自动套色系统的色标检测方法及装置

摘要

本发明实施例提供一种自动套色系统的色标检测方法及装置，该方法包括：分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。本发明实施例通过分析模拟电压信号，获得模拟电压信号中的关键参数，并根据关键参数提取出有效电压信号，分析自动套色系统的套印误差。由于是基于提取出的有效电压信号对套印误差进行分析，因此能够避免现有技术中存在的色标信号较弱时导致该色标信号丢失的缺陷，并能够清晰的展示每个色标信号的强弱程度。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及印刷技术领域，更具体地，涉及一种自动套色系统中的色标检测方法及装置。

背景技术

自动套色系统在凹版印刷机中有着非常广泛的应用，其采用集散式控制结构，由套色控制柜、色组单元控制盒、光电编码器、光电传感器、工业现场总线以及连接电缆组成。用户可通过主控柜触摸屏或人机界面对整个系统的运行情况进行监控和集中控制。该系统通过光电传感器实时扫描色标信号，传送色标信号至色组单元控制盒，由控制盒基于光电编码器反馈分析计算套印误差，并通过先进的控制算法调节纠偏电机进行修正，从而实现快速、精准的套印控制。

现有技术中的色标检测方法通常是将光电传感器输出的模拟电压信号转换为只有0/1两种状态的数字量，然后以边沿捕获的形式经套色单元控制盒分析处理，最后将得到的色标数据和色标误差值通过工业现场总线传输至上位机，并在触摸显示屏或人机界面上显示出来，操作人员则根据反馈的信息进行印刷作业。但是，当信号幅度小于基准比较电压时，色标信号将无法转换成相应的数字信号，从而导致触摸屏上显示的该色组色标信号丢失，造成计算得到的套印误差错误。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的自动套色系统中的色标检测方法及装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种自动套色系统中的色标检测方法，该方法包括：分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

根据本发明实施例第二方面，提供了一种自动套色系统的色标检测装置，该装置包括：第一分析模块，用于分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；提取模块，用于根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；第二分析模块，用于基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的自动套色系统中的色标检测方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的自动套色系统中的色标检测方法。

本发明实施例提供的自动套色系统中的色标检测方法及装置，通过分析模拟电压信号，获得模拟电压信号中的关键参数，并根据关键参数提取出有效电压信号，基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。由于是基于提取出的有效电压信号对套印误差进行分析，因此能够避免现有技术中存在的色标信号较弱时导致该色标信号丢失的缺陷，并能够清晰的展示每个色标信号的强弱程度，提高了分析计算套印误差的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动套色系统的色标检测方法流程示意图；

图2为现有技术提供的自动套色系统的色标检测方法流程示意图；

图3为现有技术提供的双光电眼检测示意图；

图4为现有技术提供的双光电眼的无相位差脉冲信号示意图；

图5为现有技术提供的双光电眼的有相位差脉冲信号示意图；

图6为本发明实施例提供的双光电眼的有效电压信号示意图；

图7为本发明另一实施例提供的自动套色系统的色标检测方法流程示意图；

图8为本发明实施例提供的模拟开关的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的正极性模拟电压信号的处理流程示意图；

图10为本发明实施例提供的反极性模拟电压信号的处理流程示意图；

图11为本发明实施例提供的正极性模拟电压信号的平整处理流程示意图；

图12为本发明实施例提供的反极性模拟电压信号的平整处理流程示意图；

图13为本发明实施例提供的自动套色系统的色标检测装置结构示意图；

图14为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图；

图15为图7中的光电传感器输出信号的示意图；

图16为图7中的AD2采样信号的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中的色标误差的检测具体可通过如下方式：参见图3，在每幅图案的空白边缘处印一条色标，与上一副图案的色标相距一定距离(例如20mm)，用双光电传感器来检测相邻两个色组的色标。光电传感器的两个光电眼严格相距一定距离，该距离与两幅图案之间的色标距离一致，例如色标相距20mm时，两个光电眼同样相距20mm。当没有套印偏差时，前一色的色标到达光电眼1的同时，当前色的色标到达光电眼2，光电传感器输出的两路信号之间没有相位差。如果有套印偏差，两只光电眼检测到的色标信号就会产生相位差。以第1色和第2色为例，双光电眼检测色标及输出的两路色标信号如图4和图5所示。其中，图4中两路色标信号无相位差，即1、2色组间无套印误差；图5中两路色标信号出现了相位差，第2色滞后于第1色，即1、2色组间存在套印误差。

