摘 要

随着社会的发展，生活中出现的印刷制品数量逐渐增多。而在印刷的整个过程中，经常会存在些许缺陷，譬如：污点，刀疵，针眼，字符错印，杂质等。本课题任务是实现一种工业自动检测印刷错误的图像处理系统的设计，分析工业检测算法和图像处理系统，介绍系统设计的流程。基于用户需求并设计主要的功能模块，运用VC 提供的平台实现其核心功能。

论文首先论述了该课题的背景及研究意义，接着对整个系统框图的设计和有关部分原理的进行说明。介绍数字图像处理的原理和概念，并详细讲述图像配准的步骤。进行几种缺陷检测算法研究及比较，选用了差影检测法。然后二值化差分图像，进行形态学操作去掉较小的孤立点。如果存在错误，最后还可以报警警示。

系统的核心软件部分已验证可行，结果证明，效果良好。

关键词：缺陷检测；图像处理；二值形态学；系统设计

Abstract

With the development of the society, there are more and more printed matters in our daily life. While in the whole process of printing , often exits some defects , such as smudges, doctor streaks, pin hole, character misprints, foreign matters etc. This topic task is to implement an industrial automation detection printing error of image processing system design, analysis the detection algorithm and image processing system, and introduce the system design process. We design the main functional module based on customer’s demands, then use VC platform to realize the core functions.

Initially, this paper discusses the background and research significance of the topic, then designs block diagram and explains the principle of related parts. The paper introduces the theory of digital image processing and the concept and detailed steps of image registration. Several defect detection algorithms are studied and compared. We choose the difference detection method. After binarization and morphological operation, the smaller isolated points can be removed from the difference image. If there are defects, the system is expected to alarm warning directly.

The core of the system software part verified feasible, the result proves that the effect is good.

Key words: printed matters；image processing；binary morphology；system design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2工业印刷缺陷检测的现状 1

1.3图像处理系统基本概述 2

1.4课题内容及论文结构安排 3

第2章 整体设计和硬件设计 5

2.1 需求分析和功能定位 5

2.2 系统组成框图 6

2.3 光源设计 6

2.4 CCD摄像机 7

2.5 光学镜头 8

2.6 图像采集卡 8

第3章 数字图像处理的基本理论 10

3.1模板制作 11

3.2 图像配准 11

3.2.1 图像变换 12

3.2.2 相似性测度 13

3.2.3 灰度插值 13

3.2.4 最小二乘法 13

3.3 图像增强 13

3.4 图像平滑 14

3.5 灰度均衡 14

3.6 二值化及形态学 15

第4章 印刷缺陷检测算法和软件设计 17

4.1设备无关位图(DIB) 17

4.2 缺陷检测方法 18

4.2.1 图像差分法 18

4.2.2 分区域比较法 20

4.2.3 分层检测法 21

4.2.4 算法分析和比较 23

4.3 检测过程分析 24

4.4 界面设计 24

第5章 总结 27

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

我们可以看到随着社会的发展，出现在我们日常生活中的印刷品数量逐渐增多。而在其生产过程中，由于印刷技术和机械准确度等原因，经常存在一些缺陷。常见的有：漏印、错印、墨点、刀疵、刮擦、针孔等。

一方面，印刷品（如包装盒、标签等）会标注相关编号、生产日期和有效日期等信息，而这些信息对于厂家和消费者都极其重要。如果在印刷过程中出现错误，对消费者和厂家都会带来不良后果。另一方面，现在许多印刷缺陷还是靠人工进行离线检测的。效率不高的同时而且受人为因素影响大，不可避免的有漏检误检。鉴于每个人的标准不一样，检测出的产品不能保证质量的一致性和稳定性。另外人工检测大多是进行抽检，不能保证所有产品的质量合格。考虑到印刷过程中的速度一般都较快，依靠人眼去辨别错误更是难以实现。如果出现大量缺陷印刷产品，会造成大量浪费。所以就迫切需要能代替人工的自动检测印刷缺陷的图像处理系统。

1.2 工业印刷缺陷检测的现状

近50年来，世界上许多国家对于印刷品质量检测做了大量的研究，主要集中在检测速度和检测精度上面。

国外在研究缺陷检测技术方面开始的较早。在1990年，日本东京的Katsuyuki Tanimizu等人对印刷品缺陷检测的方法进行大量研究，提出了一种叫索引空间法的检测方法^[1]。

1993年，把n-tupe和逐像素点比较法相融合的方法，在法国的B.Mehenni进行了研究后被提出。