DE102006027067A1 - Articles testing method e.g. for detecting printing errors on articles such as banknotes, stamps, documents, involves providing digital pictures of articles and evaluated by comparison with target pictures - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.The The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 8.
Ziel der Erfindung ist es, Druckfehler auf Gegenständen, insbesondere Druckwerken, z.B. Banknoten, Briefmarken, Wertpapieren, Schriftstücken usw. zu erkennen. Das Verfahren kann bei allen Arten von Druck, so auch für Verpackungsdruck, Barcodedruck usw. angewendet werden, wenn es auf hohe Druckqualität ankommt. Ganz allgemein richtet sich die Erfindung auf die Prüfung von Gegenständen bzw. deren Oberflächen. Es können Aufdrucke, Bilder oder entsprechende Oberflächengestaltungen von Gegenständen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überprüft werden.aim The invention relates to printing defects on objects, in particular printing units, e.g. Banknotes, stamps, securities, documents, etc. to recognize. The procedure can be applied to all types of pressure, so too for packaging printing, Barcode printing, etc. are used when it comes to high print quality. In general, the invention is directed to the testing of Objects or their surfaces. It can Imprints, pictures or appropriate surface designs of objects with be checked the method of the invention.
Je nach dem Herstellungsprozess, der Oberflächengestaltung bzw. des Druckverfahrens kommt es zu unterschiedlichen Arten von Fehlern. Üblicherweise werden zur Fehlerfeststellung die Oberflächen der Gegenstände bzw. die Bilder und Aufdrucke mit Flächen- oder Zeilenkameras aufgenommen und mit einem Sollmuster verglichen. Dabei soll das Fehlen von Teilen des Druckes als auch ein Zuviel an Druck, z.B. Flecken, Kratzer, Farbschmierer, erkannt werden. Auch Druckunregelmäßigkeiten oder sonstige Abweichungen von einer Vorlage sollen erkannt werden. Abweichungen, die vom menschlichen Auge noch nicht als Fehler wahrgenommen werden, sollen eher toleriert werden, sofern dies zulässig ist. Abweichungen von Vorlagen, die eine gewisse Toleranz überschreiten, sollen als Fehler angezeigt werden. Zumeist erfolgt die optische Prüfung von Druckwerken durch einen punktweisen Vergleich des aufgenommenen Bildes gegenüber Sollwerten, die vorgegeben oder durch Gutmuster eingelernt worden sind. Die Toleranz soll gerade so eng gesetzt werden, dass störende oder vorgegebene Abweichungen als Fehler erkannt werden, aber für das menschliche Auge nicht störende Abweichungen toleriert werden. Ähnlich verhält es sich mit Fehlern, die vom menschlichen Auge nicht erkannt werden können.ever after the manufacturing process, the surface design or the printing process There are different types of errors. Usually be used for fault detection, the surfaces of the objects or the pictures and imprints with areal or line scan cameras and compared with a target pattern. It should be the lack of parts of the pressure as well as too much to pressure, e.g. Stains, scratches, paint smudges, are detected. Also pressure irregularities or other deviations from a template should be recognized. Deviations that have not yet been perceived by the human eye as a mistake should be tolerated, if permitted. Deviations from templates that exceed a certain tolerance, should be displayed as errors. In most cases, the optical is done exam of printing works by a pointwise comparison of the recorded Picture opposite Setpoints that have been specified or learned by means of a good template are. The tolerance should just be set so tight that disturbing or given deviations are recognized as errors, but for the human Eye not disturbing Deviations are tolerated. Similar behave it deals with errors that are not recognized by the human eye can.
Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Betrachtung bzw. Bildaufnahme von Gegenständen dadurch, dass die Beleuchtung nicht konstant ist und daher Beleuchtungsschwankungen zu tolerieren sind, solange die Beleuchtung für die Fehlerprüfung ausreichend ist. Sowohl Beleuchtungsschwankungen als großflächige leichte Helligkeitsanomalien die tolerierbar sind, müssen bei der Überprüfung des Gegenstandes berechnet bzw. berücksichtigt werden, indem der Helligkeitswert korrigiert wird. Dies erleichtert das Prüfungsverfahren.One Another problem arises when viewing or image acquisition of objects in that the lighting is not constant and therefore lighting fluctuations are to be tolerated, as long as the lighting is sufficient for error checking is. Both lighting fluctuations and large-scale slight brightness anomalies which are tolerable in the review of the Subject calculated or considered by correcting the brightness value. This facilitates the examination procedure.
