CN1164976C - 一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印刷制版的挂网技术即网点生成方法。现有的凹印制版采用的是胶版印刷的挂网方法，这种方法无法解决凹印制版对无缝连接的要求，限制了凹印成品质量。本发明的技术方案主要是：在挂网时采用双域值矩阵T₁、T₂，首先确定阈值矩阵的宽度u，计算无缝连接方向上使用双域值矩阵T₁、T₂的分界点d，然后进行挂网。本发明的效果在于保持了传统的胶印挂网制版的各种优点的同时，可以在凹印滚筒上产生连续的无缝连接的调幅网点。该挂网方法可以有效地应用于包装、墙纸等连续图案印刷品的凹印印刷制版。

Description

一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法

技术领域

本发明属于印刷制版的挂网技术即网点生成方法，具体涉及一种凹印制版印刷的挂网方法。

背景技术

现有技术中，印刷的方式包括胶版印刷和凹版印刷。胶版印刷的特点是其承印物是分散的单页纸张，印刷的过程就是采用印刷制版挂网技术即通过印版上大小不同的网点去控制印刷机的油墨转移，使得油墨固定在承印物上，在每张承印物上产生相同的图文影像。而凹版印刷(简称凹印)与上述胶版印刷的主要区别在于其承印物是成卷的连续介质，如塑料薄膜，其典型的印刷成品就是各种塑料包装袋等。在印刷时，成卷的承印物连续地高速通过凹版印刷机的鼓状油墨转移滚筒，该油墨转移滚筒以和胶版印刷相同的原理将油墨连续转移到承印物上。

文献“Screen Techniques，Moire in Four Color Printing”(TAGA Proceedings，Paul A.Delabastita，April 1992，P44-66)公开了一种挂网方法。该方法使用超细胞技术以有理数正切网角逼近无理数正切网角，从而达到在印刷版上产生给定精度网角的目的。通过给定网角(15°，75°，45°，90°)的四色版面(黄，品红，青，黑)的叠印，实现彩色图象的正确复制。该方法所公开的的网角控制技术是基于对称型阈值矩阵的网角控制，它利用有理正切网角的网点排列的可重复特性，找出网点阵列中的最小可重复矩形，在此矩形的基础上生成控制网点生成的阈值矩阵，使得版面上网点生成的过程可以通过对此阈值矩阵的重复排列来实现。

胶版印刷的调幅挂网制版技术采用的是基于阈值矩阵的网点生成方法，在计算机专业又被称为是聚集点有序抖动方法(clustered dot ordered dithering)。它作用于图象的硬拷贝设备(如：激光打印机，电子印刷制版设备)，把其记录介质上的着色点聚合成特定的形状(如：圆形、方形)。通过控制这些形状的面积，产生所需的图象密度，达到复制密度连续变化的图象的目的。

阈值矩阵是一个矩形或长方形的数值矩阵，其中的矩阵元素的取值决定了网点的形状和排列，阈值矩阵元素取值是在挂网之前就已经计算好的。在挂网的过程中，待挂网图像象素的亮度值被用来和阈值矩阵的对应矩阵元素的数值进行比较，取得的结果(大于/小于)被用来决定印版的相应位置是否应被曝光，在挂网算法的执行过程中，阈值矩阵被纵横排列在输出版面的坐标空间中，以此来决定版面位置和阈值矩阵元素的对应关系。

上述挂网方法包括以下步骤：

第1步：先根据分辨率r、网目数f和网角的有理正切a/b，决定阈值矩阵T的宽度u：

$u=r\·\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{f}$

第2步：对每一输出设备染色点位置(i，j)，确定其对应的图象像素位置(x，y)及其图象亮度I(x，y)；

第3步：把图象亮度I(x，y)和阈值矩阵的某一阈值T_k1进行比较，确定布尔变量B(i，j)的取值：

其中：

k＝i mod u

l＝j mod v    (v是阈值矩阵的高度)

I(x，y)∈[0.1]，是像素(x，y)的亮度

I(x，y)＝0对应“黑色”

