DE2923477C2

DE2923477C2 - Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben

Info

Publication number: DE2923477C2
Application number: DE2923477A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Phys.Dr. 2300 Rammsee Gast; Eggert Dr. 2306 Schönberg Jung; Hans-Georg 2305 Heikendorf Knop; Franz Dr. 2301 Schönkirchen Kuhn; Klaus 2300 Kiel Möllgaard; Friedrich Dipl.-Ing. 2305 Heikendorf Redecker; Ulrich Dipl.-Ing. 2300 Kiel Sendtko; Rüdiger Dipl.-Ing. 2301 Raisdorf Sommer; Klaus Dipl.-Ing. 2305 Kitzeberg Wellendorf
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1979-06-09
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE2923477A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schalter., ^ nordnung zum Erkennen von Farben gemäß de:;. Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter Farbvorlagen sollen Bild- oder Mustervorlagen für Reproduktionen, Musterentwflrfe zur Gewinnung von Steuerdaten für Textüverarbeitungsmasclvien, farbige Druckträger und allgemein jede farbige Fläche oder Oberfläche verstanden werden.

Bei der triehromatischen Abtastung von Farbvorlagen wird für jede Farbe ein Farbkomponenten-Tripel erzeugt, welches die Farbanteile der Farbe bzw. die Raumkoordinaten des zugehörigen Farbortes in einem Farbraum darstellen.

Bei den Farben einer Vorlage treten Farbschwankungen ο Farbabwandlungen auf, die einerseits vom Desigr beabsichtigt sind, andererseits aber ihre Ursache in den Farbtoleranzen der im Handel erhältlichen Farben oder in einem ungleichmäßigen Farbauftrag haben können. Diese Farbschwankungen der einzelnen Farben liegen innerhalb von begrenzten räumlichen Farbbereichen, die bei der Farberkennung bzw. Farbtrennung als Einzelfarbe erkannt werden sollen und den.n deshalb im Farbraum entsprechende Farberkennungsräuir.e zugeordnet sind.

In einer Farberkennungs-Schaltung wird dann laufend festgestellt, in welchen der vorgegebenen Farberkennungsräume ein durch Vorigen-Abtastung gewonnenes Farbkoinponenien-Tripei fällt, und das Vorhandensein einer Farbe zur Anzeige gebracht

Solche Farbe.kennungs-Schaltungen i.nden z. B. in Farbscannern zur Herstellung von Farbauszügen für den Mehrfarben-Mischdruck oder für den Textil-, Dekor- und Verpackungsdruck Anwendung.

Bei der Herstellung von Farbauszügen für den Mehrfarben-Mischdruck (Papierdruck) erfolgt eine Farbkorrektur, welche einerseits die farbnietrisch unzulängliche Qualität der Druckfarben berücksichtigt und mit der andererseits die redaktionell gewünschte farbliche Aubsage der Repruuukuuzi gcgcnüüci licui Original geändert werden kann. Neben einer Grundkorrektur wird eine zusätzliche Selektivkorrektur durchgeführt, die gezielt auf ganz bestimmte Farben wirkt. Es besteht somit das Problem, mit Hilfe von Farberkennungs-Schaltungen jeweils diejenigen Farben zu selektieren, die einer speziellen Korrektur unterzogen werden sollen.

Abweichend vom Mehrfarben-Mischdruck werden die Farben beim Textil-, Dekor- oder Verpackungsdruck vor dem Druckprozeß ermischt und dann getrennt auf das Druckmedium übertragen. Hierbei gesteht das Problem, die einzelnen Farben der Vorlage .-mittels einer Farberkennungs-Schaltung voneinander ,.zu trennen und für jede Farbe einer separaten ^Farbauszug herzustellen.

Eine Farberkennungs-Schaltung wird auch in einem .Abtastgerät für Musterentwürfe zur Gewinnung von •S.teuerdaten für Textilverarbeitungsmaschinen benötigt. •Dort geht es ebenso darum, aus einem gezeichneten farbigen Musterentwurf einzelne Farben zu selektieren. Oiese Farben werden dann in Steuerdaten umgesetzt und auf einem Datenträger ais Farbinformation gespeichert

Aus der US-PS 32 10 552 ist bereits eine Farberkennungs-Schaltung bekannt bei der die gewünschten Grenzen eines Farberkennungsraumes elektronisch durch einstellbare Schwellen-Schaltungen nachgebildet sind. Die Zugehörigkeit einer zu identifizierenden Farbe zu dem Farberkennungsraum wird durch Vergleich der Farbkomponenten-Tripel mit den eingestellten Schweifen festgestellt Die Größe des Farberkennungsraumes kann zwar eingestellt werden, die Form ist dabei im wesentlichen quaderförmig.

. Die bekennte Farberkennungs-Schaltuug hat somit den Nachteil, daß sich die Form des Farberkennungsnaumes ohne einen enormen Schaltungsaufwand nicht optimal an einen zu trennenden Farbbereich anpassen läßt wodurch Fehler bei der Farberkennung auftreten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß kaum die Möglichkeit besteht die Farberkennungs-Schaltung jeweils an die besonderen Gegebenheiten der zu aualysierenden Farbvorlage anzupassen. Die individuelle Einsteilung der Schwellen erweist sich nämlich als äußerst schwierig, da zwischen dem Farbraum einerseits und den elektrischen Schwellen andererseits vorstellungsmäßig kein Zusammenhang besteht Zur Trennung einer Vielzahl von Farben muß eine ebensolche Vielzahl von Schwellen-Schaltungen vorhanden sein und eingestellt werden, was äußerst aufwendig und zeitraubend ist.

Eine Variante der Farberkennung geht aus der US-PS 30 12 666 und aus der DE-OS 21 58 758 hervor, in denen die rä.mliche Farberkennung auf ein zweidimensionales Problem zurückgeführt wird. Die Farbbereiche sind dort durch Geraden begrenzt, die wiederum durch Schwellen-Schaltungen nachgebildet werden. Ks hat sich nun in der Praxis gezeigt, daß auch diese Verfahren keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern, da die Sicherheit der Farberkennung oft nicht ausreichend ist Hinzu kommt, daß es z. B. durch die »bananenförmige« Gestalt der Farbbereiche schwierig ist den gesamten Farbraum lückenlos mit Farberkennungsräumen auszufüllen, was ebenfalls zu einer Unsicherheit bei der Farberkennung führt.

Aus der DE-OS 22 14 936 ist ein weiteres Verfahren zur Farberkennung bei der Herstellung von schematisch aufgeteilten Flächen zum Malen nach FarLnummern bekannt, bei dem die Farbnummern der erkannten Farben in lagemäßige Übereinstimmung mit den Farben der Farbvorlage ausgedruckt werden. Bei diesem Verfahren der Fa. «!erkennung werden in einem Farbraum durch Ziehen von Grenzlinien einzelne Earberkennungsräume für die zu analysierenden Farben abgegrenzt, wobei für jeden Farberkennungsraum mindestens ein charakteristischer Farbort der&rt ausgewählt wird, daß auf den Grenzlinien liegende Punkte jeweils gleichabständig zu den charakteristischen Farborten liegen, und den charakteristischen Farborten innerhalb der Farberkennungsräume Farbnummern für

die betreffenden Farbcrkcnnungsräume zugeordnet werden. Um während der eigentlichen Farberkennung die Zugehörigkeit der zu analysierenden Farben zu den abgegrenzten Farberkennungsräumen festzustellen, werden Farbpunkte in den zu analysierenden Fuibcn abgetastet, deren Farborte im Farbraum optoelektronisch ausgemessen, für jeden ausgemessenen Karbort die räumlichen Abstände zu den charakteristischen Farborien bestimmt und jedem ausgemessenen Farbort jeweils die Farbnummer des räumlich am nächsten liegenden charakteristischer. Farböffe*-: zugeordnet, wobei die /nj'ph'irigk'-ii der /u ai<a.vsierenden Farben zti den abg·; gr^n/U" ^:zrb ~k^- i.iigs-inr :n durch Ausgabe des entspit. "°nders Farbnummcn festgestellt wird.

