CN103679916A

CN103679916A - 印码在线检测方法及***

Info

Publication number: CN103679916A
Application number: CN201310460465.0A
Authority: CN
Inventors: 贾百延; 钱浩; 李多慧; 张锴; 马金涛; ***; 何瑞; 谢婕; 王长宏; 马玉红; 张殿斌; 刘南渤; 孟然; 付信际; 张开健; 华雁跃; 沈子毅; 徐喆; 王皓
Original assignee: Shanghai Banknote Printing Co Ltd; BEIJING BANKNOTE PRINTING Co Ltd; China Banknote Printing and Minting Corp
Current assignee: BEIJING BANKNOTE PRINTING CO LTD; SHANGHAI BANKNOTE PRINTING CO Ltd; China Banknote Printing and Minting Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103679916B

Abstract

本发明公开了一种印码在线检测方法及***，该***采用多台彩色CCD相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，对在线印刷的大张人民币产品进行正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面和背面票面印刷质量以及水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷质量检测和实时监控，当检测出连续废品或严重废品时，检测***即刻发出相关命令和声光报警信号，控制印码机停止运行。各种检测功能操作界面集成在一个大屏幕终端显示器上集中显示，界面清晰，操作方便。号码印刷是人民币印刷的最后一道工序，码后印刷质量检测可对前端工序检测到的缺陷进行验证和拦截漏检产品，确保出厂产品质量，提高生产效率。

Description

印码在线检测方法及***

技术领域

本发明涉及一种码后质量检测技术，尤其是指一种印码在线检测方法及***。

背景技术

号码印刷是人民币生产的最后一道工序，因此，通常对号码印刷质量有非常严格的要求。印刷行业早期开发的号码印刷在线检测设备采用黑白CCD相机成像，其检测精度不高，且检测功能不完备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种印码在线检测方法及***，其采用多台彩色CCD相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，安装在印码机上，对印刷产品的印刷缺陷进行在线实时检测。

本发明的技术解决方案是：一种印码在线检测方法，该方法采用多台彩色相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过数字图像采集和处理，并对处理后的数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷，并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令，该方法包括：

正面号码检测，对在线印刷产品的正面号码印刷质量进行在线检测和实时监控；

正面荧光图案检测，对印刷产品的正面荧光图案利用彩色相机成像，并对印刷质量进行在线检测和实时监控；

票面印刷质量检测，其是对印刷产品的票面印刷质量进行在线检测和实时监控；以及

水印图案检测，对印刷产品的水印图案质量进行在线检测和实时监控。

如上所述的印码在线检测方法，其中，所述票面印刷质量检测包括正面票面检测及背面票面检测，且所述正面票面检测与正面号码检测共用同一组CCD相机和图像采集处理***。

如上所述的印码在线检测方法，其中，所述在线检测方法应用于M81人民币印码机上，对大张人民币在线印刷质量进行实时检测和监控。

如上所述的印码在线检测方法，其中，当检测出连续废品或严重废品时，即刻发出相关命令和声光报警信号，控制印码机停止运行。

如上所述的印码在线检测方法，其中，所述正面号码检测利用彩色图像对接线号码串色进行检测。

如上所述的印码在线检测方法，其中，所述检测方法还包括图像采集同步控制以及大张产品***帧同步控制，该图像采集同步控制是利用图像采集的外同步触发信号来达到图像采集的机速不相关性及各台相机的图像同步要求；该大张产品***帧同步控制是通过对大张张数进行计数，帧信号和大张之间一一对应，实现***帧同步，处理时将当前大张产品的图像处理结果绑定到计数值上，使该计数值作为当前信息的编号，并将带有相同编号的处理结果绑定到一起，最终形成当前大张产品的完整的检测结果。

