CN113377306A - 基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于打印机成像领域，具体涉及了一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统、方法和设备，旨在解决的现有的打印机在有缺陷的纸张上打印效果不佳，用户二次利用纸张意愿不高的问题。本发明包括：获取待打印纸张的图像信息并进行特征提取，进而识别污损的类别，针对污损的类别进行对应的处理，并根据处理的效果调整处理方案，进而实现在二次利用纸张等有缺陷的纸张上也能呈现较好的打印效果。本发明提高了对有缺陷的纸张的打印精度，避免了在褶皱区域、污损区域打印造成信息丢失提高了用户选择二次利用纸张的意愿。

Description

基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统、方法和设备
技术领域
本发明属于打印机成像领域，具体涉及了一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统、方法和设备。
背景技术
随着打印设备和打印材料的发展，打印机的图像质量和精细程度已经非常高，其对打印材料的要求也更高。目前打印机通常配备专用的打印纸才能达到预期的打印质量，但是存在打印纸只打印一面，在正面的内容使用完毕后，想要在背面打印进行二次利用时，由于纸张在正常使用中出现褶皱、污损或毁坏而导致在背面打印时无法完整有效成像的问题。二次利用时通常会打印内容较少、精确度要求较低的非正式文件，能够在有褶皱、污损或毁坏的纸张中打印完整内容，可以提高纸张二次利用的效果和用户二次利用纸张的意愿，对提高资源的利用率降低损耗具有显著效果。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即现有的打印机在出现褶皱的纸张上打印效果较差的问题，本发明提供了一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，包括：图像采集模块、褶皱信息获取模块、褶皱识别模块、褶皱区成像调节模块、褶皱调节评估模块和调节方式自适应模块；
所述图像采集模块，配置为通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
所属褶皱信息获取模块，配置为基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
所述褶皱识别模块，配置为基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
所述褶皱区成像调节模块，配置为基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
所述褶皱调节评估模块，配置为基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
所述调节方式自适应模块，配置为基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
在一些优选的实施方式中，所述自适应褶皱图像处理网络，配置为针对不同污损类别，对褶皱图像的不同位置设置初始的调整方案，并根据调节方式自适应模块更新调整方案；
在一些优选的实施方式中，基于所述待打印纸张褶皱图像提取污损特征信息，将所述污损特征信息输入所述训练好的图像分类网络获得污损类别。
在一些优选的实施方式中，所述训练好的图像分类网络可通过预训练的softmax网络实现。
在一些优选的实施方式中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，针对不同的污损类别，预设了初始的处理方案，具体包括：若污损类别为折痕，获取褶皱图像中的直线，对所述直线与待成影图像重合的位置进行初始n倍的颜色深度调节，对所述直线周围预设范围内的像素与待成影图像重合的位置进行初始m倍的颜色深度调节。
在一些优选的实施方式中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，还包括若污损类别为挤痕时，将褶皱图像中的像素点拟合成数条曲线，获得挤痕曲线，将所有的挤痕曲线按照宽度呈分为预设的宽度等级，对不同宽度等级的挤痕曲线即周围的像素与待成影图像重合的位置进行初始o、p倍的颜色深度调整。
在一些优选的实施方式中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络还包括若污损是污渍，则基于所述打印纸张的图像信息，获取污渍的颜色，并根据色环选取互补色，对污渍像素与待成影图像重合的位置进行颜色调整或颜色深度调整。
本发明的另一方面，提出了一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法，包括：
步骤S100，通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
步骤S200，基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
步骤S300，基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
步骤S400，基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
步骤S500，基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
步骤S600，基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
本发明的有益效果：
