DE4010299A1

DE4010299A1 - Tonkonversionsverfahren zur herstellung farbschleierfreier reproduktionen

Info

Publication number: DE4010299A1
Application number: DE4010299A
Authority: DE
Inventors: Takashi Numakura; Iwao Numakura
Original assignee: Yamatoya and Co Ltd
Current assignee: Yamatoya and Co Ltd
Priority date: 1989-08-19
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-02-21
Anticipated expiration: 2010-03-31
Also published as: US5057931A; GB9017186D0; GB2237473A; GB2237473B; JP2787231B2; DE4010299C2; JPH0377478A

Description

Die Erfindung betrifft ein Tonkonversionsverfahren für Bilder, das für die Herstellung verschiedener Arten von Reproduktionen, z. B. von Halbtondrucken, reproduzierten Digitalbildern, etc. von Original-Vorlagen mit kontinuierlicher Gradation benötigt wird.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Tonkonversionsverfahren für Bilder mit einer Technik, die in der Lage ist, die unvermeidbar auf jeder Original-Farbvorlage auftretenden Farbschleier zu entfernen und ein Teil des Herstellungsprozesses für verschiedene reproduzierte Bilder ist. Das Tonkonversionsverfahren ist in erster Linie für die Farbzerlegung mit Hilfe eines Scanners bei der elektronischen Herstellung von Platten oder Verarbeitung von Bildinformationen in anderen Bereichen geeignet.

Es ist bekannt, daß zum Herstellen verschiedener Reproduktionen von Farboriginalen mit kontinuierlicher Tönung unterschiedliche Tonkonversionsverfahren für Bilder verwendet werden, wie z. B. die Halbtongradationsdarstellung (die Multi-Wert-Flächen-Gradations-Darstellung) beim Drucken, die Gradationsdarstellung in binären Werten wie beim Tintenstrahldrucken und die direkte Dichtegradationsdarstellung, wie bei der Aufzeichnung mittels thermischen Transfers sublimierter Pigmente. Bei den konventionellen Tonkonversionsverfahren für Bilder treten diesen gemeinsame Probleme und Verbesserungswünsche auf. Diese werden nachfolgend anhand eines repräsentativen Beispiels, nämlich der Herstellung von Druckreproduktionen, näher beschrieben.

Bei der elektronischen Herstellung von Platten erfolgt die Farbzerlegung mit Hilfe eines Farbscanners oder eines Gesamtscanners (nachfolgend als "Scannerzerlegung" bezeichnet), die hochkomplizierte elektromechanische Geräte darstellen. Für die Konversion von kontinuierlich getönten Original-Farbvorlagen in Halbtondrucke gibt es noch kein vernünftiges Verfahren. Praktische Farbzerlegung hängt stark von der Erfahrung und der Wahrnehmungsfähigkeit des Betreibers der Einrichtung ab, obwohl teuere, hochfortschrittliche elektromechanische Farbscanner als Arbeitsmittel verwendet werden, wie oben beschrieben. Die gleiche Situation liegt vor, wenn die Farbvorlage keine Standard-Bildqualität besitzt. Dies bedeutet, daß der Dichteumfang der Farbvorlage von dem eines Farboriginals mit Standardbildqualität abweicht, z. B. durch Über- oder Unterbelichtung oder durch einen Farbschleier. Was den Farbschleier betrifft, so besitzen in Wirklichkeit alle Farbvorlagen mehr oder weniger einen Farbschleier. Es wurde aber noch keine vernünftige Technik entwickelt; um diesen Farbschleier zu entfernen. Wenn dieser Farbschleier durch Farbzerlegung mit Hilfe eines Scanners entfernt werden soll, dann muß diese Arbeit vom Betreiber auf der Basis von Versuchswerten erfolgen.

Ein Scanner, der eine große Investition darstellt, sollte angesichts der komplizierten Technologie mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit arbeiten. Die wirkliche Betriebsgeschwindigkeit liegt jedoch immer noch bei einer Größenordnung von etwa 30 bis 40% im Durchschnitt. Dies bedeutet eine hohe Arbeitsbelastung für die Angestellten und Hersteller der Reproduktionen und verhindert eine Verbesserung der allgemeinen Arbeitsbedingungen. Dadurch wird auch eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit und der Finanzkraft der Firma verhindert.

Es wurde daher zuerst nach einer Technik gesucht, mit der die Dichtegradation eines jeden Bildelements des Bildes rationell umgewandelt werden kann und weniger noch nach einem Verfahren für die Farbkorrektur. Dies wird beim konventionellen Verfahren für wichtig erachtet, um von verschiedenen Vorlagen Reproduktionen mit reproduzierbarer Tönung (Reproduzierbarkeit der Gradation und des Farbtons) herzustellen. Insbesondere sollen Reproduktionen in gewünschter Tönung hergestellt werden. Es sollte daher beim Herstellen der farbigen Druckreproduktionen die bisherige Technik, bei der die Farbkorrektur - sie ist leicht in wissenschaftlicher Weise analysierbar - für wichtiger erachtet werden, als die Tonkonversion im Dichteumfang der Bilder.

Auf der Basis, wurde bereits ein Tonkonversionsverfahren mit einer besonderen Tonkonversionsformel vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Tonkonversion der Bilder in wissenschaftlicher und rationaler Weise erfolgen kann (US-PS 48 11 108; US-PS 48 33 546 und US-Anmeldungen 07/3 47 620 und 07/3 90 901).

Es wurde auch gefunden, daß das nachstehende Problem hierfür wichtig ist und folgende Gegenmaßnahmen vorgeschlagen. Dies heißt, daß das Kameraobjekt (das wirkliche Bild oder die aktuelle Szene) auch das praktische Objekt für die Reproduktion sein sollte.

Bei der bisherigen Bildverarbeitung wird im allgemeinen die Bildinformation vom Kameraobjekt zuerst auf einem Aufzeichnungsmedium, wie einem lichtempfindlichen Material, einem photoelektrischen Material, photoleitfähigen Material, etc., gespeichert oder aufgezeichnet und dann die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete oder gespeicherte Bildinformation verarbeitet. Die Bildinformation auf dem Aufzeichnungsmedium weicht daher von der wirklichen Bildinformation des Kameraobjekts ab. Die bisherige Tonkonversion zum Herstellen von gedruckten Bildern geht mit anderen Worten von Dichtewerten aus, die auf Grundlage der Dichteeigenschaftskurve der lichtempfindlichen Emulsion bestimmt werden. Die Dichteeigenschaftskurve wird auf einem rechtwinkeligen D-X-Koordinatensystem dargestellt, wobei auf der Ordinate (D-Achse) und der Abszisse (X-Achse) jeweils die Dichtewerte und der Logarithmus der Belichtungsmenge aufgezeichnet sind. Dies bedeutet, daß praktisch die primären Bildinformationswerte des Kameraobjekts, wie Belichtung, Lichtmenge, etc., bei der konventionellen Technik nicht verwendet wurden.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde deshalb ein Bildtonkonversionsverfahren mit einer besonderen Tonumwandlungsformel vorgeschlagen, bei der die Werte der X-Achse - die die Belichtung oder Lichtmenge repräsentieren, aus den Dichtewerten der D-Achse durch die Dichtekurve der photosensitiven Emulsion anstelle der Dichtewerte der D- Achse bestimmt werden (JP-Anmeldung 1-35 825). Dieses Tonkonversionsverfahren, bei dem die Bildinformation des Kameraobjekts - dem eigentlichen Objekt der Reproduktion - verwendet wird, ist zugegebenermaßen der bisherigen Technik, die von der Bildinformation des Bildmittels abhängig ist, überlegen. In dieser bereits seitens der Erfinder vorgeschlagenen Technik wurde jedoch kein Verfahren zur Entfernung des Farbschleiers, der unvermeidbar mehr oder weniger bei allen Originalen auftritt, berücksichtigt. Das erfindungsgemäße Tonkonversionsverfahren für Bilder umfaßt ein Verfahren zur Entfernung des Farbschleiers auf Grundlage des vorgenannten Tonkonversionsverfahrens.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Tonkonversionsverfahren für Bilder zur Verfügung zu stellen, das eine Technik zur rationellen und wissenschaftlichen Entfernung des Farbschleiers von Farbschleier aufweisenden farbigen Originalen besitzt. Dabei werden die charakteristischen Dichtekurven der jeweiligen Rot, Gelb und Blau-lichtempfindlichen Emulsionsschichten des Farbfilms zusammen mit den Bildinformationswerten der X-Achse (Reihen- oder Primitiv- Bildinformationswerte der Lichtmengen, die vom Kameraobjekt erhalten wurden) als Bildinformationswerte, anstelle der Dichtewerte der D-Achse.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung einer Tonkonversion eines Bildes nach Herstellung einer Reproduktion von einer Farbvorlage mit kontinuierlicher Tönung und einem Farbschleier, wobei die Reproduktion frei vom Farbschleier ist. Das Verfahren weist die Schritte auf:

