AT513663A1

AT513663A1 - Method for color comparison

Info

Publication number: AT513663A1
Application number: ATA50538/2012A
Authority: AT
Inventors: Michael Dr Nölle
Original assignee: Ait Austrian Inst Technology
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des für das menschliche Augewahrnehmbaren Unterschieds (LlE) zwischen zwei im HSI-Farbraum mit den Koordinaten(H, S, I) vorgegebenen Farbwerten (C1, C2), wobei die Farbwerte (C1, C2) jeweils in Formeines Farbvektorens umfassend eine Anzahl von drei Farbanteilen gemäß C1 = [H1, S1, 11]C2 = [H2, S2, l2] angegeben werden und wobei die Farbanteile (H1, H2, S1, S2, l1, l2) in denfolgenden Intervallen vorgegeben sind: 0 :::; H1 :::; 2TT; 0 :::; H2 :::; 2TT; 0 :::; S1 :::; 1; 0 :::; S2 :::; 1; 0:::; 11 :::; 1; 0 :::; 12:::; 1;Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der für das Auge wahrnehmbare Unterschied (LlE)als Pfadintegral auf einem im HSI-Farbraum verlaufenden Pfad zwischen den beidenFarbvektoren (C1, C2) ermittelt wird, wobei das Pfadintegral gemäß der folgendenVorschrift festgelegt wird:und das Diffential ds wie folgt festgelegt wirdoder ein beliebiges Vielfaches hiervon ist .The invention relates to a method for determining the difference (LlE) between the two color values (C1, C2) given in the HSI color space with the coordinates (H, S, I), the color values (C1, C2) being determined in each case in Form of a color vector comprising a number of three color components according to C1 = [H1, S1, 11] C2 = [H2, S2, l2] and wherein the color components (H1, H2, S1, S2, l1, l2) are given in the following intervals are: 0 :::; H1 :::; 2TT; 0 :::; H2 :::; 2TT; 0 :::; S1 :::; 1; 0 :::; S2 :::; 1; 0 :::; 11 :::; 1; 0 :::; 12 :::; It is provided according to the invention that the eye-perceivable difference (LIE) is determined as a path integral on a path extending in the HSI color space between the two color vectors (C1, C2), the path integral being determined according to the following rule: and the differential ds is set as follows or an arbitrary multiple thereof.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds zweier vorgegebener Farben.The invention relates to a method for determining the difference of two predefined colors perceptible to the human eye.

Die Erfindung kann für die Kontrolle von Drucken aber auch bei der Untersuchung und Erstellung von Digitalbildern angewendet werden, wobei die Bestimmung des für das menschliche Auge sichtbaren Unterschieds von Farbwerten der einzelnen Pixel eines Digitalbilds von besonderer Bedeutung ist.The invention can be applied to the control of prints as well as to the examination and production of digital images, whereby the determination of the visible difference of color values of the individual pixels of a digital image to the human eye is of particular importance.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren zur Ermittlung des für das Auge wahrnehmbaren Unterschieds von Farben bekannt. Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren zu schaffen, mit dem der für das menschliche Auge wahrnehmbarer Unterschied besonders vorteilhaft abgebildet werden kann. Typischerweise haben hierbei Unterschiede der Farbigkeit größeren Einfluss auf das Farbempfinden haben als unterschiedliche Sättigung oder Helligkeit der Farben. Als Ergebnis des Vergleichs soll eine Maßzahl stehen, die der subjektiv für einen Menschen wahrnehmbaren Unterscheidbarkeit der jeweiligen durch die Farbwerte dargestellten Farben für das menschliche Auge entspricht.From the prior art, a variety of different methods for determining the perceptible to the eye difference of colors known. The object of the invention is to provide a method with which the difference perceptible to the human eye can be imaged particularly advantageously. Typically, differences in color have greater impact on color perception than different saturation or brightness of colors. The result of the comparison is to be a measure which corresponds to the subjective perceptibility for a human being of the respective colors represented by the color values for the human eye.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the characterizing features of patent claim 1.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds zwischen zwei im FISI-Farbraum mit den Koordinaten (H, S, I) vorgegebenen Farbwerten vor, wobei die Farbwerte jeweils in Form eines Farbvektorens umfassend eine Anzahl von drei Farbanteilen gemäß Ci = [H-ι, Si, h], C2 = [H2, S2, y angegeben werden und wobei die Farbanteile in den folgenden Intervallen vorgegeben sind: 0 < < 2ττ; 0 < H2 < 2tt; 0 < S1 < 1; 0 < S2 < 1; 0 < h < 1; 0 < l2 < 1;The invention provides a method for determining the difference perceptible to the human eye between two color values predetermined in the FISI color space with the coordinates (H, S, I), the color values each being in the form of a color vector comprising a number of three color components according to Ci = [H-1, Si, h], C2 = [H2, S2, y are given and the color components are given in the following intervals: 0 < &Lt;2ττ; 0 < H2 <2n; 0 < S1 <1; 0 < S2 <1; 0 < h <1; 0 < l2 <1;

