光学字符识别（OCR）技术在食品和饮料行业的应用 专家指南 全球管理法规推动OCR需求 2012年5月，美国食品和药物管理局（FDA）因沙门氏菌、未经 申报的杏仁等原因发出了24项强制性食品召回令。并且，这种 情况并非仅仅发生在美国市场。国际标准化组织（ISO）包括了 大多数农产品的跟踪和标签要求，而日本法律则包括了记录从 农用化学品到屠宰场操作的一切信息的规定（《屠宰场法》）。 2011年9月，美国政府通知国内和国际食品生产商，未来，食品 跟踪要求将变得更为严格，因不遵守相关规定面临的罚款将变 得更为严重。（见《食品安全现代化法案》侧栏。） 《美国生物恐怖活动法》规定，生产设施应具有提供产品可追 溯性的适当系统，以便食品链的任何部分能够在24小时内对所 有食品实现其来源追朔及目的地跟踪。这需要能够跟踪每个食 品项目的信息线索。 在欧盟，食品和饲料快速预警系统（RASFF）能够随时识别到食 品或饲料安全风险且即刻启用快速信息交流，充分支持可追溯 性系统。如果网络成员国了解到一项人类健康潜在风险，其将 通知欧洲委员会，而欧洲委员会会立即将此信息发送到其他成 员国——以及欧盟以外地区——以便可以迅速采取纠正措施。 一些立法，如美国《生物恐怖活动法》和欧盟《通用食品法》 ，规定了所有食品和饲料企业应履行的可追溯性义务，但只有 当其他利益相关者能够轻松访问和共享采集到的信息时，这些 立法规定才会有效。 基于此，食品生产商和包装商正在考虑如何能够采用跟踪与追 踪技术自动记录食品生产情况，在供应链的所有层面向他们的 管理团队实时提供更好的了解。条形码是跟踪与追踪行动的传 统解决方案，但消费者无法读取条形码。因此，许多生产商正 在转向使用视觉系统的光学字符识别（OCR）技术，其能够读 取字母数字文本以及一维条形码和二维数据矩阵码，以从原材 料到最终包装产品的整个过程高速跟踪食品和饮料，并且准确 性比人工检测或者仅有条形码时更高。 《食品安全现代化法案》：美国认真对待 食品安全问题 美国《食品安全现代化法案》包括了19项将影响食品加 工行业的新规定。这些规定中的一些预计将增加对机器 视觉的需求。根据要求，FDA将获得对食品生产设施记录 的扩大访问。该机构可以为了跟踪目的或者在有理由怀 疑存在潜在公共健康风险的情况下获得记录。另外，在 农产品行业的协作下，FDA将创造一种有效跟踪与追踪水 果和蔬菜的新方法，以确保安全、及时地定位和召回任 何受到污染的农产品。 这些新规定同时适用于在美国销售产品的国内外食品生 产商。 

什么是OCR机器视觉？ 虽然在美国发生的每个食品召回事件的具体情况各不相同，生 产商的成本和责任也各不相同，但有一件事情是肯定的——那 些不具备生产和装运产品完整记录的生产商将比那些具备相关 完整记录的生产商付出更大的成本代价以纠正这种情况。简而 言之，您无法有效管理很多未知情境。 配备了OCR工具的机器视觉系统为食品和饮料加工和包装业务 提供四个重要功能： 1. 存在。检查产品描述和跟踪文本是否已印刷在产品上。 2. 跟踪与追踪。在整个生产过程中跟踪配料和经包装的产 品。 3. 识别。确保标签与产品、条形码和/或者数据矩阵码相匹 配。 4. 验证。验证正确的字符是否清晰地印刷，以确保客户安全 和品牌管理。 视觉系统通过采集生产线上产品的图片来完成这些任务。视觉 系统可轻松处理高速度的食品和饮料生产和包装线上所发现的 高速度。然后采用视觉系统中能够定位文本字符串并“读取” 字母数字代码的OCR工具分析图像。这些代码可能包括批次和 日期代码以及印刷和标签验证数据。视觉系统可在几分之一秒 内采集和处理这些代码，然后将所提取的数据传送到工厂网络 供用户分析和存储数据，从而改进供应链管理以及在发生产品 召回的情况下限制赔偿责任。同时，视觉系统可进行编程以完 成其它检验任务；包括确保安全密封垫的的存在以及读取条形 码或二维数据矩阵码。