DE102008025419A1

DE102008025419A1 - Method for color register measurement on a printing machine

Info

Publication number: DE102008025419A1
Application number: DE102008025419A
Authority: DE
Inventors: Franz Lampersberger; Andreas Walser; Michael Schönert
Original assignee: Manroland AG
Current assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-03
Also published as: EP2127877A3; EP2127877B1; EP2127877A2

Abstract

Bei einem Verfahren zur Farbregistermessung an einer Druckmaschine wird mindestens ein Bild von einer auf ein Druckerzeugnis gedruckten Teststruktur, welche aus einer Vielzahl von Feldern mit Voll- und/oder Rastertönen der Druckfarben besteht und mehrere voneinander separate Felder jeder Druckfarbe enthält, aufgenommen. Für jede Druckfarbe wird ein Positionsmaß durch Mittelwertbildung über Positionsmaße einer Vielzahl von Feldern der jeweiligen Druckfarbe ermittelt. Die Farbregisterlage wird anhand der Lage der für die einzelnen Druckfarben ermittelten Positionsmaße relativ zueinander ermittelt. Von der Teststruktur werden mehrere Bilder bei spektral unterschiedlichen Beleuchtungen aufgenommen und zur Ermittlung von Positionsmaßen für Felder der Teststruktur verwendet. Aus absoluten Positionsmaßen der einzelnen Druckfarben werden relative Positionsmaße bezüglich eines absoluten Positionsmaßes einer als Referenzfarbe ausgewählten Druckfarbe ermittelt und es werden als Maße für die Lage des Farbregisters die Abweichungen dieser relativen Positionsmaße von jeweiligen Sollwerten berechnet.In a color register measurement method on a printing machine, at least one image is taken of a test pattern printed on a printed matter, which consists of a plurality of fields of full and / or halftone tones of the inks and contains a plurality of separate fields of each ink. For each printing ink, a positional measurement is determined by averaging over positional measurements of a plurality of fields of the respective printing ink. The color register position is determined based on the position of the position measurements determined for the individual printing inks relative to each other. From the test structure several images are taken at spectrally different illuminations and used to determine position measurements for fields of the test structure. From absolute positional dimensions of the individual printing inks, relative positional measurements are determined with respect to an absolute positional dimension of an ink selected as a reference color, and the deviations of these relative positional dimensions from respective desired values are calculated as measures for the position of the color register.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbregistermessung an einer Druckmaschine.The The invention relates to a method for color register measurement on a Press.

Zur Prozessüberwachung beim Drucken ist es üblich, auf den zu bedruckenden Bogen bzw. Bahnen außerhalb des Sujets mit farbigen Testmustern bedruckte Kontrollstreifen vorzusehen. Diese Kontrollstreifen, deren Längsrichtung quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs liegt, enthalten einen sich in Längsrichtung periodisch wiederholenden Satz von Messfeldern, an denen jeweils eine bestimmte, die Druckqualität charakterisierende Kenngröße messbar ist. Noch während der Bewegung des zu untersuchenden Druckerzeugnisses in der Druckmaschine wird ein Bild von zumindest einem Teil des Kontrollstreifens erfasst und ausgewertet.to Process monitoring in printing is common on the sheets or webs to be printed outside of the To provide subjects with colored test patterns with printed control strips. These control strips, whose longitudinal direction transverse to the transport direction of the printing material, contain a longitudinal direction periodically repeating set of measuring fields, each of which a specific parameter characterizing the print quality can be measured is. Still during the movement of the printed product to be examined in the printing press, an image of at least part of the control strip is produced recorded and evaluated.

In der DE 10 2004 003 613 A1 sind eine Vorrichtung zur Erfassung eines Bildes von einem vorbestimmten Ausschnitt eines in Bewegung befindlichen Druckerzeugnisses und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung offenbart. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Kamera mit einem zweidimensionalen elektronischen Bildsensor und eine Beleuchtungseinrichtung, die auf den Beobachtungsbereich der Kamera gerichtet und zu dessen impulsartiger Ausleuchtung während des dortigen Aufenthalts des vorbestimmten Ausschnitts des Druckerzeugnisses geeignet ist. Die Beleuchtungseinrichtung besteht aus einer Vielzahl einzelner Lichtquellen, deren Licht aufgrund unterschiedlicher Emissionscharakteristik und/oder Filterung eine gruppenweise unterschiedliche spektrale Zusammensetzung aufweist, und die in einem regelmäßigen Muster so angeordnet sind, dass die Lichtquellen jeder einzelnen Gruppe eine regelmäßige Anordnung bilden, deren Ausleuchtungsbereich den Beobachtungsbereich der Kamera auf dem Druckerzeugnis voll abdeckt. Durch eine Steuereinrichtung sind die einzelnen Gruppen von Lichtquellen dergestalt sequentiell ein- und ausschaltbar, dass der Beobachtungsbereich der Kamera mit einer Abfolge von Lichtimpulsen unter schiedlicher spektraler Zusammensetzung beleuchtbar ist. Letztere wechselt periodisch und bei jedem Lichtimpuls wird ein Bild des gerade im Beobachtungsbereich der Kamera befindlichen Ausschnitts des Druckerzeugnisses erfasst.In the DE 10 2004 003 613 A1 There are disclosed an apparatus for capturing an image of a predetermined portion of a moving printed matter and a method of operating such apparatus. The device comprises at least one camera with a two-dimensional electronic image sensor and a lighting device, which is directed to the observation area of the camera and suitable for its pulse-like illumination during the local residence of the predetermined section of the printed product. The illumination device consists of a multiplicity of individual light sources, the light of which has a different spectral composition due to different emission characteristics and / or filtering, and which are arranged in a regular pattern so that the light sources of each individual group form a regular arrangement whose illumination area is the observation area fully covers the camera on the printed product. By a control device, the individual groups of light sources such sequentially switched on and off, that the observation area of the camera with a sequence of light pulses under different spectral composition can be illuminated. The latter changes periodically and with each light pulse an image of the section of the printed product currently in the observation area of the camera is recorded.

