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Title:
METHOD AND DEVICE FOR THE REAL TIME CONTROL OF PRINT IMAGES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/056570
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to improve the quality during automatic real time monitoring of print images. This is achieved by means of a reference image, which is divided into segments in such a way that the pixels of said segments have approximately the same colour characteristic. The segments thus approximately reflect the structure of the reference image, each segment being assigned a reference value, which accurately describes the colour characteristic of the segment. The pixels of the actual image are compared with the respective reference value of the corresponding segment. Said comparison is extremely reliable as a result of the high quality of the reference value.

Inventors:
FREI BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/014630
Publication Date:
July 08, 2004
Filing Date:
December 19, 2003
Export Citation:
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Assignee:
OCE DOCUMENT TECHNOLOGIES GMBH (DE)
FREI BERNHARD (DE)
International Classes:
B41F33/00; (IPC1-7): B41F33/00; H04N1/40
Foreign References:
DE19940879A12001-03-08
US6024018A2000-02-15
US6449385B12002-09-10
Attorney, Agent or Firm:
Schaumburg, Karl-heinz (München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Kontrolle, insbesondere zur Echtzeit Kontrolle von Druckbildern, umfassend folgende Schritte : elektrooptisches Erfassen und Digitalisieren eines IstBildes in einzelne Pixel, Verwenden eines Referenzbildes, das in mehrere Seg mente (9) derart segmentiert ist, dass die Pixel den Segmenten (9) in etwa die gleiche Farbeigen schaft aufweisen, wobei ein diese Farbeigenschaft beschreibender Referenzwert den in dem jeweiligen Segment angeordneten Pixeln zugeordnet wird, Vergleichen der Farbeigenschaften der Pixel des ISTBildes mit den korrespondierenden Referenzwer ten des Referenzbildes, wobei bei einer Abweichung über einen vorbestimmten Schwellwert ein korrespon dierendes Pixel in einem Ergebnisbild als Fehler markiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Segmenten zugeordneten Farbeigenschaften Graustufen und/oder Farbwerte sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vergleichen die Pixel des ISTBildes durch eine affine Abbildung auf korrespondierende Pixel des Referenzbildes abgebildet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Randbereiche der Segmente (9) beim Vergleichen nicht berücksichtigt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche eine Breite von 1 bis 10 Pixel und vorzugsweise von 1 bis 4 Pixel aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnisbild aufbereitet wird, indem einzelne oder wenige zusammenhängende und als fehlerhaft markier te Pixel zurück gesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnisbild zur Übertragung an eine Kontroll station komprimiert wird.
8. Verfahren zum Segmentieren eines Referenzbildes für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend folgende Schritte : Bereitstellen eines digitalen Referenzbildes mit einer Vielzahl Pixel, Ermitteln zusammenhängender Bereiche mit etwa gleicher Farbeigenschaft, wobei ein solcher Bereich jeweils ein Segment (9) bildet, Zuordnen eines Referenzwertes zu den Pixeln eines Segmentes (9), wobei der Referenzwert ein Maß für die Farbeigenschaft des jeweiligen Segmentes (9) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Pixeln am Randbereich der Segmente (9) ein NichtReferenzwert zugeordnet wird, was bedeutet, dass diese Pixel nicht mit den Pixeln des IstBildes zu ver gleichen sind.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ermitteln der zusammenhängenden Bereiche mit gleicher Farbeigenschaft alle Pixel für einen solchen Bereich ausgewählt werden, deren Farbeigenschaftswerte innerhalb eines gewissen Bereichs um den Wert dieser Farbeigenschaft liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente, die kleiner als eine vorbestimmte Größe sind, und die ein benachbartes Segment aufweisen, dessen Farbeigenschaft weniger als ein vorbestimmter Farbab stand von der Farbeigenschaft dieses Segmentes entfernt ist, mit dem benachbarten Segment vereinigt wird, wobei als Farbeigenschaft des vereinigten Segmentes eine aus den Farbeigenschaften der beiden Segmente gemittelte Farbeigenschaft verwendet wird.
12. Vorrichtung zur Echtzeitkontrolle von Druckbildern um fassend eine Druckeinrichtung (1), eine optische Abtasteinrichtung (5) zum Abtasten des bedruckten Materials, eine Auswerteeinrichtung (6), die mit der optischen Abtasteinrichtung (5) verbunden ist, wobei die Aus werteeinrichtung (6) einen Computer mit einem Spei cher und einer zentralen Prozessoreinheit umfasst, und im Speicher der Auswerteeinrichtung (6) ein Pro gramm zum Ausführen eines Verfahrens nach einem o der mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ausführbar ge speichert ist.
13. Softwareprodukt zum Ausführen eines Verfahrens nach ei nem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
14. Softwareprodukt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einen maschinenlesbaren Datenträger gespei chert ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitkontrolle von Druckbildern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Echtzeitkontrolle von Druckbildern.

