引言

　　我国的标签印刷产业在近十年来取得了长足的发展，根据相关资料统计，近年来我国标签市场的年增长率高达15%-20%，已经远远高于国民经济的平均增长速度。而医药类标签印刷作为印刷产业中一个重要的分支，伴随着我国的医药卫生事业的发展和医药产业的现代化、国际化趋势，其产品生产要求也已经由高产高效转向了高质高效。在某些保健类药品的标签印刷中，其印刷图案更为精美、多样，质量要求也较传统药品高出许多。同时，由于行业竞争的加剧，医药类标签印刷企业的利润越来越薄，而人工成本却越来越高。对于一个致力于满足更高客户要求和长远发展的医药包装印刷企业而言，这些转变和发展是不容忽视的。

　　在传统的质量控制工序中，印刷品质的检测依靠人工用肉眼完成。其中的弊端存在两个方面：其一是人工检测受情绪、身体健康状况、劳累程度以及周围环境干扰等因素的影响，检测标准得不到很好的把握和执行，质量控制的一致性差；其二是对于某些特殊缺陷（如反光、透明材料上的某些瑕疵），人眼在某一个固定位置观察时很难发现，而必需不断调整观察位置或视角方向才能发现这些缺陷，增加了人工的疲劳程度，同时也更加难以保证检测的结果。笔者接触的很多印刷企业，因为客诉的压力，品检部门不得不采用同一种产品人工多次检测来保证检测结果的方法，但由于人工检测的不稳定性等因素导致效果并不理想。

　　机器视觉印刷质量检测是一种模拟人工检测方法和判断逻辑，但同时又具有更高检测精度和更好一致性的自动化检测方法。既能满足现代药品标签印刷的高质高效要求，又具备良好的柔性调节功能，满足标签客户的个性化检测等级要求；同时，从企业生产管理的角度而言，其特殊的检测结果存储、分析以及通讯功能可以很方便地嵌入企业ERP系统，实现人工检测根本无法实现的数字化质量管理。

　　一、 机器视觉检测的特点

　　1、 机器视觉检测技术简介

　　机器视觉，简而言之就是利用机器代替人工进行目标识别、判断与测量。它是现代光学、电子学、软件工程、信号处理与系统控制技术等多学科的交叉与融合。下图是机器视觉检测的工作流程：

图1机器视觉检测工作流程
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　　光学采集设备：由工业摄像机、光源及配套图像采集卡等硬件组成。主要作用是获取通过采集位置的标签的数字图像，为后续的分析与处理提供素材，相当于人工检测的眼睛。

　　判断识别：由工业控制计算机及植入的图像处理与分析软件、控制软件构成。是视觉检测的核心部分，最终形成缺陷的判断并能向后续执行机构发出指令。

　　自动控制：最终将检测系统的结果变换成具体操作的硬件，比如常见的声光报警器、废品剔除装置或作标记的装置（如喷墨机、贴标机等）。

　　除此之外，印刷检测设备还必须有一套稳定的机械传输控制平台，对于安装在印刷机上的在线检测系统而言，传输平台就是印刷机；而对于离线检测系统，则需要单独配置传输平台，如复卷机、单张传输平台等。[next]

　　2、 印刷缺陷检测原理

　　印刷缺陷检测主要依靠图像比对的方法进行。如图2所示，上部图像是通过相机采集到的实时图像，而下部图像为事先采集并存储下来的标准图像。检测时，首先将两幅图像通过定位等方法使其重合，然后进行逐点（逐像素）对比颜色（或亮度差异）。当他们之间的差异超出事先设定的范围时即判为缺陷。

图2 缺陷检测原理图
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　　图中有两个可能被找出来的瑕疵点（1和2），但由于2的面积小并且亮度差异小于事先设定的差值，  故不判为缺陷。

　　3、 机器视觉检测特点

　　一套高品质的机器视觉检测系统，必须具备以下几个必备条件：

　　1） 高品质的成像系统

　　成像系统被称为视觉检测设备的“眼睛”，因此“眼睛”识别能力的好坏是评价成像系统的最关键指标。通常，成像系统的评价指标主要体现在三个方面：

　　能否发现存在的缺陷

　　基于图像方法进行的检测，所能够依据的最原始也是唯一的资料即是所采到的图像上的颜色（或者亮度）变化，除此之外，没有其他资料可供参考。所以，一个高品质的成像系统首先应该是一个能充分表现被检测物表面颜色变化的成像系统。因此除了选择具有高清晰度的相机与镜头之外，用以营造成像环境的光照设计也显得非常重要，有时候甚至会出现为特殊缺陷专门设计的光照系统。我们经常所说的100%质量检测系统，实际上指的是在能够充分表现各种缺陷的图像中的100%全检。

　　能够发现的缺陷的最小尺寸

　　数字图像的最小计量单位是像素（pixel），它本身并不代表被摄物实际的尺寸大小。相应的，
被摄物实际尺寸大小与像素之间的关联是通过一个叫做分辨力的物理量来完成的。分辨力指的是每单位像素代表的实际物体尺寸。分辨力数值越小，图像的精细程度就越高，检测系统能够发现的缺陷尺寸就越小，检测精度就越高。

