机器视觉在印刷质量检测中的应用

最早用于印刷品质量检测的是将标准图像与待检图像进行灰度对比的技术,现在较先进的技术是以RGB三原色为基础进行对比。机器视觉检测与人眼检测相比,区别在哪里?以人的目视为例,如果印刷品的对比色比较强烈,则人眼可以发现的、最小的缺陷,是对比色明显、不小于 0.3mm的缺陷;但依靠人的能力很难保持持续的、稳定的视觉效果。可是换一种情况,如果是在同一色系的印刷品中寻找缺陷,尤其是在一淡色系中寻找质量缺陷的话,人眼能够发现的缺陷至少需要有20个灰度级差。而机器视觉则能够轻而易举地发现0.10mm大小的缺陷,即使这种缺陷与标准图像仅有一个灰度级的区别。

在实际使用时,即便是同样的全色对比系统,其辨别色差的能力也不同。有些系统能够发现轮廓部分及色差变化较大的缺陷,而有些系统则能识别极微小的缺陷。对于白卡纸和一些简约风格的印刷品来说,简单地检测或许已经足够了,而国内的多数印刷品,特别是各种标签,具有许多特点,带有太多的闪光元素,如金、银卡纸,烫印、压凹凸或上光印刷品,这就要求质量检测设备必须具备足够的发现极小灰度级差的能力,也许是5 个灰度级差,也许是更严格的1个灰度级差。

标准图像与待检印刷品图像的对比精确是检测设备的关键问题。通常情况下,检测设备是通过镜头采集图像,在镜头范围内的中间部分,图像非常清晰,但边缘部分的影像可能会产生虚影,而虚影部分的检测结果会直接影响到整个检测的准确性。从这一点来说,如果仅仅是全幅区域的对比并不适合于某些精细印刷品。如果能够将所得到的图像再次细分,比如将图像分为1024dpi4096dpi或2048dpi4096dpi,则检测精度将大幅提高,同时因为避免了边缘部分的虚影,从而使检测的结果更加稳定。

印刷质量机器视觉检测系统的基本结构如图1所示。采用机器视觉系统进行质量检测,可提供检测全过程的实时报告和详尽、完善的分析报告。现场操作者可以凭借检测系统的及时报警,根据实时分析报告,及时对工作中的问题进行调整,或许减少的将不仅仅是一个百分点的废品率,管理者可以依据检测结果的分析报告,对生产过程进行跟踪,更有利于生产技术的管理。因为客户所要求的,高质量的视觉检测系统,不仅仅是停留在检出印刷品的好与坏,还要求具备事后的分析能力。某些质量检测系统所能做的不仅可以提升成品的合格率,还能协助生产商改进工艺流程,建立质量管理体系,达到一个长期稳定的质量标准。

例如,国内开发的Vision Expert 4000印刷质量检测系统适用于轮转和单张纸印刷过程,卷材印刷的最高检测速度可达600 米/分钟,单张纸印刷的最高检测速度可达1.8万张/小时,可用于大批量包装印刷品和高附加值的硬纸包装盒、安全印务、药品包装的印刷检测,主要检测项目有:颜色漏印、失真、糊版、条纹、污点、蹭脏、颜色不均匀、墨色过浅、过浓、字符局部或全部漏印、套印不准起皱折、机械损坏等。Vision Expert 4000检测系统能够对整个印刷区域中的每个检测点进行精细检测,系统检测是全彩色和实时的,无论是重复缺陷,还是单独随机缺陷都能够可靠地被检测到。在检测过程中,计算机屏幕可以显示当前实时图像和检测系统检测到的所有问题,也可以显示某个选定的区域的检测结果。在任何显示模式下,操作员都可以在显示整个印刷区域和显示不同放大倍数的局部印刷区域之间进行切换,后者可用于人工对印刷细节进行精细检查。