專利名稱：基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種誤報(bào)概率低、漏廢風(fēng)險(xiǎn)小的印刷缺陷檢測(cè)方法，屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的印刷缺陷檢測(cè)系統(tǒng)主要采用剛性模板配準(zhǔn)技術(shù)。這類傳統(tǒng)的方法通過對(duì)當(dāng)前待檢圖像進(jìn)行多級(jí)圖像搜索定位，選取特定圖像塊作為搜索定位模板圖像，經(jīng)過平移實(shí)現(xiàn)搜索定位，從而確定缺陷位置。這類方法的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理計(jì)算簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，在圖像穩(wěn)定的情況下，具有較好的檢測(cè)靈敏度。然而，印刷品在制造和檢測(cè)過程中的潛在不穩(wěn)定因素難以避免，這些因素均會(huì)導(dǎo)致圖像的自由幾何形變。不穩(wěn)定因素主要來源于三個(gè)方面I)多印次之間的相對(duì)位移；2)產(chǎn)品介質(zhì)在生產(chǎn)和傳輸過程中的飄動(dòng)；3)印刷品本身和成像鏡頭畸變矯正的固有誤差。而在絕大多數(shù)情況下，印刷品的這些不一致是在產(chǎn)品質(zhì)量的允許范圍內(nèi)的，即不構(gòu)成缺陷。但由于傳統(tǒng)模板配準(zhǔn)技術(shù)采用的是剛性配準(zhǔn)模式，對(duì)圖像的幾何不一致性容忍度較弱，因此必然在檢測(cè)過程中產(chǎn)生大量誤報(bào)，其后果是造成產(chǎn)品和人力資源的巨大浪費(fèi)，并最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端、提供一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，以提高檢測(cè)精度，在降低漏廢風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)減小誤報(bào)概率。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，所述方法采用剛性配準(zhǔn)進(jìn)行初始定位，并將剛性初始配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本與標(biāo)準(zhǔn)圖像的全體像素的總體相似性測(cè)度和坐標(biāo)差異程度作為優(yōu)化目標(biāo)，求得訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)圖像，然后通過學(xué)習(xí)柔性配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本集，獲得高值模板圖像和低值模板圖像；所述高值模板圖像和低值模板圖像按如下原則確定
統(tǒng)計(jì)多幅合格產(chǎn)品圖像，取相同位置亮度最高的像素點(diǎn)，由這些像素點(diǎn)組成的圖像為高值模板圖像；
統(tǒng)計(jì)多幅合格產(chǎn)品圖像，取相同位置亮度最低的像素點(diǎn)，由這些像素點(diǎn)組成的圖像為低值模板圖像；
最后分別判斷待檢圖像中的每一個(gè)像素的灰度和/或顏色是否超出高值模板和低值模板范圍，超出范圍的即為缺陷圖像。上述基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，印刷缺陷的具體檢測(cè)步驟如下
a.篩選一張光照、墨色正常，印面平整，無折角、褶皺和套印缺陷的產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)圖
像；
b.采用剛性配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像的初始定位，即在形變圖像上搜索與標(biāo)準(zhǔn)圖像相似性最大的位置；C.訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)
對(duì)于完成剛性初始配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本的任意一個(gè)像素，在標(biāo)準(zhǔn)圖像的相同坐標(biāo)附近找到一個(gè)對(duì)應(yīng)的像素與之組成像素對(duì)，記錄每個(gè)像素對(duì)之間的坐標(biāo)差異，將全體像素對(duì)的總體相似性測(cè)度和坐標(biāo)差異程度；
所述兩個(gè)對(duì)象的相似性測(cè)度是指它們?cè)跉W氏空間中的互相鄰近的程度，相似性測(cè)度按歐式距離、相關(guān)系數(shù)或信息熵方式計(jì)算；
所述坐標(biāo)差異程度為像素對(duì)之間在二維空間坐標(biāo)系中以像素為單位的距離的總和；
作為優(yōu)化目標(biāo)，求解這個(gè)最優(yōu)化問題，獲得訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)圖像；
d.學(xué)習(xí)柔性配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本集，獲得高低值模板
收集一系列正常印刷品圖像作為訓(xùn)練樣本集，選取其中一張作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，將其他所有樣本以此為基準(zhǔn)進(jìn)行形變歸一化，然后在所有像素上分別統(tǒng)計(jì)樣本集中的灰度和顏色的動(dòng)態(tài)范圍，獲得高值模板圖像和低值模板圖像；
e.高低值模板到待檢圖像的柔性配準(zhǔn)
對(duì)于一張待檢的圖像，以這張圖像作為基準(zhǔn)，將高低值模板圖像進(jìn)行柔性配準(zhǔn)；
