DE10023270C2

DE10023270C2 - Verfahren zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen

Info

Publication number: DE10023270C2
Application number: DE2000123270
Authority: DE
Inventors: Bernd Kraus
Original assignee: KRAUS SOFTWARE GmbH
Current assignee: KRAUS SOFTWARE GmbH
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2020-05-13
Also published as: DE10023270A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen mit den Schritten:

a) Ansteuerung einer Farbdruckeinrichtung mittels einer Druckvorlage in Form ei nes digitalen Bildes, das in einem ersten Farbsystem vorliegt, zur Vervielfälti gung der Druckvorlage;
b) Bildaufnahme mehrere gedruckter Vervielfältigungsstücke oder von Ausschnit ten davon mit einer Bildaufnahmeeinrichtung in einem zweiten Farbsystem;
c) Berechnen eines Vergleichsbildes durch Bildung des Mittelwertes von aufge nommenen Bildern.

Bei herkömmlichen allgemein bekannten Farbdruckverfahren wird ein digitales Druck vorlagebild zunächst z. B. von einem Pixel-Format mit dem sogenannten Redering- Verfahren in ein Bitmap-Format umgewandelt, das eine gewünschte Auflösung (DPI- Zahl) aufweist. Hierbei wird vorzugsweise das LAB-Bitmap-Format (Leuchtdichte-AB- Buntzeit-Format entsprechend CIE-LAB DIN 5033 Teil 3) verwendet. Anschließend erfolgt das sogenannte Screening-Verfahren zur Ansteuerung des Druckkopfs der Farbdruckeinrichtung und das Vorlagebild wird vervielfältigt.

Zur Farbregelung ist bekannt, spezielle Messbereiche mit auszudrucken. Der Messbe reich wird mit einer Kamera aufgenommen und die Messergebnisse werden über eine Anzahl aufeinanderfolgender Druckexemplare gemittelt und mit Bezugsgrößen zur Farbkorrektur verglichen. Nachteilig findet hierbei eine Regelung nur anhand eines ein geschränkten Bildausschnitts statt. Zudem erfolgt der Vergleich anhand eines genorm ten Bezugsgrößenausschnitts und nicht anhand der Druckvorlage.

Zur Qualitätskontrolle ist es weiterhin bekannt, die Druckexemplare mit einer Kamera aufzunehmen und einen Vergleich der Bildstrukturen der Bildvorlage und der Druckex emplare sowie einen Farbtonvergleich von Farbflächen durchzuführen.

So ist in der DE 43 21 177 A1 ein Farbdruckregelungsverfahren offenbart, bei dem ein Sollbild mit einem Istbild verglichen wird, um eine Farbregelung durchzuführen. Die Soll-Daten entstammen hierbei einem von einem Druckexemplar aufgenommenen und als korrekt von einem Benutzer erkannten O.K.-Bild. Digitale Bilddaten der von der Kamera aufgenommenen Bilder werden gefiltert (z. B. X. Y. Z oder RGB).

In der DE 195 16 354 A1 ist ein Farbdruckregelungsverfahren beschrieben, bei der das Nachregeln des digitalen Farbdrucks anhand eines Vergleichs von Ist-Daten mit Soll-Daten erfolgt. Die Soll-Bilddaten entstammen hierbei einem fehlerfreien gedruck ten Bild-Original. Der O.K.-Bogen wird daher, ebenso wie die reproduzierten Bögen aufgenommen und liegt in dem gleichen Farbsystem vor.

Bei diesem Farbdruckregelungsverfahren wird ein gedrucktes Bild als Referenzbild verwendet. Dabei wird das Druckbild nachteilig visuell bewertet.

Dies hat den Nachteil, dass das menschliche Auge die realen Differenzen nicht absolut feststellen kann und ortsabhängige Farbtöne verschieden wahrgenommen werden. Zudem beeinflusst die Verzerrung des Objektivs zur Aufnahme der gedruckten Bögen, die Papierart und die Druckqualität etc. die Wahrnehmung des Referenzbildes. Es ist daher nicht gewährleistet, dass ein bei der Betrachtung durch das menschliche Auge als einwandfrei festgestelltes Druckbild tatsächlich der digitalen Druckvorlage ent spricht.

Die Farbkontrolle und Farbregelung von Farbdruckeinrichtungen ist erforderlich, da bei digitalen Farbdruckmaschinen im Laufe eines Massendrucks Farbänderungen auftre ten. Die Farbkontrolle und die Farbregelung ist insofern problematisch, als physikali sche Eigenschaften der Bildaufnahmevorrichtungen und die Lichtverhältnisse den Farbvergleich verfälschen.

Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen zu schaffen.

Die Aufgabe wird bei dem die Schritte gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs aufweisenden Verfahren erfindungsgemäß durch die weiteren Schritte gelöst von:

- Umrechnen des Vergleichsbildes in das erste Farbsystem oder der Druckvorlage in das zweite Farbsystem;
- Vergleichen des umgerechneten Vergleichsbildes mit der Druckvorlage;
- Nachregeln des digitalen Farbdrucks zur optimierten Farbanpassung der Vervielfälti gungsstücke an die Druckvorlage.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass durch Mittelwertbildung der aufge nommenen Bilder gewonnene Vergleichsbild in das erste Farbsystem umzurechnen, in dem auch die Druckvorlage vorliegt. Das erste Farbsystem kann z. B. ein LAB-Bitmap- Format sein. Die Umrechnung erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe einer geeigneten Transformationsmatrix. Die nunmehr im gleichen Farbsystem vorliegenden Vergleichs- und Druckvorlagebilder werden miteinander verglichen und der digitale Druck bzw. die Druckkopfansteuerung auf der Basis des Bildvergleiches nachgeregelt.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, nicht wie bisher üblich spezielle Ver gleichsmuster für die Farbregelung zu verwenden, sondern das Druckbild als solches. Ausgangsbasis für den Vergleich ist die im ersten Farbsystem vorliegende Druckvorla ge, wobei erfindungsgemäß das ermittelte Vergleichsbild in das erste Farbsystem um gerechnet bzw. transformiert wird. Alternativ hierzu kann der Vergleich auch im zwei ten Farbsystem erfolgen. Der Vergleich im ersten Farbsystem ist jedoch zu bevorzu gen, da es für das menschliche Auge gleichabständig ist.

Vorzugsweise erfolgt bei der Umrechnung des Vergleichsbildes in das erste Farbsy stem eine Helligkeitskorrektur des Vergleichsbildes, anschließend die Umrechnung bzw. Transformation in das erste Farbsystem und eine Entzerrung des umgerechneten Vergleichsbildes.

Die Transformationsmatrixen zur Helligkeitskorrektur, Umrechnung und Entzerrung können z. B. durch Einmessen und Auswerten von Kalibrierungsvorlagen erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt die Nachregelung des digitalen Drucks bzw. die Druckkopfan steuerung in Abhängigkeit von Druckzonen der Farbdruckeinrichtung. Auf diese Weise können die abweichenden relevanten Bildbereiche gezielt nachgeregelt werden.

Ergänzend zu dem Verfahren ist zusätzlich zur Farbregelung eine kontinuierliche Quali tätskontrolle der Vervielfältigungsstücke vorgesehen. Erfindungsgemäß wird hierzu das Druckvorlagebild an die Fehler der Bildaufnahme der gedruckten Vervielfältigungs stücke angepasst, indem eine Helligkeitskorrektur und eine Verzerrung des hellig keitsangepassten Druckvorlagenbildes erfolgt und die aufgenommenen Bilder von ei nem zweiten Farbsystem in das erste Farbsystem der Druckvorlage umgerechnet werden.

Auch bei der Qualitätskontrolle erfolgt somit der Qualitätsvergleich im ersten Farbsy stem, auf dem auch der Farbdruck beruht. Allerdings wird die Druckvorlage entspre chend der systematischen Verfälschung der Bildaufnahmevorrichtung in einer fehler haftes Bild umgerechnet, anstatt die aufgenommenen Bilder zu korrigieren. Dies hat den Vorteil, dass die Umrechnung nur einmal für die Druckvorlage erfolgen muss und erheblicher Rechenaufwand eingespart wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen;

Fig. 2 Ablaufdiagramm nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen Verfahren zur konti nuierlichen Qualitätskontrolle.