Das aus der DF-OS 22 14 936 bekannte Verfahren erlaubt nur eine relativ grobe Abgrenzung von Farbcrkennungsräume··. wie sie für die Maitechnik nach Farbnurrmern. aber nicht für Rrproduklionszwecke ausreichend ist. Beim Malen nach Farbnummern kommt es när.ilicsi iiur darauf an. da3 möglichst viele Farbnuancen zu einer Malfarbe zusammengefaßt werden, darni- die Anzai>' der Malfjrben r.ich* zu groß wird.

Ein weiterer Nachte· de« bekannten Verfahrens besteht dann, daß die in· die Farberkennung benötigte Zeit abhängig von der c'röP« der zu analysierenden Farbvorlage ist. Da air-e ^;n de· Reproduktionstechnik immer häufiger gsoise?«· Farbvorlagen verarbei'et werden müssen, wurde ore Farbcrk-.-nnung nach dem bekannten Verfahren zn «rage dauern und unwirtschaftlich sein. Außerdem ist es <nit dem bekannte" Verfahren nicht möglich, auf prak «kable Weise die Abgrenzung von Farberkennungsrä·. ·. -ji <,or der eigentlichen Farberkennung zu überprüfen und gegebenenfalls gezielte Grenzkorrekturer .orzuiiehm-.n sowie die für ■eine zu analysierende Fa.ft*·_.*·*^e getroffenen Abgrenzungen im Farbraum für eine spätere Verwendung zu archivieren.

In der DE-OS 28 51 452 wird ein gegenüber der aus der DE-OS 22 14 936 bekannten Lösung verbessertes Verfahren beschrieben, das insbesondere zur Farber kennung in der Reproduktionstechnik geeignet ist Nach dem verbesserten Verfahre« iassen sicti nämlich die einzelnen Farberkermungsraurne se ion besser an die zu erkennenden Farbbereiche apassan. uüd die Farberkennungsräume können nach Form und Größe überprüft werden, da sie vor der eigentlichen Farberkennung vollständig aufgebaut werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanoi'-nung zum Erkennen von Farben anzugeben, mit der sich die Grenzen der einzelnen Farberkennungsräurnc not/b besser und individueller an die zu erkenneiCirn bzw. voneinander zu trennenden räumlichen Farbbereiche einer Farbvor- !age anpassen lassen.

Die Erfindung wird im folgender? anhand der F i g. I bis 12 näher erläutert:

Es zeigt

F ί g. ί eine Schaltungsanordnung zur Farberkennung:

F ί g. 2 einen in Rausnelemeute unterteilten ("hro.n.-nanz-/Lummanz-Fai braum;

Fig.3 ein Flußdiagramm zur Ermittlang von Schalen-Koordinaten:

Fig.4a—4d eine grafische Darstellung zur Bildung von Kugel-Schalen;

en für \ extilver üruckträger

-er

F i g. 5 einen Fat braum zur Erläuterung der Abstandsrechnung;

Fig.6 ein Flußdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung;

F i g. 7 ein weiteres Flußdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung;

Fig.8 einen Schnitt durch den Chrominanz/Luminaiiz-Farhraum;
F i g. 9 eine Variante der Schaltungsanordnung;

to Fig. 10 einen Schnitt durch den Farbton/Sättigungs/ Helligkeits-Farbraum:

Fig. Il ein Anw<-rdi<r>gsbcispie> ur die Schalttngs- s<~ "«rdni»; ί b«! :rinf. ·η *·";)» b""»nre· fur d-.·"¹ T».x»>!·. Dekor oder Verpackungsdi u··!·. -. Α

Fig. 12 ein Anwendungsbeispiel für die Schaltungsanordnung bei einem Farbscanner für den Mehrfarbendruck.

F ι g 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer Schaltungsanordnung /um Erkennen von Farben auf farbigen Flächen.

Die /u untersuchende farbige Fläche, nachfolgend mit Farb'.orlage bezeichnet, kann eine Bild- oder Mustervorlage für den Mehrfarbendruck odrr für den Textil-, Dekor und Verpackusigsdmck. abc auch ein Musierentwuri zur Gewinnung von Steuer .
arbeitungsmaschinen «owse ei" fa.:
sein.

Die Farbvcrlage son aus ncbervc-.anderstehenderi. flächig angelegten Farben und aus verkaufenden Farben

ja bestehen. Die flächigen Farnen weisen z. B. aufgrund von Farbtoleranzen oder eines ungleichmäßigen Farbauftrages Farbabweichungen s:>i. Sei <ier Farberkennung besteht das Problem, die ein/dnen flächigen Farben voneinander zu trennen und die Farbahweichun-

v> gen innerhalb der Flächen zu Einzslfartsan zusammenzufassen. In den verlaufenden Farbe·, d.h. in den Farben mit allmählichen Änderungen der Sättigung und/ode-r Helligkeit, sind die Farbabwandlungen vom Design her beabsichtigt Bei der Erkennung solcher

■*o Farben besteht dann das Problem, die einzelnen Farbabwandlungen (Verläufe) voneinander zu trennen oder auch gegebenenfalls mehrere Farbabwandlungen zu einer Einzelfarbe zusammenzufassen.

Die Farbvoriage 1. die auf einem Vortjgenfräger 2 angebracht ist. wird von zwei Lichtquellen 3 und 4 mit bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet, und das reflektierte oder durchgelassene Abtastlicht gelangt über Objektive 5 und 6 und über eine Blende 7 in ein Abtastorgan 8. In dem Abtastorgan S wird das Abtastlicht mittels zweier dichroitischer Farbteiler 9 und 10 in drei Teilstrahlen aufgespalten, die dur«.n Korrektur-Farbfilter 11,12 und 13 auf drei optoelektronische Wandler 14.15 und 16 fallen. Die optoelektronischen Wandler 14, 15 und 16 formen das em_Hfang«ne Teillicht entsprechend den Intensitäten der drei Grundfarbenanteile an den abgetasteten Farben in Farbkomponenten-Tripel um, welche die Raumkoordinaten der zugehörigen Farborte in einem Farbraum darstellen. Im dargestellten Ausfühningsbcbpiei erzeugen die optoelektronischen Wandler 14, 15 und 16 als Farbkomponenten-Tripef die primären Farbmeßwert-S'tgnate R, G und B.

Uie FaruiiicGwcrt-Signale R. G und B werden in einer Logarithmier-Stufe Ώ !ogarithmiert und/oder nach einer Gradationskurve modifiziert In einer Transformations-Stufe 18 erfolgt eine Matrizierung der Farbmeßwert-Signale R. G und B in die Chrominanz-Signale χ und y und in das Luminanz-Signal ζ nach dei Beziehung:

χ = α_η R +fli2

z-Oi] R+a_}2 G+a_n B

Die Matrizierung entspricht einer Transformatron des ÄC?5-Farbraumes in den Chrominanz/Luminanz-Farbraum, wobei die Chrominanz-Signale χ und y die Farbkoortft aten der Farborte in der Chrominanzebene und die Luininanz-Signale ζ die dritte Koordinate (Grauachse) darstellen.

Transformationen dieser Ar* sind in der Ferns^htechnik geläufig und ? B. in H. SchoniekLr. Fernsehlec.hnik I. ! Liebig Verlag. Dariiistat. Seiten 3/i3. 3/14 und 3/14B beschrieben.

Die Chrominanz-Signale χ und y und das Luminanz-Signal ζ werden in A/D-Wandlern 19, 20 und 21 in digitale Signale mit einer Wortlänge von jeweils 5 Bit Umgewandelt, die über Ausgangsleitungen 22,23 und 24 ausgegeben werden. Die Digitalisierung kann auch mit unterschiedlicher Auflösung erfolgen.

