DE2404201C3

DE2404201C3 - Process for the automatic identification of dyes for the staining of samples

Info

Publication number: DE2404201C3
Application number: DE19742404201
Authority: DE
Inventors: Pierre Lyon Frappe (Frankreich)
Original assignee: Verdol SA, Caluire, Rhone (Frankreich)
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1977-10-13

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 vorbestimmter Eigenschaften beieudiiei wird, die Intensitäten von /V ausgewählten Grundfarben im reflektierten Licht gemessen werden, jedem der untersuchten Farbstoffe in einem /V-dimensionalen. von den Grundfarben aufgespannten Farbraum ein Raum element zugeordnet wird, dessen Lage und Ausaehnun, durch den möglichen Schv.ankungsbereich der di Koordinaten des betreffenden Farbstoffs in den Farbraum darstellenden Intensitäten der Grundfarbe] gegeben ist, die Projektionsflächen der Raumelement! auf mindestens eine Schnittebene des Farbraum ermittelt werden, auf elektronischem Wege Kurven funktionen nachgebildet werden, welche in der Schnitt ίο ebene zwischen den Projektionsflächen verlaufen unc diese voneinander trennen, und die Farbe eine) Farbstoffs durch Vergleich eines seiner Koordinaten werte mit den Werten ermittelt wird, welche sich au; den Kurvenfunktionen für die betreffende Koordinate bei Einsetzen der Werte für die andere Koordinate ergeben, nach Patent 21 58 758.The invention relates to a method for the automatic identification of dyes for coloring of samples, in particular for the production of punched cards or strips for jacquard machines serving drawings, in which the dye with light of predetermined properties becomes the Intensities of / V selected primary colors in reflected light are measured, each of the studied dyes in a / V-dimensional. a space spanned by the primary colors element is assigned, its location and appearance, due to the possible fluctuation range of the di Coordinates of the relevant dye in the intensities of the basic color representing the color space] is given, the projection surfaces of the room element! on at least one cutting plane of the color space are determined, curve functions are reproduced electronically, which in the cut ίο run flat between the projection surfaces unc separate these from each other, and color a) dye by comparing one of its coordinates values is determined with the values, which au; the curve functions for the relevant coordinate when inserting the values for the other coordinate result, according to patent 21 58 758.

Wie in dem Hauptpatent beschrieben, kann jeder Farbstoff analysiert werden, indem er mit weißem Licht beleuchtet und die die reflektierte Lichtintensität als Funktion der Wellenlänge darstellende Kurve aufgenommen wird. Bei der Unterscheidung der Farben einer Zeichnung oder eines anderen Trägers wurden derartige Kurven zu Schwierigkeiten führen. Man beschränkt sich daher auf die Auswahl einer gewissen Anzahl bestimmter Auswenungsvellenlängen und charakterisiert den Farbstoff durch die entsprechenden Intensitäten. Nimmt man beispielsweise eine Zeichnung einer Webkarte, bei der die Farben auf fotoelektrischem Wege unterschieden werden sollen, müssen zunächst die Kennwerte jedes verwendeten Farbstoffs bestimmt werden. Die Anzahl der zur Auswertung herangezogenen Wellenlängen hängt von diesen Farbstoffen sowie davon ab, wie stark sich die Farbstoffe ähneln. Nimmt man vereinfacht an. daß die Anzahl der Wellenlängen nur zwei beträgt, so sind die beiden rechtwinkligen Achsen zu betrachten, die den beiden Auswertungswellcn zugeordnet und so unterteilt sind, daß die gemessenen Lichtintensitäten in Form von Prozentsätzen des von dem Zeichnungsträger reflektierten weißen Lichtes dargestellt werden. Solange die Zeichnung nur zwei Farben aufweist, bietet die Unterscheidung dieser Farben auch dann kein Problem, wenn davon ausgegangen wird, daß die im Handel erhältlichen Farbstoffe unvermeidlich geringe Unterschiede aufweisen und daß der Farbstoffauftrag auf eine Zeichnung nicht immer in gleichmäßiger Dichte erfolgen kann. Bei der elektronischen Ermittlung der den beiden Farben entsprechenden beiden Raumelemente in dem Koordinatensystem wird in diesem Falle die Winkelhalbierende der den Auswertungslängen zugeordneten beiden Koordinatenachsen dargestellt und die Unterscheidung der beiden Farben durch die Lage ihrer Raumelemente in bezug auf diese Winkelhalbierende vorgenommen. Werden nun aber die beiden Raumelemente auf die Koordinatenachsen oder auf Ebenen, die senkrecht zur Zeichenebene stehen und durch diese Achsen hindurchiaufen, projiziert, überlagern sich die Projektionen, so daß eine Unterscheidung unmöglich wird.As described in the main patent, any dye can be analyzed by using white Illuminated light and the curve representing the reflected light intensity as a function of the wavelength is recorded. When differentiating the colors of a drawing or other support were such curves lead to difficulties. One therefore limits oneself to the selection of a certain one Number of specific evaluation wavelengths and characterized the dye by the corresponding intensities. Take a drawing, for example of a web map in which the colors are to be differentiated photoelectrically, the Characteristic values of each dye used can be determined. The number of used for evaluation Wavelength depends on these dyes as well as how closely the dyes are similar. Takes one simplifies. that the number of wavelengths is only two, the two are right-angled To consider axes that are assigned to the two evaluation waves and subdivided so that the measured light intensities in the form of percentages of the white reflected from the drawing support Light can be represented. As long as the drawing has only two colors, the distinction between these offers Colors not a problem even if it is assumed that the commercially available dyes inevitably show slight differences and that the dye application on a drawing is not always in uniform density can be done. In the electronic determination of the corresponding to the two colors two spatial elements in the coordinate system is the bisector of the in this case Evaluation lengths associated with the two coordinate axes and the distinction between the two Colors are made by the position of their spatial elements in relation to this bisector. Will now but the two spatial elements on the coordinate axes or on planes that are perpendicular to the plane of the drawing stand and run through these axes, projected, the projections are superimposed so that a distinction becomes impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die einzelnen Farbstoffe auch dann noch unterschieden werden können, wenn sich die Projektionsflächen ihrer Raumelemente in den Koordinatenebenen des von den Grundfarben aufgespannten Koordinatensystems überlappen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als Schnittebene eine Ebene gewählt wird, in der sich die einfachst möglichen funktionalen Zusammenhänge für die die Proiektions-The invention is based on the object of creating a method with which the individual dyes can also be distinguished when the projection surfaces of their spatial elements overlap in the coordinate planes of the coordinate system spanned by the primary colors.
To solve this problem it is proposed according to the invention that a plane is selected as the cutting plane in which the simplest possible functional relationships for the projection

