打印图像的自动检查的制作方法

专利名称：打印图像的自动检查的制作方法
打印图像的自动检查
背景技术：
打印图像中的缺陷可以由包括打印介质中的异常、打印介质与标记材料之间的相互影响、由打印机构或人为错误引入的系统缺陷的多个因素造成。图像缺陷可以包括但不限于划痕、污点、漏点簇、条痕以及带状物。打印缺陷是不希望的，并且已经在本领域内做出了努力以开发用于它们的检测的适当方法。这样的技术大体上能够被分类为手动(人为)检查或自动检查。人为技术通常比自动方法更费时，并且研究已经表明即使在检查处理是结构化的且可重复的情况下，手动检查也是仅约80%准确[I]。此外，手动检查的费时性质在通常打印印刷机可以以超过每秒两米的速度来操作的商业打印应用中是起阻止作用的，使打印图像的快速检查成为必需。显然，这样的检查速率超出人类能力。通常，取决于缺陷检测方法，自动检查系统落入三个类别中的ー个(i)图像基准(或模板匹配)方法，(ii)设计规则方法，或(iii) 二者的某组合(混合方法)[2-5]。在 最简单的图像基准方法中，存在允许在潜在有缺陷的图像与对应基准图像之间的直接比较的基准。在这种情况下典型地检查100%的潜在有缺陷的图像。更精巧的參考方法涉及识别图像中的潜在有缺陷的项的特征，并且将那些特征与ー组理想化的或完美的特征进行比较。对潜在有缺陷的项的检查覆盖范围在这种情况下能够变化并且可能未必是100%。在设计规则方法中，定义描述图像的特性的一组规则，并且该组规则能够被针对潜在有缺陷的图像进行统计上地检验。在这种情况下，在生成适当的统计量并且确定缺陷是否存在之前需要检查像10%那么少的产品。自动检查方法需要大量的计算资源，并且此需求在必须针对图像缺陷来对可变数据打印进行检查的情况下剧增。在可变数据打印中，每个图像可以是不同的，并且如果采用了參考方法，则必须和不同的基准图像相关地检查每个图像。例如，用户作业可能要求采用不同的名字、地址或其它信息来对每个打印进行个性化。在某些应用中，进行所有打印图像的检查(例如，在制药エ业中，对于药品标签而言要求100%的检查)可能是必要的。这样的自动检查方法造成显著的延迟或成本上的增加。为了满足对于可变数据产品的自动缺陷检测的需求，有时间和/或成本效率的图像检测方法以及装置是令人期待的。


为了说明的目的，现将參考随附的概略图对本发明的特定实施例进行描述，其中
图I示出了表示适合于检测打印图像中的错误的光电记录(photo-electrographic)打印系统的 图2示出了表示用于检测打印图像中的缺陷的自动检查方法的流程 图3示出了打印系统和自动检查方法的概略概观；
图4示出了另一打印系统和自动检查方法的概略概观；图5示出了用于由处理单元执行的缺陷检测的比较操作的流程 图6进ー步图示了检查方法中的比较操作。
具体实施例方式在以下的具体描述中，对附图进行參考。说明书和图中的实施例应该被认为是说明性的而不被认为限于所描述的元素的特定实施例。可以通过特定元素的修改、组合或变化从以下说明书和/或图中得到多个实施例。此外，可以理解的是，本领域的技术人员同样可以从说明书和图得到字面上未公开的实施例或元素。图I示出了用于根据图像数据101来打印图像并且检测结果得到的打印图像中的图像缺陷的打印系统100。系统100可以包括打印组件103，所述打印组件103又可以包括写头104、照相成像板(PIP) 105、胶布滚筒(BLK) 106以及压印滚筒(MP) 107。所图示的打印组件103可以对应于胶印打印机和/或诸如HP Indigo Digital Press ( TM)之类的液体电子照相(LEP)打印机的打印组件。然而，将了解的是，打印组件103被仅出于说明性的 目的而提供，并且在不背离本发明的范围的情况下可以使用用于根据图像数据打印图像的任何适当的机构，诸如激光打印机、喷墨打印机、热升华打印机等。