СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА БУМАГЕ Российский патент 2001 года по МПК G01N21/88 B41F33/00 

Изобретение касается способа создания эталонной модели при помощи электронных средств, предназначенной для осуществления автоматического контроля качества печати изображения на бумаге, в частности при печати ценных бумаг, причем изображение состоит из рисунков, отпечатанных, по меньшей мере, в два различных этапа печати.

В процессе контроля качества печати на бумаге, и, в частности, качества печати ценных бумаг, обычно используют электронные средства автоматического контроля, содержащие одну или несколько камер черно-белого или цветного изображения, предназначенных для считывания контролируемых изображений. Считанные таким образом изображения преобразуются в матрицы, обычно имеющие прямоугольную форму и содержащие цифры, которые характеризуют качество отраженного света или, говоря другими словами, денситометрическую величину пикселей, на которые подразделяется контролируемое изображение в целом. Количество пикселей в одном изображении зависит от разрешающей способности камеры.

В монохроматической системе (черно-белое изображение) считанное изображение описывается одной единственной матрицей, тогда как в полихроматических системах описание изображения образовано столькими различными матрицами, сколько данном случае используется хроматических каналов. Обычно для описаний типа RGB (Красный, Зеленый, Синий) используют три хроматических канала.

Способы, используемые для осуществления этого типа автоматического контроля, основаны на следующих схемах.

Исходя из группы проконтролированных и признанных удовлетворительными отпечатанных листов создается эталонная модель приемлемого качества печати. Для построения упомянутой выше модели используются различные технологии. Например, на основе такой группы принятых за качественные отпечатанных листов может быть рассчитано своего рода среднее изображение, то есть изображение, которое описывается матрицей, в которой каждый пиксель имеет среднюю величину, выбранную из группы контрольных листов.

При другом способе (см. Европейский патент N 0527285) для каждого пикселя из группы контрольных листов выбирают два значения - минимальное и максимальное. Таким образом, для каждого контролируемого изображения используют две матрицы - одна с минимальным значением пикселя, а другая - с максимальным значением пикселя. Разумеется, в том случае, когда речь идет о полихроматическом или цветном изображении, получают по две матрицы на каждый цветовой канал.

В процессе контроля изготовленных изображений каждый пиксель контролируемого изображения сопоставляется с соответствующим пикселем полученной таким образом эталонной модели. В том случае, когда разность значений пикселя превышает заданный порог или если эта разность находится за пределами интервала между минимальным и максимальным значениями, данный пиксель рассматривается как имеющий дефект печати. Количество таких дефектных пикселей определяет возможную отбраковку всего изображения в зависимости от требуемого качества данного изображения, которое определяется заранее.

В процессе изготовления некоторых типов отпечатков, таких, например, как ценные бумаги, банкноты, марки и т.п., необходимые изображения получают с использованием различных технологий печати, таких, например, как офсетная печать, высокая печать и т.д. Здесь мы вкратце напомним суть этих различных типов печати, используемых в различных фазах получения контролируемого отпечатка.

Так, в процессе нормальной печати бумага прежде всего проходит через систему печати первой фазы, в которой на бумагу наносится первый рисунок. Затем эта бумага проходит через вторую систему печати, где осуществляется вторая фаза печатания, позволяющая нанести на бумагу второй рисунок. В этом случае, кроме проблемы качества печати, существует также проблема совмещения изображений, отпечатанных в различных фазах печати. Действительно, в принципе могут иметь место отклонения между двумя отпечатанными по данной технологии изображениями, когда нанесение рисунков осуществлялось в различных фазах печати, например, по причине деформации бумаги. Упомянутые смещения, которые могут составлять несколько пикселей, возможны как в направлении перемещения бумаги при печати, так и в направлении, перпендикулярном направлению движения бумаги. В этом случае уже невозможно получение эталонной модели, характеризующей требуемое качество данного отпечатка, используя упомянутые выше технологии, поскольку одному и тому же пикселю могут соответствовать совершенно различные значения по причине ошибок при выравнивании между различными фазами печати.

В этом случае предложено создавать эталонную модель для каждой фазы печати. Для этого в группу контрольных листов включают группы листов, отпечатанных только в одной из используемых в данном случае фаз печати. С использованием технологии, аналогичной той, которая уже была упомянута выше, создается эталонная модель для каждой используемой в данном случае фазы печати. В процессе подготовки упомянутых эталонных моделей оператор идентифицирует порции изображения, которые содержат только или главным образом результат одной фазы печати.

В процессе изготовления контролируемых отпечатков прежде всего производят измерение относительных расхождений в выравнивании между различными фазами печати путем использования пикселей, идентифицированных в процессе подготовки упомянутых эталонных моделей.

