第一篇：煙標(biāo)印刷質(zhì)量機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)

煙標(biāo)印刷質(zhì)量機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)

在機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)中，每一種檢測(cè)都有其特殊性，對(duì)應(yīng)不同的檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)目的，需要不同的檢測(cè)方法。本文結(jié)合煙標(biāo)印刷質(zhì)量機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)項(xiàng)目，介紹機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的具體方法。

1概述

1.1煙標(biāo)印刷的特點(diǎn)和煙標(biāo)印刷質(zhì)量檢測(cè)的現(xiàn)狀

煙標(biāo)印刷是技術(shù)含量與質(zhì)量要求最高的印刷之一。正是由于煙標(biāo)印刷有著嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以即使采用先進(jìn)的進(jìn)口印刷機(jī)械，產(chǎn)品也存在較多的次品。我國(guó)的煙標(biāo)印刷企業(yè)目前一般采用人工在印中抽樣及印后逐一目測(cè)的方法分揀次品。在煙標(biāo)印刷企業(yè)常常出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：印刷車(chē)間，從國(guó)外進(jìn)口的高檔印刷機(jī)飛快的運(yùn)轉(zhuǎn)，幾名工人輕松地注視著監(jiān)控儀器；而在一旁的印刷質(zhì)量檢測(cè)區(qū)，幾十上百的工人在緊張地對(duì)印好的成品作逐一檢測(cè)?？梢?jiàn)目前的檢測(cè)方法效率低、成本高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)人工檢測(cè)主觀性強(qiáng)，容易造成檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一。印刷企業(yè)通常還需要對(duì)次品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便查找次品產(chǎn)生的原因，在采用人工檢測(cè)時(shí)只能對(duì)次品進(jìn)行抽樣統(tǒng)計(jì)，要想實(shí)現(xiàn)全部次品的分類(lèi)統(tǒng)計(jì)是很困難甚至是不可實(shí)現(xiàn)的。如果采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)，當(dāng)前煙標(biāo)印刷質(zhì)量檢測(cè)中存在的諸多問(wèn)題便可迎刃而解。對(duì)煙標(biāo)印刷質(zhì)量機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的有關(guān)理論問(wèn)題進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上研制出一套可以代替人的視覺(jué)對(duì)煙標(biāo)印刷質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)，將大大提高煙標(biāo)印刷企業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益。

1.2煙標(biāo)印刷缺陷

煙標(biāo)可能存在多種的印刷缺陷,如重影,燙金殘缺,飛墨,墨色不均等,主要可歸為以下幾類(lèi):

1）套色缺陷。其表現(xiàn)為圖案邊緣出現(xiàn)重影，圖案之間相對(duì)位置偏移，實(shí)質(zhì)為印刷套色出現(xiàn)偏差。

2）燙金缺陷。其表現(xiàn)為燙金不全甚至沒(méi)有或燙金位置偏移。

3）污跡。其表現(xiàn)為表面浮臟，或是有墨跡。

4）壓凸缺陷。壓凸部分與對(duì)應(yīng)的文字或圖案沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)，或壓凸的深度不符合要求。

以上幾類(lèi)缺陷有的有著具體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如套色的偏差要求限制在0.2mm，而大多數(shù) 則是憑人的主觀判斷，如燙金污跡等。

（a）標(biāo)準(zhǔn)煙標(biāo)圖像

（b）有套色問(wèn)題的煙標(biāo)圖像 圖1 標(biāo)準(zhǔn)煙標(biāo)圖像和有套色問(wèn)題煙標(biāo)圖像的對(duì)比

（a）標(biāo)準(zhǔn)演變圖像

（b）有套色問(wèn)題的煙標(biāo)圖像 圖2.標(biāo)準(zhǔn)煙標(biāo)圖像和有套色問(wèn)題煙標(biāo)圖像的對(duì)比（高分辨率、局部）

圖1為標(biāo)準(zhǔn)煙標(biāo)和有套色問(wèn)題的煙標(biāo)的對(duì)比圖像，不過(guò)由于分辨率的原因,兩幅圖像的差別很難分辨。圖2是局部對(duì)比圖,由于分辨率的提高,差異已經(jīng)可以容易的看到：?jiǎn)栴}煙標(biāo)的字跡不清,有重影，部分邊緣顏色錯(cuò)誤。1.3機(jī)器視覺(jué)煙標(biāo)印刷質(zhì)量檢測(cè)的難點(diǎn)

機(jī)器視覺(jué)煙標(biāo)印刷質(zhì)量檢測(cè)有以下一些難點(diǎn)：

1、套色檢測(cè)精度高

煙標(biāo)印刷最大的特點(diǎn)就是精細(xì),質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很高,套色的精度一般要求達(dá)到0.2mm所以在較低分辨率下很難顯示出套色問(wèn)題(如圖1),這就需要提高分辨率。但隨著分辨率的提高,圖像尺寸也增加，圖像處理的運(yùn)算量也大大提高，給圖像處理帶來(lái)了一些困難。

2、污跡分布隨機(jī)

由于污跡分布的隨機(jī)性,煙標(biāo)圖像的每一部分都必須進(jìn)行檢測(cè)，使得檢測(cè)的運(yùn)算量很大，這在采用高分辨率圖像后顯得更為突出。

3、干擾因素多

煙標(biāo)并不是一個(gè)平面的印刷品，其上還有壓痕(為方便折疊而壓的凹槽)、切口(這會(huì)使得煙標(biāo)的某些部位上翹或下壓)，這些不規(guī)則的壓痕和切口會(huì)影響到煙標(biāo)圖案的相對(duì)位置，給檢測(cè)帶來(lái)困難。

4、各印刷缺陷互相干擾

如燙金圖案的缺損，可能會(huì)被誤判為污跡;當(dāng)污跡恰好覆蓋燙金圖案時(shí)，污跡也可能被誤判為燙金缺損。

2特征定位

煙標(biāo)的印刷質(zhì)量檢測(cè)主要就是檢測(cè)出套色,燙金,污跡等印刷缺陷,但是在進(jìn)行這些缺陷檢測(cè)之前需要作一些的工作，為這檢測(cè)提供必要的信息。這些工作主要包括：特征定位和圖像配準(zhǔn)。

有關(guān)位置的印刷缺陷檢測(cè)均需要位置信息，而通過(guò)特征定位則可以求得位置信息。特征定位的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到后續(xù)檢測(cè)的效果，所以特征定位是煙標(biāo)印刷質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵步驟之一。

2.1特征的類(lèi)型

圖3為三種不同種類(lèi)的煙標(biāo)圖像(圖3中標(biāo)注的英文字母對(duì)應(yīng)圖4中各煙標(biāo)特征在整幅煙標(biāo)圖像中的位置)。由這些圖像可以看出煙標(biāo)具有大量的特征，這些特征主要分為以下幾種類(lèi)型：

1、水平邊緣

位于兩種不同顏色區(qū)域的水平連接處，如圖4（a）

2、水平雙邊緣

表現(xiàn)為水平細(xì)線，如圖4（b）

3、垂直邊緣

位于兩種不同顏色區(qū)域的垂直連接處，如圖4(c)

