專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用圖像邊緣信息的彩色套印偏差的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)物體表面瑕疵的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)彩色 套印圖像的套印偏差及其偏差參數(shù)的估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
彩色套印是將原稿根據(jù)不同色彩的分量分別刻成多塊單色印版，然后再逐色套 印，最后完成近似于原作的彩色印刷品[1]。彩色套印偏差是彩色套印中經(jīng)常出現(xiàn)的一種瑕 疵，通常是由顏色印版的偏移引起的。彩色套印偏差的檢測(cè)在彩色印刷過(guò)程中的必要性主 要體現(xiàn)在首先，如果存在套印偏差，不僅會(huì)使印刷圖像的顏色發(fā)生變化，還會(huì)使印刷圖像 變的模糊；其次，套印偏差對(duì)成品的價(jià)值有非常大的影響，有明顯套印偏差的印刷品的價(jià)值 會(huì)降低45%-65%[2]；第三，套印偏差在整個(gè)印刷生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生在批量生產(chǎn)前，顏色 印版之間的配準(zhǔn)可能會(huì)導(dǎo)致套印偏差；印刷生產(chǎn)中，由于材料變形或者顏色印版的不同步 也會(huì)引起套印偏差[3]；第四，在工業(yè)檢測(cè)中，套印偏差的檢測(cè)通常是獨(dú)立于其他印刷瑕疵 檢測(cè)的，所以單獨(dú)研究套印偏差的檢測(cè)方法是非常有意義的。綜上所述，彩色套印偏差的檢 測(cè)及其偏移參數(shù)的估計(jì)，是印刷過(guò)程中不可缺少的部分。彩色套印偏差的自動(dòng)檢測(cè)方法主要有1.通過(guò)分析材料邊緣的彩色套準(zhǔn)標(biāo)記來(lái) 檢測(cè)套印圖像的套印偏差。[4] [5] [6]采用了傳統(tǒng)的疊印彩色套準(zhǔn)標(biāo)記，常用的疊印彩色套 準(zhǔn)標(biāo)記有十字標(biāo)記，貓眼標(biāo)記，圓標(biāo)記，條形碼標(biāo)記等。針對(duì)上述疊印彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的套印 偏差檢測(cè)，[4]通過(guò)圖像分析給出四種原色的分色歸類(lèi)及其邊緣信息，結(jié)合最小二乘法和 Hough變換法擬合疊印彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的多條邊緣直線(xiàn)，在圖像中計(jì)算四種原色特征直線(xiàn)之 間的偏移距離；[5]首先檢測(cè)圖像邊緣并計(jì)算像素梯度方向，根據(jù)梯度方向劃分邊緣點(diǎn)集 合，對(duì)不同方向邊緣點(diǎn)集合進(jìn)行最小二乘法直線(xiàn)迭代擬合，獲得直線(xiàn)邊緣位置，并以黑色為 基準(zhǔn)計(jì)算各顏色的偏移量；[6]提出了一種在HIS顏色空間中的顏色聚類(lèi)分割的方法。因 為上述方法是利用圖像顏色信息的檢測(cè)，所以對(duì)光源和成像系統(tǒng)有著苛刻的要求，而且都 是基于某一種具體的疊印彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的幾何特征，不具有普遍適用性。[7] [8]采用了一 種非疊印彩色套準(zhǔn)標(biāo)記，利用歐式距離檢測(cè)彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的位置偏移來(lái)估計(jì)圖像的套印偏 移。上述利用材料邊緣彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的方法都是間接檢測(cè)套印圖像偏差的，這不僅需要印 刷前在材料邊緣預(yù)留出印刷彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的位置，而且在印刷完成制作成品時(shí)還需要進(jìn)行 裁剪工作。同時(shí)，在紡織品的印刷中，由于紡織品的紡織結(jié)構(gòu)不適于在紡織完成后進(jìn)行裁剪 工作，所以無(wú)法利用彩色套準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)進(jìn)行套印偏差檢測(cè)。2.利用匹配模板圖像的直接檢測(cè) 方法。[9]提出了一種無(wú)彩色套準(zhǔn)標(biāo)記的套印偏差檢測(cè)方法利用無(wú)套印偏差的圖像作為 模板圖像，采用顏色分割的方法提取模板圖像和待檢測(cè)圖像的顏色特征，將兩者的顏色特 征進(jìn)行匹配得出偏差參數(shù)。3.此外，商業(yè)用途的檢測(cè)系統(tǒng)和專(zhuān)利大多更關(guān)注于整個(gè)檢測(cè)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)[10] [11]。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用性廣、檢測(cè)準(zhǔn)確性高的彩色套印偏差的自動(dòng)檢測(cè) 方法。本發(fā)明提供的彩色套印偏差的自動(dòng)檢測(cè)方法，是一種無(wú)需模板圖像，無(wú)需彩色套 準(zhǔn)標(biāo)記的利用圖像邊緣信息的自動(dòng)檢測(cè)方法——邊緣共生條件概率矩陣(ECM)方法，用來(lái) 檢測(cè)彩色套印圖像是否存在套印偏差以及偏差參數(shù)的估計(jì)。該方法具體步驟如下
