印刷質量的測試裝置的制作方法

專利名稱：印刷質量的測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及印刷與造紙行業的質量檢測，具體地說是一種印刷 質量的測試裝置。
背景技術：
印刷質量的好壞通常由專業人員在視覺上評估。例如，在打印 機生產線上，訓練很好的質量檢査員在顯微鏡下檢查打印樣品瑕疵 或在一個光源控制的環境里將一套標準樣品與打印樣品比較以判斷 合格及不合格。由于人的評判印刷質量的不穩定性和昂貴的勞力， 因此有必要研制一臺自動化的儀器獲取印刷品樣品的圖象和客觀地， 精確地分析印刷質量。
本發明的這種裝置就是通過圖象采集系統和電腦軟件對印刷圖 象質量評判的一種設備。

發明內容
本發明提供一種用于印刷質量的測試裝置。 本發明提供了一種對印刷質量檢測自動化及客觀的評價的方 法。該裝置包括一個高分辨率數字攝相機及電機控制器(3);
LED環形光源組合的圖象采集系統(4)， 一個帶程序控制器的，真空握持XYZ平臺(1)，樣品平臺(2)和帶有印刷質量分析軟件的 電腦(5);連接電腦(5)和XYZ平臺(1)的帶編碼器的DC馬 達或步進電機驅動(6)。 本發明的主要內容如下
用于印刷質量的測試裝置包括一個以高分辨率數字攝相機及電機 控制器(3)及LED環形光源組合的圖象采集系統(4)， 一個帶程 序控制器的XYZ平臺(1) ， XYZ平臺(1)下有一個真空握持樣 品平臺(2)和一個分別與高分辨率數字攝相機及電機控制器 (3)、圖象采集系統(4)和XYZ平臺(1)連接并帶有印刷質量 分析軟件的電腦(5)。
所述的帶程序控制器的XYZ平臺(1)被以帶編碼器的DC馬達 或步進電機驅動(6);所述的電腦(5)分別連接高分辨率數字攝 相機及電機控制器、LED環形光源組合的圖象采集系統、高分辨率 數字攝相機及電機控制器和LED環形光源組合的圖象采集系統。
本發明的高分辨率數字攝相機是一個高分辨率USB數字攝相 機，以1600x1200-4200x3150映像點獲取測試圖形。
本發明的光學鏡頭是一個雙重高斯透鏡以>100 lp/mm的分辯率 或6至IO倍放大倍率的電動變倍鏡頭。
本發明的帶程序控制器的XYZ平臺(1)，使得固定在XYZ平 臺(1)上的高分辨率數字攝相機能夠在X-Y方向對樣品進行掃描 和在Z(高度)方向的自動調焦；XYZ平臺(1)被以帶編碼器的DC 馬達或步進電機驅動(6);高分辨率數字攝相機及電機控制器(3)與電腦(5)通過RS232或USB 口連接，接受行動命令并反饋 狀態和位置到電腦(6)。
本發明的真空握持樣品平臺(2)包括真空平板(2-1)和線性 真空泵(2-2)能在測量期間握持樣品在所需位置并保持樣品平整。
本發明的印刷質量分析軟件，是專門開發的軟件安裝到與測試 系統連接的電腦中，該分析軟件包括墨點或中間影調分析模塊用 以測量點的大小、形狀、位置、密度、顏色和它們的統計數據;線或 文字分析模塊用以測量線條的寬度、邊緣模糊度、邊緣粗糙度、對 比度、空隙、周圍的離散墨點數、取向、密度和顏色;色塊的均勻度 分析模塊用以測量色塊的密度、顏色質量包括亮度，顏色和飽和度 以及相應的均勻度，圖像顆粒度和斑紋；圖象疵點分析模塊用以檢測 印刷品瑕疵例如離散墨點、空隙，或者條帶和條紋；圖象分辨率分析 模塊根據調制傳遞函數(MTF)分析印刷品分辨率與清晰度；在印刷 質量分析中，分析軟件能根據用戶的選擇存放和處理數據及圖象、 從選擇的印刷品測試數據中列表作圖，執行統計分析和產生報表。
系統的具體化描述由附圖l顯示。
本發明的這種通過圖象采集系統和電腦軟件對印刷圖象質量評 判的設備有速度快、精度高、重現性好的特點； 一些典型的分析包 括墨點質量、線或文字質量、印刷品分辨率、印刷品均勻度和印刷 品瑕疵；還可以對批量圖象的測試作數據處理和分析。
