DD147409A5 - Verfahren und schaltungsanordnung zum erkennen von farben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Technik, auf denen Farben erkannt werden muessen, insbesondere auf die Reproduktionstechnik. Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Abgrenzung von Farberkennungsraeumen innerhalb d. Farbraumes, bei dem die einzelnen Farberkennungsraeume optimal an die zu erkennenden oder unterscheidenden Farbbereiche angepaszt werden koennen, wodurch eine hohe Farberkennungssicherheit erzielt wird. Vor der eigentlichen Farberkennung werden fuer mindestens einen charakteristischen Probepunkt in jeder zu unterscheidenden Farbe die Farbkomponenten optisch-elektrisch bestimmt, welche die Koordinaten der jeweiligen Farborte in dem dreidimensionalen Farbraum darstellen. Den Farbkomponenten der ausgemessenen Probepunkte werden Farbnummern zugeordnet und die Farbnummern unter mit den zugehoerigen Farbkomponenten uebereinstimmenden Adressen in einem Farberkennungs-Speicher abgelegt, in dem jeder Speicherplatz einem Farbort des Farbraumes entspricht. Zur Fuellung des Farberkennungs-Speichers mit Farbnummern werden aus den Farbnummern der Proben-Farborte die Farbnummern der uebrigen Farborte um die Proben-Farborte berechnet u. auf den zugehoerigen Speicherplaetzen des Farberkennungs-Speichers abgelegt. Jeweils die mit denselben Farbnummern belegten Speicherplaetze bilden einen Farberkennungsraum fuer eine Farbe innerhalb d. Farbraumes. Waehrend der eigentlichen spaeteren Farberkennung rufen die durch punkt- und zeilenweise optisch-elektrische Abtastung der zu untersuchenden farbigen Flaechen gewonnenen Farbkomponenten laufend die Adressen des Farberkennungsspeichers auf, wodurch die dort abgelegten Farbnummern ausgelesen und die Zugehoerigkeit der abgetasteten Farben zu den einzelnen Farberkennungsraeumen festgestellt wird. Allgemeine Farberkennung und Reproduktionstechnik, insbesondere Farberkennung und Farbkorrektur bei Farbscannern fuer den Textil-, Dekor-, Verpackungs- oder Mehrfarbendruck.

Description

-Λ-

Berlin, den Titel der Erfindung .

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Farben, bei dem eine farbige Fläche mit Licht bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet und die Intensitäten von drei Grundfarben im reflektierten oder durchgelassenen Licht als Farbkomponenten optisch-elektrisch gemessen werden, welche die Raumkoordinaten der Farborte in einem Farbraum darstellen, und bei dem für jede zu erkennende Farbe im Farbraum Farberkennungsräume abgegrenzt und die gemessenen Farbkomponenten auf Ihre Zugehörigkeit zu den Farberkennungsräumen überprüft werden, und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Gebiet der Technik, in dem die Erfindung angewendet werden soll, umfaßt insbesondere die gesamte elektronische Reproduktionstechnik. Die Erfindung' soll beispielsweise bei der Farberkennung und Farbkorrektur mittels Farbscanner für den Dekor-, Verpackungs-, Textil- oder Mehrfarben-Druck Anwendung finden;

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der trichromatischen Abtastung von Farbvorlagen·wird für jede Farbe ein Farbmeßwert-Tripel erzeugt; welches die Farbanteile

der Farbe bzw. die Koordinaten des zugehörigen Farbortes im RGB-Farbraum darstellen.

Bei den Farben einer Vorlage treten Farbschwankungen oder Farbabwandlungen auf, die einerseits vom Designer beabsichtigt sind, andererseits aber ihre Ursache in den Farbtoleranzen der im Handel erhältlichen Farben oder in einem ungleichmäßigen Farbauftrag haben können. Diese Farbschwankungen der einzelnen Farben liegen innerhalb begrenzter Farbbereiche, die bei der Farberkennung bzw. Farbtrennung als eine Farbe erkannt werden sollen und denen deshalb im RGB-Farbraum entsprechende Farberkennungsräume zugeordnet sind.

In einer Farbauswahl-Schaltung wird dann laufend festgestellt, in welchen der vorgegebenen Farberkennungsräume ein durch Vorlagenabtastung gewonnenes Farbsignal-Tripel -fällt und das Vorhandensein einer Farbe zur Anzeige gebracht.

Solche Farbauswahl-Schaltungen finden z. B. in Farbscannern zur Herstellung von Farbauszügen für den Mehrfarben-Mischdruck oder für den Textil-, Dekor- und Verpackungsdruck Anwendung.

Bei der Herstellung von Farbauszügen für den Mshrfarben-Mischdruck (Papierdruck) erfolgt eine Farbkorrektur, welche einerseits die farbmetrisch unzulängliche Qualität der Druckfarben berücksichtigt und mit der andererseits die redaktionell gewünschte farbliche Aussage der Reproduktion gegenüber dem Original geändert werden kann. Neben einer Grundkorrektur wird eine zusätzliche Selektivkorrektur durchgeführt, die gezielt auf ganz bestimmte Farben wirkt. Es. besteht somit das Problem, mit Hilfe von Farbauswahl-Schaltungen jeweils diejenigen Farben zu selektieren, die einer speziellen Korrektur unterzogen werden sollen.

Abweichend vom Mehrfarben-Mischdruck werden die Farben beim Texil-, Dekor- oder Verpackungsdruck vor dem Druckprozeß ermischt

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und dann getrennt auf das Druckmedium übertragen. Hierbei besteht das Problem, die einzelnen Farben der Vorlage mittels einer Farbauswahl-Schaltung voneinander zu trennen und für jede Farbe einen separaten Farbauszug herzustellen. .

Eine Farbauswahl-Schaltung wird auch in einem Abtastgerät für Musterentwürfe zur Gewinnung von Steuerdaten für Textilverarbeitungsmaschinen benötigt. Dort geht es ebenso darum, aus einem gezeichneten farbigen Musterentwurf einzelne Farben zu selektieren. Diese Farben werden dann in Steuerdaten umgesetzt und auf einem Datenträger als Farbinformation gespeichert.

Aus der US-PS 3,210,552, ist bereits eine Farbaüswahl-Schaltung bekannt, bei der die gewünschten Grenzen eines Farberkennungsraumes elektronisch durch einstellbare Schwellen-Schaltungen nachgebildet sind. Die Zugehörigkeit einer zu identifizierenden Farbe zu dem Farberkennungsraum wird durch Vergleich der Farbmeßwertsignale mit den eingestellten Schwellen festgestellt.

Die Größe des Farberkennungsraumes kann zwar eingestellt werden, die Form ist aber im wesentlichen quaderförmig.

Die bekannte Farbauswahl-Schaltung hat den Nachteil, daß sich die Form des Farberkennungsrauraes ohne einen enormen Schaltungsaufwand nicht opitmal an einen zu trennenden Farbbereich anpassen läßt, wodurch Fehler bei der Farberkennung auftreten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß kaum die Möglichkeit besteht, die Auswahl-Schaltung jeweils an die besonderen Gegebenheiten der zu analysierenden Vorlage anzupassen. Die individuelle Einstellung der Schwellen erweist sich nämlich als äußerst schwierig, da zwischen dem Farbraum einerseits und den elektrischen Schwellen andererseits vorstellungsmäßig kein Zusammenhang besteht. Zur Trennung einer Vielzahl von Farben muß eine ebensolche Vielzahl von Schwellen-Schaltungen vorhanden sein und eingestellt werden, was äußerst aufwendig und zeitraubend ist.

Eine Variante der Farberkennung geht aus der US-PS 3,.012,666 und aus der DE-OS 21 58 758 hervor, in denen die räumliche Farberkennung auf ein zweidimensionales Problem zurückgeführt wird. Die Farbbereiche sind dort mit Geraden begrenzt, die wiederum durch Schwellen-Schaltungen nachgebildet werden.

Es hat sich nun in der Praxis gezeigt, daß auch diese Verfahren keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern, da die Sicherheit der Farberkennung oft nicht ausreichend ist. Hinzu kommt, daß es z. B. -durch die "bananenförmige" Gestalt der Farbbereiche in der DE-OS 21 58 758 schwierig ist, den gesamten Farbraum lückenlos mit Farberkennungsräumen auszufüllen, was ebenfalls zu einer Unsicherheit bei der Farberkennung führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Farberkennung zu verbessern, um eine höhere Erkennungssicherheit zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Schaltungsanordnungen zum Erkennen von Farben auszugeben, mit denen die einzelnen Farberkennungsräume im Farbraum im wesentlichen selbsttätig aufgebaut werden und mit denen sich die Farberkennungsräume nach Größe, Form und Orientierung im Farbraum optimal an die zu trennenden oder zu erkennenden Farbbereiche anpassen lassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. Farbbereich bestimmt und festgehalten werden,

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daß jedem Farbkomponenten-Tripel eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, und daß die farbige Fläche zur eigentlichen Farbbestimmung optischelektrisch abgetastet, die dabei gewonnenen Farbkomponenten mit den festgehaltenen Farbkomponenten verglichen und bei Übereinstimmung die zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

Bevorzugt werden den zu einem Farberkennungsraum gehörigen Farbkomponenten-Tripeln dasselbe Identifikationssymbol zugeordnet.

Weiterhin ist Vorgesehen, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen vor der Farbbestimmung für die bei der Abtastung ' einer zu erkennenden Farbe bzw. eines Farbbereiches möglichen Farbkomponenten-Tripel entsprechende Probenpunkte ausgemessen und ihren Farbkomponenten-Tripeln Identifikationssymbolen zugeordnet werden.

In vorteilhafter Weise ist die Anzahl der ausgemessenen Probenpunkte in einer zu erkennenden Farbe bzw. einem Farbbereich geringer als die Anzahl der bei der Abtastung möglichen Farbkomponenten-Tripel dieser Farbe bzw. dieses Farbbereiches und die zur Bildung von Farberkennungsräumen erforderlichen Identifikationssymbole werden aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und ihren zugeordneten Identifikationssymbolen ermittelt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, .daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. .für jeden zu erkennenden.Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw.. Farbbereich bestimmt und festgehalten werden, . .

daß jedem Farbkomponenten-Tripel eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farborte vor der eigentlichen Farbbestimmung jedem zu belegenden Farbort bzw. Farbkomponenten-Tripel das Identifikationssymbol des im Farbraum räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbortes ~ zugeordnet wird, und

daß die farbige Fläche bei der eigentlichen Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw. Farborten zuvor zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

Bevorzugt werden jeweils die räumlichen Abstände eines zu belegenden Farbortes zu allen Proben-Farborten berechnet, der Proben-Farbort mit dem kleinsten Abstand markiert und dem zu belegenden Farbort das Identifikationssymbol des markierten Proben-Farbortes zugeordnet, wobei anschließend der nächste zu belegende Farbort aufgerufen wird.

Der jeweilige räumliche Abstand (d) ^wird aus den Farbkomponenten (a* , a~, a-,) eines zu belegenden Farbortes und den Farbkomponenten (b-, bp, bo) eines Proben-Farbortes nach der vektoriellen Gleichung:

">/ 2 ο 2

Q — if^a.* — D-/ + \3λ " DaJ + van ™ D^J Il c. c. D Z)

berechnet.

Vorteilhafterweise wird einem zu belegenden Farbort, falls dieses von mehreren Proben-Farborten gleichweit entfernt ist, das bei den betreffenden Proben-Farborten am häufigsten angetroffene Identifikationssymbol zugeordnet.

21 7Π6

_ η

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Farbraum durch Digitalisierung der Farbkomponenten in Farbraumelemente (Farborte) unterteilt und den Farbraumelementen Speicherplätze in einem ersten Speicher (Farberkennungs-Speicher) zugeordnet werden, welche durch die digitalisierten Farbkomponenten der betreffenden. Farbraumelemente adressierbar sind,

und daß die Identifikationssymbole unter den Adressen abgelegt werden, welche ihren zugeordneten digitalierten Farbkomponenten entsprechen.

Eine Verbesserung sieht vor, daß eine aus den beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt wird, ,

daß die Farbkomponenten bzw. Adressen der zu belegenden Speicherplätze des ersten Speichers nacheinander und jeweils dazwischen die Adressen des zweiten Speichers aufgerufen werden, daß jeweils aus den aufgerufenen Farbkomponenten eines zu belegenden Speicherplatzes und den aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Proben-Liste der kleinste räumliche Abstand und das zugehörige Identifikationssymbol bestimmt werden,

daß die Identifikationssymbole unter den aufgerufenen Adressen im ersten Speicher abgelegt werden,

daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden Speicheradressen aufrufen,

und daß die zugeordneten Identifikationssymbole aus dem ersten Speicher ausgegeben werden.

