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机器视觉技术概念及发展历程与印品质量和评判方法

2021-02-12 03:20:45

{一}、机器视觉技术概念及发展历程
一、机器视觉的概念
机器视觉是研究用计算机来模拟生物视觉的技术。机器视觉技术的要目标是用图像创建或恢复现实世界模型,然后认识现实世界。机器视觉是一项综合技术,视觉检品机其中包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术,光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。机器视觉强调实用性,要求能够适应工业现场恶劣的环境,要有合理的性价比、通用的工业接口、较高的容错能力,并具有较强的通用性和可移植性;它强调实时性,要求高速度。
二、发展历程
机器视觉技术是一个相当新且发展的研究领域,并已成为计算机的重要研究领域之一。机器视觉是在20世纪50代从统计模式开始的,当时的工作主要集中在二维图像分析和识别上。20世纪60年代,Roberts(1965年)通过计算机程序从数字图像中提取诸如立方体、菱柱体等各方面的三维结构,并对物体形状及物体的空间关系进行描述。到了20世纪70年代,已经出现了一些视觉应用系统。1977年,以Marr教授为代表,提出了不同于“积木世界”分析方法的计算视觉理论,该理论在20世纪80年代成为机器视觉研究领域中的一个重要的理论框架。可以说,对机器视觉的性研究热潮是从20世纪90年代开始的,到90年代中期,机器视觉获得蓬勃的发展。21世纪,随着光电自动化和计算机技术的高速发展,利用机器视觉的性、可重复性、智能化和可现场性的特点,机器视觉在汽车零配件批量加工的尺寸检查和自动装配的完整性检查、电子装配线的元件定位、IC上的字符识别、印刷电路板的检验等应用场合具体的应用。
机器视觉中的关键技术
在机器视觉中,关键技术有光源(照明)技术、光学镜头、摄像机、图像采集卡、图像处理卡和准确的执行机构等几个方面。
(1)光源
在机器视觉应用系统中,好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键,起着非常重要的作用,它并不是简单的照亮物体而己。光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量,在物体需要检测的部分与那些不重要部份之间应尽可能地产生明显的区别,增加对比度;同时还应足够的整体亮度,物体位置的变化不应该影响成像的质量。在机器视觉应用系统中一般使用透射光和反射光,对于反射光情况应充分考虑光源和光学镜头的相对位置、物体表面的纹理,物体的几何形状、背景等要素.。光源的选择符合所需的几何形状、照明亮度、均匀度、发光的光谱特性等,同时还要考虑光源的发光效率和使用寿命。
在光源方面值得注意的是,LED光源因其显色性好,光谱范围宽,能覆盖可见光的整个范围,且稳定时间长,随着其制造工艺和技术的成熟,价格的降低,它必将越来越广泛的应用,成为图像领域新的亮点。还有高频荧光灯因其发光、性价比好,在某些应用场合也是很好的选择。
(2)光学镜头
光学镜头相当于人眼的晶状体,在机器视觉系统中非常重要,一个镜头的成像质量优劣,即其对像差校正的优良与否,可通过像差大小来衡量,常见的像差有球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差等六种。对定焦镜头和变焦镜头来讲,同一档次的定焦镜头的像差肯定比变焦镜头的小,因为变焦镜头折衷考虑,使各种不同焦距下的成像质量都相对较好,不允许出现某个焦距(在变焦范围内)下很差的情况。所以在机器视觉应用系统中,根据被测目标的状态应优先选用定焦镜头,此外再综合考虑图像的放大倍率、视场大小、光圈大小、焦距、视角大小等因素进行具体选择。当然,镜头与摄像机的安装接口也是应考虑的一个重要因素。
{二}、印品质量和评判方法
印刷界把评价印刷质量的方法分为主观和客观评价两类,传统的评价方法带有主观性的成分比较大,总会有的误差和随机性。现代化的印刷品质量在线检测系统,则是把数字图像处理学方法用于印品检测中,印刷品检品机增加了检测方法中的客观性。
印刷质量主要是指印刷品各种外观特性的综合效果,即质量。但有时我们应客户要求,印刷品与客户样品一致,这种对原稿复制的忠实性称为相对质量。从印刷技术角度讲,相对质量高的印刷品以是好的,但却是和原稿相像的。
印刷品由于其印刷方式不同,的图像的特征也不同。根据使用的印版特征来划分印刷方式,主要有四种:凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷。使用的印刷方式不同,印品质量高低也有很大的差异。在上面四种印刷方式中,一般来说凹印的印刷质量高、孔版印刷的质量低。由于印刷行业的产品主要以平板印刷(胶印)为主,所以对印品质量研究,也是针对胶印的成像特点进行的。
印刷品是一种靠视觉来判断的商品和艺术品。人们在评论印刷品质量的时候,总是会把人的视觉心理因素和复制工程中的物理因素综合在一起进行考虑,也就是说既考虑印刷品的商品价值或艺术水平,也考虑印刷技术本身对印刷品质量的影响。实践也证明,只有从印刷技术的角度出发进行评定,才能正确地评价印刷品质量。
曾经为“印刷品的质量”下过这样的定义印刷品质量是印刷品各种外观特性的综合效果。从印刷技术的角度考虑,所谓印刷品的外观特性又是一个比较广义的概念,对于不同类型的印刷产品具有不同的内涵。对于线条或实地印刷品,应该要求墨色厚实、均匀、光泽好、文字不花、清晰度高、套印精度高,没有透印和背透过重,没有背面蹭脏;对于彩色网点印刷品,应该要求阶调和色彩再现忠实于原稿,墨色均匀、光泽好、网点不变形、套印准确,没有重影、透印、各种杠子、背面粘脏以及机械痕迹。

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