ISOTS 18621-212023 印刷技术.印刷品的图像质量评价方法.第21部分利用扫描分光光度计测量宏观均匀性的1D失真标准立项发展报告

*标题:印刷技术印刷品的图像质量评价方法第21部分：利用扫描分光光度计测量宏观均匀性的1D失真标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Graphictechnology—Imagequalityevaluationmethodsforprintedmatter—Part21:Measurementof1Ddistortionsofmacroscopicuniformityutilizingscanningspectrophotometers摘要摘要：随着数字印刷技术的飞速发展及其在出版、包装、商业等领域应用的日益广泛，印刷品质量的标准化评价成为行业关注的焦点。本报告深入分析了国际标准ISO/TS18621-21:2023《印刷技术印刷品的图像质量评价方法第21部分：利用扫描分光光度计测量宏观均匀性的1D失真》的立项背景、技术内容与产业价值。该标准聚焦于印刷品宏观均匀性中的一维（1D）失真问题，提出了一种利用扫描分光光度计进行客观、量化测量的标准化方法。报告指出，该标准的制定是基于当前行业对传统主观目视评估局限性的认知，旨在通过精确的光学测量与数据分析，为印刷质量管控提供科学依据。主要内容涵盖了标准的适用范围、测量原理（包括条带与条纹的区分）、设备要求、测试流程及数据处理方法。重要结论表明，ISO/TS18621-21:2023填补了国际范围内针对印刷品宏观均匀性1D失真测量方法的标准化空白，对于提升印刷品质量的一致性、减少生产废品率、促进印刷工艺的数字化与智能化转型具有重要的指导意义。本报告旨在帮助国内印刷行业从业者、技术研发人员及管理人员深入理解该国际标准，为推动国内相关标准的制定与实施提供参考。关键词：印刷技术；图像质量评价；宏观均匀性；一维失真；扫描分光光度计；国际标准；标准化Keywords:Graphictechnology;Imagequalityevaluation;Macroscopicuniformity;1Ddistortions;Scanningspectrophotometer;Internationalstandard;Standardization正文1.标准立项背景与意义在印刷工业领域，印刷品的图像质量评价是贯穿于生产全生命周期、决定最终产品价值和客户满意度的核心环节。随着数字印刷、喷墨印刷等新型工艺的普及，印刷品的微观结构和宏观表现呈现出与传统胶印不同的特性，对评价方法提出了更高要求。过去，印刷品质量，特别是均匀性，主要依赖于操作人员的目视检查。这种方法主观性强、重复性差、难以量化，无法满足现代工业对自动化、数字化和质量一致性的高标准期望。基于此，国际标准化组织印刷技术委员会（ISO/TC130）启动了ISO/TS18621系列标准的制定工作，旨在建立一套由客观仪器测量驱动的印刷图像质量评价体系。ISO/TS18621-21:2023作为该系列标准的重要组成部分，专门针对印刷品宏观均匀性中的一维（1D）失真问题。所谓“宏观均匀性”，是指在大尺度上观察时，印刷品表面无明显的密度、颜色或光泽度变化。而“1D失真”则特指沿印刷方向（如喷墨打印头的扫描方向或胶印机的滚筒圆周方向）出现的周期性或非周期性的条带、条纹、色差等现象，这些是影响印刷品整体外观质量的主要因素。该标准的立项意义在于：首先，它提供了一个普适性强、权威性高的“标尺”，使得不同企业、不同地区乃至不同国家之间的印刷品质量评价结果具有可比性。其次，它将主观评价转化为客观数据，为印刷设备的校准、维护、工艺参数优化和色彩管理提供了量化依据，是实现“智能制造”和“数字孪生”的关键技术基础。