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der für das Auge wahrnehmbare Unterschied als Pfadintegral auf einem im FISI-Farbraum verlaufenden Pfad zwischen den beiden Farbvektoren ermittelt wird, wobei das Pfadintegral gemäß der folgenden Vorschrift festgelegt wird:According to the invention, the difference perceptible to the eye is determined as a path integral on a path extending in the FISI color space between the two color vectors, the path integral being determined according to the following rule:

und das Diffential ds wie folgt festgelegt wird 2/15 I 2and the differential ds is set as follows 2/15 I 2

oder ein beliebiges Vielfaches hiervon ist.or any multiple of this.

Durch die konkrete Auswahl der Metrik bei der Bestimmung des Pfadintegrals können Unterschiede der Farbigkeit stärker berücksichtigt als unterschiedliche Sättigung oder Helligkeit.Due to the concrete selection of the metric in the determination of the path integral, differences in color can be considered more than different saturation or brightness.

Eine besonders genaue Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds zwischen zwei im HSI-Farbraum vorgegebenen Farbwerten sieht vor, dass für die Bildung des Pfadintegrals unter allen möglichen Pfaden zwischen den beiden Farbwerten derjenige Pfad ausgewählt wird, für den der jeweilige für das Auge wahrnehmbare Unterschied minimal ist.A particularly accurate determination of the difference that can be discerned for the human eye between two color values specified in the HSI color space provides that, for the formation of the path integral among all possible paths between the two color values, the path for which the respective difference perceptible to the eye is selected is minimal.

Zur raschen und präzisen Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds kann insbesondere für kleine Farbunterschiede vorgesehen sein, dass das Pfadintegral näherungsweise ermittelt wird, indem der jeweilige für das Auge wahrnehmbaren Unterschied wie folgt festgelegt wird: AE(C„ C2) = ΔΕ([Η„ S„ I,], [H2, S2, l2]) = (5,-5,)2 . (2-5,) 145, (2-5,) 8/,(1-/,) 12 (/2-/,)2+|5,(//2-//,)2.For the rapid and precise determination of the difference discernible to the human eye, it may be provided, in particular for small color differences, that the path integral is approximately determined by determining the respective difference perceptible to the eye as follows: AE (C "C2) = ΔΕ ([ Η "S" I,], [H2, S2, l2]) = (5, -5,) 2. (2-5,) 145, (2-5,) 8 /, (1- /,) 12 (/ 2 - /,) 2+ | 5, (// 2 - //,) 2.

Zur präzisen und numerisch stabilen Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds kann vorgesehen sein, dass der Pfad durch eine Anzahl von Teilpfaden zwischen je zwei auf dem Pfad aufeinander folgend gelegenen Punkten festgelegt wird und dass für jeden einzelnen Teilpfad jeweils separat, insbesondere gemäß dem im vorigen Absatz genannten Formel, ein Teilpfadintegral ermittelt wird und das Pfadintegral über den gesamten Pfad als Summe der Teilpfadintegrale über die einzelnen Teilpfade ermittelt wird.For a precise and numerically stable determination of the difference perceptible to the human eye, it can be provided that the path is defined by a number of partial paths between every two points lying consecutively on the path and that for each individual partial path separately, in particular according to the the previous paragraph, a partial path integral is determined and the path integral over the entire path is determined as the sum of the partial path integrals across the individual partial paths.

Um das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Vielzahl unterschiedlich codierter Farbwerte vorzunehmen, kann vorgesehen sein, dass die dem Vergleich zugrunde gelegten Farbwerte durch Transformation aus einem vorgegebenen Farbraum, 3/15 3 beispielsweise aus einem RGB-, XYZ-, CIELab- oder YMC-Farbraum, in den HSI-Farbraum erstellt werden.In order to carry out the method according to the invention with a multiplicity of differently coded color values, it may be provided that the color values on which the comparison is based are transformed from a given color space, for example from an RGB, XYZ, CIELab or YMC color space. be created in the HSI color space.

Um Farbwerte unterschiedlicher Gegenstände zu ermitteln und für einen Vergleich zur Verfügung zu halten, kann vorgesehen sein, a) dass zwei Farbwerte erstellt werden, indem mittels zweier für unterschiedliche Wellenlängen sensitiven Sensoren jeweils Sensormesswerte ermittelt werden, b1) dass die Sensormesswerte die Komponenten des jeweiligen Farbvektors der Farbwerte bilden oder b2) dass die Sensormesswerte in den FISI-Farbraum transformiert werden und die Farbwerte durch Transformation aus den Sensormesswerte ermittelt werden, und c) dass die beiden Farbwerte gemäß einem der vorangehenden Ansprüche miteinander verglichen werden und ein für das Auge wahrnehmbarer Unterschied (ΔΕ) ermittelt wird.In order to determine color values of different objects and to make them available for comparison, provision can be made for a) two color values to be determined by means of two sensors sensitive to different wavelengths, b1) that the sensor measured values are the components of the respective color vector or b2) transforming the sensor measured values into the FISI color space and determining the color values by transformation from the sensor measured values, and c) comparing the two color values according to one of the preceding claims with each other and making a visual difference ( ΔΕ) is determined.

