本文是一篇机械论文，本论文主要针对瓦楞纸板喷墨印刷网点扩大规律、油墨在瓦楞纸板上的呈色性质等进行了具体的研究，并通过G7校正、TVI校正、Device-Link三种校正方法对瓦楞纸板偏色进行校正，最后利用随机森林算法对瓦楞纸板喷墨印刷进行色彩预测.
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
瓦楞纸板常用的印刷方式主要有三种，分别为柔性版印刷、胶印印刷、丝网印刷[1]。从实际生产的角度以及生产成本出发，对于很多小批量彩印瓦楞纸板的需求，订单量在400份以上的使用瓦楞丝网印刷比较合适，订单量在200~400份的使用瓦楞柔性印刷更为合适，而200份以内的订单量，由于数量实在是太少，但在实际生产中确实有需求，数字化印刷的特点更好的满足这一需求[2]。瓦楞纸板喷墨印刷不需要制版、生产周期短、单张起印的特点正好满足小批量生产的需求。同时，它还可以按照客户的需求进行图文信息的更改，不仅可以按需印刷，还可以为印刷工厂提供极大的灵活性和便利性。随着包装个性化和短版化趋势的发展，瓦楞纸板喷墨印刷这一优势已占有一席之地。
随着社会经济的发展，电子商务的不断兴起，人们审美水平的提高，瓦楞纸板无论是作为产品的内包装，还是作为产品在运输过程中的外包装，已经不仅仅是起到保护作用，更是承担着标识产品的信息、宣传产品、招揽顾客的作用[3]。这样瓦楞纸板就从之前的起到保护产品作用的运输包装逐渐升级到产品销售包装，对在其上面印刷图案的精美性、准确性、环保性要求也随之提高。由于瓦楞纸板本身底色的影响，印刷精美图案时，通常先印在灰底白板纸上面，然后将印刷精美的白板纸再与瓦楞纸板裱在一起，对于瓦楞纸板的彩色印刷，尤其对于印刷质量要求较高时，一般不直接在瓦楞上面进行印刷。近年来，有一部分企业想采用喷墨印刷的方式直接将图案印在瓦楞纸板上面，但由于瓦楞纸板本身偏黄的底色，导致最后印刷效果呈现较差。目前对于白色介质印刷偏色问题，ISO TC130技术委员会（Technical Committee 130-Graphic Technology）在2009年发布了ISO/TS 10128技术规范，概括了三种印刷机较正方法：灰平衡、网点扩大曲线 (Tone Value Increase简称TVI)以及Device-link色彩管理[4]。
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1.2 国内外研究现状
目前市场上的彩色印刷还是基于白底板印刷较多，比如对于铜版纸、胶版纸等的印刷适性进行了很多相关的研究，针对瓦楞纸板印刷适性研究的较少，很少关于瓦楞纸板喷墨印刷色彩管理的研究。故本课题以瓦楞纸板喷墨印刷的色彩校正作为切入点，结合国内外对其他类型的纸板采用的相关的研究和方法进行总结和借鉴，应用到瓦楞纸板喷墨印刷的色彩校正研究中。
1.2.1 基于纸张特性对色彩再现的影响
2007年Bae，JiHyun探讨棉纺织物的表面纹理特征在喷墨印刷中与颜色外观之间的关系，实验发现其表面纹理特征可以影响喷墨印刷图案的颜色外观[5]。2010年屈贞财，陈广学等通过研究四种表面特性不同的喷墨纸，通过实验得到对网点影响最大的因素是粗糙度和吸收性，印刷网点成型效果差，阶调层次易丢失[6]。2011年屈贞财，陈广学等从油墨铺展和渗透模型出发，得出喷墨印刷网点最好的铺展效果与最佳粗糙度有关，同时还得出墨纸界面张力越大，墨滴渗透深度越大，从而在纸张表面的铺展就越小，网点扩大值就越小[7]。2014年黄学林，蒋文燕得到油墨的吸收性与色域的大小呈现负相关的关系[8]。2015年Hong等研究喷墨印刷棉织物的纹理对颜色外观的影响，结果表明，由于纹理引起的颜色变化足以导致印刷颜色不合格[9]。2021Aydemir等研究的主要目的是确定纸张表面粗糙度对印刷质量参数的影响，印刷在具有高表面能(光滑表面)的纸上的油墨颜色比印刷在具有低表面能(粗糙表面)的纸上的油墨颜色色差小[10]。从以上学者研究中可以发现纸板的表面纹理、粗糙度、油墨吸收性对颜色外观有着重大影响。
