CN106157265B - 基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统，涉及防伪印刷技术领域。该方法包括先分色和各单色的含底图的高保真网屏的生成，此过程中通过印刷图像失真预测系统对图像缺陷做定量精准预测、图像补偿优化系统进行精准对位补偿，用含底图的高保真网屏对相对应的各单色表图进行挂网，得到高保真含底图的印刷品；系统包括分色模块、高保真藏图网屏生成模块、挂网模块和制版印刷模块。本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统，在保证表图高保真的情况下隐藏多层高清、多层次灰度的底图，能有效提高表图和底图质量，适用于各种网点调制方式及其组合，特别适用于底图不变、表图大量变化或更换的情况。

Description

基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统

技术领域：

本发明涉及防伪印刷技术领域，尤其涉及一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统。

背景技术：

在印刷的表图里隐藏其他图像或信息的技术已有相当长的历史。随着印刷的数字化发展，越来越多的隐藏图像或信息的技术方法得到发展应用，其最为广泛的应用在防伪领域。

观察者可以看到的实际显示的图像称为表图；通过特定技术隐藏在表图之下的、肉眼无法分辨的、并通过相应检测手段才可以看到的图像称为底图；将底图隐藏在表图之下的过程称为藏图。

常规的大多数印刷系统不具备真实的本征灰度表现能力，例如胶印、柔印等，为了把一幅有灰度的图表现在某种基材(例如纸)上，挂网的技术使之成为可能，宏观的灰度是通过微观上墨的平面覆盖率来达到的。数字挂网系统就是把灰色图转换成只具有(0，1)或黑白两个层次的高分辨率位图(数字半调网图或半色调网图)的软件系统。数字挂网后，再通过制版，印刷，即可得到印刷品。

现有的藏图技术多种多样，大多数是基于数字挂网，有网屏角度调制、网点频率调制、网线频率调制、网点形状调制、网线相位调制、网点相位调制、双向网点(网线)相位调制，动态莫耳纹等方法。这些方法的基本原理是：从一个初始的参照网点网屏系统结构开始，按照藏图要求，根据藏图的图形，对参照网点网屏的系统结构进行调制，调制方法包括网点的大小、形状、黑白、位置、相位、密度，频率、角度等。

根据调制方式，相对应的检测方式也各不相同，基本原理是把调制后的网点网屏和初始的参照网点网屏结构做比较，从而解密隐藏的信息。机器检测主要是扫描加数据分析；光学检测是根据初始的参照网点网屏的结构或其某些特征，创建一个光学面罩创建一个光学面罩或微镜阵列(例如光栅片)作为检测膜片，然后将检测膜片像面罩一样覆盖在表图上，透过检测膜片，就可以解密隐藏的图像或信息。

藏图技术是通过对网屏的结构调制实现的，包括网屏的宏观和微观特征，例如方向、频率、网点的大小、位置、形状等，含有底图的网点图，结构复杂。现有藏图技术对表图的图像质量会带来明显的损害，藏图过程中对半色调网点的结构有一定的破坏和扰乱，具体体现在表图上底图区域的显现或/和底图边缘的显露，这个缺陷极大限制了藏图技术的应用范围和防伪功效。为了避免表图上底图区域显现或/和底图边缘显露的缺陷，现有技术采用的方法一般是降低底图的调制幅度和对比度，牺牲部分表图的视觉效果，或者降低底图的分辨率，或只隐藏简单图标或文字，又或者缩小表图的选用范围，将底图局限于某一狭窄的色阶(浓度)范围或只局限于对观察者不敏感的图像局部，如杂乱的小局部或者粗糙的色块等。藏图技术原理简单而且已广为流传，如果表图和底图的图像质量不高，技术含量低，很容易被仿造，在特殊应用领域，如防伪技术中，就无法达到应有的效果。

印刷的物理过程是一个模拟(非数字)过程，因此，失真、噪音、不稳定性等不可避免，因此，从栅格化的半色调网点图到实际印刷品的过程中，网点会有不可避免的失真，有时这种失真还会相当严重。其中最常见的一个指标就是网点的扩散。例如，胶印或柔印的照排、制版和印刷过程中，每一步都有失真，数码印刷中的激光打印中曝光、显影、转换、熔结的过程中，每一步的失真都相当严重，这些失真会严重影响最终印刷的表图质量。目前现有技术中，网点失真(包括网点扩散)很难预测，无法在印刷前就考虑到印刷过程中网点的失真，并作好精准的补偿校正。

在常规挂网技术中，网点结构均匀(周期性或非周期性)，印刷过程中网点的失真对输出印刷品的影响主要体现在图像的亮度上。这种失真造成的影响大部分可以归咎于点的扩散，通过简单的色彩配置或色阶较正即可复原。但是，对于不规则不均匀网点结构，这些修正方法远远不够，而不规则不均匀的网点结构在特种印刷，例如防伪印刷中很常见，特别是在彩色印刷图像里隐藏另一个或多个图像的情况。因此，对不规则不均匀网点结构的挂网系统需要具备更好的补偿优化方法。

藏图对网点结构的调制通常可能造成两类缺陷，第一类是对半色调图造成的直接缺陷，这类缺陷在半色调图上可以识别，也就是说，即使是理想地完全没有失真地印刷出来，缺陷也存在。对这第一类缺陷，必须予以修正。第二类缺陷是在半色调图里无法直搞判别的，它是由印刷系统的失真与网点结构的扰乱相互作用造成的，不同的印刷系统，结果不同。对这第二类缺陷应该针对设定印刷系统，在数字半色调网图上作精准的补偿。现有技术对第二类缺陷还不很有效。

