探测和补偿喷墨印刷机中故障印刷喷嘴的方法及测试图案技术

本发明专利技术涉及一种用于通过计算机(6)对喷墨印刷机(7)中故障印刷喷嘴进行探测和补偿的方法，包括：印刷当前印刷图像(8,15)；通过图像传感器(9)摄制所印刷的印刷图像(8,15)并通过计算机(6)数字化所摄制的印刷图像(8,15)；叠加整个印刷图像高度上每列所摄制的印刷图像(8)的数字化色值并将相加所得的色值除以列像素数目以得到列特性值(10,10')；从原始列特性值(10,10')减去无故障印刷喷嘴的最优列特性值得到列特性差值(12,12')；确定最大值阈值，超过该阈值意味着印刷喷嘴故障；将该最大值阈值应用在所述列特性差值(12,12')上，由此在得到的列特性值(13)中每个极点标示一个故障喷嘴，并在接下来的印刷过程中补偿所标记的印刷喷嘴作为方法步骤。

Method and test pattern for detecting and compensating faulty printing nozzles in ink-jet printing machines

The present invention relates to a method for detecting and compensating a fault printing nozzle in an inkjet printer (7) by a computer (6), including: printing a current printed image (8,15); a printed image (8,15) printed by the image sensor (9) and digitized by a counting machine (6); superimposed on the whole. The digital color value of the printed image (8) produced by each column at the height of the printed image and the added color value divided by the number of column pixels to get the column characteristic value (10,10'); the optimal column characteristic of the fault free printing nozzles from the original column characteristic value (10,10') is worth the value difference value (12,12'), and the maximum threshold value is determined beyond the threshold value. Value means the printing nozzle failure; the maximum value threshold is applied to the column characteristic difference (12,12'), which indicates a fault nozzle at each pole in the obtained column characteristic value (13), and compensates the marked printing nozzle as a square step in the next printing process.

【技术实现步骤摘要】
探测和补偿喷墨印刷机中故障印刷喷嘴的方法及测试图案
本专利技术涉及一种用于借助计算机探测和补偿喷墨印刷机中故障印刷喷嘴的方法。本专利技术属于数字印刷