Zur Erläuterung zeigt F i g. 2 wie der gesamte Chrominanz/Luminanz-Farbraum 25 von Farborten oder Farbraumelemenien 26. im Ausführungsbeispiel 32 χ 32 χ 32, unterteilt irt, von «jenen der ÜbersichHichkiit wegen nur einige angedeis.'et sind. Die Lage eines Farbraumejeroentes 26 in dem Chrominanz/Luminanz-Farbraum 25 ist durch einen Rsumvek» . Foder durch dip entsprechenden Farbraunikoordinaten x. y und ζ definiert

Den einzelnen Farborten oder Farbraumelementen 26 werden freiwählbare Identifikationssymbole, ζ. Β Farbnuiiimern (K-Nr.; 1, 2, 3 us*, zugeordnet Jeder Farbbereich in der Farbvorhge 1. der bei der Farbtrennung als zu einer Einzeliarbe zugehörig erkannt werden soll, ist im Chrominanz-Luminanz-Farbraum 25 durch einen Farberkennungsraum abgegrenzt Die Farbraumelememe 26, die zu einem Farberkennungsraum gehören, sind mit derselben Farbnummer belegt F i g. 2 zeigt einen ersten Farberkennungsraum 271 mit der Farbnummer »1« sowie Teile eines zweiten Farberkennungsraumes 272 mit der Farbnummer »2« und eines dritten Farberkennungsraumes 273 mit der Farbnummer »3«.

Die Anzahl der Farberkennungsräume richtet sich nach der Anzahl der zu trennenden Farben. Im allgemeinen grenzen die einzelnen Farberkennungsräume lückenlos aneinander, so daß keine Undefinierten Zustände auftreten.

Die Schaltungsanordnung zur Farberkennung gemäß F i g. 1 weist einen Farberkennungs-Speicher 28 mit einem Adreß-Eingang 29. einem Daten-Eingang 30 und einem Daten-Ausgang 31 auf. Der Farberkennungs-Speicher 28 hat im Ausführungsbeispiel eine Kapazität von 32x32x32 ä 4 Bit Jedem Speicherplatz ist ein Farbraumelement 26 des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes 25 zugeordnet Jeder Speicherplatz ist durch die Farbkoordinaten x, yund ζ des betreffenden Farbraumelementes 26 adressierbar. Auf den Speicherplätzen sind die Farbnummern »1« bis »16« abgelegt, die den Farbraumelementen 26 zugeordnet wurden.

Die Ausgangsleitungen 22,23 und 24 der A/D-Wandler i9, 20 und 21 sind zu einem Adreß-Bus 32 zusammengefaßt, der über einen Umschalter 33 mit dem Adreß-Eingang 29 des Farberkennungs-Speichers 28 verbunden ist

Die digitalen Signale x.yundzä5 Bit werden jeweils zu einer Adresse ä 15 Bit zusammengefaßt und zur Anwahl der Speicheradressen über den Adreß-Bus 32 an den Farberkennungs-Speicher 28 ausgegeben.
■" Für die spätere Farberkennung der Vorlagenfarben "werden den betreffenden Farbkoordinaten-Kombina-'iionen x, y und ζ die gewünschten Farbnummern zugeordnet und unter entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 abgelegt.

Bei der eigentlichen Farberkennung tastet dann das •Abtastorgan 8 die Farbvorlage 1 punkt- und zeilenweise durch eine Relativbewegung zwischen Abtastorgan 8 .und Vorlagenträger 2 ab. Die dabei gewonnenen Farbkoordinaten (Adressen) rufen über den Adreß-Bus 32 und den Umschalter 33, die zugehörigen Farbnummern im Farberkennungs-Speicher 28 auf. die über den Daten-Ausgang 31 aus dem Farberkennungs-Speicher 28 ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Der Umschalter 33 befindet sich dann in der gestrichelt 'dargestellten Schaltstellung.

Soll beispielsweise ein bestimmter Farbbereich als Einzelfarbe mit der Farbnummer »N« erkannt werden, so ordnet man allen in diesen Farbbereich fallenden Farbkoordinaten-Kombinationen (Adressen-Kombinalionen) x. y und ζ im Farberkennungs-Speicher 28 die Farbnummer »N« zu. Treten bei der späteren Vorlagenabtastung wieder diese Adressen-Kombinationen auf, ist die zugehörige Farbe mit der Farbnummer »N« erkannt

Falls der Farbbereich, der von der Farbvorlage 1 umfaßt wird, wesentlich kleiner als der theoretisch

το mögliche /?Gß-Farbraum oder Chrominanz/Luminanz-Farbraum ist, kann zur vollständigen Ausnjtzung des Farberkennungs-Speichers 28 eine en· .,prechende Adressenumrechnung vorgenommen werden.

In der Praxis sind häufig eine große Anzahl von Vorlagenfarben voneinander zu trennen, so daß eine ebensolche Anzahl von Farberkennungsräumen zu definieren und Farbnummern in den Farberkennungs-Speicher 28 einzugeben sind.
Die Ermittlung der Farbnummern und die Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 erfolgen anhand der zu analysierenden Farbvorlage 1 mit Hilfe des Abtastorgans 8 und einer Zuordnungs-Schaltung 34.

Die Zuordnungs-Schaltung 34 besteht aus einer Eingabe-Stufe 35, einem Proben-Speicher 36 einem Schalen-Speicher 37. einem Adreß-Steuerwerk 38, einer Rechen-Schaltung 39 und einer Tor-Schaltung 40.

Die Eingabe-Stufe 35 weist ein erstes Bedienungsfeld 35' mit einer Zehner-Tastatur zur Vorgabe von Farbnummern und ein zweites Bedienungsfeld 35" mit einer Anzahl von Betriebs-Tasten auf.

Die Wirkungsweise der Zuordnungs-Schaltung 34 soll im folgenden näher erläutert werden.

Um die wie eine vollständige oder nahezu vollständige Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 erforderli-

ehe große Anzahl von Farbnummern zu gewinnen, wird zunächst eine wesentlich geringe Anzahl von Farbproben aus der Farbvorlage 1 entnommen und diesen Farbproben Farbnummern zugeordnet Damit ist ein Stützgerüst geschaffen, von dem aus die zum Aufbau der Farberkennungsräume erforderlichen Farbnummern selbsttätig ermittelt und in den Farberkennungs-Speicfier 28 abgelegt werden.

in einem ersten Schritt v'rd für jede zu erkennende Farbe mindestens eine Farbprobe aus der Farbvorlage i entnommen und jeder Farbprobe eine Farbnutnmer zugeordnet Dazu werden mit dem Abtastorgan 8 charakteristische Probenpunkte P_n in den einzelnen Farben angefahren und die Farbmeßwert-Signale R, G

und B ausgemessen. Die auf diese Weise gewonnenen Proben-Farbkoordinaten x_pn, y_pn und z_pn gelangen über den Adreß-Bus 32 an den Daten-Eingang 41' des Proben-Speichers 36. Gleichzeitig erstellt der Bediener eine Proben-Liste, indem er mittels der Eingabe-Stufe 35 jedem Tripel vom Proben-Farbkoordinaten x_p„, y_p„ und z_p„ (15 bit) eine Farbnummer »N« (4 bit) zuordnet, welche über den Daten-Bus 42 an den Daten-Eingang 41" des Proben-Speichers 36 gegeben werden.

Jede Zeile der Proben-Liste wird unter fortlaufenden Adressen, die vom Adreß-Steuerwerk 38 über den Adreß-Bus 43 aufgerufen werden, in dem Proben-Speicher 36 als 19 bit- S^eicherworte abgelegt. Dazu betätigt der Bediener zwischen den einzelnen Probenentnahmen eine Betriebs-Taste 44 »Probe« in dem Bedienungsfeld 35" der Eingabe-Stufe 35. wodurch ein entsprechender Befehl auf einer Leitung 45 die Adressen im Adreß-Steuerwerk 38 jeweils um 1 erhöht.

Die Anzahl der Farbproben richtet sich im wesentlichen nach der Art der zu erkennenden Farben, nach der Farbvorlage und nach der geforderten Genauigkeit bei der Farbtrennung.

Im folgenden wird ein Beispiel für die Erstellung eine. Proben-Liste gegeben.