Beim Herstellen von Druckerzeugnissen können auf Grund der hohen Geschwindigkeit, mit welcher Druckerzeugnisse in Druck- systemen bewegt werden, durch rein visuelle Beobachtung Druckfehler erst zu einem späten Zeitpunkt erkannt werden.

Das visuelle Kontrollieren von Druckbildern ist insbesondere beim Endlosdruck schwierig, da es nicht möglich ist, ein Pro- beexemplar herauszugreifen und zu prüfen. Werden Fehldrucke zu spät. oder gar nicht erkannt, entstehen hohe Kosten.

Aber auch nicht korrekt arbeitende Überwachungsvorrichtungen, die einen Fehlalarm auslösen, können durch den Stillstand ei- ner Druckstraße unerwünschte Kosten verursachen.

Es besteht daher ein erheblicher Bedarf nach einem robusten Verfahren, das im Betrieb einer Druckstraße Druckfehler zu- verlässig, sicher und schnell erkennt.

Für die sogenannte Online-Druckkontrolle werden Videokameras mit Stroboskop-Beleuchtung eingesetzt. Die von diesen Kameras gelieferten Bilder können dann visuell kontrolliert und-einer automatischen Überwachungseinheit zugeführt werden.

Ein bekanntes Verfahren zum automatischen Überwachen von Dru- ckerzeugnissen ist in der DE 199 40 879 AI beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Referenzbild erzeugt, beziehungs- weise, wenn es bereits in digitaler Form vorliegt, bereit ge- stellt. Ein IST-Bild wird mittels eines'Stroboskop-

Lichtblitzes erfasst. Die Lage des IST-Bildes wird mittels eines geeigneten Korrelationsverfahren auf das Referenzbild abgebildet. Da eine exakte Überlagerung des Referenzbildes und des IST-Bildes praktisch nicht möglich ist, wird das Re- ferenzbild in Teilbereiche unterteilt. Die einzelnen Teilbe- reiche können sich lückenlos aneinander anschließen oder sich sogar überlappen. In jedem Teilbereich werden die Differenzen der Farbwerte der Pixel ermittelt. Ist die Differenz in einem Teilbereich größer als eine vorgegebene Toleranzschwelle, so wird dem Teilbereich das Kennzeichen Struktur zugeordnet und im Fall, dass alle Differenzen im Teilbereich kleiner als ei- ne vorgegebene Toleranzschwelle sind, wird dem Teilbereich das Kennzeichen Farbe zugeordnet. Das IST-Bild wird in Teil- bereichen, denen das Kennzeichen Farbe zugeordnet ist, auf Grund der IST-Farbwerte mit den Soll-Farbwerten verglichen.

Bei Teilbereichen, denen das Kennzeichen Struktur zugeordnet ist, werden die Mittelwerte oder die Summe der Amplituden al- ler Graustufen ermittelt und verglichen.

Dieses Verfahren hat sich in der Praxis sehr bewährt. Es gibt jedoch grundsätzlich Nachteile. Einzelne Pixel des IST-Bildes werden mit den Parametern eines Teilbereiches verglichen, die beim Kennzeichen Struktur die Farbeigenschaft nicht präzise beschreiben. Die Qualität dieses Überwachungsverfahrens hängt sehr davon ab, ob die Morphologie des gedruckten Bildes mit der Einteilung der Teilbereiche zufällig übereinstimmt. Da die einzelnen Bereiche fest vorgegeben sind, werden insbeson- dere lange, schmale oder kurze und breite Ausschnitte eines Bildes, welche eine bestimmte Farbeigenschaft besitzen, nicht präzise überwacht, da sie sich über mehrere Teilbereiche erstrecken und in jedem Teilbereich die zu ermittelnden Über- wachungsparameter lediglich nur zu einem Bruchteil beeinflus- sen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle von Druckbildern zu schaffen, mit denen die Zuverlässigkeit und Qualität der Kon-

