专利名称：一种纸张水印边界定位及品质识别方法
技术领域：
本发明一种纸张水印识别装置及方法，尤其涉及一种纸张水印边界定位及品质识别方法。
背景技术：
纸张中的水印图案，是在造纸过程中通过控制局部纸纤维的密度，形成的一种特殊光学特性的图案。印刷时，由于受到诸多条件的影响，水印图案可能存在不完整等质量问题；目前，大多依赖人眼判断纸张水印的质量问题，主观因素影响大，判断的准确性难以保证。一般地，水印图案检测中使用光传感器，发光元件与受光元件间隔配置，由于发光元件的老化以及周围温度等变化会使照射到纸张上的光线不均匀，从而影响了后期对图像 的水印图案的处理，造成水印图案的误识别。光纤传感器具有抗强电磁干扰、灵敏度高、能够工作在含有灰尘等的环境下的特点，使用光纤传感器能够稳定地定位纸张边界，提高定位精度。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纸张水印边界定位及品质识别方法，采用反射型光纤传感器定位纸张水印边界，减小外界环境因素对水印边界定位的影响；同时，减小因光照不均匀等因素造成的亮度偏差对水印图案识别的影响。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是—种纸张水印边界定位及品质识别装置，包括安装架7，纸张10在安装架7中行走，在安装架7上对应纸张10两侧边上方位置安装有对称的两个反射型光纤传感器9，对应纸张10中心上方位置安装有CXD传感器8，对应纸张10中心下方位置安装有光源12，光源12与纸张10之间有与纸张10平行的漫反射板11，反射型光纤传感器9接计算机14，CXD传感器8通过图像采集卡13接计算机14。本发明还提供了利用所述装置进行纸张水印边界定位及品质识别的方法，包括如下步骤步骤一，根据反射型光纤传感器9输出信号判断，如果到达水印纸边界，触发CXD传感器8采集一幅水印纸图像，并通过图像采集卡13传输至计算机14 ；步骤二，对图像进行灰度化处理；步骤三，提取灰度化图像的阈值，并将其转换为二值图像，此时，二值图像中目标图像即水印图案由黑色区域表示，像素值为0，背景区域由白色区域表示，像素值为I ;步骤四，对上述得到的二值图像进行取反处理，将水印图案的像素值变换为1，背景区域的像素值变换为0，便于后续水印图案的识别；步骤五，对步骤四中得到的图像进行边缘提取，从而获取水印图案的轮廓；步骤六，将所得水印图案轮廓与标准水印图案轮廓进行匹配，对不匹配的图像进行标记；步骤七，对结果信息进行显示与存储，便于后续的查询处理。与现有技术相比，本发明能够自动定位水印边界，提取水印图案并实现自动识别。若将本装置应用于生产上，能够实现对纸质水印图案质量的自动化在线检测，减少废品流出，提高工厂的信誉和经济效益。
图I为本发明的纸张水印边界定位与品质识别的功能示意框图。图2为本发明的水印纸图像装置示意图。
图3为纸张水印边界定位与品质识别的处理顺序流程图。图4为水印纸的水印图案处理流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。如图I所示，本发明功能模块包括控制单元1，用于控制CXD传感器8 ;水印纸采集区2，用于获取纸张水印的边界及水印纸图像；边界识别单元3，根据从水印纸采集区得到的水印边界数据对水印边界进行定位；水印图案识别单元4，用于对水印纸采集区采集到的纸张图像进行水印图案识别；显示与存储单元5，用于对检测结果的显示与保存。本发明用于获取纸张水印的边界及水印纸图像的装置如图2所示，包括安装架7，纸张10在安装架7中水平行走，在安装架7上对应纸张10两侧边上方位置安装有对称的两个反射型光纤传感器9，对应纸张10中心上方位置安装有CXD传感器8，对应纸张10中心下方位置安装有光源12，光源12与纸张10之间有与纸张10平行的漫反射板11。光源12可以采用多盏荧光灯，使得对水印纸照射从而形成具有光特性的水印纸图像；而漫反射板11的加入使得照射到纸张的光线更均匀。