DE69218120T2

DE69218120T2 - Verfahren zur darstellung von mehrtonbildern

Info

Publication number: DE69218120T2
Application number: DE69218120T
Authority: DE
Inventors: Thomas Knoll
Original assignee: Adobe Systems Inc
Current assignee: Adobe Inc
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2012-06-13
Also published as: US5146346A; CA2089490A1; DE69218120D1; EP0543992B2; JP3492683B2; JPH06501144A; EP0543992A1; WO1992022980A1; EP0543992A4; DE69218120T3; EP0543992B1

Description

HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Darstellen von Mehrtonbildern, die von Grauwertbildern mit einer Anzahl von Grauschattierungen abgeleitet sind. Mehrtonbilder sind Bilder, die mit Hilfe von mehreren Tinten gedruckt werden, vorzugsweise zwei, drei oder vier Tinten. Ein mit zwei Tinten gedrucktes Bild wird "Duoton" genannt, mit drei Tinten "Triton", und mit vier Tinten wird ein "Quadton" genannt. Anders als Vierfarbdrucke, die zum Wiedergeben von farbigen Bildern benutzt werden, werden Mehrtonbilder dazu benutzt, Grauwertbilder mit Hilfe von mehreren Drucktinten wiederzugeben.
Zur Vereinfachung wird das erfindungsgemäße Mehrton- Druckverfahren anhand eines Duoton beschrieben. Der Vorteil, der sich aufgrund der Verwendung eines Duoton Druckverfahrens anstelle des Druckens mit nur einer schwarzen Tinte ergibt, liegt darin, daß Verfahren, die nur eine Tinte verwenden, einen begrenzten dynamischen Grauwertebereich haben. Der dynamische Grauwertebereich ist die Gesamtanzahl von Abstufungen der Druckfarbe, die gedruckt werden können.
Der Einsatz von mehreren Drucktinten vergrößert die Anzahl der möglichen unterschiedlichen Grauwertabstufungen, wodurch der Tonbereich des resultierenden gedruckten Bildes vergrößert wird. Duoton-Drucke wurden ursprünglich mit Hilfe von schwarzen und grauen Tinten erzeugt. Die schwarze Tinte wurde dazu verwendet, die Details in den Schatten herauszuarbeiten; die graue Tinte wurde dazu benutzt, die mittleren und hellen Töne darzustellen. Bei modernen Druckverfahren benutzen Duotone-Drucke allerdings häufig eine schwarze Tinte und eine farbige Tinte, wie beispielsweise einen Panton. Diese Mischung verleiht dem Duoton-Druck eine leichte Tönung, zusätzlich zu der Vergrößerung des Tonbereichs, der mit dem Duotonverfahren einhergeht.
Herrkömmlicherweise ist es schwierig, Duoton-Drucke herzustellen, die entweder viel Erfahrung oder umfangreiche Versuche oder beides erfordern. Duoton-Drucke werden durch Abtasten eines Schwarzweißfotos und Filtern der Abtastung durch zwei verschiedene Tonkurven hergestellt. Die Tonkurve für die schwarze Tinte entfernt normalerweise die Details in den hellen Bereichen. Die Kurve für die farbige Tinte eliminiert normalerweise die Details in den Schatten. Es gibt keine einfache Lösung, um die besten Übertragungskurven für einen Duoton zu bestimmen, da je nach Art des Fotos und der Farbe der eingesetzten Drucktinte verschiedene Kurven benötigt werden. Es ist wünschenswert, diese Bestimmung mit Hilfe irgendeiner Art von Vorschautechnik durchzuführen.
Ein Vor-Druck-Bediener hat zwei Möglichkeiten, den Duoton-Druck vor dem Drucken zu prüfen. Wenn der Film direkt aus dem Abtasten erzeugt worden ist, kann von dem Film eine Probe mit Hilfe von Matchprint- oder Chromalintechniken genommen werden, um einen Eindruck davon zu gewinnen, wie die beiden Filme sich im Druck zusammen verhalten. Dies ist häufig schwierig, da Probetinten normalerweise nicht in vielen verschiedenen Fleckfarben erhältlich sind. Dem Bediener kann möglicherweise nichts anderes übrig bleiben, als Proben mit einer schwarzen Tinte und einer anderen farbigen Tinte, die die wahre Farbe der zweiten Tinte nur annähert, zu ziehen.
Hat der Bediener das Bild abgetastet und in einer elektronischen Datei gespeichert, kann das Bild in ein farbiges elektronisches Vor-Durck-System (CEPS, color electronic pre-press system) gebracht werden, und der Bediener kann das Bild wie in einem herkömmlich abgetasteten und aufgetrennten CMYK-Farbbild (Zyan, Magenta, Gelb (yellow) und Schwarz (black)) betrachten. Mit einem solchen CEPS-System werden die Bilddaten als Vierkanalinformation gespeichert, wobei der Zyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarzkanal im wesentlichen vier unabhängige Bilder sind, die elektronisch kombiniert werden, um ein zusammengesetztes Farbbild auf einem Computermonitor darzustellen. Versucht der Bediener, einen z.B. mit schwarzer und roter Tinte hergestellten Duoton-Druck zu simulieren, könnte er den Gelb- und Zyankanal löschen und nur den Schwarz- und Magentarotkanal intakt lassen. Dies simuliert in effektiver Weise einen Duoton, der mit schwarzer und magentaroter Tinte aus einem separierten CMYK-Bild erzeugt worden ist. Aber selbst wenn man mit roter (anstelle von magentaroter) Tinte drucken würde, wäre nur eine recht grobe Annäherung an das Aussehen des wirklichen Duoton-Drucks zu sehen.
Außerdem müssen die Daten für jede Druckfarbe einzeln gespeichert werden. Sobald das zusammengesetzte Bild dargestellt ist, ist die Beziehung zwischen den einzelnen Druckplatten für jede Farbe und dem ursprünglichen Grauwertbild, aus dem sie erzeugt wurden, verloren gegangen. Man könnte zum Beispiel die schwarze Druckplatte modifizieren, etwa mit Hilfe von Airbrush-Techniken, ohne aber irgendwelche Änderungen an den Farbplatten vorzunehmen. Ist dies einmal geschehen, ist es nicht mehr möglich, das Originalbild und die Beziehung zwischen den einzelnen Platten und dem ursprünglichen Grauwertbild wieder herzustellen.
Demzufolge arbeiten bekannte Techniken derart, daß sie im wesentlichen das ursprüngliche Grauwertfoto dazu benutzen, zwei neue Bilder, ein schwarzes und ein farbiges, zu erzeugen.
Diese Bilder sind von dem ursprünglichen Grauwertbild getrennt und verschieden (ob sie nun in Form eines Films oder in elektronischer Form vorliegen) und verlieren ihre Fähigkeit in Bezug auf das ursprüngliche Mehrtonbild verändert zu werden, falls das ursprüngliche Bild nicht neu abgetastet wird.
Es war ein Ziel beim Duoton-Drucken, eine Technik zum Darstellen von Mehrtonbildern vor dem Drucken zu haben, die von Grauwertbildern herrühren, bei der der Bediener die Fähigkeit hat, Änderungen an einer Schicht einzeln auszuführen, während die ursprüngliche Beziehung zwischen den Schichten erhalten bleibt.
In US-A-4 998 165 wird ein Verfahren zum Darstellen von Falschfarbenbildern auf einer CRT-Anzeige mit roten, grünen und blauen Leuchtstoffen offenbart. Diese Offenbarung nimmt aber einfach ein Grauwertbild und bildet die verschiedenen Grauschattierungen auf bezugslose Farben mittels einer RGB- Nachschlagetabelle und/oder -Übertragungsfunktion ab. Weiterhin ist in der US-A-4,719,506 ein Farbtrennungs- Druckverfahren zum Erzeugen eines Farbsignals mittels gewöhnlicher "Prozeßtinte" offenbart. Das Ergebnis dieses Verfahrens liegt eher darin, eine Reproduktion zu erzeugen, die das ursprüngliche Farbbild simuliert, als von einem Grauwertbild abgeleitete Mehrtonbilder darzustellen.

BESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN:

Fig. 1 ist ein Beispiel einer Bildschirmanzeige für einen Bediener zum Betrachten der Transferkurven für die beiden Farben, die für einen Duoton-Druck verwendet werden sollen.
Fig. 2 ist eine andere Bildschirmdarstellung, die eine einzige Duoton-Filterkurve für eine Tintenfarbe und die Prozente der durch diese Filterkurve dargestellten Tintenwerte zeigt.
Figuren 3 und 4 sind zwei weitere Bildschirmdarstellungen, die die Duoton-Filterkurve für die andere Tinte und die Prozente der durch diese Filterkurve dargestellten Tintenwerte zeigen.
Figur 5 ist ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung für einen Bediener, um die Filterkurven für die vier für einen Quadton-Druck verwendeten Farben zu betrachten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Darstellen von Mehrtonbildern fängt mit einem ursprünglichen Grauwertbild an, das intern stets erhalten bleibt. Ein Grauwertbild ist in der Lage, eine bestimmte Anzahl von Grauwertabstufungen darzustellen. Ein 8-Bit-Grauwertbild ist z.B. in der Lage, 256 verschiedene Grauabstufungen darzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Darstellen von Mehrtonbildern, die vom ursprünglichen Grauwertbild abgeleitet sind, enthält die folgenden Schritte: (1) mehrere Farben werden für das Bild ausgesucht, je eine für jeden der Mehrtöne, wobei jede ausgewählte Farbe einen Farbwert hat; (2) mehrere Übertragungsfunktionen werden ausgewählt, je eine für jede der mehreren ausgewählten Farben; (3) jede Grauschattierung wird mittels der jeweiligen Farbwerte und der Übertragungsfunktionen in einen neuen Farbwert konvertiert; und (4) das resultierende Mehrtonbild wird auf einem Videoanzeigegerät unter Verwendung der neuen Farbwerte anstelle der Grauschattierungen dargestellt.
Sollte das dargestellte Bild zufriedenstellend sein, kann es mit Hilfe mehrerer Druckplatten, eine für jede ausgewählte Farbe gedruckt werden, wobei dieselbe Übertragungsfunktion zum Konvertieren der Grauschattierungen in neue Grauwerte benutzt wird, die anschließend in Halbtonflecke für jede Druckplatte konvertiert werden.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:

