印刷墨量的测控方法技术

一种印刷墨量的测控方法及其系统属于印刷技术领域，其特征为：它以印版或样张来测控印张质量，它含有：采集标准白版、样张、印版、印张图像各点亮度及红、绿、蓝色灰度值、划定有效边界及墨区、几何失真及光照不均匀校正、计算印版、印张各墨区平均灰度值，计算样张、印张各墨区平均反射密度值，求相应墨区的平均灰度或反射密度值之比以及发出喷墨指令等步骤并提出了读版、控墨、检测一体化的系统框图，其图像失真小、检测速度快，自动化程度也高。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种印刷墨量的测控方法及其系统属于印刷
目前，印张即印刷品的印刷墨量测控是通过测量印刷版边缘的质量控制条的密度来实现的，把它与样张即原稿的密度相比较后，操作人员就可利用其差值去修正喷墨装置中各墨区墨斗的出墨量，这种印张质量检测方法的缺点就在于印版边缘质量控制条的印刷质量很难代表印张的全貌，在一些特殊情况下，它甚至不能反应整个印张的质量，更何况我国的印版边缘几乎都不印制质量控制条。其次，印版读数装置、印品质量检测装置和控墨装置都是各自独立地分体配置，自动化程度低，设备成本也高。本专利技术的目的在于提供一种对印张进行满版质量检测且读版、检测、控墨三位一体的印刷墨量控制方法及其系统。其中的关键首先是如何对印张进行满版质量检测。本专利技术提出了以印版或样张检测并监控印张印刷墨量的两种方法，其专利技术构思是一致的，它们都是把印刷图像中各点的红、绿、蓝三原色R、G、B光通量转换为与其相应的灰度值来实现的，所不同的是，在用印版测控印张的印刷质量时，可直接由两者相应墨区的平均灰度值之差去控制墨斗的喷墨量，只要用带有视频卡1的摄像头2测出印刷图像中各点的红、绿、蓝三原色R、G、B的灰度值就可通过亮度方程去求出各点的灰度，再由此得出墨区总灰度值后即可求出各墨区的平均灰度值。但在用样张即原稿测控印张的印刷质量时，直接控制的对象是分别作为红、绿、蓝三原色补色的青、品、黄三彩色的油墨厚度。因此，必须通过各墨区青、品、黄三彩色的平均反射密度这一中间变量去间接地把油墨厚度与印张图像中各点红、绿、蓝三原色的灰度值联接起来，其公式如下DC＝log(1/ρR)＝log(φiR/φγR)DM＝log(1/ρG)＝log(φiG/φγG)DY＝log(1/ρB)＝log(φiB/φγB)其中，DC、DM、DY分别为油墨青、品、黄的反射密度值；ρR、ρG、ρB分别为油墨吸收后剩余红、绿、蓝光的反射率；φiR、φiG、φiB分别为入射光中红、绿、蓝光的光通量，它可以通过带视频卡1的摄像头2对白版W或样张s或印张f的印刷图像边缘空白处反射的红、绿、蓝光的检测而得到，因为白纸的反射率接近于1；φγR、φγG、φγB分别为实际画面某点或某一区域反射光通过滤色片后直接测得的红、绿、蓝光的光通量。再通过视频卡1的处理即可建立光通量与相应灰度值的关系。另外，由于印张f或样张s上各彩色油墨的油墨厚度与油墨反射密度值呈近似的线性关系10LC=r1(φiR/φγR)]]>10LM=r2(φiG/φγG)]]>10LY=r3(φiB/φγB)]]>其中，r1、r2、r3为与系统有关的线性系数，LC、LM、LY为青、品、黄的油墨厚度，它可由控墨装置的喷墨墨斗控制，在墨层厚度小于1μm时，油墨的反射密度D与墨层厚度L的关系为D≈DmaxQL其中，Dmax为油墨的饱和密度，Q为与印刷纸张、油墨有关的常数，L为墨层厚度。因此，在用样张s测控印张f时，可用两者在相应点或相应区域内油墨反射密度的比值来控制墨斗喷墨量，即Ds/Df≈Ls/Lf式中Ds、Ls分别为样张s的某一种彩色油墨的反射密度值与墨层厚度值；Df、Lf分别为印张f的某一种彩色油墨的反射密度值与墨层厚度值。