低光澤彩噴紙圖像打印質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)因素分析

徐婧

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州　450000）

低光澤彩噴紙圖像打印質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)因素分析

徐婧

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州450000）

該文以7種低光澤彩色噴墨打印紙為研究對(duì)象，利用密度計(jì)、分光光度計(jì)以及顯微拍攝儀等設(shè)備對(duì)紙張打印圖像的色密度、印刷反差、色域、色差、墨點(diǎn)及線條寬度進(jìn)行了測(cè)試，采用灰關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)影響低光澤彩色噴墨打印紙圖像打印質(zhì)量的因素進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)因素分析。結(jié)果表明，紙張的白度對(duì)打印圖像的印刷反差、色差和色域的影響最為明顯，紙張的粗糙度對(duì)墨點(diǎn)圓度的影響最大；而紙張的不透明度對(duì)印刷反差和色差的影響很小。

灰色關(guān)聯(lián)分析；關(guān)聯(lián)度；優(yōu)勢(shì)因素分析；低光澤彩噴紙；光學(xué)性能

隨著噴墨印刷技術(shù)的不斷成熟及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)于彩色噴墨打印紙圖像打印質(zhì)量要求也在不斷增加。對(duì)于紙張打印質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法一般有依據(jù)物理方法量化的客觀評(píng)價(jià)和基于人眼視覺(jué)系統(tǒng)的主觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)一般會(huì)受到很多因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果往往重復(fù)性比較差；而以物理測(cè)量為基礎(chǔ)的客觀評(píng)價(jià)重復(fù)性卻比較好，比較容易作出正確的判斷?？陀^評(píng)價(jià)采用技術(shù)手段以物理儀器測(cè)量為基礎(chǔ)，測(cè)量打印圖像的一些具有特征性的指標(biāo)，例如色密度、色域、墨點(diǎn)圓度、印刷反差和色差等。另外紙張的物理性能，如不透明度、白度、光澤度和粗糙度等對(duì)紙張打印性能也有某種程度的影響［1］。傳統(tǒng)上一般根據(jù)測(cè)得的某些打印性能指標(biāo)主觀地分析紙張的物理性能對(duì)紙張打印性能的影響，得到的結(jié)果往往很難準(zhǔn)確、數(shù)值化。我們只有首先分清影響因素之間的相互關(guān)系，這樣才可以科學(xué)有效地通過(guò)改進(jìn)紙張的物理性能來(lái)不斷完善紙張的打印性能。

為了較好地解決這個(gè)難題，本課題采用了灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)影響低光澤彩噴紙圖像打印質(zhì)量的多種因素進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)因素分析，根據(jù)關(guān)聯(lián)度矩陣能夠明顯地分清多種影響因素之間的關(guān)系。使用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)紙張的打印性能與物理性能進(jìn)行優(yōu)勢(shì)因素分析，可以更加科學(xué)有效地對(duì)紙張的生產(chǎn)，尤其是對(duì)所應(yīng)用的涂布技術(shù)起到一定的指導(dǎo)作用，從而可以更好地改善紙張的打印性能［2］。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)選擇4種市售低光澤彩色噴墨打印紙，所有紙樣均為A4幅面，4種紙樣（括號(hào)內(nèi)為該紙樣的品牌）的具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　4種紙樣的物理性能

實(shí)驗(yàn)儀器：L&W PPS Tester粗糙度測(cè)定儀；L&W ELREPHO白度和不透明度測(cè)定儀；L&W Micrometer 51厚度儀；XGP（20°～75°）鏡像光澤度計(jì)；EpsonStylus Photo R1800彩色噴墨打印機(jī)；X-Rite 418反射式密度計(jì)；GretagMacbethEye-One分光光度計(jì)；Pixera600ES顯微照相拍攝儀；Gretag Macbeth Profle Maker色彩管理軟件；Media Cybernetics Image-Pro Plus圖像分析軟件。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

（1）色密度

打印CMYK和RGB實(shí)地色塊，如圖1。用密度計(jì)分別測(cè)量密度值，然后計(jì)算每種紙樣的平均色密度值。色密度影響最終的色彩逼真度和視覺(jué)效果。它主要受涂層油墨吸收性的影響。色密度值越高，表明墨點(diǎn)的連貫性就越好，從而打印的圖像的色澤更加鮮艷和逼真。

圖1　CMYK和RGB實(shí)地色塊

（2）印刷反差

打印CMYK和RGB 10%～100%梯尺，如圖2；并依次測(cè)量其密度值，然后作出相應(yīng)的階調(diào)復(fù)制曲線并計(jì)算曲線斜率。我們把密度作為灰度的函數(shù)，曲線的斜率越大，表明紙張可以表現(xiàn)的灰度范圍越寬，階調(diào)再現(xiàn)性就會(huì)越好。

