EP2297620A1 - Instrumentelle unterstützung der überwachung des farbeindrucks bei der herstellung von mehrfarbig gemusterten flächen - Google Patents

Instrumentelle unterstützung der überwachung des farbeindrucks bei der herstellung von mehrfarbig gemusterten flächen

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EP2297620A1
EP2297620A1 EP09776971A EP09776971A EP2297620A1 EP 2297620 A1 EP2297620 A1 EP 2297620A1 EP 09776971 A EP09776971 A EP 09776971A EP 09776971 A EP09776971 A EP 09776971A EP 2297620 A1 EP2297620 A1 EP 2297620A1
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EP
European Patent Office
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decoration
primary
decor
color impression
images
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09776971A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Massen
Joerg Eberhardt
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Baumer Inspection GmbH
Original Assignee
Baumer Inspection GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Baumer Inspection GmbH filed Critical Baumer Inspection GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
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    • G06T2207/30144—Printing quality
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • Instrument parts support the monitoring of the
  • EP 1 642 098 B1 teaches that the deviation of the visual color impression of multicolored patterned areas from a reference area can be described by simultaneously using both n-channel color statistics (n-channel
  • Color histograms or derived therefrom key figures such as mean values, variances, etc. and the global image sharpness (spatial frequency bandwidth) with the aid of imaging color-capable sensors (color cameras, imaging Spekrometer u.ä) and a corresponding evaluation of the n-channel color images generated by these imagers and displayed become.
  • the primary color impression of, for example, a decorative paper after the printing line is significantly changed by the subsequent process steps of impregnation, the pressing under pressure and temperature compression with the support (fiberboard, etc.), the 3D texturing by embossed patterns.
  • the primary color impression of a panel decorated in direct (analog) printing is changed by the protective layers applied in the subsequent process steps (UV-curing lacquers often mixed with corundum).
  • the produced decoration after the first production step usually the actual printing process, referred to as "primary decor” and the decor after the considered further process steps up to an intermediate product or to the end product as “secondary decor”.
  • EP 1 642 098 B1 can only provide information on the stability of the primary color impression during a specific production job and / or compared to the color impression of primary decor references (non-impregnated decor paper samples, non-resist coated direct printed panels, etc.). ) deliver.
  • the printer does not yet have any information available to what extent the secondary color impression relevant for the final product quality or after further process steps will deviate from the (secondary) references specified by the customer. He is therefore still forced, for example, to remove primary decorative paper samples during a print job, impregnate them in the test laboratory and press with a fibreboard sample, allow to cool and then visually secondary with these secondary decor paper samples
  • analog and digital decor print must be handled similarly cumbersome. It is necessary to wait for the coating process steps subsequent to printing in order to obtain a running sample which can be compared with the customer's reference to the color impression.
  • Such a prediction method could apply directly to the decorating process such as decor paper or decorative foil printing, analog or digital direct printing measurable on the production line descriptive parameters, the primary color printing inform the printer directly whether the current production is still within the tolerances of the secondary Colorimetry without the need for time-consuming preparation of laboratory impregnations and pressings to produce secondary decor samples.
  • Such a prediction method could, purely mathematically, calculate the images of the primary decoration which are not yet physically formed on the decoration process, such as decorative paper printing or decorative film printing, analogue or digital direct printing, which can be scanned on the production line Printer to inform immediately whether the current production is still within the tolerances of the secondary color impression.
  • Such a prediction process would also significantly speed up the process of color matching, ie, the adjustment of the required primary color impression in a new print job to produce a desired secondary color impression, as the pre-calculated, secondary images are continually updated during adjustment of the print engines from the color images taken in the line Color impression determining features like the predicted color statistics and the predicted focus will be displayed, guiding the printer in the process of setting the primary decoration.
  • a) in a first multistage process step as a reference for the primary decoration and the resulting secondary decoration suitable samples are detected with at least one imaging sensor, the image signals are transmitted to a computing unit, from the image signals to the arithmetic unit and methods of image processing Characteristics for the description of the color impression of the decoration of the samples are determined that from the
  • Comparison of the values of the characteristics for the description of the color impression of the primary decoration and the values of the characteristics for the corresponding description of the Color impression of the secondary decoration prediction rules are determined, which translate as closely as possible the feature values for the description of the color impression of the primary decoration in those for the description of the color impression of the secondary decoration and that these prediction rules are stored in a database under the corresponding product
  • the prediction rules Secondary Decor images from Primary Decor calculate images and from these predicted images the characteristics for describing the primary decoration
  • Color impression of the secondary decor is calculated, displayed and compared with the applicable for the secondary decor tolerances.
  • Fig. 1 shows the understanding of the process chain in the production of floor laminates -17-, which consist essentially of a fiberboard -16-, on which at high pressure and temperature impregnated with melamine, in multi-color gravure -12- decorative paper produced -11- by means of a short-cycle or through-press -15- is pressed and the two essential for the control of the visual color impression process stages: decorative paper printing (primary decor) -13- and pressed melamine-impregnated decor (secondary decor) -18 -
  • FIG. 2 illustrates, on the example of a 3-dimensional RGB color histogram -21-, the change in the 3-dimensional color histogram -23- of the primary decoration -17- into the corresponding 3-dimensional one
  • Color histogram -22- of the secondary decoration -13- through the process steps of impregnation with melamine and pressing following the multicolor printing of the primary decor paper. This change can be made mathematically by the
  • Fig. 3 illustrates the current graphical display -31- the stability of the color impression of the primary decor ⁇ CPrimärDekor, plotted against the produced web length -32- and the stability of the by means of the transformation T [PDH (r, g, b)] predicted color impression of Secondary decor ⁇ C secondary decor with the tolerances -33- displayed, which must be observed for the secondary decor.
  • T PDH (r, g, b)] predicted color impression of Secondary decor ⁇ C secondary decor with the tolerances -33- displayed, which must be observed for the secondary decor.
  • the production of decorative paper begins with an unprinted roll of special paper -11-, which is usually printed in a multi-color gravure printing process -12-.
  • this primary decor paper can be inspected directly in the production line by color cameras -13- or visually on the basis of samples taken by the printer to obtain a first statement about the primary color impression.
  • EP 1 642 098 Bl describes by way of example a method according to the prior art for instrumental, metrological detection of the visual primary color impression with the aid of color cameras, in which the combined evaluation of n-dimensional color statistics and / or their characteristics and the sharpness of the Primary decor is measured continuously.
  • the decorative paper is prepared for pressing.
  • a continuous or short-cycle press - 15- is impregnated under high temperature and pressure Decor paper with the actual Tägermaterial -16-, usually a fiberboard, pressed.
  • the inventive idea teaches the changes in the visual color impression between the primary decoration -13- and Predicting the secondary decor -17- by Prediktionsregeln which applied to images of the primary decor already at the observatory -13-, ie immediately on the printing process, the printer about the expected deviations of the visual color impression of the final product, the secondary decor, inform him and thereby make it possible to instantly introduce and evaluate targeted countermeasures without the time-consuming process of laboratory impregnation and laboratory compression.
  • the method according to the invention assumes that the stability of the processes following the primary pressure, in the example the impregnation and the compression, is sufficient to determine sufficiently stable prediction rules on the basis of a small number of samples of the primary and secondary decoration to be able to.
  • the inventive idea also covers the determination and application of prediction rules, which are not only specific to a particular decor, but also specific to a specific setting of the processes subsequent to the printing, for example for certain melamine formulations, certain pressure / temperature / time settings the press etc ..