Mittels dieser Vorrichtung kann ein Druckprozess auf die eingangs beschriebene Weise überwacht werden, indem als vorbestimmter Ausschnitt, dessen Bild durch die Vorrichtung erfasst wird, ein mit einem geeigneten Kontrollstreifen bedruckter Bereich des Druckerzeugnisses vorgesehen wird. Die Kenngröße der Druckqualität, zu deren Überwachung diese Vorrichtung konzipiert und besonders geeignet ist, ist die Farbdichte.through This device can be a printing process on the above-described Be monitored by a predetermined section, whose Image captured by the device, one with a suitable one Control strip printed area of the printed product provided becomes. The characteristic of print quality, designed to monitor this device and particularly suitable is, is the color density.

Im Vergleich zur Farbdichtemessung, bei der die Lichtremission einer von einer Druckfarbe bedeckten Fläche von Interesse ist, wird für die Messung der Farbregisterlage eine wesentlich, d. h. um mindestens eine Größenordnung höhere Auflösung benötigt, um Messdaten von ausreichender Genauigkeit für die Regelung des Farbregisters einer Druckmaschine gewinnen zu können. Daher werden zur Farbregistermessung eigens hierfür konzipierte Messvorrichtungen mit einer entsprechend hohen Auflösung eingesetzt und spezielle Messmarken, die eine einfache Ermittlung der Farbregisterlage erlauben, auf das Druckerzeugnis gedruckt. Eine hochauflösende Farbregistermessvorrichtung ist ein kostspieliger Ausrüstungsbestandteil einer Druckmaschine. Ferner verbrauchen die Farbregistermarken einen gewissen, wenn auch geringen Teil der Fläche des Druckerzeugnisses.in the Comparison to the color density measurement, in which the light remission of a of an inked area of interest, becomes essential for the measurement of the color registration d. H. at least an order of magnitude higher Resolution needed to provide measurement data of sufficient Accuracy for controlling the color register of a printing machine to win. Therefore, for color register measurement specially designed measuring devices with a correspondingly high resolution and special measuring marks, which allow a simple determination of the color register location on the printed product is printed. A high-resolution color register measuring device is a costly piece of equipment of a printing press. Furthermore, the color register marks consume a certain, though small part of the area of the printed product.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neue und kostengünstige Lösung für die Messung der Farbregisterlage aufzuzeigen.Of the Invention is based on the object, a new and cost-effective Solution for measuring the color register position.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.These The object is achieved by a method solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments are specified in the subclaims 2 to 9.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Bild von einer auf ein Druckerzeugnis gedruckten Teststruktur, welche aus einer Vielzahl von Feldern mit Voll- und/oder Rastertönen der Druckfarben besteht und mehrere voneinander separate Felder jeder Druckfarbe enthält, aufgenommen wird, dass für jede Druckfarbe ein Positionsmaß durch Mittelwertbildung über Positionsmaße einer Vielzahl von Feldern der jeweiligen Druckfarbe ermittelt wird, und dass die Farbregisterlage anhand der Lage der für die einzelnen Druckfarben ermittelten Positionsmaße relativ zueinander ermittelt wird.The inventive method is characterized that at least one image from a printed on a printed matter Test structure, which consists of a variety of fields with full and / or raster tones consists of printing inks and several separate fields each ink contains, that is recorded for each printing ink a position measurement by averaging over Position dimensions of a plurality of fields of the respective printing ink is determined, and that the color register location based on the location of for the individual printing inks determined position dimensions is determined relative to each other.

Dies bedeutet, dass die Funktion der Farbregistermessung von einer ohnehin vorhandenen Vorrichtung zur Farbdichtemessung mitübernommen und als Teststruktur die Farbdichte-Teststruktur mitverwendet wird. Weder wird eine kostspielige eigene Messvorrichtung für die Farbregisterlage benötigt, noch müssen auf dem Druckerzeugnis eigene Farbregistermarken vorgesehen werden. Benötigt wird lediglich eine Erweiterung der in der Farbdichte-Messvorrichtung laufenden Auswertungssoftware. Durch die Erfindung ergibt sich gegenüber der herkömmlichen Farbregistermessung eine erhebliche Vereinfachung sowie eine entsprechende Kostenersparnis.This means that the function of color registration measurement of one anyway taken along existing device for color density measurement and as test structure, the color density test structure is used. Neither is a costly own measuring device for the color register location needed, still need to the printed product's own color register marks are provided. What is needed is only an extension of the in the color density measuring device ongoing evaluation software. By the invention arises opposite the conventional Farbregistermessung a considerable simplification as well as a corresponding cost saving.

Um die für eine Farbregistermessung erforderliche Genauigkeit trotz der wesentlich geringeren Auflösung einer Farbdichte-Messvorrichtung zu erreichen, erfolgt eine Mittelwertbildung über eine Vielzahl von Feldern jeder Druckfarbe. Hierdurch werden auflösungsbedingte lokale Fehler, die bei einer isolierten Messung und Auswertung an einem einzelnen Feld einer Druckfarbe auftreten würden, im Mittel ausgeglichen, so dass keine spezielle Messvorrichtung mit höherer Auflösung erforderlich ist.In order to achieve the accuracy required for a color register measurement despite the much lower resolution of a color density measuring device, averaging takes place over a lot number of fields of each ink. As a result, resolution-related local errors that would occur in an isolated measurement and evaluation on a single field of an ink, balanced on average, so that no special measuring device with higher resolution is required.

Da die Remission der unterschiedlichen Druckfarben von der spektralen Zusammensetzung der Beleuchtung abhängt, ist es bei Verfügbarkeit einer Beleuchtung, deren spektrale Zusammensetzung variiert werden kann, zweckmäßig, von der Teststruktur mehrere Bilder bei spektral unterschiedlichen Beleuchtungen aufzunehmen und zur Ermittlung von Positionsmaßen für Felder der Teststruktur zu verwenden. Insbesondere kann auch der Unterschied der Remissionsintensität direkt aneinandergrenzender Felder von der Beleuchtung abhängen, so dass für die Detektion einer bestimmten Feldgrenze eine bestimmte Beleuchtung besser geeignet sein kann als andere Beleuchtungen.There the remission of the different inks from the spectral Composition of lighting depends on availability a lighting whose spectral composition is varied can, suitably, several of the test structure To take pictures with spectrally different illuminations and for determining positional dimensions for fields to use the test structure. In particular, the difference of Remission intensity of directly adjacent fields depend on the lighting, so for the Detection of a specific field boundary a specific lighting may be more suitable than other lighting.

