【我要印】訊：一、引言

　　印刷品是圖文復(fù)制的結(jié)果，原稿、材料、設(shè)備、成像和轉(zhuǎn)印工藝等因素的綜合作用結(jié)果形成印刷圖像。圖形和文字的矢量屬性對(duì)頁面描述、排版和RIP解釋至關(guān)重要，尤其在輸出時(shí)必須區(qū)別對(duì)待圖形、文字和圖像這兩類不同性質(zhì)的對(duì)象，才能得到最合理的結(jié)果。但是，圖形和文字的矢量屬性對(duì)印刷結(jié)果而言卻已經(jīng)變得沒有實(shí)質(zhì)性的意義了，因?yàn)檫@些對(duì)象一旦轉(zhuǎn)印到紙張表面后就失去了它們的矢量特征。因此，評(píng)價(jià)印刷質(zhì)量時(shí)無需區(qū)分對(duì)象的點(diǎn)陣描述和矢量描述特征，認(rèn)為印刷質(zhì)量評(píng)價(jià)等價(jià)于印刷圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)（以下簡(jiǎn)稱圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)）也完全說得過去。

　　人類對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的研究和應(yīng)用從來沒有停止過，由于成像技術(shù)領(lǐng)域圖像質(zhì)量改善活動(dòng)的不斷開展而取得了不少進(jìn)步。比如傳統(tǒng)印刷、鹵化銀攝影、彩色電視和靜電照相數(shù)字印刷等領(lǐng)域的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)，其中不少評(píng)價(jià)方法表現(xiàn)出與物理特性和主觀評(píng)價(jià)結(jié)果有較好的相關(guān)性，也開發(fā)出了適用于不同領(lǐng)域的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。但僅僅用主觀評(píng)價(jià)一個(gè)尺度很難被普遍接受。
 

　　彩色膠印是現(xiàn)代圖文印刷的主要手段，長(zhǎng)期以來印刷圖像質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)價(jià)都是由客戶的視覺及主觀印象來判定，這是一項(xiàng)穩(wěn)定性極差并且十分困難的工作。所以，如何客觀評(píng)價(jià)和充分應(yīng)用技術(shù)工藝手段實(shí)現(xiàn)彩色印刷圖像質(zhì)量的控制非常重要。印刷圖像質(zhì)量評(píng)定是指用數(shù)據(jù)來表示產(chǎn)品同原稿之間的相關(guān)關(guān)系。用一定的數(shù)據(jù)與指標(biāo)，控制產(chǎn)品質(zhì)量誤差的允許范圍和質(zhì)量衰退，保證圖像復(fù)制的可重復(fù)性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

　　印刷圖像的質(zhì)量有三個(gè)關(guān)鍵因素：①圖像的清晰度，即圖像邊緣密度變化是否與人的視覺敏感程度相一致，主要依賴于加網(wǎng)曬版和印刷中的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大。②圖像的層次，即圖像中視覺可分辨的密度級(jí)次，主要取決于印前與印刷中的反差擴(kuò)大與縮小。③圖像的色彩，即圖像的各種顏色的復(fù)制精度及中性灰平衡，主要取決于分色機(jī)制，感光材料，紙張、油墨等的質(zhì)量。

　　二、傳統(tǒng)印刷圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要方法

　　印刷圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法不論采取何種方式最終必定歸結(jié)到圖像的清晰度、層次和色彩三個(gè)方面。評(píng)價(jià)方法主要分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)及一種基于視覺評(píng)價(jià)的綜合方法。

　　1.主觀評(píng)價(jià)法

　　印刷圖像的主觀評(píng)價(jià)是一種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量?jī)?yōu)劣的方法。主觀評(píng)價(jià)法常用的有目視評(píng)價(jià)法和定性指標(biāo)評(píng)價(jià)法。目視評(píng)價(jià)法是指在相同的評(píng)價(jià)環(huán)境條件下（如光源、照度一致）由多個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的管理人員，技術(shù)人員和用戶來觀察原稿和印刷品，再以各人的經(jīng)驗(yàn)，情緒及愛好為依據(jù)，對(duì)各個(gè)印刷品按優(yōu)，良，中，差分等級(jí)，并統(tǒng)計(jì)各分級(jí)的頻度，獲得一致好評(píng)者為優(yōu)、良，反之為差。定性指標(biāo)評(píng)價(jià)法是指按一定的定性指標(biāo)，并列出每個(gè)指標(biāo)對(duì)質(zhì)量影響的重要因素，由多個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的評(píng)定人評(píng)分，總分高者質(zhì)量為優(yōu)，低者為差。

