一种利用图像边缘信息的彩色套印偏差的检测方法技术

本发明专利技术属于机器视觉物体表面瑕疵的自动检测技术领域，具体为一种利用图像边缘信息的彩色套印偏差的自动检测方法。本发明专利技术步骤包括：提取彩色套印图像的边缘信息，得到边缘图像；在边缘图像中，利用本发明专利技术提出的边缘共生条件概率矩阵方法(ECM)计算得到边缘共生条件概率矩阵；最后，提取边缘共生条件概率矩阵的极值点,若存在非(0,0)点处的极值点，则原图中存在套印偏差且极值为其偏差参数；若不存在非(0,0)点处的极值点，则原图中不存在套印偏差。本发明专利技术无需参照图像，无需彩色套准标记，实验表明，本发明专利技术对彩色套印图像的套印偏差检测是精确、有效的，检测结果可以精确到像素级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉物体表面瑕疵的自动检测
，具体涉及一种检测彩色 套印图像的套印偏差及其偏差参数的估计方法。
技术介绍
彩色套印是将原稿根据不同色彩的分量分别刻成多块单色印版，然后再逐色套 印，最后完成近似于原作的彩色印刷品。彩色套印偏差是彩色套印中经常出现的一种瑕 疵，通常是由颜色印版的偏移引起的。彩色套印偏差的检测在彩色印刷过程中的必要性主 要体现在首先，如果存在套印偏差，不仅会使印刷图像的颜色发生变化，还会使印刷图像 变的模糊；其次，套印偏差对成品的价值有非常大的影响，有明显套印偏差的印刷品的价值 会降低45%-65%；第三，套印偏差在整个印刷生产过程中都会产生在批量生产前，颜色 印版之间的配准可能会导致套印偏差；印刷生产中，由于材料变形或者颜色印版的不同步 也会引起套印偏差；第四，在工业检测中，套印偏差的检测通常是独立于其他印刷瑕疵 检测的，所以单独研究套印偏差的检测方法是非常有意义的。综上所述，彩色套印偏差的检 测及其偏移参数的估计，是印刷过程中不可缺少的部分。彩色套印偏差的自动检测方法主要有1.通过分析材料边缘的彩色套准标记来 检测套印图像的套印偏差。 采用了传统的叠印彩色套准标记，常用的叠印彩色套 准标记有十字标记，猫眼标记，圆标记，条形码标记等。针对上述叠印彩色套准标记的套印 偏差检测，通过图像分析给出四种原色的分色归类及其边缘信息，结合最小二乘法和 Hough变换法拟合叠印彩色套准标记的多条边缘直线，在图像中计算四种原色特征直线之 间的偏移距离；首先检测图像边缘并计算像素梯度方向，根据梯度方向划分边缘点集 合，对不同方向边缘点集合进行最小二乘法直线迭代拟合，获得直线边缘位置，并以黑色为 基准计算各颜色的偏移量；提出了一种在HIS颜色空间中的颜色聚类分割的方法。因 为上述方法是利用图像颜色信息的检测，所以对光源和成像系统有着苛刻的要求，而且都 是基于某一种具体的叠印彩色套准标记的几何特征，不具有普遍适用性。 采用了一 种非叠印彩色套准标记，利用欧式距离检测彩色套准标记的位置偏移来估计图像的套印偏 移。上述利用材料边缘彩色套准标记的方法都是间接检测套印图像偏差的，这不仅需要印 刷前在材料边缘预留出印刷彩色套准标记的位置，而且在印刷完成制作成品时还需要进行 裁剪工作。同时，在纺织品的印刷中，由于纺织品的纺织结构不适于在纺织完成后进行裁剪 工作，所以无法利用彩色套准标记来进行套印偏差检测。2.利用匹配模板图像的直接检测 方法。提出了一种无彩色套准标记的套印偏差检测方法利用无套印偏差的图像作为 模板图像，采用颜色分割的方法提取模板图像和待检测图像的颜色特征，将两者的颜色特 征进行匹配得出偏差参数。3.此外，商业用途的检测系统和专利大多更关注于整个检测系 统的设计 。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用性广、检测准确性高的彩色套印偏差的自动检测 方法。本专利技术提供的彩色套印偏差的自动检测方法，是一种无需模板图像，无需彩色套 准标记的利用图像边缘信息的自动检测方法——边缘共生条件概率矩阵(ECM)方法，用来 检测彩色套印图像是否存在套印偏差以及偏差参数的估计。该方法具体步骤如下1、提取待检测图像的边缘信息，得到边缘图像；2、在步骤1得到的边缘图像中，利用本专利技术提出的边缘共生条件概率矩阵(ECM)方法， 计算其偏移信息；3、在步骤2计算得到的边缘共生条件概率矩阵中，首先阈值化去除图像背景信息；然 后在阈值化的图像中，采用8连通算子计算连通区域并提取连通区域中的最大值，该最大 值即为边缘共生条件概率矩阵的极值点。若检测结果中存在极值点，则彩色套印图像中存 在套印偏差且检测得到的极值为偏差参数。若检测结果中不存在极值点，则彩色套印图像 中不再套印偏差。步骤一图像的边缘检测首先，利用高斯滤波函数进行图像的噪声处理，降低图像背景中的噪声对检测结 果的干扰。然后，利用carmy边缘检测方法来提取图像的边缘信息。