EP1547366A1 - Verfahren zur optimierten farbwiedergabe einer farbigen bildvorlage - Google Patents

Verfahren zur optimierten farbwiedergabe einer farbigen bildvorlage

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EP1547366A1
EP1547366A1 EP03757814A EP03757814A EP1547366A1 EP 1547366 A1 EP1547366 A1 EP 1547366A1 EP 03757814 A EP03757814 A EP 03757814A EP 03757814 A EP03757814 A EP 03757814A EP 1547366 A1 EP1547366 A1 EP 1547366A1
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EP
European Patent Office
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color
image
reproduction device
assignment
space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03757814A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Paul
Benno Petschik
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/56—Processing of colour picture signals
    • H04N1/60—Colour correction or control
    • H04N1/6058—Reduction of colour to a range of reproducible colours, e.g. to ink- reproducible colour gamut

Definitions

  • An image original BV is z '.B. represented with a scanner SC in a first color system, for example in RGB.
  • the RGB image values for the image template BV are converted, for example, into CIE-LAB image values.
  • the image template is now to be output by a color reproduction device, for example a printer.
  • the printer works in a second color system, eg CMYK. Accordingly, the CIE-LAB color values are converted into the CMYK color system.
  • the WG printer can print the image template as a BV.
  • the device-dependent color description is therefore often converted into a device-independent color system (eg CIELAB).
  • CIELAB device-independent color system
  • the color values are usually determined with a color measuring device and assigned to the device-dependent color description (RGB, CMYK). assigns.
  • RGB, CMYK device-dependent color description
  • assigns One way of assigning such a color is to create tables, as is done in the color profiles according to the ICC International COLOR Consortium (address: www.Color.org).
  • Such color profiles are also described in DE 199 46 585 AI.
  • FIG. 2 There, in an xy graphic (as part of CIExyY), the theoretically possible maximum color space FR (solid curve) and the color space FR that can be achieved by a color reproduction device, for example a printer, are shown above the color standard components x, y. WG (dash-dotted curve) shown. Colors are also given as an example. If the color space that can be achieved by an image template is larger than the color space that can be achieved by the color reproduction device, the color space is adjusted (shown by solid arrows). The colors are outside the color space of the color dergabettis moved into the color space of the color rendering device. This compression takes place for all colors lying outside the color space of the color reproduction device, but also for colors lying within the color space of the color reproduction device, in order to obtain the color gradation explained above.
  • Motomura Gamut Mapping using color-categorical weihting method, IS&T Proceedings, Eighth Color Imaging Conference, 2000-11-07, Scottsdale.
  • the conversion of color information ensures that there are comprehensible color descriptions throughout the entire color transfer process.
  • This color value conversion uss for each individual device (or device class) and also for different transmission settings (brightness setting on the monitor, paper type for the printer, etc.). This is carried out once for each device state used according to the procedures customary today.
  • the problem to be solved by the invention consists in specifying a method with which image originals can be reproduced as true to color as possible with a color reproduction device. All color images that are to be output by a color reproduction device, regardless of their origin, are referred to here as an image template.
  • an image can be a photo that has been scanned or a color image generated directly by a computer.
  • the image template stored in a computer may have been counted several times.
  • the color assignment for the color reproduction device is now generated depending on the image template to be output.
  • the reproduction properties of the color reproduction device are determined as previously via test outputs. A normal correction of the measurement data obtained in this way (averaging, changing the support points) can also be carried out. However, there is no color space adjustment yet.
  • the required color space for the original image is created by analyzing the colors that occur.
  • This color space information of the image template can also be generated in advance when the image template is created. Only when it has been clarified how the image template should be output, e.g. color rendering device, substrate, settings, etc., is the individual color mapping between the color values of the image template and the color rendering device created, if the color rendering device is a printer, usually in CMYK.
  • This color assignment then forms the pro- fil the color rendering, which can be saved in tabular form or the color space conversion function.