1、提取待檢測(cè)圖像的邊緣信息，得到邊緣圖像；
2、在步驟1得到的邊緣圖像中，利用本發(fā)明提出的邊緣共生條件概率矩陣(ECM)方法， 計(jì)算其偏移信息；
3、在步驟2計(jì)算得到的邊緣共生條件概率矩陣中，首先閾值化去除圖像背景信息；然 后在閾值化的圖像中，采用8連通算子計(jì)算連通區(qū)域并提取連通區(qū)域中的最大值，該最大 值即為邊緣共生條件概率矩陣的極值點(diǎn)。若檢測(cè)結(jié)果中存在極值點(diǎn)，則彩色套印圖像中存 在套印偏差且檢測(cè)得到的極值為偏差參數(shù)。若檢測(cè)結(jié)果中不存在極值點(diǎn)，則彩色套印圖像 中不再套印偏差。步驟一圖像的邊緣檢測(cè)
首先，利用高斯濾波函數(shù)[12]進(jìn)行圖像的噪聲處理，降低圖像背景中的噪聲對(duì)檢測(cè)結(jié) 果的干擾。然后，利用carmy邊緣檢測(cè)方法[13]來(lái)提取圖像的邊緣信息。之所以采用carmy 邊緣檢測(cè)方法，是因?yàn)橄鄬?duì)于其他邊緣檢測(cè)方法，該方法能夠更好的檢測(cè)到真正的弱邊緣 信息，保證了圖像邊緣的完整性。步驟二 計(jì)算邊緣共生條件概率矩陣
彩色套印偏差是不同印版之間的偏移而造成的顏料疊加和覆蓋現(xiàn)象。在彩色套印偏差 圖像中有一個(gè)特點(diǎn)發(fā)生平移的兩個(gè)顏色色版之間存在一個(gè)固定的偏移常量?；谶@個(gè)特 點(diǎn)，本文提出了邊緣共生條件概率矩陣ECM的方法，來(lái)檢測(cè)彩色套印圖像中的套印偏差。套印偏差圖像P(x,y)可以看作是由它的某個(gè)平移的顏色印版S1(Xj)和其他未發(fā) 生平移的顏色印版M(Xy)的合并得到。其中，S1(Xj)是由其原始顏色印版S(x,y)平移了 (Δχ, Ay)得到的。如下列公式所示
P(x,y) = S'(x,y)十 M(x, y) S' (χ, y) 二 S(χ + Δχ, y + Ay)
為了計(jì)算圖像的邊緣共生條件概率矩陣，本文提出了掃描向量I)的概念其中，s 表示向量的水平方向的分量，t表示向量的垂直方向的分量。在彩色套印圖像P (僅包含其 邊緣信息)中，其邊緣共生條件概率矩陣的元素t(j)是通過(guò)掃描向量S^bt3, t0)描整幅
圖像P，并統(tǒng)計(jì)掃描向量S^iSt3510)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)同時(shí)位于圖像邊緣上的概率。對(duì)于某個(gè)掃描向量G(S，t),利用下列公式來(lái)計(jì)算圖像(僅包含圖像的邊緣信息)的 邊緣共生條件概率矩陣的元素ECM(SD,t0)
權(quán)利要求
驟
1. 一種利用圖像邊緣信息的彩色套印偏差的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步(1)提取待檢測(cè)圖像的邊緣信息，得到邊緣圖像；(2)在步驟1得到的邊緣圖像中，利用邊緣共生條件概率矩陣方法(ECM)，計(jì)算其偏移 息，計(jì)算公式如下
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)物體表面瑕疵的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用圖像邊緣信息的彩色套印偏差的自動(dòng)檢測(cè)方法。本發(fā)明步驟包括提取彩色套印圖像的邊緣信息，得到邊緣圖像；在邊緣圖像中，利用本發(fā)明提出的邊緣共生條件概率矩陣方法(ECM)計(jì)算得到邊緣共生條件概率矩陣；最后，提取邊緣共生條件概率矩陣的極值點(diǎn),若存在非(0,0)點(diǎn)處的極值點(diǎn)，則原圖中存在套印偏差且極值為其偏差參數(shù)；若不存在非(0,0)點(diǎn)處的極值點(diǎn)，則原圖中不存在套印偏差。本發(fā)明無(wú)需參照?qǐng)D像，無(wú)需彩色套準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明對(duì)彩色套印圖像的套印偏差檢測(cè)是精確、有效的，檢測(cè)結(jié)果可以精確到像素級(jí)。
文檔編號(hào)G01N21/956GK102135503SQ20111000054
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者王雪琳, 陳雁秋 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)