基于计算机视觉的彩色印刷套准标识检测

摘要

本文研究的基于计算机视觉的彩色印刷套准标识检测系统应用于印刷工业中彩色套准标识的在线或离线检测，目的是为了在线控制印刷设备印版的机械定位或离线分析印刷设备的彩色印刷质量。本文研究了彩色图像的预处理，灰度分割，彩色分割，圆检测，图像几何特征提取等算法内容，同时建立了一个由硬件和软件组成的可以实际运用于工程的检测系统。 绪论部分陈述了研究背景，提出了研究任务，同时介绍了计算机视觉相关研究内容和应用。广泛应用于彩色印刷生产中的三补色和黑色，即CMYK颜色空间。为了得到自然界的任一种颜色，需要将这四种颜色混合在一起。由于是通过对纸张同一处的重叠印刷，而不是先混合调配得到需要得颜色再印刷，印刷品就存在套印是否准确的问题。若四色套印误差超过质量容许范围，印刷质量将得不到保证。印刷工业通常通过套版边缘的各种套色标志来检验套印是否准确以及确定套印精度。目前无论在线控制印刷机械还是离线分析印刷质量，都是由人工在经验的基础上进行，效率偏低。本文就是在这样的背景下，提出了套准标志检测的任务，研究基于计算机视觉算法的自动套准圆分析检测系统。同时介绍了相关计算机视觉的内容。 第二章研究了基于图像分割的检测算法。算法进一步分为基于灰度阈值分割和基于彩色分割的算法。分割得到的结果将用于后处理。为了得到各个套色圆的位置，对被分割的套色圆进行十字线拟合，从而得到套色圆心标志。分割算法对原始图像的质量要求较高，对噪声比较敏感，所以分割前的滤波预处理是必不可少的。 第三章研究了基于数学形态法的检测算法。该算法通过腐蚀算子，一种集合运算算子，在原始图像中寻找与结构元相匹配的图形基元。关键在与初始化结构元。为了与具体匹配任务相适应，就要调整结构元的参数。参数的调节的原则是同时考虑到运算量和检测精度。由于实际的套色圆是边缘有一定宽度的圆环，故圆环的平均直径和圆环的宽度为待定参数。两个参数不同取值将直接影响到算法的运算量和运算精度。数学形态法的最大优点就是对噪声点不敏感，几乎不受噪声影响；但必须有先验的参数初始化结构元，同时计算量比较大。 第四章研究了基于最小误差的圆检测算法。圆检测是计算机视觉和工业视觉检测的基本而重要的内容。在实际中待检测的几何基元因受各种因素影响而并非是满足理想的几何定义。研究提出一种在图像有较大噪声和待检测圆受到一定程度畸变的情况下，利用曲线拟合的最小二乘原理检测圆的算法。该算法通过设定阈值进行迭代，使得图像的边缘点集按预先设定的精度逐步收敛于图像中圆的候选点集。算法由于是基于点集的统计特性，故有一定的模糊判断性。 第五章为系统的构成和主要检测算法的流程图。 最后为结论部分。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章套色圆标志的分割检测

第3章基于数学形态法的套色圆检测

第4章基于最小二乘的圆检测

第5章系统的硬件与软件模块

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