印版質量檢測系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種印版質量檢測系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括檢測平臺、電氣裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源，環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；圖像處理裝置對圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。該系統(tǒng)和方法具有檢測精度高、檢測速度快、可靠性高的優(yōu)點。
【專利說明】印版質量檢測系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于機器視覺技術的質量檢測領域，特別是一種印版質量檢測系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]為實現(xiàn)人民幣可自由兌換遠景目標，保證其印品質量是重要前提，而鈔券膠凹印原版及印版質量是根本保證印品質量的基礎，其中任何一項出現(xiàn)質量問題，都會對印品質量產生嚴重影響。檢測的印版包括多種膠印原版、膠印印版、凹印原版、凹印印版等。檢測對象幅面大、檢測精度要求極高、檢測速度必須較快。
[0003]目前，對各種印版的檢測主要依靠人工進行，檢測人員通過肉眼查看、放大鏡查看、顯微鏡查看、局部打粉、刻度尺測量等方法確認印版的質量。人工檢測的效果嚴重依賴人的經驗，受人為主觀因素影響大，效率較低，出現(xiàn)漏檢的情況時有發(fā)生。隨著科技的發(fā)展以及人力成本的提高逐步出現(xiàn)了印版質量檢測系統(tǒng)，目前已有的檢測系統(tǒng)是利用機器視覺技術檢測印版局部的制作質量，若要實現(xiàn)全版檢測，時間很長、數據量極大，不現(xiàn)實；也有檢測系統(tǒng)是通過并排排列的線陣相機逐行掃描全版后再進行圖像檢測處理，這類系統(tǒng)一般成像一致性差，分辨率較低，檢測精度不高。而且通過機器視覺技術檢測印版質量，只能進行單一的圖紋檢測功能，測量幅面均比較小，而且無法同時完成印版深度測量。故人工檢測以及現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)已不能滿足對印版檢測精度以及檢測速度的要求。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明針對人工檢測以及現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)已不能滿足對印版檢測精度以及檢測速度的要求的問題，提供一種印版質量檢測系統(tǒng)，具有檢測精度高、檢測速度快、可靠性高的優(yōu)點。本發(fā)明還涉及一種印版質量檢測方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]一種印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括檢測平臺、電氣裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，所述圖像采集裝置設置在檢測平臺上空并在電氣裝置的驅動下運動以在印版整版范圍內采集圖像，所述圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，通過設置導軌帶動圖像采集裝置做水平面和豎直方向移動，所述環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源，所述環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；所述圖像采集裝置將得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息傳輸至圖像處理裝置，所述圖像處理裝置利用數字圖像處理技術對圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
[0007]所述圖像采集裝置還包括顯微鏡，所述顯微鏡與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，所述激光位移傳感器固定設置在顯微鏡的一側。
[0008]所述動力裝置包括依次連接的三維直線電機驅動器、直線電機、二維掃描機構、光柵尺和光柵尺變換器，所述二維掃描機構與圖像采集裝置連接，所述三維直線電機驅動器與圖像處理裝置連接。
[0009]所述印版檢測對象為具有若干開重復物體的整版，所述圖像采集裝置采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本，采集印版檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像；所述圖像處理裝置根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，并利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
[0010]所述圖像采集裝置根據采集的標準樣本生成圖像高模板和圖像低模板，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限，所述圖像處理裝置將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行缺陷記錄和分析。
[0011]所述系統(tǒng)還包括模板調整裝置，所述圖像采集裝置采集某開合格產品的所有幀圖像并傳輸至模板調整裝置，所述模板調整裝置利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對；當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該點的像素值調整為該更高的值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該點的像素值調整為該更低的值；所述圖像高模板和圖像低模板調整后再通過圖像處理裝置進行質量檢測。
[0012]所述環(huán)形光學成像光源的每個所述LED光源的額定功率大于IW ;所述散熱片構成燈箱，所述燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，所述風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，所述風扇關閉；所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制。
[0013]在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作；在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作；當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
[0014]所述LED光源在所述環(huán)形框體的內側壁上呈多圈的陣列排列；所述LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°?55° ;所述每個散熱片的形狀為直角三角形，所述直角三角形的斜邊與所述環(huán)形框體的外側壁連接。
[0015]所述圖像采集裝置還采集檢測對象的定位標識的圖像，所述圖像處理裝置利用人工指定或圖像匹配技術確定定位標識的精確位置以及確定檢測對象的精確位置，然后根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的精確位置。
[0016]所述圖像處理裝置按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像對應的實物尺寸，將一開分為M行N列并分別通過圖像采集裝置進行成像，使得不同開位對應幀所成像的相對位置固定，所述M和N均為大于等于I的自然數。[0017]所述光柵尺安裝在導軌上，所述光柵尺的讀數輸送至圖像處理裝置，所述圖像處理裝置通過光柵尺的讀數，結合采集的圖像，得到檢測對象各點的精確坐標。
[0018]所述系統(tǒng)還包括圖像定位裝置，所述圖像定位裝置根據圖像采集裝置采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，所述圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
[0019]所述圖像定位裝置在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像匹配處理。
[0020]所述圖像定位裝置根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征將印版檢測對象的相同幀圖像的全部或大部分設定為特征圖像，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像的全局匹配處理；
[0021]或，所述圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理；
[0022]或，所述圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，所述印版檢測對象的相同幀圖像內具有重復的特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。
