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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Farbauftrags in einer Druckmaschine, welches die Schritte umfasst, dass wenigstens ein Soll-Farbwert in einem geräteunabhängigen Farbraum vorgeben wird, dass ein Farbdosierelement in der Druckmaschine mit einem Farbauftragswert zur Erzeugung einer dem Soll-Farbwert zugeordneten Farbschichtdicke auf dem Bedruckstoff angesteuert wird, dass wenigstens ein Ist-Farbwert der erzeugten Farbschichtdicke auf dem Bedruckstoff in dem geräteunabhängigen Farbraum bestimmt wird und dass eine Ansteuerung mit einem geänderten Farbauftragswert zur Erzeugung einer von der erzeugten Farbschichtdicke abweichenden Farbschichtdicke in Abhängigkeit einer Abweichung des Ist-Farbwertes vom Soll-Farbwert erfolgt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung aller Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beim Drucken, insbesondere Offsetdrucken, bewirken Schwankungen der Schichtdicke der Druckfarbe Änderungen im Erscheinungsbild des bedruckten Bedruckstoffs, beispielsweise des bedruckten Papierbogens. Um ein Druckergebnis zu erreichen, welches einem Sollbild entspricht, wird geläufigerweise eine Steuerung oder Regelung des Farbauftrags (Bildregelung) vorgenommen. Einer notwendigen Schichtdickenänderung entspricht eine notwendige Änderung des Farbauftrags, welche typischerweise durch eine geänderte Farbzufuhr erzielt wird. Im einfachsten Fall werden Dichtewerte in einem auf den Bedruckstoff mitgedruckten Farbmessstreifen gemessen, so dass die notwendigen Schichtdickenänderungen berechnet werden können. Alternativ dazu können auch einzelne Bildpunkte (Pixel) innerhalb des Drucksujets als Messpunkte herangezogen werden.
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Verbreitet sind auch colorimetrische Auswertungen, die auf spektralen Messungen beruhen, beispielsweise ist eine derartige Vorgehensweise im Dokument
US 6,041,708 beschrieben. Auf diese Weise bestimmte Farbabweichungen werden zur Steuerung des Farbauftrags genutzt.
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Ziel der Bildregelung ist es, die Schichtdicke der Druckfarbe so zu steuern, dass der aktuelle Druck mit einer Vorgabe, beispielsweise einem vorgegebenen Druckbeispiel, übereinstimmt. Diese Vorgabe kann auch in elektronischer Form vorliegen, anders ausgedrückt, die Vorgabe besteht aus einer Verteilung von geräteunabhängigen Farbwerten, beispielsweise Lab-Werten, welche Farbwerte in einem visuell einigermaßen gleichabständigem Farbraum sind. Dichtewerte als solche reichen für eine Bildregelung insofern nicht aus, als deren Messwerte bei übereinander gedruckten Farben nicht aussagekräftig sind. Liegen also sowohl die Vorgabe als auch die Messwerte des aktuellen Drucks in Form von geräteunabhängigen Farbwerten, beispielweise Lab-Werten vor, so lassen sich für jeden Bildpunkt die Abweichungen berechnen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 197 49 066 A1 ist ein Verfahren zur Regelung des Farbauftrags bei einer Druckmaschine bekannt, welches zur Miteinbeziehung eines Infrarotanteils farbmetrische Farbmessungen in einem vier Dimensionen umfassenden Farbkoordinatensystem verwendet. Aus den so gewonnenen Farbvektoren werden für jedes Bildelement Farbabstandsvektoren zu auf dasselbe Farbkoordinatensystem bezogenen, vorgegebenen oder aus einem Referenzdruckbogen ermittelten Soll-Farbvektoren berechnet. Für jedes ausgemessene Bildelement des Druckbogens wird eine Sensitivitäts-Matrix bestimmt. Die Bildelemente werden nach Sensitivitätsklassen klassifiziert. Die Farbabstandsvektoren und die Sensitivitätsmatrizen der jeweils einer Sensitivitätsklasse angehörenden Bildelemente werden für jede Sensitivitätsklasse gemittelt. Aus den gemittelten Farbabstandsvektoren und den gemittelten Sensitivitätsmatrizen aller Sensitivitätsklassen werden Schichtdickenänderungsvektoren berechnet, die für eine Steuereinrichtung für die Farbgebungsdosiereinrichtung der Druckmaschine verwendet werden. Die Regelung der Farbführung der Druckmaschine wird aufgrund der so errechneten Eingangsgrößen vorgenommen. Die Sensitivitätsmatrizen enthalten die partiellen Ableitungen der vier Komponenten eines L,a,b-Farbvektors nach den vier Komponenten eines Schichtdickenvektors.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des Farbauftrags in einer Druckmaschine zu schaffen, in welchem für die auftretenden Abweichungen der Farbwerte notwendige Schichtdickenänderungen bestimmt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Steuerung des Farbauftrags in einer Druckmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Farbauftrags in einer Druckmaschine umfasst die nachfolgenden Schritte. Es wird wenigstens ein Soll-Farbwert in einem geräteunabhängigen Farbraum vorgeben. Ein Farbdosierelement in der Druckmaschine wird mit einem Farbauftragswert zur Erzeugung einer dem Soll-Farbwert zugeordneten Farbschichtdicke auf dem Bedruckstoff angesteuert. Wenigstens ein Ist-Farbwert der erzeugten Farbschichtdicke wird auf dem Bedruckstoff in dem geräteunabhängigen Farbraum bestimmt, insbesondere gemessen, bevorzugt colorimetrisch. Und es erfolgt eine Ansteuerung mit einem geänderten Farbauftragswert zur Erzeugung einer von der erzeugten Farbschichtdicke abweichenden Farbschichtdicke in Abhängigkeit einer Abweichung des Ist-Farbwertes vom Soll-Farbwert. Dabei wird zur Bestimmung des geänderten Farbauftragswerts eine notwendige Farbschichtdickenänderung in Funktion der Änderungen der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum bei einer Änderung der Farbschichtdicke an der Stelle des Ist-Farbwertes berechnet.