  • a primary decor sample -13- and the associated secondary decor sample -17- are taken with a 3-channel imager, such as an RGB color camera. These recordings can be made in the production line with appropriately calibrated color cameras at the measuring points -13- and -17- or else on the basis of samples taken with an external image generator, for example an RGB flatbed scanner.
  • a 3-channel imager such as an RGB color camera.
  • At least one color image of the primary decoration -13- and the secondary decoration -17- are transferred to a computing unit (not shown) with which the respective 3-channel color statistics -21- are calculated from these images.
  • Figure 2 shows by way of illustration the 3-dimensional color histogram of the primary decoration and the secondary decoration, shown graphically as two color clouds -23- and -22- in the common ⁇ RED, GREEN, BLUE ⁇ color space -21-. It is easy to see that the color statistics differ: the process of impregnation and compression has caused a change in the position of the respective color clouds in the color space.
  • color histogram implies a 4-dimensional representation, that is to say the determination both of the occurring different color vectors in the camera image of the decoration and the frequency of each occurring color vector.
  • this transformation T is used as a prediction rule in order to continuously determine the color impression characteristics of the ink sheet measured according to the printing process over the produced web length lfm
  • the color impression of the primary decoration changes when the center of gravity of the color histogram of the primary decoration changes in comparison to the center of gravity of the color histogram of a reference of the primary decoration.
  • the scalar magnitude difference ⁇ Cp r i mar decor of the focal points is plotted in Fig. 3 as a graphic -31- the current deviation as a function of the produced web length -32-.
  • This deviation trend line shows the printer immediately how stable his printing process is and thus how stable the color impression of the primary decoration is.
  • the printer can not judge from this the decisive tolerance of the fluctuations of the color impression of the secondary decoration for the customer.
  • the continuous measurement of the primary decoration he has no reliable information about the quality and tolerance of the final product produced, the secondary decoration.
  • the inventive method is also able to come to a much faster when entering a new production order, the so-called.
  • Color Matching as according to the, characterized by numerous sampling and laboratory impregnation and -pressions procedure according to the prior art.
  • the concept of the invention is of course not limited to the color impression feature "color histogram" and its key figures such as center of gravity, variance, etc., but relates to all relevant to the visual impression, from a n-channel image of the decor measurable color impression-Mermale such as image sharpness, contrast Sensitivity functions, etc. (See, for example, M. Fairchild: Color Appearance Models, 2nd edition, 2005, John Wiley & Sons Ltd. for a listing of the so-called CIECAM features for assessing the color impression).
  • Essential for the inventive concept is the prediction of the color impression of the final product (of the secondary decoration) by transformation of the print line measurable color impression of the primary decor with the help of inventively created prediction rule and the display of these predicted color impression features on the
  • the concept of the invention encompasses all decorated surfaces and all decorative methods suitable for this purpose, from classical multicolor gravure printing or offset printing via digital ink jet printing and other decoration methods such as overspraying, lamination of rolled-out colored plastic materials, etc.
  • the inventive method is useful not only during the current production of a decoration, but also during the setting of a new decoration, the so-called. Color matching.
  • the method according to the invention also makes it possible to decorate at any process locations
  • Color impression features for the so-called primary decor to measure and convert these features into those that apply to a secondary decor.
  • the primary decor can represent the print made decor on the neutral decor paper and the secondary decor the decor after impregnation.
  • Essential to the inventive idea is the concept of the creation of prediction rules based on samples of a primary and a secondary decor and the application of these prediction rules in the test phase to early, i.e.. at the site of the primary decoration already to predict the quality of the secondary decoration.
  • the method can also be used in the classic magazine, book and packaging printing, in which the printed product by further processes such as protective coating, paint finish, embossing, etc. after the actual multi-color printing is further changed.
  • the process is limited to multi-color patterned elements such as color photographs, multicolor textures, etc., and monochrome text elements are hidden.
  • n-channel images of the primary decoration are continuously recorded on the printing line, extracted therefrom color impression features and converted using the prediction rules in the color impression characteristics of the secondary decor, displayed and provided with tolerances.
  • the process represents a considerable time saving and increase in productivity, since the deviations from the required final quality of the end product can already be represented directly on the printing process, interpreted accordingly by the printer, and thus early countermeasures can be taken.

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Abstract

Die Endqualität des visuellen Farbeindrucks mehrfarbig gemusterter Flächen wie dekorierte Möbelpaneele, dekorierte Fußboden-Laminate, Wandpaneele usw. kann bei der eigentlichen, im wesentlichen durch Druckprozesse hergestellten Dekoration, dem sog. Primär-Dekor noch nicht ausgemessen werden, weil die nachfolgenden Prozesse wie Imprägnierung und Verpressung, Schutzlack-Beschichtung u.a. den Farbeindruck zum sog. Sekundär-Dekor nochmals verändern. Daher ist bei solchen Produkten die kontinuierliche Überwachung des Druckprozesses nicht in der Lage, dem Drucker kontinuierlich Aussagen über die drucktechnisch erzeugte Qualität des Farbeindrucks des Endproduktes bzw. eines Farbeindrucks nach einem weiteren Prozessschritt zu liefern. Erfindungsgemäß werden in einer Lernphase für jedes Dekor anhand von Proben des Primär-Dekors und Proben des Sekundär-Dekors Prediktionsregeln ermittelt um aus n-kanaligen Bildern von Proben des Primär-Dekors Farbeindrucks-Merkmale zu ermitteln und diese in solche für das Sekundär-Dekor umzurechnen (direkte Prediktion) bzw. um aus n-kanaligen Bilder von Proben des Primär-Dekors Bilder des Sekundär-Dekors zu berechnen und aus diesen Farbeindrucks-Merkmale zu berechnen (indirekte Prediktion).

Description

Instrumenteile Unterstützung der Überwachung des
Farbeindrucks bei der Herstellung von mehrfarbig gemusterten Flächen
Die Herstellung ästhetischer Oberflächen mit einer eng tolerierten Qualität des visuellen Farbeindrucks ist nicht nur ein klassisches, technisch nur ungenügend gelöstes Problem beim hochwertigen Buch-, Magazin- und
Verpackungsdrucks, sondern wirtschaftlich ebenso bedeutend bei den zahlreichen, in großen Mengen vor allem über Druckprozesse produzierten dekorierten Flächen für die Möbelindustrie, die Fußbodenindustrie, für die Verkleidung von Flächen im Innern und an den äußeren Wänden von Gebäuden.
Wie bereits in der EP 1 642 098 Bl „Verfahren und Anordnung zur messtechnischen Erfassung der Unterschiede in dem visuell wahrgenommenen Farbeindruck zwischen einer mehrfarbig gemusterten Referenz und einer mehrfarbig gemusterten Oberfläche eines Prüflings" dargelegt, ist die klassische, auf die Ausmessung und den Vergleich einfarbiger Flächen begrenzte Kolorimetrie prinzipiell nicht in der Lage, die visuelle Wahrnehmung des menschlichen Sehsystems für mehrfarbig gemusterte Flächen messtechnisch nachzuahmen.
Insbesondere der Einfluss der spektralen Bandbreite auf das Farbempfinden beim Betrachten derartiger Oberflächen wird derzeit weder von der traditionellen Kolorimetrie und ihren traditionellen Instrumenten wie Fotospektrometer und Kolorimeter nachgebildet noch von den in den neueren CIECAM Normen vorgeschlagenen sog. „Color Appearance Models" ( siehe z.B. M. Fairchild: Color Appearance Models, 2nd edition, 2005, John Wiley & Sons Ltd ) .
