DE69223228T2

DE69223228T2 - Verfahren zur verbesserten Farbwiedergabe

Info

Publication number: DE69223228T2
Application number: DE69223228T
Authority: DE
Inventors: Michael R Magee
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: DE69223228D1; JPH0622127A; US5231504A; JP3219512B2; EP0550212B1; EP0550212A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf digitale Farbwiedergabe und insbesondere auf ein Farbwiedergabeverfahren zur exakten Erzeugung einer Farbe in einem Subtraktionsfarb-Drucksystem, das eine Originalfarbe darstellt.
Herkömmliche Farb-CRT-Anzeigevorrichtungen und Farbfernsehmonitore sind selbstleuchtende, lichtabgebende Farbaufbereitungsvorrichtungen, bei denen ein "additives" Farbsystem zur Anwendung kommt. Ein additives Farbsystem kann aus roten, grünen und blauen (RGB) Leuchtsignalen bestehen, auf die sich als Primärfarbmittel (oder Primärfärbemittel oder Primärfarben) des Systems bezogen wird, die kombiniert werden, um jede Farbe eines Farbbildes zu erzeugen. Ein additives Farbaufbereitungssystem dieser Art wird als lineares System angesehen, da jede Farbe, die mit dem additiven System erzeugt werden kann, die Summe der unabhängigen Primärfarbintensitäten des Systems ist.
Digitale Farbdrucker, Farbkopierer, elektrostatische Farbplotter und ähnliche Druckvorrichtungen sind nicht-selbstleuchtende, lichtabsorbierende und reflektierende Farbaufbereitungsvorrichtungen und erzeugen die Farbe gemäß eines Farbsubraktionsvorgangs durch Aufbringen der Primärfarbmittel (d.h. Farbstoffe, Tinte, Toner oder Pigmente) auf ein weißes Medium (oder transparentes Medium bei Gegenlicht). Das Licht wird von der Oberfläche reflektiert, auf der die Farbe erscheint, und die Kombination der verwendeten lichtabsorbierenden Farbmittel "subtrahiert" Farben von der Ursprungsbeleuchtung durch Löschen von Wellenlängenbändern, um die richtige Farbe anzugeben. Farben, die auf einer Vorrichtung angezeigt werden, bei der ein Farbsubtraktionssystem verwendet wird, bestehen aus bestimmten Anteilen Cyan-, Magenta- und Gelb- (CMY) Primärfarbmitteln (oder Primärfärbemitteln oder Primärfarben). Werden keine Farbmittel eingesetzt, wird Weiß erzeugt, und die weiße Farbe der Vorrichtung ist das weiße Substrat (Papier), auf das die Primärfarbmittel aufgebracht werden. Das Aufbringen aller Farbmittel erzeugt Schwarz. Das Subtraktions-Farbwiedergabesystem ist nichtlinear.
Als "Tonumfang" der Vorrichtung werden alle Farben bezeichnet, die von einer Farbwiedergabevorrichtung tatsächlich erzeugt werden können. Der Tonumfang von additiver Wiedergabevorrichtung und Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung entsprechen sich nicht, da die Vorrichtungen Farben gemäß unterschiedlicher physikalischer Verfahren erzeugen. Die Wiedergabe der Erscheinung einer Farbe, passend und geeignet für eine bestimmte Situation, erfordert das Auswählen der Farbe im Tonumfang der Ausgabevorrichtung des Systems, der äußerst genau die Erscheinung der Farbe wiedergibt, wie sie im Tonumfang der Eingabevorrichtung des Systems bestimmt ist.
Die genaue und übereinstimmende Farbwiedergabe zwischen Vorrichtungen, die unterschiedliche Wiedergabetechnologien verwenden, wird durch eine vorrichtungsunabhängige Darstellung der Farbe unterstützt, bei der eine Eingabebildfarbe einer geeigneten Ausgabetonumfangsfarbe in einem Farbspezifikationsformat angepaßt wird, die von den Spezifikationen der Eingabe- und Ausgabe-Primärfarbmitteln unabhängig ist. Eine dieser farbmetrischen, vorrichtungsunabhängigen Farbspezifikationen erfüllt ein international standardisiertes Farbbezeichnungssystem, das von der Commission Internationale de l'Eclairage (der "CIE") geschaffen wurde. Der CIE-Standard weist numerische Farbmeßwerte, gekennzeichnet mit X, Y und Z zu, um Farben zu beschreiben, wie sie gemäß ihrer Erscheinung unter Standardbeleuchtung von einem Durchschnittsbetrachter wahrgenommen werden.
Farbkorrekturverfahren, die verwendet werden, um Farben aus dem Tonumfang eines additiven Farbsystems einem Tonumfang eines Farbsubtraktionssystems zuzuordnen, benutzen Tabellen, Matrizen oder mathenatische Transformationen, um ein Eingabefarbbild seiner farbmetrischen Farbspezifikation und dann einer geeigneten, übereinstimmenden Ausgabefarbe, die in subtraktiven Primärfarbmittelanteilen ausgedrückt wird, im Tonumfang der Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung zuzuordnen. Diese Verfahren erfordern im allgemeinen die Messung einer großen Anzahl farbmetrisch gemessener Farbflecken, die mit der Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung erzeugt wurden, um den Ausgabefarbtonumfang darzustellen. Siehe beispielsweise Hung et. al., US-Patent US-A-4,959,711 mit dem Titel "Method and Apparatus for Correcting the Colour of a Printed Image"; und E'Errico, US-Patent 4,941,039 mit dem Titel "Color Image Reproduction Apparatus Having a Least Squares Look-Up Table Augmented by Smoothing". Diese Techniken, die Matrizen oder Tabellen erfordern, die von der Farbe jedes Primärfarbmittels abhängen, müssen immer dann erneut berechnet werden, wenn sich ein Primärfarbmittel ändert.
US-Patent US-A-4,751,535, erteilt für Myers und der Xerox Corporation übertragen, hier ebenfalls Anmelderin, gibt eine Technik für die Farbanpassung an, die keine farbmetrische Messung einer großen Anzahl von Farbflecken erfordert, und bei der ein vorrichtungsunabhängiger Linearmischraum zum Einsatz kommt, wie etwa ein CIE-Farbraum, in dem eine geeignete, übereinstimmende Farbe erzeugt werden soll. Sämtliche Merkmale des farbangepaßten Druckverfahrens aus US-A-4,751,535 können der Beschreibung desselben entnommen werden. Das Verfahren, das dort für die Bestimmung der Primärfarbmittelanteile beschrieben ist, die für die Erzeugung einer übereinstimmenden Farbe verwendet werden, beginnt mit dem Schritt der farbmetrischen Messung der Linearmischkoordinaten der Primär- und Sekundärfarbmittel sowie von Schwarz und Weiß des Substrates (Papier), damit man die x- und y-Chrominanzkoordinaten (oder Chrominanzen) jeder Farbe im CIE-Farbzraum, der als das 1931-Chrominanz-Diagramm bekannt ist, und die Farbluminanz oder den Reflexionswert Y erhält. Als nächstes werden die Ursprungskoordinaten der Farbe, die im allgemeinen als additive RGB-Koordinaten ausgedrückt werden, in Linearmischkoordinaten umgewandelt, wobei bekannte Konvertierungstechniken angewendet werden.
Dann wird die Originalfarbe den Anteilen der subtraktiven Primär- und Sekundärfarbmitteln in einem sechseckigen Ausgabevorrichtungs-Tonumfang angepaßt. Der Tonumfang wird mit den zweidimensionalen x-, y-Chrominanzkoordinaten der sechs primär- und sekundärgemessenen Farbmitteln der Ausgabevorrichtung definiert, im 1931-Chroninanz-Diagramm geplottet und durch einen Mittelpunkt innerhalb des Sechsecks in sechs Mischdreiecke geteilt. Eine Originalfarbe, die in eines der sechs Mischdreiecke fällt, wird mit den Anteilen der Primärund Sekundärfarbmittel an den Scheiteln und einer Menge neutraler oder unbunter (entweder weiß oder schwarz) Farbanteile angepaßt. Das Mischdreieck, das für die Farbanpassung verwendet wird, wird auf der Basis der Koordinaten des Mittelpunktes und der Originalfarbe ausgewählt, wobei eine Vektor-Außenprodukttechnik und eine Berechnung angewendet wird, die im Detail in US-A-4,751,535 bei Spalte 12 beschrieben ist. Die Koordinaten eines "reinen Farbtons" werden dadurch gefunden, daß eine Gerade vom Mittelpunkt des gewählten Mischdreiecks durch die Originalfarbe projiziert wird, um eine Seite des Dreiecks zu schneiden. Der Schnittpunkt definiert den reinen Farbton, unverfälscht mit neutralen Farbanteilen, der mit dem Farbton der Originalfarbe übereinstimmt. Die Berechnung des reinen Farbtons gestattet die Berechnung der Anteile der beiden Primär- und der Neutralfarbmittel, die sich dem Farbton, der Sättigung und dem Reflexionsvermögen der Originalfarbe im Vorrichtungstonumfang annähern.