　　①多維標(biāo)度法：

　　多維標(biāo)度是以數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的標(biāo)度技術(shù)。在成對(duì)比較樣本間的差異或決定對(duì)樣本的滿意程度時(shí)，可以利用多維標(biāo)度方法對(duì)人們?cè)u(píng)定時(shí)使用的主要參數(shù)進(jìn)行分析和鑒別。用這種方法評(píng)判印刷樣本時(shí)，可以確定印刷質(zhì)量主要參數(shù)的相對(duì)重要程度；評(píng)判得出的數(shù)值可以使主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)或與紙張性質(zhì)之間產(chǎn)生內(nèi)在的關(guān)聯(lián)；還可以得到每張印刷品質(zhì)量評(píng)價(jià)的可靠性、每個(gè)評(píng)價(jià)人員 （如印刷、造紙專家、讀者、廣告人員等）與該評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)的一致性等信息。

　　    多維標(biāo)度技術(shù)是托各森提出的，其內(nèi)容是：若兩個(gè)元素間存在著感覺得出的差別，那么這個(gè)差量可以用一個(gè)幾何距離表達(dá)。若把這個(gè)差量記在一直線標(biāo)尺上，那么刻度尺上的刻度值就顯示了這個(gè)距離，然后可用該距離建立多于一維的、反映樣本間關(guān)系的幾何模型。

　　多維標(biāo)度技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是可以為評(píng)判者的主觀心理因素加權(quán)情況進(jìn)行多維標(biāo)度，每個(gè)參數(shù)在一個(gè)評(píng)價(jià)中的作用可以用一個(gè)期望向量表示。

　　②成對(duì)比較法：

　　人對(duì)印刷品質(zhì)量進(jìn)行判斷時(shí)具有主觀的特點(diǎn)，不同的人會(huì)做出完全不相同的結(jié)論，這種客觀存在的不一致性不能視為偏差或隨機(jī)性而加以忽略。即使評(píng)價(jià)時(shí)存在可以用作比較基準(zhǔn)的參照物，評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)有不一致性，主觀評(píng)價(jià)中存在的不一致性同樣不可視為偏差和隨機(jī)性而加以忽略。

　　在很多場(chǎng)合根本不存在可以用作比較基準(zhǔn)的參照物。這時(shí)，只能在被評(píng)判對(duì)象之間進(jìn)行內(nèi)部對(duì)比，常用方法有兩種：一是將被評(píng)判的樣本按某種順序進(jìn)行排列；二是把一組被評(píng)判樣本中的每一張樣本跟其它被評(píng)判的樣本逐一進(jìn)行比較，在比較的基礎(chǔ)上打分，根據(jù)積分進(jìn)行評(píng)判，這就是成對(duì)比較法。它屬于一種主觀評(píng)價(jià)方法。

　　實(shí)施成對(duì)比較方法時(shí)要注意：保證在評(píng)判人員同時(shí)對(duì)兩張樣本進(jìn)行比較時(shí)，不要有不相關(guān)的因素干擾這種比較。應(yīng)當(dāng)把被比較的印刷品處于完全相同的標(biāo)準(zhǔn)照明狀態(tài)下，背景應(yīng)當(dāng)是中性的，用作比較的房間應(yīng)能保證評(píng)判人員集中精力，不能中斷評(píng)判工作或干擾評(píng)判人員。被比較的樣本應(yīng)按隨機(jī)順序提供給評(píng)判人員，這樣可使比較過程不帶任何偏見。必須簡(jiǎn)單清楚地向評(píng)判人員說明根據(jù)什么進(jìn)行評(píng)判、不許有模棱兩可的話。

