CN103978783A - 一种用于静电数字印刷网点阶调的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，包括：a)印刷机的校正；b)设计CMYK四个原色以及RGB三个间色梯尺测控条色块；c)测量出7个梯尺测控条色块的网点大小，得出测量值；d)利用测量值减去输入值，得到网点大小的变化量；e)建立红色、绿色和蓝色3个间色的调整模型；f)利用各个梯尺测控条色块的变化量求取模型中的系数；g)对于给定间色补偿量，求出原色补偿量、、对文件进行补偿。本发明的数字印刷网点阶调的控制方法，改变了以往单纯依靠4个原色（CMYK）进行补偿的弊端，选取典型的红色、绿色和蓝色3个间色，并建立间色与原色的模型关系，实现对数字文件图像的补偿，可获取逼真、失真度最小的输出图像。

Description

一种用于静电数字印刷网点阶调的控制方法

技术领域

本发明涉及一种静电数字印刷网点阶调的控制方法，更具体的说，尤其涉及一种利用对间色输出网点差值的约束来实现原色校正的静电数字印刷网点阶调的控制方法。 

背景技术

数字印刷生产中，控制的重点之一在于阶调的控制，而阶调控制的重点在于控制阶调再现的稳定性和一致性。静电数字印刷过程中，耗材（纸张、墨粉等）质量的不稳定、环境（温度、湿度等）的变化、工艺控制参数（最大墨量、色域映射方式等）的波动、色彩空间（sRGB、CMYK等）的选择与变化、文件格式（JPG、TIFF、PDF等）的不一致，都会对阶调再现的稳定性和一致性产生影响。

现在对阶调稳定性控制采用的普遍方法是：（1）采用同一种品牌和型号的纸张、原装墨粉等耗材；（2）采用空调、加湿器等控制生产车间的温度和湿度；（3）对数字印刷机进行定期的保养；（4）定期校正数字印刷机并生成相关的特性文件，加载特性文件。即使采用上述措施，原材料质量、生产环境也不是绝对稳定，设备老化也会引起所生成特性文件发生变化，导致输出色彩色相等属性发生漂移及偏色，而且时间越长，这种现象越严重。

印刷品是通过网点覆盖率（网点覆盖面积与总面积之比），即网点百分比的变化呈现阶调的。在控制了印刷品上网点百分比与数字文件的像素严格一致，才能确保印刷品逼真地呈现数字文件，实现最大限度的不失真。

在固定流程的数字印刷中，阶调稳定的控制主要是靠控制印刷到纸张等承印物上的网点大小进行的。而数字印刷网点大小的控制不同于传统印刷，传统印刷的网点大小主要用印版网点大小控制，用印版网点补偿曲线进行调整。数字印刷中不存在使用印版的问题，因此其网点控制就体现在印前图像处理过程中，主要依靠对印前图像阶调预设网点传递特性曲线进行控制。所以在数字印刷中，网点特性曲线要达到目标曲线，主要集中在印前图像处理中阶调控制，通过调整印前图像中阶调曲线使印刷输出的网点与目标网点相匹配。

目前对于固定流程的数字印刷中色彩色相等属性发生漂移的控制，采用的方法都是定期对由设备、材料、环境以及色彩管理参数的组合输出的色彩进行定期校正，使其输出回归到或者接近原始状态，保证输出的阶调在可控制范围内，基本步骤是：校正数字印刷机—不加载任何参数和设置，输出CMYK四色梯尺、最大墨量等，测量并计算阶调补偿曲线—进行灰平衡校正—加载补偿曲线并校正。

