DE69120589T2

DE69120589T2 - Farbtrennungsverfahren

Info

Publication number: DE69120589T2
Application number: DE1991620589
Authority: DE
Inventors: Paul A Delabastita
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Agfa Corp
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2011-04-25
Also published as: DE69120589D1; EP0454275A3; EP0454275B1; EP0454275A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Farbreproduktionsverfahren und insbesondere ein Farbauszugsverfahren. Die vorliegende Erfindung steht mit der Erfindung "RGB-Farbdatenbank und Verfahren zu ihrer Erstellung", die in der gleichzeitig eingereichten europäischen Anmeldung EP-A-0 454 273 beschrieben ißt, in Beziehung.
Für die Beziehung zwischen einer Farbe und ihren CMYS-Reproduktionsflächendeckungen sind in der Literatur drei grundlegende Modelle beschrieben worden.

Maskiergleichungen.

Die Maskiergleichungen berechnen die CMY-Rasterprozentsätze einer Farbe aus ihren RGB-Dichtewerten. Das zugrundeliegende Konzept besagt, daß jede Druckfarbe die Dichten der unerwünschten seitlichen Absorptionen in den beiden anderen Druckfarben kompensieren muß. Schwarz wird auf der Basis der äquivalenten Neutraldichte der Farbe berechnet. Die Maskiergleichungen liegen in drei Variationen vor:
1. Lineare Maskiergleichungen. Die CMY Flächendeckungen sind lineare Funktionen der RGB-Dichten. Da mit diesem Ansatz nur drei Farben genau korrigiert werden können, ist er für lithographische Reproduktion hoher Qualität unzureichend.
2. Polynome höherer Ordnung. Durch Addieren von Ausdrücken höherer Ordnung zu den linearen Maskiergleichungen erhält man einen genauen Ausgleich für mehr Punkte. Das Problem bei diesem Ansatz besteht darin, daß die Ausdrücke höherer Ordnung dazu neigen, Schwingungen zu erzeugen, was zu Farbabweichungen zwischen den kalibrierten Punkten führt. Das Verfahren kann dadurch verbessert werden, daß man nicht versucht, bei einer Anzahl von Punkten einen exakten Ausgleich zu erhalten, sondern vielmehr versucht, über die gesamte druckfähige Gamme hinweg den effektiven Fehler des Reproduktionsverfahrens zu minimieren, angefangen bei einer großen Zahl von Farbmustern, und zur Berechnung der Polynom-Koeffizienten eine Regressionstechnik verwendet.
3. Lineare Maskierung mit verschiedenen Koeffizienten für die Farben "weiß" und "schwarz". Eine exakte Korrektur kann für sechs Farben erzielt werden. Bei der Druckfarbe Cyan z.B. werden für Farben mit einer hohen Rotdichte andere Maskier koeffizienten verwendet als für Farben mit einer niedrigen Rotdichte. Diese Technik, die bei den meisten Scannern verwendet wird, kann so angepaßt werden, daß sie sehr gut arbeitet, und sie stellt die einzige realistische Wahl dar, wenn die Farbkorrektur unter Verwendung von Analogschaltungen vorgenommen werden muß.
Die Maskiergleichungstechnik für die Farbkorrektur hat ihre Begrenzungen:
1. Theoretisch gesehen, beschreiben die Maskiergleichungen ein auf der Dichte basierendes Reproduktionsverfahren (z.B. photographische Verfahren oder ein Thermosublimationsverfahren). Das lithographische Reproduktionsverfahren unterscheidet sich insofern, als daß hier die Farben dadurch erhalten werden (zumindest in der ersten Ordnung), daß nicht die DRUCKFARBENDICHTEN, sondern die RASTERPUNKTGRÖSSEN gemischt werden.
2. Die Maskiergleichungen basieren auf einem Modell zum Kompensieren der unerwünschten druckfarbenseitigen Absorptionen liefern jedoch keine zuverlässige Voraussage hinsichtlich des Effekts der schwarzen Druckfarbe auf die Farbe. Das führt zu Problemen, wenn große Mengen schwarzer Druckfarbe verwendet werden, wie im Fall hoher GCR-Niveaus.
Kalibrierung auf der Basis empirischer Daten Bei diesem Verfahren wird eine große Zahl von CMYS-Farbmustern erzeugt und ausgemessen, und die Farbe von jedem Farbmuster wird in einer Tabelle gespeichert.
Um eine Farbe zu reproduzieren, wird eine Tabellennachschlage- und Interpolationstechnik verwendet, um die CMYS-Reproduktionswerte vorauszusagen. Das Verfahren kann so angepaßt werden, daß es für jeden beliebigen Reproduktionsprozeß sehr genau ist, hat jedoch eine Reihe schwerwiegender Nachteile:
1. Das Kalibrierverfahren ist mühsam: für jede einzelne Kalibrierung müssen viele Muster hergestellt und ausgemessen werden.
2. Das Modell ist nicht ausreichend flexibel: da das Kalibriermodell nicht berücksichtigt, wie der Reproduktionsprozeß eigentlich arbeitet, läßt sich die Kalibrierung nur schwer ändern, falls sich nur eine oder mehrere der Druckbedingungen ändern. Da dieses Modell "dumm" ist, enthalten die Kalibrierdaten auch eine Menge Redundanz.
3. Das Modell stellt keinen "natürlichen" Weg bereit, um Farben zu bearbeiten, die sich außerhalb der druckfähigen Gammenfarben befinden. Um dies zu bewerkstelligen, werden weitere Algorithmen benötigt.
Den wahrscheinlich größten Nutzen findet diese Technik in ihrer Anwendung als eine "Korrektur zweiter Ordnung" für ein weiteres, verhältnismäßig genaues, aber einfacheres Kalibrierverfahren.

