【我要印】訊：一、引言

　　印刷品是圖文復制的結果，原稿、材料、設備、成像和轉印工藝等因素的綜合作用結果形成印刷圖像。圖形和文字的矢量屬性對頁(yè)面描述、排版和RIP解釋至關(guān)重要，尤其在輸出時(shí)必須區別對待圖形、文字和圖像這兩類(lèi)不同性質(zhì)的對象，才能得到最合理的結果。但是，圖形和文字的矢量屬性對印刷結果而言卻已經(jīng)變得沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的意義了，因為這些對象一旦轉印到紙張表面后就失去了它們的矢量特征。因此，評價(jià)印刷質(zhì)量時(shí)無(wú)需區分對象的點(diǎn)陣描述和矢量描述特征，認為印刷質(zhì)量評價(jià)等價(jià)于印刷圖像質(zhì)量評價(jià)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)圖像質(zhì)量評價(jià)）也完全說(shuō)得過(guò)去。

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

　　彩色膠印是現代圖文印刷的主要手段，長(cháng)期以來(lái)印刷圖像質(zhì)量?jì)?yōu)劣的評價(jià)都是由客戶(hù)的視覺(jué)及主觀(guān)印象來(lái)判定，這是一項穩定性極差并且十分困難的工作。所以，如何客觀(guān)評價(jià)和充分應用技術(shù)工藝手段實(shí)現彩色印刷圖像質(zhì)量的控制非常重要。印刷圖像質(zhì)量評定是指用數據來(lái)表示產(chǎn)品同原稿之間的相關(guān)關(guān)系。用一定的數據與指標，控制產(chǎn)品質(zhì)量誤差的允許范圍和質(zhì)量衰退，保證圖像復制的可重復性和質(zhì)量穩定性。

　　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(jué)敏感程度相一致，主要依賴(lài)于加網(wǎng)曬版和印刷中的網(wǎng)點(diǎn)擴大。②圖像的層次，即圖像中視覺(jué)可分辨的密度級次，主要取決于印前與印刷中的反差擴大與縮小。③圖像的色彩，即圖像的各種顏色的復制精度及中性灰平衡，主要取決于分色機制，感光材料，紙張、油墨等的質(zhì)量。

　　二、傳統印刷圖像質(zhì)量評價(jià)的主要方法

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

　　1.主觀(guān)評價(jià)法

　　印刷圖像的主觀(guān)評價(jià)是一種根據經(jīng)驗評價(jià)圖像質(zhì)量?jì)?yōu)劣的方法。主觀(guān)評價(jià)法常用的有目視評價(jià)法和定性指標評價(jià)法。目視評價(jià)法是指在相同的評價(jià)環(huán)境條件下（如光源、照度一致）由多個(gè)有經(jīng)驗的管理人員，技術(shù)人員和用戶(hù)來(lái)觀(guān)察原稿和印刷品，再以各人的經(jīng)驗，情緒及愛(ài)好為依據，對各個(gè)印刷品按優(yōu)，良，中，差分等級，并統計各分級的頻度，獲得一致好評者為優(yōu)、良，反之為差。定性指標評價(jià)法是指按一定的定性指標，并列出每個(gè)指標對質(zhì)量影響的重要因素，由多個(gè)有經(jīng)驗的評定人評分，總分高者質(zhì)量為優(yōu)，低者為差。

　�、俣嗑S標度法：

　　多維標度是以數理統計學(xué)為基礎的標度技術(shù)。在成對比較樣本間的差異或決定對樣本的滿(mǎn)意程度時(shí)，可以利用多維標度方法對人們評定時(shí)使用的主要參數進(jìn)行分析和鑒別。用這種方法評判印刷樣本時(shí)，可以確定印刷質(zhì)量主要參數的相對重要程度；評判得出的數值可以使主觀(guān)評價(jià)與客觀(guān)評價(jià)或與紙張性質(zhì)之間產(chǎn)生內在的關(guān)聯(lián)；還可以得到每張印刷品質(zhì)量評價(jià)的可靠性、每個(gè)評價(jià)人員 （如印刷、造紙專(zhuān)家、讀者、廣告人員等）與該評價(jià)小組評價(jià)的一致性等信息。

　　    多維標度技術(shù)是托各森提出的，其內容是：若兩個(gè)元素間存在著(zhù)感覺(jué)得出的差別，那么這個(gè)差量可以用一個(gè)幾何距離表達。若把這個(gè)差量記在一直線(xiàn)標尺上，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。

　　多維標度技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是可以為評判者的主觀(guān)心理因素加權情況進(jìn)行多維標度，每個(gè)參數在一個(gè)評價(jià)中的作用可以用一個(gè)期望向量表示。