圖3 不同種類(lèi)的煙標(biāo)

圖3中標(biāo)注的英文字母對(duì)應(yīng)圖4中各煙標(biāo)特征在整幅煙標(biāo)圖像中的位置。

圖4 不同類(lèi)型的特征

2.2煙標(biāo)圖像特征定位的搜索范圍

煙標(biāo)圖像有三個(gè)重要的特點(diǎn)：一是圖像旋轉(zhuǎn)角很?。ㄈ鐖D3（b））的旋轉(zhuǎn)角僅為0.06度），所以在局部可以認(rèn)為沒(méi)有旋轉(zhuǎn)；二是圖像間比例尺差異很小(僅為千分之幾)；三是圖像間平移也很小。這三個(gè)特點(diǎn)決定了標(biāo)準(zhǔn)圖像和目標(biāo)圖像的對(duì)應(yīng)特征的位置（圖像坐標(biāo)）相差很小，這就意味著對(duì)目標(biāo)圖像特定特征的搜索可限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，如果能求得目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖像的概略位置，則這個(gè)范圍更小。

煙標(biāo)圖像同時(shí)還有另外一些特點(diǎn)，這些特點(diǎn)又使得特征的搜索范圍必須變大。一是煙標(biāo)上存在的大量壓痕和切口，壓痕和切口的細(xì)微差別就會(huì)使特征的位置發(fā)生變化；二是煙標(biāo)的套色偏差，套色偏差會(huì)使特征的相對(duì)位置發(fā)生改變。

綜合以上，影響目標(biāo)圖像的特征搜索范圍的因素有：特征的概略位置精度，壓痕切口偏差,標(biāo)準(zhǔn)圖像套色偏差，目標(biāo)圖像套色偏差。特征的概略位置精度同采用的求法有關(guān)，本文下一節(jié)將對(duì)其進(jìn)行討論；壓痕切口偏差為經(jīng)驗(yàn)值，可統(tǒng)計(jì)得到；套色偏差可采用本文4節(jié)方法求得。

3圖像配準(zhǔn)

圖像配準(zhǔn)是印刷缺陷檢測(cè)的基礎(chǔ)，套色、燙金、污跡等檢測(cè)只有在目標(biāo)煙標(biāo)圖像同標(biāo)準(zhǔn)煙標(biāo)圖像配準(zhǔn)的前提下才能進(jìn)行。

煙標(biāo)圖像有很多特點(diǎn)，其中一個(gè)就是有大量特征存在。圖像配準(zhǔn)的算法很多，如基于邊緣的配準(zhǔn)算法，基于角點(diǎn)檢測(cè)的配準(zhǔn)算法等等，本文則主要針對(duì)煙標(biāo)圖像的特點(diǎn)提出了一種基于特征定位的圖像配準(zhǔn)方法。該方法的基本步驟為：首先進(jìn)行特征定位，接著計(jì)算幾何變換參數(shù)，最后重采樣生成配準(zhǔn)圖像。3.1特征定位

特征定位的方法見(jiàn)第2節(jié)。特征選取應(yīng)注意：

1、優(yōu)先選取直角點(diǎn)。

2、水平邊緣/沐平雙邊緣同垂直邊緣/垂直雙邊緣應(yīng)成對(duì)選取，即選一條水平邊緣/水平雙邊緣就要選一條垂直邊繳垂直雙邊緣，而且這兩條邊緣應(yīng)盡量靠近。

3、多選取一些特征以作冗余校驗(yàn)，在選取文字/標(biāo)志特征時(shí)更應(yīng)如此。

4、避免選擇彼此距離過(guò)近的特征。

3.2重采樣

求得變換參數(shù)以后，標(biāo)準(zhǔn)圖像上的所有點(diǎn)在待檢測(cè)圖像上的同名點(diǎn)的位置就可以求出來(lái)了。而這些位置的坐標(biāo)值可能不是整數(shù)，所以不能直接得到這些位置上的點(diǎn)的灰度值，這就需要進(jìn)行內(nèi)插，也稱(chēng)為重采樣。

4套色檢測(cè)

4.1套色不準(zhǔn)產(chǎn)生的原因

導(dǎo)致套色不準(zhǔn)的原因主要有以下一些：

1、設(shè)備精度差引起的套色不準(zhǔn)

印刷機(jī)上的滾筒齒輪、版臺(tái)齒條、連桿軸承、遞紙牙!凸輪以及聯(lián)動(dòng)前規(guī)和側(cè)規(guī)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件發(fā)生磨損松動(dòng)時(shí)，易使印品套色失準(zhǔn)。

2、機(jī)器調(diào)整不當(dāng)引起的套色不準(zhǔn)

在印刷過(guò)程中，若叼牙的叼紙量過(guò)小，叼不住紙邊，壓印時(shí)就容易產(chǎn)生滑移。遞紙牙、叼牙開(kāi)閉動(dòng)作失調(diào)，叼紙牙的壓力不足，輸紙系統(tǒng)的某些部件失調(diào)，都會(huì)導(dǎo)致套色不準(zhǔn)。此外，印刷壓力過(guò)大，包襯盲目增厚，包襯松動(dòng)也是造成印刷版面走樣(版面拉大)，套色失準(zhǔn)的原因。

3、紙張伸縮變形引起的套色不準(zhǔn)

紙張含水量異常、紙邊卷曲時(shí),會(huì)出現(xiàn)套色不準(zhǔn)現(xiàn)象。

4、操作不當(dāng)引起的套色不準(zhǔn)

印版底托不良，壓力過(guò)大，油墨層薪稠度過(guò)大,紙張裁切不規(guī)范都會(huì)使得套色失準(zhǔn)。4.2基于套色十字絲的印刷套色檢測(cè)

煙標(biāo)上都印有套色標(biāo)志，而這些標(biāo)志通常呈十字絲狀，稱(chēng)為套色十字絲。套色印刷的每一種顏色都對(duì)應(yīng)一個(gè)十字絲，在套色完全準(zhǔn)確的情況下，各顏色的十字絲完全重合(如圖5（a）)，而在套色不準(zhǔn)的情況下，各色十字絲彼此不能完全重合(如圖5（d）)，它們之間的偏差就是套色偏差。所以檢測(cè)印刷套色偏差可以通過(guò)檢測(cè)套色十字絲來(lái)完成。本文將這種檢測(cè)方法稱(chēng)為基于套色十字絲的印刷套色檢測(cè)。4.3二值圖像處理

由于圖像噪聲的影響，分割后的二值圖像還要進(jìn)行進(jìn)一步的處理。圖像背景中的一些噪聲點(diǎn),也可能被劃分成十字絲,反映在二值圖像上就是,除圖像中央十字絲本來(lái)所在的位置存在黑像素外,其他區(qū)域還零星分布著一些黑像素(設(shè)分割后的圖像,目標(biāo)為黑,背景為白,下文均如此)。為了去除這些零星黑像素,本文提出了一種孤立點(diǎn)剔除算法。

5燙金缺陷檢測(cè)