Die Neugebauer-Gleichungen

Aufgrund der Tatsache, daß die Rasterpunkte von 4 unterschiedlichen Druckfarben lediglich 16 unterschiedliche überlappungskombinationen erzeugen, und aufgrund der Annahme, daß die relative Lage der Rasterpunkte (als Ergebnis der Verwendung von um 30 Grad unterschiedlichen Rasterwinkeln) als zufällig angesehen werden kann, sagen die Neugebauer-Gleichungen die Normfarbwerte einer Farbe als Funktion der effektiven CMYS-Flächendeckungen voraus. Eine ausführliche Erklärung der Neugebauer-Gleichungen findet man in Yule, Principles of Color Reproduction [Grundlagen der Farbreproduktion], Wiley & Sons, 1967.
Unter allen bekannten Modellen beschreiben die Neugebauer-Gleichungen am genauesten, wie das lithographische Farbreproduktionsverfahren arbeitet. Sie treffen auch eine zuverlassige Aussage uber den Effekt des Schwarzdruckers auf die Farbe. Die Farbkorrektur kann für 16 Farben (einschließlich 8 Kombinationen mit schwarzer Druckfarbe) exakt durchgeführt werden. Bisher haben die Neugebauer-Gleichungen keine weite Verwendung gefunden, wahrscheinlich aus den folgenden Gründen:
1. Die Verwendung der Neugebauer-Gleichungen für das Farbauszugsverfahren von RGB nach CMYS erfordert die Verwendung einer iterativen Methode und eines digitalen Rechners (analoge Implementierungen waren nie erfolgreich). Probleme ergeben sich bei dem Versuch, der Iteration "gutes Benehmen" beizubringen. Da die Iterationen rechenintensiv sind, müssen die Ergebnisse in Nachschlagtabellen gespeichert werden.
2. Die Basis für die Berechnung der optimalen Neugebauer-Koeffizienten (bezüglich der Neutralbalance, Sättigung ...) ist nicht überall bekannt. Verschiedene Versuche in der Vergangenheit ("N-modifizierte" Neugebauer-Gleichungen ...) hatten nur wenig Erfolg und beschieden dem Neugebauer-Modell einen schlechten Ruf.

Mathematische Analyse der Neugebauer-Gleichungen Die Neugebauer - Gleichungen

Mathematisch gesehen lautet die einfachste Form der Neugebauer-Gleichungen:
Ein kürzere Form lautet:
R = f(C,M,Y,S)
G = g(C,M,Y,S)
B = h(C,M,Y,S)
Die 48 Koeffizienten kann man finden, indem die drei Sätze linearer 16x16-Gleichungen mit den für die 16 CMYS-Kombinationen bekannten 16 RGB-Werten gelöst werden. Die Neugebauer-Gleichungen sind linear, ihre ersten partiellen Ableitungen können also berechnet werden.

