一种数字化网点图像检测装置和检测方法与流程

本发明涉及印刷技术领域，特别涉及一种数字化网点图像检测装置和检测方法。

背景技术：

印刷是将包含文字、图画等信息的原稿经制版、施墨、加压等工序，使油墨转移到承印材料表面上，批量复制原稿内容的技术。现有的包装印刷技术通过多个印刷色组单元直接在纸张或者其他承印材料(如pet膜)上印上图文后，再进行分切制成包装盒或包装袋。

在印刷过程中，需要对印刷质量进行抽检，主要检测色差、清晰度、网点位置及大小等。目前，一般通过在线图像检测设备将生产的印刷样张和电脑中预存的标准样张进行图像分析，判断是否有大面积漏印等误差，但不能进行小面积网点差异的评估，无法实现对印刷色彩和印刷效果进行高精度的控制。而对于网点差异的检测一般采用放大镜人眼观看对比标准样张和生产样张，来估算标准样张和印刷样张的网点差异，从而可以进行生产调整。然而，放大镜的放大倍数一般为5-10倍，利用放大镜人眼观察不仅十分依赖工艺师的经验水平，而且无法做到精准调控观测误差，费时费力。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种数字化网点图像检测装置和检测方法，能将印刷品放大拍摄并显示，供网点差异观测。

为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

一种数字化网点图像检测装置，包括：用于放置印刷品的检测台，用于拍摄印刷品预设区域的图像并放大的网点放大拍摄仪和用于显示网点放大拍摄仪拍摄的图像的显示装置，所述检测台上设置有支架，所述网点放大拍摄仪可滑动的设置于所述支架上，并通过数据线与显示装置连接。

所述的数字化网点图像检测装置，还包括用于控制网点放大拍摄仪移动的第一滑动装置，所述第一滑动装置包括第一滑块、第一滑轨、丝杆和电机，所述丝杆和第一滑轨均设置于支架上，所述第一滑块的一部分与套设于丝杆上、并与丝杆螺接，所述第一滑块的另一部分套于第一滑轨上，并与网点放大拍摄仪连接，所述电机与丝杆的一端联接。

所述的数字化网点图像检测装置中，所述检测台上设置有用于吸附印刷品的吸风孔。

一种采用如上述任意一项所述的数字化网点图像检测装置的检测方法，包括如下步骤：

由设置于检测台上方的网点放大拍摄仪放大标准样张图像，并采集设定区域的图像发送给显示装置；

由所述网点放大拍摄仪放大印刷样张图像，并采集设定区域的印刷样张图像发送给显示装置；网点放大拍摄仪采集的标准样张图像的位置与印刷样张图像的位置相同；

所述显示装置显示所述标准样张图像和印刷样张图像。

所述的数字化网点图像检测装置的检测方法中，所述由设置于检测台上方的网点放大拍摄仪放大标准样张图像，并采集设定区域的图像发送给显示装置的步骤包括：

放大捕捉标准样张图像，并定位取景；

采集取景区域图像并发送给显示装置。

所述的数字化网点图像检测装置的检测方法中，所述由所述网点放大拍摄仪放大印刷图像，并采集设定区域的印刷样张图像发送给显示装置；网点放大拍摄仪采集的标准样张图像的位置与印刷样张图像的位置相同的步骤包括：

放大捕捉印刷样张图像，并定位取景；所述标准样张图像和印刷样张图像的取景位置相同；

采集取景区域的图像并发送给显示装置。

所述的数字化网点图像检测装置的检测方法中，所述显示装置显示所述标准样张图像和印刷样张图像的步骤之后，还包括：

检测标准样张图像和印刷样张图像的整体差异；

当整体差异小于设置值时，检测图像分色差异；

当分色差异小于设置值时，检测印版信息差异；

显示检测结果。

所述检测标准样张图像和印刷样张图像的整体差异的步骤包括：

检测图像的清晰度和颜色偏差；其中：

所述清晰度的检测包括：

将彩色图像转化为灰度图像，清晰聚焦的图像比模糊图像具有更大的灰度差异；

利用方差函数作为评价函数来判断图像清晰度，所述评价函数:

d(f)＝∑y∑x|f(x，y)-μ|²

其中，μ为整幅图像的平均灰度值，评价函数的值越大，图像越清晰；

所述颜色偏差的检测方法包括：将采集框中的图像变换到lab空间，之后计算图像中每个像素的l^*，a^*，b^*值，之后对每个像素的a^*，b^*值进行求和运算，结果为：