对数字印刷输出的每一次校正，都要重复上述过程，虽然相对于传统印刷，不需要单独制版，也不需要单独印刷测试版，但该种校正只采用4种原色梯尺，对于不同于传统印刷的数字印刷来讲，忽略了印前图像处理的作用，校正及测量数据时间耗用较多，对于数字印刷来讲，这些都需要由数字印刷企业单独支出，增加了印刷成本。且实际生产中网点扩大曲线的波动性一般较大，补偿后的输出与目标曲线的匹配保障不足，造成单色梯尺的补偿幅度与实际需要的补偿量差距较大，导致需要多次补偿，相应的生产效率和生产质量也下降。而且这种方法，也是从四种原色梯尺的零网点补偿曲线的网点扩大直接补偿到目标网点扩大，而对于由原色形成的间色打印前与打印后是否与电子图像相匹配，并没有顾及，造成打印后的图像文件仍存在一定程度的失真。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种用于静电数字印刷网点阶调的控制方法。

本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).印刷机的校正，根据数字印刷机实际工作状态下原色的输入与输出关系特性曲线，对其进行校正及线性化处理；b).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块以及红色、绿色和蓝色3个间色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块的网点输入值                                                ；c).获取测量值，首先利用印刷机将步骤a)中的7个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出印刷品上网点大小的测量值；d).求取网点的变化量，利用各色梯尺测控条色块的测量值减去输入值，得到数字印刷机输出4个原色和3个间色时在不同输入网点大小情况下的变化量，设青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的变化量分别用、、、、、、来表示；e).建立间色调整模型，建立如公式（1）、（2）和（3）所示的红色、绿色和蓝色3个间色的调整模型：

      （1）

      （2）

      （3）

其中，、、为常数，、、、、、为比例系数；f).求各系数值，利用步骤d)中求出的蓝色、青色和黄色在输入网点为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时所对应的变化量、和，通过曲线拟合算法求出方程组（1）中的、、；采用同样的方法，求出方程组（2）中的、、以及方程组（3）中的、、；g).求原色补偿量，对于给定的蓝色、绿色和红色的补偿量、、，代入公式（1）、（2）和（3）即可求出青色、品红色、黄色的补偿量、、，对于待打印的文件利用、、对其进行补偿，以使数字印刷机输出的文件图像最大限度地与输入文件图像相匹配。

步骤a)中所述的原色是指数字印刷机的青色、品红色、黄色和黑色4个颜色，可采用现有常规的方法对印刷机进行校正和线性化处理。步骤b)中不仅要设计印刷机4个原色的梯尺测控条色块，还要设计典型的红色、绿色和蓝色3个间色的梯尺测控条色块，以利用间色对原色进行校正，保证输出文件与原文件的最大限度匹配，这是现有校正方法没有采用过的。步骤c)为利用分光光度计测量出印刷品上网点的实际大小，步骤d)为获取各个梯尺测控条色块测量值与输入值的变化量。步骤e)中的公式（1）、（2）和（3）为建立间色与原色之间的方程组，步骤f)为利用各个输入网点值对对应的网点变化量、、、、、、，采用曲线拟合的方法来获取、、、、、、、、的数值。步骤g)为在间色变化量一定的情况下，求出4个数字印刷机的原色变化量，利用原色的变化量对印刷机进行校正，以获取逼真、失真度最小的输出图像。

本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，步骤a)中所述的印刷机的校正通过以下步骤来实现：a-1).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块上网点的输入值；a-2).实际值测量，将步骤a-1)中的4个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出网点大小的测量值；a-3).曲线拟合，利用4个梯尺测控条色块的输入值与测量值，拟合出青色、品红色、黄色和黑色各自的网点输入值与测量值之间的曲线函数，设曲线函数表达式为；a-4).设校正后输入网点值为，校正后输出的网点值为，设校正输入与输出的函数关系式为：；则存在如公式（4）所示的等式关系：

     （4）

根据公式（4）的反函数可求出校正后的网点值与初始输入值的关系式，如公式（5）所示：

      （5）

公式（5）所表示的关系即为校正时采用的网点补偿曲线；a-5).印刷机的校正，根据公式（5）的青色、品红色、黄色和黑色的网点补偿曲线对数字印刷机进行补偿。

步骤a-1)中，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，采用了与以往不同的网点大小选取方法，对于10%以内的网点进行了细化，这是因为在网点较小的情况下印刷机输出的网点更加容易失真，通过将更佳容易失真的10%以内的网点进行细化，有利于提高印刷机在该区域内的输出精度。

