TWI756795B

TWI756795B - 以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法

Info

Publication number: TWI756795B
Application number: TW109128901A
Authority: TW
Inventors: 江瑞璋; 陳永輝
Original assignee: 中央印製廠
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-03-01
Also published as: TW202208826A

Abstract

本發明為一種以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法，其檢測步驟為先使用照明光源連續移動照射印刷品上之油墨，以錄影的方式取得連續角度之反光影像，再將每一幀RGB影像轉為CIELAB色空間之色彩數值L^*，a^*，b^*，而後藉由CIELAB的a^*，b^*色軸分析，以精準的檢測出該印刷品上之油墨的反光現象，包含其反光角度和範圍，故可提供藉由所測得的反光現象，用來檢測凹版印刷自然乾燥及網版油墨經由紫外光固化之印刷差異，做為鑑識印刷物真偽之目的者。

Description

以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法

本發明主要是關於一種以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法，藉由所測得的印刷品油墨之反光現象，用以檢測不同印刷品的反光差異，以鑑識印刷物之真偽者。

習知印刷品油墨乾燥的方式概可分為自然乾燥、加熱烘乾或經由紫外光照射油墨形成固化現象以完成乾燥；其中，以凹版印刷而言，其油墨的墨膜厚度大約在30至80微米之間，具有一定的厚度，用手碰觸會有油墨凸起之觸感，其乾燥方式採自然乾燥，其乾燥時長較長；而網版印刷可印製圖文，也可做為上光的製程，其墨膜的厚度更厚，大約50到100微米之間，其乾燥方式最常用紫外光讓油墨內的光起始劑產生固化反應。網版印刷製程比起凹版印刷製程的成本相對較低，因此，常有以網版印刷來偽造凹版印刷之情況，故有辨識真偽的需求。

習知辨別方式主要為使用感測器，計算印刷品的反射率來判定反光大小或有無上油的情況，其反射率的比值為取決於選定的R、G、B某一光源，惟此方法只能使用於固定角度和選擇R、G、B某一光源測反射光的有無，但無法描述整體的色彩變化。

另一種習知方式為使用光澤度計，主要有二種固定角度測量光澤度，仍無法描述整體的色彩變化，因此辨識效果有待改良。

1:移動光源

2:印刷品

3:攝影機

第1圖為印刷品表面反射示意圖。

第2圖為本發明的檢測步驟流程圖。

第3圖為本發明連續角度光源及照射機構示意圖。

第4圖為CIELAB數值繪圖至CIELAB色度圖。

第5圖為網版印刷油墨經紫外光光固化後，光源角度與色差值△E及明度差值△L^*、紅綠色軸差值△a^*及黃藍色軸差值△b^*的關係圖。

第6A圖為網版印刷油墨經過紫外光光固化後，在油墨上方形成介電質反光現象圖。

第6B圖之為凹版印刷未形成介電質反光現象圖

本發明為一種以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法，由於凹版印刷所使用的油墨，主要是由顏料、連結劑、有機溶劑、添加劑、助料組成，其乾燥方式為吸收滲透；而網版印刷所使用的油墨內含光起始劑，當紫外光照射時立即產生油墨固化反應之乾燥效果，油墨內具有反光成份的物質也瞬間固化並在油墨表面形成介電質(dielectric)的反光現象，此反光現象將會比凹版製程來的明顯。但由於此介電質的反光現象屬於dichromatic dielectric的雙色反應，在某些角度可觀察到分光反射率一致性的無色反光現象，其餘則為物體的反射光，如第1圖，其方程式如下：

Rad(θ,λ)=c_s(θ)L_s(λ)+c_B(θ)L_B(λ).......................................................(1)其中，Rad：Radiance of light reflected from an object’s surface.從物體反射回來的光包含有鏡面反射光L_s(λ)及物體反射光L_B(λ)L_s(λ),L_B(λ)為分光能量分佈曲線，分別代表鏡面反射及物體本身的分光能量分佈曲線c_s(θ),c_B(θ)：為權重函數，分別代表鏡面反射及物體本身。 S_S(λ)=L_s(λ)/E(λ)由於物體的鏡面分光反射率S_S(λ)，為鏡面反射光L_s(λ)與入射光E(λ)之比值，所以：

L_s(λ)=S_S(λ)E(λ) S_B(λ)=L_B(λ)/E(λ)由於物體本身的分光反射率S_B(λ)為鏡面反射光L_B(λ)與入射光E(λ)之比值，所以：

L_B(λ)=S_B(λ)E(λ) S(θ,λ)=Rad(θ,λ)/E(λ)由於物體的分光反射率為反射光Rad(θ,λ)與入射光E(λ)之比值，所以：

Rad(θ,λ)=c_s(θ)S_S(λ)E(λ)+c_B(θ)S_B(λ)E(λ).........................................(2)等號左右同時除以E(λ)，可得到的公式如下：

S(θ,λ)=c_s(θ)S_S(λ)+c_B(θ)S_B(λ)..................................................(3)又因為鏡面反射光為近中性灰或與光源同色的反射(Neutral Interface Reflection)，因此S_S(λ)為一常數，公式可再簡化為：

