DE2431500B2

DE2431500B2 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von eine farbmuster-vorlage charakterisierenden elektrischen steuersignalen fuer die erzeugung des farbmusters in einem gewebe, gewirk oder gestrick

Info

Publication number: DE2431500B2
Application number: DE19742431500
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Yokohama Kanagawa; Nishikawa Shigeru Kanagawa; Kawakami Tatsuya Tokio; Akami (Japan)
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1974-07-01
Publication date: 1977-03-10
Also published as: GB1478062A; JPS5026562A; US3942154A; DE2431500A1; JPS5939687B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Es ist bereits bekannt, zur Erkennung und Identifizierung von Farben einzelne Farben durch optische Filter zu separieren. So wird beispielsweise in dem US-Patent 37 37 239 ein Verfahren beschrieben, bei dem von einer Probe reflektiertes Licht in durch optische Filter bestimmten uad begrenzten Wellenlängenbereichen in seiner intensität gemessen und durch Photodetektoren in elektrische Signale umgewandelt wird, die zur Farberkennung mit gespeicherten, für Bezugsfarben charakteristischen Signalen durch Echtzeitkorrelation verglichen werden. Eine Auflösung der Farbprobe in einzelne Bildelemente findet jedoch nicht statt. Auch werden keine Steuersignale für die Erzeugung eines Farbrr. jsters gewonnen.

Es ist ferner in der Praxis bekannt, ein vorgewähltes Design eines Farbmusters zum Erkennen der Farben, die in den einzelnen Bildelementen enthalten sind, abzutasten oder zu rastern. Dabei wird die Bildvorlage um eine Trommeloberfläche herum angebracht und zuerst in eine Anzahl von Bildelementen aufgeteilt, deren Flächengrößen z. B. durch den Web- oder Wirkplan vorgegeben sind, und die Farbe jedes Bildelementes wird durch Verwendung von optischen oder Interferenzfiltern in die drei Grundfarben rot, grün und blau zerlegt. Diese Farbinformationen werden dann auf photoelektrischem Wege in elektrische Signale umgewandelt und gespeichert und bilden die Bildinformationen für jedes einzelne Bildelement, die weiter verarbeitet werden können. Die Bildinformationen werden beispielsweise auf eine Drucktrommel übertragen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, daß zur Erzielung einer hohen Genauigkeit der Farberkennung jedes einzelnen Bildelementes ein Speichermedium mit hoher Kapazität erforderlich ist, damit eine zusätzliche Anzahl von Farbinformationen verarbeitet werden kann, die von den Flächenbereichen direkt vor und hinter dem jeweiligen Bildelement herrühren. Bei der Indentifizierung von Farben einer mit der Hand gezeichneten Originalvorlage müssen nämlich Variationen in den Farbschattierungen durch ungleichmäßige Pinselstriche oder Strichführungen eliminiert werden. Um dies durch das herkömmliche, auf der Dreifarbentrennung beruhende Verfahren zu erreichen, muß eine große Informationsmenge verarbeitet werden, das zu einer äußerst niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit führt.

Aus dem US-Patent 35 55 852 ist ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Aufzeichnen von Farbmustern bekannt, bei dem die aufgezeichneten Farbmusterinformationen Textilmaschinen zugeführt werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Farbmuster-Vorlage ebenfalls in Bildelemente aufgeteilt, die Bildelemente werden der Reihe nach optisch abgetastet und die Steuersignale werden dann aus dem reflektierten Licht in den verschiedenen Durchlässigkeitsbereichen von ausee-