trolle gegenüber herkömmlichen Verfahren bzw. Vorrichtungen wesentlich gesteigert wird.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen be- schriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle von Druckbildern umfasst folgende Schritte : - elektrooptisches Erfassen und Digitalisieren eines IST- Bildes in einzelne Pixel, - Verwenden eines Referenzbildes, das in mehrere Segmente derart segmentiert ist, dass die Segmente jeweils eine bestimmte Farbeigenschaft aufweisen, wobei ein die Farb- eigenschaft beschreibender Referenzwert den in dem je- weiligen Segment angeordneten Pixeln zugeordnet wird, - Vergleichen der Farbeigenschaft der Pixel des IST-Bildes mit den korrespondierenden Referenzwerten des Referenz- bildes, wobei bei einer Abweichung über einen vorbe- stimmten Schwellwert ein korrespondierendes Pixel in ei- nem Ergebnisbild als Fehler markiert wird.

Bei der Erfindung wird ein Referenzbild verwendet, das in mehrere Segmente derart segmentiert ist, dass die Segmente jeweils eine bestimmte Farbeigenschaft aufweisen. Es werden somit keine willkürlich vorher festgelegten Teilbereiche ver- wendet, sondern Segmente, die jeweils im Referenzbild einen Bereich mit im wesentlichen gleicher Farbeigenschaft umfas- sen. Die Segmente geben somit die Morphologie des Bildes wie- der. Durch diese spezielle Ausgestaltung der Segmente können wesentlich präzisere Referenzwerte verwendet werden, als dies bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist, bei welchen die Teilbereiche willkürlich festgelegt worden sind.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die Pixel des IST-Bildes mit einem sehr präzisen Referenzwert verglichen, wodurch Abweichungen sehr zuverlässig feststellbar sind.

Farbeigenschaften im Sinne der folgenden Erfindung können zum Beispiel Graustufen und/oder Farbwerte sein.

Mit der Erfindung ist insbesondere eine Echtzeit-Kontrolle von Druckbildern möglich.

Nach einem bevorzugten Verfahren werden Randbereiche der Seg- mente beim Vergleichen der Pixel des IST-Bildes mit den kor- respondierenden Referenzwerten des Referenzbildes nicht be- rücksichtigt, wodurch kleine Passerverschiebungen, die oft- mals nicht vermeidbar und von einem Betrachter nicht als Feh- ler erkannt werden, nicht zu unerwünschten Fehlerdaten füh- ren.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Ergebnisbild er- zeugt, in dem die Fehlerdaten binär den einzelnen Pixel des Ergebnisbildes zuordenbar sind. Das Ergebnisbild kann somit als Binärbild dargestellt werden, in dem die Bereiche mar- kiert sind, in welchen Fehler auftreten. Ein solches Binär- bild kann einfach an einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden und zeigt einem Operator die Fehlerstellen eines be- druckten Bildes an. Hierdurch kann der Operator schnell und einfach die Fehler entdecken und falls es notwendig ist, ent- sprechende Korrekturmaßnahmen ergreifen.

Ein solches binäres Ergebnisbild kann auch mit an sich be- kannten Kompressionsverfahren sehr stark komprimiert werden, da es lediglich großflächige binäre (weiße/schwarze) Bereiche aufweist. Dies erlaubt es, dass die Ergebnisbilder in Echt- zeit über eine Datenleitung mit begrenzter Übertragungskapa- zität an eine Überwachungsstation übermittelt werden können.

An der Überwachungsstation können die komprimierten Ergebnis- bilder wieder entkomprimiert und an einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.

Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Segmentieren eines Referenzbildes vor, bei dem Bereiche mit gleichem Farbeigen- schaft ermittelt werden, wobei diese Bereiche jeweils ein Segment bilden. Diesen Segmenten ist jeweils ein Referenzwert zugeordnet, der die Farbeigenschaft des jeweiligen Segmentes beschreibt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen : Figur 1 schematisch in einem Flussdiagramm ein Verfahren zur Echtzeitkontrolle von Druckbildern, Figur 2 schematisch in einem Flussdiagramm ein Verfahren zum Segmentieren eines Referenzbildes, Figur 3 ein Verfahren zum Segmentieren eines Referenzbildes anhand einiger weniger Pixel, Figur 4 ein Drucksystem, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, Figur 5 ein Referenzbild, Figur 6 die Segmente des Referenzbildes aus Figur 5, Figur 7 ein IST-Bild, Figur 8 ein Ergebnisbild, Figur 9 ein weiteres Referenzbild, Figur 10 das Bild aus Figur 9 nach dem Segmentieren, Figur 11 das Bild aus Figur 10 nach dem Verbinden einzelnen Segmente, und

Figur 12 die Ränder der Segmente der Bilder aus Figur 9 bis 11.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Echtzeitkontrolle von Druckbildern wird in einem Drucksystem eingesetzt (Figur 4).

Ein solches Drucksystem umfasst eine Druckeinrichtung 1. Ty- pischerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Hoch- leistungsdruckern und insbesondere auf Endlospapier drucken- den Druckern eingesetzt. Ein solches Endlospapier wird von einer Papierrolle 2 abgezogen und der Druckeinrichtung 1 zu- geführt. Der Druckeinrichtung 1 ist üblicherweise eine Nach- bearbeitungseinrichtung 3 nachgeschaltet, in der zum Beispiel das Endlospapier zu einzelnen Bögen geschnitten wird. Das Pa- pier wird von der Druckeinrichtung 1 zur Nachbearbeitungsein- richtung 3 entlang einer Papierlaufbahn (in Figur 3 schema- tisch durch zwei Walzenpaare 4 dargestellt) geführt.

An der Papierlaufbahn ist eine Zeilenkamera 5 angeordnet, die mit ihrem Objektiv auf die bedruckte Papierbahn gerichtet ist. Mit einer solchen Zeilenkamera können das daran vorbei- geführte Papier elektrooptisch erfasst und diese digitalen Bilder einzeln auf die Papierbahn gedruckter Seiten erstellt werden. Diese digitalen Bilder stellen jeweils ein IST-Bild dar.

Anstelle einer Zeilenkamera kann auch eine andere elektroop- tische Detektionseinrichtung verwendet werden, wie zum Bei- spiel eine Kamera zur Aufnahme eines flächigen Bildes in Kom- bination mit einem Stroboskop, wobei die Papierbahn mit vom Stroboskop abgegebenen Lichtblitzen beleuchtet wird, so das jeweils einzelne Seiten von der bewegten Papierbahn erfasst werden.

Die Kamera 5 ist mit einer Auswerteeinrichtung 6 verbunden, die üblicherweise ein Computer mit einer Speichereinrichtung und einer zentralen Recheneinrichtung ist. Die Auswerteein- richtung 6 ist mit einer Anzeigeneinrichtung 7 verbunden.

Das von der Kamera 5 erzeugte IST-Bild wird in einem Bild- speicher in der Auswerteeinrichtung 6 gespeichert (Schritt S2).

Es wird die Lage des gespeicherten IST-Bildes gegenüber einer Soll-Lage bestimmt. Dies kann anhand von Passermarken oder von bestimmten Kennzeichen im Bild selbst erfolgen. Hierzu sind im Stand der Technik diverse Korrelationsverfahren be- kannt. Anhand dieser Lagebestimmung wird eine affine Trans- formation ermittelt (Schritt S3), mit welcher die einzelnen Pixel des IST-Bildes auf die Soll-Lage abgebildet werden kön- nen.

Danach werden in einer Schleife die einzelnen Pixel des Soll- Bildes bzw. deren Farbeigenschaften mit den Referenzwerten eines Referenzbildes verglichen (Schritt S4). Bei diesem Ver- gleich wird zunächst das Pixel, das mit dem Referenzbild ver- glichen werden soll, mittels der affinen Transformationen auf den korrespondierenden Ort im Referenzbild abgebildet. Das Referenzbild ist in Segmente unterteilt. Diese Unterteilung wird unten näher erläutert. Jedem Segment ist ein Referenz- wert zugeordnet. Bei diesem Vergleich wird festgestellt, in welchem Segment das affin transformierte Pixel liegt, wobei dann für den Vergleich der dem Segment zugeordnete Referenz- wert verwendet wird. Weicht die Farbeigenschaft des Pixels des IST-Bildes von dem entsprechend ausgewählten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert ab (Ergebnis des Ver- gleichs : nein), so bedeutet dies, dass das Pixel nicht die gewünschte Farbeigenschaft besitzt. In einem solchen Fall wird in einem Ergebnisbild ein Pixel an der korrespondieren- den Position im Bild mit einem Wert belegt, der den Fehler darstellt (Schritt S5). Liegt die Farbeigenschaft des Pixels des IST-Bildes innerhalb des durch den Schwellenwert vorgege- benen Bereiches um den Referenzwert (Ergebnis des Vergleichs : ja), so bedeutet dies, dass dieser Pixel die gewünschte Farb- eigenschaft besitzt und das korrespondierende Pixel im Ergeb-