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Die Änderungen der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum bei einer Änderung der Farbschichtdicke werden auch als Sensitivitäten bezeichnet. Anders gesagt geben Sensitivitäten an, wie stark sich Farbwerte in einem geräteunabhängigen Farbraum ändern, wenn sich die Schichtdicke der Farbe ändert.
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In vorteilhafter Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Istwert-Steuerung - und in Weiterentwicklung auch eine Istwert-Regelung - realisiert werden. Diese ist insbesondere insoweit bedeutsam, als häufig Sollwertvorgaben von Messdaten abgeleitet werden, die aus Drucken mit einem von dem in der Druckmaschine verwendeten Druckfarben abweichenden Farbsystem, zum Beispiel aus tintenbasierten oder tonerbasierten Proofdrucken, stammen. Dabei können Messdaten bestimmter Variablen im geräteunabhängigen Farbraum, zum Beispiel Messdaten des Infrarotwerts, wenig aussagekräftig sein, so dass einer Sollwert-Steuerung Grenzen gesetzt sind.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren können eine Mehrzahl von gemessenen Pixel auf dem Bedruckstoff, beispielsweise auf einem Druckbogen, bevorzug alle gemessenen Pixel berücksichtigt werden. Die gemessenen Pixel können insbesondere auch Übereinanderdrucke von mehreren Druckfarben sein.
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In bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der geräteunabhängige Farbraum der LabI-Farbraum, wobei I für den Infrarotanteil steht. Die bevorzugt colorimetrische Messung des wenigstens einen Ist-Farbwerts umfasst in diesem Fall auch bevorzugt eine Messung des Infrarotanteils. Dieser Anteil wird beim Einsatz von Standardfarben Cyan (C), Magenta (M), Yellow (Y) und Black (K) besonders von der unbunten Farbe K beeinflusst.
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Die Änderungen der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum bei einer Änderung der Farbschichtdicke kann durch die partiellen Ableitungen der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum nach der Farbschichtdicke dargestellt sein. Insbesondere können die partiellen Ableitungen numerisch aus einer Zuordnung der geräteabhängigen Tonwerte in den geräteabhängigen Farbraum bestimmt sein.
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In einer konkreten Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Zuordnung der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum zu den Änderungen der Farbwerten bei einer Änderung der Farbschichtdicke als Verkettung einer Zuordnung der Farbwerte im geräteunabhängigen Farbraum zu Tonwerten in einem geräteabhängigen Farbraum mit einer Zuordnung der Tonwerte im geräteabhängigen Farbraum zu den Änderungen der Farbwerten bei einer Änderung der Farbschichtdicke dargestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Farbschichtdickenänderung dF berechnet nach der Formel
wobei ΔS = (∂L / ∂S, ∂a / ∂S, ∂b / ∂S, ∂I / ∂S) an der Stelle LabI
ist ist, ΔLabI=LabI
ist - LabI
soll, i die Vektorkomponenten abzählt und über i = 1, 2, 3 und 4 summiert wird.
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Alternativ zum Abstand Δ LabI kann auch mit der Differenz Δ Lab ohne Infrarotanteil gerechnet werden, also auch beispielsweise ΔI=0 zu setzen. Dieses kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Sollwerte nur als Lab-Werte vorliegen. Eine derartig modifizierte Regelung kann auch als Proof-Regelung bezeichnet werden.
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In der Praxis besonders bedeutsam erfolgt der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Offsetdruckmaschine. Anders gesagt, die Erzeugung der Farbschichtdicke auf dem Bedruckstoff erfolgt in einem Offsetdruckverfahren.