一种印码在线检测***，其中，所述检测***包括多个检测单元：正面号码检测单元、正面荧光图案检测单元、票面印刷质量检测单元及水印图案检测单元，其中：

所述正面号码检测单元，对在线印刷产品的正面号码印刷质量进行在线检测和实时监控；

所述正面荧光图案检测单元，对印刷产品的正面荧光图案利用彩色相机成像，并对印刷质量进行在线检测和实时监控；

所述票面印刷质量检测单元，其是对印刷产品的票面印刷质量进行在线检测和实时监控；以及

所述水印图案检测单元，用于对印刷产品的水印图案质量进行在线检测和实时监控；

各检测单元采用多台彩色相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过数字图像采集和处理，并对处理后的数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷，并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令，从而控制印码机停止运行。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述正面号码检测单元所检测的印刷缺陷包括错号、串色、漏印、折线、污点、走版、折角的其中一种或任意组合。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述各检测单元包括光源、多台CCD彩色相机、图像采集与处理模块以及同步控制模块，其中，所述多台彩色相机在所述同步控制模块的高速同步信号的控制下，对在线印刷产品进行实时图像采集和处理，并通过视场拼接技术实现全幅面检测。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述正面号码检测单元包括光源、多台CCD彩色相机、并行图像采集处理工作站、检测控制工作站、数据存储服务器，其中光源包括由光源控制器控制的一个或多个线性光源，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过对应的并行图像采集处理工作站分别完成每台相机的数字图像采集和处理，并将处理后的数据发送到检测控制工作站，由检测控制工作站对数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷；检测控制工作站将数据储存至数据存储服务器并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述正面号码检测单元还包括大张号码识别模块，所述大张号码识别模块用于大张纸边缘上的大张号码的识别，由此实现数据库中的信息关联。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述票面印刷质量检测单元包括正面票面检测单元及背面票面检测单元，其中，所述正面票面检测单元与正面号码检测单元共用同一组CCD彩色相机和图像采集与处理模块。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述水印图案检测单元是对大张人民币产品中单K的水印图案进行检测，其包括一台CCD彩色相机，其光源为白光光源，通过高速图像采集和处理模块，检测出水印倒头、白水印残缺印刷缺陷，实现倒票残缺检测功能。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述检测***还包括同步控制单元，该同步控制单元包括图像采集同步单元以及大张产品***帧同步单元，其采用增量式旋转编码器，该编码器信号引入相机，作为相机图像采集的外同步触发信号；该图像采集同步控制单元利用图像采集的外同步触发信号来达到图像采集的机速不相关性及各台相机的图像同步要求；该大张产品***帧同步控制用于实现多台、多组相机质量信息的统一和绑定。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述图像采集同步单元包括该增量式旋转编码器及同步信号控制器，同步信号控制器的输出信号与采集卡连接，最终进入相机。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述大张产品***帧同步单元包括该增量式旋转编码器及***帧同步控制器，该***帧同步控制器与所述图像与处理模块耦接，通过对编码器帧信号进行累加计数得到计数值，图像采集及处理单元将当前大张产品的图像处理结果绑定到该数值上，使该数值作为当前信息的编号，并把所有带有相同编号的处理结果绑定到一起，最终形成当前大张产品的完整的检测结果。

如上所述的印码在线检测***，其中，该检测***还包括PLC停机控制模块及声光报警模块，当检测工作站检测出产品的印刷缺陷时，通过PLC停机控制模块向印码机控制器发出停机命令，并通过声光报警模块发出声光报警信号，即刻拦截在线印刷或前端工序漏检的缺陷产品。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述正面号码检测单元安装在印码检测箱内，所述印码检测箱的箱体通过印码安装支架固定在印码机检测滚筒下方的印码机衬档上；所述正面荧光图案检测单元及水印图案检测单元安装在荧光检测箱内，所述荧光检测箱的箱体组件通过荧光安装支架固定在印码机衬档另一侧，并位于所述印码机检测滚筒下方；所述背面票面检测单元安装在背面票面检测箱内，所述背面票面检测箱安装在所述印码机的输纸链轮下方。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述背面票面检测箱是通过箱体安装组件设置于输纸链轮下方的印码机底座上；对应背面票面检测箱的印码机链道上设置有吸风板，吸风板上沿输纸链轮的轴向设有用于相机采集的长形采集槽；所述吸风板利用吸风板安装组件固定；吸风板的平面与印码机的链道平行，且背面票面检测箱内的相机检测线与吸风板的平面垂直。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述箱体安装组件包括箱体连接座及箱体底座，所述箱体组件是用螺钉与箱体连接座、箱体底座固定在一起，然后安装在印码机底座上；而吸风板是利用吸风板安装组件以及印码机上已有的印码机第一拉轴及印码机第二拉轴进行固定，该吸风板安装组件包括第一抱轴、第一安装支架、第二抱轴及第二安装支架，将第一抱轴、第二抱轴分别固定在印码机第一拉轴、第二拉轴上，通过第一安装支架、第二安装支架将吸风板固定。

