CN102668533B - 生成优化的打印机校正的方法 - Google Patents

Abstract

为了相对于一维校正针对组合打印优化打印机校正表格并且改进校正而建议一种优化打印机校正的方法，该方法具有如下步骤：a）为每个基本色在色度方面限定最大值，b）在色度方面线性化每个基本色，c）在色度方面确定所有基本色的组合打印的最大值，d）定义得出的色域，e）等间距地确定所述色域的外包络线，f）插值出所得出的校正表格的中间值。

Description

生成优化的打印机校正的方法

技术领域

本发明涉及一种用于生成优化的打印机校正的方法。

背景技术

通常在基本色的基于密度的线性化的基础上来线性化或校正打印机（喷墨系统、激光系统、其他数字打印系统）。所述打印机通常利用基本色青色、品红、黄色和黑色（CMYK）工作。在此，校正理解为重建定义的目标状态。也就是，在例如密度校正中重新达到目标密度。针对线性化为每个颜色确定最大色密度，并且然后线性递减地为中间分级确定相应的密度值。随后，探寻达到定义的色密度的百分比控制值（色调值（Tonwert））。将该分配方案针对每个打印颜色存储在一维表格中。在校正时，再重复该探寻，以便重新达到定义的密度；当然在该情况下，考虑打印机的已变化的特性。代替所测得的密度也可以将所测得的色值（例如CIELAB值）用于线性化和校正。例如：100%青色测得1.5的最大密度。为了达到一半的密度，即0.75，必须仅打印43%青色。那么，在线性化表格或校正表格里为输入值50%分配输出值43%。

在该方法中还是未考虑，虽然校正之后基本色已重新达到目标状态，但打印机的组合打印特性可能发生变化。尽管进行了校正，在组合打印中还是存在可见的区别。由以下方式达到该校正的改善，即，形成三维或者更高维度的分配表格，该分配表格还包含由组合打印得到的颜色的目标值。则在校正时，探寻基本色组合，该组合呈现定义的目标颜色。在该情况下，将所测得的色值用作为目标值，该色值对应于人眼的视觉感受（CIELAB）。在该情况下，在输入色调值的组合的校正表格中存储CIELAB目标值并且存储达到目标值所需的基本色组合。

作为另外的重要方面，由此得出对打印机可打印颜色范围的定义的和保持不变的描述，该描述可以用于其他任务，例如用于计算模拟参数。在此，在打印机上模拟另外的颜色还原方法。

在公知的方法中测量目标值。由此，不强制达到：这些值是等间距的。也不进行中性灰平衡。相反，所测量的目标值经受通常在每次测量中出现的波动。

基于如下简短释义说明在此关联语境中使用的概念：

颜色（在色度学中更确切地描述为色刺激值）以颜色刺激为依据，其通过其光谱组成来区分。由于需要能够精确定义这些区别而发展出各种不同的颜色模型。每个颜色可以通过颜色名称（描述性语言），然而也可以通过数字色坐标来定义。视颜色模型而定地，可以按照亮度、饱和度和色相，然而也可以按照明/暗值、红/绿值和黄/蓝值（例如在通常使用的CIELAB颜色模型中）以三个这种量值单义性地描述颜色。

在CIELAB颜色模型中，三个量值L*、a*和b*张起三维笛卡尔空间，该空间标称为颜色空间。在此，在该CIELAB颜色空间中，色坐标表示在CIELAB颜色空间中由其三个坐标给定的点。两个色坐标之间的间距近似相当于所述颜色的实际情况之间的视觉感受的色差。所以，颜色空间主要用于使理想状态（例如期望的目标值）与所得到的现实情况之间的差别可视化。

一种给定颜色的方法只可以实现所有可以想到的色坐标的一部分。虽然一些颜色具有定义的色坐标，但却不能利用可供使用的颜料来构成。可构成的颜色在颜色空间中形成形体，该形体也被描述为域。该形体被称为色域。

发明内容

从前述现有技术出发，本发明任务在于，消除对组合打印进行一维校正的缺点，并且同时优化校正表格。

为了实现技术解决方案，根据本发明建议一种具有以下分步骤的方法：

1.在色度方面限定基本色的最大值

2.在色度方面线性化基本色

3.在色度方面确定所有颜色的组合打印最大值

4.确定色域的等间距外包络线

5.插值出校正表格的所有中间值

6.存储和应用校正表格

依据本发明的方法用于生成优化校正表格并且生成该表格的目标值的定义。在此，定义基本色的优化的最大值并且对其线性化。此外，形成三维或者更高维度的分配表格，该分配表格考虑所有打印颜色的优化最大上色。在此，张起在视觉上尽可能等间距的颜色空间，该颜色空间包含中性灰轴并且提供均匀色彩过渡。