写头可以包括适用于将图像写在电子照相表面上的激光设备或其它光源。还包括在系统100中的可以是图像捕获设备109、处理器単元110和/或图像处理器102。在本实施例中，图像捕获设备109可以是能将打印介质或产品上的图像转换为数字图像的设备。图像捕获组件109可以是联机图像捕获组件109和/或联机扫描系统。其可以被布置在打印机内以便捕获相对于联机图像捕获组件109移动的介质111的图像。图像捕获组件109可以被布置成以比打印分辨率更低的分辨率来捕获打印介质的图像。图像捕获组件109可以被布置成捕获打印图像的一部分和/或整个打印图像。图像捕获组件109可以包括诸如光电传感器、LED、激光二极管、扫描器等的一个或多个图像捕获传感器。例如，多个扫描器可以被布置为彼此邻近，每个扫描器具有可以小于最大介质宽度的宽度，其中扫描器的扫描区域可以重叠。图像捕获组件109可以被布置成捕获在介质11的一面或两面上的图像，例如用于双面打印。例如，扫描器可以被布置在相对侧上，从而使得介质11在两个相对的扫描器之间通过，并且在两个打印面上被扫描。每个传感器可以被布置成捕获打印到介质111上的图像的一部分和/或介质111的整个宽度。传感器可以包括ー个顔色通道(即单色)或多个颜色通道传感器以例如分别捕获灰度级和/或RGB目标图像。图像数据101可以被图像处理器102接收，所述图像处理器102使用既定的技术将输入图像数据101转换成适合于打印组件103的光栅图像。输入图像数据101还可以包括预生成的光栅图像。图像处理器102可以包括用于创建光栅图像的RIP(光栅图像处理)系统。打印组件103可以配备有用于对接收到的光栅图像进行半色调处理并且打印的半色调处理功能。图像处理器102可以将光栅图像转换成基准图像。可以使基准图像适合干与ー个或多个目标图像相比较，例如以便具有近似匹配的分辨率。可以将光栅图像发送到打印组件103。打印组件103可以被布置成将光栅图像转换成用于写头104的半色调处理数据。写头104可以在PIP 105上产生图像。进而，PIP可以将图像转印到BLK 106，所述BLK 106然后可以将该图像转印到MP 107上的诸如片材纸之类的打印介质111上。在打印图像在方向M上退出打印组件103之前或一旦打印图像在方向M上退出打印组件103，图像捕获组件109就可以逐渐地或者从整体上捕获介质111上的打印图像，并且可以将对应的图像数据作为‘目标图像’发送到处理单元110。图像处理器102可以生成与光栅图像相关联的所述基准图像，并且将基准图像发送到处理单元110。基准图像可以具有比光栅图像显著更低的分辨率。处理单元110可以将基准图像与目标图像相比较以用于估算它们之间的相似性，并且根据下文中所讨论的方法来确定在目标图像中是否存在ー个或多个缺陷。目标图像中的检测到的缺陷可以指示在打印图像中可能存在缺陷。处理单元110可以包括ー个或多个GPU (图形处理单元)。处理单元110可以包括CPU(中央处理单元)和GPU的组合，或者可选地包括ー个或多个CPU。在实施例中，处理单元110可以被布置成改变基准图像的色谱以便与目标图像的色谱匹配。在实施例中，处理单元110可以被布置成改变目标图像和基准图像中的ー个或二者的分辨率。处理单元110可以被布置成将目标图像与基准图像相比较。处理单元110可以被布置成将目标图像的至少一部分与基准图像的对应部分相比较。可以由多个GPU并行执行多个比较操作。·图2图示了用于检测打印图像206中的缺陷的自动检查方法200。图像数据101可以被打印系统100作为输入接收。图像数据101可以包括扫描的模拟图像和/或经由计算机、网络和/或数字数据载体接收到的数字图像数据。图像数据101可以由图像处理器102来处理。图像处理器102可以生成光栅图像203，或者图像数据101可以包括预生成的光栅图像203。