Die genannte EP 1 642 098 Bl lehrt ein neues Verfahren und eine neue Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, bei welchem die eigentümliche Eigenschaft des menschlichen Sehsystems, leichte Änderungen der Bildschärfe ( = der Ortsfrequenz-Bandbreite ) als Verschiebung des Farbtons wahrzunehmen, durch eine Farbkamera-Anordnung und eine rechnergestützte Bildverarbeitung nachgebildet wird. EP 1 642 098 Bl lehrt, die Abweichung des visuellen Farbeindrucks von mehrfarbig gemusterten Flächen von einer Referenzfläche dadurch zu beschreiben, dass gleichzeitig sowohl n-kanalige Farbstatistiken (n-kanalige
Farbhistogramme) bzw. daraus abgeleitete Kennzahlen wie Mittelwerte, Varianzen usw. und die globale Bildschärfe (Ortsfrequenzbandbreite) mit Hilfe bildgebender farbtüchtiger Sensoren (Farbkameras, bildgebende Spekrometer u.ä) und einer entsprechenden Auswertung der von diesen Bildgebern erzeugten n-kanaligen Farbbildern ermittelt und angezeigt werden.
Damit ist es möglich, in der laufenden Produktion die Konstanz des wahrgenommenen Farbeindrucks der produzierten dekorierten Oberfläche laufend zu prüfen, die Abweichungen im Vergleich zu einer Referenz darzustellen und den Drucker auf die verursachenden Prozesse (Farbpigmente, Registrierung) hinzuweisen. Damit ist dem Drucker eine wertvolle in-line Instrumentierung an die Hand gegeben, um den Dekorationsprozess wesentlich besser einzustellen und konstant zu halten. Zahlreiche Oberflächen wie Möbelflächen, Fußböden usw. werden traditionell durch Aufpressen oder Laminieren von bedruckten und mit Melamin imprägnierten Dekorpapieren dekoriert oder durch Aufbringen von bedruckten thermoplastischen Dekorfolien. Neuere Drucktechniken wie der sog. Direktdruck (auch analoger Druck bezeichnet) und der Tintenstrahldruck (auch digitaler Druck bezeichnet) sind in der Lage, ein sorgfältig vorbehandeltes Paneel unmittelbar zu bedrucken und damit die Verwendung von Dekor-papieren oder Dekorfolie zu umgehen.
Bei allen diesen Dekorationsprozessen ist die unmittelbare Überwachung des dekorierenden Druckprozesses zur frühzeitigen Erkennung von Instabilitäten und während der Einrichtphase eines neuen Auftrags sehr wichtig und kann mit den in der EP 1 642 098 Bl gelehrten Verfahren und Anordnungen durchgeführt werden. Allerdings ist diese Überwachung eine Inspektion des vorläufigen Farbeindrucks, wie er unmittelbar nach dem Druckprozess vorliegt. Dieser im folgenden „primäre Farbeindruck" genannte Eindruck unterscheidet sich noch signifikant vom Farbeindruck des fertig gestellten dekorierten Produktes, bzw. des Produktes, nachdem es weitere Bearbeitungsprozesse durchlaufen hat. Dieser veränderte Farbeindruck wird im Folgenden als „sekundärer Farbeindruck" genannt:
a) der primäre Farbeindruck beispielsweise eines Dekorpapiers nach der Drucklinie wird durch die nachfolgenden Prozessschritte der Imprägnierung, der unter Druck und Temperatur erfolgenden Verpressung mit dem Träger (Faserplatte usw.), der 3D-Texturierung durch eingeprägte Muster usw. erheblich verändert. b) der primäre Farbeindruck eines im direkten (analogen) Drucks dekorierten Paneels wird durch die in den nachfolgenden Prozessschritten aufgebrachten Schutzschichten (häufig mit Korund versetzte UV- härtende Lacke) verändert.
Im folgenden wird das produzierte Dekor nach dem ersten Produktionsschritt, in der Regel dem eigentlichen Druckprozess, als „Primäres Dekor" bezeichnet und das Dekor nach den betrachteten weiteren Prozessschritten bis zu einem Zwischenprodukt oder bis zum Endprodukt als „Sekundäres Dekor" bezeichnet.
Die Lehren der EP 1 642 098 Bl können lediglich Aussagen über die Stabilität des primären Farbeindrucks während eines bestimmten Produktionsauftrags und/oder im Vergleich zu dem Farbeindruck von primären Dekor-Referenzen (nicht imprägnierte Dekorpapier-Proben, nicht mit Schutzlack beschichtete direkt bedruckte Paneele usw.) liefern.
Dem Drucker stehen damit aber noch keine Informationen zur Verfügung, inwieweit der für die finale Produktqualität oder nach weiteren Prozessschritten relevante sekundäre Farbeindruck von den von dem Kunden vorgegebenen (sekundären) Referenzen abweichen wird. Er ist daher weiterhin gezwungen, beispielsweise primäre Dekorpapier- Proben während eines Druckauftrags zu entnehmen, diese im Prüflabor zu imprägnieren und mit einer Faserplatten-Probe zu verpressen, auskühlen zu lassen und dann diese sekundären Dekorpapier-Proben visuell mit sekundären
„goldenen Referenzen" (= vom Kunde freigegebene sekundäre Dekor-Proben) zu vergleichen. Dieser Vorgang ist zeitaufwändig (ca. 30-45 Minuten); oft wird die laufende Produktion bis zum Vorliegen des visuellen Vergleichs angehalten. Auch während der Einstellphase eines neuen Druckauftrags muss dieses umständliche Verfahren ebenfalls, unter Umständen wiederholt angewendet werden, bis der Prozess der sog. „Farbangleichung" abgeschlossen ist und der Druckauftrag gestartet werden kann.
Auch beim analogen und digitalen Dekordruck muss ähnlich umständlich vorgegangen werden. Es müssen die dem Druck nachfolgenden Beschichtungs-Prozessschritte abgewartet werden, um eine laufende Probe zu erhalten, welche mit der Referenz des Kunden bezüglich des Farbeindrucks verglichen werden kann.
Ein weiteres Problem dieser direkt bedruckten Paneele ist der im Vergleich zum Dekorpapier hohe Materialverlust, welcher durch das Aussortieren ganzer Paneele infolge eines nicht stimmenden sekundären Farbeindruck entsteht, so dass bei diesen neuen Technologien der wirtschaftliche Druck, sekundäre Dekore mit einem korrekten (sekundären) Farbeindruck zu erstellen noch wesentlich höher ist als bei den vergleichsweise preiswerten Dekorpapieren.
Zusammengefasst kann festgestellt werden, dass eine instrumentelle Überwachung des Druckprozesses bei der Dekoration von mehrfarbig gemusterten Oberflächen nach EP 1 642 098 Bl zwar bereits ein große Hilfestellung für den Drucker bedeutet um Dekorationen mit einem gleichbleibenden, vorgegebenen primären Farbeindruck herzustellen. Allerdings können Abweichungen im primären Farbeindruck nicht unmittelbar mit Toleranzen verglichen werden, welche der Kunde für den sekundären Farbeindruck vorgibt. Es ist dem Drucker daher nicht möglich, beim Erkennen von Driften im primären Farbeindruck diese Abweichungen korrekt zu bewerten. Er kann nicht entscheiden, ob solche Driften zu sekundären
Farbabweichungen führen werden, welche noch innerhalb oder bereits außerhalb der zulässigen Toleranzen für den sekundären Farbeindruck liegen. Er wird daher in der Regel zu oft korrigierend eingreifen und damit wertvolle produktive Druckzeit verschwenden oder aber nicht rechtzeitig eingreifen und damit Gefahr laufen, große Mengen von Dekorationen zu produzieren, welche nicht dem vorgegebenen sekundären Farbeindruck entsprechen.