匈牙利JURA公司在其专利(US6104812)里提出了一种通过超晶胞进行较正补偿的算法，对数字网点进行修正，表图质量得到显著提高，但是并不完美。此算法没有有效地对印刷的物理过程中网点的失真造成的缺陷(即第二类缺陷)进行补偿，因此，其结果只对印刷物理过程中网点失真相对较小、或者网屏的频率相对较低的印刷品有效。具体地说，就是失真必须远小于网点结构。因此，该技术的应用范围受到很大限制。

另外，本发明人的另一专利申请“基于直接修正的高保真藏图的数字挂网方法及系统”不经过高保真藏图网屏，对表图经过常规挂网后的半色调网图进行直接调制藏图，直接修正，从而产生高保真藏图半色调网图。这种网点重构方法对于某些底图不变，表图大量变化或更换的应用场景很不方便。

发明内容：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统，先根据底图及设置参数形成含底图的高保真单色网屏，然后用此网屏对分色后的表图的相应各单色通道进行常规运算直接挂网，建立一个自动的高保真藏图数字挂网系统，在保证表图高保真的情况下，在高品质的彩色表图下隐藏多层高清的、多层次灰度的底图，能有效提高表图质量，扩大表图的选用范围，可隐藏的底图调制幅度大、对比度高、视觉效果好、分辨率高，能有效提高表图上适合藏图的色阶范围，并适用于各种藏图调制方式或调制方式的组合，特别适用于底图不变、表图大量变化或更换的情况。

一方面，本发明提供一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，包括：

(i)输入一个或一系列表图、和至少一个底图；

(ii)根据藏图要求创建一组与印刷系统的各单色通道相对应的包含至少一个单色的针对设定的印刷系统进行过修正补偿的高保真藏图网屏，某一单色的高保真藏图网屏的创建方法包括：

(a)将某一色阶填充一设定尺寸大小的画面得到一个单一色阶的灰度图，对某一单色的一部分或全部色阶按指定大小尺寸进行常规数字挂网，生成一套常规半色调网图；

(b)根据藏图的设计指标及底图参数要求对所述色阶的半色调网图设定调制参数，确定调制方式，对挂网后的各色阶的常规半色调网图根据藏图按设定方式进行调制，输出其对应的藏图调制后的半色调网图；

(c)根据设定印刷方式及参数，对藏图调制后的各色阶的半色调网图印刷后的画质失真和表图缺陷进行预测，具体预测方法为：设定印刷方式及参数，设置标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图与藏图后的该色阶的半色调网图的比较指标，设定比较模式和比较方法，比较藏图后的该色阶的半色调网图与标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图，然后输出比较算法得到的失真预测结果；

(d)设置优化补偿过程中的相关参数，根据预测得到的画质失真和表图缺陷，对调制后的各色阶的半色调网图进行相应的优化补偿，得到该色阶修正补偿后的藏图半色调数字网图；

(e)判定优化补偿后的单一色阶的半色调数字网图是否达到预设优化目标，如果达到要求，则将得到的各单色含底图的高保真半色调数字网图输出，执行步骤(f)，否则，将优化补偿后的半色调数字网图返回步骤(c)；

(f)将得到的各色阶的经过优化补偿的半色调网图组建该单色的高保真藏图网屏，该网屏包含各色阶对设定的印刷系统进行过优化补偿的藏图半色调网图信息。

(iii)根据设定的印刷系统要求对输入的一个或一系列表图进行分色，得到一个或一系列单色表图组；

(iv)将分色后的一个或一系列单色表图组用对应的单色网屏进行挂网，得到一个或一系列藏图后的表图的单色半色调网图组。

进一步地，在步骤iv之后，按设定印刷方式进一步对多个单色半色调网图在颜色重叠后印刷图像的失真缺陷作综合预测，并根据预测对多个单色半色调网图做出协同优化补偿，输出优化的藏图后的半色调网图。

进一步地，上述的综合预测为对多个单色半色调网图在颜色重叠后印刷图像的颜色失真缺陷的预测。

进一步地，上述综合预测以原表图或调制前的半色调网图为基准。

进一步地，将最终输出的藏图后的表图的半色调网图按设定印刷方式完成印刷。

进一步地，设定印刷方式为凹版印刷、凸版印刷、平版印刷、孔版印刷、胶印、柔印、丝网印刷、喷墨、静电、热转印、热升华或银盐冲洗。

进一步地，设定印刷方式为可变数据印刷、可变图像印刷或数码印刷。

进一步地，如果表图为彩色图像，在步骤iii中将表图分为RGB三色图或CMYK四色图或加其他专色的多色图；如果表图为灰度图，在步骤iii中表图只有黑色一种色图。

进一步地，常规数字挂网方式为基于周期性的、非周期性的或随机的网点或网线。

进一步地，步骤b中的调制包括对网点或网线的某一个或多个属性按底图进行调制，所述属性包括角度、相位、大小、形状、密度、频率、位置和灰度。

进一步地，画质失真和表图缺陷的预测是对各色阶的半色调网图分别进行独立的预测。

进一步地，上述的预测和综合预测的过程采用图像识别、机器学习或其他人工智能算法模型进行预测。

进一步地，所述画质失真和表图缺陷的预测通过采用一组预测参数来控制预测模式和预测目标，预测参数包括表图分色参数、表图分辨率、表图亮度、表图对比度、表图参数允许干扰度、底图模式、底图色层、底图分辨率、底图对比度、调制方式选择和印刷方式选择。

进一步地，优化补偿过程采用人工智能算法。

进一步地，所述优化补偿过程通过一组优化参数控制其功能，优化参数包括表图分辨率权重、表图色彩权重、表图亮度权重、表图色彩过渡权重、底图分辨率权重和底图亮度权重。

另一方面，本发明还提供一种基于高保真藏图网屏的数字挂网系统，包括：

分色模块，用于将输入的表图进行分色，得到各单色表图；

高保真藏图网屏生成模块，用于创建高保真藏图网屏；

挂网模块，用于将分色后的表图的每个单色图用相应的单色网屏进行挂网，输出每个单色的具有高保真特性的半色调网图，由于使用高保真藏图网屏，所得到的半色调网图也具有高保真特性；

