Введение к работе
Актуальность темы. Для получения готовой полиграфической продукции необходимо выполнить ряд брошюровочно-переплетных и отделочных процессов, выполняемых на послепечатном оборудовании (ППО). Для повышения качества продукции и скорости работы оборудования необходим эффективный контроль выполняемых операций. Одним из примеров контроля служит проверка комплектности блоков в брошюровочно-переплетных машинах (БПМ). Процесс комплектовки заключается в составлении книжного блока из тетрадей или листов издания, называемых оттисками, в порядке следования страниц методом вкладки (накидки) или подборки. В настоящее время проверка комплектности осуществляется в основном оператором вручную, что снижает надежность и скорость работы всего ППО.
Отбраковка неправильных страниц является задачей распознавания образов, при которой необходимо принятие решения об отнесении текущей страницы к классу эталонных или бракованных. Разработка методов и алгоритмов решения задачи распознавания образов является актуальной для данного оборудования.
Задача распознавания страниц также имеет тесную связь с задачей совмещения изображений, являющейся фундаментальной проблемой систем технического зрения. Несмотря на постоянно возникающую необходимость совмещения изображений, эта задача решена только для некоторых частных случаев.
Все это обуславливает актуальность и значимость исследований, направленных на решение одной из важных проблем послепечатной стадии – модернизации системы комплектовки блоков в БПМ.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка и анализ системы отбраковки оттисков при комплектовке блоков в послепечатном оборудовании. Важной частью системы является сенсор отбраковки страниц, устанавливаемый на каждой станции подборочных и вкладочных машин.
Для достижения сформулированной цели решаются следующие задачи:
-
исследование особенностей перемещения тетрадей на транспортере брошюровочно-переплетных машин под сенсором отбраковки страниц;
-
создание математической модели страницы, учитывающей особенности изображений сканируемого материала;
-
разработка методов анализа соответствия страницы эталону, а также методов выбора признаков эталонной страницы;
-
разработка алгоритмов функционирования сенсора на основе предложенных модели страницы и методов анализа соответствия.
Вторая и третья задачи относятся к классификации – это определение принадлежности анализируемой страницы к классу соответствующих или не соответствующих эталону страниц, что является частью задачи распознавания образов. Другие требующие решения подзадачи распознавания – минимизация описания класса эталонных страниц, выделение информативных признаков.
Отметим, что решение проблемы отбраковки страниц с помощью сравнения изображений является частным решением фундаментальной проблемы совмещения изображений при определенных ограничениях на исходные данные.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теория распознавания образов, методы совмещения изображений, теория статистических решений, статистический анализ и теория графов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработанная методика распознавания использует текстовое содержимое страницы вместе с ее изображением в отличие от существующих подходов.
-
Разработанные алгоритм автоматического построения модели эталонной страницы и алгоритм оценки сходства анализируемой страницы с эталоном отличаются высокой надежностью распознавания.
-
Предложен метод решения задачи быстрого совмещения изображений.
-
Разработан алгоритм быстрого сравнения нечетких неполных графов.
Практическая значимость результатов работы заключается в следующем:
-
Модернизация послепечатного оборудования за счет разработанной системы отбраковки оттисков позволяет повысить скорость работы брошюровочно-переплетных машин и улучшить качество полиграфической продукции.
-
Результаты диссертационной работы в виде исполняемых файлов были переданы в производственную фирму BaumerElectric (Швейцария), от которой получен акт о внедрении разработанного сенсора в послепечатное оборудование немецкой фирмы Kolbus и американской компании Goss.
-
Принципы работы системы отбраковки оттисков в процессе комплектовки блоков на послепечатном оборудовании были включены в курс лекций «Автоматизированные системы управления технологическими процессами в полиграфии», читаемый автором работы в течение 2 лет.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались:
-
на IX Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная Информатика – 2004 (РИ-2004)»;
-
в научно-производственной фирме BaumerOptronic (Германия) в 2001 г. и 2003 г., выпускающей системы технического зрения;
-
в производственной фирме BaumerElectric (Швейцария) в 2001 г. и 2005 г., которая производит сенсоры и датчики, в том числе и разработанный сенсор отбраковки страниц;
-
на кафедре ”Автоматизация полиграфического производства” МГУП, 2005г.
-
на кафедре ”Информационные, вычислительные и управляющие системы” СПГУИТМО в 2006 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в журналах, входящих в «Перечень …» ВАК РФ, 4 статьи в научных сборниках и 2 статьи в материалах и тезисах конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, разбитых на разделы и подразделы, заключения, списка литературы, включающего 61 наименование. Вся работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 113 формул и 3 таблицы.
Похожие диссертации на Разработка и анализ системы отбраковки оттисков в послепечатном оборудовании
