Разработка и анализ системы отбраковки оттисков в послепечатном оборудовании

• Автор: Федоренко, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с.

1 Исследование задачи отбраковки страниц
1.1 Процесс комплектовки
1.2 Анализ методов контроля комплектовки
1.3 Анализ возможных решений задачи отбраковки страниц
Выводы
Цель и задачи диссертационного исследования
2 Проектирование системы распознавания страниц
2.1 Проблемы сравнения страниц в БПМ
2.1.1 Высокая скорость перемещения страниц
2.1.2 Неточное позиционирование страниц
2.2 Определение параметров изображений страниц
2.3 Определение типов анализируемых страниц
2.4 Общие положения о системе распознавания страниц
2.5 Определение алфавита классов и словаря признаков
2.5.1 Определение полного перечня признаков
2.5.2 Определение априорного алфавита классов
2.5.3 Выработка рабочего словаря признаков
2.5.4 Априорное описание классов
2.5.5 Разбиение априорного пространства признаков на области
2.5.6 Определение решающих правил
2.5.7 Определение рабочего алфавита классов и рабочего словаря
2.6 Показатель эффективности сенсорной системы
2.7 Выбор метода построения классификатора
Выводы
3 Математическая модель страницы
3.1 Определение области сканирования
3.2 Определение типа страницы
3.3 Модель полутонового содержимого страницы
3.3.1 Постановка задачи совмещения изображений
3.3.2 Критерии качества совмещения изображений
3.3.3 Поиск функции преобразования яркости изображения
3.3.4 Поиск пространственного преобразования изображения
3.3.5 Анализ распознавания корреляционно-экстремальным методом
3.3.6 Решение задачи распознавания нетекстовых страниц
3.4 Сегментация изображений
3.4.1 Бинаризация изображений страниц
3.4.2 Сегментация изображений страниц
3.5 Модель текстовой страницы
3.5.1 Метод снижения размерности признакового пространства

3.5.2 Задача составления структуры документа
3.5.3 Текстовые прототипы
3.5.4 Граф расположения текстовых прототипов
Выводы
4 Алгоритмы работы сенсорной системы и их исследование
4.1 Режимы работы системы отбраковки
4.2 Режим обучения системы отбраковки
4.3 Определение типа региона
4.4 Алгоритм работы полутонового режима
4.5 Алгоритм работы текстового режима
4.5.1 Режим обучения
4.5.2 Модифицированная мера сходства слов
4.5.3 Режим сравнения страниц
4.5.4 Методы сравнения графов
4.5.5 Задача сравнения нечетких графов
4.5.6 Алгоритм работы классификатора текстового режима
4.6 Результаты исследования промышленных образцов
Выводы
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Для получения готовой полиграфической продукции необходимо выполнить ряд брошюровочно-переплетных и отделочных процессов, выполняемых на послепечатном оборудовании (ППО). Для повышения качества продукции и скорости работы оборудования необходим эффективный контроль выполняемых операций. Одним из примеров контроля служит проверка комплектности блоков в брошюровочно-переплетных машинах (БПМ). Процесс комплектовки заключается в составлении книжного блока из тетрадей или листов издания, называемых оттисками, в порядке следования страниц методом вкладки (накидки) или подборки. В настоящее время проверка комплектности осуществляется в основном оператором вручную, что снижает надежность и скорость работы всего ППО.
Отбраковка неправильных страниц является задачей распознавания образов, при которой необходимо принятие решения об отнесении текущей страницы к классу эталонных или бракованных. Разработка методов и алгоритмов решения задачи распознавания образов является актуальной для данного оборудования.
Задача распознавания страниц также имеет тесную связь с задачей совмещения изображений, являющейся фундаментальной проблемой систем технического зрения. Несмотря на постоянно возникающую необходимость совмещения изображений, эта задача решена только для некоторых частных случаев.
Все это обуславливает актуальность и значимость исследований, направленных на решение одной из важных проблем послепечатной стадии -модернизации системы комплектовки блоков в БПМ.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка и анализ системы отбраковки оттисков при комплектовке блоков в послепечатном оборудовании. Важной частью системы является сенсор отбраковки страниц, устанавливаемый на каждой станции подборочных и вкладочных машин.
Для достижения сформулированной цели решаются следующие задачи:
1) исследование особенностей перемещения тетрадей на транспортере брошюровочно-переплетных машин под сенсором отбраковки страниц;

местоположение &-го знака в системе координат эталонной страницы, Ак -площадь к -го знака, а Ск - координаты его центра тяжести. Отметим, что при таком определении признаков взаимное расположение знаков легко получить, зная все Rk.
Аффинным преобразованием Rk является четырехугольник, повернутый на угол (р, смещенный на вектор (Ах,Ау) и подвергнутый масштабированию вдоль одной оси. При этом в анализируемой странице возможно только измерение Rk = ROl(R'k) - описывающего знак прямоугольника. Для оценки параметров преобразования работать с Rk невозможно. Эту проблему можно обойти, если работать с центрами ROI(Rk) или, что значительно легче и надежнее - с измеренными значениями Ск. Надежность центра тяжести следует из его большей устойчивости по сравнению с координатами ROI при движении страницы вдоль оси г, когда изменяется яркость изображения, а также при возможных искажениях знаков в процессе бинаризации. Это обусловлено тем, что центр тяжести является продуктом всех входящих в знак точек, a ROI - только его крайних точек. Небольшие искажения на краях существенно влияют на ROI и в значительно меньшей степени на центр тяжести. Однако параметры ROI дают представление о форме знака в отличие от центра тяжести, которые не несет такой информации. По указанной причине будем использовать оба эти признака.
Пусть также имеются измеренные параметры знаков анализируемой страницы {R[,A'k,C'k},k = ..K. Тогда можно описать класс эталонных текстовых страниц, для которых должно выполняться:
где ||С,,С2| - есть расстояние между двумя точками на плоскости, вычисляемое
между рассчитанным центром тяжести знака и действительным измеренным центром тяжести знака; 0(Л,,Д2) - мера сходства, являющаяся функцией типа ./УхЛГ-»/?1, вычисляющей близость двух целых положительных чисел. Параметр ТА определяет точность совпадения площадей двух знаков эталонной и проверяемой страниц и является постоянным порогом системы распознавания.
(2.6)