DE1051640B - Reproduktionstechnische elektronische Vorrichtung zur Umrechnung eines Satzes von unkorrigierten Farbauszuegen in einen Satz von korrigierten Farbauszuegen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine reproduktionstechnische elektronische Vorrichtung zur automatischen Umrechnung eines Satzes von drei nicht korrigierten Farbauszügen (Blau, Rot, Gelb), repräsentiert durch die Gesamtheit der Tripel von Farbmeßwerten der farbigen Bildpunkte des zu reproduzierenden farbigen Originalbildes, in einen Satz von drei korrigierten Farbauszügen (Blau, Rot, Gelb), repräsentiert durch die Gesamtheit der Tripel der Farbdosierungen der zu druckenden farbigen Bildpunkte der Reproduktion,

In der Reproduktionstechnik wird diese Umrechnung oder Umwandlung Farbkorrektur genannt. Sie ist deswegen erforderlich, weil einerseits bei der Herstellung von unkorrigierten Farbauszügen — sei es durch photographische Verfahren, sei es durch elektrooptische Abtastung mittels Photozellen usw. — stets Farbmeßwerte gewonnen werden, die durch die verwendeten Lichtquellen, Filter und spektrale Empfindlichkeit des Aufnahmeorgans bestimmt sind, andererseits der Inhalt der korrigierten Farbauszüge nicht aus Farbmeßwerten, sondern aus Farbstoffdosierungen bestehen muß, die weitgehend von den verwendeten Wiedergabefarbstoffen, dem Druckpapier und dem Druckverfahren abhängen.

Gründe für eine noch weiter gehende Umwandlung liegen in der in der Praxis häufig auftretenden Notwendigkeit, auch solche Bildvorlagen möglichst günstig wiederzugeben, bei denen der Farbenbereich der Vorlagenfarbstoffe nicht dem der Wiedergabefarbstoffe entspricht oder bei denen der Farbenbereich der Vorlage mehr oder weniger stark verzerrt ist (sogenannte farbstichige oder auch zu harte Vorlagen), wobei es dann erwünscht ist, die Farbwerte der Reproduktion gegenüber denen der Vorlage bewußt in bestimmter Weise zu verändern.

Aus allen diesen Gründen ist eine Umwandlung der zunächst gewonnenen sogenannten unkorrigierten Farbauszüge in sogenannte korrigierte Farbauszüge fast stets erforderlich.

Im folgenden soll unter »unkorrigierten Farbauszügen« die Gesamtheit der Tripel von Farbmeßwerten verstanden werden, deren jedes zu einem Bildpunkt des Originals gehört. Sie werden durch optische Auswertung der Vorlage mit einem Lichtaufnahmeorgan bestimmter spektraler Empfindlichkeitsverteilung gewonnen (z. B. photographische Platte, Photozelle usw.) durch drei Farbfilter bestimmter spektraler Durchlässigkeit und bei einer Beleuchtung mit einer Lichtquelle von bestimmter spektraler Energieverteilung. Die Auswertung kann für die gesamte Vorlage gleichzeitig erfolgen (z. B. photographische Aufnahmen) oder für eine Vielzahl von einzelnen Bildpunkten der Vorlage in zeitlicher Aufeinanderfolge (z. B. Bildabtastung mit wanderndem Lichtpunkt und Photo-Reproduktionstechnische elektronische
Vorrichtung zur Umrechnung eines Satzes von unkorrigierten Farbauszügen in einen Satz von korrigierten Farbauszügen

Anmelder:

Fa. Dr.-Ing. Rudolf Hell,
Kiel-Dietrichsdorf, Grenzstr. 1-5

Dipl.-Ing. Fritz-Otto Zeyen, Heikendorf bei Kiel, ist als Erfinder genannt worden

zelle). Die unkorrigierten Farbauszüge können in verschiedenen Formen vorliegen, z. B. in Form von photographischen Platten (»unkorrigierten Farbauszügen« im engeren Sinne der Reproduktionstechnik), die vom Original durch bestimmte Farbfilter hindurch aufgenommen worden sind und bei denen zu jedem Bildpunkt ein Tripel von photographischen Schwärzungen bzw. Tranparenzen gehört, oder in der Form dreier Photozellenströme, die beim synchronen, gleichzeitigen, zellenförmigen Abtasten solcher photographischer Auszüge mittels eines wandernden Lichtpunktes und einer Photozelle entstehen.

Im folgenden soll unter »korrigierten Farbauszügen« die Gesamtheit der Tripel von Farbstoffdosierungen verstanden werden, deren jedes zu dem betreffenden Vorlagenbildpunkt entsprechenden Bildpunkt der Reproduktion gehört. Auch die Farbstoffdosierungen können in verschiedenen Formen vorliegen, z. B. als »relative Rasterpunktgrößen« beim Hochdruck oder als »relative Näpfchentiefen« beim Tiefdruck oder aber auch als Schwärzungen bzw. Transparenzen dreier photographischer Platten (»korrigierten Farbauszügen« im engeren Sinne der Reproduktionstechnik), mit deren Hilfe die Druckformen für den Hoch-, Tief- oder Offsetdruck hergestellt werden, und schließlich auch als Tripel von elektrischen Spannungen, welche drei in der Helligkeit veränderbare Lichta quellen steuern, mittels deren drei photographische Platten als korrigierte Auszüge punkt- und zeilenweise belichtet werden, wie dieses von der Technik der Bildtelegraphie her bekannt ist.