图像处理器102可以在步骤204中将光栅图像203发送到打印组件103以用于后续的半色调处理和电子照相打印。光栅图像203可以具有适合于所涉及的打印组件103的分辨率和格式。光栅图像203可以具有打印分辨率。例如，对于诸如HP Indigo Digital Press ( TM)之类的LEP系统而言，针对812DPI的对应打印分辨率，可以以约812 DPI (每英寸点数)的分辨率、例如在CMYK (青、品红、黄、黒)色空间中生成光栅图像203。在这里，打印分辨率可以由每英寸点数(DPI)的像素分辨率来指示。图像处理器102可以包括描述光栅图像203中的色平面中的每ー个中的每个像素的所要求的强度和/或密度水平的信息。在打印处理期间，在打印组件103内，在步骤205中光栅图像203可以被半色调处理成不同的颜色图案。打印图像206可以被打印到介质111上。打印处理可以包括如上文所描述的电子照相打印处理。介质111可以例如包括纸或任何其它基底。打印分辨率可以被理解为打印点(像素)分辨率，其可以对应于光栅图像分辨率。例如，打印分辨率可以是600 DPI或更大，例如812 DPI，例如与光栅图像的分辨率相对应。可以由图像捕获组件109在步骤207中捕获打印图像206。图像捕获组件109可以将打印图像206作为目标图像208来捕获，其中目标图像208可以具有比打印图像206更低的分辨率。目标图像208的分辨率可能取决于图像捕获组件109的部件。目标图像208的分辨率在介质111的移动方向M上可以例如是约300 DPI或更小，或约135 DPI或更小，或约67 DPI或更小。在宽度方向(即垂直于移动方向M)上，目标图像208的分辨率可以例如是约600 DPI或更小，或例如在约300 DPI与600 DPI之间。例如，目标图像208的分辨率可以在宽度方向上为约200 DPI并且在移动方向上为80 DPI。在实施例中，目标图像208可以在第一阶段中以上文提到的分辨率生成。同样地，基准图像210的分辨率可以在第一阶段中被降低，例如以精确地或几乎与目标图像208的分辨率匹配。这些第一阶段操作可以由图像处理器102来执行。在第ニ阶段中，目标图像208或基准图像210的分辨率可以被进一歩调整以便分别更精确地与基准图像210或目标图像208的分辨率匹配。这些第二阶段操作可以由处理单元110来执行。在步骤209中，图像处理器102可以生成基准图像210。图像处理器102可以将光栅图像203转换成基准图像210。基准图像210可以从光栅图像203生成。在另一可选的实施例中，可以直接地从输入图像数据生成基准图像210。基准图像210可以具有更适合于步骤211的比较操作的格式，以与目标图像进行比较。目标图像208可以受到所使用的图像捕获组件109和/或处理单元110可用的处理能力的限制。在步骤209的转换中，基准图像210的分辨率可以被选择成匹配或接近于由图像捕获组件109产生的目标图像208分辨率。基准图像210的分辨率可以依赖于和/或接近于图像捕获组件109的输出图像分辨率。例如，图像捕获组件109可以被布置成输出预定分辨率的和至少ー个预定颜色通道的图像。在实施例中，图像捕获组件109的分辨率至少在介质111的移动方向M上可以为约300 DPI或更小，例如约135 DPI或更小，例如约 67 DPI或更小。相应地，目标图像208的分辨率在所述方向M上可以为约300 DPI或更小，例如约135 DPI或更小，例如约67 DPI或更小。例如，图像捕获组件109可以被配置成在RGB(红色，绿色，蓝色)中以约67 DPI或灰度色空间中以约135 DPI操作。在这个实例中，可以相应地生成基准图像210的分辨率。在替代实施例210中，目标图像208可以被处理成与基准图像210的分辨率匹配。