CN102180003B

CN102180003B - 一种打印机光谱特征化模型的修正方法

Info

Publication number: CN102180003B
Application number: CN 201110042430
Authority: CN
Inventors: 徐海松; 王彬宇
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: CN102180003A

Abstract

本发明公开了一种打印机光谱特征化模型的修正方法。它可显著改善由不同墨水、纸张、温度以及空气湿度等打印环境变化所引起的光谱特征化模型精度降低的情况，适用于多种打印机光谱特征化模型。通过选取20-50个基本覆盖打印机色域的修正样本（墨水配方和光谱反射比），在新的打印环境下打印并测量，再经比较分析，求得相应的正向和反向波长修正系数，用于修正原光谱特征化模型的输入或输出参数，最终实现原正向和反向光谱特征化模型在新打印环境下的准确预测。本发明避免了重新建模所带来的浪费与不便，同时又克服了由打印环境变化造成的模型精度显著降低的问题，且易于实施。

Description

一种打印机光谱特征化模型的修正方法

技术领域

本发明涉及一种打印机光谱特征化模型的修正方法，具体是涉及修正由不同墨水、纸张、温度和空气湿度等打印环境变化引起的光谱特征化模型精度降低的方法。

背景技术

打印机光谱特征化模型通常包括正和反两个方向。正向光谱特征化模型是指建立从与设备相关的墨水配方（如，青、品红、黄、黑的数字化设备驱动值）到与设备无关的光谱反射比之间的关系；反之，则称为反向光谱特征化模型。由于人们常常希望通过打印可以获得某一种颜色，因此反向模型一般更为实用。打印机光谱特征化模型的建立往往需要打印并测量几百甚至几千个训练样本。然而，所建立的模型仅仅适用于建模时的打印环境，包括墨水、纸张、温度以及空气湿度等。一旦改变墨水（即使是同一型号的墨水）、纸张、打印时的温度和空气湿度，模型的精度会急剧地降低，需要再次建模。但是，建模需重新打印大量的训练样本，这又是对墨水、纸张等耗材的浪费，也不符合节能环保的理念。对于上述问题，目前学术界和工业界都还没有提出由于墨水、纸张、温度已经空气湿度等打印环境变化所导致光谱特征化模型精度降低的修正方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所述的问题，提供一种打印机光谱特征化模型的修正方法。

打印机光谱特征化模型的修正方法，其特征在于包括正向打印机光谱特征化模型的修正和反向打印机光谱特征化模型的修正，其中：

正向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

1）选取20-50个基本覆盖打印机色域的不同于训练样本的修正样本，将其墨水配方作为输入墨水配方，经原正向光谱特征化模型预测相应的光谱反射比R _pre；

2）在新的打印环境下，通过打印机输出得到修正样本的硬拷贝，并测得其正向目标光谱反射比R _target,正；

3）采用最小二乘法，分别用截距为0的线性方程，拟合所有修正样本的R _pre和R _target,正在各波长的数据，并计算得出正向波长修正系数α _λ；

4）对于任一输入墨水配方，先利用原正向光谱特征化模型进行预测，然后用正向波长修正系数α _λ修正原正向光谱特征化模型所预测的光谱反射比，得到基于新打印环境的预测光谱反射比；

反向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

5）选取20-50个基本覆盖打印机色域且不同于训练样本的修正样本，将其光谱反射比作为目标光谱反射比R _target,反，通过原反向光谱特征化模型预测相应的墨水配方；

6）在新的打印环境下，通过打印机输出预测的墨水配方而得到修正样本的硬拷贝，并测得复现光谱反射比R _rep；

7）采用最小二乘法，分别用，其截距为0的线性方程拟合所有修正样本的R _target,反和R _rep在各波长的对应关系，并计算得出反向波长修正系数β _λ；

8）对于任一输入目标光谱反射比，以反向波长修正系数β _λ来修正目标光谱反射比R _target,反，求得修正后的目标光谱反射比R’_target,反，并将作为原反向特征化模型的输入目标光谱反射比，再经原反向光谱特征化模型预测在新打印环境下的墨水配方，实现原反向光谱特征化模型在新的打印环境下的准确复现。

本发明通过打印并测量20-50个修正样本以获得相应的波长修正系数，然后再对打印机光谱特征化模型的输入或输出参数进行修正，即可有效地补偿因打印环境变化所造成的打印机光谱特征化模型精度之降低，克服了重新建立特征化模型所造成的浪费与不便。

附图说明

图1是正向打印机光谱特征化模型的修正流程图；

图2是反向打印机光谱特征化模型的修正流程图；

图3是波长400nm的正向波长修正系数计算示意图。

具体实施方式

打印机光谱特征化模型的修正方法包括正向打印机光谱特征化模型的修正和反向打印机光谱特征化模型的修正、其中：

正向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

反向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

实施例

以一台CMYK（青、品、黄、黑）四墨打印机为例，对上述特征化模型修正方法的具体实施方法进行阐述。需要说明的是，本发明并不局限于四墨打印机，其可适用于各种多墨打印机基于光谱的特征化模型之修正。

