機(jī)器視覺印刷質(zhì)量檢測(cè)是一種模擬人工檢測(cè)方法和判斷邏輯，但同時(shí)又具有更高檢測(cè)精度和更好一致性的自動(dòng)化檢測(cè)方法。既能滿足現(xiàn)代藥品標(biāo)簽印刷的高質(zhì)高效要求，又具備良好的柔性調(diào)節(jié)功能，滿足標(biāo)簽客戶的個(gè)性化檢測(cè)等級(jí)要求;同時(shí)，從企業(yè)生產(chǎn)管理的角度而言，其特殊的檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)、分析以及通訊功能可以很方便地嵌入企業(yè)ERP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人工檢測(cè)根本無法實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化質(zhì)量管理。
一、機(jī)器視覺檢測(cè)的特點(diǎn)
1、機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
機(jī)器視覺，簡(jiǎn)而言之就是利用機(jī)器代替人工進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、判斷與測(cè)量。它是現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)、軟件工程、信號(hào)處理與系統(tǒng)控制技術(shù)等多學(xué)科的交叉與融合。
光學(xué)采集設(shè)備：由工業(yè)攝像機(jī)、光源及配套圖像采集卡等硬件組成。主要作用是獲取通過采集位置的標(biāo)簽的數(shù)字圖像，為后續(xù)的分析與處理提供素材，相當(dāng)于人工檢測(cè)的眼睛。
判斷識(shí)別：由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及植入的圖像處理與分析軟件、控制軟件構(gòu)成。是視覺檢測(cè)的核心部分，最終形成缺陷的判斷并能向后續(xù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。
自動(dòng)控制：最終將檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)果變換成具體操作的硬件，比如常見的聲光報(bào)警器、廢品剔除裝置或作標(biāo)記的裝置(如噴墨機(jī)、貼標(biāo)機(jī)等)。
除此之外，印刷檢測(cè)設(shè)備還必須有一套穩(wěn)定的機(jī)械傳輸控制平臺(tái)，對(duì)于安裝在印刷機(jī)上的在線檢測(cè)系統(tǒng)而言，傳輸平臺(tái)就是印刷機(jī);而對(duì)于離線檢測(cè)系統(tǒng)，則需要單獨(dú)配置傳輸平臺(tái)，如復(fù)卷機(jī)、單張傳輸平臺(tái)等。
2、印刷缺陷檢測(cè)原理
印刷缺陷檢測(cè)主要依靠圖像比對(duì)的方法進(jìn)行。如圖2所示，上部圖像是通過相機(jī)采集到的實(shí)時(shí)圖像，而下部圖像為事先采集并存儲(chǔ)下來的標(biāo)準(zhǔn)圖像。檢測(cè)時(shí)，首先將兩幅圖像通過定位等方法使其重合，然后進(jìn)行逐點(diǎn)(逐像素)對(duì)比顏色(或亮度差異)。當(dāng)他們之間的差異超出事先設(shè)定的范圍時(shí)即判為缺陷。
3、機(jī)器視覺檢測(cè)特點(diǎn)
一套高品質(zhì)的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)，必須具備以下幾個(gè)必備條件：
1)高品質(zhì)的成像系統(tǒng)
成像系統(tǒng)被稱為視覺檢測(cè)設(shè)備的“眼睛”，因此“眼睛”識(shí)別能力的好壞是評(píng)價(jià)成像系統(tǒng)的最關(guān)鍵指標(biāo)。通常，成像系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
能否發(fā)現(xiàn)存在的缺陷
基于圖像方法進(jìn)行的檢測(cè)，所能夠依據(jù)的最原始也是唯一的資料即是所采到的圖像上的顏色(或者亮度)變化，除此之外，沒有其他資料可供參考。所以，一個(gè)高品質(zhì)的成像系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個(gè)能充分表現(xiàn)被檢測(cè)物表面顏色變化的成像系統(tǒng)。因此除了選擇具有高清晰度的相機(jī)與鏡頭之外，用以營造成像環(huán)境的光照設(shè)計(jì)也顯得非常重要，有時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)為特殊缺陷專門設(shè)計(jì)的光照系統(tǒng)。我們經(jīng)常所說的100%質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)際上指的是在能夠充分表現(xiàn)各種缺陷的圖像中的100%全檢。