在墨點質量分析中，墨點質量分析模塊報告墨點大小和形狀， 這些信息能用于定量地評估從不同的打印機，墨水，打印用紙，打印技術所獲取圖象的墨點質量。墨點質量分析模塊也可以分析其他 圖象質量屬性，如在噴墨打印或激光打印中分析線條附近的離散墨 點，空隙分析，文字質量和印刷品瑕疵。
在進行墨點質量分析時，分析軟件可以預先設定一些適用于常 用案列的典型參數。例如，設定墨點分析時的閾值方法為自適應閾 值法，設定最小和最大被檢測墨點的直徑，并且予定為深色墨點分 析(與之相對應的是空洞或淺色墨點)。這些參數也可根據需要另外 設置。例如，選擇固定的閾值來檢測墨點，改變最小直徑以過濾 掉在主墨點附近的零星墨點，或者相反，設定最大直徑以過濾掉主
墨點以達到分析離散墨點(satellite)對于圖像質量影響的目的。
本發明中的線條質量分析模塊用以評估圖象質量屬性另一類指 標，例如線條的寬度和邊緣粗糙度。由于線條是圖表、文字的一個 基本組成部分，線條分析是圖象質量分析的另一個重要部分，線條 的質量屬性最后確定圖象的清晰度和細節。除分析線條寬度之外， 分析軟件還分析其他屬性例如線條模糊度(edge blurriness)、邊緣 粗糙度(edge raggedness)，對比度和密度。利用這些信息，可以 定量地評估各種各樣的打印機，墨水，紙張的性能，打印技術等等 所產生的線條質量對于圖象質量的影響。
線條質量分析也可用于評估紙和墨水的質量，質量差的紙或墨 水會造成粗糙的線條邊緣(line breeding)及線條寬度增粗.多種墨 水打印時，墨水會互相滲透(intercolor bleeding).線條質量分析 也可應用于調制分辯率測量及顏色套印準確度的測量。在進行線條質量分析時，分析軟件可以預先設定一些適用于常 用案列的典型參數。例如，設定最小線寬以過濾掉不感興趣的小線 條，設定線條的顏色以濾除不感興趣的顏色的線條等。
此項發明的色塊均勻度分析模塊用以評估圖象質量屬性的密
度、反射率均勻度和圖像顆粒度(graininess)與斑紋(mottle)。由于色 塊的均勻度與密度對于圖像及圖表的質量非常重要，測量色塊的密度 與反射均勻度是價調復制分析的關鍵指標。其它因素例如顆粒度和 斑紋也顯示了墨水或墨粉在色塊中的分怖均勻度。運用這些信息， 從各種各樣的打印機，墨水，紙張，和打印技術獲得的圖象質量可 以定量、客觀地被評估。
調制傳遞函數(MTF)分析模塊用以評估圖象質量屬性的分辯率 既圖像細節復制能力。通過測試一套從粗到細均勻分怖的線條組的 反射曲線并轉挽成調制傳遞函數，不同打印技術，墨水和紙張對于圖 像細節的復制能力及圖像清晰度可以得到定量，客觀的評估。


圖l本發明的印刷質量的測試裝置的示意圖。 符號說明
1控制器的XYZ平臺；2真空握持樣品平臺；2-l真空平板；2-2線性真空泵；3高分辨率數字攝相機及電機控制器；4LED環形光源組合的圖象采集系統；5帶有印刷質量分析軟件的電腦；6帶編碼 器的DC馬達或步進電機驅動。
具體實施例
通過以下實施例將有助于理解本發明，但并不限制本發明的內容。
實施例1:
如圖l所示的印刷質量的測試裝置，包括一個以高分辨率數字 攝相機和光學鏡頭及LED環形光源組合的圖象采集系統， 一個帶程 序控制器的XYZ平臺(1) , XYZ平臺(1)下有一個真空握持樣 品平臺(2)和一個分別與圖象采集系統(4)和XYZ平臺(1)連 接并帶有印刷質量分析軟件的電腦(5)。
在測試真空握持樣品平臺(2)上的印刷品的印刷質量時，采用 2592x1944映像點攝相機和放大倍率10的電動變倍鏡頭以滿足不同 視野(Field of view)及分辯率的要求。在10倍倍率及2.59X1.94 mm視野下，分辯率可達lum/像素。在1倍倍率下，可達25.9X19.4 mm的視野，分辯率為10um/像素。
