EP0012723A1 - Process for mechanically assessing the print quality of a printed product and device for performing the same - Google Patents

Abstract

Specimens, the quality of whose print is to be examined, are scanned photoelectrically point-by-point and compared point-by-point with one or more originals. The resulting reflectance differences are processed in different correction stages and then subjected to a point-by-point threshold decision, an individual threshold value being used for each image point. The threshold values are produced by analysis of specimens which have acceptable deviations, the maximum positive and negative reflectance differences due to their deviations being used directly as the threshold values. The analysis is effected by reference to electronically simulated specimens, an original or originals and a specimen being electronically displaced relatively to one another and reflectances being electronically varied in order to simulate register deviations and shade or tone deviations.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Beurteilung der Druckqualität eines Druckerzeugnisses durch punktweisen Vergleich des zu beurteilenden Prüflings mit einer Vorlage unter Bildung der Differenzwerte zwischen den durch punktweise fotoelektrische Ablastung gewonnenen Remissionswerten der einzelnen Bildpunkte des Prüflings und den Remissionswerten der den Prüflingsbildpunkten entsprechenden Bildpunkte der Vorlage und Verarbeitung und Auswertung der so gewonnenen Differenzwerte nach bestimmten Kriterien, wobei die Auswertung einen abschliessenden Schwellenwertentscheid umfasst.The invention relates to a method for the mechanical assessment of the print quality of a printed product by point-by-point comparison of the test specimen to be assessed with a template, with the formation of the difference values between the reflectance values of the individual pixels of the test specimen and the reflectance values of the pixels of the template and corresponding to the specimen pixels Processing and evaluation of the difference values obtained in this way according to certain criteria, the evaluation comprising a final threshold value decision.

Ein derartiges Verfahren ist z.B. in der DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/77) beschrieben. Wie aus dieser Literaturstelle auch hervorgeht, liegt eine der Schwierigkeiten bei einem solchen automatischen Beurteilungsverfahren darin, tolerierbare Fehler von untolerierbaren zu unterscheiden, um Fehlbeurteilungen des Prüflings zu vermeiden. So werden gemäss der genannten DE-OS 26 20 611 z.B. kleinere Remissionswertdifferenzen zwischen Prüfling und Vorlage mittels einer Minimalschwellenkorrektur eliminiert, sodass diese kleinen Fehler gar nicht erst in die weitere Auswertung eingehen. Kritisch ist dabei die Festlegung dieser Minimalschwelle. So gibt es z.B. bei Banknoten Zonen, in denen bereits kleinste Farbabweichungen von Auge als Fehler empfunden werden, und andererseits wiederum Zonen, z.B. beim Wasserzeichen, in denen selbst relativ grosse Abweichungen noch ohne weiteres als tolerierbar erachtet werden. In der DE-OS 26 20 611 wird diesbezüglich ausgesagt, dass die Minimalschwelle nicht über die gesamte Bildfläche gleich sein müsste, sondern lokal, z.B. eben im Bereich eines Wasserzeichens, auch höher gewählt werden könnte. Wenngleich dieses Vorgehen bereits sehr gute Resultate, d.h. eine relativ geringe Häufigkeit von Fehlbeurteilungen bringt, hat sich doch gezeigt, dass diese Massnahmen noch nicht in jedem Fall ausreichen.Such a method is described, for example, in DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/77). As can also be seen from this literature reference, one of the difficulties with such an automatic assessment method lies in distinguishing tolerable errors from intolerable errors in order to misjudge the examinee to avoid. For example, according to the aforementioned DE-OS 26 20 611, smaller differences in reflectance values between the test specimen and the original are eliminated by means of a minimum threshold correction, so that these small errors do not even enter into the further evaluation. The definition of this minimum threshold is critical. For example, there are zones in banknotes in which even the smallest color deviations are perceived by the eye as errors, and on the other hand there are zones, for example in the watermark, in which even relatively large deviations are still easily tolerated. In this regard, DE-OS 26 20 611 states that the minimum threshold should not be the same over the entire image area, but could also be selected locally, for example in the area of a watermark. Although this procedure already produces very good results, ie a relatively low frequency of incorrect assessments, it has been shown that these measures are not always sufficient.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs definierten Art derart zu verbessern, dass es sicherer arbeitet und zu weniger Fehlbeurteilungen der Prüflinge führt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Verfahren bei gleichen Qualitätsanforderungen weniger aufwendig zu machen. Wieder eine andere Aufgabe der Erfindung ist, die vorstehenden Ziele mit möglichst geringem Aufwand zu erreichen.The invention is therefore based on the object of improving a method of the type defined at the outset in such a way that it works more reliably and leads to fewer incorrect assessments of the test specimens. Another task is to make the process less expensive with the same quality requirements. Yet another object of the invention is to achieve the above objectives with as little effort as possible.

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch die in den Ansprüchen angeführten Massnahmen gelöst.These and other objects of the invention are achieved by the measures specified in the claims.

Als Referenz-Druckerzeugnisse werden vorzugsweise solche verwendet, die mit möglichst grossen, aber immer noch tolerierbaren Abweichungen behaftet sind. Die Fehler sollten dabei verschiedener Natur sein (Positionierungsfehler, Registerfehler, Tönungsfehler), um die Auswirkungen möglichst aller in der Praxis vorkommenden Fehler auf die maschinelle Prüfung erfassen zu können.The reference printed products used are preferably those which are subject to the largest possible deviations which are still tolerable. The bug is supposed to These may be of various types (positioning errors, register errors, tinting errors) in order to be able to record the effects of all errors that occur in practice on the machine test.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Vorrichtung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment schematically shown in the drawing of a device suitable for carrying out the method according to the invention.

