UA58539C2 - Спосіб автоматичного визначення якості друку зображень - Google Patents

Abstract

Спосіб автоматичного визначення якості друку зображень, який полягає в тому, що виготовлення шаблону починають зі зчитування за допомогою електронної камери (наприклад, CCD) зображень з ряду листів, якість друку яких вважають прийнятною. Зображення заносять в пам'ять для створення першого контрольного зображення з відносними допустимими денситометричними межами. Контрольне зображення поділяють на безліч ділянок шляхом накладення решітки з дуже дрібними комірками. Під час контролю на зображенні, що перевіряється вимірюють відстані між вузлами решітки. Для цього виготовляють еластичну модифікацію шаблону таким чином, щоб відстані між вузлами були такими ж, як на зображенні, що перевіряється. Проводять контроль зображення, що перевіряється, шляхом порівняння з модифікованим шаблоном із застосуванням будь-якого стандартного прийому перевірки.

Description

Опис винаходу

Даний винахід стосується способу точного контролю за якістю друку на матеріалах, що деформуються, таких 2 як аркуші паперу, пластику, гуми. Винахід відноситься до типографського виробництва, а більш конкретно - до технічних засобів контролю правильності розташування зображень на носіях інформації, і може бути використаний при виробництві або при визначенні дійсності цінних паперів. Справді, у всіх відомих способах використовують жорсткі шаблони, що не деформуються і, отже, щоб компенсувати деформацію аркушів, доводиться значно відпускати допуски, щоб знизити ризик помилок при виявленні дефектів. 70 Загальновідомо декілька способів перевірки якості друку, деякі приклади винесені в список джерел.

Незважаючи на те, що багато авторів пропонують велику різноманітність впроваджень, практично всі рішення засновані на однаковому базовому підході, який може бути коротко охарактеризований таким чином.

Використовують тестовий (Т5) набір, що складається з одного чи декількох шаблонів об'єктів (аркушів і т.д.) з "доброю" якістю друку, щоб система контролю "запам'ятала" контрольний шаблон, і/або відносні допуски 72 друку в спосіб полягає в зчитуванні за допомогою системи електронного сканування зображень шаблонів з набору Т5 і в побудові "контрольного шаблона" (іноді званого "доІдеп (етріа(е" - "золотий шаблон"), що може являти собою усереднене зображення з набору Т5 чи якого-небудь найбільш прийнятного зображення з даного набору. Крім відправного денситометричного значення, тобто значення на контрольному зображенні, для кожного пікселя аналізованого зображення розраховують пару граничних значень, наприклад, дуже темне ТО і дуже світле ТІ. Було запропоновано кілька прийомів для визначення зазначених меж. Наприклад, деякі автори використовують мінімум на Т5 щільності пікселя в якості ТО і максимум - у якості ТІ, інші застосовують градієнт чи зображення стандартне відхилення і т.д. У будь-якому випадку контрольний шаблон - це опис допусків друку, що зв'язує з кожним пікселем зображення денситометричні межі ТО і ТІ. Дані описи є "жорсткими", тобто, не дають ніякої можливості протистояти деформаціям, що приводять до відносного зсуву с 22 надрукованих структур. Отже, у всіх відомих рішеннях, незважаючи на застосування деяких хитромудрих Го) способів для відпускання допусків порогів (ТО і ТІ), деформація носія (папір, пластик і т.д.) є головним джерелом виявлення "помилкових дефектів", тобто відбитків, що не мають дефектів для людини, що перевіряє, але які вибраковуються системою. Крім того, таке збільшення допусків робить перевірку грубою і неточною і, як наслідок, знижує стандарт якості. о

Найбільш близьким до заявленого є відомий спосіб контролю якості друку, який в основному полягає в со зчитуванні за допомогою системи електронного сканування зображень шаблонів з набору Т5 і в побудові контрольного шаблона, що являє собою усереднене зображення з набору Т5 чи якого-небудь найбільш о прийнятного зображення з даного набору, в якому використовують тестовий (Т5) набір, що складається зодного о чи декількох шаблонів об'єктів з "доброю" якістю друку, щоб система контролю "запам'ятала" контрольний шаблон, і/або відносні допуски друку в денситометричному вимірювальному вираженні (патент США 5384859 від о 24 січня 1995р., заявник Больц Шунеман та ін., найближчий аналог). Найближчий аналог має недоліки, які характерні і для всіх відомих аналогів, тобто, те що у ньому також використовують "жорсткий" контрольний шаблон, що є описом допусків друку, який не дозволяє виключити деформацію, що приводить до відносного « зсуву друкованих структур. З 70 В основу дійсного винаходу поставлена задача створення способу автоматичного визначення якості друку с зображення, який дозволяє виключити деформацію носія і відносний зсув друкованих структур, а також з» зменшити допуск, що дозволяє підвищити якість.