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第二章 喷墨实验基本理论与方法
2.1基本原理方法
2.1.1 颜色复制及网点复制原理
色光加色法：由两种或两种以上色光混合，呈现出另一种色光的方法，称为色光加色法。色光加色法相加混合效果如图2-1，红光和绿色等量混合产生黄光，红光和蓝光等量混合产生品红光，绿光和蓝光等量混合产生青光，三种色光等量混合产生白光。两种色光以不同的比例混合，就会得到渐变的混合色，三种色光等量减少，可以得到渐变的灰色。如果两种色光混合后产生白光，这两种色光就是互补色光，例如红光和青光、黄光和蓝光、品红光和绿光就是三种互补色光[27]。
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色料减色法：当白光照射到色料时，色料从白光中吸收其补色光，从而呈现另外一种颜色的方法称为色料减色法，简称减色法[27]。印刷油墨呈色原理是吸收其补色光，而反射另外两种色光。例如：黄色油墨吸收蓝光，反射红光和绿光；品红油墨吸收绿光，反射红光和蓝光；青色油墨吸收红光，反射蓝光和绿光。例如，绿色的呈色过程如图2-2，以白光，即红、绿、蓝三种色光照射色料，当没有色料时，红、绿、蓝三种色光完全反射，当印刷青色油墨之后，吸收其补色光红光，反射蓝光和绿光，在青色油墨上面再叠印黄色油墨，此时再以白光照射，青色油墨吸收红光，黄色油墨吸收蓝光，只有绿光被反射，油墨就会呈现绿色，这就是绿色显现的原理。同理，品红油墨叠印黄色油墨显红色，品红油墨叠印青色油墨显蓝色，三色油墨叠印显黑色。
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2.2瓦楞纸板基本特性测量
2.2.1 表面特性实验
（1）白度：白度是指物质本质上具有的白色程度[30]。纸张白度越高，其反射光能力越强，越容易使油墨本身的颜色特性展现出来。大多数油墨为透明或者半透明的，纸面可以把透过墨层减色合成的色光反射出去，使纸面呈现油墨的色彩。而纸张白度较低时，即会使印刷品的反差降低，也会造成油墨偏色。
（2）光泽度：光泽度的大小取决于纸张表面镜面反射光的能力，百分率表示[30]。纸张的光泽度与印刷品的光泽度存在非常紧密的关系，一般来说印刷品的光泽度随着纸张本身光泽度的提高而提高，光泽越高，油墨颜色越鲜艳。而对于以文字为主的出版物，光泽度过高会导致读者感到疲倦，阅读质量下降；以宣传为主商业印刷，往往选用光泽度高的涂料纸。
（3）平滑度：是指纸张表面的平整程度，取决于纸张表面的结构特性[30]。纸张平滑度是获得满意的印刷品质量的必要条件。纸张越粗糙，达到印刷所需密度的墨量也就越多。同时也会影响纸张着墨的均匀性，对于网目调印刷品，平滑度差的纸张会导致网点质量差，并且会出现严重的网点丢失现象。印刷图像的亮调和中间调时，由于网点较小，网点丢失最为严重，影响了印刷品高光层次的再现。
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第三章 瓦楞纸板印刷质量评价............................ 15
3.1 印刷网点分析 .................................... 15
3.1.1 阶调复制曲线分析 ............................ 15
3.1.2 网点扩大曲线分析 ......................... 16
第四章 瓦楞纸板偏色校正 .......................... 27
4.1 G7色彩校正 .................. 27
4.1.1 G7方法介绍 ............................... 27
4.1.2 G7校正操作流程......................... 28
第五章 基于随机森林算法的色彩预测 ..................... 41
