专利名称：基于机器视觉的ctcp版表面检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器视觉检测及工业自动化领域，具体地，涉及一种基于机器视觉的CTCP版表面检测方法及系统。
背景技术：
CTCP (Computer To conventional Plate)版是指在传统PS版上进行计算机直接制版，作为CTP版材工艺的一种形式，是为了完成计算机直接制版而衍生出的一条新路。在生产过程中，由于原材料质量、生产工艺等原因，CTCP版表面会有瑕疵或缺陷，比如脱涂、污点、划痕、褶皱等，从而影响了产品的质量。目前，国内各CTCP版厂商，对于CTCP版表面瑕疵缺陷的检测主要还是依靠工人肉眼识别。但是，受限人的主观因素影响，在检测的过程中时常会出现漏检的情况，这样给厂家带来了很大的经济损失。而且随着人工成本的不断增加，CTCP版生产线车速的不断提高，这种纯粹依靠人工的检测方法越来越不可取。综上所述，现有CTCP版表面检测技术存在如下不足:1、漏检率高:受限人的主观因素，CTCP版检测过程中漏检的概率很高；2、成本高:漏检率高，厂家会的经济损失大；而且，随着工人工资的增长，厂家的人工成本也会越来越高；3、检测精度低:单纯依靠人工检测，检测精度势必会很低；4、生产效率低下:人工检测制约生产线车速的提高；而且CTCP版生产环境有轻微毒性，长时间检测会影响检测效率，还会对工人的身体健康造成影响；
发明内容
(一 )要解决的技术问题针对现有CTCP版表面检测技术中的不足，本发明的目的在于提出一种基于机器视觉的CTCP版表面检测方法及系统，配合现有CTCP版生产线，实现对CTCP版表面的实时在线检测；降低漏检率、释放人工劳力，降低生产厂商生产成本；提高检测精度，提高生产线工业自动化水平。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，包括图像采集设备、图像处理设备、系统照明设备和系统同步设备；其中，所述图像采集设备，用于采集CTCP版表面原始图像信息；所述图像处理设备，用于处理所述图像采集设备采集的原始图像信息；所述系统照明设备，用于为所述图像采集设备提供成像照明；所述系统同步设备包括同步盒与编码器，用于提供所述图像采集设备的同步采集时序信号。优选地，所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，还包括辅助设备，所述辅助设备包括系统同步设备、喷码机及喷码识别机、报警灯和UPS ;其中，所述喷码机，用于根据所述图像处理设备的处理结果，对CTCP版进行喷码标识；所述喷码识别机，用于所述喷码机喷码标签的识别；所述报警灯，用于根据所述图像处理设备的处理结果提示CTCP版表面有瑕疵出现时，进行报警提示；所述UPS，用于整个系统的断电保护及电源管理。优选地，所述系统照明设备包括线性光源、条形光源与同轴光源中至少一种。优选地，所述系统照明设备的光波长大于450nm可见光。优选地，所述图像采集设备由一个或多个线阵CXD相机并行拼接组成。优选地，所述图像处理设备包括图像采集卡和计算机；其中图像采集卡通过PC1-E总线方式与计算机通讯。优选地，所述图像处理设备中包括信息管理模块，用于所述图像处理设备图像处理结果的统计分析，并控制管理整个系统。优选地，所述信息管理模块的统计分析功能，基于图像处理设备的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。优选地，所述信息管理模块可实时监控系统各硬件实时状态和使用情况，并实现控制管理功能。本发明还提供一种利用上述系统的基于机器视觉的CTCP版表面检测方法，包括步骤:SI:图像采集设备采集生产线材料表面原始图像信息；S2:图像处理设备接收到图像采集设备的图像原始信息后，完成原始图像的初步处理，再经过边界定位、图像增强、二值化、图像去噪、消除背景、图像形态学瑕疵查找和分析，最后将生产线材料原始图像中瑕疵的图片、面积大小和位置信息传递给信息管理的模块；信息管理的模块基于图像处理设备的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。(三)有益效果本发明基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，具有如下优点和有益效果:1、无需改变现有生产工序，方便安装在CTCP版生产线上；2、实现CTCP版表面的实时在线检测，提供生产厂商的生产效率:本系统可实现对30m/minCTCP版生产线的实时在线检测。3、检测精度高:本系统采集精度0.05mm以上，检测精度达到0.1mm,远高于目前人工检测水平；4、漏检率低:整个检测过程完全由工业控制计算机或者PC完成，无人为客观因素影响，可大大降低漏检率；5、生产成本低:漏检率降低了，减少生产厂商的经济损失；释放大量人力，减少人力成本，保守估计，每条线释放60名人工劳力，每年节约成本100万。
