DE102008049908A1 - Method for generating a detection signal and detection device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Detektionssignals (S) mittels einer Erfassungseinrichtung (200) zur Erfassung einer auf einem Bearbeitungsmaterial (101) befindlichen Registermessmarke (102) mit folgenden Schritten: - Beleuchten des Bearbeitungsmaterials (101) mit einer Lichtquelle (201), - Erfassen des reflektierten oder transmittierten Lichts (202) mittels einer optischen Sensoreinrichtung (203, 204), wobei das erfasste Licht (202) in wenigstens zwei Spektralbereiche zerlegt wird, wobei die Intensität eines jeden Spektralbereichs ermittelt wird, um wenigstens zwei erste Farbsignale (R, G, B) zu erzeugen, - Erzeugen eines Detektionssignals (S), basierend auf den wenigstens zwei ersten Farbsignalen (R, G, B), wobei jedes der wenigstens zwei ersten Farbsignale (R, G, B) in das Detektionssignal (S) eingeht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Erfassungseinrichtung (200). Mit der Erfindung kann die Erkennungsqualität bspw. von gedruckten Registermessmarken verbessert werden.The invention relates to a method for generating a detection signal (S) by means of a detection device (200) for detecting a registration mark (102) located on a processing material (101), comprising the steps of: illuminating the processing material (101) with a light source (201), - Detecting the reflected or transmitted light (202) by means of an optical sensor means (203, 204), wherein the detected light (202) is decomposed into at least two spectral ranges, wherein the intensity of each spectral range is determined to at least two first color signals (R , G, B), generating a detection signal (S) based on the at least two first color signals (R, G, B), each of the at least two first color signals (R, G, B) being included in the detection signal (S ) received. The invention further relates to a corresponding detection device (200). With the invention, the recognition quality can be improved, for example. From printed register marks.
Description
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Detektionssignals und eine Erfassungseinrichtung.The The present invention relates to a method for producing a Detection signal and a detection device.
Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn bearbeitet wird. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Druckmaschinen wie z. B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen sowie bei Verarbeitungsmaschinen wie z. B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.Even though hereinafter mainly referred to printing press is, the invention is not limited thereto, but rather aimed at all types of processing machines, at where a web or web is processed. The invention But especially in printing machines such. Newspaper presses, commercial presses, Gravure printing machines, packaging printing machines or securities printing machines as well as in processing machines such. B. bag machines, envelope machines or packaging machines used. The web can be made of paper, Fabric, cardboard, plastic, metal, rubber, in foil form, etc. formed be.
Stand der TechnikState of the art
Beim Mehrfarbendruck bspw. in Rotationsdruckmaschinen erfolgt der Auftrag der einzelnen Farbauszüge, insbesondere für Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz, in aufeinander folgenden Druckwerken. Der Bedruckstoff wird dabei als Rollenmaterial bereitgestellt und endlos durch die Druckeinheit geführt. Maßgeblich für die erreichte Druckqualität ist, dass die Druckbilder der einzelnen Farben exakt übereinander liegen. Das Übereinanderliegen der Druckbilder wird dabei als Register bezeichnet. Zur gegenseitigen Ausrichtung der einzelnen Druckwerke werden zusätzlich zu dem eigentlichen Druckbild von jedem Druckwerk Registermessmarken, zum Beispiel in Form von Passerkreuzen, Dreiecken usw., aufgedruckt. Anhand dieser Marken kann ein Versatz zwischen den einzelnen Druckbildern durch ein optisches Messsystem online erfasst werden. Bei Rotationsdrucksystemen ist dieses Messsystem im Allgemeinen Bestandteil eines Regelsystems, der sogenannten Registerregelung. Die Registerregelung greift dabei über geeignete Stellglieder in den Druckprozess ein und gleicht von dem optischen Messsystem (Erfassungseinrichtung; Registersensor) erkannte Registerabweichungen aus. Insbesondere können die Stellglieder die Bahnlänge des Bedruckstoffes zwischen aufeinander folgenden Druckwerken so verändern, dass die Druckbilder aufeinander folgender Druckeinheiten übereinander liegen.At the Multi-color printing, for example in rotary printing presses, the order is made the individual color separations, especially for cyan, Magenta, yellow and black, in successive printing units. The printing material is provided as roll material and passed endlessly through the printing unit. decisive for the achieved print quality is that the Print images of the individual colors are exactly on top of each other. The superposition of the printed images is doing as a register designated. For the mutual alignment of the individual printing units be in addition to the actual print image of each Printing unit register marks, for example in the form of register marks, Triangles, etc., imprinted. These marks may cause an offset between the individual print images through an optical measuring system online be recorded. For rotary printing systems, this measuring system is generally part of a control system, the so-called register regulation. The register control uses suitable actuators in the printing process and is similar to the optical measuring system (Registering device; register sensor) detected register deviations out. In particular, the actuators can track the length change the substrate between successive printing units, that the print images of successive printing units one above the other lie.