Das übliche Verfahren der Korrektur der ursprünglichen (nicht korrigierten) Farbauszüge besteht darin,

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die Farbauszugsnegative von Hand zu retuschieren oder die mittels der unkorrigierten Farbauszüge hergestellten und noch nicht bis zur Druckfähigkeit ausgeätzten Druckformen partiell nachzuätzen.

Ferner werden die photomechanischen Maskenverfahren verwendet. Bei diesen werden von den unkorrigierten Farbauszugsnegativen für je eine Farbe im Kopierverfahren Positive verschiedener Dichten hergestellt, die in verschiedenen Kombinationen mit den ursprünglichen Negativen für die jeweils beiden anderen Farben zur Deckung gebracht werden. Diese Paare von Platten werden wieder kopiert, so daß man von den ursprünglichen Negativen Positive mit abgeänderter Dichte erhält. Für den Hochdruck werden diese Positive abermals kopiert, so daß sich schließlich mehr oder weniger gut korrigierte Farbauszugsnegative ergeben. Immerhin verläßt man sich bei der photomechanischen Herstellung von Masken nicht mehr allein auf das Gefühl und auf das Auge, sondern bedient sich meßtechnischer \^rerfahren, indem man Graukeile und Farbmustertafeln von bestimmter Abstufung mitphotographiert, um den zu wählenden Dichteumfang der Masken besser beurteilen zu können. Die Maskenverfahren sind aber nicht genau und erfordern fast immer eine manuelle Nachretusche der korrigierten Farbauszugsplatten.

Die manuellen und photomechanischen Korrekturverfahren sind sehr mühsam und zeitraubend und verlangen besonders ausgebildete Fachkräfte (Retuscheure, Ätzer), die über große Erfahrung und künstlerisches Einfühlungsvermögen verfügen müssen. In neuerer Zeit bürgert sich die Ausstattung von Zeitungen und Zeitschriften mit farbigen Reproduktionen immer mehr ein, so daß sich bei Fortgang dieser Entwicklung die Anwendung der kostspieligen und zeitraubenden manuellen und photomechanischen Korrekturverfahren auf die Dauer nicht aufrechterhalten läßt.

Es sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die Farbkorrektur zu automatisieren, indem man den Zusammenhang zwischen den korrigierten und unkorrigierten Farbauszügen auf Grund irgendwelcher Theorien über den Farbkorrekturprozeß analytisch zu erfassen versuchte.

Grundsätzlich wird dabei so vorgegangen, daß das farbige Original selbst photoelektrisch abgetastet wird oder daß drei vorher hergestellte unkorrigierte photographische Farbauszüge des Originals photoelektrisch abgetastet werden, daß die so gewonnenen, durch elektrische Signale dargestellten Farbmeßwerte des Originals in einer elektronischen Rechenmaschine in ebenfalls durch elektrische Signale dargestellte Farbdosierungen umgerechnet werden und daß die errechneten Farbdosierungen mit Hilfe von Schreiblampen in Form von korrigierten photographischen Farbauszügen punktweise aufgezeichnet werden oder daß mittels der errechneten Farbdosierungen die drei Druckformen unmittelbar elektromechanisch graviert werden.

Hier sind zunächst die Maskengleichungen zu erwähnen, die von verschiedenen Autoren aufgestellt worden sind. Hierbei werden drei von dem farbigen Original hergestellte unkorrigierte photographische Farbauszüge abgetastet, die Maskendichten errechnet und photographisch aufgezeichnet. Danach werden die Masken mit den unkorrigierten Farbauszugsnegativen zur Deckung gebracht und kopiert. Die Positivkopien liefern für den Tiefdruck die korrigierten Farbauszüge. Für den Hochdruck werden die Positivkopien abermals kopiert, und die erhaltenen Negativkopien ergeben die korrigierten Farbauszüge. Die Maskengleichungen

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haben sich in der Praxis nicht bewährt und sind nicht genau genug, wenn sie auf Auf sichtskopien angewandt werden.

H. E. J. Neugebauer (Dissertation »Zur Theorie des Mehrfarbendrucks«, Dresden, 1935) hat Gleichungen angegeben, die den Farbkorrekturprozeß für den Hochdruck zum erstenmal rechnerisch exakt zu erfassen gestatten. Es handelt sich dabei um drei algebraische Gleichungen dritten Grades, die die bekannten

ίο Farbmeßwerte (hier speziell die Normfarbwerte nach Din 5033) des farbigen Originals als ganze rationale Funktionen dritten Grades der unbekannten Farbdosierungen liefern. Die Elimination der drei Unbekannten führt jede der drei Unbekannten auf je eine algebraische Gleichung neunten Grades, die bekanntlich im allgemeinen algebraisch nicht mehr auflösbar sind. Die Auflösung der Neugebauer-Gleichungen kann also nur durch Näherungsverfahren, z. B. durch schrittweise erfolgende Eingabelung, vorgenommen werden, indem man von willkürlich gewählten Anfangslösungswerten ausgeht und diese durch gelenkte Eingabelung laufend verbessert, bis die Gleichungen mit hinreichender Genauigkeit erfüllt sind.

Bonzanigo (Dissertation, Zürich, 1939) hat eine im wesentlichen mechanische Rechenmaschine zur Lösung der Neugebauer-Gleichungen angegeben, die aber viel zu langsam arbeitet, um mit der Zuführungsgeschwindigkeit der Farbmeßwerte, die durch die heutzutage geforderte Abtastgeschwindigkeit der Vorlage oder der photographischen Farbauszüge gegeben ist, Schritt zu halten.