燙金是指在一定的溫度和壓力下將電化鋁箔燙印到承印物表面的工藝過(guò)程。電化鋁燙印的圖文呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的金屬光澤，色彩鮮艷奪目、永不褪色。尤其是金銀電化鋁，以其富麗堂皇、精致高雅的裝演點(diǎn)綴了印刷品表面，增強(qiáng)了印品的藝術(shù)性,使產(chǎn)品具有高檔的感覺(jué)。所以燙金工藝被廣泛地應(yīng)用于高檔、精美的包裝裝橫商標(biāo)、掛歷和書(shū)刊封面等印刷品上。燙金的主要材料是電化鋁，它是以滌綸薄膜為片基，涂上醇溶性染色樹(shù)脂層，經(jīng)真空噴鍍金屬鋁，再涂上膠粘層而制成。其工藝主要是利用熱壓轉(zhuǎn)移的原理,在合壓作用下,電化鋁與燙印版、承印物接觸，由于電熱板的升溫使?fàn)C印版具有一定的熱量，電化鋁受熱使熱熔性的染色樹(shù)脂層和膠粘劑熔化，染色樹(shù)脂層粘力減小，而特種熱敏膠粘劑熔化后粘性增加，鋁層與電化鋁基膜剝離的同時(shí)轉(zhuǎn)印到了承印物上，隨著壓力的卸除，膠粘劑迅速冷卻固化，鋁層牢固地附著在承印物上，完成燙印過(guò)程。煙標(biāo)作為高檔印刷品，也大量采用了燙金工藝。

在燙金的過(guò)程中有多種因素可能影響燙金的質(zhì)量，其中最主要因素有燙金的溫度、壓力和速度。如果燙金溫度過(guò)高，熔化過(guò)度，燙印圖文周?chē)碾娀X也熔化脫落而產(chǎn)生糊版，同時(shí)高溫還會(huì)使電化鋁染色樹(shù)脂和鋁層發(fā)生化學(xué)變化，燙印產(chǎn)品亮度降低或失去金屬光澤；如

果燙金溫度過(guò)低，熔化不充分，也會(huì)造成燙印不上或燙印不牢，印跡不牢固、易脫落，或者缺筆斷劃、印跡發(fā)花。即便燙金溫度合適，如果壓力不足，也無(wú)法使電化鋁良好地轉(zhuǎn)移到承印物上，就會(huì)產(chǎn)生印跡發(fā)虛、花版、掉色等問(wèn)題；相反，如果壓力過(guò)大，襯墊和承印物的壓縮變形過(guò)大，印跡則會(huì)發(fā)粗，甚至粘連、糊版。燙金速度越快，燙印接觸時(shí)間越短，熱熔性的染色樹(shù)脂層和膠粘劑就可能來(lái)不及充分熔化，從而導(dǎo)致印跡發(fā)虛甚至燙印不上；而如果燙印速度過(guò)慢,會(huì)使電化鋁接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，雖然粘結(jié)比較牢固,但印跡會(huì)變粗。除了溫度，壓力，速度三大因素以外，其它如紙張,電解鋁質(zhì)量也都對(duì)燙金質(zhì)量產(chǎn)生影響。這些因素使得燙金質(zhì)量的控制比較困難,而燙金缺陷在所有印刷缺陷中的出現(xiàn)的幾率也是比較高的,所以燙金質(zhì)量的檢測(cè)就顯得尤為重要。

第二篇：煙標(biāo)印刷質(zhì)量控制

煙標(biāo)印刷質(zhì)量控制包括：原輔材料的檢測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程的控制、印后加工三個(gè)環(huán)節(jié)，本文重點(diǎn)闡述柔印軟標(biāo)煙盒的質(zhì)量控制。

1、原輔材料的檢測(cè)

原輔材料的檢測(cè)是印刷的前提，沒(méi)有合格的原輔材料就很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的印刷品。印刷的原輔材料主要包括紙張和油墨。

1)紙張的檢測(cè)

（1）白度：紙張的白度要達(dá)到85%以上，如果紙張?jiān)谌旧珪r(shí)發(fā)黃，發(fā)藍(lán)都會(huì)影響到后面成品的色相。

（2）張力：紙張的張力必需穩(wěn)定，張力不穩(wěn)定的紙張?jiān)谟∷⑦^(guò)程中會(huì)出現(xiàn)套印不準(zhǔn)。

（3）撕裂度：紙張的撕裂度必需合格，太低的撕裂度在較大的印刷張力下，易引起斷紙。

（4）挺度：挺度過(guò)低的紙張?jiān)谟『蠓智惺占垥r(shí)難收齊，容易造成飛紙。

（5）含水量：卷筒紙的含水量一般在6%左右，含水量過(guò)高的紙張?jiān)诮?jīng)過(guò)印刷烘干后變形太大，影響套??；含水量過(guò)低的紙張?jiān)谟『蠓智袝r(shí)易引起靜電。

2)油墨的檢測(cè)

（1）飽合度：可取一點(diǎn)油墨進(jìn)行刮樣實(shí)驗(yàn)，然后用色度儀測(cè)量色度值，判斷是否合格。（2）粘度：柔印油墨的粘度決定了油墨的很多印刷性。粘度太大，易出現(xiàn)油墨轉(zhuǎn)移困難；粘度過(guò)小，易出現(xiàn)墨層不厚實(shí)。

（3）干燥速度：干燥速度快的油墨，在印版還未來(lái)得及與紙張接觸時(shí)就發(fā)生干固，引起網(wǎng)線糊版，實(shí)地出現(xiàn)臟版；干燥過(guò)慢的油墨在紙張經(jīng)過(guò)烘箱后還留有未干燥的油墨，再次經(jīng)過(guò)導(dǎo)紙輥時(shí)出現(xiàn)蹭臟現(xiàn)象。

2、生產(chǎn)過(guò)程控制內(nèi)容

生產(chǎn)過(guò)程的控制內(nèi)容應(yīng)包括以下幾方面：

（1)套印。煙標(biāo)的套印要求比較嚴(yán)格，印刷應(yīng)按照高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求自己：主要部位小于0．15ram，次要部位小于0．25mm。因?yàn)闊煒?biāo)設(shè)計(jì)比較精美，套印稍有誤差就會(huì)影響外觀。

（2）墨杠。柔印機(jī)印刷煙標(biāo)容易產(chǎn)生墨杠，墨杠不但影響印刷質(zhì)量，還會(huì)影響香煙外包裝的美觀。墨杠的產(chǎn)生可能由于以下原因引起：a．齒輪嚙合不好；b．機(jī)器振動(dòng)；c．壓力調(diào)試不當(dāng)；d．版材使用不當(dāng)。操作者可從這四方面入手，仔細(xì)排查，找出原因。可以在版的兩端各加寬約2era的高硬度的版材，以減輕上述因素的影響，最終消除墨杠。

