機器視覺用于印刷、包裝行業中的質量檢測,其基本的工作原理是用攝像機拍攝(采集)印刷品上的圖像,在計算機中與該印品的標準圖像(模板)相匹配比較,如果發現差異并超出設定的公差范圍,即判定為不合格產品,而實際的機器視覺系統要復雜得多。
視覺檢測系統主要由照明光源、光學鏡頭、攝像機、圖像信息的處理與執行機構四大部分所組成。
1.工作原理
其關鍵的器件是視覺傳感器的芯片。在芯片上整齊地排列著像小水池一樣的單元,但它們盛的不是水,而是電荷。攜帶被拍攝物體光學信息的光線通過鏡頭而到達芯片的表面上,光信息就變成了電荷信號,即曝光。光強的地方電荷多,光弱的地方電荷少,對應著印品上不同區域的明暗程度。不同的顏色分解為紅、綠、藍三種基色,存放在不同的單元之中。曝光所產生的電荷信號,按掃描順序依次經過放大和模數轉換等處理,從攝像機中輸出。
2.分類
印品質量檢測所使用的工業相機,根據實際情況的不同可分為兩大類,線陣式和面陣式。線陣式一次只能獲得圖像的一行信息,被拍攝的物體必須以直線的形式從前來回通過,才能獲得完整的圖像,因此非常適合于對以一定速度勻速運動的物體的圖像檢測。而面陣式則可以一次獲得整幅圖像的信息,因此速度更快。
典型的光電轉換器件主要有CCD, CMOS圖像傳感器兩種。CCD是目前機器視覺常用的圖像傳感器。它集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信號讀取于一體,是典型的固體成像器件。CCD的突出特點是以電荷作為信號,而不同于其器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉換形成電荷包,而后在驅動脈沖的作用下轉移、放大輸出圖像信號。典型的CCD攝像機由光學鏡頭、時序及同步信號發生器、垂直驅動器、模擬/數字信號處理電路組成。CMOS 圖像傳感器的開發出現在20世紀70年代初。90年代初期,隨著超大規模集成電路(VLSI)制造工藝技術的發展,CMOS圖像傳感器得到迅速發展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數轉換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機訪問的優點。CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、寬動態范圍和輸出圖像兒乎無拖影等特點而得到了應用。
視覺質量檢測可以應用在印前、印刷過程和印后加工中,但目前多數應用主要集中在印后質量檢查中。