隨著社會的發(fā)展，人們對印刷產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。如何控制復(fù)雜的圖像復(fù)制過程，使印刷質(zhì)量控制達(dá)到數(shù)據(jù)化、規(guī)范化是廣大生產(chǎn)者、經(jīng)營者和消費(fèi)者普遍關(guān)心的問題。從國際形勢上看，這也是印刷發(fā)展的必然趨勢。綜觀我國目前的印刷業(yè)現(xiàn)狀，印刷質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)化和規(guī)范化工作離國際發(fā)達(dá)國家還相差很遠(yuǎn)。因而如何從技術(shù)上和管理上改進(jìn)并加強(qiáng)印刷質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)化和規(guī)范化是廣大印刷工作者不可推卸的責(zé)任；也是企業(yè)在今后激烈的競爭中是否得以生存的關(guān)鍵。
所謂印刷質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)化，就是通過必要的測試手段，對印刷質(zhì)量的必要控制因素以數(shù)據(jù)的形式測定并記錄，做為質(zhì)量控制的依據(jù)。所謂規(guī)范化，就是通過大量的數(shù)據(jù)，綜合歸納出一系列能夠指導(dǎo)生產(chǎn)的規(guī)律，如公式、曲線、圖表、數(shù)據(jù)等，作到有規(guī)可循，有范可就。同時衡量印刷質(zhì)量控制數(shù)據(jù)化、規(guī)范化程度有三個標(biāo)準(zhǔn)：一是穩(wěn)定性好；二是重復(fù)性好；三是效率高。
印刷的目的是盡量忠實(shí)地再現(xiàn)原稿。為了達(dá)到并維持多色印刷的高質(zhì)量，測量和控制從黃、品、青、黑四色墨輥傳遞到紙張上的墨量是很重要的。半色調(diào)網(wǎng)點(diǎn)印刷品的外觀取決于兩個因素：網(wǎng)點(diǎn)大小和網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部油墨密度。傳統(tǒng)的基于密度計(jì)或色度計(jì)的檢測方式只能對10 mm2左右的區(qū)域進(jìn)行檢測，無法完整地直接從印刷畫面上獲得我們要求的信息。因而必須在印張上加印特殊的色塊（信號條），以便于印刷工人對印刷質(zhì)量進(jìn)行控制。這種方法無法知曉各單色網(wǎng)點(diǎn)油墨供給量和網(wǎng)點(diǎn)大小變化情況。在對測試條和信號條的使用中，多采用人眼目測或是采用簡單的測試手段來得到判斷結(jié)果并作為生產(chǎn)實(shí)際中質(zhì)量控制的依據(jù)。由于膠印產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣，與設(shè)備、紙張、油墨、環(huán)境等復(fù)雜因素息息相關(guān)，而采用傳統(tǒng)的控制方法，勢必受到許多人為主觀因素的影響。由于人的主觀觀測是不可度量的，無法作到穩(wěn)定性好、重復(fù)性好和效率高。同時，現(xiàn)代印刷動輒每小時近萬張的印刷速度，等到印刷工人根據(jù)信號條發(fā)現(xiàn)問題并作出調(diào)整時，不良印品已大量形成。所以找尋正確、可靠、快速的質(zhì)量控制方法，開發(fā)即時自動控制系統(tǒng)，對于確保膠印印刷過程中的質(zhì)量穩(wěn)定，降低印刷成本，提高印刷質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有十分重要和深遠(yuǎn)的意義。
印刷質(zhì)量控制是一項(xiàng)非常精密的工作。目前的測試條和信號條測試方式雖然被證明是一種有效的質(zhì)量控制手段，但由于這種質(zhì)量控制方式主要依賴操作者長期的經(jīng)驗(yàn)積累和主觀判斷，因而檢測結(jié)果的可重復(fù)性、穩(wěn)定性、效率和可靠性都不能得到保證，更談不上質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)化和規(guī)范化。近年來，顯微圖像技術(shù)在控制領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。采用顯微圖像技術(shù)對樣張及產(chǎn)品上的測試條和信號條信息進(jìn)行采集、量化和處理，得到準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，從而為在膠印生產(chǎn)工藝中實(shí)現(xiàn)測試條和信號條的自動控制打下基礎(chǔ)。