Bevorzugt werden die Adressen des ersten Speichers zeilenweise aufgerufen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe

bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. in dem Farbbereich bestimmt und festgehalten werden, · .

daß jedem Farbkornponenten-Tripel (Farbort) eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farborte vor der eigentlichen Farbbestimmung die mit Identifikationssymbolen zu belegenden Farborte, welche die Proben-Farborte schalenförmig umgeben, Schale für Schale mit wachsendem Abstand von den jeweiligen Probenpunkten aufgerufen werden, daß die aufgerufenen Farborte auf eine Belegung mit Identifikationssymbolen hin überprüft werden,

daß einem'von einem Proben-Farbort aus aufgerufenen Farbort das Identifikationssymbol der zugehörigen Probe zugeordnet wird, falls der betreffende Farbort noch nicht mit einem Identifikationssymbol belegt ist, und

daß die farbige Fläche bei der eigentlichen Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw. Farborten zuvor zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

In vorteilhafter Weise werden jeweils nacheinander gleichabständige Schalen um die einzelnen Proben-Farborte gelegt, und anschließend die entsprechenden Schalen mit dem nächst größeren Abstand gebildet.

Die zu belegenden Farborte innerhalb einer Schale werden nacheinander aufgerufen.

Die Schalen werden zweckmäßig in Form von Kugel- oder Würfel-Schalen gebildet.

7 \66 -⁹-

Zweckmäßigerweise werden die Schalen-Koordinaten (x„_m> y„ ι ζ ) aller an der Bildung der m-ten Kugelschale beteiligten Farborte durch Permutation und Vorzeichenumkehr aus einem geordneten, der Kugelgleichung mit dem RadiusYnT genügenden Koordinaten-Tripel ermittelt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Schalen-Koordinaten (χ ,

y , ζ ) der an den einzelnen Schalen (m) beteiligten sin sin

Farborte, bezogen auf den Schalenmittelpunkt, ermittelt werden, und daß die Farbkomponenten (x., y., z.) der zu belegenden Farborte um einen Proben-Farbort als Schalenmittelpunkt aus den Schalen-Koordinaten (x_pn, y_pn, ζ ) des betreffenden Proben-Farbortes (n) nach den Gleichungen:

^xi ^{= x}pn ^{+ x}sm

V· = V +V

^Jx ^Jpn ^Jsm

^zi = ^zpn ^{+ z}sm

berechnet werden.

Es ist vorgesehen, daß der Farbraum durch Digitalisierung der Farbkomponenten in Farbraumelemente (Farborte) unterteilt ist, deren Lage durch jeweils ein Farbkomponenten-Tripel bestimmt ist,

und daß die Schalen durch entsprechende Farbraumelemente angenähert werden.

Bevorzugt ergeben sich die Schalen-Koordinaten (*„„> y_sm> ^z _m) aller an· der Bildung der m-ten Kugelschale beteiligten Farborte aus der Menge ganzer Zahlen, die·der Kugelgleichung

. ^m "= ^r2 = ^²sm t y²sm ^{+ z}.²sm genügen. .

21 7 ί 6 6 - ίο - . ' .

Zweckmäßigerweise werden die Schalen-Koordinaten (χ_σ_, Υ-™» ζ

SHI 3ΙΏ SEQ

aller an der Bildung der m~ten Kugelschale beteiligten Farborte durch Permutation und Vorzeichenumkehr aus einem geordneten, der Kugelgleichung mit dem RadiusΎπΓ genügenden Koordinaten-Tripel ermittelt. · .

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Schalen-Koordinaten (χ ,

Yorn» ^zo_m) ^{der an den} einzelnen Schalen (m) beteiligten

SuJ Sin .

Farborte., bezogen auf den Schalenmittelpunkt, ermittelt werden, und daß die Farbkomponenten (x., y., z.) der zu belegenden Farborte um einen Proben-Farbort als Schalenmittelpunkt aus.

den Schalen-Koordinaten (x_Dn> y_Dn» ^z _Dn^ ^{des betref}fenden Proben-Farbortes (n) nach den Gleichungen:

V — V +X

i " pn sm

V₁=V +V

^Ji ^Jpn ^Jsm

^zi ^{= z}pn ^{+ z}sm

berechnet werden.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Bildung der Schalen beim Erreichen eines vorgegebenen Abstandes zu einem Proben-Farbort abgebrochen wird.

Bevorzugt ist der Abstand von der Anzahl der in der ,farbigen Fläche ausgemessenen Probenpunkte abhängig.

Eine Variante besteht darin, daß die Bildung der Schalen dann abgebrochen wird, wenn.bei der Überprüfung der Farborte mit einer bestimmten Häufigkeit bereits mit Identifikationssymbolen belegte Farborte angetroffen werden.

17 16

Alternativ wird die Schalenbildung beim Tangieren der Schalen benachbarter Proben-Farborte abgebrochen.

Eine vorteilhafte Verbesserung besteht darin, daß den Farbraumelementen (Farborten) Speicherplätze eines ersten Speichers (Farberkennungs-Speicher) zugeordnet werden, die durch die digitalisierten Farbkomponenten der betreffenden Farbraumelemente adressierbar sind, daß die Identifikationssymbole unter den Adressen abgelegt werden, welche ihren zugeordneten Farbkomponenten entsprechen,

daß vor der Farbbestimmung eine aus den jeweils beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln (x , y , ζ ) und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) und die Schalen-Koordinaten (x_orri, y_om, z_om) für die einzelnen

oin srn oiii

Schalen als Schalen-Liste in einem dritten Speicher (Schalen-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt werden, daß die Adressen des zweiten und dritten Speichers fortlaufend aufgerufen und aus der Proben-Liste und der Schalen-Liste die Adressen der mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätze des ersten Speichers, berechnet werden, daß die den berechneten Adressen zugehörigen Speicherplätze des ersten Speichers auf Belegung mit Identifikationssymbolen überprüft und auf diesen, im Falle einer Nichtbelegung, die Identifikationssymbole der entsprechenden Proben abgelegt werden, daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden Speicheradressen des ersten Speichers aufrufen, . und daß die' zugeordneten Identifikationssymbole aus dem ersten Speicher ausgegeben werden.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich der Farbort mindestens

eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. in dem Farbbereich als Farbkomponenten bestimmt und festgehalten wird,

daß jedem Proben-Farbort eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, ' daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farborte die Farborte, welche die Proben-Farborte schalenförmig umgeben, Schale für Schale mit wachsendem Abstand von den jeweiligen Proben aufgerufen und auf eine Belegung mit Identifikations-Symbolen hin überprüft werden,

daß einem von einem Proben-Farbort aus aufgerufenen Farbort das Identifikationssymbol der zugehörigen Probe zugeordnet wird, falls der betreffende Farbort noch nicht mit einem Identifikationssymbol belegt ist,

daß die Schalenbildung um die Proben-Farborte abgebrochen wird, daß anschließend den noch nicht belegten Farborten jeweils das Identifikationssymbol des im Farbraum räumlich am nächsten" liegenden Proben-Farbortes zugeordnet wird, und daß die farbige Fläche bei der eigentlichen Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw. Farborten zuvor zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

Dazu ist in zweckmäßiger Weise vorgesehen, daß vor der Farbbestimmung eine aus den jeweils beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln (x , y , ζ ) und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) und die Schalen-Koordinaten (x_orr,, y_cm, z_oiT1) für die einzelnen Schalen als sin sni sin

Schalen-Liste in einem dritten Speicher (Schalen-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt werden,' daß die Adressen des zweiten und dritten Speichers fortlaufend aufgerufen und aus der Proben-Liste und der Schalen-Liste die Adressen der mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicher-

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platze berechnet werden,

daß die den berechneten Adressen zugehörigen Speicherplätze ^; des ersten Speichers auf Belegung mit Identifikationssymbolen überprüft und auf diesen, im Falle einer Nichtbelegung, die Identifikatiohssymbole der entsprechenden Proben abgelegt werden,

daß nach Abbruch der Schalenbildung die Farbkomponenten bzw. Adressen der noch zu belegenden Speicherplätze (Farborte) des ersten Speichers nacheinander und dazwischen jeweils die Adressen des zweiten Speichers aufgerufen werden, daß aus den aufgerufenen Farbkomponenten der noch zu belegenden Speicherplätze und der aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Proben-Liste jeweils der kleinste räumliche Abstand und das zugehörige Identifikationssymbol bestimmt wird, daß die Identifikationssymbole unter den aufgerufenen Adressen im ersten Speicher abgelegt werden,

daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden Speicheradressen aufrufen,

und daß die zugeordneten Identifikationssymbole aus dem ersten Speicher ausgegeben werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die sich bei einer farbigen Fläche, deren Farbumfang gegenüber dem theoretisch möglichen Farbraum begrenzt ist, ergebenen Farbkomponenten bzw. Adressen auf den vorhandenen Adressenbereich des ersten Speichers umgerechnet.

Bevorzugt werden die Probenpunkte in der farbigen Fläche mit Hilfe .von opto-elektronischen Wandlern ausgemessen.

Die farbige Fläche wird zweckmäßigerweise auf einem Farbmonitor . dargestellt und die Probenpunkte mit Hilfe eines Cursors ausgemessen. . . .

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Farbkomponenten mit unterschiedlicher Auflösung zu digitalisieren.

Vorzugsweise entsprechen die Farbkomponenten den trichroraatischen Farbmeßwert-Signalen.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Farbkomponenten den Chrominanz-Signalen (x, y) und dem Helligkeits-Signal (z) entsprechen,

und daß die Chrominanz-Signale (x, y) und das Helligkeits-Signal (z) durch Koordinaten-Transformation des R, G, B-Farbraumes in den Chrominanz/Luminanz-Farbraum gewonnen werden.

Eine vorteilhafte Verbesserung besteht darin, daß die Farbkomponenten den Zylinder-Farbkoordinaten (S, T, L) entsprechen, und daß die Zylinder-Farbkoordinaten durch eine Koordinaten-Transformation des Chrominanz/Luminanz-Farbraumes in den Sättigungs(S)/Farbton(T)/Helligkeits(L)-Farbraum gewonnen werden.

Bevorzugt wird um die Grauachse des Sättigungs/Farbton/Helligkeits-Farbraumes ein zylindrischer oder tonnenförmiger Farberkennungsraum für "Grau" gelegt.

Vorzugsweise wird ein Farberkennungsraum im Sättigungs/Farbton/ Helligkeits-Farbraum durch eine entsprechende Koordinaten-Transformation in Richtung des Farbtones eingeengt.

Eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist durch einen über A/D-Wandler an die opto-elektronischen Wandler angeschlossenen Farberkennungs-Speicher zur Aufnahme von Identifikätionssymbolen, welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist, eine Eingabe-Stufe zur Zuordnung von Identifikationssymbolen,

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einen mit der Eingabe-Stufe und den A/D-Wandlern verbundenen Proben-Speicher zur Ablage einer aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildeten Proben-Liste,

ein an den Farberkennungs-Speicher und den Proben-Speicher angeschlossenes Adreß-Steuerwerk zum Aufrufen von Färb- · komponenten und zur Anwahl der Adressen des Proben-Speichers und des Farberkennungs-Speichers,

und eine mit dem Proben-Speicher, dem Adreß-Steuerwerk und dem Farberkennungs-Speicher in Verbindung stehende Rechenschaltung zur Ermittlung der Identifikationssymbole aus den aufgerufenen Farbkomponenten und der Proben-Liste gekennzeichnet.

Eine vorteilhafte andere Anordnung zur Durchführung des Ver-. fahrens ist durch einen über A/D-Wandler an die opto-elektronischen Wandler angeschlossenen Farberkennungs-Speicher zur Aufnahme von Identifikationssymbolen, welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist; eine Eingabe-Stufe zur Zuordnung von Identifikationssymbolen, einen mit der Eingabe-Stufe und den A/D-Wandlern verbundenen Proben-Speicher zur Ablage einer aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildeten Proben-Liste,

einen Schalen-Speicher zur Ablage der Schalen-Koordinaten' in Form einer Schalen-Liste,

ein an den Proben-Speicher und den Schalen-Speicher angeschlossenes Adreß-Steuerwerk zum Aufrufen der Proben-Liste und der Schalen-Liste, , · .

eine mit dem Proben-Speicher, dem Schalen-Speicher und dem Farberkennungs-Speicher verbundene Rechenschaltung zum Berechnen und Aufrufen der Adressen von mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätzen des Farberkennungs-Speichers und zur Ermittlung der zugehörigen Identifikationssymbole, - . .

und eine Schaltungsstufe zur Überprüfung der aufgerufenen Speicherplätze auf Belegung mit Identifikationssymbolen gekennzeichnet.