则图像的整体颜色偏差为：

其中，da为图像红绿偏差，db为图像黄蓝偏差，为标准样张各个像素的a*值，为印刷样张各个像素的a*值，为标准样张各个像素的b*值，为印刷样张各个像素的b*值，当da＞0时，印刷样张颜色偏绿，反之则偏红；db＞0时，印刷样张颜色偏蓝，反之则偏黄。

所述当整体差异小于设置值时，检测图像分色差异的步骤包括：

读取采集框中网点图像每个像素点的颜色值；

利用模糊聚类算法对网点图像进行分色处理，分别显示出不同网点的图像；

对单色网点进行面积率计算、尺寸测量和形状分析；

其中，网点面积率a通过统计单色图中网点像素总数nd占图像中总像素数na的比例得到：

印版信息差异包括加网角度、加网线数、网点形状、网点大小的检测，当标准样张和印刷样张加网角度、加网线数、网点形状、网点大小不同时，所述当分色差异小于设置值时，检测印版信息差异的步骤包括：

利用测量尺选定网点排列方向，计算其与水平线的夹角；

利用测量尺选定网点排列方向，测量网点中心点间距p，其中网点中心点间距p由以下公式计算获得：

根据网线角度的方向，单位长度内包含的网点数得出加网线数。

相较于现有技术，本发明提供的数字化网点图像检测装置和检测方法，其中所述数字化网点图像检测装置通过所述网点放大拍摄仪可根据需要放大倍数放大拍摄，图像可清晰观测到印刷品的网点形态、网点间距和网点变形等。本发明将标准样张和印刷样张放置于检测台上，通过所述网点放大拍摄仪分别拍摄标准样张和印刷样张的图像，并通过数据线传输至显示装置中，从而显示装置可以直观地对比标准样张和印刷样张的采集图像，观测到放大后标准样张和印刷样张印刷品的网点形态差异，从而进行生产调整，提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明提供的数字化网点图像检测装置的结构示意简图。

图2为本发明提供的数字化网点图像检测装置的网点放大拍摄仪上的取景定位线拍摄标准样张和印刷样张的蓝色网点时的示意图。

图3为本发明提供的数字化网点图像检测装置的图像检测系统的结构框图。

图4为本发明提供的数字化网点图像检测装置的检测装置的检测方法的流程图。

图5为本发明提供的数字化网点图像检测装置的检测装置的检测方法中图像分色处理的示意图。

具体实施方式

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。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1，本发明提供的数字化网点图像检测装置，包括：检测台1、网点放大拍摄仪2和显示装置3，所述检测台1上设置有支架4，所述网点放大拍摄仪2可滑动的设置于所述支架4上，并通过数据线5与显示装置3连接。

其中，检测台1用于放置印刷品，网点放大拍摄仪2用于拍摄印刷品预设区域的图像并放大，显示装置3用于显示网点放大拍摄仪2拍摄的图像。所述网点放大拍摄仪2可根据需要放大倍数拍摄，从而可清晰观测到印刷品的网点形态、网点间距和网点变形等。本发明将标准样张和印刷样张放置于检测台1上，由所述网点放大拍摄仪2拍摄标准样张和印刷样张的图像，通过数据线5传输至显示装置3中，从而可以从显示装置3直观地对比标准样张和印刷样张的采集图像，供观测放大后标准样张和印刷样张印刷品的网点形态差异，从而进行生产调整，减少了用放大镜放大，经验判断的误差，提高了检测精度。