[0023]所述圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，并在特征圖像匹配結果包含多個值時進行規(guī)范化處理，按照灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數的權重系數進行加權和處理得到特征圖像的偏移量；或圖像處理裝置根據一幀圖像內部的多個特征圖像匹配結果將待檢測圖像或標準樣本圖像進行形變處理得到特征圖像的偏移量。
[0024]一種印版質量檢測方法，其特征在于，通過設置導軌帶動面陣相機和激光位移傳感器在檢測平臺上空的印版整版范圍內做水平面和豎直方向移動以采集圖像，采用環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照，所述環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；利用數字圖像處理技術對得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
[0025]采用顯微鏡使其與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，將激光位移傳感器固定設置在顯微鏡的一側。
[0026]通過對檢測對象進行深度測量以實時調節(jié)面陣相機的豎直方向的高度，保持面陣相機的相對高度穩(wěn)定以得到對焦準確的高品質圖像。
[0027]所述方法中的印版檢測對象為具有若干開重復物體的整版，該方法將檢測對象劃分為若干開，根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本并采集檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像，然后利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
[0028]根據采集的標準樣本生成圖像高模板和圖像低模板，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限，將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行缺陷記錄和分析。
[0029]所述方法還包括模板調整步驟，所述模板調整步驟為先采集某開合格產品的所有幀圖像，再利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對；當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該點圖像的像素值調整為該更高的值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該點圖像的像素值調整為該更低的值；所述圖像高、低模板調整后采集印版檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像并利用數字圖像處理技術將采集的檢測對象的每一開位的所有幀圖像與調整后的圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對。
[0030]所述方法中采用的環(huán)形光學成像光源的每個所述LED光源的額定功率大于1W，將LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°?55° ;所述散熱片構成燈箱，在燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，風扇關閉；所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制，在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作；當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
[0031]所述方法先采集檢測對象的定位標識的圖像，再利用人工指定或圖像匹配技術確定定位標識的精確位置，然后根據整版定位標識和開位的分布確定檢測對象各開的精確位置；和/或，按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像對應的實物尺寸，將一開分為M行N列進行成像，使得不同開位對應幀所成像的相對位置固定，所述M和N均為大于等于I的自然數；和/或，所述導軌上裝有高精度光柵尺，通過對光柵尺讀數和當前采集的圖像，得到檢測對象各點的精確坐標。
[0032]還包括圖像定位步驟，所述圖像定位步驟根據采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，然后根據得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
[0033]在采集的標準樣本圖像的不同區(qū)域內根據圖像的灰度和/或梯度特征設定一個或多個特征圖像以及與所述特征圖像對應的搜索范圍，并在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像匹配處理。
[0034]所述特征圖像匹配處理包括特征圖像的全局匹配處理和/或大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理和/或小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理；所述全局匹配處理是根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征印版檢測對象的相同幀圖像的全部或大部分設定為特征圖像，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像的全局匹配處理；所述大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理；所述小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，所述印版檢測對象的相同幀圖像內具有重復的特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。
[0035]所述方法在特征圖像匹配結果包含多個值時進行規(guī)范化處理，按照灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數選取最優(yōu)定位結果，或綜合部分或全部定位結果作為最終定位結果；或圖像處理裝置根據一幀圖像內部的多個特征圖像匹配結果將待檢測圖像或標準樣本圖像進行形變處理得到特征圖像的偏移量。
[0036]本發(fā)明的技術效果如下:
[0037]本發(fā)明涉及一種印版質量檢測系統(tǒng)，用于對印版檢測對象的質量檢測，包括檢測平臺、電氣裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，設置在檢測平臺上空的圖像采集裝置在印版整版范圍內做水平面和豎直方向移動，圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，特定結構的環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照，對印版檢測對象上的平面部分和凹凸不平的部分都有顯著的照明效果，確保了印版、凹印版、膠片、印品等的成像質量；采用面陣相機實現(xiàn)大面積高精度成像，自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，避免了現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)采用并排排列的線陣相機逐行掃描全版成像一致性差以及檢測精度低的問題，本系統(tǒng)利用圖紋掃描方式，對印版的整版檢測對象的全覆蓋圖紋檢測，集成面陣相機和激光位移傳感器并將二者配合使用，結合自動瞄準技術和二維掃描技術，采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量，集合實現(xiàn)圖紋成像、深度檢測、深度三維成像、深度三維檢測等自動測量等于一體。既能掃描檢測整版，也能對局部進行平面和深度檢測，對局部進行三維掃描成像和深度檢測，能夠降低對印版展平的技術要求，通過激光位移傳感器采用激光測距補償技術，實時測量面陣相機對印版版面的高度，并進行相應調整，通過圖像處理裝置采用圖像處理技術對圖紋檢測和深度測量的圖像信息進行數據處理和分析得出印版是否合格的質量檢測結果。該系統(tǒng)避免了現(xiàn)有的采用機器視覺技術的檢測系統(tǒng)進行印版整版檢測時間長和數據處理量極大以致實用性差的問題，還避免了人工檢測造成的人為主觀因素影響大及效率低的問題，與人工檢測相比較，該檢測系統(tǒng)具有檢測精度高、檢測速度快、可靠性高、數據可追溯等優(yōu)點，本系統(tǒng)可以從源頭上解決人工檢測所遇到的問題，徹底保證鈔券膠凹印原版及印版質量，進而為實現(xiàn)鈔券設計原版、印版生產的數據化及標準化打下堅實的基礎。
[0038]在圖像采集裝置中設置顯微鏡，顯微鏡與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，利用高分辨率顯微技術與計算機圖像處理技術，通過顯微鏡進行變倍，并實現(xiàn)檢測平臺上不同高度的地方對焦，能夠更精度的對各種原版和印版的圖紋質量、版面尺寸和版面缺陷等的檢測。