Eine weitere vorteilhafte Anordnung ist durch einen über A/D-. Wandler an die opto-elektronischen Wandler angeschlossenen Farberkennungs-Speicher zur Aufnahme von Identifikationssymbolen, welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist, eine Eingabe-Stufe zur Zuordnung von Identifikationssymbolen, einen mit der Eingabe-Stufe und den A/D-Wandlern verbundenen Proben-Speicher zur Ablage einer aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildeten Proben-Liste,

einen Schalen-Speicher zur Ablage der Schalen-Koordinaten in Form einer Schalen-Liste,

ein" an den Proben-Speicher und den Schalen-Speicher angeschlossenen Adreß-Steuerwerk zum Aufrufen der Proben-Liste und der Schalen-Liste,

eine mit dem Proben-Speicher dem Adreß-Steuerwerk, dem Schalen-Speicher und dem Farberkennungs-Speicher verbundene Rechenschaltung zum Berechnen und Aufrufen der Adressen von mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätzen des Farberkennungs-Speichers und zur Ermittlung der zugehörigen Identifikatianssymbole,

und eine Schaltungsstufe zur Überprüfung der aufgerufenen Speicherplätze auf Belegung mit Identifikationssymbolen gekennzeichnet .

Eine Variante der Anordnungen sieht vor, daß zwischen den opto-elektronischen Wandlern und den A/D-Wandlern eine Schaltungsstufe zur Koordinaten-Transformation des R, G, B-Farbraumes in den Chrominanz/Luminanz-Farbraum angeordnet ist.

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Alternativ wird der Schaltstufe eine weitere Schaltstufe zur Koordinaten-Transformation des Chrominanz/Lurninanz-Farbraumes in den Sättigungs/Farbton/Helligkeits-Farbraum nachgeschaltet.

Ausführungsbei spiele Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger .Ausführungsbeispiele und der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen·:

Figur 1: eine erste Schaltungsanordnung zur Farberkennung; '

Figur 2: ein Flußdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung;

Figur 3: einen in Raumelemente unterteilten Chrominanz-Luminanz-Farbraum;

Figur 4: eine grafische Darstellung zur räumlichen Abstandsbestimmung von Raumelementen;

Figur 5: einen Schnitt durch den Chrominanz-Luminanz-Farbraum;

Figur 6: ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Farberkennung;

Figur 7· ein Flußdiagramm zur Ermittlung der Schalen-Koordinaten; Figur 8: grafische Darstellungen zur Bildung der Kugel-Schalen;

Figur 9: ein Flußdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung;

^{w w} -18-

Figur 10: ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Farberkennung;

Figur 11: ein Flußdiagramni zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung; .

Figur 12: ein weiteres Flußdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung;

Figur 13: eine Variante der Schaltungsanordnungen;

Figur m: einen Schnitt durch den Sättigungs/Farbton/Helligkeits-Farbraum; · ·

Figur 15: ein Anwendungsbeispiel für die Schaltungsanordnungen bei einem Farbscanner für den Textil-, Dekor- oder Verpackungsdruck;

Figur 16: ein Anwendungsbeispiel für die Schaltungsanordnungen bei einem Farbscanner für den Mehrfarbendruck.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Farberkennung bzw. Farbtrennung und Fig. 2 ein Flußdiagramni zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise.

Die zu analysierende Farbvorlage kann eine Bild- oder Mustervorlage für den Mehrfarbendruck oder für den Textil-, Dekor- und Verpackungsdruck, aber auch ein Musterentwurf zur Gewinnung von .Steuerdaten für Textilverarbeitungsmaschinen sein. Unter einer Farbvorlage soll auch ein farbiger Druckträger und allgemein jede farbige Fläche oder' Oberfläche verstanden werden.

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Die Farbvorlage soll aus nebeneinanderstehenden, flächig angelegten Farben und aus verlaufenden Farben bestehen. Die flächigen Farben weisen z. B. aufgrund von Farbtoleranzen oder eines ungleichmäßigen Farbauftrages Farbabweichungen auf. Bei der Farberkennung besteht das Problem, die einzelnen flächigen Farben voneinander zu trennen, und die Farbabweichungen innerhalb einer Fläche zu einer Farbe zusammenzufassen. In den verlaufenden Farben, d. h. in den Farben mit allmählichen

Änderungen der Sättigung und/oder Helligkeit, sind die Farbabwandlungen vom Design her beabsichtigt. Bei der Farberkennung besteht dann das Problem, die einzelnen Farbabwandlungen (Verläufe) voneinander zu trennen, oder auch gegebenenfalls mehrere Farbabwandlungen zu einer Farbe zusammenzufassen.

Die Farbvorlage 1, die auf einem Vorlagenträger 2 angebracht ist, wird von zwei Lichtquellen 3 und 4 mit bekannter Spektralzusamraensetzung beleuchtet, und das reflektierte oder durchgelassene Abtastlicht gelangt über Objektive 5 und 6 und über eine Blende 7 in ein Abtastorgan 8. In dem Abtastorgan 8 wird das Abtastlicht mittels zweier dichroitischer Farbteiler 9 und 10 in drei Teilstrahlen aufgespalten, die durch Korrektur-Farbfilter 11, 12 und 13 auf drei opto-elektronische Wandler 1*J, Ί5 und 16 fallen. Die Wandler 14, 15 und 16 formen das empfangene Teillicht entsprechend den Intensitäten der Grundfarben-Anteile an den abgetasteten Farben in die primären Farbmeßwert-Signale R, G und B um, welche die Raumkoordinaten der zugehörigen Farbo'rte in dem kartesischen R, G, B-Farbraum darstellen.

Die Farbmeßwert-Signale R, G und B werden in einer Logarithmier-Stufe 17 logarithmiert und/oder nach einer Gradationskurve modifiziert. In einer Umformer-Stufe 18 erfolgt eine Matrizierung der Farbmeßwert-Signale R, G und B in die Chrominanz-Signale χ und y und in das Luminanz-Signal ζ nach der Beziehung:

χ = a-.R + a₁₂ ^G + ^ai3^B y =' a₂₁R + a₂₂ ^G + a₂gB ζ = a^.R + ao₂G + a^B

Die Matrizierung entspricht einer Transformation des R, G, B-Farbraumes in den Chrominanz-Luminanz-Farbraum, wobei die Chrominanz-Signale χ und y die Farbkoordinaten der Farborte in der Chrominanzebene und die Luminanz-Signale ζ die dritte Koordinate (Grauachse) darstellen. Transformationen dieser Art sind in der^Fernsehtechnik geläufig.

Die Chrominanz-Signale χ und y und das Luminanz-Signal ζ werden in A/D-Wandler 19, 20 und 21 in digitale Signale mit einer Wortlänge -von jeweils 5 Bit umgewandelt, die über Ausgangsleitungen 22, 23 und 24 ausgegeben werden. Die Digitalisierung kann auch mit unterschiedlicher Auflösung erfolgen.

Zur Erläuterung zeigt Fig. 3 wie der gesamte Chrominanz-Luminanz-Farbraum 25 in eine Vielzahl von Farbraumelementen 26, im Ausführungsbeispiel 32 χ 32 χ 32, unterteilt ist, von denen der Übersichtlichkeit wegen nur einige angedeutet sind. Die Farbe eines Farbraumelementes 26 bzw. seine Lage in dem Chrominanz-Luminanz-Farbraum 25 ist· durch einen Raumvektor F oder durch die entsprechenden Farbraumkoordinaten x, y und ζ definiert.

Den einzelnen Farben oder Farbraumelementen 26 werden freiwählbare Identifikationssymbole, z. B. Farbnummern (F-Nr.) 1, 2, usw. zugeordnet. Jeder Farbbereich in der Farbvorlage 1, der bei der Farbtrennung.als zu einer Einzelfarbe zugehörig erkannt werden soll, ist im Chrominanz-Farbraum 25 durch einen Farberkennungsraum 27 abgegrenzt. Die Farbraumelemente 26, die zu einem Farberkennungsraum gehören, sind mit derselben Farbnummer belegt.

217166

Fig. 3 zeigt einen ersten Farberkennungsraum 271 mit der Farbnummer "1" sowie Teile eines zweiten Farberkennungsraumes mit der Farbnummer "2" und eines dritten Farberkennungsraumes mit der Farbummer "3"· Die Anzahl der Farberkennungsräume 27 richtet sich nach der Anzahl der 2u trennenden Farben. Im allgemeinen grenzen die einzelnen Farberkennungsräume lückenlos aneinander, so daß keine Undefinierten Zustände auftreten.

Die Schaltungsanordnung zur Farberkennung gemäß Fig. 1 weist einen Farberkennungs-Speicher 28 mit einem Adreß-Eingang 29, einem Daten-Eingang 30 und einem Daten-Ausgang 31 auf. Der Farberkennungs-Speicher 28 hat im Ausführungsbeispiel eine Kapazität von 32 χ 32 χ 32 ä M Bit. Jedem Speicherplatz ist ein Farbraumelement 26 des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes 25 zugeordnet. Jeder Speicherplatz ist. durch die Farbkoordinaten x, y und ζ des betreffenden Farbraumelementen 26 adressierbar. Auf den Speicherplätzen sind die Farbnuramern "1" bis "16" abgelegt, die den Farbraumelementen 26 zugeordnet wurden.

Die Ausgangsleitungen 22, 23 und 24 der A/D-Wandler 19, 20 und 21 sind zu einem Adreß-Bus 32 zusammengefaßt, der über einen Umschalter 33 mit dem Adreß-Eingang 29 des Farberkennungs-Speichers 28 verbunden ist. Die digitalen Signale x, y und ζ ä 5 Bit werden jeweils zu einer Adresse ä 15 Bit zusammengefaßt und zur Anwahl der Speicheradressen über den Adreß-Bus an den Farberkennungs-Speicher 28 ausgegeben.

Für die spätere Farberkennung der Vorlagenfarben werden den betreffenden Farbkoordinaten-Kombinationen x, y und ζ die gewünschten Farbnummern zugeordnet und unter entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 abgelegt.

& - 22 -

Bei der eigentlichen Farberkennung tastet dann das Abtastorgan die Farbvorlage 1 punkt- und zeilenweise durch eine Relativbewegung zwischen Abtastorgan 8 und Vorlagenträger 2 ab. Die dabei gewonnenen^Farbkoordinaten (Adressen) rufen über den Adreß-Bus und den Umschalter 33 die zugehörigen Farbnummern im Farberkennungs-Speicher 28 auf, die über den Daten-Ausgang 31 aus dem Farberkennungs-Speicher 28 ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Der Umschalter 33 befindet sich dann in der gestrichelt dargestellten Schaltfstellung.

Soll beispielsweise ein bestimmter Farbbereich als Einzelfarbe mit der Farbnummer "N" erkannt werden, so ordnet man allen in diesen Farbbereich fallenden Farbkoordinaten-Kombinationen (Adressen-Kombinationen) x, y und ζ im Farberkennungs-Speicher die Farbnummer "N" zu. .Treten bei der späteren Vorlagenabtastung diese Adressen-Kombinationen wieder auf, ist die zugehörige Farbe mit der Farbnummer "N" erkannt.

Falls der Farbbereich, der von der Farbvorlage 1 umfaßt wird, wesentlich kleiner als der theoretisch mögliche R, G, B-Farbraum oder Chrominanz-Luminanz-Farbraum ist, kann zur vollständigen Ausnutzung des Farberkennungs-Speichers 28 in vorteilhafter Weise eine entsprechende Adressenumrechnung vorgenommen werden.

In der Praxis sind häufig eine große Anzahl von Vorlagenfarben voneinander zu trennen, so daß eine ebensolche Anzahl von Farberkennungsräumen zu definieren und Farbnummern in den Farberkennungs-Speicher 28 einzugeben sind. .

Ermittlung der Farbnummern und Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 erfolgen er.findungsgemäß anhand der zu analysierenden Farbvorlage 1 mit Hilfe des Äbtastorgans 8 und einer Zuordnungs-Schaltung 3^·

/ I OO - 23 - '

Die Zuordungs-Schaltung 34 besteht aus einer Eingabe-Stufe 35, einem Proben-Speicher 36, einem Adreß-Steuerwerk 37 und einer Rechenschaltung 38. Die Eingabe-Stufe 35 weist ein erstes Bedienungsfeld 35' mit einer Zehnertastatur zur Vorgabe von Farbnummern und ein zweites Bedienungsfeld 35''mit einer Anzahl von Betriebstasten auf.

Die Wirkungsweise der Zuordnungs-Schaltung 34 soll im folgenden näher erläutert werden.

Um die für eine vollständige oder nahezu vollständige Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 erforderliche große Anzahl von Farbnummern zu gewinnen, wird nach dem Erfindungsgedanken zunächst eine wesentlich geringere Anzahl von Farbproben aus der Farbvorlage 1 entnommen und diesen Farbproben Farbnummern zugeordnet. Damit ist ein Stützgerüst geschaffen, von dem aus die zum Aufbau der Farberkennungsräume erforderlichen Farbnummern selbsttätig ermittelt und in den Farberke'nnungs-Speicher 28 abgelegt werden.

