DE3687476T2

DE3687476T2 - Abstimmung von papierfarben auf bildschirmfarben.

Info

Publication number: DE3687476T2
Application number: DE8686106503T
Authority: DE
Inventors: Gregory L Hoffman; Paul A Mcmanus
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2006-05-14
Also published as: EP0203448A3; DE3687476D1; CA1262286A; EP0203448A2; JPS61277267A; EP0203448B1; CN86102826A; US4670780A; CN1005522B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Transformation eines Farbbildes aus einem Farbraum in einen anderen und insbesondere einen wirksamen Algorithmus zur Durchführung der Transformation einer Farbe mit durch die Intensitäten von Video-Rot-, Grün- und Blauphosphoren bekannter Zusammensetzung in die notwendigen Dichten von Cyan-, Magenta, Gelb- und Schwarz-Farben, wie sie durch eine Anzeigeeinrichtung abgeschieden sind, zwecks Realisierung einer visuellen Abstimmung zwischen der so auf Papier gedrucken Farbe und der Videofarbe.
In bestimmten Situationen sollte ein Papierdruck einer Farbvideoanzeige farblich auf diese Anzeige abgestimmt sein. Zwei Beispiele sind Übertragungen digitalisierter Photographien sowie das Ziehen von Kopien in der künstlerischen Graphik. Auf dem Gebiet der Drucktechnologie arbeitende Personen halten eine Farbabstimmung generell für wünschenswert.
Die definierenden Daten können eine Anzahl von unterschiedlichen Formen besitzen. Bilder von photographischen Quellen existieren als Werte RGB auf der Basis eines Satzes von Farbtrennfiltern, wobei die Werte sauber definiert sein können oder nicht. Ursprünglich auf einer graphischen Anzeige erzeugte Bilder existieren als Werte in den RGB-Treiberintensitäten für den Satz von Phosphoren, beispielsweise einen NTSC-Standardphosphorsatz, welcher zur Erzeugung der Bilder dient. Die Parameter des Satzes können bekannt sein oder nicht. Durch einen Computer erzeugte Bilder basieren auf einem willkürlichen Satz von RGB-Definitionen, welche bekannt sein können oder nicht. Daher kann kein einziger Satz von Primärfarben für alle notwendigen Transformationen definiert werden.
Für eine Videoanzeige wird die Farbe durch Beleuchtung der verschiedenen Phosphore erzeugt, während die Farbe für einen Ausdruck durch Abzug von Licht über die verwendeten Farben erzeugt wird. Das Ergebnis ist beispielsweise, daß das Anzeige-Rot nicht das gleiche wie das Ausdruck-Rot ist. Fig. 1 zeigt die speziellen Skalen einer bestimmten Videoanzeige (Phosphorsatz) und eines bestimmten Farb- und Papiersystems. Das Diagramm zeigt, daß große Gemeinsamkeitsbereiche zwischen den beiden Sätzen vorhanden sind, wobei jedoch auch nicht vernachlässigbare nicht gemeinsame Bereiche vorhanden sind. Liegt eine Farbe aus der Videoskala nicht in der Druckskala, d. h., ist sie nicht erreichbar, so muß sie durch eine in der Druckskala liegende Farbe dargestellt werden. Alle nicht erreichbaren Farben können mit der am nächsten erreichbaren Farbe zusammenfallen, welche Ununterscheidbarkeiten aus schaltet; die Videoskala kann so begrenzt sein, daß keine Farbe spezifiziert ist, welche nicht abgestimmt werden kann, was jedoch wahrscheinlich unannehmbar ist; die größere Skala kann durch eine bestimmte Form einer skalierten Abbildung in eine kleinere Skala kombiniert werden, wodurch die Möglichkeit einer Abstimmung vollständig aufgegeben wird; es können auch unerreichbare Farben durch eine erreichbare Farbe ersetzt werden, wobei man sich bemüht, alle erreichbaren Farben so genau wie möglich abzustimmen. Erwünscht ist eine Möglichkeit zur Realisierung der letztgenannten Möglichkeit durch teilweise Reduzierung der Helligkeit, d. h. der normierten Helligkeit bis zu einem Punkt, in dem der Farbton erreicht werden kann, sowie nachfolgender Reduzierung des Farbtons, bis die verringerte Helligkeit erreicht werden kann.