技术介绍
在数字印刷领域存在不同的技术实现手段。最为广泛的手段之一就是所谓的喷墨印刷。相应的喷墨印刷机具有一个或多个印刷头，这些印刷头又具有多个单独的印刷喷嘴，所使用的油墨通过所述印刷喷嘴被施加到所使用的印刷基底上。在此，每个印刷头通常使用确定的印刷颜色的油墨。这种技术中常见的问题是，单个印刷喷嘴可能故障或者仅部分仍具功能性。这譬如可能是由于单个印刷喷嘴堵塞而发生，由此，这些印刷喷嘴只能释放实际设置的油墨的一部分，并且还会在不被期望的方向上释放这部分，或者在极端情况下甚至完全不释放油墨。因为清洁这些堵塞耗费极大，并且除此之外，单个印刷喷嘴的故障也不非得总是由于堵塞产生，必须一方面识别出故障印刷喷嘴、所谓“缺失喷嘴(missingnozzles)”并且另一方面以尽可能小的耗费补偿这些印刷喷嘴，从而尽可能少地影响待实现的印刷品质。现有技术中又存在用于识别缺失喷嘴的不同手段。最常用的手段必然是印刷所谓喷嘴测试图案(Düsentestmuster)，通过尽可能自动化地分析处理所述喷嘴测试图案，能够对缺失喷嘴进行针对性地识别并且确定出其在印刷头中的位置。这通常通过内联数字摄像机(Inline-Digitalkamera)进行，内联数字摄像机直接在印刷头后方摄制印刷机器中所印刷的图像作为RGB图像并分析该图像，用以发现错误部位。在此，识别缺失喷嘴主要存在三大难点：1.通过内联摄像机无法或者只有通过巨大的耗费才能复制出高品质数字印刷中1200dpi及以上的高分辨率。2.成像的摄像机光学组件与精准的成像几何结构及其尺度之间既存在全局的也存在局部的偏差。3.(4-7)颜色在真实图像中会上下叠印。这导致两个问题：所有这三点都导致了，缺失喷嘴在摄像机RGB图像中以明显降低的对比度被呈现进而可能会沉没在图像噪点和摄像机噪点中。此外，很难实现摄像机像素与印刷喷嘴之间明确的对应关系。出于这两个原因，如今在现有技术中采用特殊的喷嘴测试图案，其中，在水平行中以周期方式印刷出竖直印刷的等距线。在此，在这个水平行中，仅每第X个(譬如每第十个)印刷喷嘴被用于印刷上述竖直线。譬如，如果此时水平行中每第十个印刷喷嘴(从第一个印刷喷嘴开始，接下来是第十一个，以此类推)印刷，则整个喷嘴测试图案依照逻辑必须包括十个水平行，以探测印刷头所有现有的印刷喷嘴。然后，在每个接下来的水平行中，相应地，下一个印刷喷嘴(在该情况下是第二个、第十二个等)绘制竖直线。由此得到由譬如十个水平行所组成的印刷喷嘴测试图案，在这十个水平行中，印刷头的每个印刷喷嘴印刷至少一个竖直线。然后，通过借助摄像机摄制该印刷喷嘴测试图案并分析处理单个竖直线，能够对故障的或者仅部分故障(或斜歪喷射)的印刷喷嘴针对性地以较低的摄像机分辨率进行识别且确定位置。然而，弊端在于，印刷喷嘴定位小的偏差(在微米范围内)已经在全色调中可能会导致如下错误：这些错误低于上述方法手段的分析限度。此外，具有微小允差的分析处理(这种分析处理又是必要的，用以检测出上述的微小偏差)导致了正确喷嘴的伪正报告(Falsch-PositivMeldungen)，这引起了不必要的校正、明显加大了校正过程的难度、并且对印刷图像有负面影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提出另一种探测并以此补偿缺失喷嘴的可能性，这种可能性能够补充或替代已知的方法手段，并且不具有现有技术中已经公开的弊端。该任务的解决方案是用于通过计算机探测和补偿喷墨印刷机中故障印刷喷嘴的方法，该方法包括：印刷当前印刷图像；通过图像传感器摄制所印刷的印刷图像并通过计算机数字化所摄制的印刷图像；将整个印刷图像高度上每列所摄制的印刷图像的数字化色值相加并将相加所得的色值除以列像素数目以得到列特性值(Spaltenprofil)；由原始列特性值减去同一印刷图像无差错参考图像预先产生的列特性值从而得到列特性差值(Differenz-Spaltenprofil)；设定针对最大值的阈值，超过该阈值则定义出故障印刷喷嘴；将这个针对最大值的阈值应用于列特性差值，由此在所得到的列特性值中每个极点(Maximum)标记出一个故障喷嘴，并且在接下来的印刷过程中补偿所标记的印刷喷嘴。对于该方法，在整个印刷图像宽度上，产生出数字摄像机重新数字化(redigitalisiert)图像色值的列平均值。在此，整个图像或子图像有效地缩减成每个图像通道存在唯一图像行、即列平均特性值。这促成在缺少相应色值的故障印刷喷嘴位置处在列平均特性值中会形成尖峰(Spike)，这些尖峰明显从剩余图像行中的相邻色值突出。然后，对列平均特性值中的这种色值变化曲线应用中值滤波器(Medianfilter)。由此过滤掉所有尖峰以及其它图像噪点。然后，由原始的列平均特性值减去这些经中值过滤的、无尖峰和噪点的曲线。由此获得的结果特性值仅还包括尖峰和噪点。由此移除了原本的色值，这些原本的色值关于缺失喷嘴方面在列平均特性值中只是不必要的偏移值。接下来设定阈值，超过该阈值则定义出缺失喷嘴。由此过滤掉所有在该阈值以下的值，这些值通常构成正常的图像噪点。该阈值越高，则缺失喷嘴探测越不灵敏。该阈值越低，缺失喷嘴探测越灵敏，然而得到伪正错误并将图像噪音认为是缺失喷嘴的风险也越高。在剩余的列平均特性值中，此时在现存的印刷图像宽度上的每个尖峰标示出缺失喷嘴。借助这种认识，此时可根据由现有技术所公开的补偿方法进行缺失喷嘴的补偿。在此，一种优选的补偿方法是通过仍在运作的相邻印刷喷嘴对缺失喷嘴进行补偿。本方法有利的进而优选的改进方案由从属权利要求以及具有附图的说明书得出。在此，一种优选的改进方案是，仅以一种所使用的过程色(Prozessfarbe)印刷当前的印刷图像，并从已数字化的印刷图像中选择色度方面适于所印刷的过程色的RGB分色或RGB灰度值图像，并且针对每个过程色单独执行该方法。对于将根据本专利技术的方法用于多色印刷的情况，存在不同的应用手段。在此一种手段是，针对每个过程色单独进行该方法。在此，针对每个所使用的过程色印刷出印刷图像并然后从重新数字化的印刷图像中选择色度方面适于所印刷的过程色的RGB图像分色或整个RGB灰度值图像，并且，然后根据本专利技术针对刚印刷好的过程色进行探测。然后，针对其它所使用的过程色相应地完全重复根据本专利技术的方法。在此，根据本专利技术的方法的另一种优选的改进方案是，当前的印刷图像指的是每个在印刷过程框架内借助所有所使用的过程色被印刷的并且通过持续的图像监测被检验的印刷图像以及从数字化的印刷图像中选出的RGB灰度值图像，其中，故障印刷喷嘴所涉及的颜色由所涉及的RGB颜色通道的组成成分(Zusammensetzung)得出。第二种手段是，借助所有所使用的过程色印刷当前的印刷图像。在此，依照逻辑必须从重新数字化的印刷图像中选定整个灰度值图像，而不是单个分色。然后，故障印刷喷嘴所涉及的颜色可由所涉及的RGB颜色通道的组成成分得以求取。在此，根据本专利技术的方法的优势是，仅校正那些在图像中也实际可见的印刷喷嘴。此外，本方法也更灵敏，因为对比差别(Kontrastabstand本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过计算机(6)对喷墨印刷机(7)中的故障印刷喷嘴进行探测和补偿的方法，包括如下步骤：●印刷当前印刷图像(8,15)；●通过图像传感器摄制所印刷的印刷图像(8,15)，并且通过计算机(6)数字化所摄制的印刷图像(8,15)；●将整个印刷图像高度上每列所摄制的印刷图像(8)的数字化色值相加，并且将相加所得的色值除以列像素数目，用以获得列特性值(10,10')；●由原始列特性值(10,10')减去在无故障印刷喷嘴情况下最优的列特性值从而得出列特性差值(12,12')；●设定针对最大值的阈值，在超过所述针对最大值的阈值的情况下则定义出故障印刷喷嘴；●将所述针对最大值的阈值应用于所述列特性差值(12,12')，由此，在所得到的列特性值(13)中，每个极点标记出一个故障印刷喷嘴；●在接下来的印刷过程中，对所标记的印刷喷嘴进行补偿。

