CN110949002A - 无需专门套准标记的套准测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过计算机对印刷机的印刷过程中的分色进行自动化套准测量的方法，通过至少一个图像传感器对至少一个测试图案样式进行检测并存储在数字整体图像中，计算机对所检测的测试图案样式关于套准错位方面进行分析处理并进行校正，计算机将颜色测控条用作测试图案样式并对该颜色测控条的颜色测量区域进行适配，使得计算机能够基于借助图像传感器所检测的及所数字化的已适配的颜色测控条求取到周向及侧向套准错位，为了测量侧向套准错位，计算机将颜色测控条的颜色测量区域的顺序适配于颜色测量区域的叠印的可见性。

Description

无需专门套准标记的套准测量方法

技术领域

本发明涉及一种用于给印刷机的印刷过程实现自动化套准测量的方法。

本发明所属的技术领域是印刷品质测控。

背景技术

在执行印刷过程时，随后对所生产的印刷产品的品质测控是非常重要的一部分。这类印刷品质测控的重要组成部分在于：检查所谓的套准(Register)——根据概念解释的不同也被称为对版(Passer)。在此典型的观点在于，套准普遍描述的是题材(Sujet)在承印基底上的位置，而对版意味着多色印刷中单个分色的叠印。特别是，在这种具有不同分色的多色印刷中(在所述多色印刷中，这些单个分色必须准确地上下印刷)，题材(或单个印刷对象)在这些单个分色的印刷图像中的移位可能会导致出现所谓的对版错误。在此，这类移位(也可被称为套准错位)可分为周向及侧向套准。在此，周向套准错位描述的是：相对于其它分色，某个确定的分色向上或向下移位。不同的是，侧向套准描述的是：相对于其它分色，某个确定的分色向左或向右相应地移位。另一种套准错位则涉及到所谓的正交套准(Diagonalregister)。

为了求得这些套准错位，除了原本的印刷图像之外，通常印刷出测试图案样式/测试标记作为题材的一部分。这些套准标记譬如包括以确定几何布置方式的单个分色的对象。由此，在单个或多个分色发生套准错位的情况下，可即刻求得：哪个分色具有错位，以及这种偏差具体是什么类型。所印刷的套准标记的分析处理可由用户手动进行。但现如今更常见的是：自动化分析处理；譬如是通过自身固有的专门套准传感器，该专门套准传感器检测到这些套准标记并传递至计算机，该计算机对这些套准标记关于可能的套准错位方面进行分析处理。图像检测系统的使用也是已知的，该图像检测系统原本是用于对印刷题材的品质测控，并且在大多数情况下在印刷机中以内联方式(inline)安装在最后那个印刷机构之后。如果已求得套准错位，则要么可由用户(或印刷者)手动地、要么可由印刷机的控制装置自动化地补偿掉该套准错位。这譬如可通过将这些单个分色的印刷图像数据相应相反地适配得以实现。由用户借助于对周向套准、侧向套准和正交套准进行修正的方式进行机械适配，这在一定程度上也是可行的。

但是，这些用于求取套准错位的解决方案的弊端在于，大多数情况下需要这样完全自身固有的分析处理系统：该分析处理系统具有套准传感器和自身固有的套准标记，这些套准标记由套准传感器所读出。为了减少这种耗费，如上所述，通常使用其它图像传感器或摄像机(譬如其任务呈现为检查关于图像内容方面的印刷品质或呈现为颜色测控)来分析处理套准标记。但是，只有当这些摄像机具有足够高的分辨率来使得它们也能够对套准标记进行目标精确地检测及分析处理时，上述方法才可行。

