DE19914913A1

DE19914913A1 - Verfahren zur Ermittlung von Überfüllungsparametern

Info

Publication number: DE19914913A1
Application number: DE1999114913
Authority: DE
Inventors: Joern Kowalewski
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-26

Abstract

Es wird ein Verfahren zur automatischen Ermittlung von Überfüllbreiten für die Erzeugung von Überfüllrahmen an Farbrändern in einer Druckseite beschrieben. Eine Testform (4) mit einer Anordnung von Testelementen (6) wird gedruckt, wobei die Testelemente eine Anzahl von Testelement-Mustern mit vorgegebenen Soll-Positionen enthalten. Die gedruckten Testformen (4) werden gescannt und die Bilddaten der Testelemente (6) werden gespeichert. Durch Analyse der Bilddaten der Testelemente (6) werden die Ist-Positionen der Testelement-Muster und ihre Abweichungen zu den Soll-Positionen bestimmt. Für jeweils zwei Farbauszüge F1 und F2 werden die Verschiebungen der Testelement-Muster gegeneinander bestimmt, und aus den Verschiebungen wird eine optimale Überfüllbreite w(F1, F2) zwischen den Farbauszügen F1 und F2 berechnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Bildverarbeitung in der Reproduktionstechnik und betrifft ein Verfahren zur automatischen Ermittlung von Überfüllungsparametern für die Erzeugung von Überfüllrahmen an Farb rändern in einer Druckseite. Solche Überfüllrahmen dienen zur Reduzierung der durch Registerfehler in der Druckmaschine erzeugten Störungen, d. h. der Feh ler, die dadurch entstehen, daß die Druckfarben nicht genau deckungsgleich übereinandergedruckt werden sondern etwas gegeneinander verschoben sind.

In der Reproduktionstechnik werden Druckvorlagen für Druckseiten erzeugt, die alle zu druckenden Elemente wie Texte, grafische Objekte und Bilder enthalten. Im Fall der elektronischen Herstellung der Druckvorlagen liegen diese Elemente in Form von digitalen Daten vor. Für ein Bild werden die Daten z. B. erzeugt, in dem das Bild in einem Scanner punkt- und zeilenweise abgetastet wird, jeder Bildpunkt in Farbkomponenten zerlegt wird und die Farbwerte dieser Kompo nenten digitalisiert werden. Die Daten für Texte und grafische Objekte werden im allgemeinen von Textverarbeitungs- und Zeichenprogrammen direkt in einem Rechner erzeugt. Je nach dem später verwendeten Ausgabeprozeß, z. B. Aus gabe auf einem Farbdrucker oder Drucken in einer konventionellen Druckma schine, werden die Daten für die Seitenelemente in den Farbkomponenten Rot, Grün und Blau (RGB) oder in den Druckfarben des Vierfarbdrucks Cyan, Ma genta, Gelb und Schwarz (CMYK) erzeugt und gespeichert. Die Druckfarben werden in dem Farbdrucker bzw. in der Druckmaschine übereinander auf den Bedruckstoff (z. B. das Papier) gedruckt.

Im weiteren Arbeitsablauf werden die digitalisierten Texte, grafischen Objekte und Bilder in einer Bearbeitungsstation unter Sichtkontrolle auf einem Farbmo nitor in vielfältiger Weise nach den Vorgaben eines Layouts bearbeitet, z. B. far blich korrigiert oder in der Anordnung und Form verändert, und schließlich zu einer Druckseite montiert. Die Druckseitendaten werden dann in ein Datenfor mat umgewandelt, das für die Ausgabe geeignet ist, z. B. in die Seitenbeschrei bungssprache PostScript, und gespeichert. Für jede der Druckfarben CMYK werden dabei separate Druckseitendaten erzeugt, die als Farbauszugdaten be zeichnet werden. Die Farbauszugdaten werden mit einem Film- bzw. Plattenre corder in hoher Auflösung auf Filmmaterial oder direkt auf Druckplatten aufge zeichnet. Es gibt auch digitale Druckmaschinen, die ohne Druckplatten arbeiten. In dem Fall werden die Farbauszugdaten direkt zur digitalen Druckmaschine übertragen und dort auf dem Bedruckstoff ausgedruckt.