Allerdings sind die Weiß-Farben nicht abgestimmt, wenn die Primärfarben abgestimmt sind. Das Video-Weiß unterscheidet sich im Farbton normalerweise sehr von einem bei normalem Raumlicht betrachteten weißen Blatt. In der korrelierten Farbtemperatur ausgedrückt, liegt das Video-Weiß möglicherweise zwischen 6500 und 9500º Kelvin, während das des Blattes leicht unter 4000 liegen kann. Visuell gesehen erscheint das Video-Weiß relativ zum Weiß des Blattes ziemlich blau. Es ist nicht wünschenswert, daß die weißen Bereiche eines Bildes in der Kopie als rauchblau erscheinen.
Das folgende Phänomen ist für das vorgenannte Problem von Bedeutung: Betrachtet eine Person ein farbiges Bild bei hellem indirektem Sonnenlicht und sodann das gleiche Bild lediglich unter Lampenlicht, so ändert sich die korrelierte Farbtemperatur in den Lichtquellen von 6500º auf 2600º nach unten. Die Weißbereiche im Bild sehen weder im Freien rauchblau noch im Inneren kanariengelb aus, obwohl dies etwa die Größe der kalorimetrischen Änderung in diesen Bereichen für die beiden Zustände ist. Dieses Phänomen ist der Farbkonstanz verwandt, d. h. eine Person definiert weiß in einem breiten Bereich als bestimmten Mittelwert über alle Betrachtungsbereiche.
Es ist daher ein Verfahren zur Wichtung der Intensitäten der Phosphorprimärfarben wünschenswert, so daß sie bei Kombination in geraden Pegeln und Bewertung mit Farbabstimmfunktionen an Stelle der tatsächlichen Koordinaten des Video-Weiß die Farbtonkoordinaten der Neutren ergeben.
Heutige Farbdüsen in Druckern ermöglichen keine Steuerung der Punktgröße. Damit kann mit Farbdüsen keine Halbtönung erfolgen, wie sie zur Erzeugung von Farbe in der Druckindustrie verwendet wird. Eine Teilbereichdeckung für eine spezielle Farbe ist lediglich durch Definition einer Anzahl von adressierbaren Punkten, normalerweise eines quadratischen Feldes und nachfolgender Festlegung ihrer Anzahl zur Bildung eines Punktes möglich. Dies erfolgt durch Entwicklung eines quadratischen Feldes von Zahlen mit der gleichen Anzahl M von Elementen pro Seite als zu verwendendes Feld von adressierbaren Punkten. Das Zahlenfeld enthält jede Anzahl von Null bis (N**2)-1, wobei die Zahlen im Feld so angeordnet sind, so daß die Punkte auf dem Papier bei gefülltem Raster so gleichförmig wie möglich verteilt sind.
Zwischen dem numerischen Feld und den adressierbaren Punkten wird ein fester Zusammenhang hergestellt. In jedem adressierbaren Punkt wird die gewünschte Teilbereichdeckung für jede Farbe definiert, der Wert mit N**2 multipliziert, das Produkt gerundet und das Ergebnis der dem speziellen adressierbaren Punkt entsprechenden Feldzahl hinzuaddiert. Ist die Summe größer als (N**2)-1, so wird an dieser Stelle ein Punkt gedruckt; im anderen Fall erfolgt dies nicht. Dies ergibt eine optimale Schattenwirkung auf dem Papier, wobei die maximalen Kontrastränder bei voller Auflösung des Systems erhalten bleiben. Weiterhin ergibt sich eine richtige