DE1597771C3

DE1597771C3 - Verfahren zur Herstellung von korrigierten Farbauszugssignalen und Farbauszügen

Info

Publication number: DE1597771C3
Application number: DE1967H0063375
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 2300 Kiel Keller
Original assignee: Dr-Ing Rudolf Hell 2300 Kiel GmbH
Current assignee: Dr-Ing Rudolf Hell 2300 Kiel GmbH
Priority date: 1967-07-22
Filing date: 1967-07-22
Publication date: 1978-09-07
Also published as: GB1227766A; DE1597771A1; DE1597771B2; CH505409A; FR1598156A; NL6810298A; JPS497605B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von korrigierten Farbauszügen für Farbreproduktion bzw. zur Anzeige und gegebenenfalls Verwertung von entsprechenden Farbkorrektursignalen, bei dem eine farbige Vorlage punktweise abgetastet und auf Rot-, Grün- und Blauanteil bezogene primäre Farbmeßwerte gebildet werden, und bei dem man bei der Bildung der Korrektursignale von den Differenzen je zweier primärer Farbmeßwerte ausgeht und dieselben in positive und negative »primäre Teilsignale« aufspaltet.

Bei bekannten Verfahren wird die zu reproduzierende farbige Bildvorlage in aufeinanderfolgenden Zeilen punkt- und zeilenweise fotoelektrisch abgetastet und das Licht der abgetasteten Bildpunkte durch Farbfilter nach Rot-, Grün- und Blauanteilen getrennt. Diese Farbanteile werden mit Hilfe von Photomultipliern in elektrische Signale umgewandelt, die im folgenden »primäre Farbmeßwerte« oder »primäre Farbmeßwertsignale« genannt werden. Aus diesen sollen anschließend die für die Reproduktion erforderlichen Farbdosierungen ermittelt werden. Dies geschieht in der Weise, daß jedes der primären Farbmeßwertsignale einer Modifikation durch die anderen, jedoch umgeformten Farbmeßwertsignale unterworfen wird. Solche Verfahren werden als Farbkorrektur bezeichnet. Ob eine Farbkorrektur befriedigend ist, wird in der Regel an Hand von Testfarben geprüft, als welche die sechs bunten Eckfarben oder

¹Q Grundfarben des Farbraumes - nämlich die drei Druckfarben Magenta, Cyan, Gelb und die drei Mischfarben erster Ordnung Grün, Violett, Orangerot - dienen. Meistens geht der Farbkorrektur eine gleiche aufbereitende Umformung der primären Farbmeßwertsignale voraus, die z. B. eine Logarithmierung und/oder eine Gradationsanpassung sein kann, die aber in die Farbkorrektur nicht wesentlich eingreift.

Bei den heute am meisten angewendeten Farbkorrekturverfahren werden entweder die Differenzen zwischen je zweien der drei primären Farbmeßwertsignale gebildet, oder es werden zuerst je zwei gemischt und die Differenzen gegen das dritte gebildet. Diese Differenzsignale enthalten, vergleichbar mit den Kompensativmasken, keine Weiß- und Grauwerte mehr. Die Differenzsignale werden anschließend nach der Polarität getrennt. Die erhaltenen primären Teilsignale repräsentieren im wesentlichen nur noch zwei Farben. Die eigentliche Farbkorrektur der umkorrigierten Farbauszugssignale wird mit Hilfe dieser primären Teilsignale, d. h. Korrektursignale, durchgeführt. Das Ergebnis dieser Farbkorrektur sind dann die korrigierten Farbauszusgsignale, welche die Farbdosierung bestimmen.

Durch die Farbkorrektur sollen die Signalamplituden dreier der sechs Eckfarben auf den Signalpegel der Farbe Weiß angehoben und die der drei anderen auf den Signalpegel der Farbe Schwarz abgesenkt werden. Hierzu stehen für jedes zu korrigierende Farbsignal nur vier oder sogar weniger variable Korrektursignale zur Verfugung, die günstigenfalls auf immer noch zwei Farben einwirken. Das hat zur Folge, daß grundsätzlich nicht alle sechs Eckfarben des Farbraumes vollständig korrigiert werden können, und daß wegen der Verkoppelung von Farbenpaaren in den Korrektursignalen die Korrektur einer einzelnen Farbe zu sich . wiederholenden Einstellvorgängen führt. Somit besteht die Aufgabe, die Farbkorrektur unabhängiger und vollständiger sowie übersichtlicher als bisher zu gestalten, indem Signale zu bilden sind, die nur noch einzelne Farben repräsentieren bzw. zu korrigieren gestatten.

