CN101604151A

CN101604151A - 一种用于印刷色彩的检测控制方法

Info

Publication number: CN101604151A
Application number: CNA2009101002836A
Authority: CN
Inventors: 管力明; 林剑; 何宏; 陈梅; 胡更生
Original assignee: Hangzhou Electronic Science and Technology University
Current assignee: Yuncheng Haian plate making Co., Ltd.
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: CN101604151B

Abstract

本发明涉及一种用于印刷色彩的检测控制方法。现有印刷再现效果检测方法分析测量能力是有限。本发明方法首先采用CCD工业彩色相机采集设备获取印刷品色彩信息RGB值，然后将RGB值转换到CIEL^*a^*b^*空间对应的L^*a^*b^*值，再采用基于最小二乘支持向量机法实现L^*a^*b^*空间到CYMK空间的变换建模，利用训练好的模型，将待测样品的L^*a^*b^*值转换到CYMK空间的CYMK值，得到彩色印刷品对应墨区墨量值，与标准值进行比对，得到对应墨区墨量的调整量。利用本发明方法既能精确测量色彩特征，又能根据测量结果指导印刷中对黄、品红、青、黑四色油墨量进行调整，解决了目前彩色印刷领域色彩复现效果的有效可靠监控问题。

Description

一种用于印刷色彩的检测控制方法

技术领域

本发明属于印刷技术领域，具体涉及一种用于检测印刷色彩的方法。

背景技术

作为印刷复制工艺，追求的是对原稿的“忠实再现”。因此，如何准确地检测印刷复现效果，并及时对印刷过程进行调整是印刷生产领域的关键技术。

目前，印刷再现效果的检测方法主要有密度检测法、色度检测法。密度法只能获得印刷中某一原色油墨的相对量，不能指示被测颜色的色相，其分析测量能力是有限的，同时密度法不能以某种形式跟CIE^*表色系统相关联，而CIE^*表色系统却是公认的色彩语言。而色度法虽然可以得到精确的色彩数据，但在应用中难以直接给出有关墨层厚度、网点扩大、叠印等印刷特性值的参数。因此，如何在彩色图像印刷过程中，既能精确测量色彩，又能根据测量结果指导对黄、品红、青、黑四色油墨量进行调整，是一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种用于彩色印刷色彩的检测控制方法，利用该方法既能精确测量色彩特征，又能根据测量结果指导印刷中对黄、品红、青、黑四色油墨量进行调整，解决了目前彩色印刷领域色彩复现效果的有效可靠监控问题。

本发明解决上述技术问题所采取的方法是：

步骤(1)采用CCD工业彩色相机采集设备获取印刷品色彩信息RGB值；

步骤(2)将RGB值转换到CIEL^*a^*b^*空间对应的L^*a^*b^*值，具体是：

首先把RGB值转换到XYZ色空间的XYZ值，转换公式为：

X＝a₁₁R+a₁₂G+a₁₃B

Y＝a₂₁R+a₂₂G+a₂₃B (a)

Z＝a₃₁R+a₃₂G+a₃₃B

式中，a₁₁、a₁₂、a₁₃、a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₃₁、a₃₂、a₃₃为CCD工业彩色相机特性参数；

然后，再将XYZ值转换到CIEL^*a^*b^*空间对应的L^*a^*b^*值，转换公式为：

L^{*} = \{\begin{matrix} 116 {(Y / Y_{n})}^{1 / 3} - 16, & Y / Y_{n} > 0.008856 \\ 903.3 (Y / Y_{n}), & Y / Y_{n} \leq 0.008856 \end{matrix}

a^*＝500[(X/X_n)^1/3-(Y/Y_n)^1/3] (b)

b^*＝200[(Y/Y_n)^1/3-(Z/Z_n)^1/3]

式中，X_n，Y_n，Z_n为CIE标准照明体的光谱三刺激值，L^*为明度，a^*为红/绿值，b^*为黄/蓝值；

步骤(3)采用基于最小二乘支持向量机(Least Square Support VectorMachine，LS-SVM)法实现L^*a^*b^*空间到CYMK空间的变换建模。