flachen trennenden Kurvenfunktionen ergeben, und daß das dem Farbraum zugrunde liegende Koordinatensystem derart transformiert wird, daü die Schnittebene zwischen zwei der transformierten Koordinatenachsen aufgespannt wird.result in flat separating curve functions, and that the coordinate system on which the color space is based is transformed in such a way that the plane of intersection between two of the transformed coordinate axes is stretched.

Durch eine Änderung des Koordinatensystems, die eine Änderung der Ausrichtung der Koordinatenachsen in bezug auf die ursprünglich für die Bestimmung der Raumelemente gewählten Achsen bewirkt, und/oder diese Änderung der Lage des Schnittpunktes der ursprünglichen Achse bedingt, wird eine Unterscheidung der Projektionen ermöglicht.By changing the coordinate system, changing the orientation of the coordinate axes with respect to the axes originally chosen for determining the spatial elements, and / or this change in the position of the intersection of the original axis causes a distinction which enables projections.

Unabhängig davon, wie im em/elnen vorgegangen wird, bestimmen die neuen Achsen neue l-.heiien. auf die die Raumelemente der verschiedenen Farben projiziert werden können. Durch geeignete Auswahl der Achsen kann dafür gesorgt werden, dall auf mindestens einer diesel- Ebenen die Projektionen dieser Kainnelemente durch geeignete Kurvenfunktionen beispielsweise durch Geraden, einlach voneinander getrennt werden ^o können.Regardless of how it was actually done the new axes determine new names. on the the spatial elements of different colors can be projected. By suitable selection of the axes It can be ensured that the projections of these Kainn elements are displayed on at least one diesel level using suitable curve functions, for example be separated from each other by straight lines ^ o be able.

Weiterbildungen der Fn'indung sind Gegenstand der Unteransprüehe.Further developments of the finding are the subject of the subclaims.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen naher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the drawings indicates

Fig. 1 die Kennkurve eines Farbstoffes als Funktion der Wellenlänge des reflektierten Lichtes,1 shows the characteristic curve of a dye as a function of the wavelength of the reflected light,

F i g. 2 die Orte von zwei Farben einer Zeichnung für den einfachsten Fall, daß die Zeichnung nur zwei Farben aufweist, so daß nur zwei Wellenlängen analysiert zu werden brauchen,F i g. 2 the locations of two colors of a drawing for the simplest case that the drawing is only two colors so that only two wavelengths need to be analyzed,

Fig. 3 die Art und Weise, in der die beiden Farben nach Fig. 2 durch Vornahme einer Koordinatenunwandlung unterschieden werden können, F i g. 4 eine Abwandlung der Darstellung nach F 1 g. J,FIG. 3 shows the manner in which the two colors according to FIG. 2 are converted by undertaking a coordinate transformation can be distinguished, F i g. 4 shows a modification of the representation according to F 1 g. J,

F i g. 5 di..· Art und Weise, in der im Falle von zwei Auswertungslarben der Raum derart in zwei Teile unterteilt werden kann, daß eine Aufteilung der Orte der Farben auf zwei unterschiedliche Gruppen erfolgt,F i g. 5 di .. · way in which, in the case of two evaluation reports, the room is thus divided into two parts can be subdivided so that the locations of the colors are divided into two different groups,

F i g. 6 die Art und Weise in der im Falle einer Analyse mit drei Wellenlängen die Orte der Farben auf eine Ebene projiziert werden können, die senkrecht zu der Winkeldreiteilenden der drei Achsen steht,F i g. 6 the way in which, in the case of a three-wavelength analysis, the locations of the colors on one Plane can be projected that is perpendicular to the angular three-part end of the three axes,

F i g. 7 die Gruppe der dabei erhaltenen Projektionen,F i g. 7 the group of projections obtained,

Fig. 8 die Art und Weise, in der der Raum mittels einer geeigneten Ebene dreidimensional in zwei Teile unterteilt werden kann, um die den verschiedenen Farben entsprechenden Orte auf zwei Gruppen aufzuteilen, soFig. 8 shows the manner in which the space is three-dimensionally divided into two parts by means of a suitable plane can be divided into two groups in order to place the locations corresponding to the different colors to divide so

Fig.9 ein Prinzipschaltbild für eine elektronische Schaltungsanordnung zur Änderung der Variablen,9 shows a basic circuit diagram for an electronic circuit arrangement for changing the variables,

Fig. 10 eine Anordnung zur Darstellung einer Hyperfläche in einem vierdimensionalen Raum, 10 shows an arrangement for representing a hypersurface in a four-dimensional space,

Fig. 11 eine vereinfachte Schaltungsanordnung zur Darstellung einer Hyperfläche. die senkrecht zu der Winkelvierteilenden steht und11 shows a simplified circuit arrangement for the representation of a hypersurface. the perpendicular to the Angled four-part stands and

Fig. 12 eine erweiterte Schaltungsanordnung zur Durchführung von verschiedenen aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen.12 shows an expanded circuit arrangement for carrying out various successive Operations.

