了蓝绿色的墨水，校准色板上不同墨量色块的光反射率主要差异发生在红光波段。经选择，在640nm～700nm内，色块间反射率的差异相对较大，这样，可由最大的差异体现和表征不同色块墨量的不同。

由分光光度计测量色板各色块的光反射率或(光学)密度，记为ρ或D。其中，印版情况的光反射率ρ为640nm～700nm波长范围内色块的光谱反射率的和与标准白版光谱反射率和的比值，而纸张上黑色印品的情况测量值为视觉(光学)密度D，再由(2)式转换为ρ。印版情况选择640nm～700nm的波长范围，是因为该波长范围内印版各色块间反射率和的差异最大。

(3)由CCD成像***对色板各色块成像，并对数字图像的中部求取RGB响应的平均值，选取R值，归一化为d；所用彩色成像为8位编码，则d＝R/255。

(4)根据所有色块的ρ和d值，由一维拟合方法建立ρ与d间的数学关系；该实施例中印版和黑色印品的情况均采用了3阶多项式关系，分别为：

ρ＝0.098d³+0.064d²+0.959d+0.000   (3)

ρ＝0.459d³-0.115d²+1.094d-0.005   (4)

(3)、(4)式关系即为该成像状态下CCD成像响应值分别与印版和印品黑色墨迹光反射率间的校准关系。

3、拍摄印制的文字图样，存为*.GIF格式。拍摄时，保证了文字上方的双圆点基本处于同一水平线上，两圆心连线与水平线偏离角度小于2度。图5(a)至图5(d)所示为通过1200dpi喷墨打印印版上的文字影像，图6(a)至图6(d)则为用该印版印刷到一种纸张上黑色文字印迹的影像。

4、对印版和纸张印品，将影像中的R值提取出来，分别按(2)式和(3)式关系，将R值转换为光反射率，形成反射率灰度影像。

5、对于明字光反射率灰度影像，用等尺寸的1值影像减去该影像，而暗字影像则保持不变，这样，两种情况的文字均转换为文字笔划和圆点部分灰度值较小，而背景部分灰度值较大的情况。

此后，对文字影像的所有列求平均，并进行一定的平滑，得到平均灰度值随行坐标的变化曲线如图7所示。图7中曲线的行坐标对应文字影像逆时针旋转90度的位置，相当于原影像的行坐标，纵坐标为列平均的光反射率。

图7曲线从左到右的变化过程中，首先是圆点上部的高反射率区域，之后是双圆点平均形成的低反射率区域，再到双圆点与文字间的高反射率区域。因此，从左到右的变化过程中，第一个光反射率峰位则对应着双圆点与下方文字间的空白区。故而，求解出该峰位点对应的曲线水平坐标位置A，即为提取出双圆点区域的行坐标位置，1行到A行间的影像即为双圆点区域。

对双圆点区域进行边缘提取和圆心求解。采用的方法是：分别针对每个单圆点区域进行边缘提取和二值化处理，再对圆点区域求圆心，结果如图8(a)和图8(b)所示。

其中边缘提取的阈值为背景灰度值加上0.1。两个圆心的行列坐标分别为(219，191)和(211，1786)。若将两圆心调整到同一水平线上，则可求出需顺时针旋转0.2874°。

之后，按该旋转角度旋转整个文字影像，得到双圆点在同一水平线的文字影像，并可求出此时该双圆点圆心坐标和圆心距。

6、由于测试时采集的样品文字影像与文字数字原稿的分辨率不一致，如可对应位置像素比较，则需分辨率一致。设计的文字数字原稿影像中双圆点的圆心距是已知的，为1431个像素距离，求解出样品文字影像的情况为1595，则需将样品文字影像按1417/1595的倍数缩放样品文字影像。这样，则得到与文字数字原稿影像同分辨率、方位一致的可对应像素比较的样品文字影像。

对此时的样品文字影像，以左上角圆点圆心为起点，采取文字原稿影像从含有双圆点图标的数字影像中向右下方相同的行和列，以及相同的行、列范围取出文字部分，如图9(a)所示。

7、针对步骤6得到的影像9(a)，由四周平均像素的平均背景反射率灰度值减去一个阈值，将图样文字影像二值化为笔划区域为1、背景区域为0，结果如图9(b)所示。该实施例中，印版情况阈值为0.1，印品黑色文字情况阈值为0.15。

之后，将图9(b)影像与步骤1制备的图2(e)文字数字原稿影像，进行区域比较和同像素的差、和计算等，得到前述各项文字质量指标。以其中一个印版文字图样为例，所形成的文字笔划光反射率、残缺和膨胀面积比对比如图10所示。其中，浅灰色区域是文字原稿笔划部分，黑色和白色像素分别是相比于文字原稿笔划胀出和残缺的部分。此外，该打印文字内部没有空洞。

应用上述测试过程，对该印版及在两种纸张上的黑色印刷文字，测试得到各文字质量指标值如图11(a)～图11(c)所示。

从图11(a)中暗色文字印迹笔划的光反射率数值及大小比较看出，就印版而言，宋体印迹笔划的光反射率高于黑体情况，表明宋体笔划颜色浅，所着墨量不及黑体情况，其结果造成了在同一种纸张上的印品笔划也总是宋体的墨量不及黑体情况。表明了不同笔划宽度印品文字间的深浅差异。同时看到，对于由“露白”形成的明色文字情况，数值变化情况是相反的，但这种结果恰恰也给出了黑体文字宽笔划的优势。此外，两种纸张间的比较还看出，纸张对文字印迹质量影响很大，其中的纸1具有更好的文字表现能力。

