CN103347141A - 一种cmyk四色印刷色差定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CMYK四色印刷色差定位方法，通过采集色卡的RGB颜色值和CMYK颜色值，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再将参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，转化成相应的CMYK值，最后计算两幅图在CMYK颜色空间的平均色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。本方法将印刷品色差定位到了具体的印刷色版，可以更有针对性地分析印刷品色差来源，对反馈指导印刷控制过程具有指导作用，解决了现有色差分析方法无法反映出每个色版的色差值的问题。

Description

一种CMYK四色印刷色差定位方法

技术领域

本发明属于印刷图像质量检测技术领域，涉及一种CMYK四色印刷色差定位方法。

背景技术

如今印刷速度越来越快，印刷材料成本也越来越高，在生产过程中，一旦有印刷缺陷产生，便会造成大量印刷材料的浪费，同时，印刷废品的处理过程也给环境带来污染。因此，在发现印刷缺陷的同时，尽快地分析印刷过程中的故障，并采取措施消除异常，恢复过程的稳定，是减少浪费和污染的关键。

色差是最常见的印刷缺陷之一。当待检测印刷品与参照印刷品之间的色差超出一定的范围，就会影响印刷品的视觉效果，这时便认为该印刷品的颜色不合格，即出现了色差。色差可以由特定的色差公式计算得到，从而判断该色差是否为视觉所接受。至今，已有很多色差公式被提出和使用，这些色差公式多以模拟人眼对颜色差异的感知为目标，力求能够更接近地反映人眼特性，使计算的色差数据大小与人眼感受到的色差大小相一致。

传统的色差计算多在CIE Lab色彩空间进行，是对整个四色印刷完成后的印刷图像的色彩进行评价的，是对印刷图像整体的色差评价，无法反馈到具体的印刷色版上。而对于CMYK四色印刷，造成整体色差的来源必然是CMYK四个色版中的一个或多个。所以，在CIE Lab色彩空间下，色差的计算结果并不能直观地反映出色差具体来源于哪个色版，这也就给色差的来源分析及其后续的调节控制带来了难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种CMYK四色印刷色差定位方法，以解决现有色差分析方法无法反映出每个色版的色差值的问题。

本发明采用的技术方案为，一种CMYK四色印刷色差定位方法，通过采集色卡的RGB颜色值和CMYK颜色值，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再将参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，转化成相应的CMYK值，最后计算两幅图在CMYK颜色空间的平均色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

本发明的特点还在于，

一种CMYK四色印刷色差定位方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，用彩色相机采集色卡，并读取色卡图像上各个色块的RGB值；

步骤2，从步骤1使用的色卡的配套数据文件中，获取该色卡上各个色块的CMYK值；

步骤3，将步骤1采集到的RGB值和步骤2采集到的CMYK值代入14项多项式的数学模型，从而拟合出多项式系数的数值；

步骤4，用彩色相机分别采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，利用14项多项式的数学模型，将两组RGB颜色值分别转换成相应的CMYK颜色值，最后计算参照印刷品图像和待检测印刷品图像二者在CMYK颜色空间上的色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

步骤1中采集的色卡为IT8Kodak Format标准色卡，步骤2中采集的配套数据文件为IT8Kodak Format标准色卡的配套数据文件。

步骤3拟合出多项式系数数值的具体方法为：

将步骤1采集到的RGB值和步骤2采集到的CMYK值，分别代入14项多项式的数学模型，通过14项的多项式回归法，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再采用最小二乘法拟合出多项式系数a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)；

14项的多项式回归法的数学模型为，

$\left\{\begin{array}{c}C=a_0+a_{1}R+a_{2}G+a_{3}B+a_4\mathrm{RG}+a_5\mathrm{GB}+a_6\mathrm{BR}+a_7{R}^2+a_8{G}^2+a_9{B}^2\\ +a_{10}\mathrm{RGB}+a_{11}{R}^3+a_{12}{G}^3+a_{13}{B}^3\\ M=b_0+b_{1}R+b_{2}G+b_{3}B+b_4\mathrm{RG}+b_5\mathrm{GB}+b_6\mathrm{BR}+b_7{R}^2+b_8{G}^2+b_9{B}^2\\ +b_{10}\mathrm{RGB}+b_{11}{R}^3+b_{12}{G}^3+b_{13}{B}^3\\ Y=c_0+c_{1}R{+c}_{2}G+c_{3}B+c_4\mathrm{RG}+c_5\mathrm{GB}+c_6\mathrm{BR}+c_7{R}^2+c_8{G}^2+c_9{B}^2\\ +c_{10}\mathrm{RGB}+c_{11}{R}^3+c_{12}{G}^3+c_{13}{B}^3\\ K=d_0+d_{1}R+d_{2}G+d_{3}B+d_4\mathrm{RG}+d_5\mathrm{GB}+d_6\mathrm{BR}+d_7{R}^2+d_8{G}^2+d_9{B}^2\\ +d_{10}\mathrm{RGB}+d_{11}{R}^3+d_{12}{G}^3+d_{13}{B}^3\end{array}\right.---\left(1\right)$

