CN1541369A - 对材料进行定性判定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对具有至少一个识别标识的材料进行定性判定的方法，所述识别标识的位置在一由容许极限确定的预期范围内进行变化，采用至少一个照明装置、至少一个光电传感器和一个与传感器配合的评价装置。其中至少一个背景基准值和至少一个掩模基准存储在评价装置中，其中背景基准值表示印刷图像的特性、特别是灰度值，特别是至少环围识别标识的环境范围的一部分内的上述特性，和其中掩模基准表示识别标识的几何轮廓和/或多个识别标识相互的相对设置。在对印刷材料进行检测时根据实际图像数据和背景基准值在评价装置内求出至少预期范围的差分图像数据。在评价装置中接着根据差分图像数据与掩模基准的比较推导出识别标识的实际位置。

Description

对材料进行定性判定的方法

本发明涉及一种按照权利要求1、10或11所述的前序部分所述的对材料进行定性判定的方法。

例如在DE 196 13 082C2中披露了一种方法。采用这种方法时印刷材料，例如印有纸币或有价证券的印帖具有开窗线、全息防伪(Hologram)或Kinegram-防伪，采用一照射装置进行照明，使被印刷材料反射的光线落在光电传感器上。接着在一评价装置中，例如一台具有相应软件的标准的计算机中对由光电传感器捕捉到的图像进行评价并对印刷缺陷进行检验。

特别是在纸币中，但也包括其它种类的印刷材料，会出现识别标识的位置基于预设置的加工工艺在特定的容许极限确定的预期范围内的变化。例如开窗线与在印帖上的纸币的印刷图像的相对位置会由于制造开窗线的生产工艺的特性发生变化。在以图像为基础的评价装置中这类原则上容许的特定的识别标识的位置偏差将会造成对印刷图像检查的干扰，这是因为在对无缺陷的印刷样板(母板)与实际的印刷图像进行比较时，将对一个图像位置与图像位置一个接一个地进行比较，以致将本不是缺陷的位置偏差被判定为缺陷。在DE 196 13 08C2中推荐的方法中，解决该问题的方案是，其位置变化的识别标识通过采取相应的照射措施使照射装置发出的光线被剧烈反射，从而使该范围根据该高的反射度被评价电子装置识别出并因而可以继续进行处理。但这种评价的前提是，位置发生变化的识别标识必须具有足够的反射能力，例如所述识别标识是银线。

这种已知的方法的缺点是，识别标识不能充分可靠地被评价装置识别出，这是因为在利用光电传感器捕捉后其图像特性不能充分地与其它印刷图像区分开，例如彩色的开窗线就是此情况。

在DE 10000364A1中披露了一种根据标识对缺陷进行确定的方法。为了对特定标识的特性进行增强计算出一个平均背景水平并将其分离出。

在DE 26 20 767C2中披露了一种对印刷图像的印刷质量进行检验的方法，其中将采用不同印刷工艺产生的分图像组合成一个总的样品。

在US 5125037A中披露了一种对印刷图像进行检验的方法，其中印刷附加的标志。对所述印刷标志的位置和密度进行检验。

本发明的目的在于提出一种对材料进行定性判定的方法。

根据本发明采用权利要求1、10或11的特征实现了所述目的。

本发明的基本构思在于，在对位置变化的识别标识进行评价时，其中光学特性，例如反射能力不足以进行充分可靠的判别，但可以利用识别标识将已知的信息输入评价装置中。其中作为前提设定位置变化的识别标识例如是一根彩色的开窗线，至少部分范围内的光学特性在很大程度上不同于其余的有待检查的材料，例如印刷图像，从而在识别标识与印刷图像之间不存在完全的一致性。

这种方法的优点尤其在于，在对位置变化的识别标识进行位置测定时还对有关已知的识别标识的几何轮廓和/或多个在图像中存在的识别标识的相对设置的附加信息进行评价。其中这些附加的数据存储在一个针对每个有待评价的材料存储的掩模基准中，所述掩模基准以相应的形式表示几何数据。

另外，在评价装置中还存储有背景基准值，所述背景基准值表示至少环围识别标志的环境范围的一部分内的印刷图像的光学特性。背景基准值的特性应至少与有待检查的识别标识的光学特性略有区别。然后在对印刷材料进行检查时，根据实际的图像数据和背景基准值至少形成预期范围的差分图像。在差分图像中基本上印刷图像的所有与背景基准值相符的特征被差分成像遮隐掉。只有位置变化的识别标识的范围和诸如印刷误差或边棱偏差等其它部分由于其有别与背景基准值在差分图像中被成像，其中位置变化的的识别标识具有特别高的幅度。

