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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Erzeugung und automatischen Erkennung von gedruckten Testformen anhand von in Farb-Patches kodierter Informationen.
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Die Erfindung liegt im technischen Gebiet des Digitaldrucks.
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Zurzeit wird zur Erzeugung von Farbprofilen für das Color-Management, bzw. die Farbsteuerung in einer Digitaldruckmaschine eine Testform aus einem relativ kleinen Vorrat von vordefinierten Testformen ausgewählt, z.B. die IT8.7/4 aus der ISO 12642-2 oder die PrintOpen MultiColor 7-C. Diese zur Verfügung stehenden Testformen sind aber für den Offset Druckprozess erstellt worden und dahingehend optimiert worden. Im Digitaldruck, d.h. bei Inkjet, treten gegenüber dem Offsetdruck zum Teil deutlich geringere maximale Flächendeckungssummen auf. Der Grund dafür liegt z.B. im unterschiedlichen Trocknungsverhalten beim Inkjetdruck, wo ein wesentlich höherer Feuchtigkeitseintrag als beim Offset auftritt. Dies führt dazu, dass viele, der in den Standard-Offset-Testformen vorkommenden Übereinanderdrucke in den Farbpatches für die Profilgenerierung im Inkjet-Druck nicht verwendet werden können. Auch werden andere a priori Informationen über den Farbaufbau, die ggf. vor dem Ausdruck der Testform zur Verfügung stehen, nicht genutzt. Als Resultat wird insbesondere der in der Testform eigentlich zur Verfügung stehende Platz, d.h. die Farbpatches, nicht optimal ausgenutzt, was insgesamt zu einer potentiell schlechteren Abtastung des Druckprozesses führen kann.
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Um eine bessere Abtastung des Druckprozess und eine bessere Ausnutzung des für die Testform zur Verfügung stehenden Platzes zu erreichen, bietet es sich daher an, die Testform dynamisch zu erzeugen und für den verwendeten Prozess optimiert auszugeben.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 1 525 981 A1 offenbart dazu ein Verfahren, bei dem eine Testelemente-Anordnung zur Farbsteuerung einer Druckmaschine dynamisch an die Farbanforderung des entsprechenden Druckprozesses angepasst wird. Die offenbarte Erfindung weist jedoch weiterhin den Nachteil auf, dass die Auswahlkriterien, anhand derer die entsprechenden Testelemente für die Testelemente-Anordnung zusammengestellt werden, nicht Bestandteile der Testelemente-Anordnungen selbst sind. Der die Testelemente-Anordnung auswertenden Messeinheit ist somit nicht bekannt, welche Testelemente-Anordnung sie auswertet und auf welcher Grundlage diese erstellt worden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zu finden, welches eine dynamische Erstellung von für den Inkjet-Druck optimierten Testformen, sowie die automatisierte, angepasste Auswertung dieser Testform für die Farbsteuerung einer Inkjet-Druckmaschine ermöglicht.
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Eine Lösung dieser Aufgabe stellt das erfindungsgemäße Verfahren zur dynamischen Erzeugung und automatischen Erkennung von gedruckten Testformen für das Farbmanagement eines Druckprozesses einer Inkjet-Druckmaschine durch einen Rechner dar, welches die folgenden Schritte umfasst. Zuerst werden auf Basis ermittelter Prozessparameter des Druckprozesses durch den Rechner auf den Druckprozess angepasste Device-Werte ermittelt. Dann wird anhand der ermittelten Device-Werte durch den Rechner eine auf den Druckprozess optimierte Testform erzeugt, wobei die Device-Werte kodiert und als Bestandteil der Testform in diese integriert werden. Als nächster Schritt wird die Testform durch die Inkjet-Druckmaschine gedruckt. Die resultierenden Farbraum-Werte der gedruckten Testformwerden dann gemessen und eingelesen. Mittels der kodierten Information können dann die verwendeten Device-Werte durch den Rechner rekonstruiert werden. Schließlich wird die derart erzeugte Farbraumtransformation für den Druckprozess durch den Rechner erstellt.
