專利名稱：基于ccd成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種特殊印刷工藝生產(chǎn)質(zhì)量的自動檢測，特別是一種基于CCD成像的 鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著印刷行業(yè)客戶市場不斷增長以及產(chǎn)品價值提升等原因，人們對鐳射等特殊印刷工 藝的產(chǎn)品印刷質(zhì)量越來越重視。由于這種特殊印刷產(chǎn)品具有對光高反射，以及不同角度成 像不同等特點，目前只能依靠人工進行檢測，由于個體差別和易于疲勞的原因，人工檢測 無法保證產(chǎn)品特征的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，利用機器視覺圖像技術(shù)對印刷品進行自 動檢測已經(jīng)成為印刷行業(yè)發(fā)展的必然。
對于常規(guī)工藝生產(chǎn)的普通漫反射特性的印刷品質(zhì)量的檢測，采用機器視覺圖像檢測技 術(shù)已經(jīng)較成熟。但是對于特殊印刷工藝生產(chǎn)的具有燙金、燙銀、以及鐳射等產(chǎn)品印刷質(zhì)量 的檢測，由于產(chǎn)品對光照表現(xiàn)出強反射特性的原因，難以獲得清晰穩(wěn)定的圖像，目前還沒 有成熟穩(wěn)定的解決方案。
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì) 量檢測系統(tǒng)，解決了鐳射印刷品表面反射率過強、難于穩(wěn)定清晰成像的問題，成功地將機 器視覺技術(shù)用于特殊印刷工藝的產(chǎn)品的自動化檢測。
本實用新型的技術(shù)方案如下
一種基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，用于檢測在目標檢測位置處被檢測產(chǎn)品 的印刷質(zhì)量，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括線 陣CCD相機、光學(xué)照明部件和安裝調(diào)節(jié)部件，所述光學(xué)照明部件與目標檢測位置的法線方 向重合，所述線陣CCD相機與目標檢測位置的法線之間的夾角大于0度小于90度，所述 安裝調(diào)節(jié)部件分別連接線陣CCD相機和光學(xué)照明部件，所述安裝調(diào)節(jié)部件為分別調(diào)節(jié)線陣 CCD相機和光學(xué)照明部件的位置、角度和方向，以及調(diào)節(jié)線陣CCD相機和光學(xué)照明部件分 別與目標檢測位置之間的距離的部件。
上述光學(xué)成像系統(tǒng)還包括產(chǎn)品運動部件，所述產(chǎn)品運動部件為將被檢測產(chǎn)品輸送至目標檢測位置并使得被檢測產(chǎn)品與線陣CCD相機之間產(chǎn)生相對運動的部件。 上述光學(xué)照明部件為具有漫射特性的光學(xué)照明部件。 上述光學(xué)照明部件采用的光源為白光功率型LED光源。 上述安裝調(diào)節(jié)部件為可六個維度調(diào)節(jié)線陣CCD相機的調(diào)節(jié)部件。 上述圖像處理系統(tǒng)為與標準模板比對方式分析判定是否符合標準的圖像處理系統(tǒng)。 上述圖像處理系統(tǒng)為還包括多維度濾波、聚類和區(qū)域尺度分析的圖像處理系統(tǒng)。 本實用新型的技術(shù)效果如下
本實用新型基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，光學(xué)成像系統(tǒng)包括線陣CCD相 機、光學(xué)照明部件和安裝調(diào)節(jié)部件，其中，線陣CCD相機可以在極小的空間成像，降低對 照明均勻性的要求，適合工業(yè)現(xiàn)場安裝，光學(xué)照明部件與目標檢測位置的法線方向重合， 線陣CCD相機與目標檢測位置的法線之間的夾角大于0度小于90度，使得該光學(xué)成像系 統(tǒng)成為一種直射斜拍光學(xué)成像系統(tǒng)，該"直射斜拍"方式布置，能獲得鐳射、以及燙金、 燙銀等高反射特性的產(chǎn)品的高品質(zhì)圖像，安裝調(diào)節(jié)部件分別連接線陣CCD相機和光學(xué)照明 部件，便于更好地分別調(diào)節(jié)線陣CCD相機和光學(xué)照明部件的工作位置、角度和方向，以及 調(diào)節(jié)線陣CCD相機和光學(xué)照明部件分別與目標檢測位置之間的距離，以獲得清晰的圖像。 因此本實用新型解決了鐳射印刷品表面反射率過強、難于穩(wěn)定清晰成像的問題。
