機器視覺檢測技術簡介及其特點

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2012年3月2日機器視覺檢測技術簡介及其特點

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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)控制技術等多學科的交叉與融合。

光學采集設備：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)行機構發(fā)出指令。

自動控制：最終將檢測系統(tǒng)的結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，在設計處理算法時，需要充分分析人的判斷過程，并將其轉換成計算機的語言。

3)可操作性好

可操作性好主要要求檢測設備的應用操作要具備簡潔、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計等。

4)穩(wěn)定的其他配套設施

其他配