Obwohl es klar sein wird, daß das erfindungsgemäße Verfahren zum Anzeigen von Mehrtonbildern mit einer beliebigen Anzahl von Tönen ausgeführt werden kann, einschließlich Duotone, Tritonen, Quadtonen und höheren Tonanzahlen, wird die Erfindung der Einfachheit halber am Beispiel von Duoton-Bildern beschrieben. Mit Hilfe der Erfindung wählt der Bediener zunächst die für den Mehrtondruck verwendete Anzahl von Tönen aus (zwei für einen Duoton-Drucktyp) und wählt dann die zwei zu verwendenden Farben der Drucktinte. Der Auswahlbildschirm ist in Figur 1 gezeigt. Jede dieser beiden Tintenfarben wird für eine der beiden im endgültigen Druckvorgang verwendeten Druckplatten benutzt. Der Bediener muß auch die Farbtonkurven festlegen, die zum Filtern des Grauwertbildes für jede Druckplatte benutzt werden. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist die erste ausgewählte Tinte schwarz und die zweite ausgewählte Tinte ist Panton 321. Diese Tinten sind in der Druckindustrie allgemein bekannt.
Wie in Figur 1 gezeigt&sub1; hat jede Tinte ihre eigene Farbtonkurve. Die schwarze Tinte hat die Farbtonkurve 10; die Tinte Panton 321 hat die Farbtonkurve 12. Diese Kurven erlauben es dem Bediener, einen vorgegebenen Tintendichte- Eingabewert, der im Graphen der Figur 2 auf der X-Achse gezeigt ist, auf den festgelegten Tintendichte-Ausgabewert, der entlang der Y-Achse gezeichnet ist, abzubilden. In Figur 2 ist ein Tintendichte-Eingabewert entlang der X-Achse von z.B. 50 % (normalerweise Mittelton genannt) auf einen Dichteausgabewert entlang der Y-Achse von ungefähr 25 % abgebildet. Diese Prozente sind in Figur 2 in der Tabelle rechts von der Duoton-Filterkurve gezeigt. Man bemerke im Kasten 20, der einen Eingabewert von 50 % darstellt, daß der abgebildete Tintenausgabewert 25 % beträgt. Das bedeutet, daß die farbige Panton-321-Druckplatte, die zu dieser Duoton-Filterkurve gehört, Mitteltöne haben wird, die heller (oder weniger dicht) sein werden, als die des Grauwertoriginals. Die Mitteltöne des Grauwertoriginals haben, per definitionem, eine Dichte von 50 %; die farbige Druckplatte wird andererseits eine Panton-321-Tintendichte von nur 25 % haben. Diese Tinte wird also weniger betont.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, werden für jede Tinte separate Filterkurven 10 und 12 benutzt. Figur 2 zeigt eine Duoton-Filterkurve für die Panton-321-Tinte. Figur 3 zeigt die Duoton-Filterkurve für schwarze Tinte. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Darstellen von Multitonbildern, die von Grauwertbildern herrühren, fängt damit an, daß die in dem Bild zu verwendenden Farben ausgewählt werden. In dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Duoton-Beispiel waren die beiden ausgewählten Farben schwarz und Panton 321. Natürlich hätten irgendwelche zwei von tausenden von Farben ausgewählt werden können, und mehr als zwei Farben hätten zum Erzeugen eines Triton-, Quadton- Drucks, usw. verwendet werden können. Figur 5 zeigt einen Auswahlbildschirm für einen Quadton. Tinte 1 ist schwarz, Tinte 2 ist Panton 134, Tinte 3 ist Panton 541 und Tinte 4 ist Panton 485. Man muß nur eine Farbe für jede der gewünschten Anzahl von Multitonen auswählen. Jede ausgewählte Farbe hat einen Farbeingabewert, der auf der X- Achse der Filterkurven der Figuren 2, 3 und 4 gezeigt ist. Es bleibt dem Benutzer überlassen, die durch die Filterkurven in den Figuren 1 bis 4 dargestellten gewünschten Übertragungsfunktionen auszuwählen. Der Benutzer muß eine Übertragungsfunktion oder "Filterkurve" für jede der ausgewählten Farben auswählen.
Wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, gibt es eine Übertragungsfunktion für die ausgewählte schwarze Tintenfarbe (Figuren 3 bis 4) und eine andere Übertragungsfunktion für die ausgewählte Panton-321-Tinte (Figur 2).
Beispielsweise in Figur 2, in der der Benutzer die Panton-321-Tinte weniger zu betonen wünschte, wurden die in der Tabelle in Figur 2 gezeigten Prozente gegenüber den Eingabewerten reduziert. Wie weiter oben diskutiert, wurde zum Beispiel der Mittelton für Panton 321 (50 %) zu einem Ausgabewert von 25 % reduziert. Hätte der Bediener andererseits entschieden, die Farbe Panton 321 stärker zu betonen, hätte eine umgekehrte Kurve benutzt werden können. Der Mitteltoneingabewert 50 % hätte z.B. zum Ausgangswert von 60 oder 80 % erhöht werden können. Dies hätte zu einer stärkeren Betonung für die Farbe Pantone 321 im Mitteltonbereich geführt. Wenn gewünscht, könnte der Bediener die gewünschte Kurve mittels einer Computer-"Maus" ziehen oder anpassen, und der Computer würde die in den Kästen auf der rechten Seite stehenden Werte ausrechnen. In Figur 3 könnte der Benutzer z.B. den Cursor mit Hilfe der Maus zum Punkt mit der Bezugsziffer 25 bewegen und die Kurven nach oben ziehen. Ganz ähnlich könnte der Bediener den Cursor zum Zeigen auf den Punkt mit der Bezugsziffer 26 bewegen und den oberen Teil der Kurve nach unten ziehen. Die sich aus diesen Bewegungen ergebende Filterkurve 27 ist in Figur 4 gezeigt.