Die dargestellte Vorrichtung stimmt bis auf einige zusätzliche Stufen, die noch zu erklären sind, identisch mit der in DE-OS 26 20 767 (US-Pat-.Appl.Ser.No. 791 140/ 77), DE-OS 26 20 765 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 606/77) und DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/77) beschriebenen Vorrichtung überein. Sie umfasst drei fotoelektrische Abtasteinrichtungen (Scanner) 1-3 zum punktweisen fotoelektrischen Abtasten der Remissionswerte eines Prüflings und zweier Teilbildvorlagen (1,2), eine Relativpositionsermittlungsstufe 4 zur Bestimmung der Relativpositionen zwischen Prüfling und den einzelnen Teilbildvorlagen, zwei von der Relativpositionsermittlungsstufe 4 gesteuerte Verschiebungsstufen 5 und 6 zur Berücksichtigung bzw. Kompensation der genannten Relativpositionen (Registerabweichungen), eine Kombinationsstufe 7 zur elektronischen Vereinigung der Bildinhalte der beiden Teilbildvorlagen, eine Subtrahierstufe 8, in der die Differenzen der Remissionswerte einander entsprechender Bildpunkte von Prüfling und vereinigten Vorlagen gebildet werden, eine Tönungskorrekturstufe 9, eine Minimalschwellenkorrekturstufe 10, eine nach der in der DE-OS 26 20 611 beschriebenen Fehlerbergmethode arbeitende Fehlerauswertungsstufe 11 und eine Schwellenwert-Entscheidungsstufe 12, die je nach Ergebnis eines punktweisen Schwellenwertentscheides ein "Gut"- oder ein "Schlecht"-Signal erzeugt.The device shown is identical, except for a few additional stages, which are still to be explained, that in DE-OS 26 20 767 (US-Pat-.Appl.Ser.No. 791 140/77), DE-OS 26 20 765 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 606/77) and DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/77) described device. It comprises three photoelectric scanning devices (scanners) 1-3 for point-by-point photoelectric scanning of the reflectance values of a test specimen and two partial image templates (1, 2), a relative position determination stage 4 for determining the relative positions between the test specimen and the individual partial image templates, twodisplacement stages 5 controlled by the relativeposition determination stage 4 and 6 for taking into account or compensating for the relative positions mentioned (register deviations), a combination stage 7 for electronically combining the image contents of the two sub-image templates, a subtracting stage 8 in which the differences in the reflectance values of corresponding pixels of the test specimen and combined templates are formed, atint correction stage 9 , a minimumthreshold correction level 10, an error evaluation level 11 operating according to the error recovery method described in DE-OS 26 20 611 and athreshold decision level 12 which, depending on the result, has a point-by-point threshold decisions a "good" - or a "bad" - Signal generated.

Insofern stimmt die dargestellte Vorrichtung vollständig mit der in den genannten Druckschriften beschriebenen überein. Zusätzlich umfasst die dargestellte Vorrichtung noch zwei variable Korrekturstufen 13 und 14 mit einer Geberstufe 15 zur Einstellung des gewünschten Korrekturverlaufs, eine Positionsgeberstufe 16, über die die Verschiebungsstufen 5 und 6 gleich wie über die Relativpositionsermittlungsstufe 4 aber unabhängig von dieser angesteuert werden können, einen elektronischen Schalter 17, einen mehrere Teilspeicher umfassenden Fehlerbildspeicher 18, eine Maximalwertdetektionsstufe 19-und zwei Schwellenwertspeicher 20 und 21 für die positiven bzw. negativen Schwellenwerte, aufgrund welcher die Schwellenwert-Entscheidungsstufe 12 ihren Gut/Schlecht-Entscheid trifft.In this respect, the device shown completely corresponds to that described in the cited documents. In addition, the device shown also comprises twovariable correction stages 13 and 14 with atransmitter stage 15 for setting the desired correction course, aposition transmitter stage 16, via which thedisplacement stages 5 and 6 can be controlled in the same way as via the relative position determination stage 4, but independently of this, anelectronic switch 17, afault image memory 18 comprising a plurality of partial memories, a maximumvalue detection stage 19 and twothreshold value memories 20 and 21 for the positive and negative threshold values, on the basis of which the thresholdvalue decision stage 12 makes its good / bad decision.

Anstelle der drei separaten Abtasteinrichtunge 1-3 könnten selbstverständlich auch nur eine einzige Abtasteinrichtung und zwei geeignete Speicher vorgesehen sein, wobei zunächst die einzelnen Teilbildvorlagen sequentiell abgetastet und die dabei anfallenden Abtastwerte bildmässig in den jeweiligen Speicher eingeschrieben werden müssten. Analoges gilt für die Verschiebungsstufen 5 und 6, von denen bei sequentieller Arbeitsweise ebenfalls nur eine vorhanden sein müsste. Diese und weitere Variationsmöglichkeiten der Vorrichtung liegen im Rahmen des Könnens jedes Fachmanns und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung. Genauso selbstverständlich ist auch, dass der gesamte elektronische Teil der Vorrichtung, soweit es sich nicht um rein analoge Bereiche handelt, zweckmässigerweise nicht in Hardware, sondern durch einen geeignet programmierten elektronischen Rechner realisiert ist.Instead of the three separate scanning devices 1-3, it would of course also be possible to provide only a single scanning device and two suitable memories, the individual partial image templates first being scanned sequentially and the resulting sample values having to be written into the respective memory in terms of images. The same applies to theshift stages 5 and 6, of which only one would also have to be present in the case of sequential operation. These and other possible variations of the device are within the skill of any person skilled in the art and therefore require no further explanation. It is also a matter of course that the entire electronic part of the device, insofar as it is not purely analog areas, is expediently not implemented in hardware, but rather by means of a suitably programmed electronic computer.