nisbild wird mit einem Wert belegt, der die Korrektheit die- ses Pixels bezeichnet. Im Ergebnisbild werden beispielsweise die Fehlerwerte mit einem"1"und die korrekten Werte mit ei- nem"0"gesetzt.

Danach wird geprüft, ob alle Pixel des Soll-Bildes mit ent- sprechenden Referenzwerten verglichen worden sind (Schritt S-7).

Im Schritt S8 wird das Ergebnisbild aufbereitet. Hierbei wer- den einzelne oder wenige zusammenhängende und als fehlerhaft markierte Pixel auf den korrekten Wert zurückgesetzt. Ein einzelnes oder wenige zusammenhängende Pixel, wobei deren An- zahl von der Auflösung des Bildes abhängt, werden von einem Betrachter eines gedruckten Bildes nicht erkannt und werden deshalb bei dem vorliegenden Verfahren nicht berücksichtigt.

Das Ergebnisbild wird an der Anzeigeeinrichtung 7 dargestellt (Schritt S9), so dass das Ergebnisbild vom Operator des Drucksystems betrachtet werden kann.

Als Option kann es vorgesehen sein, das Ergebnisbild nach de- ren Aufbereitung zu komprimieren, um es beispielsweise über ein lokales Netzwerk an eine Kontrollstation zu übertragen, an welcher das Ergebnisbild dekomprimiert und an einer Anzei- geeinrichtung dargestellt wird. Es hat sich gezeigt, dass das binäre Ergebnisbild, das üblicherweise aus großflächigen Be- reichen mit Fehlerwerten bzw. Korrekturwerten besteht, sehr stark komprimieren lässt und deshalb als kleine Datenmenge schnell und einfach auch über Datenleitungen geringerer Da- tenkapazität übertragen werden kann.

Im oben beschriebenen Verfahren können die Farbeigenschaften durch Grauwerte und/oder durch Farbwerte dargestellt werden.

Werden Farbwerte verwendet, so kann eine Farbeigenschaft durch mehrere Werte beschrieben werden. Wird die Farbeigen- schaft zum Beispiel im RGB-Raum dargestellt, so sind für jede

Farbeigenschaft ein Farbwert für rot, grün und blau an- zugeben. Bei derartigen mehrdimensionalen Farbeigenschaften wird als Schwellwert ein Abstandswert verwendet. Dies kann beispielsweise ein bestimmter euklidischer Abstand im Farb- raum sein. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den Abstand gemäß der menschlichen Wahrnehmung, die bei unterschiedlichen Farben unterschiedlich stark ausgebildet ist, entsprechend zu variieren. Dazu werden bspw. die RGB-Daten des IST-Bildes in einen Farbraum überführt der die Eigenschaften der menschli- chen Farbabstandswahrnehmung berücksichtigt (z. B. CIELa*b*).

Die Soll-Werte werden dann ebenfalls in einem solchen Farb- raum bereitgestellt, so dass auch hier der euklidische Ab- stand verwendet werden kann.

Es gibt aber auch Farbabstandsmaße, die nicht euklidisch be- rechnet werden können. Es ist hier dann eine komplexere Be- rechnung notwendig. Die Bestimmung dieser Abstandsmaße ist in Normschriften festgelegt. Basis sind aber dennoch speziell gewählte Farbräume.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Randbereiche der Segmente bei dem Vergleich der Pixel des IST-Bildes im Schritt S4 mit den entsprechenden Referenzwer- ten nicht berücksichtigt. Dies ist zweckmäßig, da trotz der affinen Transformationen restliche Deckungsfehler entstehen können. Diese können durch Unsicherheiten der Ortsbestimmung oder nichtlineare Veränderungen der IST-und Soll-Bilder ge- geneinander z. B. durch Feuchtedehnung oder Durchhängung ent- stehen. Das heißt, dass im Randbereich einzelne Pixel fälsch- licherweise einem benachbarten Segment zugeordnet werden könnten, wodurch sich eine Fehlbewertung des Pixels ergeben würde. Diese Probleme im Randbereich werden somit durch die Nicht-Berücksichtigung des Randbereiches behoben. Die Breite des Randbereiches hängt von der Auflösung des Referenzbildes ab. Geeignete Breiten des Randbereiches liegen im Bereich von 1 bis 10 Pixel vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 Pixel.