Eine zu erkennende Farbe »bla-i« in eine· Fläche 46 der Farbvorlsge ί ik>t;e eine nomogene Sättigung und Helligkeit aui*--;iscn. in diesem Falle genügt es. nur eine Farbprobe in einem Probenpunkt Pi zu entnehmen und den Proben-Farbkoordinaten x_pt, y_p\ und z_P\ der Erkennungsfarbe »biau« z.B. die Farbnummer »1« zuzuordnen.

Eine zweite zu erkennende Farbe in einer Fläche 47 möge verlaufend sein, z. B. die Farbbereiche »hellrot« und »dunkelro!« aufweisen, die zu einer Erkennungsfarbe »rot« zusammengefaßt werden sollen. In diesem Falle wird zunächst de- Probenpunkt P₂ im Farbbereich »hellrot« ausgemessen und den Proben-Farbkoordina- ien Xpi, y_pi und z_p2 die Farbnummer »2« der Erkennungsfarbe »rot« zugeordnet. Danach wird dem Probenpunkt P₃ im Farbbereich »dunkelrot« eine Farbprobe entnommen und den Proben-Farbkoordinaten x_p j. y_pi und z_p3 ebenfalls die Farbnummer »2« der Erkennungsfarbe »rot« zugeordnet.

Eine dritte Farbe in einer weiteren Fläche 48 der Farbvorlage 1 möge ebenfalls verlaufend sein, z. B. die Farbbereiche »hellgelb«, »mittelgelb« und »dunkelgelb« aufweisen, die voneinander getrennt werden sollen. In diesem Falle wird mindestens eine Farbprobe in jedem Farbbereich entnommen (Probenpunkte P₄. A und P_b) und den zugehörigen Proben-Farbkoordinaten x_p*. y_P* und z_P4 die Farbnummer »3« der Erkennungsfarbe »hellgelb«, den Proben-Farbkoordinaten x_p5, y_pi und Zp j die Farbnummer »4« der Erkenniingsfarbe »mittelgelb« und schließlich den Proben-Farbkoordinaten x_p6. y_pb und Zp₆ die Farbnummer »5« der Erkennungsfarbe »dunkelgelb« zugeordnet

Mit der Entnahme einer Farbprobe aus dem n-ten Probenpunkt und Zuordnung der Farbnummer »N« ist die folgende Proben-Liste erstellt und abgespeichert:

Probenpunkl

Adresse Speicherwert

F-Nr. Proben-Farb

koordinaten

Ps ίο P₆

3 4 5 6

2 3 4 5

■^p4» .Vp4i 2p4

Probenpunkt

Adresse

1
2

Die Farbvorlage 1 kann auch auf einem Farbmoriitor dargestellt und die Farbproben mittels eines Cursors und einer geeigneten Meßschaltung ermittelt werden. Dazu wird die Farbvorlage 1 mit einer Fernsehkamera abgetastet. Im Falle, daß die zu analysierende Farbvorlage 1 bereits vorher in einem Farbscanner abgetastet wurde und die digitalen Farbinformationen in einem Bildspeicher abgelegt sind, werden die Farbinformationen in einen Bildwiederholspeicher geladen und zur Darstellung auf dem Farbmonitor zyklisch ausgelesen.

Nach der Probenentnahme sind bereits denjenigen Farbraumelementen, die einer Farbprobe entsprechen (Proben- Farbraumelem nte) Farbnummern zugeordnet. Anschließend werden, ausgehend von diesen Proben-Farbraumelementen, die Farberkennungsräurne aus den einzelnen Farbraumelementen aufgebaut, indem die zugehörigen Farbnummern ermittelt und schließlich der Farberkennungs-Speicher 28 mit den ermittelten Farbnummern belegt wird.

Die Ermittlung der Farbnummern und die Speicherfüllung laufen in zwei getrennten Phasen ab.

In der ersten Phase (Vorfüllung) dehnen sich die Farberkennungsräume um die einzelnen Prooen-Farbraumelemente in Form von Kugel- oder Würfel-Schalen aus. Dazu werden die entsprechende.! Farbraumelemente (Farborte), weiche die Proben schalenförmig umgeben. Schale für Schale mit wachsendem Abstand von den Proben aufgerufen und daraufhin überprüft, ob sie bei der Probenentnahme bereits mit einer Farbnummer belegt werden oder nicht. Im Falle, daß einem überprüften Farbraumelement noch keine Farbnummer zugeordnet ist, erhält dies die Farbnummer des zugehörigen, zentralen Proben-Farbraumelementes. Zur Einleitung der zweiten Phase (Restfüllung) wird die Schalenbildung abgebrochen.

In der zweiten Phase werden dann den noch nicht belegten Farbraumelementen die Farbnummer des im Farbraum räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbortes zugeordnet

Danach ist die Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 abgeschlossen. Diese Abläufe sollen eingehend erläutert werden.

Speicherwert j_m gewählten Ausführungsbeispiel werden um die

F-Nr. Proben-Farb- Proben-Farbraumelemente Kugelschaien gebildet, wel-

koordinaten ehe durch entsprechende Farbraumelemente mit der

65 Kantenlänge eins angenähert werden.

- ... ^D'^e Rauircvektoren F_OT der an der Kugelschalen BiI-

Xpi-, y_Pi, Zpi d_ung beteiligten Farbraumelemente bzw. deren Scha-

2 Xp2~, y_Pi, ^pi len-Koordinaten x_sm. y^m und z_sm bezogen auf ein

Kilfs-Koordinatensy^ctem mit dem Ursprung im Scha» lenmiltelpi'ikt wurden bereits vor der Farberkennung ermittelt und in dem Schalen-Speicher 37 Kugelschale für Kegelschale listenmäßig abgelegt,

fMe Schalen-Koordinaten Xsm,y_im und z_sm genügen der aligemeinen Kugelgleichung:

Zweite Kugelschale fa—]/2}

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel:

(0.1.1)

Schalen-Koordinaten:

t'es (n)d.\s Schalenmittelpunkt nach den Gleichungen:

(1)

mit dem Radius η = 1 für die erste Kugelschale, dem Radius r₃=i/2~ für die zweite Kugelschale« dem Radius ri=iß für die dritte Kugelschale und allgemein mit dem Radius r_m = \fin für die m-te Kugelschale.

Die Menge aller ganzzahliger Wertetripel, die jeweils der Kugelgleichung für einen vorgegebenen Radius r_m >5 genügt, d. h. deren Quadratsumme gleich m-i ist. bildet die Schalen-Koordinaten x_sm y_sm und z_sm der zur /n-ten Kugelschale gehörigen Farbraumelemente. Ausgehend von mindestens einem repräsentativen und geordneten Schaien-Koordinatentripel für die /n-te Kugelschale werden alle übrigen Schalen-Koordinaten x_sm ysm und z_sm dur'h Permutation urd Vorzeichenumkehr gewonnen.

Die Ermittlung der Schalen-Koordinaten mit Hilfe von Digitalzählern, die in F i g. 3 anhand eines Flußdiagrammes erläutert wird, sieht z. B. folgendermaßen aus:

Nullte Kugelschale ^r₀=O)

Sie entspricht jeweils einem Proben-Farbraumele- _yj ment mit den Proben-Farbkoordinaten x_pn, V),,, und Znn- Die Schalen-Koordinaten sind gleich Null.

Erste Kugelschale (n = I)

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel:

(0,0.1) Schalen-Koordinaten:

(0.0.1); (0.1.0): (1.0.0): (-1.0.0); •Ό ^nrt ' Xsr

(2)

40

45

Dritte Kugelschale (r^=]ß)

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel: (1.1.1).

Daraus ergeben sich wiederum die entsprechenden Schalen-Koordinaten.

Fig.4a—4d zeigen die Bildung der ersten drei Kugelschalen aus den Farbraumelementen 26 in einer räumlichen Darstellung.

In a) ist ein Proben-Farbraumelement 26', in b) die Farbraumelemente 26 der ersten Kugelschale um dieses Proben-Farbraumelement 26' herum, in c) zusätzlich die Farbraumelemente 26 der zweiten Kugelschale und in d) die weiteren Farbraumelemente 26 der dritten Kugelschale dargestellt Gleichzeitig sind jeweils das repräsentative Farbraumelement 26" und seine Schalen- 6" Koordinaten angedeutet.