Hardy und Wurzburg (US A.-Patentschrif t 2 434 561 vom 12. 1. 1948, Hardy u. a.: »Color Facsimili«) haben eine elektronische Rechenanlage entwickelt, mit der die Neugebauer-Gleichungen gelöst werden. Da die Gleichungen nicht explizite nach den Unbekannten aufgelöst vorliegen, sind Rückkopplungen erforderlich, um die Lösung durch Eingabelung in einzelnen aufeinanderfolgenden Schritten durchzuführen. Dies geschieht elektronisch mit sehr großer Geschwindigkeit, so daß die Lösungen für ein Unbekanntentripel in weniger als einer Millisekunde gefunden werden, einer Rechengeschwindigkeit, die der Abtastgeschwindigkeit entspricht.

Aber auch die Neugebauer-Gleichungen sind für die Anforderungen der Praxis nicht ausreichend, da sie nicht die Tonwertverzerrungen berücksichtigen, die einerseits durch die Reproduktion ungerasteter Bildvorlagen mittels gerasteter Drucke zustande kommen und die andererseits durch den Ätzvorgang bei der Herstellung der Druckformen hervorgerufen werden. Schließlich gelten die Neugebauer-Gleichungen nur für den Hoch- und Offsetdruck. Beim Tiefdruck hängt die Farbwirkung nicht wie beim Hochdruck nur von der räumlichen Verteilung der acht reinen und Mischfarben ab, sondern noch wesentlich von der Schichtdicke der einzelnen reinen Druckfarben, die im allgemeinen für jede Farbe von Bildpunkt zu Bildpunkt veränderlich ist im Gegensatz zum Hoch- und Flachdruck, wo mit konstanten Farbschichtdicken gedruckt wird.

Die Versuche, den Zusammenhang zwischen den unkorrigierten und den korrigierten Farbauszügen beim Tiefdruck mathematisch genau zu erfassen, haben bisher allen Bemühungen getrotzt, und die Näherungsformeln, die hierzu vorgeschlagen worden sind, sind für die Praxis zu ungenau. Dies liegt daran, daß gerade beim Tiefdruck die Farbwirkung der Übereinanderdrucke der Wiedergabedruckfarben von sehr vielen schwer zu übersehenden Faktoren abhängt.

In neuerer Zeit ist man davon abgekommen, die Beziehungen zwischen den Farbmeßwerten des Originals und den Dosierungen der Druckfarben für die verschiedenen Druckverfahren auf Grund irgendwelcher Theorien über die Farbmischung analytisch zu er- £ gründen, d. h. in mathematische Formeln zu fassen. Man begnügt sich vielmehr damit, die Zusammenhänge empirisch durch zahlreiche Messungen an Farbprobetäfeichen zu ermitteln, wobei man dann sichergeht, daß die empirisch ermittelten Beziehungen für ein be- ία stimmtes Druckverfahren, sofern man weitgehend genormte Bedingungen für die Druckfarben und das Druckpapier einführt, zwangläufig richtig sind.

Nach einem neueren Vorschlag von H. E. J. Neugebauer (deutsche Patentanmeldung A 224091Va/57d der Klasse 57 d vom 31. 3. 1955, bekanntgemacht am 2. 8. 56) werden die trichromat!sehen Koordinaten einer großen Anzahl von P robetäf eichen gemessen und zusammen mit den für die Herstellung der Probetäfelchen benutzten Farbstoffmengen im Speicher einer automatischen registriert und die für die Herstellung der Reproduktionen benötigten Farbstoffmengen in Abhängigkeit von den trichromatischen Koordinaten der farbigen Bilder dem Speicher entnommen.

Aber gleichviel, ob der Zusammenhang zwischen den korrigierten und unkorrigierten Farbauszügen auf theoretischem oder empirischem Wege gefunden worden ist, in jedem Falle sind die Farbdosierungeni?, R₁ G gewisse charakteristische, eindeutige und stetige Funktionen b, r, g der drei Farbmeßwerte X,Y,C:

B^b (X₁ Y₁ Z) (Blau) R = r(X, Y, Z) (Rot) G = g(X, Y, Z) (Gelb)

wobei die drei Funktionen b, r, g von den Wiedergabedruckfarben, dem Druckpapier und dem Druckverfahren abhängen.

Die elektrische Darstellung dieser drei Funktionen je dreier Variabler in einem Farbscanner erfordert das elektrische Umrechnen der Farbmeßwerte X, Y, Z in die Farbdosierungen B₁ R₁ G, wobei die Funktionsund Variablenwerte durch diesen proportionale elektrische Signale dargestellt werden.

Wenngleich es bekannt und möglich ist, Funktionen von drei Variablen auf elektrischem Wege darzustellen, so sind die hierfür bekannten Vorrichtungen sehr kompliziert (z. B. elektrooptische Speicher aus Linsenrasterfilmen), so daß es wünschenswert erscheint, diese komplizierten Vorrichtungen durch einfachere zu ersetzen. Beim Übergang von zwei auf drei Veränderliehe bei der elektrischen Darstellung von Funktionen bestehen grundsätzliche Schwierigkeiten, welchenur durch ungewöhnlichen Aufwand beseitigt werden können.