Programmtechnisch wird die Zuordnung der Referenzwerte da- durch gelöst, dass jedem Segment ein Label zugeordnet wird und dass jedem Label die Farbeigenschaft zugeordnet wird. Ist die Farbeigenschaft eine Graustufe, so kann diese Zuordnung zum Beispiel gemäß folgender Tabelle dargestellt werden : Label Graustufe 0 nop 1 100 2 130 3 215 4 190 5 160 6 235 7 80 8 55 9 30 10 255 Der Label 0 wird den Randbereichen zugeordnet und anstelle einer Graustufe ist dem Label 0 ein Code"nop"zugeordnet, der"no operation"bedeutet. Liegt ein Pixel im Randbereich, so wird hierdurch beim Vergleich der Code für"no operation" aufgerufen, wodurch der Vergleich nicht ausgeführt wird. Für die weiteren Label 1-10 werden jeweils im Vergleich die entsprechenden Graustufen aufgerufen. Beim Vergleich selbst wird der Absolutwert zwischen der Graustufe des Referenzwer- tes und der Graustufe des zu vergleichenden Pixels gebildet und geprüft, ob dieser Absolutwert kleiner als der Schwell- wert ist. Ist dies der Fall, so liegt die Graustufe des Pi- xels im gewünschten Bereich und im Ergebnisbild wird der kor- rekte Wert gesetzt. Ansonsten wird im Ergebnisbild der Feh- lerwert gesetzt.

Werden anstelle der Graustufen Farbwerte verwendet, so sind jedem Label jeweils ein Satz Farbwerte zugeordnet, die die jeweilige Farbe beschreiben.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Segmentieren eines Refe- renzbildes erläutert (Figur 2). Zunächst muss ein Referenz- bild bereit gestellt werden (Schritt S10). Das Bereitstellen bzw. Erzeugen eines Referenzbildes kann dadurch erfolgen, dass ein fehlerloser Ausdruck des Bildes mit der optischen Erfassungseinrichtung 5, die auch zum Erfassen des IST-Bildes verwendet wird, erfasst wird, um von dem Bild eine digitale Bilddatei zu erzeugen.

Andererseits ist es auch möglich, falls das zu druckende Bild bereits als digitale Bilddatei vorliegt, diese Bilddatei un- mittelbar zu verwenden. Hierbei ist es jedoch zweckmäßig, die Auflösung, d. h. die Anzahl der Pixel pro Längeneinheit in je- der Reihe und Spalte, dieser Bilddatei an die Auflösung des IST-Bildes anzupassen. In der Regel dürfte die Auflösung des IST-Bildes etwas gröber sein, als die der als Druckvorlage dienenden Bilddatei, weshalb mittels geeigneter und bekannter Interpolationsverfahren die Auflösung in entsprechender Weise verringert wird.

Danach werden zusammenhängende Bereiche im Referenzbild er- mittelt, die etwa die gleiche Farbeigenschaften besitzen, wo- bei ein solcher Bereich jeweils ein Segment bildet (Schritt Sll). Dies kann beispielsweise folgendermaßen ausgeführt wer- den : die Pixel werden einzeln jeweils einem Segment zugeord- net, wobei die Pixel in jeder Reihe j (Fig. 3) von links nach rechts die einzelnen Reihen aufeinanderfolgend von oben nach unten abgearbeitet werden.

-Von einem einem Segment zuzuordnenden Pixel werden die Referenzwerte der drei benachbarten Pixel in der Reihe oberhalb dieses Pixels und der Referenzwert des links von dem zuzuordnenden Pixel benachbarten Pixel ausgele-

sen. Sind die Pixel in Reihen j und Spalten i angeordnet (Fig. 3), dann werden zu dem zuzuordnenden Pixel mit den Koordinaten (i, j) die Referenzwerte der Pixel mit den Koordinaten (i-1, j-1), (i, j-1), (i+1, j-1) und (i-1, j) ausgelesen.

