2。係統配置及理論原理
通常的視覺檢測係統，由照明光源、光學鏡頭、攝像機、圖(tu)像(xiang)信(xin)號(hao)的(de)處(chu)理(li)和(he)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)組(zu)成(cheng)。好(hao)的(de)照(zhao)明(ming)光(guang)源(yuan)及(ji)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)是(shi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)成(cheng)敗(bai)的(de)關(guan)鍵(jian)之(zhi)一(yi)，起(qi)著(zhe)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，它(ta)並(bing)不(bu)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)照(zhao)亮(liang)物(wu)體(ti)而(er)已(yi)。
shouxianzhaomingguangyuanyaonenggouzhenshidizaixianyinpindesecai，bunenggouzaochengyansedeshizhen，zhejiuyaoqiuguangyuandefaguangguangpujiejinriguang，tongshiyingbaozhengyouzugoudeliangdubingzaizhenggezhaomingquyuneiliangdujunyun；其次是光源和照明係統的設計要避免印品上的一些高反射率的特殊區域，如：燙金、激光防偽標誌等使采集的圖像溢出，造成檢測精度降低或根本無法檢測；最zui後hou，在zai某mou些xie應ying用yong場chang合he，還hai要yao考kao慮lv光guang源yuan與yu照zhao明ming方fang案an的de配pei合he應ying盡jin可ke能neng地di突tu出chu物wu體ti特te征zheng量liang，增zeng加jia對dui比bi度du。總zong之zhi，在zai選xuan擇ze光guang源yuan和he設she計ji照zhao明ming係xi統tong時shi，要yao根gen據ju印yin品pin的de具ju體ti情qing況kuang，確que定ding光guang源yuan所suo需xu的de幾ji何he形xing狀zhuang。照zhao明ming亮liang度du、均勻度、發光的光譜特性等，當然同時還要考慮光源的發光效率和使用壽命。
光學鏡頭相當於人眼的晶狀體。光學鏡頭的品質會影響視覺係統分辨物體的能力，影響圖像的對比度以及清晰成像的範圍(景深)。而這些特性的優劣受鏡頭本身像差的限製，鏡頭對像差校正的優良與否，決定了鏡頭的成像品質。常見的像差有球差、彗差、像散、場曲、畸變、色差等六種。
機器視覺檢測過程圖（圖一）
鏡(jing)頭(tou)通(tong)過(guo)的(de)是(shi)被(bei)拍(pai)攝(she)物(wu)體(ti)的(de)光(guang)學(xue)信(xin)息(xi)，而(er)在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)中(zhong)處(chu)理(li)的(de)是(shi)被(bei)拍(pai)攝(she)物(wu)體(ti)的(de)電(dian)信(xin)息(xi)，攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)完(wan)成(cheng)光(guang)學(xue)信(xin)息(xi)到(dao)電(dian)信(xin)息(xi)的(de)轉(zhuan)換(huan)。在(zai)攝(she)像(xiang)機(ji)中(zhong)，關(guan)鍵(jian)的(de)器(qi)件(jian)是(shi)稱(cheng)為(wei)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)芯(xin)片(pian)。在(zai)芯(xin)片(pian)上(shang)整(zheng)齊(qi)的(de)排(pai)列(lie)著(zhe)象(xiang)小(xiao)水(shui)池(chi)一(yi)樣(yang)的(de)單(dan)元(yuan)(像素)，但它們盛的不是水，而是電荷。攜帶被拍攝物體光學信息的光線通過鏡頭到達芯片的表麵，光信息變成電荷信號(曝光)，光強的地方電荷多，光弱的地方電荷少，對應著印品上不同區域的明暗程度；不同的顏色分解為紅、綠、蘭三種基色，存放在不同的像素中。曝光產生的電荷，按規定好的順序(掃描方式)依次將電荷讀出，經過放大和其它處理，最後從攝像機輸出。這就是攝像機的工作原理。