本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，根据权利要求1所述的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于：步骤b)中设计的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色7个梯尺测控条色块数目均为多个，步骤d)中所求取的网点变化量为多个梯尺测控条色块的平均值，以减小误差。

采用多组测量、求平均值的方法，可有效地降低误差。

本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，步骤e)中系数、、、、、、、、的参考值为-0.6203、1.3865、0.0955、0.0033、0.0418、1.0147、3.4423、-0.9240、1.8397。

本发明的有益效果是：本发明的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，首先设计青色、品红色、黄色和黑色4个原色和红色、绿色和蓝色3个间色的梯尺测控条色块，并将其印刷输出，然后利用分光光度计测量打印出的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，以获取数字印刷机在输出各色梯尺测控条色块时再各网点下变化量；然后建立间色与原色之间的数学模型关系式，并利用获取的网点大小变化量求出数学模型中的参数，最后，对于给定的红色、绿色和蓝色3个间色的校正值，即可求出相应的青色、品红色和黄色3个原色的校正值，利用3个原色校正值对数字图像文件进行校正。本发明的静电数字印刷网点阶调控制方法，改变了以往单纯依靠4个原色（CMYK）对印刷机补正时的弊端，选取典型的红色、绿色和蓝色3个间色，并建立间色与原色的模型关系，实现对数字文件图像的补偿，可获取逼真、失真度最小的输出图像。

梯尺测控条色块包括0～100%内的多个网点色块，而且对10%之内的网点大小进行了细分，实现了对网点在较小区间易出现较大误差更加细化的补偿，实现了对印刷机更加细化的校正。

附图说明

图1为本发明中梯尺测控条色块的原理图；

图2为本发明的静电数字印刷网点阶调的控制方法的流程图；

图3为本发明的实施例中红色、品红色和黄色的网点变化量曲线，以及拟合后红色网点的变化量曲线；

图4为本发明的实施例中绿色、青色和黄色的网点变化量曲线，以及拟合后绿色网点的变化量曲线；

图5为本发明的实施例中蓝色、青色色和品红色的网点变化量曲线，以及拟合后蓝色网点的变化量曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，给出了本发明的静电数字印刷网点阶调的控制方法的流程图，其通过以下步骤来实现：

a).印刷机的校正，根据数字印刷机实际工作状态下原色的输入与输出关系特性曲线，对其进行校正及线性化处理；

该步骤为对印刷机的校正，可通过以下步骤来实现：

a-1).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块上网点的输入值；

a-2).实际值测量，将步骤a-1)中的4个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出网点大小的测量值；

a-3).曲线拟合，利用4个梯尺测控条色块的输入值与测量值，拟合出青色、品红色、黄色和黑色各自的网点输入值与测量值之间的曲线函数，设曲线函数表达式为；

a-4).设校正后输入网点值为，校正后输出的网点值为，设校正输入与输出的函数关系式为：；则存在如公式（4）所示的等式关系：

     （4）

根据公式（4）的反函数可求出校正后的网点值与初始输入值的关系式，如公式（5）所示：

      （5）

公式（5）所表示的关系即为校正时采用的网点补偿曲线；

a-5).印刷机的校正，根据公式（5）的青色、品红色、黄色和黑色的网点补偿曲线对数字印刷机进行补偿。

b).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块以及红色、绿色和蓝色3个间色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块的网点输入值；

在步骤b)中设计的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色7个梯尺测控条色块数目均为多个，则该步骤中所求取的网点变化量为多个梯尺测控条色块的平均值，以减小误差。