Das eingangs genannte Verfahren, mit dem das angegebene Ziel erreicht wird, ist erfindungsgemäße durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Eine erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs genannten Art ist mit den Merkmalen des Anspruches 8 charakterisiert.The at the outset, the method by which the specified objective is achieved is, is inventive by characterized the features of claim 1. An inventive device of The aforementioned type is characterized by the features of claim 8.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgangsweise bzw. mit der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Mittelwerte für Helligkeiten, insbesondere bzw. zumindest für die hellen Bereiche des Gegenstandes, festgelegt, die von einer bestimmten vorgegebenen Anzahl von Punkten bzw. Bildregionen des vom Gegenstand oder von einem Soll-Gegenstand bzw. dem von ihm aufgenommenen digitalen Bild stammen und eine Basis für einen Helligkeitsvergleich darstellen. Die Lage der Punkte bzw. Bildregionen am Gegenstand bzw. am Sollgegenstand entsprechen einander völlig oder kommen einander sehr nahe.With the procedure according to the invention or with the device according to the invention will be averages for Brightnesses, in particular or at least for the bright areas of the object, that of a certain predetermined number of points or image regions of the object or of a target object or the object taken up by it digital image and a basis for a brightness comparison represent. The location of the points or image regions on the object or on the target object correspond to each other completely or come together very much Near.
Die erfindungsgemäße Vorgangsweise wird durch die Merkmale des Anspruches 2 unterstützt, da damit auch für dunkle Bereiche des Gegenstandes derartige Mittelwerte für Vergleichszwecke bzw. Toleranzbewertungen zur Verfügung gestellt werden können, die insbesondere zum Vergleich bzw. der Bewertung des Kontrastes verwendet werden können.The inventive procedure is supported by the features of claim 2, as it also for dark Areas of the article such averages for comparison purposes or tolerance assessments can be provided, the used in particular for comparison or evaluation of the contrast can be.
Die Merkmale des Anspruchs 3 erhöhen die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Vorgangsweise.The Characteristics of claim 3 increase the accuracy of the procedure according to the invention.
Die Merkmale des Anspruches 4 ermöglichen eine einfache und wirkungsvolle Auswahl für die Anzahl und Lage der vorzugebenden Punkte, indem sie stabile Helligkeitsverhältnisse aufweisende Bereiche bzw. Punkte auffinden.The Features of claim 4 allow a simple and effective choice for the number and location of the pretend Points by having stable brightness ratios areas or find points.
Die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 bzw. 9 ermöglichen, Helligkeitsunterschiede zwischen zu prüfenden Gegenständen und Soll-Gegenständen exakter zu bestimmen und auszuwerten.The Features of the claims 5 and 6 or 9 allow Brightness differences between objects to be tested and Target objects more exactly to determine and evaluate.
In
Bei
der erfindungsgemäßen Vorgangsweise wird
ein Bild eines zu prüfenden
Gegenstand
Von
diesen Bildpunkten bzw. Bildregionen sowohl des Gegenstandes
Der
Histogrammbildner
Der
Histogrammbildner
In
Folge werden für
den hellen Teilbereich
Sofern
die Verschiebungen VD und VH für die beiden
Helligkeitswerte HD und HH für den hellen
Bereich
Von Vorteil ist es, wenn die Lage des mittleren Helligkeitswertes in der hellen und/oder dunklen Teilfläche im Histogramm des zu prüfenden Gegenstandes in Übereinstimmung mit der Lage des mittleren Helligkeitswertes in der hellen und/oder dunklen Teilfläche des Histogramms des Soll-Gegenstandes gebracht wird, in dem eine, insbesondere proportionale oder über die Kurvenlänge gleichmäßig erfolgende, Streckung oder Stauchung und/oder Verschiebung zumindest von Teilen der, insbesondere der gesamten, Histogramkurve erfolgt und diese erhaltene rechnerische Berichtigung des Kurvenverlaufes auf alle für den zu prüfenden Gegenstand ermittelten Helligkeitswerte angewendet wird.It is advantageous if the position of the average brightness value in the light and / or dark part of the area in the histogram of the object to be tested in accordance with the position of the middle ren brightness value is placed in the bright and / or dark part of the histogram of the target object, in which a, in particular proportional or even over the curve length, stretching or compression and / or displacement of at least parts of, in particular the entire histogram curve and applying this computational correction of the curve to all brightness values determined for the object to be tested.
