DE69631929T2 - System und Verfahren zur Charakterisierung und Transformation von Farben - Google Patents

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Description

  • System und Verfahren zur Charakterisierung und Transformation von Farben
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein farbbildgebende Technologie und insbesondere Techniken zur Farbcharakterisierung und Transformation.
  • Seit der Einführung des CIE (Commission International de 1'Eclairage) Farbmeßsystems in den frühen dreißiger Jahren sind viele unterschiedliche Farbräume für unterschiedliche Anwendungen vorgeschlagen worden. Ein Farbraum, der auch als „Farbmetrik" bezeichnet wird, ist im wesentlichen ein Koordinatensystem, durch das eine Farbe quantitativ bestimmt werden kann.
  • Ein Farbraum kann verwendet werden, um die Farbausgabe eines farbbildgebenden Systems relativ zu anderen farbbildgebenden Systemen zu charakterisieren. Der Prozeß des „Charakterisierens" eines farbbildgebenden Systems bezieht sich im allgemeinen auf die Berechnung einer Farbantwortfunktion für das bestimmte farbbildgebende System, wobei die Koordinaten des Farbraums verwendet werden. Die Farbantwortfunktion ist die mathematische Korrelation zwischen einem Bereich von Eingangsfarbwerten und gemessenen Farbwerten, die als Ausgabe erhalten werden, die durch das farbbildgebende System als Antwort auf solche Eingangsfarbwerte erzeugt werden.
  • Ein Farbraum erleichtert auch die Transformation der Farbwerte, um eine Farbausgabe in einem farbbildgebenden System zu erzeugen, die zur Farbausgabe eines anderen farbbildgebenden Systems paßt. Vom Standpunkt der Bildgebungswissen schaft würde ein „idealer" Farbraum es einem Benutzer erlauben, eine Farbabbildung zwischen unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen zu berechnen und eine akzeptable Farberscheinungsanpassung zwischen solchen Systemen zu erzielen, ohne den Bedarf nach einer subjektiven oder empirischen Einstellung durch einen Beobachter. Der Ausdruck „Farberscheinung" bezieht sich auf die psycho-physikalische Antwort eines Beobachters auf eine Farbe unter gegebenen Beleuchtungspegeln und unter gegebenen Betrachtungsbedingungen.
  • Vorgeschlagene Farbräume unterscheiden sich hauptsächlich bezüglich der Parameter, die auf den Koordinatenachsen ausgedrückt werden, und der Weise, in der solche Parameter berechnet werden. Allen Farbräumen gemeinsam, die für CIE-Farbsysteme vorgeschlagen wurden, sind jedoch die CIE-Standardbeobachterfunktionen. Die CIE-Standardbeobachterfunktionen beruhen auf Farbanpassungsfunktionen und führen zu einem eindeutigen Satz von Tristimulus- bzw. Farbwerten XYZ für jede Farbe, die unter festgelegten Bedingungen gemessen wird. Die Farbwerte XYZ werden aus der spektralen Ausgabe entweder eines additiven oder subtraktiven Farbsystems berechnet, die mit der Antwortfunktion eines Standardbeobachters mit 2 Grad oder 10 Grad gefaltet wird. Im Fall einer reflektierenden Festkopie wird die Kurve des spektralen Reflexionsvermögens typischerweise mit einer Standardlichtquelle gefaltet, um die erwartete spektrale Ausgabe der Reflexionsfarbe zu berechnen.
  • Ein Farbraum, der der Gegenstand einer Anzahl von Vorschlägen gewesen ist, ist der CIELAB-Farbraum. In diesem Farbraum repräsentiert L* die Helligkeit, a* repräsentiert rot-grün, und b* repräsentiert die gelb-blau. Gemäß der chromatischen Von-Kries-Adaptationstransformation machen die vorgeschlagenen L*a*b*-Farbräume von Weißreferenzfarbdaten Gebrauch. Eine Beschreibung der chromatischen Von-Kries- Adaptationstransformation kann in Gunter Wyszecki und W.S. Stiles, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Abschnitt 5.12, John Wiley & Sons, Inc., 1982 gefunden werden. Im allgemeinen umfaßt die chromatische Von-Kries-Adaptationstransformation die Division der Farbwerte XYZ, die für eine Farbe erhalten werden, die durch ein bestimmtes farbbildgebendes System erzeugt werden, durch Weißreferenzfarbwerte für das System. Zum Beispiel können die Farbwerte x, Y und Z der untersuchten Farbe durch die Farbwerte x, Y bzw. Z für einen perfekt diffusen weißen Reflektor geteilt werden. Das Grundkonzept des Von-Kries-Verfahrens ist es, alle Farben, sowohl neutrale als auch chromatische, relativ zur „Weißreferenz" zu definieren, die die XYZ-Farbwerte des perfekten diffusen weißen Reflektors repräsentiert.
  • Vielleicht ist der bestbekannte der vorgeschlagenen Farbräume der CIE 1976 CIELAB-Farbraum. Die Gleichungen für den CIELAB-Farbraum sind wie folgt: L* = 116(Y/Yn)1/3 – 16 [1] a* = 500 [(X/Xn)1/3 – (Y/Yn)1/3] [2] b* = 500 [(Y/Yn)1/3 – (Z/Zn)1/3] [3]wobei Xn, Yn, und Zn die Farbwerte eines perfekt diffusen weißen Reflektors unter festgelegten Betrachtungsbedingungen sind. Die Betrachtungsbedingungen werden durch (1) die Lichtquelle, z.B. D50, und (2) den Standardbeobachter (2° oder 10°) bestimmt .
  • Ein anderer vorgeschlagener L*a*b*-Farbraum („ICPF-LAB"), der durch das International Color Consortium im Abschnitt 2.5 des International Color Profile Format (ICPF) Vorschlag Nr. ISO/TC 130/WG2 N, 10. Juni 1994, beschrieben wird, verwendet XmwYmwZmw anstelle von XnYnZn, wobei „mw" die Medienweißreferenz für ein bestimmtes bildgebendes System bezeichnet. Die Medienweißreferenz bezieht sich entweder auf die Farbe eines bildgebenden Substrats oder den Weißpunkt, der durch eine Farbanzeige erzeugt wird. Dieser vorgeschlagene Farbraum beruht auf dem ColorSync-Standard, der durch Apple Computer entwickelt wurde. In diesem Farbraum dient das bildgebende Substrat oder die Anzeige als die Weißreferenz anstelle eines perfekt diffusen weißen Reflektors. Bei einem Farbdrucksystem zum Beispiel ist die Weißreferenz die Farbe des subtraktiven Drucksubstrats. Die Medienweißreferenz repräsentiert daher die XYZ-Farbwerte für das nicht bebilderte Drucksubstrat. Bei einer Farbanzeige ist die Weißreferenz der Weißpunkt, der durch einen additiven Leuchtstoffschirm oder eine Flüssigkristallmatrix erzeugt wird.
  • Ein Farbraum („HUNT LAB"), der durch R.W.G. Hunt in „Revised colour-appearance model for related and unrelated, colours", Color Research and Application, Band 16, 1991, Seiten 146–165 vorgeschlagen wird, stellt ein verbessertes Modell bereit, das sich der unvollständigen chromatischen Adaptation zuwendet. Der HUNT-LAB-Farbraum erkennt, daß eine chromatische Adaptation nicht vollständig die Änderungen berücksichtigt, die auf die Weißreferenz eines bestimmten farbbildgebenden Systems zurückzuführen sind. Der HUNT-LAB-Farbraum strebt danach, solche Änderungen zu berücksichtigen, indem er einen modifizierten Satz Weißreferenzfarbwerte unter Verwendung einer komplexen Transformation erzeugt.
  • In „Image Color-Appearance Specification Through Extension of CIELAB", Color Research and Application, Band 18, Nummer 3, Juni 1993, Seiten 178–190, schlagen Mark D. Fairchild und Roy S. Berns eine Variation des HUNT-LAB-Farbraums vor, die als „RLAB" bekannt ist. Der RLAB-Farbraum modifiziert die Skalierungsfaktoren 1/Xn, 1/Yn, 1/Zn, gemäß derer die „Weißreferenz" geringfügig nicht-weiß ist oder sich beträchtlich von Neutral unterscheidet. Insbesondere führt der RLAB-Farbraum einen festen Korrekturfaktor p ein, der als eine Funktion von Xn, Yn und Zn berechnet wird, wobei Xn, Yn, und Zn die „Medienweiß"-Werte bezeichnen. Im RLAB-Farbraum werden die Farbwerte von XYZ zuerst über eine Matrixinultiplikation in Farbwerte mit „langer, mittlerer und kurzer Wellenlänge" L1, M1 und S1 transformiert. Die Gleichung für p beruht auf Yn und auf Ln, Mn und Sn, die wiederum Funktionen von Xn, Yn und Zn sind. Im RLAB-Farbraum werden die Verhältnisse X/Xn Y/Yn und Z/Zn zu (L1 pL/Ln), (M1 pM/Mn), (S1 ps/Sn).
  • Es sind mehrere Vergleichsprüfungen unter Verwendung von menschlichen Beobachtern durchgeführt worden, um die Wirksamkeit der obigen Farbräume und anderer Farbräume zu diskutieren. Die oben erläuterten vorhandenen Farbräume sind im allgemeinen zum Charakterisieren einer relativen Farbe innerhalb eines bestimmten farbbildgebenden Systems nützlich, ein bestimmtes bildgebendes Medium und einen bestimmten Satz von Betrachtungsbedingungen vorausgesetzt. Solche Farbräume sind jedoch bei der Charakterisierung oder Farbtransformation zwischen zwei unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen weniger nützlich. Ein Problem, dem sich vorhandene Farbräume nicht zuwenden, ist der Effekt einer Variation der Weißreferenzen für unterschiedliche farbbildgebende Systeme infolge der Unterschiede des bildgebenden Substrats oder des Anzeigeweißpunkts.
  • Als eine Veranschaulichung ist der CIELAB-Farbraum beobachtet worden, um Ungleichmäßigkeiten zu erzeugen, wenn er verwendet wurde, um Farbandrucksysteme anzupassen, die unterschiedliche bildgebende Substratweißreferenzen aufwiesen. Insbesondere ist der CIELAB-Farbraum beobachtet worden, um ernste Ungleichmäßigkeiten zu erzeugen, wenn von einer im wesentlichen weißen Bildgebungsbasis zu einer etwas blauverschobenen Bildgebungsbasis abgebildet wurde. Der ICPF- Farbraum ist beobachtet worden, um eine einheitliche Abbildung in den hellen Schattierungen der Farbe, aber eine weniger gleichmäßige Abbildung mit intensiveren Farben zu erzeugen. Infolge einer solchen Ungleichmäßigkeit wird es, nachdem eine Transformationsfunktion erzeugt worden ist, um L*a*b*-Werte zwischen zwei farbbildgebenden Systeme anzupassen, es gewöhnlich für einen menschlichen Bediener notwendig sein, sich mit einer umfangreichen empirischen Einstellung zu beschäftigen, um eine akzeptable visuelle Anpassung zu erhalten. Die notwendige empirische Einstellung ist äußerst arbeitsintensiv und kann häufig mehr als eine Woche für ihrer Vollendung benötigen.
  • In US-A-4 965 663 wird ein Verfahren zur optischen Messung chromatischer Dichten offenbart, wobei drei Valenzwerte von Licht, das durch eine Probe reflektiert wird, abgeleitet werden, und eine Dichte von Cyan, Magenta und Gelb der Probe unter Verwendung der abgeleiteten Valenzwerte und dreier Valenzwerte einer Standardfarbe bestimmt wird.
  • In Hinblick auf die Nachteile, die mit vorhandenen Farbräumen verbunden sind, gibt es einen Bedarf nach einem verbesserten Farbraum. Insbesondere gibt es einen Bedarf nach einem System und einem Verfahren zur Farbcharakterisierung und Transformation, das einen verbesserten Farbraum verwendet, der imstande ist, Ungleichmäßigkeiten für farbbildgebende Systeme zu vermeiden, die unterschiedliche Bildgebungsbasen aufweisen. Ein solches System und Verfahren würde die Menge der empirischen Einstellungen beseitigen oder mindestens reduzieren, die notwendig sind, um eine akzeptable visuelle Anpassung zwischen den unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen zu erhalten.
  • In einer ersten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Charakterisieren eines farbbild gebenden Systems nach Anspruch 1 bereit. Das Verfahren gemäß dieser ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhält erste Farbdaten, die Farbwerte repräsentieren, die durch das farbbildgebende System ausgegeben werden, und wandelt die ersten Farbdaten in zweite Farbdaten um, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist, dessen Farbwerte während der Umwandlung gemäß Intensitäten der Farbwerte eingestellt werden, die durch die ersten Farbdaten repräsentiert werden.
  • In einer zweiten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems bereit.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Farbtransformation nach Anspruch 4 bereit. Das Verfahren gemäß dieser weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhält erste Farbdaten, die eine Ausgabe eines ersten farbbildgebenden System repräsentieren, erhält zweite Farbdaten, die eine Ausgabe eines zweiten farbbildgebenden Systems repräsentieren, wandelt die ersten Farbdaten unter Verwendung eines Farbraums in dritte Farbdaten um, wandelt die zweiten Farbdaten unter Verwendung des Farbraums in vierte Farbdaten um, stellt einen Weißreferenzvektor des Farbraums während der Umwandlung der ersten Farbdaten gemäß Intensitäten der ersten Farbdaten ein, stellt den Weißreferenzvektor des Farbraums während der Umwandlung der zweiten Farbdaten gemäß Intensitäten der zweiten Farbdaten ein, und bildet die vierten Farbdaten auf die dritten Farbdaten ab, um Farbtransformationsdaten zu erzeugen.
  • Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen im Detail beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Systems zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm, das die Funktionalität eines Systems und Verfahrens zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 3 ein Funktionsblockdiagramm eines Systems zum Durchführen einer Farbtransformation gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Funktionsblockdiagramm, das die Funktionalität eines Systems und Verfahrens zum Durchführen einer Farbtransformation gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 5 eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten eines farbbildgebenden Systems und eines farbbildgebenden Zielsystems nach der Anwendung einer Farbtransformation vergleicht, die gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;
  • 6 eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten des farbbildgebenden Systems und des farbbildgebenden Zielsystems, das in 5 dargestellt wird, nach der Anwendung einer Farbtransformation vergleicht, die unter Verwendung des CIELAB-Farbraums erzeugt wird; und
  • 7 eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten des farbbildgebenden Systems und des farbbildgebenden Zielsystems, das in 5 dargestellt wird, nach der Anwendung einer Farbtransformation vergleicht, die unter Verwendung des ICPF-LAB-Farbraums erzeugt wird.
  • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Systems 10 zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Charakterisierung, die für gewöhnlich auch als „Profilierung" bezeichnet wird, kann verwendet werden, um ein einzelnes farbbildgebendes System zu analysieren, oder als eine Basis, um die Farbantwort des farbbildgebenden Systems zu transformieren, um die Farbantwort einem anderen farbbildgebenden „Ziel"-Systems anzupassen. Das System 10 der 1 kann verwendet werden, um die Schritte eines Verfahrens zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß dieser ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Folglich wird das Verfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Funktionalität des Systems 10 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, weist das System 10 einen Prozessor 12 auf, der ein Software-Anwendungsprogramm ausführt, das eingerichtet ist, die Schritte eines Verfahrens zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß dieser ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen. Der Prozessor 12 kann zum Beispiel durch einen Personalcomputer, wie einen Apple MacintoshTM oder einen IBM PC, oder durch eine Computerworkstation verwirklicht werden. Alternativ könnte der Prozessor 12 durch einen Mikroprozessor verwirklicht werden, der auf einen Festwertspeicher (ROM) zugreift, in den das Anwendungsprogramm geladen ist. Das Anwendungsprogramm könnte in ein Farbverwaltungs-Softwarepaket eingebettet sein, wie jenem, das mit dem 3M-RainbowTM-Farbandrucksystem bereitgestellt wird, das von Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota kommerziell erhältlich ist. Die Implementierung des Systems 10 und des Verfahrens über eine Software bietet bei der Entwicklung und Modifikation Flexibi lität. Das System und das Verfahren können jedoch alternativ für eine erhöhte Farbverarbeitungsgeschwindigkeit durch einen integrierten Logikschaltkreis bereitgestellt werden.
  • Zusätzlich zum Prozessor 12 weist das System 10 eine Einrichtung zum Erhalten von Farbdaten auf, die die Ausgabe eines farbbildgebenden Systems repräsentieren. Beispiele farbbildgebender Systeme, auf die das System 10 und das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, umfassen Farbdrucksysteme, Farbanzeigesysteme und Farbprojektionssysteme. Wie in 1 gezeigt, können die Farbdaten direkt aus einem farbbildgebenden System über einen Farbdetektor 14 erhalten werden, oder indem auf eine Farbdatendatei zugegriffen wird, die in einem Farbdatenspeicher 16 gespeichert ist. Bei einem Drucksystem kann der Farbdetektor 14 zum Beispiel eingerichtet sein, Farbwerte für Farbteilflächen 18 zu messen, die auf einem Drucksubstrat 20 gebildet werden, wie in 1 gezeigt. Bei einer Farbanzeige kann der Farbdetektor 14 eingerichtet sein, Farbwerte zu messen, die auf einem Leuchtstoffschirm oder einer Flüssigkristallmatrix erzeugt werden. Entsprechend kann der Farbdetektor 14 ausgerüstet sein, Farbwerte zu messen, die durch ein Farbprojektionssystem erzeugt werden. Als eine Veranschaulichung könnte der Farbdetektor 14 eingerichtet sein, eine Szene oder eine animierte Sequenz von einer Anzeige oder einem Projektionssystem aufzunehmen und Farbwerte zu erzeugen, die für die aufgenommenen Bilddaten repräsentativ sind.
  • Der Farbdetektor 14 kann zum Beispiel ein Farbmeßsystem, wie eine Farbmeßvorrichtung GretagTM SPM 50, die kommerziell von Gretag, Inc., Regensdorf, Schweiz, erhältlich ist, oder ein Densitometer, wie ein X-Rite Farbdensitometer, das kommerziell von X-Rite, Grandville, Michigan erhältlich ist, aufweisen. Für Anzeige- oder Projektionssystemanwendungen könnte der Farbdetektor 14 alternativ eine Videokamera oder eine Digitalkamera aufweisen. Die durch den Farbdetektor 14 erhaltenen Farbdaten können in einen Farbdatenspeicher 16 als eine Farbdatendatei geladen werden, wie durch Linie 22 angezeigt. Alternativ könnten die durch den Farbdetektor 14 erhaltenen Farbdaten direkt in einen Speicher geladen werden, der mit dem Prozessor 12 verbunden ist, wie durch Linie 24 angezeigt. Der Prozessor 12 kann auf die Farbdatendatei zugreifen, die im Farbdatenspeicher 16 gespeichert ist, wie durch Linie 26 angezeigt, um Farbdaten zu erhalten, die vorhergehend durch den Farbdetektor 14 detektiert wurden. Der Farbdatenspeicher 16 kann mehrere Farbdatendateien für eine Reihe unterschiedlicher farbbildgebender Systeme aufweisen. Folglich kann ein Systembenutzer den Prozessor 12 über eine Benutzerschnittstelle, die mit dem System 10 verbunden ist, anweisen, eine von verschiedenen Farbdatendateien zum Zwecke der Charakterisierung eines besonderen farbbildgebenden Systems auszuwählen, das für den Systembenutzer von Interesse ist.
  • Die Farbdaten, die entweder aus dem Farbdetektor 14 oder aus dem Farbdatenspeicher 16 erhalten werden, repräsentieren vorzugsweise CIE-XYZ-Farbwerte für jede einer Vielfalt von Farbausgaben, die durch ein farbbildgebenden System erzeugt werden, das untersucht wird. Alternativ können die Farbdaten in CIE-XYZ-Farbwerte umgewandelt werden. Zusätzlich repräsentieren die Farbdaten vorzugsweise Farbausgaben, die über den Farbtonumfang des farbbildgebenden System verteilt sind, um dadurch eine breite Stichprobenerhebung zu Zwecken der Farbcharakterisierung zu liefern. Folglich stellen im Fall eines Drucksystems Farbteilflächen 18 verschiedene Kombinationen und Abstufungen von Farben dar, die durch Farbstoffübertragung oder Tintenablagerung gebildet werden. Die CIE-XYZ- Farbwerte repräsentieren die relativen Beträge der Grundfarbwerte, die erforderlich sind, um die Farben innerhalb eines CIE-Farbsystems anzupassen. Die relativen Werte von XYZ werden durch die Leistungsverteilung der Lichtquelle, z.B. D50, und die CIE-Standardbeobachterfunktion, z.B. 20 oder 100 beeinflußt. Als Alternative zu CIE-XYZ können die Farbdaten zum Beispiel in der Form von RGB-Daten, CMYK-Dichtedaten oder anderen geräteabhängigen Daten vorliegen.
  • Um das farbbildgebenden System zu charakterisieren, wandelt der Prozessor 12 erfindungsgemäß die Farbdaten um, die entweder vom Farbdetektor 14 oder vom Farbdatenspeicher 16 erhalten werden, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist, der während der Umwandlung eingestellt wird. Insbesondere wandelt der Prozessor 12 die Farbdaten in zweite Farbdaten um und stellt den Weißreferenzvektor des Farbraums während der Umwandlung gemäß Intensitäten der ursprünglichen Farbdaten ein. Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet Intensität den Grad der Differenz eines Farbwerts vom Medienweiß oder vom Weißpunkt des farbbildgebenden Systems. Der Ausdruck Intensität kann sich sowohl auf chromatische und achromatische Farben beziehen. Durch Einstellen des Weißreferenzvektors erzeugt der Prozessor 12 einen modifizierten L*a*b*-Farbraum. Erfindungsgemäß wird der modifizierte L*a*b*-Farbraum hierin als L+a+b+-Farbraum bezeichnet. Wie in 1 gezeigt, wandelt der Prozessor 12 die Farbdaten um, die entweder vom Farbdetektor 14 oder aus dem Farbdatenspeicher 16 erhalten werden, um die L+a+b+-Farbdaten zu erzeugen, und speichert die resultierenden L+a+b+-Farbdaten in einem L+a+b+-Speicher 28, wie durch Linie 30 angezeigt.
  • Der Ausdruck „Weißreferenzvektor" bezieht sich auf den Vektor, der durch die Farbwerte XN, YN, ZN definiert wird, die für eine Referenz erhalten werden, die mit dem farbbildgebenden System verbunden ist. Im CIELAB-Farbraum ist der Weißreferenzvektor fest und weist die Farbwerte XN, YN, ZN für einen perfekt diffusen weißen Reflektor auf. Im ICPF-LAB-Farbraum, der durch das International Color Consortium im Abschnitt 2.5 des International Color Profile Format (ICPF) Vorschlag Nr. ISO/TC 130/WG2 N, 10. Juni 1994 beschrieben wird, ist der Weißreferenzvektor fest und weist „Medienweiß"-Farbwerte Xmw, Ymw, Zmw für eine Bildgebungsbasis auf, die mit dem besonderen farbbildgebenden System verbunden ist. Bei einem Farbdrucksystem zum Beispiel ist die Bildgebungsbasis das Drucksubstrat, auf das Färbemittel aufgetragen werden, um ein Bild zu bilden. Bei einem Farbanzeige- oder Farbprojektionssystem, ist die Bildgebungsbasis der Weißpunkt, der durch die Anzeige oder das Projektionssystem erzeugt wird.
  • Im HUNT-LAB-Farbraum, der durch R.W.G. Hunt, in „Revised colour-appearance model for related and unrelated colours", Color Research and Application, Band 16, 1991, Seiten 146-165, beschrieben wird, ist der Weißreferenzvektor auch fest. Im RLAB-Farbraum, der durch Fairchild und Berns, in „Image Color-Appearance Specification Through Extension of CIELAB", Color Research and Application, Band 18, Nummer 3, Juni 1993, Seiten 178–190 beschrieben wird, ist der Weißreferenzvektor fest und wird durch (pL/Ln) , (pM/Mn) , (ps/Sn) repräsentiert, wobei Ln, Mn und Sn Farbwerte mit „langer, mittlerer- und kurzer Wellenlänge" für Medienweiß sind, und pL, pM und ps Korrekturfaktoren sind, die gemäß der Abweichung des Medienweiß vom wahren Weiß berechnet werden.
  • Anders als die vorgeschlagenen L*a*b*-Farbräume, die oben erläutert werden, ist der Weißreferenzvektor für den L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung nicht fest, sondern wird vielmehr während der Farbumwandlung eingestellt. Die Bildge bungsbasis des farbbildgebenden Systems beeinflußt die Berechnung der Weißreferenz, wie aus der zusätzlichen Erläuterung unten deutlich werden wird. Jedoch wird der Weißreferenzvektor während der Farbumwandlung gemäß der Intensität der ursprünglichen Farbdaten eingestellt, die umgewandelt werden. Die erfindungsgemäße Einstellung des Weißreferenzvektors beruhend auf der Farbintensität liefert eine genauere Farbcharakterisierung über den gesamten Bereich eines farbbildgebenden Systems. Insbesondere stellt die Einstellung des Weißreferenzvektors eine wesentliche Gleichmäßigkeit der Farbcharakterisierung für sowohl helle Farbschattierungen als auch intensivere Farben sicher.
  • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Funktionalität eines Systems 10 und eines Verfahrens zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Prozessor 12 kann die Farbdaten, die entweder aus dem Farbdetektor 14 oder dem Farbdatenspeicher 16 erhalten werden, unter Verwendung irgendeines der vorhandenen L*a*b*-Farbräume, wie CIELAB, RLAB usw. in zweite Farbdaten umwandeln, die einer Einstellung des Weißreferenzvektors gemäß dem L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung unterzogen werden. Der CIELAB-Farbraum wird jedoch zu Veranschauungszwecken beim Beschreiben der Funktionalität der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • Unter Bezugnahme auf 2 werden Farbdaten zuerst für ein besonderes farbbildgebendes System erhalten, indem entweder Farbdaten detektiert werden, die durch das farbbildgebende System erzeugt werden, wie durch Block 40 angezeigt, oder auf Farbdaten in einer Farbdatendatei zugegriffen wird, wie durch Block 42 angezeigt. Die resultierenden Farbdaten, die durch Block 44 angezeigt werden, weisen eine Anordnung von CIE-XYZ-Daten [(Xb, Yb, Zb) ... (Xk, Yk, Zk) ] auf. In der durch Block 44 angezeigten Anordnung repräsentiert der Vektor (Xb, Yb, Zb) die Farbdaten, die für die Bildgebungsbasis erhalten werden, die mit dem farbbildgebenden System verbunden ist. Folglich repräsentiert der Vektor (Xb, Yb, Zb) entweder die Farbe eines bildgebenden Substrats oder den Weißpunkt, der durch eine Farbanzeige oder ein Farbprojektionssystem erzeugt wird. Der Vektor (Xk, Yk, Zk) repräsentiert die Farbdaten, die für eine maximale Farbausgabe erhalten werden, die durch das farbbildgebende System erzeugt wird. Genauer gesagt ist der Wert von Xk durch den Wert von X gegeben, der MAX(ABS(X – Xb)) für alle Werte von X erfüllt, die für alle möglichen Farben gemessen wird, die durch das System abgebildet werden, wobei ABS den Absolutwert des Differenzwertes in Klammern wiedergibt, und MAX den maximalen Differenzwert für alle Werte von X relativ zu Xb zurückgibt. Die Werte von Yk und Zk können entsprechend definiert werden. Die durch Block 44 angezeigte Anordnung wird außerdem eine Anzahl von Zwischenvektoren aufweisen, die über den Bereich des farbbildgebenden Systems verteilt sind.
  • In 2 gibt Block 46 den Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für das farbbildgebende System an. Im CIELAB-Farbraum würde der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für gewöhnlich die Farbdaten repräsentieren, die für einen perfekt diffusen, weißen Reflektor erhalten werden. Im L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung wird der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) als eine Funktion des Bildgebungsbasisvektors (Xb, Yb, Zb) berechnet und wird gemäß dem besonderen Farbdaten eingestellt, die umgewandelt werden, wie durch Block 48 der 2 angezeigt. Insbesondere wird der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für jeden Satz Farbdaten, der in Block 44 gezeigt wird, gemäß der Intensität der Farbdaten eingestellt. Die Einstellung des Weißreferenzvektors (Xn, Yn, Zn) führt zu einem neuen Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn'), wie durch Block 50 angezeigt. Der neue Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn') wird dann zur Umwandlung des Satzes der Farbdaten verwendet. Insbesondere wird, wie durch Block 52 angezeigt, der neue Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn') als die Basis zur Umwandlung des Satzes Farbdaten in modifizierte L*a*b*-Farbdaten verwendet. Die modifizierte L*a*b*-Farbdaten werden in Block 54 der 2 als L+a+b+-Farbdaten bezeichnet.
  • Erfindungsgemäß kann der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) so eingestellt werden, daß er den neuen Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn') gemäß den folgenden Gleichungen bildet: Xn' = Xb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Xn * SAT(X,Y,Z) [4] Yn' = Yb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Yn * SAT(X,Y,Z) [5] Zn' = Zb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Zn * SAT(X,Y,Z) [6]wobei: SAT(X,Y,Z) = MAX((X–Xn)/(Xk–Xn), (Y–Yn)/(Yk–Yn), (Z–Zn)/( Zk–Zn)), [7]wobei Xb, Yb, Zb Farbwerte sind, die für eine Bildgebungsbasis erhalten werden, die mit dem farbbildgebenden System verbunden ist, und wobei Xk, Yk, Zk Farbwerte von maximalen Intensitätswerten für XYZ im farbbildgebenden System sind. Der „MAX"-Operator in Gleichung [7] gibt den Maximalwert der Parameter zurück, die in Klammern eingeschlossen sind, z.B. (X-Xn)/( Xk–Xn).
  • Zur Farbcharakterisierung kann der eingestellte Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn') auf die CIELAB-Gleichungen wie folgt angewendet werden: L* = 116 (Y/Yn')1/3 – 16 [8] a* = 500 [(X/Xn')1/3 – (Y/Yn')1/3] [9] b* = 500 [(Y/Yn')1/3 – (Z/Zn')1/3] [10]
  • Die Anwendung der Gleichungen [8]–[10] auf die Farbdaten, die für das farbbildgebende System erhalten werden, in Kombination mit der Einstellung des Weißreferenzvektors (Xn', Yn', Zn'), wie in den Gleichungen [4]–[7], erzeugt einen Satz von Farbdaten im L+a+b+-Raum, der die Farbantwort des farbbildgebenden Systems charakterisiert. In der Praxis können die Werte Xk, Yk, Zk in den Gleichungen [4]–[7] im allgemeinen der Einfachheit halber auf null gesetzt werden, da die Werte von XYZ in den intensivsten Farben sehr klein werden, z.B. maximal schwarz. Nach dem Umwandeln der Farbdaten unter Verwendung des L+a+b+-Farbraums kann eine herkömmliche mehrdimensionale Interpolation durchgeführt werden, um eine vollständigere Charakterisierung des farbbildgebenden Systems zu erzeugen.
  • Die Anwendung der obigen Gleichungen [4]–[7], um den eingestellten Weißreferenzvektor (Xn', Yn', Zn') erfindungsgemäß herzustellen, beruht auf den folgenden Annahmen über die farbbildgebenden Systeme, die charakterisiert werden. Erstens wird angenommen, daß die Weißreferenzvektoren (Xn, Yn, Zn) der beiden unterschiedlichen farbbildgebenden Systeme unterschiedlich sein können, selbst wenn die Lichtquelle dieselbe ist. Bei Farbdrucksystemen zum Beispiel werden sich die Weißreferenzvektoren für Bilder unterscheiden, die auf unterschiedlich gefärbten Drucksubstraten unter denselben Betrachtungsbedingungen beobachtet werden. Entsprechend können sich die Weißreferenzvektoren infolge unterschiedlicher Weißpunkte unterscheiden, die durch unterschiedliche Farbanzeigen oder Farbprojektionssystemen erzeugt werden. Zweitens wird angenommen, daß die erzielbaren Farben der farbbildgebenden Zielsystems, das angepaßt werden soll, im allgemein innerhalb des Farbtonumfangs des Systems liegen, das transformiert werden soll, um es anzupassen, selbst wenn die Weißreferenzen nicht dieselben sind. Wenn folglich die Drucksubstrate oder Anzei gen, auf denen die beiden Bilder gebildet werden, sich um 6 delta E gemäß der 1976 CIE Definition unterscheiden, kann es häufig der Fall sein, daß die intensiveren Farben noch an 1 delta E angepaßt werden können.
  • Wenn drittens die ersten und zweiten Annahmen oben korrekt sind, dann muß eine „partielle chromatische Adaptation" neu interpretiert werden, daß sie bedeutet, daß eine Von-Kries-Skalierung, wie sie im ICPF-LAB-Farbraum verwendet wird, in den helleren Farbschattierungen passend ist, jedoch nicht in den intensiveren Bereichen. Folglich können sich unabhängig davon, ob man CIELAB, ICPF-LAB, HUNT LAB, RLAB oder irgendeinen anderen Farbraum verwendet, die Weißreferenzvektoren für zwei unterschiedliche bildgebende Systeme in den weniger intensiven Farben, d.h. nahe der Weißreferenz der Bildgebungsbasis, oder „Medienweiß" unterscheiden, sollten jedoch konvergieren, so daß sie in den intensiveren Bereichen des Farbraums im wesentlichen dieselben sind. Selbst wenn sich die Medien unterschieden, wie eine Anzeige und eine Papierfestkopie, sollten im wesentlichen dieselben Werte für die Weißreferenzvektoren für die beiden Systeme für hoch intensive Farben verwendet werden. Der L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung ist dazu konstruiert, eine Umwandlung des Weißreferenzvektors in den intensiveren Bereichen zu bewirken, wie aus den Gleichungen [4]–[6] oben deutlich wird.
  • Gleichungen, die ähnlich zu den obigen Gleichungen [4]– [7] sind, können für andere L*a*b*-Farbräume verwendet werden. Zum Beispiel können die RLAB-Farbraumgleichungen durch Einstellen des Weißreferenzvektors (Ln, Mn, Sn) gemäß der Farbdatenintensität wie folgt modifiziert werden: Ln = Lb(1 – SAT(L,M,S)) + Ln * SAT(L,M,S) [11] Mn = Mb(1 – SAT(L,M,S)) + Mn * SAT(L,M,S) [12] Sn = Sb(1 – SAT(L,M,S)) + Sn * SAT(L,M,S), [13] wobei SAT(L,M,S) = MAX((L–Ln)/(Lk–Ln), (M–Mn)/(Mk–Mn), (S–Sn)/(Sk–Sn)) [14]
  • Der Einfachheit halber ist jede der obigen SAT()-Gleichungen [7] und [13] als eine lineare Funktion repräsentiert worden. Es können jedoch komplexere Funktionen wünschenswert sein, um verbesserte visuelle Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel kann der Weißreferenzvektor unter Verwendung der folgenden SAT()-Funktion eingestellt werden: SAT(X,Y,Z) -> F(SAT(X,Y,Z)) [15]wobei die Funktion F() ein Polynom n-ter Ordnung der Form: F(x) = a0 + a1x + a2x2 + ... anxn [16]ist. Alternativ könnte der Weißreferenzvektor unter Verwendung einer SAT()-Funktion wie folgt eingestellt werden: SAT(X,Y,Z) -> F(L*, C*) [17]wobei L* und C* für Pegel der Helligkeit bzw. Buntheit kennzeichnend sind und auf Potenzen von 1/γ und Unterschieden der Potenzen von 1/γ beruhen, wobei 3 < γ < 4,5 abhängig von den Umgebungsbedingungen ist, die gemäß dem HUNT LAB-Farbraum bestimmt werden.
  • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Systems 32 zum Durchführen einer Farbtransformation gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 32 entspricht im wesentlichen dem System 10 der 1. Zum Beispiel weist das System 32 einen Prozessor 12, einen Farbdetektor 14 und einen Farbdatenspeicher 16 auf. Die Funktionalität des Systems 32 entspricht ebenfalls im wesentlichen jener das Systems 10 der 1. Jedoch charakterisiert das System 32 zwei oder mehrere unterschiedliche farbbildgebende Systeme und berechnet eine Abbildung zwischen den farbbildgebenden Systemen beruhend auf den Charakterisierungen. Die Abbildung kann verwendet werden, um eine Farbtransformationsta belle 34 zu berechnen, wie durch die Linie 36 angezeigt wird. Die Farbtransformationstabelle 34 kann dann verwendet werden, um eine Farbantwort auf ein farbbildgebendes System zu erzeugen, die visuell zur Farbantwort auf dem anderen, farbbildgebenden „Ziel"-System paßt.
  • Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Farbdetektor 14 eingerichtet, Farbdaten zu erhalten, die die Ausgabe der beiden oder mehreren farbbildgebenden Systeme repräsentieren. Wie in 3 gezeigt, kann zum Beispiel der Farbdetektor 14 eingerichtet sein, Farbdaten von Farbteilflächen 18, die durch ein erstes farbbildgebendes System auf einem ersten Drucksubstrat 20 gebildet werden, und Farbteilflächen zu detektieren, die durch ein zweites farbbildgebendes System auf einem zweiten Drucksubstrat 38 gebildet werden. Bei unterschiedlichen Farbmonitoranzeigen kann der Farbdetektor 14 eingerichtet sein, Farbwerte zu messen, die auf Leuchtstoffschirmen oder Flüssigkristallmatrizen erzeugt werden, die mit den Anzeigen verbunden sind. Entsprechend kann der Farbdetektor 14 verwendet werden, um Farbwerte zu messen, die durch andere Projektionssysteme erzeugt werden. Die Farbdaten für die unterschiedlichen farbbildgebenden Systeme können alternativ erhalten werden, indem auf Farbdatendateien zugegriffen wird, die im Farbdatenspeicher 16 gespeichert sind.
  • Wie in der ersten Ausführungsform repräsentieren die Farbdaten, die entweder vom Farbdetektor 14 oder vom Farbdatenspeicher 16 erhalten werden, vorzugsweise CIE-XYZ-Farbwerte für jede einer Vielfalt von Farbausgaben, die durch die unterschiedlichen farbbildgebenden Systeme erzeugt werden. Um eine Farbtransformation erfindungsgemäß durchzuführen, wandelt der Prozessor 12 die Farbdaten, die für jedes der unterschiedlichen farbbildgebenden Systeme erhalten wer den, unter Verwendung des L+a+b+-Farbraums der vorliegenden Erfindung um, in dem der Weißreferenzvektor während der Umwandlung eingestellt wird. Insbesondere wandelt der Prozessor 12 erste Farbdaten um, die für ein erstes farbbildgebendes System erhalten werden, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist, der gemäß Intensitäten der ersten Farbdaten eingestellt wird, und wandelt zweite Farbdaten um, die für ein zweites farbbildgebendes System erhalten werden, wobei ein Farbraum verwendet wird, der gemäß Intensitäten der zweiten Farbdaten eingestellt wird. Wie in der ersten Ausführungsform erzeugt die Einstellung des Weißreferenzvektors während der Umwandlung der ersten Farbdaten und der zweiten Farbdaten modifizierte L*a*b*-Farbräume für die jeweiligen Daten, die hierin als L+a+b+-Farbräume bezeichnet werden.
  • 4 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Funktionalität des Systems 32 und eines Verfahrens zum Durchführen einer Farbtransformation gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 4 gezeigt, werden Farbdaten für ein erstes farbbildgebendes System, wie durch Block 56 angezeigt, und für ein zweites farbbildgebendes System erhalten, wie durch Block 58 angezeigt. Die resultierenden Farbdaten für das erste farbbildgebende System weisen eine Anordnung von CIE-XYZ-Daten [(Xb1, Yb1, Zb1) ... (Xk1, Yk1, Zk1) ] auf, wohingegen die Farbdaten für das zweite farbbildgebende System eine Anordnung von CIE-XYZ-Farbdaten [(Xb2, Yb2, Zb2) ... (Xk2, Yk2, Zk2)] aufweisen. Wie in der ersten Ausführungsform repräsentiert der Vektor (Xb1, Yb1, Zb1) die Farbdaten, die für die Bildgebungsbasis erhalten werden, die mit dem ersten farbbildgebenden System verbunden ist, und der Vektor (Xb2, Yb2, Zb2) repräsentiert die Farbdaten, die für die Bildgebungsbasis erhalten werden, die mit dem zweiten farbbildgebenden System verbunden sind. Entsprechend repräsentiert der Vektor (Xk1, Yk1, Zk1) die Farbdaten, die für eine Farbe mit maximaler Intensität erhalten werden, die durch das erste farbbildgebende System erzeugt wird, und der Vektor (Xk2, Yk2, Zk2) repräsentiert die Farbdaten, die für eine Farbe mit maximaler Intensität erhalten werden, die durch das zweite farbbildgebende System erzeugt wird. Wieder ist der Wert von Xk1 durch den Wert von X1 gegeben, der MAX(ABS(X1 – Xb)) für alle Werte von X1 erfüllt, die für alle möglichen Farben gemessen werden, die durch das System abgebildet werden, wobei ABS den Absolutwert des Differenzwerts in Klammern zurückgibt, und MAX den maximalen Differenzwert für alle Werte von X1 relativ zu Xb zurückgibt. Werte von Yk1, Zk1, Xk2, Yk2 und Zk2 können entsprechend definiert werden.
  • In 4 gibt Block 60 den Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für jedes der farbbildgebenden Systeme an. Im L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung wird der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für jedes farbbildgebende System als eine Funktion des Bildgebungsbasisvektors (Xb, Yb, Zb) für das jeweilige farbbildgebende System berechnet, und wird gemäß den besonderen Farbdaten eingestellt, die charakterisiert werden, wie durch Block 62 der 4 angezeigt. Insbesondere wird der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für das erste farbbildgebende System gemäß der Intensität der Farbdaten eingestellt, die in Block 56 angezeigt werden, wohingegen der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) für das zweite farbbildgebenden System gemäß der Intensität der Farbdaten eingestellt wird, die in Block 58 angezeigt werden. Die Einstellung des Weißreferenzvektors (Xn, Yn, Zn) für jedes farbbildgebende System führt zu neuen Weißreferenzvektoren (Xn1', Yn1', Zn1') und (Xn2', Yn2', Zn2'), die durch die Blöcke 64 bzw. 66 angezeigt werden. Die neuen Weißreferenzvektoren (Xn1', Yn1', Zn1') und (Xn2', Yn2', Zn2') werden zur Charakterisierung der Farbdaten für jedes farbbildgebende System durch die Umwandlung unter Verwendung des L+a+b+-Farbraums verwendet, wie durch Block 68 angezeigt. Die Umwandlung führt zu neuen L+a+b+-Farbdaten für jedes der farbbildgebenden Systeme, wie durch die Blöcke 70 bzw. 72 angezeigt.
  • Wie in der ersten Ausführungsform kann der Weißreferenzvektor (Xn, Yn, Zn) gemäß den obigen Gleichungen [4]–[17] während der Umwandlung eingestellt werden, um die neuen Weißreferenzvektoren (Xn1', Yn1', Zn1') und ((Xn2', Yn2',Zn2') zu bilden. Nachdem die L+a+b+-Farbraumdaten erzeugt worden sind, wird eine mehrdimensionale Interpolation durchgeführt, um die Charakterisierung jedes der unterschiedlichen farbbildgebenden Systeme zu vollenden. Wie durch Block 74 angezeigt, berechnet der Prozessor 12 eine Abbildung zwischen den beiden unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen beruhend auf den interpolierten L+a+b+-Daten. Bei unterschiedlichen Farbdrucksystemen kann die Abbildung zum Beispiel die Form von CMYK -> C'M'Y'K' annehmen. Der Prozessor 12 kann eine Farbtransformationstabelle erzeugen, wie durch Block 76 angezeigt, die durch die berechnete Abbildung für jede mehrerer Farbintensitätsstufen definiert ist. Die Farbtransformationstabelle kann verwendet werden, um die Ausgabe des ersten farbbildgebenden Systems an die Ausgabe des zweiten farbbildgebenden Systems anzupassen.
  • Das folgende nicht einschränkende Beispiel wird bereitgestellt, um ein System und Verfahren zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems, ebenso wie ein System und ein Verfahren zum Durchführen einer Farbtransformation gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter zu veranschaulichen.
  • Beispiel
  • Es wurde ein erstes 6x6x6x6-Raster von Farbteilflächen durch ein 3M-RainbowTM-Tischfarbandrucksystem erzeugt. Ein zweites 6x6x6x6 Raster von Farbteilflächen wurde unter Verwendung eines kommerziellen 3M-MatchprintTM-III-Farbandrucksystems erzeugt. Die Raster wurden durch ein Spektrophotometer gemessen und die resultierenden Daten in einer Farbdatendatei gespeichert. Die Raster wurde als eine Matrix mit zunehmenden Werten von CMYK geordnet. In der Matrix wurden alle Permutationen von sechs Graustufen erzeugt.
  • Spektraldaten, die aus jeder Teilfläche erhalten wurden, wurden in den CIE-XYZ-Farbraum umgewandelt, wobei ein 2°-Standardbeobachter und eine D50-Lichtquelle verwendet wurden. An diesem Punkt würde der CIELAB-Farbraum die Verwendung der obigen Gleichungen [1],[2] und [3] vorschreiben, um die XYZ-Farbwerte in den L*a*b*-Farbraum umzuwandeln. Der RLAB-Farbraum würde die CIE-XYZ-Werte in LRaRbR unter Verwendung mehrerer Zwischenmatrixmultiplikationen umwandeln.
