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基于图像处理的印刷品缺陷检测技术研究

作 者: 刘海娟
导 师: 邹斌
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 印刷品 机器视觉 图像配准 缺陷检测
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 82次
引 用: 0次
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内容摘要


印刷过程中,由于受生产工艺、机械精度等不确定因素的影响,印刷产品上经常会出现各种各样的表面缺陷。传统的人工检测方法,由于主观因素的影响,已经不能满足客户对产品质量的要求;而且人工检测的速度也不能满足现代工业生产的速度要求。因此,如何提高印刷品缺陷检测的速度和准确度,已是印刷领域研究的热点之一。近年来,随着科学技术的发展与进步,机器视觉和图像处理技术在印刷缺陷检测领域应用而生。论文的主要内容是研究印刷品缺陷检测技术并提出自己的解决方案,然后构建模拟真实印刷生产的实验平台,并在该平台上应用论文设计的算法进行印刷品缺陷在线检测实验,以验证算法的可行性。由于采集到的实时图像与标准图像在空间上不可能完全对齐,所以在缺陷检测之前需要先将实时图与标准图配准。论文在对经典的图像配准算法深入研究之后,结合课题的技术要求,提出了适合于印刷品缺陷检测系统的图像配准算法,针对纯文本图像,首先采用基于数学形态学和霍夫变换的方法求其旋转变换参数,然后利用基于傅立叶相位相关原理的方法求其平移变换参数;对非纯文本图像,采用改进的双模板匹配算法求取图像配准参数。实时图与标准图配准之后,即可对其进行缺陷检测,缺陷检测算法的设计也是论文的一个重要部分,本文在归纳总结几种典型缺陷检测算法的基础上,考虑到课题的技术要求,提出了基于滑动矩形窗的图像差分法,得到差分图像之后,利用八邻域的概念对具有一定实际意义、一定面积的缺陷区域进行标记,最后统计标号的个数N,根据N是否大于零来判决该印刷品是否为缺陷品。最后,论文构建了一套由计算机、面阵CCD、镜头、光源、图像采集卡、单片机、变频器、电机、带式传送带等组成的印刷品缺陷在线检测实验系统,通过对系统中硬件的参数进行配置,该实验系统可以模拟印刷生产线上产品的不断进给。在该实验平台上,应用本文提出的图像配准算法和缺陷检测算法进行印刷品缺陷在线检测实验,通过对实验结果的分析,验证算法的可行性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-10
  1.2 图像配准技术在印刷检测领域的研究现状  10-12
  1.3 缺陷检测技术及系统在国内外研究现状  12-15
    1.3.1 国外在该方向的研究现状  12-13
    1.3.2 国内在该方向的研究现状  13-15
  1.4 课题的主要内容及结构安排  15-16
第2章 技术需求及基础理论  16-25
  2.1 引言  16
  2.2 需求分析及功能定位  16
  2.3 图像配准的基础理论  16-21
    2.3.1 图像变换模型  17
    2.3.2 图像灰度插值  17-18
    2.3.3 常见的图像配准方法  18-21
  2.4 缺陷检测的基本方法  21-24
    2.4.1 图像差分法  21-22
    2.4.2 分区域比较法  22-23
    2.4.3 分层检测法  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 缺陷检测算法的设计  25-45
  3.1 引言  25
  3.2 图像配准算法的设计  25-37
    3.2.1 纯文本图像配准算法  25-32
    3.2.2 非纯文本图像的配准算法  32-37
  3.3 缺陷检测算法的设计  37-43
    3.3.1 基于滑动窗口的图像差分  37-38
    3.3.2 差分图像二值化  38-39
    3.3.3 缺陷分析算法  39
    3.3.4 实验结果及分析  39-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章 实验平台的构建及实验结果  45-60
  4.1 引言  45
  4.2 实验平台的结构及工作原理  45-53
    4.2.1 计算机与单片机系统的串口通信  47-49
    4.2.2 D/A转换  49-51
    4.2.3 图像采集单元  51-53
  4.3 检测实例与结果分析  53-59
    4.3.1 系统参数的设置  53-54
    4.3.2 系统工作界面的简要介绍  54-56
    4.3.3 检测实验  56-57
    4.3.4 实验结果分析  57-59
  4.4 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  65-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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