機器視覺檢測技術(shù)簡介及其特點

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2012年3月2日機器視覺檢測技術(shù)簡介及其特點

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2012年3月2日機器視覺印刷質(zhì)量檢測是一種模擬人工檢測方法和判斷邏輯，但同時又具有更高檢測精度和更好一致性的自動化檢測方法。

一、機器視覺檢測的特點

1、機器視覺檢測技術(shù)簡介

機器視覺，簡而言之就是利用機器代替人工進行目標識別、判斷與測量。它是現(xiàn)代光學、電子學、軟件工程、信號處理與系統(tǒng)控制技術(shù)等多學科的交叉與融合。

光學采集設(shè)備：由工業(yè)攝像機、光源及配套圖像采集卡等硬件組成。主要作用是獲取通過采集位置的標簽的數(shù)字圖像，為后續(xù)的分析與處理提供素材，相當于人工檢測的眼睛。

判斷識別：由工業(yè)控制計算機及植入的圖像處理與分析軟件、控制軟件構(gòu)成。是視覺檢測的核心部分，最終形成缺陷的判斷并能向后續(xù)執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令。

自動控制：最終將檢測系統(tǒng)的結(jié)果變換成具體操作的硬件，比如常見的聲光報警器、廢品剔除裝置或作標記的裝置(如噴墨機、貼標機等)。

除此之外，印刷檢測設(shè)備還必須有一套穩(wěn)定的機械傳輸控制平臺，對于安裝在印刷機上的在線檢測系統(tǒng)而言，傳輸平臺就是印刷機;而對于離線檢測系統(tǒng)，則需要單獨配置傳輸平臺，如復卷機、單張傳輸平臺等。

2、印刷缺陷檢測原理

印刷缺陷檢測主要依靠圖像比對的方法進行。如圖2所示，上部圖像是通過相機采集到的實時圖像，而下部圖像為事先采集并存儲下來的標準圖像。檢測時，首先將兩幅圖像通過定位等方法使其重合，然后進行逐點(逐像素)對比顏色(或亮度差異)。當他們之間的差異超出事先設(shè)定的范圍時即判為缺陷。

3、機器視覺檢測特點

一套高品質(zhì)的機器視覺檢測系統(tǒng)，必須具備以下幾個必備條件：

1)高品質(zhì)的成像系統(tǒng)

成像系統(tǒng)被稱為視覺檢測設(shè)備的“眼睛”，因此“眼睛”識別能力的好壞是評價成像系統(tǒng)的最關(guān)鍵指標。通常，成像系統(tǒng)的評價指標主要體現(xiàn)在三個方面：

能否發(fā)現(xiàn)存在的缺陷

基于圖像方法進行的檢測，所能夠依據(jù)的最原始也是唯一的資料即是所采到的圖像上的顏色(或者亮度)變化，除此之外，沒有其他資料可供參考。所以，一個高品質(zhì)的成像系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個能充分表現(xiàn)被檢測物表面顏色變化的成像系統(tǒng)。因此除了選擇具有高清晰度的相機與鏡頭之外，用以營造成像環(huán)境的光照設(shè)計也顯得非常重要，有時候甚至會出現(xiàn)為特殊缺陷專門設(shè)計的光照系統(tǒng)。我們經(jīng)常所說的100%質(zhì)量檢測系統(tǒng)，實際上指的是在能夠充分表現(xiàn)各種缺陷的圖像中的100%全檢。

能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷的最小尺寸

數(shù)字圖像的最小計量單位是像素(pixel)，它本身并不代表被攝物實際的尺寸大小。

被攝物實際尺寸大小與像素之間的關(guān)聯(lián)是通過一個叫做分辨力的物理量來完成的。分辨力指的是每單位像素代表的實際物體尺寸。分辨力數(shù)值越小，圖像的精細程度就越高，檢測系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸就越小，檢測精度就越高。

能否足夠快地攝取圖像

如同人眼看運動物體一樣，當物體運動的足夠快時，人眼就不能再清晰的觀察到物體的全部。機器視覺檢測系統(tǒng)的“眼睛”-攝像機也有一個拍攝速度上限，即相機主頻。當被攝物的運行速度超出了攝像機的主頻上限時，攝像機就不能獲得清晰、完整的圖像，檢測就不能正常地繼續(xù)下去。攝像機主頻越高，采集速度也就越快，檢測才能保持高效進行。因此，是否采用了足夠高主頻的攝像機也是評價一個成像系統(tǒng)是否高品質(zhì)的關(guān)鍵因素。

2)成熟的圖像處理與分析算法

圖像處理與分析算法在整個檢測系統(tǒng)中相當于人工檢測時人腦的判斷思維，由于機器視覺是一個實踐性很強的學科，評價一個算法的好壞更多的是依賴于實際應(yīng)用的驗證而非考察算法中是否采用了比較先進或高深復雜的理論。因此一個能夠充分模擬人腦判斷過程與方法并且穩(wěn)定、高效的圖像處理與分析算法才是我們需要的，也就是所謂的成熟的處理與分析算法。因此，在設(shè)計處理算法時，需要充分分析人的判斷過程，并將其轉(zhuǎn)換成計算機的語言。

3)可操作性好

可操作性好主要要求檢測設(shè)備的應(yīng)用操作要具備簡潔、方便并易于理解的特點。比如系統(tǒng)有友好的人機交互界面、良好的導向性操作設(shè)計等。

4)穩(wěn)定的其他配套設(shè)施

其他配