Da es sich bei der Farbregistereinstellung um eine relative Größe handelt, werden aus den gemessenen absoluten Positionsmaßen der einzelnen Druckfarben zweckmäßigerweise relative Positionsmaße bezüglich eines absoluten Positionsmaßes einer als Referenzfarbe ausgewählten Druckfarbe ermittelt und als Maße für die Lage des Farbregisters die Abweichungen dieser relativen Positionsmaße von jeweiligen Sollwerten berechnet.There the color register setting is a relative size are from the measured absolute position measurements the individual inks expediently relative Position dimensions with respect to an absolute position measurement determined as a reference color selected ink and as measures of the location of the color register the Deviations of these relative positional dimensions from respective ones Setpoints calculated.

Um den manuellen Bedienungsaufwand zu minimieren, ist es besonders vorteilhaft, wenn der zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Messapparatur die Sollwerte von Positionsmaßen und/oder Abmessungen der Felder der einzelnen Druckfarben aus der Druckvorstufe als Datensatz übermittelt werden, da die benötigten Daten dort ohnehin vorhanden sind. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, Positionsdaten der Teststruktur manuell einzugeben, insbesondere anhand eines probeweise gedruckten Exemplars der Teststruktur unter Verwendung eines digitalen Messgerätes.Around It is special to minimize manual operation advantageous if used for carrying out the method Measuring apparatus, the setpoints of position dimensions and / or dimensions the fields of the individual inks from the prepress as a record transmitted be because the required data are there anyway. Basically, it is also possible to position data manually enter the test structure, in particular on the basis of a trial printed copy of the test structure using a digital Meter.

Eine Möglichkeit, Koordinaten des Positionsmaßes einer Druckfarbe zu berechnen, besteht darin, zunächst diejenigen Bildpunkte zu identifizieren, welche zu den Feldern der jeweiligen Druckfarbe gehören, und dann durch eine Mittelwertbildung über Positionen dieser Bildpunkte ein Positionsmaß der Druckfarbe zu berechnen. Dieses wird dann durch den Schwerpunkt aller Bildpunkte, die in die Mittelwertbildung eingehen, repräsentiert.A Possibility to coordinate the position dimension of a To calculate printing ink is first those Identify pixels that correspond to the fields of the respective Include ink, and then averaging over positions These pixels to calculate a position measurement of the ink. This is then determined by the center of gravity of all the pixels in form the mean value formation.

Alternativ zur Schwerpunktsberechnung über die Koordinaten einzelner Bildpunkte können Koordinaten eines Positionsmaßes einer Druckfarbe auch aus der Lage von Linien berechnet werden, die zuvor als Feldgrenzen von Feldern dieser Druckfarbe bestimmt wurden. Beispielsweise kann eine Schwerpunktskoordinate einer Druckfarbe dadurch berechnet werden, dass für jedes einzelne Feld dieser Druckfarbe die entsprechende Schwerpunktskoordinate aus jeweiligen Grenzlinien berechnet und anschließend eine Mittelwertbildung über die Schwerpunktskoordinaten aller dieser Felder vorgenommen wird.alternative to calculate the center of gravity over the coordinates of individual Pixels can be coordinates of a position measurement an ink can also be calculated from the location of lines, previously determined as field boundaries of fields of this ink were. For example, a center of gravity coordinate of an ink calculated by that for each individual field this ink the corresponding center of gravity coordinate of each Boundaries calculated and then averaging over the center of gravity coordinates of all these fields is made.

Für die Bestimmung von Feldgrenzen bietet sich die Ortsabhängigkeit der Remissionsintensität an, wobei auf das vorhandene umfangreiche Instrumentarium der Bildverarbeitung zur Kantenerkennung zurückgegriffen werden kann.For the determination of field boundaries offers the location dependency the remission intensity, based on the existing extensive Instrumentation of image processing for edge detection recourse can be.

Da eine Farbdichte-Teststruktur üblicherweise die Form eines zusammenhängenden, quer zur Bewegungsrichtung des Druckerzeugnisses verlaufenden Streifens aus mehreren direkt aneinandergrenzenden Feldern unterschiedlicher Farben hat, treten bei Farbregisterfehlern in Längsrichtung eines solchen Streifens Lücken und Überlappungen zwischen in ihren Sollpositionen aneinandergrenzenden Feldern auf. Bei der Bestimmung von Feldgrenzen zwischen solchen in ihren Sollpositionen aneinandergrenzenden Feldern lassen sich Lücken zwischen aneinandergrenzenden Feldern anhand von Maxima der Remissionsintensität und Überlappungsbereiche aneinandergrenzender Felder anhand von Minima der Remissionsintensität identifizieren.There a color density test structure usually takes the form of a contiguous, transverse to the direction of movement of the printed product extending strip of several directly adjacent Fields of different colors have occur in color register errors in the longitudinal direction of such a strip gaps and overlaps between adjacent fields in their nominal positions on. In the determination of field boundaries between such in their Target positions of adjacent fields can be filled with gaps between adjacent fields on the basis of maxima of the remission intensity and overlapping areas of adjacent fields of minima of remission intensity.

