DE102006052515A1 - Two dimensional monochrome print images print quality objective determination method, involves determining diffuse measure from standard deviation of characteristics e.g. percentage area coverage, within printing screen frame - Google Patents

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Abstract

The method involves partially digitalizing a print image using an image detection system. A bitmap image is formed, and a diffuse measure is determined from a standard deviation of characteristics e.g. percentage area coverage within printing screen frame of a predetermined screen. The product of the diffuse measure and balance point measure is formed in order to form a dimensionless structure value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung, insbesondere monochromer Druckbilder, insbesondere bei mittleren Tonwerten.The The invention relates to a method for evaluation, in particular monochrome Printed images, especially at medium tonal values.

Die Erfindung findet beispielsweise Anwendung im Gebiet der Tiefdruckverfahren. Hierbei handelt es sich meist um ein halbautotypisches Druckverfahren, d.h. die Druckformen können tiefen- und flächenvariabel sein. Verfahrensbedingt müssen auch die maximalen Tonwerte gerastert werden. Durch den Einsatz dünnflüssiger Farben wird eine „Überflutung" der die einzelnen Druckpunkte trennenden Stege der Druckform auf dem Bedruckstoff erreicht. Dieses Fluten der Stege beginnt im Mitteltonbereich. Diese Bedingungen gelten prinzipiell auch für nicht halbautotypische Druckformen im Tiefdruck.The For example, the invention finds application in the field of gravure printing. This is usually a semi-autotypic printing process, i.e. the printing forms can be variable in depth and area. Due to the process also the maximum tonal values are rasterized. Because of the engagement low-viscosity paints becomes a "flood" of the individual Pressure points separating webs of the printing form on the substrate reached. This flooding of the webs begins in the midrange. These In principle, conditions also apply to non-semi-autotypical printing forms in gravure.

Daher gibt es Tonwerte, die auf dem Bedruckstoff aus diskreten Druckpunkten gebildet werden, und Tonwerte, in denen die Flächen zwischen den Druckpunkten komplett geflutet sind (idealisiert) sowie den Übergang zwischen diesen Bereichen.Therefore There are tonal values that appear on the substrate from discrete pressure points are formed, and tonal values in which the areas between the pressure points are completely flooded (idealized) as well as the transition between these areas.

Idealerweise gäbe es einen gleichmäßigen Übergang durch ein gleichmäßig ansteigendes, vernetzendes Fluten, d.h., das Fluten (Vernetzen) findet von den Druckpunkten gleichmäßig und bevorzugt in alle Richtungen statt. In der Realität gibt es diese Gleichmäßigkeit nicht.Ideally there would be a smooth transition by a steadily increasing, cross-linking flooding, i.e., flooding (cross-linking) takes place from the Pressure points evenly and preferably in all directions instead. In reality there is this uniformity Not.

Durch ein ungleichmäßiges Fluten von zunächst visuell nicht bzw. kaum wahrnehmbaren Druckpunkten kann es zur Bildung von Druckpunkt-Agglomeraten kommen, die die Qualität des Druckbildes beeinträchtigen, da Strukturen sichtbar werden, die in der Vorlage nicht vorhanden sind.By an uneven flood from first Visually imperceptible or hardly noticeable pressure points can lead to the formation come from printing point agglomerates, which improves the quality of the printed image affect as structures become visible that are not present in the template are.

Dieses Phänomen ist im Tiefdruck u.a. als Waving bekannt und resultiert aus den Wechselwirkungen beim Benetzungsvorgang der Farbe auf das Papier; bei zueinander gut angepassten Farb-Papier-Kombinationen ist bei geeigneten Druckmaschinenparametern eine Minimierung des Problems möglich.This phenomenon is in the Tiefdruck u.a. known as Waving and results from the Interactions during the wetting process of the ink on the paper; in well matched color-paper combinations is included appropriate press parameters to minimize the problem possible.

Leider gibt es keinen einheitlichen Ansatz zur Bewertung dieses Phänomens. Teilweise wird eine Rangreihenfolge von wenigen Beobachtern erstellt und mit Kennzahlen versehen. Diese Vorgehensweise ist wenig objektiv, lässt kaum eine Vergleichbarkeit über längere Zeiträume zu, zeigt keine verlässliche Differenzierung und ist zeitaufwändig. Daher liegen zuverlässigen Kennwerte weder Kunden für die Beurteilung eines Druckergebnisses, noch Druckereien für die Bewertung von Papieren hinsichtlich des Phänomens noch Papierherstellern für die Verbesserung Ihrer Produkte vor.Unfortunately There is no single approach to assessing this phenomenon. Partially, a ranking order is created by a few observers and provided with key figures. This approach is not very objective, hardly leaves a comparability over longer periods too, shows no reliable Differentiation and is time consuming. Therefore, are reliable Characteristics neither customer for the evaluation of a printing result, still printing companies for the evaluation of papers regarding the phenomenon still paper manufacturers for the improvement of your products.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine automatische Bewertung von Druckbildern erfolgen kann, insbesondere mit dem ein Waving-Index (visuell wirksamer Gesamteindruck auf den Druckmustern) und wenigstens ein Strukturparameter (Kennzeichnung der wirkenden Strukturen) mit guter Reproduzierbarkeit und hoher Übereinstimmung hinsichtlich des visuellen Eindrucks einer Gruppe von Fachbeobachtern ermittelt werden können.task The invention is to provide a method with which a automatic evaluation of printed images can be done, in particular with a waving index (visually effective overall impression on the Print patterns) and at least one structure parameter (marking the acting structures) with good reproducibility and high agreement in terms of the visual impression of a group of technical observers can be determined.

Das Messverfahren soll folgenden Anforderungen genügen:
Die durch die das Verfahren aus einem Bild extrahierten Strukturen sollen dem visuell sichtbaren Störmustern entsprechen.
The measuring method should meet the following requirements:
The structures extracted from the image by the method should correspond to the visually apparent noise pattern.

Die Bilder können bevorzugt hinsichtlich ihrer Helligkeit normiert werden können. Es können Strukturkennwerte berechnet werden, die eine hohe Korrelation mit einer visuellen Rangreihenfolge der Strukturbilder, ermittelt durch Fachleute, aufweisen.The Pictures can preferably can be normalized in terms of their brightness. It can Structural parameters are calculated that have a high correlation with a visual ranking of the structure images, determined by Professionals.

Die Strukturkennwerte können mit Materialkennwerten so kombiniert werden, dass eine hohe Korrelation mit einer visuellen Rangreihenfolge der Druckmuster, ermittelt durch Fachleute, aufweisen.The Structure characteristics can combined with material characteristics so that a high correlation with a visual ranking order of the printed patterns, determined by Professionals.

Die jeweilige Korrelation für 3. und 4. sollte größer 0,9 sein.The respective correlation for 3rd and 4th should be greater than 0.9 be.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Druckbild zumindest teilweise mittels eines Bilderfassungssystems digitalisiert wird und zu dem erhaltenen digitalisierten Bild ein Bitmap-Bild gebildet wird und zu diesem ein Streumaß ermittelt wird aus der Standardabweichung einer Kenngröße, insbesondere der prozentualen Flächendeckungen, innerhalb der Rasterfenster eines vorgegebenen Rasters.The Task is solved by that a printed image at least partially by means of an image acquisition system digitized and to the obtained digitized image Bitmap image is formed and determined to this a scattering measure is derived from the standard deviation of a parameter, in particular the percentage area coverage, within the grid window of a given grid.

Bei dieser Kenngröße handelt es sich in einer bevorzugten Ausführung um die prozentualen Flächendeckungen. Es kann so erfindungsgemäß durch Bestimmung von visuell störenden, drucktechnisch nicht vermeidbaren Strukturen, mittels einer Bilddigitalisierung und bildanalytischen Auswertung eine automatische Bewertung vorgenommen werden.In a preferred embodiment, this parameter is the percentage area coverings. It can be made according to the invention by determining visually disturbing, not technically avoidable structures, by means of image digitization and image analysis evaluation an automatic evaluation.

Bei der Bewertung der Druckmuster hat sich gezeigt, dass der Papierparameter „Helligkeit" bzw. „Weißgrad" insofern eine wichtige Rolle spielt, als hellere Papiere einen besseren Kontrast bieten (was grundsätzlich positiv für viele Aspekte der Druckqualität und somit erwünscht ist), der in Folge leider auch unerwünschte Strukturen hervorhebt, bzw. visuell besser erkennbar macht, da das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges eine Funktion von Strukturgröße und Kontrast ist.at The evaluation of the print patterns has shown that the paper parameter "brightness" or "whiteness" is an important one Plays a role, as lighter papers offer a better contrast (which basically positive for many aspects of print quality and thus desired is), which unfortunately also emphasizes undesirable structures, makes it visually more recognizable, because the resolution of the human eye a function of structure size and contrast is.

Folglich muss unterschieden werden zwischen der Papierhelligkeit, die das Waving mehr oder weniger hervor hebt (Kontrast), und Strukturparametern, die die eigentlich störenden Strukturen darstellen.consequently a distinction must be made between the paper brightness that the Waving more or less highlights (contrast), and structural parameters, the really annoying ones Represent structures.

Verfahrensgemäß kann es somit vorgesehen sein, zunächst oder zur späteren Kalibrierung die Helligkeit des Papiers zu messen, z.B. mit einem Spektralphotometer. Dieser Schritt kann entfallen, wenn hinsichtlich o.g. Helligkeit kalibrierbare/kalibrierte Bilderfassungssysteme einsetzt werden.According to the method it can thus be provided, first or later Calibration to measure the brightness of the paper, e.g. with a Spectrophotometer. This step may be omitted if in terms of above-mentioned Brightness calibratable / calibrated imaging systems be used.

Mit einem Bilderfassungssystem werden – ggfs. nach einer vorherigen Helligkeitskalibrierung – die monochromen (einfarbigen) Druckbilder digitalisiert. Hierbei können z.B. Scanner, Mikroskop + Digitalkamera, o.ä. und z.B. eine 8-bit Graustufen-Auflösung zum Einsatz kommen. Nach der Bilderfassung kann bevorzugt eine Umwandlung des erfassten Bildes in ein Schwarz-Weiss-Bild, insbesondere ein Bitmap erfolgen. Dies kann z.B. anhand digitaler Filter, wie z.B. Weichzeichner, Schwellwerte und mittlere Tonwerte erfolgen. Mittels der Weichzeichenfilter können dabei Strukturen erzeugt werden, wie sie das menschliche Auge wahrnimmt. Störende Strukturen können z.B. mittels einer Schwellwerttrennung (insbesondere einer Auftrennung der Bildinhalte anhand von gewählten Schwellwerten) extrahiert werden. Für das Verfahren oder das menschliche Auge nicht relevante Strukturen können in einem weiteren Schritt eliminiert werden, insbesondere also aus einem vorverarbeiteten Bild gelöscht werden. Die digitalen Bilder können dabei so vorverarbeitet werden, dass die störenden Strukturen extrahiert werden können, insbesondere also das vorverarbeitete Bitmap-Bild nur noch die störenden Strukturen, insbesondere in Schwarz-Weiß zeigt. Hierzu bestehen grundsätzlich mehrere Möglichkeiten von denen hier zwei kurz beschrieben werden:

  • a) Integration der Rasterstruktur (z.B. Medianfilter, 5·5, 4-fach) und extrahieren der dann entstehenden dunklen Strukturen (z.B. Schwellwerttrennung über mittleren Grauwert, korrigert um die mittlere Standardabweichung aller Bilder), Eliminierung visuell nicht relevanter Strukturen (z.B. Close-Operation, 2×2 square, 4-fach).
  • b) Eliminierung der gleichmäßigen Strukturen (hier Raster) durch Frequenzanalyse (z.B. Fourier), Eliminierung visuell nicht relevanter Strukturen (z.B. Bandbreiten- oder Ringfilterung) und Erstellen eines Grauwertbildes mit den störenden Strukturen (Rücktransformation), Schwellwerttrennung (wie vorgenannt).
With an image acquisition system - if necessary, after a previous brightness calibration - the monochrome (monochrome) printed images digitized. In this case, for example, scanner, microscope + digital camera, or similar. and, for example, an 8-bit grayscale resolution is used. After image acquisition, a conversion of the acquired image into a black-and-white image, in particular a bitmap, can preferably take place. This can be done, for example, using digital filters, such as blur, thresholds and average tonal values. The soft-focus filters can be used to create structures that the human eye perceives. Disturbing structures can be extracted, for example, by means of a threshold value separation (in particular a separation of the image contents based on selected threshold values). For the process or the human eye not relevant structures can be eliminated in a further step, ie in particular be deleted from a preprocessed image. The digital images can be preprocessed so that the interfering structures can be extracted, ie in particular the preprocessed bitmap image only shows the disturbing structures, in particular in black and white. There are several possibilities for this, two of which are briefly described here:
  • a) Integration of the raster structure (eg median filter, 5 × 5, 4 ×) and extract the resulting dark structures (eg threshold value separation over average gray value, corrected by the mean standard deviation of all images), elimination of visually irrelevant structures (eg close operation , 2 × 2 square, 4-fold).
  • b) Elimination of the uniform structures (in this case raster) by frequency analysis (eg Fourier), elimination of visually irrelevant structures (eg bandwidth or ring filtering) and creation of a gray value image with the interfering structures (back transformation), threshold separation (as mentioned above).

Für die Bewertung der verfahrensgemäß entstehenden Bitmap-Bilder werden erfindungsgemäß statistische Größen herangezogen, z.B.For the rating the process resulting Bitmap images are used according to the invention statistical variables, e.g.

1. Streumaß [St]1. Scattering Measure [St]

Zur Ermittlung des Streumaßes wird die Bitmap mit einer Matrix bzw. einem Raster ausgewertet, die/das z.B. in einer bevorzugten Ausführung 1,8·1,8 mm2 groß ist. Es wird erfindungsgemäß die Standardabweichung der prozentualen Flächendeckungen innerhalb dieser Fenster der Matrix bzw. des Rasters bestimmt, welche das Streumaß ergibt. Dieses ist ein Maß für die Homogenität der Fläche und zeigt an, wie gleichmäßig die Agglomerationen über die Fläche verteilt sind. Je höher das Streumaß, desto unruhiger bzw. inhomogener ist die gemessene Fläche. Somit bildet dieses Streumaß eine statistische Größe zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Homogenität eines Druckbildes.To determine the scattering measure, the bitmap is evaluated with a matrix or a raster which, for example, is 1.8 × 1.8 mm 2 in a preferred embodiment. According to the invention, the standard deviation of the percentage of area coverage within these windows of the matrix or of the grid, which results in the scattering measure, is determined. This is a measure of the homogeneity of the surface and indicates how evenly the agglomerations are distributed over the surface. The higher the scatter, the more restless or inhomogeneous the measured surface. Thus, this scattering measure forms a statistical quantity for determining the homogeneity of a printed image according to the invention.

2. Schwerpunktmaß [Sc]2. centroid [Sc]

Zur Bestimmung des Schwerpunktmaß wird ein Bildausschnitt, der in einer Ausführung z.B. ca. 1/64 des Bildes entsprechen kann, als Matrix zur Auswertung der prozentualen Flächendeckung überlappend in vorgegebenen Schritten, z.B. in einer Ausführung in ca. 20 Pixel großen Schritten über ein Bitmap-Bild bewegt.to Determination of the centroid a picture detail which in one embodiment is e.g. about 1/64 of the picture may overlap as a matrix for evaluating the percentage area coverage in predetermined steps, e.g. in a version in about 20 pixel steps over a Bitmap image moves.

Als Schwerpunktmaß ist die Differenz der beiden Bildausschnitte definiert, die die höchste und niedrigste Flächendeckung aufweisen.When Focus is defines the difference between the two image sections, which are the highest and lowest area coverage exhibit.

Es können Punktwolken (Anballungen von Einzelobjekten) und Agglomerate ermittelt werden, die über das Messfeld verteilt liegen, mit einer Matrix, die in einer definierten Größe und in definierten Schritten das Strukturmuster des Bitmap-Bildes abtastet. Dadurch ist es möglich, die Schwerpunkte des Strukturbildes zu ermitteln und zu bewerten.It can Point clouds (clustering of individual objects) and agglomerates determined be over that Measuring field are distributed, with a matrix in a defined Size and in defined steps the structure pattern of the bitmap image scans. This makes it possible to identify and evaluate the focal points of the structure image.

3. Waving-Index [WI]3. Waving Index [WI]

Das Produkt aus dem erfindungsgemäß bestimmten Streumaß und dem bevorzugt bestimmten Schwerpunktmaß dividiert durch 1000 bildet einen dimensionslosen Strukturwert, der als Waving-Index definiert wird. WI = (St·Sc)/1000 The product of the scattering measure determined according to the invention and the preferred centroid divided by 1000 forms a dimensionless structure value, which is defined as the Waving Index. WI = (St * Sc) / 1000

Wendet man das Verfahren auf die jeweiligen Papierklassen an (unterschiedliche Helligkeit und Farbannahme z.B. bei gestrichenen und ungestrichenen Papieren), erreicht man eine Korrelation deutlich größer als 0,9 bezogen auf die visuelle Bewertung. Bei gleichem Waving-Index (+/– 0,05) ist das hellere Papier das visuell schlechter abschneidende Papier.applies one the procedure on the respective paper classes at (different Brightness and color acceptance e.g. in painted and unpainted Papers), one achieves a correlation significantly larger than 0.9 based on the visual rating. With the same waving index (+/- 0.05) the lighter paper is the visually worse cutting paper.

Der ideale Waving-Index ist gleich 0 (absolut gleichmäßig graue Fläche). Gute Werte liegen je nach Papier bei 0,5–0,7, schlechte Papiere schneiden je nach Sorte mit Werten größer 1,25 bzw. 1,6 ab.Of the ideal waving index is equal to 0 (absolutely evenly gray Area). Depending on the paper, good values are 0.5-0.7, cutting poor papers depending on the variety with values greater than 1.25 or 1.6 from.

Eine Kennlinie WI über Tonwert zeigt die Abhängigkeit vom gedruckten Tonwert und hilft den tatsächlich kritischen Bereich, bei wechselnden Bedruckstoffen, Farben und Druckbedingungen zu identifizieren.A Characteristic curve WI over Tone shows the dependency from the printed tonal value and helps the actual critical area, Identify with changing substrates, colors and printing conditions.

4. Strukturmerkmale4. Structural features

Zur weiteren Detailierung können die zusammenhängenden Strukturen (Druckagglomerate) innerhalb einer Bitmap als Einzelobjekte ausgewertet und in Form einer Reportdatei zur Bedruckstoffentwicklung genutzt werden. Dieser Report liefert Informationen über z.B. Größen und Anzahl der Objekte.to further detailing can the coherent ones Structures (print agglomerates) within a bitmap as individual objects evaluated and in the form of a report file for printing stock development be used. This report provides information about e.g. Sizes and Number of objects.

Mit diesen Werten ist es über die reine Qualitätsbestimmung hinaus möglich, den Druckprozess und insbesondere die Papierherstellung hinsichtlich des Waving-Phänomens gezielt zu verbessern.With it is over these values the pure quality determination out possible, the printing process and especially the papermaking regarding of the waving phenomenon to improve.

Als spezifische Strukturparameter zeigen Fläche/größte Einzelfläche, Boxmaß (Längen-/Breitenverhältnis von Einzelobjekten), Umfang von Einzelobjekten und weitere gute Korrelationen zur visuellen Bewertung. Diese können z.B. mehrdimensional ausgewertet werden u.a. in Abhängkeit zu den unter 1.–3. definierten Größen.When specific structural parameters show area / largest single area, box size (length / width ratio of Single objects), scope of individual objects and other good correlations for visual evaluation. these can e.g. to be evaluated multidimensionally depending on the under 1.-3. defined sizes.

Die 0 zeigt zur Veranschaulichung ein Ausgangsbild (links) und das daraus erfindungsgemäß ermittelte S/W-Bitmap-Bild, welches nur noch die störenden Strukturen zeigt und erfindungsgemäß statistisch bewertet werden kann.The 0 shows for illustrative purposes an output image (left) and the S / W bitmap image determined therefrom according to the invention, which only shows the interfering structures and can be statistically evaluated according to the invention.

Weitere Ausführungen und einleitende Grundlagen werden nachfolgend beschrieben. Dabei ist bezüglich sämtlicher folgender und vorheriger Ausführungen festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche offenbarten Merkmale dieser gesamten Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.Further versions and introductory principles are described below. there is re all following and previous versions to determine that in connection with an execution mentioned Features can be used not only in the specific execution, but also with the other versions. All disclosed features this entire description of the invention are essential to the invention be classified and combined with each other or used in isolation.

1 Einleitung1 Introduction

1.1 Thema dieser Arbeit1.1 topic of this work

Das Thema dieser Arbeit lautet „Erarbeitung und Evaluierung einer Methode zur Bestimmung des Waving-Phänomens im Tiefdruck".The Theme of this work is "Development and evaluation of a method for determining the waving phenomenon in the Gravure ".

1.2 Problemstellung1.2 problem definition

Das Tiefdruckverfahren ist ein halbautotypisches Druckverfahren. Halbautotyppisch bedeutet, dass die Druckformen sowohl flächen- als auch tiefenvariabel sind. Damit die Rakel auch in den maximalen Tonwerten eine Führung durch die Stege hat, müssen auch diese Tonwerte gerastert werden. Als Druckfarbe kommen niedrigviskose Farben zum Einsatz. Dadurch kommt es zum so genannten Fluten, d.h., dass eine Überflutung der trennenden Stege der Druckform auf dem Bedruckstoff statt-findet. Das Fluten beginnt im Mitteltonbereich.The gravure printing process is a semi-autotypic printing process. Semi-autotypical means that the printing forms are both surface and depth variable. So that the squeegee also in the maximum Tonwer If you have a guide through the bars, these tonal values must also be rasterized. As printing ink, low-viscosity inks are used. This leads to the so-called flooding, ie, that a flooding of the separating webs of the printing form takes place on the substrate. The flood begins in the midrange.

Daher gibt es

  • • Tonwerte, die auf dem Bedruckstoff aus einzelnen Druckpunkten gebildet werden, und
  • • Tonwerte, in denen die Flächen zwischen den Druckpunkten idealerweise komplett geflutet sind sowie
  • • den Übergang zwischen diesen Extremen.
That's why there is
  • • tonal values that are formed on the substrate from individual pressure points, and
  • • Tones in which the areas between the pressure points are ideally completely flooded and
  • • the transition between these extremes.

Idealerweise soll es einen gleichmäßigen Übergang durch gleichmäßig ansteigendes, vernetzendes Fluten geben (d.h., das Fluten findet von den Druckpunkten gleichmäßig in alle Richtungen statt). In der Realität gibt es diese Gleichmäßigkeit nicht. Durch ein ungleichmäßiges Fluten von zunächst visuell nicht bzw. kaum wahrnehmbaren Druckpunkten kann es zur Bildung von Druckpunkt-Agglomeraten kommen, die die Qualität des Druckbildes beeinträchtigt, da Strukturen sichtbar werden, die in der Vorlage nicht vorhanden sind.Ideally it should be a smooth transition through evenly rising, cross-linking flooding (i.e. flooding takes place from the pressure points evenly in all Directions instead). In reality is there this uniformity Not. By an uneven flood from first Visually imperceptible or hardly noticeable pressure points can lead to the formation of pressure point agglomerates come that the quality affected by the printed image, as structures become visible that are not present in the template are.

Dieses Phänomen ist im Tiefdruck u.a. als Waving bekannt.This phenomenon is in the Tiefdruck u.a. known as Waving.

Leider gibt es keinen einheitlichen Ansatz zur Bewertung dieses Phänomens. Häufig wird eine Rangreihenfolge von wenigen Beobachtern erstellt und mit Kennzahlen versehen. Diese Vorgehensweise ist nicht sehr objektiv, lässt kaum eine Vergleichbarkeit über längere Zeiträume zu und ist zeitaufwändig.Unfortunately There is no single approach to assessing this phenomenon. Often is a rank order created by a few observers and with Key figures provided. This approach is not very objective, hardly leaves a comparability over longer periods too and is time consuming.

Daher liegen zuverlässige Kennwerte weder den Kunden für die Beurteilung eines Druckergebnisses, noch Druckereien für die Bewertung von Papieren hinsichtlich des Phänomens, noch Papierherstellern für die Verbesserung Ihrer Produkte vor.Therefore are reliable Characteristics neither the customer for the evaluation of a printing result, still printing companies for the evaluation of papers regarding the phenomenon, still paper manufacturers for the improvement of your products.

1.3 Ansätze zur Lösung des Problems1.3 Approaches to solving the problem

Zur Lösung des Problems wurden verschiedene Ansätze diskutiert, die auf unterschiedlichen Methoden basieren:

  • • Bewertung durch Heranziehen der Histogrammfunktion und bedruckten Fläche
  • • Automatische Bewertung durch Fast Fourier-Transformation und Filterfunktionen
  • • Automatische Bewertung von Verteilung, Form und Wirkung in Verbindung mit einer Matrix- oder Mosaikfunktion
To solve the problem, various approaches based on different methods have been discussed:
  • • Evaluation by using the histogram function and printed area
  • • Automatic evaluation by Fast Fourier transformation and filter functions
  • • Automatic evaluation of distribution, shape and effect in combination with a matrix or mosaic function

Für diese Untersuchung wurde die Bewertung von Verteilung, Form und Wirkung in Verbindung mit einer Matrix- oder Mosaikfunktion herangezogen. Dieses Verfahren berechnet einen Waving-Index (visuell wirksamer Gesamteindruck auf den Druckmustern) und Strukturparameter (Kennzeichnung der wirkenden Strukturen) mit guter Reproduzierbarkeit und hoher Übereinstimmung hinsichtlich des visuel-len Eindrucks einer Gruppe von Fachbeobachtern.For this Investigation was the evaluation of distribution, shape and effect used in conjunction with a matrix or mosaic function. This method calculates a Waving Index (visually more effective Overall impression on the print samples) and structural parameters (marking the acting structures) with good reproducibility and high agreement regarding the visual impression of a group of technical observers.

Es werden Druckmuster mit einem geeigneten Verfahren digitalisiert und so vorverarbeitet, dass die visuell störenden Strukturen extrahiert werden können. Die so entstandenen Bitmaps werden hinsichtlich spezifischer Strukturparameter ausgewertet. Zu einer verbesserten Beurteilung können weitere Materialkennwerte herangezogen werden.It Print patterns are digitized with a suitable method and so preprocessed that it extracts the visually disturbing structures can be. The resulting bitmaps become specific structural parameters evaluated. For improved evaluation, further material characteristics can be used be used.

2 Die tiefdruckspezifische Erscheinung „Waving"2 The gravure-specific phenomenon "Waving"

2.1 Tiefdruckspezifische Problematiken im Druckprozess2.1 Gravure-specific problems in the printing process

Im Tiefdruck gibt es mehrere Phänomene, die durch das Zusammenwirken von Maschine, Druckform, Druckfarbe und Bedruckstoff auftreten können. Einige dieser Phänomene sollen hier kurz in einer Tabelle herausgestellt werden, darunter auch das Waving. Zu den Phänomenen Missing Dots, Mottling und Durchdruck sind an den später zu untersuchenden Papieren schon im Rahmen früherer Projekte Untersuchungen durchgeführt worden. In gravure printing, there are several phenomena that can occur due to the interaction of machine, printing form, printing ink and substrate. Some of these phenomena should be briefly highlighted in a table, including the Waving. For the phenomena Missing Dots, Mottling and Durchdruck, investigations on the papers to be examined later have already been carried out in previous projects.

2.1.1 Definition der Erscheinung „Waving"2.1.1 Definition of the phenomenon "Waving"

Da der Tiefdruck ein halbautotypisches Druckverfahren (die Druckformen sind tiefen- und flächenvariabel) mit niedrigviskosen Farben ist, gibt es im Druckbild

  • • Tonwerte, die auf dem Bedruckstoff als einzelne Druckpunkte vorliegen,
  • • Tonwerte, in denen die Flächen zwischen den Druckpunkten idealerweise komplett geflutet sind

und den Übergang zwischen diesen Extremen.Since gravure printing is a semi-autotypic printing process (the printing forms are variable in depth and area abel) with low-viscosity paints, is in the printed image
  • • tonal values that are present on the substrate as individual pressure points,
  • • Tones in which the areas between the pressure points are ideally completely flooded

and the transition between these extremes.

