DE9108743U1

DE9108743U1 - Calibration card

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Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1991-10-02
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Description

(16 403) Kaii]brati_onskarte_f_ür_Au f ii.cht densitometer(16 403) Calibration card for optical densitometer

Die lieuerung betrifft eine Kai ibrationskarte für Auf-1ichtdensitometer, auf der Kontrol1feider für Druckfarben! insbesondere Cyan, Magenta, Yellow und Black mit zugehörigen Dichtewerten angeordnet sind-The delivery concerns a calibration card for reflection densitometers, on which control fields for printing inks, in particular cyan, magenta, yellow and black, with the corresponding density values are arranged.

Derartige Kaiibrationskarten bzw. Kaiibrationsstandards sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschrift1ichen Nachweises bedarf.Such calibration cards or calibration standards are sufficiently well known and in use, so that no special printed evidence is required in this regard.

Die zur Messung von Farbdichten gebräuchlichen Densitometer werden von den Herstellern im Werk mit Hilfe geeigneter Farbstandards eingestellt. Ziel dieser Kalibration ist es, eine möglichst hohe Übereinstimmung der Densitometer untereinander zu gewährleisten. Damit die Einstellung später auch durch den Benutzer überprüft und notfalls korrigiert werden kann, werden Densitometer in der Regel mit einer Kaiibrationskarte der eingangs genannten Art ausgeliefert, die mit farbigen Kontrol1feldern versehen ist, deren Dichtewerte vom Hersteller gemessen und auf der Kaiibrationskarte eingetragen worden sind. BeiThe densitometers commonly used to measure color densities are adjusted by the manufacturer in the factory using suitable color standards. The aim of this calibration is to ensure that the densitometers are as consistent as possible with one another. So that the setting can be checked later by the user and corrected if necessary, densitometers are usually supplied with a calibration card of the type mentioned above, which is provided with colored control fields whose density values have been measured by the manufacturer and entered on the calibration card.

der Überprüfung des Densitometers durch den Benutzer werden die Kontrol1feider gemessen, und es wird festgestellt, ob die vom Densitometer angezeigten Werte mit den auf der Kaiibrationskarte eingetragenen Werten Übereinstimmen. Bei fehlender Übereinstimmung wird die Kalibration des Densitometers korrigiert, das dafür mit mindestens einem elektronischen Speicher ausgestattet ist, in welchem die Dichtewerte der Ka1ibrationskarte und die digitalisierten Werte der auf den Kontrol1feldern festgestellten Meßsignale abgelegt sind.When the user checks the densitometer, the control fields are measured and it is determined whether the values displayed by the densitometer match the values entered on the calibration card. If they do not match, the calibration of the densitometer is corrected, which is equipped with at least one electronic memory in which the density values of the calibration card and the digitized values of the measurement signals recorded on the control fields are stored.

Herkömmliche Ka1ibrationskarten weisen in der Regel vier Kontrol1feider für die im farbigen Offsetdruck verwendeten Skalenfarben Cyan, Magenta, Yellow und Black auf. Neben den Kontro11feldern stehen die Dichtewerte. Ein weiß umrandetes Feld dient zur sogenannten Weißkaiibration, dessen Dichtewert mit Null angesetzt wird. Die Farbdichtewerte der Kontrol1felder gelten in bezug auf den Nullwert des Weißfeldes. Übliche weitere Angaben auf der Kalibrat ionskarte nennen den Hersteller und gerätespezifische Daten. Das Gegenstuck zur Kaiibrationskarte bilden auf der Seite des Densitometers Speicherplätze für die Kontrol1 felddichten und die digitalen Kontrol1feldsignale. Der meßtechnische Zusammenhang wird noch nachfolgend näher an Hand eines Diagrammes erläutert. Um vom Meßgerät korrekte, d.h. der wirklichen Dichte entsprechende Werte angezeigt zu bekommen, müssen alle gemessenen Werte mit einem Korrekturfaktor k multipliziert wer-Conventional calibration cards usually have four control fields for the process colors cyan, magenta, yellow and black used in color offset printing. The density values are shown next to the control fields. A field with a white border is used for the so-called white calibration, the density value of which is set to zero. The color density values of the control fields apply in relation to the zero value of the white field. Other usual information on the calibration card includes the manufacturer and device-specific data. The counterpart to the calibration card is formed by storage spaces for the control field densities and the digital control field signals on the densitometer side. The measurement-related connection is explained in more detail below using a diagram. In order for the measuring device to display correct values, i.e. values that correspond to the actual density, all measured values must be multiplied by a correction factor k.

