CN105913447B - 色标位置误差计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种色标位置误差计算方法及装置，应用于印刷领域，该方法包括：获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；获取所述多个色标在所述图像中的位置；计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；计算所述两个印刷序号相同的色标的设计物理距离与所述第一像素距离的比值；计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

Description

色标位置误差计算方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种色标位置误差计算方法及装置。

背景技术

在套色印刷过程中，套色偏差检测是印刷过程中重要的检测工序，即对套色印刷中的色标的位置误差进行检测计算极其重要。现有的色标的套色偏差检测主要通过依靠经验丰富的工人进行手动检测或者通过光电脉冲系统，将色标距离转换为脉冲间隔，并与事先选定的距离比较，从而判断误差的大小。现有技术的检测方法，对光电系统的精度依赖较高，检测成本高，检测精度低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种色标位置误差计算方法，通过机器视觉，获取包括有色标的图像，对图像中的色标进行查找，确定色标的位置，从而确定色标的位置误差。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种色标位置误差计算方法，应用于印刷领域，所述方法包括：获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；获取所述多个色标在所述图像中的位置；计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；计算所述两个印刷序号相同的色标的标准物理距离与所述第一像素距离的比值；计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

一种色标位置误差计算装置，应用于印刷领域，所述装置包括：图像获取模块，用于获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；色标位置获取模块，用于获取所述多个色标在所述图像中的位置；色调值计算模块，用于计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；像素距离计算模块，用于根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；比值计算模块，用于计算所述两个印刷序号相同的色标的标准物理距离与所述第一像素距离的比值；位置误差计算模块，用于计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

本发明实施例提供的色标位置误差计算方法及装置，利用机器视觉，通过获取包括待计算误差位置的色标的图像，对图像中的色标进行查找，确定色标位置后，根据色标位置以及设计的两个印刷序号相同的色标之间的标准物理距离、预先设计的每个色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离等，计算每个色调值对应的色标的相对于标准位置的位置误差。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明较佳实施例提供的计算机的方框示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的色标位置误差计算方法的流程图；

图3示出了本发明第一实施例提供的色标位置误差计算方法的部分步骤的流程图；

图4示出了本发明第一实施例提供的色标位置误差计算方法的部分步骤的流程图；

图5示出了本发明第一实施例提供的色标位置误差计算方法的部分步骤的流程图；

图6示出了本发明第二实施例提供的色标位置误差计算装置的结构框图；

图7示出了本发明第二实施例提供的色标位置误差计算装置的部分模块的结构框图；

图8示出了本发明第二实施例提供的色标位置误差计算装置的部分模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本发明较佳实施例提供的计算机100的方框示意图。所述计算机100包括色标位置误差计算装置200、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、输入输出单元105。

所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、输入输出单元105各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现坐标数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述色标位置误差计算装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如所述色标位置误差计算装置200包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器101(Random Access Memory，RAM)，只读存储器101(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器101(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器101(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器101(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的服务器/计算机所执行的方法可以应用于处理器103中，或者由处理器103实现。

处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器103，包括中央处理器103(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器103(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器103(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器103可以是微处理器103或者该处理器103也可以是任何常规的处理器103等。

所述外设接口104将各种输入/输入装置耦合至处理器103以及存储器101。在一些实施例中，外设接口104，处理器103以及存储控制器102可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元105用于提供给用户输入数据实现用户与计算机的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

第一实施例

图2示出了本发明第一实施例提供的色标位置误差计算方法，该方法应用于印刷领域，用于对套色印刷过程中的色标位置误差进行检测。具体的，该方法包括：

步骤S110：获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标。

首先获取图像，该图像为包括该待计算位置误差的多个色标的图像。并且，该图像中的每一个色标均对应有一个印刷序号，该印刷序号表示色标的印刷顺序。在该图像中，包括至少两个印刷序号相同的色标。

优选的，该图像为彩色图像。在本实施例中，可以通过CCD(Charge CoupledDevice电荷耦合器件)摄像机获取Bayer格式的印刷图像，该图像即为在套色印刷中包括待计算的多个色标的图像，再通过插值算法，将该印刷图像转换为24bit的RGB格式彩色图像，该彩色图像的每个像素点均包括红、绿、蓝三个颜色通道。当然，具体的插值算法在本实施例中并不作为限定，以能将获取的Bayer格式的印刷图像转换为彩色图像为准。

步骤S120：获取所述多个色标在所述图像中的位置。

对色标进行查找，以获取其在图像中的位置。

由于在印刷过程中，色标设置于图像中的空白区域，即色标所在位置的背景为白色区域，所以，为提高对色标查找的精确性，可以先查找色标所在的白色区域。

于是，如图3所示，本步骤可以包括：

步骤S121：查找所述图像中的白色区域。

根据白色区域的像素值与图像中的印刷区域的像素值的差别进行白色区域的查找。具体的，请参见图4，本步骤包括：

步骤S1211：将所述图像在第一方向分为多幅子图像，所述第一方向为行方向或者列方向。

将该图像按行方向或者列方向分为多幅子图像，在每幅子图像中色标存在的可能性都极大，从而分别对多幅子图像进行白色区域的查找，以降低计算的复杂性。

在本实施例中，以列方向作为第一方向进行说明。即在列方向上进行纵向分割，以将图像分为多块。进一步的，将图像平均分割。优选的，在本实施例中，可以将图像平均分为三幅子图像。