  • the advantage of the method according to the invention is therefore that the color space adaptation differs depending on the image template, that is to say it is only changed as much by color space adaptation as is required for the respective image template. This results in an improvement in color rendering, an increase in the brilliance of the images, a reduction in color errors compared to the original image, and an improved color adjustment for different substrates.
  • FIG. 3 shows a further illustration of the color spaces of the image template and color reproduction device in the event that the image template falls completely into the color space of the color reproduction device;
  • Fig. 4 is an illustration of the color spaces of image template
  • FIG. 5 is a diagram which shows the course of the method.
  • FIG. 3 shows an example in which the color space FR-WG of the color reproduction device completely comprises the color space FR-BV of the original BV1, i.e. the color reproduction device can generate all the colors contained in the image template BVl. In this case, color space compression is not required for the original image.
  • the image template BV2 in FIG. 4 contains colors that do not fall into the color space FR-WG of the color reproduction device WG.
  • the blue tones of the original BV2 cannot be reproduced.
  • Color space compression is therefore only required in the blue area. No color matching is carried out for the other colors.
  • step 1 the color space that can be reached by the color rendering device WG is determined (step 1). This is done in a known manner in that all possible colors (test colors) are output, e.g. be printed, and then measured. The assignment of the controlled color values to the color values of the color reproduction device is then determined
  • Step 2 the measurement data can be smoothed in a known manner.
  • the color range is determined in step 4, which can not be reproduced by the color reproduction device WG.
  • step 9 it is examined whether the color space FR-BV of the original is larger than the color space FR-WG of the color reproduction device. If the color space of the color reproduction device completely covers the color space of the original, a standard color conversion can be loaded without color space compression (step 8). This image-independent color conversion is previously done once for the color reproduction device in the desired state (e.g. printing fabric). Otherwise the image-dependent color assignment, for example the image-dependent profile, is created for the color reproduction device in step 5. As described above, the non-reproducible color range is optimally adapted to the color space of the color reproduction device using a color adjustment method. Now the image template can be printed out according to this color assignment as image BV (step 6).
  • the method according to the invention is particularly advantageous if a printer, in particular an electrographic printer, is used as the color reproduction device.

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Abstract

Wenn eine im RGB- Farbsystem vorliegende Bildvorlage von einem elektrografischen Drucker, der mit dem CMYK- Farbsystem arbeitet, ausgedruckt werden soll, kann sich ergeben, dass der von der Bildvorlage umfasste Farbraum vom Drucker nicht vollständig wiedergegeben werden kann. Mit Hilfe z.B. eines Color Management Systems wird eine Farbanpassung des Farbraumes der Bildvorlage an die des Druckers durchgeführt. Die Farbübertragungseigenschaften des Druckers werden unter Berücksichtigung der Bildvorlage in einem Profil der Farbwiedergabe festgehalten. Dieses Profil wird somit bildabhängig erstellt, also in Abhängigkeit der zu druckenden Bildvorlage und nicht, wie bisher, unabhängig von der zugdruckenden Bildvorlage.

Description

VERFAHREN ZUR OPTIMIERTEN FARBWIEDERGABE EINER FARBIGEN BILDVORLAGE
Bei der Bildverarbeitung und Bildreproduktion (z.B. an einem Monitor oder einem Drucker) werden zur Farbbeschreibung ver- schiedene Farbsysteme verwendet (US 6 281 984 Bl). Während Eingabegeräte (z.B. Scanner) Farben überwiegend durch RGB kennzeichnen, ist für Farbwiedergabegeräte die Kenntnis der Flächendeckungsgrade der Primärfärben (meist CMYK) erforderlich. Andere Farbwiedergabegeräte, wie Monitore, verwenden jedoch auch RGB zur Farbbeschreibung.
