专利名称：光泽不均匀、印刷不均匀的测定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为一个质量项目定量测定产品表面光泽不均匀、印刷不均匀的光泽不均匀、印刷不均匀的测定方法及装置。
近年来，除产品表面的光泽强度之外，光泽不均匀、乃至印刷后的涂料纸或薄膜的不均匀在产品质量方面正日益受到重视。例如，涂料纸的“表面视感”、成型塑料表面的“波纹流痕”及汽车涂漆的“鲜亮性”等。
谈到涂料纸的表面视感，就是说，产品外观的光泽度越是均匀其表面视感认为越好。其评价以往是由检查员用肉眼凭视觉判断作为涂料纸表面主要部分的亚毫米区域的光泽不均匀。并且，也提出用电视摄象机等摄象装置对产品外观进行摄象，并根据摄象结果计算出产品外观的辉度等级(反射光强度)分布的下述检查方法。
其中之一就是将色谱扫描仪改造后将0.4mmΦ的光束以75°的入射角在涂料纸表面上扫查，并查明反射光强度的标准偏差与目视等级的关系(H.Fujiwara等，1990TAPPI Coat.Conf.proc.，209，1990)。
另一种方法是对由CCD摄象机输入的印刷纸的表面反射二维图象进行图象分析，核查与平均目视等级的相应关系，查明与反射光强度即浓淡度的变化系数的相关性好的情况。但是，对白纸的光泽不均匀来说大多是无相关性的情况(M.A.MacGregor等，1991TAPPI Coat.Conf.proc.，495，1991)。
其次，谈到印刷后的涂料纸的印刷不均匀，就是在本来应均匀印刷的印刷物的某个部位上的油墨浓度与周围油墨浓度相比，差异越大，则印刷越不均匀。另外，易于出现印刷不均匀的部位是均匀油墨浓度的半色调部分，所以对印刷不均匀的评价，以往是由检查员对印刷物的半色调部分凭视觉进行判断的。此外，还提出了检测印刷不均匀的各种测定方法和装置。
其中之一就是计算印刷后各个半色调部分的网点面积率，并求出其变化系数的方法(荒井隆夫，纸技术协会杂志43 57，1989)。
另一种是用图象分析装置对印刷后半色调部的一系列网点部分进行行扫描并将其浓淡分布的规律性数值化后作为印刷不均匀的参数的方法(T.Koskinen等，Paperi JaPuu 74 45 1992)。
但是，通过目视检查进行的光泽不均匀或印刷不均匀的检查，在评价时容易夹杂个人的主观因素而缺乏定量性，所以需要多个专业检查员客观地判定是否合格。
另一方面，在上述光泽不均匀的光学检查中存在如下缺点。
光泽不均匀的光学测定试图以反射光的强度分布进行定量化，但存在不一定与目视判定结果相对应的缺点。特别是白纸的表面视感(印刷前的表面视感)因漫反射光很强而使正反射光产生的光泽不均匀减弱，从而使检查反射光强度分布的光学检查方法的误差增大。
在印刷不均匀的光学检查方法中，由于仅测定油墨浓度的浓淡，因而有时与目视评价不一致。
因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种以光泽不均匀的大小和分布将光泽不均匀的测定结果定量化从而可以比以光强分布进行定量化正确地表示的光泽不均匀测定方法及装置，以及测定油墨浓度的浓淡部大小和分布从而比测定油墨浓度的浓淡提高精度的印刷不均匀测定方法及装置。
本发明的其他目的和优点在以下的说明中将看得更加清楚，可从一部分说明了解或通过对本发明的实施来理解。本发明的目的和优点可以利用在权利要求中指出的装置及其组合而实现。
本发明的目的是提供一种可以比采用光强分布或油墨浓度分布的现有方法精度更高的测定光泽不均匀和印刷不均匀的测定方法和装置。
按照本发明的光泽不均匀和印刷不均匀测定方法，利用摄象装置对检查对象进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的光泽不均匀及印刷不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀和印刷不均匀的测定结果。由于产品外观的光泽不均匀和印刷不均匀部分与不均匀部分的周围相比产生亮暗及浓淡的差异，所以在摄象图象中亮部或暗部形成封闭区画面，本申请的发明者发现，通过计算该闭区画面的图象的面积分布，可以将光泽不均匀和印刷不均匀的测定结果进行定量化表示。
更为详细地说，本发明的第1形态的特征在于，利用摄象装置对检查对象进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为印刷不均匀的测定结果。
本发明的第2形态的特征在于，除本发明的第1形态外，该计算出的各个面积的分布是平均面积或面积标准偏差。
本发明的第3形态的特征在于，利用摄象装置对检查对象进行摄象，并在图象分析装置中从作为上述摄象装置的摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分，将该检出的闭区画面的图象区域的平均面积与上述闭区画面的图象区域面积的标准偏差之乘积看作是表示印刷不均匀的定量值并将其求出。
本发明的第4形态的特征在于，利用摄象装置对纸的表面进行摄象，并用图象分析装置对作为该摄象结果所得到的图象进行扫描，从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为印刷不均匀的测定结果。
本发明的第5形态的特征在于，除本发明的第4形态外，上述纸的种类包括光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸中的任何一种。
本发明的第6形态的特征在于，除本发明的第1、第3和第4形态外，当检测形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域时，增强摄象结果的明暗亮度。
