嵌入式网点检测系统:印刷质量控制新法

在印刷过程中，墨量控制主要是靠人工完成，这对印刷质量的稳定性、印刷速度的进一步提高以及将来印刷过程的进一步自动化都是很不利的。基于墨量控制较难的现状，结合嵌入式系统的思想，我们提出基于彩色印品质量控制的嵌入式网点检测系统的研究与开发。　　研究现状　　到目前为止，常见的彩色印品的质量控制检测主要有以下几种。　　1. 人工直接观察法。工人采用简单手持式放大镜观察印品，再根据经验，与样张对比后，适当调节给水、给墨量。这种方式完全由人工完成，调墨的准确性完全取决于工人的经验。　　2. 密度测量法。印刷呈色原理就是色料减色法，也就是印在纸张上的油墨，从照射光线中选择性地吸收了一定波长的光，反射其他的光，从而形成颜色。因此在油墨墨层一定范围内，光的吸收量与墨层厚度和浓度成正比，所以密度值反映了墨层的厚度。在印品质量控制过程中，用密度计测量，检测者通过密度值间接反映墨层厚度。　　3. 色度测量法。色度测量所用的仪器是色度计，通过直接测量得到与颜色的三刺激值成比例的仪器响应数值，换算出颜色的三刺激值。色度计获得三刺激值的方法是由仪器内部光学模拟积分来完成的，也就是用滤色器来校正仪器光源和探测元件的光谱特性，使输出电信号大小正比于颜色的三刺激值。　　以上3种方法目前有很大的局限：基本都是离线检测，也即工人抽取样张，采用人工观察或仪器检测后，再适当调整给墨量，都不能直接检测印品画面，只能检测特殊设计的测控条。而且直接观察法，在很大程度上依赖于工人的经验与素质，而后两种方法中，测量仪器的成本较高。　　而从在线检测方面来说，有许多生产厂商已经开发出了各自的印刷图像色彩监测和控制系统。海德堡的CPC图像控制系统，采用分光光度计测量技术扫描图像，是由单纯的平面密度控制向三维光谱色彩控制的尝试，它采用色度与密度的双重检测，可在30秒内完成一个对开印张的检测，处理16万个测量点的信息，再与标准数据比较以后，将墨区信息显示在彩色触摸屏上。三菱公司开发出的色彩控制系统也是采用分光光度计，但扫描的是印刷品上特殊的色彩条，该系统可横向、纵向两个方向自动调节主要颜色的设定，并在智能印刷监测器上显示出颜色控制情况。曼罗兰公司则坚持通过印刷品墨色密度来监测和控制印刷质量及印刷过程。　　虽然，这些著名印刷厂商的色彩控制系统各有特色，但是，总的来说还是有一些局限性，比如，大部分只能检测特殊的检测条；只能整机引进，成本的提高对于国内大多数印刷厂来说是不可接受的，而且对工人的素质要求更高。　　基于以上现状，我们把嵌入式系统应用于印刷检测，提出基于彩色印品质量控制的嵌入式网点检测系统的开发。　　嵌入式网点检测系统　　一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，一般可以独立工作，而不须借助于其他系统，也可以和其他系统连接，共同工作。本检测系统，对普通印刷机可以单独工作，直观地得到检测结果，等到将来印刷系统进一步自动化时，则可作为油墨的在线检测与实时反馈。　　考虑到印刷机调墨主要就是调节32个墨段的墨量，所以我们现在以一个区域图像为检测对象，32个墨段则可以以扫描的方式一一实现调节。我们做成这样一个装置，只要把被检测区域图像放到该装置指定位置进行检测，即可显示运算结果即所需各色墨的墨量。图1是检测装置的系统组成框图。检测装置的原理：　　1. 首先对印品的被检测区域图像进行照明，光经过光学成像系统到达光电式图像传感器；　　2. 经过光电传感器，图像信息转变成电信号，并输出；　　3. 对光电传感器的输出信号进行采集，并利用数字图像的方法进行处理；　　4. 最后识别被检测区域各墨色的油墨覆盖率及其相关参数，并把结果发送到显示模块，或者直接反馈给印刷控制平台，再与样张的相关参数进行比较，最后指导供墨系统各墨段给墨量的调节。　　综上所述，检测装置要完成的基本功能是：（1）对给定区域的图像进行数据采集并存储；（2）对采集的图像信息进行处理；（3）输出运算结果（即显示或反馈运算结果）。　　运用前景　　在一般印刷机中，基本是手工或半自动调墨，对操作人员的经验要求较高，使用检测装置后可以在线直接得出各墨段的供墨状况，以此为依据调节供墨，以达到预期的印刷效果，从而降低了对操作人员的经验要求，降低废品率，也就能降低印刷成本。　　在自动化印刷过程中，本检测装置可以作为墨路闭环控制的反馈环节，从印品上检测并反馈各墨段的油墨信息，提供给印刷控制平台，以与样张的相关参数相比较，从而校正各墨段的供墨量，做到印刷过程真正意义上的自动化控制。