An Hand der Fig . 1 wird diese Problematik erläutert . Eine Bildvorlage BV wird z'.B. mit einem Scanner SC in einem ersten Farbsystem dargestellt, z.B. in RGB. Die RGB- Bildwerte für die Bildvorlage BV werden z.B. in CIE-LAB Bildwerte umgesetzt. Die Bildvorlage soll nun durch ein Farbwiedergabegerät, als Beispiel ein Drucker, ausgegeben werden. Der Drucker arbeitet in einem zweiten Farbsystem, z.B. CMYK. Dementsprechend werden die CIE-LAB Farbwerte in das Farbsystem CMYK um- gesetzt. Jetzt kann der Drucker WG die Bildvorlage als BV drucken.
Alle diese Farbbeschreibungen sind geräteabhängig, d.h. z.B. gleiche RGB-Werte von zwei verschiedenen Scannern oder Scan- ner und Monitor beschreiben unterschiedliche Farben. Diese
Geräteabhängigkeit ist seit langem bekannt. Um eine korrekte Farbkommunikation zwischen den verschiedenen Geräten zu ermöglichen, wird deshalb häufig eine Umwandlung der geräteabhängigen Farbbeschreibung in ein geräteunabhängiges Farbsy- stem (z.B. CIELAB) vorgenommen. Für diese Umwandlung werden üblicherweise die Farbwerte mit einem Farbmessgerät bestimmt und der geräteabhängigen Farbbeschreibung (RGB, CMYK) zuge- ordnet. Eine Möglichkeit einer solchen Farbzuordnung ist das Erstellen von Tabellen, wie dies in den Farbprofilen nach ICC International COLOR Consortium durchgeführt wird (Adresse: www.Color.org) . Solche Farbprofile sind auch in DE 199 46 585 AI beschrieben. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, statt Tabellen Funktionen zur Beschreibung der Farbzuordnung zu verwenden. Im folgenden wird für eine Umsetzungsvorschrift von Farbbeschreibungen, z.B. zwischen Gerätefarbbeschreibung und einer beliebigen Farbbeschreibung (z.B. CIELLAB) , von Farbzu- Ordnung gesprochen.
Problematisch ist, dass Farbwiedergabegeräte grundsätzlich nicht den optimalen Farbraum abdecken können, sondern auf mehr oder weniger große Farbbereiche beschränkt sind. Deshalb müssen Farben, die vom Farbwiedergabegerät nicht wiedergebbar •sind, bei der Farbumwandlung verändert werden. Für diese Farbanpassung gibt es verschiedene Möglichkeiten. So sind z.B. bei Color Mangement nach ICC standardmäßig bereits vier Varianten der Farbzuordnungstabellen festgelegt. Meist wird ver- sucht, bei Farbbildern einen möglichst ähnlichen Bildeindruck zu erhalten, diese Farbanpassung heißt bei ICC "perceptual" . Dabei werden nicht nur die Farben verändert, die vom jeweiligen Farbwiedergabegerät nicht erreicht werden, sondern auch diejenigen Farben, die im Randbereich des erreichbaren Farb- rau s liegen. Dies ist erforderlich, um eine Abstufung zwischen verschiedenen Farben zu erhalten.
Diese Verhältnisse zeigt Fig. 2. Dort ist in einer xy-Grafik (als Teil von CIExyY) über den Farbnormanteilen x, y der theoretisch mögliche maximale Farbraum FR (ausgezogene Kurve) und der von einem Farbwiedergabegerät, z.B. einem Drucker, erreichbare Farbraum FR-WG (Punkt-gestrichelte Kurve) dargestellt. Zudem sind als Beispiel Farben angegeben. Wenn der durch eine Bildvorlage erreichbare Farbraum größer ist als der vom Farbwiedergabegerät erreichbare Farbraum, erfolgt eine Farbraumanpassung (durch ausgezogene Pfeile dargestellt) . Dabei werden die Farben außerhalb des Farbraums des Farbwie- dergabegerätes in den Farbraum des Farbwiedergabegerätes verschoben. Diese Komprimierung erfolgt für alle außerhalb des Farbraums des Farbwiedergabegerätes liegenden Farben, aber auch für innerhalb des Farbraums des Farbwiedergabegerätes liegende Farben, um die oben erläuterte Farbabstufung zu erhalten.