如上所述的印码在线检测***，其中，所述正面号码检测单元采用五台彩色CCD相机及五套对应的并行图像采集处理工作站，通过视场拼接技术实现全幅面检测；所述五台彩色CCD相机横向排列安装在视场可配准的印码检测箱内，CCD相机像元分辨率达到0.08mm×0.08mm/pixel，所述印码检测箱安装在印码机滚筒上方，在高速同步信号控制下，对幅面为800mm×600mm，印刷速度为7000张/小时的人民币大张产品进行实时图像采集和处理；所述正面荧光图案检测单元采用5台彩色CCD相机横向排列，安装在视场可配准的荧光检测箱内，检测幅面为800mm×600mm，每台CCD相机像元分辨率达到0.1mm×0.1mm/pixel，彩色高分辨率荧光图案检测以扩大缺陷检测种类，能够检测荧光图案走版、荧光强度偏差、荧光图案残缺以及10毫米范围内荧光图案蹭脏多种缺陷；所述背面票面检测单元是对印码后背面票面印刷进行全幅面高分辨率检测，每台CCD相机的像元分辨率达到0.11mm×0.14mm/pixel。

本发明印码四合一在线检测方法及***，优选包括正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面票面印刷质量、背面票面印刷质量以及水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷质量检测和实时监控，及时拦截连续废品和严重废品，确保出厂产品质量和生产效率。

本发明能提高在线检测精度和增加检测功能，即刻发现在线印刷产品缺陷以及前端工序漏检的产品，通过运行控制对连续废品和严重废品进行拦截，从而达到确保出厂产品质量和提高产品合格率的目的。

本发明的印码在线检测***采用彩色CCD相机和高速图像采集及运算处理***组成的机器视觉在线检测装置，可以安装在M81印码机上，对人民币印码产品进行实时检测和监控，被检大张产品幅面为800mm×600mm,印刷速度为7000张/小时。检测包括正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面和背面票面印刷质量和水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷质量检测和实时监控，当发现连续废品和严重废品时，及时发出停机命令和声光报警信号，即刻拦截在线印刷或前端工序漏检的缺陷产品，确保产品质量，提高印刷自动化水平。

附图说明

图1为本发明的一具体实施例的检测***的结构框架示意图。

图1A为本发明的一具体实施例的检测***的工作原理示意图。

图2为本发明的一具体实施例所采用的正面号码检测单元框图。

图3为带背景的荧光图案。

图4为本发明的一具体实施例所采用的背面票面检测单元计算机处理框图。

图5为本发明的一具体实施例中图像采集同步***构成框图。

图6为本发明的一具体实施例中大张产品***帧同步构成框图

图7A为本发明的一具体实施例中荧光图案检测箱安装示意图。

图7B为本发明的一具体实施例中印码检测箱安装示意图。

图7C为本发明的一具体实施例中背面票面检测箱安装示意图。

具体实施方式

本发明提出一种印码在线检测方法，该方法包括正面号码检测，采用多台彩色相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过数字图像采集和处理，并对处理后的数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷，并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令，从而对在线印刷产品的正面号码印刷质量进行在线检测和实时监控。此外，本发明还提出一种印码在线检测***，所述检测***包括一个以上的检测单元，例如正面号码检测单元，其是采用多台彩色相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，对印刷产品的正面号码印刷质量进行在线检测和实时监控。

较佳地，所述方法或***还包括：

正面票面检测，其是对印刷产品的正面票面印刷质量进行在线检测和实时监控；

背面票面检测，以对印刷产品的背面票面印刷质量进行在线检测和实时监控；以及

水印图案检测，以对印刷产品的水印图案质量进行在线检测和实时监控。

结合图1、图1A所示，本发明的该方法和***采用多台彩色CCD相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，对在线印刷的大张人民币产品进行正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面和背面票面印刷质量以及水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷质量检测和实时监控，当检测出连续废品或严重废品时，检测***即刻发出相关命令和声光报警信号，控制印码机停止运行。各种检测功能操作界面可以集成在一个大屏幕终端显示器上集中显示，界面清晰，操作方便。号码印刷是人民币印刷的最后一道工序，码后印刷质量检测可对前端工序检测到的缺陷进行验证和拦截漏检产品，确保出厂产品质量，提高生产效率。