Als Erfassungseinrichtungen kommen Kontrastsensoren, Farbsensoren oder Kameras zum Einsatz, welche typischerweise in Reflexion arbeiten. Die Materialbahn wird konstant oder gepulst mit einer geeigneten Lichtquelle (Weiß- oder Farblicht) beleuchtet und das reflektierte Licht wird vom Sensor erfasst und ausgewertet.When Detecting devices come contrast sensors, color sensors or Cameras are used, which typically work in reflection. The Material web becomes constant or pulsed with a suitable light source (White or colored light) lit and reflected Light is detected and evaluated by the sensor.
Vor einer Abtastung durch Kontrast- oder Farbsensoren erfolgt üblicherweise ein Teach-Vorgang, bei dem eine Signalschwelle erlernt wird, mit Hilfe derer zwischen ”Marke” und ”keine Marke” unterschieden wird. Der Zeitpunkt derjenigen Abtastung, bei der das auszuwertende Signal die Signalschwelle über- bzw. unterschreitet wird als Zeitpunkt des Kontrastübergangs angenommen.In front A scan by contrast or color sensors usually takes place a teach-in process where a signal threshold is learned using which distinguishes between "brand" and "no brand" becomes. The time of the sampling in which the evaluated Signal the signal threshold is exceeded or fallen below assumed as the point in time of the contrast transition.
Bekannte
Kontrastsensoren sind als reine Gesamtintensitätssensoren
ausgebildet und somit ”farbenblind”. Üblicherweise
wird die Warenbahn mit Weißlicht bestrahlt und die reflektierte
Intensität mit einer Photodiode gemessen. Ein derartiger
Sensor ist in der
Bekannte Farbsensoren sind typischerweise dazu ausgelegt, Druckmarken unterschiedlicher Farben auszuwerten. Diese Sensoren beinhalten meist eine Weißlichtquelle zur Beleuchtung der Warenbahn. Das reflektierte Licht wird erfasst und in spektrale Anteile zerlegt, üblicherweise mittels geeigneter Farbfilter. Alternativ ist auch eine aufeinanderfolgende Beleuchtung und Erfassung mit Licht unterschiedlicher Farben (meist rot, grün, blau) bekannt. Es stehen drei Ausgangssignale zur Verfügung, die jeweils der Intensität eines Farbkanals entsprechen. Bei dem Teach-Verfahren wird das Ausgangssignal zur Markendetektion ausgewählt, das die größte Intensitätsdifferenz zwischen ”Marke” und ”keine Marke” liefert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei bestimmten Kombinationen zwischen Registermarken- und Hintergrundfarbe nur ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis erzielbar ist.Known Color sensors are typically designed to differentiate print marks Evaluate colors. These sensors usually contain a white light source for lighting the web. The reflected light is detected and decomposed into spectral components, usually by means of suitable color filter. Alternatively is also a successive one Illumination and detection with light of different colors (mostly red, green, blue). There are three output signals available, each of the intensity of one Correspond to color channels. In the teach process, the output signal selected for brand detection, which is the largest Intensity difference between "brand" and "no Brand "supplies. However, this has the disadvantage that at certain combinations between register mark and background color only a poor signal-to-noise ratio is achievable.
Es ist daher ein Anliegen, ein Verfahren zur Erzeugung eines Detektionssignals und eine Erfassungseinrichtung zu schaffen, welche eine zuverlässige optische Erkennung von Registermessmarken ermöglichen.It is therefore a concern, a method for generating a detection signal and to provide a detection device which provides a reliable enable optical detection of register marks.