Die Druckform besteht (entgegen dem Druckbild) auch bis zum Vollton hin aus Näpfchen, weil nur durch die Stege eine Führung für die Rakel gewährleistet ist. Im Illustrationstiefdruck beginnt das Fluten schon im Mitteltonbereich. Idealerweise gäbe es einen gleichmäßigen Übergang durch gleichmäßig ansteigendes, vernetzendes Fluten (d.h., das Fluten findet von den Druckpunkten gleichmäßig in alle Richtungen statt), aber in der Realität gibt es diese Gleichmäßigkeit nicht. Dadurch entsteht eine sichtbare Unruhe, die auch als Waving bezeichnet wird.The Printing form exists (contrary to the printed image) even to full tone out of cups, because only through the bars a guide for the Squeegee assured is. In illustration gravure, the flood begins already in the midrange. Ideally it's a smooth transition through evenly rising, cross-linking Flooding (i.e., flooding is uniform across the pressure points Directions), but in reality there is this uniformity Not. This creates a visible restlessness, which is also called waving referred to as.

Waving bedeutet, dass partiell Druckpunkte unregelmäßig zu fluten beginnen und sichtbare Agglomerate bilden. Diese nimmt der Betrachter häufig als störende Wolken- oder Wellenform wahr, weswegen auch die Begriffe cloudyness oder Wolkigkeit verwendet werden.waving means that partial pressure points begin to flood irregularly and form visible agglomerates. The viewer often takes these as disturbing Cloud or waveform true, which is why the terms cloudyness or cloudiness.

Unter dem Aspekt des Waving gibt es also einen Idealzustand des Mitteltonbereichs (das Fluten findet von den Druckpunkten gleichmäßig vernetzend in alle Richtungen statt), der aber in Abhängigkeit verschiedener Parameter unvermeidbar zu störenden Effekten führt.Under Thus, there is an ideal state of the midrange in the aspect of waving (Flooding is uniformly cross-linked from the pressure points in all directions instead), but depending on different parameters inevitably leads to disturbing effects.

Der Begriff Waving bezeichnet also immer die visuell wahrnehmbare Ungleichmäßigkeit der Druckfläche im Übergang zwischen Raster und flutendem Drucken, die auf unregelmäßiger Agglomeration beruht. Die einzelnen Agglomerate haben unterschiedlichste Formen und Ausdehnungen (siehe auch 3 im folgenden Abschnitt »Druckproben mit Waving«), die von Bedruckstoff, Druckfarbe und Druckbedingungen beeinflusst werden. Diese visuell wahrnehmbaren Ungleichmäßigkeiten gilt es mathematisch und messtechnisch so zu erfassen, dass auch im Ergebnis das widergespiegelt wird, was man visuell wahrnimmt.The term "waving" thus always refers to the visually perceivable unevenness of the printing surface in the transition between raster and flooding printing, which is based on irregular agglomeration. The individual agglomerates have very different shapes and dimensions (see also 3 in the next section, "Waving Printing Samples"), which are affected by substrate, ink, and printing conditions. These visually perceptible irregularities must be grasped mathematically and metrologically in such a way that the result is reflected in what one perceives visually.

2.1.2 Druckproben mit Waving2.1.2 Pressure Samples with Waving

Beobachten kann man das Waving besonders gut an gedruckten Flächen. Hier fallen visuelle Unregelmäßigkeiten am meisten auf. Idealerweise sind verschiedene Tonwertfelder nebeneinander gedruckt, so dass man die Möglichkeit hat, die Stärke des Wavings in verschiedenen Tonwerten zu vergleichen. In 1 ist ein solcher Streifen dargestellt. Auf diesem kann man deutlich die Waving-Erscheinung erkennen.You can observe the waving particularly well on printed surfaces. This is where visual irregularities are most noticeable. Ideally, different tonal fields are printed next to each other, so you have the opportunity to compare the strength of the Wavings in different tonal values. In 1 such a strip is shown. On this one can clearly see the waving appearance.

Unter dem Mikroskop kann man, wie in 2 dargestellt, deutlich die Agglomerate und einzelne Druckpunkte erkennen. Die Aufnahme wurde im 55%-Feld Cup 0 auf Papier 6 mit der Vergrößerung 0.8 erstellt.Under the microscope you can, as in 2 shown clearly recognize the agglomerates and individual pressure points. The recording was made in 55% field Cup 0 on paper 6 with the magnification 0.8.

Mit dem Programm Image-Pro Plus ist es möglich, nach entsprechender Bearbeitung die Formen von Agglomeraten herauszusortieren. In 3 sind einige Agglomerate abgebildet.With the program Image-Pro Plus it is possible to sort out the shapes of agglomerates after appropriate processing. In 3 some agglomerates are shown.

2.1.3 Ursachen für das Auftreten von Waving2.1.3 Causes of Waving

Die Gründe für das Waving sind nicht Thema dieser Arbeit und werden daher nur kurz behandelt. Eine exakte Untersuchung hat zu dieser Thematik noch nicht stattgefunden oder ist noch nicht veröffentlicht worden. Aber grundlegend konnte ich im Rahmen dieser Arbeit feststellen, dass mehrere Faktoren das Waving entscheidend beeinflussen:

  • • Bedruckstoff
  • • Gravurart, Rasterwinkelung und Form der Näpfchen
  • • Temperatur und Viskosität der Farbe
The reasons for waving are not the subject of this work and are therefore treated only briefly. An exact investigation has not yet taken place on this topic or has not yet been published. But fundamentally, in the context of this work, I found out that several factors influence waving decisively:
  • • substrate
  • • Engraving type, screen angle and shape of the cups
  • • Temperature and viscosity of the paint

Es besteht noch sehr viel Untersuchungsbedarf darüber, inwieweit und wie stark diese und andere Faktoren das Waving beeinflussen.It There is still a great deal of research into how and to what extent these and other factors influence waving.

Auffällig war, dass im Rahmen der Untersuchung bei den gelängten Näpfchen die Vorzugsrichtung der Agglomerate in Druckrichtung festgestellt wurde.It was noticeable that in the investigation of the elongated wells the preferred direction the agglomerates were detected in the compression direction.

Ebenso konnte man bei vergrößerten Aufnahmen (siehe 4) deutlich sehen, dass bei SC-Papieren (Sc = supercalandered) Agglomerate teilweise an Papierfasern entlang entstanden. Die Fasern beeinflussen in diesem Falle möglicherweise auch die Form und Größe einiger Agglomerate.Likewise one could with enlarged photographs (see 4 ) clearly see that at SC-Papie (Supercalandered supercalendered) agglomerates partially formed along paper fibers along. The fibers in this case may also affect the shape and size of some agglomerates.

Auch das unbedruckte Papier kann eventuell schon Aufschluss über das zu erwartende Waving geben, denn hier sind die einzelnen Fasern je nach Papier wie in 5 deutlich sichtbar.Even the unprinted paper may possibly already provide information about the expected Waving, because here are the individual fibers depending on the paper as in 5 clearly visible.

3 Der Waving-Index (Wi)3 The Waving Index (Wi)

Leider gibt es keinen einheitlichen Ansatz zur Bewertung dieses Phänomens. Häufig wird eine Rangreihenfolge von wenigen Beobachtern erstellt und mit Kennzahlen versehen. Diese Vorgehensweise ist nicht sehr objektiv, lässt kaum eine Vergleichbarkeit über längere Zeiträume zu und ist zeitaufwändig.Unfortunately There is no single approach to assessing this phenomenon. Often is a rank order created by a few observers and with Key figures provided. This approach is not very objective, hardly leaves a comparability over longer periods too and is time consuming.

Daher liegen zuverlässige Kennwerte weder Kunden für die Beurteilung eines Druckergebnisses, noch Druckereien für die Bewertung von Papieren hinsichtlich des Phänomens oder Papierherstellern für die Verbesserung Ihrer Produkte vor.Therefore are reliable Characteristics neither customer for the evaluation of a printing result, still printing companies for the evaluation of papers regarding the phenomenon or paper manufacturers for the improvement of your products.

Um das Waving-Phänomen in seiner Qualität bestimmen zu können, bedarf es einer messtechnischen Methode, die eine auf den visuellen Eindruck bezogene Maßzahl für ein Messobjekt ausgibt. Diese Maßzahl wird als Waving-Index bezeichnet und wird nachfolgend mit Wi abgekürzt.Around the waving phenomenon in its quality to be able to determine it requires a metrological method, the one on the visual Impression-related measure for a Output measured object. This measure becomes referred to as the Waving Index and will be abbreviated to Wi below.

3.1 Ansprüche an den Waving-Index3.1 Claims to the Waving Index

Der Waving-Index soll eine Zahl ausgeben, die aussagt, wie stark das Waving bei einer gemessenen Druckprobe oder einer Messreihe ausgeprägt ist. Dabei steht die visuelle Wahrnehmung des Betrachters im Vordergrund.Of the Waving index should output a number that says how strong the Waving is pronounced in a measured pressure test or a series of measurements. The focus is on the visual perception of the viewer.

Diese Zahl soll es ermöglichen, verschiedene gemessene Proben objektiv zu vergleichen und diesen eine bestimmte Qualität zuzuordnen. Idealerweise hat der Wi auch für verschiedene Gravuren, Raster und Tonwertfelder eine globale Aussagekraft, so dass übergreifende Vergleiche möglich sind. Auch Diagramme zur Waving-Qualität in den einzelnen Tonwerten einer Papiersorte wären darstellbar – eine Art Waving-Kennlinie. Mit dem Wi soll es auch möglich sein, Aussagen über den Bedruckstoff oder andere Druckparameter zu treffen.These Number should make it possible Objectively compare different measured samples and give them one certain quality assigned. Ideally, the Wi also has different engravings, raster and Tonwertfelder a global significance, so that comprehensive Comparisons possible are. Also diagrams of the waving quality in the individual tone values a paper type would be representable - one Art Waving Characteristic. With the Wi, it should also be possible to make statements about the Substrate or other printing parameters.

3.2 Ansprüche an die Methode zur Bestimmung des Wi3.2 Claims to the method of determination of the Wi

Zur Bestimmung des Wi soll ein vorgefertigter Algorithmus vorliegen und reproduzierbar anwendbar sein. Das kann z.B. in Form eines Programms, Plug-Ins, Makros oder Ähnlichem geschehen, so dass der Bediener die genaue Arbeitsweise des Algorithmus nicht kennen muss, sondern ihn intuitiv bedienen kann.to Determination of the Wi should be preceded by an algorithm and be applicable reproducibly. This can e.g. in the form of a program, Plug-ins, macros or similar done so that the operator the exact operation of the algorithm not know, but can use it intuitively.

Idealerweise wird der Wi über eine One-Shot-Technologie bestimmt, d.h., der Bediener führt die Messung an einer Druckprobe durch und erhält sofort nach Bedienung des Algorithmus den Wi. Außerdem sollte es möglich sein, weitere und ausführliche Informationen über die gemessene Probe zu erhalten. Dieses kann in Form eines ausgegebenen Reports sein, der in kurzer Form wichtige Einzelheiten darstellt.Ideally the Wi is over determines a one-shot technology, that is, the operator performs the Measurement on a pressure test through and receives immediately after operation of the Algorithm the Wi. Furthermore it should be possible be, more and more detailed information about to get the measured sample. This can be in the form of an issued Be reports that provide important details in a short

Ein Programm, Plug-In oder Makro hätte den Vorteil, dass die Messung bei Bedarf auch vor Ort von Firmen durchgeführt werden kann, wenn sie ein entsprechendes Messgerät besitzen. Im Gegensatz zu vielen teuren Spezialmessgeräten könnte für das Waving z.B. ein Scanner zum Einsatz kommen. Das entsprechende Programm könnte dann die Daten aus einer TWAIN-Schnittstelle erhalten, oder es wird als Plug-In oder Makro für gängige Programme wie Photoshop oder Excel installiert.One Program, plug-in or macro the advantage that the measurement if necessary also on the spot of companies carried out if they have a suitable measuring device. In contrast to many expensive special measuring instruments could for the Waving e.g. a scanner are used. The corresponding program could then get the data from a TWAIN interface, or it will as a plug-in or Macro for common Programs like Photoshop or Excel installed.

Auch eine Kalibrierung des Messinstruments wäre ideal und könnte in der Umsetzung realisiert werden, so dass Messwerte von unterschiedlichen Systemen vergleichbar wären.Also a calibration of the meter would be ideal and could be done in Implementation be realized, so that measured values of different Systems would be comparable.

3.3 Beschreibung der Druckmuster3.3 Description of the print samples

Für die Untersuchung wurden monochrome Drucke herangezogen, die im Tiefdrucklabor der Bergischen Universität Wuppertal unter Versuchsbedingungen auf einer speziellen Tiefdruckversuchsmaschine gedruckt wurden. Neben der Untersuchung zum Waving fanden bereits Untersuchungen zu den Bereichen Mottling, Missing Dots, Dichte, Glanz und Durchdruck statt. Von jedem Papiermuster standen mehrere Exemplare für die Untersuchungen zur Verfügung.For the investigation, monochrome prints were used which were printed on a special gravure printing machine under test conditions in the gravure laboratory of the Bergische Universität Wuppertal. In addition to the investigation of waving studies were already held on the areas Mottling, Missing Dots, density, gloss and pressure. From each paper sample several copies were available for the investigations.

Der Druckzylinder wurde extern mit einer speziellen Vorlage graviert, so dass für verschiedene Untersuchungen eigens dafür gravierte Felder verwendet werden konnten. Mit der Druckform wurden 10 verschiedene Papiermuster bedruckt. Diese Papiere werden herstellungsbedingt in drei Gruppen unterteilt (siehe Tabelle 2). Die Papiere 1 bis 5, 6 bis 7 und 8 bis 10 wurden jeweils auf eine Rolle hintereinander aufgewickelt, um möglichst alle drei Gruppen in jeweils einem Durchlauf zu bedrucken. Somit sollte ein mehrmaliges Einrichten der Maschine umgangen werden und die Druckbedingungen wie z.B. Raumtemperatur, Bahngeschwindigkeit und Viskosität konstant gehalten werden. Mit konstanten Parametern ist eine bessere Vergleichbarkeit der verschiedenen Papiermuster gewährleistet. Um Schwankungen zu minimieren, wurden vor den eigentlichen Papieren mehrere hundert Meter Makulatur bedruckt. Die verwendete schwarze Farbe ist messtechnisch und visuell am besten erfassbar.Of the Printing cylinder was externally engraved with a special template, so for various investigations specially used for this purpose engraved fields could become. With the printing form were 10 different paper patterns printed. These papers are manufactured in three groups divided (see Table 2). Papers 1 to 5, 6 to 7 and 8 to 10 were wound on a roll in succession to preferably print all three groups in one pass. Consequently should a repeated setup of the machine be bypassed and the printing conditions such as Room temperature, web speed and viscosity kept constant. With constant parameters is a better one Ensure comparability of different paper patterns. To minimize fluctuations, were before the actual papers Several hundred meters of waste paper printed. The used black Color is metrologically and visually best detected.

3.3.1 Die Papiere3.3.1 The papers

Die Papiermuster wurden von 1 bis 10 durchnummeriert und bleiben mit dieser Nummerierung in der ganzen folgenden Untersuchung identisch:
Die Papiere 1–5, 6–7 und 8–10 unterscheiden sich innerhalb ihrer Gruppen durch die Zusammensetzung bzw. unterschiedliche Herstellung. Genaue Details wurden vom
The paper patterns have been numbered from 1 to 10 and remain the same throughout the following investigation:
Papers 1-5, 6-7 and 8-10 differ within their groups in composition or different preparation. Exact details were from

Papierhersteller nicht veröffentlicht, aber die Auswirkungen sind deutlich in den verschiedenen Untersuchungen sichtbar geworden.paper Manufacturer not published, but the effects are evident in the various studies become visible.

3.3.2 Die Druckform3.3.2 The printing form

Ein verkleinerter Ausschnitt des Druckbildes ist in 6 dargestellt. Zu sehen sind drei in Druckrichtung laufende Bereiche, die sich in der Gravurart unterscheiden. Der linke Druckbereich wurde mit der Gravurart Cup 0 (gestauchte Näpfchen, Raster 70 L/cm) erstellt. Der mittlere Bereich wurde mit der Gravurart Cup 2 (gelängte Näpfchen, Raster 70 L/cm) erstellt und der rechte Bereich mit der Gravurart Cup 4 (quadratische Näpfchen, Raster 100 L/cm).A smaller section of the printed image is in 6 shown. You can see three areas running in the printing direction, which differ in the type of engraving. The left print area was created with the Engraving Cup 0 (compressed cups, grid 70 L / cm). The middle area was created with the engraving type Cup 2 (elongated wells, grid 70 L / cm) and the right area with the engraving type Cup 4 (square wells, grid 100 L / cm).

Jeder Cup-Bereich ist ca. 4 cm breit und beinhaltet die gleichen Elemente:

  • • ein 4 cm langes Volltonfeld, einen 25 cm langen 10%igen Tonwertfeld mit einem integrierten, 0,5 cm breiten Tonwertverlauf von 0% über 100% bis 0%
  • • ein reproduziertes Halbtonbild mit 5,3 cm Länge, einem weiteren 27 cm langen 10%igen Tonwertfeld
  • • einen Bereich mit 14 Tonwertfeldern á 2 cm Länge für die Werte 5%, 15%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 80%, 90% und 100%
Each cup area is about 4 inches wide and contains the same elements:
  • • a 4 cm long solid field, a 25 cm long 10% tone field with an integrated, 0.5 cm wide Tonwertverlauf from 0% over 100% to 0%
  • • a reproduced halftone image of 5.3 cm in length, another 27 cm long 10% tonal field
  • • an area with 14 tonal fields á 2 cm in length for the values 5%, 15%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 80%, 90 % and 100%

Außerdem befindet sich zwischen Cup 2 und Cup 4 ein Streifen, der abwechselnd Felder von 1 cm Länge mit 100% und 0% Flächendeckung aufweist.Also located between Cup 2 and Cup 4 a strip that alternately fields of 1 cm in length with 100% and 0% area coverage having.

3.4 Die zu beurteilenden und zu messenden Felder3.4 The judgments to be assessed and measured fields

3.4.1 Auswahl des Feldes3.4.1 Selection of the field

Weil das Waving als Phänomen im Mitteltonbereich auftritt, beschränkt sich die Auswahl der verwendbaren Tonwertfelder auf den Bereich 40–70%. Als Basis für Messungen soll im Rahmen dieser Untersuchung ein einzelnes Feld dienen, das auf allen Papieren bewertet und gemessen wird. Eine Untersuchung, die sämtliche Felder und Cups beinhaltet, ist im Rahmen dieser Arbeit nicht möglich gewesen, so dass eine sinnvolle Festlegung auf ein Feld nötig war. Für Messungen anderer Cups und Tonwerte werden weitergehende Projektarbeiten nötig sein. Dort wird sich dann zeigen, inwieweit Ergebnisse dieser Untersuchung auf andere Cups und Tonwerte übertragbar sind.Because the waving as a phenomenon occurs in the midrange, the selection of usable ones is limited Tone value fields in the range 40-70%. As a basis for measurements In the context of this study, a single field is intended to be used rated and measured on all papers. An investigation, the all Fields and cups included, has not been possible in the context of this work, so that a meaningful determination on a field was necessary. For measurements of other cups and Tone values will be needed for further project work. There will be then show to what extent results of this investigation on other cups and Tonal transferable are.

Als Untersuchungsobjekt wurde das 55%-Feld im Cup 2 (gelängte Näpfchen, 70er Raster) gewählt. In diesem Feld existiert noch kein vollständiges Fluten und einzelne Druckpunkte sind noch erkennbar. Dadurch sind auch die Agglomerate als störende Objekte deutlich wahrzunehmen.When The object under investigation was the 55% field in Cup 2 (elongated wells, 70s grid). In this field there is no complete flood and single Pressure points are still recognizable. This also causes the agglomerates as disturbing Clearly perceiving objects.

3.4.2 Präparieren der Proben3.4.2 Preparing the samples

Aus den verschiedenen Probedrucken wurde pro Papier eine Probe ausgewählt. Wichtig war, dass die Proben, die zur visuellen Bewertung vorgelegt wurden, auch gleichzeitig als Grundlage für die messtechnische Bewertung herangezogen wurden. Somit wurde sichergestellt, dass visuell bewertete Aspekte auch in den messtechnischen Ergebnissen auffindbar sein mussten.Out For the various proofs, one sample per paper was selected. Important was that the samples submitted for visual evaluation at the same time as the basis for metrological evaluation were used. Thus, it was ensured that visually evaluated Aspects can also be found in the metrological results had.

Die zu bewertenden Proben sollten eine möglichst große Fläche aufweisen, um sowohl messtechnisch als auch visuell repräsentativ bewertet werden zu können. Außerdem sollten diese möglichst wenig andere Störungen aufweisen. Um weitere Felder bei Bedarf zur Betrachtung heranziehen zu können, wurden die beiden benachbarten Tonwertfelder (50% und 60%) ebenfalls auf den Probestreifen aufgebracht.The The samples to be evaluated should have as large an area as possible in order to be measured also visually representative to be evaluated. Furthermore should this possible few other errors exhibit. If necessary, use additional fields for consideration to be able to the two neighboring tonal fields (50% and 60%) were also applied to the sample strip.

Die zu bewertenden Proben wurden ausgeschnitten und auf einen 135 mm langen und 25 mm breiten, weißen Kartonstreifen aufgezogen. 7 zeigt einen fertigen Streifen. Als Befestigung wurde eine doppelseitige, dünne Klebeschicht verwendet, die nicht in die Proben eindrang. Dadurch blieb das Druckbild erhalten und wurde unverändert wahrgenommen. Durch den Beschnitt von 40 auf 25 mm Breite fielen die Beschriftungen für die Tonwerte weg und es wurden dadurch störende Druckstreifen an den Rand positioniert, die so nicht direkt im Bildmittelpunkt lagen. Das verringerte eine Irritation, so dass eine Konzentration auf das Waving erleichtert wurde. Risse oder Knicke wurden ebenfalls beim Aufziehen vermieden.The samples to be evaluated were cut out and mounted on a 135 mm long and 25 mm wide white cardboard strip. 7 shows a finished strip. The attachment used was a double-sided, thin adhesive layer that did not penetrate the samples. As a result, the printed image was preserved and was perceived unchanged. By trimming from 40 to 25 mm wide, the labels for the tonal values were omitted and it was annoying print strips positioned at the edge, which were not directly in the center of the image. This reduced irritation, making it easier to focus on waving. Cracks or creases were also avoided when mounting.

Um ein Ausbleichen, Vergilben und mechanische Beschädigung zu verhindern, wurden die 10 Streifen vor Licht geschützt und sicher verwahrt.Around fading, yellowing and mechanical damage were prevented the 10 strips protected from light and safely kept.

3.5 Visuelle Beschreibung der Proben3.5 Visual description of the samples

Bei einer Betrachtung aller Proben fällt bei einem direkten Vergleich auf, dass sie unterschiedlich hell wirken. Wenn man einen Sehabstand von 20–25 cm wählt, kann man bei guter Beleuchtung das Waving sehr deutlich erkennen. Das Waving lässt Papier 7 und 9 sehr unruhig erscheinen, denn hier sind deutlich große, störende Strukturen sichtbar. Diese sind auch dann noch wahrnehmbar, wenn man den Sehabstand auf 40–50 cm vergrößert. Papier 3, 4 und 8 dagegen wirken sehr ruhig, denn es sind keine großen Agglomerate erkennbar. Nur bei genauerem Hinsehen werden Agglomerate sichtbar, die sich aber in einem kleineren Größenrahmen bewegen als Papier 7 und 9. Wenn man den Sehabstand vergrößert, wirken diese Flächen sehr ruhig und fast störungsfrei. Legt man die Papiere 3, 4, 7–9 direkt nebeneinander und betrachtet sie vergleichend aus einem Sehabstand von 40–50 cm, so sind deutliche Unterschiede in der Fläche sichtbar. Die anderen Papiere befinden sich qualitativ zwischen diesen Papieren: Agglomerate sind erkennbar, aber fallen nicht gleich als extrem störend auf.at a consideration of all samples falls in a direct comparison on that they look different bright. If you choose a viewing distance of 20-25 cm, you can with good lighting recognize the waving very clearly. The Waving leaves paper 7 and 9 very restless appear, because here are clearly large, disturbing structures visible. These are still noticeable even if you have the viewing distance 40-50 cm increased. paper 3, 4 and 8, on the other hand, are very quiet because they are not big agglomerates recognizable. Only on closer inspection will agglomerates become visible, but moving in a smaller size frame than paper 7 and 9. If you increase the viewing distance, these areas appear very quiet and almost trouble-free. Put the papers 3, 4, 7-9 right next to each other and looks at them comparatively from a viewing distance from 40-50 cm, clear differences in the area are visible. The other papers are located qualitatively between these papers: agglomerates are recognizable, but do not immediately come across as extremely annoying.

Des Weiteren fallen Kontraste innerhalb einiger Tonwertfelder auf, denn man sieht dort Flächen mit Gruppierungen von, zum Teil auch kleinen, Agglomeraten, neben denen sich hellere Flächen befinden. Diese lokalen Kontraste lassen sich ebenfalls noch aus einem großen Sehabstand deutlich finden.Of Furthermore, contrasts occur within some tonal fields, because one sees surfaces there with groups of, sometimes small, agglomerates, next to which are lighter surfaces are located. These local contrasts are also still out a big one See vision distance clearly.

Außerdem scheint es so, dass das Auge ab einem bestimmten Sehabstand mehrere nachbarschaftlich eng liegende Agglomerate nicht mehr als einzelne Strukturen wahrnimmt, sondern diese zu einer zusammenfasst. Dadurch entstehen Strukturen, die sich teilweise mehrere Millimeter über die Druckfläche erstrecken.Besides, it seems it so that the eye from a certain viewing distance several neighbors tight agglomerates no longer perceives as individual structures, but to one this summarizes. This creates structures partially extending several millimeters over the printing surface.

Wenn man nicht nur das 55%-Feld betrachtet, sondern auch die anschließenden 50%- und 60%-Felder, dann kann man eine deutliche Zunahme des Wavings mit steigendem Tonwert feststellen. Je nach Papier ist es unterschiedlich stark. Papiere, die im 55%-Feld eine bessere Qualität aufweisen, können im 60%-Feld qualitativ schlechter sein.If not only the 55% field, but also the subsequent 50% and 60% fields, then you can see a significant increase in the Wavings with increasing tone value. It varies depending on the paper strong. Papers that have better quality in the 55% field can be poorer in the 60% field.

4 Visuelle Rangreihenfolge der Proben4 Visual ranking of the samples

Um eine möglichst objektive qualitative Rangreihenfolge für die Ausprägung des Wavings zu erhalten, wurden die Proben mehreren fachlich kundigen Beobachtern aus der Druckbranche zur Beurteilung vorgelegt. Das Ziel der Befragung war, eine Orientierung für spätere messtechnische Untersuchungen zu erhalten, denn ein Algorithmus soll einen WI ausgeben und darin den visuellen Eindruck in einer Zahl widerspiegeln.Around one possible objective qualitative rank order for the expression of Wavings were the samples are given to several professional observers from the printing industry submitted for assessment. The aim of the survey was to give orientation for later metrological To get examinations, because an algorithm should spend a WI and reflect in it the visual impression in a number.

4.1 Ermittlung mit dem paarweisen Vergleich (PVi) und Direktvergleich (DV)4.1 Determination with the pairwise comparison (PVi) and direct comparison (DV)

Um diese Rangreihenfolge zu bilden, wurde die so genannte Methode des paarweisen Vergleichs (in der Literatur auch als Paarvergleichs-Index bezeichnet) angewendet. Außerdem wurde zusätzlich von allen ein Direktvergleich durchgeführt.Around To form this order of rank, became the so-called method of pairwise comparison (in the literature also as pair comparison index designated) applied. Furthermore was added performed a direct comparison of all.

Der paarweise Vergleich wird nachfolgend mit PVi, der Direktvergleich mit DV abgekürzt.Of the Pairwise comparison will follow with PVi, the direct comparison abbreviated to DV.

Bei den Rangreihenfolgen reicht die Skala von 1 bis 10: Rang 1 stellt die beste und Rang 10 die schlechteste Qualität der Proben dar.at The rank order ranges from 1 to 10: Rank 1 represents the best and rank 10 the worst quality of the samples.