Der Benutzer könnte auch die in Figur 4 in den Kästen auf der rechten Seite gezeigten Werte eintragen und den Computer automatisch die Kurve auf der linken Seite zeichnen lassen. Computertechniken, um dies zu erreichen, sind allgemein bekannt. Der Apple Macintosh Computer ist hierfür besonders gut geeignet. Das in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Beispiel wurde an einem Apple Macintosh Personalcomputer ausgeführt.
Nachdem der Bediener die in den Filterkurven der Figuren 1 bis 4 gezeigten gewünschten Übertragungsfunktionen für jede der Grauschattierungen im ursprünglichen Grauwertbild ausgewählt hat, kann der Computer mit Hilfe der ursprünglichen Grauwert-Farbwerte und der Transferfunktionen einen neuen Farbausgabewert berechnen. Ist dies einmal geschehen, kann das Ausgabe-Duoton-Bild auf einem Videoanzeigegerät unter Verwendungung dieser neu ausgerechneten Farbwerte anstelle der ursprünglichen Grauschattierungen angezeigt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Farb- und Tonkurven-Information dazu verwendet, die einzelnen Grauabstufungen des ursprünglichen Schwarzweiß- Grauwertbildes in die gleiche Anzahl von Farbabstufungen zu übersetzen. Anstatt mit unabhängigen Kanälen zu arbeiten, wie es im Stand der Technik üblich war, wird das ursprüngliche Bild als Einzelkanal-, Grauwert-, oder indiziertes Farbbild behandelt. Dies ist ein sehr effektives Verfahren zum Handhaben von Mehrtonbildern, das sowohl Speicherplatz als auch Rechenzeit spart, da nur ein Kanal von Grauwertinformationen bearbeitet wird anstelle von zwei oder drei, wie es im Stand der Technik üblich war.
Weiterhin ist es für den Benutzer sehr einfach, das Mehrtonbild zu regulieren, da dieses Bild immer an das ursprüngliche Grauwertbild gebunden ist. Statt das ganze ursprüngliche Bild neu abzutasten, um zum Original zurückzukommen, kann der Benutzer die Tintenfarben und/oder die Übertragungsfunktionen, wie in den Figuren 1 bis 5 gezeigt, direkt verändern, um unterschiedliche Farbtoneigenschaften zu erzeugen, während das ursprüngliche Grauwertbild erhalten bleibt. Die Veränderungen zeigen sich fast unverzüglich in dem zusammengesetzten Bild, und alle Beziehung zwischen dem Mehrtonfarbbild und dem ursprünglichen Grauwertbild bleiben während des ganzen Verfahrens erhalten.
Wenn der Bediener mit dem auf dem Farbbildschirm angezeigten Bild zufrieden ist, können die Daten dazu verwendet werden, daß dargestellte Bild mit einer Druckplatte für jede ausgewählte Farbe zu drucken. Zum Drucken werden die in den Kurven in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Übertragungswerte dazu verwendet, die ursprünglichen Grauschattierungen in neue Grauwerte zu konvertieren, die ihrerseits in Halbtonpunkte für jede Druckplatte konvertiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet das bekannte empirische Vorgehen. Die gewünschten Farbtonbeziehungen können durch Manipulieren der Übertragungsfunktionen und Betrachten der Ergebnisse auf dem Bildschirm erreicht werden. Sobald das gewünschte Mehrtonbild erreicht ist, kann es gedruckt werden. Sollte das Ergebnis aus irgendeinem Grund nicht zufriedenstellend sein, sind die ursprünglichen Beziehungen zwischen dem Grauwertbild und dem Farbbild erhalten, so daß Veränderungen rückgängig gemacht werden können oder andere Änderungen gemacht werden können, ohne das Original neu abzutasten. Dies hat sich als eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erwiesen.
Natürlich können viele Modifikationen im Rahmen der Erfindung gemacht werden, für die das bevorzugte Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde, wie z.B. der Einsatz von Bildern, die mehr als vier Farbtöne enthalten, der Einsatz einer Anzahl verschiedener Tinten und Tintenkombinationen, der Einsatz verschiedener Computer und Computertechniken und eine Vielzahl von Berechnungsverfahren für die neue Farbpalette mittels der Farbtonkurven und Farbdaten, und zahlreiche Druck- und Darstellungstechniken.
All diese liegen innerhalb des Umfangs der beschriebenen Erfindung, der nur beschränkt ist durch die folgenden Ansprüche.

