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1、第3 1 卷第2 期 2 0 1 0 年2 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 1 ,N o 2 F e b ,2 0 1 0 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 8 1 0 4 织物印花质量在线检测与控制系统的设计 王晓红1 ,张义松1 ,聂多木1 ,张瑞云2 ( 1 上海理T 大学,上海2 0 0 0 9 3 ;2 东华大学,上海2 0 1 6 2 0 ) 摘要针对网目调织物印花中存在的色差和目测印花颜色质量缺乏可靠性和重复性的缺陷,设计了适用于网目 调织物印花
2、质量自动检测与控制系统的模型。通过自行设计的颜色一致性检测测控条,获得在线印花织物颜色信 息和织物质量产生的原因。根据织物特性,对均匀颜色空间中的色差计算公式进行理论分析和实验验证,得到适 合织物颜色一致性检测的色差计算公式,为在线印花闭环控制提供判定和控制依据。经过论证和实验,该方法和 技术可以客观、快速准确地进行印刷质量控制,提高生产效率,具有实际应用价值。 关键词在线检测与控制;印花质量;网目调复制;测控条;色差分析;印花质量检测指标 中图分类号:T S1 9 4 3 8文献标志码:A D e s i g no fo n l i n ed e t e c t i o na n dc o
3、n t r o ls y s t e mo ft e x t i l ep r i n t i n gq u a l i t y W A N GX i a o h o n 9 1 ,Z H A N GY i s o n 9 1 ,N I ED u o m u1 ,Z H A N GR u i y u n 2 ( 1 U n i v e r s i t yo ,S h a n g h a if o rS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ,S h a n g h a i2 0 0 0 9 3 ,C h i n a ; 2 D o n g h u aU h 觇
4、船渺,S h a n g h a i2 0 1 6 2 0 ,C h i n a ) A b s t r a c tT h e r ei sc o l o r d i f f e r e n c ed u r i n gs c r e e np r i n t i n go ft e x t i l ea n ds u b j e c t i v ev i s u a li n s p e c t i n g m e t h o di sl a c ko ff e a s i b i l i t ya n dr e p r o d u c t i o n ,u n r e l i a b l
5、ea n dh a r dt oc o n t r o lt h ep r o c e s s T h e r e f o r e ,a t e x t i l ep r i n t i n gq u a l i t yd e t e c t i o na n dc o n t r o ls y s t e mi sd e s i g n e df o rc o l o rt e x t i l es c r e e np r i n t i n g T h r o u g ha s e l f - d e s i g n e dc o l o rc o n t r o ls t r i p
6、,o n l i n ec o l o ri n f o r m a t i o na n dp r i n t i n gq u a l i t yo ft h ep r i n t i n gt e x t i l ea r e a c q u i r e d A c c o r d i n gt ot h es u r f a c ec h a r a c t e r i s t i co ft h et e x t i l e ,t h ec h r o m a t i cd i f f e r e n c ef o r m u l a sa r e a n a l y z e da
7、n dt h ep r o p e ro nei ss e l e c t e df o rt h ed e t e c t i o no ft h ec o l o rc o n s i s t e n c yo ft h ep r i n t i n g ,a n dt h e d a t ai sv a l u a b l ef o rt h ec l o s e d l o o pc o n t r o lo ff a b r i cp r i n t i n g I th a sb e e np r o v e nb yv a l i d a t i o na n dt e s t
