专利名称：调节印刷机印色的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明所属的技术领域为印刷机械。它涉及一种用比色原理控制油彩供给量来调节印刷机印色的方法，它是在印刷机印出的印张上同时印上具有多个测色区的测色带，用一个探头对该测色区进行光学扫描、测定其光谱的光强分布，以便对测得的光线进行颜色的光谱分析，从而确定被扫描的测色区和对照区的分光反射光度及其用一种色座标系统定出的色位，并通过座标的比较找出该被扫描的测色区的色位与给定的色位之间的色差，据以给出一个调节印刷机供油彩机构的调节参数，从而使油彩供给量调节以后新印出的印张上的色差减至最小;本发明还涉及一种用来实施上述方法的装置，它至少具有一个同分光计连接的探头用来扫描与印刷品一起印出的测色区，它还具有一台将分光计提供的测试数据处理成为调节印刷机的调节参数的数据处理单元。
在欧洲专利申请文件EPA228347中已载有上面提到的这种方法，为了使色象能最佳地相配，该方法使用多个测色区作为对照，以便在印样张时使那些难于处理的，但对画面具有重要性的部位的色象能达到最佳的协调，以便据以在随后的印刷中采用调节油彩浓度的方式对印刷品的色差进行控制。对大量的测色区进行颜色的光谱分析以及对每一印张进行色位座标的计算牵涉到相当高的化费。而在该已知的方法中，作为质量措施，需要对这些大量的对照区中的每一个确定其色差矢量，以便使由每个单一确定的色差相加而成的印刷品的总色差减至最小，这一要求使它的化费变得更高。为了确定与每个测色区相关的油彩层厚度变化，需要将与每个对照区有关的色差矢量与用经验方法算得的变换矩阵相乘。用经验方法来算得这大量的变换矩阵并将其储存起来又牵涉到很高的化费。因为参与印刷的各种颜色是或多或少互不相关地调整的，因此其协调情况并不是很好的。由于这一原因，该已知的方法考虑对某些关键性的色调使用特设的测色区，而此措施又进一步提高了化费。
从现有技术的这样一种情况出发，本发明的任务是，对本说明书开始时提到的这种方法作进一步的改进，特别是要取消那些专门为适应画面上某些关键色调所需的特设测色区，而又可以在调节印色计算中得到高的收敛速度。
这一任务在本发明中是这样得到解决的为了确定色差，从以半色调区为形式的对照区测定其分光反射光度，以此作为确定实际色位的主要参数，又从作为辅助区的测色区测定其分光反射光度，以此作为辅助参数，从这些参数计算出在改变油彩层厚度时引起色位转移的灵敏度，并从实测的对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差别以及从辅助参数计算所得的色位转移的灵敏度来确定对供油彩机构进行调节所必需的、作为相对纠正参数的印色油采层厚度的改变值以补偿对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差异。
在个别情况下(例如在某些画面题材或使用带色纸张的条件下)，在确定色位的实际值时用纸张白色作为标准值比使用绝对白色作为标准值更有意义。
由此算得的油彩层厚度变化也可以应用托伦纳(Tollenaar)函数变换为油彩浓度变化。
不算油彩层厚度同样也可以直接从油彩浓度变化计算出色位转移的灵敏度。为此需要修正油彩浓度值，可以运用桑德森(Saunderson)修正值来修正。使用一个由此算出的灵敏度矩阵可以计算油彩浓度改变的控制矢量，据以改变的油彩浓度可以使测得的色位尽可能近地转移到应有的色位附近。
本说明书后附的实施例是以基于油彩层厚度的灵敏度矩阵为出发点的。但要将灵敏度矩阵改为基于油彩浓度也是简单的。在一将本发明应用于一个多色的(例如四色的)胶印机的实施例中，对照区为一灰色区，它是由参与印刷的三种形成五彩色译的标准色的三个半色调区叠印后产生的。五色或六色胶印机的黑色和装饰色需要特殊处理，这在后面将要提到。根据本发明的色彩调节方法是将印于一张印张上的实际灰色区与储存于存储器内的印刷于所谓“OK纸”上的灰色区的色位相比，或与以数字方式给出的色位相比。从实际色位和应有色位间的差异算出色差矢量，据以算出油彩层厚度变化的控制矢量来得到理论的油彩层厚度的变化值，使测得的色位尽量近地移向应有色位。在本发明的方法中使用了一个相对模型，因为它以相应的三色半色调区上测得的分光反射光度及其色位作为基础，并据以计算基于改变油彩供给量的反射光度的相对改变值，由于在用这样一个相对模型时对准确度的要求低于不考虑已经存在的中间值而进行确定色位的绝对模型，因此在测得的工作点使用一个线性的替代函数作为建立模型的最简单方式已足够使一个相对模型达到很高的收敛速度，只要使用正确的符号，满足这一具有重要性的条件就可以了。在一个推荐的实施例中用于确定基于油彩层厚度的色位变化灵敏度的模型是以诺伊格鲍尔(Neugebauer)偏微分方程式为基础的。