在其它实施例中，基准图像210和目标图像208 二者可以被处理成符合相互的分辨率。在再进ー步的实施例中，包括光栅图像203到基准图像210的转换的转换步骤209可以包括将光栅图像203缩减比例到低于光栅图像203和/或打印图像206的分辨率的分辨率。将基准图像210的分辨率缩减比例到低于打印图像206，即接近于目标图像208的分辨率可以有助于基准图像210与目标图像208之间的更有效的比较操作211。更小尺寸的图像可以被更快地处理，并且通常可以改进系统I的性能。其对阻止通过系统I和在系统I内发送大尺寸图像可能是有利的。在这个阶段，处理单元110可能已经接收到了具有基本上相同的分辨率的两个经处理的图像，即与光栅图像203相对应的基准图像210，和目标图像208。本领域的技术人员将理解的是，在实施例中，对原始图像缩减比例以产生基准图像210可以通过处理单元110而不是图像处理器102来执行，其中光栅图像203可以被发送到处理单元110以便转换成基准图像210。然而，具有近似匹配的目标和基准图像分辨率210可以允许诸如GPU之类的专用处理单元110执行专用比较操作，如由步骤211所指示的那样。由于GPU较中央处理単元(CPU)相对便宜，所以多个GPU可以被用于这个操作211，以代替使用更快且更昂贵的CPU。在第二阶段中，在所述缩减比例之后，处理单元110可以转换基准图像210的颜色格式以便对应于目标图像208的色谱格式。例如基准图像210的色谱可以被从CMYK转换为RGB或灰度。在第二阶段中，处理单元110可以调整目标图像208的分辨率以便与基准图像210的分辨率匹配。例如，目标图像208(即所捕获的图像)的初始分辨率可以为约200 X 80 DPI，而基准图像210的分辨率可以为约203. 2X81. 28 DPI。可以调整目标图像208的分辨率以便与基准图像210的分辨率匹配。在另ー实施例中，可以调整基准图像210的分辨率以便与目标图像208的分辨率匹配。图3示出了打印系统100和自动检查方法的概略概观，其中目标图像208和基准图像210可以包括低分辨率图像。图像处理器102可以生成光栅图像203。光栅图像103可以包括相对高分辨率CMYK图像，例如812X812 DPI。光栅图像103可以被发送到配备有半色调处理功能205的打印组件103。可以在介质111上生成并且打印与每个C、M、Y和/或K油墨相对应的半色调处理图案。可以在介质111的移动方向M上以例如300DPI或更小、或诸如135或67 DPI之类的150 DPI或更小的相对低的分辨率通过图像捕获组件109的ー个或多个RGB传感器来捕获结果得到的打印图像206。可替换地，图像捕获组件109可以例如以诸如约打印分辨率之类的相对高的分辨率来捕获具有CMYK色谱的打印图像206，并且然后转换为较低分辨率RGB色谱目标图像208。图像处理器102可以将光栅图像203转换为具有约与目标图像208相同的分辨率的基准图像210，尽管该分辨率仍然可以是稍微不同的。在此实例RGB中，处理单元110可以转换基准图像210的色谱以便与目标图像208匹配。处理单元110可以调整目标图像 208的分辨率以便与基准图像210的分辨率匹配。基准图像210和目标图像208可以通过处理单元110来比较。多个目标图像208可以通过多个GPU与基准图像210的相应区域相比较。通过使用多个GPU以及目标和基准图像208、210的匹配的分辨率，可以在移动介质111通过打印机100以便输出打印图像206的同时实时地执行该检查方法。打印系统100和检查方法的另ー实施例可以被图示在图4的概略图中。在这里，目标图像208可以具有単色谱。图像捕获组件109可以仅在一个颜色通道处捕获打印图像206。这可以允许相对便宜且有效的图像捕获和比较操作。图像捕获组件109可以包括单色光电传感器。