DE60223078T2

DE60223078T2 - Kalibrierungstechniken für bilderzeugungseinrichtungen

Info

Publication number: DE60223078T2
Application number: DE60223078T
Authority: DE
Inventors: Christopher J. Saint Paul Edge
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-12-31
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: EP1464186B1; US20040218233A1; AU2002358314A1; JP4938810B2; US6775633B2; JP2005514881A; US7509222B2; JP2009171594A; WO2003058980A1; ATE376333T1; DE60223078D1; EP1464186A1; CN1613264A; US20090128867A1; US20030125892A1

Description

SACHGEBIET
Die Erfindung betrifft die Farbbilderzeugung und insbesondere Kalibriertechniken für Farbbilderzeugungsvorrichtungen.
HINTERGRUND
Durch das Kalibrieren einer Bilderzeugungsvorrichtung kann die Farbgenauigkeit von von der Vorrichtung wiedergegebenen Bildern wesentlich verbessert werden. Beispielsweise werden Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. Kathodenstrahlröhren, Flüssigkristallanzeige, Plasmaanzeige und verschiedene Druckvorrichtungen, häufig kalibriert, um Einstellungen festzulegen, die entweder auf der Vorrichtung zugeführte Eingabe- oder Treiberdaten anwendbar sind. In beiden Fällen können die eingestellten Daten dann zum Steuern der Bilderzeugungsvorrichtung derart verwendet werden, dass die endgültige Wiedergabe des Bilds eine verbesserte Farbgenauigkeit aufweist. Das Kalibrieren kann zum Berücksichtigen einer Drift in der Bilderzeugungsvorrichtung zum Verbessern der Farbgenauigkeit angewendet werden.
Beispielsweise kann das Kalibrieren einer Kathodenstrahlröhre (CRT) das Anbringen einer Messvorrichtung, wie z. B. eines Kolorimeters, an dem Anzeigebildschirm zum Messen des Farbausgangssignals der CRT umfassen. Das gemessene Ausgangssignal kann dann mit analytischen erwarteten Farbwerten verglichen werden, um die Farbfehler festzustellen. Die festgestellten Fehler können dann derart zum Modifizieren einer Lookup-Tabelle (LUT) in einer dem Hostcomputer zugeordneten Videokarte verwendet werden, dass Eingangsfarbdaten derart konvertiert werden können, dass die festgestellten Fehler ausgeglichen werden. Die Effizienz und Genauigkeit des Kalibrierprozesses kann die Farbgenauigkeit wesentliche beeinflussen.
Eine präzise Farbgenauigkeit ist besonders wichtig bei farbintensiven Anwendungen, wie z. B. Soft-Proofing. Das Soft-Proofing betrifft einen Proofing-Prozess, bei dem eine Anzeigevorrichtung statt eines Ausdrucks verwendet wird. Herkömmlicherweise basieren Farb-Proofing-Techniken auf dem Ausdruck-Proofing, bei dem Proofs gedruckt und geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Bilder und Farben in den Druckmedien optisch korrekt aussehen. Beispielsweise können Farbcharakteristiken eingestellt werden und nachfolgende Ausdrucke in einem Hard-Proofing-Prozess untersucht werden. Wenn festgestellt worden ist, dass ein spezieller Proof akzeptabel ist, können die Farbcharakteristiken, die zum Herstellen des akzeptablen Proof verwendet worden sind, wiederverwendet werden, um große Mengen von Druckmedien, die wie ein optisches Äquivalent des akzeptablen Proof aussehen, in Massen zu produzieren, z. B. in einer Druckpresse.
Das Soft-Proofing ist aus vielen Gründen wünschenswert. Beispielsweise kann durch das Soft-Proofing das Erfordernis zum Herstellen von Ausdrucken auf Medien während des Proofing-Prozesses eliminiert oder reduziert werden. Ferner kann es das Soft-Proofing mehreren Proofing-Spezialisten ermöglichen, Farbbilder von entfernten Orten einfach durch Betrachten der Anzeigevorrichtungen einem Proofing zu unterziehen. Beim Soft-Proofing besteht kein Erfordernis zum Drucken und Liefern von Ausdruck-Proofs and entfernte Prüfer. Somit kann das Soft-Proofing schneller und bequemer sein als das Ausdruck-Proofing. Ferner können durch das Soft-Proofing die Kosten des Proofing-Prozesses reduziert werden. Aus diesen und anderen Gründen ist das Soft-Proofing höchst wünschenswert. Die Möglichkeit zum Erreichen einer präzisen Kalibrierung von Soft-Proofing-Anzeigevorrichtungen ist ein wichtiger Faktor beim Realisieren eines effektiven Soft-Proofing-Systems.
In US-B-6,232,954 sind Anordnungen und Verfahren zum Charakterisieren des kalorimetrischen Ansprechverhaltens einer Anzeigevorrichtung of fenbart. Bei diesen Anordnungen und Verfahren wird ein anhand des Typs der Anzeigevorrichtung ausgewähltes Analysemodell zum Charakterisieren des kalorimetrischen Ansprechverhaltens der Anzeigevorrichtung verwendet. Eine Lookup-Tabelle kompensiert einzelne Charakteristiken der speziellen Anzeigevorrichtung durch Empfangen eines Satzes von Anzeigen und Liefern eines Satzes von Einstellwerten als Eingangssignale zu dem Analysemodell. In EP-A-1 104 175 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Online-Vorhersagen eines Analysemodells einer dynamisch variierenden Farbwiedergabevorrichtung beschrieben, das ein rekursives Ausführen eines Parametereinstellalgorithmus zum Aktualisieren der Parameter auf das Analysemodell umfasst. Die Parametereinstellung wird anhand eines Messfehlersignals berechnet, das zwischen einem erfassten Signal, welches von einem tatsächlichen Vorrichtungsausgang und mit einem in-Situ-Sensor detektiert worden ist, und dem Analysemodellausgang detektiert wird. Der bekannte Einstellalgorithmus wird rekursiv ausgeführt, bis eine Parameterkonvergenz eine Mindestfehlermessung bewirkt, und zu diesem Zeitpunkt werden aktualisierte Parameter als akkurat innerhalb des ausgewählten Modells identifiziert.
ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist in Anspruch 1 definiert.
Generell betrifft die Erfindung verschiedene Kalibriertechniken zum Kalibrieren von Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. einer Anzeigeeinrichtung, eines Druckers oder eines Scanners. Die Techniken können das Charakterisieren der Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Vorrichtungsmodell umfassen, wobei ein mittlerer Fehler zwischen einem Erwartungswert des Vorrichtungsmodells und einem gemessenen Ausgangssignal der Bilderzeugungsvorrichtung in der Größenordnung eines erwarteten Fehlers liegt. Die Erfindung kann einen Ausgleich zwischen dem Analyseverhalten der Bilderzeugungsvorrichtung und dem gemessenen Ausgangssignal erreichen. Auf diese Weise ist es wahrscheinlicher, dass durch Einstellungen der Bilddaten die Farbgenauigkeit verbessert wird, und weniger wahrscheinlich, dass erwartete Fehler überkompensiert werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Erfindung Verfahren zum Kalibrieren von Bilderzeugungsvorrichtungen betreffen. Beispielsweise kann ein Verfahren das Charakterisieren der Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Vorrichtungsmodell umfassen, so dass ein mittlerer Fehler zwischen anhand des Vorrichtungsmodells ermittelten erwarteten Ausgangssignalen und gemessenen Ausgangssignalen der Bilderzeugungsvorrichtung in der Größenordnung eines erwarteten Fehlers liegt. Das Verfahren kann ferner das Einstellen der Bildwiedergabe an der Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzielen eines Soll-Verhaltens umfassen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung ein Verfahren betreffen, das das Messen von Ausgangssignalen der Kathodenstrahlröhre für einen Teilsatz von Vorrichtungswerten der Kathodenstrahlröhre und das Auswählen eines oder mehrerer Parameterwerte eines Vorrichtungsmodells umfassen, wobei die Anzahl von einstellbaren Parametern kleiner ist als die Anzahl von Messwerten zum Definieren des gemessenen Ausgangssignals der Kathodenstrahlröhre, und wobei ein mittlerer Fehler zwischen erwarteten Ausgangssignalen des Vorrichtungsmodells und den gemessenen Ausgangssignalen in der Größenordnung eines erwarteten Fehlers liegt. Das Verfahren kann ferner das Einstellen von Bilddaten gemäß dem Vorrichtungsmodell zum Erzielen eines Soll-Verhaltens für die Bilderzeugungsvorrichtung umfassen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung ein Verfahren betreffen, das umfasst
Initialisieren einer Lookup-Tabelle (LUT), Durchführen von Einstellungen an der Kathodenstrahlröhre, um im Wesentlichen ein definiertes Ausgangssignal zu erhalten, und Messen des Ausgangssignals für eine Anzahl von Farbwerten. Das Verfahren kann ferner umfassen: das Auswählen von Parameterwerten für ein Vorrichtungsmodell, wobei die Anzahl von einstellbaren Parametern kleiner ist als die Anzahl von gemessenen Ausgangssignalen, und das Erzeugen von Einträgen für die LUT anhand des Vorrichtungsmodells.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann bei der Erfindung eine Technik zum Beeinflussen einer Ausgangssignalmessung um einen Betrag umfassen, der ausreicht, um sicherzustellen, dass die Ausgangssignalmessung innerhalb eines dynamischen Bereichs einer Messvorrichtung liegt. Beispielsweise kann ein Verfahren das Messen des Ausgangssignals einer Anzeigevorrichtung und das Anzeigen einer im Wesentlichen weißen Spur beim Messen umfassen, um die Ausgangsmessung zu beeinflussen. Die Spur kann die Form eines Halos oder eine beliebige andere Form aufweisen, die ausreicht, um die Messungen korrekt zu beeinflussen.