此外，现有技术中已知德国专利DE 10 2004 021 597B4，该专利公开了一种套准标记，该套准标记由套准传感器所读出，但其中这种套准标记额外地包含了用于对要调节的套准颜色进行颜色测量的另一区域。也就是说，在这种情况下，套准错位的分析处理与印刷过程的颜色测控(或颜色控制)相关联。在此，使用套准传感器的目的在于，不仅仅是基于套准标记来读出套准错位，而是同时还读出相应分色的颜色值。也就是说，在此所介绍的套准标记几乎是套准标记和颜色测量区域(或颜色测控条)的混合体。由此，借助这种解决方案，减少了颜色测控的耗费，但是并未减少用于求取套准错位的耗费。此外，通常也并不期望这样地关联套准错位和颜色测控，因为这种方法手段特别是在对颜色控制具有极高品质要求的情况下是无法提供最佳的结果。

发明内容

由此，本发明的任务在于，提出一种用于自动化套准测量的方法，该方法的耗费要少于现有技术中已知的方法。

该任务通过一种用于通过计算机对印刷过程中的分色进行自动化套准测量的方法来解决，其中，至少一个图像传感器对至少一个测试图案样式(Testmuster)进行检测并存储在数字整体图像中，计算机对所检测到的测试图案样式关于套准错位方面进行分析处理并对其进行校正，本方法的特征在于，计算机将颜色测控条(Farbkontrollstreifen)用作测试图案样式，并将颜色测控条的颜色测量区域这样地适配，使得能够基于借助图像传感器所检测到的且已数字化的颜色测控条求取到周向及侧向套准错位。根据本发明的方法的核心在于，在此可完全取消用于借助自身固有套准标记和自身固有套准传感器对套准错位进行分析处理的、自身固有的系统。这通过将现有的图像检测系统一同用于套准测量的目的得以实现，借助该现有的图像检测系统依据对颜色测量条或颜色测控条进行检测及测量来对图像内容的测控(或颜色控制)进行检测和分析处理。为了使颜色测控条的颜色测量值的自动化分析处理可被用于上述目的，则必须对测控条的单个颜色测量值进行确定地适配。通过这种适配，依据所存储的数字式颜色测控条，计算机不仅可求得用于印刷过程的颜色测控的单个颜色值，同时还能基于相同的测试区域来获得关于这些单个分色的套准错位方面的信息。这样一来，不再需要自身固有的套准传感器和自身固有的套准标记以及其独立的分析处理过程。