设系统输入输出为{(x₁，y₁)，...(x_l，y_l)}，x_i∈Rⁿ，y_i∈{-1，1}，引入非线性映射

得到从原空间Rⁿ映射的高维特征空间，构造最优线性决策函数：

其中，ω为权向量，c为常数。

LS-SVM的函数估计问题可化为求解如下优化问题：

式中，J为优化函数；ξ_i(ξ_i∈R)为回归误差变量；γ＞0为容错惩罚系数；

引入如下拉格朗日函数求解：

式中，α_i(i＝1，2，…，l)为拉格朗日乘子。根据极值存在的必要条件，得到如下方程组：

式中i＝1，2，…，l；

消去(7)式中的变量ω和ξ，优化问题转化为求解如下线性方程组：

[\begin{matrix} 0 & 1 & . . . & 1 \\ 1 & K (x_{1}, x_{1}) + \frac{1}{γ} & . . . & K (x_{1}, x_{l}) \\ . \\ . \\ . \\ 1 & K (x_{l}, x_{1}) & . . . & K (x_{l}, x_{l}) + \frac{1}{γ} \end{matrix}] [\begin{matrix} b \\ α_{1} \\ . \\ . \\ . \\ α_{l} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 0 \\ y_{1} \\ . \\ . \\ . \\ y_{l} \end{matrix}] - - - (5)

式中γ为惩罚系数。

利用最小二乘法对线性方程组(5)求出α和b，根据Mercer条件，可得到LS-SVM的非线性回归估计：

f (x) = Σ_{i = 1}^{l} α_{i} K (x, x_{i}) + b - - - (6)

选择核函数K(x_i，x_j)，

K (x_{i}, x_{j}) = \exp (- \frac{{| | x_{i} - x_{j} | |}^{2}}{2 σ^{2}}) - - - (7)

式中x_i、x_j为核函数输入值，σ为核宽度。

具体建模方法是：

(1)测试并组织学习训练样本；

变换模型的输入是印刷品图像上采集区域的L^*a^*b^*均值，输出为CYMK值，采取如下方法设计印刷14个测试样张：每个测试样张上有144个色标，色标由青(C)品(M)黄(Y)黑(K)四色油墨组成。1#、2#、3#样张分别为青、品红、黄两两叠印的色标块各121个，每种颜色的油墨都按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序两两叠印；4#～14#样张为青、品红、黄三色叠印的色标各121个，4#～13#样张为黄色油墨网点面积率从10％按上述顺序增加至100％，每个样张中除黄色油墨的网点外青色油墨与品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序叠印；14#为固定10％的黑，固定10％的黄，和青色油墨与品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序四四叠印；将14个测试样张的每个色块作为训练模型的依据；

通过CCD工业彩色相机采集每个样张中每个色块的RGB值，并根据式(a)和(b)计算出每个样张中每个色标块的L^*、a^*、b^*值作为变换模型的输入值，每个样张中每个色标块相对应的已知CYMK值作为输出值，组成变换模型的学习训练数据对变换模型进行学习训练，训练采用Matlab软件进行仿真。

(2)将计算所得的L^*a^*b^*值和对应的墨区墨量数据作为模型输入输出样本，利用上述训练样本通过最小二乘支持向量机法对支持向量机进行训练，最小二乘支持向量机法的核函数采用K(x_i，x_j)函数，设定核宽度σ＝0.2，惩罚系数γ＝10。建立RGB值与网点面积率的关系，实现色彩L^*a^*b^*值和CMYK值的转换。

步骤(4)利用步骤(3)的训练好的模型，将待测样品的L^*a^*b^*值转换到CYMK空间的CYMK值，得到彩色印刷品对应墨区墨量值，与标准值进行比对，得到对应墨区墨量的调整量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：目前还没有可靠有效的方法和装置来对彩色印刷品色彩复现效果进行监控。本实用新型既能精确测量色彩，同时又能根据测量结果指导对黄、品红、青、黑四色油墨量进行调整，为彩色印刷品的生产提供了可靠有效的方法。

具体实施方式

用于检测彩色印刷色彩的方法具体步骤是：

首先把RGB值转换到XYZ色空间的XYZ值，转换公式为：

X＝a₁₁R+a₁₂G+a₁₃B

Y＝a₂₁R+a₂₂G+a₂₃B (a)

Z＝a₃₁R+a₃₂G+a₃₃B

a^*＝500[(X/X_n)^1/3-(Y/Y_n)^1/3] (b)

b^*＝200[(Y/Y_n)^1/3-(Z/Z_n)^1/3]

