RU2682423C1 - Laser cleaning of paper based documents - Google Patents

Laser cleaning of paper based documents Download PDF

Info

Publication number
RU2682423C1
RU2682423C1 RU2018118701A RU2018118701A RU2682423C1 RU 2682423 C1 RU2682423 C1 RU 2682423C1 RU 2018118701 A RU2018118701 A RU 2018118701A RU 2018118701 A RU2018118701 A RU 2018118701A RU 2682423 C1 RU2682423 C1 RU 2682423C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
document
scanning
image
area
Prior art date
Application number
RU2018118701A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Титов
Вадим Александрович Парфенов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)
Priority to RU2018118701A priority Critical patent/RU2682423C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682423C1 publication Critical patent/RU2682423C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31FMECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F7/00Processes not otherwise provided for
    • B31F7/02Breaking coatings, e.g. on paper or cardboard

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to methods of processing materials using laser technology and can be used to clean the surface of historical documents on a paper basis in the process of restoration by the action of laser radiation on its surface, whereby areas of the document containing printing ink and ink are excluded from the processing area, which allows preserving the graphic and text information on them. Method is proposed for cleaning the surface of historical documents on a paper basis by means of high-precision laser scanning of their surface, in which areas with typographical ink and ink, that is, text and graphic images are excluded from the treatment area. Technical implementation of this method involves the use of high-precision scanning laser systems, similar to the scanning systems used for laser marking and engraving. Proposed method includes the creation of a mask image, which will be used to clean the document, as well as the selection of output laser parameters. Mask image is loaded into a computer program to control the operation of the scanning system, after which mutual precise orientation of the working area of the laser system with the cleaned area on the document surface is performed.EFFECT: method allows cleaning of historical documents on a paper basis with preservation of the graphic and text information available on them.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области лазерной техники, более конкретно - к способам реставрации документов на бумажной основе при помощи лазеров, и может быть использовано для очистки поверхности документов.The invention relates to the field of laser technology, and more particularly to methods for the restoration of paper-based documents using lasers, and can be used to clean the surface of documents.

Известны традиционные химические и механические способы очистки документов на бумажной основе, использующие скальпели, ластики, скребки, а также химические реагенты (ГОСТ 7.48-2002. Консервация документов. Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2002); (Сысольцева В.Н. Реставрация редкого документа из коллекции великого князя Константина Николаевича - книги Д.П. Шелехова «Народное руководство в сельском хозяйстве» (1838 Г.) // Вестник дальневосточной государственной научной библиотеки. 2013, вып. (№1) 58. С. 23-28.); (Голышева Е.В. Реставрация книжного памятника XVII века / Вестник дальневосточной государственной научной библиотеки. 2004, вып. (№3) 24. С. 113-117). Подобные способы характеризуются опасностью их применения для состояния сохранности самого документа, что недопустимо при реставрации документов, имеющих высокую историческую и информационную ценность.Traditional chemical and mechanical methods for cleaning paper-based documents are known, using scalpels, erasers, scrapers, and also chemical reagents (GOST 7.48-2002. Preservation of documents. Minsk: Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification, 2002); (Sysoltseva V.N. Restoration of a rare document from the collection of Grand Duke Konstantin Nikolaevich - the book of D.P. Shelekhov “People's Leadership in Agriculture” (1838) // Bulletin of the Far Eastern State Scientific Library. 2013, issue (No. 1) 58. S. 23-28.); (Golysheva E.V. Restoration of a book monument of the 17th century / Bulletin of the Far Eastern State Scientific Library. 2004, issue (No. 3) 24. P. 113-117). Such methods are characterized by the danger of their use for the state of preservation of the document itself, which is unacceptable when restoring documents of high historical and informational value.

Применение механических способов негативно сказывается на свойствах механической прочности подложки. Использование химических растворителей приводит к их неконтролируемому воздействию на подложку и прилегающие области поверхности документа, что влечет за собой утрату первичных свойств объекта.The use of mechanical methods adversely affects the properties of the mechanical strength of the substrate. The use of chemical solvents leads to their uncontrolled effect on the substrate and adjacent areas of the surface of the document, which entails the loss of the primary properties of the object.

