印刷视觉检测技术发展趋势论文

印刷科技发展趋势 资料来源：《中华印刷科技学会会讯》第65期 主讲者：陈政雄-------------------------------------------------------------------------------- 数位、资讯与智慧，彻底改变了印刷传播及生产方式，我们不仅要在本位上求更快、更好及更有效率的生产，如何融入其他传播媒体，将文字图形与影像资讯做更广泛应用，在多元媒体领域创造更多价值，使精致印刷资讯档，成为业务和传播作业的重要一环。印刷媒材可能缩减但绝不会消失，因为人类对视觉感官永远有需求，印刷技术插足高科技生产，今天也绝非到顶点，未来将有更多地方会应用到，只是我们如何去面对、因应而已。然而，在今年参展的厂商基本资料试着以XML、PostScript File结合Database的概念，单一输入资讯档(One input)并以多元化输出(Many output)为应用。 一、自动设计与更顺畅生产流程电脑硬体和软体快速进步，显现在记忆容量和计算速度已有十倍、百倍成长，重覆性动作只要记下程序和变化量数，电脑便能模拟人的指令创作，如去背、加阴影、换底图，只要有样张及动作过程，电脑软体人工智慧便能因应操作，不必每次都要人工一再操作，既快捷又省人工，而且没有个人技术高低差别。电脑在语言输入、OCR字节辨识上，将会到达人类智能程度，只要人看懂的就可输入，大幅降低输入的负担。影像撷取设备从数位相机、手机到扫描机、录影机，来源更方便多元，智慧型翻译，将使世界村的知识及资讯交流更频繁、更无障碍，增加了印刷及传播机会。PDF、XML等跨平台、跨媒体的档案格式发展下，对传播流程使用及自动生产助益很大。使用排程式自动化生产，一定会达到省力化，有时更达无人化生产地步。二、网路应用使印刷传播方式和技术改变由于网路频宽改善、加上档案压缩技术进步，档案格式的限制减少，更快速方便的企业内部网路传讯及外部网际网路应用下，目前承作小档的网路合版印刷，将变成无远弗届的远距打样和远距分散印刷。应用网路科技大幅改变印刷市场和生态，将来出版社仓库只要一点点，只有伺服器出版物档案及贩售机制为主，利用锁码科技由指定印刷单位依需印刷及列印，或在各自客户列印完了后档案自动隐去，在这个时候，印刷业将只承制页面档案及管理这些资讯，印刷及列印是当地使用或远方传档小量输出的工作。业务人员不用带型录在世界展场跑，只要在当地列印，使用者付买书的权利金，回家自己输出或委由专门店列印装订。三、单一资讯档多元化输出应用输入来源有键盘、语音、数位板、数位相机、扫描器及电脑创作的文字、图形(Computer Graphic)、影像及语音资讯，整合成解析度高可做大尺寸画面的印刷用档案，所以，除了印刷品及大海报之外，其他网页、CD电子媒体都可以继续使用这些页面档案，但这些电子档的细致性，往往不如印刷媒体，因此印刷业须体认，自己是页面资讯原创者、管理者地位，才有较大生存空间。四、平版印刷的变革平印是最广泛应用的版式，正在处于走下坡的状态，但基于效率、品质和成本，平印仍是在包装、出版及商业印刷短、中、长版主要版式。CTP广泛应用，使在成本和工程上有利，DI机上制版，跨越印前、印刷甚至加工阶段。未来在奈米科技下，免用水一般PS版的单流体印刷，使平印品质成本更有竞争力，印刷浓度、色相的改善，使简单的设备技术便能把平印应用自如，达到以前未有品质水准。CIP4将使印刷准备时间减少、印刷色彩再现更准确。在包装和铁皮印刷方面，有一种超压缩气垫橡皮布，可印1.5mm厚瓦楞纸，而不再需裱纸应用。套对已使用数位追踪控制，未来的供水和供墨自动侦测回馈补偿，将使平印机品质有更逻辑化演绎控制。