WO2001078374A1 - Verfahren zum abbilden von farbwerten eines farbbildes auf die farbwerte eines highlight-color-bildes sowie entsprechendes drucksystem - Google Patents
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Abbildungsverfahren werden die im RGB-Farbraum dargestellten Farbwerte des abzubildenden Farbbildes mittels eines Abbildungsschrittes auf den Highlight-Color-Farbraum abgebildet, der einer Projektion der Farbwerte auf die Highlight-Color-Farbe entspricht. Die entsprechenden Berechnungen erfolgen im RGB-Farbraum. Eine Umsetzung in einen anderen Farbraum ist nicht notwendig. Zudem sind diverse Korrekturen vorgesehen, so dass ein für das menschliche Auge möglichst naturgetreues Highlight-Color-Bild erzeugt wird.
Description
Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes sowie entsprechendes Drucksystem.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden von
Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes (HC-Bildes) . Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem die Farbwerte des Farbbildes als Vektoren des RGB- arbraumes dargestellt werden und die Farbwerte des Highlight-Color-Bildes nur Vektoren eines Highlight-Color-Farbraums umfassen, der im RGB-Far- braum den Bereich zwischen allen Graustufen und einer Hig- hlight-Color-Farbe abdeckt.
Aus der US 5,237,517 ist ein Verfahren zum Abbilden von
Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines' Highlight-Color-Bildes, das nur Farbwerte eines Highlight-Co- lor-Farbraumes umfasst, beschrieben. Ein solcher Hig- hlight-Color-Farbraum umfasst alle Farbwerte im Bereich zwischen den Graustufen und einer vorbestimmten Highlight- Color-Farbe. Dieses Verfahren ist auch in „PRINCIPLES FOR MAPPING FROM FÜLL COLOR TO HIGHLIGHT COLOR", Steven J. Ha- rington, in IS&'T's Eight International Congress on Advan- ces in Non-Impact Printing Technologies, 1992, Seite 458 ff beschrieben.
Bei diesem Verfahren werden die Farbwerte des Farbbildes, die üblicherweise als RGB-Farbwerte dargestellt werden, einer Koordinatentransformation in YES-Farbwerte unterzo- gen. Dies ist ein spezielles Farbsystem, bei welchem die voll-gesättigten Farbwerte in einer Ebene angeordnet sind. Das YES-Koordinatensystem weist drei Koordinaten Y, E, S auf, wobei Y die Helligkeit des Farbwertes und E und S je-
weils Farbwerte sind, die eine Farbebene aufspannen. Bei der Abbildung der Farbwerte des Farbbildes auf den Hig- hlight-Color-Farbraum werden die jeweiligen Farbwerte zunächst in die Farbebene projiziert. Der Farbwert der Hig- hlight-Color-Farbe wird auch in die Farbebene projiziert, wobei auf diesen projizierten Farbwert dann der projizier- te Farbwert des abzubildenden Farbwertes erneut projiziert wird. Diese Projektion erfolgt mittels einer Berechnung des Cosinus zwischen den beiden projizierten Farbwerten, wobei dieser Wert mit drei potenziert wird. Die Potenzierung des Cosinus-Wertes ist zweckmäßig, da die einzelnen, voll-gesättigten Farben (rot, gelb, grün, cyan, blau, a- genta) mit der in der Farbebene jeweils benachbarten Farbe einen Winkel von 60° einschließen, so dass die Abbildung ohne die Potenz von drei den halben Betrag auf zwei benachbarte Grundfarben. abbilden würde, da Cosinus von 60° gleich ist. Die Abbildung eines derart großen Betrages von einer Grundfarbe auf eine andere Grundfarbe ist jedoch nicht erwünscht, da dies unnatürlich wirkt. Durch die Po- tenzierung mit drei wird bei der Abbildung für den Winkel von 60° der Betrag der Abbildung auf 1/8 reduziert. Zusätzlich ist von Vorteil, dass bei der Potenzierung mit drei das Vorzeichen beibehalten wird.