Відповідно до даного винаходу об'єкти, що перевіряються(аркуші паперу, пластику, гуми і т.д.), аналізуються оптично за допомогою добре відомих оптозлектронних засобів, наприклад, камери ССО (лінійної 49 чи матричної, чорно-білої чи кольорової), з розрізненням, необхідним для створення електронних зображень і-й надрукованих аркушів. о Електронне зображення являє собою дискретний ряд значень щільності, в основному побудований у виді прямокутної матриці. Кожен елемент матриці (піксель) є одиницею виміру інтенсивності світла, відбитого і-й відповідним ділянкою зображення. Даним значенням щільності часто привласнюють номера по 256 рівням сірого со 20 тону (наприклад, нуль відповідає чорному кольору, 255 - білому).

У разі кольорових зображень опис в основному складається з трьох відповідних матриць з червоної, зеленої со і синьої складових світла, відображеного кожним пікселем зображення.

Надалі термін "зображення" постійно буде застосовуватися замість терміну "електронне зображення" як для чорно-білих зображень (одна матриця значень щільності), так і для кольорових (три матриці). 29 Як і в багатьох рішеннях інших авторів, першим кроком способу є визначення тестового набору (15), що

ГФ) складається з одного або декількох зображень на "добре" надрукованих листах (тобто, без недопустимих юю дефектів), які будуть використані для створення "шаблона" хороших листів.

Спосіб здійснюють таким чином.

З Т5 витягують зображення для використання як контрольного, яким може бути одне із зображень Т5, бо усереднене зображення або будь-який інший відповідний варіант, як, наприклад, зображення меж форм, надрукованих на листах.

Контрольне зображення поділяють на безліч дільниць шляхом накладення сітки рівномірної або нерівномірної, як показано на фіг.1Б.

У кожній комірці сітки вибирають досить характерну структуру надрукованої форми (фіг.2), положення якої бо буде використане для виміру деформації носія. Надалі положення вказаних структур будуть називатися вузлами шаблона.

Дані структури можуть відрізнятися деякими дуже складними характеристиками в порівнянні з іншими, досить простими, як максимальний градієнт зображення всередині комірки. Декілька прийомів автоматичного

Витягування характерних структур, а, отже, вузлів шаблона, розкриті в розділі "Опис переважних варіантів".

Для кожного вузла визначають поріг деформації, як максимальне допустиме зміщення вузла від свого положення на контрольному зображенні.

У кінцевому результаті для кожного пікселя шаблона можна побудувати на основі зображень з Т5 денситометричні пороги (наприклад, дуже чорний ТО або дуже білий ТІ) за допомогою будь-якого прийому, 7/0 Зокрема, що застосовується для даної мети (максимум-мінімум, стандартне відхилення, зміна градієнта і т.д.).

Але перед тим, як проводити їх розрахунок, на кожному зображенні з Т5 вимірюють зміщення кожного вузла зображення з ТЗ по відношенню до відповідного вузла контрольного зображення. Даний крок може здійснюватися з необхідною точністю шляхом застосування будь-якого з добре відомих алгоритмів деформації зображень, наприклад, так званий "2-разв тезп магріпд" (див., наприклад, Кетмалл, Е. та інш., "20 7/5 Тгапвіюгтайоп5 ої Іптадев іп Зсапіїпе Огаег-Сотриїег Сгарпісв(ЗІЗОКАРН 80 Ргосееаіпов), том 14,Мо3, стор. 279-285, липень 1980р).

Таким чином, відповідно до даного винаходу спосіб побудови шаблона здійснюється на зображеннях з Т5 з такою допустимою деформацією, при якій вузли мають те ж положення, що і на контрольному зображенні.

