DE2158758C3 - Verfahren zur automatischen Identlfi- - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Identifizierung von Farbstoffen zum Einfärben von Proben, insbesondere von zur Herstellung von Lochkarten oder -streifen für Jacquardmaschinen dienenden Zeichnungen, bei dem der Farbstoff mit Licht vorbeslimmter Eigenschaften beleuchtet wird, die Intensitäten von N ausgewählten Grundfarben im reflektierten Licht gemessen werden, und bei dem jedem der untersuchten Farbstoffe in einem /V-dimcnsionalen, von den Grundfarben aufgespannten Färbraum ein Raumelement zugeordnet wird, dessen Lage und Ausdehnung durch den möglichen .Schwankungsbereich der die Koordinaten des betreffenden Farbstoffs in dem Farbraum darstellenden Intensitäten der Grundfarben gegeben ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Das Problem der automatischen Erkennung von Farben oder genauer von Farbstoffen stellt sich in der Praxis häufig, beispielsweise beim Einlesen der Muster oder Patronen, die bei der Herstellung von Lochkarten oder -streifen für Jacquardmaschinen verwendet werden. Bei derartigen Patronen werden die verschiedenen Bindungen durch unterschiedliche Farben angedeutet,

iJie sich jeweils aus der Benutzung eines bestimmten Farbstoffs ergeben. Ein geübter Leser unterscheidet die verschiedenen Farben der Zeichnung leicht; er betätigt dementsprechend die Kartenschlagmaschine, d. h. einen Perforator. Erfahrungsgemäß lassen jedoch automatisehe Leseeinrichtungen in dieser Hinsicht viel zu wünschen übrig; es kommt zur Erzeugung von fehlerhaften Ansprechsignalen, sobald die Anzahl der bei der Zeichnung verwendeten unterschiedlichen Farben oder Farbstoffe ansteigt.

Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Mängel dadurch auszuräumen, daß die Spektralkomponenren jedes Farbstoffs in einem System von Grundfarben oder Wellenlängen betrachtet werden, das im allgemeinen drei Grundfarben, beispielsweise Blau, Grün und Rot aufweist, zuweilen aber auch nur zwei, beispielsweise Blau und Rot. Die Zeichnung oder ein anderes Muster wird dann mit einem Lichtstrahl mit vorbestimmten Eigenschaften beleuchtet; die Intensität des relleklierten Lichts wird mit Hilfe von !bioelektrischen Einrichtungen in den ausgewählten Grundfarben oder Wellenlängen gemessen. Dieauf clier.e Weise erhaltenen Intensitäten oder Anspreehsigiuhe kennzeichnen theoretisch den Farbstoff. Mit anderen Worten, betrachtet man beispielsweise das recht einfache Zweifarbensystem, dann können die Ansprechsignale der foioelckirischcn Meßeinrichtungen als Abszissen- und Ordin.nenwerte aufgetragen werden. Für jeden Farbstoff würde auf diese Weise ein einzelner, kennzeichnender Punkt gefunden. In der Praxis schwanken jedoch die Ansprcchsignalc der fotoelcktrischen Einrichtungen in Abhängigkeil von der Dichte des Farbstoffes auf dem Papier. Außerdem sind handelsübliche Farbstoffe hinsichtlich ihrer Eigenschal ten nicht vollständig gleichförmig. Infolgedessen kann das Ansprechsignal für jede Grundfarbe zwischen gewissen Grenzwerten variieren. Berücksichtigt man diese Grenzwerte in einem Zwcikoordinaiensysiem. dann ist die Darstellung jedes Farbstoffes in den nacheinander abgetasteten Mustern nicht mehr ein Punkt, sondern ein Rechteck, während bei einem Dreikoordinatensysiem ein Parallelepiped erhallen wird. Solange diese Rechlecke oder Parallelepipede einander nicht schneiden, bleibt die automatische Erkennung der Farbstoffe möglich. Sobald jedoch die Anzahl der in der Zeichnung verwendeten Farbstoffe etwas größer ist. beispielsweise vier oder fünf übersteigt, ist dies nicht mehr der Fall. Wenn der den Ansprechsignalen zweier fotoelektrisch^·!· Einrichtungen entsprechende Punkt in der Zone liegt, die beiden Rechtecken oder Parallelepipcden gemeinsam ist. ist selbstverständlich eine automatische Unterscheidung zwischen den zugehörigen Farbstoffen nicht mehr möglich.