如图1所示，给出了梯尺测控条色块的示意图，每个颜色的梯尺测控条色块均由15个方形色块组成，由左至右色块的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，此数值为色块的输入值。

c).获取测量值，首先利用印刷机将步骤a)中的7个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出印刷品上网点大小的测量值；

将梯尺测控条色块打印在纸张上之后，其形态也与图1中的图形相一致，打印之后的每个色块上的网点大小并不一定等于输入值。利用分光光度计对每个色块进行测量，即可获取梯尺测控条色块的测量值。

如表1所示，给出了原色（青色C、品红色M和黄色Y）的梯尺测控条色块的输入值和测量值的对照表格（单位为%）；

表  1

由表1可见，在网点输入值为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时，青色、品红色和黄色的测量值与输入值之间均存在一定的差值。

如表2所示，给出了间色（红色R、绿色G和蓝色）的梯尺测控条色块的输入值和测量值的对照表格（单位为%）；

表   2

由表2可见，在网点输入值为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时，蓝色、绿色和红色的测量值与输入值之间均存在一定的差值。

d).求取网点的变化量，利用各色梯尺测控条色块的测量值减去输入值，得到数字印刷机输出4个原色和3个间色时在不同输入网点大小情况下的变化量，设青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的变化量分别用、、、、、、来表示；

如表1所示，在梯尺测控条色块上的网点输入值依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时，青色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、4%、5%、8%、10%、9%、14%、16%、17%、14%、17%、16%、13%、8%、0%；品红色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、2%、6%、8%、9%、9%、10%、12%、14%、13%、16%、14%、12%、8%、0%；黄色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、2%、6%、9%、10%、11%、15%、20%、23%、21%、22%、18%、14%、9%、0%。

如表1所示，在梯尺测控条色块上的网点输入值依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时，蓝色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、4%、9%、13%、13%、14%、21%、24%、24%、25%、24%、21%、14%、8%、0%；绿色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、2%、5%、10%、12%、13%、15%、22%、24%、22%、22%、19%、14%、9%、0%；红色的测量值与输入值之间的差值依次为0%、4%、9%、15%、16%、18%、22%、29%、33%、30%、29%、23%、16%、9%、0%。

e).建立间色调整模型，建立如公式（1）、（2）和（3）所示的红色、绿色和蓝色3个间色的调整模型：

      （1）

      （2）

      （3）

其中，、、为常数，、、、、、为比例系数；

选用红色、绿色和蓝色作为3个间色来对原色进行调整，也可减小由原色组成的其它颜色的误差，这是由于红、绿和蓝色本身就是三原色，对其进行补偿就相当于对待打印数字文件中的所有颜色的输出进行补偿。

f).求各系数值，利用步骤d)中求出的蓝色、青色和黄色在输入网点为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时所对应的变化量、和，通过曲线拟合算法求出方程组（1）中的、、；采用同样的方法，求出方程组（2）中的、、以及方程组（3）中的、、；

如图3所示，给出了基于表1和表2中的测量数据的红色、品红色和黄色的网点变化量曲线，以及拟合后红色网点的变化量曲线，由此可见，拟合后的红色网点变化曲线与实际测量得出的红色网点变化曲线基本是一致的，这说明公式（1）所建立的间色调整模型是科学、合理的，所求出的参数、、是准确的。、、的值分别为-0.6203、1.3865、0.0955。

如图4所示，给出了基于表1和表2中的测量数据的绿色、青色和黄色的网点变化量曲线，以及拟合后绿色网点的变化量曲线，由此可见，拟合后的绿色网点变化曲线与实际测量得出的绿色网点变化曲线基本是一致的，这说明公式（2）所建立的间色调整模型是科学、合理的，所求出的参数、、是准确的。、、的值分别为0.0033、0.0418、1.0147。