4.1.1 Methode des paarweisen Vergleichs (PVi)4.1.1 Method of pairwise comparison (PVI)

Ein Beobachter ermittelt hinsichtlich eines definierten Kriteriums anhand zweier gleichzeitig vorliegender Druckproben aus einer Serie von Proben, welche besser ist oder ob beide gleich gut sind. Dieses Qualitätskriterium war im folgenden Versuch ausschließlich das Waving. Darauf wurde ausdrücklich hingewiesen, um andere Störungen, wie z.B. Streifen von der Beurteilung auszuschließen.One Observer determines based on a defined criterion two simultaneous pressure samples from a series of Samples that are better or both are equally good. This quality criterion was in the following attempt exclusively waving. On it was expressly pointed out to other disorders, such as. To exclude stripes from the assessment.

Um objektive Ergebnisse zu erzielen, muss eine möglichst hohe Zahl von Beobachtern befragt werden. Einer mangelnden Objektivierung durch eine geringe Anzahl von Beobachtern kann durch die fachliche Qualifikation der Beobachter entgegengewirkt werden. Durchgeführt wurde die Untersuchung mit fünf Beobachtern.Around Achieving objective results requires the highest possible number of observers be questioned. A lack of objectification by a low Number of observers may be due to the professional qualifications of the Observers are counteracted. The investigation was carried out with five Observers.

Die Beurteilung durch die Beobachter erfolgte unter gleichen Bedingungen: Allen Personen wurden die Proben in einem Betrachterpult (siehe 8) vorgelegt, das mit D65-Licht ausgeleuchtet wurde. Um möglichst gut urteilen zu können, sollten die zu vergleichenden Proben so dicht wie möglich nebeneinander liegen. Also wurden die zu vergleichenden Teststreifen immer direkt nebeneinander gehalten. Sie durften auch bewegt werden, um störende Reflexionen durch die Beleuchtung zu vermeiden.The observers' assessment was made under the same conditions: all the individuals were sampled in a viewer's console (see 8th ), which was illuminated with D65 light. In order to be able to judge as well as possible, the samples to be compared should be as close as possible to each other. So the test strips to be compared were always kept right next to each other. They could also be moved to avoid disturbing reflections from the lighting.

Jede Probe wird mit jeder anderen verglichen. Dabei muss entschieden werden, welche Probe besser ist oder ob beide Proben gleich gut sind. Die Ergebnisse werden anhand eines 2-0-1-Punktesystems in eine quadratische Dominanzmatrix D[gij] n-ter Ordnung (n = Anzahl der Proben) mit den Elementen gij eingetragen. Das Punktesystem sieht wie in Tabelle 3 aus ([3], S. 293–302; [4], S. 45, S.46).Each sample is compared to each other. It must be decided which sample is better or whether both samples are equally good. The results are entered into a quadratic dominance matrix D [g ij ] of the nth order (n = number of samples) with the elements g ij using a 2-0-1 point system. The scoring system looks like Table 3 ([3], pp. 293-302; [4], p. 45, p. 46).

Die Gesamtzahl N der zu vergleichenden Paare wird nach dieser Formel errechnet: N = (N2 – n)/2 The total number N of pairs to be compared is calculated according to this formula: N = (N 2 - n) / 2

Bei den vorliegenden 10 Proben mussten pro Beobachter also 90 Paare verglichen werden. Weil der Versuch viel Zeit in Anspruch nimmt und der Beobachter überfordert werden könnte, sollten mit einem paarweisen Vergleich maximal 10–12 Proben verglichen werden ([3], S. 293–302; [4], S. 45, S.46).at The present 10 samples therefore had 90 pairs per observer be compared. Because the experiment takes a lot of time and the observer overwhelmed could be should use a pairwise comparison of a maximum of 10-12 samples be compared ([3], pp. 293-302; [4], p. 45, p. 46).

Da jede Probe mit jeder verglichen wird, gibt es korrespondierende Elemente: Die obere Diagonalhälfte beinhaltet die Urteile j gegenüber i, so dass die symmetrisch zur Hauptdiagonalen gelegenen Felder das inverse Urteil beinhalten. Korrespondierende Elemente betragen in der Summe gij + gji = 2. War dies nicht der Fall, wurde das gleiche Probenpaar zweimal unterschiedlich bewertet (siehe 9). Dieses Vorgehen wird intransitives Urteil genannt ([3], S. 293–302).Since each sample is compared to each other, there are corresponding elements: The upper diagonal half contains the judgments j versus i, so that the fields lying symmetrically to the main diagonal contain the inverse judgment. Corresponding elements total gij + gji = 2. If this was not the case, the same sample pair was rated twice differently (see 9 ). This procedure is called intransitive judgment ([3], pp. 293-302).

Bei N Beobachtern lassen sich N Dominanzmatrizen zu einer kombinierten Dominanzmatrix R [rij] addieren (siehe 10). Die Zeilensumme (Σz) zeigt die absolute Häufigkeit der Bevorzugung einer Probe. Daraus ergibt sich die Einordnung in die Rangreihenfolge, die entweder isomorph durch eine Mittelwertsberechnung (Mw) oder absolut (RPVi) dargestellt werden kann (siehe 10) ([3], S. 293–302).For N observers, N dominance matrices can be added to a combined dominance matrix R [rij] (see 10 ). The row sum (Σz) shows the absolute frequency of preference of a sample. This results in the classification into the rank order, which can be represented either isomorphically by an average calculation (Mw) or absolute (RPVi) (see 10 ) ([3], pp. 293-302).

Auch die intransitiven Urteile lassen sich berechnen und in einer kombinierten Matrix darstellen, so dass sich schnell erschließen lässt, bei welchen Probenpaaren am meisten unterschiedlich beurteilt wurde. Zur besseren Darstellung wurden Pärchen mit intransitiven Urteilen je nach Stärke farblich unterlegt (siehe 11).The intransitive judgments can also be calculated and displayed in a combined matrix, so that it is easy to deduce which pairs of samples were judged most differently. For better illustration, couples with intransitive judgments were highlighted in color, depending on their thickness (see 11 ).

Die ermittelte Rangreihenfolge (nach Mittelwert) wurde zur besseren Darstellung in ein Blasendiagramm aufgetragen und die Standardabweichung als Größe für den Blasendurchmesser herangezogen. So kann man deutlich sehen, bei welchen Papieren große Unsicherheiten in der Bewertung lagen (12).The ascertained ranking order (by mean value) was plotted into a bubble diagram for better illustration and the standard deviation was used as the size for the bubble diameter. So you can clearly see which papers were subject to high uncertainties in the valuation ( 12 ).

4.1.2 Direktvergleich (DV)4.1.2 Direct comparison (DV)

Nachdem die Beobachter den paarweisen Vergleich durchgeführt haben, sollten sie anschließend einen Direktvergleich durchführen, d.h. alle 10 Proben sollten direkt miteinander verglichen werden und in eine Rangreihenfolge gebracht werden. Der Versuch wurde ebenfalls unter D65-Licht durchgeführt.After this the observers have performed the pairwise comparison, they should then one Perform a direct comparison, i.e. all 10 samples should be compared directly and be ranked. The attempt was also performed under D65 light.

Sinn des Direktvergleichs war es, zu überprüfen, ob man auch diese Methode für die Bildung einer Rangreihenfolge heranziehen kann, denn sie ist um ein vielfaches schneller durchzuführen als der paarweise Vergleich.sense The direct comparison was to check if one also this method for can use the formation of a rank order, because it is to perform a multiple faster than the pairwise comparison.

Die Rangreihenfolgen von allen Beobachtern wurden zu einer kombinierten Rangreihenfolge zusammengefasst und anschließend in ein Blasendiagramm aufgetragen (13). Auch hier wird die Standardabweichung als Größe für den Blasendurchmesser verwendet, so dass Unsicherheiten in der Bewertung deutlich sichtbar werden.The rank orders of all observers were combined into a combined ranking order and then plotted into a bubble diagram ( 13 ). Again, the standard deviation is used as the size of the bubble diameter, so that uncertainties in the rating are clearly visible.

4.2 Ergebnisse des PVi und des DV4.2 Results of PVi and DV

Wenn man sich die Ergebnisse der beiden Methoden anschaut, sieht man, dass ähnlich über die Papiere geurteilt wird. Innerhalb der Rangreihenfolgen sind einige Plätze vertauscht, aber es können bei beiden Methoden drei Qualitätsgruppen unterschieden werden. In diesen drei Gruppen finden sich in beiden Methoden die gleichen Papiere:
Lässt man die beiden Methoden miteinander korrelieren, bilden sich auch im Diagramm deutlich sichtbar die drei Gruppen. Da das Bestimmtheitsmaß R2 = 0,939 beträgt, kann man für die Feststellung einer Rangreihenfolge bei Zeitdruck auch den Direktvergleich heranziehen, denn die Ergebnisse beider Methoden ähneln sich stark (14).
If you look at the results of the two methods, you see that is judged similarly on the papers. Within the rank order some places are reversed, but in both methods three quality groups can be distinguished. In these three groups the same papers are found in both methods:
If the two methods are correlated with each other, the three groups are also clearly visible in the diagram. Since the coefficient of determination R 2 = 0.939, it is also possible to use the direct comparison for determining a ranking order for time pressure, since the results of both methods are very similar ( 14 ).

Die beiden Rangreihenfolgen können außerdem noch vergleichend in einer aufsteigenden Rangreihenfolge betrachtet werden (15).The two rank orders can also be considered comparatively in an ascending order of rank ( 15 ).

Aus den Diagrammen lassen sich anhand der Standardabweichung für jede Methode die Papiere mit den größten Unsicherheiten herauslesen. Das sind beim PVi die Papiere 10, 5 und 2 (alle qualitativ mittelwertige Papiere) und beim DV die Papier 8, 9, 7, 2 und 1. Auch bei großen Schwankungen bleiben die Papiere aber alle innerhalb ihrer Qualitätsgruppe.Out The diagrams can be determined by the standard deviation for each method the papers with the biggest uncertainties read out. These are PVi papers 10, 5 and 2 (all qualitative medium-value papers) and DV paper 8, 9, 7, 2 and 1. Even with big ones Fluctuations remain the papers but all within their quality group.

Diese Unsicherheiten zeigen, dass es mehrere Aspekte gibt, die in die Beurteilung mit einfließen. Diese Aspekte scheinen individuell nach Beobachter bewertet worden zu sein. Darauf wird im Abschnitt »Digitalisierung der Proben« auf Seite 28 genauer eingegangen, weil die verschiedenen Aspekte messtechnisch erfasst und in den Algorithmus eingebunden werden müssen.These Uncertainties show that there are several aspects in the Assessment included. These aspects seem to have been individually evaluated by observers to be. This is explained in the section "Digitizing the samples" on page 28, because the different aspects are metrologically must be captured and incorporated into the algorithm.

Sehr auffallend war, dass unter den gut abschneidenden Proben alle dunklen Papi-re zu finden waren und unter den schlecht abschneidenden Papieren sehr helle Papiere. Um einen Zusammenhang zu finden, wurden die Ergebnisse im Abschnitt »Exkurs: Sehen« tiefergehend überprüft.Very it was striking that among the well-performing samples all the dark ones Papi-re were found and among the poorly performing papers very bright papers. To find a connection, the Results in section »Excursion: See «in more detail.

5 Exkurs: Sehen5 Excursus: See

In einem Diagramm (Abbildung 16) mit einer Korrelation des Ranges PVi und der Helligkeit L* kann man deutlich sehen, dass die gut bewerteten Papiere dunkler sind als die mittelmäßig und schlecht bewerteten Papiere. Einige der schlecht bewerteten Papiere sind hell bis sehr hell. Dieses ist auch bei einem direkten Vergleich deutlich sichtbar, wenn man alle Streifen mit den gedruckten Proben nebeneinander legt. In a graph (Figure 16) with a correlation of the rank PVi and the brightness L *, one can clearly see that the well-rated papers are darker than the mediocre and poorly rated papers. Some of the poorly valued papers are light to very light. This is also clearly visible in a direct comparison by placing all the strips with the printed samples side by side.

Ein ähnliches Bild erhält man, wenn man den mittleren Grauwert der Proben mit dem Rang PVi korrelieren lässt. Hierbei beträgt das Bestimmtheitsmaß aber nur R2 = 0,5283.A similar picture is obtained by correlating the average gray value of the samples with the rank PVi. However, the coefficient of determination is only R 2 = 0.5283.

Diese Ergebnisse zeigen, dass ein Beobachter bei einer visuellen Beurteilung des Wavings nicht nur ausschließlich das Waving beurteilt, sondern offensichtlich auch die Helligkeit des Bedruckstoffes eine dominante Rolle bei der Bewertung spielt. Diese Vermutung lässt sich durch Literatur zum menschlichen Auge bestätigen.These results show that an observer in a visual assessment of the Wavings not only only assessed the waving, but obviously also the brightness of the substrate plays a dominant role in the rating. This assumption can be confirmed by literature on the human eye.

5.1 Optische Bedingungen5.1 Optical conditions

Die Wahrnehmbarkeit von kleinen Strukturen unter Berücksichtigung der Helligkeit unterliegt mehreren Bedingungen, die hier kurz nachfolgend unter Berücksichtigung der Bedeutung für das Waving aufgeführt werden.The Perceptibility of small structures taking into account the brightness is subject to several conditions, here briefly below consideration the meaning for the waving will be performed.

5.1.1 Sehschärfe und Auflösungsvermögen des menschlichen Auges5.1.1 Visual acuity and resolution of the human eye

Der Begriff Sehschärfe lässt sich in zwei Unterbegriffe aufteilen, die für die Sehschärfe eine Rolle spielen:

  • • Räumliche Sehschärfe
  • • Kontrastsehen
The term visual acuity can be subdivided into two sub-concepts that play a role in visual acuity:
  • • Spatial visual acuity
  • • contrast vision

Die räumliche Sehschärfe ermöglicht es, Formdetails zu erkennen und die Kontrastsehschärfe bezieht sich auf die Fähigkeit, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen ([5], S. 123). Diese beiden Faktoren beeinflussen das Auflösungsvermögen des Au-ges.The spatial visual acuity allows it to recognize shape details and the contrast acuity relates on the ability Perceiving brightness differences ([5], p. 123). These two Factors affect the resolution of the Au tot.

Durch den Aufbau der Netzhaut können mehrere Informationen über ein Objekt parallel vermittelt werden. Die Gesamtinformation wächst, je kleiner die noch getrennt wahrgenommenen Details („aufgelöst") sind. Die absolute Größe der noch aufgelösten Objekte hängt vom Betrachtungsabstand (Sehweite) ab. Deswegen wird der minimale Sehwinkel für zwei noch getrennt erkennbare Strukturen (Kanten, Linien o.Ä.) als Winkel wmin angegeben. Je kleiner der Winkel wmin, desto größer ist das Auflösungsvermögen (vgl. 19). Dieses wird aber, wie teilweise oben schon erwähnt, von der Objektform, dem Kontrast und der Beleuchtungsstärke beeinflusst ([6], S. 90).The structure of the retina allows multiple information about an object to be conveyed in parallel. The total information grows, the smaller the still separately perceived details ("resolved") The absolute size of the still resolved objects depends on the viewing distance (Sehweite) Therefore, the minimum visual angle for two still separately recognizable structures (edges, lines o. is Ä.) as the angle w min indicated. the smaller the angle w min, the greater the resolution of (see FIG. 19 ). However, as already mentioned above, this is influenced by the object shape, the contrast and the illuminance ([6], p. 90).

5.1.2 Grauwertsehen und Farbsehen5.1.2 Gray scale viewing and color vision

Insbesondere weil es sich bei den bewerteten Proben um monochrome Grauflächen handelt, ist zu beachten, dass beim Grauwertsehen das Ortsauflösungsvermögen durch die Anregung aller Zapfenarten deutlich höher als beim Farbsehen ist (siehe 20). So können Kanten und Strukturen mit feinen Details gut erkannt werden, aber langsam veränderliche Grauwertverläufe eher schlecht ([7], S. 197).In particular, because the evaluated samples are monochromatic gray areas, it should be noted that in greyscale viewing, the spatial resolution due to the excitation of all cones is significantly higher than in color vision (see 20 ). For example, edges and structures with fine details can be easily recognized, but slowly changing gray-scale gradients tend to be poorly recognized ([7], p. 197).

5.1.3 Kontrastsehen bei verschiedenen Helligkeiten5.1.3 Contrast vision at different brightnesses

Wie im Abschnitt »Sehschärfe und Auflösungsvermögen des menschlichen Auges« schon erwähnt, ist das räumliche Auflösungsvermögen des menschlichen Auges von der Leuchtdichte abhängig. In 21 sind zur Veranschaulichung Kurven der räumlichen Kontrastempfindlichkeit dargestellt. Sie zeigen, welchen Kontrast (Modulation) ein sinusförmiges Hell-Dunkel-Gitter bei einer bestimmten Ortsfrequenz haben muss, um noch erkannt zu werden (in der Abbildung Helligkeits-Modulationsgrad genannt). Bei hohen Leuchtdichten ist die Empfindlichkeit bei Frequenzen um 10 Linien pro Grad am höchsten. Zu niedrigeren und höheren Frequenzen hin fällt die Empfindlichkeit ab ([2], 5.139, S. 139).As already mentioned in the section "Visual acuity and resolving power of the human eye", the spatial resolution of the human eye depends on the luminance. In 21 Illustrative curves of spatial contrast sensitivity are shown. They show what contrast (modulation) a sinusoidal light-dark grating must have at a certain spatial frequency in order to be recognized (in the figure called brightness modulation degree). At high luminance levels, sensitivity is highest at frequencies around 10 lines per degree. At lower and higher frequencies the sensitivity decreases ([2], 5.139, p. 139).

5.1.4 Die besondere Problematik des Flächendrucks (unter dem Aspekt des Wavings)5.1.4 The special problem of surface pressure (under the aspect of the Wavings)

Auf gedruckten Flächen (in diesem Fall bei den gleichmäßigen Tonwertfeldern) ist das Waving besonders deutlich sichtbar, denn auf einer Fläche fallen Störungen und Unregelmäßigkeiten durch z.B. Agglomerate besonders auf. Vermutlich fallen Agglomerate weniger bei ohnehin schon durch das Motiv bedingt unruhigen Drucken auf. Deswegen eignen sich auch Flächen ideal für die visuelle und messtechnische Bewertung.On printed surfaces (in this case with the uniform tone value fields) Waving is particularly visible, because falling on a surface disorders and irregularities by e.g. Agglomerates especially on. Presumably, agglomerates fall less in the case of prints that are already restless due to the motif on. That's why surfaces are also ideal for the visual and metrological evaluation.

5.2 Einfluss der Helligkeit auf die Wahrnehmbarkeit des Wavings5.2 Influence of brightness on perceptibility of the Wavings

Die Größe eines Druckpunktes liegt im 55%-Raster je nach Papier im Cup 2 zwischen 97 und 148 μm. Durch die Gravur sind die Druckpunkte in ihrer Ausdehnung in Länge und Breite unterschiedlich. Die Breite beträgt zwischen 97 und 122 μm, die Länge zwischen 125 und 148 μm. Der Abstand zwischen den einzelnen Druckpunkten liegt deutlich unter 100 μm.The size of a pressure point is in the 55% raster, depending on the paper in Cup 2 between 97 and 148 microns. By engraving the pressure points are different in their extent in length and width. The width is between 97 and 122 microns, the length between 125 and 148 microns. The distance between the individual pressure points is well below 100 μm.

Der Richtwert der Auflösung des menschlichen Auges liegt bei einer sorgfältigen Beobachtung bei 2' bzw. 1/30 (siehe 19). Bei einem Sehabstand von ca. 25 cm bei idealen Bedingungen beträgt das Auflösungsvermögen des Auges also ca. 145 μm. Dadurch ist es nicht mehr möglich, die einzelnen Druckpunkte im Mitteltonbereich – sofern sie nicht schon geflutet sind – als einzelne Punkte wahrzunehmen, denn der Abstand zwischen ihnen ist für das menschliche Auge bei normaler Betrachtung zu klein. Nur bei einer Nonienbetrachtung unter optimalen Beleuchtungsbedingungen könnten noch einzelne Punkte wahrgenommen werden (siehe 19).The guideline of the resolution of the human eye is careful observation at 2 'or 1/30 (see 19 ). At a viewing distance of about 25 cm under ideal conditions, the resolution of the eye is therefore about 145 μm. As a result, it is no longer possible to perceive the individual pressure points in the mid-tone range - if they are not already flooded - as individual points, because the distance between them is too small for the human eye under normal conditions. Only with a Nonienbetrachtung under optimal lighting conditions still individual points could be perceived (see 19 ).

Betrachtet man die Messfelder auf den einzelnen Proben, so lassen sich die einzelnen Druckpunkte tatsächlich nicht bzw. unter heller Beleuchtung nur sehr schwer auflösen. Zum einen, weil der Kontrast zwischen Druckpunkt und Bedruckstoff eine entscheidende Rolle spielt, zum anderen, weil die Druckpunkte in diesem Rastertonfeld zu eng zusammen liegen (zu hohe Ortsfrequenzen). Sobald aber eine bestimmte Anzahl von Druckpunkten agglomeriert, kann je nach Anzahl der agglomerierenden Druckpunkte und Sehbedingungen die Grenze zur Sichtbarkeit deutlich überschritten werden.considered If you place the measuring fields on the individual samples, you can use the individual pressure points actually not very difficult or under bright lighting dissolve. To the one, because the contrast between the printing dot and the printing substrate a on the other hand, because the pressure points in This grid of raster fields are too close together (too high spatial frequencies). But as soon as a certain number of pressure points agglomerate, may vary depending on the number of agglomerating pressure points and visual conditions the limit to visibility is clearly exceeded.

Wenn, wie bei Papier 7, der Kontrast zwischen den Druckpunkten bzw. den Agglomeraten und dem Bedruckstoff hoch ist, so hat dieses einen entscheidenden Einfluss auf die visuelle Bewertung. Dieser Kontrast beeinflusst die Bewertung hinsichtlich zweier Aspekte, die für den weiteren Verlauf der Untersuchung eine zentrale Bedeutung haben:

  • • Mit steigendem Kontrast ist es möglich, höhere Ortsfrequenzen wahrzunehmen. So können im Gegensatz zu kontrastarmen Proben (z.B. Papier 3 und 8) auch kleinere Agglomerate bzw. Störungen wahrgenommen werden.
  • • Auf hellem Papier werden Störungen generell sehr viel deutlicher wahrgenommen, als gleichgroße Störungen auf dunklerem Papier. Innerhalb einer gleichmäßigen Fläche wirkt ein Agglomerat auf einem hellen Papier also sehr viel unruhiger als auf einem dunklen Papier.
If, as with paper 7, the contrast between the printing dots or the agglomerates and the printing substrate is high, this has a decisive influence on the visual evaluation. This contrast influences the assessment of two aspects that are central to the further course of the study:
  • • With increasing contrast, it is possible to perceive higher spatial frequencies. Thus, in contrast to low-contrast samples (eg paper 3 and 8), smaller agglomerates or disturbances can be perceived.
  • • On bright paper, noise is generally perceived much more clearly than the same amount of interference on darker paper. Within a uniform area, an agglomeration on a light paper looks much more restless than on a dark paper.

Für Papiersorten bedeutet dieses also, dass ein schlecht druckendes helles Papier in Bezug auf das Waving erheblich schlechter bewertet wird als ein vergleichbar druckendes dunkles Papier. Helles Papier verstärkt also die Wirkung von Druckproblemen, während ein dunkles Papier sie mildert. Gerade für Papierhersteller dürfte dieses eine interessante Feststellung sein.For paper types So this means that a poorly printed bright paper in terms of waving is rated significantly worse than one comparable printing dark paper. Light paper reinforces the effect of printing problems, while a dark paper them softens. Especially for Paper manufacturer is likely this will be an interesting finding.

Auch bei einer Umsetzung in einen Algorithmus, der auf visuellen Bewertungen basiert, müssen diese Erkenntnisse integriert werden. Dieses wird im Abschnitt »Integration der Papierhelligkeit in den Algorithmus« näher erläutert.Also when translated into an algorithm based on visual ratings based, must these findings are integrated. This is described in the section »Integration paper brightness in the algorithm «.

5.3 Integration der Papierhelligkeit in den Algorithmus5.3 Integration of paper brightness into the algorithm

Da eine visuelle Bewertung sehr stark von der Helligkeit des Papieres beeinflusst wird, ist es sinnvoll, zunächst den Waving-Index in einen Helligkeitswert und einen Strukturwert zu unterteilen.There a visual rating very much of the brightness of the paper is influenced, it makes sense, first the Waving Index into one Brightness value and a structure value to divide.

In einem Messverfahren würden, nachdem die Messungen auf eine Helligkeit normiert wurden, im Algorithmus aus den Messdaten die reinen Strukturdaten der Agglomerate extrahiert werden, so dass Helligkeit für einen Vergleich der Ergebnisse mit dem reinen Strukturwert unerheblich ist. Dadurch sind die Papiere untereinander hinsichtlich des Wavings vergleichbar. Um ihre visuelle Wirksamkeit zu bewerten, müsste in einem weiteren Schritt die Helligkeit berücksichtigt werden. Das Auge kann, wie im Abschnitt »Kontrastsehen bei verschiedenen Helligkeiten« dargestellt, bei bestimmten (papierbedingten) Kontrastverhältnissen nicht alle Agglomerationen und Unregelmäßigkeiten erkennen, die bei einer Digitalisierung der Proben erfasst würden. Eine reine Strukturanalyse würde also nicht mit der Rangreihenfolge korrelieren.In a measuring method, after normalizing the measurements to a brightness, in the algorithm extracted from the measured data, the pure structural data of the agglomerates be, so that brightness for a comparison of the results with the pure structural value irrelevant is. As a result, the papers are mutually exclusive with respect to the Wavings comparable. To evaluate their visual effectiveness, would have to be in another step, the brightness be taken into account. The eye can, as in the section »contrast shown at different brightnesses «, in certain (paper-based) contrast ratios not all agglomerations and irregularities detect that would be detected by digitizing the samples. A clean Structural analysis would so do not correlate with the rank order.

Um die Strukturen des Wavings von der Papierhelligkeit unabhängig bewerten zu können, ist eine neue Rangreihenfolge nötig, die sich ausschließlich auf die Strukturen bezieht. Dazu muss eine Normierung auf eine Helligkeit stattfinden. Die Bildung einer neuen Strukturrangreihenfolge wird im Abschnitt »Bildung einer Strukturrangreihenfolge« auf Seite 40 im Rahmen der Algorithmusbeschreibung ausführlich behandelt.Around independently evaluate the structures of the Wavings from paper brightness to be able to a new order of rank is necessary, which exclusively refers to the structures. This requires a normalization to a brightness occur. The formation of a new structural ranking will be in the section »Education a structural ranking « Page 40 in the context of the algorithm description.

6 Digitalisierung der Proben6 Digitization of the samples

Um die Druckproben einer automatisierten Untersuchung unterziehen zu können, müssen sie oder Teile davon digitalisiert werden. Diese Daten können dann mit entsprechenden Programmen weiterverarbeitet werden. Für die Digitalisierung wur-den zwei verschiedene Möglichkeiten genutzt:

  • • Digitalisierung mit Kamera und Mikroskop
  • • Digitalisierung mit einem Scanner
In order to be able to submit the print samples to an automated examination, they must or Parts of it are digitized. These data can then be further processed with appropriate programs. For digitization, two different options were used:
  • • Digitization with camera and microscope
  • • Digitization with a scanner

Jede Methode hat verschiedene Vor- und Nachteile, die nachfolgend erläutert werden.each Method has several advantages and disadvantages, which are explained below.

6.1 Digitalisierung mit Kamera und Mikroskop6.1 Digitization with camera and microscope

Eine Möglichkeit zur Digitalisierung der Proben ist die Aufnahme über ein Mikroskop, an das eine Kamera angeschlossen ist. Diese Kamera ist über eine TWAIN- Schnittstelle mit einem Computer verbunden, so dass die Aufnahmen direkt in einem Programm (z.B. Adobe Photoshop oder Image-Pro Plus) erstellt und verarbeitet werden können.A possibility to digitize the samples is the recording via a microscope to which a Camera is connected. This camera has a TWAIN interface with Connected to a computer, making the recordings directly in one Program (such as Adobe Photoshop or Image-Pro Plus) and created can be processed.