　�、诔蓪Ρ容^法：

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

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

　　實(shí)施成對比較方法時(shí)要注意：保證在評判人員同時(shí)對兩張樣本進(jìn)行比較時(shí)，不要有不相關(guān)的因素干擾這種比較。應當把被比較的印刷品處于完全相同的標準照明狀態(tài)下，背景應當是中性的，用作比較的房間應能保證評判人員集中精力，不能中斷評判工作或干擾評判人員。被比較的樣本應按隨機順序提供給評判人員，這樣可使比較過(guò)程不帶任何偏見(jiàn)。必須簡(jiǎn)單清楚地向評判人員說(shuō)明根據什么進(jìn)行評判、不許有模棱兩可的話(huà)。

　　這樣的主觀(guān)對比實(shí)驗只是樣本內部之間的比較，比較結果只跟被比較的各樣本有關(guān)。成對比較的結果是否可靠，可通過(guò)考察評判人員“評判的可靠性”后得知，即通過(guò)計算可靠性系數加以衡量。

　　2.客觀(guān)評價(jià)法

　�、匐A調（層次）再現的評價(jià)：

　　透射原稿的反差范圍差別很大，而彩色印刷品卻要再現為密度范圍基本一致的畫(huà)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)，必然要做壓縮調整。對各階調層次采取什么樣的再分配調整，一方面取決于原稿的階調層次分布狀態(tài)，同時(shí)又和人的視覺(jué)感受相關(guān)。其中，既有視覺(jué)響應的孟塞爾明度值因素，還有人們視覺(jué)心理要求的主觀(guān)因素。對原稿階調層次復制調整需要將人們的視覺(jué)心理需求綜合歸納起來(lái)，加入視覺(jué)響應的物理量值，再結合原稿層次分布狀態(tài)進(jìn)行考慮，才能得出印刷畫(huà)面的密度階調層次再現曲線(xiàn)，然后納入復制與再現過(guò)程中的演變數據，設計出具體原稿的階調層次復制曲線(xiàn)。

　　對印刷圖像階調再現的評價(jià)，若單從印刷品質(zhì)量檢驗的角度而言，那就是：測量各色油墨層的印刷實(shí)地密度；測量并計算各色墨層的疊印率；測量印刷網(wǎng)點(diǎn)階調增大或測量計算印刷K值；檢查油墨網(wǎng)點(diǎn)的轉印質(zhì)量；測量并描繪印刷品對原稿的密度層次再現曲線(xiàn)。通過(guò)這些客觀(guān)技術(shù)數據測量，再與本部門(mén)制定的質(zhì)量規范標準進(jìn)行比較，即可確定具體彩色印刷產(chǎn)品的質(zhì)量等級。

　�、谏�彩再現的評價(jià)：

　　色彩的復制再現，有三種不同的概念。一是物理意義上的色彩再現，要求再現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(jué)觀(guān)賞的，要求達到物理意義上的同譜色彩再現是難以實(shí)現的，也無(wú)多大必要。二是色度學(xué)意義上的再現，使印刷再現圖像同原稿色彩點(diǎn)在色度上一致或接近，即異譜同色效果，這是現實(shí)客觀(guān)評價(jià)色彩再現的量度標準。三是心理意義上的色彩再現，即印刷再現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到視覺(jué)心理的滿(mǎn)足，這里加入了主觀(guān)評價(jià)因素。

　　由于印刷材料（紙張、油墨等）色度表現特性的欠缺，分色復制手段與器材性能的不完善，以及印刷再現方式本身表現彩色的不足，現實(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，即使其可再現的部分也達不到忠實(shí)還原的程度，只能是相對接近。這就給印刷品色彩再現質(zhì)量的客觀(guān)評價(jià)帶來(lái)一定困難。

 

　　只能從印刷品對原稿或原景物色彩接近程度上，通過(guò)色度測量的結果加以比較。在相似與不相似之間，摻入人們對色彩視覺(jué)心理要求即心理上的再現程度，才能對印刷品色彩再現作出綜合而全面的評價(jià)。

　　如果就印刷色彩對原稿色彩的再現的接近程度來(lái)設定客觀(guān)技術(shù)衡量尺度標準，應當包括：印刷油墨色彩再現范圍的測量檢驗，印刷灰色平衡再現的測量檢驗，印刷色彩對原稿色彩絕對再現精度的量度檢驗，以及相對再現程度的測量計算。

　�、矍逦�度再現的評價(jià)：

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

　　3.基于視覺(jué)的評價(jià)方法

　　經(jīng)過(guò)對人的視覺(jué)系統（HVS）多年研究，人們從神經(jīng)生理學(xué)、心理物理學(xué)等方面對視覺(jué)系統功能的理解有了顯著(zhù)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，即刺激信號的可察覺(jué)閾值與背景強度成正比；調制傳遞函數（MTF）為帶通特性，最大響應在2-5c/d之間；區域掩蓋效應，即出現在過(guò)閾值背景上的信號可視度降低；視覺(jué)信號的面積、頻率和方向的多通道的分解性。

