打印制版成像的微观质量检测方法技术

本发明专利技术涉及一种喷墨打印制版成像的微观质量检测方法，属于绿色印刷技术领域。首先制作含有印版成像微观质量检测图样的数字原稿，并打印成像，作为检测图板；采用光学显微放大和彩色CCD成像系统，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，并在显微成像条件下，标定CCD所成数字影像的物面尺度分辨力；在相同的显微成像条件下，利用校准色板，对CCD成像进行印版光反射率的校准；在相同的显微成像条件下，对检测图板的单元图样成像，形成RGB数字影像；由光反射率校准关系，得到图板单元图样的光反射率灰度影像；通过数字图像处理技术得到图样印迹的质量属性指标值。该检测方法可用于打印制版成像的微观质量检测及其质量控制。

【技术实现步骤摘要】
打印制版成像的微观质量检测方法
本专利技术涉及一种喷墨打印制版成像的微观质量检测方法，属于绿色印刷

技术介绍
印刷技术正朝着数字化和绿色环保方向发展。包括喷墨、静电等多种成像体系已在最终印刷品的生产中得到应用和快速发展。同时，这种新技术也在不断改变着传统印刷的制版工艺。目前，不仅由激光扫描成像的CTP技术摒弃了菲林和晒版，且出现了喷墨成像等直接制版技术，进一步省略了激光CTP制版的液体显影过程，大大提高了制版技术的绿色、环保性。喷墨打印工艺的制版技术，与CTP制版的激光扫描成像相比，因墨滴大小、喷射方向等因素的控制方式不同于激光扫描光点，成像的微观质量有其特有的性能。版面成像的微观质量将直接决定印品的成像质量，因而，版面成像微观质量的测量，成为制版成像控制中不可缺少的一环。但打印制版工艺尚在起步阶段，尚没有成型的质量测评方法，建立印版成像的微观质量属性指标和检测方法显得尤为重要。国际标准ISO/IEC13660和ISO/IECTS24790，针对打印和复印等办公设备硬拷贝输出在白色背景上的非彩色单色成像质量，定义了体现文本质量的线条和大面积成像印迹等质量指标体系及其测量方法，可对该领域的硬拷贝成像质量进行客观测量和评价。打印制版成像亦为数字硬拷贝输出过程，与办公硬拷贝成像的质量元素具有一定的相似性。因此，可借鉴该系列标准中的质量元素，构建打印制版成像的质量测评体系。但印版的成像与办公设备的有所不同：一是印版成像的目的是控制印刷过程中的着墨量，而不是打印品的为用于人眼视觉感知；另一是印版成像精度高，要求的测试精度也高。这样，则不能像上述标准中以视觉量为基础测评量，也不能用上述标准中基于1200dpi扫描仪的影像来提取测评量，而是要根据印版的应用和测评要求构建其特有的成像质量测评体系。
技术实现思路
本专利技术的目的在于建立一种适于喷墨打印制版版面图文成像微观质量的检测方法，为喷墨打印制版产品的质量测控打下基础。该检测方法可用于打印制版成像的微观质量检测及其质量控制。打印制版的打印墨水，具有一定的印刷着墨力，墨水量越大，印刷时的着墨量就越大。墨水中加入呈色染料，既可由其呈色暗度体现墨量多少，进而体现印刷时的着墨量，还可由呈色图形的质量特征体现印版图文的成像质量。该专利技术即基于打印墨水成像颜色暗度的光反射率信息，体现印版图像的微观成像质量。本专利技术的打印制版成像微观质量检测方法，通过获取版面图像印迹的高分辨率数字影像，得到印迹微米级面元的光反射率信息；进一步，基于光反射率信息建立图像印迹的质量特征量及检测方法。一种打印制版成像的微观质量检测方法，包括以下步骤：(1)制作含有各印版成像微观质量检测图样的数字原稿，并打印成像，作为检测图板；(2)采用一光学显微放大和彩色CCD成像系统，该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形光源。CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，并在选用的显微成像条件下，标定CCD所成数字影像的物面尺度分辨力，以数字影像单像素所对应的物面尺寸表征，称为尺度标定；(3)在相同的显微成像条件下，利用校准色板，对CCD成像进行印版光反射率的校准，即建立此时CCD成像的响应值与印版光反射率间的数学关系；(4)在相同的显微成像条件下，对印版检测图板的某一单元图样成像，形成RGB数字影像；(5)对步骤(4)形成的RGB数字影像，由步骤(3)得到的光反射率校准关系，得到图板单元图样的光反射率灰度影像；(6)对步骤(5)得到的光反射率灰度影像，通过数字图像处理技术得到图样印迹的质量属性指标值。