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Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zumindest zwei Highlight-Color-Farben sowie entsprechendes Drucksystem - Dokument DE102005040339B4
 
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Dokumentenidentifikation DE102005040339B4 02.08.2007
Titel Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zumindest zwei Highlight-Color-Farben sowie entsprechendes Drucksystem
Anmelder Océ Printing Systems GmbH, 85586 Poing, DE
Erfinder Weiner, Helmut, Dipl.-Math., 81371 München, DE;
Siemens, Rüdiger, Dr.rer.nat., 81825 München, DE
Vertreter Schaumburg, Thoenes, Thurn, Landskron, 81679 München
DE-Anmeldedatum 25.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005040339
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse H04N 1/60(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G03G 15/01(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Drucksystem zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zwei Highlight-Color-Farben.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine herkömmliche Abbildungsvorschrift zum Abbilden eines Farbbildes auf ein Highlight-Color-Bild mit einer einzigen Highlight-Color-Farbe derart weiter gebildet, dass der Bereich, in welchem ein Farbwert des Farbbildes auf beide Highlight-Color-Farben abbildbar ist, auf den Bereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben begrenzt wird und zudem die Abbildungsvorschriften zum Abbilden der Farbwerte auf jeweils eine der beiden Highlight-Color-Farben derart ausgebildet sind, dass sie in der Nachbarschaft der jeweils nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe nur einen geringen Anteil der abzubildenden Highlight-Color-Farbe bewirken. Hierdurch wird dem Farbbild der durch Highlight-Color-Farben verursachte Farbeindruck beibehalten. Zudem wird eine Verdunklung des Farbbildes durch ein Auftragen von zuviel Toner der beiden Highlight-Color-Farben vermieden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zumindest zwei Highlight-Color-Farben (2HC-Bild).

Aus der US 5,237,517 ist ein Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes, das nur Farbwerte eines Highlight-Color-Farbraumes umfasst, beschrieben. Ein solcher Highlight-Color-Farbraum umfasst alle Farbwerte im Bereich zwischen den Graustufen und einer vorbestimmten Highlight-Color-Farbe. Dieses Verfahren ist auch in „Principles for mapping from full color to highlight-color" Steven J. Herrington, in IS&T's Eighth International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technologies (1992), Seite 458ff beschrieben.

Aus der WO 01/78374 A1 geht ein Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes hervor, bei dem die im RGB-Farbraum dargestellten Farbwerte des abzubildenden Farbbildes mittels eines Abbildungsschrittes auf den Highlight-Color-Farbraum abgebildet werden, der einer Projektion der Farbwerte auf die Highlight-Color-Farbe entspricht. Die entsprechenden Berechnungen erfolgen im RGB-Farbraum. Eine Umsetzung in einen anderen Farbraum ist nicht notwendig. Zudem sind diverse Korrekturen vorgesehen, so dass ein für das menschliche Auge möglichst naturgetreues Highlight-Color-Bild erzeugt wird.

Aus der WO 01/63909 A1 bzw. der US 2003/0123070 A1 geht ein Verfahren hervor, mit welchem aus einem Farbbild ein HC-Bild zum Drucken auf einem digitalen Drucker erzeugt wird.

Digitale Drucker können in der Regel Farbe nur in zwei Farbsättigungsgraden (keine Farbe bzw. volle Farbsättigung) oder nur in ganz wenigen Farbsättigungsstufen drucken. Daher wird bei herkömmlichen Verfahren ein Vorlagendruckbild für die Standardfarbe und ein Vorlagendruckbild für die HLC-Farbe mit einem Dither-Verfahren in ein gerastetes Bild umgesetzt, das mittels Halbtonwerten beschrieben wird.

Bei dem aus der WO 01/63909 A1 bekannten Verfahren werden hingegen Halbtondruck-Referenzmuster zur Erzeugung von Druckwerten für ein Druckvorlagenbild für eine Standardfarbe und für ein Druckvorlagebild für eine HC-Farbe verwendet. In das Halbtondruck-Referenzmuster ist die Information, welche Farbwerte des Vorlagenbilds einem Standardfarbbereich bzw. einem HC-Farbbereich zugeordnet sind, integriert, wodurch das Verfahren zum Drucken eines HC-Bildes auf die Auswahl des entsprechenden Halbtondruck-Referenzmusters und der Übernahme des in dem Halbtondruck-Referenzmuster angegebenen Druckwertes beschränkt werden kann. Für jeden Bildpunkt ist lediglich eine entsprechende Auswahl zur Ermittlung der Druckwerte für die Standardfarbe und für die HC-Farbe durchzuführen.

Aus der US 6,185,013 B1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem ein Farbbild auf ein Highlight-Color-Bild mit zwei Highlight-Color-Farben (2HC-Bild) abgebildet wird. Hierbei werden zwei unterschiedliche Verfahren offenbart, je nach dem, ob ein fotografisches Bild oder eine Präsentationsgrafik in das 2HC-Bild umgesetzt werden soll. Bei einer Präsentationsgrafik sollen Farben vor und nach der Abbildung im Highlight-Farbton gehalten werden, die relative Helligkeit und Sättigung eines Farbtones soll beibehalten werden, nicht-neutrale Farben sollen auf nicht-neutralen Farben abgebildet werden und vollgesättigte Farben sollen auf einem vorbestimmten Satz abgebildet werden.