Die Farbkoordinaten xv, y, und z, der an der Kugelschalen-Bildung um eine Farbprobe beteiligten Farbraumelemente 26 in dem Chrominanz-Luminanz-Farbraum bzw. die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 ergeben sich aus den Schalen-Koordinaten X_1n* y_sm Z_1n, und den Proben-Farbkoordinaten Xpn,ypa, Zp_n eines Proben-Farbraumeiemen- .'_r Die Bestimmung der einzelnen Farbkoordinaten-Tripel erfolgt in der Reihenfolge, daß zunächst nacheinander um jede Farbprobe die erste Kugelschale, atischließend um jede Farbprobe die zweite Kugelschäre usw. gelegt wird.

Die Bildung der Kugelschalen und das Belegen der Speicherplätze des Farberkennungs-Speichers 28 mit Farbnummern werden durch Betätigen einer Betriebs-Tast» 49 »Speicherfüllung« eingeleitet, wodurch ein entsprechender Steuerbefehl über eine I «Mtung 50 an das Adreß-Steuerwerk 38 und die Rechenschaltung 39 gelangt. Dadurch werden zunächst sämtliche Speicherplätze des Farberkennungs-Speichers 28 mit den Farbnummern »C« belegt.

Zur Abfrage der gespeicherten Proben-Liste und SChalen-Lis'.e stc-ht das AdreB-Steuerwerk 38 über die Adreß-Busse43und51 mit dem Proben-Speicher 36 und mit dem Schalen-Speicher 37 in Verbindung. Die Schalen-Koordinaten Xi_m,y<_m und z_sm werden über einen Daten-Bus 52, die Proben-Farbkoordinaten x_prhy_p„ und Zp_n über einen Daten-Bus 53 und die zugehörigen Farbnummern über einen Daten-Bus 54 in die Rechenschaltung 39 überschrieben. Aus den überschriebenen Koordinaten werden in der Rechenschaltung 39 nach den angegebenen Gleichungen (2) die Farbkoordinaten Xh y, und z, ermittelt, weiche von der Rechenschal-.tung 39 aus über einen Adreß Bus 55. den Umschalter 33 und über den Adreß-Eingang 29 die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 aufrufen.

Zunächst werden die Schalen-Liste der nullten Kugelschale (>, = y, — z< = 0) und die gesamte Proben-Liste Zeile für Zeile in die Rechenschaltung 39 eingegeben. In diesem FaH; sind die berechneten Farbkoordinaten X₁. y, und 2, jeweils mit den Proben-Farbkoordinaten Xp_n, y_Pn und Zp_n der einzelnen Farbproben identisch, und in dem Farberkennungs-Speicher 28 werden unter den aufgerufenen Adressen die zugehörigen Farbnummern der Farbproben abgespeichert ~>ie Farbnummern werden von der Rechenschaltung 39 über einen Daten-Bus 56, die Tor-Schaltung 40, und über den Daien-Eingang30anden Farberk^nnungs-Speirt'-28 übermittelt

Jn einem nächsten Schritt wird die Schalen-Liste für die erste Kugelschale in die Rechenschaltung 39 eingegeben und erneut die Proben-Liste Zeile für Zeile abgearbeitet, wobei nacheinander die Farbkoordinaten Xi, yt und z, der ersten Kugelschale um jede Farhnrobe berechnet werden. Diese Farbkoordinaten adressieren wiederum den Farberkennungs-Speicher 28. Gleichzeitig wird jeder adressierte Speicherplatz auf seine eventuell schon erfolgte Belegung mit einer Farbnummer überprüft Dazu ist die Tor-Schaltung 40 über einen Daten-Bus 58 mit dem Daten-Ausgang 31 des Farberkennungs-Speichers 28 verbunden. Liegt eine Belegung vor, wird die Tor-Schaltung 40 gesperrt, so daß keine Farbnummer über den Daten-Bus 56 in den Farberkennungs-Speicher 28 eingeschrieben werden kann. Liegt dagegen keine Belegung vor, ist die Tor-Schaitung 40 geöffnet, und unter der momentan aufgerufenen Adresse wird die Farbmimmer derjenigen Farbprobe abgespeichert, um die gerade eine Kugel-

schale gebildet wird.

Auf diese Weise werden immer mehr Kugeischalen um die einzelnen Farbproben gelegt, bis die Kugelscha-Ien-Bildung abgebrochen wird.

Als Kriterium für einen Abbruch kann z.B. das Erreichen eines bestimmten Kugelradius oder das Tangieren von Kugeln benachbarter Farbproben herangezogen werden. Der Kugelradius, bei dem die Ausdehnung eines Farberkennungsraames beendet werden soll, könnte von der Anzahl der zu ermittelnden Farbproben abhängig gemacht werden. Der Abbruch iieße sich auch von der Häufigkeit her bestimmen, mit der bei der Kugelschalen-Bildung schon mit Farbnumme-n belegte Farbraumelemente angetroffen werden.

Nach Abbruch der Kugelschalen-Bildung haben sich die einzelnen Farberkennungsräume im Farbraum ausgedehnt Zs sind aber noch nicht allen Farbraumelementen Farbnummern zugeordnet

Die Abgrenzung eines oder mehrerer Farberkennungsräume ist dann ausreichend, wenn die abgetastete Farbvorlage 1 z. B. eine Steuermaske is» "nd nur wenige Maskensignale zu gewinnen sind, oder wenn die Ausgangssignale des Farberkennungs-Speichers 28 zu. Steuerung einer selektiven Farbkorrektur verwendet werden sollen. In allen anderen Anwendungsfällen erweist sich meistens eine vollständige Belegung des Farberkennungs-Speichers als vorteilhaft da dann keine Undefinierten Farbzustände auftreten können und eine hohe Erkennungssicherheit bei der Farbtrennung erreicht wird.

Bei der Restfüllung werden allen bei Abbruch der Schalenbildung noch nicht belegten Farbraum elementen mi* den Farbkoniponenten (x„y„ z,} die Farbnusirner des räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbraumelementes (n) mit den Farbkomponenten (x_pn, y_pn, ?pn) zugeordnet

Zur Ermittlung der Farbnummern ist eine Abstandsrechnung im Farbraum zwischen einem zu biegenden Farbraumelement und den einzelnen Proben-Farbraumelsmenten und die Bestimmung des geringsten Abstander, erforderlich.

Zur Erläuterung zeigt F i g. 5 nochmals den Chrominanz-Luminanz-Farbrauii 2Ξ mu e'fiem zu belegenden Farbraunsriernttii 25,'Jas '. .fxiV. den Raurrvektor F, bzw. durch die Farbkoordin3ter;;i-:~>el x.y,. z,dt.fir.iert ist und rrit zwei Proben-Farbraumelementen 26' und 26". die durch die Raumvektoren F_pl und F₁,₂ bzw. durch die Farbkoordinaten (x_p·.. y„\. z_p,) sowie (x_p2. y_P2. z_p2) festgelegt sind. Die Proben-Farbraumelemente 26' und 26" haben die Abstände d, und d₂ von dem zu belegenden Farbraumeiement 26. Dem Proben-Farbi-aumelement 26' möge die Farbnummer »1« und dem Proben-Farbraumelement 26' ** Farbnummer »2« zugeordnet sein.

Der Abstand d„ eines Fc-braumelementes (x„ y„ z,)zu einem ;7-ien ProDen-FaHjraumelemeiu(x_pn.y_Pn.z_p„)wird nach der vektoriellen Ahitandsgleichung:

d_a = Vix,-

(3)

ernutteii.

