DE102005001091B3 - Verfahren und Anordnung zur Fehlererkennung an Druckbildern während der Bahnbeobachtung von gedrucktem Material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Fehlererkennung an Druckbildern während der Bahnbeobachtung von Material, das von Druckmaschinen gedruckt wird. Ausgangspunkt ist die Erweiterung bekannter Bahnbeobachtungsgeräte um die Funktion der Fehlererkennung. Dazu wird eine Anordnung angegeben, bei der ein Bahnbeobachtungsgerät mit Beleuchtungseinheit (8), Kamera (4) und Elektronikeinheit (5) vorhanden ist und wobei ein Fehlererkennungsmodul (1) über ein aktives T-Stück (2a) an das Videosignal (3) der Kamera (4) angeschlossen wird. Die Triggerung des Fehlererkennungsmoduls erfolgt durch einen lichtempfindlichen Sensor (7), der in der Beleuchtungseinheit (8) angebracht ist und dessen Signal (6) mit dem Fehlererkennungsmodul (1) verbunden ist. Die Fehlererkennung ist durch eine automatische Referenzbildaufnahme unmittelbar nach dem Start des Verfahrens während der Bahnbeobachtung gekennzeichnet, ohne den Ablauf der Bahnbeobachtung zu beeinflussen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Informationen aus dem Videosignal (3) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren so verarbeitet werden, dass im Fehlererkennungsmodul die gleichen Bilder als Referenzbilder in der gleichen Reihenfolge abgespeichert werden, wie sie das Bahnbeobachtungsgerät aufnimmt. Anschließend erfolgt automatisch die Fehlererkennung durch Vergleich der im Fehlererkennungsmodul gespeicherten Referenzbilder (Gut-Bilder) mit den aktuell vom Bahnbeobachtungsgerät aufgenommenen Bildern (Ist-Bilder) ...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Fehlererkennung an Druckbildern während der Bahnbeobachtung von Material, das von Druckmaschinen gedruckt wird.
• In der Druckindustrie werden Systeme zur Beobachtung der gedruckten Bahn während des Druckprozesses eingesetzt. Diese als Bahnbeobachtungssysteme bezeichneten Systeme verwenden in der Regel eine Videokamera zur Bildaufnahme und einen Monitor zur Darstellung des aufgenommenen Bildes. Die Bewegung der Bahn wird dabei durch eine kurzeitige Belichtung, im allgemeinen durch eine Stroboskopbeleuchtung, quasi eingefroren. Eine geeignete Elektronik digitalisiert und speichert das auf diese Weise belichtete Bild und sorgt für die Anzeige auf einem Monitor. Das Druckpersonal kann somit auf dem Monitor das gedruckte Bild begutachten, das sich mit hoher Bahngeschwindigkeit an der Kamera vorbeibewegt. Durch eine zusätzliche Bewegung der Kamera auf einer Traverse quer zur Bahn und durch eine geeignete Triggerung auf vorgegebene Winkelpositionen des Druckzylinders kann das Druckbild auf der Druckbahn nacheinander vollständig erfasst und dargestellt werden. Neben der Bahnbeobachtung wird dieses Prinzip auch zur automatischen Fehlererkennung an Druckbildern während des Druckprozesses angewendet.
• Aus der EP 0 104 477 A2 ist eine Anordnung bekannt, bei der eine Kamera an ein Fehlererkennungsmodul angeschlossen ist und Elektronik zur Synchronisation auf den Druckprozess sowie zur Adressbildung und zur A/D-Wandlung aufweist. In der DE 103 61 936 A1 wird eine Vorrichtung beschrieben, die eine Fehlererkennung an farbigen Druckbildern durch eine spezielle Unterscheidung von Schwarz/Weiß- und Farbinformation ermöglicht und in der DE 103 14 071 B3 wird ein Verfahren zur qualitativen Beurteilung eines Materials mit mindestens einem Erkennungsmerkmal angegeben, das zur Beurteilung von Fehlern herangezogen werden kann. Weitere Lösungsmöglichkeiten, die eine Bilderfassung mit anschließender Auswertung zur Fehlererkennung an gedruckten Bahnen beinhalten, sind z.B. in den DE 195 05 692 A1 , DE 195 16 352 A1 und DE 200 10 920 U1 aufgeführt.
