周常森 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹一種基于計算機視覺和模糊控制技術(shù)的彩色印刷對版系統(tǒng)。給出了計算機視覺圖像處理和對偏差及偏差的變化量進(jìn)行模糊處理的方法及系統(tǒng)的控制框圖。

     關(guān)鍵詞：彩色印刷

     計算機視覺 圖像處理 模糊控制

     在凹版印刷過程中，不同色版之間套印的準(zhǔn)確性對印刷質(zhì)量的影響非常大。筆者設(shè)計了一種基于計算機視覺和模糊控制技術(shù)的凹印彩色自動對版系統(tǒng)，取得了很好的效果。

     1 系統(tǒng)概述

     彩色印刷時，在每一個色版畫面的邊緣都印有一條標(biāo)志線。不同色版之間兩條標(biāo)志線的距離為20mm。檢測兩條標(biāo)志線套印的實際距離，就可以測得兩色套印的對版誤差，并可進(jìn)一步利用它進(jìn)行對版。

     圖1是系統(tǒng)的原理框圖。版輥1和2是兩個不同顏色的版輥。裝在版輥2上的光電編碼器、頻閃燈、彩色ccd攝像機和插在工控機內(nèi)的圖像采集卡組成同步圖像采集裝置。版輥2每轉(zhuǎn)一周，頻閃燈閃亮一次。亮的時刻和時間長短均可根據(jù)需要設(shè)定。亮?xí)r攝取圖像，蟬時圖像保持�？梢跃_地采集到對版標(biāo)志線的圖像。攝像機采集到的圖像信號送入計算機。計算機對標(biāo)志線圖像進(jìn)行處理和分析，確定兩色套印得是否準(zhǔn)確以及誤差量的大小，然后驅(qū)動電機m使版輥3上下移動。它的移動改變了版輥1、2之間的紙張長度，也就調(diào)整了兩條標(biāo)志線之間的距離，完成了自動對版功能。

     2 基于計算機視覺的圖像處理

     攝像系統(tǒng)采集的圖像信號是24位的真彩色數(shù)字信號。圖像中每一個象素都是由紅（r）、綠（g）、藍(lán)（b）三個八位的字節(jié)組成�？梢苑謩e用0～255級數(shù)值表示某一色從深到淺的程度。采用計算機視覺技術(shù)處理彩色圖像時，計算量大，花費時間多。為了適應(yīng)對版過程的實時控制要求，必須考慮一些特殊的算法，大幅度減少計算時間。

     首先，把對版過程需要處理的信息放在一個200×360象素的矩形窗口中只需對這一窗口中的圖像進(jìn)行處理，不必考慮其他畫面。這樣可使計算量減少70%以上。

     其次，針對圖像的特點，采用雙閾值的二值化處理方法。設(shè)第一色的閾值范圍為c11～c12，記為c1；第二色的閾值范圍為c21～c22，記為c2。c=c1∩c2。經(jīng)過處理后，某一象素點的值為：

     這里，f(x,y)是變換前某一象素的值，g(x,y)是變換后的值。變換的關(guān)鍵是閾值c11，c12，c21，c22如何選取。

     按照色度學(xué)的理論，任何一種顏色都可以由rgb三色以不同的比例混合而成，這叫相加混色法。crt顯示器主動發(fā)光的器件就是采用這種方法。在彩色印刷中，是利用油墨顏料的吸色性質(zhì)而產(chǎn)生色彩的。在白光的照射下，青色油墨吸收紅色而反射青色（綠、藍(lán)色合成）；黃色油墨吸收藍(lán)色而產(chǎn)生黃色（紅、綠色合成）；品紅色油墨吸收綠色而產(chǎn)生品紅色（紅、藍(lán)色合成）。這種方法叫做相減混色法。因此，在印刷中基本的顏色是黃色、品色、青色和黑色。從理論上說，這四色的rgb分量分別是黃（0，0，255）；品（0，255，0）；青（255，0，0）；黑（0，0，0）。確定某一色的閾值時，要在理論值的基礎(chǔ)上，考慮油墨的色差，光線的變化等因素，選定一組閾值的大小范圍。這要通過多次試驗才能確定。二值化處理以后，24位的彩色圖像變成了每個象素只占1位的二值圖像。數(shù)據(jù)存放在一個25×45字節(jié)的矩陣中。信息量大大減少，而且有效地去掉了原始圖像中的大量噪聲信號。圖2（a）是原始圖像，圖2(b)是二值化后的圖像。

     從圖2（b）中可以看出，兩條標(biāo)志線都是120×10象素的矩陣色塊。這樣，可以一行一行地對象素進(jìn)行判斷。在某一行中，如果值為0的象素首次連續(xù)超過100個，這一行即可認(rèn)的是第一色標(biāo)志線的第一行。記下行號為l1。以同樣的方法找出第二色標(biāo)