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Eine erste Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Durchführung des Verfahrens für eine Mehrzahl von Farben in einem Mehrfarbendruck. Eine zweite zusätzliche oder alternative Weiterentwicklung besteht in der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Mehrzahl von räumlichen Zonen, denen jeweils ein Farbdosierelement zugeordnet ist. Anders gesagt, es kann sich um eine Druckmaschine mit einem zonalen Farbwerk handeln.
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Des Weiteren oder alternativ dazu kann im erfindungsgemäßen Verfahren eine Mehrzahl von Farbschichtdickenänderungen an einer Mehrzahl von Positionen auf dem Bedruckstoff berechnet werden und davon ein Mittelwert bestimmt wird, der zur Bestimmung des geänderten Farbauftragswerts herangezogen wird.
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Auch kann das erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Regelungsverfahren weiterentwickelt sein: Nach einer Änderung des Farbauftragswerts für die Ansteuerung des Farbdosierelements wird wenigstens ein Ist-Farbwert der mit dem geänderten Farbauftragswert angesteuerten Farbdosierelement erzeugten Farbschichtdicke auf dem Bedruckstoff in dem geräteunabhängigen Farbraum bestimmt. Änderungen des Farbauftragswerts für die Ansteuerung des Farbdosierelements erfolgen solange, bis die Abweichung des Ist-Farbwertes vom Soll-Farbwert innerhalb einer bestimmten Toleranz liegt.
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Die Berechnungen können im Vorwege eines Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden und dann in einem ICC Profil gespeichert werden. Dann kann in vorteilhafter Weise mit einem geschwindigkeitsoptimierten Color Management Modul für jeden Istwert eines Bildpixels eine Steuergröße für jede Farbe berechnet werden, so dass im Gegensatz zu einer Farbmessstreifenregelung das Druckergebnis im Ganzen optimal erzielt werden kann.
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Im Zusammenhang des erfinderischen Gedankens steht auch ein Computerprogrammprodukt. Dieses Computerprogrammprodukt kann direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden und/oder ist auf einem computergeeigneten Medium gespeichert. Erfindungsgemäß umfasst das Computerprogrammprodukt Softwarecodeabschnitte, mit denen alle Schritte eines Verfahrens gemäß dieser Darstellung ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
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Der digitale Computer kann insbesondere ein Steuerungsrechner einer Druckmaschine oder ein Rechner eines colorimetrischen Messsystems für Druckprodukte aus einer Druckmaschine sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere für Bogendruckmaschinen zum Einsatz gelangen. Die Druckmaschine kann nach einem direkten oder indirekten Flachdruckverfahren, insbesondere Offsetdruckverfahren arbeiten.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend in Bezug auf ein Beispiel zur Berechnung der Farbschichtdickenänderung dargestellt.
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Mit Hilfe eines Farbmodells, beispielsweise des im CPC24 Modul der Heidelberger Druckmaschinen AG verwendeten Farbmodells, wird die Transformation TR1 vom geräteabhängigen Farbraum CMYK in den geräteunabhängigen Farbraum LabI berechnet. Dazu wird der CMYK-Raum an äquidistanten Stützstellen abgetastet. Die mit dem Farbmodell berechneten LabI-Werte in einer Tabelle gespeichert. Beispielsweise werden Stützstellen in 20%-Schritten erzeugt. Die resultierende Tabelle hat dann die Größe 6^4 * 4 Werte. Wenn vierdimensional interpoliert wird, kann mit Hilfe dieser Tabelle zu jedem CMYK-Wert im Bereich 0% bis 100% ein LabI-Wert berechnet werden.
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Dann wird die Umkehrtransformation TR2 vom geräteunabhängigen Farbraum LabI in den geräteabhängigen Farbraum CMYK berechnet. Zur Speicherung in einem ICC-Profil werden auch hier an äquidistanten Stützstellen im LabI-Raum die entsprechenden CMYK-Werte berechnet. Alternativ dazu lassen sich in einem ICC-Profl auch vier eindimensionale Eingangskurven und Ausgangskurven verwenden, so dass auch nicht-äquidistant abgerastert werden kann. Zur eigentlichen Berechnung der Umkehrtransformation TR2 gibt es verschiedene mathematische Methoden. Zum Beispiel können LabI-Werte durch Variation der CMYK-Werte und Interpolation der Werte in der Transformation TR1 gesucht werden. Alternativ dazu können lokale 4 × 4 - Matrizen mit entsprechender Gewichtung invertiert werden. Außerhalb des durch die LabI-Werte der Transformation TR1 vorgegebenen Raumes muss geeignet interpoliert werden. Das Ergebnis ist ein ICC-Profil ICC1, das vom LabI-Raum in den CMYK-Raum transformiert.