对于用作对照区的灰色区的每一色位，都分别计算其灵敏度矩阵，将其作为变换矩阵进行反转以产生一个由色差矢量构成的油彩层厚度变化的控制矢量。为了达到高准确度，值得将形成灵敏度矩阵所必需的元素的数值在每次印刷时重新加以确定。所需的数值从参与印刷的三种印色的半色调区，参与印刷的三种印色的全色调区，每两种印色相互叠印的三种全色调区、一个所有印色叠印在一起的全色调区，以及一个确定纸张的反射光度的测色区中产生。
下面将结合附图对本发明进行详细的说明，附图中
图1是高度简化了的使用本发明的调节方法的印刷设备的框图;
图2是用来说明用本发明的装置进行测量数据处理的可能的实施方案的框图。
图1中的印刷设备具有一个电子装置10可以进行数据处理，产生控制数据11，这些数据与在个别印刷部位或印刷品上印色所出现的不希望有的颜色偏差相对应，并作为输入数据被送向控制柜20。控制柜20据以产生调节信号21，提供给装有遥控调色装置的印刷机30(该印刷机很可能是一台三色胶印机)，从而使在印刷机30上印出的印张的色差减至最小。
印刷时，印刷机30在纸上同时印上多个测色区41，形成一条测色带，当一印张40含有多个版面时，该测色带上的小图在延伸时甚至可以跨域两个版面。
为使印色的色差保持在很小的范围内，以手动或最好是自动和连续地用马达驱动至少一个探头42，使沿图中箭头43和44的方向移动，对随同印刷在纸上的测色带上的测色区41进行光学扫描。可以加装另外一个探头以供手动扫描之用。
探头42内有一个图中表示出的，供照亮测色区41的白光光源，它以倾斜的角度(例如45°)照向测色区，另外一个接收镜头检测从测色区41以0°反射上来的光线，通过光导管将其送往分光计45。分光计45的作用是对从监控印色的测色区41反射上来的那部分白色照明光进行分解，以便进行颜色的光谱分析和色度分析。分光计45具有一个在其入口缝隙处的全息光栅，它将测得的光在空间按波长进行分解，并将分解后的光照射到(举例说)35个光电二极管，由其将结果按光谱编排成行列。因此分光计45可以用来进行颜色的光谱测定，办法是对从手动或自动扫描得到的测色区41的反射光在(例如)35个波段上进行测定，以便数据处理装置10能从而导出色度的特征参数。从分光计45输出端出来的测定数据46到达一个图中未示出的接口进行数字化处理后送入一个包含在数据处理装置10之内的计算机。
数据处理装置10的计算机通过一个驱动电子器件供给探头42及其照明所需的电力。比外，它还装备着常规计算机的数据显示设备，包括键盘和打印机，以便在需要时令其显示测得的光谱测定数据，特别是还可通过键盘输入一些常数和应有值。
数据处理装置10将反射光谱的测定数据46对照着印刷纸40的白色换算成色位的座标值，从作为对照区的测色区41得到的色位座标值将和储存在内的应有色位的座标值进行比较，从而确定在应有色位和从印张上得到的实际色位(最好用三色半色调造成的灰色区作为对照区)之间的色差，并据以产生控制数据11。规定应有色位的应有色位座标值可由人工通过键盘存入存储器，或者是从一张认为是好的，所谓“OK纸”上的测色区测得的结果存入存储器。电子数据处理装置10最好将每一印张的分光光度测定数据(即分光的反射光度)换算成色位座标，并与存储器内的应有色位座标对比，从而以下面将要详述的方式不断地确定色差，并据以向控制柜20及印刷机的油彩供给机构提供控制数据11以控制其油彩层的厚度。
因为要对油彩供给机构进行调节来修正探头42扫描到的结果所代表的供油彩的状况，需要通过一个调节回路来对图1中的印刷机进行消除色差的调节。每次调节的幅度由数据处理装置10确定，在它的存储器内作为指导值存有各该条件下的色位座标的应有值，据以产生用作调节尺度的控制数据11。在图1所示的印刷设备中，该控制数据11是间接地经由常规使用的控制柜20作用于印刷机30的。显然，也可以将印刷机改装成使这些控制数据可以直接作用于印刷机30的油彩供给机构，例如用来直接操纵各种油彩的控制螺丝。
数据处理装置10的功能和构成详细示于图2。从分光计45输出的分光反射光度经由输入母线50被送到对应于每个测色区41排列的反射光度存储器51至63。反射光度存储器51是用来储存从“OK纸”上的三色半色调测色区按35种不同波长测得的反射光度βR123。
