机器视觉系统的组成与应用趋势同印刷工业的快速发展

[一]、机器视觉系统的组成与应用趋势

(1)机器视觉系统

机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给的图像处理系统，视觉品检机根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，终用于实际检测、测量和控制的自动化信息系统。

机器视觉系统主要由三部分组成：图像采集、图像处理与分析、判决与控制。

一个典型的工业机器视觉应用系统包括光源、光学系统、图像捕捉系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械执行模块。先用相机获得被测目标的图像信号，然后通过A/D转换变成数字信号传送给图像处理系统，根据像素分布、亮度和颜色等信息，通过运算来抽取目标的特征，根据预设的判别准则输出判断结果，去控制驱动执行机构进行相应处理。

(2)机器视觉系统的分类

从组成结构来分类，典型的机器视觉系统可分为两大类：PC式或板卡式机器视觉系统(PC-BasedVisionSys七em)，以及嵌入式机器视觉系统，亦称“智能相机”(SmartCamera)或“视觉传感器”(VisionSensor)。PC式视觉系统是一种基于个人计算机(PC)的视觉系统，一般由光源、光学镜头、CCD或CMOS相机、图像采集卡、图像处理软件以及一台PC机构成。基于PC的机器视觉应用系统尺寸较大、结构复杂，周期较长，但可达到理想的精度及速度，能实现较为复杂的系统功能。另一类是嵌入式视觉系统，嵌入式视觉系统具有易学、易用、易维护、易安装等特点，可在短期内构建起而的机器视觉系统，从而提高了应用系统的速度。两类视觉系统在检测速度、测量精度等指标上有着明显的优劣对比。

(3)应用趋势

将近80%的工业机器视觉系统主要用在检测方面，包括用于提高生产效率、控制生产过程中的产品质量、采集产品数据等。产品的分类和选择也集中于检测功能中。视觉系统检测生产线上的产品，决定产品是否符合质量要求，并根据结果，产生相应的信号输入上位机。图像获取设备包括光源、相机等；图像处理设备包括相应的软件和硬件系统；输出设备是与制造过程相连的有关系统，包括过程控制器和警报装置等。数据传输到计算机，进行分析和产品控制，若发现不合格品，则警报器告警，并将其排除出生产线。机器视觉的结果是CAQ系统的质量信息来源，也可以和CIMS其它系统集成。

[二]、印刷工业的发展

在近几年里，随着印刷工业的发展，印刷品品检机对于不干胶标签检测的需求也逐渐增多；随着机器视觉技术的提高与产品的广泛使用，国内机器视觉系统的应用状况也将由低端转向；另外，由于用户的需求与要求的多样化，个性化服务和方案在竞争中也将日益重要。随着高速工业摄像机技术和微机技术的发展，以研究软件处理技术和高实时性算法，具有自主知识产权的印刷品检测装置为研究方向，不仅是国内印刷企业与广大市场的需求，而且也是摆脱厂商技术垄断的需要。

目前印刷工业中采用的检测系统包括两种类型：被动型和主动型。被动型系统自动完成整个检测过程或其中特定工段，某些时候甚至可以使生产流程脱离操作者。通常对卷筒印刷模式具有检测能力的系统都是属于这种类型。在系统功能上，比较检测系统通常具有自动比较功能，用来监控色彩、评估条码质量、纠正配准偏差、检测印刷缺陷等，对检测数据具有数据库管理和统计功能，在错误发生时能够警告操作者并且呈现出缺陷位置，能够通过控制部分印刷生产线动作来错误影响等。在质量检测的功能层次上，有的系统能够在抽样基础上对一个小的区域执行检测，有的系统能够对整个印辊面上的任意一个小的区域执行检测，有的系统能够对整个印辊面进行的质量检测。

根据不同应用条件，印刷质量检测系统的检测性能及可检测内容主要包括：(1)配准监控，包括色彩配准、印版与印模配准、纸张之间的配准、模切配准等。

(2)印刷缺陷检测，包括光晕、印版挤压、填充或扩散、条痕、压条、毛边、灰化、鱼眼、斑纹、迸溅、气霆、误印、扭曲、污(墨)点、双影、脏版等。

(3)对色彩密度、墨/水比例平衡度、敷膜和涂层检测、色差检测等。

(4)条形码的校验与检测：包括边界确定、小偏移、符号对比、小边界对比、调制、缺陷、译码、可译码性等。

(5)字符和号码印刷中的漏印、重印、模糊不清、笔划缺损等。

(6)监督穿孔和模切质量、提供检测信息反馈标记等。