Eine ortsabhängige Aussage über die Farbregisterlage kann dadurch gewonnen werden, dass über die Breite des Druckerzeugnisses quer zu seiner Bewegungsrichtung eine Vielzahl von Zonen der Teststruktur separat ausgewertet und mehrere jeweils zonenspezifische Farbregisterlagen ermittelt werden. Das heißt, dass zur Ermittlung einer zonenspezifischen Farbregisterlage nicht alle über die gesamte Breite des Druckerzeugnisses vorhandenen Felder jeder einzelnen Farbe verwendet werden, sondern nur diejenigen Felder, welche in der jeweils betrachteten Zone liegen. Damit der Genauigkeitsgewinn durch die Mittelwertbildung noch gegeben ist, müssen hierbei in jeder Zone mehrere Felder jeder Farbe liegen.A Location-dependent statement about the color register location can be obtained by using the width of the Printed product across its direction of movement a variety evaluated separately from zones of the test structure and several each zone-specific color register locations are determined. This means, that for determining a zone-specific Farbregisterlage not all fields over the entire width of the printed product every single color used, but only those fields which lie in the respectively considered zone. Thus the accuracy gain is still given by the averaging, this must in each zone there are several fields of each color.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigtfollowing Embodiments of the invention with reference to the drawings described. In these shows

1 eine streifenförmige Farbdichte-Teststruktur mit einem Farbregisterfehler in Bewegungsrichtung, 1 a stripe-shaped color density test structure with a color registration error in the direction of movement,

2 eine streifenförmige Farbdichte-Teststruktur mit einem Farbregisterfehler quer zur Bewegungsrichtung und 2 a strip-shaped color density test structure with a color register error transverse to the direction of movement and

3 vergrößerte Ausschnitte aus dem Testmuster von 2 mit zugehörigen Verläufen der Remissionsintensität. 3 enlarged excerpts from the Test pattern of 2 with associated courses of remission intensity.

1 zeigt ein Beispiel für einen Ausschnitt aus einer Teststruktur 1 für die Farbdichteregelung einer Druckmaschine. Sie hat die Form eines Streifens mit einer linearen periodischen Abfolge von aneinandergrenzenden Feldern 2, von denen in 1 nur drei am linken Rand des gezeigten Ausschnitts mit der Bezugszahl 2 gekennzeichnet sind. In den Feldern 2 ist jeweils ein Voll- oder Rasterton einer Druckfarbe gedruckt. Die Längsrichtung der streifenförmigen Teststruktur 1 verläuft in 1 in x-Richtung, d. h. quer zur Bewegungsrichtung y des Druckerzeugnisses in der Druckmaschine. 1 shows an example of a section of a test structure 1 for the color density control of a printing press. It has the shape of a stripe with a linear periodic sequence of contiguous fields 2 of which in 1 only three at the left edge of the section shown with the reference number 2 Marked are. In the fields 2 In each case a full or raster tone of a printing ink is printed. The longitudinal direction of the strip-shaped test structure 1 runs in 1 in the x-direction, ie transversely to the direction of movement y of the printed product in the printing press.

Die unterschiedlichen Farben bzw. Töne sind in 1 durch unterschiedlichen Schraffur- bzw. Punktmuster symbolisiert. So kann es sich beispielsweise beim Vierfarbendruck um Volltöne der Druckfarben Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan handeln. Ferner können in der Teststruktur 1 auch einzelne Felder 2 unbedruckt sein, um als Weißreferenz zu dienen.The different colors or tones are in 1 symbolized by different hatching or dot patterns. For example, four-color printing can be full tones of black, yellow, magenta, and cyan inks. Furthermore, in the test structure 1 also individual fields 2 be unprinted to serve as a white reference.

In 1 sind drei Felder 2D, 2E und 2F der Teststruktur 1 gegenüber der gemeinsamen waagrechten Mittellinie aller übrigen Felder etwas nach unten versetzt, was Ausdruck eines Farbregisterfehlers der in den Feldern 2D, 2E und 2F gedruckten Farbe in negativer y-Richtung ist. Nachfolgend wird beschrieben, wie dieser Farbregisterfehler erfindungsgemäß anhand der eigentlich für die Farbdichtemessung ausgelegten Teststruktur 1 unter Verwendung einer ebenfalls für die Farbdichtemessung ausgelegten Messvorrichtung ermittelt wird. Hierzu wird ausdrücklich nochmals auf die eingangs erwähnte DE 10 2004 003 613 A1 verwiesen, welche eine hierzu geeignete Vorrichtung und deren Funktionsweise detailliert offenbart.In 1 are three fields 2D . 2E and 2F the test structure 1 offset slightly from the common horizontal centerline of all other fields, reflecting a color register error in the fields 2D . 2E and 2F printed color in the negative y-direction. The following describes how this color register error according to the invention is based on the actual test structure for color density measurement 1 is determined using a likewise designed for the color density measurement device. For this purpose, expressly again on the above-mentioned DE 10 2004 003 613 A1 referenced, which discloses a device suitable for this purpose and their operation in detail.

Zunächst werden zur Farbdichtemessung zweidimensionale Bilder der Teststruktur bei mehreren spektral unterschiedlichen Beleuchtungen aufgenommen und wie vorgesehen zur Ermittlung der Farbdichteverteilung über die Breite des Druckerzeugnisses ausgewertet. Zur Ermittlung der Farbregisterlage werden die Bilder nach der vorliegenden Erfindung quasi-parallel zur Farbdichteauswertung einer zusätzlichen Auswertung in der gleichen Auswertungseinheit unterzogen, welche für die Übernahme dieser zusätzlichen Aufgabe über entsprechende Reserven an Rechenleistung und Speicherkapazität verfügen muss.First For color density measurement, two-dimensional images of the test structure are used taken at several spectrally different illuminations and as intended to determine the color density distribution over evaluated the width of the printed product. To determine the Color register location become the images according to the present invention quasi-parallel to the color density evaluation of an additional Evaluation in the same evaluation unit subjected, which for the acquisition of these additional Task about appropriate reserves of computing power and Storage capacity must have.