在OK纸上的三色半色调测色区用来与在每一张刚印好的新印张40上的三色半色调测色区对照。当在印张40上用作对照区的三色半色调测色区提供的色感，特别是灰色的色感与OK纸上的色感一致时，它们的色象是一样的。因此将从三色半色调区测得的分光反射光度作为实际值储存于反射光度存储器52内，并同作为应有值储存于反射光度存储器51内的分光反射光度在换算成某一色位座标系统(特别是CIELAB或CIELUV系统)的色位座标后进行间接对比。
储存于反射光度存储器51内的按(举例说明的)35种不同波长排列的分光反射光度利用第一台标准色度计算机64根据CIE(国际照明委员会)规定的公式算出标准色度X，Y和Z。相应地在第二台标准色度计算机65内计算出从印张40的对照区测得的分光反射光度的标准色度X，Y和Z。标准色度计算机64，65的硬件可以组装在一起，也可以作为印刷设备的主处理机的特殊组成部分。而反射光度存储器51至63只是作为软件而存在的。
如果不用探头读入OK纸对照区上的分光反射光度来计算出标准色度的应有值(从而计算出对应的色位座标应有值，对此下面还将作详细说明)，也可以将色位座标应有值从键盘输入。这种可能性在图2中以画在第一台色位计算机66上的输入引线69来表示。纯粹从理论上说，当然也可将相应的标准色度应有值或反射光度的应有值用人工输入，但实际上这样做是没有意义的。这种可能性在图2中相应地以输入引线69′和69″表示。
第一台标准色度计算机64算得的或手动输入的标准色度应有值，以及由第二台标准色度计算机65按CIE的规定算得的标准色度实际值被用作输入量分别输入第一台色位计算机66和第二台色位计算机67。第一台色位计算机66和第二台色位计算机67依据CIE公式分别算出色位在CIE色域内的座标值L，a，b或L，u，v。该第一台色位计算机66和第二台色位计算机67同样也可以如同数据处理机的所有计算机一样，作为硬件及/或软件同印刷设备的其他计算机结合在一起。虽然在本说明书里将应用色位座标L，a和b的CIE色域作为实施例来说明本发明，但应指出，本发明也可用其他的色域制式来实施。
由第一台色位计算机66确定的OK纸上的三色半色调区的色位应有值的矢量被送入色差计算机68内，同由第二台位计算机67确定的在印张40上的对照三色半色调区的色位实际值的矢量进行比较，以便从该两个色位矢量确定其色差矢量，该矢量在色域内的长度及方向即是OK纸及新印出的印张40之间的不受欢迎的色差。
色差计算机68的输出量引到油彩层厚度变化计算机的第一个输入端70，该计算机根据色差矢量△F计算出油彩层厚度变化的控制矢量△S，而在第二个输入端72则输入一个变换函数，对于在各该条件下由标准色度X，Y，Z的实际值或相应的色位座标实际值L，a，b所规定的各个工作点所阐明的油彩层厚度与色位之间关系的一个线性替代函数，该函数为在工作点周围一块极小面积上。在实际情况下，这种关系是非常复杂的。送入第二输入端72的供计算油彩层厚度变化的控制矢量用的数据由一台矩阵计算机提供。该控制矢量的分量构成印刷用的三种颜色(例如青，黄，品红)的控制数据11，由一台矩阵计算机73通过对矩阵A(i，j)的分量的计算来确定，该矩阵在三维的标准条件下是一个具有三行和三列共9个元素的矩阵。
图2中示出了一台用于储存矩阵A(i，j)的分量的矩阵存储器74。
矩阵A(i，j)通过一台矩阵逆变器75进行反转，这样，在第二个输入端72处的反转了的矩阵A-1的矩阵元是以一个变换函数的矩阵元输入的，它们在每次测定对照区时最好都重新确定。当依靠探头42扫描到的对照区的色位实际值与色位应有值之间存在差别时，将通过油彩层厚度计算机71算出印刷用的三种颜色中那一种的厚度必须改变，这样在印下一印张时其色位的实际值就可更接近应有值。储存于矩阵存储器74内的矩阵A(i，j)含有由于油彩层改变而使色位改变的灵敏度信息，因此矩阵A(i，j)在后文中将作为灵敏度矩阵来称呼。它的元素可通过实验来确定，但对于每一色位其元素是不同的。考虑到可能的色位数很多，而且有各种其他影响，因此当要储存实验确定的灵敏度矩阵时需要有很大的存储容量，以便每次能够提取给定工作点所需的数值。由于这一原因，在图2所示的本发明的实施例中的灵敏度矩阵的元素对于每一个由标准色度X，Y，Z所规定的工作点都是分别进行计算的。灵敏度矩阵A(i，j)的元素是色位矢量，特别是所述的色域内的色位矢量对油彩层厚度控制矢量分量的偏导数。这些分量由矩阵计算机73按照规定的计算方法进行计算，这些规定以一个相对的和线性的模型为依据，该模型从每次油彩层厚度改变后的光线的反射光度变化的偏导数计算出由于印色的油彩层厚度变化引起的色位转移dL，da，db。