Es sind viele Methoden der Farbraumanpassung bekannt. Einige Beispiele finden sich in - den IS&T Proceedings of the Eigth Color Imaging Conference,
2000-11-07 bis 2000-11-10 in USA, Arizona, Phönix, Scotts- dale, SunBurst Hotel.
- L. MacDonald, J. Morovic, K. Xiado: Topographie ga ut map- ping algorith based on experimental observer data; IS&T Proceedings of the Eigth Color Imaging Conference, 2000-11- 07 bis 2000-11-10 in USA, Arizona, Phönix, Scottsdale, SunBurst Hotel
- H. Motomura: Gamut Mapping using color-categorical weihting method, IS&T Proceedings, Eighth Color Imaging Conference, 2000-11-07, Scottsdale.
Bei den bekannten Verfahren wird eine solche Farbzuordnung für jedes Farbwiedergabegerät bildunabhängig erstellt. D.h. alle theoretisch möglichen Farben müssen in den Farbraum des Farbwiedergabegerätes abgebildet werden. Dies führt jedoch dazu, dass auch Farben, die innerhalb des wiedergebbaren Farbraums liegen, erheblich verändert und in ihrer Buntheit reduziert werden müssen. Bei Bildern, die diesen theoretisch möglichen Farbraum nicht vollständig abdecken, führt dies zu einer unnötigen Veränderung der Farben des Bildes. In der Regel wird bei Farbbildern nur ein begrenzter Farbraum benötigt, so dass die meisten Bilder unnötig stark verändert werden.
Die Umwandlung von Farbinformationen gewährleistet, dass über den gesamten Farbübertragungsprozess nachvollziehbare Farbbeschreibungen vorliegen. Diese Farbwertumwandlung uss dabei für jedes einzelne Gerät (oder Geräteklasse) und auch für unterschiedliche Übertragungseinstellungen (Helligkeitseinstellung am Monitor, Papiersorte beim Drucker usw.) bestimmt werden. Dies wird nach heute üblichen Verfahren für jeden ver- wendeten Gerätezustand einmalig durchgeführt.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem Bildvorlagen mit einem Farbwiedergabegerät möglichst farbecht wiedergegeben werden können. Mit Bildvorlage werden hier alle Farbbilder bezeichnet, die von einem Farbwiedergabegerät ausgegeben werden sollen, unabhängig von ihrem Ursprung. Z.B. kann eine Bildvorlage ein Foto sein, das gescannt worden ist oder ein direkt von einem Computer erzeugtes Farbbild. Dabei kann die in einem Computer gespeicherte Bildvorlage schon mehrfach ungerechnet worden sein.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung wird nun die Farbzuordnung für das Farbwiedergabegerät abhängig von der auszugebenden Bildvorlage generiert. Dabei werden die Wiedergabeeigenschaften des Farbwiedergabegerätes wie bisher über Testausgaben bestimmt . Auch eine übliche Korrektur der dabei gewonnenen Messdaten (Mittelung, Veränderung der Stützstellen) kann durchgeführt werden. Eine Farbraumanpassung findet jedoch noch nicht statt. Zuvor wird der erforderliche Farbraum für die Bildvorlage dadurch erstellt, dass die vorkommenden Farben analysiert werden. Diese