Bei weiteren Ausführungsformen betrifft die Erfindung kalibrierte Bilderzeugungsvorrichtungen oder Sätze von kalibrierten Bilderzeugungsvorrichtungen. Beispielsweise kann erfindungsgemäß eine Kathodenstrahlröhre oder ein Satz von Kathodenstrahlröhren derart kalibriert werden, dass ein mittlerer Farbfehler ungefähr kleiner als 0,75 Delta e von einem analytischen erwarteten Farbausgangssignal ist und ein maximaler Farbfehler ungefähr kleiner als 1,5 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal ist. Ferner kann sogar eine noch präzisere Kalibrierung erreicht werden, die sich einer theoretischen Grenze von analytischen Gleichungen annähert, welche zum Definieren des Vorrichtungsverhaltens verwendet werden, wie nachstehend genauer beschrieben wird.
Verschiedene Aspekte der Erfindung können in der Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen daraus implementiert sein. Bei Implementierung in der Software kann die Erfindung ein computerlesbares Medium betreffen, das einen Programmcode enthält, der bei Ausführung ein oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren durchführt.
Die Erfindung bietet eine Anzahl von Vorteilen. Insbesondere kann mit der Erfindung das Kalibrieren von Bilderzeugungsvorrichtungen verbessert werden. Ferner kann durch eine verbesserte Kalibrierung die Realisierung von farbintensiven Anwendungen, wie z. B. Soft-Proofing, vereinfacht werden. In einigen Fällen kann die Erfindung derart zum Kalibrieren von Bilderzeugungsvorrichtungen angewendet werden, dass Messfehler der Bilderzeugungsvorrichtung in der Größenordnung erwarteter Fehler liegen. Beispielsweise können erwartete Fehler bei den Messungen durch nicht auf die Bilderzeugungsvorrichtung bezogene Faktoren hervorgerufen werden, wie z. B. Fehler, die von der Messvorrichtung oder der Videokarte verursacht worden sind. Die Erfindung kann einen Ausgleich zwischen Theorie und Messung erzielen, damit sichergestellt ist, dass durch Einstellungen von Bilddaten nicht auf die Bilderzeugungsvorrichtung selbst bezogene Messfehler nicht überkompensiert werden. Auf diese Weise kann eine Bilderzeugungsvorrichtung derart kalibriert werden, dass ein mittlerer Farbfehler ungefähr kleiner ist als 0,75 Delta e von einem analytischen erwarteten Farbausgangssignal.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Bilderzeugungsstation mit einer erfindungsgemäß kalibrierten Kathodenstrahlröhre.
2 zeigt ein Funktions-Blockschaltbild einer beispielhaften Implementierung einer erfindungsgemäßen Bilderzeugungsstation.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer erfindungsgemäßen Kalibriertechnik.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsstation mit Anzeige einer weißen Spur bei der Kalibrierung.
5 und 6 zeigen weitere Ablaufdiagramme mit Darstellung von erfindungsgemäßen Kalibriertechniken.
7 zeigt ein weiteres Funktions-Blockschaltbild einer beispielhaften Implementierung einer erfindungsgemäßen Bilderzeugungsstation.
8 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Soft-Proofing-Systems mit einer Anzahl von die Erfindung implementierenden Bilderzeugungsstationen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der nachfolgenden Beschreibung werden viele Aspekte der Erfindung mit Bezug auf die Kalibrierung einer Bilderzeugungsvorrichtung in Form einer Kathodenstrahlröhre (CRT) dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Beispielsweise können Techniken, die den Prinzipien der Erfindung entsprechen, auf andere Bilderzeugungsvorrichtungen angewendet werden, einschließlich anderer Anzeigevorrichtungen, wie z. B. Flüssigkristallanzeigen, Plasmaanzeigen, Projektionsanzeigen und dergleichen; Druckvorrichtungen, wie z. B. Druckpressen, Laserdrucker, Tintenstrahldrucker, Punktmatrixdrucker oder andere Druckvorrichtungen; und andere Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. Scanner. Entsprechend ist die detaillierte Beschreibung nur eine beispielhafte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Bilderzeugungsstation 10. Die Bilderzeugungsstation 10 weist eine Bilderzeugungsvorrichtung in Form einer Kathodenstrahlröhre (CRT) 12 auf. Ferner weist die Bilderzeugungsstation 10 einen Computer 14 auf, der Bilddaten empfangen und die CRT 12 entsprechend den empfangenen Bilddaten ansteuern kann.
Bei der Bilderzeugungsstation 10 werden ein oder mehrere hier beschriebene Kalibriertechniken zum Verbessern der Wiedergabe von Farbbildern auf der CRT 12 angewendet. Erfindungsgemäß kann die CRT 12 derart kalibriert werden, dass ein mittlerer Farbfehler ungefähr kleiner als 0,75 Delta e von einem analytischen erwarteten Farbausgangssignal ist und ein maximaler Farbfehler ungefähr kleiner als 1,5 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal ist. Insbesondere kann in einigen Fällen die CRT 12 derart kalibriert werden, dass ein mittlerer Farbfehler ungefähr zwischen 0,3 Delta e und 0,75 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal oder sogar ungefähr zwischen 0,3 Delta e und 0,4 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegt. In diesem Fall kann der maximale Farbfehler ungefähr zwischen 0,6 Delta e und 1,1 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal oder sogar ungefähr zwischen 0,6 Delta e und 0,8 Delta e von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegen. Mit anderen Worten: durch die Erfindung kann die Kalibriergenauigkeit einer Bilderzeugungsvorrichtung vereinfacht werden, welche sich einer theoretischen Grenze nähert.
Der Computer 14 kann im Wesentlichen herkömmlichen Computern entsprechen, die von Graphikern und anderen Nutzern bei der Herstellung von graphischen Bildern für die elektronische Anzeige oder Druckerzeugnisse verwendet werden. Beispielsweise kann der Computer 14 einen Prozessor, einen Speicher und eine externe Speichervorrichtung aufweisen. Ein Speicher-/Buscontroller und ein Systembus koppeln typischerweise den Prozessor und den Speicher miteinander, während ein oder mehrere I/O-Controller und ein I/O-Bus dem Prozessor und den Speicher mit der externen Speichervorrichtung und der CRT 12 koppeln. Der Computer 14 kann ferner eine über einen I/O-Bus mit dem Prozessor und dem Speicher gekoppelte Nutzereingabevorrichtung aufweisen.
Der Prozessor des Computers 14 kann ein Mehrzweck-Mikroprozessor sein und in einen PC, einen Macintosh, eine Computer-Arbeitsstation oder dergleichen integriert oder Teil derselben sein. Die Nutzereingabevorrichtung des Computers 14 kann eine herkömmliche Tastatur und eine Zeigereinheit, wie z. B. eine Maus, ein Pen oder ein Trackball, falls gewünscht, umfassen. Der Speicher des Computers 14 kann ein Direktzugriffsspeicher (RAM) sein, in dem ein Programmcode gespeichert ist, auf den von dem Prozessor zugegriffen und der von dem Prozessor ausgeführt wird, um die nachstehend beschriebenen Kalibriertechniken durchzuführen.