之所以采用carmy 边缘检测方法，是因为相对于其他边缘检测方法，该方法能够更好的检测到真正的弱边缘 信息，保证了图像边缘的完整性。步骤二 计算边缘共生条件概率矩阵彩色套印偏差是不同印版之间的偏移而造成的颜料叠加和覆盖现象。在彩色套印偏差 图像中有一个特点发生平移的两个颜色色版之间存在一个固定的偏移常量。基于这个特 点，本文提出了边缘共生条件概率矩阵ECM的方法，来检测彩色套印图像中的套印偏差。套印偏差图像P(x,y)可以看作是由它的某个平移的颜色印版S1(Xj)和其他未发 生平移的颜色印版M(Xy)的合并得到。其中，S1(Xj)是由其原始颜色印版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)为了计算图像的边缘共生条件概率矩阵，本文提出了扫描向量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。在彩色套印图像P (仅包含其 边缘信息)中，其边缘共生条件概率矩阵的元素t(j)是通过扫描向量S^bt3, t0)描整幅图像P，并统计扫描向量S^iSt3510)的起始点和终点同时位于图像边缘上的概率。对于某个扫描向量G(S，t),利用下列公式来计算图像(仅包含图像的边缘信息)的 边缘共生条件概率矩阵的元素ECM(SD,t0)权利要求骤1. 一种利用图像边缘信息的彩色套印偏差的自动检测方法，其特征在于包括以下步(1)提取待检测图像的边缘信息，得到边缘图像；(2)在步骤1得到的边缘图像中，利用边缘共生条件概率矩阵方法(ECM)，计算其偏移 息，计算公式如下全文摘要本专利技术属于机器视觉物体表面瑕疵的自动检测
，具体为一种利用图像边缘信息的彩色套印偏差的自动检测方法。本专利技术步骤包括提取彩色套印图像的边缘信息，得到边缘图像；在边缘图像中，利用本专利技术提出的边缘共生条件概率矩阵方法(ECM)计算得到边缘共生条件概率矩阵；最后，提取边缘共生条件概率矩阵的极值点,若存在非(0,0)点处的极值点，则原图中存在套印偏差且极值为其偏差参数；若不存在非(0,0)点处的极值点，则原图中不存在套印偏差。本专利技术无需参照图像，无需彩色套准标记，实验表明，本专利技术对彩色套印图像的套印偏差检测是精确、有效的，检测结果可以精确到像素级。文档编号G01N21/956GK102135503SQ20111000054公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日专利技术者王雪琳, 陈雁秋 申请人:复旦大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用图像边缘信息的彩色套印偏差的自动检测方法，其特征在于包括以下步骤：（１）提取待检测图像的边缘信息，得到边缘图像；（２）在步骤１得到的边缘图像中，利用边缘共生条件概率矩阵方法（ＥＣＭ），计算其偏移信息，计算公式如下：；其中，　表示扫描向量的起始点，表示扫描向量的终点，＃用来计算集合的大小，表示图像边缘像素的总个数；（３）提取边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）的极值点，并判断原彩色套印图像是否存在套印偏差及其偏差参数的估计：首先，在步骤２计算得到的边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）中，阈值化去除图像背景信息；其阈值是通过计算边缘共生条件概率矩阵的标准差获得，其具体计算方式如下：对于边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）中的所有元素利用下列公式计算ｄｅｖＥＣＭ矩阵：ｓ，　ｔ　均为整数，Ｓ，　Ｔ为为其最大值，０，－Ｔ为其最小值；在计算得到的矩阵中，如果元素值小于阈值，则令边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）中的对应元素为零，否则边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）的元素值保持不变；然后，在阈值化后的图像中，采用８连通算子计算连通区域并提连通区域中的最大值，该最大值即为边缘共生条件概率矩阵（ＥＣＭ）的极值点；若检测结果中存在非（０，０）点的极值点，则彩色套印图像中存在套印偏差且极值为其偏差参数；若检测结果中不存在非（０，０）点的极值点，则彩色套印图像中不存在套印偏差。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪琳，陈雁秋，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31