[0039]優(yōu)選本發(fā)明所述系統(tǒng)基于開位進行印版質量檢測，圖像采集裝置和圖像處理裝置將檢測對象劃分為若干開，單獨對各開進行圖像采集和處理，圖像采集裝置采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本并采集檢測對象基于開位的幀圖像；圖像處理裝置確定每一開位、某些開位或所有開位的尺寸和位置，并利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。該檢測系統(tǒng)在采集標準樣本圖像和檢測圖像時，都是基于開位進行，基于開位進行印版質量檢測，掃描時間短，實現(xiàn)檢測對象基于開位的二維圖像的數據采集、圖像顯示和質量檢測。
[0040]優(yōu)選設置環(huán)形光學成像光源的結構，米用的LED光源的額定功率大于1W, LED光源的光軸能夠在環(huán)形框體下方的焦平面后聚焦；燈箱頂部設置多個風扇，當燈箱內部溫度高于安全閾值時，風扇開啟，當燈箱內部溫度低于安全閾值時，風扇關閉；LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，觸發(fā)模式與相機配合工作。由于本發(fā)明使用額定功率大于IW的LED光源，使得照明效果好于其他使用小功率LED光源的光學成像光源。但是由于大功率LED光源的大熱量較高，如不加以控制會在燈箱內部形成熱量積累，大大縮短光學成像光源的使用壽命。為了解決這一問題，本發(fā)明通過硬件手段和控制手段對LED光源的發(fā)熱量進行有效控制，使其溫度穩(wěn)定在安全閾值以下，發(fā)光更穩(wěn)定，有效延長了這種光學成像光源的使用壽命。
[0041]本發(fā)明所述系統(tǒng)優(yōu)選設置圖像定位裝置，圖像定位裝置根據采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征這些實際圖形情況來設定特征圖像和搜索范圍，并利用圖像匹配技術進行特征圖像匹配，結合圖像處理裝置將匹配結果進行數據處理準確得到特征圖像偏移量，從而能夠實現(xiàn)作為目標圖像的印版檢測對象的幀圖像和對應幀的標準樣本圖像完全對準，為后續(xù)圖像處理提供了基礎，標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征動態(tài)靈活設定特征圖像和搜索范圍，實現(xiàn)圖像的多層次全局定位，確保了圖像處理的準確度，進一步提高了印版檢測精度，省去了現(xiàn)有定位方式所采用的結構復雜的定位印刷裝置，更重要的是解決了現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)無法針對所有檢測對象精確定位進而不能滿足對印版檢測精度的要求的問題。本發(fā)明所述系統(tǒng)即使在檢測對象的圖像密集疏密不均以及圖紋粗細不均等復雜多變的情況下，也能通過圖像定位裝置直接根據采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在該幀標準樣本圖像中手動或自動設定特征圖像和搜索范圍，采用圖像匹配技術進行數據處理得到特征圖像偏移量，實現(xiàn)目標圖像定位，且可靠性高，能夠保證鈔券膠凹印原版及印版質量。
[0042]本發(fā)明還涉及一種印版質量檢測方法，通過設置導軌帶動面陣相機和激光位移傳感器在檢測平臺上空的印版整版范圍內做水平面和豎直方向移動以采集圖像，采用特定結構的環(huán)形光學成像光源照明強度大，同時發(fā)熱量小，LED按照特定的設計呈環(huán)形分布，能在面陣相機的焦平面內均勻的照明并采集得到良好的圖像，在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；能夠對印版的整版或局部同時實現(xiàn)圖紋檢測和深度測量，利用數字圖像處理技術對得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測，能夠提高印版檢測精度，具有檢測速度快、可靠性高的優(yōu)點，保證了印版質量檢測質量?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明印版質量檢測系統(tǒng)的結構示意圖。
[0044]圖2是本發(fā)明所述系統(tǒng)中的圖像采集裝置的優(yōu)選結構示意圖。
[0045]圖3是本發(fā)明印版質量檢測系統(tǒng)的第一種優(yōu)選結構示意圖。
[0046]圖4是本發(fā)明所述系統(tǒng)中的環(huán)形光學成像光源的優(yōu)選結構示意圖。
[0047]圖5是本發(fā)明印版質量檢測系統(tǒng)的第二種優(yōu)選結構示意圖。
[0048]圖6a、6b和6c分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)的第一種、第二種和第三種檢測對象的狀態(tài)圖。
[0049]圖7是本發(fā)明所述系統(tǒng)中的圖像采集裝置的優(yōu)選工作原理圖。
[0050]圖8a和8b分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)兩種優(yōu)選的開位分布示意圖。
[0051]圖9是本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)中的圖像采集裝置的第一種工作狀態(tài)圖。
[0052]圖1Oa和IOb均是圖9采集到的圖像。
[0053]圖11是本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)中的圖像采集裝置的第二種工作狀態(tài)圖。
[0054]圖12a和圖12b分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)的標準樣本圖像和目標圖像的第一種定位
工作原理圖。
[0055]圖13a和圖13b分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)的標準樣本圖像和目標圖像的第二種定位
工作原理圖。
[0056]圖14a和圖14b分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)的標準樣本圖像的第三種定位工作原理圖。
[0057]圖15a和圖15b分別是本發(fā)明所述系統(tǒng)的目標圖像的第三種定位工作原理圖。
[0058]圖16是本發(fā)明印版質量檢測方法的第一種優(yōu)選工作流程圖。
[0059]圖17是本發(fā)明印版質量檢測方法的第二種優(yōu)選工作流程圖。
[0060]圖18是本發(fā)明印版質量檢測方法的第三種優(yōu)選工作流程圖。
[0061]圖中各標號列示如下:
[0062]I 一光學成像光源；2 —面陣相機；3 —激光位移傳感器；4 一顯微鏡；5 —燈箱；6 一環(huán)形框體；7 —散熱片；8 - LED光源；9 一燈口 ；10 —風扇；11 一減震墊圈；12 —檢測平臺；13 —檢測對象；14 一定位標識。
【具體實施方式】
[0063]下面結合附圖對本發(fā)明進行說明。
[0064]本發(fā)明涉及一種印版質量檢測系統(tǒng)，用于檢測印版、凹印版、膠片、印品等的成像質量，該系統(tǒng)結構示意圖如圖1所示，包括檢測平臺、電氣裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，其中，圖像采集裝置設置在檢測平臺上空并在電氣裝置的驅動在印版整版范圍內運動，在運動中或定點采集高質量圖像，所述圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，通過設置導軌帶動圖像采集裝置做水平面和豎直方向移動，所述環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；圖像采集裝置將得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息傳輸至圖像處理裝置，所述圖像處理裝置利用數字圖像處理技術對圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
[0065]圖像采集裝置的結構如圖2所示，包括環(huán)形光學成像光源1、面陣相機2和激光位移傳感器3，還優(yōu)選包括顯微鏡4，顯微鏡4與面陣相機2同步運動，顯微鏡4的下端的鏡頭或者說是顯微鏡物鏡深入環(huán)形光學成像光源I內，顯微鏡4的上端為顯微鏡目鏡與面陣相機2相連，顯微鏡4可實現(xiàn)變倍，將檢測對象的圖像放大，面陣相機2通過顯微鏡4采集高品質圖像以進行圖紋檢測，激光位移傳感器4可以固定設置在顯微鏡4的一側。整個圖像采集裝置在導軌的帶動下可以做水平面和豎直方向移動，圖像采集裝置的下方是設置在檢測平臺12上的檢測對象13。