針對此問題，本文提出一種利用計(jì)算機(jī)的快速、重復(fù)性高、穩(wěn)定性好、不受任何人為主觀因素影響的數(shù)字技術(shù)優(yōu)勢，對膠印產(chǎn)品的信號條進(jìn)行測量和處理。利用顯微圖像處理方法得到一系列與信號條控制內(nèi)容一致的指標(biāo)，從而達(dá)到實(shí)時地?cái)?shù)字化、規(guī)范化控制膠印產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，減少浪費(fèi)。目前顯微圖像處理技術(shù)在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛。如美國的AVT公司研制的實(shí)用化PrintVision 9000和PrintVision 9000NT Automatic Defect Detection System（印刷瑕疵自動檢測系統(tǒng)），就是采用顯微視覺技術(shù)，對印刷過程中出現(xiàn)的問題，包括顏色變化、套印不準(zhǔn)、拉毛、污點(diǎn)等瑕疵進(jìn)行自動檢測并報(bào)警。美國的３Ｍ公司R.S.FISCH等用快速付里葉變換方法對電子加網(wǎng)產(chǎn)生的屏幕上的網(wǎng)點(diǎn)圖像進(jìn)行了識別和分類，對網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部的密度分布進(jìn)行了研究，并開發(fā)了基于顯微密度計(jì)的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大和網(wǎng)點(diǎn)形狀測試系統(tǒng)；T.YUASA和H.MISHINA用二維付里葉變換對彩色印刷中龜紋產(chǎn)生的幾種模式進(jìn)行了識別，找出了控制龜紋產(chǎn)生的方法,以便于更好地控制色彩復(fù)制的質(zhì)量；趙偉利用邊緣識別方法對網(wǎng)點(diǎn)面積進(jìn)行了計(jì)算，并以此為基礎(chǔ)對紐介堡方程作了修正。其他的研究還有用數(shù)字圖像處理技術(shù)測量油墨覆蓋率、平均灰度、網(wǎng)點(diǎn)面積、形狀因子以及套印的準(zhǔn)確性等。SWIDISH NEWSPRINT RESEARCH CENTER的CHRISTINE BARRATTE等人開發(fā)了一套自動檢測報(bào)紙印刷單色印張中網(wǎng)點(diǎn)大小、密度分布等參數(shù)的讀版系統(tǒng)，并已投入使用。隨著新技術(shù)的切入，印刷質(zhì)量測控的手段和技術(shù)也在不斷更新，下面就此技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。
一、顯微圖像處理的基本原理和方法
所謂顯微圖像處理，就是在圖像數(shù)據(jù)采集時利用顯微設(shè)備將人眼很難分辨清楚的圖像細(xì)節(jié)進(jìn)行放大，從而獲得放大的圖像。然后采用一系列的圖像處理方法和手段對顯微圖像進(jìn)行處理，獲得預(yù)期的指標(biāo)值，并與傳統(tǒng)的測試結(jié)果相比較，找出二者之間的相關(guān)性，從而用數(shù)字技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人為的難以預(yù)測和控制的控制手段。
1.顯微圖像處理的基本流程
2.圖像處理的基本原理與基本算法
一般的圖像是不可能直接用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的，因而首先應(yīng)把各類圖像信號（如照片、圖形、X光照片等）轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，即圖像的數(shù)字化。
一幅單色圖像可以看成一個二維連續(xù)函數(shù)，其亮度表現(xiàn)為位置的連續(xù)函數(shù)，計(jì)算機(jī)中的數(shù)字圖像是以矩陣形表示的。不同的處理就是用不同的算法對這一圖像矩陣進(jìn)行運(yùn)算。從二維連續(xù)函數(shù)到矩陣涉及到不同空間位置上取出函數(shù)值（亮度）為樣本，并用一組整數(shù)值來表示這些樣本的量化過程，這就是圖像的取樣和量化過程，即數(shù)字化過程。數(shù)字化后的圖像被分割成許多小區(qū)域，這些小區(qū)域被稱為像素。每個像素的值用亮度值或灰度值表示。對于黑白圖像來說，只有二值信息，即“黑”和“白”。在計(jì)算機(jī)中，用“1”表示圖像信息，則“0”表示非圖像信息。