Probenentnahme

In einem ersten Schritt wird für jede zu erkennende Farbe mindestens eine Farbprobe aus der Farbvorlage 1 entnommen und jeder Farbprobe eine Farbnummer zugeordnet. Dazu werden mit dem Abtastorgan 8 charakteristische Probenpunkte P in den einzelnen Farben angefahren und die Farbmeßwert-Signale R, G und B ausgemessen. Die auf diese Weise gewonnenen Proben-Farbkoordinaten χ , y und ζ gelangen über den Adreß-Bus 32 an den Daten-Eingang 39' des Proben-Speichers 36. Gleichzeitig erstellt der Bediener eine Proben-Liste, indem er mittels der Eingabe-Stufe 35 jedem Tripel von Proben-Farbkoordinaten χ ,* y und ^z _Dn .05 Bit)'eine Farbnummer "N" (4 Bit) zuordnet, welche über den Daten-Bus 40 an den Daten-Eingang 39'.' des Proben-Speichers 36 gegeben werden..

Jede Zeile der Proben-Liste wird unter fortlaufenden Adressen, die vom Adreß-Steuerwerk 37 über den Adreß-Eingang 41 aufgerufen werden, in dem Proben-Speicher 36 als 19-Bit-Speicherworte abgelegt. Dazu betätigt der Bediener zwischen den einzelnen Probenentnahmen eine Betriebs-Taste 42 "Probe" in dem Bedienungsfeld 35''der Eingabe-Stufe 35, wodurch ein entsprechender Befehl auf einer Leitung 43 die Adressen im Adreß-Steuerwerk 37 jeweils um eins erhöht.

Die Anzahl der Farbproben richtet sich im wesentlichen nach der Art der zu erkennenden Farben, nach der Farbvorlage und nach der geforderten Genauigkeit bei der Farbtrennung.

Im folgenden wird ein Beispiel für die Erstellung einer Zuordnungs-Liste gegeben.

Eine zu erkennende Farbe "blau" in einer Fläche 44 der Farbvorlage 1 möge eine homogene Sättigung und Helligkeit aufweisen. In diesem Falle genügt es, nur eine Farbprobe in einem Probenpunkt P- zu entnehmen und den Proben-Farbkoordinaten χ -, y - und ζ .. der Erkennungsfarbe "blau" z. B. die Farbnummer "1" zuzuordnen.

Eine zweite zu erkennende Farbe in einer Fläche in einer Fläche 45 möge verlaufend sein, z. B. die Farbbereiche "hellrot" und "dunkelrot" aufweisen, die zu einer Erkennungsfarbe "rot" zusammengefaßt werden sollen. In diesem Falle wird zunächst der Probenpunkt Pp im Farbbereich "hellrot" ausgemessen und den Proben-Farbkoordinaten χ ~, y „ und ζ ~ die Farbnummer "2"

pd pd pd

der Erkennungsfarbe "rot" zugeordnet.

Danach wird dem Probenpunkt P- im Farbbereich "dunkelrot" eine Farbprobe entnommen und den Proben-Farbkoordinaten ζ _, y - und

21-7 66

ζ - ebenfalls die Farbnummer "2" der Erkennungsfarbe "rot" zugeordnet.

Eine dritte Farbe in einer weiteren Fläche 46 der Farbvorlage 1 möge ebenfalls verlaufend sein, z. B. die Farbbereiche "hellgelb", "mittelgelb" und "dunkelgelb" aufweisen, die voneinander getrennt werden sollen. In diesem Falle wird mindestens eine Farbprobe in jedem Farbbereich entnommen (Probenpunkte P₁,, P,- und Pg) und den zugehörigen Proben-Farbkoordinaten x_Dij, y ^ und Z^ die Farbnummer "3" der Erkennungsfarbe "hellgelb", den Proben-Farbkoordinaten x^r-, y r- und ζ ,- die Farbnummer "l|"

PD⁷ PD p5

der Erkennungsfarbe "mittelgelb" und schließlich den Proben-Farbkoordinaten Xg, y g und ζ g die Farbnummer "5" der Erkennungsfarbe "dunkelgelb¹¹ zugeordnet..

Mit der Entnahme einer Farbprobe aus dem η-ten .Probenpunkt und Zuordnung der Farbnummer "N" ist die folgende Proben-Liste erstellt und abgespeichert:

Speicherwert

Probenpunkt	Adresse	F-Nr.	Proben-Fa	rbko
P1	1	1	xpl; yp1;	ZP1
P2	2'	2	xp2; yp2;	ZP2
V	3	2	V * V * P3' yp3'	ZP3
	1J	3	XpI1; ypil;
V	5	21	xp5; yp5;	ZP5
V	6	5	p6' yp6'	ZP6

^Pn ^{n N x}pn^{; y}pn^{; z}pn

Die Farbvorlage 1 kann auch auf einem Farbmonitor dargestellt und die Farbproben mittels eines Cursors und einer geeigneten Meßschaltung ermittelt werden. Dazu wird die Farbvorlage 1 mit einer Fernsehkamera abgetastet. Im Falle, daß die zu analysierende Farbvorlage 1 bereits vorher in einem Farbscanner abgetastet wurde und die digitalen Farbinformationen in einem Bildspeicher abgelegt sind, werden die Farbinformationen in einen Bildwiederholspeicher geladen und zur Darstellung auf dem Farbmonitor zyklisch ausgelesen.

Ermittlung der Farbnummern

Nach dem beschriebenen ersten Schritt der Probenentnahme sind bereits denjenigen Farbraumelementen, die einer Farbprobe entsprechenden (Proben-Farbraumelemente), Farbnummern zugeordnet. Anschließend wird jedes weitere Farbraumelement (x.; y·; z.) mit der Farbnummer des räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbraumelementes (x__n, y _n, ζ ) belegt. Zur Ermittlung der Farbnummern ist eine Abstandsrechnung'im Farbraum zwischen einem zu belegenden Farbraumelement und den einzelnen Proben-Farbraumelementen und die Bestimmung des geringsten Abstandes erforderlich.

Zur Erläuterung zeigt Fig. ¹J nochmals den Chrominanz-Luminanz-Farbraum 25 mit einem zu belegenden Farbraumelement 26, das durch den Raumvektor F-. bzw. durch die Farbkoordinatentripel x., y. und z. definiert ist, und mit zwei Proben-Farbraumelementen 26' und 26'', die durch die Raumvektoren F .. und F ~ bzw. die Farbkoordinaten (x -. , Y₀-Ii ^z _Di) sowie (^₀₂' ^yD2' ζ _o) festgelegt sind. Die Proben-Farbraumelemente 26' und 26'' haben die Abstände d-, und d₂ von dem zu belegenden Farbraumelement 26. Dem Proben-Farbraumelement 26' möge die Farbnummer "1" und dem Proben-Farbraumelement 26'' die Farbnummer "2" zugeordnet sein.

2171

Der Abstand d eines Farbraumelementes (x·, y^, z.) zu einem Proben-Farbraumelement (x , y , ζ ), wird nach der vektoriellen Abstandsgleichung:

r~r—— ρ - —^ rj-j

η ι ι pn i pn i pn

ermittelt.

In dem gewählten Beispiel werden demnach die Abstände d.. und dp berechnet und miteinander verglichen. Da dp <d.. ist, wird das Farbraumelement 26 mit der Farbnummer "2" belegt. Falls zwischen dem aufgerufenen Farbraumelement und mehreren Proben-Farbraumelementen derselbe Abstand, festgestellt wird, könnte eine Mehrheitsentscheidung durchgeführt werden, indem dem aufgerufenen Farbraumelement die in den gleichabständigen Farbproben am häufigsten auftretende Farbnummer zugeordnet wird.

Zur Ermittlung der Farbnummer eines aktuellen Farbraumelementes könnten auch die umgebenen Farbraumelemente mit wachsendem Abstand abgefragt und auf die Belegung mit einer Farbnummer überprüft werden. Das aktuelle Farbraumelement erhält_odann die Farbnummer, die beim Abfragen der Umgebung zuerst angetroffen wird.

Die Ermittlung der Farbnuramern und das Füllen des Farberkennungs-Speichers 28 wird in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 folgendermaßen durchgeführt.

6 6 · - 28 -

Der Bediener betätigt eine Betriebs-Taste 47 "Speicherfüllung" in dem Bedienungsfeld 35'' der Eingabe-Stufe 35, wodurch ein Steuerbefehl über eine Leitung 48 an das Adreß-Steuerwerk 37 gegeben wird.

Das Adreß-Steuerwerk 37 ruft die Farbkoordinaten x., y."und z. eines zu belegenden Farbraumelementes (Speicherplatzes) auf und übermittelt diese Farbkoordinaten über einen Daten-Bus 49 und einen Daten-Eingang 50 an die Rechenschaltung 38.

Das Adreß-Steuerwerk 37 ruft außerdem über den Adreß-Eingang die erste Adresse des Proben-Speichers 36 auf, unter der die Proben-Farbkoordinaten χ ., y ^ und ζ - sowie die zugehörige Farbnummer der ersten Probe (erste Zeile der Proben-Liste) abgelegt sind und transferiert diese Werte über die Daten-Busse 52 und 52 und über die Daten-Eingänge 53 und 54 ebenfalls in die Rechenschaltung 38.

Die Rechenschaltung 38 ermittelt jetzt den Abstand d* nach der oben angegebenen Gleichung und legt den errechneten Wert in einem internen Register ab.

Dann ruft das Adreß-Steuerwerk 37 die zweite Adresse des

Proben-Speichers 36 auf und überschreibt die zweite Zeile der

Proben-Liste mit den Angaben über die zweite Farbprobe in die

•Rechenschaltung 38, welche jetzt den Abstand d~ ermittelt und speichert. Dieser Vorgang ist mit der Berechnung des Abstandes

d zu der η-ten Farbprobe abgeschlossen, und gleichzeitig ist auch der geringste Abstand d, festgestellt.

Die vom Adreß-Steuerwerk 37 aufgerufenen Farbkoordinaten x^, y. und z. rufen gleichzeitig über einen Adreß-Bus 55 und den

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Umschalter 33, der sich in der dargestellten Schaltstellung befindet, die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 auf. Die Farbnummer, die dem festgestellten geringsten Abstand d . zugeordnet ist, wird aus der Rechenschaltung-38 über einen Daten-Bus 56, einen'weiteren Umschalter 57 und über den Daten-Eingang 30 in den Farberkennungs-Speicher 28 überschrieben und unter der angewählten Adresse abgelegt.

Anschließend ruft das Adreß-Steuerwerk 37' die Farbkoordinaten (Adressen) eines weiteren zu belegenden Farbraumelementes (Speicherplatzes) auf, und die Ermittlung der Farbnummern und deren Überschreibung in den Farberkennungs-Speicher 28 läuft wie zuvor beschrieben - ab.

Das Adreß-Steuerwerk 37 kann die Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 in einer beliebigen Reihenfolge aufrufen oder auf einen bestimmten Bereich beschränken, wenn nur ein oder mehrere Farberkennungsräume abgegrenzt werden sollen.

Farbraumelemente dieser Chrominanzebene mit Farbnummern belegt.

Um die Proben-Farbraumelemente 261, 262 und 263 haben sich drei

Farberkennungsräume gebildet, die durch die Linien 59 voneinander

abgegrenzt sind. ο

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Farberkennung, die sich gegenüber der Fig. 1 durch eine geänderte Zuordnungs-Schaltung 3^' unterscheidet.

Die Zuordnungs-Schaltung 3^' besteht wiederum aus der Eingabe-Stufe 35, dem Proben-Speicher 36, dem .Adreß-Steuerwerk 37_t einer modifizierten Rechenschaltung 38' und zusätzlich aus einem Schalen-Speicher 62 und einer Tor-Schaltung 63. Die Wirkungsweise der Zuordnungs-Schaltung 3¹*' soll im folgenden näher erläutert .... werden. . · .

21 7 1 _ _ ₃₀

Die Probenentnahme entspricht dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahren, so daß gleich auf die Füllung des Farberkennungs-Speichers eingegangen werden kann.

Füllung des Farberkennungs-Speichers

Nach der Probenentnahme sind bereits denjenigen Farbraumelementen, die einer Farbprobe entsprechen (Proben-Farbraumelemente), Farbnummern zugeordnet. Anschließend werden, ausgehend von. diesen Proben-Farbraumelementen, die Farberkennungsräume aus den einzelnen Farbraumelementen aufgebaut, die zugehörigen Farbnummern ermittelt und schließlich die ermittelten Farbnummern im Farberkennungs-Speicher 28 abgelegt.

Die Ausdehnung der Farberkennungsräume im Chrominanz-Luminanz-Farbraum.erfolgt nach dem Erfindungsgedanken kugel- oder würfelförmig, indem um die Proben-Farbraumelemente Kugelschalen mit wachsenden Radien oder Würfelschalen gelegt werden. Die zur Bildung der Kugelschalen oder Würfelschalen herangezogenen Farbraumelemente werden gleichzeitig daraufhin überprüft, ob sie bei der Probenentnahme bereits mit einer Farbnummer belegt wurden oder nicht. Im Falle, daß einem überprüften Farbraumelement noch keine Farbnummer zugeordnet ist, erhält dies die Farbnummer des zugehörigen, zentralen Proben-Farbraumelementes. Ist das überprüfte Farbraumelement dagegen bereits mit einer Farbnummer belegt, wird die Ausdehnung des Farberkennungsraumes an diesem Ort abgebrochen. Im Ausführungsbeispiel werden Kugelschalen gebildet.

