數(shù)字印刷品質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法

吳鵬

伴隨著移動(dòng)服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)的興起，數(shù)字印刷技術(shù)不斷滲透到印刷行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，造就了按需印刷、個(gè)性化印刷、可變數(shù)據(jù)印刷、數(shù)碼打樣、商務(wù)快印、數(shù)字出版和直郵等各項(xiàng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，數(shù)字印刷正在影響著印刷產(chǎn)業(yè)的格局。

印刷行業(yè)的歷史變革經(jīng)歷了從傳統(tǒng)印刷到DTP，再到現(xiàn)今的CTP與數(shù)字印刷，但無(wú)論印刷行業(yè)如何變革，人們關(guān)注的焦點(diǎn)始終是圖文信息的傳遞與再現(xiàn)。因此，對(duì)圖文信息再現(xiàn)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并采用有效的手段進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與控制，始終是印刷產(chǎn)業(yè)極其重要的內(nèi)容。相比于傳統(tǒng)膠印，數(shù)字印刷的工作方式和耗材存在較大差異，印刷品質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系也有所差別，傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)已不再適合數(shù)字印刷。

數(shù)字印刷品質(zhì)量評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)字印刷發(fā)展較早，數(shù)字印刷品客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)成熟，對(duì)印刷品質(zhì)量控制方面的工作也遠(yuǎn)較國(guó)內(nèi)規(guī)范。目前國(guó)外普遍采用色彩管理系統(tǒng)和流程技術(shù)控制數(shù)字印刷品質(zhì)量，其采用的國(guó)際色彩組織ICC開(kāi)發(fā)的描述設(shè)備色彩表現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)（ICC Profile），可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的色彩交流和轉(zhuǎn)換，版面圖文在不同載體上能夠做到基本一致，即通常所說(shuō)的“所見(jiàn)即所得”，數(shù)字印刷品質(zhì)量能夠得到較好控制。

ISO 13660是首個(gè)國(guó)際性的圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，盡管ISO 13660標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)單色印刷而制定，但數(shù)字印刷設(shè)備制造商和數(shù)字印刷企業(yè)已經(jīng)將該標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展應(yīng)用于彩色數(shù)字印刷中。另外，ISO 17951標(biāo)準(zhǔn)在ISO 13660的基礎(chǔ)上也在不斷完善和擴(kuò)充。

國(guó)外學(xué)者對(duì)數(shù)字印刷的質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行了大量研究，并且在色彩、清晰度和精確度等方面形成了較為完善的理論體系。相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)科研院所的研究主要集中在檢測(cè)方面，對(duì)模型的研究較少?？琢峋岢隽嘶贑CD圖像捕獲設(shè)備進(jìn)行數(shù)字印刷質(zhì)量分析的可行性、評(píng)價(jià)要素及具體實(shí)施技術(shù)，該方法可以快速完成印刷質(zhì)量的客觀檢測(cè)與評(píng)價(jià)；張改梅通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了油墨濃度、激光強(qiáng)度兩大因素對(duì)數(shù)字印刷品的實(shí)地密度、網(wǎng)點(diǎn)增大、疊印率和相對(duì)反差的影響，得到了油墨濃度和激光強(qiáng)度對(duì)印刷質(zhì)量的影響曲線；李艷云以墨點(diǎn)保真度作為檢測(cè)要素，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像分析法定量分析和檢測(cè)，通過(guò)獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴墨印刷質(zhì)量的評(píng)價(jià)，同時(shí)利用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)影響噴墨印刷紙的若干因素進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)因素分析；姜桂平建立了數(shù)字印刷品文本清晰度感知質(zhì)量的評(píng)價(jià)模型，可通過(guò)其模型較好地預(yù)測(cè)文本清晰度的感知質(zhì)量。

數(shù)字印刷品質(zhì)量影響因素

目前，國(guó)際上對(duì)數(shù)字印刷這個(gè)概念還沒(méi)有確切的定義，本文對(duì)數(shù)字印刷的理解為：在印刷生產(chǎn)中，印刷活件存在著兩種信息流，即“圖文信息流”和“生產(chǎn)控制信息流”。圖文信息流解決“做什么”的問(wèn)題，控制信息流解決“如何做”的問(wèn)題，在數(shù)字印刷中這兩類信息都是數(shù)字化的，由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、記錄、處理和傳遞，數(shù)字印刷中數(shù)據(jù)流的控制節(jié)點(diǎn)為文件預(yù)檢、拼大版、RIP輸出等。

