專(zhuān)利名稱(chēng)：一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
無(wú)論國(guó)際還是國(guó)內(nèi)，印刷電子產(chǎn)品由于使用印刷技術(shù)(以絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷為主)，其中噴墨印刷是精細(xì)化印刷的必然選擇。因此，在紙制品印刷過(guò)程中存在的印刷缺陷問(wèn)題同樣在印刷電子產(chǎn)品的印刷過(guò)程不可避免地存在 套印不準(zhǔn)芯片的基礎(chǔ)單元是晶體管，晶體管具有襯底絕緣層、N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體、電極、鈍化膜等多層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)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(shù)的一致性和穩(wěn)定性，要求每道印刷工序套印的位置非常精確。由于有機(jī)薄膜的張力隨環(huán)境溫度變化影響，容易造成印刷套印不準(zhǔn)的問(wèn)題，從而造成晶體管電學(xué)性能參數(shù)破壞而報(bào)廢，如不及時(shí)在線檢測(cè)，在卷對(duì)卷的批量印刷中就會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。 線路粘連當(dāng)線路與線路之間的距離很近時(shí)，由于導(dǎo)電油墨墨滴的擴(kuò)張和滲透性能的變化，有可能把相鄰兩條線在某一點(diǎn)粘連在一起，造成信號(hào)短路，破壞電路功能。 線路斷開(kāi)當(dāng)線路非常窄，在噴印過(guò)程中由于噴頭的偶然性堵塞或抖動(dòng)，以及灰塵顆粒、飛蟲(chóng)等落在將要噴印的線路上，造成噴印線路斷開(kāi)，信號(hào)無(wú)法通過(guò)，從而破壞電路功能。 線路粗細(xì)不均勻在噴印過(guò)程中由于噴頭的偶然性堵塞或印刷平臺(tái)的機(jī)械抖動(dòng)而造成，影響電路的電學(xué)參數(shù)。 線路邊緣不光滑，由于印刷平臺(tái)的機(jī)械抖動(dòng)，或墨滴的擴(kuò)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(xué)參數(shù)。目前紙質(zhì)印刷品的質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)剛剛興起，但不能直接拿過(guò)來(lái)用于印刷電子產(chǎn)品印刷質(zhì)量檢測(cè)。首先，兩者的檢測(cè)精度要求不同，前者的檢測(cè)精度相對(duì)要低，而后者的檢測(cè)精度要求更高，對(duì)算法和設(shè)備要求也更高；其次，后者的電路表面有金屬光澤反射，對(duì)成像有更大的干擾，對(duì)圖像處理算法要求更高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)與方法，其可對(duì)印刷電子產(chǎn)品進(jìn)行在線檢測(cè)，降低廢品率，提高印刷效率和產(chǎn)品質(zhì)量?；谏鲜瞿康谋景l(fā)明提供的一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像采集系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)架設(shè)在印刷設(shè)備上方，其中包括照明光源、相機(jī)、編碼器、圖像采集卡，所述照明光源對(duì)印刷電子產(chǎn)品表面進(jìn)行照射，所述相機(jī)垂直對(duì)印刷電子產(chǎn)品表面進(jìn)行拍攝，利用與印刷設(shè)備控制器連接的編碼器控制印刷電子產(chǎn)品與相機(jī)的拍攝動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)同步，并通過(guò)連接在相機(jī)上的圖像采集卡收集印刷電子產(chǎn)品信息；
圖像處理系統(tǒng)，其中包括計(jì)算機(jī)、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(cè)系統(tǒng)、用于印刷設(shè)備故障診斷的印刷缺陷分類(lèi)器；報(bào)警提示系統(tǒng)，其中包括報(bào)警控制器及報(bào)警器。另外，基于上述目的本發(fā)明還提供了一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，包括下列步驟實(shí)時(shí)連續(xù)采集印刷設(shè)備生產(chǎn)的印刷電子產(chǎn)品圖像，其采圖區(qū)域的大小與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板大小一致；采用圖像處理快速模板匹配算法，將實(shí)時(shí)采集圖像與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行匹配與對(duì)比，找到與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板不一致的地方即為缺陷位置；利用印刷缺陷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)缺陷位置進(jìn)行分析，圈出缺陷的大小和形狀，并在原圖幀中標(biāo)示缺陷的位置和形狀，在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示出來(lái)，同時(shí)給出報(bào)警信號(hào)到報(bào)警控制器，報(bào)警器報(bào)警；將印刷缺陷分為線狀、點(diǎn)狀、帶狀、面狀，分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和存盤(pán)，用于后期查詢和顯示各類(lèi)缺陷對(duì)應(yīng)的圖像幀，實(shí)現(xiàn)重新回放和分析。