專利名稱：一種印刷電子產品離線檢測系統與方法
技術領域：
本發明涉及印刷產品檢測技術領域，特別是指一種印刷電子產品離線檢測系統與方法。
背景技術：
無論國際還是國內，印刷電子產品由于使用印刷技術(以絲網印刷和噴墨印刷為主)，其中噴墨印刷是精細化印刷的必然選擇。因此，在紙制品印刷過程中存在的印刷缺陷問題同樣在印刷電子產品的印刷過程不可避免地存在 套印不準芯片的基礎單元是晶體管，晶體管具有襯底絕緣層、N型半導體、P型半導體、電極、鈍化膜等多層結構，每層結構的材料不同，需要多道印刷工序、分別采用不同的油墨材料才能印刷完成。為保證晶體管電性參數的一致性和穩定性，要求每道印刷工序套印的位置非常精確。由于有機薄膜的張力隨環境溫度變化影響，容易造成印刷套印不準的問題，從而造成晶體管電學性能參數破壞而報廢，如不及時在線檢測，在卷對卷的批量印刷中就會造成巨大的浪費。 線路粘連當線路與線路之間的距離很近時，由于導電油墨墨滴的擴張和滲透性能的變化，有可能把相鄰兩條線在某一點粘連在一起，造成信號短路，破壞電路功能。 線路斷開當線路非常窄，在噴印過程中由于噴頭的偶然性堵塞或抖動，以及灰塵顆粒、飛蟲等落在將要噴印的線路上，造成噴印線路斷開，信號無法通過，從而破壞電路功能。 線路粗細不均勻在噴印過程中由于噴頭的偶然性堵塞或印刷平臺的機械抖動而造成，影響電路的電學參數。 線路邊緣不光滑，由于印刷平臺的機械抖動，或墨滴的擴張和滲透性能的變化，使得噴印的線路邊緣存在毛刺，影響電路的電學參數。目前紙質印刷品的質量在線檢測系統剛剛興起，但不能直接拿過來用于印刷電子產品印刷質量檢測。首先，兩者的檢測精度要求不同，前者的檢測精度相對要低，而后者的檢測精度要求更高，對算法和設備要求也更高；其次，后者的電路表面有金屬光澤反射，對成像有更大的干擾，對圖像處理算法要求更高。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提出一種印刷電子產品離線檢測系統與方法，其可對印刷電子產品的成品進行離線檢測，保證產品合格率，以及輔助優化產品性能。基于上述目的本發明提供的一種印刷電子產品離線檢測系統，包括圖像采集系統，其中包括照明光源、相機、編碼器、圖像采集卡，所述照明光源對印刷電子產品表面進行照射，所述相機垂直對印刷電子產品表面進行拍攝，利用與印刷設備控制器連接的編碼器控制印刷電子產品與相機的拍攝動作的運動同步，并通過連接在相機上的圖像采集卡收集印刷電子產品信息；
圖像處理系統，其中包括計算機、用于搜索印刷缺陷的基于快速模板匹配算法的印刷缺陷檢測系統、用于印刷設備故障診斷的印刷缺陷分類器；報警提示系統，其中包括報警控制器及報警器。可選的，所述待檢測印刷電子產品上設置有觸發標記，所述圖像采集系統上設置有觸發傳感器，所述觸發傳感器感應到觸發標記時，觸發所述相機進行圖像采集。較佳的，圖像采集系統上還設置有用于圖像采集同步的光電編碼器。較佳的，所述快速模板匹配算法為改進型混合遺傳算法，先利用低精度搜索排除不可能位置，再用高精度搜索缺陷。可選的，所述印刷缺陷分類器將印刷缺陷分為線狀、點狀、帶狀、面狀，并對缺陷類別進行統計分析。本發明還提供了一種印刷電子產品離線檢測方法，包括下列步驟實時連續采集印刷設備生產的印刷電子產品圖像，其采圖區域的大小與檢測標準模板大小一致；采用圖像處理快速模板匹配算法，將實時采集圖像與檢測標準模板進行匹配與對比，找到與檢測標準模板不一致的地方即為缺陷位置；利用印刷缺陷檢測系統對缺陷位置進行分析，圈出缺陷的大小和形狀，并在原圖幀中標示缺陷的位置和形狀，在計算機顯示器上顯示出來，同時給出報警信號到報警控制器，報警器報警；將印刷缺陷分為線狀、點狀、帶狀、面狀，分別進行統計和存盤，用于后期查詢和顯示各類缺陷對應的圖像幀，實現重新回放和分析。可選的，所述的相機為工業相機或智能相機。可選的，所述的相機為面陣工業相機或線陣工業相機。相應的，所述的照明光源可選為面陣光源或條狀光源。較佳的，所述的相機采集檢測標準模板的圖像采集方式為單步控制方式。可選的，所述的檢測標準模板是通過采集印刷電子產品樣本的圖像信息得到的，或直接從計算機調用已有的模板。較佳的，所述相機與印刷電子產品表面保持垂直，并利用與印刷設備控制器連接的編碼器控制并保持相機攝取動作與印刷電子產品運動的同步。從上面所述可以看出，本發明提供的一種印刷電子產品離線檢測系統與方法，通過此系統及方法在線檢測的印刷電子產品，其檢測效率和檢測精度都大大優于普通的印刷產品檢測方式，并能有效提高產品質量并同時降低廢品率。