　　這樣的主觀對(duì)比實(shí)驗(yàn)只是樣本內(nèi)部之間的比較，比較結(jié)果只跟被比較的各樣本有關(guān)。成對(duì)比較的結(jié)果是否可靠，可通過考察評(píng)判人員“評(píng)判的可靠性”后得知，即通過計(jì)算可靠性系數(shù)加以衡量。

　　2.客觀評(píng)價(jià)法

　　①階調(diào)（層次）再現(xiàn)的評(píng)價(jià)：

　　透射原稿的反差范圍差別很大，而彩色印刷品卻要再現(xiàn)為密度范圍基本一致的畫面，這個(gè)密度范圍又大都低于彩色原稿的密度范圍，在分色制版時(shí)，必然要做壓縮調(diào)整。對(duì)各階調(diào)層次采取什么樣的再分配調(diào)整，一方面取決于原稿的階調(diào)層次分布狀態(tài)，同時(shí)又和人的視覺感受相關(guān)。其中，既有視覺響應(yīng)的孟塞爾明度值因素，還有人們視覺心理要求的主觀因素。對(duì)原稿階調(diào)層次復(fù)制調(diào)整需要將人們的視覺心理需求綜合歸納起來，加入視覺響應(yīng)的物理量值，再結(jié)合原稿層次分布狀態(tài)進(jìn)行考慮，才能得出印刷畫面的密度階調(diào)層次再現(xiàn)曲線，然后納入復(fù)制與再現(xiàn)過程中的演變數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出具體原稿的階調(diào)層次復(fù)制曲線。

　　對(duì)印刷圖像階調(diào)再現(xiàn)的評(píng)價(jià)，若單從印刷品質(zhì)量檢驗(yàn)的角度而言，那就是：測(cè)量各色油墨層的印刷實(shí)地密度；測(cè)量并計(jì)算各色墨層的疊印率；測(cè)量印刷網(wǎng)點(diǎn)階調(diào)增大或測(cè)量計(jì)算印刷K值；檢查油墨網(wǎng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)印質(zhì)量；測(cè)量并描繪印刷品對(duì)原稿的密度層次再現(xiàn)曲線。通過這些客觀技術(shù)數(shù)據(jù)測(cè)量，再與本部門制定的質(zhì)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，即可確定具體彩色印刷產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)。

　　②色彩再現(xiàn)的評(píng)價(jià)：

　　色彩的復(fù)制再現(xiàn)，有三種不同的概念。一是物理意義上的色彩再現(xiàn)，要求再現(xiàn)色彩同原稿色彩在每一色點(diǎn)上的光譜分布都完全相同。而印刷品是供視覺觀賞的，要求達(dá)到物理意義上的同譜色彩再現(xiàn)是難以實(shí)現(xiàn)的，也無多大必要。二是色度學(xué)意義上的再現(xiàn)，使印刷再現(xiàn)圖像同原稿色彩點(diǎn)在色度上一致或接近，即異譜同色效果，這是現(xiàn)實(shí)客觀評(píng)價(jià)色彩再現(xiàn)的量度標(biāo)準(zhǔn)。三是心理意義上的色彩再現(xiàn)，即印刷再現(xiàn)的色彩在色度上同原稿色彩可能有些差距，但在色彩效果上卻可能達(dá)到視覺心理的滿足，這里加入了主觀評(píng)價(jià)因素。

　　由于印刷材料（紙張、油墨等）色度表現(xiàn)特性的欠缺，分色復(fù)制手段與器材性能的不完善，以及印刷再現(xiàn)方式本身表現(xiàn)彩色的不足，現(xiàn)實(shí)的印刷技術(shù)尚不能做到忠實(shí)還原原稿或是原景物的所有色彩，即使其可再現(xiàn)的部分也達(dá)不到忠實(shí)還原的程度，只能是相對(duì)接近。這就給印刷品色彩再現(xiàn)質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)帶來一定困難。

 

　　只能從印刷品對(duì)原稿或原景物色彩接近程度上，通過色度測(cè)量的結(jié)果加以比較。在相似與不相似之間，摻入人們對(duì)色彩視覺心理要求即心理上的再現(xiàn)程度，才能對(duì)印刷品色彩再現(xiàn)作出綜合而全面的評(píng)價(jià)。