（3）專(zhuān)色油墨的色相。煙標(biāo)印刷品顏色與樣張顏色是否相附，在很大程度上取決于專(zhuān)色油墨的色相數(shù)值，用L、a、b、E表示。L代表專(zhuān)色油墨的亮度，L是正值表示該顏色較樣張亮，為負(fù)值時(shí)表示該顏色較樣張暗。a代表紅色，a為正值表示該顏色較樣張偏紅，負(fù)值表示偏綠。b代表黃色，b為正值表示該顏色較樣張偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)。E代表總色差值，要求E小于等于3.5。

（4)條碼。如果條形碼的粗細(xì)與樣張差別較大，那么商場(chǎng)的讀碼器就無(wú)法識(shí)別該產(chǎn)品的類(lèi)型與價(jià)格。條碼一定要采用輕壓力印刷，堅(jiān)持經(jīng)常檢測(cè)，經(jīng)常對(duì)比，如果數(shù)值在正負(fù)24之外，則立即換版。

（5)版面整潔。煙標(biāo)印刷時(shí)要求版面整潔，無(wú)臟點(diǎn)、墨點(diǎn)，印刷壓力大小合適，實(shí)L-g版無(wú)雙眼皮現(xiàn)象，網(wǎng)線層次豐富，不掉點(diǎn)，不糊版。細(xì)小、文字、線條清晰，不變形。

（6）耐磨度。煙標(biāo)印刷品在包裝機(jī)上進(jìn)行高速包裝，要想不被劃傷，就要求其表面有一定的耐磨度?？扇∫粡堒洏?biāo)，撕成兩段，疊在一起相互磨擦，若磨擦2O次還不出現(xiàn)劃傷，則說(shuō)明耐磨度很好。

3、印后加工整理

1)裁切。在印刷機(jī)上完成印刷，紙張要按規(guī)矩線大小的不同進(jìn)行分類(lèi)擺放整齊，挑出相同規(guī)矩的紙張放在一起，每摞1000張，進(jìn)行裁切。在裁切過(guò)程中需要注意a．切刀是否鋒利。如果工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，刀口磨得很鈍，切出來(lái)的產(chǎn)品邊沿發(fā)毛，應(yīng)及時(shí)更換新刀或用砂紙打磨毛邊。b．刀刃是否有傷口。帶有"I95口的裁刀切出來(lái)的產(chǎn)品邊沿帶有劃線，不但影響香煙包裝而且影響產(chǎn)品外觀。

2)整理。裁切后的煙標(biāo)要按有無(wú)毛病分開(kāi)放置。沒(méi)有毛病的煙標(biāo)應(yīng)直接過(guò)稱(chēng)以檢驗(yàn)其數(shù)量是否準(zhǔn)確：有毛病的煙標(biāo)要進(jìn)行單獨(dú)挑撿，挑出不合格品。

3)打包或裝箱。印刷品整理后如果還殘留有氣味，則要放置一段時(shí)間，等氣味消失后再進(jìn)行打包或裝箱。對(duì)稍有氣味的產(chǎn)品，在包裝時(shí)應(yīng)用透氣好的牛皮紙代替塑料袋密封。

總之，要想生產(chǎn)出精美的印刷品，質(zhì)量控制工作要層層把關(guān)，各項(xiàng)具體工作要齊抓共管，相互配合。只要把工藝過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到位，就一定能生產(chǎn)出合格的印刷品。

第三篇：機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)卷煙條盒包裝質(zhì)量

機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)卷煙條盒包裝質(zhì)量

1．引言

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品，如CCD、CMOS和光電管等，將被攝取的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，再根據(jù)判別的結(jié)果控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備。典型的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)包括如下部分：光源，鏡頭，CCD照相機(jī)，圖像處理單元（或圖像采集卡），圖像處理軟件，監(jiān)視器，通訊/輸入輸出單元等。

隨著中國(guó)加入WTO，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，卷煙企業(yè)為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，更好的開(kāi)拓市場(chǎng)，在加大卷煙質(zhì)量的技改力度、提高卷煙質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)卷煙制品的包裝形式及包裝質(zhì)量也加大了改造力度，以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中更好的鞏固和開(kāi)拓市場(chǎng)。卷煙產(chǎn)品包裝質(zhì)量的檢測(cè)，是市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)過(guò)程中保證質(zhì)量的一個(gè)重要手段。傳統(tǒng)的煙支條盒包裝質(zhì)量完全由人眼檢測(cè)，而長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)使人眼產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，難以避免產(chǎn)品錯(cuò)檢、漏檢情況的出現(xiàn)?；跈C(jī)器視覺(jué)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)使得在產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)過(guò)程中用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，降低了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，在提高卷煙包裝質(zhì)量的技改方面滿(mǎn)足了企業(yè)的需求。

2． 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)采用線性光源以產(chǎn)生照明能量集中、光強(qiáng)分布均勻的一條光帶；采用多個(gè)相機(jī)對(duì)條盒需要檢測(cè)的各個(gè)面進(jìn)行拍照，以保證檢測(cè)的全面性；采用外觸發(fā)模式使各個(gè)面的圖像分通道進(jìn)入圖像采集單元；經(jīng)過(guò)處理單元對(duì)各通道的圖像進(jìn)行復(fù)雜的表面檢測(cè)運(yùn)算，如果發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)通道的圖像存在表面質(zhì)量缺陷，則對(duì)下位機(jī)給出控制信號(hào)，使執(zhí)行單元在該不合格條盒通過(guò)時(shí)將其剔除；系統(tǒng)顯示器實(shí)時(shí)顯示各通道圖像及其檢測(cè)結(jié)果，并給出缺陷的分析結(jié)果。

系統(tǒng)的圖像采集單元包括圖像采集卡、D/A轉(zhuǎn)換卡、光源、CCD相機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為圖像處理單元，以PLC控制系統(tǒng)控制執(zhí)行單元。

3． 圖像采集

圖像的獲取實(shí)際上是將被測(cè)物體的可視化圖像和內(nèi)在特征轉(zhuǎn)化成能被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)，它直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。一般利用光源、光學(xué)系統(tǒng)，相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理單元獲取被測(cè)物體的圖像。

光源是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效果。條盒的外包裝透明紙對(duì)光的反射、折射效果都很強(qiáng)，所以系統(tǒng)的照明系統(tǒng)采用多種型號(hào)的LED條形光源組合構(gòu)成，照明方式為反射式照明，為延長(zhǎng)光源的使用壽命，保持光源的高亮度、高穩(wěn)定性，相機(jī)拍照時(shí)采用頻閃光，頻閃速度與相機(jī)的掃描速度同步。

在機(jī)器視覺(jué)中，CCD攝像機(jī)以其體積小巧、性能可靠、清晰度高等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。按照其所用的CCD器件可分為線陣式和面陣式兩大類(lèi)。線陣式攝像機(jī)一次只能獲得圖像的一行信息，被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機(jī)前移過(guò)，才能獲得完整的圖像，而面陣式攝像機(jī)則可以一次獲得整幅圖像的信息。在條盒包裝質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)中需要一次取得條盒外包裝五個(gè)面的圖像，設(shè)計(jì)中采用四個(gè)面陣式CCD攝像機(jī)同步拍照。