本发明有利的因此优选的改进方案由从属权利要求以及说明书和附图得出。

在此，根据本发明的方法的优选的改进方案是，计算机求得周向套准错位，其方式是，对已数字化的颜色测控条中的颜色测量区域垂直于颜色测控条所出现的高度错位进行测量。周向套准错位(如上所述地周向套准错位是表示某分色相对于其它分色向上或向下的偏差)能够相对简单地求得，其方式是，对针对相应分色所涉及的颜色测量区域在这种情况下所出现的高度错位进行测量。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，为了测量侧向套准错位，计算机将颜色测控条的颜色测量区域的顺序适配于颜色测量区域的叠印的可见性(Sichtbarkeit)。为了确定侧向套准错位，必需将颜色测控条的颜色测量值进行专门适配。因为与周向套准错位不同地，如果譬如青色分色这样地向左错位，使得针对青色的相应颜色测量区域处于与黑色颜色测量区域的叠印，则无法求得侧向套准错位，因而在此必需将相应颜色测量区域的顺序进行适配。也就是说，为了检查青色分色的侧向套准错位，针对青色的颜色测量区域在颜色测控条中必须安置在这样的位置处：在该位置处，这种针对青色的颜色测量区域在由于侧向套准错位所导致的移位的情况下不会与针对黑色的颜色测量区域发生叠印。与之不同地，与另一颜色测量区域(譬如是针对黄色)发生叠印则不成问题，因为在此还是能够确定出针对青色的颜色测量区域的偏差的程度。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，针对每个分色，对多个颜色测量区域和/或颜色测控条进行印刷、检测、数字化并由计算机进行分析处理，用以确保所得出的结果是关于多个颜色测量区域的平均值。如果对于每个分色仅分析处理单个颜色测量区域，那么针对这些分色的套准错位的测量及求取可能不够准确。因此适合的是，针对这些分色的每个分色，相应地测量及分析处理多个颜色测量区域。这不成问题，因为通常每个颜色测控条本来就针对每个分色包含多个颜色测量区域(或者说优选应使用这类颜色测控条)。如果出于某些原因确实需要使用针对每个分色仅具有一个颜色测量区域的颜色测控条，则应印刷及分析处理多个颜色测控条。这总归也符合印刷过程的正常情况，因为在每个承印基底上反正大多印刷有至少一个颜色测控条，并且套准测量本来就是历经多个承印页张的运行过程实现。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，对矩形构型的颜色测量区域进行印刷、检测、在数字整体图像中存储、并分析处理。矩形颜色测量区域的使用特别适用，这是因为大多数被使用的颜色测控条本来就具有矩形颜色测量区域。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，对圆形的颜色测量区域进行印刷、检测、在数字整体图像中存储、并分析处理。替换地但也可印刷圆形构型的颜色测量区域。这对于分析处理而言不成问题，因为虽然摄像机传感器的像素是矩形的，但所使用的摄像机(或颜色测量仪)的物镜中的测量点是圆的。除此之外，圆形颜色测量区域的使用提供关于分析处理方法方面新的选择。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，对圆形颜色测量区域进行分析处理，其方式是：计算机从所检测到的数字整体图像中裁出这样的子图像：该子图像包含针对待测量的分色及其左右相接的分色用的颜色测量区域；将子图像分段成三个对象；通过中间对象的凹状圆部分来安置辅助圆，并且通过辅助圆的中心点的位置与圆形颜色测量区域的已知的额定位置的中心点的位置之间的差异求取到侧向及周向套准。借助圆形构型的颜色测量区域工作的这种新的分析方法的优势主要在于：与相邻的颜色测量区域发生叠印在此不再成问题。对于求取侧向及周向套准来说，本来就是辅助圆的中心点具有决定性意义，所述辅助圆的中心点此外借助极为可靠的方法求得，基于此，因而并不重要的是：圆形颜色测量区域的是左边还是右边部分由于侧向套准错位而发生了叠印。也就是说，在使用这种方法的情况下，不再需要对单个颜色测量区域的顺序进行适配——但这也无妨。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，将子图像分段成三个对象是借助计算机通过分水岭算法(Watershed-Algorithmus)实现，和/或事先定义出辅助圆的直径。辅助圆的直径当然必须事先确定并已知，否则该方法无法实现。关于子图像的分段(划分)，分水岭算法的应用被证明是优选用于将相应的三个颜色测量区域彼此分开的方式。特别是在位于中间的待分析处理的圆形颜色测量区域与相邻颜色测量区域之间存在较强叠印的情况下，这种算法可得出很好的结果。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，颜色测量区域的额定位置由多个(通常是两个)下一邻接的黑色颜色测量区域的位置确定。因此，为了求得所述额定位置，首先求得这两个相邻于上述颜色测量区域的、也最靠近上述颜色测量区域的黑色颜色测量区域的位置。基于其已知的位置，可求得待检验的颜色测量区域(或分色)的额定位置。也就是说，黑色相应地作为针对套准测量的参考颜色。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，为了对测试图案样式进行检测及数字化，使用印刷机中的内联式图像检测系统，所述内联式图像检测系统包括至少一个摄像机。因为根据本发明的方法的目的在于：减少耗费(特别是通过取消自身固有的套准标记和自身固有的套准传感器)，首先适合的是，如果印刷机中存在内联式图像检测系统，则使用该内联式图像检测系统用于对测试图案样式(或颜色测控条)进行检测及数字化。当然这前提在于，该内联式图像检测系统也被用于或可被用于对颜色测控条进行分析处理。如果情况并非如此，则针对根据本发明的方法当然是采用这样的摄像机(或图像传感器)：其用于对颜色测控条进行分析处理。但如果是如下这种特殊情况：即，存在内联式图像检测系统，但不被用于对颜色测控条进行检测及数字化，而被用于读出颜色测控条的所附加地使用的图像传感器并不适用于关于套准测量方面的图像检测，那么当然必须这样地配置印刷机的内联式图像检测系统，使得该内联式图像检测系统在这种情况下至少额外一同检测所述颜色测控条，以便由此能够将数据提供给计算机用于分析处理套准错位。但是，在大多数情况下认为的是，这种内联式图像检测系统也在标准方面是被用于分析处理颜色测控条。