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Detektionssignals und eine Erfassungseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides a method for generating a detection signal and a detection device having the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous developments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann eine Erfassungseinrichtung bzw. ein Farbsensor bereitgestellt werden, der mit wenigen Rechenoperationen ein farblich hochauflösendes Detektionssignal bereitstellen kann. Der Farbsensor kann insbesondere als True-Colour-XYZ Sensor realisiert sein. Auf diese Weise lässt sich insbesondere ein farblich hochauflösendes Farb- und Intensitätssignal als xyY-Signal erzeugen. Auf diese Weise kann insbesondere ein kontinuierlicher Farbfehler zum Hintergrund angegeben werden.By the solution according to the invention can be a Detection device or a color sensor are provided, the with a few arithmetic operations a high-resolution color Can provide detection signal. The color sensor can in particular be realized as true-color XYZ sensor. That way In particular, a color high-resolution color and Generate intensity signal as xyY signal. In this way In particular, a continuous color error can be the background be specified.
Auf das Detektionssignal können Suchalgorithmen angewandt werden, um die Registermessmarken zunächst grob zu lokali sieren und sie dann anschließend präzise zu interpolieren. Es ist möglich, dem menschlichen Auge weitestgehend entsprechende Filterkennlinien zu verwenden, was durch die Verwendung des XYZ-Farbraums erzielt werden kann. Durch die Verwendung von wenigstens zwei, vorzugsweise drei Farbsignalen zur Erzeugung des Detektionssignals kann das Detektionssignal optimal auf die zu detektierende Registermessmarke eingestellt werden.On the detection signal can be applied to search algorithms, to roughly locate the register marks first and then then interpolate them precisely. It is possible to suit the human eye as much as possible Using filter characteristics, resulting from the use of the XYZ color space can be achieved. By using at least two, preferably Three color signals for generating the detection signal may be the detection signal be set optimally to the detected register mark.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Erfassung bzw. Erkennung von Registermessmarken in Druckmaschinen verwendbar.The Invention is particularly advantageous for detection usable by register marks in printing presses.
Vorteilhafterweise werden zum Erzeugen des Detektionssignals basierend auf den wenigstens zwei ersten Farbsignalen zunächst wenigstens zwei zweite Farbsignale durch Transformation der wenigstens zwei ersten Farbsignale erzeugt und anschließend wird das Detektionssignal basierend auf den wenigstens zwei zweiten Farbsignalen erzeugt. Zweckmäßigerweise sind die ersten und/oder die zweiten Farbsignale und/oder das Detektionssignal ausgebbar, wobei beispielsweise analoge Ausgänge oder digitale Ausgänge wie z. B. Feldbus-Schnittstellen verwendet werden können.advantageously, are used to generate the detection signal based on the at least two first color signals first at least two second color signals generated by transformation of the at least two first color signals and then the detection signal is based on generates the at least two second color signals. Conveniently, the first and / or the second color signals and / or the detection signal can be output, where, for example, analog outputs or digital outputs such as B. Fieldbus interfaces can be used.
Zweckmäßigerweise wird das Detektionssignal in Form eines analogen Spannungsverlaufs erzeugt. Es handelt sich hierbei insbesondere um einen zeitdiskreten Messwertverlauf, bei dem zeitlich beabstandete Detektionswerte erzeugt und beispielsweise an einer Schnittstelle oder einem Ausgang ausgegeben werden. Es bietet sich in diesem Zusammenhang an, eine auf dem Bearbeitungsmaterial, insbesondere Bedruckmaterial, befindliche Registermessmarke durch Vergleich des Detektionssignals mit einem vorgebbaren Schwellwert zu er kennen, wobei in der Folge insbesondere ein Schaltsignal ausgebbar ist, das eine Flanke zu dem Zeitpunkt aufweist, zu dem das Detektionssignal den vorgebbaren Schwellwert über- oder unterschreitet (je nach Voreinstellung).Conveniently, the detection signal is in the form of an analog voltage waveform generated. This is in particular a discrete-time one Measured value course, generates at the time-spaced detection values and output, for example, at an interface or an output become. It makes sense in this context, one on the processing material, especially printing material, located register mark Comparison of the detection signal with a predefinable threshold to know it, in particular a switching signal can be output in the sequence, which has an edge at the time when the detection signal exceeds or falls below the predefinable threshold value (depending by default).