图1为本发明基于机器视觉的CTCP版表面检测系统的结构示意图；其中，1-图像采集设备；2_瑕疵；3_系统照明设备；4_喷码机；5-CTCP版；6_图像处理设备；7_报警灯；8_编码器；图2为本发明系统工作原理示意图；图3为本发明中的同步时序示意图；图4为本发明中的算法处理过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。本发明提所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，包括图像采集设备、图像处理设备、系统照明设备和系统同步设备；其中，所述图像采集设备，用于采集CTCP版表面原始图像信息；所述图像处理设备，用于处理所述图像采集设备采集的原始图像信息；所述系统照明设备，用于为所述图像采集设备提供成像照明；所述系统同步设备包括同步盒与编码器，用于提供所述图像采集设备的同步采集时序信号。如图1所示，本发明所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统一实施例，包括图像采集设备1，系统照明设备3，图像处理设备6和系统同步设备；辅助设备包括喷码机
4、报警灯7、编码器8 ;所述图像处理设备6包括信息管理模块。其中:图像采集设备I采集CTCP版5表面的原始图像信息；图像处理设备6用于图像采集设备I采集原始图像信息的处理；系统照明设备3用于为图像采集设备I提供成像照明；所述信息管理模块，用于所述图像处理设备I图像处理结果的统计分析，并控制管理整个系统。系统工作原理如图2所
/Jn ο其中，系统照明设备3包括线性光源、条形光源与同轴光源中至少一种，及相对应的光源控制器；这里，系统照明设备3可以使用线性光源、同轴光源、条形光源；依据CTCP版特性，系统要求照明设备的光波长大于450nm可见光；具体地，系统照明设备3的使用方式如下:依据CTCP的光线特性，系统采用线性光源，系统照明设备波长为570nm黄色光源；图像采集设备1，由系统同步时序统一控制,完成对CTCP版5表面原始图像的采集，经图像采集设备I与图像处理设备6的数据接口，传输给图像处理设备6进行处理；这里，图像采集设备I是由一个或几个线阵C⑶相机并行拼接组成，根据实际的检测幅宽和生产线速度选择线阵CCD相机的个数和参数。系统同步时序如图3所示，生产线带动编码器转动，产生同步信号，经过同步盒处理后，分别传给不同的采集卡，控制采集设备同步采集。图像处理设备6用于对图像采集设备I采集原始图像信息的处理；这里图像处理设备6包括图像采集卡、工业控制计算机或者PC机，以及插接在所述工业控制计算机或者PC机内部的内存、硬盘、显卡等硬件设备，其中图像采集卡通过PC1-E总线方式与工业控制计算机或者PC机通讯。具体地，图像处理设备6中的图像采集卡接受到图像采集设备I的图像原始信息后，完成原始图像的初步处理，并通过相应接口传递给算法程序。算法程序再经过边界定位、图像增强(线性拉伸)、二值化(单阈值、双阈值、自适应)、去除孤立点(临域搜索)、图像或(去除背景，只留瑕疵)、图像形态学等一系列算法处理，将CTCP版原始图像中瑕疵2的图片、面积大小、位置等信息传递给信息管理模块。图像处理过程如图4所示。信息管理模块，用于所述图像处理设备I图像处理结果的统计分析，并控制管理整个系统。具体的，信息管理模块的统计分析功能，基于图像处理设备6的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。信息管理模块还有一项功能是完成对系统的监控管理。可实时监控系统各硬件实时状态和使用情况，并实现控制管理功能。其它辅助设备，包括喷码机及喷码识别机、报警灯和UPS，用于辅助系统完成对应的功能。其中，喷码机及喷码识别机、报警灯的功能在于，当图像处理设备6完成对CTCP版5表面瑕疵2的识别后，信息管理模块接收到算法程序的瑕疵处理结果，会发给喷码机一个控制信号，喷码机在CTCP版背面喷码标示瑕疵2的位置。喷码识别机位于码垛操作之前，识别瑕疵2的位置喷码，完成对CTCP版的质量检测功能。其中报警灯:根据所述图像处理设备的处理结果提示CTCP版表面有瑕疵出现时，进行报警提示；信息管理模块接收到CTCP版表面的检测结果，有瑕疵出现时，会给报警灯发一个控制信号，报警灯提示操作员CTCP版表面有瑕疵出现。