基于得到的两路脉冲信号，分别记录下两个脉冲产生时编码器反馈的脉冲个数，便可计算出当前色和前一色的套色误差值。两色组之间的套色误差为：

式中：编码器每转的脉冲数是N，版辊的周长是C，在两个光电眼接收到相应脉冲的这段时间内，编码器反馈的脉冲个数差为n。

现有技术中，采用数字量标记检测方式的流程可参见图2，但该数字量标记检测方法至少存在以下缺陷：色标信号以数字量来显示，不够直观，无法准确反映色标的强弱程度，如图4和图5所示；对于弱色标信号，由于信号幅度较小，当信号幅度小于基准比较电压时(即图2中的比较器步骤)，将无法转换成数字信号，从而导致触摸屏上显示的该色组色标信号丢失。同样，由于弱色标幅度较小，边沿不够陡，会导致误差检测的稳态效果较差，严重时出现“丢标”的情况；对于背景不够平整的色标信号，由于背景信号不再是直流分量，很难直接滤除(即图2中滤波的步骤)，容易误将背景信号当作有效信号，从而无法准确计算误差；检测精度受限于码盘反馈精度，误差抖动较为明显。

基于此，本发明实施例提供一种自动套色系统的色标检测方法，能够应用于自动套色系统中，对自动套色系统的套印误差进行检测分析。参见图1，该方法包括：

101、分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数。

其中，在步骤101前可利用光电传感器的电光眼对色组的色标进行检测，从而输出得到模拟电压信号，模拟电压信号可记为V_s。模拟电压信号具体可通过A/D采集，本发明实施例对此不作限定。在获得模拟电压信号后，通过对模拟电压信号进行分析，能够获得模拟电压信号的关键参数。由于模拟电压信号是具有一定的波形，该关键参数能够用来表征模拟电压信号的关键信息，也即在一定程度上能够描述模拟电压信号的波形。本发明实施例对选取的关键参数的具体类型和数量不作限定，只需要能够基于选取的关键参数提取出有效电压信号即可。

102、根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号。

其中，由于光电传感器检测到色标信号时，输出的信号的幅度相对于未检测到色标信号时输出的信号的幅度大，因此整个模拟电压信号应由两部分组成：光电传感器未检测到色标时产生的信号和光电传感器检测到色标时产生的信号，其中，光电传感器检测到色标时产生的信号即为有效电压信号，可记为V_a。为了分析套印误差，只需对有效电压信号进行分析，从而需要从模拟电压信号中滤除其他信号，也即提取出有效电压信号。

103、基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

其中，有效电压信号可参见图6，是模拟量的显示方式，其与现有技术中的数字量的显示方式是不同的。这是由于现有技术中是通过将信号与基准电压进行比较，若电压大于基准电压，则输出为1，若电压小于基准电压，则输出为0，那么数字量的表示则只有0和1这两个值。而本发明实施例中的有效电压信号并没有与基准电压进行比较的过程，而是分析获得关键参数后，将色标的关键参数量化并反作用于模拟电压信号，从而提取出有效电压信号。基于此，现有技术中数字量的显示方式中，只要确认检测到色标信号，则无论色标信号的强弱，均显示为1。而本发明实施例中有效电压信号的模拟量的显示方式中，每个色标信号是具有波形的，因此能够清晰的展示色标信号的强弱程度。之后，可直接基于有效电压信号对自动套色系统的套印误差进行分析，本发明实施例对分析的方式不作限定。

因此，现有技术中的数字量检测方式与本发明实施例的模拟量检测方式的比较可参见表1：

表1两种检测方式的对比

另外，本发明实施例中，马克显示可直接将模拟电压信号以模拟量的形式呈现，无需如现有技术中以数字量的形式呈现。其中，马克数字量显示是将有效信号与基准电压进行比较，转换成0/1来显示，而马克模拟量显示是将原始信号直接采样显示。马克即“mark”，表示色标信号。

