作者：濟(jì)南山東大學(xué)自動(dòng)化系（250061）王濟(jì)浩 周常森 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》 摘要：介紹一種基于計(jì)算機(jī)視覺和模糊控制技術(shù)的彩色印刷對(duì)版系統(tǒng)。給出了計(jì)算機(jī)視覺圖像處理和對(duì)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(jì)算機(jī)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(duì)印刷質(zhì)量的影響非常大。筆者設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)視覺和模糊控制技術(shù)的凹印彩色自動(dòng)對(duì)版系統(tǒng)，取得了很好的效果。 1 系統(tǒng)概述 彩色印刷時(shí)，在每一個(gè)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(cè)兩條標(biāo)志線套印的實(shí)際距離，就可以測(cè)得兩色套印的對(duì)版誤差，并可進(jìn)一步利用它進(jìn)行對(duì)版。 圖1是系統(tǒng)的原理框圖。版輥1和2是兩個(gè)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(jī)和插在工控機(jī)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(shí)刻和時(shí)間長(zhǎng)短均可根據(jù)需要設(shè)定。亮?xí)r攝取圖像，蟬時(shí)圖像保持?？梢跃_地采集到對(duì)版標(biāo)志線的圖像。攝像機(jī)采集到的圖像信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)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(dòng)電機(jī)m使版輥3上下移動(dòng)。它的移動(dòng)改變了版輥1、2之間的紙張長(zhǎng)度，也就調(diào)整了兩條標(biāo)志線之間的距離，完成了自動(dòng)對(duì)版功能。 2 基于計(jì)算機(jī)視覺的圖像處理 攝像系統(tǒng)采集的圖像信號(hào)是24位的真彩色數(shù)字信號(hào)。圖像中每一個(gè)象素都是由紅（r）、綠（g）、藍(lán)（b）三個(gè)八位的字節(jié)組成?？梢苑謩e用0～255級(jí)數(shù)值表示某一色從深到淺的程度。采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)處理彩色圖像時(shí)，計(jì)算量大，花費(fèi)時(shí)間多。為了適應(yīng)對(duì)版過程的實(shí)時(shí)控制要求，必須考慮一些特殊的算法，大幅度減少計(jì)算時(shí)間。 首先，把對(duì)版過程需要處理的信息放在一個(gè)200×360象素的矩形窗口中只需對(duì)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(jì)算量減少70%以上。 其次，針對(duì)圖像的特點(diǎn)，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(diǎn)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(dòng)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(shí)，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(yàn)才能確定。二值化處理以后，24位的彩色圖像變成了每個(gè)象素只占1位的二值圖像。數(shù)據(jù)存放在一個(gè)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(hào)。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(duì)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(gè)，這一行即可認(rèn)的是第一色標(biāo)志線的第一行。記下行號(hào)為l1。以同樣的方法找出第二色標(biāo)