Diese Vorgänge sollen eingehend erläutert werden.

Aufbau der Kugelschalen

Die einzelnen Kugelschalen um die Farbproben herum werden durch entsprechende Farbraumelemente angenähert. Die .Raumvektoren F der an der Kugelschalen-Bildung beteiligten Farbraumelemente bzw.

217166

deren Schalen-Koordinaten x__m, y und ζ , bezogen auf ein Hilfs-Koordinatensystem mit dem Ursprung in der jeweiligen Farbprobe, wurden bereits vor der Farberkennung ermittelt und in dem Schalen-Speicher 62 Kugelschale für Kugelschale listenmäßig abgelegt. . .

Die Schalenkoordinaten χ , y und z„_ genügen der allgemeinen Kugelgleichung: . , .

^rm =

mit dem Radius r. = 1 für die erste Kugelschale, dem Radius V₀ = ~1 2 für die zweite Kugelschale, dem Radius r, ="] 3 für

•ν—'

u taxxgcwcxu uixi/ ucui rvctuxuu i' = \ m

für die m-te Kugelschale.

die dritte Kugelschale und allgemein mit dem Radius r_m

Die Menge aller ganzzahligen Wertetripel, die jeweils der Kugel gleichung für einen vorgegebenen Radius r genügt, d. h. deren Quadratsumme gleich m ist, bildet die Schalen-Koordinaten x_om,

y„_m und z„_m der zur m-ten Kugelschale gehörigen Farbraumele-

S III SHI

mente. Ausgehend von mindestens einem repräsentativen und geord neten Schalen-Koordinatentripel für die m-te Kugelschale werden alle übrigen Schalen-Koordinaten x_om, y_om und ζ_οΐγ1 durch

Sin SjjJ SlU

Permutation und Vorzeichenumkehr gewonnen.

Die Ermittlung der Schalen-Koordinaten mit Hilfe von Digitalzählern, die in Fig. 7 anhand eines Flußdiagramms erläutert wird, sieht z. B. folgendermaßen aus:

Nullte Kugelschale (r = O) "

Sie entspricht jeweils einem Proben-Farbraumelement mit den Proben-Farbkoordinaten χ , y

pn' ^J

Koordinaten sind gleich Null.

Proben-Farbkoordinaten χ , y und ζ . Die Schalen-

pn' ^J pn pn

δ U 9 - 32 -

Erste Kugelschale (r. =1)

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel: (0,0,1) Schalen-Koordinaten: (0,0,1); (0,1,0); (1,0,0); (-1,0,0);

Zweite Kugelschale (r₂ -\2)

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel: (0,1,1) Schalen-Koordinaten: (0,1,1); (1,0,1); (1,1,0); (0,1,-1) usw

Dritte Kugelschale (r- -

Repräsentatives Schalen-Koordinatentripel: (1,1,1).

Daraus ergeben sich wiederum die entsprechenden Schalen-Koordinaten.

Fig. 8 zeigt die Bildung der ersten drei Kugelschalen aus den Farbraumelementen 26 in einer räumlichen Darstellung.

In a) ist ein Proben-Farbraumelement 26', in b) sind die Farbraumelemente 26 der ersten Kugelschale um dieses Proben-Farbraumelement 26' herum, inc) zusätzlich die Farbraumelemente 26 der zweiten Kugelschale und in d) die weiteren Farbraumelemente 26 der dritten Kugelschale dargestellt. Gleichzeitig sind jeweils das repräsentative Farbraumelement 26'' und seine Schalen-Koordinaten angedeutet.

Ermittlung der Farbkoordinaten (Adressen x.; y.; z.)

Die Farbkoördinaten x., y. und z. der an der Kugelschalen-Bildung um eine Farbprobe beteiligten Farbraumelemente 26 in dem

Chrominanz-Luminanz-Farbraum bzw. die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 ergeben sich aus den Schalen- und den Proben-Farbkoordinaten χ .

Koordinaten	xsm'	ysm	' zsm und	den
ypn und zph	nach	den	Gleichungen:
			xi = xpn "
			yi = ypn -
			zi = zpn H
' xsm
" ysm
h zsm

Die Bestimmung der einzelnen Farbkoordinaten-Tripel erfolgt in der Reihenfolge, daß zunächst nacheinander um jede Farbprobe die erste Kugelschale, anschließend um jede Farbprobe die zweite Kugelschale usw. gelegt wird. Diesen Ablauf verdeutlicht das Flußdiagramm der Fig. 9·

Das Belegen der Speicherplätze des Farberkennungs-Speichers mit Farbnummern wird durch Betätigen einer Betriebs-Taste kl "Speicherfüllung¹¹ eingeleitet, wodurch ein entsprechender · Steuerbefehl über eine Leitung 48 an das Adreß-Steuerwerk 37 und die Reehensehaltung 38' gelangt. Dadurch werden zunächst sämtliche Speicherplätze des Farberkennungs-Speichers 28 mit den Farbnummern "0" belegt.

Zur Abfrage der gespeicherten Proben-Liste und Schalen-Liste

steht das Adreß-Steuerwerk 37 über die Adreß-Busse 41 und 64

mit dem Probe-Speicher 36 und mit dem Schalen-Speicher 62 in Verbindung.

Die Schalen-Koordinaten x__m> y_om und z_or„ werden über einen

SHI SHl SIq

Daten-Bus 65, die Proben-Farbkoordinaten χ , y und ζ

pn.' ^J pn pn

über den Daten-Bus 52 und die zugehörigen Farbnummern über den Daten-Bus 51 in die Reehensehaltung 38' überschrieben. Aus den überschriebenen Koordinaten werden in der Reehensehaltung 38'

I O Ο" - 34 -

nach den angegebenen Gleichungen (3) die Farbkoordinaten x., y. und z. ermittelt, welche über den Adreß-Bus 55, den Umschalter und über den Adreß-Eingang 29 die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers .28 aufrufen.

Zunächst werden die Schalen-Liste der nullten Kugelschaie (x =y =z =0) und die gesamte Proben-Liste Zeile für Zeile in die Rechenschaltung 38' eingegeben. In diesem Falle sind die berechneten Farbkoordinaten x., y. und z. jeweils mit den Proben-Farbkoordinaten χ , y und ζ der einzelnen Farbproben identisch, und in dem Farberkennungs-Speicher 28 werden unter den aufgerufenen Adressen die zugehörigen Farbnummern der Farbproben abgespeichert. Die Farbnummern werden von der Reche'nschaltung 38' über den Daten-Bus. 56, die Tor-Schaltung 63, den Umschalter 57 und über den Daten-Eingang 30 an den Farberkennungs-Speichers 28 übermittelt.

In einem nächsten Schritt wird die Schalen-Liste für die erste Kugelschale in die Rechenschaltung 38' eingegeben und erneut die Proben-Liste Zeile für Zeile abgearbeitet, wobei nacheinander die Farbkoordinaten x^ y_i und z^ der ersten Kugelschale um jede Farbprobe berechnet werden. Diese Farbkoordinaten adressieren wiederum den Farberkennungs-Speicher 28. Gleichzeitig wird jeder adressierte Speicherplatz auf seine eventuell schon erfolgte Belegung mit einer Farbnummer überprüft. Dazu ist die Tor-Schaltung 63 über eine Daten-Leitung 66 mit dem Daten-Ausgang 31 des Farberkennungs-Speichers 28 verbunden. Liegt eine Belegung vor, wird die Tor-Schaltung 63 gesperrt, so daß keine Farbnummer über den Daten-Bus 56 in den Farberkennungs-Speicher eingeschrieben werden kann. Liegt dagegen keine Belegung vor,, ist die Tor-Schaltung 63 geöffnet, und unter der momentan aufgerufenen Adresse wird die Farbnummer derjenigen Farbprobe abgespeichert, um die gerade eine Kugelschale gebildet wird.

21 7 I 66 - 35 -

So werden immer mehr Kugelschalen um die einzelnen Farbproben gelegt, bis ein oder mehrere Farberkennungsräume oder der gesamte Farbraum mit Färbnummern belegt sind.

Die Speicherfüllung und die Ausdehnung -der einzelnen Farberkennungsräume um die Farbproben kann beliebig oder nach bestimmten Kriterien abgebrochen werden.

Als Kriterium kann z. B. das Erreichen eines bestimmten Kugelradius¹ oder das Tangieren von Kugeln benachbarter- Farbproben herangezogen. Der Kugelradius, bei dem die Ausdehnung eines Farberkennungsraumes beendet werden soll, könnte von der Anzahl der zu ermittelnden Farbproben abhängig gemacht werden. Der Abbruch ließe sich auch von der Häufigkeit her bestimmen, mit der bei der Kugelschalen-Bildung schon mit Farbnummern belegte Farbraumelemente angetroffen werden. Das Ergebnis der Speicherfüllung verdeutlicht wiederum die Fig. 5. ·

Selbstverständlich läßt sich der Farberkennungs-Speicher 28 auch füllen, indem, wie in Fig. 1 erläutert, nur eine hinreichend große Anzahl von Farbproben aus der Farbvorlage entnommen wird oder indem das Abtastorgan 8 über die betreffende Fläche geführt und über die Zehner-Tastatur die· Fanbnummer ¹¹N" eingegeben wird.

Das beschriebene Verfahren hat ebenfalls den Vorteil, daß durch die Wahl der Farbproben in der Vorlage, Größe, Form und Orientierung der Farberkennungsräume im Farbraum beeinflußt werden können. Hierdurch lassen sich die Farberkennungsräume optimal an die zu trennenden Farbbereiche anpassen, wodurch ebenfalls eine hohe Erkennungssicherheit erreicht wird. Die Farberkennungsräume sind also nicht starr vorgegeben, sondern lassen sich individuell 'durch die Probenentnahme an die momentan abzutastende Farbvorlage anpassen. Es werden daher auch jeweils nur so viele

Farberkennungsräume festgelegt, wie Vorlagenfarben voneinander zu trennen sind.

Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Farberkennung, in der die in den Figuren 1 und 6 beschriebenen Verfahren zur Speicherfüllung kombiniert zur Anwendung kommen. · " .

Die Zuordnungs-Schaltung 3¹I'' besteht demgemäß aus Funktionseinheiten der Zuordnungs-Schaltung 3¹J der Fig. 1 und der Zuordnungs-Schaltung 3lp der Fig. 6.

Die Zuordnungs-Schaltung 34'' weist daher wiederum die.Eingabe-Stufe 35," den Proben-Speicher 36, den Schalen-Speicher 62, das Adreß-Steuerwerk 37, eine geänderte Rechenschaltung 38¹' und die Tor-Schaltung 63 auf.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform-ist folgende: Die Probenentnahme läuft wiederum wie in Fig. 1 beschrieben ab, so daß gleich auf die Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 eingegangen werden kann.

^Ermittlung der Farbnummern und Füllung des Farberkennungs-Speichers

Dieser Vorgang läuft in zwei getrennten Phasen ab. In der ersten Phase (Vorfüllung) dehnen sich die Farberkennungsräume um die einzelnen Proben-Farbraumelemente wie bei dem in Fig. 6 beschriebenend Verfahren in Form von Kugel- oder Würfel-Schalen aus. Dazu werden die entsprechenden Farbraumelemente (Farborte), welche die Proben schalenförmig umgeben, Schale für Schale mit wachsendem Abstand aufgerufen und daraufhin überprüft, ob sie bei der Probenentnahme bereits mit einer Farbnummer belegt wurde oder nicht.

i 7

Im Falle, daß einem überprüften Farbraumelement noch keine Farbnummer zugeordnet ist, erhält dies die Farbnummer des zügehörigen, zentralen Proben-Farbraumelementes. Die Bildung der Kugel-Schalen wurde bereits ausführlich in den Figuren .6, 7, 8 und 9 erläutert.

Zur Einleitung der zweiten Phase wird die Schalenbildung abgebrochen.

In der zweiten Phase werden dann nach dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahren den noch nicht belegten Farbraumelementen die Farbnummern der im Farbraum räumlich am nächsten liegenden Proben-Farborte zugeordnet. Danach ist die Füllung des Farberkennungs-Speichers 28 abgeschlossen.

A. Vorfüllung des Farberkennungs-Speich'ers

In einem nächsten Schritt wird die Schalen-Liste für die erste Kugelschale in die Rechenschaltung 38¹' eingegeben und erneut die Probenliste Zeile für Zeile abgearbeitet, wobei nacheinander die Farbkoordinaten x., y. und z. der ersten Kugelschale um jede Farbprobe berechnet werden. Die Farbkoordinaten adressieren wiederum den Farberkennungs-Speicher 28. Gleichzeitig wird jeder adressierte Speicherplatz auf seine eventuell schon erfolgte Belegung mit einer Farbnummer überprüft.

