DD274786A1

DD274786A1 - Verfahren und anordnung zur ueberwachung der druckqualitaet mehrfarbiger rasterdruckvorlagen einer offset-druckmaschine

Info

Publication number: DD274786A1
Application number: DD31885588A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Uebel
Original assignee: Adw Ddr Kybernetik Inf
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1988-08-11
Publication date: 1990-01-03
Also published as: GB2222112A; CN1041563A; GB2222112B; DE3925011B4; GB8917898D0; DE3925011A1; JPH02175155A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ueberwachung der Druckqualitaet in mehrfarbigen Rasterdruckvorlagen einer Offset-Druckmaschine ohne Verwendung eines Farbkontrollstreifens, bei dem eine Schaetzung der Farbschichtdicke der Primaerfarbrasterpunkte der Rasterdruckvorlagen im Zusammenhang mit der Ermittlung der in einem gegebenen Bildsegment gedruckten Anteile der Primaerfarben zur Ueberwachung der Farbgebung vorgenommen wird. Dabei werden mit Hilfe einer Kamera mit farbselektiven Sensorfeldern vom zu pruefenden Bildsegment Farbauszugsbilder in den Spektralbereichen Rot, Gruen und Blau erzeugt und diese mittels bildanalytischer Methoden in einem Bildverarbeitungssystem so verarbeitet, dass ueber eine Grauwertmessung die Farbschichtdicke der Farbrasterpunkte der einzelnen Primaerfarben ermittelt werden kann. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung der Druckqualität in mehrfarbigen Rasterdruckvorlagen bei Offset-Druckmaschinen im Zusammenhang mit der Ermittlung der gedruckten Anteile der Primärfarben, wobei kleinflächige Segmente ausgewählt werden mit dem Ziel einer Farbgebungsänderung bei einer Abweichung von den Sollwerten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Beurteilung der Druckqualität und die Regelung der Farbgebung erfolgt üblicherweise durch densitometrische Auswertung eines Farbkontrollstreifens. Dabei kann diese Auswertung off-line an einem statisch messenden Densitometer oder on-line mit Hilfe eines Maschinendensitometers vorgenommen werden. Nachteilig an diesem Vorgehen ist, daß ein Farbkontrollstreifen mitgedruckt werden muß, was aus Formatgründen häufig nicht möglich ist und einen Mehrverbrauch an Material bedeutet. In den Patentschriften EP-0142469, EP-0142470 und EP-0143744 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beurteilung der Druckqualität und zur Regelung einer Farbführung bei einer Off set-Druckmaschine ohne Verwendung eines Farbkontrollstreifens beschrieben. Dabei wird der Druckbogen in Bildelemente der Größe 0,5 x 0,5mm² bis 20 x 20mm² eingeteilt und in jedem

