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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Druckresultate eines Druckers, sowie eine Kontrollfeldanordnung zur Anwendung in einem solchen Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, welches es ermöglicht, die Ausgabe von RGB-Daten auf einem Drucker auf funktionierendes Farbmanagement sowie eine gute Graubalance und Tiefenzeichnung zu überprüfen.
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Zur Überprüfung von Farbmanagement, Graubalance und Tiefenzeichnung auf einem Drucker ist es bekannt, die Messwerte aus der Messung eines Kontrollmittels mit Referenzwerten zu vergleichen. Die Abweichungen von Messung zu Referenz müssen Toleranzen genügen, welche in einem externen Standard definiert werden. Des Weiteren stehen auch Prüfmittel zur Überprüfung der Einhaltung dieser Qualitätsstandards zur Verfügung. Für die Ausgabe von CMYK-Werten (Offsetdruck) existiert ein Standard in Form eines von der Deutschen Forschungsgesellschaft für Druck- und Reproduktionstechnik e. V. (FOGRA) unter der Bezeichnung „Ugra/Fogra-Medienkeil CMYK” bereitgestellten und in CMYK definierten Kontrollstreifens und der Auswertung nach ISO 12647-7.
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Für den Fotodruck und bei Kunstreproduktionen, bei denen typischerweise digitalisierte Werke auf einem großformatigen Tintenstrahldrucker ausgedruckt werden, werden jedoch meist direkt RGB-Daten gedruckt, um die bei Tintenstrahldruckern im Vergleich etwa zum Offsetdruck erzielbare, größere Farbbrillianz auszunutzen.
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Da das Druckergebnis auch bei solchen Anwendungen insbesondere von Tintenstrahldruckern z. B. im Hinblick auf die Änderung der Eigenschaften bzw. Alterung der verwendeten Tinten und Papiere Schwankungen unterworfen ist und beispielsweise Kunstreproduktionen auch in größeren zeitlichen Abständen von z. B. mehreren Monaten erzeugt werden sollen, besteht ein Bedarf, auch bei diesen Anwendungen zuverlässig Aufschluss über die Stabilität des Druckers zu erhalten. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, dass die vorstehend erwähnten Standards bei der Ausgabe von RGB-Daten nicht anwendbar sind.
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Druckresultate eines Druckers sowie eine Kontrollfeldanordnung zur Anwendung in einem solchen Verfahren bereitzustellen, welche auch beim Druck von RGB-Daten eine zuverlässige Beurteilung von Graubalance und Tiefenzeichnung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie die Kontrollfeldanordnung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruches 9 gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung des Druckresultates eines Druckers wird eine spektralphotometrische Vermessung einer Kontrollfeldanordnung durchgeführt, wobei die Kontrollfeldanordnung eine Mehrzahl von Graufeldern aufweist und wobei eine Bewertung des Druckresultates des Druckers auf Basis eines Vergleichs des Ergebnisses dieser Vermessung mit Referenzwerten erfolgt.
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Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- – Ausdrucken der Kontrollfeldanordnung mittels des Druckers auf einem Druckmedium;
- – spektralphotometrisches Vermessen von Graufeldern der Kontrollfeldanordnung;
- – Berechnen von Referenzwerten für die spektralphotometrisch vermessenen Graufelder, wobei dieses Berechnen unter Berücksichtigung der Eigenfärbung des Druckmediums erfolgt;
- – Vergleichen von bei der spektralphotometrischen Vermessung der Graufelder erhaltenen Messwerten mit den berechneten Referenzwerten; und
- – Bewerten des Druckresultates des Druckers auf Basis des durchgeführten Vergleichs.
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Gemäß einer Ausführungsform kann zur Ermittlung der Eigenfärbung des Druckmediums ein nicht bedrucktes Leerfeld auf dem Druckmedium spektralphotometrisch vermessen werden.
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Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, Referenzwerte für die Bewertung von Graufeldern einer Kontrollfeldanordnung unter Berücksichtigung der Eigenfärbung des Druckmediums, insbesondere auf Basis einer Messung eines auf dem jeweils verwendeten Druckmedium vorhandenen Leerfeldes (zur Ermittlung eines entsprechenden „Papierweisstons”) zu berechnen und die auf diese Weise „dynamisch” berechneten Referenzwerte mit den tatsächlichen Messwerten aus der spektralphotometrischen Vermessung von Graufeldern des Kontrollfeldanordnung zu vergleichen. Im Ergebnis kann so bei der Bewertung der Graubalance und der Tiefenzeichnung eines Druckers den besonderen Anforderungen bei der Ausgabe von RGB-Daten Rechnung getragen werden.