wählten optischen Filtern bestimmt Auch in diesem Fall ist die Farberkennung auf die Art und Anzahl der optischen Filter begrenzt Die jeweils zu erkennende Jparbe ist eine relativ unvollständige Kombination aus den vorgewählten Filterfarben. Je besser die zu erkennende Farbe angenähert werden soll, desto größer Hiufl die Auswahl an vorgegeben Kilterfarben sein und desto mehr Daten müssen verarbeitet werden. Beim Abtasten einer von Hand gezeichneten Farbmuster-Vorlage kommt noch die oben bereits beschriebene Notwendigkeit hinzu, zur Erhöhung der Genauigkeit der Farberkennung Farbinformationssignale aus den benachbarten Bildelementen mit zu verarbeiten. Die zur Erzielung einer hohen Genauigkeit erforderliche große Datenmenge führt zu einer Verlangsamung des ^fustererkennungs- und Ubertragungsvorganges.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von eine Farbmuster-Vorlage charakterisierenden elektri schen Steuersignalen für die Erzeugung des Farbmu- iters auf Textilien zu schaffer., das eine äußerst differenz^;erte Farbanalyse gestattet und dabei trotzdem relativ schnell arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist. daß jeweils für jedes Bildelement die folgenden Maßnahmen getroffen werden:

a) das transmittierte bzw. reflektierte Licht wird spektral zerlegt;

b) die bei einer diskreten Anzahl von Welledängen auftretenden Lichtintensitäten werden auf photoelektrischem Wege in elektrische Meßwerte umgewandelt;

c) durch Vergleich der einzelnen Meßwerte mit gespeicherten, jeweils den gleichen Wellenlängen zugeordneten Bezugsintensitätswerten von Standardfarbeu wird ein binärcodiertes, die Werte »0« und »1« annehmendes Signal gewonnen, indem der Wert »1« jeweils bei Gleichheit und der Wert »0« bei Unterschiedlichkeit eines der Meßwerte und eines entsprechenden Bezugsintensitätswerts einer der Standardfarben erzeugt wird.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner eine Vorrichtung zur Gewinnung von eine Farbmuster-Vorlage charakterisierenden elektrischen Steuersignalen für die Erzeugung des Farbmusters in einem Gewebe, Gewirk oder Gestrick, mit Einrichtungen zur aufeinanderfolgenden optischen Abtastung einzelner Bildelemente der Farbmuster-Vorlage und Auswerteeinrichtungen zur Ermittlung der Steuersignale aus den jeweils in verschiedenen Spektralbereichen gemessenen Intensitäten des transmittierten oder reflektierten Lichtes geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtungen zur optischen Abtastung einen Spektralapparat zur Zerlegung des von dem jeweiligen Bildelement transmittierten bzw. reflektierten Lichtes sowie eine photoelektrische Wandlereinrichtung zur Erzeugung von elektrischen Meßwerten aus den bei einer Anzahl von diskreten Wellenlängen auftretenden Lichtintensitäten umfassen, daß die Auswerteeinrichtung einen Speicher zur Speicherung von den diskreten Wellenlängen jeweils zugeordneten Bezugsintensitätswerten von Standardfarben sowie einen Komparator zur Erzeugung eines binärcodierten, die Werte »1« oder »0« bei Gleichheit bzw. Unterschiedlichkeit der einzelnen Meßwerte und der jeweils entsprechenden Bezugsintensitätswerte der Standardfarben annehmenden Signals enihält, daß an den Komparator ein Farbcode-Wandler angeschlossen ist, und daß eine Steuereinrichtung zur Synchronisation der Funktionen des Spektralapparats, der photoelektrischen Wandlereinrichtung, des Speichers, des Komparators und des Farbcode-Wandlers vorgesehen ist

Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, das anhand der Zeichnungen beschrieben wird.

In den Zeichnungen zeigt:

F i g. la eine graphische Darstellung der Spektralverteilungen von zwei verschiedenen Farben;

F i g. Ib eine Ansicht zur Erklärung des Bit-Musters, das durch Vergleich dieser zwei Farben erhalten worden ist;

Fig.2 eine erläuternde graphische Darstellung, die die Spektralverteilungen von verschiedenen benachbarten ähnlichen Farben zeigt, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Gewinnung von eine Farbmuster-Vorlage charakterisierenden elektrischen Steuersignalen für die Erzeugung des Farbmusters in einem Gewebe, Gewirk oder Gestrick.