Bildelement fotoelektrisch die Remission in vier Spektralbereichen (Infrarot für Schwarz, Rot für Cyan, Grün für Magenta und Blau für Gelb) gemessen. Die Remissionswerte werden dann mit Hilfe der bekannten Neugebauer-Gleichungen in Flächenbedeckungen der Primärfarben umgerechnet. Durch Vergleich der Ist-Flächenbedeckungen mit den Flächenbedeckungen eines OK-Bogens bzw. den an den Druckplatten gemessenen Flächenbedeckungen werden Signale zur Steuerung der Farbgebung abgeleitet. Dazu wird jedem Bildelement für jede Druckfarbe ein Gewichtsfaktor zugeordnet, welcher die Sicherheit angibt, mit der sich die Flächenbedeckung dieser Farbe in diesem Bildelement bestimmen läßt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß lediglich die Flächenbedeckung zur Erzeugung eines Steuersignals gemessen wird und unausgesprochen vorausgesetzt wird, daß alle Farbrasterpunkte eine konstante Farbschichtdicke besitzen. Bekanntermaßen wird aber bei einer Farbgebungsänderung sowohl die Flächenbedeckung als auch dio Faibschichtdicke beeinflußt, so daß die alleinige Messung der Flächenbedeckung zu ungenau ist.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die bekannten Lösungen so zu verbessern, daß die Genauigkeit der Beurteilung der Druckqualität im Mehrfarbendruck bei Offset-Druckmaschinen ohne Vorwendung eines Farbkontrollstreifens direkt im Druckbild am bewegten Bogen erhöht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ¹JnH eine Anordnung zur Überwachung der Druckqualität mehrfarbiger Druckvorlagen bei Offset-Druckmaschinen anzugeben, das neben der bekannten Messung der Flächenbedeckung der Farbrasterpunkte zur Erhöhung der Genauigkeit der Farbgebungssteuerung weitere Druckbildparameter zu messen gestattet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch die Abtastung von digitalisierten Farbauszugsbildern in den Spektralbereichen Rot, Grün und Blau mitte's bildanalytischer Methoden die Farbschichtdicke der reinen Primärfarbe durch Schätzung des Grauwertes der Bildpunkte, <Jer ein Maß für die Größe der Absorption darstellt, ermittelt wird. Zu diesem Zweck wird das Meßsegment, in dem die Bestimmung des Flächenbedeckungsgrades erfolgt, mit einem Bildraster überdeckt und in dem gegebenen Rasterfeld werden Multispektralaufnahmen erzeugt. Die Bildaufnahme erfolgt mit arbselektiven Sensorfeldern. Dazu ist nach dem Objektiv ein erster Strahlteiler angeordnet, der das vom Meßsegment remittiert! - Licht über das Objektiv in zwei Teile zerlegt, wobei der erste Teil zu einem an sich bekannten Farbmeßkopf für die Remissionsmessung zur Bestimmung der Flächenbedeckungsgrade gelangt, während der zweite Teil in einem zweiten Strahlteiler gelangt, an dessen drei mit entsprechenden Rot-, Grün- oder Blaufiltern versehenen Lichtaustrittsflächen, die farbselektiven Sensorfelder angeordnet sind, deren Ausgänge an ein Bildanalysesystem angeschlossen sind. Die geometrische Auflösung des Bildrasterfeldes ist höher als die des Druckras ere, so daß dessen Rasterwerte ein Mehrfaches des Bildpunktabstandes beträgt. Die Grauwertauf lösung richtet sich nach der g» forderten Meßgenauigkeit der Farbschichtdicke. Aus den gewonnenen Farbauszugsbildern des Mehrfachdruc * es wird mit Hilfe bildanalytischer Methoden die Farbschichtdicke geschätzt. Zu diesem Zweck werden die Farbauszugsbilder zunächst mit einer jeweils ersten Schwelle binarisiert, die die Grenze zwischen den schwarzen Farbrastorpunkten und dem Bedruckstoff repräsentiert. Diedrei entstehenden Binärbilder werden so miteinander verknüpft, daß im Ergebnisbild ein Bildpunkt genau dann den Wert „1" erhält, wenn ii - den drei zu verknüpfenden Bildern die gleichen Bildpunkte ebenfalls den Wert ,1" haben. Die so gewonnenen Bildpunkte enthalten die Farbe Schwarz bzw. dem Schwarz gleichende Farbüberdeckungen. Weiterhin werden dieselben Farbauszugsbilder jeweils mit einer zweiten höheren Schwelle so binarisiert, daß sie außer den Bildpunkten der Farbe Schwarz auch noch Bildpunkte einer Primärbuntfarbe und ihier Überdeckungen mit dem Wart „1" beinhalten. Schließlich erhalten in jedem dieser Binärbilder mit der zweiten Schwelle alle diejenigen Bildpunkte den Wert „0", die entweder im Ergebnisbild der ersten Verknüpfung der Binärbilder mit der ersten Schwelle oder in einem der übrigen beiden Binärbilder mit dor zweiten Schwelle den Wert „1" haben. Nach dieser Operation weisen in den drei Binärbildern mit der zweiten Schwelle nur noch diejenigen Bildpunkte den Wert „1" auf, die eine reine Primärbuntfarbe ohne Farbüberdeckungen enthalten. Der mittlere Grauton dieser Bildpunkte stellt den gewünschten Wert der Färbschichtdicke dar.

Durch Vergleich der Ist-Farbschichtdicken mit den Schichtdicken eines OK-Bogens können neben den Farbgebungsänderungssignalen aus dem Vergleich der Flächenbedeckungen weitere Farbgebungsänderungssignale eraeugt werden.

Weiterhin erfolgt die Überwachung der Druckqualität vorteilhaft on-line unmittelbar nach dem letzten Farbdruck am bewegten Bogen, in dem die Zeitdauer der Blitzbeleuchtung der Bewegungsgeschwindigkeit angepaßt wird.

Ausführungsbelspiole

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel für den Vierfarbendruck bei biidanalytischer Ermittlung der Farbschichtdicke der Buntfarben Grau, Magenta und Gelb erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die Anordnung zur Überwachung der Druckqualität mehrfarbiger Druckvorlagen. Im Meßsegement 1 cif der Bedruckstoffbahn 2 erfolgt in bekannter Weise über das Objekiv 4 mit dem Farbmeßkopf 3 die fotoeiektronische Remissionsmessung zur Bestimmung des Flächenbedeckuiigsgrades. Das Meßsegment 1 hat eine Größe von 2,5 χ 2,5mm². Zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Farbschichtdicke der Farbrasterpunkte werden vom gleichen Meßsegment 1 über Strahlteiler 5 und 6, wobei die Lichtaustrittsflächon des Strahlteilers 6 mit entsprechenden hot-, Grün- und Blaufiltern versehen sind, mit Hilfe eines farbselektiven Sensorfeldes 7 drei Farbauszugsbilder erstellt. Dieser Senor 7 ist so konstruiert, daß auf dem Sensorfeld für jeden Farbauszug ein scharfes Bild erzeugt wird.

Die Abtastung erfolgt mit einer geometrischen Auflösung von 20pm/Bildpunkt, d. h. sie ist etwa 10mal so hoch wie die Druckrasterauflösung und einer Grauwertauflösung von 64 Graustufen.

Zur Beleuchtung dient eine Blitzlampe mit Normlichtart C oder ähnlicher Charakteristik mit einer Blitzdauer von 2-10 m/s. Die Filterung muß in den für die drei Buntfarben typischen spektralen Absorptionsbereichen geschehen. Im Idealfall entspricht die Transmissionskurve des Filters der Absorptionskurve der jeweiligen Buntfarbe.

Die Bestimmung der Farbschichtdicke erfolgt durch bildanalytische Verarbeitung der drei Farbauszugsbilder im Bildanalysesystem 8. Dieses Bildanalysesystem 8 wird von einem 16-Bii-Porsonalcomputer 9 gesteuert. Zur Demonstration können die einzelnen Verarbeitungsschritte auf einem Farbbildmonitor 10 sichtbar gemacht werden. Um die Farbschichtdicke aus dem Bild analysieren zu können, müssen zunächst diejenigen Bildpunkte bestimmt werden, die nur mit den Farben Grau,

Magenta und Gelb bedruckt sind und keinerlei Übereinanderdruck aufweisen. Sie werden monochromatische Bildpunkte genannt. Der mittlere Grauwert dieser Bildpunkte stellt den gesuchten Schätzwert für die Dicke dar. Zur Erläuterung des Algorithmus seien zunächst einige Definitionen vorangestellt:

Es sei g_b die Menge aller Bildpunkte des Blauauszuges. Den Mengenelementen pg_b sind die Grauwerte zugeordnet.

= 1...128]mit pn_hem,1...63l

Entsprechendes gilt für die Menge g, der Bildpunkte des Grünauszuges und für die Menge g, des Rotauszuges mit entsprechenden Werten pg_g und pg_f. Beim Vierfarbendruck besteht die N'qnge gi (le[b,g,r]) aus 16 Untermengen der Bildpunkte der vier Primärfarben, der sechs Sekundärfarben, der vierTertiärfarben, der Quartiärfarbe sowie der Farbe w des Bedruckstoffos, d.h.

gi = [[c], [y], [m], [si. [cy], (cm), [es], [ym], [ys], [ms], [cmy], [cms], [yrns], [cys], [cmys], [w]]

Z. B. ist c dio Menge aller derjenigen Bildpunkte, die nur der Farbe Cyan entsprechen. Dabei werden Digitalisierungseffekte unberücksichtigt gelassen.