• Für Druckmaschinen, die bereits mit einem Bahnbeobachtungsgerät ausgerüstet sind, bedeutet der Einsatz einer automatischen Fehlererkennung bisher den zusätzlichen Anbau einer zweiten Kamera auf einer zweiten Motortraverse. Dies verursacht zusätzliche Kosten und oft fehlt auch der zusätzliche freie Platz für eine zweite Kamera mit Motortraverse.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisches Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, um den technischen Aufwand für eine automatische Fehlererkennung an Druckmaschinen gegenüber den bekannten Systemen zu reduzieren.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kamera mit Beleuchtungseinheit und die zugehörigen Traversierung eines bereits vorhandenen Bahnbeobachtungsgerätes zur Fehlererkennung mit genutzt wird, dass ein Modul zur Bilderfassung und Bildauswertung parallel an die Kamera eines vorhandenen Bahnbeobachtungsgerätes angeschlossen wird, ohne dass die Funktion des Bahnbeobachtungsgerätes funktionell beeinträchtigt wird und dass die Bildauswertung automatisch erkennt bei welchen Kamerapositionen und zu welchen Zeitpunkten ein Referenzbild aufgenommen wird und bei welchen Kamerapositionen und zu welchen Zeitpunkten der Bildvergleich des Referenzbildes mit dem aktuellen Bild durchgeführt wird.
• Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein bereits an einer Druckmaschinen installiertes Bahnbeobachtungsgerät für die Fehlererkennung genutzt werden kann, ohne dass eine zusätzliche Kamera benötigt wird.
• Die in den Bahnbeobachtungsgeräten eingesetzten Videokameras liefern in bekannter Weise ein standardisiertes analoges oder digitales Videosignal für die Bilderfassungseinheit des Bahnbeobachtungsgerätes. Dieses Videosignal wird erfindungsgemäß von einem Fehlererkennungsmodul verarbeitet, das über einen dem Fachmann bekannten Anschluss mit dem Videosignal verbunden wird, so dass weder die elektrischen Eigenschaften des Videosignals verändert noch der Betrieb der Bahnbeobachtung funktionell beeinflusst werden. Das Fehlererkennungsmodul mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält als Eingangsgröße damit die gleichen Signale wie die Bilderfassungseinheit des Bahnbeobachtungsgerätes. Dies betrifft auch das vom Bahnbeobachtungsgerät der Beleuchtungseinrichtung und ggf. auch der Kamera zur Verfügung gestellte Triggersignal, das in der Regel von einem Encoder abgeleitet wird, der mit der Rotation des Druckzylinders gekoppelt ist und Signale liefert, die winkelsynchron zur Stellung des Druckzylinders sind. Damit ist die Position des erfassten Bildes innerhalb eines vollständigen Druckrapports festgelegt. Wenn es aus konstruktiven oder elektrischen Gründen nicht möglich ist, das Triggersignal für das Fehlererkennungsmodul direkt vom Bahnbeobachtungsgerät abzugreifen, kann dieses Triggersignal auch separat über einen lichtempfindlichen Sensor erzeugt werden, der z.B. direkt in der Beleuchtungseinheit des Bahnbeobachtungsgerätes angebracht ist.
• Der interne Ablauf im Fehlererkennungsmodul passt sich selbständig dem Informationsgehalt des Videosignals an, ohne zusätzliche Parameter von den Kameraeinstellungen, wie z.B. Zoom und Helligkeit, oder von der Position des erfassten Bildes zum Druckbild zu erhalten oder zu verändern. Dadurch kann eine Fehlererkennung an gedrucktem Material, z.B. nach der DE 10361936 A1 , zu einem bereits installierten Bahnbeobachtungsgerät erfindungsgemäß nachgerüstet werden.
