一种数字图像处理的套准标记分离方法研究

江祖勇

摘 要：本文以分离式套印标记为研究目标，研究其各色套印标记的提取方法：将套印图像RGB模式转化为CMYK模式，进行分离，以便于对印刷各色的的标记提取。

关键词：图像处理；套印；分离

1 研究背景

在传统的模拟印刷机中，彩色印刷为逐色印刷，各色的套准成为印品质量控制最基本的要求，套准精度也就成为检验印刷机和印品质量的重要指标之一。

套印标记分为重叠式套印和分离式套印标记。在人工检测套印误差时，常用重叠套印标记，便于直接观察套印效果；但对于采用机器视觉为测量手段，却会造成图像较难以分离，检测算法复杂，不易于套印目标的检测，因此研究人员又采用分离式套印标记，以便于机器快速检测出套印误差。

通过匹配技术，确定各色组“十”字线的中心坐标（见图1（c）），由中心坐标来计算套印误差。通过识别带圆圈的套印标记（见图1（b）），确定各色组套印标记圆心的坐标，由圆心坐标来计算套印误差。为了避免四色颜色的重叠，采用了改进的“米”字型套印标记，如图1（f）所示，该印刷标记由4个印刷原色线组成，每色单独，避开了各色的重叠。该方法计算套印误差，是通过每条颜色线的倾角和首尾位置来确定的。实际处理中，会碰到图像检测时，各色像素无法完整采集，因而难于对线条首尾位置确定。采用的套印图标为色点图标，如图1（g）所示的。该图标由6个直径约1mm的圆色点构成，其中2个黄色点（第二行，左右两边），2个黑色点（第一行，左右两边），青和品红色点各1个（中间标记，上品，下青）。由于该方案中的标记将各个印刷色单独分开，避开了颜色重叠这一弊端问题，并且圆形对方位无要求，便于简化标记提取的算法。本文以图1（g）标记为研究目标，研究分离方法。

图1 套印标记

2 套印标记图像分割

在设备获取套印标记时，色彩模式通常为RGB模式，采用分离式标记后每个标记通常为一种印刷色，如常采用的CYMK四色进行印刷，那么提取标记时，只需要RGB模式的标记分离成CYMK四色模式即可将各色标记分离。

2.1 RGB色彩格式

彩色重现原理，通过三种基本颜色：红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue）进行颜色配色，这样我们所能够看见的绝大部分颜色可以重新调配出来，在采集设备中所采集的图像通常会采用这种格式记录。

2.2 CYMK色彩格式

CYMK色彩格式是在印刷中常用的色差格式，颜色组成分别为青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）和黑（Black），那么每一种色彩对应的是一种油墨。其中，只要将C、M、Y三种油墨组合在一起，则可以印制出所需显现的颜色。虽然C、M、Y三种油墨可以配制出黑色，但是配制各种颜色的比例精度难于确保，从而无法得到纯正的黑色。在印刷中，黑色所占的颜色配比较大，因而将黑色列入了印刷色序中，以实现纯正的黑色，同时还可以减少C、M、Y三种油墨的使用量。

2.3 色彩格式转换

在图像处理时，通常会采用如RGB格式文件，而不是CYMK格式文件，主要是CYMK格式的图像文件所需存储空间较大，因而只有在印刷时才会转换为CYMK格式文件。我们在印刷时是采用CYMK机组进行印刷，因而我们所获取到的套印标记以代表了CYMK四色的印刷状况。而获取这些套印标记的设备记录文件格式为RGB格式，因此在彩色印刷中，需将获取的RGB格式文件像转换到CYMK格式下进行处理，以便于分离出CYMK各色标记。其转换公式为：

通过这个转换关系可以将RGB格式图像转换到CYMK格式，从而分离出各印刷色的标记，处理结果如图2所示。从图形中可以看出，算法很好地将四色分量分离出来。但在K分量图中品色标记有部分残留，那么提取K分量标记时需要进一步处理过滤这部分残留值。

C分量图 M分量图 Y分量图 K分量图

图2 CMYK各分量显示

3 结语

论文分析了印刷中所使用的各种套印標记，并选择其中分离式套印标记为研究目标，研究了套印标记的分离方法，即研究了RGB色彩模式下的套印标记的分离算法。该算法很好地实现各色标记的分离，为下一步提取标记打下基础。

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