下面配合附图及具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明印码在线检测方法及***的一具体实施例中，检测***采用彩色CCD机器视觉***，由多相机视场配准检测箱、照明光源、图案采集和处理单元、同步控制单元等组成，不同功能的检测单元可以利用检测箱安装在印码机的不同检测位置，进行例如正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面和背面票面印刷质量、水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷特征缺陷的动态检测，对在线印刷产品进行质量控制和管理，图1A是检测方法及***的一具体实施例的工作原理示意图。

本实施例中，正面号码检测单元包括检测控制工作站、数据存储服务器、光源、彩色相机及对应的并行图像采集处理工作站，其中，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过对应的图像采集处理工作站分别完成每台相机的数字图像采集和处理，并将处理后的数据发送到检测控制工作站，由检测控制工作站对数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷；检测控制工作站将数据储存至数据存储服务器并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令，例如PLC控制停机，或声光报警。

结合前文及图1A、图2可知，本发明中，各检测单元可以采用类似于前述正面号码检测单元的结构来实现，包括光源、多台彩色相机、并行图像采集处理工作站、检测控制工作站、数据存储服务器等组成部分。

本发明的一较佳实施例中，该票面印刷质量检测单元包括整片票面检测单元和背面票面检测单元，优选地，正面票面检测单元和上述正面号码检测单元共用同一组彩色CCD相机和数据采集处理***，这一优化整合大大简化了整体结构，节省了安装空间，实现利用一个检测单元同时完成两种功能的检测，充分发挥机器视觉资源在线检测的潜力。

图2是本发明的一具体实施例中的正面号码检测单元的框图。高速图像采集和处理工作站是检测***的核心，如图所示，正面号码检测单元采用5套并行图像采集处理工作站，分别完成每台彩色CCD相机的数字图像采集和处理，通过并行处理和优化算法，在160毫秒的时间内高速完成大容量数据流的采集和运算处理。经处理后的数据通过千兆以太网发送到检测工作站，由检测工作站对这些检测数据进行综合判断，检测出正面号码印刷的错号、串色、漏印、折线、污点、走版、折角等印刷缺陷。检测控制工作站进行数据储存并发出相应控制命令，当出现连续废品和严重废品时，发出声光报警信号，同时通过PLC给印刷机发出停机命令（图2和图4中的检测控制工作站较佳是共用的工作站），即刻拦截在线印刷或前端工序漏检的缺陷产品。图2中光源控制模块主要用于控制光源点亮，CCD相机电源控制模块主要用于控制相机的供电与否，大张号码识别模块是用于大张纸边缘上的大张号码的识别，用于数据库中的信息关联。

稳定、均匀、宽光谱范围的光源是CCD相机获得高信噪比图像的可靠保障，本发明采用线型LED光源提供被检产品的横向照明，该光源的非均匀性低于5%，稳定性为0.3%。光源覆盖480-700纳米的光谱范围，照度连续可调的线型LED光源，线型光源1和线型光源2对称安装在印码检测箱内，横向照明成像区，确保CCD相机得到高清晰度图像。

印码串色缺陷的检测是早期印刷行业采用的黑白CCD相机检测***所不具备的，本发明的彩色CCD图像检测不仅大大提高了检测精度，而且增加了对接线号码串色的检测能力。

本发明的一具体实施例中，该正面号码检测单元采用五台彩色CCD相机通过视场拼接技术实现全幅面检测。5台彩色CCD相机横向排列安装在视场可配准的检测箱内，CCD相机像元分辨率达到0.08mm×0.08mm/pixel。在高速同步信号控制下，对幅面为800mm×600mm，印刷速度为7000张/小时的人民币大张产品进行实时图像采集和处理。

本实施例中，正面荧光图案检测单元也可以采用5台彩色CCD相机横向排列，安装在视场可配准的荧光检测箱内，检测幅面为800mm×600mm，每台CCD相机像元分辨率达到0.1mm×0.1mm/pixel，彩色高分辨率荧光图案检测扩大了缺陷检测种类，能够检测荧光图案走版、荧光强度偏差、荧光图案残缺以及10毫米范围内荧光图案蹭脏等多种缺陷，这是原有黑白荧光图案缺陷检测所无法达到的。荧光图案属紫外激发成像，本实施例的目标采集区紫外照明采用紫外LED光源和白光LED光源组合照明，将荧光图案组合照明光源安装在密闭的荧光检测箱内。本实施例所采用的紫外光和白光组合照明这一优化设计，可以确保荧光图案成像质量。图3是荧光图案检测单元采集到带背景的荧光图案。

