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機器視覺技術概念及發展歷程與印品質量和評判方法

2021-02-12 03:20:45

{一}、機器視覺技術概念及發展歷程
一、機器視覺的概念
機器視覺是研究用計算機來模擬生物視覺的技術。機器視覺技術的要目標是用圖像創建或恢復現實世界模型,然后認識現實世界。機器視覺是一項綜合技術,視覺檢品機其中包括數字圖像處理技術、機械工程技術、控制技術、光源照明技術,光學成像技術、傳感器技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術、人機接口技術等。機器視覺強調實用性,要求能夠適應工業現場惡劣的環境,要有合理的性價比、通用的工業接口、較高的容錯能力,并具有較強的通用性和可移植性;它強調實時性,要求高速度。
二、發展歷程
機器視覺技術是一個相當新且發展的研究領域,并已成為計算機的重要研究領域之一。機器視覺是在20世紀50代從統計模式開始的,當時的工作主要集中在二維圖像分析和識別上。20世紀60年代,Roberts(1965年)通過計算機程序從數字圖像中提取諸如立方體、菱柱體等各方面的三維結構,并對物體形狀及物體的空間關系進行描述。到了20世紀70年代,已經出現了一些視覺應用系統。1977年,以Marr教授為代表,提出了不同于“積木世界”分析方法的計算視覺理論,該理論在20世紀80年代成為機器視覺研究領域中的一個重要的理論框架??梢哉f,對機器視覺的性研究熱潮是從20世紀90年代開始的,到90年代中期,機器視覺獲得蓬勃的發展。21世紀,隨著光電自動化和計算機技術的高速發展,利用機器視覺的性、可重復性、智能化和可現場性的特點,機器視覺在汽車零配件批量加工的尺寸檢查和自動裝配的完整性檢查、電子裝配線的元件定位、IC上的字符識別、印刷電路板的檢驗等應用場合具體的應用。
機器視覺中的關鍵技術
在機器視覺中,關鍵技術有光源(照明)技術、光學鏡頭、攝像機、圖像采集卡、圖像處理卡和準確的執行機構等幾個方面。
(1)光源
在機器視覺應用系統中,好的光源與照明方案往往是整個系統成敗的關鍵,起著非常重要的作用,它并不是簡單的照亮物體而己。光源與照明方案的配合應盡可能地突出物體特征量,在物體需要檢測的部分與那些不重要部份之間應盡可能地產生明顯的區別,增加對比度;同時還應足夠的整體亮度,物體位置的變化不應該影響成像的質量。在機器視覺應用系統中一般使用透射光和反射光,對于反射光情況應充分考慮光源和光學鏡頭的相對位置、物體表面的紋理,物體的幾何形狀、背景等要素.。光源的選擇符合所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發光的光譜特性等,同時還要考慮光源的發光效率和使用壽命。
在光源方面值得注意的是,LED光源因其顯色性好,光譜范圍寬,能覆蓋可見光的整個范圍,且穩定時間長,隨著其制造工藝和技術的成熟,價格的降低,它必將越來越廣泛的應用,成為圖像領域新的亮點。還有高頻熒光燈因其發光、性價比好,在某些應用場合也是很好的選擇。
(2)光學鏡頭
光學鏡頭相當于人眼的晶狀體,在機器視覺系統中非常重要,一個鏡頭的成像質量優劣,即其對像差校正的優良與否,可通過像差大小來衡量,常見的像差有球差、彗差、像散、場曲、畸變、色差等六種。對定焦鏡頭和變焦鏡頭來講,同一檔次的定焦鏡頭的像差肯定比變焦鏡頭的小,因為變焦鏡頭折衷考慮,使各種不同焦距下的成像質量都相對較好,不允許出現某個焦距(在變焦范圍內)下很差的情況。所以在機器視覺應用系統中,根據被測目標的狀態應優先選用定焦鏡頭,此外再綜合考慮圖像的放大倍率、視場大小、光圈大小、焦距、視角大小等因素進行具體選擇。當然,鏡頭與攝像機的安裝接口也是應考慮的一個重要因素。
{二}、印品質量和評判方法
印刷界把評價印刷質量的方法分為主觀和客觀評價兩類,傳統的評價方法帶有主觀性的成分比較大,總會有的誤差和隨機性?,F代化的印刷品質量在線檢測系統,則是把數字圖像處理學方法用于印品檢測中,印刷品檢品機增加了檢測方法中的客觀性。
印刷質量主要是指印刷品各種外觀特性的綜合效果,即質量。但有時我們應客戶要求,印刷品與客戶樣品一致,這種對原稿復制的忠實性稱為相對質量。從印刷技術角度講,相對質量高的印刷品以是好的,但卻是和原稿相像的。
印刷品由于其印刷方式不同,的圖像的特征也不同。根據使用的印版特征來劃分印刷方式,主要有四種:凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷。使用的印刷方式不同,印品質量高低也有很大的差異。在上面四種印刷方式中,一般來說凹印的印刷質量高、孔版印刷的質量低。由于印刷行業的產品主要以平板印刷(膠印)為主,所以對印品質量研究,也是針對膠印的成像特點進行的。
印刷品是一種靠視覺來判斷的商品和藝術品。人們在評論印刷品質量的時候,總是會把人的視覺心理因素和復制工程中的物理因素綜合在一起進行考慮,也就是說既考慮印刷品的商品價值或藝術水平,也考慮印刷技術本身對印刷品質量的影響。實踐也證明,只有從印刷技術的角度出發進行評定,才能正確地評價印刷品質量。
曾經為“印刷品的質量”下過這樣的定義印刷品質量是印刷品各種外觀特性的綜合效果。從印刷技術的角度考慮,所謂印刷品的外觀特性又是一個比較廣義的概念,對于不同類型的印刷產品具有不同的內涵。對于線條或實地印刷品,應該要求墨色厚實、均勻、光澤好、文字不花、清晰度高、套印精度高,沒有透印和背透過重,沒有背面蹭臟;對于彩色網點印刷品,應該要求階調和色彩再現忠實于原稿,墨色均勻、光澤好、網點不變形、套印準確,沒有重影、透印、各種杠子、背面粘臟以及機械痕跡。

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