从图11(b)中文字印迹笔划的残缺面积比数值及大小比较看出，无论是暗字还是明字，笔划较细的宋体笔划残缺量总是较黑体情况对整体文字的表现更加不利。而印到纸张上，暗字的残缺程度均大大降低，明字的残缺程度则显著提高。应是印刷过程中油墨在纸张上的非规则性铺展所致。暗字、明字的这些变化程度仍与纸张密切相关。

从图11(c)中文字印迹笔划的膨胀面积比数值及大小比较看出，类似地，无论是暗字还是明字，笔划较细的宋体笔划膨胀量总是较黑体情况对整体文字的表现更加不利。印到纸张上后，暗字的膨胀程度均显著提高，明字的膨胀程度则大大降低。反映出印刷过程中油墨在纸张上的铺展程度。这些变化程度亦与纸张密切相关。

总体上看，无论是在印版上，还是在纸张印品上，笔划的残缺和膨胀都是同时存在的，原因是笔划边缘的非规则性粗糙和模糊。但印版的这种缺陷转移到纸张印品上后，暗字的情况残缺程度总是降低的，膨胀程度总是增大的；明字情况则相反。

上述检测指标，可为不同文字表现需求、不同印版及不同纸张情况，提供量化的质量表征手段，可通过指标数据的积累和分析，指导工艺优化和材料开发过程，也可用于生产质量控制。

Claims (10)

1.一种印品文字的质量检测方法，包括以下步骤：

(1)以矢量文字及在文字上方加载的双圆点图标作为数字原稿，印制输出得到检测图样；

(2)对数字成像***进行分辨力标定和光反射率校准；

(3)通过数字成像***，将印品文字检测图样转换成高分辨率的RGB数字影像；

(4)对RGB数字影像，由校准关系，得到光反射率灰度影像；

(5)对得到的灰度影像，进行方位校正；

(6)将得到的校正后文字灰度影像的分辨率变换为其数字原稿的分辨率，并按数字原稿的提取方式，提取出该样品影像中的文字区域；

(7)对得到的文字样品影像，通过与其数字原稿文字影像的同位置像素比较和处理分析，得到文字质量指标值。

2.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：文字上方的双圆点图标为水平方向分开的两个同大小圆点，两圆点圆心在同一水平线上，分开距离大于文字区域宽度。

3.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：对于光学放大和CCD成像器件组成的CCD数字成像***，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，在显微成像条件下，对成像***进行分辨力标定和光反射率校准。

4.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：CCD成像***分辨力标定的方法，包括如下步骤：

1)由CCD成像器件拍摄双圆点标尺图标，形成标尺图标的数字影像；

2)由双圆点标尺图标数字影像中两圆点圆心距对应的像素数计算该成像条件下数字影像的分辨力。

5.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：CCD数字成像***的光反射率校准的方法，包括如下步骤：

1)印制一个由浅到深变化的数个色块组成的色板；

2)由分光光度计测量并计算出色板各色块的光反射率ρ；其中，对于最终印品情况，由分光光度计测量色板各色块的(光学)密度D，由(光学)密度的定义式(1)式计算光反射率ρ。如下：

D＝-log₁₀ρ       (1)

ρ＝10^-D       (2)

3)由CCD成像***对色板各色块成像，并对数字图像的中部求取RGB响应的平均值，选取RGB值中随不同色块变化最大的颜色值，并归一化，记为d；

4)根据色板所有色块的ρ和d值，建立两者间的数学关系，即在该成像状态下CCD影像响应值与印品光反射率间的校准关系。

6.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：RGB数字影像为*.GIF或*.bmp格式，文字上方的双圆点的两圆心连线与水平线偏离角度不大于2度。

7.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：所述的方位校正为采用自适应的方法自动取出上方的双圆点区域，并求解出双圆点的圆心坐标，根据该两圆心坐标旋转样品影像至两圆点圆心在同一水平线上。

8.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：所述的影像的分辨率变换是将样品影像的分辨率匹配到建立的文字数字原稿影像。

9.根据权利要求1所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：所述的文字质量指标包括文字光反射率、文字笔划的断线数、断线和残缺总面积比、膨胀面积比、笔划内空洞数和空洞面积比。

10.根据权利要求9所述的印品文字的质量检测方法，其特征在于：所述的文字质量指标的获得方法包括如下步骤：

(1)设定灰度阈值，提取出文字的笔划区域；针对每个封闭的笔划区域，去掉与对应文字数字原稿影像中文字区域没有共同部分的噪声区域，保留属于文字笔划的印迹区域；

(2)针对样品影像中属于文字笔划的区域，求取光反射率平均值，即为文字的光反射率；对于最终印品的情况，按照(1)式的逆运算关系D＝-log₁₀ρ得到文字的(光学)密度D。

(3)将只保留文字区域的样品灰度影像转换为二值影像，文字区域部分取值为1，其余部分取值为0；

(4)求取样品影像中属于文字部分的封闭区域个数，该个数减去所用文字应有的封闭区域个数，即为文字断线的处数；

(5)求取文字数字原稿与样品文字二值影像的差，差值为1的部分即为样品文字笔划残缺的部分，所有1值的和除以文字原稿笔划所有1值的和，即得到断线和残缺的总面积比；

(6)求取样品文字二值影像与文字数字原稿的差，差值为1的部分即为样品文字笔划胀出的部分，所有1值的和除以文字原稿笔划所有1值的和，即为膨胀的总面积比；而差值为-1的部分为文字印迹笔划内的空洞部分，其封闭区域数为空洞个数，所有-1值和的绝对值除以文字数字原稿笔划所有1值的和，即得到笔划内空洞面积比。