水印图案检测单元只对大张人民币产品中单K的水印图案进行检测，采用一台CCD相机和白光照明，通过高速图像采集和处理***，检测出水印倒头、白水印残缺等印刷缺陷，实现倒票检测功能。水印图案检测单元的CCD相机和白光光源安装在前述荧光检测箱内，通过隔离分区照明结构，实现同一检测箱完成两种不同功能的检测目的，这一优化组合结构简化了总体结构，节省了安装空间。

背面票面检测单元是对印码后背面票面印刷缺陷进行检测，同时对前道工序产生的缺陷产品进行验证和复检，检测幅面为800mm×600mm，如图4所示，其为背面票面检测单元的***处理框图。背面票面检测单元采用4台彩色CCD相机，通过视场拼接技术进行在线检测，每台CCD相机的像元分辨率达到0.11mm×0.14mm/pixel。照明光源采用具有汇聚光学结构的高亮度LED线型光源1、2，四台CCD相机和LED光源安装在背面票面检测箱内，背面票面检测箱可以安装在M81印码机输纸链轮下方，检测目标大张产品纸位于输纸链轮上。背面票面检测箱箱***于输纸链轮的下方，其固定在印码机底座上的，以进行背面票面质量实时检测。本实施例采用两套图像采集处理工作站对印刷产品背面票面图像实时采集处理，经高速运算分析和判断检测出前端产品背面胶印、凹印等明显或严重的票面印刷缺陷，通过数据存储器将检测结果的数据存储，同时通过检测控制工作站发出相应控制指令。当检测出废品或严重废品时，控制工作站将即刻发出停机指令和声光报警信号，控制印码机停止运行，及时拦截前道工序产生的废品。图4中的CCD相机电源控制模块是用于控制相机的供电与否，光源控制模块主要用于控制光源点亮。较佳地，此处的数据存储服务器、检测控制工作站是与图2中的正面号码检测单元的数据存储服务器、检测控制工作站共用。

如图1、图5、图6所示，本发明的一实施例中，该检测***的同步控制单元包括图像采集同步单元以及大张产品***帧同步单元。

同步控制单元包括在印钞机上安装的增量式旋转编码器，编码器的分辨率根据***分辨率确定，一般采用2000–6000lines/r。把编码器信号引入相机，作为相机图像采集的外同步触发信号，这样，就能保证无论机速快慢，都能得到分辨率均匀、正确的图像，达到图像采集的机速不相关性。

此外，本实施例中，同步信号控制器较佳采用信号分支控制器，利用该信号分支控制器对编码器信号进行分支控制，使一路信号变为多路具有相同时序特征的信号。信号分支控制器的输出信号与采集卡连接，最终进入相机，请参照图5所示。由于进入相机的外同步信号是同源的，这样就能做到各个相机的图像采集同时开始和结束，以保证各个相机之间的图像一致，从而满足多台相机的图像同步要求。

上述同步信号控制器的核心部分是基于数字电路的信号处理单元。该控制器接收编码器的平衡差分信号(RS422信号)，之后，将该差分信号转换为非平衡TTL单端信号，经数字隔离处理后，再次转换为低压平衡差分信号(LVDS信号)，用于相机的图像采集同步控制。

上述转换中较佳是对输入信号和输出信号采取电气隔离措施，以满足工业现场恶劣电气干扰环境下图像同步控制的可靠性和稳定性。

同时，为了满足多相机***对多路同步信号的需求，同步控制器内例如可将一路RS422信号转换为四路LVDS信号。因此，每台同步控制器可以控制4台相机的采集同步控制，但不限于此。

另外，该控制器还具备信号级联功能，从控制器的级联端口输出的仍然是和输入信号幅值及相位完全相同的RS422信号，故级联口的输出信号可以作为第二台同步控制器的输入信号。这样，多台同步控制器级联使用，就构成了完善的多相机、多检测工位的图像采集同步控制***。