Известен также способ очистки поверхности произведений искусств и бумажных документов с использованием лазерного излучения (Лазерная очистка рукописных и печатных документов от загрязнений / А.А. Галушкин, М.Д. Геращенко, Л.Г. Левашова, В.А. Парфенов, Т.С. Ткаченко // Труды лаборатории консервации и реставрации документов СПФ АР АН. 2011, вып. (№)2.С.155-164.)There is also a method of cleaning the surface of works of art and paper documents using laser radiation (Laser cleaning of handwritten and printed documents from pollution / A.A. Galushkin, M.D. Gerashchenko, L.G. Levashova, V.A. Parfenov, T. S. Tkachenko // Proceedings of the Laboratory for the Conservation and Restoration of Documents SPF AR AN. 2011, issue (No.) 2.P.155-164.)

Наиболее близким по физической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому способу является работа (An investigation into the effect of wavelength in the laser cleaning of parchment / S. Sportun, М. Cooper, A. Stewart // Journal of Cultural Heritage. 2000, вып. №1. С. 225-232.), в которой поверхность документа сканируется лазерным пучком для очистки пергамента от поверхностных загрязнений. В отличие от традиционных химической и механической очистки, использование лазерного излучения как инструмента для реставрации, при корректном выборе выходных параметров, позволяет избежать повреждения подложки бумажного документа и характеризуется высокой эффективностью удаления загрязнений. Однако широкому внедрению данного способа в область практической реставрации препятствует то, что при воздействии лазерного излучения на документ, наряду с удалением загрязнений, может произойти уничтожение типографской краски и чернил, составляющих текст или графику на документе.The closest in physical essence and the achieved technical result to the claimed method is the work (An investigation into the effect of wavelength in the laser cleaning of parchment / S. Sportun, M. Cooper, A. Stewart // Journal of Cultural Heritage. 2000, vol. . No. 1. P. 225-232.), In which the surface of the document is scanned by a laser beam to clean the parchment from surface contaminants. Unlike traditional chemical and mechanical cleaning, the use of laser radiation as a restoration tool, with the right choice of output parameters, avoids damage to the substrate of a paper document and is characterized by high efficiency of removing contaminants. However, the widespread adoption of this method in the field of practical restoration is hindered by the fact that when laser radiation affects a document, along with the removal of contaminants, the printing ink and ink that make up the text or graphics on the document can be destroyed.

Задачей, решаемой в изобретении, является создание способа лазерной очистки документов на бумажной основе без повреждения графической информации.The problem solved in the invention is the creation of a method for laser cleaning of paper-based documents without damaging the graphic information.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, так же, как и в известном, очищаемый документ сканируют лазером. В отличие от известного способа, в предлагаемом предварительно создают изображение-маску. Путем оптического сканирования документа получают первичное изображение очищаемой области, полученное изображение загружают в компьютер и с использованием компьютерной программы, предназначенной для обработки графики, пространство вокруг буквенно-графической информации очищают. После чего полученное изображение преобразуется в векторное и инвертируется. Полученное изображение-маску загружают в программу управления системы сканирования, далее производят позиционирование очищаемого документа относительно рабочего поля сканирования лазера и производят сканирование лазерного пучка по поверхности.The problem is solved due to the fact that in the proposed method, as well as in the known, the document being cleaned is scanned with a laser. In contrast to the known method, in the proposed pre-create an image mask. By optical scanning of the document, a primary image of the area to be cleaned is obtained, the resulting image is downloaded to a computer and using a computer program designed to process graphics, the space around the alphanumeric information is cleaned. After that, the resulting image is converted to vector and inverted. The resulting image mask is loaded into the control system of the scanning system, then the cleaned document is positioned relative to the working field of the laser scan and the laser beam is scanned over the surface.

Достигаемым техническим результатом является увеличение сохранности очищаемого документа, за счет исключения воздействия излучения лазера на участки, составляющие текст или графику, за счет использования сканирующих лазерных систем.Achievable technical result is to increase the safety of the document being cleaned, by eliminating the effects of laser radiation on the areas that make up the text or graphics, through the use of scanning laser systems.

