摘要：印刷图像的质量是指图像各种质量特性以印刷工艺再现图像过程中相互作用所形成的综合性产物。在印刷复制过程中，视觉判读性和复制工艺的评价十分重要。本文采用网点转移特征面积增量和平均网点面积增量两种方法，通过对国内外几乎几种典型印刷图像的参数测定分析结果表明，这两种指标对印刷图像衰退非常敏感，并且不受原稿种类不同的制约。其评价结果不仅与传统评价方法的结果一致，而且对现有工艺的改进具有一定的指导作用。本文曾获武汉测绘科技大学科技基金资助。

　　引言

　　彩色胶印是现代图文印刷的主要手段，长期以来印刷图像质量优劣的评价都是由客户的视及主观印象来判定，这是一项稳定性极差并且十分困难的工作。所以，如何客观评价和充分应用技术工艺手段实现彩色印刷图像质量的控制非常重要。印刷图像质量评定是指用数据来表示产品同原稿之间的相关关系。用一定的数据与指标，控制产品质量误差的允许范围和质量衰退，保证图像复制的可重复性和质量稳定性。

　　印刷图像的质量有三个关键因素：（1）图像的清晰度，即图像边缘密度变化是否下人的视觉敏感程度相一致，主要依赖于加网晒版和印刷中的网点扩大。（2）图像的层次，即图像中视觉可分辨的密度级次，主要取决于印前与印刷中的反差扩大与缩小。（3）图像的色彩，即图像的各种颜色的复制精度及中性灰平衡，主要取决于分色机制，感光材料，纸张、油墨等的质量。

　　一、传统印刷图像质量评价的主要方法

　　印刷图像质量评价方法不论采取何种方式最终必定归结到图像的清晰度、层次和色彩三个方面。评价方法可分为主观评价和客观评价两种。

　　1．主观评价法

　　印刷图像的主观评价是一种根据经验评价图像质量优劣的方法。主观评价法常用的有目视评价法和定性指标评价法。目视评价法是指在相同的评价环境条件下（如光源、照度一致）由多个有经验的管理人员，技术人员和用户来观察原稿和印刷品，再以各人的经验，情绪及爱好为依据，对各个印刷品按优，良，中，差分等级，并统计各分级一频度，获得一致好评者为优、良，反之为差。定性指标评价法是指按一定的定性指标，并列出每个指标对质量影响的重要因素。由多个有经验的评定人评分，总分高者质量为优，低者为差，其质量评定表如表1所示。

　　表1中：C－代表色彩，T－代表层次，S－代表清晰度。

　　按质量因素重要性排序：第一值取2．5，第二值取2．0，第三值取1．5，C、T、S均分为优、好、差三级。其中优为原值，好为原值－0．5，差为原值－1．0。综合评定值W按下式计算：

　　W＝∑K₁C_i+∑K₂T_i+∑K_3i

　　表1 质量评定表

评价指标	质量因素重要性排序	得分
质感	STC
高调	TSC
中间调	TSC
暗调	TSC
清晰度	STC
柔和	TSC
鲜明	CST
反差	TCS
光泽	SCT
颜色匹配	CTS
肤色	CTS
外（表）观	CTS
层次损失	TSC
中性灰	CTS

　　其中：K₁+K₂+K₃=1

　　总之，主观评价方法综合了美学因素，技术因素和一致性因素对图像复制工艺及质量加以评定，但不能准确提出工艺控制的指标和工艺上的不足，而且重复性差，误差大。

　　2．客观评价法

　　近几十年来，随着印制设备，材料和工艺的不断完善与稳定，检测仪器理论与方法的应用，基于实验研究提出用数据客观评定印刷图像质量的方法，其主要评价参数如下：

　　（1）分辨率：是图像复制再现原稿微小细部的能力。它是一种综合分辨率的表现，即：

　　1／R＝1／R_扫描仪＋1／R_照排机＋1／R_软片＋1／R_印版＋1／R_橡皮布

　　印刷图像的分辨率从图像再现的精细程度上评定了复制图像的优劣，但必须借助于高精度的测标或复杂的理论计算如（MTF），很难作为生产工艺的控制指标，但可以应用于系统评定和设备检核。

