印刷質(zhì)量的自動分析與校正—一種印刷生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化控制工具

余節(jié)約，葉仲賢，徐國輝，王葆寧，田培娟，錢金英，張顯斗

（杭州電子科技大學(xué)，杭州，310018）

印刷質(zhì)量的自動分析與校正—一種印刷生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化控制工具

余節(jié)約，葉仲賢，徐國輝，王葆寧，田培娟，錢金英，張顯斗

（杭州電子科技大學(xué)，杭州，310018）

中國包裝總公司科學(xué)技術(shù)獎獲獎項(xiàng)目成果介紹

實(shí)施印刷生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化對提高質(zhì)量和效率有重要意義，但校正過程繁瑣，對技術(shù)要求高，是制約標(biāo)準(zhǔn)化推廣的瓶頸。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)了印刷測試圖和控制條，利用掃描式檢測快速獲取光譜信息，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的參數(shù)指標(biāo)，利用軟件進(jìn)行計(jì)算和分析，能自動給出印刷機(jī)狀態(tài)分析、印刷質(zhì)量評價信息，以及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)所需要的最佳控制密度和網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償信息等，大幅提高檢測效率，降低技術(shù)要求，具有良好的應(yīng)用價值。

印刷測試圖；控制條；掃描式檢測

1 項(xiàng)目背景

傳統(tǒng)的印刷生產(chǎn)方式，印刷廠接收原稿后，由印前車間完成分色和打樣，再由印刷車間完成顏色復(fù)制，整個過程可通過閉環(huán)的色彩管理實(shí)現(xiàn)有效的控制，即使沒有做到色彩管理的企業(yè)，在長期的磨合過程，也能使印刷效果與原稿、打樣實(shí)現(xiàn)較好的匹配。隨著社會分工發(fā)展和印前制作軟件的普及，特別是隨著印刷電子商務(wù)的發(fā)展，一件印刷產(chǎn)品所需的多道工序往往是由不同的企業(yè)來生產(chǎn)，由此帶來工序間的銜接問題。例如追色困難就是一個常見的問題：客戶提供了電子文件，同時提供顏色樣張，要求印刷廠依照樣張顏色生產(chǎn)，但印刷工人有時發(fā)現(xiàn)不管怎樣調(diào)整墨量也無法追色。這是因?yàn)椴噬珗D像由四色網(wǎng)點(diǎn)組成，印刷顏色不僅取決于四色墨量，還和疊印效果、網(wǎng)點(diǎn)面積擴(kuò)大等有關(guān)。解決追色難題，不能只靠印刷工人調(diào)節(jié)墨量，還需要整個印刷生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化！如果能把印刷加工過程的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大特征、疊印效果特征等校正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，則印刷工人只需要把墨量調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求，版面上所有顏色都會比較容易地達(dá)到追色的要求，能顯著提高印刷質(zhì)量和效率。此外，這種標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范的墨量利用油墨預(yù)置系統(tǒng)就可以較為準(zhǔn)確地獲得，可以充分發(fā)揮油墨預(yù)置技術(shù)的效用。

國際上有ISO 12647（印刷技術(shù)——網(wǎng)目調(diào)分色、樣張和印刷成品的加工過程控制）系列標(biāo)準(zhǔn)，有助于印刷從業(yè)者、印前部門以及印刷品買家之間進(jìn)行信息交流，有助于質(zhì)量控制和效率提升。然而印刷過程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)對技術(shù)、設(shè)備、材料的要求較高，對印刷企業(yè)而言并非易事，因此，國際上有G7、GMI、PSO等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)范，以及pressSIGN、G7-Curve3等質(zhì)量評價和校正輔助軟件，用于協(xié)助印刷企業(yè)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的要求。但整個過程還是比較復(fù)雜，需要印刷專門測試版，需要檢測和分析大量數(shù)據(jù)，占用時間多，對工人的技術(shù)要求高，一般只有規(guī)模較大、技術(shù)水平較高的印刷廠才能實(shí)現(xiàn)。

國內(nèi)也有與ISO 12647對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 17934，以及正在制定中的新標(biāo)準(zhǔn)《膠印數(shù)字化過程控制》，但一直缺乏與之配套的評價、分析、校正工具，使得國家標(biāo)準(zhǔn)很難在生產(chǎn)中得到真正的推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目的主要目的是解決標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中對技術(shù)要求高、檢測過程繁瑣的難題，給出一種由數(shù)字測試版、掃描式檢測工具、分析與校正軟件組成的印刷標(biāo)準(zhǔn)化分析與校正工具，實(shí)現(xiàn)高效檢測與自動分析，與市場上現(xiàn)有的pressSIGN、G7-Curve3等工具相比，對技術(shù)要求更低、使用效率更高，能解決制約標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施與推廣的技術(shù)與成本瓶頸。