Für die Mikroskopaufnahme können am Gerät die Parameter Vergrößerung, Blende, Schärfe und Beleuchtung eingestellt werden. Die Beleuchtung erfolgt über eine separate Beleuchtungseinheit, die über mehrere verschiedene Beleuchtungsstufen verfügt.For the microscope image can on the device the parameters magnification, Aperture, sharpness and lighting are set. The lighting is done via a separate lighting unit, which has several different lighting levels features.

Die Kamera gibt ein Bild von 768×562 Pixel aus. Beim Import der Bilder können verschiedene Einstellungen gewählt werden (siehe 23).The camera outputs a picture of 768 × 562 pixels. When importing images, various settings can be selected (see 23 ).

Ein großer Vorteil dieser Methode ist ein eingeblendetes Live-Bild, das das zu mikroskopierende Objekt zeigt. Dadurch ist es möglich, vor der Aufnahme einen Ausschnitt zu suchen und exakt zu positionieren. Auch die verschiedenen möglichen Vergrößerungen und Regulierungen durch Blende oder Beleuchtung sind für Untersuchungen von Vorteil, weil man so je nach Objekt individuell eine optimale Aufnahmequalität erzielen kann.One greater The advantage of this method is an inserted live image, which is the to microscopic object shows. This makes it possible before to search for a section of the recording and to position it exactly. Also the different possible ones enlargements and adjustments by aperture or lighting are for investigations an advantage, because you can choose the optimal one depending on the object recording quality can achieve.

Doch das System hat auch entscheidende Nachteile. So ist z.B. der Aufnahme- bzw. Messausschnitt (durch das Objektiv am Mikroskop bedingt) sehr begrenzt, und er wird mit steigender Vergrößerung noch weiter verkleinert. Deshalb kann je nach Vergrößerung immer nur ein kleiner Teil der Druckprobe erfasst werden und macht Mehrfachaufnahmen über das gesamte Feld nötig. Der Zeitaufwand für Mehrfachaufnahmen ist nicht unerheblich. Außerdem ist es möglich, dass Agglomerate größer als der Messausschnitt sind und dadurch nicht als komplettes Objekt erfasst werden. Bei einer visuellen Betrachtung der Aufnahmen ist teilweise das Waving gar nicht mehr aufgrund der Vergrößerung erkennbar. Auch Mehrfachmessungen lösen das Problem nicht, weil keine nahtlose Erfassung möglich ist. Die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen, wäre ein größerer Aufnahmebereich.But The system also has significant disadvantages. For example, e.g. the recording or measurement section (caused by the lens on the microscope) very much limited, and it is further reduced with increasing magnification. Therefore, depending on the magnification always Only a small portion of the pressure sample will be captured and will take multiple shots over that entire field needed. The time required for Multiple shots is not insignificant. Besides, it is possible that Agglomerates greater than the measurement section are and therefore not as a complete object be recorded. When visually viewing the shots is partly the waving no longer recognizable due to the enlargement. Also solve multiple measurements the problem is not because no seamless capture is possible. The only way to get around this problem would be a larger recording area.

Auch die verschiedenen Messparameter sind unter Umständen nicht reproduzier oder kalibrierbar. Beispielsweise ist die Blende stufenlos über ein Drehrad einstellbar. Auch ein Rauschen der Kamera birgt Probleme. Um dieses zu untersuchen, wurde ein Bildausschnitt mehrmals aufgenommen und jeweils ein Histogramm ausgegeben. Diese Histogramme wurden verglichen, und anhand der Standardabweichung kann man deutlich ein Rauschen der Kamera erkennen (siehe 24). Das dargestellte Rauschen kann zusätzlich noch durch Schwankungen der Beleuchtung oder des Umgebungslichts beeinflusst werden. Auf der Videostrecke liegt die Signalabweichung bei ca. 3%, kann aber in den hohen und niedrigen Ton-werten bis zu 100% erreichem.Also, the different measurement parameters may not be reproducible or calibratable. For example, the aperture is infinitely adjustable via a rotary knob. Even a noise of the camera has problems. To investigate this, a picture was taken several times and a histogram was output. These histograms were compared, and the standard deviation clearly indicates camera noise (see 24 ). The noise shown can additionally be influenced by fluctuations in the lighting or the ambient light. On the video track the signal deviation is about 3%, but can reach up to 100% in the high and low tone values.

Unter der Berücksichtigung, dass der Algorithmus idealerweise ohne spezielle Geräte arbeiten soll, ist die Verwendung von Kamera und Mikroskop ein Nachteil, denn diese Ausstattung gehört nicht zur üblichen Ausstattung in Druckereien und Papierfabriken, so dass diese möglicherweise teuer angeschafft werden müssten.Under the consideration, that the algorithm ideally works without any special equipment the use of camera and microscope is a disadvantage, because this equipment belongs not to the usual equipment in printing houses and paper mills, so this may be expensive to buy.

Von jedem Papier wurden unter dem Mikroskop 6 Aufnahmen gemacht. Die Aufnahmen sind an verschiedenen Stellen auf dem 55%-Feld gemacht worden, um eine möglichst große Fläche zu erfassen und Überschneidungen zu minimieren. Der fehlerhafte Bereich mit dem Streifen wurde dabei ausgespart. Für alle Aufnahmen galten die gleichen Bedingungen:

  • • Kamera: Licht 1/4, Blende 22, Vergrößerung 0.8
  • • Import: Alle Einstellungen auf Standard, Y8-Graustufen, PAL
From each paper 6 pictures were taken under the microscope. The images have been taken at various points on the 55% field in order to capture the largest possible area and to minimize overlaps. The faulty area with the strip was left out. The same conditions applied to all shots:
  • • Camera: light 1/4, aperture 22, magnification 0.8
  • • Import: All settings to default, Y8 grayscale, PAL

Weil alle Aufnahmen die gleichen Bedingungen hatten, unterscheiden sie sich deutlich in ihrer Qualität. Während bei hellen Papieren einzelne Druckpunkte deutlich erkennbar sind, ist bei dunklen Papieren keine differenziere Digitalisierung des Druckbildes mehr erkennbar.Because all recordings had the same conditions, they differ significantly in their quality. While with bright papers individual pressure points are clearly recognizable, with dark papers no dif referencing Digitization of the printed image more recognizable.

6.2 Digitalisierung mit einem Scanner6.2 Digitization with a scanner

Eine andere Möglichkeit zur Digitalisierung der Proben ist die Verwendung eines handelsüblichen Scanners. Ein Scanner hat gegenüber Mikroskop und Kamera einige große Vorteile. Sc ist es beispielsweise möglich, eine sehr große Aufnahmefläche in einem Scandurchgang zu erfassen – je nach Größe der Vorlage sogar mehrere Proben gleichzeitig. Die verschiedenen Vergrößerungen des Mikroskopes entsprechen der flexiblen Scanauflösung, die je nach Gerät ein unterschiedliches Maximum haben kann, was von der optischen und mechanischen Qualität des Systems abhängig ist. Bei einer entsprechend hohen Auflösung sind so auch einzelne Rasterpunkte gut digitalisierbar.A different possibility to digitize the samples is the use of a commercial scanner. A scanner has opposite Microscope and camera some big ones Advantages. For example, it is possible to have a very large reception area in one Scanning - ever according to size of the original even several samples at the same time. The different magnifications of the microscope correspond to the flexible scan resolution, the depending on the device may have a different maximum, which is different from the optical and mechanical quality depending on the system is. At a correspondingly high resolution, so are individual Raster points well digitizable.

Ein paralleles Scannen mehrerer Proben kostet wenig Zeit und es sind auch keine Mehrfachaufnahmen nötig, weil die gesamte Probenfläche als Ganzes erfasst werden kann. Ausschnitte und Bearbeitungen können dann mittels Software am Computer erfolgen. Ein handelsüblicher Scanner gehört in Druckbetrieben zur Grundausstattung, so dass keine teuren Geräte zusätzlich angeschafft werden müssten. Zudem kann dann möglicherweise sogar systemübergreifend (Windows, Apple Macintosh und Linux/Unix) gearbeitet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, eine Kalibrierung vorzunehmen, so dass auch Messergebnisse von verschiedenen Scannern und Systemen miteinander verglichen werden können.One scanning several samples in parallel takes little time and it is no need for multiple shots because the entire sample area as a whole can be detected. Cuttings and edits can then done by software on the computer. A commercial Scanner belongs in print shops to the basic equipment, so that no expensive equipment additionally purchased would have to be. In addition, then possibly even cross-system (Windows, Apple Macintosh and Linux / Unix). There is also the possibility, to perform a calibration, so that also results from different Scanners and systems can be compared.

Somit scheint ein Scanner ein ideales Gerät für eine One-Shot-Technologie zu sein, denn er ist fast überall vorhanden, günstig und mit entsprechender Software kalibrierbar, und mit „einem Knopfdruck" ist eine große Fläche messbar.Consequently a scanner seems an ideal device for a one-shot technology to be, because he is almost everywhere available, cheap and calibratable with appropriate software, and with "one Push of a button "is a big area measurable.

Um die Druckproben für diese Untersuchung mit einem Scanner zu digitalisieren, wurde das Gerät Agfa DuoScan der Firma Agfa verwendet. Alle Proben wurden nebeneinander gelegt und in einem Scandurchgang erfasst (siehe 26).To digitize the print samples for this investigation with a scanner, the Agfa DuoScan Agfa machine was used. All samples were placed next to each other and recorded in a scan (see 26 ).

Die Scanauflösung betrug 4000 dpi. Bei dieser Scanauflösung kann eine Feinheit von 6,36 μm pro Pixel erreicht werden. Damit ist gesichert, dass ausreichend Pixel für die Wiedergabe der Rasterpunkte zur Verfügung stehen. Anschließend wurde aus jedem Teststreifen eine 28972897 Pixel große Fläche entnommen, so dass pro Papier eine ausreichend große Datei zur Verfügung stand, die messtechnisch weiterverarbeitet werden konnte. Es wurde darauf geachtet, dass der störende Druckstreifen, der auf fast allen Proben deutlich das Druckbild durchzieht, nicht in dieser Fläche auftauchte. Dadurch wurde zwar nicht die ganze Fläche erfasst, aber mit 18,4×18,4 mm ein deutlich größerer Teil als bei der Aufnahme mit Kamera und Mikroskop. Bei einem visuellen Abgleich wurde festgestellt, dass auch die Waving-Erscheinung ausreichend gut sichtbar ist. Sogar Donuts sind auf den Abbildungen gut erkennbar (siehe 27). Auch bei dunklen Papieren erhält man mit dieser Methode eine ähnlich gute und differenzierte Digitalisierung des Druckbildes wie mit Mikroskop und Kamera.The scan resolution was 4000 dpi. With this scan resolution, a fineness of 6.36 μm per pixel can be achieved. This ensures that enough pixels are available for rendering the halftone dots. Subsequently, a 28972897 pixel area was taken from each test strip so that a sufficiently large file per paper was available, which could be further processed by metrology. Care was taken to ensure that the disturbing pressure strip, which clearly penetrates the printed image on almost all samples, did not appear in this area. Although this did not cover the entire area, it was much larger at 18.4 × 18.4 mm than when taken with a camera and a microscope. In a visual comparison, it was found that the waving phenomenon is sufficiently well visible. Even donuts are clearly visible on the pictures (see 27 ). Even with dark paper, this method provides a similarly good and differentiated digitization of the printed image as with a microscope and a camera.

7 Alternativen zum vorgeschlagenen Verfahrensweg7 alternatives to the proposed procedure

Dieser Abschnitt behandelt alternative Ansätze zur Entwicklung eines Algorithmus. Der endgültige spätere Verfahrensweg wird ausführlich im Abschnitt »Der Algorithmus und seine Evaluierung« auf Seite 40 beschrieben. Aus Zeitgründen wurde nur ein Verfahren vollständig umgesetzt, aber die verschiedenen Ansätze werden hier nachfolgend kurz beschrieben.This Section discusses alternative approaches to developing an algorithm. The final procedure later gets detailed in the section »The Algorithm and its Evaluation «on page 40. For time reasons only one procedure was completed implemented, but the different approaches are here below briefly described.

7.1 Überlegungen zu den Verfahrensmöglichkeiten7.1 Considerations on the process options

Um einen Verfahrensweg zu finden, wurden verschiedene Überlegungen angestellt. Diese gingen in verschiedene Richtungen. So war eine Überlegung, ausgehend von einem idealen Raster, die Störungen im Raster durch Agglomerationen herauszufinden. Mit einer Fourier-Transformation, die auch Bestandteil von Bildverarbeitungsprogrammen ist, kann man solche Berechnungen relativ einfach durchführen und Filterfunktionen anwenden. Eine andere Überlegung war, über die Anteile der bedruckten Fläche und die Histogrammfunktion Aussagen über das Waving machen zu können. Eine dritte Überlegung, die dann auch als ausführlicher Verfahrensweg weiterverfolgt wurde, war eine Untersuchug zur Verteilung, Form und Wirkung in Verbindung mit einer Matrix- oder Mosaikfunktion.Around to find a way of proceeding, were various considerations hired. These went in different directions. So, that was a consideration starting from an ideal grid, the disturbances in the grid by agglomerations out. With a Fourier transformation, which is also part of image processing programs, one can do such calculations relatively easy to perform and apply filter functions. Another consideration was about the Proportions of the printed area and the histogram function to make statements about waving. A third consideration, which then as more detailed Was followed up by a procedure for distribution, Form and effect in combination with a matrix or mosaic function.

Hier noch einmal die Ansätze im Überblick:

  • • Fast Fourier-Transformation und Filterfunktionen
  • • Histogrammfunktion und bedruckte Fläche
  • • Verteilung, Form und Wirkung in Verbindung mit einer Matrix- oder Mosaikfunktion (s. Kapitel 8)
Here are the approaches at a glance:
  • • Fast Fourier transform and filter functions
  • • Histogram function and printed area
  • • distribution, shape and effect in combination with a matrix or mosaic function (see chapter 8)

Bei allen Verfahrensansätzen sollte die visuelle Wahrnehmung einen Schwerpunkt bilden. Bei den ersten beiden Ansätzen, die nachfolgend noch ausführlicher erläutert werden, trat dieser Schwerpunkt aber in den Hintergrund (der Einfluss der Helligkeit und des Kontrastes wurde nicht berücksichtigt).at all procedural approaches visual perception should be a focus. Both first two approaches, the more detailed below explained However, this focus came into the background (the influence brightness and contrast were not taken into account).

7.2 Histogrammfunktion und bedruckte Fläche7.2 Histogram function and printed area

Bei einem idealen Raster mit isolierten Druckpunkten sind in einem Histogramm zwei Balken sichtbar: ein Balken repräsentiert die Häufigkeit für die Tonwerte der Druckpunkte, der andere repräsentiert die Häufigkeit der Tonwerte des Bedruckstoffs (siehe 28).For an ideal grid of isolated pressure points, two bars are visible in a histogram: one bar represents the frequency for the tonal values of the pressure points, the other represents the frequency of the tonal values of the substrate (see 28 ).

Das reale Druckpunktverhalten ist aber anders, denn durch das autotypische Druckverfahren ist der Übergang vom Druckpunkt zum Bedruckstoff nicht scharf, sondern eher fließend. Daher hätte ein Histogramm eines idealen realen Rasters eine weiche Verteilung der Tonwerte mit zwei Spitzen. Bei einigen Papieren kann man dieses deutlich erkennen, während andere Papiere eine stetig von der Spitze abfallende Kurve aufweisen (siehe 29). Die Histogramme wurden aus dem Mittelwert der 6 Aufnahmen, die mit Mikroskop und Kamera aufgenommen wurden, erstellt.However, the real pressure point behavior is different, because the autotypic printing process makes the transition from the printing dot to the printing material not sharp, but rather fluid. Therefore, a histogram of an ideal real raster would have a smooth distribution of two-peak tone values. For some papers, this can be clearly seen, while other papers have a steadily falling off the peak curve (see 29 ). The histograms were generated from the average of the 6 images taken with microscope and camera.

Um eine bessere Differenzierung und Vergleichbarkeit bei den Histogrammen der digitalisierten Druckmuster zu erhalten, wurde bei jedem Papiermuster zuerst eine 8×8 Weichzeichnung (Gaußscher Weichzeichner) durchgeführt und anschließend das Histogramm aus dem Mittelwert der 6 Aufnahmen (aufgenommen mit Kamera und Mikroskop) erstellt. Ein Überblick über alle Histogramme ist in 30 dargestellt.To obtain better differentiation and comparability in the histograms of the digitized print patterns, an 8x8 blur (Gaussian blur) was first performed on each paper swatch and then the histogram was taken from the average of the 6 scans (taken with camera and microscope). An overview of all histograms is in 30 shown.

Im Idealfall würde man einen einzigen Balken bei einem bestimmten Grauwert annehmen können, aber wie die realen Histogramme zeigen, ist eine schmale und hohe Verteilung im Graubereich zu finden. Ausgehend von diesen Kurven wurde die Fragestellung diskutiert, ob man durch ein solches Histogramm eine Aussage über das Waving machen kann.in the Ideally would you take a single bar at a certain gray value can, but as the real histograms show, is a narrow and high distribution to be found in the gray area. Starting from these curves was the Question discusses whether one can do such a histogram Statement about the waving can do.

Die Histogrammkurven können durch verschiedene Merkmale charakterisiert werden:

  • • Höhe des Maximums
  • • Standardabweichung vom Mittelwert
  • • Mittelwert
  • • Gesamtbreite am Full
The histogram curves can be characterized by various features:
  • • height of the maximum
  • • Standard deviation from the mean
  • • Average
  • • Total width at Full

Bei einer genaueren Betrachtung der Maxima lässt sich aber keine Korrelation mit der Rangreihenfolge PVi finden (siehe 31). Auch die anderen Merkmale zeigen keine Korrelationen zur Rangreihenfolge.However, a closer look at the maxima does not show a correlation with the ranking order PVi (see 31 ). The other features also show no correlation to rank order.

Auch eine Einteilung der Papiere in die Klassen gut mittel schlecht ist durch die Merkmale der Kurven auf diesem Wege nicht möglich. Da bis zu diesem Punkt keines der Ergebnisse aus diesem Ansatz aussagekräftig war, wurde aus Zeitgründen keine weitere Untersuchung, die über den bisherigen Ergebnisstand hinausgeht, gemacht.Also a division of the papers into the classes is good medium bad not possible by the characteristics of the curves in this way. There none of the results from this approach was meaningful until that point, was due to time constraints no further investigation over the previous results.

Eventuell könnte dieser Ansatz noch einmal in weiteren Untersuchungen aufgegriffen werden, wenn dabei bestimmte Aspekte verändert und berücksichtigt werden. Da für die Histogramme nur kleine Ausschnitte herangezogen wurden, wäre eine größere zusammenhängende Fläche (z.B. die mit dem Scanner digitalisierten Druckmuster) aussagekräftiger. Dadurch wäre auch das Problem einer unterschiedlichen Aufnahmequalität behebbar. Außerdem müssten die unterschiedlichen Papierhelligkeiten in die Untersuchungen mit einbezogen werden. Weiterhin ist die Methode der Weichzeichnung zu diskutieren – eventuell gibt es einen geschickteren Weg, um aussagekräftige Kurven über die Histogrammbildung zu erreichen.Perhaps could This approach was taken up again in further investigations when certain aspects are changed and taken into account become. Therefore the histograms were used only small sections, would be one larger contiguous area (e.g. the digitized with the scanner print sample) more meaningful. This would be also the problem of a different recording quality can be corrected. Furthermore would the different paper brightnesses in the investigations with be included. Furthermore, the method of blurring to discuss - possibly There is a more skillful way to get meaningful curves over the To achieve histogram formation.

7.3 Fast Fourier-Transformation (FFT) und Filterfunktionen7.3 Fast Fourier Transformation (FFT) and filter functions

Ein weiterer Ansatz, um die Qualität des Wavings zu bestimmen, ist die Durchführung einer Fast Fourier Transformation (nachfolgend mit FFT abegkürzt) in Verbindung mit Filterfunktionen und einer Rücktransformation. Die Erklärung zur FFT wird hier so knapp wie möglich gehalten um ein grundlegendes Verständnis zu ermöglichen. Eine ausführliche Beschreibung kann in der angegebenen Literatur nachgelesen werden.One Another approach to the quality of the Wavings is to perform a Fast Fourier Transform (subsequently abbreviated to FFT) in conjunction with filter functions and an inverse transformation. The explanation of FFT will be as short as possible here held to provide a basic understanding. A detailed Description can be read in the specified literature.

7.3.1 Die diskrete Fourier-Transformation (DFT)7.3.1 The Discrete Fourier Transform (DFT)

Eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) zählt unter dem Begriff Bildverarbeitung zu den globalen Operationen, d.h., es werden sämtliche Pixel des Eingangsbildes benötigt, um das Ergebnis für ein AusgabePixel zu errechnen. Wie auch die digitalisierten Druckmuster sind digitale Bilder so genannte 2-dimensionale ortsdiskrete Signale. Das Vorgehen bei einer 2-dimensionalen Fourier-Transformation basiert formal auf dem einer 1-dimensionalen.A discrete Fourier transform (DFT) counts under the term image processing the global operations, i.e., all pixels of the input image needed to the result for to calculate an output pixel. Like the digitized print samples digital images are so-called 2-dimensional spatially discrete signals. The procedure for a 2-dimensional Fourier transformation is formally based on the one 1-dimensional.

Indem man geeignete sinusförmige Signale aufsummiert, kann man ein beliebiges nicht-sinusförmiges (periodisches) Signal erzeugen (siehe 32). Durch eine Fourier-Analyse kann jedes nicht-sinusförmige Signal in sinusförmige Bestandteile zerlegt werden und typischerweise im Frequenzbereich dargestellt werden. Bei der Anwendung auf Bilder spricht man vom Ortsfrequenzbereich, das Ursprungsbild befindet sich im Ortsbereich. Der Frequenzbereich (auch Spektrum) zeigt die sinusförmigen Komponenten eines nicht-sinusförmigen Signals ([9], S. 119–121). In diesem Frequenzraum lassen sich viele Operationen, z.B. Filterfunktionen, leichter durchführen.By summing suitable sinusoidal signals, one can generate any non-sinusoidal (periodic) signal (see 32 ). By a Fourier analysis, any non-sinusoidal signal can be decomposed into sinusoidal components and typically represented in the frequency domain. When applied to images, one speaks of the spatial frequency range, the original image is located in the local area. The frequency range (also spectrum) shows the sinusoidal components of a non-sinusoidal signal ([9], pp. 119-121). In this frequency space many operations, eg filter functions, can be carried out more easily.

Bei digitalen Bildern wird die Fourier-Analyse durch die diskrete Fourier-Transformation durchgeführt und errechnet eine kartesische Darstellung des Spektrums. Dieses kann gut vom Rechner weiterverarbeitet werden. Um diese Darstellung anschaulicher zu gestalten, kann die Darstellung in die polare Repräsentation umgewandelt werden ([9], S.121).at digital images, the Fourier analysis is performed by the discrete Fourier transform and calculates a Cartesian representation of the spectrum. This can be well processed by the computer. To make this presentation clearer To shape the representation can be converted into the polar representation become ([9], p.121).

7.3.2 Die Fast Fourier-Transformation (FFT)7.3.2 The Fast Fourier Transformation (FFT)

Eine diskrete Fourier-Transformation ist sehr rechenintensiv und der schnellste Algorithmus zur Realisierung der DFT ist die so genannte Fast Fourier-Transformation ([9], S.127).A discrete Fourier transform is very computationally intensive and the fastest algorithm for realizing the DFT is the so-called Fast Fourier transformation ([9], p.127).

7.3.3 Anwendung der FFT auf Raster7.3.3 Apply FFT to Raster

Da sich die FFT auf periodische Wechselgrößen bezieht, die in elementare Sinu- und Kosinus-Schwingungen zerlegt werden können, kann sie auf ein Raster angewendet werden, um dieses zu eliminieren. Ein Raster besteht aus periodischen Signalen, so dass es sich gut über eine FFT mit entsprechenden Programmen wie Image-Pro Plus, Ad Oculus oder über ein Plug-In in Adobe Photoshop in eine Spektrum-, Amplituden- oder Phasendarstellung überführen lässt (siehe 33), um dann weitere Operationen durchzuführen.Since the FFT refers to periodic variables that can be decomposed into elementary sin and cosine vibrations, it can be applied to a raster to eliminate it. A raster consists of periodic signals so that it can easily be converted into a spectrum, amplitude or phase representation via an FFT using appropriate programs such as Image-Pro Plus, Ad Oculus or a plug-in in Adobe Photoshop (see 33 ) to perform further operations.

Diese weiteren Operationen können z.B. Filterungen sein. So ist es möglich, mit Hoch- oder Tiefpass-Filtern hoch- oder niedrigfrequente Anteile herauszufiltern. Auch individuelle Filterungen lassen sich über spezielle Eingabemasken oder direkt per Drag-and-Drop im Spektrum vornehmen. Mit diesen Filterfunktionen könnte man beispielsweise ein Raster herausfiltern, so dass nur noch die unregelmäßigen Agglomerationen bestehen bleiben.These further operations can e.g. Be filtering. So it is possible with high or low pass filters filter out high or low frequency components. Also individual Filtering can be done via special Input masks or directly by drag-and-drop in the spectrum. With these filter functions could For example, you filter out a grid so that only the consist of irregular agglomerations stay.

Durch eine Rücktransformation wird das gefilterte Spektrum wieder in eine Bilddarstellung überführt und kann dann anschließend ausgewertet oder weiterbearbeitet werden.By an inverse transformation the filtered spectrum is converted back into an image representation and can then follow be evaluated or further processed.

Doch die FFT hat einige Nachteile, die auch dazu geführt haben, dieses Verfahren zur Waving-Bearbeitung nicht weiter zu verfolgen. Bei der FFT kommt es bedingt durch den Algorithmus z.B. zu Randeffekten (sichtbar in 36). Weitere Probleme werden im nächsten Abschnitt erläutert.But the FFT has some drawbacks that have led to the discontinuation of this procedure for waving processing. In the case of the FFT, due to the algorithm, for example, edge effects (visible in 36 ). Other issues are discussed in the next section.

7.3.4 Anwendung der Fast Fourier-Transformation auf die Druckmuster7.3.4 Application of the Fast Fourier Transform on the print patterns

Das Programm Image-Pro Plus bietet eine vorgefertigte Funktion zur Fast Fourier-Transformation an, so dass die Möglichkeit besteht, digitalisierte Bilder mit dieser Programmfunktion weiterzuverarbeiten. Es gibt dazu noch viele Möglichkeiten von Filterfunktionen (z.B. Hoch- oder Tieffrequenzfilter), oder auch die Möglichkeit, in den dargestellten Spektren direkt Operationen durchzuführen.The Program Image-Pro Plus offers a ready-made function for Fast Fourier transform so that's the possibility consists of further processing digitized images with this program function. There are many other possibilities filter functions (e.g., high or low frequency filters), or also the possibility perform operations directly in the spectra shown.

Die mit dem Mikroskop aufgenommenen Bilder eigneten sich nur bedingt für eine Weiterverarbeitung mit der FFT, denn aufgrund der verschiedenen Helligkeiten und Papierguten, ist es nur schwer möglich, die einzelnen Rasterpunkte scharf abgegrenzt zu finden. Die einzelnen Rasterpunkte weisen zudem keine einheitliche Form auf.The images taken with the microscope were only partially suitable for one Further processing with the FFT, because of the different Brightness and paper good, it is difficult to get the individual Grid points to find sharply demarcated. The individual grid points also have no uniform shape.

Eine gute Weiterverarbeitung mit der FFT scheint also nur nach einer guten Vorverarbeitung der Bilder möglich zu sein, so dass die bedruckten Stellen sich möglichst gut von den unbedruckten Stellen unterscheiden. Dieses kann man erreichen, indem man verschiedene Filter auf die Bilder anwendet. Real aber ist es sehr schwer, die bedruckten Stellen herauszuheben. Ein Makro, das auf alle Papiere gleich anwendbar ist, kann es nicht geben, denn dazu unterscheiden sie sich zu deutlich. Es muss also eine papierspezifische oder möglicherweise sogar eine individuelle Vor-verarbeitung stattfinden, um dann auch mit einem papierspezifischen Algorithmus weiterzuarbeiten. Dieses wäre für eine angedachte One-Shot-Technologie eher hinderlich.A good further processing with the FFT seems only after a good preprocessing of the images to be possible, so that the printed areas differ as well as possible from the unprinted areas. This can be achieved by applying different filters to the images. Really, it is very difficult to highlight the printed areas. A macro that is equally applicable to all papers, can not exist, because they differ too clearly. So there must be a paper-specific or possibly even an individual pre-processing, in order to continue working with a paper-specific algorithm. This would be a hindrance for a proposed one-shot technology rather.