Die derart auf den Highlight-Golor-Farbraum abgebildeten Farbwerte dienen zur Ansteuerung der HC-Farbe eines Druk- kers oder Farbbildschirmes. Da ein Farbbildschirm in der Regel mit RGB-Farbwerten angesteuert wird, müssen die abgebildeten Farbwerte einer weiteren Koordinatentransforma- tion in den RGB-Farbraum unterzogen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf einen Highlight-Color-Farbraum zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abbilden von Farb- werten eines Farbbildes werden die Farbwerte als Vektoren des RGB-Farbraumes dargestellt. Der Highlight-Color-Farbraum umfasst alle Farbwerte, die. im RGB-Farbraum den Bereich zwischen allen Graustufen und einer Highlight-Color- Farbe abdecken. Jedem Bildpunkt des Farbbildes ist ein Farbwert im RGB-Farbraum zugeordnet und eine Highlight-Color-Farbe ist. durch einen Farbvektor im RGB-Farbraum vorgegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von der Highlight-Color-Farbe CHc ein Farbanteil FHc durch Vektorsubtraktion eines Schwarzanteils vom Farbwert CHc ermittelt wird, von einem abzubildenden Farbwert Cj.n ein Farbanteil Fιn durch Vektorsubtraktion eines Schwarzanteils vom Farbwert Cin ermittelt wird, die Farbwerte des Farbbildes auf einen Farbwert C'Gamut des Highlight-Color- Farbraumes durch Ermitteln eines Abbildungsfaktors p durch Berechnen des Cosinus zwischen den Farbanteilen und einer Multiplikation des Abbildungsfaktors p mit einem Einheitsvektor EHc, der in der Richtung der Highlight- Color-Farbe gerichtet ist, und dem Betrag des Farbanteils Fin des abzubildenden Farbwertes Cιn abgebildet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die Farbwerte eines Farbbildes auf einen Highlight-Color- Farbraum abgebildet, ohne dass eine Koordinatentransformation notwendig ist. Die einzelnen Berechnungen erfolgen • mit im RGB-Farbraum dargestellten Farbwerten. Hierdurch werden Rundungsfehler durch die zusätzliche Koordinatentransformationen vermieden und das Abbildungsverfahren kann durch das Weglassen der Koordinatentransformation schneller als das herkömmliche Verfahren ausgeführt wer- den.
Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Wahl der Highlight-Color-Farbe, d.h. dass es für jede beliebige Highlight-Color-Farbe angewendet werden kann, ohne dass die Art der Berechnung in irgend einer Weise verändert werden muss.
Vorzugsweise werden bei der Abbildung Korrekturen durch Berücksichtigung des Schwarzanteils des abzubildenden Farbwertes und/oder durch Berücksichtigung eines Farbkorrekturwertes ausgeführt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Farbwerte eines Farbbildes auf den Highlight-Color-Farbraum abgebil- det, so dass eine vollständige Beschreibung des ursprünglichen Farbbildes im Highlight-Color-Farbraum zur Verfügung steht. Aus einem derart abgebildeten Farbbild können dann Halbtonauszüge in an sich bekannter Weise zur An- steuerung eines Druckers oder eines Farbbildschirmes oder dergleichen abgeleitet werden, wie dies in der US-A-
5,237,517 näher beschrieben wird, die Bestandteil der Offenbarung dieser Anmeldung ist.
Das oben beschriebene Verfahren erzeugt für das menschliche Auge eine möglichst naturgetreue Abbildung der Farbwerte eines Farbbildes auf den Highlight-Color-Farbraum. Es ist insbesondere dazu geeignet, farbige Bilddaten- zur ■ Darstellung auf einem zweifarbigen Anzeigemedium aufzubereiten, beispielsweise in einem Druckverfahren zum Bedruk- ken eines AufZeichnungsträgers mit zwei Farben. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Abbildungsverfahren geschaffen, mit welchem Farbbilder, wie z.B. Geschäftsgrafiken oder andere künstlich gestaltete Bilder, deren Farben nicht durch eine möglichst naturgetreue Wiedergabe vorgegeben sind, auf ein Highlight-Color- Farbraum abgebildet, wobei hier die Abbildung möglichst derart erfolgt, dass die einzelnen Farben im Highlight-Co- lor-Bild möglichst gut unterscheidbar sind. Hierzu wird eine Abbildungstabelle mit gleichmäßig im Highlight-Color- Farbraum verteilten Farbwerten erzeugt und mittels einer Hash-Funktion werden die Farbwerte des Farbbildes den Farbwerten der Abbildungstabelle zugeordnet. Im Highlight- Color-Farbraum werden somit diskrete Farbwerte vorgesehen, die im Farbraum einen gleichmäßigen, vorbestimmten Abstand voneinander haben. Hierdurch wird sichergestellt, dass die einzelnen Farbwerte des Highlight-Color-Bildes gut voneinander unterscheidbar sind.
Vorzugsweise wird als Hash-Funktion die oben beschriebene Abbildung mit der Projektion der abzubildenden Farbwerte auf die Highlight-Color-Farbe im RGB-Farbraum verwendet.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dieses Verfahrens werden die Häufigkeiten der einzelnen Farbwerte im abzubildenden Farbbild ermittelt und die Farbwerte in der Reihenfolge ihrer Häufigkeit der Abbildungstabelle zuge-
ordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass häufig im abzubildenden Farbbild vorkommende Farbwerte bevorzugt ein Farbwert im Highlight-Color-Farbraum zugeordnet wird, so dass mit hoher Wahrscheinlichkeit sich im abzubildenden Farbbild deutlich unterscheidende Farbwerte sich auch im abgebildeten Highlight-Color-Bild deutlich unterscheiden.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In denen zeigen:
Figur 1 einen Würfel zur Darstellung des RGB-
Farbraumes mit den Farben w = weiß, k = schwarz, r = rot, g = grün, b = blau, c = cyan, m = magenta und y = gelb,
Figur 2a bis 2c schematisch eine Abbildungstabelle,
Figur 3 die Verteilung von Farbwerten in einem Highlight-Color-Farbraum und
Figur 4 ein Drucksystem.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes sind die Farbwerte des Farbbildes als Vektoren des RGB-Farbraumes dargestellt. Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung werden Vektoren durch Großbuchstaben und Skalare durch Kleinbuchstaben dargestellt. Die Farbe Schwarz wird durch den Vektor (0, 0, 0) und die Farbe Weiß durch den Vektor (255, 255, 255) repräsentiert. Die Farbwerte des abzubildenden Farbbildes werden jeweils durch einen Vektor Cj.n mit (rin, gιn, bj.n) dargestellt.