Первым этапом реализации способа является создание изображения-маски, по которому будет производиться очистка выбранного участка документа. Первичное изображение может быть получено путем оптического сканирования очищаемой области. Далее, после передачи отсканированного изображения в персональный компьютер, это изображение должно быть отредактировано в любой компьютерной программе, предназначенной для обработки графики. Цель компьютерной обработки заключается в том, чтобы в полученном графическом файле выделить белым цветом область документа, подлежащую очистке, И, наоборот, вся необходимая буквенно-графическая информация окрашивается в черный цвет. После чего полученное изображение преобразуется в векторное и инвертируется.The first step in the implementation of the method is to create a mask image, which will be used to clean the selected section of the document. The primary image can be obtained by optical scanning of the area being cleaned. Further, after transferring the scanned image to a personal computer, this image must be edited in any computer program designed for processing graphics. The purpose of computer processing is to highlight the area of the document to be cleaned in white in the resulting graphic file, and, conversely, all the necessary alphanumeric information is painted black. After that, the resulting image is converted to vector and inverted.

Далее в программу для управления системы сканирования лазерным пучком загружается предварительно отредактированное векторное и инвертированное изображение документа (изображение-маска). После этого производится точное позиционирование обрабатываемой области листа бумаги относительно рабочего поля сканирования лазера, для чего используют вспомогательный лазер, генерирующий излучение в видимой области спектра (например, красный полупроводниковый лазер), и формируемая им габаритная рамка наносимого на лист бумаги изображения. Корректное позиционирование может быть осуществлено по предварительно нанесенным на очищаемый участок документа реперным меткам или с помощью специальной марки. В последнем случае позиционирование обрабатываемой области относительно рабочего поля лазерной системы осуществляется путем совмещения реперных меток с габаритной рамкой. После выполнения подготовительных работ по взаимному ориентированию рабочего поля сканирования лазера и обрабатываемого участка документа, производится запуск программы лазерного сканирования с предварительно заданными параметрами излучения, соответствующими рабочим режимам используемой лазерной установки.Next, a previously edited vector and inverted image of the document (mask image) is loaded into the program for controlling the scanning system with a laser beam. After that, the positioning of the processed area of the paper sheet relative to the working field of the laser scanning is performed, for which an auxiliary laser is used that generates radiation in the visible region of the spectrum (for example, a red semiconductor laser), and the overall frame formed by the image applied to the paper sheet. Correct positioning can be carried out using reference marks previously applied to the cleaned area of the document or using a special mark. In the latter case, the positioning of the treated area relative to the working field of the laser system is carried out by combining the reference marks with the overall frame. After completing the preparatory work on the mutual orientation of the working field of the laser scan and the processed area of the document, the laser scanning program is launched with predefined radiation parameters corresponding to the operating modes of the laser system used.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет произвести очистку страницы документа путем высокоточного сканирования лазерного пучка по его поверхности, что осуществляет его избирательное воздействие на загрязненные участки, при этом текстовая и графическая информация, содержащаяся в документе, остается нетронутой.Thus, the proposed method allows you to clean the page of the document by high-precision scanning of the laser beam on its surface, which carries out its selective effect on the contaminated areas, while the text and graphic information contained in the document remains intact.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

где на фиг. 1 - первый этап создания изображения маски, оптический скан очищаемой области документаwhere in FIG. 1 - the first stage of creating a mask image, an optical scan of the cleaned area of the document

фиг. 2 - второй этап создания изображения маски, очистка изображения области, которая будет подвергнута лазерному сканированиюFIG. 2 - the second stage of creating the image of the mask, cleaning the image of the area that will be subjected to laser scanning

фиг. 3 - третий этап создания изображения маски, однородная заливка участков, составляющих текст или графикуFIG. 3 - the third stage of creating the image of the mask, uniform filling of the areas that make up the text or graphics

фиг. 4 - четвертый этап создания изображения маски, преобразование изображения в векторное и его инвертированиеFIG. 4 - the fourth stage of creating a mask image, converting the image into vector and inverting it

Рассмотрим пример реализации способа.Consider an example implementation of the method.

