线划地图印刷质量自动检测算法研究

论文摘要

一直以来,纸质地图在经济、社会和军事建设中都扮演者不可或缺的角色。随着现代科学技术的不断发展,地图印刷技术发生了深刻变革,从印前到印刷基本都实现了数字化、标准化、规范化。但是,作为地图印刷关键一环的质量检测,还停留在20年前的水平,这与现代印刷业发展趋势极不相称。本文在深入研究普通印刷品印刷质量自动检测技术的基础之上,结合地图印刷质量控制的特点,对地图印刷质量自动检测技术的技术方案和相关关键算法做了深入研究。本文的主要内容如下:1.研究了地图印刷缺陷内容的分类方法地图印刷质量自动检测技术是基于数字图像处理的技术。在分析地图图像图面要素的构成特点的基础之上,结合数字图像处理技术分析栅格图像的要点,提出了地图印刷缺陷的分类方法。并根据地图印刷缺陷像素构成特点,将其分为四类:图形面积较小的点缺陷、宽度较小的线缺陷、位置偏移缺陷和范围较大的面缺陷。2.提出了地图印刷质量自动检测方案并分析了其硬件系统构成在充分研究印刷品印刷质量自动检测模型相关研究成果的基础之上,结合线划地图印刷特点,提出了地图印刷质量自动检测方案。地图印刷质量自动检测技术还依赖于其硬件系统。在研究常用的工业图像缺陷检测的硬件系统基本构成基础上,阐述了地图印刷质量自动检测硬件系统采用的硬件设备。3.深入研究和分析了适合地图印刷质量自动检测相关关键算法。通过对局部平均法、加权平均法和中值滤波法三种图像增强算法的实验分析,选取了加权平均法作为地图图像预处理算法。通过深入比较分析常用的几种标准模板制作算法,选取了基于统计阈值的标准模板制作算法。通过分析地图图面要素构成,根据地图都有一个外图廓的特点,提出了基于边缘检测地图印刷质量自动检测配准算法。在充分实验分析常见边缘检测算法的基础之上,选取Roberts边缘检测算子,获取地图的外图廓。在此基础之上,实现了地图待检测图像和标准模板图像之间的配准。通过对NTM算法深入研究,指出了其不能检测套准误差存在角度偏转不足,并使用边缘检测算法,获取套准十字线的轮廓,再获取其偏转角度,实现了套准误差偏转角的检测,并使之与NTM算法相结合,作为地图套准检测算法。根据地图合格品与废品之间的色彩差异主要表现在待检测图像与标准模板图像之间对应位置灰度值的差异的特点,提出了基于分色灰度统计的地图色彩复制质量检测算法。通过提取地图待检图像色彩复制代表性区域,并对其进行分色分区灰度统计,并使之与规定的阈值进行比较,实现了其色彩复制质量的统计检测,并选取了地图印刷质量控制信号条进行了实验,验证了算法的有效性。通过深入分析比较差影法、分层检测法和基于动态阈值和十字架型分层检测算法三种常用的印刷缺陷检测算法,选取了差影法与Blob分析法相结合的算法作为地图刷缺陷检测算法,并对算法的有效性进行了实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 地图印刷质量特点和质量检测现状
• 1.2.1 地图印刷质量的特点
• 1.2.2 当前地图印刷质量检测方法
• 1.3 印刷质量自动检测技术国内外发展现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.3.3 国内外研究现状分析
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 论文的研究思路与组织结构
• 1.5.1 论文的研究思路
• 1.5.2 论文的组织结构
• 1.6 本章小结
• 第二章 地图印刷质量检测的主要内容
• 2.1 地图印刷质量检测的主要内容
• 2.1.1 地图印刷过程
• 2.1.2 地图印刷全过程质量检测的主要内容
• 2.2 地图印刷质量自动检测内容及分类
• 2.3 本章小结
• 第三章 地图印刷质量自动检测方案研究
• 3.1 典型印刷质量自动检测方案介绍与分析
• 3.1.1 典型印刷质量自动检测方案介绍
• 3.1.2 典型印刷质量自动检测方案分析
• 3.2 地图印刷质量自动检测方案设计
• 3.3 地图印刷质量自动检测系统硬件构成
• 3.3.1 照明设备
• 3.3.2 图像采集设备
• 3.3.3 图像处理设备和缺陷报警控制设备
• 3.4 本章小节
• 第四章 地图印刷质量自动检测关键算法研究
• 4.1 彩色图像灰度化和图像二值化
• 4.1.1 彩色图像灰度化
• 4.1.2 图像二值化
• 4.2 地图图像预处理算法
• 4.2.1 图像增强
• 4.2.2 几种图像增强算法实验分析
• 4.3 地图标准模板图像制作算法研究
• 4.3.1 统计平均法
• 4.3.2 双模板法
• 4.3.3 阈值法
• 4.3.4 几种标准模板制作算法比较分析
• 4.4 地图图像配准算法研究
• 4.4.1 常用的配准算法介绍
• 4.4.2 常用的配准算法分析
• 4.4.3 基于边缘检测的地图印刷质量自动检测配准算法研究
• 4.4.3.1 常见边缘检测算法
• 4.4.3.2 常见边缘检测算法实验与分析
• 4.4.3.3 基于边缘检测的地图图像配准算法
• 4.5 地图套准误差检测算法研究
• 4.5.1 地图套准误差分类
• 4.5.2 地图套准检测算法研究
• 4.5.3 地图套准检测算法实验
• 4.6 地图色彩复制质量检测算法研究
• 4.6.1 地图色彩复制质量检测算法设计思考
• 4.6.2 基于分色灰度统计的地图色彩复制质量检测算法
• 4.6.3 基于分色灰度统计的地图色彩复制质量检测算法的优化
• 4.6.4 地图色彩复制质量检测算法实验
• 4.7 地图印刷缺陷检测算法研究
• 4.7.1 差影法
• 4.7.2 分层检测算法
• 4.7.3 基于动态阈值和十字架型分层检测算法
• 4.7.4 几种缺陷检测算法的比较分析
• 4.7.5 差影图像的Blob 分析法
• 4.7.6 算法实验
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步研究工作
• 参考文献
• 作者简历攻读硕士期间完成的主要工作
• 一、个人简历
• 二、攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 三、攻读硕士学位期间的科研情况
• 致谢