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嵌入式網點檢測系統(tǒng) 印刷質量控制新法

      在印刷過程中，墨量控制主要是靠人工完成，這對印刷質量的穩(wěn)定性、印刷速度的進一步提高以及將來印刷過程的進一步自動化都是很不利的�；�于墨量控制較難的現(xiàn)狀，結合嵌入式系統(tǒng)的思想，我們提出基于彩色印品質量控制的嵌入式網點檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)。

    研究現(xiàn)狀

      到目前為止，常見的彩色印品的質量控制檢測主要有以下幾種。

      1. 人工直接觀察法。工人采用簡單手持式放大鏡觀察印品，再根據經驗，與樣張對比后，適當調節(jié)給水、給墨量。這種方式完全由人工完成，調墨的準確性完全取決于工人的經驗。

      2. 密度測量法。印刷呈色原理就是色料減色法，也就是印在紙張上的油墨，從照射光線中選擇性地吸收了一定波長的光，反射其他的光，從而形成顏色。因此在油墨墨層一定范圍內，光的吸收量與墨層厚度和濃度成正比，所以密度值反映了墨層的厚度。在印品質量控制過程中，用密度計測量，檢測者通過密度值間接反映墨層厚度。

      3. 色度測量法。色度測量所用的儀器是色度計，通過直接測量得到與顏色的三刺激值成比例的儀器響應數值，換算出顏色的三刺激值。色度計獲得三刺激值的方法是由儀器內部光學模擬積分來完成的，也就是用濾色器來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出電信號大小正比于顏色的三刺激值。

      以上3種方法目前有很大的局限：基本都是離線檢測，也即工人抽取樣張，采用人工觀察或儀器檢測后，再適當調整給墨量，都不能直接檢測印品畫面，只能檢測特殊設計的測控條。而且直接觀察法，在很大程度上依賴于工人的經驗與素質，而后兩種方法中，測量儀器的成本較高。

      而從在線檢測方面來說，有許多生產廠商已經開發(fā)出了各自的印刷圖像色彩監(jiān)測和控制系統(tǒng)。海德堡的CPC圖像控制系統(tǒng)，采用分光光度計測量技術掃描圖像，是由單純的平面密度控制向三維光譜色彩控制的嘗試，它采用色度與密度的雙重檢測，可在30秒內完成一個對開印張的檢測，處理16萬個測量點的信息，再與標準數據比較以后，將墨區(qū)信息顯示在彩色觸摸屏上。三菱公司開發(fā)出的色彩控制系統(tǒng)也是采用分光光度計，但掃描的是印刷品上特殊的色彩條，該系統(tǒng)可橫向、縱向兩個方向自動調節(jié)主要顏色的設定，并在智能印刷監(jiān)測器上顯示出顏色控制情況。曼羅蘭公司則堅持通過印刷品墨色密度來監(jiān)測和控制印刷質量及印刷過程。

      雖然，這些著名印刷廠商的色彩控制系統(tǒng)各有特色，但是，總的來說還是有一些局限性，比如，大部分只能檢測特殊的檢測條；只能整機引進，成本的提高對于國內大多數印刷廠來說是不可接受的，而且對工人的素質要求更高。

      基于以上現(xiàn)狀，我們把嵌入式系統(tǒng)應用于印刷檢測，提出基于彩色印品質量控制的嵌入式網點檢測系統(tǒng)的開發(fā)。

    嵌入式網點檢測系統(tǒng)

      一個嵌入式系統(tǒng)就是一個硬件和軟件的集合體，一般可以獨立工作，而不須借助于其他系統(tǒng)，也可以和其他系統(tǒng)連接，共同工作。本檢測系統(tǒng)，對普通印刷機可以單獨工作，直觀地得到檢測結果，等到將來印刷系統(tǒng)進一步自動化時，則可作為油墨的在線檢測與實時反饋。

      考慮到印刷機調墨主要就是調節(jié)32個墨段的墨量，所以我們現(xiàn)在以一個區(qū)域圖像為檢測對象，32個墨段則可以以掃描的方式一一實現(xiàn)調節(jié)。我們做成這樣一個裝置，只要把被檢測區(qū)域圖像放到該裝置指定位置進行檢測，即可顯示運算結果即所需各色墨的墨量。圖1是檢測裝置的系統(tǒng)組成框圖。
檢測裝置的原理：

      1. 首先對印品的被檢測區(qū)域圖像進行照明，光經過光學成像系統(tǒng)到達光電式圖像傳感器；

      2. 經過光電傳感器，圖像信息轉變成電信號，并輸出；

      3. 對光電傳感器的輸出信號進行采集，并利用數字圖像的方法進行處理；

      4. 最后識別被檢測區(qū)域各墨色的油墨覆蓋率及其相關參數，并把結果發(fā)送到顯示模塊，或者直接反饋給印刷控制平臺，再與樣張的相關參數進行比較，最后指導供墨系統(tǒng)各墨段給墨量的調節(jié)。

      綜上所述，檢測裝置要完成的基本功能是：（1）對給定區(qū)域的圖像進行數據采集并存儲；（2）對采集的圖像信息進行處理；（3）輸出運算結果（即顯示或反饋運算結果）。

      運用前景

      在一般印刷機中，基本是手工或半自動調墨，對操作人員的經驗要求較高，使用檢測裝置后可以在線直接得出各墨段的供墨狀況，以此為依據調節(jié)供墨，以達到預期的印刷效果，從而降低了對操作人員的經驗要求，降低廢品率，也就能降低印刷成本。

      在自動化印刷過程中，本檢測裝置可以作為墨路閉環(huán)控制的反饋環(huán)節(jié)，從印品上檢測并反饋各墨段的油墨信息，提供給印刷控制平臺，以與樣張的相關參數相比較，從而校正各墨段的供墨量，做到印刷過程真正意義上的自動化控制。