圖2　0%～100%CYMK和RGB梯尺

（3）色差

使用分光光度計(jì)測(cè)量 4種紙樣 10%～100% CMYK和RGB的L、a、b值，然后依據(jù)CIE 1976標(biāo)準(zhǔn)色差公式計(jì)算每種紙樣的色差值。色差越小，說(shuō)明紙樣色彩復(fù)制的忠實(shí)性越好。

（4）色域

打印IT 8.7-3色標(biāo)，如圖3。利用分光光度計(jì)測(cè)量各色的L、a、b值；然后利用Profile Maker 5.0軟件生成ICC文件，得到每種紙樣的色域分布情況，如圖4；接著計(jì)算色域面積，色域面積越大，說(shuō)明紙樣的色彩再現(xiàn)能力就會(huì)越強(qiáng)。

圖3　IT 8.7-3色標(biāo)

圖4　色域顯示

（5）清晰度

打印不同寬度的橫縱線條和CMYK四色單像素點(diǎn)矩陣，然后利用顯微照相拍攝儀拍攝樣張中的線條與墨點(diǎn)。應(yīng)用圖像分析軟件Image-Pro Plus 6.0進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，如圖5。

圖5　墨點(diǎn)計(jì)算

1.3灰關(guān)聯(lián)掛機(jī)

灰色系統(tǒng)理論是1982年由我國(guó)著名學(xué)者鄧聚龍教授創(chuàng)立的一門系統(tǒng)科學(xué)新學(xué)科，具有原創(chuàng)性的科學(xué)意義，是我國(guó)對(duì)系統(tǒng)科學(xué)的新貢獻(xiàn)［3］。

作為因素分析的一種新方法，我們可以應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析解決這方面的問(wèn)題。

應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，一般包括如下步驟：

（1）首先確定參考序列和比較序列

設(shè)x=｛x0，x1，……xm｝為灰關(guān)聯(lián)因子集，x0為參考序列，xi為比較序列。

x0（k），xi（k）分別為x0與xi的第k個(gè)點(diǎn)的數(shù)。

（2）其次作原始數(shù)據(jù)變換

收集來(lái)的原始數(shù)據(jù)都要進(jìn)行數(shù)據(jù)變換和處理，使它們消除量綱以及具有可比性。我們一般用初值化變換的方法來(lái)處理原始數(shù)據(jù)。

（3）求絕對(duì)差序列

△0i（k）=|x0（k）-xi（k）|為絕對(duì)差，△0i（k）為兩級(jí)最小差，△0i（k）為兩極最大差。

，其中ρ為分辨

（5）最后列關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析

所有的母因素和所有子因素之間的關(guān)聯(lián)度可以構(gòu)造一個(gè)關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)該關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行分析，我們可以分清不同因素之間的影響［4］。

2　結(jié)果與討論

2.1紙張打印性能測(cè)試

（1）色密度

色密度值越高，表明噴墨打印的圖像色彩越鮮艷逼真。4種紙樣色密度見(jiàn)表2。

表2　4種紙樣的色密度

由表2可見(jiàn)，色密度最大的為2號(hào)紙樣，1號(hào)紙樣的色密度值最小。

（2）色差

使用分光光度計(jì)測(cè)量 4種紙樣 10%～100% CMYK和RGB的Lab值，并計(jì)算色差，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　4種紙樣的色差

由表3可見(jiàn)，4號(hào)紙樣的色差值最小，3號(hào)紙樣的色差最大。

（3）色域

色域面積越大，說(shuō)明紙樣的顏色再現(xiàn)性能越好。4種紙樣的色域面積見(jiàn)表4。

表4　4種紙樣的色域面積

由表4可見(jiàn)，4號(hào)紙樣的色域面積最大，紙樣3號(hào)的色域面積最小。

（4）印刷反差

4種紙樣的曲線斜率見(jiàn)表5。

表5　4種紙樣的曲線斜率

由表5可見(jiàn)，3號(hào)紙樣的曲線斜率平均值最大，1號(hào)紙樣和4號(hào)紙樣的曲線斜率最小。

（5）墨點(diǎn)圓度

每種紙樣選取拍攝的10個(gè)墨點(diǎn)，利用圖像分析軟件Image-Pro Plus 6.0測(cè)量和計(jì)算墨點(diǎn)的圓度。4種紙樣的墨點(diǎn)圓度見(jiàn)表6。