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Hierbei ist der Umstand von Bedeutung, dass die bei der Ausgabe von RGB-Daten etwa in einem Tintenstrahldrucker vorgenommene Farbmischung subtraktiv (und nicht additiv) ist, was insbesondere zur Folge hat, dass z. B. mittels der in einem Tintenstrahldrucker eingesetzten CMYK-Farben (die sich subtraktiv gegeneinander aufheben und nicht wie bei einer additiven Farbmischung zu einem reinen Weiss addieren) zwar z. B. ein reiner „Cyan”-Farbton, aber kein reiner Weiss- oder Rot-Ton eines additiven RGB-Farbraumes unter Einhaltung akzeptabler Fehlertoleranzen erzeugt werden kann. Des Weiteren geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass Druckmedien etwa in Form von Fineart- und Foto-Medien häufig eine starke, für die Ausgabe durchaus gewollte Eigenfärbung besitzen, welche sich insbesondere bei der Wiedergabe von hellen Graustufen auswirkt.
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Erfindungsgemäß wird diesem Umstand nun dadurch Rechnung getragen, dass die Eigenfärbung des Druckmediums gemessen und basierend darauf eine die Referenz bildende Grauachse zugrundegelegt wird, welche diese Eigenfärbung des Druckmediums berücksichtigt. Mit anderen Worten wird berücksichtigt, dass eine optimale Darstellung der Graufelder der Kontrollanordnung im Lab*-Farbraum keineswegs Werten von a*= b* = 0 entspricht, sondern diese Werte ungleich Null sind, wenn die Eigenfärbung des Druckmediums berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird im Ergebnis eine qualitativ bessere Bewertung des Druckergebnisses ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Kontrollfeldanordnung zur Anwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Kontrollfeldanordnung in einer Ausführungsform der Erfindung;
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2a–b schematische Darstellungen zur Erläuterung der in einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommenen Berechnung dynamischer Referenzwerte; und
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3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Weiteren wird zunächst unter Bezugnahme auf 1 der Aufbau einer in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kontrollfeldanordnung 10 beschrieben.
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Die Kontrollfeldanordnung 10 weist gemäß 1 drei Zeilen A, B und C auf, welche im Ausführungsbeispiel wie folgt aufgebaut sind:
Zeile A enthält 20 Graustufenfelder A1, ..., A20, welche im Lab*-Farbraum definiert sind und zur Überprüfung der Grauwiedergabe und der Tiefenzeichnung dienen. Die Graustufenfelder haben jeweils ab*-Werte von 0 und L*-Werte im Bereich von 0 bis 95 (in 5er-Schritten).
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Zeile B enthält 20 Farbfelder B1, ..., B20, welche ebenfalls im Lab*-Farbraum definiert sind und zur Überprüfung der Farbmanagement-Eigenschaften des Ausgabesystems bzw. Druckers dienen. Die Lab*-Werte sind so gewählt, dass sie innerhalb des Farbraums eines Tintenstrahldruckers mit matter Papier liegen und auf diesem wiedergeben werden können.
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Zeile C enthält 19 Farbfelder C1, ..., C6 und C8, ..., C20 sowie ein Feld C7 (= „Papierweiss”), welche ebenfalls in RGB-Werten definiert sind und zur Bestimmung der Farbraumgröße bzw. des Papierweisstons dienen. Dabei ist das (in seiner Nummerierung bzw. Anordnung selbstverständlich lediglich beispielhaft gewählte) Feld C7 (als „Leerfeld”) nicht bedruckt, sondern dient dazu, bei der anschließenden spektralphotometrischen Messung eine Messung der Lab*-Werte des „reinen” Druckmediums (= „Papierweisston”) zu ermöglichen und diese gewissermaßen als Ausgangspunkt für die Referenzierung zu verwenden.
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Im Weiteren wird zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm Bezug genommen.
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Zunächst wird in einem Schritt S10 die vorstehend anhand von 1 beschriebene Kontrollfeldanordnung 10 mittels des dem hinsichtlich Farbmanagement, Graubalance und Tiefenzeichnung zu überprüfenden Druckers auf einem Druckmedium ausgedruckt (was z. B. außerhalb des eigentlichen zu druckenden bzw. reproduzierenden Werkes, d. h. gewissermaßen im Verschnitt, erfolgen kann). Hierbei werden die im Lab*-Farbraum definierten Zeilen A und B der Kontrollfeldanordnung 10 zur Ausgabe auf dem zu überprüfenden Drucker in einen genormten RGB-Arbeitsfarbraum nach ISO 22028-1 konvertiert.