I(x，y)＝1对应“白色”；

第4步：根据比较的结果，确定染色点(i，j)是否染色：

如果B(i，j)＝1，染色点(i，j)被染色

如果B(i，j)＝0，染色点(i，j)不被染色；

第5步：重复执行第3、4步，直到所有的染色点处理完毕为止。

调幅挂网算法产生的聚合形状，称为网点(或调幅网点)。调幅网点在记录介质上产生的网点是沿特定方向(如：0/90度、45/135度、15/105度、75/165度)等间距正交排列的。由于网点的排列的疏密程度是固定的，它可以用在正交方向上每英寸的网点数(lpi)来衡量，称为网点频率(frequency)。而网点的排列方向则称为网角(screen angle)。

图象硬拷贝设备在其记录介质上产生的着色点的面积固定不变，沿纵横方向等间距排列，因此，单位长度上排列的着色点越多，硬拷贝设备的精度越高。通常用每英寸上排列的着色点的数目(dpi)来衡量硬拷贝设备的记录精度，称为硬拷贝设备的输出分辨率(resolution)。

由于凹版印刷的承印物是成卷的连续介质，所以可以用来在承印物上印制内容连续无间隔的图案，例如墙纸就是一个典型的例子，可以通过凹版印刷，在凹印承印物上印制专门设计的连续图案，使得当墙纸被铺到墙面上之后，其上的图案是重复的，但又无法看出重复图案之间的连接。连续图案的印制对凹版印刷的制版技术提出了新的要求。由于图案在印刷时是通过网点再现在承印物上的，所以重复图案的无缝连接的要求导致了印刷网点的无缝连接要求，亦即，当凹版印刷的油墨转移滚筒在承印物上滚过一个圆周以后，在承印物上产生的网点必须全部是完整的，不得在承印物上产生随滚筒圆周长度周期重复的网点不完整的情况。也就是说，如果把滚筒的表面展开成一个矩形，则此矩形在被包围回滚筒以后，矩形在滚筒上连接的那两条边不得产生接缝。

目前，凹版印刷的挂网制版技术都是沿用胶版印刷的挂网原理，而胶印制版的挂网没有考虑凹版印刷的无缝连接的要求，通过这种挂网制版技术所印刷出的图案并不连续，因而限制了凹版印刷的适用范围。

技术内容

本发明的目的就是针对凹版印刷的网点无缝连接的需求，在胶印挂网制版技术的基础上，提出了一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法。通过该挂网方法，可以解决凹印制版的网点无缝连接问题，从而达到扩大凹版印刷的适用范围，使所印出的图案连续的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法，其特征在于：它包括以下步骤：

第1步：首先根据分辨率r、网目数f和网角的有理正切a/b决定阈值矩阵T的基础宽度u：

$u=r\·\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{f}$

上述阈值矩阵T为双域值矩阵，包括域值矩阵T₁、T₂；其中T₁的宽度为u，T₂的宽度为u+1；T₁、T₂的高度相等；

然后，令w为滚筒的周长，n为w被u除的取整倍数，n₂为w被u除的余数，并令n₁＝n-n₂；

计算无缝连接方向上双域值矩阵T₁、T₂，的分界点d：则d＝n₁*u；

第2步：对每一输出设备染色点位置(i，j)，确定其对应的图象像素位置(x，y)及其图象亮度I(x，y)；

第3步：把图象亮度I(x，y)和阈值矩阵的某一阈值T_k1进行比较，确定布尔变量B(i，j)的取值：

其中：

l＝j mod v (v是阈值矩阵的高度)

I(x，y)∈[0.1]，是像素(x，y)的亮度

I(x，y)＝0对应“黑色”

I(x，y)＝1对应“白色”；

第4步：根据比较的结果，确定(i，j)位置处的染色点是否染色：

如果B(i，j)＝1，染色点(i，j)被染色

如果B(i，j)＝0，染色点(i，j)不被染色；

第5步：重复执行第3、4步，直到所有的染色点处理完毕为止。

本发明的效果在于：使用本发明提供的方法，可以在凹版印刷中实现网点的无缝连接，从而使凹版印刷的成品质量大大提高，可以在凹版印刷物上印制连续图案。

无缝连接的原理：由于阈值矩阵在挂网的过程中在逻辑上被纵横平铺到输出版面的坐标空间中，所以挂网过程自身就要求阈值矩阵具有无缝连接的特性，即当把阈值矩阵的左右边界和上下边界连接在一起的时候，应无法看出连接的痕迹，亦即右侧被阈值矩阵的边界切割后剩余的那部分网点和左侧对应位置被边界切割后剩余的那部分网点恰好可以构成一个完整的网点。在胶印挂网制版的阈值矩阵计算的过程中，已经考虑到并实现了这种无缝的情况。因此，胶印挂网制版的阈值矩阵如果被纵横平铺到输出版面坐标空间的话，其上下左右的连接处是无法看见接缝的。