视觉系统可以进行配置以完成一个或多 个任务，具体取决于制造商的要求。 OCR技术为食品和饮料行业带来的好处 OCR技术可通过以下方面使食品和饮料生产商受益： • 加快响应时间—如果供应链出现问题，OCR为生产商提供 所需的信息以迅速研究并采取纠正措施。 • 减少责任—错误标记的含有过敏原的包装或者受到污染的 食品和饮料可能导致法律诉讼和公众健康危害。OCR记录 文件可以追溯到供应商，帮助识别问题的根源。 • 提高生产率—自动化OCR技术通过在更多领域消除人工干 预的需求增加了流程效率，同时提高了准确性和可靠性。 • 简化生产—OCR代码具有人类可读性，从而增加了一维条 形码和二维数据矩阵码标记。 • 提高客户满意度和确保法规符合性—在发达市场上，新法 规要求或者很快将要求对食品和饮料进行100%的检验、 跟踪与追踪，这一点与医药产品的相关规定相似。 跟踪生产流程的每一步 OCR机器视觉技术是一种经广泛验证的用于从原料阶段到最终 包装产品的整个加工过程跟踪食品和饮料的成熟方式。OCR系 统的一些较常见应用包括： • 配料/原料接收 • 实时生产跟踪 • 日期代码准确性和可读性 • 批代码和批次验证 • 到期日期验证 • 标签验证 • 模具型腔印刷质量检验和验证（如瓶子和容器） • 标签位置、质量和品牌管理 • 自动化仓库、拾取和装运数据管理 • 优化产品退回流程，提高客户信用 

食品和饮料生产商的OCR应用 OCR工具可验证最高速生产线上的 保质期和批次代码。 OCR工具可读取并验证食品和饮料包装 上的过敏原信息是否存在，以确保消费 者安全食用。 OCR工具需具备读取任何类型表面 上多数不同代码的灵活性和强大 性。 OCR工具可验证字符串是否存在并且 无误，以便将准确的信息通信至供应 链。 OCR工具可提供区分错配和劣读的 强大读取性能。 OCR工具使视觉系统能够在类型与 背景之间的对比度极低的情况下读 取文本。 在视觉系统中选择OCR技术时需要提 出的六个问题 通过适当的照明、正确的图像采集设备配置以及与工厂网络的 无缝连接，食品和饮料制造商可以在视觉系统中利用OCR工具 迅速改进生产率、产品记录和供应链管理。另外，当寻找视觉 系统实现这些目标时，最重要的是在评估OCR软件时考虑到这 些关键点： • OCR软件能否读取任何印刷字体？ • 当文本与背景之间的对比度极低时（彩色文本或者背景噪 影），其能否读取文本？ • 在照明条件不断变化而可能影响对比度的情况下，其能否 读取文本？ • 在许多字母存在变化、歪斜或粘连的情况下，其能否读取 文本？ • 其能否读取印刷质量差、有划痕或带有褪色字符的文本字 符串？ • 其能否读取任何类型表面上的文本，包括玻璃、金属、纸 板、陶瓷和塑料？ 在OCR工具中寻找的功能 预处理和图像校正 许多OCR软件工具将不包括图像校正和过滤功能，因此要求用 户使用单独的工具完成这一步骤。这个额外的步骤将可能减慢 系统的检验速度，进而降低生产率。最佳的机械视觉系统在 它们的OCR工具中都包括预处理和图像校正功能，以提高对比 度、校正不断变化的照明条件和过滤图像中的背景噪影。包含 预处理和图像校正功能的软件可使关于新字体的软件培训、针 对不同生产线的系统编程以及随着光线条件变化的操作系统操 作变得更加轻松。 分割 对机器而言，一张书面文本图片只不过是从白到黑以及成千上 万灰色圆点的集合。OCR工具可识别这些圆点是否形成线条或 笔画以及笔画组是否共同形成字母。康耐视OCRMax®工具采用 特殊的分割规则，让客户能够对系统进行几乎任何印刷字体及 异常脚本（草写体）的培训。OCRMax甚至能够利用先进的分割 功能结合分类与字段化功能以适应字母发生粘连的情况。 