Folgende aus der Vektormathematik bekannte Notationen werden bei der Beschreibung der Erfindung verwendet. Mit dem Skalar- oder Vektorprodukt werden zwei • Farbwerte C\, C2 gemäß folgender Formel miteinander multipliziert:
ι*C2 := rx - r2 + g - g2 + bx - b2
Die Norm eines Vektors wird gemäß folgender Formel berech- net:
Zum Verständins der Erfindung können auch die US-A- 5,319,473 und die US-A-5, 237, 517 nützlich sein, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
In Figur 1 ist der RGB-Raum durch einen Würfel darge- stellt, wobei den Ecken des Würfels die Farben k =
Schwarz, y = Gelb, r = Rot, m = Magenta, w = Weiß,, b = Blau, c = Cyan und g = Grün zugeordnet sind. Die diagonale Linie GL von Schwarz nach Weiß umfasst alle Grauwerte des RGB-Farbrau es. Diese Diagonale wird deshalb nachfolgend als Graulinie GL bezeichnet. Für die folgenden Erläuterungen der Erfindung ist der von Schwarz zu Weiß entlang der Graulinie GL weisende Einheitsvektor von Bedeutung, der folgendermaßen dargestellt wird:
Der Schwarzanteil kιn des Farbwertes Cιn wird folgendermaßen definiert :
ΕRSATZBLATT (REGEL 26)
" π — &Diag * ^in ~ V / m + gin + k )/V3
Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Schwarz durch (0, 0, 0) und Weiß durch (255, 255, 255) dargestellt werden, hat der Schwarzanteil k.n einen Wertebereich von 0 bis 255, wobei 0 den maximalen und 255 den minimalen Schwarzanteil darstellen.
Der Schwarzanteilsvektor Kin der Farbe Cin ist folglich:
- n - h E Diag
Von dem Farbwert kann folglich auch ein Farbanteilsvektor gemäß folgender Formel berechnet werden:
F!r ~ in Kin E Diag
In entsprechender Weise kann auch der Farbanteilsvektor der Highlight-Color-Farbe dargestellt werden :
*Ηc ~ tfC ^HC ' ^Diag
In Figur 1 ist der Farbanteilsvektor FHc der Highlight-Color-Farbe rot mit CHc = (255, 0, 0) eingezeichnet. Der Farbanteilsvektor ist orthogonal zur Graulinie GL. Entsprechendes gilt für den Farbanteilsvektor Fιn eines beliebigen Farbwertes.
Da die Farbanteilsvektoren orthogonal zur Graulinie sind, liegen sie in der zur Graulinie orthogonalen Ebene, die
als Farbebene bezeichnet werden kann, da die darin enthaltenen Vektoren unabhängig vom Grauanteil sind. In dieser Farbebene lässt sich eine Abbildung auf die Highlight- Color-Farbe ausführen, die unten näher beschrieben wird, ohne dass hierzu eine Koordinatentransformation notwendig ist, wie sie bei dem eingangs beschriebenen Verfahren (Transformation in YES) angewendet wird.
Aus den Farbanteilsvektoren Fj.n eines abzubildenden Farb- wertes und der Highlight-Color-Farbe wird ein Abbildungsfaktor p gemäß folgender Formel berechnet:
P'(CHC,Cin) = cos3 (FHC,Fin),
falls COS ( FHC Λ Fιn) > 0 ansonst gilt p ' (CHo C.in) = 0
Die Cosinus-Funktion zwischen zwei Vektoren im euklidischen Vektorraum ist durch folgendes Vektorprodukt bestimmt :
F cos (FHC,Fin) = - HC » F
FHC V \ Fin \
Mit dem Abbildungs faktor p' wird der auf den Farbanteilsvektor FHc der Highlight-Color-Farbe abgebildete Farbanteilsvektor Fin folgendermaßen berechnet :
C"Gamut=\ Fm \ p'(CHC,Cin) . FHC / \ FHC \
In dieser Formel stellt FHC/|FHcl den Einheitsvektor EHC dar, der in Richtung der Highlight-Color-Farbe gerichtet ist. Der abgebildete Vektor C 'Gamut besitzt somit die
Richtung der Highlight-Color-Farbe im RGB-Farbraum mit dem
Betrag des Farbanteilsvektors Fin des abzubildenden Farbwertes, der mit dem Abbildungsfaktor p' multipliziert wird.
