用于计算专色数据库的方法

摘要

本发明涉及一种用于借助计算机计算出专色用的光谱数据组的方法，该方法包括如下步骤：生成或者选定印刷过程的光谱特征化数据；从色表中选出色度方面定义的专色；由白的和黑的承印材料上的光谱特征化数据来计算出专色的光谱；由白的和黑的承印材料上的专色的光谱来计算出加网的专色的光谱；将专色的光谱适配于定义的白的承印材料；将专色的光谱适配于色表中预先给定的值；将专色的光谱适配于定义的黑的承印材料；将光谱的色调值增加适配于定义的标准。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于计算专色数据库的方法，该方法具有权利要求1前序部 分所述的特征。

本发明所属技术领域是电子复制技术。

背景技术

专色在建立印刷原稿时使用。目标在于实现清晰且可验证的彩色再现。专色 由色标卡或者色样测试值确定。专色通过色值进行特征化。在此，通常情况下使 用CIELAB颜色系统，颜色通过三个坐标L*、a*和b*标记。已知的专色系统包括 RAL系统、HKS系统或PANTONE系统。

对于计算出原色与专色的套印、对于计算出两种或更多专色的套印、以及对 于印刷中的布置、调节和控制而言，光谱特征化的专色又是必需的。然而，通过 打样印刷(Andruck)来实验性地求取到专色光谱是很耗费的。

不同的数学模型被用于描述光谱特征化的专色。这些模型之一就是光谱 Kubelka-Munk模型。该模型通过两个光谱参数——散射S(λ)和吸收K(λ)—— 描述一种颜色(专色或原色)在承印材料上的再现。如果参数已知，则能够针对 在基底上具有以不同层厚度的印刷进行预测。在此，基底可以是彩色的，并且必 须通过一种光谱进行描述。

两种或多种颜色的合印可分解成各个步骤：

1.在承印材料上印刷第一颜色；

2.在第一颜色上和/或该承印材料上印刷第二颜色；

3.在第一颜色上和/或第二颜色上和/或承印材料上印刷第三颜色。

这些步骤能够迭代地扩展到其它颜色。

通过将颜色在亮的承印材料或基底(纸白)以及在暗的承印材料或基底(纸 黑)上打样印刷来确定出参数——散射S(λ)和吸收K(λ)。暗的承印材料可通 过将一种黑的颜色印刷在亮的承印材料上进行仿制。已知有不同形式的 Kubelka-Munk模型。在此，使用如下方程计算出颜色在基底上的反射光谱： 其中$a=1+\frac{K\left(\lambda \right)}{S\left(\lambda \right)},b=\sqrt{(a^2-1)}$

R(λ)＝颜色在基底上的反射系数，

Rg(λ)＝基底的反射系数，

S(λ)＝颜色的散射系数，

K(λ)＝颜色的吸收系数，和

X＝颜色的相对层厚度。

由该颜色在亮的和暗的承印材料上的打样印刷通过迭代计算(2个方程，具有 2个未知数)确定出分散系数S(λ)和吸收系数K(λ)。

颜色光谱并不通用，并且必须通过打样印刷来求取。为了根据Kubelka-Munk 模型计算出颜色的套印，需要亮的和暗的承印材料的光谱以及颜色在亮的和暗的 承印材料上的光谱。

但是，一种颜色在亮的和暗的基底上的打样印刷是耗费的且昂贵的。

Kubelka-Munk模型并不十分适用于生成颜色特征曲线和计算出加网的颜色的 套印。层厚度X和颜色的色调值之间没有或仅有很差的相关性。譬如颜色的80％ 的加网的色调值并不相当于层厚度XR＝0.8X。其中的联系必须实验性地通过加网 的颜色的打样印刷来求取。而这也是耗费且昂贵的。

因此，Yule-Nielsen模型提供了另一种已知的、用于确定在亮的和暗的基底上 加网的颜色的方法。

从基本假设，即：

-颜色的反射系数与覆盖面积成比例变化，

-反射系数在网目单元内表现为相加式，以及

-眼睛无法分解网目单元，

出发，Murray-Davies模型适用于单个颜色：

(R(λ)＝a×R_(λ100％)+(1-a)×R_(λPepler)

网目调的光谱由初始颜色的光谱和纸白所分配的光谱组成。系数a表示网目 面积的比例。因为覆盖面积在印刷期间通常会以机械和光学的色调值增加的形式 发生改变，因此上述公式或多或少存在较大的错误。因此，Yule和Nielsen将附加 系数n引入到上述方程中，该附加系数n应造成点增长的模型化：