本发明的第7形态的特征在于，具有用于对检查对象进行摄象的摄象装置、用于从作为该摄象结果所得到的图象中检测出形成封闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分的检测装置、用于计算出该检出的各个闭区画面的图象区域面积的面积计算装置、及用于求出该计算出的各个面积的分布并将其计算结果作为印刷不均匀的测定结果输出的分布计算装置。
本发明的第8形态的特征在于，除本发明的第7形态外，还具有在该摄象装置中只导出漫反射光的偏振光滤光器。
本发明的第9形态的特征在于，利用摄象装置对检查对象进行摄象，并在图象分析装置中从作为上述摄象装置的摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的光泽不均匀部分，将该检出的闭分区图象区域的平均面积与上述闭区画面的图象区域面积的标准偏差之乘积看作是表示光泽不均匀的定量值并将其求出。
本发明的第10形态的特征在于，利用摄象装置对粗面纸表面进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述粗面纸表面的光泽不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
本发明的第11形态的特征在于，利用摄象装置对厚纸板表面进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述厚纸板表面的光泽不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
本发明的第12形态的特征在于，除本发明的第10或第11形态外，该计算出的各个面积的分布是平均面积或面积标准偏差。
本发明的第13形态的特征在于，在利用摄象装置对纸的表面进行摄象并在图象分析装置中对作为摄象结果所得到的图象进行信息处理后将该信息处理结果作为光泽不均匀测定结果的光泽不均匀测定方法中，与上述纸的种类对应地确定使用上述摄象结果的亮部和暗部图象中的某一个，向图象分析装置指示上述纸的种类，并由该图象分析装置从所得到的图象中检测出亮部和暗部的闭区画面的图象区域中与上述纸的种类对应的亮部和暗部中的某一个闭区画面的图象区域，计算出该检测出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
本发明的第14形态的特征在于，除本发明的第13形态外，上述纸的种类包括光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸中的任何一种。
本发明的第15形态的特征在于，除本发明的第14形态外，对上述光面涂料纸检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。
本发明的第16形态的特征在于，除本发明的第14形态外，对上述粗面涂料纸检测出上述摄象结果的亮部的闭区画面的图象区域。
本发明的第17形态的特征在于，除本发明的第14形态外，对上述厚纸板检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。
本发明的第18形态的特征在于，除本发明的第9、第10、第11、第13形态外，对上述光面涂料纸检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。当检测形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域时，增强摄象结果的明暗亮度。
在本发明的第1、2、3形态中，作为摄象结果中的闭区画面部分掌握印刷不均匀，将面积分布的程度例如平均面积、标准偏差、变化系数或每单位面积的白色部或黑色部的个数以及平均面积与标准偏差之乘积值作为印刷不均匀大小的定量值，因而测定精度提高。将平均面积、标准偏差、及平均面积与标准偏差之乘积作为对目视评价的定量值，尤为令人满意。
在本发明的第4形态中，将纸作为检查对象通过图象处理求得在纸上的印刷后部分的印刷不均匀。
在本发明的第5形态中，可测定在光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸上的印刷不均匀。在作为检查对象的纸上最好是将印刷后的半色调部分的印刷不均匀程度作为定量值。其中，涂料纸最好是将光滑涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸上的暗部图象区域作为印刷不均匀部分检出。
在本发明的第6形态中，除本发明的第1、第3、第4形态的任何一种外，通过增强摄象结果的明暗亮度来提高印刷不均匀的测定精度。
在本发明的第7形态中，将形成闭分区的亮部或暗部中的某一个图象区域作为面积计算对象，来求得印刷不均匀的测定结果。
在本发明的第8形态中，除本发明的第7形态外，通过在摄象装置中只导出漫反射光来提高印刷不均匀的测定精度。印刷不均匀取决于印刷物表面的漫反射光的原因是由于观测的是油墨浓度、准确地说是网点密度的不均匀。而涂料纸的微小光泽不均匀是由正反射光引起的，与作为印刷不均匀的主要原因的漫反射光引起的光泽不均匀是不同的。
在本发明的第9形态中，由于以从摄象结果得到的闭区画面的平均面积及标准偏差表示光泽不均匀的程度，使光泽不均匀的测定精度提高。平均面积、标准偏差、及平均面积与标准偏差之乘积作为对光泽不均匀目视评价的定量值，尤为令人满意。
在本发明的第10形态中，在作为检查对象的粗面纸上，通过将构成闭区画面的亮部的图象区域作为面积计算对象，可获得对粗面纸的良好的光泽不均匀测定精度。
在本发明的第11形态中，在作为检查对象的厚纸板上，通过将构成闭区画面的暗部的图象区域作为面积计算对象，可获得对厚纸板的良好的光泽均匀测定精度。对于涂料纸的光泽不均匀最好是将光面涂料纸、厚板纸上的暗部图象区域作为光泽不均匀部分检出，在粗面涂料纸上最好是将亮部图象区域作为光泽不均匀部分检出。