Fig. la ist eine graphische Darstellung der Spektralverteilungen von zwei Farben der Rot-Reihen (die hier als Gelb-Rot GR 1 und GR 2 bezeichnet werden), die durch Einzelwerte in Intervallen von 10 nm gebildet worden sind. In dieser Darstellung gibt Kurve 1 die Spektralverteilung einer Bezugsfarbe GR 1 wieder, und die Kurve 2 gibt die Spektralverteilung einer Farbe GT? 2 wieder, die in einem einzigen Bildelement eines vorgewählten Farbmusters enthalten ist Die Spektralverteilungsdaten eines Bildelements, das Bestandteil eines Farbmusters ist werden üblicherweise durch Einzelwertdarstellungen der Spektralverteilung des Lichtes, das durch das Bildelement transmittiert oder von diesem reflektiert worden ist, bei geeigneten Intervallen der Wellenlänge erhalten. Wenn z. B. ein konstantes Verhältnis R von jedem spektralen Reflektionsvermögen als ein erlaubter Fehler für die Spektralverteilung gemäß Kurve 1 der Bezugsfarbe vorgegeben wird, erscheint eine verschwommene Zone auf beiden Seiten der Kurve 1, wie es durch gestrichelte Linie dargestellt ist. Wenn das jeweilige spektrale Reflektionsvermögen in einer solchen verschwommenen Zone mit dem jeweiligen spektralen Reflektionsvermögen von Kurve 2 bei entsprechenden Wellenlängen verglichen wird, dann können die Werte des spektralen Reflektionsvermögens von Kurve 2, die innerhalb der verschwommenen Zone liegen, von denen außerhalb der verschwommenen Zone unterschieden werden und dementsprechend kann ein binärcodiertes Muster bzw. JA/NE1N-Muster (Bit-Muster) erhalten werden, wie es in Fig. Ib gezeigt ist. Die Kurven 1 u:.d 2 können miteinander verglichen werden, um die Farben der einzelnen Bildelemente entweder durch Erkennen dieses »Bit-Musters« in Form von Binärzahlen oder durch Unterscheiden desselben durch die Anzahl der JA- oder NEIN-Bits zu erkennen. Dieses Bitmuster wird in einer vorherbestimmten Form codiert, welche dann dem System zum Ausbilden des Musters als eine Musterinformation zugeführt wird.

Aus dem vorstehend Beschriebenen ist ersichtlich, daß die Farbdifferenzierung wesentlich verbessert ist. Wenn nämlich die Bezugsdaten für die in dem Farbmuster, das nach Farben getrennt werden soll, enthaltenden Farben und die Werte in der verschwom-

menen Zone, die zum Erhalten einer genauen Farberkennung erforderlich sind, gegeben sind, dann können die Farben mit einer viel höheren Genauigkeit unterschieden werden, als wenn sie durch die bekannte Separation durch optische Filter oder die herkömmliche Drei-Grundfarben-Trennungsmethode erhalten werden.

Der Bereich der Werte der verschwommenen Zone kann frei gewählt werden, was von der gewünschten Genauigkeit der Farberkennung abhängt.

Die Tatsache, daß die Farbunterscheidungsgenauigkeit über einen weiten Bereich variiert werden kann, ist im Hinblick auf die folgenden Punkte vorteilhaft. Beim Weben eines Jacquardstoffes z. B. ist ein Verfahren zum Herstellen komplizierter Muster an Geweben aus Stoff bekannt, die aus Garnen einer einzigen Farbe unter Verwendung eines vorgewählten Design, das mit verschiedenen Abschattierungen gezeichnet ist, gebildet werden. Um dieses Bild des Design genau auf den gewebten Stoff zu übertragen, ist es erforderlich, die _M sich ändernden Schattierungen einer einzelnen Farbe mit Genauigkeit zu unterscheiden. Dagegen ist es in der Drucktechnik bekannt, daß ein hochqualitativer bedruckter Stoff mit variierenden Schattierungen durch geeignetes Überlappen von Tinten einer einzigen Farbe mit verschiedenen Abschattierungen erhalten werden kann. Eine Farbunterscheidung mit hoher Genauigkeit ist ebenfalls erforderlich, um dieses Verfahren sauber und genau durchzuführen.

