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CN104597056A - 一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法 - Google Patents

一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法 Download PDF

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CN104597056A
CN104597056A CN201510065375.0A CN201510065375A CN104597056A CN 104597056 A CN104597056 A CN 104597056A CN 201510065375 A CN201510065375 A CN 201510065375A CN 104597056 A CN104597056 A CN 104597056A
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贾志梅
徐艳芳
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BEIJING NANO THINK TECHNOLOGY Co Ltd
Institute of Chemistry CAS
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BEIJING NANO THINK TECHNOLOGY Co Ltd
Beijing Institute of Graphic Communication
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Abstract

本发明涉及一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法,属于数字硬拷贝输出技术领域。以单像素点阵列图样作为数字原稿,打印输出为检测图样;应用光学显微放大和彩色CCD成像系统,进行分辨力标定和光反射率校准;对检测图样成像;由校准关系得到光反射率灰度影像;提取出墨点区域,形成墨点阵列影像的二值影像;去掉噪声点;求取各墨点的位置坐标;进行墨点所属网格格线的行、列定位,以及网格格线行方向到水平、列方向到竖直的方位校正;求取墨点阵列的最佳拟合正方形网格和格点坐标;以墨点的位置坐标与格点坐标间的平均和最大偏离距离表征打印墨点的定位精度。该检测方法可方便地用于喷墨打印工艺优化、墨水材料研发及质量控制中。

Description

一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法,属于数字硬拷贝输出技术领域。
背景技术
喷墨打印为一种快捷、方便的硬拷贝成像技术。人们最初在办公、摄影、广告等行业中对其有所认识和使用。近年来,随着成像色彩、清晰度等质量的不断提高,喷墨打印技术在印刷、电子,以及3D制造等专业领域也得到越来越多的应用。例如,属于数字印刷范畴的喷墨印刷机已用于小批量、个性化的印刷复制,电子行业也用导电的墨水,通过喷墨打印方式制备电极、图案等导电元件。此外,还通过喷墨打印的增材过程,实现3D物体的构造等。
喷墨打印技术在不同领域的应用直接受其成像质量的制约,而单个墨滴在成像基材上形成墨点的位置精准度,是决定其成像质量的根本因素之一。诸如激励电压、激励频率等打印控制参数,以及打印墨水的物化性能等,都会影响墨滴喷射的路径和喷射稳定性,从而影响墨点的定位精度。因此,墨点的定位精度是工艺优化的直接体现,墨点定位精度的量化检测也成为喷墨工艺技术研究的有利手段。市场上有直接拍摄墨滴喷射过程动态成像和图像处理分析的设备,可表征墨滴的大小、运动路径和喷射速度等。这种技术可对墨滴的动态过程进行分析,但无法直接表征墨滴在基材上形成墨点的性能。目前,市场上尚未发现直接表征喷墨墨点定位精度的检测仪器设备,也未见相关技术报导。