Bei fotografischen Bildern soll vor allem die Luminanz beibehalten werden. Dies wird dadurch erzielt, dass die Abbildung auf die einzelnen Highlight-Color-Farben zunächst genauso erfolgt, wie bei dem aus der US 5,237,517 bekannten Verfahren, wobei jedoch zur Einstellung der Luminanz der Weißanteil erhöht bzw. der Schwarzanteil vermindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein Drucksystem zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zumindest zwei Highlight-Color-Farben (2HC-Bild) zu schaffen, bei welchem mit einer einzigen Abbildungsvorschrift der fotografische Eindruck eines Bildes als auch die Farbzuordnung beibehalten wird, so weit dies mit einem 2HC-Bild möglich ist.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Drucksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Farbwerte eines Farbbildes auf Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zumindest zwei Highlight-Color-Farben abgebildet. Die Farbwerte weisen jeweils einen Farbanteil und einen Schwarzanteil auf, wobei Farbwerte, die nicht im Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben angeordnet sind, gemäß bekannten Abbildungsvorschriften (p') zum Abbilden eines Farbbildes auf ein Highlight-Color-Bild mit einer einzigen Highlight-Color-Farbe auf Schwarz oder auf die zum abzubildenden Farbwert benachbarte Highlight-Color-Farbe der beiden Highlight-Color-Farben abgebildet werden, und ein Farbwert, der im Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben angeordnet ist, wird mittels zweier Abbildungenvorschriften (p*) zum Abbilden des Farbanteils des Farbwertes auf jeweils eine der beiden Highlight-Color-Farben abgebildet, bei welchen jeweils ein Farbanteil auf eine Farbsättigungsstufe der jeweiligen Highlight-Color-Farbe (FHC1, FHC2) abgebildet wird, wobei die beiden Abbildungsvorschriften (p*) eine von der abzubildenden Highlight-Color-Farbe beginnend in Richtung zur nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe monoton stetig fallende Funktionen bilden, die bei der jeweils nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe den Wert „0" annehmen und derart ausgebildet sind, dass die Funktion in einem Nachbarschaftsbereich der nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe unterhalb einer geraden Linie verläuft, die beginnend bei der maximalen Sättigung der abzubildenden Highlight-Color-Farbe in Richtung zur nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe verläuft und dort bei dem Wert „0" endet.

Dadurch dass ein Farbwert des Farbbildes nur auf beide Highlight-Color-Farben abgebildet werden kann, wenn er sich im Zwischenbereich zwischen beiden Highlight-Color-Farben befindet und zudem im Nachbarschaftsbereich einer bestimmten Highlight-Color-Farbe die Abbildung auf die andere Highlight-Color-Farbe begrenzt ist, wird ein Verzerren des Farbeindruckes der jeweiligen Highlight-Color-Farben verhindert. Zudem wird mit der erfindungsgemäßen Abbildungsvorschrift sicher gestellt, dass ein Bildpunkt nicht durch die Überlagerung der Farbanteile beider Highlight-Color-Farben und eines entsprechenden Schwarzanteils übermäßig verdunkelt wird. Das Highlight-Color-Bild mit zwei Highlight-Color-Farben bewirkt somit einen fotografischen Eindruck bzw. eine naturgetreue Darstellung des ursprünglichen Farbbildes, soweit dies mit dem Farbraum eines 2HC-Bildes möglich ist.

Vorzugsweise beträgt der Nachbarschaftsbereich zwischen 20% und 70% des an die nicht-abzubildende Highlight-Color-Farbe angrenzenden Bereichs des Zwischenbereichs zwischen den beiden Highlight-Color-Farben.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Summe der für einen jeden Farbanteil ermittelten Farbsättigungsstufen nicht mehr als die maximale Farbsättigungsstufe einer einzelnen Farbe.

Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren nur angewendet, wenn der Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben nicht größer als der Bereich zwischen dem Maximum und der ersten hierzu benachbarten Nullstelle der bekannten Abbildungsvorschrift (p') ist.

Bei Verwendung von mehreren Highlight-Color-Farben, wie z.B. drei, vier, fünf, sechs, sieben oder noch mehr Highlight-Color-Farben, bildet jeweils der Zwischenbereich zwischen zwei benachbarten Highlight-Color-Farben einen Überlappungsbereich, in dem die Eingangsfarbe auf eine oder beide benachbarte Highlight-Color-Farben abgebildet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In denen zeigen:

1 einen Würfel zur Darstellung des RGB-Farbraumes mit den Farben w = Weiss, k = Schwarz, r = Rot, g = Grün, b = Blau, c = Cyan, m = Magenta, y = Gelb,

2 in einem Koordinatensystem die Abbildungsfaktoren p' für die Highlight-Color-Farben Gelb und Hellgrün, in Abhängigkeit der Farbwerte abzubildender Farben gemäß einer bekannten Abbildungsvorschrift,

3 in einem Koordinatensystem die Abbildungsfaktoren p' für die Highlight-Color-Farben Gelb und Hellgrün, in der Abhängigkeit der Farbwerte abzubildender Farben gemäß der Abbildungsvorschrift der vorliegenden Erfindung,

4 eine projizierte Farbebene des RGB-Farbraumes, die orthogonal zur Graulinie ist, und

5 ein Drucksystem in einer schematischen Darstellung.

Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Weiterbildung des aus der WO 01/78374 A1 bekannten Verfahrens zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit einer einzigen Highlight-Color-Farbe (1HC-Bild). Bei diesem Verfahren zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes sind die Farbwerte des Farbbildes als Vektoren des RGB-Farbraumes dargestellt. Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung werden Vektoren durch Großbuchstaben und Skalare durch Kleinbuchstaben dargestellt. Die Farbe Schwarz wird durch den Vektor (0, 0, 0) und die Farbe Weiß durch den Vektor (255, 255, 255) repräsentiert. Die Farbwerte des abzubildenden Farbbildes werden jeweils durch einen Vektor Cin mit (rin, gin, bin) dargestellt.

Folgende aus der Vektormathematik bekannte Notationen werden bei der Beschreibung der Erfindung verwendet. Mit dem Skalar- oder Vektorprodukt werden zwei Farbwerte C1 = (r1, g1, b1), C2 = (r2, g2, b2) gemäß folgender Formel miteinander multipliziert: C1·C1 := r1·r2 + g1·g2 + b1·b2

Die Norm eines Vektors wird gemäß folgender Formel berechnet:

In 1 ist der RGB-Raum durch einen Würfel dargestellt, wobei den Ecken des Würfels die Farben k = Schwarz, y = Gelb, r = Rot, m = Magenta, w = Weiß, b = Blau, c = Cyan und g = Grün zugeordnet sind. Die diagonale Linie GL von Schwarz nach Weiß umfasst alle Grauwerte des RGB-Farbraumes. Diese Diagonale wird deshalb nachfolgend als Graulinie GL bezeichnet. Für die folgenden Erläuterungen der Erfindung ist der von Schwarz zu Weiß entlang der Graulinie GL weisende Einheitsvektor von Bedeutung, der folgendermaßen dargestellt wird: EDiag := (1/√3; 1/√3; 1/√3)

Der Schwarzanteil kin des Farbwertes Cin wird folgendermaßen definiert: kin = EDiag·Cin = (rin + gin + bin)/√3

Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Schwarz durch (0, 0, 0) und Weiß durch (255, 255, 255) dargestellt werden, hat der Schwarzanteil kin einen Wertebereich von 0 bis 255, wobei 0 den maximalen und 255 den minimalen Schwarzanteil darstellen.

Der Schwarzanteilsvektor Kin der Farbe Cin ist folglich: Kin = kin·EDiag

Von dem Farbwert kann folglich auch ein Farbanteilsvektor gemäß folgender Formel berechnet werden: Fin = Cin – kin·EDiag

In entsprechender Weise kann auch der Farbanteilsvektor der Highlight-Color-Farbe dargestellt werden: FHC = CHC – kHC·EDiag

In 1 ist der Farbanteilsvektor FHC der Highlight-Color-Farbe rot mit CHC = (255, 0, 0) eingezeichnet. Der Farbanteilsvektor ist orthogonal zur Graulinie GL. Entsprechendes gilt für den Farbanteilsvektor Fin eines beliebigen Farbwertes.

Da die Farbanteilsvektoren orthogonal zur Graulinie sind, liegen sie in der zur Graulinie orthogonalen Ebene, die als Farbebene bezeichnet werden kann, da die darin enthaltenen Vektoren unabhängig vom Grauanteil sind. In dieser Farbebene lässt sich eine Abbildung auf die Highlight-Color-Farbe ausführen, die unten näher beschrieben wird, ohne dass hierzu eine Koordinatentransformation notwendig ist, wie sie bei dem eingangs beschriebenen Verfahren (Transformation in YES) angewendet wird.

Aus den Farbanteilsvektoren Fin eines abzubildenden Farbwertes und der Highlight-Color-Farbe wird ein Abbildungsfaktor p' gemäß folgender Formel berechnet: p'(CHC, Cin) = cos3(FHC, Fin), falls cos(FHC, Fin) > 0 ansonst gilt p'(CHC, Cin) = 0

Die Cosinus-Funktion zwischen den beiden Farbvektoren FHC, Fin im euklidischen Vektorraum ist durch folgendes Vektorprodukt bestimmt:

Mit dem Abbildungsfaktor p' wird der auf den Farbanteilsvektor FHC der Highlight-Color-Farbe abgebildete Farbanteilsvektor Fin folgendermaßen berechnet: C''Gamut = |Fin|p'(CHC, Cin)·FHC/|FHC|

In dieser Formel stellt FHC/|FHC| den Einheitsvektor EHC dar, der in Richtung der Highlight-Color-Farbe gerichtet ist. Der abgebildete Vektor C''Gamut besitzt somit die Richtung der Highlight-Color-Farbe im RGB-Farbraum mit dem Betrag des Farbanteilsvektors Fin des abzubildenden Farbwertes, der mit dem Abbildungsfaktor p' multipliziert wird.

Bei dieser Abbildung ist der Schwarzanteil des abzubildenden Farbwertes noch nicht berücksichtigt. Der obige Abbildungsvektor kann deshalb folgendermaßen ergänzt werden: C'Gamut = |Fin|p'(CHC, Cin)·FHC/|FHC| + kinEDiag

Mit dieser Korrektur wird der Schwarzanteil unverändert im Highlight-Color-Farbraum übernommen, da er in einem Highlight-Color-Bild auch unverändert gegenüber dem Ausgangsbild dargestellt werden soll.

Mit obiger Abbildung wird somit der ursprüngliche Schwarzanteil unverändert übernommen und der ursprüngliche Farbanteil auf die Highlight-Color-Farbe abgebildet. Bei der Berechnung von C''Gamut fallen die Farbanteilen von Fin, die entweder entgegengesetzt oder orthogonal zum Farbanteilsvektor FHC der Highlight-Color-Farbe sind, weg. Der weggefallene Farbanteil kann durch C''Gamut minus Fin bzw. C'Gamut minus Cin dargestellt werden. Beim digitalen elektrofotografischen Druck kann durch das Dithern eine Grauwertverschiebung eintreten. Dies kann gemäß folgender Formel durch einen empirischen Farbkorrekturvektor Kkor berücksichtigt werden: CGamut = C'Gamut + ((C'Gamut – Cin)·Kkor)EDiag

Der Farbkorrekturvektor besitzt folgende Werte (–0,12; –0,27; –0,03).

Die obige Abbildung ordnet jedem Farbwert eines Farbbildes exakt einen Farbwert des Highlight-Color-Farbraumes zu. Mit dieser Abbildung lassen sich für das menschliche Auge sehr naturgetreue Highlight-Color-Bilder erzeugen. Ein Farbbildschirm kann unmittelbar mit dem abgebildeten Farbwert CGamut angesteuert werden, da dieser Farbwert ein Farbwert des RGB-Farbraumes ist.

Nachfolgend wird der Abbildungsfaktor p' näher untersucht. Hierbei ist es zweckmäßig, den RGB-Farbraum auf eine Ebene, die Farbebene, zu projizieren, die orthogonal zur Graulinie GL ist. Diese Farbebene ist in 4 dargestellt. Sie bildet ein regelmäßiges Sechseck mit den Eckpunkten Rot (R), Gelb (Y), Grün (G), Cyan (C), Blau (B) und Magenta (M). Die 0°-Linie befindet sich in der Mitte zwischen den Farben Magenta und Rot. Die Farbe Gelb (Y) befindet sich bei 90° und die Farbe Hellgrün (G) befindet sich bei 120°. Die Richtung von der Mitte nach außen stellt die Farbsättigung dar. In der Mitte ist gar keine Farbsättigung. An den Begrenzungslinien weisen die einzelnen Farben maximale Farbsättigung auf.

In der Farbebene können die einzelnen Farbwerte F durch Polarkoordinaten, d.h., durch einen Winkel &agr; und ihren Betrag |F| dargestellt werden. Bei der Ermittlung des Abbildungsfaktors p* gemäß der vorliegenden Erfindung wird vor allem der Winkel &agr; der Farbwerte berücksichtigt.

In 2 ist mit I der Verlauf des Abbildungsfaktors p' für die Highlight-Color-Farbe Gelb dargestellt. p' von der Highlight-Color-Farbe Gelb hat bei 90° sein Maximum von 1 und fällt symmetrisch bis auf 0 bei 0° bzw. 180° ab.

Der Verlauf von p' für die Farbe Hellgrün ist in 2 mit II bezeichnet. Das Maximum liegt hierbei bei 120° und der Abfall auf 0 wird bei 30° bzw. 210° erreicht. Die Funktion von p' für die Highlight-Color-Farbe Hellgrün ist somit gegenüber der Funktion p' der Highlight-Color-Farbe Gelb um 30° versetzt.

Verwendet man diese beiden Abbildungsvorschriften um ein Highlight-Color-Bild mit den beiden Highlight-Color-Farben Gelb (90°) und Hellgrün (120°) zu erzeugen, dann werden Farben, deren Farbwerte im Bereich zwischen 30° und 180° liegen auf beide Highlight-Color-Farben abgebildet. Eine solche Abbildung würde bedeuten, dass an einem entsprechenden Bildpunkt sowohl ein Schwarzanteil als auch Farbanteile für beide Highlight-Color-Farben gedruckt werden würden. Dies verursacht die folgenden Probleme:

  • – Obwohl das Highlight-Color-Bild zwei Highlight-Color-Farben besitzt, würden Farben des abzubildenden Farbbildes, die den Highlight-Color-Farben entsprechen bzw. zu diesen sehr ähnlich sind, durch die jeweils weitere Highlight-Color-Farbe stark verzerrt werden. Zum Beispiel würden Bildpunkte, die im ursprünglichen Farbbild exakt gelb sind, im abgebildeten Highlight-Color-Bild durch eine Mischung aus Gelb mit einem hohen Anteil von Grün dargestellt werden. Der ursprünglich gelbe Farbeindruck würde hierdurch verfälscht werden, obwohl er grundsätzlich mit dem vorhandenen Highlight-Color-Farbraum darstellbar wäre.
  • – Durch die Überlagerung des Schwarzanteils eines Farbanteils der ersten Highlight-Color-Farbe und eines Farbanteils der zweiten Highlight-Color-Farbe wird der Bildpunkt verdunkelt, das heißt, dass der resultierende Schwarzanteil erheblich erhöht wird. Dieses Problem wurde bereits in der US 6,185,013 B1 erkannt, wobei zur Lösung des Problems vorgeschlagen wird, den Weissanteil zu erhöhen bzw. den Schwarzanteil zu vermindern. Hiermit kann zwar die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte in gewissen Grenzen kompensiert werden. Jedoch wirkt dieses Verfahren bei zu druckenden Bildern nicht, wenn sie Bildpunkte aufweisen, bei welchen der Schwarzanteil bereits sehr gering ist.

Mit diesen aus der US 6,185,013 B1 bekannten Verfahren wird auch nicht der oben erläuterten Farbverzerrung entgegen gewirkt.

Zur Beseitigung dieser Probleme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, anstelle des Abbildungsfaktors p' den Abbildungsfaktor p* für die Abbildung eines Eingangsfarbwertes Fin mit der Polarkoordinate &agr;in auf eine der beiden Highlight-Color-Farben FHC1 bzw. FHC2 gemäß folgender Formel zu berechnen: p*(CHC1/HC2, Cin) = cos3(FHC1/HC2, F*in) = cos3(&agr;HC1/HC2, &agr;*) für

FHC1 ≤ Fin ≤ FHC2, bzw. &agr;HC1 ≤ &agr;in ≤ &agr;HC2,

wobei

wobei FHCI die Highlight-Color-Farbe ist, auf die der Eingangsfarbwert Fin abgebildet wird und &agr;HCI ihre entsprechende Polarkoordinate ist, FHCII die jeweils andere Highlight-Color-Farbe der beiden Highlight-Color-Farben FHC1 FHC2 ist, &Dgr; die Differenz des Farbwertes ist, an dem der bisherige Abbildungsfaktor p' den Wert „0" annimmt (= 180° für Gelb) abzüglich des Farbwertes der entsprechenden Highlight-Color-Farbe (= 90° für Gelb). &Dgr; stellt somit den Wertbereich ausgehend von der jeweiligen Highlight-Color-Farbe bis zum Wert „0" von p' dar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt: &Dgr; = 90° .

Der Abbildungsfaktor p* gilt nur für den Bereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben FHC1 und FHC2, in dem eine Farbe auf beide Highlight-Color-Farben abgebildet wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Anwendungsbereich des Abbildungsfaktors p* alleine auf den Bereich beschränkt ist, der zwischen den beiden Highlight-Color-Farben FHC1 und FHC2 liegt, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den beiden Highlight-Color-Farben FHC1 und FHC2 nicht größer als &Dgr; ist, d.h.: |&agr;HCII – &agr;HCI| < &Dgr;

Gibt es einen solchen Bereich nicht, dann kommt die Abbildungsvorschrift gemäß dem Abbildungsfaktors p* nicht zur Anwendung. Dieser Bereich wird als Überlappungsbereich (ÜB in 3) bezeichnet, da bei der erfindungsgemäßen Abbildungsvorschrift für den Abbildungsfaktor p* nur in diesem Bereich die Funktionen der beiden Abbildungsfaktoren p* der beiden Highlight-Color-Farben FHC1 und FHC2 sich derart überlappen, dass die oben erläuterten Probleme auftreten. Ausserhalb dieses Überlappungsbereichs werden die Eingangsfarbwerte Fin mit dem herkömmlichen Abbildungsfaktor p' der nächstliegenden Highlight-Color-Farbe abgebildet. Dies ist in 3 gut zu erkennen.

Mit &agr;* werden die Eingangswinkel &agr;in der Eingangsfarbwerte Fin auf den gesamten Wertebereich &Dgr; der ursprünglichen Funktion des Abbildungsfaktors p' abgebildet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Funktion des ursprünglichen Abbildungsfaktors p' durch Verwendung von p* auf den Überlappungsbereich ÜB zusammengestaucht wird. Der sich hierdurch ergebende Funktionsverlauf von p* ist in 3 mit III für die Highlight-Color-Farbe Gelb und mit IV für die Highlight-Color-Farbe Hellgrün bezeichnet.