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art (US-PS 32 10 552) wird zwar indem Koordinatensystem der Ort aller möglichen Kennpunktc jedes zu erkennenden Farbstoffs unter Berücksichtigung der zulassigen Schwankungen hinsichtlich der Dichte und der Eigenschaften des Farbstoffs bestimmt, jedoch läßt dieses bekannte Verfahren hinsichtlich der Genauigkeit der automatischen Identifizierung der Farbstoffe noch zu wünschen übrig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darm, das bekannte Verfahren zur Erkennung und Identifizierung f\s von Farbstoffen, insbesondere von Zeichnungen, die zur Herstellung von Lochkarlen oder Lochstreifen dienen, hinsichtlich der Bestimmung der Lage der den Farbstoffen im Farbraum zugeordneten Raumelement« zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Vorschlag dadurcl gelöst, daß auf elektronischem Weg (N- l)-dimensiona Ie Flächenfunkiioncn des W-dimensionalcn Farbraumi nachgebildet werden, welche zwischen den der einzelnen Farbstoffen zugeordneten Raumelementen zi liegen kommen und diese voneinander trennen, und die Farbe eines Farbstoffs durch Vergleich eines seiner al« gemessene Intensität einer Grundfarbe vorliegender Koordinatenwerte mit den Werten ermittelt wird welche sich aus den Flächenfunktionen für die betreffende Grundfarbe beim Einsetzen der übriger gemessenen Koordinatenwerte ergeben.

Eine prinzipiell gleichartige Lösung der gestellter Aufgabe ist aber auch dadurch zu erreichen, daß die PrajcktionsfläcbcR der Rawnclcmenic auf die durch jeweils zwei Koordinatenachsen des Farbraums aulgespannten Ebenen cnniticlt werden, auf elektronischem Weg Kurvenfunktionen jeweils zweier Koordinaten nachgebildet werden, welche /wischen sich ment überlappenden Prnjektionsflächen in den Ebenen verlaufen, und die Farbe eines Farbstoffs durch Vergleich eines seiner in Form der gemessenen Intensitäten der Grundfarben vorliegenden Koordiitatcnwerie jeweils mit den Werten ermittelt wird, welche sich aus den Kurvenfunkiionen für die betreuende Koordinate beim Einsetzen der Meßwerte der jeweils anderen Koordinate ergeben.

Diese zweite Lösungsmögliehkeil beruht somit auch aiii dem Prinzip der Erzeugung von Rezugsiunktionen in einem Farbraum und der Ermittlung des Ortes eines Farbstoffs in dem Farbraum relativ /u der Be/ugsfunkiion.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösungsvorschläge sind in den Unieransprücheu gekennzeichnet.

Bei dem Verfahren nach dcv Erfindung zum Erkennen um verschiedenen in einem Muster, beispielsweise einer Zeichnung, verwendeten Farbstoffen, bei dem das Muster mittels eines Lichtstrahls mit vorbestimmten Eigenschaften beleuchtet, die Intensität ties von dem Muster reflektierten Lichts in einer Anzahl von Farben gemessen und der zugehörige Kennpunkt in ein Koordinatensystem entsprechend den in jeder Grundfarbe gemessenen Weilen eingebracht wird, wird die Oberfläche oder das Volumen, die bzw. das ilen On der möglichen Kcnnpunklc jedes Farbstoffs unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Änderungen der Dichte und der Eigenschaften des Farbstoffs in dem Koordinatensystem bestimmt, durch Linien oder Flächen zwischen diesen Orten bezeichnet. Diese Linien oder Flächen lassen sich durch elektronische Schallungen analog darstellen, wodurch die Lage des Kennpunkics des Farbstoffs bezüglich der Linien oder Flächen für jedes analysierte Muster automatisch ermittelt werden kann.

Wein nur mit zwei Grundfarben gearbeitet wird, handeil es sich um ein zweidimensionales Koordinatensystem. Lind die den verschiedenen larbstollen entsprechenden Orte sind dann Flächen, die durch gerade linien oder durch eine Folge von Abschnitten gerader Linien voneinander getrennt werden können.

Bei drei Grundfarben wird das Koordinatensystem dreidimensional. Die Orte sind dann Volumina, die durch Ebenen oder durch Reihen von Teilen solcher I U-ncn voneinander gelrennt werden müssen.

