DE69637022T2 - Farbausscheidung für die Farbsteuerung von einer Druckmaschine - Google Patents

Farbausscheidung für die Farbsteuerung von einer Druckmaschine Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Steuersysteme für eine Druckmaschine.
  • Der Durchschnitt aller Druckmaschinen umfaßt die Verwendung von vier Druckfarben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz). Diese Druckfarben werden eine nach der anderen auf das Papier gedruckt, um ein vierfarbiges Bild zu erzeugen. Der Drucker druckt auch eine Abfolge von einfarbigen Farbsteuerkontrollfeldern am Seitenrand, um die Steuerung der Farbzufuhrrate zu unterstützen. Es werden häufig Densitometer verwendet, um die Dichten von Cyan, Magenta und Gelb und die sichtbare Dichte aus diesen Bereichen zu messen. Es können Umwandlungen existieren, um diese entsprechenden Dichtewerte in Abschätzungen für die vorhandene Tinte umzuwandeln. Wenn jedoch Messungen auf einem einfarbigen Steuerkontrollfeld entnommen werden, kann die Bildqualität daraus nicht abgeleitet werden, da Unterschiede in der Tonwertzunahme beim Druck nicht zu den von einem solchen Gerät gemessenen Volltonfarbdichten beitragen. Auch andere Bildqualitätsänderungen, die durch das Druckverhalten beeinflußt werden, wie Geistereffekt, werden nicht in den aus dem Steuerkontrollfeld gemessenen Dichten erfaßt. Außerdem ist es unerwünscht, zusätzliche Steuerkontrollfelder zu verwenden, wegen des zusätzlichen Papiers, das zu deren Druck benötigt wird und der zu erfolgenden Anstrengungen, sie vom Endprodukt zu entfernen.
  • Es existieren Farbüberwachungssysteme, die den Bildbereich messen, bei dem mehrere Farben vorliegen. Diese Systeme verwenden Dreikanalsensoren, wie eine Farbkamera. Diese Systeme liefern im Allgemeinen eine Gesamtauswertung, die die Qualität der Farbanpassung zwischen Referenz- und Projektionskopie angeben. Die Anpassungsqualität wird im Allgemeinen als Differenz im Sensorraum von Rot, Grün, Blau oder Cyan, Magenta und Gelb zwischen diesen beiden Kopien dargestellt. Wenn diese Information einem Bediener bereitgestellt wird, ist eine menschliche Bewertung erforderlich, diese Information auf die Steuerung einer speziellen Farbe auf der Druckmaschine zu übertragen. Automatische Übertragungen von der Farbdifferenz zum Farbgehalt existieren noch nicht. Dies liegt daran, daß der Arbeitsbereich der Geräte auf den sichtbaren Bereich des Spektrums beschränkt ist, bei dem die schwarze Farbe und das dreifarbige Prozeßschwarz nicht voneinander unterscheidbar sind. Da die Beziehung zwischen der Farbtrennung und der gedruckten Farbmenge nicht bekannt ist, helfen Systeme dieser Art dem Bediener für die Steuerungszwecke nur wenig. Überwachungssysteme, wie diese, liefern keine geregelte Farbsteuerung.
  • Die bei der Vordruckfarbtrennung angewandte Technologie kann nicht bei der Farbsteuerung einer Druckmaschine verwendet werden. Bei einer Vordruckfarbtrennung wird das ursprüngliche Bild mit einem Dreikanalfarbsensor gescannt, der Reflektionswerte im roten, grünen und blauen Spektralbereich wiedergibt. Der Farbtrennprozeß bestimmt auch die Farbmenge an Cyan, Magenta und Gelb, die benötigt würde, dieses ursprüngliche Bild auf einer Druckmaschine wiederzugeben. Da bekannter Weise die Kombinationen dieser drei Farben idealer Weise schwarz erzeugen, substituiert ein Algorithmus im Farbtrennsystem schwarz für die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb. Dieser Prozeß wird gewöhnlich als Graukomponentenentfernung (GCR = Gray Component Removal) bezeichnet. Der Betrag jeder der drei Farben, die subtrahiert werden, wenn Schwarz hinzugefügt wird, variiert abhängig von den Unreinheiten in den Prozeßfarben. Es gibt daher viele verschiedene Kombinationen von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz, die zum Wiedergeben des Originals verwendet werden können. Die Aufgabe dieser Vordruckfarbtrennung liegt darin, eine dieser Farbkombinationen zu finden, die das ursprüngliche Bild wiedergibt. Das kann von einem Bedienerwunsch oder anderen Faktoren abhängen. Die Ausgabe des Prozesses bezieht weder die Farbmenge (sofern vorhanden) mit ein, die im ursprünglich eingescannten Bild verwendet wird, noch bezieht sie die Farbmenge mit ein, die auf das Papier unter einer tatsächlichen Druckbedienung aufgetragen worden ist.
  • Da Dreikanalsensoren Probleme bei der Bestimmung der Menge von vier Farben auf einer gedruckten Seite bereitet haben, ist ein Vierkanalsensor entworfen worden, um dieses Problem zu beheben. Das US-Patent 3,376,426 an Frommer (1968) offenbart ein Dichteüberwachungssystem, das einen Infrarotsensor zum Erfassen des Vorliegens schwarzer Farbe aufweist, und eine lineare 4×4-Subtraktiv-Unterdrückungsmatrix zum Vermindern eines sekundären Effektes, der von den Unreinheiten der Farben herrührt. Es ist von Frommer vorgeschlagen worden, daß die lineare Matrix für eine korrekte Antwort bei einem maximalen Dichtepegel eingestellt wird. Da weder die Tonwertzunahme beim Druck, die Farbannahme, noch die Beziehung zwischen dem Farbvolumen und dem Lichtreflektionsgrad in linearer Form vorliegen, liefert die Ausgabe der Unterdrückungsmatrix von Frommer weder die auf dem Papier vorhandene Tintenmenge, noch ist es dessen Absicht. Wenn eine oder mehrere farbige Tinten mit der schwarzen Tinte gemischt werden, wird die Ausgabe dieser Unterdrückungsmatrix für farbige Tinte einen großen Fehler liefern. Dieser große Fehler kann dazu führen, daß das Steuersystem Einstellungen an den Farben vornimmt, die keine Einstellung benötigen, oder Farben in die falsche Richtung bewegt, was zu einem unstabilen System führt. Aus diesem Grund kann das System von Frommer weder dazu verwendet werden, einen Druckvorgang stabil und genau zu steuern, noch die Druckmaschine basierend auf einer vorgegebenen Referenz voreinzustellen.
  • Das US-Patent 4,649,502 an Keller (1987) offenbart einen Ausblendprozeß zum Bestimmen der Oberflächendeckung für jede Farbe durch iteratives Lösen der erweiterten Neugebauer-Gleichungen. Die bei der Keller-Verarbeitung verwendeten erweiterten Neugebauer-Gleichungen sind rein stochastische Modelle, die weder die Tonwertzunahme beim Druck (von Keller als "Punktzuwachs" bezeichnet) noch die Farbannahmefaktoren für unterschiedliche Punktgrößen berücksichtigen. Daher werden die Neugebauer-Gleichungen weniger genau, insbesondere wenn die Punktgröße einer oder mehrerer Farben in der Nähe von 50% liegt, oder eine Farbe eine geringe Punktgröße hat, während die anderen drei Farben eine hohe Punktgröße haben. Daher muß der Keller-Prozeß Gewichtungsmatrixen G1 und G3 miteinschließen, um die von der Farbzunahme beim Druck bzw. den überdruckten Farben verursachten Fehler zu kompensieren. Diese beiden Kompensationsfunktionen werden jedoch lediglich für die Zuordnung niedrigerer Gewichtungsfaktoren zu Daten mit niedrigeren Konfidenzbereichen verwendet, nicht jedoch zum Eliminieren der existierenden Fehler. Daher bereitet sich der durch den Ausblendprozeß erzeugte Fehler in den Schritt zur Berechnung der Farbzufuhrrate ein, und macht den Farbeinstellprozeß weniger genau. Zudem beschreiben die Neugebauer-Gleichungen den Lichtreflektionsgrad als eine Funktion der Farbdeckwerte, die in den Neugebauer-Gleichungen unabhängige Variablen sind. Es gibt keinen einfachen Weg, die Neugebauer-Gleichungen zu invertieren, damit diese Farbdeckwerte, die wir kennen möchten, explizit als abhängige Variablen beschrieben werden können. Um diese Oberflächendeckwerte zu finden, muß ein langer und komplizierter iterativer Prozeß angewandt werden, um diese nicht-linearen simultanen Gleichungen mehrerer Variablen zu lösen. Dieser Prozeß ist äußerst zeitaufwendig und muß für eine große Anzahl an Meßelementen durchgeführt werden. Dieser Prozeß ist auch risikobehaftet, da die Koeffizientenmatrizen für bestimmte Reflexionsgradkombinationen singulär oder schlecht konditioniert sein können, was zu sehr schlechten oder überhaupt keinen Lösungen führen kann.