Wie in dem Hauptpatent beschrieben ist, kann jeder Farbstoff in der Weise analysiert werden, daß er mit weißem Licht beleuchtet und die die reflektierte Lichtintensität als Funktion der Wellenlänge darstellende Kurve aufgenommen wird. Man erhält t>5 so eine Kurve der in F i g. 1 mit N bezeichneten An, die für den Farbstoff charakteristisch ist. Bei der Unterscheidung der Farben einer Zeichnung oder eines anderen Trägers würden derartige Kurven zu unüberwindbaren Schwierigkeiten führen. Man beschränkt sich daher auf die Auswahl einer gewissen Anzahl von bestimmten Auswertungswelleiilängen und charakterisier: den Farbstoff durch die entsprechenden Intensitäten κι, ν:,..., .Vn- Außerdem erfolgt eine Vereinfachung dadurch, daß die Lesevorrichtungen (fotoelektrische Zellen und zugehörige Schaltungsanordnungen) derart geeicht werden, daß der Ordinaienwert 100 der weißen Farbe (als perfekt angenommen) des Trägers entspricht Unter diesen Bedingungen liegt die Kurve N immer unterhalb der Waagrechten 100; die charakteristischen As described in the parent patent, any dye can be analyzed by illuminating it with white light and plotting the curve representing the reflected light intensity as a function of wavelength. One obtains t> 5 such a curve as shown in FIG. 1 designated by N , which is characteristic of the dye. Such curves would create insurmountable difficulties in distinguishing the colors of a drawing or other medium. One therefore restricts oneself to the selection of a certain number of specific evaluation wavelengths and characterizes: the dye by the corresponding intensities κι, ν:, ...,. are calibrated in such a way that the ordinal value 100 corresponds to the white color (assumed to be perfect) of the support. Under these conditions, the curve N is always below the horizontal 100; the characteristic

Intensitäten >ί, y; y„ erscheinen in der Form vonIntensities> ί, y; y " appear in the form of

Prozentsätzen s. Percentages s.

Nimmt man beispielsweise eine Zeichnung einei Webkarte, bei der die Farben auf foioelektrischeir Wege unterschieden werden sollen, müssen zunächst die Kennwerte jedes verwendeten Farbstoffes (oder Farbstoffgemisches) bestimmt werden. Die Anzahl der zui Auswertung herangezogenen Wellenlängen, die aus naheliegenden Gründen kleinstmöglich gehalten werden soll, hängt von diesen Farbstoffen sowie davon ab wie stark sich diese Farbstoffe ähneln. Um die Erläuterungen zu vereinfachen, sei zunächst angenommen, daß diese Zahl nur 2 beträgt, obwohl man sich in der Praxis nur in Ausnahmefällen mit einer so geringer Anzahl begnügen kann.Take, for example, a drawing on a web map in which the colors are foioelectric To distinguish between ways, the characteristic values of each dye (or dye mixture) used must first be to be determined. The number of wavelengths used for evaluation, which from should be kept as small as possible for obvious reasons, depends on these dyes and on them how similar these dyes are. In order to simplify the explanations, let us first assume that this number is only 2, although in practice it is only in exceptional cases that one is so lower Number can satisfy.

Es seien daher zwei rechtwinklige Achsen Ob und Oi (Fig. 2) betrachtet, die den beiden Auswertungswellenlängen für Blau und Rot zugeordnet sind. Diese Achser sind in 0 bis 100 unterteilt, um die gemessener Lichtintensitäten in Form von Prozentsätzen des vor dem Zeichnungsträger reflektierten weißen Lichtes darzustellen. Bei einer solchen Darstellung entsprichi der Mittelpunkt 0 der Farbe Schwarz (Minimum des reflektierten Lichts), während der Punkt M der Farbe Weiß (maximale Reflektion von Blau und Rot entspricht. Der Einfachheit halber sei davon ausgegan gen, daß die Zeichnung nur zwei Farben aufweist, imc zwar entsprechend den Punkten C\ und C?. Hätten die beiden benutzten Farbstoffe genau die vorgesehene Zusammensetzung und wären diese Farben auf da« weiße Papier in genau der optimalen Dichte aufgebracht, würden die Antwortsignale der Fotozellen füi alle Punkte der Zeichnung durch einen der beider Bezugspunkte G und C7 dargestellt. Die genannter Antwortsignale werden jedoch immer durch /we Phänomene gestört. Zum einen weisen die verschiede neu im Handel befindlichen Mengen des gleicher Farbstoffes unvermeidlich geringe Unterschiede odei Toleranzen auf. Zum anderen kann ein Farbstoff au eine Zeichnung nicht in immer genau derselben unc gleichmäßigen Dichte aufgebracht werden. Infolge de Toleranzen kann das Antwortsignal der Fotozellen be gleicher Auftragungsdichte im Inneren einer Kurve C\ Ο liegen, die mehr oder weniger genau durch einei Kreis angenähert werden kann, dessen Mittelpunkt de theoretische Punkt Ci, C₂ ist. Was die Schwankunger der Auftragungsdichte anbelangt, die man sich zwischer zulässigen Grenzwerten vorzustellen hat, die notwen digerweise rein subjektiv definiert werden, so führer diese zu einer Versetzung dieses Kreises entlang eine Kurve c^v1, c^v2, die von O nach M reicht und durch C bzw. C2 hindurch verläuft, weil eine zu geringe Dichti die Farbe in Richtung der Farbe des Trägers verschiebt während eine zu große Dichte einen sehr dunklet Farbton ergibt, der sich dem Schwarz nähert. Mai kommt so zu einem Ort, der von einer Fläche Si, 5Let us therefore consider two right-angled axes Ob and Oi (FIG. 2) which are assigned to the two evaluation wavelengths for blue and red. These axes are divided into 0 to 100 in order to display the measured light intensities in the form of percentages of the white light reflected in front of the drawing support. In such a representation, the center 0 corresponds to the color black (minimum of the reflected light), while the point M corresponds to the color white (maximum reflection of blue and red. For the sake of simplicity it is assumed that the drawing has only two colors, imc according to points C and C ?. If the two dyes used had exactly the intended composition and if these colors were applied to the white paper in exactly the optimum density, the response signals of the photocells for all points in the drawing would go through one of the two Reference points G and C7 are shown. The response signals mentioned are, however, always disturbed by / we phenomena. On the one hand, the various newly commercialized quantities of the same dye inevitably show slight differences or tolerances. On the other hand, a dye cannot always be accurately reproduced in a drawing of the same and uniform density. Due to the tolerances k If the response signal of the photocells at the same application density lie inside a curve C \ Ο, which can be approximated more or less precisely by a circle, the center of which is the theoretical point Ci, C ₂ . As far as the fluctuations in the application density are concerned, which one has to imagine between permissible limit values, which are necessarily defined purely subjectively, this leads to a displacement of this circle along a curve c ^v 1, c ^v 2, which extends from O to M and runs through C or C2, because too little density shifts the color in the direction of the color of the carrier, while too high a density results in a very dark hue that approximates black. May thus come to a place which is covered by an area Si, 5