Der Auswertungseinheit müssen hierzu Daten über die Form der Teststruktur 1, die Abfolge der Druckfarben in den einzelnen Feldern 2 und insbesondere über die Sollpositionen der einzelnen Felder 2 relativ zueinander bekannt sein. Im Fall der in 1 gezeigten streifenförmigen Teststruktur 1 sind die Felder 2 alle gleich groß und liegen bei perfekter Farbregistereinstellung auf einer in x-Richtung verlaufenden geraden Linie, so dass der Unterschied der y-Koordinaten der jeweiligen Feldmittelpunkte Null betragen soll und der Unterschied der x-Koordinaten der jeweiligen Feldmittelpunkte zwischen benachbarten Feldern exakt der Feldbreite in x-Richtung entsprechen soll. Die Sollpositionen der Felder 2 liegen in der Druckvorstufe als Daten vor und können der Auswertungseinheit vorzugsweise direkt von dort übermittelt werden.For this purpose, the evaluation unit must have data about the form of the test structure 1 , the sequence of printing inks in each field 2 and in particular via the target positions of the individual fields 2 be known relative to each other. In the case of in 1 shown strip-shaped test structure 1 are the fields 2 all of the same size and, with a perfect color register setting, lie on a straight line running in the x-direction so that the difference of the y-coordinates of the respective field centers should be zero and the difference of the x-coordinates of the respective field centers between adjacent fields is exactly the field width in x Direction. The target positions of the fields 2 are present in the pre-press as data and can preferably be transmitted to the evaluation unit directly from there.

Um die Farbregisterlagen der einzelnen Druckfarben zu berechnen, werden die aufgenommenen Bilder auf den Verlauf der Remissionsintensität in beiden Koordinatenrichtungen hin ausgewertet. Dabei ergeben sich sowohl in y-Richtung an der Grenze zwischen einem bedruckten Feld und dem unbedruckten Untergrund, als auch in x-Richtung an der Grenze zwischen zwei verschiedenfarbig bedruckten Feldern 2 jeweils Sprünge in der gemessenen Remissionsintensität, wobei diese Sprünge zwischen einem bedruckten Feld 2 und dem Untergrund höher sind als zwischen benachbarten bedruckten Feldern 2 und ihre Höhe in jedem Fall vom spektralen Gehalt der Beleuchtung abhängt.In order to calculate the color register positions of the individual printing inks, the recorded images are evaluated for the course of the remission intensity in both coordinate directions. This results both in the y-direction at the boundary between a printed field and the unprinted background, as well as in the x-direction at the border between two differently colored printed fields 2 each jumps in the measured remission intensity, these jumps between a printed field 2 and the surface are higher than between adjacent printed fields 2 and their height in each case depends on the spectral content of the illumination.

Anhand des bekannten Remissionsverhaltens der einzelnen Druckfarben kann für jede Farbe bei gegebener Beleuchtung eine Schwelle oder ein Bereich festgelegt werden, über oder unter welcher bzw. in welchem die Remissionsintensität liegen muss, damit ein Bildpunkt eindeutig als zu einem Feld einer bestimmten Druckfarbe gehörig identifiziert werden kann. Nötigenfalls können auch mehrere bei unterschiedlichen Beleuchtungen aufgenommene Bilder herangezogen werden, um für jede eine eindeutige Unterscheidung von den anderen Druckfarben anhand der gemessenen Remissionsintensität zu ermöglichen.Based the known remission behavior of the individual printing inks can for each color with a given lighting a threshold or an area over or under which or in which the remission intensity must be, so that a pixel clearly as a field of a particular ink can be properly identified. If necessary, can also be several at different lights taken pictures to each for a unique Distinction from the other inks based on the measured To allow remission intensity.

Das oder die Bilder werden ausgewertet, indem jeder Bildpunkt anhand seines Intensitätswertes einer bestimmten Druckfarbe zugeordnet wird und die x- und/oder y-Koordinaten aller Bildpunkte der gleichen Druckfarbe jeweils aufaddiert und der jeweilige Mittelwert berechnet wird. Dabei erstreckt sich die Mittelwertbildung nicht nur über ein einziges zusammenhängendes Feld 2 einer Druckfarbe, sondern über sämtliche Felder 2 derselben Druckfarbe. Die sich auf diese Weise ergebenden Mittelwerte der x- und/oder y-Koordinaten stellen die Koordinaten des gemeinsamen Schwerpunktes aller Felder 2 dieser Druckfarbe dar.The image or images are evaluated by assigning each pixel based on its intensity value of a particular ink and the x and / or y-coordinates of all pixels of the same ink added and the respective average is calculated. The averaging does not only extend over a single coherent field 2 an ink, but over all fields 2 the same printing ink. The mean values of the x and / or y coordinates that result in this way represent the coordinates of the common center of gravity of all fields 2 this printing ink.

Für die weitere Auswertung wird eine Druckfarbe als Referenzfarbe und damit der gemeinsame Schwerpunkt der Felder 2 dieser Druckfarbe als Referenzposition, d. h. als Ursprung eines neuen Koordinatensystems angenommen. Darauf basierend werden die Koordinaten der Schwerpunkte der Felder 2 der übrigen Druckfarben relativ zu dieser Referenzposition berechnet. Beispielsweise könnte die Referenzfarbe in 1 in den Feldern 2A, 2B und 2C gedruckt sein.For further evaluation, an ink is used as reference color and thus the common focus of the fields 2 This ink as a reference position, ie as the origin of a new Koor dinatensystems. Based on this, the coordinates of the centers of gravity of the fields 2 of the remaining inks relative to this reference position. For example, the reference color in 1 in the fields 2A . 2 B and 2C be printed.

Schließlich werden die Abweichungen der so gewonnenen Relativkoordinaten der Schwerpunkte der Felder 2 der übrigen Druckfarben von jeweiligen Sollwerten berechnet. Sind diese Abweichungen alle gleich Null, dann ist die Farbregistereinstellung perfekt. Andernfalls geben diese Abweichungen die Lage des Farbregisters nach Betrag und Richtung an und können zur Regelung des Farbregisters verwendet werden. Bei dem Beispiel von 1 liegt der Schwerpunkt der Felder 2D, 2E und 2F in y-Richtung unterhalb desjenigen der Felder 2A, 2B und 2C, während er bei allen anderen Feldern 2 in y-Richtung mit demjenigen der Felder 2A, 2B und 2C übereinstimmt. Es liegt also nur bei der in den Feldern 2D, 2E und 2F gedruckten Farbe ein Farbregisterfehler in negativer y-Richtung vor.Finally, the deviations of the relative coordinates thus obtained become the focal points of the fields 2 of the remaining inks from respective setpoints. If these deviations are all zero, the color register setting is perfect. Otherwise, these deviations indicate the position of the color register in terms of magnitude and direction and can be used to control the color register. In the example of 1 is the focus of the fields 2D . 2E and 2F in the y-direction below that of the fields 2A . 2 B and 2C while at all other fields 2 in the y-direction with that of the fields 2A . 2 B and 2C matches. So it's only in the fields 2D . 2E and 2F printed color a color register error in the negative y direction.