发明内容
本发明的目的在于建立一种直接表征喷墨打印基材上墨点定位精度的便捷检测方法,为喷墨打印成像的工艺技术研究和成像质量成因分析提供有效工具。
本发明的喷墨打印墨点定位精度检测方法,通过获取成像基材上众多规则排列墨点图像的高分辨率数字影像及图像处理技术,确定墨点的位置及众墨点位置信息决定的理想定位点,从而量化墨点位置与其理想位置的偏离程度。
一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法,包括以下步骤:
(1)以单像素点阵列图样作为数字原稿,打印得到检测图样;
(2)应用光学显微放大和彩色CCD成像系统,该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形光源;选用一定的放大倍率,使之与CCD成像器件配合具有足够高的成像分辨力;CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡,在选用的显微成像条件下,对该成像系统进行分辨力标定和光反射率校准;
(3)在相同的显微成像条件下,对墨点阵列检测图样成像,形成RGB模式的图样数字影像;
(4)对步骤(3)所成图样数字影像,由步骤(2)得到的光反射率校准关系,得到光反射率灰度影像;
(5)对步骤(4)得到的灰度影像,确定一边界灰度值阈值提取出墨点区域,并形成墨点阵列影像的二值影像;
(6)对步骤(5)得到的墨点阵列二值影像,去掉不属于墨点的噪声点;
(7)对步骤(6)得到的只含有墨点的二值影像,求取各墨点的重心坐标,构成墨点在影像中的行、列位置坐标,即为墨点的位置坐标;
(8)对步骤(7)得到的墨点位置坐标,进行墨点所属网格格线的行、列定位,以及网格格线行方向到水平、列方向到竖直的方位校正;
(9)由步骤(8)得到的方位校正后墨点阵列的墨点位置坐标,求取墨点阵列的最佳拟合正方形网格和网格格点在影像中的坐标,即为格点坐标;
(10)比较步骤(8)和步骤(9)得到的各墨点校正位置坐标与其所属格点坐标间的偏离距离,墨点阵列所有墨点的偏离距离均值作为墨点的定位精度表征量。
步骤(1)中,所述的检测图样数字原稿为由单像素点位于正方形网格格点阵列上构成的单像素点阵列图样,采用*.GIF或*.bmp格式,分辨率与打印输出的分辨率相同。正方形网格格点位置上的单像素点阵列至少含有6行6列;正方形网格的边长在100μm~200μm之间。打印数字原稿形成单墨滴成像的墨点阵列硬拷贝图样。
步骤(2)中,所述的光学显微放大和彩色CCD成像系统,要求显微成像所用照明光源为D65环形白光,即环形光源发出环形白光,该环形白光以一定的倾斜角度照射到光场中心表面的样品上,且光场中心被拍摄表面内需光照均匀;所述的CCD成像器件为CCD相机,所用CCD相机的颜色响应需对所用D65白光达到白平衡;显微成像放大倍率需与CCD相机的像元数目配合,使得所成数字影像的像素宽度对应成像物面上的线度不大于1μm,且成像区域能够包含检测图样中的不少于6行6列的墨点。
对CCD成像系统分辨力标定的方法,包括如下步骤:
1)由CCD成像器件拍摄双圆点标尺图标,形成标尺图标的数字影像;双圆点标尺图标包括两个直径相同的圆点,圆点的直径和两圆点间的圆心距可以根据需要进行设计和调整。
2)由双圆点标尺图标数字影像中两圆点的圆心距对应的像素数计算该成像条件下数字影像的分辨力。
对CCD数字成像系统的光反射率校准的方法,包括下述步骤:
1)印制一个由浅到深变化的数个色块组成的色板;所述的色板包含有不少于15个不同网点面积率的色块,每个色块的形状为正方形,边长不小于10mm。例如网点面积率值从0%~100%间均匀取值,选取15个以上不同网点面积率的色块作为数字原稿,采用*.GIF或*.bmp格式,分辨率与打印制版的打印分辨率相同,打印输出后得到色板。
2)由分光光度计测量并计算出色板各色块的光反射率ρ;