本实施例中，所述网点放大拍摄仪2具有常用检测印刷品的标准光源，常用的5种标准光源包括d65(国际标准人工人光，6500k)，d50(模拟太阳光，5000k)，tl84(欧洲、日本、中国商店光源，4000k)，f(家庭酒店用灯，色温2700k)和uv紫外光源(365nm)，用于观测不同色光下的产品颜色。当然，本发明的标准光源并不仅限于上述5种。

所述网点放大拍摄仪2的放大倍数可调，本实施例的网点放大拍摄仪2的放大倍数可为40-200倍，以10倍为调节步长。日常生产中，印刷品的放大倍率约为5-100倍，因100倍就可以清晰观测到网点形态、网点间距和网点变形等。此处采用40-200倍的倍数，可以适用于较于小尺寸图像,但也不限于小尺寸图像，使网点图像检测装置的兼容性更高。

进一步的，所述网点放大拍摄仪2可采用电子放大镜、数码显示镜等，其可以连线采集，也可以离线采集，以适用于不同环境下的图像采集。

所述的数字化网点图像检测装置还包括用于安装图像检测系统和存储网点放大拍摄仪2采集到的图像的主控装置(图中未示出)，利于图像检测系统分析，量化印刷品的网点变形参数，从而进行生产调整。所述显示装置3与主控装置电连接，所述主控装置可为电脑、平板、手机或其他开发的专用设备。

本实施例中，所述的数字化网点图像检测装置还包括用于控制网点放大拍摄仪2移动的第一滑动装置6，所述第一滑动装置6包括第一滑块61、第一滑轨62、丝杆63和电机64，所述丝杆63和第一滑轨62均设置于支架4上，所述第一滑块61的一部分与套设于丝杆63上、并与丝杆63螺接，所述第一滑块61的另一部分套于第一滑轨62上，并与网点放大拍摄仪2连接固定，所述电机64与丝杆63的一端联接。

在需要调节网点放大拍摄仪2在一方向上的位置时，通过所述电机64正向或反向旋转带动丝杆63同轴转动，丝杆63的转动使第一滑块61在第一滑轨62上移动(如：沿x轴方向或y轴方向移动)，从而使与第一滑块61连接的网点放大拍摄仪2同步移动。进一步的，所述网点放大拍摄仪2与第一滑块61可转动连接，并可升降，使其能根据需要转动拍摄角度，并且网点放大拍摄仪2可升降调节，从而寻找理想的对焦距离。

请继续参阅图1，所述检测台1上设置有第二滑轨11，所述第二滑轨11上设置有可滑动的第二滑块12，所述支架4设置于第二滑块12上，通过所述第二滑块12在第二滑轨11上移动(如：沿y轴方向或x轴方向移动)，使支架4同步移动，结合所述第一滑动装置6，使网点放大拍摄仪2可沿x轴方向、y轴方向移动、z轴(升降)、转动角度等四个维度调节，再结合所述网点放大拍摄仪2的放大功能，实现图像全方位的取景模式，保证了360度全幅面任意位置、任意角度采样，以满足拍摄需求。

进一步的，所述检测台1上还设置有气缸(图中未示出)，所述气缸的伸缩端与第二滑块12连接，通过所述气缸可以控制第二滑块12的移动。所述电机64和气缸均与主控装置电连接，使网点放大拍摄仪2能根据需要自动移动，采集图像。

本实施例中，所述显示装置3通过支撑架31设置于检测台1上，所述显示装置3与支撑架31可转动的连接，从而可调整显示装置3的方向，以便于工作人员操作。进一步的，所述检测台1的一侧还设置有第三滑轨13，所述第三滑轨13上设置有第三滑块14，所述支撑架31设置于第三滑块14上，使显示装置3可根据需要移动，以满足使用需求。

在一可选的实施例中，所述检测台1的尺寸为800×1000mm,需大于印刷品单张的尺寸，以保证样品完整放置观测。较佳地，所述检测台1上设置有不反光的中性灰色涂层，避免检测台1的亮度和颜色对标准样张和印刷样张的亮度和颜色的影响。