为了使矩阵计算机73能够计算出对应于刚印好的对照区的灵敏度矩阵，必要的条件是在印刷含有测色区41的测色带时，除具有三色半色调区以外，还要带有其他半色调测色区以及全色调区。因此印张40上的测色区41对印刷用的三种颜色中的每一种色要有一个单色的半色调区，这些半色调区中的油彩层厚度要与三色半色调区或对照区内的油彩层厚度相符。如果它们不一致，则计算出来的油彩层厚度必须用内插法修正。此外，对这三种印色都要有各自的全色调区。测色区41还包含三个由每两种印色叠印在一起的全色调区。最后，在印张40上一起印刷的测色带内还印有三种印色都叠印在一起的全色调区和一个空白区以便确定纸张本身的反射光度。
为了确定某一张刚印好的印张的灵敏度矩阵，需要使探头42对多个不同的测色区41的分光反射光度进行测定。因此在图2中示有反射光度存储器53至64，它们可以作为硬件也可以作为软件来实施。在以硬件形式实施时，输入母线50同51至63的每个反射光度存储器相连接，它们所对应的测色区都由探头42扫描。每个反射光度存储器53至63如同反射光度存储器51和52一样，都是将按照多个波段(例如35个不同波长的波段)排列的分光反射光度储存起来。
矩阵计算机73通过一个工作点输入端77将每个有效的标准色度输入。矩阵计算机73还有三个输入端与反射光度存储器53至55相连，输入的是(举例说)黄色、品红色和青色的半色调区的分光反射光度。反射光度存储器56至58各自储存35个从黄色，品红色和青色的全色调区来的反射光度，这些油彩层的厚度随着供油彩机构的调节与半色调区的油彩层厚度一起作类似的变化。
从图2中可以看到，在矩阵计算机73上还连接着全色调区的反射光度存储器59至61。这些全色调区由两种印色叠印而成，在本实施例中它们是由两种印色形成的红、绿和蓝色的分光反射光度。最后，矩阵计算机还与一个反射光度存储器62连接，它储存由三种印色叠印而成的基本上是黑色的全色调区的分光反射光度。为了储存印刷纸40的分光反射光度，还装有一个存储器63，它使得矩阵计算机73可以在纸张的白色的反射光度(在0和1之间)的基础上进行工作。
为了向矩阵计算机73输入常数和参数，它装有一个常数和参数输入端76，上面提到的那些计算机和输入端可以在数据处理装置10上以硬件或软件的形式存在。
在介绍了一个闭环(是否闭合，视操作者的意愿)控制的印刷设备和测量数据处理装置10的构成以后，下面将要说明在检测了一张刚印好的印张以后如何确定灵敏度矩阵A(i，j)，以及利用该矩阵产生改变油彩层厚度的控制矢量，用尽可能快的收敛速度对油彩供给机构进行调节，以便在正式印刷印张40前完成根据色差进行的调节。
要确定灵敏度矩阵A(i，j)，需要对其分量进行计算。灵敏度矩阵的元素是色位矢量分量对油彩层厚度控制矢量分量的偏导数。如果按照本实施例使用CIE的L＊a＊b＊系统，则要计算出座标L，a，b对油彩层厚度矢量分量的偏导数。色域座标的偏导数包括被测对照区的标准色度的实际值X，Y和Z以及这些标准色度对油彩层厚度矢量分量的偏导数。
标准色度对油彩层厚度矢量三个分量的偏导数可以采用经验方法确定，取得的数据储存于一个存储器内，但这种做法实际上是很少应用的。另外一种可能的做法是不时(例如在每次开印时)对许多印张40利用储存于存储器53至63内的分光反射光度来进行计算。也可不用不时地进行计算的方式，而是对每一印张40都进行计算。最好是在每次测定印张的某一版面或某一段块的对照区时计算其标准色度实际值对油彩层厚度矢量三个分量的偏导数。在反射光度存储器53至63内储存的信息是一些辅助参数，它们能使在反射光度存储器52内储存的主要参数得以确定应如何改变油彩的供给量方可使在主要参数所属的色域内测得的色位在下一次印刷和在下一次测量时能更接近于色位的应有值。
标准色度对油彩层厚度矢量或油彩层厚度控制矢量的分量的九个偏导数可以将一个表达式在整个光谱范围内进行积分来求得，该表达式主要含有利用一个数模型算得的三色半色调区的反射光度对三种印色的各自厚度的偏导数。最简单的数学模型是应用诺伊格鲍尔(Neugebauer)方程式进行计算的。此微分方程描述了三色半色调区的反射光度变化与光学上有效的油彩层厚度以及与半色调区一起印出的全色调区的反射光度之间的关系。
