Método de otimização global hibridizado com inteligência artificial para a reprodução de cores em revestimentos cerâmicos impressos a jato de tinta

Abstract

A impressão por jato de tinta é o atual estado da técnica no setor de fabricação de revestimentos cerâmicos. Apesar dos avanços tecnológicos, variações cromáticas e a reprodução fidedigna de cores ainda gera problemas ao segmento. Boa parte dos fatores intervenientes estão relacionados com fatores externos à impressora. Isso faz com que as dosagens das tintas precisem passar por constante aferição para ajuste da composição. Neste trabalho se propõe e avalia o efeito da combinação de algoritmos de otimização e de inteligência artificial na reprodução espectral para o aumento da exatidão no cálculo de cores em revestimentos cerâmicos impressos por impressora jato de tinta. Para isso utilizou-se uma abordagem envolvendo o uso do modelo espectral de Neugebauer modificado por Yule-Nielsen (YNSN). Sobre o modelo foi aplicado uma função de correção vetorial, algoritmo de quantização de cores e algoritmo de otimização de múltiplas inicializações. O método desenvolvido proporciona a avaliação de valores colorimétricos/espectrais de produtos cerâmicos após a impressão. Para sua avaliação, foi aplicado à quatro imagens de produtos industriais, impressos sobre esmaltes fosco, acetinado e polido (esmaltobe), difíceis de serem reproduzidos. Os experimentos foram realizados em três linhas de produção de uma indústria de revestimentos cerâmicos brasileira. Redes neurais artificiais (ANN) e algoritmo gentético (AG) também foram avaliados comparativamente. Ao todo foram lidas 14.848 cores provenientes de 58 tabelas de cores impressas. Os resultados sugerem que o modelo físico (YNSN) é mais robusto e confiável que a ANN. A quantização de cores mostrou que a redução do sistema truecolor para 256 cores não gerou perda de qualidade significativa e aumentou a capacidade de gerenciamento e controle do processo. Os resultados sugerem que a abordagem proposta funcionou bem. Em geral, foi verificado que 80% dos pixels da imagem e 87% das cores foram reproduzidas com diferença, DeltaE00, menor que 3,0. Esse desempenho representa uma significada melhoria dos procedimentos de gestão das impressões dos produtos cerâmicos.

Abstract: Inkjet printing is the current state of the art in the ceramic tile manufacturing sector. Despite technological advances, chromatic variations and the faithful reproduction of colors still generate problems for the segment. Most of the intervening factors are related to factors external to the printer. This means that paint dosages need to be constantly checked to adjust the composition. This work proposes and evaluates the effect of combining optimization algorithms and artificial intelligence on spectral reproduction to increase accuracy in calculating colors in ceramic tiles printed by an inkjet printer. For this, an approach involving the use of the spectral model of Neugebauer modified by Yule-Nielsen (YNSN) was used. A vector correction function, color quantization algorithm and multiple initialization optimization algorithm were applied to the model. The developed method provides the evaluation of colorimetric/spectral values of ceramic products after printing. For its evaluation, it was applied to four images of industrial products, printed on matte, satin and polished enamels (esmaltobe), difficult to be reproduced. The experiments were carried out in three production lines of a Brazilian ceramic tile industry. Artificial neural networks (ANN) and genetic algorithm (GA) were also comparatively evaluated. In all, 14,848 colors were read from 58 printed color tables. The results suggest that the physical model (YNSN) is more robust and reliable than the ANN. Color quantization showed that the reduction of the truecolor system to 256 colors did not generate significant quality loss and increased the manageability and control of the process. The results suggest that the proposed approach worked well. In general, it was found that 80% of the image pixels and 87% of the colors were reproduced with a difference, DeltaE00, less than 3.0. This performance represents a significant improvement in the management procedures for impressions on ceramic products.