Beispielsweise kann der die erfindungsgemäße Kalibriertechniken implementierende Programmcode von der externen Speichervorrichtung des Computers 14 aus in den Speicher des Computers 14 geladen werden, wobei es sich bei der externen Speichervorrichtung ein stationäres Festplattenlaufwerk oder ein herausnehmbares Medienlaufwerk handeln kann. Der Programmcode kann anfangs auf computerlesbaren Medien ausgeführt werden, wie z. B. einem magnetischen, optischen, magnetooptischen oder anderen Platten oder Bandmedium. Alternativ kann der Programmcode von elektronischen computerlesbaren Medien, wie z. B. einem elektrisch löschbaren/programmierbaren Nur-Lesespeicher (EEPROM), aus in den Speicher geladen oder über eine Netzwerkverbindung heruntergeladen werden. Beim Herunterladen kann der Programmcode anfangs in einer Trägerwelle eingebettet sein oder anderweitig auf einem elektromagnetischen Signal übertragen werden. Der Programmcode kann als Merkmal in einem Anwendungsprogramm enthalten sein, welches eine Vielzahl von Bilderzeugungsfunktionalitäten bietet.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Implementierung einer Bilderzeugungsstation 10 gemäß der Erfindung. Die verschiedenen Funktionalitätsblöcke können in der Hardware implementiert sein oder können in der Software implementiert sein, die, wie oben beschrieben, in einem in dem Speicher 14 vorgesehenen Prozessor ausgeführt wird.
Die Bilderzeugungsstation 10 empfängt Rot-Grün-Blau-(RGB-)Bilddaten, wie bei Bezugszeichen 21 angezeigt. Bei Empfang der RGB-Bilddaten können die Daten von dem Farbabstimmmodul 22 manipuliert werden. Insbesondere kann das Farbabstimmmodul die RGB-Daten unter Verwendung eines dem spezifischen Fabrikat und Modell der CRT 12 zugeordneten Farbprofil konvertieren. Die konvertierten Daten können dann über einen Anzeigetreiber 25 und eine Videokarte 25 gesendet werden, um schließlich die Pixel der CRT 12 derart zu anzusteuern, dass eine sehr akkurate Wiedergabe von Farbbildern erreicht wird.
Zum weiteren Verbessern der Genauigkeit weist die Abbildungsstation 10 ein Kalibriermodul 24 zum Kalibrieren der CRT 12 auf, um Faktoren, wie z. B. eine Drift in der CRT 12, zu berücksichtigen. Das Kalibriermodul 24 kann zum Messen eines Ausgangssignals der CRT 12 verwendet werden, und dann können Einstellungen über die in der Videokarte 26 vorgesehene LUT 29 geladen werden. Die Videokarte 26 greift auf die LUT 29 zu, um Bildwerte in an die CRT 12 anzulegende Ansteuerwerte zu konvertieren. Diese zusätzlichen Einstellungen können derart an die Bilddaten angelegt werden, dass die ultimative Wiedergabe der CRT 12 akkuratere Farben aufweist.
Das Kalibriermodul 24 kann die nachstehend genauer beschriebenen Kalibriertechniken anwenden, um eine verbesserte Farbgenauigkeit zu erreichen. Typischerweise fordert das Kalibriermodul 24 bei Anwendung eine Kalibriertechnik den Nutzer auf, eine Farbmessvorrichtung mit der CRT 12 zu verbinden. Beispielsweise handelt es sich bei der Farbmessvorrichtung um einen hochwertigen Lichtdetektor, der an dem Anzeigebildschirm der CRT 12 angebracht werden kann. Eine Vorrichtung mit der Nummer DTP92, die bei X-Rite Incorporated, Grand Rapids, Michigan, erhältlich ist, ist eine geeignete Messvorrichtung. Wenn die Farbmessvorrichtung an dem Anzeigebildschirm der CRT 12 angebracht ist, kann ein Nutzer den Kalibrierprozess initiieren. In diesem Fall führt das Kalibriermodul 24 eine Anzahl von Messungen an dem Ausgangssignal der CRT 12 durch. Nach der Messung des Ausgangssignals der CRT 12 kann das Kalibriermodul 24 ein Vorrichtungsmodell der CRT definieren und das Vorrichtungsmodell zum Erzeugen von Einstellwerten verwenden, die in die LUT 29 geladen werden können. Auf diese Weise kann bei dem Kalibrierverfahren die Drift in der CRT 12 berücksichtigt werden und dadurch die Farbgenauigkeit von auf der CRT 12 wiedergegebenen Bildern verbessert werden.
Das Kalibriermodul 24 kann mit der Annahme beginnen, dass die CRT 12 auf einen Referenz-RGB-Farbraum mit einem perfekten Gammakurven-Verhalten kalibriert ist:
wobei fr1(R) = Rγ1 Gleichung 2A fg1(G) = Gγ1 Gleichung 2B fb1(B) = Bγ1 Gleichung 2C
Gleichungen 1, 2A, 2B und 2C enthalten normalisierte RGB-Werte zwischen 0,0 und 1.0. Bei dem Kalibrierprozess erfasste Anzeigewerte weisen jedoch typischerweise 0–255 Graupegelwerte auf.
Es kann ein Gammawert als Standard-Target gewählt werden. Beispielsweise wird häufig ein Gammawert von 2,2 für unkorrigierte CRT-Anzeigen angenommen, und dieser ist häufig linear relativ zu L*, d. h. in dem L*a*b*-Farbraum. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, kann das Kalibriermodul 24 Techniken implementieren, mit denen dieses Gamma-Verhalten ungefähr innerhalb eines erwarteten Fehlers abgeglichen werden kann.
Die Matrix von Gleichung 1 kann unter Verwendung von Standardwerten der Chromatizität für R, G und B und für Yxy (Leuchtdichte und Chromatizität) des Weißpunkts der CRT 12 umdefiniert werden. Die Matrix M zum Konvertieren von RGB in XYZ kann entsprechend den Chromatizitäten der RGB-Werte wie folgt definiert sein:
Zum Erreichen einer speziellen Soll-Leuchtdichte für weißes Y_wp in Einheiten von Candela/Meter² kann die Matrix M mit Y_wp multipliziert werden. Somit kann Gleichung 1 wie folgt umgeschrieben werden:
wobei die Werte von RGB-Chromatizitäten als Konstante angenommen werden.
Von mehreren Dutzend CRTs im Alter zwischen null bis acht Jahren erfasste Versuchsdaten haben gezeigt, dass die RGB-Chromatizitäten dazu neigen, über die Zeit und zwischen CRT-Marken sehr konstant zu bleiben. Somit handelt es sich bei den Variablen, bei denen eine Einstellung erforderlich ist, primär um den Yxy-Weißpunkt und die RGB-Gammakurven der CRT.
Falls gewünscht, können jedoch auch komplexere Einstellungen durchgeführt werden, die Änderungen der RGB-Chromatizitäten umfassen.
Das gemessene Verhalten einer unkalibrierten CRT kann wie folgte definiert werden:
Der Vektor XYZ_dc ist der Dunkelstrom-Offset, der von der Messvorrichtung plus Streulicht eingetragen worden ist. Typische Werte für die Messvorrichtung X-Rite DTP92 liegen in der Größenordnung von 0,3 Calenda/Meter² im Vergleich zu der Weißpunkt-Leuchtkraft von 81,5 Calenda/Meter².
Die Werte von RGB_o2 repräsentieren die schwarzen Onsets, die die Schwellenwerte von RGB anzeigen, über die hinaus ein vergrößerter XYZ detektiert werden kann. Bei einem perfekten CRT-Verhalten (wie in Gleichung 1 repräsentiert) sind die Werte von RGB_o2 Null.