在本发明的第12形态中，除本发明的第10、第11外，通过用平均面积或面积的标准偏差表示光泽不均匀的程度，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第13形态中，对光泽不均匀的测定，通过使用纸的种类在亮部闭区画面的数据和暗部闭区画面的数据中最佳的数据，可以提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第14形态中，除本发明的第13外，可测定光面涂料纸、粗面涂料纸及厚板纸的光泽不均匀。
在本发明的第15形态中，除本发明的第14外，对于光面涂料纸通过采用暗部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第16形态中，除本发明的第14外，对于粗面涂料纸通过采用亮部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第17形态中，除本发明的第16外，对于厚纸板通过采用暗部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第18态中，除本发明的第9、第10、第11形态的任何一种外，通过增强摄象结果的明暗亮度来提高光泽不均匀的测定精度。
附图与本说明书为一个整体、构成其一部分，在表示本发明的极佳的实施例的同时，在阅读上述的简略说明和以下详述的适用实施例时，参照附图在理解本发明的内容上是有用的。
图1是表示本发明实施例的基本结构的功能结构图。
图2是表示本发明第1实施例结构的结构图。
图3是表示摄象结果及实施图象处理后的图象例的图。
图4是表示目视测定评价结果的图。
图5是表示目视平均等级与光泽不均匀亮部面积标准偏差的关系的图。
图6是表示目视平均等级与光泽不均匀暗部面积标准偏差的关系的图。
图7是表示目视平均等级与光泽不均匀亮部平均面积的关系的图。
图8是表示目视平均等级与光泽不均匀暗部平均面积的关系的图。
图9是表示目视平均等级与光泽不均匀亮部密度的关系的图。
图10是表示目视平均等级与光泽不均匀暗部密度的关系的图。
图11是表示傅里叶变换时暗部大小的范围下限与相关系数(目视平均值—暗部面积标准偏差)的关系的图。
图12是表示傅里叶变换时暗部大小的范围上限与相关系数(目视平均值—暗部面积标准偏差)的关系的图。
图13是表示傅里叶变换时的增强系数与相关系数的关系的图。
图14是表示第2实施例结构的框图。
图15是表示黑色部平均面积与目视平均等级的关系的说明图。
图16是表示黑色部平均面积与目视平均等级的关系的说明图。
图17是表示目视平均等级与暗部平均面积的关系的说明图。
图18是表示目视平均等级与暗部面积标准偏差的关系的说明图。
图19是表示粗面涂料纸上的增强图象白色部的平均面积与肉眼评价的关系的说明图。
图20是表示粗面涂料纸上的增强图象黑色部的平均面积与肉眼评价的关系的说明图。
图21是表示粗面涂料纸上的增强图象白色部的面积标准偏差与目视评价的关系的说明图。
图22是表示粗面涂料纸上的增强图象黑色部的面积标准偏差与目视评价的关系的说明图。
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
图1示出本发明实施例的基本结构。
在图1中，1000是用于对检查对象进行摄象的摄象装置。
1100是用于从作为该摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的图象区域作为上述检查对象的光泽不均匀部分和印刷不均匀部分的检测装置。
1200是用于计算出该检测出的各个闭区画面的图象区域面积的第1计算装置。
1300是通过求出该计算出的各个面积的分布，将其计算结果作为光泽不均匀部分和印刷不均匀的测定结果输出的第2计算装置。
如后文所述，检测装置1000、第1、第2计算装置1200、1300的功能利用图象分析处理装置实现。
图2示出采用本发明的光泽不均匀测定装置的简略结构。
在图2中，从摄象装置(图1中的摄象装置1000)10内的光源21发出的光通过偏振光滤光器22投射在检查的对象物23上。在对象物23上反射的光通过偏振光滤光器25由电视摄象机24接收。电视摄象机24将所接收的光变换为每个象素的图象信号，并输出到图象分析装置20。
在本实施例中采用的光源21最好是可见单色光或白色光。而投向对象物23表面上的入射光最好是平行光或接近平行光状态的光。如不是平行光或接近平行光状态的光，则将难于在图象总体范围上捕捉到光泽不均匀。入射角最好是15°～35°，但不限于此。
在本实施例中，由电视摄象机24接收的反射光相对于入射角的值最好是在-10°～+10°的反射角上接收。如超出该范围则很难接收到形成光泽主体的正反射光。
由于使入射光和反射光通过相位相同的偏振光滤光器，所以将漫反射光隔断，而使正反射光透过。因此使光泽不均匀更加增强。
本实施例中使用的电视摄象机24系指获得对象物23的二维(平面)图象的装置，如以电信号捕集相对于平面内位置的明暗亮度变化，也可使用其他任何装置。作为市售商品有CCD摄象机、图象摄象机等，但最好采用明暗亮度与电信号成线性关系的CCD摄象机。电视摄象机镜头的焦点距离，如图象的分辨能力用对象物的大小表示，则最好选定在0.5mm以下，而且与图象总体相当的对象物的测定面积在2×2mm以上。
本发明的特征在于图象信号的分析方法，下面说明与本发明有关的图象分析处理。
由电视摄象机24得到的一个画面部分的图象信号，即每个象素的辉度值(表示浓淡度)存储在图象分析装置20内的存储器后，由中央运算处理装置读出，按以下步骤进行图象分析。
(1)对二维图象按下式进行傅里叶变换。
(式1)F(ω)=12π∫-∞∞∫-∞∞e-iωxf(x)dx]]>ω＝ωx，ωyx＝xx，xydx＝dxx，dxy