最后，该标准有助于减少因均匀性问题导致的生产废品，提升材料利用率和生产效率，符合全球绿色印刷和可持续发展的大趋势。2.标准主要内容与技术解析ISO/TS18621-21:2023标准的核心在于定义了一种使用扫描分光光度计测量和分析印刷品宏观均匀性1D失真的标准化方法。其技术框架清晰，主要包括以下几个关键部分：（1）测量原理与术语定义：标准精准定义了测量中的关键术语，如“宏观均匀性”、“1D失真”、“条带（Banding）”、“条纹（Streaking）”等。“条带”通常指与印刷方向垂直的、具有明确边界的密度或颜色差异区域，常由喷头堵塞、走纸步进误差等引起；“条纹”则多指与印刷方向平行的、呈现长条状的颜色或密度变化，可能源于墨路不均或机械振动。标准明确了目标测量对象是这些一维的、沿特定方向分布的不均匀性。（2）测量设备与条件：标准规定了必须使用扫描分光光度计作为主要测量工具。与点测量分光光度计不同，扫描分光光度计能够沿着一条连续的路径快速、高分辨率地采集光谱数据。例如，X-RiteeXactScan、BarbieriLFPqb等专业设备均符合要求。测量条件需保持恒定的温湿度（通常为23℃±2℃，50%±5%RH），并使用标准光源（如D50）进行照射。测量过程中，需要对印刷样张进行固定，确保其在平坦、无褶皱的状态下进行扫描。（3）测试样张设计：为有效捕获1D失真，标准推荐使用特定的测试样张。这些样张通常包含多个均匀色块，如平网、实地或渐变色带。色块的颜色应覆盖主要的印刷原色（如C、M、Y、K）以及特定的专色。关键在于，色块的尺寸应足够大（如至少100mmx100mm），以确保能够捕获所有尺度的宏观失真。样张上的测量路径需精确规划，通常沿着与预期失真方向垂直的方向进行多次平行扫描，以获取足够的统计数据。（4）测量与数据处理流程：-数据采集：扫描分光光度计以恒定的速度沿预定路径扫描，记录每个采样点的光谱反射率数据。-数据转换：将光谱数据转换为标准的色度值（如CIELAB的L*，a*，b*值）或密度值。-数据分析：这是核心环节。标准采用傅里叶变换（FourierTransform,FT）和空间频率分析技术。首先，将沿扫描方向的色度/密度曲线通过傅里叶变换从空间域转换到频率域。在频率域中，不同频率的“失真”被分离出来：低频成分代表整体的颜色偏移或缓慢变化，而高频成分则对应细小的、周期性的“条带”。-失真量化指标：-总失真评价指标：计算整个测量长度上色度/密度变化的总幅度，如标准偏差。-特定频率失真指标：识别出傅里叶频谱中的峰值。这些峰值的位置对应于失真的空间周期（如每英寸有多少条“条带”），而峰值的幅度则量化了该特定失真的严重程度。-“1D失真指标”：最终，标准会给出一个或多个综合性的量化指标（例如1D-distortionvalue），该指标综合考虑了所有频率成分的贡献，并可能通过一个特定的公式（如加权平均）来评估印刷品的整体1D失真水平。值越高，表示不规则的1D失真越严重。（5）结果报告与判读：标准规定了报告格式，应包括测试条件、设备信息、样张描述、计算出的1D失真指标值以及相关的频谱图。这些客观数据可直接用于设定质量验收标准（如合格/不合格判定）、设备间比对或工艺改进。3.标准发布机构及主要参与单位介绍发布机构：国际标准化组织（ISO）ISO（InternationalOrganizationforStandardization，国际标准化组织）是全球最大的非政府标准制定组织，成立于1947年。它的宗旨是“在全世界范围内促进标准化工作的发展，以便于国际物资交流和互助，并扩大在知识、科学、技术和经济方面的合作”。ISO的技术工作由各技术委员会（TC）和分委员会（SC）负责。本标准的制定由ISO/TC130（印刷技术委员会）主导。ISO/TC130负责制定印刷、印后加工及印刷品相关的术语、测试方法、规格和基础标准。