制版印刷模块，用于输出优化后的各单色具有高保真特性的半色调网图，进行制版印刷。

进一步地，高保真藏图网屏生成模块包括：

色阶挂网模块，用于将某一色阶填充一设定尺寸大小的画面得到一个单一色阶的灰度图，然后通过常规挂网，得到该色阶的半色调网图；

网点调制模块，用于根据藏图的设计指标及底图参数要求对色阶的半色调网图设定调制参数，确定调制方式，按底图进行网点调制，输出藏图调制后的该单一色阶的半色调网图；

印刷图像失真预测模块，用于对被底图调制扰动后的单一色阶的半色调网图在印刷过程中可能产生的失真进行预测评估；

图像失真补偿优化模块，用于根据印刷图像失真预测模块得到的评估参数及现有网点状态，对某一单色的各单一色阶图进行相应的修正补偿和优化，得到各单一色阶的藏有底图的优化后的网点图；

优化结果判定模块，用于判定优化补偿后的单一色阶的半色调数字网图是否达到预设优化目标，如果达到要求，则将得到的各单色含底图的高保真半色调数字网图输出，否则，将优化补偿后的半色调数字网图返回印刷图像失真预测模块；

网屏合成模块，用于将得到的各色阶的经过修正补偿和优化的半色调图合成为一个网屏，由于此前每一色阶都经过藏图、修正补偿和优化，因此，所生成的网屏为高保真藏图网屏。

进一步地，印刷图像失真预测模块包括：

调制后网点输入模块一，用于接收所述网点调制模块调制后输出的单一色阶图或半色调数字网点图，作为印刷图像失真预测模块的输入量；

印刷参数模块，用于设定印刷方式及参数；

比较参数设置模块，用于设置标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图与藏图后的该色阶的半色调网图的比较指标；

比较算法模块，用于设定比较模式和比较方法，比较藏图后的某单一色阶的半色调网图与相应标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图；

失真结果输出模块，用于输出比较算法模块得到的失真预测结果。

进一步地，图像失真补偿优化模块包括：

调制后网点输入模块二，用于接收网点调制模块调制后输出的单一色阶的半色调数字网图，作为图像失真补偿优化模块的一个输入量；

失真结果输入模块，用于接收印刷图像失真预测模块中预测得到的失真预测结果，作为图像失真补偿优化模块的另一个输入量，即优化补偿的依据；

优化参数设置模块，用于设置优化补偿过程中的相关参数；

优化算法模块，用于根据印刷图像失真预测模块中预测得到的失真预测结果对调制后网点输入模块二接收的单一色阶的半色调数字网图进行优化补偿；

优化网点输出模块，用于将优化算法模块得到的优化补偿后的半色调数字网图输出给优化结果判定模块。

进一步地，该系统还包括印刷图像失真预测模块一，用于将所述挂网模块得到的各单色含底图的高保真半色调网图经过颜色重叠计算，对重叠后印刷图像的颜色和表图被扰乱网点可能带来的缺陷做出预测评估；图像失真补偿优化模块一，用于根据印刷图像失真预测模块一得到的评估参数，对所述挂网模块得到多个单色含底图的高保真半色调网图进行做出协同修正补偿和优化，得到进一步优化的各单色含底图的高保真半色调网图。

由上述技术方案可知，本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统，先根据底图及设置参数形成含底图的高保真网屏，然后用此网屏对分色后的表图的相应各单色通道进行常规运算直接挂网，建立一个自动的高保真藏图数字挂网系统，在保证表图高保真的情况下，在高品质的彩色表图下隐藏多层高清的、多层次灰度的底图。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统能有效提高表图质量，扩大表图的选用范围，特别适用于底图不变、表图大量变化或更换的情况。在藏图时，表图上藏图处的边缘处平滑过渡、无痕迹，表图表面看不出多层藏图的痕迹，同时，表图可以是任何亮度、任何对比度的图像，表图的灰度可变化范围宽，藏图可以藏在整幅表图图幅下面。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统使可隐藏的底图调制幅度大、对比度高、视觉效果好、分辨率高，底图可以是很小的文字或图像，藏图后，底图高清，分辨率接近检片线数。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统能有效提高表图上适合藏图的色阶范围，可以在全色阶范围内高保真藏图，特别是在光滑的色区里藏图，底图清晰可检而表图毫无痕迹。例如，可以将底图隐藏在几个不同的色阶上或光滑连续地覆盖一定的色阶范围。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统不受具体的藏图调制方式的影响，对各种藏图方法均适用，可以对某一分色进行多种方式的混合调制藏图。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统可以对各层底图检测时的清晰度和对比度作分别独立的控制，有显而易见的，也有隐藏得很深不易错觉的，从而，提供不同层次的防伪手段，满足不同层次的防伪需求。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统可以将一个底图分成几个部分，分别藏在几个单色里，在这种情况下，只有检测膜片同时检测出藏在各个单色里的子图形并综合显示，底图才会显现出来。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统可以在表图下隐藏立体底图，经过相应的检测手段，可以显示立体效果；也可以通过隐藏特殊处理的底图，在检片在相应角度固定时，随着光照的角度及视角的变化，产生不同的效果；也可以通过检片转动或平移，在表图背景下，不同层次的底图顺序显现，形成独特的动画效果。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统使藏图制作过程简单，不改变原制版、印刷工艺，不使用特殊耗材，不额外增加印刷成本，在印刷时就解决了藏图问题，不需要印后处理。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统适用于各种印刷技术、各种印刷基材、各种基材的表面形态。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统还特别适用于基于周期性检测膜片的藏图制作，能将藏图的清晰度、对比度最优化，而不损害表图的品质。