Ein Problem in der Drucktechnik sind die Registerfehler in der Druckmaschine, d. h. Fehler, die dadurch entstehen, daß die Druckfarben in den Druckwerken, durch die das Papier nacheinander läuft, nicht genau deckungsgleich überein andergedruckt werden sondern etwas gegeneinander verschoben sind. Diese Fehler sollen an einem einfachen Beispiel veranschaulicht werden, bei dem ein roter Kreis in einer schwarzen Hintergrundfläche gedruckt wird. Fig. 1a und 1b zeigen die Farbauszüge Y und M, aus deren Übereinanderdruck der rote Kreis entsteht, und Fig. 1c zeigt den Farbauszug K der schwarzen Hintergrundfläche, in der die Fläche des Kreises ausgespart ist. Fig. 2 zeigt das Druckergebnis, wenn die Farbauszüge Y, M und K in der Druckmaschine exakt übereinander gedruckt werden. Die Farbauszüge Y und M füllen vollständig die ausgesparte Kreisfläche im Farbauszug K aus. Fig. 3 zeigt das Druckergebnis, wenn in der Druckmaschine ein Registerfehler aufgetreten ist. In diesem Beispiel ist der Farbauszug K gegenüber den Farbauszügen Y und M nach rechts oben ver schoben worden, so daß die Farbauszüge Y und M die ausgesparte Kreisfläche im Farbauszug K nicht mehr vollständig ausfüllen und ein unbedruckter Streifen (1) entsteht. Da der unbedruckte Streifen (1) die Papierfarbe hat, d. h. in der Re gel weiß ist, fällt er zwischen der roten und der schwarzen Farbe sehr stark auf und wird als störend empfunden. Durch die Verschiebung der Farbauszüge ent steht auch ein Streifen (2), in dem alle drei Farbauszüge Y, M und K übereinan dergedruckt sind. Da hier die helleren Farben Y und M auf die dunkle Farbe K gedruckt werden, stört dieser Steifen (2) im Druckergebnis nicht. In Fig. 3 ist zur Verdeutlichung eine sehr starke Verschiebung der Farbauszüge gezeigt. Aber auch bei einer geringeren Verschiebung, wie sie im praktischen Druckbetrieb auftritt, sind die dadurch entstehenden unbedruckten Streifen sehr störend und es müssen Gegenmaßnahmen zur Beseitigung oder Reduzierung dieser Fehler durchgeführt werden.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 8 näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Farbauszüge Y, M und K für ein Druckbeispiel,

Fig. 2 den Übereinanderdruck der Farbauszüge Y, M, K ohne Registerfehler in der Druckmaschine,

Fig. 3 den Übereinanderdruck der Farbauszüge Y, M, K mit einem Register fehler in der Druckmaschine,

Fig. 4 einen Überfüllrahmen für den Farbauszug Y,

Fig. 5 eine Testform mit einer Anordnung von Testelementen,

Fig. 6 den Aufbau eines Testelements,

Fig. 7 ein Testelement mit gegeneinander verschobenen Farbauszügen, und

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm.

Eine Möglichkeit zur Beseitigung bzw. Reduzierung des beschriebenen stören den Effekts durch die Registerfehler ist eine genauere Regelung des Druck plattenregisters bzw. der Papierführung in der Druckmaschine. Das ist jedoch aufwendig und teuer, und eine verbesserte Regelung kann auch nicht an jeder älteren Druckmaschine nachgerüstet werden.