[0066]圖3是本發(fā)明本發(fā)明印版質量檢測系統(tǒng)的第一種優(yōu)選結構示意圖。該系統(tǒng)是將檢測對象平放在檢測平臺上，激光定位發(fā)生器用于對檢測對象的物理定位。圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，該面陣相機可以是CCD相機或CMOS相機等，面陣相機對被測品進行成像，并傳送到圖像處理裝置進行處理，實現(xiàn)圖紋的比對測量、圖紋寬度測量和脫靶量的測量。通過導軌設置使得面陣相機和激光位移傳感器在檢測平臺上方與檢測平臺平行的平面內水平移動，面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以進行圖紋檢測得到高品質采集圖像，面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量。電氣裝置包括二維掃描機構、光柵尺、光柵尺變換器、直線電機和三維直線電機驅動器，二維掃描機構與圖像采集裝置連接，三維直線電機驅動器與圖像處理裝置連接，換句話說，由直線電機、精密導軌和三維直線電機驅動器組成的二維圖像掃描系統(tǒng)可以驅動面陣相機實現(xiàn)對整版的檢測對象的測量。激光位移傳感器用于局部掃描測量控制點的版紋深度，掃描測量數據后輸送至圖像處理裝置，該圖像處理裝置可以是主機，此時激光位移傳感器掃描測量數據后通過RS232 口輸送到主機，主機通過對數據的分析給出控制點的版紋深度。二維掃描機構由X、Y方向(水平方向)的兩條精密導軌構成:Y向導軌安裝在X向導軌上，Z向軸安裝在Y軸上。面陣相機、激光位移傳感器、顯微鏡和環(huán)形光學成像光源安裝在Z向精細導軌上,面陣相機與激光位移傳感器的光軸豎直向下，與水平面內的檢測平臺垂直，它們在二維掃描機構的驅動下在水平的X-Y平面內的有效范圍內移動，可以瞄準印版的任何位置，還可以在豎直方向運動，具備Z軸方向的移動和測量能力并可以在檢測平臺上不同位置分別對焦。X向導軌為雙導軌，長度范圍為500mm?1500mm，優(yōu)選長度為1200mm ；Y向導軌為單導軌，長度范圍為500mm?1500mm，優(yōu)選長度為1200mm ；Z向導軌為單導軌，長度范圍為200mm?500mm，優(yōu)選長度為300mm。在X，Y向導軌上安裝有高精度的光柵尺，光柵尺測量的長度數據通過RS232 口輸送到主機，X向和Y向光柵尺的分辨率為0.0511111，測量精度為511111/500_，2向導軌Z向的讀數可以通過安裝光柵尺或其他方法讀取，導軌也可以附帶其它裝置讀取坐標值，比如也可以通過讀取驅動電機的位置數據得到圖像采集裝置的坐標。X，Y向光柵尺的零位是二維掃描測量的基準點。通過光柵尺測量的長度數據和對脫靶量的測量數據可以計算出每個控制點的精確坐標，得到各控制點的精確坐標位置，進行定點移動和尺寸測量，可以幾何測量檢測對象任意兩點的空間位置關系，如可以進行點到點距離、點到線距離、線到線距離和夾角、圓形特征的直徑(半徑)距離等尺寸的測量。
[0067]環(huán)形光學成像光源的結構如圖4所示，包括環(huán)形框體6、在環(huán)形框體6的外側壁上設置的散熱片7和在環(huán)形框體6的內壁上設置的多個LED光源8，LED光源8在所述環(huán)形框體6的內側壁上可以呈多圈的陣列排列，優(yōu)選采用環(huán)形光學成像光源的每個所述LED光源8的額定功率大于1W。所述散熱片7構成燈箱5，燈箱5的整體輪廓為圓柱體。環(huán)形框體6為沿燈箱5中線n圍成一中空的圓筒、矩形筒或錐筒，本發(fā)明優(yōu)選環(huán)形框體6為縱截面為梯形的圓錐筒。每個散熱片7的形狀可以為直角三角形，直角三角形的斜邊與環(huán)形框體6的外側壁連接，環(huán)形框體6的內側壁上沿周向對稱安裝用于容納LED光源8的燈口 9，燈口 9可為一圈或多圈的陣列排列。環(huán)形框體6的底部下方水平設置一焦平面A，當被測印版置于焦平面A上時，LED光源8發(fā)出的光可用于被測印版表面的照明。
[0068]LED光源8的光軸m與焦平面A (水平面)夾角為a，各燈口 9設置的角度保證置于其中的LED光源8的光軸m能夠到達并穿過焦平面A的邊緣。所有LED光源8的光軸m在焦平面A后部聚焦，燈箱5的位置可上下調整，因此焦平面A可位于光軸m焦點的上方或下方。這樣環(huán)形框體6中每個LED光源8在焦平面A所在的平面上形成一個橢圓形的光廓，光廓面積的大小與LED光源8相對于焦平面A的高度和光軸m與焦平面A的夾角a有關，夾角a越小橢圓形光廓的長軸短軸比值越大，每個LED光源8在焦平面A上的有效光照范圍均為光軸m到近中光廓的范圍。當所有LED光源8的有效光照范圍重疊后,在焦平面A內就具有均勻的光照效果，各LED光源8的光軸m共同構成焦平面A的邊緣。LED光源8光軸m與焦平面A的夾角a即照明角度，通常在15°?60°的范圍內，優(yōu)選35°?55°范圍，以便對焦平面A內的二維形態(tài)、三維形態(tài)都能實現(xiàn)很好的照明效果，確保了膠印版、凹印版、膠片、印品等在CCD相機掃描后得到的掃描圖像質量。
[0069]本發(fā)明所述系統(tǒng)中的環(huán)形光學成像光源中可以在燈箱5頂部設置多個風扇10，以解決大功率LED光源8在開機過程中的發(fā)熱問題，延長LED光源8的使用壽命。在環(huán)形框體6頂部均勻地環(huán)形安裝帶減震裝置的N臺風扇10，其中2 < N < 10，每個風扇10帶有單獨的開關，控制它們工作或者不工作；風扇10和環(huán)形框體6之間通過減震墊圈11減震，減震墊圈11可消除風扇10運轉給LED光源8和運動中的面陣相機帶來的抖動。
[0070]當LED光源8在較大功率下持續(xù)工作，燈箱5內部溫度高于第一安全閾值時，開啟風扇10在環(huán)形框體6和散熱片7上方形成負壓，將LED光源8產生的熱量吸引至燈箱5外部，之后低溫空氣由散熱片7的底部進入散熱片7和環(huán)形框體6之間，為燈箱5降溫，確保LED光源8工作穩(wěn)定；當燈箱5內部溫度低于第一安全閾值時，風扇10關閉。LED光源8的功率可通過電源系統(tǒng)調節(jié)，以便于觀察不同的對象，電源系統(tǒng)具有持續(xù)模式和觸發(fā)模式兩種工作模式；在持續(xù)模式下，LED光源8持續(xù)照明，用戶能連續(xù)觀察圖像，此時LED光源8以低于額定功率持續(xù)工作；在觸發(fā)模式下，電源由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制，即只有在外部觸發(fā)電平有效時才工作，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作。當燈箱5內部溫度高于第二安全閾值時，電源系統(tǒng)切斷LED光源8的供電，第二安全閾值高于第一安全閾值。即當燈箱5內部溫度高于第一安全閾值時，開啟風扇10進行降溫；但如果熱量持續(xù)上升，當燈箱5內部溫度越過第二安全閾值時，電源系統(tǒng)使LED光源8斷電，消除熱源，但風扇10依舊開啟，直至燈箱5內部溫度回落至第一安全閾值以下，才關閉風扇10，以達到熱保護功能。
[0071]本發(fā)明所述的印版檢測對象通常為具有若干開重復物體的整版，比如膠凹印原版、印版、膠片、印刷產品、電路板等。此時本發(fā)明所述系統(tǒng)中的優(yōu)選的圖像采集裝置的工作可以是采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本，并采集印版檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像；此時圖像處理裝置根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，并利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對(如圖像對準、逐點進行象素值比較等)，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。工作流程如下:
[0072](I)電氣裝置啟動，初始化、自檢。電氣裝置回到X-Y平面的零點，X向和Y向光柵尺置零。配置環(huán)形光學成像光源、顯微鏡、面陣相機、激光位移傳感器等。
[0073](2)將檢測對象平放與檢測平臺上。如果是膠片等較薄且容易透光的對象，可以選擇使用背光機箱，或者使用顏色反差大的襯底，也可以給對象鋪上透明的薄膜，使其更好地固定和展平。如果對象具有磁性或可被磁鐵吸附，開啟檢測平臺內部設置的電磁鐵，將檢測對象吸住，使其更好的固定和展平。如果對象不能被磁鐵吸附，可以用具有磁性的物體(鋼尺等)壓住其四邊或其他不需要被檢測部分。
[0074](3)使用激光位移傳感器或面陣相機掃描對象的定位標識的圖像(如圖9所示的定位標識14是四個頂點處的十字線)，利用手動指定或者圖像匹配技術確定定位標識的精確位置，確定檢測對象在X-Y-Z空間的精確位置。根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，如圖8a和Sb所示的優(yōu)選的開位分布示意圖，該圖中的整版的檢測對象均勻分布了 25開圖像，當然，開位分布不限于這兩種方式，可以按照一定規(guī)律或隨機分布。檢測對象的整版中的各開位可以均勻分布或不均勻分布，如果開位均勻分布，可根據單開尺寸和開位分布參數等確定每開位的精確位置，如果開位不均勻分布，可根據每開的尺寸和特征點對它們分別定位。
[0075](4)檢測對象的正常檢測狀態(tài)如圖6a所示，檢測對象13整版平整地放置在檢測平臺12上，此時可直接執(zhí)行(5)。如果檢測對象13在檢測平臺12上不能被電磁鐵吸住(如圖6b所示)或者檢測對象13不平整(如圖6c所示)，根據第(3)步得到的定位結果，采集檢測對象有效范圍內的多個點的Z軸坐標并保存，如圖7所示的圖像采集裝置的優(yōu)選工作原理圖，采集方法有兩種:第一種方法是通過面陣相機自動對焦確定其Z軸坐標，即確定針對不同目標點最佳對焦時Z軸數值，計算處理得到不同目標點的Z軸差別，適用于不能通過激光探頭測量的對象，如膠印版和具有膠質材質對象的深度測量，因為它們不能使用激光測出深度差別，具體是利用CCD相機采集圖像，畫定上層平面聚焦計算區(qū)域，利用累計梯度計算在獲得最佳聚焦分數時顯微鏡的Z軸方向讀數；再畫定下層聚焦計算區(qū)域，利用累計梯度計算在獲得最佳聚焦分數時顯微鏡的Z軸方向讀數；這兩個讀數的差值即為膠印版上層和下層的深度。第二種方法是通過激光位移傳感器3共聚焦探頭，即通過激光位移傳感器上的激光探頭直接測量不同點的Z軸深度，具體是在測量開始前使探頭焦點位于基準平面上，記錄下激光位移傳感器的讀數；移動激光位移傳感器，使其焦點位于凸出或凹陷的圖紋處，記錄下激光位移傳感器的讀數，兩個讀數之差即為圖紋的深度。這多個點的(x，y)坐標按照一定規(guī)則分布，這樣后期掃描時，根據面陣相機的(x，y)坐標和在此坐標附近測得的Z軸坐標，實時調節(jié)面陣相機如CCD相機探頭的Z軸高度，確保CCD相機的相對高度始終保持穩(wěn)定，得到放大倍率一樣、對焦始終準確的高質量圖像。如果檢測對象的起伏不大或檢測要求不十分苛刻，掃描過程中可以不必調節(jié)CCD相繼探頭的Z軸高度。
