用於自動檢查紙張上圖象印刷質量的參考模型的生成過程的製作方法
2023-09-12 03:24:10
專利名稱：用於自動檢查紙張上圖象印刷質量的參考模型的生成過程的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過電子方法來生成參考模型的過程，該模型旨在用於自動檢查紙張上圖象的印刷質量，特別地用於紙制證券，所述圖象由在至少兩個獨立的印刷步驟中印出的圖案組成。
在檢查紙張上的印刷質量，特別是紙制證券的印刷時，使用電子自動檢測裝置，它包括一個或多個黑白或彩色攝像機來捕獲將被檢測的圖象。這些圖象由矩陣組成，通常是長方陣矩陣，它包括許多個代表反射光量的數字，或者換種說法，代表圖象被細分成的象素密度值。與圖象有關的象素數是攝像機解析度的函數。在單色(黑白)系統中，通過單一矩陣來描述圖象，而在彩色系統中，這種描述則由與所使用的色彩通道同樣多的矩陣組成。一般說來，對於RGB(紅、綠、藍)類型的描述，使用三種色彩通道。
用於執行這種類型自動檢查的過程基於如下方案從一套被認為是良好的紙張中，構造一個可接受印刷質量的模型。使用不同的技術來建造這一模型。例如，從這套認為是良好的紙張中，計算出一種平均圖象，這就是說一種由矩陣描述的圖象，其中每一象素與該套測試紙張所具有的平均值相關聯。
另一過程使每一象素與兩個值相關聯，一個是在這套測試紙張中所得到的最小值而另一個則是最大值。因此，對於每一圖象，使用了兩個矩陣，一個採用最小值而另一個採用最大值。當然，如果一個圖象是彩色的，那麼每個色彩通道便得到了兩個矩陣。
當產生要被檢測的圖象時，要被檢測圖象的每一象素與由此得到的模型的象素相比較。如果差值超過預定閾值或者如果它處在最小—最大範圍外，則該象素被認為帶有印刷缺陷。依照所希望得到的並已經事先決定的質量，有缺陷的象素的數目便決定了該圖象是否被擦傷(Scrapped)。
當製造一定類型的有價值印刷品，如紙制證券、銀行票據、郵票等的時候，使用多種印刷技術，如膠印、凹印等來印刷圖象。我們將這些多種印刷類型稱之為印刷階段。因此，在正常的印刷過程中，紙張首先通過用於第一階段的印刷系統從而印上第一圖案，而後通過用於第二印刷階段的第二印刷系統，以使第二圖案印到紙上。在這種情況下，除去印刷質量問題之處，還存在著使不同階段印出的圖案保持相對定位的問題。其原因在於，當圖案在不同階段印刷出來的情況下，僅由於紙張變形，這樣印出的兩個圖象之間可能存在著偏差。這種偏移可以達到幾個象素，它們可能位於紙張移動方向內或者在其垂直方向內。在這種情況下，不再可能使用上述的技術來獲得一個代表所需印刷質量的模型，這是因為印刷階段之間的未校準或者有缺陷的定位使許多非常不相同的值與同一象素相關聯。
在這種情況下，已建議為每一印刷階段建立一個模型。為此把僅採用每一印刷階段印出的幾套紙張包括在測試紙張中。使用類似於前述過程的一個過程，為每一印刷階段構造一個模型。在準備這些模型的階段中，操作者確認只包括或基本上只包括單一印刷階段的圖象部分。
在生成過程中，首先使用準備模型時所確認的象素來測量印刷階段之間相對的校準偏差。
隨後，結合諸模型，同時考慮到不同階段被連續在紙張上印刷的這一方式，從而得到一個其偏差與要被檢查圖象中的圖案偏差相對應的單一參考模型。隨後，將每一幅圖象與如此建立的模型相比較。對於印表機，這一過程是複雜的而且特別昂貴，因為對於每個生成處理，都有必要印出與印刷階段相同數目的並能代表所希望印刷質量的幾套紙張。
本發明的目的在於提出一種用於準備參考模型的過程，它並沒有當前所採用過程的那些缺點。
根據本發明的過程包括以下諸步驟a.準備一套圖象(測試用紙張)，它們完全通過大批量生產的方法與步驟而得以印刷；b.排列所述圖象，以使所述圖象在第一階段印出的圖案彼此對齊；c.記錄所述圖象並在存儲器中存儲構成所述圖象的諸象素的密度值；d.從所有這套圖象中得到的最小值與每一象素相關聯並且形成在所述第一印刷階段中印出圖案的模型；e.隨後，排列所述圖象，以使在另一印刷階段中印出的圖案彼此對齊且重複步驟c和d，並且對於在獨立印刷階段中印出的圖案如此進行下去；以及f.重新組合如此得到的模型，以便形成將被檢查圖象的參考模型。