此外，所提出的任务的另一解决方案在于这样的颜色测控条：该颜色测控条被设置用于执行所描述的根据本发明的用于在印刷机的印刷过程中进行自动化套准测量的方法。也就是说，这种颜色测控条这样地构造，使得该颜色测控条包括矩形的或圆形的颜色测量区域，这些矩形或圆形颜色测量区域关于其顺序及其数量以及其它结构方面适用于执行根据本发明的方法。

附图说明

接下来参考附图基于至少一个优选的实施例进一步描述本发明及本发明结构和功能上有利的改进方案。在附图中，相互对应的元件分别以相同的附图标记表示。

附图示出：

图1：借助矩形颜色测量区域进行周向及侧向套准测量；

图2：常规的颜色测控条；

图3：经改型的颜色测控条，为了套准测量而优化了颜色测量区域的顺序；

图4：具有青色和品红色的侧向套准错位的、经改型的颜色测控条；

图5：针对青色的侧向套准的测量；

图6：具有圆形的颜色测量区域以及具有青色、品红色和黄色的套准错位的、经改型的颜色测控条；

图7：借助圆形颜色测量区域进行周向及侧向套准测量；

图8：方法步骤1：创建子图像；

图9a,9b：方法步骤2+3：提取中间的颜色测量区域，并且通过凸状对象线(konvexen Objektlinien)设置预先给定大小的辅助圆；

图10：方法步骤4：确定出针对侧向及周向套准的额定位置；

图11：方法步骤5：通过近似圆的中心点的位置与颜色测量区域的额定位置的中心点的位置之间的差异可确定出侧向及周向套准；

图12：图像检测系统的示意性结构。

具体实施方式

本发明不需要专门的套准测量区域。由此可将原用于套准测量区域的空间另作他用。这使得譬如可更多地印刷出有用序列(Nutzenreihe)。通过取消套准测量区域，还能够使得颜色测量条1更紧凑，由此使得在多个印刷过程中能够从双测量条变成单一测量条1。这在有些情况下又使得能够在页张上设置另一有用序列。除此之外，提高了套准测量的准确性，这是因为套准2,3可在众多区域中测得，并且可对这些测量值求平均值。

如果印刷机14具有内装式图像检测系统12，所述内装式图像检测系统12通常包括多个摄像机15以及自身固有的图像处理计算机16作为测量系统12(正如当前较高值/较高效能的喷墨及胶版印刷机14的情况那样)，则可将其摄像机15的图像用于套准测量，用户11无需再引入分开独立的后接的分析处理过程或装置。图12示意性地示出了这种采用根据本发明的方法的图像检测系统12的结构型式。图像检测系统12包括至少一个图像传感器15、所述图像传感器15通常是集成到印刷机14中的摄像机15。所述至少一个摄像机15拍摄由印刷机14所产生的印刷图像并将数据发送至计算机13,16用于分析处理。这种计算机13,16优选是自身固有的、分开独立的计算机16(譬如是一个或多个专门化的图像处理计算机16)，但是也可以与印刷机4的控制计算机13一致。至少印刷机14的控制计算机13具有显示器17，图像监测的结果被显示在所述显示器17上。