Sofern es sich um einfachere Druckerzeugnisse handelt, die nur mittels eines einzigen Druckverfahrens hergestellt sind, z.B. nur im Tiefdruck oder im Offset-Druck, oder um Druckerzeugnisse mit mehreren Druckverfahren, aber niedrigeren Qualitätsansprüchen, genügt selbstverständlich eine einzige Vorlage mit dem Gesamtbildinhalt. In diesem Falle würde sich die Vorrichtung um die entsprechende Anzahl von Abtasteinrichtungen bzw. Speicher und die Kombinationsstufe reduzieren.If it is a simple print product that is only produced using a single printing process, e.g. only in rotogravure or offset printing, or for print products with several printing processes, but lower quality requirements, of course, a single template with the overall image content is sufficient. In this case, the device would be reduced by the corresponding number of scanning devices or memories and the combination level.

Qualitativ sehr hochstehende Druckerzeugnisse, wie z.B. Banknoten und andere Wertpapiere, werden in der Regel in mehreren Druckgängen unter Anwendung verschiedener Drucktechnologien (Tiefdruck, Buchdruck, Offset-Druck) hergestellt. In diesem Falle erlaubt die in der DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) vorgeschlagene Verwendung mehrere Teilvorlagen, deren Bildinhalt jeweils nur dem mit jeweils einer der verschiedenen Drucktechnologien erzeugten Bildinhalt des Druckerzeugnisses entspricht, eine präzisere Prüfung.Very high quality printed products, e.g. Banknotes and other securities are usually produced in several printing processes using different printing technologies (gravure printing, letterpress printing, offset printing). In this case, the use proposed in DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) allows several partial templates, the image content of which corresponds only to the image content of the printed product generated with one of the different printing technologies , a more precise test.

Eine wesentliche Voraussetzung für diese Art der Prüfung ist, dass die gegenseitigen Positionen von Prüfling und Vorlagen mit Bezug auf irgendein ortsfestes Koordinatensystem (meistens das Abtastraster des Prüflings) bekannt sind. In der Praxis ist es nämlich fast unmöglich, die Vorlagen und die Prüflinge derart in der Abtasteinrichtung zu positionieren, dass die abgetasteten Rasterpunkte auch mit den jeweiligen Bildpunkten auf Prüfling und Vorlage(n) übereinstimmen.An essential prerequisite for this type of test is that the mutual positions of the test object and the template are known with reference to some stationary coordinate system (usually the scanning pattern of the test object). In practice, it is almost impossible to position the templates and the test objects in the scanning device in such a way that the scanned halftone dots also match the respective pixels on the test object and the template (s).

In der in der DE-OS 26 20 765 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 606/77) ausführlichst beschriebenen Positionenbestimmungseinrichtung 4 werden daher entsprechend den beiden Vorlagen für jeden Bildpunkt zwei Paare von Relativkoordination Δx, Δy zwischen dem jeweiligen Prüfling und den zwei Vorlagen ermittelt.In the position determination device 4 described in detail in DE-OS 26 20 765 (US Pat. App. Ser. No. 790 606/77), two pairs of relative coordination .DELTA.x, .DELTA.y between the respective test object are therefore corresponding to the two templates for each pixel and the two templates.

Die direkt ermittelten oder gespeicherten Abtastwerte der zwei Vorlagen werden dann in den Verschiebungsstufen 5 und 6 um die ihnen zugeordneten Koordinaten Ax, Ay durch Umrechnung so verschoben, dass alle Bildpunkte der beiden Vorlagen mit denen des jeweiligen Prüflings zur Deckung kommen. Wie dies im einzelnen erfolgt, ist in der schon genannten DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) ausführlichst beschrieben. (Die Korrekturstufen 13 und 14) sind während der normalen Prüfung der Druckerzeugnisse inaktiv, d.h. sie haben keinen Einfluss auf die Remissionswerte.The directly determined or stored sample values of the two templates are then shifted in theshift stages 5 and 6 by the coordinates Ax, Ay assigned to them by conversion such that all the pixels of the two templates come to coincide with those of the respective test object. How this is done in detail is described in detail in the already mentioned DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77). (Correction levels 13 and 14) are inactive during the normal inspection of the printed products, i.e. they have no influence on the remission values.

Die derart verschobenen bzw. positionskorrigierten Remissionswerte der drei Teilvorlagen werden dann in der Kombinationsstufe 7 durch einfache Multiplikation miteinander verknüpft und ergeben dann die Gesamtvorlage die in der Stufe 8 mit dem jeweiligen Prüfling Punkt für Punkt verglichen wird. Die dabei von der Vergleichsstufe 8 erzeugten Remissionswertdifferenzen ΔI_i bilden ein Differenzbild des Prüflings gegenüber der zusammengesetzten Vorlage. Diese Remissionswertdifferenzen ΔI_i werden zunächst in Stufe 9 einer Tönungskorrektur unterworfen, wobei aus den Differenzwerten eines gewissen Umgebungsbereichs jedes Bildpunkts ein Mittelwert gebildet und vom Differenzwert des jeweiligen Bildpunktes abgezogen wird. Mit dieser Tönungskorrektur sollen durch kleinere Tönungsabweichungen des Prüflings bedingte Fehlbeurteilungen vermieden werden.The remission values of the three sub-templates that have been shifted or corrected in this way are then linked to one another in the combination stage 7 by simple multiplication, and then result in the overall template that is compared in stage 8 with the respective test item point by point. The reflectance value differences .DELTA.I_i generated by comparison stage 8 form a difference image of the test object compared to the composite template. These reflectance value differences ΔI_i are first subjected to a tint correction instage 9, an average value being formed from the difference values of a certain surrounding area of each pixel and subtracted from the difference value of the respective pixel. This tint correction is intended to avoid incorrect assessments due to minor tint deviations of the test specimen.

