近年來，設(shè)備可視技術(shù)成為印刷業(yè)的一大熱點，并逐漸得到行業(yè)人士的認同和重視。設(shè)備可視技術(shù)除了可以為印刷企業(yè)帶來高速、高品質(zhì)、高性能的印刷之外，其還有一重要貢獻在于圖像處理和分析。目前的自動檢測設(shè)備可支持所有的印刷技術(shù)、承印物和工作流程。檢測系統(tǒng)可配置陣列式攝像頭，如AVT的Jupitor系統(tǒng)，也可以配置100% CCD攝像頭，如AVT的Apollo質(zhì)量檢測設(shè)備，或者是兩者的復(fù)合型攝像頭，如AVT的Argus，從而滿足不同客戶的不同需求和不同的工作流程。作者的關(guān)注點是基于CCD攝像頭的套準檢測控制系統(tǒng)，通過實踐對套準檢測控制系統(tǒng)及其應(yīng)用進行簡單剖析。
套準原理
圖像傳感器是利用光電器件的光-電轉(zhuǎn)換功能，將其感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像呈相應(yīng)比例關(guān)系的電信號“圖像”的一種功能器件。電荷耦合器件（Charge Couple Devices，簡稱CCD)，是固態(tài)圖像傳感器的敏感器件，與普通的MOS、TTL等電路一樣，屬于一種集成電路，但CCD具有光電轉(zhuǎn)換、信號儲存、轉(zhuǎn)移(傳輸)、輸出、處理以及電子快門等多種獨特功能 。
在印前處理過程中，單色印版（通常為CMYK四色）上分別包含不同的色彩標記（即套準標記），這些標記被設(shè)計為十分精確的水平或豎直排列組。
1.套準標記的檢測過程
在印刷過程中，攝像機監(jiān)視印刷品上的套印檢測標記，將標記圖像信息高速傳于控制器內(nèi)，利用圖像識別和處理技術(shù)計算出各個標記點的相對偏差，然后控制器基于這個偏差來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機，調(diào)整相應(yīng)的周向或軸向偏差，從而實現(xiàn)自動套準功能。
2.套準的維持
套準的維持，實質(zhì)是一個處理過程，這個過程就是保證每個顏色排列整齊（成一行）而形成最好的印刷混合色。自動套準系統(tǒng)通過掃描套準標記并保證它們在準確的位置來實現(xiàn)自動套準。
系統(tǒng)組成
自動套準控制系統(tǒng)主要由檢測系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)組成，如圖1所示。檢測系統(tǒng)通過檢測標記、整理信號，得到標記信號，然后再由計算機控制系統(tǒng)將標記信號變成驅(qū)動伺服電機的脈沖信號，最后通過伺服電機調(diào)節(jié)印刷機版滾筒的轉(zhuǎn)速和運轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)圖文的周向和軸向調(diào)整。由于CCD圖像傳感器能實現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)換和視覺功能的擴展，可以給出直觀、真實、多層次的內(nèi)容豐富的可視圖像信息，所以已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)檢測和自動控制系統(tǒng)。
1.硬件設(shè)計
硬件結(jié)構(gòu)如圖2。系統(tǒng)的嵌入式控制器采用Microchip的dsPIC33FJ128GP706高性能16位數(shù)字信號控制器。此控制器具有64引腿、128K的ROM和16K的RAM，處理速度可以到40MIPS，器件采用強大的16 位架構(gòu)，此架構(gòu)將數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）的計算能力與單片機（MCU）的控制特性無縫地集成在一起。這種集成的功能對于需要高速、重復(fù)計算和控制的應(yīng)用非常理想。
2.圖像的采集與傳遞
CCD圖像傳感器的視頻解碼芯片采用SAA7113。SAA7113是飛利浦公司視頻解碼芯片的一種，在很多視頻產(chǎn)品，諸如電視卡、MPEG2、MPEG4中都有著成熟的應(yīng)用。SAA7113的主要作用是把輸入的模擬視頻信號解碼成標準的“VPO”數(shù)字信號，相當(dāng)于一種“A/D”器件。SAA7113兼容全球各種視頻標準，使用也十分簡單。
自動套準控制系統(tǒng)具有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接和電腦通信，可以將采集的信息和處理的數(shù)據(jù)傳到計算機系統(tǒng)，讓使用者一目了然。
網(wǎng)絡(luò)控制芯片采用ENC28J60，目前市場上大部分以太網(wǎng)控制器的封裝均超過80 引腳，而符合IEEE 802.3 協(xié)議的ENC28J60只有28引腳，既能提供相應(yīng)的功能，又可以大大簡化相關(guān)設(shè)計，減小空間。
裝置具有蜂鳴器報警功能，當(dāng)有錯誤產(chǎn)生時，可以自動發(fā)出報警，提示操作人注意。
自動套準的實現(xiàn)
首先，印刷操作人員根據(jù)活件的特性等信息進行程序設(shè)定（在操作控制臺上完成），信息包括套準標記在承印物上的位置、印刷的標記規(guī)格、色組單元的分配、套準標記和電機的分配等。當(dāng)印刷機工作時，攝像機就開始追蹤紙張上的每一個自動套準標記，系統(tǒng)根據(jù)攝像機的數(shù)據(jù)顯示印刷套準標記的位置和質(zhì)量。然后，系統(tǒng)就可以決定哪一個印刷色組需要調(diào)整（超出套準誤差范圍）。印刷作業(yè)人員便可以在自動或手動調(diào)節(jié)模式下，在印刷操作控制臺進行套準校正調(diào)節(jié)。
1.理論上的完全套準
當(dāng)所有的套準標記都整齊地排列在適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠒r，就達到了理論上的完全套準。標記從左至右的全部排列整齊被稱為橫向的完全套準，同理，標記從上至下的全部排列整齊被稱為周向的完全套準。
2.跟蹤套準標記
自動套準系統(tǒng)的攝像機可以檢測到印刷在紙帶上的套準標記。若攝像機在它的可識別范圍內(nèi)不能夠檢測到套準標記，就會在通常位置上左右移動來重新檢測。攝像機的移動速度和位置可以根據(jù)紙張的類型或者印刷速度進行調(diào)整。攝像機在它開始向反方向移動前，可以向一個方向移動1/2英寸，最多可達2英寸。
3.印刷機數(shù)據(jù)存儲表
套準標記的數(shù)據(jù)存儲表格稱為印刷機數(shù)據(jù)存儲表，這些數(shù)據(jù)具有1/1000英寸（1/100毫米）的精度，每個標記的理論位置和實際調(diào)整后位置相比較，誤差都在千分之幾英寸的范圍內(nèi)。無論周向套準數(shù)據(jù)還是橫向套準數(shù)據(jù)，它們都存儲在印刷機數(shù)據(jù)存儲表中。
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