Claims

1. Verfahren zum Anzeigen von Bildern, die von einem Grauwertbild mit einer vorgegebenen Anzahl von Grauschattierungen abgeleitet wurden, umfassend:

Auswählen von mehreren Tintenfarben für das Bild, jeweils eine für jede Grauschattierung, wobei jede der Tintenfarben einen Tintenfarbwert hat;

Auswählen von mehreren Tintenübertragungsfunktionen, jeweils eine für jede der mehreren ausgewählten Tintenfarben;

Konvertieren jeder der Grauschattierungen mittels der jeweiligen Tintenfarbwerte und der

Tintenübertragungsfunktionen in einen neuen Tintenfarbwert; und

Anzeigen des Bildes auf einem Videoanzeigegerät unter Verwendung der neuen Tintenfarbwerte anstelle der Grauschattierungen.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1 zum Anzeigen und Drucken von Bildern, die von einem Grauwertbild mit einer vorgegebenen Anzahl von Grauschattierungen abgeleitet wurden, weiterhin enthaltend den Schritt des Druckens des angezeigten Bilds mit Hilfe einer Mehrzahl von Druckplatten, jeweils eine für jede Tintenfarbe, wobei die Tintenübertragungsfunktionen dazu verwendet werden, die Grauschattierungen in neue Grauwerte für jede Druckplatte zu konvertieren.

3. Das Verfahren nach Anspruch 2 zum Anzeigen und Drucken von Bildern, die von einem Grauwertbild abgeleitet sind, wobei die neuen Grauwerte in Halbtonflecke für jede Druckplatte konvertiert werden.