DE102009015580A1

DE102009015580A1 - Verfahren zur Reduzierung der Flächendeckung einer Druckplatte

Info

Publication number: DE102009015580A1
Application number: DE102009015580A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Blum
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Vor dem Schritt des Rasterns der Bilddaten für die anschließende Belichtung der Druckformen werden für den Schritt des Rasterns benötigte Dateien derart verändert, dass die Werte von einzelnen Elementen in den Datenfeldern geändert werden. Die Anzahl der Elemente, deren Werte geändert werden, erfolgt durch eine Auswertung zusammenhängender Bereiche innerhalb der Datenfelder. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schwellwertmatrizen handeln, in denen einzelne Matrixelemente auf einen der Farbe Weiß entsprechenden Wert gesetzt werden.

Description

In Offsetdruckmaschinen werden derzeit zwei prinzipiell unterschiedliche Typen von Farbwerken eingesetzt. Insbesondere im Bogenoffset sind sogenannte Zonenfarbwerke verbreitet, die über die Bogenbreite eine Vielzahl von einzeln einstellbaren Zonenschrauben besitzen. Mit denen lässt sich entsprechend dem zu druckenden Sujet die von den Walzen des Farbwerks geförderte und der Druckplatte angebotene Farbmenge in den zugehörigen zonenförmigen Bereichen unterschiedlich einstellen. Farbwerke des zweiten Typs sind sogenannte „Anilox”-Farbwerke, häufig auch als Kurzfarbwerk bezeichnet. Diese besitzen eine Rasterwalze mit einer fixen Näpfchenbelegung, die sich im Kontakt mit einem Farbreservoir dreht und von einer Rakel über die gesamte Breite abgerakelt wird. Dieses Farbwerk stellt der Druckplatte über die gesamte Breite eine einheitliche Farbmenge zur Verfügung, die sich auch nur in sehr geringem Umfange beispielsweise durch Temperierung über die Viskosität der Farbe beeinflussen lässt. Größere Änderungen im Farbbedarf erfordern einen relativ aufwändigen Austausch der kompletten Rasterwalze gegen eine mit einer anderen Näpfchenbelegung.
Anilox-Farbwerk sind im Rollenoffset stärker verbreitet, insbesondere bei Zeitungsdruckmaschinen. Daneben sind in letzter Zeit aber auch Bogenoffsetdruckmaschinen mit Anilox-Farbwerken bekannt geworden.
Der zu bedruckende Bogen erfordert je nach verwendetem Papier, verwendeter Farbe, etc. unterschiedliche Farbmengen, um eine definierte Flächendeckung bzw. Volltondichte zu erzielen. Da das Farbangebot bei Anilox-Farbwerken wie oben gesagt über die Viskosität nur in einem sehr engen Bereich verändert werden kann und der aufwändige Austausch von Rasterwalzen gescheut wird, ist auch schon vorgeschlagen worden, die auf den Druckbogen zu übertragende Farbmenge über eine Modifizierung des gerasterten Druckbilds zu verändern. Die bekannten Vorschläge zielen darauf ab, die Flächendeckung des gerasterten Druckbilds gezielt zu verringern. Dazu schlägt die EP 0 770 228 B1 vor, dem Druckbild ein stochastisches Raster von Weißpunkten zu überlagern oder auf einem auf die Druckform umzukopierenden Film ein entsprechendes Raster von Schwarzpunkten zu setzen. Die EP 1 251 011 B1 beschreibt ein Verfahren, bei dem in das bereits gerasterte Bild bzw. in die Flächenelemente der binären Bildinformation, die den Plattenbelichter steuert, ein feines Lochmuster einbelichtet wird, das ebenfalls wie in der EP 0 770 228 B1 stochastisch angelegt sein kann. Ein ganz ähnliches Verfahren ist auch in der DE 199 53 145 A1 für einen Laserproofer beschrieben.
Beim Druckvorgang laufen die Löcher bzw. Weißpunkte des feineren Rasters mit Farbe aus den Nachbarpixeln zu, so dass sie nicht mehr sichtbar sind. Dadurch verringert sich die Farbschichtdicke des gedruckten Bildes insgesamt in dem Verhältnis der Weißpunkte zu den mit Farbe belegten Pixeln, also in der gewünschten Weise.