一旦获得差分图像数据，则将该差分图像数据与掩模基准进行比较并根据比较结果锁定在识别标识的实际位置上。该方法步骤的依据是，差分图像主要由对位置变化的识别标识的捕捉决定的，从而可以根据掩模基准与差分图像在很大程度上的重合锁定在位置变化的识别标识的实际位置上，如果基于其它缺陷的影响不能实现掩模基准与差分图像的充分的重合，则也没有关系，因为这仅会导致对印刷图像检验时的误显示并导致相应印帖被挑拣出。

根据本发明方法的一优选实施方式，根据识别标识的实际位置得出印刷图像的范围，在后续的对印刷材料进行定性判定时识别标识被遮隐，从而避免识别标识的位置变化的设置造成对印刷图像检验的干扰。

在实施本方法时，可以采取如下方式进一步改善对位置变化的识别标识的识别，将一二制门限存储在评价装置中。在根据实际图像数据和背景基准值形成差分图像后，可以将所有其值低于二制门限的图像数据从差分图像中滤除掉。即在差分图像中只保留那些充分区别于通常的印刷图像的像素，从而使诸如印刷缺陷或边棱偏差等其它偏差被从差分图像中遮隐掉。

可以以如下方式对实际的印刷图像中的位置变化的识别标识进行定位，移动掩模基准，直至实现掩模基准与差分图像之间的最大的重合。其中可以采用各种数学计算方法，计算出掩模基准与差分图像之间的重合，以便实现相应的最大重合。当然也可以由一名受过良好培训的检查人员通过肉眼观察对重合进行判断，但由于人力投入的代价过大和处理速度过低，所以在大多数情况下是不经济的。所以尽可能以数据形式进行相应的数学运算实现差分图像与掩模基准之间重合的计算。

另一种计算掩模基准与差分图像之间重合的方案是，根据在差分图像内的像素的光学分布计算出重点并将这些重点与掩模基准的重点进行比较。当掩模基准与差分图像之间的重点差的总和为最小时，则实现最大的重合。

实施本发明方法的前提是：将相应的背景基准值存储在评价单元内。原则上讲，例如可以根据经验值对背景基准值简单地作为方法参数进行预给定。但最好根据有待检验的材料专门在一学习阶段对背景基准值进行确定。对此有以下两个方案。

根据用于确定背景基准值的第一方案，在学习阶段采用印刷基准材料，所述印刷基准材料并不包含位置变化的识别标识。例如为此可以采用印有纸币的的印帖，其中没有开窗线。通过对该没有识别标识的基准材料的相应的评价可以推导出背景基准值。

在不具备不带识别标识的基准材料的情况下，也可以采用含有位置变化的识别标识的基准材料进行学习阶段。在对基准材料的印刷图像进行评价时，当位置变化的识别标识明显亮于环境范围时，则作为背景基准值选择一个与识别标识最暗的像素相符的门限值。在以后对印刷材料鉴定时根据该门限值设定，至少在预期范围内所有暗于背景基准值的像素不属于位置变化的识别标识。与此相反，当识别标识突出地暗时，则选择一个与识别标识最亮的像素的值相符的门限值作为背景基准值。

基于印刷图像的光学特性只要需要，则当然也可以针对印刷材料的不同范围确定不同的背景基准值，以便使差分图像中的位置变化的识别标识充分明显地成像。

在下面将对附图中示出本发明的实施例做进一步说明。图中示出：

图1为差分图像的俯视示意图；

图2为在二制化后的图1所示的差分图像；

图3示出用于对图2所示的差分图像中的位置变化的识别标识进行位置确定的掩模基准；

图4示出图2所示的差分图像与图3所示的掩模基准之间的重合；

图5为第二掩模基准的侧视示意图，和

图6为第二差分图像的侧视示意图。

在对印有纸币的印帖检查时，形成图1所示的差分图像，其中图1仅示出在纸币范围内的差分图像的局部部分。在图1中可以看出，在差分图像01中纸币的正常的印刷图像被遮隐并且仅那些明显的区分于背景基准参数的印刷图像的范围构成暗色区。嵌入印帖内的开窗线03的位置可在一个用虚线示出的带状的预期范围02内变化，所述开窗线01在差分图像01中根据带段形成五个暗区03。

除了由开窗线03的成像形成的五个暗区03外，在差分图像01中还形成作为暗区04的其它印刷图像特征，例如作为印刷缺陷04。

图2为在相应二制化后的差分图像，通过二制化可以将非相干的暗区04滤除。作为结果在差分图像01中仅由开窗线03导致的暗区03是明显的。

图3示出掩模基准06的几何形状。在掩模基准06中存储有开窗线段的宽度07和长度08的数据。另外在掩模基准06中存储有每张纸币中的开窗线段的间距09和开窗线段数量的数值。