步骤S1212：分别计算每一幅子图像在第二方向的多组像素点的每组像素点的每个颜色通道的像素和，所述第二方向为与所述第一方向垂直的列方向或者行方向。

在将图像分为多幅子图像后，分别对每一幅子图像的白色区域进行查找。本实施例以将图像平均分为三幅子图像进行说明。

当第一方向为列方向时，第二方向为与其垂直的行方向，当第一方向为行方向时，第二方向为与其垂直的列方向。在本实施例中，以列方向作为第一方向进行说明，则以行方向作为第二方向进行说明。

在每一幅子图像中，包括多行像素点，每一行像素点作为在第二方向上的一组像素点。由于每个像素点包括红绿蓝三个颜色通道，计算每组像素点的每个颜色通道的像素和，即计算每一组像素点的红色像素值之和、绿色像素值之和以及蓝色像素值之和。

具体的，可以利用公式计算第i幅子图像中每组像素点的每个颜色通道的像素和。其中，f_i-r/g/b(m)表示第i幅子图像的第m行的其中一个颜色通道的像素和，i表示子图像的编号，从0开始，如为三幅子图像，则i的范围为0到2，即i＝[0,2]。col表示每一幅子图像的列数。m表示在第i幅子图像中的第m行，n表示第i幅子图像中的第n列，另外，可以理解的，r表示红色，g表示绿色，b表示蓝色，该公式对每幅子图像的每行像素点的每个颜色通道的像素和进行计算。当计算第i幅子图像中第m行红色通道的像素值之和时，公式为同理可知计算第i幅子图像中第m行绿色通道的像素值之和及蓝色通道的像素值之和。于是可以获得每一幅子图像中多组像素点的每组像素点的每个颜色通道的像素和。

步骤S1213：对于每一幅子图像，当在第二方向上的最大像素和大于第一颜色阈值，计算所述最大像素和与每组像素点的每个颜色通道的像素和的差值。

在每幅子图像获得的多个像素和中，存在一个最大值maxf_i-r/g/b，该最大值为该子图像中的最大像素和。当该最大像素和大于预设的第一颜色阈值时，认为该相应的子图像存在子白色区域。

在本实施例中，该第一颜色阈值为对应颜色为浅色的值，优选的，该第一颜色阈值可以是128*col，即128乘以子图像的列数，也就是128乘以每组像素点的像素点个数。当然，在本实施例中，第一颜色阈值的具体数值并不作为限定，可以根据实际需要进行设置。

在存在最大像素和的子图像中，用最大像素和maxf_i-r/g/b减去每组像素点的三个颜色通道的像素和，对应每组像素点获得三个差值。

步骤S1214：对于每组像素点，当其中一个颜色通道的像素和对应的差值小于噪声容限阈值，对该组像素点标记第一数值，否则标记第二数值。

在本实施例中，噪声容限阈值为可以接受的图像噪声值，优选的，可以设为15*col。当然，可以理解的，噪声容限阈值的大小在本实施例中并不作为限制，用户可以根据实际需要进行设定。

对存在一个颜色通道的像素和对应的差值小于噪声容限阈值的一组像素点做标记，该标记为第一数值，否则，标记为第二数值。如，对于在某幅子图像中的某一行像素点所代表的一组像素点，其红色通道、绿色通道或者蓝色通道中的任一个对应的差值小于噪声容限阈值，将该组像素点标记为第一数值，否则，标记为第二数值。

具体的，在一组像素点中，可以先将小于噪声容限阈值的像素和对应的颜色通道标记为第一数值，再将标记有第一数值的一组像素点标记为第一数值。

在本实施例中，以1作为第一数值、以0作为第二数值进行说明。该标记过程可以以公式表示。其中，f¹ _i-r/g/b(m)表示第i幅子图像中的第m行的标记值，当获取红色通道的标记值时，公式对应表示为同理可知绿色和蓝色的标记值获取公式。

于是，对于第i幅子图像中的标记值，则为

其中，表示第i幅子图像的第m行对应的一组像素点的标记值，f¹ _i-g(m)表示第i幅子图像的第m行的绿色通道的标记值，f¹ _i-b(m)表示第i幅子图像的第m行的蓝色通道的标记值。

步骤S1215：在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离的第一预定数值倍，且所述连续的第一数值后的连续第二数值的个数小于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍，将所述连续第二数值均标记为第一数值。