Diese bekannten Verfahren greifen bei oder nach der Rasterung des Druckbildes in das bereits gerasterte Druckbild ein. Vordergründig betrachtet hat dies den Vorteil, dass die bereits gerasterten Datensätze für die Belichtung der Druckplatten nicht noch einmal in die Druckvorstufe müssen und ein zweites Mal gerastert werden müssen, wenn das gleiche Druckbild mit einer hinsichtlich der Flächendeckung reduzierten Druckplatte nochmals gedruckt werden soll. Dieser Fall tritt in der Praxis allerdings nicht häufig auf. Denn bei konstanten Produktionsbedingungen auf z. B. stets der gleichen Druckmaschine mit Anilox-Farbwerk wird der Prozess der Flächenreduktion immer der gleiche sein, sodaß ein zusätzlicher Prozess zur Herstellung einer zweiten Platte mit reduzierter Flächendeckung nachteilig ist. Die einfache Überlagerung des Rasterbildes mit einem Raster von Weißpunkten besitzt jedoch noch weitere Nachteile. Die sind u. a. darin zu sehen, dass bei größeren Reduzierungen der Flächendichte die Druckpunkte unsauber werden und die Tonwertcharakteristik durch einen erhöhten Punktzuwachs gestört wird. Ebenso nachteilig ist beiden Verfahren nach dem Stand der Technik, dass der Bildinhalt bei der Reduzierung der Flächendeckung nur unzureichend berücksichtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die Flächendeckung des zu druckenden Bildes in einer verglichen mit dem Stand der Technik und bezogen auf die als Ergebnis entstehende Druckplatte qualitativ hochwertigen Weise verändern lässt.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Gemäß der Erfindung wird zur Reduzierung der Flächendichte in die Daten eingegriffen, die vor dem eigentlichen Prozess des Rasterns des Druckbildes vorliegen bzw. für den Prozess des Rasterns erst benötigt werden. Das können beispielsweise die später zu rasternden Halbtonbilddaten sein oder aber auch die Schwellwertmatrix, die als Werkzeug zur Rasterung der Bilddaten nach einem vorgegebenen Rasterverfahren benötigt wird. Im ersteren Falle wird zweckmäßig so vorgegangen, dass zuerst eine Halbtonrepräsentation des Bogens in der Auflösung erzeugt wird, mit der später bei der Rasterung Pixel erzeugt werden. Danach werden diese Daten, die den Bogen repräsentieren, in Mikroflächen unterteilt und in jeder Mikrofläche ein Wert berechnet, der ein Maß dafür ist, wie viele Pixel der Mikrofläche gelöscht werden sollen. Auf diese Weise entsteht ein „durchlöchertes” Halbtonbild, das nach dem Durchlaufen der anschließenden Rasterung die gewünschte Reduzierung der Tonwerte enthält, wobei die im Originalbild gesetzten „Löcher” sich am Bildinhalt orientieren und nur dort gesetzt werden, wo auch tatsächlich Bildinhalt ist und nicht, wie im Stand der Technik, nach einem vorgegebenen Raster über die gesamte Fläche des Bogens. Anstelle der Einleitung der Halbtonpräsentation in Mikroflächen ist es auch möglich, ein flächenhaftes Filter über die Halbtondaten laufen zu lassen, beispielsweise ein Konvolution-Filter, das die gewichteten Tonwerte der Nachbarpixel aufsummiert. In diesem Falle übernimmt der jeweilige Bildbereich, in dem die zum Summenwert beitragenden Pixel liegen, die Funktion der vorgenannten Mikroflächen.
Im zweiten Falle d. h. bei der Manipulation der Schwellwertmatrix, werden zur Reduktion des Tonwertes einzelne Elemente der Schwellwertmatrix auf den Zahlenwert gesetzt, der Weiß repräsentiert. Die Anzahl der auf Weiß zu setzenden Punkte errechnet sich aus der Größe des „Gebirges”, das die Zahlenwerte in der Schwellwertmatrix darstellen, und der gewünschten Flächenreduktion. Hierbei wird durch Betrachten der Nachbarschaft der Elemente in der Matrix sichergestellt, dass keine Weißpunkt-„Haufen” entstehen, d. h. auf den Wert für Weiß gesetzte Punkte im Schwellwertgebirge nicht in einer unerwünschten Weise aneinander angrenzen. Auf diese Weise behalten die beim anschließenden Raster erzeugten Druckpunkte ihre Form und Größe im Wesentlichen bei und sind nur mehr oder weniger stark durchlöchert.
Beiden Varianten ist gemeinsam, dass die so modifizierten Daten ohne Einschränkungen mit allen bekannten Rasterverfahren verwendet werden können und dass praktisch kein Performance-Verlust gegenüber einer Rasterung der „unbehandelten” Daten eintritt.
Zudem können gemäß der Erfindung die Rasterung des Druckjobs und die Reduzierung der Flächendeckung vorteilhaft in einem Prozess durchgeführt werden.
Es ist zweckmäßig, die „durchlöcherten Schwellwertgebirge”, d. h. die Matrix mit den modifizierten Daten, durch einen geeigneten Sortieralgorithmis zu linearisieren, bevor Kalibrierdaten in die Schwellwertmatrix eingerechnet werden, die beispielsweise das Ausmaß der Tonwertzunahme beim Drucken beschreiben. Vorteilhafterweise können auch statt einzelner Pixel Gruppen von Pixeln, beispielsweise jeweils vier aneinander grenzende, auf Weiß gesetzt werden. insbesondere dann, wenn die Druckpunkte aus einem sehr feinen Pixelraster aufgebaut werden und gleichzeitig relativ große Verringerungen der Flächendeckung gewünscht werden, ist diese Variante zweckmäßig.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der 1 bis 7 der beigefügten Zeichnungen.