Zweckmäßigerweise sind der Erfassungseinrichtung mehrere Schwellwerte zur Erfassung mehrerer auf dem Bearbeitungsmaterial befindlicher Registermessmarken vorgebbar. Es ist insbesondere möglich, für jede unterschiedliche Registermessmarke (unterschiedliche Farbe oder Kontrast) einen eigenen, angepassten Schwellwert auszuwählen. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens zwei ersten bzw. zweiten Farbsignale in einer vorgebbaren Gewichtung in das Detektionssignal eingehen. Ebenso von Vorteil ist, wenn der Erfassungseinrichtung mehrere Gewichtungen zur Erfassung mehrer auf dem Bearbeitungsmaterial befindlicher Registermessmarken vorgebbar sind.Conveniently, For example, the detection device has a plurality of threshold values for detecting several can be specified on the processing material located Registermessmarken. It is especially possible for each different Register mark (different color or contrast) its own, adjusted threshold value. It is also advantageous if the at least two first and second color signals in a predeterminable weighting enter into the detection signal. Likewise from Advantage is, if the detection device several weights for recording multiple register marks on the processing material can be specified.
Der eine oder die mehreren Schwellwerte und/oder die eine oder die mehreren Gewichtungen können insbesondere extern mittels Parametern durch den Anwender oder – insbesondere auch automatisch – durch eine übergeordnete Steuerung vorgebbar oder änderbar sein. Ebenso kann eine automatische Vorgabe durch geeignete Mittel wie z. B. eine Recheneinheit innerhalb der Erfassungseinrichtung selbst erfolgen. Eine automatische oder manuelle Vorgabe kann insbesondere wiederholt durchgeführt werden, um das Detektionssignal während der gesamten Materialbahnbearbeitung möglichst optimal zu erhalten. Eine automatische oder manuelle Vorgabe des einen oder der mehreren Schwellwerte und/oder der einen oder der mehreren Gewichtungen kann vorzugsweise unter Berücksichtigung oder Maximierung eines Signal-Rausch- Verhältnisses oder anhand einer Maximierung der Amplitude des Detektionssignals durchgeführt werden.Of the one or more thresholds and / or the one or more In particular, weightings can be determined externally by means of parameters the user or - especially automatically - by a higher-level control can be specified or changed be. Likewise, an automatic specification by suitable means such as B. a computing unit within the detection device yourself. An automatic or manual specification can in particular be performed repeatedly to the detection signal as much as possible during the entire web processing to get optimal. An automatic or manual specification of the one or more thresholds and / or the one or more several weightings may preferably be considered or maximizing a signal-to-noise ratio or based on a maximization of the amplitude of the detection signal is performed become.
Die Gewichtungsfaktoren der Verknüpfungsregeln sind für vorzugsweise jede Marke getrennt einstellbar. Sind beispielsweise eine schwarze und eine Farbmarke mit schwachem Kontrast auf weißem Hintergrund zu erkennen, so wird die Gewichtung der schwarzen Farbmarke stärker auf Intensität (Y) und die Gewichtung der schwachkontrastigen Farbmarke stärker auf Farberkennung (xy) ausgerichtet werden.The Weighting factors of the linking rules are for preferably each brand separately adjustable. For example a black and a color mark with low contrast on white background To recognize, the weighting of the black color mark becomes stronger on intensity (Y) and the weight of the low-contrast Color mark more strongly aligned to color detection (xy).
Ebenso ist es zweckmäßig, die Faktoren anhand von Signal-Rauschabständen (insbesondere auch automatisch) zu bestimmen (selbständig durch den Sensor oder automatisiert über eine Steuerung oder ein. Registerregelsystem). Je nach Rauschanteil der jeweiligen Marke kann es vorteilhaft sein, die Gewichtungsfaktoren so zu optimieren, dass sich ein möglichst großer Signal-/Rauschabstand ergibt. Hierdurch wird die nachfolgende Bestimmung der Markenflanke erleichtert bzw. robuster.As well It is useful to calculate the factors based on signal-to-noise ratios (especially automatically) to determine (independently through the sensor or automated via a controller or one. Register control system). Depending on the noise level of the respective brand it may be advantageous to optimize the weighting factors so that is the largest possible signal-to-noise ratio results. As a result, the subsequent determination of the brand edge relieved or more robust.