Anordnung und Kontinuität der unteren Kontrastränder, obwohl mit zunehmendem Verlust an Schärfe der Kontrast kleiner ist. Ist die Anordnung der Farbpunkte festgelegt, so wird die resultierende Farbe durch ein Verfahren berechnet, das dem für die Phosphorausgänge verwendeten Verfahren analog ist. Die Beiträge für jede Oberflächenfarbe werden durch den von ihr bedeckten Teilbereich gewichtet, da keine Intensitätsänderung vorhanden ist. Die Farbpunkte bedecken jedoch mehr als die adressierbaren Punkte, so daß mehr Farbe als gewünscht vorhanden ist. Dies bedeutet, daß für zu große Punkte zur Realisierung einer guten Farbabstimmung eine Korrektur erforderlich ist.
Die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung schafft daher einen Farbtransformationsalgorithmus zur Abstimmung von Papierfarben auf Bildschirmfarben unter Berücksichtigung sowohl der Beschränkungen der Videofarbe als auch des unvollständigen Charakters der Färbungsmittel in den verwendeten Farben. Die Videofarben Rot-Grün-Blau (RGB) werden normiert und in Farbtonkoordinaten im XYZ-Farbraum umgewandelt. Das Drucksystem wird auf ein gut funktionierendes System reduziert (MSW repräsentiert gemischte, alleinige und weiße Farbkomponenten in im folgenden beschriebenem Sinne), das durch Beschränkung der Druckfarben auf einen bestimmten Prozentsatz einer der binären Mischungen von Farben, einen bestimmten Prozentsatz auf eine der Einzelfarben sowie einen bestimmten Prozentsatz von Blatt-Weiß explizit gelöst werden kann. Die Daten XYZ-Farbraum werden in diesem MSW-Raum umgewandelt. Unerreichbare Farben werden in erreichbare Farben abgebildet. Eine Korrektur hinsichtlich Drucknichtlinearitäten erfolgt durch Verzerrung der berechneten Farbbeträge unter Verwendung einer aus der Messung der Punktcharakteristik abgeleiteten Funktion. Zur Korrektur von Farbverschiebungen wird ein Deckungsverhältnis verwendet. Das Resultat sind Cyan- Magenta-Gelb (CMY)-Werte, welche die auf die Videofarbe abgestimmte Druckfarbe repräsentieren. Für eine RGB-Eingabe erfordernde Kopierer werden die Bits der CMY-Werte in ihre Komplemente überführt. Die resultierende Farbe wird zur Umsetzung dieser Prozentsätze in Punkte auf Papier einem Schwingalgorithmus zugeführt.
Die Ziele, Vorteile und neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung des Vergleichs einer Videoanzeigeskala und einer Druckskala in einem CIE (XYZ)- Farbtonraum;
Fig. 2 ein Flußdiagramm der Abfolge von Vorgängen zur Abstimmung von Videofarbe auf Druckfarbe;
Fig. 3A und 3B ein Flußdiagramm in Blockform für die Abstimmung von Videofarbe auf Druckfarbe entsprechend Fig. 2.
Gemäß den Fig. 2, 3A und 3B besteht der erste Schritt in der Abstimmung von Druckfarbe darin, die Video-RGB-Daten von der Farbtabelle einer Anzeigeeinrichtung in einen Standard-C.I.E.- bzw. XYZ-Raum umzusetzen. Zur Definition einer gegebenen Farbe unter Verwendung von drei Primärfarben, wie beispielsweise Rot, Grün, Blau kann der Wert einer der Primärfarben negativ sein. Die Commission International de L'Eclairage (CIE) bzw. die International Commission on Illumination hat 1931 eine Transformation so definiert, daß in einem neuen Farbkoordinatensystem alle Komponenten X, Y und Z positive Werte besitzen. Das C.I.E.