gaozhiliangdetuxiangxinxishixitongzhengquepanduanhejuecedeyuanshiyiju。congshexiangjideyingyongyuanli，womennenggoujiandandigaikuochuduiqixingnengdeyaoqiu。diyi，yaoyouzugoudedongtaifanwei，yinpinshanghenlianghehenandebufendounenggouzhunquedifanying；第二，要有足夠的分辨率(足夠多的像素數)，印品上的微小細節都能夠清晰地體現；第三，要能夠真實地再現印品的色彩；第四，攝像機的讀出(行頻或幀率)的速度要與印品的速度匹配，保證足夠的精度和100％的采集。當然，攝像機還有其它的性能指標，這裏不再一一列舉。
印(yin)品(pin)檢(jian)測(ce)使(shi)用(yong)的(de)攝(she)像(xiang)機(ji)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)的(de)不(bu)同(tong)分(fen)為(wei)二(er)大(da)類(lei)，線(xian)陣(zhen)攝(she)像(xiang)機(ji)和(he)麵(mian)陣(zhen)攝(she)像(xiang)機(ji)。線(xian)陣(zhen)攝(she)像(xiang)機(ji)一(yi)次(ci)隻(zhi)能(neng)獲(huo)得(de)圖(tu)像(xiang)的(de)一(yi)行(xing)信(xin)息(xi)，被(bei)拍(pai)攝(she)的(de)物(wu)體(ti)必(bi)須(xu)以(yi)宣(xuan)線(xian)形(xing)式(shi)從(cong)攝(she)像(xiang)機(ji)前(qian)通(tong)過(guo)，才(cai)能(neng)獲(huo)得(de)完(wan)整(zheng)的(de)圖(tu)像(xiang)，因(yin)此(ci)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)對(dui)以(yi)一(yi)定(ding)速(su)度(du)勻(yun)速(su)運(yun)動(dong)的(de)物(wu)體(ti)(印品)的圖像檢測。而麵陣攝像機則可以一次獲得整幅圖像的信息，象我們日常使用的數碼相機。
圖像信號的處理是機器視覺係統的核心，它相當於人的大腦。如何對圖像進行處理和運算，是機器視覺係統開發中的重點和難點所在。“與模板相比，找出差異”，機器視覺的工作原理說起來比較簡單，但真正實現上卻很複雜。整個圖像信號的處理通常包括：
(1)預處理；
(2)特征的提取與識別；
(3)測量。
高速運動的印品通過攝像機時，與模板圖像相比，往往會產生位置的移動、旋轉。有時甚至有飄動，使采集的圖像發生變形失真；光源的不穩定和外界環境的影響，使采集的圖像亮度不均勻。顏色發生變化；其它外部設備、gongdiandianyuanhecaijishebeibenshenyehuiyinruyidingdeganraohezaosheng。weici，zaianzhuangshijiaoxitongdeguochengzhong，yifangmianyaoxiaochuzhexiebulideyinsu，lingyifangmianhaiyaotongguotuxiangyuchulipaichuhedanhuatamendeyingxiang。
綜上所述，機器視覺是光、機、電、計算機相結合的技術，極適用於大批量生產過程中的重複性的測量、檢查和辨識。視覺質量檢測在印刷包裝行業中的應用可以在印前、印刷過程中和印後，但目前多數應用集中在印後質量檢查。中國有幾萬家印刷企業，真正使用檢測係統的很少，除印鈔、票證等特殊行業外，主要集中在食品和藥品等包裝行業，食藥品包裝行業對印刷要求較高，對質量和色彩的要求比較特殊。
3. 邦納機器視覺在印包行業及食品行業的應用
眾zhong所suo周zhou知zhi，食shi藥yao品pin關guan係xi到dao人ren類lei的de生sheng命ming健jian康kang，如ru果guo因yin為wei藥yao品pin的de質zhi量liang問wen題ti而er對dui人ren的de生sheng命ming造zao成cheng威wei脅xie，這zhe將jiang是shi一yi個ge大da的de災zai難nan。因yin而er各ge藥yao品pin生sheng產chan廠chang家jia，尤you其qi是shi世shi界jie知zhi名ming大da廠chang對dui藥yao品pin的de整zheng個ge生sheng產chan過guo程cheng甚shen至zhi後hou段duan的de包bao裝zhuang都dou給gei與yu了le非fei常chang大da的de重zhong視shi。
美國邦納工程國際有限公司（以下簡稱邦納）在全球範圍內與許多世界知名藥廠和食品包裝廠商都有著良好的合作，無論是藥品的泡罩包裝、液體灌裝，還是後段的壓蓋、貼標、噴碼，以及最後的裝盒檢測，邦納公司都可以提供完整的解決方案。
