DE2621008A1 - Verfahren zur digitalen farbkorrektur bei der farbbildaufzeichnung - Google Patents

Description

Pa.Dr.-Ing.Rudolf Hell GmbH 4 Kiel,- den 7.5.I976

Grenzstr. 1-5 Lf/Hbs.

23OO Kiel 14

Patentanmeldung Nr. 76/421
Kennwort: "Farbkorrekturplatz mit
Datentransfer"

Verfahren zur digitalen Parbkorrektur bei der ParbbildaufZeichnung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

In der DT-PS 1 O53 "^H sind bereits für die Reproduktion farbiger Bilder ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektronischen Parbkorrektur beschrieben worden, bei denen die von einer Vorlage gewonnenen trichromatischen Farbmeßwerte zur Herstellung von korrigierten Farbauszügen einer digitalen Parbkorrektur unterworfen werden. Die Farbmeßwerte der Vorlage werden mit Hilfe eines elektronischen Speichers durch korrigierte Werte ersetzt, die die gewünschten Farbdosierungen beim Druck hervorrufen. Hierzu werden die Farbmeßwerte dem Speicher, der mit den korrigierten Werten geladen ist, laufend zugeführt, und die korrigierten Werte werden stattdessen aus dem Speicher ausgegeben. Die funktionellen Zusammenhänge zwischen den Farbmeßwerten und den Parbdosierungswerten werden durch fest verdrahtete auswechselbare Klemmleisten (Steckkarten) vorgegeben und deren Funktion, d.h. Verdrahtung, wird empirisch oder theoretisch ermittelt. Die vorgenommene Korrektur kann daher nur grob durch die begrenzte Auswahl der Klemmleisten (Steckkarten) vorgegeben werden und ist erst am endgültigen Druckprodukt sichtbar, was von Nachteil ist.

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Von der Anmelderin ist in der deutschen Patentanmeldung P 26 07 623 eine Einrichtung zur Herstellung von korrigierten Farbauszügen für den Mehrfarbendruck vorgeschlagen worden, die unter zeilenweiser Abtastung eines farbigen Originals und zeilenweiser Wiederaufzeichnung mit zwischengeschalteter Parbkorrektur die Druckformen in Form von Farbauszügen für den Mehrfarbendruck liefert.

Bei dieser Einrichtung ist zur Sichtbarmachung des gesamten farbigen Bildes während der Korrektur ein Farbkorrekturplatz vorgesehen, bestehend aus einer elektronischen Farbkamera zur ersten Abtastung eines Originals, einem Farbsichtmonitor, einem an die Kamera angeschlossenen einstellbaren Farbkorrekturrechner, durch den die von der Kamera gelieferten trichromatischen Farbsignale korrigierbar sind und aus einem zwischen Farbkorrekturrechner und Monitor angeschlossenen Farbumsetzer zur Berücksichtigung der festen Parameter des jeweiligen Druckverfahrens und Anpassung an die Farben der Schirmleuchtstoffe des Monitors.

Die eigentliche Reproduktion des Farbbildes in Form von Farbauszügen erfolgt mittels einer mit dem Korrekturplatz gekoppelten Einrichtung, die aus einem Abtaster zur zweiten Abtastung des Originals und einer Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung der Farbauszüge besteht, wobei bei der Herstellung der Farbauszüge der Farbkorrekturrechner nach erfolgter Korrektureinstellung vom Farbkorrekturplatz ab und zwischen den Abtaster und die Aufzeichnungseinheit eingeschaltet wird.

Diese Einrichtung ist für die Herstellung von Farbauszügen sehr, gut geeignet, da durch die Sichtbarmachung der Farbkorrektur und die

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Verwendung eines einzigen Farbrechners ein Farbkorrekturplatz und bei der eigentlichen Reproduktionseinheit, die aus dem zweiten Abtaster und der Aufzeichnungseinheit mit zwischengeschaltetem Farbrechner besteht, die einmal eingestellte optimierte Korrektur mit Sicherheit unverändert beibehalten wird und eine einfache und schnelle Korrektur möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reproduktion von Farbbildern anzugeben, das die Vorteile der bereits vorgeschlagenen Einrichtung aufweist und darüberhinaus, um die Bedienung zu erleichtern, den Einsatz solcher Geräte flexibler zu machen und den Korrekturprozeß zu verbessern.

Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. la und Ib einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung, anhand der das Verfahren näher erläutert wird,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von Farbwerten zur Erläuterung der bei dem Verfahren verwendeten Interpolationsrechnung,

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Pig. 3 eine graphische Darstellung von Farbwerten zur Erläuterung einer zweidimensionalen Interpolationsrechnung..

Fig. la zeigt einen Farbkorrekturplatz, dessen Signalweg und prinzipielle Baueinheiten dem Farbkorrekturplatz der älteren Patentanmeldung P 26 07 623 entsprechen.

Die Baugruppe 1 ist in der Fig. Ib eine Anordnung zum schnellen zeilenweisen trichromatischen Abtasten einer Farbvorlage 2, welche als Diapositiv auf eine an sich bekannte Lichtleiterfaserplatte 3 einer Elektronenstrahlröhre 4 gespannt ist. Der Elektronenstrahl tastet die Vorlage zeilenweise ab und in den optischelektrischen Wandlern 5, 6 und 7* denen Filter 8, 9 und 10 zur Farbseparation vorgeschaltet sind, werden die trichromatischen primären Farbmeßwertsignale R,G,B gewonnen. Diese Signale entsprechen denen der Farbkameraeinheit der älteren Patentanmeldung P 26 07 623, die anstelle der eben beschriebenen Abtastanordnung ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann.

Weitere Möglichkeiten bestehen darin, das Original mit einem sogenannten Trommelabtaster, einem Flaohbettabtaster oder einem Densitometer abzutasten.

Die primären Farbmeßwertsignale R,G,B werden in den drei Stufen 11, 12 und 13 nichtlinear, d.h. logarithmisch, verzerrt, über einen Umschalter 14 auf einen Farbkorrekturrechner 15 gegeben und gelangen über einen Farbumsetzer 16 und Verstärker I7, 18 und I9 auf einen Farbmonitor 20. Der Farbrechner, der Farbumsetzer und auch der Farbmonitor sind in der älteren Patentanmeldung P 26 07 623 in den Figuren 3 uriu 4 im Detail dargestellt, weshalb hier auf eine Darstel-

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lung der schaltungstechnischen Ausführung verzichtet wird. Die primären Farbmeßwertsignale R,G,B werden in die Druckfarbensignale Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz (Mg, Cy, Ye und Sw) umgerechnet, die später in der in der Fig. Ib beschriebenen Reproduktionseinheit benötigt werden. Damit auf dem Monitor 20 die Farben so angezeigt werden, wie sie später im Druck erscheinen sollen, setzt der Umsetzer 16 die Farbdosierungssignale Mg, Cy, Ye und Sw wieder in die Farbsignale R',G¹,B¹ um. Diese Rechnung kann mit der linearen Rechenmatrix der Form

1-R = a_1]L Cy + a₁₂ Mg + a^, Ye + a^ Sw 1-G= a₂₁ Cy + a₂₂ Mg + a_g, Ye + a₂^ Sw 1 - B = a₅₁ Cy + a_?2 Mg + a.^ Ye + a·^ Sw

durchgeführt werden.

Die Matrix kann in bekannter Weise durch eine addierende Widerstandsmatrix oder mit Hilfe von Operationsverstärkern realisiert werden, was in der älteren Anmeldung P 26 07 625 in Fig. 4. dargestellt ist.

