一種數字圖像處理的套準標記分離方法研究

江祖勇

摘 要：本文以分離式套印標記為研究目標，研究其各色套印標記的提取方法：將套印圖像RGB模式轉化為CMYK模式，進行分離，以便于對印刷各色的的標記提取。

關鍵詞：圖像處理；套印；分離

1 研究背景

在傳統的模擬印刷機中，彩色印刷為逐色印刷，各色的套準成為印品質量控制最基本的要求，套準精度也就成為檢驗印刷機和印品質量的重要指標之一。

套印標記分為重疊式套印和分離式套印標記。在人工檢測套印誤差時，常用重疊套印標記，便于直接觀察套印效果；但對于采用機器視覺為測量手段，卻會造成圖像較難以分離，檢測算法復雜，不易于套印目標的檢測，因此研究人員又采用分離式套印標記，以便于機器快速檢測出套印誤差。

通過匹配技術，確定各色組“十”字線的中心坐標（見圖1（c）），由中心坐標來計算套印誤差。通過識別帶圓圈的套印標記（見圖1（b）），確定各色組套印標記圓心的坐標，由圓心坐標來計算套印誤差。為了避免四色顏色的重疊，采用了改進的“米”字型套印標記，如圖1（f）所示，該印刷標記由4個印刷原色線組成，每色單獨，避開了各色的重疊。該方法計算套印誤差，是通過每條顏色線的傾角和首尾位置來確定的。實際處理中，會碰到圖像檢測時，各色像素無法完整采集，因而難于對線條首尾位置確定。采用的套印圖標為色點圖標，如圖1（g）所示的。該圖標由6個直徑約1mm的圓色點構成，其中2個黃色點（第二行，左右兩邊），2個黑色點（第一行，左右兩邊），青和品紅色點各1個（中間標記，上品，下青）。由于該方案中的標記將各個印刷色單獨分開，避開了顏色重疊這一弊端問題，并且圓形對方位無要求，便于簡化標記提取的算法。本文以圖1（g）標記為研究目標，研究分離方法。

圖1 套印標記

2 套印標記圖像分割

在設備獲取套印標記時，色彩模式通常為RGB模式，采用分離式標記后每個標記通常為一種印刷色，如常采用的CYMK四色進行印刷，那么提取標記時，只需要RGB模式的標記分離成CYMK四色模式即可將各色標記分離。

2.1 RGB色彩格式

彩色重現原理，通過三種基本顏色：紅（Red）、綠（Green）和藍（Blue）進行顏色配色，這樣我們所能夠看見的絕大部分顏色可以重新調配出來，在采集設備中所采集的圖像通常會采用這種格式記錄。

2.2 CYMK色彩格式

CYMK色彩格式是在印刷中常用的色差格式，顏色組成分別為青（Cyan）、品紅（Magenta）、黃（Yellow）和黑（Black），那么每一種色彩對應的是一種油墨。其中，只要將C、M、Y三種油墨組合在一起，則可以印制出所需顯現的顏色。雖然C、M、Y三種油墨可以配制出黑色，但是配制各種顏色的比例精度難于確保，從而無法得到純正的黑色。在印刷中，黑色所占的顏色配比較大，因而將黑色列入了印刷色序中，以實現純正的黑色，同時還可以減少C、M、Y三種油墨的使用量。

2.3 色彩格式轉換

在圖像處理時，通常會采用如RGB格式文件，而不是CYMK格式文件，主要是CYMK格式的圖像文件所需存儲空間較大，因而只有在印刷時才會轉換為CYMK格式文件。我們在印刷時是采用CYMK機組進行印刷，因而我們所獲取到的套印標記以代表了CYMK四色的印刷狀況。而獲取這些套印標記的設備記錄文件格式為RGB格式，因此在彩色印刷中，需將獲取的RGB格式文件像轉換到CYMK格式下進行處理，以便于分離出CYMK各色標記。其轉換公式為：

通過這個轉換關系可以將RGB格式圖像轉換到CYMK格式，從而分離出各印刷色的標記，處理結果如圖2所示。從圖形中可以看出，算法很好地將四色分量分離出來。但在K分量圖中品色標記有部分殘留，那么提取K分量標記時需要進一步處理過濾這部分殘留值。

C分量圖 M分量圖 Y分量圖 K分量圖

圖2 CMYK各分量顯示

3 結語

論文分析了印刷中所使用的各種套印標記，并選擇其中分離式套印標記為研究目標，研究了套印標記的分離方法，即研究了RGB色彩模式下的套印標記的分離算法。該算法很好地實現各色標記的分離，為下一步提取標記打下基礎。

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