Bei dieser Abbildung ist der Schwärzanteil des abzubildenden Farbwertes noch nicht berücksichtigt. Der obige Abbildungsvektor kann deshalb folgendermaßen ergänzt werden:
C'aamut -I Fin I .P'(CHC > Cin ) " FHC ' I FHC I +^in EDiag
Mit dieser Korrektur wird der Schwarzanteil unverändert im Highlight-Color-Farbraum übernommen, da er in einem Hig- hlight-Color-Bild auch unverändert gegenüber dem Ausgangsbild dargestellt werden soll.
Mit obiger. Abbildung wird somit der ursprüngliche. Schwarzanteil unverändert übernommen und der ursprüngliche Farbanteil auf die Highlight-Color-Farbe abgebildet. Bei der Berechnung von C'Gamut fallen die Farbanteilen von Fin, die entweder entgegengesetzt oder orthogonal zum Farbanteilsvektor FHc der Highlight-Color-Farbe sind, weg. Der weggefallene Farbanteil kann durch C''Gamut minus Fin bzw. C'Gamut minus Cin dargestellt werden. Die physiologische Fa- rabwirkung C'Gamut minus C±n hängt von der jeweiligen Farbe ab. Zum Beispiel wird grün heller als blau.- Dies kann gemäß folgender Formel durch einen Farbkulturvektor K kor be- rücksicht werden:
^Gamut ~ G∞nur ~K Gamt Cm- ) • Kkor )EDiag
Der Farbkorrekturvektor besitzt folgende Werte (- 0 , 12 ; 0 , 27 ; -0 , 03 .
Die obige Abbildung ordnet jedem Farbwert eines Farbbildes exakt einen Farbwert des Highlight-Color-Farbraumes zu. Mit dieser Abbildung lassen sich für das menschliche Auge sehr naturgetreue Highlight-Color-Bilder erzeugen. Ein Farbbildschirm kann unmittelbar mit dem abgebildeten Farbwert CGamut angesteuert werden, da dieser Farbwert ein Farbwert des RGB-Farbraumes ist.
Ein Highlight-Color-Farbbild wird in der Highlight-Color- Farbe und einer Standardfarbe, die in der Regel schwarz ist, gedruckt. Ein ein Highlight-Color-Bild druckender Drucker weist üblicherweise einen Toner in der Farbe Schwarz und einen Toner in einer anderen Farbe, z.B. in Rot, Blau oder Weiß auf. Zum Drucken des Highlight-Color- Bildes ist es notwendig, dass Halbtonauszüge für das Druk- ken der Farbe Schwarz und für das Drucken der Highlight- Color-Farbe erzeugt werden. Zur Ansteuerung der Halbtonauszüge müssen für jeden Bildpunkt des Highlight-Color- Bildes die Farbsättigungswerte für die Farbe schwarz K0uτ und für die Highlight-Color-Farbe HC0uτ bestimmt werden.
Die Farbsättigung der Farbe Schwarz kann beispielsweise einfach mit folgender Formel ermittelt werden:
KOUT = πiax ( rGamut, bGamut, gGamut)
Hierbei wird der maximale Wert der drei Komponenten des abgebildeten Farbwertes CGamut ausgewählt, da dieser die Projektion des abgebildeten Farbwertes CGamut auf die Grau- linie GL darstellt.
Die Farbsättigung der zu druckenden Highlight-Color-Farbe wird gemäß folgender Formel berechnet:
HC. = FHC ' FG™»' - 255 I F I2
Da der schwarze Toner der Highlight-Color-Farbe überdeckt, muss der Farbanteil bei dunklen Farben angehoben werden. Hierfür wird folgende Korrektur eingefügt:
JYJ = (255 — KQJJJ)/ 55
HCλ -1,05 iiC OriiUTTT — 1,05 - Kλ
Mit den Werten K0oτ und HC0στ können die Farbe schwarz und die Highlight-Color-Farbe an einen Drucker angesteuert werden. Zur Darstellung der unterschiedlichen Farbsätti- ' gungsstufen werden die mit den Farbsättigungswerten beschriebenen Farbauszüge mit an sich bekannten Verfahren gedithert .
Bei Abbildung der Farbwerte eines Farbbildes auf. den Hig- hlight-Color-Farbraum ist es nicht immer notwendig, dass eine möglichst naturgetreue Abbildung erzeugt wird, sondern es ist manchmal auch gewünscht, dass anstelle einer naturgetreuen Abbildung die im Farbbild verwendeten Farben im Highlight-Color-Bild derart dargestellt werden, dass sie deutlich unterscheidbar sind. Eine solche Abbildung ist insbesondere bei Geschäftsgrafiken gewünscht, bei welchen z.B. einzelne betriebswirtschaftliche Ergebnisse mit unterschiedlichen Farben dargestellt sind. Hierbei ist wesentlich, dass bei einer Abbildung in den Highlight-Color- Farbraum die einzelnen Geschäftsergebnisse wiederum deutlich voneinander unterschieden werden können.
Bei einer Abbildung eines keinen naturgetreuen Gegenstand darstellenden Farbbildes auf den Highlight-Color-Farbraum oder einer anderen Darstellungsart sollen somit die unter- schiedlichen Farben des Farbbildes im abgebildeten Bild möglichst deutlich voneinander unterscheidbar sein. Ferner ist es zweckmäßig, dass die Farben Schwarz und Weiß des Farbbildes wiederum auf Schwarz und Weiß im abgebildeten Bild abgebildet werden.
Hierzu wird das abzubildende Farbbild zunächst analysiert. Bei der Analyse des Farbbildes werden die in dem Farbbild enthaltenen Farbwerte Cin_i ermittelt und deren Anzahl 1 und deren Häufigkeit bestimmt. Diese Farbwerte werden in einer Tabelle mit zwei Spalten (Figur 2a) in die linke Spalte eingetragen.'
Im nachfolgenden Bearbeitungsschritt werden die einzelnen Farbwerte sortiert, wobei zunächst die Farbwerte für die Farbe Weiß und die Farbe Schwarz an die ersten beiden
Stellen in der Spalte gesetzt werden. Die übrigen Farb-
I werte werden gemäß ihrer Häufigkeit sortiert (Figur 2a -> Figur 2b) .
In der rechten Spalte der Tabelle aus den Figuren 2a bis 2c sind die abzubildenden Farbwerte CHc-i bzw. die entsprechenden Darstellungsarten einzutragen. Bei einer Abbildung auf den Highlight-Color-Farbraum sind die Farbwerte CHc-i des Highlight-Color-Farbraums in diesem z.B. rautenförmi- gen Raster gleichmäßig verteilt angeordnet.
In Figur 3 ist der Highlight-Color-Farbraum zu einer Highlight-Color-Farbe HC dargestellt. Dieser Farbraum wird
durch ein Dreieck dargestellt, dessen eine Seitenkante die Graulinie GL des RGB-Farbraums aus Figur 1 ist. Die Graulinie erstreckt sich zwischen den Farben Schwarz und Weiß, die jeweils eine Ecke des Dreiecks bilden. Die drit- te Ecke des Dreiecks wird durch die Highlight-Color-Farbe HC gebildet. Die Fläche des Dreiecks stellt die Fläche im Würfel aus Figur 1 zwischen der Graulinie GL und dem Farbwert HC der Highlight-Color-Farbe dar. Die Highlight- Color-Farbwerte CH-ι bis CHc-m auf welche ein Farbwert des Farbbildes abgebildet werden kann, sind bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Raster mit rautenförmigen Rasterzellen angeordnet, wobei jede Ecke einer Rasterzelle einen derartigen Highlight-Color-Abbildungs- Farbwert CHc-i darstellt. Dieses Raster wird z.B. derart aufgebaut, dass an jeder Seitenkante des Dreieckes n High- Üght-Color-Abbildungs-Farbwerte CHc-i über die jeweilige Seitenkante mit gleichen Abstand verteilt angeordnet werden, wobei jedem Eckpunkt des Dreiecks ein Highlight-Co- lor-Abbildungs-Farbwert zugeordnet wird. Zwischen diesen auf den Dreieckskanten angeordneten Highlight-Color-Abbil- dungs-Farbwerten CHc-i wird das rautenförmige Raster durch entsprechend regelmäßig beabstandete Farbwerte aufgespannt. Hierbei ergeben sich m=(n+l)-n/2 Highlights-Color- Abbildungs-Farbwerte. Die Anzahl der Highlight-Color-Ab- bildungs-Farbwerte ist so zu wählen, dass die einzelnen Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte einerseits weit voneinander beabstandet sind, um vom menschlichen Auge deutlich unterschieden werden zu können, und anderseits eine ausreichende Anzahl vorhanden sind, um die im abzubilden- den Farbbild vorhandenen Farbwerte möglichst vollständig darauf abbilden zu können. Für n = 22 ergeben sich beispielsweise 253 Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte. Dies ist eine für die meisten Zwecke ausreichende Anzahl von
Farbwerten. Der Wert n liegt deshalb vorzugsweise im Bereich von 3 bis 25. Größere Werte von n sind nicht zweckmäßig, da hierdurch die Unterscheidbarkeit der einzelnen Farben verloren geht.
Anstelle eines rautenförmigen Rasters kann z.B. auch ein Raster mit dreieckförmigen Zellen vorgesehen werden. Bei einem solchen Raster muss die Anzahl m aller Highlight-Co- lor-Abbildungs-Farbwerte mit einer anderen Formel als der oben angegebenen Formel (m= (n+1) n/2) bestimmt werden.
Nach Maßgabe der Anzahl 1 der Farbwerte CHc-i des abzubildenden Farbbildes wird die Anzahl m der Highlight-Color- Abbildungs-Farbwerte CHc-i festgelegt, wobei das kleinste n gewählt wird, für das m größer oder gleich 1 ist. Es gilt somit:
m( ) ≥ l
Nun sind die einzelnen Farbwerte des abzubildenden Farb- bildes diesen Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerten zuzuordnen. Zunächst wird dem Farbwert Cin-ι der Farbe Weiß der entsprechende Farbwert CHc-ι der Farbe Weiß zugeordnet. Entsprechend wird in der zweiten Zeile der Tabelle für die Farbe Schwarz ausgeführt.