Weiterhin können die Faktoren anhand der Höhe des jeweiligen Pegels des kombinierten Signals der jeweiligen Marke optimiert werden. Ziel der Optimierung ist dabei ein möglichst hoher Pegelunterschied zwischen Hintergrund und Marke.Farther The factors can be determined by the amount of each Level of the combined signal of each brand can be optimized. The aim of the optimization is to achieve the highest possible level difference between background and brand.
Es bietet sich an, das Detektionssignal, die wenigstens zwei ersten und/oder die wenigstens zwei zweiten Farbsignale zeitlich zu interpolieren, wenn diese als zeitdiskrete Detektionswertfolge vorliegen. Auf diese Weise kann ein genauer Vergleich mit dem vorgegebenen Schwellwert durchgeführt werden, wodurch die Registermarke genauer ermittelbar ist. Die zeitliche Interpolation kann beispielsweise linear, kubisch, sinoid, polynomisch, Gauß-förmig o. ä. durchgeführt werden. Neben dem Vergleich mit einem Schwellwert ist es ebenso möglich, die Registermessmarke anhand eines ermittelten Wendepunktes zu bestimmen. Im Stand der Technik wird der Vergleich des Messsignals mit dem Schwellwert immer nur zum Zeitpunkt der Messung durchgeführt. Die Auflösung von Registermessmarken hängt somit direkt von der Abtastfrequenz ab. Durch die bevorzugte Interpolation kann diese Abhängigkeit entfallen, so dass eine genauere Abtastung und eine Erhöhung der zeitlichen Auflösung möglich wird. Anhand des ausgewerteten Signals wird vom Sensor ein Zeitpunkt des Auftretens der Marke (nflanke) ermittelt. Dieses kann im Sensor oder im Regleralgorithmus in eine Registerabweichung umgerechnet werden. Die Genauigkeit bzw. Auflösung der zeitlichen Erfassung beeinflusst die Qualität des Regelvorgangs und ist vorzugsweise zu maximieren. Durch Interpolations- bzw. Filtermechanismen kann ein möglicherweise verrauschtes Gesamtsignal entsprechend zur Auswertung verbessert werden. Da vom Gesamtsignal prinzipiell nur die Signalflanken (Markenflanken) interessieren, kann das Gesamtsignal im Bereich der aufgetretenen Flanke in einem Auswerteschritt genauer untersucht werden. Beispielsweise kann mittels best-fit Algorithmen oder Methode der kleinsten Fehlerquadrate eine Funktion in die Messwerte hineingelegt werden. Wenn die Markenqualität sich nun im Verlaufe des Prozesses ändert, ändert sich aufgrund der hohen Auflösung des XYZ-Sensors auch das Detektionssignal (z. B. durch abnehmende Amplitude). Das Profil, das durch den zeitlichen Verlauf des Detektionssignals beschrieben wird, bleibt aber weitestgehend gleich.It lends itself to the detection signal, the at least two first and / or temporally interpolating the at least two second color signals when these are present as time-discrete detection value sequence. To this Way, a close comparison with the given threshold be carried out, making the register mark more accurate can be determined. The temporal interpolation can be, for example linear, cubic, sinoid, polynomial, gaussian o. Ä. Are performed. In addition to the comparison with a threshold, it is also possible to register the register Determine on the basis of a determined turning point. In the state of Technique always becomes the comparison of the measuring signal with the threshold value only performed at the time of the measurement. The resolution Register marks thus depends directly on the sampling frequency from. Due to the preferred interpolation, this dependence omitted, allowing a more accurate sampling and an increase the temporal resolution is possible. Based on the signal evaluated by the sensor is a time of occurrence the mark (nflank) determined. This can be in the sensor or in the controller algorithm be converted into a register deviation. The accuracy or Resolution of the time recording affects the quality of the control process and is preferably to be maximized. By interpolation or Filtering mechanisms can be a noisy one Total signal can be improved according to the evaluation. Because of the Overall signal only the signal edges (brand edges) are of interest can the total signal in the range of the edge occurred in a Evaluation step to be examined in more detail. For example, by means of best fit algorithms or least squares method Function into the measured values. If the brand quality changes as the process changes due to the high resolution of the XYZ sensor also the Detection signal (eg by decreasing amplitude). The profile, described by the timing of the detection signal is, but remains largely the same.