余節(jié)約，葉仲賢，徐國(guó)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(dòng)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(guó)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(guó)包裝總公司科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果介紹

實(shí)施印刷生產(chǎn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高質(zhì)量和效率有重要意義，但校正過(guò)程繁瑣，對(duì)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(cè)試圖和控制條，利用掃描式檢測(cè)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(dòng)給出印刷機(jī)狀態(tài)分析、印刷質(zhì)量評(píng)價(jià)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(cè)效率，降低技術(shù)要求，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

印刷測(cè)試圖；控制條；掃描式檢測(cè)

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(gè)過(guò)程可通過(guò)閉環(huán)的色彩管理實(shí)現(xiàn)有效的控制，即使沒(méi)有做到色彩管理的企業(yè)，在長(zhǎng)期的磨合過(guò)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(huì)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(lái)生產(chǎn)，由此帶來(lái)工序間的銜接問(wèn)題。例如追色困難就是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題：客戶提供了電子文件，同時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)不管怎樣調(diào)整墨量也無(wú)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(gè)印刷生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化！如果能把印刷加工過(guò)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(huì)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(guó)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(guò)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(guò)程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)對(duì)技術(shù)、設(shè)備、材料的要求較高，對(duì)印刷企業(yè)而言并非易事，因此，國(guó)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(píng)價(jià)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(gè)過(guò)程還是比較復(fù)雜，需要印刷專門測(cè)試版，需要檢測(cè)和分析大量數(shù)據(jù)，占用時(shí)間多，對(duì)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(guó)內(nèi)也有與ISO 12647對(duì)應(yīng)的國(guó)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(guò)程控制》，但一直缺乏與之配套的評(píng)價(jià)、分析、校正工具，使得國(guó)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(guò)程中對(duì)技術(shù)要求高、檢測(cè)過(guò)程繁瑣的難題，給出一種由數(shù)字測(cè)試版、掃描式檢測(cè)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(cè)與自動(dòng)分析，與市場(chǎng)上現(xiàn)有的pressSIGN、G7-Curve3等工具相比，對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(cè)試圖，再對(duì)測(cè)試圖進(jìn)行檢測(cè)分析，整個(gè)過(guò)程實(shí)施起來(lái)成本高、技術(shù)難。本項(xiàng)目把工藝、硬件與軟件結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了一種實(shí)施印刷過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化校正的新方法，如圖1所示。通過(guò)掃描檢測(cè)一套自主設(shè)計(jì)的測(cè)試版，如圖2所示，利用軟件對(duì)印刷機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析、自動(dòng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或自定義的標(biāo)準(zhǔn)要求，可以使校正過(guò)程變得簡(jiǎn)單容易。

圖2所示的測(cè)試圖包含有20個(gè)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(gè)色塊。通過(guò)抽取不同時(shí)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(cè)的數(shù)據(jù)很多，本產(chǎn)品采用掃描式檢測(cè)取代現(xiàn)有的定點(diǎn)檢測(cè)，只用2分鐘就能測(cè)完一張測(cè)試圖的全部色塊，然后軟件自動(dòng)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(cè)試版才能完成。所以相比于現(xiàn)有的方法，整個(gè)校正過(guò)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(duì)技術(shù)要求低。

2.1 對(duì)印刷機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析

本項(xiàng)目利用檢測(cè)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，對(duì)各色印刷質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)印刷機(jī)和材料可能存在的問(wèn)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(píng)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(cè)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(shí)，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(cè)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(cè)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(cè)量和計(jì)算過(guò)程需要占用大量時(shí)間。

本方法根據(jù)圖2所示的測(cè)試圖的檢測(cè)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(duì)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(cè)試版，檢測(cè)該測(cè)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(cè)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(dòng)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(shí)的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大補(bǔ)償值。

2.4 給出印刷質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

本方法還能掃描檢測(cè)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(píng)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(jià)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(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)化方法，因?yàn)槌杀竞图夹g(shù)要求太高，對(duì)一般工廠為說(shuō)，可能需要外請(qǐng)專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員才能校準(zhǔn)，后期的維護(hù)沒(méi)法保證，很難為印刷企業(yè)所普遍接受采用；只有適應(yīng)國(guó)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(huì)為廣大印刷企業(yè)所樂(lè)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(cè)試圖拼貼在平時(shí)印刷的短版活的拖梢部位，抽取幾張樣張進(jìn)行掃描檢測(cè)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(guò)程的顏色復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)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(wèn)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(dòng)化。

徐國(guó)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(yáng)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