附图说明：

图1为本发明实施例的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法流程图；

图2为本发明实施例中单色半色调网点图的失真预测与优化过程示意图；

图3为图1中单色高保真藏图网屏的生成过程示意图：

图4为本发明实施例的基于高保真藏图网屏的数字挂网系统的结构框图；

图5为图4中高保真藏图网屏生成模块的结构框图；

图6为图5中印刷图像失真预测模块的结构框图；

图7为图5中图像失真补偿优化模块的结构框图；

图8为本发明实施例中常规藏图挂网方法得到的40％色阶的半色调网图示意图；

图9为本发明实施例中单色高保真藏图数字挂网为胶印优化后的40％色阶的半色调网图示意图；

图10为本发明实施例中单色高保真藏图数字挂网为静电打印优化后的40％色阶的半色调网图示意图。

图中：401、分色模块；402、高保真藏图网屏生成模块；4021、色阶挂网模块；4022、网点调制模块；4023、印刷图像失真预测模块；40231、调制后网点输入模块一；40232、印刷参数模块；40233、比较参数设置模块；40234、比较算法模块；40235、失真结果输出模块；4024、图像失真补偿优化模块；40241、调制后网点输入模块二；40242、失真结果输入模块；40243、优化参数设置模块；40244、优化算法模块；40245、优化网点输出模块；4025、优化结果判定模块；4026、网屏合成模块；403、挂网模块；404、印刷图像失真预测模块一；405、图像失真补偿优化模块一；406、制版印刷模块；A1、背景一；A2、常规挂网第一输出区；A3、常规挂网第二输出区；B1、背景二；B2、高保真胶印优化第一输出区；B3、高保真胶印优化第二输出区；C1、背景三；C2、高保真静电打印优化第一输出区；C3、高保真静电打印优化第二输出区。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，如图1所示，为该方法的流程图，本实施例中，在多幅不同的全彩表图下隐藏同一幅底图，表图色阶范围可以是0～100％，底图色阶范围也可以是0～100％，具体方法如下所述。

S101、输入表图、底图及其参数，其中底图参数包括底图的层数为1层、方式为8位(8bit)灰度图像、角度为0度、色层为品红、网点的频率或线数为159lpi。

S102、对表图的品红单色层的色阶0进行单一色阶常规挂网，对生成的该色阶的半色调网图根据藏图的设计指标及底图参数要求设定调制参数、确定调制方式，选择相位调制方式进行调制，完成藏图，得到藏有底图的色阶0网点图。其中，底图参数包括底图图幅、底图位置、底图色层、底图层数、底图相位、底图方向、底图对比度等。

S103、将藏图调制后的色阶0网点图输入一个印刷图像失真预测系统，与标准色阶图进行比较，并从现有数字网点状态出发，根据不同的印刷方式，预测印刷后的画质，做出包括底图的质量、印刷后可能产生的图像缺陷、表图网点被底图打乱后可能造成的表图缺陷的位置和损害程度等各方面的评估。

印刷图像失真预测系统对画质的预测通过采用一组预测参数来控制预测模式和预测目标，该组预测参数包括但不限于比较标准为品红色阶0标准色阶图、底图模式为8位灰度图、底图色层为品红色层、底图对比度为最大可能对比度的70％、调制方式选择网点调幅及相位调制、印刷方式选择胶印。采用人工智能模糊算法，对可能出现的表图网点失真进行预测。

S104、把根据印刷图像失真预测系统预测评估得到的缺陷数据输入给一个图像失真补偿优化系统，根据缺陷参数及现有网点状态，做出优化决定，把某个或某些像素由黑变白或由白变黑，将该单一色阶的半色调网图进行相应的优化补偿。其中，优化算法采用简单补偿算法。

图像失真补偿优化系统对各网点图进行相应的优化补偿过程通过一组优化参数控制其功能，优化参数包括但不限于表图分辨率权重为80、表图色彩权重为80、表图亮度权重为80、表图色彩过渡权重为80、底图分辨率权重为20、底图亮度权重为20。

S105、经优化补偿后的色阶0网点图重新进行失真预测，判定优化结果，如果优化结果符合预设参数要求，则得到优化的色阶0网点图，进行下一色阶的挂网、藏图、预测和优化过程，否则，再次对色阶0网点图进行优化补偿，直到符合预设参数要求为止。

对单一色阶的半色调网点图的失真预测与优化过程如图2所示。此处，图2中“藏有底图的半色调网图”为该色阶的调制后的半色调网图，失真预测与修正补偿过程主要是对单色阶半色调网图独立进行的。

S106、对色阶0的下一色阶1进行上述单一色阶的挂网、藏图调制、印刷图像失真预测、图像失真优化补偿的操作，即S102、S103、S104和S105，重复此过程，直至完成该单色的所有0～255级色阶的全部操作，得到品红单色优化后含有底图的256个单一色阶网点图。

S107、将品红单色的256个优化后含有底图的单一色阶网点图重合叠加，合并形成一个灰度的藏有底图的品红色高保真藏图网屏，其生成过程如图3所示。与网点图不同，网屏是一个灰度图，综合了所有色阶的网点结构，包括藏图内容，对任意表图都适用。

本实施例中，其他三色无藏图，不必进行上述生成网屏的操作。

作为一种替代实施方案，藏图只需要在一部分色阶上进行，而不必在所有色阶上进行，例如在接近全白或全黑的色阶上(接近0或255)不藏图，再例如，如果表图的某单色只局限在一定的色阶范围，在此色阶范围之外的色阶上不必进行藏图和相应的优化补偿。

S108、根据相应的印刷系统要求，将输入的彩色表图分色为青，品红，黄，黑四色。具体实施中，彩色表图分色时也可根据要求分为RGB三色图或加其他专色的多色图，如果表图为灰度图，分色时表图只有黑色一种色图。