\uch sind mehr als drei Grundfarben und dann

Systeme mit mehr als drei Koordinaten möglich, wobei allerdings der zur Darstellung solcher Systeme erforderliche elektronische Schaltungsaufwand erheblich ist, sich jedoch verringern läßt, wenn die Grundfarben in Form von aufeinanderfolgenden Farbenpaaren berücksichtigt werden, wobei jedes Farbpaar einem zwcidimensionalen System entspricht.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch, wie in bekannter Weise ein Farbstoff in einem Dreifarbensysiem erkannt wird;

Fig.2 zeigt, wie eine derartige Darstellung die Unterscheidung zwischen zwei Farbstoffen ermöglicht, wenn keine Überlappung auftritt;

F i g. 3 läßt erkennen, daß eine solche Unterscheidung unmöglich wird, wenn hinsichtlich der drei Grundfarben Überlappungen auftreten;

Fig.4 und 5 zeigen, wie eine Unterscheidung zwischen zwei Farbstoffen im Falle zweier Grundfarben mittels eines zweidimcnsionalcn Koordinatensystems möglich ist;

Fig.6 und 7 zeigen in Blockform die elektronischen Schaltungen, mittels deren die automatische Unterscheidung zwischen den beiden Ι-'urbstoffcn im lalle der F i g. 4 bzw. der F i g. 5 erfolgen kann;

Fig.8 ist eine zweidimensional·: Darstellung ähnlich denjenigen nach den I"ig.4 und 5, jedoch für den Fall von vier Farbstoffen;

F i g. 9 zeigt in Blockform eine elektrische Schaltung für die Unterscheidung der vier Farbstoffe nach F i g. 8:

I"ig. 10 zeigt eine Schaltung, die sich für drei Grundfarben eignet, d. h. den Fall, daß der Kennpunkt eines Farbstoffs in einem dreidimensionalen Koordinatensystem liegt;

F i g. 11. 12 und 1 i lassen erkennen, wie die Farbstoffe in drei zweidimcnsionalcn Koordinatensystemen im !■'alle dreier Grundfarben dargestellt werden können.

In dem Diagramm nach I"ig. 1 entsprechen die Abszissen den Wellenlängen und die Ordinatcn den l.ichtinicnsiiälcn. Es wurde angenommen, daß das von der Zeichnung oder einem anderen Muster reflektierte Licht in drei Grundfarben, und zwar Blau (b). Grün (\) und Rot f/j analysiert wurde. Mit anderen Worten, das Muster oder die Probe (beispielsweise ein Punkt einer Zeichnung) empfängt einen Lichtfluß mit bekannten Eigenschaften. Die Intensität des von dieser Probe reflektierten Lichts wird in den drei Grundfarben gemessen. Wenn der zum Einfärben des Musters verwendete Farbstoff exakt gleichförmige Eigenschaften hätte und er auf die Zeichnung in genau glcichfönnigCr Dichte aufgebracht wäre, würden die so gemessenen Intensitäten oder Ansprcchsignaic für jede Grundfarbe stets konstant sein, und zwar unabhängig davon, weche den Farbstoff C tragende Probe gerade abgetastet wird. In der Praxis trifft dies jedoch nicht zu. Vielmehr variieren auf jeder Ordinate b. ν und rdie den Intensitäten entsprechenden Punkte zwischen fei und bz, zwischen vj und \'2 sowie zwischen π und r>. Es kann daher davon ausgegangen werden, daß die drei Segmente foi-fo, vpvs und n-rs kennzeichnend für den Farbstoff Csind.

Wird jetzt ein anderer Farbstoff C auf gleiche Weise ausgewertet, dann zeigt sich, daß dieser durch eine weitere Gruppe von drei Segmenten οΊ-6'2, ν'χ-ν'₂ und r'i-r'2 (F i g. 2) dargestellt werden kann. Oberlappen sich diese drei Segmente nicht, dann ertaubt das Diagramm nach Fig.2 eine Unterscheidung zwischen den Farbstoffen C und C Diese Unterscheidung ist selbst dann noch möglich, wenn eine Überlappung in zwei der drei Grundfarben auftritt. Überlappen sich die Segmente jedoch in allen drei Grundfarben, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist, dann wird jede selbsttätige Untcrscheidung unmöglich, wenn die Ansprechsignale der fotoelektrischen Elemente in der Obcrlappungszonc liegen.

Betrachtet man das Problem aus einem anderen Blickwinkel, so können die für die drei Grundfarben gemessenen Intensitäten oder Antwortsignal in einem Dreikoordinatensystem b. v. r aufgetragen werden, wobei die Segmente 61-62, v\-V2. n-o bzw. 6Ί-6'?. v'\-v'i- r'\-r'i zwei Parallelepipede bestimmen. Falls sich die Segmente nicht in mindestens einer der drei Grundfarben überlappen, bedeutet dies, daß die Parallelepipede voneinander getrennt sind und daß infolgedessen ihre Unterscheidung stehls möglich ist. Überlappen sich dagegen die Segmente in den drei Grundfarben, schneiden die Parallelepipede einander: eine autoniaiisehe Unterscheidung ist für jeden Punkt unmöglich, der innerhalb der gemeinsamen Zone liegt.