gebildet wird, die von einer geschlossenen Kurve s 1, s 2 begrenzt ist und die mehr oder weniger dem Umriß einer Banane gleicht.is formed, which is bounded by a closed curve s 1, s 2 and which more or less resembles the outline of a banana.

Bei dem sehr vereinfachten Fall der F i g. 2 bietet die Unterscheidung der beiden Farben kein Problem. Es reicht aus, die Winkelhalbierende OM elektronisch darzustellen. Jedes darüberliegende Antwortsignal entspricht der Farbe C\ und jedes darunterliegende Antwortsignal der Farbe Ci. Gleichwohl läßt sich an diesem einfachen Fall das Grundprinzip der Erfindung leicht erläutern, wenn man annimmt, daß nicht in der vorstehend genannten Weise vorgegangen werden, sondern eine Projektion auf eine Ebene erfolgen soll, wie sie weiter oben erwähnt wurde.In the very simplified case of FIG. 2 offers no problem to differentiate between the two colors. It is sufficient to display the bisector OM electronically. Each response signal above corresponds to the color C \ and each response signal below corresponds to the color Ci. Nonetheless, the basic principle of the invention can easily be explained in this simple case if one assumes that the procedure mentioned above is not to be used, but rather a projection is to take place on a plane as mentioned above.

Projiziert man die beiden Orte Ci, C₂ auf die Achsen Or und Ob oder auf Ebenen, die senkrecht zur Zeichenebene stehen und durch diese Achsen hindurchlaufen, überlagern sich diese Projektionen, so daß eine Unterscheidung unmöglich wird.If the two locations Ci, C _{2 are} projected onto the axes Or and Ob or onto planes which are perpendicular to the plane of the drawing and run through these axes, these projections are superimposed so that a distinction becomes impossible.

Dagegen wird durch eine Umwandlung des Koordinatensystems eine derartige Unterscheidung möglich. Man kann insbesondere, wie in Fig.3 angedeutet, als neue Achsen die Winkelhalbierende OM selbst und eine dazu senkrechte Gerade X'OX wählen. Wie dargestellt, werden die Projektionen der beiden Orte Si und S₂ auf die neue Achse X'X (oder auf eine zur Zeichenebene senkrechte Ebene, in der diese Achse liegt) durch zwei Geradenslücke s\a — s\b, s2a-s2b gebildet, die sich deutlich voneinander unterscheiden und die sich auch auf sehr einfache Weise elektronisch unterscheiden lassen. Die Projektionen ^ta-sMb, s!2a — s!2b auf die Gerade OM überdecken sich zwar, doch spielt dies keine Rolle, weil die Unterscheidung auf andere Weise erfolgt.On the other hand, such a differentiation becomes possible by converting the coordinate system. In particular, as indicated in FIG. 3, the angle bisector OM itself and a straight line X'OX perpendicular to it can be selected as the new axes. As shown, the projections of the two locations Si and S ₂ on the new axis X'X (or on a plane perpendicular to the plane of the drawing in which this axis lies) are formed by two straight line gaps s \ a - s \ b, s2a-s2b which are clearly different from each other and which can also be distinguished electronically in a very simple way. The projections ^ ta-sMb, s! 2a - s! 2b onto the straight line OM overlap, but this does not matter because the distinction is made in a different way.

Fig. 4 entspricht dem Fall, bei dem die Orte Si, S₂. deren Umriß, wie oben angedeutet, weitgehend subjektiv ist, nicht mehr die Anwendung der Winkelhalbierenden OM als Trenngerade zulassen. Es ist jedoch häufig möglich, eine andere Trenngerade AP zu zeichnen, die verhältnismäßig nahe der Geraden OM liegt. Auch in diesem Falle kann man die Gerade APaIs neue Koordinatenachse betrachten, und es kann ihr eine weitere Achse ΧΌ\Χ zugeordnet werden, um die Orte Si, Si auf diese Achse oder auf eine Ebene zu projizieren, in der die Achse liegt und die senkrecht zur Zeichenebenc steht. Man erhält auf diese Weise Segmente sia-sib, s2a-s2b, die voneinander vollkommen getrennt sind und die sich leicht unterscheiden lassen. Im übrigen ist festzuhalten, daß in den beiden Fällen der F i g. 3 und der F i g. 4 nichts dazu zwingt, die Achse X'X durch den Mittelpunkt O des ursprünglichen Koordinatensystems öOrgehen zu lassen.FIG. 4 corresponds to the case in which the locations Si, S ₂ . the outline of which, as indicated above, is largely subjective, no longer permit the use of the bisector OM as a dividing line. However, it is often possible to draw another dividing line AP that is relatively close to the straight line OM . In this case, too, one can consider the line APaIs new coordinate axis, and another axis ΧΌ \ Χ can be assigned to it in order to project the locations Si, Si onto this axis or onto a plane in which the axis lies and the one perpendicular to the character level. In this way, segments sia-sib, s2a-s2b are obtained which are completely separated from one another and which can be easily distinguished. In addition, it should be noted that in the two cases of FIG. 3 and FIG. 4 nothing forces the axis X'X to go through the center O of the original coordinate system öOr.