因此矩阵计算机73计算了诺伊格鲍尔微分方程式中的参数，特别是全色调区的反射光度对各有关色的油彩层厚度的偏导数，还有由默雷-戴维斯(Murray-Davies)关系式描述的光学上有效的油彩层厚度及其对各有关色的单色全色调区的反射光度的偏导数。
上面的叙述表明了如何可以实现一个相对的和线性的数学模型，它虽不能根据油彩供给量的改变绝对地算出三色半色调区上新的色位的预计值，但却能从实际印出的三色半色调区的反射光度的实测值或其色位出发，以高得多的准确度和可靠度相对地算出由于油彩供给量的改变所引起的反射光度的变化。相对的模型(采用正确的符号)带来的偏差主要影响到收敛速度，而不会影响到收敛本身。因此在计算作为对照区的三色半色调区由于油彩供给量的改变而引起的反射光度的变化时，可以用一个线性的模型作为最简单的模化方式，并将一个线性替代函数用于工作点。该工作点与每次实测到的反射光度和实际确定的色位有关。工作点上的线性替代函数可从实测的反射光度对改变油彩供给量后将要印出的新的三色半色调区的色位作近似的理论性的确定，然后应用工作点的“坡度”或其灵敏度从实际测得的三色半色调区的色位和希望达到的色位之间的色差来确定所需的油彩层厚度改变量，也即是油彩供给量的变化。
以诺伊格鲍尔方程式以及专业人员熟知的色彩之间的关系为基础建立的线性模型所用的公式及用于调节运算的计算方法将在下面的实施例中加以说明。
图2中所示的矩阵计算机73可对印张上所有版面或段块的灵敏度矩阵A(i，j)进行计算，因此可以求得线性的调节关系。
在计算灵敏度矩阵A(i，j)时，首先将单色半色调的分光反射光度用(二次幂)内插法推算为三色半色调区的相应的半色调值，并将其储存于反射光度存储器53～55。下一步的计算将只使用这些经过内插计算的数值。
进而从储存于反射光度存储器53至62内的每组含有35个不同波段内单值的10组辅助测量值用密度过滤程序加权以后，用下列公式计算出三种印色对应于纸张白色的油彩层几何厚度
式中
是颜色j的光学上有效的油彩层厚度(根据默雷-戴维斯的关系式)，j＝1代表青色，j＝2代表品红色，j＝3代表黄色。油彩层膜厚度
是根据测色带的内容事先给定的，不需实测。这一计算油彩层几何厚度的公式基于一个假设，即油彩层厚度在光学上有效作用的增加，1/3是由于色点的机械增大，2/3是由于光捕集率的增加。
下面提到的计算是对波长380至730纳米(10-9m)范围内的三种颜色分成(举例说)35个波段进行的。为了将纸张白色作为对照，应确定一个系数βVj′＝βVj/
，式中的βVj是印色j的全色调区Vj在每种波长段内测得的反射光度。
矩阵计算机73用下面的公式对35种波长段和对所有全色调颜色j计算其分光全色调反射光度对油彩层厚度的偏导数
式中
式中Sj是印色j的瞬时的油彩层厚度，它是从印刷机的特性曲线(即印刷机控制系统的某一调节量与生成的油彩层厚度之间的关系)得到的。
是常数，是纸对于颜色j的表面反射率，它对于每一种颜色j是近似地相等的。此外，依据光学测量条件(45°，0°)和使用了偏光镜后的表面反射率
假定是小到可以忽略不计的。因此在大多数场合此系数可以取为0。常数r2j表达了油彩层内的全反射率，它对于所有的颜色j也大致是相等的。如常数r2j取为0，则可假定油彩层厚度与彩色的浓度成正比。常数r2j的较合适的数值在0.4至0.6之间。r2j越大，灵敏度越高，因而调节量也越大。
接着用默雷-戴维斯公式对全部三种印色在所有35个波段范围内的光学上有效的油彩层厚度
进行计算。如果对应于纸张白色的全色调区的分光反射光度βVj′大于0.95，则可假定光的捕集率为0，并在下一步计算中以油彩层几何厚度代替在光学上有效的油彩层厚度，以避免在计算光学上有效的油彩层厚度时出现分母为零的现象。在其他条件下，因为测量值受到噪声的干扰，这种分母为零的情况也可能会出现。
其中j＝1，2，3，式中β′Rj是单色j的半色调区在反射光度存储器53至55内储存的相对于纸张白色的一个数值(β′Rf＝βRf/βPepier)。
下一步，矩阵计算机73用下面的公式对所有的波段和所有的印色按单色全色调区的反射光度β′V1计算其光学上有效的油彩层厚度
在此公式中纸张的常数P是一个不变值，它标志着纸张和印色的特性，可从矩阵计算机73的输入端76输入。上面的关系式以一个光捕集率的模型为基础，在该模型中P可以以1代之。纸的常数通常在0.1和1之间，选用的P值越小，灵敏度越大，从而调节量也越大。
有了为计算三色半色调区的分光反射光度对油彩层厚度的偏导数所必需的所有数据以后，就可将其代入下面的诺依格鲍尔微分方程式，或中βR123是三色半色调区的反射光度，βV12、βV13和βV23是从属于反射光度存储器59至61的两种不同色叠印后的全色调区的反射光度，而βV123则是三色叠印后的全色调区的反射光度。