数位控制伺服马达广泛使用后，包括平印机的构造和控制将更简便，伺服马达不只在印刷单元或单一 筒驱动上取代曲柄、凸轮做应变弹性往复动作，更符合速度及印刷变化，在印刷机设计、制造及使用更简单，而检查维修更方便。若印压减轻，印刷机结构将更轻薄短小。印刷机将追求更快的工作更换速度，而非印刷机绝对速度，除非是大型轮转印报机、或商用轮转机才有必要。平印机的连线加工将更重要，能大幅提高生产附加值，包括原有上光、消光、全面使用陶瓷微穴辊供液，取代辊筒间隙及压力的调量式，另外应环保要求，可脱墨回收的上光方式和能溶解分散的纸张回收才能符合标准。使用薄板型轧刀在平印机上做模切加工，是很有附加价值的加工。流水号、条码、喷墨连线等可变印纹加工，打破平印固定印版的框架。菊四开小型机仍有强固小量多样市场价值，尤其CTP的小尺寸高速制版、聚酯版基材低价位，显现这类机器的灵活性。五、凹版和柔版的消长由于环保诉求，薄膜或合成皮等材料必须改用水性墨印刷，所以凹版的电子雕刻及成熟溶剂型油墨，也要改用腐蚀型较平浅的墨穴比较有利，因此，电子凹版 筒成像，以腐蚀凹陷才可能因应水性墨的印刷。柔版对水性墨的适应力较高，但印墨仍必须改善才能生产好的印刷品质，加上， CDI直接印版成像树脂版或雷射烧灼成像，使柔版在工程缩短及成本降低下，可能逐步取代凹版在薄膜及合成材料印刷地位。在商标、表格及精致瓦楞纸印刷方面，仍有发展空间，像银行、信用卡、劳健保通知，都会有印刷彩色广告页，因此平印和柔印将有不同程度替代性。柔版对小量多样在成本及弹性较佳，「无轴化」不论在凹版及柔版都是重要方向，尤其窄幅柔版有十种以上连线上光、裱膜、模切、网印及其他加工可能性，像刮刮乐彩券的多种加工，应用更宽。但凹版在宽幅两公尺以上超大型、超高速杂志、文化及大量塑胶印刷较占优势，如美国R.R.多纳利公司就仍将大型化杂志印刷定位在凹版印刷，主要是其在薄纸印刷高浓度、高光泽及高品质再现上，连商用轮转平印也赶不上。六、网印精度和使用广度增加网版在彩色印刷已可使用175线技术，网点再现及浓度更胜平印，所以应用在很多个性化手机、电子用品，十分讨好。另一方面，套印精度在5μ以下的电子产品如电路板、LCD-TFT数位相机零件等，也考验网版印刷机的重复精度和再现印纹准确性。大型海报、旗帜印刷方面，国外采用多色机中间连结UV紫外线乾燥系统，使工作一气呵成，大幅提升生产能力，但除大量海报及薄板印刷之外，小批量海报多使用巨型喷墨列印，将100张以下的市场取代，主要是工程短不用制版及上机，而且可用平台式喷墨在凹凸厚材料上，和网版印刷一竞短长。网印机的自动化生产体系，是最急迫需求，因为电子厂高效率的要求是网印机厂研发重点。网版制版使用喷墨直接成像，仍未取代底片制版方式。七、可变印纹列印 是发展最快部份色粉、喷墨及电子印墨，是无版可变印纹列印三种主要方式。色粉为海德堡、全录、HP、EPSON、Xeikon、IBM、Nipson、Oce'等公司所使用，每小时6000 张A4列印能力、1200dpi的精细输出，可以全面或局部改变印纹，设置成本上可随需要有很大的伸缩性，未来会在更低廉更快速上努力，以便争取较大数量的列印工作，而且印纹光泽性、厚度也和平版相似，很难用肉眼分辨平印或色粉列印，但在前置档案处理作业上有待加强，且尺寸最大只有500×700mm，对用惯菊全平印的人仍然需要更大尺寸。将来色粉列印的印墨会更精细及色泽浓度会更改善。电子印墨有Indigo及ToyoInk Elcosy两种方式，Indigo在速度上达到每小时8000份A4列印能力，另一方面可以用淡色辅助的网点法列印，加裱膜上光达到相片品质。