圖像采集卡是控制攝像機(jī)拍照、完成圖像采集和數(shù)字化、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的重要設(shè)備。它一般具有以下模塊：1.A/D轉(zhuǎn)換模塊2.時(shí)序及采集控制模塊3.圖像處理模塊4.PCI總線接口及控制模塊5.相機(jī)控制模塊6.數(shù)字輸入/輸出模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用外觸發(fā)模式對(duì)條盒進(jìn)行拍照，圖像采集卡通過(guò)TTL信號(hào)與外部裝置（傳感器、光源頻閃控制器、PLC等）進(jìn)行通信，用于響應(yīng)頻閃、拍照和給出剔除信號(hào)。

4．圖像的分析處理

目前卷煙條盒包裝主要存在破損、翹邊、反包、包裝錯(cuò)位、封簽（偏移、疊角、缺失）等缺陷，在圖像處理單元利用圖像定位、邊緣檢測(cè)、斑點(diǎn)分析等算法，對(duì)各個(gè)通道的圖像進(jìn)行分析，以確定產(chǎn)品包裝是否存在質(zhì)量缺陷。

4.1定位配準(zhǔn)（Locator）

定位配準(zhǔn)是圖像與標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行缺陷檢測(cè)的必要條件，定位準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)的成敗。傳統(tǒng)的物體定位技術(shù)通過(guò)尋找統(tǒng)計(jì)模板（參考圖像）與物體（產(chǎn)品圖像）間的灰度級(jí)相關(guān)度的方法來(lái)決定物體的X、Y坐標(biāo)，本系統(tǒng)定位采用幾何特征匹配，通過(guò)設(shè)置興趣域并學(xué)習(xí)興趣域內(nèi)物體的幾何特征，然后在圖像內(nèi)尋找相似形狀的物體，不依賴(lài)于特殊的像素灰度，提高了定位物體的能力，在改變物體角度、尺寸、明暗度等條件的情況下仍能精確定位物體。應(yīng)用中的特點(diǎn)：

·基于圖像中條盒輪廓或邊緣找尋和定位條盒；

·設(shè)定模板后，所有查找都基于模板操作；

·對(duì)于相似的模板進(jìn)行加權(quán)處理，能自動(dòng)去模糊化（二意性）；

·容許陰影、對(duì)比度低、邊緣不清或背景噪音；

·定位器返回找到條盒特征的X、Y坐標(biāo)。

4.2邊緣檢測(cè)（Edge）

邊緣是指圖像局部亮度變化最顯著的部分，主要存在于目標(biāo)與目標(biāo)、目標(biāo)與背景、區(qū)域與區(qū)域（包括不同色彩）之間。圖像中被查找的邊緣被標(biāo)記為從全暗至全亮或從全亮至全暗范圍內(nèi)的灰度值變化，邊緣工具從圖像中去除常量或變化緩慢的背景，保留作為圖像特征的邊緣，并計(jì)算邊緣的幅度和角度。邊緣的幅度指穿過(guò)邊緣時(shí)灰度值的變化量；邊緣的角度是指邊緣與垂直方向的夾角。下圖為兩個(gè)三角形。其中，箭頭的方向表示邊緣的角度，箭頭的大小表示邊緣的幅度。每一三角形具有同樣的邊緣角度，但由于背景的灰度值不同，左邊三角形的幅度大于右方三角形。大多數(shù)由真實(shí)圖像產(chǎn)生出的邊緣幅度圖像包含虛假的或噪聲邊緣像素，這些邊緣像素是視頻噪聲、反射或其它圖像缺陷所造成的。通過(guò)在邊緣幅度圖像中設(shè)置閥值，可消除這些虛假像素。設(shè)置閥值在消除虛假邊緣的同時(shí)，還常會(huì)消除真正的邊緣。因?yàn)檎嬲倪吘壋Ｓ梢恍┼徑袼氐募蠘?gòu)成。通過(guò)在邊緣圖像中設(shè)置邊緣滯后閥值，可在消除虛假邊緣的同時(shí)，保留真正的邊緣。邊緣滯后閥值消除了一些像素，這些像素的灰度較那些與其它邊緣像素不相鄰的像素低一定的幅度，較邊緣幅度圖像高一定的幅度。這一方法保留了形成真正邊緣的連續(xù)邊緣像素，而消除了由噪聲或其它圖像缺陷而形成的邊緣像素。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中通過(guò)在邊緣工具中設(shè)置邊緣滯后閥值和幅度范圍來(lái)檢測(cè)條盒邊緣及透明紙褶皺的缺陷。

4.3斑點(diǎn)分析（Blob Analysis）

Blob分析可為視覺(jué)系統(tǒng)提供圖像中斑點(diǎn)的數(shù)量、位置、形狀和方向，還可提供相關(guān)斑點(diǎn)間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其是一種對(duì)閉合目標(biāo)形狀進(jìn)行分析處理的基本方法。

Blob分析從場(chǎng)景的灰度圖象著手進(jìn)行分析，在進(jìn)行分析以前，利用二值化（Bilinear Interpolation）把圖像分割為構(gòu)成斑點(diǎn)（Blob）和局部背景的像素集合，典型的目標(biāo)像素被賦值為1，背景像素被賦值為0。分割時(shí)設(shè)定了兩種方法固定閥值分割（Hard Threshold）和動(dòng)態(tài)閥值分割（Soft Threshold）。

當(dāng)圖像被分割為目標(biāo)像素和背景像素后，進(jìn)行連通性分析，在圖像中尋找一個(gè)或多個(gè)相似灰度的“斑點(diǎn)”,并將這些“斑點(diǎn)”按照四鄰域或者八鄰域方式進(jìn)行連通性分析，將目標(biāo)像素聚合為目標(biāo)像素或斑點(diǎn)的連接體，就形成了一個(gè)Blob單元。通過(guò)對(duì)Blob單元進(jìn)行圖形特征分析，可以將單純的圖案灰度信息迅速轉(zhuǎn)化為圖案的形狀信息，包括圖形的質(zhì)心、面積、周長(zhǎng)等。使用Blob分析，通過(guò)多級(jí)分類(lèi)器的過(guò)濾，在一定程度上可滿(mǎn)足對(duì)條盒透明紙破損、反包、盒皮印刷等缺陷的檢測(cè)需求。

5．系統(tǒng)的總體開(kāi)發(fā)

在條盒外包裝質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)中，采用的處理方式是基于PC機(jī)的檢測(cè)處理系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)時(shí)綜合考慮了系統(tǒng)與相機(jī)、采集卡、外部PLC、以及PC本身外設(shè)的連接與通信控制，提供了友好的人機(jī)界面和可靠歷史記錄存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；檢測(cè)到質(zhì)量缺陷時(shí)，提示缺陷類(lèi)別，對(duì)執(zhí)行單元給出剔除信號(hào)。

執(zhí)行單元是系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其作用就是響應(yīng)上位機(jī)給出的剔除指令，準(zhǔn)確無(wú)誤地剔除不合格的條盒。在生產(chǎn)流水線運(yùn)行的高峰時(shí)期，速度可達(dá)到8條/s，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性，設(shè)計(jì)中電控系統(tǒng)采用西門(mén)子的S7-200 PLC，執(zhí)行機(jī)構(gòu)中應(yīng)用高速的電磁閥組和噴吹腔體，使其能夠?qū)μ蕹盘?hào)給出快速響應(yīng)。