在進行墨點質量分析時，調節鏡頭倍率到10倍獲取2.59x1.94 mm測試圖形可判別直徑小達10 um的墨點的色澤和缺陷。在進行 線條質量分析時，調節鏡頭倍率獲取12.95x9.7 mm測試圖形可測試 長度為12.95 mm的線條的色澤、對比度、密度和邊緣粗糙度以分析 打印機的質量。在進行圖象分析時，也可設定過濾參數，如用軟件設定對50 um的以下的線條和特定顏色的線條進行過濾，而只對50 um的以上的和特定顏色以外的線條進行對比，從而確定50urn以上 的線條的質量。在進行紙張和墨水的質量評估分析時，調節鏡頭倍 率到10倍獲取2.59x1.94 mm的測試圖形可判別墨水相互滲透小于2 um的程度，在確保墨水質量可靠的前提下，可確定是紙張的質量問 題。在進行色塊均勻度分析時，需要較大的視野，調節鏡頭倍率到 1倍獲取25. 9x19. 4 ram的測試圖形可有效地分析色塊班紋疵點。 調節鏡頭倍率獲取12. 95. 0x9. 7 mm的測試圖形可有效地分析圖像 顆粒度。
實施例2:
采用圖l所示的測試裝置測試印刷品的印刷質量時，采用 4200x3150映像點攝相機與一個固定焦距雙重高斯透鏡配合獲取 20.0X15.0 mm視野，分辨率為4.76um/像素。做點測量時，可測量 50um以上的墨點的質量，做線測量時，可測〉50um線寬的線條的質 量，做色塊均勻度時，可有效地分析圖像顆粒度及斑紋。
權利要求
1、一種用于印刷質量的裝置，該系統包括一個以高分辨率數字攝相機及電機控制器和LED環形光源組合的圖象采集系統，一個帶程序控制器的XYZ平臺，一個真空握持樣品平臺和帶有印刷質量分析軟件的電腦以及帶編碼器的DC馬達或步進電機驅動；所述的帶程序控制器的XYZ平臺被以帶編碼器的DC馬達或步進電機驅動；所述的電腦分別連接高分辨率數字攝相機及電機控制器、LED環形光源組合的圖象采集系統、高分辨率數字攝相機及電機控制器和LED環形光源組合的圖象采集系統。
2、 根據權利要求l所述的裝置，其特征是所述的高分辨率數。 字攝相機是一個以1600x1200-4200x3150映像點獲取測試圖形的高 分辨率USB數字攝相機。
3、 根據權利要求2所述的裝置，其特征是所述的高分辨率數字 攝相機帶有一個雙重高斯透鏡以>100 lp/mm的分辯率或6至10倍 放大倍率的電動變倍鏡頭。
4、 根據權利要求l所述的裝置，其特征是所述的電機控制器與 電腦通過RS232或USB 口連接。
5、 根據權利要求l所述的裝置，其特征是所述的真空握持樣品 平臺包括握持樣品在所需位置并保持樣品平整的真空平板和一個線 性真空泵。
6、 根據權利要求l所述的裝置，其特征是所述的印刷質量分析 軟件安裝到與測試系統連接的電腦中，該軟件包括用以測量點的大小、形狀、位置、密度、顏色和它們的統計數據的墨點或中間影調分析模塊;用以測量線條的寬度、邊緣模糊度、邊緣粗糙度、對比 度、空隙、周圍的離散墨點數、取向、密度和顏色的線或文字分析 模塊;用以檢測色塊的密度、顏色質量包括亮度、顏色和飽和度以及 相應的均勻度、圖像顆粒度和斑紋的色塊均勻度分析模塊;用以檢測 印刷品離散墨點、空隙，或者條帶和條紋的瑕疵的圖象疵點分析和根 據調制傳遞函數分析印刷品分辨率與清晰度的圖象分辨率分析模 塊。
全文摘要
本發明涉及一種印刷質量的測試裝置。這個裝置包括一臺高分辨率數字攝相機及電機控制器(3)；LED環形光源組合的圖像采集系統(4)用以獲取圖像并進行印刷質量分析；攝相機安裝在向目標范圍掃描的帶序列控制器的XYZ平臺(1)上；用于控制印刷品平整的握持樣品平臺(2)；用于分析印刷質量和專業圖像分析的帶有印刷質量分析軟件的電腦(5)和帶編碼器的DC馬達或步進電機驅動(6)。本發明的裝置可以在一個靈活的序列設計程序的控制下全自動的運行或在人機對話方式下運行，用戶控制攝相機移向感興趣的測試圖形并點擊分析按鈕分析測試圖形。
文檔編號G01N21/84GK101639450SQ200910194739
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
發明者沈曉慧, 儔 王 申請人:上海派尼科技實業有限公司