三維檢測技術在印刷質量檢測中的應用

隨著經濟社會的發展和人民生活水平的提高，消費者對其生活品質和產品質量的要求也越來越高，生產型企業在不斷提高產品自身質量的同時對其包裝質量的要求也越來越高，特別是一些知名品牌產品，如：apple、hp、sony、dell等等，此外為了增強其外觀的吸引力和防偽效果，部分企業開始在包裝上引入新的材料和工藝，這些都對其包裝的印刷質量檢測提出了新的革命性挑戰。
視覺檢測及三維缺陷檢測原理
印刷缺陷按照其空間特性可以分為二維缺陷和三維缺陷，二維缺陷即通常所說的套印不良、偏色、漏印、缺印、糊字、漏燙、燙殘等常規印刷缺陷；三維缺陷是指與標簽平面存在物理空間差異的缺陷，如氣泡、劃傷、溢膠、折痕、壓凸類缺陷。基于視覺技術的印刷質量檢測系統，其主要目的就是確保上述兩大類缺陷能完全檢測。傳統的印刷質量檢測主要依靠人工完成，而基于視覺技術的質量檢測系統的主要目的就是代替人眼。
人眼對印刷缺陷的感知能力存在兩個方面，一方面是空間分辨率模型（即尺寸），另一方面是對比分辨率模型（即缺陷與背景的對比度反差）。而視覺成像技術就是通過對人眼的仿真來實現對物體的成像的，通過軟件的處理來仿真人的大腦，這就是所謂的“為機器植入眼睛和大腦”，人眼成像與視覺成像的對比如圖1所示。
人眼成像與視覺成像的對比
從圖中可以看出相機的ccd像元代替人的視網膜細胞、鏡頭代替人的晶狀體、鏡頭的光圈代替人的瞳孔，從而組成一套光學系統達到代替人眼的目的。
三維類印刷缺陷如氣泡、劃傷、溢膠、折痕、壓凸等，通常靠人工很難可靠檢測，只有在一定的光學條件下人眼與缺陷的方向成一定角度時方可檢出。人工檢測該類缺陷時，需要將被檢測物體進行任意角度的旋轉，人眼才有可能檢測出來。而視覺成像的角度是固定，如果要模仿人工對被檢測物體進行旋轉的話，無疑將加大整個檢測系統的復雜程度。為此北京凌云公司通過對該類缺陷的光學特性進行研究后，在國際上率先開發出專門用于檢測三維印刷缺陷的光學系統，其原理圖見圖2。
門用于檢測三維印刷缺陷的光學系統
三維缺陷檢測效果及其性能
在采集到好的三維印刷缺陷的圖像后結合該類缺陷的圖像特征，北京凌云公司針對該類缺陷進行了相關圖像處理算法的研究，并開發出專門檢測該類缺陷的檢測軟件，其檢測效果如下圖所示：
檢測該類缺陷的檢測軟件及其檢測效果
檢測該類缺陷的檢測軟件及其檢測效果
凌云公司開發的三維缺陷檢測具有四大特性：
超強缺陷檢測能力：能檢測深度為0.02mm淺劃傷和0.1mm2微小尺寸氣泡；
全方向缺陷檢測：對各個方向的三維缺陷具備同樣檢測能力；
創新光學系統實現全幅寬檢測：最大可檢測幅寬可達1000mm；
專用算法軟件：采用專用軟件，可實現高精度檢測。
凌云公司自2011年率先開發出專門用于三維印刷缺陷的檢測系統后，目前已經在大型標簽和煙標印刷企業得到很好的應用，真正實現了視覺檢測系統對印品缺陷檢測的100%全覆蓋，為廣大印刷企業提高印品質量提供了最佳檢測手段。


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