Первым этапом предложенного способа является оптическое сканирование бумажного документа, который в дальнейшем будет подвергнут избирательной лазерной очистке. Полученное изображение загружается в компьютер. Далее загруженное в компьютер изображение редактируется с использованием любой компьютерной программы, предназначенной для обработки графики, для создания изображения-маски.The first step of the proposed method is the optical scanning of a paper document, which will subsequently be subjected to selective laser cleaning. The resulting image is downloaded to a computer. Next, the image downloaded to the computer is edited using any computer program designed to process graphics to create a mask image.

На фиг. 1-4 представлены последовательные этапы реализации изображения-маски, на примере участка текста, по которому будет производиться очистка поверхности документа. Так, первый этап формирования изображения маски представлен на фиг. 1. Здесь производится оптическое сканирование очищаемой области и его точное кадрирование по предварительно нанесенной рамке или реперным меткам.In FIG. Figures 1-4 show the successive stages of the implementation of the image mask, using the example of a section of text that will be used to clean the surface of a document. Thus, the first stage of imaging the mask is shown in FIG. 1. Here, an optical scan of the area being cleaned and its precise cropping according to a previously applied frame or reference marks is performed.

Второй этап формирования маски представлен на фиг. 2 и представляет собой полную очистку области, которая будет подвергнута лазерному сканированию и сохранению нетронутыми участков, содержащих текст.The second stage of mask formation is shown in FIG. 2 and represents a complete cleaning of the area that will be subjected to laser scanning and preservation of intact areas containing text.

Третий этап, представленный на фиг. 3, предусматривает однородную «заливку» участков, составляющих текст и преобразование полученного изображения в векторное.The third step shown in FIG. 3, provides for a uniform "fill" of the areas constituting the text and converting the resulting image into a vector one.

На фиг. 4 представлен окончательный вариант изображения-маски, который является инвертированной и векторной версией исходного изображения (рис. 1). Подобный вариант изображения-маски позволит произвести «заливку» очищаемой области однородными односторонними линиями определенной частоты, исключая при этом из зоны лазерной обработки те участки поверхности исторического документа, на которых имеется текст или графические изображенияIn FIG. Figure 4 shows the final version of the mask image, which is an inverted and vector version of the original image (Fig. 1). Such a variant of the image-mask will allow you to "fill" the area to be cleaned with uniform one-sided lines of a certain frequency, while excluding from the laser processing zone those sections of the surface of a historical document that have text or graphic images

После получения изображения-маски, оно загружается в программу управления системы сканирования.After receiving the mask image, it is loaded into the control system of the scanning system.

Очищаемый документ позиционируется относительно рабочего поля сканирования лазера по габаритной рамке, формируемой пилотным лазером и показывающим габариты наносимого изображения. После выполнения всех подготовительных этапов производится запуск программы управления системы сканирования с загруженным в него изображением-маски.The document to be cleaned is positioned relative to the working field of the laser scan along the overall frame formed by the pilot laser and showing the dimensions of the applied image. After completing all the preparatory steps, the control system of the scanning system is launched with the mask image loaded into it.

По итогам выполнения программы, достигается очистка области, окружающей текст и графику, при этом участки поверхности очищаемого документа, составляющие текстовую и графическую информацию, не подвергаются очистке, что повышает степень сохранности информации на документе.According to the results of the program, the cleaning of the area surrounding the text and graphics is achieved, while the surface areas of the document being cleaned that make up text and graphic information are not cleaned, which increases the degree of preservation of information on the document.