于是，在第一优选的实施变型方案中，通过图像处理计算机13基于颜色测量条1中已经存在的矩形颜色测量区域来求取到套准测量所需的数据。整体而言具有优势的是，页张上存在多个颜色测量区域并且由此可求得这些测量值的平均值。现重要的是，在测量周向套准3和侧向套准2时进行区分。周向套准3总是能够无限制地测得。但侧向套准2不是这样，因为这些颜色测量区域直接彼此对接进而可能出现叠印效果4,5，参见图1、5。所有进一步观察考虑都仅涉及到侧向套准2。需区分以下情况：

1.所有套准2,3都最优地设定。被测量的颜色测量区域的尺寸相同，并且测量系统12可确认所述套准2,3的正确设定。

2.这些颜色之一具有侧向套准错位2。在常规的颜色测控条1中(参见图2)，此时无法清楚地确定：哪种被印刷的颜色具有侧向套准错位2，这是因为这些颜色测量区域4,5发生重叠。因此，本发明建议：改变这些颜色测量区域在颜色测控条1a中的布置方式，如图3所示。由此始终可测得侧向套准错位2单义明确的测量部，参见图5。

3.多个颜色都具有侧向套准错位2(参见图4)，图4中示出了颜色测控条1b，该颜色测控条1b具有经适配的测量区域顺序以及具有青色和品红色侧向套准错位2a,2b,2c,2d。在常规的颜色测控条1中(参见图2)，此时无法清楚地确定：哪种被印刷的颜色具有侧向套准错位2，因为这些颜色测量区域发生重叠。借助经改型的颜色测控条1a，即使这种情况也可被测得，如图5和6所示。

在替换的实施变型方案中，如果在图像拍摄时使用颜色过滤器工作，那么也可在当前的颜色测控条1中求得套准测量值。然后，这种侧向叠印4,5的问题情况通过颜色过滤器(包含灰度级的分析)充分良好地识别到，由此可将测量值配属于颜色测量区域。

在另一优选的实施变型中，本发明还建议：将矩形颜色测量区域改为圆形颜色测量区域。于是，将颜色测控条6中的这些颜色测量区域用于颜色测量和套准测量。在此具有优势的是，页张上存在多个颜色测量区域，进而能够求得这些测量值的平均值。图6示出了经改型的颜色测控条6，这种经改型的颜色测控条6具有圆形颜色测量区域以及具有青色、品红色和黄色套准错位7a,7b,7c,7d。

因为颜色测量仪的测量点(Messfleck)是圆的，因此将颜色测量区域从矩形改成圆形对颜色测量来说不会产生任何差异。但是，对于套准测量来说，通过这种方式，即使在较大的套准错位2,3的情况下也能够测得周向套准3、侧向套准2和正交套准(Diagonalregister)，所述较大的套准错位2,3在颜色测控条6中包含颜色的显著叠印4,5。在图7中可以良好地看到：在这种经改型的颜色测控条6中自身强烈的周向及侧向套准错位7a,7b,7c,7d能够如何借助圆形测量区域来确定。

为此提出了如下方法(在此以黄色颜色测量区域为例)：

1.从整体图像中裁出子图像，所述子图像包含针对待测得的颜色的黄色颜色测量区域8及其左右相接的颜色，参见图8。

2.通过分水岭算法将图像进行分段(segmentiert)，并且识别出三个对象。将右侧和左侧对象弃置。还剩下一个对象，该剩下的对象仅包含经分段的待测得的黄色颜色测量区域9，参见图9a。

3.此时可通过该对象10的凹状圆部分来安置辅助圆。该辅助圆的直径是预先定义并且是固定的，参见图9b。

4.颜色测量区域8的额定位置是通过邻接的黑色颜色测量区域18的位置来确定，如在图10中可以良好地看到那样。

5.于是，通过近似辅助圆的中心点以及这个颜色测量区域的额定位置的中心点在X和Y上的差异，计算机16可确定出侧向及周向套准2,3，也参见图11。

本发明这两种优选的实施变型方案的优势在于：

1.本发明不需要专门的套准测量区域。由此可将针对套准测量区域的空间另作他用。存在许多应用情况，其中这样的空间节省使得能够更多地印刷出有用序列。

2.此外增加了套准测量的准确性，因为套准2,3可在众多区域中同时测得并且可额外地对这些测量值求平均值。

附图标记列表

1 颜色测控条

1a 具有经适配的测量区域顺序的颜色测控条

1b 具有经适配的测量区域顺序和青色和品红色侧向套准错位的颜色测控条

2 侧向套准(错位)

