应用于印刷品质量检测的机器视觉系统——全画面印刷质量检测系统的研究

　　1 引言

　　在现代自动化生产过程中，机器视觉系统被广泛用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉检测系统通常采用 CCD(Charge Coupled Device电荷耦合器件)照相机摄取检测图像，将其转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件与软件技术对图像数字信号进行处理，从而得到所需要的各种目标图像特征值，并在此基础上实现模式识别，坐标计算，灰度分布图等多种功能。[1]

　　在印刷品质量检测中，以测试条为基础的密度检测和色度检测方式虽然被证明是一种有效的质量控制手段，但这种质量控制方式主要依赖操作者长期的经验积累和主观判断，检测结果的可重复性和稳定性不能得到保证。 [2]随着印刷机械自动化程度的提高，印刷品质量检测与控制的快速化灵敏化也是质量检测与控制的必然趋势，这就要求在印刷过程中对印刷品质量的检测既能适应高速印刷，同时又能准确地检测出微小的故障，并能将检测信息迅速反馈给印刷机。

　　本文应用机器视觉原理，建立了全画面印刷质量检测系统，通过CCD摄像机，对印刷品进行连续拍照，将拍摄到的每一帧图像传输给现场计算机，通过图像处 理软件，对图像信息进行分析处理，找出有质量问题的图像，给出该图像所对应的印刷品的质量问题，然后通过传输线路将信息反馈给操作人员或直接反馈给印刷机进行调整。这样不仅可以减轻工人劳动强度，而且将减少次品和提高生产效率。

　　2 全画面印刷质量检测系统设计

　　2.1 系统理论设计及模型

　　本文中建立的全画面检测系统主要由图像采集、图像处理、数据转换、结果输出四大部分组成。图像采集由CCD、镜头、光源、视频图像采集卡和计算机组 成;图像处理主要通过软件编程完成图像的噪声去除、几何变换和定位;数据转换是把采集到的数字图像的RGB数据转换为印刷特征值，即CMYK油墨的网点面 积率。结果输出主要是将数据转换部分计算得到的数据输出，并进行印刷特征量的显示，如墨量显示。

　　系统主要是指图像采集设备。结构框图可以用图1表示。

　　图1 系统结构框图

　　CCD、镜头、光源和图像采集卡共同完成对图像的采集与数字化。高质量的图像信息是系统正确判断和决策的原始依据，是整个系统成功与否的关键所在。 CCD 器件可以分为线阵式和面阵式两大类。[3]线阵CCD一次只能获得图像的一行信息，被拍摄的物体必须以直线形式从摄像机前移过，才能获得完整的图 像，因此非常适合对以一定速度匀速运动的物体的图像检测。而面阵CCD则可以一次获得整幅图像的信息。在全画面检测系统中，采用了索尼公司的Bayer转化的面阵 CCD。