傅里叶变换的结果表示每个频带的强度分布，并称之为功率谱。
(2)对傅里叶变换结果进行傅里叶反变换时，通过将可用肉眼识别的特定波长范围的相应部分乘以增强系数，可以得到将摄象时的二维图象的明暗亮度增强后的增强图象。傅里叶反变换式以下式表示。
(式2)f1(x)=12π{∫-∞ω1∫-∞ω1eiωxF(ω)dω]]>+a∫ω1ω2∫ω1ω2eiωxF(ω)dω+∫ω2∞∫ω2∞eiωxF(ω)dω}]]>ω1内频率ω2外频率a增强系数dω＝dωx，dωy
(3)从所得到的增强图象中检测出与明暗亮部对应的白色部或与暗部对应的黑色部形成闭区画面的图象区域部分作为光泽不均匀部分，计算出在各个闭区画面区域内的面积、平均面积或标准偏差、或变化系数或每单位面积的白色部或黑色部的个数，作为与目视评价对应的光泽不均匀的判定参数。并且，这些参数可用于定量地表示光泽不均匀的程度(分布)。
这里，所谓白色部和黑色部是指具有分别以白色和黑色为基准的浓淡度的独立的闭区画面区域。
为参考上列参数的计算式，列出以下各式。在执行上述处理时的图象分析装置，作为图1的检测装置1000、第1计算装置1200、第2计算装置1300的动作情况就不用再说了。
(式3)平均值SM=Σi=1nSin]]>S1第i个白色部或黑色部的面积n个数(式4)标准偏差Sσ=Σi=1n(Si-SM)2n]]>(式5)变化系数Sv=SσSM]]>个数假定为用成为图象的被摄体表面面积(单位cm2)除增强图象的白色部或黑色部的个数所得的单位面积的个数。
作为上述特定波长范围，最好设定在下限为0.004～2.0mm，上限为2.0～200mm的波长范围。如使下限超出0.004～2.0mm之外，则与人的视觉分辨能力有差异，不能得到有效的测定值。而如使上限超出2.0～200mm之外，则与人们感觉差别的能力相差很大，也不能得到有效的测定值。
在(2)式中增强系数最好为2～50倍。如小于2倍则达不到明暗亮度的两极化，如超过50倍则不均匀的形状与凭视觉看到的不一致，很难得到有效的测定值。
当在计算机上进行以上的运算处理时，将二维图象划分为象素的集合体，并按各象素的浓淡度将图象信号数字化后输入。
在上述的图象分析处理中，对二维图象进行傅里叶变换和反变换以求得白色部和黑色部的操作，取代了现有的所谓＂阈值＂的往往是任意进行的区域设定，对所有的样品都能按同样条件设定，所以可得到重复性、可靠性高的测定值。
定量测定检查对象的光泽不均匀的方法和装置，作为取代现有的凭视觉判定产品表面的光泽不均匀的方法是很适用的，由于没有不需要的任意操作，所以不受测定者的经验判断所左右，因而具有能以简单的方式得到重复性、可靠性高的定量数值的特征。
因此，本发明不只是为涂料纸的白纸表面及印刷面的微小光泽不均匀、同时也为成型塑料表面、各种涂漆表面以及其他重视美观、平滑性物品的微小光泽不均匀的定量评价提供了一种有用的方法和装置。
下面介绍实际进行过的光泽不均匀测定结果以供参考。使白色可见平行光(光照射装置HT-2Nikon)发生偏振，以对涂料纸表面的法线成25°的入射角照射在纸面上，与入射角同为25°的反射光通过同相位的偏振光滤光器由CCD摄象机(SONYCE-75)检出。
每个象素的对象物表面的摄象面积为40×40μm，测定面积为10×10mm。每1个样品摄4个位置，所得数据取其相加平均值。
各象素的亮度由A/D转换器数字化并变换为浓淡度。浓淡度从黑到白256等分，黑为0级，白为255级。在各组涂料纸样品中光量的光泽度最高的样品的浓淡度分布设定在255浓淡度等级以下。
关于图象分析(图象分析装置IP-1000Asahi Chem.Ind.)的条件，在对原图象进行2维傅里叶变换后、再进行反变换时，将强化系数设定为用肉眼可识别的特定波长范围，以增强图象的亮暗不均匀。增强前的图象和增强后的图象如图3所示。将不均匀增强后的图象的浓淡度，其<黑色部>的范围为0～1，<白色部>的范围为254～255。
求得每个黑色部(原图象的暗部)和白色部(原图象的亮部)的面积后，计算其标准偏差。
关于目视等级，是由公司内外的7～18位纸质评价专家进行等级评定，将其所定等级的相加平均值作为目视平均值。等级平定方法以对各组的表面视感的好坏为序，按1、2、3…的整数评定。
18人对市售的A2光面纸(79g/m2)的目视评价等级结果示于图4。目视评价的平均等级和与涂料纸的光泽不均匀相当的被增强了的白色部及黑色部的面积标准偏差之间的关系示于图5和图6。在这种情况下进行傅里叶变换时的增强波长范围为0.4～8.0mm，增强系数取10倍。从图5和图6可以清楚看出，当取白色部时，相关系数为r＝-0.48，黑色部时为r＝0.97。附带说一下，目视评价的平均等级与浓淡度变化系数的相关性为r＝0.72，在浓淡度的标准偏差下r＝-0.35。从以上结果可以看出，光面纸的目视评价应观察光泽不均匀的暗的部分而不是亮的部分。而且，应考虑将黑色部的面积的标准偏差作为对视觉感觉的支配因素而不是表示浓淡度分布的参数。
另外，目视评价的平均等级与每个黑色部和白色部的平均面积或密度之间的关系示于图7～图10。暗部面积的平均值及每单位面积的个数与目视评价有着很高的相关性。
对进行傅里叶反变换时的增强范围的边界条件的也做了特定试验。图11示出对范围下限的相关系数，而图12示出对范围上限的相关系数。从两个图中可以看出，0.4～8.0mm是最适当的。在该范围内还检查了增强系数为5～20倍的情况，确认了10倍是最佳的(图13)。
对市售的其他种类的胶印用簿光面纸也用同样的测定法求得黑色部的平均面积及其标准偏差，计算了与目视评价的平均等级的相关系数。其结果列在以下的表1内。所示出的标准偏差的相关系数为0.90～0.97，可以看到，有很好的相关性。黑色部平均面积的相关系数为0.89～0.97，同样显示了良好的相关性，但说起来还是与标准偏差的相关系数显示出更高的值。