式（1）中，R、G、B为步骤1中采集的各个色块的RGB颜色值，C、M、Y、K为步骤2中获取的CMYK颜色值，a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)为待求的多项式系数。

步骤4中计算色差的具体方法为：

用步骤1中使用的彩色相机分别采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，将两组RGB颜色值代入式（1），根据步骤3求得的多项式系数，计算出参照印刷品图像的CMYK颜色值和待检测印刷品图像的CMYK颜色值，再将两组CMYK颜色值代入式（2），

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔE}}_C=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|C_i-{C^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_M=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|M_i-{M^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_Y=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|Y_i-{Y^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_K=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|K_i-{K^{\′}}_i|\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，N为每幅图像的像素数，ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K分别表示待检测印刷品图像中C、M、Y、K各色版的整体色差，C_i、M_i、Y_i、K_i分别为待检测印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值，C_i'、M_i'、Y_i'、K_i'分别为参照印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值；

通过式（2）计算出印刷品图像和待检测印刷品图像中，对应位置像素在CMYK颜色空间的平均色差：ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

本发明的有益效果是，结合相机的色彩特性，在采集的RGB颜色值和CMYK颜色值之间建立了映射关系，可以将印刷品的色差来源定位到具体的印刷色版上，对分析带来色差的印刷过程异常具有指导意义。利用本发明的方法可以在印刷品质量检测过程中有针对性地分析每个色版的色差数值，从而可以及时调控印刷过程，降低废品率，降低生产成本，解决了现有色差分析方法无法反映出每个色版的色差值的问题。

附图说明

图1是本发明一种CMYK四色印刷色差定位方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所提供的一种CMYK四色印刷色差定位方法，如图1所示，通过采集色卡的RGB颜色值和CMYK颜色值，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再将参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，转化成相应的CMYK值，最后计算两幅图在CMYK颜色空间的平均色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位，具体包括以下步骤：

步骤1，用彩色相机采集标准色卡，并读取标准色卡图像各个色块的RGB值；

步骤2，从步骤1使用的标准色卡的配套数据文件中，获取该标准色卡上各个色块的CMYK值；

步骤3，将步骤1中读取的RGB值和步骤2中获取的CMYK值代入14项多项式的数学模型，通过14项的多项式回归法，以建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再采用最小二乘法拟合出多项式系数a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)；

其中，14项多项式的数学模型如下：

$\left\{\begin{array}{c}C=a_0+a_{1}R+a_{2}G+a_{3}B+a_4\mathrm{RG}+a_5\mathrm{GB}+a_6\mathrm{BR}+a_7{R}^2+a_8{G}^2+a_9{B}^2\\ +a_{10}\mathrm{RGB}+a_{11}{R}^3+a_{12}{G}^3+a_{13}{B}^3\\ M=b_0+b_{1}R+b_{2}G+b_{3}B+b_4\mathrm{RG}+b_5\mathrm{GB}+b_6\mathrm{BR}+b_7{R}^2+b_8{G}^2+b_9{B}^2\\ +b_{10}\mathrm{RGB}+b_{11}{R}^3+b_{12}{G}^3+b_{13}{B}^3\\ Y=c_0+c_{1}R{+c}_{2}G+c_{3}B+c_4\mathrm{RG}+c_5\mathrm{GB}+c_6\mathrm{BR}+c_7{R}^2+c_8{G}^2+c_9{B}^2\\ +c_{10}\mathrm{RGB}+c_{11}{R}^3+c_{12}{G}^3+c_{13}{B}^3\\ K=d_0+d_{1}R+d_{2}G+d_{3}B+d_4\mathrm{RG}+d_5\mathrm{GB}+d_6\mathrm{BR}+d_7{R}^2+d_8{G}^2+d_9{B}^2\\ +d_{10}\mathrm{RGB}+d_{11}{R}^3+d_{12}{G}^3+d_{13}{B}^3\end{array}\right.---\left(1\right)$

式（1）中，R、G、B为步骤1中采集的各个色块的RGB颜色值，C、M、Y、K为步骤2中获取的CMYK颜色值，a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)均为待求的多项式系数；

