機(jī)器視覺(jué)印刷質(zhì)量檢測(cè)是一種模擬人工檢測(cè)方法和判斷邏輯,但同時(shí)又具有更高檢測(cè)精度和更好一致性的自動(dòng)化檢測(cè)方法。
一、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的特點(diǎn)
1、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
機(jī)器視覺(jué),簡(jiǎn)而言之就是利用機(jī)器代替人工進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、判斷與測(cè)量。它是現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)、軟件工程、信號(hào)處理與系統(tǒng)控制技術(shù)等多學(xué)科的交叉與融合。
光學(xué)采集設(shè)備:由工業(yè)攝像機(jī)、光源及配套圖像采集卡等硬件組成。主要作用是獲取通過(guò)采集位置的標(biāo)簽的數(shù)字圖像,為后續(xù)的分析與處理提供素材,相當(dāng)于人工檢測(cè)的眼睛。
判斷識(shí)別:由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及植入的圖像處理與分析軟件、控制軟件構(gòu)成。是視覺(jué)檢測(cè)的核心部分,最終形成缺陷的判斷并能向后續(xù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。
自動(dòng)控制:最終將檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)果變換成具體操作的硬件,比如常見的聲光報(bào)警器、廢品剔除裝置或作標(biāo)記的裝置(如噴墨機(jī)、貼標(biāo)機(jī)等)。
除此之外,印刷檢測(cè)設(shè)備還必須有一套穩(wěn)定的機(jī)械傳輸控制平臺(tái),對(duì)于安裝在印刷機(jī)上的在線檢測(cè)系統(tǒng)而言,傳輸平臺(tái)就是印刷機(jī)而對(duì)于離線檢測(cè)系統(tǒng),則需要單獨(dú)配置傳輸平臺(tái),如復(fù)卷機(jī)、單張傳輸平臺(tái)等。
2、印刷缺陷檢測(cè)原理
印刷缺陷檢測(cè)主要依靠圖像比對(duì)的方法進(jìn)行。如圖2所示,上部圖像是通過(guò)相機(jī)采集到的實(shí)時(shí)圖像,而下部圖像為事先采集并存儲(chǔ)下來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)圖像。檢測(cè)時(shí),首先將兩幅圖像通過(guò)定位等方法使其重合,然后進(jìn)行逐點(diǎn)(逐像素)對(duì)比顏色(或亮度差異)。當(dāng)他們之間的差異超出事先設(shè)定的范圍時(shí)即判為缺陷。
3、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)特點(diǎn)
一套高品質(zhì)的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng),必須具備以下幾個(gè)必備條件:
1)高品質(zhì)的成像系統(tǒng)
成像系統(tǒng)被稱為視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的“眼睛”,因此“眼睛”識(shí)別能力的好壞是評(píng)價(jià)成像系統(tǒng)的最關(guān)鍵指標(biāo)。通常,成像系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:
能否發(fā)現(xiàn)存在的缺陷
基于圖像方法進(jìn)行的檢測(cè),所能夠依據(jù)的最原始也是唯一的資料即是所采到的圖像上的顏色(或者亮度)變化,除此之外,沒(méi)有其他資料可供參考。所以,一個(gè)高品質(zhì)的成像系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個(gè)能充分表現(xiàn)被檢測(cè)物表面顏色變化的成像系統(tǒng)。因此除了選擇具有高清晰度的相機(jī)與鏡頭之外,用以營(yíng)造成像環(huán)境的光照設(shè)計(jì)也顯得非常重要,有時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)為特殊缺陷專門設(shè)計(jì)的光照系統(tǒng)。我們經(jīng)常所說(shuō)的100%質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)際上指的是在能夠充分表現(xiàn)各種缺陷的圖像中的100%全檢。
能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷的最小尺寸
數(shù)字圖像的最小計(jì)量單位是像素(pixel),它本身并不代表被攝物實(shí)際的尺寸大小。
被攝物實(shí)際尺寸大小與像素之間的關(guān)聯(lián)是通過(guò)一個(gè)叫做分辨力的物理量來(lái)完成的。分辨力指的是每單位像素代表的實(shí)際物體尺寸。分辨力數(shù)值越小,圖像的精細(xì)程度就越高,檢測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸就越小,檢測(cè)精度就越高。
能否足夠快地?cái)z取圖像
如同人眼看運(yùn)動(dòng)物體一樣,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的足夠快時(shí),人眼就不能再清晰的觀察到物體的全部。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的“眼睛”-攝像機(jī)也有一個(gè)拍攝速度上限,即相機(jī)主頻。當(dāng)被攝物的運(yùn)行速度超出了攝像機(jī)的主頻上限時(shí),攝像機(jī)就不能獲得清晰、完整的圖像,檢測(cè)就不能正常地繼續(xù)下去。攝像機(jī)主頻越高,采集速度也就越快,檢測(cè)才能保持高效進(jìn)行。因此,是否采用了足夠高主頻的攝像機(jī)也是評(píng)價(jià)一個(gè)成像系統(tǒng)是否高品質(zhì)的關(guān)鍵因素。
2)成熟的圖像處理與分析算法
圖像處理與分析算法在整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中相當(dāng)于人工檢測(cè)時(shí)人腦的判斷思維,由于機(jī)器視覺(jué)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,評(píng)價(jià)一個(gè)算法的好壞更多的是依賴于實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證而非考察算法中是否采用了比較先進(jìn)或高深復(fù)雜的理論。因此一個(gè)能夠充分模擬人腦判斷過(guò)程與方法并且穩(wěn)定、高效的圖像處理與分析算法才是我們需要的,也就是所謂的成熟的處理與分析算法。因此,在設(shè)計(jì)處理算法時(shí),需要充分分析人的判斷過(guò)程,并將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言。
3)可操作性好
可操作性好主要要求檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用操作要具備簡(jiǎn)潔、方便并易于理解的特點(diǎn)。比如系統(tǒng)有友好的人機(jī)交互界面、良好的導(dǎo)向性操作設(shè)計(jì)等。
4)穩(wěn)定的其他配套設(shè)施
其他配套設(shè)施指的是除了檢測(cè)系統(tǒng)以外的設(shè)施,如傳輸控制平臺(tái)、缺陷處理裝置(剔除、報(bào)警、標(biāo)記等)。對(duì)配套設(shè)施的要求是必須運(yùn)行穩(wěn)定、信號(hào)響應(yīng)及時(shí)、迅速。