一种全息防伪标签的定位套印质量智能检测方法与流程

本发明涉及防伪标签质量检测，具体为一种全息防伪标签的定位套印质量智能检测方法。

背景技术：

1、全息防伪标签是利用全息光栅、衍射结构或其他光学微结构形成具有角度变化特征的防伪标识，可在不同观察角度或照明方向下呈现不同的亮度、色彩或图案变化，广泛应用于酒类、化妆品、药品及其他产品包装。为保证全息区域与二维码、文字、边框等非全息印刷区域之间的位置关系符合设计要求，生产过程中通常需要对标签的定位套印质量进行检测，通过机器视觉采集标签图像，获取全息区域与非全息定位特征的位置，并据此判断全息层是否发生横向或纵向套印偏移。

2、现有定位套印检测通常在预设照明条件下采集标签图像，并依据检测到的全息响应区域位置与预设标准位置之间的偏差进行套印判定。在实际检测过程中，全息光栅的成像位置会随入射方向发生变化，同时标签贴附、覆膜或加工过程中产生的局部倾斜又会改变检测光相对于全息区域的实际有效入射状态，使相机获得的全息响应位置同时受到标签局部姿态和全息角度响应的影响。因此，检测得到的表观位置偏差中容易混入由有效入射状态变化产生的光学位置变化，难以准确区分该位置变化与全息层相对于非全息基准区域发生的真实几何套印偏移。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种全息防伪标签的定位套印质量智能检测方法，解决现有检测中难以区分全息角度响应、标签局部姿态变化与真实套印偏移的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种全息防伪标签的定位套印质量智能检测方法，包括：

3、s1、采集待检测标签的基准图像，提取非全息定位特征，建立标签基准坐标数据；

4、s2、控制不同方向的检测光源依次照射标签，采集方向响应图像并记录光源方向数据；

5、s3、按标签基准坐标数据定位姿态参考区域，提取方向响应图像中的反射特征形成姿态响应特征组，将姿态响应特征组与预存的姿态响应特征—表面姿态对应数据比较并插值，得到局部姿态数据；

6、s4、将光源方向数据转换至标签基准坐标系，结合局部姿态数据计算对应的有效入射状态数据；

7、s5、提取方向响应图像中全息检测区域的全息响应位置数据，按有效入射状态数据从预存的有效入射状态—标准全息响应位置对应数据中匹配当前状态标准响应位置，计算二者的状态位置偏差；

8、s6、对多个状态位置偏差的横向偏差和纵向偏差排序，剔除超出预设离散阈值的偏差后求平均，得到真实套印偏移数据；将各状态位置偏差扣除真实套印偏移数据得到状态残余偏差，将真实套印偏移数据和状态残余偏差分别与对应阈值比较，生成套印状态标记和全息响应状态标记。

9、优选的，所述s2中，方向响应图像的采集及光源方向数据的记录过程包括：

10、按照预设照明顺序依次开启不同方向的检测光源，在当前检测光源开启期间关闭其余检测光源，并保持相机的成像位置不变；

11、在当前检测光源照射标签期间采集对应的方向响应图像，完成采集后关闭当前检测光源并开启下一检测光源，直至完成各检测光源对应的方向响应图像采集；

12、获取各检测光源在预设设备坐标系中的照射方向，生成对应的光源方向数据，并按照方向响应图像的采集顺序，将各方向响应图像与对应的光源方向数据关联存储。

13、优选的，所述s3中，姿态响应特征组的获取过程包括：

14、根据所述标签基准坐标数据，在各方向响应图像中定位姿态参考区域，并截取对应的姿态参考区域图像；

15、将各姿态参考区域图像中的像素灰度值与预设灰度阈值比较，筛选灰度值达到所述预设灰度阈值的响应像素，统计响应像素数量并计算响应像素的平均灰度值；

16、分别计算所述响应像素数量占姿态参考区域像素总数量的比例，并按照预设灰度范围对所述平均灰度值进行归一化处理，将所得比例与归一化后的平均灰度值组合，得到各方向响应图像对应的方向反射特征值；

17、按照各方向响应图像对应的光源方向数据排列所述方向反射特征值，形成所述姿态响应特征组。

18、优选的，所述s3中，局部姿态数据的确定过程包括：

19、调取预存的姿态响应特征—表面姿态对应数据，所述姿态响应特征—表面姿态对应数据包括多组标定姿态响应特征组及对应的表面姿态数据；

20、分别计算所述姿态响应特征组与各标定姿态响应特征组中对应方向反射特征值的差值绝对值，对各差值绝对值进行累加得到特征差异值，按照所述特征差异值由小至大排序，并筛选特征差异值不大于预设差异阈值的标定姿态响应特征组，形成候选姿态集合；

21、计算所述预设差异阈值与候选姿态集合中各特征差异值的差值，对所得差值进行归一化处理得到插值权重，并按照所述插值权重对对应的表面姿态数据进行加权求和，得到所述局部姿态数据。