根据打印成像墨水的颜色特征,在其补色光波段内选取一个合适的波长范围,如对于蓝绿色墨水,不同墨量色块的光反射率差异主要发生在其补色光-红光波段,则可选择的波长范围在600nm~700nm之间。之后,分别求取所选波长范围内色块光谱反射率的和与标准白版光谱反射率和的比值为光反射率ρ。
3)由CCD成像系统对色板各色块成像,对数字图像的中部求取RGB响应的平均值,选取RGB值中随不同色块变化最大的颜色值,并归一化,记为d;
4)根据色板所有色块的ρ和d值,建立两者间的数学关系,即在该成像状态下CCD影像响应值与印品光反射率间的校准关系。
步骤(3)中,所用显微成像条件同于步骤(2)。所拍摄印品文字的RGB数字影像,需存为*.GIF或*.bmp格式。
步骤(4)中,根据RGB数字影像的像素RGB值,由步骤(2)确定的校准关系将RGB数字影像转换为光反射率灰度影像。
步骤(5)中,判断墨点边界灰度值阈值的求取方法为在背景的高反射率值减去一个合适的反射率值,如下:
ρth=ρmaxt          (1)
式中ρmax为背景的平均光反射率,ρt为需设定的反射率数值,ρth为阈值。
步骤(6)中,墨点区域水平和竖直方向的线度认定均大于某一设定值时方为墨点,否则为噪声。该设定值可根据欲认定的噪声墨点大小值确定。
步骤(7)中,每个墨点的位置坐标由属于墨点的所有点坐标与其灰度值决定,计算式为(2)式:
m i = 1 N Σ j = 1 N v j m j - - - ( 2 )
n i = 1 N Σ j = 1 N v j n j
式中,(mi,ni)为i个墨点在其影像中的行、列位置坐标,(mj,nj)为第i个墨点内所有N个点中第j个点在其影像中的行、列坐标,vj为该第j个点的灰度值。
步骤(8)中,获得每个墨点所属网格线行、列序号的方法包括如下步骤:
1)由步骤(6)得到的墨点阵列二值影像(墨点值为1)进行各行的所有列像素值求平均,得到像素均值随行坐标变化的关系曲线,该曲线中含有形似脉冲峰的个数即为该墨点阵列网格线的行数。
2)确定步骤1)中关系曲线中每个“脉冲峰”的峰位,以及相邻峰位的中间位置坐标,这些中间位置坐标用来界定每个墨点所属的网格线行序号,称为墨点的阵列行坐标。
3)由步骤(6)得到的墨点阵列二值影像的列像素值,重复类似的1)、2)步骤,得到界定墨点所属网格线列序号的影像列范围边界点,即用来界定每个墨点所属的网格线列序号,称为墨点的阵列列坐标。具体为:由步骤(6)得到的墨点阵列二值影像(墨点值为1)进行各列的所有行像素值求平均,得到像素均值随列坐标变化的关系曲线,该曲线中含有形似脉冲峰的个数即为该墨点阵列网格线的列数;确定关系曲线中每个“脉冲峰”的峰位,以及相邻峰位的中间位置坐标,这些中间位置坐标用来界定每个墨点所属的网格线列序号。
4)对步骤(7)得到的墨点位置坐标,根据步骤2)、3)确定的特征点,确定出每个墨点的阵列行、列坐标,并按该阵列坐标重新排列墨点顺序,以用于准确认定和提取某一阵列行或列的所有墨点。
5)提取属于第一阵列行的所有墨点,对墨点的位置坐标点进行直线拟合,其直线方向与水平方向间的夹角表征其格线方向,称为行格线方向角;如此,求取各墨点阵列行格线的方向角及其均值,以均值方向角表征墨点阵列网格线的整体方位。其中,墨点位置坐标点直线拟合的过程需根据墨点情况进行优化,即第一次直线拟合后,若有的墨点偏离拟合直线较大,需排除该墨点后再次进行直线拟合,使得最终参与直线拟合的墨点距拟合直线的偏离距离限制在一定数值内。
6)以步骤5)中得到的平均方向角的负值为旋转角,对所有墨点的位置坐标进行旋转变换,得到方位校正后的墨点位置坐标值。
步骤(9)中,获得墨点阵列最佳拟合正方形网格线格点坐标的方法包括如下步骤:
1)由步骤(8)得到的方位校正后的墨点位置坐标数组,对每个阵列行上的墨点行坐标求均值,得到墨点阵列所有行在影像中的行坐标,并由相邻阵列行坐标确定所有的行距。
2)由步骤(8)得到的方位校准后的墨点位置坐标数组,对每个阵列列上的墨点列坐标求均值,得到墨点阵列所有列在影像中的列坐标,并由相邻阵列列坐标确定所有的列距。
3)由上述步骤1)、2)得到的墨点阵列所有行距和列距求取平均,作为初始的正方形拟合网格线线宽。