Iterative Lösung der Neugebauer-Gleichungen

Die Neugebauer-Gleichungen drücken eine Farbe als Funktion der CMYS-Flächendeckungen aus. Der Farbauszug der RGB-Daten in CMYS-Daten erfordert die umgekehrte Beziehung. Eine analytische Lösung existiert zwar nicht, es kann jedoch eine iterative Technik auf der Basis des Newton-Raphson-Algorithmus verwendet werden. Wird der Wert für 5 konstant gehalten, so existierten für kleine ÄNDERUNGEN von CMY und RGB um eine gegebene Farbe Q herum die folgenden Beziehungen (die partiellen Ableitungen werden in der Farbe Q ausgewertet):
Diese Beziehung kann umgekehrt werden, so daß dc, dM und dY als Funktion von dR, dG und dB ausgedrückt werden können.
Bei Kenntnis dieses Zusammenhangs ist es möglich, einen Iterationsschritt zu definieren, um CMY-Werte als Funktion von RGB-Daten zu finden:
Ausgangswerte: C1, M1, Y1
Sollfarbe: R G B
S: auf einem voreingestellten, festen Wert
R1 f(C1, M1, Y1, S)
G1 = g(C1, M1, Y1, S)
B1 = h(C1, M1, Y1, S)
dR = R1 - R
dG = G1 - G
dB = B1 - B
C2 = C1 - dC
M2 = M1 - dM
Y2 = Y1 - dY
S bleibt während der Iteration konstant.
R2 = f(C2, M2, Y2, S)
G2 = g(C2, M2, Y2, S)
B2 = h(C2, M2, Y2, S)
Die Iteration verlangt einen vernünftigen Ausgangspunkt für die CMY-Werte. Es können die folgenden Beziehungen, die man durch Vernachlässigen der Ausdrücke höherer Ordnung in den ursprünglichen Neugebauer- Gleichungen erhält, verwendet werden:
aus denen CMY eleminiert werden kann. Folgendes Gleichungssystem ist einfacher, liefert jedoch gute Anfangswerte mit gleicher Effektivität:
C = 1,0 - R
M = 1,0 - G
Y = 1,0 - B
Die Iteration wird gestoppt, wenn sich die CMY- Werte stabilisiert haben.
Bestimmung des Wertes für die schwarze Druckfarbe Schwarz muß zwei Zwecken dienen:
1. Es muß die reproduzierbare Farbgamme bei den dunklen Tonwerten erweitern. Eine empirische Formel kann verwendet werden, um zu diesem Zweck Schwarz in die dunklen Neutralfarben einzumischen. Ein auf diese Weise erhaltener schwarzer Auszug wird in der Literatur manchmal als "Skelettschwarz" bezeichnet.
2. Schwarz kann auch dazu verwendet werden, die farbigen CMY-Druckfarben zu ersetzen. Es ist theoretisch möglich, (mit Ausnahme der dunkelsten) jede Farbe der druckfähigen Farbgamme zu reproduzieren, indem man höchstens zwei farbige Druckfarben (die den Farbton der reproduzierten Farbe bestimmen) mit einer gewissen Menge schwarzer Druckfarbe (um der Farbe ihren angemessenen Ton- und Sättigungswert zu geben) kombiniert. Diese Technik wird als GCR bezeichnet. In diesem Fall werden neutrale Farbtönungen lediglich unter Verwendung von Schwarz reproduziert. Bei den dunkleren Tonwerten erzeugt GCR niedrigere Druckfarben-Gesamtwerte (was höhere Druckmaschinengeschwindigkeiten ermöglicht) und führt zu einer Reduzierung bei der Verwendung der farbigen Druckfarben, wodurch Kosten eingespart werden und die Farbbalance stabiler wird. Das optimale Schwarz ist gewöhnlicherweise ein Wert zwischen den beiden vorherigen Extremwerten. Anstatt 5 während der Iteration konstant zu halten, ist es auch möglich, eine der farbigen Druckfarben konstant zu halten und die Iteration für die zwei anderen farbigen Druckfarben und 5 durchzuführen. So zum Beispiel wird, um die Druckfarbwerte bei 100% CGR zu berechen, die durch Schwarz ersetzte farbige Druckfarbe konstant und gleich Null gehalten.