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das erfasste Licht in drei Spektralbereiche, beispielsweise RGB oder XYZ, zerlegt. Auf diese Weise kann eine besonders vorteilhafte Vollfarbinformation bereitgestellt werden. Im Stand der Technik werden überwiegend die sogenannten RGB-Sensoren eingesetzt. Bei diesen wird auch von Rot-, Grün- und Blaukanal gesprochen. Die implementierten (Farb-)Filterfunktionen sind herstellerspezifisch und teilen das sichtbare Spektrum des Lichtes in drei Bereiche auf. In diesem Zusammenhang darf der Begriff (gerätespezifisches) ”RGB” nicht mit einem der definierten RGB-Farbräume, bspw. sRGB, verwechselt werden. Vielmehr handelt es sich um eine hersteller- bzw. sensorspezifische Spektralzerlegung.According to one Particularly preferred embodiment of the invention is the detected Light in three spectral ranges, such as RGB or XYZ, decomposed. In this way, a particularly advantageous full color information to be provided. In the prior art are predominantly the so-called RGB sensors used. These are also used by Red, green and blue channel spoken. The implemented (Color) filter functions are manufacturer specific and share that visible spectrum of light in three areas. In this context The term (device-specific) "RGB" may not confused with one of the defined RGB color spaces, for example sRGB become. Rather, it is a manufacturer or sensor specific spectral decomposition.
Zweckmäßigerweise sind die drei zweiten Farbsignale XYZ-Signale oder xyY-Signale. Da, wie eben erwähnt, RGB-Sensoren herstellerspezifische RGB-Werte liefern, ist für Anwendungen, die eine definierte Farbbestimmung benötigen (wie bspw. bei bestimmten Druckvorgängen), eine normierte Farbwertausgabe vorteilhaft. Dies kann insbesondere mit einer Umrechung der ersten (sensorspezifischen RGB-)Farbsignale in zweite (normierte CIE-)Farbsignale, insbesondere der CIE-genormten theoretischen Grundfarben X (rot), Y (grün) und Z (blau), erfolgen.Conveniently, For example, the three second color signals are XYZ signals or xyY signals. Because, as just mentioned, RGB sensors manufacturer-specific RGB values Deliver is for applications that have a defined color determination need (such as for certain print jobs), a normalized color value output advantageous. This can be special with a conversion of the first (sensor-specific RGB) color signals in second (normalized CIE) color signals, in particular the CIE-standardized theoretical basic colors X (red), Y (green) and Z (blue), respectively.
Der XYZ-Farbraum ist geräteunabhängig. In der CIE1931 sind Filterkennlinien beschrieben, die weitestgehend dem menschlichen Auge entsprechen sollen. Eine Vielzahl anderer Farbräume können direkt auf den XYZ-Farbraum zurückgeführt werden bzw. ergeben sich daraus mathematisch. Einer dieser Farbräume ist der xyY-Farbraum (zweidimensionale CIE-Normfarbtafel) der sich aus XYZ berechnen lässt. Ein weite rer Farbraum ist der CIELab-Farbraum. Dieser ist komplexer in der Umrechnung, hat aber den großen Vorteil, eine einzelne Zahl ΔE zu liefern, die einen Farbfehler beschreibt, der auch dem menschlichen Sehempfinden entspricht. ΔE kann somit insbesondere als Detektionssignal verwendet werden. Eine Umrechnung in XYZ, xyY usw. erfolgt auf bekannte Weise über Matrix- bzw. Tensor-Multiplikation. Die CIE-Normfarbtafel enthält in einem xy-Koordinatensystem schild-förmig alle möglichen Farben. Als dritte Komponente zur Definition der Farbe wird die Intensität Y (hell-dunkel) verwendet.Of the XYZ color space is device independent. In the CIE1931 Filter characteristics are described that are as far as possible human Eye should correspond. A variety of other color spaces can be directly attributed to the XYZ color space become or result from this mathematically. One of these color spaces is the xyY color space (two-dimensional CIE standard color chart) itself can be calculated from XYZ. Another color space is the CIE Lab color space. This is more complex in the conversion, but has the great advantage of delivering a single number ΔE, which describes a chromatic aberration that also affects human vision equivalent. ΔE can thus be used in particular as a detection signal be used. A conversion into XYZ, xyY etc. takes place on known Way about matrix or tensor multiplication. The CIE standard color chart contains shield-shaped in an xy-coordinate system all sorts of colors. As a third component to the definition The color Y intensity (light-dark) is used.