f.對(duì)待檢圖像中的每一個(gè)像素，分別判斷其灰度和/或顏色是否位于由變形后的高低值模板圖像所定義的容限范圍以內(nèi)，若超出該容限，則將該像素判斷為缺陷。上述基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)所采用的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，其特征是，所述方法采用剛性配準(zhǔn)進(jìn)行初始定位，并將剛性初始配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本與標(biāo)準(zhǔn)圖像的全體像素的總體相似性測(cè)度和坐標(biāo)差異程度作為優(yōu)化目標(biāo)，求得訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)圖像，然后通過學(xué)習(xí)柔性配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本集，獲得高值模板圖像和低值模板圖像；所述高值模板圖像和低值模板圖像按如下原則確定統(tǒng)計(jì)多幅合格產(chǎn)品圖像，取相同位置亮度最高的像素點(diǎn)，由這些像素點(diǎn)組成的圖像為高值模板圖像；統(tǒng)計(jì)多幅合格產(chǎn)品圖像，取相同位置亮度最低的像素點(diǎn)，由這些像素點(diǎn)組成的圖像為低值模板圖像；最后分別判斷待檢圖像中的每一個(gè)像素的灰度和/或顏色是否超出高值模板和低值模板范圍，超出范圍的即為缺陷圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，其特征是，印刷缺陷的具體檢測(cè)步驟如下a.篩選一張光照、墨色正常，印面(比如紙幣的票面)平整，無折角、褶皺和套印缺陷的產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)圖像；b.采用剛性配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像的初始定位， 即在形變圖像上搜索與標(biāo)準(zhǔn)圖像相似性最大的位置，此處所謂形變圖像是指因產(chǎn)品介質(zhì)飄動(dòng)因素造成的幾何形狀發(fā)生扭曲的圖像；c.訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)對(duì)于完成剛性初始配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本，將訓(xùn)練樣本按照標(biāo)準(zhǔn)圖像的外觀進(jìn)行變形后的任意一個(gè)像素，在標(biāo)準(zhǔn)圖像的相同坐標(biāo)附近找到一個(gè)對(duì)應(yīng)的像素與之組成像素對(duì)，記錄每個(gè)像素對(duì)之間的坐標(biāo)差異，將全體像素對(duì)的總體相似性測(cè)度和坐標(biāo)差異程度作為優(yōu)化目標(biāo)，求解這個(gè)最優(yōu)化問題，獲得訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)圖像；d.學(xué)習(xí)柔性配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本集，獲得高值模板和低值模板收集一系列正常印刷品圖像作為訓(xùn)練樣本集，選取其中一張作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，將其他所有樣本以此為基準(zhǔn)進(jìn)行形變歸一化，然后在所有像素上分別統(tǒng)計(jì)樣本集中的灰度和顏色的動(dòng)態(tài)范圍，獲得高值模板圖像和低值模板圖像高低值模板到待檢圖像的柔性配準(zhǔn)對(duì)于一張待檢的圖像，以這張圖像作為基準(zhǔn)，將高值模板圖像、低值模板圖像進(jìn)行柔性配準(zhǔn)，使高值模板圖像、低值模板圖像按照待檢圖像的外觀進(jìn)行變形；f.對(duì)待檢圖像中的每一個(gè)像素，分別判斷其灰度和/或顏色是否位于由變形后的高值模板圖像和低值模板圖像所定義的容限范圍以內(nèi)，若超出該容限，則將該像素判斷為缺陷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，其特征是，訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)所采用的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為
全文摘要
一種基于柔性模板配準(zhǔn)的印刷缺陷檢測(cè)方法，所述方法采用剛性配準(zhǔn)進(jìn)行初始定位，并將剛性初始配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本與標(biāo)準(zhǔn)圖像的全體像素的總體相似性測(cè)度和坐標(biāo)差異程度作為優(yōu)化目標(biāo)，求得訓(xùn)練樣本到標(biāo)準(zhǔn)圖像的柔性配準(zhǔn)圖像，然后通過學(xué)習(xí)柔性配準(zhǔn)后的訓(xùn)練樣本集，獲得高值模板圖像和低值模板圖像，最后分別判斷待檢圖像中的每一個(gè)像素的灰度和/或顏色是否超出高低值模板范圍，從而獲得缺陷圖像。本發(fā)明在保證圖像檢測(cè)精度的同時(shí)保持了對(duì)形變等不穩(wěn)定因素的容忍能力，不僅降低了機(jī)器視覺檢測(cè)的誤報(bào)概率，而且降低了漏廢風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高檢測(cè)精度具有極大的幫助。
文檔編號(hào)G01N21/88GK103048331SQ20121055806
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者李漢忠, 孟文喜, 曲少華, 孫曉剛, 魏君, 張鵬冀, 賈可, 張亮, 張健, 文心澈, 王曦, 范福宇, 曹保華 申請(qǐng)人:石家莊印鈔有限公司, 中國(guó)印鈔造幣總公司