Liegt eine Belegung vor, wird die Tor-Schaltung 63 gesperrt, so daß keine Farbnummer über den Daten-Bus 56 in den Farberkennungs-Speicher 28 eingeschrieben werden kann. Liegt dagegen keine Belegung vor, ist die Tor-Schaltung 63 geöffnet, und unter der momentan aufgerufenen Adresse wird die Farbnummer derjenigen Farbprobe abgespeichert, um die gerade eine Kugelschale gebildet wird. '

217166

Auf diese Weise werden immer mehr Kugelschalen um die einzelnen Farbproben gelegt, bis die Kugelschalen-Bildung abgebrochen wird. Für den Abbruch der Kugelschalen-Bildung können wiederum die in Fig. 6 angegebenen Kriterien herangezogen werden.

Nach Abbruch der Kugelschalen-Bildung haben sich die einzelnen Farberkennungsräume im Farbraum ausgedehnt. Es sind aber noch nicht allen Farbraumelementen Farbnummern zugeordnet.

B. Restfüllung des Farberkennungs-Speichers

Bei der Restfüllung werden allen bei Abbruch der Schalenbildung noch nicht belegten Farbraumelementen mit den Farbkomponenten x-, y. und z. die Farbnummern der jeweils räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbraumelemente (n) mit den Farbkomponenten x_Dn> y und z_n zugeordnet.

Zur Ermittlung der Farbnummern ist wiederum eine Abstandsrechnung im Farbraum zwischen einem zu belegenden-Farbraumelement und den einzelnen Proben-Farbraumelementen und die Bestimmung des geringsten Abstandes erforderlich. Dieses Verfahren, das bereits ausführlich in den Figuren 1, 2 und 4 beschrieben wurde, läuft folgendermaßen ab: .

Als Kriterium für den Abbruch der Schalenbildung wird im Ausführungsbeispiel das Erreichen eines vorgegebenen Schalenradius' benutzt. Dieser Schalenradius wird in der im Proben-Speicher 36 abgelegten Proben-Liste markiert. Wird dieser Schalenradius beim Abarbeiten der Proben-Liste angetroffen, liefert die Rechenschaltung 38'' über eine Leitung 67 einen Befehl "Abbruch" an das Adreß-Steuerwerk 37·.

Das Adreß-Steuerwerk 37 ruft nacheinander zeilenweise sämtliche Farbkoordinaten x., y. und z. bzw. Adressen des Farberken-

21 71

nungs-Speichers 28 über den Adreß-Bus 55, den Umschalter 33 und über den Adreß-Eingang 29 auf. Gleichzeitig werden die aufgerufenen Speicherplätze auf eine bereits erfolgte Belegung mit Farbnummern überprüft, indem die entsprechenden Farbnummern aus dem Farberkennungs-Speicher 2θ über den Daten-Bus 66 in die Tor-Schaltung 63 gelesen werden. Wird dabei ein mit der FarBnummer "0" besetzter Speicherplatz angetroffen, erzeugt die Tor-Schaltung 63 einen Befehl "Nicht besetzt", der über eine Leitung 68 an das Adreß-Steuerwerk 37 gegeben wird.

Das Adreß-Steuerwerk 37 unterbricht das Aufrufen der Adressen und markiert die betreffende Adresse des noch nicht besetzten Speicherplatzes. . .

Die zugehörigen Farbkomponenten (x-, y., z·) werden vom Adreß-Steuerwerk 37 über einen weiteren Daten-Bus 69 an die Rechenschaltung 38'' übermittelt. Das Adreß-Steuerwerk 37 aktiviert die Rechenschaltung 38'' durch einen Befehl "Abstands- . rechnung" auf einer Leitung 70 und ruft außerdem über den Adreß-Bus ^1 die erste Adresse des Proben-Speichers 36 auf, unter der die Proben-Farbkomponenten X₁Jy₁Jz₁ sowie die zugehörige Farbnummer der ersten Farbprobe (erste Zeile der Proben-Liste) abgelegt wird. Die aufgerufenen Werte der Proben-Liste werden über die Daten-Busse 51 und 52 in die Rechenschaltung.38'' überschrieben.

Die Rechenschaltung 38'' ermittelt jetzt den Abstand d.. nach der angegebenen Gleichung (1) und legt den errechneten Wert in einem internen Register ab.

Dann ruft das Adreß-Steuerwerk 37 die zweite Adresse des Proben-Speichers 36 auf und überschreibt die zweite Zeile der Proben-Liste mit den Angaben über die zweite Farbprobe in die Rechen-

.. '217166 .40- "

schaltung 38'', welche jetzt den Abstand dp ermittelt und speichert. Dieser Vorgang ist mit der Berechnung des Abstandes dp zu der η-ten Farbprobe abgeschlossen, und gleichzeitig ist auch der geringste Abstand d . festgestellt.

Die Farbnummern, die der Farbprobe mit dem geringsten Abstand zugeordnet ist, wird aus der Rechenschaltung 38'' über den Daten-Bus 56, die Tor-Schaltung 63 und über den Daten-Eingang 30 in den Farberkennungs-Speicher 28 überschrieben und dort unter der markierten Adresse abgelegt. .

Dann ruft das Adreß-Steuerwerk 37 die nächste noch zu belegende Adresse des Farberkennungs-Speichers 28 auf, und die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich, bis alle Lücken des Farberkennungs-Speichers 28 gefüllt sind. Das Ergebnis der Speicherfüllung geht wiederum aus Fig. 5 hervor,"in der eine mit Farbnummern belegte Chrominanzebene als Schnittfläche dargestellt ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10 wird zusammenfassend noch einmal anhand der Flußdiagramme in den Fig. 11 und 12 erläutert. Fig. 11 zeigt das Flußdiagramm für die Vorfüllung und Fig. 12 das entsprechende Flußdiagramm für die Restfüllung des Farberkennungs-Speichers 28. . _o

Das kombinierte Verfahren der Speicherfüllung mit einer Vorfüllung und einer Restfüllung hat insbesondere den Vorteil, daß die Rechenzeit in der Rechenschaltung verkürzt wird und die gesamte Speicherfüllung dadurch schneller abläuft.

Fig. 13 zeigt eine Variante der Schaltungsanordnungen nach den Figuren 1, 6 und 10, von denen nur ein Ausschnitt dargestellt ist.

21 716

Der Umformer-Stufe 18 ist eine weitere Umformer-Stufe 73 nachgeschaltet, in der die kartesischen Farbkoordinaten x, y und ζ in die Zylinder-Farbkoordinaten S, T und L entsprechend den Gleichungen:

S = cjYx² Vy² (S - Sättigung) T = C₂ arc tanJl (T = Farbton) L=C-Z * (L = Helligkeit)

umgerechnet werden, was einer Transformation des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes in den Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraum entspricht.

Sämtliche zuvor beschriebenen Vorgänge laufen dann mit den entsprechenden Farbkoordinaten S, T und L ab.

Durch die beschriebene Transformation und eine entsprechende Analog-Digital-Wandlung in den A/D-Wandlern 19, 20 und 21 läßt sich eine wesentlich höhere Auflösung im Farbton als in der Sättigung oder in der Helligkeit erreichen. Ebenso wird eine feinere Auflösung bei schwach gesättigten Farben und eine bessere Abgrenzung gegenüber Komplementärfarben möglich. Dies beruht im wesentlichen darauf, daß die Bildung von Farberkennungsräumen in Vorzugsrichtungen abläuft, die dem physiologischen Empfinden des menschlichen Auges entsprechen. Die Farberkennungsräume sind in Richtung der Sättigung gestreckt und in Richtung des Farbtones gestaucht, wodurch eine bessere Trennung von Farbtönen ermöglicht wird. Streckung und Stauchung der Farberkennungsräume kann durch die Wahl der Koeffizienten ο.., Cp und c, noch verstärkt werden.

Um Schwankungen oder Verläufe in einem "Grau" als Einzelfarbe "Grau" zu erkennen, wird um die Grauachse ein zylindrischer oder tonnenförmiger Farberkennungsraum für "Grau" gelegt. Auch in

17166

diesem Falle erweist sich die Farbraum-Transformation als vorteilhaft, da die Abgrenzung solcher zylindrischen oder tonnenförmigen Farberkennungsräume einfacher mit S, T und L-Farbkoordinaten erfolgen kann.

Fig. 14 zeigt eine Chrominanzebene als Schnittfläche dufch den Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraum. Um ein Proben-Farbraumelement 262 hat sich ein Farberkennungsraum 272 mit der Farbnummer "2" gebildet. Der kugelförmige Farberkennungsraum im Chrominanz-Luminanz-Farbraum hat sich durch die Transformation in den Sättigungs/Farbton/Helligkeits-Farbraum in einen Ellipsoiden verwandelt, dessen Längsachse in Richtung der Sättigung orientiert ist. Um das Proben-Farbraumelement 263 hat sich ein zweiter Farberkennungsraum 273 mit der Farbnummer "3" gebildet, der in Sättigungsrichtung dieselbe Ausdehnung wie der Farberkennungsraum 272 hat, in Richtung des Farbtons aber gestaucht ist.

Um die Grauächse, durch den Punkt 74 angedeutet, wurde ein weiterer Farberkennungsraum 271 für "Grau" gebildet, dem die Farbnummer "1" zugeordnet ist.

Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, anstelle der Farbkoordinaten x, y und ζ oder der Farbkoordinaten S, T und L auch die Farbkoordinaten R, G und B des R, G, B-Farbraumes zu verwenden.

In diesem Falle erübrigen sich die Transformationen, und es werden direkt die Ausgangssignale des Abtastorgans 8 bzw. der Logarithmier-Stufe 17 verarbeitet.

Fig. 15 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Schaltungsanordnungen nach den Figuren 1, 6 und 10 bei einem Farbscanner zur Herstellung von Farbauszügen für den Dekor-, Textil- und Verpackungsdruck.

21 7166

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, werden bei den genannten Druckarten die zu druckende Farbe vor dem Druckprozeß gemischt und dann getrennt auf das Druckmedium übertragen. Mit Hilfe des Farbscanners müssen daher die einzelnen Farben der Farbvorlage voneinander getrennt und für jede Farbe ein separater Farbauszug hergestellt werden.

Der Farberkennungs-Speicher 28 des Farbscanners sei bereits nach dem beschriebenen Verfahren mit Farbnummern aufgefüllt.

Die auf einer rotierenden Abtasttrommel 75 aufgespannte Farbvorlage 1 wird von dem Abtastorgan 8 punkt- und zeilenweise abgetastet. Die durch die Vorlagenabtastung gewonnenen Farbkoordinaten x, y und ζ rufen über den Adreß-Eingang 29 die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 auf. Die unter den aufgerufenen Adressen abgelegten Farbnummern werden über den Daten-Ausgang 31 ausgelesen und einer Decodier-Stufe 76 zugeführt. An der Decodier-Stufe 76 kann vorgewählt werden, für welche Vorlagenfläche bzw. Farbnuramer gerade ein Farbauszug aufgezeichnet werden soll. Die ausgewählte Farbnummer wird in einem nachgeschalteten D/A-Wandler 77 in ein Steuersignal S umgeformt, das eine Aussage über die örtliche Verteilung einer Auszugsfarbe in der Farbvorlage 1 liefert.

Das Steuersignal S betätigt einen elektronischen Umschalter 78, der ein in einem einstellbaren Dichtegeber 79 erzeugtes konstantes Aufzeichnungssignal A₁ (konstante Schreibdichte) zu einem Verstärker 80 durchschaltet, wenn in der abgetasteten Farbvorlage 1 die ausgewählte' Auszugsfarbe auftritt. Eine Schreiblampe in einem Aufzeichnungsorgan 81 wird von dem verstärkten Aufzeichnungssignal A₁ ein-,und ausgeschaltet. Die Schreiblampe belichtet punkt- und zeilenweise ein Aufzeichnungsmedium in Form eines Filmes 82, der auf einer ebenfalls rotierenden Aufzeichnungstrommel 83 montiert ist. Der belichtete und entwickelte Film ist der gewünschte Strich-Farbauszug.

217166

Für die Aufzeichnung von Halbton-Farbauszügen von verlaufenden Farben kann in einem Verlaufssignal-Geber 84 aus mindestens einem der Farbmeßwert-Signale R, G oder B ein Verlaufssignal Ap abgeleitet werden, welches ein Maß für die Farbsättigung oder Helligkeit, d. h. für den Verlauf einer Farbe, darstellt.

Zur Aufzeichnung der Halbton-Farbauszüge wird anstelle des konstanten Aufzeichnungssignals A₁/das Verlaufssignal A₂ mittels des elektronischen Umschalters 78 zum Aufzeichnungsorgan 81 durchgeschaltet. Das Steuersignal S liefert dann die Aussage über die örtliche Verteilung einer Vorlagenfarbe und das zugehörige Verlaufssignal A₂ die Aussage über die erforderlichen Farbbeträge zur Wiedergabe des Verlaufs.