Затем эталонные модели комбинируют друг с другом, последовательно накладывая различные фазы печати на контрольные листы для получения единственной эталонной модели, расположение которой соответствует расположению рисунков на контролируемых изображениях. Затем каждое контролируемое изображение сопоставляется с полученной таким образом моделью. Описанный выше процесс является достаточно сложным и дорогостоящим для предприятия, поскольку каждая производственная партия отпечатков требует печати такого количества партий контрольных листов, характеризующих желаемое качество печати, сколько фаз печати используется в данном технологическом процессе.

Целью данного изобретения является разработка способа создания эталонной модели, свободного от существующих на сегодняшний день недостатков.

Способ в соответствии с настоящим изобретением отличается наличием следующих этапов:
а) готовят группу изображений (контрольные листы отпечатков), полностью отпечатанных при помощи различных средств и способов, используемых для серийной печати;
b) упомянутые изображения располагают таким образом, чтобы рисунки этих изображений, напечатанных в процессе первой фазы печати, были расположены в своем точном местоположении;
с) упомянутые изображения совмещают и одновременно заносят в память денситометрические значения пикселей, образующих упомянутые изображения,
d) для каждого пикселя выбирают минимальную величину из совокупности изображений упомянутой группы и таким образом формируют эталонную модель рисунка, отпечатанного в процессе первой фазы печати;
e) затем изображения располагают таким образом, чтобы совместить их с рисунками, отпечатанными во время другой фазы печати, и повторяют описанные выше этапы с) и d), те же операции повторяют для всех рисунков, отпечатанных в процессе различных фаз печати;
f) осуществляют комбинирование полученных таким образом эталонных моделей для формирования совокупной эталонной модели контролируемого изображения.

Основываясь на идее о том, что, если совместить рисунки изображений, отпечатанные в процессе одной и той же фазы печати, то все отпечатанное в этой фазе сохраняет неизменное положение для всех изображений, можно утверждать, что предлагаемый способ позволяет путем выбора минимальных значений пикселей из различных значений, полученных в процессе сканирования изображения, создать эталонную модель рисунка, отпечатанного в процессе одной и той же фазы печати, причем все это можно сделать непосредственно на основе полностью отпечатанных изображений, как это бывает при серийном изготовлении соответствующей продукции. То, что должно измениться от одного изображения к другому, где рисунки, отпечатанные в процессе одной фазы печати, выровнены друг относительно друга, так это рисунки, отпечатанные в процессе последующей фазы печати.

После того, как все эталонные модели для каждой фазы печати созданы, достаточно скомбинировать эти модели в соответствии с контролируемым изображением для того, чтобы получить совокупную эталонную модель и приступить затем к контролю качества отпечатанных изображений при помощи известных из существующего уровня техники средств.

Итак, предлагаемый способ позволяет обеспечить создание эталонной модели исходя из некоторого количества контрольных изображений, отпечатанных так, как если бы это была серийная печать данных изображений.

В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления предлагаемого способа, когда пиксель имеет одну и ту же не нулевую величину в более чем одной модели, этот пиксель выбирают для единственной модели, при этом принимая его значение за нулевое для всех остальных моделей. Это позволяет упростить создание моделей, поскольку, если пиксель имеет одну и ту же величину больше чем в одной модели, то это означает, что он может принадлежать как к одной, так и к другой модели.

В соответствии с другим вариантом осуществления предлагаемого изобретения в том случае, когда пиксель имеет не нулевые величины, причем различные для более чем в одной эталонной модели, той эталонной модели, которая имеет наибольшую величину пикселя, присваивают величину, соответствующую абсолютной величине разности между двумя величинами, и приравнивают к нулю величину данного пикселя изображения для модели, где эта величина была минимальной.

В том случае, когда используется покрывающая типографская краска для осуществления, по меньшей мере, одной фазы печати одного из рисунков данного изображения на заключительной стадии данного способа, и, в частности, на этапе e), снова создают модели рисунков, которые не печатаются с помощью покрывающей типографской краски. Во вновь созданных моделях исключают величины пикселей упомянутых моделей, которые также отпечатаны с использованием покрывающей типографской краски, и, конечно, сохраняют модель или модели. рисунков, отпечатанных с использованием покрывающей краски.

И, наконец, в том случае, когда данное изображение является полихроматическим, предлагаемый способ повторяют столько раз, сколько в данном случае используется хроматических каналов.

Предлагаемое изобретение ниже будет описано более подробно со ссылками на приведенные в приложении чертежи, на которых:
на фиг. 1 и 2 представлены два изображения, схематически демонстрирующие способ согласно предлагаемому изобретению.