对照凹印制版的无缝需求，可以看出，如果凹版印刷的油墨转移滚筒的圆周长度恰好是阈值矩阵的宽度的整数倍，就可以直接使用胶版印刷的挂网方法实现无缝凹印。但在实际生产中，油墨转移滚筒的圆周长度恰好是阈值矩阵的宽度的情况在绝大多数的情况下无法满足，因此无法直接使用胶印挂网制版的方法实现凹印制版的无缝挂网。

对于给定周长w的滚筒，如果把宽度为u的阈值矩阵直接平铺到其圆周上，则必须要求w是u的整数倍，这个要求无法满足用户的需求。为此可采用下面的办法：

若n为w被u除的取整倍数，n₂为w被u除的余数：

n ＝|w/u|

n₂＝w％u

令 n₁＝n-n₂

在挂网时，先生成两个阈值矩阵T₁、T₂，其中T₁的尺寸是uv，T₂的尺寸是(u+1)v。

在用阈值矩阵平铺法进行挂网时，在x方向上，前n₁个阈值矩阵使用T₁，剩下的区域使用T₂(共有n₂个)。这时，我们可以看到，n₁+n₂个阈值矩阵在x方向上平铺后的宽度恰好为w：

n₁·u+n₂·u+1)＝(n₁+n₂)·u+n₂＝n·u+n₂＝w(为避免n₁为负数，可使u＜sqrt(w)，这时，u²＜w，因此，n＞u，而n₂＜u，故n₂＜n，因此n₁＝n-n₂＞0)

因此，在某个分辨率/网目数的组合下，如果其阈值矩阵的宽度为u，分辨率为r，则能实现无缝连接的页面的最小宽度w为

w＝u²/r；(这时，如果r的单位为dpi，则w的单位为英寸)

在进行彩色印刷时，共使用4个色版，它们将使用3个阈值矩阵(即：90°版、45°版、15°/75°版)，如果把三个阈值矩阵综合考虑，则u取三个阈值矩阵宽度中最大的。这时，所能处理的无缝版面的最小宽度w₀为：

w₀＝max(w₉₀，w₁₅，w₄₅)  其中：w₉₀，w₁₅，w₄₅分别为三个阈值矩阵所能处理的版面的最小宽度

从上节的原理分析可见，输出页面分为左右两个区域，左区域使用第一阈值矩阵T₁，右半区域使用第二阈值矩阵T₂。T₁的大小为u v，T₂的大小为(u+1)×v。

附图说明

图1为调幅挂网方法原理示意图，其中，1是阈值矩阵，2是原稿图象，3是输出介质。

图2A为本发明凹印制版印刷的无缝挂网方法原理图中的凹印滚筒示意图；

图2B为本发明凹印制版印刷的无缝挂网方法原理图中的凹印滚筒的展开表面示意图；

其水平方向是圆周方向。1为双域值矩阵T₁、T₂的分界点d；2为第一阈值矩阵T₁；3为第二阈值矩阵T₂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的说明。

如图1、图2所示，一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法，包括以下步骤(具体数值见表一)：

第1步：首先根据分辨率r、网目数f和网角的有理正切a/b决定阈值矩阵T的基础宽度u：

$u=r\·\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{f}$

上述阈值矩阵T为双域值矩阵，包括域值矩阵T₁、T₂；其中T₁的宽度为u，T₂的宽度为u+1，T₁，T₂的高度相等；

然后，令w为滚筒的周长，n为w被u除的取整倍数，n₂为w被u除的余数，并令n₁＝n-n₂；

计算无缝连接方向上双域值矩阵T₁、T₂的分界点d：则d＝n₁*u；

第2步：对每一输出设备染色点位置(i，j)，确定其对应的图象像素位置(x，y)及其图象亮度I(x，y)；

第3步：把图象亮度I(x，y)和阈值矩阵的某一阈值T_k1进行比较，确定布尔变量B(i，j)的取值：

其中：

l＝j mod v

I(x，y)∈[0.1]，是像素(x，y)的亮度

I(x，y)＝0对应“黑色”