在子图像中，依次搜索标记的第一数值以及第二数值。

对于以列为第一方向，以行为第二方向的图像，可以从第一行开始，依次向最后一行搜索标记的第一数值或第二数值。具体的，从搜索到的第一个第一数值开始，计算连续的第一数值的个数，若连续的第一数值的个数小于色标到最近的白色区域的边界的距离的第一预定数值倍，接着向后查找，直到当连续的第一数值的个数大于色标到最近的白色区域的边界的距离的第一预定数值倍，则记录当前第一数值的个数以及位置。图像中的白色区域与图像中的印刷图案之间相邻的位置为白色区域的边界，色标到白色区域的边界的最短距离为该图像中的一个预先设计的已知量，用MARK_PICTURE_INTERVAL表示，该最短距离为以像素为单位的距离。且，第一预定数值为一个小于1的数值，在本实施例中不作为限制，优选的，可以是0.5。

接着查找邻接的第二数值，当后续的连续的第二数值的个数小于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍，将该连续的第二数值改为第一数值，并记录个数。在本实施例中，相邻两个色标之间的距离为预先设计的标准的距离，用MARK_INTERVAL表示，其具体值根据对印刷图像的设计而定。另外，第二预定数值在本实施例中并不作为限定，优选的，可以是1.5。

再记录后续的第一数值的个数，并查找该第一数值后的第二数值，直到查找到的第二数值的个数大于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍。

则当前连续的第一数值为原第一数值加上由第二数值修改为的第一数值，计算当前查找到的第一数值的总个数。

当然，若查找到个数大于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍的第二数值时，还未到相应的子图像的最后一行，则对之后的标记的数值再次按上述方式进行查找，记录找到的满足上述条件的第一数值的位置和个数。

步骤S1216：在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离与第二预定数值倍的相邻两个色标之间的距离之和，则所述连续的第一数值对应像素点所在区域为当前子图像对应的子白色区域，所述多幅子图像对应的多个子白色区域形成所述白色区域。

当第一预定数值为0.5，第二预定数值为1.5，则对于每一幅子图像，当查找到并记录的个数大于0.5*MARK_PICTURE_INTERVAL的连续的第一数值的个数大于MARK_PICTURE_INTERVAL+1.5*MARK_WIDTH，则认为该多个第一数值对应的多组像素点对应的区域为当前子图像对应的子白色区域。当然，该连续的第一数值包括由第二数值修改为的第一数值。

并且，在一幅子图像中，若查找到多组第一数值满足个数大于MARK_PICTURE_INTERVAL+1.5*MARK_WIDTH，则该子图像存在多个子白色区域。

当然，计算式中的0.5以及1.5仅为第一预定数值以及第二预定数值的代表值，0.5*MARK_PICTURE_INTERVAL表示的是相应的最短距离与第一预定数值相乘，1.5*MARK_INTERVAL表示的是相邻两个色标之间的距离与第二预定数值相乘。

多幅子图像中的所有的子白色区域形成了相应图像中的白色区域。

步骤S122：在所述白色区域内获取所述多个色标在所述图像中的位置。

多个色标在白色区域内，于是，在白色区域内查找色标，以确定其具体位置。

具体的，如图5所示，该步骤包括：

步骤S1221：计算每个子白色区域内的每个颜色通道的像素平均值。

具体的，计算公式可以是其中F_{r_av}表示相应的正在计算的子白色区域内的红色通道的像素平均值，row0、row1分别表示在图像中，相应子白色区域的第一行以及最后一行的行号，col0、col1表示相应子白色区域的第一列以及最后一列的列号，m表示相应子白色区域的第m行，n表示第n列，m＝[row0,row1]，n＝[col0,col1]。

当然，绿色通道以及蓝色通道的像素平均值的计算方法同红色通道的像素平均值。

步骤S1222：对于在所述子白色区域内的每个像素点，当其中一个颜色通道的像素值小于相应颜色通道的像素平均值与差值阈值的差值，将相应像素点标记为第三数值。

在本步骤中，可以先计算在相应子白色区域内，每个颜色通道的像素平均值与差值阈值的差值，再确定每个像素点的每个颜色通道与该差值之差是否小于0，若是，则将相应的像素点的相应颜色通道标记为第三数值，否则将相应的像素点的相应颜色通道标记为第四数值。

在本实施例中，差值阈值并不作为限定，优选的，可以是15。以差值阈值为15为例，并且，以第三数值为1、第四数值为0为例进行说明。则对于每一个像素点的红色通道，标记值可以为f_{r_th}(m,n)表示第m行第n列的像素点的红色通道的标记值。同样可求第m行第n列的像素点的绿色通道以及蓝色通道的标记值。

对于子白色区域中的每一个像素点，若其有一个颜色通道标记为第三数值，则将该像素点标记为第三数值，否则，将该像素点标记为第四数值。仍然以第三数值为1、第四数值为0为例进行说明，第m行第n列的像素点进行标记的公式可以是f_{rgb_th}(m,n)表示第m行第n列的像素点的标记数值，f_{g_th}(m,n)、f_{b_th}(m,n)分别表示第m行第n列的像素点的绿色通道以及红色通道的标记数值。