(dβR123)/(ds1) ＝((-(1-FD2-FD3+FD2·FD3)·βPapier+(1-FD2-FD3+FD2·FD3)·βV1-(FD2-FD2·FD3)·βV2-(FD3-FD2·FD3)·βV3+(FD2-FD2·FD3)·βV12+(FD3-FD2·FD3)·βV13-FD2·FD3·βV23+FD2·FD3·βV123)· (dFD1)/(dβ＇V1) +FD1((1-FD2-FD3+FD2·FD3)·βPapier+(FD2-FD2·FD3)·βV2+(FD3-FD2·FD3)·βV3+FD2FD3βV23))/βP· (dβV1)/(dS1)
(dβR123)/(dS2) ＝((-(1-FD1-FD3+FD1·FD3)·βPapier+(1-FD1-FD3+FD1·FD3)·βV2-(FD1-FD1·FD3)·βV1-(FD3-FD1·FD3)·βV3+(FD1-FD1·FD3)·βV12+(FD3-FD1·FD3)·βV23-FD1FD3βV13+FD1FD3βV123)· (dFD2)/(dβV2＇) +FD2((1-FD1-FD3+FD1FD3)·βPapier+(FD1-FD1FD3)βV1+(FD3-FD1FD3)βV3+FD1FD3βV13))/βP· (dβV2)/(dS2)
(dβR123)/(dS3) ＝((-(1-FD1-FD2+FD1·FD2)·βPapier+(1-FD1-FD2+FD1·FD2)·βV3-(FD1-FD1·FD2)·βV1-(FD2-FD1·FD2)·βV2+(FD1-FD1·FD2)·βV13+(FD2-FD1·FD2)·βV23-FD1·FD2·βV12+FD1FD2βV123)· (dFD3)/(dβV3＇) +FD3((1-FD1-FD2+FD1FD2)·βPapire+(FD1-FD1FD2)βV1+(FD2-FD1FD2)βV2+FD1FD2βV12))/βP· (dβV3)/(dβ3)
上面的诺伊格鲍尔微分方程式都含有一个依据光捕集率变化引起的反射光度变化的第一加数，以及一个依据油彩层厚度变化引起的反射光度变化的第二加数。吸色的影响忽略不计。由油彩层厚度变化引起的该油彩层的反射光度的变化假定是与该油彩是全部印到纸上还是部分地印在其他油彩上无关的。
在用诺伊格鲍尔微分方程式对所有三种印色和所有波长段都进行了计算以后，矩阵计算机73对灵敏度矩阵进行计算，并由以软件形式结合在矩阵计算机73内的矩阵逆变器75将结果进行反转。
依据CIE规定的标准色度方程式可以从下列9个关系式得到标准色度对油彩层厚度的偏导数(dX)/(dS1) ＝∫B(λ)×X(λ)× (dβR123(λ))/(dS1) ×dλ(dY)/(dS1) ＝∫B(λ)×Y(λ)× (dβR123(λ))/(dS1) ×dλ(dZ)/(dS1) ＝∫B(λ)×Z(λ)× (dβR123(λ))/(dS1) ×dλ其中j＝1，2，3在代入各种数值并对波长范围进行积分，或将35种波段的数值相加后，上面的方程式可为三种印色(以j＝1，j＝2，j＝3表示)提供进一步处理的9组数据。上式中B(λ)是照明的光谱特性，X(λ)，Y(λ)和Z(λ)是根据CIE的规定标准化了的加权函数。数值d
(λ)/dSj是由诺伊格鲍尔方程式算得的数值，其中用dSj代表dS1，dS2和dS3，可以清楚地说明该数值与波长λ的关系。
有了9个标准色度对三种印色的油彩层厚度的偏导数的9个数值后，就可将它们用于下面的关系式中以确定灵敏度矩阵的9个矩阵元，这些数值是CIE关于L，a，b的定义的方程式微分后得的(dl)/(dS1) ＝ 116/3 ×( (Y)/(YN) )-2/3× 1/(YN) × (dY)/(dS1)(da)/(dS1) ＝ 500/3 (( (X)/(XN) )-2/3× 1/(XN) × (dX)/(dS1) -( (Y)/(YN) )-2/3× 1/(YN) × (dY)/(dS1) )(db)/(dS1) ＝ 200/3 (( (Y)/(YN) )-2/3× 1/(YN) × (dY)/(dS1) -( (Z)/(ZN) )2/3× 1/(ZN) × (dZ)/(dS1) )式中j＝1，2，3。XN，YN和ZN是在按照CIE规定的光照方式下对完美的白色表面和相应的观察者所定的标准色度。