Aus Zeitgründen wurde daher nur exemplarisch ein ideales Raster mit einem vorgefertigten Makro bearbeitet. Dieses Makro konnte an einem idealen Raster erfolgreich angewendet werden (siehe im folgenden Abschnitt »Verwendung von AutoFFT), funktionierte aber nicht bei den digitalisierten Druckmustern, weswegen dieser Ansatz dann nicht weiter verfolgt wurde.Out time constraints was therefore only an example of an ideal grid with a prefabricated Macro edited. This macro succeeded on an ideal grid (see the following section »Using AutoFFT) worked but not with the digitized print samples, so this one Approach was not followed up.

7.3.5 Verwendung von AutoFFT7.3.5 Use of AutoFFT

Da es auf der Herstellerseite von Image-Pro Plus viele vorgefertigte Makros mit verschiedenen Funktionen zum Herunterladen gibt, habe ich dort nach einer Lösung gesucht, die automatisch in Bildern regelmäßige Strukturen erkennt und diese eliminieren kann. Das Tool heißt „Automatic Filtering Using a Fast Fourier Transform" (AutoFFT).There there are many pre-made on the manufacturer side of Image-Pro Plus Macros with various functions for downloading have I am there for a solution which automatically recognizes regular structures in pictures and can eliminate them. The tool is called "Automatic Filtering Using a Fast Fourier Transform "(AutoFFT).

Es ermöglicht es, regelmäßige Strukturen zu entfernen und gleichzeitig die darunter liegenden Bilddetails zu erhalten. Ein einzugebender Skalierungsfaktor definiert den Effekt der FFT auf die regelmäßigen Strukturen.It allows it, regular structures while removing the underlying image details to obtain. A scaling factor to be entered defines the effect the FFT on the regular structures.

Die Vorgehensweise sei hier an einem idealen Raster mit künstlich erzeugten Agglomeraten dargestellt. Das ideale Raster wurde in Adobe Photoshop erzeugt und auch dort mit entsprechenden künstlichen Agglomeraten versehen. Dieses Bild wurde dann in Image-Pro Plus eingelesen (siehe 35).The procedure is shown here on an ideal grid with artificially produced agglomerates. The ideal grid was created in Adobe Photoshop and provided there with appropriate artificial agglomerates. This image was then read into Image-Pro Plus (see 35 ).

Das eingelesene Bild wird nun mit dem Tool AutoFFT weiterverarbeitet und nach einer automatischen Rücktransformation je nach Einstellungen ein weiterverarbeitbares Ergebnisbild ausgegeben (siehe 36).The read-in image is now further processed with the AutoFFT tool and, following an automatic back transformation, a further-processable result image is output, depending on the settings (see 36 ).

An diesem Bild kann nun z.B. eine Schwellwerttrennung vorgenommen werden, die nur noch die gefluteten Flächen zwischen den Rasterpunkten heraushebt (siehe 37).For example, a threshold separation can now be made on this image, which only highlights the flooded areas between the grid points (see 37 ).

Das Ergebnis zeigt eindeutig die herausgearbeiteten gefluteten Verbindungen zwischen den einzelnen Rasterpunkten. Es wäre sehr einfach weiterzuverarbeiten und als Grundlage für weitere Messungen heranziehbar.The Result clearly shows the elaborated flooded connections between the individual grid points. It would be very easy to process and as a basis for additional measurements can be taken.

Leider war diese Methode bisher nur auf ein künstlich erzeugtes Raster mit Agglomeraten erfolgreich anwendbar. Um diese Methode bei realen Daten durchführen zu können, müssten die Bilder entsprechend aufwändig vorbereitet werden. Es ist nicht ausgeschlossen, dass es eine Möglichkeit gibt, das Waving mit einer FFT zu beurteilen, aber im zeitlichen Rahmen dieser Arbeit war es nur möglich, diesen Ansatz aufzuzeigen und anhand eines künstlich erzeugten Beispiels die Möglichkeiten darzustellen. Auch über den visuellen Aspekt bei der FFT besteht Diskussionsbedarf, denn gewonnene Ergebnisse sollten dem Sehen eines Beobachters entsprechen.Unfortunately So far, this method has only been used on an artificially created grid Agglomerates successfully applicable. To use this method at real Perform data to be able to would the pictures are correspondingly expensive to get prepared. It is not excluded that there is a possibility There is time to evaluate waving with an FFT Within this work, it was only possible to show this approach and on the basis of an artificial example created the possibilities display. Also over The visual aspect of the FFT is in need of discussion, because obtained results should correspond to the vision of an observer.

8 Der Algorithmus und seine Evaluierung8 The algorithm and its evaluation

Wie im Abschnitt »Integration der Papierhelligkeit in den Algorithmus« auf Seite 28 beschrieben wurde, beeinflusst die Papierhelligkeit die visuelle Bewertung. Daher ist es sinnvoll, zunächst den Waving-Index in einen Helligkeitswert und einen Strukturwert zu unterteilen. Den Helligkeitswert kann man messtechnisch leicht aus den L*- oder Y-Werten entnehmen. Um einen Strukturwert zu ermitteln, muss zunächst eine Strukturrangreihenfolge gebildet werden. Diese wird wieder von Fachbeobachtern erstellt. Die zu bewertenden Muster müssen helligkeitsnormiert sein und die zu bewertenden Strukturen aus den Druckmustern extrahiert werden.As in the section »Integration paper brightness in the algorithm «on page 28 paper brightness affects the visual rating. Therefore, it makes sense first the waving index into a brightness value and a structure value to divide. The brightness value can be measured easily from the L * or Y values. To determine a structure value, must first a structure ranking order are formed. This one will be back created by technical observers. The samples to be evaluated must be brightness normalized and extracts the structures to be evaluated from the print patterns become.

Diese Strukturbewertung dient als Bezug für die messtechnisch zu erfassenden Ergebnissen, die ebenfalls an diesen helligkeitsnormierten Bildern vorgenommen werden müssen.These Structure evaluation serves as a reference for the metrologically to be recorded Results, which are also due to these brightness normalized images must be made.

8.1 Bildung einer Strukturrangreihenfolge8.1 Formation of a Structural Ranking

Um eine Rangreihenfolge der Strukturbilder zu erhalten, mussten in einem ersten Schritt die Strukturen aus den digitalisierten Druckmustern extrahiert und in eine bewertbare Form gebracht werden. Diese Strukturen wurden in einem weiteren Schritt von Beobachtern bewertet.Around To obtain a rank order of the structure images had to be in a first step, the structures from the digitized print patterns extracted and put into an assessable form. These structures were assessed by observers in a further step.

8.1.1 Die Erzeugung von Strukturmustern8.1.1 The generation of structural patterns

Für die Erzeugung von Strukturbildern wurden die mit dem Scanner digitalisierten Druckmuster verwendet und alle Schritte im Programm Image-Pro Plus ausgeführt. Die Beispiele in den Abbildungen basieren auf Papier 6.For the generation Structural images became the print patterns digitized with the scanner used and all steps executed in the program Image-Pro Plus. The Examples in the illustrations are based on paper 6.

Die zentrale Frage, die bei einer Extrahierung von Strukturen gestellt werden muss, ist: Was sieht der Betrachter? Dieser Ansatz einer versuchten Simulation des Sehens diente als Grundlage für die Erzeugung der Strukturbilder.The central question that posed in an extraction of structures must be, is: What does the viewer see? This approach of a attempted simulation of sight served as the basis for the generation of Structure images.

Zunächst einmal wurden die digitalisierten Druckmuster von der Ursprungsgröße 2897×2897 Pixel auf 1000×1000 Pixel skaliert. Dadurch sind zwar Informationen verloren gegangen, aber diese Größe ist für eine Weiterverarbeitung und als Grundlage für Messungen ausreichend. Die Skalierung wirkt sich auf eine Reduzierung der Rechenzeit für Filteroperationen aus.First of all The digitized print samples of the original size were 2897 × 2897 pixels on 1000 × 1000 Scaled pixels. Although this information has been lost, but this size is for further processing and as a basis for Sufficient measurements. The scaling affects a reduction the computing time for Filtering operations off.

Bei einem entsprechenden Sehabstand von ca. 20–25 cm nimmt ein Betrachter die einzelnen Rasterpunkte auf dem Druckmuster nicht wahr, sondern sie werden zu einer Fläche aufgelöst. Innerhalb dieser Fläche werden die Agglomerate als störende Strukturen wahrgenommen. Daher mussten diese Strukturen extrahiert werden, damit sie allein von den Betrachtern bewertet werden konnten.at a viewing distance of about 20-25 cm takes a viewer the individual halftone dots on the print pattern are not true, but instead they become an area dissolved. Within this area the agglomerates are disturbing Structures perceived. Therefore, these structures had to be extracted so that they could be evaluated by the viewers alone.

Aus diesem Grunde wurde zuerst ein Filter angewendet, der das Raster auflöst und gleichzeitig die Agglomerate als Flächen beibehält. Dieser Filter heißt Median (PROCESS → FILTERS → ENHANCEMENT → MEDIAN) und wurde mit der Größe 5×5 in viermaliger Anwendung (Passes: 4) auf die Druckmuster angewendet (siehe 39). Die Stärke und Anzahl der Durchgänge wurden visuell überprüft: Wichtig war, dass der Eindruck der Agglomerate erhalten blieb. Dabei wurden die gefilterten Bilder am Monitor sowohl aus der Nähe als auch aus einer großen Entfernung betrachtet und mit einem Blick auf die reale Druckprobe verglichen. Der Filter Median bewirkt zwei Dinge: Er ersetzt einen zentralen Pixel mit dem Mittelwert seiner Nachbarpixel und bewirkt gleichzeitig eine Art Weichzeichnung. For this reason, a filter was first applied, which dissolves the grid while maintaining the agglomerates as surfaces. This filter is called median (PROCESS → FILTERS → ENHANCEMENT → MEDIAN) and was applied to the print samples in the size 5 × 5 in four applications (pass: 4) (see 39 ). The strength and number of passes were checked visually: It was important that the impression of agglomerates was maintained. The filtered images were viewed on the monitor both from near and from a great distance and compared with a view of the real pressure sample. The median filter does two things: it replaces a central pixel with the mean of its neighboring pixels, and at the same time creates a sort of blur.

Wenn man das ursprüngliche Bild mit dem gefilterten Bild vergleicht, sieht man deutlich die störenden Agglomerate als dunkle Flächen (siehe 40).If one compares the original image with the filtered image, one sees clearly the disturbing agglomerates as dark surfaces (see 40 ).

In einem weiteren Schritt wurde eine Schwellwerttrennung durchgeführt (PROCESS → TRESHOLD). Da die gemessene Standardabweichung vom mittleren Grauwert bei allen Druckmustern ungefähr 5 betrug, wurde dieser Wert als Bezugsgröße herangezogen und die Trennschwelle bei allen Mustern auf den Schwellwert = (mittlerer Grauwert)-5 festgelegt. Damit wurde versucht, eine Helligkeitsnormierung vorzunehmen. Auch dieses wurde wieder visuell aus der Nähe und Entfernung mit den realen Druckmustern abgeglichen. Um eine korrekte Ansicht zu erhalten, muss bei der Vorschau Black an White gewählt werden (siehe 41). Nach der Durchführung der Schwellwerttrennung musste eine Invertierung des Bildes vorgenommen werden (ENHANCE → INVERT IMAGE) – dadurch wurden die Strukturen der Agglomerate schwarz dargestellt.In a further step, a threshold value separation was carried out (PROCESS → TRESHOLD). Since the measured standard deviation from the average gray value for all print patterns was approximately 5, this value was used as a reference and the separation threshold for all samples was set to the threshold value = (average gray value) -5. This was an attempt to make a brightness normalization. Again, this was compared visually up close and away with the real print patterns. In order to get a correct view, Black on White must be selected during the preview (see 41 ). After performing the threshold separation, an inversion of the image had to be performed (ENHANCE → INVERT IMAGE) - this made the structures of the agglomerates black.

Um kleinste Strukturen herauszufiltern, die auch visuell nicht erfassbar waren, wurde nach der Schwellwerttrennung der Filter Close (PROCESS → FILTERS → MORPHOLOGICAL → CLOSE) angewendet. Dazu wurden die Optionen 22 Square und 4 Passes gewählt.Around to filter out the smallest structures that are also not visually detectable were after the threshold separation of the filters Close (PROCESS → FILTERS → MORPHOLOGICAL → CLOSE) applied. For this purpose, the options 22 Square and 4 Passes were chosen.

Die nun übrig gebliebenen Partien sind auch bei einem direkten Vergleich in den Bildern der vorangegangenen Bearbeitungsstufen sichtbar.The now left remaining games are also in a direct comparison in the Pictures of the previous processing steps visible.

Um Randeffekte, die bei der Bildbearbeitung entstanden sind, für die Bewertung und Messungen auszuschließen, wurden die Bilder vom Format 1000×1000 auf 800×800 beschnitten, d.h., an jeder Seite wurde ein Beschnitt von 100 Pixeln durchgeführt.Around Edge effects that have arisen during image editing for the rating and exclude measurements the pictures were cut from the format 1000 × 1000 to 800 × 800, that is, a trimming of 100 pixels was performed on each side.

8.1.2 Visuelle Beschreibung der Strukturmuster8.1.2 Visual description of the structure patterns

In 43 sind alle zehn Strukturmuster ihrem Papier entsprechend angeordnet dargestellt. Hier sind die aus den Druckmustern extrahierten Strukturen deutlich sichtbar.In 43 All ten structural patterns are arranged according to their paper. Here the structures extracted from the print patterns are clearly visible.

Weil für die spätere mathematische und statistische Erfassung der Strukturmerkmale wichtig ist, was genau aufgrund der visuellen Wirksamkeit erfasst werden soll, wird jedes Strukturmuster mit seinen visuellen Auffälligkeiten nachfolgend in Tabelle 5 kurz stichwortartig beschrieben.Because for the latter mathematical and statistical coverage of structural features important is what exactly is captured due to visual effectiveness should, every structural pattern with its visual abnormalities briefly described briefly in Table 5 below.

Auf den Strukturmustern scheint es bei genauerem Hinsehen eine Vorzugsrichtung des Flutens zu geben. Die Flutungen bilden sich bei diesem Feld in Cup 2 tendenziell in Druckrichtung aus (dieses müsste auch messtechnisch erfassbar sein, indem man eine in Druckrichtung schmale Verschiebematrix über das Bild laufen lässt. Außerdem gilt es herauszufinden, ob es eine Vorzugsrichtung für die anderen Gangarten gibt und in welche Richtung diese liegt).On On closer inspection, the structural patterns seem to have a preferred direction to flood. The flooding forms in this field in cup 2 tends to be in the pressure direction (this would also have to be measured be detected by a narrow in the printing direction displacement matrix on the Picture is running. Furthermore It is important to find out if it is a preferred direction for the others Gaits and in which direction this lies).

8.1.3 Bildung einer Strukturrangreihenfolge mit dem Direktvergleich8.1.3 Formation of a Structural Ranking with the direct comparison

Für die Bildung einer Rangreihenfolge wurde aus Zeitgründen die Methode des Direktvergleichs verwendet. Wie im Abschnitt »Ergebnisse des PVC und des DV« auf Seite 21 beschrieben wurde, kann diese Methode auch repräsentative Ergebnisse liefern.For education Ranking was due to time constraints the method of direct comparison used. As in the section »Results of PVC and DV « Page 21, this method can also be representative Deliver results.

Die 10 Strukturmuster wurden sechs Fachbeobachtern zur Beurteilung vorgelegt. Sie sollten im direkten Vergleich eine Rangreihenfolge von 1 (gut) bis 10 (schlecht) hinsichtlich eines Kriteriums legen. Dieses Kriterium wurde als Homogenität, Gleichmäßigkeit bzw. Ruhe des Musters definiert. Es wurde außerdem darauf hingewiesen, dass die Menge der Schwärzung für die Bewertung nicht ausschlaggebend ist, sondern nur der visuelle Eindruck einer Homogenität. Die gelegte Reihenfolge sollte auch aus einer größeren Entfernung (ca. 1 m) betrachtet werden, um schwierig einzuordnende Proben besser beurteilen zu können.The 10 structural samples were submitted to six technical observers for evaluation. You should rank in a direct comparison of 1 (good) to 10 (bad) with regard to a criterion. This criterion was as homogeneity, uniformity or rest of the pattern defined. It was also pointed out that the amount of blackening for the Rating is not crucial, but only the visual impression a homogeneity. The laid order should also be from a greater distance (about 1 m) be considered to better assess difficult to classify samples to be able to.

8.1.4 Ergebnisse der Strukturrangreihenfolge8.1.4 Results of the Structural Ranking

Die Ergebnisse des Direktvergleichs wurden in einer Tabelle erfasst und anschließend in Diagramme übertragen. Das Ergebnis der Diagramme zeigt sehr deutlich, dass die extrem gut und schlecht bewerteten Papiere (Papier 4 und 7) sehr deutlich bewertet wurden (bei Papier 7 wurde die Standardabweichung für die Darstellung künstlich erhöht) (siehe 44). Bei anderen Papieren gab es große Unsicherheiten (Papier 2, 6 und 8), aber die Schwankungen befanden sich nur innerhalb ihrer Qualitätsgruppe. Diese drei Gruppen (gut – mittel – schlecht) sind auch bei einer Sortierung nach aufsteigendem Rang sichtbar (siehe 45).The results of the direct comparison were recorded in a table and then transferred to diagrams. The result of the graphs shows very clearly that the extremely good and poorly rated papers (paper 4 and 7) were rated very clearly (with paper 7 the standard deviation for the representation was artificially increased) (see 44 ). Other papers had large uncertainties (Paper 2, 6 and 8), but the variations were only within their quality group. These three groups (good - medium - bad) are also visible when sorting in ascending order (see 45 ).

Aus den Ergebnissen geht hervor, dass gleichmäßig wirkende Bilder sehr gut bewertet werden, wobei Gleichmäßigkeit sowohl bei viel Schwärzung (Papier 4) als auch bei wenig Schwärzung (Papier 8) vorhanden sein kann. Es scheint dabei wichtig zu sein, dass die vorhandene Schwärzung gleichmäßig auf der Fläche verteilt ist. Wenn aber viele Weißräume vorhanden sind, scheint dies für die Beobachter schwierig zu bewerten zu sein (Papier 8, Papier 6). Dieses bestätigte sich auch in Gesprächen mit den Beobachtern.Out The results show that even-looking images are very good be evaluated, with uniformity both with much blackening (Paper 4) as well as with little blackening (paper 8) can. It seems to be important that the existing blackening evenly the area is distributed. But when there are many white spaces, it seems this for the observers are difficult to evaluate (paper 8, paper 6). This confirmed also in talks with the observers.

Da in einem ersten Durchgang versehentlich die unbeschnittenen 1000×1000 Pixel großen Bilder zur Bewertung vorgelegt wurden, musste ein zweiter Durchgang mit den 800×800 Pixel großen Proben durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die messtechnisch und visuell bewerteten Proben identisch sind. Durch diesen Irrtum zeigte sich, dass Proben mit einem starken Randeffekt im ersten Durchgang schlechter bewertet wurden als im zweiten Durchgang, wo dieser Randeffekt beschnitten worden war.There in a first pass accidentally the uncut 1000x1000 pixels huge Pictures submitted for evaluation had a second pass with the 800 × 800 Pixel big Samples performed to ensure that the metrologically and visually evaluated Samples are identical. This error showed that samples were rated worse with a strong edge effect in the first round as in the second round, where this edge effect has been cropped was.

8.2 Erfassung der Strukturmerkmale8.2 Detection of structural features

Nach der vorangegangenen visuellen Bewertung musste ein Verfahren gefunden werde, das die Strukturmerkmale mathematisch und statistisch erfasst. Das Ergebnis einer solchen Messung muss mit der erarbeiteten Strukturrangreihenfolge gut korrelieren. Um diese Strukturen zu erfassen, wurden verschiedene Ansätze gewählt und mit dem Ergebnis der Strukturbewertung verglichen. Im folgenden Abschnitt werden zunächst die verschiedenen möglichen messbaren Strukturmerkmale aufgeführt.To The previous visual assessment had to find a procedure that captures the structural features mathematically and statistically. The result of such a measurement must be in accordance with the structure ranking order correlate well. In order to grasp these structures, different approaches were chosen and compared with the result of the structure evaluation. Hereinafter Section will be first the different possible ones measurable structural features listed.

8.2.1 Kalibration und Messungen durchführen8.2.1 Perform calibration and measurements

Mit dem Programm Image-Pro Plus ist es durch die Funktion Count/Size (MEASURE → COUNT/SIZE) möglich, in einem Bild Objekte zählen, messen und sortieren zu lassen. Für ein besseres Verständnis und um spätere Untersuchungen, die auf dieser Arbeit basieren, schneller durchführen zu lassen, soll die Vorgehensweise anhand einiger Screenshots aus dem Programm Image-Pro Plus veranschaulicht werden. So wird außerdem sichergestellt, dass dann auch identische Einstellungen verwendet werden.With the program Image-Pro Plus it is possible to use the function Count / Size (MEASURE → COUNT / SIZE) It is possible to count, measure and sort objects in a picture. For a better understanding and for later investigations, which are based on this work to be carried out faster, the procedure is to be illustrated by means of some screenshots from the program Image-Pro Plus. This also ensures that identical settings are used.

Zunächst einmal muss eine Kalibration vorgenommen werden (MEASURE → CALIBRATION → SPATIAL). Die nötigen Werte kann man aus dem ursprünglich gescannten Bild errechnen. Bei den 800×800 Pixel großen Bildern ist eine Fläche von 18,4 mm erfasst worden, also werden pro Pixel 18,4 μm repräsentiert (siehe 46).First of all a calibration has to be done (MEASURE → CALIBRATION → SPATIAL). The necessary values can be calculated from the originally scanned image. For the 800 × 800 pixel images, an area of 18.4 mm has been recorded, ie 18.4 μm are represented per pixel (see 46 ).

Diese Kalibration kann gespeichert werden und bei Bedarf geöffnet und verwendet werden. Um die Werte zu überprüfen, kann einfach mit der Funktion Measurements (MEASURE → MEASUREMENTS) eine Messlinie über die Bildbreite gezogen werden. Die dazugehörigen Messwerte werden in einer Tabelle ausgegeben. Anhand dieser Werte kann man die Kalibrationseinstellungen überprüfen (siehe 47).This calibration can be saved and opened and used as needed. To check the values, simply use the Measurements function (MEASURE → MEASUREMENTS) to drag a measurement line across the image width. The associated measured values are output in a table. These values can be used to check the calibration settings (see 47 ).

Zu jedem einzelnen gemessenen Objekt können ca. 50 verschiedene Informationen ausgegeben werden, darunter auch die Lage, die Fläche und der Umfang. Bevor man eine Messung durchführt, müssen verschiedene Parameter eingestellt werden, um sinnvolle Messergebnisse zu erhalten. In einem ersten Schritt wird das zu untersuchende Bild geöffnet und dann die Funktion Count/Size (MEASURE → COUNT/SIZE) gewählt (siehe 48).For each individual measured object about 50 different information can be output, including the location, the area and the scope. Before taking a measurement, various parameters must be set to obtain meaningful measurement results. In a first step, the image to be examined is opened and then the function Count / Size (MEASURE → COUNT / SIZE) is selected (see 48 ).

Unter Select Measurements (MEASURE → COUNT/SIZE → MEASURE → SELECT MEASUREMENTS) werden die gewünschten Informationen gewählt, die später in der Ausgabedatei enthalten sein sollen (siehe 49). Zu jeder Option ist eine kurze Erklärung mit einem Beispiel dargestellt. Der Einfachheit halber wurden hier alle gewählt um eine möglichst große Datenbasis zu haben, aus der man später selektive Auswertungen erstellen kann.Select Measurements (MEASURE → COUNT / SIZE → MEASURE → SELECT MEASUREMENTS) to select the desired information to be included later in the output file (see 49 ). For each option a short explanation is shown with an example. For the sake of simplicity, everyone was chosen here to have the largest possible database, from which one can later create selective evaluations.

Nachdem alle gewünschten Informationen gewählt sind, müssen die Optionen für die Messung festgelegt werden. Dieses geschieht sowohl in dem Dialogfeld Count/Size als auch im Dialogfeld Options (MEASURE → COUNT/SIZE → OPTIONS). Im Hauptdialogfeld sollten die Optionen entsprechend 48 gewählt sein, im Dialogfeld Count/Size Options entsprechend 50. Da genau das gemessen werden muss, was auch optisch bewertet wurde, muss sowohl die Funktion Clean Borders deaktiviert, als auch With Holes im Menü Outline Style gewählt sein.Once all desired information has been selected, the options for the measurement must be set. This is done both in the Count / Size dialog box and in the Options dialog box (MEASURE → COUNT / SIZE → OPTIONS). In the main dialog box, the options should be appropriate 48 be selected in the Count / Size Options dialog box accordingly 50 , Since exactly what has to be measured, which has also been evaluated visually, both the function Clean Borders must be disabled, as well as With Holes selected in the Outline Style menu.

Nach der Voreinstellung aller Optionen kann nun gemessen werden. Dazu wird einfach auf die Schalffläche Count im Hauptdialogfeld Count/Size geklickt. Im Bild werden die erfassten Objekte entsprechend angezeigt (siehe 51).After the presetting of all options can now be measured. Simply click on the button area Count in the main dialog box Count / Size. The captured objects are displayed accordingly in the picture (see 51 ).

Die Werte für alle Objekte können in eine Datei exportiert werden (MEASURE → COUNT/SIZE → FILE → DATA TO FILE), so dass sie mit anderen Programmen, z.B. Microsoft Excel, weiterverarbeitet werden können (siehe 52).The values for all objects can be exported to a file (MEASURE → COUNT / SIZE → FILE → DATA TO FILE), so that they can be further processed with other programs, eg Microsoft Excel (see 52 ).

Außerdem bietet die Count/Size-Funktion (MEASURE → COUNT/SIZE → IMAGE MAKE SORTED OBJECTS IMAGE) noch die Möglichkeit an, alle Objekte nach einem wählbaren Kriterium zu sortieren (siehe 53).In addition, the Count / Size function (MEASURE → COUNT / SIZE → IMAGE MAKE SORTED OBJECTS IMAGE) also offers the option of sorting all objects according to a selectable criterion (see 53 ).

Diese Möglichkeit ist für die Untersuchung von Strukturen sehr nützlich, weil man so eine Möglichkeit hat, alle Strukturen nach ihrer Größe sortiert angezeigt zu bekommen (siehe 54). So kann man einzelne Objekte ähnlicher Größe isoliert oder auch vergleichend betrachten.This possibility is very useful for the study of structures, because it gives you the opportunity to see all structures sorted by their size (see 54 ). So one can isolate individual objects of similar size or compare them.

8.2.2 Mögliche messbare Strukturmerkmale8.2.2 Possible measurable structural features

In den mit Count/Size gewonnenen Daten wurden verschiedene Aspekte untersucht. Diese werden nachfolgend kurz aufgeführt und bei relevanten Ergebnissen auch mit entsprechender Korrelation zum Strukturrang dargestellt.In the data obtained with Count / Size has become different aspects examined. These are briefly listed below and with relevant results also represented with a corresponding correlation to the structural rank.

8.2.2.1 Objektanzahl8.2.2.1 Number of objects

Die Anzahl der Objekte schwankt zwischen 284 (Papier 8) und 399 (Papier 4). Diese Zahl sagt jedoch nichts über die Qualität des Wavings aus, denn es kommt nicht darauf an, wie viele Objekte sich auf einer Fläche befinden, sondern wie sie dort verteilt sind. Dieses lässt sich auch visuell deutlich nachvollziehen.The number of objects varies between 284 (paper 8) and 399 (paper 4). However, this number says nothing about the quality of the Wavings, because it does not matter how many objects on a Flä but how they are distributed there. This can also be clearly understood visually.