步骤S1223：计算每个子白色区域内的每一行的第三数值的个数为第一数量。

在子白色区域内，计算每一行的第三数值的个数。如，当第三数值为1时，则计算每一行的1的个数。当第三数值是1，第四数值是0，则可以直接将每一行的每一个像素点标记的数值相加，即将每一行的第三数值与第四数值相加，可以理解的，得到的数等于第三数值的个数，即等于第一数量。

计算公式可以是f_{rgb_thhp}(m)表示第m行对应的第一数量。

步骤S1224：计算连续大于零的第一数量的个数为第二数量，查找所述第二数量大于色标的最小高度，且所述连续大于零的第一数量中的最大的第一数量大于色标的最小宽度的区域，该区域为非零区域。

对于每一个子白色区域，在步骤S1223中，每一行得到一个第一数量，从第一行到第一行，查找连续的大于零的第一数量，每一组连续的大于零的第一数量的个数为第二数量。每一个第二数量对应的连续的大于零的第一数量形成一个非零段。

对于某个第二数量，若其满足大于色标的最小高度，且其对应的非零段中的最大的第一数量大于色标的最小宽度，则将形成该非零段识别为非零区域，即该连续的第二数量个第一数量对应的第二数量行像素点识别为非零区域。

当然，在本实施例中，色标的最小宽度以及色标的最小高度均为已知值，为用户对该图像的实际设计决定的值。

步骤S1225：计算每一个非零区域的每一列的第三数值的个数为第三数量。

步骤S1226：计算连续大于零的第三数量的个数为第四数量，查找所述第四数量大于色标的最小宽度，且所述连续大于零的第三数量中的最大的第三数量大于色标的最小高度的区域，该区域为色标区域。

再对每一个非零区域进行相似于步骤S1223的列查找，即在非零区域的每一列内查找第三数值的个数。在非零区域的每一列的第三数值的个数为第三数量，每一组连续的大于零的第三数量的个数为第四数量。可以理解的，对于行查找中，非零段中最大的第一数量与色标的最小宽度比较，则在列查找中，最大的第三数量与色标的最小高度比较，当满足连续大于零的第三数量中的最大的第三数量大于色标的最小高度且表示该连续的第三数量的个数的第四数量大于色标的最小宽度，该区域对应的位置为可能存在色标的色标区域。

即先获取连续的多行形成的非零区域，再在每一个连续的多行内获取连续的满足条件的多列，该多行与多列的交叉区域内可能存在色标。

当然，可以理解的，在本实施例中，同样可以先对列进行查找，先计算每一列的第三数值的个数，再在查找到的满足条件的各个连续的列形成的非零区域内计算每一行的第三数值的个数，最后行和列的交叠区域即为获取的色标区域。

步骤S1227：在每个所述色标区域内，利用Hough变换查找每个色标的边。

对于色标区域，可能存在色标，于是需要进一步确认是否存在色标。于是可以利用Hough变换对色标的边进行查找，以根据边的关系来确定是都存在色标以及色标的具体形状及位置等。

在Hough变换之前，可以先对每一个色标区域进行排除噪声的操作。具体的，计算每个色标区域内第三数值的个数之和。还是以第三数值为1、第四数值为0为例进行说明，此时计算计算公式第三数值的个数之和可以直接将相应色标区域内的第三数值以及第四数值相加，公式可以是其中，MM₁₁表示第i个色标区域内的第三数值的个数之和，D-i表示第i个色标区域。当在色标区域内的第三数值的个数大于色标的最小高度与色标的最小宽度的乘积的一定倍数，则认为该区域不存在噪声，对该区域进行Hough变换。优选的，该一定倍数为小数，当然，该一定倍数根据实际情况进行设置，在本实施例中并不作为限制，优选的，可以是0.4。

进一步的，对于每一个进行hough变换的色标区域，以该色标区域的中心位置作为hough变换的坐标原点，计算出的中心位置的坐标为[M_i,N_j]＝[MM₁₀/MM₁₁,MM₀₁/MM₁₁]，其中MM₁₀表示在相应的色标区域内每一行的第三数值的个数，MM₀₁表示在相应的色标区域内每一列的第三数值的个数。若第三数值为1、第四数值为0，每一行的第三数值的个数可以为该行的第三数值与第四数值相加，公式可以为每一列的第三数值的个数可以为该列的第三数值与第四数值相加，公式可以为

