毕业论文——印刷品质量的在线自动检测方法及系统

摘 要本文研究的是印刷品质量的在线自动检测方法及系统。提出了多色实时收集图像的印刷评估标准。集成的设计和优化使它直接影响检测算法的性能。提出子空间为基础的登记算法加速搜索速度，并且参考图像的动态刷新避免了累积偏差，提高了配准精度。为了获得地位和几何方面实时的各种缺陷，由集群和逐线扫描动态数组提取和合并的特征阈值。最后，几何特征和统计参数采用分类和识别大量的缺陷，离散的点缺陷，并线性缺陷。这是一个运动图像采集系统和分布式计算机处理系统的设计。实验研究和实践运行表明，缺陷，包括纹，泼墨，窜气，异物等，可检测，显示，存储，并警告实时的。整个实验中检测速度达到2500米/分，精度达到0.375毫米，方向在在运行方向和0.15毫米的交叉方向。关键词：在线检测 自动检测 印刷品的质量 影像处理 1引言通过设计和加工控制的整合信息，机器视觉系统能够获得快速的获得广阔的信息。因此，机器视觉技术作为检查方法已经很快速的进行了发展，并已在各行业检验过程的应用，例如作为后粘接，钢材表面的缺陷、织物检查，故障的水瓶，硬币检测等。在线检测印刷品在行业检测中的应用机器视觉域上也被引进。自定义检测印刷品包括印刷品裸眼后复查手册观察网上，通过监视器监视进程和随机检查等，并且具有的缺点包括毛坯料，视疲劳的严重浪费，抽查无法保证整体质量，等等。随着印刷技术的发展，在印刷速度的提高，及数据的复杂性和信息，印刷质量控制的手动模式已经成为不适合的实践需求。为了保证印刷质量，保证印刷品的整体，提高了生产速度，这是实时在线质量检测印刷品中必须进行的。近年来，高速CCD广泛应用于工业相机技术和高性能的微电脑,不仅能提供更好的硬件,也使实时在线质量检测1得以实现。该高实时性的算法和研究在线自动检测系统的研究，促进人员按VOL工作要求来应付顾客需求。这些机器的视觉驱动力系统减少了打印浪费的20-40，而系统则允许印刷机以高速操作，以满足生产率要求的必要，以确保持久的客户满意度。应用特殊机器视觉系统或视频检测系统开发的印刷行业，像所有的机器视觉产品一样，从拍摄的图像、面积摄像机或线性阵列。机器视觉系统在印刷行业包括两个版本：被动和主动。被动系统自动完成整个检查过程并删除操作者在一些情况下循环。他们可以识别随机和重复的打印缺陷，并可以用于从坏的物质提取那种良好的，它们可以100使用一个高的网络和印刷图案的检查分辨率区域相机或线阵相机。本文研究的是一种被动的系统。主动检查系统需要操作者的介入。今天的这些系统大多数上执行一些机器视觉样，用更智能的系统、更少运营商参与的基本观察和决策。最起码，在这些情况下，图像可以由系统被放大以使其更容易为一个操作员查看印刷图案，并显示在分割屏幕到所采样的图象进行比较的基准引用的图像。许多无源系统能够进行自动比较监测的色彩，评估条形码质量，监视和正确的注册，并检查打印缺陷。这些高端系统错误时，提醒操作者发现并显示在网络上有缺陷的位置条件。在某些情况下，这些系统可以启动相关的控制新闻自动纠正措施上的部分。图像处理软件自动着眼于在网络上的特定位置和样本颜色进行比较，以一个标准的颜色，从存储视颜色到颜色套准。在许多系统中，这是通过监测在幅材的边缘或在该模式内专用标志完成印刷。一些系统现在可以查看打印本身在这一块的执行。闭环系统接口与新闻注册直接控制，这些系统要么是在网上之前删除随机发生的，他们的缺陷影响下游过程或前一复卷发送打印作业。这些系统的各种检测因素条件包括：颜色的变化，位置不正，条纹，飞溅，印刷错误，斑点等。在印刷机偏移的情况下，检测到的缺陷包括：scrumming，加倍，环状白斑，污点，脏打印，印刷错误，刀片条纹，颜色密度，变化颜色套准，前端到后端的登记，油墨/水不平衡的问题，等。在条码验证检查的情况下，该检测的因素包括：边缘检测，最小反射率，符号反差，最小边缘反差，调制，缺陷，解码等。