原圖像通過圖像輸入設(shè)備輸入計(jì)算機(jī)，變成離散的數(shù)字圖像，可用矩陣表示如下：
對于一個網(wǎng)點(diǎn)顯微圖像，可以表示。
“黑”區(qū)域表示網(wǎng)點(diǎn)圖像，“白”區(qū)域表示非圖文部分。從圖中可以看出，這個網(wǎng)點(diǎn)的百分比可看成是13/25=50%，長和寬的比例為1∶1。
在圖像處理過程中，即對這樣的像素矩陣進(jìn)行計(jì)算和處理。一般的圖像處理方法包括圖像的平滑、銳化、圖像分割、二值化處理、邊緣跟蹤等。
二、膠印質(zhì)量控制系統(tǒng)
在膠印質(zhì)量控制系統(tǒng)中，顯微圖像是印張上、打樣樣張上或印版上的測控條。利用圖像放大設(shè)備，如顯微攝像機(jī)或顯微照相機(jī)，將測控條放大60或100倍，再利用數(shù)字化設(shè)備，將圖像的二值化信息以一定的頻率采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)；利用圖像處理軟件對圖像信息進(jìn)行處理，得到預(yù)定的一系列指標(biāo)的值。通過計(jì)算和比較，得到印刷質(zhì)量的控制信息，再通過計(jì)算機(jī)將這些信息反饋到印刷機(jī)的供水裝置、供墨裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、套轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置等控制裝置，以便對印刷條件及時做出調(diào)整和改變。
硬件的發(fā)展已經(jīng)為我們提供了極大的方便并使實(shí)用成為可能。目前圖像的顯微放大、數(shù)字化用一臺設(shè)備即可完成，計(jì)算機(jī)在印刷廠已經(jīng)成為最普遍的設(shè)備。對于平版膠印質(zhì)量控制系統(tǒng)，其所涉及的圖像處理方法非常簡單和常見，因此圖像處理軟件的實(shí)現(xiàn)在高速計(jì)算機(jī)的支持下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的計(jì)算和控制也不是難題。一套實(shí)用的膠印印刷質(zhì)量控制系統(tǒng)。
三、利用顯微圖像控制膠印的印刷質(zhì)量
1.印品版面水墨平衡控制
GATF質(zhì)量控制條通常置放于印品咬口處，可以清楚地看到印品版面水墨的比例情況，便于控制版面水分。這種質(zhì)量控制條是由兩部分組成的，即斜線與實(shí)地條塊。若潤版液過量，GATF控制條的斜線部分會產(chǎn)生“積水”現(xiàn)象；反之，若版面水量不足，其上半部分著墨好一些，而下半部分則容易起臟。在傳統(tǒng)的印刷質(zhì)量檢測過程中，這些變化也是肉眼難以直接觀察到的，需要采用放大鏡才能看準(zhǔn)確。在顯微圖像處理中，起臟的概念可以用二值圖像中局部區(qū)域“黑”的增大來描述。具體檢測這一指標(biāo)時，可以將印張上的信息與測控條的信息進(jìn)行比較計(jì)算。若印品上積水時，則顯微圖像上的“黑”色的值大于打樣樣張上或印版上相應(yīng)部分的黑色值；反之，若印品水量不足，則顯微圖像上的“黑”色的值小于打樣樣張上或印版上相應(yīng)部分的黑色值。在實(shí)際生產(chǎn)中，可將顯微圖像的計(jì)算結(jié)果與印版上的水量進(jìn)行嚴(yán)格的量化實(shí)驗(yàn)，從而可以達(dá)到利用GATF質(zhì)量控制條精確地檢驗(yàn)平印產(chǎn)品版面水墨比例是否合適。
2.印品墨量的控制
利用GATF星標(biāo)控制版面墨量，可以確保印品墨色達(dá)到印刷質(zhì)量的要求。當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)沒有變形、重影、版面給墨量適中的情況下，星標(biāo)的中間呈發(fā)白狀，在二值圖像中，此部分的“0”的總量多于“1”的總量。假如印刷時版面受墨量過多時，印張上的星標(biāo)中心出現(xiàn)大黑圈，且黑圈越大，表明墨量越多。反之，如版面墨量不夠時，星標(biāo)中心的空白圈擴(kuò)大，網(wǎng)點(diǎn)縮小。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，建立星標(biāo)處“0”的總量與“1”的總量之間的比例，就可以十分準(zhǔn)確地判斷墨量的供給情況。