東莞市奧普特自動(dòng)化科技有限公司

第四篇：一種新型煙標(biāo)印刷缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)

一種新型煙標(biāo)印刷缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng) 概述

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)煙包印刷競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，精美煙包產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，煙包設(shè)計(jì)和印刷工藝越來(lái)越復(fù)雜，所用材料也越來(lái)越講究，凹印、膠印、柔印、絲印、UV印刷、UV上光、全息燙印、鐳射鋁箔紙等技術(shù)紛紛上陣，多種印刷技術(shù)組合的煙盒隨處可見(jiàn)。隨著印刷工藝的復(fù)雜化和多樣化，對(duì)成品檢驗(yàn)的要求也越來(lái)越高。各道工序出現(xiàn)缺陷產(chǎn)品（如飛墨、刀絲、套印不正等）后，最終流入到最后檢驗(yàn)工序，若全部由人工完成，工作量極大，且依靠人的視力檢測(cè)很難保持持久和穩(wěn)定，容易產(chǎn)生疲勞和漏檢現(xiàn)象，流入到煙廠或用戶(hù)手中，將造成質(zhì)量事故。

根據(jù)印刷的重復(fù)性原理，印刷缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)高速攝像頭連續(xù)拍攝印刷圖案，并將其與一個(gè)完好無(wú)缺的基準(zhǔn)作比較，當(dāng)二者差異超出了設(shè)定的范圍時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)即判定印刷缺陷產(chǎn)生，保存缺陷圖案并聲光報(bào)警，同時(shí)控制貼標(biāo)機(jī)對(duì)有缺陷的紙張進(jìn)行貼標(biāo)。

最早用于印刷品質(zhì)量檢測(cè)的是將標(biāo)準(zhǔn)影像與被檢測(cè)影像進(jìn)行灰度對(duì)比的技術(shù)，現(xiàn)在普遍采用的技術(shù)是以RGB三原色為基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比。從實(shí)際使用上來(lái)說(shuō)，影響檢測(cè)能力的因素如下。

1）印刷材質(zhì)的問(wèn)題

印刷材質(zhì)除了常見(jiàn)的白卡紙、銅版紙外，還存在很大比例的轉(zhuǎn)移紙（包括金銀卡紙、鐳射紙）；紙上除了印刷外，還有素面燙金、全息定位燙金等印后工藝，其強(qiáng)反射特性給普通照明條件下的檢測(cè)帶來(lái)難度；而且壓凸圖案由于低色差特性也給檢測(cè)帶來(lái)困難。

2）設(shè)備波動(dòng)造成的紙張蛇形跑動(dòng)問(wèn)題

在印刷過(guò)程中，隨著張力和速度的波動(dòng)，紙張?jiān)谇斑M(jìn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生蛇形跑動(dòng)現(xiàn)象，表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)方向的不同程度的拉伸，以及寬度方向的不同程度的偏移，給圖像的采集和比對(duì)造成困難。

3）檢測(cè)精度的問(wèn)題

基于攝像的檢測(cè)系統(tǒng)其檢測(cè)依據(jù)是圖像的色彩信息，如果缺陷的尺寸或色差超出攝像的觀測(cè)范圍，這種缺陷理論上檢測(cè)不出，或者稱(chēng)不可信檢測(cè)，如何使檢測(cè)精度與企業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致，是檢測(cè)設(shè)備商面臨的主要問(wèn)題。

4）檢測(cè)后的處理問(wèn)題

檢測(cè)只是質(zhì)量管理的手段，檢測(cè)的目的是為了指導(dǎo)生產(chǎn)，及時(shí)杜絕連續(xù)廢品的發(fā)生；同時(shí)也應(yīng)當(dāng)為成品出廠提供判斷依據(jù)。目前在這方面國(guó)內(nèi)外多數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)均未提出較好的方案。

5）在線檢測(cè)設(shè)備的安裝工位問(wèn)題

條件允許的情況下，在線檢測(cè)設(shè)備可以裝在印刷機(jī)、燙金機(jī)、分切機(jī)等所有生產(chǎn)設(shè)備上，但對(duì)于多數(shù)企業(yè)而言，選裝在最合適的工位上，既能降低成本，又能提高設(shè)備利用率。

6）檢測(cè)數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)的結(jié)合問(wèn)題

如何將檢測(cè)數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而為生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制提供正確的依據(jù)，是檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的主要內(nèi)容。

這些關(guān)鍵問(wèn)題對(duì)印刷企業(yè)對(duì)檢測(cè)設(shè)備的選型極為重要。本文研究了一種對(duì)高速印品進(jìn)行在線缺陷檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)獨(dú)特的光學(xué)系統(tǒng)，檢出較明顯缺陷并做標(biāo)記，提示下一道工序和用戶(hù)；并且對(duì)連續(xù)缺陷提示機(jī)組人員及時(shí)處理，避免更大的損失；通過(guò)C/S網(wǎng)絡(luò)化并行結(jié)構(gòu)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理和集中統(tǒng)計(jì)管理。系統(tǒng)描述

1）系統(tǒng)組成

印刷品質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)采用多個(gè)彩色線陣攝像頭對(duì)大幅面印刷品進(jìn)行同步采集，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)FPGA/DSP采集卡進(jìn)行輔助處理，由對(duì)應(yīng)處理單元進(jìn)行圖像比較、缺陷提取和分類(lèi)，缺陷數(shù)據(jù)通過(guò)高速以太網(wǎng)傳送到服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理，輸出報(bào)警信號(hào)和缺陷位置信息，并通過(guò)光電編碼器與生產(chǎn)線保持同步。

2）成像設(shè)計(jì)

檢測(cè)系統(tǒng)的硬件核心器件是CCD相機(jī)，它將影響到系統(tǒng)的檢測(cè)方式、檢測(cè)能力以及后續(xù)圖像處理的運(yùn)算量和數(shù)據(jù)處理方式等。常用到的CCD相機(jī)按照成像方式來(lái)分有面陣和線陣兩種類(lèi)型。

面陣相機(jī)是對(duì)被攝物體一次曝光成像，然后將整幅圖像送到圖像處理器進(jìn)行處理。面陣相機(jī)的缺陷是當(dāng)版周長(zhǎng)越大，拍攝所需的相機(jī)數(shù)量也越多，使用和維護(hù)不太方便。

線陣相機(jī)每次曝光只對(duì)被攝物體的一行進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)物體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，相機(jī)連續(xù)曝光，最后將多行數(shù)據(jù)組合到一起形成一整幅圖像。線陣CCD相機(jī)由于其成像系統(tǒng)占用空間小，光源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等原因，在表面檢測(cè)中應(yīng)用很廣泛。

線陣CCD相機(jī)的線掃描操作與傳統(tǒng)的掃描儀非常相似，相機(jī)中的傳感器在運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)它時(shí)每次掃描一行圖像，然后通過(guò)一個(gè)圖像采集卡將所有采集到的行合并成為一個(gè)完整的二維圖像。