Alternativ zu der vorausgehend beschriebenen Methode kann die Position der Felder einer Farbe auch auf der Basis einer Kantenerkennung berechnet werden. Im Gegensatz zur Zuordnung von Bildpunkten zu Feldern 2 einer bestimmten Far be anhand des Wertes der Remissionsintensität setzt die Kantenerkennung keine Definition von charakteristischen Schwellen oder Bereichen der Remissionsintensität voraus, sondern es kommt nur auf die Erkennung von sprungartigen Änderungen der Remissionsintensität an.As an alternative to the previously described method, the position of the fields of a color can also be calculated on the basis of edge detection. In contrast to the assignment of pixels to fields 2 For a given color on the basis of the value of the remission intensity, the edge detection does not require a definition of characteristic thresholds or regions of the remission intensity, but only the recognition of sudden changes in the remission intensity is important.

Diese Erkennung ist bei der Teststruktur 1 von 1 in y-Richtung besonders einfach, da hier nur der Übergang zwischen dem bedruckten Bereich und dem weißen Untergrund detektiert werden muss. In x-Richtung sind die Intensitätssprünge beim Übergang von einem bedruckten Feld 2 zum benachbarten weniger ausgeprägt, aber vorhanden und feststellbar, wobei auch hier die Auswertung mehrerer Bilder mit spektral unterschiedlicher Beleuchtung von Vorteil sein kann.This detection is in the test structure 1 from 1 particularly easy in the y-direction, as here only the transition between the printed area and the white background has to be detected. In the x-direction, the intensity jumps in the transition from a printed field 2 to the neighboring less pronounced, but present and detectable, and here the evaluation of multiple images with spectrally different lighting can be beneficial.

Für die Detektion von Kanten in Bildern bietet der Stand der Technik auf dem Gebiet der Bildverarbeitung ein umfangreiches Instrumentarium, auf das hier zur Bestimmung der Feldgrenzen zurückgegriffen werden kann. Dieses Instrumentarium ist Fachleuten bekannt und bedarf daher an dieser Stelle keiner Erläuterung.For the detection of edges in images offers the state of the art in the field of image processing a wide range of instruments, used here to determine the field boundaries can be. This toolkit is known and needed by experts therefore at this point no explanation.

Sind die Grenzen sämtlicher Felder 2 erkannt, so werden aus den Grenzen jedes einzelnen Feldes dessen Schwerpunktskoordinaten berechnet. Wenn die Felder 2 die Form von Quadraten wie in 1 oder von Rechtecken haben, ist dies bekanntlich äußerst einfach. Basierend auf der bekannten Abfolge der einzelnen Druckfarben in den Feldern 2 werden anschließend für jede einzelne Druckfarbe die jeweiligen Mittelwerte der Schwerpunktskoordinaten aller Felder 2 dieser Farbe, also die Koordinaten des gemeinsamen Schwerpunktes aller Felder dieser Farbe berechnet.Are the boundaries of all fields 2 If detected, its center of gravity coordinates are calculated from the boundaries of each individual field. If the fields 2 the shape of squares like in 1 or rectangles, this is very simple. Based on the known sequence of the individual inks in the fields 2 Then, for each individual ink, the respective mean values of the center of gravity coordinates of all fields 2 this color, ie the coordinates of the common center of gravity of all fields of this color calculated.

Anstatt zuerst die Schwerpunktskoordinaten jedes einzelnen Feldes 2 einer Druckfarbe zu berechnen und diese Schwerpunktskoordinaten anschließend zu mitteln, kann auch zuerst eine Mittelung über die Koordinaten der Feldgrenzen der einzelnen Felder einer Druckfarbe durchgeführt und dann anhand dieser bereits gemittelten Feldgrenzenkoordinaten die Berechnung des gemeinsamen Schwerpunktes vorgenommen werden.Instead of first the center of gravity coordinates of each individual field 2 To calculate an ink and then average these center of gravity coordinates, an averaging over the coordinates of the field boundaries of the individual fields of an ink can also be performed first and then the calculation of the common center of gravity can be made on the basis of these already averaged field boundary coordinates.

Sind für die Felder 2 jeder Druckfarbe die Koordinaten eines gemeinsamen Schwerpunktes ermittelt, dann kann zur Berechnung der Farbregisterlage wie bei der zuvor beschriebenen Methode mit der Berechnung der Relativkoordinaten bezüglich des Schwerpunktes einer Referenzfarbe fortgefahren werden. Es leuchtet ein, dass dies bei dem in 1 gezeigten Beispiel zum gleichen Endergebnis führt, da die Berechnung der y-Koordinaten der Schwerpunkte der Felder 2 anhand ihrer in x-Richtung verlaufenden oberen und unteren Kanten offensichtlich den gleichen Versatz der Felder 2D, 2E und 2F gegenüber den Feldern 2A, 2B und 2C in negativer y-Richtung ergibt wie eine Schwerpunktsberechnung durch Aufsummierung von Bildpunktkoordinaten.Are for the fields 2 Each ink determines the coordinates of a common center of gravity, then can be continued to calculate the color register position as in the method described above with the calculation of the relative coordinates with respect to the center of gravity of a reference color. It is clear that this is the case in 1 As shown in the example shown in FIG. 1, the calculation of the y coordinates of the centroids of the fields leads to the same final result 2 Obviously, the same offset of the fields is evident from their upper and lower edges running in the x-direction 2D . 2E and 2F opposite the fields 2A . 2 B and 2C in the negative y direction results like a center of gravity calculation by summing up pixel coordinates.