Farbauszugsalgorithmen in PIX Berechnung der Neugebauer-Koeffizienten Grundlegender Ansatz

Theoretisch ist es relativ leicht, die Neugebauer-Koeffizienten zu berechnen. Man geht vor wie folgt:
1. Auf einem Druck- oder Andruckapparat erzeugt man 16 Farbmuster mit 16 verschiedenen Kombinationen von CMYS-Werten. Herkömmlicherweise, jedoch im allgemeinsten Fall nicht notwendigerweise, handelt es sich bei diesen 16 Kombinationen um die 16 Permutationen von 0% und 100% der Druckfarben.
2. Für jedes der 16 Farbmuster erhält man die Normfarbwerte unter der Annahme eines neutralweißen Leuchtkörpers (D5000 in der Kunstdruckindustrie). Hierbei handelt es sich gewöhnlicherweise (jedoch nicht unbedingt) um RGB-Normfarbwerte, die man durch Messen der XYZ-Normfarbwerte mit einem Farbmeßgerät oder Spektrophotometer und ihre Umwandlung mittels einer 3 mal 3 Matrix-Multiplikation in das RGB-Primärfarbsystem erhält.
3. Drei Sätze von linearen Gleichungen, in denen die Neugebauer-Koeffizienten die Unbekannten sind, können aufgestellt werden, indem die 16 CMYS-Rasterpunktprozentsätze und die entsprechenden Normfarbwerte in den Neugebauer-Gleichungen aufgefüllt werden.
4. Die 48 Neugebauer-Koeffizienten erhält man dann, indem diese 3 Sätze von 16 Gleichungen gelöst werden.
Es hat sich herausgestellt, daß obiger Ansatz keine praktisch verwendbaren Neugebauer-Koeffizienten erzeugt. Folgende Probleme wurden angetroffen:
1. Die Neutralbalance ist nicht korrekt. Wenn CMYS-Daten, die angeblich Neutralfarben erzeugen sollen, in den Neugebauer-Gleichungen mit den vorherigen Koeffizienten ausgewertet werden, erhält man Normfarbwerte, die mit dem Referenzneutral nicht übereinstimmen. Dafür gibt es drei mögliche Erklärungen: der Effekt der Nichtneutralität des Papiers, auf dem die ursprünglichen 16 Farbmuster reproduziert sind (am auffälligsten in den extremen Spitzlichtern), eine gewisse inhärente Ungenauigkeit des Neugebauer- Modells und Meßfehler bei den ursprünglichen 16 Farbmustern.
2. Das Iterationsverfahren, um CMYS aus den Normfarbwerten einer gegebenen Farbe zu lösen, konvergiert bei dunkler Farbe nicht gut. Das läßt sich dadurch erklären, daß, falls Iterationen für Farben durchgeführt werden, die beinahe genauso dunkel oder noch dunkler sind als diese, die 100%-ige schwarze Druckfarbe enthaltenden Kalibrierungs-Farbmuster, für die Lösung des Problems schlechte Vorbedingungen vorliegen. Das Problem kann auch unter dem Blickwinkel betrachtet werden, daß die Farben, die man durch Kombinieren eines hohen Prozentsatzes von Schwarz mit irgendeiner der anderen farbigen Druckfarben erhält, zu "fast" der gleichen schwarzen Farbe führen. Umgekehrt "weiß" die Iteration "nicht genau", auf welche Druckfarbwerte sie hinkonvergieren soll, um eine gegebene dunkle Farbe zu reproduzieren.
3. Das CMYS-Farbreproduktionsverfahren von Druckmaschinen ist bei der Reproduktion von gesättigten Blautönen besonders schwach. Beim Versuch, diese Farben mit den vorigen Koeffizienten zu reproduzieren, werden oftmals Cyan-Druckfarbwerte erhalten, die über 100% liegen. Bei den Farbtönen tritt eine störende Diskontinuität auf, wenn bei einem Farbübergang der Cyanwert bei 100% Druckfarbe plötzlich gekappt wird, whrend der Magenta-Druckfarbwert (der immer noch unter 100% liegt) weiterhin ansteigt. In geringerem Maße geschieht das gleiche auch bei der Reproduktion sehr gesättigter roter oder grüner Farben.