$R\left(\lambda \right)={\left[a\times R_{\lambda ,100\%}^{1/n}+\left(1-a\right)\times R_{\lambda ,Papier}^{1/n}\right]}^n$

所述系数n必须通过实验来确定。通常情况下，所述系数n通过将计算所得 的光谱与已印刷的且测量所得的测试数据组(梯尺光楔)作比较来得出。由计算 所得的光谱确定色值并将其与测量所得的色值作比较(dE-分析)。该系数不断变 化直至色差最小。如果这无法实现，则值n＝2是个很好的近似值。余留的误差通 过对色调值增加进行校准来消除。

另一用于布置和控制印刷过程的重要数值是色调值增加。对于典型的原色 CMYK而言，无论对于测量和计算，还是对于各色调值的色调值增加的大小都有 明确规定。由纸的光谱、加网的原色值和原色的全色调计算出相应的密度值。除 此之外，还能够计算出色度的密度和光谱的密度。

色度的密度由XYZ色值计算得出，光谱的密度由具有最大吸收的光谱值计算 得出。后者尤其是在专色的情况下具有优势。

由密度值可以确定在印刷中的色调值A_D：

$A_D=\frac{{10}^{-D_0}-{10}^{-D}}{{10}^{-D_0}-{10}^{-D_n}}$

D₀在此表示纸的密度值，D_M指全色调的密度值，D指的是加网的色调值的 密度，针对该加网的色调值应确定在印刷中的色调值。色调值增加在减去原稿色 调值A_V之后得出。

TWZ＝A_D-A_V

印刷过程用的额定色调值增加在所属的过程标准中预先给定。尤其是ISO 12647-2定义了一系列具有不同中间色调值和不同特征曲线的色调值增加。通过将 测量所得的实际色调值增加与额定色调值增加作比较，能够求取到针对色调值的 校准。

为了明确地预测和再现出加网的专色，需要所述专色的定义的色调值增加。

通过如上所述地考虑到Kubelka-Munk模型、Yule-Nielsen模型以及印刷中的 色调值增加，得出了一种用于存储全色调值和加网的色调值的色谱的数据格式：

颜色光谱譬如在分级0％、10％、20％、…100％中既在亮的承印材料上也在 暗的承印材料上得以确定和存储。具有或多或少的区或其它色调值的其它分级也 是可能的。各级之间的中间值通过线性内插法确定。

由每4个相应色区(譬如，在亮的承印材料上0％和40％以及在暗的承印材料 上0％和40％)可以计算出Kubelka-Munk方程的光谱系数。

由亮的基底的色区能够计算出光谱色调值增加。波长(在该波长的情况下进 行计算)能够以数据格式来存储。同样，最有可能的原色展示CMYK也能够以所 述数据格式来存储。

由现有技术所公开的一项应用是计算出原色CMYK和专色的套印。在印刷实 践中，存在多种印刷顺序方面的变型：

1.首先印刷原色，然后印刷专色(CMYKfirst)，

2.首先印刷专色，然后印刷原色(SPOTfirst)，

3.将原色和专色采用提高的亮度印刷。

在“CMYKfirst”变型中，首先由光谱特征化数据组通过线性内插法确定出重叠 印刷的原色的光谱。于是，将这个光谱用于Kubelka-Munk方程中的Rg(λ)。然 后对现在这个彩色的基底计算出所述专色的效果。

在“SPOTfirst”变型中，首先由专色数据组通过线性内插法确定光谱。现在， 借助Kubelka-Munk方程先后计算出基底上的原色。此外，由特征化数据组针对原 色CMYK提取出光谱专色数据组。

在第三变型中，首先通过光谱的线性内插法针对原色确定出光谱，该原色在 专色前被印刷。然后，借助Kubelka-Munk方程将专色印刷到现在多彩的基底上， 并且接下来将余留的原色再印刷上。为此，由特征化数据组针对原色CMYK提取 出专色光谱数据组。

所有变型的共同点是都忽略了油墨叠印特性(Farbannahmeverhalten)。首先， 该油墨叠印特性利用层厚度系数X＝1.0计算。该系数在湿压干式(Nassauf-Trocken) 印刷时是可靠的(譬如直接印刷到基底上)，并且，印刷中实际的层厚度相应于专 色特征化的层厚度。改进方案在于，引入一变化的层厚度X，用以模拟湿压湿式 (Nass-auf-Nass)印刷。根据色调值的不同，X的典型值处于0.82(高色调值)至 0.96(低色调值)之间。