In dem gewählten Beispiel werden demnach die Abstände d\ und d₂ berechnet und miteinander verglichen. Da di<d\ ist wvd das Farbraumeiement 26 mit der Farbnummer »2« belegt Falls zwischeu dem aufgerufenen Farbraumeiement t nd mehreren Proben-Farbraumekmisnt'^n derselbe Abstand festgestellt wird, könnte eine Mchrheitsentscheidiing durchgeführt werden, indem (ii-rri aufgerufenen Farbraumelement die bei den gleichabständigen Farbproben am häufigsten auftretende Farbnummer zugeordnet wird.

Zur Ermittlung der Farbnummer eines aktuellen FarbraumeleiHentes könnten auch die umgebenden Farbraumelemente mit wachsendem Abstand abgefragt und auf die Belegung mit einer Farbnummer überprüft werden. Das aktuelle Farbraumelement erhält dann die Farbnummer, die beim Abfragen der Umgebung zuerst angetroffen wird.

Die Ermittlung der Farbnummem und die Resffüllung des Farberkennungs-Speichers 28 wird in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 folgendermaßen durchgeführt

Als Kriterium für den Abbruch der Schalenbildung wird im Ausführungs&eispiei das Erreichen eines vorgegebenen Schalenradius benutzt Dieser Schalenradius wird in der im Proben-Speicher 36 abgelegten Proben-Liste markiert Wird dieser markierte Schalenradius beim Abarbeiten der Proben-Liste angetroffen, liefert die Rechenschaltung 39 über eine Leitung 57 einen Befehl »Abbruch« an das Adreß-Steuerwerk 18.

Das Adreß-Steuerwerk 38 ruft nacheinander zeilenweise sämtliche Farbkoordinaten x* y, und zy bzw. Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 über den Adreß-Bus 55, den Umschalter 33 und über den Adreß-Eingang 29 auf. Gleichzeitig werden die aufgerufenen Speicherplätze auf eine bereits erfolgte Belegung mit Farbnummern üL-^rprüft indem die entsprechenden Farbnrmmern aus dem Farberkennungs-Speicher 28 über je.i Daten-Bus 58 in die Tor-Schaltung 40 gelesen we'der.

Wird dabei eir mit der Farbnummer »0« besetzter Speicherplatz angetroffen, erzeugt die Tör-Schaitung 40 einen Befehl »Nicht besetzt«, der über einer Leitung 59 an das Adreß-Steuerwerk 38 gegeben wird.

Dar Adreß-Steuerwerk 38 unterbricht das Aufrufen der A dressen und markiert die betreffende Adresse des noch licht besetzten Speicherplatzes.

Die zugehörigen Farbkomponenten (xy.yu zi) werden vom Adreß-Steuerwerk 38 über einen weiteren Daten-Bus 60 an die Rechenschaltung 39 übermittelt Das Adreß-Steuerwerk 38 aktiviert die Rechenschaltunj; 39 durch einen Befehl »Abstsndsrc-c'inung« auf eine r Leitung 61 und ruft außerdem übe? sen Adreß-Bus 43 c ie erste Adresse des Proben-Speidwvs 36 auf, unter der die Proben-Farbkomponenten x_p \,y_P ι, z_p ·, sowie die zugehörige Farbnummer der ersten Farbprobe (erste Zeile der Proben-Liste) abgelegt sind Die aufgerufenen Werte der Proben-Liste werden über die Daten-Busse so 53 und 54 in die Rechenschaltung 39 überschrieben.

Die Rechenschaltung 39 ermittelt jetzt den Abstand d nach der oben angegebenen Gleichung (3) und legt den errechneten Wert in einem internen Register ab.

Dann ruft das AdreB-Sieuovi./—k 38 die zwite Adresse des Proben-Sueichers 36 au and überschreibt die zweite Zeile der Proben-Liste >nit den Angaben über die zweite Farbprobe in die Rechenschaltung 39. v/elche jetzt den Abstand d₂ ermittel; a· ' speichert. Dieser Vorgang ist mit der Bei echnung de' * jstande: c/; zu Je-/7-ten Farbprobe abgeschlossen und gleichzeitig ist auch der geringste Abstand </_min festgestellt

Die Farbnummern, die der Farbprobe mit dem geringsten Abstand zugeordnet ist, wird aus der Rechenschaltung 39 über den Daten-Bus 56, die Tor-Schaltung^ und über den Daten-Eingang 30 in den FarberkennungS'Speicher 28 überschrieben und dort unter der markierten Adresse abgelegt.

Dann ruft das Adreß-Steuerwerk 38 die nächste noch

zu belegende Adresse des Farberkennungs-Speichers 28 tauf und die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich, -Hs al!e Lücken des Farberkennungs-Spetchers 28 gefüllt 'sind.

Die Wirknngsweisader Schaltungsanordnung gemäß

iF i g. 1 wird zusammenfassend noch einmal anhand der :Flußdiagramme in den Fig.6 und 7 erläutert. Fig.6 tzeigt dss Fiußdiagramnt für die Vorfüllung und Fig. 7 das entsprechende Flußdiagramm für die Restfüllung des FarberkennungsrSpeichersSS.

Zur Veranschaulichung der zuvor beschriebenen Abläufe zeigt Fig.S eine Chrominanzebene als Schnittfläche (z - konstant) durch den Chrominanz/ Luminanz-Farbraum. Bei der Probenentnahme wurden den Proben-Farbraume!ementeir261, 262 und 263 die Farbnummer »1«, »2« und »3« zugeordnet Nach der beschriebenen Ermittlung der Farbnummern und Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 sind alle Farbraunieieineiiie dieser Ciifonttnsnzcbcnc nni Farbnummern belegt. Um die Proben-Farbraume!emente - 261,262 und 263 haben sich drei Farberkennungsräume -gebildet, die durch die Linien 62 voneinander abgegrenzt sind.

Selbstverständlich läßt sich der Farberkennungs-Speicher 28 auch füllen, indem nur eine hinreichend große Anzahl von Farbproben aus der Farbvorlage entnommen sind.

Die beschriebene Wirkungsweise der Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß durch die Wahl der Farbproben in der Farbvorlage Größe, Form und jOrienticung der Farberkennungsräume im Farbraum beeinflußt werden können. Hierdurch lassen sich die sFarberkennungsräume optimal an die zu trennenden ,Farbbereiebe anpassen, wodurch eine hohe Erkeninungssicherheit erreicht wird. Die Farberkenmmgsräume sind also nicht starr vorgegeben, sondern lassen sich individuell durch die Probenentnahme an die momentan abzutastende Farbvorlage anpassen. Es werden daher jeweils nur so viele Farberkennungsräume festgelegt, wie Farben der Farbvorlage voneinander zu trennen sind.

Die Vorfüllung und die Restfüllung nach unterschiedlichen Verfahrenschritten hat insbesondere den Vorteil, daß die Rechenzeit in der Rechenschaltung 39 verkürzt wird und die gesamt« SpeicherfuUis^g dadurch schneller abläuft.

Fig.9 zeigt eine Variante der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Der Umformer-Stufe 18 ist eine weitere Umformer-Stufe 63 nachgeschaltet, in der die kartesischen Farbkoordinaten κ. y und ζ in die Zylinder-Farbkoordinaten S. 7und L entsprechend den Gleichungen:

S = c, Vx²+)? (S = Sättigung)

T = C₂ arc tan ^- (T - Farbton) (4)

L =az (L- Helligkeit)

umgerf»ehfie. werden, was er er Transformation des Chrominanz-Luminanr-Farbrau.Ties in den Sättigungs-Farbton-Helfigkeits-Farbraum entspricht

Sämtliche zuvor beschriebenen Vorgänge laufen dann mit den entsprechenden Farbkoordinaten 5, Tund Lab.

Durch die beschriebene Transformation und eine entsprechende Analog-Digital-Wandlung in den A/D-V/andiern JS, 20 und 21 läßt sich eine wesentlich höhere Auflösung im Farbton als in der Sättigung oder in der Helligkeit erreichen. Ebenso wird eine feinere ■Auflösung bei schwach gesättigten Farben und eine 'bessere Abgrenzung gegenüber Komplementärfarben ^:möglich.