步骤(3)采用基于最小二乘支持向量机法实现L^*a^*b^*空间到CYMK空间的变换建模，具体建模方法是：

(1)测试并组织学习训练样本；

变换模型的输入是印刷品图像上采集区域的L^*a^*b^*值，输出为CYMK值，采取如下方法设计印刷14个测试样张：每个测试样张上有144个色标，色标由青(C)、品(M)、黄(Y)、黑(K)四色油墨组成；1#、2#、3#样张分别为青、品红、黄两两叠印的色标块各121个，每种颜色的油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序两两叠印；4#～14#样张为青、品红、黄三色叠印的色标各121个，4#～13#样张为黄色油墨网点面积率分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％，每个样张中除黄色油墨的网点外青色油墨和品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序叠印；14#为固定10％的黑、固定10％的黄、和青色油墨与品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序四四叠印；将14个测试样张的每个色块作为训练模型的依据；

通过CCD工业彩色相机采集每个样张中每个色块的RGB值，并根据式(a)和(b)计算出每个样张中每个色标块的L^*、a^*、b^*值作为变换模型的输入值，每个样张中每个色标块相对应的已知CYMK值作为输出值，组成变换模型的学习训练数据对变换模型进行学习训练，训练采用Matlab软件进行仿真；

(2)将计算所得的L^*a^*b^*值和对应的墨区墨量数据作为输入和输出样本，利用上述训练样本数通过最小二乘支持向量机法对支持向量机进行训练，最小二乘支持向量机法的核函数采用K(x_i，x_j)函数，

K (x_{i}, x_{j}) = \exp (- \frac{{| | x_{i} - x_{j} | |}^{2}}{2 σ^{2}}),

x_i、x_j为函数输入值，设定核宽度σ＝0.2，惩罚系数γ＝10，建立RGB值与网点面积率的关系，实现色彩L^*a^*b^*值和CMYK值的转换；

Claims

1、一种用于印刷色彩的检测控制方法，其特征在于该方法具体步骤是：

首先把RGB值转换到XYZ色空间的XYZ值，转换公式为：

X＝a₁₁R+a₁₂G+a₁₃B

Y＝a₂₁R+a₂₂G+a₂₃B (1)

Z＝a₃₁R+a₃₂G+a₃₃B

a^*＝500[(X/X_n)^1/3-(Y/Y_n)^1/3] (2)

b^*＝200[(Y/Y_n)^1/3-(Z/Z_n)^1/3]

a.测试并组织学习训练样本；

变换模型的输入是印刷品图像上采集区域的L^*a^*b^*值，输出为CYMK值，采取如下方法设计印刷14个测试样张：每个测试样张上有144个色标，色标由青、品、黄、黑四色油墨组成；1#、2#、3#样张分别为青、品红、黄两两叠印的色标块各121个，每种颜色的油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序两两叠印；4#～14#样张为青、品红、黄三色叠印的色标各121个，4#～13#样张为黄色油墨网点面积率分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％，每个样张中除黄色油墨的网点外青色油墨和品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序叠印；14#为固定10％的黑、固定10％的黄、和青色油墨与品红油墨按0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％的网点顺序四四叠印；将14个测试样张的每个色块作为训练模型的依据；

通过CCD工业彩色相机采集每个样张中每个色块的RGB值，并根据式(1)和(2)计算出每个样张中每个色标块的L^*、a^*、b^*值作为变换模型的输入值，每个样张中每个色标块相对应的已知CYMK值作为输出值，组成变换模型的学习训练数据对变换模型进行学习训练，训练采用Matlab软件进行仿真；

b.将计算所得的L^*a^*b^*值和对应的墨区墨量数据作为输入和输出样本，利用上述训练样本数通过最小二乘支持向量机法对支持向量机进行训练，最小二乘支持向量机法的核函数采用K(x_i，x_j)函数，

K (x_{i}, x_{j}) = \exp (- \frac{{| | x_{i} - x_{j} | |}^{2}}{{2 σ}^{2}}),

步骤(4)利用步骤(2)的训练好的模型，将待测样品的L^*a^*b^*值转换到CYMK空间的CYMK值，得到彩色印刷品对应墨区墨量值，与标准值进行比对，得到对应墨区墨量的调整量。