Ein Vergleich zwischen zwei Digitalbildern kann dadurch vorgenommen werden, dass zwei Digitalbilder mit einer Vielzahl von Pixeln herangezogen werden, denen jeweils zumindest ein Farbwert zugeordnet ist, wobei jeweils ein Pixel eines der Digitalbilder, insbesondere aufgrund identischer Bildposition, eineindeutig jeweils einem Pixel des jeweils anderen Digitalbilds zugeordnet ist, und dass für eine Teilmenge der Pixel oder für jedes der Pixel der jeweils wahrnehmbare Unterschied zwischen dem Farbwert des jeweiligen Pixels im Digitalbild und dem Farbwert des ihm zugeordneten Pixels im jeweils anderen Digitalbild ermittelt und zumindest einem oder beiden dieser einander zugeordneten Pixel zugeordnet wird.A comparison between two digital images can be made by using two digital images with a multiplicity of pixels to which at least one color value is assigned in each case one pixel of each of the digital images, in particular due to identical image position, each one pixel of the other digital image and that, for a subset of the pixels or for each of the pixels, the perceptible difference between the color value of the respective pixel in the digital image and the color value of its associated pixel is determined in the other digital image and associated with at least one or both of these associated pixels ,

Zum selben Zweck kann bevorzugt vorgesehen werden, dass - die Pixel, für die jeweils ein Unterschied ermittelt wurde herangezogen werden, - für diese Pixel ein Mittelwert für die pixelweise ermittelten wahrnehmbare Unterschied ermittelt wird, und dieser Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und - die beiden Digitalbilder als übereinstimmend erkannt werden, wenn dieser Mittelwert unterhalb des Schwellenwerts liegt.For the same purpose, it can preferably be provided that: the pixels for which a difference was determined in each case are used, an average value for the perceptible difference determined per pixel is determined, and this value is compared with a predefined threshold value, and the two digital images are identified as coincident if this average is below the threshold.

Ein Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bevorzugterweise auf einem Datenträger abgespeichert werden.A computer program for carrying out the method according to the invention can preferably be stored on a data carrier.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher dargestellt. 4/15 4The invention is illustrated in more detail below with reference to exemplary embodiments. 4/15 4

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer Vergleichseinheit zum Vergleich von zwei Farbwerten im HSI-Farbraum. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit zwei Sensoren, wobei die von diesen ermittelten Farbwerte miteinander verglichen werden. Fig. 3 zeigt einen Vergleich eines Farbwerts mit einem Referenzfarbwert. Fig. 4 zeigt den Vergleich von zwei Bildern.1 shows a first embodiment of the invention with a comparison unit for comparing two color values in the HSI color space. 2 shows a further embodiment of the invention with two sensors, wherein the color values determined by these are compared with one another. 3 shows a comparison of a color value with a reference color value. Fig. 4 shows the comparison of two images.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die eine Vergleichseinheit 11 aufweist. Dieser Vergleichseinheit 11 sind zwei Farbwerte Ci, C2 zugeführt, die im HSI-Farbraum angegeben sind.FIG. 1 shows a first embodiment of the invention, which has a comparison unit 11. This comparison unit 11 is supplied with two color values Ci, C2, which are indicated in the HSI color space.

Prinzipiell ist es zur Bestimmung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds ΔΕ zwischen den beiden Farbwerten Ci, C2 möglich, diese Farbwerte C15 C2 in einen weiteren, als H2SI-Raum bezeichneten Farbraum zu transformieren und den Abstand zwischen den jeweiligen Entsprechungen CY, C2'der beiden Farbwerte CY C2in diesem Farbraum zu ermitteln. Dieser Farbraum ist kann durch die folgenden Transformationsgleichungen festgelegt werden:In principle, in order to determine the difference ΔΕ between the two color values Ci, C2 perceptible to the human eye, it is possible to transform these color values C15 C2 into a further color space designated as H2SI space and to determine the distance between the respective correspondences CY, C2'der to determine both color values CY C2 in this color space. This color space can be determined by the following transformation equations:

Eine Umwandung in diesen Farbraum ist jedoch in vielen Fällen numerisch aufwendig und benötigt einen größeren Speicherplatz. Darum wird bei der Erfindung ein Vorgehen gewählt, bei dem anstelle der Ermittlung des Abstandes zwischen den beiden in den H2SI-Raum transformierten Punkten ein Pfadintegral im HSI-Raum ermittelt und ausgewertet wird. Unter der Voraussetzung, dass α = 1/2, φ = 0 und n = 2 entspricht der Abstand im H2SI-Raum dem folgenden im HSI-Raum ermittleten Pfadintegral: AE - c2 wobei das Linienelement bzw. Liniendiffernetial ds entsprechend der vorstehend genannten Transformationsgleichungen vorgegeben wird. Das Linienelement hat den folgenden Wert: 5/15 5 5Conversion to this color space, however, is in many cases numerically complex and requires a larger storage space. Therefore, in the invention, a procedure is chosen in which, instead of determining the distance between the two points transformed into the H2SI space, a path integral in the HSI space is determined and evaluated. Assuming that α = 1/2, φ = 0 and n = 2, the distance in the H2SI space corresponds to the following path integral determined in the HSI space: AE-c2 where the line element or line di- rectionial ds is given according to the above-mentioned transformation equations becomes. The line element has the following value: 5/15 5 5

SdH~SdH ~

Zur numerischen Ermittlung stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Eine erste bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass für sehr ähnliche Farben, d.h. für Farben mit sehr geringem Farbabstand, eine Näherung für die Bestimmung des Farbabstands vorgenommen wird, wobei die einzelnen Differentiale ds, dS, dl und dH durch die jeweiligen Differenzen der Anteile der Farbwerte ersetzt werden: ds As dS AS = |S2-Si| dl AI = |l2-l,| dH^AH=|H2-H,There are several options for numerical determination. A first preferred embodiment provides that for very similar colors, i. for colors with very small color difference, an approximation is made for the determination of the color difference, wherein the individual differentials ds, ds, dl and dH are replaced by the respective differences of the proportions of the color values: ds As dS AS = | S2-Si | dl AI = | l2-l, | dH ^ AH = | H2-H,

Da die Unterschiede zwischen den einzelnen Komponenten der Farbwerte gemäß der vorstehend getroffenen Annahme sehr gering sind, kann bei der Ermittlung von As2 anstelle der im Differential angegebenen Koordinatenwerte H, S, I wahlweise eine der beiden Komponenten der zu vergleichenden Farbwerte Η = H, oder H = H2, S = Si oder S = S2, I = li oder I = l2 herangezogen werden. Alternativ kann auch zur Erhöhung der Genauigkeit der Mittelwert der beiden Komponenten herangezogen werden: Η = (H, + H2)/2, S = (S, + S2)/2, I = (I, + l2)/2.Since the differences between the individual components of the color values are very small according to the assumption made above, one of the two components of the color values Η = H, or H, to be compared can optionally be used instead of the differential values H, S, I given in the determination of As2 = H2, S = Si or S = S2, I = li or I = l2. Alternatively, the mean value of the two components can also be used to increase the accuracy: Η = (H, + H2) / 2, S = (S, + S2) / 2, I = (I, + l2) / 2.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden H, S, I, dS, dH, dl wie folgt festgelegt: H = Hi, S = S-ι, I = li, dH = HrHi, dl = \z-\u dS = Das Pfadintegral bzw. der für den Menschen wahrnehmbare Unterschied ΔΕ wird in diesem Fall durch bloßes Einsetzen der beiden Randpunkte des Pfades ausgewertet und ergibt sich wie folgt:In a preferred embodiment, H, S, I, dS, dH, dl are defined as follows: H = Hi, S = S-1, I = li, dH = HrHi, dl = \ z- \ u dS = The path integral resp In this case, the difference ΔΕ perceptible to humans is evaluated by merely inserting the two boundary points of the path and results as follows:

Das folgende Beispiel zeigt die Anwendung dieser Formel bei kleinen Werten. Es wird die Farbe Rot [Hi, Si, h] = [0; 1; 0,5] mit einem Farbwert verglichen, der sehr nahe bei rot liegt und den Wert [H2, S2, l2] = [0,01; 0,99; 0,505] aufweist. Setzt man diese Werte in die vorstehend genannte Formel ein, so ergibt sich ein Wert für den von der für den Menschen wahrnehmbaren Unterschied von ΔΕ = 0,0169.The following example shows the application of this formula for small values. The color red [Hi, Si, h] = [0; 1; 0.5] is compared with a color value which is very close to red and has the value [H2, S2, l2] = [0.01; 0.99; 0.505]. Substituting these values in the above-mentioned formula gives a value for the difference of ΔΕ = 0.0169 perceptible to humans.

Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, für größere Farbabstände zwischen den beiden angegebenen Farbwerten Ci, C2 das Pfadintegral numerisch entlang des gesamten Pfads zwischen den beiden Farbwerten auszuwerten. Hierfür kann zunächst ein beliebiger Pfad im HSI-Raum zwischen den 6/15 6 beiden Farbwerten C15 C2 herangezogen werden. Der Pfad wird in eine Anzahl von Teilpfaden unterteilt, die zwischen je zwei auf dem Pfad aufeinander folgend angeordneten Punkten festgelegt sind. Für jeden einzelnen Teilpfad wird jeweils separat, ein Teilpfadintegral ermittelt durch numerische Näherung ermittelt. Das Pfadintegral über den gesamten Pfad wird als Summe der Teilpfadintegrale über die einzelnen Teilpfade ermittelt. Der Wert dieses Pfadintegrals wird dem für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschied ΔΕ gleichgehalten.In an alternative preferred embodiment of the invention, it is provided to evaluate the path integral numerically along the entire path between the two color values for larger color distances between the two specified color values Ci, C2. For this, an arbitrary path in the HSI space between the 6/15 6 two color values C15 C2 can be used first. The path is divided into a number of subpaths set between every two points consecutively placed on the path. For each individual partial path, a partial path integral determined by numerical approximation is determined separately. The path integral over the entire path is determined as the sum of the partial path integrals over the individual subpaths. The value of this path integral is kept equal to the perceivable color difference ΔΕ.

Das im HSI-Farbraum ermittelte Pfadintegral auf einem Pfad zwischen zwei Farbwerten entspricht näherungsweise der Länge eines in den H2SI- Farbraum transformierten Pfads im H2SI- Farbraum. Das Pfadintegral stellt somit bei Auswahl eines geradlinigen Pfads im FI2SI-Farbraum den euklidischen Abstand zwischen den beiden Entsprechungen der beiden Farbwerte im FI2SI-Farbraum dar. Nimmt man als Pfad hingegen einen im HSI-Raum geradlinig verlaufenden Pfad zwischen den beiden Farbwerten C2 als Grundlage für die Berechnung des Integrals, so wird dieser Pfad durch die Transformation in den FI2SI-Farbraum gekrümmt und stellt in diesem jedenfalls nicht die kürzeste Verbindung zwischen den beiden jeweils transformierten Farbwerten C/, C2' dar. Aus diesem Grund kann vorgesehen sein, zur besonders genauen Ermittlung des Abstands zwischen den beiden Farbwerten denjenigen Pfad zu finden, für den der kürzeste Abstand zwischen den transformierten Farbwerten C/, C2' im FI2SI-Farbraum besteht.The path integral determined in the HSI color space on a path between two color values corresponds approximately to the length of a path transformed into the H2SI color space in the H2SI color space. The path integral thus represents the Euclidean distance between the two correspondences of the two color values in the FI2SI color space when a rectilinear path in the FI2SI color space is selected. If, on the other hand, a path between the two color values C2 is used as the path in the HSI space the computation of the integral, this path is curved by the transformation into the FI2SI color space and in this case in any case does not represent the shortest connection between the two respectively transformed color values C /, C2 '. For this reason, it can be provided for particularly accurate Determining the distance between the two color values to find the path for which there is the shortest distance between the transformed color values C /, C2 'in the FI2SI color space.

Ein Verfahren, bei dem der Pfad, entlang dessen die numerische Integration durchgeführt wird, so lange geändert wird, bis das jeweilige Pfadintegral einen minimalen Wert ergibt, ist beispielsweise beschrieben in W. Hackbusch, H.R. Schwarz, and E. Zeidler, Teubner Taschenbuch der Mathematik, Teil i, 3. ed., ch. 7.6.2 Randwertprobleme, p. 1162 ff., Teubner, Stuttgart Leipzig, 1996. J. Stoer and R. Burlisch, Numerische Mathematik, 3. ed., vol. 2, ch. 7.3 Randwertprobleme, p. 180 ff., Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1990.A method in which the path along which the numerical integration is performed is changed until the respective path integral gives a minimum value is described, for example, in W. Hackbusch, H.R. Schwarz, and E. Zeidler, Teubner Taschenbuch der Mathematik, Part i, 3rd ed., Ch. 7.6.2 boundary value problems, p. 1162 ff., Teubner, Stuttgart Leipzig, 1996. J. Stoer and R. Burlisch, Numerical Mathematics, 3rd ed., Vol. 2, ch. 7.3 boundary value problems, p. 180 ff., Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1990.

Der Pfad wird so lange angepasst, bis der Wert, der sich durch die Auswertung des Pfadintegrals ergibt, einen minimalen Wert aufweist.The path is adjusted until the value resulting from the evaluation of the path integral has a minimum value.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht, wobei der Vergleichseinheit 21 zusätzlich zwei Sensoren 23a, 23b vorgeschaltet sind. Die Sensoren 23a, 23b bestimmen die Farbe der Oberfläche 7/15 7 eines in ihrem Aufnahmebereich befindlichen Gegenstands und stellen jeweils einen zur Zeit von ihm ermittelten Sensorwert Ci*, C2* an ihrem jeweiligen Ausgang zur Verfügung.FIG. 2 shows a further embodiment of the invention which corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, the comparison unit 21 additionally being preceded by two sensors 23a, 23b. The sensors 23a, 23b determine the color of the surface 7/15 7 of an object located in its receiving area and in each case provide a sensor value Ci *, C2 *, which is currently determined by it, at its respective output.

Wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, kann vorgesehen sein, dass der Sensorwert Ci*, C2* in Form eines RGB-, XYZ-, CIELab- oder YMC-Farbwerts codiert oder dargestellt ist. Der Sensorwert Ci*, C2* wird einer dem Sensor 23a, 23b nachgeschalteten Umwandlungseinheit 22a, 22b zugeführt, die den Sensorwert Ci*, C2* vom jeweiligen Farbraum in den FISI-Farbraum transformiert und an ihrem Ausgang einen HSI-Farbwert Ci, C2 zur Verfügung hält. Diese Farbwerte werden der Vergleichseinheit 21 zugeführt, an deren Ausgang der für das menschliche Auge wahrnehmbare Unterschied ΔΕ zur Verfügung gehalten wird.As shown in the present exemplary embodiment, provision can be made for the sensor value Ci *, C2 * to be encoded or represented in the form of an RGB, XYZ, CIELab or YMC color value. The sensor value Ci *, C2 * is fed to a conversion unit 22a, 22b connected downstream of the sensor 23a, 23b, which transforms the sensor value Ci *, C2 * from the respective color space into the FISI color space and at its output an HSI color value Ci, C2 Available. These color values are supplied to the comparison unit 21, at the output of which the difference ΔΕ perceptible to the human eye is kept available.

Fig. 3 zeigt ein alternatives Vorgehen, bei dem ein vorgegebener Referenzfarbwert Cref mit einem von einem Sensor 33 aufgenommenen Sensorwert C* verglichen werden soll. Der dem Referenzfarbwert Cref zugrundeliegende Wert kann in einem beliebigen Farbraum zur Verfügung gestellt werden. Er wird anschließend, sofern er nicht bereits im FISI-Farbraum vorliegt, in diesen transformiert. Der vom Sensor 33 aufgenommene Sensorwert C* wird, sofern er nicht bereits im FISI-Farbraum vorliegt, in diesen von einer Umwandlungseinheit 32 transformiert und steht an deren Ausgang als Farbwert C zur Verfügung. Der am Ausgang der Umwandlungseinheit 32 vorliegende Farbwert C wird mit dem ebenfalls in den FISI-Farbraum transformierten Referenzfarbwert Cref verglichen und der Vergleichseinheit 31 zugeführt. Diese Vergleichseinheit 31 bestimmt den für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschied ΔΕ zwischen dem Farbwert C und dem Referenzfarbwert Cref gemäß den vorstehend genannten Vorgehensweisen.3 shows an alternative procedure in which a predefined reference color value Cref is to be compared with a sensor value C * recorded by a sensor 33. The value underlying the reference color value Cref can be made available in any color space. It is then transformed into the FISI color space if it does not already exist in the FISI color space. The sensor value C * recorded by the sensor 33, unless it is already present in the FISI color space, is transformed into this by a conversion unit 32 and is available at its output as a color value C. The color value C present at the output of the conversion unit 32 is compared with the reference color value Cref also transformed into the FISI color space and supplied to the comparison unit 31. This comparing unit 31 determines the human-perceivable color difference ΔΕ between the color value C and the reference color value Cref according to the above-mentioned procedures.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die zur Bestimmung von für den Menschen bzw. dessen Auge wahrnehmbaren Unterschieden ganzer Bilder verwendet wird. In Fig. 4 ist eine mögliche Vorgehensweise zum Vergleich von zwei Digitalbildern D1s D2 dargestellt. Digitalbilder Du D2 liegen grundsätzlich in verschiedenen Formaten und verschiedener Größe vor. Vor dem Vergleich werden die zu vergleichenden Digitalbilder Di, D2 zunächst, insbesondere durch Interpolation, auf dieselbe Größe gebracht. Unter derselben Größe versteht man in diesem Zusammenhang dieselbe Anzahl von Zeilen und Spalten des Bildes. FHierbei wird jeweils ein Pixel P, Q des einen Digitalbilds Di jeweils einem Pixel P, Q des jeweils anderen Digitalbilds D2 eineindeutig aufgrund der Position zugeordnet. Im vorliegenden Fall erfolgt die eineindeutige Zuordnung der einzelnen Pixel P, Q der beiden Bilder D^ D2 über die diesen Pixeln P, Q zugeordneten Koordinaten. 8/15 8FIG. 4 shows a further embodiment of the invention which is used to determine differences in whole images perceptible to the human or his eye. FIG. 4 shows a possible procedure for comparing two digital images D1s D2. Digital pictures Du D2 are basically available in different formats and different sizes. Before the comparison, the digital images Di, D2 to be compared are first brought to the same size, in particular by interpolation. The same size in this context means the same number of lines and columns of the image. Here, one pixel P, Q of the one digital image Di is respectively uniquely assigned to one pixel P, Q of the other digital image D2 due to the position. In the present case, the one-to-one assignment of the individual pixels P, Q of the two images D ^ D2 takes place via the coordinates assigned to these pixels P, Q. 8/15 8

