JP7411819B2 - 印刷製品の検査データの記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷機において形成され、連続する繰り返し書式を含む印刷製品に関する検査データを記録する方法に関し、印刷製品の欠陥部分のデジタル画像を保存するステップを含む方法に関する。

印刷業界では、通常、輪転印刷機の運転中に、印刷される書式の選択されたクリッピング画像がストロボカメラで取得され、ディスプレイに表示される、いわゆるウェブ（巻取紙）観察が行われている。これにより、操作員は、望ましくない変更の可能性を考慮して特に重要な印刷画像の部分を監視することができる。さらに、印刷結果の欠陥を検出し、場合によっては印刷ウェブの欠陥部分を切り取るために、製造プロセス中、及び／又は製造プロセスの完了時に、印刷ウェブ全体を検査する検査システムが知られている。このような検査システムは、例えば、印刷されたすべての書式のデジタル画像が得られるように、印刷されたウェブをその全幅にわたって走査するためのラインカメラを備える。取得された画像は、人員によって視覚的に検査されるか、デジタル画像処理によって、通常はそれぞれ取得されたデジタル画像を望ましい結果を表す参照画像と比較することによって、欠陥が検索される。

しかし、この方法で取得した画像ファイルはデータ量が大きいため、長期保存するには容量が大き過ぎる。したがって、通常、検査プロセスでは、データ量が大幅に削減されたデジタル検査プロトコルが確立される。これは、例えば、保存される画像を、検出された欠陥のすぐ近くに限定することにより、及び／又は広範囲の欠陥の場合には画像解像度を下げることによって行うことができる。他の可能性として、同じタイプの連続する欠陥から代表的な画像を１つだけ選択して保存する。また、ＪＰＥＧ等の一般的な圧縮技術を採用してもよい。欠陥が発見されずに承認された素材は、サンプルの形で画像としてのみ記録されるか、まったく記録されない。

これらの既知の方法は、自動エラー検出は特定の検出しきい値を超えてのみ開始され、一般に人間の目よりも感度が低いという欠点がある。しかし、画像データの保存が最初のエラーの検出時にのみ開始される場合、以前に検査されたウェブの部分をチェックして、徐々に進行する欠陥の、あまり目立たない発生をチェックする可能性は、もはや存在しない。画像の解像度を下げると、見当エラー（位置合わせエラー）などの細かい構造を持つ広範囲に及ぶ欠陥が認識できない。個々の代表的な欠陥しか保存されていない場合には、エラーの時間的な進展と変動を再構築することはできない。エラーの頻度が高くなると、以前に検査した材料を遡って再検査することはできない。遡及して検出基準を変更した場合も同様である。

本発明の目的は、必要なデータ記憶容量を制限内に保ちながら、印刷製品の検査の品質及び検査結果の文書化を改善することである。

本発明によれば、少なくとも繰り返し書式をクリッピングする（切り取る）ために、規則的に連続する書式画像の圧縮ビデオストリームを保存するステップによって、上記目的が達成される。

このように、ビデオストリームは連続するデジタルフレームで構成され、一定期間にわたって連続して印刷されたすべての書式画像をギャップなしに描画する。個々のエラー画像を保存する場合と比較して、この方法には、エラーの動的な展開を経時的に追跡できるという利点がある。画像データを圧縮するとき、デジタルフレームが高い冗長性を有するように、連続して印刷される書式画像が、理想的には同じ画像内容を有するという事実を利用することが可能である。これにより、たとえば画像から画像への（比較的小さい）変更のみを保存することによって、非常に高い圧縮率でのデータ圧縮が可能になる。このようにして、記憶容量が限られている場合、例えば検出閾値を下げることにより、検査結果の包括的な文書化を確立することができるため、検査の品質が大幅に改善される。

「規則的に連続する」という用語は、ギャップのないすべての書式画像を含む連続する書式画像か、又は、連続するうちの、２番目ごと、３番目ごとなどの画像で構成される、すなわちコマ抜きのビデオストリームで構成される書式画像を称するものとする。