Der Vektor XYZ_dc kann eine Konstante sein oder als Funktion von (1,0-α) variieren, wobei: α = (XYZ(RGB) – XYZ(RGB = 0))/(XYZ(RGB = 255) – XYZ(RGB = 0)) Gleichung 9
Beispielsweise kann bei einigen neuen Messvorrichtungen der Wert von XYZ für RGB = 0 wesentlich variieren, während der Wert von XYZ für RGB = 255 sehr stabil und reproduzierbar ist. Somit kann bei einigen Messvorrichtungen der Wert von XYZ_dc mit (1,0-α) multipliziert werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Kalibriertechnik gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie dargestellt, initialisiert das Kalibriermodul 24 die in der Videokarte 26 vorgesehene LUT 29 (31). Mit anderen Worten: die LUT 29 ist linear eingestellt, um sicherzustellen, dass sich das Ausgangssignal der CRT 12 in einem bekannten Zustand befindet. Ein beispielhafter Pseudocode für die Initialisierung ist nachstehend aufgeführt.
#define numEntries 1024
#define max 16bit 0xffff
unsigned short videoLUT [numEntries];
int i;
(for i = 0; i < numEntries; i++)
videoLUT[i] = (unsigned short)(0,5 + max16bit*
((float)i/(float)(numEntries – 1));
Obwohl diese lineare Video-LUT beim Kalibriervorgang verändert wird, ist es vorteilhaft, sicherzustellen, dass die Video-LUT immer auf 0 gehalten wird. Dadurch wird gewährleistet, dass der Messwert von RGB = 0 bei dem gesamten Kalibrierprozess eine Konstante ist.
Nach der Initialisierung der LUT (31) können die Einstellungen der CRT 12 entweder automatisch durch das Kalibriermodul 24 oder manuell durch einen Nutzer festgelegt werden (32). Durch das Festlegen der analogen Einstellungen der CRT 12 wird ferner sichergestellt, dass der Anfangszustand der CRT 12 bekannt und definiert ist. Wie oben beschrieben, kann der Zustand des RGB-Target-Raums durch Weißpunkt- und Gammawerte für RGB definiert sein, wobei davon ausgegangen wird, dass die RGB-Chromatizitäten konstant sind. Die Werte der analogen Einstellungen werden typischerweise wie folgt bezeichnet. Kontrast bezieht sich auf die Einstellung, mit der primär die Leuchtdichte der weißnahen Farben für die CRT festgelegt wird (wodurch die RGB-Werte insgesamt beeinflusst werden) und sekundär die dunklen Leuchtdichtewerte beeinflusst werden. Helligkeit bezieht sich auf die Einstellung, mit der primär die Leuchtdichte der dunklen Leuchtdichtefarben für die CRT festgelegt werden (wodurch die RGB-Werte insgesamt beeinflusst werden) und sekundär weißnahe Werte beeinflusst werden. Verstärkung bezieht sich auf die Einstellung, mit der im Wesentlichen gleiche Werte wie bei Kontrast festgelegt werden, jedoch separat für jeden R-, G- und B-Kanal. Beeinflussung bezieht sich auf die Einstellung, mit der im Wesentlichen gleiche Werte wie bei Helligkeit festgelegt werden, jedoch separat für jeden R-, G- und B-Kanal.
Die vorstehenden analogen Einstellungen können entweder manuell, z. B. unter Verwendung von Eingabetasten, Nummernscheiben und dergleichen, an der CRT 12 oder automatisch über direkte Kommunikation zwischen dem Computer 14 und der CRT 12 vorgenommen werden. Ein Beispiels für eine solche direkte Kommunikation ist der Standard der Video Electronics Standard Association (VESA^®), der als ddc/ci bekannt ist. Bei einer spezifischen Implementierung können die Werte von Kontrast, Helligkeit und die Verstärkungen und Beeinflussungen von R, G, und B eingestellt werden, um folgendes gemessenes Verhalten zu erreichen:

1) Der Wert von Yxy für Weiß (RGB = 255) wird so nahe wie möglich an die Sollwerte von Yxy herangeführt, mit der Ausnahme, dass der Wert von Y etwas (d. h. 1%) höher eingestellt wird, als der Wert von Y für das Weiß des RGB-Target-Raums. Dadurch verbleibt Raum zum Durchführen restlicher Korrekturen über die in der Videokarte 26 vorgesehene LUT 29. Der Sollwert von Yxy für Weiß kann von dem Nutzer je nach Präferenzen oder Bedarf des Nutzers gewählt werden.
2) Der Wert von x, y für ein Dunkelgrau (z. B. RGB = 50) wird so nahe wie möglich an den Wert von x, y für das Soll-Weiß herangeführt. Auch hier kann die Definition des Target von den Präferenzen des Nutzers abhängig sein.
3) Die Leuchtkraft Y von Dunkelgrau kann auf ein oder zwei Arten eingestellt werden, welche im Wesentlichen äquivalent sind. In einem Fall ist die Dunkelgrau-Leuchtkraft derart eingestellt, dass der Helligkeitswert so hoch wie möglich ist, während immer noch perfektes Schwarz bei RGB = 0 gemessen wird. "Perfektes Schwarz" ist als der Wert von Y für die CRT bei RGB = 0 und Festlegung sämtlicher analogen Einstellwerte auf Minimum definiert. In den anderen Fällen wird der höchste Helligkeitswert bestimmt, was zu einem Wert der schwarzen Onsets von RGB_o2 = 0 oder leicht über 0 führt.

Bei einigen CRTs beträgt der Gammawert ungefähr 2,35. In diesem Fall hat sich herausgestellt, dass der gewünschte Helligkeitswert auftritt, wenn L* = 13,0–14,0 bei RGB = 48. In diesem Fall wird bei sämtlichen Berechnungen für CIELAB davon ausgegangen, dass XnYnZn von dem Wert Yxy des Weißpunkts des RGB-Target für die CRT 12 bestimmt wird.
Nach dem Festlegen der Einstellungen (32) wird das Ausgangssignal der CRT 12 gemessen (33). Beispielsweise kann das Kalibriermodul 24 den Nutzer anweisen, zum Messen des Ausgangssignals eine Kalibriervorrichtung am Bildschirm der CRT anzubringen. Wenn die Messvorrichtung angebracht ist, kann das Kalibriermodul 24 eine Kalibrierroutine durchführen, die das Anzeigen und Messen von Farbproben umfasst. Beispielsweise kann die Datenerfassung das Anzeigen und Messen von RGB-Grauwerten zwischen 0 und 255 umfassen. Sämtliche Graupegel können gemessen werden, oder es kann al ternativ ein Teilsatz von Graupegeln gemessen werden, um die Zeit der Datenerfassung zu verkürzen. Messungen in 15 Graupegelinkrementen können einen geeigneten Genauigkeitsgrad liefern. Jeder Graupegel definiert eine einzigartige "neutrale Farbe". Neutrale Farben beziehen sich auf Farben mit im Wesentliche äquivalenten Farbwerten. Beispielsweise sind neutrale Farben für eine CRT Farben mit im Wesentlichen äquivalenten Werten für die R-, G- und B-Kanäle.
Diese Kalibrierroutine kann einen Kreis (typischerweise einen Kreis mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern oder mehr) darstellen, der RGB-Neutralfarben gegen einen schwarzen (RGB = 0) Hintergrund repräsentiert. Der schwarze Hintergrund kann dazu beitragen, die Möglichkeit zum Messen der dunkleren Farben zu verbessern. Eine Anzahl von XYZ-Werten kann für jeden RGB-Wert erfasst werden, der angezeigt wird, um eine geschätzte Messvariabilität zu erhalten, d. h. einen der Messvorrichtung zugeordnete Fehlerwert (Sigma). Die Kalibrierroutine kann dann zum Anzeigen des nächsten RGB-Werts weitergehen und den Prozess wiederholen, bis sämtliche RGB-Werte oder ein Teilsatz davon erfasst worden sind.