3）照明設(shè)計(jì)

印刷品攝像對(duì)照明系統(tǒng)的要求是:①亮度足夠；②防止炫光進(jìn)入攝像頭；③無(wú)頻閃；④光源波長(zhǎng)分布均勻；⑤照射幅面大。

根據(jù)上述要求，有兩種光源可以選用，白光LED光源和三基色熒光光源。白光LED光源與白熾鎢絲燈泡及熒光燈相比，具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但存在維護(hù)費(fèi)用高的問(wèn)題；稀土三基色直管熒光燈是一種高效、節(jié)能的新型光源，顯色性好，是名副其實(shí)的日光型光源，已被廣泛應(yīng)用于電視攝像照明，雖然壽命不及LED光源，但價(jià)格低廉，維護(hù)方便，本系統(tǒng)選用此類(lèi)光源。

光源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用4根熒光燈分別以高角度和低角度入射到輥筒表面，低角度光突出印刷品表面輪廓，高角度光補(bǔ)償整體亮度。為防止鏡面反射光射入鏡頭，對(duì)高角度光采用漫透射面過(guò)濾。

4）處理器結(jié)構(gòu)

在印刷生產(chǎn)時(shí)，印品觀測(cè)幅面較大650mm以上，印刷精度要求很高（0.1mm/pixel），單攝像頭和單處理器無(wú)法完成龐大數(shù)據(jù)量的處理（100MBbyte/s以上），因此采用多攝像頭結(jié)構(gòu)，對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行同步并行處理，處理結(jié)果通過(guò)高速以太網(wǎng)傳送至服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是同步問(wèn)題。

同步問(wèn)題有兩類(lèi)，一是采集和處理的同步，二是缺陷數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。采集和處理的同步通過(guò)脈沖編碼器實(shí)現(xiàn)，各處理器由脈沖編碼信號(hào)同時(shí)觸發(fā)工作。同一版面的印品缺陷數(shù)據(jù)上傳的同步通過(guò)脈沖編碼器產(chǎn)生的固定時(shí)序來(lái)保證。系統(tǒng)特點(diǎn)

1）燙金和全息商標(biāo)的檢測(cè)技術(shù)

通過(guò)獨(dú)特的鐳射全息照明技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)燙金和全息商標(biāo)特征的準(zhǔn)確提取，而且可以同時(shí)檢測(cè)印刷缺陷，如圖3所示。

2）圖像精確定位技術(shù)

自主研發(fā)出一種稱(chēng)為ONE的信號(hào)定位處理技術(shù)，能自動(dòng)跟蹤印刷紙張的蛇形串動(dòng)，這種技術(shù)是檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。

3）分區(qū)域檢測(cè)技術(shù)

不同區(qū)域可以設(shè)置不同的檢測(cè)精度，還可以屏蔽某區(qū)域的檢測(cè)。

4）檢測(cè)精度的自動(dòng)調(diào)整技術(shù)

根據(jù)印刷機(jī)的波動(dòng)狀態(tài)，能自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)精度，以到達(dá)最優(yōu)的檢測(cè)效果。

5）缺陷趨勢(shì)的預(yù)報(bào)技術(shù)

任意設(shè)定缺陷報(bào)警門(mén)限和貼標(biāo)機(jī)動(dòng)作門(mén)限，預(yù)報(bào)缺陷發(fā)生的趨勢(shì)，及時(shí)標(biāo)識(shí)重大缺陷。

6）高速圖像處理技術(shù)

采用自主研發(fā)的多線程處理算法，在300m/min的印刷速度下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

7）歷史數(shù)據(jù)的管理技術(shù)

可打印、統(tǒng)計(jì)、顯示、查詢(xún)歷史缺陷數(shù)據(jù)；保存時(shí)間可根據(jù)需要達(dá)到任意年限。

8）多屏顯示技術(shù)

除控制柜外，在關(guān)鍵工位處選裝顯示器，分別顯示操作界面和缺陷數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)圖像，方便操作員隨時(shí)查看質(zhì)量狀況和系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

9）友好的人機(jī)界面

操作員設(shè)置好參數(shù)后，能自動(dòng)探測(cè)開(kāi)機(jī)、停機(jī)、換卷和設(shè)備波動(dòng)狀態(tài)，從印刷開(kāi)始到結(jié)束都無(wú)需人工干預(yù)，不同缺陷可以設(shè)置不同的報(bào)警聲音以提醒操作員注意。使用效果

本研究采用兩臺(tái)橫向分辨率為4K，縱向分辨率為15K的彩色線陣CCD攝像頭對(duì)820mm寬的印刷版面進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)千兆以太網(wǎng)進(jìn)行并行處理和分布式控制，通過(guò)客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器方式進(jìn)行集中數(shù)據(jù)查詢(xún)和管理。

1）算法效率

本系統(tǒng)中，圖像處理部分全部采用MMX/SSE優(yōu)化指令集編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了單指令多數(shù)據(jù)的并行處理。當(dāng)生產(chǎn)線的速度最大（300m/min）時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)采集完整一版圖像的周期為211ms，處理時(shí)間（128ms）已經(jīng)足以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求，最大可以滿(mǎn)足500m/min的印刷速度條件。

2）檢測(cè)精度

本系統(tǒng)的檢測(cè)精度取決于檢測(cè)分辨率和檢測(cè)等級(jí)。

CCD是離散采樣器件，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，能檢出最小缺陷尺寸在檢測(cè)分辨率的2倍以上；例如使用上述相機(jī)觀測(cè)410mm的幅面，印刷速度在200m/min時(shí)，橫向像元分辨率為0.1mm，縱向分辨率為0.22mm，能檢出穩(wěn)定檢出的最小缺陷為0.2mm×0.44mm；

檢測(cè)等級(jí)是本系統(tǒng)一個(gè)重要的功能。由于印品的每個(gè)位置檢測(cè)要求的嚴(yán)格程度不同，例如條碼區(qū)最嚴(yán)格，而粘膠區(qū)或裁剪區(qū)最寬松，因此對(duì)所有區(qū)域采用相同等級(jí)是不現(xiàn)實(shí)的，會(huì)造成很多不必要的報(bào)警。因此區(qū)域等級(jí)的設(shè)置實(shí)際上對(duì)不同的區(qū)域采用不同的閾值，這些閾值在系統(tǒng)檢測(cè)開(kāi)始之前按照質(zhì)量管理的要求預(yù)先設(shè)置。

3）檢出缺陷類(lèi)型

圖4演示了4種典型的印刷缺陷和缺陷檢出圖例，實(shí)際圖片均為彩色圖片。印刷缺陷中，飛墨占了80%以上，而最連續(xù)發(fā)生的缺陷是刀絲類(lèi)缺陷，此類(lèi)缺陷由于尺寸小，痕跡輕微，有時(shí)肉眼都不易檢出，在本例中，通過(guò)對(duì)鄰域象素的分析檢出了0.25mm寬的刀絲。小結(jié)

