近些年來，我國的網(wǎng)版印刷機(jī)的發(fā)展速度較快，網(wǎng)版印刷機(jī)制造廠家已達(dá)200 多家，年工業(yè)總產(chǎn)值為3億多元左右，擁有平網(wǎng)平臺(tái)式、圓網(wǎng)平臺(tái)式和滾筒（輪轉(zhuǎn)）式三大門類40多個(gè)品種，但仍然存在著企業(yè)規(guī)模小、水平參差不齊、產(chǎn)品技術(shù)含量低、產(chǎn)品質(zhì)量不夠精細(xì)等諸多問題。根據(jù)我國印刷機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展政策要求，應(yīng)該在現(xiàn)有資源的條件下，本著緊跟世界科技發(fā)展潮流，抓緊解決重點(diǎn)核心技術(shù)課題，促進(jìn)印刷機(jī)械科技的發(fā)展。為此，研究制造高水平、高精度的網(wǎng)版印刷機(jī)是未來發(fā)展的方向。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，當(dāng)今諸多科學(xué)領(lǐng)域的研究對(duì)象正在不斷由宏觀轉(zhuǎn)向微觀，一些新型產(chǎn)品也開始由宏觀型轉(zhuǎn)向微觀型。無論是生物工程（細(xì)胞操作）、微電子集成電路、光電子器件等都向著超精密加工方向發(fā)展。對(duì)網(wǎng)版印刷機(jī)的精密定位技術(shù)的要求也越來越高。當(dāng)前，國際上發(fā)展潮流是采用圖像識(shí)別系統(tǒng)用于高精度的專用網(wǎng)版印刷機(jī)已經(jīng)很普遍，我國在這方面的研究起步較晚，許多國產(chǎn)網(wǎng)版印刷機(jī)還仍然采用傳統(tǒng)的機(jī)械定位方式，這種機(jī)械定位的網(wǎng)版印刷機(jī)是無法滿足高精度、小尺寸印件的生產(chǎn)需求。但國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始對(duì)此有所認(rèn)識(shí)并追逐先進(jìn)潮流向前發(fā)展，據(jù)報(bào)道，國內(nèi)深訓(xùn)市網(wǎng)印巨星機(jī)電設(shè)備有限公司，跟蹤國際上最新電子印刷技術(shù)水平，率先開發(fā)生產(chǎn)了WJ-LCD4040 系列平面網(wǎng)版印刷機(jī)（專供液晶顯示器玻璃印刷），該機(jī)全貌見圖1所示。該機(jī)適應(yīng)無塵工作環(huán)境下對(duì)高精密LCD、EL、線路板錫膏、軟性線路等高精密平面的網(wǎng)版印刷，并經(jīng)過專業(yè)的LCD 等工廠兩年使用，性能穩(wěn)定，可以代替進(jìn)口同類機(jī)型。該機(jī)定位精度為± 0.02 mm，印刷套色采用了先進(jìn)的CCD 顯示技術(shù)，套印對(duì)位精度達(dá)± 0.02 mm。該機(jī)的研制成功為我國網(wǎng)版印刷機(jī)采用先進(jìn)的圖像識(shí)別系統(tǒng)，迎合國際先進(jìn)潮流，發(fā)展國產(chǎn)專用網(wǎng)版印刷機(jī)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文僅就圖像識(shí)別系統(tǒng)有關(guān)知識(shí)介紹如下。
一、 CCD 圖像傳感器
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在貝爾試驗(yàn)室研制成功，之后由日本開始批量生產(chǎn)，經(jīng)過30多年的發(fā)展歷程，從初期的10多萬像素已經(jīng)發(fā)展至今天主流應(yīng)用的500 萬像素。CCD 類型又可分為線陣（Linear）與面陣（Area）兩種，其中線陣應(yīng)用于影像掃描器及傳真機(jī)上，面陣型多應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、攝錄影機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)等多項(xiàng)影像輸入產(chǎn)品上。目前CCD 像元數(shù)已從100 萬像元提高到2 000萬像元以上，大面陣、小像元（感光小單元簡稱）的CCD 攝像機(jī)層出不窮。隨著超大規(guī)模微加工技術(shù)的發(fā)展，CCD 傳感器的分辨率將越來越高。CCD 是固態(tài)圖像傳感器的一類，即電荷耦合式圖像傳感器，固態(tài)圖像傳感器是指將布設(shè)在半導(dǎo)體襯底上許多能實(shí)現(xiàn)光-電信號(hào)轉(zhuǎn)換的小單元，用所控制的時(shí)鐘脈沖實(shí)現(xiàn)讀取的一類功能器件。圖像傳感器作為一種基礎(chǔ)器件，因能實(shí)現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)換和視覺功能的擴(kuò)展，并能給出直觀、真實(shí)、層次多、內(nèi)容豐富的可視圖像信息在現(xiàn)代社會(huì)中得到了越來越廣泛地應(yīng)用。
二、 圖像識(shí)別系統(tǒng)定位的工作原理