　　如果就印刷色彩對(duì)原稿色彩的再現(xiàn)的接近程度來設(shè)定客觀技術(shù)衡量尺度標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)包括：印刷油墨色彩再現(xiàn)范圍的測(cè)量檢驗(yàn)，印刷灰色平衡再現(xiàn)的測(cè)量檢驗(yàn)，印刷色彩對(duì)原稿色彩絕對(duì)再現(xiàn)精度的量度檢驗(yàn)，以及相對(duì)再現(xiàn)程度的測(cè)量計(jì)算。

　　③清晰度再現(xiàn)的評(píng)價(jià)：

　　彩色印刷品的清晰度是圖像復(fù)制再現(xiàn)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。除去為表現(xiàn)影像的特殊意境外，每個(gè)畫面總應(yīng)該有一部分層次（主體或背景）是清晰的。對(duì)印刷畫面清晰度的評(píng)價(jià)也有三個(gè)方面的相關(guān)內(nèi)容：圖像層次輪廓的實(shí)度；圖像兩相鄰層次明暗對(duì)比變化的明晰度即細(xì)微反差；原稿或印刷畫面層次的分辨力，也就是其細(xì)微層次的微細(xì)程度是表現(xiàn)客觀景物組成物質(zhì)本質(zhì)面貌的，即所謂質(zhì)感。

　　3.基于視覺的評(píng)價(jià)方法

　　經(jīng)過對(duì)人的視覺系統(tǒng)（HVS）多年研究，人們從神經(jīng)生理學(xué)、心理物理學(xué)等方面對(duì)視覺系統(tǒng)功能的理解有了顯著的進(jìn)展。與圖像質(zhì)量相關(guān)的重要特性主要有：Weber-Fechner定律，即刺激信號(hào)的可察覺閾值與背景強(qiáng)度成正比；調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）為帶通特性，最大響應(yīng)在2-5c/d之間；區(qū)域掩蓋效應(yīng)，即出現(xiàn)在過閾值背景上的信號(hào)可視度降低；視覺信號(hào)的面積、頻率和方向的多通道的分解性。

　　通常導(dǎo)出一個(gè)與視覺相關(guān)的客觀失真測(cè)度方法是，使用HVS的早期信息處理階段，即從視網(wǎng)膜通過光學(xué)神經(jīng)、視交叉和側(cè)膝狀核到大腦皮層，將誤差圖像轉(zhuǎn)換到“感知域”中，使得此時(shí)相同幅度的誤差有相同的視覺感知度，最后用合適的距離測(cè)度將誤差總和為一個(gè)失真尺度。HVS和質(zhì)量損傷種類的復(fù)雜性，給問題的研究帶來了許多困難。過去一些學(xué)者曾利用從相對(duì)簡(jiǎn)單的心理視覺實(shí)驗(yàn)所得到的視覺特性，諸如頻率選擇與掩蓋特性，建立視覺模型來進(jìn)行質(zhì)量預(yù)測(cè)。隨著編碼技術(shù)與應(yīng)用的不斷發(fā)展及要求，對(duì)基于視覺的質(zhì)量測(cè)度研究也不斷深入，并有了顯著進(jìn)展。

　　S.Karunasekera& N.Kinsbery提出了針對(duì)損傷的失真測(cè)度。這種損傷常見于矢量量化和DCT編碼方式中， 由垂直和水平的邊緣失真組成。先對(duì)人工合成測(cè)試圖像進(jìn)行主觀實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整4個(gè)參數(shù)：邊緣幅度、邊緣長(zhǎng)度、背景亮度和背景活動(dòng)性，測(cè)出邊緣損傷的視覺敏感度，并由此建立一個(gè)視覺模型。值得一提的是，視覺敏感度是以對(duì)刺激反應(yīng)時(shí)間來度量，而不是通常的視覺閾值方法，模型參數(shù)則由對(duì)定敏感點(diǎn)（ConstantSensitivityPoint）的匹配確定。預(yù)測(cè)垂直邊緣誤差的模型為（水平方向類似），邊緣信息首先由有合適帶寬的低通濾波器從誤差圖像中提取，然后考慮活動(dòng)性與區(qū)域掩蓋效應(yīng)，其中活動(dòng)性掩蓋由邊緣周圍的N×N方塊加窗付立葉變換系數(shù)的加權(quán)能量和決定；接著進(jìn)行非線性變換以適應(yīng)HVS的非線性特性，最后計(jì)算總的誤差（取絕對(duì)平均）。在對(duì)實(shí)際自然圖像的檢驗(yàn)中，作者設(shè)計(jì)了一些有相同的MSE但方塊結(jié)構(gòu)分布不同的圖像，模型預(yù)測(cè)與主觀測(cè)試吻合得很好，同時(shí)也表明MSE不是一個(gè)好的失真測(cè)度。