本発明のより具体的な実施形態及びさらなる展開は、従属請求項に示されている。

一の実施形態では、ビデオストリームの記録は、自動検査でエラーが検出された場合、またはエラーの程度が所定の閾値を超えた場合にのみトリガーされる。他の実施形態では、反復エラーが検出された場合、またはエラー頻度が増加した場合にのみ、記録がトリガーされる。

記録は、エラーが発生した書式の小さなクリッピングに限定される場合がある。

別の実施形態では、完全な印刷製品の圧縮されているがギャップのないビデオストリームが得られるように、全製造プロセス中にすべての書式が連続的に記録される。この場合、製造プロセスの比較的遅い段階でのみエラーに気付いた場合、エラーの履歴をさかのぼって確認できるという利点がある。同様に、記録されたビデオストリームに基づいて、検出基準をさかのぼって変更し、新しい基準で検査を繰り返すことも可能である。

好ましくは、記録されたビデオストリーム内の各フレームには、印刷時間と印刷材料のウェブ上の対応する書式画像の位置をそれぞれ示す番号が割り当てられている。

有利な実施形態では、ビデオファイルは、フレームごとに、又はいくつかのフレームのグループごとに、検査結果に関するコメントを、好ましくはコメントが適用されるフレーム内の位置をそれぞれ参照し、入力及び保存できる注釈領域も含む。

本発明は、輪転印刷機だけでなくデジタル印刷にも対応する。後者の場合、印刷材料のウェブを、異なる繰り返しを有する複数のレーンに分割することが可能である。そして、本発明による記録方法は、オプションとして、各レーンで別々に、他のレーンでの記録とは独立して実行することができる。

輪転印刷機におけるウェブ検査システムの原理図である。 本発明による方法を実施することができる検査システムのブロック図である。 印刷材料のウェブに印刷され、いくつかの種類のエラーがある連続する書式画像を示す図である。 本発明による方法におけるデジタル画像の位置補正の方法を示す図である。 本発明によるビデオストリームを形成するプロセスにおけるデータ圧縮方法を示す図である。

図１は、印刷材料のウェブ１０の一部を示す。このウェブ１０は、輪転印刷機の偏向ローラー１２上で調整され、ウェブの全幅にわたって延在し、検査システム１６の一部を形成するラインカメラ１４を通過する。この印刷機では、連続する繰り返し書式画像１８がウェブ１０に印刷される。これらの書式画像は、ラインカメラ１４でスキャンされ、デジタル的に記録される。デジタル画像データを処理するために、検査システムは、ユーザーインターフェース２２及びネットワーク２４（インターネット）と通信する電子評価システム２０を備える。

図２は、評価システム２０のいくつかの処理段階を示している。エラー検出段階２６では、印刷機の運転中にラインカメラ１４から供給されたデータがデジタル画像処理技術によって分析され、書式画像１８は、特定の検出基準に基づいて、印刷された画像に起こり得るエラーについてリアルタイムでチェックされる。エラー検出に必要な方法自体は既知であり、ここでは詳細に説明しない。

いくつかのタイプのエラーを示すために、図３は、連続してウェブ１０上に印刷された書式画像１８を描画した連続するデジタル画像１８ａ～１８ｆを示す。これらの例示のうち画像１８ａ，１８ｃ，１８ｅはエラーがないものである。画像１８ｂは、書式画像内の２つの色成分画像２８が互いにわずかにずれている見当エラー（位置合わせエラー）を示している。画像１８ｄは、色密度エラーを示し、印刷シリンダの不均一な印象のためにウェブの右マージンにいくらか多すぎるインキが塗布され、色密度及び／又は色相が損なわれている。

最後に、画像１８ｆは、ウェブを汚染したインクの飛沫３２からなるエラーを示している。

画像１８ｂと１８ｄに示すエラーは、印刷機の不適切な設定によるものであり、したがって、図３の簡略図に示されているように、エラーのない画像間で散発的に発生することはない。しかし、エラーの強度は時間の経過とともに変化する可能性はあるものの、多数のエラーが連続する書式画像で繰り返し発生する。