4)以步骤1)、2)得到的第一网格格点为初始格线定位点,以步骤3)得到的格线线宽作为初始值,以单像素为步进加减改变格线线宽共10个值,分别求取所有墨点与其对应网格点间偏离距离的均值,由最小均值对应的格线线宽作为墨点位置的最佳拟合网格线宽,由此确定最佳拟合网格点在影像中的坐标。
本发明采用数字图像处理技术,通过比较设计为规则排列的成像墨点的位置与其理想设计位置的差异,直接量化墨点的定位准确度;而获取成像墨点位置及其设计位置的方法只需规则排列的墨点样品图样,不需额外的辅助图形和软硬件条件。该方法过程简单、快捷,所需设备通用,检测图样简单,检测过程快捷,可方便地用于任何喷墨打印过程的墨点定位精度检测,适于喷墨打印工艺优化、墨水材料研发及质量控制。
附图说明
图1为本发明检测方法的流程图。
图2为本发明所用的正方形网格格点处为单像素点的数字图样。
图3为本发明实施例所用不同圆心距的双圆点图标。
图4为本发明实施例所用成像系统光反射率校准色标图。
图5为本发明实施例墨点阵列检测图样的灰度影像图。
图6为本发明实施例的墨点图样二值影像图。
图7为本发明实施例的墨点坐标位置点示意图。
图8为本发明实施例墨点二值影像的像素值列平均变化曲线。
图9为本发明实施例墨点二值影像的像素值行平均变化曲线。
图10为本发明实施例的墨点阵列方位校正前后的墨点位置图。
图11(a)和图11(b)分别为本发明实施例中所开发工具软件中墨点图样影像测试范围的选取和所确定的墨点位置坐标示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示,为本发明检测方法的流程,包括检测图样设计及印制、图样的显微放大及CCD成像,对CCD成像进行尺度标定及校准,图样影像像素值转换,墨点提取和定位、墨点方位校正和网格拟合及墨点位置误差求解。
本发明设计能够控制打印输出单墨滴按正方形网格点分布的墨点阵列图样并打印输出,获取墨点阵列图样的高分辨率数字影像,通过墨点图样影像的灰度值分布特征,提取墨点区域和确定墨点定位坐标,利用墨点阵列的墨点坐标分布特征,推演出其所属的正方形网格格点位置,从而获得墨点与其理想格点位置间的偏离距离;以众多墨点的平均和最大偏离距离表征打印墨点的定位精度,从而获得喷墨打印单墨滴在基材上成像墨点的定位精度。
以下为喷墨打印制版过程的墨点定位精度检测。
所用检测系统包括显微放大光学系统、CCD彩色成像器件和计算机。其中,所用显微镜为重庆奥特SZ66-TR,具有放大倍率和焦距连续调节功能,物镜的放大倍率为0.68倍到4.5倍,目镜的放大倍率为10,总放大倍率为6.8倍到45倍。显微镜成像端接CCD成像器件,品牌型号为COOLSNAP3.3M,具有2048×1536个CCD单元,即形成的数字影像具有2048×1536个像素。CCD成像器件与计算机相连,由计算机控制成像。显微镜物方端固定有D65环形白光光源,照射下方可x、y方向移动的置物平台。被检测印版图样放置在置物台上,显微成像后由CCD采集影像。
开发了检测应用软件,由软件完成图样的拍摄、影像检测区域的选择及墨点定位精度计算等。
检测过程如下:
步骤1,制作了与打印分辨率相同的1200dpi的正方形网格状单像素点阵列图样数字原稿,格线宽度为7个像素,即7×25400/1200=148.3μm。该数字原稿存为*.GIF影像格式,图样如图2所示。
之所以设计检测图样数字原稿的分辨率与打印分辨率相同,是因为这样的数字原稿每个像素信息都对应一个单独墨滴打印,格点的单像素图像信息才能够准确对应单墨滴的成像位置。
该数字原稿经1200dpi打印输出后,形成检测图样。
步骤2,选择上述放大成像系统某一较大的放大倍率固定不变,使得由CCD采集的单墨点图样影像中约含有8行、10列个墨点,对应的视场范围约为1.6mm×1.2mm。
不同圆心距的双圆点标尺图标如图3所示。标定过程为:求取双圆点标尺影像中两个圆点的圆心像素坐标,根据两圆心坐标进行两圆心连线的方位校正,即成为水平线,并确定此时的像素圆心距;由设计的圆心距与该像素圆心距比值表征影像的分辨力。该实施例中,E号标尺的双圆点成像几乎充满整个视场,便于利用较大的像素圆心距值来提高分辨力计算精度。因此,选用E号标尺对成像物面尺度分辨力的标定,结果为0.781μm/px(微米/像素)。
