基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统及检测方法，自动检测系统包括：图像采集系统、与图像采集系统相连的图像处理系统、与图像处理系统相连的显示与控制系统，所述图像采集系统将采集到的印刷品图像与色彩信息转换为能被图像处理系统处理的数字信号，所述图像处理系统对数字信号进行运算，抽取目标特征，然后再根据预设的判别准则输出判断结果，所述显示与控制系统将图像处理系统的判断结果输出。通过上述方式，本发明专利技术能够提高生产的柔性和自动化程度，代替人工视觉，减轻工人的劳动强度，提高生产效率和自动化程度，减少次品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动检测系统领域，特别是涉及一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统及检测方法。
技术介绍
印刷技术的出现为人类社会的发展做出了巨大贡献，随着印刷技术的快速发展，印刷品充斥在社会的每一个角落，与人们的生活密切相关。虽然新一代印刷机性能在速度、质量等方面提升很大，但是目前的印刷技术自身仍然无法杜绝各种印刷缺陷的出现，无法满足社会对印刷品质越来越高的需求。印刷品的质量缺陷主要包括套印偏差、颜色偏差、表面污渍、漏印、错位、起皱、刮伤以及一些特殊缺陷等。严格意义上，所有与印刷原稿不一致的印刷品都有质量缺陷，但是人眼对印刷品的要求是以不影响图像的清晰再现为标准，满足该标准的印刷品即使与印刷原稿不同却仍然可以视为合格。印刷品质量的好坏应该是承印商与最终用户就某一特定印刷品经过协商，确定的一个协议，该协议必须有明确的、可量化的合理描述，只有达不到规定要求的印刷品才视为有质量缺陷。鉴于印刷技术的复杂性和印刷品缺陷的多样性，在颜色、层次、清晰度、一致性上保证良好且持续稳定的印刷质量就显得尤为重要。传统的印刷品检测技术包括主观目测法和仪器检测法。主观目测法是指以原稿为基础，直接或借助放大镜对照样张进行人为对比，主观评价印刷品质量好坏。该方法虽然简单灵活，但是由于评价人的知识、技能、经验、爱好、生理以及审美观点等的不同，导致评价的精确性和稳定性较差。仪器检测法是指通过专门的仪器设备和工具对印刷品的各个质量环节作出定量分析，结合复制的质量标准作出客观的评价，使用的印刷质量检测仪器有各种密度计、色度计等，比如分光光度计是利用不同颜色的油墨对不同波长的光反射与吸收的比例不同的原理，通过分析测量印刷品反射的光谱特性来反映印刷色彩的差异。仪器检测法可以为客观评价印刷品质量提供理论依据，克服了主观目测法的不稳定性等缺陷，在印刷领域有着广泛的应用，但是这种检测方式的理论依据不但有其不精确性和局限性，而且这些检测仪器一般只能对10mm2左右的区域进行检测，因而必须加印测控条，无法完整直接地从印刷画面上获得我们要求的信息。传统印刷品检测技术还有一个非常重要的缺陷，即他们都只能在印刷完成后进行抽样检测，一旦在印刷过程中出现质量问题，往往造成印刷材料和工时的大量浪费，增加企业生产成本。为了能够在印刷过程中及时发现问题，一些印刷生产线上通常安装频闪灯，利用频闪灯快速闪光及人眼的视觉暂留原理，使操作人员能够观察到动态的印刷品图案，发现生产中重大的印刷缺陷，但是在印刷速度不稳定以及对版时，还是无法及时发现印刷图像的质量变化，而且频闪灯长期不断闪烁的强光会对操作人员的视力造成严重的伤害，因此采用频闪灯检测的方式已经在中高档印刷设备上逐步被淘汰，由更为先进的印刷图像抓拍系统取代。上世纪80年代末出现了用于印刷生产线的印刷图像抓拍系统，用工业相机代替人眼，抓拍到生产线上的特定位置的印刷图像，并对图像进行数字化处理后，在计算机的屏幕上显示出清晰的静态图像，可以人工调整相机观看不同部位的印刷质量，这种系统的最大优点就是避免了频闪灯对人眼的伤害，同时能够使观看到印刷图案更清晰，但是这种图像抓拍系统还只是机器视觉系统的一个雏形，因为系统主要是图像抓拍及显示功能，受制于当时计算机的性能，只有很少量的基本图像处理功能，所以这个系统只能作为人工观测的一个辅助工具，不能从根本上改善印刷质量。直到上世纪90年代初，随着计算机的处理能力进一步提高，真正具有自动处理及识别功能的机器视觉系统才开始出现，印刷品的在线检测是将图像处理技术与印刷原理相结合而形成的一种适合高速印刷的全自动检测方法。在线检测的优势主要表现在以下两个方面：首先，在线检测可以更精确的检测到细微缺陷。比如在印刷品的对比色比较强烈时，人眼才可以发现大于0.3mm以上的缺陷，且得到的检测质量很难保持持续稳定，如果是在色系相同，尤其是在淡色系的印刷品中检测印刷品质量，人眼能够发现的缺陷则至少需要二十个灰度级；而在线印刷检测设备则能够轻易发现0.1mm大小的缺陷，且只需一个灰度级的差别就可以。其次，在线检测提高了生产效率。在线检测系统的质量评估独立于操作者的主观判断，在运行过程中的调节实施更快速更容易，大大提高了检测速度，当出现质量缺陷时，生产人员可以根据现场中的实时报告，及时解决出现的问题，减少废品率的同时也减轻了人员的劳动强度；而管理人员也可以分析检测结果，跟踪生产过程，提高管理效益。