DE3521259A1

DE3521259A1 - Einrichtung und verfahren zur farbbildverarbeitung

Info

Publication number: DE3521259A1
Application number: DE19853521259
Authority: DE
Inventors: Tadashi Ichikawa Chiba Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1985-12-19
Also published as: JP2677283B2; JPS611171A; DE3521259C2; GB8515112D0; GB2162716B; GB2162716A; US4700399A

Description

T" 13.. Af f^ Patentanwälte und

IEDTKE - DUHLING. -JVlNNJE T. UBURE. Vertreter beim EPA

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PeLLMANN - VJIRAMS -.OTBUIF... ... Dipl.-Chem. G.Buhiing

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*" Dipl.-Ing. B. Pellmann

Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

* Bavariaring 4, Postfach 202403

8000 München 2

Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München

13. Juni 1985 DE 4916

Canon Kabushiki Kaisha

Tokio, Japan

Einrichtung und Verfahren, zur farbbi Idverarbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Farbbildverarbeitung für die Reproduktion von Farbbildern.

Wenn bei einer solchen Farbbildverarbeitungseinrichtung nach dem Stand der Technik ein Farbbild gelesen und reproduziert werden soll, wird ein Textbild bzw. Vorlagenbild mittels einer Abtastvorrichtung gelesen, die das Bild in Farbbilder bzw. Farbauszüge in den Komponentenfarben Rot, Grün und Blau zerlegt, welche die Primärfarben bei dem additiven Farbsystem sind. Danach werden die Farbauszüge durch Komplementärfarbenumsetzung, Maskierung und/oder Untergrundfarbenauszug verarbeitet, um Farbbilddaten für Gelb, Magenta und Cyan, die die drei Primärfarben bei dem subtraktiven Farbsystem sind, sowie für Schwarz zu erzeugen. Die Farbbilddaten werden für die Reproduktion des Farbbilds kombiniert.

Die Farbverarbeitung wird vor der Kombination der Farbbilddaten ausgeführt, da die zur Reproduktion des Farbbilds verwendeten Tinten für die jeweiligen Komponenten-

Dresdner Bank (München) Kto 3939 β4Α Deutsche Bank (München) Kto 2B61060 Posticr-ecka"! 'München) KIo 670-43-804

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farben wie beispielsweise die Gelbtinte, die Magentatinte und die Cyantinte Reflexionsfaktor-Spektralkennlinien haben, die von idealen Kennlinien abweichen.

Bei dem Untergrundfarbenauszug werden aus den Bilddaten für Gelb, Magenta und Cyan Untergrundfarben in gleichem Ausmaß ausgeschieden, die "Schwarz" ergeben, und es wird eine Schwarzgröße (bzw. Schwarzkomponente) berechnet, um Bilddaten für Schwarz zu erhalten. Diese Verarbeitung ist für die genaue Reproduktion von "Grau" erforderlich, das schwer auf genaue Weise mittels der drei Farben Gelb, Magenta und Cyan reproduziert werden kann. Bei einem Druckverfahren ist es wichtig, zum Verändern bzw. Ver-

, c mischen der drei Primärf arb'entinten in die Schwarztinte die gleichen Tintenmengen zu verwenden.

Bei dem Untergrundfarbenauszug wird die geringste Dichte der Dichten der Farbkomponenten Gelb, Magenta und Cyan

als 100! angesetzt und es werden Untergrundfarben mit 20

gleichem Wert unterhalb der Minimaldichte aus den jeweiligen Komponentenfarbdichten ausgeschieden, wobei die Untergrundfarben des gleichen Werts unterhalb der Minimaldichte die Schwarzgröße bzw. Schwarzkomponente darstellen. Das Ausmaß des Untergrundfarbenauszugs beträgt 25

bei einer normalen Farbbildverarbeitung weniger als 501 der Minimaldichte; ein Schattenbereich wird mit der bei dem Untergrundfarbenauszug berechneten Schwarzgröße bzw. Schwarzkomponente reproduziert, wobei die Schwärzung durch das Mischen der drei verbliebenen Primärfarben ge^ö

bildet wird. Falls als Schwarzkomponente die ganze Minimaldichte (100!) angesetzt wäre, würde ein Glanzlichtbereich zu dunkel erscheinen. Bei den Farbbildverarbeitungseinrichtungen nach dem Stand der Technik, bei denen

der Schattenbereich durch die sich bei dem Untergrund-35

farbenauszug ergebende Schwärzung reproduziert wird und

OFUGINAL WSfECTED

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die Schwärzung durch die Kombination der drei Farben erzeugt wird,, kann durch Mehrfarbendruck ohne schwerwiegende* Probleme ein Vollfarbenbild wie eine Farbfotografie reproduziert werden, das farbkräftig ist und Graubereiche enthält. Wenn jedoch ein Farbbildtext, der das Vollfarbenbild und ein monochromatisches Binärbild wie schwarze Zeichen enthält, oder ein Detailbereich mit in einem Schattenbereich gezogenen feinen Linien gelesen und re-

