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浅析全自动印刷品在线检测系统

2012-04-06 11:09 来源：广东印刷责编：王岑

摘要：: 现代印刷行业的自动化程度越来越高，印刷速度和印刷质量大大提高，印品质量的在线控制对印刷工艺管理、剔废和提高印品质量至关重要。

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　　三、印刷品在线检测系统

　　1.印品的缺陷种类

　　印品缺陷主要包括形状缺陷和颜色缺陷两种形状缺陷主要是指瑕疵异物污点刀丝等，它表现为缺陷图像的缺陷处的灰度值与标准图像的差异将缺陷图像的灰度值同标准图像进行比较，判断其差值是否已经超出预先设定的阈值范围，就能判断该图像是否有形状缺陷

　　色彩缺陷主要指待检印品与标准印品颜色上存在偏差可利用颜色空间转换模型得到印品图像的色度值CIE L*a*b*，用色差来评价印品的偏色状况

　　2.印品在线检测系统工作原理

　　在线检测系统工作原理：通过图像采集单元（如：CCD摄像镜头），先通过对一定数量的合格产品进行图像采集，去除随机因素的影响，获得印刷版面的标准图像作为模板，然后在印刷生产线上采集待检图像，将采集到的每一帧待检图像传输给现场与标准图像进行对比分析，根据比较结果确定生产线上的产品是否符合质量要求，是否存在缺陷并判断缺陷的位置。找出有质量问题的图像，从而发现该图像所对应印刷品的质量问题，最后调节相应的印刷部件，实现对印刷品质量的在线控制

　　印品在线检测具体实施步骤分为两步：首先是准备，即通过对合格产品的图像采集，获得标准印刷品图像，也称模板采样过程应该注意扫描分辨率、图像的空间分辨率、图像的空间坐标的校正、彩色图像的色调、CCD速度、光照条件和机械振动等对采样图像的影响。其次将待检印刷品的图像与标准模板进行比较，从而根据比较结果确定缺陷存在与否及缺陷位置，并记录该缺陷信息

　　印刷过程中产生的各种错误，对电脑来说只是标准图像与被检测图像对比后的不同，如污迹、墨点色差等缺陷都包含在其中。

　　3.在线检测系统

　　一个典型的印品在线检测系统，主要包括光源及光学系统、CCD相机、图像采集卡、图像处理软件、计算机及其外设、控制执行�？榈茸槌伞�

　　印品在线检测系统工作原理为：通过CCD摄像机和图像采集卡将被检测对象采集到计算机里，图像处理软件对所得的图像进行处理分析和解释等，进而做出某些决策，最后通过外设输出检测结果或者直接将结果用于控制工业过程等。

　　下面简要介绍各个部分的作用，对印品在线检测系统有个总体的认识。

　　①CCD相机。

　　通常是一个或多个摄像头和镜头(光学部件)，相机的功能用于拍摄待测印刷品，完成对目标图像的采集，将图像传感器所接收到的光学图像转化为计算机所能处理的电信号。高质量的图像信息是系统正确判断和决策的原始依据，是整个系统成功与否的又一关键所在。在进行相机选择时主要根据相机的色彩、扫描制式、分辨率、扫描速度或帧速、同步方式、通信接口等特性。

　　②光源。

　　用于照亮待测印刷品，以便从摄像机中拍摄到更好的图像，保证成像环境的一致性。在印品在线检测系统中，好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用，它并不是简单的照亮物体而已。光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量，在物体需要检测的部分与那些不重要部分之间应尽可能地产生明显的区别，增加对比度；同时还应保证足够的整体亮度，物体位置的变化不应该影响成像的质量。光源的选择必须符合所需的几何形状、照明亮度、均匀度、发光的光谱特性等，同时还要考虑光源的发光效率和使用寿命。一般可采用高频荧光灯、LED、白炽灯和石英卤光灯等。

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　　图像采集卡是控制相机拍照，完成图像采集与数字化，协调整个系统的重要设备。它的主要功能是对相机所输出的视频数据进行实时的采集，建立摄像机与计算机的连接，它从摄像机中获得数据(模拟信号或数字信号)，然后转换成计算机能处理的信息，同时可以提供摄像机控制参数。在进行在线检测系统中图像采集卡选择时，需要重点从匹配相机类型、相机控制功能、数据处理能力、配套软件情况等方面考虑。图像采集卡型号很多，支持不同类型的摄像机和不同的计算机总线。

　　④计算机平台

　　计算机是机器视觉的关键组成部分，在检测应用方面，通常使用PentiumⅣ或更高的CPU。一般来讲，计算机的速度越快，视觉系统处理每一张图片的时间就越短。由于在制造现场中经常有振动、灰尘、热辐射等，所以一般需要工业计算机。