在计算了三种色域的座标对三种印色的油彩层厚度的9个偏导数以后，建立起灵敏度矩阵A并将其输入以软件或硬件形式出现的矩阵存储器74。灵敏度矩阵A(i，j)是由从上面方程式计算取得的9个矩阵元构成的
在此矩阵中对S1的导数表示对第一种印色(例如青色)的油彩层厚度的导数，而对S2和S3的导数则对应于第二和第三种印色，例如品红色和黄色。
上面说明了在整个计算中只用了10个(如把纸张白色也算在内则是11个)分光反射光度的实测值，每个测量值又各分为35个单值，再加上几个常数，这些常数或者可以查表找得，或者可以用已知的方法分别进行测量，一次确定后多次使用。
在上述的标准灰色对照区(即具有三色半色调的对照区)，用所述的方法得到的矩阵A(i，j)具有三行和三列，它们可以直接进行反转，以便算出油彩层厚度变化控制矢量的分量来作为控制数据。
但在某种情况下也可能只有一种颜色，例如青色，或者只有两种而不是三种叠印的颜色作为对照区，这就意味着需要调节青色半色调区或双色半色调区的色象。在此情况下3×3的矩阵降级为1×3的矩阵(单色，矢量)或2×3的矩阵(双色)。显然，没有在对照区内出现的颜色就不会提供任何信息，因此在矩阵内的相应的元素必须消失。缺行或缺列的矩阵是不能反转的，因为在反转的过程中将会遇到分母为零的现象。由于这一原因，这些“降级事件”必须特殊处理。在此情况下，调节时所要求的色位并不位于可印刷出来的色域内，因为此时的色差可能导向“陌生”的颜色。可印刷出来的色域的特征曲线只能提供观察到的颜色的油彩层厚度与达到的色位之间的关系。也就是，在另外方面，所要求的色位根本达不到。在这种情况下矩阵计算机73可以确定一个替代的要求色位，它位于由“降级矩阵”A规定的替代特性线或替代特性面内。这个替代的要求色位当然是可以达到的。计算出来的替代的要求色位应该满足这样的要求，它将使原来要求的色位与替代的特性曲线或替代的特性面之间的差别最小，在一维的条件下，灵敏度矩阵是一个矢量，二维条件下则是一个面。替代的要求色位是作为垂直于该面或矢量的线穿过原来要求的色位的穿透点来确定的。出现这样情况时，可以简单地按照矢量几何的规律，从被测区的色矢量(实际值，工作点)和替代的要求色矢量来确定油彩层厚度变化的控制矢量的分量。
另外也可以将全色调区(例如黑色的)作为个别颜色的对照区。这意味着其灵敏度要在没有辅助区的条件下计算出来。此时上述的灵敏度矩阵将简化为一个矢量，不再需要计算光的捕集率和油彩层厚度。其余的步骤与以单色的半色调区作为对照区时相同。
权利要求
1.用比色原理控制油彩供给量来调节印刷机印色的方法，它是在印刷机印出的印张上同时印上具有多个测色区的测色带，用一个探头对该测色区进行光学扫描、测定其光谱的光强分布，以便对测得的光线进行颜色的光谱分析，从而确定被扫描的测色区和对照区的分光反射光度及其用一种色座标系统定出的色位，并通过座标的比较找出该被扫描的测色区的色位与给定的色位之间的色差，据以给出一个调节印刷机供油彩机构的调节参数，从而使油彩供给量调节以后所印出的印张上的色差减至最小，其特征是，为了确定色差，从以半色调区为形式的一个对照区测定其分光反射光度，以此作为确定实际色位的主要参数，又从作为辅助区的测色区测定其分光反射光度，以此作为辅助参数，从这些参数计算出在改变油彩层厚度/油彩浓度时引起色位转移的灵敏度，并从实测的对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差别以及从辅助参数计算所得的色位转移的灵敏度来确定对供油彩机构进行调节所必需的、作为相对纠正参数的印色油彩厚度/油彩浓度的改变值以补偿对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差异。
2.根据权利要求1的方法，其特征是，选作对照区的半色调区是一个多色的半色调区，特别是一个三色的半色调区。
3.根据权利要求2的方法，其特征是，其对照的半色调区是一个灰色区。
4.根据权利要求1的方法，其特征是，其辅助区包括所用印色的全色调区和半色调区。
5.根据权利要求3的方法，其特征是，其辅助区包括所用印色的全色调区，所用印色中各两种印色叠印的全色调区，所有印色都叠印在一起的全色调区，以及所用印色的半色调区。
6.根据权利要求4的方法，其特征是，其辅助区包括所用印色的全色调区，所用印色中各两种印色叠印的全色调区，所有印色都叠印在一起的全色调区，以及所用印色的半色调区。
7.根据权利要求5的方法，其特征是，其色位转移的灵敏度是用一个线性模型确定的。