Die weitere Zuordnung erfolgt mittels einer Hash-Funktion fHASH- Hierzu wird beispielsweise die oben erläuterte Abbildung auf Ccamut verwendet fHASH (Cin) =CGamut. Ein abzubildender Farbwert Cin-i wird somit zunächst auf CGamut-i abge- bildet. Nun wird der zu CGamut-i nächste noch freie Wert der Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte CHc-i ermittelt und dieser Highlight-Color-Abbildungs-Farbwert dem ursprüngli-
chen Farbwert Cin_i zugeordnet, d.h. diese beiden Werte werden in der Tabelle aus Figur 2c in die gleiche Zeile geschrieben. Ist der nächstliegende Highlight-Color-Abbil- dungs-Farbwert bereits vergeben, so muss der nächste freie Highlight-Color-Abbildüngs-Farbwert ausgewählt werden. Dadurch, dass die am häufigsten vorkommenden Farbwerte Cj.n-i zuerst zugeordnet werden, werden diese bevorzugt zugeordnet, wodurch sichergestellt ist, dass diesen ein Hig- hlight-Color-Abbildungs-Farbwert zugeordnet wird, der mög- liehst gut dem entsprechenden CGamut-i entspricht. Hierdurch wird zusätzlich zur möglichst guten Unterscheidbarkeit der einzelnen Farben im Highlight-Color-Bild auch eine für das menschliche Auge möglichst ähnliche Abbildung zum Farbbild erzeugt .
Sollte die Anzahl der Farbwerte Cϊn-i des abzubildenden Farbbildes größer als die maximale Anzahl (m(nmax)) der Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte CHc-i sein, so können nicht alle Farbwerte, Cιn-i abgebildet werden.
Eine mögliche Lösung dieses Problems besteht darin, die Farbwerte Cιn-i, mit einer Häufigkeit kleiner als 0,05% bis 0,5% nicht zuzuordnen.
Eine andere Möglichkeit ist, dass beispielsweise die Liste mit den Häufigkeiten der einzelnen Farbwerte Cιn-i abgeschnitten wird, sobald mindestens 99,55 der Fläche des Bildes erfasst ist.
Sollten diese beiden oben angegebenen Möglichkeiten zur Verringerung der Anzahl der abzubildenden Farbwerte nicht genügen, so können die einzelnen Farbwerte Cιn-i mit der Hexadezimalzahl F8F8F8 maskiert werden, wodurch die Anzahl
der Farbwerte deutlich verringert wird. Nach der Markierung der einzelnen Farbwerte muss das Farbbild erneut analysiert werden. Durch die Markierung wird eine gewisse Un- genauigkeit erzeugt, die jedoch bei Geschäftsgrafiken oft- mals ohne Belang ist. Hierbei muss man berücksichtigen, dass derartige Grafiken in der Regel nur eine geringe Anzahl von Farben besitzen, wobei hiervon jedoch abweichende Farbwerte an Grenzstellen beispielsweise durch ein Verlaufen der Farbe und insbesondere beim Scannen auftreten kön- nen. Die obige Maskierung stellt dann einen unbeachtlichen Informationsverlust dar, da lediglich diese Farbverläufe an den Grenzen benachbarter Farbfelder weggelassen werden. Nach dem Maskieren muss erneut die Häufigkeiten der einzelnen Farben ermittelt werden und die Zuordnung zu den Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerten erfolgen.
Ist die Abbildungstabelle einmal aufgestellt, so können die Farbwerte eines Farbbildes auf einen Highlight-Color- Farbraum lediglich durch Auswählen der korrespondierenden Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte abgebildet werden.
Diese lässt sich sehr schnell ausführen und führt zu einem Highlight-Color-Bild, bei dem die einzelnen Farben des ursprünglichen Farbbildes deutlich unterscheidbar sind.
Die Abbildung von nicht naturgetreuen Gegenständen darstellenden Farbbildern ist oben anhand einer Abbildung auf dem Highlight-Color-Farbraum beschrieben worden. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass mit einer solchen Abbildung die Farbwerte des Farbbildes auf unterschiedli- ehe Füllmuster abgebildet werden, die im abgebildeten Bild entsprechende Farben des Farbbildes darstellen. Mit einer derartigen Abbildung ist es z.B. auch möglich, die unterschiedlichen farbigen Bereiche eines Farbbildes in einem
schwarz-weiß Bild unterscheidbar darzustellen. Bei einer derartigen Abwandlung werden lediglich in der Tabelle aus Figur 2c in der rechten Spalte anstelle der Highlight-Co- lor-Abbildungs-Farbwerte die entsprechenden Füllmuster eingesetzt.