对CCD数字成像系统的校准过程如下:
(1)打印或印刷一个0%~100%间均匀取值,共15个不同网点面积率形成的正方形色块影像原稿,每个色块的边长为12mm。打印图样的影像如图4所示。
(2)该印版打印成像使用了蓝绿色的墨水,校准色板上不同墨量色块的光反射率主要差异发生在红光波段。经选择,在640nm~700nm内,色块间反射率的差异相对较大,这样,可由最大的差异体现和表征不同色块墨量的不同。
由分光光度计测量色板各色块的光反射率或(光学)密度,并将640nm~700nm波长范围内色块的光谱反射率的和与标准白版光谱反射率和的比值记为反射率ρ。
(3)由CCD成像系统对色板各色块成像,并对数字图像的中部求取RGB响应的平均值,选取R值,归一化为d;所用彩色成像为8位编码,则
(4)根据所有色块的ρ和d值,由一维拟合方法建立ρ与d间的数学关系。该实施例中采用了3阶多项式关系。印版和纸张情况分别为:
ρ=0.176d3-0.042d2+0.986d+0.001        (3)
步骤3,对墨点检测图样成像,形成RGB影像,存储为*.GIF格式。影像中含有8行、10列共80个墨点。在检测图样成像时,需保证所成的像中墨点阵列基本呈横平竖直状。
步骤4,对步骤3得到的RGB数字影像,由(3)式转换为灰度影像,选择其中含有6行、9列墨点的区域,并保证区域边界上没有墨点,如图5所示。
步骤5,对图5所示的墨点图样灰度影像,按照(1)式,并设定ρt为0.05,将像素灰度值小于ρth的像素值置为1,大于ρth的情况则置为0,形成初步筛选出的墨点二值影像如图6所示。
步骤6,对步骤5得到的墨点图样初始的二值影像,求取各1值闭合区域的边界坐标,认定边界坐标范围在行和列方向上均小于一定大小的区域为噪声点并舍掉,得到只含有墨点的二值影像。
目前的喷墨打印,墨点的直径至少也有十几微米。因此,该实施例中,以10μm线度对应的像素数作为这里噪声点的判据。10μm的线度已完全能滤除掉步骤5得到的剩余背景噪声,也能保证不漏掉真正的墨点。
步骤7,对步骤6得到的只含有墨点的二值影像,由墨点的边界坐标,利用(2)式计算得到各墨点的位置坐标。
图7为有代表性单个墨点位置坐标的影像示意图,白点代表墨点位置点;图10中圆圈所示为墨点的位置坐标。从图7中看出,对于第一行所示多数墨点形状的情况,以及其他少数墨点形状的情况,所确定墨点位置能够代表墨点的整体行为。
步骤8,对步骤6得到的墨点二值影像,进行列平均,即得到这个均值随行序号变化的曲线,如图8所示,这相当于从行位置看每一行像素的整体深浅。由于图样拍摄成像时保证了影像中的墨点阵列基本横平竖直,而墨点间的距离又是单像素墨点的数倍,因而总能保证许多行整体上只有背景而像素值为0,行整体非0的值则是墨点的1值对该行的贡献。因此就出现了图8所示的数个类似于“脉冲峰”的曲线,而“脉冲峰”的个数就是墨点阵列所含的行数。该实施例为6行。
确定所有相邻“脉冲峰”峰位间的中点行坐标,并与第1行和最后1行组合作为墨点的位置坐标隶属墨点阵列行数的判断界点。
类似地,对步骤6得到的墨点二值影像进行行平均,得到如图9所示的行均值随列序号变化的曲线,得到墨点的位置坐标隶属墨点阵列列数的判断界点。之后,按墨点隶属的阵列行、列序号重新排列各墨点的位置坐标,以方便地提取墨点阵列任一行、任一列的所有墨点。
针对墨点阵列每一行的墨点,直线拟合墨点的影像行列坐标,判断并取出偏离拟合直线距离大于15μm的墨点再次进行直线拟合,直到所用所有墨点与拟合直线的偏离距离小于15μm,确定此时拟合直线方向与水平方向间的夹角为该阵列行的方向角。
如此,求取所有阵列行的方向角并平均,以该平均方向角的负值为旋转角,对所有墨点的位置坐标进行旋转变换,则得到方位校正后的墨点位置坐标值,如图10中的园点位置所示。
步骤9,求取每个墨点阵列行墨点的行坐标均值,以及每个墨点阵列列墨点的列坐标均值,进一步求得各相邻阵列行、相邻阵列列间距离的均值作为墨点阵列所属格线的线宽。