在現(xiàn)實(shí)生活中，人們可以很容易的“看到”一幅畫面，但這一個(gè)十分“簡單”過程并非如此簡單。深入研究大致分為：成像在視網(wǎng)膜上；其次是大腦對(duì)圖像進(jìn)行認(rèn)識(shí)、理解和分析；最后根據(jù)上述一系列處理的結(jié)果做出反應(yīng)。由于圖像識(shí)別系統(tǒng)基本上是摸仿了人對(duì)事物的認(rèn)識(shí)過程，圖像識(shí)別系統(tǒng)定位是采用了CCD 攝像機(jī)（如同人的眼睛）通過透鏡收集并聚焦來自目標(biāo)的反射光線，借助必要的光學(xué)系統(tǒng)將此光投射于CCD光敏面上的光的空間分布信息轉(zhuǎn)換為按時(shí)序輸出的電信號(hào)—視頻圖像信號(hào)，可以在監(jiān)視器上重現(xiàn)圖像。把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給控制主機(jī)（計(jì)算機(jī)），控制主機(jī)通過對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的運(yùn)算后（相當(dāng)人大腦對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)、理解、分析），驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令使機(jī)械運(yùn)行部分運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)定位?，F(xiàn)以用光學(xué)定位全自動(dòng)液晶顯示器玻璃網(wǎng)印機(jī)為例說明如下：全自動(dòng)網(wǎng)印機(jī)上的所謂光學(xué)定位系統(tǒng)如上所述，它能做到迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行自動(dòng)定位，其對(duì)位原理就是依靠一束光線通過光路系統(tǒng)照射在承印玻璃定位標(biāo)記和網(wǎng)印版的網(wǎng)印對(duì)位標(biāo)記上，再經(jīng)過絲網(wǎng)上反射鏡把光路反射到CCD攝像機(jī)中，攝像機(jī)通過上述的光電轉(zhuǎn)換過程，再將信號(hào)送入監(jiān)視器中把攝到的圖像放大顯示出來。印刷機(jī)操作者可從顯示屏幕上看到被放大的圖像，網(wǎng)版和玻璃的對(duì)位偏差比較容易地被發(fā)現(xiàn)和及時(shí)加以修正。同時(shí)在印刷過程中監(jiān)示器還能把每片印刷玻璃對(duì)位情況反映出來，因此由于絲網(wǎng)變形等所引起的錯(cuò)位或者因曝光時(shí)跑位等造成的偏差也都有了被撿查出的可能。
三、 圖像識(shí)別系統(tǒng)的基本組成
圖像處理及識(shí)別系統(tǒng)一般由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像處理單元（單元留有接口與控制主機(jī)通信，最終達(dá)到控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確定位）、監(jiān)視器組成。它是集光、電、機(jī)于一身的產(chǎn)品，它的核心部件是光電耦合器件（CCD）。
四、 圖像的判讀
通過圖像判讀可在序列圖像中獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)特征點(diǎn)相對(duì)于某一個(gè)非移動(dòng)點(diǎn)在靶面上的相對(duì)位置。為滿足精確判讀的需要，采用像元數(shù)據(jù)細(xì)分技術(shù)，將圖像局部放大顯示，便于操作人員對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位的精確識(shí)別和定位，可有效地降低操作的對(duì)準(zhǔn)誤差，提高判讀精度。判讀基準(zhǔn)（空間基準(zhǔn)）即拍攝測量標(biāo)記，測量標(biāo)記應(yīng)盡可能地設(shè)置在物體的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，可以在視場范圍內(nèi)立標(biāo)記；對(duì)小目標(biāo)也可以在目標(biāo)上劃線，也可以用任意線段來表示。對(duì)圖像中的目標(biāo)物圖像進(jìn)行識(shí)別和判讀可采用兩種方法。第一種就是手動(dòng)判讀，由工作人員來識(shí)別目標(biāo)并判讀其運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)；第二種就是自動(dòng)判讀，由軟件中的程序自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并判讀目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)。但自動(dòng)判讀過程中依然離不開人員來進(jìn)行交流互動(dòng)和控制。
圖像識(shí)別技術(shù)是精密測試技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊豁?xiàng)新技術(shù)，它綜合運(yùn)用了電子學(xué)、光學(xué)探測、圖像處理和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，將機(jī)器視覺引入到印刷機(jī)械制造工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷物件位置尺寸的快速測量，它具有非接觸性、速度快、柔性好等突出優(yōu)點(diǎn)，將有力地提高國產(chǎn)網(wǎng)版印刷機(jī)的競爭力，在現(xiàn)代印刷機(jī)械制造中有著重要的應(yīng)用前景。
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