Die Fig. 1 lässt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen erkennen. Der digitale Farbdruck basiert auf Vor gabedaten 1, die eine Druckvorlage in digitaler Form repräsentieren. Die Vorgabedaten 1 werden mit bekannten Rendering-Verfahren 2 in ein Bitmap-Format mit einer ge wünschten Auflösung (DPI-Zahl) umgerechnet. Das Rendering-Verfahren 2 ist übli cherweise erforderlich, da die Vorgabedaten 1 in einem für den digitalen Farbdruck ungeeigneten Pixel- oder Vektorformat von einem entsprechenden Grafikprogramm generiert werden. Mit Hilfe des Rendering-Verfahrens 2 wird ein Druckvorlagebild in ein erstes Farbsystem umgerechnet. Auf der Basis dieser im ersten Farbsystem vorlie genden Druckvorlage 3 erfolgt das sogenannte Screening-Verfahren 4 zur Ansteue rung der Druckköpfe. In dem bekannten Screening-Verfahren 4 werden Drucksteue rungsdaten 5 berechnet und es wird der Druck 6 ausgeführt. Die resultierenden ge druckten Vervielfältigungsstücke 7 werden mit einer Bildaufnahmeeinrichtung 8, z. B. Kamera, aufgenommen. Das aufgenommene Bild liegt hierbei in einem zweiten Farb system, z. B. RGB-Format, vor. Aufgrund der Lichtverhältnisse bei der Bildaufnahme und der optischen Eigenschaften der Kamera 8 ist das aufgenommene im zweiten Bildformat vorliegende Bild verzerrt und die Farbe und die Helligkeit des Bildes ist ver fälscht. Zur Regelung der Farbdruckeinrichtung wird der Mittelwert über die im zwei ten Farbsystem aufgenommenen Bilder berechnet 9, um zu gewährleisten, dass die Farbregelung nur aufgrund systembedingter Fehler erfolgt. Nicht regelmäßig wieder kehrende Fehler, z. B. durch Farbeinschlüsse in dem bedruckten Papier bleiben dadurch unberücksichtigt. Im Falle einer Kleinstserie (nur ein Bild) findet allerdings ein Aus schleusen und Ersatz des Vervielfältigungsstückes statt.

Das derart gemittelte aufgenommene Vergleichsbild wird in das erste Farbsystem mit einer Transformationsmatrix umgerechnet 10. Die Transformationsmatrix wird durch Einmessen von Kalibrierungsvorlagen als zweidimensionale Umrechnungsmaske er zeugt. Hierbei wird die Inhomogenität in der aufgenommenen Fläche, die nichtlineare Darstellung des Helligkeitswerte in dem aufgenommenen Bild und die Abweichungen der Maximalwerte und der Nullpunkte der Farb- und Helligkeitswerte berücksichtigt. Die Helligkeitskorrektur findet im dreidimensionalen Farbraum statt.

Es wird ein Vergleich 12 zwischen dem aufgenommenen gemittelten und umgerech neten Vergleichs-Istbild 11 und dem ebenfalls im ersten Farbformat vorliegenden Druckvorlagebild 3 und eine entsprechende Korrektur 13 der Drucksteuerungsdaten durchgeführt. Vorzugsweise wird die Korrektur nur sporadisch und nicht bei jedem Bild vorgenommen, z. B. bei jedem achten Bild. Die Korrektur erfolgt druckzonenab hängig nur in den abweichenden Zonen.

Das beschriebene System zur Farbregelung kann, wie in der Fig. 2 skizziert, um eine Qualitätskontrolle erweitert werden. Hierzu wird jedes von der Kamera 8 aufgenom mene Bild mit dem Druckvorlagebild 3 verglichen. Allerdings findet keine Mittelung der Bilder statt. Zudem erfolgt bei der Umrechnung des aufgenommenen Bildes vom zwei ten Farbsystem in das erste Farbsystem keine Helligkeitsanpassung und Entzerrung. Vielmehr erfolgt eine Anpassung 14 des Druckvorlagebildes 3 an die Fehler der Bild aufnahme mit der Kamera 8 der gedruckten Vervielfältigungsstücke 7. Die inverse Helligkeitsanpassung und Verzerrung erfolgt unter inverser Verwendung der Transfor mationsmatrix, die zum Umrechnen 10 der gemittelten aufgenommenen Bilder in Ver gleichs-Istbilder 11 eingesetzt wird. Hierzu wird zunächst das Druckvorlagebild von dem ersten Farbsystem (z. B. LAB) in das zweite Farbsystem (RGB) der Kamera umge rechnet. Anschließend erfolgt die inverse Helligkeitskorrektur und die inverse Verzer rung. Das resultierende Bild würde dem von der Kamera aufgenommenen Bild im zwei ten Farbsystem entsprechen. Dieses verzerrte Bild wird anschließend von dem zweiten Farbsystem in das erste Farbsystem wieder zurückgerechnet. Das resultierende ver zerrte Sollbild im ersten Farbsystem wird automatisch mit einem Istbild 16 verglichen, das durch Farbsystemumrechnung 17 von dem zweiten Farbsystem in das erste Farb system gewonnen wird. Dem Vergleich 18 zwischen dem Sollbild 15 und dem Istbild 16 erfolgt auf der Basis von Qualitätskriterien. Sofern die Qualität des Vervielfälti gungsstücks 7 nicht ausreichend ist, wird dieses mit Hilfe eines Steuersignals 19 in bekannter Weise ausgesondert. Im Falle einer Kleinstserie (nur ein Bild) findet ein Aus schleusen und Ersatz statt.