Je nach Anforderung kann auch eine andere Zuordnung der Highlight-Color-Abbildungs-Farbwerte zu den Farbwerten des Farbbildes erfolgen, wobei beispielsweise bestimmte frei wählbare Farbwerte des Farbbildes bevorzugt behandelt werden sollen. Diesbezüglich kann auch die oben erläuterte Hash-Funktion abgewandelt werden, indem beispielsweise bestimmte Firmenfarben immer den gleichen Highlight-Color- Farben zugeordnet werden. Es kann beispielsweise auch zweckmäßig sein, jeweils die gleiche Hash-Funktion oder sogar die gleiche Tabelle für die Zuordnung unterschiedlicher Farbbilder einer Bilderserie zu verwenden, obwohl in den einzelnen Farbbildern unterschiedliche Farbwerte enthalten sind, die bei der oben beschriebenen Zuordnung über die Häufigkeit unterschiedliche Zuordnungen der einzelnen Farbwerte des Farbbildes zu unterschiedlichen Highlight- Color-Abbildungs-Farbwerten ergeben würde.
In Figur 4 ist ein Drucksystem gezeigt, bei dem auf einen Vollfarbraum (RGB) bezogene, farbige Bilddaten in einem auf einem Anwendercomputer 10 ablaufenden Anwender-Softwareprogramm 11 erzeugt werden. Die so erzeugten Bilddaten können dann mit dem erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Verfahren durch ein Transformations-Softwareprogramm 12 bzw. durch eine entsprechende elektronische Schaltung
(Hardware) im Anwendercomputer 10 auf den HLC-Farbraum umgesetzt werden. Danach werden die derart aufbereiteten Daten an einen Druck-Server 13 übertragen, an dem wiederum
ein Druckgerät 14 angeschlossen ist. Am Druckserver 13 können über den Anschluß 15 weitere Computer angeschlossen sein, von denen der Druckserver 13 auch RGB-Bilddaten oder andere Vollfarben-Bilddaten wie yellow-magenta-cyan-black (YMCK) Bilddaten empfangen kann, die nicht auf den HLC- Farbraum optimiert sind. Die entsprechende Umsetzung derartiger Vollfarben-Billdaten auf HLC-Bilddaten kann dann über das im Druckserver 13 installierte Transformationssoftwareprogramm 12a erfolgen, welches genauso funktio- niert wie das Transformationsprogramm 12.
Im Druckgerät 14 befinden sich zwei Druckstationen 16 und 17, die jeweils in zwei verschiedenen Farben drucken können. Dazu weist beispielsweise das elektrofotografische Druckwerk 16 eine schwarzen Toner enthaltende Entwicklerstation 16a und das Druckwerk 17 eine roten Toner enthaltende Entwicklerstation 17 a auf. Im übrigen enthält jedes der Druckwerke 16, 17 an sich bekannte elektrofotografische Komponenten wie eine Fotoleitertrommel, Corotronein- richtungen und eine Belichtungseinheit wie z.B. einen Leuchtdiodenkamm. Die vom Druckserver erhaltenen Daten werden dabei von einem im Druckgerät 14 enthaltenen scala- ble raster architecture (SRA) Druckdatencontroller 18 empfangen, jeweils in einzelne Bildpunkte aufgeratstert und farbgenau an die beiden Druckwerke 16, 17 bzw. die entsprechenden Leuchtdiodenkämme 16b, 17b zur Bildung eines latenten Bildes auf der entsprechenden Fotoleitertrommel zugeführt. Die so enstandenen elektrostatischen Bilder werden dann in bekannter Weise elektrofotografisch mit To- ner entwickelt und auf den Aufzeichnungsträger, hier ein einzelnes Papierblatt 18 derart umgedruckt, dass auf dem Papierblatt 18 das gewünscht HLC-Bild entsteht.
Die oben beschriebenen Abbildungsverfahren zur möglichst naturgetreuen Abbilden auf den Highlight-Color-Farbraum als auch das Verfahren zum Abbilden von nicht naturgetreue Gegenstände darstellenden Bildern können Offline durchge- führt werden. Insbesondere bei letzterem Verfahren kann Offline eine Abbildungstabelle erzeugt werden, die wiederholt und schnell auf unterschiedliche Farbbilder einer Bilderserie angewandt werden kann und ein sehr schnelles Umsetzen in eine andere Darstellungsart erlaubt.
Die Erfindung ist sowohl als Computerprogramm als auch als Computerprogrammprodukt oder in einem Computer integriert zu verwirklichen und insbesondere in Drucksystemen mit angeschlossenen Druckservern besonders vorteilhaft. Sie kann dabei auf einem Server, einem Client-PC, in einem Druckgerät' insbesondere innerhalb des oben beschriebenen SRA-Con- trollers und/oder einem auf anderen in einem Datennetz eingebundenen Computer ablaufen. Entsprechende Programmdateien können auf einem Datenträger abgespeichert oder über LAN- und WAN Netze wie das Internet verbreitet werden. Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf einen Highlight-Color-Farbraum.