如图5所示，给出了基于表1和表2中的测量数据的蓝色、青色色和品红色的网点变化量曲线，以及拟合后蓝色网点的变化量曲线，由此可见，拟合后的蓝色网点变化曲线与实际测量得出的蓝色网点变化曲线基本是一致的，这说明公式（3）所建立的间色调整模型是科学、合理的，所求出的参数、、是准确的。、、的值分别为3.4423、-0.9240、1.8397。

因此，基于表1和表2中的数据所得出的间色调整模型公式为：

      （1）

      （2）

      （3）

g).求原色补偿量，对于给定的蓝色、绿色和红色的补偿量、、，代入公式（1）、（2）和（3）即可求出青色、品红色、黄色的补偿量、、，对于待打印的文件利用、、对其进行补偿，以使数字印刷机输出的文件图像最大限度地与输入文件图像相匹配。 

Claims (4)

1.一种用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).印刷机的校正，根据数字印刷机实际工作状态下原色的输入与输出关系特性曲线，对其进行校正及线性化处理；

b).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块以及红色、绿色和蓝色3个间色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块的网点输入值                                                ；

c).获取测量值，首先利用印刷机将步骤a)中的7个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出印刷品上网点大小的测量值；

d).求取网点的变化量，利用各色梯尺测控条色块的测量值减去输入值，得到数字印刷机输出4个原色和3个间色时在不同输入网点大小情况下的变化量，设青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色的变化量分别用、、、、、、来表示；

e).建立间色调整模型，建立如公式（1）、（2）和（3）所示的红色、绿色和蓝色3个间色的调整模型：

      （1）

      （2）

      （3）

其中，、、为常数，、、、、、为比例系数；

f).求各系数值，利用步骤d)中求出的蓝色、青色和黄色在输入网点为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时所对应的变化量、和，通过曲线拟合算法求出方程组（1）中的、、；采用同样的方法，求出方程组（2）中的、、以及方程组（3）中的、、；

g).求原色补偿量，对于给定的蓝色、绿色和红色的补偿量、、，代入公式（1）、（2）和（3）即可求出青色、品红色、黄色的补偿量、、，对于待打印的文件利用、、对其进行补偿，以使数字印刷机输出的文件图像最大限度地与输入文件图像相匹配。

2.根据权利要求1所述的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于，步骤a)中所述的印刷机的校正通过以下步骤来实现：

a-1).设计测控条色块，设计与印刷机的CMYK印刷色彩模式相对应的青色、品红色、黄色和黑色4个原色梯尺测控条色块，每个梯尺测控条色块上的网点大小依次为0%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，作为梯尺测控条色块上网点的输入值；

a-2).实际值测量，将步骤a-1)中的4个梯尺测控条色块打印在印刷品上，再利用分光光度计测量印刷品上所打印出的梯尺测控条色块上各个色块的网点大小，得出网点大小的测量值；

a-3).曲线拟合，利用4个梯尺测控条色块的输入值与测量值，拟合出青色、品红色、黄色和黑色各自的网点输入值与测量值之间的曲线函数，设曲线函数表达式为；

a-4).设校正后输入网点值为，校正后输出的网点值为，设校正输入与输出的函数关系式为：；则存在如公式（4）所示的等式关系：

     （4）

根据公式（4）的反函数可求出校正后的网点值与初始输入值的关系式，如公式（5）所示：

      （5）

公式（5）所表示的关系即为校正时采用的网点补偿曲线；

a-5).印刷机的校正，根据公式（5）的青色、品红色、黄色和黑色的网点补偿曲线对数字印刷机进行补偿。

3.根据权利要求1所述的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于：步骤b)中设计的青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色7个梯尺测控条色块数目均为多个，步骤d)中所求取的网点变化量为多个梯尺测控条色块的平均值，以减小误差。

4.根据权利要求1或2所述的用于静电数字印刷网点阶调的控制方法，其特征在于：步骤e)中系数、、、、、、、、的参考值为-0.6203、1.3865、0.0955、0.0033、0.0418、1.0147、3.4423、-0.9240、1.8397。