Während somit bei bekannten RGB-Farbsensoren in einer übergeordneten Steuerung eine sensorspezifische Korrekturmatrix auf die Sensorwerte angewandt wird, um XYZ-Signale zu erhalten, werden diese vorteilhafterweise von dieser Ausführungsform der Erfindung direkt ausgegeben. Damit ist es möglich, Rechenzeit in der Steuerung einzusparen.While Thus, in known RGB color sensors in a parent Control a sensor-specific correction matrix to the sensor values is applied to obtain XYZ signals, these are advantageously issued directly from this embodiment of the invention. This makes it possible to save computing time in the controller.
Es bietet sich an, die drei Informationen x, y, und Y zu dem Detektionssignal zu kombinieren, insbesondere anhand der oben erläuterten Gewichtung. Für eine Marke kann dabei eine einzelne kombinierte Zahl aus den beiden Werten x und y gebildet werden. Dies könnte beispielsweise die Wurzel aus der Summe der quadratischen Werte x und y sein. Diese kombinierte Farbinformation kann zur Auswertung der Druckmarke herangezogen werden (Farbauswertung). Daneben wird vorzugsweise auch noch der Wert Y (Intensität) zur Druckmarkenauswertung herangezogen. Werden nur x und y verwendet, so erhält man faktisch nur eine Farbauswertung. Wird nur Y verwendet, so erhält man faktisch nur eine Kontrastauswertung. Nachteilig an einer reinen Farbauswertung ist beispielsweise, dass diese schwarz, grau und weiß nicht un terscheiden kann. Im xy-Farbraum sind schwarz, grau und weiß auf demselben Punkt, besitzen nur unterschiedliche Intensität Y. Nachteilig an einer reinen Kontrastauswertung ist, dass diese bei heutigen verfügbaren Sensoren relativ stark verrauscht ist und sehr kontrastschwache Marken (z. B. gelbe Marke auf goldenem Hintergrund) kaum erkannt werden können. Durch die Kombination der beiden Elemente ”Farbinformation” und ”Kontrastinformation” können diese Nachteile vermieden werden. Die Kombination der beiden Informationen zu einer einzigen Gesamtinformation wird dabei durch die Gewichtung beeinflusst. Die Gewichtung kann beispielsweise derart geschehen, dass beide Werte mit einem Faktor versehen werden, wobei die Summe der beiden Faktoren 1 ergibt. Hierdurch kann ein einfach veränderbarer Regelbereich zwischen ”Kontrastauswertung” und ”Farbauswertung” mit beliebigen Zwischenwerten bereitgestellt werden.It is advisable to combine the three information x, y, and Y into the detection signal, in particular on the basis of the weighting explained above. For a brand, a single combined number can be formed from the two values x and y. For example, this could be the root of the sum of the quadratic values x and y. This combined color information can be used to evaluate the print mark (color evaluation). In addition, preferably also the value Y (intensity) for print mark evaluation ago dressed. If only x and y are used, then in fact only one color evaluation is obtained. If only Y is used, then in fact only a contrast evaluation is obtained. A disadvantage of a pure color evaluation, for example, that this black, gray and white can not distinguish un. In the xy color space are black, gray and white on the same point, have only different intensity Y. A disadvantage of a pure contrast analysis is that it is relatively noisy in today's available sensors and very low-contrast marks (eg yellow mark on golden Background) can hardly be detected. By combining the two elements "color information" and "contrast information" these disadvantages can be avoided. The combination of the two pieces of information into a single overall information is influenced by the weighting. The weighting can be done, for example, such that both values are given a factor, the sum of the two factors being 1. This makes it possible to provide an easily modifiable control range between "contrast evaluation" and "color evaluation" with arbitrary intermediate values.