• Da während des Druckprozesses sich die gedruckte Information in Form von Druckrapports (Repeat) ständig wiederholt, basieren die meisten Verfahren der Fehlererkennung an gedrucktem Material auf einem Vergleich eines Referenzbildes (Gut-Bild) mit dem aktuell erfassten Bild, wie z.B. in der DE 19516352 A1 oder in der DE 10361936 A1 ausgeführt. Um das Videosignal eines bereits vorhandenen Bahnbeobachtungsgerätes für die Fehlererkennung zu nutzen, ohne dabei Einfluss auf die Steuerung der Bahnbeobachtung nehmen zu müssen, führt das erfindungsgemäße Verfahren die für eine Fehlererkennung notwendigen Referenzbildaufnahmen und die aktuellen Bildaufnahmen mit anschließendem Vergleich des aktuellen Bildes zum Referenzbild automatisch durch, indem das erfindungsgemäße Verfahren selbständig die Referenzbildaufnahme und den Bildvergleich mit dem aktuell erfassten Bild für das Fehlererkennungsmodul steuert, das über einen Anschluss mit dem Videosignal der Kamera eines Bahnbeobachtungsgerätes verbunden ist. Dies wird durch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf erreicht, dessen einzelne Verfahrensschritte bestimmen, wann die Referenzbildaufnahmen und wann der Vergleich auf Abweichungen (Fehler) des Referenzbildes zum aktuell erfassten durchgeführt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die vom Fehlererkennungsmodul aufgenommenen Bilder, die Referenzbilder und die erkannten Fehler auf einem Monitor dargestellt werden, der an das Fehlererkennungsmodul angeschlossen ist.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 das Blockschema einer erfindungsgemäßen Anordnung,
• 2 die Ablaufschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In 1 ist die Kopplung des Fehlererkennungsmoduls (1) über den Anschluss (2a) an das Videosignal (3) der Kamera (4) und an die Elektronikeinheit (5) eines Bahnbeobachtungsgerätes sowie der Anschluss des Triggersignals (6) an einen lichtempfindlichen Sensor (7) dargestellt, der sich in der Beleuchtungseinheit (8) eines Bahnbeobachtungsgerätes befindet. Als Bahnbeobachtungsgerät wird die Kombination aus der Beleuchtungseinheit (8), der Kamera (4), der Elektronikeinheit (5) und eines Monitors bezeichnet, der in 1 nicht dargestellt ist, da er in bekannter Weise an die Elektronikeinheit angeschlossen wird und nur für die Bahnbeobachtung aber nicht für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig ist. Statt des Triggersignals (6) kann auch das Triggersignal (9) verwendet werden, das die Elektronikeinheit (5) eines Bahnbeobachtungsgerätes der Beleuchtungseinheit oder/und der Kamera zur Verfügung stellt. In diesem Fall ist das Signal (9) über einen Anschluss (2b) auf das Fehlererkennungsmodul (1) zu schalten. Zur Darstellung der erkannten Fehler und der aufgenommenen Bilder sowie der aufgenommenen Referenzbilder ist der Monitor (10) vorgesehen, der an das Fehlererkennungsmodul (1) angeschlossen ist.
• Die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs sind in 2 dargestellt. Danach ist der Ablauf in zwei Verfahrensteile (11) und (12) unterteilt, die nacheinander ablaufen.
• Im Verfahrensteil (11) erfolgt die automatische Ermittlung der Referenzbilder (RB1 und RB1+i), die im Verfahrensteil (12) für eine Fehlererkennung an gedrucktem Material benötigt werden, nach folgendem Ablauf:
• – Bilderfassung durch Digitalisierung (13a) des Videosignals (3) eines Bahnbeobachtungsgerätes unmittelbar nach dem Start der erfindungsgemäßen Fehlererkennung in Bezug zu einem ersten Triggersignal (6) oder (9) und Speicherung (13b) des digitalisierten Videosignals als erstes Referenzbild (RB1).
• – Bilderfassung (14) des nächsten Bildes wie im vorherigen Schritt aber in Bezug zu dem folgenden Triggersignal (6) oder (9) und Bildvergleich (15) des aktuell erfassten Bildes (Bi) mit dem Referenzbild (RB1), z.B. durch eine Kreuzkorrelation der Bildsignale.
• – Speicherung (16) des aktuell erfassten Bildes(Bi) als nächstes Referenzbild (RB1+i) für den Fall, dass der Bildvergleich (15) aus dem vorangegangenen Verfahrensschritt unterschiedliche Bilder oberhalb einer einstellbaren Unterscheidungstoleranz ausgewiesen hat und Wiederholung des vorherigen Verfahrensschrittes so oft bis der Bildvergleich (15) aus dem vorangegangenen Verfahrensschritt gleiche Bilder unterhalb einer einstellbaren Unterscheidungstoleranz ausgewiesen hat. In diesem Fall wird der Verfahrensteil (11) beendet und der Verfahrensteil (12) zur Fehlererkennung aktiviert.