警示事例 2011年5月和6月，一种新型大肠杆菌O104:H4细菌在德国北部地区引起了严重食源性疾病的爆发。此次疾病爆发在整个欧 洲导致50人死亡并产生28.4亿美元的人类生产力损失以及3.062亿美元的受影响农民的补偿金。最终，这一灾难性事件突出 了食品供应链中准确的产品识别和可追溯性的重要性。 此次疾病暴发的连锁反应将在很长一段时间对我们产生影响。许多消费者仍然不信任新鲜食品。尼尔森公司进行的一项 调查显示，在接受调查的德国人中，四分之三的人员要求食品生产商和加工商对食品安全承担起更多的责任。这项在水 果和蔬菜包装上提供足够消费者信息的责任已经开始履行，这在发达国家也十分缺乏。一项针对2100种产品包装的最新分 析显示，在超市提供的水果和蔬菜中，只有不到1%提供了在整个供应链对食品进行跟踪的详细信息。实施可靠、自动化 的光学字符识别功能将为食品和饮料行业带来重大益处。 分类和字段化 先进的OCR工具利用分割以及分类和字段化功能提高读取准确 性。分类指通过对一个特定字母的不同数学分析比较，以确定 字母更可能是字母“B”还是数字“8”（举例）。OCRMax为用 户提供两种不同的方法对每个字母进行分类，以提供市场上最 高的OCR准确性分数之一。另外，字段化功能也有助于提高读 取准确性。回到上述“B”vs“8”的例子，如果一个给定的文 本字符串含有一个日期代码，程序员用户可以利用工具确定只 有在特定位置的字母才为数字。这为OCRMax提供了又一种肯 定“8”是数字而非字母“B”的方式。 启用OCR视觉系统在食品和饮料行业 的未来发展趋势 随着政府规章和公众对安全产品的需求不断增加，越来越多的 食品和饮料生产商将需要部署具有OCR功能的机器视觉系统以 解决这些挑战。OCR技术应足够强大，以便更加一致、可靠地 解决恶劣环境中的应用。另外，其还需要具有足够的可扩展性 和动态性，以适应生产流程中的各种变化。确保机器视觉系统 中的OCR功能能够胜任不同的任务将使您在整个供应链中—— 从验收原料产品到检查最终包装的质量和客户退货流程——能 够遵守法规、限制责任以及提高效率。 美洲 美国东部： 美国西部： 美国南部： 美国底特律： 美国芝加哥： 加拿大： 墨西哥： 中美洲： 南美洲： 巴西： +15086503000 +16509698412 +16158446158 +12486685100 +16306496300 +19056342726 +528150307258 +528150307258 +19092470445 +554788040140 欧洲 奥地利： 比利时： 法国： 德国： 匈牙利： 爱尔兰： 意大利： 荷兰： 波兰： 西班牙： 瑞典： 瑞士： +431230603430 +3228080692 +33147771550 +4972166390 +3615010650 +35318254420 +390267471200 +31208080377 +48717760752 +34934456778 +4621145588 +41713130605 土耳其： +902123718561 英国： +441327856040 亚洲： 中国： 印度： 日本： 韩国： 新加坡： 台湾： +862150509922 +918040224118 +81359775400 +8225399047 +6563255700 +88635780060 www.cognex.com 公司总部 地址：美国马萨诸塞州纳提克郡万维路 电话：+15086503000 传真：+15086503344 ©2012康耐视公司版权所有。 本文件中的所有信息如有变更，恕不另行通知。保留一切权利。 Cognex、In-Sight、DataMan和VisionView均为康耐视公司注册商标。 所有其它商标均为其各自所有者的财产。 本文件于美国印刷。Lit. No. VNEG3-201207。