1 ist ein Ablaufschema, das das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von modifizierten Druckvorlagen wiedergibt,
2 ist eine vereinfachte Darstellung der zu modifizierten Bilddaten nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3a + b sind vereinfachte Darstellungen des Teilbereichs einer Schwellwertmatrix, die zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen,
4 ist ein Diagramm, in dem der Zusammenhang zwischen den Tonwerten eines zu rasternden Bildes und der Flächendeckung beim Druck dargestellt ist,
5a + b zeigen Schwellwertmatrizen, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung modifiziert sind,
6a + b zeigen Schwellwertmatrizen, die gemäß einem im Vergleich zu 4 leicht veränderten Ausführungsbeispiel der Erfindung modifiziert sind,
7a + b zeigen den Verlauf von Amplitudenrastern von der kleinsten (0) Flächendeckung bis zur größten Flächendeckung (100%) bei herkömmlicher Rasterung (7a) bzw. nach einem Verfahren gemäß der Erfindung reduzierter Flächendeckung (7b).
In 1 ist der zeitliche Ablauf einzelner Schritte in der Druckvorstufe, soweit sie für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind, in Form eines Ablaufschemas dargestellt. Die Darstellung beginnt hier mit dem optionalen Schritt, bei dem die nach dem Setzen beispielsweise im PDF-Format vorliegenden Seiten 1 des zu druckenden Produktes ausgeschossen werden. Bei diesem in der Figur mit „Impositioning” bezeichneten Schritt werden mehrere Seiten zu einem Druckbogen zusammengestellt. Anschließend erfolgt im Rahmen eines in der Druckvorstufe üblichen Datenverarbeitungsprozesses eine Transformation der Eingangsdaten in einen einheitlichen Druckfarbraum. Dabei werden ür die z. B. vier Druckfarben separierte Beschreibungen 3 des Druckbogens erzeugt, auf denen die Seiten 1 so angeordnet sind, wie sie anschließend gedruckt werden sollen.
Die in Form von Halbtonbildern vorliegenden separierten Beschreibungen 3 sollen anschließend in Rasterdaten umgesetzt werden. Dazu ist zuerst das für den vorliegenden Druckjob geeignete Rasterverfahren (z. B. Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation, rationales oder irrationales Raster etc.), die Linienanzahl etc. auszuwählen. Entsprechend dieser Auswahl wird eine Schwellwertmatrix 4 erzeugt, die dazu dient, die Tonwerte in den Halbtonbildern der Beschreibungen 3 durch Vergleich mit den Einträgen für die Pixel in der Schwellwertmatrix in zu belichtende oder nicht zu belichtende Pixel im gerasterten Datensatz zu überführen. Die Werte in den Zellen der Schwellwertmatrix 4 bilden für amplitudenmodulierte Raster z. B. die Form einer Glockenkurve, wie sie in 3a dargestellt ist. Für frequenzmodulierte Raster sieht das „Gebirge”, das die Werte in der Matrix darstellen, natürlich anders aus.
Der Rasterprozessor (RIP) 5 erzeugt durch Vergleich der Einträge in der Schwellwertmatrix 4 mit den Tonwerten der Dateien 3, die den Druckbogen beschreiben, einen gerasterten Datensatz 6 mit einer Auflösung von typischerweise 2.400 dpi oder 2540 dpi. Diese ebenfalls für jede zu druckende Farbe vorliegenden Datensätze 6 dienen dazu, den Plattenbelichter 7 anzusteuern, mit dem die Druckplatten 8b, 8y, 8m, 8c für das Drucken mit den vier Farben Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan direkt bebildert werden.
Mit den so erzeugten Druckplatten 8 werden in einer Druckmaschine 9, beispielsweise einer Bogenoffset-Druckmaschine, dann die Druckbogen 10 gedruckt. Alternativ dazu können auch Filme bebildert werden, die dann auf die Druckplatten umkopiert werden oder es wird auf einem Proofgerät zuerst einmal ein Probebogen in einem anderen Druckverfahren, z. B. per Inkjetdruck oder Laserdruck, hergestellt.
Die Druckmaschine 9 besitzt in dem vorliegenden Falle sogenannte Anilox-Farbwerke, wie sie beispielsweise in der EP 1 834 775 A2 beschrieben sind. Wie eingangs bereits ausgeführt lässt sich mit diesen Farbwerken die Farbmenge, mit der die Platten 8 eingefärbt werden, nur in engen Grenzen steuern. Wenn nun beim Druck bei einer oder mehreren Farben eine zu hohe Volltondichte entsteht wird für die betroffenen Farben im Rahmen eines Arbeitsvorbereitungsprozesses in der Druckerei wie folgt vorgegangen: Der Drucker bewertet den Bogen 10 dahingehend, ob und in welchem Ausmaß der störende Effekt durch eine Herabsetzung der Flächendichte der Bildinformationen auf der Druckplatte reduziert werden kann. Diesen Schritt des Bewertens haben wir mit 11 bezeichnet. Selbstverständlich muss diese Bewertung nicht für jeden Druckbogen, sondern kann auch nur anhand von Testseiten durchgeführt werden. Statt einer visuellen Bewertung, die auf Erfahrungswerten beruht, ist es natürlich auch möglich, den Druckbogen hinsichtlich der aufgedruckten Farbschichtmenge auszuwerten d. h. ihn densitometrisch oder spektral auszumessen. Dabei geht es hauptsächlich um die Ermittelung der Volltondichte.