8、i n g t h a tt h em e t h o da n dt e c h n o l o g yc a nc o n t r o lt h ef a b r i cp r i n t i n gq u a l i t yo b j e c t i v e l y ,q u i c k l ya n dc o r r e c t l y , i m p r o v et h ep r o d u c te f f i c i e n c ya n dh a v ep r a c t i c a la p p l i c a t i o nv a l u e K e yw o r d s
9、 o n - l i n ed e t e c t i o na n dc o n t r o l ;p r i n t i n g q u a l i t y ;h a l f t o n e r e p r o d u c t i o n ;c o n t r o ls t r i p ; c h r o m a t i cd i f f e r e n c ea n a l y s i s ;i n s p e c t i o nc r i t e r i ao fp r i n t i n gq u a l i t y 网目调彩色丝网印花用黄、品红、青或加黑3 4 个网版,利用标准的三
10、原色浆料和黑色浆料在织 物上印出色彩鲜艳、层次丰富的原稿图像。该印花 工艺以人的视觉理论为基础,采用三色或四色印刷 原理,复制并再现原稿丰富的色彩。 影响网目调彩色丝网印花的因素很多,如前端 分色的质量、网版制作的好坏、浆料颜料的色彩质 量、压力的均匀性、织物表观特性等,而色差是这些 影响要素的集中体现。研究开发具有自动检测与控 制调整功能的先进印花检测与控制装置,对印花质 量的提高具有重要意义。已有文献探讨了织物色差 检测及印刷质量控制,建立了初步的思路,设计了系 统框架。3o ,但是对于织物印刷颜色数据的获得、色 差公式的选取、印刷质量在线色彩控制机制等没有 进行深入的讨论。本文在研究目前
11、印花颜色一致性 检测与控制现状的基础上,重点讨论了网目调丝网 收稿日期:2 0 0 9 0 3 1 1修回日期:2 0 0 9 一0 8 一1 8 作者简介:王晓红( 1 9 7 1 一) ,女,副教授,博士。主要研究色彩理论及其应用,印刷质量检测与控制等。E - m a i l :w a n g 一, k e y a n 1 6 3 c o r n o 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 8 2 纺织学报 第3 1 卷 印花质量在线检测与控制系统的模
12、型,根据织物特 性,对均匀颜色空间中的色差计算公式进行理论分 析和实验验证,得到适合织物颜色一致性检测的色 差计算公式,为在线印花闭环控制提供判定和控制 依据。 1 测控条的设计 要实现织物印花的在线质量自动检测与控制, 则印花质量需要数据化,也需要有实现产品质量检 验和控制的具体手段,标准的测控工具使印花检测 更有依据H 1 。针对网目调彩色印花的特点,本文设 计了一个用于印花色差检测的测控条,该测控条提 供了印花质量中的颜色信息及其他主要影响要素的 控制状态。 为了提高印花质量检测速度,本文设计了印花 测控条。该测控条主要由2 个模块组成,用于监控 印花复制过程的颜色再现质量,测量控制色块
13、的尺 寸为6m m 6m m 。这些色块依次排列在印花织物的 两边。模块1 包含8 个实地色块:青、品红、黄和黑 色实地色块各1 个,“青+ 品红”、“青+ 黄”、“品红 + 黄”实地色块3 个,“青+ 品红+ 黄”实地色块 1 个。实地色块用于控制印花色浆的上浆量和浆料 在织物的颜色再现性能;叠印色块主要表现和控制 3 种减色主色的叠加印花效果。通过在线采集数据 与标准数据色差比对,即可进行颜色复制质量的判 定。模块2 包含4 个色块,依次为青、品红、黄和黑 色5 0 网目调色块,这些色块可以检测网点扩大的 程度,以此作为印刷压力调整的依据,同时也可以判 定印花阶调层次再现的情况。 2 检测
14、指标的描述 2 1 其他印花质量指标的描述 2 1 1 网点扩大 网目调印刷中,最小的上浆和呈色单位就是网 点,网点印刷质量的好坏直接影响到织物印花的颜 色、层次和清晰度。而网点扩大是网目调印刷中最 常见的不可避免的现象,所以在印花过程中是首要 检测和控制的指标。使用玛瑞一戴维斯( M u r r a y D a v i e s ) 公式( 见式( 1 ) ) 计算网点百分比,然后与设 定值进行比对,按式( 2 ) 计算获得网点扩大值,根据 设定阈值的要求对影响网点扩大的印花因素进行 控制。 口= 导11 蛙0 口= TlJ u o 式中:o 为单色原色油墨网点面积率;D 。为单色原色 油墨网