- _n produziert werden soll, tritt ein Problem auf: Da das >

"Schwarz" in dem Zeichen oder im Detailbereich durch die Oberlagerung der drei Farben reproduziert wird und die Schwärzung bei dem Untergrundfarbenauszug erzeugt wird, werden die Farben trübe und die Ränder der Zeichen oder

in den Detailbereichen blaß/
15

Bei der Schwarzreproduktion durch die Überlagerung der Farben entsteht das Problem'der Farbabweichung. Bei einem in der letzten Zeit als Farbbild-Aufzeichnungssystem verwendeten Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem oder bei einem Hochgeschwindigkeits-AufZeichnungssystem wie einem elektrofotografischen oder Thermoübertragungs-Aufzeichnungssystem ergibt die durch die Farbenüberlagerung hervorgerufene Farbabweichung Schwierigkeiten. Wenn ein Textbild

mit schwarzen Zeichen in einem Halbton-Farbbild gelesen 25

und reproduziert wird, wird die Farbabweichung von Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz an den Rändern der schwarzen Zeichen erkennbar und die Farbe der Zeichen trübe oder blaß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Farbbildverarbeitung zu schaffen, mit denen Ränder in einem Bild gut reproduzierbar sind.

Ferner sollen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bzw.

dem erfindungsgemäßen Verfahren die Farbabweichungen verringert sein.

Weiterhin soll mit der erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. 5

dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Schwarzbild in einem Schattenbereich oder ein Zeichen in einem Farbbild unter verringerter Farbabweichung deutlich bzw. klar reproduziert werden.

Dies soll bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. dem

erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht werden, daß ein bei der Untergrundfarbenauszug-Verarbeitung gebildeter Schwarzanteil gesteigert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den grundlegenden

Aufbau der erfindungsgemäßen Farbbildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Gestaltung des

Ausführungsbeispiels ausführlich zeigt.

Fig. 3A ist ein Blockschaltbild eines Schwarzdichtepegel-Detektors.

Fig. 3B zeigt Kennlinien für Bezugsschwellenwerte. Fig. 3C zeigt Ausgangsdaten eines Codierers 19.

Fig. 4 veranschaulicht eine Randerfassung. 35

-9- DE 491S°^Z ' ^ΔΌϋ

Fig. 5Abis 5G zeigen Kurvenformen von Signalen in der
Schaltung nach Fig. 2.

g Die Fig. 1 zeigt den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Farbbildverarbeitung. Ein Randdetektor 1 erfaßt ein Randgrößensignal ED, das eine Dichteänderung an einem Rand in einem Bild darstellt, während ein Schwarzpegel-

, _n bzw. Schwarzdichtepegel-Detektor 2 ein Schwarzpegel- bzw. SchwarzdichtepegeL-SignaL BL für das Bild erfaßt. Das Randgrößensignal ED und das Schwarzdichtepegelsignal BL werden einem Multiplizierer MUL zugeführt, der ein Untergrundfarbenauszug-Größensignal UCR und ein Schwarzgrößen- bzw. Schwarzkomponentensignal CB berechnet, die zu dem Produkt aus ED und BL proportional sind. Die Signale UCR und CB werden jeweils einem Subtrahierer SUB bzw. einem Addierer ADD zugeführt. Dichtesignale Y für Gelb, M für Magenta und C für Cyan werden dem Subtrahierer SUB zugeführt, der durch das Subtrahieren des Untergrundfarbenauszug-Größensignals UCR von den jeweiligen Dichtesignalen Y, M und C drei Primärfarben-Dichtesignale YY, MM bzw. CC berechnet. Ein Schwarzdichtesignal K wird dem Addierer ADD zugeführt, der durch Addieren des Schwarz-

__ komponentensignals CB zu dem Schwarzdichtesignal K ein 25

Schwarzdichtesignal KK erzeugt. Auf diese Weise wird ein Untergrundfarbenauszug herbeigeführt, der entsprechend der Randgröße bzw. dem Randwert des Rands in dem Bild und dem Schwarzdichtepegel veränderbar ist.