Nach dem eingangs genannten Stand der Technik könnte man nun dem gerasterten Datensatz ein Mikroraster überlagern und anschließend einen zweiten Satz Druckplatten belichten, mit denen der Druckjob dann in der gewünschten Qualität ausgeführt werden kann, wie das durch den entsprechenden Pfeil 20 in 1 symbolisiert ist. Gemäß der Erfindung wird bei der Produktion an anderer Stelle in die Abläufe der Druckvorstufe eingegriffen:
Beispiel 1:
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an der Stelle, wo die separierte Beschreibung des Druckbogens 3 erzeugt wird, eine Halbtondatei erzeugt, die alle erforderlichen Informationen für die zu belichtende Platte des betreffenden Farbauszuges besitzt und zwar in einer Ebene, d. h. es handelt sich hier nicht mehr wie in Seitenbeschreibungssprachen üblich um verschiedene grafische Objekte, die teils auch überlappend den Druckbogen beschreiben, sondern um einen einzigen Datensatz oder mehrere Datensätze, die direkt aneinander anschließende Pixel enthalten und in ihrer Gesamtheit einem Halbtonbild entsprechen. In diesen Datensätzen ist die Halbtoninfrormation in einer bestimmten Grautiefe von z. B. 8 Bit oder auch einer variablen Grautiefe von z. B. 8 und 12 Bit codiert. Sie werden mit der gleichen Auflösung erstellt, wie sie der gerasterte Datensatz 6 von z. B. 2.400 dpi besitzt d. h. die Menge der Bildpixel in diesem neu zu erzeugenden Halbtonbild entspricht der Menge der Rasterpixel im gerasterten Datensatz 6. Optional kann für die Auflösung des Halbtonbildes auch eine ganzzahlige Untermenge des Rasterbildes gewähltwerden. Dies kann unabhängig voneinander auch unterschiedlich in beiden Achsen sein. Wegen der sehr hohen Datenmenge der Datensätze werden diese entweder nur vorübergehen im RAM erzeugt oder mit einer geeigneten Kompression als Datei gespeichert.
Das Ausführungsbeispiel wird anhand von 2 näher erläutert. Die visuelle Darstellung des dort beispielsweise für die Farbe Magenta erzeugten Datensatzes ist mit 13m bezeichnet. Dieses Graubild besteht aus einzelnen Pixeln, die in der herausgezoomten Darstellung auf der rechten Seite z. B. mit 114a und 114b bezeichnet sind. Die Pixel dieses Datenfeldes 14 sind jeweils zu quadratischen Bereichen zusammengefasst, von denen die Bereiche 14a und 14b beispielhaft herausgezoomt dargestellt sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nun die nachfolgend als Mikroflächen bezeichneten quadratischen Bereiche 14a, 14b ... des gesamten Datensatzes im Bezug auf den durchschnittlichen Tonwert jeder Mikrofläche ausgewertet. Mit diesem Durchschnittswert wird berechnet wie viele Pixel 114 z. B. in der Mikrofläche 14 gelöscht werden müssen, um den Tonwert der Mikrofläche insgesamt in dem Maß herabzusetzen, dass auf dem gedruckten Bogen eine Reduktion der Farbschichtdicke im gewünschten Umfang entsteht. Statt der Berechnung kann auch eine Tabelle indiziert werden, in der die entsprechende Information abgelegt ist. Wenn also beispielsweise die Farbschichtdicke um 10% reduziert werden muss, kann das für den im Vergleich zu den Tonwerten des Gesamtbildes relativ hellen Bereich 14b bedeuten, dass dort in der Mikrofläche 14b zwei Pixel, nämlich die Pixel 15n und 15m, „auf Weiß gesetzt” werden. Für die im Mittel dunklere Mikrofläche 14a hingegen kann es bedeuten, dass dort wie im Beispiel dargestellt sechs Pixel auf Weiß gesetzt werden.
Die Entscheidung darüber, welche der Pixel innerhalb der Mikrofläche „auf Weiß gesetzt” werden, kann ebenfalls in der Tabelle mit angelegt sein. Beispielsweise können das immer die gleichen Positionen in einer bestimmten Reihenfolge sein oder es können sich die Positionen der zu „löschenden” Pixel an der Tonwertverteilung innerhalb der Mikrofläche orientieren. Auch eine zufällige Verteilung der zu setzenden „Weißpunkte” ist möglich. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, diese Kriterien miteinander zu mischen, beispielsweise also bevorzugt um den Schwerpunkt der Tonwertverteilung herum die Weißpunkte zufällig zu verteilen.
Auf diese Weise entsteht ein durchlöchertes Halbtonbild, in dem dann nach Durchlaufen eines Tiefpasses die Bilddaten hinsichtlich ihres mittleren Tonwertes in der durch die Tabelle festgelegten, gewünschten Weise reduziert sein würden. Tatsächlich ist die explizite Anwendung eines Tiefpasses jedoch nicht erforderlich.