S109、将分色后的各单色分别挂网，产生表图的各单色的半色调网图。品红色表图用由上述步骤产生的藏有底图的高保真网屏挂网，其它三色表图用匹配的常规网屏挂网。

藏图对网点结构的调制通常可能造成两类缺陷，第一类是对半色调图造成的直接缺陷，这类缺陷在半色调图上可以识别，也就是说，即使是理想地完全没有失真地印刷出来，缺陷也存在。对这第一类缺陷，必须予以修正。第二类缺陷是在半色调图里无法直接判别的，它是由印刷系统的失真与网点结构的扰乱相互作用造成的，不同的印刷系统，结果不同。对第二类缺陷应该针对设定印刷系统，在半色调数字网图上作精准的补偿。本发明对两种缺陷的修正补偿都适用，对这两种缺陷可以分别修正补偿，也可以同时完成。

失真预测和修正补偿可以不考虑色彩重叠而对各单色半色调网图独立执行，优点是运算速度快，也可以考虑色彩重叠，对图像的各单色做出综合评判，协同修正补偿，优点是结果更为精准，但运算速度慢。一种更为优越的实施方法是结合两者的优势，先各单色独立优化补偿，然后再考虑色彩重叠，综合评判和修正。一般情况下，单色半色调网图独立优化补偿后的结果就可以满足要求。

经过步骤S102至S109的执行，已经获得各单色(基本色)独立优化的含底图的高保真半色调数字网点图，如果单色分别印刷，高保真表图及底图的效果优异，但将各单色套色以后，由于网点重叠，网点结构的复杂变化可能给表图的色彩重现带来一些不容易预测的结果，如多色干涉的莫尔纹、色彩噪音等，因此，作为选项，有时还需要对各单色套色以后可能会出现的失真情况进行进一步的预测和补偿优化，最大程度减小表图失真度。

S110、将得到的各单色含底图的高保真半色调网图再次输入印刷图像失真预测系统，进行颜色重叠计算，对重叠后印刷图像的颜色和表图被扰乱网点可能带来的缺陷做出预测评估。

印刷图像失真预测系统采用一组预测参数控制预测模式与预测目标，该组预测参数包括但不限于表图分色参数为四色，表图分辨率为150dpi、表图亮度对比度全覆盖、底图模式为灰度、底图色层为品红、底图对比度为最大可能对比度的70％、调制方式选择网点相位调制、印刷方式选择胶印等。采用人工智能模糊算法，对可能出现的表图网点失真进行预测。

S111、根据颜色重叠计算后预测评估得到的缺陷参数，在图像补偿优化系统中做出补偿优化决定，对各单色含底图的高保真半色调网图进行相应的优化补偿，此处的优化目标使用色彩失真度作为主要判定标准，失真度小于5％时，即满足优化目标，否则需要重复预测和优化过程，直至满足预设优化目标，最后输出各单色的优化半色调网图，供制版印刷使用。

对颜色重叠后半色调网点图的失真预测与优化过程与单一色阶的半色调网点图的失真预测与优化过程基本相同，如图2所示，但在此处，图2中“藏有底图的半色调网图”为表图经高保真藏图网屏挂网后的半色调网图，此处的失真预测与优化补偿过程是考虑色彩重叠后，对图像的各单色做出的综合评判和协同优化补偿。

S112、将S111输出的优化半色调网点图输入制版印刷系统，得到全彩的含底图的高保真印刷品。

为了高速输出，可以跳过步骤S110和S111，直接用S109输出的半色调网图制版印刷，对后续的更多的表图，只须执行分色S108，挂网S109和制版印刷S112，能极大地提高输出速度。步骤S110和S111是为了追求更高的画质，对各单色半色调网图进行的进一步的失真预测和优化补偿。

数字半色调网点图形成以后，需要按各种印刷技术相应的后续工作程序完成印刷，从而输出含有藏图的印刷品，常用的印刷技术有平版、凹版、凸版、胶印、柔印、凹印、激光压印等；传统印刷方式也可以先激光照排，输出菲林，再加工制版、套色印刷，新型的现代系统，多采用无菲林直接制版(CTP)，然后套色印刷。数字打印系统则直接输出印刷图片。

此时，印刷的表图里含有挂网时藏入的一个或多个隐形底图，如果需要检测，可以选择与藏入时相对应的检测手段，例如机器识读、扫描、特殊照明、特殊观测角度、特殊光学工具等，来检测隐藏的底图。一种最为常见的藏图及检测方法是用一种透明光学膜或板，覆盖在表图上，当位置角度合适时，藏图就会显现出来。

一种基于高保真藏图网屏的高保真藏图数字挂网系统，如图4所示，该系统具体包括：分色模块401、高保真藏图网屏生成模块402、挂网模块403、印刷图像失真预测模块一404、图像失真补偿优化模块一405和制版印刷模块406。

分色模块401，用于将输入的表图进行分色，得到各单色表图。

高保真藏图网屏生成模块402，用于创建高保真藏图网屏。

高保真藏图网屏生成模块402，如图5所示，具体包括：色阶挂网模块4021、网点调制模块4022、印刷图像失真预测模块4023、图像失真补偿优化模块4024、优化结果判定模块4025和网屏合成模块4026。

色阶挂网模块4021，用于将某一色阶填充一设定尺寸大小的画面得到一个单一色阶的灰度图，然后通过常规挂网，得到该色阶的半色调网图。

网点调制模块4022，用于根据藏图的设计指标及底图参数要求对所述色阶的半色调网点图设定调制参数，确定调制方式，按底图进行网点调制，输出藏图调制后的该单一色阶的半色调网点图。

