一種印刷缺陷視覺檢測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種印刷缺陷視覺檢測系統，包括運動控制模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊，運動控制模塊包括傳送帶、電機、電機控制器、激光位移傳感器和光電編碼器；圖像采集模塊包括線陣相機、圖像采集卡和光源；圖像采集卡分別和與線陣相機的控制端、光電編碼器的輸出端、激光位移傳感器的輸出端相連，用于根據光電編碼器、激光位移傳感器的輸出信號控制線陣相機工作；圖像處理模塊將線陣相機采集的圖像拼接合成完整的目標圖像，將其和預設的模板圖像進行匹配，計算出缺陷的形狀、大小和位置后輸出。本實用新型專利技術提供的視覺檢測系統實施簡單、成本低、精度高、魯棒性強，能有效提高缺陷檢測的自主性、高效性、精確性。

Visual inspection system for printing defect

The utility model discloses a visual defect detection system for printed matter, including the motion control module, image acquisition module, image processing module, motion control module comprises a conveyor belt, a motor, a motor controller and a laser displacement sensor and photoelectric encoder; image acquisition module includes a line scan CCD camera, image acquisition card and a light source; the output image acquisition card. And with the linear array camera control terminal, the output end of the photoelectric encoder, laser displacement sensor is connected to the output signal according to the photoelectric encoder, laser displacement sensor control line camera; image processing module of the target image linear CCD image mosaic synthesis complete, the template image and the preset by matching the calculated shapes, size and location of defects after output. The vision detection system provided by the utility model has the advantages of simple implementation, low cost, high precision and strong robustness, and can effectively improve the independence, the efficiency and the accuracy of the defect detection.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及機器視覺檢測
，尤其涉及一種印刷缺陷視覺檢測系統。
技術介紹
當代人們的生活離不開各式印刷品，如報紙、雜志等。但是由于印刷技術的不完善和隨機因素的影響，印刷品表面通常會出現各種缺陷，常見的主要有顏色失真、油墨濺污、墨點、文字模糊、起皺、漏印、刮傷等。因此需要嚴格把關印刷品質量，把不合格品及時去掉。過去印刷企業主要是通過有經驗的工人來完成產品的質量檢測，即工人每隔一段時間對抽取的樣品進行肉眼檢測。然而人工檢測在實際應用中會有很多嚴重的問題：無法保證產品質量的穩定性、無法保證產品的整體質量、無法制定統一的評判標準、檢測速度過慢和成本過高。隨著機器視覺理論體系的建立和發展，機器視覺理論已經在工業生產、醫學診斷及其他領域得到廣泛的應用。受此啟發，國內外的相關學者考慮將機器視覺技術應用于印刷缺陷檢測領域，以提高檢測的質量。在印刷缺陷檢測過程中，視覺檢測方法具有無可比擬的優勢：(1)實時性，在線實時檢測，速度快，不會影響系統的正常運行；(2)非接觸性，通過相機進行非接觸測量，不會損害印刷品表面質量；(3)連續性，可以長時間連續檢測，不會因為疲勞而造成誤檢；(4)自動化，可以部分或全部脫離人工，一定程度上實現了自動化。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對
技術介紹
中所涉及到的缺陷，提供一種印刷缺陷視覺檢測系統，精度高，安全可靠，實時自主。本技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：一種印刷缺陷視覺檢測系統，包括運動控制模塊、圖像采集模塊和圖像處理模塊；所述運動控制模塊包括傳送帶、電機、電機控制器、激光位移傳感器和光電編碼器，其中，所述電機控制器用于驅動電機使其帶動傳送帶傳送被測物體；所述激光位移傳感器設置在傳送帶的一端，用于實時計算被測物體到激光位移傳感器的距離，當該距離等于預設的距離閾值時，在輸出端輸出正跳變信號；所述光電編碼器設置在所述電機的軸上，用于實時輸出電機轉動的脈沖信號至圖像采集模塊；所述圖像采集模塊包括線陣相機、圖像采集卡和光源，所述圖像采集卡分別和與所述線陣相機的控制端、光電編碼器的輸出端、激光位移傳感器的輸出端相連，用于根據光電編碼器、激光位移傳感器的輸出信號控制線陣相機工作；所述光源用于對被測物體進行照明；所述線陣相機用于根據圖像采集卡的命令進行工作，并將拍攝所得的圖像傳遞給所述圖像處理模塊；所述圖像處理模塊用于將線陣相機采集的圖像拼接合成完整的目標圖像、對其進行圖像預處理后，將其和預設的模板圖像進行匹配，判斷目標圖像中是否存在缺陷，如果目標圖像匯總存在缺陷，則計算出缺陷的形狀、大小和位置后輸出。