Durch diese Umstände war bisher eine selbsttätige Farbunterscheidung nur in begrenztem Umfang möglich.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß dann, wenn eine Probe, die den Farbstoff C trägt, das Ansprechsignal b\ in der Grundfarbe b liefert, diese Probe nicht glcichcitig zu dem Ansprcchsignal \₂ in der Grundfarbe ν führt, sondern zu einem Ansprechsignal, das einem Punkt entspricht, der in der Nähe von ιί liegt. Mit anderen Worten, die Ansprechsignalc einer großen Anzahl aufeinanderfolgender Proben des gleichen Farbstoffs in den drei Grundfarben variieren mehr oder weniger in der gleichen Richtung.

wenn sie einander auch keineswegs proportional sind. Daraus folgt, daß innerhalb eines ßrcikoordinatcnsysiems b. v. r die Kennpunkte eines Farbstoffs kein Parallelepiped, sondern ein wesentlich kleineres Volumen bestimmen, das innerhalb des Parallelepipeds liegt.

Der Einfachheit halber kann zunächst der Fall eines Zweifarbensystems b. /betrachtet werden (Fig. 4). Bei einem solchen System bilden die Punkte 61. O₂ und η. ο nch F i g. 1 ein Rechteck. Wird jedoch eine große Anzahl unterschiedlicher Proben desgleichen Farbstoffes Ci untersucht, zeigt es sich, daß die Kennpunkte innerhalb einer wesentlich kleineren Fläche .S", liegen, die von einer geschlossenen Kurve begrenzt wird, welche die Seilen des Rechtecks tangiert. Diese Fläche kann als der Ort der Kennpunklc des Farbstoffs C", betrachtet werden. Für einen anderen Farbstoff C"2 ergibt sich eine andere kleine !lache S2- Diese Fläche S\ und S2 haben, wie veranschaulicht, längliche Form. Da sie eine verhältnismäßig kleine Ausdehnung haben, können sie sich wesentlich weniger leicht schneiden als die Rechtecke, die von den Punkten b_u O₂ /und r_u η bzw. b\, b'i und r\, r'i nach Fig.2 bestimmt werden. Das vorliegend beschriebene Verfahren führt infolgedessen zu einer erheblichen Verbesserung gegenüber· dem Stand der Technik.

Eine automatische Unterscheidung zwischen den Flächen Si und Si kann mittels einer Linie erfolgen, die zwischen beiden Flächen verläuft und die auf elektronische Weise nachgebildet werden kann. Bei einer solchen Linie kann es sieh um eine Gerade,beispielswcise die Gerade P in Fig.4, oder um eine Folge von Abschnitten von Geraden handeln, wie dies in F i g. 5 bei Qund Rangedeutet ist.Die Unterscheidung zwischen Si und S2 beruht dann darauf, daß die Fläche Si über der

Linie /'(oder QR) liejM. wahrend sit Ii die I hii'lu· V diiriintcr belindcl.

Eine Gerade entsprechend der Geraden /'wird durch die Gleichung

y = ti (x - ν')

dargestellt, wobei λ'die Abszisse des Punktes A ist. an dem die Gerade die x-Aehse schneidet (F i g. 4).

Es sind Verstärker mit einstellbarer Verstärkung oder Operationsverstärker bekannt, die ein Ausgangssignal liefern, das proportional der Differenz zwischen zwei Spannungen ist, die den Eingängen des Verstärkers zugeführt werden. Wird an den ersten Eingang eine feste Spannung angelegt, die die Abszisse des Punktes A darstellt, während dem anderen Eingang eine veränderliche Spannung zugeführt wird, und wird die Verstärkung des Verstärkers auf einen Wert eingestellt, der der Steigung a der obigen Gleichung entspricht, stellt die Ausgangsspannung des Verstärkers stets die Ordinate des Punktes der Geraden P dar, der der Abszisse entspricht, welche von der an den zweiten Eingang angelegten veränderlichen Spannung dargestellt wird. Wird nun diese veränderliche Spannung gleich dem Ansprechsignal r einer Probe eines unbekannten Farbstoffes gemacht, bei dem es sich entweder um den Farbstoff Q oder um den Farbstoff C₂ handeln kann, kann die Ausgangsspannung des Verstärkers mit dem Ansprechsignal b des unbekannten Farbstoffes verglichen werden. Es kann auf diese Weise ermittelt werden, ob der Kennpunkt b, r des Farbstoffes über oder unter der Geraden Fliegt, oder mit anderen Worten, ob dieser Punkt dem Farbstoff Q oder dem Farbstoff C₂ entspricht.