(a) Herstellen der charakteristischen Dichtekurven der jeweiligen Rot- (R), Grün- (G) und Blau- (B) lichtempfindlichen Emulsionsschichten des lichtempfindlichen Farbfilmmaterials, das zum Photographieren der Farbvorlage verwendet wurde, wobei jede der charakteristischen Dichtekurven in einem Koordinatensystem dargestellt ist, bei dem die Ordinate, die D-Achse, die Dichtewerte repräsentiert und die Abszisse als X-Achse die Bildinformationswerte für die Belichtung enthält;
(b) Zuordnen der hellsten Fläche (H) und der dunkelsten Fläche (S) auf der Farbvorlage, um die Dichtewerte (D_H) der hellsten Fläche (H) und die Dichtewerte (D_S) der dunkelsten Fläche (S) der roten (R), der grünen (G) und der blauen (B) lichtempfindlichen Emulsionsschicht mit Hilfe von roten (R), grünen (G) und blauen (B) Filtern für die Cyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y) Farbplatten zu bestimmen und Auftragen der so erhaltenen Dichtewerte (D_H) und (D_S) für die jeweiligen Emulsionsschichten auf der D- Achse;
(c) Bestimmen von Bildinformationswerten (X_n) aus den Dichtewerten (D_n) der jeweiligen roten (R), grünen (G) und blauen (B) lichtempfindlichen Emulsionsschichten zwischen der hellsten Fläche (D_H) und der dunkelsten Fläche (D_S) auf der X-Achse zum Herstellen der Cyan- (C), Magenta (M) und Gelb- (Y) Farbplatten entsprechend den Dichteeigenschaftskurven für die roten (R), grünen (G) und blauen (B) lichtempfindliche Emulsionsschichten;
(d) Bestimmen von Bildinformationswerten einer gewünschten Zahl von Kontrollpunkten aus den Bildinformationswerten (X_n) der jeweiligen Farbplatten im Bereich zwischen der hellsten Fläche (X_n) und der dunkelsten Fläche (X_S) auf der X-Achse zur Steuerung der Tonkonversion vom Originalbild und Definition der relativen Beziehungen der einzelnen Kontrollpunkte;
(e) Bestimmen von Dichtewerten entsprechend einer gleichen Anzahl von Steuerpunkten auf der D-Achse im Bereich der hellsten Fläche (D_H) und der dunkelsten Fläche (D_S) gemäß den entsprechenden Dichteeigenschaftskurven und Bestimmen der relativen Beziehungen des Einzelpunktes auf der D-Achse;
(f) Vergleichen der relativen Beziehungen der Steuerpunkte für die jeweiligen Farbplatten im Bereich von der hellsten Fläche (X_H) zur dunkelsten Fläche (X_S) auf der X-Achse mit den entsprechenden relativen Beziehungen der entsprechenden Steuerpunkte im Bereich von der hellsten Fläche (D_H) zur dunkelsten Fläche (D_S) auf der D-Achse und Bestimmen der objektiven Werte für den Farbschleier;
(g) Umwandeln der Bildinformationswerte (X_n) für die aus dem Schritt (C) erhaltenen jeweiligen Farbplatten in Halbtonintensitäten (y), wie Punktflächenprozente gemäß folgender Formel: wobei
x: ein Grunddichtewert (X_n - X_H), der durch Messen eines Dichtewertes (D_n) eines gewünschten Bildelements oder einer Farbvorlage mit Farbschleier auf der D-Achse mittels eines Farbfilters, Projektion des gemessenen Dichtewertes (D_n) auf die X-Achse gemäß der charakteristischen Dichtekurve der dem Farbfilter entsprechenden lichtempfindlichen Emulsionsschicht, Bestimmen eines Bildinformationswertes (X_n) auf der X-Achse, Bestimmen eines Bildinformationswertes (X_H) auf der X- Achse zur Herstellung einer entsprechenden Farbplatte in gleicher Weise - der Bildinformationswert (X_H) entspricht einem Dichtewerte (D_H) auf der D-Achse des hellsten Bereichs auf der Farbvorlage - und Subtraktion des Bildinformationswertes (X_H) vom Bildinformationswert (X_n);
y: Halbtonintensität, z. B. als Punktflächenprozentsatz eines Bildelementes auf einer farbschleierfreien Reproduktion, das einem gewünschten Bildelement der jeweiligen Farbplatte der Farbvorlage mit Farbschleier entspricht,
y_H: Halbtonintensität, z. B. als Punktflächenprozentsatz, vorbestimmt entweder durch den Dichtewert (D_H) der hellsten Fläche (H) oder einem entsprechenden Bildinformationswert (X_H) auf der X-Achse durch Messen der Farbvorlage mit Hilfe eines jeden Farbfilters;
y_s: Halbtonintensität, z. B. als Punktflächenprozent, bestimmt durch entweder einen Dichtewert (D_S) der dunkelsten Fläche (S) auf der D-Achse oder einen entsprechenden Bildinformationswert (X_S) auf der X-Achse durch Messsen der Farbvorlage mit Hilfe des jeweiligen Farbfilters;
α: Oberflächenreflektion des Grundmaterials zur Wiedergabe des reproduzierten Bildes;
β: ein Wert, der durch β = 10-τ bestimmt ist
k: ein Wert, der sich durch τ/(X_S - X_H) ergibt, wobei X_S den Bildinformationswert auf der X-Achse entsprechend dem Dichtewert (D_S) auf der D-Achse der dunkelsten Fläche (S), der durch Messen der Farbvorlage mit Hilfe des jeweiligen Farbfilters erhalten wird, repräsentiert; und
: ein erwünschter Einstellfaktor, der sich aus den objektiven Werten nach Schritt (f) ergibt, ist.

Es erfolgt eine kurze Beschreibung der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung der charakteristischen Dichtekurven lichtempfindlichen Emulsionsschichten der Farben R, G und B eines Farbfilms;

Fig. 2 eine diagrammartige Darstellung der charakteristischen Dichtekurven der Fig. 1, wobei die Bereiche der charakteristischen Dichtekurven der R, G und B lichtempfindlichen Emulsionsschichten auf Grundlage der Dichtewerte der H- und S-Flächen der jeweiligen C-, M- und Y- Farbplatten bestimmt wurden;

Fig. 3 eine diagrammartige Darstellung der Beziehung zwischen vier Steuerpunkten auf der X-Achse (XH, m1, m2 und XS) für die jeweiligen Farben und entsprechenden vier Steuerpunkten auf der D-Achse (DH, m1, m2 und DS) in den Bereichen der jeweiligen charakteristischen Dichtekurven in Fig. 2;

Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) sind schematische Zeichnungen zur Analyse der Ursache für das Auftreten der Farbschleier, insbesondere des roten Farbschleiers der Vorlage (1), wobei Fig. 4(A) eine Darstellung ist, in der von den vier Kontrollpunkten der Bildinformation für die jeweiligen Farbplatten X_H und X_S auf der X-Achse in Übereinstimmung sind, Fig. 4(B) eine Darstellung ist, in der von den vier Kontrollpunkten D_H und D_S in gleicher Weise wie in Fig. 4(A) in Übereinstimmung sind und Fig. 4(C) eine Darstellung ist, in der alle vier Kontrollpunkte der Bildinformation für die jeweiligen Farbplatten auf der D- Achse in Übereinstimmung sind; und

Fig. 5(A) und 5(C) sind schematische Zeichnungen ähnlich der Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) zur Analyse der Ursache des Farbschleiers, insbesondere eines gelben Farbschleiers der Vorlage (2), wobei Fig. 5(A) eine Darstellung zeigt, in der von den vier Steuerpunkten der Bildinformationen für die jeweiligen Farbplatten X_H und X_S auf der X-Achse in Übereinstimmung sind, Fig. 5(B) eine Darstellung zeigt, in der von den vier Steuerpunkten D_H und D_S in gleicher Weise wie in Fig. 5(A) auf der D-Achse in Übereinstimmung sind und Fig. 5(C) eine Darstellung ist, in der von den vier Steuerpunkten der Bildinformation für die jeweiligen Farbplatten alle auf der D-Achse in Übereinstimmung sind.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend im einzelnen beschrieben. Die Erfindung wird ferner anhand der Herstellung eines Halbtondruckes von einer Farbvorlage mit kontinuierlicher Gradation und einem mehr oder weniger Farbschleier beschrieben.

Die Entwicklung eines systematischen Verfahrens zur Vermeidung des Farbschleiers wurde bislang hauptsächlich dadurch verhindert, daß das Auftreten des Farbschleiers verschiedene Ursachen besitzt. Sogar wenn die Farbzerlegung, wie vorstehend beschrieben, mit Hilfe eines hochentwickelten Farbscanners erfolgt, muß der Farbschleier gegenwärtig noch durch den Betreiber auf Grundlage von "Trial- and Error" - also experimentellen Versuchsdaten, beseitigt werden.

Für das Auftreten des Farbschleiers bestehen hauptsächlich folgende Gründe:

(1) Die zur Beleuchtung verwendete Lichtquelle war wegen der Lichtqualität (Farbtemperatur) zum Photographieren ungeeignet.
(2) Der Entwicklungsprozeß entsprach nicht den Standardbedingungen.
(3) Die Belichtungszeit beim Photographieren war ungeeignet.