邦納公司的視覺產品包括分體式的P3係列相機，一體式的P4係列相機，及最近推出的P5 iVu係(xi)列(lie)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)。傳(chuan)統(tong)的(de)視(shi)覺(jiao)相(xiang)機(ji)體(ti)型(xing)較(jiao)大(da)，更(geng)改(gai)程(cheng)序(xu)操(cao)作(zuo)時(shi)需(xu)要(yao)電(dian)腦(nao)進(jin)行(xing)設(she)定(ding)。針(zhen)對(dui)中(zhong)國(guo)的(de)視(shi)覺(jiao)相(xiang)機(ji)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)，邦(bang)納(na)開(kai)發(fa)了(le)全(quan)新(xin)的(de)操(cao)作(zuo)方(fang)便(bian)、不需要PC進行設定的圖像傳感器―P5 iVu。集成光源和鏡頭，自帶觸摸屏，不需要PC即可完成程序設定，完全擺脫了電腦的束縛，36萬像素分辨率可滿足多數的檢測應用，其精小的體型、強大的功能、獨特的外觀尤其適用於普通光電傳感器不能解決問題的場合。
下麵僅就邦納公司的iVu係列視覺傳感器在食品液體灌裝檢測和瓶裝藥品的貼標及噴碼檢測做簡單介紹，希望對大家能有所幫助。
4.典型應用
視覺應用一：藥粒泡罩檢測
由(you)於(yu)醫(yi)藥(yao)行(xing)業(ye)的(de)嚴(yan)格(ge)規(gui)範(fan)，對(dui)製(zhi)藥(yao)包(bao)裝(zhuang)的(de)質(zhi)量(liang)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)苛(ke)刻(ke)，當(dang)藥(yao)粒(li)被(bei)包(bao)裝(zhuang)進(jin)泡(pao)罩(zhao)後(hou)，生(sheng)產(chan)商(shang)必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)所(suo)有(you)泡(pao)罩(zhao)內(nei)的(de)藥(yao)粒(li)都(dou)是(shi)完(wan)好(hao)無(wu)損(sun)的(de)。
藥粒泡罩檢測（圖二）
邦納的視覺產品解決方案可以快速、準確地檢測到藥粒是否完好無損，通過設定iVu圖像傳感器的Areagongjulaijiance，gaigongjutongguoyuxianshedingdemianjicanshuduimeigepaozhaoneideyaolijinxingjiancebidui，zheyangposundeyaolijiangbeijiancechulai，zhengquedeyaolizhengchangtongguo。
視覺應用二：瓶塞檢測
zhiyaoxingyezhongyaopingdeguanzhuangtongchangshizaigaosudeqingkuangxiajinxingde，dangyaopinguanzhuangjieshuhoubixumashangjiangpingsaizhunquedegaishang。erpingsaibixujinrudaopingjingdezhengqueweizhihoucainengbaozhenghegedemifeng，cihuanjiexiangzhongdezhongyao，zhijieyingxiangdaoyaopingdezhiliangheyaopindeanquan。
瓶塞檢測（圖三）
為了保證每個藥瓶在灌裝結束後瓶塞能夠準確的蓋上，通過設定iVu圖像傳感器的Area+Motion工gong具ju進jin行xing檢jian測ce，瓶ping塞sai必bi須xu進jin入ru到dao瓶ping頸jing的de正zheng確que位wei置zhi後hou才cai能neng保bao證zheng合he格ge的de密mi封feng，因yin此ci圖tu像xiang傳chuan感gan器qi通tong過guo檢jian測ce每mei個ge瓶ping塞sai在zai瓶ping頸jing的de位wei置zhi是shi否fou達da到dao要yao求qiu，如ru果guo達da不bu到dao要yao求qiu則ze給gei生sheng產chan線xian發fa出chuFAIL信號，將該產品剔除。通過邦納機器視覺iVu係統，可以將達不到要求的產品一一“挑揀”出來。
視覺應用三：包裝盒內物體檢測
zhiyaoxingyezhongyaopinzuizhongdouxuyaojinxinghezhuang，meiyigebaozhuangheneidoubixufudaiyougaiyaopindeshuomingshu。tongguojiqishijiaoxitong，keyijiancebaozhuangheneishuomingshushifouyilou。
包裝盒內物體檢測（圖四）