表1由涂料低的亚毫米区域的光泽值品种 A0A1A2A2A3纸的重量(g/m2)128 128 1287970样品数 5 7 5 9 775°白纸光泽(％) 76-83 72-78 60-67 56-71 47-59相关系数对黑色部的面积标准偏差0.96 0.90 0.95 0.97 0.94对黑色部件平均面积0.97 0.90 0.97 0.97 0.89范围黑色部的面积标准偏差(mm2) 0.21-0.57 0.24-0.56 0.30-0.79 0.31-1.10 0.46-0.76黑色部的平均面积(mm2) 0.10-0.20 0.12-0.26 0.18-0.32 0.17-0.46 0.23-0.32二维图象的平均浓淡度 83-13577-11877-12374-14969-115
图14示出采用本发明的第2实施例中的测定装置的简略结构。
在图14中，从摄象装置10内的光源121和121＇发出的光通过偏振光滤光器122和122＇投射在检查的对象物123上。在对象物123上反射的光通过偏振光滤光器125由电视摄象机124接收。电视摄象机124将所接收的光变换为每个象素的图象信号，并输出到图象分析装置120。
在本实施例中采用的光源121最好是可见单色光或白色光。而投向对象物123表面上的入射光可用平行光或漫射光，但并不作特别的限定。在本实施例中由电视摄象机124接收的反射光最好是接收漫反射光。由于使反射光通过与入射光的偏振光滤光器122和122＇(122和122＇同相位)改变90°相位的偏振光滤光器125，所以使漫反射光透过，而将正反射光隔断。因此使印刷不均匀更加增强。
本实施例中使用的电视摄象机124系指获得对象物123的二维(平面)图象的装置，如以电信号捕集相对于平面内位置的印刷不均匀的浓淡变化，也可使用其他任何装置。作为市售商品有CCD摄象机、图象摄象机等，但最好采用明暗亮度与电信号成线性关系的CCD摄象机。电视摄象机镜头的焦点距离，如图象的分辨能力用对象物的大小表示，则最好选定在0.5mm以下，而且与图象总体相当的对象物的测定面积在2×2mm以上。本实施例的图象分析与第1实施例相同，按式1通过傅里叶分析进行。即，由电视摄象机124得到的一个画面部分的图象信号，即每个象素的辉度值(表示浓淡度)存储在图象分析装置120内的存储器后，由中央运算处理装置读出，按以下步骤进行图象分析。
(1)按式1对二维图象进行傅里叶变换。
傅里叶变换的结果表示每个频带的强度分布，并称之为功率谱。
(2)对傅里叶变换结果按上述式2进行傅里叶反变换时，通过将可用肉眼识别的特定波长范围的相应部分乘以增强系数，可以得到将摄象时的二维图象的明暗亮度增强后的增强图象。
(3)从所得到的增强图象中检测出与亮部对应的白色部或与暗部对应的黑色部形成闭分区的图象区域部分作为印刷不均匀部分，计算出在各个闭分区区域内的面积、平均面积或标准偏差、或变化系数或每单位面积的白色部或黑色部的个数，作为与目视评价对应的印刷不均匀的判定参数。并且，这些参数可用于定量地表示印刷不均匀的程度(分布)。
这里，所谓白色部和黑色部是指具有分别以白色和黑色为基准的浓淡度的独立的闭分区区域。
在计算上述参数时采用上述式3～式5。作为上述特定波长范围，最好设定在下限为0.004～2.0mm，上限为2.0～200mm的波长范围。如使下限超出0.004～2.0mm之外，则与人的视觉分辨能力有差异，不能得到有效的测定值。而如使上限超出2.0～200mm之外，则与人们感觉差别的能力相差很大，也不能得到有效的测定值。
在第2实施例中(2)式中的增强系数最好为2～500倍。如小于2倍则达不到明暗亮度的两极化，如超过500倍则不均匀的形状与凭视觉看到的不一致，很难得到有效的测定值。
当在计算机上进行以上的运算处理时，将二维图象划分为象素的集合体，并按各象素的浓淡度将图象信号数字化后输入。
在上述的图象分析处理中，对二维图象进行傅里叶变换和反变换以求得白色部和黑色部的操作，取代了现有的所谓＂阈值＂的往往是任意进行的区域设定，对所有的样品都能按同样条件设定，所以可得到重复性、可靠性高的测定值。
定量测定检查对象的印刷不均匀的方法和装置，作为取代现有的凭视觉判定产品表面的印刷不均匀的方法是很适用的，由于没有不需要的任意操作，所以不受测定者的经验判断所左右，因而具有能以简单的方式得到重复性、可靠性高的定量数值的特征。
因此，本发明不只是为涂料纸的印刷不均匀、同时也为塑料、薄膜表面、成型塑料表面以及各种涂漆表面及其他重视表面印刷性物品的印刷不均匀的定量评价提供了一种有用的方法和装置。
下面介绍实际进行过的印刷不均匀测定结果以供参考。印刷后的涂料纸的样品，采用市售胶印用簿A2光面优质涂料纸(坪量127g/m2，10张样品)、用四色印刷机组式印刷机印刷后的多色半色调部。
印刷涂料纸的印刷不均匀测定装置采用图14所示的装置。将白色可见光偏振，以对印刷涂料纸表面上的法线成45°的入射角照射在纸面上，该0°的反射光通过相位与入射光相差90°的偏振光滤光器由CCD摄象机(SONYCE-75)检出。
每个象素的对象物表面的摄象面积为100×100μm，测定面积为25×25mm。每1个样品摄4个位置，所得数据取其相加平均值。
各象素的亮度由A/D转换器数字化并变换为浓淡度。浓淡度从黑到白256等分，黑为0级，白为255级。在各组涂料纸样品中光量的光泽度最高的样品的浓淡度分布设定在255浓淡度等级以下。
关于图象分析(图象分析装置IP-1000Asahi Chem.Ind.)的条件，在对原图象进行2维傅里叶变换后、再进行反变换时，将强化系数设定为用肉眼可识别的特定波长范围，以增强图象的亮暗不均匀。增强前的图象和增强后的图象如图3所示。将不均匀增强后的图象的浓淡度，其<黑色部>的范围为0～1，<白色部>的范围为254～255。求得每个黑色部(原图象的暗部)和白色部(原图象的亮部)的面积后，计算其平均面积及面积标准偏差。