也就是说，用于计算和选定合适的专色的最佳现有技术中仍存在多种问题， 主要是在时间和费用方面。尤其对于套印的计算来说，必需将专色和原色的光谱 特征化以这样的数据格式收集：专色和原色以统一的色调值级在黑的和白的基底 上以该数据格式存储。但是，所有专色在亮的和暗的基底上的打样印刷、光谱测 量、以及用于专色光谱特征化的测量值的处理都极为耗费和昂贵。

发明内容

因此，本发明的任务在于，描述一种用于计算出印刷过程用的专色光谱特征 化的方法，与迄今已知的方法相比，本方法更有效且更不耗费。本方法应基于光 谱特征化的印刷过程，并且还应灵活地适配于不同基底的使用。

该任务根据本发明的解决方案是具有独立权利要求1所述特征的方法。在此 涉及到一种借助于计算机来计算出针对专色光谱数据组的方法，该方法包括如下 步骤：

1.生成或选定印刷过程的光谱特征化数据，

2.从色表中选出色度方面定义的专色，

3.由白的和黑的承印材料上的光谱特征化数据来计算出专色的光谱，

4.由白的和黑的承印材料上的专色的光谱来计算出加网的专色的光谱，

5.将专色的光谱适配于定义的白的承印材料，

6.将专色的光谱适配于来自色表中预先给定的值，

7.将专色的光谱适配于定义的黑的承印材料，

8.将光谱色调值增加适配于定义的标准，

9.使用计算所得的光谱数据组，用于对印刷机进行颜色控制。

本发明描述了这样一种方法：借助该方法使专色的光谱能够以高度准确性由 印刷过程的光谱特征化数据来计算得出。这相较于现有技术而言具有巨大的优势， 因为专色的光谱不再必须实验性地通过对打样印刷的专色进行测量来求取。光谱 以下述格式存储在光谱数据组中：借助所述格式能够简单且精确地计算出套印并 在印刷中实现布置、调节和控制。

本方法的有利因此优选的改进方案由所属的从属权利要求以及具有所属附图 的说明书中得出。

在此，优选的改进方案在于，将专色的计算所得的光谱数据组存放和存储在 与印刷机的控制计算机相连接的数据库中。

如果计算出专色光谱数据组，则将这些数据组存储在专色数据库中。在重新 应用这些专色的情况下，于是能够从该数据库中调出相应的数据组，借此无需重 新计算。

在此，另一优选的改进方案在于，使用目标专色的色表，并且，借助本方法 针对所有目标专色生成光谱数据组，该光谱数据组被存储在数据库中。

用于构建上述专色数据库的最有效的方式是，建立出具有所有期望专色的色 表，并且，然后借助本方法针对该表的所有专色在数据库中生成光谱数据组。

在此，优选的改进方案在于，在数据库中所存储的专色光谱数据组用于计算 出：在印刷过程中，在没有将光谱进行中间存储的情况下，专色与一种或多种其 它印刷色的合印性能。

在此，专色的光谱直接用于计算出：在印刷过程中，在没有将光谱进行中间 存储在数据组中的情况下，专色与另一颜色的套印。存储在数据库中的专色光谱 数据组用作针对该过程的初始数据。但是，同样也能紧接着本方法进行套印。在 该情况下，因此生成的数据组被直接使用，在数据库中不会产生登记(Eintrag)。

在此，另一优选的改进方案在于，针对目标专色，在数据库中存储有多个分 别用于不同纸色值的数据组和/或多个分别用于不同印刷过程的数据组。

每个待计算的专色能够生成多于一个光谱数据组进而也存储在数据库中。当 需要用于不同纸色值或印刷过程的数据组时，这种情况就会出现。此时，每个专 色的数据库登记必须相应结构化地设置。