8.根据权利要求6的方法，其特征是，其色位转移的灵敏度是用一个线性模型确定的。
9.根据权利要求1的方法，其特征是，其色位转移的灵敏度是用一个线性模型确定的。
10.根据权利要求7的方法，其特征是，该线性模型是从组成的单色以及这些单色叠印在一起时与油彩层厚度的关系的统计规律写出的诺伊格鲍尔方程式，并结合考虑了光线捕集率后导出的。
11.根据权利要求8的方法，其特征是，该线性模型是从组成的单色以及这些单色叠印在一起时与油彩层厚度的关系的统计规律写出的诺伊格鲍尔方程式，并结合考虑了光线捕集率后导出的。
12.根据权利要求1的方法，其特征是，每一个被扫描的对照区所代表的工作点的标准色度所表达的色位转移的灵敏度是作为灵敏度矩阵被每次重新计算的。
13.根据权利要求10的方法，其特征是，每一个被扫描的对照区所代表的工作点的标准色度所表达的色位转移的灵敏度是作为灵敏度矩阵被每次重新计算的。
14.根据权利要求11的方法，其特征是，每一个被扫描的对照区所代表的工作点的标准色度所表达的色位转移的灵敏度是作为灵敏度矩阵被每次重新计算的。
15.调节印刷机印色的装置，它至少具有一个同分光计(45)连接的探头(42)用来扫描与印刷品一起印出的测色区(41)，它还具有一台将分光计(45)提供的测试数据(46)处理成为调节印刷机(30)的调节参数(11，21)的数据处理单元(10)，其特征是，该测试数据处理单元(10)设置有为确定实际对照区(52)和要求的对照区(51)之间色差的计算手段(64至68)，为确定要改正色译所必需的油彩层厚度变化的控制矢量(11)的计算手段(71)，以及为确定色位转移的灵敏度(74，75)的矩阵计算手段(73)。
16.根据权利要求15的装置，其特征是，用于确定色差的计算装置包括计算标准色度的手段(64，65)和计算色位的手段(66，67)。
17.根据权利要求16的装置，其特征是，其计算标准色度的手段(64，65)与储存应有值对照区和实际值对照区的分光反射光度的存储器(51，52)相连，其矩阵计算手段(73)与储存辅助区的分光反射光度的存储器(53至63)相连。
18.根据权利要求17的装置，其特征是，其矩阵计算手段(73)具有一个与实际值对照区(52)的标准色度计算手段(65)相连的工作点输入端(77)。
19.根据权利要求18的装置，其特征是，为了确定色差，可以将应有值输入计算机。
20.根据权利要求19的装置，其特征是，其计算色差的手段(64至68)可以通过键盘输入所说的应有值。
21.根据权利要求1的方法，其特征是，其选作对照区的半色调区由单色构成。
22.根据权利要求1的方法，其特征是，其选作对照区的半色调区由双色构成。
23.用比色原理控制油彩供给量来调节印刷机印色的方法，它是在印刷机印出的印张上同时印上具有多个测色区的测色带，用一个探头对该测色区进行光学扫描、测定其光谱的光强分布，以便对测得的光线进行光谱分析，从而确定被扫描的测色区和对照区的分光反射光度及其用一种色座标系统定出的色位，并通过座标的比较找出该被扫描的测色区的色位与给定的色位之间的色差，据以给出一个调节印刷机供油彩机构的调节参数，从而使油彩供给量调节以后所印出的印张上的色差减至最小，其特征是，为了确定色差，从以全色调区为形式的一个对照区测定用来确定其实际色位的分光反射光度，以此计算出在改变油彩层厚度/油彩浓度时引起色位转移的灵敏度，并从实测的对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差别以及从计算所得的色位转移的灵敏度来确定对供油彩机构进行调节所必需的、作为相对纠正参数的印色油彩层厚度/油彩浓度的改变值以补偿对照区的色位实际值与对照区色位应有值之间的差异。
全文摘要
三色胶印机在印刷时在印张上印上一条具有多个测色区的测色带。用三种颜色叠印形成的灰色半色调区(52)作为对照区，其色位在一台色差计算机(68)内与一个并列的应有值对照区(51)进行比较。一台油彩层厚度变化计算机(71)在另外一台基于线性模型的矩阵计算机(73)的帮助下计算其灵敏度矩阵(74)。矩阵计算机(73)利用包括三个单色半色调区，三个单色全色调区、三个双色全色调区和一个三色全色调区的一系列辅助区来进行计算。
文档编号B41F31/02GK1034166SQ89100150
公开日1989年7月26日 申请日期1989年1月14日 优先权日1988年1月14日
发明者赫尔穆特·基普汉, 古多·克勒尔 申请人:海德堡印刷机械股份公司