Під час контролю зображення, що перевіряються на якість друку, обробляють таким же чином, що і зображення з Т5, і потім порівнюють з межами шаблона (порогами), як і в інших рішеннях. Такий спосіб забезпечує корекцію деформацій, що не перевищують допустимі пороги, для забезпечення точного контролю, в той час як дуже деформовані листи вибраковуються.

І, нарешті, очевидно, що такий же результат можна отримати шляхом деформації шаблона (з його межами, наприклад, порогами ТО і ТІ), замість корекції зображень, що перевіряються. сч

Надалі винахід пояснюється описом найкращого варіанту втілення з посиланнями на супроводжуючі о креслення, на яких:

Фіг1а,6 зображають а) буква "А" як приклад друкарської форми, і 5) накладення сітки ЗХ3, згідно з винаходом;

Фіг2а,6 - а) п'ять характерних структур форми, і Б) скріплення п'яти вузлів (КІ - К5) з даними структурами, згідно з винаходом/ б зо Фіг.За,6 - а) приклад деформації букви "А", ії Б) положення вузлів на деформованій формі, при цьому для кожного вузла зазначене відповідне зміщення. Так, якщо Кі |і Е (1,5)) є положенням 1 вузла на оригінальному о зображенні, а К71 - його положення на деформованому зображенні, тоді отримаємо, що на нашому прикладі всі ю зміщення ду; і лу; дорівнюють нулю, за винятком до» і Лов.

Фіг.4 - відому структуру системи контролю. со

На фіг.4 показана відома схема системи контролю, де лінійну ССО камеру 1 з об'єктивом 2 і системою світла МУ

З застосовують для зчитування зображень на листах 4, що перевіряються , по мірі їх прокручування на циліндрі 5.

Лінії, що скануються камерою, послідовно запам'ятовуються в першій буферній схемі (пам'ять) підсистеми 6 обробки зображення для формування електронного зображення з кожного листа. «

Підсистема б обробки зображення, яка може бути заснована або на спеціальному жорсткому диску, або на /- с комп'ютерах, що програмуються, як ОБР (Підйа! Зідпа! Ргосеззог), швидкісних персональних комп'ютерах і т.д., й здійснює різні операції під час фази побудови шаблона і фази контролю. «» Під час фази побудови шаблона підсистема зчитує зображення з листів Т5 і запам'ятовує у відповідному блоці пам'яті, витягує з ТЗ контрольне зображення (або автоматично, або при роботі оператора за допомогою операторського пульта 7 Іпіепасе Орегайог), накладає сітку на контрольне зображення. Число ліній і стовпців сл сітки може бути задане зазделегідь, або введене оператором за допомогою пульта 7 Іпіепасе Орегаог; ідентифікує в кожній комірці сітки положення вузла як координати пікселя або дану кількість 4 за бо допомогою формули: 5 Й Уа | У се 70 й ах ау

Ге) при його максимумі на комірці.

У рівнянні (1) (Р) є значенням електронного зображення при положенні пікселя Р, а А є дуже маленькою квадратною площею з центром в Р.

Приводячи до максимума добуток на А суми абсолютних значень приватних похідних, пересвідчуються, що вузол є структурою з вертикальним і горизонтальним положенням, що легко виявляється. іФ) Після цього кожне зображення з Т5 обробляється підсистемою 6 обробки зображення таким чином. ко Ідентифікують зміщення ло, лу кожного вузла зображення з Т5 по відношенню до відповідного вузла контрольного зображення. У даному варіанті операцію здійснюють із застосуванням методу максимальної бо кореляції. Невелика прямокутна дільниця 5 од контрольного зображення з центром, що має координати хо, Уо вузла порівнюють з дільницею З; тих же розмірів, центр якого зміщують крок за кроком на кожну позицію (піксель) зображення з Т5, щоб знайти положення х., ух, де коефіцієнт кореляції має максимальне значення.

Зміщення при цьому отримують за допомогою дх-х.4-хрі дух - у- уд.

Деформують зображення з Т5 так, щоб вузли мали таке ж положення, як на контрольному зображенні. У 65 даному варіанті операцію здійснюють із застосуванням вищеназваного алгоритму, що називається "2-разв тевзп жагріпа".

На деформованих зображеннях з ТЗ розраховують середню величину Ама(Р) і стандартне відхилення

Зат(Р) кожного пікселя зображення.

