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Qualitätskontrolle von Ziffernblättern mit Bildverarbeitung
ID: 351820
Messen, Prüfen, Automatisieren mit Matrox MIL Entwickler-Tools
(PresseBox) - Bei jedem Material, auf das die Ziffern gedruckt werden, können Fehler beim Druck auftreten. Verspritzte Farbe kann als Fleck oder Spritzer außerhalb der Zahlen erscheinen. Flecken innerhalb der Zahlen können anzeigen, dass das Zeichen mit zu wenig Farbe gedruckt wurde. Läuft Farbe aus, dann können die Ziffern dicker erscheinen
Für den Prüfprozess wurde ein System entwickelt, das als Aesthetic Character Printing Control (ACPC) bezeichnet wird. Der Unterschied zur optischen Zeichenerkennung OCR besteht darin, dass ACPC nach Druckfehlern sucht, beispielsweise nach Punkten innerhalb oder außerhalb des Zeichens. ACPC berücksichtigt Parameter wie die Qualität der Kanten, die Breite der Zeichen und die relative Position der verschiedenen Zeichen.
Der Stolz der Uhrenhersteller besteht in der Ausführung schöner Ziffern - diese Schriftzeichen sind aber in der Regel keine Standardschriftzeichen und bei verschiedenen Uhrenmodellen sehr unterschiedlich. Hier kann OCR keine ausreichende Prüfmethode sein. Auch der Hintergrund der Zifferblätter kann von Uhr zu Uhr verschieden sein. Somit erfordert die Kontrolle des Hintergrundes auch eine Texturanalyse - eine mit Graustufen verbundene Technik, die sich von der Analyse unterscheidet, die im Bereich der gedruckten Zeichen angewendet wird. Mindestens zwei separate Analysen sind notwendig, um den Hintergrund in Verbindung mit den Zeichen zu untersuchen. Ein Vorrichtung für ACPC muß in der Lage sein, sich diesen Anforderungen anzupassen. Einfache Mustererkennung (normalisierte Graustufenkorrelation) oder herkömmliche Prüftechniken der Druckqualität sind deshalb für dieses Prüfsystem ungeeignet.
Bei der Inspektionslösung für Uhren wird das Objekt zuerst in kleinere, handhabbare Bereiche aufgeteilt. Der Inspektor positioniert das Zifferblatt auf einer speziellen mechanischen Vorrichtung. Die Position des Zifferblattes ist nicht genau reproduzierbar, deshalb werden vor der Bildanalyse zuerst die Kanten bestimmt (siehe Abb. 1), um danach die Zeichen auf dem sichtbaren Teil des Zifferblattes zu lokalisieren. Mit dem GMF Tool von Matrox erzielt man bei diesem Vorgang die besten Ergebnisse. Danach wird das Bild verarbeitet und analysiert und das Zifferblatt automatisch bis zur nächsten Zahl gedreht, bis alle Zahlen auf dem Zifferblatt geprüft worden sind. Die Bilder werden mit Testbildern verglichen; besteht das Zifferblatt die Prüfung nicht, stößt es der Operator aus. Da die Stunden auf dem Zifferblatt von Uhren eine vorgegebene Reihenfolge haben, sind auch die Modelle für die einzelnen Nummernzeichen (1, 2, 3 ...) in dieser Reihenfolge verwendbar. Das spart wiederum Zeit. Aufgrund der ausgeklügelten Natur der Schriftzeichen ist das Modell für "12" ein separates Model und nicht etwa eine Kombination der Modelle für "1" und "2". Deshalb müssen die verfügbaren Parameter des Matrox MIL GMF sorgfältig eingestellt werden. Eine weitere Schwierigkeit stellt der Druckprozess dar. Durch inkonsistente Druckflüssigkeit können "fette" Zeichen entstehen, d.h. eine fettere oder dünnere 12 könnte für eine 1 und eine 2 gehalten werden.
Durch die Anwendung der Algorithmen des Matrox MIL GMF entsteht ein Bild mit Kanten, die über dem Modellbild optimal justiert werden können (Abb. 2). Die Kanten stimmen mit der Kontur des sichtbaren Zeichens überein. Danach wird eine Fülloperation ausgeführt, um die optimale Maske für das sichtbare Zeichen zu erreichen. Enthält das Modellzeichen Löcher, wie bei einer 0 oder einer 8, dann müssen die verbleibenden Löcher für eine korrekte Abdeckung aufgefüllt werden. Die überdeckung der Löcher ist notwendig, um das Zeichen vom Hintergrund zu separieren.
Nach der Lokalisierung der Zeichen wird der Bereich des Zeichens vom Hintergrund getrennt. Die Qualität eines jeden Bereiches wird mit verschiedenen Algorithmen bestimmt, die vom Material wie Eisen, Plastik oder Aluminium, Aufdruck und verschiedenen Schutzschichten abhängen. Das Maß der wahrnehmbaren Vereinheitlichung variiert von Fall zu Fall stark.
Die größte Herausforderung war die Eingrenzung der verschiedenen Teile der Oberfläche und die Entwicklung eines System, das die in jedem Teil gefundenen Fehler angemessen analysiert und sortiert. Das System von Visiosoft besteht aus einer Kamera, einem PC und einem Matrox Framegrabber. Die Analyse wird durch den Geometric Model Finder (GMF) und das Blobanalyse Tool der Matrox Imaging Library MIL durchgeführt.
Wenn Sie Fragen zur Matrox Imaging Library MIL, Kameras, Framegrabbern oder LED-Beleuchtungen haben, so rufen Sie uns einfach an.
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Datum: 20.02.2011 - 05:00 Uhr
Sprache: Deutsch
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München
Kategorie:
Optische Technologien
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