在钞票印刷的机器视觉实时检测***中，绝大多数情况下都要使用工业(线阵)相机对印刷后的产品进行线扫描检测，由此构成一幅完整的图像。相机的图像采集需要触发信号，采集卡内部具备该触发信号。该信号的上升或下降沿使CCD或CMOS图像传感器曝光，之后即可得到当前采集的图像。在纸张运行速度均匀平稳的情况下，上述方式可以得到理想的图像。但在印刷机速变化或或机速不稳定的情况下，图像分辨率将受到很大影响，造成图像拉伸或压缩，最终无法使用。而采用了本发明的上述方案后，同时达到了图像采集的机速不相关性以及各台相机的图像同步要求；而且，对于大张产品，由于本发明的多台相机的图像具有相同的起始位置和相同的分辨率，因此，该检测***可以轻松利用多个相机同时对产品进行拍照，以满足整个幅面检测的要求。

本实施例中，是利用现有的嵌入式计算机作为***帧同步控制器，对大张张数进行计数，从而实现***帧同步。由于编码器帧信号和大张之间是一一对应的，因此上述计数通过对编码器帧信号进行累加计数得到。因此，每一张产品在印刷中都会有一个唯一的计数值和该产品相对应。嵌入式计算机将该计数值通过串口在适当时机发送至图像采集处理工作站(IPU)和检测控制工作站(ICW)，IPU得到该数值后，将当前大张产品的图像处理结果绑定到该数值上，使该数值作为当前信息的编号。之后每一台IPU都将当前结果通过以太网发送至ICW，ICW把所有带有相同编号的各个IPU处理结果绑定到一起，最终形成当前大张产品的完整的检测结果，请结合图6所示。这样，就可以实现多台、多组相机质量信息的统一和绑定，从最大限度上避免了图像处理结果的绑定错误问题，保证了在线检测***的可靠、稳定运行。

由于本发明具有上述特点和优点，因此，非常适合应用于印刷质量要求极高的印钞领域，尤其是适合应用于人民币的印码检测。下面结合本发明的一具体应用实例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明是将上述实施例中的印码四合一在线检测***安装在M81新型人民币印码机上，对大张人民币在线印刷质量进行实时检测和监控。各检测单元可以根据需要安装在印码机上不同检测位置，其中印码检测箱组件10安装在直径为300毫米的印码机检测滚筒100的侧下方（如图7A所示）；荧光检测箱组件20安装在上述同一滚筒100的下方（如图7B所示）；背面票面检测箱30安装在印码机输纸链轮上（如图7C所示）。对于M81印码机，可以直接以其压印滚筒作为前述检测滚筒，亦即印码检测箱组件10较佳是安装在压印滚筒的侧下方。

具体地，本发明的各检测单元安装在印码机上不同检测位置，其中印码检测箱组件10通过印码安装支架11固定在印码机衬档101的侧上方位置，本实施例中，正面号码检测单元的CCD相机检测线与印刷机滚筒的垂真线的夹角为67度（不限于此），相机检测线通过印码机的对应的滚筒轴心（如图7A所示）。

荧光检测箱组件20通过荧光安装支架21固定在印刷机衬档101的另一侧，本实施例中，对应的荧光相机检测线与印刷机滚筒的横截面的夹角较佳为16度，且荧光相机检测线通过印码机直径300mm滚筒的轴心（如图7B所示）。

背面票面检测箱的检测目标是在输纸链轮200上，因此，其需要在印码机链道上设置吸风板39，吸风板39上沿输纸链轮的轴向设有用于相机采集的长形采集槽，以便于相机采集吸风板另一侧的大张产品的图像。安装组件包括箱体安装组件及吸风板安装组件，其箱体组件30先用螺钉与箱体连接座32、箱体底座31固定在一起，然后安装在印码机底座201上；而吸风板39是利用吸风板安装组件固定于印码机上已有的印码机第一拉轴35及印码机第二拉轴36上，从而实现吸风板39的固定，该吸风板安装组件包括第一抱轴33、第一安装支架37、第二抱轴34及第二安装支架38，将第一抱轴33、第二抱轴34分别固定在印码机第一拉轴35、第二拉轴36上，通过第一安装支架37、第二安装支架38将吸风板39固定，吸风板39较佳是与印码机的链道平行，且相机检测线与吸风板39的平面垂直（如图7C所示）。本实施例中，对应的相机检测线与水平面的夹角较佳为42度。

