专利名称：一种对连续采集印刷品图像的定位方法
技术领域：
本发明属于印刷品全画面质量检测和控制领域，尤其涉及一种对连续采集印刷品图像的定位方法。
背景技术：
当今的印刷工业已经完全进入全自动化、高速化和数字化的时代，仅凭印刷工人长期积累的经验、印刷过程中的印刷品抽样检测以及传统印刷测控条检测和控制印刷质量等方法，不再能够满足对印刷机性能、印刷物料进行实时调整以及对印刷品质量快速判定的要求，这些方法已经不再是保证印刷品高质、印刷过程高效和印刷商低成本的最佳手段。目前，随着计算机应用科学的发展和印刷工业自动化水平的不断提高，机器视觉系统以其自身获取信息的密度大、速度快、全自动化、客观性和精确性等优点，完全可以满足当前印刷品质量检测和控制的实时性、全面性和精确度的要求，因此基于机器视觉的印刷品全画面质量检测和控制技术成为了当前研究热点。目前，基于机器视觉的印刷品全画面质量检测系统利用光电耦合器对图像进行采集时，会因采集设备机械原因和外界环境干扰等因素，导致同一光电耦合器在不同时间采集的图像在空间上存在差异。与此同时，大多数现有的印刷品检测系统中都采用待测图像与标准图像进行像素级运算检测技术，因此，在运算之前必须消除这两幅图像在空间位置上的差异，即对这两幅图像进行高精度定位，才能保证运算结果的准确性。综上所述，印刷品全画面检测系统的图像定位是印刷品质量参数检测的重要前提条件，其定位精度直接关系到质量参数检测的准确性，其定位速度直接影响到检测系统的效率。现有的图像定位算法很多，广泛地应用于各种领域，这些定位算法在理论上具有一定的相似性，但是由于定位算法处理的图像数据复杂多样，且各领域对算法的要求不尽相同，致使并没有一个普遍适用的图像定位算法，对不同的图像和应用领域来说，其采用的定位方法可能有很大的差别。此外，目前大多数的图像定位算法的对象是灰度图像，因此找到可高效处理彩色图像定位问题的方法一直是图像处理领域中研究的热点问题。就目前而言，针对印刷品全画面检测技术在国内只是起步性质的研究，在印刷品质量的测控系统方面存在差距，仍以整机引进为主。国外的研究则已进入了比较成熟的阶段，许多知名的胶印机生产厂商都己结合自己的印刷设备成功开发出了各自的印刷图像色彩检测和控制系统。这些系统中，大多采用模板匹配法、序贯相似性检测匹配法或尺寸匹配等对连续采集的彩色图像进行定位和分离，测量准确率较高，速度比较快。但总体上看，国内外在针对印刷品全画面检测技术方面的研究和产品开发中，能够实现对线阵光电耦合器相机连续采集印刷品的图像实现定位和分离的技术，成本较高，设备价格昂贵，功能过于简单，操作较为繁琐，适用范围较窄。
发明内容
本发明提供了一种印刷品图像定位方法，旨在解决国内外在针对印刷品全画面检测技术方面的研究和产品开发中，能够实现对线阵光电耦合器相机连续采集印刷品的图像实现定位和分离的技术，成本较高，设备价格昂贵，功能过于简单，操作较为繁琐，适用范围较窄的问题。本发明的目的在于提供一种印刷品图像定位方法，所述检测方法包括:步骤1:获取光电耦合器采集图像中信息量最丰富的单通道图像；步骤2:该通道图像的所有像素值与该通道承印物纸张的像素值单独作差，并取差值的绝对值；步骤3:按行、列对绝对差值后的图像进行累加统计；步骤4:依次对相邻两行、两列的统计值根据边界判定顺序和判定条件来判断图像的上下左右四个边界，进而完成印刷图像的定位。其中，包装印刷图像在印刷前增加条形定位辅助标记后，在定位时直接从步骤3开始。本发明提供了一种基于图像绝对差值累加统计法的印刷品图像定位方法，与现有技术相比，其在印刷品全画面检测在线图像定位技术的研究中，将印刷机的印刷速度与光电耦合器相机采集速度作为重点考虑，实现了在印刷速度与光电耦合器相机采集速度不匹配时，也能够准确定位卷筒纸、单张纸印刷和包装印刷中连续采集的印刷品图像，实用性强。此外，基于图像绝对差值累加统计法的印刷品图像定位方法还克服了印刷图像多样性和包装印刷等情况对图像定位的影响,定位准确度高,定位速度快。
图1为本发明实施例提供的印刷品图像定位的实现流程图；图2为需要进行定位的卷筒纸普通印刷品线阵光电耦合器采集图像；图3为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图2得到的第一幅图像；图4为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图2得到的第二幅图像；图5为需要进行定位的单张纸普通印刷品线阵光电耦合器采集图像；图6为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图5得到的第一幅图像；图7为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图5得到的第二幅图像；图8为使用条形定位辅助标记后的印刷品图像；图9为需要进行定位的卷筒纸包装印刷品线阵光电耦合器采集图像；图10为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图9得到的第一幅图像；图11为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图9得到的第二幅图像；图12为需要进行定位的单张纸包装印刷品线阵光电耦合器采集图像；图13为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图12得到的第一幅图像；图14为使用图1印刷品图像定位实施流程定位图12得到的第二幅图像；