Für negative Koeffizienten a werden die Signale Cy, Mg, Ye und Sw auch mit negativem Vorzeichen bereitgestellt. Die Koeffizienten a werden so eingestellt, daß die auf dem Farbmonitor 20 erscheinenden Farben der Quadripel Cy, Mg, Ye und Sw übereinstimmen. Hierzu kann eine beliebige Farbtafel über den Abtaster des Farbkorrekturplatzes abgetastet und mittels der in der Fig. Ib dargestellten Reproduktionseinheit bis zum fertigen Druck weiterverarbeitet werden. Legt man sie dann neben den Farbschirm des Monitors 20 und sorgt durch eine zusätzliche Beleuchtung der Umgebung des Farbschirmes für glei-

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ehe Durchschnittshelligkeit auf Schirm und Farbdrucktafel, so lassen sich die Koeffizienten a auf diese Weise kontrollieren und gegebenenfalls für andere Druckfarben nachstellen. Die Koeffizienten bleiben also in der Regel fest eingestellt.

Hat man nun, eine beliebige Bildvorlage 2 abtastend, mit Hilfe der Parameterregler des Rechners 15 die Korrektur so eingestellt, daß das Bild auf dem Monitor 20 farbrichtig erscheint, so wird der Schalter 14 umgeschaltet. Ein Impulsgenerator 21 wird gestartet, der bewirkt, daß ein Zähler 22 zu zählen beginnt, und zwar z.B. von 0 bis 511.

Diese eindimensionale Zahlenfolge von 2/ Zahlen wird in eine dreidimensionale Folge von 2r', also dreimal acht Stufen, umgewandelt, die über die Leitungsgruppe 23 an einen Digital-Analogwandler 24 gegeben werden und weiter als gleichabständige Signalwerte von je acht Stufen in allen möglichen, aber geordneten Kombinationen über den Schalter 14 an den Farbrechner 15 gegeben. Die Ausgangssignale Cy, Mg, Ye und Sw werden anschließend in Analog-Digitalwandlern 25, 26, 27 und 28, die an die Ausgänge des Farbrechners 15 angeschlossen sind, digitalisiert und in einer an die A/D-Wandler angeschlossenen Lochstreifenstanze 29 auf Lochstreifen 30 gegeben.

Es kann statt der eben beschriebenen Anordnung auch eine Anordnung gewählt werden, bei der statt des Monitors ein die Farbdosierungswerte anzeigendes Meßinstrument gewählt und bei der die Fernsehkamera durch einen triehromatischen Abtaster ersetzt wird. In einer solchen Anordnung kann statt des schnellen Farbkorrekturrechners ein langsamerer Analog- oder Digitalrechner verwendet werden.

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Die Digitalisierung erfolgt binär unter gleichzeitiger Eingabe eines Ordnungssignals über die Leitung 22'aus dem Impulsgenerator 21 oder dem Zähler 22. Man speichert z.B. viermal 512 Drucktonwerte zu je beispielsweise 8 Bit = 256 Stufen. Diese Werte können natürlich auch in einen anderen Zwischenspeicher oder sofort in den später beschriebenen Speicher der in der Pig. Ib dargestellten Reproduktionseinheit gegeben werden.

Der eben beschriebene Vorgang hat den Vorteil, daß das Korrekturverhalten des Parbkorrekturrechners I5, der durch Sichtkontrolle mittels des Monitors bei der Abtastung der farbigen Vorlage 2 ermittelt worden ist, durch eine einzige Einstellung für jeden Farbwert innerhalb des Farbraumes zur Verfügung steht. Die Korrekturdaten sind auf dem Lochstreifen gespeichert und können nun vollkommen unabhängig von dem Farbmeßplatz in einer Reproduktionseinheit zur Steuerung der Farbkorrektur benutzt werden.

Statt des Lochstreifens kann jeder andere Datenträger Anwendung finden, auch die Daten können direkt übertragen werden.