F i g. 6 zeigt eine Schaltung, die es erlaubt, die obige Unterscheidung selbsttätig vorzunehmen. Ein Operationsverstärker 20 nimmt an seinem ersten Eingang B eine Spannung r auf, die das Ansprechsignal der Probe in Rot darstellt, während eine Spannung r₀ entsprechend der Abszisse des Punktes A mittels eines Potentiometers 21 an den zweiten Eingang C angelegt wird. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers wird mittels eines Hilfseingangs g auf a eingestellt. Das Ausgangssignal 5 des Verstärkers stellt infolgedessen das Produkt a(r- r₀) dar, d. h. die Gleichung der Geraden P. Dieses Ausgangssignal wird an den ersten Eingang eines Vergleichers 22 angelegt, bei dem es sich um einen weiteren Operationsverstärker handeln kann. Dem anderen Eingang des Vergleichers wird ein Signal b zugeführt, das das Antwortsignal der Probe in Blau darstellt Würde der Kennpunkt der Probe, bestimmt durch die Antwortsignale b und r in den Grundfarben Blau und Rot, auf der Geraden P liegen, wäre das Ausgangssignal S des Vergleichers 22 gleich Null. Dieses Ausgangssignal ist jedoch positiv oder negativ und läßt auf diese Weise erkennen, daß der Kennpunkt über oder unter der Geraden P liegt, wobei angenommen wird, daß der Verstärker 20 und der Vergleicher 22 ein positives Ausgangssignal liefern, wenn ihr erster Eingang auf einem höheren Pegel als ihr zweiter Eingang liegt Da es sich bei dem unbekannten Farbstoff entweder um den Farbstoff Q oder den Farbstoff C₂ handelt, sorgt die Schaltung nach Fig.6 für die Unterscheidung. Ist das Ausgangssignal des Vergleichers 22 negativ, entspricht der unbekannte Farbstoff der Fläche Si; es handelt sich also um Ci. Ist dagegen das Ausgangssignal des Vergleichers 22 positiv, liegt der Farbstoff C₂ vor.

Wenn die Flächen Si und S₂ durch eine Folge von Abschnitten von Geraden voneinander getrennt werden, wie dies beispielsweise in F i g. 5 der Fall ist, kann jede Gerade als eine Bedingung betrachtet werden, die sich durch das Ausgangssignal einer Schaltung der in F i g. 6 veranschaulichten Art darstellen lälJt. Bei der in F i g. 7 veranschaulichten Anordnung weist jede Grundschaltung einen Operationsverstärker 2OQ bzw. 20Ä, der Signale r und rt> aufnimmt, sowie einen Vergleicher

ίο 22Q bzw. 22R auf, dem das Ausgangssignal des Verstärken und das Signal b zugeführt werden. Die Ausgangssignale dieser Vergleicher werden einer Torschaltung 23 zugeführt, deren Ausgangssignal eine Unterscheidung zwischen den Farbstoffen C_t und C₂

(d. h. zwischen den Flächen Si und S₂) erlaubt In dem in F i g. 5 dargestellten Falle liegt die Fläche S₂ unter den beiden Geradenstücken Q und R. Für jeden beliebigen Punkt dieser Fläche sind infolgedessen die Ausgangssignale der Vergleicher 22Q und 22Ä positiv. Handelt es sich bei der Torschaltung 23 um eine UND-Schaltung, liefert die Torschaltung infolgedessen immer dann ein positives Ausgangssignal, wenn es sich bei der unbekannten Probe um den Farbstoff C₂ handelt. Das Ausgangssignal der Torschaltung 23 kann außerdem an den Eingang eines Inverters 24 angelegt werden, falls ein positives Signal auch zur Identifizierung der Fläche Si (d. h. des Farbstoffes Ci) erwünscht ist.

