CN102275382B - 一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，首先设计了一套能满足自动检测需要的套准标志；然后通过彩色线阵相机分别采集标准印刷品图像和待检测印刷品图像，并采用人机交互的方式在标准印刷品图像上逐个选取各印版套准标志区域，对标准印刷品图像中各印版套准标志区域和待检测图像中对应区域进行预处理，通过小邻域模板匹配搜索得到标准印刷品图像和待检测图像之间的配准校正参数；最后选择某印版为基准版，计算该基准版的校正参数与其他印版的套准校正参数之差，将其转换为实际的物理量即为检测得到的其他印版的套准偏差数据。本发明方法适用于多色版套印时的套准偏差检测，能够快速得到各版轴向和周向的套准偏差。

Description

一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法

技术领域

本发明属于印刷质量检测领域，具体涉及一种彩色印刷品套准偏差的自动检测方法。

背景技术

彩色印刷品通常采用多种原色套印而成，各色版的套准精度是彩色印刷品质量的一项重要指标。当各色版达到精确套准时，彩色印刷品会呈现最好的视觉效果，而当各色版存在套准偏差，彩色印刷品便会出现色彩效果差、图案模糊等问题。

传统的彩色印刷品套准精度检测方法主要是人工检测，即操作人员通过放大镜目测各个色版的套准标的套准情况。但是，人工检测存在着效率低，精度不高，操作繁琐，工人易疲劳等不足。随着印刷机的高速化发展和客户对彩色印刷品的高精度需求，人工检测方法无论从速度还是精度上都无法满足生产需要，基于机器视觉的彩色印刷品套准偏差自动检测技术是其发展的必然。

但是，目前彩色印刷品套准偏差自动检测方法存在着以下几点问题：首先，当前彩色印刷品使用的套准标志仍然以十字线套准标为主，该套准标志最初是便于人工检测而设计的，因为人眼对于不同颜色线条的错位比较敏感，但应用于计算机处理，复杂的颜色套印必然增加了分析难度；其次，套准偏差自动检测方法通常都是先对套准标志进行分色，再提取各色套准标志的某位置坐标（如重心），但是，如果在印刷或采集过程中出现套准标志边端像素丢失，则会给坐标的计算带来误差；再则，由于同一种颜色可能由不同的油墨组合印刷而成，所以套准标志分色过程本身也存在一些误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，解决现有技术中在检测套准偏差时由于复杂分色过程而存在的低速度、低精度问题。

本发明采用的技术方案为，一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，包括以下操作步骤：

步骤1，将套准标志放置在所要印刷的印刷图像的某个边缘位置一起印刷；套准标志由颜色为青、品、黄、黑的四个实心圆间隔一定距离排列组成；

步骤2，采集印刷好的标准印刷品图像，并用人机交互的方式在标准印刷品图像中逐个选取各印版套准标志区域，并记录各区域坐标数据；

步骤3，对在标准印刷品图像中选取的各印版套准标志区域，进行二值化处理，得到二值化的套准区域图像；

步骤4，采集印刷好的待检测的印刷品图像，在待检测印刷品图像中，选取与标准印刷品图像中套准标志区域相对应的坐标区域及向上下左右扩展各20像素范围的图像，并将所选择的待检测印刷品套准标志区域图像变为二值化的套准区域图像；

步骤5，采用小邻域模板匹配搜索的方法，对标准印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像和待检印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像进行匹配，得到标准印刷品图像和待检测印刷品图像之间各印版的配准校正参数；

步骤6，选择其中一个印版为基准版，计算该基准版的配准校正参数与其他三色印版的配准校正参数之差，即为检测得到的以像素为单位的其他三色印版的套准偏差数据；

步骤7，将步骤6中所得到的以像素为单位的套准偏差数据，转换为实际的物理量；

步骤8，根据预先设定好的套准偏差阈值，将计算得到的偏差量与阈值进行比较，判断印刷品图像套准是否合格。

本发明的有益效果是，1.本发明对存在少量边端像素丢失的套准标志进行套准偏差检测时，能够准确检测出套准偏差数据，提高了检测精度。2.利用本发明方法可以在检测过程中省去分色过程，降低了分析难度，提高了检测速度和精度。