從這樣一種想法出發，即如果相同印刷階段所印出圖象的圖案彼此對齊，則此階段印出的圖案對於所有圖象均將保持相同位置，那麼所提出的過程將能夠通過在捕獲圖象時從實測到的不同值之中得到最小象素值來生成一個第一印刷階段中所印出圖案的模型，且這直接來自完全按照正常批量(normal-length)生產過程所印出的圖象。在其第一印刷階段中所印出的圖案已經對齊的兩幅圖象之間，所應改變的只是隨後印刷階段中所印出的圖案。
一旦生成了每一階段的模型，僅需根據將被檢查的圖象來重新組合所述模型，以便得到參考模型，並隨後使用已知方法進行質量檢查。
因此，本過程能夠從一定數量的測試用圖象中生成一個參考模型，這些圖象就象在進行大量印刷時所印出的那樣。
根據本過程的另一變化，當象素在多於一個模型中具有相同的非零值，則將其賦給一個模型，而將其它模型中的此值賦零。這就能夠簡化模型的生成，這是因為，如果一個象素在多於一個的模型中具有相同值，這就意味著它可以象屬於其它任一個那樣同樣屬於這一個。
根據另一實施例，當一個象素在多於一個的模型中具有非零但不同的值時，我們便將此具有最高值的模型與一個對應兩值之間絕對差值的值相關聯，並在該值最小的模型中將該象素值設成零。
當在該過程之後，特別是步驟e之後來印製圖象中某一圖案的至少一個階段中使用了一種不透明油墨，則將未使用不透明油墨所印製的圖案的模型重新建立。在這些重新建立的模型中，排除了採用不透明油墨印刷的這些所述模型的象素值，當然，保存了使用不透明油墨印刷的圖案的模型。
最後，當圖象是彩色圖象時，將該過程重複與所使用的色彩通道數目相同多的次數。
藉助附圖將更詳細地介紹本發明。
圖1和2代表根據本發明進行此過程的兩個圖象。
在圖1和2中，我們示出了兩幅圖象，其中每一個由一個正方形，分別為a1和a2，和一個三角形，分別為b1和b2組成。正方形a1、a2在第一印刷階段中印出，例如採用凹印，而第二印刷階段中則印出了三角形，例如採用膠印。對兩幅圖案a2和b2在兩個圖象之間的相對偏差做了誇大，以便講清楚根據本發明的過程。
根據本過程，從測試組得到的兩個圖象(a1；b1)和(a2；b2)相對於第一印刷過程中的印出的圖案，即圖1中的正方形a1和a2而彼此對正。延軸s1和s2進行掃描。在這些軸上實測的象素值繪製在本圖的底部。因此，對於在s1上由元素a1和b1形成的圖象，我們可以得到值a10，它對應在正方形a1上所碰到的第一個象素；值a11，它對應在三角形b1上所碰到的第一個象素並由於線條密度而具有較高的值；值a12，它具有與a10相同的值，這是由於它是屬於正方形a2的象素；以及值a13，它具有與a11相同的值，這是由於它對應其線密度大於正方形的三角形b1。
現在繪製由圖案a2和b2組成的圖象，並且對於該正方形得到軸s2上相同的象素，由此我們得到值a20，它對應正方形a2的第一象素；值a21，它對應三角形b2的第一象素；以及值a23，它比其它值大得多，因為它代表了屬於方形a2的象素與屬於三角形b2的象素的疊加。如果，我們從在Sa1和Sa2上畫出的兩個結果中選出最低值，則得到了由具有值a10或a20的第一象素和具有相同值的第二象素a12所組成的模型M1。可以清楚看出，當延軸s1和s2進行掃描時得到了兩個屬於正方形a1的象素。顯然，通過進行多次這種形式的掃描可以得到由數字矩陣所代表的完整模型。
現在處理圖2中相同的圖象，但將三角形b1和b2彼此對齊，這樣通過在s3和s4進行相同的步驟，並首先對由元素a1和b1組成的圖形進行掃描，我們便得到了值a30，它對應在正方形a1上碰到的第一象素；以及隨後的值a31，它是在三角形b1上碰到的第一象素；值a32，它是在正方形a1上碰到的象素；以及值a33，它是在三角形b1上碰到的第二象素。實際上，這些值與圖1中的Sa1示圖中所畫出的那些是相等的，除去它們發生了移位。因為對正是相對於三角形b1和b2，即通過膠印所印出的圖案來實現的。
