CN1077042C - 借助光电设备的自动评价方法 - Google Patents

Abstract

为了借助光电设备来自动评价图象的印刷质量，采用随后的步骤：通过已知方式和方法来准备多个参考图象。每个参考图象包括形成该图象的多个画面之间的一种可接受的相对校准不齐。术语“不同图案”意味着不同印刷阶段中印出的图案。在对评价用的图象进行评价的过程中，将其与最接近的参考模型进行比较。

Description

借助光电设备的自动评价方法

本发明涉及一种使用光电设备来评价纸张上图象的印刷质量的方法，该图象至少包括在一个印刷阶段中印出的一个图案。

在评价纸张上的印刷质量，特别是证券的印刷时，使用电子自动检测装置，它包括一台或多台黑白或彩色摄象机，用来摄取将被检查的图象。这些图象由矩阵组成，通常是长方形的，并包括代表反射光密度的数字，或者换种说法，代表图象被细分成的象素的密度值。图象的象素数目取决于摄象机的分辨率。在单色(黑白)系统中，通过单一矩阵来描述图象，而在彩色系统中，这种描述则由与所使用的色彩通道同样多的矩阵组成。一般说来，对于RGB(红、绿、蓝)类型的描述，使用三种色彩通道。

用于执行这种类型自动检查的过程基于如下方案：

从一组被认为是良好的纸张中，构造一个带可接受的印刷质量的模型。使用不同的技术来建造这一模型。这包括，从这套认为是良好的纸张中，计算出一种标准平均图象，这就是说一种由矩阵描述的图象，其中每一象素被分配一个它在这组测试纸张中所具有的平均值。

另一方法将两个值赋给每一个象素，一个是在这组测试纸张中该象素所达到的最小值而另一个则是最大值。因此，对于每一图象使用了两个矩阵，一个采用最小值而另一个采用最大值。当然，在多彩色图象的情况下，每个色彩通道便得到了两个矩阵。

当产生要被检测的图象时，要被检测图象的每一象素与由此得到的模型的象素相比较。如果差值超过预定阈值或者如果它处在最小—最大范围外，则该象素被认为带有印刷缺陷。依照所希望得到的并已经事先决定的质量，有缺陷的象素的数目便决定了对该图象可能的否定。

当制造一定类型的有价值印刷品，如纸制证券、银行票据、邮票等的时候，使用多种印刷技术，如胶印、铜板印刷等来印刷图象。我们将这些多种印刷类型称之为印刷阶段。因此，在正常的印刷过程中，纸张首先通过用于第一阶段的印刷系统从而印上第一图案，而后通过用于第二印刷阶段的第二印刷系统，以使第二图案印到纸上。在这种情况下，除去印刷质量问题之外，还存在着使不同阶段印出的图案保持协调的问题。实际上，仅由于纸张变形，在不同阶段印出的两个图象之间就可能存在偏差，即这些偏差与不同阶段印出的图案有关。这种对应几个象素的偏移可能位于纸张的偏移方向内或者在其垂直方向内。在这种情况下，就不再可能通过使用上述技术来获得一个代表所需印刷质量的模型，这是因为一个单独的象素可能被赋给多个随印刷阶段之间校准与对位而变的非常不同的值。

在这种情况下，已建议为每一印刷阶段建立一个模型。为此把仅采用每一印刷阶段印出的几组纸张包括在测试纸张组中。使用类似于前述过程的一个过程，为每一印刷阶段构造一个模型。在准备这些模型的阶段中，操作者确认只包括或基本上只包括单一印刷阶段图象部分。

在生成过程中，首先使用准备模型时所确认的象素来测量印刷阶段之间相对的校准偏差。

随后，结合诸模型，同时考虑到不同阶段被连续在纸张上印刷的这一方式，从而得到一个其布置对应验证用的图象设计布置的单一参考模型。随后，将每一幅图象与如此建立的模型相比较。对于打印机，这一过程是复杂的而且特别昂贵，因为对于每个生成处理，都有必要印出与印刷阶段相同数目的并能代表所希望印刷质量的几组纸张。