Eine zweite Möglichkeit ist das sogenannte Überfüllen (engl. trapping) bei der Vorbereitung der Farbauszugdaten in der Reproduktionstechnik. Dabei wird in einigen Farbauszügen ein Überfüllrahmen erzeugt, in anderen Farbauszügen nicht. Durch das Überfüllen der richtigen Farbauszüge wird sichergestellt, daß bei Registerfehlern in der Druckmaschine noch eine genügend große Überlap pung der grafischen Objekte in den Farbauszügen vorhanden ist, so daß keine störenden unbedruckten Streifen entstehen können. Für welche Farbauszüge ein Überfüllrahmen erzeugt werden muß und für welche nicht, hängt von den Farben innerhalb der grafischen Objekte im Verhältnis zu den Farben in ihrer unmittelbaren Umgebung ab. Eine allgemeine Regel ist dabei, daß die helleren Farben gegenüber den dunkleren Farben überfüllt werden. Dadurch werden die Umrisse der konturbestimmenden dunkleren Farben nicht verändert, und die Formen der grafischen Objekte bleiben trotz der Überlappung der Farbauszüge beim Übereinanderdruck subjektiv erhalten.

Fig. 4 zeigt einen Überfüllrahmen (3) für den Farbauszug Y aus dem Beispiel von Fig. 1, d. h. der Kreis wird um die Breite w vergrößert. Wenn der Kreis in den Farbauszügen Y und M vergrößert wird, die Aussparung der Kreisfläche im Farb auszug K aber nicht, dann können auch bei einer Verschiebung der Farbauszü ge keine störenden Streifen entstehen. Die Breite w des Überfüllrahmens (3) muß so groß gewählt werden, daß die zu erwartende maximale Verschiebung abgedeckt wird, d. h. sie ist abhängig von der Qualität und dem Alter der verwen deten Druckmaschine.

Nach dem Stand der Technik wird die erforderliche Breite w der Überfüllrahmen aufgrund von Erfahrungen mit einer bestimmten Druckmaschine geschätzt oder es wird ein allgemeiner Standardwert gewählt. Um sicher zu gehen, daß auch mit den Überfüllrahmen keine verbleibenden Registerfehler mehr zu sehen sind, wird dabei die Breite w der Überfüllrahmen eher etwas zu groß als zu klein ge wählt, d. h. sie ist nicht für eine bestimmte Druckmaschine und für die gerade vorliegenden Druckbedingungen optimiert. Dadurch werden die Überfüllrahmen breiter erzeugt als nötig, was auch zu störenden Effekten im Erscheinungsbild der fertigen Druckseite führen kann. Außerdem wird für alle möglichen Kombi nationen von zwei Farbauszügen und ihre Verschiebungen gegeneinander die gleiche Überfüllbreite w gewählt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, mit dem die erforderliche Breite w für die Über füllrahmen automatisch richtig ermittelt wird. Dabei ist es auch möglich, für jede Kombination von zwei Farbauszügen eine andere optimierte Überfüllbreite zu bestimmen und so bei der Erzeugung der Überfüllrahmen jeweils nur die mini mal erforderliche Überfüllbreite zu verwenden, je nachdem welche Farben in der Druckseite aneinander grenzen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des An spruchs 1 und der Unteransprüche 2 bis 6 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine Testform, die über den Druckbogen verteilte Testelemente enthält. Die Testform wird auf der später zu verwendenden Druckmaschine und unter den aktuellen Druckbedingungen ge druckt. Die gedruckte Testform wird mit einem Scanner gescannt und als digi tale Bilddaten abgespeichert. Die digitalen Bilddaten der Testform werden au tomatisch analysiert, und aus dem Analyseergebnis wird eine optimale Breite w für die Überfüllrahmen ermittelt.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine Testform (4). Auf dem Druckbogen sind Paß kreuze (5) angeordnet, die wie bei jedem Druckbogen zur möglichst genauen Ausrichtung der Farbauszüge zueinander dienen. Außerdem sind auf der Test form (4) Testelemente (6) verteilt, die zur Analyse der Registerfehler dienen. Beim Drucken der Testform richtet der Drucker anhand der Paßkreuze das Druckregister so genau wie möglich ein, d. h. so, daß die Paßkreuze in den ein zelnen Farbauszügen möglichst genau übereinander liegen. Dies tut er in der gewohnten Weise wie mit jedem anderen Druckbogen. Zur Unterstützung der Registereinstellung kann auf der Testform auch noch ein Bild vorgesehen wer den, das vorzugsweise scharfe Konturen enthält. Dann kann der Drucker zur Registereinstellung zusätzlich das Bild heranziehen und darauf achten, daß an den Bildkonturen keine Farbsäume zu sehen sind.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der Testelemente (6). In einem schwar zen Rahmen (7) befinden sich vier waagerechte Striche (8), (9), (10), (11). Je der der Striche hat eine der Farbauszugfarben CMYK, z. B. hat der Strich (8) die Farbe Cyan, der Strich (9) die Farbe Magenta, der Strich (10) die Farbe Gelb und der Strich (11) die Farbe Schwarz. In der Figur sind die Farben CMYK durch unterschiedliche Schraffuren gekennzeichnet. Ebenso befinden sich in dem Rahmen (7) vier senkrechte Striche (12), (13), (14), (15) in den Farbaus zugfarben CMYK. Die Figur zeigt die Sollpositionen der waagerechten und senkrechten Striche. Die waagerechten Striche (8), (9), (10), (11) haben vom oberen Rand des Rahmens (7) die Soll-Abstände yC, yM, yY, yK, und die senk rechten Striche (12), (13), (14), (15) haben vom linken Rand des Rahmens (7) die Soll-Abstände xC, xM, xY, xK. Zur Verdeutlichung sind die Striche (8) bis (15) in der Fig. 6 übermäßig dick eingezeichnet. Für das erfindungsgemäße Verfahren werden in den Testelementen (6) vorzugsweise relativ dünne Striche verwendet, z. B. Striche in der gleichen Stärke, wie sie typischerweise für die Paßkreuze (5) verwendet wird.