进一步的，在本实施例中，M_i及N_j取整。

基于不变矩理论，以每一个色标区域的中心位置为坐标原点进行hough变换，获得每一个色标区域内的色标的边。

步骤S1228：根据所述色标的边的位置关系确定色标在所述图像中的位置。

由于色标的形状为预先已知，所以根据在hough变换获得每个色标区域内的边线并且根据边线的关系即可确定色标是否在相应的色标区域内存在，并且确定色标在图像中的位置。

具体的，以色标为矩形或者菱形为例。首先需要获取色标区域内的直线。在本实施例中的hough可以如下所述操作。

在本实施例的第i个色标区域的hough变换的参数空间[ρ_i,θ_i]中，取ρ_i＝[-99ρ₀,....,-ρ₀,0,ρ₀....，99ρ₀]，ρ₀由获取图像的摄像机的分辨率决定，在本实施例中，可以是另外，可以是以满足对色标边缘线的平行度与垂直度要求。

在本实施例的hough变换中，对每个色标区域内的最边缘的标记为第三数值的像素点进行变换，该最边缘的像素点为边缘像素点。最边缘的标记为第三数值的像素点指在相应的色标区域内每一行的两端的标记为第三数值的像素点以及每一列的两端的标记为第三数值的像素点，每一个边缘像素点记为[m_j,n_j]。

对每一个边缘像素点，计算ρ_i＝m_j*cosθ_i+n_jsinθ_i，其中得到多个ρ_i。对于一个边缘像素点，若ρ_i的绝对值大于100ρ₀，舍弃对应的[ρ_i,θ_i]，否则，当且ρ_i<0时，当且ρ_i>0时，当时，其中，ABS表示取绝对值，RES表示求余数，int表示取整数。最后对hough变换的函数f(ρ_i,θ_i)加1，即f(ρ_i,θ_i)＝f(ρ_i,θ_i)+1。

获得的所有的边缘像素点的[ρ_i,θ_i]形成[ρ_i,θ_i]空间，求取[ρ_i,θ_i]空间中函数f(ρ_i,θ_i)的极值点，确定是否存在直线。在[ρ_i,θ_i]空间上的第二行到倒数第二行，第二列到倒数第二列的空间上，找最大值，其坐标记作[ρ_k,θ_l]。如果f(ρ_k,θ_l)>W_min/3，则认为找到了直线。

若找到一条直线[ρ_k,θ_l]，且在f(ρ_i,θ_i)找到另外一个极值点[ρ_j,θ_p]满足则认为这直线[ρ_k,θ_l]与直线[ρ_j,θ_p]平行。

另外，如果找到一条直线[ρ_k,θ_l]，且在f(ρ_i,θ_i)找到另外一个极值点[ρ_j,θ_p]满足以下条件，或或或则认为直线[ρ_k,θ_l][ρ_j,θ_p]与直线垂直。

由此，在本实施例中，可以是，找到一条直线[ρ_k,θ_l]，如果在[-ρ_k,θ_l]为中心的3*3区域内找到f(ρ_i,θ_i)的最大值大于W_min/3，则认为找到了直线[ρ_k,θ_l]的平行线。如果在与的3*3区域内找到f(ρ_i,θ_i)的最大值大于W_min/3，则认为找到了两条平行线。如果在与的3*3区域内找到f(ρ_i,θ_i)的最大值大于W_min/3，则认为找到了两条平行线。如果直线[ρ_k,θ_l]、直线[-ρ_k,θ_l]以及直线[ρ_k,θ_l]的平行线这三条线都找到了，则认为找到了色标。由此，也确定了色标在图像中的位置。

当然，在本实施例中，所选择的3*3区域以及f(ρ_i,θ_i)的最大值大于W_min/3的W_min/3都不作为限制，根据实际需要确定。

步骤S130：计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号。

在本实施例中，计算每个色标的色调值，根据每个色标的位置确定色标。以相应的色标的中心位置为中心的指定区域内的每个颜色通道的平均像素值，再根据该指定区域内的多个颜色通道的平均值之间的关系确定相应色标的色调值。该中心位置的确定方式与步骤S1227中的中心位置确定方式一致。

以指定区域为相应的色标的中心位置为中心的3*3像素点区域中取中间5个像素点为例，该5个像素点可以为3*3像素点区域中除边缘4个像素点的5个像素点，当然，也可以取其他形式的指定区域，在本实施例中并不作为限制。

计算指定区域内的像素平均值，公式为AvMid_r/g/b-5-9(k)＝(mid5(f_r/g/b(I_k-1,J_k-1),...f_r/g/b(I_k,J_k),...,f_r/g/b(I_k+1,J_k+1)))/5，其中，k表示第k个位置的色标，AvMid_r/g/b-5-9(k)表示第k个色标的红色通道或绿色通道或蓝色通道在指定区域内的平均像素值。