Zur Klarstellung wird nochmals darauf hingewiesen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Überlappungsbereich ÜB die erfindungsgemäße Abbildungsvorschrift sowohl für die erste Highlight-Color-Farbe (p*(CHC1, Cin)) als auch für die zweite Highlight-Color-Farbe (p*(CHC2, Cin)) auszuführen ist. Dies bedeutet, dass in der oben beschriebenen Formel zur Berechnung von CGamut der Wert für C'Gamut gemäß folgender Formel berechnet wird: C'Gamut = |Fin|p*(CHC1, Cin)·FHC1/|FHC1| + |Fin|p*(CHC2, Cin)·FHC2/|FHC2| + kinEDiag

Wie aus dieser Formel ersichtlich, wird der Schwarzanteil der Eingangsfarbe Cin unverändert übernommen.

Anstelle der unveränderten Übernahme des Schwarzanteils kann es auch zweckmäßig sein, den Schwarzanteil kinEDiag um eine der beiden Farbsättigungsstufen der beiden Highlight-Color-Farben, insbesondere um die Größe der beiden Farbsättigungsstufen der beiden Highlight-Color-Farben zu vermindern.

Bei Geschäftsgrafiken kann es auch zweckmäßig sein, den Schwarzanteil unabhängig von dem Schwarzanteil der Eingangsfarbe Cin alleine aus den ermittelten Farbsättigungswerten der beiden Highlight-Color-Farben zu bestimmen:

wobei Y der Wert für die maximale Farbsättigung ist, der je nach Skalierung üblicherweise 1 bzw. 255 beträgt. Der Schwarzanteil K2HC, der im 2HC-Bild übernommen wird, ist der kleinere der beiden oben berechneten Schwarzanteile KoutHC1 bzw. KoutHC2.

Mit dieser Korrektur wird sicher vermieden, dass das 2HC-Bild übermäßig verdunkelt wird.

Eine weitere zweckmäßige alternative Methode zur Ermittlung des Schwarzanteils K2HC ist die Subtraktion der beiden Farbsättigungsstufen der beiden Highlight-Color-Farben von der maximalen möglichen Farbsättigungsstufe Y: K2HC = Y – C''GamutHC1·EHC1 – C''GamutHC2·EHC2

Durch die Verwendung von p* wird sicher gestellt, dass Farben, die im abzubildenden Farbbild ähnlich zu einer der beiden Highlight-Color-Farben sind, auf eine ähnlich Farbe abgebildet werden. Ferner wird durch die Stauchung der Abbildungsfunktionen bzw. Abbildungsvorschrift auf den Überlappungsbereich sicher gestellt, dass die einzelnen Farbanteile nicht zu groß sind und die hiermit erzeugten Bildpunkte nicht zu dunkel werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist jedoch zweckmäßig, dass bei einer Abbildung eines Farbwertes auf beide Highlight-Color-Farben sicher gestellt ist, dass die Summe der beiden entsprechenden Abbildungsfaktoren p* eines bestimmten Farbwertes nicht größer als 1 ist. Da diese Abbildungsfaktoren proportional zu den Farbsättigungswerten sind, wird sicher gestellt, dass die Summe der Farbsättigungswerte auch nicht den Betrag von 1 übersteigt.

Es ist auch zweckmäßig, die Abbildungsvorschrift bzw. Abbildungsfunktion der Abbildungsfaktoren p* so auszubilden, dass sie monoton in Richtung zur anderen Highlight-Color-Farbe abfallen, wobei sie zumindest im Nachbarschaftsbereich der anderen Highlight-Color-Farbe unterhalb der Verbindungsllinie zwischen dem Wert 0 bei der anderen Highlight-Color-Farbe und der maximalen Sättigung bei der Highlight-Color-Farbe, auf die abgebildet wird, liegen. In 3 sind die entsprechenden Verbindungslinien für die Highlight-Color-Farbe Gelb mit V und für die Highlight-Color-Farbe Hellgrün mit VI eingezeichnet. Der Nachbarschaftsbereich umfasst vorzugsweise einen Bereich von 20% bis 70% des an die andere nicht-abzubildende Highlight-Color-Farbe angrenzenden Überlappungsbereiches.

Mit allen oben angegebenen Bedingungen, die einzeln oder in Kombination angewendet werden können, wird sicher gestellt, dass bei der Abbildung auf zwei Highlight-Color-Farben Farbwerte des abzubildenden Farbbildes, die sich in der Nähe einer der beiden Highlight-Color-Farben befinden, stärker auf die jeweiligen Highlight-Color-Farbe abgebildet werden. Diese Highlight-Color-Farben werden somit bei der Abbildung stärker gewichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist oben anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, das zwei Highlight-Color-Farben verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein Verfahren mit zwei Highlight-Color-Farben beschränkt. Im Rahmen der Erfindung können grundsätzlich beliebig viele Highlight-Color-Farben verwendet werden. Beim elektrofotographischem Druck werden in kürze erste Drucker am Markt vorgestellt, die bis zu fünf Highlight-Color-Farben drucken. Im Offset-Druck sind auch Druckverfahren mit mehr als fünf Highlight-Color-Farben bekannt. Bei Verwendung von mehreren Highlight-Color-Farben bildet jeweils der Zwischenbereich zwischen zwei benachbarten Highlight-Color-Farben einen Überlappungsbereich, in dem die Eingangsfarbe auf eine oder beide benachbarte Highlight-Color-Farben abgebildet werden kann.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Farbwerte des Highlight-Color-Bildes werden in an sich bekannter Weise für den Digitaldruck gedithert. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren nach der WO 01/63909 A1, bei welchem das Bestimmen des Farbwertes des Hichlicht-Color-Bildes und das Dithern in einem einzigen Schritt ausgeführt werden können. Dieses bekannte Verfahren lässt sich unmittelbar auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, weshalb auf die WO 01/63909 A1 vollinhaltlich Bezug genommen wird.