Das Funktionsprinzip bei diesem Ausführungsbeispiel ist durch die Betrachtung eines schwarzen Zeichens in einem Halbton-Vollfarbbild leicht ersichtlich. Die Dichteänderung an dem Rand des schwarzen Zeichens ist stärker als

eine in dem übrigen Halbtonbereich, so daß mittels des 35

Randdetektors eine größere Randgröße bzw. ein höheres

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Randgrößensignal erfaßt wird. Da es sich um ein schwarzes Zeichen handelt, ist das Schwarzdichtesignal K groß, das dem kleinsten Signal aus den Dichtesignalen Y für Gelb, M für Magenta und C für Cyan entspricht. Demgemäß ist an dem Rand des schwarzen Zeichens das Untergrundfarbenauszug-Größensignal UCR groß und es wird das Bild des schwarzen Zeichens mit einem höheren Signal UCR bzw. einem stärkeren Untergrundfarbenauszug als im übrigen

IQ Halbtonbereich reproduziert, so daß das Schwarzzeichen in dem Tlalbton-Vollfarbenbild deutlich reproduziert wird. Falls das Schwarzgrößen- bzw. Schwarzkomponentensignal CB höher als das Signal UCR ist, wird der Rand des schwarzen Zeichens verstärkt bzw. hervorgehoben. Dieses Funktions-

.p. prinzip ist auf gleichartige Weise bei dem Schattenbereich des Halbton-Vollfarbbilds anwendbar.

Die Fig. 2 zeigt Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Farbbildverarbeitung. Kurvenformen von Signalen in dieser Einrichtung werden nachfolgend anhand der Fig. 5A bis 5G erläutert.

Nach Fig. 2 ist ein digitales Farbbild-Dichtesignal in Farbdichtesignale Y für Gelb, M für Magenta und C für

Cyan zerlegt, die an Eingängen 4, 5 bzw. 6 anliegen und 25

die einem Minimumdetektor 7, einem Randdetektor 8 sowie Addierern 12, 13 bzw. 14 für die jeweiligen Farben zugeführt werden. Der Minimumdetektor 7 erfaßt das kleinste der Digital-Farbdichtesignale Y, M und C als Schwarzdichtesignal K = Min (Y, M, C), das dem Randdetektor 8 und 30

einem Schwarzpegel- bzw. Schwarzdichtepegel-Detektor 9 zugeführt wird. Der Schwarzdichtepegel-Detektor berechnet ein Schwarzdichtepegel-Signal BL, das zu dem Schwarzdichtesignal K proportional ist.

Zur wirkungsvollen Verringerung der Farbbild-Informa-

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tionsmenge wird das Schwarzdichtepegel-Signal BL folgendermaßen eingestellt: die Fig. 3A und 3B zeigen ein Beispiel hierfür. Die Fig. 3A zeigt den Schwarzdichtepegel-Detektor 9. Das 8-Bit-Schwarzdichtesignal K aus dem Minimumdetektor 7 wird ersten Eingängen A von Vergleichern 16, 17 und 18 zugeführt, deren zweiten Eingängen B zum Vergleich mit dem Schwarzdichtesignal K unterschiedliche Bezugsschwellenwerte THI, TH2 bzw. TH3 zugeführt "LQ werden,.

Die Bezugsschwellenwerte TH1, TH2 und TH3 werden gemäß Fig. 3B in ungleichmäßigen Abständen gewählt; die Ausgangssignale der Vergleicher 16 bis 18 werden gemäß Fig. 3B und 3C mittels eines Codierers 19 codiert, der 2-Bit-Signale abgibt. Auf diese Weise können die Dichtepegel in dem Schattenbereich mit einer geringeren Informationsmenge wiedergegeben werden.

Der Randdetektor 8 erfaßt Ränder an den Farbdichtesignalen Y, M und C nach einem Laplace-Verfahren. Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Randerfassung. In der Fig. 4 sind um ein Bildelement (i, j) herum liegende Bildelemente dargestellt, aus denen eine Randgröße E, die gleich _2P- der Summe der Differenzen zwischen einem Dichtepegel P(i, j) des Bildelements (i, j) und den Dichtepegeln der benachbarten Bildelemente ist, auf folgende Weise erhalten wird:

j + 1 i + 1

E- £ L (PCi, 3) - PCm, n)}...(1)

n=j-1 m=i-1

wobei m \ i und η \ j gilt und P(i, j) die digitalen Dichtedaten sind.