8.2.2.2 Gesamtfläche der Objekte (Area polyon)8.2.2.2 Total Area of Objects (Area polyon)

Wie aus 55 deutlich hervorgeht, ist die Objektgesamtfläche (die aufsummierte Fläche aller Objekte) kein Maß, mit dem die Qualität bestimmbar ist. Unter den gut abschneidenden Papieren befinden sich sowohl Papiere mit einer geringen Objektgesamtfläche als auch Papiere mit einer sehr hohen Objektgesamtfläche. Unter den schlecht abschneidenden Papieren befinden sich ausschließlich Papiere mit einer hohen Objektgesamtfläche. Bei Papieren mit einer hohen Objektgesamtfläche und einem guten Rang muss der hohe Flächenanteil sehr gleichmäßig über die gesamte Bildfläche verteilt sein. Dieses lässt sich auch visuell nachprüfen. Eine nähere Untersuchung zu diesem sehr wichtigen Aspekt wird im Abschnitt »Untersuchungen zur Homogenität der Fläche« auf Seite 55 beschrieben. Eine andere Möglichkeit ist, nur die größten Objekte zu betrachten. Wenn man sich die Strukturmuster noch einmal unter diesem Gesichtspunkt anschaut, dann sieht man deutlich, dass die Größe der Objekte eine dominante Wirkung hat. Dieses spiegelt sich auch in 56 wieder.How out 55 It can be clearly seen that the total area of the object (the accumulated area of all objects) is not a measure with which the quality can be determined. Among the good performing papers are both papers with a small total object area as well as papers with a very high total object area. Among the poorly performing papers are only papers with a high total object area. For papers with a high total object area and a good rank, the high area ratio must be very evenly distributed over the entire image area. This can also be checked visually. A closer examination of this very important aspect is described in the section "Examinations of surface homogeneity" on page 55. Another possibility is to look at only the largest objects. If you look again at the structural patterns from this point of view, you can clearly see that the size of the objects has a dominant effect. This is also reflected in 56 again.

Doch wenn das größte Objekt einiger Papiere eine ähnliche Größenordnung hat, müssen noch andere Faktoren eine Rolle spielen, die die unterschiedliche Bewertung bewirken. So ist z.B. visuell feststellbar, dass das größte Objekt nur als störend empfunden wird, wenn es nicht unter ähnlich großen umgebenden Objekten positioniert ist. Diese Thematik wird im Abschnitt »Untersuchungen zur Homogenität der Fläche« auf Seite 55 noch einmal genauer behandelt.But if the biggest object some papers a similar one Magnitude has, must other factors play a role, which are the different ones Assessment effect. For example, e.g. visually detectable that the largest object just as annoying is perceived if it is not positioned under similar sized surrounding objects is. This topic is described in the section "Investigations on the homogeneity of the surface" on page 55 again treated in more detail.

8.2.2.3 Boxengröße der Objekte8.2.2.3 Box size of the objects

Die Ausdehnungen eines Objekts bestimmen die es umgebende Boxgröße. Es ist mit Image-Pro Plus möglich, zwei verschiedene Boxmaße zu bestimmen:

  • • Die XY-Ausdehnung im Koordinatensystem ist Grundlage des Boxmaßes
  • • Die tatsächliche Länge und Breite werden miteinander multipliziert und man erhält eine Box, die das Objekt direkt umgibt
The extents of an object determine the box size surrounding it. It is possible with Image-Pro Plus to determine two different box dimensions:
  • • The XY extent in the coordinate system is the basis of the box measure
  • • The actual length and width are multiplied together and you get a box that surrounds the object directly

Für diese Untersuchung wurde die erste Möglichkeit herangezogen. Der Unterschied zu den reinen Objektflächen ist, dass die Box u.U. mehr Aussagekraft für die visuelle Wirksamkeit besitzt. So kann ein großes, sehr zerklüftetes Objekt wenig Flächenanteile haben, es würde aber visuell als dominant wahrgenommen werden, weil es sich über einen großen Bildanteil erstreckt.For this Investigation became the first option used. The difference to the pure object surfaces is, that the box u.U. more expressiveness for the visual effectiveness has. So a big, very jagged Object little area shares have, it would but visually perceived as dominant because it is about a huge Image portion extends.

Wie 57 zeigt, hat die Boxgröße einen ähnlich dominanten Einfluss auf die Bewertung wie die Fläche eines Objekts.As 57 shows, the box size has a similarly dominant influence on the rating as the area of an object.

8.2.2.4 Umfänge der Objekte8.2.2.4 Scope of objects

Auch der Umfang eines Objekts hat eine visuelle Wirkung. Ein großes, zerklüftetes Objekt hat einen größeren Umfang als ein z.B. kreisförmiges Objekt gleicher Fläche. Der Zusammenhang zwischen größtem Umfang und dem Strukturrang ist in 58 sichtbar.The size of an object also has a visual effect. A large, fissured object has a larger circumference than, for example, a circular object of the same area. The relationship between the largest scale and the structural rank is in 58 visible, noticeable.

8.2.2.5 Merkmale der 5 und 10 größten Objekte8.2.2.5 Characteristics of the 5 and 10 largest objects

Da die Messung eines Objekts nichts über andere große Objekte aussagt, wurden für eine weitere Untersuchung die 5 und 10 größten Objekte (nach Fläche) herangezogen und die jeweiligen Merkmalswerte aufsummiert. Dabei ergaben sich folgende Korrelationen für die 5 größten Objekte:

  • • 5 größte Flächen: R2 = 0,7367
  • • 5 größte Boxen: R2 = 0,8169
  • • 5 größte Umfänge: R2 = 0,6392
Since the measurement of an object does not say anything about other large objects, the 5 and 10 largest objects (by area) were used for further investigation and the respective feature values were summed up. This resulted in the following correlations for the 5 largest objects:
  • • 5 largest areas: R 2 = 0.7367
  • • 5 largest boxes: R 2 = 0.8169
  • • 5 largest scopes: R 2 = 0.6392

Für die 10 größten Objekte ergaben sich diese Korrelationen:

  • • 10 größte Flächen: R2 = 0,6954
  • • 10 größte Boxen: R2 = 0,6432
  • • 10 größte Umfänge: R2 = 0,5518
For the 10 largest objects, these correlations resulted:
  • • 10 largest surfaces: R 2 = 0.6954
  • • 10 largest boxes: R 2 = 0.6432
  • • 10 largest scopes: R 2 = 0.5518

8.2.2.6 Weitere Untersuchungen: Umfang pro Box/Fläche etc8.2.2.6 Further Examinations: Scope per box / area Etc

Es wurden auch weitere Untersuchungen durchgeführt, aber die o.g. Merkmale zeigen die größten Korrelationen. Mit einer Aufsummierung von den größten Objektflächen kann man eine Art Kennlinie erstellen (siehe 59). Diese zeigt an, wieviel Anteil an der Objektgesamtfläche die k aufsummierten größten Objektflächen haben. So ist z.B. bei Papier 1 sichtbar, dass die 20 größten Objekte schon die Hälfte der gesamten Objektfläche ausmachen. Ein eher gleichmäßiger und sanfter Anstieg der Kurve deutet auf eine ruhigere Fläche hin.Further investigations were carried out, but the above mentioned features show the highest correlations. With a summation of the largest object surfaces one can create a kind characteristic curve (see 59 ). This indicates how much proportion of the object total area has the k summed largest object surfaces. For example, it is visible in paper 1 that the 20 largest objects already account for half of the total object area. A rather smooth and gentle rise in the curve indicates a calmer surface.

8.2.2.7 Auswertung8.2.2.7 Evaluation

Anhand der erhaltenen verschiedenen Werte zu einzelnen Objekten kann eine sehr genaue Aussage über Größen, Anzahl und Formen gemacht werden. Dieses ist jedoch nicht ausreichend, um die visuelle Wahrnehmung zu reproduzieren. Es sind eindeutige dominante Faktoren bestimmbar, die aber nicht alleine die Wirkung bestimmen. Es ist möglich, mit diesen Merkmalen einzelne Qualitätsgruppen zu bestimmen, aber eine feine Differenzierung ist auf diesem Wege nicht möglich.Based The obtained different values for individual objects can be one very accurate statement about Sizes, number and shapes are made. However, this is not enough to reproduce the visual perception. They are unique Dominant factors determinable, but not alone the effect determine. It is possible, but to determine individual quality groups with these characteristics a fine differentiation is not possible in this way.

Dazu müssen andere Merkmale der Strukturmuster gemessen werden. Die Merkmale von Form, Größe und Umfang treffen beispielsweise keine Aussage über die Verteilung über die Fläche und Nachbarschaftsbeziehungen von Strukturen. Um eine Aussage über die Flächenhomogenität treffen zu können, muss ein ganz neuer Ansatz gewählt werden. Dieser wird im Abschnitt »Untersuchungen zur Homogenität der Fläche« auf Seite 55 beschrieben.To have to other features of the structural patterns are measured. The characteristics of shape, size and size For example, do not make any statement about the distribution over the area and neighborhood relationships of structures. To make a statement about the Area homogeneity meet to be able to It takes a completely new approach become. This is described in the section "Examinations of the homogeneity of the surface" on page 55 described.

8.2.3 Erstellung eines Struktur-Reports8.2.3 Creation of a structure report

Anhand der erhaltenen Daten kann zwar keine Aussage über die Verteilung der Objekte gemacht werden, aber es kann unter Verwendung einer Excel-Maske ein Report für ein gemessenes Druckmuster ausgegeben werden. Dieser Report könnte wichtige Dinge wie z.B. Größen und Anzahl der Objekte enthalten. Somit erhält man sehr ausführliche Informationen über die Strukturen. Dazu werden die aus Image-Pro Plus exportierten Dateien einfach in Excel importiert. Aufgrund der vorgefertigten Maske werden die Daten automatisch sortiert und ausgegeben. Das kann z.B. in einer Form wie in 60 geschehen.Although it is not possible to make any statements about the distribution of the objects on the basis of the data obtained, a report for a measured print pattern can be output using an Excel mask. This report might include important things like sizes and number of objects. This gives you very detailed information about the structures. To do this, the files exported from Image-Pro Plus are simply imported into Excel. Due to the prefabricated mask, the data is automatically sorted and output. This can be done in a form like in 60 happen.

Dieser Report wäre eine sinnvolle Ergänzung zu dem späteren Waving-Index. Durch den Report ist es beispielsweise möglich, genau zu sehen, was eine Änderung z.B. der Druckparameter bewirkt – das können z.B. Größenänderungen der Agglomerate sein. Mit solchen Werten kann ein Papier dann ganz genau beschrieben werden.This Report would be a useful addition to the later Waving index. The report makes it possible, for example to see what a change e.g. the pressure parameter causes - this can e.g. resizing be the agglomerates. With such values, a paper can be quite be described exactly.

8.2.4 Untersuchungen zur Homogenität der Fläche8.2.4 Studies on the homogeneity of the area

Mit den oben genannten Merkmalen ist es nicht möglich zu beschreiben, ob eine Fläche homogen ist. Dazu müssen neue Ansätze gewählt werden, denn die Homogenität ist ein wichtiger visueller Faktor.With the above features it is not possible to describe if a area is homogeneous. To do this new approaches chosen be, because the homogeneity is an important visual factor.

8.2.4.1 Das Streumaß8.2.4.1 The scattering measure

Dazu wurde das Strukturmuster mit einer Matrix unterteilt, die die Größe von 8×8 Feldern hat. Jedes Feld repräsentiert also eine Fläche von 1,84×1,84 mm. Diese Größe erfasst einzelne Agglomerate und ist damit nicht zu fein oder zu grob. Außerdem kann das Auge in diesem Bereich sehr gut Strukturen und Kontrastunterschiede wahrnehmen.To the structure pattern was subdivided into a matrix the size of 8x8 fields Has. Each field represents So an area of 1.84 × 1.84 mm. This size captured single agglomerates and is therefore not too fine or too coarse. In addition, can the eye in this area very well structures and contrast differences perceive.

Da MS Excel nur die Möglichkeit von 256 Spalten in der Tabellengestaltung bietet, mussten die Bilder von 800×800 auf 80×80 skaliert werden. Dazu wurde zunächst eine Schwarz/Weiß-Bitmap erzeugt und diese dann auf entsprechende Größe skaliert. Eine visuelle Überprüfung zeigte, dass aus entsprechender Entfernung beide Strukturmuster vergleichbar sind.There MS Excel just the way of 256 columns in the table layout offers, the images of 800 × 800 on 80 × 80 be scaled. This was initially a black and white bitmap and then scaled to appropriate size. A visual check showed that from corresponding distance both structural patterns are comparable are.

Dieses 80×80 Pixel große Bild wurde in Image-Pro Plus eingelesen, um eine Tabelle mit den Pixelwerten zu erhalten (MEASURE → BITMAP ANALYSIS → FILE → DATA TO FILE). Diese Daten wurden in eine vorbereitete Maske in MS Excel geladen. Diese Maske errechnet für jedes Feld der Matrix den Anteil der Schwärzung. Aus allen 64 Feldern wird dann der Mittelwert und die entsprechende Standardabweichung errechnet und angezeigt (siehe 61).This 80x80 pixel image was read into Image-Pro Plus to get a table of pixel values (MEASURE → BITMAP ANALYSIS → FILE → DATA TO FILE). These data were loaded into a prepared mask in MS Excel. This mask calculates the amount of blackening for each field of the matrix. From all 64 fields, the mean value and the corresponding standard deviation are calculated and displayed (see 61 ).

Die Standardabweichung ist ein Maß für die Homogenität der Fläche. Sie zeigt an, wie gleichmäßig die Agglomerationen über die Fläche verteilt sind bzw. die Streuung um den Mittelwert. Daher wird dieses Maß Streumaß genannt. Je höher das Streumaß, desto unruhiger bzw. inhomogener ist die gemessene Fläche. Dieses Maß muss nun mit den Werten der Strukturrangreihenfolge überprüft werden.The Standard deviation is a measure of the homogeneity of the area. she indicates how evenly the Agglomerations over the area distributed or the dispersion around the mean. Therefore this will be Measure called litter measure. The higher the scattering measure, the more restless or inhomogeneous is the measured area. This Measure must now be checked with the values of the structure ranking order.

Dazu wurde das Streumaß für alle Papiere und die Korrelation zum Strukturrang errechnet (siehe 62).For this purpose, the scattering measure for all papers and the correlation to the structural rank was calculated (see 62 ).

Mit einem Bestimmtheitsmaß von R2 = 0,8595 kann schon sehr gut eine Qualitätsgruppe festgestellt werden. Es gibt zwar Schwankungen bei den Beobachtern (dargestellt durch die Blasengröße), aber diese Schwankungen bewegen sich nur innerhalb der Qualitätsgruppe. Die Qualitätsgruppen sind in 62 deutlich erkennbar. Doch auch dieses Maß allein genügt nicht, um die Wahrnehmung von Strukturen zu simulieren.With a coefficient of determination of R 2 = 0.8595, a quality group can already be determined very well. While there are variations in observers (represented by bubble size), these variations are only within the quality group. The quality groups are in 62 clearly. But even this measure alone is not enough to simulate the perception of structures.

Durch bestimmte Lagen der Agglomerate kann es bei diesem Maß zu Problemen kommen. Dieses ist z.B. der Fall, wenn ein großes Agglomerat zu gleichen Teilen über mehrere Felder der Matrix verteilt liegt. Dann würde es mit dieser Methode nur schlecht erfasst werden, wäre aber visuell deutlich sichtbar. Das gleiche gilt auch für Punkwolken oder Ansammlungen von Agglomeraten. Um diese Merkmale zu erfassen, muss eine zweite Methode gewählt werden, die diese Schwerpunkte findet.By certain layers of the agglomerates can cause problems with this measure come. This is e.g. the case when a large agglomerate is the same Share about several fields of the matrix is distributed. Then it would be with this method only would be detected poorly but visually clearly visible. The same is true for punk clouds or accumulations of agglomerates. To capture these characteristics, must have chosen a second method who finds these priorities.

8.2.4.2 Das Schwerpunktmaß8.2.4.2 The centroid

Um das Problem von Punktwolken (Anballungen von Einzelobjekten) und Agglomeraten, die über mehrere Felder der Matrix verteilt liegen, zu lösen, wurde eine Matrix entwickelt, die in einer definierten Größe und in definierten Schritten das Strukturmuster abtastet. Dadurch ist es möglich, die Schwerpunkte des Strukturbildes zu ermitteln und zu bewerten. Auch wenn große Agglomerate unter ähnlich großen umgebenden Agglomeraten über eine Fläche verteilt sind, wird dieses nicht als störend empfunden. Dieses müsste sich ebenfalls im Schwerpunktmaß widerspiegeln.Around the problem of point clouds (accretions of single objects) and Agglomerates that have several Fields of the matrix are distributed, to solve, a matrix has been developed in a defined size and in defined steps the structure pattern scans. That's it possible, to identify and evaluate the focal points of the structure image. Even if big Agglomerates under similar huge surrounding agglomerates an area distributed, this is not disturbing. This would have to be also reflect the emphasis.

Entwickelt wurden zwei verschiedene Möglichkeiten, eine solche Abtastmatrix zu realisieren. Mit dem Programm Mathcad der Firma Mathsoft wurde ein kleines Programm entwickelt, das diese Aufgabe mit flexiblen Parametern lösen kann. Parallel dazu wurde eine Maske in MS Excel erstellt, die eine Abtastfunktion an den 80×80 Pixel großen Strukturmustern durchführt.developed were two different ways to realize such a sampling matrix. With the program Mathcad The company Mathsoft has developed a small program, this one Solve task with flexible parameters. Parallel to this was created a mask in MS Excel that performs a scan function on the 80 × 80 Pixel big Structural patterns performs.

Mathcad: Die Umsetzung der Abtastmatrix in Mathcad hat einige entscheidende Vorteile. In Mathcad gibt es keine Begrenzung für die Datenverarbeitung wie in MS Excel. Dadurch können die Strukturmuster der Größe 800×800 Pixel verwendet werden. Diese können außerdem direkt vom Programm ausgewertet werden, ohne dass ein weiterer Schritt einer Bitmapanalyse nötig wäre. Auch die Schrittweite und Matrixgröße sind beliebig modifizierbar. Für diese Untersuchung wurde die Fenstergröße win = 100 (also 1/8 der Bildfläche) und die Schrittweite step = 20 festgelegt. Beide Werte sind Angaben in Pixeln. Alle angegeben Werte sind Grauwerte.Mathcad: The implementation of the sampling matrix in Mathcad has some key advantages. In Mathcad, there is no limit to data processing as in MS Excel. This allows you to use the 800 × 800 pixel structure patterns. These can also be evaluated directly by the program without the need for another bitmap analysis step. The step size and matrix size can be modified as desired. For this investigation, the window size was set to win = 100 (ie 1/8 of the image area) and the step size step = 20. Both values are figures in pixels. All specified values are gray values.

Excel: In Excel wurde die Fenstergröße der Abtastmatrix mit 30 Pixeln (also 1/3 der Bildfläche) und einer Schrittweite von 1 Pixel festgelegt. Die erhaltenen Werte sind Schwärzungsanteile. Auch in Excel wurde die Differenz zwischen dem minimalen und maximalen Wert herangezogen.Excel: In Excel, the window size of the sample matrix with 30 pixels (ie 1/3 of the image area) and a step size set by 1 pixel. The values obtained are blackening parts. Also in Excel was the difference between the minimum and maximum Value used.

Der erhaltene Wert stellt die Differenz zwischen dem minimalen und dem maximalen Wert dar. Je höher dieser Wert, desto störender wird eine Punktwolke oder ein Agglomerat visuell wahrgenommen.Of the value obtained represents the difference between the minimum and the maximum value. The higher this value, the more disturbing a point cloud or agglomerate is visually perceived.

Wie aus den Ergebnissen von Mathcad sichtbar wird, ist der maximale Wert bei allen Papieren in einer ähnlichen Größe. Das deutet darauf hin, dass aufgrund der gewählten Fenstergröße Felder getroffen werde, die viel Weißraum enthalten. Dieses kann mit einer Änderung der Fenstergröße umgangen werden. Eine andere Möglichkeit wäre, die 5 maximalen Werte ausgeben zu lassen und einen Mittelwert zu bilden. Ebenso kann man mit dem minimalen Wert verfahren.As visible from the results of Mathcad is the maximum Value for all papers of a similar size. This suggests, that due to the chosen Window size fields The white space is taken contain. This can be bypassed by changing the window size become. Another possibility that would be 5 maximum values to output and to form an average. Likewise one can proceed with the minimum value.

Je nach Fenstergröße und Schrittweite erhält man unterschiedliche Werte für das Schwerpunktmaß. 64 zeigt diese Unterschiede. In einer weiteren Untersuchung ist es eventuell möglich, eine ideale Fenster- und Schrittgröße zu ermitteln. Depending on the window size and increment, different values for the centroid are obtained. 64 shows these differences. In another investigation, it may be possible to determine an ideal window and step size.

Dass das Schwerpunktmaß als Einzelwert keine genaue Aussage über die Qualität der Struktur geben kann, zeigt die Korrelation von Schwerpunktmaß und Strukturrang (65). Es wurden die Daten aus der Mathcad-Berechnung verwendet.That the centroid as a single value does not give an accurate statement about the quality of the structure can, shows the correlation of centroid and structural rank ( 65 ). The data from the Mathcad calculation was used.

8.3 Bewertungsrelevante Strukturmerkmale8.3 Valuation-Relevant Structural Characteristics

Um einen Strukturwert zu erhalten, muss sowohl das Streumaß als auch das Schwerpunktmaß in die Berechnung mit einbezogen werden. Da auch größere Strukturen, wie im Abschnitt »Mögliche messbare Strukturmerkmale« auf Seite 50 dargestellt eine Rolle spielen, wurde überlegt, diese in eine Berechnung eines Strukturwertes einzubeziehen. Da aber die Abtastmatrix für den Schwerpunktwert solche Strukturen auch erfasst und sogar Punktwolken zusätzlich berücksichtigt, ist die Größe von Objekten schon in diesem Wert integriert.Around To get a structure value, both the litter measure and the the centroid in the calculation be included. As well as larger structures, as in the section "Possible measurable structural features" on page 50 has been considered, this was considered in a calculation of a structural value. But because the sample matrix for the center of gravity value such structures also recorded and even considered point clouds in addition, is the size of objects already integrated in this value.

Da sowohl ein steigendes Streumaß als auch ein steigendes Schwerpunktmaß auf störende visuell wahrnehmbare Strukturen hinweisen, wurden diese beiden Werte für den Strukturwert miteinander multipliziert. Dieser Wert wurde dann in Beziehung zu den ermittelten Strukturrängen gesetzt. Da das Schwerpunktmaß aus Mathcad die höchste Korrelation aufwies, wurde dieses verwendet. Mit dem so errechneten Strukturwert lässt sich sehr deutlich die visuelle Bewertung simulieren (siehe 66). Mit Ausnahme eines Papieres liegen alle Werte nahezu auf einer Linie. Das Bestimmtheitsmaß beträgt R2 = 0,9154. Damit ist bestätigt, dass das Schwerpunktmaß die Schwächen des Streumaßes beheben kann. Die Korrelation steigt weiter (R2 = 0,9913), wenn Papier 4 auf dem besten Rang aus der Korrelationsberechnung herausgenommen wird.Since both an increasing scattering measure and an increasing centroid indicate disturbing visually perceptible structures, these two values for the structure value were multiplied together. This value was then set in relation to the determined structure lengths. Since the Mathcad centroid had the highest correlation, it was used. With the structural value calculated in this way, the visual evaluation can be simulated very clearly (see 66 ). With the exception of one paper, all values are close to one line. The coefficient of determination is R 2 = 0.9154. This confirms that the measure of gravity can correct the weaknesses of the scattering measure. The correlation continues to increase (R 2 = 0.9913) when paper 4 on the best rank is taken out of the correlation calculation.

8.4 Integration der Helligkeit8.4 Integration of the brightness

Mit dem Strukturwert steht nun eine Bewertungsform zur Verfügung, die Strukturen entsprechend ihrer visuellen Wirksamkeit messen kann. Lässt man diesen Wert mit dem Rang PVi korrelieren, sieht man deutlich, dass ein weiterer Schritt nötig ist, um den Strukturwert mit einem Faktor so zu kombinieren, so dass der gewünschte Waving-Index gebildet wird (siehe 67).With the structure value, an evaluation form is now available that can measure structures according to their visual effectiveness. If one correlates this value with the rank PVi, one clearly sees that a further step is necessary to combine the structure value with a factor such that the desired waving index is formed (see 67 ).

Versucht man, wie ursprünglich vorgesehen, die Helligkeit hineinzumultiplizieren, ergeben sich aber keine guten Korrelationen. Für den Wi (hier: Strukturwert multipliziert mit Y/100) erhält man folgende Korrelation (siehe 68).If one tries to multiply the brightness as originally planned, however, there are no good correlations. For the Wi (here: structure value multiplied by Y / 100) the following correlation is obtained (see 68 ).

Man erkennt zwar deutlich die jeweiligen Gruppen, aber im Ergebnis erhält man keine zufriedenstellende Korrelation. Auch andere Versuche die Helligkeit zu integrieren ergeben über alle Papiere schlechte Korrelationen. Um den Grund dafür zu finden, müssen verschiedene Aspekte noch einmal diskutiert werden.you Although recognizes clearly the respective groups, but in the result one receives none satisfactory correlation. Also other attempts the brightness to integrate over all papers bad correlations. To find the reason have to various aspects will be discussed again.

Wenn man sich 67 noch einmal genau anschaut, fällt folgendes auf:If you 67 Look closely again, the following occurs:

67 zeigt deutlich zwei Ebenen: Auf und oberhalb der Trendlinie befinden sich alle LWC-Papiere, unterhalb der Trendlinie sind alle drei SC-Papiere positioniert. Trennt man diese beiden bzw. drei Papierklassen und lässt nur den Strukturwert gegen den Rang PVi korrelieren, dann erhält man für die LWC 50-Papiere eine Korrelation von R2 = 0,8975 (linear) und R2 = 0,9369 (potenziell) (siehe 69). 67 shows clearly two levels: On and above the trend line are all LWC papers, below the trend line all three SC papers are positioned. If one separates these two or three paper classes and only correlates the structure value with the rank PVi, then one obtains a correlation of R 2 = 0.8975 (linear) and R 2 = 0.9369 (potentially) for the LWC 50 papers. (please refer 69 ).

Eine Korrelation über die LWC 50- und LWC 70-Papiere ergibt R2 = 0,8943 (linear) und R2 = 0,9332 (potenziell) (siehe 70).Correlation across the LWC 50 and LWC 70 papers gives R 2 = 0.8943 (linear) and R 2 = 0.9332 (potential) (see 70 ).

Die drei SC-Papiere korrelieren mit R2 = 0,9998 (linear) und R2 = 0,9986 (potenziell) (siehe 71).The three SC papers correlate with R 2 = 0.9998 (linear) and R 2 = 0.9986 (potentially) (see 71 ).

Diese Diagramme zeigen, dass es deutliche Zusammenhänge zwischen der jeweiligen Papierklasse und dem Strukturwert gibt. Mit dem Strukturwert und der Papierklasse lässt sich der Rang PVi zwar bestimmen, aber ein globale Lösung ist dieses Verfahren nicht. Folgende Aspekte sind in weiteren Untersuchungen zu diskutieren:

  • • Genaue Arbeitsweise des Filters
  • • Helligkeitsnormierung durch Schwellwerttrennung
  • • Ideales Messfeld in verschiedenen Cups
  • • Gewichtung der Helligkeit bei der Errechnung des Wi
These diagrams show that there are clear relationships between the respective paper class and the structure value. Although the rank PVi can be determined with the structure value and the paper class, this method is not a global solution. The following aspects are to be discussed in further investigations:
  • • Accurate operation of the filter
  • • Brightness normalization by threshold value separation
  • • Ideal measuring field in different cups
  • • Weighting of brightness in the calculation of Wi

Weitere Erläuterungen zu diesen Punkten werden im Abschnitt »Ausblick« gegeben.Further Explanations These points are given in the section "Outlook".