In 5 ist ein Drucksystem gezeigt, bei dem auf einen Vollfarbraum (RGB) bezogene, farbige Bilddaten in einem auf einem Anwendercomputer 10 ablaufenden Anwender-Softwareprogramm 11 erzeugt werden. Die so erzeugten Bilddaten können dann mit dem erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Verfahren durch ein Transformations-Softwareprogramm 12 bzw. durch eine entsprechende elektronische Schaltung (Hardware) im Anwendercomputer 10 auf den 2HC-Farbraum umgesetzt werden. Danach werden die derart aufbereiteten Daten an einen Druck-Server 13 übertragen, an dem wiederum ein Druckgerät 14 angeschlossen ist. Am Druckserver 13 können über den Anschluss 15 weitere Computer angeschlossen sein, von denen der Druckserver 13 auch RGB-Bilddaten oder andere Vollfarben-Bilddaten wie yellowmagenta-cyan-black (YMCK) Bilddaten empfangen kann, die nicht auf den 2HC-Farbraum optimiert sind. Die entsprechende Umsetzung derartiger Vollfarben-Billdaten auf 2HC-Bilddaten kann dann über das im Druckserver 13 installierte Transformations-Softwareprogramm 12a erfolgen, welches genauso funktioniert wie das Transformationsprogramm 12.

Im Druckgerät 14 befinden sich drei Druckstationen 16, 17 und 18 die jeweils in drei verschiedenen Farben drucken können. Dazu weist beispielsweise das elektrofotografische Druckwerk 16 eine schwarzen Toner enthaltende Entwicklerstation 16a, das Druckwerk 17 eine roten Toner enthaltende Entwicklerstation 17a und das Druckwerk 18 einen blaue blauen Toner enthaltende Entwicklerstation 18a auf. Im übrigen enthält jedes der Druckwerke 16, 17, 18 an sich bekannte elektrofotografische Komponenten wie eine Fotoleitertrommel, Corotroneinrichtungen und eine Belichtungseinheit wie z.B. einen Leuchtdiodenkamm. Die vom Druckserver erhaltenen Daten werden dabei von einem im Druckgerät 14 enthaltenen scalable raster architecture (SRA) Druckdatencontroller 19 empfangen, jeweils in einzelne Bildpunkte aufgerastert und farbgenau an die drei Druckwerke 16, 17, 18 bzw. die entsprechenden Leuchtdiodenkämme 16b, 17b, 18b zur Bildung eines latenten Bildes auf der entsprechenden Fotoleitertrommel zugeführt. Die so entsandenen elektrostatischen Bilder werden dann in bekannter Weise elektrofotografisch mit Toner entwickelt und auf den Aufzeichnungsträger, hier ein einzelnes Papierblatt 20 derart umgedruckt, dass auf dem Papierblatt 20 das gewünscht 2HC-Bild entsteht.

Die Erfindung kann folgendermaßen zusammengefasst werden:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Drucksystem zum Abbilden von Farbwerten eines Farbbildes auf die Farbwerte eines Highlight-Color-Bildes mit zwei Highlight-Color-Farben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine herkömmliche Abbildungsvorschrift zum Abbilden eines Farbbildes auf ein Highlight-Color-Bild mit einer einzigen Highlight-Color-Farbe derart weiter gebildet, dass der Bereich, in welchem ein Farbwert des Farbbildes auf beide Highlight-Color-Farben abbildbar ist, auf den Bereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben begrenzt wird und zudem die Abbildungsvorschriften zum Abbilden der Farbwerte auf jeweils eine der beiden Highlight-Color-Farben derart ausgebildet sind, dass sie in der Nachbarschaft der jeweils nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe nur einen geringen Anteil der abzubildenden Highlight-Color-Farbe bewirken. Hierdurch wird dem Farbbild der durch Highlight-Color-Farben verursachte Farbeindruck beibehalten. Zudem wird eine Verdunklung des Farbbildes durch ein Auftragen von zuviel Toner der beiden Highlight-Color-Farben vermieden.


