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本文作者：湯文杰

印刷質量自動檢測系統是針對視覺信息數字化，通過電腦實現印刷質量的“看見”和“認知”，對印刷品進行高速度、高精度的100%的實時檢測，徹底消除人為的失誤，建立統一的、可量化的檢驗標準。為滿足印刷中高速、高精、實時的質量檢測需求，檢測設備對硬件和軟件的技術要求極高，國外企業中瑞士的BOBST、美國的PROIMAGE、日本的DAC和TOKIMEC、以色列的AVT一直是該領域的引導者，近年來也有國內優秀企業快速發展起來，縮短差距，智造中國印刷產業特色的質量檢測系統和設備。

印刷質量自動檢測的必要性一些印刷企業尤其是煙草公司對質量的要求很高，一旦出現質量問題，就會造成大量退貨。為了降低風險，大多數印刷廠都采取對印刷品施行人工全檢的方法。但人工全檢存在其局限性，且不說人會存在視覺疲勞的問題，僅要在極短的時間內，檢出印刷中可能發生的各種問題，這已是一件極具難度的工作。因此要真正保證品質，做到零缺陷，采用印品質量自動檢查是必不可少的。

百分之百的印品質量保障，還不是印刷質量自動檢測的全部目標。即便所有的印刷缺陷都已檢出，但此時廢品已生成，浪費已經造成，對印刷廠的成本降低，效益提高并未真正起到作用。因此印刷自動檢測的重要目標是要減少或避免廢品的生成，降低廢品率。當然對已生成的廢品要能百分百檢出。

印刷中存在的色差、套準、刀線及條碼等問題，都是漸進的、累積的、放大的，我們把這些漸進累積的問題稱為印刷中的過程問題。而那些印刷中隨機產生的問題，如臟點、飛墨等，則稱其為隨機問題。過程問題一旦開始出現，若不及時采取措施，尤其是在凹印這樣高速的印刷系統中，它會快速累積，直至產生大量廢品。但若在人眼能分辨出這些問題之前，通過印刷自動控制設備的監測、分析、判斷，及時給出警報，操作員及時采取措施，則過程問題完全有可能被消滅在變成廢品之前。對印刷中的隨機問題，則不必采取措施，但須有手段將其檢出，避免廢品流出。

要解決過程控制問題，關鍵是要在人眼不能辨別之前，就及時察覺到問題的存在。從技術角度講，這一目標只能依靠印刷質量自動檢測系統來實現。印刷質量自動檢測系統的核心技術印刷質量檢測系統一般由照明光源、光學鏡頭、攝像機、圖像信號的處理和執行機構組成，系統的核心技術存在于以下幾個方面。

1.照明光源：好的照明光源及照明系統是整個系統成敗的關鍵之一，起著非常重要的作用，它并不是簡單的照亮物體而已。首先照明光源要能夠真實地再現印品的色彩，不能夠造成顏色的失真，這就要求光源的發光光譜接近日光，同時應保證有足夠的亮度并在整個照明區域內亮度均勻；其次是光源和照明系統的設計要避免印品上的一些高反射率的特殊區域，如：燙金、激光防偽標志等使采集的圖像溢出，造成檢測精度降低或根本無法檢測；最后，在某些應用場合，還要考慮光源與照明方案的配合應盡可能地突出物體特征量，增加對比度。總之，在選擇光源和設計照明系統時，要根據印品的具體情況，確定光源所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發光的光譜特性等，當然同時還要考慮光源的發光效率和使用壽命。

2.光學鏡頭：光學鏡頭相當于人眼的晶狀體。光學鏡頭的品質會影響視覺系統分辨物體的能力，影響圖像的對比度以及清晰成像的范圍（景深）。而這些特性的優劣受鏡頭本身像差的限制，鏡頭對像差校正的優良與否，決定了鏡頭的成像品質。常見的像差有球差、彗差、像散、場曲、畸變、色差等六種。