本实施例中，所述检测台1上设置有用于吸附印刷品的吸风孔15。由于印刷品的厚度差异，样品在印刷中会产生微小的翘边形变，通过所述吸风孔15，使可以使印刷品平整的铺于平台上。

较佳地，所述吸风孔15之间的间距不宜过大，从而可适用于较小的样品，如：被裁切过的100×200mm的样品，吸风孔15之间的间距可小于80×80mm。

如图1所示，所述检测台1上设置有定位尺16，用于对准标准样张和印刷样张的初始摆放位置，从而不用调节网点放大拍摄仪2的位置，即可完成同一位置的拍摄，避免由于拍摄位置不同而产生误差。

请一并参阅图2和图3，所述网点放大拍摄仪2的拍摄镜头拍摄时设置有图像捕捉框201，捕捉框201中设置有采集框202，采集框202上设置有取景定位线21，从而可精准定位图像的取景位置。

在操作时，先通过捕捉框201捕捉图像，找到相应的需放大拍摄的区域，之后拍摄镜头可自动对获到清晰的图像，之后由采集框202图像的取景位置，再拍摄取景位置的放大图像。

为了观测标准样张和印刷样张相同未知的网点加网角度、加网线数等信息，利用取景定位线21可以使标准样张和印刷样张的取景位置取景方向保持完全一致，再采集图像，以保证检测结果的准确性，提高生产质量。

本发明采用在检测台上设置定位尺16，用于定位标准样张和印刷样张，使标准样张和印刷样张采集的是同一区域的图像，网点放大拍摄仪2将图像放大后捕捉拍摄区域，之后自动对焦，再通过取景定位线21，找到样品所需采集的准确位置，从而获取标准样张和印刷样张需要比对的局部图文信息区域。局部图案或者局部图文信息的选取根据观测需要确定，具体到一个大的样张上面某一个微小图形，需要检查印刷样张和标准样张的区别的地方，就会选择这个地方作为定位对象，可以实现标准样张和印刷样张的取景位置达一致的效果。

本实施例中，所述取景定位线21为采集框边缘的刻度线，利用刻度线可以确定标准样张和印刷样张的位置，可以实现标准样张和印刷样张的取景位置达一致的效果。同时，标准样张与印刷样张的图像采集需保证具有同样的放大倍率。具体实施时，刻度线可以在采集框202内，如图2(a)所示，也可以在采集框202外，如图2(b)，还可以在同时在采集框202内外，如图2(c)，本发明对此不作限制。

本实施例所说的图像采集是将在标准样张和印刷样张上捕捉到的图文信息待定一个准确范围，用作网点分析。镜头观测到的图像范围在捕捉框内，在图像捕捉过程可以移动、旋转镜头进行定位，刻度尺在图像采集框上，采集到的图像不可移动、可以旋转，但不可放大缩小，以获得标准样张和印刷样张一致位置的图文信息。利用取景功能将采集框中的图像拍摄传输至主控装置并显示在屏幕上。

优选的，所述的数字化网点图像检测装置，还包括用于对标准样张和印刷样张所采集图像的网点差异进行对比的图像检测系统，其固化在主控装置中，其包括：整体差异检测单元100、图像分色差异检测单元200、印版信息差异检测单元300和结果输出单元400。

其中，所述整体差异检测单元100用于检测标准样张图像和印刷样张图像的整体差异；图像分色差异检测单元200用于当整体差异小于设置值时，检测图像分色差异；印版信息差异检测单元300用于当分色差异小于设置值时，检测印版信息差异；结果输出单元400用于输出检测结果并发送给显示装置3显示检测结果。

从而，所述图像检测系统可检测的内容包括：

(1)图像整体差异：例如清晰度，颜色偏差等。

在一可选的实施例中，清晰度检测的步骤包括：将彩色图像转化为灰度图像，清晰聚焦的图像比模糊图像具有更大的灰度差异，之后：利用方差函数作为评价函数来判断图像清晰度，所述评价函数:

d(f)＝∑y∑x|f(x，y)-μ|²

其中，μ为整幅图像的平均灰度值，评价函数的值越大，图像越清晰。

颜色偏差检测的步骤包括：将采集框中的图像变换到lab空间，之后计算图像中每个像素的l^*，a^*，b^*值，之后对每个像素的a^*，b^*值进行求和运算，结果为：

