基于机器视觉的印刷品全画面缺陷检测系统的研究

论文摘要

随着印刷工艺和生产的进步,用户对产品质量与多样化的要求日趋增高,基于机器视觉的现代检测技术已经成为印刷行业的主流趋势。本文对应用于宽幅面、高精度的基于机器视觉的印品表面质量检测理论与算法进行了研究,提出了一种基于机器视觉的印刷品全画面缺陷检测系统。(1)对检测系统的结构框架进行了设计和分析,提出由图像采集、图像处理、数据管理和信号控制等功能模块组成的系统框架,并基于这些模块间的协同完成检测任务。(2)在表面图像的空间位置匹配定位方面,提出了一种指定特征区域的图像匹配方法,该方法应用了边缘匹配技术,通过指定提取范围与预设的匹配范围,降低了计算量、缩短了匹配时间,保证了图像匹配的准确性和实时性。(3)在缺陷特征分析方面,针对表面缺陷和色彩缺陷分别提出了不同的缺陷特征分析方法。针对色彩缺陷,论文利用Lab颜色空间以及Lab色差公式,计算图像中像素点是否存在色差;针对表面缺陷,采用了基于Blob分析的特征分析方法,并提出了一种改进的逐像素扫描标记方法,只需经过一次扫描,便可完成对所有连通域的标记工作。(4)在表面缺陷识别方面,设计了点、线、面不同缺陷类型的识别规则,并通过实验验证了系统已可实现对常见缺陷的检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 机器视觉及其在印刷行业中的应用
• 1.3 印刷品缺陷检测国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 图像处理技术研究现状
• 1.5 论文的主要工作与结构安排
• 第二章 印刷品印刷机理与质量评价
• 2.1 印刷品的实现机理
• 2.1.1 印刷工艺与印刷种类
• 2.1.2 印刷品复制与色彩呈现
• 2.2 印刷品质量评价
• 2.3 常见的缺陷种类
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于机器视觉的印刷品全画面缺陷检测系统的设计
• 3.1 检测系统需求分析与功能定位
• 3.2 检测系统方案设计
• 3.3 检测系统功能模块设计
• 3.3.1 图像采集模块
• 3.3.2 图像处理模块
• 3.3.3 数据管理与信号控制模块
• 3.4 检测系统硬件方案设计
• 3.4.1 相机与镜头的选配原则与方案
• 3.4.2 光源选配原则与方案
• 3.4.3 采集卡的选配原则与方案
• 3.4.4 PC机
• 3.5 本章小结
• 第四章 印刷品缺陷检测算法研究
• 4.1 分层灰度化处理
• 4.2 图像匹配
• 4.2.1 检测系统对图像匹配的要求
• 4.2.2 图像匹配算法分析
• 4.2.3 指定特征区域的边缘匹配方法
• 4.3 缺陷分割与提取
• 4.3.1 基于区域投影直方图的缺陷分割方法
• 4.3.2 缺陷信息的提取
• 4.4 缺陷特征与识别规则
• 4.5 色差缺陷识别
• 4.6 表面缺陷分析与识别
• 4.6.1 二值图像处理
• 4.6.2 形态学处理
• 4.6.3 Blob分析
• 4.6.4 表面缺陷特征分析与识别规则
• 4.7 本章小节
• 第五章 实验与结果
• 5.1 实验运行环境
• 5.2 实验平台工作原理
• 5.3 检测实例与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