印刷缺陷的視覺檢測原理有哪些

印刷品作為產(chǎn)品包裝的一種主要形式，具有外觀精美、清潔衛(wèi)生、成本低廉、使用方便等優(yōu)點，在眾多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，其特點是材質(zhì)多樣、工藝復(fù)雜、質(zhì)量要求高。在印刷品中，主要涉及三個主要類型：不干膠標(biāo)簽、煙盒包裝和塑料薄膜軟包裝。其中，不干膠標(biāo)簽主要包括：藥品標(biāo)簽、電子產(chǎn)品標(biāo)簽、日化品標(biāo)簽、食品標(biāo)簽；煙盒包裝包括：軟盒包裝和硬盒包裝；塑料薄膜軟包裝主要包括：藥品包裝、食品包裝、日化品包裝。標(biāo)簽、煙包和軟包裝典型的產(chǎn)品圖像如圖1～圖3所示。

圖1藥品標(biāo)簽圖2煙包圖3塑料軟包裝印刷品生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，如墨點、異物、文字殘缺、漏印、色差、套印不準(zhǔn)、臟點、刀絲、拖墨、劃傷、溢膠、氣泡等。這些缺陷一旦出現(xiàn)在產(chǎn)品包裝上，產(chǎn)品視覺觀感將大打折扣，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的品牌、降低客戶滿意度。目前，印刷企業(yè)主要以頻閃燈照明、人工粗略局部抽檢進(jìn)行質(zhì)量控制。由于人眼的局限性，質(zhì)量得不到有效控制。隨著用戶對產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高以及行業(yè)競爭的加劇，傳統(tǒng)的以人工抽檢為主的質(zhì)量檢測手段已經(jīng)嚴(yán)重制約了企業(yè)競爭力的提高，用自動化質(zhì)量檢測設(shè)備代替人工是必然趨勢。檢測原理典型的印刷品檢測算法主要包括三大類：(1)有參照判決。將被檢測圖像與標(biāo)準(zhǔn)模型比對，包括圖像級的逐點比對，特征級的特征比對。標(biāo)準(zhǔn)模板的獲取方式，包括基于PDF設(shè)計文件和基于好品統(tǒng)計兩類。(2)無參照校驗。根據(jù)事先定義的產(chǎn)品特征，檢測圖像中指定區(qū)域是否存在違反規(guī)則的情況。(3)混合型判決。綜合運用標(biāo)準(zhǔn)模板比對和基于規(guī)則的判決兩種方法。目前系統(tǒng)缺陷檢測選取了“混合型判決”的方法：以無參照的方法檢測刀絲缺陷（針對型檢測），以有參照的方法檢測文字殘缺、偏色、墨點、漏白、套印不良等缺陷（通用型檢測）。產(chǎn)品的使用過程包括“建模”和“檢測”兩個主要環(huán)節(jié)。主要流程如圖4所示。

圖4印刷品缺陷檢測系統(tǒng)工作流程示意圖其中，“建?！杯h(huán)節(jié)由質(zhì)量管理人員（QA）或者印刷機機長負(fù)責(zé)。主要操作步驟包括：產(chǎn)品基本資料輸入、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖像獲取、設(shè)置檢測范圍、劃分特殊檢測區(qū)域（配準(zhǔn)區(qū)域、字符區(qū)域、刀絲區(qū)域、屏蔽區(qū)域等）、設(shè)置檢測標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)參數(shù)。建模完成后相關(guān)數(shù)據(jù)將保存到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)器中，該數(shù)據(jù)通常稱為“模板”?！皺z測”環(huán)節(jié)由印刷機長或者普通操作人員負(fù)責(zé)，主要是完成分辨率標(biāo)定和進(jìn)行產(chǎn)品缺陷檢測。系統(tǒng)檢測算法基本流程如圖5所示。

圖5印刷品缺陷檢測算法流程示意圖針對型檢測算法拉絲、淺臟、散斑、串色，這類缺陷通用型檢測難以檢查出來，需要針對性提取其的特征才能查出來。

拉絲：一般只有一兩個像素寬度，但是長度較長，顏色較淺，基于點對點比較的通用性算法難以檢測這類缺陷，需要從不同顏色分量、紋理、對比度、縱向低頻橫向高頻等多個維度提取特征進(jìn)行檢測。淺臟：這類缺陷顏色較淺、面積較大，但是如果轉(zhuǎn)換到另一個顏色空間，則缺陷會明顯的突出出來，這類缺陷需要進(jìn)行特殊的顏色轉(zhuǎn)換才能查出來。散斑：這類缺陷表現(xiàn)為不連續(xù)，單個斑點缺陷不大，但是聯(lián)合起則較大，對于距離一兩個像素較近的散斑，則通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法可以解決，距離較大的散斑則可通過顏色及距離兩個維度進(jìn)行聚類。顏色測量：在印刷過程中由于不同墨鍵位置上墨量不同、不同區(qū)域版壓不同、不同時間溫度不同會導(dǎo)致印出產(chǎn)品顏色與標(biāo)準(zhǔn)樣有一定的差異。

通過標(biāo)準(zhǔn)白板及專有色卡對采集系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定得到RGB到LAB空間的顏色轉(zhuǎn)換模型，把實時印品不同區(qū)域不同顏色的LAB值與標(biāo)準(zhǔn)樣本對應(yīng)區(qū)的LAB值比較得到色差△E。通用型檢測算法通用型檢測算法，即基于標(biāo)準(zhǔn)模板比對的算法，一般用于檢測灰度或者顏色差異比較大、面積稍大的各種缺陷。算法原理：分為離線和在線兩個步驟。離線：通過定位校正實時圖像與模板圖像的位置偏差，把校正后的合格的圖像作為樣品集訓(xùn)練出大小模板；在線：通過定位校正實時圖像，比較實時圖像與大小模板每個像素之間的像素值，并計入一個錯誤值，若樣品像素在可接受的范圍，其錯誤值為零，若超過了此范圍，就由錯誤加權(quán)計算出其錯誤值，并進(jìn)行連通性分析得到Blob、對Blob進(jìn)行面積、占空比、能量等形狀特征分析識別缺陷。1)大小模板如何生成？2)錯誤值如何計算？根據(jù)當(dāng)前檢測圖像與模板進(jìn)行逐點灰度值比較，找出大于大模板圖像灰度值（漏印或墨淺）點然后進(jìn)行加權(quán)計算，生成漏印圖像；找出小于小模板圖像灰度值（臟點或墨濃等）的點進(jìn)行加權(quán)計算，生成臟點圖像。錯誤值根據(jù)Tolerance（容忍度）、STEP（步長參數(shù)）、GAIN（增益參數(shù)）、LIMIT（范圍參數(shù)）進(jìn)行計算。通常