Die derart tönungskorrigierten Differenzwerte gelangen dann zur Minimalschwellenkorrekturstufe 10, in welcher alle diejenigen tönungskorrigierten Differenzwerte, die eine vorgegebene Minimalschwelle nicht überschreiten, eliminiert werden, sodass sie in die weitere Auswertung nicht mehr eingehen. Näheres über Tönungs- und Minimalschwellenkorrektur ist in der DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl. Ser.No. 790 656/77) zu finden, in welcher auch die nachfoldende Fehlerberg-Auswertungsstufe 11 ausführlich beschrieben ist. Ein wesentliches Merkmal der Fehlerbergmethode ist, dass die Differenzwerte der einzelnen Bildpunkte nicht isoliert für sich allein, sondern immer im Zusammenhang mit den Differenzwerten der Umgebungspunkte betrachtet werden, wobei den jeweiligen Umgebungspunkten noch ein distanzabhängiges Gewicht beigemessen wird.The tint-corrected difference values then arrive at the minimumthreshold correction stage 10, in which all those tint-corrected difference values which do not exceed a predetermined minimum threshold are eliminated, so that they are no longer included in the further evaluation. More about tint and minimum threshold correction can be found in DE-OS 26 20 611 (US Pat. Appl. Ser. No. 790 656/77), in which also according to Faultberg 11 evaluation level is described in detail. An essential feature of the Fehlerberg method is that the difference values of the individual image points are not considered in isolation, but always in connection with the difference values of the environment points, whereby the respective environment points are still given a distance-dependent weight.

Die so verarbeiteten Differenzwerte führen dann schliesslich in der Stufe 13 durch Schwellenwertdetektion zum Entscheid "Gut" bzw. "Schlecht". Die dafür nötigen Schwellenwerte - je ein positiver und ein negativer Wert pro Bildpunkt - befinden sich in den Schwellenwertspeichern 20 und 21. Ihre Auffindung bzw. Bildung wird im folgenden beschrieben.The difference values processed in this way then ultimately lead to the decision “good” or “bad” instep 13 by means of threshold value detection. The threshold values required for this - one positive and one negative value per pixel - are located in thethreshold value memories 20 and 21. Their detection or formation is described below.

Die erfindungsgemässe Methode geht von der Tatsache aus, dass auch "gute", d.h. bei einer visuellen Prüfung für gut befundene Prüflinge nicht genau mit der bzw. den Vorlagen übereinstimmen, sondern beim Vergleich in Stufe 8 immer noch zu gewissen Remissionswertdifferenzen AI führen. Die Grösse dieser Remissionswertdifferenzen, ihr Vorzeichen und ihre Verteilung über die gesamte Bildfläche hängen natürlich davon ab, was bei der visuellen Prüfung noch als zulässig erachtet worden ist und was nicht. Die meisten Bildfehler kommen erfahrungsgemäss durch Registerfehler zwischen den einzelnen Drucken, durch Posntionsfehler der Wasserzeichen und durch Farbtönungsschwankungen zustande. Weitere Fehlerquellen sind Bildverzerrungen und Positionierungsfehler zwischen Prüfling und Vorlage(n). Die für jede Fehlerart zulässigen Abweichungen sind festgelegt. Gemäss der Erfindung werden nun die Auswirkungen, die alle diese zugelassenen Fehler auf die Remissionswertdifferenzen in jedem einzelnen Bildpunkt haben, untersucht und die für den Fehlerentscheid nassgeblichen Schwellenwerte so festgelegt, dass Prüflinge, deren Abweichungen gegenüber der Vorlage noch im Rahmen der Zulässigen liegen, auch tatsächlich als "gut" bewertet werden. Diese Einstellung der Schwellenwerte ist natürlich sehr kritisch, da die Grenze zwischen "guten", d.h. nur mit tolerierbaren Fehlern behafteten Prüflingen und "schlechten" Prüflingen nur sehr schwer zu ziehen ist, weil die Auswirkungen der verschiedenen Fehlerarten auf die Remissionswertdifferenzen sehr verschieden sind. So kann es z.B. durchaus passieren, dass ein an sich tolerierbarer Registerfehler eine grössere Remissionswertdifferenz hervorruft als ein nicht tolerierbarer Fehler der Wasserzeichenposition.The method according to the invention is based on the fact that even “good”, that is to say test items which are found to be good in a visual inspection, do not exactly match the template (s), but instead still lead to certain remission value differences AI when comparing in step 8. The size of these remission value differences, their sign and their distribution over the entire image area, of course, depend on what was still considered permissible during the visual inspection and what was not. Experience has shown that most image errors are caused by register errors between the individual prints, by position errors in the watermarks, and by color fluctuations. Other sources of error include image distortion and positioning errors between the test object and the template (s). The deviations permitted for each type of error are defined. According to the invention, the effects that all these permitted errors have on the reflectance value differences in each individual pixel are now examined and that for the The error decision determines the relevant threshold values so that test specimens whose deviations from the submission are still within the permissible range are actually rated as "good". This setting of the threshold values is of course very critical, since it is very difficult to draw the line between "good" test specimens, ie test specimens with tolerable errors, and "bad" test specimens, because the effects of the different types of error on the remission value differences are very different. For example, it can happen that a tolerable register error causes a greater remission value difference than an intolerable error in the watermark position.