Die erfindungsgemäße Tonkonversion des Bildes wird, wie erwähnt, so durchgeführt, daß Bildinformationswerte (X- Achse) über die charakteristische Dichtekurve der lichtempfindlichen Emulsion einer jeden Farbe aus dem Dichtewert (D-Achse) bestimmt werden und dann mit Hilfe einer Tonkonversionsformel auf Grundlage der so erhaltenen Bildinformationswerte die Tonkonversion durchgeführt wird. Die Tonkonversionsformel ergibt sich aus der allgemein akzeptieren Dichteformel (photographische Dichte, optische Dichte):

D = log I₀/I = log 1/T

wobei
I₀ = Intensität des einfallenden Lichtes;
I = Intensität des reflektierten oder durchgelassenen Lichtes; und
1/T = I/I₀ = Reflexionsvermögen oder Transparenz.

Die oben angegebene Formel für die Dichte D kann zum Drucken und zur Plattenherstellung folgendermaßen verwendet werden:

Dichte (D′) zum Drucken u. zur Plattenherstellung = log I0/I

wobei
A = Einheitsfläche;
d_n = Fläche des einzelnen Punktes in der Flächeneinheit;
d = das Reflexionsvermögen des Druckpapiers; und
β = die Oberflächenreflektion der Druckfarbe.

Mit Hilfe der obengenannten Dichteformel (D′) wird der Grunddichtewert (X) eines beliebigen Probepunktes (Bildpunktes) auf dem Originalbild bestimmt. Dies erfolgt durch Subtraktion der Dichte der hellsten Fläche vom Originalbild von der gemessenen Dichte des Probepunktes (Bildelements). Die Beziehung zwischen der so erhaltenen Grunddichte (X) und dem Wert (y) für die Punktflächenprozent des Probeortes (Bildelements) wird dann mit Hilfe der gemessenen Daten harmonisiert. Dabei wird folgende Tonkonversionsformel erhalten:

wobei

y_H = vorgegebener Punktflächenprozentwert für die hellste Fläche des Druckbildes, und
y_S = vorgegebener Punktflächenprozentwert für die dunkelste Fläche Druckbildes.

Die erfindungsgemäße Tonkonversionsformel wird durch Verbesserung der obengenannten Formel erhalten. Die Parameter dieser Tonkonversionsformel sind dabei wie oben beschrieben.

Es folgt nun eine Beschreibung der Eigenschaften der Farbvorlagen mit einem Farbschleier und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Konvertierung der Farbtönung derartiger Farbvorlagen.

Bestimmung objektiver Farbschleier-Daten von farbigen Originalen

Die Farbvorlage mit Farbschleier wird mit Hilfe der charakteristischen Dichtekurven (charakteristische photographische Kurven) des beim Photographieren der Farbvorlage verwendeten Farbfilms analysiert und darauf die objektiven Werte für den Farbschleier ermittelt.

(1) Fig. 1 zeigt ein Diagramm der charakteristischen Dichtekurven der lichtempfindlichen Emulsionsschichten für R, G und B von EKTACHROME 64 (Warenzeichen der Eastman Kodak) (Belichtung: Tageslicht, 1/50 Sek.; Entwicklungsprozeß Prozeß E-6; Dichtemesung: Status A). Die Fig. 1 zeigt ein D-X Koordinatensystem, in dem die Ordinate (D-Achse) und die Abszisse (X-Achse) jeweils die Dichten und den logarithmischen Belichtungswert zeigen.

(2) Die hellste (H) und dunkelste Fläche (S) auf dem farbigen Original werden bestimmt und mit Hilfe von Farbfiltern, R für die Cyan-Platte (C), G für die magenta Platte (M) und B für die gelbe Platte (Y). Die gemessenen Dichten werden dann auf den entsprechenden charakteristischen Dichtekurven aufgetragen, wodurch die Bereiche der charakteristischen Dichtekurven der entsprechenden R, G und B bestimmt werden. Dieser Schritt ist in Fig. 2 gezeigt. Dabei ist bekannt, daß die Bildinformation für die C-, M- und Y-Platte mit Hilfe des jeweiligen R-, G- und B-Filters erhalten werden. Die Werte für das Beispiel, das nachstehend noch näher beschrieben wird, sind im übrigen in Fig. 2 gezeigt.

(3) Als nächstes werden dann die Bereiche der charakteristischen Dichtekurven für R, G und B auf die X-Achse projiziert, um deren Schwellenwerte für die Bildinformation zu bestimmen. Die Bildinformationswerte auf der X-Achse - die grundlegende Informationswerte darstellen, die im erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahren verwendet werden, werden mittels der charakteristischen Dichtekurven aus den Dichtewerten auf der D-Achse erhalten, die die im konventionellen Verfahren verwendeten Basis-Werte sind. Die Bildinformationswerte auf der X-Achse sind unverzerrte Werte und betreffen physikalische Größen, d. h. vom Kameraobjekt erhaltene Lichtmengen (wirkliches Bild, tatsächliche Szene). Die Dichtewerte der D-Achse sind andererseits im wesentlichen durch die Empfindlichkeitscharakteristik der jeweiligen Emulsionsschicht verzerrt. Beim erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahren für Bilder werden die verzerrungsfreien Werte von X-Achse verwendet. Dieses bedeutet gegenüber der bisherigen Technik einen bemerkenswertes Merkmal.

der Bildinformationswerte zur Herstellung der C-, M- und Y-Farbplatten aus der X-Achse Steuerpunkte bestimmt, die jeweils deren Filterdichtewerten von R, G, und B entsprechen. Beispielsweise werden vier Punkte bei X_H (entsprechend D_H der H-Fläche auf der D-Achse); (X_S - X_H)/2=m₁ (dazwischenliegender Punkt); und X_S (entsprechend D_S der S-Fläche auf der D-Achse) als Steuerpunkte eingesetzt. Es versteht sich von selbst, daß die Zahl der Steuerpunkte beliebig verändert werden kann.

Die relative Beziehung zwischen den vier Punkten, die auf Grundlage der Schwellenwerte (X_H - X_S) der Bildwerte auf der X-Achse zum Herstellen der Farbplatten bestimmt werden, ist natürlich konstant. Die Steuerpunkte werden hier mittels der charakteristischen Dichtekurven der jeweiligen Emulsionsschichten (R, G und B) auf die D-Achse projiziert. Die Dichtewerte (D_H, D_m2, D_m1 und D_S) entsprechend den jeweiligen Steuerpunkten werden bestimmt, um ihre relativen Beziehungen zueinander zu untersuchen.

Der Vorgang der obigen Beschreibung ist in Fig. 3 detailliert dargestellt.

Die Ursache für das Auftreten des Farbschleiers kann erfindungsgemäß durch Analyse der Fig. 3 objektiv verstanden werden. Die Ursache und Eigenschaften des Farbschleiers können durch Analyse des Entstehungsprozesses der verzerrten Dichteinformationswerte auf der X-Achse, die für die Herstellung von Farbplatten eingesetzt werden, die als unverzerrte Werte von einem Kameraobjekt, wie oben beschrieben, erhalten werden, aber durch die charakteristische Dichtekurve der R, G und B lichtempfindlichen, auf einem lichtempfindlichen Farbfilmmaterial, wie einem Farbbild, fixierten Emulsionsschichten als verzerrte Dichteinformationswerte auf der D-Achse dargestellt sind.

(4) Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung des Auftretens von Farbschleiern und Maßnahmen, diesen zu entfernen.

Aus vielen Versuchen ist bekannt, daß kein Farbschleier auf einem Original auftritt, solange die relative Beziehung der Schwellenwerte für die Bildwerte auf der X-Achse verzerrungsfrei ist. D. h., die vier Steuerpunkte X_H, m₁, m₂ und X_S in Fig. 3 zum Herstellen der Farbplatten (C, M und Y) müssen ähnlich einer relativen Beziehung der entsprechenden Punkte (D_H, m₁, m₂ und D_S) auf der D-Achse bleiben. Andererseits ist bekannt, daß Farbschleier stärker oder schwächer außer im o. g. Fall auftreten. Durch Untersuchung der Anordnung der Steuerpunkte auf der D- Achse und der Formen der charakteristische Dichtekurven für die R-, G- und B-Emulsionsschichten des Farbfilms kann die Ursache des Farbschleiers und detaillierte Daten darüber in vernünftiger und wissenschaftlicher Weise ermittelt werden.

Die Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) zeigen die Ergebnisse einer Untersuchung zur Entfernung des Farbschleiers.

In Fig. 4(A) stellen die Bildwerte auf der X-Achse die Lichtmengen (Belichtung), die das lichtempfindliche Farbfilmmaterial beim Photographieren des Originals erreicht haben, dar, wobei diese Bildinformationswerte verzerrungsfrei sind. Die relative Beziehung der vier Steuerpunkte zur Steuerung der Tonkonversion zueinander wurde dabei beibehalten. Die Fig. 4(A) ist nämlich eine diagrammartige Darstellung der Anordnung der Steuerpunkte der jeweiligen Farbplatten, wenn deren X_H und X_S auf Basis der Bildinformationswerte der X-Achse für die C-, M- und Y-Farbplatten übereinstimmen. Bemerkenswerterweise befinden sich m_1S und m_2S der jeweiligen Farbplatten in der gleichen Position auf der X-Achse.