2 主要內(nèi)容

比較、分析印刷過程所涉及的各工序特征，實(shí)現(xiàn)印刷生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，難點(diǎn)和重點(diǎn)在于印刷機(jī)生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化控制，一般需要校正印刷機(jī)狀態(tài)、確定最佳墨量、再對網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大進(jìn)行補(bǔ)償校正，每一環(huán)節(jié)都需要印刷相應(yīng)的測試圖，再對測試圖進(jìn)行檢測分析，整個過程實(shí)施起來成本高、技術(shù)難。本項(xiàng)目把工藝、硬件與軟件結(jié)合起來，開發(fā)了一種實(shí)施印刷過程標(biāo)準(zhǔn)化校正的新方法，如圖1所示。通過掃描檢測一套自主設(shè)計(jì)的測試版，如圖2所示，利用軟件對印刷機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析、自動地計(jì)算出最佳密度值，以及印前RIP所需的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值，使印刷工藝符合ISO標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)或自定義的標(biāo)準(zhǔn)要求，可以使校正過程變得簡單容易。

圖2所示的測試圖包含有20個重復(fù)的墨區(qū)，每一墨區(qū)含有青、品紅、黃、黑四色網(wǎng)點(diǎn)梯尺，及基本色、間色色塊和灰平衡色塊等，共計(jì)有1000個色塊。通過抽取不同時間節(jié)點(diǎn)的多張樣張，獲取大量數(shù)據(jù)，再利用軟件進(jìn)行綜合分析，能給出更加全面、有代表性的性能分析，在此基礎(chǔ)上所做出的校正更加合理。由于需要檢測的數(shù)據(jù)很多，本產(chǎn)品采用掃描式檢測取代現(xiàn)有的定點(diǎn)檢測，只用2分鐘就能測完一張測試圖的全部色塊，然后軟件自動分析替代人工分析，只需一次印刷即可確定最佳墨量和網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值，而現(xiàn)有的方法需要多次印刷測試版才能完成。所以相比于現(xiàn)有的方法，整個校正過程效率高，浪費(fèi)少，大幅度節(jié)省成本，并且不需要人工計(jì)算，對技術(shù)要求低。

2.1 對印刷機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析

本項(xiàng)目利用檢測的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，對各色印刷質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)印刷機(jī)和材料可能存在的問題，如圖3中間圖所示，品紅色右側(cè)墨區(qū)的75%網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大偏大；還給出當(dāng)前各墨區(qū)的密度分布，以及不同密度條件下網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大和色差情況，從中可以評估印刷機(jī)性能是否穩(wěn)定。

2.2 確定最佳密度

現(xiàn)有的方法是特地印刷一種測試版，該版面上青、品紅、黃、黑四色呈三角形分布，當(dāng)印刷機(jī)各墨區(qū)輸出墨量近似時，由于不同墨區(qū)圖文面積不同，紙張上各墨區(qū)的色度值和密度值不同。檢測不同墨區(qū)的色度值，找出與標(biāo)準(zhǔn)色度值之間色差最小的墨區(qū)，檢測該墨區(qū)的密度值作為最佳密度值。這種方法確定的密度，只能滿足四色盡量接近標(biāo)準(zhǔn)要求，忽略了紅、綠、藍(lán)等間色的要求，并且測量和計(jì)算過程需要占用大量時間。

本方法根據(jù)圖2所示的測試圖的檢測結(jié)果，建立青、品、黃、紅、綠、藍(lán)、黑的色度值與青、品、黃、黑四色密度之間的映射關(guān)系，再求出能讓青、品、黃、紅、綠、藍(lán)、黑色與標(biāo)準(zhǔn)之間色差最小的密度作為最佳控制密度，如圖4所示，能更好地滿足標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)對墨色的要求，還能進(jìn)一步掌握在最佳密度條件下，基本色和疊印色與標(biāo)準(zhǔn)色相比的色差情況，所形成的色域與標(biāo)準(zhǔn)色域的比較情況，明確當(dāng)前的紙張油墨組合的印刷呈色性能。