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Sodann erfolgt in einem Schritt S20 eine Vermessung der Kontrollfeldanordnung 10 mit Hilfe eines Spektralphotometers, woraufhin die erhaltenen Messdaten als Spektraldaten wie im Weiteren beschrieben ausgewertet werden. Hierdurch wird eine nachträgliche Manipulation der Messdaten vermieden bzw. zumindest erheblich erschwert. Die entsprechenden Spektraldaten werden unter Verwendung einer Auswertungssoftware in Lab*-Werte nach Normlichtart D50/2° (ISO 3664: 2000) umgerechnet.
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Die Bewertung der Graubalance (Feld A1–20) erfolgt nicht in herkömmlicher Weise als Abweichung der Messung zum Referenzwert über einen ΔE-Wert auf Basis der Abweichungen Δa, Δb für die Farbe und ΔL für die Helligkeit. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass RGB-Daten immer ideale Werte für Schwarz mit L* = 0 und Weiss L* = 100 haben. Da auf einem Drucker nur Helligkeitswerte von etwa L* = 8 – 20 (Schwarz) und L* = 90 – 98 (Weiss) realisierbar sind, werden die L*-Werte fast aller Felder A1–A20 im Ausdruck anpasst. Diese Anpassung ist aber beabsichtigt und daher kein Maß für die Qualität. Daher wird eine Bewertung der Graubalance unabhängig von der Helligkeit L* gewählt, und es wird nur der Farbstich des Graufeldes nach DIN 55981 berücksichtigt und bewertet.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass das „Papierweiss” auf Fineart- und Foto-Medien häufig eine starke, für die Ausgabe durchaus gewollte Eigenfärbung besitzt, welche sich insbesondere bei der Wiedergabe von hellen Graustufen auswirkt. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, werden die Graufelder der Kontrollfeldanordnung 10, wie im Weiteren erläutert, nicht mit neutralen Referenzwerten (a* = 0 und b* = 0) der Kontrollfeldanordnung 10, sondern mit dynamisch unter Berücksichtigung des Druckmediums berechneten Referenzwerten verglichen.
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2a–b dient zunächst zur Veranschaulichung der im Schritt S30 vorgenommenen Berechnung der dynamischen Referenzwerte. In 2 dargestellt ist sowohl in der L*-a*-Ebene (2a) als auch in der L*-b*-Ebene (2b) der Verlauf der synthetischen idealen Grauachse, in welcher die Referenzwerte der Graufelder A1–A16 bei steigenden Werten für L* (= Luminanz) jeweils Farbwerten von a* = b* = 0 entsprechen. Anstelle nun diese synthetische bzw. ideale Grauachse zugrundezulegen, werden die Graufelder A1–A20 der Kontrollfeldanordnung 10 auf Basis eines Vergleichs mit dynamisch berechneten Referenzwerten bewertet, wobei diese Referenzwerte gemäß 2a, b im Lab* – Farbraum auf einer Achse bzw. Gerade liegen, die vom Punkt für „Schwarz” (Lab*-Koordinaten = 0/0/0) bis zum (anhand des Feldes C7 ermittelten) Punkt für Papierweiss verläuft. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass mit steigender Helligkeit bzw. größerem Luminanzwert eines Graufeldes der reale, im Rahmen der Erfindung dynamisch berücksichtigte „Papierweisswert”, d. h. die Eigenfärbung des Druckmediums, stärker zum Tragen kommt.
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Mathematisch beschrieben erfolgt im Schritt S30 die Berechnung der dynamischen Referenzwerte a* und b* wie folgt: aReferenzfeld_dynamisch = LMessfeld·tanβ (1) bReferenzfeld_dynamisch = LMessfeld·tanβ (2) mit α = arctan(aPapierweiss/LPapierweiss) (3) β = arctan(bPapierweiss/LPapierweiss) (4)
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Für L*Messfeld > L*Papierweiss gilt: aReferenzfeld_dynamisch = aPapierweiss (5) bReferenzfeld_dynamisch = bPapierweiss (6)
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Im Ausführungsbeispiel (und ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) werden zur Bewertung der Grauwiedergabe die Graufelder A1–A16 ausgewertet. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch mehr oder weniger Felder ausgewertet werden.