基于某一打印环境的打印机光谱特征化模型的建立是进行模型修正的前提。打印机的正向光谱特征化模型可采用模型法和经验法两类。模型法是通过物理模型模拟设备的呈色机理，建立墨水配方与光谱反射比之间的对应关系，如Kubelka-Munk模型、Clapper-Yule模型、Neugebauer模型和Cellular Yule-Nielsen Neugebauer模型等，其反向模型往往是基于迭代计算的。经验法则通过数据拟合或插值等数学方法直接建立设备相关色与光谱反射比的对应关系，而不太注重设备的呈色机理，主要有多项式模型和三维查找表等，其反向模型也可通过多项式或查找插值的方法建立。在模型修正之前，首先假定基于某一打印环境的正向和反向打印机光谱特征化模型已经建立，其模型可采用模型法和经验法中的任一方法。下面分别对正向和反向光谱特征化模型的修正予以阐述。

在新的打印环境中，对于原正向光谱特征化模型的修正其主要步骤如下：

1）选取30个基本覆盖打印机色域的不同于训练样本的修正样本，其墨水配方将作为原正向光谱特征化模型的输入墨水配方以预测相应的光谱反射比R _pre。

2）通过打印机输出修正样本的硬拷贝，经分光光度计测得正向目标光谱反射比R _target,正。

3）分别用截距为0的线性方程拟合所有修正样本的R _pre和R _target,正在各波长的数据，并计算得出正向波长修正系数α _λ，如以波长400nm为例，其对应的正向波长修正系数α ₄₀₀与R _pre,400和R _target,400的关系可表示为

式中，R _{target,正,400}为所有修正样本在波长400nm处的正向目标光谱反射比，R _pre,400为所有修正样本在波长400nm处的预测光谱反射比，α ₄₀₀为波长在400nm处的正向波长修正系数。利用最小二乘法求得最优的α₄₀₀，如图3所示。

对于其他波长也做同样处理，以得到对应的正向波长修正系数α _λ。

4）对于任一墨水配方，利用原正向光谱特征化模型进行预测，然后将正向波长修正系数α _λ用于修正原正向光谱特征化模型所预测的光谱反射比，即可求得基于新打印环境的预测光谱反射比。以波长400nm为例，可表示为

式中，R’ _pre,400为修正后在波长400nm处的正向预测光谱反射比，即新打印环境下在400nm处的预测光谱反射比，R _pre,400为在波长400nm处的原预测光谱反射比。

对于其他波长也做同样处理，可得到新打印环境下相应的预测光谱反射比。

在新的打印环境中，对于原反向光谱特征化模型的修正其主要步骤如下：

5）选取30个基本覆盖打印机色域的修正样本的光谱反射比，作为反向模型的目标光谱反射比R _target,反，尽量避免选择颜色相近的样本。通过原反向光谱特征化模型预测相应的墨水配方。

6）根据预测的墨水配方通过打印机输出得到修正样本的硬拷贝，并经分光光度计测得其复现光谱反射比R _rep。

7）与正向波长修正系数α _λ类似，分别用截距为0的线性方程拟合所有修正样本的R _target,反和R _rep在各波长的数据，并计算得出反向波长修正系数β _λ，如以波长400nm为例，其对应的反向波长修正系数β ₄₀₀与R _rep,400和R _{target,反,400}的关系可表示为

式中，R _{target,反,400}为所有修正样本在波长400nm处的反向目标光谱反射比，R _pre,400为所有修正样本在波长400nm处的复现光谱反射比，β ₄₀₀为波长400nm处的反向波长修正系数。然后，采用最小二乘法求得最优的β ₄₀₀。

对于其他波长也做同样处理，便可得到对应的反向波长修正系数。

8）对于任一输入目标光谱反射比，首先以反向波长修正系数β _λ来修正目标光谱反射比R _target,反，获得修正后的目标光谱反射比R’_target,反，以波长400nm为例，可表示为

式中，R’_{target,反,400}为修正后在波长400nm处的反向目标光谱反射比，R _{target,反,400}为在波长400nm处的原反向目标光谱反射比。

对于其他波长也做同样处理，可得到对应的反向波长修正系数β _λ。

将修正后的目标光谱反射比R’_target,反作为原反向光谱特征化模型的输入目标光谱反射比，经原反向光谱特征化模型即可预测在新的打印环境下的墨水配方，最终实现原反向光谱特征化模型在新的打印环境下的准确复现。

Claims

1.一种打印机光谱特征化模型的修正方法，其特征在于包括正向打印机光谱特征化模型的修正和反向打印机光谱特征化模型的修正，其中：

正向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

反向打印机光谱特征化模型的修正的步骤如下：

7）采用最小二乘法，分别用截距为0的线性方程，拟合所有修正样本的R _rep和R _target,反在各波长的的数据，并计算得出反向波长修正系数β _λ；

8）对于任一输入目标光谱反射比，以反向波长修正系数β _λ来修正目标光谱反射比R _target,反，求得修正后的目标光谱反射比R’_target,反，并作为原反向光谱特征化模型的输入目标光谱反射比，再经原反向光谱特征化模型预测在新打印环境下的墨水配方，实现原反向光谱特征化模型在新的打印环境下的准确复现。