На фиг. 1 и 2 представлены два изображения, каждое из которых состоит из квадрата a1 или соответственно a2 и треугольника b1 или соответственно b2. При этом упомянутые квадраты a1 и a2 были отпечатаны во время первой фазы печати (например, способом высокой печати), треугольники были отпечатаны в процессе второй фазы печати (например, офсетным способом). Относительное смещение двух рисунков a2 и b2 между двумя изображениями умышленно утрировано для того, чтобы нагляднее проиллюстрировать суть способа согласно предлагаемому изобретению.

В соответствии с предлагаемым способом оба изображения (a1; b1) и (a2; b2), отобранные из контрольной группы отпечатков, выровнены по рисунку, отпечатанному в процессе первой фазы печати, а именно, как это показано на фиг. 1, по квадратам a1 и a2. Далее осуществляется сканирование вдоль осей S1 и S2. Производится перенос величин пикселей, которые располагаются на этих осях, в нижнюю часть фигуры. Таким образом, для изображения, сформированного элементами a1 и b1 на оси S1, имеем величину a10, соответствующую первому пикселю, встреченному на квадрате a1, величину a11, которая соответствует первому пикселю изображения, встреченному в процессе сканирования на треугольнике b1, и которая имеет несколько большее значение по причине плотности штриха, величину a12, которая имеет то же значение, что и величина a10, поскольку речь в данном случае идет о пикселе, принадлежащем упомянутому выше квадрату a1, и величину a13, которая имеет то же значение, что и пиксель a11, поскольку он также соответствует треугольнику b1, имеющему более высокую плотность штриха, чем штрих упомянутого квадрата.

Обращаясь теперь к изображению, составленному из рисунков a2 и b2, и рассматривая те же пиксели на оси S2 для квадрата, получаем величины a20, соответствующие первому пикселю квадрата a2, величину a21, которая соответствует первому пикселю треугольника b2, а затем величину a23, которая значительно превышает другие упомянутые выше величины, поскольку в данном случае речь идет о наложении друг на друга пикселя, принадлежащего квадрату a2, и пикселя, принадлежащего треугольнику b2. Если выбрать теперь наименьшие величины между двумя результатами сканирования, представленными на Sa1 и Sa2, получаем модель M1, состоящую из первого пикселя, который имеет величину a10 или a20, и второго пикселя a12, который имеет ту же величину. Из полученной таким образом модели видно, что речь идет о двух пикселях, принадлежащих квадрату a1 в том случае, когда сканирование осуществляется по осям S1 и S2. Само собой разумеется, что полная модель, которая будет представлена цифровыми матрицами, будет получена путем осуществления множества операций сканирования подобного типа.

Рассматривая теперь те же изображения на фиг. 2, но при совмещении треугольников b1 и b2, получаем, осуществляя аналогичным образом сканирование вдоль осей S3 и S4, в первый момент времени для фигуры, составленной из элементов a1 и b1, величину a30, соответствующую первому пикселю, встреченному при сканировании на квадрате a1. Затем появляется величина a31, которая характеризует первый пиксель, встреченный при сканировании на треугольнике b1, величина a32, которая характеризует пиксель, встреченный на квадрате a1, и величина a33, которая является вторым пикселем, встреченным на треугольнике b1. В действительности, эти величины идентичны величинам, представленным на диаграмме Sa1, показанной на фиг. 1, за исключением того обстоятельства, что они смещены по отношению к упомянутым величинам вследствие того, что в данном случае совмещение установлено относительно треугольников b1 и b2, то есть относительно рисунков, отпечатанных офсетным способом.

Отметим аналогичным образом, что на диаграмме Sa4 представлены величины a40, a41, a42, которые идентичны величинам, представленным на диаграмме Sa2, если не принимать во внимание смещение. Выбирая теперь минимальные общие величины из диаграмм Sa3 и Sa4, получаем модель M2, состоящую из величин a41 или a31 и величин a33, которые являются минимальными величинами и которые представляют рисунок второй фазы печати, а именно, треугольник. Здесь также необходимо многократное сканирование для того, чтобы считать всю совокупность данного изображения и сформировать модель M2 для всего треугольника.

Вполне очевидно, что в представленном случае были выбраны только два изображения с двумя рисунками для того, чтобы проиллюстрировать способ в соответствии с настоящим изобретением. Однако на практике используется, как правило, множество отпечатанных изображений и состоящих зачастую из множества рисунков, причем смещение между двумя фазами печати, разумеется, не столь велико, как это показано на фиг. 1 и 2.