关于目视等级，是由公司内外的12位纸质评价专家进行等级评定，将其所定等级的相加平均值作为目视平均值。等级平定方法以对各组的表面视感的好坏为序，按1、2、3…的整数评定。
12人对市售的A2印刷涂料纸的半色调部的目视评价等级结果列于表2。目视评价的平均等级和与涂料纸的印刷不均匀相当的被增强了的白色部及黑色部的面积标准偏差之间的关系示于图15。在这种情况下傅里叶变换时的增强波长范围为1.2～6.2mm，增强系数取160倍。从图15可以清楚看出，相关系数为r＝-0.95。而目视评价的平均等级与黑色部面积的标准偏差的关系示于图16。暗部面积的分布与目视评价有着很高的相关性。
对市售的A0～A3胶印用簿涂料纸印刷物，按照对单色(黑、蓝和红)的半色调部的印刷不均匀取0.8～4.0mm的增强波长范围、及80～240倍的增强系数，进行同样的测定，求出了黑色部的平均面积及其标准偏差。对这两个值与目视评价的平均等级的相关系数进行了计算，得到了表3～表5的结果。
表2涂料纸(A2)的印刷不均匀目视评价-多色印刷半色调部
1→10＝优→劣表3印刷不均匀(单色黑米色调部)的目视评价与测定值的相关性品种A0A1A2A3纸的重量(g/m2)127.9 127.9 79.1 79.1样品数 6 5 9 8相关系数黑色部平均面积0.93 0.96 0.94 0.95黑色部面积标准偏差0.93 0.94 0.95 0.95黑色部的等效直径(mm) 0.44-0.54 0.43-0.59 0.52-0.65 0.54-0.62
表4印刷不均匀(单色蓝半色调部)的目视评价与测定值的相关性品种 A0A1A2A3纸的重量(g/m2) 127.9 127.9 79.1 79.1样品数6 5 9 8相关系数对黑色部平均面积 0.97 0.97 0.92 0.94对黑色部面积标准偏差 0.93 0.88 0.90 0.93黑色部的等效直径(mm) 0.54-0.64 0.53-0.64 0.52-0.60 0.56-0.64
表5印刷不均匀(单色红米色调部)的目视评价与测定值的相关性品种 A0A1A2A3纸的重量(g/m2) 127.9 127.9 79.1 79.1样品数 6 5 9 8相关系数对黑色部平均面积0.89 0.97 0.94 0.93对黑色部面积标准偏差0.80 0.94 0.92 0.92黑色部的等效直径(mm) 0.41-0.45 0.49-0.58 0.48-0.59 0.49-0.56
上述测定结果是用光泽值45％～85％左右和光泽值高的光面涂料纸得到的。即使纸的种类不同，本发明仍能适用。作为一例，在图17示出了将本发明应用于厚纸板的测定结果，即暗部平均面积与目视评价平均值的关系。在图18还示出了暗部面积标准偏差与目视评价平均值的关系。如参照图17和图18，可理解目视评价平均值与暗部平均面积或暗部面积标准偏差的关系。在厚纸板的情况下，最好使用暗部数据进行判定。这时的增强波长范围为0.5～20.0mm，增强系数为10倍。
在涂料纸中，已知有光泽值高的光面涂料纸(45％～85％)和光泽值低的粗面涂料纸(0％～30％)，当为光泽值高的光面涂料纸时，对于其摄象后图象中的光泽不均匀，暗部(黑色部)的图象数据与目视评价的相关性要比亮部(白色部)的图象数据高，这种情况已在图5和图6中作了说明。考虑到这一点，如要检查粗面涂料纸，则可得到如图19和图20所示的测定结果。图19示出白色部的闭区画面的平均面积与目视评价的关系。图20示出黑色部的闭区画面的平均面积与目视评价的关系。由图可以看出，白色部数据方面的相关系数要比黑色部数据高得多，其结果是，对于粗面涂料纸可用对白色部数据计算分布的方法进行判定。因此，当想要对应于涂料纸的种类得到最好的测定结果时，用户应从图象分析装置120的键盘指示所用的纸是光面涂料纸、或粗面涂料纸抑或是厚纸板。图象分析装置120内的CPU根据由键盘指示的纸的种类使用相对应的黑色部的闭区画面2的图象数据或白色部的闭区画面的图象数据计算面积和面积分布。
在以上例子中，作为面积分布的数据分别单独使用闭区画面的平均值和标准偏差值。但是，采用闭区画面的面积平均值和标准偏差值的乘积(闭区画面的面积平均值×标准偏差值)值作为指示测定结果的指标，已经判明能够更好的表示光泽不均匀或印刷不均匀的程度。
在表6～表8中列出了表示从光面涂料纸得到的图象数据中的面积平均值、标准偏差值、两者的乘积值与目视平均等级的相关系数。表中示出与光泽值不同的各种光面纸对应的上述数据的变化。表7列出对于光面纸的单色黑半色调部的印刷不均匀的上述数据变化。表8列出对于光面纸的单色红半色调部的印刷不均匀的上述数据变化。
表6光面涂料纸的各种光泽值等级品种 A0A1A2A2A3纸的重量(g/m2) 128 128 1287970样品数 5 7 5 9 7白纸光泽(％) 76-83 72-78 60-67 56-71 47-59相关系数对黑色部面积标准偏差 0.96 0.90 0.95 0.97 0.94对黑色部平均面积 0.97 0.90 0.97 0.97 0.89对黑色部(面积×标准偏差) 0.98 0.97 0.98 0.96 0.94浓淡度标准偏差0.03 0.63 0.42 0.35 0.64浓淡度变化系数0.86 0.59 0.86 0.72 0.85范围黑色部面积标准偏差(mm2)0.21-0.57 0.24-0.56 0.30-0.79 0.31-1.10 0.46-0.76黑色部平均面积(mm2)0.10-0.20 0.12-0.26 0.18-0.32 0.17-0.46 0.23-0.32黑色部的等效直径(mm)0.35-0.50 0.39-0.58 0.48-0.64 0.47-0.77 0.54-0.64
表7<
>
表8