-Diagramm gemäß Fig. 1 besitzt einen generell hufeisenförmigen geometrischen Spektralort 12 in einem ebenen kartesischen XY-Koordinatensystem, auf dem die Farbtöne der Spektralfarben repräsentierende Punkte gemäß ihren Wellenlängen in Nanometer aufgetragen sind. Die auf der XY-Ebene senkrecht stehende Z-Achse legt die Helligkeit der Farbe fest. Ein Dreieck 14 repräsentiert die Videoanzeigeskala, d. h. die Farben, welche durch ein spezielles System für drei Primärfarben angezeigt werden können, wobei es sich beispielsweise um den NTSC-Phosphorsatz handelt, welcher gewöhnlich für Farbvideoanzeige-Geräte verwendet wird. Ein unregelmäßiges Vieleck 16 repräsentiert die Farben, welche durch einen Papierdrucker, beispielsweise einen Farbstrahldrucker mit Cyan- Magenta-Gelb (CMY)- und Schwarzfarben auf einem speziellen Papier angezeigt werden können.
Die RGB-Daten liegen in Form von Wörtern mit n-Bit aus der Farbtabelle der Videoanzeige, d. h. als ganzzahliger Wert zwischen 0 und (2**)-1 vor. Diese Daten werden mit einer Kompensation der Videodynamik auf einen Bereich von 0 bis 1,0 normiert. Gemäß Fig. 1 ist das Druck- bzw. Papier-Weiß 18 nicht das gleiche wie das Videoanzeige-Weiß 20. Das Videoanzeige-Weiß 20 erzeugt bei Abbildung in den XYZ-Farbraum und nachfolgender Überführung auf den Druck eine Graufarbe. Daher umfaßt die Überführung vom RGB-Raum in den XYZ-Raum zunächst eine Wichtung der Umsetzungsmatrix derart, daß das Video- und das Druck-Weiß zusammenfallen, d. h., es werden Einheitswerte von RGB im Video-Weiß so behandelt, als ob sie das Papier-Weiß erzeugen würden, um sicherzustellen, daß neutrale Farben auf dem Videoanzeigedruck als neutrale Farben auf dem Papierdruck erscheinen. Nunmehr werden die Daten vom RGB-Raum über folgende 3·3- Matrixmultiplikation in den XYZ-Raum umgesetzt:
[A] * [R,G,B] = [X,Y,Z] (1)
worin die Parameter des Matrixmultiplikators A zur Erzeugung der Weiß-Koinzidenz auf den gewichteten gemessenen Daten für den speziellen Phosphorsatz basieren.
Bei der Umsetzung vom XYZ-Raum in den Papierdruckraum sind acht Unbekannte, nämlich die drei Komponenten des RGB- Raums, die drei Komponenten des CMY-Raums sowie Weiß und Schwarz beteiligt. Die Neugebauer-Gleichungen für den XYZ- Raum sind folgendermaßen definiert:
X = KcC + KmM + KyY + KrR + KgG + KbB + KwW
Y = KcC + KmM + KyY + KrR + KgG + KbB + KwW
Z = KcC + KmM + KyY + KrR + KgG + KbB + KwW (2)
In einem Registerpunkt-Farbstrahldrucker werden jedoch Kombinationsfarben (RGB) durch Überlagerung von zwei der CMY-Komponenten gebildet. Ist der dominierende Farbton einer speziellen Farbe beispielsweise Grün, so können daher die R- und B-Komponenten vernachlässigt werden. Ist eine Graufarbe mehr Blau als Gelb, so können entsprechend die M- und Y-Komponenten ebenfalls vernachlässigt werden. Dies reduziert die Neugebauer-Gleichungen auf folgende Gleichungen:
X = KcC + KgG + KwW
Y = KcC + KgG + KwW
Z = KcC + KgG + KwW (3)
Durch Beschränkung der Wahlmöglichkeiten auf die wahrscheinlichste Wahl von RGB und die wahrscheinlichste Wahl von CMY werden daher die Neugebauer-Gleichungen auf einen Satz von drei Gleichungen mit drei Unbekannten reduziert und können an Stelle einer iterativen Lösung explizit gelöst werden. Da die RGB-Komponente eine Mischung (M) von zwei der CMY-Komponenten ist, ist die CMY-Komponente eine einzige Farbe (S) und es bleibt Weiß (W), wobei dieser neue Farbraum als MSW-Raum bezeichnet wird und gilt:
[X, X, Z] = [K] * [M, S, W] (4)
oder
[M, S, W] = [K]&supmin;¹ * [X, Y, Z] (5)
Der nächste Schritt besteht in der Umsetzung des XYZ-Farbraums in den MSW-Farbraum. Es existieren sechs mögliche Kombinationen der RGB-Komponenten:
R ≥ G ≥ B
R ≥ B ≥ G
G ≥ R ≥ B
G ≥ B ≥ R
B ≥ R ≥ G
B ≥ G ≥ R (6)
Auf der Basis der relativen Größen von Rot, Grün und Blau in den Videoanzeigedaten wird zur Durchführung der Umsetzung eine Anfangsmatrix der sechs möglichen Farbkorrekturmatrizen gewählt. Jede Farbkorrekturmatrix entspricht daher einem bestimmten Bereich der RGB-Werte. Für Farben nahe den Grenzen dieser Bereiche kann die Wahl der Anfangsmatrix falsch sein, was zu negativen Werten in den gemischten Komponenten bzw. der Einzelkomponente führt. Da ein "negativer" Punkt nicht gedruckt werden kann, besteht die brauchbare Lösung lediglich aus positiven Werten. Tritt ein negativer Wert auf, so wird die nächste am nächsten liegende Matrix gewählt und die XYZ-MSW-Umsetzung erneut durchgeführt. In den meisten Fällen ergibt die Anfangsmatrix insgesamt positive Werte für die gemischten Komponenten und die Einzelkomponente. Die Verwendung nur positiver Werte führt dazu, daß Schwarz durch die Differenz zwischen einem Einheitsbereich und dem Misch-, Einzel- und Weiß-Bereich festgelegt wird:
Schwarz = 1,0 - M - S - W (7)
Da bei der Umsetzung vom XYZ-Raum in den MSW-Raum eine 3·3- Matrixmultiplikation
[B] * [X, Y, Z] = [M, S, W] (8)
und bei der Umsetzung vom RGB-Raum in den XYZ-Raum ebenfalls eine 3·3-Matrixmultiplikation beteiligt ist, kann eine direkte Umsetzung vom RGB-Raum in den MSW-Raum ausgenutzt werden:
[A] * [B] * [R, G, B] = [M, S, W] (9)
Da sowohl der RGB-Raum als auch der MSW-Raum auf einen gemeinsamen XYZ-Raum bezogen sind, dient jedoch der XYZ-Raum zur Trennung der Videofarbwelt von der Druckfarbwelt. Wie im folgenden noch erläutert wird, dient der XYZ-Raum zur Wiedergewinnung von möglicherweise verlorengegangenen Differenzierungen.
Ist die Weiß-Komponente des MSW-Raums negativ, so ist die geforderte Farbe zu stark gesättigt und kann auf der Druckkopie nicht wiedergegeben werden. Die negativen Weiß-Werte werden gleich Null gesetzt. Dies ist einer unerreichbaren Farbe 22 äquivalent, welche in der Videofarbskala 14 jedoch außerhalb der Druckfarbskala 16 liegt. Das Nullmachen von Weiß dient zur Ziehung der Farbe längs einer das Druck- Weiß 18 mit der unerreichbaren Videofarbe 22 verbindenden Linie 24, bis der Umfang 26 der Druckfarbskala 16 erreicht ist. Diese Linie 24 wird als dominante Wellenlänge der Farbe bezeichnet, welche aufrechterhalten bleibt, während die Sättigung verringert wird.
Nach Korrektur aller negativen Werte werden die korrigierten bzw. kompensierten MSW-Komponenten [M', S', W'] aufsummiert. Übersteigt die Summe 1,0, so ist die geforderte Farbe heller, als dies bei der gewählten Beleuchtung auf dem Druck erreichbar ist. In diesem Fall werden die Komponenten durch Division jeder Komponente durch die Summe normiert, wodurch die Summe der Komponenten kleiner als 1,0 wird. Die resultierenden MSW-Komponenten [M'', S'', W''] sind nunmehr eine erreichbare Farbe für den Druck. Aufgrund der vorgenannten Kompensationen hinsichtlich der unerreichbaren Farben werden jedoch Farben, welche auf der Videoanzeige in der Farbe oder der Helligkeit unterschiedlich sind, als gleiche Farbe auf dem Druck abgestimmt.