　　能否足够快地摄取图像

　　如同人眼看运动物体一样，当物体运动的足够快时，人眼就不能再清晰的观察到物体的全部。机器视觉检测系统的“眼睛”-摄像机也有一个拍摄速度上限，即相机主频。当被摄物的运行速度超出了摄像机的主频上限时，摄像机就不能获得清晰、完整的图像，检测就不能正常地继续下去。摄像机主频越高，采集速度也就越快，检测才能保持高效进行。因此，是否采用了足够高主频的摄像机也是评价一个成像系统是否高品质的关键因素。

　　2） 成熟的图像处理与分析算法

　　图像处理与分析算法在整个检测系统中相当于人工检测时人脑的判断思维，由于机器视觉是一个实践性很强的学科，评价一个算法的好坏更多的是依赖于实际应用的验证而非考察算法中是否采用了比较先进或高深复杂的理论。因此一个能够充分模拟人脑判断过程与方法并且稳定、高效的图像处理与分析算法才是我们需要的，也就是所谓的成熟的处理与分析算法。因此，在设计处理算法时，需要充分分析人的判断过程，并将其转换成计算机的语言。

　　3） 可操作性好

　　可操作性好主要要求检测设备的应用操作要具备简洁、方便并易于理解的特点。比如系统有友好的人机交互界面、良好的导向性操作设计等。

　　4） 稳定的其他配套设施

　　其他配套设施指的是除了检测系统以外的设施，如传输控制平台、缺陷处理装置（剔除、报警、标记等）。对配套设施的要求是必须运行稳定、信号响应及时、迅速。[next]

　　二、 医药标签的检测需求

　　目前，我国的医药类标签印刷从整体上来看具有批量大、印刷内容相对简单的特点。但这并不意味着质检难度相比其他类标签低。相反地，由于医药标签用途的特殊性以及国家对医药产品管理规范化的不断加强，医药标签的表面印刷质量在某种程度上有着比其他日用类、电子类标签更加严格的检测要求。   

　　医药类标签的检测要求主要体现在：

　　1、 标签上关键区域检测精度高。比如医药名称、服用剂量等小字区的检测，要求必须检测且不能出现漏检的情况。对一些小字体的标签而言，字体笔画缺失或小数点的缺失都是必检内容，对检测系统的检测精度是一个挑战。

　　2、 由于产品批量大，检测效率必须得到保证，才能真正发挥检测设备取代人工的作用。传统的“遇错即停”操作模式较难满足高效检测的需求。

　　3、 随着国家药监部门对药品监管力度的加大，电子监管码是医药标签印刷中必然的趋势，依靠人工或者单纯的印刷检测系统根本无法完成对监管码的检测。原因主要有因为电子监管码具有唯一性，每张标签都不同，目前市场上的检测设备大都依靠与标准图像比对的方法进行检测，电子监管码部分不能使用该方法。

　　三、 国产医药标签检测设备应用现状

　　视觉标签检测设备进入中国已经有近十年的时间，部分外资日化标签印刷企业通过国内设厂的渠道首先将国外的检测设备带入中国。之后，国内规模较大的标签印刷企业出于竞争等因素的考虑逐步开始选配同类检测设备。但是，对质量要求较高的电子和医药类标签领域国外检测设备应用比较少。主要原因是电子、医药等行业对于标签质量的要求与日化标签存在较大差异，在检测精度、特殊缺陷和检测效率等方面，国外设备并不能较好的满足国内国内用户的需要。

　　2007年之后，国内标签检测设备的市场占有率已经超过60%，成为主流。目前，在国内医药标签印刷行业中，国产设备的市场份额达到90%，国产设备已经被广泛的接受。

　　从设备性能特点上来看，以大恒图像为代表的国产医药标签检测设备主要是在精细缺陷检测、电子监管码识别及品相检测、设备应用效率三方面更好的满足了用户的需求。首先，针对医药标签对于文字、脏点等细小缺陷要求较高的特点，国产设备可以做到高达0.04mm的检测精度，完全满足了医药标签印刷企业最下规格产品的缺陷检测需求，其检测精度已经达到了人眼观察的极限。充分保证了医药标签对于数字、文字的精确要求。其次，电子监管码是目前医药标签中普遍关注的问题，目前开发出的电子监管码检测模块不仅能够对电子监管码的条码、号码进行识别，还具备可变数据区域品质检测功能。此功能非常好的满足了高端医药标签客户对于电子监管码的品质要求。此外，针对标签离线检测停机多、效率低的突出问题，国产设备还推出了单点、复查等多种停机提出模式。通过客户的长时间实际测试，国产设备灵活的缺陷处理模式可以较同类设备的检测效率提高50%以上。这使得国内检测设备具备更好的投入产出比，进一步降低了设备使用门槛。

　　经过国内视觉设备提供商的不懈努力和实践，国产视觉检测设备已经成为中国医药标签印刷企业的首选设备！

图3 大恒图像印刷检测设备在医药标签印刷企业的应用
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[时间：2010-12-24  作者：大恒图像  来源：必胜网]