Die obigen Erläuterungen treffen auch für mehr als zwei Arten von Farbstoffen zu, vorausgesetzt daß die kennzeichnenden Flächen oder Orte dieser Farbstoffe nicht einander schneiden. Fig.8 zeigt beispielsweise den Fall von vier Farbstoffen Ci, C₂, C₃, C₄, d. h. von vier Flächen Si, S₂, S₃, S₄. die durch drei Linien T, U, V voneinander getrennt werden. Betrachtet man den Kennpunkt eines unbekannten Farbstoffes und geht man davon aus, daß das Ausgangssignal ST, SU, SV (Fi g. 9) jeder einer bestimmten Geraden entsprechenden Schaltung negativ ist, wenn der Kennpunkt des unbekannten Farbstoffes oberhalb dieser Geraden liegt, so ergeben sich die folgenden Unterscheidungsbedingungen:

Für Farbstoff Ci (Fläche Si):

Ausgangssignale ST, SU und SV negativ (oder einfacher STnegativ).

Für Farbstoff C₂ (Fläche S₂):

Ausgangssignal ST positiv, Ausgangssignale SU und SV negativ (oder einfacher ST positiv und SU negativ).

Für Farbstoff C₃ (Fläche S₃):

Ausgangssignale ST, SU positiv, Ausgangssignal SV negativ (oder einfacher SU positiv und S\ negativ).

Für Farbstoff C₄ (Fläche S₄):

Ausgangssignale ST, SU und SV positiv (odei einfacher S Vpösitiv).
60

Fig.9 zeigt, wie diese Bedingungen elektronisch mi Hilfe von vier Torschaltungen 25Si, 25S₂,25S₃ und 25S berücksichtigt werden können, an die die Ausgangs signale STi SU und SV angelegt werden. Bei dei Torschaltung 25Si kann es sich um eine UND-NlCHT Schaltung handeln, die ein positives Ausgangssignal nu dann abgibt, wenn alle ihre Eingangssignale negat'r sind. Bei den Torschaltungen 25S₂ und 25S₃ kann es siel

ίο

um beliebige Torschaltungen handeln, vorausgesetzt, Bei vier Farbstoffen kann man sich beispielsweise einen daß ein Inverter in einen oder zwei der drei vierdimensionalen Raum und damit ein Vierkoordi-Eingangsleitungen eingesetzt wird. Beispielsweise kann natensystem vorstellen, innerhalb dessen der Ort jedes für die Torschaltung 25S₂ eine UND-NICHT-Schaltung Farbstoffes ein vierdimensionales Volumen ist. Diese vorgesehen sein, wenn zwischen dem ersten Eingang * Volumen werden durch dreidimensionale Flächen der Torschaltung und dem Vergleicher 22Tein Inverter voneinander getrennt.

sitzt. Die Torschaltung 2i»S_t kann auch durch einen Es ist jedoch grundsätzlich möglich, die komplizierte

einfachen Inverter ersetzt werden, dem das Ausgangs- Darstellung von Volumen zu vermeiden, und zwar signal ST zugeführt wird; der dritte Eingang der insbesondere von Volumen mit mehr als drei Dimen-Torschaltung 25S₂ kann entfallen, usw. In jedem Falle io sionen, indem die Primärfarben in aufeinanderfolgenden identifizieren die einzelnen Ausgangssignale der Tor- Paaren betrachtet werden. Im Falle von drei Grundfarschaltungen 25Si, 25S₂, 25S₃ und 25S* in eindeutiger ben sind diese Paare beispielsweise bv, vr, und rb. Jedes Weise die vier Farbstoffe. Paar kann in einem Zweikoordinatensystem dargestellt

Bisher wurde davon ausgegangen, daß nur zwei werden, das als die Projektion des Dreikoordinaten-Grundfarben (Blau und Rot) zur Identifizierung der '5 systems b, v, r auf eine der drei Ebenen betrachtet Farbstoffe herangezogen werden. Im Falle von drei werden kann, die von den drei Koordinatenachsen Grundfarben oder Wellenlängen handelt es sich bei dem bestimmt werden. Die auf diese Weise erhaltene Ort der Kennpunkte jedes Farbstoffes nicht mehr um Unterscheidung ist weniger vollkommen, da der Fall eine Fläche, sondern um ein Volumen. Aber auch in eintreten kann, daß zwei Volumen, die sich innerhalb des diesem Falle schneiden diese Volumen einander nicht, 20 dreidimensionalen Raums nicht schneiden, Projektionen so daß sie durch Zwischenflächen voneinander getrennt besitzen, die einander in den betreffenden Ebenen werden können, und zwar durch Ebenen oder schneiden. Dies ist jedoch relativ selten der Fall; auf der Abschnitte von Ebenen. Jede Ebene kann durch eine anderen Seite wird die erforderliche elektronische Gleichung dargestellt werden, die ihrerseits mittels Anordnung weitgehend vereinfacht,
elektrischen Schaltungen der in Verbindung mit F i g. 6 25 Die F i g. 11 bis 13 zeigen den Fall zweier Farbstoffe erläuterten Art analog darstellbar ist. mit drei Grundfarben b, v, r. In dem ersten