Danach wird ermittelt, welche der vier Referenzwerte am ähnlichsten der Farbeigenschaft des zuzuordnenden Pixels ist.

Ist die Differenz dieses Referenzwertes und die Farbei- genschaft des zuzuordnenden Pixels geringer als ein vor- bestimmter Schwellwert, so wird das zuzuordnende Pixel dem Segment zugeordnet, das das Pixel enthält, dessen Referenzwert am nächsten der Farbeigenschaft des zuzu- ordnenden Pixels ist.

Diese Zuordnung erfolgt, indem dem zuzuordnenden Pixel der Label dieses Segmentes im Referenzbild eingetragen wird.

Unterscheiden sich die Farbeigenschaft des zuzuordnenden Pi- xels von dem nächstliegenden Referenzwert um mehr als den Schwellwert, so kann dieses Pixel keinem der benachbarten Segmente zugeordnet werden. Dieses Pixel bildet den Kern für ein neues Segment, wobei ein neuer Label der Zuordnungstabel- le erzeugt wird und dieser neue Label im Referenzbild an der Stelle des Pixels eingetragen wird.

Dem neuen Label wird in der Zuordnungstabelle zunächst die Farbeigenschaft des einen Pixels zugeordnet, das die Bildung des neuen Segmentes ausgelöst hat. Diese Farbeigenschaft kann als Referenzwert diesem Label zugeordnet werden (Schritt S12). Alternativ ist es möglich, als Referenzwert den Mittel- wert der Farbeigenschaften der einzelnen Pixel eines Segmen- tes zu verwenden. Hierbei wird beim Hinzufügen eines neuen Pixels zu einem Segment dessen Farbeigenschaft mit'der ent- sprechenden Gewichtung mit dem bisher ermittelten Referenz- wert des Segmentes gemittelt.

Ist das Referenzbild vollständig segmentiert, besteht das Re- ferenzbild aus zusammenhängenden Bereichen, deren Pixel je- weils ein bestimmter Label zugeordnet ist. Den Pixeln der Randbereiche der Segmente wird nun der Label für den Randbe- reich, nämlich der Label"0"zugeordnet (Schritt S13).

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird un- tersucht, ob Segmente bestehen, die weniger als eine vorbe- stimmte Anzahl von Pixel aufweisen und damit kleiner als eine vorbestimmte Größe sind. Sind derartige Segmente vorhanden, wird geprüft, ob die Farbeigenschaften benachbarter Segmente sich von der Farbeigenschaft dieses kleinen Segmentes nicht um einen vorbestimmten zweiten Schwellwert unterscheidet. Ist dies der Fall, so werden diese beiden Segmente zu einem ein- zigen Segment vereint, wobei diesem neuen Segment ein neuer Label zugeordnet wird. Diesem neuen Label wird als Referenz- wert der gewichtete Mittelwert aus den Referenzwerten der beiden ursprünglichen Label zugeordnet. Mit dieser Vereini- gung von kleinen Segmenten mit weiteren Segmenten wird die Unterteilung in sehr kleine Segmente vermieden, soweit es möglich ist, da derart kleine Segmente, insbesondere wenn ein Randbereich vorgesehen wird, der nicht geprüft wird, für die Kontrolle des Druckbildes nicht zweckmäßig ist.

Figur 5 zeigt ein Referenzbild, das zwei Rechtecke aufweist.

Das obere Rechteck ist vollständig schwarz und das untere Rechteck weist einen Farbverlauf von schwarz/weiß in Richtung von unten nach oben auf. Figur 6 zeigt die Grenzen der Seg- mente des in Figur 5 gezeigten Referenzbildes. Das. schwarze Rechteck bildet ein einziges Segment 9. Das untere Rechteck mit dem linearen Farbverlauf ist in mehrere streifenförmige Segmente 9 unterteilt, deren Referenzwert die mittlere Farb- eigenschaft des jeweiligen Streifens, d. h. die mittlere Hel- ligkeit bzw. die Graustufe dieses Streifens beschreibt. Figur 8 zeigt ein IST-Bild, in dem gewisse Bereiche 8 nicht korrekt gedruckt sind. Das Ergebnisbild (Figur 8), das gemäß dem oben erläuterten Verfahren ermittelt worden ist, sind diese nicht

korrekt gedruckten Bereiche 8 schwarz dargestellt und der üb- rige Bereich des Ergebnisbildes ist weiß. Ein Operator des Drucksystems, der die schwarzen Bereiche des Ergebnisbildes sieht, erkennt sofort, dass ein Fehldruck vorliegt und kann geeignete Maßnahmen zum Beheben des Fehldruckes einleiten.

