СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ МНОГОЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК B41F33/00 G01J3/46 G06K9/64 

Изобретение относится к способу автоматического контроля качества печати многоцветного изображения посредством использования по меньшей мере одного оптоэлектронного устройства, обеспечивающего получение одного сигнала Si на цветовой канал.

Способы и устройства для автоматического контроля качества печати многоцветного изображения были разработаны специально, но не исключительно, для контроля качества печати ценных бумаг типа банковских билетов или бумажных денег.

Существующие способы и устройства автоматического контроля качества печати многоцветного изображения осуществляют этот контроль, как правило, путем сопоставления, поэлементно или по группам элементов, характерных частей контролируемого изображения с эталонным изображением. Контролируемое изображение воспринимается системой светочувствительных камер, позволяющих осуществить его фиксацию при помощи цветового канала, и производится сопоставление полученных таким образом результатов с результатами восприятия и фиксации соответствующего эталонного изображения. Конкретная часть контролируемого изображения оценивается как дефектная, если денсиметрическая величина соответствующего элемента изображения в цветовых составляющих отличается от эталонной модели на некоторую наперед заданную величину, которая зависит главным образом от требуемой степени качества печати данного изображения.

Разумеется, способы и устройства автоматического контроля качества цветной печати позволяют получить более высокие результаты по сравнению с результатами, полученными при помощи монохромных систем. Однако в этом случае общий объем фиксируемых и контролируемых данных оказывается существенно большим, чем при монохромном контроле, что делает цветной контроль значительно более дорогостоящим. Если требуется обеспечить ту же скорость контроля в цвете, с которой осуществляется монохромный контроль качества изображения, то используемые устройства должны обладать весьма высокой производительностью и мощностью, что в еще большей степени увеличивает стоимость контроля в цвете.

Таким образом, для многоцветного контроля, например для трех основных цветов, то есть красного, зеленого и синего, количество каналов увеличивается в три раза и количество осуществляемых контрольных операций также увеличивается в три раза по сравнению с монохромным контролем.

Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить возможность контроля качества многоцветного изображения автоматическим образом, но при существенном снижении стоимости этого контроля и без негативного влияния упомянутого удешевления на возможности цветового выявления возможных дефектов контролируемого изображения.

Задача изобретения также состоит в повышении способности выявления дефектов контролируемого изображения по сравнению с существующими многоцветными системами.

Способ в соответствии с предлагаемым изобретением отличается тем, что формируется комбинация сигналов Si, полученных для одного и того же изображения или части этого изображения таким образом, чтобы получить единственный сигнал, который затем будет выдан в устройство автоматического контроля качества печати для каждого изображения или части этого изображения по сравнению с некоторым эталонным изображением или его соответствующей частью, причем комбинация упомянутых сигналов представляет собой функцию F величин сигналов Si для каждого цветового канала, с одной стороны, и величины Si0 всего эталонного изображения или соответствующей его части, с другой стороны, и упомянутая функция предназначена для максимизации выявляемости различий между контролируемым изображением и эталонным изображением.

Преимущества способа в соответствии с изобретением состоят в том, что, хотя в данном случае и осуществляется контроль многоцветного изображения, сигнал, служащий для эффективного осуществления этого контроля, то есть для сопоставления с эталонным изображением, использует один единственный канал, поскольку этот сигнал образован функцией каждого из цветовых каналов, позволяющей улучшить возможности выявления различий каждой из воспринятых и зафиксированных величин относительно соответствующей величины для эталонного изображения.

Способ, соответствующий изобретению, позволяет уменьшить стоимость обработки многоканального сигнала без снижения возможностей выявления интенсивности имеющихся цветовых дефектов, которые могут быть представлены в том или ином из цветовых каналов, при помощи целесообразного выбора упомянутой функции и соответствующих коэффициентов.

Аналогичным образом, за счет определенного выбора упомянутых коэффициентов, можно усилить цветовую реакцию в наиболее значимой полосе для данной части контролируемого изображения.

В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления изобретения упомянутые коэффициенты определяются автоматически, например, в процессе восприятия и фиксации эталонного изображения.

В соответствии с другим возможным вариантом осуществления изобретения упомянутые коэффициенты определяются оператором устройства контроля качества изображения.

В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения, часть изображения, которой соответствует матрица упомянутых коэффициентов, может иметь величину порядка размеров элемента изображения (пиксела).

В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения выбранная функция определяется в соответствии с апроксимацией реакции человеческого глаза на цветовые различия.

В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения упомянутая функция F разлагается на совокупность частных функций, используемых для части цветовых сигналов.