EP-A-0 203 448 befaßt sich mit dem Problem, die Ausdruckfarbe an die Anzeigefarbe anzupassen. Es wird darin vorgeschlagen, einen neuen MEW-Farbraum zu definieren, der die Ausdruckfarben auf irgendeinen Prozentsatz der binären Mischung von Druckfarben, irgendeinen Prozentsatz einer einzelnen Druckfarbe und irgendeinen Prozentsatz von Weiß beschränkt. Die Farbdaten im XYZ-Raum werden in den MEW-Raum umgewandelt, wobei unerreichbare Farben in erreichbare Farben umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu schlägt die vorliegende Erfindung eine Lösung im Kalibrierungsverfahren vor, um Farbdaten im RGB-Raum in Farbdaten im CMY- oder CMYS-Raum umzuwandeln.
Es ist demnach eine allgemeine Aufgabe der vorliegende Erfindung, ein verbessertes Farbauszugsverfahren bereitzustellen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist insbesondere, ein Farbauszugsverfahren bereitzustellen, das die Neugebauer- Koeffizienten nutzt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Farbauszugsverfahren bereitzustellen, bei dem im Gegensatz zu den "gemessenen" Farben zur Berechnung der Neugebauer-Koeffizienten ein Satz "virtueller" Farben verwendet wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, wird ein Farbauszugsverfahren für ein Farbreproduktionsverfahren verwendet, wobei das Farbreproduktionsverfahren eine Beziehung zwischen (Norm-)Farbwerten einer Farbe und ihren CMY- oder CMYS-Reproduktionsflächendeckungen, ihren Druckfarbwerten oder Farbstoffdichten erfordert, wobei das Farbauszugsverfahren folgende Schritte umfaßt:
A. Erzeugen einer Mehrzahl von Farbmustern;
B. Messen der Farbwerte der Farbmuster, um einen Satz von gemessenen Originalfarben zu erhalten;
C. Definieren eines Satzes virtueller Farben von dem Satz gemessener Originalfarben durch Ändern der gemessenen Farbwerte;
D. Berechnen der Neugebauer-Koeffizienten auf der Basis dieses Satzes virtueller Farben.
Ein Satz "virtueller" Farben wird zur Berechnung der Neugebauer-Koeffizienten herangezogen. Im Gegensatz zu den gemessenen Farben stehen die "virtuellen" Farben in Relation zu den Originalfarben. Auf der Basis der RGB-Primärfarben eines Farbmonitors und der Farbartengamme der Druckfarben wird eine dreieckige Farbartengamme für die virtuellen Primärfarben R', G', B' festgelegt. Sowohl die Farbartengamme der Anzeige wie auch die Farbartengamme der Druckfarben sind in der dreieckigen Farbartengamme der virtuellen Primärfarben R', G', B' enthalten. Die Sättigung der Primärfarben CM, CY und MY wird gesteigert, ohne den Farbton dieser Primärfarben zu ändern. Die resultierenden Primärfarben CM', CY' und MY' stellen die virtuellen Primärfarben dar, die innerhalb der Farbartengamme der Druckfarben liegen und in der dreieckigen Farbartengamme der virtuellen Primärfarben R', G', B' enthalten sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN

Die Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden durch eine ausführliche Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsform, die zu erläuternden Zwecken ausgewählt und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt wird, verdeutlicht. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine Normfarbtafel vom CIE-Typ, die die Farbartengamme der RGB-Primärfarben des Farbmonitors bzw. der Farbanzeigevorrichtung, die Farbartengamme der Druckfarben und die Farbartengamme der virtuellen Primärfarben R', G' und B' veranschaulicht; und
Figur 2 ein Diagramm, das die Erzeugung der Schwarzkurve für GCR-Prozentsätze von 0, 25, 50, 75 und 100% veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Um die oben erwähnten Probleme bei der Berechnung der Neugebauer-Koeffizienten zu überwinden, wird ein "virtueller" Satz von Farben verwendet, um die Neugebauer-Koeffizienten zu berechnen.
Hinsichtlich einer Erörterung der RGB-Datenbank "virtueller" Farben und der Beziehung der in Figur 1 gezeigten Farbartengammen wird auf die oben erwähnte verwandte Anmeldung verwiesen. Der Gegenstand dieser Anmeldung wird hier unter Bezugnahme mit aufgenommen.
Die Probleme der Sättigung der Primärfarben CM, CY und MY, der Neutralbalance und der Iterationsstabilität werden wie folgt angegangen:
1. Die Sättigung der Primärfarben CM, CY und MY wird gesteigert (der Farbton wird unverändert beibehalten). Dies hat den Effekt, daß man für ein "virtuelles" Druckverfahren eine Kalibrierung erhält, die eine breitere Sättigungsgamme als das reale Druckverfahren aufweist. Ein Farbauszugsalgorithmus, der auf dieses virtuelle Druckverfahren hin kalibriert ist, wird nicht zu den in dem vorausgegangenen Paragraphen unter Punkt 3 beschriebenen Problemen führen. Der Kompromiß liegt darin, daß die Sättigung der Farben, die einen durch CM, CY oder MY bestimmten Farbton aufweisen, leicht verringert wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Entsättigung weit weniger zu beanstanden ist als die Farbtonverschiebungen, die durch CMYS-bedingtes Abkappen von übersättigten Farben entstehen. Eine pauschale Entsättigung dieser Farbtöne ist sogar einer "Projektions"-Technik, bei der Farben außerhalb der Sättigungsgamme auf der druckbaren Sättigungsgamme projiziert werden, vorzuziehen, da erstere die Sättigungsunterschiede bewahrt. Figur 1 zeigt, wie die Primärfarben CM, CY und MY verschoben worden sind.
2. Das Erfordernis der Neutralbalance erhält man, indem man die relative Helligkeit der gemessenen Primärfarben ändert, wobei ihr Farbton und ihre Sättigung zu diesem Zweck unverändert beibehalten werden. Bei den Spitzlichtern und Vierteltönen wird die Neutralbalance in erster Linie durch die relativen Dichten der Druckfarben C, M und Y beeinflußt. Durch Multiplizieren jeder diese drei Dichten mit unterschiedlichen Faktoren (die vorzugsweise einen Mittelwert von 1,0 aufweisen), ist es möglich, eine Neutralbalance-bei zum Beispiel 12%C, 9%M und 9%Y zu erhalten. Bei den Mitteltönen und den Dreivierteltönen wird die Neutralbalance in erster Linie durch die relative Stärke der Überdrucke CM, CY und MY beeinflußt. So ist es möglich, eine Neutralbalance bei zum Beispiel 65%C, 55%M und 55%Y zu erhalten, indem man die gemessenen Dichten der überdrucke CM, CY und MY mit entsprechenden Faktoren (die wiederum vorzugsweise einen Mittelwert von 1,0 aufweisen) multipliziert. Zwischen der Neutral balance der Vierteltöne und Dreivierteltöne besteht eine gegenseitige Abhängigkeit; die optimalen Multiplikationsfaktoren für die Dichten C, M, Y, CM, CY und MY werden also in mehreren Durchläufen ermittelt. In den tiefen Schatten wird die Neutralbalance in erster Linie von der Farbe des dreifachen CMY-überdrucks beeinflußt. Die gemessene Normfarbe dieses Musters wird so geändert, daß zum Beispiel Neutral bei 95%C, 85%M und 85%Y erhalten wird. Die gemessene Farbe der schwarzen Druckfarbe wird ebenfalls zu exakt Neutral geändert. Das Ergebnis all dieser Arbeitsgänge ist, daß die Neutralbalance für drei Kombinationen von CMY-Werten in drei unterschiedlichen Teilen der Tonwertskala erhalten wird. Es hat sich herausgestellt, daß diese "Dreipunkt-Kalibrierung" der Neutralskala auch für die anderen Punkte auf der Neutralskala recht zufriedenstellend ist.
3. Um für dunkle Farben die Stabilität der Iterationen zu verbessern, werden die Normfarbwerte des vierfachen CMYS-Überdrucks durch eine große Zahl, in der Regel 100, geteilt. Der Effekt ist, daß eine Druckmaschine simuliert wird, die in der Lage ist, sehr dunkle Farben zu drucken, wodurch das Problem der schlechten zahlenmäßigen Vorbedingung im dunklen Teil der Farbartengamme gelöst wird. Dies führt auch zu einer wünschenswerten Form der Tonwertverdichtung im extrem dunklen Teil der Tonwertskala.
Durch die Tatsache, daß Sättigungsverdichtung, Neutralbalance und Tonwertverdichtung in die Neugebauer- Koeffizienten eingebaut sind, ergibt sich der bedeutende Vorteil, daß zwischen den Normfarbwerten und den CMYS Reproduktionswerten eine einfache, einheitliche und zuverlässige Umwandlung in beiden Richtungen zur Verfügung steht, ohne daß zusätzliche Verdichtungs-, Abbildungs- oder Projektionstechniken notwendig wären. Dadurch ergibt sich eine stark vereinfachte Software für Farbauszug.
Berechnung der schwarzen Druckfarbe in PIX Die Kurve für die schwarze Druckfarbe wird zwischen einer "Skelett"-Schwarzkurve und einer "100% GCR" -Schwarzkurve interpoliert. Der Interpolierungsfaktor ist das GCR-Niveau.