Denn die Rasterung durch den Rasterprozessor 5 stellt bereits einen solchen Tiefpass dar. Wenn also das wie beschrieben durchlöcherte Bild bzw. der zugehörige Datensatz gerastert wird, dann werden die gelöschten bzw. auf Weiß gesetzten Pixel des Halbtonbildes in dem entsprechenden gerasterten Datensatz 6 mit der Wahrscheinlichkeit sichtbar, die der Flächendeckung durch die Rasterung entspricht und reduzieren somit die resultierende Flächendeckung auf der belichteten Platte, wenn mit dieser gedruckt wird und die von den verbleibenden „schwarzen” Pixeln von der Druckplatte aus dem Farbwerk aufgenommene Farbe dann beim Abdruck auf den Bogen in die „auf Weiß” gesetzten Pixel bzw. den dazugehörenden Stellen auf dem Bogen abgegeben wird. Natürlich ist es auch möglich, den Zusammenhang zwischen der gewünschten Reduzierung der Flächendeckung und der Zahl der zu setzenden Weißpunkte zu berechnen. Formelmäßig lässt sich dieser Zusammenhang näherungsweise so darstellen:
Der mittlere Tonwert einer Mikrofläche T_M ergibt sich zu
Hierbei ist N_G die Gesamtzahl aller Pixel der Mikrofläche, T_N der individuelle Tonwert jedes Pixels in der Mikrofläche, der aufzusummieren ist, und G_N ein individueller Gewichtungsfaktor für jeden Tonwert, über den beispielsweise eine Kalibrierung in das Ergebnis hineingerechnet werden kann.
Die Anzahl der zu löschenden Pixel N_L ergibt sich aus der Anzahl N_M der Pixel einer Mikrofläche, die bei maximalem Tonwert T_max benötigt werden, um im Mittel den aktuellen mittleren Tonwert T_M in der Mikrofläche zu erreichen zu NL = (NM – NS – X) × A
Hierbei ist N_S eine Anzahl von Pixeln, die jedenfalls nicht modifiziert werden sollen (um das „Farbpotential” beim Zulaufen der auf Weiß gesetzten Pixel im Druck zu sichern), X eine Hilfsgröße und A ein Anpassungsfaktor mit:
die Hilfsgröße X wiederum ergibt sich zu
wobei wie schon gesagt T_max der maximale Tonwert, T_S der sich aus der Anzahl der nicht zu modifizierenden Zellen N_S ergebende Tonwert ist und R die gewünschte Reduzierung für den Vollton in Prozent darstellt.
Der Anpassungsfaktor A kann berücksichtigen, dass das Ausmaß der Korrektur und damit die Zahl der in den Mikroflächen zu löschenden Pixel auch von der verwendeten Druckfarbe abhängen kann sowie von der Anordnung des der jeweiligen Farbe zugeordneten Druckwerks innerhalb der Maschine. Beispielsweise wird die im letzten Druckwerk aufgetragene Farbe anschließend nicht mehr überrollt, weil keine weiteren Druckwerke folgen, was sich wiederum darauf auswirkt, in welchem Umfange Druckfarbe von den „auf Weiß” gesetzten Pixeln aus den gefärbten Nachbarpixeln abnehmen lässt.
Die entsprechenden Algorithmen zur Erzeugung des hochaufgelösten Halbtonbildes 13m sowie des Einsetzens der Weißpunkte in die Mikroflächen 14 dieser Datei können von einer geeigneten Software bereitgestellt werden bzw. es bereitet keine Schwierigkeit, die entsprechende Abläufe in Software zu programmieren, um aus den bekannten bzw. vorhandenen Datensätzen der Druckvorstufe die Datensätze mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften abzuleiten.
Die Rechenvorschrift für das Setzen der Weißpunkte kann durch Anwendung von Konvolution-Filtermechanismen erfolgen. Ein Konvolution-Filter ist ein Tiefpass, bei dessen Anwendung der Wert eines Bildpunktes durch einen modifizierten Wert ersetzt wird, der sich aus einer gewichteten Summe der Werte der Nachbarbildpunkte ergibt, wobei die Gewichtungsfaktoren für die verschiedenen Nachbarpunkte unterschiedlich sein können. Ein derartiges Konvolution-Filter entspricht insoweit einer Einteilung des Bildes in Mikroflächen, als über die Berücksichtigung der benachbarten Bildpunkte eine Fläche definiert wird, aus der die Tonwerte entsprechend den Gewichtungsfaktoren summiert werden. In dem Fall läuft das Setzen der Weißpunkte in dem Graubild des Datensatzes 13m nach 2 folgendermaßen ab: Das Bild wird Zeile für Zeile oder in einer anderen, z. B. mäanderförmigen Geometrie, Bildpunkt für Bildpunkt abgefahren und es werden die Tonwerte des Bildpunktes selbst und seiner Nachbarbildpunkte beispielsweise in einer 5 × 5 oder 8 × 8 Bildpunkte umfassenden Gebiet entsprechend vordefinierter Gewichtungsfaktoren zu einem gewichteten Tonwert aufsummiert. Bei jedem Schritt zum nächsten Bildpunkt werden diese gewichteten Tonwerte wiederum summiert. Immer dann, wenn ein gesetzter Schwellwert erreicht ist, der ein Maß für die Reduzierung der Flächendichte ist, wird veranlasst, dass der dann erreichte Bildpunkt gelöscht d. h. auf Weiß gesetzt wird. Auf diese Weise fortschreitend wird der Datensatz mit einem Netz aus Weißpunkten überzogen, wobei diese folglich umso dichter liegen, je größer die Tonwerte an den betreffenden Stellen im Bild sind.
