一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法

2023-07-18 03:20:46

專利名稱：一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法
技術領域：
本發明屬於印刷製版的掛網技術即網點生成方法，具體涉及一種凹印製版印刷的掛網方法。
背景技術：
現有技術中，印刷的方式包括膠版印刷和凹版印刷。膠版印刷的特點是其承印物是分散的單頁紙張，印刷的過程就是採用印刷製版掛網技術即通過印版上大小不同的網點去控制印刷機的油墨轉移，使得油墨固定在承印物上，在每張承印物上產生相同的圖文影像。而凹版印刷(簡稱凹印)與上述膠版印刷的主要區別在於其承印物是成卷的連續介質，如塑料薄膜，其典型的印刷成品就是各種塑料包裝袋等。在印刷時，成卷的承印物連續地高速通過凹版印刷機的鼓狀油墨轉移滾筒，該油墨轉移滾筒以和膠版印刷相同的原理將油墨連續轉移到承印物上。
文獻「Screen Techniques，Moire in Four Color Printing」(TAGA Proceedings，PaulA.Delabastita，April 1992，P44-66)公開了一種掛網方法。該方法使用超細胞技術以有理數正切網角逼近無理數正切網角，從而達到在印刷版上產生給定精度網角的目的。通過給定網角(15°，75°，45°，90°)的四色版面(黃，品紅，青，黑)的疊印，實現彩色圖象的正確複製。該方法所公開的的網角控制技術是基於對稱型閾值矩陣的網角控制，它利用有理正切網角的網點排列的可重複特性，找出網點陣列中的最小可重複矩形，在此矩形的基礎上生成控制網點生成的閾值矩陣，使得版面上網點生成的過程可以通過對此閾值矩陣的重複排列來實現。
膠版印刷的調幅掛網製版技術採用的是基於閾值矩陣的網點生成方法，在計算機專業又被稱為是聚集點有序抖動方法(clustered dot ordered dithering)。它作用於圖象的硬拷貝設備(如雷射印表機，電子印刷製版設備)，把其記錄介質上的著色點聚合成特定的形狀(如圓形、方形)。通過控制這些形狀的面積，產生所需的圖象密度，達到複製密度連續變化的圖象的目的。
閾值矩陣是一個矩形或長方形的數值矩陣，其中的矩陣元素的取值決定了網點的形狀和排列，閾值矩陣元素取值是在掛網之前就已經計算好的。在掛網的過程中，待掛網圖像象素的亮度值被用來和閾值矩陣的對應矩陣元素的數值進行比較，取得的結果(大於/小於)被用來決定印版的相應位置是否應被曝光，在掛網算法的執行過程中，閾值矩陣被縱橫排列在輸出版面的坐標空間中，以此來決定版面位置和閾值矩陣元素的對應關係。
上述掛網方法包括以下步驟第1步先根據解析度r、網目數f和網角的有理正切a/b，決定閾值矩陣T的寬度uu=ra2+b2f]]>第2步對每一輸出設備染色點位置(i，j)，確定其對應的圖象像素位置(x，y)及其圖象亮度I(x，y)；第3步把圖象亮度I(x，y)和閾值矩陣的某一閾值Tk1進行比較，確定布爾變量B(i，j)的取值 其中k＝i mod ul＝j mod v (v是閾值矩陣的高度)I(x，y)∈
，是像素(x，y)的亮度I(x，y)＝0對應「黑色」I(x，y)＝1對應「白色」；第4步根據比較的結果，確定染色點(i，j)是否染色如果B(i，j)＝1，染色點(i，j)被染色如果B(i，j)＝0，染色點(i，j)不被染色；第5步重複執行第3、4步，直到所有的染色點處理完畢為止。
調幅掛網算法產生的聚合形狀，稱為網點(或調幅網點)。調幅網點在記錄介質上產生的網點是沿特定方向(如0/90度、45/135度、15/105度、75/165度)等間距正交排列的。由於網點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網點數(lpi)來衡量，稱為網點頻率(frequency)。而網點的排列方向則稱為網角(screen angle)。
圖象硬拷貝設備在其記錄介質上產生的著色點的面積固定不變，沿縱橫方向等間距排列，因此，單位長度上排列的著色點越多，硬拷貝設備的精度越高。通常用每英寸上排列的著色點的數目(dpi)來衡量硬拷貝設備的記錄精度，稱為硬拷貝設備的輸出解析度(resolution)。
由於凹版印刷的承印物是成卷的連續介質，所以可以用來在承印物上印製內容連續無間隔的圖案，例如牆紙就是一個典型的例子，可以通過凹版印刷，在凹印承印物上印製專門設計的連續圖案，使得當牆紙被鋪到牆面上之後，其上的圖案是重複的，但又無法看出重複圖案之間的連接。連續圖案的印製對凹版印刷的製版技術提出了新的要求。由於圖案在印刷時是通過網點再現在承印物上的，所以重複圖案的無縫連接的要求導致了印刷網點的無縫連接要求，亦即，當凹版印刷的油墨轉移滾筒在承印物上滾過一個圓周以後，在承印物上產生的網點必須全部是完整的，不得在承印物上產生隨滾筒圓周長度周期重複的網點不完整的情況。也就是說，如果把滾筒的表面展開成一個矩形，則此矩形在被包圍回滾筒以後，矩形在滾筒上連接的那兩條邊不得產生接縫。