对于色标的的色调值的确定，可以是通过如下算式：

if AvMid_r-5-9(k)≤30 and

AvMid_g-5-9(k)≤30 and

AvMid_b-5-9(k)≤30 then hue(k)＝black；

elseif AvMid_r-5-9(k)≥AvMid_g-5-9(k)≥AvMid_b-5-9(k)then

elseif AvMid_g-5-9(k)>AvMid_r-5-9(k)≥AvMid_b-5-9(k)then

elseif AvMid_g-5-9(k)≥AvMid_b-5-9(k)>AvMid_r-5-9(k)then

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elseif AvMid_b-5-9(k)>AvMid_r-5-9(k)≥AvMid_g-5-9(k)then

elseif AvMid_r-5-9(k)≥AvMid_b-5-9(k)>AvMid_g-5-9(k)then

其中，AvMid_r-5-9(k)表示第k个色标在指定区域内的红色通道的平均值，AvMid_g-5-9(k)表示k个色标在指定区域内的绿色通道的平均值，AvMid_b-5-9(k)表示k个色标在指定区域内的蓝色通道的平均值，hue(k)表示第k个色标的色调值，在本实施例中，色调值存在一个范围，可以为0-360，black代表的值为一个所有色调值中不存在的值。

每个色标对应存在一个色调值。每个所述色调值对应一个印刷序号。

在本实施例一种具体实施方式中，每个色标的印刷序号可以是根据色标在图像中的位置进行确定。

在本实施例提供的另一种具体实施方式中，每个色标的印刷序号可以是根据色调值进行确定。具体的，对于每个印刷序号，存在一个色调范围，如[hue₁(a),hue₂(a)]，其中，a代表印刷序号。对于第k个色标，若满足hue₁[a]≤hue[k]≤hue₂[a]，则认为该第k个色标的印刷序号为a。

步骤S140：根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离。

步骤S150：计算所述两个印刷序号相同的色标的设计物理距离与所述第一像素距离的比值。

在本实施例中，多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离，即该两个印刷序号相同的色标在图像上的以像素为单位的距离。

当然，该两个印刷序号相同的色标的设计物理距离是物理距离，该设计物理距离为一个预设的已知值，根据对该印刷图像的设计确定。当然，该两个印刷序号相同的色标的印刷序号可以是用户根据实际情况预先确定的，当然，该印刷序号可以唯一对应两个色标，以使该两个色标唯一对应一个设计物理距离。

计算该两个印刷序号相同的色标的设计物理距离与第一像素距离的比值，可以通过公式其中，[x_F,y_F]表示两个印刷序号相同的色标中的一个色标在图像中的位置，[x_L,y_L]表示两个印刷序号相同的色标中的另一个色标在图像中的位置，D_SameHue_FirstLast该两个印刷序号相同的色标的设计物理距离。

步骤S160：计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

在本实施例中，基准色标为预先确定，为具有某一特殊色调值的色标，且其数量和位置由用户根据实际需要确定。

计算每个色调值对应的色标到基准色标的像素距离，为第二像素距离。

进一步的，若某个色调值对应多个色标，则需要先获取色调值相同的色标的坐标平均值；再计算所述坐标平均值对应的位置到所述基准色标的像素距离作为每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离。

具体的，计算坐标平均值的方法可以是，先确定色标的中心位置，具体确定方式可以与步骤S1227中心位置的坐标确定方式相似，当然，该中心位置为色标在图像中的位置，相对于图像的起始位置而言，该起始位置由用户确定，如图像左上角的第一个像素点。计算的坐标平均值可以分为横坐标平均值以及纵坐标平均值，横坐标平均值可以是色调相同的色标的在行方向上的平均值，纵坐标平均值可以是色调相同的色标的在列方向的平均值。

于是，第二像素距离可以分为在横向上对应横坐标平均值的横向第二像素距离以及在纵向上对应纵坐标平均值的纵向第二像素距离。

对于每个色调，横向第二像素距离可以是该色调对应的横坐标平均值与基准色标的横向坐标的差值，纵向第二像素距离可以是该色调对应的纵坐标平均值与基准色标的纵向坐标的差值。在本实施例中，横向坐标对应的在行方向的位置，纵向坐标对应在列方向的位置。

在本实施例中，该位置误差可以分别为横向位置误差以及纵向位置误差，即在行方向上的位置误差以及在列方向上的位置误差。

横向误差计算可以是，横向第二像素距离与相应色调对应的色标到基准色标的横向标准像素距离的差值，再乘以前述比值。公式可以为err_X(i)＝((X_Mark(i)-X_Mark(0))-X_standard(i))*pixel_resolution。

纵向误差计算可以是，纵向第二像素距离与相应色调对应的色标到基准色标的纵向标准像素距离的差值，再乘以前述比值。公式可以为err_Y(i)＝((Y_Mark(i)-Y_Mark(0))-Y_standard(i))*pixel_resolution。

其中，[X_Mark(i),Y_Mark(i)]表示第i个色调对应的色标的平均坐标值对应的位置，X_Mark(0)表示第i个色调对应的色标的横平均坐标值，Y_Mark(0)表示第i个色调对应的色标的纵平均坐标值，X_standard(i)表示横向标准像素距离，Y_standard(i)表示纵向标准像素距离，[X_Mark(0),Y_Mark(0)]表示基准色标。

