EP1549045A1

Method for correcting the image data of a camera system

Abstract

The method is applied to a color camera (01) that provides three output signals for three separate output channels corresponding to the acquired colors in the form of output signal vectors (04a). It involves multiplying the output signal vectors, whose coefficients (R,G,B) represent the output signals for the three color channels at a defined position in the observation region (02) with an especially quadratic correction matrix (09).

EP1549045A1, drawing sheet 1
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19 claims: 19 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method of correcting the image data of one, in particular for the inspection of color printing products (03) suitable camera system with a color camera (01) which in accordance with the added colors three outputs for three separate color channels in the form of output vectors (04a), said the output signal vectors (04a), the coefficients (R, G, B) of the Color camera (01) supplied output signals for the three color channels at a certain position in the observation area (02) represent, with a, in particular square, the correction matrix (09) are multiplied, the Output vectors in addition to the correction with the correction matrix (09) in a further correction step for adjusting the color balance, brightness and the contrast can be changed and the coefficients of the correction vector (07) and the three color channel-dependent correction factors (K1, K2, K3) experimentallythereby be determined that a reference color table is defined, on the in several swatches different reference colors are shown for each Swatch of the reference color table, a target vector is given, the according to the respective reference color suitable target outputs for the three color channels represents the reference color chart is taken with the color camera (01), wherein an output vector (04) is determined for each swatch, the Correction vector (07) and the three correction factors (K1, K2, K3) Selected such be that the corrected output signal vectors (04a) for the two Swatches with the reference gray-scale values ​​black and white, by appropriate Addition with the correction vector (07) and multiplying by the color channel-dependent correction factors (K1, K2, K3) Are obtained, in substantially exact standards set for these two swatches target vectors to match. Verfahren zur Korrektur der Bilddaten eines, insbesondere zur Inspektion von farbigen Druckerzeugnissen (03) geeigneten, Kamerasystems mit einer Farbkamera (01), die entsprechend der aufgenommen Farben drei Ausgangssignale für drei getrennte Farbkanäle in der Form von Ausgangssignalvektoren (04a) liefert, wobei die Ausgangssignalvektoren (04a), deren Koeffizienten (R, G, B) die von der Farbkamera (01) gelieferten Ausgangssignale für die drei Farbkanäle an einer bestimmten Position im Beobachtungsbereich (02) repräsentieren, mit einer, insbesondere quadratischen, Korrekturmatrix (09) multipliziert werden, wobei die Ausgangssignalvektoren zusätzlich zur Korrektur mit der Korrekturmatrix (09) in einem weiteren Korrekturschritt zur Anpassung der Farbbalance, der Helligkeit und des Kontrastes verändert werden und die Koeffizienten des Korrekturvektors (07) und die drei farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K1, K2, K3) experimentell dadurch ermittelt werden, dass eine Referenzfarbtafel vorgegeben wird, auf der in mehren Farbfeldern unterschiedliche Referenzfarben dargestellt sind, für jedes Farbfeld der Referenzfarbtafel ein Sollvektor vorgegeben wird, der entsprechend der jeweiligen Referenzfarbe geeignete Sollausgangssignale für die drei Farbkanäle repräsentiert, die Referenzfarbtafel mit der Farbkamera (01) aufgenommen wird, wobei für jedes Farbfeld ein Ausgangssignalvektor (04) ermittelt wird, der Korrekturvektor (07) und die drei Korrekturfaktoren (K1, K2, K3) derart gewählt werden, dass die korrigierten Ausgangssignalvektoren (04a) für die beiden Farbfelder mit den Referenzgrauwerte Schwarz und Weiß, die durch entsprechende Addition mit dem Korrekturvektor (07) und Multiplikation mit den farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K1, K2, K3) erhaltenen werden, im wesentlichen exakt den für diese beiden Farbfelder vorgegebenen Sollvektoren übereinstimmen.
  2. 2
    The method of claim 1, characterized in that obtained corrected output signal vectors (04b) then the camera system be processed further. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen korrigierten Ausgangssignalvektoren (04b) anschließend im Kamerasystem weiterverarbeitet werden.
  3. 3