Anschließend wird eine zweite, dreieckige, Linearmischebene verwendet, um die Sättigung und das Reflexionsvermögen des reinen Farbtons zu korrigieren, damit man die übereinstimmende Farbe erhält. Die Originalfarbe kann sich entweder innerhalb dieses zweiten Mischdreiecks befinden, wenn die Originalfarbe innerhalb des Tonwertes der Farbsubtraktions- Wiedergabevorrichtung liegt, oder außerhalb des zweiten Mischdreiecks, wenn sich der reine Farbton außerhalb des Tonumfangs der Vorrichtung befindet. Innerhalb dieser zweiten Mischebene wird der reine Farbton in allen drei Dimensionen korrigiert, und zwar von einer Gerade des konstanten Reflexionsvermögens, die jener des reinen Farbtons gleicht, bis zur Gerade des konstanten Reflexionsvermögens, die jener der Originalfarbe gleicht. Fällt die Originalfarbe nicht in das Dreieck, ist die passende Farbe die am meisten gesättigte verfügbare Farbe auf dieser Gerade, fällt die Originalfarbe jedoch in das Dreieck, stellt die Technik ebenfalls die Sättigung der übereinstimmenden Farbe auf die Sättigung der Onginalfarbe ein. Schließlich werden die Farbmittelanteile, die für die Übereinstimmung mit der Originalfarbe benötigt werden, durch die Primärfarbanteile sowie durch die Reflexionsvermögens- und Sättigungskorrekturen bestimmt, die vorher berechnet worden sind.
Die in US-A-4,751,535 beschriebene Farbanpassungstechnik ist äußerst wirkungsvoll, da sie auf der Entdeckung einer Computertechnik basiert, die präzise die Farbmittelanteile direkt aus der Definition der Originalfarbe bestimmt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Technik nicht übereinstimmende Farben erzeugt, wenn Farben mit geringer Chrominanz oder beinahe unbunte Farben angepaßt werden. Bei diesen Farben können nicht vorhersehbare und unerwünschte Farbtonverschiebungen auftreten, die darüber hinaus die Möglichkeiten des Verfahrens beeinflussen, eine ausgewogene und sanft abgestufte Grauskala unbunter Farben zu erzeugen. Zudem zeigt der Ausdruck von Standardtestfarbmustern von Farbflecken, die sich gleichmäßig von einer CMY-Primärfarbe zu einer weiteren verändernde Farbfelder enthalten, die Tendenz bei diesem Verfahren, daß unvorhersehbar ungesättigte Farben mit zu viel Schwarz erzeugt werden.
Die in US-A-4,751,535 beschriebene Farbanpassungstechnik wird vorzugsweise durch die Zufuhr der Linearmischkoordinaten der farbmetrisch gemessenen CMY-, RGB-, Schwarz- und Weiß-Farben in einem kodierten und unveränderbaren Format ausgeführt, die mit einer besonderen Vorrichtung auf einem besonderen Substrat unter bestimmten, vom Hersteller gesteuerten Umgebungsbedingungen, erzeugt werden. Das auf diese Weise angewendete Verfahren erzeugte ungenau übereinstimmende Farben, wenn ein Substrat oder ein Farbmittel in der Vorrichtung verwendet wurde, das sich von den Herstellerstandards unterschied. Bei einer Anwendung dieser Art besteht für den Benutzer keine Möglichkeit, die Farbwiedergabeleistung der Vorrichtung zu verändern, um sie auf die Art des Substrats (Papier), das Farbmittel oder die Umgebungsbedingungen anzupassen, die tatsächlich herrschen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Wiedergabe einer Originalfarbe unter Verwendung eines Linearmischraumes anzugeben.
Dementsprechend gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Wiedergabe einer Originalfarbe unter Verwendung eines Linearmischraumes gemäß einem der anhängigen Ansprüche an.
Die hier beschriebene Erfindung ist eine Modifikation des Farbanpassungsverfahrens, beschrieben von Myers in US-A- 4,571,535. Ein verbessertes Farbwiedergabeverfahren dieser Art macht sich die neuen Techniken für die Festlegung eines unbunten Mischbereiches zu Nutze, der bei der Bestimmung der Farbmittelanteile, die benötigt werden, um mit einer Originalfarbe übereinzustimmen, und bei der Bestimmung des Reflexionswertes verwendet werden soll, um mit der Farbe übereinzustimmen, wodurch die oben in US-A-4,751,535 beschriebenen Nachteile behoben werden. Zudem gestattet das Verfahren dem Benutzer die Eingabe von farbmetrisch gemessenen Mischkoordinaten für die tatsächlichen Farbmittel der Subtraktionsvorrichtung und das Substrat, die unter tatsächlichen Erzeugungsbedingungen verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren die Schritte für das Auswählen von wenigstens zwei Primärfarbmitteln aus mindestens drei Farbmitteln, deren Linearmischkoordinaten ein Polygon definieren, wobei die Koordinaten der wenigstens zwei Farbmittel Scheitel an den Enden einer Seite des Polygons bilden und einen Unbuntbereich im Polygon bestimmen, der Linearmischkoordinaten von wenigstens zwei neutralen Farbmitteln enthält. Vorzugsweise ist der Unbuntberefch eine Ellipse mit einem Mittelpunkt, der durch die Linearmischkoordinaten, Koordinaten einer Gleichenergieanregung, bestimmt wird, und deren Hauptteilungsachse im linearen Mischzwischenraum im wesentlichen parallel zur Tangente einer Kurve ausgerichtet ist, die durch die linearen Mischkkordinaten von mehreren Referenz-Weißpunkten (auch Plancksche Strahler genannt) beschrieben wird, wobei die Tangente einen Punkt auf der Kurve tangiert, der mit den Koordinaten der Gleichenergieanregung übereinstimmt. Der Unbuntbereich definiert einen Bereich, wo die Primärfarbmittelanteile gleich Null sind und nur neutrale Farbmittel, insbesondere die schwarzen Farbmittel, eine übereinstimmende Farbe erzeugen.
Dann wird eine Gerade von den Koordinaten des Mittelpunktes durch die Linearmischkoordinaten der Originalfarbe projiziert, um die Grenze zwischen dem Unbuntbereich und der Seite des Polygons zu schneiden. Es werden Linearmischberechnungen mit den Linearmischkoordinaten der Originalfarbe, den Linearmischkoordinaten von den wenigstens zwei Primärfärbmitteln und wenigstens eines neutralen Farbmittels durchgeführt, um die Farbmittelanteile zu bestimmen, die verwendet werden müssen, um eine Farbe zu erzeugen, die der Originalfarbe gleichkommt. Die Linearmischberechnungen beinhalten die Berechnung der relativen Anteile der gewählten Primärfarbmittel, basierend auf den Längen von Seitenteilen des Polygons, und die Berechnung relativer Anteile einer Mischung der gewählten Primärfarbmittel und eines neutralen Farbmittels, basierend auf dem Abschnitt der verlängerten Gerade, der außerhalb des Unbuntbereiches liegt. Dann wird ein Muster, das dem bestimmten Anteil jedes Farbmittels sehr nahekommt, ausgewählt, und die Farbmittel werden in dem gewählten Muster aufgebracht, um die übereinstimmende Farbe zu erzeugen.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Reflexionswert für eine Farbanpassung an eine Originalfarbe auf neue Art und Weise gemäß einer Gleichung bestimmt, die empirisch ermittelt wurde, und ein vorher errechnetes Sättigungsverhältnis einer Reflexionskurve zuordnet. Dieser Reflexionswert der übereinstimmenden Farbe wird dann verwendet, um den Anteil eines neutralen Farbmittels zu bestimmen, der verwendet werden soll, um die übereinstimmende Farbe zu erzeugen. Der Reflexionswert der übereinstimmenden Farbe wird insbesondere verwendet, um den Anteil des schwarzen Farbmittels zu bestimmen, das eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird im weiteren mit Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen ist/sind:
Fig. 1 ein Flußdiagramm der Hauptschritte eines verbesserten farbangepaßten Druckverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das in größerem Detail die Wirkungsweise von Block 20 in Fig. 1 für den Erhalt der als zulässig gemessenen Farbmittel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3A und 3B Graphen der CIE-Linearmischebene, die den Unbuntbereich darstellen, der verwendet wird, um die Farbmittelanteile gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bestimmen;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, daß in größerem Detail die Schritte von Block 80 in Fig. 1 für die Erzeugung des Unbunt- und des Mischbereiches darstellt, die in Fig. 3A, 3B und 6 dargestellt sind;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das in größerem Detail die Schritte aus Block 22 in Fig. 1 zur Umwandlung der Definition der Onginalfarbe zu Koordinaten in einem linearen Mischungszwischenraum zeigt;
Fig. 6 ein Graph der CIE-Linearmischebene, der den unbunten und den polygonen Mischbereich zeigt, die verwendet werden, um die Farbmittelanteile gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bestimmen;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das in größerem Detail die Wirkungsweise von Block 110 in Fig. 1 für die Sättigungskorrektur darstellt, und
Fig. 8 ein Graph, der den Umfang von Sättigungsverhältnissen einer Reflexionskurve zuordnet, um das Reflexionsvermögen der übereinstimmenden Farbe gemäß der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.
Fig. 1 zeigt eine Technik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Bestimmung der Farbmittelanteile, wobei die Linearmischung im CIE-Chrominanzdiagramm- Farbraum genutzt wird. Die Technik dieser Ausführungsform beginnt in Block 20 mit der farbmetrischen Messung und Speicherung der Linearmischkoordinaten der Farbmittel, die für die Erzeugung eines passenden Bildes verwendet werden. Obgleich sich die Koordinaten in jedem geeigneten Farbraum befinden können, sind es vorzugsweise die Koordinaten jedes Farbmittels in einem Linearmischfarbraum, wie etwa das CIE- 1931-Chrominanzdiagramm, der CIE-, x-, y-, Y-Koordinaten jedes Farbmittels nutzt. Es ist wichtig, daß man genaue, tatsächliche farbmetrische Messungen der Linearmischkoordinaten mit ebnen Spektralphotometer oder einem Farbmeter erhält. Diese Messungen enthalten die CIE-, x-, y-, Y-Koordinaten jedes der Primärfarbmittel (GMY) und der Sekundärfarbmittel (RGB), die eingesetzt werden, die CIE-, x-, y-, Y-Koordinaten der schwarzen Farbe, die entweder durch Überlagerung von C, M und Y oder durch das schwarze Farbmittel erzeugt werden, und die CIE-, x-, y-, Y-Koordinaten des Substrates (Papier), das als Referenz-Weiß dient. Anstelle zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Bild erzeugt wird, die Linearmischkoordinaten der Farbmittel zu messen, können die Koordinaten eines repräsentativen Beispiels jedes Farbmittels gemessen und im Voraus gespeichert werden, vorausgesetzt die Unterschiede der gemessenen Werte sind relativ gering.
Eine genaue und geeignete Farbwiedergabe wird zudem von vielen unterschiedlichen Faktoren bezüglich der Farbmittel und der äußeren Bedingungen beeinflußt, denen nicht in allen Fällen mit einer verbesserten farbmetrischen Messung der notwendigen Farbmittel begegnet werden kann, auch wenn diese Messungen äußerst präzise sind. Solche Faktoren beinhalten, ob die Farbänderungen in den Farbmitteln auftreten, die verwendet werden, um die passende Farbe zu erzeugen, Veränderungen bei den Eigenschaften wie die Farbmittel aufgebracht werden, wie etwa Veränderungen bei der Viskosität des Toners, Veränderungen beim Zubehör, das verwendet wird, um die Farbmittel aufzutragen, ob nun Drucker, Plotter, CRT oder andere Einrichtungen, Veränderungen in der Oberflächenbeschaffenheit des Substrates, auf das die Farbmittel aufgetragen werden, und Farbänderungen, die auf Temperaturänderungen, Feuchtigkeit, Papier oder andere Gründe zurückzuführen sind. Ein zufriedenstellendes Farbwiedergabeverfahren muß sich diesen Veränderungen der Farbmittel und der äußeren Bedingungen anpassen.
Daher werden bei einer Ausführung des Meßschrittes von Block 20 mehrere Kombinationen von Farbmitteln und Substraten gemessen, und diese Linearmischkoordinaten werden für eine Auswahl durch den Benutzer verfügbar gemacht, derart, daß die Bedingungen möglichst genau definiert werden können, unter denen eine Farbwiedergabe durchgeführt werden wird. Zusätzlich ist ein Mechanismus für den Benutzer vorgesehen, um seine eigenen Messungen für eine bestimmte Kombination von Farbmitteln und Substraten zu spezifizieren, wenn die Bedingungen, unter denen eine Farbwiedergabe durchgeführt werden soll, nicht für eine Auswahl verfügbar sind.
Fig. 2- zeigt die Unterschritte des Meßschrittes aus Block 20, um den Bedingungen, unter denen eine Farbwiedergabe erfolgt, entsprechend den Vorgaben des Benutzers Rechnung zu tragen. Der Meßschritt aus Block 20 sieht das Verfahren der Ausführungsform vor, mit dem richtigen Satz gemessener Primär-, Sekundär-, Schwarz- und Weiß-Farbmittelkoordinaten, die verwendet werden sollen, um eine Originalfarbe wiederzugeben. In Block 60 wird auf herkömmliche Art und Weise eine Anfrage gemacht, die dazu bestimmt ist, eine Eingabe durch den Benutzer zu erfassen, um zu bestimmen, ob der Benutzer des Verfahrens eine Reihe von gemessenen Farbmittelkoordinaten eingibt. Fällt die Anfrage negativ aus, erhält man mit Block 62 die vorher gemessenen und gespeicherten Farbmittelkoordinaten für eine bestimmte Zusammensetzung von Farbmitteln auf einen bestimmten Substrat für die Verwendung bei den verbleibenden Schritten des Verfahrens. Fällt die Anfrage positiv aus, erhält man die vom- Benutzer eingegebenen, gemessenen Koordinaten in Block 64.
Als nächstes werden in den Blöcken 66 und 68 herkömmliche Fehlerprüftechniken für die Farbmittelkoordinaten durchgeführt, die vom Benutzer empfangen wurden, um so weit wie möglich sicherzustellen, daß die Koordinaten korrekt eingegeben wurden und für den Tonumfang der Vorrichtung gültig sind. Diese Fehlerprüftechniken können beinhalten, daß verifiziert wird, ob die gemessenen Primär- und Sekundärfarbmittel-Koordinaten logisch die gewünschten Mischdreiecke bilden, wenn sie im Chrominanzdiagramm geplottet werden, wobei herkömmliche Streckensegmentschnitt- und Punkt-Streckensegmentpositions-Algorithmen verwendet werden, um zu errechnen, ob sich ein Vektorstreckensegment, das von der ersten Farbe zur nächsten Farbe in sortierter Reilienfolge projiziert wird, links von einem insbesondere in der Mitte angeordneten Punkt befindet, wie etwa der Punkt, der als "Gleichenergieweiß"- oder "Gleichenergieanregungspunkt" des Chrominanzdiagramms bekannt ist.
Der nächste Schritt beim Verfahren, das in Fig. 1 gezeigt ist, besteht in Block 80 darin, einen unbunten Farbbereich innerhalb des Tonumfangs der Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung zu bestimmen und die Mischbereiche festzulegen, die für die Farbanpassung in den nachfolgenden Schritten des Verfahrens verwendet werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung definiert einen Unbuntbereich im Chrominanzdiagramm derart, daß für jede Originalfarbe, die in den Unbuntbereich fällt, nur eine Menge des neutralen Farbmittels bestimmt werden muß, um mit der Originalfarbe übereinzustimmen. Für eine Originalfarbe, die aus dem Unbuntbereich fällt, haben die Unterschritte zur Korrektur der Sättigung und des Reflexionsvermögens in den Blöcken 110 und 140 auf Grundlage von Informationen über den reinen Farbton, der in Block 30 gefunden wird, zur Folge, das bestimmt wird, in welcher Beziehung sich die Originalfarbe zu den Grenzen des Unbuntbereiches befindet.