[0076](5)根據(3)、(4)的數據計算出每一開位的尺寸和位置、每一開位的CXD圖像采集范圍、橫向圖像采集幀數、縱向圖像采集幀數、采集過程中Z軸的調節(jié)。采集過程中，根據數據計算出光柵尺的觸發(fā)參數，這樣當面陣相機移動到需要拍照的位置時，光柵尺將觸發(fā)相機拍攝圖像。在采集圖像時，尤其是多幀采集時，上下左右具有一定重疊區(qū)域，這樣確保100%覆蓋檢測對象的該開圖像，同時有助于拼接出一開和整版的圖像。如果光源采取持續(xù)開啟模式，啟動拍攝之前打開光源；如果光源采取頻閃模式，將轉接后的光柵尺觸發(fā)信號作為光源的輸入觸發(fā)信號。
[0077](6)圖像采集裝置采集品質優(yōu)秀的一開的所有幀圖像作為標準樣本，如圖9所示，該圖選擇左上角的品質優(yōu)秀的一開圖像作為標準樣本，基于該標準樣本設置圖像的檢測參數?？蓛?yōu)選根據采集的標準樣本生成圖像高模板和圖像低模板，即圖像采集裝置采集一開品質優(yōu)秀的圖像后設置圖像高模板和圖像低模板，初始生成的圖像高、低模板可以和標準樣本圖像一樣，當然，也可以是標準樣本圖像進行一定百分比的擴展得到，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限。采集標準樣本后可對其進行白平衡、畸變校正、旋轉、插值放大或抽取、顏色范圍調整等圖像預處理，在(7A)和(7B)所述采集學習圖像和檢測圖像時，也可進行該圖像預處理操作。
[0078](7A)優(yōu)選設置模板調整裝置，如圖5所示，可理解為模板調節(jié)裝置與圖像采集裝置相連，將圖像采集裝置生成的圖像高模板和圖像低模板進行調整。圖像采集裝置采集某開合格產品的圖像并傳輸至模板調整裝置，模板調整裝置利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的圖像的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀的圖像進行圖像比對(如圖像對準、逐點進行象素值比較，當然也可采用平滑處理和模糊處理等)。當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該幀圖像的像素值調整為該更高的合格產品的該幀該點像素值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該幀圖像的像素值調整為該更低的合格產品的該幀該點像素值。模板調整裝置可理解為是對圖像高低模板的多開位學習。(7A)所述模板調整裝置工作過程一般稱為圖像模板學習，即通過學習多幀/套合格圖像，使圖像高模板和圖像低模板具有更大的容許范圍?；诔跏嫉膱D像高、低模板可以進行圖像模板學習，即采集合格開位的所有幀圖像，按幀逐點學習圖像高模板和圖像低模板，學習步驟可以多次進行，這樣，圖像高模板和圖像低模板多次被擴展。
[0079](7B)圖像處理裝置按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像對應的實物尺寸，將一開分為M行N列并分別通過圖像采集裝置進行成像，即每一開位拍攝M行N列共MXN幀圖像(M和N均為大于等于I的自然數，如果開位很小，有可能一開只采集一幀圖像，此時M和N均等于1，如果開位比較大，可能一開要采集多幀圖像)，對于任意開的第(i，j) (0 ( i〈M，0 ( j〈N)巾貞圖像,其成像點相對于該開位的頂點(或中心點或定位點)是固定的，即確保不同開對應幀所成像的相對位置固定，圖像一致性好。圖像處理裝置將采集的檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對(圖像對準、逐點進行象素值比較等)，如將檢測對象的每一開位的第(i，j)幀圖像與圖像高模板和圖像低模板的第(i，j)幀圖像進行像素值比對，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行標記并記錄相關數值，按照一定的步驟生成缺陷圖，在檢測對象選定開位的所有幀圖像均與標準樣本所對應的幀圖像進行圖像比對后，對缺陷圖進行分析、統(tǒng)計和標記，給出檢測報告?？梢岳闷唇臃椒?，拼接出本開的采集圖像和缺陷圖像。特別說明的是，若已采用了優(yōu)選的模板調整裝置進行了圖像高模板和圖像低模板的調整，則(7B)中所述的逐點比對時的圖像高模板和圖像低模板均是調整后的圖像高模板和圖像低模板。[0080](8)將檢測結果存盤或者打印輸出，一次檢測結束。掃描檢測某一開完成后，重復上述類似的掃描可以完成檢測對象某些開位、所有開位(即整版)的檢測。
[0081]圖9所示的掃描圖確保每一幀拍攝圖像和標準樣本圖像(以及高模板圖像、低模板圖像)具有一致的相對位置，盡可能消除了光照不均、鏡頭畸變等系統(tǒng)誤差引起的偏差，適用于具有凹陷、凸出、復雜圖紋、要求高的檢測對象。按照此原理，采集兩個不同開的對應位置的某幀圖像如圖1Oa和IOb所示。經圖像處理裝置進行比對處理可以看到，盡管圖像內部有明暗不均等不足，但是兩幀圖像的一致性非常好，有助于后續(xù)的圖像逐點比對和質量分析。
[0082]本發(fā)明所述的印版質量檢測系統(tǒng)不限于上述基于開位進行質量檢測，還可以直接進行整版檢測，如圖11所示，提供了圖像采集裝置的另一種工作模式，該模式速度更快，適合檢測對象沒有凹凸、或者檢測要求較低的情況。在該模式下，在主要運動方向移動時，可以對X-Y平面的另一方向進行補償，已消除整版與X-Y坐標系有一定角度的問題。面陣相機采集觸發(fā)信號可以按照等間距給出(圖11中的小圓圈所示)；也可以基于開位給出(圖11未畫出)，基于開位給出能保證采集的圖像一致性更好，但是從一開過渡到另一開時可能需要降低速度，以保證面陣相機已經完成前一幀圖像的采集。
[0083]盡管每次面陣相機的拍攝盡可能按照約定的位置，但因為機械誤差、電氣運動誤差、檢測對象擺放有微小角度、震動等因素，每次拍攝的目標圖像和標準樣本圖像并不能100%地對準。故本發(fā)明系統(tǒng)進一步優(yōu)選設置圖像定位裝置，如圖5所示的本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)選結構，圖像定位裝置根據圖像采集裝置采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，所述圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對(如圖像對準、逐點進行象素值比較，當然也可采用平滑處理和模糊處理等)，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
[0084]本發(fā)明所述系統(tǒng)使用多層次全局定位技術，在圖像采集裝置采集一幀目標圖像后，先通過圖像定位裝置對目標圖像進行定位，圖像處理裝置在處理某一幀圖像時利用其附近已成功定位的該幀目標圖像的定位結果，進行下一步的圖像模板學習或圖紋檢測等圖像處理工作。具體地，圖像定位裝置和圖像處理裝置相互配合工作，采用圖像匹配處理技術使用了三種工作方法:
[0085](I)第一種方法為全局匹配，即圖像定位裝置根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征將目標圖像的全部或大部分設定為特征圖像，將待定位的目標圖像和標準樣本圖像的全部或大部分進行對比，進而在采集的相同幀的目標圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像的全局匹配處理。圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，計算基于顏色和/或梯度的圖像距離和/或相關匹配系數，取匹配結果最佳點的偏移量，或綜合多個方法計算得到的偏移量，得到特征圖像的偏移量，即可作為兩幅圖像的橫向和縱向偏移量。
[0086]具體實施例如圖12a和圖12b所示，圖12a為標準樣本圖像，粗線框內為大面積的特征圖像，即圖像定位裝置將標準樣本圖像的大部分設定為特征圖像；圖12b為待檢測和定位的目標圖像，細線框為匹配結果。
[0087](2)第二種方法使用定位核(又稱特征圖像)進行匹配，即圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，該定位核可以是自動計算或者手動指定，在待定位的目標圖像中大范圍搜索定位核，進而在采集的相同幀的目標圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像的匹配處理。圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，計算基于顏色和/或梯度的圖像距離和/或相關匹配系數，取匹配結果最佳點的偏移量，或綜合多個方法計算得到的偏移量，得到本定位核的橫向和縱向偏移量。可以有多個定位核，再對多個定位核的結果進行優(yōu)選或綜合。