Man kann daraus schließen, daß eine praktische Lösung zur Unterscheidung der Orte darin besteht, daß diese auf eine Ebene X¹X projiziert werden, die mehr oder weniger genau senkrecht zu der Winkelhalbierenden OM des ursprünglichen Auswertungsachsensystems steht, wobei diese Ebene λ"λ' als Ergebnis einer Koordinatcnumwandlung betrachtet werden kann.One can conclude from this that a practical solution for differentiating the locations consists in projecting them onto a plane X ¹ X which is more or less exactly perpendicular to the bisector OM of the original evaluation axis system, this plane λ "λ 'as Result of a coordinate conversion can be viewed.

Betrachtet man die durch die Achse Oi P verlaufende, senkrecht zur Zeichenebenc stehende Ebene, so unterteilt diese den Raum in zwei Teile, innerhalb deren sich die Orte Si bzw. Sj befinden. Im Falle von zwei Farben kommt es darauf nicht an. Bei einer größeren Anzahl von Farben spielt dies jedoch eine wichtige Rolle, weil diese Farben so in zwei Gruppen aufgeteilt werden können und damit die Gefahr einer Überlagerung der Projektionen der beiden Orte herabgesetzt werden kann.Looking at the axis Oi P, perpendicular to the plane of the drawing, it divides the space into two parts, within which the places Si and Sj are located. In the case of two Colors don't matter. With a larger number of colors, however, this plays an important role Role because these colors can be divided into two groups and thus the risk of overlapping the projections of the two locations can be reduced.

Fig. 5 zeigt einen weiteren Fall der Änderung der Koordinatenachsen sowie Möglichkeiten der Unterscheidung durch Projektion auf die Ebene einer der neuen Achsen, in diesem Falle ist das neue Koordinatensystem das System XOiX-VOiV. Die sich überschneidenen Projektionen s\n-s\b, s2a-s2b können unterschieden werden, weil sie auf den Raumteil zurückzuführen sind, der links bzw. rechts der Ebene liegt, die durch die Achse X'X hindurchläuft und senkrecht zur Zeichenebene steht.FIG. 5 shows a further case of changing the coordinate axes as well as options for differentiation by projection onto the plane of one of the new axes, in this case the new coordinate system is the XOiX-VOiV system. The overlapping projections s \ ns \ b, s2a-s2b can be distinguished because they can be traced back to the part of the space that lies to the left or right of the plane that runs through the axis X'X and is perpendicular to the plane of the drawing.

Alles was oben hinsichtlich der Hilfsmaßnahmen für die Unterscheidung von Orten wie den geometrischen Orten Si, S₂ ausgeführt wurde, ist nur von einem sehr beschränkten Interesse im Falle von zwei Auswertungswellenlängen und einer kleinen Anzahl von Farben, weil die Betrachtungen auf der Grundlage der ebenen Geometrie erfolgen und es leicht ist. Geraden oder Geradenstücke einzuzeichnen, um die Orte derart voneinander zu trennen, daß eine bequeme Umsetzung in entsprechende elektronische Maßnahmen möglich wird. Im allgemeinen liegt aber die Anzahl der Ausweriungswellenlängen, die berücksichtigt werden müssen, um die Farbstoffe hinreichend zu kennzeichnen, bei mindestens 3 und häufig bei 4. Nun ist aber die Linienführung im dreidimensionalen Raum sehr schwierig und für einen Raum mit vier oder mehr Dimensionen völlig unmöglich. Man kann daran denken, die Wellenlängen paarweise nacheinander zu berücksichtigen, wie dies in Verbindung mit den Fig. 11 bis 13 des Hauptpatents dargelegt ist. was einer Projektion der geometrischen Orte des n-dimensionalen Raumes (wobei η größer als 2 ist), auf die verschiedenen Ebenen entspricht, die von den π Achsen des Auswertungssystems gebildet werden, indem diese Orte dargestellt werden. Es kann jedoch der Fall eintreten, daß sich die Projektionen bestimmter Orte in allen diesen Ebenen überschneiden, was jede Unterscheidung unmöglich macht, oder daß diese Projektionen einander so nahe liegen, daß die Unterscheidung nicht mit ausreichender Sicherheit durchgeführt werden kann.Everything that has been stated above with regard to the auxiliary measures for the differentiation of locations such as the geometrical locations Si, S ₂ is of only very limited interest in the case of two evaluation wavelengths and a small number of colors, because the considerations are based on the plane geometry done and it's easy. Draw straight lines or straight lines in order to separate the locations from one another in such a way that they can be easily converted into appropriate electronic measures. In general, however, the number of evaluation wavelengths that must be taken into account in order to adequately characterize the dyes is at least 3 and often 4. However, the alignment in three-dimensional space is very difficult and completely impossible for a space with four or more dimensions . One can think of considering the wavelengths in pairs one after the other, as set out in connection with FIGS. 11 to 13 of the main patent. which corresponds to a projection of the geometric locations of the n-dimensional space (where η is greater than 2) onto the various planes formed by the π axes of the evaluation system in which these locations are represented. It can happen, however, that the projections of certain places overlap in all these planes, which makes any distinction impossible, or that these projections are so close to one another that the distinction cannot be made with sufficient certainty.