2a,2b,2c,2d 针对青色和品红色的侧向套准错位

3 周向套准(错位)

4,5 由青色侧向套准错位所引起的叠印

6 具有圆形颜色测量区域的经改型的颜色测控条

7a,7b,7c,7d 青色、品红色和黄色的周向及侧向套准错位

8 待评估的黄色颜色测量区域

9 经分段的黄色颜色测量区域

10 具有辅助圆的经分段的黄色颜色测量区域

11 用户

12 图像检测系统

13 控制计算机

14 印刷机

15 图像传感器

16 图像处理计算机

17 显示器

18 黑色(K)颜色测量区域

Claims (10)

1.一种用于通过计算机(13,16)对印刷机(14)的印刷过程中的分色进行自动化套准测量的方法，

其中，通过至少一个图像传感器(15)对至少一个测试图案样式(1)进行检测并存储在数字整体图像中，

计算机(13,16)对所检测的测试图案样式(1)关于套准错位(2,3)方面进行分析处理并进行校正，

其中，计算机(13,16)将颜色测控条(1)用作测试图案样式(1)并对该颜色测控条(1)的颜色测量区域进行适配，使得计算机(13,16)能够基于借助图像传感器(15)所检测的及所数字化的已适配的颜色测控条(1a,1b,6)求取到周向及侧向套准错位(2,3)，

其特征在于，

为了测量侧向套准错位，计算机(13,16)将所述颜色测控条(1a,1b,6)的颜色测量区域的顺序适配于所述颜色测量区域的叠印的可见性。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

计算机(13,16)求取周向套准错位(3)，其方式是，测量已数字化的颜色测控条(1a,1b,6)中的一颜色测量区域垂直于所述颜色测控条(1a,1b,6)出现的高度错位。

3.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

针对每个分色，对多个颜色测量区域和/或颜色测控条(1a,1b,6)进行印刷、检测、数字化、并由计算机(13,16)分析处理，用以确保结果是关于多个颜色测量区域的平均值。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

对矩形构型的颜色测量区域进行印刷、检测、在数字整体图像中存储、并且分析处理。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，

其特征在于，

对圆形的颜色测量区域进行印刷、检测、在数字整体图像中存储、并且分析处理。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，

对圆形颜色测量区域进行分析处理，其方式是：计算机(13,16)从所检测的数字整体图像中裁出包含针对待测量的分色及其左右邻接的分色的颜色测量区域(8)的子图像，将所述子图像分段成三个对象，通过中间对象(9)的凹状圆部分来安置辅助圆，并且通过所述辅助圆的中心点的位置与所述圆形颜色测量区域的已知的额定位置的中心点的位置之间的差异来求得侧向及周向套准(2,3)。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

将所述子图像分段成三个对象是借助计算机(13,16)通过分水岭算法进行，和/或事先固定地定义出所述辅助圆的直径。

8.根据权利要求6或7所述的方法，

其特征在于，

所述颜色测量区域(8)的额定位置是通过多个下一邻接的黑色的颜色测量区域(18)的位置来确定。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

为了检测并且数字化所述测试图案样式(1)，使用所述印刷机(14)中的内联式图像检测系统(12)，所述内联式图像检测系统具有至少一个摄像机(15)。

10.一种颜色测控条(1,1a,1b,6)，所述颜色测控条被设置用于在印刷机(14)的印刷过程中进行自动化套准测量的方法，所述方法是根据前述权利要求任一项所述的方法。

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