Hierzu ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die bei der Abtastung gewonnenen primären Farbmeßwerte logarithmiert in positive und negative Farbmeßwertsignale aufgespalten werden, die in Addierschaltungen derart aufeinandergeschaltet werden, daß sich Signale vom gleichen Wert aufheben und Signale durchgelassen werden, die nur noch zwei Grundfarben enthalten. Durch weiteres Addieren dieser Signale in gleichartigen Addierschaltungen werden dann Signale erhalten, die einmal die drei Grundfarben Magenta, Gelb und Cyan und zum anderen die Komplementärfarben dazu, Grün, Blau und Rot, darstellen, weiche dann direkt zur Steuerung der Aufzeichnungsorgane oder zur Korrektur der logarithmierten Farbmeßwertsignale verwendet werden.

Da die primären Farbmeßwerte einer Farbe jeweils

noch Farbsignalkomponenten der anderen Farben enthalten und der Verlauf der Farbmeßwertsignale nicht der idealen Filterdurchlaßkennlinie entspricht, werden bei diesem Verfahren die Farbbereiche der erhaltenen Korrektursignale verzerrt und weisen kleinere Fehler auf, was sich auf die gewünschte Qualität der Korrektur negativ auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber noch verfeinerte und fehlerfreiere Korrektur vorzunehmen.

Ausgehend davon, daß je zwei primären Farbmeßwerten Differenzsignale gebildet werden, die in positive und negative Teilsignale gespalten werden, erreicht die Erfindung dies dadurch, daß die primären Teilsignale je zwei von sechs Grundfarben (magenta, orange, gelb, grün, cyan, violett) enthalten, und daß man aus den negativen primären Teilsignalen durch Invertierung zusätzliche gleich große positive primäre Teilsignale (und umgekehrt) gewinnt, und daß Paare von solchen Teilsignalen gebildet werden, von denen je eines ein und dieselbe Grundfarbe mit gleicher oder entgegengesetzter Polarität enthält und daß von diesen beiden Signalen das kleinere oder das größere als die genannte Grundfarbe repräsentierendes sekundäres Teilsignal verwendet wird.

Die Amplitudeninvertierung, d.h. Vorzeichenumkehr, ist hierbei nicht an eine bestimmte Funktion gebunden. Es wird nur Eindeutigkeit und Stetigkeit verlangt, wie sie z.B. durch die Funktionen x~" oder b — x° oder d— log χ im Vergleich zur Funktion χ gegeben sind (a, b, c, d sind Konstanten).

Für die Durchführung der Verfahren gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Farbsignale in gleichgerichteter Form vorliegen. Sie können auch einer Trägerfrequenz aufmoduliert sein und in an sich bekannter Weise durch Herstellung gegenphasiger Signale verarbeitet werden.

Die Auswahl der einzelnen Eckfarbensignale erstreckt sich nicht auf die betreffende Eckfarbe allein, sondern auf alle Farben des gleichen Farbtons, wobei die Amplitude im wesentlichen ein Maß für die Farbsättigung ist. Jedes Farbsignal überstreicht also eine Skala von Werten, deren Verteilung nicht immer günstig für die beabsichtigten Zwecke ist. Erfindungsgemäßwerden deshalb die einzelnen erhaltenen Eckfarbensignale vor der weiteren Verwendung einer nichtlinearen Umformung, einer sogenannten Kontrast- oder Gradationsanpassung, unterzogen.

Es können schließlich die erhaltenen Signale statt als Farbkorrektursignale auch als Farbauszugssignale oder mit anderen als den trichromatischen Farbmeßwertsignalen zusammen als Farbauszussignale verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der verwendeten Kompensativmaskierungsstufe und der Selektionsstufe,

Fig. 3 eine Schaltung zur Auswahl der kleineren Signalspannung von zwei Spannungen,

Fig. 4 den Verlauf der Signalamplitude, die die Korrektursignale für den Kanal Magenta erzeugen,

F i g. 5 eine Amplitudendarstellung der bei der Abtastung innerhalb der Korrekturschaltung auftretenden Signale.

In den Figuren werden gleiche Gegenstände mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.