Считывание изображений или сканирование осуществляется, разумеется, при помощи соответствующих камер, известных из существующего уровня техники и используемых в настоящее время для контроля качества выполненных отпечатков.

После того, как выполнено создание эталонной модели для каждой из фаз печати, осуществляют ее повторное формирование, связанное с относительным выравниванием упомянутых фаз. Затем, с использованием полученной таким образом полной модели, осуществляют контроль качества печати при помощи известных средств.

В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления предлагаемого изобретения в том случае, когда при создании различных моделей, соответствующих рисункам, отпечатанным в различных фазах, пиксель имеет одну и ту же величину для более чем одной модели, это означает, что данный пиксель может быть в равной степени использован в одной или другой модели, т.е. все пиксели этого типа выбираются для одной единой модели, и их величины принимаются за нулевые для всех других моделей.

В соответствии с другим возможным вариантом осуществления способа в соответствии с предлагаемым изобретением в том случае, когда пиксель имеет отличные от нуля и различные для разных моделей величины, для модели с наибольшей величиной пикселя мы выбираем абсолютную величину разности величин упомянутого пикселя и приравниваем к нулю эту величину для модели с меньшей величиной пикселя.

В том случае, когда в одной или в нескольких фазах печати на конечной стадии способа используется покрывающая типографская краска, выполняется перестройка моделей, которые не были отпечатаны с использованием покрывающей типографской краски, опуская расчеты минимальных величин пикселей, которые также были отпечатаны с использованием покрывающей типографской краски, и сохраняя, разумеется, модели, полученные для рисунков, отпечатанных с использованием покрывающей типографской краски.

Само собой разумеется, что если речь идет о полихроматическом изображении, предлагаемый способ должен быть повторен столько раз, сколько хроматических каналов используется в данном случае.

Способ состоит из следующих этапов. Прежде всего, на основе отпечатанных контрольных листов осуществляют выравнивание этих листов таким образом, чтобы рисунки (а1, а2), отпечатанные в процессе первой фазы печати, находились в точном соответствии с ними. Эти изображения совмещаются и в память вводяться денситометрические величины пикселей (а10, а11, а12, а13, а20, а21, а23), образующих данные изображения. Для каждого из упомянутых пикселей выбирается минимальная считанная величина (а10, а12) и создается модель (М) для первого рисунка. Те же операции выполняются и для второго рисунка. Техническим результатом является упрощение и снижение стоимости процесса получения эталонной модели. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения при помощи электронных средств эталонной модели для использования при автоматическом контроле качества печати изображения на бумаге, составленного из рисунков, отпечатанных, по меньшей мере, в двух фазах печати, отличных друг от друга, например при контроле качества печати ценных бумаг, заключающийся в (а) подготовке группы изображений, полностью отпечатанных при помощи средств и способов, используемых при серийной печати изображений; (b) расположении изображений с их совмещением с рисунками, отпечатанными в первой фазе печати; (с) выравнивании изображений и запоминании денситометрических величин пикселей, являющихся составляющими этих изображений; (d) присваивании каждому пикселю из группы изображений минимальной величины и таким образом формировании модели рисунка, отпечатанного в первой фазе печати; (е) в последующем расположении изображений с их совмещением с рисунками, отпечатанными в другой фазе печати, в повторении этапов (с) и (d), и в осуществлении этих операций таким же образом для всех рисунков, отпечатанных во всех остальных отличных от предыдущих фаз печати; (f) в комбинировании полученных таким образом моделей друг с другом для формирования общей эталонной модели контролируемого изображения. 2. Способ по п. 1, в котором в качестве группы изображений используют контрольные листы. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором для пикселя, имеющего одну и ту же отличную от нуля величину для более чем одной модели, эту величину присваивают одной единой модели, причем во всех других моделях эту величину приравнивают к нулю. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, в котором для любого пикселя, имеющего различные отличные от нуля величины для более чем одной модели, модели имеющей наиболее высокую величину пикселя, присваивают абсолютную величину разности двух величин, а модели, имеющей наименьшую величину пикселя, присваивают нулевую величину. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, в котором когда, по меньшей мере, один из рисунков данного изображения отпечатан с использованием покрывающей типографской краски в конце этапа (е) снова создают модели, отличные от модели или моделей, отпечатанных с использованием покрывающей типографской краски, исключая величины пикселей, отпечатанных с использованием покрывающей типографской краски. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, в котором, когда изображение является полихроматическим, стадии способа повторяют столько раз, сколько хроматических каналов используется в данном случае. 7. Способ по любому из пп.1 - 6, в котором совмещение рисунков во время одной фазы печати группы изображений осуществляют путем совмещения предварительно выбранных пикселей соответствующих рисунков.