機器視覺印刷質量檢測是一種模擬人工檢測方法和判斷邏輯，但同時又具有更高檢測精度和更好一致性的自動化檢測方法。既能滿足現(xiàn)代藥品標簽印刷的高質高效要求，又具備良好的柔性調節(jié)功能，滿足標簽客戶的個性化檢測等級要求;同時，從企業(yè)生產(chǎn)管理的角度而言，其特殊的檢測結果存儲、分析以及通訊功能可以很方便地嵌入企業(yè)ERP系統(tǒng)，實現(xiàn)人工檢測根本無法實現(xiàn)的數(shù)字化質量管理。
一、機器視覺檢測的特點
1、機器視覺檢測技術簡介
機器視覺，簡而言之就是利用機器代替人工進行目標識別、判斷與測量。它是現(xiàn)代光學、電子學、軟件工程、信號處理與系統(tǒng)控制技術等多學科的交叉與融合。
光學采集設備：由工業(yè)攝像機、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簽的數(shù)字圖像，為后續(xù)的分析與處理提供素材，相當于人工檢測的眼睛。
判斷識別：由工業(yè)控制計算機及植入的圖像處理與分析軟件、控制軟件構成。是視覺檢測的核心部分，最終形成缺陷的判斷并能向后續(xù)執(zhí)行機構發(fā)出指令。
自動控制：最終將檢測系統(tǒng)的結果變換成具體操作的硬件，比如常見的聲光報警器、廢品剔除裝置或作標記的裝置(如噴墨機、貼標機等)。
除此之外，印刷檢測設備還必須有一套穩(wěn)定的機械傳輸控制平臺，對于安裝在印刷機上的在線檢測系統(tǒng)而言，傳輸平臺就是印刷機;而對于離線檢測系統(tǒng)，則需要單獨配置傳輸平臺，如復卷機、單張傳輸平臺等。
2、印刷缺陷檢測原理
印刷缺陷檢測主要依靠圖像比對的方法進行。如圖2所示，上部圖像是通過相機采集到的實時圖像，而下部圖像為事先采集并存儲下來的標準圖像。檢測時，首先將兩幅圖像通過定位等方法使其重合，然后進行逐點(逐像素)對比顏色(或亮度差異)。當他們之間的差異超出事先設定的范圍時即判為缺陷。
3、機器視覺檢測特點
一套高品質的機器視覺檢測系統(tǒng)，必須具備以下幾個必備條件：
1)高品質的成像系統(tǒng)
成像系統(tǒng)被稱為視覺檢測設備的“眼睛”，因此“眼睛”識別能力的好壞是評價成像系統(tǒng)的最關鍵指標。通常，成像系統(tǒng)的評價指標主要體現(xiàn)在三個方面：
能否發(fā)現(xiàn)存在的缺陷
基于圖像方法進行的檢測，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，一個高品質的成像系統(tǒng)首先應該是一個能充分表現(xiàn)被檢測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與鏡頭之外，用以營造成像環(huán)境的光照設計也顯得非常重要，有時候甚至會出現(xiàn)為特殊缺陷專門設計的光照系統(tǒng)。我們經(jīng)常所說的100%質量檢測系統(tǒng)，實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)字圖像的最小計量單位是像素(pixel)，它本身并不代表被攝物實際的尺寸大小。
被攝物實際尺寸大小與像素之間的關聯(lián)是通過一個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際物體尺寸。分辨力數(shù)值越小，圖像的精細程度就越高，檢測系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸就越小，檢測精度就越高。
能否足夠快地攝取圖像
如同人眼看運動物體一樣，當物體運動的足夠快時，人眼就不能再清晰的觀察到物體的全部。機器視覺檢測系統(tǒng)的“眼睛”-攝像機也有一個拍攝速度上限，即相機主頻。當被攝物的運行速度超出了攝像機的主頻上限時，攝像機就不能獲得清晰、完整的圖像，檢測就不能正常地繼續(xù)下去。攝像機主頻越高，采集速度也就越快，檢測才能保持高效進行。因此，是否采用了足夠高主頻的攝像機也是評價一個成像系統(tǒng)是否高品質的關鍵因素。
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檢測系統(tǒng)中相當于人工檢測時人腦的判斷思維，由于機器視覺是一個實踐性很強的學科，評價一個算法的好壞更多的是依賴于實際應用的驗證而非考察算法中是否采用了比較先進或高深復雜的理論。因此一個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，在設計處理算法時，需要充分分析人的判斷過程，并將其轉換成計算機的語言。
3)可操作性好
可操作性好主要要求檢測設備的應用操作要具備簡潔、方便并易于理解的特點。比如系統(tǒng)有友好的人機交互界面、良好的導向性操作設計等。