光學(xué)成像系統(tǒng)還包括產(chǎn)品運動部件，該產(chǎn)品運動部件為將被檢測產(chǎn)品輸送至目標檢測 位置并使得被檢測產(chǎn)品與線陣CCD相機之間產(chǎn)生相對運動的部件，從而實現(xiàn)對印刷產(chǎn)品的 連續(xù)檢測，以獲得整個印刷產(chǎn)品的完整圖像。
其中，光學(xué)照明部件選用具有漫射特性的光學(xué)照明部件，光學(xué)照明部件具有漫射特性， 可以防止鐳射表面形成過強的定向反射，從而極大地改善鐳射印刷圖案的成像特征。
光學(xué)照明部件采用的光源為高質(zhì)量白光功率型LED光源，通過聚光準直、漫射設(shè)計， 形成高均勻的漫射光束，具有散熱好、半衰期長的優(yōu)點。
安裝調(diào)節(jié)部件為可以六個維度調(diào)節(jié)線陣CCD相機的調(diào)節(jié)部件，安裝調(diào)節(jié)部件可以在六 個維度上靈活調(diào)節(jié)線陣CCD相機，保證"直射斜拍"方式下，相機的工作距離和俯仰角度 最佳。
本實用新型光學(xué)成像系統(tǒng)利用CCD成像方式采集鐳射印刷品的高質(zhì)量圖像，并通過圖 像處理系統(tǒng)進行圖像處理，與標準模板圖像進行比較，分析并判定印刷出來的圖像是否符 合標準，實現(xiàn)對鐳射特殊印刷工藝下的產(chǎn)品質(zhì)量自動檢測。本實用新型可應(yīng)用于特殊印刷 工藝如鐳射、燙金、燙銀等工藝生產(chǎn)的印刷品表面質(zhì)量自動檢測，可以極大提高印刷產(chǎn)品
4質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
圖1為本實用新型基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2為本實用新型基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中各標號列示如下
1、線陣CCD相機，2、相機支架，3、安裝調(diào)節(jié)部件，4、光學(xué)照明部件，5、目標檢 測位置，6、產(chǎn)品運動部件。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行說明。
圖1為本實用新型的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖， 一種基于 CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，用于檢測在目標檢測位置5處被檢測產(chǎn)品的印刷質(zhì)量， 包括光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，圖2為本實用新型基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測 系統(tǒng)的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，光學(xué)成像系統(tǒng)包括線陣CCD相機1、光學(xué)照明部件4和安 裝調(diào)節(jié)部件3，光學(xué)照明部件4與目標檢測位置5的法線方向重合，線陣CCD相機1與目 標檢測位置5的法線之間的夾角大于0度小于90度，安裝調(diào)節(jié)部件3分別連接線陣CCD 相機1和光學(xué)照明部件4，安裝調(diào)節(jié)部件3為分別調(diào)節(jié)線陣CCD相機1和光學(xué)照明部件4 的位置、角度和方向，以及調(diào)節(jié)線陣CCD相機1和光學(xué)照明部件4分別與目標檢測位置5 之間的距離的部件。
線陣CCD相機1，具體釆用進口三線陣彩色CCD相機，可以在極小的空間成像，降 低對照明均勻性的要求，適合工業(yè)現(xiàn)場安裝，并配以高成像質(zhì)量的寬放大倍率的專業(yè)鏡頭， 滿足不同幅寬、不同檢測精度要求的印刷品的檢測。