In Fig. 3A und 3B ist der Unbuntbereich 42 dargestellt, der sich im Chrominanzdiagramm relativ zur Schwarzkörperkurve 40 befindet. Die Schwarzkörperkurve 40, die auch Plankscher Ort genannt wird, ist ein Plot von Chrominanzpunkten der Planckschen Strahler bei unterschiedlichen Temperaturen (K). Die Punkte repräsentieren die Farbreize, die von diesen Planckschen Strahlern (ideale Öfen oder volle Strahler ??) erzeugt werden, aufrechterhalten bei idealen Temperaturen, wie sie auf der absoluten Temperaturskala in Kelvin (K) festgelegt sind. Fig. 3A zeigt einen Unbuntbereich 42, der innerhalb des sechseckigen Vorrichtungstonumfangs geplottet ist, der verwendet wird, um die Mischdreiecke für die Mischung der Pri mär- und Sekundärfarbmittel zu erzeugen, die benötigt werden, um mit einer Originalfarbe übereinzustimmen. Fig. 3B zeigt einen detaillierten Abschnitt des Chrominanzdiagramms, wo der Unbuntbereich 42 in Beziehung zur Schwarzkörperkurve 40 geplottet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform war der Unbuntbereich, der für die Farbwiedergabe als am besten geeignet befunden wurde, ein ellipsenförmiger Bereich.
Fig. 4 zeigt die Schritte für die Erzeugung eines ellipsenförmigen Unbuntbereiches 42 und wird in Beziehung zum Bereich 42 von Fig. 3B diskutiert. Das in Fig. 4 dargestellte Verfahren verwendet herkömmliche und bekannte mathematische Techniken für Definition, Darstellung und Veränderung von Ellipsenformen. In Block 82 von Fig. 4 ist der Mittelpunkt der Ellipse vorzugsweise an einem Punkt 44 festgelegt, der für die Chrominanzkoordinaten der Gleichenergieanregung steht, wie es mit dem CIE bei x = 0,333334 und y = 0,3333330 definiert ist. Als nächstes wird in Block 84 die Ausrichtung der Ellipse im Chrominanzdiagramm festgelegt, und zwar durch Ermitteln-des Richtungskoeffizienten der großen Halbachse 45 der Ellipse (Fig. 3B), der längeren Achse der Ellipse 42, die beinaheparallel zur Schwarzkörperkurve 40 durch Zeichnen einer Gerade festgelegt wird, die durch den Mittelpunkt 44 mit einem Richtungskoeffizient verläuft, der dem Richtungskoeffizient einer Gerade 48 tangential zur Schwarzkörperkurve 40 am Punkt 46 gleicht. Punkt 46 ist der Punkt auf der Schwarzkörperkurve 40 mit derselben x-Chrominanz wie die Gleichenergieanregung (x = 0,333334).
Als nächstes wird in Block 86 von Fig. 4 eine Ellipse durch bestimmte Vorgaben definiert. Bei der verwendeten Ausführungsform beginnt die unbunte Ellipse als eine Ellipse minimaler Größe mit einem Mittelpunkt bei der Gleichenergieanregung, wobei sie geeignet ist, innerhalb oder auf ihrer Grenze eine willkürliche, beinahe neutrale Farbe zu enthalten, die mit Chrominazkoordinaten x = 0,331000 und y = 0,33000 definiert ist. Um dies zu erreichen wird die große Halbachse 45 der Ellipse gleich 0,00488695 und die kleine Halbachse 47 gleich 0,00191228 errechnet. Es ist vorzuziehen, daß das Verhältnis zwischen großem Durchmesser und kleinem Durchmesser der Ellipse konstant gehalten wird. Bei der verwendeten Ausführungsform ist die große Halbachse 45 der Ellipse in etwa vierfach so groß wie ihre kleine Halbachse 47. Die beiden Brennpunkte dieser Anfangsellipse werden dann bei x- bzw. y- Chrominanzpunkten (0,336860, 0,336125) und (0,329818, 0,330530) festgestellt.
Die fertige Größe der unbunten Ellipse wird als kleinste Ellipse festgelegt, die benötigt wird, um sowohl das gemessene Referenz-Weiß (Substrat) als auch die schwarzen Farbmittel der Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung zu enthalten, für die die in Fig. 3B mit W bzw. B gekennzeichneten Farben angepaßt werden. Die Blöcke 88, 90, 92 und 94 erfüllen dies. Es ist vorzuziehen, daß die Größe der Ellipse um kleine Schritte vergrößert wird, während das bevorzugte, ungefähre Vier-zu-Eins-Verhältnis der großen und kleinen Achse beibehalten wird. Dann können in Block 96 diese Abmessungen zur späteren Verwendung für die Bestimmung des Sättigungsverhältnis-Korrekturschrittes in Block 110 von Fig. 1 gespeichert werden.
Theoretisch bleibt der ellipsenförmige Bereich, wenn er einmal durch die Schritte in Block 82 bis 96 aus Fig. 4 bestimmt ist, ein fixierter Unbuntbereich bei allen Reflexionswerten im dreidimensionalen Linearmischraum. Eine Originalfarbe, deren Chrominanzen innerhalb oder auf die Grenze des Unbuntbereiches bei einem beliebigen Reflexionsgrad fallen, wird als unbunte Farbe wiedergegeben, wodurch die Probleme des älteren Verfahrens beseitigt werden, daß Tonverschiebungen bei Originalfarben mit niedriger Farbsättigung und Tonverschiebungen bei Originalfarben mit bestimmten Reflexionswerten auftreten.
Als nächstes werden die Mischbereiche der linearen Mischebene in Block 98 definiert. Die Mischbereiche werden als eine Gruppe fixierter Mischdreiecke erzeugt. Jedes Dreieck hat seine Basis auf der Seite des Sechsecks, wobei sich eine seiner Seitenhalbierenden bei den x-, y-Koordinaten einer der subtraktiven GMY-Primärfarben und die andere bei den x-, y- Koordinaten einer der subtraktiven RGB-Primärfarben befindet. Die dritte Seitenhalbierende jedes Farbmischdreiecks ist das gemessene Referenz-Weiß des Substrates (Papier). Da die Koordinaten jedes Mischdreiecks bekannt sind, können die Abmessungen jedes Dreiecks in Block 98 errechnet und einmal für alle nachfolgenden Berechnungen gespeichert werden, die erforderlich sind, um eine Farbmischung durchzuführen.
Der nächste Schritt des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens besteht in der Aufnahme der Originalfarbdefinition in Block 22 und dem Umwandeln dieser Definition in lineare Mischkkordinaten im gleichen Farbraum, wie jener, der in Block 20 gemessen und gespeichert wurde. Die geeignete Umwandlungstechnik für das Umwandeln der Originalfarbkoordinaten wird in Block 102 ausgewählt. Für zusätzliche Genauigkeit bei der beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sind mehrere Umwandlungsverfahren (Transformationen) vorgesehen, um die RGB-Farbspezifikationen aufzunehmen, die aus unterschiedlichen Quellen erzeugt werden. Wenn beispielsweise bekannt ist, daß eine spezielle Additivvorrichtung, die NTSC-Standardprimärfarben verwendet, die Originalfarbe erzeugt hat, ist es vorzuziehen, die Transformationstechnik zu verwenden, die insbesondere die RGB- Farbspezifikation zu CIE-Dreibereichswerten mit Bezug auf die einzelnen Leuchtstoffe, die die Originalfarbe erzeugt haben, und mit Bezug auf das Referenz-Weiß der speziellen Additivvorrichtung umwandelt.
In Block 106 wird ein Test durchgeführt, um herauszufinden ob die Originalfarbe unbunt ist. Eine Bestimmung dieser Art erfordert einen Kurzschluß innerhalb des Verfahrens. Ist die Originalfarbe unbunt, kann die Menge des neutralen (schwarzen) Farbmittels in Block 108 direkt berechnet werden. Der Test, zu bestimmen ob die Originalfarbe unbunt ist, besteht lediglich darin, zu bestimmen ob die Chrominanzkoordinaten der Originalfarbe xo und yo innerhalb des Unbuntbereiches 42 (Fig. 3B) liegen. Die Einzelheiten dieser mathematischen Bestimmung hängen von der Art des definierten Unbuntbereiches 42 ab. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Unbuntbereich 42 eine Ellipse, und die Bestimmung wird mathematisch durchgeführt, wobei herkömmliche Techniken zum Testen angewendet werden, ob ein Punkt innerhalb oder auf dem Rand einer Ellipse liegt.
Die Menge des neutralen (schwarzen) Farbmittels, die in Block 108 bestimmt wird, wird mit gleich 1 festgesetzt - das Reflexionsvermögen (Yo) der Originalfarbe. Die Anteile der anderen Primärfarbmittel werden auf Null eingestellt, und das Verfahren schreitet dann direkt zu Schritt 36 für die Auswahl des Musters fort, um die übereinstimmende Farbe zu erzeugen, da die Schritte in den Blöcken 24, 28, 30, 110, 140 und 34 von Fig. 1 für die Bestimmung der Primärfarbmittelanteile nicht erforderlich sind.