15、点面积为口时的密度;D 。为印刷实地密度。 网点扩大量为 A a = 口。一口o ( 2 ) 式中:口0 为无网点扩大的网点面积,即直线上的网 点面积( 印版上的网点面积) ;口。为实际测量的网点 面积。 2 1 2 浆料叠印率 浆料的叠印率是指一种浆料在织物上印刷与浆 料在另一种浆料上印刷时的性能比较,叠印率的高 低直接决定了织物色彩的叠印效果,影响印刷品颜 色的再现。叠印率的计算如式( 3 ) 所示。 厶:攀1 0 0 ( 3 ),D 2 i 一 L jJ 式中:D 为第一色浆料密度;D :为第二色浆料密 度;D 。+ :为2 色浆料叠印后总密度。 2 1 3 相对反差 相对反差也称印刷对
16、比度,是实地密度值与画 面上中间调至暗调之间,某一点网点面积的积分密 度与实地密度之差的比值用K 表示。 K = 1 一D R D v( 4 ) 式中:D 。为画面上中间调至暗调之间,某一点网点 面积的积分密度;D 。为印刷品上的实地密度值。 2 1 4 套准十宇线 在网目调印花中,颜色、层次和清晰度的再现都 是由网点的叠合来实现的,所以网点叠合的精度是 十分重要的控制参数。套准十字线是由C 、M 、Y 、K 4 色浆料叠合而成,用于检测4 色套准精度。 2 2 色差一致性检测 实际生产当中,根据客户要求,通过打样设定印 花颜色,在线进行颜色一致性检测时,则通过C C D 提取实地色块的R 、
17、G 、B 值,通过计算,将R G B 颜色 空间转换到C I E L A B 颜色空间,按照式( 5 ) 进行色差 计算。然后参照国家标准或生产厂家与客户约定的 最小色差值作为印花质量判定的依据,以此得出检 测结果,并对生产线进行控制。 3 均匀颜色空间中色差公式的选择 颜色空间存在非均匀性颜色空间( 如R G B 颜色 空间) 和均匀性颜色空间( 如C I EL a b 颜色空 间) ,在进行颜色色差评价时,都是在与设备无关的 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the wat
18、ermark 第2 期王晓红等:织物印花质量在线检测与控制系统的设计 8 3 均匀颜色空间中进行,用于色差计算的公式很多,如 C I EL a 。b 色差公式、C M C ( 1 :C ) 色差公式、 C I E2 0 0 0 公式等。但是经过研究分析和实验验证, G B T8 4 2 4 3 2 0 0 1 纺织品色牢度试验色差计 算中规定的C M C ( 1 :2 ) 色差公式最符合织物印花 色差分析与评价”。o 。该色差公式如下所示: ( 5 ) 式中: s 。:r 4 0 9 7 5 j 加0 1 7 6 5 ,I 1 6 【0 5 1 1 ,L 1 1 6 s c = 0 1 6 3
19、8 c 二( 1 + 0 0 1 31 c 二) + 0 6 3 8 S H = S c ( ,r + 1 一F ) ,= c 二( c 二,+ 19 0 0 ) r 0 3 6 + 10 4 c o s ( 日二J + 3 5 ) l r = 1 6 4 。日二,3 4 5 。 L o 5 6 + 10 2 c o s ( 日二,+ 1 6 8 ) 1 日二,其他 式中、c 二J 、日二,均为标准色的色度参数,这些值 以及上面的A L 、c 二、日二都是在C I E L A B 空间计 算得到。 4 在线检测与控制系统设计 网目调织物印花质量在线检测与控制系统的设 计与实现是基于以上测控条信
20、息的采集和计算,然 后对印花设备进行控制,以实现印花质量的自动检 测与控制p 8 9 1 。该系统主要由织物表面视频测控 条图像信息采集单元模块、信息处理模块和控制中 心组成,其系统结构框图如图1 所示。 该系统通过高速彩色C C D 摄像机,不断采集放 广 P C 机I I - J 图l网目调织物印花质量在线检测与控制系统框图 F i g 1 B l o c kd i a g r a mo fo n l i n et e s t i n ga n d c o n t r o lo fh a l f t o n et e x t i l ep r i n t i n gq u a l i t
21、y 置在织物两边印刷出来的测控条信息,数字化后传 输给控制中心,由控制中心根据设定的指标完成数 据的计算和分析,经过与参考值比对后发出控制命 令,自动调整印刷部件的压力、上浆量、印版套准精 度等参数,从而实现印花质量的自动检测与控制。 5 结束语 本文工作的主要创新之处为:1 ) 设计了用于网 目调织物印花测控条,确保在线检测与控制时颜色 与印花质量客观数据的采集;2 ) 运用了合理的质量 描述指标,符合织物印花质量检测的基本要求;3 ) 选择了适合织物色差评价的合理的C M C ( 1 :2 ) 色 差计算公式,保证计算结果与人眼观察更一致;4 ) 提出了网目调织物印花质量检测与控制的系统模