圖1為本發明實施例的印刷電子產品離線檢測系統示意圖；圖2為本發明實施例中模板匹配算法，當為K = 2，模板大小為4X4時，進行粗略匹配時選擇的像素點示意圖；圖3為本發明實施例中模板匹配算法改進以后的算法流程圖示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。參考圖1，為本發明實施例的印刷電子產品離線檢測系統示意圖，其中包括照明光源1、檢測設備輥軸2、相機3、編碼器4、圖像采集卡5、計算機6、報警控制器7、報警器8、印刷電子產品9、觸發標記10。其中，圖像采集系統包括了照明光源1、相機3、編碼器4、圖像采集卡5和設置在印刷電子產品9上的觸發標記10 ；圖像處理系統包括了計算機6，計算機6則包含了印刷缺陷檢測系統和印刷缺陷分類器；報警提示系統包括了報警控制器7和報警器8。所述的圖像采集系統架設在檢測設備上方，照明光源1以一定角度傾斜照射印刷電子產品9的表面，印刷電子產品9的表面設置有觸發標記10，檢測設備輥軸2的轉動帶動印刷電子產品9向前運動，檢測設備上方與觸發標記10位置對應地設置有觸發傳感器，所述觸發標記10設置為，當印刷電子產品9所需檢測的部分的起始位置運動到相機3的正下方時，觸發所述觸發傳感器向所述相機3發出開始采集的信號，相機3開始攝取印刷電子產品2表面的圖像信息，所述相機3設置在需要進行圖像采集的所述印刷電子產品2的表面的正上方，所述相機3垂直對印刷電子產品2表面進行拍攝，利用與印刷設備控制器連接的編碼器4控制印刷電子產品2與相機3的拍攝動作的運動同步，并通過連接在相機3上的圖像采集卡5收集印刷電子產品2的圖像信息。所述圖像處理系統中的計算機6在接收到圖像采集系統采集的圖像信息后，圖像信息在計算機6內通過采用一種基于改進的混合遺傳算法的快速模板匹配算法的印刷缺陷檢測系統進行缺陷查找，其先利用低精度搜索排除不可能位置，再用高精度搜索匹配位置并找到缺陷，該算法原理如下在遺傳算法部分只需要找到大致的位置即可，而且如果位置不正確也可經過爬山法返回后繼續尋找，匹配時可以不用精確的匹配過程而采用粗略的匹配過程。在每個坐標點的匹配過程中，不需要對模板中所有的點與原圖像中對應的點進行比較，而是選取部分點即可。選取模板上水平和垂直方向上間隔為K的像素點進行匹配，這樣遺傳算法部分的計算量是原來的1/K2，圖1為K = 2時的情況。改進后的遺傳算法適應度函數如下
權利要求
1.一種印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，包括圖像采集系統，其中包括照明光源、相機、編碼器、圖像采集卡，所述照明光源對印刷電子產品表面進行照射，所述相機垂直對印刷電子產品表面進行拍攝，利用與印刷設備控制器連接的編碼器控制印刷電子產品與相機的拍攝動作的運動同步，并通過連接在相機上的圖像采集卡收集印刷電子產品信息；圖像處理系統，其中包括計算機、用于搜索印刷缺陷的基于快速模板匹配算法的印刷缺陷檢測系統、用于印刷設備故障診斷的印刷缺陷分類器；報警提示系統，其中包括報警控制器及報警器。
2.根據權利要求1所述的印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，所述待檢測印刷電子產品上設置有觸發標記，所述圖像采集系統上設置有觸發傳感器，所述觸發傳感器感應到觸發標記時，觸發所述相機進行圖像采集。
3.根據權利要求1所述的印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，圖像采集系統上還設置有用于圖像采集同步的光電編碼器。
4.根據權利要求1所述的印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，所述快速模板匹配算法為改進型混合遺傳算法，先利用低精度搜索排除不可能位置，再用高精度搜索匹配位置并找到缺陷。
