机器视觉在印刷质量检测中的应用分析

时间：2021-06-09 10:18:42 所属分类：机械 浏览量:

机器视觉主要是指借助于机器来替代人眼进行判断与测量，而机器视觉系统则是借助于机器视觉产品来将被摄取目标及时转换成为相应的图像信号，其中常见的机器视觉产品主要是CMOS和CCD这两种。图像摄取装置在获得图像信号之后，机会及时将获得的图像传送给图像处

　　机器视觉主要是指借助于机器来替代人眼进行判断与测量，而机器视觉系统则是借助于机器视觉产品来将被摄取目标及时转换成为相应的图像信号，其中常见的机器视觉产品主要是CMOS和CCD这两种。图像摄取装置在获得图像信号之后，机会及时将获得的图像传送给图像处理系统，然后再按照像素分布、颜色以及亮度等多方面信息来将其转化成为数字化信号，从而有效基于此来进行质量检测。

　　由此可见，机器视觉在印刷质量检测之中具有较高的应用价值，而为了能够真正有效发挥出其应用效果，本文也就此展开了探讨。

　　1 机器视觉相关概述

　　1.1 机器视觉内涵

　　机器视觉主要是将自动控制机器、视觉传感进行有效结合第一种新技术。具体而言，机器视觉在应用过程中人们即可直接借助于眼睛来对外部世界形成有效了解，之后再借助于大脑将所得到的信息进行分析处理与判断，然后再交由手脚来完成相应的动作。机器视觉能够将这样整个过程借助于自动化控制系统设备来实现，通常情况下机器视觉主要是借助于摄像机来替代人的眼睛，而计算机则用于替代人的大脑，以此来有效展开质量检测。机器视觉作为新时代产物，其本身涉及到的新技术较多，比如计算机科学、人工智能、模式识别、图像处理等多个方面，具有精度高、速度快、自动化程度高等优势。

　　1.2 机器视觉系统构成

　　机器视觉则是借助于摄像机来将需要进行识别的目标进行图相化处理的一种手段，然后再将完成的图像及时传输到特定的图像操作系统之中。图像处理系统在这一过程中会按照像素实际情况、信息、亮度等信息来对其进行有效识别，然后作出准确的判断，并且将得到的结果进行操作与控制。机器视觉系统构成部分主要是以LED灯光源、彩色线阵CCD相机、旋转增量式编码器、图像采集卡等部分为主。

　　2 机器视觉检测系统结构与工作原理

　　2.1 光源与照明系统

　　照明光源以及照明系统在整个视觉检测系统之中属于十分重要的部分，起着十分重要的作用。首先，照明光源能够将印刷产品色彩真实地再现出来，而且还不会出现颜色失真等情况，而要想实现这一点则需要光源发光光谱接近日光，确保其亮度是足够的，而且在整个照明区域内的亮度也需要控制为一致。其次，光源和照明系统在设计时，还需要尽可能避免印刷产品上的一些高发射率的特色区域，比如激光防伪标志、烫金等部位。最后，在应用时还需要综合考虑光源与照明方案之间的配合，并且尽可能突出物体特征量，在物体需要进行检测的部分以及不需要进行检测的部分可以区别对待，这样就能有效提高对比度，有效物体位置变化也不能对成像质量造成影响。在机器视觉应用系统之中，通常会使用反射光和透射光，如果应用反射光的话则需要考虑到光源、光学镜头相对位置，还有物体表面的纹理、背景以及物体几何形状等多方面。总之，在对光源以及照明系统进行设计与选择的时候，一定要结合印刷产品实际情况来对光源均匀度、照明亮度、几何形状、广谱特性等多方面进行综合分析。

　　2.2 光学镜头

　　光学镜头就好比是人眼的晶状体，其也会直接对机器视觉检测系统检测效果造成影响，一个镜头其成像质量好坏，会直接对图像对比度、成像清晰范围造成影响，从而直接对印刷质量造成影响。而要对镜头城乡质量进行判断的话，则需要就其对像差矫正优良与否、像差大小来进行衡量。

　　2.3 摄像机

　　通常情况下，光学镜头大多是借助于对所拍摄物体的光学信息，然后在计算机中处理物体信息，然后再交由摄像机来实现高效率的信息转换。在机器视觉系统之中，摄像机也是十分重要的部分。其芯片之中会整齐排列着像小水池一样的单元，但其承载的缺失电荷、携带被拍摄物体光学信息的光线则能够借助于镜头来有效到达芯片表明，光信息就能够变成电荷信号，这也是人们经常提到的曝光。如果位置广度较大的话，电荷自然也会更多，反之则越少，这一点在印刷质量检测中也是相同的。印刷产品质量检测过程中使用到的摄像机通常有两种情况，分别是线阵式摄像机和面阵式摄像机，其中线阵式摄像机主要是从摄像机前来回通过获得完整的图像，所以通常被用于速度较为均匀的运动物体中进行图像检测;而面阵式摄像机则能够直接一次得到整幅图像信息，摄像速度较快，类似人们日常中的数码相机。

　　3 机器视觉在印刷质量检测中的应用

　　3.1 在线检测与离线检测

　　机器视觉系统在安装时，其载体差异主要有两种，分别是在线检测系统、离线检测系统。其中，在线检测系统主要是安装在凹印机、胶印机、印码机、柔印机等相关印刷设备上面，主要是用于实时检测印刷产品质量。印刷产品则可以是单张纸或卷筒纸。在线检测系统与离线检测系统在视觉检测这一部分功能基本上是一致的，区别还是在于对于不合格印刷产品处理方式上，具体而言，在发现存在印刷产品质量问题时，在线检测系统通常都会将缺陷位置进行记录，或是直接使用贴标机、喷码机、打标机在纸张边上进行标记;而发现离线检测系统存在缺陷的话，则通常会直接装在检品机、复卷机上。除了可以有效实现在线检测位置标记之外，检品机在使用过程中还具备分仓功能，具体而言就是可以按照检测出来的结果来将其自动分配到不同的仓之中。

　　3.2 质量分析、跟踪与管理

　　在应用机器视觉检测系统进行印刷产品质量检测时，能够对整个印刷过程进行实时监控与报警，并且因此而获得详细且完善的分析报告，现场操作人员还可以在这一过程中按照全自动检测系统实时报警与分析报告，来对印刷过程中存在的问题及时进行处理与优化。另外，管理人员也可以结合得到的报告结果来对整个生产过程进行跟踪，这十分有利于质量管理工作的顺利开展，从而有效提升印刷产品印刷质量。

　　4 结语

　　综上所述，本文主要是对机器视觉在印刷质量检测之中的应用进行了探讨，机器视觉系统在高速印刷机在线质量检测方面本身就具有较大的应用价值，而且也具有较长应用时间，可是就实际应用现状来看还是存在着一些问题，例如从被测目标图像采集处理一直到控制器发出相应的控制指令，再到执行器件相应动作，整个时间段自然会出现一些控制延迟等现象，最终对印刷质量造成影响。为此，在实际应用过程中还是需要结合技术发展现状进行优化，做好推广与普及等工作，这样才能最大程度发挥出机器视觉在印刷质量检测之中的价值。

　　参考文献

　　[1]刘苏阳，唐万有.图像去噪在印刷品质量检测上的应用[J].包装工程，2014(15):83-86.

　　[2]刘长盘,刘真，杨晟炜,等.PSNR在网目调数字图像质量评价中的应用研究[J]包装工程, 2012(7):108-111,136.

　　[3]J淼,徐晓CCD噪声模型的仿真和测试[J].仪表技术与传感器, 2012(1):85-87,96.

　　作者：郭杰

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