在本发明的上述应用实施例中，各检测箱内的CCD相机在印码机运行同步信号控制下对印刷速度为7000张/小时、幅面为800mm×600mm的大张人民币产品进行图像采集和实时处理，完成正面号码印刷质量、正面荧光图案印刷质量、正面和背面票面印刷质量以及水印图案（倒票缺陷检测）等多种印刷质量检测和实时监控，当检测出连续废品或严重废品时，检测***即刻发出相关命令和声光报警信号，控制印码机停止运行，即刻拦截废品或严重废品，确保出厂产品质量。各种检测功能操作界面集成在一个大屏幕终端显示器上集中显示，界面清晰，操作方便。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims

1.一种印码在线检测方法，其特征在于，该方法采用多台彩色相机和多路并行高速图像采集及运算处理***，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过数字图像采集和处理，并对处理后的数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷，并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令，该方法包括：

2.如权利要求1所述的印码在线检测方法，其特征在于，所述票面印刷质量检测包括正面票面检测及背面票面检测，且所述正面票面检测与正面号码检测共用同一组CCD相机和图像采集处理***。

3.如权利要求1所述的印码在线检测方法，其特征在于，所述在线检测方法应用于M81人民币印码机上，对大张人民币在线印刷质量进行实时检测和监控。

4.如权利要求1所述的印码在线检测方法，其特征在于，当检测出连续废品或严重废品时，即刻发出相关命令和声光报警信号，控制印码机停止运行。

5.如权利要求1所述的印码在线检测方法，其特征在于，所述正面号码检测利用彩色图像对接线号码串色进行检测。

6.如权利要求1至5任一项所述的印码在线检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括图像采集同步控制以及大张产品***帧同步控制，该图像采集同步控制是利用图像采集的外同步触发信号来达到图像采集的机速不相关性及各台相机的图像同步要求；该大张产品***帧同步控制是通过对大张张数进行计数，帧信号和大张之间一一对应，实现***帧同步，处理时将当前大张产品的图像处理结果绑定到计数值上，使该计数值作为当前信息的编号，并将带有相同编号的处理结果绑定到一起，最终形成当前大张产品的完整的检测结果。

7.一种印码在线检测***，其特征在于，所述检测***包括多个检测单元：正面号码检测单元、正面荧光图案检测单元、票面印刷质量检测单元及水印图案检测单元，其中：

8.如权利要求7所述的印码在线检测***，其特征在于，所述正面号码检测单元所检测的印刷缺陷包括错号、串色、漏印、折线、污点、走版、折角的其中一种或任意组合。

9.如权利要求7所述的印码在线检测***，其特征在于，所述各检测单元包括光源、多台CCD彩色相机、图像采集与处理模块以及同步控制模块，其中，所述多台彩色相机在所述同步控制模块的高速同步信号的控制下，对在线印刷产品进行实时图像采集和处理，并通过视场拼接技术实现全幅面检测。

10.如权利要求9所述的印码在线检测***，其特征在于，所述正面号码检测单元包括光源、多台CCD彩色相机、并行图像采集处理工作站、检测控制工作站、数据存储服务器，其中光源包括由光源控制器控制的一个或多个线性光源，所述彩色相机得到的高清晰度图像经过对应的并行图像采集处理工作站分别完成每台相机的数字图像采集和处理，并将处理后的数据发送到检测控制工作站，由检测控制工作站对数据进行综合判断，检测出该在线印刷产品的印刷缺陷；检测控制工作站将数据储存至数据存储服务器并在发现印刷缺陷时发出相应控制命令。

11.如权利要求10所述的印码在线检测***，其特征在于，所述正面号码检测单元还包括大张号码识别模块，所述大张号码识别模块用于大张纸边缘上的大张号码的识别，由此实现数据库中的信息关联。

12.如权利要求9所述的印码在线检测***，其特征在于，所述票面印刷质量检测单元包括正面票面检测单元及背面票面检测单元，其中，所述正面票面检测单元与正面号码检测单元共用同一组CCD彩色相机和图像采集与处理模块。

13.如权利要求12所述的印码在线检测***，其特征在于，所述水印图案检测单元是对大张人民币产品中单K的水印图案进行检测，其包括一台CCD彩色相机，其光源为白光光源，通过高速图像采集和处理模块，检测出水印倒头、白水印残缺印刷缺陷，实现倒票残缺检测功能。