Auch während der Phase der Einstellung einer neuen Dekoration, der sog. Farbangleichung, kann er die unmittelbar nach EP 1 642 098 Bl messbaren Abweichungen des primären Farbeindrucks nicht nutzen, um möglichst gezielt den Dekorationsprozess so einzustellen, dass der maßgebliche sekundäre Farbeindruck innerhalb der vom Kunden vorgegebenen Toleranzen liegt.
Es wäre daher von hohem wirtschaftlichem und technischem Interesse, über ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu verfügen, welche in der Lage sind, die Veränderungen des primären Farbeindrucks einer dekorierten Oberfläche durch die nach dem Druck stattfindenden Oberflächenbehandlungen wie Imprägnierung und Verpressung, aufgebrachte Schutzlacke, Einbringung von Abriebsfestiger usw. vorherzusagen (in der Fachsprache der Signalverarbeitung „zu predizieren" genannt), diese auf die an der noch nicht oberflächenbehandelten Dekoration messbaren primären Farbeindrücke anzuwenden und damit frühzeitig die späteren Abweichungen zum gewünschten sekundären Farbeindruck zu erkennen und zu bewerten.
Ein solches Prediktionsverfahren könnte, auf die direkt am Dekorationsprozess wie Dekorpapier- oder Dekorfoliendruck, analoger oder digitaler Direktdruck vorzugsweise in der Produktionslinie messbaren, den primären Farbeindruck beschreibende Parameter angewendet, den Drucker unmittelbar darüber informieren, ob die laufende Produktion sich noch innerhalb der Toleranzen des sekundären Farbeindrucks befindet, ohne dass eine zeitraubende Anfertigung von Laborimprägnierungen und -Verpressungen zur Herstellung sekundärer Dekorproben erforderlich ist.
Eine solches Prediktionsverfahren könnte, auf die direkt am Dekorationsprozess wie Dekorpapier- oder Dekorfoliendruck, analoger oder digitaler Direktdruck vorzugsweise in der Produktionslinie abtastbaren Bilder der Primär-Dekoration rein mathematisch durch eine solche Prediktion die physikalisch noch nicht entstandenen Bilder des Sekundär- Dekor zu berechnen und den Drucker damit unmittelbar darüber informieren, ob die laufende Produktion sich noch innerhalb der Toleranzen des sekundären Farbeindrucks befindet .
Ein solches Prediktionsverfahren würde auch den Prozess der Farbangleichung, d.h. der Einstellung des erforderlichen primären Farbeindrucks bei einem neuen Druckauftrag zur Erzeugungen eines gewünschten sekundären Farbeindrucks, erheblich beschleunigen, da während der Einstellung der Druckwerke aus den in der Linie aufgenommenen Farbbilder laufend die vorausberechneten, den sekundären Farbeindruck bestimmenden Merkmale wie die predizierten Farbstatistiken und die predizierte Bildschärfe angezeigt werden und den Drucker damit bei der Einstellung der primären Dekoration leiten.
Eine solche Prediktion würde damit eine wesentliche
Steigerung der Produktivität der Dekorationsprozesse, vom Druck des Dekorpapiers oder der Dekorfolie bis zu den direkten analogen oder digitalen Druckverfahren, bedeuten und durch die Vermeidung von Abfall infolge von Fehldrucken auch die ökologische Bilanz eines Dekorationsbetriebs verbessern.
Diese Aufgabe zu Überwachung, insbesondere in der Produktionslinie, der Qualität des visuellen Farbeindrucks von Produkten mit mehrfarbig gemusterten Oberflächen mit Hilfe bildgebender Sensoren, wobei diese Produkte nach einer Primär-Dekoration weitere, den Farbeindruck mit beeinflussende Prozessschritte durchlaufen bis zum Vorliegen der Sekundär-Dekoration, wird erfindungsgemäß durch zwei mehrstufige Verfahrensschritte gelöst wobei
a) in einem ersten mehrstufigen Verfahrensschritt als Referenz für die Primär-Dekoration und die daraus resultierende Sekundär-Dekoration geeignete Proben mit jeweils mindestens einem bildgebenden Sensor erfasst werden, die Bildsignale in eine Recheneinheit übertragen werden, aus den Bildsignalen mit der Recheneinheit und Verfahren der Bildverarbeitung Merkmale für die Beschreibung des Farbeindrucks der Dekoration der Proben bestimmt werden, dass aus dem
Vergleich der Werte der Merkmale für die Beschreibung des Farbeindrucks der Primär-Dekoration und der Werte der Merkmale für die entsprechende Beschreibung des Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration Prediktionsregeln ermittelt werden, welche möglichst genau die Merkmalswerte für die Beschreibung des Farbeindrucks der Primär-Dekoration in diejenigen für die Beschreibung des Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration überführen und dass diese Prediktionsregeln in einer Datenbank unter dem entsprechenden Produkt abgelegt werden
(Lernphase zur Ermittlung der Regeln für die direkte Prediktion)
b) in einem zweiten Verfahrensschritt bei der Produktion eines bestimmten Dekors aus denen mit mindestens einem bildgebenden Sensoren abgetasteten und in eine Recheneinheit übertragenen Bildern des Primärdekors die gleichen wie bei der Lernphase benutzten Merkmale für die Beschreibung des visuellen Farbeindrucks des Primär-Dekors ermittelt werden, diese unter Anwendung der für dieses Dekor in der Datenbank abgespeicherte Prediktionsregeln in die entsprechenden Merkmale zur Beschreibung des Farbeindrucks des Sekundär-Dekors umgerechnet werden und die predizierten Werte zum Zwecke der Steuerung und Regelung des technischen Prozesses des Primär-Dekoration numerisch und/oder graphisch angezeigt werden und/oder mit den für das Sekundär-Dekor vorgeschriebenen Toleranzen verglichen werden
(Prüfphase zur Überprüfung der Produktion des Primär-Dekors mit direkter Prediktion)
Gleichbedeutend mit der direkten Prediktion von Farbeindrucksmerkmalen des Sekundär-Dekors aus den Farbeindrucksmerkmalen des Primär-Dekors ist der indirekte Weg, bei welchem zuerst aus abgetasteten Bildern des Primär-Dekors hiervon abgeleitete Bilder des Sekundärdekors prediziert werden um dann anschließend aus diesen Bildern des Sekundär-Dekors Merkmale des Farbeindrucks zu berechnen, numerisch und/oder graphisch anzuzeigen und mit Toleranzen zu vergleichen. Wir bezeichnen im Folgenden dieses Verfahren als „indirekte Prediktion" . Der wesentliche Unterschied zwischen der direkten und der indirekten Prediktion ist die Tatsache, dass bei der direkten Prediktion die Prediktionsregeln Merkmale des
Farbeindrucks des Sekundär-Dekors aus Merkmalen des Primär- Dekors berechnen, während bei dem Verfahren der indirekten Prediktion die Prediktionsregeln Sekundär-Dekor Bilder aus Primär-Dekor Bilder berechnen und dass aus diesen predizierten Bilder die Merkmale zur Beschreibung des
Farbeindrucks des Sekundär-Dekors berechnet, angezeigt und mit den für das Sekundär-Dekor geltenden Toleranzen verglichen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll beispielhaft, aber nicht einschränkend, anhand der Produktion von farblich gemusterten (Primär-) Dekorpapieren für Fußbodenlaminate mit Hilfe eines klassischen Mehrfarben-Druckprozesses und einer darauffolgenden Imprägnierung und Verpressung mit einer Faserplatte zu einem Sekundär-Dekor erklärt werden. Zur Vereinfachung wird hierbei die direkte Prediktion von Farbeindrucks-Merkmalen des Sekundär-Dekors aus Farbeindrucks-Merkmalen des Primärdekors dargestellt. Der alternative Weg der indirekten Prediktion ist für den Fachmann der Bildverarbeitung selbstverständlich und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Hierbei wird auf folgende Abbildungen Bezug genommen: Fig. 1 zeigt einleitend zum Verständnis die Prozesskette bei der Produktion von Fußboden-Laminaten -17-, welche im wesentlichen aus einer Faserplatte -16- bestehen, auf welche unter hohem Druck und Temperatur ein mit Melamin imprägniertes, im Mehrfarben-Tiefdruck -12- hergestelltes Dekorpapier -11- mittels einer Kurztakt- oder Durchlaufpresse -15- aufgepresst wird sowie die zwei für die Kontrolle des visuellen Farbeindrucks wesentlichen Prozessstufen: Dekorpapierdruck (Primär-Dekor) -13- und verpresstes Melamin-getränktes Dekor (Sekundär- Dekor) -18-
Fig. 2 verdeutlicht am Beispiel eines 3-dimensionalen RGB-Farbhistogramms -21- die Veränderung des 3- dimensionalen Farbhistogramms -23- des Primär- Dekors -17- in das entsprechende 3-dimensionalen
Farbhistogramm -22- des Sekundär-Dekors -13- durch die auf den Mehrfarben-Druck des Primär- Dekorpapiers folgenden Prozessschritte der Imprägnierung mit Melamin und der Verpressung. Diese Veränderung kann mathematisch durch die
Transformation T [PDH (r, g,b) ] beschrieben werden
Fig. 3 verdeutlicht die laufende graphische Anzeige -31- der Stabilität des Farbeindrucks des Primär- Dekors ΔCPrimärDekor, aufgetragen über der produzierten Warenbahnlänge -32- sowie die Stabilität des mittels der Transformation T [PDH (r, g,b) ] predizierten Farbeindrucks des Sekundär-Dekors ΔCSekundärDekor mit den eingeblendeten Toleranzen -33-, welche für das Sekundär-Dekor einzuhalten sind. ΔC sei beispielhaft ein einfaches skalares Merkmal zur Beschreibung der Veränderung des Farbeindrucks, nämlich die Länge des Verschiebungsvektors zwischen den Schwerpunkten der Farbhistogramme des Primär-Dekors und des Sekundär-Dekors
Wie in Fig.l schematisch gezeigt, beginnt die Produktion von Dekorpapier mit einer unbedruckten Rolle aus Spezialpapier -11-, welches in der Regel in einem Mehrfarben- Tiefdruck-Prozess -12- bedruckt wird. Nach der Fertigstellung kann dieses Primär-Dekorpapier unmittelbar in der Produktionslinie durch Farbkameras -13- oder aber visuell anhand von entnommenen Proben vom Drucker begutachtet werden, um eine erste Aussage über den primären Farbeindruck zu erhalten.
Die Lehre der EP 1 642 098 Bl beschreibt beispielhaft ein Verfahren nach dem Stand der Technik zur instrumentellen, meßtechnischen Erfassung des visuellen primären Farbeindrucks mit Hilfe von Farbkameras, bei welchem die kombinierte Auswertung von n-dimensionalen Farbstatistiken und/oder deren Kennzahlen sowie die Bildschärfe des Primär- Dekors fortlaufend gemessen wird.
In dem folgenden Schritt der Imprägnierung -14- mit Melamin-haltigen Harzen wird das Dekorpapier vorbereitet zur Verpressung. In einer Durchlauf- oder Kurztaktpresse - 15- wird unter hoher Temperatur und Druck das imprägnierte Dekorpapier mit dem eigentlichen Tägermaterial -16- , in der Regel eine Faserplatte, verpresst.
Diese großtechnischen Prozesse der Imprägnierung und der thermischen Verpressung sind in der Regel nicht farbneutral, d.h. sie können den Farbeindruck des Primär- Dekors substantiell verändern. Erst am Ausgang der Verpressung kann damit der für den Endkunden entscheidende, sekundäre Farbeindruck -17- des verpreßten, dekorierten Laminats mittels Kameras -17- oder visuell beobachtet werden und damit die finale ästhetische Qualität beurteilt werden.
Diese nach dem primären Mehrfarbendruck stattfindenden Veränderungen können derzeit nicht mit Regeln beschrieben werden, so dass es immer erforderlich ist und von den Endkunden auch vom Drucker verlangt wird, häufige visuelle Kontrollen während der Produktion eines Auftrags durchzuführen, indem er anhand von manuell entnommenen Proben des Primär-Dekorpapiers diese mit einer verkleinerten Laborimprägnierungsanlage und einer kleinen Laborverpressungsanlage zu einer Laminatprobe verpresst und anschließend visuell mit vom Kunden genehmigten Referenzmustern vergleicht.
Diese labormässige Nachbildung des großtechnischen Prozesses „Imprägnierung + Verpressung" ist sehr zeitraubend, verursacht häufige Stillstände der Dekordruckanlage und verringert damit erheblich die Produktivität der gesamten Druckstrasse.
Der Erfindungsgedanke lehrt, die Veränderungen des visuellen Farbeindrucks zwischen dem Primärdekor -13- und dem Sekundärdekor -17- durch Prediktionsregeln vorherzusagen, welche angewendet auf Bilder des Primärdekors bereits an der Beobachtungsstelle -13-, d.h. unmittelbar am Druckprozess, den Drucker über die zu erwartenden Abweichungen des visuellen Farbeindrucks beim Endprodukt, dem Sekundär-Dekor, informieren und ihm dadurch ermöglichen, ohne den zeitaufwändigen Prozess der Labor- Imprägnierung und Labor-Verpressung augenblicklich gezielte Gegenmaßnahmen einzuleiten und diese zu bewerten.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt im allgemeinen voraus, dass die Stabilität der nach dem Primär-Druck folgenden Prozesse, im Beispiel die Imprägnierung und die Verpressung, ausreichend ist, um ausreichend stabile Prediktionsregeln anhand einer kleinen Anzahl von Proben des Primär- und des Sekundär-Dekors ermitteln zu können.
Der Erfindungsgedanke erfasst aber auch die Ermittlung und Anwendung von Prediktionsregeln, welche nicht nur spezifisch für ein bestimmtes Dekor sind, sondern auch spezifisch für eine bestimmte Einstellung der auf den Druck nachfolgenden Prozesse, beispielsweise für bestimmte Melamin-Rezepturen, bestimmte Druck/Temperatur/Zeit Einstellungen der Presse usw..
Die Veränderung des Farbeindrucks durch die Imprägnierung und Verpressung von Dekorpapier sei anhand von Fig.2 beispielhaft erklärt an einem einzelnen wichtigen, den visuellen Farbeindruck von mehrfarbig gemusterten Flächen beschreibenden Merkmals, nämlich der 3-dimensionalen Farbstatistik (3-dimensionales Farbhistogramm im RGB- Farbraum) . In der Praxis werden erfindungsgemäß mehrere solcher Merkmale zur Beschreibung des Farbeindrucks eingesetzt, beispielsweise wie in der EP 1 642 098 Bl gelehrt, die Farbstatistiken und die Bildschärfe. Die Beschränkung auf ein Merkmal in diesem beschreibenden Text erfolgt lediglich zur einfacheren Darstellung des Erfindungsgedanken.
Wie in Fig.2 dargestellt, werden eine primäre Dekorprobe - 13- und die zugehörige sekundäre Dekorprobe -17- mit einem 3-kanaligen Bildgeber, beispielsweise einer RGB-Farbkamera, aufgenommen. Diese Aufnahmen können in der Produktionslinie mit entsprechend kalibrierten Farbkameras an den Meßstellen -13- und -17- erfolgen oder aber auch anhand von entnommenen Proben mit einem externen Bildgeber, beispielsweise einem RGB-Flachbettscanner erstellt werden.
