背景技术
标签是用于标志目标的分类或内容、便于自己和他人查找和定位自己目标的工具。标签被广泛应用于商品生产或销售中,如香烟标签、饮料包装标签、酒类标签等。目前市面上较常使用的标签为不干胶标签。在标签生产过程中,除了在标签上印制背景色和与背景色对比度较高的标识图案外,还会印制装饰图案,如灰度小于标签背景色的镭射底纹,或灰度大于背景色的烫金图案等。装饰图案不仅使标签具有良好的观赏性,提升标签的艺术水平。部分装饰图案还可使标签具备防伪特性。
在标签印刷完毕后,为保证出厂质量,需要对标签上印制的标识图案进行检测。具体检测方法为利用图像采集装置对标识图案进行图像采集,并将采集到的标识图案与标准图案进行比对,相似度在设定值以上的标识图案为合格图案。但在对标识图案检测过程中,装饰图案会影响到标识图案的检测。以标签上的镭射底纹为例,标签中检测的图案不包括镭射底纹,但镭射底纹会随标识图案被采集。由于镭射底纹与标识图案的相对位置并不固定,有的镭射底纹与标识图案相互分离,有的镭射底纹与标识图案部分或完全重叠。当镭射底纹与标识图案部分或完全重叠时,检测系统会判断标识图案不合格,因而造成标签的误检。
对于因灰度小于背景色的装饰图案(如镭射底纹)造成的误检,现有标签检测中较常采用如下两种检测方法:1、通过灰度阈值调节:由于装饰图案的灰度明显低于标识图案的灰度。在标识图案采集前,放宽灰度差异阈值,即放宽所采集的图像与标准图案的灰度差异阈值,将镭射底纹的灰度波动包含在内,以降低误检。2、放宽异常图像的检测面积。在进行商标图案采集前,首先设定异常图像的检测面积阈值。当确定商标图案存在异常图像时,计算异常图像的面积。当异常图像的面积小于设定的面积阈值时,认为标识图案合格,否则即确定标识图案不合格。上述两种检测方法能够在一定程度上降低误检率,但也会漏过大量的真正的印刷错误,使检测的准确率大大降低。
对于灰度远大于背景色的装饰图案(如烫金图案),在图像采集时呈现的特点为镜面反射且反射率高,采集到的装饰图案与标签背景色的灰度反差非常大,背景色的成像质量明显下降,进而影响最终的检测效果。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种针对带装饰图案的标签的检测方法及使用该方法的检测设备,该检测方法能够大大提高标签检测的准确率。
根据本发明的一个方面,提供了一种标签图案检测方法,包括:
在检测台上选取线性扫描区域;
利用多条与所述线性扫描区域平行且发光亮度可调的线性发光区域并排组成面光源,并将所述面光源的发光面分为依次排布的第一发光面、第二发光面和第三发光面;
将图像采集装置的采集面和所述面光源的发光面倾斜设置于所述线性扫描区域上方的两侧,且第二发光面与图像采集装置的采集面关于所述线性扫描区域的纵向中心垂面对称;
相对于第一发光面和第三发光面的发光亮度调节第二发光面的发光亮度,使待检测标签的背景色在图像采集装置中形成图像的灰度与装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度的差值保持在设定阈值范围内。
其中,在装饰图案的灰度小于所述背景色的灰度时,调节第二发光面的发光亮度低于第一发光面和第三发光面的发光亮度,直至待检测标签的背景色在图像采集装置中形成图像的灰度与所述装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度相同或相似。
其中,在装饰图案的灰度远远大于所述背景色的灰度时,调节第二发光面的发光亮度低于第一发光面和第三发光面的发光亮度,直至装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度与待检测标签的背景色在图像采集装置中形成图像的灰度差值在设定阈值范围内。
优选地,连接所述图像采集装置采集面中心与所述线性扫描区域中心的连线与所述线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为25°~35°。
更为优选地,连接所述图像采集装置采集面中心与所述线性扫描区域中心的连线与所述线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为30°。
根据本发明的另一方面,还提供了一种标签图案检测设备,包括图像采集装置、面光源和设置线性扫描区域的检测台;所述面光源包括依次排布且与所述线性扫描区域平行的第一发光面、第二发光面和第三发光面;