Fig. Ib zeigt eine Reproduktionseinheit, die im-vorliegenden Beispiel in ihrem mechanischen Aufbau ein Gerät zur Herstellung von Farbauszügen darstellt, wie es in Fig. 1 der älteren Anmeldung P 26 07 623 in der Baugruppe 2 beschrieben ist. Es besteht aus einer von einem Motor 5I angetriebenen Abtasttrommel 32 zur Aufnahme der _> Vorlage 2 und einer Aufzeichnungstrommel 33* auf die die Farbauszüge J>k aufgeschrieben werden. Auf der gemeinsamen WeJLIe 35 sitzt eine an sich bekannte Rasterscheibe, die über die Lichtschranke 37* 38n:_:und einen Verstärker 39 synchrone Taktimpulse an den Zeitgeber 40 liefert.

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Die der Abtasteinheit 32 zugeordnete Abtasteinheit 41, welche die gleiche spektrale Empfindlichkeit wie die Abtasteinheit 1 der Fig. Ib haben soll, liefert während der Rotation der Abtasttrommel 32 die drei primären Parbmeßwertsignale R,G,B. Diese Signale werden über Logarithmierer 42, 43 und 44, die den Logarithmierern 11, 12 und 13 der Fig. la entsprechen, an A/D-Wandler gegeben, die vom Zeitgeber 40 gesteuert werden. Sie werden dort in digitale Signale umgewandelt, die den in der Fig. la erzeugten Tonwertstufen entsprechen. Am Ausgang der A/D-Wandler 45, 46 und 47 stehen also die unkorrigierten digitalen Parbmeßwertsignale zur Verfügung.

Der eigentliche Korrekturprozeß läuft nun folgendermaßen ab.

Der Lochstreifen 30 mit den Korrekturdaten des gesamten Farbraumes wird mittels eines Lochstreifenlesers 49 gelesen und in den digitalen Korrekturspeicher 50 eingegeben. Damit die Zuordnung der Adressen zur Information, d.h. Tonwertstufe zum eigentlichen Tonwert, so wie bei der Erstellung des Lochstreifens ist, läuft mit dem Lochstreifen ein Zähler 51* dessen Ausgänge über einen Umschalter 52 einen entsprechenden Zähltakt an die Adresseneingänge des Speichers 50 abgibt. Nach dem Eingeben der korrigierten Farbdosierungswerte wird der Schalter 52 zur Durchführung der Korrektur umgelegt und auf den Synchrontakt, der von der Drehbewegung der Scheibe 36 abgeleitet wird, geschaltet.

Der einfachste Weg der Korrektur wäre nun, die von den A/D-Wandlern 45, 46 und 47 abgegebenen unkorrigierten Signale auf den Speicher zu schalten und im Speicher durch die entsprechenden Korrekturdaten zu ersetzen. Bei 256 Stufen der Tonwerte, wozu eine 8-Bit-Codierung

irden insgesamt 2
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erforderlich ist, wurden insgesamt 2 Tonwerte auftreten. Der digi-

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tale Korrekturspeieher müßte also 2 Speicherplätze enthalten. Dies ist zwar technisch realisierbar, aber mit hohem Speicheraufwand verbunden. Aus diesem Grunde greift man zu einem bereits in der Mathematik bekannten Mittel der Interpolation, bei der man nur ein Stützgerüst von Tonwerten abspeichert und die Zwischenwerte durch Rechnung ermittelt.

Im Beispiel der Pig. Ib enthält der Speicher 50 ein Stützgerüst von Parbdosierungswerten für die einzelnen Farbauszüge. Die von den A/D-Wandlern 45, 46 und 47 gelieferten Daten bestehen z.B. jeweils aus einer 8-Bit-Kombination, und in einer Trennstufe 53 werden die vier hochwertigen Bits abgespalten und auf den Speicher 50 geschaltet. Am Ausgang des Speichers erscheinen dann an dem Ausgang 54 die Parbdoslerungswerte, die zu dem jeweiligen eingegebenen Wert gehören.