表6　4種紙樣的墨點(diǎn)圓度

由表6可見(jiàn)，3號(hào)紙樣的墨點(diǎn)圓度最接近于1，2號(hào)紙樣的墨點(diǎn)圓度最小 。

（6）線條寬度

利用圖像分析軟件Image-Pro Plus 6.0測(cè)量和計(jì)算線條的寬度。4種紙樣的線條寬度見(jiàn)表7。

表7　線條寬度

由表7可見(jiàn)，紙樣3號(hào)的線條寬度最大，紙樣2號(hào)的線條寬度最小。

2.2影響低光澤彩噴紙打印尾巴的優(yōu)勢(shì)因素分析為了計(jì)算方便，將紙張的光學(xué)性能——粗糙度、白度、不透明度和光澤度編號(hào)為x1～x4，打印性能——色密度、印刷反差等編號(hào)y1～y6。上述各指標(biāo)的測(cè)量值見(jiàn)表8。

表8　各因素基本數(shù)據(jù)

計(jì)算出所有母序列對(duì)子序列的關(guān)聯(lián)度，將所有關(guān)聯(lián)度排成關(guān)聯(lián)度矩陣R后，即可進(jìn)行優(yōu)勢(shì)因素分析。

優(yōu)勢(shì)因素分析：

（1）子因素對(duì)母因素影響優(yōu)勢(shì)分析：分析R發(fā)現(xiàn)，單項(xiàng)子因素對(duì)單項(xiàng)母因素的影響，以紙張的粗糙度對(duì)打印紙張的打印線條寬度的影響最大，其次是粗糙度對(duì)墨點(diǎn)圓度的影響也很顯著，而紙張的不透明度對(duì)印刷反差的影響最小［3］；

（2）多因素綜合分析：分析發(fā)現(xiàn)，粗糙度、白度和光澤度對(duì)打印圖像的印刷反差、色差和墨點(diǎn)圓度情況都有明顯的影響；白度對(duì)印刷反差、色差及色域的影響最為明顯，而粗糙度對(duì)墨點(diǎn)圓度影響最大；而不透明度對(duì)印刷反差和色差的影響很??；在這里我們需要重點(diǎn)說(shuō)明的是，利用灰關(guān)聯(lián)技術(shù)分析一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)所得出的優(yōu)勢(shì)因素，是指某因素的變化會(huì)對(duì)整體結(jié)果會(huì)產(chǎn)生明顯的作用，并不代表著只要一味地提高該因素的值就可以提高最終的質(zhì)量［4］。

3　結(jié)論

本文將灰評(píng)估技術(shù)應(yīng)用于低光澤彩噴紙打印質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)之中，通過(guò)對(duì)7種紙樣的色密度、印刷反差、色域和色差等打印性能的分析。結(jié)果表明：粗糙度、白度和光澤度對(duì)打印圖像的印刷反差、色差和墨點(diǎn)圓度情況都有明顯的影響；白度對(duì)印刷反差、色差及色域的影響最為明顯，粗糙度對(duì)墨點(diǎn)圓度的影響最大；而不透明度對(duì)印刷反差和色差的影響很小；優(yōu)勢(shì)次序基本上是粗糙度＞白度＞光澤度＞不透明度。

［1］劉世昌.印品質(zhì)量檢測(cè)與控制［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2000.

［2］肖新平，宋中民.灰技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.

［3］鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程［M］.武漢：華中理工大學(xué)出版社，2005.

［4］WEN Kun li，WU J H.AGO for invariant series［J］.The Journal of Grey System，1998，10（1）：17-21.

Advantage Factors Analysis of Low-gloss Ink-jet Paper's Image Printing Quality

XU Jing
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou 450000，China）

Seven kinds of low-gloss ink-jet printing papers are studied in this paper.Densimeter，spectrophotometer and micro-shooting instrument are used for color density，tone reproduction，gamut，color difference，roundness and line of printing images.Grey relation technology was applied to the advantage influencing factors analysis of low-gloss ink-jet paper's image printing quality.The results showed that the whiteness of paper has a very significant impact to the tone reproduction，color difference and gamut of the printing image，the roughness of paper has a very significant impact to roundness of the printing image.On the contrast，the opacity of paper has obvious effect to the tone reproduction and color difference of the printing image.

grey relation analysis；dependent degree；advantage factors analysis；low-gloss ink-jet paper；optical properties

TS761.1

A

1007-2225（2015）03-0012-05

徐婧女士（1987-）；研究方向：流體機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)明審查；電話：0371-87790625；E-mail：513695012 @qq.com。

2015-03-24（修回）

本文文獻(xiàn)格式：徐婧．低光澤彩噴紙圖像打印質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)因素分析［J］．造紙化學(xué)品，2015，27（3）∶12-16．