In Fig. 1 werden die hinter den Farbfiltern in den Photomultipliern gewonnenen primären Farbmeßwertsignale R (Rotfilter), G (Grünfilter) und B (Blaufilter) in Aufbereitungsstufen 1 den üblichen Umformungen wie Logarithmierung und Kontrastanpassung unterworfen und anschließend in einer Kompensativmaskierungsstufe 2 durch getrennte Gleichrichtung der positiven und der negativen Halbwellen der trägerfrequenzmodulierten Signale oder durch Herstellung der gegenphasigen Signale weiterverarbeitet. Die Ausgänge der Stufen 2 können die Signale führen, die in der Figur angegeben sind. Es bedeuten mg, ge, cy die Grundfarben Magenta, Gelb und Cyan und weiter or, gn, vi die primären Mischfarben Orangerot, Grün und Blauviolett sowie we Weiß.

In der Selektionsstufe 3 werden dann die von der Stufe 2 gelieferten Signale in Einzelsignale aufgespalten, welche jeweils eine der sechs Eckfarben in positiver und negativer Polarität repräsentieren. Diese Signale werden paarweise, je ein positives und ein negatives, auf Potentiometer 40 gegeben, von denen sie über Widerstände 50 den Hauptkanälen R, G, B zugeführt werden. Jedes Paar dieser Signale wird so jedem Hauptkanal, d.h. jedem primären Farbmeßwertsignal, einmal zugeführt. Durch Verstellen der Potentiometer 40 kann somit die Korrektur vorgenommen werden, indem jeder zwischen Plus und Minus liegende Signalwert eingestellt werden kann.

In den Hauptkanälen R, G, B sind Widerstände 60 vorgesehen, die wie die Widerstände 50 zur Entkopplung dienen.

In Fig. 2 sind die Kompensativmaskierungsstufe 2 und die Selektionsstufe 3 näher dargestellt. Die aus den Aufbereitungsstufen 1 ankommenden unkorrigierten primären Farbmeßwertsignale für cy, mg und ge werden auf Trennstufen 4 gegeben, in denen sie durch die Dioden 5 und 5' in positive und negative Signalanteile gespalten werden. Diese Signale sind in der F i g. 2 an die Ausgangsleitungen der Stufen 4 angeschrieben, z. B. für die vom unkorrigierten Cyan-Signal abgeleiteten Signale + mg/ + or/ + gel + we und — mg/ — or/ — gel und — we, wobei mg Magenta, or Orange, ge Gelb und we Weiß bedeuten. Weiterhin soll noch darauf hingewiesen werden, daß die an den Ausgängen der Stufen 4 auftretenden Signale Signale von Mischfarben sind, und zwar tritt immer ein Gemisch von maximal zwei Grundfarben oder auch Eckfarben gleichzeitig auf, z. B. gelb oder orange. Die an einer Leitung angegebenen Si^nalkomponenten können zeitlich nur nacheinander auftreten.

Die von der Trennstufe 4 gelieferten Signale werden anschließend paarweise voneinander subtrahiert, wobei jeweils Signalpaare ausgewählt werden, welche zwei gleiche Signalkomponenten enthalten. Die Subtraktion wird als negative Addition in kombinierten Additions- und Trennstufen 6 durchgeführt, in denen die Eingangssignale über Widerstände 7 und T addiert und durch eine Doppelweggleichrichterschaltung, bestehend aus den Dioden 8 und 8', in positive und negative Signalkomponenten getrennt werden. In der oberen Stufe 6 der Fig. 2 werden die Signale + mg/ + or/ — gel — or/ + we zu den Signalen — cy/ — gn/ — gel — we addiert, wonach ein Differenzsignal + mg/ + or/ - cy/ — gn übrigbleibt, das in ein positives Teilsignal und ein negatives Teilsignal aufgespalten wird. Diese Teilsignale werden im fol-

genden primäre Teilsignale genannt.

An den Ausgängen der Stufen 6 erscheinen also jeweils Signale, die Signalanteile je zweier Eck- bzw. Grundfarben aufweisen. Das Weißsignal we und ein weiteres Farbsignal wurden jeweils eliminiert.

In der Selektionsstufe 3 werden von den primären Teilsignalen durch Invertierung (Vorzeichenumkehr) in den Invertern 9 Signale mit umgekehrter Polarität gebildet, so daß die aus den Stufen 6 kommenden Teilsignale mit beiden Polaritäten zur Verfügung stehen. Es werden nun Teilsignalpaare gebildet, in denen der gemeinsam vorhandene Farbsignalanfeil mit gleicher Polarität auftritt, und es wird aus den Paaren in den Auswahlstufen 10 das jeweils kleinere Teilsignal ausgewählt. Es ist dabei vorteilhaft, die Amplitude der Teilsignale so zu wählen, daß der gemeinschaftliche Farbsignalanteil etwa mit gleicher Amplitude auftritt. Dieser erscheint dann in dieser Größe am Ausgang der Stufe 3 und wird, wie in F i g. 1 dargestellt, weiterverarbeitet. Für die beiden anderen Eckfarben ist die Amplitude an jeweils einem Eingang der Stufen 10 annähernd Null, und dieser Farbsignalanteil gelangt somit nicht an den Ausgang der Stufe 10.