反射型光纤传感器9接计算机14，计算机14根据反射型光纤传感器9的输出信号来判断是否到达边界区域，由此即构成边界识别单元3，本发明中，设定为未到达边界区域时，反射型光纤传感器9输出为低电平,到达水印纸边界时，反射型光纤传感器9输出高电平。(XD传感器8通过图像采集卡13接计算机14,当到达水印纸边界时,控制单元I触发CCD传感器8采集一幅水印纸图像，并将图像传输至计算机14中，计算机14执行如图4的步骤步骤一，对图像进行灰度化处理；步骤二，提取灰度化图像的阈值，并将其转换为二值图像，此时，二值图像中目标图像即水印图案由黑色区域表示，像素值为0，背景区域由白色区域表示，像素值为I ;步骤三，对上述得到的二值图像进行取反处理，将水印图案的像素值变换为1，背景区域的像素值变换为0，便于后续水印图案的识别；步骤四，对步骤四中得到的图像进行边缘提取，从而获取水印图案的轮廓；步骤五，将所得水印图案轮廓与标准水印图案轮廓进行匹配，对不匹配的图像进行标记；
步骤，对结果信息进行显示与存储，便于后续的查询处理，显示与存储单元5也是利用计算机14实现。上述计算机14在收到图像后的处理过程即实现了水印图案识别单元4的功能。综上，本发明的主要步骤如图3所示首先，读取反射型光纤传感器9的输出，若为高电平，则说明到达水印纸边界，触 发CCD传感器8采集水印纸的图像，然后由水印图案识别单元4进行水印图案识别，并将结果显示与存储，之后再进行下一次检测，如此循环即可。
权利要求
1.一种纸张水印边界定位及品质识别装置，包括安装架(7)，纸张(10)在安装架(7)中行走，其特征在于，在安装架(7)上对应纸张(10)两侧边上方位置安装有対称的两个反射型光纤传感器(9)，对应纸张(10)中心上方位置安装有CXD传感器(8)，对应纸张(10)中心下方位置安装有光源(12)，光源(12)与纸张(10)之间有与纸张(10)平行的漫反射板(11)，反射型光纤传感器(9)接计算机(14)，C⑶传感器(8)通过图像采集卡(13)接计算机(14)。
2.利用权利要求I所述装置进行纸张水印边界定位及品质识别的方法，其特征在干，包括如下步骤 步骤一，根据反射型光纤传感器(9)输出信号判断，如果到达水印纸边界，触发CCD传感器(8)采集一幅水印纸图像，并通过图像采集卡(13)传输至计算机(14)； 步骤ニ，对图像进行灰度化处理； 步骤三，提取灰度化图像的阈值，并将其转换为ニ值图像，此时，ニ值图像中目标图像即水印图案由黒色区域表示，像素值为0，背景区域由白色区域表示，像素值为I ; 步骤四，对上述得到的ニ值图像进行取反处理，将水印图案的像素值变换为1，背景区域的像素值变换为0，便于后续水印图案的识别； 步骤五，对步骤四中得到的图像进行边缘提取，从而获取水印图案的轮廓； 步骤六，将所得水印图案轮廓与标准水印图案轮廓进行匹配，对不匹配的图像进行标记； 步骤七，对结果信息进行显示与存储，便于后续的查询处理。
全文摘要
一种纸张水印边界定位及品质识别装置，纸张在安装架中行走，在安装架上对应纸张两侧边上方位置安装有对称的两个反射型光纤传感器，对应纸张中心上方位置安装有CCD传感器，对应纸张中心下方位置安装有光源，光源与纸张之间有与纸张平行的漫反射板，反射型光纤传感器接计算机，CCD传感器通过图像采集卡接计算机，利用所述装置进行纸张水印边界定位及品质识别的方法，利用CCD传感器采集水印纸图像传输至计算机并对图像进行处理；将处理后水印图案轮廓与标准水印图案轮廓进行匹配，对不匹配的图像进行标记并对结果信息进行显示与存储，本发明能够自动定位水印边界，提取水印图案并实现自动识别。
文档编号G06K9/60GK102799886SQ20121019557
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者党宏社, 田丽娜, 张芳, 郭楚佳, 姚勇, 张新院, 杨小青 申请人:陕西科技大学