Sind die Originalfarbkoordinaten einmal in geeignete Linearmischkkordinaten umgewandelt, wird der Luminanz- oder Reflexionswert Y der Originalfarbe in Block 24 von Fig. 1 für außerhalb der Grenzen liegende Werte justiert, die auftreten, wenn eine Originalfarbe eine geringeres Reflexionsvermögen als das gemessene schwarze Farbmittel oder ein höheres Reflexionsvermögen als das gemessene Papierweiß hat. Dies wird in gleicher Art und Weise ausgeführt, wie beim bekannten Farbanpassungsverfahren aus US-Patent US-A-4,751,535.
Der nächste Schritt beim verbesserten Farbwiedergabeverfahren von Fig. 1 besteht in Block 30 darin, den reinen Farbton für eine Originalfarbe zu finden. Der reine Farbton ist eine Farbe mit demselben Farbton wie die Originalfarbe, der ohne jegliche neutralen Farbmittel erzeugt werden kann. Mit anderen Worten fällt der reine Farbton auf die Liniearmischgerade zwischen zwei der Primärfarbmittel innerhalb eines der Mischdreiecke, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Der reine Farbton wird durch Bestimmung der relativen Anteile der beiden gewählten Primärfarben gefunden, die denselben erzeugen, basierend auf der Position eines Schnittpunktes entlang der Linearmischgerade.
Die Bestimmung des reinen Farbtons beinhaltet zunächst das Finden der beiden Primärfarbmittel in Block 28, die das zu verwendende Mischdreieck kennzeichnen. Die beiden Primärfarbmittel können unter Verwendung einer Vektor-Außenprodukt- Technik in gleicher Weise gewählt werden, wie es detailliert in US-A-4,751,535 in Absatz 12 Zeile 56 beschrieben ist. Die Koordinaten der Primär- und Sekundärfarbmittel und der Mittelpunkt, der die drei Teilungsachsen für jedes Mischdreieck definiert, sind fixe Koordinaten, die vorher in Block 80 aus Fig. 1 definiert wurden. Fig. 6 zeigt das Primärfarbenpaar, das die Teilungsachsen eines Mischdreieckes festlegt, gekennzeichnet mit Primärfarbe 1 bzw. Primärfarbe 2. Die dritte Teilungsachse jedes Mischdreiecks ist das gemessene Referenz- Weiß-Farbmittel bei den Koordinaten xw und yw, gekennzeichnet mit W.
Die x-, y-Koordinaten des reinen Farbtons xp, yp in der zweidimensionalen Mischebene aus Fig. 6 werden als nächstes in Block 30 von Fig. 1 bestimmt. Der reine Farbton, PURE genannt, befindet sich am Schnittpunkt einer Gerade, die vom Weißmittelpunkt W durch die Originalfarbe verläuft, mit einer Strecke, die die Seite des gewählten Mischdreiecks bildet, das die beiden Primärfarbmittel verbindet. Die Primärfarbmittel Primärfarbe 1 und Primärfarbe 2 an den Endpunkten der geschnittenen Seite enthalten immer eines der CMY-Primärfarbmittel und eines der RGB-Sekundärfarbmittel. Diese Farbmittel werden in relativen Anteilen "gemischt", damit man den reinen Farbton in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen den Längen der Teile P1 und P2 erhält, in die die Strecke der geschnittenen Seite geteilt wird. Wie es hier verwendet wird, bezieht sich "mischen" auf das Mischen von zwei oder mehr Farbmitteln in benachbarten Bereichen mit vernachlässigbarer Überlagerung. Es versteht sich, daß die Flecken oder anderen Bereiche der Muster, die bestimmte Farbmittel enthalten, klein genug sein müssen, um die Auflösungsgrenze des Menschlichen Auges zu unterschreiten, so daß das Muster wahrgenommen wird, als hätte es eine einzige Farbe. Insbesondere haben die relativen Anteile von Primärfarbe 1 und Primärfarbe 2 das gleiche Verhältnis wie die Längen der Teile P1 und P2 der Linearmischgerade, die von diesen Primärfarben begrenzt wird. Somit werden die Koordinaten des reinen Farbtons benötigt, um die Längen der Teile P1 und P2 zu finden und um die relativen Mengen von Primärfarbe 1 und Primärfarbe 2 zu bestimmen. Die Koordinaten xp und yp des reinen Farbtons werden auf gleiche Art bestimmt wie es in US-Patent US-A-4,751,535 beschrieben ist, wobei Geradensteigungsgleichungen verwendet werden. Dann werden die relativen Mengen P1 und P2 von Primärfarbe 1 bzw. Primärfarbe 2 aus den Koordinaten des reinen Farbtons xp und yp gemäß der Gleichungen (1), (2) und (3) ermittelt:
Qty von Primärfarbel/Qty von Primärfarbe = P1/P2 (1)
und
P2 = 1 - P1 (3)
Es wird deutlich, daß die Geradensegmente P1 und P2 proportional zu den Primärfarbanteilen sind. Wenn der reine Farbton bei xp und yp gleich der Primärfarbe 1 ist, werden 100% der Primärfarbe, repräsentiert durch das Geradensegment P1, das sich von der Primärfarbe 2 erstreckt, und 0% der Primärfarbe 2, repräsentiert durch das Geradensegment P2, das sich von der Primärfarbe 1 erstreckt, benötigt, um den reinen Farbton zu beschreiben. In gleicher Weise wie sich der reine Farbton der Primärfarbe 2 entlang der Linearmischgerade annähert, nimmt die Menge der Primärfarbe 1 ausgehend von 100% ab, wenn das Geradensegment P1 kürzer wird, und die Menge der Primärfarbe 2 erhöht sich ausgehend von 0%, wenn das Geradensegment P2 länger wird.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Sättigungskorrektur in Block 110 von Fig. 1 vor, ohne Rücksicht auf das Reflexionsvermögen der Originalfarbe und mit Rücksicht auf den Sättigungsgrad, der im Mischdreieck verfügbar ist, das sich außerhalb des Unbuntbereiches befindet. Diese Sättigungskorrektur, die mit SR gekennzeichnet wird, ist im Grunde genommen ein Verhältnis des Farbtons der Originalfarbe zum reinen Farbton und basiert auf der Voraussetzung, daß für jeden Abschnitt des Tonumfangs der Farbsubtraktions-Wiedergabevorrichtung bei jedem Reflexionsgrad ein unbunter Bereich vorhanden ist, die den zulässigen Sättigungsumfang für die passende Farbe beeinflußt. Abhängig vom einzelnen Tonumfang und von der Gestalt des Unbuntbereiches, kann dieser unbunte Bereich ein einzelner Bereich für jeden Abschnitt des Tonumfanges sein, der durch einen Mischbereich definiert ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Die Durchführung von Schritt 110 trägt der Tatsache Rechnung, daß das Verhältnis des Originalfarbtons zum reinen Farbton, das für die Sättigungskorrektur errechnet wurde, nicht den Distanzabschnitt enthalten sollte, der den Farbton repräsentiert, der sich innerhalb des Unbuntbereiches befindet. Für diese Distanz steht der gepunktete Streckenabschnitt 56 in Fig. 6. Eine Originalfarbe, die in den Unbuntbereich entlang des Streckenabschnittes 56 fällt, wird als unbunte Farbe wiedergegeben, ohne das Anteile der Primär-CMY-Farbmittel beigemengt werden. Dies ist die Folge davon, daß die Sättigung einer Farbe, die mit einer Originalfarbe übereinstimmt, die entlang des Streckenabschnittes 58 zu liegen kommt, entlang eines Bereiches bestimmt werden sollte, der sich nur von einer minimal gesättigten Farbe an der Grenze des Unbuntbereiches 42 am Punkt xe, ye, wo der Streckenabschnitt 58 den Unbuntbereich 42 schneidet, bis zur am meisten gesättigten Farbe an den xp- und yp-Koordinaten der REINEN Farbe erstreckt, die im Tonumfang verfügbar ist. Somit reicht das Sättigungskorrekturverhältnis in der vorliegenden Erfindung von der Sättigung der Originalfarbe zu einer Sättigung zwischen einer minimalen Sättigung außerhalb des Unbuntbereiches und der maximalen Sättigung am reinen Farbton.
Das Flußdiagramm aus Fig. 7 zeigt die Schritte bei der Anwendung des Sättigungskorrekturkonzeptes, das geometrisch in Fig. 6 dargestellt ist. Als erstes werden hier in Block 112 die Koordinaten des Grenzschnittpunktes xe und ye des Unbuntbereiches 42 mit der Geraden errechnet, die sich vom Referenz-Weiß durch die Originalfarbe zum reinen Farbton erstreckt, gekennzeichnet mit xp und yp Die Details dieser Rechnung hängen davon ab, wie der Unbuntbereich 42 gekennzeichnet wird. Da bei der dargestellten Anwendung der Unbuntbereich 42 eine Ellipse ist, beinhaltet die Ermittlung des Grenzpunktes xe, ye herkömmliche mathematische Techniken für die Bestimmung der Strecke 58, wodurch Simultangleichungen für die beiden Schnittpunkte der Strecke 58 mit der Ellipse 42 gelöst werden, und das Finden des richtigen Schnittpunktes als derjenige, der sich am dichtesten an den Koordinaten der Original farbe befindet.