Um zu ermöglichen, dass das im ersten Farbsystem vorliegende Druckvorlagebild möglichst farbecht auf einem Monitor dargestellt wird, der in einem zweiten Farbsy stem betrieben wird, kann das Verfahren um eine Umrechnungsroutine und eine Hel ligkeitskorrektur der im ersten Farbsystem abgespeicherten Druckvorlage erfolgen. Dies erfolgt durch Vermessen der Helligkeitswerte des auf dem Monitor dargestellten Druckvorlagebildes an verschiedenen Positionen. Aus den Helligkeitswerten wird eine zweidimensionale Umrechnungsmaske erstellt, die sowohl die Inhomogenität des Mo nitors in der Fläche, als auch die nichtlineare Darstellung der Helligkeitswerte und die Abweichungen des Nullpunkts und der Maximalwerte der Helligkeitswerte berücksich tigt. Weitere Druckvorlagebilder werden mit Hilfe der derart erstellen Umrechnungs maske später helligkeitskorrigiert. Die Umwandlung des Druckvorlagebildes von dem ersten Farbsystem in das zweite Farbsystem erfolgt anhand einer Transformationsma trix. Diese Transformationsmatrix wird durch Vermessen der Farben eines auf dem helligkeitskalibrierten Monitor dargestellten Bildes mit einem Spektralfotometer be rechnet. Hierzu werden die gewonnenen Messpunkte mit Hilfe eines dreidimensionalen mathematischen Modells in bekannter Weise in eine Kalibrierungstabelle umgerechnet.

Das beschriebene Verfahren bildet ein geschlossenes System für den digitalen Farbdruck mit einer automatischen Nachregelung der Farbanteile sowie eine automati sche Qualitätskontrolle.

Durch die Farbanpassung der Vervielfältigungsstücke und der automatischen Farban passung und Entzerrung des auf dem Monitor dargestellten Bildes kann der Aufwand für den Andruck und den Druck kleiner Druckserien erheblich verringert werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung von digitalen Farbdruckeinrichtungen mit den Schritten:

a) Ansteuerung (4) der Farbdruckeinrichtung mittels einer Druckvorlage (3) in Form eines digitalen Bildes, das in einem ersten Farbsystem vorliegt, zur Vervielfältigung der Druckvorlage (3);
b) Bildaufnahme mehrerer gedruckter Vervielfältigungsstücke (7) oder von Ausschnitten davon mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (8) in einem zwei ten Farbsystem;
c) Berechnen eines Vergleichsbildes durch Bilden des Mittelwertes (9) von aufgenommenen Bildern;

gekennzeichnet durch

a) Umrechnen des Vergleichsbildes in das erste Farbsystem oder der Druck vorlage (3) in das zweite Farbsystem;
b) Vergleichen des umgerechneten Vergleichsbildes (11) mit der Druck vorlage (3);
c) Nachregeln (13) des digitalen Farbdrucks zur optimierten Farbanpassung der Vervielfältigungsstücke (7) an die Druckvorlage (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umrechnen des Vergleichs bildes im Schritt d) durch:

a) Helligkeitskorrektur des Vergleichsbildes, das durch Mittelwertbildung (9) der aufgenommenen Bilder der Vervielfältigungsstücke (7) berechnet ist;
b) Umrechnen (10) des helligkeitskorrigierten Vergleichsbildes in das erste Farbsystem;
c) Entzerren des umgerechneten Vergleichsbildes.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachre gelung (13) des digitalen Drucks in Abhängigkeit von den Druckzonen der Farbdruckeinrichtung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zusätzlichen kontinuierlichen Qualitätskontrolle der Vervielfältigungsstücke (7), gekennzeich net durch

a) Anpassen des Druckvorlagebildes (3) an die Fehler der Bildaufnahme der gedruckten Vervielfältigungsstücke (7) durch
Helligkeitsanpassung des Druckvorlagebildes (3) und
Verzerrung des helligkeitsangepassten Druckvorlagebildes (3);
b) Umrechnen (17) der aufgenommenen Bilder der Vervielfältigungsstücke (7) von dem zweiten Farbsystem in das erste Farbsystem;
c) automatisches Vergleichen (18) der umgerechneten aufgenommenen Bil der mit dem angepassten Druckvorlagebild (15).