Die Fig. 5A bis 5G zeigen Kurvenformen von Signalen des 35

Randdetektors. Die Kurvenformen nach Fig. 5 sind Digital-

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Signalkurvenformen. Es sei angenommen, daß das Farbdichtesignal Y,- M oder C Flanken der Signalkurvenform gemäß Fig. 5A hat. Die Anstiegsflanke und die Abfallflanke werden jeweils um ihre Mitten herum in zwei Abschnitte aufgeteilt. Die vorderen Abschnitte und die hinteren Abschnitte sind jeweils mit A und B bzw. C und D bezeichnet. Die halben Flankenabschnitte A, B, C und D werden gemäß der Gleichung (1) so verarbeitet, daß der Randde-

,Q tektoi^ 8 Signale EY, EM, EC und EK mit Kurvenformen gemäß Fig. *5B abgibt. Das Ergebnis der Verarbeitung für den randfreien Bereich ist immer "0". Diese Signale werden Funktionsumsetzern 10 und 11 zugeführt, an die aus dem Schwarzdichtepegel-Detektor 9 das Schwarzdichtepegel-

.p. Signal BL gemäß Fig. 5C ang'elegt wird. Die Funktionsumsetzer 10 und 11 bilden unter Verwendung des jeweiligen Randgrößensignals E und des Schwarzdichtepegel-Signals BL als Parameter jeweils Funktionssignale f(EY.B), f(EM.B) und f(EC.B) gemäß Fig. 5D sowie f(EK.B) gemäß Fig. 5E.

Nach Fig. 5 sind die Funktionssignale für die Farbdichte-20

signale Y, M und C für die halben Flankenbereiche A und D jeweils proportional zu dem entsprechenden Randgrößensignal E und dem Schwarzdichtepegel-Signal BL, während die Funktionssignale für die halben Flankenbereiche B und

C jeweils in negative Signale umgesetzt sind, die zu dem 25

entsprechenden Randgrößensignal E und dem Schwarzdichtepegel-Signal BL proportional sind. Das Schwarzdichtesignal K wird in ein Funktionssignal umgesetzt, das für die halben Flankenbereiche A, B, C und D zu dem Randgrößen-

signal E und dem Schwarzdichtepegel-Signal BL proportio-30

nal ist.

Die Funktionssignale für die jeweiligen Farbdichtesignale werden den Addierern 12, 13 bzw. 14 zugeführt, in denen

die Farbdichtesignale Y, M bzw. C addiert werden. Das 35

Funktionssignal für das Schwarzdichtesignal K wird einem

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Signaladdierer 15 zugeführt, in dem das Schwarzdichtesignal K addiert wird. Damit ergeben sich folgende Signale : i¹

YY = Y + f(EY.B) (2)

MM = M + f (EM. B) (3)

CC = C + f(EC.B) (4)

KK = K + f(EK.B) (5)

Diese Signale YY, MM, CC und KK gemäß den Fig. SF bzw. 5G geben· die Flanken der Signale Y, M und C wieder. An diesen Flanken werden die Dichten gemäß den Farbdichtesignalen Y, M und C entsprechend dem Randgrößensignal verringert, um die Schwarzdichte bzw. das Ausmaß des

_lf- Untergrundfarbenauszugs zu s-teigern. Die in den Fig. 5F und 5G durch gestrichelte Linien dargestellten Signalkurvenformen sind die in Fig. 5A gezeigte Kurvenform.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Farbbildverar-

beitung kann somit ein Rand in einem Schattenbereich 20

verstärkt bzw. hervorgehoben werden, wobei das Ausmaß dieser Randverstärkung entsprechend dem Schwarzdichtepegel verändert werden kann.

Erfindungsgemäß wird der Anteil der an einem Rand in einem Farbbild ausgeschiedenen Untergrundfarben gesteigert und die Schwarzkomponente verstärkt, um den Rand hervorzuheben, so daß ein schwarzes Zeichen in einem Halbton-Farbbild oder ein Detailbereich in einem Schattenbereich auf deutliche Weise ohne Trübung reproduziert wird.