  • Stattdessen wurde der L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, durch die Anwendung der Gleichungen [4]–[10] auf die CIE-XYZ-Farbdaten verwendet. Folglich wurden die Werte von XYZ in den CIELAB-Gleichungen [1]– [3] durch Xn'Yn'Zn' ersetzt, die in den Gleichungen [4]–[7] definiert werden. Der neue L+a+b+-Farbraum wurde dann verwendet, um die Werte von L*a*b* für das erste und zweite Raster zu berechnen, die durch das 3M-RainbowTM bzw. das 3M-MatchprintTM-Andrucksystem erzeugt werden.
  • Es wurde eine mehrdimensionale Interpolation verwendet, um ein Farbprofil für jedes der beiden Andrucksysteme zu erzeugen, und es wurde eine CMYK -> C'M'Y'K'-Abbildung mit dem 3M-MatchprintTM-System als das Ziel durchgeführt. Ein Beispiel einer geeigneten Abbildungstechnik wird in Stone u.a. „Color Gamut Mapping and the Printing of Digital Color Images", ACM Transcripts on Graphics, Band 7, Nummer 4, Oktober 1988, Seiten 249–292 beschrieben. Nachdem geringfügige manuelle Einstellungen an der resultierenden Farbtransformation vorgenommen wurden, um Abweichungen infolge von Meßrauschen, Gleichmäßigkeitsabweichung usw. zu minimieren, wurde eine gute visuelle Übereinstimmung erzielt.
  • 5 ist eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten eines 3M-RainbowTM-Farbandrucksystems und eines Ziel-3M-MatchprintTM-Farbandrucksystems nach der Anwendung einer mit dem L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung erzeugten Farbtransformationstabelle auf das 3M-RainbowTM-Farbandrucksystem vergleicht. In 5 gibt Bezugsziffer 78 die Farbantwort des Ziel-3M-MatchprintTM-Systems an, wohingegen Bezugsziffer 80 die Farbantwort des 3M-RainbowTM-Systems abhängig von der Farbtransformation angibt. Wie in der graphischen Darstellung gezeigt, lieferte die Farbtransformation gute sichtbare Ergebnisse. Die verbleibenden Abweichungen, die in 5 gesehen werden können, sind auf Abweichungen bei der Abbildung zurückzuführen, die leicht durch die Anwendung von weiterentwickelten Softwarewerkzeugen beseitigt werden können. Nichtsdestoweniger war die Farbqualität mit der Qualität von Farbtransformationen vergleichbar, die vorher nur mit der Hilfe mühsamer empirischer Einstellungen erzielt wurden.
  • 6 ist eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten eines 3M-RainbowTM-Farbandrucksystems und eines Ziel-3M-MatchprintTM-Farbandrucksystems nach der Anwendung einer unter Verwendung eines herkömmlichen CIELAB-Farbraums erzeugten Farbtransformationstabelle auf das 3M-RainbowTM-Farbbandrucksystem vergleicht. 6 zeigt dieselben spektralen Daten wie die in 5 gezeigten für das 3M- RainbowTM- und 3M-MatchprintTM-Andrucksystem die unter Verwendung des CIELAB-Farbraums dargestellt werden. In 6 gibt Bezugsziffer 82 die Farbantwort des 3M-MatchprintTM-Systems an, wohingegen Bezugsziffer 84 die Farbantwort des 3M-RainbowTM-Systems angibt.
  • 6 enthüllt beträchtliche Unterschiede der Farbantwort für die beiden Systeme. Die Unterschiede sind auf die Unfähigkeit des CIELAB-Farbraums zurückzuführen, eine Gleichmäßigkeit über den Farbbereich aufrechtzuerhalten, wenn sich die Farben der Bildgebungsbasen, die mit den beiden Systemen verbunden sind, beträchtlich unterscheiden. Zum Beispiel zeigt 6 eine beträchtliche Verschiebung zu blau in den Daten, die für das 3M-RainbowTM-System erhalten werden. Die Verschiebung ist auf den blauen Farbton des Drucksubstrats zurückzuführen, das im 3M-RainbowTM-System verwendet wird. Jedoch muß die Farbe des Drucksubstrats für den Weißreferenzvektor im CIELAB-Farbraum verwendet werden. Daher muß sich die Abbildungsprozedur nun bemühen, die Blauverschiebung zu „reparieren", indem beruhend auf empirischen Beobachtungen beträchtliche Mengen Gelb hinzugefügt werden.
  • 7 ist eine graphische Farbraumdarstellung, die relative Farbantworten eines 3M-RainbowTM-Farbandrucksystems und eines Ziel-3M-MatchprintTM-Farbandrucksystems nach der Anwendung einer unter Verwendung des ICPF-LAB-Farbraums erzeugten Farbtransformationstabelle auf das 3M-RainbowTM-Farbandrucksystem vergleicht. In 7 repräsentiert Bezugsziffer 86 die Farbantwort des Ziel-3M-MatchprintTM-Systems, wohingegen die Bezugsziffer 88 die Farbantwort der 3M-RainbowTM-Systems repräsentiert. Wie in 7 gezeigt, zeigen die Farben nahe dem Ursprung ähnliche Werte zwischen den beiden Systemen. Jedoch sind Farben, die sich aus dem Ursprung erstrecken, beträchtlich gelbverschoben. Die Verschiebung ist auf eine Ver schiebung im gesamten Farbraum zu Gelb zurückzuführen, um die Bezugnahme aller Farben auf den Weißreferenzvektor der Bildgebungsbasis auszugleichen, der blauverschoben ist.
  • Eine Analyse des Durchschnitts der Abweichungen zwischen dem 3M-RainbowTM- und dem 3M-MatchprintTM-Andrucksystem mit den oben beschrieben unterschiedlichen Farbräumen enthüllt einen systematischen Unterschied bei der Verwendung des L+a+b+-Farbraums der vorliegenden Erfindung, eine beträchtliche Blauverschiebung bei der Verwendung von CIELAB und eine beträchtliche Gelbverschiebung bei der Verwendung des ICPF-Farbraum.