22、 型,为该系统的工业化应用奠定了良好的理论基础。 靴嬲 参考文献: 1 刘素一,刘晶,薛勇,等基于计算机视觉的织物色差 检测 J 棉纺织技术,2 0 0 8 ,3 6 ( 6 ) :3 2 3 5 L I US u y i ,L I UJ i n g ,X U EY o n g ,e ta 1 D e t e c t i o no f f a b r i cc h r o m a t i s mb a s e do nc o m p u t e rv i s i o n J C o t t o n T e x t i l eT e c h n o l o g y ,2 0 0 8 ,3 6 (
23、 6 ) :3 2 3 5 2 杨永跃。邓善熙,何革群应用图像测量技术在线检 测印刷套色偏差 J 应用科学学报,2 0 0 2 ,2 0 ( 4 ) : 4 2 3 4 2 5 Y A N GY o n g y u e ,D E N GS h a n x i ,H EG e q u n T h eo n l i n e u s eo fi m a g ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g yi nd e t e c t i n gp r i n t i n g r e g i s t r a t i o nd e v i a t i o n J J o u
24、 r n a lo fA p p l i e dS c i e n c e s , 2 0 0 2 ,2 0 ( 4 ) :4 2 3 4 2 5 3 高晓丁,左贺织物自动检测系统设计与实现 J 纺 织学报,2 0 0 7 ,2 8 ( 1 2 ) :1 2 7 1 3 0 G A OX i a o d i n g ,Z U OH e D e s i g na n di m p l e m e n t i o no f a u t o m a t i ch b r i ci n s p e c t i o ns y s t e m J J o u r n a lo fT e x t i l e
25、 R e s e a r c h ,2 0 0 7 ,2 8 ( 1 2 ) :1 2 7 一1 3 0 4 王晓红胶印印刷图像颜色控制技术 J 包装工程, 2 0 0 5 ,2 6 ( 1 ) :5 7 W A N GX i a o h o n g T h ec o l o rc o n t r o lt e c h n i q u eo ft h e o f f s e tp r i n t i n gi m a g e J P a c k a g i n gE n g i n e e r ,2 0 0 5 , 2 6 ( 1 ) :5 7 5 戴哲敏,谢琥,李红勤,等C I E 2 0
26、0 0 色差公式在墙地 砖表面色差测试中的鲁棒性研究 J 计量与测试技 术,2 0 0 6 ,3 3 ( 7 ) :8 一1 0 D A IZ h e m i n ,X I EH u ,L IH o n g q i n ,e ta 1 T h er e s e a r c h o nt h er o b u s to fC I E 2 0 0 0c o l o rd i f f e r e n c ef o r m u l ai nt h e 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove
27、the watermark 8 4 纺织学报第3 1 卷 “无锡锡海杯“ 2 0 1 0 年全国推广应用创新型纺织器材 提高成纱质量技术研讨会即将召开 为了加强纺纱器材的学术研讨与经验交流,更好地推广这些成熟的创新型优质纺纱器材的广泛应用。 中国纺织工程学会定于2 0 1 0 年3 月2 9 日至4 月1 日在扬州石塔宾馆召开“无锡锡海杯”2 0 1 0 年全国推广 应用创新型纺织器材提高成纱质量技术研讨会。 这次全国会议以创新型的优质纺织器材及先进的应用技术为主题,大会除进行技术经验交流外,还邀请 有关专家做专题技术讲座,分组讨论交流,专家集体答疑,纺织器材企业摆展台,展示各类创新优质产品,派 技术人员在展台前同参会代表进行互动交流等。 联系方式 联系人:白漾 电话:0 1 0 - 6 5 0 1 7 7 7 6 传真:0 1 0 - 6 5 0 1 6 5 3 8 手机:1 3 6 0 11 6 5 6 5 4 1 3 5 2 2 2 7 7 9 8 5 电子信箱:b a i m e n 9 7 0 0 0 1 2 6 c o m 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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