Wenn die Koordinaten des Grenzschnittpunktes xe und ye einmal bestimmt worden sind, kann die die Entfernung von der Grenze zum reinen Farbton, der mit Ae/p gekennzeichnet ist, und von der Grenze zur Originalfarbe, gekennzeichnet mit Ae/o, in Block 114 leicht ermittelt werden, wobei die folgenden Gleichungen (4) und (5) verwendet werden:
Der nächste Schritt in Block 116 beinhaltet die Bestimmung des minimalen Primärfarbmittelanteils für das gewählte Primärfarbenpaar Primärfarbe 1 und Primärfarbe 2. Eine Farbe, die mit einer Originalfarbe übereinstimmt, die sich gerade unterhalb der Grenze des Unbuntbereiches 42 befindet, hat die minimale Sättigung, die für den zulässigen Sättigungsgrad verfügbar ist, und wird präzise durch Verwenden einer nur kleinen Menge des Primärfarbmittels wiedergegeben. Diese Menge hängt jedoch vom einzelnen Primärfarbenpaar ab und sollte somit in der Berechnung des Sättigungsverhältnisses berücksichtigt werden. Die minimale Primärfarbmittelanteil für das gewählte Primärfarbenpaar Primärfarbe 1 und Primärfarbe 2, gekennzeichnet mit AMTMIN, errechnet sich wie folgt:
AMTMIN = Ae/p MINDEN/1 - MINDEN (6)
wobei die Menge MINDEN ein Durchschnittswert der beiden niedrigsten Bereichsdeckungen ist, die für die erste Primärfarbe eines bestimmten Primärfarbenpaares verfügbar ist, und eine Multiplikation kennzeichnet. Die Minimalen Bereichsdeckungen sind aus der Bereichsdeckungstabelle verfügbar, die bei späteren Schritten dazu benutzt wird, die zu verwendenden Muster auszuwählen, um die richtigen Primärfarbmittelanteile für die Wiedergabe einer übereinstimmenden Farbe zu erreichen. Insbesondere sollte der Index für die Bereichsdeckungstabelle für die minimale Bereichsdeckung, die für die Primärfarbe 1 verfügbar ist, identifiziert und dazu verwendet werden, die geeignete Minimaldeckung wiederzuerlangen. Dann kann die nächste, niedrigste Minimaldeckung wieder erreicht werden, und die beiden Minimaldeckungen, von denen der Durchschnitt ermittelt wird, um die MNDEN-Menge zu erzeugen. Vorzugsweise werden die Anteile MINDEN und 1-MINDEN bestimmt und für jedes Primärfarbenpaar einmal gespeichert, um den Zugriff auf die Bereichsdeckungstabelle zu minimieren.
Als nächstes wird in Block 118 das Sättigungskorrekturverhältnis SR mit der Gleichung (7) errechnet:
SR = Ae/o + AMTMIN/Ae/p + AMTMIN (7)
In den Blöcken 120 und 122 wird das Sättigungskorrekturverhältnis mit 1,0 festgehalten.
Das Verfahren schreitet dann mit dem Schritt zur Bestimmung des Reflexionsvermögens in Block 140 von Fig. 1 fort. Das Reflexionsvermögen für die übereinstimmende Farbe, gekennzeichnet mit Ym wird aus einer Reflexionskurve ermittelt, die den Umfang der verfügbaren Sättigungsverhältnisse einer Kurve von Reflexionswerten für die Primärfarbmittel zuordnet. Fig. 8 stellt den Graph 130 für eine Reflexionskurve dieser Art dar. Die x-Achse des Graphen 130 enthält den Umfang der verfügbaren Sättigungsverhältnisse (SR aus Gleichung (7)) und beginnt mit einer Sättigung nahe Null auf der rechten Seite der gepunkteten Linie 132, die die Grenze des Unbuntbereiches 42 (Fig. 6) darstellt, und erstreckt sich zur maximalen Sättigung von 1,0 bei Punkt 134. Die y-Achse des Graphen 130 stellt den Umfang der verfügbaren Reflexionswerte dar, von Yb, dem Reflexionsvermögen für das schwarze Farbmittel, bis zu YW, dem Reflexionsvermögen für das referenz-weiße Substrat (Papier) Für ein gegebenes Sättigungsverhältnis SR entspricht ein Punkt auf der Reflexionskurve dem Reflexionsvermögen der übereinstimmenden Farbe Ym. Die Funktion, die verwendet wird, um die Sättigungsverhältnisse der Reflexionskurve zuzuordnen, um das Reflexionsvermögen für die übereinstimmende Farbe Ym zu erzeugen, wurde empirisch ermittelt und ist durch die folgende Gleichung gegeben:
und
Ym = 1,0 wenn Ym > 1,0 (9)
wobei
Yo das Reflexionsvermögen der Originalfarbe ist;
Yp das Reflexionsvermögen des reinen Farbtons ist, der sich wie folgt errechnet:
= Yp = P1YPrimärfarbe1 + P2YPrimärfarbe2 (10)
SR ist das Sättigungsverhältnis, das für die übereinstimmende Farbe oben in Gleichung (7) ermittelt wurde; und kennzeichnet eine Multiplikation.
Wendet man sich nun wieder Fig. 1 zu können, wenn das Reflexionsvermögen für die übereinstimmende Farbe Ym bestimmt wurde, die Anteile der Farbmittel in Block 34 von Fig. 1 bestimmt werden, die erforderlich sind, um mit der Originalfarbe übereinzustimmen. Die zu errechnenden Farbmittelanteile sind jene des schwarzen Farbmittels, gekennzeichnet mit ab, und die beiden Primärfarbmittel, die gemischt werden, um den reinen Farbton zu ergeben. Der Anteil des schwarzen Farbmitteis kann direkt errechnet werden, wobei die Ergebnisse der Gleichungen (8) und (9) verwendet werden. Der Anteil Schwarz ist der Anteil, der der verwendeten Originalfarbmischung hinzugefügt wird, um die übereinstimmende Farbe zu erzeugen. Wenn der Reflexionsgrad der Originalfarbe, gekennzeichnet mit Yo, größer ist als das errechnete Reflexionsvermögen der übereinstimmenden Farbe Ym, wird die Menge des schwarzen Farbmittels ab auf Null eingestellt und kein Schwarz hinzugefügt, um die übereinstimmende Farbe zu erzeugen. Für alle anderen Fälle wird jedoch ab wie folgt errechnet:
Yo/Umfang = Yo (Yw - Yb)) + Yb (11)
wobei Yo/Umfang ein modifizierter Reflexionswert für die Originalfarbe ist, basierend auf seiner Position im Gesamtumfang der verfügbaren Reflexionsvermögen von Yb bis Yw, und
ab = (Ym - Yo/Umfang)/(Ym - Yb (12)
Die Anteile der Primärfarbmittel werden in ähnlicher Art und Weise bestimmt wie beim bekannten Farbanpassungsverfahren aus US-Patent US-A-4,751,535. Die Anteile der Primärfarbmittel müssen die Auswahl des Primärfarbenpaares in Block 28 berücksichtigen, da die Gesamtmenge des reinen Farbtons aus der subtraktiven CMY-Primärfarbe und den benachbarten RGB-Primärfarben gebildet wird, die tatsächlich aus zwei der subtraktiven CMY-Primärfarben geschaffen wird. Eine CMY-Primärfarbe ist in den Bereichen des reinen Farbtons vorhanden, während die andere CMY-Primärfarbe mit der ersten Primärfarbe nur in den RGB-Primärfarbbereichen überlagert wird. Die relativen Anteile jeder CMY-Primärfarbe hängen von dem Mischdreieck ab, in dem die Originalfarbe liegt. Tabelle 1 faßt zusammen, wie die Anteile der CMY-Primärfarben gemäß der neuen Verhältnisse des reinen Farbtons zum Originalfarbton und des Reflexionsvermögens des reinen Farbtons zum Reflexionsvermögen des Originalfarbtons zu finden sind. Die Gesamtmenge des reinen Farbtons ap, der in Tabelle 1 verwendet wird, gleicht dem Sättigungskorrekturverhältnis SR in der obigen Gleichung (7), die P1- und P2-Anteile, die in Tabelle 1 verwendet werden, sind jene Anteile, die in Block 30 (Fig. 1) zur Anwendung kommen werden, wobei die Gleichungen (2) und (3) benutzt werden und das Symbol eine Multiplikation kennzeichnet. TABELLE 1
In Block 36 von Fig. 1 ist ein Bereichsdeckungsmuster ausgewählt, das der Deckung am nächsten kommt, die durch die beiden Primärfarben und die neutralen Farbmittel gebildet wird. Das Muster wird auf gleiche Weise ausgewählt, wie es in US-A- 4,751,535 beschrieben ist.
Die Technik der vorliegenden Erfindung ist ebenso bei Farbanpassungsproblemen anwendbar, bei denen andere Farbspezifikationen zur Anwendung kommen. Beispielsweise können anstelle von RGB-Farbkoordinaten HLS- öder LUV-Koordinaten aufgenommen und in Koordinaten in einem Lineärmischfarbraum umgewandelt werden, aus denen dann Farbmittelanteile bestimmt werden. Farben, die auf einem elektrostatischen Drucker gedruckt werden, können thermisch gedruckten Farben angepaßt werden, und gedruckte Farben können auf einem CRT-Monitor angepaßt werden.