Mindestens ein Farbbild des Primär-Dekors -13- und des Sekundär-Dekors -17- werden in eine (nicht eingezeichnete) Recheneinheit übertragen, mit welcher aus diesen Bildern die jeweiligen 3-kanaligen Farbstatistiken -21- berechnet werden.
Fig.2 zeigt zur Erläuterung das 3-dimensionale Farbhistogramm des Primär-Dekors und des Sekundär-Dekors, graphisch dargestellt als zwei Farbwolken -23- und -22- in dem gemeinsamen {RED, GREEN, BLUE} Farbraum -21-. Es ist leicht zu erkennen, dass sich die Farbstatistiken unterscheiden: der Prozess der Imprägnierung und der Verpressung hat eine Veränderung der Lage der jeweiligen Farbwolken im Farbraum bewirkt.
Dem Fachmann der Bildverarbeitung ist bekannt, dass diese Veränderungen nicht nur eine Positionsänderung der Farbwolke (des sog. Streudiagramms , engl, scatter diagramm) bewirken, sondern dass sich auch die Häufigkeiten der Farbvektoren ändern.
Da diese 4-dimensionale Darstellung in einer 2D Graphik nicht mehr deutlich dargestellt werden kann, wird aus Gründen der Vereinfachung auf eine graphische Darstellung der Häufigkeiten im 3D-Farbraum -21- verzichtet, sondern es werden graphisch durch die angedeuteten Farbwolken lediglich die Anzahl der unterschiedlichen, im Farbbild vorkommenden Farbvektoren dargestellt.
Der Begriff „Farbhistogramm" impliziert aber erfindungsgemäß eine 4-dimensionale Darstellung, d.h die Ermittlung sowohl der vorkommenden unterschiedlichen Farbvektoren im Kamerabild des Dekors als auch die Häufigkeit jedes vorkommenden Farbvektors.
Mathematisch kann diese Veränderung des Primär-Dekor- Histogramms -22- , im folgenden mit PDH (r,g,b) benannt, in das Sekundär-Dekor-Histogramm -23-, im folgenden mit SDH(r,g,b) genannt durch eine Transformation T beschrieben werden:
SDH(r,g,b) = T[PDH (r,g,b)] /1/
wobei als Transformationskern unterschiedliche lineare oder nicht-lineare Funktionen wie beispielsweise Polynome verwendet werden können.
Sind SDH(r,g,b) und PHD(r,g,b) gegeben, beispielsweise durch mindesten ein ausgewertetes Bild des Primär-Dekors und mindestens ein ausgewertetes Bild des zugehörigen Sekundär-Dekors, so kann eine Transformationsvorschrift T mit bekannten Optimierungs-Verfahren, welche beispielsweise auf der Lösung überbestimmter Gleichungssysteme beruhen, gefunden werden. Solche Lösungsverfahren werden beispielsweise in dem mathematischen Programm MATLAB unter dem Begriff „least Square optimisation problems" angeboten, so daß diese mathematischen Verfahren selbst als dem Fachmann bekannt vorausgesetzt werden können und im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung nicht näher erläutert werden müssen.
Erfindungsgemäß wird wie in Fig. 3 verdeutlicht, diese Transformation T als Prediktionsregel eingesetzt, um fortlaufend über der produzierten Bahnlänge lfm die nach dem Druckprozess gemessenen Farbeindruck-Merkmale des
Primär-Dekors in die entsprechenden Farbeindruck-Merkmale des Sekundär-Dekors umzurechnen (vorherzusagen) , ohne die weiteren Prozessschritte wie Imprägnierung und Verpressung abzuwarten
Zur einfachen Erklärung des Erfindungsgedanken beschränken wir uns auf die Transformation eines einzigen Farbeindruck- Merkmals, nämlich dem Schwerpunkt des 3-dimensionalen RGB- Farbhistogramms .
Der Farbeindruck des Primär-Dekors ändert sich, wenn sich der Schwerpunkt des Farbhistogramms des Primärdekors im Vergleich zu dem Schwerpunkt des Farbhistogramms einer Referenz des Primär-Dekors ändert.
Die skalare Betrags-Differenz ΔCprimarDekor der Schwerpunkte ist in Fig. 3 aufgetragen als Graphik -31- der momentanen Abweichung als Funktion der produzierten Bahnlänge -32-. Diese Abweichungs-Trendlinie zeigt dem Drucker unmittelbar, wie stabil sein Druckprozess ist und damit wie stabil der Farbeindruck des Primär-Dekors ist.
Der Drucker kann aber hieraus nicht die für den Kunden entscheidende Toleranz der Schwankungen des Farbeindrucks des Sekundär-Dekors beurteilen. Er verfügt trotz der kontinuierlichen Ausmessung des Primär-Dekors über keine verlässlichen Aussagen über die Güte und Toleranz des produzierten Endproduktes, des Sekundär-Dekors.
Durch die erfindungsgemäße Umrechnung der nach dem Dekordruck messbaren visuellen Farbeindruck-Merkmale des Primär-Dekors mit Hilfe der erstellten Prediktionsregeln in die visuellen Farbeindrucks-Merkmale des Sekundär-Dekors, einer entsprechenden graphischen Anzeige und dem Vergleich der predizierten Farbeindrucks-Merkmale des Sekundär-Dekors mit den Toleranz-Werten für das Sekundär-Dekor kann der Drucker aber mit Ausführungsformen der Erfindung am Standort des Primär-Druckes sofort, d.h. ohne den Zeitaufwand einer Labor-Imprägnierung und Labor - Verpressung einer Primär-Dekorpapier Probe anzuwarten, erkennen, ob sein Druck sich innerhalb der mit dem Kunden vereinbarten Toleranz -33- befindet oder nicht.
Er ist nun auch in der Lage, frühzeitig korrigierend in seinen Primär-Dekordruck einzugreifen und kann unmittelbar die Auswirkung seiner Maßnahmen auf die Stabilität des Farbeindrucks des Sekundär-Dekor beurteilen.
Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren auch in der Lage, beim Einfahren eines neuen Produktionsauftrags, der sog. Farbangleichung, wesentlich schneller zum Ziele zu kommen als nach dem, durch zahlreiche Probenentnahmen und Labor- Imprägnierungen und -Verpressungen gekennzeichnetes Vorgehen nach dem Stand der Technik.
Der Erfindungsgedanken ist selbstverständlich nicht auf das Farbeindruck-Merkmal „Farbhistogramm" und dessen Kennzahlen wie Schwerpunkt, Varianz usw. beschränkt, sondern betrifft alle für den visuellen Eindruck relevanten, aus einem n- kanaligen Bild des Dekors messbaren Farbeindruck-Mermale wie Bildschärfe, Kontrast-Empfindlichkeits-Funktionen usw.. ( siehe z.B. M. Fairchild: Color Appearance Models, 2nd edition, 2005, John Wiley & Sons Ltd für eine Auflistung der sog. CIECAM Merkmale zur Beurteilung des Farbeindrucks) .
Der Erfindungsgedanken ist auch nicht auf die Bestimmung der Farbeindruck-Merkmale aus einem üblichen n=3 kanaligen R, G, B -Farbbild beschränkt. Einige der Farbeindrucks- Merkmale wie z.B. die Bildschärfe können aus einem n=l kanaligen Bild , beispielsweise der Luminanz gewonnen werden, andere benötigen mindestens n= 3 Farbkanäle, andere sind besser aus sog. Hyperspektral-Bilder mit n>3 Kanälen zu messen.