由此可見(jiàn)，數(shù)字印刷與傳統(tǒng)膠印間存在著本質(zhì)區(qū)別，因此對(duì)數(shù)字印刷品質(zhì)量檢測(cè)的指標(biāo)不能夠完全使用傳統(tǒng)意義上的實(shí)地密度、K值、套準(zhǔn)檢測(cè)等去評(píng)價(jià)質(zhì)量。與數(shù)字印刷質(zhì)量有關(guān)的材料、設(shè)備、工藝、環(huán)境等元素，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜統(tǒng)一的系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)于數(shù)字印刷品質(zhì)量的影響可以概括為以下3個(gè)部分。

1.耗材部分

印刷品的呈現(xiàn)是通過(guò)油墨附著在紙張上來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此紙張和油墨因素是該部分的主要內(nèi)容。

無(wú)論是靜電成像印刷還是噴墨印刷，紙張的物理性能（定量、厚度、緊度、平滑度、吸墨性等）、光學(xué)性能（白度、光澤度和不透明度）、化學(xué)性能（水分、酸堿性和耐久性等）和機(jī)械性能（抗張強(qiáng)度、撕裂度和耐折度）等均會(huì)對(duì)數(shù)字印刷品的質(zhì)量產(chǎn)生影響。但是，相對(duì)傳統(tǒng)印刷工藝，這些因素對(duì)于數(shù)字印刷品的影響是有差別的。例如，傳統(tǒng)膠印過(guò)程中，紙張受潤(rùn)版液的影響會(huì)吸收水分；而在靜電數(shù)字印刷過(guò)程中，紙張不僅不會(huì)吸濕，反而會(huì)脫水，因而會(huì)改變紙張的尺寸和平滑度，進(jìn)而影響圖像復(fù)制的精度和色彩。

目前數(shù)字印刷的耗材基本由數(shù)字印刷機(jī)制造商提供或指定，被指定的耗材生產(chǎn)商通常是根據(jù)具體設(shè)備廠商的要求，制定專門(mén)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)。

2.硬件部分

硬件部分主要包括影響紙張輸送、定位的輸紙組件，影響油墨或墨粉供應(yīng)的輸墨組件，以及成像核心器件，如靜電成像印刷的核心器件感光體、噴墨印刷的核心器件噴墨頭等。

3.軟件部分

軟件部分主要包括功能軟件和系統(tǒng)軟件。功能軟件中的各種算法以及參數(shù)設(shè)置是數(shù)字印刷工藝控制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其結(jié)果將直接決定印刷圖像的精度、色彩和階調(diào)再現(xiàn)。系統(tǒng)軟件負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中數(shù)字印刷部分的硬件，協(xié)調(diào)他們彼此之間的關(guān)系，因此每個(gè)設(shè)備制造商的系統(tǒng)軟件相對(duì)獨(dú)立。

上述三個(gè)部分為數(shù)字印刷品質(zhì)量的影響因素，如果能夠?qū)ζ溥M(jìn)行測(cè)量分析，就可以得到數(shù)字印刷影響因素與印刷圖像的定量關(guān)系，而這種關(guān)系可以通過(guò)建立一定的模型來(lái)完成。

數(shù)字印刷品質(zhì)量檢測(cè)的評(píng)價(jià)理論與評(píng)價(jià)方法

印刷品作為一種視覺(jué)產(chǎn)品，其客觀測(cè)量與主觀評(píng)價(jià)同等重要，二者是不可分割的統(tǒng)一體。主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)量對(duì)于數(shù)字印刷品質(zhì)量的評(píng)價(jià)存在必然的關(guān)系，這種關(guān)系可以用一定的層次結(jié)構(gòu)或者數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。