2.3 確定網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償校正值

現(xiàn)有的方法是在最佳密度條件下，再次印刷包含四色梯尺的測試版，檢測該測試版上的青、品紅、黃、黑四色的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大值。再結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償設(shè)置值，計(jì)算出所需要修改的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值。實(shí)際上不同的印張，甚至同一印張的不同位置，網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大值都有較大的差異，檢測一張印張上梯尺所得到的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大曲線很有可能并非當(dāng)前印刷的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大曲型特征。

本方法根據(jù)選定的最佳密度，從眾多墨區(qū)中選出密度接近最佳密度的墨區(qū)，用加權(quán)的方法計(jì)算當(dāng)前印刷的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大平均值，如圖5所示，能更好符合實(shí)際印刷的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大特點(diǎn)。

再輸入當(dāng)前所設(shè)置的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償曲線，如圖6左側(cè)所示，程序自動計(jì)算出網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大需要修正的值，如圖6中間的表格所示，用于修正RIP時的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值。

2.4 給出印刷質(zhì)量客觀評價

本方法還能掃描檢測印刷控制條，快速獲得各墨區(qū)的密度分布并指出最佳密度值，以及當(dāng)前的色度值、疊印率、網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大值等，并給出直觀的評分值，如圖7所示，幫助印刷工人控制印刷工藝符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 應(yīng)用價值

隨著印刷行業(yè)生產(chǎn)方式進(jìn)一步向分工合作方向發(fā)展，只有以標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式取代傳統(tǒng)的定制式的生產(chǎn)方式，才能管控好這種分散生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。套用國外的標(biāo)準(zhǔn)化方法，因?yàn)槌杀竞图夹g(shù)要求太高，對一般工廠為說，可能需要外請專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員才能校準(zhǔn)，后期的維護(hù)沒法保證，很難為印刷企業(yè)所普遍接受采用；只有適應(yīng)國內(nèi)印刷企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件，在基本不增加生產(chǎn)成本和技術(shù)要求的前提下，協(xié)助客戶和印刷企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，才會為廣大印刷企業(yè)所樂于接受。利用這一套質(zhì)量分析與校正工具，只需要把圖2所示的測試圖拼貼在平時印刷的短版活的拖梢部位，抽取幾張樣張進(jìn)行掃描檢測后，就可以輕松找出最佳密度和RIP所需的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值，從而實(shí)現(xiàn)印刷生產(chǎn)過程的顏色復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)化，通過大幅降低技術(shù)、成本要求，解決制約印刷標(biāo)準(zhǔn)化推廣的瓶頸問題。

Automatic Analysis and Correction of Printing Quality——A Control Tool of Printing Production Standardization

YU Jie-yue, YE Zhong-xian, XU Guo-hui, WANG Bao-ning, TIAN Pei-juan, QIAN Jin-ying, ZHANG Xian-dou

Standarding the printing production process is signifcant to the improvement of the quality and efficiency, while the calibration process which is cumbersome and requires high technology restrains the popularization of the standardization. The design of the printed test chart and control strip assists scanning detection to obtain spectral information quickly which are utilized for software to calculate and analyze with the standardization of production parameters. The product can automatically give the press state analysis and printing quality evaluation information and meet the standardized production requirements, such as the optimal control density, dot area expansion compensation and so on, which enormously improves the detection efficiency and reduces the technical requirements. Therefore, the product has good application value.

printing test chart; control strip; scanning detection

TS206

A

1400 (2017) 03-0033-04

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.03.001

余節(jié)約（1969）男，浙江瑞安人，博士，杭州電子科技大學(xué)數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，印刷包裝系主任，印刷質(zhì)量與色彩管理。

葉仲賢（1963）男，浙江文成人，本科，寧波報(bào)業(yè)印刷發(fā)展有限公司，副總經(jīng)理，電子自動化。

徐國輝（1969）男，浙江寧波人，中專，寧波報(bào)業(yè)印刷發(fā)展有限公司，副總經(jīng)理，印刷工程。

王葆寧（1971）男，遼寧大連人，本科，寧波報(bào)業(yè)印刷發(fā)展有限公司，副總經(jīng)理，印刷工程。

田培娟（1969）女，山東萊州人，碩士，杭州電子科技大學(xué)數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，教師，印刷工程。

錢金英（1981）女，浙江富陽人，碩士，杭州電子科技大學(xué)數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，教師，藝術(shù)設(shè)計(jì)。

張顯斗（1980)男，河南人，博士，杭州電子科技大學(xué)數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，數(shù)字媒體技術(shù)系主任，光學(xué)工程