步骤4，用步骤1中使用的彩色相机分别采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，将两组RGB颜色值代入式（1），根据步骤3求得的多项式系数，计算出参照印刷品图像的CMYK颜色值和待检测印刷品图像的CMYK颜色值，再将两组CMYK颜色值代入式（2），

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔE}}_C=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|C_i-{C^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_M=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|M_i-{M^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_Y=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|Y_i-{Y^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_K=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|K_i-{K^{\′}}_i|\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，N为每幅图像的像素数，ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K分别表示待检测印刷品图像中C、M、Y、K各色版的整体色差，C_i、M_i、Y_i、K_i分别为待检测印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值，C_i'、M_i'、Y_i'、K_i'分别为参照印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值；

通过式（2）计算出印刷品图像和待检测印刷品图像中，对应位置像素在CMYK颜色空间的平均色差：ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

实施例

一种CMYK四色印刷色差定位方法，通过以下步骤进行具体的实施：

步骤1，用彩色相机采集IT8Kodak Format标准色卡，并读取色卡图像各个色块的RGB值；

步骤2，从步骤1中的IT8Kodak Format标准色卡的配套数据文件中，获取该标准色卡上各个色块的CMYK值；

步骤3，将步骤1中读取的RGB值和步骤2中获取的CMYK值代入14项多项式的数学模型，通过14项的多项式回归法，以建立RGB值和CMYK值的映射关系，再采用最小二乘法拟合出多项式系数a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)；

14项多项式的数学模型如下：

$\left\{\begin{array}{c}C=a_0+a_{1}R+a_{2}G+a_{3}B+a_4\mathrm{RG}+a_5\mathrm{GB}+a_6\mathrm{BR}+a_7{R}^2+a_8{G}^2+a_9{B}^2\\ +a_{10}\mathrm{RGB}+a_{11}{R}^3+a_{12}{G}^3+a_{13}{B}^3\\ M=b_0+b_{1}R+b_{2}G+b_{3}B+b_4\mathrm{RG}+b_5\mathrm{GB}+b_6\mathrm{BR}+b_7{R}^2+b_8{G}^2+b_9{B}^2\\ +b_{10}\mathrm{RGB}+b_{11}{R}^3+b_{12}{G}^3+b_{13}{B}^3\\ Y=c_0+c_{1}R{+c}_{2}G+c_{3}B+c_4\mathrm{RG}+c_5\mathrm{GB}+c_6\mathrm{BR}+c_7{R}^2+c_8{G}^2+c_9{B}^2\\ +c_{10}\mathrm{RGB}+c_{11}{R}^3+c_{12}{G}^3+c_{13}{B}^3\\ K=d_0+d_{1}R+d_{2}G+d_{3}B+d_4\mathrm{RG}+d_5\mathrm{GB}+d_6\mathrm{BR}+d_7{R}^2+d_8{G}^2+d_9{B}^2\\ +d_{10}\mathrm{RGB}+d_{11}{R}^3+d_{12}{G}^3+d_{13}{B}^3\end{array}\right.---\left(1\right)$

式（1）中，R、G、B为步骤1中采集的各个色块的RGB颜色值，C、M、Y、K为步骤2中获取的CMYK颜色值，a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)均为待求的多项式系数；

步骤4，用步骤1中使用的彩色相机，采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，将两组RGB颜色值分别代入（1）式，根据步骤3中拟合出的多项式系数a_i、b_i、c_i、d_i(i＝0,1,…13)，计算其对应的CMYK值；然后将计算出的两组CMYK值代入公式（2），计算出参照印刷品图像和待检测印刷品图像对应位置像素的CMYK色差，根据色差ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K的数值，即完成了CMYK四个色版上的色差定位；

公式（2）如下：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔE}}_C=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|C_i-{C^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_M=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|M_i-{M^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_Y=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|Y_i-{Y^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_K=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|K_i-{K^{\′}}_i|\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，N为每幅图像的像素数，ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K分别表示待检测印刷品图像中C、M、Y、K各色版的整体色差，C_i、M_i、Y_i、K_i分别为待检测印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值，C_i'、M_i'、Y_i'、K_i'分别为参照印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值。

利用本发明一种CMYK四色印刷色差定位方法，计算出在CMYK颜色空间的平均色差：ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K，该色差反映了待检印刷品图像在C、M、Y、K四个色版上的色差，将印刷品的色差来源定位到具体的印刷色版上，避免了传统的在CIE Lab色彩空间计算色差带来的无法将色差定位到具体色版上的缺陷，可以在印刷品质量检测过程中有针对性地分析每个色版的色差数值，从而可以及时调控印刷过程，降低废品率，降低生产成本，解决了现有色差分析方法无法反映出每个色版的色差值的问题。

Claims (5)