则图像的整体颜色偏差为：

其中，da为图像红绿偏差，db为图像黄蓝偏差。为标准样张各个像素的a*值，为印刷样张各个像素的a*值，为标准样张各个像素的b*值，为印刷样张各个像素的b*值。da＞0时，印刷样张颜色偏绿，反之则偏红；db＞0时，印刷样张颜色偏蓝，反之则偏黄。

(2)图像分色差异：由于印刷图像是由不同颜色的网点叠印形成的，本发明通过将不同颜色区分开，只对比标准样张和印刷样张上某一种颜色网点的差异，比如只对比标准样张和印刷样张的黄色网点(如图2中的斜线填充部分)，以利于网点差异分类处理。利用聚类算法，进行图像不同颜色的网点进行分类处理，可以对标准样张和印刷样张中各个颜色网点的差异包括且不仅限于面积率、大小、形状等信息进行分析；

图像分色差异的检测步骤包括：读取采集框中网点图像每个像素点的颜色值，如图5中的(a)所示，蜂窝状部分表示青色网点、方格填充蜂窝状填充部分表示品红网点、斜线填充部分表示黄色网点，cmyk单色网点对应的rgb数值分别为(0,255,255)，(255,0,255)，(255,255,0)(0,0,0)。之后利用模糊聚类算法对网点图像进行分色处理，分别显示出不同网点的图像，如图5中的(b)所示。

之后，对单色网点进行面积率计算、尺寸测量和形状分析。

其中，网点面积率a通过统计单色图中网点像素总数nd占图像中总像素数na的比例得到：

(3)印版信息差异：主要包括加网角度、加网线数等印版信息检测，当标准样张和印刷样张加网角度、加网线数、网点形状、网点大小不同时，根据测量结果可以进行调整。

加网角度是网点排列线和水平线间的夹角。利用测量尺选定网点排列方向，计算其与水平线的夹角。

加网线数是沿着网线角度的方向，单位长度内包含的网点数。利用测量尺选定网点排列方向，测量网点中心点间距p，其中网点中心点间距p由以下公式计算获得：

得出加网线数。

最后，由结果输出单元400对图像整体差异、分色差异、印版差异的结果进行判断。

在一可选的实施例中，本发明图像检测系统还包括测量尺单元，可以利用测量尺对网点进行测量，判断印刷样张与标准样张的网点差异(如：大小、加网角度、加网线数等)，从而进行印刷参数的修改。测量的差异可以对工艺修改提出建议。假如说测量到的印刷样张网点为20um，测量的标准样张网点为25um，就可以利用工艺参数的调整，来增大相应印刷色组的印版上的印刷网点，达到与标准样张一致的效果。

例如测量标准样张蓝色加网角度为30度，测量的印刷样张加网角度为25度，就可以修改蓝色印版，把加网角度改为30度。因为放大倍数是固定的，测量到的网点的实际大小/放大倍数＝印刷尺寸，就可以对比标准样张和印刷样张的印刷网点尺寸，印刷样张网点过大，就要缩小印版上的网点大小，这样印出来的网点就会小。

进一步的，当标准样张和印刷样张参数未知时，放大观看，就可以观测到标准样张的网点形态和尺寸，根据他们的差别，比如：可以看到标准样张是方形网点，印刷样张是圆形网点，就需要调整印刷样张网点形状，可以判断其差异进行工艺修；当标准样张和印刷样张参数已知时，可以进行工艺优化。根据检测结果来调整印版参数。