Beim erfindungsgemäßen Abbildungsverfahren werden die im RGB-Farbraum dargestellten Farbwerte des abzubildenden Farbbildes mittels eines Abbildungsschrittes auf den Highlight-Color-Farbraum abgebildet, der einer Projektion der Farbwerte auf die Highlight-Color-Farbe entspricht. Die entsprechenden Berechnungen erfolgen im RGB-Farbraum. Eine
Umsetzung in einen anderen Farbraum ist nicht notwendig. Zudem sind diverse Korrekturen vorgesehen, so dass ein für das menschliche Auge möglichst naturgetreues Highlight-Co- lor-Bild. erzeugt wird.
Claims
1. Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes, die als Vektoren des RGB-Farbraumes dargestellt werden, auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes (HC- Bildes) , die nur Vektoren im Highlight-Color-Farbraum umfassen, der im RGB-Farbraum den Bereich zwischen allen Graustufen und einer Highlight-Color-Farbe abdeckt, wobei jedem Bildpunkt des Farbbildes ein Farbwert 
(r, g,b) ) im RGB-Farbraum zugeordnet ist und eine Highlight-Color- Farbe (CHc) durch einen Farbvektor im RGB-Farbrau vorgegeben ist, wobei von der Highlight-Color-Farbe (CHc) ein Farbanteil (Fc) durch Vektorsubtraktion eines Schwarzanteils vom, Farbwert (CHc) ermittelt wird, von einem abzubildenden Farbwert (Cιn) ein Farbanteil Fin durch Vektorsubtraktion eines Schwarzanteils vom Farbwert (Cin) ermittelt wird, und die Farbwerte des Farbbildes auf einen Farbwert (C'Gamut) des Highlight-Color-Farbraums durch Ermitteln eines Abbildungsfaktors (p") durch Berechnen des Cosinus zwischen den Earbanteilen und eine Multiplikation des Abbildungsfakors (p') mit einem Einheitsvektor (EHc) , der in der Richtung der Highlight- Color-Farbe gerichtet ist, und dem Betrag des Farbanteils (Fin) des abzubildenden Farbwertes (Cj.n) abgebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abbildungsfaktor (p') mit 3 potenziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwarzanteil (kin) des abzubildenden Farbwertes (Cin) mit einem Einheitsvektor (EDiag) multipliziert wird, der in Richtung einer die Graustufen beschreibenden Linie im RGB-Farbraum gerichtet ist, und dieses Produkt zum abgebildeten Farbwert (C'Gamut) addiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Farbkorrekturwert berechnet wird, indem die Vektordifferenz zwischen dem abgebildeten Farbwert (C'Gamut) und dem abzubildenden Farbwert (Cin) mit einem Farbkorrekturvektor multipliziert werden und das sich hieraus ergebende Produkt mit dem Einheitsvektor (EDiag) multipliziert wird, der in Richtung der die Graustufen beschreibenden Linie im. RGB-Farbraum gerichtet ist, und der sich hieraus ergebende Farbkorrekturwert zum abgebildeten Farbwert (C'Gamut) zur Darstellung des abgebildeten und korrigierten Farbwertes (CGamut) addiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Farbkorrekturvektor durch den Vektor (-0,12; -
0,27; -0,03) dargestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus dem abgebildeten und korrigierten Farbwert (CGa_ mut) ein Halbtonauszug für die Higlight-Color-Farbe und ein Halbtonauszug für eine Standardfarbe abgeleitet werden.
7. Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes, die als Vektoren des RGB-Farbraumes dargestellt wer- den, auf unterschiedliche Darstellungselemente, wie z.B. Farbwerte eines Highlight-Color-Farbraums oder unterschiedliche Muster, wobei
- die Farbwerte (Cιn-i) des Farbbildes ermittelte werden, - die Häufigkeit der einzelnen Farbwerte (Cιn-i) bestimmt wird,
- die Farbwerte des Farbbildes entsprechend der Häufigkeit sortiert werden, und eine Abbildungstabelle erzeugt wird, in welcher den sortierten Farbwerten (Cin-i) in der sortierten Reihenfolge jeweils ein Darstellungselement (CHc-i) zugeordnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Farbwerte des Farbbildes auf den Highlight-Color- Farbbraum abgebildet werden und gleichmäßig im Highlight- Color-Farbraum verteilte Farbwert ( (CHc-i) bestimmt und mittels einer Hash-Funktion den Farbwerten (Cιn-i) des Farbbildes zugeordnet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Hash-Funktion die Abbildung (CGamut) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird, wobei der durch die Hash-Funktion ermittelte Farbwert im Highlight-Color- Farbraum dem nächsten freien Farbwert der Abbildungstabelle zugeordnet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Farbwerte (Cin_i) des Farbbildes, deren Häufigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, nicht in die Abbildungstabelle aufgenommen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Farbwerte (Cin-i) des Farbbildes zumindest vor der Zuordnung zu den Farbwerten des Higlight-Color-Farbraumes mit der Hexadezimalzahl F8F8F8 maskiert werden.
12. Drucksystem mit einer Einrichtung (18) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Computerprogrammprodukt, das bei seinem Ablauf auf einem Computer (10, 13) einen Verfahrensablauf nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bewirkt.
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