(1)本发明基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，通过提取二次利用的纸张的污损特征进而分类出污损类别，针对不同的污损类别进行调整并自适应地对调整方案进行更新，使得打印机能够在有缺陷的纸张上呈现出更好的打印效果，避免了在褶皱区域、污损区域打印造成信息丢失，提高用户对纸张进行二次利用的意愿，降低资源浪费。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统实施例的结构框图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明提供一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，本系统实现使得打印机能够在有缺陷的纸张上呈现出更好的打印效果，提高用户对纸张进行二次利用的意愿，降低资源浪费。
本发明的一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，包括：图像采集模块、褶皱信息获取模块、褶皱识别模块、褶皱区成像调节模块、褶皱调节评估模块和调节方式自适应模块；
所述图像采集模块，配置为通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
所属褶皱信息获取模块，配置为基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
所述褶皱识别模块，配置为基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
所述褶皱区成像调节模块，配置为基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
所述褶皱调节评估模块，配置为基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
所述调节方式自适应模块，配置为基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
为了更清晰地对本发明基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各功能模块展开详述。
本发明第一实施例的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，包括图像采集模块、褶皱信息获取模块、褶皱识别模块、褶皱区成像调节模块、褶皱调节评估模块和调节方式自适应模块，各步骤详细描述如下：
在本实施例中，用户可根据需要选择进入二次利用纸张的打印模式。通过二次利用纸张的打印模式打印的图像内容一般为交流用的如草稿、标记等对精确度要求较低的内容。
本发明虽主要应用于在有缺陷的纸张上进行打印，但所公开的方法可以应用于非平面纸张打印，比如折叠的贺卡、带印花的信纸等，凡通过本发明所公开的思想实现自适应并针对各种不平整纸张打印调整打印方案的，均应视作本发明请求保护的范围。
所述图像采集模块，配置为通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
所属褶皱信息获取模块，配置为基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
在本实施例中，还可包括平整图绘制模块，配置为通过距离探测器获取纸张各处到探测器的距离，进而绘制平整图反应纸张各处的凹凸情况，用于辅助褶皱识别，比如压痕是一片区域的纸张呈凹陷或凸起的状态，折痕是直线凹陷或凸起的状态，挤痕则是不规则的多条曲线其中曲线又有主干和支线，水痕则是一片区域的不规则凹凸，污渍则没有凹凸变化或变化不明显。
所述褶皱识别模块，配置为基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；除所述几种类比的污损外，还可包括其他类别的污损，如果出现属于所有类别的概率均低于预设阈值的情况则创建新的污损类别，若属于多种类别概率均高于预设阈值的情况也可创建新的污损类别或者复合污损类别，并用于后续的二次利用打印对图像进行处理。
在本实施例中，所述褶皱识别模块，具体包括：基于所述待打印纸张褶皱图像提取污损特征信息，将所述污损特征信息输入所述训练好的图像分类网络获得污损类别。
在本实施例中，所述训练好的图像分类网络可通过预训练的softmax网络实现。
在本实施例中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，针对不同的污损类别，预设了初始的处理方案，具体包括：若污损类别为折痕，获取褶皱图像中的直线，对所述直线与待成影图像重合的位置进行初始n倍的颜色深度调节，对所述直线周围预设范围内的像素与待成影图像重合的位置进行初始m倍的颜色深度调节；n和m为大于或等于零的待调整数值。
在本实施例中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，还包括若污损类别为挤痕时，将褶皱图像中的像素点拟合成数条曲线，获得挤痕曲线，将所有的挤痕曲线按照宽度呈分为预设的宽度等级，对不同宽度等级的挤痕曲线即周围的像素与待成影图像重合的位置进行初始o、p倍的颜色深度调整，o、p为大于或等于零的待调整数值。
在本实施例中，所述预设的自适应褶皱图像处理网络还包括若污损是污渍，则基于所述打印纸张的图像信息，获取污渍的颜色，并根据色环选取互补色，对污渍像素与待成影图像重合的位置进行颜色调整或颜色深度调整。
在本实施例中，若污损是水痕，则根据所述平整图对污损的图像进行调整，根据处理效果，更新对不同的距离的调整参数。
除了颜色调整外本发明还包括对待成影图像位置进行调整，根据待打印纸张褶皱图像和污损类别结合距离的凹陷凸起进行调整，并根据处理效果更新调整方案。
所述褶皱区成像调节模块，配置为基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
在本实施例中，所述自适应褶皱图像处理网络，配置为针对不同污损类别，对褶皱图像的不同位置设置初始的调整方案，并根据调节方式自适应模块更新调整方案。
所述褶皱调节评估模块，配置为基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