1.視覺(jué)模型

基于視覺(jué)系統(tǒng)所建立的模型稱為與設(shè)備無(wú)關(guān)的質(zhì)量模型，主要用來(lái)預(yù)測(cè)客戶對(duì)圖像質(zhì)量的判斷，其總體思路是按照人眼視覺(jué)系統(tǒng)感知質(zhì)量的不同方面來(lái)建立模型，用來(lái)預(yù)測(cè)質(zhì)量在視覺(jué)系統(tǒng)中的響應(yīng)模式，通常要求這些模型僅模擬人眼視覺(jué)系統(tǒng)中的某種獨(dú)立感知狀態(tài)，如銳度、彩度、顆粒度等。視覺(jué)模型建立的基礎(chǔ)是視覺(jué)評(píng)價(jià)方法，目前視覺(jué)評(píng)價(jià)方法有目視評(píng)價(jià)方法和定性指標(biāo)評(píng)價(jià)方法。無(wú)論哪種視覺(jué)評(píng)價(jià)方法，都是通過(guò)人的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)完成的，易受到評(píng)價(jià)者身份、性別、心理和喜好等因素的影響，其評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于數(shù)字印刷品而言具有一定的局限性和不一致性。因此，不宜孤立地采用視覺(jué)模型評(píng)價(jià)數(shù)字印刷品質(zhì)量，而應(yīng)與客觀質(zhì)量指標(biāo)通過(guò)視覺(jué)算法建立某種相關(guān)性，它能夠反映人眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)圖像物理屬性的感應(yīng)特性。但是由于人的視覺(jué)感知與大腦反映之間的聯(lián)系與區(qū)別復(fù)雜難辨，因此要建立良好的視覺(jué)模型，并且能夠與客觀測(cè)量物理量對(duì)圖像的描述產(chǎn)生一致的效果，是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。

姜桂平建立的數(shù)字印刷品文本清晰度感知質(zhì)量的評(píng)價(jià)模型，是國(guó)內(nèi)印刷業(yè)首次把人眼對(duì)文本清晰度的感覺(jué)與客觀指標(biāo)的物理測(cè)量值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最終提煉出三個(gè)最能體現(xiàn)文本清晰度的客觀指標(biāo)，即對(duì)比度、粗糙度和線寬，并且將這三個(gè)指標(biāo)與主觀評(píng)價(jià)值相關(guān)聯(lián)，得到不同顏色、字體、字號(hào)的文本清晰度的感知質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。

孔玲君等人利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了線條質(zhì)量屬性與主觀感知評(píng)價(jià)結(jié)果之間的關(guān)系模型。

2. 物理參數(shù)模型

基于數(shù)字印刷中硬件與軟件系統(tǒng)所建立的模型稱為與設(shè)備相關(guān)的質(zhì)量模型，也可稱為物理參數(shù)模型，其變量可以理解為分辨率、色域、噪聲、對(duì)比度和MTF等技術(shù)參數(shù)?；镜臄?shù)字印刷過(guò)程包括圖文輸入、RIP處理、成像、輸墨、圖文轉(zhuǎn)移及后處理等內(nèi)容，而每一個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵步驟均會(huì)對(duì)數(shù)字印刷品的質(zhì)量造成影響，因此依據(jù)這些關(guān)鍵步驟和主要影響參數(shù)可以建立數(shù)學(xué)模型。目前，ISO 19751的適用范圍比ISO 13660更廣，其采用與視覺(jué)感受相關(guān)的質(zhì)量指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)單色和彩色、二值和灰度等級(jí)數(shù)字印刷品。ISO 17951標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于數(shù)字印刷品的質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容包括光澤度和光澤度均勻性、宏觀均勻性、微觀均勻性、色彩表現(xiàn)和階調(diào)梯尺、文本和線條質(zhì)量、有效分辨率和有效階調(diào)水平以及相鄰區(qū)域引起的屬性等七個(gè)部分。這七個(gè)部分分別定義了各自相關(guān)的子屬性用于評(píng)價(jià)該部分內(nèi)容，而這些子屬性也是建立物理參數(shù)模型的基礎(chǔ)。

數(shù)字印刷品質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)注重質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防，而不是事后的檢查，因此不能單一地依靠視覺(jué)評(píng)價(jià)或客觀評(píng)價(jià)，而應(yīng)分別建立數(shù)學(xué)模型，并且讓兩個(gè)模型產(chǎn)生一定的相關(guān)性，使兩種評(píng)價(jià)更具統(tǒng)一性。數(shù)字印刷品質(zhì)量影響因素涉及到多個(gè)研究領(lǐng)域，因此需要更廣闊的基礎(chǔ)算法模型進(jìn)行分析研究，從而為數(shù)字印刷設(shè)備、承印材料和油墨等質(zhì)量的改進(jìn)和提高提供科學(xué)依據(jù)。endprint