Farbrauminformation der Bildvorlage kann auch vorab bei der Erstellung der Bildvorlage generiert werden. Erst wenn geklärt worden ist, wie die Bildvorlage ausgegeben werden soll, also z.B. Farbwiedergabegerät, Bedruckstoff, Einstellungen usw., festliegen, wird die individuelle Farbzuordnung zwischen den Farbwerten der Bildvorlage und des Farbwiedergabegerätes erstellt, wenn das Farbwiedergabegerät ein Drucker ist, meist in CMYK. Diese Farbzuordnung bildet dann das Pro- fil der Farbwiedergabe, das in Tabellenform gespeichert werden kann oder die Farbraumu wandlungsfunktion.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit dar- in, dass die Farbraumanpassung in Abhängigkeit der Bildvorlage unterschiedlich ist, also nur soviel durch Farbraumanpassung verändert wird, wie für die jeweilige Bildvorlage erforderlich ist. Damit ergibt sich eine Verbesserung der Farbwiedergabe, eine Erhöhung der Brillanz der Bilder, eine Verrin- gerung der Farbfehler im Vergleich zur Bildvorlage, eine verbesserte Farbanpassung bei verschiedenen Bedruckstoffen.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Erstellung von "Proofs" (= Prüfdrucke, bei denen die Er- scheinung des Bildes bei Ausgabe auf dem zu prüfenden Gerät simuliert wird) . Wenn Proofgerate (spezielle Digitalproofer, Bildschirme usw.) den Farbraum des nachzustellenden Farbwiedergabegerätes nicht vollständig umfassen, dann können die Prooffehler mit der beschriebenen Methode auf das unvermeid- bare Minimum reduziert werden. Gleichzeitig eröffnet sich die Möglichkeit bei vielen Motiven mit Proofgeräten auszukommen, die einen relativ kleinen Farbraum aufweisen.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
An Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
Fig. 3 eine weitere Darstellung der Farbräume von Bildvorlage und Farbwiedergabegerät für den Fall, dass die Bildvorlage vollständig in den Farbraum des Farbwiederga- begerätes fällt;
Fig. 4 eine Darstellung der Farbräume von Bildvorlage und
Farbwiedergabegerät für den Fall, dass die Bildvorlage nicht vollständig in den Farbraum des Farbwiedergabe- gerätes" fällt; Fig. 5 ein Diagramm, das den Ablauf des Verfahrens zeigt.
In Fig. 3 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem der Farbraum FR-WG des Farbwiedergabegerätes den Farbraum FR-BV der Bildvorlage BV1 vollständig umfasst, d.h. das Farbwiedergabegerät kann alle in der Bildvorlage BVl enthaltenen Farben erzeugen. Für diesen Fall ist eine Farbraumkompression bei der Bildvor- läge nicht erforderlich.
Im Gegensatz dazu enthält bei der Fig. 4 die Bildvorlage BV2 Farben, die nicht in den Farbraum FR-WG des Farbwiedergabegerätes WG fallen. Z.B. können die Blautöne der Bildvorlage BV2 nicht wiedergegeben werden. Deshalb ist eine Farbraumkompression nur im Blaubereich erforderlich. Bei den übrigen Farben wird keine Farbanpassung durchgeführt.