具体实施方式

以下描述各个步骤：

1.在色度方面限定基本色的最大值

前提是，在控制打印机时，如通常那样针对每个基本色将控制值（所谓的色调值，从0至100%）转化为涂施的色量。相当于100%的色量通常首先如此确定，即，该色量可以在打印技术方面有意义进行处理，例如还可以烘干。然而该最大值并不必在色度方面有意义。在该步骤中，确定色度方面优化的最大值。

在打印机上打印测试图，该测试图针对每个基本色包含0%与100%之间精细地分级上升的色块（例如以1%间距）。为每个单个基本色执行如下步骤：在一维表格中如此记载所测得的、色块的CIE L*a*b*值，即，给每个百分比分级（每个色调值）分配一CIE L*a*b*值。利用适当方法平滑CIE L*a*b*值序列，以便消去打印或测量精度。为每个分级确定其颜色饱和度。例如通过定义的杂色C*适合作为尺度。基本色的优化最大值位于最大饱和度之前的附近的点上，当达到饱和时，斜率在该点处下降到定义的阈值之下。（针对不同基本色则通常得出不同的最大值。）从表格中去除所有在优化最大值的之上的色块。将表格中的色调值线性分度，从而使得优化最大值经分配地获得新的、在色度方面限定的色调值100%。

图1a示出基本色的饱和度曲线，并且示出根据最大饱和度进行的优化最大值的确定。关于在x方向上的百分比色调值表达（auftragen）饱和度。点X1示出优化最大值。

附图1b示出根据饱和度的升率下降到定义值以下来确定优化最大值。在X2达到该点。将斜率的阈值绘制成切线。

图1c示出在优化最大值以上的值的去除，并且示出色调值的线性分度。

2.在色度方面线性化基本色

在步骤1中，为每个基本色确定优化最大值，并且将色调值重新分度。在三维CIE L*a*b*颜色空间之内，基本色的分级典型地形成从纸白色（色调值0%）开始直至优化最大值（色调值100%）的弯曲的曲线，然而其中，L*a*b*色距不是线性地与该色调值成比例。为了线性化，现在确定从纸白色直至每个分级的曲线的长度，并且之后生成新的分配方案，现在在该分配方案中，色调值线性地对应于经过的轨迹长度相对于直至优化最大点的总长度的份额。

首先针对曲线长度确定和累加各个分级之间的色距。对此，例如ΔE（1976）方程式是适当尺度，该方程式测量CIE L*a*b*颜色空间的笛卡尔间距。利用其他色距方程式可以转换为与此不同的视觉区别评价，该视觉区别评价则肯定不再对应于L*a*b*曲线的长度，但原则上不造成破坏。因而，通常如下地描述累积色距。

以如下方式得出表格化的函数，该方式为步骤1中的在色度方面限定的色调值分配关于纸白色的累积色距（以相对于最大值百分比计量）。该函数反演，从而为相对间距值分配为此所需的色调值。这通过插值发生。由此，在输出端侧填写该基本色的新的一维线性表格，该一维线性表格相对于输入端上的每个相对间距值（例如以1%步长）包含一由步骤1得到的色调值。相对间距值是新的控制值，并且现在标称为经线性化的色调值。

例如在步骤1已确定，在色度方面优化的最大值相当于打印技术方面的控制值80%，并且在步骤2，在色度方面限定的色调值60%导致相对累积的色距50%（至最大值的半个路径长度）。现在，控制值从期望的50%的经线性化的色调值经由线性化表格转换为在色度方面限定的色调值60%，并且将其分度为打印技术方面的48%的控制值（=60的80%）。

附图2a示出颜色空间CIE L*a*b*中的基本色的弯曲的曲线。

图2b示出关于色调值的累积色距曲线。

图2c示出反函数，该函数为累积色距分配色调值。点a1相当于整个累积色距的一半。针对该点可以在y轴上的读出所需的色调值。

图2d示出基本色的线性化表格。

之后可以确定打印机的整个色域，该色域基于在色度方面限定的和经线性化的基本色。这可以在使用适当套色模型的情况下进行，或者通过对测试图进行颜色测量来进行，该测试图利用色块的适当分配来对全部色域取样。在打印测试图时借助如下方式考虑基本色的线性化表格和在色度方面的限定，即，与表格相应地修正各个色块的颜色成分。这给出控制值对CIE L*a*b*色值的分配方案。在此，还容忍在一定程度上超过最大色量（参见下方）。该分配方案在预定的控制值中作为期待的打印特性的描述来存储。