所述调节方式自适应模块，配置为基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。在本实施例中可通过计算感知损失、比较差异度的方式进行处理效果的评估，并通过随机梯度下降算法更新调节方案并进一步观测处理效果，每次通过二次利用打印模式进行打印都对调整方案进行更新。
需要说明的是，上述实施例提供的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
本发明第二实施例的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法，所述方法包括：
步骤S100，通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
步骤S200，基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
步骤S300，基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
步骤S400，基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
步骤S500，基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
步骤S600，基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程及有关说明，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明第三实施例的一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集模块、褶皱信息获取模块、褶皱识别模块、褶皱区成像调节模块、褶皱调节评估模块和调节方式自适应模块；
所述图像采集模块，配置为通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
所属褶皱信息获取模块，配置为基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
所述褶皱识别模块，配置为基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
所述褶皱区成像调节模块，配置为基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
所述褶皱调节评估模块，配置为基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
所述调节方式自适应模块，配置为基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
2.根据权利要求1所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述自适应褶皱图像处理网络，配置为针对不同污损类别，对褶皱图像的不同位置设置初始的调整方案，并根据调节方式自适应模块更新调整方案。
3.根据权利要求1所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述褶皱识别模块，具体包括：基于所述待打印纸张褶皱图像提取污损特征信息，将所述污损特征信息输入所述训练好的图像分类网络获得污损类别。
4.根据权利要求3所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述训练好的图像分类网络可通过预训练的softmax网络实现。
5.根据权利要求1所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，针对不同的污损类别，预设了初始的处理方案，具体包括：若污损类别为折痕，获取褶皱图像中的直线，对所述直线与待成影图像重合的位置进行初始n倍的颜色深度调节，对所述直线周围预设范围内的像素与待成影图像重合的位置进行初始m倍的颜色深度调节。
6.根据权利要求5所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述预设的自适应褶皱图像处理网络，还包括若污损类别为挤痕时，将褶皱图像中的像素点拟合成数条曲线，获得挤痕曲线，将所有的挤痕曲线按照宽度呈分为预设的宽度等级，对不同宽度等级的挤痕曲线即周围的像素与待成影图像重合的位置进行初始o、p倍的颜色深度调整。
7.根据权利要求5所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像系统，其特征在于，所述预设的自适应褶皱图像处理网络还包括若污损是污渍，则基于所述打印纸张的图像信息，获取污渍的颜色，并根据色环选取互补色，对污渍像素与待成影图像重合的位置进行颜色调整或颜色深度调整。
8.一种基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S100，通过视觉设备采集待打印纸张的图像信息；
步骤S200，基于所属待打印纸张的图像信息，生成打印纸张灰度图像，进而获取待打印纸张褶皱图像；
步骤S300，基于所述待待打印纸张褶皱图像，通过训练好的图像分类网络获取纸张的污损类别；所述污损类别包括：压痕、折痕、挤痕、水痕和污渍；
步骤S400，基于所述待打印纸张褶皱图像和污损类别，通过预设的自适应褶皱图像处理网络对待成影图像中与褶皱图像对应的位置进行图像调整，输出调整后的待成影图像；
步骤S500，基于所述调整后的待成影图像，输出至硒鼓进而完成再待打印纸张上打印待成影图像，并获取成影后图像信息，计算成影后图像信息与待成影图像的污损处理损失；
步骤S600，基于所述污损处理损失，对所述自适应褶皱图像处理网络的对应污损类别的处理方案进行更新。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求8所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求8所述的基于纸张褶皱识别的自适应硒鼓成像方法。
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