Gemäss der Erfindung wird nuneine Analyse von mit allen möglichen, aber gerade noch an der Grenze des Tolerierbaren liegenden Fehlern behafteten Prüflingen durchgeführt und für jeden Bildpunkt die aus allen diesen Fehlern resultierende maximale positive und maximale negative Remissionswertdifferenz ermittelt. Für jede Fehlerart bzw. für jeden Prüfling wird dazu ein sich aus den einzelnen Differenzwerten in jedem Bildpunkt zusammensetzendes "Fehlerbild" erzeugt und über den entsprechend gestellten Schalter 17 in einem eigenen Teilspeicher des Fehlerbildspeichers 18 bildmässig abgespeichert. Die Maximalwertauswählvorrichtung 19 sucht dann aus den einzelnen Teilspeichern für jeden Bildpunkt jeweils den maximalen positiven und den maximalen negativen Differenzwert heraus und speichert sie bildmässig in den beiden Schwellenwertspeichern 20 und 21. Diese gespeicherten maximalen Differenzwerte werden somit direkt als invididuelle Schwellenwerte für den Gut/Schlecht-Entscheid in der Stufe 12 benutzt. (Gegebenenfalls können die maximalen Differenzwerte auch noch durch eine additive Konstante um einen gewissen Sicherheitsabstand vergrössert werden).According to the invention, an analysis is now carried out of test specimens which are subject to all possible but still just at the limit of the tolerable errors and the maximum positive and maximum negative reflectance value difference resulting from all these errors is determined for each pixel. For this purpose, an "error image" composed of the individual difference values in each pixel is generated for each type of error or for each test object and is stored in the image via thecorresponding switch 17 in a separate partial memory of theerror image memory 18. The maximumvalue selection device 19 then looks for the maximum positive and the maximum negative difference value for each pixel from the individual partial memories and stores them in images in the twothreshold value memories 20 and 21. These stored maximum difference values are thus directly used as individual threshold values for the good / bad. Decision used inlevel 12. (If necessary, the maximum difference values can also be increased by a certain safety by an additive constant distance can be increased).

Zur praktischen Durchführung dieser Fehleranalyse bzw. Schwellenwertermittlung müsste eine grosse Zahl von Prüflingen zuerst visuell kontrolliert und dann auf der Vorrichtung untersucht werden. Gemäss einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Fehleranalyse erheblich vereinfacht, indem nicht wirkliche Prüflinge untersucht, sondern solche Prüflinge elektronisch simuliert und die simulierten Prüflinge untersucht werden. Dabei können dann die maximal tolerierbaren Fehler bequem eingestellt werden und es genügen einige wenige simulierte Prüflinge, um praktisch alle Eventualfälle zu erfassen.In order to carry out this error analysis or threshold value determination in practice, a large number of test objects would first have to be checked visually and then examined on the device. According to a further essential aspect of the invention, the error analysis is considerably simplified by not examining actual test objects, but electronically simulating such test objects and examining the simulated test objects. The maximum tolerable errors can then be conveniently set and a few simulated test items are sufficient to record practically all contingencies.

Die Simulation von Registerfehlern und Positionsabweichungen erfolgt mittels der Positionsgeberstufe 16 und der von ihr gesteuerten Verschiebungsstufen 5 und 6. Dazu werden zunächst entweder ein nahezu ideal gutes Druckerzeugnis oder auch ein solches mit mittleren Registerfehlern etc. als Prüfling eingespannt und die Relativpositionen gegenüber der oder den Vorlagen mittels der Relativpositionsbestimmungsstufe 4 festgelegt. Daraufhin werden die Vorlage(n) nacheinander um die jeweils maximal tolerierbare Distanz in die vier Richtungen des Abtastrasters verschoben und die verschobenen Vorlage(n) mit dem Prüfling, der in diesem Fall eigentlich Vorlagenfunktion hat, verglichen. Die Verschiebung der Vorlagen erfolgt, um es nochmals zu wiederholen, selbstverständlich nicht gegenständlich, sondern besteht nur in einer Zuordnung der Remissionswerte zu um ein bis mehrere Bildpunktdistanzen verschobenen Bildpunkten bzw. in einer distanzabhänqiqen Inter- bzw. Extrapolation der Remissionswerte in den einzelnen Bildpunkten. Die bei diesen sukzessiven Bildvergleichen entstehenden Remissionswertdifferenzen, deren Gesamtheiten jeweils ein Fehlerbild der betreffenden simulierten Prüflinge darstellen, werden dann im Fehlerbildspeicher 18 abgespeichert und wie beschrieben weiterverarbeitet.The register errors and position deviations are simulated using theposition encoder stage 16 and the shift stages 5 and 6 controlled by it. For this purpose, either an almost ideally good printed product or one with medium register errors etc. is clamped in as a test object and the relative positions compared to the template or templates determined by means of the relative position determination level 4. The template (s) are then successively shifted by the maximum tolerable distance in the four directions of the scanning grid and the shifted template (s) is compared with the test object, which in this case actually has a template function. In order to repeat it, the templates are shifted, of course not objectively, but only consist in assigning the remission values to pixels shifted by one or more pixel distances or in a distance-dependent inter or extrapolation of the remission values in the individual pixels. The remission value differences that arise during these successive image comparisons, the entirety of which each represent an error image of the simulated test specimens concerned, are then shown in theerror image memory 18 stored and processed as described.