同樣應指出，在示圖Sa4中，除了移位之外，值a40、a41和a42與Sa2中的那些是相同的。選出Sa3和Sa4之間共有的最小值，我們得到了由值a41或a31和值a33組成的模型M2，這些值是最小值並代表第二印刷階段的圖案，即三角形。在這裡也一樣，需要進行數次掃描以便捕獲完整圖象並生成此完整三角形的模型M2。
顯見，在本例子中，我們只選取了帶兩個圖案的兩個圖象，以便解釋此過程的方式，但是在實際應用中，會使用幾幅印刷圖象，而且它們由多個圖案組成，當然，不同印刷階段的偏移要小於圖1和2中所示。
當然，使用合適的攝像機來捕獲圖象並進行掃描，這一點是公知的，因為攝像機目前用於質量控制。
一旦得到了每一階段的參考模型，便進行有關所述階段相對對正的重新組合。採用如此生成的模型，使用已知方法對質量進行檢查。
根據另一實施例，如果當生成與不同階段中所印出圖案相對應的不同模型時，一個象素在多於一個的模型中具有相同值，那麼這就意味著該象素可以平等地與任何一個模型相關聯，因此，所有這種類型的象素都與單獨一個模型相關聯，而將該值在模型中設成零。
根據本過程的另一實施例，如果一個象素在多於一個的模型中具有不同的值，且這些值不為零，那麼我們便將該值最高的那個模型與所述象素的諸值之間的絕對差值相關聯，並在具有較低值的模型中將該值設為零。
如果，在一個或多個印刷階段中，在該過程最後使用了不透明油墨，則重新組合那些沒使用不透明油墨進行印刷的模型，從最小值計算中省去了那些也採用不透明油墨印刷的象素，當然，保存了那些為採用不透明油墨而印出的圖案所得到的模型。
當然，如果圖象是彩色的，則必須將該過程重複與所使用的色彩通道數目同樣多的次數。
權利要求
1.一種通過電子方法生成參考模型的過程，該模型旨在用於自動檢查紙張，特別是紙制證券上的圖象的印刷質量，所述圖象由在至少兩個獨立印刷階段中所印出的圖案組成，該過程下述步驟a.準備一套圖象(測試用紙張)，它們完全通過大批量生產的方法與步驟而得以印刷；b.排列所述圖象，以使所述圖象在第一階段中印出的圖案彼此對齊；c.記錄所述圖象並在存儲器中存儲構成所述圖象的諸象素的密度值；d.從所有這套圖象中得到的最小值與每一象素相關聯並且由此形成在所述第一印刷階段中印出圖案的模型；e.隨後，排列所述圖象，以使在另一印刷階段中印出的圖案彼此對齊且重複步驟c.和d.，並且對於在獨立印刷階段中印出的諸圖案如此進行下去，以及f.重新組合如此得到的模型，以便形成將被檢查圖象的參考模型。
2.根據權利要求1的過程，其中，對於在多於一個的模型中具有相同非零值的象素，將該象素分配到單獨一個模型，並在其它模型中將此值設成零。
3.根據要求1和2中任何一個所述的過程，其中，對於在多於一個的模型中具有不同非零值的任何象素，在具有最高值的模型中將它與兩個值之間的絕對差值相關聯，並在具有較低值的模型中將該值設成零。
4.根據權利要求1至3中的一個所述的過程，其中，當在此過程的步驟e後面使用不透明油墨來印刷該圖象中的至少一幅圖案時，以這樣一種方式對未使用不透明油墨印出的一幅或幾幅圖案的不同模型進行重新組合，以便排除那些採用不透明油墨印刷的象素值。
5.根據權利要求1至4中的一個所述的過程，其中，當圖象是彩色圖象時，將該過程重複與使用的色彩通道數目一樣多的次數。
6.根據權利要求1至5中的一個所述的過程，其中，在印刷該套圖象的一個階段中，通過將所研究的諸圖象的預選象素彼此對齊來使諸圖象彼此對正。
全文摘要
用於檢查由至少兩個圖案構成的圖象所具有的印刷質量的參考模型的生成過程，它包括以下步驟從印刷出的測試用紙張開始，將該紙張對齊以使第一印刷階段中的圖案(a1、a2)彼此對正。記錄該圖象，並在存儲器中存儲構成該圖象的密度象素值(a10、a11、a12、a13；a20、a21、a23)。所得到的最小值(a10、a12)與每一象素相關聯並由此得到用於第一圖案的模型(M)。對第二圖案繼續相同的步驟。
文檔編號G01N21/88GK1138692SQ96102198
公開日1996年12月25日 申請日期1996年3月6日 優先權日1995年3月7日
發明者露吉·斯特林格 申請人:吉奧裡大街公司