Ein Punkt, der bei der Messung von dunklen Emissionsfarben bedacht werden muss, ist, dass einige Messvorrichtungen die Daten beschneiden. Mit anderen Worten: bei einigen Messvorrichtungen können Werte von X, Y oder Z im Bereich von RGB = 0 bis RGB = 40 als 0 zurückgesendet werden, wenn ein wirklich genauer Wert endlich, jedoch klein ist, z. B. 0,4 Candela/Meter². Zum Kompensieren der Beschneidung in der Messvorrichtung kann es vorteilhaft sein, bei der Kalibrierroutine eine im Wesentliche weiße Spur anzuzeigen, um die Messvorrichtung leicht vorzuspannen. Die weiße Spur kann ein feststehender weißer Kreis (Halo) mit Farbwerten von RGB = 255 sein. Das Streulicht von diesem Halo ist eine konstante Größe von nicht Null und kann den vorteilhaften Effekt der Hinzufügung einer leichten Beeinflussung der in dunklen Farben gemessenen Werte von XYZ bieten. Somit kann garantiert werden, dass sämtliche auf diese Weise gemessenen Werte von RGB von 0 bis 255 innerhalb des dynamischen Bereichs der Messvorrichtung liegen.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsstation 10, auf der beim Kalibrieren eine weiße Spur angezeigt wird. Eine Messvorrichtung 42 kann an dem Anzeigebildschirm der CRT 12 angebracht sein, und es kann während des Kalibriervorgangs eine im Wesentlichen weiße Spur 44 angezeigt werden, um die Messungen zu beeinflussen, damit sichergestellt ist, dass die Werte von RGB von 0 bis 255 innerhalb des dynamischen Bereichs der Messvorrichtung 42 liegen. Die gemessene Farbe kann das Innere der weißen Spur 44 ausfüllen, oder alternativ können sowohl die gemessene Farbe als auch ein schwarzer Hintergrund in dem Inneren der weißen Spur 44 enthalten sein. In beiden Fällen kann die weiße Spur 44 dazu dienen, ein gewünschtes Maß an Beeinflussung zu bieten. Beispielsweise ist eine Beeinflussung der Ausgangsmessungen von ungefähr 0,5 bis 1,0 Prozent normalerweise ausreichend. Je nach Messvorrichtung kann jedoch ein größeres Maß an Beeinflussung sinnvoll sein. Die weiße Spur 44 ist als haloförmig dargestellt, sie kann jedoch mit einer beliebigen Form oder Konfiguration implementiert werden. Ferner kann eine Beeinflussung mit anderen Farben bei einigen Messvorrichtungen sinnvoll sein.
Nachdem das Ausgangssignal korrekt gemessen worden ist (33), werden die Parameterwerte des Vorrichtungsmodells gewählt (34). Die Anzahl von einstellbaren Parametern kann in dem Vorrichtungsmodell derart definiert sein, dass sie kleiner ist als die Anzahl von Messwerten zum Definieren des gemessenen Ausgangssignals der Kathodenstrahlröhre 12. Durch Definieren, dass die Anzahl von Parametern kleiner oder im Wesentlichen kleiner ist als die Anzahl von Messwerten zum Definieren des gemessenen Ausgangssignals, kann sichergestellt werden, dass der Kalibrierprozess die Messergebnisse nicht überkompensiert. Mit anderen Worten: es gibt immer einen Fehlergrad, der auf die Messvorrichtung oder andere externe Faktoren zurückzuführen ist. Mit der Erfindung kann ein inkorrektes Kompensieren externer Faktoren, die sich nicht auf das eigentliche Vorrichtungsausgangssignal beziehen, durch Begrenzen der Anzahl von einstellbaren Parametern auf weniger oder im Wesentlichen weniger als die Anzahl der Messwerten zum Definieren des gemes senen Ausgangssignals vermieden werden. Insbesondere kann mit der Erfindung das Einstellen jedes Eingangs entsprechend dem gemessenen Ausgang für diesen bestimmten Eingang vermieden werden. Vielmehr kann mit der Erfindung ein teilweise auf theoretischen Erwägungen und teilweise auf gewählten Parameterwerten basierendes Vorrichtungsmodell implementiert werden. Auf diese Weise werden mit den Einstellungen erwartete gemessene Fehler nicht überkompensiert. Werte für die einstellbaren Parameter können während des Kalibrierprozesses derart gewählt werden, dass der Fehler zwischen analytischen erwarteten Ausgangssignalen und gemessenen Ausgangssignalen minimiert wird.
Welche Parameter als einstellbar definiert werden, kann von der Implementierung abhängen. Bei unterschiedlichen Bilderzeugungsvorrichtungen sind die einstellbaren Parameter typischerweise unterschiedlich. Bei dem Beispiel der Kalibrierung der CRT 12 kann es sich bei den einstellbaren Parametern jedoch um einen Gammawert und einen schwarzen Onset-Wert handeln. Der Gammawert bezieht sich auf den Wert eines auf dem Sachgebiet bekannten Parameters (γ), der die Veränderungsrate der Lichtintensität mit der Veränderung des Werts der digitalen Vorrichtung anzeigt. Der schwarze Onset-Wert ist ein weiterer auf dem Sachgebiet bekannter Term, der sich auf den Punkt bezieht, an dem eine messbare Verstärkung des Lichts auftritt.
Die Parameterwerte des Vorrichtungsmodells können in einem Fehlerminimierprozess gewählt werden, um ein robustes Vorrichtungsmodell zu definieren, das derart akkurat ist, dass sich die Genauigkeit theoretischen Grenzen nähert. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Vorrichtungsmodell einer CRT unter Anwendung des folgenden Prozesses definiert. Erstens werden die aufgenommenen XYZ-Daten relativ zu einer Dunkelstrombeeinflussung eingestellt. Insbesondere kann die Dunkelstrombeeinflussung (XYZ_dc, wie oben definiert) der XYZ-Daten von den gemessenen Roh-XYZ-Daten subtrahiert werden. Wenn der Wert von XYZ_dc eine Konstante für eine spezielle Messvorrichtung oder ein spezielles Messverfahren ist, kann der Wert von XYZ_dc einfach von sämtlichen Werten von XYZ subtrahiert werden. Wenn jedoch der Wert von XYZ_dc entsprechend dem XYZ-Wert variiert, sollte die Einstellung auf die XYZ-Daten entsprechend durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser Einstellung der XYZ-Daten besteht darin, dass der Wert von XYZ_dc in Gleichung 7 Null ist. Somit müssen nur die übrigen Parameter bestimmt werden, um das CRT-Verhalten akkurat zu charakterisieren.
Als nächstes werden die Weißpunktwerte eingestellt. Beispielsweise können die Werte von (Yxy)_wp2 in die vorstehende Gleichung 7 eingesetzt werden. In diesem Fall sind für (Yxy)_wp2 die Werte XYZ_wp2 durch die XYZ-Daten bei RGB = 255 gegeben, und lauten die Definitionen für x und y wie folgt: x = X/(X + Y + Z) Gleichung 10A y = Y/(X + V + Z) Gleichung 10B
Als nächstes kann eine Fehlerfunktion definiert werden, die von den gewählten Parameterwerten abhängig ist, in diesem Fall die Gamma- und schwarzen Onset-Parameterwerte. Beispielsweise kann eine Fehlerfunktion wie folgt definiert sein:
wobei ΔE2l (γr2, γg2, γb2, RGBo2) = (L*(RGBl, γr2, γg2, γb2, RGBo2) – L*l)2 + (a*(RGBl, γr2, γg2, γb2, RGBo2) – a*l)2 + (b*(RGBl, γr2, γg2, γb2, RGBo2) – b*l)2 Gleichung 12
L*(), a*() und b*() sind die analytischen Erwartungswerte von L*a*b, während die Werte L*_i, a*_i und b*_i die Messwerte von L*a*b sind. Die analytischen Erwartungswerte und die gemessenen CIELAB-Werte können und den analytischen und gemessenen XYZ abgeleitet werden. Der analytische Ausdruck für X, Y und Z als Funktion von RGB, XYZ_dc, γ_r2, γ_g2, γ_b2, RGB_o2 ist in den vorstehenden Gleichungen 6 und 7 definiert. Die Berechung für die CIELAB-Werte aus XYZ wird wie folgt angegeben: L* = 116f(Y/Yn) – 16 Gleichung 13A a* = 500[f(X/Xn) – f(Y/Yn)] Gleichung 13B b* = 200[f(Y/Yn) – f(Z/Zn)] Gleichung 13Cwobei
Die Werte von RGB_i und XYZ_i sind die entsprechenden Werte der angezeigten RGB und gemessenen XYZ für jeden Eingangswert von RGB zwischen 0 und 255. Bei der oben durchgeführten Addition von i = 0 bis i = N – 1 wird eine Liste oder ein Array von (N) XYZ Messwerten und deren entsprechenden N-Werten von RGB, die zum Erzeugen der gemessenen Farbe verwendet werden, angenommen. RBG = 0 kann aufgrund der Möglichkeit einer Singularität oder Nichtlinearität des Verhaltens in der Region nahe oder bei RGB = 0 in dieser Berechnung ausgeschlossen werden. Mit anderen Worten: durch das Nichteinbeziehen von RGB = 0 in dieser Berechnung kann sichergestellt werden, dass das gesamte RGB-zu-XYZ-Verhalten des CRT-Verhaltens charakterisiert wird, ohne von dem Verhalten bei oder nahe RGB = 0 verzerrt zu werden.