Um
die Punkte bzw. Pixel bzw. Bildregionen in vorgegebener Anzahl und
Lage zu erhalten, um die Histogramme gemäß
Die auszuwählenden Pixel bzw. Regionen sollen automatisch ausgewählt werden können. Die für diese Aufgabe geeigneten Pixel sollen möglichst stabil sein, d.h. ihre Helligkeitswerte sollen über eine Vielzahl von Gegenständen gemittelt möglichst gleich sein, d.h. ihre Varianz bzw. Standardabweichung sollte minimal sein. Des weiteren sollen die Pixel in Hinblick auf die aufnahmetechnischen Gegebenheiten für Helligkeitsänderungen nicht anfällig sein. Derartige Anfälligkeit ergibt sich insbesondere durch Beleuchtungsgegebenheiten bzw. -schwankungen und diese Schwankungen hängen mitunter auch von der Position der Punkte auf dem zu überprüfenden Gegenständen bzw. auf dem Soll-Gegenstand ab.The to be selected Pixels or regions should be able to be selected automatically. The for this Task suitable pixels should be as stable as possible, i. your Brightness values are about a variety of items averaged as equal as possible be, i. their variance or standard deviation should be minimal. Furthermore, the pixels in terms of recording technology Conditions for changes in brightness not be prone. Such vulnerability results in particular from lighting conditions or fluctuations and these fluctuations are hanging sometimes also from the position of the points on the objects to be checked or on the target object.
Wenn sich Pixel in homogenen Regionen befinden, so spielen diese Effekte keine sonderliche Rolle und die Pixel werden nur dann größere Helligkeitsschwankungen aufweisen, wenn sie fehlerhaft sind.If If pixels are in homogeneous regions, these effects play no special role and the pixels are only then larger brightness fluctuations if they are faulty.
Im
Zuge eines MSER-Verfahrens wird ein Bild immer wieder in unterschiedliche
Binärbilder
umgesetzt, und zwar jedes Mal mit einem anderen Schwellwert, der
kontinuierlich einen anderen Wert, z.B. zwischen 1 bis 254, annimmt.
In
Auf
jedes dieser Binärbilder
wird ein Blob-Algorithmus angewendet. Jeder Blob ist ein potenzieller
MSER. Wenn sich ein Blob über
viele Schwellwertbildungen hinweg nicht wesentlich verändert, und
zwar insbesondere in Form und Größe, dann kann
dieser Blob als MSER angesehen werden. Dies bedeutet, dass ein Blob
dann ein MSER wird, wenn er stabil bleibt, d.h. wenn er in einer
homogenen Region liegt. Bei der Abbildung in
Vorteilhafterweise werden die stabilsten MSER ausgewählt, und zwar mit einer festzulegenden Mindestanzahl von hellen und dunklen Pixeln bzw. Punkten. Bei der Suche nach MSER wird immer in zwei Durchgängen gesucht, d.h. einmal werden helle MSER auf dunklem Grund und dann dunkle MSER auf hellem Grund gesucht, wobei in jedem Durchgang etwa gleich viele Pixel bzw. Bildpunkte im hellen und dunklen Bereich aufgefunden werden sollten. Vorteilhafterweise werden die Randpixel des MSER nicht verwendet.advantageously, the most stable MSERs are selected, with one to be determined Minimum number of light and dark pixels or points. In the Search for MSER is always searched in two passes, i. once become bright MSER on a dark background and then dark MSER on a light background, with approximately the same number of pixels or pixels in each pass should be found in the light and dark areas. advantageously, the edge pixels of the MSER are not used.
Diese Auswahl von stabilen bzw. homogenen Regionen kann auch in anderer Weise vorgenommen werden; die Suche mittels MSER-Verfahren ist jedoch von Vorteil.These Selection of stable or homogeneous regions may also be in others Be made way; however, the search by MSER method is advantageous.
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2006
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