Die Skelett-Schwarzkurve

Das Skelettschwarz basiert auf der neutralen RGB- Komponente. Es wird eine parabelförmige Kurve verwendet, die bei einem gegebenen Punkt k_start beginnt und für die 100% Neutralkomponente einen gewissen Maximalwert k_max erreicht. Das Ergänzungsminimum der RGB-Normfarbwerte wird bestimmt, und die parabelförmige Kurve wird darauf angewendet. Der Skelettschwarzwert wird diesem Minimum gleichgesetzt. Siehe Figur 2.

Das GCR-Schwarz

Hier handelt es sich per Definition um die für die Reproduktion einer gegebenen Farbe erforderliche Maximalmenge an Schwarz. Bei diesem Schwarz sind in der Regel eine, zwei oder drei der farbigen Druckfarben auf Null.
Der Reihe nach wird zuerst bestimmt, ob die Farbe eine Neutralkomponente enthält, indem für CMY-Werte iteriert wird, wobei Schwarz gleich Null ist. Falls alle drei CMY-Werte positiv sind, liegt eine Neutralkomponente vor. Ansonsten wird das GCR-Schwarz auf Null gesetzt. Als nächstes wird bestimmt, welche der farbigen Druckfarben am ehesten durch Schwarz ersetzt werden wird. Dies geschieht durch Bestimmung des Minimalwerts von CMY mit 0% Schwarz. Diese Druckfarbe wird dann auf Null gesetzt, und eine Iteration wird durchgeführt, um einen Wert für Schwarz und zwei Werte für farbige Druckfarben zu erhalten. Falls die beiden Werte für die farbigen Druckfarben positiv sind, hat man eine gültige Lösung für das 100% GCR-Schwarz gefunden. Falls es sich herausstellt, daß eine der farbigen Druckfarben negativ ist, wird diese farbige Druckfarbe durch Schwarz ersetzt, und eine neue Iteration wird durchgeführt.
Dieses Verfahren wird solange wiederholt, bis man einen Satz von Druckfarbwerten gefunden hat, bei dem der Wert für eine farbige Druckfarbe gleich null ist und die Werte für die anderen beiden Druckfarben größer als oder gleich null sind, in Verbindung mit einem positiven Wert für die schwarze Druckfarbe. Dieses Verfahren für die Berechnung von 100% GCR-Schwarz konvergiert gewöhnlich schnell. Bei Farben jedoch, die in der Nähe von Neutral liegen, tendiert das Verfahren manchmal dazu, zu oszillieren. Bei diesen Farben wird das Sekanten-Verfahren verwendet, um die Maximalmenge an Schwarz zu bestimmen, bei der eine der farbigen Druckfarben gerade noch nicht negativ wird.