在包裝線的上方安裝iVu圖像傳感器來確保每個包裝盒內都附帶有說明書，通過設定Match工具來進行檢測，Match工具可以360度(du)範(fan)圍(wei)對(dui)被(bei)測(ce)物(wu)進(jin)行(xing)查(zha)找(zhao)，因(yin)此(ci)藥(yao)盒(he)內(nei)的(de)說(shuo)明(ming)書(shu)的(de)擺(bai)放(fang)可(ke)以(yi)是(shi)任(ren)意(yi)角(jiao)度(du)的(de)，但(dan)表(biao)麵(mian)必(bi)須(xu)朝(chao)上(shang)。當(dang)檢(jian)測(ce)到(dao)藥(yao)盒(he)內(nei)沒(mei)有(you)說(shuo)明(ming)書(shu)時(shi)，傳(chuan)感(gan)器(qi)會(hui)給(gei)生(sheng)產(chan)線(xian)發(fa)出(chu)FAIL信號，從而將該藥盒剔除。
視覺應用四：包裝盒內物體檢測
大多數食品飲料在生產過程中要求在包裝上必須有日期/標簽的噴碼信息,這就需要一個經濟有效的方法來確保噴碼信息是否存在。邦納的iVu機器視覺係統有效的精確檢測到噴碼信息是否存在。
日期/標簽的噴碼檢測（圖五）
通過設定iVu圖像傳感器的Match工(gong)具(ju)來(lai)檢(jian)測(ce)每(mei)個(ge)包(bao)裝(zhuang)上(shang)是(shi)否(fou)有(you)噴(pen)碼(ma)信(xin)息(xi)，首(shou)先(xian)抓(zhua)取(qu)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)噴(pen)碼(ma)圖(tu)像(xiang)作(zuo)為(wei)模(mo)版(ban)，檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)將(jiang)每(mei)個(ge)包(bao)裝(zhuang)盒(he)的(de)表(biao)麵(mian)與(yu)模(mo)版(ban)進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)，當(dang)發(fa)現(xian)包(bao)裝(zhuang)盒(he)表(biao)麵(mian)沒(mei)有(you)噴(pen)碼(ma)信(xin)息(xi)時(shi)，給(gei)生(sheng)產(chan)線(xian)發(fa)出(chu)FAIL信號，將該產品剔除。
5。結束語
以上介紹了幾個在食品和藥品生產中典型機器視覺檢測應用，推廣機器視覺檢測，首先要使食藥品企業更多的了解機器視覺。裝在哪裏、怎麼安裝、如何達到最好效果、能neng帶dai來lai什shen麼me具ju體ti效xiao益yi，這zhe一yi切qie都dou需xu要yao不bu斷duan地di普pu及ji和he宣xuan傳chuan。印yin刷shua包bao裝zhuang行xing業ye的de從cong業ye者zhe要yao提ti出chu自zi己ji的de具ju體ti需xu求qiu，學xue習xi和he掌zhang握wo機ji器qi視shi覺jiao檢jian測ce的de概gai念nian和he操cao作zuo；機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)行(xing)業(ye)的(de)從(cong)業(ye)者(zhe)要(yao)了(le)解(jie)印(yin)刷(shua)的(de)工(gong)藝(yi)，生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)，操(cao)作(zuo)方(fang)式(shi)和(he)質(zhi)量(liang)標(biao)準(zhun)，隻(zhi)有(you)兩(liang)者(zhe)的(de)緊(jin)密(mi)結(jie)合(he)，才(cai)能(neng)有(you)真(zhen)正(zheng)符(fu)合(he)中(zhong)國(guo)國(guo)情(qing)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)，才(cai)能(neng)達(da)到(dao)提(ti)高(gao)質(zhi)量(liang)、提高效率、降低成本的目的。
作為世界範圍內傳感器知名品牌，邦納公司了解客戶的需求， 從單一的視覺檢測到視覺係統集成，邦納公司均可提供完整的視覺檢測方案。“讓視覺簡單化”shibangnagongsiyizhichangdaobingbuduanzhuiqiudeshejilinian，yinweiwomenshenzhiwulunshenmechanpinzuizhongdouyaofuwuyuyonghu，suoyiruherangyonghushiyongchanpinshiganjiaojiandanfangbian，rongyishangshouzheshiwomenzaishejichanpinshiyaokaolvdeyigezhongyaoyinsu。shijiaojiancefanganzhuyaobaokuolianggefangmian：硬件―相機，控製器，光源及支架；軟件―控製係統，圖形用戶界麵(GUI)和圖像分析算法。邦納為全世界食品及藥品製造企業提供所有這些視覺檢測成功的解決方案和技術支持。
