二維網(wǎng)點測量儀

二維網(wǎng)點測量儀主要由照明光源、圖像采集系統(tǒng)、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)等三個基本部分組成。通過這三個部分就可實現(xiàn)對網(wǎng)點面積率的測定。

照明光源

實際印刷中使用的二維網(wǎng)點測量儀大都利用特制的環(huán)狀LED的照明光源對被鍘物進行照明，在保證光源穩(wěn)定的同時便于操作者將檢測儀的鏡頭對準要檢測的圖像。這是因為LED為冷光無熱輻射燈泡具有體積小、壽命長(達10000h以上)、光輸出穩(wěn)定、易驅(qū)動、數(shù)字化、抗震性、易維護和綠色環(huán)保等優(yōu)點。接近D65國際標準光源，作為儀器光源是十分理想的。

多個這樣的單色LED燈泡按一定的機械條件組合，就形成了二維網(wǎng)點測量儀的LED環(huán)形照明系統(tǒng)。通常是由30個LED組成，每10個為一組，成120度角分開，按一定的頻率旋轉(zhuǎn)，每組LED由各單色LED組合而成，最后的光譜輸出覆蓋整個可見光范圍且飽和。

圖像采集系統(tǒng)

圖像采集系統(tǒng)是借助裝置內(nèi)的光學(xué)設(shè)備(CCD圖像傳感器)掃描實現(xiàn)的。掃描后，圖像再被轉(zhuǎn)換為8位或24位圖像文件，從而把圖像轉(zhuǎn)變成大量的圖像元素(像素)，放大圖像可以看出像素參差不齊，為減少圖像粗糙的邊緣，必須在捕捉及記錄圖像時具有較高的清晰度。

由于圖像信號為非電量，需要通過CCD圖像傳感器轉(zhuǎn)化為電量，再通過中間轉(zhuǎn)換電路對傳感囂輸出信號進行處理和裝換，使它能被微機或裝置內(nèi)部的處理系統(tǒng)軟件所接受。

數(shù)字圖像處理系統(tǒng)

二維網(wǎng)點測量儀的圖像傳感器是被測信號的第一次變換，它是將非電信號變換成電信號。為了將它輸入到微處理器中進行實時處理，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)需要再進行濾波、放大，變換成標準的電信號送給A/D轉(zhuǎn)換器進行第二次變換，模擬的電信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入微處理器中，以便對其作進一步的處理。二維網(wǎng)點測量儀在測量過程中對數(shù)字圖像的采樣和量化也是通過裝置內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)的。

二維網(wǎng)點測量儀的測量原理如下:

(1) 先對印品的被檢測區(qū)域圖像進行照明，被印品反射的光經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)到達光電傳感器。

(2) 經(jīng)過光電傳感器，將圖像信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并輸出?/p>

(3) 對光電傳惑器的輸出信號進行采集，并利用數(shù)字化的方法進行處理，最后識別被檢測區(qū)域的各墨色面積覆蓋率及其相關(guān)參數(shù)。

所以，二維網(wǎng)點測量儀要完成的基本功能是:對給定區(qū)域的圖像進行數(shù)字化采集并存儲;對采集的圖像信息進行處理;輸出運算結(jié)果(即顯示或反饋運算結(jié)果)，達到預(yù)期的印刷效果，從而降低對操作人員的經(jīng)驗要求，降低廢品率，降低印刷成本。

二維網(wǎng)點測量儀的工作流程如下:

1. 首先通過裝置前端的鍍銀鏡面圖像框用來同步實時顯示網(wǎng)點顯微圖像，并與檢測儀上的觀測孔一起完成測量定位。

2. 定位后，按動儀器面板中間的開始按鈕，圖像傳感器開始從待測圖像中抓取圖像，保存預(yù)覽圖像;

3. 接著完成網(wǎng)點面積率檢測前的預(yù)處理，包括圖像傳感器的校正和圖像的處理;

4. 檢測網(wǎng)點面積率，即從預(yù)處理的圖像中分析出網(wǎng)點面積率并把結(jié)果顯示出來。

國內(nèi)外相繼研究開發(fā)出了性能各異的二維網(wǎng)點測量儀產(chǎn)品。這些儀器的結(jié)構(gòu)、操作各有特色，但基本功能大致相同，除能快速、精確地檢測印版的網(wǎng)點面積率外，還能精確、快速地檢測網(wǎng)點直徑(網(wǎng)點尺寸)、加網(wǎng)線數(shù)、加網(wǎng)角度，并能在LED顯示屏或計算機顯示器上顯示網(wǎng)點形狀。

目前，國內(nèi)外的二維網(wǎng)點測量儀主要可以分為兩大類，一類是通過一個USB接口連接外部計算機完成圖像處理的二維網(wǎng)點測量儀，主要代表為DOT-310國產(chǎn)二維網(wǎng)點測量儀和國產(chǎn)DMS910測試儀;另一類是不通過計算機完成圖像處理，而是通過裝置內(nèi)部配備的中央微處理芯片完成信號處理，并將結(jié)果直接顯示在一起的液晶顯示屏上的二維網(wǎng)點測量儀，主要代表有格靈達公司開發(fā)的便攜式iCPlate II二維網(wǎng)點測量儀和愛色麗公司的X-Rite dot印版測量儀等，都是國外開發(fā)和進口的儀器。