エラー検出段階２６でエラーが検出されると、検出されたエラーが局在する書式のある領域が、次の領域選択段階３４（図２）で自動的に選択され得る。例えば、飛沫３２の場合、書式の小さなクリッピングが、飛沫を含むように選択される。対照的に、画像１８ｂの位置合わせエラーは、フォーマットの全領域に分布しており、したがって、原則として、より厳密に局在化することはできない。それでも、見当エラーが特にはっきりと見える画像領域を選択することは可能である。

画像記録段階３６では、ビデオプロトコルを確立するために記録プロセスが開始される。これには、選択された画像領域のデジタルデータをワーキングメモリに保存することが含まれる。

選択的には、領域選択段階３４で書式全体が選択されるように検査システムをプログラムすることができ、その結果、実際には領域選択は行われない。同様に、システムは、画像記録段階３６での画像記録が、エラーの検出とは無関係に、製造プロセスの開始時に直ちに開始するようにプログラムすることができる。

製造プロセスの過程で、特に前述の段落で説明した方法の２つの変形例の場合、かなりの量のデータが蓄積されるため、かなりのデータ圧縮が必要になる。基本的に、このデータ圧縮は、理想的には、ウェブ上のすべての書式画像にエラーがなければ、対応するデジタル画像１８ａ～１８ｆは互いに同一であるという事実に基づいている。画像データが互いに減算されると、結果の差分画像にはコンテンツがない。その場合、製造プロセスに関する情報を失うことなく、単一のデジタル画像、すなわち画像１８ａのみを保存するだけで十分である。

これに対し、図３に示される例では、画像１８ａと１８ｂの差分画像は、見当エラーのある画像が見当エラーのない画像と異なるため、容量のない画像ではない。画像１８ｃおよび１８ｄの差分画像は、色濃度エラー３０の位置のみにコンテンツを有し、残りの画像は空であるため、従来の圧縮技術によってデータ量を大幅に削減することができる。飛沫３２のみが残る画像１８ｅと１８ｆの差分画像についても同様である。

しかしながら、実際には、ラインカメラ１４に対するウェブ１０の横方向の位置及び走行方向が、製造プロセス中にわずかに変化する可能性があるという事実により、状況はいくぶん複雑になる。ウェブ搬送の速度にも一定の変動があり、ウェブの走行方向に位置誤差が生じる場合がある。したがって、デジタル画像を互いに比較する前に、位置補正段階３８でデジタル画像に位置補正を施すと便利である。この手順は、エラーのない画像１８ａおよび１８ｃについて図４に例示されている。図４（Ａ）では、２つのデジタル画像１８ａおよび１８ｃが重ね合わされているので、画像の内容は、位置誤差のために互いに対してオフセット及び回転している。図４（Ｂ）では、画像内容が一致するように、画像１８ａがシフト及び回転している。この状態で差分画像を計算すると、真の誤差だけが差分画像に現れる。

実際には、画像にはエラーが存在するため、画像の内容を完全に一致させることは、もちろん一般的に不可能である。ただし、画像の内容間の偏差が最小になるように、画像をシフトおよび回転することは常に可能である。見当エラーの場合、単一の色成分画像に焦点を合わせることができるため、この１つの色成分画像に対して画像の内容を一致させることができる。他の色成分画像に残っている差は、真の見当エラーを表す。

特定の状況下では、ラインカメラ１４によって取得された画像のスケーリングも、たとえばラインカメラの熱膨張により、製造プロセスの過程で変化する可能性がある。その場合、位置補正段階３８において、画像内容を可能な限り最良に一致させるために、必要に応じてスケール補正も実行してもよい。