能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷的最小尺寸
數(shù)字圖像的最小計(jì)量單位是像素(pixel)，它本身并不代表被攝物實(shí)際的尺寸大小。
被攝物實(shí)際尺寸大小與像素之間的關(guān)聯(lián)是通過一個(gè)叫做分辨力的物理量來完成的。分辨力指的是每單位像素代表的實(shí)際物體尺寸。分辨力數(shù)值越小，圖像的精細(xì)程度就越高，檢測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸就越小，檢測(cè)精度就越高。
能否足夠快地?cái)z取圖像
如同人眼看運(yùn)動(dòng)物體一樣，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的足夠快時(shí)，人眼就不能再清晰的觀察到物體的全部。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的“眼睛”-攝像機(jī)也有一個(gè)拍攝速度上限，即相機(jī)主頻。當(dāng)被攝物的運(yùn)行速度超出了攝像機(jī)的主頻上限時(shí)，攝像機(jī)就不能獲得清晰、完整的圖像，檢測(cè)就不能正常地繼續(xù)下去。攝像機(jī)主頻越高，采集速度也就越快，檢測(cè)才能保持高效進(jìn)行。因此，是否采用了足夠高主頻的攝像機(jī)也是評(píng)價(jià)一個(gè)成像系統(tǒng)是否高品質(zhì)的關(guān)鍵因素。
2)成熟的圖像處理與分析算法
圖像處理與分析算法在整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中相當(dāng)于人工檢測(cè)時(shí)人腦的判斷思維，由于機(jī)器視覺是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，評(píng)價(jià)一個(gè)算法的好壞更多的是依賴于實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證而非考察算法中是否采用了比較先進(jìn)或高深復(fù)雜的理論。因此一個(gè)能夠充分模擬人腦判斷過程與方法并且穩(wěn)定、高效的圖像處理與分析算法才是我們需要的，也就是所謂的成熟的處理與分析算法。因此，在設(shè)計(jì)處理算法時(shí)，需要充分分析人的判斷過程，并將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的語言。
3)可操作性好
可操作性好主要要求檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用操作要具備簡(jiǎn)潔、方便并易于理解的特點(diǎn)。比如系統(tǒng)有友好的人機(jī)交互界面、良好的導(dǎo)向性操作設(shè)計(jì)等。
4)穩(wěn)定的其他配套設(shè)施
其他配套設(shè)施指的是除了檢測(cè)系統(tǒng)以外的設(shè)施，如傳輸控制平臺(tái)、缺陷處理裝置(剔除、報(bào)警、標(biāo)記等)。對(duì)配套設(shè)施的要求是必須運(yùn)行穩(wěn)定、信號(hào)響應(yīng)及時(shí)、迅速。
二、醫(yī)藥標(biāo)簽的檢測(cè)需求
目前，我國的醫(yī)藥類標(biāo)簽印刷從整體上來看具有批量大、印刷內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但這并不意味著質(zhì)檢難度相比其他類標(biāo)簽低。相反地，由于醫(yī)藥標(biāo)簽用途的特殊性以及國家對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)品管理規(guī)范化的不斷加強(qiáng)，醫(yī)藥標(biāo)簽的表面印刷質(zhì)量在某種程度上有著比其他日用類、電子類標(biāo)簽更加嚴(yán)格的檢測(cè)要求。
醫(yī)藥類標(biāo)簽的檢測(cè)要求主要體現(xiàn)在：
1、標(biāo)簽上關(guān)鍵區(qū)域檢測(cè)精度高。比如醫(yī)藥名稱、服用劑量等小字區(qū)的檢測(cè)，要求必須檢測(cè)且不能出現(xiàn)漏檢的情況。對(duì)一些小字體的標(biāo)簽而言，字體筆畫缺失或小數(shù)點(diǎn)的缺失都是必檢內(nèi)容，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2、由于產(chǎn)品批量大，檢測(cè)效率必須得到保證，才能真正發(fā)揮檢測(cè)設(shè)備取代人工的作用。傳統(tǒng)的“遇錯(cuò)即�！辈僮髂Ｊ捷^難滿足高效檢測(cè)的需求。
3、隨著國家藥監(jiān)部門對(duì)藥品監(jiān)管力度的加大，電子監(jiān)管碼是醫(yī)藥標(biāo)簽印刷中必然的趨勢(shì)，依靠人工或者單純的印刷檢測(cè)系統(tǒng)根本無法完成對(duì)監(jiān)管碼的檢測(cè)。