以墨点阵列第1行的平均行坐标、第1列的平均列坐标为起点,以上述确定的格线宽为正方形宽度的初始值,分别加减不同像素的宽度至最大变化10个像素,求取所有墨点与其对应阵列格点间的偏离距离,以最小的平均偏离距离得到优化的网格宽度,从而构建出墨点阵列的最佳拟合网格。
图11(a)和图11(b)为所开发工具软件界面中选取测试影像区域,以及方位校正后的墨点阵列坐标点和最佳拟合网格线示意图。
该实施例中,设计的网格线宽为148.3μm,求解出的墨点阵列最佳拟合网格线宽为190个像素,即148.4μm(每个像素对应成像面上0.781μm的线度),与设计线度具有较高的符合度。
步骤10,计算步骤8得到的墨点位置坐标与步骤9确定的所属最佳拟合网格格点位置坐标间的偏离距离及其均值和最大值。
该实施例中所测54个墨点的平均和最大偏离距离分别为6.75μm和15.66μm,表征了该打印过程的墨点定位精度。
在该图样影像中,分别选取含有不同数目墨点的区域求解,平均偏离距离在6.37μm~7.03μm间变化,差异小于1μm,表明该求解方法具有较高的稳定性。
该实施例中还针对相同条件打印输出的6个墨点图样进行测试,测得6个图样的平均偏离距离分别为7.12μm、6.30μm、6.44μm、7.73μm、8.69μm和6.89μm,均值为7.20μm;6个图样的最大偏离距离在约15μm~19μm之间。应用中,可用多个输出图样的测试均值表征墨点的定位精度。
此外,应用该测试方法,还针对两种不同喷射控制参数下到相同基材上打印,各自6个检测图样进行了测试。各自6个图样的平均墨点偏离距离分别为8.87μm和5.47μm,最大墨点偏离距离分别为19.34μm和16.96μm,表征了两种喷射参数对墨点定位精度的影响。
除了诸如喷射控制参数、墨水的物化性能等喷射墨滴的路径影响因素外,墨滴到基材上以后与基材的相互作用也会影响墨点的形状,并因此影响其定位位置。
应用该测试方法,可以针对某单一因素或组合因素的变化,量化其对墨点成像定位精度的影响及成因分析,以优化相关因素和条件。

Claims (10)

1.一种喷墨打印墨点定位精度的检测方法,包括以下步骤:
(1)以单像素点阵列图样作为数字原稿,打印得到检测图样;
(2)应用光学显微放大和彩色CCD成像系统,该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形光源;CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡,在显微成像条件下,对该成像系统进行分辨力标定和光反射率校准;
(3)在相同的显微成像条件下,对墨点阵列检测图样成像,形成RGB模式的图样数字影像;
(4)对所成图样数字影像,由得到的光反射率校准关系,得到光反射率灰度影像;
(5)对得到的灰度影像,确定边界灰度值阈值提取出墨点区域,并形成墨点阵列影像的二值影像;
(6)对得到的墨点阵列二值影像,去掉不属于墨点的噪声点;
(7)对得到的只含有墨点的二值影像,求取各墨点的重心坐标,构成墨点在影像中的行、列位置坐标,即为墨点的位置坐标;
(8)对得到的墨点位置坐标,进行墨点所属网格格线的行、列定位,以及网格格线行方向到水平、列方向到竖直的方位校正;
(9)由得到的方位校正后墨点阵列的墨点位置坐标,求取墨点阵列的最佳拟合正方形网格和格点坐标;
(10)比较得到的各墨点校正位置坐标与其所属格点坐标间的偏离距离,墨点阵列所有墨点的偏离距离均值作为墨点的定位精度表征量。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:所述的数字原稿为由单像素点位于正方形网格格点阵列上构成的单像素点阵列图样,采用*.GIF或*.bmp格式,分辨率与打印输出的分辨率相同。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:正方形网格格点位置上的单像素点阵列至少含有6行6列;正方形网格的边长在100μm~200μm之间。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:CCD成像器件所用照明光源为D65环形白光;显微成像放大倍率与CCD相机的像元数目配合,使所成数字影像的像素宽度对应成像物面上的线度不大于1μm,且成像区域包含检测图样中的不少于6行6列的墨点。