5.1 随机森林算法 ................................. 41
5.2 色彩预测模型 ............................ 42
第五章 基于随机森林算法的色彩预测
5.1 随机森林算法
随机森林是Breiman提出的由多棵CART（ Classification And Regression Tree）决策树（个体学习器）集成的机器学习方法，具有训练速度快、泛化能力强以及通过减少过拟合提高预测精度的特点[58]。根据目标的不同，决策树被分为分类树和回归树。其中，分类模型基于决策树预测值的多数票进行决策，回归基于决策结果的平均值进行决策。CART决策树的构建过程是逐步分割特征空间，从根节点开始一层一层的判断直到到达设定的停止条件，或者当前节点无法进一步拆分。决策树中节点的每一次分割都可以最大程度上降低不确定性的阈值。
机械论文参考
由颜色分析可知，同一种油墨在灰底白板纸与瓦楞纸板印刷呈色效果不同，油墨在瓦楞纸板呈现的颜色是纸板底色与油墨颜色共同作用的结果[45]。从两种纸板不同阶调颜色分析可以看出，在灰底白板纸上青、品红、黄三色油墨随着印刷网点增加，意味着冲淡油墨颜色的纸张白底面积越小，油墨颜色越深，颜色逐渐趋于饱和。在瓦楞纸板上面印刷三色油墨与灰底白板纸呈色效果不同，由于瓦楞纸板本身黄褐色底色的存在，影响油墨颜色再其上面的呈现，这时的油墨颜色是与瓦楞纸底色混合之后所呈现出来的颜色，并不是油墨本身的颜色。虽然在瓦楞纸板上呈现的油墨颜色会有一些偏色，但这些偏色并不是不可预见的，两种纸板之间呈色显示出某种规律性。同样，我们从GATF色轮图可以看出，两种纸板的颜色空间大小是不一样的，灰底白板纸印刷油墨的色域大于瓦楞纸板印刷油墨的色域，两种纸板颜色空间的映射是一个大色域向小色域的映射，本文利用随机森林模型，找到两种纸板油墨颜色空间之间的映射关系，建立灰底白板纸印刷光固化油墨L*a*b*色彩空间与瓦楞纸板印刷光固化油墨L*a*b*色彩空间模型，就可以在印刷瓦楞纸板之前提前预知颜色，节约工厂的人力、物力以及成本。
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第六章 研究结论分析与展望
6.1 主要研究及完成工作
本论文主要针对瓦楞纸板喷墨印刷网点扩大规律、油墨在瓦楞纸板上的呈色性质等进行了具体的研究，并通过G7校正、TVI校正、Device-Link三种校正方法对瓦楞纸板偏色进行校正，最后利用随机森林算法对瓦楞纸板喷墨印刷进行色彩预测，主要研究内容及完成工作如下：
（1）通过实验测出不同批次的瓦楞纸板和灰底白板纸的白度、光泽度、色度以及偏色情况，通过对比两种纸板的性能，发现瓦楞纸板与灰底白纸板纸张特性差距极大，并且不同批次的瓦楞纸板纸张性能之间差别不大。
（2）设计印刷实地密度色块与四色网点梯尺，通过喷墨印刷机在瓦楞纸板和灰底白板纸进行印刷，得到纸板不同色块的网点面积率和网点密度，从阶调复制曲线、网点扩大曲线来分析两种纸板印刷质量特性差异，结合油墨铺展渗透理论以及微观网点图像分析两种纸板网点呈现不一致的原因，并对瓦楞纸板四色油墨不同网点扩大数据进行多项式拟合，R2均大于0.98，回归效果显著。
（3）通过GATF密度评价方法，从色强度、色效率、色灰度、色相误差四个方面来研究UV光固化油墨在瓦楞纸板与灰底白板纸上的呈色性质，具体分析瓦楞纸板黄偏红的底色在不同阶调对油墨在四个方面的影响。通过分析密度数据可知，在亮调和中间调由于瓦楞纸板底色的密度较大，油墨的密度不及瓦楞底色的密度，此时油墨的色相误差极大，色效率极低，在暗调才会表现出油墨本身颜色的饱和度。
（4）基于瓦楞纸板喷墨印刷的网点规律以及印刷图像偏色的情况，用G7校正、TVI校正、Device-Link三种校正方法对瓦楞纸板进行偏色校正，从色彩还原、阶调、光泽度、整体画面等方面分析校正之后的图像呈色效果，最后得到Device-Link校正更适合瓦楞纸板喷墨印刷的色彩校正。
参考文献（略）