卷装式Omnuis商标列印方式，做各种变化内容、连续号码及颜色变化号码防伪功能，将来在尺寸（尤其宽幅）增大，若达28寸（720mm）就可列印菊全印件以因应短版需求，不过目前仍困在速度慢、成本高的高价市场，无法普及。ToyoInk Elcosy列印是电磁作用（使水性印墨凝结附着）列印方式，机宽达600mm，速度每分达350英尺（105公尺），成本可以较低、材料适应力很强，研发至今5、6年仍未商用化。喷墨列印是相当成熟实用技术，不论热泡沫及压电方式都不分轩轾，大小尺寸从相片到超大海报，甚至高速全喷墨表格列印生产，微针点已达4800dpi解析力，大海报也有360dpi可近看的解析力，使用UV乾燥的喷墨列印，在耐光性、耐候性及附着力三方面都很优秀，是大海报，不吸墨表面及厚重石板、钢板、木板等材质的重要列印方式。在宽幅1公尺上下的列印机，印刷业使用做打样工作已十分普及，未来在海报生产、大型婚纱相片列印都有市场，尤其专辑印刷后页画档、大尺寸列印布展，仍有相当大市场空间。Scitex的高速列印头在电脑报表纸印刷后的可变资讯列印方面，已有十分成熟市场。而印刷机形成高速列印彩色全变化内容印件，宽幅在22寸（550mm）、速度达到每分钟150公尺，有360dpi解析，未来一定更精致而且速度更加提升。在过去十年，喷墨头的能力已有一千倍以上进展，未来使用半导体制程喷墨头一定是更大尺寸及精致化，这是可以预期。使用相位可重复变化显现的电子纸、电子印墨，有一天可以成为书本方式，每次重复载入不同资讯而没有废纸产生，就如教室中那块白板可由不同老师写上不同资讯。它的小粒子内成份，因感应不同的极性，而形成显色或消色效果，只要一次重新整合就成一张「白纸」，在环保上十分具有意义，印刷界就成了页面资讯提供者。在商品、库房、告示板可使用这样的标纸，随时改变价格或内容，不用重写十分方便。八、安全及防伪印刷由于印刷设备和技术全面提升，传统四色彩印商标、包装及说明书已没有防伪效果，必须用六色、七色高传真彩印才会有所不同，另外，使用雷射全息黏标或烫金，也有它一定效果，但魔道消长，不久可能又要找更精细干涉波防伪图案才可。凹版印刷成本高，也有它一定防伪效果，所以色泽浓、精细雕刻纹路，在高科技下有深一层防伪功效。压纹、浮水印技术虽然古老，也是有效方法，像邮票齿孔由每一个模具达数百万元所冲制，想模仿也不容易。总之，在成本不用加太高、仿制的人又不易模仿下，最重要的是不用工具一般人用眼光就能分辨才是防伪重点，但出来新技术方法，在使用一段时间之内就会被模仿，这是时时要更新的防伪重点。九、印刷市场变化及因应印刷业由原来生产制造业变为资讯传播、包装应用及工业应用加值产业，如何因应社会、市场和加值链破坏，市场往往由盛极而衰，利润从有变无，如果固守原有范围势必血本无归。二十年前出生率和现在相比只剩一半不到，教科书产业因就学儿童大幅降低，加上政府采取开放却紧控价格的鸡肋效应，原本丰厚市场也只剩少数几家在苦撑。如何在新的市场找到有利基的生产项目，如做别人做不到的设计、加工、立体印刷、变化体等仍有发展空间，UV紫外线在塑胶板上的印刷，有些外销工作一年就有一百多万美金业务，类似LCD-TFT彩色滤镜印刷、更大厚度瓦楞纸直接平版彩色印刷，免印墨干涉波影像再现等，在市场的价值稀有和精致化，所以要多方找寻，甚至开发新技术在市场上应用。因为利基市场时时在变化和更新，所以要能克服技术难关，做好服务工作，并掌握自身「核心技能」提升及应用，更重要的，在关键时刻要导入新设备及技术，以在市场上取得先机，才是创造利润永续发展要件。