5.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:CCD成像系统分辨力标定的方法,包括如下步骤:
1)由CCD成像器件拍摄双圆点标尺图标,形成标尺图标的数字影像;
2)由双圆点标尺图标数字影像中两圆点的圆心距对应的像素数计算该成像条件下数字影像的分辨力。
6.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:CCD成像系统的光反射率校准的方法,包括如下步骤:
1)印制一个由浅到深变化的数个色块组成的色板;
2)由分光光度计测量并计算出色板各色块的光反射率ρ;
3)由CCD成像系统对色板各色块成像,并对数字图像的中部求取RGB响应的平均值,选取RGB值中随不同色块变化最大的颜色值,并归一化,记为d;
4)根据色板所有色块的ρ和d值,建立两者间的数学关系,即在该成像状态下CCD影像响应值与印品光反射率间的校准关系。
7.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:所述的RGB模式的图样数字影像为*.GIF或*.bmp格式。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:每个墨点的位置坐标由属于墨点的所有点坐标与其灰度值决定,计算式如下:
式中,mi,ni为i个墨点在其影像中的行、列位置坐标,mj,nj为第i个墨点内所有N个点中第j个点在其影像中的行、列坐标,vj为该第j个点的灰度值。
9.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:获得每个墨点所属网格线行、列序号的方法,包括如下步骤:
1)由得到的墨点阵列二值影像进行各行或列的所有列或行像素值求平均,得到像素均值随行或列坐标变化的关系曲线,该曲线中含有形似脉冲峰的个数即为该墨点阵列网格线的行数或列数;
2)确定关系曲线中每个脉冲峰的峰位,以及相邻峰位的中间位置坐标,中间位置坐标用来界定每个墨点所属的网格线行或列序号,称为墨点的阵列行或列坐标;
3)对得到的墨点位置坐标,确定出每个墨点的阵列行、列坐标,并按该阵列坐 标重新排列墨点顺序,以用于准确认定和提取某一阵列行或列的所有墨点;
4)提取属于第一阵列行的所有墨点,对墨点的位置坐标点进行直线拟合,其直线方向与水平方向间的夹角表征其格线方向,称为行格线方向角;求取各墨点阵列行格线的方向角及其均值,以均值方向角表征墨点阵列网格线的整体方位;
5)以得到的平均方向角的负值为旋转角,对所有墨点的位置坐标进行旋转变换,得到方位校正后的墨点位置坐标值。
10.根据权利要求1所述的喷墨打印墨点定位精度的检测方法,其特征在于:获得墨点阵列的最佳拟合正方形网格和格点坐标的方法,包括如下步骤:
1)由得到的方位校正后的墨点位置坐标数组,对每个阵列行上的墨点行坐标求均值,得到墨点阵列所有行在影像中的行坐标,并由相邻阵列行坐标确定所有的行距;
2)由得到的方位校准后的墨点位置坐标数组,对每个阵列列上的墨点列坐标求均值,得到墨点阵列所有列在影像中的列坐标,并由相邻阵列列坐标确定所有的列距;
3)由得到的墨点阵列所有行距和列距求取平均,作为初始的正方形拟合网格线线宽;
4)以第一网格格点为初始格线定位点,以格线线宽作为初始值,以单像素为步进加减改变格线线宽共10个值,分别求取所有墨点与其对应网格点间偏离距离的均值,由最小均值对应的格线线宽作为墨点位置的最佳拟合网格线宽,由此确定最佳拟合网格点在影像中的坐标。
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