F i g. 3 zeigt als Beispiel eine Schaltung zur Auswahl der kleineren von zwei Spannungen. Eine konstante positive Spannung U, welche wesentlich größer als die zu vergleichenden Spannungen U₁ und U₂ ist, erzeugt am Widerstand 11 einen Strom, der jeweils über diejenige Diode 12 oder 13 abfließt, an der die niedrigere positive Signalspannung der niederöhmigen Spannungsquellen U₁ und U₂ Hegt. Die andere Diode ist dann gesperrt, so daß die niedrigere Spannung am Ausgang 14 liegt.

Diese beschriebene Art der Farbsignalauswahl ist nicht die einzige schaltungstechnische Möglichkeit. Man könnte z. B., falls die Farbsignale nicht schon von vornherein als Farbnegativsignale vorliegen sollten, die Signale in der Amplitude invertieren (große klein und kleine groß machen) und dann statt der kleineren die größere Signalspannung auswählen.

Die so gewonnenen sechs Eckfarbensignale, welche als positive und negative Signale vorliegen und über die Potentiometer 40 der Fig. 1 zu einem Korrektursignal zusammengeführt werden, haben ihren maximalen Wert, wenn die zugehörige Eckfarbe abgetastet wird bzw. deren charakteristisches Farbsignaltripel R, G, B am Rechnereingang liegt. Weicht die Vorlagenfarbe von der Eckfarbe ab, so vermindert sich die Amplitude des selektiven Farbsignals und erreicht den Wert Null, wenn es in Richtung auf eine beliebige Neutralfarbe (Schwarz, Weiß, Grau) oder auf eine benachbarte Eckfarbe geändert wird. Das selektive Magentasignal ist also bei orangefarbener Vorlage Null, steigt in Richtung Magenta an und sinkt bei Weitergehen bis Blauviolett wieder auf Null ab. Entsprechend ist das selektive Orangesignal für Orange maximal und sinkt bei Vorlagenfarbänderung in Richtung Magenta auf Null ab. Die Signale überlappen sich also für Zwischenfarben. Das heißt, bei Vorliegen einer Zwischenfarbe lassen sich deren Auszugssignale durch beide benachbarten Eckfarbensignale korrigieren, aber mit verschiedenem Schwergewicht im Farbraum.

In Fig. 4 ist der Verlauf der Signalamplituden für die Gewinnung des Signals + mg gemäß Fig. 2 dargestellt, wobei alle charakteristischen Vorlagenfarben berücksichtigt worden sind.

Ausgehend von den Signalen pos (R-G) und neg (G-B). die in einer der Trcnnsiiifeii 6 hergestellt worden sind und die in der F i g. 2 als + mg + or bzw.

— mg — νί bezeichnet sind, wird zunächst das Signal

— mg—vi im Vorzeichen zu +mg+vi invertiert zu inv. (neg [G-B]). Von den beiden derMinimumauswahlstufe gleichzeitig angebotenen Signalen wird immer das jeweils kleinere an den Ausgang gegeben. Wie das Diagramm in F i g. 4 zeigt, ist für jede Vorlagenfarbe (mit Ausnahme von mg) in wenigstens einem der beiden auszuwählenden Kanäle die Signalamplitude NuIf und damit auch am Ausgang der Schaltung gleich Null. Nur für Magenta ist das Signal gleich dem kleineren der beiden Magentasignale und damit nicht Null und als Korrektursignal für diese Vorlagenfarbe verwendbar. In entsprechender Weise entstehen auch die Signale der Ausgangskanäle der übrigen Farbkorrektursignale.

Fig. 5 zeigt die Farbsignalamplituden für verschiedene Vorlagenfarben an drei Stellen der Schaltung von Fig. 2. Die ersten drei links gezeichneten Diagramme geben die ungefähren Eingangssignale R, G, B an. Die mittleren drei Diagramme geben die daraus gebildeten Signalgrößen an den Punkten R-G, G-B und B—R der Fig. 2 an, also an der Stelle, an der die Grauwerte eliminiert sind und bevor die positiven und die negativen Signalanteile auf verschiedene Leitungswege getrennt werden. Die rechts gezeichneten Amplitudendiagramme geben die Signale nach der breiten Differenzbildung an. Unter der Annahme, daß gerade Magenta abgetastet wird, wurden die zugehörigen Amplituden in den Diagrammen besonders dick gezeichnet. Es kann auf jeder Leitung zur Zeit nur ein Signal, nämlich nur das der zugehörigen Vorlagenfarbe, auftreten, welches natürlich auch Null sein kann.