22、优选的，所述s4中，有效入射状态数据的计算过程包括：

23、将各光源方向数据由预设设备坐标系转换至所述标签基准坐标数据对应的坐标系，得到标签坐标系下的光源方向数据；

24、根据所述局部姿态数据确定全息检测区域的局部表面法向，分别计算各光源方向与所述局部表面法向之间的夹角，并将各光源方向投影至所述局部表面法向对应的切平面，计算投影方向与预设基准方向之间的方位差，得到入射倾斜参数和入射方位参数；

25、将同一检测光源对应的所述入射倾斜参数和入射方位参数组合，得到对应的有效入射状态数据。

26、优选的，所述s5中，全息响应位置数据的提取过程包括：

27、根据所述标签基准坐标数据，在各方向响应图像中定位并截取全息检测区域，对所述全息检测区域中的像素灰度值与预设响应阈值进行比较，筛选满足预设响应阈值的响应像素；

28、对所述响应像素进行连通区域划分，计算各连通区域的像素数量，并剔除像素数量小于预设数量阈值的连通区域，得到有效响应区域；

29、计算所述有效响应区域中各响应像素的位置均值，得到各方向响应图像对应的全息响应位置数据。

30、优选的，所述s5中，有效入射状态—标准全息响应位置对应数据的建立过程包括：

31、选取套印状态满足预设标准条件的标准标签，分别设置多个预设表面姿态，并在各预设表面姿态下依次采用不同方向的检测光源照射所述标准标签，采集对应的标定方向响应图像及光源方向数据；

32、根据各预设表面姿态和对应的光源方向数据计算标定有效入射状态数据，并从对应的标定方向响应图像中提取全息检测区域的标准全息响应位置数据；

33、将所述标定有效入射状态数据与对应的标准全息响应位置数据关联存储，形成所述有效入射状态—标准全息响应位置对应数据。

34、优选的，所述s5中，当前状态标准响应位置的匹配过程包括：

35、分别计算当前有效入射状态数据与所述有效入射状态—标准全息响应位置对应数据中各标定有效入射状态数据之间的状态差异值，并按照所述状态差异值由小至大排序；

36、筛选状态差异值不大于预设状态差异阈值的标定有效入射状态数据，根据所述状态差异值确定对应的插值权重，并按照所述插值权重对对应的标准全息响应位置数据进行加权求和，得到当前状态标准响应位置；

37、分别计算所述全息响应位置数据与对应的当前状态标准响应位置之间的横向位置差和纵向位置差，形成各方向响应图像对应的状态位置偏差。

38、优选的，所述s6中，真实套印偏移数据的获取过程包括：

39、分别提取多个状态位置偏差中的横向偏差值和纵向偏差值，对所述横向偏差值和纵向偏差值分别进行排序，并确定对应排序序列的中位值作为横向基准偏差值和纵向基准偏差值；

40、分别计算各横向偏差值与所述横向基准偏差值之间的差值绝对值，以及各纵向偏差值与所述纵向基准偏差值之间的差值绝对值，将差值绝对值超过预设离散阈值的对应偏差值剔除；

41、分别计算保留的横向偏差值和纵向偏差值的平均值，得到横向真实套印偏移值和纵向真实套印偏移值，并将所述横向真实套印偏移值和纵向真实套印偏移值组成所述真实套印偏移数据。

42、优选的，所述s6中，套印状态标记和全息响应状态标记的生成过程包括：

43、分别将各状态位置偏差中的横向偏差值和纵向偏差值减去对应的横向真实套印偏移值和纵向真实套印偏移值，得到各状态位置偏差对应的状态残余偏差；

44、分别将所述横向真实套印偏移值和纵向真实套印偏移值的绝对值与对应的套印偏移阈值比较，当二者均不超过对应的套印偏移阈值时生成套印正常标记，当至少一者超过对应的套印偏移阈值时生成套印异常标记；

45、分别将各状态残余偏差的横向分量绝对值和纵向分量绝对值与对应的残余偏差阈值比较，统计至少一个分量超过对应残余偏差阈值的状态数量；当所述状态数量达到预设数量阈值时生成全息响应异常标记，当所述状态数量未达到预设数量阈值时生成全息响应正常标记。

46、本发明提供了一种全息防伪标签的定位套印质量智能检测方法。具备以下有益效果：

47、1、本发明通过结合局部姿态数据修正检测光源对应的有效入射状态，并依据所述有效入射状态匹配标准全息响应位置，再从多状态位置偏差中提取真实套印偏移，能够区分标签局部姿态变化、全息角度响应变化与真实几何套印偏移。

48、2、本发明通过对多个方向响应图像中的状态位置偏差分别进行排序、离散筛选及平均计算，剔除偏离多数状态的位置偏差，使真实套印偏移数据由多个有效照明状态共同确定，减少单一照明状态异常对套印判断结果的影响。

49、3、本发明通过将各状态位置偏差扣除真实套印偏移数据得到状态残余偏差，并分别对真实套印偏移数据和状态残余偏差进行阈值判断，可分别生成套印状态标记和全息响应状态标记，实现对几何套印异常与全息响应异常的分类检测。