Die Fig. 4(B) ist eine diagrammartige Darstellung der Anordnung der Steuerpunkte der jeweiligen Farbplatten für den Fall, daß D_H und D_S auf Basis der Dichtewerte der D- Achse übereinstimmen. Die Dichtewerte auf der D-Achse entsprechen den Bildinformationswerten auf der X-Achse, die zur Herstellung der C-, M- und Y-Farbplatten eingesetzt werden und sind durch die charakteristischen Farbzerlegungsverfahren verwendet wurden.

Die Fig. 4(C) zeigt eine diagrammartige Darstellung, die für die quantitative Entfernung von Farbschleiern äußerst wichtig ist.

In der Fig. 4(B) befinden sich die m_1S und m_2S der jeweiligen C-, M- und Y-Farbplatten an verschiedenen Positionen auf der D-Achse, bezogen auf die Dichte-Werte der Steuerpunkte, die beim bisherigen Farbzerlegungsverfahren zur Herstellung der Farbplatten verwendet wurden. Die Dichtewerte sind also die verzerrten Dichteinformationswerte auf der D-Achse, deren Steuerpunkte (D_H, m₁, m₂ und D_S) den Steuerpunkten (S_H, m₁, m₂ und X_S) auf der X-Achse entsprechen. Ein menschlicher Betrachter beurteilt die Bildqualität der Farbvorlage so, als ob die gesamte Abbildung auf dem Farboriginal totalisiert wäre, d. h., als ob nur ein einzelnes m₁ und nur ein einziges m₂ darauf wäre. Das oben beschriebene ist in Fig. 4(C) dargestellt.

In der Fig. 4(C) werden numerische Daten aus dem nachstehenden Beispiel 1 verwendet. Die Daten stammen von den Analyseergebnissen eines Farboriginals mit einem dicken roten Farbschleier. Wenn die Fig. 4[C) mit den Fig. 4(A) und 4(B) verglichen wird, zeigt sich, daß die Dichtewerte im Bereich zwischen D_H und D_S zum Herstellen der Y-Platte höher sind als die der M-Platte in Fig. 4(C). Dieses Phänomen (Inversionsphänomen der Y-Platte) kann erfindungsgemäß verwendet werden, um den Farbschleier zu charakterisieren und zu quantifizieren. Die Dichtewerte auf der D-Achse stehen im Bezug zu allen Haupt-Ursachen für das Auftreten der Farbschleier - sie wurden in (1) bis (3) unter "Bestimmen der objektiven Farbschleierwerte der Farbvorlage" aufgeführt. Dies sollte bei einer Farbzerlegung (Tonkonversion) auf Grundlage der Bildinformationswerte auf der X-Achse, die aus den Dichtewerten der D- Achse erhalten wurden, berücksichtigt werden. Wenn nämlich die Dichteinformationswerte auf der X-Achse einfach aus den Dichtwerten der D-Achse erhalten werden und die so erhaltenen Dichteinformationswerte einer Farbzerlegung unterworfen werden, werden die Punktflächenprozente für die Y-Platte übermäßig groß, so daß der rote Farbschleier nicht rationell entfernt werden kann.

Die vorliegende Erfindung macht für die rationelle Entfernung des Farbschleiers von der erfindungsgemäß abgeleiteten Tonkonversionsformel Gebrauch, wobei die Ergebnisse in den Fig. 4(A) bis 4(C) reflektiert sind.

In dem vorgenannten Beispiel sollten die Punkte auf der Y-Platte so verringert, daß der Farbschleier entfernt ist. Aus den Eigenschaften der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel ist ersichtlich, daß die Größe der Punktflächenprozente willkürlich durch Variation des τ-Wertes in der Tonkonversionsformel reguliert werden kann. Durch geeignete Wahl des τ-Wertes können demnach die Punkte auf der Y-Platte entsprechend angepaßt werden.

Tonkonversion

Nach Analyse des Farbschleiers folgt nun eine Beschreibung des Farbzerlegungsvorgangs. Für die Farbzerlegung einer Farbvorlage mit einem Farbschleier ist ausreichend, daß mit Hilfe der Tonkonversionsformel die unverzerrten Bildinformationswerte (X = X_n - X_Hn) auf der X-Achse in numerische Punktflächenprozentwerte (Y-Werte) eines Halbtonbildes umgewandelt werden. Die Farbzerlegungskurve der X-Achse zeigt die Beziehung zwischen den x- und y-Werten. Zur Umwandlung wird ein entsprechender γ-Wert in der Formel anhand der Analyseergebnisse des Farbschleiers bestimmt, um damit die Farbzerlegungskurven auf der X-Achse für die jeweiligen C-, M- und Y-Platten zu bestimmen. Dabei versteht sich von selbst, daß die Beziehung zwischen den Punktflächenprozenten der H, S und Mitteltonbereichen zwischen den C-, M- und Y-Platten so bestimmt werden, daß die Graubalance auf der Reproduktion erhalten bleibt. Die erfindungsgemäße Tonkonversionsformel besitzt u. a. folgende Merkmale: Erstens, daß die Anordnung der numerischen Werte für die Punktflächenprozente auf einer Halbtonreproduktion, nämlich die Bildinformationswerte auf der X-Achse, und die Form der Farbzerlegungskurve der X- Achse - diese zeigt die Relation der Bildinformationswerte auf der X-Achse zueinander - die zusammenfallen, solange die Parameter für die vier Werte α, τ, y_H und y_S unverändert bleiben. Ein weiteres Merkmal der Tonkonversionsformel besteht darin, daß die Form der Farbzerlegungskurve auf der X-Achse durch Variation der τ-Werte der vier Parameter willkürlich verändert werden kann. Durch Verwendung dieser Eigenschaften kann der Farbschleier wie in den Fig. 4(A) bis 4(C) gezeigt, rationell beseitig werden.

Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4(A) bis 4(B) beschrieben:

In Fig. 4(C) sind wegen des Farbschleiers die Dichtewerte zum Herstellen der Y-Platte größer als auf der M-Platte. Um den Farbschleier zu entfernen, ist es daher beispielsweise ausreichend, den Unterschied zwischen der Y- und der M-Platte durch Variation des τ-Wertes in der Tonkonversionsformel bei der Herstellung der Halbtonreproduktion einzustellen, so daß Punkte gleicher Flächenprozente sowohl auf der Y- als auch auf der M-Platte erhalten werden. Wenn die Y-Platte mit der M-Platte oder die M-Platte mit der Y-Platte übereinstimmt, wird das gleiche Resultat erhalten. Ein Vorteil der Tonkonversionsformel liegt darin, daß, wenn einem höherer τ-Wert in der Formel eingesetzt wird, die resultierenden Punktflächenprozente ansteigen und bei einem kleineren τ-Wert die resultierenden Punktflächenprozente abnehmen werden. Die Tonkonversionsformel kann daher flexibel gehandhabt werden. Darüber hinaus können die Werte für die Punktflächenprozente leicht aus der Tonkonversionsformel berechnet werden. Der Farbschleier kann daher mit Hilfe der Tonkonversionsformel auf Grundlage der in den Fig. 4(A) bis 4(C) gezeigten Daten in rationell entfernt werden.

Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel sollten unverzerrte Bildwerte auf der X-Achse mittels der charakteristischen Dichtekurven aus den Dichte werten auf der D-Achse, wie in Fig. 1 gezeigt, bestimmt werden.

Die charakteristische Dichtekurve muß daher entsprechend formuliert werden. Für die Formulierung der charakteristischen Dichtekurve können alle geeigneten Maßnahmen verwendet werden, und es bestehen keine Restriktionen.

Wenn z. B. angenommen wird, daß:
Ordinatenachse = D = log I0/I,
Abszissenachse = X = logarithmischer Belichtungswert
(wobei die X-Achse einen Maßstab mit gleichen Abständen besitzt, der durch D-Achse identisch ist) und a, b, c, d und f = Konstanten,
kann die charakteristische Dichtekurve folgendermaßen formuliert werden (siehe Tab. 1(A)):

(i) Unterer Abschnitt der charakteristischen Dichtekurve (nach unten gekrümmter Bereich; Flächen mit geringen D- Werten); D = a · b^{c · (X+d)+e}+f
(ii) Annähernd linearer Abschnitt der charakteristischen Dichtekurve (fast linearer Bereich, Fläche mit großen D- Werten); D = a · X + b, oder
D = a · X² + bX + c, und
(iii) Schulterabschnitt der charakteristischen Dichtekurve (nach oben gekrümmter Bereich; Flächen mit großen D-Werten); D = a · log {b + (X + c)} + d.

Die gesamte charakteristische Dichtekurve kann in kleine Abschnitte unterteilt werden, so daß die charakteristische Dichtekurve in nachfolgender Form aufgestellt werden kann:

D = aX + b

Es ist auch möglich, den unteren Abschnitt des Terms (i) weiter in kleine Abschnitt zu unterteilen, so daß die charakteristische Dichtekurve in nachfolgender Form aufgestellt werden kann:

D = aX + b (siehe Tab. 1(B)).

Resultate der so formulierten Die Formeln für die charakteristische Dichtekurve eines Farbfilms der Eastman Kodak sind in den Tab. 1(A) und 1(B) gezeigt und in Fig. 1 dargestellt.