  • Der Durchschnitt der Abweichungen zwischen dem 3M-RainbowTM- und dem 3M-MatchprintTM-Andrucksystem, die den L+a+b+-Farbraum der vorliegenden Erfindung verwendeten, betrug:
  • Figure 00270001
  • Der Durchschnitt der Abweichungen zwischen dem 3M-RainbowTM- und dem 3M-MatchprintTM-Andrucksystem, die den CIELAB-Farbraum verwendeten, betrug:
    Figure 00270002
  • Der Durchschnitt der Abweichungen zwischen dem 3M-RainbowTM- und dem 3M-MatchprintTM-Andrucksystem, die den ICPF-Farbraum verwendeten, betrug:
  • Figure 00270003
  • Wie oben angegeben, gibt es eine beträchtliche Verschiebung zu blau oder gelb in den Lichterbereichen oder Bereichen mit hoher Intensität, wenn die CIELAB- und ICPF-Farbräume verwendet werden, wenn zwei Bilder verglichen werden, die bezüglich der Gesamtfarbe angepaßt erscheinen. Es gibt jedoch eine minimale Verschiebung, wenn der L+a+b+-Farbraum der vor liegenden Erfindung verwendet wird. Ein System und ein Verfahren, das den L+a+b+-Farbraum einsetzt, ist daher zum Durchführen von Farbtransformationen zwischen unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen und insbesondere zwischen unterschiedlichen farbbildgebenden Systemen sehr effektiv, die unterschiedlichen Bildgebungsbasen oder Weißpunkte aufweisen.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Charakterisieren eines farbbildgebenden Systems, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erhalten erster Farbdaten, die Farbwerte repräsentieren, die durch das farbbildgebende System ausgegeben werden; Umwandeln der ersten Farbdaten in zweite Farbdaten, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist; Einstellen von Farbwerten des Weißreferenzvektors während der Umwandlung der ersten Farbdaten in die zweiten Farbdaten gemäß Intensitäten der Farbwerte, die durch die ersten Farbdaten repräsentiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist und ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der ersten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß der folgenden Gleichung: L* = 116(Y/Yn)1/3 – 16, a* = 500 [(X/Xn)1/3 – (Y/Yn)1/3] und b* = 500 [(Y/Yn)1/ 3 – (Z/Zn)1/ 3] wobei x, Y, Z Farbwerte für die ersten Farbdaten sind und Xn, Yn, Zn Weißreferenzfarbwerte für das farbbildgebende System sind; und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn, Yn, Zn gemäß Intensitäten der Farbwerte X, Y, Z, dadurch Einstellen des Weißreferenzvektors des Farbraums.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist und ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der ersten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß den folgenden Gleichungen: L* = 116(Y/Yn)1/3 – 16; a* = 500 [(X/Xn)1/3 – (Y/Yn)1/3] und b* = 500 [(Y/Yn)1/ 3 – (Z/Zn)1/3] wobei X, Y, Z Farbwerte für die ersten Farbdaten sind und Xn, Yn, Zn Weißreferenzfarbwerte für das farbbildgebende System sind; und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn, Yn, Zn gemäß den folgenden Gleichungen: Xn' = Xb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Xn * SAT(X,Y,Z), Yn' = Yb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Yn * SAT(X,Y,Z) und Zn' = Zb(1 – SAT(X,Y,Z)) + Zn * SAT(X,Y,Z), wobei: SAT(X, Y, Z)= MAX((X–Xn)/(Xk–xn), (Y–Yn) / (Yk–Yn), (Z–Zn)/(Zk–Zn)), wobei Xb, Yb, Zb Farbwerte für eine Bildgebungsbasis sind, die mit dem farbbildgebenden System verbunden ist, und wobei Xk, Yk, Zk Farbwerte von maximalen Intensitätswerten für XYZ im farbbildgebenden System sind.
  4. Verfahren zum Durchführen einer Farbtransformation, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erhalten erster Farbdaten, die Farbwerte repräsentieren, die durch ein erstes farbbildgebendes System ausgegeben werden; Erhalten zweiter Farbdaten, die Farbwerte repräsentieren, die durch ein zweites farbbildgebendes System ausgegeben werden; Umwandeln der ersten Farbdaten in dritte Farbdaten, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist; Umwandeln der zweiten Farbdaten in vierte Farbdaten, wobei ein Farbraum verwendet wird, der einen Weißreferenzvektor aufweist; Einstellen von Farbwerten des Weißreferenzvektors während der Umwandlung der ersten Farbdaten in die dritten Farbdaten gemäß Intensitäten der Farbwerte, die durch die ersten Farbdaten repräsentiert werden; Einstellen von Farbwerten des Weißreferenzvektors während der Umwandlung der zweiten Farbdaten in die vierten Farbdaten gemäß Intensitäten der Farbwerte, die durch die zweiten Farbdaten repräsentiert werden; und Abbilden der vierten Farbdaten auf die dritten Farbdaten, um Farbtransformationsdaten zu erzeugen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist, und der Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist, und wobei: der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der ersten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß der folgenden Gleichung: L* = 116 (Y1/Yn1)1/3 – 16, a* = 500 [(x1/xn1)1/3 – (Y1/Yn1)1/3], und b* = 500 [(y1/yn1)1/3 – (Z1/Zn1)1/3], wobei X1, Y1, Z1 Farbwerte für die ersten Farbdaten sind und Xn1, Yn1, Zn1 Weißreferenzfarbwerte für das erste farbbildgebende System sind, und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn1, Yn1, Zn1 gemäß Intensitäten der Farbwerte X1, Y1, Z1, dadurch Einstellen des Weißreferenzvektors des Farbraums, und der Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der zweiten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß der folgenden Gleichung: L* = 116 (Y2/Yn2)1/3 – 16, a* = 500 [(x2/xn2)1/3 – Y2/Yn2)1/3 und b* = 500 [(Y2/yn2)1/3 – Z2/Zn2)1/3, wobei X2, Y2, Z2 Farbwerte für die Zweiten Farbdaten sind, und Xn2, Yn2, Zn2 Weißreferenzfarbwerte für das zweite farbbildgebende System sind, und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn2, Yn2, Zn2 gemäß Intensitäten der Farbwerte X2, Y2, Z2, dadurch Einstellen des Weißreferenzvektors des Farbraums.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist, und der Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten den Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten in L*a*b*-Daten aufweist, und wobei: der Schritt des Umwandelns der ersten Farbdaten ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der ersten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß der folgenden Gleichung: L* = 116 ((Y1/Yn1)1/3 – 16, a* = 500 [(x1/xn1)1/3 – (Y1/Yn1)1/3 und b* = 500 [(Y1/Yn1)1/3 – (Z1/Zn1)1/3], wobei X1, Y1, Z1 Farbwerte für die ersten Farbdaten sind und Xn1, Yn1, Zn1 Weißreferenzfarbwerte für das erste farbbildgebende System sind, und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn1, Yn1, Zn1 gemäß den folgenden Gleichungen: Xn1' = Xb1(1 – SAT(X1,Y1,Z1)) + Xn1 * SAT(X1,Y1,Z1), Yn1' = Yb1(1 – SAT(X1,Y1,Z1)) + Yn1 * SAT(X1,Y1,Z1) und Zn1' = Zb1(1 – SAT(X1,Y1,Z1)) + Zn1 * SAT(X1,Y1,Z1), wobei: SAT(X1,Y1,Z1)= MAX((X1–Xn1)/(Xk1–Xn1), (Y1–Yn1)/(Yk1–Yn1), (Z1–Zn1)/( Zk1–Zn1)), wobei Xb1, Yb1, Zb1 Farbwerte für eine Bildgebungsbasis sind, die mit dem ersten farbbildgebenden System verbunden ist, und wobei Xk1, Yk1, Zk1 Farbwerte von maximalen Intensitätswerten für XYZ im ersten farbbildgebenden System sind, und der Schritt des Umwandelns der zweiten Farbdaten ferner die Schritte aufweist: Umwandeln der zweiten Farbdaten in die L*a*b*-Daten gemäß der folgenden Gleichung: L* = 116 (Y2/Yn2)1/3 – 16, a* = 500 [(x2/xn2)1/3 – (Y2/Yn2)1/3] und b* = 500 [(y2/yn2)1/3 – (Z2/Zn2)1/3] wobei X2, Y2, Z2 Farbwerte für die zweiten Farbdaten sind, und Xn2, Yn2, Zn2 Weißreferenzfarbwerte für das zweite farbbildgebende System sind, und Einstellen der Weißreferenzfarbwerte Xn2, Yn2, Zn2 gemäß den folgenden Gleichungen: Xn2' = Xb2(1 – SAT(X2,Y2,Z2)) + Xn2 * SAT(X2,Y2,Z2) Yn2' = Yb2(1 – SAT(X2,Y2,Z2)) + Yn2 * SAT(X2,Y2,Z2) und Zn2' = Zb2(1 – SAT(X2,Y2,Z2)) + Zn2 * SAT(X2,Y2,Z2) wobei: SAT(X2,Y2,Z2)= MAX((X2–Xn2)/(Xk2–Xn2), (Y2–Yn2)/(Yk2–Yn2), (Z2–Zn2)/( Zk2–Zn2)), wobei Xb2, Yb2, Zb2 Farbwerte für eine Bildgebungsbasis sind, die mit dem zweiten farbbildgebenden System verbunden ist, und wobei Xk2, Yk2, Zk2 Farbwerte von maximalen Intensitätswerten für XYZ im zweiten farbbildgebenden System sind.
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