• Auf diese Weise werden im Verfahrensteil (11) vom erfindungsgemäßen Fehlererkennungsmodul während des Betriebs des Bahnbeobachtungsgerätes die Bilder erfasst und gespeichert, die sich bezüglich ihres Bildinhaltes gegenüber dem ersten unmittelbar nach dem Start des Verfahrensteils (11) aufgenommenen Bildes unterscheiden. Dies ist der Fall, wenn das Bahnbeobachtungsgerät einen Scan-Betrieb durchführt, um z.B. den gesamten Druckrapport oder ausgesuchte Abschnitte mit Teilbildern nacheinander auf dem Beobachtungsmonitor anzuzeigen. Da innerhalb eines Scans des Bahnbeobachtungsgeräts in der Regel immer unterschiedliche Bilder auftreten, werden durch die Schritte im Verfahrensteils (11) alle unterschiedlichen Bilder als Referenzbilder gespeichert bis das aktuelle Bild mit dem ersten gespeicherten Referenzbild (RB1) innerhalb einer einstellbaren Unterscheidungstoleranz übereinstimmt. Damit ist die Periode eines Scans ermittelt worden, der durch das Bahnbeobachtungsgerät bis zum Abbruch durch das Druckpersonal ständig wiederholt wird. Gleichzeitig wurden durch das Fehlererkennungsmodul nach dem erfindungsgemäßen Verfahren innerhalb eines Scans die Referenzbilder (RB1+i) gespeichert, die für die Fehlererkennung nach dem Prinzip des Vergleichs zwischen Referenzbild (Gut-Bild) und aktuell erfasstem Bild (Ist-Bild) benötigt werden. Der Sonderfall, dass das Bahnbeobachtungsgerät keinen Scan-Betrieb über mehrere Bildpositionen durchführt, sondern ständig das gleiche Bild erfasst und darstellt, ergibt dies im erfindungsgemäßen Verfahren einen Scan mit der Bildanzahl 1, d.h. es wird nur das Referenzbild RB1 erfasst und gespeichert. Die Fehlererkennung nach dem Verfahrensteil (12) führt den Bildvergleich dann auch nur an dieser Bildposition durch. Ebenso ist es zweckmäßig durch eine besondere Ausgestaltung des Verfahrensteils (11) die Anzahl der zu erfassenden und zu speichernden Referenzbilder zu begrenzen. Dadurch wird erreicht, dass die Schleife aus (14), (15) und (16) im Verfahrensteils (11) auch dann beendet wird, wenn während der Bestimmung der Referenzbilder das Bedienpersonal die Bildposition des ersten Referenzbildes (RB 1) manuell verschiebt, so dass dieses Bild nicht mehr erfasst wird. In diesem Fall wird die automatische Referenzbildaufnahme neu gestartet.
• Im Verfahrensteil (12) erfolgen die Bildvergleiche (17), z.B. nach dem Verfahren der DE 10361936 A1 , innerhalb des Scan-Betriebs des Bahnbeobachtungsgerätes mit den Referenzbildern (RB1+i), die im Verfahrensteil (11) automatisch ermittelt wurden. Der Vergleich erfolgt dann periodisch mit den gespeicherten Referenzbildern. Dazu wird der Verfahrensteil (12) unmittelbar nach dem Verfahrensteil (11) automatisch gestartet, ohne dass ein Bild aus dem Videostrom des Bahnbeobachtungsgerätes ausgelassen wird. Auf diese Weise bleibt die Aufnahme der aktuellen Bilder, die für die Fehlererkennung verarbeitet werden in Phase mit der Abfrage der gespeicherten Referenzbilder. Dies bedeutet, dass das aktuelle Bild, das mit dem ersten gespeicherten Referenzbild bis auf eine einstellbare Unterscheidungstoleranz übereinstimmt, mit dem ersten Referenzbild verglichen wird, das nächste aktuelle Bild mit dem zweiten gespeicherten Referenzbild und so fort bis das letzte gespeicherte Referenzbild erreicht wird. Danach wiederholt sich der Vergleich des aktuell aufgenommenen Bildes wieder mit dem ersten gespeicherten Referenzbild, d.h. dieser Vorgang wiederholt sich periodisch mit der Anzahl der gespeicherten Referenzbilder. Wenn die Frequenz der Bilderfassungen des Bahnbeobachtungsgerätes höher ist als die Frequenz der Bildauswertungen in den Verfahrensteilen (11) und (12), kann das Triggersignal (6) oder (9) auch dazu benutzt werden, Bilder auszublenden und erst beim wiederholten Durchlauf aufzunehmen d.h. es wird ein Sampling-Verfahren durchgeführt. Dies erfolgt in der Weise, dass nur jedes k-te Bild (k=2, 3, ..., n) während des Scan-Betriebs des Bahnbeobachtungsgerätes für die Verfahrensteile (11) und (12) aufgenommen wird und dass eine (k-1) malige Wiederholung der Verfahrensteile (11) und (12) mit jeweils um ein Bild versetzten Start erfolgt und die fehlenden Bilder aus dem Scan der Bahnbeobachtung nacheinander für die Verfahrensteile (11) und (12) aufgenommen und verarbeitet werden.
