一种印刷品在线质量检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种印刷品在线质量检测系统，系统由3CCD摄像机、LED-array光源、MV-600高速/高精度工业图像采集卡、以及带有PC机和图像处理软件的电脑主机组成，本发明应用于烟包生产企业的卷筒纸联机凹版印刷和卷筒纸联机柔版印刷中的在线质量检测，可有效防止烟包类印刷品大批量出现有形状缺陷和颜色缺陷的废次品，并且在线检测中各硬件不会接触印刷品，从而不会损害印刷品质量。本发明弥补了传统的主观目测法、密度检测法和色度检测法在检测时间滞后和理论依据不足上的问题，提高了生产效率，减少了材料浪费和降低了劳动力需求。
【专利说明】一种印刷品在线质量检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及印品质量检测领域，具体说是一种印刷品在线质量检测系统。
【背景技术】
[0002]随着经济飞速发展，人们生活水平不断提高，对品质追求也逐渐提高档次。反映到烟标上，体现为烟包纸盒工艺向多样化、产品形式高档化和质量要求严格化发展。烟标印刷工艺越来越复杂、质量精细度要求也越来越高。印刷企业在质量控制上的局限亟待解决。
[0003]传统检测法易受观测人员经验、心理和生理等因素的影响，稳定性和精确性较差。检测时间滞后性大，出现废次品往往数量成千上万。检测所依据的理论也存在一定的局限性和不精确性，因此在指导生产时往往存在偏差。
[0004]印品缺陷主要包括形状缺陷和颜色缺陷两种。形状缺陷主要是指瑕疵？异物？污点？刀丝等，它表现在图像上，为缺陷图像的缺陷处的灰度值与标准图像的差异。颜色缺陷主要指待检印品与标准印品颜色上存在偏差。高速印刷中，缺陷的存在必然造成大量废次品，为了降低生产成本，提高企业生产力和降低材料浪费，企业需使用在线质量检测技术实时测量。
[0005]印刷缺陷种类繁多，检测往往困难重重，因此需要更加先进的检测技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决上述问题，通过在现代高速卷筒凹版印刷机或柔版印刷机的最后一个色组后面安装检测设备，来自动检测印刷品的形状缺陷和颜色缺陷，以达到实时监测印刷品质量的目的，防止生产中大批量废次品出现，避免材料浪费。同时使产品在后期加工中原料废次品减少，降低劳动力成本。本发明的技术方案是先区分缺陷种类，针对不同缺陷选择相应图像处理方法，快速分析并找到缺陷所在位置。
[0007]本发明采用以下技术方案实现其目的:
[0008]一种印刷品在线质量检测系统，所述检测系统由3CXD摄像机、LED-array光源、变焦镜头、MV-600高速/高精度工业图像采集卡、以及带有PC机和图像处理软件的电脑主机组成；检测系统安装在高速卷筒凹版印刷机或柔版印刷机的最后一个色组后面，位于印刷单元和印后分切单元之间，实时监测待测印品出现的形状缺陷和颜色缺陷；通过检测系统中的MV-600高速/高精度工业图像采集卡建立摄像机与PC机的连接，采用图像特征分类和模板匹配进行缺陷图像检测，缺陷图像分为形状缺陷和颜色缺陷两种情况。
[0009]所述的一种印刷品在线质量检测系统，检测是否存在形状缺陷，是比较模板图像和它覆盖在待检图像中的位置区域的对应像素点的灰度值，将缺陷图像的对应像素点的灰度值同标准模板图像进行比较，判断其差值是否大于预先设定的阈值范围，如果是，则为异常点，如果否，则为合格点，从而得到二值图像；根据计算二值图像上异常点的连通区域面积，判断连通区域面积是否大于给定的检测精度，如果是，则表示待检图像有缺陷，如果否，则表示待检图像无缺陷。[0010]检测是否存在颜色缺陷，即待检印品与标准印品颜色上是否存在偏差，利用颜色空间转换模型得到印品图像的色度值CIE L*a*b*,用色差来评价印品的偏色状况:
[0011]首先用模板匹配法，找到待检印品突出特征图像所在位置，制作标准模板，找到待测印品中突出特征覆盖的位置，再对其进行分析；具体算法如下:
[0012]设R(x，y)为标准模板图像R中点(x，y)的灰度值，S’ (x, y)为被搜索子图S’中点(X，y)的灰度值，W为标准模板图像R和被搜索子图S’的区域，R(x,y)为模板图R在区