　　（2）清晰度：清晰度是印刷图像细节边缘密度变化的速度，是图像细节对比和视觉与心理作用的综合反映。采用测量清晰度数据多用于相对比较，且不够全面。但从图像的有关参数得出的调制传递函数（MTF）可作为清晰度评价的全面客观指标。

　　（3）K值：也称相对反差或印刷对比度，是控制图像层次的重要参数，用下式计算：

　　K＝1－D_R/D_V

　　D_V－实地密度

　　D_R－75％网点密度

　　K值既能够控制实地密度，又能控制网点扩大，是一种较好的质量控制手段。

　　（4）色偏，灰度与色效率

　　色偏，灰度与色效率反印刷油墨印刷过程中的状态，确保色彩的理想还原。

　　色偏＝（Dm-Dmin）/(Dmax-Dmin)

　　灰度＝Dmin/Dmax

　　色效率＝1－（Dm＋Dmin）/Dmax

　　其中，Dmin－最小密度。

　　Dm－中间密度。

　　Dmax－最大密度。

　　色偏，灰度及效率能较好地评价色彩再现性，但对层次和清晰度则无能为力。

　　（5）多指标加权统计分析

　　它是根据印刷图像测量数据及权重（如表2所示），按设定公式计算其质量评价得分的方法。

　　质量评价得分Y：

　　Y＝∑K_iW_i

　　其中，K_i－权重

　　W_i－各指标数据

　　这种方法对质量评定较客观，但不能用于工艺控制和质量改善。

　　表2 评价参数及权重

则量评价参数项目	标记	评价重要程度（权重）
阶调密度误差	TE	1．7
网点形状系数	SF	1．7
网点周围的蹭脏	SD	1．6
网点增大	DG	1．5
三次色色度	LE	1．0
网点内有效密度	DP	0．6
实地密度	D	0．6
饱和度	A	0．5
灰度	G	0．5
色相误差	LS	0．3

　　二、用网点特性评价印刷图像质量方法

　　现代印刷图像不论采用何种方式都必须将原稿的连续图像转变为半色调网点图像，即通过单位面积内网点大小或网点多少的变化来改变图像密度，力求忠实再现原稿。图像的各种质量因素（如反差、清晰度、色彩、屋次、均匀性、光泽）都取决于一个共同的要素－网点及网点再现的最优化。

　　1．网点及网点的再现性

　　网点是图像复制加网线数，网点形状，网点角度和网点大小的基本要素。网点分为聚集态网点、连续态网点和离散态网点三类。网点的再现性是指从原稿变换成印刷品的网点形成与转移中，网点变化增量对复制质量的影响。

　　网点增量有物理和光学两种性质。所谓物理性网点增量是指粘附于印版网点上的油墨经印刷的瞬间被挤压变形而扩大，这种机械性的网点增量与印刷工艺、橡皮布，油墨或纸张的特性有关。所谓光学性网点增量则完全由光反射作用所产生。当光达到印刷网点表面时产生表面反射，而油墨渗透纸张内的网点边缘形成扩散晕影，这种反射晕影能被视觉和密度计检出来，可产生与物理性网点增量相同的效应。光学性网点增量的比例取决于油墨的透明度和纸张的表面状态，对图像清晰度的影响尤为显著。

　　质量控制最重要的质量变动因素是网点扩大，定量描述网点扩大是其关键，即通过建立网点及网点转移的数学模型描述网点增量数据。

　　2．网点和网点转移数学模型的建立

　　（1）网点的数据模型

　　网点是印刷图像复制之基本要素，网点形状直接影响网点增量和色调均匀度两项重要质量参数，因此建立网点的数学模型对其定量描述非常关键。

　　经分析研究，可将现有各种网点分为两种典型。一是为弧立型网点，弧立型网点的特征是中间调（50％），网点的四个角同时与邻近网点相连。其数学模型方程为：

　　Y=d₂[1-(x/d₁)^a/1+c(x/d₁)^a]^1/e

　　式中：d₁－水平直径（x方向）

　　d₂-垂直方面（y方向）

　　c－网点边的曲率

　　a、e－角曲率

　　且当a=e=2 c=0时，网点形状为圆形或椭圆形

　　当a=e=1时 网点形状为方形或菱角形

　　二是为连接形（链形）网点，网点是在70％时同四周网点相连接，其数学模型方程为：

　　Y=（d₂-b)[1-x^a/1+xx^a]^1/e

　　其中b为垂直方向直径与水平方向直径之比,即b=d₂/d₁

　　通过网点数学模型不仅能准确地描述网点形状的特征，确定密度计不能测量的网点面积，还能为求取最佳网点形状，精确计算网点增量和各种精密测控条制作提供理论依据。

　　（2）网点转移的数学模型

　　从信息角度看彩色图像复制实质上是一种网点图像的转移过程。研究网点转移就能实现各个过程质量的准确控制。目前比较认同的是默里－戴维网点转移方程，即：

　　F_y＝(1-D^D_R)/(1-10^D_V×100％)