Um diesen Mißstand auszuräumen, können die Koordinantenachsen derart geändert werden, daß in mindestens einer der von den neuen Achsen bestimmten Ebenen die Projektionen der Orte klar unterschieden sind und durch Geraden leicht voneinander getrennt werden können. Es ist insbesondere möglich, die neuen Achsen derart zu wählen, daß eine der von ihnen gebildeten Ebenen senkrecht zu der Winkeldreiteilendcn oder allgemeiner der Winkel/i-tcilenden des Flächcnwinkcls sieht, der von den Anfangsachscr gebildet wird. Um diesen Gedanken klarer herauszustellen, sei auf Fig. 6 Bezug genommen, die dem Fall vor drei Auswcrtungswcllcnlängen und folglich von die Achsen in einem dreidimensionalen Raum entsprich! was eine perspektivische Darstellung ermöglicht, Dii drei diesen Wellenlängen entsprechenden Achsen sim die Achsen Ob, Oj und Or. Ihre Winkcldrcitcilcnde i«· die Gerade OM, die den »schwarzen« Punkt O mit der »weißen« Punkt M verbindet. Um die Figur nicht 7. komplizieren, ist nur ein einziger Ort Si dargcstell Senkrecht zu der Winkeklrcitcilenden OM ist ein Ebene X eingezeichnet, die man als von zwei der dr Achsen eines neuen Koordinatensystems gcbildi denken kann. Auf diese Ebene wird der Ort S\ in der b SM angedeuteter Weise projiziert. Gleichzeitig wcrdi alle anderen Orlc S_:, Si usw. (die in F i g. b nie dargestellt sind) entsprechend den übrigen Farben dIn order to remedy this situation, the coordinate axes can be changed in such a way that the projections of the locations are clearly differentiated in at least one of the planes determined by the new axes and can easily be separated from one another by straight lines. In particular, it is possible to choose the new axes in such a way that one of the planes formed by them is perpendicular to the three-part angle or, more generally, the angle / i-part ends of the surface angle formed by the initial axis. In order to emphasize this idea more clearly, reference is made to FIG. 6, which corresponds to the case three evaluation lengths ago and consequently from the axes in a three-dimensional space! which allows a perspective view Dii three corresponding these wavelengths axes sim axes Whether Oj and Or. Your Winkcldrcitcilcnde i "· the straight line OM that the" black combines "point O with the" white "M point. The figure does not complicate the seventh, is only one place Si dargcstell perpendicular to the Winkeklrcitcilenden OM is located a plane X that you as a new coordinate system can gcbildi think of two of dr axes. The location S \ is projected onto this plane in the manner indicated in the b SM. The other colors (which are in g F i b never shown.), Si, etc. in accordance with _d: at the same time all other Orlc S wcrdi

fotoelektrisch auszuwertenden Zeichnung auf diese Ebene projiziert. Der Einfachheit halber wurde angenommen, daß diese Ebene durch den Punkt M geht, was naturgemäß kein Zwangsmerkmal darstellt. Fig. 7 zeigt, wie diese verschiedenen Projektionen sich in der Ebene ^darstellen können; sie sind dabei um den Punkt M mehr oder minder strahlenförmig verteilt. Es ist zu erkennen, daß es im allgemeinen einfach ist, sie durch einfache Geraden zu trennen. Falls bestimmte Projektionen sich in der zur Winkeldreiteilenden OM <° senkrechten Ebene X überlagern würden, könnte man die Neigung der Ebene etwas variieren, bis eine Trennung der Projektionen herbeigeführt ist.drawing to be evaluated photoelectrically is projected onto this plane. For the sake of simplicity, it was assumed that this plane passes through the point M, which naturally does not represent a constraint. Fig. 7 shows how these different projections can be represented in the plane ^; they are distributed more or less radially around the point M. It can be seen that in general it is easy to separate them by simple straight lines. If certain projections were to overlap in the plane X perpendicular to the three-part angle OM <°, the inclination of the plane could be varied somewhat until the projections are separated.

Es versteht sich, daß die oben geschilderten Maßnahmen ohne weiteres auch auf einen Raum mit '5 mehr als drei Dimensionen anwendbar sind, nur daß dies nicht mehr grafisch darstellbar ist, sondern eine algebraische Bestimmung erfordert.It goes without saying that the measures outlined above can also be applied to a space with a '5 more than three dimensions are applicable, only that this can no longer be represented graphically, but one algebraic determination required.

Fig. 8 zeigt, wie bei einem dreidimensionalen Raum die Orte mittels einer geeignet gewählten Ebene in zwei Gruppen aufgeteilt werden können. In der Mehrzahl der Fälle verläuft diese Ebene .Y'vorzugsweise senkrecht zu der Geraden OM. wie dies auch für die Ebene X nach F i g. 6 der Fall ist. Während aber dort der Abstand der Ebene X vom Zentrum O keine Rolle spielt, muß er vorliegend derart gewählt werden, daß die Ebene X' mindestens eine gewisse Anzahl von Orten, wie Si, S2, in zwei getrennte Gruppen unterteilt, deren Projektionen auf die für diesen Zweck ausgewählte Ebene, zweckmäßigerweise die Ebene X' selbst, gesondert ausgewertet werden. In solchen Fällen können zwei Orte Si und S₂, deren Projektionen auf die Ebene X' sich zu einem großen Teil überdecken, ohne Schwierigkeit unterschieden werden, weil diese Orte nicht derselben Gruppe angehören.FIG. 8 shows how, in the case of a three-dimensional space, the locations can be divided into two groups by means of a suitably selected plane. In the majority of cases, this plane .Y 'preferably runs perpendicular to the straight line OM. as is the case for plane X according to FIG. 6 is the case. But while the distance between the plane X and the center O does not play a role there, it must be selected in the present case in such a way that the plane X ' divides at least a certain number of locations, such as Si, S2, into two separate groups, whose projections are based on the The plane selected for this purpose, expediently plane X ' itself, can be evaluated separately. In such cases, two locations Si and S ₂ , the projections of which onto the plane X ' largely overlap, can be distinguished without difficulty because these locations do not belong to the same group.

Vorstehend wurde der Gegenstand der Erfindung nur unter analytischen Gesichtspunkten erörtert, ohne daß diskutiert wurde, wie das erläuterte Verfahren auf elektronischem Wege praktisch durchgeführt werden kann. Dabei braucht jedoch nur berücksichtigt zu werden, daß Gleichungen ersten Grades ohne weiteres durch entsprechend geregelte Operationsverstärker dargestellt werden können.Above, the subject matter of the invention has only been discussed from an analytical point of view, without it was discussed how the explained procedure can be carried out in practice electronically can. However, it only needs to be taken into account that equations of the first degree are readily available can be represented by appropriately regulated operational amplifiers.