机器视觉技术还不仅局限于印刷质量的印后检测，已经逐步在印前检测及印刷过程控制等各环节中发挥重要作用，比如印版的检测、承印物的检测、印刷中墨量大小的检测和自动控制。但是令人遗憾的是，由于目前国内印刷行业的门槛较低，印刷厂数量庞大但规模偏小，只有少数对印刷质量要求非常严格或形成品牌效益的企业已经开始使用基于机器视觉的质量检测系统，如人民币、税票、存折、身份证、彩票、烟包等大部分实现了对关键信息的检测，而其他大多数生产用户对于基于机器视觉的印刷品在线检测设备的关注程度依然不够。当然出现这种情况，除了用户自身局限性的关系外，与视觉检测设备仍存在一些不足有很大关系。首先，系统的功能不能全面满足用户更高的要求。无论设计多么复杂的机器视觉检测系统相对于人工检测所欠缺的方面是其智能程度还非常低，面对新情况的应变能力一般较差，一个看似很小的功能改变都有可能导致整个视觉检测系统的变更。其次，检测设备价格仍然比较昂贵，大规模改造生产线会造成生产用户一次性投入过大，影响检测设备的普及程度。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，能够提高生产的柔性和自动化程度，代替人工视觉，减轻工人的劳动强度，提高生产效率和自动化程度，减少次品率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，包括：图像采集系统、与图像采集系统相连的图像处理系统、与图像处理系统相连的显示与控制系统，所述图像采集系统将采集到的印刷品图像与色彩信息转换为能被图像处理系统处理的数字信号，所述图像处理系统对数字信号进行运算，抽取目标特征，然后再根据预设的判别准则输出判断结果，所述显示与控制系统将图像处理系统的判断结果输出。在本专利技术一个较佳实施例中，所述图像采集系统由光源、镜头、图像采集卡和若干CCD摄像机组成。在本专利技术一个较佳实施例中，所述若干CCD摄像机包括若干前置CCD摄像机和若干后置CCD摄像机。在本专利技术一个较佳实施例中，所述显示与控制系统包括监视界面、过程控制器和报警装置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述报警装置为报警灯。在本专利技术一个较佳实施例中，所述过程控制器包括控制按钮、安全光栅、键盘鼠标抽屉、分拣器。还提供一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1）由图像采集系统采集标准图像，将采集到的标准图像转换成数字信号，作为判别准则；2）由图像采集系统采集待测图像，并将采集到的待测图像转换成能被计算机处理的一系列数字信号；3）由图像处理系统将步骤2）的数字信号与步骤1）中作为判别准则的数字信号进行匹配定位，并采用图像处理方法经过运算处理后找出有质量问题的图像，并输出判断结果；4）由显示与控制系统将图像处理系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，包括：图像采集系统、与图像采集系统相连的图像处理系统、与图像处理系统相连的显示与控制系统，所述图像采集系统将采集到的印刷品图像与色彩信息转换为能被图像处理系统处理的数字信号，所述图像处理系统对数字信号进行运算，抽取目标特征，然后再根据预设的判别准则输出判断结果，所述显示与控制系统将图像处理系统的判断结果输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，包括：图像采集系统、与图像采集系统相连的图像处理系统、与图像处理系统相连的显示与控制系统，所述图像采集系统将采集到的印刷品图像与色彩信息转换为能被图像处理系统处理的数字信号，所述图像处理系统对数字信号进行运算，抽取目标特征，然后再根据预设的判别准则输出判断结果，所述显示与控制系统将图像处理系统的判断结果输出。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，所述图像采集系统由光源、镜头、图像采集卡和若干CCD摄像机组成。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，所述若干CCD摄像机包括若干前置CCD摄像机和若干后置CCD摄像机。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，所述显示与控制系统包括监视界面、过程控制器和报警装置。5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的彩色印刷品缺陷自动检测系统，其特征在于，所述报警装置为报警灯。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：付冲，
申请(专利权)人：江苏唯侓机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32