วิธีการตรวจสอบรอยด่างของงานพิมพ์อย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการพิมพ์ ตอนที่ 1
An efficient method for inspecting print mottle in printing processes, Part 1
ศิริลักษณ์ ป้องเกียรติชัย*, โกสินทร์ หาชะวี และวโรตม์ พรหมบุญ
*Corresponding author: [email protected]
หน่วยงานวิจัยบรรจุภัณฑ์, ศูนย์พัฒนานวัตกรรมและผลิตภัณฑ์, บริษัทเอสซีจี แพคเกจจิ้ง จำกัด (มหาชน)
Print Mottle คือ ความไม่สม่ำเสมอหรือความแปรปรวนของความเข้มสีที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของกระดาษหลังการพิมพ์ ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของงานพิมพ์อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากสามารถสังเกตได้ง่ายด้วยตาเปล่า โดยเฉพาะในบริเวณที่พิมพ์พื้นตาย (solid tone) และพบได้ในงานพิมพ์เกือบทุกระบบ เช่น ออฟเซตลิโทกราฟี เฟล็กโซกราฟี และอิงค์เจ็ท อย่างไรก็ตาม การประเมินความรุนแรงของ print mottle ด้วยตาเปล่ามีข้อจำกัดหลายประการ จึงได้มีการพัฒนางานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ print mottle อย่างต่อเนื่อง เพื่อนำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์และเทคนิคที่สามารถประเมินผลได้อย่างมีประสิทธิภาพและสอดคล้องกับการประเมินด้วยสายตาคน
จากการสำรวจงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่าการวัด print mottle เป็นหนึ่งในหัวข้องานวิจัย ที่มีการศึกษาและพัฒนากันมาอย่างต่อเนื่อง สามารถสรุปโดยย่อได้ดังนี้
Standard method [1] เป็นวิธีการที่ถูกนำเสนอโดยคณะทำงานของ ISO/IEC ตามรายละเอียดที่จัดพิมพ์ในหัวข้อ “measurement of image quality attributes of hardcopy output (ISO/IEC 13660:2001)” ซึ่งได้รวมการทดสอบคุณภาพการพิมพ์ 2 ค่า คือ Graininess เป็นการวัดความผันแปร (aperiodic fluctuations) ของความเข้มงานพิมพ์ที่มีช่วงความถี่สูงกว่า 0.4 รอบต่อมิลลิเมตร ในทุกทิศทาง และ Mottle เป็นการวัดความผันแปรของความเข้มงานพิมพ์ที่มีช่วงความถี่ต่ำกว่า 0.4 รอบต่อมิลลิเมตร ในทุกทิศทาง ซึ่ง Mottle เป็นการวัดความแปรปรวนของค่าเฉลี่ยของค่าความเข้มงานพิมพ์ภายใน cell i คำนวนได้ตามสมการที่ 1
โดย mi คือ ค่าเฉลี่ยของค่าความเข้มงานพิมพ์ภายใน cell i
Specific Perimeter [2-3] เป็นการวัดค่า Mottle ออกมาในรูปของ Mottle Index ซึ่งคำนวนตามสมการที่ 2
โดย R คือ ค่า mean reflectance
dR คือ standard deviation ของ reflectance
SP คือ specific perimeter ซึ่งหมายถึงความยาวของเส้นขอบ (pattern boarder length) ที่ threshold value ซึ่งแบ่งพื้นที่ของตัวอย่างออกเป็น 50% หารด้วยพื้นที่ทั้งหมดของภาพ
วิธีการ mottle index นี้จะพิจารณาค่า coarseness ของ variation นั่นคือการนำค่า specific perimeter มาพิจารณาในการคำนวนด้วย
Bandpass Image Analysis [2-3] วิธีนี้จะวิเคราะห์ค่า print mottle โดยการกรองสัญญาณภาพตามความถี่ที่สนใจด้วยวิธี Band - pass filtering จากนั้นจึงคำนวนค่า mottle โดยการนำค่า coefficient of variation (COV) ที่ช่วงความถี่ (octave band) 1 - 2 mm, 2 - 4 mm และ 4 - 8 mm มารวมกันดังสมการที่ 3