Der nächste Schritt besteht daher in der Wiedergewinnung der Schattierung bzw. des Randes zwischen benachbarten Farben, d. h. in der Unterscheidung zwischen benachbarten Farben. Dies erfolgt durch Berechnung einer neuen Y-Komponente für den MSW-Raum unter Verwendung der inversen Matrix der XYZ-MSW-Umsetzungsmatrix
[A&supmin;¹] * [M'', S'', W''] = [X', Y', Z'] (10)
Sodann wird die Größe (Y'-Y) berechnet. Ist Y'=Y, so ist eine exakte Abstimmung der Ausdruck- und Videofarben vorhanden, d. h. die Farbe liegt im zusammenfallenden Teil der entsprechenden Skalen. Ist Y' größer als Y aufgrund einer Korrektur für das Negativ-Weiß, so wird durch Berechnung eines Skalenfaktors auf der Basis der Differenz Y und Y' und Zufügen des Skalenfaktors zu den gemischten Komponenten und der Einzelkomponente Schwarz zugesetzt. Schwarz ist der Rest, wenn MSW-Komponenten von 1,0 abgezogen werden, wobei generell die folgende Beziehung gilt:
Schwarz = 1,0 - (Mf + Sf + Wf) (11)
worin für diesen speziellen Fall Wf per Definitionen gleich Null ist, da Weiß negativ war. Dies hat die Wirkung des Zusatzes von schwarzer Farbe zur Herabsetzung der Helligkeit. Ist Y' kleiner als Y aufgrund der Tatsache, daß die Komponentensumme größer als 1,0 ist, so wird durch Berechnung eines Skalenfaktors auf der Basis der Differenz zwischen Y und Y' für das Hinzufügen zu den gemischten Komponenten und der Einzelkomponente Weiß zugesetzt. Die Weiß-Komponente wird dann nach dem Heraussubtrahieren der gemischten Komponenten und der Einzelkomponente gleich dem Restbereich gesetzt:
Wf = 1,0 - (Mf + Sf) (12)
Während die vorhergehenden beiden Schritte gemäß den Gleichungen (10) und (11) die Helligkeitsunterschiede zwischen unerreichbaren Farben auf Kosten der Farbtonabstimmungen erhalten, erhöht dieser Schritt die Helligkeit der Farbe, während ihre Sättigung verringert wird. Der End-MSW-Vektor besitzt Komponenten, welche die Farbe genau abstimmen, wo die Video- und Druckskala zusammenfallen, wodurch eine Abstimmung der Farbe auf eine erreichbare Farbe stattfindet, wenn die Farbe innerhalb der Videoskala jedoch außerhalb der Druckskala liegt, wobei eine Abstimmung der Farbe auf Farben erfolgt, welche die Differenz zwischen den Farben aufrechterhält.
Der nächste Schritt besteht in der Festlegung, welche Farben auf das Papier zu bringen sind, d. h. in der Umsetzung der MSW-Komponenten CMY-Komponenten. Diese Zuordnung von Werten zu den Farbstoffen hängt von der speziell verwendeten MSW-Umsetzungsmatrix ab. Einer der Farbstoffe, die Einzelkomponente, wie beispielsweise Cyan (C) gemäß den Gleichungen (3) erscheint überall dort, wo Farbstoff aufgetragen wird. Der Wert dieses Farbstoffs ist gleich:
Cmax = 1,0 - Wf (13)
Ein zweiter Farbstoff erscheint sowohl in der gemischten Komponente als auch in Schwarz und besitzt den Wert:
Cmid = Bf + Mf (14)
worin Bf Schwarz ist. Die Mischung von Cmax + Cmid erzeugt die gemischte Komponente als Grün (G) in den Gleichungen (3). Der dritte Farbstoff erscheint lediglich in Schwarz:
Cmin = Bf (15)
Die CMY-Werte Cmax, Cmid sowie Cmin repräsentieren die Prozentsätze jedes für eine gegebene Farbe für einen Registerpunkt-Farbstrahldrucker verwendeten Farbstoff, d. h. wo die gemischte Komponente und die Schwarzkomponente durch Überlagerung von Farbstoffpunkten gebildet werden.