　　式中：F_y为输出网点的百分比值

　　D_R测定部位网点的密度；

　　D_R=lgF_x；

　　F_x输入网点面积的百分比；

　　D_V实地密度；

　　F_y＝（1-10^-lgF_x）/(1-10^D_V)-Fx=4[∫^X+AX₀Ydx-∫^X₀Xdx]=4∫^ΔX₀Xdx

　　（3）网点转移特征值分析

　　根据网点直径增量恒定理论和“周长理论”可知，在网点转移中直径的增量相同，网点增量同直径增量成正比，并随网点周长的增加而增加。结合网点转移的数学模型，确立网点转移的特征值方程，并通过这些特征值来评价复制过程中图像质量的优劣，其特征值方程为：

　　ΔF=Fy-Fx=(1-10^-lgF_x)/(1-10^D_V-Fx)

　　上式反映加网阳图网点面积印刷实地密度和印刷品光学网点面积之间的关系和网点转移的变化规律。实际生产中常选择Fx=5％，25％，50％，75％，90％求取的关键性特性值来评价使用材料，设备与工艺方法的优劣。表3是几种不同产品同主观质量评价的比较。

　　从表中可知，关键特性值愈小，则质量愈好，且评价结果与主观评价一致，可作为客观评价的标准。

　　表3 特征值与印刷图像质量的关系

工艺方法	Fx-=5％	25％	50％	75％	90％	主观评价
欧洲样品1	3	7	14	6	3	优
欧洲样品2	4	10	16	9	3	优
日本样品1	5	12	16	9	4	良
日本样品2	6	15	19	11	7	良
国内样品1	4	14	20	13	6	优
国内样品2	5	16	27	15	8	良

　　（4）特征曲线和特性面积特征曲线

　　特征曲线是指输出网点面积Fy同输入网点面积Fx的关系曲线即Fy-Fx与Fx的关系曲线如图1所示。

　　特性面积增量是特性曲线与Fx轴所围成的面积，其计算公式为



图1 特征曲线与特征面积

　　ΔS=∫¹⁰⁰₀(Fx-Fy)dx

　　S=ΔS/S=∫¹⁰⁰₀(Fx-Fy)dx/∫¹⁰⁰₀Xdx

　　特性曲线和特征面积客观地反映了印刷图像质量变化的规律及复制中阶调再现的优劣。从表中结果可知特征面积ΔS正确反映了质量变化的特点，可作为工艺过程及质量评定标准界线划分的依据。

　　表4 几种样品特征面积与主观评价结果

样品 内容	Δd	Δs	主观结果	Δs评价阈值
样本1	10μm	9.78	优	ΔS≤10
样本2	20μm	18.80	良	10＜ΔS≤20
样本3	30μm	27.81	中	10＜ΔS≤30
样本4	40μm	34.38	可	30＜ΔS≤40
样本5	50μm	41.58	差	ΔS＞40

　　三、结论

　　印刷图像质量评价是一个涉及多因素的复杂问题，本文通过理论分析和实验研究获取了特征面积增量和平均特征面积增量两个评价参数。以网点反映图像清晰度和层次两方面的质量变化与衰退，且不受原稿种类的影响，可作为质量评价分级标准的依据，进一步可为网点设计的优化和工艺控制与改善提供有力的理论支持。

　　参考文献：

　　1．日本高分子学会编《新印刷材料》印刷工业出版社 1987．6

　　2．网点数学描述《印刷信息》1998．NO3

　　3．彩色胶印标准化《印刷信息》1998．NO4

　　4．欧洲印刷质量管理办法《中国印刷》1999．NO4

[时间：2001-12-14  作者：李琴 王强  来源：印刷世界]