較佳的，所述快速模板匹配算法為改進(jìn)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，所述的相機(jī)為工業(yè)相機(jī)或智能相機(jī)?？蛇x的，所述的相機(jī)為面陣工業(yè)相機(jī)或線陣工業(yè)相機(jī)?？蛇x的，所述的照明光源為面陣光源或條狀光源。較佳的，所述的相機(jī)在采集標(biāo)準(zhǔn)模板時(shí)的圖像采集方式為單步控制方式?？蛇x的，所述的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板是通過(guò)采集印刷電子產(chǎn)品樣本的圖像信息得到的， 或直接從計(jì)算機(jī)調(diào)用已有的模板。較佳的，所述相機(jī)與印刷電子產(chǎn)品表面保持垂直，并利用與印刷設(shè)備控制器連接的編碼器控制并保持相機(jī)攝取動(dòng)作與印刷電子產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)的同步。從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)與方法，通過(guò)此系統(tǒng)及方法在線檢測(cè)的印刷電子產(chǎn)品，其檢測(cè)效率高，檢測(cè)精度高，并能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量并同時(shí)降低廢品率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中模板匹配算法，當(dāng)為K = 2，模板大小為4X4時(shí)，進(jìn)行粗略匹配時(shí)選擇的像素點(diǎn)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中模板匹配算法改進(jìn)以后的算法流程圖示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參考圖1，為本發(fā)明實(shí)施例的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)示意圖，其中包括照明光源1、印刷電子產(chǎn)品2、相機(jī)3、編碼器4、圖像采集卡5、計(jì)算機(jī)6、報(bào)警控制器7、報(bào)警器8。
其中，圖像采集系統(tǒng)包括了照明光源1、相機(jī)3、編碼器4和圖像采集卡5 ；圖像處理系統(tǒng)包括了計(jì)算機(jī)6，計(jì)算機(jī)6則包含了印刷缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和印刷缺陷分類(lèi)器；報(bào)警提示系統(tǒng)包括了報(bào)警控制器7和報(bào)警器8。所述的圖像采集系統(tǒng)架設(shè)在印刷設(shè)備上方，照明光源1以一定角度傾斜照射印刷電子產(chǎn)品2的表面，所述相機(jī)3設(shè)置在需要進(jìn)行圖像采集的所述印刷電子產(chǎn)品2的表面的正上方，所述相機(jī)3垂直對(duì)印刷電子產(chǎn)品2表面進(jìn)行拍攝，利用與印刷設(shè)備控制器連接的編碼器4控制相機(jī)3的拍攝動(dòng)作與印刷電子產(chǎn)品2的運(yùn)動(dòng)同步，并通過(guò)連接在相機(jī)3上的圖像采集卡5收集印刷電子產(chǎn)品2的圖像信息。所述圖像處理系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)6在接收到圖像采集系統(tǒng)采集的圖像信息后，圖像信息在計(jì)算機(jī)6內(nèi)通過(guò)采用一種基于改進(jìn)的混合遺傳算法的快速模板匹配算法的印刷缺陷檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)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(jīng)過(guò)爬山法返回后繼續(xù)尋找，匹配時(shí)可以不用精確的匹配過(guò)程而采用粗略的匹配過(guò)程。在每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的匹配過(guò)程中，不需要對(duì)模板中所有的點(diǎn)與原圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行比較，而是選取部分點(diǎn)即可。選取模板上水平和垂直方向上間隔為K的像素點(diǎn)進(jìn)行匹配，這樣遺傳算法部分的計(jì)算量是原來(lái)的1/K2，圖1為K = 2時(shí)的情況。改進(jìn)后的遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像采集系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)架設(shè)在印刷設(shè)備上方，其中包括照明光源、相機(jī)、編碼器、圖像采集卡，所述照明光源對(duì)印刷電子產(chǎn)品表面進(jìn)行照射，所述相機(jī)垂直對(duì)印刷電子產(chǎn)品表面進(jìn)行拍攝，利用與印刷設(shè)備控制器連接的編碼器控制印刷電子產(chǎn)品與相機(jī)的拍攝動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)同步，并通過(guò)連接在相機(jī)上的圖像采集卡收集印刷電子產(chǎn)品信息；圖像處理系統(tǒng)，其中包括計(jì)算機(jī)、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(cè)系統(tǒng)、用于印刷設(shè)備故障診斷的印刷缺陷分類(lèi)器；報(bào)警提示系統(tǒng)，其中包括報(bào)警控制器及報(bào)警器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述快速模板匹配算法為改進(jìn)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷缺陷分類(lèi)器將印刷缺陷分為線狀、點(diǎn)狀、帶狀、面狀，并對(duì)缺陷類(lèi)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的相機(jī)為工業(yè)相機(jī)或智能相機(jī)。