Bei der Binarisierung eines Grauwertbildes g, mit einer Schwelle th_k entsteht dio binäre Menge

bi = (pb|(i,j): i = 1 ...128, j = 1 ...128] mit

Des weiteren werden alle Elemente mit pb, = 0 zur Untermenge [w] zusammengefaßt, so daß die übrigen 15 Untermengen nur noch Elemente pbi = 1 enthalten. Je nach Wahl der Schwelle werden die Untermengen verschieden mächtig oder auch leer sein.

Schließlich seien folgende Verknüpfungen definiert:

Die Verknüpfung b_k φ b| der binären Mengen b_k und b| ergibt eine Menge b_v, deren Elemente pb_v(i,j) = 1 genau dann sind, wenn pb_k{i,j) = · nd pb (i.j), = 1 gilt.

Die Verknüpfung b_k 0 b, der binären Mengen b_k und b, ergibt eine Menge b_v, deren Elemente pb_v(i,j) = 1 genau dann sind, wenn pb_k(i,j) = 1 und pb,{i,j) = O gilt.

Zunächst werden diejenigen Bildpunkte ermittelt, die zu einer der Untermengen von

[s'l = [[s], [es], [ms], [ys], [cms], [cys], [mys], [cmys]]

gehören bzw. deren Grauwerte besitzen. Hierzu sind die Farbauszugsbilder g_b, g₀ und g, mit den Schwellen t_b, t₈ bzw. t_r zu binarisieren, die die Grenze zwischen den schwarzen Farbrasterpunkten und dem Bedruckstoff repräsentieren. Die erhaltenen Bilder sind b_b, b_g und b„ Die Verknüpfung b, = b_b © b„ © b, liefert die Menge

b. = Hs'l, lemy], [cm'], [cy¹],

wobei [cm] = [[cm'], [cm") und [cy] = [[cy'], [cy"]] ist.

Das bedeutet, daß die Überdeckungen der Farben Cyan und Magenta sowie Cyan und Gelb teilweise Grauweite im Bereich der Farbe Schwarz liefern. Die Ursache liegt in der Nichtoptimalität der Druckfarben.

In einem zweiten Schritt werden die Grauwertbilder g;(i€[b,g,rl) erneut mit den Schwellen tbmon, tgmon bzw. trmon derart binarisiert, daß gilt

b'b = HyI, [s'l, [cmy], [cy], [my], [cm'] ,

b'_g = [[ml, [s*], [cmy], [my], [cm], [cy']] b·, = [[c], [S*], [cmyl, [cm], [cy]]

Das heißt, daß in jedem binarisierten Farbauszugsbild neben den Untermengen von b, nur noch nichtleere Untermengen einer Farbe und ihrer Überdeckungen enthalten sind. Derartige Schwellen tbmon, tgmon und trmon existieren, da die Filter den Absorptionsbsreichen der jeweiligen Farbe angepaßt sind. Für sie gilt stets tbmon <t_b, tgmon <t₀ und trmon <t_r. Da das Ziel in der Ermittlung monochromatischer Bildpunkte und nicht in der Ermittlung aller monochromatischen Bildpunkte besteht, sind die Schwellen stets so wählbar, daß die b₍,(ie[b,g,r]) nur die obigen Untermengen enthalten. Die gesuchten Mengen der monochromatischen Bildpunkte berechnen sich damit nach

C = (b, β b.) Θ dbg Θ b.) ® (b_b © b_s)) = [c] M = (b_fl 0 b.) 0 {(b_b 0 b.) ® (b, 0 b,)) = [m] Y = (b„ 0 b.) 0 ({b, 0 b.) © (b„ 0 b,)) = [y]