Diese CMY-Prozentsätze repräsentieren keine gleichförmig aufgebrachte Farbstoffmenge mit variabler optischer Dichte sondern den Anteil von auf dem gleichen Papierbereich aufzubringenden diskreten Tropfen. Die richtige Farbempfindung wird erzeugt, weil das visuelle System dieses Punktraster ausmittelt. Da sich die Farbpunkte überlappen, ist diese sichtbare Empfindung nicht linear zu der Anzahl von Punkten im Raster. Um diese Irregularität zu handhaben, werden die CMY-Werte als Indizes für Druck-Gammakorrektur-Nachschlagetabellen auf der Basis von Messungen verwendet, welche neue Werte für die Kompensation der Systemirregularitäten enthalten. Da Schwarz gewöhnlich keine Kombination von drei Farbstoffen sondern ein gesonderter Farbstoff ist, dient eine Schwarz-Gammakorrekturtabelle zur Kompensation von Cmin.
Hinsichtlich Cmid ergeben sich zwei Schwierigkeiten. Zunächst ist bei Kombination von Cmax und Cmid der Betrag der Farbüberlappung aufgrund der Benetzung der Papierfläche durch den ersten aufgebrachten Farbstoff unterschiedlich. Dies führt zu einer Gammakorrekturcharakteristik der Binärmischung, welche sich von den Gammakorrekturcharakteristiken für die einzelnen Farben unterscheidet. Daher wird Cmid nicht mittels einer einzigen Farbstoff-Gammakorrekturtabelle sondern einer Mischungs-Gammakorrekturtabelle (Rot, Grün oder Blau) verarbeitet. Zweitens führt die frühere Gammakorrektur von Cmin zu merkbaren Verschiebungen, da sich die prozentuale Abdeckung von Cmid durch Cmin über ihre entsprechenden Tabellen ändert. Um dieses Problem zu vermeiden, wird aus den ursprünglichen unkorrigierten Werten ein Deckungsverhältnis wie folgt berechnet:
C.R. = (Cmid-Cmin)/(1Cmin) (16)
Der einer Gammakorrektur unterworfene Wert von Cmin wird dann als Index für die Inversion der Cmid-Gammakorrekturtabelle zur Gewinnung eines Basiswertes verwendet. Ein richtiger Wert für Cmid wird dann folgendermaßen berechnet:
Cmid = base + (C.R.) * (1-base) (17)
Ist beispielsweise der Wert für Cmid gleich 1/2 und für Cmin gleich 1/4, so bedeckt 50% von Cmid Cmin. Ist die Gammakorrektur Cmid gleich 3/8 und Cmin gleich 1/8, so bedecken lediglich 33% von Cmid Cmin, woraus sich mehr Farbe als erwünscht ergibt. Das Farbverhältnis dient zur Rückgewinnung des richtigen Verhältnisses nach der Gammakorrektur.
Entsprechend gilt für Cmid und Cmax:
C.R.' = (Cmax-Cmid)/(1-Cmid) (18)
Cmax' = base' + C.R.' * (1-base') (19)
Dabei wird base' durch die inverse Gammatransformation von der Gammakorrektur unterworfenen Größe Cmid über die geeignete CMY (Einzelfarbe)-Gammakorrekturtabelle festgelegt. Sodann wird Cmax' über die geeignete CMY-Tabelle einer Gammakorrektur unterworfen. Damit entsteht ein neuer CMY- Vektor [C', M', Y'], der für einen Drucker ausgegeben oder zur Festlegung eines neuen RGB-Vektors [R', G', B'] für solche Geräte einer Komplementbildung unterworfen werden kann, welche eine RGB-Eingabe erfordern. Die Ausgangsgröße des Farbabstimmungsalgorithmus wird sodann durch einen geeigneten Schwingungsalgorithmus verarbeitet, um die resultierenden Farbdaten in Farbstofftropfen auf dem Papier zu überführen.
Die vorliegende Erfindung schafft also ein Verfahren zur Abstimmung von Druckfarbe mit Videofarbe durch Ersatz von Video-RGB durch Druck-RGB, wodurch unter Ausnutzung eines neuen MSW-Raums Effekte durch Videokontrast, Papier und Farbstoff kompensiert werden und wodurch mittels geeignet gewählter Gammakorrekturtabellen zusammen mit einem Deckungsverhältnis für die Wechselwirkung der Farbstoffe der Farbstoffstrahlkontrast kompensiert wird.