An diesem Punkt können die Werte für die Parameter durch Fehlerminimierung bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Fehlerminimierung an den einstellbaren Parametern unter Anwendung eines beliebigen geeigneten Fehlerminimierverfahrens, wie z. B. eines chi²-Verfahrens oder eine Anpassung der kleinsten Quadrate, durchgeführt werden. Andere Fehlerminimiertechniken können ebenfalls angewendet werden. In jedem Fall können die nominellen Anfangswerte für die gewählten Parameter verwendet werden (in diesem Fall Gamma = 2,2 und schwarzer Onset = 0,05). Nach Durchführung der Fehlerminimierung kann das Kalibriermodul 24 den mittleren und den maximalen Fehler zwischen den Messdaten und dem analytischen erwarteten Verhalten, das berechnet worden ist, prüfen.
Experimente haben gezeigt, dass typische Werte für den mittleren Fehler zwischen 0,3 und 0,5 Delta e liegen und dass maximale Fehler zwischen 0,6 und 1,0 Delta e liegen. Diese Fehler scheinen durch systematische Quantifizierfehler in der Analog-Digital-(A/D-) und Digital-Analog (D/A-) Schaltung der Videokarte und der Messvorrichtung verursacht worden zu sein, wodurch +/–-Verschiebungen in XYZ als glatte Funktion von RGB hervorgerufen werden. Das Sigma des Messrauschens für eine spezielle RGB-Farbe ist typischerweise ziemlich niedrig, z. B. 0,1 Delta e. Somit sollte erwartet werden, dass dieser Quantifizierfehler gleichmäßig um das perfekte Gammakurvenverhalten verteilt sein sollte. Daher sollte erwartet werden, dass, obwohl die mittleren und maximalen Fehler aus dem analytischen erwarteten Verhalten etwas größer sein können als die Variabilität aufgrund von Zufalls-Messrauschen, die Summe der Residuen nahe Null liegt.
Zum weiteren Verbessern der Fehlerminimierung können weitere Techniken angewendet werden. Beispielsweise wird mit Fehlerminimierroutinen manchmal nicht das beste Minimum für die Fehlerfunktion gefunden. Insbesondere kann ein unbehebbarer Fehler in der Minimierroutine auftreten, wie z. B. eine Divergenz statt einer Konvergenz. Um dies zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die bestmöglichen Schätzungen für die Initialisierung der Parameterwerte zu finden, um sicherzustellen, dass die Fehlerfunktion so nahe wie möglich an dem Minimum als Endwert liegt.
Eine Art der Voroptimierung der oben beschriebenen Parameterwerte ist das Messen eines kleineren Datensatzes getrennt für jeden Kanal und zuerst das Berechnen und Minimieren des Fehlers der separaten Kanäle. Bei dieser Vorgehensweise wird ein kleinerer Satz von Einzelkanaldaten ermittelt, d. h. die anderen beiden Kanäle sind während der Datenerfassung auf 0 gesetzt. Ferner können die Vorhersagen für L*a*b durchgeführt werden, wobei zwei der drei RGB-Werte auf 0 gesetzt sind. Schließlich kann die Fehlerminimierung nur an den Parametern für diesen einen Kanal durchgeführt werden. Diese weiteren Techniken sind besser geeignet sicherzustellen, dass mit der Fehlerminimiertechnik Parameterwerte identifiziert werden, mit denen der Fehler zwischen analytischen Berechnungen und gemessenem Verhalten minimiert wird.
Wenn die Parameterwerte des Vorrichtungsmodells gewählt sind (34), kann das Kalibriermodell 24 Einträge erstellen und in die LUT 29 laden (35). Auf diese Weise kann die LUT 29 die Bilddaten einstellen, um die Drift in der CRT 12 zu berücksichtigen. Die LUT 29 kann wie folgt aussehen:
An diesem Punkt sind sämtliche Werte aus Gleichung 15A–15C mit Ausnahme von RGB_max2 bekannt. Um die Werte für RGB_max2 zu ermitteln, können die Ausdrücke für die unkalibrierte CRT aus Gleichungen 7 und 8A–8C mit dem Ausdruck für das gewünschte CRT-Verhalten aus Gleichung 6 nach dem Substituieren von R'G'B' gegen RGB in den Ausdrücken für die unkalibrierte CRT gleichgesetzt werden. Mit anderen Worten: es kann versucht werden vorherzusagen, wie nahe dem gewünschte CRT-Verhalten die unkalibrierte CRT kommt, wenn die in der Video-LUT 29 gespeicherten Einstellungen angelegt werden. Das Substituieren dieser Ausdrücke gegen R'G'B' in Gleichungen 7 und 8A–8C führt zu folgendem:
Das Gleichsetzen von Gleichung 16 mit Gleichung 6 für das ideale CRT-Verhalten mit einem Gammawert von 2,2 mit zusätzlicher gemessener Dunkelstrombeeinflussung führt zu folgendem:
die reduziert werden kann auf:
Das Produkt der Matrizen ist diagonal und resultiert in den folgenden drei Gleichungen:
RGB_max2 kann jetzt durch Substituieren der Gleichungen 2A–2C und der Gleichungen 17A–17C in Gleichungen 20A–20C wie folgt ermittelt werden:
und Auflösen nach R_max, G_max und B_max wie folgt:
Die Werte der Gleichungen 22A–22C können dann in Gleichungen 15A–15C substituiert werden, um Einträge der LUT 29 zu definieren. Der Vorgang kann wie gewünscht wiederholt werden, wobei jedes Mal eine anhand der Gleichungen 15A–15C aus einer vorhergehenden Iteration berechnete Korrekturfunktion verwendet wird. Mit anderen Worten: die Einstellungen können derart als geschlossene Schleife implementiert werden, dass die Einstellwerte mit jeder Iteration des Verfahrens weiter konvergieren. Das Verfahren kann täglich wiederholt werden oder kann wie gewünscht wiederholt werden. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, das Verfahren zu wiederholen, bevor ein farbverbindliches Proof-Bild angezeigt wird. Experimente haben gezeigt, dass CRTs typischerweise nur um 1,0 bis 3,0 Delta e über einen Zeitraum von ungefähr 24 Stunden driften. Somit ist bei zahlreichen Anwendungen eine Kalibrierung pro Tag adäquat.
Ferner kann eine intelligente Prozesssteuerung implementiert sein, wie z. B. durch Berechnen der Einstellung auf die jüngste Korrekturfunktion und Durchführen einer Teilkorrektur anstelle einer Vollkorrektur. Das Maß an Korrektur kann anhand des Messrauschens versus der Fehlergröße eingestellt werden. Ferner kann eine intelligente Prozesssteuerung durch Korrigieren der jüngsten Fehlerfunktion nur dann, wenn die mittleren und/oder maximalen Fehler einen vorbestimmten Wert übersteigen, implementiert werden.
Der Soll-Yxy-Wert für Weiß kann häufig durch automatisches Einstellen der CRT-Analogparameter wie oben beschrieben auf ein akzeptables Niveau gesetzt werden. Wahlweise kann das Kalibriermodul 24 die Gammawerte und Onsets ohne Modifikation der maximalen Korrekturwerte einstellen. Ähnlich können die Onsets durch Optimieren der CRT-Analogparameter minimiert werden. In diesem Fall kann das oben beschriebene Kalibrierverfahren nur zum Einstellen des Gamma-Verhaltens der RGB-Kanäle angewendet werden, um einen akkuraten Grauausgleich zu gewährleisten. Selbst wenn die Einstellungen an jedem RGB-Kanal für den schwarzen Onset, den Gamma- und den Maximalwert durchgeführt werden, ist ein Minimieren der Einstellgröße für den schwarzen Onset und den Maximalwert wünschenswert, wenn diese durch eine 8-Bit-Video-LUT begrenzt sind, um die Effekte der Quantifizierung zu minimieren.