Tabelle 1(A)

Gleichungen für die charakteristischen Dichtekurven

Gleichungen zur Konversion der Dichtewerte (D) des Farboriginals in X-Werte der X-Achse

Tabelle 1 (B)

Gleichungen für eine Fläche mit dem Dichtebereich 0,8 - Glanzlicht

Die erfindungsgemäße Tonkonversionsformel kann, falls gewünscht, abgeändert werden, z. B. in der Form:

y = y_H + E(a - 10^-kx) · (y_S - y_H)

wobei

Bei der oben beispielhaft angegebenen Modifikation wird angenommen, daß α 1 ist (α = 1). Dies bedeutet, daß der Wert für die Oberflächenreflexion des Grundmaterials, z. B. des Druckpapiers, der als ein Wert für das oder als Darstellung des Druckbildes verwendet wird, auf 100% gesetzt ist. Wie der Tab. 1 zu entnehmen ist, kann für α ein beliebiger Wert eingesetzt werden. Aus praktischen Gesichtspunkten kann hier der Wert als 1,0 angenommen werden.

Bei der obengenannten beispielhaften Modifikation (α = 1,0) können, wie beabsichtigt, y_H und y_S für die jeweils hellste Fläche H und die dunkelste Fläche S des Druckbildes gesetzt werden. Dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, was daraus ersichtlich ist, daß x entsprechend der Definition in der hellsten Fläche H gleich 0 wird (x = 0) und x in der dunkelsten Fläche S des Druckbildes X_S-X_H (x = X_S-X_H) wird. Dies bedeutet:

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel ist es für die Anwender für die Vorhersage der Resultate ihrer Arbeit wichtig, daß man die Werte von y_H und y_S wie beabsichtigt bestimmen kann. Falls y_H und y_S Druckbild auf bestimmte Werte eingestellt werden und der Wert τ (angenommen α = 1) variiert wird, werden auf der X-Achse verschiedene Arten von Farbzerlegungskurven erhalten. Ein Druckbild, das auf Basis der so erhaltenen Farbzerlegungskurven auf der X-Achse hergestellt wurde, kann leicht in Bezug zum τ-Wert bewertet werden.

Das Tonkonversionsverfahren für Bilder mit Hilfe der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel ist für die Reproduktion der Gradation und der Farbtönung eines Originalbildes äußerst nützlich, insbesondere zur gesteuerten Reproduktion der Farbtönung eines Kameraobjekts im Verhältnis 1 : 1 auf einem Druckbild in verläßlicher Arbeitsweise. Die Einsetzbarkeit des Tonkonversionsverfahrens ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Die erfindungsgemäße Tonkonversionsformel ist zusätzlich zur getreuen Reproduktion der Eigenschaften eines Kameraobjekts auch äußerst geeignet, um die Bildeigenschaften rationell zu modifizieren oder zu korrigieren, indem die Werte für α, β, τ, y_H und y_S entsprechend ausgewählt werden.

Nachdem Anwendungen des erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahrens für Bilder beschrieben wurden - insbesondere unter Bezugnahme auf die Reproduktion von Druckbildern - soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß deren Anwendung nicht nur auf die Herstellung von Druckbildern beschränkt ist. Das Tonkonversionsverfahren kann unter anderem auch effektiv für die nachfolgenden Fälle angewendet werden:

(i) Wenn die Gradation oder Farbtönung auf dem Druckbild, z. B. einem Buchdruck, einer Lithographie, einer Halbtongravur, einem Seiden-Siebdruck, durch Veränderung der Größe der einzelnen Punkte sichtbar gemacht werden soll (dieses Verfahren wird als flächenvariable Gradation bezeichnet).
(ii) Wenn die Gradation oder Farbtönung durch Änderung der Intensität des Pigments oder der Farbe (des Farbmaterials, wie z. B. der Druckfarbe, die pro Druckbildelement, anhaftet; z. B. pro Punkt) sichtbar gemacht werden soll, wie z. B. bei Fusions-Transferartigen Thermotransferbildern, (unter Verwendung von Silbersalz) thermisch entwickelten Transferbildern und konventionellen Gravur-Bildern (dieses Verfahren wird als dichtevariable Gradation bezeichnet).
(iii) Wenn die Gradation durch Änderung der Aufzeichnungsdichte pro Flächeneinheit ausgedrückt werden soll, z. B. Anzahl der Punkte, der Zahl und/oder der Größe der Farbtropfen, oder dergleichen, wie bei Bildern zu sehen ist, die mittels einer digitalen Kopiermaschine (Farbkopierern, etc.), Druckern (Tintenstrahl-, Tröpfchenstrahl- oder dgl.) oder Facsimile-Druckern hergestellt wurden. (Dieses Verfahren ähnelt der flächenvariablen Gradation (i)).
(iv) Wenn ein CRT-Bild aus Videosignalen, TV-Signalen oder HDTV-Signalen ("high-definition TV") durch Einstellen des Lumineszenzgrades pro Flächeneinheit des Bildelements, oder ein Halbtondruck oder eine "hard copy" von einem CRT-Bild erhalten werden soll.
(v) Zusätzlich zur Tonkonversion eines Original-Bildes in eine Reproduktion mit im wesentlichen gleichem Dichtebereich (Luminanz und Illuminanz), wenn das Photographieren unter Bedingungen durchgeführt wird, bei denen der Raum, die Luminanz, die Wellenlänge oder die Zeit unsichtbar ist, bspw. wenn Bildinformation in einem wenig beleuchteten Bereich aufgenommen und verarbeitet wird, wenn ein großer Unterschied im Dichtigkeitsbereich zwischen einem Originalbild und einem reproduzierten Bild aufgrund eines extrem geringen Kontrasts des Original-Bildes besteht. (Photographieren mit einer hochempfindlichen Kamera, od. dgl.) - (in diesem Fall wird besonderer Wert auf die verstärkte Umwandlung des Bildkontrastes anstelle auf die tonale Umsetzung des Bildes gelegt).
(vi) Wenn ein Diagnose-Röntgenbild schlechter Qualität der Tonkonversion unterworfen wird, um eine richtige Diagnose zu erreichen bzw. falsche Diagnosen zu vermeiden. Dies beschränkt sich nicht auf Röntgenbilder, sondern gilt allgemein für alle Bilder auf diagnostische Zwecke.
(vii) Das erfindungsgemäße Tonkonversionsverfahren kann im übrigen auch angewendet werden für: Densiometer, die mit einem Dichte- und Tonkonversionssystem ausgestattet sind, um einen Tonflächenprozentwert u. ähnl. mit einer Dichte-, Druckbezogenen Ausrüstung, wie Simulatoren für fortgeschrittene Untersuchung der Farbtrennung (Bspw. Farbtestsimulatoren) und Simulatoren für die Schulung in der Farbtrennung, etc.. zu zeigen.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahrens, das die Tonkonversionsformel verwendet, ist es bei verschiedenen der oben aufgeführten Anwendungsgebiete nur notwendig, eine Bestimmung der Bildinformationswerte des Kameraobjekts (des wesentlichen Bildes), die den Bildwerten und/oder elektrischen Bildinformationssignalen entsprechen - diese können analog oder digital sein - und sich auf die von der Bildoriginalvorlage erhaltene Dichte (einschließlich harter und weicher Originale) auf Basis der charakteristischen Dichtekurven der Informationswerte des Kameraobjekts beziehen; Unterwerfen der so bestimmten Bildinformationswerte einer Tonkonversion mit Hilfe der erfindungsgemäß abgleiteten Tonkonversionsformel in einer Bildprozessoreinheit (Tonkonversionseinheit) in einer Vorrichtung des jeweiligen Anwendungsgebietes; und dann: Steuern des Stroms oder der Spannung im Aufzeichnungsteil (Aufzeichnungskopf) der Einrichtung oder der Eindruckszeit oder dergleichen gemäß dem so errechneten Wert, nämlich des τ-Wertes (der Tonintensität), um die Anzahl der Punkte pro Flächeneinheit (pro Bildelement), der Dichte der jeweiligen Fläche (z. B. ein Punkt) oder dergleichen zu verändern. Dadurch kann eine Halbtonreproduktion oder ein ähnliches Bild mit einer Dichtegradation entsprechend dem Kameraobjekt (dem wesentlichen Bild) im Verhältnis 1 : 1 hergestellt werden.

Wenn z. B. unter Einsatz des erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahrens mit der Tonkonversionsformel Originalplatten für ein Halbtondruckbild hergestellt werden sollen, reicht es aus, bekannte konventionelle Systeme einzusetzen. Für die Herstellung der obengenannten Platten muß dann Software zur Durchführung der erfindungsgemäßen Tonkonversion in einem kommerziell erhältlichen Farbzerlegungs- und Halbtonscanningssystem z. B. einer elektronischen Farbzerlegungsvorrichtung (Farbscanner oder Gesamtscanner) eingesetzt werden.