Vorzugsweise wird mittels der drei ersten bzw. zweiten Farbsignale eine Plausibilitätsprüfung der Farbe der erfassten Registermessmarke durchgeführt. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Markenfarbe jeweils korrekt ist oder ob eine Veränderung an der Farbe aufgetreten ist. In der Folge kann eine Fehlermeldung oder Warnung ausgegeben werden.Preferably is a plausibility check of the. By means of the three first and second color signals Color of the registered register mark carried out. Especially can be checked if the brand color respectively is correct or if a change in the color has occurred is. As a result, an error message or warning may be issued become.
Zweckmäßigerweise wird der Erfassungseinrichtung eine Information über die Position der Warenbahn zugeführt und anhand dieser Information und des Detektionssignals ein Längenwert der Registermessmarke auf der Warenbahn bestimmt wird. Der Längenwert kann eine Lage der Marke oder einen Registerfehler beschreiben. Auf diese Weise ist eine intelligente Erfassungseinrichtung bereitstellbar, die eine übergeordnete Steuerung entlastet und bereits selbst eine Registerlage oder -abweichung bestimmt. Der bestimmte Längenwert ist bspw. über eine Feldbusschnittstelle ausgebbar. Ebenso ist die Information über die Position der Warenbahn über eine Feldbusschnittstelle zuführbar, wobei in diesem Fall ein echtzeitfähiger, insbesondere auf Ethernet basierender Feldbus, beispielsweise SERCOS-III, eingesetzt werden sollte.Conveniently, is the detection device information about the Position of the web fed and based on this information and of the detection signal, a length value of the register measurement mark is determined on the web. The length value can be a Location of the mark or describe a register error. To this Way, an intelligent detection device can be provided that Relieves a higher-level control and already self determines a register position or deviation. The determined length value can be output, for example, via a fieldbus interface. As well is the information about the position of the web over a Fieldbus interface fed, in which case a Real-time capable, especially based on Ethernet Fieldbus, such as SERCOS-III, should be used.
Eine erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung weist Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Ausgänge können insbesondere analog oder digital, bspw. als Feldbusschnittstelle, ausgebildet sein. Die Erfindung bevorzugt den Einsatz von als Farbsensor ausgebildeten Erfassungseinrichtungen, welche vorteilhaft dann eingesetzt werden, wenn relativ viele Druckwerke mit vielen unterschiedlichen Farben verwendet werden. Der Inhalt der Erfindung kann aber auch grundsätzlich auf den Einsatz von Farbkameras ausgedehnt werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Die Erfassungseinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Schnittstelle für einen Feldbus, zweckmäßigerweise ein echtzeitfähiger, insbesondere auf Ethernet basierender Feldbus, beispielsweise SERCOS-III, auf. Die Erfassungseinrichtung kann dann mittels Feldbus in ein Maschinensteuerungssystem, insbesondere einer Druckmaschine, eingebunden sein.A Detection device according to the invention has means to carry out a method according to the invention. Outputs can be analog or digital, For example, be designed as a fieldbus interface. The invention prefers the use of detection devices designed as color sensors, which are advantageously used when relatively many printing units to be used with many different colors. The content of However, it is also possible to use the invention in principle be extended by color cameras, without the scope of the invention to leave. The detection device has expediently an interface for a fieldbus, expediently a Real-time capable, especially based on Ethernet Fieldbus, for example, SERCOS-III, on. The detection device can then by means of fieldbus in a machine control system, in particular a printing press, be involved.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on embodiments in the drawing schematically and will be described below with reference to the drawing described in detail.
Figurenbeschreibungfigure description
In
Der
Registermarkensensor
Die
Erfassungseinrichtung
Die
Fotodioden
Die
Erfassungseinrichtung kann auch dergestalt ausgebildet sein, dass
die Fotodioden
In
In
einem folgenden Schritt
In
einem Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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