Wenn die Auswahl der analogen Einstellungen zum Kalibrieren des System-Weißpunkts auf einen nahe dem Soll-Weißwert liegenden Wert (beispielsweise einen Fehler von nicht mehr als +/– 0,5 Delta e in L*, a* oder b* unter Verwendung der Soll-Weißwerte für X_nY_nZ_n) verwendet werden, gibt es mindestens zwei Wege zum Charakterisieren der Gammakurveneigenschaften des Systems. Ein Weg ist das Einstellen des Weißpunkts des analytischen Modells auf dem Wert des gemessenen Weißpunkts des CRT-Systems nach Durchführung der analogen Auswahl. Dies sollte in einer Gammakurve für R, G und B resultieren, die hinsichtlich eines "relativ weißen" Referenz-Target fehlerminimiert ist. Mit anderen Worten: ein Target mit exakt 2,2 Gamma für R, G und B und ein Weißpunkt gleich dem aktuellen Weiß der CRT, d. h. nahe, jedoch nicht exakt auf dem Sollwert von Yxy.
Ein weiterer Weg zum Charakterisieren der Gammakurveneigenschaften des System ist das Einstellen des Weißpunkts des analytischen Modells auf den gewünschten Sollwert für den Weißpunkt des CRT-Systems. Bei Anwendung dieser Vorgehensweise weist das berechnete Modell immer einen kleinen Fehler relativ zu den Messdaten bei RGB = weiß auf. Das Gesamtmodell kann jedoch eine bessere Anpassung an die Messdaten erreichen. Das heißt, dass kleine Fehler in dem Weißpunkt werden bis zu einem gewissen Maße in dem gesamten analytischen Modell für die CRT berücksichtigt. Folglich sollte die endgültige Gammakurve des Systems einen relativ zu dem "absolut weißen" Referenz-Target, d. h. dem Referenz-Target mit 2,2 Gamma für R, G und B sowie einem Weißpunkt, der der gewünschte Soll-Weißpunkt des Systems ist, minimierten Fehler aufweisen.
Weitere Einstellbedingungen für die CRT, die vor dem Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens geprüft werden können, umfassen folgendes. Erstens sollten sämtliche Werte des RGB-Referenzraums in den vorstehenden Gleichungen kleiner als oder gleich den Werten von Y für die zu kalibrierende physische RGB-Vorrichtung sein. Zweitens sollten sämtliche Werte der RGB-Onsets für die zu kalibrierende physische RGB-Vorrichtung in einem "korrigierbaren" Bereich liegen. Beispielsweise lautet bei der heutigen CRT-Technologie eine Schätzung dessen, was "korrigierbar" ist, 5 < RGB_o2 < 40 in Graupegeleinheiten. Drittens sollten sämtliche Werte von XYZ_dc positiv sein, um eine Beschneidung zu vermeiden, und sie sollten unterhalb eines "vernünftigen" Pegels liegen. In diesem Fall lautet bei der heutigen CRT-Technologie eine Schätzung dessen, was vernünftig ist, 0,5 Candela/Meter².
Die erste Einstellbedingung bedeutet einfach nur, dass die Maximalwerte von RGB immer reduziert werden können, um das Ziel zu treffen, je doch 100% nicht übersteigen können, wenn die Intensität eines Kanal zu niedrig ist. Die zweite Einstellbedingung kann sicherstellen, dass ein gutes Schwarz (RGB = 0) immer erreicht werden kann. Die dritte Einstellbedingung kann gewährleisten, dass die Messvorrichtung plus Streulicht, plus CRT-Mindest-Leuchtdichtenwerte in vernünftigem Maße niedrig sind. Der CRT-Weißpunkt sollte derart nahe dem angestrebten Weißpunkt eingestellt sein, dass die maximalen Einstellwerte von RGB für die zu kalibrierende RGB-Vorrichtung im Bereich von 0,95 < RGBmax < 1,0 liegen.
5 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm mit Darstellung eines allgemeineren Überblicks über eine Kalibriertechnik für eine CRT gemäß der Erfindung. Wie dargestellt, wird das Ausgangssignal einer CRT gemessen (51). Dann werden die Parameterwerte eines Vorrichtungsmodells der CRT gewählt (52). Schließlich werden die Bilddaten eingestellt, so dass das Ausgangssignal der CRT akkurater ist (53).
Insbesondere wenn die Anzahl von einstellbaren Parametern der CRT auf weniger als die Anzahl von Messwerten der CRT festgelegt ist, kann die Kalibrierung verbessert werden. Beispielsweise sieht die Erfindung anstelle der Einstellung jedes Eingangssignals der CRT entsprechend einem gemessenen Ausgangssignal, d. h. eine Eins-zu-Eins-Abbildung des Eingangssignals und von Messwerten, ein Vorrichtungsmodell vor, das weniger einstellbare Parameter aufweist als gemessene Ausgangssignale. Auf diese Weise werden bei Anwendung dieser Technik die zu erwartende Fehler enthaltenden Messergebnisse nicht überkompensiert. Mit anderen Worten: selbst nach Anlegen eines Einstellwerts an das Eingangssignal an der Videokarte sollte man kleine Fehler aufgrund von Faktoren erwarten, die nicht auf die Drift der CRT bezogen sind, wie z. B. Ungenauigkeiten in der Messvorrichtung. Die Erfindung bewirkt einen Ausgleich zwischen analytischem Modellieren und empirischem Messen, damit erwartete gemessene Fehler nicht überkompensiert werden.
Durch Anwendung der hier beschriebenen Techniken kann eine verbesserte Kalibrierung von CRTs erreicht werden. Insbesondere können die hier beschriebenen Techniken zum Kalibrieren einer Anzeige derart angewendet werden, dass ein mittlerer Farbfehler ungefähr kleiner ist als (0,75 Delta e) von einem analytischen erwarteten Farbausgangssignals und ein maximaler Farbfehler ungefähr größer ist als (1,5 Delta e) von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal. Insbesondere können mittlere Farbfehler, die ungefähr zwischen (0,3 Delta e) und (0,75 Delta e) von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegen, und maximale Farbfehler, die ungefähr zwischen (0,6 Delta e) und (1,1 Delta e) von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegen, erreicht werden. Insbesondere sind mittlere Farbfehler, die ungefähr zwischen (0,3 Delta e) und (0,4 Delta e) von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegen, und maximale Farbfehler, die ungefähr zwischen (0,6 Delta e) und (0,8 Delta e) von dem analytischen erwarteten Farbausgangssignal liegen, erreicht worden. Mittlere Farbfehler, die sich (0,3 Delta e) nähern, nähern sich den theoretischen Grenzen, die bei dem aktuellen Zustand von CRTs und Messvorrichtungen erreichbar sind. Mit der Verbesserung von Messvorrichtungen und CRTs können sich jedoch auch die theoretischen Grenzen der Kalibrierung verbessern. In diesem Fall können mit der Erfindung sogar noch bessere mittlere Fehler und maximale Farbfehler erreicht werden.
6 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm, das generell eine Kalibriertechnik zeigt, die erfindungsgemäß auf eine beliebige Bilderzeugungsvorrichtung anwendbar ist. Wie dargestellt, wird die Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Vorrichtungsmodell charakterisiert (61). In diesem Fall kann bewirkt werden, dass ein mittlerer Fehler zwischen dem analytischen Erwartungswert des Vorrichtungsmodells und einem gemessenen Ausgangssignal eines Teilsatzes von Vorrichtungswerten der Bilderzeugungsvorrichtung in der Größenordnung eines erwarteten Fehler liegt. Ferner kann in einigen Fällen ein Teilsatz von Vorrichtungswerten, die im Wesentlichen neutralen Farben entsprechen, das Ausgangssignal enthalten. Nach der Charakterisierung der Bilderzeugungsvorrichtung (61) kann die Bildwiedergabe durch die Bilderzeugungsvorrichtung so eingestellt werden, dass ein Soll-Verhalten erreicht wird (62). Beispielsweise umfasst das Einstellen der Bildwiedergabe das Einstellen von Bilddaten, wie z. B. unter Verwendung einer LUT oder durch Erstellen von dynamischen Farbprofilen, wie nachstehend anhand von 7 beschrieben wird.
Das zum Charakterisieren der Bilderzeugungsvorrichtung verwendete Vorrichtungsmodell kann einen oder mehrere einstellbare Parameter enthalten. In diesem Fall kann die Technik ferner das Wählen von einstellbaren Parametern des Vorrichtungsmodells umfassen. Ferner kann die Anzahl von gewählten Parametern kleiner sein als die Anzahl von Messwerten zum Definieren des gemessenen Ausgangssignals der Bilderzeugungsvorrichtung. Beispielsweise können dann, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung eine CRT ist, die einstellbaren Parameter einen Gammawert und einen schwarzen Onset-Wert aufweisen. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Parameter jedoch entsprechend der Bilderzeugungsvorrichtung spezifiziert sein.