印刷图像失真预测模块4023，用于对被底图调制扰动后的单一色阶的半色调网图在印刷过程中可能产生的失真进行预测评估。

印刷图像失真预测模块4023，如图6所示，具体包括：

调制后网点输入模块一40231，用于接收所述网点调制模块4022调制后输出的单一色阶的半色调数字网点图，作为印刷图像失真预测模块4023的输入量；

印刷参数模块40232，用于设定印刷系统的类别，制版方式，输出基材，油墨及其他参数。；

比较参数设置模块40233，用于设置标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图与藏图后的该色阶的半色调网图的比较指标；

比较算法模块40234，用于设定比较模式和比较方法；

失真结果输出模块40235，用于输出比较算法得到的失真预测结果。

图像失真补偿优化模块4024，用于根据印刷图像失真预测模块4023得到的评估参数及现有网点状态，对某一单色的各单一色阶图进行相应的修正补偿和优化，得到各单一色阶的藏有底图的优化后的网点图。

图像失真补偿优化模块4024，如图7所示，具体包括：

调制后网点输入模块二40241，用于接收所述网点调制模块4022调制后输出的单一色阶的半色调数字网点图，作为图像失真补偿优化模块4024的一个输入量；

失真结果输入模块40242，用于接收印刷图像失真预测模块4023中预测得到的失真预测结果，作为图像失真补偿优化模块4024的另一个输入量，即优化补偿的依据；

优化参数设置模块40243，用于设置优化补偿过程中的相关参数；

优化算法模块40244，用于根据印刷图像失真预测模块4023中预测得到的失真预测结果对调制后网点输入模块二40241接收的单一色阶的半色调数字网点图进行优化补偿；

优化网点输出模块40245，用于将优化算法模块40244得到的优化补偿后的半色调数字网点图输出给所述优化结果判定模块4025。

优化结果判定模块4025，用于判定优化补偿后的单一色阶的半色调数字网点图是否达到预设优化目标，如果达到要求，则将得到的各单色含底图的高保真半色调数字网点图输出，否则，将优化补偿后的半色调数字网点图返回印刷图像失真预测模块4023。

网屏合成模块4026，用于将得到的各色阶的经过修正补偿和优化的半色调图合成为一个网屏。当所有选定的色阶都完成挂网，藏图，修正补偿和优化后，就可以通过叠加等方法，把各色阶的修正补偿后的半色调网图合成一个网屏。由于此前每一色阶都经过藏图、修正补偿和优化，因此，所生成的网屏为高保真藏图网屏，而且对所有表图都适用。

挂网模块403，用于将分色后的表图每个单色图用相应的单色网屏进行挂网，输出每个单色的半色调网图。分色图通过网屏挂网，计算方法简单快速，通过分色图与网屏加减或比较实现。由于使用高保真藏图网屏，所得到的半色调网图也具有高保真特性。

印刷图像失真预测模块一404，用于将所述挂网模块403得到的各单色含底图的高保真半色调网图经过颜色重叠计算，对重叠后印刷图像的颜色和表图被扰乱网点可能带来的缺陷做出预测评估。其功能模块组成与印刷图像失真预测模块4023相同，只是相应模块的功能是针对单色半色调网图进行的。

图像失真补偿优化模块一405，用于根据印刷图像失真预测模块一404得到的评估参数，对挂网模块403得到多个单色含底图的高保真半色调网图进行做出协同修正补偿和优化，得到进一步优化的各单色含底图的高保真半色调网图。其功能模块组成与图像失真补偿优化模块4024相同，只是相应模块的功能是针对单色半色调网图进行的。

制版印刷模块406，用于将优化后的各单色含底图的高保真半色调网图输出，进行制版印刷。

本发明对藏图对网点结构的调制通常可能造成的两类缺陷都适用，可以分别修正补偿，也可以同时完成。

如图8、图9和图10所示，显示了单色高保真藏图数字挂网系统的功效。图8为一种常规的通过网点移动实现网点相位调制的藏图挂网方法得到的40％色阶的半色调网图，在一个均匀的背景上置入一个圆形的底图。A1为背景，在A2和A3区，网点的覆盖率明显低于或高于背景太多，质量不可接受。图8显示的主要是第一类缺陷。

图9是单色高保真藏图数字挂网系统为胶印优化后的40％色阶的半色调网图示意图。由于胶印失真小，从数字网点到印刷品输出需要修正补偿的幅度很小，所以，从数字网点上看，B1、B2和B3区有很相近的覆盖率，印刷以后，保真度高，B1、B2和B3区有相同的亮度，藏图不会被肉眼识别。图9主要显示第一类缺陷被修正后的结果。

图10是单色高保真藏图数字挂网系统为静电打印优化后的40％色阶的半色调网图示意图，和胶印有两点不同，第一，网点覆盖率低，这是因为静电打印时点的失真大，点的扩散大，为了达到正确的印刷亮度，本实施例在优化时对网点的失真特别是点的扩散进行了补偿。第二，C2和C3区的网点覆盖率与C1不相等。这也是因为补偿的结果，C2和C3区网点的频率(或密度，即单位面积网点的数量)比C1高或低，网点在印刷过程中的扩散与频率成正比，因此，C1、C2和C3区分别得到不同的修正值。所以，虽然在优化的半色调网图上，Cl、C2和C3区有不同的覆盖率，但在经过设定的印刷系统印刷输出以后的印刷品上，C1、C2和C3区会有同样的亮度，从而实现印刷品的高保真藏图。因此，图10不但显示了对第一类缺陷的修正，而且还含有针对静电打印的第二类缺陷的补偿结果。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统，先根据底图及设置参数形成含底图的高保真网屏，然后用此网屏对分色后的表图的相应各单色通道进行常规运算直接加网，建立一个自动的高保真藏图数字挂网系统，在保持表图高保真的情况下，在高品质的彩色表图下隐藏多层高清的、多层次灰度的底图。