14.如权利要求7所述的印码在线检测***，其特征在于，所述检测***还包括同步控制单元，该同步控制单元包括图像采集同步单元以及大张产品***帧同步单元，其采用增量式旋转编码器，该编码器信号引入相机，作为相机图像采集的外同步触发信号；该图像采集同步控制单元利用图像采集的外同步触发信号来达到图像采集的机速不相关性及各台相机的图像同步要求；该大张产品***帧同步控制用于实现多台、多组相机质量信息的统一和绑定。

15.如权利要求14所述的印码在线检测***，其特征在于，所述图像采集同步单元包括该增量式旋转编码器及同步信号控制器，同步信号控制器的输出信号与采集卡连接，最终进入相机。

16.如权利要求15所述的印码在线检测***，其特征在于，所述大张产品***帧同步单元包括该增量式旋转编码器及***帧同步控制器，该***帧同步控制器与所述图像与处理模块耦接，通过对编码器帧信号进行累加计数得到计数值，图像采集及处理单元将当前大张产品的图像处理结果绑定到该数值上，使该数值作为当前信息的编号，并把所有带有相同编号的处理结果绑定到一起，最终形成当前大张产品的完整的检测结果。

17.如权利要求7～16任一项所述的印码在线检测***，其特征在于，该检测***还包括PLC停机控制模块及声光报警模块，当检测工作站检测出产品的印刷缺陷时，通过PLC停机控制模块向印码机控制器发出停机命令，并通过声光报警模块发出声光报警信号，即刻拦截在线印刷或前端工序漏检的缺陷产品。

18.如权利要求7～16任一项所述的印码在线检测***，其特征在于，所述正面号码检测单元安装在印码检测箱内，所述印码检测箱的箱体通过印码安装支架固定在印码机检测滚筒下方的印码机衬档上；所述正面荧光图案检测单元及水印图案检测单元安装在荧光检测箱内，所述荧光检测箱的箱体组件通过荧光安装支架固定在印码机衬档另一侧，并位于所述印码机检测滚筒下方；所述背面票面检测单元安装在背面票面检测箱内，所述背面票面检测箱安装在所述印码机的输纸链轮下方。

19.如权利要求18所述的印码在线检测***，其特征在于，所述背面票面检测箱是通过箱体安装组件设置于输纸链轮下方的印码机底座上；对应背面票面检测箱的印码机链道上设置有吸风板，吸风板上沿输纸链轮的轴向设有用于相机采集的长形采集槽；所述吸风板利用吸风板安装组件固定；吸风板的平面与印码机的链道平行，且背面票面检测箱内的相机检测线与吸风板的平面垂直。

20.如权利要求19所述的印码在线检测***，其特征在于，所述箱体安装组件包括箱体连接座及箱体底座，所述箱体组件是用螺钉与箱体连接座、箱体底座固定在一起，然后安装在印码机底座上；而吸风板是利用吸风板安装组件以及印码机上已有的印码机第一拉轴及印码机第二拉轴进行固定，该吸风板安装组件包括第一抱轴、第一安装支架、第二抱轴及第二安装支架，将第一抱轴、第二抱轴分别固定在印码机第一拉轴、第二拉轴上，通过第一安装支架、第二安装支架将吸风板固定。

21.如权利要求7～16任一项所述的印码在线检测***，其特征在于，所述正面号码检测单元采用五台彩色CCD相机及五套对应的并行图像采集处理工作站，通过视场拼接技术实现全幅面检测；所述五台彩色CCD相机横向排列安装在视场可配准的印码检测箱内，CCD相机像元分辨率达到0.08mm×0.08mm/pixel，所述印码检测箱安装在印码机滚筒上方，在高速同步信号控制下，对幅面为800mm×600mm，印刷速度为7000张/小时的人民币大张产品进行实时图像采集和处理；所述正面荧光图案检测单元采用5台彩色CCD相机横向排列，安装在视场可配准的荧光检测箱内，检测幅面为800mm×600mm，每台CCD相机像元分辨率达到0.1mm×0.1mm/pixel，彩色高分辨率荧光图案检测以扩大缺陷检测种类，能够检测荧光图案走版、荧光强度偏差、荧光图案残缺以及10毫米范围内荧光图案蹭脏多种缺陷；所述背面票面检测单元是对印码后背面票面印刷进行全幅面高分辨率检测，每台CCD相机的像元分辨率达到0.11mm×0.14mm/pixel。