Wesentlich für den Erfindungsgedanke ist die Prediktion des Farbeindrucks des Endproduktes (des Sekundär-Dekors) durch Transformation des an der Drucklinie messbaren Farbeindrucks des Primär-Dekors mit Hilfe der erfindungsgemäß erstellten Prediktionsregel und die Anzeige dieser predizierten Farbeindrucksmerkmale an der
Drucklinie, um den Drucker frühzeitig über die visuelle Qualität des Endproduktes zu informieren. Der Erfindungsgedanken umfasst alle dekorierten Flächen und alle hierfür geeignete Dekorationsverfahren, vom klassischen Mehrfarben-Tiefdruck oder Offset-Druck über digitalen Tintenstrahldruck sowie andere Dekorationsverfahren wie beispielsweise das Übersprühen, das Laminieren von ausgewalzten farbigen Kunststoffmassen usw.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur während der laufenden Produktion eines Dekors von Nutzen, sondern auch während der Einstellung eines neuen Dekors, der sog. Farbangleichung .
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es auch, an beliebigen Prozessstellen einer Dekoration
Farbeindrucksmerkmale für das sog. Primär-Dekor zu messen und diese Merkmale in solche, welches für ein Sekundär- Dekor gelten, umzurechnen. Beispielsweise kann das Primär- Dekor das drucktechnisch hergestellte Dekor auf dem neutralen Dekorpapier darstellen und das Sekundär-Dekor das Dekor nach der Imprägnierung.
Wesentlich für den Erfindungsgedanken ist das Konzept der Erstellung von Prediktionsregeln anhand von Proben eines Primär- und eines Sekundärdekors und die Anwendung dieser Prediktionsregeln in der Prüfphase, um frühzeitig, d.h. am Ort der Primär-Dekoration bereits die Qualität der Sekundär-Dekoration vorherzusagen .
Das Verfahren ist auch beim klassischen Zeitschriften-, Buch- und Verpackungsdruck einsetzbar, bei welchem das bedruckte Produkt durch weitere Prozesse wie Schutzlackierung, Lackfinish, Prägung usw. nach dem eigentlichen Mehrfarbendruck weiter verändert wird. Bei diesen Anwendungen wird das Verfahren auf die mehrfarbig gemusterten Elemente wie Farbphotos, mehrfarbige Texturen usw. begrenzt und monochrome Textelemente werden ausgeblendet.
Herkömmlich konnte die Endqualität des visuellen Farbeindrucks mehrfarbig gemusterter Flächen wie dekorierte Möbelpaneele, dekorierte Fußboden-Laminate, Wandpaneele usw. bei der eigentlichen, im wesentlichen durch
Druckprozesse hergestellten Dekoration, dem sog. Primär- Dekor noch nicht ausgemessen werden, weil die nachfolgenden Prozesse wie Imprägnierung und Verpressung, Schutzlack- Beschichtung u.a. den Farbeindruck zum sogenannten Sekundär-Dekor nochmals verändern. Daher war bisher bei solchen Produkten die kontinuierliche Überwachung des Druckprozesses nicht in der Lage, dem Drucker kontinuierlich Aussagen über die druck-technisch erzeugte Qualität des Farbeindrucks des Endproduktes bzw. eines Farbeindrucks nach einem weiteren Prozessschritt zu liefern.
Erfindungsgemäß werden bei einigen bevorzugten Ausführungsformen in einer Lernphase für jedes Dekor anhand von Proben des Primär-Dekors und Proben des Sekundär-Dekors Prediktionsregeln ermittelt um aus n-kanaligen Bildern von Proben des Primär- Dekors Farbeindrucks-Merkmale zu ermitteln und diese in solche für das Sekundär-Dekor umzurechnen (direkte Prediktion) bzw. um aus n-kanaligen Bilder von Proben des Primär-Dekors Bilder des Sekundär- Dekors zu berechnen und aus diesen Farbeindrucks-Merkmale zu berechnen (indirekte Prediktion) . Während der Prüfphase werden laufend n-kanalige Bilder des Primär-Dekors an der Drucklinie aufgenommen, hieraus Farbeindrucks-Merkmale extrahiert und diese mit Hilfe der Prediktionsregeln in die Farbeindrucks-Merkmale des Sekundär-Dekors umgerechnet, angezeigt und mit Toleranzen versehen.
Das Verfahren stellt eine erhebliche Zeiteinsparung und Produktivitätssteigerung dar, da unmittelbar am Druckprozess bereits die Abweichungen von der geforderten finalen Qualität des Endproduktes dargestellt, vom Drucker entsprechend interpretiert werden können und somit frühzeitig Gegenmaßnahmen getroffen werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zu Überwachung, insbesondere in der
Produktionslinie, der Qualität des visuellen Farbeindrucks von Produkten mit gemusterten, insbesondere mehrfarbigen gemusterten Oberflächen mit Hilfe bildgebender Sensoren, wobei diese Produkte nach einer Primär-Dekoration mindestens einen weiteren, den Farbeindruck mit beeinflussenden Prozessschritt durchlaufen bis zum Vorliegen der Sekundär-Dekoration, bei welchem die Überwachung zwei jeweils mehrstufige Verfahrensschritte umfasst, wobei
a) in einem ersten mehrstufigen Verfahrensschritt als Referenz für die Primär-Dekoration und die daraus resultierende Sekundär-Dekoration geeignete Proben mit jeweils mindestens einem bildgebenden Sensor erfasst werden, die Bildsignale in eine Recheneinheit übertragen werden, aus den Bildsignalen mit der Recheneinheit und Verfahren der Bildverarbeitung Merkmale für die Beschreibung des Farbeindrucks der Dekoration der Proben bestimmt werden, aus dem Vergleich der Werte der Merkmale für die Beschreibung des Farbeindrucks der Primär- Dekoration und der Werte der Merkmale für die entsprechende Beschreibung des Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration Prediktionsregeln ermittelt werden, welche möglichst genau die Merkmalswerte für die Beschreibung des Farbeindrucks der Primär- Dekoration in diejenigen für die Beschreibung des
Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration überführen und diese Prediktionsregeln in einer Datenbank unter dem entsprechenden Produkt abgelegt werden, insbesondere als Lernphase zur Ermittlung der direkten Prediktionsregeln.
b) in einem zweiten Verfahrensschritt bei der Produktion eines bestimmten Dekors aus den mit mindestens einem bildgebenden Sensor abgetasteten und in eine Recheneinheit übertragenen Bildern des Primärdekors die gleichen wie bei der Lernphase benutzten Merkmale für die Beschreibung des visuellen Farbeindrucks des Primär-Dekors ermittelt werden, diese unter Anwendung der für dieses Dekor in der Datenbank abgespeicherte Prediktionsregeln in die entsprechenden Merkmale zur Beschreibung des Farbeindrucks des Sekundär-Dekors umgerechnet werden und die predizierten Werte zum Zwecke der Steuerung und Regelung des technischen Prozesses des Primär- Dekoration numerisch und/oder graphisch angezeigt werden und/oder mit den für das Sekundär-Dekor vorgeschriebenen Toleranzen verglichen werden, insbesondere als Prüfphase zur Überprüfung der Produktion des Primär-Dekors mit direkter Prediktion.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Überwachung zwei jeweils mehrstufige Verfahrensschritte umfasst, wobei
a) in einem ersten, vorzugsweise mehrstufigen
Verfahrensschritt als Referenz für die Primär- Dekoration und die daraus resultierende Sekundär- Dekoration geeignete Proben mit jeweils mindestens einem bildgebenden Sensor erfasst werden, die Bildsignale in eine Recheneinheit übertragen werden, aus dem Vergleich der Bilder des Primär-Dekors mit den zugehörigen Bildern des Sekundär-Dekors Prediktionsregeln ermittelt werden zur möglichst genauen Berechnung von Bildern des Sekundär-Dekors aus den entsprechenden Bildern des Primär-Dekors, aus den predizierten Bildern des Sekundär-Dekors Merkmale für die Beschreibung des Farbeindrucks des Sekundär-Dekors berechnet werden und die Prediktionsregeln und Merkmale in einer Datenbank unter dem entsprechenden Produkt abgelegt werden, insbesondere als
Lernphase zur Ermittlung der Regeln für die indirekte Prediktion.