Um die Parbdosierungswerte, die die Umgebung der durch die drei R,G,B-Werte definierten Punkte im Farbraum ergeben, zu erhalten, ist eine Adressenerhöhungseinheit 55 vorgesehen, welche die Adressen der drei Teiladressen zu je 4 Bit um "1" erhöhen kann. Somit können acht verschiedene Adressen an den Speicher angelegt werden, und am Ausgang 54 des Speichers 50 erscheinen Insgesamt acht Werte. Im dreidimensionalen Farbraum sind somit die Eckpunkte eines Würfels gegeben, welche den eigentlichen zu reproduzierenden Bildpunkt umgeben. Durch lineare Interpolation wird in der Interpolationsstufe 56 der eigentliche Parbdosierungswert errechnet. Hierzu werden die drei niederwertigen Bits über Leitungen 57 dem Interpolator 56 zugeführt. Sie stellen die Entfernungen des zu reproduzierenden Bildwertes zu den Eckpunkten des Würfels der acht Korrekturwerte dar.

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Da die Interpolation schneller als die Abtastbildpunktfolge geschehen muß, ist an den Taktgeber 40 ein Taktvervielfacher angeschlossen, der Bestandteil des Steuerwerkes 58 für den Interpolationsprozeß ist. Das Resultat der Interpolation wird auf einen A/D-Wandler gegeben, der die Aufzeichnungseinheit 6l steuert und den entsprechenden Farbauszug J>h auf der Trommel 32 aufzeichnet.

Ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung liegt darin, daß voneinander abweichende Farbkorrekturen in verschiedenen Bildpartien durchgeführt werden können. Hierzu wird die erste Farbkorrektur mehrfach durchgeführt und die Farbdosierungswerte mehrfach gespeichert, wozu der Speicher 50 mehrfach vorhanden ist. Während der Reproduktion wird dann in Abhängigkeit von den verschiedenen Bildpartien zwischen den verschiedenen Speichern umgeschaltet.

Diese Umschaltung kann mittels einer Maske vorgenommen werden

(DT-PS 17 72 2^4), mittels einer Farberkennungsschaltung (DT-OS

Patentanmeldung P 25 44 703) oder durch Vorgabe von Koordinaten (Felder) oder durch Vorgabe von Koordinaten, durch die eine Farberkennungsschaltung, die zum Umschalten zwischen den Speichern verwendet wird, "scharf" gemacht wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird vorteilhafterweise eine Interpolation vorgeschlagen, die in den Figuren 2 und 3 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt einen Würfel, der sich aus den Farbdosierungswerten ergibt, die durch die höherwertigen Bits und die um die Adresse "1" erhöhten höherwer-tigen Bits aus dem Speicher 50 ausgelesen werden. Es sind dies folgende acht Werte:

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Vg'b" ^fr'g"b" ^pr'g'b"' ^fr'g"b" ^¹⁰

⁵R¹¹G¹¹B"' ⁵¹R¹¹G¹¹B" ^FR"G"B"' ^FR"G'B"

In dem aus diesen Werten gebildeten Würfel sind noch die Koordinatenwerte R,0r,B, die sich aus den vier niedrigwertigen Bits ergeben und die zur Interpolation verwendet werden, eingezeichnet. Die Interpolationsrechnung verläuft so, daß zunächst aus den vier Farbwerten einer der Würfelebenen, hier der unteren, mit dem gemeinsamen Index R' und den Werten B und G der Farbwert P_Dt«_D interpoliert wird. Parallel dazu wird aus den vier Farbwerten mit dem Index R" und den Werten G und B der interpolierte Wert F_R"_GB errechnet. Aus diesen beiden Teilinterpolationswerten und mit Hilfe des Wertes R errechnet sich der gesuchte Interpolationswert

^FRGB ⁼ - ' ^FR"GB ⁺ t¹ - £) ^FR'GB·

Fig. 5 erläutert die vorhergehenden Teilinterpolationen. Über den Ecken eines Basisquadrates sind die vier zu interpolierenden Werte Pjjijjigi, ^Fr'G'B"' ⁵R¹G^' "¹^ ^PR'G"B" ^{als verfcilcale} Amplitudenlängen dargestellt. Die Werte G und B nehmen ihrer Herkunft nach binär gestufte Werte zwischen 0 und 1 an. Danach ergibt sich in drei Interpolationsschritten:

1) χ = B · P_R._G«_Bn + (1 - B) · P_R._G.._B.