<p>因此，在图象分析装置120中，由CPU计算出闭区画面的面积平均值和标准偏差值之乘积，将该值本身作为测定结果，或将该值变换为例如1～10的分级形态而经变换结果作为测定结果的值。
除本实施例外，可实现以下各例。
(1)在第1、第2实施例中，说明了在进行光泽不均匀和印刷不均匀的测定之前的处理，但也可用测定结果自动进行外观检查。在这种情况下，将作为测定结果得到的参数与预先设定的阈值进行比较，判断有无异常情况。这时，在表示检查结果的同时，可将增强后的图象在显示器上显示出来。
(2)在将光泽不均匀或印刷不均匀的测定结果以可视信号输出时，可以采用以下形态。
(a)将算出的参数值用显示装置或打印机以数值输出。
(b)将算出的参数值用显示装置或打印机以曲线图输出。
(c)通过采用多个参数值的数值计算式将光泽不均匀或印刷不均匀的程度变换为数值，根据其数值显示出象光泽不均匀或印刷不均匀的程度＂大＂、＂中＂、＂小＂那样的信息。
(3)为检测出闭区画面部分的图象区域可以采用现有技术。作为一例，在本实施例中给出了为从图象之中检测出闭区画面部分的图象区域而计算增强后图象中浓淡度值为0和1的黑色部部分的面积和浓淡度值为254和255的白色部部分的面积、即分别对其象素数进行计数的例子。作为求取闭区画面部分的区域和面积的方法，其他还有众所周知的利用轮廓线抽出处理从增强图象中抽出轮廓线，并可通过对轮廓线中的象素数进行计数求得闭区画面的面积。
(4)在想要明确得到光泽不均匀或印刷不均匀部分的边界时，可将形成的轮廓线增强后显示。
在本发明的第1、2、3形态中，作为摄象结果中的闭区画面部分掌握印刷不均匀，将面积分布的程度例如平均面积、标准偏差、变化系数或每单位面积的白色部或黑色部的个数以及平均面积与标准偏差之乘积值作为印刷不均匀大小的定量值，因而测定精度提高。将平均面积、标准偏差、及平均面积与标准偏差之乘积作为对目视评价的定量值，尤为令人满意。
在本发明的第4形态中，将纸作为检查对象通过图象处理求得在纸上的印刷后部分的印刷不均匀。
在本发明的第5形态中，可测定在光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸上的印刷不均匀。在作为检查对象的纸上最好是将印刷后的半色调部分的印刷不均匀程度作为定量值。其中，涂料纸最好是将光滑涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸上的暗部图象区域作为印刷不均匀部分检出。
在本发明的第6形态中，除本发明的第1、第3、第4形态的任何一种外，通过增强摄象结果的明暗亮度来提高印刷不均匀的测定精度。
在本发明的第7形态中，将形成闭分区的亮部或暗部中的某一个图象区域作为面积计算对象，来求得印刷不均匀的测定结果。
在本发明的第8形态中，除本发明的第7形态外，通过在摄象装置中只导出漫反射光来提高印刷不均匀的测定精度。印刷不均匀取决于印刷物表面的漫反射光的原因是由于观测的是油墨浓度、准确地说是网点密度的不均匀。而涂料纸的微小光泽不均匀是由正反射光引起的，与作为印刷不均匀的主要原因的漫反射光引起的光泽不均匀是不同的。
在本发明的第9形态中，由于以从摄象结果得到的闭区画面的平均面积及标准偏差表示光泽不均匀的程度，使光泽不均匀的测定精度提高。平均面积、标准偏差、及平均面积与标准偏差之乘积作为对光泽不均匀目视评价的定量值，尤为令人满意。
在本发明的第10形态中，在作为检查对象的粗面纸上，通过将构成闭区画面的亮部的图象区域作为面积计算对象，可获得对粗面纸的良好的光泽不均匀测定精度。
在本发明的第11形态中，在作为检查对象的厚纸板上，通过将构成闭区画面的暗部的图象区域作为面积计算对象，可获得对厚纸板的良好的光泽均匀测定精度。对于涂料纸的光泽不均匀最好是将光面涂料纸、厚板纸上的暗部图象区域作为光泽不均匀部分检出，在粗面涂料纸上最好是将亮部图象区域作为光泽不均匀部分检出。
在本发明的第12形态中，除本发明的第10、第11外，通过用平均面积或面积的标准偏差表示光泽不均匀的程度，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第13形态中，对光泽不均匀的测定，按照纸的种类通过使用在亮部闭区画面数据和暗部闭区画面数据中最佳的数据，可以提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第14形态中，除本发明的第13外，可测定光面涂料纸、粗面涂料纸及厚板纸的光泽不均匀。
在本发明的第15形态中，除本发明的第14外，对于光面涂料纸通过采用暗部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第16形态中，除本发明的第14外，对于粗面涂料纸通过采用亮部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
在本发明的第17形态中，除本发明的第16外，对于厚纸板通过采用暗部闭区画面的图象数据，提高光泽不均匀的测定精度。
权利要求
1.一种印刷不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对检查对象进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为印刷不均匀的测定结果。
2.根据权利要求1所述的印刷不均匀测定方法，其特征在于该计算出的各个面积的分布是平均面积或面积标准偏差。
3.一种印刷不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对检查对象进行摄象，并在图象分析装置中从作为上述摄象装置的摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面区的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分，将该检出的闭区画面的图象区域的平均面积与上述闭区画面的图象区域面积的标准偏差之乘积看作是表示印刷不均匀的定量值并将其求出。