Es wird eine Farbbildverarbeitungseinrichtung angegeben, die einen Detektor zum Erfassen eines Rands in einem Bild sowie eine Steuereinheit zum Steuern einer Schwarzreproduktionsgröße für den Rand entsprechend einem Ausgangs-

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signal des Detektors aufweist. Ferner wird ein Verfahren zur Farbbildverarbeitung mit einer solchen Erfassung und einer solchen Steuerung angegeben.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur F'arbbildverarbeitung, gekennzeichnet durch eine Randdetektoreinrichtung (1; 8) zum Erfassen eines Rands in einem Bild und eine Steuereinrichtung (7 bis 15) zum Steuern einer Schwarzreproduktionsgröße (KK) für den Rand entsprechend einem Ausgangssignal der Randdetektoreinrichtung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7 bis 15) eine Recheneinrichtung (8) zum Berechnen der Änderungen von Komponentenfarbdichten an dem Rand und eine Einstelleinrichtung (7, 9, 11, 15) zum Einstellen der Schwarzreproduktionsgröße entsprechend dem Ausgangssignal der Recheneinrichtung aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (7, 9, 11, 15) eine Schwarzdichte-Detektoreinrichtung (7, 9) zum Ermitteln der Dichte einer durch die Komponentenfarben gebildeten Schwärzung und eine Schwarzreproduktionsgrößen-Einstelleinrichtung (11, 15) zum Einstellen der Schwarzreproduktionsgröße entsprechend Ausgangssignalen der Rechenein-

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richtung (8) und der Schwarzdichten-Detektoreinrichtung aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Schwarzdichte-Detektoreinrichtung (7, 9) zum Ermitteln der Dichte einer durch die Komponentenfarben gebildeten Schwärzung, eine Untergrundfarbenauszug-Einstelleinrichtung (10, 12 bis

jQ 14) z._yum Einstellen einer Untergrundfarbenauszug-Größe entsprechend den Ausgangssignalen der Recheneinrichtung (8) und der Schwarzdichte-Detektoreinrichtung und eine Schwarzreproduktionsgröße-Einstelleinrichtung (11, 15) zum Einstellen der Schwarzreproduktionsgröße entsprechend den Ausgangssignalen der * Recheneinrichtung und der Schwarzdichte-Detektoreinrichtung aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwarzdichte-Detektoreinrichtung

_on (7, 9) eine Minimum-Detektoreinrichtung (7) zum Ermitteln der geringsten Dichte von Komponentenfarbdichten und eine Schwarzdichtepegel-Recheneinrichtung (9) zum Berechnen eines Schwarzdichtepegels entsprechend dem Ausgangssignal der Minimum-Detektoreinrichtung aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwarzdichtepegel-Recheneinrichtung (9) für das Berechnen des Schwarzdichtepegels das Ausgangssignal der Minimum-Detektoreinrichtung (7) mit unterschiedlichen Schwellenwerten vergleicht.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwarzdichtepegel-Recheneinrichtung (9) mehrere Vergleicher (16 bis 18) und einen Codierer (19) aufweist.

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Randdetektoreinrichtung (1; 8) einen Rand in einem Farbbild durch Anwendung eines Laplace-Verfahrens erfaßt.

9. Verfahren zur Farbbildverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rand in einem Bild erfaßt wird und daß eine Schwarzreproduktionsgröße für den Rand ge-

^q steuert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung Änderungen der Dichten von Komponentenfarben an dem Rand berechnet werden und die Schwarzreproduktionsgröße 'entsprechend den Änderungen eingestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung die Dichte einer durch die

_on Komponentenfarben gebildeten Schwärzung ermittelt wird und die Schwarzreproduktionsgröße entsprechend den Änderungen der Dichten der Komponentenfarben und der Dichte der Schwärzung eingestellt wird.

_

12, Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung eine Untergrundfarbenauszug-Größe entsprechend den Änderungen der Dichten der Komponentenfarben und der Dichte der Schwärzung eingestellt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Randerfassung der Rand in einem Farbbild unter Anwendung eines Laplace-Verfahrens erfaßt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da-

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durch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Dichte

der Schwärzung eine geringste Dichte der Dichten der Komponentenfarben ermittelt wird und entsprechend der 5 geringsten Dichte ein Schwarzdichtepegel berechnet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Berechnen des Schwarzdichtepegels die geringste Dichte mit unterschiedlichen Schwellenwerten ₁₀ verglichen wird.