在替代实施例中，所捕获的图像可以具有多个颜色通道，并且在图像捕获之后可以例如通过处理単元110来将目标图像208转换为灰度图像。在第一阶段中，基准图像210可以包括多个颜色通道例如CMYK，而在第二阶段中，所述多个顔色通道基准图像210的至少一部分可以被转换成单个颜色通道即灰度基准图像210。这可以允许与对应的灰度通道目标图像208的相对有效的比较。打印系统100的其它部件可以类似于图3中所示出的系统100。此系统100可以允许快且有成本效益的检查系统100和方法。图5示出了根据本发明的实施例的、可以由处理器单元110执行以便检测打印图像中的缺陷的比较操作的实施例。在第二阶段转换步骤302中，基准图像210和目标图像208可以以基本上相同的分辨率被转换为具有基本上相同的顔色格式，如上文所解释的那样。然后，在步骤303中可以记录基准图像210和目标图像208以对准图像以使能够实现精确的错误检測。例如，由于系统硬件缺陷或在从打印组件103退出时纸位置的变化的原因，可能发生不对准。接下来，在步骤304中，所记录的图像中的ー个或二者可以被滤波(例如被平滑和/或锐化)，从而使得能够比较目标和基准图像208、210。步骤304的滤波处理可以包括目标图像的锐化和基准图像边缘的柔化以增加获得准确缺陷检测的可能性。在这个步骤之后，在步骤305中可以执行缺陷检测以产生被发送到判定功能的缺陷图。判定功能可以分析缺陷图并且可以在步骤306中判定在图像中是否存在一个或多个缺陷，并且如果存在的话，则可以确定可能包括暂停或调整打印处理和/或改变操作员的适当的行动步骤。可选地，在步骤307中，诊断功能可以分析缺陷图以便确定原因并且可能地修复错误的原因。可替换地或此外，步骤307的诊断功能可以被用来保存缺陷的日志以用于维修计划及确定设备问题是否是急迫的。在步骤303中的基准图像210和目标图像208的记录能够使用如本领域中已知的任何合适的记录方法来实现，并且技术人员将了解的是，本发明的范围不限于特定的记录方法。在记录和/或滤波303、304之后，缺陷检测可以被应用于例如与步骤305和/或306相对应的所记录的基准图像和目标图像。在实施例中，缺陷检测功能可以在逐个像素的基础上实现结构相异性信息測量(DSM)。DSIM可以基于下述规则目标图像中的每个区域在基准图像中应该具有类似的附近区域，除非其包含缺陷。DS頂可以基于结构相似性信息測量(SSIM) [6]，其基于人类视觉感高度适合于从图像中提取结构信息的前提。诸如差分(difference)或误差平方和之类的最普遍的相似性測量易于理解和使用，但是它们不很好地对应于所感知的视觉质量[7，8]。缺陷检测功能使用来自SSIM的思想，其根据以下方程式将相似性值S分配给两个图像 5 j) = / (Klyk r(lyh stly}) (1)
其中，. 和5=是分别与目标图像中的目标区域和基准图像中的基准区域相对应的图像信号。SSIM可以具有三个分量亮度度量ム其比较所述两个区域的平均值；对比度度量C，其比较所述两个区域的标准偏差；以及结构度量S，其比较所述两个区域的相关性。这三个度量基于图像对的属性，包括信号平均值A
I .-V
=T^Z-r^(2)
^ , = I
イ目号标准偏差へ.:
I
以及信号互相关f7V :
=12- ^ 一凡 づへ)I * (4)
\ /V — I 匕 IJ
其中，总和遍及相关区域中的所有像素，并且N是区域中的像素的总数。基于这些属性，亮度度量7被定义为
"一、2A具+
,し1* 、卜—「 . r, ， (a)
/!；+/!； +C1,
其中C1是常数。对比度度量c被定义为
Ia + C,
= —--, (6)
+C\
其中C2是常数。最后，结构度量s被定义为
权利要求
