印刷業(yè)是我國文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主力軍,隨著國民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,印刷工業(yè)不斷向自動(dòng)化、數(shù)字化邁進(jìn),印刷產(chǎn)品也逐漸滲入到人們生活的方方面面。印刷企業(yè)為提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)印刷產(chǎn)品的質(zhì)量把控越來越嚴(yán)格。但是由于在印刷過程中,存在印刷裝置及其工藝水平,還有外部環(huán)境等不確定因素干擾,導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)出的印刷品會(huì)存在刀痕、飛墨、拖筆、斷筆畫等字符缺陷。這些字符缺陷會(huì)造成產(chǎn)品信息的缺失,因此對(duì)印刷字符缺陷進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的人工缺陷檢測(cè)方法因其存在很大的局限性和主觀性已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)化的生產(chǎn)需求,而機(jī)器視覺技術(shù)因其具有非接觸性、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)逐步取代人工檢測(cè),已成為缺陷檢測(cè)領(lǐng)域的主流方向。因此,本文提出基于機(jī)器視覺印刷字符缺陷在線檢測(cè)技術(shù)的研究,對(duì)提高印刷企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在對(duì)現(xiàn)有字符缺陷檢測(cè)方法進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于畸變區(qū)域優(yōu)化校正的印刷字符缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)。并根據(jù)具體的檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)要求,完成了印刷字符缺陷在線檢測(cè)硬件系統(tǒng)的構(gòu)建、字符缺陷檢測(cè)算法的研究和軟件系統(tǒng)的開發(fā)。主要研究工作包括以下幾點(diǎn):(1)印刷字符缺陷在線檢測(cè)硬件系統(tǒng)的構(gòu)建字符缺陷檢測(cè)硬件系統(tǒng)按照安裝結(jié)構(gòu)和功能分為光源、圖像采集模塊、控制模塊和機(jī)械傳送模塊四部分,通過對(duì)這四部分的設(shè)計(jì)與整合,搭建出基于工控機(jī)、機(jī)器視覺成像系統(tǒng)和機(jī)械傳送裝置的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了對(duì)印刷字符圖像的采集,并利用工控機(jī)對(duì)采集到的字符圖像進(jìn)行圖像處理工作。(2)印刷字符缺陷檢測(cè)算法的研究字符缺陷檢測(cè)算法的研究包括預(yù)處理、缺陷檢測(cè)和缺陷分類三部分,針對(duì)環(huán)繞字符檢測(cè)難問題,提出采用多次區(qū)域分割等預(yù)處理方法,對(duì)小篇幅圖像進(jìn)行缺陷檢測(cè),從一定程度上避免了檢測(cè)精度低的問題;針對(duì)缺陷檢測(cè)精度受限于圖像配準(zhǔn)效果的難點(diǎn)問題,提出了一種基于畸變區(qū)域優(yōu)化校正的印刷字符缺陷檢測(cè)算法,通過引入菌群算法對(duì)校正控制點(diǎn)尋優(yōu)以得到最佳配準(zhǔn)效果及最優(yōu)差分結(jié)果,準(zhǔn)確而高效的實(shí)現(xiàn)了印刷字符的缺陷檢測(cè);最后采用SVM完成了對(duì)印刷字符缺陷的準(zhǔn)確分類。(3)印刷字符缺陷檢測(cè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)字符缺陷檢測(cè)軟件系統(tǒng)在VS2010開發(fā)環(huán)境下,采用C++語言在MFC類庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā),通過對(duì)圖像采集模塊、圖像處理模塊、界面控制與數(shù)據(jù)管理模塊三部分進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了印刷字符缺陷的檢測(cè)、分類以及缺陷信息的顯示和存儲(chǔ)功能。本文通過對(duì)印刷字符缺陷在線檢測(cè)硬件系統(tǒng)的構(gòu)建、字符缺陷檢測(cè)算法的研究和軟件系統(tǒng)的開發(fā),完成了印刷字符缺陷的在線檢測(cè)與分類。同時(shí),本文還從準(zhǔn)確性、檢測(cè)精度及實(shí)時(shí)性三方面對(duì)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確而高效的實(shí)現(xiàn)印刷字符缺陷的檢測(cè)和分類工作,滿足印刷字符缺陷檢測(cè)要求。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TS807
【部分圖文】：

出的印刷品會(huì)存在刀痕、飛墨、拖筆、斷筆畫等字符缺陷。這些字符缺陷息的缺失，直接影響用戶的準(zhǔn)確獲取。而不同的缺陷具有不同的形態(tài)、灰依據(jù)這些特征對(duì)缺陷進(jìn)行歸類，并完成后續(xù)的缺陷檢測(cè)與識(shí)別。以下對(duì)印型進(jìn)行分析和說明。1）刀痕：印輥上存在的雜質(zhì)對(duì)印刷品表面刮擦形成的細(xì)線，如圖 2-1 a)所分布大多為水平或垂直方向，形態(tài)特征明顯。2）拖筆：印刷過程中油墨滲漏導(dǎo)致字符邊緣產(chǎn)生多余印跡，如圖 2-1 b)所征和大小多種多樣，具有隨機(jī)性，但在灰度特征上較明顯，拖筆的灰度值3）斷筆畫：印刷過程中漏印造成的字符筆畫不連貫，如圖 2-1 c)所示。其小同樣多種多樣，具有隨機(jī)性，但在灰度特征上較明顯，斷筆畫的灰度值4）其他缺陷：除以上三種主要字符缺陷外，還存在一些不常見缺陷，如筆畫，這類缺陷具有隨機(jī)性，不易找出形態(tài)、灰度等明顯特征，故本文主要討要字符缺陷。

圖 2-2 印刷產(chǎn)品實(shí)物圖Fig. 2-2 Physical map of printed product如圖 2-2 所示，本課題的檢測(cè)對(duì)象是塑料薄膜包裝產(chǎn)品中的印刷字符。該包裝材料為幅寬在 1000-1200mm 的不透明介質(zhì)印刷產(chǎn)品，印刷生產(chǎn)線運(yùn)行速度為 0-250m/min。通過觀察分析印刷廠家提供的產(chǎn)品樣本，聯(lián)系企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求，結(jié)合自身技術(shù)能力和硬件設(shè)備，最終確定本系統(tǒng)檢測(cè)要求如下：（1）對(duì)印刷過程中出現(xiàn)的刀痕、拖筆和斷筆畫等字符缺陷能有效檢出并進(jìn)行識(shí)別和分類，存儲(chǔ)缺陷圖像，建立缺陷信息數(shù)據(jù)庫，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示字符缺陷圖像，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)及時(shí)報(bào)警，由操作人員檢查或停機(jī)；（2）確保字符缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確率達(dá)到 95%以上；（3）字符缺陷的檢測(cè)精度：要求最小可被檢測(cè)缺陷的面積為 0.25mm2；（4）確保字符缺陷的檢測(cè)速度與生產(chǎn)線運(yùn)行速度一致，不低于 200m/min；（5）要求系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔美觀且便于操作，可靠性高。2.3 系統(tǒng)難點(diǎn)分析

表 3-1 SC-34-02K80 相機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)3-1 Main technical specifications of the SC-34-02K80性能 參數(shù)分辨率 2048×2 pixels最大行掃描頻率 18kHz像元尺寸 14μm×14μm彩色/黑白 彩色數(shù)據(jù)接口 Camera Link鏡頭接口 M42/C/F外形尺寸 72mm ×60mm ×60m工作溫度 0℃- 65℃工作電壓 12V - 15V功耗 < 9W重量 300g

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本文編號(hào)：2819275