Das Diagramm pos (R- G)/0,8 + neg(G- B)/0,3 entsteht aus der Addition des positiven Anteils des »Kompensativ«-Signals R-G, welches nur bei mg, or (und fehlerhaft bei ge) größer als Null ist und der negativen Anteile des Kompensativsignals G—B, welches nur bei mg und vi im Betrag größer als Null ist. Da die beiden mg-Anteile sich bei der zweiten Differenzbildung aufheben sollen, sie in den Kompensativsignalen aber verschieden groß sind, so müssen von diesen Signalen verschiedene Anteile gewonnen. werden, was durch die Division durch 0,8 bzw. 0,3 bewirkt wird. Die anderen, in entsprechender Weise entstandenen Diagramme der zweiten Differenzbildung zeigen, daß Signale ebenfalls immer nur für zwei Farben auftreten, und dies mit verschiedenen Vorzeichen, so daß sie getrennt werden können.

In F i g. 5 sind zwischen den Signalteilen mg und or noch die Amplituden einer roten Mischfarbe rt gestrichelt eingezeichnet. Diese nimmt auch in den Amplituden eine Mittelstellung ein und ist demnach immer ungleich Null, wenn eine der Amplituden mg oder or ungleich Null ist. Die Zwischenfarbe läßt sich also sowohl vom Ausgangssignal mg als auch von or korrigieren, jedoch mit entsprechend verschiedenem Farbschwerpunkt in bezug auf die Nachbarfarben.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß es durch die Auswahl von sechs Signalen, welche auf die sechs Eckfarben korrigierend einwirken, nicht nur möglich ist, die Farbmeßwertsignale für den Dreifarbendruck besser und für die bedienende Person einfacher zu korrigieren, sondern es ergibt sich auch die Möglichkeit, diese Signale selbst als Farbdosierungssignale im Vielfarbendruck zu verwenden, wie er im Textil- und Tapetendruck sowie im Verpackungsdruck verwendet

wird. In allen Anwendungsfällen muß aber damit gerechnet werden, die Ausgangssignale noch einer nichtlinearen Umformung (Gradationsanpassung) zu unterziehen. Dabei ergibt sich ein Anpassungsvorteil, indem es möglich ist, die sechs Signale bzw. bei der Farbkorrektur die zwölf Signale in verschiedener Weise zu verzerren.

Schließlich ist es möglich, die Farbsignale für die

Herstellung spezieller Farbauszüge zu verwenden. So könnte ?.. B. ein Auszugssignal mit ihnen so korrigiert werden, daß alle sechs Buntfarben auf den Schwarzwert hin korrigiert werden.

Für die besonderen Anwendungen ist es auch nicht erforderlich, von den üblichen Rot-, Grün- und Blaufiltern auszugehen, sondern es können andere Filterfarben gewählt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

809 636/22

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von korrigierten Farbauszügen für Farbreproduktion bzw. zur Anzeige und gegebenenfalls Verwertung von entsprechenden Farbkorrektursignalen, bei dem eine farbige Vorlage punktweise abgetastet und auf Rot-, Grün- und Blauanteil bezogene primäre Farbmeßwerte gebildet werden, und bei dem man bei der Bildung der Korrektursignale von den Differenzen je zweier primärer Farbmeßwerte ausgeht und dieselben in positive und negative »primäre Teilsignale« aufspaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Teilsignale je zwei von sechs Grundfarben (magenta, orange, gelb, grün, cyan, violett) enthalten, und daß man aus den negativen primären Teilsignalen durch Invertierung zusätzliche gleich große positive primäre Teilsignale (und umgekehrt) gewinnt, und daß Paare von solchen Teilsignalen gebildet werden, von denen je eines ein und dieselbe Grundfarbe mit gleicher oder entgegengesetzter Polarität enthält und daß von diesen beiden Signalen das kleinere oder das größere als die genannte Grundfarbe repräsentierendes sekundäres Teilsignal verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen einzelnen Eckfarbensignale vor ihrer weiteren Verwendung einer nichtlinearen Umformung (Gradationsanpassung) unterzogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen einzelnen Eckfarbsignale als Farbauszussgianle verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkorrektur mit Gleichstrom-Farbsignalen durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkorrektur mit Wechselstrom-Farbsignalen durchgeführt wird.