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)平臺式、圓網(wǎng)平臺式和滾筒（輪轉(zhuǎn)）式三大門類40多個品種，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)開始對此有所認(rèn)識并追逐先進(jìn)潮流向前發(fā)展，據(jù)報道，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)實意義。本文僅就圖像識別系統(tǒng)有關(guān)知識介紹如下。
一、 CCD 圖像傳感器
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在貝爾試驗室研制成功，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)體襯底上許多能實現(xiàn)光-電信號轉(zhuǎn)換的小單元，用所控制的時鐘脈沖實現(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、層次多、內(nèi)容豐富的可視圖像信息在現(xiàn)代社會中得到了越來越廣泛地應(yīng)用。
二、 圖像識別系統(tǒng)定位的工作原理
在現(xiàn)實生活中，人們可以很容易的“看到”一幅畫面，但這一個十分“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；其次是大腦對圖像進(jìn)行認(rèn)識、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)。由于圖像識別系統(tǒng)基本上是摸仿了人對事物的認(rèn)識過程，圖像識別系統(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)換為按時序輸出的電信號—視頻圖像信號，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)（計算機(jī)），控制主機(jī)通過對這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的運(yùn)算后（相當(dāng)人大腦對圖像的認(rèn)識、理解、分析），驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令使機(jī)械運(yùn)行部分運(yùn)動，從而實現(xiàn)高精度的自動定位?，F(xiàn)以用光學(xué)定位全自動液晶顯示器玻璃網(wǎng)印機(jī)為例說明如下：全自動網(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)行自動定位，其對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)版和玻璃的對位偏差比較容易地被發(fā)現(xiàn)和及時加以修正。同時在印刷過程中監(jiān)示器還能把每片印刷玻璃對位情況反映出來，因此由于絲網(wǎng)變形等所引起的錯位或者因曝光時跑位等造成的偏差也都有了被撿查出的可能。
三、 圖像識別系統(tǒng)的基本組成
圖像處理及識別系統(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)動目標(biāo)的一個或多個特征點相對于某一個非移動點在靶面上的相對位置。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，便于操作人員對目標(biāo)點位的精確識別和定位，可有效地降低操作的對準(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)動平面內(nèi)，可以在視場范圍內(nèi)立標(biāo)記；對小目標(biāo)也可以在目標(biāo)上劃線，也可以用任意線段來表示。對圖像中的目標(biāo)物圖像進(jìn)行識別和判讀可采用兩種方法。第一種就是手動判讀，由工作人員來識別目標(biāo)并判讀其運(yùn)動軌跡和姿態(tài)；第二種就是自動判讀，由軟件中的程序自動識別目標(biāo)并判讀目標(biāo)運(yùn)動軌跡和姿態(tài)。但自動判讀過程中依然離不開人員來進(jìn)行交流互動和控制。
圖像識別技術(shù)是精密測試技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊豁椥录夹g(shù)，它綜合運(yùn)用了電子學(xué)、光學(xué)探測、圖像處理和計算機(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，實現(xiàn)對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，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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