Wesentlich ist, dass bei beiden vorausgehend erläuterten Methoden jeweils nicht nur ein einziges Feld jeder Druckfarbe betrachtet wird, sondern eine Mittelwertbildung über einen mehrere Felder jeder Druckfarbe umfassenden Bereich vorgenommen wird. Es versteht sich, dass die Steigerung der Genauigkeit durch die Mittelwertbildung umso ausgeprägter ist, je größer der Bereich ist.Essential is that in both of the previously explained methods each considered not just a single field of each ink but averaging over a multiple Fields each ink area is made extensive. It It is understood that the increase in accuracy by averaging the more pronounced the larger the Area is.

Die bisherigen Ausführungen haben zwar allgemeine Gültigkeit, doch treten im Fall einer Teststruktur 1 der in 1 dargestellten Art mit einer linearen Abfolge von direkt aneinandergrenzenden Feldern 2 bei einem Farbregisterfehler in Längsrichtung der Abfolge, d. h. in der x-Richtung von 1, besondere Effekte auf, die zu beachten sind. Diese Effekte werden nachfolgend anhand 2 und 3 erläutert.The previous statements have general validity, but occur in the case of a test structure 1 the in 1 shown with a linear sequence of directly adjacent fields 2 in a color register error in the longitudinal direction of the sequence, ie in the x direction of 1 , special effects that need to be considered. These effects are explained below 2 and 3 explained.

Dabei zeigt 2 die gleiche Teststruktur 1 wie 1, jedoch mit einem Farbregisterfehler, bei dem die Felder 2D, 2E und 2F gegenüber ihrer Sollposition in positiver x-Richtung versetzt sind, wodurch sich zwischen diesen Feldern 2D, 2E und 2F und den ihnen jeweils linksseitig benachbarten Feldern 2A, 2B und 2C Lücken und zwischen diesen Feldern 2D, 2E und 2F und den ihnen jeweils rechtsseitig benachbarten Feldern 2G, 2H und 2J Überlappungen ergeben. Rechts unten ist in 2 ein die Felder 2C, 2F und 2J umfassender Bereich vergrößert dargestellt, um die Lücke 3 zwischen den Feldern 2C und 2F sowie die Überlappung 4 der Felder 2F und 2J zu verdeutlichen.It shows 2 the same test structure 1 as 1 but with a color register error where the fields 2D . 2E and 2F offset from their nominal position in the positive x-direction, resulting in between these fields 2D . 2E and 2F and their respective left-adjacent fields 2A . 2 B and 2C Gaps and between them fields 2D . 2E and 2F and their respective adjacent fields to the right 2G . 2H and 2J Overlaps result. Bottom right is in 2 one the fields 2C . 2F and 2J comprehensive area enlarged to the gap 3 between the fields 2C and 2F as well as the overlap 4 the fields 2F and 2J to clarify.

In 3 ist anhand der Felder 2C, 2F und 2J die Situation einer perfekten Farbregistereinstellung (links) der Situation eines Farbregisterfehlers in positiver x-Richtung (rechts), wie er bereits in 2 zu sehen ist, gegenübergestellt, wobei unterhalb des diese Felder umfassenden Abschnitts der Teststruktur 1 der jeweilige Verlauf der Remissionsintensität R für eine gegebene Beleuchtung über der x-Koordinatenrichtung dargestellt ist.In 3 is based on the fields 2C . 2F and 2J the situation of a perfect color register setting (left) the situation of a color register error in the positive x-direction (right), as it is already in 2 can be seen, being below the portion of the test structure comprising these fields 1 the respective course of the remission intensity R is shown for a given illumination over the x-coordinate direction.

Wenn alle Felder 2C, 2F und 2J ihre jeweilige Sollposition haben, dann sind an den Feldgrenzen, wie auf der linker Seite von 3 zu sehen ist, Sprünge der Remissionsintensität von jeweils charakteristischer Höhe erkennbar, wobei die Sprunghöhen von der spektralen Zusammensetzung der Beleuchtung abhängen. Anhand solcher Sprünge erfolgt erfindungsgemäß die Detektion der Feldgrenzen, wobei dies, wie zuvor ausgeführt, entweder einfach anhand von Schwellwerten, oder anhand einer der auf dem Gebiet der Bildverarbeitung bekannten Kantenerkennungsmethoden geschehen kann.If all fields 2C . 2F and 2J their respective nominal position, then are at the field boundaries, as on the left side of 3 can be seen, jumps of the reflectance intensity of each characteristic height recognizable, the jump heights depend on the spectral composition of the illumination. On the basis of such jumps, the field boundaries are detected according to the invention, whereby, as stated above, this can be done either simply by means of threshold values or by means of one of the edge detection methods known in the field of image processing.

Wenn ein Farbregisterfehler in x-Richtung vorliegt, dann macht sich, wie auf der rechten Seite von 3 zu sehen ist, die daraus resultierende Lücke 3 zwischen den Feldern 2C und 2F, im vorliegenden Zusammenhang auch Blitzer genannt, durch ein ausgeprägtes schmales Maximum der Remissionsintensität bemerkbar. Gleichzeitig macht sich die Überlappung 4 der Felder 2F und 2J durch ein Minimum der Remissionsintensität bemerkbar, welches zwar weniger stark als das von der Lücke 3 verursachte Maximum ausgeprägt ist, aber dennoch eindeutig feststellbar ist. Es versteht sich, dass diese Extrema in der Realität nicht die in 3 schematisch dargestellte Rechteckform, sondern eine abgerundete Form haben. Der Bereich, in dem die Remissionsintensität den für das Feld 2F charakteristischen Wert hat, ist durch den in 3 rechts angenommenen Farbregisterfehler gegenüber dem in 3 links gezeigten Idealfall um das Doppelte des Farbregisterfehlers, d. h. um die Breite der Lücke 3 und die Breite der Überlappung 4 vermindert.If there is a color register error in the x-direction, then, as on the right side of FIG 3 you can see the resulting gap 3 between the fields 2C and 2F , also referred to as a speed camera in the present context, is noticeable by a pronounced narrow maximum of the remission intensity. At the same time, the overlap is taking place 4 the fields 2F and 2J by a minimum of the remission intensity noticeable, although less strong than that of the gap 3 caused maximum, but is still clearly detectable. It is understood that these extremes in reality are not those in 3 schematically illustrated rectangular shape, but have a rounded shape. The area in which the reflectance intensity for the field 2F has characteristic value is through the in 3 on the right assumed color register error compared to in 3 The ideal case shown on the left is twice the color registration error, ie the width of the gap 3 and the width of the overlap 4 reduced.