在意大利申请的并具有参考号MI95A000430的专利申请中，同一发明人提出了一种方法，它能够基于测试纸张组来为一个精密印刷阶段中印出的图案决定一个模型。因此得到的该模型随后结合起来以形成一个单独的用于评价的图象的参考模型。

本发明的目的在一方面是消除先有技术中的问题，另一方面是提出对同一发明人的前述方法的另一种替代。

在根据本发明的评价方法中，准备出多个参考模型，其中每一个对应一个可接受的校准不齐，而且将印出的图象与最近的一个或多个模型进行比较。

本发明的优点在于其参考模型形成的巨大灵活性。实际上，有许多种准备那些具有可接受校准不齐的参考模型的方法。例如，可以使用传统方法来选择每一图案的参考模型并随后通过将所述设计图案与处于可接受值之内的相对的校准不齐相接合来形成参考图象。参考图象或者通过计算或者通过适当印刷来得到。每一图案的模型可以通过已知方法或同一发明人在上述意大利专利申请中介绍的方法来得到。

根据本发明的一个优选变化，参考模型可由测试图象产生，其中每一图象具有可接受的校准不齐。

根据另一实施例，将被使用的参考模型由这样一种方法选出来，该方法能够得到参考模型的预定象素与其在评价用图象上的对应点之间的最佳对准(最好配合)。

本发明的优点在于，它也可以减小采样噪声的影响，这些采样噪声在光电设备与用于摄取和用于评价的图象之间的校准不齐小于所述设备的象素尺寸是，可能使结果无效。实际上，在这些评价过程中，如果一条黑线精确地位于传感器中央或者如果它稍微偏置，则所获取的密度值将不同。

本着这样一个目的，即减小摄象机与用于摄取或评价的图象之间的这一校准不齐，也可能为每一图案产生图象参考模型，他们对应小于光电设备象素尺寸的可能偏差。这样，在评价中，摄象机与图象之间较差的校准将不会使评价结果无效。

即使这种方法首先需要更多地使用电子系统的存储器，但是在检查过程中无须进行任何计算，因此该方法更快。

通过使用两幅简单附图，将更详细地描述本发明。

图1和2代表两个用于评价的图象，它由两个独立的画面组成，画面之间的相对位置并不一样。

图3简略地示出了可以采用本方法的一种装置。

图1代表一幅由一个三角形T1和一个长方形R1组成的图象。这些图案中的每一幅在不同的印刷阶段中得以印出，例如三角形在胶版印刷中而长方形在凹版印刷中。

图2代表一幅也由一个三角形T2和一个长方形R2组成的图象，它们也分别在胶板和凹版印刷阶段中印出来，这两幅图的唯一差别在于以下事实，即三角形和长方形的相对位置不一样。显然，在这些图中夸大了校准不齐。从理论上讲，印刷过程中的这一校准不齐只有几个象素。

根据本发明的方法，通过将两幅图中所表达的每一画面与由三角形和长方形组成的参考模型(其相对校准不齐处于已经预先决定的可接受范围)进行比较，来进行因数质量的评价，特别是与形成图象的两个画面之间的校准不齐有关的评价。

摄象机2在纸张1前通过并检查它，随后所摄取的图象进入设备3，这就使测量校准不齐的值成为可能。这一校准不齐值送入存储器，在存储器中已标明了具有可接受校准不齐的所有模型。这样就可以选出正确模型，并随后将其送入设备5，即比较器。通过使用选自存储器4的模型和由摄象机2所摄取的图象，来评价印刷质量。

很明显，本设备需要大的存储器，因为具有可接受校准不齐的所有模型必须存在存储器中，但是在另一方面，在评价过程中无须进行计算，因为通过设备3辨认对应所实测到的校准不齐的模型以继续进行质量评价，这就足够了。