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In einem Schritt S40 werden nun die aus den spektralen Messwerten der Graufelder A1–A16 berechneten Lab*-Werte mit den wie vorstehend beschrieben dynamisch berechneten Referenzwerten verglichen, und in einem Schritt S50 wird das Druckresultat auf Basis dieses Vergleichs bewertet.
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Für den Vergleich wird die Größe des relativen Farbstichs Δs nach
DIN 55981 wie folgt bestimmt:
mit
Δa = aMessung – aReferenz_dynamisch (8) Δb = bMessung – bReferenz_dynamisch (9) -
Aus den Δs-Werten für die Graufelder A1–A16 werden der arithmetische Mittelwert und der Maximalwert bestimmt.
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Da für jedes einzelne Graufeld A1–A16 nur der relative Farbstich zu den dynamisch berechneten Referenzwerten berechnet wird, ist keine Aussage über eine mögliche absolute Färbung der Graufelder insgesamt möglich. Daher wird aus den a*- und b*-Werten der Graufelder A1–A16 jeweils der arithmetische Mittelwert berechnet, um so einen mittleren absoluten Farbton H
mittel angeben zu können.
Hmittel = arctan(bMittel/aMittel) (10) mit
und
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Dem mittleren absoluten Farbton kann ein Farbname in Abhängigkeit vom Wert von H
mittel gemäß Tabelle 1 zugeordnet werden: Tabelle 1:
| Farbname | Wertebereich von Hmittel |
| Rot | Hmittel ≤ 22.5
oder
Hmittel > 337.5 |
| Orange | 22.5 < Hmittel ≤ 67.5 |
| Gelb | 67.5 < Hmittel ≤ 112.5 |
| Gelbgrün | 122.5 < Hmittel ≤ 157.5 |
| Grün | 157.5 < Hmittel ≤ 202.5 |
| Cyan | 202.5 < Hmittel ≤ 247.5 |
| Blau | 247.5 < Hmittel ≤ 292.5 |
| Magenta | 292.5 < Hmittel ≤ 337.5 |
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Die (vergleichsweise dunklen) Graufelder A17–A20 werden nicht auf einen Farbstich untersucht, da ein Farbstich mit abnehmender Helligkeit immer weniger wahrgenommen wird. Zur Beurteilung der Tiefenzeichnung wird für die Graufelder A17–20 nur der Helligkeitsunterschied ΔL zum vorhergehenden Feld berechnet (d. h. der Messwert L* vom Graufeld A17 verglichen mit dem Messwert L* vom Graufeld A16 usw.): ΔL = Ln-1 – Ln' (13) mit n = 17, ..., 20.
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Die L*-Werte von zwei aufeinander folgenden Messfeldern müssen ausreichend unterschiedlich sein, damit ausreichende Tiefenzeichnung vorhanden ist. Der gemäß Gleichung (13) ermittelte ΔL-Wert darf daher einen Minimalwert nicht unterschreiten. Eine ausreichende Tiefenzeichnung wird hierbei allein auf Basis der Messwerte der Kontrollfeldanordnung beurteilt. Es erfolgt kein Vergleich mit den Referenzwerten der Kontrollfeldanordnung.
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Eine Bewertung der Farbfelder B1–B20 erfolgt, indem für jedes Farbfeld B1–B20 ein Farbunterschied ΔE bestimmt wird (vgl. DIN 15708-1). Abweichend zur DIN 15708-1 erfolgt hierbei die Berechnung des Farbstands für jedes Feld B1–B20 nach der Delta E 2000 Formel (ISO 13655:2009). Aus den ΔE00 Werten für die Felder B1–B20 werden der arithmetische Mittelwert und der Maximalwert bestimmt.
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Die Felder C1–C7 sind als RGB-Werte definiert und werden so auf jedem Gerät bestmöglich, aber damit auch auf jedem Gerät unterschiedlich ausgedruckt. Die Eckpunkte des Farbraums ergeben sich aus den Primär- und Sekundärfarben der Felder C1–C6 (Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta, Yellow). Die übrigen Felder dienen zu Berechnung der Farbraumgröße (Gamut).
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO 12647-7 [0002]
- ISO 22028-1 [0024]
- ISO 3664: 2000 [0025]
- DIN 55981 [0026]
- DIN 55981 [0033]
- DIN 15708-1 [0039]
- DIN 15708-1 [0039]
- ISO 13655:2009 [0039]
wobei m die Anzahl der bei der Auswertung der spektralphotometrischen Vermessung berücksichtigten Graufelder angibt und wobei aAi und bAi die bei der spektralphotometrischen Vermessung ermittelten a*- und b*-Werte dieser Graufelder angeben.