基于(yú)機器視覺的(de)飲料瓶蓋缺陷檢測

很多酒水飲料都采用瓶裝方式，并且會将很多重要(yào / yāo)的(de)生産信息，如生産日期、品牌logo标識等打碼或印制在(zài)瓶蓋上(shàng)。在(zài)生産過程中，需要(yào / yāo)對瓶蓋上(shàng)的(de)信息（如生産日期字符檢測、logo識别、劃痕等）進行檢測。在(zài)瓶蓋上(shàng)的(de)标識碼、LOGO甚至劃痕、髒污等缺陷的(de)檢測中，光源的(de)選擇和(hé / huò)具體打光方案的(de)實施，對于(yú)目标的(de)成功檢出(chū)發揮着至關重要(yào / yāo)的(de)作用。以(yǐ)下分享樂視科技在(zài)一(yī / yì ／yí)些飲料瓶蓋字符識别、表面缺陷檢測方面的(de)光源選擇和(hé / huò)打光案例。

金屬飲料瓶蓋生産日期字符檢測

該案例需要(yào / yāo)檢測具體不(bù)同顔色的(de)瓶蓋上(shàng)的(de)日期字符。這(zhè)項檢測任務的(de)難點在(zài)于(yú)瓶蓋上(shàng)的(de)顔色種類較多，背景幹擾大(dà)（見下圖a）。采用多種類型光源測試後，最後确定采用垂直光路的(de)同軸光源（見圖2）。

圖1（a）被檢測瓶蓋實物圖，一(yī / yì ／yí)個(gè)瓶蓋上(shàng)存在(zài)多種顔色；

圖1（b）采用高亮照射使背景與圖案爲(wéi / wèi)白色，突出(chū)黑色字符；瓶蓋爲(wéi / wèi)白色背景，比較反光，采用高亮照射使背景與圖案爲(wéi / wèi)白色，隻顯現黑色字符，對比明顯。

圖1（c）采用數字控制器自動調節照明亮度，保證背景和(hé / huò)被識别字符具有一(yī / yì ／yí)定對比度。瓶蓋表面磨砂且有輕微的(de)變形，光源過亮會使背景與字符同時(shí)過曝；采用數字控制器自動調節到(dào)合适的(de)亮度，雖然背景沒有圖1（b）對比明顯，但是(shì)還是(shì)有一(yī / yì ／yí)定的(de)對比效果，能夠保證穩定檢測判定。

圖2：金屬瓶蓋上(shàng)的(de)生産日期字符檢測所用的(de)光源及打光方案。

啤酒瓶蓋上(shàng)的(de)二維碼與字符圖案檢測

此項目需求能夠準确測出(chū)防僞二維碼、綠色印刷字符圖案。如果僅檢測防僞噴碼，采用綠色光源即可濾掉字符圖案背景；但二者需同時(shí)檢測，這(zhè)使得拍攝難度增加，因爲(wéi / wèi)字符圖案也(yě)是(shì)需要(yào / yāo)檢測的(de)内容，所以(yǐ)不(bù)能消除字符圖案。如果對比差别不(bù)大(dà)，兩者會相互幹擾，影響檢測判斷。來(lái)看看該如何考慮呢。

經綜合分析采用低角度環形光源，顔色爲(wéi / wèi)黃色拍攝（見圖3），使背景爲(wéi / wèi)灰白色，字符圖案爲(wéi / wèi)灰色，防僞二維碼爲(wéi / wèi)白色，整體對比效果明顯（見圖4）。

圖3：瓶酒瓶蓋上(shàng)的(de)二維碼與字符檢測所用的(de)光源及打光方案。

圖4：（a）被檢測瓶蓋實物圖；（b）（c）采用低角度環形光源，使背景呈灰白色，字符圖案爲(wéi / wèi)灰色，防僞二維碼爲(wéi / wèi)白色。

塑料飲料瓶蓋上(shàng)的(de)字符印刷檢測

該項目的(de)要(yào / yāo)求是(shì)檢測塑料飲料瓶蓋上(shàng)印刷字符的(de)有無。此類檢測要(yào / yāo)求相對簡單，從圖5中看，不(bù)合格的(de)瓶蓋是(shì)沒有印刷的(de)白色無特征瓶蓋（見圖5c）；合格的(de)瓶蓋爲(wéi / wèi)帶顔色且有印刷字符的(de)瓶蓋（見圖5b）。