　　①基于視覺感知的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法：

　　圖像降質(zhì)對(duì)人眼視覺的影響是由人眼視覺系統(tǒng)的靈敏度決定的，而視覺靈敏度是由人眼的視覺細(xì)胞決定的。此外，人眼視覺系統(tǒng)的靈敏度還受到圖像局部空間頻率的影響，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明影響像素誤差可視度的因素是誤差周圍的局部區(qū)域環(huán)境，而不是整個(gè)圖像的背景環(huán)境。

　　根據(jù)上述視覺特性，人們建立了各種HVS模型，用以評(píng)價(jià)圖像的質(zhì)量.最典型的HVS模型如圖一，它模擬了視覺感知的3個(gè)顯著特性，即：視覺非線性特性（Weber定律）、視覺敏感度帶通和視覺多通道及掩蓋效應(yīng)。

　　②基于視覺興趣的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法：

　　基于圖像內(nèi)容的編碼技術(shù)啟示了人們對(duì)基于視覺興趣的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的研究。從視覺心理學(xué)角度，視覺是一種積極的感受行為，不僅與生理因素有關(guān)，還在相當(dāng)大的程度上取決于心理因素。人們?cè)谟^察和理解圖像時(shí)往往會(huì)不自覺地對(duì)其中某些區(qū)域產(chǎn)生興趣，這些區(qū)域被稱為“感興趣區(qū)（ROI，  Region of Interest）”。整幅圖像的視覺質(zhì)量往往取決于ROI的質(zhì)量，而不感興趣區(qū)的降質(zhì)有時(shí)不易覺察。現(xiàn)實(shí)生活中人們由于文化背景、周圍環(huán)境以及情緒的影響，對(duì)同一幅圖像的評(píng)價(jià)會(huì)產(chǎn)生較大偏差，但是對(duì)于圖像中關(guān)注的區(qū)域卻具有共性，它們集中傳遞了整幅圖像所要表達(dá)的大部分客觀信息。

　　    基于視覺興趣的測(cè)量方法為圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)開辟了一條新路，但目前該類方法還只是處于初期研究階段，仍有許多問題有待深入研究，例如，圖像中感興趣區(qū)如何確定；如果測(cè)試圖像中包含多個(gè)感興趣區(qū)，則如何確定這些區(qū)域的興趣權(quán)值等。

　　三、結(jié)束語

　　圖像質(zhì)量的正確評(píng)價(jià)對(duì)于整體圖像信息工程的發(fā)展具有十分重要的意義，可以相信，隨著多媒體信息技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究將越來越受到人們的重視。

　　在傳統(tǒng)的融合圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，存在諸如主觀評(píng)價(jià)方法過于繁瑣和不可重復(fù)，客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際圖像質(zhì)量不相吻合甚至相互矛盾等缺陷，且已有的評(píng)價(jià)方法多適用于相關(guān)性較強(qiáng)的圖像融合評(píng)價(jià)，并不適用于娛樂照相領(lǐng)域的融合圖像評(píng)價(jià)。因此，在融合圖像計(jì)測(cè)方法中引入HVS特性，將傳統(tǒng)的客觀評(píng)價(jià)方法和主觀評(píng)價(jià)方法有機(jī)地結(jié)合起來，是解決這一難題的有效途徑，也是融合圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的發(fā)展方向。


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