目前，凹版印刷的掛網製版技術都是沿用膠版印刷的掛網原理，而膠印製版的掛網沒有考慮凹版印刷的無縫連接的要求，通過這種掛網製版技術所印刷出的圖案並不連續，因而限制了凹版印刷的適用範圍。
技術內容本發明的目的就是針對凹版印刷的網點無縫連接的需求，在膠印掛網製版技術的基礎上，提出了一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法。通過該掛網方法，可以解決凹印製版的網點無縫連接問題，從而達到擴大凹版印刷的適用範圍，使所印出的圖案連續的目的。
本發明的目的是這樣實現的。
一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法，包括以下步驟第1步首先根據解析度r、網目數f和網角的有理正切a/b決定閾值矩陣T的基礎寬度uu=ra2+b2f]]>上述閾值矩陣T為雙域值矩陣，包括域值矩陣T1、T2；其中T1的寬度為u，T2的寬度為u+1；T1、T2的高度相等；然後，令w為滾筒的周長，n為w被u除的取整倍數，n2為w被u除的餘數，並令n1＝n-n2；計算無縫連接方向上雙域值矩陣T1、T2，的分界點d則d＝n1*u；第2步對每一輸出設備染色點位置(i，j)，確定其對應的圖象像素位置(x，y)及其圖象亮度I(x，y)；第3步把圖象亮度I(x，y)和閾值矩陣的某一閾值Tk1進行比較，確定布爾變量B(i，j)的取值 其中 l＝j mod v (v是閾值矩陣的高度)I(x，y)∈
，是像素(x，y)的亮度I(x，y)＝0對應「黑色」I(x，y)＝1對應「白色」；第4步根據比較的結果，確定(i，j)位置處的染色點是否染色如果B(i，j)＝1，染色點(i，j)被染色如果B(i，j)＝0，染色點(i，j)不被染色；第5步重複執行第3、4步，直到所有的染色點處理完畢為止。
本發明的效果在於使用本發明提供的方法，可以在凹版印刷中實現網點的無縫連接，從而使凹版印刷的成品質量大大提高，可以在凹版印刷物上印製連續圖案。
無縫連接的原理由於閾值矩陣在掛網的過程中在邏輯上被縱橫平鋪到輸出版面的坐標空間中，所以掛網過程自身就要求閾值矩陣具有無縫連接的特性，即當把閾值矩陣的左右邊界和上下邊界連接在一起的時候，應無法看出連接的痕跡，亦即右側被閾值矩陣的邊界切割後剩餘的那部分網點和左側對應位置被邊界切割後剩餘的那部分網點恰好可以構成一個完整的網點。在膠印掛網製版的閾值矩陣計算的過程中，已經考慮到並實現了這種無縫的情況。因此，膠印掛網製版的閾值矩陣如果被縱橫平鋪到輸出版面坐標空間的話，其上下左右的連接處是無法看見接縫的。
對照凹印製版的無縫需求，可以看出，如果凹版印刷的油墨轉移滾筒的圓周長度恰好是閾值矩陣的寬度的整數倍，就可以直接使用膠版印刷的掛網方法實現無縫凹印。但在實際生產中，油墨轉移滾筒的圓周長度恰好是閾值矩陣的寬度的情況在絕大多數的情況下無法滿足，因此無法直接使用膠印掛網製版的方法實現凹印製版的無縫掛網。
對於給定周長w的滾筒，如果把寬度為u的閾值矩陣直接平鋪到其圓周上，則必須要求w是u的整數倍，這個要求無法滿足用戶的需求。為此可採用下面的辦法若n為w被u除的取整倍數，n2為w被u除的餘數n＝|w/u|n2＝w％u令 n1＝n-n2
在掛網時，先生成兩個閾值矩陣T1、T2，其中T1的尺寸是u×v，T2的尺寸是(u+1)×v。
在用閾值矩陣平鋪法進行掛網時，在x方向上，前n1個閾值矩陣使用T1，剩下的區域使用T2(共有n2個)。這時，我們可以看到，n1+n2個閾值矩陣在x方向上平鋪後的寬度恰好為wn1·u+n2·(u+1)＝(n1+n2)·u+n2＝n·u+n2＝w(為避免n1為負數，可使u＜sqrt(w)，這時，u2＜w，因此，n＞u，而n2＜u，故n2＜n，因此n1＝n-n2＞0)因此，在某個解析度/網目數的組合下，如果其閾值矩陣的寬度為u，解析度為r，則能實現無縫連接的頁面的最小寬度w為w＝u2/r；(這時，如果r的單位為dpi，則w的單位為英寸)在進行彩色印刷時，共使用4個色版，它們將使用3個閾值矩陣(即90°版、45°版、15°/75°版)，如果把三個閾值矩陣綜合考慮，則u取三個閾值矩陣寬度中最大的。這時，所能處理的無縫版面的最小寬度w0為w0＝max(w90，w15，w45)其中w90，w15，w45分別為三個閾值矩陣所能處理的版面的最小寬度從上節的原理分析可見，輸出頁面分為左右兩個區域，左區域使用第一閾值矩陣T1，右半區域使用第二閾值矩陣T2。T1的大小為u×v，T2的大小為(u+1)×v。