次に、差分画像段階４０において、位置補正が実行されたデジタル画像１８ａ～１８ｆの各対について差分画像が計算される。図５は、画像１８ｆと１８ｅ、１８ｄと１８ｃ、および１８ｂと１８ａの対に対する差分画像１８ｆ－ｅ、１８ｄ－ｃ、および１８ｂ－ａの例を示す。

飛沫３２のように散発的にしか発生しないエラーの場合、一般に、一連のうちで互いに直接隣接する２つの書式画像を比較するだけで十分である。色濃度エラー３０や見当エラーなど、その量がゆっくりしか変化しないエラーの場合、ある画像と次の画像との差は、検出閾値を下回る可能性がある。このタイプのエラーも検出して記録できるようにするために、より大きな取得時間間隔により分離されたデジタル画像の対に対しても差分画像を生成すると便利である。

すべての差分画像（ラインカメラによって現在取得されている画像まで）が計算されると、各差分画像の画像データは、従来のアルゴリズムによって圧縮段階４２において圧縮され、圧縮されたデータは、保存段階４４において圧縮ビデオストリームとして保存される。同様に、最初に取り込まれた画像の圧縮バージョン、すなわち画像１８ａは、参照画像として保存される。このようにして、必要に応じて、ビデオストリームをビデオプロトコルとして長期間保存できるように、全体のデータ量が大幅に削減される。より詳細な検査が必要な場合、ビデオシーケンスは、再生段階４６において、保存された基準画像と保存された差分画像から再構築され、ユーザーインターフェース２２に表示され、実質的に情報を失うことなく製造プロセス全体を反映する。ビデオを見るとき、エラーの動的な展開をリアルタイムで、又はオプションでスローモーション若しくはタイムラプスで、監視できることは特に利点である。大きな距離だけ離れた書式画像の差分画像のみが格納された、ゆっくりと変化するエラーの場合、中間フレームの変化は補間によって再構築することができる。

各差分画像に対してフレーム番号が格納され、このフレーム番号は、差分画像が参照する印刷ウェブ上の書式画像を示すことが理解される。印刷プロセスが完了すると、このフレーム番号に基づいて、印刷製品全体を仮想的に「巻き戻し」、印刷されたウェブ上の任意のポイントにビデオプロトコルをスクロールすることができる。また、図５に示すように、圧縮されたビデオストリームは、少なくともいくつかの差分画像について注釈領域４８を含み、また、特定のエラーが表示される各書式画像または書式画像のグループごとに、その他の情報を入力することもできる。このすべての情報は、ネットワーク２４を介して他のユーザーが利用できるようにすることもできる。

Claims (4)

1. 印刷機において形成され、連続する繰り返し書式画像（１８）を含む印刷製品に関する検査データを記録する方法において、
   前記印刷製品の欠陥部分のデジタル画像を格納するステップを有し、
   規則的に繰り返す書式画像の圧縮されたビデオストリームは、少なくとも前記繰り返し書式をクリッピングするために保存され、
   前記圧縮されたビデオストリームを生成するステップは、異なる時間に印刷された書式画像（１８）を表すデジタル画像（１８ａ～１８ｆ）の差分画像（１８ｂ－ａ，１８ｄ－ｃ，１８ｆ－ｅ）を計算することを含み、
   前記デジタル画像（１８ａ～１８ｆ）は、前記差分画像が計算される前に、当該デジタル画像の内容間の偏差が最小になるように位置補正がなされる記録方法。
2. 前記圧縮されたビデオストリームは、全ての前記書式画像（１８）が記録されている請求項１に記載の記録方法。
3. 前記印刷製品の製造中において、前記デジタル画像はエラー検出アルゴリズムによって検査され、事前に定義された検出条件が満たされた場合にのみ、前記ビデオストリームの記録が起動する請求項１又は２に記載の記録方法。
4. 個々のフレーム又はフレームのグループを参照する注釈情報（４８）は、前記デジタル画像に加えて前記圧縮されたビデオストリームに保存される請求項１～３のいずれか一項に記載の記録方法。

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