Vor der Aufzeichnung der Farbauszüge kann das zu erwartende Druckergebnis an einem Farbsichtgerät überprüft werden. In diesem Falle ist dem Farberkennungs-Speicher 28 eine Fernsehkamera nachgeschaltet. Die Fernsehkamera-tastet die zu analysierende Farbvorlage 1 ab, und ihre Farbsignale rufen die entsprechenden Adressen des Farberkennungs-Speichers 28 auf. Die ausgelesenen Farbnummern steuern einen Farbgeber, der jeder Farbnummer ein Farbsignal-Tripel zur Ansteuerung eines Farbmonitors zuordnet.

An die Stelle der Fernsehkamera kann wiederum ein Bildspeicher treten.

Zur Probenentnahme wird die Farbvorlage auf einem zweiten, direkt an die Fernsehkamera angeschlossenen Farbmonitor sichtbar gemacht und die Farbprobe mit Hilfe eines Cursors und einer Meßschaltung entnommen.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Farberkennung gemäß Fig. 1 bei der Selektivkorrektur · in einem Farbscanner für den Mehrfarben-Mischdruck (Papierdruck).'

. ' ic.

- 45 -

Die auf der Abtasttrommel 75 montierte Farbvorlage 1 wird von dem Abtastorgan 8 punkt- und zeilenweise optoelektronisch abgetastet und die"dabei gewonnenen Farbmeßwert-Signale R, G und B gelangen über die Umformer-Stufe 17 auf eine erste Farbkorrektur-Schaltung 85 für eine Grundkorrektur zur Bildung von ersten Farbauszugs-Signalen Y (Gelb), M (Magenta) und C (Cyan). <-

Die Farbmeßwert-Signale R, G und B werden nochmals in einer zweiten Farbkorrektur-Schaltung 86 zum Zwecke der Selektivkorrektur einer bestimmten Farbe oder eines Farbbereiche's in zweite Farbauszugs-Signale Y', M' und C' umgeformt.

Erste und zweite Farbauszugssignale gelangen an einen elektronischen Umschalter 87, der normalerweise die ersten Farbauszugs-Signale M, Y und C und nur im Falle, daß in der Farbvorlage 1 die selektiv zu korrigierende Farbe auftritt, die entsprechenden zweiten Farbauszugs-Signale M', Y' und C an die Verstärker 80, 80' und 80'' durchschaltet.

Die durchgeschalteten und verstärkten Farbauszugssignale modulieren wiederum die Helligkeit von Schreiblampen in den Aufzeichnungsorganen 81, 81' und 81''. Die Aufzeichnungsorgane 81, 81' und 81'' belichten punkt- und zeilenweise die auf der rotierenden Aufzeichnungstrommel 83 montierten Filme 82, 82' und 82''. Die belichteten und entwickelten Filme sind die gewünschten, korrigierten Farbauszüge "Gelb", "Magenta" und "Cyan".

Das Steuersignal S für den elektronischen Umschalter 87 wird mit der Schaltungsanordnung nach den Fig. 1, 6 oder 10 erzeugt. Der Bediener wählt die selektiv zu korrigierende Farbe bzw. Farbnummer an der Decodier-Stufe 76 vor. ' ·

Bei der Aufzeichnung der Farbauszüge wird jeweils nur die Farbnummer der vorgewählten Farbe durch die Decodier-Stufe 76 an den

21 7166 .„₆..

nachgeschalteten D/A-Wandler 77 durchgeschaltet und in das Steuersignal S für den elektronischen Umschalter 87 umgewandelt,

Die Decodler-Stufe 76 kann entfallen, wenn mit Hilfe der Zuordnungs-Schaltung 34 in dem Farberkennungs-Speicher 28 nur. der Farberkennungsraum für die zu selektierende Farbe programmiert wurde.

Claims (39)

1. Verfahren zum Erkennen von Farben, bei dem eine farbige Fläche mit Licht bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet und die Intensitäten von drei Grundfarben im reflektierten oder durchgelassenen Licht als Farbkomponenten optisch-elektrisch gemessen werden, welche die Raurakoordinaten der Farborte in einem Farbraum darstellen, und bei dem für jede zu erkennende Farbe im Farbraum Farberkennungsräume abgegrenzt und die gemessenen Farbkomponenten auf ihre Zugehörigkeit zu den Farberkennungsräumen überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. Farbbereich bestimmt und festgehalten werden, daß jedem Farbkoraponenten-Tripel eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, und daß die farbige Fläche zur eigentlichen Farbbestimmung optisch-elektrisch abgetastet, die dabei gewonnenen Farbkomponenten mit den festgehaltenen Farbkomponenten verglichen und bei Übereinstimmung die zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

2 66 _ g_.

einen Schalen-Speicher (62) zur Ablage der Schalen-Koordinaten in Form einer Schalen-Liste,

ein an den Proben-Speicher (36) und den Schalen-Speicher (62) angeschlossenes Adreß-Steuerwerk (37) zum Aufrufen der Proben-Liste und der Schalen-Liste,

eine mit dem Proben-Speicher (36), dem Adreß-Steuerwerk (37), dem Schalen-Speicher (62) und dem Farberkennungs-Speicher (28) verbundene Rechenschaltung (38) zum Berechnen und Auf-' rufen der Adressen von mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätzen des Farberkennungs-Speichers (28) und zur Ermittlung der zugehörigen Identifikationssymbole,' und eine Schaltungsstufe (63) zur Überprüfung der aufgerufenen Speicherplätze auf Belegung mit Identifikationssymbolen.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß den zu' einem Farberkennungsraum gehörigen Farbkomponenten-Tripeln dasselbe Identifikationssymbol zugeordnet wird.

Verfahren nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen vor der Farbbestimmung für die bei- der Abtastung einer zu erkennenden Farbe bzw. eines Farbbereiches möglichen Farbkomponenten-Tripel entsprechende Probenpunkte ausgemessen und ihren Farbkomponenten-Tripeln Identifikationssymbole zugeordnet werden.

Verfahren nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der ausgemessenen Probenpunkte in einer zu erkennenden Farbe bzw. einem Farbbereich geringer als die Anzahl der bei der Abtastung möglichen Farbkomponenten-Tripel dieser Farbe bzw. dieses Farbbereiches ist und daß die zur Bildung von Farberkennungsräumen erforderlichen Identifikationssymbole aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und ihren zugeordneten Identifikationssymbolen ermittelt werden.

Verfahren zum Erkennen von Farben, bei dem eine farbige Fläche mit Licht bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet und die Intensitäten von drei Grundfarben im reflektierten oder durchgelassenen Licht als Farbkomponenten optisch-elektrisch gemessen werden, welche die Raumkoordinaten der Farborte in einem Farbraum darstellen, und bei dem für jede zu erkennende Farbe im Farbraum Farberkennungsräume abgegrenzt und die gemessenen Farbkomponenten auf ihre Zugehörigkeit zu den Farberkennungsräumen überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw.

Farbbereich bestimmt und festgehalten werden,

daß jedem Farbkomponenten-Tripel eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farb-

orte vor der eigentlichen Farbbestimmung jedem zu belegenden Farbort bzw.

Farbkomponenten-Tripel das Identifikationssymbol des im Farbraum räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbortes zugeordnet wird, und

daß die farbige Fläche, bei der eigentlichen .Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw.

Farborten zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

:2 t 7166 -tT-

Berlin, den Erfindungsansprüohe

6. Verfahren nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die räumlichen Abstände eines zu belegenden Farbortes zu allen Proben-Farborten berechnet und der Proben-Farbort mit dem kleinsten Abstand markiert wird,

daß dem zu belegenden Farbort das Identifikationssymbol des markierten Proben-Farbortes zugeordnet wird, und daß anschließend der nächste zu belegende Farbort aufgerufen wird.

7. Verfahren nach Punkt 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige räumliche Abstand (d) aus den Farbkomponenten (a-, a₂, a^) eines zu belegenden Farbortes und den Farbkomponenten (b-, bp, bO eines Proben-Farbortes nach der vektoriellen Gleichung:

berechnet wird.

8. Verfahren nach den Punkten 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einem zu belegenden Farbort, falls dieser von mehreren Proben-Farborten gleichweit entfernt ist, das bei den betreffenden Proben-Farborten am häufigsten angetroffene Identifikationssymbol zugeordnet wird.

217166 .?.

9. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbraum durch Digitalisierung der Farbkomponenten in Farbraumelemente (Farborte) unterteilt und den Farbraumelementen Speicherplätze in einem ersten Speicher (Farberkennungs-Speicher) zugeordnet werden, welche durch die digitalisierten Farbkomponenten der betreffenden Far*braumelemente adressierbar sind, und daß die Identifikationssymbole unter den Adressen abgelegt werden, welche ihren zugeordneten digitalisierten Farbkomponenten entsprechen.

10. Verfahren nach einem der Punkte 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus den beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln und den zugeordneten Identif ikätionssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt wird,

daß die Farbkomponenten bzw. Adressen der zu belegenden Speicherplätze des ersten Speichers nacheinander und jeweils dazwischen die Adressen des zweiten Speichers aufgerufen werden,

daß jeweils aus den aufgerufenen Farbkomponenten eines zu belegenden Speicherplatzes und den aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Farbkomponenten der Proben-Liste der kleinste räumliche Abstand und das zugehörige Identifikationssymbol bestimmt werden,

daß die Identifikationssymbole unter den aufgerufenen Adressen im ersten Speicher abgelegt werden, daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden Speicheradressen aufrufen, ·

und daß die, zugeordneten Identifikationssymbole aus dem ersten Speicher ausgegeben werden. '

11. Verfahren nach Punkt 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen des ersten Speichers zeilenweise aufgerufen werden.

12. Verfahren zum Erkennen von Farben, bei dem eine farbige Fläche mit Licht bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet

' und die Intensitäten von drei Grundfarben im reflektierten oder durchgelassenen Licht als Farbkomponenten optisch-elektrisch gemessen werden, welche die Raumkoordinaten der Farborte in einem Farbraum darstellen, und bei dem für jede zu erkennende Farbe im Farbraum Farberkennungsräume abgegrenzt und die gemessenen Farbkomponenten auf ihre Zugehörigkeit zu den Farberkennungsräumen überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich die Farbkomponenten mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. in dem Farbbereich bestimmt und festgehalten werden,

daß jedem Farbkomponenten-Tripel (Farbort) eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird, daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farborte vor der Farbbestimmung die mit Identifikationssymbolen zu belegenden Farborte, welche die Proben-Farborte schalen- · förmig umgeben, Schale für Schale mit wachsendem Abstand von den jeweiligen Proben aufgerufen werden, daß die aufgerufenen Farborte auf eine Belegung mit Identifikationssymbolen hin überprüft werden, daß einem von einem Proben-Farbort aus aufgerufenen Farbort das Identifikationssymbol der zugehörigen Probe zugeordnet wird, falls der betreffende Farbort noch nicht mit einem Identifikationssymbol belegt ist, und daß die farbige Fläche bei der eigentlichen Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw. Farborten zuvor zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.'

13· Verfahren nach Punkt 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nacheinander gleichabständige Schalen um die einzelnen Proben-Farborte gelegt werden, und daß anschließend die entsprechenden Schalen mit dem nächst größeren Abstand gebildet werden. ·

14. Verfahren nach Punkt 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zu belegenden Farborte innerhalb einer Schale nacheinander aufgerufen werden.

15. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 14, dadurch gekennzeichent, ·

daß die Schalen in Form von Kugel- oder Würfel-Schalen gebildet werden. ·

16. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß der Farbraum durch Digitalisierung der Farbkomponenten in Farbraumelemente (Farborte) unterteilt ist, deren Lage durch jeweils ein Farbkomponenten-Tripel bestimmt ist/, und daß die Schalen durch entsprechende Farbraumelemente angenähert werden.

17. Verfahren nach Punkt 15, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Schalen-Koordinaten (χ__, y_oryi, z_orn) aller an

sie sm srn

der Bildung der m-ten Kugelschale beteiligten Farborte aus der Menge ganzer Zahlen ergeben, die der Kugelgleichung

^m =

genügen.

18. Verfahren nach Punkt 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schalen-Koordinaten (x , y_sm, ^z _sm) aller an der Bildung der m-ten Kugelschale beteiligten Farborte durch Permutation und Vorzeichenumkehr aus einem geordneten, der Kugelgleichung mit dem Radiusl ra genügenden Koordinaten-Tripel ermittelt werden.

19. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

daß 'die Schalen-Koordinaten (x , y__m, z„) der an den

SIC SIu SIu

einzelnen Schalen (m) beteiligten Farborte, bezogen auf . den Schalenmittelpunkt, ermittelt werden, und daß die Farbkomponenten (x., y. , z.) der zu belegenden Farborte um einen Proben-Farbort als Schalenmittelpunkt aus den Proben-Koordinaten (x__n, y_pn, ζ ) des betreffenden Proben-Farbortes (n) nach den Gleichungen:

^xi = ^xpn ^{+ x}sm
^i ~ ^pn ⁺ ^sm
^zi ^{= z}pn ^{+ z}sm

berechnet werden.

20. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Schalen beim Erreichen eines Vorgegebenen Abstandes zu einem Proben-Farbort abgebrochen wird.

21 7166

daß die Schalenbildung um die Proben-Farborte abgebrochen wird, daß anschließend den noch nicht belegten Farborten jeweils das Identifikationssymbol des im Farbraum räumlich am nächsten liegenden Proben-Farbortes zugeordnet wird, und daß die farbige Fläche bei der eigentlichen Farbbestimmung zur Gewinnung von Farbkomponenten optisch-elektrisch abgetastet und die den betreffenden Farbkomponenten bzw. Farborten zuvor zugeordneten Identifikationssymbole ausgegeben werden.

21 71

Identifikationssymbole der entsprechenden Proben abgelegt werden,

daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden Speicheradressen des ersten Speichers aufrufen, und daß die zugeordneten Identifikationssymbole aus dem ersten Speicher ausgegeben werden.

21. Verfahren nach Punkt 20, dadurch gekennzeichnet,

daß der Abstand von der Anzahl der in der farbigen Fläche ausgemessenen Probenpunkte abhängig ist.

217166

21.7.1 66 -.«-

22. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bildung der Schalen dann abgebrochen wird, wenn bei der Überprüfung der Farborte mit einer bestimmten Häufigkeit bereits mit Identifikationssymbolen· belegte Farborte angetroffen werden.

23· Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 19, dadurch

gekennzeichnet, . ·

daß die Schalenbildung beim Tangieren der Schalen benach- - barter Proben-Farborte abgebrochen wird.

24. Verfahren nach einem der Punkte 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß den Farbraumelementen (Farborten) Speicherplätze eines ersten Speichers (Farberkennungs-Speicher) zugeordnet werden, die durch die digitalisierten Farbkomponenten der betreffenden Farbraumelemente adressierbar sind, daß die Identifikationssymbole unter den Adressen abgelegt . werden, welche ihren zugeordneten Farbkomponenten entsprechen, daß vor der Farbbestimmung eine aus den jeweils beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln (x , y_Dn» ^z _Dn) ^unc* den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) und die Schalen-Koordinaten (x_sm, y_sm» ζ ) für die einzelnen Schalen als Schalen-Liste in einem · dritten Speicher (Schalen-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt werden,

daß die Adressen des zweiten und dritten Speichers fortlaufend aufgerufen und aus der Proben-Liste und der Schalen-Liste die Adressen der mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätze des ersten Speichers berechnet werden, daß die den berechneten Adressen zugehörigen Speicherplätze des ersten Speichers auf Belegung mit Identifikationssymbolen... überprüft und auf diesen, im Falle einer Nichtbelegung, die

25. Verfahren zum Erkennen von Farben, bei dem eine farbige Fläche mit Licht bekannter Spektralzusammensetzung beleuchtet und die Intensitäten von drei Grundfarben im reflektierten oder durchgelassenen Licht als Farbkomponenten optisch-elektrisch gemessen werden, welche die Raumkoordinaten der Farborte in einem Farbraum darstellen, und bei dem für jede zu erkennende Farbe im Farbraum Farberkennungsräume abgegrenzt und die gemessenen Farbkomponenten auf ihre Zugehörigkeit zu den Farberkennungsräumen überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbbestimmung für jede zu erkennende Farbe bzw. für jeden zu erkennenden Farbbereich der Farbort mindestens eines charakteristischen Probenpunktes in der betreffenden Farbe bzw. in dem Farbbereich als Farbkomponenten bestimmt und festgehalten wird, daß jedem Proben-Farbort eines Probenpunktes ein Identifikationssymbol zugeordnet wird,

daß zur Bildung von Farberkennungsräumen um die Proben-Farborte die Farborte, welche die Proben-Farborte schalenförmig umgeben, Schale für Schale mit wachsendem Abstand von den jeweiligen Proben aufgerufen und auf eine Belegung mit Identifikationssymbolen hin überprüft werden, daß einem von einem Proben-Farbort aus aufgerufenen Farbort das Identifikationssymbol der zugehörigen Probe zugeordnet wird, falls der betreffende Farbort noch nicht mit einem Identifikationssymbo.l belegt ist, . '...,..

26. Verfahren nach Punkt 25, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbbestimmung eine aus den jeweils beim Ausmessen der Probenpunkte gewonnenen Farbkomponenten-Tripeln ^^xon' ^on' ²Dn^ ^unc* °*^{en zu}Se°^rc*^neten Identifikationssymbolen gebildete Proben-Liste in einem zweiten Speicher (Proben-Speicher) und die Schalen-Koordinaten (x, y_sm, ^zcm) für die einzelnen Schalen als Schalen-Liste in einem

SIu

dritten Speicher (Schalen-Speicher) unter fortlaufenden Adressen abgelegt werden, daß die Adressen des zweiten und dritten Speichers fortlaufend aufgerufen und aus der Proben-Liste und der Schalen-Liste die Adressen der mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätze berechnet werden, daß die den berechneten Adressen zugehörigen Speicherplätze des ersten Speichers auf Belegung mit Identifikationssymbolen überprüft und auf diesen, im Falle einer Nichtbelegung, die Identifikationssymbole der entsprechenden Proben abgelegt werden,

daß nach Abbruch der Schälenbildung die Farbkomponehten bzw. Adressen der noch zu belegenden Speicherplätze (Farborte) des ersten Speichers nacheinander und dazwischen jeweils die Adressen des zweiten Speichers aufgerufen werden, daß aus den aufgerufenen Farbkomponenten der noch zu belegenden Speicherplätze und der aus dem zweiten Speicher ausgelesenen Proben-Liste jeweils der kleinste räumliche Abstand und das zugehörige Identifikationssymbol bestimmt wird,

217166

daß die Identifikationssymbole unter den aufgerufenen Adressen im ersten Speicher abgelegt werden, daß die bei der Abtastung der farbigen Fläche gewonnenen Farbkomponenten digitalisiert werden und die entsprechenden • Speicheradressen aufrufen,

und daß die zugeordneten Identifikationssymbole aus^dem ersten Speicher ausgegeben werden.

27. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet,

daß die sich bei einer farbigen Fläche, deren Farbumfang gegenüber dem theoretisch möglichen Farbraum begrenzt ist, ergebenen Farbkomponenten bzw. Adressen auf den vorhandenen Adressenbereich des" ersten Speichers umgerechnet werden.

28. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet,

daß die Probenpunkte in der farbigen Fläche mit Hilfe von opto-elektronischen Wandlern ausgemessen werden.

29. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet,

daß die farbige Fläche auf einem Farbmonitor dargestellt und die Probenpunkte mit Hilfe eines Cursors ausgemessen werden. ·

30. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 29, dadurch ' gekennzeichnet,

daß die Farbkomponenten mit unterschiedlicher Auflösung digitalisiert werden. ·

31. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbkomponenten den trichromatischen Farbmeßwert-Signalen (R, G, B) entsprechen..

217166

32. Verfahren naoh einem der Punkte 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbkomponenten den Chrominanz-Signalen (x, y) und dem Relligkeits-Signal (z) entsprechen, und daß die Chrominanz-Signale (x, y) und das Helligkeits-Signal (z) durch Koordinaten-Transformation des R, G, B-Farbraumes in den Chrominanz-Luminanz-Farbraum gewonnen , werden.

33· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbkomponenten den Zylinder-Farbkoordinaten (S, T, L) entsprechen,

und äaß die Zylinder-Farbkoordinaten durch eine Koordinaten-Transformation des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes in den Sättigungs(S)-Farbton(T)-Helligkeits(L)-Farbraum gewonnen werden.

34. Verfahren nach Punkt 33, dadurch gekennzeichnet,

daß um die Grauachse des Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraumes ein zylindrischer oder tonnenförmiger Farberkennungsraum für "Grau" gelegt wird.

35. Verfahren nach Punkt 33 oder 3¹*, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Farberkennungsraum im Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraum durch eine entsprechende Koordinaten-Transformation in Richtung des Farbtones eingeengt wird.

36. Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben nach Punkt 5, mit einer Lichtquelle bekannter Spektralzusammensetzung zur Beleuchtung der zu untersuchenden farbigen Fläche und mit drei opto-elektronischen Wandlern zur Erfassung der reflektierten oder durchgelassenen Intensitäten dreier Grundfarben als Farbkomponenten, gekennzeichnet durch

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einen über A/D-Wandler (19, 20, 21) an die opto-elektronischen Wandler (14, 15, 16) angeschlossenen Farberkennungs-Speicher (28) zur Aufnahme von Identifikationssymbolen,

: welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist,

eine Eingabe-Stufe (35) zur Zuordnung von Identifikätionssymbolen,

' einen mit der Eingabe-Stufe (35) und den A/D-Wandlern (19, 20, 21) verbundenen Proben-Speicher (36) zur Ablage einer aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den zugeordneten Identifikationssymbolen gebildeten Proben-Liste, ein an den Farberkennungs-Speicher (28) und den Proben-Speicher (36) angeschlossenes Adreß-Steuerwerk (37.) zum Aufrufen von Farbkomponenten und zur Anwahl der Adressen des Proben-Speichers (36) und des Farberkennungs-Speichers (28), und eine mit dem Proben-Speicher (36), dem Adreß-Steuerwerk (37) und dem Farberkennungs-Speicher (28) in Verbindung stehende Rechenschaltung (38) zur Ermittlung der Identifikationssymbole aus den aufgerufenen Farbkomponenten und der Proben-Liste.

37· Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben nach Punkt 12, mit einer Lichtquelle bekannter Spektralzusammensetzung zur Beleuchtung der zu untersuchenden farbigen Fläche und mit drei opto-elektronischen Wandlern zur Erfassung der reflektierten oder durchgelassenen Intensitäten dreier Grundfarben als Farbkomponenten, gekennzeichnet durch einen über A/D-Wandler (19, 20, 21) an die opto-elektronischen Wandler (14, 15, 16) angeschlossenen Farberkennungs-Speicher (28) zur Aufnahme von Identifikationssymbolen, welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist, eine Eingabe-Stufe (35) zur Zuordnung von Identifikationssymbolen,

•einen mit der Eingabe-Stufe (35) und den A/D-Wandlern (19, 20, 21) verbundenen Proben-Speicher (36) zur Ablage einer

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aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den- zugeordneten Identifikationssymbolen gebildeten Proben-Liste, einen Schalen-Speicher (62) zur Ablage der Schalen-Koordinaten in Form einer Schalen-Liste,

ein an den Proben-Speicher (36) und· den Schalen-Speicher (62) angeschlossenes Adreß-Steuerwerk (37) zum Aufrufen der Proben-Liste und der Schalen-Liste,

eine mit dem Proben-Speicher (36), dem Schalen-Speicher (62) und dem Farberkennungs-Speicher (28) verbundene Rechenschaltung (38) zum Berechnen und Aufrufen der Adressen von mit Identifikationssymbolen zu belegenden Speicherplätzen des Farberkennungs-Speichers (28) und zur Ermittlung der zugehörigen Identifikationssymbole,

und eine Schaltungsstufe (63) zur Überprüfung der aufgerufenen Speicherplätze auf Belegung mit Identifikationssymbolen.

38. Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben nach Punkt 25, mit einer Lichtquelle bekannter Spektralzusamraensetzung zur Beleuchtung der zu untersuchenden farbigen Fläche und mit drei opto-elektronischen Wandlern zur Erfassung der reflektierten oder durchgelassenen Intensitäten dreier Grundfarben als Farbkomponenten, gekennzeichnet durch einen über A/D-Wandler (19, 20, 21) an die opto-elektronischen Wandler (14, 15, 16) angeschlossenen Farberkennungs-Speicher (28) zur Aufnahme von Identifikationssymbolen, welcher durch digitalisierte Farbkomponenten adressierbar ist,

eine Eingabe-Stufe (35) zur Zuordnung von Identifikationssymbolen,

einen mit. der Eingabe-Stufe (35) und den A/D-Wandlern (19, 20, 21) verbundenen Proben-Stufe (36) zur Ablage einer aus den Farbkomponenten der Probenpunkte und den zugeordneten Identifikationssymboien gebildeten Proben-Liste,

39. Schaltungsanordnung nach Punkt 36, 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den opto-elektronischen Wandlern (14, 15, 16) und den A/D-Wandlern (19, 20, 21) eine Schaltungsstufe (18) zur Koordinaten-Transformation des R, G, B-Farbraumes in dem Chrominanz-Luminanz-Farbraum angeordnet ist.

¹JO. Schaltungsanordnung nach Punkt 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsstufe (18) eine weitere Schaltungsstufe (73) zur Koordinaten-Transformation des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes in den Sättigungs-Farbton-Helligkeits-Farbraum nachgeschaltet ist.

Hierzu ..//£Selten Zeichnungen