第二是如何解决对印张进行满版印刷质量检测时，由于镜头广角大而产生的图像几何失真问题。校正的实质是把图像中各象素坐标位置的几何失真视为是由非失真图像经过某种坐标映射变换而成的失真图形，可采用平方律方程进行校正，这种坐标变换可表示为p＝Tp(i，j)，在无图形失真时p＝iq＝Tq(i，j)，在无图形失真时q＝j考虑到图形的几何失真，可加入失真因子，本方法采用如下方程p＝(1+K1i2+K2j2)iq＝(1+K3i2+K4j2)jK1、K2、K3、K4为校正系数，用实验方法或某种算法求出。若p、q为非整数，需再用双线性内插法估算它是根据图形四周四点的灰度值在两个方向上进行内插，设p0＜p＜p0+1＝p1， q0＜q＜q0+1＝q1a＝p-p0，b＝q-q0则校正后的灰度值F(p，q)＝(1-a)(1-b)F(p0，q0)+a(1-b)F(p1，q0)+(1-a)bF(p0，q1)+abF(p1，q1)校正后的图形在水平和垂直方向上的失真率均比未校正时下降86％，已满足了读版装置对各墨区灰度平均值的检测。第二种失真是光照不均匀失真。可用满版校正或边缘校正两种方法来解决。满版校正全称是标准白版平滑滤波校正法。由于被摄图像的灰度与物体受光源照射的照度和物体各点的反射系数的乘积成正比，当在使用人工强光照射时，可以近似认为此时光源条件不随时间变化，其图像各点的灰度近似为F(i，j)＝1(i，j)·ρ(i，j)其中，F(i，j)是灰度，ρ(i，j)是反射系数，l(i，j)是照度。在较大的印版U、样张s或印张f上，若光照不均，则照度将随各点位置而异。因此，可利用标准白版先求出其照度，由于其质地均匀，表面的反射系数ρ(i，j)为一常量，可由此测出标准白版W各点的灰度值，它正好反映了待校版上各处光照不均匀状况，因此可用其作为光照满版不均匀校正的依据，其具体表达为F′(i，j)＝F(i，j)FWA/FW(i，j)其中，F′(i，j)为校正后图像某点灰度值，F(i，j)为校正前图像某点灰度值，FW(i，j)为标准白版W对应点的灰度值，FWA为标准白版W的平均灰度值，为常量，下同。当以该点周围某一区域的平均灰度代替该点的灰度值时，数据由于经平滑滤波，可更精确些。光照不均匀的边缘校正法则适用于无人工强光照射的区域，如车间。这时，可用图像边缘空白部分来代替标准白版。具体而言，先求出墨区外图像顶部和底部某一白色区域内各点的白色灰度值及其在这一区域内的平均灰度值，再以此来校正同一墨区各点的灰度值，其算式为在某一墨区t内，F′(k)＝FWA其中，k点坐标为(p，q)，F′(k)为校正后图像某点k的灰度值，F(k)为校正前图像某点k的灰度值，gbA为墨区外图像顶部和底部某一白色区域内的灰度平均值。当然，灰度值要按各点的红、绿、蓝三原色来分别计算。实验结果表明对于实际的图像，其平均误差小于5％。第三，是关于如何使读版、控墨、检测一体化问题，本系统的读版装置、带视频卡1和摄像头2的检测装置既相对独立又互为一体，再把控墨装置的平台装上光源后作为白版W、印版U、样张s和印张f公用的图像平台，在此基础上，即可把读版、检测、控墨三套装置在计算机程序控制下统一起来了。由此可见，本方法的特征在于它是用样张s来检测并监控印张f的印刷墨量的，它依次由以下步骤组成用带视频卡1的摄像头2分别对标准白版W、样张s和印张f的图像中各点k的红、绿、蓝三原色R、G、B的灰度值F进行采集并存于该视频卡1的存储单元中，其灰度值分别用FRW(i，j)、FGW(i，j)、FBW(i，j)；FRs(i，j)、FGs(i，j)、FBs(i，j)；FRf(i，j)、FGf(i，j)、FBf(i，j)表示，(i，j)为各图像中相应点k的实测坐标；分别用下述校正算式对标准白版W、样张s和印张f进行图像几何失真校正图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷墨量的测控方法，它是把印刷图像中各点的红、绿、蓝三原色转化为与其相应的密度值或其它相关物理量的值后来进行测控的，本方法的特征在于：它是用样张ｓ的数据作为基准来检测并监控印张ｆ的印刷质量的，它依次由以下步骤组成：［１］用带视频卡（ １）的摄像头（２）分别对标准白版Ｗ、样张ｓ和印张ｆ的图像中各点ｋ的红、绿、蓝三原色Ｒ、Ｇ、Ｂ的灰度值Ｆ进行采集并存于该视频卡（１）的存储单元中，其灰度值分别用Ｆ↓［ＲＷ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［ＧＷ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［ＢＷ］（ｉ，ｊ）；Ｆ↓［Ｒｓ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［Ｇｓ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［Ｂｓ］（ｉ，ｊ）；Ｆ↓［Ｒｆ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［Ｇｆ］（ｉ，ｊ）、Ｆ↓［Ｂｆ］（ｉ，ｊ）表示，（ｉ，ｊ）为各图像中相应点ｋ的实测坐标；［２］分别用下述校正算式对标准白版Ｗ、样张ｓ和印张ｆ进行图 像几何失真校正：图像校正后各点ｋ的坐标（ｐ，ｑ）为：ｐ＝（１＋Ｋ↓［１］ｉ↑［２］＋Ｋ↓［２］ｊ↑［２］）ｉ ｑ＝（１＋Ｋ↓［３］ｉ↑［２］＋Ｋ↓［４］ｊ↑［２］）ｊＫ↓［１］、Ｋ↓［２］、Ｋ↓［３］、Ｋ↓［４］各值可用实验方法 求出，由此可得出上述各种图像中相应点ｋ的红、绿、蓝三色Ｒ、Ｇ、Ｂ的灰度值Ｆ（ｐ，ｑ），它们分别为：Ｆ↓［ＲＷ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［ＧＷ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［ＢＷ］（ｐ，ｑ）；Ｆ↓［Ｒｓ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［Ｇｓ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［Ｂｓ］（ｐ， ｑ）；Ｆ↓［Ｒｆ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［Ｇｆ］（ｐ，ｑ）、Ｆ↓［Ｂｆ］（ｐ，ｑ），当ｐ，ｑ为非整数时，则需要用下述双线性内插法估算相应的灰度值进行校正，其相应各点ｋ的灰度值为：Ｆ（ｐ，ｑ）＝（１－ａ）（１－ｂ）Ｆ（ｐ↓［０］，ｑ↓［０］ ）＋ａ（１－ｂ）Ｆ（ｐ↓［１］，ｑ↓［０］）＋（１－ａ）ｂＦ（ｐ↓［０］，ｑ↓［１］）＋ａｂＦ（ｐ↓［１］，ｑ↓［１］）其中，ａ＝ｐ－ｐ↓［０］，ｂ＝ｑ－ｑ↓［０］，ｐ、ｑ均为坐标非整数，ｐ↓［０］、ｑ↓［０］为坐标ｐ、ｑ的前一个整数值 ，ｐ↓［１］、ｑ↓［１］为坐标ｐ、ｑ的后一个整数值，即：ｐ↓［１］＝ｐ↓［０］＋１ ｑ↓［１］＝ｑ↓［０］＋１［３］分别确定样张ｓ、印张ｆ的有效边界且在其有效区域内按同一个墨区数ｎ等分成若干墨区，样张ｓ中墨区宽度为：Ｈ↓［ｓ］＝（ｉ ↓［ｓ２］－ｉ↓［ｓ１］）／ｎ印张ｆ中墨区宽度为：Ｈ↓［ｆ］＝（ｉ↓［ｆ２］－ｉ↓［ｆ１］）／ｎ（ｉ↓［ｓ１］，ｊ↓［ｓ１］）...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙景琪，刘祥，谈战海，戴鹰，吕力，
申请(专利权)人：北京市朝阳北方印刷机电器厂，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]