域W的平均灰度值，为被搜索子图在区域W的平均灰度值；以标准模板图像R左上
角的点为起点，那么标准模板图像R(X，y)中(X，y) e w ；
[0013]在待检印品图像S中循环选取大小为W的区域；
[0014]使用公式沿
【权利要求】
1.一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，所述检测系统由3CCD摄像机、LED-array光源、变焦镜头、MV-600高速/高精度工业图像采集卡、以及带有PC机和图像处理软件的电脑主机组成；检测系统安装在高速卷筒凹版印刷机或柔版印刷机的最后一个色组后面，位于印刷单元和印后分切单元之间，实时监测待测印品出现的形状缺陷和颜色缺陷；通过检测系统中的MV-600高速/高精度工业图像采集卡建立摄像机与PC机的连接，采用图像特征分类和模板匹配进行缺陷图像检测，缺陷图像分为形状缺陷和颜色缺陷两种情况。
2.根据权利要求1所述的一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，检测是否存在形状缺陷，是比较模板图像和它覆盖在待检图像中的位置区域的对应像素点的灰度值，将缺陷图像的对应像素点的灰度值同标准模板图像进行比较，判断其差值是否大于预先设定的阈值范围，如果是，则为异常点，如果否，则为合格点，从而得到二值图像；根据计算二值图像上异常点的连通区域面积，判断连通区域面积是否大于给定的检测精度，如果是，则表示待检图像有缺陷，如果否，则表示待检图像无缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，检测是否存在颜色缺陷，即待检印品与标准印品颜色上是否存在偏差，利用颜色空间转换模型得到印品图像的色度值CIE L*a*b*,用色差来评价印品的偏色状况: 首先用模板匹配法，找到待检印品突出特征图像所在位置，制作标准模板，找到待测印品中突出特征覆盖的位置，再对其进行分析；具体算法如下: 设R(x，y)为标准模板图像R中点(X，y)的灰度值，S’ (x, y)为被搜索子图S’中点(X，y)的灰度值，W为标准模板图像R和被搜索子图S’的区域，R(x,y)为模板图R在区域W的平均灰度值，为被搜索子图在区域W的平均灰度值；以标准模板图像R左上角的点为起点，那么标准模板图像R (X，y)中(X，y) e w ; 在待检印品图像S中循环选取大小为W的区域； 使用公Sx4duW)=sf(x>y)l计算两幅图像的绝对差sad ;在整幅待检印品图像S求得的SAD中，选择最小值所对应的区域作为匹配区域，该区域的起始点为待印品图像S相对于标准模板图像R的匹配点，找到标准模板图像R在待检印品图像中匹配的被搜索子图S’，之后的检测都是在此对应的位置进行分析，分为形状缺陷和颜色缺陷两种情况。
4.根据权利要求1所述的一种印刷品在线检测质量系统，其特征在于，所述的3CCD摄像机由两个摄像头和镜头组成，采用面阵式CCD器件。
5.根据权利要求4所述的一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，所述的3CCD摄像机采用变焦镜头，该变焦镜头内装有一组可以上下左右活动的防抖PSD镜片。
6.根据权利要求1所述的一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，所述的MV-600是一款成熟稳定的高精度真彩色或黑白实时图像采集卡，具有能自动消除噪点的4线3D梳状滤波器，采集完全实时、无像素衰减。
7.根据权利要求1所述的一种印刷品在线质量检测系统，其特征在于，所述的带PC机和图像处理软件的电脑主机为能承受生产中出现的振动、热辐射和灰尘的工业计算机，选择 Int el 和 AMD。
【文档编号】G01N21/898GK103954634SQ201410193104
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】李海山, 蒋志辉, 王访平 申请人:昆明瑞丰印刷有限公司