• Die erkannten Fehler und die aufgenommenen Bilder können während der Bilderfassungen der Bahnbeobachtung und damit während der Fehlererkennung auf dem Monitor (10) dargestellt werden, wobei es zweckmäßig ist, bei jedem erkannten Fehler das zugehörige Bild anzuzeigen und die Fehler in diesem Bild zu kennzeichnen. Um Fehler anzuzeigen, die während des Druckprozesses an mehreren Bildern auftreten, empfiehlt es sich weiterhin, die Bilder mit den Fehlern als verkleinerte Darstellungen neben- und untereinander auf dem Monitor zu platzieren. Auf diese Weise entsteht während der Fehlererkennung ein quasi Fehlerprotokoll aus Bildern mit Fehlern. Ebenso können die Bilder, auf denen Fehler erkannt wurden, für eine spätere Protokollierung während der Fehlererkennung gespeichert werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Fehlererkennung an gedrucktem Material durch Vergleich eines Referenzbildes (Gut-Bild) mit einem aktuell gemessenen Bild (Ist-Bild), wobei • In einem ersten Verfahrensteil (11) • die Referenzbilder unmittelbar nach Start des Verfahrens automatisch aus dem Videosignal eines Bahnbeobachtungsgerätes während des Betriebs der Bahnbeobachtung aufgenommen und gespeichert werden, ohne den Ablauf der Bahnbeobachtung zu beeinflussen, • eine automatische Referenzbildaufnahme in der Weise erfolgt, dass ein Bildvergleich des aktuell aufgenommenen Referenzbildes zum ersten aufgenommenen Referenzbild erfolgt und dass die Referenzbildaufnahme so lange fortgeführt wird, bis der Bildvergleich gleiche Bilder innerhalb einer einstellbaren Unterscheidungstoleranz ergibt, • in einem zweiten Verfahrensteil (12) eine Fehlererkennung mit den von einem Bahnbeobachtungsgerät aktuell aufgenommenen Videobildern und den zuvor automatisch ermittelten Referenzbildern durchgeführt wird und erkannte Fehler während der Fehlererkennung auf einem Monitor (10) angezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Referenzbildaufnahme automatisch neu gestartet wird, wenn der Bildvergleich der aufgenommenen Referenzbilder zum ersten aufgenommenen Referenzbild innerhalb einer einstellbaren Unterscheidungstoleranz bis zu einer einstellbaren Anzahl von Referenzbildern keine Übereinstimmung ergibt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass für die Fehlererkennung zwischen Referenzbild (Gut-Bild) und aktuellem gemessenem Bild (Ist-Bild) eine repetierende Abfrage der gespeicherten Referenzbilder erfolgt und die Referenzbilder ab dem ersten gespeicherten Referenzbild bis zum letzten gespeicherten Referenzbild periodisch mit den aktuell aufgenommen Bildern verglichen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass ein Triggersignal (6, 9) dazu verwendet wird, die Bildaufnahmen nach einem Samplingverfahren durchzuführen, indem nur jedes k-te Bild (k=2, 3, ..., n) während eines Scan-Betriebs des Bahnbeobachtungsgerätes für die beiden Verfahrensteile (11) und (12) aufgenommen wird und eine k-1 malige Wiederholung der beiden Verfahrensteile (11) und (12) mit jeweils um ein Bild versetzten Start erfolgt und die fehlenden Bilder aus dem Scan der Bahnbeobachtung nacheinander für die beiden Verfahrensteile (11) und (12) aufgenommen und verarbeitet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Referenzbilder auf einem Monitor (10) dargestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die aktuelle gemessenen Bilder auf einem Monitor (10) dargestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass die erkannten Fehler während der Fehlererkennung gespeichert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die aktuell gemessenen Bilder, an denen Fehler erkannt wurden, während der Fehlererkennung gespeichert werden.
9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Bahnbeobachtungsgerät mit Beleuchtungseinheit (8), Kamera (4) und Elektronikeinheit (5) vorhanden ist, gekennzeichnet dadurch, dass ein Fehlererkennungsmodul (1) über einen Anschluss (2a) mit dem Videosignal (3) der Kamera (4) verbunden ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass ein lichtempfindlicher Sensor (7) in der Beleuchtungseinheit (8) angebracht und über ein Triggersignal (6) an das Fehlererkennungsmodul (1) angeschlossen ist.
11. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch , dass über einen Anschluss (2b) ein Triggersignal (9) mit dem Fehlererkennungsmodul (1) verbunden ist.
12. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass am Fehlererkennungsmodul (1) ein Monitor (10) angeschlossen ist.