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您所在的位置:中国视觉网 >> 聚焦 >> 业界观察 >> [图文]王亚鹏:机器视觉在印刷业的应用现状及发展趋势  
机器视觉在印刷业的应用现状及发展趋势
——中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司总经理助理王亚鹏先生
作者王亚鹏 文章来源中国视觉网 点击数:   更新时间:2007-6-18 13:25:30

随着计算机技术的不断进步及机器视觉技术的不断完善,国内的机器视觉设备制造商与国外同行的差距也会逐渐缩短,目前在系统软件的设计开发方面已经可以与国外产品相抗衡,将来自主开发的硬件产品也会占据更大的舞台,国产的机器视觉系统会在与进口产品质量相对的情况下依靠价格及技术服务方面的强大优势逐渐主导国内市场,并会在不久的将来进军国外市场,在国际竞争中占据一席之地。

    印刷术起源于中国,为人类文明的发展做出了巨大贡献,而现代印刷技术在以德国为代表的欧洲实现了又一次质的飞跃,实现了机械化大生产,使得印刷品充满了我们生活中的每一个空间。虽然新一代的印刷机在速度、质量等方面有了很大的提升,然而遗憾的是单靠印刷机自身仍然无法杜绝各种印刷缺陷的出现,无法满足社会对印刷品质越来越高的需求。
    印刷中常见的缺陷情况有以下几大类:油墨密度偏差;印刷套色偏差;色彩偏差;印刷内容的偏差;承印物缺陷;机械损伤;其它各种非常规缺陷等。由于印刷技术的复杂性和印品缺陷的多样性,如何更好地控制印刷质量一直以来是困扰各印刷厂家的难题,最普遍的情况是依靠优秀的机长或领班的丰富经验来发现问题。但毕竟人眼的能力是在许多方面有局限性的,他们必须借助一些工具来更好地解决问题。
    传统的印刷质量检测仪器有色密度仪、分光度仪、色彩检测仪等。这些仪器都是利用光学的原理实现测量,比如用色密度仪利用了不同厚度及密度的墨层对光线吸收及反射的比例不同的原理,通过测量从印品反射回的光的能量来反映不同的印刷色密度;分光度仪则是利用不同彩色的油墨相对于不同波长的光的反射与吸收比例不同的原理,通过分析测量印品反射的不同波长的光谱特性来反映印刷色彩的差异。
    利用专用的仪器进行检测实现了由人眼的观察与主观判断到准确的数字化测量的飞跃,然而这些仪器一般都是在静态的条件下进行抽检,不能及时发现问题;每种仪器只能测量某一特定的印刷指标,而且每次只能测量印刷品上的某一小区域,无法实现全面的检测。
    现代的印刷机速度都非常快,一般都能达到100米/分钟~300米/分钟的速度,有些印刷机的速度还要快。在这么高的印刷速度下,一旦发生印刷质量问题不能及时发现就会导致大量的废品出现,造成很大的浪费。为了能够在印刷过程中能及时发现问题,一般印刷厂都采用在生产线上安装频闪灯,利用频闪灯快速闪光及人眼的视觉暂留原理,使人眼能够观察到动态的印品图案,可以在生产中发现重大的印刷缺陷。
    频闪灯不断闪烁的强光对人眼也会带来物理的损伤,引发各种眼科疾病,所以随着计算机技术及数字图像技术的发展,在20世纪80年代末出现了用于印刷生产线的印刷图像抓拍系统,其原理就是用工业摄像机代替人眼,抓拍到生产线上的特定位置的印刷图像,并将图像进行数字化处理在计算机的屏幕上显示出一幅幅清晰的静态图像,可以由人工控制调整摄像机的位置而观看不同部位的印刷质量。这种图像抓拍系统的最大优点就是克服了频闪灯对人眼的伤害,同时能够更清晰地观看到印刷图案。
    这种图像抓拍系统还只是机器视觉系统的一个雏形,因为它主要是图像抓拍及显示功能,因为受制于计算机的运算速度,只能有很少量的基本图像处理功能,所以这个系统只能是作为人工观测的一个辅助工具。到20世纪90年代初,计算机的处理能力进一步提高,真正具有自动处理及识别功能的机器视觉系统开始出现,如大恒图像在1993年成功开发了人民币水印在线检测系统,利用计算机智能化图像识别技术自动检测人民币水印的各种缺陷,被广泛地在我国各印钞厂推广应用,不仅将工人从繁重的重复性劳动中解放出来,而且大大提高了产品质量检查的可靠性。

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