4.一种印刷不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对纸的表面进行摄象，并用图象分析装置对作为该摄象结果所得到的图象进行扫描，从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为印刷不均匀的测定结果。
5.根据权利要求4所述的印刷不均匀测定方法，其特征在于上述纸的种类包括光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸中的任何一种。
6.根据权利要求1、权利要求3和权利要求4中的任何一项所述的印刷不均匀测定方法，其特征在于当检测形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域时，增强摄象结果的明暗亮度。
7.一种印刷不均匀测定装置，其特征在于具有用于对检查对象进行摄象的摄象装置、用于从作为该摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的印刷不均匀部分的检测装置、用于计算出该检出的各个闭区画面的图象区域面积的面积计算装置、及用于求出该计算出的各个面积的分布并将其计算结果作为印刷不均匀的测定结果输出的分布计算装置。
8.根据权利要求7所述的印刷不均匀测定装置，其特征在于还具有在该摄象装置中只导出漫反射光的偏振光滤光器。
9.一种光泽不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对检查对象进行摄象，并在图象分析装置中从作为上述摄象装置的摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述检查对象的光泽不均匀部分，将该检出的闭区画面的图象区域的平均面积与上述闭区画面的图象区域面积的标准偏差之乘积看作是表示光泽不均匀的定量值并将其求出。
10.一种光泽不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对粗面纸表面进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域，作为上述粗面纸表面的光泽不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
11.一种光泽不均匀测定方法，其特征在于利用摄象装置对厚纸板表面进行摄象，并用图象分析装置从作为摄象结果所得到的图象中检测出形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为上述厚纸板表面的光泽不均匀部分，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于该计算出的各个面积的分布是平均面积或面积标准偏差。
13.一种利用摄象装置对纸的表面进行摄象并在图象分析装置中对作为摄象结果所得到的图象进行信息处理后将该信息处理结果作为光泽不均匀测定结果的光泽不均匀测定方法，其特征在于相应于上述纸的种类确定使用上述摄象结果的亮部和暗部图象中的一个，向图象分析装置指示上述纸的种类，并由该图象分析装置从所得到的图象中检测出亮部和暗部的闭区画面的图象区域中与上述纸的种类对应的亮部和暗部任何一个闭区画面的图象区域，计算出该检出的各个闭区画面的图象区域的面积，并求出该计算出的各个面积的分布，将该计算结果定量化后作为光泽不均匀的测定结果。
14.根据权利要求13所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于上述纸的种类包括光面涂料纸、粗面涂料纸、厚板纸中的任何一种。
15.根据权利要求14所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于对上述光面涂料纸检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。
16.根据权利要求14所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于对上述粗面涂料纸检测出上述摄象结果的亮部的闭区画面的图象区域。
17.根据权利要求14所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于对上述厚纸板检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。
18.根据权利要求9、权利要求10、权利要求11和权利要求13中的任何一项所述的光泽不均匀测定方法，其特征在于对上述光面涂料纸检测出上述摄象结果的暗部的闭区画面的图象区域。当检测形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域时，增强摄象结果的明暗亮度。
全文摘要
将从一个光源21发出的可见光照射在对象物23的表面上，其反射光由电视摄象机24接收，在将所得到的明暗亮度具有浓淡度分布的二维图象在图象分析装置中进行傅里叶变换、接着进行傅里叶反变换时，在特定波长范围内用增强系数使图象的明暗亮度两极化，将形成闭区画面的亮部或暗部的图象区域作为光泽不均匀或印刷不均匀部分，分别计算其各个面积，并将该面积的分布参数作为测定结果输出。
文档编号G06T7/60GK1133633SQ9419391
公开日1996年10月16日 申请日期1994年10月26日 优先权日1993年10月26日
发明者白鸟直行, 石村秀一, 吉富信子 申请人:旭化成工业株式会社