在此，优选的改进方案在于，在不同印刷过程中，应使用相应的、描述印刷 过程的光谱特征化数据。

在需要用于不同印刷过程的数据组的情况下，应使用或计算出相应的、描述 印刷过程的光谱特征化数据。

在此，另一优选的改进方案在于，在纸色值变化的情况下应通过光谱方面和 色度方面的手段来调适该光谱数据组。

另一方面，当需要用于不同纸色值的数据组时，则应将相应的计算所得的光 谱数据组适配于新的纸色值。

在此，优选的改进方案在于，描述印刷过程的光谱特征化数据按照ISO12642-2 借助于线性内插法由测试元素计算得出。

如果首先必须计算出描述印刷过程的光谱特征化数据，则可以由按照ISO 12642-2的测试元素来计算得出。

在此，另一优选的改进方案在于，描述印刷过程的光谱特征化数据由具有少 量色区的经优化的测试元素借助于修正的且分段的光谱Neugebauer方程计算得 出。

另一种可能是，由具有少量色区的经优化的测试元素来计算出描述印刷过程 的光谱特征化数据。

优选的改进方案在于，亮的和暗的基底上的加网的专色的光谱借助于光谱 Yule-Nielsen方程进行计算。

为了计算出亮的和暗的基底上的加网的专色的光谱，可使用光谱Yule-Nielsen 方程。

在此，另一优选的改进方案在于，将专色的光谱适配于定义的白的承印材料、 适配于色表中预先给定的值、以及适配于定义的黑的承印材料，上述适配都通过 迭代过程实现，以使专色光谱相应的实际色值与额定色值之间的差异最小化。

为了将专色光谱适配于定义的白的承印材料、适配于色表中预先给定的值、 以及适配于定义的黑的承印材料，可使用迭代过程，以使专色光谱相应的实际色 值与额定色值之间的差异最小化。

在此，另一优选的改进方案在于，为了将光谱的色调值增加适配于定义的标 准，由该光谱计算出校准后的色调值，其中，通过两个步骤来实现：首先，将该 光谱换算成特征化数据组的色调值，然后，借助于分段的光谱Neugebauer方程将 这些色调值换算成原始的色调值。

为了能够计算出校准后的色调值，必须首先由光谱来计算出这些色调值，然 后可以借助于分段的光谱Neugebauer方程将这些色调值适配于定义的标准。

附图说明

附图示出了：

图1：色标卡形式的专色数据库示例；

图2：所需的基础结构的构型；

图3：根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，举例示出了色标卡1形式的专色数据库4。在此涉及到下述颜色数 据库：在该颜色数据库中，相应的专色值作为被印刷的色值呈现。被印刷的色值 可以作为用于专色表1的初始基础，在该专色表1中汇总了待计算的专色，针对 该待计算的专色应建立起光谱数据组5。

然而，为了在印刷机的颜色控制中应用，光谱数据组5必须是数字式形式。 为此，确定的基础结构是必需的。因此，在图2中简化示出了应用这些数据组5 以及根据本发明的方法的相应的整体系统。该整体系统通常包括：印刷机2本身； 计算机支持的工作流系统3，该工作流系统3通过网络6与机器2相连，用于控制 该印刷机2。除此之外，为了存储和调出所述光谱数据组5，必须提供一种数字式 数据库4的形式。在此，必要硬件的准确结构可根据用户需求而不同。

根据本发明的方法在优选实施变型中的流程图在图3中示出。本发明描述一 种方法，在所述方法中能够由印刷过程的光谱特征化来计算出用于印刷过程的专 色和原色的光谱特征化。印刷中的数字式颜色管理和文件的数字式数据交换要求 了：数字式色调值与所印刷的色值之间具有明确的关系。一般情况下，数字式色 调值以原色值CMYK存在。所印刷的色值与印刷工艺(页张胶印、卷筒纸胶印、 凹版印刷、柔性版印刷)、工艺标准(印染、色调值增加)和所使用的材料(承印 材料、印刷色)相关。使用特征化数据这一概念来描述数字式色调值以及所配属 的色值。特征化数据组借助于测试版或目标来求取。已知一种根据ISO12642-2的 测试版，该测试版包括原色CMYK所定义的色区。

一般而言，对印刷方法执行特征化是一项耗时久且成本高的任务。过程特征 化印刷在考虑到参与该过程的设备(印刷机2和印版曝光器)的情况下执行。通 常，只有在特征化数据未知时，才会执行特征化。现今，特征化数据大多数情况 下作为CIEXYZ和CIELAB形式的色度数据呈现。光谱在一般情况下不呈现。对 于这个应用，需要光谱特征化数据。现有技术公开了一种用于由优化的测试元素 来计算出光谱特征化数据的方法，所述测试元素只需要很少数量的色区。由这个 测试元素能够借助于修正的且分段的光谱Neugebauer方程计算出标准化的特征化 数据组。这些数据组的特征在于，具有针对各个色值的光谱，并且能够计算出任 意色调值组合的光谱。现有技术也已经公开，将印刷过程现有的光谱特征化数据 适配于预先给定的参考值。