Fig. 10 zeigt eine Schaltung, die drei Grundfarben, zweidimensionalen System bv (Fig. 11) schneiden die und zwar Blau b, Grün ν und Rot r zugeordnet ist. Ein Flächen oder Orte S\ und S₂ einander; sie erlauben erster Operationsverstärker 251 nimmt ein Ansprech- infolgedessen keine sichere Unterscheidung. In dem signal ν und ein einstellbares Signal v₀ auf. Sein 30 System vr liegen die betreffenden Flächen S'\ und S'\ in Verstärkungsgrad beträgt g_x. Das Ausgangssignal s\ Abstand voneinander. Sie lassen sich jedoch nicht durch dieses Operationsverstärkers wird an den zweiten eine einzige Gerade gegeneinander abgrenzen. Es Eingang eines weiteren Operationsverstärkers 252 müssen vielmehr zwei Geradenstücke Wund X benutzt angelegt, dessen erstem Eingang das Signal r zugeführt werden, was die elektronische Anordnung etwas wird. Die Verstärkung dieses Verstärkers beträgt g₂. 35 komplizieren würde. In dem dritten System rb können Das Ausgangssignal S₂ des Operationsverstärkers 252 die betreffenden Flächen S'"i und S'"₂ durch eine wird an den ersten Eingang eines dritten Operationsver- einzige Gerade Y voneinander getrennt werden, die stärkers 253 angelegt, der den Verstärkungsgrad g₃ hai außerdem durch den Schnittpunkt der Koordinaten- und dessen zweitem Eingang das Signal b zugeführt achsen hindurchreicht und infolgedessen durch eine wird. Das Ausgangssignal S des Operationsverstärkers 40 recht einfache elektronische Schaltung dargestellt 253 stellt das Ausgangssignal der Schaltung dar. Es gilt: werden kann.

Das gleiche Verfahren kann auf mehr als drei

5, = g_% (v— vo) Grundfarben oder Wellenlängen angewendet werden,

S₂ = g₂ (r— s\) wobei auch in diesem Falle vorauszusetzen ist, daß dann,

S = (T₃(S₂-b) 45 wenn die Volumen oder Orte der verschiedenen

Farbstoffe Ci, C₂, C₃ usw. einander nicht schneiden, ihre

und infolgedessen: Projektionen auf die Ebenen der Koordinatenachser

einander ebenfalls in mindestens einer der Ebenen nichi S = g₃(rg₂-vg\g₂ + vag\g2-b). schneiden.

50 Eine Unterscheidung wird nur dann unmöglich, wenr

Die Ausgangsspannung S wird infolgedessen für sich für die gleichen Farbstoffe Überschneidungen ir

jeden Punkt zu Null, dessen Koordinaten b, v, r die allen Ebenen ergeben. Mit anderen Worten, wenn mil

Bedingung erfüllen: drei Grundfarben und beispielsweise vier Farbstoffer

"'■■--■'-■■■:, Cx, C₂, C% G gearbeitet wird, ist eine Unterscheidung

b = Tgi-vgxgi + vagxg₂. 55 unmöglich, wenn sich beispielsweise die Flächen odei

Orte von Ci und C₂ in den drei Ebenen b- v, v-rund r-l

Diese Gleichung stellt eine Ebene in einem Drei- schneiden. Dagegen ist die Unterscheidung ohnt koordinatensystem dar. Wenn daher die einem unbe- weiteres möglich, wenn beispielsweise der Ort für C kannten Farbstoff entsprechenden Ansprechsignale b, v, den Ort für C₂ in den Ebenen b- ν und v-r schneidet unt ran die Schaltung nach Fig. 10 angelegt werden, gibt 60 beispielsweise eine Überschneidung mit einem anderer das Vorzeichen des Ausgangssignals San, auf welcher Ort, beispielsweise dem Ort des Farbstoffes C₃, in dei Seite der Ebene der Kennpunkt dieses Farbstoffes in Ebene r-b vorliegt In einem solchen Falle kann dei dem Dreikoordinätensystem b, v, rliegt . Kennpunkt des unbekannten Farbstoffes nicht in di<

Die obigen Erläuterungen lassen sich für den Fall zwei selben Flächen öder Orte innerhalb der dre jeder beliebigen Anzahl von Grundfarben ausdehnen. 6₅ zweidimensionalen Systeme fallen. -":....,

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   L Verfahren zur automatischen Identifizierung on Farbstoffen zum Einfärben von Proben, [«besondere von zur Herstellung von Lochkarten S •der -streifen für Jacquardmaschinen dienenden -eichnungen, bei dem

   (a) der Farbstoff mit Licht vorbestimmter Eigenschaften beleuchtet wird,

   (b) die Intensitäten von Nausgewählten Grundfarben im reflektierten Licht gemessen werden.