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉。在反恐排爆类装备的研发中，通过走访公安一线，发现目前公安领域多数排爆机器人只是采用摄像头作为排爆取证的工具，并有将摄像头采集的图像数据作为一种排爆目标识别的手段。机器视觉技术目前已经广泛应用在机器人自主导航、机器人手眼一体伺服控制等领域中。但是在公安排爆机器人领域，机器视觉技术应用较少。多数排爆任务需要公安干警近距离进行勘察，而人的主观判断往往受制于经验和生活中积累常识的影响，会出现不客观的错误判断。利用机器视觉系统采集的信息，能自主的分辨不同颜色、形状、深度的排爆目标，同时将采集的图像与常用爆炸物专家库中的信息进行比对，客观地反应目标是否为爆炸物并给出判断结果。

【机器视觉技术的发展趋势】机器视觉的概念起始于20世纪60年代，最先的应用来自"机器人"的研制。最早基于视觉的机器系统，先由视觉系统采集图像并进行处理，然后通过计算估计目标的位置来控制机器运动。1979年提出了视觉伺服概念，即可以将视觉信息用于连续反馈，提高视觉定位或追踪的精度。1、60年代：MIT(MassachusettsInstituteofTechnology)的Roberts通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体、棱柱体等多面体的三维结构，并对物体形状及物体的空间关系进行描述．他的研究工作开创了以理解三维场景为目的的三维计算机视觉研究。2、70年代：首次提出较为完整的视觉理论，已经出现了一些视觉应用系统．70年代中期，MIT人工智能(ArtificialIntelligence)实验室正式开设"机器视觉"课程。1973年MITAILab吸引了国际上许多知名学者参与视觉理论、算法、系统设计的研究，D.Marr教授就是其中的一位．他于1973年应邀在MITAILab领导一个以博士生为主体的研究小组，1977年提出了视觉计算理论(VisionComputationalTheory)，该理论在80年代成为计算机视觉领域中的一个十分重要的理论框架。 3、80年代中期：计算机视觉获得蓬勃发展，新概念、新方法、新理论不断涌现。我国早期正式介绍计算机视觉的文献：计算机视觉：一个兴起的研究领域，计算机应用与软件，1984年第3期。4、90年代中期：深入发展、广泛应用的时期。 随着微处理器、半导体技术的进步，以及劳动力成本上升和高质量产品的需求，国外机器视觉于20世纪90年代进入高速发展期，广泛运用于工业控制领域。根据工业环境的不同，全球机器视觉主要分为以下两类： 一类是用于大规模或者高测试要求的生产线上，如包装、印刷、分拣等，或者在野外、核电等不适合人员工作的环境中，利用机器视觉方式代替传统人工测量或检试，同时实现人工条件下无法达到的可靠性、精确度及自动化程度。 另一类应用是必须用到高性能、精密机器视觉组件的专业设备制造，典型代表是最早带动整个机器视觉行业崛起的半导体制造设备。从上游晶圆加工制造的分类切割，到末端电路板印刷、贴片，这类设备都依赖于高精度的视觉测量以对运动部件进行导引与定位。例如，如果锡膏印刷工序存在定位偏差，且该问题直到芯片贴装后的在线测试才被发现，那么返修的成本将会是原成本的100倍以上。 机器视觉发展至今，早已不是单一的应用产品。机器视觉的软硬件产品已逐渐成为生产制造各个阶段的必要部分，这就对于系统的集成性提出了更高的要求。工业自动化企业要求能够与测试或控制系统协同工作的一体化工业自动化系统，而非独立的视觉应用。在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。