- Dies beruht im wesentlichen darauf, daß die Bildung •von Farberkennungsräumen in Vorzugsrichtungen -abläuft, die dem physiologischen Empfinden des menschlichen Auges entsprechen. Die Farberkennungs- - cSume sind in Richtung der Sättigung gestreckt und in

ίο 'Richtung des Farbtones gestaucht, wodurch eine iiessere Trennung von Farbtönen ermöglicht wird.

Streckung und Stauchung der Farberkennungsräume -feann durch die Wahl der Koeffizienten C\, α und C₃ noch • verstärkt werden.

is _r - Um Schwankungen oder Verläufe in einem »Grau«

als Einzelfarbe »Grau« zu erkennen, wird um die ©rauachse ein zylindrischer oder tonnenförmiger 'Farberkennungsraum für »Grau« gelegt Auc'i in wesciü Falle erweist sich die Farbraum-Transformation -als vorteilhaft da die Abgrenzung solcher zylindrischen jöder tonnenförmigen Farberkennungsräume einfacher mit S.TX-Farbkoordinaten erfolgen kann.

F i g. 10 zeigt eine Chrominanzebene als Schnittfläche

-durch den Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraum.

um ein Proben-Farbraumelement 264 hat sich ein Farberkennungsraum 274 mit der Farbnummsr »2« gebildet Der kugelförmige Farberkennungsraum ili Cnrominanz-Luminanz-Farbraum hat sich durch die Transformation in den Sättigungs-Farbton-Heliigkeits-Farbraum in einen Ellipsoiden verwandelt dessen Längsachse in Richtung der Sättigung orientiert ist Um das Proben-Farbraumelement 265 hat sich ein zweiter Farberkennungsraum 275 mit der Farbnummer »3« g«biidei, der in Sättigungsrichtung dieselbe Ausdehnung

wie der Farberkennungsraum 274 hat in Richtung des Farbtons aber gestaucht ist

JJm die Grauachse, durch den Punkt 64 angedeutet wurde ein weiterer Farberkennungsraum 276 für »Gram» gebildet dem die Farbnummer »1« zugeordnet ist

Es ist selbstverständlich möglich, anstelle der Farbkoordinaten x. y und ζ oder der Farbkoordinaten 5, T.und L auch die Farbkoordinaten R, G und B des R.G.B· Farbraums zu verwenden. In diesem Falle erübrigen sich die Transformationen, und es werden direkt die Ausgangssignale des Abtastorgans 8 bzw. der Lagarithmier-Stufe 17 verarbeitet

F i g. 11 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach F i g 1 bei einem Farbscanner zur Herstellung von Farbauszügen für den Dekor- Textil- und Verpackungsdruck.

Wie bt.-eits in der Beschreibungseinleitung erwähnt werden bei den genar iten Druckarten die zu druckende Farbe vor dem Druckprozeß gemischt und dann getrennt auf das Druckmedium übertragen. Mit Hilfe des Farhsrannpr« mi'Kspn dahpr Hip ρίητρίηρη Farhpn

der Farbvorlage voneinander getrennt und für jede Farbe ein separater Farbauszug hergestellt werden.
Der Farberkennungs-Speicher 28 des Farbscanners sei bereits nach dem beschriebenen Verfahren mit Earbnummern aufgefüllt

-J>ie auf einer rotierenden Abtasttrommel 66 aufgespannte Farbvorlage 1 wird von dem Abtastorgan 8 punkt- und zeilenweise abgetastet Die durch die Voriagenabtastüng gewonnenen Farbkoordinaten x, y und ζ rufen über den Adreß-Eingang 29 die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 au£. Die unter den aufgerufenen Adressen abgelegten

Farbnummern werden über den Daten-Ausgang 31 ausgelesen und einer Decodier-Stufe 67 zugeführt. An der Decodier-Stufe 67 kann vorgewählt werden, für welche Vorlagenfarbe bzw. Farbnummer gerade ein Farbauszug aufgezeichnet werden soll. Die ausgewählte Farbnummer wird in einem nachgeschalteten D/A-Wandler 68 in ein Steuersignal S umgeformt, das eine Aussage über die örtliche Verteilung einer Auszugsfarbe in der Farbvorlage 1 liefert

Das Steuersignal S betätigt einen elektronischen Umschalter 69, der ein in einem einstellbaren Dichtegeber 70 erzeugtes konstantes Aufzeichnungssignal A\ (konstante Schreibdichte) zu einem Verstärker 71 durchschaltet, wenn in der abgetasteten Farbvorlage 1 die aasgewählte Auszugsfarbe auftritt Eine Schreiblampe in einem Aufzeichnungsorgan 72 wird von dem verstärkten Aufzeichnungssignal A\ ein- und ausgeschaltet Die Schreiblampe belichte» punkt- und zeilenweise ein Aufzeichnungsmedium in Form eines Filmes 73, der auf einer ebenfalls rotierenden Aufzeichnungstrommel 74 montiert i:t Der belichtete und entwickelte Film ist der gewünschte Strich-Farbauszug.

Für die Aufzeichnung von Halbton-Farbauszügen von verlaufenden Farben kann in einem Verlaufsignal-Geber 75 aus mindestens einem der Farbmeßwerte-Signale R. G oder B ein Verlaufssignal A₂ abgeleitet werden, welches ein Maß für die Farbsättigung oder Helligkeit, d. h. für den Verlauf einer Farbe darstellt Der Verlaufssignal-Geber 75 ist beispielsweise nach DE-OS 28 53 511 aufgebaut

Zur Aufzeichnung der Halbton-Farbauszüge wird anstelle des konstanten Aufzeichnungssignals A_x das Verlaufssigna! Ai mittels des e'sktroiv eben Umschalters 69 zum Aufzeichnungsorgai 72 durchgeschaltet Das Steuersignal 5 liefert dann die Am',age über die örtliche Verteilung einer Vorlagenfarbe und das zugehörige Verlaufssignal Az die Aussage über die erforderlichen Farbbeträge zur Wiedergabe des Verlaufs.

Vor der Aufzeichnung der Farbauszüge kann das zu erwartende Druckergebnis an einem Farbsichtgerät nach DE-OS 28 53 510 überprüft werden, in diesem Falle ist der Farberkennungs-Speicher 28 eine Fernsehkamera nachgeschaltet Die Fernsehkamera tastet die zu analysierende Farbvorlage 1 ab und ihre Farbsignale rufen die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 auf. Die ausgelesenen Farbnummern steuern einen Farbgeber, der jeder Farbnummer ein Farbsignal-T/ipel zur Ansteuerung eines Farbmonitors zuordnet.

An die Steile der Fernsehkamera kann wiederum ein Bildspeicher treten.

Zur Probenentnahme wird die Farbvorlage auf einem zweiten, direkt an die Fernsehkamera angeschlossenen Farbmonitor sichtbar gemacht und die Farbprobe mit Hilfe eines Cursors und einer Meßschaltung entnommen.

Fig. 12 zeig* ein weiteres Anwendungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Farberkennung gemäß F i g. 1 bei der Seiektivkorrektur in einem Farbscanner für den Mehrfarben-Mischdruck (Papierdruck).

ι ο Die auf der Abtasttrommel 66 montierte Farbvorlage 1 wird von dem Abtastorgan 8 punkt- und zeilenweise optoelektronisch abgetastet und die dabei gewonnenen Farbmeßwert-Signale R, G und B gelangen über die Umformer-Stufe 17 auf eine erste Farbkorrektur-Schaltur.g 76 für eine Grundkorrektur zur Bildung von ersten Farbauszugs-Signalen Y (GeIbX M (Magenta) und C (Cyan).