Claims

1. Verfahren für-die Wiedergabe einer Originalfarbe unter Verwendung eines Linearmischraumes, enthaltend die Durchführung von Linearmischberechnungen im Linearemischraum mit Linearmischkoordinaten der Originalfarbe und Linearmischkoordinaten von wenigstens zwei Primärfarbmitteln sowie mit Linearmischkoordinaten von mindestens einem neutralen Farbmittel, um die Mengen der Farbmittel zu bestimmen, die verwendet werden sollen, um eine Farbe zu erzeugen, die der Originalfarbe nahekommt; dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmischraum einen Unbuntbereich (42) enthält, der sich in selbigem befindet und ausreichend groß ist, daß er die Linearmischkoordinaten von zwei neutralen Farbmitteln enhält; die Linearmischberechnungen Berechnungen enthalten, die auf der Positionsbeziehung im Linearmischraum von Originalfarbe und Unbuntbereich (42) basieren; die Linearmischberechnungen die Mengen von den wenigstens zwei Primärfarbmitteln als Null errechnen, wenn sich die Originalfarbe innerhalb des Unbuntbereiches (42) im Linearmischraum befindet; und die Linearmischberechnungen die Mengen von den wenigstens zwei Primärfarbmitteln errechnen, wobei eine Distanz der Originalfarbe von einer Grenze des Unbuntbereiches verwendet wird, wenn sich die Originalfarbe außerhalb des Unbuntbereiches im Linearmischraum befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unbuntbereich (42) eine ellipsenförmiger Bereich ist, der die Linearmischkoordinaten von mindestens zwei neutralen- Farbmitteln enthält; wobei sie einen Mittelpunkt (44) hat, der durch die Linearmischkoordinaten einer Gleichenergieanregung definiert ist, und eine große Halbachse besitzt, die im Linearmischraum im wesentlichen parallel zu einer Geraden (48) tangential zu einer Kurve (40) ausgerichtet ist, die durch Linearmischkoordinaten von mehreren Planckschen Strahlern bestimmt ist, wobei die Tangente (48) einen Punkt auf der Kurve (40) berührt, der in etwa einem Punkt der Linearmischkoordinaten der Gleichenergieanregung gleicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des ellipsenförmigen Unbuntbereiches (42) durch eine konstant proportionale Beziehung zwischen der großen Halbachse und einer kleinen Halbachse charakterisiert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante proportionale Beziehung ein Verhältnis von ungefähr vier zu eins ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Primärfarbmittel aus mindestens drei Primärfarbmitteln ausgewählt werden, wobei die mindestens drei Primärfarbmittel Linearmischkoordinaten haben, die ein Polygon im Linearmischraum definieren; die Linearmischkkoordinaten eines Mittelpunktes innerhalb des Polygons gewählt werden; und bei dem der Schritt zum Auswählen der mindestens zwei Primärfarbmittel die Auswahl von zwei der mindestens drei Primärfarbmittel beinhaltet, deren Koordinaten Scheitelpunkte an den Enden einer Seite des Polygons definieren, das eine Gerade schneidet, die von den Koordinaten des Mittelpunktes durch die Linearmischkkoordinaten der Originalfarbe projiziert wird;

der Unbuntbereich (42) innerhalb des Polygons liegt; und, wenn die Linearmischkoordinaten der Originalfarbe außerhalb des Unbuntbereiches liegen, der Schritt für die Durchführung der Linearmischberechnungen für die Ermittlung der Farbmittelmengen, die verwendet werden sollen, um die angenäherte Farbe zu erzeugen, enthält:

Berechnung der relativen Mengen der gewählten Primärfarbmittel, basierend auf den Längen der Seitenteile des Polygons; Berechnung des Sättigungskorrekturverhältnisses, basierend auf den Teillängen der projizierten Gerade, die sich außerhalb des Unbuntbereiches befinden, um die relativen Mengen der gewählten Primärfarbmittel einzustellen, um die Mengen der Primärfarbmittel zu bestimmen, die für die Erzeugung der angenäherten Farbe verwendet werden sollen; und Berechnung der Menge des wenigstens einen neutralen Farbmitteis, basierend auf dem errechneten Reflexionsvermögen für die angenäherte Farbe.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Berechnung des Sättigungskorrekturverhältnisses weiterhin enthält: Bemessen des Sättigungskorrekturverhältnisses zwischen einem minimalen Nicht-Null-Sättigungskorrekturanteil, der das Sättigungskorrekturverhältnis für eine Originalfarbe darstellt, die sich dicht am Unbuntbereich (42) auf der projizierten Gerade befindet, und einem maximalen Sättigungskorrekturanteil, der das Sättigungskorrekturverhältnis für eine Originalfarbe darstellt, die auf der projizierten Gerade an oder außerhalb der Seite des Polygons liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschritt für die Berechnung der Menge des neutralen Farbmittels enthält:

Berechnen einer Reflexionskoordinate für die angenäherte Farbe gemäß einer Reflexionskurvenfunktion, die das Sättigungskorrekturverhältnis einem Umfang von Reflexionswerten für die angenäherte Farbe zuordnet; und

Verwenden der errechneten Reflexionskoordinate, einer Reflexionskoordinate für die Originalfarbe und einer Reflexionskoordinate für das neutrale Farbmittel, um die Menge des neutralen Farbmittels zu bestimmen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt für die Durchführung der Linearmischberechnungen weiterhin die Anwendung eines Sättigungs-Beschleunigungsfaktors auf die Mengen der Primärfarbmittel enthält, die verwendet werden sollen, um die angenäherte -Farbe zu erzeugen, so daß, wenn ein Originalbild hochgesättigte Originalfarben enthält, die angenäherte Farbe in einen komprimierten Hochsättigungsbereich von Farben mit unseren angenäherten Farben, die auf ähnliche Weise erzeugt werden, zugeordnet wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

eine der Linearmischkoordinaten der Originalfarbe eine Reflexionskoordinate ist, die den Reflexionswert der Originalfarbe bestimmt; und,

wenn sich die Linearmischkoordinaten innerhalb des Unbuntbereiches befinden, der Schritt zur Durchführung der Linearmischberechnungen weiterhin enthält:

Bestimmen der Mengen von mindestens zwei Primärfarbmitteln auf Null; und

Berechnen einer Menge mindestens eines neutralen Farbmittels, basierend auf dem Reflexionswert der Originalfarbe.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der Unbuntbereich eine maximale Größe hat, die ausreicht, um Linearmischkoordinaten von mindestens zwei neutralen Farbmitteln zu enthalten; und

der Schritt für die Ausführung der Linearmischberechnungen im Linearmischraum enthält:

Ausführen einer zweidimensionalen Linearmischung mit den Linearmischkoordinaten der Originalfarbe und mit den Linearmischkoordinaten der Primärfarbmittel, um Linearmischkoordinaten eines Farbtons zu erhalten, der sich dem Originalfarbton annähert; und

Ausführen einer zweidimensionalen Linearmischung mit den Linearmischkoordinaten des Farbtons der Originalfarbe und mit den Linearmischkoordinaten eines Punktes auf der Grenze des Unbuntbereiches, um einen Sättigungskorrekturverhältnis- Anteil zu bestimmen, um den Farbton zu korrigieren, damit man die angenäherte Farbe erhält, wobei der Punkt auf der Grenze des Unbuntbereiches ein Schnittpunkt der Grenze des Unbuntbereiches mit einer Geraden ist, die von den Linearmischkoordinaten einer der wenigstens zwei neutralen Farbmitteln durch die Linearmischkoordinaten der Originalfarbe-projiziert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Durchführung der Linearmischberechnungen im Linearmischbereich weiterhin die Durchführung einer Linearmischung mit einer Reflexionskoordinate des Farbtons, einer Reflexionskoordinate der Originalfarbe und einer Reflexionskoordinate von dem mindestens einem neutralen Farbmittel beinhaltet, um die Menge eines neutralen Farbmittels zu bestimmen, um den Farbton einzustellen, damit man die angenäherte Farbe erhält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschritt zur Durchführung der Linearmischung mit Reflexionskoordinaten die Bestimmung einer Reflexionskoordinate für die angenäherte Farbe gemäß einer Reflexionskurvenfunktion enthält, die den Sättigungskorrekturverhältnis- Anteil einem Wert des Reflexionsgrades für die angenäherte Farbe zuordnet.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschritt für die Durchführung der Linearmischung mit den Reflexionskoordinaten die Bestimmung einer Reflexionskoordinate Ym für die angenäherte Farbe gemäß folgender Gleichung enthält:

wobei

Yo die Reflexionskoordinate der Originalfarbe,

Yp die Reflexionskoordinate des Farbtons,

Yw die Reflexionskoordinate des neutralen Farbmittels

SR der Sättigungskorrekturverhältnis-Anteil ist, und

eine Multiplikation kennzeichnet.

14. Verfahren für die Wiedergabe einer Originalfarbe unter Verwendung eines Linearmischraumes, um die Mengen von Primärfarbmitteln und mindestens eines neutralen Farbmittels zu bestimmen, die verwendet werden sollen, um eine Farbe zu erzeugen, die der Originalfarbe nahekommt, wobei das Verfahren enthält:

Bestimmen der Originalfarbmittelmengen, die eine Originalfarbe erzeugen;

Bestimmen von Linearmischkoordinaten der Originalfarbe im Linearmischraum, basierend auf den Mengen der Originalfarbmittel;

Definieren eines Polygons im Linearmischraum, unter Verwendung von Linearmischkoordinaten von mindestens drei Primärfarbmitteln;

Auswählen von mindestens zwei Primärfarbmitteln aus mindestens drei Primärfarbmitteln, deren Koordinaten Scheitel an den Enden einer Seite des Polygons definieren, das eine Gerade (58) schneidet, die von den Linearmischkoordinaten einer gewählten neutralen Farbe im Polygon durch die Linearmischkoordinaten der Originalfarbe verläuft, wobei die mindestens zwei Primärfarbmittel und die gewählte neutrale Farbe ein Dreieck im Polygon bilden, auf das sich als Mischdreieck bezogen wird;

Definieren eines Unbuntbereiches (42) im Polygon mit einer maximalen Größe, die ausreicht, um die Linearmischkoordinaten von mindestens zwei neutralen Farbmitteln zu enthalten; Errechnen der Mengen der gewählten Primärfarbmittel und des mindestens einen neutralen Farbmittels gemäß der Positionsbeziehung im Linearmischraum zwischen der Originalfarbe und dem Unbuntbereich, wobei mit den Linearmischberechnungen die Mengen der mindestens zwei Primärfarbmittel mit Null errechnet werden, wenn sich die Originalfarbe innerhalb des Unbuntbereiches (42) im Linearmischraum befindet, und die Linearmischberechnungen die Mengen der mindestens zwei Primärfarbmittel unter Verwendung einer Distanz der Originalfarbe von einer Grenze des Unbuntbereiches errechnen, wenn sich die Originalfarbe außerhalb des Unbuntbereiches im Lihearmischraum befindet;

Speichern eines Bereichsdeckungswertes für eine Reihe von verfügbaren Farbmittelmustern;

Auswählen eines Musters, das sich dicht an die errechnete Menge jedes Farbmittels annähert; und

Verwenden der Farbmittel in diesem Muster, um die Originalfarbe wiederzugeben.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Berechnungsschritt die Berechnung von relativen Mengen der gewählten Primärfarbmittel beinhaltet, basierend auf den Teillängen der Seite des Polygons, die mit der projizierten Gerade geschnitten wird;

Berechnen eines Sättigungskorrekturverhältnisses auf der Basis der Teillängen der projizierten Gerade, die sich außerhalb des Unbuntbereiches befinden, um die relativen Mengen der gewählten Primärfarbmittel zu korrigieren, um die Primärfarbmittelmengen zu bestimmen;

Berechnen einer Reflexionskoordinate für die angenäherte Farbe zu einer Reflexionskurvenfunktion, die das Sättigungskorrekturverhältnis einem Umfang von Reflexionswerten für die angenäherte Farbe zuordnet; und

Berechnen der Menge des neutralen Farbmittels unter Verwendung der errechneten Reflexionskoordinate, einer Reflexionskoordinate für die Originalfarbe und einer Reflexionskoordinate für das neutrale Farbmittel.