盡管兩類檢測儀的測量原理都相似，測量的對象也基本相同，但是其測量精度卻有很大差別。國產(chǎn)的測量精度最高可達到0.2%，而國外進口的產(chǎn)品測量精度卻能達0.1%。

目前，市場上的網(wǎng)點測量儀主要有兩種:二維網(wǎng)點測量儀和三維網(wǎng)點測量儀。三維網(wǎng)點測量儀又稱:三維網(wǎng)點測試儀、三維網(wǎng)穴測量儀、三維網(wǎng)穴測試儀、網(wǎng)穴深度測試儀、網(wǎng)點深度測試儀。

三維網(wǎng)點測量儀是針對凹印版、壓紋版等凹凸版面上的網(wǎng)點(網(wǎng)穴)進行面積和深度三維測量的儀器。對于使用化學(xué)蝕刻、機械雕刻、激光雕刻等方式加工而成的凹版、柔版、網(wǎng)紋輥版、絲網(wǎng)版、印花版等版面，它可以對版面上的網(wǎng)點(網(wǎng)穴)進行三維測量顯示、分析處理、打印輸出，從而實現(xiàn)對版面的質(zhì)量控制。

二維網(wǎng)點測量儀只能測量版面上的二維信息(長和寬)，而三維網(wǎng)點測量儀還可以測量網(wǎng)點的深度，進而推算出容墨量、紋理深度等一系列關(guān)鍵的版面狀態(tài)參數(shù)。因此，三維網(wǎng)點測量儀具有更加強大的版面檢測功能。

三維網(wǎng)點測量儀由顯微系統(tǒng)、CCD攝像頭、測量觀察軟件、機械結(jié)構(gòu)等部分構(gòu)成。三維網(wǎng)點測量儀將網(wǎng)點圖像經(jīng)顯微鏡放大后，通過CCD攝像頭獲得圖像，然后經(jīng)計算機軟件處理、輸出，能及時而精確的反映網(wǎng)點狀態(tài)并加以分析。網(wǎng)點測量儀主要用于網(wǎng)點的觀察與制版實時控制，有效地保證了版面的質(zhì)量。

三維網(wǎng)點測量儀分為配套式和便攜式兩種類型。

目前市場上，便攜式三維網(wǎng)點測量儀已經(jīng)逐漸形成主流，即使制版廠采購電子雕刻制版機或激光雕刻制版機，一般也會采用便攜式三維網(wǎng)點測量儀作為配套設(shè)備。因此，本文對三維網(wǎng)點測量儀的描述，以便攜式三維網(wǎng)點測量儀為主。

三維網(wǎng)點測量儀的組成部分如圖所示。由以下部分構(gòu)成:

基座。將三維網(wǎng)點測量儀架設(shè)在待測版面之上;

XY移動平臺。使三維網(wǎng)點測量儀能夠左右前后移動，在不必移動三維網(wǎng)點測量儀基座的情況下，使鏡頭能夠?qū)蕼y量目標;

處理器艙。內(nèi)置三維網(wǎng)點測量儀的中央處理器、存儲等電子控制部分，是三維網(wǎng)點測量儀的大腦;

遙控和倍率顯示。遙控窗口可以接受遙控器的指令，倍率顯示指示燈能夠顯示當前鏡頭的倍率;

顯示器。顯示器可以顯示鏡頭和相機所觀測到的圖像;

鏡頭組。一組倍率不同的鏡頭。用戶可以選擇適當倍率的鏡頭以觀測不同的對象;

CCD相機。是一個工業(yè)攝像機，將光學(xué)鏡頭觀測到的影像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮訄D像;

粗調(diào)和微調(diào)旋鈕。使鏡頭可以上下移動以觀察網(wǎng)點不同深度的圖像;

遙控器?？梢赃b控三維網(wǎng)點測量儀的XYZ三維運動。使用遙控器可以避免人工轉(zhuǎn)動旋鈕時造成三維網(wǎng)點測量儀的震動從而影響觀測。

配套式三維網(wǎng)點測量儀原本是 電子雕刻機的選配件之一。早期的配套式三維網(wǎng)點測量儀一般都是隨電子雕刻制版機從國外進口的。近些年，隨著電子雕刻制版機國產(chǎn)化進程的深入，國內(nèi)廠家也紛紛研制出與自產(chǎn)的配套式三維網(wǎng)點測量儀。

配套式三維網(wǎng)點測量儀一般由取像頭和上位機兩部分組成。取像頭從版面獲取網(wǎng)點顯微圖像，上位機對圖像進行處理。

配套式三維網(wǎng)點測量儀作為電子雕刻機的選配件，基本上圍繞一臺或一組電子雕刻制版機進行使用，因此設(shè)備不注重便攜性要求，其體積都比較大，線路連接也比較多，因此整個系統(tǒng)比較笨重，不利于攜帶、操作和維護。