Geht es beispielsweise um eine Koordinatenumwandlung in einem System mit drei Achsen (wobei die Anzahl der Achsen im übrigen beliebig sein kann), so sind bekanntlich die neuen Koordinaten mit den ursprünglichen Koordinaten über die BeziehungenFor example, if it is a coordinate conversion in a system with three axes (where the number the axes can otherwise be arbitrary), the new coordinates are known to be with the original Coordinates through the relationships

=:i\x+b\y+c\z,=: i \ x + b \ y + c \ z,

!)l.l2+!) l.l2 +

a₂a_} + fob) +
λ.ι«ι + b\b\ + a ₂ a _} + fob) +
λ.ι «ι + b \ b \ +

= 0.= 0.

Ausgängen der Operationsverstärker Spannungen er halten werden, die die neuen Koordinaten u, ν, w darstellen.Outputs of the operational amplifier voltages he will hold that represent the new coordinates u, ν, w.

Betrachtet man jetzt den Fall einer zu dei Winkel-n-teilenden des Koordinatensystems senkrechten Ebene und geht man, um zu zeigen, daß die Erfindung auf eine beliebige Anzahl von Koordinater (d. h. auf nicht reale Räume) anwendbar ist, davon aus daß vier Koordinaten, nämlich x, y, z. I, vorgesehen sind stellt eine »Ebene« in einem solchen Raum ein Gebilde dar, das als »Hyperfläche« bezeichnet werden kann, d. h einen Raum mit drei Dimensionen u, v, w. Dies führi wieder auf ein Koordinatenumwandlungsproblem zurück; man gelangt wieder zu den vorstehender Beziehungen, von denen diesmal jedoch jede vier Koeffizienten a. b, c. dumfaßt.If one now considers the case of a plane perpendicular to the n-dividing angle of the coordinate system and proceeds to show that the invention can be applied to any number of coordinates (i.e. to non-real spaces), it is assumed that four coordinates, namely x, y, z. I, provided, a "plane" in such a space represents a structure that can be referred to as a "hypersurface"; h a space with three dimensions u, v, w. This leads back to a coordinate conversion problem; one arrives again at the above relationships, but this time there are four coefficients a. b, c. stupid.

Damit die drei Achsen der Hyperfläche senkrecht zu der Winkelvierteilenden der Achsen des vierdimensionalen Raumes stehen, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:So that the three axes of the hypersurface are perpendicular to the angular quadrilateral of the axes of the four-dimensional The following conditions must be met:

5°5 °

verknüpft.connected.

Stehen die Achsen rechtwinklig zueinander, müssen die Koeffizienten den folgenden Bedingungen genügen:If the axes are at right angles to each other, the coefficients must meet the following conditions:

6060

Um diese Bedingungen zu erfüllen, brauchen nur drei jeweils mit drei Eingängen versehene Operationsverstärker 31, 32, 33 (Fig.9) vorgesehen zu werden, die über nicht dargestellte Widerstände derart ein justiert werden, daß ihre Verstärkungen den neun Koeffizienten ii\... Ci entsprechen. An jeden Operationsverstärker weiden drei Spannungen annlog den ursprünglichen Koordinaten v, y. / angelegt, während an den a, In order to meet these conditions, only three operational amplifiers 31, 32, 33 (FIG. 9) each provided with three inputs need to be provided, which are adjusted via resistors (not shown) in such a way that their gains correspond to the nine coefficients ii \ ... Ci correspond. Each operational amplifier has three voltages analogous to the original coordinates v, y. / applied while at the a,

c\ + d\ = 0, c \ + d \ = 0,

Damit andererseits die drei Koordinaten u. ν, μ senkrecht zueinander stehen, muß gelten:On the other hand, so that the three coordinates u. Ν, μ are perpendicular to each other, the following must apply:

•ii ;i2 + b\ bi + c\ C₂ + d\ d₂ = 0,
a₂a₃ + tnbi + C₂Ci + d₂d₃ = 0,
\ = 0.• ii; i2 + b \ bi + c \ C ₂ + d \ d ₂ = 0,
a ₂ a ₃ + tnbi + C ₂ Ci + d ₂ d ₃ = 0,
\ = 0.

Damit die vierte Koordinate parallel zu der Winkelvierteilenden des Raumes .v. y, z, 1 (und damii senkrecht zu den drei anderen Koordinaten) steht, muO erfüllt sein:So that the fourth coordinate is parallel to the quadrant of the space .v. y, z, 1 (and damii perpendicular to the three other coordinates) must be fulfilled:

a₄ = 64 = 1-4 = c/4.a ₄ = 64 = 1-4 = c / 4.

Dieses Gleichungssystem hat eine unendliche Anzahl von Lösungen. Man kann beispielsweise setzen:This system of equations has an infinite number of solutions. For example, you can set:

u = χ — y+z—t, u = χ - y + z — t,

ν =.v — z, ν = .v - z,

H'=j'-r,H '= j'-r,

/· = x + y+z+t. / = X + y + z + t.

Die Widerstände der Verstärker lassen sich leicht se einstellen, daß sie diese Bedingungen erfüllen.The resistances of the amplifiers can easily be se hire them to meet these conditions.

Was die Unterteilung des Raumes durch eine Ebene anbelangt, so kann auch hier angenommen werden, daC es sich wiederum um einen vierdimcnsionalcn Raun' (vier Auswertungsfarben) handelt. In einem solcher Falle muß die Trennebenc eine Hyperfläche sein, die durch eine Gleichung wie beispielsweise:As far as the subdivision of the space by a level is concerned, it can also be assumed here that it is again a four-dimensional roughness (four evaluation colors). In one of these In the case of the case, the parting plane must be a hypersurface, which is represented by an equation such as:

Ax + B\ ■+ Cz+ Dl + E=QAx + B \ ■ + Cz + Dl + E = Q

definiert wird.is defined.