本发明所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测方法，包括步骤:S1:图像采集设备采集生产线材料表面原始图像信息；S2:图像处理设备接收到图像采集设备的图像原始信息后，完成原始图像的初步处理，再经过边界定位、图像增强、二值化、图像去噪、消除背景、图像形态学瑕疵查找和分析，最后将生产线材料原始图像中瑕疵的图片、面积大小和位置信息传递给信息管理的模块；信息管理的模块基于图像处理设备的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，包括图像采集设备、图像处理设备、系统照明设备和系统同步设备；其中， 所述图像采集设备，用于采集CTCP版表面原始图像信息； 所述图像处理设备，用于处理所述图像采集设备采集的原始图像信息； 所述系统照明设备，用于为所述图像采集设备提供成像照明； 所述系统同步设备包括同步盒与编码器，用于提供所述图像采集设备的同步采集时序信号。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，还包括辅助设备，所述辅助设备包括喷码机及喷码识别机、报警灯和UPS ;其中， 所述喷码机，用于根据所述图像处理设备的处理结果，对CTCP版进行喷码标识； 所述喷码识别机，用于所述喷码机喷码标签的识别； 所述报警灯，用于根据所述图像处理设备的处理结果提示CTCP版表面有瑕疵出现时，进行报警提示； 所述UPS，用于整个系统的断电保护及电源管理。
3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述系统照明设备包括线性光源、条形光源与同轴光源中至少一种。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述系统照明设备的光波长大于450nm可见光。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述图像采集设备由一个或多个线阵CCD相机并行拼接组成。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述图像处理设备包括图像采集卡和计算机；其中图像采集卡通过PC1-E总线方式与计算机通τΗ ο
7.根据权利要求1所示的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述图像处理设备中包括信息管理模块，用于所述图像处理设备图像处理结果的统计分析，并控制管理整个系统。
8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述信息管理模块的统计分析功能，基于图像处理设备的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。
9.根据权利要求7所述的基于机器视觉的CTCP版表面检测系统，其特征在于，所述信息管理模块可实时监控系统各硬件实时状态和使用情况，并实现控制管理功能。
10.一种利用权利要求1-9中任意一项所述的系统的基于机器视觉的CTCP版表面检测方法，其特征在于，包括步骤: S1:图像采集设备采集生产线材料表面原始图像信息； S2:图像处理设备接收到图像采集设备的图像原始信息后，完成原始图像的初步处理，再经过边界定位、图像增强、二值化、图像去噪、消除背景、图像形态学瑕疵查找和分析，最后将生产线材料原始图像中瑕疵的图片、面积大小和位置信息传递给信息管理的模块；信息管理的模块基于图像处理设备的图像处理结果，将图像处理结果中瑕疵的相关信息做分析统计，并将结果存储与数据库中，通过人机界面显示出来。
全文摘要
本发明是一种基于机器视觉的CTCP版表面检测方法及系统，该系统包括图像采集设备、图像处理设备、系统照明设备和系统同步设备；其中，所述图像采集设备，用于采集CTCP版表面原始图像信息；所述图像处理设备，用于处理所述图像采集设备采集的原始图像信息；所述系统照明设备，用于为所述图像采集设备提供成像照明；所述系统同步设备包括同步盒与编码器，用于提供所述图像采集设备的同步采集时序信号。本发明配合现有CTCP版生产线，实现对CTCP版表面的实时在线检测；降低漏检率、释放人工劳力，降低生产厂商生产成本；提高检测精度，提高生产线工业自动化水平。
文档编号G01N21/88GK103175842SQ20111043302
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者张广秀, 徐江伟, 任婕, 韩琦, 王新新, 张富明 申请人:北京兆维电子(集团)有限责任公司, 北京兆维科技开发有限公司