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Kern der vorliegenden Erfindung ist somit das Erstellen einer Testform für das Farbmanagement des Druckprozesses, welche spezifisch auf die Anforderungen des aktuellen Druckprozesses mit der verwendeten Inkjet-Druckmaschine angepasst ist. Diese Anforderungen liegen in Form von sogenannten Device-Werten vor. Diese Device-Werte sind bestimmte Parameter, die den Druckprozess beschreiben und gegebenenfalls auch hinsichtlich bestimmter Parameter einschränken. Anhand dieser Information lässt sich eine für den aktuellen Druckprozess optimierte bestimmte Testform mit einer bestimmten Anzahl und Kombination von Farbpatches, d. h. Testelementen, erstellen. Auf diese Weise entsteht eine entsprechend hohe Anzahl völlig verschiedener Testformen, nämlich für jeden Druckprozess eine. Diese lassen sich visuell oft kaum noch voneinander unterscheiden und entsprechend zuordnen. Daher besteht die erfindungsgemäße Lösung dieser Problematik darin, die Device-Werte zu kodieren und als Bestandteil der Testform, d. h. in Form einzelner Test-Patches, in die Testform zu integrieren. Beim Messen und entsprechenden Auswerten der im Rahmen des Farbmanagement gedruckten Testformen können diese kodierten Device-Werte von der Mess- und Auswerteeinheit dekodiert werden und anhand der dekodierten Werte entsprechend rekonstruiert werden. Die Auswerteeinheit bzw. der entsprechende Steuerungsrechner, welcher die Korrektur des Farbmanagements durchführt, kann somit die entsprechenden Device-Werte, welche die Anforderungen des spezifischen Druckprozesses beschreiben, sofort für das Farbmanagement des Druckprozesses verwenden. Der Vorteil gegenüber einer Informationsübermittlung durch ein zusätzlich gedrucktes Informationsfeld, liegt dabei darin, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren, keine zusätzliche Auswerteeinheit zur Verfügung stehen muss. Es wird einfach die Mess- und Auswerteeinheit benutzt, welche für das Ausmessen der Farbwerte der gedruckten Testform zur Farbsteuerung ohnehin vorhanden sein muss.
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Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Kodierung dermaßen geschieht, dass eine festgelegte Anzahl an Farbpatches an einem Ende der Testform als Header platziert wird, welche mit verwendeten Prozessfarben bedruckt werden und deren Kombination von Prozessfarben die kodierten Device-Werte ergibt. Die in Form von entsprechenden Test-Patches bzw. Farb-Patches kodierten Device-Werte werden einfach an einem Ende der Testform als Header platziert. Der Auswerte- und Messeinheit muss dabei bekannt sein, wie groß dieser Header der Testform ist und welche Farb-Patches dem Header und welche der eigentlichen Testform zur Durchführung des Farbmanagements angehören.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass für die kodierten Device-Werte im Header der Testform nur die Volltöne des CMYK Prozesses, sowie die Sekundärfarbkombinationen, welche C+M, C+Y, M+Y umfassen, verwendet werden, welche zusammen mit dem Papierweiß genau acht Möglichkeiten pro Patch ergeben, was in drei Bit an zu kodierender Information pro Patch resultiert. Eine Möglichkeit der Kodierung der Device-Werte ist die, dass im Header nur bestimmte Kombinationen von Volltönen von CMYK sowie Sekundärfarbkombinationen wie z. B. C und M, C und Y, M und Y verwendet werden. Dies ergibt zusammen mit dem Papierweiß insgesamt genau acht Kombinationsmöglichkeiten. Acht Möglichkeiten entsprechen 3 Bit an Information, die damit pro Farb-Patch kodiert werden können. Mit 3 Bit an Informationen pro Farb-Patch, ließe sich nun z. B. eine Art oktales Alphabet zur Informationsübertragung verwenden. Aber auch jede andere Art der Informationsübertragung, welche die möglichen 3 Bit Informationen pro Farb-Patch ausnutzt, kann erfindungsgemäß verwendet werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass für die kodierten Device-Werte im Header der Testform eine zweidimensionale Kodierung, insbesondere ein QR-Code, durch unterschiedliche, eindeutig unterscheidbare Helligkeitsstufen der Prozessfarben verwendet wird. Eine alternative Art der Informationsübertragung besteht darin, durch unterschiedliche aber eindeutig unterscheidbare Helligkeitsstufen mit den möglichen Prozessfarben im Bereich des Headers eine Art zweidimensionalen Code z. B. einen QR Code abzubilden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass für die kodierten Device-Werte im Header der Testform festgelegte und eindeutig unterscheidbare paarweise Tonwerte gedruckt werden, wobei sich die Device-Werte durch die Reihenfolge der festgelegten und eindeutig unterscheidbaren, paarweise Tonwerte ergeben. Eine weitere alternative Form der Kodierung besteht darin im Headerbereich nacheinander festgelegte und jeweils von den Nachbarn eindeutig unterscheidbare Tonwerte zu drucken, wobei dann die Reihenfolge dieser Tonwerte die entsprechende Information der Device-Werte kodiert.