于是，得到每个色调对应的色标的位置误差。

对于印刷过程中的色标，若在一幅图像中不能完全包括，则获取多幅图像，该多幅图像将所要检测位置的色标均包括在内，对该多幅图像使用本发明实施例提供的方法进行检测，以获得印刷过程中的所有色标的位置误差。

第二实施例

图6示出了本发明提供的色标位置误差计算装置200。该装置包括：图像获取模块210，用于获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；色标位置获取模块220，用于获取所述多个色标在所述图像中的位置；色调值计算模块230，用于计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；像素距离计算模块240，用于根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；比值计算模块250，用于计算所述两个印刷序号相同的色标的标准物理距离与所述第一像素距离的比值；位置误差计算模块260，用于计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

进一步的，请参见图6，该装置还包括白色区域查找模块270，用于查找所述图像中的白色区域；所述色标位置获取模块220用于在所述白色区域内获取所述多个色标在所述图像中的位置。

进一步的，如图7所示，在本实施例中，该白色区域查找模块270还包括：

图像分割单元271，用于将所述图像在第一方向分为多幅子图像，所述第一方向为行方向或者列方向；像素和计算单元272，用于分别计算每一幅子图像在第二方向的多组像素点的每组像素点的每个颜色通道的像素和，所述第二方向为与所述第一方向垂直的列方向或者行方向；差值计算单元273，对于每一幅子图像，用于当在第二方向上的最大像素和大于第一颜色阈值，计算所述最大像素和与每组像素点的每个颜色通道的像素和的差值；第一标记单元274，对于每组像素点，用于当其中一个颜色通道的像素和对应的差值小于噪声容限阈值，对该组像素点标记第一数值，否则标记第二数值；第二标记单元275，在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离的第一预定数值倍，且所述连续的第一数值后的连续第二数值的个数小于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍，用于将所述连续第二数值均标记为第一数值；白色区域获取单元276，在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离与第二预定数值倍的相邻两个色标之间的距离之和，用于判定所述连续的第一数值对应像素点所在区域为当前子图像对应的子白色区域，所述多幅子图像对应的多个子白色区域形成所述白色区域。

进一步的，如图8所示，在本实施例中，所述色标位置获取模块220还包括：

像素平均值计算单元221，用于计算每个子白色区域内的每个颜色通道的像素平均值；

第三标记单元222，对于在所述子白色区域内的每个像素点，当其中一个颜色通道的像素值小于相应颜色通道的像素平均值与差值阈值的差值，用于将相应像素点标记为第三数值；

第一数量计算单元223，用于计算每个子白色区域内的每一行的第三数值的个数为第一数量；

非零区域获取单元224，用于计算连续大于零的第一数量的个数为第二数量，查找所述第二数量大于色标的最小高度，且所述连续大于零的第一数量中的最大的第一数量大于色标的最小宽度的区域，该区域为非零区域；

第三数量计算单元225，用于计算每一个非零区域的每一列的第三数值的个数为第三数量；

色标区域获取单元226，用于计算连续大于零的第三数量的个数为第四数量，查找所述第四数量大于色标的最小宽度，且所述连续大于零的第三数量中的最大的第三数量大于色标的最小高度的区域，该区域为色标区域；

边查找单元227，在每个所述色标区域内，利用Hough变换查找每个色标的边；

色标位置获取单元228，用于根据所述色标的边的位置关系确定色标在所述图像中的位置。

进一步的，在本实施例中，边查找单元227可以包括：第三数值计算子单元，用于计算每个色标区域内的第三数值的总个数；

中心位置获取子单元，当所述总个数大于色标的最小高度以及最小宽度的乘积的色标噪声阈值倍时，用于获取相应色标区域的中心位置；

边查找子单元，用于对于每一个获取中心位置的色标区域，以相应的中心位置为Hough变换的坐标原点，查找相应的色标区域内的色标的边。

进一步的，在本实施例中，所述的图像为彩色图像。首先获取的具有色标与印刷图案的印刷图像，该印刷图像可以通过CCD摄像机获取，获取的印刷图像为Bayer格式的图像，于是，请参见图6，本实施例还可以包括：图像获取模块280，用于获取Bayer格式的印刷图像，所述印刷图像包括待计算的多个色标；图像转换模块290，用于将所述印刷图像转换为RGB格式的彩色图像。

进一步的，在本实施例中，色调值计算模块230可以包括：像素值计算单元，用于根据每个色标的位置，计算以每个色标的中心位置为中心的指定区域内每个颜色通道的平均像素值；色调值计算单元，用于在每个色标对应的指定区域内，根据各个颜色通道的平均像素值之间的关系，确定相应色标的色调值。

进一步的，在本实施例中，位置误差计算模块260还可以包括：坐标平均值获取单元，用于获取色调值相同的色标的坐标平均值；第二像素距离计算单元，用于计算所述坐标平均值对应的位置到所述基准色标的像素距离作为每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种色标位置误差计算方法，应用于印刷领域，其特征在于，所述方法包括：