5.一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括下列步驟實(shí)時(shí)連續(xù)采集印刷設(shè)備生產(chǎn)的印刷電子產(chǎn)品圖像，其采圖區(qū)域的大小與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板大小一致；采用圖像處理快速模板匹配算法，將實(shí)時(shí)采集圖像與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行匹配與對(duì)比， 找到與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板不一致的地方即為缺陷位置；利用印刷缺陷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)缺陷位置進(jìn)行分析，圈出缺陷的大小和形狀，并在原圖幀中標(biāo)示缺陷的位置和形狀，在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示出來(lái)，同時(shí)給出報(bào)警信號(hào)到報(bào)警控制器，報(bào)警器報(bào)警；將印刷缺陷分為線狀、點(diǎn)狀、帶狀、面狀，分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和存盤(pán)，用于后期查詢和顯示各類(lèi)缺陷對(duì)應(yīng)的圖像幀，實(shí)現(xiàn)重新回放和分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述快速模板匹配算法為改進(jìn)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述的相機(jī)為工業(yè)相機(jī)或智能相機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述的相機(jī)為面陣工業(yè)相機(jī)或線陣工業(yè)相機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述的照明光源為面陣光源或條狀光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電子產(chǎn)品離線檢測(cè)方法，其特征在于，所述的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板是通過(guò)采集印刷電子產(chǎn)品樣本的圖像信息得到的，或直接從計(jì)算機(jī)調(diào)用已有的模板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述的相機(jī)采集檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模板的圖像采集方式為單步控制方式。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11任意一項(xiàng)所述的印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述相機(jī)與印刷電子產(chǎn)品表面保持垂直，并利用與印刷設(shè)備控制器連接的編碼器控制并保持相機(jī)攝取動(dòng)作與印刷電子產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)的同步。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括了圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和報(bào)警提示系統(tǒng)；以及一種印刷電子產(chǎn)品在線檢測(cè)方法，包括了以下步驟第一步，利用圖像采集系統(tǒng)采集印刷電子產(chǎn)品樣本圖像，并保存；第二步，利用圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集印刷電子產(chǎn)品圖像；第三步，利用圖像處理系統(tǒng)找出實(shí)時(shí)采集圖像與樣本的區(qū)別；第四步，指出缺陷，并及時(shí)利用報(bào)警提示系統(tǒng)報(bào)警；第五步，利用圖像處理系統(tǒng)將缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；通過(guò)此系統(tǒng)及方法在線檢測(cè)的印刷電子產(chǎn)品，其檢測(cè)效率高，檢測(cè)精度高，由于其為實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，因此能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量并同時(shí)將廢品率降至最低。
文檔編號(hào)G01N21/898GK102565084SQ201210008390
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者游福成 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院