彩色印品呈色质量检测系统及DSP实现

摘要

近年来,随着印刷业向小批量、多品种、高质量方向的发展,彩色印品的呈色质量的检测与控制是印品质量检测发展的必然。传统的基于密度和色度的检测方法是以混色模型理论为基础,且只能检测印品附加的特殊色块(控制条),无法直接从印刷画面上获得所要求的信息。因此,有必要寻找一种新的检测技术直接对印品图像进行质量检测。针对当前印刷领域中印刷图像色彩质量检测和控制的方式及设备存在的不足,本课题实现了基于数字信号处理芯片TMS320DM642的彩色印品呈色质量检测系统。该系统主要包括四个模块:显微网点图像采集模块、图像分色处理模块、结果显示模块和功能控制模块。显微网点图像采集模块主要借助LED光源、放大镜和摄像头完成彩色印品显微网点图像的采集;图像分色处理模块运用数字图像处理和模式识别技术对采集的彩色印品显微网点图像进行分色处理,由DM642完成;结果显示模块将分色处理后得到的各色网点图像、网点面积率等参数显示在液晶屏上;功能控制模块采用AT89C51单片机通过串口对DSP进行控制,协调图像采集、处理和显示。在分析印品显微图像网点颜色叠印特点的基础上,本课题综合运用了决策树、聚类法等技术设计分色算法,对彩色印品显微网点图像进行处理,并进一步分析了印刷的基本材料——纸张对印品呈色质量的影响。完成算法C代码的DSP移植,并对代码进行了优化。最后分别对三种不同纸张的印品进行算法的验证,对实验结果进行比较分析,并提出了后续的研究方向。本课题设计的彩色印品呈色质量检测系统不仅对印品的呈色质量在线检测与控制具有参考价值,同时设计的网点分色算法对进一步研究彩色网点呈色原理、研究油墨叠印规律等具有一定的理论价值。本研究得到西安理工大学青年教师攻读硕士学位科学研究基金的资助。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 彩色印品色彩质量检测与控制系统研究现状

1.2 数字图像处理在印品质量检测中的应用

1.3 基于DSP 的实时图像处理

1.4 本课题的研究内容

1.4.1 问题的提出

1.4.2 主要研究内容

2 系统总体方案设计

2.1 系统概述

2.2 系统的采集模块

2.2.1 光学设计

2.2.2 图像采集设备的选择

2.3 系统的处理模块

2.4 系统的控制、显示模块

3 算法设计实现

3.1 彩色印品呈色质量检测的实质

3.2 实验测试版的制作

3.3 色彩空间的选择

3.4 分色算法的具体构建

3.4.1 图像分类

3.4.2 色彩图像分色

3.4.3 背景黑图像分色

3.5 彩色印品呈色质量检测

3.5.1 纸张与彩色印品呈色质量的关系

3.5.2 色度学在印品质量检测中的应用

3.5.3 CMYK 到L*a*b*色彩空间转换

3.5.4 彩色印品呈色质量检测方法

4 彩色印品呈色质量检测系统的 DSP 实现

4.1 系统的处理模块

4.1.1 图像采集和存储单元

4.1.2 图像处理单元

4.1.3 结果显示单元

4.1.4 DM642 的串口通信

4.2 系统的控制、显示模块

4.2.1 串口通信技术

4.2.2 AT89C51 串行通信接口

4.2.3 LCD 液晶显示单元

4.2.4 系统控制、显示模块软件设计

4.3 系统的软件设计

4.3.1 系统开发软件环境

4.3.2 系统的工作流程

4.3.3 算法的移植和优化

5 实验结果与分析

5.1 实验结果分析

5.2 不同纸张实验结果

6 课题总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 A 系统实物图

附录 B 测试版打样条件

附录 C 功能控制模块原理图及实物图

在校期间发表论文