三维检测技术在印刷质量检测中的应用

印刷缺陷按照其空间特性可以分为二维缺陷和三维缺陷，二维缺陷即通常所说的套印不良、偏色、漏印、缺印、糊字、漏烫、烫残等常规印刷缺陷；三维缺陷是指与标签平面存在物理空间差异的缺陷，如气泡、划伤、溢胶、折痕、压凸类缺陷。基于视觉技术的印刷质量检测系统，其主要目的就是确保上述两大类缺陷能完全检测。传统的印刷质量检测主要依靠人工完成，而基于视觉技术的质量检测系统的主要目的就是代替人眼。

人眼对印刷缺陷的感知能力存在两个方面，一方面是空间分辨率模型（即尺寸），另一方面是对比分辨率模型（即缺陷与背景的对比度反差）。而视觉成像技术就是通过对人眼的仿真来实现对物体的成像的，通过软件的处理来仿真人的大脑，这就是所谓的“为机器植入眼睛和大脑”，人眼成像与视觉成像的对比如图1所示。

人眼成像与视觉成像的对比

从图中可以看出相机的CCD像元代替人的视网膜细胞、镜头代替人的晶状体、镜头的光圈代替人的瞳孔，从而组成一套光学系统达到代替人眼的目的。

三维类印刷缺陷如气泡、划伤、溢胶、折痕、压凸等，通常靠人工很难可靠检测，只有在一定的光学条件下人眼与缺陷的方向成一定角度时方可检出。人工检测该类缺陷时，需要将被检测物体进行任意角度的旋转，人眼才有可能检测出来。而视觉成像的角度是固定，如果要模仿人工对被检测物体进行旋转的话，无疑将加大整个检测系统的复杂程度。为此北京凌云公司通过对该类缺陷的光学特性进行研究后，在国际上率先开发出专门用于检测三维印刷缺陷的光学系统，其原理图见图2。

门用于检测三维印刷缺陷的光学系统

三维缺陷检测效果及其性能

在采集到好的三维印刷缺陷的图像后结合该类缺陷的图像特征，北京凌云公司针对该类缺陷进行了相关图像处理算法的研究，并开发出专门检测该类缺陷的检测软件，其检测效果如下图所示：

检测该类缺陷的检测软件及其检测效果

检测该类缺陷的检测软件及其检测效果

凌云公司开发的三维缺陷检测具有四大特性：

超强缺陷检测能力：能检测深度为0.02mm浅划伤和0.1mm2微小尺寸气泡；

全方向缺陷检测：对各个方向的三维缺陷具备同样检测能力；

创新光学系统实现全幅宽检测：最大可检测幅宽可达1000mm；

专用算法软件：采用专用软件，可实现高精度检测。

凌云公司自2011年率先开发出专门用于三维印刷缺陷的检测系统后，目前已经在大型标签和烟标印刷企业得到很好的应用，真正实现了视觉检测系统对印品缺陷检测的100%全覆盖，为广大印刷企业提高印品质量提供了最佳检测手段。