I(x，y)＝1对应“白色”；

第4步：根据比较的结果，确定(i，j)位置处的染色点是否染色：

如果B(i，j)＝1，染色点(i，j)被染色

如果B(i，j)＝0，染色点(i，j)不被染色；

第5步：重复执行第3、4步，直到所有的染色点处理完毕为止。

如图1所示，在二值硬拷贝设备的记录介质上复制一幅连续调图象的挂网图的过程，实际上就是对记录介质上的每一染色点位置进行遍历，以确定是否对此位置进行染色的过程。当使用阈值运算的方法时，使用阈值矩阵T把染色位置对应的图象像素的亮度值(intensity)和阈值矩阵里的某个元素进行比较，根据比较的结果，确定此位置是否被染色。

表一：是用本发明的6个实施例。表中w₀是该组参数所能支持的最小滚筒周长，u是阈值矩阵的宽度。对于任何一个滚筒，如果其周长大于于表中的w₀就可以顺利地完成无缝挂网的处理。w₀越小，可使用的滚筒直径越小，则参数的适用性越好，从下表看出，5080/500那组参数的最小直径最小，但其他组也能支持生产中能遇到的所有滚筒直径。

                               [表一]

实施例	分辨率r	网目数f	角度	U	w(mm)	w0(mm)	备注：
								实施例1	2540	175	15	380	1444	1444	a＝7，b＝26
45	320	1024	1444	a＝16，b＝16
					90	260					1444	a＝0，b＝20
实施例2	315	15	360	1296									1296	a＝11，b＝41
					45	324		1296		a＝27，b＝27
		90	320								1296	a＝0，b＝40
					实施例3	500	15	328		1075			1075	a＝15，b＝56
45	304		1075	a＝38，b＝38
							90	300			1075	a＝0，b＝60
实施例4	5080	175	15	336									564	564	a＝3，b＝11
					45	210	220	564	a＝5，b＝5
			90	280						392	564	a＝0，b＝10
					实施例5	315	15	264	480				480	a＝4，b＝15
45		192	184	480						a＝8，b＝8
							90	192	184		480	a＝0，b＝12
实施例6		500	15	266						354			354	a＝7，b＝26
					45	224	251	354	a＝16，b＝16
			90	225						253	354	a＝0，b＝25

Claims (1)

1.一种用于凹印制版印刷的无缝挂网方法，包括以下步骤：

第1步：首先根据分辨率r、网目数f和网角的有理正切a/b决定阈值矩阵T的基础宽度u：

$u=r\·\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{f}$

上述阈值矩阵T为双域值矩阵，包括域值矩阵T₁、T₂；其中T₁的宽度为u，T₂的宽度为u+1，T₁、T₂的高度相等；

然后，令w为滚筒的周长，n为w被u除的取整倍数，n₂为w被u除的余数，并令n₁＝n-n₂；

计算无缝连接方向上双域值矩阵T₁、T₂的分界点d：则d＝n₁*u；

第2步：对每一输出设备染色点位置(i，j)，确定其对应的图象像素位置(x，y)及其图象亮度I(x，y)；

第3步：把图象亮度I(x，y)和阈值矩阵的某一阈值T_k1进行比较，确定布尔变量B(i，j)的取值：

其中：

I＝j mod v                          (v是阈值矩阵的高度)

I(x，y)∈[0、1]，是像素(x，y)的亮度

I(x，y)＝0对应“黑色”

I(x，y)＝1对应“白色”；

第4步：根据比较的结果，确定(i，j)位置处的染色点是否染色：

如果B(i，j)＝1，染色点(i，j)被染色

如果B(i，j)＝0，染色点(i，j)不被染色；

第5步：重复执行第3、4步，直到所有的染色点处理完毕为止。

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