Eine Möglichkeit des Vergleichs der beiden Bilder D15 D2 liegt darin, die einzelnen einander aufgrund der Position zugeordneten Pixel P, Q miteinander auf übereinstimmende Farbwerte Ci', C2' zu vergleichen und jedem der Pixel P, Q jeweils den für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschied ΔΕ wie bei einer der vorangehenden Ausführungsformen dargestellt, zu ermitteln. Dieser Unterschied ΔΕ wird dem jeweiligen Pixel P, Q zugeordnet. Die beiden Digitalbilder Di, D2 werden dann als übereinstimmend erkannt, wenn der pixelweise ermittelte durchschnittliche wahrnehmbare Unterschied ΔΕ unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Für die Bildung des durchschnittliche wahrnehmbare Unterschied ΔΕ wird der Mittelwert des Unterschieds ΔΕ für diejenigen Pixel herangezogen, für die der Unterschied ΔΕ ermittelt wurde. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine nur Teilmenge derjenigen Pixel P, Q für die Bildung des Mittelwerts heranzuziehen, für die ein Unterschied ΔΕ ermittelt worden ist. 9/15 9One possibility for comparing the two images D15 D2 is to compare the individual pixels P, Q associated with each other on the basis of matching color values Ci ', C2' and each of the pixels P, Q respectively to the difference ΔΕ perceptible to the human eye as shown in one of the preceding embodiments to determine. This difference ΔΕ is assigned to the respective pixel P, Q. The two digital images Di, D2 are then identified as coincident if the pixel-by-pixel average perceptible difference ΔΕ is below a predetermined threshold value. For the formation of the average perceptible difference ΔΕ, the mean value of the difference ΔΕ is used for those pixels for which the difference ΔΕ was determined. Of course, it is also possible to use only a subset of those pixels P, Q for the formation of the mean value for which a difference ΔΕ has been determined. 9/15 9

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Ermittlung des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschieds (ΔΕ) zwischen zwei im HSI-Farbraum mit den Koordinaten (H, S, I) vorgegebenen Farbwerten (Ci, C2), wobei die Farbwerte (Ci, C2) jeweils in Form eines Farbvektorens umfassend eine Anzahl von drei Farbanteilen gemäß Ci = [H15 Si, h], C2 = [H2, S2, l2] angegeben werden und wobei die Farbanteile (H^ H2, Si, S2, h, l2) in den folgenden Intervallen vorgegeben sind: 0 s Hi < 2π; 0 s H2 < 2tt; 0<Si<1;0sS2i1;0<l1<1;0s dadurch gekennzeichnet, dass der für das Auge wahrnehmbare Unterschied (ΔΕ) als Pfadintegral auf einem im HSI-Farbraum verlaufenden Pfad zwischen den beiden Farbvektoren (Ci, C2) ermittelt wird, wobei das Pfadintegral gemäß der folgenden Vorschrift festgelegt wird:1. Method for determining the difference (ΔΕ) perceptible to the human eye between two color values (Ci, C2) predetermined in the HSI color space with the coordinates (H, S, I), the color values (Ci, C2) respectively in the form of a color vector comprising a number of three color components according to Ci = [H15Si, h], C2 = [H2, S2, l2] and wherein the color components (H ^ H2, Si, S2, h, l2) in the following intervals are given: 0 s Hi <2π; 0s H2 <2n; 0 <Si <1; 0sS2i1; 0 <l1 <1; 0s, characterized in that the difference (ΔΕ) perceptible to the eye is determined as a path integral on a path in the HSI color space between the two color vectors (Ci, C2), where the path integral is determined according to the following rule:

und das Diffential ds wie folgt festgelegt wirdand the differential ds is set as follows

oder ein beliebiges Vielfaches hiervon ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildung des Pfadintegrals unter allen möglichen Pfaden zwischen den beiden Farbwerten (C!, C2) derjenige Pfad ausgewählt wird, für den der jeweilige für das Auge wahrnehmbare Unterschied (ΔΕ) minimal ist. 3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfadintegral näherungsweise ermittelt wird, indem der jeweilige für das Auge wahrnehmbaren Unterschied (ΔΕ) wie folgt festgelegt wird:or any multiple of this. 2. The method according to claim 1, characterized in that for the formation of the path integral among all possible paths between the two color values (C !, C2) that path is selected for which the respective perceptible difference (ΔΕ) is minimal. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the path integral is approximately determined by the respective perceptible to the eye difference (ΔΕ) is determined as follows:

