基于圖像處理的印刷機故障特征提取及實驗研究.pdf

1、印刷機具有高精密和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點,廣泛用于文化傳播、產(chǎn)品包裝和有價證券等領(lǐng)域。印刷機在印刷工業(yè)生產(chǎn)中必不可少,在社會精神文明和物質(zhì)文明建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“基于印刷圖像信息挖掘的印刷機故障診斷方法研究”和陜西省教育廳科研計劃項目“基于印刷畫面紋理識別的印刷機故障診斷方法研究”,研究了基于圖像處理的印刷機故障特征提取的方法并進(jìn)行了相關(guān)實驗。研究針對目前印刷機故障診斷特征單一、精度低、耗時長,難以滿足自動化檢

2、測需求的問題,在對印刷工藝原理及彩色印刷圖像缺陷特征與其對應(yīng)的印刷機故障映射關(guān)系深入分析的基礎(chǔ)上,提出了印刷圖像預(yù)處理算法及印刷故障特征提取的方法,本論文對印刷機主要故障特征(墨色特征、墨杠特征、套印特征)提取方法做了研究。旨在為后續(xù)的印刷機故障診斷提供可靠的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源。
　　針對印刷機的視覺檢測系統(tǒng)光照不均產(chǎn)生色差的問題,提出了基于 L*a*b*色彩空間自適應(yīng)的單尺度Retinex色彩保持方法(L*a*b*-ASSR)和基

3、于L*a*b*色彩空間的加權(quán)最小二乘法與多尺度 Retinex融合的色彩保持和圖像增強(L*a*b*-WLS-MSR)方法。L*a*b*-ASSR方法可以有效的消除光照對印刷品色彩的影響,算法速度快,色彩保持效果好,可以用來檢測印刷品的缺陷。L*a*b*-WLS-MSR方法不但能夠在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生良好的色彩保持效果,而且可以增強圖像的細(xì)節(jié),最大限度的保留了印刷機印刷過程中產(chǎn)生的故障信息,有利于對印刷機故障特征的提取。
　　針對印刷

4、機墨量狀態(tài)導(dǎo)致墨色變化的問題,提出了印刷星標(biāo)的紋理識別結(jié)合BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的方法來快速判斷印刷墨量大小,以實現(xiàn)印刷機墨量狀態(tài)在線檢測;為了精確確定彩色印刷品印刷過程中墨色的綜合變化,提出了一種新的灰度共生矩陣與Gabor變換融合(GLCM-Gabor)的全畫面彩色紋理識別方法,此方法具有同時識別印刷品的色差和紋理變化的特點,全面檢測印刷品局部和整體的墨色,這些局部和整體墨色變化信息是印刷機故障診斷的重要數(shù)據(jù)。
　　針對印刷機故障產(chǎn)生

5、的墨杠難以發(fā)現(xiàn)的問題,提出了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的印刷機墨杠特征提取的方法。墨杠是印刷機的異常振動瞬間引起的網(wǎng)點的擴大和網(wǎng)點滑移在印刷品上的表現(xiàn),網(wǎng)點的擴大和滑移與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹原理及其相似,可以依靠機器視覺和識別算法發(fā)現(xiàn)微弱的墨杠問題,為印刷機的異常振動診斷提供判別依據(jù)。
　　針對印刷機精度難以測量的問題,提出了兩種印刷機精度間接檢測的方法:基于灰度投影極值積分(GPIEV)的相對變化距離檢測方法和基于圖像邊緣距離共生矩陣(EDC

6、M)的全畫面的印刷套印特征提取方法。GPIEV可以檢測多色印刷星標(biāo)之間的相對變化距離,具有檢測速度快、精度高的特點;EDCM方法通過印刷畫面就可以檢測局部套準(zhǔn)偏差,局部套準(zhǔn)偏差值正好是印刷機傳紙、遞紙、咬紙牙、印刷壓力、襯墊厚度等機構(gòu)或部件的重要衡量參數(shù),且此方法不需要專用的印刷檢測控制條,可以提高紙張利用率,減少紙張浪費和廢紙對環(huán)境的污染。
　　開發(fā)了印刷機精度檢測儀器及檢測系統(tǒng),通過實驗對比以及實驗驗證表明此系統(tǒng)可以有效的檢測