Um einen Helligkeitswert zu erhalten, kann man sowohl die Y- als auch L*-Werte heranziehen. Da man bei der Digitalisierung der Messfelder auch einen mittleren Grauwert erhält, stellt sich die Frage, ob man auch diesen als Helligkeitswert heranziehen könnte. Gerade im Hinblick auf eine One-Shot-Technologie wäre das eine ideale Methode. 72 zeigt, dass diese beiden Werte nicht ideal miteinander korrelieren. Eventuell ergäbe ein Mittelwert aus Mehrfachmessungen höhere Korrelationen.In order to obtain a brightness value, one can use both the Y and L * values. There you are If the digitization of the measuring fields also receives a medium gray scale, the question arises as to whether this could also be used as a brightness value. Especially with regard to a one-shot technology, this would be an ideal method. 72 shows that these two values do not correlate ideally with each other. Possibly, an average of multiple measurements would give higher correlations.

Aus Zeitgründen musste eine weitere Untersuchung zu der Integration der Helligkeit an dieser Stelle abgebrochen werden, aber auch hierzu werden im Abschnitt »Ausblick« auf Seite 65 wichtige Anknüpfungspunkte genannt.Out time constraints had another investigation on the integration of brightness be broken off at this point, but also in the Section »Outlook« on page 65 important starting points called.

9 Vorstellung des finalen Verfahrens9 Presentation of the final procedure

In diesem Abschnitt werden noch einmal kurz alle bisherigen Schritte des gewählten Verfahrenswegs schematisch aufgeführt. Für weitere Untersuchungen sind Mehrfachmessungen für die jeweiligen Druckmuster nötig.In This section will briefly review all previous steps of the chosen Procedure listed schematically. For further investigations are Multiple measurements for the respective print patterns needed.

9.1 Schritte9.1 steps

Zu jedem Schritt werden kurze Erläuterungen zu den angewendeten Methoden gegeben.To each step will be brief explanations given to the methods used.

9.1.1 Digitalisierung des Messfeldes9.1.1 Digitization of the measuring field

Die Druckmuster werden digital mit einem Scanner erfasst. Anschließend erfolgt ein Beschnitt, so dass die zu untersuchende Fläche als Bilddatei gespeichert werden kann. Bei Bedarf wird das digitalisierte Messfeld skaliert.The Print samples are captured digitally with a scanner. Then done a trimming so that the area to be examined is saved as an image file can be. If necessary, the digitized measuring field is scaled.

9.1.2 Extrahieren der Strukturen9.1.2 Extract the structures

Für das Extrahieren der Strukturen werden mehrere Filter nacheinander auf das digitalisierte Messfeld angewendet:

  • 1. Filter Median
  • 2. Schwellwerttrennung
  • 3. Filter Close
  • 4. Beschnitt
For extracting the structures, several filters are applied one after the other to the digitized measurement field:
  • 1. Filter median
  • 2. threshold separation
  • 3. Filter Close
  • 4. Trim

9.1.3 Bewertung der Strukturen9.1.3 Assessment of structures

Für die Bewertung der Strukturen werden drei Informationen herangezogen. Der Strukturwert wird aus dem Streumaß und dem Schwerpunktmaß gebildet, außerdem werden weitere Informationen zu einzelnen Objekten (Strukturmerkmale) ermittelt.

  • 1. Streumaß: Das Streumaß ist ein Maß für die Homogenität der Fläche und zeigt an, wie gleichmäßig die Agglomerationen über die Fläche verteilt ist. Je höher das Streumaß, desto unruhiger bzw. inhomogener ist die gemessene Fläche.
  • 2. Schwerpunktmaß: Das Schwerpunktmaß ermittelt Punktwolken (Anballungen von Einzelobjekten) und Agglomerate, die über das Messfeld verteilt liegen mit einer Matrix, die in einer definierten Größe und in definierten Schritten das Strukturmuster abtastet. Dadurch ist es möglich, die Schwerpunkte des Strukturbildes zu ermitteln und zu bewerten.
  • 3. Strukturmerkmale: Unter Verwendung einer Excel-Maske und der ermittelten Objektdaten aus Image-Pro Plus wird ein Report für ein gemessenes Druckmuster ausgegeben. Dieser Report liefert Informationen über z.B. Größen und Anzahl der Objekte und erhält so sehr ausführliche Informationen über die Strukturen und einzelne Objekte.
For the evaluation of the structures, three pieces of information are used. The structure value is formed from the scattering measure and the centroid, as well as additional information on individual objects (structural features).
  • 1. Scattering Measurements: The Scattering Measure is a measure of the homogeneity of the area and indicates how evenly the agglomerations are distributed over the area. The higher the scatter, the more restless or inhomogeneous the measured surface.
  • 2. Center of gravity: The center of gravity measures point clouds (clustering of individual objects) and agglomerates that are distributed over the measuring field with a matrix that scans the structure pattern in a defined size and in defined steps. This makes it possible to identify and evaluate the focal points of the structure image.
  • 3. Structural features: Using an Excel mask and the determined object data from Image-Pro Plus, a report for a measured print pattern is output. This report provides information on, for example, the size and number of objects and thus provides very detailed information about the structures and individual objects.

9.1.4 Integration von Helligkeit oder Materialeigenschaften9.1.4 Integration of brightness or material properties

Um den Wi zu bilden, müssen zu dem schon ermittelten Strukturwert Helligkeit bzw. Materialeigenschaften integriert werden. Dieses kann z.B. in Form des Y-Wertes oder durch einen Wert für eine bestimmte Papierklasse geschehen.Around need to form the Wi to the already determined structure value brightness or material properties to get integrated. This may e.g. in the form of the Y value or by a value for a certain class of paper happened.

9.1.5 Ausgabe Wi/Report9.1.5 Output Wi / Report

Die Ausgabe des Wi kann sowohl als Einzelwert als auch in Form eines Reports geschehen. Der Report enthält ausführliche Informationen zu Wi, Streumaß, Strukturwert, Helligkeit und Strukturmerkmalen. Dadurch kann ein Charakter des Papieres unter dem Waving-Aspekt bestimmt werden.The output of the Wi can be done both as a single value and in the form of a report. The Re port contains detailed information about Wi, Scattering, Structure value, Brightness, and Structural features. Thereby, a character of the paper can be determined under the waving aspect.

10 Schlussbetrachtung10 Conclusion

In dieser Schlussbetrachtung werden verschiedene Problematiken und Erwartungen angesprochen, die sich bei der Beschäftigung mit dem Thema Waving aufgetan haben.In This conclusion will be different problems and Expectations raised in dealing with the topic Waving have done.

Die Suche nach einem geeigneten Bewertungsverfahren war insgesamt sehr Zeitintensiv. Eine Bildung von Rangreihenfolgen mit dem paarweisen Vergleich und anschließender Auswertung war bei 10 Druckmustern mit mehreren Beobachtern so aufwändig, dass dafür mehrere Tage eingeplant werden mussten.The Finding a suitable rating method was very much overall Time intensive. A formation of rank orders with the pairwise Comparison and subsequent Evaluation was so complicated in 10 printing samples with several observers that for several Days had to be scheduled.

Da mehrere verschiedene Verfahrensansätze anfangs vielversprechend und geeignet schienen, wurden diese parallel z.T. intensiv verfolgt. Erst nach einiger Zeit wurden Probleme und Einschränkungen deutlich, so dass sich ein Verfahren herausbildete, dass sehr gut zu funktionieren schien. Die Extrahierung von Strukturen und ihre Bewertung war letztendlich ein Weg, in dem viel visuell überprüft und abgeglichen wurde, um so sicherzustellen, dass mathematische Berechnungen und sichtbare Strukturen in Zahlen gefasst werden konnten. Damit ist nun das Verfahren grob beschrieben und muss in weiteren Schritten optimiert werden.There several different approaches initially promising and seemed suitable, they were parallel z.T. pursued intensively. Only after some time were problems and restrictions clearly, so that a process emerged that very well seemed to work. The extraction of structures and their Review was ultimately a way in which much visually checked and matched was to make sure that mathematical calculations and visible structures could be summarized in numbers. This is Now the procedure is roughly described and needs further steps be optimized.

10.1 Korrelationsgröße10.1 Correlation size

Die errechneten Korrelationsgrößen sind in diesem Stadium der Untersuchung sehr unsicher, weil die Messungen z.T. nur an einer Probe vorgenommen wurden. Erst durch Mehrfachmessungen wird sich zeigen, ob die vorgeschlagene Verfahrensweise wie aufgeführt durchführbar ist. In weiteren Messungen werden dann auch die Grenzen des Verfahrens aufgezeigt.The are calculated correlation quantities at this stage of the investigation very uncertain, because the measurements z.T. only on one sample. Only by multiple measurements will show whether the proposed methodology is feasible as listed. In further measurements then the limits of the process demonstrated.

10.2 Schwächen und Problematiken10.2 Weaknesses and problems

Einige Schritte der Untersuchung weisen methodische Schwächen auf. Die Bildung von Rangreihenfolgen wurden mit wenigen Beobachtern durchgeführt, was durch eine hohe, fachliche Kompetenz ausgeglichen werden konnte. Trotzdem wäre es sinnvoll, solche Rangreihenfolgen noch eimal mit mindestens 10 Beobachtern durchzuführen.Some Steps of the investigation have methodical weaknesses. The formation of rank orders was done with few observers carried out, which could be compensated by a high, professional competence. Nevertheless, it would be it makes sense, such rank order still eimal with at least 10 To perform observers.

Auch die Grenzen der visuellen Beurteilung durch Menschen wurden bei dieser Untersuchung aufgezeigt. Gerade wenn es darum geht, komplexe Bewertungen abzugeben (wie z.B. eine Homogenität der Fläche), urteilen Beobachter oft unterschiedlich. Daher ist es also annehmbar, dass die mathematische Erfassung genauer als eine Bewertung von Menschen sein kann. Diese Mathematik muss dann entsprechend der visuellen Wahrnehmung angepasst werden, kann aber vermutlich kein menschliches Sehen exakt simulieren, weil die im Gehirn stattfindenden Prozesse sehr komplex sind. Auch die Einschränkungen durch die physische Beschaffenheit des menschlichen optischen Systems müssen berücksichtigt werden, denn es kann messtechnisch mehr erfasst werden, als visuell wahrgenommen werden kann.Also the limits of visual appraisal by humans were added this investigation. Especially when it comes to complex Observers often judge ratings (such as area homogeneity) differently. Therefore, it is therefore acceptable that the mathematical Capturing can be more accurate than an appraisal of people. These Mathematics must then be adjusted according to the visual perception but probably can not accurately simulate human vision, because the processes taking place in the brain are very complex. Also the restrictions by the physical nature of the human optical system have to considered because it can be detected more metrologically than visually can be perceived.

10.3 Erwartungshaltung zu Mehrfachmessungen10.3 Expectations for multiple measurements

Der Verfahrensweg muss in einem weiteren Schritt mit Mehrfachmessungen überprüft werden. Dazu werden für jedes Papiermuster mindestens 6 Proben gemessen und ausgewertet. Außerdem ist in Erwägung zu ziehen, ob auch weitere Tonwertfelder gemessen werden sollten.Of the Procedure must be checked in a further step with multiple measurements. This will be for each paper sample measured and evaluated at least 6 samples. Furthermore is under consideration pull, if also further Tonwertfelder should be measured.

Nach diesen Messungen und deren Auswertung wird erwartet, dass es eine Streuung innerhalb der Papiermuster gibt, diese aber innerhalb bestimmter Qualitätsgruppen liegen. Bei der Messung von anderen Tonwertfeldern wird sichtbar werden, wo sich das Waving in einem sehr kritischen Bereich befindet. Dieser liegt vermutlich bei allen Papiersorten an unterschiedlicher Stelle.To These measurements and their evaluation are expected to have a Scattering within the paper patterns, but within certain quality Circle lie. When measuring other tone value fields becomes visible where waving is in a very critical area. This is probably different for all paper types Job.

Nach diesen Mehrfachmessung können dann Verfahrensschritte verbessert oder geändert werden, um es auf optimale Ergebnisse hin abzustimmen.To this multiple measurement can then process steps can be improved or changed to make it optimal To agree on the results.

11 Ausblick11 Outlook

Mit dieser Untersuchung zum Waving-Index ist eine Grundlage geschaffen, auf der weitere Untersuchungen aufbauen können. Der zeitliche Rahmen hat es leider nicht zugelassen, alle Verfahren und Methoden intensiver durchzuführen und so musste die Entscheidung für dasjenige Verfahren fallen, das am vielversprechendsten wirkte. Das gewählte Verfahren (Extrahieren der Strukturen und deren Bewertung) muss nun in weiteren Messverfahren getestet und verbessert werden. Erst dann wird sich zeigen, inwieweit der eingeschlagene Weg richtig war und brauchbare Messergebnisse erzielt. Im Ausblick werden einige Anknüpfungspunkte zu verschieden Aspekten des Verfahrens genannt, bei denen weiterer Diskussionsbedarf besteht und die in weiteren Untersuchungen aufgegriffen werden müssen.This survey on the Waving Index provides a foundation on which to build further research. Unfortunately, the timeframe did not allow all procedures and methods more intense and so the decision had to be made for the most promising method. The selected method (extraction of the structures and their evaluation) must now be tested and improved in further measurement methods. Only then will it become clear to what extent the chosen path was right and achieves useful measurement results. In the outlook some links to different aspects of the process are mentioned, which require further discussion and which need to be taken up in further investigations.

11.1 Die visuellen Bewertungsmethoden11.1 The visual assessment methods

Die verschiedenen Rangreihenfolgen wurden mit wenigen Beobachtern erstellt. Zwar waren diese Beobachter fachlich sehr qualifiziert, aber es wäre vorteilhaft, diese Reihenfolgen von weiteren Beobachtern bewerten zu lassen. Dadurch erhielte man eine objektiviertere Rangreihenfolge. Interessant wäre bei der Betrachtung dann, ob sich die Unsicherheit bei einigen Papieren fortsetzt. Je nach zu beurteilenden Proben könnten dann auch evtl. weitere Aussagen über visuell dominante Faktoren gemacht werden.The different rank orders were created with few observers. Although these observers were highly skilled in technical matters, but it would be beneficial to have these orders evaluated by other observers. This would give you an objectified rank order. Interesting would be at then consider whether the uncertainty in some papers continues. Depending on the samples to be assessed then possibly more Statements about visually dominant factors are made.

11.2 Das Verfahren11.2 The procedure

Für das Verfahren insgesamt gibt es mehrere Anknüpfungspunkte. In erster Linie müsste eine entsprechende und möglichst vollständige Automatisierung erarbeitet werden, wenn alle Verfahrensschritte nach einer ausführlichen Überprüfung endgültig festgelegt wurden. Diese Automatisierung kann als Programm, Plug-In, Makro oder Ähnlichem umgesetzt werden.For the procedure in total, there are several points of contact. In the first place would have a corresponding and possible full Automation will be elaborated if all process steps finalized after a detailed review were. This automation can be used as a program, plug-in, macro or similar be implemented.

In einem weiteren Schritt wäre zu überlegen, wie man bei Druckerzeignissen an geeignete Messfelder gelangt. Dazu könnte beispielsweise in Bereichen, die nach einer Weiterverarbeitung weg geschnitten werden, ein Bereich mit verschiedenen Tonwertfeldern mitgedruckt werden. Daraus könnten dann Proben entnommen und gemessen werden, so dass für ein solche Untersuchung kein Versuchsdruck durchgeführt werden muss.In another step would be to think, How to reach suitable measuring fields during printing events. To could for example, in areas that are gone after further processing be cut, an area with different Tonwertfeldern be printed. Out of it could then samples are taken and measured, so for such a Investigation no trial pressure must be carried out.

Da für diese Untersuchung nur monochrome Drucke mit schwarzer Druckfarbe herangezogen wurden, müssten auch Untersuchungen zu anderen Druckfarben stattfinden. Da die Druckfarbe Schwarz den höchsten Kontrast zu einem hellen Bedruckstoff darstellt, ist für diesen Fall die Agglomeration visuell am kritischsten. Es ist zu erwarten, dass für hellere Druckfarben eine Agglomeration visuell weniger kritisch wirkt. Auch im Hinblick auf einen Zusammendruck der verschiedenen Druckfarben ist dieser Aspekt interessant.There for this Examination only monochrome prints with black ink used would have to also investigations on other printing inks take place. Because the ink Black the highest contrast to a bright substrate is in this case the agglomeration visually most critical. It is to be expected that for brighter Printing inks agglomeration visually less critical. Also with regard to a compression of the different printing inks this aspect is interesting.

Das Verfahren wurde bisher im Tiefdruck angewendet. Denkbar ist auch eine Ausweitung auf andere Drucktechniken, z.B. den Flexodruck, der ebenfalls mit niedrigviskosen Farben arbeitet. Auch dort könnte es möglich sein, das Verfahren so abzuändern, dass Strukturen aus dem Druckbild extrahiert und bewertet werden. Gerade stark saugende Bedruckstoffe könnten im Flexodruck ähnliche Probleme wie das Waving aufweisen.The Process has been used in gravure printing. It is also possible an extension to other printing techniques, e.g. the flexo print, which also works with low-viscosity colors. Even there it might be possible to change the procedure so that structures are extracted from the printed image and evaluated. Especially strongly absorbent substrates could be similar in flexographic printing Have problems like waving.

Auch zu den einzelnen Schritten gibt es Untersuchungs- und Verbesserungsbedarf.Also There is a need for investigation and improvement regarding the individual steps.

11.2.1 Auswahl und Digitalisierung des Messfeldes11.2.1 Selection and digitization of the measuring field

Wie Mikroskopaufnahmen zeigen, fluten die LWC- und CS-Papiere deutlich unterschiedlich (siehe 73). Die SC-Papiere fluten im 55%-Feld viel stärker als die LWC-Papiere, so dass mehr Fläche von Druckfarbe bedeckt ist und möglicherweise das Agglomerationsverhalten anders ist. Dieses gilt es heraus zu finden.Microscope images show that the LWC and CS papers flow significantly differently (see 73 ). The SC papers flooded much more strongly in the 55% field than the LWC papers, so that more area is covered by ink and possibly the agglomeration behavior is different. This is to be found out.

In diesem Zusammenhang muss auch untersucht werden, ob es je nach Papiersorte bzw. auch Cup ein optimales Messfeld gibt. Vermutlich wäre dieses bei SC-Papieren in einem niedrigeren Tonwertfeld als bei den LWC-Papieren.In This context must also be examined, depending on the paper type Cup also gives an optimal measuring field. Presumably this would be for SC papers in a lower tone value field than for LWC papers.

Für die Digitalisierung kann eine optimale Scanauflösung herausgefunden werden. Das hat zwei Vorteile für das Verfahren: Der Scanvorgang verkürzt sich, wenn nicht mit einer höchstmöglichen Auflösung gescannt wird und gleichzeitig verkleinern sich die Datenmengen, die verarbeitet werden müssen. Komplexe Berechnungen würden dadurch schneller durchgeführt.For digitization can be an optimal scan resolution be found out. This has two advantages for the process: the scanning process shortened if not with the highest possible resolution is scanned and at the same time the amount of data shrinks, which must be processed. Complex calculations would thereby faster accomplished.

11.2.2 Extrahieren der Strukturen11.2.2 Extract the structures

Das Extrahieren der störenden Strukturen und damit die Eliminierung des Rasters kennzeichnet dieses Verfahren. Auch bei den verschiedenen Schritten, die hierfür notwendig sind, gibt es weitergehende Überlegungen.

  • 1. Filter Median: Die genaue Wirkung des Filters muss überprüft werden. Dazu zählt sowohl der mathematische Hintergrund (der in Image-Pro Plus einsehbar ist) als auch die Möglichkeiten mit verschiedenen Parametern zu arbeiten. Eine kontrollierte Überprüfung kann man mit künstlich erzeugten Mustern durchführen (siehe Abschnitt »Verfahrenstest mit künstlich erzeugten Mustern«).
  • 2. Schwellwerttrennung: Die genaue Wirkung der Schwellwerttrennung muss überprüft werden. Möglicherweise ist eine Normierung auf eine Helligkeit dadurch nicht vollständig möglich. In diesem Zusammenhang müsste die Schwelle für die Trennung diskutiert werden, die hier für alle Papiermuster identisch berechnet wurde. U.U. muss diese Trennung helligkeits- oder papierbedingt flexibel erfolgen.
  • 3. Filter Close: Der Filter Close entfernt kleinste Strukturen, die nach der Schwellwerttrennung erhalten blieben sind. Für die Berechnung des Streu- und Schwerpunktmaßes sind diese weniger relevant, aber sie könnten für die Strukturmerkmale der einzelnen Objekte eine Rolle spielen.
  • 4. Beschnitt: Um einen idealen Beschnitt durchführen zu können, müsste herausgefunden werden, wie weit sich der Randeffekt durch den Median-Filter auf das digitalisierte Messfeld auswirkt. So kann eine optimaler Beschnitt gewährleistet werden.
The extraction of the disturbing structures and thus the elimination of the grid characterizes the this procedure. There are also further considerations in the various steps that are necessary for this.
  • 1. Filter Median: The exact effect of the filter must be checked. This includes the mathematical background (which is visible in Image-Pro Plus) as well as the possibilities to work with different parameters. A controlled check can be done with artificially created patterns (see section "Artificially generated patterns test").
  • 2. Threshold Separation: The exact effect of thresholding must be checked. It may not be possible to normalize to a brightness. In this context, the threshold for the separation would have to be discussed, which was calculated here identically for all paper samples. This separation may have to be flexible due to brightness or paper.
  • 3. Filter Close: The Filter Close removes the smallest structures that were left after the threshold separation. For the calculation of the scatter and centroid they are less relevant, but they could play a role in the structural features of the individual objects.
  • 4. Trimming: In order to perform an ideal trimming, it would be necessary to find out how much the edge effect of the median filter has on the digitized measuring field. So an optimal trimming can be guaranteed.

11.2.3 Bewertung der Strukturen11.2.3 Evaluation of structures

Aus den Rangreihenfolgen ging hervor, welche Flächen visuell gleichmäßig bzw. weniger gleichmäßig wirken. Trotzdem konnten noch nicht alle Zusammenhänge geklärt werden. So ist z.B. nicht klar, welche Faktoren visuell dominant sind (siehe Abschnitt »Visuelle Wirkungsdominanz«).Out the order of rank showed which areas visually evenly or less act evenly. Nevertheless, not all connections could be clarified yet. For example, e.g. Not clearly which factors are visually dominant (see section »Visual Effective dominance ").

Berechnungen zu Nachbarschaftsbeziehungen oder lokalen Zusammenhängen wurden nicht durchgeführt bzw. nur sekundär in der Berechnung des Strukturwertes integriert.calculations to neighborhood relationships or local contexts not done or only secondary integrated in the calculation of the structure value.

Zu solchen Beziehungen gehören auch Extremfälle, die möglicherweise die Grenzen der Algorithmen auszeigen (siehe Abschnitt »Verfahrenstest mit künstlich erzeugten Mustern«).

  • 1. Streumaß: Das Streumaß wurde bisher aufgrund der Einschränkungen in Excel anhand skalierter Strukturmuster durchgeführt. Eine geschicktere Lösung wäre eine Matrixfunktion, die, wie auch das Schwerpunktmaß, direkt die Werte aus Tif-Bildern generieren kann. Dieses wäre z.B. auch in Mathcad umsetzbar. Außerdem muss möglicherweise eine optimale Größe der Matrix gefunden werden.
  • 2. Schwerpunktmaß: Das Schwerpunktmaß kann sehr einfach in Mathcad anhand vorliegender Tif-Bilder errechnet werden. Auch hier muss eine optimale Größe des Abtastfensters und der Schrittweite gefunden werden. Zu überprüfen ist, ob diese an die Papierhelligkeit oder andere Aspekte flexibel angepasst werden muss. Außerdem muss überprüft werden, ob eine Differenz aus den drei größten und kleinsten Werten ein besseres Ergebnis liefert, denn mit der bisherigen Methode ist es möglich, dass das Abtastfenster auf extreme Bildstellen trifft. Da momentan die Werte als Grauwert ausgegeben werden, könnte hier noch eine Umrechnung in Schwärzungsanteile bzw. Prozent erfolgen.
  • 3. Strukturmerkmale: Durch eine Excel-Maske können beliebige Statistiken aus den Objektdaten der Strukturen gewonnen werden. Hier müssen in einem weiteren Schritt informative und relevante Daten herausgesucht werden, die viel Aussagekraft über Papier und Agglomeration bieten. Dadurch werden im ausgegebenen Report keine überflüssigen Informationen ausgegeben. Die Daten könnten visuell wirksam auch in Diagrammform dargestellt werden, um so eine schnelle Erfassung der Qualität zu ermöglichen.
Such relationships also include extreme cases that may indicate the limits of the algorithms (see section "Artificially generated pattern test").
  • 1. Scattering Measurements: The Scattering Measurements have been performed based on scaled structure patterns due to limitations in Excel. A more clever solution would be a matrix function that, like the centroid, can directly generate the values from TIF images. This could also be implemented in Mathcad, for example. In addition, an optimal size of the matrix may need to be found.
  • 2. Focus: The centroid can be easily calculated in Mathcad using existing Tif images. Again, an optimal size of the sample window and the step size must be found. It has to be checked if it has to be adapted flexibly to the paper brightness or other aspects. In addition, it must be checked whether a difference of the three largest and smallest values provides a better result, because with the previous method, it is possible that the sampling window encounters extreme image locations. Since the values are currently output as a gray value, a conversion into blackening percentages or percent could take place here.
  • 3. Structural features: Through an Excel mask any statistics from the object data of the structures can be obtained. Here, in a further step, informative and relevant data have to be found out, which offer much information about paper and agglomeration. As a result, no unnecessary information is output in the output report. The data could also be displayed graphically in a visually effective manner to enable a quick recording of the quality.

11.2.4 Integration von Helligkeit oder Materialeigenschaften11.2.4 Integration of brightness or material properties

Die Integration der Helligkeit oder Materialeigenschaften muss als wichtiger Anknüpfungspunkt weiter untersucht werden. Dabei ist u.U. zuerst ein optimales Messfeld für die jeweiligen Papiere und Cups zu ermitteln, um dann noch einmal zu versuchen, die Helligkeit zu integrieren. Da LWC- und SC-Papiere ein unterschiedliches Flutungsverhalten haben, erscheint dieser Ansatz sinnvoll.The Integration of brightness or material properties must be more important connecting factor be further investigated. It is u.U. first an optimal measuring field for the to determine each papers and cups, then again try to integrate the brightness. Because LWC and SC papers have a different flooding behavior, this appears Approach sensible.

Auch die Gewichtung der Helligkeit bei der Errechnung des Wi muss in diesem Zusammenhang noch einmal überprüft und untersucht werden. Eine Vermutung ist, dass diese eine nicht so große Rolle spielen muss, wie anfangs angenommen. Als dominant könnte sie sich auch nur in Verbindung mit einem starken Waving erweisen.Also the weighting of the brightness in the calculation of the Wi must be in reviewed and examined this relationship again become. One guess is that this one does not matter so much must play, as initially assumed. As dominant she could to be synonymous only in conjunction with a strong Waving.

11.2.5 Ausgabe Wi/Report11.2.5 Output Wi / Report

Wenn die Zahlenbereiche, in denen sich das Streumaß und das Schwerpunktmaß bewegen, endgültig festgelegt sind, muss eine Skala für den Strukturwert und den Wi festgelegt werden. Anhand eines Ortes auf dieser Skala muss ein Beobachter eine Qualität zuordnen können. Diese Skala müsste auch visuell belegbar sein.When the number ranges in which the scattering measure and the centroid move are final set a scale for the structure value and the Wi. Based on a location on this scale, an observer must be able to assign a quality. This scale should also be visually verifiable.

Wie im obigen Abschnitt »Bewertung der Strukturen« schon erwähnt, muss festgelegt werden, was für Daten in welcher Form im ausgegebenen Report dargestellt werden. Wenn Mehrfachmessungen, auch über mehreren Tonwertfeldern, getätigt worden sind, kann sogar eine Waving-Charakterisik des jeweiligen Papiers angezeigt werden (siehe Abschnitt »Charakteristik von Papieren«).As in the section above »Rating of the structures «already mentioned, it must be determined what kind of data in which form are displayed in the output report. If Multiple measurements, even over several Tonwertfeldern, made may even have a waving character of each Paper (see section »Characteristics of papers«).