Diese Schwierigkeiten werden unter Zugrundelegung der aufgefundenen mathematischen Tatsache verringert, daß die drei Funktionen je dreier Variabler

B = b(X, Y, Z) (Blau)

R = r(X, Y, Z) (Rot)

G^g(X₁Y₁Z) (Gelb)

welche die Beziehungen zwischen den Farbmeßwerten X, Y, Z und den Farbstoffdosierungen B, R₁ G darstellen, auf Grund der symmetrischen Struktureigenschaften

B = b_s(U;Z) (Blau) ⁶S R = r₃(V;X) (Rot) G^g₃(W;Y) (Gelb)

worin b₃, r₃, g₃ drei andere Funktionen je zweier der sechs Variablen U₁ V₁ TV; Χ, Υ, Z und U₁ V₁ W drei

Funktionen der drei Variablen X₁ Y₁ Z von der Form

U = [X—b_± (Y₁Z)]-b₂ (Y₁Z) V = [Y -T₁ (Z₁X)} -T ₂(Z₁X) JV= [Z—_gl (X₁Y)]-g₂ (X₁Y)

und b_t, r_v g_±; b₂, r₂, g₂ sechs weitere Funktionen je zweier der drei Variablen X₁ Y₁Z sind, auf neun Funktionen je zweier Variabler reduziert werden.

Die aufgewiesenen symmetrischen Struktureigenschaften, d. h. die Ausdrücke für die drei Zwischenvariablen U₁ V, W₁ haben sich durch umfangreiche Untersuchungen und Messungen an Hand einer großen Anzahl von Probefarbtafeln ergeben, die mit allen möglichen Übereinanderdruckkombinationen dreier Wiedergabefarben in allen möglichen Dichten hergestellt wurden. Diese Struktureigenschaften bleiben erhalten, wenn man zu anderen Wiedergabedruckfarben, zu anderen Druckpapiersorten und zu einem anderen Druckverfahren übergeht.

Ersetzt man in den Gleichungen für R₁ B₁ G die Zwischenvariablen U₁ V₁ W durch ihre oben angegebenen Werte, so nehmen die drei Funktionen b, r, g die Form an

B = b_a{ [X - b_± (Y₁ Z)]-b₂ (Y₁ Z) ;Z} (Blau) R = r₃{ [Y - T₁ (Z₁ X) ] · r₂ (Z₁ X); X} (Rot) G = g_s{[Z - _gl (X₁ Y)]-g₂ (X₁ Y); Y} (Gelb)

worin bei dieser Darstellung b_s, r₃, g_s drei andere Funktionen sind.

Die Betrachtung dieser drei Gleichungen ergibt, daß sie einheitlich aufgebaut sind und jeweils aus drei ineinandergeschachtelten Funktionen bestehen.

Der erste Ausdruck in der eckigen Klammer stellt eine Nullpunktunterdrückung der ersten Größe dieser Klammer dar. Der zweite Ausdruck zwischen eckiger Klammer und Semikolon stellt eine Verstärkung der nullpunktsunterdrückten Größe mit veränderlichem Verstärkungsfaktor dar. Die Gesamtfunktion schließlich hängt außer von dem Ergebnis des aus beiden Ausdrücken gebildeten Produktes noch von einer der Variablen X₁ Y₁ Z explizite ab. Die Funktionen b_v ^rv Si und b₂, r₂, g₂ hängen jeweils nur von je zweien der drei Variablen X₁ Υ, Z ab. Die Zwischenvariablen. U₁ V₁ W hängen von je einer der Variablen X₁ Y, Z und von je zweien der sechs Funktionen b_±, r_v g_t und ^2> ^r2> Sz explizite ab. Implizite hängen sie von allen drei Variablen X, Y₁ Z ab. Durch Einführung der Zwischenvariablen U₁ V₁ W hängen die Farbdosierungen B₁ R₁ G₁ d. h. die Funktionen b₃, r₃, g₃, explizite jeweils von nur je zwei Variablen ab, nämlich von je einer der Zwischenvariablen U₁ V₁ W und je einem der Farbmeßwerte X₁ Y₁ Z.

An und für sich wäre auch eine Reduktion der drei ursprünglichen Funktionen b, r, g je dreier Variabler auf mehr oder weniger als neun Funktionen je zweier Variabler möglich. Eine Reduktion auf weniger als neun Funktionen würde indessen für die Praxis zu ungenau und eine Reduktion auf mehr als neun Funktionen zu aufwendig für die vorliegenden Zwecke werden. Die Bedeutung der Struktureigenschaften liegt also gerade in der Reduktion auf nicht mehr und nicht weniger als neun Funktionen je zweier Variabler.

Eine elektronische Rechenvorrichtung zur Ausführung der erforderlichen Rechen- und funktionalen Operationen wird dementsprechend aus drei Hauptteilen bestehen:

1. einer Schaltung zur Unterdrückung des Nullpunktes einer Eingangsgröße in der vorgegebenen funktionalen Abhängigkeit von den beiden anderen Eingangsgrößen,

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2. einer Schaltung zur Verstärkung der nullpunktunterdrückten Eingangsgröße in der vorgegebenen funktionalen Abhängigkeit von den beiden anderen Eingangsgrößen,

3. einer Schaltung zur nochmaligen Verzerrung der nullpunktunterdrückten und verstärkten Eingangsgröße in der vorgegebenen funktionalen Abhängigkeit von einer der beiden anderen Eingangsgrößen.

Am Ausgang dieser Schaltung erhält man eine Größe, die der korrigierten, also korrekten Dosierung der betreffenden Wiedergabefarbe entspricht.