3.在色度方面确定所有颜色的组合打印最大值

对大多数打印系统来说，与定义介质相关联地具有最大上色量。如果涂施更多颜色，则例如在喷墨打印机情况下在介质上形成色晕（Farbsee），或者在基于墨粉的打印系统情况下，墨粉层会开裂并且剥落。如开头所述，各个单色已经被限定了在打印技术方面有意义的色量。然而在组合打印中很可能涂施多个颜色。为了在色度方面确定最大量，基于打印机描述（根据步骤2的分配方案），在CIE L*a*b*颜色空间中确定从纸白色向增加上色的方向的轴线，例如针对理想化三维情况，具有a*=b*=0的中性轴，针对通常情况，例如从纸白色到具有最大颜色总和的对置点的、超立方体的主对角线。然后，确定在所测得的色域之内的轴的端点。在中性轴情况下，这是最暗的中性点（具有最小L*）。于是，所属的打印机控制值具有最高的色量。从该点出发，沿着轴生成特殊的测试图，在该测试图中，以在色度方面的固定间距（例如，中性轴上的1ΔL）选择变得更亮的分级，并且根据分配方案获取和使用色块的所属控制值。打印基于色度生成的图表，之后进行视觉评价。在此，递减地探寻从其开始不再能看到视觉缺陷的色块。由此，确定最大色量，然而该最大色量通过在CIE L*a*b*中最大控制值的经定义的削减来表示。

基于取样的色域的描述现在从轴端点出发依赖于控制值地如此分度，使得，在具有更高色量的所有颜色组合的超立方体的角上相应削减CIE L*a*b*色值。通过在超立方体角之间差值的多重线性插值，在分配方案中削减CIE L*a*b*色值，并且得出用于晚些时候的多维校正的如此地经修改的目标值。基于如此分度的色域，计算下个步骤。

附图3a示出穿过CIE L*a*b*颜色空间的和穿过中性轴上最暗点m1的截面图。点m2、m3和m4分别以定义值ΔL*变亮。

图3b示意性示出要打印的测试图。各个色块的颜色组合相当于图3a中找到的中性点。

图3c示出根据最大值m3分度的颜色空间。从此处所示的理想化三维情况的立方体角中仅削减具有控制值总和的300%的下角，但是不削减具有200%的邻角。因而，削减的多重线性插值大致在下部区域中没有色域丢失地在已饱和颜色中导致CIE L*a*b*目标值的增亮。

4.确定色域的等间距外包络线。

为了在校正和限定色量之后得到尽可能视觉上等间距的色域，在下一步骤中定义色域外包络线的目标值（在L*a*b*颜色空间中）。也就是说，针对理想化三维校正表格情况，考察CMY立方体所有六个外表面。这种外表面在CIE L*a*b*颜色空间之内形成弯曲的面。针对四维校正表格的情况，考察所有24个子面，通常处理n维超立方体的所有二维子空间。

在每个面上，由在步骤3削减的分配方案公知线型格栅，该线型格栅的交叉点形成CIE L*a*b*色值。尽管有单色的线性化，但交叉点不一定均匀分布。线型格栅依随CIE L*a*b*颜色空间中的弯曲面的形状。格栅上的每个交叉点具有色调值，该色调值由基本色的两个颜色分级，并且视面位置而定地由第三基本色的和其他基本色的0%或100%组成。

类似于步骤2借助两个相邻栅点的色距定义优化的外表面，也就是说，针对二维外表面的所有格栅线与步骤2一样以定义方式执行线性化。首先在具有恒定基本色2的线上，关于累积色距使基本色1方向上的分级线性化，由此，L*a*b*目标值在该线上移动。然后，在具有恒定基本色1的线上使基本色2方向上的分级线性化。因为就每个点而言在此可能出现沿着两个交叉的格栅线移动，所以有利的是，迭代地执行线性化直至仅在定义的阈值之下出现移动，并且从而达到优化。

现在，在所有外表面的分配格栅的初始交叉点处读出校正表格的CIE L*a*b*目标值。该步骤之后确定外包络线的目标值。

图4a示出执行步骤4之前的外表面的栅格。图4b示出在步骤4之后的优化的结果。

5.插值出校正表格的所有中间值

现在在下一步骤中，计算校正表格的所有其他（内部）CIE L*a*b*目标值。为此可以借助如下方式继续步骤4中的方法，即，现在关于累积色距线性化经削减的分配表格的所有三维子空间，此后，线性化所有四维子空间等。然而针对理想化三维情况，灰轴具有特殊意义，并且对于在色域外包络线之内适当插值而言充当额外的内部固定点。

在此，灰轴定义为纸白色与最暗中性点之间的连接线。灰轴的对应色调值如此地分布，使得，在此沿着该连接线的按份额地累积的色距也对应于灰轴色调值。这例如意味着，50%青色、50%品红、50%黄色的CIE L*a*b*目标值位于该连接线的中点。

