彩色套印偏差視覺檢測技術(shù)研究.pdf

1、彩色套印偏差視覺檢測技術(shù)是數(shù)字化、智能化印刷機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)，國外雖然有了相關(guān)的成熟產(chǎn)品，但是很少有相關(guān)的公開技術(shù)，國內(nèi)在這方面的研究起步比較晚，設(shè)備和技術(shù)也停留在比較低的水平，從而制約了我國高端數(shù)字化印刷設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。為提高國內(nèi)印刷設(shè)備的自動化水平，結(jié)合在研的“數(shù)字化、智能化印刷機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重大項(xiàng)目背景，本文針對彩色膠印機(jī)的套印偏差視覺檢測技術(shù)進(jìn)行了深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究，重點(diǎn)研究了視覺檢測系統(tǒng)的圖像獲取、圖像處理和邊緣提取技

2、術(shù)，并通過大量實(shí)驗(yàn)來證明其正確性和可行性，最終完成了基于機(jī)器視覺的彩色套印偏差檢測的樣機(jī)研制，為我國自主創(chuàng)新彩色印刷產(chǎn)品視覺檢測技術(shù)提供了理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。論文內(nèi)容如下：
　　 首先是緒論。從彩色印刷的原理出發(fā)，分析了套印偏差檢測的原理及重要性，概述了國內(nèi)、國外套準(zhǔn)檢測系統(tǒng)的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)、以及相關(guān)算法理論的研究現(xiàn)狀，結(jié)合視覺檢測技術(shù)的原理與特點(diǎn)，提出了套印偏差視覺檢測的設(shè)計(jì)方案。
　　 接著，論文從視覺傳感器的成像幾何

3、模型出發(fā)，研究了視覺系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及攝像機(jī)標(biāo)定原理。在具體研究顏色空間原理、應(yīng)用范圍和轉(zhuǎn)換方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了彩色圖像分割算法的原理和特點(diǎn)。最后，詳細(xì)介紹了彩色圖像邊緣提取技術(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)對各種彩色邊緣提取技術(shù)進(jìn)行了分析對比，為后續(xù)檢測圖像的處理及視覺系統(tǒng)的研發(fā)提供了基本的理論認(rèn)識和依據(jù)。
　　 然后，本文圍繞視覺檢測的成像質(zhì)量問題，分析了彩色圖像的感知成像模型和圖像質(zhì)量評價(jià)理論，考慮人眼的視覺特征，提出在HSI彩色空間，

4、通過數(shù)字圖像的清晰度和高頻信息的評價(jià)指標(biāo)來評價(jià)光照強(qiáng)度，達(dá)到優(yōu)化控制目的，建立了較為完整的基于數(shù)字圖像質(zhì)量的照明評價(jià)方法。針對光照均勻性問題，分析了常見穹形LED光源在物平面照度分布規(guī)律，仿真了物平面亮度分布曲線，進(jìn)而分析了由光源和攝像系統(tǒng)引起圖像非均勻性噪聲的原因和現(xiàn)象，并建立了描述圖像信號和非均勻性噪聲關(guān)系的模型，提出應(yīng)用曲面擬合標(biāo)定法進(jìn)行非均勻性的灰度校正，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了灰度校正的效果。
　　 其后，分析了套準(zhǔn)標(biāo)志圖像的噪

5、聲源，根據(jù)圖像噪聲的屬性，提出了依據(jù)不同噪聲來源應(yīng)用不同處理方法，采用面積形狀濾波算法濾除檢測對象表面污漬產(chǎn)生的非目標(biāo)物噪聲，采用矢量中值濾波算法濾除成像系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了噪聲處理的有效性。針對套準(zhǔn)狀態(tài)識別問題，分別提取圖像的顏色特征和紋理特征，應(yīng)用歐式距離、標(biāo)準(zhǔn)化的歐氏距離和馬氏距離等不同距離測度識別實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明紋理特征的識別準(zhǔn)確度較高。
　　 之后，就套印標(biāo)志圖像分割問題，本文通過對套印標(biāo)志圖像特點(diǎn)的分析提出

6、了兩種不同的分割算法：一種是基于目標(biāo)特征的閾值分割方法，將原始圖像轉(zhuǎn)換到HSI色彩空間，利用顏色先驗(yàn)知識設(shè)定分割閾值，一次圖像掃描完成所有目標(biāo)的分離，實(shí)時(shí)性較好；一種是均勻顏色空間基于子塊的改進(jìn)區(qū)域生長算法，利用顏色分類結(jié)果和連續(xù)圖像的相似性，改進(jìn)了種子搜索方法，利用可視色差作為評價(jià)準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)基于視覺一致性的彩色圖像自動分割，實(shí)驗(yàn)表明該方法可以有效地抑制噪聲的干擾。針對套準(zhǔn)標(biāo)志圖像的直線型邊緣提取問題，提出基于梯度方向的直線型邊緣提取方

7、法，憑借圖像中邊緣點(diǎn)的梯度方向?qū)⑵鋭澐衷诓煌募希诓煌蟽?nèi)通過邊緣跟蹤算法提取直線段，最后利用最小二乘獲得直線參數(shù)，實(shí)驗(yàn)表明，該方法具有抗噪聲、實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。
　　 最后，結(jié)合視覺檢測理論及本文提出的方法，研究開發(fā)了套印偏差視覺檢測的樣機(jī)，并進(jìn)行了測試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)性能穩(wěn)定、檢測精度滿足生產(chǎn)要求，并已經(jīng)用于北人集團(tuán)印刷機(jī)套印精度的檢測。
　　 本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的彩色套印偏差檢測系統(tǒng)樣機(jī)并開展研究，解決