获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；

获取所述多个色标在所述图像中的位置；

计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；

根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；

计算所述两个印刷序号相同的色标的设计物理距离与所述第一像素距离的比值；

计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

2.根据权利要求1所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述获取所述多个色标在所述图像中的位置之前还包括：

查找所述图像中的白色区域；

在所述白色区域内获取所述多个色标在所述图像中的位置。

3.根据权利要求2所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述查找所述图像中的白色区域包括：

将所述图像在第一方向分为多幅子图像，所述第一方向为行方向或者列方向；

分别计算每一幅子图像在第二方向的多组像素点的每组像素点的每个颜色通道的像素和，所述第二方向为与所述第一方向垂直的列方向或者行方向；

对于每一幅子图像，当在第二方向上的最大像素和大于第一颜色阈值，计算所述最大像素和与每组像素点的每个颜色通道的像素和的差值；

对于每组像素点，当其中一个颜色通道的像素和对应的差值小于噪声容限阈值，对该组像素点标记第一数值，否则标记第二数值；

在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离的第一预定数值倍，且所述连续的第一数值后的连续第二数值的个数小于相邻两个色标之间的距离的第二预定数值倍，将所述连续第二数值均标记为第一数值；

在每幅子图像中，当连续的第一数值的个数大于色标到白色区域的边界的最短距离与第二预定数值倍的相邻两个色标之间的距离之和，则所述连续的第一数值对应像素点所在区域为当前子图像对应的子白色区域，所述多幅子图像对应的多个子白色区域形成所述白色区域。

4.根据权利要求3所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，在所述白色区域内获取所述多个色标在所述图像中的位置包括：

计算每个子白色区域内的每个颜色通道的像素平均值；

对于在所述子白色区域内的每个像素点，当其中一个颜色通道的像素值小于相应颜色通道的像素平均值与差值阈值的差值，将相应像素点标记为第三数值；

计算每个子白色区域内的每一行的第三数值的个数为第一数量；

计算连续大于零的第一数量的个数为第二数量，查找所述第二数量大于色标的最小高度，且所述连续大于零的第一数量中的最大的第一数量大于色标的最小宽度的区域，该区域为非零区域；

计算每一个非零区域的每一列的第三数值的个数为第三数量；

计算连续大于零的第三数量的个数为第四数量，查找所述第四数量大于色标的最小宽度，且所述连续大于零的第三数量中的最大的第三数量大于色标的最小高度的区域，该区域为色标区域；

在每个所述色标区域内，利用Hough变换查找每个色标的边；

根据所述色标的边的位置关系确定色标在所述图像中的位置。

5.根据权利要求4所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述利用Hough变换查找每个色标的边的步骤包括：

计算每个色标区域内的第三数值的总个数；

当所述总个数大于色标的最小高度以及最小宽度的乘积的色标噪声阈值倍时，获取相应色标区域的中心位置；

对于每一个获取中心位置的色标区域，以相应的中心位置为Hough变换的坐标原点，查找相应的色标区域内的色标的边。

6.根据权利要求1所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述图像为彩色图像，在获取包括待计算的多个色标的图像之前，还包括：

获取Bayer格式的印刷图像，所述印刷图像包括待计算的多个色标；

将所述印刷图像转换为RGB格式的彩色图像。

7.根据权利要求1所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述计算每个色标的色调值包括：

根据每个色标的位置，计算以每个色标的中心位置为中心的指定区域内每个颜色通道的平均像素值；

在每个色标对应的指定区域内，根据各个颜色通道的平均像素值之间的关系，确定相应色标的色调值。

8.根据权利要求1所述的色标位置误差计算方法，其特征在于，所述计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离包括：

获取色调值相同的色标的坐标平均值；

计算所述坐标平均值对应的位置到所述基准色标的像素距离作为每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离。

9.一种色标位置误差计算装置，应用于印刷领域，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取包括待计算的多个色标的图像，所述多个色标中包括至少两个印刷序号相同的色标；

色标位置获取模块，用于获取所述多个色标在所述图像中的位置；

色调值计算模块，用于计算每个色标的色调值，其中，每个所述色调值对应一个印刷序号；

像素距离计算模块，用于根据每个色标的位置，计算其中两个印刷序号相同的色标的第一像素距离；

比值计算模块，用于计算所述两个印刷序号相同的色标的标准物理距离与所述第一像素距离的比值；

位置误差计算模块，用于计算每个色调值对应的色标到基准色标的第二像素距离，并根据所述第二像素距离、相应的色调值对应的色标到基准色标的标准像素距离以及所述比值获得每个色调对应的色标的位置误差。

10.根据权利要求9所述的色标位置误差计算装置，其特征在于，所述装置包括：

白色区域查找模块，用于查找所述图像中的白色区域；

所述色标位置获取模块用于在所述白色区域内获取所述多个色标在所述图像中的位置。