Andererseits ist es fast unmöglich, die Unebenheit des Druckes auszuscheiden, wenn ein Muster handgedruckt wird. Dies gilt insbesondere für jedes Bildelement mit einem Flächenbereich, der kleiner als 0,5 χ 0,5 mm² ist. Die Möglichkeit, daß die verschwommene Zone frei über einen weiten Bereich variiert werden kann, ist _3J ebenfalls notwendig, um solch eine Ungleichmäßigkeit der Färbung des Musters auszugleichen.

Die verschwommene Zone kann entweder auf ein konstantes Verhältnis R der spektralen Durchlässigkeit oder des Reflexionsvermögens oder auf einen konstan- ^₀ ten Wert C eingestellt werden. Man sieht, daß die Herstellung eines JA/NE1N-Musters oder Bit-Musters ähnlich dem in Fig. Ib gezeigten durch Einstellen der verschwommenen Zone auf den konstanten Wert C sehr wirksam für die Unterscheidung einer Farbe von _4J ganz ähnlichen Farben ist, wie sie in F i g. 2 gezeigt sind.

In F i g. 3 ist eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens dargestellt Bei dieser Vorrichtung ist ein Farbmuster 11 um eine Trommel 12 herum befestigt, die sich unter der Steuerung durch eine Steuereinheit 13 dreht Die Größe der einzelnen Bildelemente, aus denen sich das Farbmuster zusammensetzt, wird durch die Verschiebung der Trommel 12 in bezug auf ein optisches System 14 bestimmt. Das Licht von jedem Bildelement tritt durch das optische System 14 und trifft auf ein Prisma, das als ein Spektralapparat 15 wirkt, wo das Licht in verschiedene Spektralfarben aufgeteilt wird, die durch eine Platte 16 mit einer erforderlichen Anzahl darin vorhandener Spalte in Einzelwerte verwandelt werden. Dann werden die einzelnen unterteilten Lichtbrechungsanteile durch einen photoelektrischen Wandler 17 in elektrische Signale entsprechend der spektralen Durchlässigkeiten oder Reflexionsvermögen umgewandelt, die ihrerseits den Wellenlängen der einzelnen Farben entsprechen. In einem Komparator 18, von dem ein erlaubter Fehlerbereich voher eingestellt worden ist, werden die spektralen Durchlässigkeiten oder Reflexionsvermögen, die durch den photoelektrischen Wandler 17 angezeigt werden, zusammen mit den spektralen Durchlässigkeiten oder Reflexionsvermögen einer Anzahl von Bezugsfarben, die vorher in einen Speicher 19 eingegeben und von diesem gespeichert sind, für Vergleichszwecke in ein binärcodiertes Muster umgewandelt. In Abhängigkeit davon, ob die spektrale Durchlässigkeil oder das Reflexionsvermögen, das durch den photoelektrischen Wandler 17 angezeigt wird, innerhalb des erlaubten Fehlerbereichs liegt oder nicht, wird ein Signalzug oder eine Signalkette der Werte 1 oder 0 erzeugt, um die Farbe des einzelnen Bildelementes zu unterscheiden.

Diese Signalkette wird dann in einen erkannten Farbcode in einem Farbcodewandler 20 umgewandelt, damit er als eine Musterinformation von einer Ausgangseinheit 21 dem System zur Musterbildung zugeführt werden kann.