这些参考模型的生成是作为印刷质量的函数得以进行的。这样，当印刷容余(可接受的校准不齐)已固定之时，或者通过计算或者从适当数目的测试用纸张(其图象被送入电子系统的存储器中)开始来生成参考模型。在一幅图象，例如图1或2中的一幅的行进过程中，这一图象与最接近的参考模型进行比较，并且如果差值为零或者处于预定范围(容余)之内，则接受该图象，否则拒绝它。

也可以通过其他方式生成参考图象。例如，可以通过已知方法或通过形成前述专利申请的主题内容的发明中所开发的方法来为每一图案生成一个参考模型，而且采用处于限定的容余范围内的多种相对校准来再组合该图案。

很明显，所用参考模型的数目决定了系统的精度。一种选择在质量评价中所用模型的方法是这样一种技术，它能够把一些预定象素放到参考模型与用于评价的图象之间的对应中去。在图象出现在两幅图中的情况中，也可能使用，例如三角形的较低顶点和长方形右上角，这里称作A1、B1。这样，在评价过程中，将进行这样的尝试，即将用于评价的图象上的象素A1、B1或A2、B2对应于参考模型上的对应象素。

这一方法也能够校正采样噪音的影响，这种噪音与摄象机和用于摄取或评价的图象之间的相对位置有关。实际上，摄象机和用于摄取或评价的图象之间的校准并非总是完美的。这样举例来说，如果其宽度对应象素宽度的一条黑线正好面对传感器，则其获得的密度值与同一条黑线轻微偏差时所获得的值并不相同，该偏置小于象素的宽度。

为了减少或消除摄象机/图象的校准不齐，可使用同样的方法，也就是说生成一定数目的参考模型，也应考虑入摄象机和图象之间的校准不齐，这种校准不齐严格限制于象素的尺寸。在这种情况下，也可以生成这样一些模型，它们具有，例如±0.5象素的校准不齐，并带有0.1象素的级差，这当然是在X和Y方向内。对于上述情况，由此生成121个模型并将其存于存储器，例如图3中介绍的设备4中，该设备随后用于选择适当模型并评价质量。这样，没有产生工作负荷的显著增长，除了电子系统中所使用的存储器之外。

很明显，用于减小采样噪音影响的多模型技术即使在多阶段印刷的情况中也是可行的，因为为每一印刷阶段生成对应摄象机和画面之间多种校准的多个参考模型，就是足够的。

Claims (8)

1.一种使用光电设备来自动评价纸张上图象的印刷质量的方法，该图象至少包括在一个印刷阶段中印出的一个图案，该方法包括步骤：

准备多个参考模型，每一个参考模型对应一个可接受的相对校准不齐并且其密度值是可接受的；

对于每个印制的图象，估算出图象的校准不齐的一个度量；

选出具有最接近的校准不予值的参考模型；及

把印刷出的图象与选择的参考模型相比较。

2.根据权利要求1所述的方法，其中从测试用图象生成参考模型，每一测试图象具有可接受的校准不齐。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过为在每一印刷阶段中的印出的每一图案生成一个参考模型来形成多个参考模型，并且根据不同且可接受的相对校准来结合每一图案的参考模型以便形成用于检测的图案。

4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其中通过查寻参考模型中预定数目的象素与其在用于评价的图象上的对应点之间的最佳对应，来选择出将在评价中使用的参考模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准不齐小于光电设备的象素尺寸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准不齐是光电设备和用于检测的图象之间的相对的校准不齐，从而能够减小生成参考模型中或质量评价中采样噪声的影响。

7.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中也为每一图案准备参考模型，每一模型对应光电设备和图案之间可能的相对校准不齐，该校准不齐小于光电设备的象素尺寸。

8.根据权利要求4所述的方法，其中也为每一图案准备参考模型，每一模型对应光电设备和图案之间可能的相对校准不齐，该校准不齐小于光电设备的象素尺寸。

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