   (c) jedem der untersuchten Farbstoffe in einem /V-dimensionalcn, von den Grundfarben aufgespannten Farbraum ein Raumelement zugeordnet wird, dessen Lage und Ausdehnung durch den möglichen Schwankung-st^rcich der ;lie Koordinaten des betreffenden Farbstoffs in dem Farbraum darstellenden Intensitäten der Grundfarben gegeben ist.

   a d u r c h gekennzeichnet, daß

   (d) auf elektronischem Weg (N- l)-dimensionale Fläehenfunklionen des Λ'-dimcnsionalen l-'arbruums nachgebildet werden, welche /wischen den den einzelnen Farbstoffen zugeordneten Raumelemenien zu liegen kommen und diese voneinander trennen, und

   (e) die Farbe eines Farbstoffs durch Vergleich eines seiner als gemessene Intensität einer Grundfarbe vorliegenden Koordinatcnwcrie mit ilen Werten ermittelt wird, welche sich aus den Fläehenfunklionen für die betreffende Grundfarbe bei Einsetzen der übrigen gemessenen Koordinaten werte ergeben.
2. 2. Verfahren zur automatischen Identifizierung von Farbstoffen zum Einfärben von Proben. insbesondere von zur Herstellung von Lochkarten oder -streifen für |acquardniaschinen dienenden Zeichnungen, bei dem

   (a) der Farbstoff mit Licht vorbcslimmicr Eigen schäften beleuchtet wird.

   (b) die Intensitäten von Nausgewählten Grundfarben im reflektierten Licht gemessen werden, wobei N>. i. und

   (c) jedem der untersuchten Farbstoffe in einem N-dimensionalen. von ilen Grundfarben aufgcspannten Farbraum ein Raumelement zugeordnet wird, dessen Lage und Ausdehnung durch den möglichen Schwankungsbereich tier die Koordinaten des betretenden Farbstoffs in dem Farbraum darstellenden Intensitäten der Grundfarben gegeben ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   (d) die Projeklionsflächen der Raumelemente auf die d.irch jeweils zwei Koordinatenachsen des Farbraums aufgespannten Ebenen ermittelt werden.

   (e) auf elektronischem Weg Kurvenfunktionen jeweils zweier Koordinaten nachgebildet werden, welche /wischen sich nicht überlappenden Projektionsflächen in den Ebenen verlaufen, ho und

   (I) die Farbe eines Farbstofls durch Vergleich eines seiner in Form der gemessenen Intensitäten der Grundfarben vorliegenden Koordinaten werte jeweils mit den Werten ermittelt wird, welche fts sich aus den Kurvenlunktioncn für die betreffenden Koordinate beim Einsetzen der Meßwerte der jeweils anderen Koordinate ergeben.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenfunktionen des Farbraums mittels einer Analog-Schaltung dargestellt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Grundfarben und einem zweidimensionalen Koordinatensystem gearbeitet wird jedes Raumelement eine von einer geschlossenen Kurve begrenzte Fläche ist, und die Flächcnfunktionen von einer Geraden gebildet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei Grundfarben und einem zweidimensionalen Koordinatensystem gearbeitet wird, jedes Raumelement eine von einer geschlossenen Kurve begrenzte Fläche ist. und die Flächenfunktionen von mehreren Abschnitten von unterschiedlichen Geraden gebildet werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn zeichnet, daß mit drei Grundrarben und einem dreidimensionalen Koordinatensystem gearbeitet wird, jedes Raumelement ein von einer in sich geschlossenen Fläche begrenztes Volumen ist. und die Flächenfunktionen von einer Ebene gebildet werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dall mit drei Grundfarben und einem dreidimensionalen Koordinatensystem gearbeitet wird, icdcs Raumelement ein von einer in sich geschlossenen Fläche begrenztes Volumen ist. und die Flächenfunktionen von einer Folge von Teilen unterschiedlicher Ebenen gebildet werden.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, da 1.1 jede Kurvcnfunktion mittels einer Analog-Schaliungdargestellt wird

   4. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet.daß die Kurvenfunktionen Gerade sind.

   tO. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, dall die Kurvcnfunklionen aus einer Folge von Teilen unterschiedlicher Geraden zusammengesetzt werden.