本发明提供的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法及系统能有效提高表图质量，扩大表图的选用范围，采用高保真藏图网屏方法特别适用于底图不变、表图大量变化或更换的情况；在藏图时，表图上藏图处的边缘处平滑过渡、无痕迹，表图表面看不出多层藏图的痕迹，同时，表图可以是任何亮度、任何对比度的图像，表图的灰度可变化范围宽，藏图可以藏在整幅表图图幅下面；使可隐藏的底图调制幅度大、对比度高、视觉效果好、分辨率高，底图可以是很小的文字或图像，藏图后，底图高清，分辨率接近检片线数；能有效提高可供藏图的表图的色阶范围，可以在全色阶范围内高保真藏图，能保证5％到90％可见，10％到80％清晰，还可以将底图隐藏在几个不同的色阶上或连续覆盖一定的色阶范围，最好大于20％的色阶范围，例如，从30％到70％，再例如，从15％到40％，以提高防仿造的效能；不受具体的藏图调制方式的影响，对各种藏图方法均适用，可以对某一分色进行多种方式的混合多层藏图，包括但不限于网点相位调制与网点角度调制并用、网点相位调制与网点形状调制并用、多角度网点相位调制、多相位网点相位调制、多频率网点相位调制等；可以对各层底图检测时的清晰度和对比度作分别独立的控制，有显而易见的，也有隐藏得很深不易错觉的，从而，提供不同层次的防伪手段，满足不同层次的防伪需求；可以将一个底图分成几个部分，分别藏在几个单色里，在这种情况下，只有检测膜片同时检测出藏在各个单色里的子图形并综合显示，底图才会显现出来；可以在表图下隐藏立体底图，经过相应的检测手段，可以显示立体效果；也可以通过隐藏特殊处理的底图，在检片在相应角度固定时，随着光照的角度及视角的变化，产生不同的效果；也可以通过检片转动或平移，在表图背景下，不同层次的底图顺序显现，形成独特的动画效果；藏图制作过程简单，不改变原制版、印刷工艺，不使用特殊耗材，不额外增加印刷成本，在印刷时就解决了藏图问题，不需要印后处理；适用于各种印刷技术、各种印刷基材、各种基材的表面形态，其中印刷技术包括但不限于传统制版印刷技术的凹版印刷、凸版印刷、平版印刷、孔版印刷、胶印、柔印、丝网印刷等、数码打印技术的喷墨、静电、热转印、热升华、银盐冲洗等、特种印刷的标签印刷、圆管印刷等，印刷基材包括但不限于各类纸张、纸板、瓦楞纸板、软硬塑料、复合材料、有机材料、金属、合金、金属箔、玻璃、木材、皮革、特殊布匹等，并可以在平面或弯曲表面上藏图及还原；对规则网点网线进行的调制，特别是调制幅度略大时，很容易造成表图的缺陷。因此，本发明还特别适用于基于周期性检测膜片的藏图制作，能将藏图的清晰度、对比度最优化(调制幅度大)，而不损害表图的品质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (17)

1.一种基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，该方法包括：

(i)输入一个或一系列表图、和至少一个底图；

(ii)根据藏图要求创建一组与印刷系统的各单色通道相对应的包含至少一个单色的针对设定的印刷系统进行过修正补偿的高保真藏图网屏，某一单色的高保真藏图网屏的创建方法包括：

(a)将某一色阶填充一设定尺寸大小的画面得到一个单一色阶的灰度图，对某一单色的一部分或全部色阶按指定大小尺寸进行常规数字挂网，生成一套常规半色调网图；

(b)根据藏图的设计指标及底图参数要求对所述色阶的半色调网图设定调制参数，确定调制方式，对所述挂网后的各色阶的常规半色调网图根据藏图按设定方式进行调制，输出其对应的藏图调制后的半色调网图；

(c)根据设定印刷方式及参数，对所述藏图调制后的各色阶的半色调网图印刷后的画质失真和表图缺陷进行预测，具体预测方法为：设定印刷方式及参数，设置标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图与藏图后的该色阶的半色调网图的比较指标，设定比较模式和比较方法，比较藏图后的该色阶的半色调网图与标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图，然后输出比较算法得到的失真预测结果；

(d)设置优化补偿过程中的相关参数，根据预测得到的画质失真和表图缺陷，对所述调制后的各色阶的半色调网图进行相应的优化补偿，得到该色阶修正补偿后的藏图半色调数字网图；

(e)判定优化补偿后的单一色阶的半色调数字网图是否达到预设优化目标，如果达到要求，则将得到的各单色含底图的高保真半色调数字网图输出，执行步骤(f)，否则，将优化补偿后的半色调数字网图返回步骤(c)；

(f)将得到的各色阶的经过优化补偿的半色调网图组建该单色的高保真藏图网屏，所述网屏包含所述色阶对设定的印刷系统进行过优化补偿的藏图半色调网图信息；

(iii)根据设定的印刷系统要求对所述一个或一系列表图进行分色，得到一个或一系列单色表图组；

(iv)将分色后的所述一个或一系列单色表图组用所述的对应的单色网屏进行挂网，得到一个或一系列藏图后的表图的单色半色调网图组。

2.根据权利要求1所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，在所述步骤(iv)之后，按设定印刷方式进一步对多个单色半色调网图在颜色重叠后印刷图像的失真缺陷作综合预测，并根据预测对多个单色半色调网图做出协同优化补偿，输出优化的藏图后的半色调网图。

3.根据权利要求2所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述综合预测为对多个单色半色调网图在颜色重叠后印刷图像的颜色失真缺陷的预测。

4.根据权利要求2所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述综合预测以原表图或多个调制前的半色调网图为基准。

5.根据权利要求1或2所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，将最终输出的所述藏图后的表图的半色调网图按设定印刷方式完成印刷。