附图说明

图1是本发明彩色印刷品套准偏差自动检测方法的流程图；

图2是本发明实施例1的步骤1中所设计的标准印刷品图像中的套准标志图像；

图3是本发明实施例1的步骤2中鼠标拖动矩形框逐个选取套准标区域示意图；

图4是本发明实施例1的步骤3中二值化后的套准标志图像；

图5是本发明实施例1的步骤4中待检的套准标志图像；

图6是本发明实施例1的步骤4中二值化后的待检套准标志图像。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所提供的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，包括以下操作步骤：

步骤1，将所设计的套准标志放置在所要印刷的印刷图像的某个边缘位置，一起印刷，以此为设计原稿来印刷标准印刷品和待检测印刷品；其中套准标志是由颜色为青（C）、品（M）、黄（Y）、黑（K）四个的实心圆间隔一定距离排列组成的，且分别由青、品、黄、黑四个印版印刷而来，四个实心圆颜色值分别为：青为(C100M0Y0K0)，品为(C0M100Y0K0)，黄为(C0M0Y100K0)，黑为(C0M0Y0K100)；

步骤2，采用彩色线阵相机采集印刷好的标准印刷品图像，通过鼠标拖动多个矩形框将套准标志区域逐个选取，并记录各矩形框左上角和右下角的坐标，作为各印版的套准标志区域的坐标数据；

步骤3，对在标准印刷品图像中选取的各印版套准标志区域，进行二值化处理，得到二值化的套准区域图像；具体对CMYK四色套印，各印版套准标志区域的二值化为：

其中，

分别为C、M、Y、K各印版套准标志区域二值化后的图像，

分别为原始彩色套准标志区域图像的R、G、B颜色分量；

步骤4，采集印刷好的待检测的印刷品图像，在待检测印刷品图像中，选取与标准印刷品图像中套准标志区域相对应的坐标区域及向上下左右扩展各20像素范围的图像，采用与步骤3中相同的二值化方法，将所选择的待检测印刷品套准标志区域图像变为二值化的套准区域图像；

步骤5，采用小邻域模板匹配搜索的方法，对标准印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像和待检印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像进行匹配，得到标准印刷品图像和待检测印刷品图像之间各印版的配准校正参数，具体方法是：

设

（

，分别表示青、品、黄、黑各色）分别表示标准印刷品图像和待检测印刷品图像中某印版套准标志区域二值化后的图像；标准印刷品图像中各印版套准标志区域的大小分别为W_ux×W_uy（

），W_ux为某印版套准标志区域的宽度，W_uy为某版套准标志区域的高度；待检印刷品图像中对应的各印版套准标志区域的大小分别为

（

）；

将图像

在图像所规定的区域上进行移动，计算在各个移动位置上的相似匹配度，相似度计算公式为：

 

其中，

代表相似度的度量数据，

运算符是统计在移动到位置时，图像

与图像

中值同为1的像素个数，的取值范围为：

；

的取值范围为：； 

取

为最大时所对应的

值，就是待检印刷品图像相对于标准印刷品图像在该印版上的配准校正参数，计为：

；

步骤6，选择其中一个印版为基准版，计算该基准版的配准校正参数与其他三色印版的配准校正参数之差，即为检测得到的以像素为单位的其他三色印版的套准偏差数据。具体为：

假设以K版为基准版，则其他三色印版相对于该基准版的套准偏差数据为：

；

步骤7，将步骤6中所得到的以像素为单位的套准偏差数据，转换为实际的物理量；具体转换方法为：

设图像的采集分辨率为R（单位为dpi），假设以K版为基准版，则其他三色印版相对于该基准版的套准偏差的实际物理量为（单位为mm）：

；

步骤8，将计算得到的偏差量与预先设定好的套准偏差阈值T进行比较，判断印刷品图像套准偏差是否合格，具体方法为：

如果各版套准偏差都在阈值范围内则认为套准合格，否则认为套准不合格：

  。

实施例1

一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，通过以下步骤进行具体的实施：

步骤1，将所设计的套准标志图像放置在所要印刷的印刷图像的某个边缘位置，一起印刷，以此为设计原稿来印刷标准印刷品和待检测印刷品；如图2所示，套准标志是由颜色为青（C）、品（M）、黄（Y）、黑（K）的四个的实心圆间隔一定距离排列组成的，且分别由青、品、黄、黑四个印版印刷而来，四个实心圆颜色值分别为：青为(C100M0Y0K0)，品为(C0M100Y0K0)，黄为(C0M0Y100K0)，黑为(C0M0Y0K100)；