Durch die Erkennung der beiden Extrema und Ermittlung der Koordinaten ihrer Flanken können die x-Koordinaten der Feldgrenzen der Felder 2C, 2F und 2J bestimmt werden, die für die Berechnung der x-Koordinaten ihrer Schwerpunkte benötigt werden. Die linke Feldgrenze des Feldes 2F ist durch die rechte Flanke des Maximums gegeben, die rechte Feldgrenze des Feldes 2F durch die rechte Flanke des Minimums. Die linke Flanke des Minimums kennzeichnet die linke Feldgrenze des Feldes 2J.By recognizing the two extremes and determining the coordinates of their flanks, the x-coordinates of the field boundaries of the fields 2C . 2F and 2J which are needed to calculate the x-coordinates of their centroids. The left field boundary of the field 2F is given by the right edge of the maximum, the right field boundary of the field 2F through the right flank of the minimum. The left edge of the minimum identifies the left field boundary of the field 2J ,

Das Auftreten solcher Maxima und Minima infolge von Lücken 3 und Überlappungen 4 muss bei der Auswertung des Verlaufes der Remissionsintensität in x-Richtung, d. h. in derjenigen Richtung, in der Felder 2 unterschiedlicher Druckfarben direkt aneinandergrenzen, berücksichtigt werden, wenn Bildpunkte anhand der gemessenen Remissionsintensität Feldern 2 einzelner Farben zugeordnet werden, sei es anhand von Schwellwerten oder anhand einer Kantenerkennung. Es versteht sich, dass dies wegen des tatsächlich nicht rechteckigen, sondern abgerundeten Verlaufes der Remissionsintensität über der x-Koordinate mit einer gewissen Unschärfe behaftet ist. Durch die erfindungsgemäße Mittelwertbildung über eine Vielzahl von Perioden der periodischen Teststruktur 1 kann aber die Genauigkeit der Messung auf ein für die Regelung des Farbregisters ausreichendes Maß gesteigert werden.The occurrence of such maxima and minima due to gaps 3 and overlaps 4 must in the evaluation of the course of the remission intensity in the x-direction, ie in the direction in the fields 2 different inks directly adjacent to each other, taken into account when pixels based on the measured remission intensity fields 2 individual colors, whether based on thresholds or edge detection. It is understood that this is due to the actually non-rectangular, but rounded course of the reflectance intensity over the x-coordinate with a certain blurring afflicted. By the averaging according to the invention over a plurality of periods of the periodic test structure 1 However, the accuracy of the measurement can be increased to a level sufficient for the regulation of the color register.

Es versteht sich, dass die vorausgehend beschriebene Berechnung des Schwerpunktes einer Druckfarbe als Positionsmaß rein beispielhaft gemeint ist. Grundsätzlich wäre es beispielsweise bei rechteckigen Feldern 2 auch möglich, jeweils die Position einer bestimmten Ecke zu ermitteln und als Positionsmaß einer Druckfarbe die Mittelwerte der Koordinaten der entsprechenden Ecken aller Felder 2 dieser Druckfarbe zu berechnen. Solche und ähnliche Variationen des Positionsmaßes und/oder Variationen der Mittelwertberechnung durch Vertauschung von Operationen im Rahmen mathematischer Umformungen sind Bestandteil des Erfindungsgedankens und sollen vom Schutz der Ansprüche umfasst sein.It is understood that the previously described calculation of the center of gravity of a printing ink as a positional measure is meant purely as an example. Basically, it would be for example in rectangular fields 2 It is also possible to determine the position of a certain corner in each case and to determine the mean values of the coordinates of the corresponding corners of all fields as the position dimension of an ink 2 to calculate this printing ink. Such and similar variations of the position measurement and / or variations of the mean value calculation by interchanging operations in the context of mathematical transformations are part of the inventive idea and are intended to be encompassed by the protection of the claims.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004003613 A1 [0003, 0025]

Claims

Method for color register measurement on a printing press, characterized in that at least one image of a test structure printed on a printed product ( 1 ), which consists of a large number of fields ( 2 ) with full and / or screen tones of the printing inks and several separate fields ( 2 ) of each ink, it is recorded that for each ink a positional measure is obtained by averaging over positional dimensions of a plurality of fields ( 2 ) of the respective printing ink is determined, and that the color register position is determined based on the position of the position measurements determined for the individual printing inks relative to each other.

Method according to claim 1, characterized in that of the test structure ( 1 ) recorded multiple images at spectrally different illuminations and to determine positional measurements for fields ( 2 ) of the test structure ( 1 ) be used.

Method according to claim 1 or 2, characterized that from absolute positional dimensions of the individual printing inks relative positional measures with respect to an absolute Position dimension of a selected as the reference color Be determined and that as dimensions for the location of the color register the deviations of these relative positional dimensions be calculated from respective setpoints.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring device used for carrying out the method setpoint values of position measurements and / or dimensions of the individual fields ( 2 ) are submitted to the test structure from the prepress as a record.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one coordinate of the positional dimension of an ink is calculated by averaging over positions of a plurality of pixels, previously as to fields ( 2 ) of this printing ink were duly identified.

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one coordinate of the positional dimension of a printing ink is calculated from the position of lines previously defined as field boundaries of fields ( 2 ) of this printing ink were determined.

A method according to claim 5 or 6, characterized in that the identification of the membership of pixels to fields ( 2 ) of an ink and / or the determination of field boundaries based on the location dependence of the remission intensity.

A method according to claim 7, characterized in that in the determination of field boundaries between adjacent in their desired positions fields ( 2C . 2F . 2J ) Gaps ( 3 ) between adjacent fields ( 2C . 2F ) on the basis of maxima of the remission intensity and / or overlapping areas ( 4 ) between adjacent fields ( 2F . 2J ) are identified by means of minima of the remission intensity.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that over the width of the printed product transversely to its direction of movement a plurality of zones of the test structure ( 1 ) evaluated separately and several each zone-specific Farbregisterlagen be determined.