利用机器视觉验证印刷文本 - PHILRO INDUSTRIAL LTD.

罗马尼亚一家领先的消费品公司正在使用一种基于视觉的检测系统，该系统可以检测人造黄油包装上任何类型的印刷错误，并发出实时信号，将难以辨认的包装从生产线上剔除。

PHILRO Industrial（罗马尼亚沃伦塔里）在工业自动化领域拥有十余年经验，可为任何需要此类解决方案的行业开发、生产并交付机器视觉系统。PHILRO Industrial 的机器视觉部门（罗马尼亚布加勒斯特）提供全包式解决方案，涵盖各类项目最佳实现的所有必要方面，包括可行性研究和案例分析。Unilever 是罗马尼亚领先的消费品公司之一，自 1995 年以来一直在罗马尼亚市场开展业务。Unilever 的生产有很大一部分是在普洛耶蒂的工业平台上进行。在 Rama 人造黄油包装的生产线上，印刷的标识码和有效期会出现一些错误：缺少部分字符、缺少全部字符、印刷不清晰、划痕等。这些错误会导致印在人造黄油包装上的信息难以辨认，进而在分销链的末端造成不必要的问题。过去，质量控制方法是由操作员对每包人造黄油进行目视检验，这种方式的特点包括：误差幅度会随着眼睛的疲劳而增大，需要许多操作员来覆盖生产线的产能，还可能导致生产线停滞等等。为了解决质量控制问题，Unilever 利用 PHILRO Industrial 机器视觉部门专家的专业知识，实施了一套可行的解决方案。他们的成果是一套基于视觉的检测系统，可以检测印刷包装上任何类型的错误，并指示将其从生产线上剔除。PHILRO Industrial 在 Rama 的生产线上安装了基于机器视觉的质量控制系统。专业摄像机在快速移动的生产线上“读取”人造黄油包装袋上的印刷字符。当检测到错误（缺少字符、行字符错误、印刷内容难以辨认等）时，系统会指示从生产线上移除有缺陷的包装袋。  系统具有以下组件：

• 配备 16 毫米镜头的 Basler Ace aca1300-30gm 摄像机；
• 用于图像处理的 NUC6i5SIH 计算机；
• 用于驱动控制元件的 ADAM 6052；
• 用于触发图像采集程序的 Sick 电感式传感器。

人造黄油包装袋通过传感器，传感器触发图像采集程序。取得图像后，对其进行处理。定制软件应用程序中使用了 HALCON 成像软件，该软件可识别每个包装每行文本中的字符，并使用 HALCON 功能检查是否存在任何印刷错误。应用程序使用多个 HALCON 算子来完成任务：

• find_shape_model：找到包装上的“L”字母，在之前创建并保存为参考的图像中搜索“L”模型。因为字符并不一定印在包装上的同一地方，所以我们需要检测文本的开头位置。
• rectangle：找到“L”字母后，创建两个 ROI（感兴趣区域），代表人造黄油包装上带有字母数字字符的两个印刷行。

从这里开始，程序分为两个进程，在两个行中查找文本。从操作员的角度来看，这两个进程完全相同，只是使用的参数不同。对每一行使用的算子有：

• reduce domain：在一行字符处缩小图像域；
• text_line_orientation：确定文本与水平线之间的角度；
• rotate_image：以此角度旋转图像；
• equ_histo_image：增加图像的对比度，使用直方图调解；
• mean_image：调解图像；
• binary_threshold：将图像部分分为白色部分和黑色部分两类，提取出黑色的字符；
• closing_circle：填补字符的空隙；
• connection：提取字符；
• partition_dynamic：按照宽度和长度分隔字符；
• select shape：只选择包含相当于对应字符区域的特定区域的部分；
• count_obj：统计这些部分的个数，并将其与要印刷在人造黄油包装上的字符个数进行比较。

该系统每分钟能够检查最多 300 个包装。如果检测到包装上有难以辨认的字符，会触发警报，以便从生产线上实时剔除。该应用程序可以将收集的所有数据存储在数据库中，并且可以与公司的 ERP 连接，以方便统计和增强可追溯性。PHILRO Industrial 实施的解决方案可以大幅提高生产力，同时显著降低未检出缺陷率。由于验证流程为自动执行，还能降低人员成本。PHILRO Industrial（罗马尼亚沃伦塔里，www.philro.ro）在工业自动化领域拥有十余年经验，可为任何需要此类解决方案的行业开发、生产并交付机器视觉系统。PHILRO Industrial 的机器视觉部门（罗马尼亚布加勒斯特，www.detectievideo.com）提供全包式解决方案，涵盖各类项目最佳实现的所有必要方面，包括可行性研究和案例分析。

作者：Mihai Nasta，Mădălin Roventa PHILRO Industrial Ltd. 是MVTec 认证集成商。

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