Під час фази контролю відповідно до варіанту здійснення винаходу, що описується, підсистема б обробки

Зображення проводить спочатку на кожному зображенні, що перевіряється, зчитаному камерою 1 ті ж деформації, використані під час фази побудови шаблона. Зображення, що перевіряється, деформують таким чином, щоб його вузли мали таке ж положення, що і на контрольному зображенні.

Після цього розраховує різницю А(Р) між значенням (Р) кожного пікселя зображення, що перевіряється, і відповідним значенням середньої величини Ама(Р). 70 Нарешті, вибраковують дуже деформовані листи, тобто листи, на яких зміщення щонайменше одного вузла перевищує задані пороги. Вона вибраковує також листи, на яких А(Р)»КбЗот(Р) щонайменше на М пікселів всередині площі з центром Р і радіусом К. Параметри К, М і К можуть вибиратися оператором для визначення якості контролю за допомогою пульта 7 Іпіепасе Орегайог.

В іншому варіанті втілення спосіб здійснюють таким чином.

Замінюють лінійну камеру матричною. У цьому випадку в підсистемі світла необхідно застосовувати спалахи, синхронізовані з частотою кадрів камери для правильного зчитування зображення.

Використовують як контрольне зображення усереднене зображення з Т5.

Здійснюють ручну селекцію вузлів.

Використовують безліч дрібних шаблонних масок, центр кожної з яких знаходиться на вузлі, для виявлення

Зміщення вузлів за допомогою прийому, званого "найкращим накладенням".

Виконують вже згаданий прийом, при якому замість деформації зображення, що перевіряється, з можливістю розташування вузлів відповідно до шаблона (контрольне зображення) деформують шаблон так, щоб його вузли мали таке ж положення, як на зображенні, що перевіряється. Визначають пороги, відмінні від пропорціональності стандартному відхиленню. с о

Claims (9)

Формула винаходу

1. Спосіб автоматичного визначення якості друку зображень, нанесених на деформівний носій, такий як лист б зо гуми, пластика або паперу, який полягає в тому, що здійснюють оптоелектронне зчитування зображень і обробляють зчитані зображення, що розглядаються як прийнятні, визначають за допомогою системи обробки ме) зображень контрольні зображення і прийнятні допуски, який відрізняється тим, що здійснюють накладення на (У зображення, що перевіряється, відповідної сітки, визначають для кожної комірки сітки положення вузла ідентифікації, здійснюють оптоелектронне зчитування контрольного зображення, за допомогою системи обробки со зображення накладають на зображення, що перевіряється, сітку і визначають вузли ідентифікації зображення, ю що перевіряється, деформують зображення, що перевіряється, таким чином, щоб вузли ідентифікації мали те ж положення, що і вузли контрольного зображення, і порівнюють два зображення для визначення того, чи знаходиться значення щільності відповідних пікселів у допусках, визначених при отриманні контрольного зображення. «

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що за недеформоване контрольне зображення приймають одне із -птв) с зображень тестового набору.

З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що за недеформоване контрольне зображення приймають з усереднене зображення тестового набору.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що вузли розташовують вручну оператором на характерних структурах надрукованої форми.

с 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що вузли розташовують автоматично всередині кожної комірки по максимуму кількості, що визначається за допомогою формули со ЗР) ат о п «-|Хх ях хх зу о 70 де: 4 - кількість пікселів; Ге) Кр) - значення електронного зображення при положенні пікселя; Р - піксель; А - квадратний елемент поверхні з центром в Р.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що вузли ідентифікують автоматично шляхом витягання всередині кожної комірки характерної топологічної або геометричної структури, тобто контурів країв, Ф, кутів, сегментів, отворів за допомогою будь-якого відомого прийому витягання характерних структур. ко

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що деформацію зображення отримують за допомогою алгоритму "2-разз тез магріпд". во

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що деформацію зображень розраховують шляхом наближення відповідно до прийомів, відмінних від алгоритму "2-разз тез уагріпдаї, включаючи пружні деформації, дволінійну інтерполяцію або інтерполяцію будь-якого ступеня і жорстке переміщення комірки.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що замість деформування зображень, що перевіряються, для отримання тих же положень вузлів, що і на контрольному зображенні, деформують 65 Контрольне зображення для отримання тих же положень вузлів, що і на зображенні, що перевіряється.