den. Dieser Faktor k wird bei der Kalibration bestimmt und im Densitometer gespeichert. Bei späteren Kontrollmessungen auf der Kaiibrationskarte werden notwendige Korrekturen am k-Wert vorgenommen, was bei modernen Geraten automatisch ohne Zutun des Bedieners erfolgt.This factor k is determined during calibration and stored in the densitometer. During subsequent control measurements on the calibration card, any necessary corrections to the k value are made, which in modern devices is done automatically without any intervention from the operator.

Der k-Wert berechnet sich nachThe k-value is calculated according to

Kontrollfelddichte DrControl field density Dr

nicht korrigierte Dichte D_nkuncorrected density D _n k

Der Mangel der beschriebenen Methode ist, daß der k-Faktor nur an einem Punkt einer Kennlinie bestimmt wird und deshalb vorausgesetzt werden muß, daß die nicht korrigierte Kennlinie immer eine Gerade ist. Nur dann erhält man nämlich den gewünschten linearen Zusammenhang zwischen wirklicher Dichte und gemessener Dichte über den gesamten Meßbereich hinweg. Eine gerade Kennlinie des unkorrigierten Geräts ist aber in der Praxis in keiner Weise sichergestellt. Unvollkommenheiten der optischen Komponenten der Meßeinheit fuhren zu mehr oder weniger gekrümmten Kennlinien.The disadvantage of the method described is that the k-factor is only determined at one point on a characteristic curve and therefore it must be assumed that the uncorrected characteristic curve is always a straight line. Only then can the desired linear relationship between the actual density and the measured density be obtained over the entire measuring range. In practice, however, a straight characteristic curve for the uncorrected device is by no means guaranteed. Imperfections in the optical components of the measuring unit lead to more or less curved characteristics.

Der beschriebene Mangel hat insbesondere spürbare Meßfehler bei der Auswertung von Rasterfelddichten zur Folge, wenn die Kalibration an Volltonfeldern mit hohen Dichtewerten vorgenommen wird. Die Kalibration im Bereich hoher Dichten ist aber üblich und notwendig, weil genau gemessene Vo11 tondichten zur Qualitätskontrolle im Druck uner-The defect described results in noticeable measurement errors in the evaluation of halftone field densities when the calibration is carried out on solid fields with high density values. However, calibration in the area of high densities is common and necessary because precisely measured solid densities are essential for quality control in printing.

läßlich sind. Andererseits sind aber die Flächendeckung und die Tonwertzunahme ebenfalls sehr wichtige Kenngrößen, die an den gerasterten Feldern der Druckkontrollstreifen bestimmt werden. Wird zum Beispiel für die Farbe Cyan eine VoI 1 tondichte DV = 1.60 gemessen und im 40 %-Rasterfeld eine Dichte DR = 0.36, dann erhält man nach der bekannten Murray-Davies Gleichung eine Flächendeckung FD vonare negligible. On the other hand, the area coverage and the dot gain are also very important parameters that are determined on the screened fields of the print control strips. For example, if a full tone density DV = 1.60 is measured for the color cyan and a density DR = 0.36 in the 40% screen field, then according to the well-known Murray-Davies equation, an area coverage FD of

1 - lo-o.361 - lo-o.36

FD = · 100 = 58 %FD = · 100 = 58 %

1 - lo-i.601 - lo-i.60

Wird davon der Nominalwert von 40 % subtrahiert, erhält man eine Tonwertzunahmen von TZ = 18 %. Unter Nominalwert wird dabei die Flächendeckung des für die Druckplattenkopie verwendeten Films verstanden.If the nominal value of 40% is subtracted from this, you get a tone value increase of TZ = 18%. The nominal value is understood to be the area coverage of the film used for the printing plate copy.

Wird dieselbe Rechnung mit einer Rasterdichte von DR = 0.34 durchgeführt, dann erhält man Werte von FD = 56 % und TZ = 16 %. Bedenkt man, daß im Mitte 1 tonbereich eine Tonwert zunähme von 18 % mit einer Toleranz von + 3 % eingehalten werden soll, dann wird klar, daß Meßfehler in der Große von D = 0.02 bei der Messung von Rasterdichten nicht akzeptiert werden können.If the same calculation is carried out with a screen density of DR = 0.34, then one obtains values of FD = 56 % and TZ = 16 %. If one considers that in the middle 1 tone range a tone value increase of 18 % with a tolerance of + 3 % is to be maintained, then it becomes clear that measurement errors of the size of D = 0.02 when measuring screen densities cannot be accepted.

Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, die Genauigkeit der densitometerischen Messungen über den gesamten Dichtebereich hinweg zu verbessern, damit sowohl im Dereich der hohen Vo11 tondichten als auch im Bereich der niedrigen Rasterdichten die notwendige Korrektur der Geräte er-The aim of the innovation is to improve the accuracy of densitometric measurements across the entire density range, so that the necessary correction of the devices can be achieved both in the area of high solid densities and in the area of low screen densities.

reicht wird, d.h. , es soll eine Kai ibrat ionskarte deris submitted, i.e., a kai ibrat ion card of the

eingangs genannten Art dahingehend verbessert werden, daßof the type mentioned above should be improved in such a way that

durch deren Ausbildung die notwendige Korrektur derthrough their training the necessary correction of the

Densitometer und damit die Genauigkeit der Messung auf dem Wege der Gerätekalibrierung verbessert wird.Densitometer and thus the accuracy of the measurement is improved by means of device calibration.

Diese Aufgabe ist mit einer Kaiibrationskarte der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteranspriichen .This task is solved with a calibration card of the type mentioned at the beginning by the features stated in the characterizing part of the main claim. Advantageous further developments arise from the subclaims.

Wesentlich für die Kaiibrationskarte ist also, daß neben den VoI1tonfeldern je Farbe mindestens ein, in der Regel aber zwei oder mehrere Rasterfelder vorhanden sind. In den meisten Fällen wird es genügen, zwei Rasterfelder je Farbe vorzusehen, nämlich ein Rasterfeld im Mitteltonbereich mit einer nominalen Flächendeckung von 25 % bis 50 X, vorzugsweise '+0 % und ein Rasterfeld für den Tiefenton mit Nominalwerten von 70 % bis 85 %, vorzugsweise 80 %. Der größeren Anzahl an Kaiibrationsfeidern steht im Densitometer eine entsprechende Anzahl von Speicherplätzen gegenüber, nämlich Plätze für die Sollwerte der Volltondichten und der Rasterdichten und Plätze für die zusätzlichen Korrekturfaktoren, die mit Hilfe der Rasterdichten gewonnen werden. Die auf die Sollwerte von Voll- It is therefore essential for the calibration card that, in addition to the solid tone fields, there are at least one, but usually two or more, halftone fields for each color. In most cases, it will be sufficient to provide two halftone fields for each color, namely a halftone field in the midtone range with a nominal area coverage of 25% to 50%, preferably 10%, and a halftone field for the deep tone with nominal values of 70% to 85%, preferably 80%. The larger number of calibration fields is matched by a corresponding number of storage spaces in the densitometer, namely spaces for the nominal values of the solid tone densities and halftone densities and spaces for the additional correction factors that are obtained with the help of the halftone densities. The values based on the nominal values of solid tone densities and halftone densities are stored in the densitometer.

tnnfeldern und zusatzlichen Rasterfeldern gestutzte Korrektur der Kennlinien erfolgt dabei nach bekannten matheinfi.L i aohen Verfahren, wovon mehrere zur Auswahl stehen.The correction of the characteristic curves, which is supported by tnn fields and additional grid fields, is carried out using known mathematical methods, of which several are available to choose from.

B i &bgr; neuartige <■ Kaiibarationskarte wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von AusfUhrungsbeispiel en näher erläutert, wobei sich jedoch das AusfUhrungübeispiel nach Fig. 3 und das zugehörige Diagramm auf hekannte Ka1ibrationskarten beziehen.B i β novel calibration chart is explained in more detail below using graphical representations of exemplary embodiments, whereby the exemplary embodiment according to Fig. 3 and the associated diagram refer to known calibration charts.

Rb zeigenShow Rb

Fig. 1,2 die neuartige . Kaiibrationskarte
&igr;. mit zugehörigem Diagramm undFig. 1,2 the new calibration map
&igr;. with associated diagram and

riß. 3 , &Iacgr; «ine herkömmliche Kai ibrationskarte mit zugehörigem Diagramm.3 , a conventional calibration chart with accompanying diagram.

Die herkömmliche Kaiibrationskarte gemäß Fig. 3 weist vier Kontrollfelder 1 fllr die im farbigen Offsetdruck verwendeten Skalenfarben Cyan, Magenta, Yellow und Black und die zugehörigen Dichtewerte auf und ferner ein umrandetes Feld 2 fUr die Weißka1ibration, dessen Dichtewert mit Null angesetzt wird. Die Farbdichtewerte der Kont.rollfelder gelten, wie vorerwähnt, in bezug auf den Nullwert des Weißfeldes. Im Diagramm gemäß Fig. 4 sind über der wirklichen Dichte die vom Densitometer gemesse-The conventional calibration card according to Fig. 3 has four control fields 1 for the process colors cyan, magenta, yellow and black used in color offset printing and the corresponding density values, as well as a bordered field 2 for the white calibration, the density value of which is set to zero. The color density values of the control fields apply, as mentioned above, in relation to the zero value of the white field. In the diagram according to Fig. 4, the values measured by the densitometer are shown above the actual density.

nen Dichtewerte aufgetragen, hier im Beispiel fUr die Farbe Cyan. Die Grafik zeigt die nicht korrigierte Kennlinie 3 des Densitometers und die korrigierte Kennlinie 4 nach der Kalibration. Der k-Wert kann also nur an einem Punkt 5 der Kennlinie bestimmt werden, weshalb, wie vorerwähnt, vorausgesetzt werden muß, daß die nicht korrigierte Kennlinie 3 immer eine Gerade ist. Eine gekrümmte, nicht korrigierte Kennlinie 6 fUhrt nach diesem einfachen Korrekturverfahren nicht zu dem angestrebten linearen Zusammenhang von wirklicher Dichte und gemessener Dichte.Density values are plotted, here in the example for the color cyan. The graphic shows the uncorrected characteristic curve 3 of the densitometer and the corrected characteristic curve 4 after calibration. The k value can therefore only be determined at one point 5 on the characteristic curve, which is why, as mentioned above, it must be assumed that the uncorrected characteristic curve 3 is always a straight line. A curved, uncorrected characteristic curve 6 does not lead to the desired linear relationship between the actual density and the measured density after this simple correction procedure.

Gegentiber dieser bekannten Kai ibrationskarte werden fUr die Kennlinienkorrektur je Farbe ein Volltonfeld und zwei Ra&eegr;tnrfe1 der mit 40 % und 80 % nominaler Flächendeckung verwendet" ,In contrast to this known calibration chart, a solid field and two shader fields with 40 % and 80% nominal area coverage are used for the characteristic curve correction for each color."

Tn Tig. I ist eine solche Kai ibrationskarte K mit den entsprechenden Kontrol1feldern und den dazugehörigen So 1 1dicntewerten &thgr; und weiteren geratespezifischen Daten verdeutlicht. Neben jedem Volltonfeld 7 sind im Ausfuhrungsbeispiel zwei Rasterfelder 7', nämlich ein gerastertes Tiefentonfeld 7" und ein gerastertes Mitteltonfeld 7'·· angeordnet.In Fig. I, such a calibration card K is shown with the corresponding control fields and the associated contrast values &thgr; and other device-specific data. In the example, two raster fields 7', namely a rasterized bass field 7" and a rasterized mid-tone field 7'··, are arranged next to each full-tone field 7.

Unter Bezug auf das Diagramm gemäß Fig. 2 ist auch hier wieder für Cyan die gemessene Dichte Über der wirklichen Dichte aufgetragen. Die auf der Kaiibrationskarte gemessenen Werte sind mit 9, 10 und 11 bezeichnet. Bei demReferring to the diagram in Fig. 2, here again the measured density for cyan is plotted against the actual density. The values measured on the calibration chart are labeled 9, 10 and 11.

einen möglichen Korrekturverfahren wird ein gerader Verlauf der nicht korrigierten Kennlinie 12 zwischen den Stützwerten 9, 10 und 11 angenommen. Die Kennlinienabschnitte unterscheiden sich nur durch unterschiedliche Steigungen. Wie schon beschrieben, erfolgt die Kennlinienkorrektur durch Multiplikation der unkorrigierten Meßwerte mit dem k-Faktor. Im Beispiel stehen für die drei Abschnitte der unkorrigierten Kennlinie drei k-Faktoren zur Verfugung, um daraus die korrigierte Kennlinie 13 zu gewinnen.A possible correction procedure assumes a straight course of the uncorrected characteristic curve 12 between the support values 9, 10 and 11. The characteristic curve sections differ only in their gradients. As already described, the characteristic curve correction is carried out by multiplying the uncorrected measured values by the k-factor. In the example, three k-factors are available for the three sections of the uncorrected characteristic curve in order to obtain the corrected characteristic curve 13.