[0088]具體實施例如圖13a和圖13b所示，圖13a為標準樣本圖像，粗線框內為定位核(特征圖像)，包圍該粗線框的細線框為搜索范圍；圖13b為待檢測和定位的目標圖像，細線框為匹配結果。
[0089](3)第三種方法使用局部定位核(又稱局部特征圖像)進行匹配，即圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，該定位核可以是自動計算或者手動指定，在待定位的目標圖像中小范圍搜索定位核，進而在采集的相同幀的目標圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像的局部匹配處理。圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，計算基于顏色和/或梯度的圖像距離和/或相關匹配系數，取匹配結果最佳點的偏移量，或綜合多個方法計算得到的偏移量，得到本局部定位核的橫向和縱向偏移量?？梢杂卸鄠€局部定位核，再對多個定位核的結果進行優(yōu)選或綜合。第三種方法與第二種方法的區(qū)別是前者搜索范圍小，適合具有重復的特征圖像的定位，須要借助相鄰圖像的定位結果(利用鄰近幀圖像的偏移量基本相同這個有利事實)，或者使用其它技術方法得到的初步定位結果進行精細定位。
[0090]借助相鄰圖像的定位結果的一種實施例如圖14a、14b、15a和15b所示。其中，圖14a和圖14b為鄰近位直米集拍攝的兩巾貞標準樣本圖像，圖15a和15b為鄰近位直米集拍攝的兩幀待檢測的目標圖像，分別與圖14a和14b相對應。圖14b的粗線框內為特征圖像，包圍該粗線框的細線框為搜索范圍，該幀圖像使用第二種方法(定位核匹配)進行定位，圖14b所對應幀的目標圖像如圖15b所示。圖14a中的粗線框內為局部定位核，包圍該粗線框的細線框為搜索范圍，可以看到搜索范圍很小，因為定位核圖案在附近有重復，圖14a所對應幀的目標圖像如圖15a所示。在定位檢測中，可以先對圖15b進行定位核匹配，匹配結果如圖15b的細線框所示；再對圖15a進行局部定位核匹配，基于圖15b偏移量處理結果和圖14a定義的搜索范圍，可以得到圖15a的搜索范圍如該圖中較大線框所示，圖15a中較小的線框為匹配結果。
[0091]對于上述任何一種定位技術手段使用的某個特征圖像，在圖像定位裝置定位后，圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，如果圖像處理裝置數據處理得到的結果包含多個值，比如顏色距離、顏色相關系數、梯度距離、梯度相關匹配系數等，則對它們進行規(guī)范化處理，再按照如灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數等的權重系數計算加權和處理得到特征圖像的偏移量，作為本次匹配結果。除了上述方式夕卜，在得到多個特征圖像匹配結果時，圖像處理裝置還可以根據一幀圖像內部的多個特征圖像匹配結果(或者說是多個定位核的定位結果)將待檢測圖像或標準樣本圖像進行放大或縮小等形變處理得到特征圖像的偏移量，使它們更加匹配，以提高檢測精度。
[0092]圖像定位裝置在采集的標準樣本圖像的不同區(qū)域內根據圖像的灰度和/或梯度特征設定不同的特征圖像和搜索范圍，并在采集的相同幀的目標圖像內分別進行各特征圖像的全局匹配處理和/或大范圍搜索各特征圖像以進行特征圖像匹配處理和/或小范圍搜索各特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。本發(fā)明所述系統(tǒng)可根據每一幀圖像(標準樣本圖像和目標圖像)的灰度和/或梯度特征等情況配置相應定位方式，或者說根據每一幀圖像中的各像素值大小情況選擇圖像定位裝置和圖像處理裝置的工作方式，可以單獨使用上述工作狀態(tài)中的某一種狀態(tài)，或者結合使用兩種或三種，對它們的計算結果進行綜合和選擇。
[0093]本發(fā)明還涉及一種進行印版質量檢測方法，用于對印版檢測對象的質量檢測，該方法與上述印版質量檢測的系統(tǒng)相對應，通過設置導軌帶動面陣相機和激光位移傳感器在檢測平臺上空的印版整版范圍內做水平面和豎直方向移動以采集圖像，采用環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照，所述環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；利用數字圖像處理技術對得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
[0094]本發(fā)明所述方法所采用的面陣相機、激光位移傳感器和環(huán)形光學成像光源的相互設置可參考圖2所示，還可以采用顯微鏡使其與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，將激光位移傳感器安裝并固定設置在顯微鏡的一側。顯微鏡、面陣相機、激光位移傳感器和環(huán)形光學成像光源同步在檢測平臺上空做水平面以及豎直方向的移動，以采集高品質圖像，進行圖紋檢測和深度檢測。
[0095]印版質量檢測方法采用的環(huán)形光學成像光源的結構可參考圖4所示，優(yōu)選設置每個LED光源的額定功率大于1W，將LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°?55°，LED光源采用特定的角度，對檢測對象屬于平面物體和凹凸不平的物體都具有很好的照明效果，確保了膠印版、凹印版、膠片、印品等的成像質量。所述散熱片構成燈箱，在燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，風扇關閉；所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制，在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作；當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
[0096]檢測對象通常為具有若干開重復物體的整版，印版質量檢測方法的第一種優(yōu)選流程圖如圖16所示，是將檢測對象劃分為若干開，根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本并采集檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像，然后利用數字圖像處理技術將采集的檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以得到該開的質量信息，完成質量檢測。
[0097]其中，所述采集一開品質優(yōu)秀的圖像后可以根據采集的標準樣本生成得到圖像高模板和圖像低模板，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限，即根據實際需要規(guī)定灰度上下限范圍，將采集的檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對(圖像對準、逐點進行象素值比較等)，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行缺陷記錄和分析。
[0098]本發(fā)明所述方法的第二種優(yōu)選工作流程如圖17所示，包括模板調整步驟，所述模板調整步驟為先采集某開合格產品的所有幀圖像，再利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對(圖像對準、逐點進行象素值比較等)；當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該點圖像的像素值調整為該更高的合格產品的該幀該點像素值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該點圖像的像素值調整為該更低的合格產品的該幀該點像素值；所述圖像高模板和圖像低模板調整后再采集檢測對象的某一開位的所有幀圖像與調整后的圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對(圖像對準、逐點進行象素值比較等)，再將比對結果進行分析以得到該開的質量信息，掃描檢測某一開完成后，重復類似的掃描可以完成某些開位、所有開位(即整版)的檢測。
[0099]本發(fā)明所述方法可利用高分辨率顯微技術與計算機圖像處理技術，通過與標準樣本的比對，實現(xiàn)對各種原版和印版的圖紋質量、版面尺寸、版面缺陷等的檢測。通過激光位移傳感器或面陣相機采集檢測對象的定位標識的圖像，再利用圖像采集時的坐標值人工指定或圖像匹配技術確定定位標識的精確位置以及確定檢測對象各開的精確位置；按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像實物尺寸，將一開分為M行N列進行成像，以確保不同開位對應幀所成像的相對位置固定，圖像一致性好，檢測能力強大，所述M和N均為大于等于I的自然數；導軌上設置有高精度光柵尺，通過對光柵尺讀數和當前采集的圖像得到檢測對象的各點的精確坐標。
[0100]本發(fā)明所述方法還優(yōu)選包括圖像定位步驟，是在圖像采集后先進行圖像定位得到目標圖像的偏移量后再做圖像比對和分析等處理。圖18是本發(fā)明印版質量檢測方法的第三種優(yōu)選工作流程圖。該方法仍然是將檢測對象劃分為若干開，根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本并采集檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像，根據采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，然后根據得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以得到該開的質量信息，完成質量檢測。