作為本技術一種印刷缺陷視覺檢測系統進一步的優化方案，所述圖像處理模塊采用AVR系列單片機。作為本技術一種印刷缺陷視覺檢測系統進一步的優化方案，所述圖像處理模塊采用Atmega168PA單片機。本技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：本技術提供的視覺檢測系統可以為印刷缺陷檢測提供所有信息，其實施簡單、成本低、精度高、魯棒性強，能有效提高印刷缺陷檢測的自主性、高效性和精確性。附圖說明圖1是本技術印刷缺陷視覺檢測系統結構示意圖；圖2是本技術印刷缺陷視覺檢測系統中各模塊示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術的技術方案做進一步的詳細說明：圖1是本技術印刷缺陷視覺檢測系統結構示意圖，包括模板圖像、運動控制模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊。所述模板圖像是預先對無缺陷的物體進行圖像采集所得到的標準圖像，為印刷缺陷視覺檢測系統提供檢測標準。每當檢測系統采集到了缺陷圖像，需要與模板圖像比較并做一系列的算法處理，得到缺陷的大小、形狀和位置信息。所述運動控制模塊如圖2底部所示，主要包括傳送帶、直流電機、電機控制器、激光位移傳感器和光電編碼器。被測物體放置在傳送帶上，電機控制器驅動電機使傳送帶水平移動。激光位移傳感器設置在傳送帶的一端，用于實時計算被測物體到激光位移傳感器的距離，當達到設定的距離閾值時，其輸出端便會發送一個正跳變信號，即開始拍照信號，該信號會輸入到圖像采集模塊用以控制相機開始進行拍照。光電編碼器安裝在電機軸上，其輸出端會實時輸出電機轉動的脈沖信號至圖像采集模塊，即線觸發信號。圖像采集模塊計算脈沖的個數，每隔預設的脈沖數閾值，便會觸發采集一次被測物體的圖像。所述圖像采集模塊的主要工作是借助運動控制模塊輸入的傳感器信息來觸發采集被測物體的圖像，并將采集到的圖像輸入到圖像處理模塊。圖像采集模塊包括了線陣相機、圖像采集卡和光源，其中，所述圖像采集卡分別和與所述線陣相機的控制端、光電編碼器的輸出端、激光位移傳感器的輸出端相連，用于根據光電編碼器、激光位移傳感器的輸出信號控制線陣相機工作；所述光源用于對被測物體進行照明。如圖2所示，線陣相機和光源放置在被測物體上方，線陣相機與常用的面陣相機不同，每次拍照只能拍一根線，因此拍攝一幅完整的二維圖像，需要兩種觸發信號，分別是開始拍照信號和線觸發信號，分別來自圖像采集卡接收的激光位移傳感器信號和光電編碼器信號。圖像采集卡會實時采樣開始拍照信號的輸入口，若檢測到一個正跳變，則會觸發線陣相機開始拍照，同時開始計算輸入的線觸發脈沖個數，每達到預設的脈沖數閾值，則觸發線陣相機進行一次拍照。所述圖像處理模塊從圖像采集模塊讀入圖像進行處理。首先對線陣相機采集的圖像進行拼接合成一幅完整的目標圖像，再對其進行包括濾波去噪、特征提取的圖像預處理；接著進行圖像配準，實現目標圖像和模板圖像的各個圖像特征在空間上對齊；然后將兩幅圖像做相減運算，得到疑似缺陷區域，即找出目標圖像與模板圖像之間的差異，如果缺陷像素點個數較少，即二者在允許的條件下近似相同，則說明被檢測物體合格沒有缺陷，而如果二者有較大差異，則會進一步進行圖像分割提取出各個缺陷塊并計算各項缺陷參數，如中心坐標、面積、面積長度比、缺陷像素占空比、平均灰度值等來比較確定缺陷的形狀、大小和位置，最終會將該目標圖像和缺陷信息顯示給用戶。所述圖像處理模塊采用AVR系列單片機，優先采用Atmega168PA單片機。本
技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本技術所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。以上所述具體實施方式，對本技術的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本技術的具體實施方式而已，并不用于限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種印刷缺陷視覺檢測系統，其特征在于，包括運動控制模塊、圖像采集模塊和圖像處理模塊；所述運動控制模塊包括傳送帶、電機、電機控制器、激光位移傳感器和光電編碼器，其中，所述電機控制器用于驅動電機使其帶動傳送帶傳送被測物體；所述激光位移傳感器設置在傳送帶的一端，用于實時計算被測物體到激光位移傳感器的距離，當該距離等于預設的距離閾值時，在輸出端輸出正跳變信號；所述光電編碼器設置在所述電機的軸上，用于實時輸出電機轉動的脈沖信號至圖像采集模塊；所述圖像采集模塊包括線陣相機、圖像采集卡和光源，所述圖像采集卡分別和與所述線陣相機的控制端、光電編碼器的輸出端、激光位移傳感器的輸出端相連，用于根據光電編碼器、激光位移傳感器的輸出信號控制線陣相機工作；所述光源用于對被測物體進行照明；所述線陣相機用于根據圖像采集卡的命令進行工作，并將拍攝所得的圖像傳遞給所述圖像處理模塊；所述圖像處理模塊用于將線陣相機采集的圖像拼接合成完整的目標圖像、對其進行圖像預處理后，將其和預設的模板圖像進行匹配，判斷目標圖像中是否存在缺陷，如果目標圖像匯總存在缺陷，則計算出缺陷的形狀、大小和位置后輸出。

【技術特征摘要】
1.一種印刷缺陷視覺檢測系統，其特征在于，包括運動控制模塊、圖像采集模塊和圖像處理模塊；所述運動控制模塊包括傳送帶、電機、電機控制器、激光位移傳感器和光電編碼器，其中，所述電機控制器用于驅動電機使其帶動傳送帶傳送被測物體；所述激光位移傳感器設置在傳送帶的一端，用于實時計算被測物體到激光位移傳感器的距離，當該距離等于預設的距離閾值時，在輸出端輸出正跳變信號；所述光電編碼器設置在所述電機的軸上，用于實時輸出電機轉動的脈沖信號至圖像采集模塊；所述圖像采集模塊包括線陣相機、圖像采集卡和光源，所述圖像采集卡分別和與所述線陣相機的控制端、光電編碼器的輸出端、激光位移傳感器的輸出端相連，用于根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐足騁，周鑫，張小正，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32