本发明实施例提供的方法，通过分析模拟电压信号，获得模拟电压信号中的关键参数，并根据关键参数提取出有效电压信号，基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。由于是基于提取出的有效电压信号对套印误差进行分析，因此能够避免现有技术中存在的色标信号较弱时导致该色标信号丢失的缺陷，并能够清晰的展示每个色标信号的强弱程度，提高了分析计算套印误差的准确度。

基于上述实施例的内容，关键参数包括：背景电压信号和极性信息，作为一种可选实施例，提供一种根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号的方法，包括但不限于：根据极性信息，滤除模拟电压信号中的背景电压信号，获得有效电压信号。

具体地，所选取的关键参数可至少包括背景电压信号V_b和极性信息P。对于每一个色标信号，可分别具有对应的背景电压信号和极性信息，本发明实施例对此不作限定。其中，背景电压信号即为光电传感器在没有检测到色标信号时所产生的电压信号，因此，通过根据极性信息将模拟电压信号中的背景电压信号滤除后，剩余的电压信号即为有效电压信号。因此，本发明实施例通过选取背景电压信号和极性信息能够提取出有效电压信号。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，提供一种根据极性信息，滤除模拟电压信号中的背景电压信号，获得有效电压信号的方法，包括但不限于：

参见图9，若根据极性信息(P＝0)确认模拟电压信号为正极性，则有效电压信号为，

V_a＝V_b-V_s

参见图10，若根据极性信息(P＝1)确认模拟电压信号为反极性，则有效电压信号为，

V_a＝V_s-V_b

式中，V_a为有效电压信号，V_b为背景电压信号，V_s为模拟电压信号。

具体地，背景电压信号可通过D/A转换输出。参见图7，为了实现上述在极性信息不同的情况下分别进行不同的减法运算，具体可根据极性信息控制模拟开关(参见图8)，将不同的输入信号输入至减法电路来实现。应当说明的是，上述模拟开关和减法电路只是一种可选的实施方式，本发明实施例的范围不限于此。

基于上述实施例的内容，关键参数还包括：压差；相应地，作为一种可选实施例，在根据极性信息，滤除模拟电压信号中的背景电压信号，获得有效电压信号之后，还提供一种对有效电压信号进行放大的方法，包括但不限于：若根据压差判断获知需要对有效电压信号进行放大，则对有效电压信号进行放大。

具体地，由于存在部分色标信号较弱，即对应的有效电压信号的压差V_d较小。因此，为了方便套印误差的分析，可对有效电压信号进行适当的放大。具体是否需要进行放大的判定可由压差确定，例如可设置压差阈值，当有效电压信号的压差小于该压差阈值时，可对有效电压信号进行放大；当有效电压信号的压差不小于该压差阈值时，可不必对有效电压信号进行放大。本发明实施例通过根据压差对有效电压信号进行放大，能够方便计算自动套色系统的套印误差，提高误差计算精度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，提供一种对有效电压信号进行放大的方法，包括但不限于：根据压差确定放大倍数，并基于放大倍数对有效电压信号进行放大。具体地，可根据压差确定相应的放大倍数K，例如判断需要对有效电压信号进行放大，则取K>1。并可根据压差的大小确定一个合理的K值，使有效电压信号的幅度在一定范围内波动。另外，可根据实际需求设置多个压差阈值，不同的压差阈值可对应不同的放大倍数。例如设置1、2、4和8倍四种情况，可进行不同程度的放大。因此，本发明实施例通过根据压差确定放大倍数能够对有效电压信号进行适当放大，以满足套印误差的计算，提高套印误差的检测效果。

基于上述实施例的内容，在根据极性信息，滤除模拟电压信号中的背景电压信号，获得有效电压信号之前，作为一种可选实施例，提供一种背景电压信号的处理方法，包括但不限于：若判断获知背景电压信号的电压值在一定时段内波动，则对背景电压信号进行平整处理，以使背景电压信号在时段内的电压值保持稳定。