Als konventionelles System kann dabei insbesondere ein System erwähnt werden, in dem die Originaldruckplatte wie folgt hergestellt wird: Belichten der Bildvorlage (des Bildmittels) - eines Bildes mit kontinuierlicher Farbtönung, wie z. B. eine Farbphotographie - mit einem Punktlicht geringen Durchmessers; Empfangen des von der Bildvorlage reflektierten oder transmittierten Lichtes (des Bildsignals) in einer photoelektrischen Konversionseinheit (Photomultiplier); Verarbeiten des so erhältlichen elektrischen Signals (elektrischen Werts) der Bildinformation durch einen Computer; Steuerung der Belichtungs- Lichtquelle anhand der von einem Computer ausgegebenen verarbeiteten elektrischen Signale (Spannungen) für die Bildinformation: und Belichten eines unbelichteten Filmes mit einem Laserpunktlicht. Es ist daher ausreichend, Software zu installieren, die in der Lage ist, die Informationswerte für die Dichte des Originals (Bildmittels) mit den Bildwerten für das entsprechende Kameraobjekt (das substantielle Bild) anzupassen und die elektrischen Signale der Bildinformation kontinuierlicher Tönung in elektrische Signale für die Bildinformation mit Hilfe der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel umzuwandeln. Dies kann beispielsweise durch eine computerisierte Prozessoreinheit im obengenannten System erfolgen. Die Einheit ist so ausgelegt, daß die elektrischen Signale für die Bildinformationswerte der Vorlage (des Bildmittels) verarbeitet werden. Eine deartige Software kann dabei in verschiedenen Formen vorliegen, z. B. in einem Allzweckcomputer, der als Software den Algorithmus für die erfindungsgemäße Tonkonversionsformel enthält und ferner ein I/F (Interface) für AD (analog-digitale Konversion) und ein D/A, eine elektrische Schaltung, die den Algorithmus als Logik in Form eines Allzweck-Integrierten Schaltkreises verkörpert; eine elektrische Schaltung mit einem ROM (Ready Only Memory), das die gemäß dem Algorithmus berechneten Ergebnisse enthält; einem PAL; einer Tor-Feld-Anordnung (Gate Array) oder einem gewöhnlichen IC (Integrierter Schaltkreis) in dem der Algorithmus als interne Logik etc., verkörpert ist. Ein Computersystem, das in der Lage ist, eine Tonkonversion eines Bildes in seinem Dichteumfang auf Grundlage der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel durchzuführen, kann angesichts der jüngsten Entwicklung zur Modulisierung leicht als Modul aus einem IC für spezielle Zwecke, einem LSI, einem Mikroprozessor, einem Mikrocomputer oder dergleichen hergestellt werden. Eine Originaldruckplatte mit Halbtongradation und einem nach der Tonkonversionsformel abgeleiteten Punktflächenprozentwert (y-Wert) kann leicht hergestellt werden, indem photoelektrisch ein Scanningpunktlicht dazu veranlaßt wird, sich schrittweise in Form von diskreten Lichtpunkten zu bewegen und indem eine Laserbelichtungseinheit gemeinsam mit dem Scannen betrieben wird.

Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Tonkonversion von Bildern mit gleichzeitiger rationeller Entfernung von Farbschleiern auf den Farbvorlagen ermöglicht werden.

D. h., die Erfindung stellt ein Tonkonversionsverfahren für Bilder zur Verfügung, mit dem verschiedene Arten von Reproduktionen, wie farbschleierfreie Druckbilder von Original-Bildvorlagen mit mehr oder weniger Farbschleier hergestellt werden können. Die Original-Vorlagen können dabei verschiedene Arten von Bildmitteln umfasssen, die auf oder in Aufzeichnungsmedien, wie lichtempfindliche Emulsionen, photoelektrische Materialien, und photoleitfähige Materialien gespeichert sind.

Die konventionellen Techniken zum Entfernen der Farbschleier waren, wie folgt:

(1) Der Farbschleier soll vollständig auf Grundlage der Wahrnehmung und der Erfahrung des Operators entfernt werden.
(2) Der Farbschleier soll bei der Plattenherstellung und beim Druckprozeß entfernt werden, indem Dichtewerte (Dichtewerte auf der D-Achse) einer charakteristischen Dichtekurve des lichtempfindlichen Filmmaterials, das zum Photographieren der Vorlage verwendet wurde, eingesetzt werden, wobei die Dichtewerte aus einer einzigen repräsentativen Kurve (praktisch der charakteristischen Dichtekurve der R-Emulsionsschicht zur Herstellung der C- Platten) ermittelt wurden; und nicht die Dichtewerte von jeder charakteristischen Dichtekurven der betreffenden Farbplatten, wie bereits von den Erfindern vorgeschlagen wurde.
(3) Der Farbschleier soll auf Grundlage der Belichtungswerte (der Bildinformationswerte auf der X-Achse, wie bereits beschrieben), die aus der charakteristischen Dichtekurve des lichtempfindlichen Materials erhalten werden, entfernt werden. Es werden in diesem Fall auch die Bildinformationswerte auf der X-Achse, die aus der charakteristischen Dichtekurve der R-Emulsionsschicht erhalten werden, verwendet. Dies stellt ein verbessertes Verfahren seitens der Erfinder zum vorangehenden Punkt (2) dar.

Das in Punkt (1) genannte Verfahren ist vollständig irrational und auch die unter Punkt (2) und (3) genannten Verfahren sind - obwohl beträchtlich verbessert - noch unzureichend.

Das Tonkonversionsverfahren führt dazu, daß objektive Werte für den Farbschleier auf der Vorlage ermittelt werden und gleichzeitig dazu die unverzerrten Bildinformationswerte auf der X-Achse für die jeweiligen C-, M- und Y-Farbplatten, erhalten aus den charakteristischen Dichtekurven der R-, G- und B-Emulsionsschichten und die Tonkonversion mit der spezifischen Tonkonversionsformel durchgeführt wird, so daß der Farbschleier rationell aus der Reproduktion entfernt wird bzw. nicht auftritt.

Beispiel

Die Erfindung wird nachstehend detailliert anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem der Farbschleier auf der Farbvorlage rationell entfent wird. Es versteht sich dabei von selbst, daß die vorliegende Erfindung, solange nicht den wesentlichen Merkmalen davon abgewichen wird, nicht auf die nachfolgenden Beispiele beschränkt ist.

Die in diesem Beispiel verwendeten Systeme und Vorrichtungen sind:

(1) Zum Photographieren der Original-Farbvorlagen wurde Ektachrome 64 (Warenzeichen), professioneller Tageslichtfilm der Eastman Kodak in der Größe 4′′ × 5′′ verwendet.
(2) Für die Farbzerlegung der Originale wurde Magnascan 646-M (Warenzeichen), Farbscanner), hergestellt von Crosfield Electronics, verwendet.
(3) Für die Farbkorrektur wurde Chromarine Korrekturpresse von Du Pont verwendet.
(4) Zum Messen der Dichten der Farboriginale wurde Macbeth R-927 (Warenzeichen), (Densiometer), hergestellt von Macbeth, verwendet.

1. Farbschleierbehaftete Originale

Als Originale mit Farbschleiern wurden zwei Bilder ausgewählt: ein Bild mit einem runden Fächer (Original 1), mit einem roten Farbschleier auf der gesamten Oberfläche; und als zweites ein Bild mit Früchten (Original 2), das ähnlich dem ersten Original einen gelben Farbschleier auf der gesamten Oberfläche besaß. Bei der Behandlung mit konventionellen Farbzerlegungsverfahren stellten derartige Farbschleier auf den Vorlagen große Probleme dar.

2. Durchführung der Farbzerlegung

(i) Zur rationellen Bestimmung der Farbzerlegungskurven, d. h. der Farbzerlegungskurven auf der X-Achse mit Hilfe der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel wurden sie charakteristische Dichtekurven der lichtempfindlichen Materialien des Farbfilms - des betreffenden Films der Eastman Kodak - verwendet und dessen charakteristische Dichtekurven, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem rechtwinkeligen D-X-Koordinatensystem aufgezeichnet. Die Fig. 1 zeigt die charakteristischen Dichtekurven der Emulsionsschichten von R, G und B.
Die Beziehungen der Konversions-Werte auf der D-Achse in Werte auf der D-Achse (Funktionsgleichungen) sind in Tab. 1 aufgeführt. Die logarithmischen Werte für die Belichtung (d. h. die auf der X-Achse abgelesenen Werte, die einen gleichen linearen Maßstab wie die D-Achse besitzt) wurden bei der Funktionsformulierung als Bildinformationswerte der X-Achse ausgewählt.
(ii) Zur Herstellung der Farbplatten (C, M und Y) wurden als Steuerpunkte vier Punkte aus den Bildwerten der X- Achse ausgewählt, um dadurch die Tonkonversion der Farbvorlage zu einer Reproduktion entsprechend steuern zu können.
Die vier Punkte sind X_H (entsprechend D_H), X_S (entsprechend X_S), m₁ (einem mittleren Punkt zwischen X_H und X_S) und m_S) (ein Punkt bei (X_S - X_H)/4 auf der X_H-Seite.
Die vier Steuerpunkte (X_H, X_S, m₁ und m₂) auf der X-Achse für die jeweiligen Farbplatten entsprechen den vier Punkten, z. B. D_H, D_S, m₁ und m₂, auf der D-Achse gemäß den charakteristischen Dichtekurven.
(iii) Der Wert wurde in der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel auf 1,0 (α = 1,0) gesetzt. Dabei wurde der gegenwärtige Stand der Plattenherstellung und der Druckdurchführung berücksichtigt. Desgleichen wurde für die C- Platte in der Formel ein τ-Wert von 0,45 bestimmt. Der τ- Wert wurde im übrigen so bestimmt, daß die Halbtonpunkte im Zwischentonbereich (Dichtepunkt bei (S-H)/4 auf der H- Flächenseite) auf der C-Platte etwa 50% besitzen. Dies entspricht der ständigen Übung bei der Plattenherstellung und beim Drucken.
(iv) Die Beziehungen der Punktflächenprozentwerte in den H, S und Zwischentonbereichen auf den C-, M- und Y-Farbplatten zur Regulierung der Graubalance auf der Druckreproduktion wurden entsprechend ständiger Übung, wie in Tab. 2 aufgeführt, bestimmt.