原因主要有因?yàn)殡娮颖O(jiān)管碼具有唯一性，每張標(biāo)簽都不同，目前市場(chǎng)上的檢測(cè)設(shè)備大都依靠與標(biāo)準(zhǔn)圖像比對(duì)的方法進(jìn)行檢測(cè)，電子監(jiān)管碼部分不能使用該方法。
三、國產(chǎn)醫(yī)藥標(biāo)簽檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀
視覺標(biāo)簽檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入中國已經(jīng)有近十年的時(shí)間，部分外資日化標(biāo)簽印刷企業(yè)通過國內(nèi)設(shè)廠的渠道首先將國外的檢測(cè)設(shè)備帶入中國。之后，國內(nèi)規(guī)模較大的標(biāo)簽印刷企業(yè)出于競(jìng)爭(zhēng)等因素的考慮逐步開始選配同類檢測(cè)設(shè)備。但是，對(duì)質(zhì)量要求較高的電子和醫(yī)藥類標(biāo)簽領(lǐng)域國外檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用比較少。主要原因是電子、醫(yī)藥等行業(yè)對(duì)于標(biāo)簽質(zhì)量的要求與日化標(biāo)簽存在較大差異，在檢測(cè)精度、特殊缺陷和檢測(cè)效率等方面，國外設(shè)備并不能較好的滿足國內(nèi)國內(nèi)用戶的需要。
2007年之后，國內(nèi)標(biāo)簽檢測(cè)設(shè)備的市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過60%，成為主流。目前，在國內(nèi)醫(yī)藥標(biāo)簽印刷行業(yè)中，國產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)份額達(dá)到90%，國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)被廣泛的接受。
在傳統(tǒng)的質(zhì)量控制工序中，印刷品質(zhì)的檢測(cè)依靠人工用肉眼完成。其中的弊端存在兩個(gè)方面：其一是人工檢測(cè)受情緒、身體健康狀況、勞累程度以及周圍環(huán)境干擾等因素的影響，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)得不到很好的把握和執(zhí)行，質(zhì)量控制的一致性差;其二是對(duì)于某些特殊缺陷(如反光、透明材料上的某些瑕疵)，人眼在某一個(gè)固定位置觀察時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，而必需不斷調(diào)整觀察位置或視角方向才能發(fā)現(xiàn)這些缺陷，增加了人工的疲勞程度，同時(shí)也更加難以保證檢測(cè)的結(jié)果。筆者接觸的很多印刷企業(yè)，因?yàn)榭驮V的壓力，品檢部門不得不采用同一種產(chǎn)品人工多次檢測(cè)來保證檢測(cè)結(jié)果的方法，但由于人工檢測(cè)的不穩(wěn)定性等因素導(dǎo)致效果并不理想。
從設(shè)備性能特點(diǎn)上來看，以大恒圖像為代表的國產(chǎn)醫(yī)藥標(biāo)簽檢測(cè)設(shè)備主要是在精細(xì)缺陷檢測(cè)、電子監(jiān)管碼識(shí)別及品相檢測(cè)、設(shè)備應(yīng)用效率三方面更好的滿足了用戶的需求。首先，針對(duì)醫(yī)藥標(biāo)簽對(duì)于文字、臟點(diǎn)等細(xì)小缺陷要求較高的特點(diǎn)，國產(chǎn)設(shè)備可以做到高達(dá)0.04mm的檢測(cè)精度，完全滿足了醫(yī)藥標(biāo)簽印刷企業(yè)最下規(guī)格產(chǎn)品的缺陷檢測(cè)需求，其檢測(cè)精度已經(jīng)達(dá)到了人眼觀察的極限。充分保證了醫(yī)藥標(biāo)簽對(duì)于數(shù)字、文字的精確要求。其次，電子監(jiān)管碼是目前醫(yī)藥標(biāo)簽中普遍關(guān)注的問題，目前開發(fā)出的電子監(jiān)管碼檢測(cè)模塊不僅能夠?qū)﹄娮颖O(jiān)管碼的條碼、號(hào)碼進(jìn)行識(shí)別，還具備可變數(shù)據(jù)區(qū)域品質(zhì)檢測(cè)功能。此功能非常好的滿足了高端醫(yī)藥標(biāo)簽客戶對(duì)于電子監(jiān)管碼的品質(zhì)要求。此外，針對(duì)標(biāo)簽離線檢測(cè)停機(jī)多、效率低的突出問題，國產(chǎn)設(shè)備還推出了單點(diǎn)、復(fù)查等多種停機(jī)提出模式。通過客戶的長時(shí)間實(shí)際測(cè)試，國產(chǎn)設(shè)備靈活的缺陷處理模式可以較同類設(shè)備的檢測(cè)效率提高50%以上。這使得國內(nèi)檢測(cè)設(shè)備具備更好的投入產(chǎn)出比，進(jìn)一步降低了設(shè)備使用門檻。