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die im Header verwendeten Kombinationen von Prozessfarben neben der Kodierung der Device-Werte gleichzeitig auch für die Abtastung des Druckprozesses verwendet werden. Es bietet sich zudem an, die im Header verwendeten Kombinationen von Prozessfarben in der Testform, welche zur Übertragung bzw. Kodierung der Informationen über die Device-Werte verwendet werden, gleichzeitig auch als Test-Patches für die Abtastung des Druckprozesses hinsichtlich des Farbmanagements zu verwenden. Dies hätte den Vorteil, dass die entsprechende Tonwertekombination in der gesamten Testform nicht doppelt, nämlich im Header und in der eigentlichen Testform gedruckt werden müsste. Damit würde die zu druckende Testform um die entsprechende Anzahl der Test-Patches des Headers kleiner werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Device-Werte verschiedene Informationen über den Druckprozess, wie das Einzelkanal-Ink-Limit, der Begrenzung der Gesamtflächendeckung und des Gesamt-Tintenauftrags und den Farbaufbau umfassen, die in einer Bildungsvorschrift für die dynamische Erzeugung der Testform resultieren. Die Device-Werte, welche die Anforderungen des Druckprozesses bzw. Informationen über den Druckprozess selbst beschreiben, sind z. B. Parameter wie das Einzelkanalinklimit, welches das maximale Volumen an Tinte für jeden einzelnen Farbkanal vorgibt, sowie die Begrenzung der Gesamtflächendeckung und des Gesamttintenauftrags, welche die maximale Flächendeckung sowie den maximalen Tintenauftrag beschreiben, die im aktuellen Druckprozess über alle Farbauszüge hinweg, maximal verwendet werden dürfen. Die Device-Werte umfassen zudem den Farbaufbau der angibt, welche Arten von Farben d. h. Tinten verwendet werden und wie diese strukturell aufgebaut sind bzw. welche entsprechenden physikalischen Eigenschaften diese aufweisen. All diese Parameter resultieren in einer Bildungsvorschrift, anhand derer die entsprechend für diesen Druckprozess passende Testformen erstellt werden können.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass im Header eine ID, welcher in einer mit dem Rechner verbundenen Datenbank der den Device-Werten entsprechende Aufbau der Testform zugeordnet ist, oder ein Satz einfacher Regeln, anhand derer eine eindeutige Testform erzeugt werden kann, kodiert werden, wodurch die Rekonstruktion der Device-Werte durch den Rechner ermöglicht wird. Neben der Art der Informationskodierung im Header, welche bereits beschrieben wurde, ist ein weiterer Punkt, welche Art von Informationen an sich erfindungsgemäß kodiert werden sollen. Neben dem Kodieren der Device-Werte direkt, ist eine bevorzugte Möglichkeit im Header eine bestimmte ID zu kodieren, anhand derer dann in einer mit dem Steuerungsrechner des Druckprozesses verbundenen Datenbank der den aktuellen Device-Werten entsprechende Aufbau der Testform zugeordnet ist. Damit kann die entsprechende Mess- und Auswerteeinheit bzw. der Steuerungsrechner, der diese betreibt, über die ID auf die Device-Werte bzw. die diesen Device-Werten zugeordnete Testform direkt zugreifen. Für den Fall, dass in der Datenbank bereits eine den Device-Werten entsprechende Testform vorliegt, muss selbstverständlich keine neue Testform mehr dynamisch erzeugt werden. Dieser Fall tritt besonders dann ein, wenn für diesen Druckprozess bereits eine Testform in einem vorhergehenden Druckprozess dynamisch erstellt wurde.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Farbraumtransformation in Form eines ICC-Profils abgespeichert und verwendet wird. Das ICC-Profil wird dann in einer mit dem Rechner verbundenen Datenbank abgespeichert. Das ICC-Profil kann dann für die Farbsteuerung des Druckprozesses eingesetzt werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass das Messen der resultierenden Farbraum-Werte der gedruckten Testform mittels eines Spektrometers erfolgt und der resultierende Farbraum der Lab-Farbraum ist. Die Messeinheit ist dabei üblicherweise ein Spektrometer, welches das gedruckte dynamisch erzeugte Testelement hinsichtlich der erreichten Farbwerte im Lab-Farbraum untersucht.