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfad durch eine Anzahl von Teilpfaden zwischen je zwei auf dem Pfad aufeinander 10/15 10 folgend gelegenen Punkten festgelegt wird und dass für jeden einzelnen Teilpfad jeweils separat, insbesondere gemäß Anspruch 3, ein Teilpfadintegral ermittelt wird und das Pfadintegral über den gesamten Pfad als Summe der Teilpfadintegrale über die einzelnen Teilpfade ermittelt wird. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Vergleich zugrunde gelegten Farbwerte (Ci, C2) durch Transformation aus einem vorgegebenen Farbraum, beispielsweise aus einem RGB-, XYZ-, CIELab- oder YMC-Farbraum, in den HSI-Farbraum erstellt werden. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass zwei Farbwerte erstellt werden, indem mittels zweier für unterschiedliche Wellenlängen sensitiven Sensoren jeweils Sensormesswerte (ΟΛ C2*) ermittelt werden, b1) dass die Sensormesswerte (CV, C2*) die Komponenten des jeweiligen Farbvektors der Farbwerte (015 C2) bilden oder b2) dass die Sensormesswerte (ΟΛ C2*) in den HSI-Farbraum transformiert werden und die Farbwerte (C^ C2) durch Transformation aus den Sensormesswerte (ΟΛ C2*) ermittelt werden, und c) dass die beiden Farbwerte (Cu C2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche miteinander verglichen werden und ein für das Auge wahrnehmbarer Unterschied (ΔΕ) ermittelt wird. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Digitalbilder (D1s D2) mit einer Vielzahl von Pixeln (Pu ..., Pn; Qi, ..., Qn) herangezogen werden, denen jeweils zumindest ein Farbwert (Ci, C2) zugeordnet ist, wobei jeweils ein Pixel (Px) eines der Digitalbilder (Di), insbesondere aufgrund identischer Bildposition, eineindeutig jeweils einem Pixel (Qx) des jeweils anderen Digitalbilds (D2) zugeordnet ist, und dass für eine Teilmenge der Pixel (P15 ..., Pn) oder für jedes der Pixel (P15 ..., Pn) der jeweils wahrnehmbare Unterschied (ΔΕ) zwischen dem Farbwert (Ci, C2) des jeweiligen Pixels (Px) im Digitalbild (D^ und dem Farbwert (Cu C2) des ihm zugeordneten Pixels (Qx) im jeweils anderen Digitalbild (D2) ermittelt und zumindest einem oder beiden dieser einander zugeordneten Pixel (Px, Qx) zugeordnet wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - die Pixel, für die jeweils ein Unterschied ermittelt wurde herangezogen werden, 11/15 11 - für diese Pixel ein Mittelwert für die pixelweise ermittelten wahrnehmbare Unterschied (ΔΕ) ermittelt wird, und dieser Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und - die beiden Digitalbilder (D^ D2) als übereinstimmend erkannt werden, wenn dieser Mittelwert unterhalb des Schwellenwerts liegt. 9. Datenträger, auf dem ein Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche abgespeichert ist. 12/154. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the path is determined by a number of partial paths between each two on the path successive points 10/15 10 following and that for each individual partial path in each case separately, in particular according to claim 3, a partial path integral is determined and the path integral over the entire path is determined as the sum of the partial path integrals over the individual partial paths. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the comparison based color values (Ci, C2) by transformation from a given color space, for example from an RGB, XYZ, CIELab or YMC color space, in the HSI Color space are created. 6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a) that two color values are created by sensor readings (ΟΛ C2 *) being determined by means of two sensors sensitive to different wavelengths, b1) that the sensor measured values (CV, C2 *) are the Form components of the respective color vector of the color values (015 C2) or b2) that the sensor measured values (ΟΛ C2 *) are transformed into the HSI color space and the color values (C ^ C2) are determined by transformation from the sensor measured values (ΟΛ C2 *), and c) that the two color values (Cu C2) according to one of the preceding claims are compared with one another and a difference (ΔΕ) perceptible to the eye is determined. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that two digital images (D1s D2) with a plurality of pixels (Pu ..., Pn; Qi, ..., Qn) are used, each of which at least one color value (Ci , C2), wherein in each case one pixel (Px) of one of the digital images (Di), in particular due to identical image position, is unambiguously associated with one pixel (Qx) of the respective other digital image (D2), and that for a subset of the pixels ( P15 ..., Pn) or for each of the pixels (P15 ..., Pn) the respectively perceivable difference (ΔΕ) between the color value (Ci, C2) of the respective pixel (Px) in the digital image (D ^ and the color value ( Cu C2) of the associated pixel (Qx) in the respective other digital image (D2) and associated with at least one or both of these associated pixels (Px, Qx). for each of which a difference has been determined will be used For these pixels an average value for the perceptible difference (ΔΕ) determined pixel by pixel is determined, and this value is compared with a predetermined threshold value, and the two digital images (D ^ D2) are recognized as coinciding, if this Mean value is below the threshold. 9. data carrier on which a computer program for carrying out a method according to one of the preceding claims is stored. 12/15