圖1為調幅掛網方法原理示意圖，其中1是閾值矩陣，2是原稿圖象，3是輸出介質；圖2是一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法原理圖，其中1為雙域值矩陣T1、T2的分界點d，2為第一閾值矩陣T1，3為第二閾值矩陣T2。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細的說明。
如圖1、圖2所示，一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法，包括以下步驟(具體數值見表一)第1步首先根據解析度r、網目數f和網角的有理正切a/b決定閾值矩陣T的基礎寬度u:u=ra2+b2f]]>上述閾值矩陣T為雙域值矩陣，包括域值矩陣T1、T2；其中T1的寬度為u，T2的寬度為u+1，T1，T2的高度相等；然後，令w為滾筒的周長，n為w被u除的取整倍數，n2為w被u除的餘數，並令n1＝n-n2；計算無縫連接方向上雙域值矩陣T1、T2的分界點d則d＝ni*u；第2步對每一輸出設備染色點位置(i，j)，確定其對應的圖象像素位置(x，y)及其圖象亮度I(x，y)；第3步把圖象亮度I(x，y)和閾值矩陣的某一閾值Tk1進行比較，確定布爾變量B(i，j)的取值 其中

l＝j mod vI(x，y)∈
，是像素(x，y)的亮度I(x，y)＝0對應「黑色」I(x，y)＝1對應「白色」；第4步根據比較的結果，確定(i，j)位置處的染色點是否染色如果B(i，j)＝1，染色點(i，j)被染色如果B(i，j)＝0，染色點(i，j)不被染色；第5步重複執行第3、4步，直到所有的染色點處理完畢為止。
如圖1所示，在二值硬拷貝設備的記錄介質上複製一幅連續調圖象的掛網圖的過程，實際上就是對記錄介質上的每一染色點位置進行遍歷，以確定是否對此位置進行染色的過程。當使用閾值運算的方法時，使用閾值矩陣T把染色位置對應的圖象像素的亮度值(intensity)和閾值矩陣裡的某個元素進行比較，根據比較的結果，確定此位置是否被染色。
表一是用本發明的6個實施例。表中w0是該組參數所能支持的最小滾筒周長，u是閾值矩陣的寬度。對於任何一個滾筒，如果其周長大于于表中的w0就可以順利地完成無縫掛網的處理。w0越小，可使用的滾筒直徑越小，則參數的適用性越好，從下表看出，5080/500那組參數的最小直徑最小，但其他組也能支持生產中能遇到的所有滾筒直徑。表一

權利要求
1.一種用於凹印製版印刷的無縫掛網方法，包括以下步驟第1步首先根據解析度r、網目數f和網角的有理正切a/b決定閾值矩陣T的基礎寬度uu=ra2+b2f]]>上述閾值矩陣T為雙域值矩陣，包括域值矩陣T1、T2；其中T1的寬度為u，T2的寬度為u+1，T1、T2的高度相等；然後，令w為滾筒的周長，n為w被u除的取整倍數，n2為w被u除的餘數，並令n1＝n-n2；計算無縫連接方向上雙域值矩陣T1、T2的分界點d則d＝n1*u；第2步對每一輸出設備染色點位置(i，j)，確定其對應的圖象像素位置(x，y)及其圖象亮度I(x，y)；第3步把圖象亮度I(x，y)和閾值矩陣的某一閾值Tkl進行比較，確定布爾變量B(i，j)的取值 其中 l＝j mod v (v是閾值矩陣的高度)I(x，y)∈
，是像素(x，y)的亮度I(x，y)＝0對應「黑色」I(x，y)＝1對應「白色」；第4步根據比較的結果，確定(i，j)位置處的染色點是否染色如果B(i，j)＝1，染色點(i，j)被染色如果B(i，j)＝0，染色點(i，j)不被染色；第5步重複執行第3、4步，直到所有的染色點處理完畢為止。
全文摘要
本發明涉及一種印刷製版的掛網技術即網點生成方法。現有的凹印製版採用的是膠版印刷的掛網方法,這種方法無法解決凹印製版對無縫連接的要求,限制了凹印成品質量。本發明的技術方案主要是:在掛網時採用雙域值矩陣T
文檔編號G03F5/00GK1359030SQ02100079
公開日2002年7月17日 申請日期2002年1月16日 優先權日2002年1月16日
發明者周秉鋒, 賈文華, 李海鋒 申請人:北京北大方正集團公司, 北京大學計算機科學技術研究所