5.根據權利要求1所述的印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，所述印刷缺陷分類器將印刷缺陷分為線狀、點狀、帶狀、面狀，并對缺陷類別進行統計分析。
6.根據權利要求1所述的印刷電子產品離線檢測系統，其特征在于，所述的相機為工業相機或智能相機。
7.—種印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，包括下列步驟實時連續采集印刷設備生產的印刷電子產品圖像，其采圖區域的大小與檢測標準模板大小一致；采用圖像處理快速模板匹配算法，將實時采集圖像與檢測標準模板進行匹配與對比，找到與檢測標準模板不一致的地方即為缺陷位置；利用印刷缺陷檢測系統對缺陷位置進行分析，圈出缺陷的大小和形狀，并在原圖幀中標示缺陷的位置和形狀，在計算機顯示器上顯示出來，同時給出報警信號到報警控制器，報警器報警；將印刷缺陷分為線狀、點狀、帶狀、面狀，分別進行統計和存盤，用于后期查詢和顯示各類缺陷對應的圖像幀，實現重新回放和分析。
8.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述待檢測印刷電子產品上設置有觸發標記，所述圖像采集系統上設置有觸發傳感器，所述觸發傳感器感應到觸發標記時，觸發所述相機進行圖像采集。
9.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，圖像采集系統上還設置有用于圖像采集同步的光電編碼器。
10.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述快速模板匹配算法為改進型混合遺傳算法，先利用低精度搜索排除不可能位置，再用高精度搜索匹配位置并找到缺陷。
11.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述印刷缺陷分類器將印刷缺陷分為線狀、點狀、帶狀、面狀，并對缺陷類別進行統計分析。
12.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述的相機為工業相機或智能相機。
13.根據權利要求12所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述的相機為面陣工業相機或線陣工業相機。
14.根據權利要求13所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述的照明光源為面陣光源或條狀光源。
15.根據權利要求7所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述的檢測標準模板是通過采集印刷電子產品樣本的圖像信息得到的，或直接從計算機調用已有的模板。
16.根據權利要求15所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述的相機采集檢測標準模板的圖像采集方式為單步控制方式。
17.根據權利要求7至16任意一項所述的印刷電子產品離線檢測方法，其特征在于，所述相機與印刷電子產品表面保持垂直，并利用與印刷設備控制器連接的編碼器控制并保持相機攝取動作與印刷電子產品運動的同步。
全文摘要
本發明公開了一種印刷電子產品離線檢測系統，包括了圖像采集系統、圖像處理系統和報警提示系統；以及一種印刷電子產品離線檢測方法，包括了以下步驟第一步，利用圖像采集系統采集印刷電子產品的成品的圖像，第二步，利用圖像處理系統找出實時采集圖像與樣本的區別，第三步，指出缺陷，并及時利用報警提示系統報警，第四步，利用圖像處理系統將缺陷進行統計分析；通過此系統及方法在線檢測的印刷電子產品，其檢測效率高，檢測精度高，并能有效提高產品質量并同時降低廢品率。
文檔編號G01N21/898GK102565083SQ201210008329
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者游福成 申請人:北京印刷學院