Claims (1)

Лазерная очистка документов на бумажной основе путем сканирования поверхности лазерным пучком, отличающаяся тем, что предварительно создают изображение-маску, путем оптического сканирования документа получают первичное изображение очищаемой области, после чего полученное изображение загружают в компьютер и с использованием компьютерной программы, предназначенной для обработки графики, пространство вокруг буквенно-графической информации очищают, после чего изображение преобразуется в векторное и инвертируется, полученное изображение-маску загружают в программу управления системы сканирования, далее производят позиционирование очищаемого документа относительно рабочего поля сканирования лазера и производят сканирование лазерного пучка по поверхности.Laser cleaning of paper-based documents by scanning the surface with a laser beam, characterized in that they preliminarily create an image mask, by optical scanning of the document, a primary image of the area being cleaned is obtained, after which the resulting image is downloaded to a computer and using a computer program designed to process graphics, the space around the alphanumeric information is cleaned, after which the image is converted into vector and inverted, the resulting image The mask mask is loaded into the control system of the scanning system, then the positioned document is positioned relative to the working field of the laser scanning and the laser beam is scanned over the surface.
RU2018118701A 2018-05-21 2018-05-21 Laser cleaning of paper based documents RU2682423C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118701A RU2682423C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Laser cleaning of paper based documents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118701A RU2682423C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Laser cleaning of paper based documents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682423C1 true RU2682423C1 (en) 2019-03-19

Family

ID=65806055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118701A RU2682423C1 (en) 2018-05-21 2018-05-21 Laser cleaning of paper based documents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682423C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19752203A1 (en) * 1997-11-25 1999-06-02 Fraunhofer Ges Forschung Ablation product removal method for laser structuring process
DE19900910A1 (en) * 1999-01-13 2000-07-27 Clean Lasersysteme Gmbh Arrangement for treating surfaces using laser radiation has deflection device with at least two deflection mirrors arranged at angle to each other; at least one mirror can be varied in angle
DE102006005127A1 (en) * 2006-02-04 2007-08-09 Mühlbauer Ag Cleaning dies for use in the application of perforations to documents, comprises using a laser to remove impurities

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19752203A1 (en) * 1997-11-25 1999-06-02 Fraunhofer Ges Forschung Ablation product removal method for laser structuring process
DE19900910A1 (en) * 1999-01-13 2000-07-27 Clean Lasersysteme Gmbh Arrangement for treating surfaces using laser radiation has deflection device with at least two deflection mirrors arranged at angle to each other; at least one mirror can be varied in angle
DE102006005127A1 (en) * 2006-02-04 2007-08-09 Mühlbauer Ag Cleaning dies for use in the application of perforations to documents, comprises using a laser to remove impurities

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2290445A3 (en) An image forming method and apparatus
DE602005005117D1 (en) Detecting different pages during scanning
RU2682423C1 (en) Laser cleaning of paper based documents
US9609175B2 (en) Method for generating PDF trapping objects without knowing the description of the contours
Shi et al. Digital enhancement of palm leaf manuscript images using normalization techniques
Parfenov et al. Technical and technological aspects of laser cleaning for books and documents
CN101383045B (en) Two-dimension image antialiasing method and device
KR102430940B1 (en) Method for Making Image of Printing Plate
KR101282490B1 (en) Laser machining method and laser machining device
JP4507762B2 (en) Printing inspection device
US20160056065A1 (en) Method and apparatus for removing experimental artifacts from ensemble images
JP2009107008A (en) Laser beam machining device
Schmidt et al. 3D‐Sutra—Interactive Analysis Tool for a Web Atlas of Scanned Sutra Inscriptions in China
JP5139783B2 (en) Drawing method and drawing apparatus
EP1231627A3 (en) Marking apparatus and process therefor
RU2260208C2 (en) Method for facsimile recognition and reproduction of printed product text
Shi et al. Digital image enhancement using normalization techniques and their application to palm leaf manuscripts
JP2005231028A (en) Engraving method of intaglio drawing line
RU2375198C1 (en) Method for application of raster image
JP2008009627A (en) Recognized image creation method and positioning device for recognition target
Ersoy et al. High-selectivity cleaning of historical paper samples with sizing through femtosecond laser ablation
Fedoseev et al. Extraction method for textural watermarks of various linear raster patterns orientation type
JP6139608B2 (en) Image enhancement based on pseudo-skeleton for document image reproduction
US9087383B2 (en) Method for dynamic background reduction
Muhsin Al Ramadan et al. Automatic Control Of Chamfering Machine using Machine Vision

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200522

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210819