Aus Fig. 5 kann der Ablauf des Verfahrens entnommen werden. Zunächst wird der vom Farbwiedergabegerät WG erreichbare Farbraum festgestellt (Schritt 1) . Dies erfolgt auf bekannte Weise dadurch, dass alle möglichen Farben (Testfarben) ausgegeben werden, z.B. gedruckt werden, und dann gemessen werden. Anschließend wird die Zuordnung der angesteuerten Farbwerte zu den Farbwerten des Farbwiedergabegerätes festgelegt
(Schritt 2) . In Schritt 3 können die Messdaten auf bekannte Weise geglättet werden. Unter Verwendung des Farbraumes der Bildvorlage BV, der in Schritt 7 bestimmt wird, wird im Schritt 4 der Farbbereich ermittelt, der vom Farbwiedergabe- gerät WG nicht wiedergegeben werden kann. In Schritt 9 wird untersucht, ob der Farbraum FR-BV der Bildvorlage größer ist als der Farbraum FR-WG des Farbwiedergabegerätes . Deckt der Farbraum des Farbwiedergabegerätes den Farbraum der Bildvorlage vollständig ab, so kann eine Standardfarbumwandlung ohne Farbraumkompression geladen werden (Schritt 8) . Diese bildunabhängige Farbumwandlung wird zuvor einmalig für das Farbwiedergabegerät in dem gewünschten Zustand (z.B. Bedruck- stoff) erstellt. Sonst wird in Schritt 5 die bildabhängige Farbzuordnung, z.B. das bildabhängige Profil, für das Farbwiedergabegerät erstellt. Dabei wird, wie oben beschrieben, der nicht wiedergebbare Farbbereich mit einem Farbanpassungs- verfahren optimal an den Farbraum des Farbwiedergabegerätes angepasst. Nunmehr kann die Bildvorlage entsprechend" dieser Farbzuordnung als Bild BV ausgedruckt werden (Schritt 6) .
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn als Farbwiedergabegerät ein Drucker, insbesondere ein elektrografischer Drucker, verwendet wird.
Bezugszeichenliste
BV Bildvorlage SC Scanner
RGB Farbsystem
CIE-LAB Farbsystem
CMYK Farbsystem
WG Farbwiedergabegerät BV' vom Farbwiedergabegerät erzeugtes Bild
PR Profil des Farbwiedergabegerätes WG
FR maximaler Farbraum
FR-BV Farbraum der Bildvorlage
FR-WG Farbraum des Farbwiedergabegerätes

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur optimierten Farbwiedergabe einer farbigen Bildvorlage durch ein Farbwiedergabegerät, - bei dem unter Verwendung der die Farbübertragungseigen- schaften des Farbwiedergabegerätes (WG) kennzeichnenden Farbzuordnung und unter Berücksichtigung des Farbraums der Bildvorlage (BV) eine Bild spezifische Farbzuordnung erstellt wird, - bei dem die Bildvorlage durch das Farbwiedergabegerät nach der Bild spezifischen Farbzuordnung ausgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Erstellung der Bild spezifischen Farbzuordnung eine Anpassung des Farbraums der Bildvorlage an den des Farbwiedergabegerätes erfolgt, wenn der Farbraum der Bildvorlage nicht innerhalb des Farbraums des Farbwiedergabegerätes liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem für den Fall, dass der Farbraum des Farbwiedergabegerätes den Farbraum der Bildvorlage abdeckt, eine bildunabhängige Standardfarbzuordnung geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 , bei dem die Standardfarbzuordnung die die Farbübertra- gungseigenschaften des Farbwiedergabegerätes kennzeichnende Farbzuordnung enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
- bei dem die Farbwerte des Farbraums der Bildvorlage (BV) bestimmt werden,
- bei dem der Farbraum des Farbwiedergabegerätes (WG) er- mittelt wird,
- bei dem die Farbräume der Bildvorlage und des Farbwiedergabegerätes verglichen werden und festgestellt wird, wel- eher Farbbereich der Bildvorlage vom Farbwiedergabegerät nicht wiedergegeben werden kann, - bei dem durch ein Farbanpassungsverfahren eine Anpassung des nicht unmittelbar wiedergebbaren Farbbereiches der Bildvorlage an den Farbraum des Farbwiedergabegerätes erfolgt und dann die Bild spezifische Farbzuordnung erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , bei dem bei der Ermittlung der Farbzuordnung des Farbwiedergabegerätes die dazu erforderlichen Farbwerte geglättet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Farbzuordnung als Profil der Farbwiedergabe in einer Tabelle gespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Farbzuordnung als Funktion gespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Farbwiedergabegerät ein Drucker ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Drucker ein elektrografischer Drucker ist.
11. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erstellung eines Proofs bei einem Proofge- rät .
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