Dieses Verfahren lässt sich noch modifizieren, indem man zusätzlich und zwar beim Vergleich der aufsummierten gewichteten Tonwerte mit dem Schwellwert sogenannte „Error Diffusion”-Mechanismen einbaut. Vereinfacht gesprochen geht man so vor, dass die überzählige Differenz zwischen den aufsummierten gewichteten Tonwerten und dem Schwellwert gespeichert und den für das Setzen des nächsten Weißpunktes zu summierenden Tonwerten hinzugeschlagen wird.
In dieser vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante übernimmt also das Konvolution-Filter die Aufgabe der Mikroflächen im Ausführungsbeispiel nach 2, nämlich in den Datensätzen des feinaufgelösten Halbtonbilds aus benachbarten Pixeln einen mittleren Tonwert zu bestimmen.
Beispiel 2:
In diesem Ausführungsbeispiel kann jede bekannte bzw. herkömmliche Beschreibung des Druckbogens auf der Basis von Halbtondaten, d. h. nicht gerasterten Seiten, verwendet werden. Eingegriffen wird statt dessen in die Schwellwertmatrizen, die bei der Vorbereitung des Rasterns der Bilddaten erzeugt werden.
Wie vorstehend anhand von 1 schon erwähnt werden bei der Entscheidung für ein bestimmtes Rasterverfahren unterschiedliche Schwellwertmatrizen 4 erzeugt oder aufgerufen, deren Schwellwerte beispielsweise für den Fall der amplitudenmodulierten Raster die Form einer Glockenkurve besitzen können. Da beim Mehrfarbendruck die einzelnen Separationen unter verschiedenen Winkeln gerastert werden, gibt es auch für jede zu druckende Farbe einen davon abweichenden Satz von Schwellwertmatrizen mit entsprechend unterschiedlichen Werteeinträgen. In der 3a ist die Schwellwertmatrix 23 für eine Rasterzelle beispielhaft dargestellt. Die in einer gewissen Höhe Z das Schwellwertgebirge schneidende Fläche 24 symbolisiert den Tonwert im Halbtonbild, der beim Rastern durch Vergleich mit den Einträgen in der Schwellwertmatrix dafür sorgt, dass die Schnittfläche mit dem Schwellwertgebirge d. h. die Pixel des schwarzgefärbten Teils 25 später vom Plattenbelichter belichtet werden und somit den Rasterpunkt ergeben.
In der 3b ist vereinfacht eine derartige Schwellwertmatrix 23m, bestehend aus 10 Spalten und 10 Reihen, dargestellt, wobei die Einträge so vorgenommen sind, dass jedem Tonwert genau ein Vergleichswert zugeordnet ist. In diesem Sinne ist diese relativ einfache Matrix also linear. In der Praxis besitzen die Rastermatrizen eine sehr viel größere Anzahl von Elementen und können auch mehrere gleichwertige Einträge für bestimmte Tonwerte enthalten. Eine typische Schwellwertmatrix, wie sie für ein irrationales Amplitudenraster verwendet wird, kann etwa 100.000 Elemente besitzen, wobei die Tonwerte vorzugsweise 12 Bit tief aufgelöst sind, so dass sich Einträge zwischen 0 und 4095 für die Matrixelemente ergeben.
Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nun entsprechend der gewünschten Reduzierung der Flächendichte in den Schwellwertmatrizen, mit denen dies separierten Halbtondatensätze gerastert werden sollen, eine entsprechende Menge an Elementen auf einen Wert gesetzt, der der Farbe Weiß entspricht. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel nach 3b wäre das der Eintrag „0”, d. h. wie in der 3c dargestellt werden einzelne Elemente der Matrix – die Anzahl hängt vom Ausmaß der gewünschten Reduzierung der Flächendichte ab – auf den Wert 0 gesetzt.
Das kann beispielsweise bei einer gewünschten 20%igen Reduzierung bei aufsteigend sortierten Elementen der Matrix jedes fünfte Matrixelement sein. Es kann jedoch auch von dieser Vorschrift abgewichen werden, indem zusätzlich berücksichtigt wird, dass keine auf den Wert für Weiß zu setzenden Matrixelemente in der Matrix direkt aneinander angrenzen. Weiterhin kann berücksichtigt werden, dass die auf Weiß zu setzenden Einträge bevorzugt in die Randbereiche der Matrix gesetzt werden, wo die zu hohen Tonwerten gehörenden Einträge vorliegen.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, dass im Vergleich zu einem Halbtonbild in den Schwellwertmatrizen absolut gesehen sehr viel weniger Datenpunkte geändert werden müssen. Es ist auch möglich, Sätze von Schwellwertmatrizen für bestimmte Reduzierungen der Flächendichte als einmaligen Vorgang anzulegen, so dass die entsprechende Matrix bzw. der entsprechende Satz dann nur noch aufgerufen zu werden braucht, d. h. die Matrizen nicht jedes Mal neu modifiziert werden müssen.
5a zeigt beispielhaft, wie die Druckpunkte in einem amplitudenmoduliert gerasterten Bild mit einer Tonwertauflösung von 8 bit unter Einsatz der wie vorstehend beschriebenen Schwellwertmatrizen aussehen können. Durch die auf den Wert 0 für Weiß gesetzten Werte der Matrizen entstehen auf der belichteten Druckplatte in den Druckpunkten „Löcher”, die bei dem anschließenden Bedrucken des Papierbogens mit Farbe aus den Nachbarpixeln gefüllt werden und somit die Farbschichtdicke des Druckpunkts insgesamt reduzieren.