Die Simulation fehlerbehafteter Prüflinge kann natürlich auch gänzlich ohne einen realen Prüfling erfolgen, indem aus den Vorlagen selbst auf elektronischem Wege ein Idealprüfling gebildet, abgespeichert und dann als Vergleichstandard herangezogen wird.The simulation of faulty test objects can of course also be carried out entirely without a real test object by electronically creating an ideal test object from the templates, storing it and then using it as a standard of comparison.

Die Simulation von Registerabweichungen zwischen den einzelnen Drucken des Druckerzeugnisses erfolgt durch Relativerschiebung der beiden Vorlagen untereinander, die Simulation von Positionierungsfehlern durch Simultanverschiebung gegenüber dem realen oder künstlich erzeugten Vergleichsprüfling. Eine Kombination beider Verschiebungen ist natürlich ebenfalls möglich.The simulation of register deviations between the individual prints of the printed product is carried out by shifting the two templates relative to one another, and the simulation of positioning errors by shifting them simultaneously compared to the real or artificially generated test sample. A combination of both shifts is of course also possible.

Die Simulation von Positionsfehlern des Wasserzeichens erfolgt am zweckmässigsten anhand von zwei Vorlagen, von denen eine kein Wasserzeichen und die andere nur das Wasserzeichen enthält.The best way to simulate position errors of the watermark is to use two templates, one of which contains no watermark and the other only contains the watermark.

Zur Simulation von druckfarbenbedingten oder papierfarbenbedingten Tönungsfehlern sind die beiden Korrekturstufen 13 und 14 und die sie steuernde Variationsgeberstufe 15 vorgesehen. Diese Korrekturstufen rechnen die ihnen zugeführten gemessenen Remissionswerte Im z.B. gemäss der linearen Beziehung

in resultierende Remissionswerte I_R um. I_w bedeutet darin den Remissionswert für irgendein Referenzweiss. Die Umrechnung bzw. Korrekturder Remissionswerte kann sowohl für die Neutralremission (Gesamthelligkeit) als auch für eine oder mehrere Farbremissionswerte erfolgen. Entsprechend simuliert sie im einen Fall positive oder negative Neutraldichteabweichungen und im anderen Fall entsprechende Farbabweichungen gegenüber dem Vergleichsstandard.The twocorrection stages 13 and 14 and thevariation transmitter stage 15 controlling them are provided for the simulation of tinting errors caused by printing ink or paper colors. These correction levels calculate the measured reflectance values Im supplied to them, for example according to the linear relationship

into resulting reflectance values I_R. I_w means the remission value for any reference white. The conversion or correction of the remission values can be used for the neutral remission (overall brightness) as well as for one or more color emission values. Accordingly, it simulates positive or negative neutral density deviations in one case and corresponding color deviations in the other case compared to the comparison standard.

Es versteht sich, dass überhaupt die gesamte Qualitätsprüfung sowohl einkanalig (Schwarz-Weiss) als auch mehrkanalig (z.B. drei Grundfarben) erfolgen kann.It goes without saying that the entire quality inspection can be carried out in one channel (black and white) or in multiple channels (e.g. three basic colors).

Der Faktor a in der vorstehenden Umrechnungsformel ist über die Variationsgeberstufe 15 einstellbar. Bei der späteren Prüfung der eigentlichen Prüfobjekte ist der Faktor a selbstverständlich Null, sodass die Remissionswerte die Korrekturstufen unverändert passieren.The factor a in the above conversion formula can be set via thevariation encoder stage 15. When checking the actual test objects later, the factor a is of course zero, so that the remission values pass the correction levels unchanged.

Die vorstehend beschriebene Methode zur Gewinnung der Entscheidungs-Schwellenwerte ist selbstverständlich auch für solche Druckerzeugnisse anwendbar, zu deren Prüfung nur eine einzige Vorlage verwendet wird, und in diesem Fall sogar noch einfacher, da ja auch die Zahl der Fehlermöglichkeiten geringer ist.The method described above for obtaining the decision threshold values can of course also be used for those printed products for the examination of which only a single template is used, and in this case even simpler, since the number of possible errors is also less.

Für geringere Ansprüche können anstelle von je eines positiven und eines negativen Schwellenwerts für jeden Bildpunkt auch entweder nur die positiven oder nur die negativen Schwellenwerte ermittelt und dann in einem einzigen Schwellenwertspeicher gespeichert werden. Der Fehlerentscheid erfolgt dann anhand eines Absolutrestschwellenwertvergleichs.For lower demands, instead of a positive and a negative threshold value for each pixel, either only the positive or only the negative threshold values can be determined and then stored in a single threshold value memory. The error decision is then made on the basis of an absolute residual threshold value comparison.

Zusätzlich zur oder anstatt der elektronischen Simulation gewisser Druckfehler kann auch eine mechanische oder optische Simulation durch körperliches Verschieben oder Verdrehen von Prüfling und Vorlage(n) bzw. durch Einfügen von Filtern etc in den Abtaststrahlengang angewendet werden.In addition to or instead of the electronic simulation of certain printing errors, a mechanical or optical simulation can also be used by physically moving or rotating the test specimen and original (s) or by inserting filters etc. into the scanning beam path.