Erfmdungsgemäß wird das beschriebene mathematische Verfahren mittels einer elektronischen Rechenmaschine durchgeführt, die durch die folgenden Schaltmittel und deren Verbindung gekennzeichnet ist:

a) drei gleichartig aufgebaute elektronische Rechenkanäle mit je drei Eingängen und je einem Ausgang, deren Eingängen die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farbmeßwerte X, Y, Z der farbigen Bildpunkte des zu reproduzierenden Originalbildes zugeführt und deren Ausgängen die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farbdosierungen B, R, G der zu druckenden farbigen Bildpunkte der Reproduktion entnommen werden;

b) jeder Rechenkanal besteht aus einem Hauptkanal und zwei Steuerkanälen;

c) jeder Hauptkanal besteht aus der Reihenschaltung eines Subtraktionsschaltmittels, eines Multiplikationsschaltmitels und eines Funktionsschaltmittels, deren jedes je einen Haupteingang, einen Steuereingang und einen Ausgang hat, der jeweils mit dem Haupteingang des nächstfolgenden Schaltmitels verbunden ist;

d) dem Ausgang des Funktionsschaltmittels im Hauptkanal wird das Signal entnommen, welches der Farbdosierung (B_j R, G) proportional ist, die im Kanal errechnet wird;

e) dem Eingang des Subtraktionsschaltmittels im Hauptkanal wird dasjenige Signal zugeführt, welches dem Farbmeßwert (X, Y, Z) proportional ist, welcher der dem Ausgang des Hauptkanals entnommenen Farbdosierung bezüglich der Farbe entspricht X:B; Y:R; Z:G);

f) dem Steuereingang des Funktionsschaltmittels im Hauptkanal wird das Signal zugeführt, welches dem Farbmeßwert (X, Y, Z) proportional ist, der bei zyklischer Anordnung der Farbmeßwerte X, Υ, Z in dieser Reihenfolge und Richtung demjenigen Farbmeßwert unmittelbar vorangeht, dessen proportionale Signalspannung dem Haupteingang des Hauptkanals zugeführt wird;

g) die beiden Steuerkanäle bestehen jeweils aus der eingangsseitigen Parallelschaltung zweier Funktionsschaltmittel mit je zwei Eingängen und je einem Ausgang. Die beiden einander entsprechenden, zu derselben Variablen gehörenden Eingänge sind jeweils parallel geschaltet, und den beiden Eingangspaaren wird je eines derjenigen beiden Signale zugeführt, die den beiden übrigen Farbme.Uverten proportional sind, welche nicht dem Haiptkanal zugeführt werden;

h) der Ausgang des ersten Steuerkanals ist mit dem Stenereingang des Subtraktionsschaltmittels, der Ausgang des zweiten Steuerkanals mit dem Steuereingang des Multiplikationsschaltmittels im Haupt-• kanal verbunden.

An Hand der Fig. 1 bis 10 wird die Erfindung näher erläutert, von denen die

Fig. 1 bis 9 graphische Darstellungen von Beispielen der Funktionen b_u r_b g_t (i = 1, 2, 3) und die

Fig. 10 ein grundsätzliches Blockschaltbild der elektronischen Rechenmaschine zeigen.

In den Fig. 1 bis 9 sind neun Beispiele für den Verlauf der Funktionen b_b r_ti g_t (i=l, 2, 3) dargestellt. Da diese Funktionen von zwei Variablen abhängen, sind sie bei ihrer graphischen Darstellung als Kurvenscharen dargestellt, die sich ergeben, wenn man eine Variable als unabhängige Variable und die andere als Scharparameter wählt. Die Beispiele zeigen qualitativ den ungefähren Verlauf dieser Funktionen unter Zugrundelegung bestimmter Wiedergabedruckfarben, einer bestimmten Papiersorte und des Tiefdruckverfahrens. Bei Änderung der Wiedergabedruckfarben, des Druckpapiers und des Druckverfahrens ändern die Funktionen ihren charkteristischen Verlauf nicht. Die jeweils übereinander gezeichneten Funktionsbeispiele δ,·, T_i, gi (i=l, 2, 3) in den Fig. 1, 4, 7; 2, 5, 8 und 3, 6, 9 sind überdies vom gleichen Charakter, unabhängig von der zu korrigierenden Farbkomponente.

Die Funktionen b_v r_v g_x in den Fig. 1, 4, 7 zeigen Geradenscharen, wobei in Fig. 1 Y als unabhängige Variable und Z als Parameter, in Fig. 4 Z als unabhängige Variable und X als Parameter und in Fig. 7 X als unabhängige Variable und Y als Parameter gewählt wurde. In Fig. 1 hat die fallende Geradenschar einen (nicht gezeigten) Vereinigungspunkt auf der Y-Achse, in Fig. 4 verläuft die Geradenschar parallel zur Z-Achse, und in Fig. 7 besteht die Geradenschar aus parallelen, fallenden Geraden.

Bei den Funktionen b₂, r₂, g₂ ist die Fig. 2 Y als unabhängige Variable, in Fig. 5 X als unabhängige Variable und Z als Parameter und in Fig. 8 Y als unabhängige Variable und X als Parameter gewählt worden. Die Funktion b₂ ist im Beispielsfalle unabhängig von Ζ, weshalb ihr Verlauf nur durch eine einzige Kurve dargestellt wird. Die Kurvenscharen verlaufen monoton fallend mit negativem, wachsendem Differentialquotienten.