  • Um die Farbe der aktuell gedruckten Kopien auf der Druckmaschine so einzustellen, daß sie im wesentlichen wie die Referenz aussieht, sollte Information über den Farbgehalt der Referenz und über den der aktuell gedruckten Kopie bekannt sein. Es können dann Einstellungen der Farbzufuhrrate basierend auf dieser Differenz vorgenommen werden. Ein Farbtrennprozeß kann diese vorliegenden Sendedaten aufnehmen, wenn ein Bereich mit mehreren Farben betrachtet wird, und ihn in den aktuellen Farbgehalt auf der Seite umwandeln.
  • Die EP-A-0 658 428, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt, offenbart ein Farbtrenngerät-/Verfahren, das Mittel zum Erfassen von reflektiertem Licht im Rot-, Grün-, Blau- und Nahinfrarotspektralbereich und Mittel zum Definieren einer Übertragungsfunktion, die einen Satz gemessener Reflektionswerte in einen Satz an Zyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Punktgrößenwerte abbildet.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Farbtrennvorgangs, der die Menge jeder auf einem Vierfarbendruck vorhandenen Prozeßfarbe genau angibt, so daß die Farbzufuhrrate an eine Druckmaschine genau eingestellt werden kann, ohne daß ein gedrucktes Farbsteuerkontrollfeld benötigt wird.
  • Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 3.
  • Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Farbtrennprozesses, der explizit die Menge jeder auf einem Vordruck vorhandenen Prozeßfarbe angibt, ohne daß nicht-lineare simultane Gleichungen mehrerer Variablen gelöst werden müssen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung eines Farbtrennprozesses, der einen Satz Polynome mit mehreren Variablen verwendet, bei dem mehrere Terme vorberechnet sind, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Farbtrennprozesses, der genügend auf die Farbwiedergabe bezogene Faktoren enthält, um die aktuelle Farbverteilung auf einem Vordruck genau anzugeben, ohne daß zusätzliche komplizierte Gewichtungskompensationen benötigt werden.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Farbtrennprozesses, der den sekundären Effekt beseitigt, der von Unreinheiten der Druckfarben herrührt, und die Menge jeder Farbe auf einem Vordruck genau angibt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Entwickeln eines Satzes empirischer Farbtrennformeln bereitzustellen, basierend auf den aktuellen Druckeigenschaften, die von einem Farbtestvordruck wiedergegeben werden.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist Bereitstellung eines Farbtestvordruckes, der leicht zu drucken und weniger empfindlich gegenüber Tintenmangel ist.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß die Verteilung jeder der Prozeßfarben über einer gedruckten Kopie bestimmt werden kann, indem diese gedruckte Kopie zuerst in eine Vielzahl kleiner Bereiche aufgeteilt wird, dann die Lichtreflektion von jedem dieser Bereiche gemessen wird und letztendlich der Farbtrennprozeß für jeden der kleinen Bereiche angewandt wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren bereitzustellen, das die Menge jeder auf einer Referenzkopie vorhandenen Farbe bestimmt.
  • Noch ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung liegt darin, ein Verfahren bereitzustellen, das eine Druckmaschine basierend auf einer Referenzkopie voreinstellt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren bereitzustellen, das die Menge jeder auf einer Produktionskopie vorhandenen Farbe bestimmt.
  • Ein noch weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Farbzufuhrrateneinstellung basierend auf einem Farbvolumenverhältnis zwischen der Produktions- und der Referenzkopie bereitzustellen.
  • Weitere Merkmale werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung und aus den angehängten Ansprüchen deutlich.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In der Zeichnung:
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für eine Druckmaschine der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische Ansicht des Systems aus 1;
  • 3 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems aus 1;
  • 4 ist eine schematische Ansicht einer Kamera oder Sensors für das Steuersystem der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Kamera oder Sensors für das Steuersystem der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kamera oder Sensors für das Steuersystem der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Diagramm, das den normalisierten Prozentanteil der IR-Reflektion gegenüber der prozentualen Punktflächen auf einer gedruckten Bahn darstellt;
  • 8 ist eine schematische Ansicht eines Spektrums elektromagnetischer Wellen einschließlich des sichtbaren Spektrums und des Infrarotspektrums;
  • 9 ist eine schematische Ansicht eines Satzes an Elementen für einen Sensorraum und einen Farbraum;
  • 10 ist ein Blockdiagramm des Sensorraums und Farbraums in Verbindung mit dem Steuersystem der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems zum Einstellen der Druckmaschine;
  • 12 ist eine schematische Ansicht einer Produktionskopie, die bzgl. einer Referenzkopie versetzt ist; und
  • 13 eine graphische Darstellung eines Farbtestvordruckes mit Farbfeldern, die auf zufällige Weise angeordnet sind.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein im Allgemeinen mit 10 bezeichnetes Steuersystem für eine Druckmaschine 11 der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • Das Steuersystem 10 weist einen Vierkanalsensor 21, einen Datenwandler 23 zum Verarbeiten von Information vom Sensor 21 und ein Gerät 25 zum Steuern der Farbzufuhrrate für die Druckmaschine 11 auf. Wie nachstehend ersichtlich wird, erfaßt der Vierkanalsensor 21 die von einer Papieroberfläche, wie der Papierbahn für die Druckmaschine 11, reflektierte Energie sowohl im sichtbaren als auch Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Wie in 8 gezeigt, haben die elektromagnetischen Wellen im Infrarotbereich eine längere Wellenlänge als im sichtbaren Bereich, wobei die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen im Bereich des sichtbaren Lichtes ungefähr 400 bis 700 Nanometer (nm) haben, und die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen im Infrarotbereich, einschließlich des Nahinfrarotbereiches, gleich oder größer als 800 nm sind.
  • Wie in 2 gezeigt, weist das Steuersystem 10 einen Träger 12 für das Anordnen eines Papierbogens 14 mit einem Bild oder Vermerk 16 auf dem Bogen 14 in Anordnung unterhalb eines Paares gegenüberliegender Lichter 18 und 20 zum Beleuchten des Bogens 14. Das System 10 weist eine erste Farbbildkamera oder -sensor 22 mit drei Kanälen zum Erfassen von Eigenschaften der Farben vom Bogen 14 im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, wie Rot, Grün und Blau, oder Cyan, Magenta und Gelb, und zum Senden der erfaßten Information über getrennte Leitungen oder Anschlüsse 24, 26 und 28 zu einem geeigneten digitalen Computer 30 oder zentralen Verarbeitungseinheit mit einem Direktzugriffspeicher (RAM) oder einem Festwertspeicher (ROM) auf, wobei der Computer oder die CPU 30 eine geeignete Anzeige 32 aufweist. Somit werden die drei getrennten Farbeigenschaften der Farben durch die Kamera 22 vom Bogen 14 erfaßt, und im Speicher des Computers 30 zur Speicherung und Verarbeitung im Computer 30 empfangen.
  • Das System 10 weist auch eine zweite Schwarz/Weiß-Bildkamera oder -Sensor 34 mit einem Filter 50 auf, so daß sie die Eigenschaften der Farben im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums erfaßt, die eine Wellenlänge größer als die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Bereich des Lichtes haben. Die Kamera oder Sensor 34 erfaßt somit die Infrarotinformation vom Bogen 14, und sendet die erfaßte Information über eine Leitung 36 zum Computer 30, so daß die Information über die Infrarotstrahlen im Computer 30 gespeichert und von diesem verarbeitet werden.
  • Der normalisierte Prozentualanteil der Infrarot(IR)-Reflektion gegen den Prozentualanteil der Punktfläche ist in der Graphik aus 7 gezeigt. Es ist ersichtlich, daß der Infrarotreflektionsanteil von Cyan, Magenta und gelber Farbe keine signifikante Änderung als Funktion des Prozentanteils der Punktfläche hat. Der normalisierte Infrarotreflektionsgrad der schwarzen Farbe zeigt jedoch eine signifikante Änderung als Funktion des Prozentualanteils der Punktfläche, und ändert sich von einem normalisierten Wert von 100% IR-Reflektion für eine Punktfläche von 0% bis etwa 18% IR-Reflektion entsprechend einer Punktfläche von 100%. Somit kann die schwarze Farbe leicht erfaßt und von anderen farbigen Druckfarben im Infrarotbereich der elektromagnetischen Wellen unterschieden werden.
  • Wie in 2 gezeigt, kann der Bogen 14 das gedruckte Bild oder den Vermerk 16 enthalten, der von einem aktuellen Drucklauf auf der Druckmaschine 11 erhalten wird, der als Produktions- oder aktuelle Kopie bezeichnet wird. Zusätzlich kann ein Bogen 38, der ein gedrucktes Bild oder Vermerk 40 enthält, das als Referenzkopie bezeichnet wird, aus einem vorhergehenden Referenzdrucklauf auf den Träger 12 unter den Kameras 22 und 34 angeordnet werden, um die vom Bogen 38 reflektierte Energie zu erfassen, und die erfaßte Information dem Speicher des Computer 30 zur Speicherung und Verarbeitung im Computer 30 weiterzuleiten, wie nachstehend beschrieben wird.
  • Somit können die Kamerasensoren 22 und 34 verwendet werden, sowohl die aktuelle Kopie oder den aktuellen Bogen 14 und die Referenzkopie oder den Referenzbogen 38 zu erfassen. Die von den Kameras 22 und 34 gelieferte Information wird von einem geeigneten Analog-zu-Digital-Wandler in einer Frame-Grabber-Platine auf dem Computer 30 in digitale Form umgewandelt. Somit arbeitet der Computer 30 mit digitaler Information, die in seinem Speicher gespeichert ist, entsprechend der von den Bögen 14 und 34 von den Kamerasensoren 22 und 34 erfaßten Information.
  • Bezugnehmend auf 3 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems 10 für die Druckmaschine 11 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie gezeigt, werden vier Farben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) der vierfarbigen Druckmaschine 11 zuerst voreingestellt, woraufhin ein Druck von der Druckmaschine 11 mit einer aktuellen Farbeinstellung durchgeführt wird, und somit eine Produktions- oder aktuelle gedruckte Kopie, wie gezeigt, erzeugt wird. Die Farb- und Schwarz/Weiß-Bildkameras oder Sensoren 22 und 34 aus 2 dienen als Vierkanalsensor 21, um ein Bild der aktuellen gedruckten Kopie aufzunehmen, und dann diese Information in den Speicher des Computers 30 einzugeben, nachdem sie in digitale Information umgeformt worden ist.
  • Als nächstes wird ein "Farbtrennprozeß" 23 angewandt, um die vom Vierkanalsensor 21 erfaßten Rot-, Grün-, Blau- und IR-Bilder in vier getrennte Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbbilder umzuwandeln, die die Menge an entsprechender in der direkten Kopie vorhandenen Farben darstellen. Der "Farbtrennprozeß" 23 kann mathematische Formeln, Datennachschlagetabellen oder andere geeignete Mittel zum Durchführen der Datenumwandlungsaufgabe verwenden.
  • Die gleichen Prozesse werden auch für die Referenzkopie vorgenommen. Zuerst wird der Vierkanalsensor 21 verwendet, die Rot-, Grün-, Blau- und IR-Bilder von der Referenzkopie aufzunehmen. Dann wird der "Farbtrennprozeß" 23 angewandt, die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbbilder zu erhalten, die die Menge entsprechender auf der Referenzkopie vorhandener Farben darstellen.
  • Wie gezeigt, werden die Farbbilder der Produktionskopie mit den Farbbildern der Referenzkopie vom Computer verglichen, um die Variation der Farbverteilung für sowohl Cyan, Magenta, Gelb als auch die schwarze Farbe zu erfassen.
  • Die bestimmten Differenzen in der Farbverteilung werden dann vom Computer 30 verarbeitet, um eine Angabe zum Steuern der Zonenschrauben ("keys") oder anderer Geräte der Druckmaschine 11 in einem Farbsteuerprozeß zu steuern, und somit der Druckmaschine eine Angabe einer Farbeinstellung zu liefern, um weitere Kopien zu erhalten, die eine bessere Anpassung an die Referenzkopie haben. Die Angabe der Farbänderungen kann der Druckmaschine 11 automatisch zugeführt werden, oder der Bediener kann die Angaben der Druckfarbeigenschaften verwenden, um die Druckmaschine 11 einzustellen, wie Einstellungen der Farbeingaberate unter Verwendung der Zonenschrauben.
  • In der Vergangenheit sind vier Prozeßfarben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) auf einer Druckmaschine verwendet worden, um Kopien mit einer Farbskala zu erzeugen. In diesen Systemen ist die schwarze Farbe nicht nur zum Erzeugen von Text sondern auch von farbigen Bilder verwendet worden. Unter Steuerung durch ein Bildsystem wird das gedruckte Bild einer Produktionskopie mit dem gedruckten Bild auf einer Referenzkopie, die als Probedruck bezeichnet wird, verglichen, und die Druckmaschine wird basierend auf der Differenz zwischen dem Produktionsbild und dem Referenzbild eingestellt. Innerhalb des sichtbaren Bereiches ist es jedoch nicht möglich, die schwarze Farbe vom Prozeßschwarz zuverlässig zu unterscheiden, das durch Kombination von Cyan, Magenta und gelber Farbe erhalten wird, oder ob die schwarze Farbe oder sowohl Cyan, Magenta als auch Gelb eingestellt werden sollten.
  • Der Vierkanalsensor 21 wird dazu verwendet, nicht nur Eigenschaften in den drei Kanälen des sichtbaren Bereichs zu erfassen, sondern der vierte Kanal des Sensors 21 erfaßt auch eine Eigenschaft im Infrarotbereich, um die korrekte Menge an Farben, einschließlich schwarzer Farbe zu bestimmen, um den Probedruck genau wiederzugeben. Das Druckmaschinensteuersystem verwendet den Vierkanaldetektor oder -sensor 21, um die von einer Papieroberfläche, wie den Bögen 14 und 38, oder der Papierbahn der Druckmaschine 11 reflektierte Energie zu erfassen, wobei die drei Kanäle im sichtbaren Bereich sind und ein Kanal im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums ist. Das Steuersystem 10 weist ein Gerät 23 zum Umwandeln der Ausgabe der Erfassungsgeräte 21 in einen Satz Variablen auf, die die Menge an auf dem Papier vorhandener Druckfarbe sowohl für Cyan, Magenta, Gelb als auch schwarzer Farbe darstellen, und ein Gerät 25, das auf das Umwandlungsgerät 23 anspricht, zum Einstellen der vierfarbigen Druckmaschine 11 zwecks Aufrechterhaltung der Farbkonsistenz.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Bandbreite des Infrarotkanals zwischen 800 nm und 1100 nm liegen, was ein Ausschnitt des Nahinfrarotbereichs und kompatibel mit einem normalen Siliziumdetektor ist, auch wenn die Arbeitswellenlänge des Infrarotkanals länger als 1100 nm sein kann. Es werden zumindest drei getrennte Kanäle im sichtbaren Bereich verwendet, die dem Rot, Grün und Blau (RGB), oder Cyan, Magenta und Gelb (CMY) oder anderen Farben entsprechen können. Die Bandbreite jedes Kanals im sichtbaren Bereich kann weniger als 70 nm, größer als 100 nm oder irgendein Wert dazwischen sein, wobei Kanäle mit einem Mehrfachpeak in ihren Durchlaßbanden, wie Magenta, auch eingeschlossen sind.
  • Das Sensorgerät 21 kann entweder aus einem Einzelelementdetektor, einem eindimensionalen (linearen) Detektor, einem zweidimensionalen (Flächen-)Detektor, oder einer anderen geeigneten Detektoranordnung gebildet werden, wie nachstehend ersichtlich wird. Das Sensorgerät kann durch Hinzufügen eines zusätzlichen Infrarotkanals zu existierenden Geräten aufgebaut werden, durch Hinzufügen eines Infrarotkanals zu einer RGB-Farbkamera oder einem Densitometer, oder durch Erweitern des Arbeitsbandes in den Infrarotbereich hinein, z.B. durch Zufügen von Infraroteigenschaften zu einem Spektrophotometer. Die verwendete Lichtquelle 18 und 20 erzeugt ausreichend abgestrahle Energie in sowohl dem sichtbaren Bereich als auch dem Infrarotbereich, abhängig vom Sensorarbeitsband und dessen Empfindlichkeit.
  • Alle möglichen Werte, die vom Sensorgerät 21 ausgegeben werden, können verwendet werden, einen Vektorraum zu bilden. Beispielsweise bilden alle möglichen vom Sensorgerät 21 mit Rot-, Grün-, Blau- und Infrarotkanälen ausgegebenen Werte einen vierdimensionalen Vektorraum R-G-B-IR, wobei der Vektorraum als Sensorraum S1 bezeichnet wird, und jede Ausgabe vom Sensorgerät 21 als ein Vektor im Sensorraum S1 bezeichnet wird, wobei die minimale Anzahl an von der Sensoranordnung benötigten Dimensionen gleich 4 ist. Somit wird, wie in 9 gezeigt, eine Menge S1 an Elementen e11 und e12 gegeben, wobei die Elemente e11 der Menge S1 die Vektoren V11 sind, die der Ausgabe vom Sensorgerät 21 beim Erfassen einer Produktions- oder aktuell gedruckten Kopie entsprechen, und die Elemente e12 des Satzes S1 die Vektoren V12 sind, die der Ausgabe vom Sensorgerät 21 entsprechen, das eine gedruckte Referenzkopie erfaßt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das gedruckte Bild auf einer Produktions- oder aktuellen Kopie mit dem gedruckten Bild auf einer Referenzkopie im Sensorraum verglichen werden, und falls die Differenz zwischen der direkten Kopie L.C.s und der Referenzkopie R.C.s innerhalb eines vordefinierten Toleranzpegeldeltas liegt, wenigstens für all die Kanäle im sichtbaren Bereich des Sensorraums, so daß [L.C.s – R.C.s] < Delta ist, wird per Definition festgelegt, daß die Produktions- oder aktuelle Kopie akzeptabel ist.
  • Es kann eine Menge Variablen definiert werden, die in einem vorgegebenen Bereich vorhandene Tintenmenge darzustellen. Beispielsweise kann eine Menge Variablen C, M, Y und K definiert werden, die Menge an Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz in einem gegebenen Bereich darzustellen oder eine Funktion von dieser Menge zu sein.
  • Dieser Satz Variablen kann dem Farbvolumen, der durchschnittlichen Farbfilmdicke, der Punktgröße oder anderen mit der Farbmenge in Beziehung stehenden Größen in einem gegebenen Bereich auf der Papieroberfläche entsprechen. Der von dieser Mange Variablen gebildete Vektorraum wird als Farbraum S2 bezeichnet, wobei der Farbraum S2 eine Dimension von 4 für eine vierfarbige Druckmaschine 11 hat. Somit ist, mit Bezug auf 9, eine Menge S2 an Elementen d11 und d12 gegeben, wobei die Elemente d11 der Menge S2 Vektoren vj1 sind, die den Variablen entsprechen, die der Produktions- oder aktuellen Kopie im Farbraum S2 zugehören, und die Elemente d12 der Menge S2 Vektoren Vj2 sind, die den Variablen entsprechen, die der Referenzkopie im Farbraum S2 zugehören.
  • Bezugnehmend auf 9 existiert wenigstens eine Übertragungsfunktion oder Phi-Transformation, die die Elemente d11 und d12 der Menge S2 oder den vierdimensionalen Farbraum in die Elemente e11 und e12 der Menge S1 oder den vierdimensionalen Sensorraum abbilden können, wobei die Phi-Transformation als vorwärts gerichtete Übertragungsfunktion bezeichnet wird, wie in 9 und 10 gezeigt. Es sei bemerkt, daß die Untermengen in jeder Menge S1 und S2 sich überlappen oder gleich sein können.
  • Die vorwärts gerichtete Übertragungsfunktion kann in einem Weichnachweissystem ("soft proof system") verwendet werden, das ein Nachweisbild erzeugen kann, das im System als Referenz gespeichert oder auf einem Bildschirm angezeigt werden kann.
  • Mit Bezug auf 9 existiert wenigstens eine Übertragungsfunktion oder inverse Transformation Phi–1, die die Elemente e11 und e12 der Menge S1 des vierdimensionalen Sensorraums in Elemente d11 und d12 der Menge S2 des vierdimensionalen Farbraumes abbilden kann, wobei die Übertragungsfunktion als inverse Übertragungsfunktion bezeichnet wird. Somit kann sowohl das Produktionsbild als auch das Referenzbild im Sensorraum oder der Menge S1 in den Farbraum oder die Menge S2 durch Anwenden der inversen Übertragungsfunktion Phi–1 punktweise, wie in 9 und 10 gezeigt, abgebildet werden.
  • Die Differenz zwischen dem Produktionsbild und dem Referenzbild im Farbraum S2 stellt somit die Differenz der Farbverteilung für sowohl die Farbe Cyan, Magenta, Gelb als auch Schwarz dar, wie in 11 gezeigt. Die Differenz zwischen dem direkten und dem Referenzbild im Farbraum S2 gibt an, welche Druckeinheit eingestellt werden sollte, in welche Richtung, nach unten oder nach oben, sie eingestellt werden sollte, und welche Farbmenge eingestellt werden sollte. Eine geeignete Druckmaschinensteuerformel kann entwickelt werden, um Druckparameter, wie die Farbzufuhrrate in lithographischen oder Hochdruckmaschinen, die Farbkonsistenz in Flexo- oder Tiefdruckmaschinen, die Wasserzufuhrrate in lithographischen Druckmaschinen, oder die Temperatur in irgendeiner der obigen Maschinen, basierend auf den Differenzen zwischen dem Produktions- und dem Referenzbild im Farbraum S2 einzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Druckeinstellungen durch ein automatisches Steuersystem 10, allein durch den Druckmaschinenbediener, oder durch die Interaktion zwischen dem automatischen Steuersystem 10 und dem Druckmaschinenbediener vorgenommen werden. Auch kann das Sensorgerät 21 verwendet werden, die Druckbahnen der Druckmaschine 11 direkt zu überwachen, d.h. eine Erfassung während des Druckes, oder die von einer Faltmaschine der Druckmaschine gesammelten Ausdrucke zu überwachen, d.h. eine Erfassung nach dem Druck. Falls die digitalen Bilder von der Farbtrennverarbeitung oder die Film/Plattenbilder verfügbar sind, kann das Bild der Referenzkopie im Sensorgerät 21 elektronisch durch die vorwärts gerichtete Übertragungsfunktion Phi erzeugt werden. Die elektronisch erzeugte Referenz kann verwendet werden, die Druckmaschine 11 einzustellen, um die Einrichtzeit zu reduzieren.
  • Die Farbreproduktionsqualität kann über den gesamten Drucklauf, über verschiedene Druckläufe auf verschiedenen Druckmaschinen, oder zu unterschiedlichen Zeiten aufrechtbehalten werden. Somit kann ein automatisches Farbreproduktionsregelsystem gebildet werden, ohne ein zusätzliches Farbsteuerkontrollfeld. Die Variation der Farbe, des Papiers und anderer Druckparameter kann derart kompensiert werden, daß die gedruckten Kopien die höchstmöglichen Gesamtergebnisse beim Abgleich mit der Referenzkopie haben.
  • Wie in 4 gezeigt, kann die Kamera oder der Sensor 22 mit einem drehenden Filterteil 52 mit Filtern verbunden sein, die lediglich die gewünschten Farben F1, F2 und F3, wie Rot, Grün und Blau, während der Drehung durchlassen, so daß die Kamera oder der Sensor 22 die Farben F1, F2 und F3 nacheinander oder getrennt vom bedruckten Material erfassen und aufnehmen, das entweder dem vorliegenden Drucklauf oder dem Referenzdrucklauf entnommen wird. Zusätzlich kann das Filterteil 52 einen Infrarot(IR)-Filter F4 aufweisen, um die vom gedruckten Material reflektierte Energie im Infrarotbereich zu erfassen und aufzunehmen. Die von der Kamera oder dem Sensor 22 empfangene Information von den Filtern kann im Computer oder der CPU zur Verwendung bei der Bildung der gewünschten Daten zum Steuern der Farben, wie zuvor diskutiert, aufgenommen werden.
  • In einer anderen Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, kann die Kamera oder Sensor 22 ein ladungsgekoppeltes Gerät (CCD) mit eingebauten Filtern umfassen, die die vom gedruckten Material reflektierte Lichtenergie in elektrische Energie in einer Bildkamera umwandelt, d.h. F1, F2, F3 und F4 (IR), wie die verschiedenen Farben Rot, Grün und Blau im sichtbaren Bereich und die Nahinfrarotenergie im Infrarotbereich, um die Information dem Computer 30 zur Speicherung und Verarbeitung zuzuführen, wie zuvor diskutiert.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kamera oder des Sensors 22 der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Kamera oder der Sensor 22 einen Strahlteiler auf, um das eingehende, vom bedruckten Material reflektierte Licht in einen Infrarotstrahl für eine erste CCD i, F1, wie Rot, für eine zweite CCD 2, F2, wie Grün, für eine dritte CCD 3, und F3, wie Blau, für eine vierte CCD aufzuteilen. In diesem Ausführungsbeispiel können geeignete Prismen, Linsen oder Spiegel verwendet werden, um die Strahlteilung des Lichtes durchzuführen, damit die gewünschten Farbeigenschaften in den verschiedenen ladungsgekoppelten Geräten erhalten werden, um die Information an den Computer 30 zur Speicherung und Verarbeitung im Computer 30 zu liefern, auf die zuvor beschriebene Weise. Selbstverständlich kann irgendeine andere geeignete Kamera oder Erfassungsgerät verwendet werden, die gewünschten Farben zu erhalten.
  • Somit ist ein Steuersystem 10 für eine Druckmaschine 11 bereitgestellt, das drei unterschiedliche Eigenschaften, wie Farben im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Wellen und eine Eigenschaft im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums für die gedruckten Farben sicherstellt. Das Steuersystem 10 verwendet diese vier Eigenschaften in einem Vierkanalgerät, um die Druckfarben zur Verwendung in der Druckmaschine 11 anzugeben und zu steuern.
  • Somit können die Farben von einem Bogen erfaßt werden, der während eines aktuellen Drucklaufs entnommen wird, und von einem Bogen, der während eines Referenzdrucklaufes entnommen wird, woraufhin die erfaßte Information verwendet wird, um die Farbeinstellungen einer Druckmaschine 11 zu modifizieren, um eine Wiederholbarkeit der gleichen Farben vom Referenzlauf auf dem aktuellen Drucklauf zu erzielen. Auf diese Weise kann eine konsistente Farbqualität von der Druckmaschine 11 erzielt werden, unabhängig von der Anzahl an Durchläufen, nach Durchführung des Referenzlaufes, und kann während eines Drucklaufes kontinuierlich verwendet werden, falls gewünscht.
  • Es hat sich als schwierig herausgestellt, das Volumen jeder Farbe zu bestimmen, nachdem mehrere Farbschichten übereinander auf dem Papier aufgetragen worden sind. Ein Farbtrennprozeß ist in der Lage, die individuellen Farbvolumen zu bestimmen, um eine genaue Steuerung der Zufuhrrate zu erzielen. Die Lösung für dieses Problem ist nachstehend dargelegt.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen optischen Sensor 21 zum Messen des Lichtreflektionswertes von einem bedruckten Bogen. Der optische Sensor 21 weist vier unabhängige Kanäle auf, einschließlich Rot-, Grün-, Blau- und Nahinfrarot-(RGBI)-Kanäle auf. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 21 eine Vierkanalkamera, die unter Verwendung einer Dreikanalfarbkamera 22 und einer Einkanal-Schwarz/Weiß-Kamera 34 aufgebaut sein kann, wie in 2 gezeigt. Jeder Kamerakanal besteht aus einem zweidimensionalen ladungsgekoppelten Bildsensor (CCD). Ein zweidimensionaler CCD besteht aus vielen Reihen und Spalten an Detektionselementen, die normalerweise als Pixel bezeichnet werden. Wenn ein Bild auf der Oberfläche der CCD gebildet wird, stellt der an jeder Pixelstelle erhaltene Kamerawert die vom entsprechenden kleinen Bereich auf dem Bogen 14 in einem speziellen Wellenlängenbereich reflektierte Lichtmenge dar. Herkömmlicherweise wird das Bild auf dem Bogen 14 unter Anwendung einer Rasterdrucktechnik gedruckt, die viele kleine in einem Gittermuster angeordneten Punkte enthält. Die Rasterpunktdichte ist typischerweise 85 bis 100 Punkte pro Inch für Zeitungen und 130–200 Punkte per Inch für kommerzielle Drucke. Das Rasterdruckpunkt-zu-Bildpixel-Verhältnis sollte zwischen ein bis zwanzig Rasterdruckpunkte pro Pixel gewählt werden. Unter dieser Bedingung kann die Punktgröße jeder der Prozeßfarben als konsistent innerhalb jeder Pixelumgebung angesehen werden.
  • Zum Bestimmen der Farbverteilung auf einer Kopie mit einem großformatigen Bereich werden die folgenden Meß-, Trenn- und Analyse-Vorgänge angewandt. Zuerst wird dieser großformatige Bereich in viele kleine Meßbereiche aufgeteilt und die RGBI-Lichtreflektionswerte von jedem dieser kleinen Bereiche mit dem Vierkanalsensor gemessen. Dann wird eine Übertragungsfunktion angewandt, um jeden Satz RGBI-Messungen in einen Satz Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-(CMYK)-Punktgrößenwerte abzubilden. Diese Übertragungsfunktion wird Farbtrennfunktion genannt. Diese Farbtrennfunktion wird bei allen kleinen Bereichen nacheinander angewandt. Zuletzt kann die Farbverteilung über den gesamten Druckbereich erhalten werden, indem die CMYK-Punktgrößenwerte über alle kleinen Bereiche kombiniert und analysiert werden.
  • Eine wichtige Kenngröße ist die Farbzonensammelpunktgröße, die die Summe aller Punktgrößen über einer speziellen Farbzone ist. Für jede Farbzone kann die Bemittelte Farbzonenpunktgröße berechnet werden, indem die Farbzonensammelpunktgröße durch die Gesamtpixelzahl innerhalb der Farbzone geteilt wird.
  • Die obigen Meß-, Trenn- und Analyse-Vorgänge können an einer Referenzkopie angewandt werden. Dies erzeugt eine Farbtrennung für die Referenzkopie. Da eine Referenzkopie sehr wahrscheinlich dem Industriestandard entspricht, unter dem die Farbtrennfunktion entwickelt worden ist, geben die von einer Referenz erhaltenen CMYK-Punktgrößenwerte die Filmpunktgröße und entsprechende Farbe an. Unter Anwendung der Bemittelten Farbzonenpunktgröße kann die Farbzufuhrrate jeder Farbzone so voreingestellt werden, daß der Produktausschuß weiter vermindert werden kann. Ferner kann diese Bemittelt Farbzonenpunktgröße auch von digitalen Bildern erhalten werden, die durch den Farbtrennprozeß im Vordruckraum erzeugt werden. Somit kann die Farbzufuhrrate digital voreingestellt werden, ohne daß ein Film oder eine Platte hergestellt werden müssen.
  • Die gleichen Meß-, Trenn- und Analyse-Vorgänge können ebenfalls an einer Produktionskopie angewandt werden.
  • Für jede Farbzone kann ein Punktgrößenverhältnis berechnet werden, indem die Farbzonensammelpunktgröße der Produktionskopie durch die Farbzonensammelpunktgröße der Referenz geteilt wird. Dieses Punktgrößenverhältnis zwischen der Produktionskopie und der Referenzkopie stellt das Farbvolumenverhältnis zwischen diesen beiden Kopien an der speziellen Stelle dar. Daher kann dieses Punktgrößenverhältnis verwendet werden, die Farbzufuhrrateneinstellung zu bestimmen. Falls das Farbgrößenverhältnis zwischen der Produktionskopie und der Referenzkopie beispielsweise 90% beträgt, wird ungefähr eine 10%-ige Farbzufuhrratenerhöhung in dieser Farbzone benötigt. Basierend auf den Ausgabeeigenschaften des Farbauftragszylinders und der Art an verwendeten Verreibezylindern kann die Einstellmenge des Farbzufuhrrateneinstellgerätes, wie einer Farbzonenschraube, dann entsprechend bestimmt werden.
  • Die oben erwähnte Farbtrennfunktion kann aus einem Farbtestvordruck entwickelt werden. Eine solcher Vordruck sollte genügend Farbfelder enthalten, um die Eigenschaften des Farbwiedergabeprozesses aufzuzeigen. Um die Farbe jeder Druckfarbe zu zeigen, sollten einfarbige Felder einbezogen werden. Um die Eigenschaften der Tonwertzunahme bei Druck zu zeigen, sollten individuelle Farbfelder mit unterschiedlichen Punktgrößen einbezogen werden. Es sollten auch mehrfarbige Überdrucke einbezogen werden, um den Farbannahmeeffekt bzgl. der unterschiedlichen Farbkombinationen und Punktgrößen aufzuzeigen. Die Anzahl an in einem Farbtestvordruck enthaltenen Farbfelder liegt typischerweise im Bereich von 100 bis 10000, abhängig von der erforderlichen Genauigkeit und der verfügbaren Rechenleistung. Druckqualitätssteuerkontrollfelder sollten auch verwendet werden, sicherzustellen, daß dieser Farbtestvordruck entsprechend einem anwendbaren Industriestandard gedruckt wird. Das Substrat des Farbtestvordruckes sollte so ausgewählt werden, daß es das für die normale Produktion verwendete Papier so nah wie möglich wiedergibt. Es gibt einige Möglichkeiten, diesen Farbtestvordruck zu layouten. Beispielsweise können Farbfelder mit ähnlichen Farbtönen zusammengruppiert werden, so daß die Farbvariationen bzgl. der Punktgrößenänderungen leicht aufgezeigt werden können. Falls jedoch die Punktgrößenverteilung über den gesamten Farbtestvordruck nicht gleichmäßig ist, können Probleme mit dem Tintenmangel und anderen ungleichmäßigen Farbfilmdicken stärker bemerkbar werden. Um die Ungleichmäßigkeit der Farbfilmdicke über dem gesamten bedruckten Bogen zu minimieren, wird bevorzugt, daß die Farbfelder zufällig angeordnet werden, um irgendwelche bemerkbaren Besonderheiten zu eliminieren. 13 zeigt einen Farbtestvordruck mit 435 zufällig zugeordneten Farbfeldern, die in 29 Spalten und 15 Reihen angeordnet sind. Steuerkontrollfelder oben und um die Farbfelder herum werden für Qualitätssteuerungszwecke während des Druckens verwendet.
  • Nachdem dieser Testvordruck basierend auf einem anwendbaren Industriestandard gedruckt worden ist, wird eine Vierkanalkamera zur Aufnahme des Grafikbildes verwendet. Die RGBI-Reflektionswerte, die durch Rot-, Grün-, Blau- und Infrarot-Kamerawerte dargestellt werden, werden für jedes der Farbfelder erhalten und mit ihrer entsprechenden CMYK-Punktgröße gepaart, um eine Datenliste zu bilden. Die Beziehung zwischen dem RGBI-Reflektionswert und der CMYK-Punktgröße kann entweder als mathematische Formel, als Datennachschlagetabelle oder als Kombination aus Formel und Datennachschlagetabelle beschrieben werden. Für diesen Zweck können viele Regressions- und Kurvenanpassungsverfahren angewandt werden.
  • Die nachfolgenden bevorzugten Farbtrennformeln umfassen einen Satz Polynome mit mehreren Variablen:
    Figure 00230001
    wobei
    CDOT(r, g, b, Ir), MDOT(r, g, b, Ir), YDOT(r, g, b, Ir) und
    KDOT(r, g, b, Ir) die Punktgröße für Cyan, Magenta, Gelb bzw. schwarze Farbe sind,
    P1, P2, P3 und P4 positive ganze Zahlen sind, und P1, P2 und P3 normalerweise größer als 16 sind,
    d10, d20, d30, d40, d1i, d2i, d3i und d4i Koeffizienten sind,
    s1i, t1i, u1i und v1i ganze Zahlen und nicht gleichzeitig Null sind,
    s2i, t2i, u2i und v2i ganze Zahlen und nicht gleichzeitig Null sind,
    s3i, t3i, u3i und v3i ganze Zahlen und nicht gleichzeitig Null sind, und
    s4i, t4i, u4i und v4i ganze Zahlen und nicht gleichzeitig Null sind, und
    r, g, b und Ir entweder die gemessenen Reflektionswerte für das rote (R), grüne (G), blaue (B) bzw. Infrarot(I)-Spektrum oder Funktionen der gemessenen Reflektionswerte für das rote (R), grüne (G), blaue (B) bzw. Infrarot(I)-Spektrum sind.
  • Nachfolgend ist ein Beispiel eines Satzes an Trennformeln gegeben, der unter Verwendung eines linearen Regressionsprozesses mehrerer Variablen entwickelt worden ist.

    CDOT = –433.17548673
    +2491.30328987·(Log(Rcam))
    –1481.00711099·(Log(Rcam))^2
    +240.09837541·(Log(Rcam))^3
    –13.91241061·(Log(Rcam))^4

    +7836.93620476·(Log(Gcam))
    –2824.13796044·(Log(Gcam))^2
    +378.67959513·(Log(Gcam))^3
    –18.83326312·(Log(Gcam))^4

    –295.59911608·(Log(Bcam))
    +48.11993348·(Log(Bcam))^2
    –0.41936097·(Log(Bcam))^4

    –8578.33708329·(Log(IRcam))
    +2618.11129503·(Log(IRcam))^2
    –404.00854644·(Log(IRcam))^3
    +22.88802460·(Log(IRcam))^4

    +292.14257318·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))
    +262.50449778·(Log(Rcam))·(Log(IRcam))
    +305.82104547·(Log(Gcam))·(Log(IRcam))
    –0.96894478·(Log(Rcam))·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))
    –63.01416465·(Log(Rcam))·(Log(Gcam)·(Log(IRcam))
    +0.32429862·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))

    MDOT = –12334.31917052

    +14630.87291564·(Log(Rcam))
    –5531.55322859·(Log(Rcam))^2
    +749.90316256·(Log(Rcam))^3
    –7.79745086·(Log(Rcam))^5
    +0.05858543·(Log(Rcam))^7

    +7515.63313724·(Log(Gcam))
    –3566.86465954·(Log(Gcam))^2
    +555.72344029·(Log(Gcam))^3
    –31.85438300·(Log(Gcam))^4

    –329.06023035·(Log(Bcam))
    –427.79704317·(Log(Bcam))^2
    +66.87777635·(Log(Bcam))^3

    –7973.82988660·(Log(IRcam))
    +2239.76697190·(Log(IRcam))^2
    –377.63525808·(Log(IRcam))^3
    +22.81591892·(Log(IRcam))^4

    +647.01442332·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))
    –17.92388312·(Log(Gcam))^2·(Log(IRcam))
    +901.93931832·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))
    –102.06091133·(Log(Bcam))^2·(Log(IRcam))
    +11.70635047·(Log(Gcam))·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))
    –83.05549291·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))·(Log(IRcam))
    –0.67157246·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))·(Log(Bcam))·(Log(IRcam)).

    YDOT = –63036.63565327

    +916.77640921·(Log(Rcam))
    –588.79835446·(Log(Rcam))^2
    +47.29849587·(Log(Rcam))^3

    +9953.03559260·(Log(Gcam))
    +2543.83493378·(Log(Gcam))^2
    +261.01788344·(Log(Gcam))^3
    –1.13441058·(Log(Gcam))^5

    +55977.29244680·(Log(Bcam))
    –24901.48375550·(Log(Bcam))^2
    +5141.17380970·(Log(Bcam))^3
    –444.81776530·(Log(Bcam))^4
    +1.48145507·(Log(Bcam))^6

    +1555.00298597·(Log(IRcam))
    –595.02012458·(Log(IRcam))^2
    +38.53305316·(Log(IRcam))

    +158.20315462·(Log(Rcam))·(Log(Bcam))
    +169.79371748·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))
    +282.53365359·(Log(Rcam))·(Log(IRcam))
    –844.99769889·(Log(Bcam))·(Log(Gcam))
    +104.41497912·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))
    +166.71071444·(Log(Gcam))·(Log(IRcam))
    –15.69614927·(Log(IRcam))·(Log(Rcam))^2
    +115.32357065·(Log(Gcam))·(Log(Bcam))^2
    –6.73462248·(Log(Rcam))·(Log(Gcam))·(Log(Bcam))·(Log(IRcam))

    KDOT = 390.5398046

    –68.23711294·(Log(IRcam))
    –7.8477893·(Log(IRcam))^2
    +1.27058861·(Log(IRcam))^3.

    +1.6835166·(Log(Rcam))
    +1.2878716·(Log(Gcam))
    –0.96497856·(Log(Bcam))
  • In diesen Formeln sind CDOT, MDOT, YDOT und KDOT Punktgrößen der Prozeßfarben. Rcam, Gcam, Bcam und IRcam sind Kamerawerte jedes Kamerakanals. "Log" bezeichnet die logarithmische Funktion. Ein "^"-Zeichen bezeichnet die Potenzfunktion. Beispielsweise stellt (Log(IRcam))^2 das Quadrat des Logarithmus des Infrarotkamerawertes dar.
  • In jeder Formel kann eine Gruppe an Termen, die lediglich von einer Variable (Kamerawert) abhängen, vorberechnet und als Nachschlagetabelle implementiert werden. Beispielsweise hängen die folgende Konstante und die folgenden vier "Log(Rcam)"-Terme

    –433.17548673
    +2491.30328987·(Log(Rcam))
    –1481.00711099·(Log(Rcam))^2
    +240.09837541·(Log(Rcam))^3
    –13.91241061·(Log(Rcam))^4

    in der CDOT-Formel lediglich vom Rotkamerawert ab. Daher ist es zweckmäßig, diese Terme getrennt für alle möglichen Rotkamerawerte zuvor zu berechnen und die Ergebnisse in einer Nachschlagetabelle zu speichern. Wenn so viele Nachschlagetabellen wie möglich verwendet werden, kann die zum Auftrennen eines Bildes benötigte Verarbeitungszeit stark reduziert werden.
  • Da der Farbtestvordruck genügend Farbfelder enthält, um viele wichtige Eigenschaften des Druckvorganges darzustellen, können diese Farbtrennformeln die Rot-, Grün-, Blau- und Infrarot-Kamerawerte genau in Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbpunktgrößenwerte umwandeln. In diesen Formeln sind die Punktgrößenwerte explizit als abhängige Variablen ausgedrückt. Daher besteht kein Bedarf mehr, die nicht-linearen simultanen Gleichungen mehrerer Variablen zu lösen. Da viele Terme dieser Formeln vorberechnet und als Nachschlagetabellen implementiert sind, kann die zum Berechnen dieser Formel benötigte Zeit stark reduziert werden.
  • Die Genauigkeit des Farbtrennprozesses und der Farbzufuhrrateneinstellung hängt stark von der Genauigkeit der von den Vierkanalsensoren gemessenen Lichtreflektionswerte ab. Gewöhnlich wird die Leistungsfähigkeit, wie die Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Auflösung des Detektionsgeräts nach nicht-funktionellen Gründen bestimmt, wie Kosten des Sensors. Um die von dieser Art einer möglichen Hardware-Limitierung verursachten Schwierigkeiten zu bewältigen, können die folgenden Verfahren angewandt werden, um die Steuergenauigkeit der Farbzufuhrrate zu erhöhen.
  • Es ist üblich, daß der Reflektionsgrad eines dunklen Bereiches auf einem kommerziellen Druck geringer als 1% (Dichte >2) ist. Um einen solchen dunklen Bereich zuverlässig zu messen, sollte das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Vierkanalsensoren größer als 1000:1 oder 60 db sein. Dies ist unter Berücksichtigung der Kameras, die z.Zt. am Markt erhältlich sind, eine hohe Anforderung. Normalerweise ist bei Verwendung einer analogen 8-Bit-Kamera das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der RGBI-Lichtreflektionswerte, die für die Farbtrennung bereitgestellt werden, lediglich etwa 100:1 oder 40 db. Daher wird die Messung von einem dunklen Bereich weniger zuverlässig. Um die erforderliche Genauigkeit der Farbzufuhrrateneinstellung aufrechtzuerhalten, wird empfohlen, daß dunkle Bereiche mit einer starken Farbdeckung ausgeblendet und daher nicht zum Verhältnis beitragen werden sollten, wenn andere hellere Farbdeckungsbereiche innerhalb der gleichen Farbzone für Farbsteuerungszwecke verfügbar sind.
  • Die Ausrichtung und Synchronisation unter den Vierkanalkanälen ist ebenso wichtig. Falls irgendein Kanal nicht mit den anderen Kanälen synchronisiert ist, tritt ein Trennfehler auf. Dieser Fehlertyp macht sich stärker in der Nähe von scharfen Rändern bemerkbar, bei denen sich die Farbpunktgröße schnell ändert. Glücklicherweise enthalten die meisten gedruckten Bilder eine Menge räumlich niederfrequenter Merkmale. Daher ist dieser Randeffekttyp in den meisten Situationen tolerierbar. Wenn nicht, können scharfe Ränder, bei denen die Farbpunktgröße sich schnell ändert, aus dem entsprechenden Farbbild ausgeblendet werden.
  • Die Ausrichtung zwischen einer Produktionskopie und einer Referenzkopie ist auch sehr wichtig. Manchmal kann eine Produktionskopie unter dem Kamerablickfeld in einer Position angeordnet werden, die sich von der von einer Referenzkopie eingenommenen Position unterscheidet, wenn deren Bild aufgenommen wird. Das folgende Verfahren kann dazu verwendet werden, das Produktionsbild mit dem Referenzbild wieder auszurichten. Zuerst werden eine Vielzahl Objektmodelle im Referenzbild definiert und es wird die Position jedes Modells im Referenzbild aufgezeichnet. Dann werden die entsprechende Position dieser Objektmodelle im Produktionsbild gesucht. Es können Bildverschiebungsfunktionen, wie eine bilineare Verschiebungsfunktion, definiert werden, die Produktionskopie wieder automatisch mit der Referenzkopie auszurichten.
  • Die vorstehende detaillierte Beschreibung dient lediglich der Klarstellung und dem Verständnis, und daraus sollten keine unnötigen Einschränkungen abgeleitet werden, da Modifikationen dem Durchschnittsfachmann selbstverständlich sind.
  • Figurenlegende
  • 1
    • 4 Channel Sensor – Vierkanalsensor
    • Data Converter – Datenwandler
    • Ink Control – Farbsteuerung
    • Press – Druckmaschine
  • 2
    • Computer – Computer
    • Light – Licht
    • Cameras – Kameras
    • Light – Licht
  • 3
    • Ink Presetting – Farbvoreinstellung
    • Press – Druckmaschine
    • Ink Control Process – Farbsteuerprozeß
    • Ink Adjustment – Farbeinstellung
    • Ink Separation Process – Farbtrennprozeß
    • 4 Channel Sensor – Vierkanalsensor
    • Compare – Vergleiche
    • Ink Separation Process – Farbtrennprozeß
    • 4 Channel Sensor – Vierkanalsensor
    • Reference Print – Referenzdruck
    • Live or Current Print – Direkter oder aktueller Druck
  • 5
    • Camera: Single CCD with Built in Filters – Kamera: Einzel-CCD mit eingebauten Filtern
  • 6
    • Light – Licht
  • 7
    • Yellow Density – Gelbdichte
    • Magenta Density – Magentadichte
    • Black Visual Density – Dichte vom sichtbaren Schwarz
    • Cyan Density – Cyandichte
    • Dot Area – Punktfläche
    • IR Pass Band – IR-Durchlaßband
    • Cyan – Cyan
    • Magenta – Magenta
    • Yellow – Gelb
    • Black – Schwarz
    • IR Reflection – IR-Reflektion
  • 8
    • Electromagnetic Spectrum – Elektromagnetisches Spektrum
    • Visible – Sichtbar
    • Near IR – Nah-IR
    • Intermediate IR – Zwischen-IR
    • Far IR – Fern-IR
    • Violet – Violett
    • Red – Rot
    • Nanometers – Nanometer
  • 9
    • Ink Space – Farbraum
    • Sensor Space – Sensorraum
  • 10
    • Copy – Kopie
    • Sensor Device – Sensorgerät
    • Sensor Space (4-Dimensional Vektor) – Sensorraum (4-dimensionaler Vektor)
    • Reverse Transfer Function – Inverse Übertragungsfunktion
    • Forward Transfer Function – Vorwärts gerichtete Übertragungsfunktion
    • Ink Space (4-Dimensional Vector) – Farbraum (4-dimensionaler Vektor)
  • 11
    • Production Copy – Produktionskopie
    • Reference Copy – Referenzkopie
    • Press Control – Druckmaschinensteuerung
    • Ink Key Adjust – Farbzonenschraubeneinstellung
    • Water Adjust – Wassereinstellung
  • 12
    • Camera Field of View – Kamerablickfeld
    • Reference Copy – Referenzkopie
    • Translated and Rotated – Verschobene und rotierte
    • Production Copy – Produktionskopie

Claims (3)

  1. Farbtrennverfahren zum Durchführen einer Farbzufuhrsteuerung in einer Druckmaschine, das die folgenden Schritte umfaßt: Messen von Rot-, Grün-, Blau- und Infrarot-(RGBI)-Produktionsreflektionswerten von einer Produktionskopie (14, 16); Anwenden einer Übertragungsfunktion zum Umwandeln der RGBI-Produktionsreflektionswerte in entsprechende Zyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-(CMYK)-Referenzfarbpunktgrößenwerte, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner die folgenden Schritte umfaßt: Messen von RGBI-Referenzreflektionswerten von einer Referenzkopie (38, 40); Anwenden der Übertragungsfunktion zum Umwandeln der RGBI-Referenzreflektionswerte in entsprechende CMYK-Referenzfarbpunktgrößenwerte; Entwickeln einer Produktionsammelfarbzonenpunktgröße für die Farbzone aus den CMYK-Produktionsfarbpunktgrößenwerten; Entwickeln einer Referenzsammelfarbzonenpunktgröße für die Farbzone aus den CMYK-Referenzfarbpunktgrößenwerten; Entwickeln eines Farbzonenpunktgrößenvergleichs zwischen der Produktionssammelfarbzonenpunktgröße und der Referenzsammelfarbzonenpunktgröße für die Farbzone; und Anwenden des Farbzonenpunktgrößenvergleichs zum Einstellen einer Farbzufuhrrate der Druckmaschine (11).
  2. Farbtrennverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Farbzonenpunktgrößenvergleich ein Verhältnis umfaßt.
  3. Farbtrennvorrichtung für ein Druckmaschinenfarbzufuhrsteuersystem (10), mit: einem optischen Vierkanal-Sensor (21, 22, 34) zum Messen von Rot-, Grün-, Blau- und Infrarot-(RGBI)- Referenzreflektionswerten von einer Referenzkopie (38, 40) und von RGBI-Produktionsreflektionswerten von einer Produktionskopie (14, 16); einem Mittel (23) zum Anwenden einer Übertragungsfunktion zum Umwandeln der RGBI-Referenzreflektionswerte in entsprechende Zyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-(CMYK)-Referenzfarbpunktgrößenwerte und der RGBI-Produktionsreflektionswerte in entsprechende CMYK-Produktionsfarbpunktgrößenwerte; einem Mittel (30) zum Entwickeln einer Referenzsammelfarbzonenpunktgröße für eine Farbzone aus den CMYK-Referenzfarbpunktgrößenwerten und einer Produktionssammelfarbzonenpunktgröße für die Farbzone aus den CMYK-Produktionsfarbpunktgrößenwerten; einem Mittel (30) zum Entwickeln eines Farbzonenpunktgrößenverhältnisses zwischen der Produktionssammelfarbzonenpunktgröße und der Referenzsammelfarbzonenpunktgröße für die Farbzone; und einem Mittel (25) zum Anwenden des Farbzonenpunktgrößenverhältnisses zum Einstellen einer Farbzufuhrrate der Druckmaschine (11).
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