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的印刷品图像定位方法的实现流程图。本发明实施例提供了一种印刷品图像定位方法，针对普通印刷品和包装印刷品两种情况提供了两种不同的实施步骤。针对普通印刷品图像的定位具体实施步骤如下:在步骤SlOl中，使用光电耦合器获取连续采集的印刷品数字图像，并确定采集图像中信息量最丰富的单通道图像。在本步骤中，确定信息量最丰富的单通道图像的条件:分通道统计通道中所有像素值之和，统计值最大的那个通道即为信息量最丰富的单通道；若最大的统计值有两个或以上时，则以每个通道的最大像素值与最小像素值之差的大小来判断，差值最大的那个通道即为信息量最丰富的单通道。在步骤S102中，将信息量最丰富的单通道中的每个像素值均与该单通道承印物纸张的像素值做差，并按照连续图像像素的原来坐标位置记录差值的绝对值。在本步骤中，承印物纸张的像素值是由光电耦合器在与采集印刷品连续图像的相同环境下，采集承印物纸张来获得的。在步骤S103中，按行、按列对步骤S102中记录的绝对值进行累加统计，并按顺序记录统计值，及其值所对应的行号或列号。在步骤S104中，依次对相邻两行、两列的统计值根据边界判定顺序和判定条件来判断图像的上下左右四个边界，进而完成印刷图像的定位。在本步骤中，边界判定顺序和判定条件如下:卷筒纸印刷边界判定顺序和判定条件:
上边界判定条件
权利要求
1.一种对连续采集印刷品图像的定位方法，其特征在于，所述方法包括: 步骤1:使用光电耦合器获取连续采集的印刷品，并确定信息量最丰富的单通道图像； 步骤2:先判定信息量最丰富的单通道图像，并将信息量最丰富的单通道图像的每个像素值均与该通道承印物纸张的像素值单独作差，并按连续图像像素的原来坐标位置记录每个差值的绝对值； 步骤3:按行、列对步骤2中在连续图像像素原来坐标位置处的绝对值或像素值进行累加统计，并按顺序记录统计值对应的行号或列号； 步骤4:依次对相邻两行、两列的统计值根据边界判定顺序和判定条件来判断图像的上下左右四个边界，进而完成印刷图像的定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述印刷品为包装印刷品时，则需在印刷品原稿的四周加上条 形定位辅助标记后，再使用光电耦合器获取连续采集的印刷品，并确定信息量最丰富的单通道图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述印刷品为包装印刷品时，步骤2则变为直接按连续图像像素的原来坐标位置记录信息量最丰富的单通道图像的每个像素值，而无须将信息量最丰富的单通道图像的每个像素值均与该通道承印物纸张的像素值单独作差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息量最丰富的单通道图像的判定方法为:分通道统计通道中所有像素值之和，统计值最大的那个通道即为信息量最丰富的单通道；若最大的统计值有两个或以上时，则以每个通道的最大像素值与最小像素值之差的大小来判断，差值最大的那个通道即为信息量最丰富的单通道。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述条形定位辅助标记的宽度为3mm，其颜色有黄色、品红色、青色和黑色四种，根据印刷图像的特征可选择不同颜色的条形定位辅助标记放置在印刷图像的四周以准确定位，其颜色选择规律如下:选择与印刷图像主色调呈补色关系的单色油墨颜色的定位辅助标记，即主色调为红色时使用青色标记，主色调为绿色时使用品红色标记，主色调为蓝色时使用黄色标记，主色调的确定主要是通过RGB通道进行判定，即通道中所有像素值累加和最大的通道为主色调；当主色调较为难分辨时，可考虑使用较为通用的黑色标记，若考虑印刷成本，使用黑色标记相比与其他单色标记来说，其油墨的成本更便宜。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边界判定顺序和判定条件根据卷筒纸印刷、单张纸印刷和包装印刷这三种应用情况的不同而不同。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述卷筒纸印刷图像的上下左右四个边界的判定顺序和判定条件如下:
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单张纸印刷图像的上下左右四个边界的判定顺序和判定条件如下:左边界判定条件
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述包装印刷图像的上下左右四个边界的判定顺序和判定条件如下: 若包装印刷过程中使用的是卷筒纸，则其图像的上下左右四个边界的判定顺序和判定条件如下:
全文摘要
本发明属于印刷品全画面质量检测和控制领域，提供了一种对连续采集印刷品图像的定位方法，包括获取光电耦合器采集图像中信息量最丰富的单通道图像；该通道图像的所有像素值与该通道承印物纸张的像素值单独作差，取差值的绝对值；按行、列对绝对差值图像作累加统计；依次对相邻两行、两列的统计值按边界判定顺序和判定条件进行判断图像的上下左右四个边界，进而完成印刷图像的定位；此外，包装印刷品通过条形定位辅助标记，无须判断信息量丰富通道和绝对差值运算。本发明提供的方法实现了对卷筒纸、单张纸印刷和包装印刷中连续采集印刷品图像的定位，实用性强，并克服了印刷图像多样性和包装印刷等情况对图像定位的影响，定位准确度高。
文档编号B41F33/00GK103085471SQ20131001170
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者唐万有, 郝健强, 蒋瑞雪, 易端阳, 吕晶, 王慧芳, 王振蓉, 朱捷航, 陈丽, 张冬娟 申请人:天津科技大学