所述图像采集装置的采集面和所述面光源的发光面倾斜设置于所述线性扫描区域上方的两侧,且第二发光面与图像采集装置的采集面关于所述线性扫描区域的纵向中心垂面对称;
所述检测设备还包括用于调节第一、第二和第三发光面发光亮度的调节机构。
优选地,连接所述图像采集装置成像区域的中心与所述线性扫描区域的中心的连线与所述线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为25°~35°。
更为优选地,所述面光源的第一发光面、第二发光面和第三发光面均包括多排LED模组,所述调节机构与所述多排LED模组电连接。
本申请中的检测方法采用能够发出不同发光亮度的面光源照射待检测标签,同时根据装饰图案与标签背景色对于第二采光面发光亮度的敏感程度对第二采光面的发光亮度进行调节,以使标签背景色在图像采集装置中形成图像的灰度与装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度的差值保持在设定阈值范围内,进而消除装饰图案对标签图像采集的影响。因此,本申请中的检测方法能够大大提高标签检测的准确率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
针对前述印制有灰度小于背景色或灰度远大于背景色的装饰图案的标签的检测中,现有减少因灰度小于背景色的装饰图案造成误检的检测方法存在检测准确率低,而灰度远大于背景色的装饰图案影响背景色成像质量的问题,本发明通过研究镭射底纹、烫金图案、背景色等图案对光源亮度变化的敏感程度,利用包括多个发光亮度可调节的发光区域的面光源,通过调节不同发光区域的发光亮度,使面光源中不同发光区域形成亮度对比,使灰度小于背景色的装饰图案或灰度远大于背景色的装饰图案在图像采集装置中的成像灰度与背景色在图像采集装置中的成像灰度保持在一个合适的阈值范围内。
图1为根据本发明实施例示出的标签图案检测方法流程示意图。如图1所示,本发明提供的标签图案检测方法包括:
在步骤S101中,在检测台上选取线性扫描区域。
本申请适用于印刷设备的在线检测和离线检测。在线检测即在印刷设备印刷过程中完成。具体为,印刷完毕后的标签经传送设备传送至检测台检测后,使用线性图像采集装置对标签进行逐行扫描。当一个标签的图像采集完毕后图像采集装置将该标签的图像与标准图像进行对比,以给出检测结果,并根据检测结果将标签传送至相应的收集箱中。而离线检测即独立于印刷设备重新组装一套检测设备,检测设备包括检测台及传送装置,以对印刷设备印刷完毕后的标签进行集中检测。
无论在线检测或离线检测,待检测标签均需在传送装置带动下不停移动,因而本申请中图像采集装置固定于检测台上方的设定位置,与检测台上的线性扫描区域对应。
在步骤S102中,利用多条与线性扫描区域平行且发光亮度可调的线性发光区域并排组成面光源,并将面光源的发光面分为依次排布的第一发光面、第二发光面和第三发光面。
需要说明的是,本申请中的面光源包括多条与线性扫描区域平行且发光亮度可调的线性发光区域,同时面光源划分为第一发光面、第二发光面和第三发光面。其中,第一发光面、第二发光面和第三发光面均可包括一条或多条线性发光区域。
在步骤S103中,将图像采集装置的采集面和所述面光源的发光面倾斜设置于所述线性扫描区域上方的两侧,且第二发光面与图像采集装置的采集面关于线性扫描区域的纵向中心垂面对称。
需要说明的是,定义检测台中标签的移动方向为横向,在水平平面内与横向方向垂直的方向为纵向。线性扫描区域在横向方向的长度为线性扫描区域的宽度,线性扫描区域在纵向方向的长度大于在横向方向的长度。线性扫描区域的纵向中心垂面经过线性扫描区域纵向方向的中心线并与水平平面垂直的平面。
本申请中的第二发光面与图像采集装置的采集面关于线性扫描区域的纵向中心垂面对称,是指若线性扫描区域为镜面,则由第二发光面发出的光线经镜面反射后全部进入图像采集装置的采集面。而标签表面的反射率相较于镜面反射会比较小,但相较于第一发光面和第三发光面,第二发光面对于线性扫描区域成像的影响最大。
作为各实施例中的优选实施例,连接图像采集装置采集面中心与线性扫描区域中心的连线与线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为25°~35°。作为更加优选的方案,连接图像采集装置采集面中心与线性扫描区域中心的连线与所述线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为30°