印品質(zhì)量在線檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)一直為歐美和日本所壟斷。本系統(tǒng)采用業(yè)界最先進(jìn)的硬件設(shè)備（包括攝像頭、采集卡和處理器）、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件（登記號(hào)：2008SR12259）和發(fā)明專(zhuān)利（200410061396.7和200410061395.2），可以有效地對(duì)高速印刷生產(chǎn)線上印刷品中出現(xiàn)的刀絲、飛墨、串墨、漏白、臟版、換卷、墨點(diǎn)、套印偏差等印刷缺陷進(jìn)行檢測(cè)與報(bào)警，并在大理美登印務(wù)有限公司安裝使用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

另外，印刷缺陷在線檢測(cè)技術(shù)并非萬(wàn)能，也存在技術(shù)瓶頸，例如縱向像元分辨率遠(yuǎn)大于套印系統(tǒng)檢測(cè)精度，因此本系統(tǒng)對(duì)低于0.2mm的套印跑動(dòng)不敏感，結(jié)合靜止畫(huà)面裝置則能達(dá)到較好的檢測(cè)效果。另外對(duì)低對(duì)比的色差不敏感，需配合色差計(jì)進(jìn)行色彩抽查。

第五篇：機(jī)器視覺(jué)課后心得體會(huì)

基本概念“機(jī)器視覺(jué)”，即采用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來(lái)進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。

機(jī)器視覺(jué)主要用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，但并不僅僅是人眼的簡(jiǎn)單延伸，更重要的是具有人腦的一部分功能一一從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。

機(jī)器視覺(jué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)的不同機(jī)器視覺(jué)不同于計(jì)算機(jī)視覺(jué)，它涉及圖像處理、人工智能和模式識(shí)別

機(jī)器視覺(jué)是專(zhuān)注于集合機(jī)械，光學(xué)，電子，軟件系統(tǒng)，檢查自然物體和材料，人工缺陷和生產(chǎn)制造過(guò)程的工程，它是為了檢測(cè)缺陷和提高質(zhì)量，操作效率，并保障產(chǎn)品和過(guò)程安全。它也用于控制機(jī)器。機(jī)器視覺(jué)是將計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化。

機(jī)器視覺(jué)的技術(shù)進(jìn)展在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中；關(guān)鍵技術(shù)有光源照明技術(shù)、光學(xué)鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡、圖像處理卡和快速準(zhǔn)確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等方面。在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)中；好的光源與照明方案往往是整個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵；起著非常重要的作用；它并不是簡(jiǎn)單的照亮物體而已。光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出物體特征量；在物體需要檢測(cè)的部分與那些不重要部份之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別；增加對(duì)比度；同時(shí)還應(yīng)保證足夠的整體亮度；物體位置的變化不應(yīng)該影響成像的質(zhì)量。在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)中一般使用透射光和反射光。對(duì)于反射光情況應(yīng)充分考慮光源和光學(xué)鏡頭的相對(duì)位置、物體表面的紋理；物體的幾何形狀、背景等要素。光源的選擇必須符合所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發(fā)光的光譜特性等；同時(shí)還要考慮光源的發(fā)光效率和使用壽命。光學(xué)鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體；在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中非常重要。一個(gè)鏡頭的成像質(zhì)量?jī)?yōu)劣；即其對(duì)像差校正的優(yōu)良與否；可通過(guò)像差大小來(lái)衡量；常見(jiàn)的像差有球差、彗差、像散、場(chǎng)曲、畸變、色差等六種。

攝像機(jī)和圖像采集卡共同完成對(duì)物料圖像的采集與數(shù)字化。高質(zhì)量的圖像信息是系統(tǒng)正確判斷和決策的原始依據(jù)；是整個(gè)系統(tǒng)成功與否的又一關(guān)鍵所在。目前在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中；CCD 攝像機(jī)以其體積小巧、性能可靠、清晰度高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛使用。CCD 攝像機(jī)按照其使用的CCD 器件可以分為線陣式和面陣式兩大類(lèi)。線陣CCD 攝像機(jī)一次只能獲得圖像的一行信息；被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機(jī)前移過(guò)；才能獲得完整的圖像；因此非常適合對(duì)以一定速度勻速運(yùn)動(dòng)的物料流的圖像檢測(cè)；而面陣CCD 攝像機(jī)則可以一次獲得整幅圖像的信息。圖像信號(hào)的處理是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心；它相當(dāng)于人的大腦。如何對(duì)圖像進(jìn)行處理和運(yùn)算；即算法都體現(xiàn)在這里；是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展；為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；對(duì)圖像處理的很多工作都可以借助硬件完成；如DSP、專(zhuān)用圖像信號(hào)處理卡等；軟件則主要完成算法中非常復(fù)雜、不太成熟、尚需不斷探索和改變的部分。

從產(chǎn)品本身看，機(jī)器視覺(jué)會(huì)越來(lái)越趨于依靠PC技術(shù)，并且與數(shù)據(jù)采集等其他控制和測(cè)量的集成會(huì)更緊密。且基于嵌入式的產(chǎn)品將逐漸取代板卡式產(chǎn)品，這是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。主要原因是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，尤其是其具備低功耗技術(shù)的特點(diǎn)得到人們的重視。另外，嵌入式操作系統(tǒng)絕大部分是以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)的，因此使用C高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)帶有基礎(chǔ)性的工作，使用高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是可以提高工作效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，更主要的是開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品可靠性高、可維護(hù)性好、便于不斷完善和升級(jí)換代等。因此，嵌入式產(chǎn)品將會(huì)取代板卡式產(chǎn)品。應(yīng)用：機(jī)器視覺(jué)伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)日臻成熟，已是現(xiàn)代加工制造業(yè)不可或缺的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車(chē)制造等行業(yè)。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測(cè)方法，極大地提高了投放市場(chǎng)的產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。

由于機(jī)器視覺(jué)是自動(dòng)化的一部分，沒(méi)有自動(dòng)化就不會(huì)有機(jī)器視覺(jué)，機(jī)器視覺(jué)軟硬件產(chǎn)品正逐漸成為協(xié)作生產(chǎn)制造過(guò)程中不同階段的核心系統(tǒng)，無(wú)論是用戶(hù)還是硬件供應(yīng)商都將機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品作為生產(chǎn)線上信息收集的工具，這就要求機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品大量采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”，直觀的說(shuō)就是要隨著自動(dòng)化的開(kāi)放而逐漸開(kāi)放，可以根據(jù)用戶(hù)的需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。當(dāng)今，自動(dòng)化企業(yè)正在倡導(dǎo)軟硬一體化解決方案，機(jī)器視覺(jué)的廠商在未來(lái)5-6年內(nèi)也應(yīng)該不單純是只提供產(chǎn)品的供應(yīng)商，而是逐漸向一體化解決方案的系統(tǒng)集成商邁進(jìn)。在未來(lái)的幾年內(nèi)，隨著中國(guó)加工制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)于機(jī)器視覺(jué)的需求也逐漸增多；隨著機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品的增多，技術(shù)的提高，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用狀況將由初期的低端轉(zhuǎn)向高端。由于機(jī)器視覺(jué)的介入，自動(dòng)化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展。