步骤(1)中，所述的印版成像微观质量检测图样的数字原稿，采用*.gif或*.bmp格式，分辨率与打印制版的打印分辨率相同。所述的检测图板中包括水平与竖直方向排列的不同像素宽度的线条、不同像素直径的圆点，水平、竖直方向放置的单像素宽度线条等单元图样。步骤(2)中，对CCD所成数字影像的物面尺度分辨力(CCD成像分辨率)的标定，包括如下步骤：1)由CCD成像器件拍摄双圆点标尺图标，形成标尺图标的数字影像；双圆点标尺图标包括两个直径相同的圆点，圆点的直径和两圆点圆心距可根据需要进行设计和调整。2)由双圆点标尺图标数字影像中两圆点圆心距对应的像素数计算该成像条件下数字影像的分辨力。其中，CCD成像器件显微成像所用照明光为D65白光环形光源，即环形光源发出环形白光，该环形白光以一定的倾斜角度照射到光场中心表面的样品上，且光场中心被拍摄表面内光照均匀；所述的CCD成像器件为CCD相机，CCD相机的颜色响应对所用D65白光达到白平衡；所选用的显微成像条件需使CCD相机的像元数目，在显微放大倍率配合下达到CCD所成数字影像的每个像素对应成像物面上的线度不大于3μm。步骤(3)中，显微成像条件与步骤(2)相同，即CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，选定相同的成像放大倍率和光强。对CCD相机的光反射率校准，包括如下步骤：1)由积分球分光光度计测试校准色板各色块和标准白板的可见光光谱反射率，分别记为ρ0(λ)和ρs(λ)；2)根据印版成像墨水的颜色特征，在其补色光波段内选取一个合适的波长范围，如对于蓝绿色墨水，不同墨量色块的光反射率差异主要发生在其补色光-红光波段，则可选择的波长范围在600nm～700nm之间。之后，分别求取所选波长范围内校准色板色块和标准白板的光反射率总和，并以(1)式表征校准色板各色块的光反射率：式中λ1和λ2分别为所选取波长范围的起止波长；该光反射率相当于在该波段内样品对等能白光的反射量与标准漫反射体对等能白光反射量的比值。3)由CCD成像系统对校准色板各色块成像，对数字图像的中部求取RGB响应的平均值，选取出随校准色板色块变化最大的颜色值，并归一化，记为d；4)根据校准色板所有色块的ρ和d值，由一维拟合方法建立ρ与d之间的数学关系，即在该成像状态下CCD影像响应值与印版印迹光反射率间的校准关系。所述的校准色板包含有不少于15个不同网点面积率的色块，每个色块的形状为正方形，边长不小于10mm。控制色块打印墨量多少的网点面积率值从0％～100％间均匀取值，选取15个以上不同网点面积率的色块作为数字原稿，采用*.gif或*.bmp格式，分辨率与打印制版的打印分辨率相同，打印输出后得到校准色板。步骤(4)中，所述的显微成像条件与步骤(2)相同。所拍摄图样印迹的RGB数字影像，需存为*.gif或*.bmp格式。步骤(5)中，对检测图板图样印迹的RGB数字影像，根据选择的归一化颜色值d，经由步骤(3)的校准关系计算得到图样印迹的光反射率灰度影像。步骤(6)中，图样印迹的质量属性指标包括线质量属性指标、点质量属性指标，以及模量传递函数MTF等。线质量属性指标包括直线原稿在印版上成像印迹的宽度、边缘粗糙度、边缘模糊度、光反射率，以及断线数目和线内空洞数目等。点质量属性指标包括圆点原稿在印版上成像印迹的面积、圆度、边缘拟合椭圆的长短轴长度、长轴方向、边缘粗糙度，以及圆点的光反射率等。模量传递函数MTF为印版上明暗线条的光反射率对比度随明暗线条空间周期的变化关系。