针对表格内部的插值，经线性化的外表面和经线性化的灰轴充当支撑点，该支撑点将控制值映射到目标色值。在此，“薄板样条（ThinPlate Spline）”插值方法可以应用为在这种点云中插值的适当方法。

现在，利用这种插值或者子空间线性化，可以在每个任意色调值组合的分配表格中计算用于校正的相应的CIE L*a*b*目标值。

总而言之，由初始打印机描述（步骤2中的分配方案）如此地削减在色度方面的CIE L*a*b*目标值，使得，该目标值对应于打印中可承受的色量，并且该目标值关于外表面和内部插值如此地移动，使得，该表格中的控制值导致在CIE L*a*b*空间中近似等间距的、均匀的特性。

但还不知道，实际必须打印哪些控制值，以便得到理想特性。但是现在借助与初始打印机描述可以探寻控制值组合，该组合会导致期望的阈值。在有多种解时（在四维或更高维度情况下）如通常那样，利用分离规则（Separationsvorschrift），以便选择最好的解。其作为输出色调值组合同样存储在表格中。

6.存储和应用校正表格

为了能够使用校正表格或者在较晚的时间点能够执行重新校正至目标值，存储所需的各个步骤中间结果。为每个基本色存储步骤2中的一维线性化表格（该一维线性化表格隐含步骤1中在色度方面的限定），以及从控制值到优化CIE L*a*b*目标值的三维、四维或者更高维度的分配表格，和根据步骤5中的所需的输出色调值组合。

如果现在利用校正表格以便为打印机准备任意数据，那么可以从所存储的值中快速为每个任意输入色调值组合插值出要使用的输出色调值组合，而无需重新执行对满足目标值的适当组合的高消耗的探寻。

如果利用配合于校正表格的测试图（其包含具有表格的输入色调值组合的色块）并且输出具有该数据准备的测试图，那么利用该表格中的输出色调值组合并且通过一维线性化表格换算和打印测试图。在理想情况下，刚好出现可以预期打印机描述的CIE L*a*b*色值，也就是校正表格的目标值。

经过一段时间，可能由于外部影响例如温度、空气湿度等而发生变化，由于所使用的打印颜色的存量变化或者由于其他因素的变化，尽管同时进行了控制，但仍可能印出的色彩表现发生变化。那么颜色有异地打印测试图。然后，如果应当将打印机校正至初始保持的且优化的状态，则通过测量来确定校正表格的目标值与实际值之间的偏差，并且在打印机描述中探寻输出色调值组合的更改，其相对于初始输出色调值组合补偿了相应色彩变化。存储如此地经修正的校正表格并且替换先前的版本。

本发明的优点

依据本发明的方法的优点在于，在组合打印的所有组合中计算校正表格的目标值。在进行该计算时，例如在理想灰平衡方面和在基本色轴上的、二维外表面上的等间距性方面来优化目标值，并在色域整个内部继续进行。

如此的经校正的系统在色域中处处对输入色值的变化作出类似响应，进而由此向外提供色域，该色域特别适用于颜色还原中的高要求。这例如以沿任意方向的非常平滑和谐的颜色分布呈现。

此外，所述方法对测量精度相对不敏感，这是因为校正表格的目标值以数学方法计算，因而是平滑和良好的。

Claims (7)

1.用于生成优化的打印机校正的方法，其中，

a)在色度方面为每个基本色限定最大值，

b)在色度方面线性化每个基本色，

c)在色度方面确定所有基本色的组合打印的最大值，

d)定义所得出的色域，

e)等间距地确定所述色域的外包络线，其中，首先沿着具有恒定的第一基本色的第一线使第二基本色方向上的分级线性化，从而使得L*a*b*目标值在该第一线上移动，之后沿着具有恒定的第二基本色的第二线使第一基本色方向上的分级线性化，从而使得L*a*b*目标值在该第二线上移动，其中，迭代地执行这两条线方向上的线性化，

f)插值出所得出的校正表格的中间值

其中，在方法步骤b)中，首先将基本色的色调值线性分度，从而在步骤a)中获取的所述最大值对应于色调值100％，

其中，确定每个基本色在CIELAB颜色空间中从色调值0％直至在步骤a)中获取的最大值色调值100％的曲线总长度，

并且其中，随后将所述色调值线性地重新分配给经过的长度相对于从0％出发直至在步骤a)中获取的最大值色调值100％的确定的曲线总长度的份额。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤a)中，为每个色调值确定其颜色饱和度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，依赖于饱和度最大值确定所述最大值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，关于所述最大值与纸白色的间距设置色调值与纸白色的间距。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤c)中，打印测试图。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试图基于固定的色度方面的间距而产生。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行方法步骤f)时，基于经线性化的灰轴执行插值。