[0101]該方法優(yōu)選在采集的標準樣本圖像的不同區(qū)域內根據圖像的灰度和/或梯度特征設定一個或多個特征圖像以及與所述特征圖像對應的搜索范圍，并在采集的相同幀的目標圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像匹配處理。這里所說的特征圖像匹配處理包括特征圖像的全局匹配處理、大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理、小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理這三種處理方式中的一種、兩種或三種。所述全局匹配處理是根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征將目標圖像的全部或大部分設定為特征圖像，進而在采集的相同幀的目標圖像內進行特征圖像的全局匹配處理；所述大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，在采集的相同幀的目標圖像內大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理；所述小范圍搜索特征圖像以進行局部特征圖像匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，所述目標圖像內具有重復的特征圖像，在采集的相同幀的目標圖像內小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。
[0102]本發(fā)明所述方法能根據實際每幀圖像的具體情況選擇一種或多種定位和圖像處理方式，并在某個特征圖像匹配結果包含多個值時進行規(guī)范化處理，按照灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數選取最優(yōu)定位結果，或綜合部分或全部定位結果作為最終定位結果，得到特征圖像的偏移量。還可以根據一幀圖像內部的多個定位核的定位結果將待檢測圖像或標準樣本圖像進行如放大或縮小等形變處理得到特征圖像的偏移量，使它們更加匹配，提高檢測精度。
[0103]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術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)造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，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方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當中。
【權利要求】
1.一種印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括檢測平臺、電氣裝置、圖像采集裝置和圖像處理裝置，所述圖像采集裝置設置在檢測平臺上空并在電氣裝置的驅動下運動以在印版整版范圍內采集圖像，所述圖像采集裝置包括環(huán)形光學成像光源、面陣相機和激光位移傳感器，通過設置導軌帶動圖像采集裝置做水平面和豎直方向移動，所述環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源，所述環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；所述圖像采集裝置將得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息傳輸至圖像處理裝置，所述圖像處理裝置利用數字圖像處理技術對圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
2.根據權利要求1所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置還包括顯微鏡，所述顯微鏡與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，所述激光位移傳感器固定設置在顯微鏡的一側。
3.根據權利要求1或2所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述動力裝置包括依次連接的三維直線電機驅動器、直線電機、二維掃描機構、光柵尺和光柵尺變換器，所述二維掃描機構與圖像采集裝置連接，所述三維直線電機驅動器與圖像處理裝置連接。
4.根據權利要求1或2所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述印版檢測對象為具 有若干開重復物體的整版，所述圖像采集裝置采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本，采集印版檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像；所述圖像處理裝置根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，并利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
5.根據權利要求4所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置根據采集的標準樣本生成圖像高模板和圖像低模板，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限，所述圖像處理裝置將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行缺陷記錄和分析。
6.根據權利要求5所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括模板調整裝置，所述圖像采集裝置采集某開合格產品的所有幀圖像并傳輸至模板調整裝置，所述模板調整裝置利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對；當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該點的像素值調整為該更高的值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該點的像素值調整為該更低的值；所述圖像高模板和圖像低模板調整后再通過圖像處理裝置進行質量檢測。
7.根據權利要求4所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形光學成像光源的每個所述LED光源的額定功率大于IW ;所述散熱片構成燈箱，所述燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，所述風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，所述風扇關閉；所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制。
8.根據權利要求7所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作；在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作；當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
9.根據權利要求8所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述LED光源在所述環(huán)形框體的內側壁上呈多圈的陣列排列；所述LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°~55° ;所述每個散熱片的形狀為直角三角形，所述直角三角形的斜邊與所述環(huán)形框體的外側壁連接。
10.根據權利要求6所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置還采集檢測對象的定位標識的圖像，所述圖像處理裝置利用人工指定或圖像匹配技術確定定位標識的精確位置以及確定檢測對象的精確位置，然后根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的精確位置。
11.根據權利要求10所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理裝置按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像對應的實物尺寸,將一開分為M行N列并分別通過圖像采集裝置進行成像，使得不同開位對應幀所成像的相對位置固定，所述M和N均為大于等于I的自然數。
12.根據權利要求3所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵尺安裝在導軌上，所述光柵尺的讀數輸送至圖像處理裝置，所述圖像處理裝置通過光柵尺的讀數，結合采集的圖像，得到檢測對象各點的精確坐標。