in einem zweiten Verfahrensschritt bei der Produktion eines bestimmten Dekors das Primär-Dekor mit mindestens einem bildgebenden Sensor abgetastet wird und die Bildsignale in eine Recheneinheit übertragenen werden,
mit der oder den Prediktionsregeln in der Datenbank aus den Bildern des Primärdekors Bilder des Sekundär- Dekors berechnet werden, aus den predizierten Bildern des Sekundär-Dekors die gleichen wie bei der Lernphase benutzten Merkmale für die Beschreibung des visuellen Farbeindrucks ermittelt werden, diese zum Zwecke der Steuerung und Regelung des technischen Prozesses der Primär-Dekoration numerisch und/oder graphisch angezeigt werden und/oder mit den für das Sekundär- Dekor vorgeschriebenen Toleranzen verglichen werden, insbesondere als Prüfphase zur Überprüfung der Produktion des Primär-Dekors mit indirekter Prediktion.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Prediktionsregeln spezifisch sind für jede spezifische Auslegung und Einstellung der den Farbeindruck des Primär-Dekors verändernden anschliessenden Prozessschritte bis zum Vorliegen des Sekundär-Dekors .
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei welchem in der Prüfphase die Erfassung des Primär- Dekors mit mindestens einem einen in der Produktionslinie installierten Bildsensor erfolgt
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, bei welchem in der Lernphase die Erfassung des Primär-Dekors und des Sekundär-Dekors mit mindestens einem ausserhalb der Produktionslinie installierten Bildsensor erfolgt
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, bei welchem als Merkmale zur Beschreibung des Farbeindrucks der Dekoration mindestens die n-dimensionalen Farbstatistiken und/oder hieraus abgeleitete Kennwerte verwendet werden, wobei n die Anzahl der ausgewerteten spektralen Kanäle des die Produktoberfläche abtastenden mindestens einen bildgebenden Sensors darstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, bei welchem als Merkmale zur Beschreibung des Farbeindrucks der Dekoration mindestens die n-dimensionalen Farbstatistiken und/oder hieraus abgeleitete Kennwerte sowie die Bildschärfe verwendet werden, wobei n die Anzahl der ausgewerteten spektralen Kanäle des mindestens einen, die Produktoberfläche abtastenden bildgebenden Sensors darstellt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, bei welchem die Bilder des Primär-Dekors und des Sekundär-Dekors das gleiche Bildmuster der Dekoration wiedergeben.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, bei welchem die Bilder des Primär-Dekors und des Sekundär-Dekors in beliebige Druckprodukte eingebettete Farbbilder darstellen
10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 bei welchem Proben der Primär- und Sekundär-Dekoration von mehrfarbig zu und/oder gemusterten Produkten in das Bildfeld mindestens eines Bildwandlers mit mindestens n=2 spektralen Kanälen automatisch oder manuell eingebracht werden, der mindestens eine Bildwandler unter einer definierten
Beleuchtung diese Proben in digitale Bilddaten umsetzt und in mindestens eine Recheneinheit überträgt, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein Programm verfügt, welches aus diesen Bildern Merkmale extrahiert, welche den visuell wahrgenommenen Farbeindruck beschreiben, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein weiteres Programm verfügt, welches die Farbeindruck-Merkmale der Bilder der Primär-Dekoration und der Sekundär-Dekoration vergleicht und hieraus mindestens eine Prediktionsregel berechnet, welche geeignet ist, die Merkmale des Farbeindrucks der Primär-Dekoration in diejenigen der Sekundär-Dekoration möglichst genau umzurechnen und diese mindestens eine Prediktionsregel in einer Datenbank unter dem entsprechenden dekorierten Produkt ablegt, insbesondere als Lernphase zur Ermittlung der Regeln für die indirekte Prediktion. und während der Produktion Proben der Primär-Dekoration von mehrfarbig gemusterten Produkten in das Bildfeld mindestens eines Bildwandlers mit mindestens n=2 spektralen Kanälen automatisch oder manuell eingebracht werden, der mindestens eine Bildwandler unter einer definierten Beleuchtung diese Proben in digitale Bilddaten umsetzt und in mindestens eine Recheneinheit überträgt, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein Programm verfügt, welches aus diesen Bildern Merkmale extrahiert, welche den visuell wahrgenommenen Farbeindruck beschreiben, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein weiteres Programm verfügt, welches die Farbeindruck-Merkmale der Bilder der Primär-Dekoration mit Hilfe der aus der Datenbank entnommenen mindestens einen Prediktionsregel in diejenigen für das Sekundär-Dekor geltende umrechnet, diese mittels einem graphischen und/oder numerischen Anzeigegerät darstellt und/oder graphisch mit Toleranzfelder überlagert, welche die zulässigen Abweichungen des Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration darstellen, insbesondere als Prüfphase zur Überprüfung der Produktion des Primär-Dekors mit direkter Prediktion.
11. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 und 2, bei welchem Proben der Primär- und Sekundär-Dekoration von mehrfarbig gemusterten Produkten in das Bildfeld mindestens eines Bildwandlers mit mindestens n=2 spektralen Kanälen automatisch oder manuell eingebracht werden, der mindestens eine
Bildwandler unter einer definierten Beleuchtung diese Proben in digitale Bilddaten umsetzt und in mindestens eine Recheneinheit überträgt, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein Programm verfügt, welches aus dem Vergleich der Bilder der Primär- und Sekundär-Dekoration mindestens eine Prediktionsregel ermittelt zur insbesondere möglichst genauen Berechnung von Sekundär-Dekor Bilder aus Primär-Dekor Bildern und diese mindestens eine Prediktionsregel in einer Datenbank unter dem entsprechenden Produkt ablegt, insbesondere als Lernphase zur Ermittlung der Regeln für die indirekte Prediktion,
und während der Produktion Proben der Primär-Dekoration von mehrfarbig gemusterten Produkten in das Bildfeld mindestens eines Bildwandlers mit mindestens n=2 spektralen Kanälen automatisch oder manuell eingebracht werden, der mindestens eine Bildwandler unter einer definierten Beleuchtung diese Proben in digitale Bilddaten umsetzt und in mindestens eine Recheneinheit überträgt, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein Programm verfügt, welches aus diesen Bildern unter Nutzung der in der Datenbank abgelegten Prediktionsregeln mindestens ein Bild des Sekundär- Dekors berechnet, die mindestens eine Recheneinheit über mindestens ein weiteres Programm verfügt, welches die Farbeindruck-Merkmale aus dem berechneten Bild des Sekundär-Dekors bestimmt und diese mittels eines graphischen und/oder numerischen Anzeigegeräts darstellt und/oder graphisch mit Toleranzfelder überlagert, welche die zulässigen Abweichungen des Farbeindrucks der Sekundär-Dekoration darstellen, insbesondere als Prüfphase zur Überprüfung der Produktion des Primär- Dekors mit indirekter Prediktion.
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