11.3 Verfahrenstest mit künstlich erzeugten Mustern11.3 Procedure test with artificial generated patterns

Das Verfahren sollte mit künstlich erzeugten Mustern getestet werden. Diese sollten sowohl Extremfälle als auch Idealfälle abbilden, so dass der Algorithmus und seine einzelnen Schritte überprüft und die Arbeitsweise nachvollzogen werden können. Dadurch können eventuell auch die Grenzen des Algorithmus aufgezeigt werden.The Procedure should be artificial generated patterns are tested. These should be extreme cases as well also ideal cases map so that the algorithm and its individual steps are checked and the Working method can be understood. This may possibly also the limits of the algorithm are shown.

Um auch einzelne Schritte des Verfahrens auf ihre spezielle Funktion hin testen zu können, müssen für diese explizit Muster erzeugt werden. Dadurch ist es z.B. möglich, die genaue Arbeitsweise des Median-Filters zu dokumentieren. Auch für die Strukturmessungen müssten spezielle Muster entwickelt werden.Around also individual steps of the procedure to their specific function to be able to test need for this Explicit patterns are generated. Thereby it is e.g. possible, the to document the exact mode of operation of the median filter. Also for the structural measurements would special patterns are developed.

11.4 Visuelle Wirkungsdominanz11.4 Visual Impact Dominance

Aus dieser Untersuchung geht zwar hervor, dass verschiedene Merkmale von Strukturen einen großen Einfluss auf die visuelle Bewertung haben, aber das genaue Zusammenspiel mehrerer solcher Faktoren konnte nicht eindeutig geklärt werden. Dieses könnte ebenfalls durch künstlich erzeugte Strukturmuster geklärt werden, so dass dann visuelle und statistische Bewertungen miteinander vergleichen und ggf. verbessern werden könnten. Besonders wichtig wären folgende Untersuchungen:

  • • Welche Merkmale sind visuell dominat: Form, Lage, Größe, Umfang?
  • • Was passiert, wenn große Weißflächen zwischen einzelnen Strukturen liegen?
  • • Wie dominant ist die größte Struktur?
  • • Welche Rolle spielt Symmetrie?
  • • Gibt es eine Vorzugsrichtung des Sehens, z.B. eine höhere Empfindlichkeit für vertikale Strukturen?
Although it emerges from this study that different features of structures have a major impact on visual assessment, the exact interplay of several such factors has not been fully clarified. This could also be clarified by artificially generated structural patterns, so that then visual and statistical assessments could be compared and possibly improved. Particularly important would be the following examinations:
  • • Which features are visually dominant: shape, position, size, size?
  • • What happens when there are large white areas between individual structures?
  • • How dominant is the largest structure?
  • • What role does symmetry play?
  • • Is there a preferred direction of seeing, eg a higher sensitivity for vertical structures?

Da aber nie alle Beobachter eine Probe gleich bewerten werden, wird es in bestimmten Bereichen immer eine Streuung geben.There But never all observers will be judging a sample equal there is always a dispersion in certain areas.

Da festgestellt wurde, dass bei hellen Papieren schlechtes Drucken betont wird, besteht ein Untersuchungsbedarf für die Zugabe von optischen Aufhellern bei der Papierherstellung. Eventuell ist es für einen Papierhersteller unter bestimmten Umständen nicht sinnvoll, dem Papier Aufheller beizumischen, weil dann unruhige Strukturen visuell wirksamer werden.There it was found that with bright papers bad printing is emphasized, there is a need for investigation for the addition of optical Brightening up in papermaking. Maybe it's for one Paper manufacturers under certain circumstances do not make sense to the paper Brightener mix, because then restless structures visually effective become.

11.5 Charakteristik von Papieren11.5 Characteristics of papers

Mit Mehrfachmessungen über mehrere Cups und Tonwertfelder wäre eine Waving- Charakteristik für ein Papier darstellbar (siehe 74). Solch ein Profil wäre sowohl für Papierhersteller als auch die druckende Industrie interessant.With multiple measurements over several cups and tonal fields a waving characteristic for a paper could be represented (see 74 ). Such a profile would be interesting for both paper manufacturers and the printing industry.

Eventuell lässt sich aus einem solchen Profil auch das Optimum für ein Messfeld ablesen, dass für eine spätere standardisierte Waving-Messung dienen soll.Perhaps let yourself from such a profile also read the optimum for a measuring field, that for one latter to serve standardized waving measurement.

Eventuell lassen sich in diesem Zusammenhang auch Vorzugsrichtungen feststellen. Dieses müsste messtechnisch erfassbar sein, indem man eine in Druckrichtung schmale Abtastmatrix über das Bild laufen lässt.Perhaps In this context, it is also possible to determine preferred directions. This would have to be metrologically be detected by a narrow in the printing direction scanning matrix on the Picture is running.

11.6 Ursachen des Wavings11.6 Causes of the Wavings

Auch die Ursachen des Wavings müssen genauer untersucht werden. Da sehr viele Parameter darauf Einfluss haben können, wird eine solche Untersuchung sehr umfangreich werden.Also the causes of the Wavings need be examined more closely. Because a lot of parameters influence it can have, such an investigation will be very extensive.

Die verschiedenen möglichen Parameter sind im Abschnitt »Ursachen für das Auftreten von Waving« beschrieben. Insbesondere das Zusammenspiel zwischen Kapillarwirkung und Viskosität der Farbe wäre interessant zu untersuchen.The various possible parameters are described in the section "Causes for the occurrence of Waving". described. In particular, the interaction between capillary action and viscosity of the paint would be interesting to study.

AbbildungsverzeichnisList of Figures

0: Ausgangsbild und daraus ermitteltes SNW-Bitmap-Bild 0 : Source image and resulting SNW bitmap image

1: Druckproben mit Wavingerscheinungen im Mitteltonbereich 1 : Pressure tests with waving phenomena in the midrange

2: Vergrößerte Ansicht der Agglomeration aus Papier 6 2 : Enlarged view of paper agglomeration 6

3: Verschiedene Formen von großen Agglomeraten (nach Bearbeitung und Sortierung entnommen aus Papier 8) 3 : Different shapes of large agglomerates (after processing and sorting taken from paper 8)

4: Teilweise Agglomeration entlang von Papierfasern auf einem SC-Papier 4 : Partial agglomeration along paper fibers on a SC paper

5: Das unbedruckte Papier mit deutlich sichtbaren Fasern (SC-Papier) 5 : The unprinted paper with clearly visible fibers (SC paper)

6: Verkleinerte Ausschnitte des Druckbildes 6 : Reduced sections of the printed image

7: Ein Druckmuster auf einem Teststreifen 7 : A printed pattern on a test strip

8: Die Bewertungskabine 8th : The evaluation cabin

9: Eine Dominanzmatrix D[gij] eines Beobachters 9 : A dominance matrix D [gij] of an observer

10: Eine Dominanzmatrix R[rij] eines Beobachters 10 : A dominance matrix R [rij] of an observer

11: Die intransitiven Urteile 11 : The intransitive judgments

12: Rang nach PVi 12 : Rank after PVi

13: Rang nach DV 13 : Rank to DV

14: Korrelation von PVi und DV 14 : Correlation of PVi and DV

15: Korrelation von PVi und DV 15 : Correlation of PVi and DV

16: Korrelation des Rangs PVi mit der Helligkeit L* (alle Papiere) 16 : Correlation of the rank PVi with the brightness L * (all papers)

17: Korrelation des Rangs PVi mit der Helligkeit L* (nur LWC 50-Papiere) 17 : Correlation of rank PVi with brightness L * (only LWC 50 papers)

18: Korrelation des Rangs PVi mit mittlerem Grauwert (nur LWC 50-Papiere) 18 : Correlation of rank PVi with medium gray value (LWC 50 papers only)

19: Auflösungsvermögen des menschlichen Auges 19 : Resolving power of the human eye

20: Modulationsübertragungsfunktion für das Farb- und Grauwertsehen 20 : Modulation transfer function for color and grayscale viewing

21: Kontrastempfindlichkeit des Auges für räumliche Gitter verschiedener Raumfrequenzen bei verschiedenen Beleuchtungsstärken auf der Netzhaut 21 : Contrast sensitivity of the eye for spatial grids of different spatial frequencies at different illuminances on the retina

22: Papier 7 (LWC) und Papier 10 (SC) mit zu messenden Druckpunkten 22 : Paper 7 (LWC) and Paper 10 (SC) with pressure points to be measured

23: Wahlmöglichkeiten beim Import der Bilder 23 : Choices when importing images

24: Schwankungen der Kameraaufnahme 24 : Fluctuations in camera recording

25: Aufnahme mit Mikroskop und Kamera (verkleinert): Papier 7 (links) und Papier 8 (rechts) 25 Image taken with microscope and camera (reduced size): paper 7 (left) and paper 8 (right)

26: Die erfassten Proben (Papier 10–1, von links nach rechts) 26 : The collected samples (paper 10-1, from left to right)

27: Ein Ausschnitt aus der gescannten Fläche von Papier 7 27 : An excerpt from the scanned area of paper 7

28: Erwartete ideale Verteilung bei einem realen Raster 28 : Expected ideal distribution in a real grid

29: Histogramme der Papiere 1–10 29 : Histograms of papers 1-10

30: Histogramme der Papiere 1–10 nach 8⎕8 Weichzeichnung 30 : Histograms of papers 1-10 after 8⎕8 blur

31: Korrelation der Maxima mit dem Rang PVi 31 : Correlation of the maxima with the rank PVi

32: Synthese eines nicht-sinusförmigen Signals durch Aufsummierung dreier sinusförmiger Signale 32 : Synthesis of a non-sinusoidal signal by summing up three sinusoidal signals

33: Amplitudendarstellung nach FFT bei Papier 6 (aus Image-Pro Plus). 33 : Amplitude representation after FFT for paper 6 (from Image-Pro Plus).

34: Sehr gut und sehr schlecht weiterverarbeitbare Aufnahme 34 : Very good and very poor workable recording

35: Isolierte Rasterpunkte mit Agglomeraten 35 : Isolated halftone dots with agglomerates

36: Das Bild nach Herausfilterung der regelmäßigen Muster 36 : The image after filtering out the regular patterns

37: Nach einer Schwellwerttrennung 37 : After a threshold separation

38: Der digitalisierte Ausschnitt aus Papier 6 38 : The digitized section of paper 6

39: Nach der Anwendung des Filters Median 39 : After the application of the filter median

40: Vor (links) und nach der Anwendung des Filters Median (rechts) 40 : Before (left) and after the application of the filter median (right)

41: Nach der Durchführung der Schwellwerttrennung 41 : After performing the threshold separation

42: Verschiedene Bearbeitungsstufen vom Eingangsbild (links) zum fertigen Strukturbild (rechts) in chronologischer Reihenfolge 42 : Different processing levels from the input image (left) to the finished structure image (right) in chronological order

43: obere Reihe v.l.n.r.: Papier 1–5, untere Reihe v.l.n.r.: Papier 6–10 43 from left to right: paper 1-5, bottom row from left to right: paper 6-10

44: Rangreihenfolge der Strukturmuster 44 : Ranking order of the structure patterns

45: Rangreihenfolge der Strukturmuster 45 : Ranking order of the structure patterns

46: Eingabemaske für die Kalibration 46 : Input mask for the calibration

47: Breite des Bildes in der vorher definierten Einheit (⎕m) 47 : Width of the image in the previously defined unit (⎕m)

48: Das Dialogfeld Count/Size 48 : The Count / Size Dialog Box

49: Auswählbare Informationen für Count/Size 49 : Selectable information for Count / Size

50: Optionen für Count/Size 50 : Options for Count / Size

51: Die Bilddarstellung nach Anwendung von Count/Size 51 : The image representation after using Count / Size

52: Exportmöglichkeiten für die Messwerte aus Count/Size 52 : Export options for the measured values from Count / Size

53: Optionen für Object Sort 53 : Options for Object Sort

54: Objekte aus Papier 6 nach Größe sortiert 54 : Objects made of paper 6 sorted by size

55: Korrelation der Objektgesamtfläche gegen Strukturrang 55 : Correlation of Total Object Area vs. Structure Rank

56: Korrelation größtes Objekt gegen Strukturrang 56 : Correlation largest object against structure rank

57: Korrelation größte Box gegen Strukturrang 57 : Correlation largest box against structural rank

58: Korrelation größter Umfang gegen Strukturrang 58 : Correlation of the greatest extent against structural rank

59: Summer der k größten Objektflächen im Verhältnis zur Gesamtfläche 59 : Buzzer of the k largest object areas in relation to the total area

60: Automatische Reportausgabe zu Objektdaten in Excel 60 : Automatic report output to object data in Excel

61: Errechnen des Mittelwerts und Standardabweichung aus 8⎕8 Feldern (dunkel hinterlegt) 61 : Calculation of the mean value and standard deviation from 8⎕8 fields (dark background)

62: Korrelation Streumaß gegen Strukturrang 62 : Correlation of litter measure against structural rank

63: Ergebnisausgabe in Mathcad 63 : Results edition in Mathcad

64: Ergebnisse für das Schwerpunktmaß in Mathcad und Excel 64 : Results for the centroid in Mathcad and Excel

65: Korrelation von Schwerpunktmaß und Strukturrang 65 : Correlation of centroid and structural rank

66: Korrelation Strukturwert gegen Strukturrang 66 : Correlation Structural Value vs. Structural Ranking

67: Korrelation Strukturwert gegen Rang PVi 67 : Correlation structure value versus rank PVi

68: Korrelation Wi (aus Strukturwert*Y/100) gegen Rang PVi 68 : Correlation Wi (from structure value * Y / 100) versus rank PVi

69: Korrelation Strukturwert gegen Rang PVi: LWC 50 69 : Correlation Structural Value vs. Rank PVi: LWC 50

70: Korrelation Strukturwert gegen Rang PVi: LWC 50 und LWC 70 70 : Correlation Structural Value vs. Rank PVi: LWC 50 and LWC 70

71: Korrelation Strukturwert gegen Rang PVi: SC 50 71 : Correlation Structural Value vs. Rank PVi: SC 50

72: Korrelation Y gegen mittlerer Grauwert (digitalisiertes Messfeld) 72 : Correlation Y vs. Mean Gray Value (Digitized Measurement Field)

73: Aufnahme mit Mikroskop und Kamera (verkleinert): LWC-Papier 7 (links) und SC-Papier 8 (rechts) 73 Image taken with microscope and camera (reduced): LWC paper 7 (left) and SC paper 8 (right)

74: Imaginäre Waving-Charakteristik eines imaginären Papiers 74 : Imaginary Waving Characteristic of an imaginary paper

TabellenverzeichnisList of Tables

  • Tabelle 1: Tiefdruckspezifische Phänomene im Zusammenhang mit Druckfarbe und BedruckstoffTable 1: Gravitational phenomena associated with Printing ink and substrate
  • Tabelle 2: Die PapiermusterTable 2: The paper patterns
  • Tabelle 3: Das Punktesystem für den paarweisen VergleichTable 3: The points system for the pairwise comparison
  • Tabelle 4: Qualitätsgruppen nach PVi und DVTable 4: Quality Groups after PVi and DV
  • Tabelle 5: Beschreibung der StrukturmusterTable 5: Description of the structure patterns

Benennung Beschreibung Rupfen, Abheben Partielles Ausreißen einer bereits gedruckten Tiefdruckfarbe Abziehen, Abliegen Übergehen von Farbanteilen auf die gegenüberliegende Seite des Bedruckstoffes im Stapel oder in der Rolle Abreißen, Abbrechen Ungleichmäßiger, teilweise sprunghafter Übergang von einzelnen Rasterpunkten zu flutendem Drucken Nachziehen, Ausziehen, Ausquetschen Die Druckfarbe druckt unregelmäßig über die Kontur hinaus Auslaugen Die Druckfarbe verliert bei langer Laufzeit und geringem Farbverbrauch an Bindung, das Druckbild verliert an Farbkraft Abstoßen Nichtannahme der Druckfarbe durch den Bedruckstoff oder vorgedruckte Tiefdruckfarbe Durchscheinen Sichtbarwerden des Druckbildes auf der Rückseite durch den Bedruckstoff hindurch auf Grund zu geringer Opazität des Bedruckstoffs Durchschlagen, Durchdrucken (Print Through) Auf der Rückseite des Bedruckstoffs sichtbarer Effekt, der auf dem Durchdringen der Tiefdruckfarbe oder deren Bestandteile durch den Bedruckstoff beruht Ausbluten Farbmittel eines Druckes werden durch Lösemittel oder andere Substanzen angelöst und färben auf die Umgebung oder in Kontakt befindliche Stoffe ab Migrieren (Wandern) Wanderungstendenz von Bestandteilen der Druckfarbe oder des Bedruckstoffs, Klebstoffs oder andere Materialien in einen, mit diesem längere Zeit in engem Kontakt befindlichen, anderen Stoff Krähenfüße Vogelfußähnliches Ausziehen von Tiefdruckfarbe aus der Druckform infolge elektrostatischer Beeinflussung Rakelstreifen, Schmierstreifen Mit der Rakelbewegung wandernde Striche oder Streifen in Druckrichtung, entstehend durch beschädigte Rakelmesser oder Hängenbleiben von Festkörpern unter der Rakel Zylinderstreifen Streifenförmige Fehlerscheinung im Druck, hervorgerufen durch Beschädigung der Zylinderoberfläche in Umfangsrichtung Kometen Kometenschweifartige Fehlerscheinung im Druck, die vorübergehend auftritt, verursacht durch kurzzeitiges Anhaften von Festkörpern auf der Oberfläche des Druckformzylinders Pinholes Nadelkopfgroße Fehlstellen im Druck, hervorgerufen durch unzulängliche Benetzung Missing Dots (Schneeflockeneffekt) Punktförmige Fehlstellen im Druck, hervorgerufen durch Unebenheiten des Bedruckstoffs Geisterbild Gerade noch wahrnehmbare Abbildung des Druckes ohne Farbübergang auf der nicht bedruckten Rückseite des Bedruckstoffs nach dem Wiederaufwickeln Unruhiges Liegen Wird verursacht durch ungleichmäßiges Verlaufen der Druckfarbe in Wechselwirkung mit Bedruckstoff und Druckbedingungen. Verschiedene Erscheinungsformen, die auch als Fließmarken bezeichnet werden: Benardsche Zellen, Perlen, Schlieren, Baumrindenstruktur, Froschaugen Uneveness Bezeichnet eine Ungleichmäßigkeit in der Volltonfläche (vgl. Unruhiges Liegen) Donuts Donuts sind ein Rakeleffekt. Durch die Farblage im Näpfchen drucken die Ränder zuerst, so dass dort ein Großteil der Farbe liegt, während in der Mitte der Bedruckstoff durch den Farbmangel unbedruckt bleibt. Dadurch entsteht eine Form, die einem Donut ähnelt. Waving Im Mitteltonbereich auftretendes Phänomen. Unregelmäßiges, partielles Fluten erzeugt störende, sichtbare Agglomerate, die man häufig als Wolken- oder Wellenform wahrnimmt Tabelle 1 Papier LWC/SC Grammatur 1 LWCa 50 g/m2 2 LWC 50 g/m2 3 LWC 50 g/m2 4 LWC 50 g/m2 5 LWC 50 g/m2 6 LWC 70 g/m2 7 LWC 70 g/m2 8 SCb 50 g/m2 9 SC 50 g/m2 10 SC 50 g/m2 Tabelle 2

  • a. LWC = leight-weight coated
  • b. SC = supercalandered
Qualitätsaussage Punkte Element gij Probe j gleicht Probe i 1 Probe j ist besser als i 2 Probe j ist schlechter als i 0 Tabelle 3 Gruppe PVi DV 1 (gut) 3, 4, 8 3, 8, 4 2 (mittel) 2, 5, 10 5, 2, 10 3 (schlecht) 6, 1, 9, 7 6, 9, 7, 1 Tabelle 4 Strukturmuster Visuelle Beschreibung Papier 1, LWC 50 3 Bereiche mit größeren Punktwolken: links, mittig und am rechten unte-ren Rand. Viel Weißraum, viele größere aber auch viele kleine Agglome-rate. Wenige mittelgroße Agglomerate. Wirkt ungleichmäßig. Papier 2, LWC 50 Viele Strukturen, überwiegend kleine und mittlere Größe. Eine Punktwolke im linken unteren und rechten oberen Bereich. Dort sind auch die größeren Agglomerate enthalten. Wirkt etwas ruhiger als Papier 1, aber auch ungleichmäßig. Papier 3, LWC 50 Wenig Strukturen. Kleine bis mittlere Größe, keine sehr großen Agglome-rate und keine Punktwolken. Viel Freiraum im mittleren Bereich, ein Verteilungsschwerpunkt zum Rand hin. Wirkt sehr ruhig. Papier 4, LWC 50 Sehr viele ähnlich große, mittelgroße Strukturen, wenig kleine und keine sehr großen. Außerdem keine Punktwolken. Viel Dunkelfläche. Gleichmäßige Verteilung über die gesamte Fläche. Wirkt sehr ruhig und gleichmä-ßig. Papier 5, LWC 50 Wenig kleine, mehrere mittlere und große Strukturen mit viel Weißraum. Punktwolken links und mittig oben, rechts unten. Wirkt z.T. unruhig. Papier 6, LWC 70 Mehrere Bereiche mit deutlich großen Agglomeraten und mehrere ebenso große Weißflächen. Wirkt sehr unruhig und ungleichmäßig. Papier 7, LWC 70 Mehrere deutlich große Agglomerate und Punktwolken im rechten Rand-bereich sowie in der Bildmitte bis in die linke untere Ecke. Wirkt sehr unru-hig und ungleichmäßig. Papier 8, SC 50 Sehr wenig Strukturen, einige mitelgroße. Wirken regelmäßigverteilt. Große Weißräume. Wirkt insgesamt ruhig. Papier 9, SC 50 Viele größere Strukturen, die sich in Punktwolken auch über breite Bildbe-reiche erstrecken, wirkt sehr unruhig und ungleichmäßig. Papier 10, SC 50 Viele kleine bis mittelgroße Strukturen regelmäßig verteilt. Einige große Weißräume, am rechten Rand auch größere Strukturen. Tabelle 5 designation description Plucking, taking off Partial tearing of an already printed gravure ink Pulling off, lying down Overriding of color components on the opposite side of the substrate in the stack or in the roll Demolish, cancel Uneven, sometimes erratic transition from individual halftone dots to flooding printing Pulling, undressing, squeezing The ink prints irregularly beyond the outline dry out The printing ink loses binding with long runtime and low ink consumption, the print image loses color strength Repel Non-acceptance of the ink by the substrate or pre-printed gravure ink To shine through Visibility of the printed image on the back through the substrate through due to low opacity of the substrate Breakthrough, Print Through On the back of the substrate visible effect, which is based on the penetration of the gravure ink or its constituents by the substrate bleed out Coloring agents of a print are dissolved by solvents or other substances and color the environment or in contact substances Migrate (hiking) Migration tendency of constituents of the printing ink or of the printing material, adhesive or other materials into a different material which is in close contact with it for a long time crowsfeet Bird foot-like extraction of gravure ink from the printing plate due to electrostatic influence Doctor blade, smudge streaks With the squeegee moving strokes or strips in the printing direction, caused by damaged doctor blades or sticking of solids under the doctor blade cylinder strips Strip-shaped error in the pressure, caused by damage of the cylinder surface in the circumferential direction comets Comet tail-like error in pressure, which occurs temporarily, caused by short-term adhesion of solids on the surface of the plate cylinder pinholes Needle-size imperfections in the print caused by inadequate wetting Missing Dots (snowflake effect) Point-shaped imperfections in the printing, caused by unevenness of the substrate ghost Just visible image of the print without color transition on the non-printed back of the substrate after rewinding Restless lying Is caused by uneven bleeding of the ink in interaction with substrate and printing conditions. Different forms of appearance, also known as flow marks: Benard's cells, pearls, streaks, tree bark structure, frog eyes Uneveness Denotes an unevenness in the solid surface (see restless lying) donuts Donuts are a squeegee effect. Due to the ink layer in the cup, the edges print first, so that there is a large part of the color, while in the middle of the substrate remains unprinted by the lack of color. This creates a shape that resembles a donut. waving Mid-tone phenomenon. Irregular, partial flooding creates disturbing, visible agglomerates that are often perceived as cloud or waveform Table 1 paper LWC / SC grammage 1 LWCA 50 gsm 2 LWC 50 gsm 3 LWC 50 gsm 4 LWC 50 gsm 5 LWC 50 gsm 6 LWC 70 gsm 7 LWC 70 gsm 8th SCb 50 gsm 9 SC 50 gsm 10 SC 50 gsm Table 2
  • a. LWC = light-weight coated
  • b. SC = supercalendered
quality statement Points element gij Sample j is equal to sample i 1 Sample j is better than i 2 Sample j is worse than i 0 Table 3 group PVi DV 1 (good) 3, 4, 8 3, 8, 4 2 (medium) 2, 5, 10 5, 2, 10 3 (bad) 6, 1, 9, 7 6, 9, 7, 1 Table 4 structural patterns Visual description Paper 1, LWC 50 3 areas with larger point clouds: left, center and right lower edge. Lots of white space, many larger but also many small agglomerates rate. Few medium sized agglomerates. Works unevenly. Paper 2, LWC 50 Many structures, mostly small and medium size. A point cloud in the lower left and upper right area. There are also the larger agglomerates included. Works a bit quieter than paper 1, but also uneven. Paper 3, LWC 50 Little structures. Small to medium size, no very large agglomerate rate and no point clouds. Much free space in the middle area, a distribution center towards the edge. Works very calmly. Paper 4, LWC 50 A lot of similar sized, medium sized structures, little ones and not very big. In addition, no point clouds. A lot of dark space. Uniform distribution over the entire surface. Works very calmly and evenly. Paper 5, LWC 50 Little small, several medium and large structures with a lot of white space. Point clouds left and center top, bottom right. Partly restless. Paper 6, LWC 70 Several areas with large agglomerates and several equally large white areas. Acts very restless and uneven. Paper 7, LWC 70 Several distinctly large agglomerates and point clouds in the right border area as well as in the middle of the picture down to the lower left corner. Looks very unruly and uneven. Paper 8, SC 50 Very few structures, some medium sized. Act regularly distributed. Great white spaces. Acts altogether calm. Paper 9, SC 50 Many larger structures, which also extend over broad image areas in point clouds, appear very restless and uneven. Paper 10, SC 50 Many small to medium structures regularly distributed. Some large white spaces, on the right edge also larger structures. Table 5

Claims (6)

Verfahren zur objektiven Bestimmung der Druckqualität von flächigen Druckbildern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckbild zumindest teilweise mittels eines Bilderfassungssystems digitalisiert wird und zu dem erhaltenen digitalisierten Bild ein Bitmap-Bild gebildet wird und zu diesem ein Streumaß ermittelt wird aus der Standardabweichung einer Kenngröße, insbesondere der prozentualen Flächendeckungen, innerhalb der Rasterfenster eines vorgegebenen Rasters.A method for the objective determination of the print quality of flat print images, characterized in that a printed image is digitized at least partially by means of an image acquisition system and the resulting digitized image is a bitmap image is formed and for this a scattering measure is determined from the standard deviation of a parameter, in particular percentage area coverage, within the grid window of a given grid. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das nach der Digitalisierung erhaltene Bild vor der Ermittlung des Streumaßes wenigstens ein digitales Filter angewendet wird, insbesondere zur Wandlung in ein Schwarzweiß-Bitmap-Bild, welches nur die störenden Strukturen zeigt.Method according to claim 1, characterized in that that on the image obtained after digitization before detection of the litter measure at least one digital filter is applied, in particular for conversion into a black and white bitmap image, which only the disturbing ones Structures shows. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem digitalen Filter um einen Weichzeichner handelt und/oder eine Schwellwerttrennung und/oder eine Close-Operation.Method according to claim 2, characterized in that that the digital filter is a blur and / or a threshold separation and / or a close operation. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunktmaß aus der Differenz zweier Bildausschnitte mit der höchsten und niedrigsten Flächendeckung gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a centroid of the difference between two Image sections with the highest and lowest area coverage is formed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der prozentualen Flächendeckung ein vorgegebener Bildausschnitt als Matrix/Raster überlappend in vorgegebenen Schritten, über das Bitmap-Bild bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the determination of the percentage area coverage a given image section as matrix / raster overlapping in predetermined steps, over the bitmap image is moved. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus Streumaß und Schwerpunktmaß, insbesondere dividiert durch 1000, gebildet wird, um einen dimensionslosen Strukturwert zu bilden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the product of litter mass and centroid, in particular divided by 1000, is formed to a dimensionless structure value to build.
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