基于机器视觉的墨区墨量控制研究

摘要

印品墨量大小将直接影响到印品质量，因此，墨量信息快速而准确的检测对于提高印品质量、降低印刷成本至关重要。随着科技进步及其融合与渗透，关于墨量的检测控制，凭借人眼观察的传统主观检测控制方法已完成了使命，基于机器视觉的墨区墨量检测控制方法与技术己成为必然趋势。本文在前人研究的基础上，就基于机器视觉的墨区墨量检测识别，开展了系统分析、核心技术研究和实验考察分析。完成工作和取得的成果如下： (1)针对基于机器视觉的墨区墨量检测，开展了系统方法研究，提出了墨量检测的基本思路和方法。设计确定了系统检测流程，并针对系统开发核心模块，开展了色空间转换方法研究和转换精度评判分析。立足色靶扫描图像，采用色度检测法，选定多项式模型转换方法为色空间转换模型，以CIELAB色差公式为色差评判依据，确定不同的色空间转换模型参数，并根据墨区整体色度计算分析实现墨区墨量监测： (2)利用Adobe lllustrator CS5设计平台，设计制作了RGB色靶文件、CMY色靶文件和测试样张，通过实际印刷，获得了RGB印刷色靶、CMY印刷色靶和实验测试样张。选取印刷色靶样张，使用EPSON Perfection V850Pro扫描仪对印刷色靶进行扫描，获取电子图像，通过自编的MATLAB程序读取色靶色块的RGB，使用X-rite eXact分光光度计手动测量色靶色块的L*a*b*值，测量三色梯尺的网点增大值，修正了设定的CMY值： (3)以MATLAB2016b为平台，利用其GUI功能良好的界面设计，开发出一套基于机器视觉的墨区墨量检测系统，该系统具有RGB数据读取、模型参数计算及以模型精度分析等基本功能，实现了墨区墨量检测的预定功能，对于标准样张的墨区墨量检测结果还能为印刷机墨区墨量预置提供参考； (4)基于印刷实验数据，进行了实验考查分析。首先，进行了不同阶数的多项式模型系数求解，并通过色差分析计算了转换精度；其次，通过精度比较，完成了模型优选与参数设定，确定了扫描仪RGB-CIEL*a*b*转换模型和CIEL*a*b*-CMY转换模型；最后，针对检验测试样张数据，开展了墨区墨量检测实验分析。检验结果表明：部分样张墨量正常，部分样张墨量需要调节，并给出了需要调节墨量的墨区和墨量调节参考值。验证了基于机器视觉的墨区墨量检测系统的可行性。

目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 印刷品墨量控制研究现状

1.2.1 国外印刷品墨量控制研究现状

1.2.1 国内印刷品墨量控制研究现状

1.3 本课题的墨量检测思路

1.3.1 基于密度学体系的检测方式

1.3.2 基于色度学体系的检测方式

1.3.3 课题研究思路

1.4 课题主要研究内容安排

2 墨区墨量检测基础理论

2.1 墨量检测流程

2.2 采集图像预处理

2.3 颜色空间

2.3.1 RGB颜色空间

2.3.2 CIE1976 L*a*b*颜色空间

2.3.3 CMYK颜色空间

2.4 常用颜色空间转换方法

2.4.1 多项式回归算法

2.4.2 三维查找表算法

2.4.3 BP神经网络算法

2.5 色差评价

2.5.1 CIELAB色差公式

2.5.2 CIE94色差公式

2.5.3 CIEDE2000色差公式

2.5.4色差评价标准

2.6 本章小结

3 建模实验与实验数据获取

3.1 实验仪器设备介绍

3.2 实验样张设计

3.2.1 实验色靶的设计

3.2.2 测试样张

3.3 实验样张印刷

3.4 实验数据测量

3.4.1 扫描RGB值的获取

3.4.2 CIE1976 L*a*b*值的测量

3.4.3 CMY值的测量

3.5 本章小结

4 颜色空间转换模型的建立与评判

4.1 扫描RGB颜色空间到CIE1976 L*a*b*颜色空间的转换

4.2 模型精度分析

4.3 CIE1976 L*a*b*颜色空间到CMY颜色空间的转换

4.4 模型精度分析

4.5 扫描RGB颜色空间到CMY颜色空间转换的整体精度分析

4.6 实现CMY向CMYK转换方法

4.7 本章小结

5 基于机器视觉的墨区墨量检测理论与实践

5.1 印品墨区分割和墨量检测原理

5.2 印张图像采集与处理

5.2.1 印张图像采集处理

5.2.2 印张图像墨区分割

5.3 墨区墨量调整依据与流程设计

5.3.1 墨区墨量调整依据

5.3.2 墨区墨量检测流程设计

5.4 基于机器视觉的墨区墨量检测

5.5 本章小结

6 墨区墨量检测系统

6.1 系统运行环境

6.2 检测系统功能

6.2.1 系统进入界面

6.2.2 系统主界面

6.2.3 系统操作流程

6.3 本章小结

7 总结与展望

致谢

参考文献