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Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Zeichnungen zeigen:
- 1 einen schematischen Aufbau des verwendeten Druckmaschinensystems
- 2 eine schematische Übersicht des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 3 den schematischen Ablauf zur dynamischen Erstellung einer Testform
- 4 den schematischen Ablauf der Rekonstruktion der Device-Werte einer Testform
- 5 den schematischen Aufbau eines dynamisch erzeugten Testelements
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Das Anwendungsgebiet der bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Inkjet-Druckmaschine 7. Ein Beispiel für den Aufbau einer solchen Druckmaschine 7 ist in 1 dargestellt. Der Druckvorgang wird von einem Steuerungsrechner 6 überwacht. Dabei wird der Bogen, bzw. das Drucksubstrat 2 vom Anleger 1 in Transportrichtung über den Transferzylinder zum Druckwerk 4 und zu den Druckköpfen 5 transportiert, wobei die Druckköpfe 5 aus einer oder mehreren Reihen von Druckdüsen bestehen. Die Zylinder werden von einem oder mehreren Antrieben angetrieben. Über die Druckdüsen in den Druckköpfen 5 wird dann die Farbe auf den Bogen 2 aufgebracht um das Druckbild zu erzeugen. Der Bogen 2 wird weiter transportiert, getrocknet und über den Transferzylinder zum Ausleger 3 weiter transportiert
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel schaut dabei folgendermaßen aus: Die zur Verfügung stehenden Druckprozessparameter 12, in Form von a priori Information z.B. über das Einzelkanal-Inklimit, die Begrenzung der Gesamtflächendeckung, des Gesamt-Tintenauftrags und des Farbaufbaus können bei der dynamischen Generierung einer Testform 9 für die Farbraumtransformation 11 mit berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass aus den Druckprozessparametern 12 Devicewert-Kombinationen 8 dynamisch erzeugt werden, welche dann bei der Erzeugung des Farbprofils für die Farbsteuerung der Inkjet-Druckmaschine 7 zur Verfügung stehen müssen. Damit diese Information auch noch nach der Erstellung der Testform 9 bzw. nach dem Druck der Testform 9 reproduzierbar zur Verfügung steht, wird sie durch eine geeignete Kodierung 13 in Form von Farbpatches in einen Header der Testform 15 kodiert. Anhand dieser Kodierung 13 kann nach dem Messen der Farbwerte, die für die Kodierung 13 verwendet wurden, automatisiert die gedruckten Devicewerte 8 der restlichen Testform 16 rekonstruiert werden. Dies soll verhindern, dass eine unüberschaubare Anzahl verschiedener Testformen 9 entsteht, die man visuell unterscheiden können muss. Es bestehen verschiedene Möglichkeiten solche Information in eine Testform 9 zu kodieren. Generell wird davon ausgegangen, dass die Abmessung, also die Anzahl der Patches der Testform 9, sowie des Headers 15 in Länge und Breite festgelegt und damit dem Rechner 6 bekannt sind. Die festgelegte Anzahl an Patches wird am Anfang der Testform 9 für die Kodierung 13 verwendet. Da diese vom Druckprozess, den Tinten und dem verwendeten Substrat 2 unabhängig eindeutig messbar sein muss, werden nur die Volltöne des CMYK Prozesses, sowie die Sekundärfarben (C+M, C+Y, M+Y), verwendet. Diese ergeben zusammen mit dem Papierweiß genau acht Möglichkeiten pro Patch, also drei Bit an Information. Die verbleibenden Patches der Testform 16 werden zur Abtastung des Druckprozesses verwendet und stellen quasi deren Payload dar. Sie sind eindeutig durch die kodierten Devicewerte 8 bestimmt. Dies wird in 5 dargestellt.
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Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Testform 9 ist dergestalt, dass in einem festgelegten Bereich der Testform 15 eine zweidimensionale Kodierung, z.B. ein QR-Code, durch unterschiedliche, eindeutig unterscheidbare Helligkeitsstufen kodiert wird.
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In einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Testform 9 werden in einem festgelegten Bereich der Testform 15 bestimmte festgelegte und paarweise eindeutig unterscheidbare Tonwerte gedruckt. Durch die Reihenfolge dieser Patches wird die Testforminformation kodiert.