В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения можно определить более одной матрицы коэффициентов для каждой части контролируемого изображения с тем, чтобы учесть допустимые изменения по отношению к данному эталонному изображению.

Изобретение также относится к установке, предназначенной для реализации предлагаемого способа.

Такая установка содержит устройство восприятия и фиксации цветовым каналом контролируемого изображения, устройство запоминания коэффициентов, устройство для реализации упомянутой функции и устройство обработки единственного сигнала, являющегося результатом функции F, для его сравнения с соответствующим сигналом от эталонного изображения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления упомянутое устройство, позволяющее сформировать упомянутую функцию, состоит из по меньшей мере одной таблицы соответствия (просмотровой таблицы).

Устройство восприятия и фиксации изображения может представлять собой либо матричную светочувствительную камеру, либо линейную светочувствительную камеру.

Ниже приведено более подробное описание предлагаемого изобретения со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схематичное изображение установки для осуществления способа в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - схематичное изображение другого варианта установки для осуществления способа в соответствии с предлагаемым изобретением.

Хотя предлагаемый способ вполне может быть применен для контроля качества многоцветной печати на любом объекте, здесь в качестве такого объекта представлен лист бумаги 1, подвергающийся контролю качества нанесенной на этот лист цветной типографской печати.

Предварительно определяется матрица коэффициентов Ki, Ki0 для контролируемых частей изображения, причем такая часть может иметь даже размеры элемента изображения (пиксела). Упомянутые коэффициенты запоминаются в запоминающем устройстве 2. Эти матрицы коэффициентов Ki, Ki0 определяются либо оператором в зависимости от особенностей контролируемого изображения, либо автоматическим образом, например путем ввода в запоминающее устройство эталонной модели. Соответствующее программное обеспечение позволяет при этом генерировать необходимые коэффициенты для каждой части контролируемого изображения с использованием предварительно определенных критериев.

Затем, при помощи оптоэлектронного устройства 3, специально приспособленного для восприятия каждого цветового канала, производится считывание изображения, отпечатанного на поверхности объекта 1. Это оптоэлектронное устройство может представлять собой группу матричных или линейных светочувствительных камер или любое другое эквивалентное устройство.

В данном случае без каких-либо ограничений используются три цветовых канала, а именно, красный, зеленый и синий. Эти три канала S1, S2, S3 посылают свои выходные сигналы в устройство 4, в котором определяется упомянутая функция F для сигналов, выдаваемых устройством 3. Соответствующие коэффициенты К1, К10, К2, К20, К3, К30 вводятся в устройство 4 по специальным линиям связи.

После получения функции F для этих трех сигналов, один единственный сигнал 5 выдается в устройство 6, обеспечивающее необходимую обработку этого сигнала для проведения контроля качества печати. Это устройство может представлять собой обычное известное устройство, осуществляющее контроль качества монохромного изображения. Очевидно, что заранее и аналогичным образом должно быть считано эталонное изображение и должен быть сформирован один единственный сигнал, представляющий собой уравновешенную сумму различных сигналов, переданных цветовыми каналами.

Если положить, что упомянутая функция F определяется выражением:
F = ΣKi(Si-Ki0 Si0),
где параметр i изменяется от 1 до n, то можно выделить следующие случаи:
1. Если Ki0=0, то получается простая комбинация цветовых каналов контролируемого изображения;
2. Если Ki0=1, то получается уравновешенная сумма разностей каждого из цветовых сигналов и соответствующей величины для эталонного изображения.

Можно также использовать функцию, соответствующую некоторой апроксимации реакции человеческого глаза на цветовые различия, которая может быть определена следующим образом:
F(Si, Si0)=f(Ki log Si/Si0)
В соответствии с другим вариантом осуществления, можно разложить упомянутую функцию F на частные функции, применяемые для некоторой части сигналов.

Например, в случае наличия трех цветовых сигналов получается следующее выражение:
F(Si, S10, S2, S20, S3, S30)= F(f1(S1, S10), F0(f2(S2, S20), f3(S3, S30)))
Как при использовании этой функции, так и при использовании описанной ранее функции можно заменить упомянутое устройство 4 на одну или несколько таблиц соответствия (просмотровую таблицу).

На фиг. 2 описанная выше функция F представлена посредством пяти таблиц соответствия LUT, причем
F(Si,Si0) = ΣKi(Si-Ki0 Si0);
LUT 1 реализует K1 (S1-K10 S10);
LUT 2 реализует К2 (S2-K20 S20);
LUT 3 реализует К3(S3-К30 S30);
LUT F0 реализует К2(S2-К20 S20)+К3(S3-К30 S30), и, наконец, LUT F представляет сумму результатов, полученных на выходе LUT 1 и LUT F0.