印刷行业的许多领域都采用机器视觉：包装，消费者对产品标签（药物，化妆品，饮料，香烟等等），银行笔记/货币，制药，四色印刷机器，地面和墙面，条形码印刷等，但大多是在转换器（那些增加价值到纸）系统。目前存在可以处理任何类型的的媒体：纸，箔，柔性半透明和不透明薄膜等。 在本文中，对分布式自动检测系统进行了研究。在系统中，二线性阵CCD工业相机由受控计算机收集印刷品的图像，实时算法具有精度高、和用户友好的软件操作界面的设计。海量数据传输通过高速网络的光学系统可以保证在高速图像获取无闪烁，反射，眩光。一个四自由度固定装置使、是可调节摄像头、精确调整相机的位置和倾斜角的。有效的抗干扰措施和可靠性设计可以确保检测系统的稳定工作。该系统可以实现实时检测，显示器，存储和提醒的缺陷在打印发生包括刮纹，泼墨，窜的过程油墨，泄漏区域，墨点，字符笔画模糊，异物，等等。这些参数包括生产型、缺陷类型、板的长度和宽度，这样就可以设立和输出通过在本打印机系统还。2合成和检测工作原理系统该检测系统的组成包括主操作控制台，工业线阵CCD摄像头，报警器，光电编码器，主机，网络集线器，从计算机，照明光源等。在该检测系统中，主机计算机和从机都设立在分布式模式和通过高速网络传输数据。主要经营控制台通过电脑主机操作一个控制面板，键盘和鼠标。从机控制线阵CCD摄像头实现图像采集并处理该图像。所收集的图像与所分析的缺陷的信息都转移到主计算机，被显示并触发报警。主计算机的功能包括设置采集参数，实时显示聚集图像和缺陷的图像，以及所述管理印刷品数据库及其显示或输出。该光电电动编码器挑选的位移信号印刷品上的生产线，并输出脉冲同步摄像机的扫描动作。 Thelighting源被安装在摄像机和印刷品之间以提供用于线性CCD照相机线性照明。3光学系统设计，实现高速运动图像采集印刷品质量的技术要求在检测系统是为了实现整体质量检测印刷品要被打印在一个高速（运行速度超过250米/分钟）的生产线所需的检测精度0。375毫米的运行方向和0。15毫米的交叉方向。为了满足这一要求，该系统能实现高速图像采集应设计的一种光学系统。图像获取的光学系统是由一个相机，镜头，照明系统等。TR-33线扫描在DALSA公司的摄像头，在采用检测系统；每行的像素数为2048和其线速率等于11千赫，其满足的需求图像采集系统用于高速运动的目标。三个高性能的线扫描传感器（3CCD）收集从棱镜和通行证高质量的图像信息它的集成信号处理电路，并且这让相机以适应变化的强度和所利用的光源光谱。在通过镜头系统是尼康50毫米正常透镜，其具有的优点少失真，高还原性能，高适合各种偏光屏幕，可以很容易地控制进入镜头的光线的方向，和一个大孔径，它可以实现高速的需求关于快门的光量的条件下高速运动。该照明系统的设计中机器视觉系统是一个重要的的设计元素。照明采集装置的系统应确保收集图像有更小的失真，变形小，无明显偏色，并没有反映光晕和眩光，但对另一方面它也应该确保所获取的图像具有绚丽的色彩，独特的细节，亮度均匀性等。通过光谱的颜色的考虑温度范围、寿命、成本和不同的复杂性光源，具有色温的荧光灯6500 K的采用我们的系统。光路设计决定的性能照明系统。在光的设计处理路径，透镜视场，照明之间的距离系统与收购目标，表面状态收购目标，并且成像物镜都是需要元素加以考虑的。在我们的实验中，镜头的焦距为50毫米，视场角为46°，则光源和印刷品之间的垂直距离为40mm时，而收购对象是Web颜色印刷品。该光源被安装在间相机组和收购目标。它已封闭收购对象，使抑制尽力而为环境光的干扰。同时，一个高频率荧光灯镇流器被设计成保证聚集图像具有均匀的强度无闪烁。图2是封闭的光的示意图源。有四个条形灯分为两个eudipleural基的上和下。从发出的光的一部分上灯管暴露通过对印刷品表面直接透过玻璃；另一部分自曝通过光反射板的印刷品表面间接地提高发光强度。