Anspruch[de]
Verfahren zum Abbilden eines Farbwertes eines Farbbildes auf einen Farbwert eines Highlight-Color-Bildes mit zwei Highlight-Color-Farben, wobei die Farbwerte jeweils einen Farbanteil und einen Schwarzanteil aufweisen, wobei Farbwerte, die nicht im Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben angeordnet sind, gemäß bekannten Abbildungsvorschriften (p') zum Abbilden eines Farbbildes auf ein Highlight-Color-Bild mit einer einzigen Highlight-Color-Farbe auf Schwarz oder auf die zum abzubildenden Farbwert benachbarte Highlight-Color-Farbe der beiden Highlight-Color-Farben abgebildet werden, und ein Farbwert, der im Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben angeordnet ist, mittels zweier Abbildungenvorschriften (p*) zum Abbilden des Farbanteils des Farbwertes auf jeweils eine der beiden Highlight-Color-Farben abgebildet wird, bei welchen jeweils ein Farbanteil auf eine Farbsättigungsstufe der jeweiligen Highlight-Color-Farbe (FHC1, FHC2) abgebildet wird, wobei die beiden Abbildungsvorschriften (p*) eine von der Farbe der maximalen Sättigung der abzubildenden Highlight-Color-Farbe beginnend in Richtung zur Farbe der nicht abzubildenden Highlight-Color-Farbe monoton stetig fallende Funktion bilden, die bei der Farbe der jeweils nicht abzubildenden Highlight-Color-Farbe den Wert „0" annehmen und derart ausgebildet sind, dass die Funktion in einem Nachbarschaftsbereich der nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe unterhalb einer Linie (V, VI) verläuft, die beginnend bei der maximalen Sättigung der abzubildenden Highlight-Color-Farbe in Richtung zur nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe verläuft und dort bei dem Wert „0" endet. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbarschaftsbereich 20% bis 70% des an die nicht-abzubildende Highlight-Color-Farbe angrenzenden Zwischenbereichs zwischen der abzubildenden Highlight-Color-Farbe und der nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe beträgt. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbarschaftsbereich zumindest 50% des Zwischenbereichs beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren nur angewandt wird, wenn der Abstand zwischen der abzubildenden Highlight-Color-Farbe und der nicht-abzubildenden Highlight-Color-Farbe nicht größer als der Abstand zwischen dem Maximum der bekannten Abbildungsvorschrift (p') und der nächstliegenden Nullstelle dieser Abbildungsvorschrift (p') ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der für einen jeden Farbanteil ermittelten Farbsättigungsstufen nicht größer als die maximale Farbsättigungsstufe einer einzelnen Farbe ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben, der als Überlappungsbereich ÜB bezeichnet wird, die beiden Abbildungsvorschriften (p*) durch Stauchen der bekannten Abbildungsvorschrift (p') auf den Überlappungsbereich für die beiden Highlight-Color-Farben gebildet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei den erfindungsgemäßen Abbildungsvorschriften im Zwischenbereich zwischen den beiden Highlight-Color-Farben ein Abbildungsfaktor p* für eine jede der beiden Highlight-Color-Farben CHC1 bzw. CHC2 berechnet wird: p*(CHC1/HC2, Cin) = cos3(FHC1/HC2, F*in) = cos3(&agr;HC1/HC2, &agr;*) für

&agr;HC1 ≤ &agr;in ≤ &agr;HC2

wobei
wobei CHCI die Highlight-Color-Farbe ist, auf die der Eingangsfarbwert Cin abgebildet wird und &agr;HCI ihre entsprechende Polarkoordinate ist, CHCII die jeweils andere Highlight-Color-Farbe der beiden Highlight-Color-Farben CHC1, CHC2 ist, FHC1, FHC2 und Fin die entsprechenden Farbanteilsvektoren sind, &Dgr; die Differenz des Farbwertes ist, an dem der bekannte Abbildungsfaktor p' den Wert „0" annimmt abzüglich des Farbwertes der entsprechenden Highlight-Color-Farbe.
Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die auf das 2HC-Bild abgebildete Highlight-Color-Farbe CGamut gemäß folgender Formel berechnet wird: CGamut = C'Gamut + ((C'Gamut – Cin)·Kkor)EDiag, wobei EDiag der Einheitsvektor entlang einer im RGB-Raum von Schwarz zu Weiß verlaufenden Linie und Kkor ein Farbkorrekturvektor mit den Werten (–0,12; –0,27; –0,03) ist und für C'Gamut gilt: C'Gamut = |Fin|p*(CHC1, Cin)·FHC1/|FHC1| + |Fin|p*(CHC2, Cin)·FHC2/|FHC2| + kinEDiag
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbilden eines Farbwertes auf beide Highlight-Color-Farben der Schwarzanteil unverändert übernommen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbilden eines Farbwertes auf beide Highlight-Color-Farben der Schwarzanteil um die größere der beiden Farbsättigungsstufen der beiden Highlight-Color-Farben vermindert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbilden eines Farbwertes auf beide Highlight-Color-Farben der Schwarzanteil durch Subtraktion der beiden Farbsättigungsstufen der beiden Highlight-Color-Farben von der maximal möglichen Farbsättigungsstufe berechnet wird. Drucksystem mit einer Einrichtung (18) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11. Computerprogrammprodukt, das bei seinem Ablauf auf einem Computer (10, 13) einen Verfahrensablauf nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bewirkt.






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