7 zeigt eine alternative Ausführungsform der Bilderzeugungsstation 10. In diesem Fall kann dieselbe Kalibriertechnik angewendet werden, die auch zum Kalibrieren der CRT 12 dient. Statt des Anlegens der Einstellwerte unter Verwendung einer LUT werden bei dieser Ausführungsform jedoch in einem Farbabstimmmodul (CMM) 72 dynamische Farbprofile erzeugt. Mit anderen Worten: Nach der Durchführung des Kalibrierverfahrens mit dem Kalibriermodul 74 kann die Einstellung, mit der die Drift in der CRT 12 berücksichtigt ist, durch Erzeugen dynamischer Farbprofile in dem CMM 72 angelegt werden. Die Farbprofile sind in dem Sinne dynamisch, dass sie sich bei den Kalibriermessungen verändern. Somit können sich bei Driften der CRT 12 die dynamischen Farbprofile verändern. Mit anderen Worten: das CMM 72 kann die Kalibrierdaten von dem Kalibriermodul 74 empfangen und die Kalibrierinformationen in ein Vorrichtungsprofil speziell für die CRT 12 einarbeiten. Die eingestellten Bilddaten können dann über einen Anzeigetreiber 75 und eine Videokarte 76 gegebenenfalls ohne weitere Einstellungen geliefert werden. Auf diese Weise kann auf eine LUT in der Videokarte 76 verzichtet werden.
8 zeigt ein Soft-Proofing-System 80. Das Soft-Proofing-System 80 kann ein oder mehrere Aspekte der Erfindung implementieren, um eine akku rate Farbwiedergabe und Farbabstimmung bei einem Soft-Proofing-Prozess zu realisieren. Das Soft-Proofing-System 80 weist einen Verwaltungscomputer 82 auf. Der Verwaltungscomputer 82 kann als Server-Computer für das Soft-Proofing-System 82 angesehen werden. Der Verwaltungscomputer 82 kann Bilder zu den Bilderzeugungsstationen 10A–10D (nachstehend als Bilderzeugungsstationen 10 bezeichnet) senden. Farbspezialisten an den Bilderzeugungsstationen 10 können die Bilder prüfen und gegebenenfalls durch Markieren oder Unterlegen der Bilder ein Feedback erzeugen und die markierten Kopien an den Verwaltungscomputer 82 zurücksenden. Bei Empfang des Feedback kann ein Administrator mit Hilfe des Verwaltungscomputers 82 Änderungen an dem Bild implementieren. Wenn sich der Administrator und die Prüfer an den Bilderzeugungsstationen 10 über das Aussehen des Farbbilds geeinigt haben, kann das Bild über ein Druckpresse oder eine andere hochwertige Druckvorrichtung gedruckt werden.
Der Verwaltungscomputer 82 kann direkt mit den verschiedenen Bilderzeugungsstationen 10 gekoppelt sein, wobei gegebenenfalls ein Lokalnetzwerk (LAN) gebildet wird, oder der Verwaltungscomputer 82 kann alternativ über ein Fernnetz oder ein Globalnetz 84, wie z. B. das Internet, mit den Bilderzeugungsstationen gekoppelt sein. Die verschiedenen Bilderzeugungsstationen 10 können eine oder mehrere der oben beschriebenen Kalibriertechniken implementieren, um das Kalibrieren zu verbessern und somit die Farbgenauigkeit zu verbessern. Eine verbesserte Kalibrierung kann eine direkte Auswirkung auf die Möglichkeit zum Realisieren eines effizienten Soft-Proofing-Systems 80 oder einer anderen farbintensiven Anwendung haben.
Bei einer Ausführungsform definieren die Bilderzeugungsstationen 10 kollektiv einen Satz von CRTs, wobei jede CRT in dem Satz auf einen Wert innerhalb der oben beschriebenen Fehler kalibriert ist. In diesem Fall kann sichergestellt werden, dass die Drift in der CRT einer beliebigen Bilderzeugungsstation 10 adäquat berücksichtigt wird, so dass eine farbverbindliche Proof-Farbqualität an jeder Bilderzeugungsstation 10 wiedergegeben werden kann.
Zahlreiche Aspekt der Erfindung sind als zumindest teilweise in der Software implementiert beschrieben worden. Alternativ können beispielhafte Hardware-Implementierungen Implementierungen innerhalb eines DSP, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), eines feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), einer programmierbaren Logikvorrichtung, spezifisch konfigurierter Hardware-Komponenten oder einer Kombination daraus umfassen.
Obwohl zahlreiche Aspekte der Erfindung in Zusammenhang mit einer Kalibriertechnik zum Kalibrieren einer Anzeigevorrichtung in Form einer Kathodenstrahlröhre beschrieben worden sind, können Aspekte der Erfindung auch auf die Kalibrierung anderer Bilderzeugungsvorrichtungen, einschließlich Flüssigkristallanzeigen, Plasmaanzeigen, verschiedene Druckvorrichtungen oder andere Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. einen Scanner oder dergleichen, anwendbar sein.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Bilderzeugungsvorrichtung mit folgenden Schritten: – Charakterisieren der Bilderzeugungsvorrichtung mit einem einen oder mehrere einstellbare Parameter aufweisenden Vorrichtungsmodell durch Auswählen von Werten für die einstellbaren Parameter des Vorrichtungsmodells, wobei die Anzahl der einstellbaren Parameter kleiner ist als die Anzahl von gemessenen Ausgangssignalen der Bilderzeugungsvorrichtung, so dass ein mittlerer Fehler zwischen anhand des Vorrichtungsmodells ermittelten erwarteten Ausgangssignalen und gemessenen Ausgangssignalen der Bilderzeugungsvorrichtung in der Größenordnung eines erwarteten Fehlers liegt, und – Einstellen der Bildwiedergabe an der Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzielen eines Soll-Verhaltens.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gemessenen Ausgangssignale einen Teilsatz von Vorrichtungswerten definieren, die im Wesentlichen neutralen Farben entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Bilderzeugungsvorrichtung eine Kathodenstrahlröhre aufweist und bei dem neutrale Farben im Wesentlichen äquivalente Rot-, Grün- und Blauwerte der Bilderzeugungsvorrichtung aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Einstellen der Bildwiedergabe das Einstellen von an die Bilderzeugungsvorrichtung angelegten Bilddaten und das Erstellen eines Farbprofils für die Bilderzeugungsvorrichtung anhand des Vorrichtungsmodells umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Bilderzeugungsvorrichtung eine Kathodenstrahlröhre ist und die einstellbaren Parameter einen Gammawert und einen schwarzen Onset-Wert aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bilderzeugungsvorrichtung eine Kathodenstrahlröhre ist und das Soll-Verhalten einem definierten Gammawert entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Vorrichtungsmodell einen Satz von einstellbaren Parametern aufweist, wobei das Verfahren ferner das Reduzieren eines Fehlers zwischen dem gemessenen Farbausgangssignal und einem von dem Vorrichtungsmodell erwarteten Farbausgangssignal durch Einstellen der einstellbaren Parameter des Vorrichtungsmodells umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Bilderzeugungsvorrichtung eine Kathodenstrahlröhre ist und die einstellbaren Parameter einen Gammawert und einen schwarzen Onset-Wert aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Anzahl der einstellbaren Parameter kleiner ist als die Anzahl von gemessenen Ausgangssignalen der Bilderzeugungsvorrichtung und wobei die Bilderzeugungsvorrichtung eine Kathodenstrahlröhre ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Parameter einen Gammawert und einen schwarzen Onset-Wert umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Soll-Verhalten einem definierten Gammawert entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit dem Schritt des Messens des Ausgangswerts der Bilderzeugungsvorrichtung durch Anzeigen einer im Wesentlichen weißen Spur bei der Messung zwecks Beeinflussung einer Ausgangssignalmessung mittels eines Betrags, der ausreicht, um sicherzustellen, dass die Ausgangssignalmessung innerhalb eines dynamischen Bereichs einer Messvorrichtung liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Spur die Form eines Halos aufweist.
Computerlesbares Medium, in dem ein Programmcode gespeichert ist, der bei Ausführung eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13 kalibriert.