基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統的製作方法
2023-09-19 20:11:40
專利名稱：基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及機器視覺檢測及工業自動化領域，具體地，涉及一種基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統。
背景技術：
膠印版材是平版印刷的一種優質印版。自問世以來，世界範圍得到飛速發展，現已普遍應用於報紙、雜誌、書籍的印刷。在生產過程中，由於原材料質量、生產工藝等原因，膠印版材表面會有瑕疵或缺陷，比如脫塗、汙點、劃痕、褶皺等，從而影響了產品的質量。目前，國內各膠印版材廠商，對於膠印版材表面瑕疵缺陷的檢測主要還是依靠工人肉眼識別。但是，受限人的主觀因素影響，在檢測的過程中時常會出現漏檢的情況，這樣給廠家帶來了很大的經濟損失。而且隨著人工成本的不斷增加，膠印版材生產線車速的不斷提高，這種純粹依靠人工的檢測方法越來越不可取。綜上所述，現有膠印版材表面檢測技術存在如下不足:1、漏檢率高:受限人的主觀因素，膠印版材檢測過程中漏檢的概率很高；2、成本高:漏檢率高，廠家會的經濟損失大；而且，隨著工人工資的增長，廠家的人工成本也會越來越高；3、檢測精度低:單純依靠人工檢測，檢測精度勢必會很低；4、生產效率低下:人工檢測制約生產線車速的提高；而且膠印版材生產環境有輕微毒性，長時間檢測會影響檢測效率，還會對工人的身體健康造成影響；
發明內容
(一 )要解決的技術問題針對現有膠印版材表面檢測技術中的不足，本發明的目的在於提出一種基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統，配合現有膠印版材生產線，實現對膠印版材表面的實時在線檢測；降低漏檢率、釋放人工勞力，降低生產廠商生產成本；提高檢測精度，提高生產線工業自動化水平。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供一種基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，包括圖像採集設備、圖像處理設備、系統照明設備和UPS ;其中，所述圖像採集設備，用於採集膠印版材表面原始圖像信息；所述圖像處理設備，用於處理所述圖像採集設備採集的原始圖像信息；所述系統照明設備，用於為所述圖像採集設備提供成像照明；所述UPS，用於整個系統的斷電保護及電源管理。優選地，所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，還包括輔助設備，所述輔助設備包括系統同步設備、噴碼機及噴碼識別機、報警燈；其中，所述同步設備包括同步盒與編碼器，用於提供所述圖像採集設備的同步採集時序信號;所述噴碼機，用於根據所述圖像處理設備的處理結果，對膠印版材進行噴碼標識；所述噴碼識別機，用於所述噴碼機噴碼標籤的識別；所述報警燈，用於根據所述圖像處理設備的處理結果提示膠印版材表面有瑕疵出現時，進行報警提示。優選地，所述系統照明設備包括線性光源、條形光源與同軸光源中至少一種。優選地，所述系統照明設備的光波長大於450nm可見光。優選地，所述圖像採集設備由一個或多個線陣CXD相機並行拼接組成。優選地，所述圖像處理設備包括圖像採集卡和計算機；其中圖像採集卡通過PC1-E總線方式與計算機通訊。優選地，所述圖像處理設備中包括信息管理模塊，用於所述圖像處理設備圖像處理結果的統計分析，並控制管理整個系統。優選地，所述信息管理模塊的統計分析功能，基於圖像處理設備的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。優選地，所述信息管理模塊可實時監控系統各硬體實時狀態和使用情況，並實現控制管理功能。本發明還提供一種利用所述系統的基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法，包括步驟:SI:圖像採集設備採集生產線材料表面原始圖像信息；S2:圖像處理設備接收到圖像採集設備的圖像原始信息後，完成原始圖像的初步處理，再經過邊界定位、圖像增強、二值化、圖像去噪、消除背景、圖像形態學瑕疵查找和分析，最後將生產線材料原始圖像中瑕疵的圖片、面積大小和位置信息傳遞給信息管理的模塊；信息管理的模塊基於圖像處理設備的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。(三)有益效果本發明基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統，具有如下優點和有益效果:1、無需改變現有生產工序，方便安裝在膠印版材生產線上；2、實現膠印版材表面的實時在線檢測，提供生產廠商的生產效率:本系統可實現對30m/min膠印版材生產線的實時在線檢測。3、檢測精度高:本系統採集精度0.05mm以上，檢測精度達到0.1mm,遠高於目前人工檢測水平；4、漏檢率低:整個檢測過程完全由工業控制計算機或者PC完成，無人為客觀因素影響，可大大降低漏檢率；5、生產成本低:漏檢率降低了，減少生產廠商的經濟損失；釋放大量人力，減少人力成本，保守估計，每條線釋放60名人工勞力，每年節約成本100萬。
圖1為本發明基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統的結構示意圖；其中，1-圖像採集設備；2-瑕疵；3_系統照明設備；4_噴碼機；5_膠印版材；6_圖像處理設備；7-報警燈；8_編碼器；圖2為本發明系統工作原理示意圖；圖3為本發明中的同步時序示意圖；圖4為本發明中的算法處理過程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不是限制本發明的範圍。本發明所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，包括圖像採集設備、圖像處理設備、系統照明設備和UPS;其中，所述圖像採集設備，用於採集膠印版材表面原始圖像信息；所述圖像處理設備，用於處理所述圖像採集設備採集的原始圖像信息；所述系統照明設備，用於為所述圖像採集設備提供成像照明；所述UPS，用於整個系統的斷電保護及
電源管理。如圖1所示，本發明所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統一實施例，包括圖像採集設備1，系統照明設備3，圖像處理設備6和UPS ;輔助設備包括噴碼機4、報警燈
7、編碼器8;所述圖像處理設備6包括信息管理模塊。其中:圖像採集設備I採集膠印版材5表面的原始圖像信息；圖像處理設備6用於圖像採集設備I採集原始圖像信息的處理；系統照明設備3用於為圖像採集設備I提供成像照明；所述信息管理模塊，用於所述圖像處理設備I圖像處理結果的統計分析，並控制管理整個系統。系統工作原理如圖2所示。其中，系統照明設備3包括線性光源、條形光源與同軸光源中至少一種，及相對應的光源控制器；這裡，系統照明設備3可以使用線性光源、同軸光源、條形光源；依據膠印版材特性，系統要求照明設備的光波長大於450nm可見光；具體地，系統照明設備3的使用方式如下:依據CTP的光線特性，系統採用線性光源，系統照明設備波長為570nm黃色光源；圖像採集設備1，由系統同步時序統一控制，完成對膠印版材5表面原始圖像的採集，經圖像採集設備I與圖像處理設備6的數據接口，傳輸給圖像處理設備6進行處理；這裡，圖像採集設備I是由一個或幾個線陣C⑶相機並行拼接組成，根據實際的檢測幅寬和生產線速度選擇線陣CCD相機的個數和參數。系統同步時序如圖3所示，生產線帶動編碼器轉動，產生同步信號，經過同步盒處理後，分別傳給不同的採集卡，控制採集設備同步採集。圖像處理設備6用於對圖像採集設備I採集原始圖像信息的處理；這裡圖像處理設備6包括圖像採集卡、工業控制計算機或者PC機，以及插接在所述工業控制計算機或者PC機內部的內存、硬碟、顯卡等硬體設備，其中圖像採集卡通過PC1-E總線方式與工業控制計算機或者PC機通訊。具體地，圖像處理設備6中的圖像採集卡接受到圖像採集設備I的圖像原始信息後，完成原始圖像的初步處理，並通過相應接口傳遞給算法程序。算法程序再經過邊界定位、圖像增強(線性拉伸)、二值化(單閾值、雙閾值、自適應)、去除孤立點(臨域搜索)、圖像或(去除背景，只留瑕疵)、圖像形態學等一系列算法處理，將膠印版材原始圖像中瑕疵2的圖片、面積大小、位置等信息傳遞給信息管理軟體。圖像處理過程如圖4所示。信息管理模塊，用於所述圖像處理設備I圖像處理結果的統計分析，並控制管理整個系統。具體的，信息管理模塊的統計分析功能，基於圖像處理設備6的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。信息管理軟體還有一項功能是完成對系統的監控管理。可實時監控系統各硬體實時狀態和使用情況，並實現控制管理功能。其它輔助設備，包括同步設備、噴碼機及噴碼識別機、報警燈，用於輔助系統完成對應的功能。其中，同步設備，用於圖像採集設備的同步信號的提供；噴碼機及噴碼識別機、報警燈的功能在於，當圖像處理設備6完成對膠印版材5表面瑕疵2的識別後，信息管理軟體接收到算法程序的瑕疵處理結果，會發給噴碼機一個控制信號，噴碼機在膠印版材背面噴碼標示瑕疵2的位置。噴碼識別機位於碼垛操作之前，識別瑕疵2的位置噴碼，完成對膠印版材的質量檢測功能。其中報警燈:根據所述圖像處理設備的處理結果提示膠印版材表面有瑕疵出現時，進行報警提示；信息管理模塊接收到膠印版材表面的檢測結果，有瑕疵出現時，會給報警燈發一個控制信號，報警燈提示操作員膠印版材表面有瑕疵出現。本發明所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法，包括步驟:S1:圖像採集設備採集生產線材料表面原始圖像信息；S2:圖像處理設備接收到圖像採集設備的圖像原始信息後，完成原始圖像的初步處理，再經過邊界定位、圖像增強、二值化、圖像去噪、消除背景、圖像形態學瑕疵查找和分析，最後將生產線材料原始圖像中瑕疵的圖片、面積大小和位置信息傳遞給信息管理的模塊；信息管理的模塊基於圖像處理設備的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，包括圖像採集設備、圖像處理設備、系統照明設備和UPS ;其中， 所述圖像採集設備，用於採集膠印版材表面原始圖像信息； 所述圖像處理設備，用於處理所述圖像採集設備採集的原始圖像信息； 所述系統照明設備，用於為所述圖像採集設備提供成像照明； 所述UPS，用於整個系統的斷電保護及電源管理。
2.根據權利要求1所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，還包括輔助設備，所述輔助設備包括系統同步設備、噴碼機及噴碼識別機、報警燈；其中， 所述同步設備包括同步盒與編碼器，用於提供所述圖像採集設備的同步採集時序信號; 所述噴碼機，用於根據所述圖像處理設備的處理結果，對膠印版材進行噴碼標識； 所述噴碼識別機，用於所述噴碼機噴碼標籤的識別； 所述報警燈，用於根據所述圖像處理設備的處理結果提示膠印版材表面有瑕疵出現時，進行報警提示。
3.根據權利要求1或2所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述系統照明設備包括線性光源、條形光源與同軸光源中至少一種。
4.根據權利要求3所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述系統照明設備的光波長大於450nm可見光。
5.根據權利要求1所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述圖像採集設備由一個或多個線陣CCD相機並行拼接組成。
6.根據權利要求1所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述圖像處理設備包括圖像採集卡和計算機；其中圖像採集卡通過PC1-E總線方式與計算機通τΗ ο
7.根據權利要求1所示的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述圖像處理設備中包括信息管理模塊，用於所述圖像處理設備圖像處理結果的統計分析，並控制管理整個系統。
8.根據權利要求7所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述信息管理模塊的統計分析功能，基於圖像處理設備的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。
9.根據權利要求7所述的基於機器視覺的膠印版材表面檢測系統，其特徵在於，所述信息管理模塊可實時監控系統各硬體實時狀態和使用情況，並實現控制管理功能。
10.一種利用權利要求1-9中任意一項所述的系統的基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法，其特徵在於，包括步驟: S1:圖像採集設備採集生產線材料表面原始圖像信息； S2:圖像處理設備接收到圖像採集設備的圖像原始信息後，完成原始圖像的初步處理，再經過邊界定位、圖像增強、二值化、圖像去噪、消除背景、圖像形態學瑕疵查找和分析，最後將生產線材料原始圖像中瑕疵的圖片、面積大小和位置信息傳遞給信息管理的模塊；信息管理的模塊基於圖像處理設備的圖像處理結果，將圖像處理結果中瑕疵的相關信息做分析統計，並將結果存儲與資料庫中，通過人機界面顯示出來。
全文摘要
本發明是一種基於機器視覺的膠印版材表面檢測方法及系統，該系統包括圖像採集設備、圖像處理設備、系統照明設備和UPS；其中，所述圖像採集設備，用於採集膠印版材表面原始圖像信息；所述圖像處理設備，用於處理所述圖像採集設備採集的原始圖像信息；所述系統照明設備，用於為所述圖像採集設備提供成像照明；所述UPS，用於整個系統的斷電保護及電源管理。本發明配合現有膠印版材生產線，實現對膠印版材表面的實時在線檢測；降低漏檢率、釋放人工勞力，降低生產廠商生產成本；提高檢測精度，提高生產線工業自動化水平。
文檔編號G01N21/88GK103175840SQ201110433009
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者徐江偉, 張富明, 張廣秀, 王新新, 任婕, 韓琦 申請人:北京兆維電子(集團)有限責任公司, 北京兆維科技開發有限公司