3.視覺傳感器：鏡頭通過的是被拍攝物體的光學信息，而在計算機中處理的是被拍攝物體的電信息，攝像機視覺傳感器的作用就是完成光學信息到電信息的轉換，直接完成這一轉換任務的是視覺傳感器的芯片。在芯片上整齊地排列著象小水池一樣的單元（像素），但它們盛的不是水，而是電荷。攜帶被拍攝物體光學信息的光線通過鏡頭到達芯片的表面，光信息變成電荷信號（曝光），光強的地方電荷多，光弱的地方電荷少，對應著印品上不同區域的明暗程度；不同的顏色分解為紅、綠、藍三種基色，存放在不同的像素中。曝光產生的電荷，按規定好的順序（掃描方式）依次將電荷讀出，經過放大和其他處理，最后從攝像機輸出。高質量的圖像信息是系統正確判斷和決策的原始依據，高品質的視覺傳感器應當滿足以下幾個方面的要求：第一，要有足夠的動態范圍，印品上很亮和很暗的部分都能夠準確地反映；第二，要有足夠的分辨率（足夠多的像素數），印品上的微小細節都能夠清晰地體現；第三，要能夠真實地再現印品的色彩；第四，攝像機的讀出（行頻或幀率）的速度要與印品的速度匹配，保證足夠的精度和100％的采集。

4.圖像信號處理系統：它相當于檢測系統的大腦，如何對圖像進行處理和運算，是檢測系統開發中的重點和難點所在。“與模板相比，找出差異”，機器視覺的工作原理說起來比較簡單，但真正實現上卻很復雜。整個圖像信號的處理通常包括：（1）預處理；（2）特征的提取與識別；（3）測量。高速運動的印品通過攝像機時，與模板圖像相比，往往會產生位置的移動、旋轉，有時甚至有飄動，使采集的圖像發生變形失真；光源的不穩定和外界環境的影響，使采集的圖像亮度不均勻，顏色發生變化；其他外部設備、供電電源和采集設備本身也會引入一定的干擾和噪聲。為此，在安裝視覺系統的過程中，一方面要消除這些不利的因素，另一方面還要通過圖像預處理排除和淡化它們的影響。

目前國內企業所能提供的技術國內印刷質量檢測系統的生產、研發企業最早出現在上世紀90年代。正如前面所說印刷質量檢測系統涉及高端技術眾多，且國外企業大多設置了技術壁壘，要想從零開始或趕上超越確實難上加難，因此很多企業選擇以或合資的方式進入印刷質量檢測系統這個領域。以自主創新見長的大恒圖像走進印刷行業有賴于最初與印鈔行業的結緣。廣泛應用于印鈔系統中，針對印鈔行業研發出的可代替人工質檢的全自動檢測設備，在印刷行業中也得到了廣泛應用。在積累了大量專業印刷質量檢測系統研發經驗的基礎上，大恒圖像開發了適合大部分印刷企業印品檢測要求的檢品設備。經過幾年的發展和推廣，目前此類檢品機已售出近400臺（套），在國內市場占據領先地位。

在印刷質量檢測領域，國外企業技術領先，一直占據著市場的主導。然而進口設備有一個很大的弊端，即只能檢測采用簡單工藝加工的印品出版印刷，對于國內諸多復雜工藝（如鐳射、燙印、壓凹凸等）卻沒有理想的解決方案。這無疑給國內印刷質量檢測設備提供了很好的發展機遇。大恒圖像自主研發專門針對我國印刷市場的特殊需求展開攻關，開發出了一系列優秀的印刷質量檢測設備。

2008年，大恒圖像推出的DH-JP420小張檢品機，讓業內人士耳目一新。目前該機可對模切后的小張產品如煙包、藥包等進行全面的高速檢測，其檢測項可涵蓋所有印刷工藝，最高檢測速度可達8萬張/小時以上，并可針對不同印品區域設置不同的檢測精度，實時顯示缺陷區域的圖像。據悉，德魯巴2012展會上，大恒圖像將攜帶全新的多功能小張檢品機亮相，希望開拓更多的海外用戶，同時也創建一個和同行業交流的機會。

總結

隨著高新技術對行業的快速滲透，印刷呈現著數字化、自動化、系統化、多樣化的發展趨勢。印刷品質量在線檢測技術恰恰適應了這種發展趨勢，大大減少了印刷品質量控制的人為干預。大幅度提高印刷機械的生產效率，降低了對操作人員技能的要求，為真正實現印刷機械自動化、智能化提供了一項可行的實施方案。目前中國已經成為全球印刷業增長速度最大的市場，印刷品質量在線檢測設備的需求也會快速膨脹，相信在這個大好形勢下，國內企業必將獲得空前的發展。