13.根據權利要求4所`述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圖像定位裝置，所述圖像定位裝置根據圖像采集裝置采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，所述圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
14.根據權利要求13所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像定位裝置在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像匹配處理。
15.根據權利要求14所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像定位裝置根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征將印版檢測對象的相同幀圖像的全部或大部分設定為特征圖像，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像的全局匹配處理； 或，所述圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理； 或，所述圖像定位裝置將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，所述印版檢測對象的相同幀圖像內具有重復的特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。
16.根據權利要求15所述的印版質量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理裝置根據圖像定位裝置得到的特征圖像匹配結果進行數據處理，并在特征圖像匹配結果包含多個值時進行規(guī)范化處理，按照灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數的權重系數進行加權和處理得到特征圖像的偏移量；或圖像處理裝置根據一幀圖像內部的多個特征圖像匹配結果將待檢測圖像或標準樣本圖像進行形變處理得到特征圖像的偏移量。
17.一種印版質量檢測方法，其特征在于，通過設置導軌帶動面陣相機和激光位移傳感器在檢測平臺上空的印版整版范圍內做水平面和豎直方向移動以采集圖像，采用環(huán)形光學成像光源在面陣相機的焦平面內均勻光照，所述環(huán)形光學成像光源包括環(huán)形框體、在環(huán)形框體的外側壁上設置的散熱片和在環(huán)形框體的內壁上設置的多個LED光源；在環(huán)形光學成像光源的照射下所述面陣相機自動掃描平放在檢測平臺上的檢測對象以在水平面內采集高品質圖像進行圖紋檢測，所述面陣相機或激光位移傳感器采集得到檢測對象豎直方向的深度以進行深度測量；利用數字圖像處理技術對得到的圖紋檢測和深度測量的圖像信息進行數據處理和分析以完成質量檢測。
18.根據權利要求17所述的印版質量檢測方法，其特征在于，采用顯微鏡使其與面陣相機同步運動，面陣相機通過顯微鏡采集高品質圖像以進行圖紋檢測，將激光位移傳感器固定設置在顯微鏡的一側。
19.根據權利要求17或18所述的印版質量檢測方法，其特征在于，通過對檢測對象進行深度測量以實時調節(jié)面陣相機的豎直方向的高度，保持面陣相機的相對高度穩(wěn)定以得到對焦準確的聞品質圖像。
20.根據權利要求17或18所述的印版質量檢測方法，其特征在于，所述印版檢測對象為具有若干開重復物體的整版，該方法將檢測對象劃分為若干開，根據整版定位標識和開位的分布確定每一開位的尺寸和位置，采集一開品質優(yōu)秀的圖像作為標準樣本并采集檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像，然后利用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
21. 根據權利要求20所述的印版質量檢測方法，其特征在于，根據采集的標準樣本生成圖像高模板和圖像低模板，所述圖像高模板為圖像像素值的上限，所述圖像低模板為圖像像素值的下限，將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與對應幀的圖像高模板和圖像低模板進行圖像比對，對像素值大于圖像高模板或像素值小于圖像低模板的像素進行缺陷記錄和分析。
22.根據權利要求21所述的印版質量檢測方法，其特征在于，所述方法還包括模板調整步驟，所述模板調整步驟為先采集某開合格產品的所有幀圖像，再利用數字圖像處理技術將采集的所述合格產品的所有幀圖像與圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對；當某點像素值高于圖像高模板的值時，將圖像高模板的該點圖像的像素值調整為該更高的值，當某點像素值低于圖像低模板的值時，將圖像低模板的該點圖像的像素值調整為該更低的值；所述圖像高、低模板調整后采集印版檢測對象的某一開位、某些開位或所有開位的一幀或多幀圖像并利用數字圖像處理技術將采集的檢測對象的每一開位的所有幀圖像與調整后的圖像高、低模板的對應幀圖像進行圖像比對。
23.根據權利要求17所述的印版質量檢測方法，其特征在于，所述環(huán)形光學成像光源的每個所述LED光源的額定功率大于1W，將LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°~55° ;所述散熱片構成燈箱，在燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，風扇關閉；所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制，在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作；當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
24.根據權利要求17所述的印版質量檢測方法，其特征在于，所述方法先采集檢測對象的定位標識的圖像，再利用人工指定或圖像匹配技術確定定位標識的精確位置，然后根據整版定位標識和開位的分布確定檢測對象各開的精確位置；和/或，按照檢測對象每開的尺寸和單幀成像對應的實物尺寸，將一開分為M行N列進行成像，使得不同開位對應幀所成像的相對位置固定，所述M和N均為大于等于I的自然數；和/或，所述導軌上裝有高精度光柵尺，通過對光柵尺讀數和當前采集的圖像，得到檢測對象各點的精確坐標。
25.根據權利要求24所述的印版質量檢測方法，其特征在于，還包括圖像定位步驟，所述圖像定位步驟根據采集的每一幀標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征在所述幀的標準樣本圖像中設定特征圖像和搜索范圍，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像匹配處理，然后根據得到的特征圖像匹配結果進行數據處理得到特征圖像的偏移量，并根據所述特征圖像的偏移量采用數字圖像處理技術將采集的印版檢測對象的每一開位的所有幀圖像與標準樣本的對應幀圖像進行圖像比對，再將比對結果進行分析以完成質量檢測。
26.根據權利要求25所述 的印版質量檢測方法，其特征在于，在采集的標準樣本圖像的不同區(qū)域內根據圖像的灰度和/或梯度特征設定一個或多個特征圖像以及與所述特征圖像對應的搜索范圍，并在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內基于灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數進行特征圖像匹配處理。
27.根據權利要求26所述的印版質量檢測方法，其特征在于，所述特征圖像匹配處理包括特征圖像的全局匹配處理和/或大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理和/或小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理；所述全局匹配處理是根據采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征印版檢測對象的相同幀圖像的全部或大部分設定為特征圖像，進而在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內進行特征圖像的全局匹配處理；所述大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內大范圍搜索特征圖像以進行特征圖像匹配處理；所述小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理是將采集的標準樣本圖像的灰度和/或梯度特征鮮明的圖像設定為特征圖像，所述印版檢測對象的相同幀圖像內具有重復的特征圖像，在采集的印版檢測對象的相同幀圖像內小范圍搜索特征圖像以進行特征圖像局部匹配處理。
28.根據權利要求27所述的印版質量檢測方法，其特征在于，在特征圖像匹配結果包含多個值時進行規(guī)范化處理，按照灰度和/或梯度的圖像距離和/或匹配系數選取最優(yōu)定位結果，或綜合部分或全部定位結果作為最終定位結果；或圖像處理裝置根據一幀圖像內部的多個特征圖像匹配結果將待檢測圖像或標準樣本圖像進行形變處理得到特征圖像的偏移 量。
【文檔編號】G01N21/88GK103674962SQ201310449695
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】劉永江, 杜旭東, 畢明, 張健, 馮禮, 鄔立勇, 常為民, 張克儉, 龍成 申請人:北京中鈔鈔券設計制版有限公司, 中國人民銀行印制科學技術研究所, 中國印鈔造幣總公司