S(θ,λ)=c_s(θ)+c_B(θ)S_B(λ)...........................................................(4)由公式(4)可得知鏡面反射光其色彩為近中性灰或與照射光源同色，其他角度則大部份顯現物體本身的色彩。

根據色彩理論，CIE色彩量化的過程為光源、物體和人眼錐狀細胞之反應，因此可再將公式(4)再帶入三刺激值色彩公式和計算出CIE L^*A^*B^*數值：

X，Y，Z為色彩三刺激值

,

,

為1931 color matching function

X_n,Y_n,Z_n為光源的三刺激值

L*=116 f(Y/Y _n)-16 a*=500[f(X/X _n)-f(Y/Y _n)] b*=200[f(Y/Y _n)-f(Z/Z _n)]………………………………(5)

L ^*為明度軸，a ^*為紅綠色軸，b ^*為黃藍色軸

由公式(4)可知，當製程中易產生介電質現象的反光物質，如同油墨上方被一層亮光物質所包覆，除了在某些角度會看到鏡面反射外，其餘的角度將呈現物體本身的顏色。所以，介電質現象的反光物質，於連續角度方式拍攝運算後，在CIELAB色空間作圖，其介電質反光現象的a^*及b^*二個色軸將趨向CIELAB色度圖的中心點(a^*及b^*的數值趨近於零)，表示只有明度而無色彩的現象。

請參閱第2圖所示，本發明檢測方法之步驟為：

(甲)以移動光源1連續照射被檢測印刷品2，而利用上方的攝影機3，拍攝取得反光光線的RGB圖檔，如第3圖，為本發明之一種光源照射取像裝置。

(乙)將該取得的每一幀RGB圖像的RGB數值，經由色彩描述檔(ICC profile)轉為CIELAB色度值，如第4圖，其中紅色線為凹版印刷，表示其色彩從紅黃色系變成黃綠色系。藍色線為網版印刷油墨經紫外光光固化後的色彩變化情形，其中最大的變化為在光源角度40~60度時的a^*，b^*數值朝向中心點為零的方向，表示此時的反射光的明度值L^*最大，a^*，b^*數值接近零，所以接近鏡面反射光時，將逐漸顯現出參考光源本身的色彩，而參考光源的CIELAB數值為L^*=100，a^*=0，b^*=0，因此由圖中的a^*，b^*座標形成的趨勢，如果朝向中心點且形成銳角，表示有明顯的介電質反光現象並形成鏡面反射情形發生。因此，對於網版印刷油墨經紫外光光固化後，可獲得其光源角度的關係如第5圖所示，其中，左上圖為光源角度對色差圖表，右上為光源角度對明度差值(△L^*)圖表，左下圖為光源角度對a^*差值(△a^*)做圖，右下圖為光源角度對b^*差值(△b^*)做圖。當光源角度於(40~60度)接近鏡面反光角度時L^*值顯得較高，此時的a^*，b^*色軸的差異數值差異極大，其a^*，b^*數值接近中心點為零的中性色。

(丙)將L^*，a^*，b^*色度值繪製成CIELAB色度圖，比較其色彩變化之情形，如果色度圖上的a^*，b^*座標形成朝向中心點的銳角，表示此製程產生油墨表面介電質反光現象。例如第6A圖為網版印刷油墨經過紫外光光固化後，在油墨上方形成介電質反光現象圖，第6B圖之為凹版印刷未形成介電質反光現象圖。

(丁)完成判斷結果，因為網版印刷油墨經由紫外光光固化的情形會有介電質反光現象，而凹版印刷油墨自然乾燥則無此現象。

本發明實施連續角度色彩檢測不同製程的反光情況時，於CIELAB色度圖上可檢測出二項重要資料，第一為不同角度下色彩的變化情形，a^*及b^*座標朝向CIELAB色度圖中心點，當其形成銳角現象時，即表示油墨上方形成了介電質反光現象；第二為鏡面反光大小的程度可由明度值L^*觀察出來。

綜上，本發明將不同印刷製程的印刷品油墨於連續角度光源下拍攝取得其反射光後，即可依據導出的鏡面反射光為接近參考光源之技術，經由CIELAB色度圖觀察出油墨鏡面反射的存在，如果色度圖上的a^*，b^*座標形成朝向中心點的銳角，表示此製程油墨表面形成了介電質反光現象，而可簡易判斷其為網版印刷，完成快速而精確的辨識真偽之功效者。

Claims

一種以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法，其步驟為：

(1)以移動光源連續照射被檢測印刷品，以上方的攝影機拍攝取得反光光線的RGB圖檔，

(2)將該取得的每一幀RGB圖像的RGB數值，經由色彩描述檔轉為CIELAB色度值，

(3)將L^*，a^*，b^*色度值繪製成CIELAB色度圖，其中，L^*為明度軸，a^*為紅綠色軸，b^*為黃藍色軸，

(4)完成判斷結果。
如請求項1所述之以連續角度色彩檢測印刷油墨反光現象之方法，經由CIELAB色度圖觀察出油墨介電質反光層的存在，如果色度圖上的a^*，b^*座標形成朝向中心點的銳角，表示此製程產生油墨表面介電質反光現象，為網版印刷。