本申请中图像采集装置的采集面也可在与第二发光面关于纵向中心垂面对称的位置沿第二发光面经线性扫描区域反射后的出射方向向前或向后移动,只要保证第二发光面发出的光线经线性扫描区域反射后全部进入图像采集装置的采集面即可。
在步骤S104中,相对于第一发光面和第三发光面的发光亮度调节第二发光面的发光亮度,使待检测标签的背景色在图像采集装置中形成图像的灰度与装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度的差值保持在设定阈值范围内。
具体地,对于灰度小于背景色灰度的装饰图案,调节第二发光面的发光亮度,使第二发光面的发光亮度低于第一发光面和第三发光面的发光亮度。标签中的背景色主要依靠第二发光面发出的光线在图像采集装置的采集面上成像,调低第二发光面的亮度,背景色在图像采集装置采集面上成像的灰度降低。由于灰度小于背景色的装饰图案(如镭射底纹)对于第二发光面的发光亮度不敏感,而对于第一发光面和第三发光面的发光亮度敏感,即第二发光面的发光亮度变化时,装饰图案在图像采集装置中成像的灰度变化小于背景色在图像采集装置中成像的灰度变化。而装饰图案对于第一发光面和第三发光面的发光亮度较为敏感。由此,相对于第一发光面和第三发光面降低第二发光面的亮度,背景色在图像采集装置中成像的灰度降低,而装饰图案在图像采集装置中成像的灰度变化较小。不断调节第二发光面的发光亮度,直至标签背景色在图像采集装置中成像的灰度与装饰图案在图像采集装置中成像的灰度相同或相似。
在装饰图案在图像采集装置中成像的灰度与背景色在图像采集装置中成像的灰度相同或相似时,装饰图案与背景色在图像采集装置中的成像呈现相同的灰度,图像采集装置便不会检测出装饰图案为缺陷图案。
对于灰度远远大于背景色灰度的装饰图案,调节第二发光面的发光亮度,使第二发光面的发光亮度低于第一发光面和第三发光面的发光亮度。由于灰度远大于背景色的装饰图案(如烫金图案),在图像采集时呈现的特点为镜面反射且反射率高,因此灰度远大于背景色的装饰图案对于第二发光面的亮度变化相较于背景色更加敏感,即装饰图案在图像采集装置成像灰度的变化大于背景色在图像采集装置成像灰度的变化。不断调节第二发光面的发光亮度,直至装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度与待检测标签的背景色在图像采集装置中形成图像的灰度差值在设定阈值范围内。在该设定阈值范围内,背景色的成像质量较好。
由以上技术方案可知,本申请中的检测方法采用能够发出不同发光亮度的面光源照射待检测标签,同时根据装饰图案与标签背景色对于第二采光面发光亮度的敏感程度对第二采光面的发光亮度进行调节,以使标签背景色在图像采集装置中形成图像的灰度与装饰图案在图像采集装置中形成图像的灰度的差值保持在设定阈值范围内,进而消除装饰图案对标签图像采集的影响。因此,本申请中的检测方法能够大大提高标签检测的准确率。
另一方面,本发明还提供了一种标签图案检测设备。图2为根据本发明实施例示出的标签图案检测设备结构示意图。如图2所示,标签图案检测设备包括图像采集装置1、面光源2和设置线性扫描区域的检测台3。
面光源2包括依次排布且与线性扫描区域平行的第一发光面10、第二发光面11和第三发光面12。图像采集装置1的采集面和面光源2的发光面倾斜设置于线性扫描区域上方的两侧,且第二发光面11与图像采集装置1的采集面关于线性扫描区域的纵向中心垂面4对称。
作为各实施例中的优选实施例,连接图像采集装置1成像区域的中心与线性扫描区域的中心的连线与线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为25°~35°。作为更加优选的方案,连接图像采集装置1采集面中心与线性扫描区域中心的连线与所述线性扫描区域的纵向中心垂面之间的夹角为30°
检测设备还包括用于调节第一、第二和第三发光面发光亮度的调节机构(图中未示出)。
优选地,本实施例中标签图案检测设备利用上述检测方法可实现对带有装饰图案的标签进行检测。本申请中的标签图案检测设备具有检测准确率高的优点。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。