如果已经选择出或建立出印刷过程的特征化数据，则下一步就是选定下述目 标专色：针对该目标专色应计算出光谱数据组5。如已经提到的，该目标专色从具 有相应的色度学数据的专色表1中获悉。所述表1包括色名和色值。在一些情况 下，也存在涉及到定义的印刷过程的CMYK展示。未设有光谱，并且如果有也仅 作为色值的光谱。

针对由专色表1中选出的色值，可以通过内插或计算方法由印刷过程的光谱 特征化数据组来计算出所属的光谱。为此，步骤如下：

1.特征化数据描述一印刷过程的正向模型，即，形成涉及色值和光谱方面的 CMYK色调值。在色调值CMY的规则分级的子集中，通过将专色的给出的色值 进行迭代方法，得到色调值组合CMY，该色调值组合CMY与所寻找的颜色具有 最小色差。为此所需的迭代方法已在专利申请DE102011012806A1中描述。

2.为了所找到的、具有K＝0％的色调值组合CMY，由特征化数据确定了亮的 基底上全色调的光谱。

3.为了所找到的、具有K＝100％的色调值组合CMY，由特征化数据确定了暗 的基底上全色调的光谱。

4.所述亮的基底的光谱由所述特征化数据的纸白C＝M＝Y＝K＝0％获悉。

5.所述暗的基底的光谱由所述特征化数据的黑值C＝M＝Y＝0％和K＝100％获 悉。在色靶ISO12642-2的情况下，光谱计算采用了线性内插法进行，在最小化的 目标的情况下则采用了分段的光谱Neugebauer方程进行。

针对亮的基底和暗的基底上的专色特征曲线的所选定的加网的色调值(譬如， 色调值从10％至90％的具有10％步骤的分级)，使用了光谱Yule-Nielsen方程。

印刷过程的光谱特征化数据涉及到在定义的印刷条件下的定义的印刷基底。 譬如，该基底可以是在ISO12647-2:2013中定义的基底，但也可以是与之有偏差的 基底。如果要在印刷条件下使用与所述光谱特征化数据有所偏离的、具有另一纸 白的基底，则需要对专色的特征化数据进行换算。或是可以在上述计算开始之前 临时地换算出印刷过程的特征化数据，或是可以换算出专色的特征化数据。

因为专色光谱的确定可能不准确(尤其是当专色的色值处于印刷过程的色空 间以外时)因此下一方法步骤是将光谱适配于准确的色值。

如果要使用与所述光谱特征化数据有所偏离的、具有另一色值的黑色，则需 要进一步调适。因为印刷过程的光谱特征化数据涉及到印刷色黑色的定义的色值。 该值由印刷过程所涉及到的、能够稳定地转移到承印材料上最大色量方面的技术 限制得出。因此，针对这一偏离的黑色而需要专色的特征化数据的换算。

为了进行正确的工艺控制，除此之外还需要专色的统一或至少准确已知的色 调值增加。该色调值增加能够由亮的承印材料上的专色的特征化数据来计算得出。 如果期望统一的色调值增加，则该色调值增加能够借助于专色的特征化数据进行 计算。因为在该情况下色调值而不是光谱发生变化，因此需要将光谱换算成修正 后的色调值，用以保证所有特征化数据中的统一的色调值分级。

在这些方法步骤后，能够将所选的专色的已建立的和已调适的光谱数据组 5“‘用于印刷机2中的颜色控制。颜色控制既包括专色本身的颜色控制，也包括与 其它原色的合印性能。

同时，已建立的数据组5““存储在通过网络6可用的数据库4中，从而使得它 能够在重新使用这种专色时直接使用，而无需重新计算。如果针对专色表1和原 色的所有色值使光谱特征化数据都以统一的数据格式(如上所述地，具有基底用 的统一色值、具有基底上黑色用的统一色值、并且具有光谱的统一色调值增加) 存储在数据库中，则可以因此建立出专色光谱数据组5的完整数据库4。在此，数 据库4涉及到由特征化数据预先给定的印刷过程、专色表1以及必要情况下所执 行的调适。

专色数据库4可以针对印刷条件下不同的纸着色来生成。专色数据库4可以 针对不同的印刷过程来生成。在专色表1相同的情况下，由此保证在印刷中的专 色模拟时的高程度的一致性。

附图标记列表

1色表

2印刷机

3工作流系统

4专色数据库

5专色光谱数据组

5，5‘，5“，5“‘，5““适配后的专色光谱数据组

6网络

7目标印刷过程

8所选择的专色

9单个色值