Claims

1. Verfahren zur Abstimmung von mit Cyan C-, Magenta M-, Gelb Y- und Schwarz-Farbe gedruckter Papierfarbe mit einer mit Rot R-, Grün G- und Blau B-Lichtemissionen angezeigten Videoanzeigefarbe mit folgenden Schritten:

Normierung von Videoanzeige-RGB-Daten derart, daß jeder Datenwert im Bereich von Null bis Eins liegt;

Transformation der normierten Videoanzeige-RGB-Daten in MSW-Farbdaten, worin M eine Binärmischung von CMY- Primärfarben ist, die zur Erzeugung der am engsten am Farbton der Videofarbanzeige liegenden RGB-Primärfarbe notwendig ist, S eine einzige CMY-Primärfarbe ist, die am engsten am Farbton der Videoanzeigefarbe liegt und W ein Weiß ist, das auf den Grad bezogen ist, bis zu dem jede der maximalen normierten Videoanzeige-RGB-Datenwerte je gleich Null ist;

Behandlung der außerhalb einer Papierfarbskala liegenden MSW-Datenwerte zwecks Erzeugung kompensierter in die Papierfarbskala fallender MSW-Datenwerte durch Skalieren jedes MSW-Datenwertes mit der Summe der M- und S-Werte für die Erzeugung kompensierter Datenwerte sowie durch Festlegung einer Luminanzdifferenz zwischen den MSW-Daten und den kompensierten MSW-Daten und Skalierung der kompensierten MSW-Daten mit der Luminanzdifferenz zwecks Realisierung eines Satzes von End-MSW-Datenwerten Mf, Sf und Wf;

Berechnung eines Endschwarzwertes Bf = 1-(Mf + Sf + Wf); und

Umsetzung der End-MSW- und Schwarz-Datenwerte Mf, Sf, Wf und Bf in CMY- und Schwarz-Papierfarben-Datenwerte

unter Verwendung der Umwandlungsformeln

CMYmax = 1.0-Wf, CMYmid = Bf + Mf, und CMYmin = Bf.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für die Umsetzung Farbstoffgammakorrekturen durchgeführt und Deckungsverhältnisse berechnet werden, welche Farbstoffwechselwirkungen aufgrund der Kompensation von auf einem Druckmedium übereinanderliegenden Farbstoffen kompensieren, mit folgenden Schritten:

Anwendung einer Schwarz-Gammatabelle auf den CMYmin- Wert für die Erzeugung eines gammakorrigierten CMYmin- Wertes;

Berechnung eines ersten Deckungsverhältnisses

CR1 = (CMYmid-CMYmin)/1-CMYmin;

Anwendung einer inversen additiven Gammatabelle und des gammakorrigierten CMYmin-Wertes zur Auffindung eines BASE1;

Berechnung eines NeuCMY1 gleich BASE1 + CR1(1-BASE1);

Anwendung einer additiven Gammatabelle und NeuCMY1 zur Auffindung eines gammakorrigierten CMYmid-Wertes;

Berechnung eines zweiten Deckungsverhältnisses CR2 = (CMYmax-CMYmid)/1-CMYmid);

Anwendung einer inversen Subtraktionsgammatabelle und des gammakorrigierten CMYmin-Wertes zur Auffindung eines BASE2;

Berechnung eines NeuCMY2 = BASE2 + CR2(1-BASE2); und

Anwendung einer Subtraktions-Gammakorrekturtabelle und des NeuCMY2 zur Auffindung eines gammakorrigierten CMYmax-Wertes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Transformation folgende Schritte umfaßt:

Gammakorrektur der Videoanzeige-RGB-Daten,

Erzeugung einer Umsetzungsmatrix zur Übertragung normierter Videoanzeige-RGB-Daten in XYZ-Farbdaten, wobei die Umsetzungsmatrixwerte aus Videoanzeige-RGB-Lichtemissionsmessungen abgeleitet werden; und

Transformation der XYZ-Farbdaten in die MSW-Farbdaten, wobei M eine binäre Mischung von zur Erzeugung der der angezeigten Farbe im Farbton am nächsten liegenden RGB-Primärfarbe benötigten Primärfarben ist, S eine einzige der angezeigten Farbe im Farbton am nächsten liegende Primärfarbe ist und W weiß ist und auf den Grad bezogen ist, bis zu dem jeder der XYZ-Datenwerte gleich Null ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Transformation der normierten Videoanzeige-RGB-Daten in die XYZ-Farbdaten die Wichtung der zu verwendeten Umsetzungsmatrix umfaßt, so daß Videoanzeige-Weiß und Druckpapier-Weiß zusammenfallen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Transformation folgende Schritte umfaßt:

Auswahl einer Umsetzungsmatrix auf der Basis der Relativwerte von in den Videoanzeige-RGB-Daten vorhandenen Rot-, Grün- und Blau-Daten; und

Transformation der normierten Videoanzeige-RGB-Daten mit der ausgewählten Umsetzungsmatrix in MSW-Farbdaten, wobei M einen Prozentsatz einer ausgewählten Binärmischung von CMY- Primärfarben repräsentiert, der zur Erzeugung der RGB- Primärfarbe mit dem größten Relativwert erforderlich ist, eine Einzelfarbkomponente S einen Prozentsatz einer einzigen CMY-Binärmischungs-Primärfarbe der ausgewählten CMY- Binärmischungs-Primärfarben repräsentiert, der zur Erzeugung der M-Komponente erforderlich ist, und eine Weißfarbenkomponente W einen Prozentsatz eines normierten RGB- Daten-Weißwertes repräsentiert.