Способ в соответствии с изобретением обладает и еще одним дополнительным преимуществом, которое заключается в том, что он обеспечивает возможность усиления цветовой реакции в наиболее значимой для данной части контролируемого изображения полосе. Так, например, если предстоит контролировать некоторое изображение с преобладанием красного цвета, наиболее значимым для контроля этого изображения будет канал синего цвета. В этом случае упомянутые коэффициенты будут выбираться таким образом, чтобы минимизировать влияние каналов красного и зеленого цветов и в максимально возможной степени усилить влияние канала синего цвета.

Таким способом осуществляется усиление цветовой реакции в той полосе, которая является наиболее важной, в зависимости от особенностей контролируемого в данном случае изображения, вместо того, чтобы придавать одинаковый вес каждому из сигналов, поступающих от различных цветовых каналов. Так, в том случае, когда контролируемая зона или элементарное изображение являются белыми, величина каждого из коэффициентов будет равна, например, 1.

Очевидно, что возможно использование 4 других функций, позволяющих увеличить степень выявляемости различий между контролируемым изображением и эталонным изображением.

В соответствии со способом лист бумаги с нанесенным на его поверхность изображением, подлежащим контролю, пропускают перед оптоэлектронным устройством, предназначенным для считывания трех цветовых каналов и передачи трех соответствующих выходных сигналов, соответствующих контролируемому и эталонному изображениям. Эти сигналы вводятся в устройство, формирующее сигнал в виде функции F, обеспечивающей повышение выявляемости различий между контролируемым и эталонным изображениями. Сигнал, сформированный в виде функции F, выдается в устройство контроля качества печати изображения. Технический результат - повышение способности выявления дефектов контролируемого изображения. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки сигналов для автоматического контроля качества печати многоцветного изображения посредством по меньшей мере одного оптоэлектронного устройства для получения сигнала Si в каждом цветовом канале, согласно которому получают сигналы Si0, соответствующие эталонному изображению или части эталонного изображения, получают сигнал Si для контролируемого изображения или его части в соответствии с эталонным изображением, отличающийся тем, что осуществляют комбинирование полученных сигналов Si для формирования одного единственного сигнала, передают сформированный сигнал в устройство автоматического контроля качества печати для каждого контролируемого изображения или части этого изображения по отношению к соответствующему эталонному изображению или части этого эталонного изображения, при этом комбинацию упомянутых сигналов формируют в виде функции F величин сигналов Si каждого цветового канала и соответствующей величины сигналов Si0 эталонного изображения или части этого изображения, причем указанную функцию определяют как обеспечивающую повышение выявляемости различий между контролируемым изображением и эталонным изображением. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что функцию F определяют в виде
F(Si,Si0) = ΣKi(Si-Ki0 Si0),
где параметр i изменяется в диапазоне 1-n, причем n представляет собой число цветовых каналов, используемых для контроля качества печати многоцветного изображения, а Ki и Ki0 представляют собой соответствующие коэффициенты. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для каждого контролируемого изображения или для части этого изображения определяют матрицу коэффициентов Ki и Ki0, осуществляют считывание контролируемого изображения посредством оптоэлектронного устройства для получения сигнала Si по каждому цветовому каналу, причем это устройство обеспечивает использование значений сигналов Si и коэффициентов Ki и Ki0, соответствующих части контролируемого изображения, в соответствии с упомянутой функцией F. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутую матрицу коэффициентов Ki и Ki0 определяют автоматически в зависимости от цветового распределения упомянутого эталонного изображения. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутую матрицу коэффициентов Ki и Ki0 определяют с помощью оператора. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутую функцию определяют в виде
F(Si, Si0)=f(Ki log Si/Si0),
где параметр i изменяется от 1 до n, n - число цветовых каналов, используемых в устройстве контроля, являющееся функцией, соответствующей апроксимации реакции человеческого глаза на цветовые различия. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутую функцию F определяют в виде комбинации частных функций для различных сигналов Si. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при использовании трех цветовых каналов упомянутую функцию F определяют в виде
F(S1, S10, S2, S20, S3, S30)= =F(f1(S1, S10), F0(f2(S2, S20), f3(S3, S30)))
9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что упомянутые части контролируемого изображения имеют размеры наименьшего элемента изображения. 10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что определяют более одной матрицы коэффициентов для каждой части контролируемого изображения для учета допустимых изменений контролируемого изображения по отношению к эталонному изображению.