Die Farbmeßwert-Signale R, G und B werden nochmals in einer zweiten Farbkorrektur-Schaltung 77 zum Zwecke der Selektivkorrektur einer bestimmten Farbe oder eines Farbbereiches in zweite Farbauszugs-Signale Y', M'und Cumgeformt

Erste und zweite Farbauszugssignale gelangen an einen elektronischen Umschalter 78, der normalerweise die ersten Farbauszugs Signale M, Y und C und nur im Falle, daß in der Farbvorlage 1 die selektiv zu korrigierende Farbe auftritt die entsprechenden zweiten Farbauszugs-Signale M', Y'und Can die Verstärker 71,71' und 71" durchschaltet

Die durchgeschalteten und verstärkten Farbauszugssignale modulieren wiederum die Helligkeit von Schreiblampen in den Aufzeichnungsorganen 72, 72' und 72". Die AufzeichRungsorgane 72, 72' and 72" belichten punkt- und zeilenweise die auf der rotierenden Aufzeichnungstrommel 74 montierten Filme 73,73' und 73". Die belichteten und entwickelten Filme sind die gewünschten, korrigierten Farbauszüge »Gelb«, »Magenta« und »Cyan«.

Das Steuersignal 5 für den elektronischen Umschalter 78 wird mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erzeugt Der Bediener wählt die selektiv zu korrigierende Farbe bzw. Farbnummer an der Decodier-Stufe 67 for.
Bei der Aufzeichnung der Farbauszüge wird jeweils

♦5 nur die Farbnummer der vorgewählten Farbe durch die Decodier-Stufe 67 an den nachgeschalteten D/A-Wandler 68 durchgeschaltet und in das Steuersignal 5 für den elektronischen Umschalter 78 umgewandelt
Die Decodier-Stufe 67 f;ann entfallen, wenn mit Hilfe der Zuordnungs-Schaltung 34 in dem Farberkennungs-Speicher 28 nur der Farberkennungsraum für die zu selektierende Farbe programmiert wurde.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben, mit der Farborten innerhalb eines Farbraumes, denen Fajbkompoiienten-Tripel entsprechen, Identifikationssymbole zugeordnet werden, wobei jeweils die mit denselben Identifikationssymbolen belegten Farborte einen abgegrenzten Farberkennungsraum für eine der zu bestimmenden Farben bilden und mit der durch optoelektronische Abtastung der Farben deren Zugehörigkeit zu einem der Farberkennungsräume festgestellt und die betreffenden Idenitifikationssymbole ausgegeben werden, bestehend fms

a) einer Lichtquelle bekannter Spektralzusam-"mensetzung zur Beleuchtung der zu untersuchenden farbigen Fläche,

b) optoelektronischen Wandlern zur Erfassung der reflektierten oder durchgelassenen Intensitäten drei»" Grundfarben als Farbkomponenteii-Tripel, und

c) einem Proben-Speicher zur Ablage der Farbkomponenten-TripeJ von Proben-Farborten und der zugeordneten Identifikationssymbole ausgemessener Probenpunkte,

gekennzeichnet durch

d) sinen vom Proben-Speicher (36) getrennten Farberkennungs-Speicher (28) zur Ablage von Identifikationssymbolen, in dem jedem Speicherplatz ein Farbort des Farbraumes zugeordnet und jeder Speicherplatz durch das Farbkomponenten-Tripe! des zugeordneten Farbortes edressierbä/ ist

e) A/D-Wandlern (19, 20, 2<) -ur Digitalisierung der Farbkomponenten-Tripel, ieren Eingänge an die optoelektronischen Wandler (14,15, 16) und deren Ausgänge an den Farberkennungs-Speicher (28) und den Proben-Speicher (36) angeschlossen sind,

f) eine Eingabe-Stufe (35) für Identifikationssymbole, die mit dem Proben-Speicher (36) in Verbindung steht,

g) einen Schalen-Speicher (37) zur Ablage von Schslan-Koordinaten,

h) ein Adre^R-Steuerwerk (38), welches mit dem Proben-Speicher (36), dem Schalen-Speicher (37) und dem Farberkennungs-Speicher (28) in Verbindung steht,

i) eine Rechenschaltung (39), welche an den Proben-Speicher (36), den Schalen-Speicher (37), den Farberkennungs-Speicher (28) und an das Adreß-Steuerwerk (38) angeschlossen ist, und

j) eine Schaltungs-Stufe (40), welche mit der Rprhpnwhaltnno; (Vi) und dem Farberkennungs-Speicher (28) in Verbindung steht,

wobei die Funktionsweise der Schaltungsanordnung derart ist, daß

«) für jeden räumlichen Farbbereich, der als Einzelfarbe erkannt werden sod, mindestens ein Probenpunkt in der Fläche auswählbar ist, dessen Farbkomponenten-Tripel mit den optoelektronischen Wandlern (14,15,16) ausgemessen, den Farbkomponenten-Tripeln der Proben-Farborte die Identifikationssymbole der betreffenden Einzeiiarben mit Hilfe der Eingabe-Stufe (35) beigebbar sind und entsprechende Farbkomponenten-Tripel und zugeordnete Identifikationssyinbole im Proben-Speicher (36) abgelegt werden,

ß) vor der eigentlichen Farberkennung Farberkennungsräume abgegrenzt werden, indem
/?j) das Adreß-Steuerwerk (38) den Proben-Speicher (36) und den Schalen-Speicher (37) adressiert und die Farbkomponenten-Tripel der Proben-Farborte und die Schalen-Koordinaten ausgelesen und an die Rechenschaltung (39) gegeben werden,
ßz) in der Rechenschaltung (39) aus den Farbkompcnenten-Tripeln der Proben-Farborte und den Schalen-Koordinaten die Farbkomponenten-Tripel der mit Identifikationssymbolen zu belegenden Farborte ermittelt werden,

ß-s) durch die ermittelten Farbkomponenten-Tripe! die Farborte, weiche die Proben-Farborte schalenförmig umgeben. Schale für Schale mit wachsendem Abstand zu den jeweiligen Proben-Farborten im Farberkennungs-Speicher (28) aufgerufen werden.

ß*) die aufgerufenen Farborte im Farberkennungs-Speicher (28) mittels der Schaltungs-Stufe (40) auf Belegung mit Identifikationssymbolen überprüft werden,
ßs) die aufgerufenen Farborte im Farberkennungs-Speicher (28) im Falle der Nichtbelegung mil den Identifikationssymbolen der zugehörigen Proben-Farborte belegt werden,

pe) die Schäienbüdüng abgebrochen wird,
ßr) das Adreß-Steuerwerk (38) nach Abbruch der Schalenbildung die Farbkomponenten-Tripel der noch mit Identifikationssymbolen zu belegenden Farborte im Farberkennungs-Speicher (28) sowie die Farbkomponenten-Tripel der Proben-ä^arborte und die zugeordneten fdentifikationssymbole im Proben-Speicher (36) aufruft und der Rechenschaltung (39) zuführt,
ßs) in der Rechenschaltung (39) jeweils aus den Farbkomponenten-Tripeln der noch zu belegenden Farborte und den Farbkomponenten-Tripeln der Proben-Farborte die den zu belegenden Farborten am nächsten liegenden Proben-Farborte ermittelt werden,

ßg) die Identifikationssymbole der am nächsten liegenden Proben-Farborte auf den noch zu belegenden Farborten im Farbe rkennungs-Speicher (28) abgelegt werden, wobei jeweils alle mit demselben Identifikationssymbcl beleeten Farborte im Farberkennungs-Speicher (28) einen Farberkennungsraum bilden,

γ) nach der Bildung der Farberkennungsräume im Farberkennungs-Speicher (28) die Fläche zur eigentlichen Farberkennung punkl- und zahlenweise mit den optoelektronischen Wandlern (14,15,16) abgetastet wird und
ä) die Zugehörigkeit durch Abrufen der betreffenden Identifikationssymbole aus dem Farberkennungs-Speicher (28) durch die bei der Abtastung der Fläche gewonnenen Farbkomponenten-Tripel festgestellt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den optoelektronischen Wandlern (14,15,16) und den A/D-Wandlern (19, 20, 21) eine Transformationsstufe (18) zur Koordinaten-Transformation des RGB-Farbraumes in den Chrominanz/Luminanz-Farbraum angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformationsstufe (iS) eine weitere Transformaüonsstufe (63) zur Koordinaten-Transformadon des Chrominanz/Luminanz-Farbraumes in den Sättigungs/Farbton/Helligkeits-Farbraum nachgeschaltet ist