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地图印刷质量检测如何高效达成,重点来了

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发表时间:2021-02-26 09:39作者:岳耀 王永秋 蒋卫来源:印刷工业

近年来,应用于表面印刷检测的机器视觉检测技术已经非常成熟,在包装印刷领域,如药包、烟包、标签等,其应用非常广泛。对于地图印刷品而言,由于其表面多由线条、网点组成,纹理比较特殊,所以检测会有一定的难度。本文从三个方面分析如何将地图印刷品的视觉检测系统中的误报消除,以准确高效地控制地图印刷品的质量。

地图印刷品检测流程

图1所示的地图印刷质量检测流程,是以灰度图像检测为例列举的流程,而彩色图像实际上也可以理解成多个通道的灰度图像。图中的三个虚线红框组成了表面检测的图像处理的三个步骤:图像定位、图像对比、图像判决。

图1   地图印刷质量检测流程

在图像对比时,选用一幅标准的参考图画作为范本,用其他的图画和它进行比较,从而评判质量好坏。在此之前,先要设定质量评价的标准,即公差阈值,评判哪些缺陷可以容忍,哪些缺陷必须判废。根据两张图像的像素比对,找到超差异常点(Blob),最后进行Blob分析判决(见图2,图3)。

图2   墨脏二值化后Bolb图像

2021226

图3   断线二值化后Bolb图像

在评判过程中会出现很多误报,如按照地图印刷质量作废标准应该为合格品,但在图像对比后却被判为废品。地图印刷品的图文信息主要由线条和网点组成,承印物纸张是柔性物体,会产生变形,如果纸张展平效果差,超过3个像素,那么在图像的高频部分会出现误检。同时,光源的不稳定会造成图像灰度的变化,导致在设定的检测阈值内,引起误报。

降低误报方法1:大张展平技术

在滚筒上检测时,采用吹风的方式对纸张进行展平,如图4所示。吹风展平具有结构简单、非接触、易调整的优点,在滚筒上进行检测,其展平精度可在0.5mm以内,图像变形量可控制在1个像素以内。通过大量检测数据,使其误检率大大降低。

图4   滚筒上吹风展平系统示意图

根据具体纸张克重,可选用集中供气或工业空压机独立供气。当纸张克重小于150g时,可优先选用集中供气,此时对气源的压力和流量要求较低,一般工厂内自用高压气可完全满足要求;当纸张克重大于150g时,多为卡纸类,此时对气源的要求较高,如果工厂不能提供相应气源,可选用足够功率的螺杆空压机进行独立供气。上述两种供气方式的合理选取,可解决40~400g纸张的气源问题。在气源出口处,安装高压电磁阀,可在非生产阶段关闭气源输出,达到节能的目的。减压阀安装有压力表,其作用是调节输出气流的压力。

降低误报方法2:提升光源的稳定性

光源的不稳定会造成误报。采用特殊散热设计光源,能够在较短时间内使区域稳定;对光源电源进行稳压改进,可以使供给的电流更加稳定。

经过35周长时间的在线测试,得出光源的衰减幅度为10个灰度,而该幅度的衰减对在线检测系统几乎无影响。这一改进,可以有效地降低因为光源不稳定造成的灰度变化,从而有效减少误报,提高了地图产品视觉检测的准确性。

降低误报方法3:形变复原技术

由于采集到的图像会出现局部变形,导致实时图像与模板位置偏差,常规的定位方法只能近似认为图像一定区域内是线性刚性变形,而实际图像则是非线性变形,所以常规的定位方法不能完全对变形进行校正,这样就会导致一部分漏报和误报。

形变复原技术是通过把变形的图像投影到几十个维度的形变模板中,计算出一组变形系数,由这些变形系数复原出与参考图像一致的图像。这种形变复原技术对不同印次的平移及变形有非常好的校正效果,减少了系统的漏报和误报。

地图印刷产品的线条较多,有的区域复杂,有的区域相对简单,针对结构比较简单,对比度比较明显的一些区域,可以归纳总结线条的共性纹理特征,突破传统的检测模式,使用“专项检测”方法杜绝重点区域的质量风险,大大减少该区域的误报。

地图纹理的特殊性导致地图印刷品对纸张的形变特别敏感,所以必须从软件算法、光源稳定性、纸张的展平稳定性上下大功夫,如此才能大大降低检测系统的误报,保证视觉检测结果的准确性。

(作者单位为32022部队,华夏视科)


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