1.一种CMYK四色印刷色差定位方法，其特征在于，通过采集色卡的RGB颜色值和CMYK颜色值，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再将参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，转化成相应的CMYK值，最后计算两幅图在CMYK颜色空间的平均色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

2.如权利要求1所述的一种CMYK四色印刷色差定位方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，用彩色相机采集色卡，并读取色卡图像上各个色块的RGB值；

步骤2，从步骤1使用的色卡的配套数据文件中，获取该色卡上各个色块的CMYK值；

步骤3，将步骤1采集到的RGB值和步骤2采集到的CMYK值代入14项多项式的数学模型，从而拟合出多项式系数的数值；

步骤4，用彩色相机分别采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，利用14项多项式的数学模型，将两组RGB颜色值分别转换成相应的CMYK颜色值，最后计算参照印刷品图像和待检测印刷品图像二者在CMYK颜色空间上的色差，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

3.根据权利要求2所述的一种CMYK四色印刷色差定位方法，其特征在于，所述步骤1中采集的色卡为IT8Kodak Format标准色卡，所述步骤2中采集的配套数据文件为IT8Kodak Format标准色卡的配套数据文件。

4.根据权利要求2所述的一种CMYK四色印刷色差定位方法，其特征在于，所述步骤3拟合出多项式系数数值的具体方法为：

将步骤1采集到的RGB值和步骤2采集到的CMYK值，分别代入14项多项式的数学模型，通过14项的多项式回归法，建立RGB值和CMYK值之间的映射关系，再采用最小二乘法拟合出多项式系数a_i、b_i、c_i、d_i(i=0,1,…13)；

14项的多项式回归法的数学模型为，

$\left\{\begin{array}{c}C=a_0+a_{1}R+a_{2}G+a_{3}B+a_4\mathrm{RG}+a_5\mathrm{GB}+a_6\mathrm{BR}+a_7{R}^2+a_8{G}^2+a_9{B}^2\\ +a_{10}\mathrm{RGB}+a_{11}{R}^3+a_{12}{G}^3+a_{13}{B}^3\\ M=b_0+b_{1}R+b_{2}G+b_{3}B+b_4\mathrm{RG}+b_5\mathrm{GB}+b_6\mathrm{BR}+b_7{R}^2+b_8{G}^2+b_9{B}^2\\ +b_{10}\mathrm{RGB}+b_{11}{R}^3+b_{12}{G}^3+b_{13}{B}^3\\ Y=c_0+c_{1}R{+c}_{2}G+c_{3}B+c_4\mathrm{RG}+c_5\mathrm{GB}+c_6\mathrm{BR}+c_7{R}^2+c_8{G}^2+c_9{B}^2\\ +c_{10}\mathrm{RGB}+c_{11}{R}^3+c_{12}{G}^3+c_{13}{B}^3\\ K=d_0+d_{1}R+d_{2}G+d_{3}B+d_4\mathrm{RG}+d_5\mathrm{GB}+d_6\mathrm{BR}+d_7{R}^2+d_8{G}^2+d_9{B}^2\\ +d_{10}\mathrm{RGB}+d_{11}{R}^3+d_{12}{G}^3+d_{13}{B}^3\end{array}\right.---\left(1\right)$

式（1）中，R、G、B为步骤1中采集的各个色块的RGB颜色值，C、M、Y、K为步骤2中获取的CMYK颜色值，a_i、b_i、c_i、d_i(i=0,1,…13)为待求的多项式系数。

5.根据权利要求2所述的一种CMYK四色印刷色差定位方法，其特征在于，所述步骤4中计算色差的具体方法为：

用步骤1中使用的彩色相机分别采集参照印刷品图像的RGB颜色值和待检测印刷品图像的RGB颜色值，将两组RGB颜色值代入式（1），根据步骤3求得的多项式系数，计算出参照印刷品图像的CMYK颜色值和待检测印刷品图像的CMYK颜色值，再将两组CMYK颜色值代入式（2），

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔE}}_C=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|C_i-{C^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_M=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|M_i-{M^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_Y=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|Y_i-{Y^{\′}}_i|\\ {\mathrm{\ΔE}}_K=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|K_i-{K^{\′}}_i|\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，N为每幅图像的像素数，ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K分别表示待检测印刷品图像中C、M、Y、K各色版的整体色差，C_i、M_i、Y_i、K_i分别为待检测印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值，C_i'、M_i'、Y_i'、K_i'分别为参照印刷品图像中第i个像素的C、M、Y、K值；

通过式（2）计算出印刷品图像和待检测印刷品图像中，对应位置像素在CMYK颜色空间的平均色差：ΔE_C、ΔE_M、ΔE_Y、ΔE_K，即完成了CMYK四个色版上的色差定位。

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