【技术特征摘要】
2016.12.14 DE 102016224971.11.一种用于通过计算机(6)对喷墨印刷机(7)中的故障印刷喷嘴进行探测和补偿的方法，包括如下步骤：●印刷当前印刷图像(8,15)；●通过图像传感器摄制所印刷的印刷图像(8,15)，并且通过计算机(6)数字化所摄制的印刷图像(8,15)；●将整个印刷图像高度上每列所摄制的印刷图像(8)的数字化色值相加，并且将相加所得的色值除以列像素数目，用以获得列特性值(10,10')；●由原始列特性值(10,10')减去在无故障印刷喷嘴情况下最优的列特性值从而得出列特性差值(12,12')；●设定针对最大值的阈值，在超过所述针对最大值的阈值的情况下则定义出故障印刷喷嘴；●将所述针对最大值的阈值应用于所述列特性差值(12,12')，由此，在所得到的列特性值(13)中，每个极点标记出一个故障印刷喷嘴；●在接下来的印刷过程中，对所标记的印刷喷嘴进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在无故障印刷喷嘴情况下最优的列特性值是通过对该列特性值进行中值滤波而产生，由此过滤掉该列特性值中出现的值极点以及噪点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在无故障印刷喷嘴情况下最优的列特性值是通过同一印刷图像(8,15)的无差错参考图像的预先产生的列特性值(14)产生。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同一印刷图像(8,15)的无差错参考图像(14)是已印刷的、已摄制的且已数字化的并且被用户声明为无差错的印刷图像，或者由计算机直接从当前印刷任务的预印前级数据进行建立。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其特征在于，由计算机分析预印前级图像，用以求取出...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·盖斯勒，M·迈尔，F·穆特，H·克勒，
申请(专利权)人：海德堡印刷机械股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE