机器视觉在印刷质量检测中的应用

机器视觉用于印刷和包装行业的质量检测。它的基本工作原理是用照相机采集印刷品上的图像，并与计算机中印刷品的标准图像（模板）进行比较。如果发现差异超过设定的公差范围，则判定为不合格品，但实际的机器视觉系统要复杂得多。

视觉检测系统的结构与工作原理

视觉检测系统主要由光源、光学镜头、摄像机、图像信息处理和执行机构四部分组成。

光源和照明系统

照明光源和照明系统是整个视觉检测系统的关键部件之一，起着非常重要的作用。它不仅仅是照亮物体。首先，照明光源应能真实再现印刷品的色彩，而不致造成色彩失真。这就要求光源的发光光谱要接近太阳光，同时要保证整个照明区域的亮度足够均匀。其次，光源和照明系统的设计应避免某些特殊区域对印刷品具有高反射率，如烫金。激光防伪标志使采集到的图像溢出，导致检测精度降低或根本无法检测。最后，在一些应用中，应尽量考虑光源与照明方案的配合，突出物体的特点。当需要检测到物体时，需要检测的部分和不重要的部分之间应尽可能明显地存在差异，以增加对比度，同时应保证。物体位置的变化不应影响成像质量。透射光和反射光通常用于机器视觉应用。在反射光的情况下，应充分考虑光源和光学透镜的相对位置、物体表面的纹理、物体的形状和背景。总之，在选择光源和设计照明系统时，必须根据印刷品的具体情况，确定光源的形状、亮度、均匀性、光谱特性、发光效率和使用寿命。

（2）光学透镜

光学透镜相当于人眼的透镜。光学透镜的质量将影响视觉检测系统分辨物体的能力、图像的对比度和清晰成像的范围。透镜的像质，即其像差校正，可以通过像差的大小来测量。常见的像差有球差、昏迷像差、散光、场曲率、像差和色差。

照相机

我们知道，光学镜头通过被摄物体的光学信息，而计算机处理被摄物体的电子信息，因此照相机是完成从光学信息到电子信息转换的装置。

A.工作原理

在照相机中，关键设备是一种称为视觉传感器的芯片。这些芯片整齐地排列着像小水池一样的电池，但它们装的不是水，而是电荷。携带被摄物体光学信息的光通过透镜到达芯片表面，光学信息成为电荷信号，即曝光。光强局部电荷较多，光弱局部电荷较少，这与印刷品上不同区域的亮度相对应。不同的颜色被分解成三种基本颜色：红色、绿色和蓝色，它们以不同的单位存储。曝光产生的电荷信号经放大和扫描顺序的模数转换处理，最后由摄像机输出。

B.分类

根据实际情况，用于印刷质量检测的摄像机可分为线性摄像机和区域摄像机两类。线性阵列相机一次只能获取一行图像信息，为了获得完整的图像，目标必须以直线的形式从相机来回传递，因此它非常适合于以一定的速度和匀速运动的目标的图像检测。区域阵列相机可以一次获取整个图像的信息，因此相机的速度更快。例如，我们每天都使用数码相机。

光电转换器是摄像机的核心部件。目前，有两种典型的光电转换器：CCD和CMOS图像传感器。CCD是机器视觉中最常用的图像传感器。它集成了光电转换、电荷存储、电荷转移和信号读取。它是一种典型的固态成像装置。电荷耦合器件的突出特点是以电荷为信号，但与器件不同的是以电流或电压为信号。这种成像装置通过光电转换形成电荷包，在驱动脉冲的作用下对输出图像信号进行传输和放大。典型的CCD摄像机由光学镜头、定时同步信号发生器、垂直驱动器和模拟/数字信号处理电路组成。金属氧化物半导体完整图像传感器的发展始于20世纪70年代初，90年代初随着超大规模集成电路制造技术的发展，CMOS图像传感器得到了迅速发展。CMOS图像传感器在芯片上集成了光敏元件阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器和控制器。它还具有对局部像素进行随机访问编程的优点。目前，CMOS图像传感器以其集成度好、功耗低、动态范围宽、输出图像无阴影等优点得到了广泛的应用。

c.相机打印检测要求

从以上摄像机的工作原理可以看出，为了使系统能够做出正确的判断和决定，有必要要求：a.首先，原始图像信息的质量应较高；b.摄像机应具有足够的动态范围，即，打印上的明暗部分可以是准确地反映；c.相机应该有足够的分辨率，也就是说，照片上的微小细节可以清晰地显示出来。d.照相机应能再现印刷品的颜色。e.摄像机的读取速度应与印刷品的移动速度一致，以保证足够的精度和100%的采集。

（4）图像信息的处理与执行机制

图像信息的处理和执行机制，即计算机，是机器视觉系统的核心，相当于人脑。图像信息处理的整个过程通常包括：

A.预处理。高速移动打印通过相机时，与模板图像相比，它经常在位置上移动和旋转，有时甚至会漂移，导致采集的图像失真；光源的不稳定和外部环境的影响，使采集的图像亮度不均匀，颜色发生变化；其他如内部设备、电源和采集设备本身也将介绍一种。固定干扰和噪音。因此，在视觉系统的安装过程中，一方面要消除这些不利因素，另一方面要通过图像预处理消除和稀释这些不利因素的影响。常见的图像预处理操作主要包括图像增强、数据编码与传输、平滑、边缘锐化、分割等。经过这些处理后，图像质量有了一定的提高，不仅提高了图像的视觉效果，而且便于计算机对图像进行分析、处理和识别。

b.特征提取与识别；

c.测量。简而言之，它的意思是“与模板比较，找出差异”。

总之，机器视觉是一项集光学、机械、电学和计算机于一体的技术。它非常适用于批量生产过程中的重复测量、检验和识别。

机器视觉在印刷包装工业中的应用

1。在线和离线检测

目视检测系统根据安装的载体不同，可分为在线检测系统和离线检测系统。

在线检测系统安装在胶印机、凹版机、柔性版机、打印机等印刷设备上，用于实时检测印刷质量。印刷品可以是纸张或卷轴。在线检测系统的目视检测部分的功能与离线检测系统的功能基本相同。主要区别在于不合格品的处理方式。当发现缺陷时，在线检测系统通常会记录缺陷的位置（卷筒纸：长度，床单纸：页码），或者使用喷墨打印机、贴标机和打标机在纸张边缘进行标记。号码检测记录了错误的号码或相邻页的号码。

离线检测系统通常安装在检测机或复卷机上。产品检验员除了具有在线检测系统的位置记录和标识功能外，通常还具有仓储部门的功能，即根据检测结果，将良、劣产品分配到不同的仓库。

2。质量分析、跟踪和管理

除了为整个检测过程提供实时报警和详细完善的分析报告外，操作员还可以根据Whitemove检测系统的实时报警和分析报告调整工作中的问题。管理者还可以根据测试结果的分析报告跟踪生产过程，这更有利于生产技术的管理。也就是说，质量检测设备不仅能提高成品合格率，而且有助于厂家改进工艺流程，建立质量管理体系，达到长期稳定的质量标准。

印刷包装行业机器视觉检测的推广与推广

目前，中国虽然是一个大印刷国，但并不是一个强大的印刷国。要想走向世界，就必须采用先进的印刷设备和检测设备。安装白动视觉检测系统，虽然前期需要一定的投资，但其在质量检测方面的优势，将给企业带来长期的质量效益和人工成本。

视觉质量检测可用于印前、印刷过程和印后加工，但大多数应用集中在印后质量检测。中国有数万家印刷企业，但很少真正使用检测系统。除印钞、票务等特殊行业外，主要是包装行业。包装行业对印刷品的需求很高，对质量和颜色的要求也很特殊。这就要求包装印刷厂具有独特的产能优势、技术优势和质量优势，以满足客户对印刷量、周期和质量的总体要求。

为促进机器视觉检测，印刷包装企业应多了解机器视觉。在哪里安装，如何安装，如何达到最好的效果，可以带来哪些具体的好处，这些都需要不断的推广和宣传。印刷包装行业从业人员应当提出自己的具体需求，学习和掌握机器视觉检测的概念和操作；机器视觉行业从业人员应当了解印刷工艺、生产工艺、操作方式和质量标准。只有紧密结合，才能形成真正符合我国国情的白色视觉质量检测体系，提高质量。提高效率和降低成本的基本目的。