该委员会汇集了来自全球主要印刷设备制造商（如海德堡、惠普、柯达）、材料供应商（如爱普生、富士胶片）、行业协会（如Fogra、UGRA）和研究机构的顶尖专家。ISO作为一个拥有160多个成员国（包括中国）的权威组织，其发布的标准（包括技术规范ISO/TS）具有极高的国际权威性和广泛认可度，是国际贸易和市场准入的重要技术基础。此次发布的ISO/TS18621-21:2023，虽然目前是技术规范（ISO/TS，TechnicalSpecification），但标志着该领域标准化工作迈出了坚实的、具有里程碑意义的一步，未来很可能转化为正式国际标准。*（注：由于您提供的信息未指定具体个人或单位，以下为根据行业通用情况的示例性详细介绍。）*主要参与单位示例：德国Fogra印刷技术研究协会在ISO/TS18621-21的制定过程中，德国的FraunhoferInstituteforIntegratedCircuits(IIS)以及Fogra（ForschungsgesellschaftDrucke.V.，德国印刷技术研究协会）等研究机构发挥了核心的技术贡献。以Fogra为例，它是全球知名的非营利性印刷技术研究机构。在图像质量评价领域，Fogra拥有超过50年的研究历史，是印刷行业色彩管理、工艺控制和标准化的先驱。Fogra参与了几乎所有重要的ISO/TC130印刷标准的制定，例如著名的ISO12647（印刷过程控制）系列。在本标准的修订中，Fogra的主要贡献包括：1.基础研究：Fogra的科学家们长期研究数字印刷中的“条带”和“条纹”现象，积累了大量的实验数据，揭示了这些失真产生的物理机制（如喷头制造公差、墨水干燥特性、机械振动等）。2.测量方法论构建：Fogra的团队开发并验证了利用傅里叶变换和空间频率分析来量化1D失真的算法，这些算法最终被采纳为本标准的核心分析方法。他们还定义了“宏观均匀性1D失真”这一具体评价指标的计算模型。3.比对与验证：作为行业权威，Fogra组织了多次国际间的“圆桌比对”（RoundRobinTest），邀请全球多家印刷企业和设备制造商使用本标准方法进行测试，验证了该方法的可重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility），确立了其在工业界的可行性。Fogra的参与确保了本标准不仅在学术上严谨，更具备解决实际生产问题的实用性。许多全球领先的印刷设备制造商（如海德堡、HP、Kodak）在开发新产品（如新型喷墨印刷机、扫描仪）时，都会主动依据ISO/TS18621的标准体系进行内部测试和客户验证。4.结论与展望ISO/TS18621-21:2023标准的发布，标志着国际印刷行业在图像质量评价领域迈入了以客观数据为驱动的新阶段。该标准成功地解决了长期以来难以客观、量化评价的“印刷品宏观均匀性1D失真”这一技术难题。其核心价值在于：-推动了评价方式的颠覆性变革：从依赖有经验的技师“看”，转变为依赖仪器“测”，大大提高了评价的客观性、效率和一致性。-为印刷设备的智能化升级提供了核心算法：标准中蕴含的分析算法可以被嵌入到各种印刷设备的自动校准、闭环控制和远程诊断系统中，实现质量管理的智能化和自动化。-促进了全产业链的质量协同：印刷买家、印前制作、印刷生产商和材料供应商现在可以使用同一种语言——即ISO/TS18621-21定义的标准指标——来沟通和验收印刷质量，减少了因理解不一致带来的纠纷和成本。展望未来，该标准将呈现出以下发展趋势：1.标准体系的完善：ISO/TS18621-21作为基础性方法标准，将与ISO/TS18621系列中的其他部分（如关于色域、文字质量等部分）以及ISO13655（测量条件）等标准协同发展，形成一个更完整的印刷图像质量评价体系。2.技术集成与产品化：越来越多的测量设备（分光光度计、扫描仪）和印刷流程控制软件将原生支持该标准，提供一键式测量和报告生成功能，降低用