Bei der vorstehend beschriebenen Methode findet der definitive Fehlerentscheid erst nach einer längeren und relativ aufwendigen Aufbereitung der Remissionsdifferenzen in den Stufen 9, 10 und 11 statt. Das erfindungsgemässe Prinzip der individuellen Bewertungsschwelle für jeden einzelnen Bildpunkt lässt aber auch zu, den Fehlerentscheid schon in einem früheren Stadium, etwa schon nach der Tönungskorrekturstufe 9 oder bereits direkt nach der Vergleichsstufe 8, zu treffen, wobei dann die folgenden Stufen natürlich überflüssig wären. Selbstverständlich müssten in diesem Falle die Fehlerbilder der simulierten Prüflinge auch an den entsprechenden Stellen, also nach der Tönungskorrektur oder direkt nach der Differenzbildung, gewonnen und daraus wieder die Schwellenwerte gebildet werden. Diese einfacheren Varianten des Prüfungsverfahrens sind naturgemäss etwas weniger empfindlich und präzis, ermöglichen aber in Fällen, in denen nicht so hohe Qualitätsansprüche gestellt werden, eine erhebliche Verminderung des Rechenaufwands.In the method described above, the definitive decision on errors only takes place after a longer and relatively complex preparation of the remission differences inlevels 9, 10 and 11. The inventive However, the principle of the individual evaluation threshold for each individual pixel also allows the error decision to be made at an earlier stage, for example after thetint correction level 9 or directly after the comparison level 8, in which case the following levels would of course be superfluous. In this case, of course, the fault patterns of the simulated test objects would also have to be obtained at the appropriate points, i.e. after the tint correction or immediately after the difference had been formed, and the threshold values had to be derived from them. These simpler variants of the test procedure are of course somewhat less sensitive and precise, but they enable a significant reduction in the amount of computing work required in cases where the quality requirements are not as high.

Sofern der Fehlerentscheid direkt im Differenzenfeld nach der Vergleichsstufe erfolgt, wobei ein Prüfling als schlecht bzw. fehlerhaft taxiert wird, wenn in einem Bildpunkt oder einer vorgegebenen Anzahl von Bildpunkten die Remissionswertdifferenz den individuellen, gegebenenfalls um den Sicherheitsabstand erhöhten, positiven oder negativen Schwellenwert über-bzw. unterschreitet, ist es zweckmässig, die Remissionswerte bei der Abtastung zu tiefpassfiltrieren, um ausgeprägte Fehlerspitzen zu vermeiden und einen abgerundeteren Verlauf der Differenzwerte über die Bildfläche zu erreichen. Geeignete Methoden der Tiefpassfiltrierung werden in der schon genannten DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) ausführlichst erläutert.If the error decision is made directly in the difference field after the comparison level, whereby a test object is rated as bad or faulty if the remission value difference in a pixel or a predetermined number of pixels exceeds or exceeds the individual, possibly increased by the safety margin, positive or negative threshold value . falls below, it is expedient to low-pass filter the reflectance values during the scanning in order to avoid pronounced error peaks and to achieve a more rounded course of the difference values over the image area. Suitable methods of low-pass filtering are explained in detail in the aforementioned DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77).

Das erfindungsgemässe Prinzip individueller Entscheidungsschwellen für jeden einzelnen Bildpunkt ermöglicht einerseits eine Verfeinerung der bisher bekannten Prüfmethoden und anderseits, bei geringeren Qualitätsanforderungen, eine erhebliche Aufwandsreduktion. So ist es dann zum Beispiel nicht mehr nötig, Positionen und Registerfehler bei der Qualitätsprüfung voll zu kompensieren, sondern es genügt, die bei einfacherer und deshalb ungenauerer Registerabweichungskompensation auftretenden Fehler durch Anhebung der Fehlerschwelle an den kritischen Bildstellen unschädlich zu machen.The principle according to the invention of individual decision thresholds for each individual pixel makes it possible, on the one hand, to refine the previously known ones Test methods and, on the other hand, with lower quality requirements, a significant reduction in effort. For example, it is then no longer necessary to fully compensate for positions and register errors during quality inspection, but it is sufficient to make the errors that occur with simpler and therefore less accurate register deviation compensation more harmless by raising the error threshold at the critical image points.

Das erfindungsgemässe Qualitätsprüfungsverfahren hat noch einen weiteren Vorteil, indem die individuellen Fehlerschwellen sehr einfach "ä jour" gehalten werden können. So können, wenn z.B. ein neues Fabrikationslos vorliegt, einige "gute" Prüflinge aus diesem Los untersucht und ihre Fehlerbilder gegenüber den Vorlagen gebildet werden. Sofern diese Fehlerbilder grössere Fehler als die früheren Fehlerbilder enthalten, werden die betreffenden Schwellenwerte durch die Differenzwerte in den betreffenden Stellen der neuen Fehlerbilder ersetzt.The quality inspection method according to the invention has yet another advantage in that the individual error thresholds can be kept "a jour" very easily. So if e.g. a new production lot is available, some "good" test items from this lot are examined and their fault patterns compared to the templates are formed. If these error images contain larger errors than the previous error images, the relevant threshold values are replaced by the difference values in the relevant places of the new error images.

Wie schon erwähnt, sind mit Ausnahme der Stufen 13-21 alle Stufen der Vorrichtung in den drei genannten Literaturstellen DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/ 77), DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) und DE-OS 26 20 765 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 606/77) ausführlichst erläutert. Ebenso erläutert sind in diesen Literaturstellen allgemeine Probleme der fotoelektrischen Abtastung bei der maschinellen Qualitätsprüfung von Druckerzeugnissen sowie geeignete Methoden und Vorrichtungen dazu. Diese Literaturstellen sind ausdrücklich Bestandteil der vorliegenden Beschreibung, sodass sich eine nähere Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung für den Fachmann erübrigt.As already mentioned, with the exception of stages 13-21, all stages of the device are in the three cited references DE-OS 26 20 611 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 656/77), DE-OS 26 20 767 (US-Pat.Appl.Ser.No. 791 140/77) and DE-OS 26 20 765 (US-Pat.Appl.Ser.No. 790 606/77) explained in detail. These literature references also explain general problems of photoelectric scanning in the mechanical quality inspection of printed products, as well as suitable methods and devices for this. These references are expressly part of the present description, so that a more detailed explanation of the device according to the invention is unnecessary for a person skilled in the art.