步骤2，采用彩色线阵相机采集印刷好的标准印刷品图像，用人机交互的方式，通过鼠标拖动多个矩形框在标准印刷品图像上逐个选取图2所示的各印版套准标志区域，选取示意图如图3所示，并记录各区域左上角和右下角坐标；

步骤3，由于颜色C的R分量、颜色M的G分量、颜色Y的B分量以及颜色K的RGB分量数值均较小，所以分别选取上述颜色分量，以80为阈值，分别对标准印刷品图像中各版套准标志区域图像，进行二值化处理，将其变为二值图像，具体方法为：

      

其中，

分别为C、M、Y、K各版套准标志区域二值化后的图像，

分别为原始彩色套准标志区域图像的R、G、B颜色分量，二值化后的图像如图4所示；

步骤4，采集并选取待检测的印刷品图像中套准标志区域，如图5 所示，图5中C版相对于图2中的C版向左上各偏移了1个像素；M版相对于图2中的M版向上偏移了1个像素；Y版相对于图2中的Y版向左偏移了1个像素，向上偏移了2个像素；K版相对于图2中的K版向左上各偏移了1个像素。待检测印刷品图像所选取的套准标志区域为与标准印刷品图像中套准标志区域相对应的坐标区域及向上下左右各扩展20像素范围的图像，如图5所示，并采用与步骤3中相同的二值化方法，将该区域图像变为二值化的图像，如图6所示； 

步骤5，采用小邻域模板匹配搜索的方法，对标准印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像（图4中的黑框内区域）和待检印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像（图6中的黑框内区域）进行匹配，得到标准印刷品图像和待检测印刷品图像之间各印版的配准校正参数。具体计算方法是：

设（，分别表示青、品、黄、黑各色）分别表示标准印刷品图像和待检测印刷品图像中某印版套准标志区域二值化后的图像，标准印刷品图像中各印版套准标志区域的大小分别为W_ux×W_uy（

），W_ux为某印版套准标志区域的宽度，W_uy为某印版套准标志区域的高度；待检印刷品图像中对应的各印版套准标志区域的大小分别为

（）；

将图像

（图4中某一印版黑框内区域）在图像

所规定的区域（图6中对应印版黑框内区域）上进行移动，计算在各个移动位置上的相似匹配度，相似度计算公式为：

其中，

代表相似度的度量数据，

运算符是统计在移动到

位置时，图像

与图像

中值同为1的像素个数，

的取值范围为：；的取值范围为：

；

取

为最大时所对应的

值，就是待检印刷品图像相对于标准印刷品图像在该印版上的配准校正参数，计为：

；

针对图5中的待检印刷品图像中的套准标志，采用上述方法计算出的四色印版的配准校正参数为：

；

；

；

；

步骤6，选择K版为基准版，计算K版的配准校正参数与其他三色印版的配准校正参数之差，即为检测得到的以像素为单位的其他三色印版的套准偏差数据，其他三色印版相对于K版的套准偏差数据为：

；

针对图5中的待检印刷品图像中的套准标志，利用步骤5中所得到的各印版的配准校正参数，得到的以像素为单位的其他三色印版的套准偏差数据为：

；

；

，即C版没有套准偏差，M版套准偏差为（1，0）， Y版的套准偏差为（0，-1）；

步骤7，将步骤6中所得到的以像素为单位的套准偏差数据，转换为实际的物理量，具体转换方法为：

设图像的采集分辨率为R（单位为dpi），以K版为基准版，则各印版相对于该基准版的套准偏差的实际物理量为（单位为mm）：

针对图5中的图像，设图像的采集分辨率为R为300dpi，则各印版的套准偏差的实际物理量为（单位为mm）：

 

步骤8，设定套准偏差阈值T=0.1mm，将计算得到的偏差量与阈值进行比较，如果各版套准偏差都在阈值范围内则认为套准合格，否则认为套准不合格。因为步骤7算得的ΔX_C、ΔY_C、ΔX_M、ΔY_M、ΔX_Y、ΔY_Y均小于0.1mm，所以此印刷品图像套准合格。

Claims (7)