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Das in dieser Erfindung vorgestellte Verfahren zur dynamischen Erzeugung und Verwendung der Testform 9 besteht aus zwei Teilverfahren. Eine schematische Gesamtübersicht des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei in 2 abgebildet, wo auch sehr schön die beiden Teilverfahren zu erkennen sind.
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Ein erstes Teilverfahren betrifft die dynamische Erzeugung und das Drucken der Testform 9 mit den Devicewerten 8, was detailliert hinsichtlich der einzelnen Verfahrensschritte in 3 dargestellt ist. Dabei werden zuerst vom Rechner 6 zu verwendenden Parameter des Druckprozesses 12 bestimmt. Mit diesen werden dann vom Rechner 6 die entsprechenden Devicewerte 8 erzeugt. Die Devicewerte 8 werden dann, abhängig von der gewählten Art der Kodierung in eine testform-gemäße Adaption 13 kodiert. Mit diesen Werten 13 wird dann vom Rechner 6 die Testform 9 erstellt, welche dann sowohl die einzelnen Farbpatches zur eigentlichen Farbsteuerung, als auch die in Farbpatches kodierten Devicewerte 13 enthält. Diese Testform 9 wird dann von der Inkjet-Druckmaschine 7 gedruckt.
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Das zweite Teilverfahren betrifft das Messen der Testform 9 zur Rekonstruktion und Anwendung der Devicewerte 8 für die Farbraumtransformation 11 zur Farbsteuerung der Inkjet-Druckmaschine 7. Dies wird detailliert in 4 dargestellt. Hier wird die gedruckte Testform 9 von einem entsprechenden Messgerät ausgewertet. Üblicherweise handelt es sich um ein Spektralfotometer, mit dem die Farborte der gedruckten Testform 9 bestimmt werden können. Anhand der gedruckten und gemessenen Farbwerte 10, die im Header der Testform 15 entsprechend der bereits erläuterten Kodierung 13 realisiert sind, lassen sich dann vom Rechner 6 die Devicewerte 14 rekonstruieren. Mittels dieser Devicewerte 14 wird dann die für die Farbsteuerung der Inkjet-Druckmaschine 7 benötigte Farbraumtransformation 11 erzeugt und angewandt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform für einen einfachen Algorithmus zur Bestimmung der Devicewerte 8 ist eine Zuordnung einer ID zu einer fest definierten Testform 9; wobei mit Testform aber nur derjenige Teil der Testform 16 gemeint ist, der nicht zur Informationskodierung verwendet wird. Als Information ist dann nur die ID kodiert. Anhand dieser ID kann bei einer zentralen Datenbank die dort hinterlegte Kodierung der Testform abgefragt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist ein Satz einfacher Regeln, anhand derer eine eindeutige Testform 9 erzeugt werden kann. Eine Möglichkeit dafür ist, dass nur die Veränderung einer vorgegebenen Struktur einer Testform 9 (z.B. eine IT8.7/4) kodiert wird. Eine weitere Möglichkeit einer solchen Regel umfasst das Transformieren einer Visual-Anordnung in eine Random-Anordnung anhand eines festen deterministischen Verfahrens.
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Weitere Algorithmen zur generischen Erzeugung des Testformteils 16, der zur Abtastung des Druckprozesses dient, aus dem Header der Testform 15 der zur Informationskodierung dient, sind möglich.
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Zusätzlich kann je nach Umsetzung der Zuordnung der Kodierung zu Devicewerten 13 ein Datenbank-System existieren, in dem diese Zuordnung abgelegt ist und vor der Verwendung des hier beschriebenen Systems zur Erstellung und Rekonstruktion der Testform 9 zur Verfügung steht.
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Der Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens ist, dass damit eine flexible, anpassbare und zukunftssichere Methode beschrieben wird, Testformen 9 so zu erzeugen, dass sie sich automatisch und für den Benutzer transparent erkennen und verwalten lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anleger
- 2
- Drucksubstrat
- 3
- Ausleger
- 4
- Inkjet-Druckwerk
- 5
- Inkjet-Druckkopf
- 6
- Rechner
- 7
- Inkj et-Druckmaschine
- 8
- Devicewerte
- 9
- dynamisch erzeugte Testform
- 10
- gemessene Farbwerte in Lab-Form
- 11
- Farbraumtransformation
- 12
- Druckprozessparameter
- 13
- kodierte Devicewerte
- 14
- dekodierte Devicewerte
- 15
- Header der Testform mit kodierten Devicewerten
- 16
- restlicher Teil der Testform mit Payload