Bei den Funktionen &₃, r₃, g_s ist in Fig. 3 U als unabhängige Variable und Z als Parameter, in Fig. 6 V als unabhängige Variable und in Fig. 9 W als unabhängige Variable gewählt worden. Die Funktion r₃ in Fig. 6 ist im Beispielsfalle von X und die Funktion g₃ in Fig. 9 von Y unabhängig, so daß diese beiden Funktionen durch je eine einzige Kurve dargestellt werden. Die Kurvenscharen dieser drei Funktionen verlaufen monoton steigend mit positivem, wachsendem Differentialquotienten.

In Fig. 10 ist ein grundsätzliches Blockschaltbild der elektronischen Analogierechenmaschine zur Durchführung der Rechen- und funktionalen Operationen dargestellt. In dieser Rechenmaschine werden die Eingangswerte, d. h. die Farbmeßwerte, durch ihnen proportionale Spannungen dargestellt und die Ausgangswerte, d. h. die Farbdosierungen, ebenfalls durch diesen proportionale Spannungen. Diese Spannungen können Gleich- oder Wechselspannungen sein.

Um die Einführung neuer Bezeichnungen zu vermeiden, werden die elektrischen Eingangsspannungen wieder mit Χ, Υ, Z und die elektrischen Ausgangsspannungen wieder mit B₁ R_; G bezeichnet. Die drei Eingangsspannungen Χ, Υ, Z können von einer photoelektrischen Abtastung dreier nicht korrigierter photographischer Farbauszüge oder von einer durch drei geeignete Farbfilter hindurch vorgenommenen photoelektrischen Abtastung des farbigen Originals selbst herrühren.

ίο

Die drei elektrischen Ausgangsspannungen -S_j R, G können dabei die Steuerspannungen dreier Schreibiampen sein, mittels deren die drei korrigierten photographischen Farbauszüge aufgezeichnet werden, oder aber sie können die Steuerspannungen für die Antriebssysteme dreier Gravierwerkzeuge liefern, mit deren Hilfe die drei Farbauszugsdruckformen für die Reproduktion des Originals unmittelbar graviert werden.

Funktionswerte z, wenn die Variablenpaare x, y dieser Vorrichtung zugeführt werden, geschieht dabei in der folgenden Weise:

Auf der einen Seite der Speicherplatte ist eine Kathodenstrahlröhre angeordnet, deren Schirm der Platte zugewandt ist. Ein Elektronenstrahl wird durch eine horizontale und vertikale Ablenkspannung, welche den beiden Variablen X₁ y proportional sind, abgelenkt. Der abgelenkte Lichtpunkt auf dem Schirm der Röhre

Die Schaltung besteht aus drei gleichartig auf- io wird durch eine Optik auf die Speicherplatte an der

gebauten elektronischen Rechenkanälen 7, 10, 13, 16, 19; 8, 11, 14, 17, 20 und 9, 12, 15, 18, 21 mit je drei Eingängen und je einem Ausgang, deren Eingängen 1, 2, 3 die Farbmeßwertspannungen X, Y, Z der farbigen Bildpunkte des zu reproduzierenden Originalbildes zugeführt und deren Ausgängen 4, 5, 6 die Farbdosierungsspannungen B_j R, G der zu druckenden farbigen Bildpunkte der Reproduktion entnommen werden.

Stelle χ, y abgebildet. Entsprechend der dort angetroffenen Schwärzung, die dem zugehörigen Funktionswert ζ entspricht, wird das durch die Platte hindurchgehende Licht mehr oder weniger geschwächt. 15 Auf der anderen Seite der Platte ist eine Optik angeordnet, welche den durch die Platte hindurchgehenden Lichtstrahl auf die Kathode einer Photozelle abbildet. In der Photozelle wird die veränderliche Lichtintensität, die den verschiedenen Schwärzungen Jeder Rechenkanal besteht aus einem Hauptkanal so der Speicherplatte entspricht, in einen schwankenden und zwei Steuerkanälen. Die Hauptkanäle bestehen je- photoelektrischen Strom umgewandelt, dessen Intenweils aus der Reihenschaltung der Subtraktionsschalt- sität dem zugehörigen Funktionswert ζ proportional mittel 7, 8, 9, der Multiplikationsschaltmittel 10, 11, ist.

12 und der Funktionsschaltmittel 13, 14, 15, deren An Stelle der photographischen Registrierung der jedes je einen Haupteingang, einen Steuereingang und 25 Funktionswerte in Form von Schwärzungen auf der einen Ausgang hat. Speicherplatte kann auch eine Registrierung der

Die drei Paare von Steuerkanälen 16, 19; 17, 20 FunktionswerteinFormvonLadungsdichtenineinem und 18, 21 beeinflussen je einen Hauptkanal, und zwar elektronenoptischen Speicher vorgenommen werden, die Steuerkanäle 16, 19 den Hauptkanal 7, 10, 13, die wobei, ähnlich wie in einer Bildzerlegerröhre, die Steuerkanäle 17, 20 den Hauptkanal 8, 11, 14 und die 30 Ladungen durch einen Elektronenstrahl abgetastet Steuerkanäle 18, 21 den Hauptkanal 9, 12, 15. Jedes werden.