若網(wǎng)點(diǎn)產(chǎn)生橫向變形，中心的黑圈就向縱向擴(kuò)展成鴨蛋形狀。若網(wǎng)點(diǎn)產(chǎn)生縱向變形，星標(biāo)中心的黑圈就向橫向擴(kuò)展呈鴨蛋形狀。在星標(biāo)的中心處建立兩個指標(biāo)，一個代表橫向墨量的多少，也就是在中心坐標(biāo)上，橫向有多少個“黑”像素，另外一個指標(biāo)就是代表縱向“黑”像素的多少。兩個指標(biāo)的比值就可以反映網(wǎng)點(diǎn)的變形情況，且反映的結(jié)果極其精確。同理若網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)重影，星標(biāo)的中央部分則消失掉，殘缺的輪廓就象“8”字形。“8”字形橫向擴(kuò)大，重影為縱向產(chǎn)生；“8”字形若縱向擴(kuò)展，重影就是朝橫向出現(xiàn)。若是星際中央產(chǎn)生黑圓點(diǎn)狀時，表明版面墨量過大。
3.網(wǎng)點(diǎn)增大的檢測
平印工藝中，墨量對網(wǎng)點(diǎn)增大影響很大。網(wǎng)點(diǎn)大小和墨層厚度都影響網(wǎng)目階調(diào)值。網(wǎng)點(diǎn)增大測試條上則提供了可作測試用的實(shí)地和網(wǎng)目階調(diào)的測試段。網(wǎng)點(diǎn)增大，表明版面上的墨量過大；反之，則表明墨量不夠。在傳統(tǒng)的測試手段中，為了評定網(wǎng)點(diǎn)增大和縮小，是用密度計(jì)測定測試條的實(shí)地密度轉(zhuǎn)換成網(wǎng)點(diǎn)百分比。由于必須確定網(wǎng)點(diǎn)部分的光學(xué)效應(yīng)，因此各種因素對網(wǎng)點(diǎn)光學(xué)效應(yīng)的影響勢必會影響網(wǎng)點(diǎn)百分比的結(jié)果。采用顯微圖像處理技術(shù)，則可以直接鎖定單個網(wǎng)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)點(diǎn)的像素?cái)?shù)，可以非常精確地計(jì)算網(wǎng)點(diǎn)百分比。實(shí)際上，只要測得印張上的網(wǎng)點(diǎn)像素?cái)?shù)和印版上的網(wǎng)點(diǎn)像素?cái)?shù)，得到它們的差值，就是印張上網(wǎng)點(diǎn)增大的值。根據(jù)不同的加網(wǎng)線數(shù)，網(wǎng)點(diǎn)增大或縮小的計(jì)算可以精確到萬分之一平方厘米。在網(wǎng)點(diǎn)變化和供墨量系統(tǒng)之間建立一系列的對應(yīng)值，則在實(shí)際生產(chǎn)中，可以很快地達(dá)到精確的供墨量。
4.灰平衡檢測和控制
布魯納爾測試條先后推出了三代測試條，其測試內(nèi)容不斷地豐富和完善，并且將印前與印后工藝指標(biāo)更好地結(jié)合。但其本質(zhì)也都是通過對印版、印張上測試條上的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行測量?；移胶獾呢?fù)值效果控制主要是檢測印版或印張上的25%、50%、75%網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大情況，方法完全同以上介紹的顯微圖像處理方法一致，只是描述指標(biāo)的改變。相應(yīng)地，在圖像處理的測量和處理結(jié)果與描述指標(biāo)之間建立一一對應(yīng)的關(guān)系，則達(dá)到利用顯微圖像處理來控制膠印印刷質(zhì)量的目的。
總之，由于印刷品的種類和用途不同，質(zhì)量要求有所差異。但印品的質(zhì)量必須滿足市場的要求，這就需要加強(qiáng)全過程的數(shù)據(jù)化、規(guī)范化的質(zhì)量控制。采用顯微圖像處理控制膠印產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是印刷過程中的在線抽樣自檢十分重要。它關(guān)系到批產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，上述幾種印刷質(zhì)量控制的工藝措施和方法再加上計(jì)算機(jī)顯微圖像控制技術(shù)的高精確性、高重復(fù)性和高一致性，是對膠印產(chǎn)品優(yōu)良質(zhì)量的保證。在具體實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)時，還涉及到硬件及電路電氣部分，本文不再贅述。
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