印刷品缺陷检测中的图像匹配算法研究

０ 。设 用 统 计 平 均 法 求 得 边 缘 点 相 对 于 背 景 的 灰 度 差 为 Ｔ， 算法 在 第 ｉ 从 左 向 右扫 描 图像 ， 行 当扫 描 到 点 ｆ，）Ｃ， ｉｊＤ
么 Ｄ 的 值 为 ０，即 Ｄ 的值 可 以作 为衡 量 图 像 匹 配程 度 的 度 量 值 。实 际 的 检 测 中 ， 器 视 觉 摄 入 的 图 像 往 往 需 要 旋 机 转 、 移 才 能 与 模 板 图 像 相 比 较 。坐标 变换 是 利 用两 幅 图 平
由 （ 、 ４ 、 ５） （ 知 ， 图 像 平 面 上 的 一 条 直 线 ３） （ ） （ 、 ６） 在
一
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图一
图 像 坐 标 变 换 示 惹 图
寻 找 几 何 变 换 位 置 是 图 像 匹 配 的关 键 ， 下 面 详 细 介 绍 利 用 霍 夫 变 换 和 印刷 边 缘 实 现 的位 置 矫 正 。
二 、 印刷 边 缘 结 合 的 霍 夫 变 换 与
１霍 夫 变 换 及 其 在 形 状 识 别 中 的 应 用 ．
上 的 所 有 点 ， 在 参 数 空 间 ａ， 上 对 应 的 是 经 过 。 ｂ ＝％ ，
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广东 印刷 ２ １ ． ｌ ００ ６
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技术专 栏
擎
印 前 技 术
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ｂ ｂ 的 一个 直 线 束 。图 像平 面 坐标 和 参数 平 面 坐 标 的转 ＝。 换 关 系分 别如 图二 所 示 ：
象 ， 算 整 幅 图 像 的 平 移 量 和 旋转 量 ， 中 截 取 的 图 像 区 计 文 域 大小 为 ６ ０Ｘ４ ０像 素 。图 四 是 一幅 图像 放 大后 其 左边 ４ ８ 缘 、 上边 缘 示 意 图 。在 内 存 中初 始 化 一个 ６ ０×４ ０的 数 ４ ８ 组 ｌｆ ｅ ６ ０ ８ ］ 用 以保 存 边 缘 点 的位 置 ， 始 值 全 为 ｅｔ ［４ ¨４ ０ ， — 初
、
图像 配 准 的数 学 模 型
角坐 标 系 中 可 用斜 截 式 表 示如 下 ：
ｙ＝ａ ＋ｂ ｘ （ ２）
数 字 图 像 可 以 用 点 集 Ａ：Ｉ ｎ ０， ， Ｏ， ｊ … ， ４ ｆ ｆ ０ Ａｒ ， Ｊ
Ａｆ Ｍ 一 ， ， ， 一， ｆ Ｄ， Ａ ｒ 。 ， ， ， ， ｒ ， 一 ｆ … Ａ一 』 ／
Ａ ，ｙ 表 示 图像 ，ｙ 坐 标 处 的 像 素 值 。 设 有 图 像 Ａ， Ｊ Ｊ
，
则 Ｂ 间 的 可 距 离 定 义 为 ：
Ｎ —ｉ Ｍ —ｉ
Ｙ ＝ａ 』 ， Ｎ ＋ｂ
（ ４）
ＤＡ８＝ ∑ （ ｔ） ｆ ｝ （，） Ａ 一 ｔ １ 。ｊ Ｂ ． ２ ｊ
以在 模 板 图 中找 到 对 应 像 点 。如 图 一 所 示 ：
图像 配 准 是 印 刷 品 缺 陷 检 测 的 前 提 ， 否 快 速 、 确 能 准
实现 待检 图 像 与 模 板 图 像 的配 准 将 直 接 影 响 检 测 系 统 的
● ● －
实 时 性 和 精 确 性 。 霍 夫 变换 （ ｕ ｈ Ｔ ａ ｓ ｒ Ｈｏ ｇ ｒｎｆ ｍ）是 图像 处 ｏ 理 中 识 别 几 何 形 状 的 基 本 方 法 之 ～ 。 它 的 基 本 思 想 是 点 —— 线 的 对 偶性 ，即 图 像 空 间 里 共 线 的 点 对 应 参 数 空 间 内 相 交 的 直 线 ； 过 来 ， 数 空 间 相 交 于 一 点 的 所 有 反 参 直 线 在 图 像 空 间 里都 有 共 线 的 点 与 之 对 应 。霍 夫变 换 被 广 泛 应 用 于 计 算 机 视 觉 和 模 式 识 别 等 领 域 ，如 直 线 以及
ｉ＝ ０， ＝ ０
ｔ） １
此时 ，、 ａ ｂ的值 确 定 ， ａ ｕ ， ＝ 。 设 ＝ ｂ ６ 。两 个 点 在 参 数 空 间对 应 的 直线 分 别 可 表 示 为 ：
ｂ＝ 一ａ ０ ０ Ｎ ｂ ， ｘ ＝Ｙ 一ａ （ ５） （ ６）
如 果 Ａ、 Ｂ两 幅 图像 完 全 一 致 ， Ａ ｆ，） Ｂｆ，Ｊ 那 即 ｊ － ，
印 前 技 术
， 口 ＊
技术 专栏
印 刷 品 缺 陷检 测 中 的 图 像 匹配 算 研 究
文 ／ 赐 佳 赵 丽 花 植
印 茎
板 图像相 配 准 ， 用 检 测 算 法 发 现பைடு நூலகம்印 刷 缺 陷 的 过 程 。当 今 利
像 的 ～ 些 已知 对 应 点 对 ， 立 起 函数 关 系 式 ， 待 匹 配 图 建 将
像 的 坐 标 系 ， Ｊ ｙ 变换 到 模 板 图像 坐标 系 ｒ ） ， 而 实 ｕ， 上 从
现 待 匹 配 图 像 的几 何 位 置 校 正 ，使 其 中 的 每 一 像 点 都 可
社 会 印 刷 技 术 突 飞 猛 进 ，印 刷 品 缺 陷 自 动 检 测 技 术 越 来
越 表现 出 广 阔 的应 用 前 景 和 巨 大 的经 济 效 益 。
些参 数 曲线 的检 测 。本 文 利 用 印 刷 品 的边 缘 特 性 ， 合 结
霍夫 变 换 提 出 一 种 可 以 用 于 印 刷 品 缺 陷 检 测 的 图 像 匹 配
算法
一
以 直 线 检 测 为 例 。假 设 二 维 数 字 图 像 Ａ 用直 角 坐 标
系 来 表 示 ， 字 图像 中任 一 像 素 点 可 用 来 表 示 。直 线 在直 数
其 中 ， Ｙ是 直 角坐 标 系 中 的坐 标 ， ， ｎ ｂ是描 述 直线 方 程 的参 数 。 图像 平 面 上 同 时 经 过 （。ｙ） （ ， 两 点 的直 ，ｏ， ｙ）
线可表示为 ：
Ｙ ＝ａ Ｄ ０ ＋ｂ （ ３）
表示。其 中 Ｎ 和 Ｍ 分别 表示 图像 横 向和 纵 向的 宽度 。