专利名称：一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷品质量检测技术，特别涉及一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法。
背景技术：
线条、文字与图像都是印刷品的主要组成要素，印刷品质量的优劣取决于各要素的复制质量与效果。传统印刷行业对印刷品中的线条和文字具有墨色厚实、边缘清晰、没有断点、与背景形成清楚的反差对比、线条和文字笔画的宽度应与设计时的要求相一致等质量要求。但由于油墨、墨水或墨粉与承印材料间的相互作用，或因油墨、墨水或墨粉渗透到承印材料上的非一致性，或因墨粉飞舞以及承印材料本身不均匀等原因，实际印刷品上的线条和文字笔画边缘可能会呈现出不同程度的模糊现象和凹凸不平效果，也可能会表现出不同的对比度和暗度效果，同时也存在着一定的线宽复制误差。由于印刷业中普遍使用的颜色测量仪器在定量测量线条和文本质量方面无能为力，因而长期以来，印刷业的传统做法只能是从主观视觉判断的角度以定性的方式去评价线条和文本的印刷质量，即通过人的眼睛或借助放大镜对印刷线条或文字进行仔细观察后给出评价结果。其结果具有很大的主观性和不一致性，常常因评价者的年龄、心理状态、教育背景、技术素养、评判经验等不同而不同，且存在对评价环境要求高、评价效率低等问题。对线条或文字的视觉感知质量的客观综合评价是印刷领域的难题之一。机器视觉在检测技术领域的应用为线条和文字质量的客观定量检测和评价提供了可能。同时，国际标准ISO 13660提出了印刷线条和文本质量的客观描述指标。但是，该标准仅仅只给出了与线条质量特征相关的指标，而没有明确这些指标值对线条整体感知质量的影响权重及其综合作用效果，人们也无法根据得到的各个质量指标值来判断数字印刷线条复制的整体视觉感知质量结果。

发明内容
本发明是针对对线条或文字的视觉感知质量的客观综合评价困难的问题，提出了一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，建立一个合理的反映线条/文本综合感知质量的定量评价模型，利用该评价模型只要检测获得反映线条/文本质量特征的质量指标值，就可预测和定量描述线条/文本在人眼视觉系统中的整体感知质量结果，具有评价效率高和定量描述的能力，可避免主观评价结果的不确定性和主观性。本发明的技术方案为一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，具体包括如下步骤
1)把数字印刷品线条/文本图样经图像捕获设备数字化为RGB模式的数字图像；
2)把线条/文本的RGB模式数字图像转换为灰度模式的数字图像；
3)根据图像捕获设备的OECF光电转换函数和图像的亮度信息，计算得到数字印刷线条/文本图像的反射率信息；4)根据反射率信息识别获取到数字印刷线条/文本的各个特征边界；
5)以数字印刷线条/文本的各个特征边界为基础，根据图像捕获设备的空间尺度信息和OECF光电转换函数计算反映线条/文本质量特征的各个质量指标,质量指标包括线条或文本笔画的边缘粗糙度、边缘模糊度、对比度、暗度、填充度和线宽误差；
6)把检测计算得到的数字印刷线条/文本的各个质量指标值作为输入参数，根据所建立的线条/文本感知质量的定量评价模型，计算得到数字印刷线条/文本的感知质量评价得分。所述步骤I)中图像捕获设备可选高精度的CCD平板扫描仪，也可选高精度的数字相机。所述步骤2)线条/文本的RGB模式数字图像转换为灰度模式的数字图像中图像的亮度转换公式:Y=
，
式中，R、G、B为扫描仪或数字照相捕获到的彩色图像的像素的红、绿、蓝三个通道分量，[]表示作取整处理。所述步骤3)中反射率P是依据图像捕获设备的OECF光电转换函数，根据图像的亮度值Y计算得到的。图像捕获设备的OECF光电转换函数包括数字图像的像素值或亮度值与密度值的对应关系，而亮度值与密度值的关系是通过密度标定获得的。所述密度标定首先利用反射密度计测得灰梯尺测试图中各色块的密度值；然后利用图像捕获设备把灰梯尺测试图数字化并转换为灰度图像，并计算每一个色块的平均亮度值；最后，根据色块的密度信息和平均亮度信息这两组数据，采用三次多项式拟合算法建立图像的亮度值与密度值之间的对应关系。所述图像的亮度值与密度值之间的对应关系可将亮度值Y转换为密度值D，再根据密度值D与反射率P之间的转换关系: P =IO^d ,
式中P代表反射率，D表示密度值，可建立亮度值Y与反射率P之间的对应关系。所述测试图应遵循ISO 16067-1标准和ISO 14524:2009标准制作，用于高精度CCD扫描仪和数字相机的密度标定。所述步骤4)中特征边界下面公式来定义:
权利要求
1.一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，具体包括如下步骤: 1)把数字印刷品线条/文本图样经图像捕获设备数字化为RGB模式的数字图像； 2)把线条/文本的RGB模式数字图像转换为灰度模式的数字图像； 3)根据图像捕获设备的OECF光电转换函数和图像的亮度信息，计算得到数字印刷线条/文本图像的反射率信息； 4)根据反射率信息识别获取到数字印刷线条/文本的各个特征边界； 5)以数字印刷线条/文本的各个特征边界为基础，根据图像捕获设备的空间尺度信息和OECF光电转换函数计算反映线条/文本质量特征的各个质量指标,质量指标包括线条或文本笔画的边缘粗糙度、边缘模糊度、对比度、暗度、填充度和线宽误差； 6)把检测计算得到的数字印刷线条/文本的各个质量指标值作为输入参数，根据所建立的线条/文本感知质量的定量评价模型，计算得到数字印刷线条/文本的感知质量评价得分。