โดย R คือ ค่า mean reflectance
dR คือ standard deviation ของ reflectance
วิธีการนี้จะพิจารณาทั้ง magnitude of variation, coarseness of variation และ mean reflectance
อย่างไรก็ตามวิธีการนี้เป็นการนำค่า variation ของแต่ละ octave band มารวมกันโดยให้ weighting เท่า ๆ กัน ในขณะที่งานวิจัยเรื่อง print mottle ในระยะหลังมีการใช้ weighting function โดยพิจารณาจาก human visual system (HVS) เพื่อให้ผลการวัดสอดคล้องกับสายตาคนมากขึ้น
Modified coefficient of variation [2-3] วิธีนี้ได้จากผลการศึกษาผลของ mean reflectance ที่มีต่อ print mottle โดยการใช้ empirical model ซึ่ง สรุปได้ว่าควรที่จะคำนวนค่า coefficient of variation โดยใช้ค่ารากที่ 2 ของ mean reflectance เป็นตัวหารแทนที่จะใช้ค่า mean reflectance และได้นำเสนอค่า modified coefficient of variation ดังสมการที่ 4
โดย R คือ ค่า mean reflectance
dR คือ standard deviation ของ reflectance
Integration Model [2-3] วิธีการนี้จะพิจารณา variation ในช่วงความถี่ที่สอดคล้องกับความสามารถในการมองเห็น print variation ของคนซึ่ง model นี้จะใช้ความถี่ในช่วง 0.0625 - 4 รอบต่อมิลลิเมตร และมีการใช้ weighting function โดยพิจารณาจาก human visual system (HVS) โดยสามารถวิเคราะห์ค่า mottle ได้ตามสมการที่ 5
โดย R คือ ค่า mean reflectance
σ(u) คือ ค่า variance ของ variation ที่ความถี่ u cycles per mm.
w(u) คือ ค่า weighting function ที่ความถี่ u cycles per mm.
นอกจากวิธีที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีวิธีการต่าง ๆ อีกหลายวิธี เช่น wavelet analysis, multiscale mottle, gray level histogram และ spatial distribution mottle profile เป็นต้น ซึ่งแต่ละวิธีการก็มีข้อดีและข้อจำกัดแตกต่างกันไป
ในปัจจุบัน แม้การวัด print mottle จะมีวิธีการมาตรฐาน (ISO/IEC 13660:2001) หรือวิธีอื่น ๆ ที่แพร่หลายในเชิงพาณิชย์แล้ว อย่างไรก็ตามในที่ผ่านมาก็ยังคงมีงานวิจัยเพื่อปรับปรุง print mottle model ออกมาอย่างต่อเนื่องและโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพดีขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นการซื้อ software สำเร็จรูปจึงมีความเสี่ยงที่จะได้ model ที่ตายตัวหรือ obsolete ไม่สามารถนำมาปรับปรุงหรือพัฒนาต่อยอดได้ จึงเป็นเหตุผลสำคัญที่ศูนย์พัฒนานวัตกรรมและผลิตภัณฑ์ (IPDC), บริษัทเอสซีจี แพคเกจจิ้ง จำกัด (มหาชน) จำเป็นต้องศึกษาหลักการวิเคราะห์ print mottle และข้อจำกัดของวิเคราะห์ mottle วิธีต่าง ๆ เพื่อปรับปรุง model การวิเคราะห์ให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่สอดคล้องกับสายตาคน เหมาะกับกระดาษ และปัญหาที่เกิดขึ้นจริงของกลุ่มกระดาษและบรรจุภัณฑ์ ตลอดจนสามารถขยายผลไปยังหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้