Paar von Steuerkanälen besteht jeweils aus der ein- Wenn es sich um die Darstellung einer monotonen

gangsseitigen Parallelschaltung zweier Funktions- Funktion mit monoton verlaufendem Differentialschaltmittel mit je zwei Eingängen und je einem Aus- quotienten handelt, so kann man hierfür in vorteilgang. Die beiden einander entsprechenden, zu der- 35 hafter Weise rein elektronische Vorrichtungen unter selben Variablen gehörenden Eingänge der beiden Ausnutzung der Kennlinienkrümmungen von Elek-Funktionsschaltmittel eines Paares sind jeweils par- tronenröhren verwenden. Diese Kennlinien kann man allel geschaltet, und den beiden Eingangspaaren wird durch Wahl des Arbeitspunktes, durch den Grad der je eine derjenigen beiden Farbmeßwertspannungen zu- Aussteuerung, durch Übersteuerung bis ins Sättigeführt, welche nicht dem Hauptkanal zugeführt 40 gungsgebiet hinein und durch Beschneiden ihres

werden.

Der Ausgang des ersten Steuerkanals 16, 17, 18 jedes Paares ist mit dem Steuereingang des Subtraktionsschaltmittels 7, 8, 9, der Ausgang des zweiten Steuerkanals 19, 20, 21 jedes Paares mit dem Steuereingang des Multiplikationsschaltmittels 10, 11, 12 im Hauptkanal verbunden.

Den Steuereingängen der Funktionsschaltmittel 13, 14, 15 in den drei Hauptkanälen werden die Farbmeßwertspannungen Ζ, X, Y zugeführt.

Die Subtraktionsschaltmitel 7, 8, 9 bestehen in ihrer einfachsten Form darin, daß die beiden voneinander zu subtrahierenden Spannungen unter Beachtung der Phasengleichheit gegeneinandergeschaltet werden.

unteren oder oberen Teiles einen in gewissen Grenzen beliebigen, monoton steigenden Verlauf mit positivem, monoton wachsendem oder abnehmendem Differentialquotienten geben. Durch Addition solcher Kennlinien kann man weitere monoton steigende Kurvenformen erhalten.

Im einfachsten Falle besteht eine solche elektronische Vorrichtung aus einer Verstärkerröhre, deren Gitter die zu verstärkende Wechselspannung konstanter Amplitude zugeführt wird und deren Anodenkreis die verzerrte Wechselspannung mit der gewünschten Amplitudenfunktion, die der Kennlinienfunktion entspricht, entnommen wird.

Wenn es sich, wie in den in den Fig. 3, 6, 9 ge-

Die Multiplikationsschaltmittel 10, 11, 12 bestehen 55 zeigten Beispielen für die Funktionen b₃, r₃, g₃ um

aus linearen Regelverstärkern, deren Haupteingängen der eine Faktor und deren Regeleingängen der andere Faktor des zu bildenden Produkts zugeführt wird. Hierbei wird die Verstärkung des einen Faktors in Abhängigkeit von dem anderen Faktor gesteuert.

Für die Herstellung der Funktionen &,·, r,-, g_t 2, 3) je zweier Variabler in den Funktionsschaltmitteln 13 bis 21 gibt es eine große Anzahl von Möglichkeiten.

monoton wachsende Funktionen mit positivem, monoton wachsendem oder abnehmendem Differentialquotienten handelt, so kann man zu ihrer Herstellung die in geeigneter Weise verzerrten Kennlinien oder Summenkurven 'solcher Kennlinien unmittelbar verwenden.

Die Kurvenverläufe nach den Fig. 2, 5, 8, in denen

die Funktionen b„

g₂ monoton fallen und einen

negativen, zunehmenden Differentialquotienten haben,

Hier sind zunächst die elektro-optischen Speicher 65 kann man dadurch erhalten, daß man die Kurvenbekannt, bei denen die Funktionswerte s einer scharen, nach den Fig. 3, 6, 9 von einer Geradenschar Funktion z — f {x, y) zweier Variabler χ und y auf parallel zur Achse der unabhängigen Koordinate abeiner rechteckigen Film-oder Glasplatte an den Orten zieht. Elektrisch geschieht dies dadurch, daß man mit den rechtwinkligen Koordinaten x, y in Form von Wechselspannungen mit einem Amplitudenverlauf Schwärzungen registriert sind. Das Entnehmen der 70 nach den Fig. 3, 6, 9 von einer Wechselspannung kon-

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Claims (1)

1. stanter Amplitude und gleicher Frequenz subtrahiert unter Beachtung der Phasengleichheit.

   Es sind weiter Vorrichtungen zur elektrischen oder elektronischen Darstellung von Funktionen zweier Variabler bekannt, bei denen in einer Kathodenstrahlröhre der Elektronenstrahl horizontal durch eine unabhängige Spannung und vertikal entsprechend einer auf dem Schirm aufgebrachten Funktionsschablone abgelenkt wird, wobei die vertikale, durch den Schablonenschlitz bzw. -kontur automatisch gesteuerte Ablenkspannung die nach der gewünschten Funktion verlaufende abhängige Spannung liefert.

   Schließlich sind noch Schaltungen bekannt, bei denen eine beliebige Kurvenform durch einen Polygonzug angenähert wird. Die Herstellung solcher Streckenzüge geschieht durch einen aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteiler, dem die unabhängige Spannung zugeführt wird und dessen einer Widerstand durch Parallelschaltung einer Anzahl von mit Vorschaltwiderständen versehenen, verschieden vorgespannten elektrischen Ventilen spannungsabhängig ist, wobei die einzelnen Ventile nacheinander stromdurchlässig werden, wenn derjenige Teil der unabhängigen Spannung, der an den Ventilen liegt, die Vorspannung der einzelnen Ventile überschreitet, und wobei die abhängige Spannung an einem der beiden Spannungsteilerwiderstände abgenommen wird.