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Es schließt sich die Berechnung der Transformation von CMYK-Werten zu Sensitivitäten ΔS an. An äquidistanten Stützstellen im vierdimensionalen CMYK-Raum werden nun die 4 × 4 Matrizen Δ S berechnet. Hierfür wird mittels des Farbmodells aus dem aktuellen CMYK-Wert der LabI-Wert (LabI_c0) berechnet. Dann wird die Farbschichtdicke der Farbe C um einen bestimmten Wert, beispielsweise um 1%, erhöht und der LabI-Wert (LabI_c1) berechnet. Entsprechend wird für die anderen Farben M, Y und K vorgegangen.
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Die Differenzen (Labl_cl- Labl_c0), (LabI_m1- LabI_m0), (LabI_y1- LabI_y0), (LabI_k1-LabI_k0) werden als ΔS Matrix gespeichert. Mit anderen Worten, in ΔS stehen die numerischen partiellen Ableitungen dLabI / dS für die vier Farben C, M, Y und K, also ∂L / ∂S_c, ∂a / ∂S_c, ∂b / ∂S_c, ∂I/ ∂S_c, ∂L / ∂S_m, ∂a / ∂S_m, ... Insgesamt handelt es sich um 16 Werte pro Stützstelle.
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Dabei ist bedeutsam, dass die Sensitivitäten von der Kombination der Druckfarbenanteile, zum Beispiel quantifiziert als Rasterprozentwerte, abhängen. Es ergeben sich also andere Sensitivitäten, für den Fall, wenn eine Druckfarbe allein, zum Beispiel mit 40% Flächendeckung, gedruckt wird, als für den Fall, wenn vorher an der Stelle noch wenigstens eine andere Farbe, zum Beispiel zwei andere Farben, gedruckt wurde. Anders gesagt, die Sensitivitäten an jeder Stelle im Farbraum (zum Beispiel ein vierdimensionaler Raum bei vier Druckfarben) sind in der Regel unterschiedlich.
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Das Ergebnis ist ein ICC-Profil ICC2, das CMYK-Werten die Sensitivitäten ΔS zuordnet.
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Die ICC-Profile ICC1und ICC2 mit einem Color Management Modul, beispielsweise mit dem von der Heidelberger Druckmaschinen AG vertriebenen, zusammengerechnet. Dabei kann die Anzahl der Sützstellen auch unterschiedlich sein, da zwischen den Stützstellen interpoliert wird. Das Ergebnis ist ein ICC-Profil ICC_Combi, das LabI-Werten die Sensitivitäten Δ S zuordnet.
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Um eine notwendige Schichtdickenänderung einer Farbe zu berechnen, die dafür sorgt, dass die Farbschichdicke so verändert wird, dass der gewünschte Sollwert im LabI-Raum erreicht wird, wird für jedes Pixel wie folgt gerechnet: Für jeden Istwert im LabI-Raum werden mittels des ICC-Profils ICC _Combi mit einem Color Management Modul, beispielsweise mit dem von der Heidelberger Druckmaschinen AG vertriebenen, die Sensitivitäten Δ S bestimmt. Der Farbabstandsvektor Δ LabI des LabI-Istwertes und des LabI-Sollwertes wird berechnet. Die Farbschichtdickenänderung dF für eine Farbe für ein Pixel ergibt sich dann zu
wobei Δ S = (∂L / ∂S, ∂a / ∂S, ∂b / ∂S, ∂I / ∂S) an der Stelle LabI
ist ist, Δ LabI=LabI
ist - LabI
Soll, i die Vektorkomponenten abzählt und über i= 1, 2, 3 und 4 summiert wird. Anders gesagt, die Farbschichtdickenänderung für eine bestimmte Farbe ist das Skalarprodukt des Einheitsvektors in Richtung des Vektors Δ S für die bestimmte Farbe mit dem Farbabstandsvektor Δ LabI geteilt durch den Betrag des Vektors Δ S für die bestimmte Farbe.
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In bevorzugter Ausführung wird eine mittlere Farbschichtdickenänderung berechnet, indem über mehrere oder alle Pixel einer Zone gemittelt wird, beispielsweise wird der arithmetische Mittelwert bestimmt. Dabei können noch diverse andere Gewichtungen berücksichtigt werden, welche die Präzision der Berechnung der notwendigen Farbschichtdickenänderung erhöhen.
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Durch die Verwendung von ICC Profilen und einem Color Management Modul lassen sich in vorteilhafter Weise für jedes Pixel mit hoher Geschwindigkeit die Sensitivitäten an der Stelle der Istwerte berechnen. Damit lassen sich die Steuergrößen für jede Druckfarbe bestimmen. Eine Istwert-Bildregelung kann realisiert werden.