2) Υ -B · P_R._G._B» + (1 - B) · F_R,_G,_B„

^{3) 5}R¹GB = G · x + (1 - G) * y
Zusammengefaßt ergibt sich:

¹ " ⁵^^{: 5}R¹GB ⁼ ~ ' ^⁵¹R¹O¹B^{1 + F}R'G"B" " ⁵¹R¹G¹B" ' ^FR'G"B')

- ^PR'G'B')

P_R._Q._Bt.

Die zweite Teilinterpolation für F_nIi_n-O hat die gleiche Form mit

rt U±>

Index R".

Ein großer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die eigentliche Farbkorrektur vorweg auf Vorrat gemacht werden kann und daß eine bessere Ausnutzung der Maschinen möglich ist. Es kann also eine völlige Trennung von Einstellung und Verarbeitung stattfinden.

Auch kann am Aufzeichnungsgerät eine Hilfskraft eingesetzt werden, die nicht die speziellen für die Farbkorrektur erforderlichen Kenntnisse besitzt.

Außerdem ist es möglich, die Korrekturdaten für spätere Verwendung bei denselben oder ähnlichen Vorlagen zu archivieren.

6 Patentansprüche
5 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Fä.Dr.-Ing.Rudolf Hell GmbH ' Kiel, den I9.5.I976 Grenzstr. 1-5 ' Lf/Hbs.

   25OO Kiel 14 2621008 "

   Patentanmeldung Nr. 76/421 _: "
   Kennwort: "Farbkorrekturplatz mit
   Datentransfer"

   Patentansprüche

   1) Verfahren zur digitalen Farbkorrektur bei der Farbbildaufzeich-. nung, bei dem eine Vorlage bei der Reproduktion trichromatisch abgetastet wird, die gewonnenen Parbmeßwerte digitalisiert, an einen die korrigierten Farbdosierungswerte enthaltenden Speicher angelegt werden, durch die Farbdosierungswerte ersetzt und für die Aufzeichnungseinheit ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Reproduktion eine erste Parbkorrektur durch trichromatisches Abtasten der Vorlage und Einstellung eines Farbkorrekturrechners vorgenommen wird,

   daß nach der ersten Farbkorrektur eine Folge von Signalwerten an den Eingang des Farbrechners gegeben wird, die für den bei der Reproduktion verwendeten Farbraum repräsentativ ist und daß die Ausgangs signale des Farbrechners in den Speicher als Farbdosierungswerte eingegeben werden.

   2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Farbkorrektur am Ausgang des Farbkorrekturrechners ein das

   farbige korrigierte Bild anzeigender Monitor angeschlossen wird.

   5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Farbkorrektur ein Teil der für den Farbraum repräsentativen Werte als Folge in den Farbkorrekturrechner und als Farbdosierungswerte in den Speicher gegeben werden und daß zur Gewinnung

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   ORIGINAL INSPECTED

   von Zwischenwerten der Parbdosierungswerte eine Interpolation zwischen den gespeicherten Farbdosierungswerten durchgeführt
   wird.

   4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Gewinnung der Parbdosierungswerte von mehreren Farbauszügen mehrere Speicher vorgesehen sind.

   5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung von einander abweichenden Parbkorrekturen in verschiedenen Partien eines Farbbildes die erste Parbkorrektur mehrmals durchgeführt wird und die Parbdosierungswerte in verschiedene Speicher eingegeben werden und daß während der Reproduktion in Abhängigkeit von den verschiedenen Bildpartien zwischen den verschiedenen Speichern umgeschaltet wird.

   6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die korrigierten Farbdosierungswerte nach der ersten Parbkorrektur auf einem Datenträger zwischengespeichert werden.

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