Ein zweites mögliches Korrekturverfahren besteht darin, daß die Meßwerte durch einen Kurvenzug 14 verbunden werden, wobei dem Kurvenzug fur die mathematische Behandlung eine sogenannte SpIine-Funktion (siehe Helmuth Spät, SpIine-Algorithmen, R. Oldenbourg Verlag München-Wien .1986) zugrundegelegt wird. Aus den auf der Kaiibrationskarte gemessenen Werten und den eingetragenen Werten kann mit der SpIine-Funktion jeder andere beliebige Meßwert korrigiert werden.A second possible correction method consists in connecting the measured values by a curve 14, whereby the curve is based on a so-called spine function (see Helmuth Spät, Spine Algorithms, R. Oldenbourg Verlag Munich-Vienna, 1986) for the mathematical treatment. Any other measured value can be corrected using the spine function from the values measured on the calibration card and the values entered.

Die beiden beschriebenen Korrekturverfahren haben gemeinsam, daß damit korrigierte Gerätekennlinien entstehen, die in den Stutzwerten 9, 10 und 11 der Kaiibrationsfe 1-der zu einer exakten Korrektur und dazwischen zu einer erheblich verbesserten Korrektur führen, und zwar auch dann, wenn die ursprüngliche Grätekennlinie keine Linearität besitzt. Welches mathematische Verfahren letzt-The two correction methods described have in common that they produce corrected device characteristics which lead to an exact correction in the reference values 9, 10 and 11 of the calibration field and to a significantly improved correction in between, even if the original device characteristic is not linear. Which mathematical method ultimately

IiII

lieh fUr die Korrektur benutzt wird, ist unerheblich. Wesentlich sind dagegen die zusätzlichen Rasterfelder 7", 7'*' auf der Kaiibrationskarte K und entsprechend erweiterte Speicherplätze S' im Densitometer, die mit Tasten T oder Schaltern des Gerätes angewählt werden können und deren Inhalt im Anzeigenfeld A ablesbar ist, wobei die an den Kontrollfeldern gemessenen Werte eine verbesserte Kennlinienkorrektur, insbesondere im Fall nicht linearer Abweichungen, zulassen. Dabei kann durch eine geeignete Wahl der Dichte der Kontrol1feider insbesondere eine Verbesserung in jenen Dichtebereichen erzielt werden, die den Rasterfeldern auf einem Druckkontroi 1 streifen entsprechen. Das wiederum bewirkt die vorher beschriebene, angestrebte Verbesserung in der Bestimmung von Fläohendeckung und Tonwertzunahme.The number of pixels used for correction is irrelevant. What is important, however, are the additional screen fields 7", 7'*' on the calibration card K and the correspondingly expanded memory locations S' in the densitometer, which can be selected using keys T or switches on the device and whose content can be read off in the display field A, whereby the values measured on the control fields allow for improved characteristic curve correction, particularly in the case of non-linear deviations. By selecting the appropriate density of the control fields, an improvement can be achieved in those density ranges that correspond to the screen fields on a print control strip. This in turn brings about the previously described, desired improvement in the determination of area coverage and dot gain.

Claims

(16 403) Protection claims:

1. Calibration card for optical densitometers, on which control fields for printing inks, in particular cyan, magenta, yellow and black with the corresponding density values (8) are arranged,

characterized,
that on the calibration card (K) one or more correspondingly colored halftone fields (7') are arranged for each printing color except for the respective solid field (7).

2. Calibration card according to claim 1,
dadvirch marked,

that for each printing colour there is a screened deep tone field (7") and a screened mid tone field (7'' ¹ ).

3. Calibration card according to claim 1 and 2,
characterized,

that the mid-tone field (7'") has an area coverage in the film of 25% to 50% and the bass field (7'') of 70% to 85%.

h. Calibration card according to one of claims 1 to 3,
characterized,

that all solid and halftone fields (7 ¹ ) are arranged in a row next to each other on the card (K).