如图4示意示出，在进行评价时，掩模基准06通过数据技术运算对差分图像01进行相对移动，直至实现掩模基准06与差分图像01中的暗区03之间的最大重合。一旦实现最大重合，则可以根据间距11；12，例如根据在掩模基准06在X-和Y-方向上的与纸币边棱的相对实际位置锁定在印刷图像中的开窗线03的实际位置，从而在对印刷图像进行后续检查时开窗线段被遮隐。

图5示出第二个掩模基准13，所述掩模基准在对一下凹弯曲的贴合面上的纸币进行检查时具有八个与开窗线段14相符的暗区14。

图6为差分图像16的示意图，其中在暗区17内，例如在开窗线17上开窗线段14成像。其中暗区18是由印刷缺陷18和不是由开窗线段14造成的。另外中间的开窗线段14由于背景与窗线17之间的色差不足，所以开窗线段14在差分图像16中未被成像。

为了简化旨在定位的掩模基准13与差分图像16之间的比较，将掩模基准13向投影线19投影并由此产生的明-暗-分布与根据差分图像16向投影线21的投影产生的明-暗-分布的一维比较可以在一个方向上确定出开窗线17的位置。

               附图标记对照表

01         差分图像

02         预期范围

03         暗区，开窗线

04         暗区，印刷缺陷

05         -

06         掩模基准

07         宽度(06)

08         长度(06)

09         两个掩模基准之间的间距

10         -

11         间距，在X-方向上的实际位置

12         间距，在Y-方向上的实际位置

13         掩模基准

14         暗区，开窗线段

15         -

16         差分图像

17         暗区，开窗线

18         暗区，印刷缺陷

19         投影线

20         -

21         投影线

Claims (14)

1.一种对具有至少一个识别标识的材料进行定性判定的方法，其中至少一个背景基准值和至少一个掩模基准(06、13)存储在评价装置内，其中背景基准值表示在至少一个环围识别标识的环境范围的一部分内有待检查的材料的特性，和其中掩模基准(06、13)表示识别标识的轮廓和/或多个识别标识相互的相对设置，

根据实际的图像数据和背景基准值对印刷材料进行检查时，在评价装置中为至少形成预期范围(02)的差分图像(01；16)，

在评价装置中根据差分图像(01；16)与掩模基准(06；13)的比较推导出识别标识的实际位置。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据识别标识的实际位置得出的在有待检查的材料上的范围将在接续的用于对印刷材料的定性判定的判定步骤中被遮隐。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，识别标识的位置在一通过容许极限确定的预期范围(02)内变化。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在评价单元内存储有二制门限，其中由差分图像(01；16)中滤除掉其值低于二制门限的所有图象数据。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在对识别标识定位时，对掩模基准(06；13)进行移动，直至实现掩模基准(06；13)和差分图像(01；16)之间的最大重合。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在对识别标识进行定位时，利用掩模基准(06；13)的重点与差分图像(01；16)的重点的比较进行重点计算。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，如下位置值被视为识别标识的实际位置，其中在对掩模基准(06；13)的重点与差分图像(01；16)的重点进行比较时得出最小的总偏差时的位置值。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，识别标识为带状结构或具有带状段。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，识别标识是纸币的防伪标识，特别是开窗线(03；17)或开窗线段(14)、全息防伪标识或Kinegram防伪标识。

10.一种用于对具有至少一个背景基准值的材料进行定性判定的方法，其特征在于，在学习阶段对背景基准值进行确定时采用不具有识别标识的印刷基准材料，其中根据有待检查的材料的特性，特别是在预期范围(02)内的特性推导出背景基准值。

11.一种用于对具有至少一个背景基准值的材料进行定性判定的方法，其特征在于，在学习阶段对背景基准值进行确定时采用具有至少一个识别标识的印刷基准材料，其中当识别标识突出地亮于环境范围时，由识别标识的最暗的像素的值推倒出作为门限值的背景基准值，和当识别标识突出地暗于环境范围时，由识别标识的最亮的像素推导出作为门限值的背景基准值。

12.按照权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，对印刷的材料的不同的范围确定不同的背景基准值。

13.按照权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，掩模基准(13)和差分图像(16)分别对至少一个投影线(19；21)投影，其中根据掩模基准(13)和差分图像(16)的投影数据的比较推导出在投影线(19；21)纵向上的识别标识的实际位置。

14.按照权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，在评价装置中通过对数字化的输入数据的数学运算进行评价。

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