Tabelle 2

Tabelle mit Standardpunktflächenprozenten für Farbplatten zum Bestimmen der Farbzerlegungskurven

3. Analyse der Farbschleier

(i) Die Dichtewerte in den H- und S-Flächen auf den zwei Farbvorlagen wurden für die jeweiligen Farbplatten durch Filter mit Hilfe eines Densitometers gemessen. Die erhaltenen Werte sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Tabelle 3

Dichtewerte für die Farbbilder

(ii) Die oben aufgelisteten Dichtewerte sind in Fig. 1 in den charakteristischen Dichtekurven für R, G und B aufgetragen. Die Bildinformationswerte von den H- bis zu den 3 Flächen der jeweiligen Farbplatten (C, M und Y) von der Original-Farbvorlage werden dann auf den charakteristischen Dichtekurven bestimmt.
Die so definierten Bildinformationswerte werden dann auf die X-Achse projiziert, um die Schwellenwerte für die Bildwerte der jeweiligen Farbplatten (C, M und Y) zu bestimmen. Dann werden vier Steuerpunkte, die bereits erwähnten X_H, m₁, m₂ und X_S) bei den Schwellenwerten eingezeichnet.
Die vier Steuerpunkte (X_H, m₁, m₂ und X_S) auf der X-Achse werden dann durch die charakteristische Dichtekurve projiziert, um so die entsprechenden Steuerpunkte, wie bereits erwähnt, D_H, m₁, m₂ und D_S, auf der D-Achse zu bestimmen.
(iii) Es werden dann die Positionsbeziehungen der vier Steuerpunkte auf der D-Achse und der vier Steuerpunkte auf der X-Achse miteinander verglichen. Aus dem untersuchten Unterschied der räumlichen Beziehung der Punkte zueinander können dann die Daten des Farbschleiers, zu seiner Entfernung, gewonnen werden. Die mit diesem Verfahren erhaltenen Ergebnisse für die Farbvorlage (1) mit dem dicken roten Farbschleier und die Farbvorlage (2) mit dem dicken gelben Farbschleier sind jeweils in den Fig. 4(A), 4(B), 4(C) und den Fig. 5(A), 5(B) und 5(C) gezeigt.
(iii-a) Anhand der Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) wurde dann der Farbschleier der Vorlage (1) analysiert. Ein Betrachter könnte dabei sofort feststellen, daß das Originalbild auf der gesamten Oberfläche einen roten Farbschleier besitzt. Nichtsdestoweniger ist aus der Fig. 4(C) ersichtlich, daß die Dichte (Dichteinformationswerte zur Herstellung der Y-Platte) für die Y-Platte höher liegen als die Dichtewerte im Zwischentonbereich für die M-Platte. Wenn der Unterschied zwischen den Dichten nicht an den Dichteinformationswerten zur Herstellung der Y- und M- Platten kompensiert wird, würde das resultierende Farbtonbild in seinem Zwischentonbereich stark gelbgefärbt sein. Als Gegenmaßnahme muß bei der Durchführung der Tonkonversion des Bildes, um die Punkte auf der Y-Platte im Zwischentonbereich zu vermindern, der τ-Wert für die Y- Platte in der Formel nicht auf 0,135, sondern auf 0,100 gesetzt werden, so daß dieser Wert gleich dem τ-Wert für die M-Platte ist.
Die so erhaltenen Werte der Flächenprozente für die Y- Platte aus der Formel, wobei der τ-Wert sowohl auf 0,100 als auch auf 0,135 gesetzt wurde, sind zum Vergleich nebeneinander in Tabelle 4 aufgeführt.
(iii-b) In ähnlicher Weise werden unter Bezug auf die Fig. 5(A), 5(B) und 5(C) die Einzelheiten des Farbschleiers auf dem Original (2) analysiert. Das Verhältnis zwischen den in Fig. 5(C) gezeigten Farbplatten läßt folgende Tatsache erkennen.

Es ist allgemeine Auffassung, daß die Farbzerlegung von Farboriginalen mit dickem gelbem Farbschleier sehr schwierig ist. Sicher ist eine Reproduktion mit hervorragender Tönung (Gradation und Ton) und guter Grau-Balance ohne irgendeine Gegenmaßnahme zur Entfernung des Farbschleiers erhältlich, indem die Bildinformationswerte auf der X-Achse auf Basis der entsprechenden charakteristischen Dichtekurven der mulsionsschichten von R, G und B und Anwendung der Tonkonversionsformel gemäß der Erfindung verwendet werden. Erfahrungsgemäß werden hervorragende Resultate hinsichtlich der Ton-Reproduzierbarkeit und der Farbschleierentfernung bei der Tonkonversion von Bildern unter Einsatz der erfindungsgemäßen Tonkonversionsformel erzielt derart, daß eine Farbseparationskurve auf der X-Achse für die C-Platte zuerst unter Verwendung der Bildinformationswerte auf der X-Achse über eine einzelne charakteristische Dichtekurve (erfindungsgemäß werden drei charakteristische Dichtekurven der entsprechenden Emulsionsschichten von R, G und B eingesetzt), dann weiterer Farbseparationskurven für M und Y-Platten bestimmt werden, um Platten herzustellen, falls sich die Dichtebereiche auf der D- Achse der Farbplatten mehr oder weniger stark voneinander unterscheiden.

Bei einem Vergleich der Fig. 4(C) mit der Fig. 5(C) sind in Fig. 4(C) die für die Herstellung der M-Platte verwendeten Dichteinformationswerte im Bereich zwischen der H- Fläche und den dazwischenliegenden Farbtönen kleiner als die Dichtewerte zur Herstellung der Y-Platte, in der Fläche zwischen der H-Fläche bis zum Mitteltonbereich; ferner vermischen sich beide Werte. Die Fig. 5(C) zeigt andererseits, daß die beiden Werte eine parallele Beziehung zueinander beibehalten und die für die Herstellung der M- und Y-Platten verwendeten Dichteinformationswerte erheblich voneinander abweichen. Die Erfinder glauben, daß die Dichteinformationswerte der jeweiligen Farbplatten im Bereich zwischen H und m₁, insbesondere die in Fig. 4(C) dargestellten Werte meist das Auftreten des Farbschleiers betreffen. Bei der Bestimmung der Farbzerlegungskurven der Vorlage (2) wurden daher infolgedessen keine besonderen Maßnahmen zur Entfernung des Farbschleiers getroffen. Ausgehend von diesem Standpunkt wurde versucht, den Farbschleier zu entfernen, wie nachstehend erläutert.

4. Bestimmung der Farbzerlegungskurven auf der X-Achse und Durchführung der Farbzerlegung

Zuerst werden die Daten zur Bestimmung der Farbzerlegungskurven in einer Tabelle aufgelistet. Dabei wurden die in der vorangegangenen Beschreibung (iii-a) und (iii- b) dargelegten Überlegungen zur Entfernung des Farbschleiers berücksichtigt.

Die Tabellen 4 und 5 zeigen jeweils die Daten zur Bestimmung der Farbzerlegungskurven von den photographischen Farbvorlagen: runder Fächer und Früchte.

Tabelle 4

Original (1) - Runder Fächer -

Daten zur Bestimmung der Farbzerlegungskurven

Tabelle 5

Original (2) - Früchte -

Daten zur Bestimmung der Farbzerlegungskurven

Auf Grundlage der in den Tabellen 4 und 5 gezeigten Daten wurden die Farbzerlegungskurven für den Farbscanner so ermittelt, daß sie die Farbzerlegung zur Herstellung von Farbkorrektur-Druckbildern durchführen. Die resultierenden Korrekturreproduktionen waren farbschleierfrei und die jeweiligen Bilder besaßen neben einem natürlichen Dichtegradienten, wie erwartet, auch eine hervorragende Qualität.