   Wenn es sich um die Korrektur von Mehrfarbenauszügen handelt, z. B. eines Vierfarbenauszuges, welcher einen zusätzlichen Schwarzauszug enthält, oder eines Sechsfarbenauszuges, wie er beim Offsetdruck verwendet wird, so wird zunächst ein. Dreifarbenauszug hergestellt und dieser nach dem angegebenen Verfahren korrigiert. Dieser korrigierte Dreifarbenauszug wird sodann in einen korrigierten Vier- bzw. Sechsfarbenauszug ohne erneute Korrektur umgerechnet, was aber nicht mehr Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

   Patentanspruch:

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   Reproduktionstechnische elektronische Vorrich tung zur automatischen Umrechnung eines Satzes von drei nicht korrigierten Farbauszügen (Blau, Rot, Gelb), repräsentiert durch die Gesamtheit der Tripel von Farbmeßwerten der farbigen Bildpunkte des zu reproduzierenden farbigen Originalbildes, in einen Satz von drei korrigierten Farbauszügen (Blau, Rot, Gelb), repräsentiert durch die Gesamtheit der Tripel der Farbdosierungen der übereinander zu druckenden farbigen Bildpunkte der Reproduktion, unter Zugrundelegung der mathematischen Tatsache, daß die drei Funktionen je dreier Variabler

   B = b(X, Y₁ Z) (Blau)

   R = r (X₁Y₁Z) (Rot)

   G=^g(X₁Y₁Z) (Gelb)

   welche die Beziehungen zwischen den Farbmeßwerten X₁ Y₁ Z und den Farbdosierungen B₁ R₁ G darstellen, auf Grund der symmetrischen Struktureigenschaften _Β=^_{υ. ^

   R = r₃(V; X) G = ^(W₁Y)

   worin b_z, r₃, g_a drei andere Funktionen je zweier

   der sechs Variablen U, V, W; Χ, Υ, Z und die Zwischenvariablen U₁ V₁ W drei Funktionen der drei Variablen X₁ Y₁ Z von der Form

   U = [X^b₁(Y₁Z)] ^b₂(Y₁Z) V = IY -T _i(Z₁X)} -V ₂(Z₁X) W = [Z - _gl (X₁Y)]· g₂ (X₁Y)

   und b_v r_v g_±; b₂, r₂, g₂ sechs weitere Funktionen je zweier der drei Variablen X₁ Y₁ Z sind, auf neun Funktionen je zweier Variabler reduziert werden, gekennzeichnet durch die folgenden Schaltmittel und deren Verbindung:

   a) drei gleichartig aufgebauteelektronischeReehenkanäle mit je drei Eingängen und je einem Ausgang, deren Eingängen die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farbmeßwerte X₁ Y₁ Z der farbigen Bildpunkte des zu reproduzierenden Originalbildes zugeführt und deren Ausgängen die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farbdosierungen B₁ R₁ G der zu druckenden farbigen Bildpunkte der Reproduktion entnommen werden;

   b) jeder Rechenkanal besteht aus einem Hauptkanal und zwei Steuerkanälen;

   c) jeder Hauptkanal besteht aus der Reihenschaltung eines Subtraktionsschaltmittels, eines Multiplikationsschaltmittels und eines Funktionsschaltmittels, deren jedes je einen Haupteingang, einen S teuer eingang und einen Ausgang hat, welcher jeweils mit dem Haupteingang des nächstfolgenden Schaltmittels verbunden ist;

   d) das Funktionssohaltmittel nach c), dessen Ausgang das Signal entnommen wird, welches der Farbdosierung (B₁ R₁ G) proportional ist, die im Kanal errechnet wird;

   e) das Subtraktionsschaltmittel nach c), dessen Eingang dasjenige Signal zugeführt wird, welches dem Farbmeßwert (X₁ Y₁ Z) proportional ist, welcher der dem Ausgang des Hauptkanals entnommenen Farbdosierung bezüglich der Farbe entspricht (X : Β; Y : R; Z : G);

   f) das Funktionsschaltmittel nach c), dessen Steuereingang das Signal zugeführt wird, welches dem Farbmeßwert (X₁ Y, Z) proportional ist, der bei zyklischer Anordnung der Farbmeßwerte X₁ Y₁ Z in dieser Reihenfolge und Richtung demjenigen Farbmeßwert unmittelbar vorangeht, dessen proportionale Signalspannung dem Haupteingang des Hauptkanals zugeführt wird;

   g) die beiden Steuerkanäle bestehen jeweils aus zwei Funktionsschaltmitteln mit je zwei Eingängen und je einem Ausgang, deren einander entsprechenden, zu derselben Variablen gehörenden, paarweise parallel geschalteten Eingängen je eines derjenigen beiden Signale zugeführt wird, die den beiden übrigen Farbmeßwerten proportional sind, welche nicht dem Hauptkanal zugeführt werden;

   h) der Ausgang des ersten Steuerkanals ist mit dem Steuereingang des Subtraktionsschaltmittels, der Ausgang des zweiten Steuerkanals mit dem Steuereingang des Multiplikationsschaltmittels im Hauptkanal verbunden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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