Beweis:

lic], lern"], [cy") Θ lly), Im), Icy"), lern") = lc] = C

lim), [my], tem"]] 0 IM. lc], [my), [cm"), [cy")] = [m] = M

My]. Imy], Icy"]) Θ IM, Im], [my], [cm"], [cy"]] = [y] = Y

Die Berechnung des mittleren Grauwertes dieser Bildpunktmengen (c), [m], und [y] in denzugehörigen Farbauazugsbiidern g„ g„ und g_b liefert den gewünschten Schätzwert der Farbschichtdicke. Durch einen Vergleich der Ist-Farbschichtdicken eines OK-Bogens werden unter Verwendung der Ergebnisse zur Flächenbedeckung im Block 11 Farbgebungsänderungssignaie 12 erzeugt.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung der Druckqualität mehrfarbiger Rasterdruckvorlagen einer Offset-Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß neben der bekannten Bestimmung der Flächenbedeckung die mittlere Farbrasterpunktdicke der am Druck beteiligten Primärfarben im Meßsegment ermittelt wird, indem vom zu prüfenden Meßsegment digitalisierte Farbauszugsbilder in drei Spektralbereichen erzeugt werden, wobei die geometrische Auflösung des Bildrasterfeldes höher ist als die des Druckrasters, und indem aus diesen Farbauszugsbildern die gewünschte mittlere Farbrasterpunktdicke im Meßsegment durch Ermittlung des mittleren Grauwertes der rein primärfarbigen Bildpunkte bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich der Ist-Farbschichtdicken mit den Schichtdicken eines OK-Bogens neben den Farbgebungsänderungssignalen aus dem Vergleich der Flächenbedeckungen weitere Farbgebungsänderungssignale erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Farbauszugsbilder mit einer jeweils ersten Schwelle, die die Grenze zwischen den schwarzen Farbrasterpunkten und dem Bedruckstoff repräsentiert, so binarisiert werden, daß durch eine Verknüpfung der Binärbilder, bei der im Ereignisbild ein Bild genau dann den Wert „1" erhält, wenn in den drei zu verknüpfenden Bildern die gleichen Bildpunkte ebenfalls den Wert „ 1" haben, alle Bildpunkte bestimmt werden, die die Farbe Schwarz bzw. dem Schwarz gleichende Farüberdeckungen enthalten, und daß weiterhin die gleichen Farbauszugsbilder mit jeweils zweiten höheren Schwellen so binarisiert werden, daß sie außer den Bildpunkten der Farbe Schwarz auch noch Bildpunkte einer Primärfarbe und ihrer Überdeckungen mit dem Wert „1" enthalten, und daß schließlich in jedem dieser Binärbilder in der zweiten Schwelle alle diejenigen Bildpunkte den Wert „0" erhalten, die entweder im Ergebnisbild der ersten Verknüpfung der Binärbilder der ersten Schwelle oder in einem der übrigen beiden Binärbilder mit der zweiten Schwelle den Wert „1" haben, so daß nur noch Bildpunkte den Wert „1" aufweisen, die eine reine Primärfarbe ohne Farbüberdeckungen enthalten, deren mittlerer Grauton den gesuchten Wert der Farbschichtdicke liefert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Druckqualität on-line unmittelbar nach dem letzten Farbdruck am bewegten Bogen erfolgt, indem die Zeitdauer der Blitzbeleuchtung der Bewegungsgeschwindigkeit des Bogens angepaßt wird.

5. Anordnung zur Überwachung der Druckqualität mehrfarbiger Rasterdruckvorlagen zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, mit Objektiv (4) und Farbmeßkopf (3) für die Remissionsmessung zur Bestimmung des Flächenbedeckungsgrades eines Meßsegmentes (1), gekennzeichnet durch einen ersten Strahlteiler (5) zur Aufteilung des Lichtstrahles vom Objektiv (4) auf dem Farbmeßkopf (3) und einem zweiten Strahlteiler (6), an dessen drei mit entsprechenden Rot-, Grün- und Blaufiltern versehenen Lichtaustrittsflächen jeweils ein farbselektives gerastertes Sensorfeld (7) zur Erzeugung von Farbauszugsbildern angeordnet ist, deren Ausgänge an ein Bildanalysesystem (8) zur Ermittlung des mittleren Grauwertes der rein primärfarbenen Bildpunkte

. angeschlossen sind.