6.根据权利要求5所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述设定印刷方式为凹版印刷、凸版印刷、平版印刷、孔版印刷、胶印、柔印、丝网印刷、喷墨、静电、热转印、热升华或银盐冲洗。

7.根据权利要求5所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述设定印刷方式为可变数据印刷、可变图像印刷或数码印刷。

8.根据权利要求1所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，如果所述表图为彩色图像，在所述步骤(iii)中将所述表图分为RGB三色图或CMYK四色图或其他多色图或加其他专色的多色图；如果所述表图为灰度图，在所述步骤(iii)中所述表图只有黑色一种色图。

9.根据权利要求1所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述常规数字挂网方式为基于周期性的、非周期性的或随机的网点和网线。

10.根据权利要求1所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述步骤(b)中的所述调制包括对网点或网线的某一个或多个属性按底图进行调制，所述属性包括角度、相位、大小、形状、密度、频率、位置和灰度。

11.根据权利要求1所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述画质失真和表图缺陷的预测是对各色阶的半色调网图分别进行的独立的预测。

12.根据权利要求1、2、3、4或11所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述预测的过程采用图像识别、机器学习或其他人工智能算法模型进行预测。

13.根据权利要求1、2、3、4或11所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，所述画质失真和表图缺陷的预测通过采用一组预测参数来控制预测模式和预测目标，所述预测参数包括表图分色参数、表图分辨率、表图亮度、表图对比度、表图参数允许干扰度、底图模式、底图色层、底图分辨率、底图对比度、调制方式选择和印刷方式选择。

14.根据权利要求1或2所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，对所述优化补偿过程采用人工智能算法。

15.根据权利要求1或2所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网方法，其特征在于，对所述优化补偿过程通过一组优化参数控制其功能，所述优化参数包括表图分辨率权重、表图色彩权重、表图亮度权重、表图色彩过渡权重、底图分辨率权重和底图亮度权重。

16.一种基于高保真藏图网屏的数字挂网系统，其特征在于，该系统包括：

分色模块(401)，用于将输入的表图进行分色，得到各单色表图；

高保真藏图网屏生成模块(402)，用于创建高保真藏图网屏；

挂网模块(403)，用于将分色后的表图每个单色图用相应的单色网屏进行挂网，输出每个单色的具有高保真特性的半色调网图；

制版印刷模块(406)，用于输出优化后的各单色具有高保真特性的半色调网图，进行制版印刷；

所述高保真藏图网屏生成模块(402)包括：

色阶挂网模块(4021)，用于将某一色阶填充一设定尺寸大小的画面得到一个单一色阶的灰度图，然后通过常规挂网，得到该色阶的半色调网图；

网点调制模块(4022)，用于根据藏图的设计指标及底图参数要求对所述色阶的半色调网图设定调制参数，确定调制方式，按底图进行网点调制，输出藏图调制后的该单一色阶的半色调网图；

印刷图像失真预测模块(4023)，用于对被底图调制扰动后的单一色阶的半色调网图在印刷过程中可能产生的失真进行预测评估；

图像失真补偿优化模块(4024)，用于根据印刷图像失真预测模块(4023)得到的评估参数及现有网点状态，对某一单色的各单一色阶图进行相应的修正补偿和优化，得到各单一色阶的藏有底图的优化后的网点图；

优化结果判定模块(4025)，用于判定优化补偿后的单一色阶的半色调数字网图是否达到预设优化目标，如果达到要求，则将得到的各单色含底图的高保真半色调数字网图输出，否则，将优化补偿后的半色调数字网图返回印刷图像失真预测模块(4023)；

网屏合成模块(4026)，用于将得到的各色阶的经过优化补偿的半色调网图合成为一个高保真藏图网屏；

所述印刷图像失真预测模块(4023)包括：

调制后网点输入模块一(40231)，用于接收所述网点调制模块(4022)调制后输出的单一色阶的半色调数字网图，作为印刷图像失真预测模块(4023)的输入量；

印刷参数模块(40232)，用于设定印刷方式及参数；

比较参数设置模块(40233)，用于设置标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图与藏图后的该色阶的半色调网图的比较指标；

比较算法模块(40234)，用于设定比较模式和比较方法，比较藏图后的该色阶的半色调网图与标准色阶或藏图前的该色阶的半色调网图；

失真结果输出模块(40235)，用于输出比较算法得到的失真预测结果；

所述图像失真补偿优化模块(4024)包括：

调制后网点输入模块二(40241)，用于接收所述网点调制模块(4022)调制后输出的单一色阶的半色调数字网图，作为图像失真补偿优化模块(4024)的一个输入量；

失真结果输入模块(40242)，用于接收印刷图像失真预测模块(4023)中预测得到的失真预测结果，作为图像失真补偿优化模块(4024)的另一个输入量，即优化补偿的依据；

优化参数设置模块(40243)，用于设置优化补偿过程中的相关参数；

优化算法模块(40244)，用于根据印刷图像失真预测模块(4023)中预测得到的失真预测结果对调制后网点输入模块二(40241)接收的单一色阶的半色调数字网图进行优化补偿；

优化网点输出模块(40245)，用于将优化算法模块(40244)得到的优化补偿后的半色调数字网图输出给所述优化结果判定模块(4025)。

17.根据权利要求16所述的基于高保真藏图网屏的数字挂网系统，其特征在于，还包括印刷图像失真预测模块一(404)，用于将所述挂网模块(403)得到的各单色含底图的高保真半色调网图经过颜色重叠计算，对重叠后印刷图像的颜色和表图被扰乱网点可能带来的缺陷做出预测评估；图像失真补偿优化模块一(405)，用于根据印刷图像失真预测模块一(404)得到的评估参数，对所述挂网模块(403)得到多个单色含底图的高保真半色调网图做出协同修正补偿和优化，得到进一步优化的各单色含底图的高保真半色调网图。