Bei diesem Beispiel wurde davon ausgegangen, dass die auf Weiß zu setzenden Einträge in die Matrix im Wesentlichen gleich verteilt über die Fläche der Matrix erfolgen, was einer linearen Reduzierung der Flächendeckung über den gesamten Tonwertbereich um einen konstanten Prozentsatz entspricht. In der Darstellung nach 4, wo die Flächendeckung gegen den Tonwert aufgetragen ist, entspräche das der mit „1” bezeichneten Gerade.
Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, die Reduzierung der Flächendeckung nicht linear vorzunehmen, beispielsweise die Reduzierung erst bei einer Untergrenze der Flächendeckung von 30% einsetzen zu lassen, wie das durch die strichpunktierte Kurve n in der 5 abgebildet ist. In diesem Falle sähen die modifizierten Schwellwertmatrizen anders aus. Wie in der 6a dargestellt, ist dann durch einen geeigneten Algorithmus sicherzustellen, dass die Zentren der Rasterpunkte nicht mit Weißpunkten durchlöchert werden, sondern dass die Weißpunkte erst ab einer bestimmten Größe der Werte in der Schwellwertmatrix geschrieben werden, wobei der Algorithmus auch so gewählt werden kann, dass sich eine Häufung der Weißpunkte an den Rändern der Rasterzelle ergibt.
In der 6b ist das Ergebnis der Flächendeckung in zwei Rasterzellen für den Verlauf nach dem mit „n” bezeichneten Graphen in der 5 dargestellt. Bei einem Tonwert von 100% ergäbe sich die dort dargestellte Durchlöcherung der Zelle mit Weißpunkten, wobei die Zentren und damit die Druckpunkte in den Lichtern, d. h. bei niedrigen Tonwerten bis ca. 30% Flächendeckung im gezeigten Beispiel, zusammenhängend bleiben. Das sind die in der Figur tiefschwarz wiedergegebenen Bereiche, während die zur besseren Übersicht grau schraffierten Bereiche im Vollton selbstverständlich ebenso schwarz erscheinen. Der Effekt einer solchen Modifizierung lässt sich anhand der 7a und 7b gut erkennen. In 7a ist ein auf herkömmliche Weise amplitudengerasterter Graukeil dargestellt, jedoch ohne Reduzierung der Flächendeckung. Es ergibt sich die übliche Zunahme der Flächendeckung durch Vergrößerung der Rasterpunkte, bis die einander berühren und bei 100% Vollton die zu bedruckende Fläche vollständig bedecken.
Bei einer flächenreduzierten Rasterung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Variante, die anhand von 6a/b beschrieben ist, ergibt sich ein reduzierter Volltonwert dadurch, dass die Außenbereiche der Rasterpunkte durchlöchert werden, die Zentren allerdings nicht. Man erhält somit ein flächenreduziertes Amplitudenraster, wobei die Form der Rasterpunkte relativ symmetrisch bleibt.

1: Seite
2: Ausschießen (Impositioning)
3: separierte Beschreibung des Druckbogens
4: Schwellwertmatrix
5: Rasterprozess
6: gerasterter Datensatz
7: Plattenbelichter
8b: Druckplatte „Schwarz”
8y: Druckplatte „Gelb”
8m: Druckplatte „Magenta”
8c: Druckplatte „Cyan”
9: Bogenoffsetdruckmaschine
10: Druckbogen
11: Bewertung des Bogens
13m: Halbtonbild Datensatz „Magenta”
14: Datenfeld
14a, b: Mikrofläche
15n, m: „auf Weiß” gesetzte Pixel
20: Pfeil
23: Schwellwertmatrix
24: Schwellwertgebirge schneidende Fläche
25: geschnittener Teil (Schwellwertgebirge)
114a, b: Pixel
Z: Höhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0770228 B1 [0003, 0003]
- EP 1251011 B1 [0003]
- DE 19953145 A1 [0003]
- EP 1834775 A2 [0025]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Druckplatten mit reduzierter Flächendeckung, wobei vor dem Schritt des Rasterns der Bilddaten für die anschließende Belichtung der Druckformen in einer oder mehreren für den Schritt des Rasterns benötigten Dateien die Daten verändert werden derart, dass die Werte von einzelnen Elementen in zweidimensionalen Datenfeldern geändert werden, wobei die Anzahl der Elemente deren Werte geändert werden, durch eine Auswertung von kleinen Bereichen innerhalb der Datenfelder bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Bilddatensätze erzeugt werden die in Mikroflächen unterteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Mikroflächen aus Pixeln aufgebaut sind, die die gleiche Größe, ein ganzzahliges Vielfaches oder eine ganzzahlige Teilgröße der Größe der Pixel des in einem der nachfolgenden Schritte gerasterten Bildes besitzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Durchschnittstonwerte innerhalb der Mikroflächen bestimmt und daraus entsprechend einem an der gewünschten Tonwertreduzierung orientierten Zusammenhang in der Mikrofläche eine Anzahl von Pixeln bestimmt wird, die anschließend gelöscht d. h. auf den Wert (0) gesetzt werden, der einer unbedeckten Fläche (Weiß) im Druckbild entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Positionen der zu löschenden Pixel innerhalb der Mikrofläche zufällig gewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Positionen der zu löschenden Pixel innerhalb der Mikrofläche entsprechend der Tonwertverteilung gewählt werden derart, dass sie im oder in der Nähe des Schwerpunktes der Tonwertverteilung angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Positionen zu löschender Pixel an fest vorgegebenen Stellen innerhalb der Mikroflächen festgesetzt werden, vorzugsweise den Stellen, auf die beim späteren Prozess des Rasterns die Pixel zwischen den Zentren der Rasterpunkte fallen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Pixel der Mikroflächen bzw. deren Tonwert bei der Akkumulierung über die gesamte Mikrofläche mit Gewichtungsfaktoren belegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bilddaten gefiltert werden und die Maxima der Tonwerte im gefilterten Bild zur Bestimmung der zu löschenden Pixel herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Entscheidung über die auf (0) zu setzenden Pixel mit Hilfe eine Konvolution Filters getroffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Änderung der Werte von einzelnen Elementen in den zweidimensionalen Datenfeldern unter Verwendung eines Error Diffusion-Algorithmus erfolgt, derart, dass einzelne Elemente dann geändert bzw. ihr Wert vorzugsweise gelöscht bzw. auf einen der Farbe Weiß entsprechenden Wert gesetzt wird, wenn aufakummulierte Tonwerte einen vordefinierten Schwellwert überschreiten, und wobei die verbleibende Differenz zwischen dem aufakummulierten Tonwert und dem Schwellwert bei der Bestimmung des nächsten zu ändernden Wertes mit berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei sich die Mikroflächen teilweise überlappen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei bei der Berechnung zu löschender Pixel eine Kalibrierkurve berücksichtigt wird, die einen fehlerhaften Punktzuwachs in Druck korrigiert..
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datei mit den zu verändernden Daten die für den anschließenden Rasterprozess verwendete Schwellwertmatrix ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Bereiche innerhalb der Datei die Daten der Schwellwertgebirge sind, die den jeweiligen Rasterzellen zugeordnet sind und dort Größe und Form des Druckpunktes bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Anzahl der Elemente, deren Werte geändert werden, innerhalb der Rasterzelle nach einem vorgegebenen Zusammenhang aus der gewünschten Reduktion der Flächendeckung und der Größe der Werte des Schwellwertgebirges innerhalb der Rasterzelle ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Werte derjenigen Elemente innerhalb einer Rasterzelle geändert werden, die die dunklen Tonwerte repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei bei der Auswahl der zu verändernden Elemente die Koordinaten der Datenpunkte innerhalb der Schwellwertmatrix berücksichtig werden derart, dass keine geometrisch aneinander angrenzenden Datenpunkte auf den gleichen Wert gesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei nach dem Verändern der Werte der Elemente in der Schwellwertmatrix die Elemente des einen Rasterpunkt repräsentierenden Schwellwertgebirges neu verteilt werden derart, dass sich für alle nicht weissen Punkte eine annähernde Gleichverteilung ergibt.
Verfahren nach Anspruch 13 bis 17, wobei nach dem Verändern der Werte einzelner Elemente im Schwellwertgebirge die verbleibenden Tonwerte der Schwellwertmatrix so modifiziert werden, dass die Plattenbelichtung in einem linearen Verhältnis zwischen Tonwert und Flächendeckung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei nach dem Verändern der Werte einzelner Elemente im Schwellwertgebirge die verbleibenden Tonwerte der Schwellwertmatrix so modifiziert werden, dass der anschließende Druck kalibriert erfolgt.
Verfahren zur Herstellung von Druckplatten mit reduzierter Flächendeckung, wobei vor dem Schritt des Rasterns der Bilddaten für die anschließende Belichtung der Druckformen Halbton-Bilddatensätze erzeugt werden, die aus Pixeln aufgebaut sind, die im Vergleich zur Größe der Pixel des in einem der nachfolgenden Schritte gerasterten Bildes eine vergleichbare Pixelgröße aufweisen, und dass innerhalb der Bilddatensätze entsprechend der gewünschten Reduzierung des Tonwertes eine Anzahl von Pixeln gelöscht, d. h. auf den Wert gesetzt wird, der einer unbedeckten Fläche entspricht.
Verfahren zur Herstellung von Druckplatten mit reduzierter Flächendeckung, wobei die Schwellwertmatrix bzw. die Schwellwertmatrizen, die für das Rastern der Bilddaten für die anschließende Belichtung der Druckformen benötigt werden, derart modifiziert werden, dass entsprechend der gewünschten Reduktion der Flächendeckung einzelne Elemente innerhalb der Schwellwertmatrix geändert und auf den im Druck der Farbe Weiß entsprechenden Wert gesetzt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte mit reduzierter Flächendeckung durch Belichten mit gerasterten Bilddaten, wobei zur Rasterung Daten verwendet werden, die nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche verändert wurden.
Druckplatte, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 24.
Druckmaschine, bestückt mit Druckplatten, die gemäß Anspruch 25 hergestellt wurden.