1.用于检测打印图像中的缺陷的自动检查方法，包括 处理光栅图像， 将所述光栅图像发送至打印处理， 将与所述光栅图像相对应的打印图像打印到介质上， 至少在介质移动方向上以比所述打印图像更低的分辨率从所述打印图像的至少一部分捕获目标图像， 将所述光栅图像的至少一部分转换为基准图像，以及 将所述基准图像与所述目标图像相比较。
2.根据权利要求I所述的自动检查方法，其中，所述打印处理包括在打印之前对所述光栅图像进行半色调处理，并且打印所述经半色调处理的图像。
3.根据权利要求2所述的自动检查方法，其中，所述更低的分辨率包括在所述介质的移动方向上少于约每英寸300点。
4.根据权利要求3所述的自动检查方法，其中，在第一阶段中，所述基准图像具有青、品红、黄以及黑(CMYK)色谱。
5.根据权利要求4所述的自动检查方法，包括使用根据它们对亮度的影响的权重针对所述目标图像的每个颜色通道来应用并且组合结构相似性測量(SS頂)方法。
6.根据权利要求5所述的自动检查方法，其中，所述基准图像的所述分辨率和/或所述色谱分别被转换为近似等于所述目标图像的所述分辨率和/或所述色谱。
7.根据权利要求6所述的自动检查方法，其中，所述目标图像包括灰度图像。
8.根据权利要求7所述的自动检查方法，其中，所述光栅图像包括多个颜色通道，并且所述方法进ー步包括 将所述多个颜色通道光栅图像的至少一部分转换成一个颜色通道基准图像。
9.根据权利要求8所述的自动检查方法，其用于可变数据打印，包括毎秒打印至少ー页，其中每ー页使用不同的光栅图像来打印。
10.根据权利要求9所述的自动检查方法，包括通过用于ー个打印图像的多个处理单元并行地将多个基准图像部分与多个对应的目标图像部分相比较。
11.打印系统，包括 打印组件， 图像处理器，所述图像处理器被布置成将输入图像转换为用于所述打印组件的光栅图像，并且将所述光栅图像转换为基准图像， 联机图像捕获组件，其被布置成捕获打印介质的图像，以便以比所述打印图像更低的分辨率来提供目标图像，以及 处理单元，所述处理単元被布置成将目标图像与基准图像相比较。
12.根据权利要求11所述的打印系统，其中，所述联机图像捕获组件包括至少ー个图像捕获传感器，所述至少一个图像捕获传感器被布置成以比所述打印分辨率更低的分辨率来捕获所述打印介质的图像。
13.根据权利要求12所述的打印系统，其中，所述至少一个图像捕获传感器被布置成捕获RGB和单色目标图像中的至少ー个。
14.根据权利要求13所述的打印系统，其中，所述处理単元包括多个图形处理单元，每个图形处理单元被布置成将目标图像的一部分与基准图像的对应部分相比较，并且 所述多个图形处理单元被布置成并行地执行所述比较操作。
15.ー种包括用于指示打印系统执行用于检测打印图像中的缺陷的自动检查方法的指令的计算机可读介质，所述方法包括处理光栅图像， 将所述光栅图像发送至打印处理， 将与所述光栅图像相对应的打印图像打印到介质上， 以比所述打印图像更低的分辨率从所述打印图像的至少一部分捕获目标图像， 将所述光栅图像的至少一部分转换为基准图像，以及 将所述基准图像与所述目标图像相比较。
全文摘要
用于检测打印图像中的缺陷的自动检查方法，包括处理光栅图像；将所述光栅图像发送至打印处理；将与所述光栅图像相对应的打印图像打印到介质上；至少在介质移动方向上以比所述打印图像更低的分辨率从所述打印图像的至少一部分捕获目标图像；将所述光栅图像的至少一部分转换为基准图像；以及将所述基准图像与所述目标图像相比较。
文档编号G06F3/12GK102811863SQ201080062035
公开日2012年12月5日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者M.范斯, G.阿米尔, R.约德拉, O.巴科尔, R达冈, A.马尔基, C.斯特林, S.沙因, M.菲舍尔, D.沙克德, S.J.西姆斯克 申请人:惠普印迪戈股份公司