光从下灯管不能在暴露发射直接印刷品表面，但暴露在印刷品通过表面散射反射板。该散反射光，不仅可以提升发光强度，但它也能够软化光暴露在印刷品表面和消除眩光。整个光路径形成一个线性光源，其方向是平行到压辊的轴线和其照射范围是压榨辊的中间线附近的线性区域表面。有一个在顶部中间光源的狭缝该是由通过一对平行的导流板，进入图像照明区域，通过相机镜头狭缝来实现的印刷品的图像的扫描。照相机的设置和位置是重要光路设计的元件，并且这个功能是由相机定影装置来实现。上下照相机的位置可能影响的图像发光强度和对比度；相机的俯仰角可以改变反射光的方向，防眩光，甚至色度的图像。因此，该相机再加上照相机镜头定影装置不仅保证了精确的相机的定位和稳定的图像采集，但它也决定了相机的对象距离、视场、和桨距角。此外，它可以影响抗震能力和聚集图像的照度分布和色差。在检测系统，相机定影装置被设计为四个自由度可是可调的。此设备无法只有调整摄像机的位置或俯仰角三移动自由，但它可能也保证了相机保持稳定并紧固在不同的位置，并可能弹簧张力装置消除相机的抖动造成的工作误差和保持相机的正常工作状态。4实时检测算法和软件设计 质量检查的主要技术要在高速生产线上生产的产品的是具有实时准确性和可靠性，从而影响该算法。在这项研究中。如此所谓的“实时”方面被限定为使得在检测系统可以实现图像的取得，转让，存储，分析和声音/显示报警时的时间该生产线是在高速运行。该算法 对实时性要求强制执行的检测算法的rithm应具有高效率和短的运行时间。精度的要求意味着该算法在检测系统应当具有能够分析各种缺陷的能力，具有一定的精度。该可靠性要求意味着检测算法应该是稳健的；也就是说，该算法应确保获得运行后的很长一段正确的结果。软件的要求是满足的需要检测算法，并且具有较少缺陷的优点。4.1安装图像评价标准和检测算法的积分最佳设计该检测系统的处理对象是彩色色谱印刷品，并且有许多边和在采集的图像细节。有缺陷的图像在配置文件，色差、位置、质地差异、颜色分布、色彩对比度、色彩的一致性、灰色水平等与正常图像相比。在采集的图像有些轻微的缺陷相似的特征，图像本身的一些细微的数字，并且这意味着图像是对噪声敏感。因此，评估准则到原始采集的图像应设置之前的图像处理。从实际判断按技术为先，这是不可避免的存在一个上以不同的颜色区域的边缘过渡区域。得到的图像的高对比度的宽度在采集的图像过渡区应CON受控至小于2个像素。第二个标准，则不同颜色的色度分布，不太可能是非常均匀的，因为照明的影响、技术出版和CCD传感器。为了获得较好的工艺效果，在实验中指定相同颜色的像素之间的灰度差采集的图像不应该超过一个预置的阈值。该第三个标准，光源的位置和强度，可影响原始成像效果在一定程度。光线的偏离角可以产生反射斑点，过多的照明可以产生眩光，弱光照可能会导致暗淡成像。因为这些结果是所有缺点的对以下的处理中，三个通道的灰度值应在一定范围内的预设阈值时的校准摄像机的白平衡。的阈值是灰度级在我们的研究中128。研究中的图像本文全部与评价标准符合上面提到的。实时性能是最严格要求的整体质量检测高速印刷品线。根据数据的一般规则的图像流处理，数据的量减少与提前成像处理。因此，为了提高实时间性能，检测算法应从集成优化和运行设计每个处理单元的时间应适当分配。分析实际inquisi-的特点化目标和缺陷，表现为在处理方案图。 3，采用表达系统检测算法。收集的原始图像是彩色RGB格式的数据块和拥有最大数量。经预处理图像退化到一个单通道二进制图象，并仅具有1/3原始图像数据的数据量。在经过重新治疗位置搜索和识别的缺陷，在结果是具有一个较小的数据的非保密缺陷图像大小。经过分级的治疗和统计算法，所产生的典型的缺陷的图像和分类信息提供给操作者并显示在实时。从数据尺寸的观点处理、预处理、和搜索算法更复杂，需要相对更长的处理