光學(xué)成像系統(tǒng)還可以包括產(chǎn)品運動部件6，產(chǎn)品運動部件6用于輸送被檢測的印刷產(chǎn) 品，使被檢測產(chǎn)品與線陣CCD相機1之間產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)對印刷產(chǎn)品的連續(xù)檢測， 以獲得整個印刷產(chǎn)品的完整圖像，產(chǎn)品運動部件6能保證產(chǎn)品成像區(qū)域與線陣CCD相機1 之間的相對位置不變，使獲得的圖像不變形。若光學(xué)成像系統(tǒng)不包括產(chǎn)品運動部件，則可以 選擇另外的輸送被檢測產(chǎn)品的動力系統(tǒng)或動力裝置，該動力系統(tǒng)或動力裝置使得被檢測產(chǎn)品 與線陣CCD相機1之間產(chǎn)生相對運動，并保證產(chǎn)品成像區(qū)域與線陣CCD相機1之間的相對 位置不變，配合本實用新型基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)一起完成檢測。光學(xué)照明部件4為成像提供光源，要求均勻性較高、且光線發(fā)射角度較廣、照度足夠、 壽命較長，光學(xué)照明部件4具有漫射特性，可以防止鐳射表面形成過強的定向反射，從而極 大地改善鐳射印刷圖案的成像特征，該光學(xué)照明部件采用的光源選擇高質(zhì)量白光功率型LED 光源，其漫射特性可以滿足高反射特性產(chǎn)品的成像要求，通過聚光準直、漫射設(shè)計，形成高 均勻的漫射光束，具有散熱好、半衰期長的優(yōu)點。
具體地，產(chǎn)品運動部件6將印刷后被檢測產(chǎn)品輸送到目標檢測位置5，采用的光學(xué)照明 部件4為發(fā)光面具有一定線寬的高漫射白光光源部件，如白光功率型LED光源的表面設(shè)置 一層高漫射材料(如硫酸紙、毛玻璃等)，光沿被檢測產(chǎn)品表面法線方向照射物體，光斑落 于檢測物體上，選擇位于光斑范圍內(nèi)的某一條線作為檢測點，線陣CCD相機1在光學(xué)照明 部件4的某一側(cè)以較小的傾斜角度(大于0度小于90度)進行拍攝，并確保光路無干涉。 這種光學(xué)照明部件在檢測點處以法線方向直射目標點，而線陣CCD相機從單側(cè)斜拍攝成像 的"直射斜拍"方式，能獲得鐳射、以及燙金、燙銀等高反射特性的產(chǎn)品的高品質(zhì)圖像。
安裝調(diào)節(jié)部件3分別連接線陣CCD相機1和光學(xué)照明部件4，便于分別調(diào)節(jié)線陣CCD 相機1和光學(xué)照明部件4的工作位置、角度和方向，以及調(diào)節(jié)線陣CCD相機1和光學(xué)照明 部件4分別與目標檢測位置5之間的距離，以獲得穩(wěn)定清晰的圖像。具體地，安裝調(diào)節(jié)部 件3為可以六個維度調(diào)節(jié)線陣CCD相機1的調(diào)節(jié)部件，比如安裝調(diào)節(jié)部件3可以包括光 學(xué)照明部件4的安裝支架，該安裝支架設(shè)計成角度可調(diào)型，以便安裝調(diào)試過程中的角度微 調(diào)，安裝調(diào)節(jié)部件3還可以包括固定安裝線陣CCD相機1的相機支架2，相機支架2設(shè)計 成二維可調(diào)結(jié)構(gòu)，結(jié)合整個安裝調(diào)節(jié)部件3的角度調(diào)節(jié)，構(gòu)成六自由度的光學(xué)調(diào)節(jié)機構(gòu)， 實現(xiàn)線陣CCD相機的六自由度可調(diào)，保證"直射斜拍"方式下，線陣CCD相機的工作距 離和俯仰角度最佳。
光學(xué)成像系統(tǒng)利用CCD成像方式采集鐳射印刷品的高質(zhì)量圖像后，通過圖像處理系統(tǒng) 進行處理，圖像處理系統(tǒng)與標準模板圖像進行比較，分析并判定印刷出來的圖像是否符合 標準，實現(xiàn)對鐳射特殊印刷工藝下的產(chǎn)品質(zhì)量自動檢測。具體地，基于CCD成像的鐳射印 刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)啟動時，需要首先加載標準模板圖像，作為檢測的基礎(chǔ)，線陣CCD相機1 實時采集被測產(chǎn)品圖像，通過自動對位，將采集圖像與標準模板對齊，而后比較相應(yīng)位置 上的印刷圖像，確定圖案上的超差點，再對超差點進行不同維度的濾波，去除由于采集系 統(tǒng)噪聲導(dǎo)致的虛假信號，然后，對超差點進行聚類和區(qū)域尺度位置分析，忽略體積小、不 影響質(zhì)量的小缺陷，判斷并保留大缺陷的位置和強度信息，進行缺陷位置輸出和報警，艮口， 通過預(yù)先設(shè)計的接口通知印刷設(shè)備發(fā)現(xiàn)印刷錯誤，或者直接通過報警器通知印刷工人進行下一步處理。其中，對超差點的多維度濾波、聚類和區(qū)域尺度分析，能夠使得該圖像處理 系統(tǒng)更加精確的判定鐳射特殊印刷工藝下的印刷產(chǎn)品是否符合標準，完成印刷產(chǎn)品質(zhì)量的 自動檢測。