本发明采用图像检测系统可进行自动检测，无需人眼观测、手动测量等，提高了数字化网点图像检测装置的智能化程度。

请一并参阅图4，基于上述的数字化网点图像检测装置，本发明还相应提供一种采用数字化网点图像检测装置的检测方法，包括如下步骤：

s100、由设置于检测台上方的网点放大拍摄仪放大标准样张图像，并采集设定区域的图像发送给显示装置；

s200、由所述网点放大拍摄仪放大印刷样张图像，并采集设定区域的印刷样张图像发送给显示装置；网点放大拍摄仪采集的标准样张图像的位置与印刷样张图像的位置相同；

s300、所述显示装置显示所述标准样张图像和印刷样张图像。

其中，所述步骤s100包括：

s110、放大捕捉标准样张图像，并定位取景；

s120、采集取景区域图像并发送给显示装置。

所述步骤s200包括：

s210、放大捕捉印刷样张图像，并定位取景；所述标准样张图像和印刷样张图像的取景位置相同；

s220、采集取景区域的图像并发送给显示装置。

其中，所述步骤s300之后，还包括：

s400、检测标准样张图像和印刷样张图像的整体差异；

s500、当整体差异小于设置值时，检测图像分色差异；

s600、当分色差异小于设置值时，检测印版信息差异；

s700、显示检测结果。

利用上述检测方法，可进行自动检测标准样张和印刷样张差异，无需人眼观测、手动测量等，提高了数字化网点图像检测装置的智能化程度。

其中，s400主要用于检测图像的清晰度和颜色偏差；其中：

所述清晰度的检测包括：

将彩色图像转化为灰度图像，清晰聚焦的图像比模糊图像具有更大的灰度差异；

利用方差函数作为评价函数来判断图像清晰度，所述评价函数:

d(f)＝∑y∑x|f(x，y)-μ|²

其中，μ为整幅图像的平均灰度值，评价函数的值越大，图像越清晰；

所述颜色偏差的检测方法包括：将采集框中的图像变换到lab空间，之后计算图像中每个像素的l^*，a^*，b^*值，之后对每个像素的a^*，b^*值进行求和运算，结果为：

则图像的整体颜色偏差为：

其中，da为图像红绿偏差，db为图像黄蓝偏差，为标准样张各个像素的a*值，为印刷样张各个像素的a*值，为标准样张各个像素的b*值，为印刷样张各个像素的b*值，当da＞0时，印刷样张颜色偏绿，反之则偏红；db＞0时，印刷样张颜色偏蓝，反之则偏黄。

所术步骤s500包括：检测图像分色差异中，图像分色差异的检测包括：

读取采集框中网点图像每个像素点的颜色值；

利用模糊聚类算法对网点图像进行分色处理，分别显示出不同网点的图像；

对单色网点进行面积率计算、尺寸测量和形状分析；

其中，网点面积率a通过统计单色图中网点像素总数nd占图像中总像素数na的比例得到：

在步骤s600中，印版信息差异包括加网角度、加网线数、网点形状、网点大小的检测，当标准样张和印刷样张加网角度、加网线数、网点形状、网点大小不同时，所述当分色差异小于设置值时，检测印版信息差异的步骤包括：

利用测量尺选定网点排列方向，计算其与水平线的夹角；

利用测量尺选定网点排列方向，测量网点中心点间距p，其中网点中心点间距p由以下公式计算获得：

根据网线角度的方向，单位长度内包含的网点数得出加网线数。

综上所述，本发明通过所述网点放大拍摄仪可根据需要放大倍数，可清晰观测到检测台上的印刷品的网点形态、网点间距和网点变形等。在检测时，通过将标准样张和印刷样张放置于检测台上，由所述网点放大拍摄仪拍摄标准样张和印刷样张的图像，通过数据线传输至显示装置中，并通过显示装置可以直观地对比标准样张和印刷样张的采集图像，观测到放大后标准样张和印刷样张印刷品的网点形态差异，从而进行生产调整，减少了放大镜放大经验判断的误差，提高了检测精度。

图像检测可进行取景定位，保证印刷样张与标准样张网点区域的一致性，避免出现误判，确保检测精度，而且可直接输出判断结果，智能化程度高。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。