Fig. 7 zeigt eins der Testelemente (6) nach dem Drucken der Testform, wobei angenommen wurde, daß sich die Farbauszüge durch die Registerfehler in der Druckmaschine gegeneinander verschoben haben. Zur Verdeutlichung sind die Verschiebungen in der Fig. 7 stark übertrieben gezeichnet. Zum linken Rand des Rahmens (7) ergeben sich nun im allgemeinen veränderte Ist-Abstände xC', xM', xY', xK'. Ebenso ergeben sich zum oberen Rand die veränderten Ist- Abstände yC', yM', yY', yK'. Aus dem Vergleich der Ist-Abstände mit den ent sprechenden Soll-Abständen kann die waagerechte und senkrechte Verschie bung der Farbauszüge untereinander für alle Kombinationen von zwei Farbaus zügen in dem Testelement berechnet werden.

Durch Anwendung eines bekannten Verfahrens zur Mittelwertbildung wird aus den Verschiebungen in den einzelnen Testelementen, die über die Testform verteilt sind, für jedes Paar von zwei Farbauszügen F1 und F2 eine optimierte Überfüllbreite w (F1, F2) berechnet. Dabei werden zweckmäßigerweise mehrere gedruckte Testformen in die Mittelwertbildung einbezogen, z. B. Testformen, die in zeitlichen Abständen als Stichproben aus einer gedruckten Auflage von Testformen entnommen werden. Wird die Verschiebung in waagerechter Rich tung zwischen den Farbauszügen F1 und F2 im Testelement k mit dxk bezeich net und die Verschiebung in senkrechter Richtung mit dyk, so ergibt sich das Quadrat des resultierenden Verschiebungsvektors wk im Testelement k zu:

wk² = dxk² + dyk² (1)

Die optimierte Überfüllbreite w (F1, F2) ergibt sich dann z. B. durch die Mittelwert bildung über N Testelemente zu:

Wenn der Rahmen (7) schwarz ist, sind die schwarzen Striche (11) und (15) nicht gegen den Rahmen verschoben, d. h. in dem Fall gilt xK' = xK und yK' = yK. Aus dieser Betrachtung ergibt sich, daß das Testelement (6) auch ohne die schwarzen Striche (11) und (15) gebildet werden kann. Die Verschiebung der Farbauszüge CMY untereinander und gegen den Farbauszug K kann auch dann noch festgestellt werden. Ebenso kann ein Testelement ohne den schwar zen Rahmen gebildet werden. Die Verschiebungen können dann durch den Vergleich der Soll-Abstände zwischen den waagerechten und senkrechten Stri chen mit den entsprechenden Ist-Abständen festgestellt werden. Die Testele mente brauchen auch keine waagerechten und senkrechten Striche zu enthal ten. Sie können mit beliebigen Mustern gebildet werden, vorzugsweise mit geometrischen Mustern, die einfach mittels einer automatischen Analyse der Bilddaten erkannt und vermessen werden können, z.B. Rechtecke, Dreiecke, Kreise. Durch Analyse der gescannten und abgespeicherten Bilddaten der Test elemente werden z. B. die Eckpunkte oder Mittelpunkte der Muster und daraus die Verschiebungen ermittelt.

Fig. 8 zeigt die erfindungsgemäße Bestimmung von optimalen Überfüllbreiten w (F1, F2) noch einmal als Ablaufdiagramm. Die gedruckten Testformen (4) wer den zunächst mit einem Scanner gescannt und in digitale Bilddaten umgewan delt. Die Scanauflösung wird dabei so hoch gewählt, daß die erwarteten Ver schiebungen der Testmuster gegeneinander mit genügend hoher Genauigkeit erfaßt werden können. Im nächsten Schritt werden dse Testelemente (6) in den Bilddaten separiert und als "Einzelbilder" abgespeichert. Da im weiteren Ablauf nur die Bilddaten der Testelemente benötigt werden, brauchen die dazwischen liegenden leeren Bereiche nicht als Daten abgespeichert zu werden. Da be kannt ist, wo die Testelemente auf der Testform liegen, können die Bilddaten der Testelemente leicht aus den gesamten gescannten Daten "ausgeschnitten" werden. Alternativ kann einer der bekannten Mustererkennungsalgorithmen verwendet werden, um die Testelemente in den gescannten Daten zu suchen. Im nächsten Schritt werden die Bilddaten der Testelement-Muster in bezug auf ihre Farbe untersucht und nach den Farbauszügen separiert. Danach werden die Ist-Positionen der farbigen Testelement-Muster und ihre Abweichungen zu den bekannten Soll-Positionen bestimmt, z. B. bezogen auf einen schwarzen Rahmen, der das Testelement begrenzt. Für jede Kombination von jeweils zwei Farbauszügen F1 und F2 werden dann die Verschiebungen zwischen den bei den Farbauszügen bestimmt. Schließlich wird eine Mittelwertbildung der Ver schiebungen über eine große Zahl von gescannten und abgespeicherten Test elementen durchgeführt und daraus die optimale Überfüllbreite w (F1, F2) für die Farbauszüge F1 und F2 berechnet.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Ermittlung von Überfüllbreiten für die Erzeugung von Überfüllrahmen an Farbrändern in einer Druckseite, dadurch gekenn zeichnet, daß

1. eine Testform (4) mit einer Anordnung von Testelementen (6) gedruckt wird, wobei die Testelemente eine Anzahl von Testelement-Mustern mit vorgege benen Soll-Positionen enthalten,
2. die gedruckten Testformen (4) gescannt und die Bilddaten der Testelemente (6) gespeichert werden,
3. durch Analyse der Bilddaten der Testelemente (6) die Ist-Positionen der Te stelement-Muster und ihre Abweichungen zu den Soll-Positionen bestimmt werden,
4. für jeweils zwei Farbauszüge F1 und F2 die Verschiebungen der Testele ment-Muster gegeneinander bestimmt werden, und
5. aus den Verschiebungen eine optimale Überfüllbreite w (F1, F2) zwischen den Farbauszügen F1 und F2 berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Überfüllbreite w (F1, F2) durch Mittelwertbildung über mehrere Testelemente (6) berechnet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Überfüllbreite w (F1, F2) durch Mittelwertbildung über die Testele mente (6) mehrerer Testformen (4) berechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Positionen der Testelement-Muster mittels Verfahren der Mustererkennung automatisch ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Testelement-Muster waagerechte und senkrechte Striche verwendet wer den.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Testelement-Muster beliebige geometrische Muster verwendet werden.