4)穩(wěn)定的其他配套設施
其他配套設施指的是除了檢測系統(tǒng)以外的設施，如傳輸控制平臺、缺陷處理裝置(剔除、報警、標記等)。對配套設施的要求是必須運行穩(wěn)定、信號響應及時、迅速。
二、醫(yī)藥標簽的檢測需求
目前，我國的醫(yī)藥類標簽印刷從整體上來看具有批量大、印刷內(nèi)容相對簡單的特點。但這并不意味著質檢難度相比其他類標簽低。相反地，由于醫(yī)藥標簽用途的特殊性以及國家對醫(yī)藥產(chǎn)品管理規(guī)范化的不斷加強，醫(yī)藥標簽的表面印刷質量在某種程度上有著比其他日用類、電子類標簽更加嚴格的檢測要求。
醫(yī)藥類標簽的檢測要求主要體現(xiàn)在：
1、標簽上關鍵區(qū)域檢測精度高。比如醫(yī)藥名稱、服用劑量等小字區(qū)的檢測，要求必須檢測且不能出現(xiàn)漏檢的情況。對一些小字體的標簽而言，字體筆畫缺失或小數(shù)點的缺失都是必檢內(nèi)容，對檢測系統(tǒng)的檢測精度是一個挑戰(zhàn)。
2、由于產(chǎn)品批量大，檢測效率必須得到保證，才能真正發(fā)揮檢測設備取代人工的作用。傳統(tǒng)的“遇錯即停”操作模式較難滿足高效檢測的需求。
3、隨著國家藥監(jiān)部門對藥品監(jiān)管力度的加大，電子監(jiān)管碼是醫(yī)藥標簽印刷中必然的趨勢，依靠人工或者單純的印刷檢測系統(tǒng)根本無法完成對監(jiān)管碼的檢測。
原因主要有因為電子監(jiān)管碼具有唯一性，每張標簽都不同，目前市場上的檢測設備大都依靠與標準圖像比對的方法進行檢測，電子監(jiān)管碼部分不能使用該方法。
三、國產(chǎn)醫(yī)藥標簽檢測設備應用現(xiàn)狀
視覺標簽檢測設備進入中國已經(jīng)有近十年的時間，部分外資日化標簽印刷企業(yè)通過國內(nèi)設廠的渠道首先將國外的檢測設備帶入中國。之后，國內(nèi)規(guī)模較大的標簽印刷企業(yè)出于競爭等因素的考慮逐步開始選配同類檢測設備。但是，對質量要求較高的電子和醫(yī)藥類標簽領域國外檢測設備應用比較少。主要原因是電子、醫(yī)藥等行業(yè)對于標簽質量的要求與日化標簽存在較大差異，在檢測精度、特殊缺陷和檢測效率等方面，國外設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)標簽檢測設備的市場占有率已經(jīng)超過60%，成為主流。目前，在國內(nèi)醫(yī)藥標簽印刷行業(yè)中，國產(chǎn)設備的市場份額達到90%，國產(chǎn)設備已經(jīng)被廣泛的接受。
在傳統(tǒng)的質量控制工序中，印刷品質的檢測依靠人工用肉眼完成。其中的弊端存在兩個方面：其一是人工檢測受情緒、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，檢測標準得不到很好的把握和執(zhí)行，質量控制的一致性差;其二是對于某些特殊缺陷(如反光、透明材料上的某些瑕疵)，人眼在某一個固定位置觀察時很難發(fā)現(xiàn)，而必需不斷調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，同時也更加難以保證檢測的結果。筆者接觸的很多印刷企業(yè)，因為客訴的壓力，品檢部門不得不采用同一種產(chǎn)品人工多次檢測來保證檢測結果的方法，但由于人工檢測的不穩(wěn)定性等因素導致效果并不理想。
從設備性能特點上來看，以大恒圖像為代表的國產(chǎn)醫(yī)藥標簽檢測設備主要是在精細缺陷檢測、電子監(jiān)管碼識別及品相檢測、設備應用效率三方面更好的滿足了用戶的需求。首先，針對醫(yī)藥標簽對于文字、臟點等細小缺陷要求較高的特點，國產(chǎn)設備可以做到高達0.04mm的檢測精度，完全滿足了醫(yī)藥標簽印刷企業(yè)最下規(guī)格產(chǎn)品的缺陷檢測需求，其檢測精度已經(jīng)達到了人眼觀察的極限。充分保證了醫(yī)藥標簽對于數(shù)字、文字的精確要求。其次，電子監(jiān)管碼是目前醫(yī)藥標簽中普遍關注的問題，目前開發(fā)出的電子監(jiān)管碼檢測模塊不僅能夠對電子監(jiān)管碼的條碼、號碼進行識別，還具備可變數(shù)據(jù)區(qū)域品質檢測功能。此功能非常好的滿足了高端醫(yī)藥標簽客戶對于電子監(jiān)管碼的品質要求。此外，針對標簽離線檢測停機多、效率低的突出問題，國產(chǎn)設備還推出了單點、復查等多種停機提出模式。通過客戶的長時間實際測試，國產(chǎn)設備靈活的缺陷處理模式可以較同類設備的檢測效率提高50%以上。這使得國內(nèi)檢測設備具備更好的投入產(chǎn)出比，進一步降低了設備使用門檻。