Die Steuereinheit 13 entwickelt ein Synchronisationssignal, um dadurch die Trommel 12, den Komparator 18, den Farbcode-Wandler 20. den Speicher 19 und die Ausgangseinheit 21 im Zusammenhang miteinande- zu betätigen

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann als eine Farberkennungsvorrichtung zur Verwendung beim Druck betrieben werden. In diesem Falle kann die Ausgangseinheit 21 auf solch eine Weise arbeiten, daß sie eine Musterinformation nur von einer einzigen Farbe liefert, die in dem Speicher 19 vorhanden ist. um ein Einfarbenmuster zu bilden. Durch Erzeugung eines Farbcodes und seiner Lauflänge für jede Abtastreihe kann die Ausgangseinheit 21 ebenfalls anstelle eines Musterbandes betrieben werden, welches in einem System zur Musterbildung verwendet wird. Wenn die abgetasteten spektralen Durchlässigkeiten oder Reflexionsvermögen als Vektorelement betrachtet werden kann ein Verfahren zum Vergleich der Vektoren im mehrdimensionalen Raum zum Erkennen des Muster; durch Vergleich der Kurve 1 mit Kurve 2 von Fig. Is angewendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von eine Farbmuster-Vorlage charakterisierenden elektrischen s Steuersignalen für die Erzeugung des Farbmusters in einem Gewebe, Gewirk oder Gestrick, bei dem die Farbmuster-Vorlage in Bildelemente aufgeteilt wird, die Bildelemente der Reihe nach optisch abgetastet und die Steuersignale aus den Transmissions- oder Reflexionseigenschaften der Bildelemente jeweils in verschiedenen Spektralbereichen bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für jedes Bfldelement die foigenden Maßnahmen getroffen iverden:

a) das transmittierte bzw. reflektierte Licht wird spektral zerlegt;

b) die bei einer diskreten Anzahl von Wellenlän gen auftretenden Lichtintensitäten werden auf photoelektrischem Wege in elektrische Meßwerte umgewandelt;

c) durch Vergleich der einzelnen Meßwerte mit gespeicherten, jeweils den gleichen Wellenlängen zugeordneten Bezugsintensitätswerten von Standardfarben wird ein binärcodiertes, die Werte »0« und »I« annehmendes Signal gewonnen, indem der Wert »1« jeweils bei Gleichheit und der Wert »0« bei Unterschiedlichkeit eines der Meßwerte und eines entsprechenden Bezugsintensitätswertes einer der Standardfarben erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert »1« erzeugt wird, wenn die Meßwerte innerhalb eines vorgegebenen relativen Toleranzbereichs der entsprechenden Bezugsintensitätswerte der Standardfarben liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert »1« erzeugt wird, wenn die Meßwerte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs der entsprechenden Bezugsintensitätswerte der Standardfarben liegen.

4. Vorrichtung zur Gewinnung von eine Farbmuster-Vorlage charakterisierenden elektrischen Steuersignalen für die Erzeugung des Farbmusters in einem Gewebe, Gestrick oder Gewirk, mit Einrichtungen zur aufeinanderfolgenden optischen Abtastung einzelner Bildelemente der Farbmuster-Vorlage und Auswerteeinrichtungen zur Ermittlung der Steuersignale aus den jeweils in verschiedenen Spektralbereichen gemessenen Intensitäten des transmittierten oder reflektierten Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur optischen Abtastung einen Spektralapparat (15) zur Zerlegung des von dem jeweiligen Bildelement transmittierten bzw. reflektierten Lichts sowie eine photoelektriiche Wandlereinrichtung (16,17) zur Erzeugung von elektrischen Meßwerten aus den bei einer Anzahl von diskreten Wellenlängen auftretenden Lichtintensitäten umfassen, daß die Auswerteeinrichtung einen Speicher (19) zur Speicherung von den diskreten Wellenlängen jeweils zugeordneten Bezugsintensitätswerten von Standardfarben sowie einen Komparator (18) zur Erzeugung eines binärcodierten, die Werte »1« oder »0« bei Gleichheit bzw. Unterschiedlichkeit der einzelnen Meßwerte und der jeweils entsprechenden Bezugsintensitätswerte der Standardfarben annehmenden Signals enthält, daß an den Komparator (18) ein Farbcode-Wandler (20) angeschlossen ist, und -daß eine Steuereinrichtung (13) zur Synchronisation der Funktionen des Spektralapparau: (15), der photoelektrischen Wandlereinrichtung (16, 17> des Speichers (19), des !Comparators (18) und des Farbcode-Wandlers (20) vorgesehen ist