Die Schwarzkurve

Das verwendete Schwarz ist ein Mittelwert zwischen dem "Skelett"-Schwarz und dem "100% GCR-Schwarz", wie durch Figur 2 veranschaulicht. Hat man den Schwarzwert erst einmal erhalten, wird ein Satz von CMY-Werten iteriert, um die gegebene Farbe in Verbindung mit diesem Schwarz zu reproduzieren.

Leuchtdichte-Abkappung

Die Sättigungsverdichtung der Farben ist oben beschrieben worden. Selbst dann jedoch, wenn eine Farbe innerhalb der druckfähigen Sättigungsgamme liegt, kann sie dennoch außerhalb der Leuchtdichtengamme des CMYS- Reproduktionsverfahrens liegen. Dies führt in der Regel zu negativen Druckfarbwerten für eine der farbigen Druckfarben. Abkappen des negativen Werts der farbigen Druckfarbe auf Null führt zu Verschiebungen der Leucht dichte, des Farbtons und der Sättigung. Dies wurde beim Auszug von roten Farben bemerkt, die beide sehr gesättigt und hell waren.
Die Farbtonverschiebungen, die aus der Leuchtdichten-Abkappung entstehen, können auffolgende Weise vermieden werden. Wenn der Auszug einer Farbe eine negative farbige Druckfarbe erzeugt, teilt die Auszugs- Software den Wert dieser Druckfarbe durch einen hohen Faktor (in der Regel 10) und iteriert von neuem, wobei sie den reduzierten Wert der negativen Druckfarbe konstant hält und stattdessen eine Veränderung bei der schwarzen Druckfarbe zuläßt. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist nun in der Regel ein negativer Wert für die schwarze Druckfarbe. Wird dieser negativer Wert der schwarzen Druckfarbe auf Null gekappt, führt sie bei der reproduzierten Farbe zu einem Fehler ausschließlich hinsichtlich der Helligkeit, wohingegen der Farbton und die Sättigung korrekt bleiben.
Nach der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es nun für den Fachmann offensichtlich, daß sie zahllosen Modifikationen unterworfen werden kann, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie in den nachfolgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

1. Farbauszugsverfahren für ein Farbreproduktionsverfahren, wobei das Farbreproduktionsverfahren eine Beziehung zwischen (Norm-)Farbwerten einer Farbe und ihren CMY- oder CMYS-Reproduktionsflächendeckungen, ihren Druckfarbwerten oder Farbstoffdichten erfordert, wobei das Farbauszugsverfahren folgende Schritte umfaßt:

A. Erzeugen einer Mehrzahl von Farbmustern;

B. Messen der Farbwerte der Farbmuster, um einen Satz von gemessenen Originalfarben zu erhalten;

C. Definieren eines Satzes virtueller Farben von dem Satz gemessener Originalfarben durch Ändern der gemessenen Farbwerte;

D. Berechnen der Neugebauer-Koeffizienten auf der Basis dieses Satzes virtueller Farben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Änderns der gemessenen Farbwerte umfaßt, die Sättigung der Primärfarben CM, CY und MY zu steigern, ohne die Farbtöne dieser Primärfarben zu ändern.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Änderns der gemessenen Farbwerte umfaßt, die relative Helligkeit der gemessenen Farbwerte zu ändern, wobei ihr Farbton und ihre Sättigung unverändert beibehalten werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei:

A. der Schritt des Erzeugens einer Mehrzahl von Farbmustern durch die Erzeugung von 16 Farbmustern mit 16 unterschiedlichen Kombinationen von CMYS-Werten festgelegt ist; und

B. der Schritt des Messens der Farbwerte durch das Erhalten der Farbnormwerte für jedes der 16 Farbmuster erhalten wird, die zusammen den Satz der gemessenen Originalfarben ausmachen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei es sich bei den 16 Kombinationen um die 16 Permutationen von 0% und 100% der Druckfarben handelt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei es sich bei den Normfarbwerten um RGB-Werte handelt, die durch Messen der XYZ-Normfarbwerte erhalten werden können.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Farbmuster auf einer Druck- bzw. Andruckvorrichtung erzeugt werden.