Claims (10)

Translated fromGerman

1. Verfahren zur maschinellen Beurteilung der Druckqualität eines Druckerzeugnisses durch punktweisen Vergleich des zu beurteilenden Prüflings mit einer Vorlage unter Bildung der Differenzwerte zwischen den durch punktweise fotoelektrische Ablastung gewonnenen Remissionswerten der einzelnen Bildpunkte des Prüflings und den Remissionswerten der den Prüflingsbildpunkten entsprechenden Bildpunkte der Vorlage und Verarbeitung und Auswertung der so gewonnenen Differenzwerte nach bestimmten Kriterien, wobei die Auswertung einen abschliessenden Schwellenwertentscheid umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schwellenwertentscheid für jeden einzelnen Bildpunkt je ein individueller positiver und/oder ein individueller negativer Schwellenwert verwendet wird, die aus einer für jeden Bildpunkt durchgeführten Fehleranalyse von mit maximal tolerierbaren Fehlern behafteten Referenz-Druckerzeugnissen gewonnen werden.1.Procedure for the mechanical assessment of the print quality of a printed product by point-by-point comparison of the test piece to be assessed with a template, with the formation of the difference values between the reflectance values of the individual pixels of the test piece and the remission values of the pixels of the template and processing corresponding to the test piece pixels, and Evaluation of the difference values obtained in this way according to specific criteria, the evaluation comprising a final threshold decision, characterized in that an individual positive and / or an individual negative threshold value is used for each pixel in the threshold decision, which results from an error analysis carried out for each pixel reference printed matter with maximum tolerable errors can be obtained.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellenwerte für jeden Bildpunkt jeweils die grösste positive und die grösste negative Abweichung zwischen den betreffenden Referenz- und Vorlagenbildpunkten verwendet wird, welche bei einer maschinellen Prüfung der Referenz-Druckerzeugnisse unmittelbar vor dem Schwellenwertentscheid entsteht.2. The method according to claim 1, characterized in that the largest positive and the largest negative deviation between the relevant reference and template pixels are used as threshold values for each pixel, which arises during a machine check of the reference printed products immediately before the threshold value decision.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehleranalyse elektronisch simulierte Referenz-Druckerzeugnisse bzw. Referenz-Druckerzeugnisse mit elektronisch simulierten, möglichst an der Grenze des visuell Tolerierbaren liegenden Abweichungen verwendet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that electronically simulated reference printed products or reference printed products with electronically simulated deviations which are as far as possible at the limit of the visually tolerable are used for the error analysis.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Positions- und Registerfehler durch elektronische Relativverschiebung zwischen Prüfling und Vorlage(n) simuliert werden.4. The method according to claim 3, characterized in that position and register errors are simulated by electronic relative displacement between the device under test and the template (s).5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Tönungsfehler durch lineare Korrektur bzw. Umrechnung der Remissionswerte in einem oder mehreren Farbkanälen simuliert werden.5. The method according to claim 3, characterized in that tinting errors are simulated by linear correction or conversion of the reflectance values in one or more color channels.6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellenwerte die um einen konstanten Betrag vergrösserten jeweils grössten positiven und grössten negativen Abweichungen verwendet werden.6. The method according to claim 2, characterized in that the largest positive and largest negative deviations are used as threshold values, which are increased by a constant amount.7. Verfahren nach den Ansprüchen 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes simulierte Referenz-Druckerzeugnis die Abweichungen gegenüber einem Standard-Druckerzeugnis bildmässig gespeichert werden, dass für jeden Bildpunkt von allen gespeicherten Werten jeweils der grösste positive und der grösste negative Wert herausgesucht werden, und dass diese grössten Werte als Schwellenwerte für die zugeordneten Bildpunkte gespeichert werden.7. The method according to claims 2-5, characterized in that for each simulated reference printed product, the deviations from a standard printed product are stored in an image, that for each pixel the largest positive and the largest negative value are selected from all the stored values , and that these largest values are stored as threshold values for the assigned pixels.8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwertentscheid direkt anhand der beim punktweisen Vorlagen-Prüfling-Vergleich gebildeten Remissionswertdifferenzen vorgenommen wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the threshold value decision is made directly on the basis of the remission value differences formed in the point-by-point comparison of the test specimen.9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der fotoelektrischen Ablastung gewonnenem_Remissionswerte einer Tiefpassfilterung unterworfen werden.9. The method according to claim 8, characterized in that the_R emission values obtained in the photoelectric load are subjected to low-pass filtering.10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Bildpunkt zu dem ihm zugeordneten Remissionsdifferenzwert die Remissionsdifferenzwerte der ihn umgebenden Bildpunkte mit enfernungsabhängiger Wichtung algebräisch hinzuaddiert werden und dass der Schwellenwertentscheid anhand dieser addierten Werte erfolgt.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each pixel to the remission difference value assigned to it the remission difference values of the pixels surrounding it are algebraically added with distance-dependent weighting and that the threshold value decision is made on the basis of these added values.

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