Es genügt (Fig. 10), einen Operationsverstärker 34 mit fünf Eingängen vorzusehen, an diesen Verstärket die die Ansprcchsignalc der Auswertungsz.cllcn darstellenden Werte x, y, z, t anzulegen und den Verstärker se einzustellen, daß sein Ausgangssignal gleich Ax+ By+Cz-\ Dl+ Ii ist. Das Ausgangssignal L des Verstärkers ist damit für jeden auf der einen Seite dei Hyperfläche liegenden Punkt positiv und für jeden aiii der anderen Seite dieser Fläche befindlichen Punki negativ. IHier einen Inverter 35 kann das Ausgangssi giiiil 7. erhallen werden.It is sufficient (FIG. 10) to provide an operational amplifier 34 with five inputs, to apply the values x, y, z, t representing the claims of the evaluation z.cllcn to this amplifier and to set the amplifier se so that its output signal is equal to Ax + By + Cz - \ Dl + Ii is. The output signal L of the amplifier is thus positive for each point on one side of the hypersurface and negative for each point on the other side of this surface. With an inverter 35, the output signal 7 can be obtained.

709 641/321709 641/321

Führt man eine Koordinatenumwandlung aus, kann die Hyperfläche in dem neuen System definiert werden als u, v; w, r. Es reicht aus, an den Verstärker Werte anzulegen, die den Koordinaten des interessierenden Punktes in diesem System entsprechen, in diesem Falle reduziert sich die Gleichung der Hyperfläche, wenn diese senkrecht zu der Winkelvierteilenden steht, zu:If one carries out a coordinate conversion, the hypersurface can be defined in the new system as u, v; w, r. It is sufficient to apply values to the amplifier which correspond to the coordinates of the point of interest in this system, in this case the equation of the hypersurface, if it is perpendicular to the quadrant, is reduced to:

konstant.constant.

sich damit, weil ein zwei Eingängendeal with it because a two entrances

Die Vorrichtung vereinfacht
Verstärker 36 (Fig. II) mit nur
ausreicht.The device simplifies
Amplifier 36 (Fig. II) with only
sufficient.

Fig. 12 zeigt ergänzend ςίη Prinzipschaltbild einer Anordnung für vier Auswertungsfarben mit Koordinatenumwandlung und Prüfung in der Ebene v, w, wobei drei Trenngeraden A 1, A 2, A 3 vorgesehen sind und der vierdimensionale Raum durch zwei Ebenen Pl, P2 unterteilt wird, die senkrecht zu der Winkelvierteilenden des Raumes stehen. Mit 37, 38, 39, 40 sind dieFig. 12 shows in addition ςίη basic circuit diagram of an arrangement for four evaluation colors with coordinate conversion and checking in the level v, w, three dividing lines A 1, A 2, A 3 are provided and the four-dimensional space is divided by two levels Pl, P2 , the stand perpendicular to the angular quadrant of the room. With 37, 38, 39, 40 they are

1010

Operationsverstärker für die Koordinatenumwandlung bezeichnet. Die Verstärker 41 und 42 entsprechen den Ebenen Pl, P2, während die Anordnungen 43, 44 und 45 für die Geraden A 1, .4 2, A 3 vorgesehen sind. Die verschiedenen Ansprechsignale werden selektiv an UND-Schaltungen, beispielsweise die Schallungen 46 und 47, angelegt, die eine Unterscheidung der Ansprechsignale erlauben, d. h. feststellen, ob sie den verschiedenen Auswertungsfarben entsprechen. Um dieOperational amplifier designated for coordinate conversion. The amplifiers 41 and 42 correspond to the planes P1, P2, while the arrangements 43, 44 and 45 are provided for the straight lines A 1, .4 2, A 3. The various response signals are selectively applied to AND circuits, for example the soundings 46 and 47, which allow the response signals to be differentiated, ie determine whether they correspond to the different evaluation colors. To the

ίο Zeichnung nicht unübersichtlich werden zu lassen, sind nur zwei UND-Schaltungen dargestellt, es versteht sich jedoch, daß so viele UND-Schaltungen vorgesehen sein müssen, wie Farben unterschieden werden sollen.ίο Don't let the drawing become confusing only two AND circuits are shown, but it should be understood that as many AND circuits are provided need to know how to distinguish colors.

Es ist beispielsweise zu erkennen, daß der Meßpunkt der Farbe Cl entspricht, falls er über A 1 und A 2, aber unter Pl liegt, während er, um die Farbe C2 darzustellen, unter A 1, über A 3, über Pl und unter P2 liegen muß.It is, for example, to recognize that the measuring point of the color Cl corresponding, if it is higher than A 1 and A 2, but Pl, while to the color C2 represent, in A 1 through A 3, on Pl and P2 must lie.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Procedure for the automatic identification of dyes for the staining of samples, in particular for the production of punched cards or strips for jacquard machines Drawings where

(a) the dye is illuminated with light of predetermined properties,

«(B) the inents of N selected primary colors are measured in the reflected light,

(c) a spatial element is assigned to each of the examined dyes in a V-dimensional color space spanned by the primary colors, the position and extent of which is given by the possible range of fluctuation of the basic colors representing the coordinates of the dye in question in the color space,

(d) the projection surfaces of the room elements at least one cutting plane of the color space can be determined,

(e) curve functions electronically are simulated, which run in the plane of intersection between the projection surfaces and separate them from each other and

(I) the color of a dye by comparing one of its coordinate values with the values it is determined which results from the curve functions for the coordinate in question Substituting the values for the other coordinate results, according to patent 21 58 758, characterized dall

(g) A plane is chosen as the cutting plane, in which the simplest possible functional Relationships for the curve functions separating the projection surfaces result and

(h) the coordinate system on which the color space is based is transformed in such a way that the Section plane is spanned between two of the transformed coordinate axes.

2. The method according to claim 1, characterized in that that a plane is used as the cutting plane which is perpendicular to the straight line which encloses the same angle with the original coordinate axes.

3. The method according to claim!, Characterized in that an area is determined in the color space that divides the space in such a way that at least some of the space elements of the two different colors Groups can be assigned and that either this area or other suitable planes are used as cutting planes will.