1.一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

步骤1，将套准标志放置在所要印刷的印刷图像的某个边缘位置一起印刷；所述套准标志由颜色为青、品、黄、黑的四个实心圆间隔一定距离排列组成；

步骤2，采集印刷好的标准印刷品图像，并用人机交互的方式在标准印刷品图像中逐个选取各印版套准标志区域，并记录各区域坐标数据；

步骤3，对在标准印刷品图像中选取的各印版套准标志区域，进行二值化处理，得到二值化的套准区域图像；

步骤4，采集印刷好的待检测的印刷品图像，在待检测印刷品图像中，选取与标准印刷品图像中套准标志区域相对应的坐标区域及向上下左右扩展各20像素范围的图像，并将所选择的待检测印刷品套准标志区域图像变为二值化的套准区域图像；

步骤5，采用小邻域模板匹配搜索的方法，对标准印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像和待检测印刷品图像中得到的二值化的套准区域图像进行匹配，得到标准印刷品图像和待检测印刷品图像之间各印版的配准校正参数；

步骤6，选择其中一个印版为基准版，计算该基准版的配准校正参数与其他三色印版的配准校正参数之差，即为检测得到的以像素为单位的其他三色印版的套准偏差数据；

步骤7，将步骤6中所得到的以像素为单位的套准偏差数据，转换为实际的物理量；

步骤8，根据预先设定好的套准偏差阈值，将计算得到的偏差量与阈值进行比较，判断印刷品图像套准是否合格，如果各版套准偏差都在阈值范围内则认为套准合格，否则认为套准不合格。

2.根据权利要求1所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于：所述步骤2中的各印版套准标志区域的选取，是通过鼠标拖动多个矩形框将标准印刷品图像的套准标志区域逐个选取，并记录各矩形框左上角和右下角的坐标，作为各印版的套准标志区域的坐标数据。

3.根据权利要求1所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中二值化处理方法相同，具体方法为：对青、品、黄、黑四色套印，各印版套准标志区域的二值化为：

其中，G_C(x,y)、G_M(x,y)、G_Y(x,y)、G_K(x,y)分别为青、品、黄、黑各印版套准标志区域二值化后的图像，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别为原始彩色套准标志区域图像的R、G、B颜色分量。

4.根据权利要求1所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于，所述步骤5中得到标准印刷品图像和待检测印刷品图像之间各印版的配准校正参数的方法为：

设分别表示标准印刷品图像和待检测印刷品图像中某印版套准标志区域二值化后的图像，其中u＝C、M、Y、K，分别表示青、品、黄、黑各色；标准印刷品图像中各印版套准标志区域的大小分别为W_ux×W_uy，u＝C、M、Y、K，W_ux为某印版套准标志区域的宽度，W_uy为某印版套准标志区域的高度；待检印刷品图像中对应的各印版套准标志区域的大小分别为(W_ux+40)×(W_uy+40)，u＝C、M、Y、K；

将图像

在图像所规定的区域上进行移动，计算在各个移动位置上的相似匹配度，相似度计算公式为：

其中，C(l,k)代表相似度的度量数据，count(·)运算符是统计在移动到(l,k)位置时，图像

与图像

中值同为1的像素个数，(l,k)的取值范围为：-20≤l,k≤20；(i,j)的取值范围为：1≤i≤W_uy,1≤j≤W_ux；

取C(l,k)为最大时所对应的(l,k)值，就是待检印刷品图像相对于标准印刷品图像在该印版上的配准校正参数，计为：(X_u,Y_u)，u＝C、M、Y、K。

5.根据权利要求4所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于，所述步骤6中选择其中一个印版为基准版，计算以像素为单位的其他三色印版相对于该基准版的套准偏差数据的计算方法为：

假设以K版为基准版，则其他三色印版相对于该基准版的套准偏差数据为：(X_u-X_K,Y_u-Y_K)，u＝C、M、Y。

6.根据权利要求4所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于，所述步骤7中将以像素为单位的套准偏差数据转换为实际的物理量的方法为：

设图像的采集分辨率为R，假设以K版为基准版，则其他三色印版相对于该基准版的套准偏差的实际物理量为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{X}_u=25.4(X_u-X_K)/R\\ \mathrm{\Δ}{Y}_u=25.4(Y_u-Y_K)/R\end{array},u=C,M,Y.\right.$

7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种彩色印刷品套准偏差自动检测方法，其特征在于：所述套准标志青、品、黄、黑的四个实心圆分别由青、品、黄、黑四个印版印刷而来，其颜色值分别为：青为C100M0Y0K0，品为C0M100Y0K0，黄为C0M0Y100K0，黑为C0M0Y0K100。

Images