　　通常導出一個(gè)與視覺(jué)相關(guān)的客觀(guān)失真測度方法是，使用HVS的早期信息處理階段，即從視網(wǎng)膜通過(guò)光學(xué)神經(jīng)、視交叉和側膝狀核到大腦皮層，將誤差圖像轉換到“感知域”中，使得此時(shí)相同幅度的誤差有相同的視覺(jué)感知度，最后用合適的距離測度將誤差總和為一個(gè)失真尺度。HVS和質(zhì)量損傷種類(lèi)的復雜性，給問(wèn)題的研究帶來(lái)了許多困難。過(guò)去一些學(xué)者曾利用從相對簡(jiǎn)單的心理視覺(jué)實(shí)驗所得到的視覺(jué)特性，諸如頻率選擇與掩蓋特性，建立視覺(jué)模型來(lái)進(jìn)行質(zhì)量預測。隨著(zhù)編碼技術(shù)與應用的不斷發(fā)展及要求，對基于視覺(jué)的質(zhì)量測度研究也不斷深入，并有了顯著(zhù)進(jìn)展。

　　S.Karunasekera& N.Kinsbery提出了針對損傷的失真測度。這種損傷常見(jiàn)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。先對人工合成測試圖像進(jìn)行主觀(guān)實(shí)驗，通過(guò)調整4個(gè)參數：邊緣幅度、邊緣長(cháng)度、背景亮度和背景活動(dòng)性，測出邊緣損傷的視覺(jué)敏感度，并由此建立一個(gè)視覺(jué)模型。值得一提的是，視覺(jué)敏感度是以對刺激反應時(shí)間來(lái)度量，而不是通常的視覺(jué)閾值方法，模型參數則由對定敏感點(diǎn)（ConstantSensitivityPoint）的匹配確定。預測垂直邊緣誤差的模型為（水平方向類(lèi)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)性與區域掩蓋效應，其中活動(dòng)性掩蓋由邊緣周?chē)�的N×N方塊加窗付立葉變換系數的加權能量和決定；接著(zhù)進(jìn)行非線(xiàn)性變換以適應HVS的非線(xiàn)性特性，最后計算總的誤差（取絕對平均）。在對實(shí)際自然圖像的檢驗中，作者設計了一些有相同的MSE但方塊結構分布不同的圖像，模型預測與主觀(guān)測試吻合得很好，同時(shí)也表明MSE不是一個(gè)好的失真測度。

　�、倩�于視覺(jué)感知的圖像質(zhì)量評價(jià)方法：

　　圖像降質(zhì)對人眼視覺(jué)的影響是由人眼視覺(jué)系統的靈敏度決定的，而視覺(jué)靈敏度是由人眼的視覺(jué)細胞決定的。此外，人眼視覺(jué)系統的靈敏度還受到圖像局部空間頻率的影響，大量實(shí)驗結果證明影響像素誤差可視度的因素是誤差周?chē)�的局部區域環(huán)境，而不是整個(gè)圖像的背景環(huán)境。

　　根據上述視覺(jué)特性，人們建立了各種HVS模型，用以評價(jià)圖像的質(zhì)量.最典型的HVS模型如圖一，它模擬了視覺(jué)感知的3個(gè)顯著(zhù)特性，即：視覺(jué)非線(xiàn)性特性（Weber定律）、視覺(jué)敏感度帶通和視覺(jué)多通道及掩蓋效應。

　�、诨�于視覺(jué)興趣的圖像質(zhì)量評價(jià)方法：

　　基于圖像內容的編碼技術(shù)啟示了人們對基于視覺(jué)興趣的圖像質(zhì)量評價(jià)方法的研究。從視覺(jué)心理學(xué)角度，視覺(jué)是一種積極的感受行為，不僅與生理因素有關(guān)，還在相當大的程度上取決于心理因素。人們在觀(guān)察和理解圖像時(shí)往往會(huì )不自覺(jué)地對其中某些區域產(chǎn)生興趣，這些區域被稱(chēng)為“感興趣區（ROI，  Region of Interest）”。整幅圖像的視覺(jué)質(zhì)量往往取決于ROI的質(zhì)量，而不感興趣區的降質(zhì)有時(shí)不易覺(jué)察�，F實(shí)生活中人們由于文化背景、周?chē)�環(huán)境以及情緒的影響，對同一幅圖像的評價(jià)會(huì )產(chǎn)生較大偏差，但是對于圖像中關(guān)注的區域卻具有共性，它們集中傳遞了整幅圖像所要表達的大部分客觀(guān)信息。

　　    基于視覺(jué)興趣的測量方法為圖像質(zhì)量評價(jià)開(kāi)辟了一條新路，但目前該類(lèi)方法還只是處于初期研究階段，仍有許多問(wèn)題有待深入研究，例如，圖像中感興趣區如何確定；如果測試圖像中包含多個(gè)感興趣區，則如何確定這些區域的興趣權值等。

　　三、結束語(yǔ)

　　圖像質(zhì)量的正確評價(jià)對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(zhù)多媒體信息技術(shù)的高速發(fā)展，對圖像質(zhì)量評價(jià)的研究將越來(lái)越受到人們的重視。

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


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