Figur 9 zeigt ein weiteres Referenzbild. Figur 10 zeigt das Referenzbild aus Figur 9 nach dem Segmentieren gemäß dem Schritt Sll. Jedem Segment ist eine bestimmte Farbeigenschaft zugeordnet. Die einzelnen Segmente sind hier jeweils durch die Farbeigenschaft, die in dem vorliegenden Fall eine Grau- stufe ist, dargestellt. Die Darstellung der Farbeigenschaften erfolgt hier jedoch mit Falschfarben, das heißt, das die Hel- ligkeit der einzelnen Segmente in Figur 10 keine Aussage über die tatsächliche Graustufe des jeweiligen Segmentes erlaubt.

In Figur 10 erkennt man viele kleine"Flecken", die jeweils ein Segment bilden.

Figur 11 zeigt das gemäß Figur 10 segmentierte Bild nach der Vereinigung von Segmenten gemäß dem Schritt S14. Hier ist deutlich zu erkennen, dass viele Bereiche mit kleinen unter- schiedlichen Flecken zu großflächigen einheitlichen Bereichen verbunden worden sind.

Das Bild nach Figur 11 wurde weiter verarbeitet, indem den Randbereichen, die detektiert worden sind, der Label 0 gemäß dem Schritt S13 zugeordnet worden ist. Die Randbereiche sind in Figur 12 weiß dargestellt. Die übrigen Bereiche sind schwarz dargestellt. An Hand von Figur 12 kann man gut erken- nen, dass die Segmentierung der ursprünglichen Morphologie (Figur 9) des Bildes entspricht, Hierdurch wird, wie es oben erläutert ist, eine wesentlich bessere Qualität und Zuverläs- sigkeit bei der automatischen Überwachung von Druckerzeugnis- sen erzielt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf dem in Figur 4 ge- zeigten Drucksystem ausgeführt. Das Verfahren kann als Compu-

terprogramm, das am Computer der Auswerteeinrichtung ausführ- bar gespeichert ist, realisiert sein. Dieses Computerprogramm kann auf einem Datenträger gespeichert sein und auf anderen Drucksystemen zur Ausführung gebracht werden.

Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst wer- den : Mit der Erfindung wird die Qualität bei der automatischen Ü- berwachung von Druckbildern in Echtzeit dadurch verbessert, das ein Referenzbild verwendet wird, das derart segmentiert ist, dass die Pixel der Segmente etwa die gleiche Farbeigen- schaft besitzen. Hierdurch geben die Segmente des Referenz- bildes etwa die Morphologie des Referenzbildes wieder, wobei jedem Segment ein die Farbeigenschaft des Segmentes sehr gut beschreibender Referenzwert zugeordnet ist. Die Pixel des IST-Bildes werden jeweils mit dem Referenzwert des entspre- chenden Segments verglichen. Dieser Vergleich ist aufgrund der hohen Qualität des Referenzwertes sehr zuverlässig.

Bezugszeichenliste 1 Druckeinrichtung 2 Papierrolle 3 Nachbearbeitungseinrichtung 4 Walze 5 Zeilenkamera 6 Auswerteeinrichtung 7 Anzeigeeinrichtung 8 Fehldruckbereich 9 Segmente Verfahrensschritte S1 Aufnehmen des IST-Bildes S2 Speichern des IST-Bildes S3 Lagebestimmung des IST-Bildes S4 Vergleich der Pixel des IST-Bildes mit den Referenzwer- ten S5 Setzen des Fehlerwertes S6 Setzen des korrekten Wertes S7 Sind alle Pixel verglichen ? S8 Aufbereitung des Ergebnisbildes S9 Darstellung des Ergebnisbildes S10 Bereitstellen eines Referenzbildes Sll Segmentieren S12 Zuordnen des Referenzwertes S13 Randbereiche bestimmen S14 Vereinigung von Segmenten




 
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