Sie zeigten gegenüber Reproduktionen nach konventionellen Verfahren folgende Verbesserungen:

(1) Die erfindungsgemäß hergestellten Farbkorrekturdrucke besaßen auf der gesamten Abbildung Dichtegradienten, die gegenüber den Farbkorrekturdrucken nach konventionellen Verfahren einem menschlichten Betrachter einen natürlichen Eindruck vermittelten. Insbesondere die Dichte und Gradition im Zwischentonbereich der Bilder kam gut zur Geltung bzw. wurde gut dargestellt, so daß sie eine sogenannte volle Farbtönung besaßen, wobei eine hohe Nachfrage nach Bildern mit voller Farbtönung besteht.
(2) Von allen Bildern wurde der Farbschleier entfernt. Dies gab ihnen ein für einen menschlichten Betrachter natürliches Aussehen. Die unterschiedliche Wirkung bei der Farbschleierentfernung zwischen der erfindungsgemäßen und der konventionellen Technik war auf den Farbkorrekturdrucken der Vorlage (1) nicht ersichtlich, während hinsichtlich der Vorlage (2) ein großer Unterschied zu beobachten war.
Die nach konventionellen Verfahren hergestellte Reproduktion besitzt eine gelbstichige Tönung auf der gesamten Oberfläche, da die Tönung des Gelb-Schleiers, die auf der farbigen Vorlage vorhanden war, in dessen Farbkorrekturdruck übertragen wird.
(3) Da auf der gesamten Oberfläche ein gelber Farbschleier vorhanden war, besaß das Original (2) keine Grau-Farbtöne. Ein prinzipielles Problem bei der Durchführung der Farbzerlegung besteht darin, daß die Farbtönung sowohl auf dem gesamten als auf einzelnen Bereichen des Bildes addierte Grautöne sind, während die Farbtönung der gesamten Oberfläche des Bildes beibehalten wird. Dieser Punkt wird insbesondere von den Auftraggebern verlangt. Mit dem bisherigen konventionellen Verfahren ist es sehr schwierig, diesen Anforderungen nachzukommen. Es wurde sichergestellt, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Tonkonversionsverfahrens die Farbzerlegung rationell und zweckmäßig durchgeführt werden kann.
Bei den Farbzerlegungsverfahren, die in der Lage sind, den Farbschleier rationell zu entfernen, ist es ein Problem, ob auch der oben abgehandelte Punkt in rationell behandelt werden kann.
(4) Bei einer technologischen Betrachtungsweise der Farbschleierentfernung zeigt sich, daß die konventionelle Farbschleierentfernung nicht auf einer rationellen Theorie beruht, sondern grundsätzlich ein empirisches Verfahren auf Basis von Versuchen ist, obwohl als Arbeitsmittel hochtechnische elektronische Systeme (Farbscanner) verwendet werden. Erfindungsgemäß wird das konventionelle Verfahren durch eine rationelle Technik mit Zuverlässigkeit, allgemeiner Anwendbarkeit und Flexibilität ersetzt.

Claims

1. Tonkonversionsverfahren für Bilder zur Herstellung von farbschleierfreien Reproduktionen einer farbschleierbehafteten Farbvorlage mit kontinuierlicher Tönung, das die Schritte aufweist:

(a) Erstellen der charakteristischen Dichtekurven der rot (R), grün (G) und blauen (B) photosensitiven Emulsionsschichten des photosenitiven Farbfilmmaterials, das zum Photographieren des Originalfarbbildes verwendet wurde, wobei jede charakteristische Dichtekurve in einem Koordinatensystem dargestellt ist, in dem die Ordinate, die D-Achse, die Dichtewerte repräsentiert und die Abszisse, die X-Achse, die Bildinformationswerte nach der Belichtung repräsentiert;
(b) Zuordnung einer hellsten Fläche (H) und einer dunkelsten Fläche (S) auf der Farbvorlage, um die Dichtewerte (D_z) der hellsten Fläche (H) und die Dichtewerte (D_S) der dunkelsten Fläche (S) auf der jeweiligen roten (R), der grünen (G) und der blauen (B) lichtempfindlichen Emulsionsschicht mit Hilfe von roten (R), grünen (G) und blauen (B) Filtern für die jeweiligen zyan (C), magenta (M) und gelben (Y) Farbplatten zu bestimmen und Auftragung der so erhaltenen Dichtewerte (D_H und D_S) für die jeweiligen Emulsionsschichten auf der D-Achse;
(c) Bestimmen der Bildinformationswerte (X_n) im Umfang zwischen der hellsten Fläche (X_H) zur dunkelsten Fläche (X_S) auf der X-Achse aus den Dichtewerten (D_n) der jeweiligen roten (R), grünen (G) und blauen (B) lichtempfindlichen Emulsionsschichten im Umfang zwischen der hellsten Fläche (D_H) und der dunkelsten Fläche (D_S) auf der D-Achse aus den jeweiligen charakteristischen Dichtekurven der roten (R), grünen (G) und blauen (B) lichtempfindlichen Emulsionsschichten der zyan (C), magenta (M) und gelben (Y) Farbplatten;
(d) Ermitteln der Bildinformationswerte einer ausgewählten Zahl von Steuerpunkten aus den Bildinformationswerten (X_n) der jeweiligen Farbplatten im Bereich zwischen der hellsten Fläche (X_H) und der dunkelsten Fläche (X_S) auf der X-Achse zur Steuerung der Tonkonversion von der Vorlage und Bestimmung der Relationen individueller Steuerpunkte;
(e) Bestimmen von Dichtewerten einer gleichen Anzahl Steuerpunkte auf der D-Achse im Bereich von der hellsten Fläche (H) bis zur dunkelsten Fläche (D_S) entsprechend den jeweiligen charakteristischen Dichtekurven; und Bestimmen der Beziehungen der individuellen Steuerpunkte auf der D-Achse;
(f) Vergleichen der Relationen der Steuerpunkte für die jeweiligen Farbplatten im Bereich zwischen der hellsten Fläche (X_H) und der dunkelsten Fläche (X_S) auf der X-Achse mit den Relationen der entsprechenden Steuerpunkte im Bereich zwischen der hellsten Fläche D_H und der dunkelsten Fläche D_S auf der D-Achse, und Erhalten objektiver Daten über den Farbschleier;
(g) Umwandeln der Bildinformationswerte (X_n) für die in Schritt (c) erhaltenen jeweiligen Farbplatten in Halbtonintensitäten (y), wie Punktflächenprozente, gemäß der Formel: wobei
x: ein Grunddichtewert (X_n-X_H) ist, der durch Messen des Dichtewertes (D_n) eines ausgewählten Bildelements der Farbvorlage mit Farbschleier auf der D-Achse mit Hilfe einer der Farbfilter; Projizieren des gemessenen Dichtewertes (D_n) auf die X-Achse gemäß der charakteristischen Dichtekurve für die dem Farbfilter entsprechende lichtempfindliche Emulsionsschicht; Bestimmen eines Bildinformationswertes (X_H) auf der X-Achse, Bestimmen eines Bildinformationswertes X_H auf der X-Achse in gleicher Weise für die Herstellung einer entsprechenden Farbplatte, wobei der Bildinformationswert (X_H) dem Dichtewert (D_H) auf der D-Achse der hellsten Fläche der Farbvorlage entspricht; und Subtraktion des Bildinformationswertes (X_H) vom Bildinformationswert (X_n);
y: die Halbtonintensität, z. B. der Punktflächenprozentwert eines Bildelementes auf einer farbschleierfreien Reproduktion, die dem gewünschten Bildelement auf jeder Farbplatte der Farbvorlage mit dem Farbschleier entspricht;
y_H: die Halbtonintensität (z. B. als Punktflächenprozentsatz), die entweder auf einen Dichtewert (D_H) der hellsten Fläche (H) oder den entsprechenden Bildinformationswert (X_H) auf der X-Achse beim Ausmessen des Farboriginals mit Hilfe der jeweiligen Farbfilter bestimmt wird;
y_S: eine Halbtonintensität (z. B. der Punktflächenprozentsatz), die entweder auf einen Dichtewert (D_S) der dunkelsten Fläche (S) auf der D-Achse oder den entsprechenden Bildinformationswert (X_S) auf der X-Achse gesetzt wird gemäß Ausmessung des Farboriginals mit Hilfe des jeweiligen Farbfilters;
α: das Oberflächenreflexionsvermögen des Grundmaterials zur Darstellung der Reproduktion;
β: ein Wert, der durch β=10^- ^τ bestimmt ist;
k: ein Wert, der durch τ/(X_S-X_H) bestimmt ist; wobei X_S den Bildinformationswert auf der X-Achse darstellt, der dem Dichtewert (D_S) auf der D-Achse der dunkelsten Fläche (S) entspricht, der beim Ausmessen des Farboriginals mit Hilfe des jeweiligen Farbfilters ermittelt wird; und
τ: ein wählbarer Faktor, der sich aus den im Schritt (f) ermittelten objektiven Daten ergibt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische Dichtekurve eine charakteristische photographische Kurve ist, die in einem rechtwinkeligen D-X-Koordinatensystem dargestellt wird, wobei die Schwärzungsgrade, die Dichten (D), des lichtempfindlichen Farbfilmmaterials auf der Ordinatenachse, der D-Achse, und die logarithmischen Werte (log E) der Belichtung E auf der Abszisse, der X-Achse, aufgetragen sind.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rechtwinkelige D-X-Koordinatensystem auf den D- und X-Achsen gleiche Maßstäbe mit gleicher Teilung besitzt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reproduktion ein Halbtonbild ist.