2.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤I)中图像捕获设备可选高精度的CCD平板扫描仪，也可选高精度的CCD数字相机。
3.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤2)线条/文本的RGB模式数字图像转换为灰度模式的数字图像中图像的亮度转换公式:Y=
， 式中，R、G、B为扫描仪或数字照相捕获到的彩色图像的像素的红、绿、蓝三个通道分量，[]表示作取整处理。
4.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤3)中反射率P是依据图像捕获设备的OECF光电转换函数，根据图像的亮度值Y计算得到的。
5.根据权利要求4所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤3)中图像捕获设备的OECF光电转换函数包括数字图像的像素值或亮度值与密度值的对应关系，而亮度值与密度值的关系是通过密度标定获得的。
6.根据权利要求5所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述密度标定首先利用反射密度计测得灰梯尺测试图中各色块的密度值；然后利用图像捕获设备把灰梯尺测试图数字化并转换为灰度图像，并计算每一个色块的平均亮度值；最后，根据色块的密度信息和平均亮度信息这两组数据，采用三次多项式拟合算法建立图像的亮度值与密度值之间的对应关系。
7.根据权利要求6所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述图像的亮度值与密度值之间的对应关系可将亮度值Y转换为密度值D，再根据密度值D与反射率P之间的转换关系: P =IO^d , 式中P代表反射率，D表示密度值，可建立亮度值Y与反射率P之间的对应关系。
8.根据权利要求6所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述测试图遵循ISO 16067-1标准和ISO 14524:2009标准制作，用于高精度CXD扫描仪和数字相机的密度标定。
9.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤4)中特征边界由下面公式来定义:
10.根据权利要求9所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤4)中线条正边界用线条内相对反射率达到60%对应值的点连接构成的阈值等高线表示，检测线条正边界时，特征边界公式中η取值应为60。
11.根据权利要求9所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤4)中线条内边界和外边界分别指线条内相对反射率达到90%和10%对应值的点连接构成的阈值等高线，特征边界公式中η应分别取90和10。
12.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤5)中空间尺度信息是指图像捕获设备得到的数字图像的像素所代表的实际几何尺度和像素间的实际空间距离。
13.根据权利要求1所述定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，其特征在于，所述步骤6)中线条/文本感知质量的定量评价模型是基于大量的具有不同感知质量的数字印刷线条样本的主观评价实验数据和质量特征指标检测数据的对应组合，可采用模糊神经网络算法或数学建模方法创建的。
全文摘要
本发明涉及一种定量评价数字印刷线条与文本感知质量的方法，采用定量的数学算法及数值描述方式给出数字印刷品上的线条/文本的综合质量感觉评价结果，替代印刷业长期以来所使用的定性的主观视觉目测评价方法，以克服现有方法所固有的主观性、不一致性和效率低等问题。采用机器视觉测量技术，利用图像捕获设备采集数字印刷线条与文本的数字图像，通过模式识别获得印刷线条的各个特征边界，在此基础上计算描述线条特征的各个质量指标，并依据创建的线条质量评价模型进行线条/文本感知质量的评价预测，以数值方式给出反映数字印刷品线条/文本的感知质量评价结果的定量描述，从而代替人眼视觉功能而实现对数字印刷线条/文本感知质量的客观评价。
文档编号G01B11/02GK103076334SQ201310027289
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者孔玲君, 刘真, 孙小鹏, 姜中敏, 曾台英, 冀利利 申请人:上海理工大学