經測試判斷，采用環型無影光源拍攝（見圖6），既能保證檢測面均勻，又能實現很好的(de)對比效果。圖5（b）中，拍攝的(de)圖像均勻且LOGO與背景對比明顯；圖5（c）中，瓶蓋上(shàng)沒有印刷LOGO爲(wéi / wèi)全白無特征，判定爲(wéi / wèi)不(bù)合格産品。

圖5：（a）被檢測瓶蓋實物圖；以(yǐ)及合格（b）和(hé / huò)不(bù)合格（c）的(de)産品。

圖6：塑料瓶蓋上(shàng)的(de)字符有無檢測所用的(de)光源及打光方案。

塑料瓶蓋表面缺陷檢測

該項目需要(yào / yāo)檢測塑料瓶蓋的(de)表面劃痕、碰傷、髒污等缺陷，一(yī / yì ／yí)般采用高角度垂直光路類型的(de)光源，如高角度環形光或同軸光源；但是(shì)瓶蓋表面帶有微弱的(de)曲面、且爲(wéi / wèi)磨砂面，因此采用此類光源會成像不(bù)均勻，導緻灰度差别比較大(dà)，影響檢測結果。

分析後采用圓頂光源，并适當提高工作距離，接近于(yú)高角度光源類型照射（見圖7）。這(zhè)樣既能保證成像的(de)均勻性，也(yě)具有垂直光路的(de)效果，能實現對比效果明顯的(de)成像（見圖8）。

圖7：塑料瓶蓋表面缺陷檢測所用的(de)光源及打光方案。

圖8：（a）被檢測瓶蓋實物圖以(yǐ)及（b）（c）表面劃痕缺陷檢測。

飲料吸嘴蓋表面髒污檢測

兒童飲料吸嘴蓋不(bù)僅對衛生有着極高的(de)要(yào / yāo)求，而(ér)且對産品材質也(yě)非常有講究。該項目要(yào / yāo)求檢測吸嘴蓋上(shàng)的(de)髒污、瑕疵等特征。因爲(wéi / wèi)吸嘴需要(yào / yāo)360°一(yī / yì ／yí)整圈全檢，所以(yǐ)這(zhè)也(yě)增加了(le／liǎo)檢測難度。此項目采用雙相機在(zài)側面每次1/2拍攝面，條形光源在(zài)正上(shàng)方稍做傾斜拍攝。這(zhè)樣既能保持低角度類型表面檢測，也(yě)能盡可能增大(dà)均勻的(de)照射面積（見圖9）。

圖10（b）爲(wéi / wèi)表面幹淨無瑕疵的(de)OK品，圖10（c）爲(wéi / wèi)表面存在(zài)髒污的(de)NG産品，缺陷目标能夠很輕易地(dì / de)被識别出(chū)來(lái)。

圖9：吸嘴蓋表面髒污、瑕疵檢測所用的(de)光源及打光方案。

圖10：（a）被檢測吸嘴蓋實物圖以(yǐ)及（b）幹淨無瑕疵的(de)産品和(hé / huò)（c）有髒污的(de)産品。

希望今天講的(de)幾個(gè)實際案例分析能夠幫到(dào)您，有更多的(de)方法和(hé / huò)建議也(yě)歡迎分享。深圳遠森光電科技有限公司有着多年的(de)機器視覺行業經驗，在(zài)機器視覺的(de)軟件應用領域上(shàng)有着衆多成功的(de)案例和(hé / huò)解決方案。雙翌光電一(yī / yì ／yí)直以(yǐ)來(lái)緻力于(yú)機器視覺的(de)開發、應用以(yǐ)及銷售，爲(wéi / wèi)客戶提供整體機器視覺解決方案及服務，把機器視覺技術應用到(dào)智能生産中。