各质量指标的计算和评价方法如下：一、线质量属性指标的计算和评价方法(1)选取线条印迹光反射率灰度影像中的一段，采用自校正方法，将线条方位校正到其接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打印制版成像的微观质量检测方法，包括以下步骤：(1)制作含有印版成像微观质量检测图样的数字原稿，并打印成像，作为检测图板；(2)采用光学显微放大和彩色CCD成像系统，该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形光源，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，并在显微成像条件下，标定CCD所成数字影像的物面尺度分辨力；(3)在相同的显微成像条件下，利用校准色板，对CCD成像进行印版光反射率的校准，建立CCD相机的响应值与印版的光反射率间的数学关系；(4)在相同的显微成像条件下，对检测图板的单元图样成像，形成RGB数字影像；(5)对所形成RGB数字影像，由得到的光反射率校准关系，得到图板单元图样的光反射率灰度影像；(6)对得到的光反射率灰度影像，通过数字图像处理技术得到图样印迹的质量属性指标值。

【技术特征摘要】
1.一种打印制版成像的微观质量检测方法，包括以下步骤：(1)制作含有印版成像微观质量检测图样的数字原稿，并打印成像，作为检测图板；所述的检测图板中包括水平与竖直方向排列的不同像素宽度的线条，不同像素数直径的圆点，以及水平、竖直方向放置的单像素宽度线条的单元图样；(2)采用光学显微放大和彩色CCD成像系统，该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形白光光源，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，并在显微成像条件下，标定CCD所成数字影像的物面尺度分辨力；(3)在相同的显微成像条件下，利用校准色板，对CCD所成数字影像进行印版光反射率的校准，建立CCD相机的响应值与印版的光反射率间的数学关系；(4)在相同的显微成像条件下，对检测图板的单元图样成像，形成RGB数字影像；(5)对所形成RGB数字影像，由得到的CCD相机的响应值与印版的光反射率间的数学关系，得到检测图板的单元图样的光反射率灰度影像；(6)对得到的光反射率灰度影像，通过数字图像处理技术得到图样印迹的质量属性指标值；所述的图样印迹的质量属性指标包括线质量属性指标，点质量属性指标，以及模量传递函数MTF；所述的点质量属性指标的计算和评价方法，包括如下步骤：1)选取印版圆点印迹光反射率灰度影像中包含圆点印迹影像的一个矩形区域，对矩形区域图像进行预处理，去除掉被测圆点之外的图像噪声；2)按照光反射率变化量规则，确定圆点边缘的边界点和内边界点；3)计算圆点边缘边界点所围面积，为圆点面积；计算圆点边缘内边界点所围面积的平均光反射率，为圆点光反射率；4)对确定的圆点边缘边界点进行椭圆拟合，计算得到椭圆长轴、短轴长度及短轴与长轴的比值，该比值称为圆度，并计算出长轴方向与水平正方向间的夹角；5)计算圆边界点曲线与其拟合椭圆线间距离差的均方差，得到圆点边缘粗糙度。2.一种打印制版成像的微观质量检测方法，包括以下步骤：(1)制作含有印版成像微观质量检测图样的数字原稿，并打印成像，作为检测图板；所述的检测图板中包括水平与竖直方向排列的不同像素宽度的线条，不同像素数直径的圆点，以及水平、竖直方向放置的单像素宽度线条的单元图样；(2)采用光学显微放大和彩色CCD成像系统，该系统包括CCD成像器件、显微镜和环形白光光源，CCD成像器件对所用成像白光光源调整到白平衡，并在显微成像条件下，标定CCD所成数字影像的物面尺度分辨力；(3)在相同的显微成像条件下，利用校准色板，对CCD所成数字影像进行印版光反射率的校准，建立CCD相机的响应值与印版的光反射率间的数学关系；(4)在相同的显微成像条件下，对检测图板的单元图样成像，形成RGB数字影像；(5)对所形成RGB数字影像，由得到的CCD相机的响应值与印版的光反射率间的数学关系，得到检测图板的单元图样的光反射率灰度影像；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳芳，贾志梅，
申请(专利权)人：北京中科纳新印刷技术有限公司，北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京;11