具体地，现有技术中采用滤波(滤除直流分量)的方式去除背景电压信号，而在背景电压信号不平整时，即背景电压信号是波动的情况下，由于背景电压信号不再是直流分量，很难直接滤除，因此容易将背景电压信号当作有效电压信号，从而导致套印误差的计算错误。基于此，针对电压值在一定时段内波动的背景电压信号，可进行平整处理，使背景电压信号的电压值在该时段内保持稳定。参见图11和图12，可选择一个与背景电压信号的电压值相邻的电压值作为背景电压信号的电压值，也即适当的增加或减小背景电压信号的电压值，使背景电压信号保持稳定或平整，即在该时段内为定值。从而相对于现有技术，避免了将不平整的背景电压信号当成了有效电压信号，提高了套印误差计算的正确率。

基于上述实施例的内容，参见图7、图15和图16，对本发明实施例提供的方法的流程进行说明：

步骤1，通过A/D采集模拟电压信号V_s，并分析计算出三个关键参数：极性信息P、背景电压信号V_b和压差V_d；

步骤2，通过减法电路滤除背景电压信号；其中，对于正极性信号V_s，滤除背景电压信号得到的有效电压信为V_a＝V_b-V_s；对于反极性信号V_s，滤除背景电压信号得到的有效电压信为V_a＝V_s-V_b；其中，背景电压信号V_b通过D/A转换输出，极性信息P通过控制模拟开关以选择减法电路的输入信号；

步骤3，在得到有效电压信号V_a后，根据压差V_d判断是否需要对有效电压信号进行放大，色标的有效电压信号经过放大电路进行适当放大后，得到最终的信号V_a*；

步骤4，通过A/D采样采集Va*信号，并分析计算套印误差。

因此，本发明实施例提供的方法至少具有如下效果：如图6所示，触摸屏上的色标信号以模拟量的形式呈现，清晰直观的展示了色标的强弱程度，有效避免了弱色标信号缺失的情况出现；如图9和10所示，针对弱色标信号，由于对其有效信号进行了提取和放大，误差检测的稳态效果得到了很大改善；针对背景不平整的色标信号，如图11和12所示，可以适当减小或增加输出的背景电压值，从而将不平整的背景信号滤除；采用了更先进的硬件设计，A/D采样的速率更高，并且处理器支持DMA读取A/D采样数据，从而支持更快的印刷速度检测；检测精度不再受限于码盘反馈精度，稳态下，误差波动范围可缩小至±0.01mm。

基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种自动套色系统的色标检测装置，该自动套色系统的色标检测装置用于执行上述方法实施例中的自动套色系统的色标检测方法。参见图13，该装置包括：第一分析模块301、提取模块302和第二分析模块303；

其中，第一分析模块301，用于分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；提取模块302，用于根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；第二分析模块303，用于基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

具体地，在获得模拟电压信号后，通过第一分析模块301对模拟电压信号进行分析，能够获得模拟电压信号的关键参数。本发明实施例对选取的关键参数的具体类型和数量不作限定，只需要能够基于选取的关键参数提取出有效电压信号即可。模拟电压信号由两部分组成：光电传感器未检测到色标时产生的信号和光电传感器检测到色标时产生的信号。为了分析套印误差，只需对有效电压信号进行分析，从而需要提取模块302从模拟电压信号中滤除其他信号，也即提取出有效电压信号。第二分析模块303可直接基于有效电压信号对自动套色系统的套印误差进行分析，本发明实施例对分析的方式不作限定。

本发明实施例提供的装置，通过分析模拟电压信号，获得模拟电压信号中的关键参数，并根据关键参数提取出有效电压信号，基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。由于是基于提取出的有效电压信号对套印误差进行分析，因此能够避免现有技术中存在的色标信号较弱时导致该色标信号丢失的缺陷，并能够清晰的展示每个色标信号的强弱程度，提高了分析计算套印误差的准确度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，关键参数包括：背景电压信号和极性信息；相应地，提取模块具体用于：根据极性信息，滤除模拟电压信号中的背景电压信号，获得有效电压信号。

本发明实施例提供了一种电子设备，如图14所示，该设备包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403上并可在处理器401上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的自动套色系统的色标检测方法，例如包括：分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的自动套色系统的色标检测方法，例如包括：分析自动套色系统中的光电传感器产生的模拟电压信号，获得模拟电压信号的关键参数；根据关键参数提取模拟电压信号中的有效电压信号，有效电压信号为光电传感器检测到色标时产生的信号；基于有效电压信号分析自动套色系统的套印误差。

以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。