本實用新型不同于現(xiàn)有的印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，創(chuàng)造性地采用了特殊的光照成像方式， 實現(xiàn)了印刷行業(yè)中目前最難解決的燙金、燙銀、鐳射等特殊工藝下的印刷產(chǎn)品質(zhì)量的自動 檢測。
應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造， 但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造己 進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或 者等同替換，總之， 一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，用于檢測在目標檢測位置處被檢測產(chǎn)品的印刷質(zhì)量，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括線陣CCD相機、光學(xué)照明部件和安裝調(diào)節(jié)部件，所述光學(xué)照明部件與目標檢測位置的法線方向重合，所述線陣CCD相機與目標檢測位置的法線之間的夾角大于0度小于90度，所述安裝調(diào)節(jié)部件分別連接線陣CCD相機和光學(xué)照明部件，所述安裝調(diào)節(jié)部件為分別調(diào)節(jié)線陣CCD相機和光學(xué)照明部件的位置、角度和方向，以及調(diào)節(jié)線陣CCD相機和光學(xué)照明部件分別與目標檢測位置之間的距離的部件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述光學(xué)成像系統(tǒng)還包括產(chǎn)品運動部件，所述產(chǎn)品運動部件為將被檢測產(chǎn)品輸送至目標檢測 位置并使得被檢測產(chǎn)品與線陣CCD相機之間產(chǎn)生相對運動的部件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述光學(xué)照明部件為具有漫射特性的光學(xué)照明部件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述光學(xué)照明部件采用的光源為白光功率型LED光源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述安裝調(diào)節(jié)部件為可六個維度調(diào)節(jié)線陣CCD相機的調(diào)節(jié)部件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像處理系統(tǒng)為與標準模板比對方式分析判定是否符合標準的圖像處理系統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述圖像處理系統(tǒng)為還包括多維度濾波、聚類和區(qū)域尺度分析的圖像處理系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型提供一種基于CCD成像的鐳射印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)，用于檢測在目標檢測位置處被檢測產(chǎn)品的印刷質(zhì)量，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，光學(xué)成像系統(tǒng)包括線陣CCD相機、光學(xué)照明部件和安裝調(diào)節(jié)部件，光學(xué)照明部件與目標檢測位置的法線方向重合，線陣CCD相機與目標檢測位置的法線之間的夾角大于0度小于90度，安裝調(diào)節(jié)部件分別連接線陣CCD相機和光學(xué)照明部件。本實用新型利用CCD成像方式采集鐳射印刷品的高質(zhì)量圖像，并通過圖像處理系統(tǒng)處理，實現(xiàn)了印刷行業(yè)中目前最難解決的燙金、燙銀、鐳射等特殊工藝下的印刷產(chǎn)品質(zhì)量的自動檢測。
文檔編號G01N21/898GK201247205SQ20082010985
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者何曉燕, 敏 朱, 王巖松, 嚴 趙 申請人:北京凌云光視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司