    The method of claim 1, characterized in that the coefficient (K4 to K12) The correction matrix (09) is determined in an iterative approximation algorithm are, wherein a reference color table is defined, on the in several Swatches different reference colors are shown, for each color field of Reference color table, a target vector is given, the according to the respective Reference color suitable target outputs for the three color channels represented, the reference color chart is taken with the color camera (01), wherein for each Swatch an output vector (04) is determined first in a Iteration, the output vectors (04) for all the patches with a Correction matrix (09), whose coefficients as initial values ​​of iteration are given, are multiplied, the coefficients of the correction matrix (09) in each subsequent iteration step can be changed such that the corrected Output vectors approximated iteratively to the predetermined nominal vectors will. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koeffizienten (K4 bis K12) der Korrekturmatrix (09) in einem iterativen Näherungsalgorithmus ermittelt werden, bei dem eine Referenzfarbtafel vorgegeben wird, auf der in mehreren Farbfeldern unterschiedliche Referenzfarben dargestellt sind, für jedes Farbfeld der Referenzfarbtafel ein Sollvektor vorgegeben wird, der entsprechend der jeweiligen Referenzfarbe geeignete Sollausgangssignale für die drei Farbkanäle repräsentiert, die Referenzfarbtafel mit der Farbkamera (01) aufgenommen wird, wobei für jedes Farbfeld ein Ausgangssignalvektor (04) ermittelt wird, in einem ersten Iterationsschritt die Ausgangssignalvektoren (04) für alle Farbfelder mit einer Korrekturmatrix (09), deren Koeffizienten als Ausgangswerte der Iteration vorgegeben sind, multipliziert werden, die Koeffizienten der Korrekturmatrix (09) in jedem folgenden Iterationsschritt derart verändert werden, dass die korrigierte Ausgangssignalvektoren iterativ an die vorgegebenen Sollvektoren angenähert werden.
  4. 4
    A method according to claim 3, characterized in that the approach of corrected output signal vectors to the predetermined nominal vectors for each iteration thereby The evaluation is that for each color patch of the reference color table the difference value between the corrected output signal vector and predetermined determined target vector, and the sum of all the difference values ​​is added up, giving The coefficients of the correction matrix (09) in the last iteration only is assumed for the next iteration, if the sum of all Difference values ​​in the last iteration step, in comparison to the sum of all Difference values ​​has shrunk in the penultimate iteration. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Annäherung der korrigierten Ausgangssignalvektoren an die vorgegebenen Sollvektoren für jeden Iterationsschritt dadurch bewertet wird, dass für jedes Farbfeld der Referenzfarbtafel der Differenzwert zwischen korrigiertem Ausgangssignalvektor und vorgegebenen Sollvektor ermittelt und die Summe aller Differenzwerte aufaddiert wird, wobei die Änderung der Koeffizienten der Korrekturmatrix (09) im letzten Iterationsschritt nur dann für den nächsten Iterationsschritt angenommen wird, wenn die Summe aller Differenzwerte im letzten Iterationsschritt im Vergleich zur Summe aller Differenzwerte im vorletzten Iterationsschritt kleiner geworden ist.
  5. 5
    Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that the Output vectors in addition to the correction with the correction matrix (09) in a further correction step for adjusting the color balance, ie the right Weighting of the three color channels to one another, the brightness and contrast to be changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignalvektoren zusätzlich zur Korrektur mit der Korrekturmatrix (09) in einem weiteren Korrekturschritt zur Anpassung der Farbbalance, d. h. der richtigen Gewichtung der drei Farbkanäle zueinander, der Helligkeit und des Kontrastes verändert werden.
  6. 6
    The method of claim 1, characterized in that to each Output vector (04) a correction vector (07) is added and that the Coefficients (R, G, B) of each output vector (04) with three color channel-dependent correction factors (K1, K2, K3) Are multiplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Ausgangssignalvektor (04) ein Korrekturvektor (07) addiert wird und dass die Koeffizienten (R, G, B) jedes Ausgangssignalvektors (04) mit drei farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K1, K2, K3) multipliziert werden.
  7. 7
    The method of claim 5 or 6, characterized in that of the Correction step for adjusting the color balance, brightness and contrast is carried out before the multiplication with the correction matrix. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturschritt zur Anpassung der Farbbalance, der Helligkeit und des Kontrastes vor der Multiplikation mit der Korrekturmatrix durchgeführt wird.
  8. 8
    A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the Imaging camera (01) in the manner of a CCD color camera with a plurality of surface area or linearly arranged pixels is formed, the pixel-wise Output signal vectors (04), the coefficients (R, G, B) respectively, the three represent output signals of the three color channels in each pixel, delivers. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildkamera (01) in der Art einer CCD-Farbkamera mit einer Vielzahl von flächig oder zeilenförmig angeordneten Pixel ausgebildet ist, die pixelweise Ausgangssignalvektoren (04), deren Koeffizienten (R, G, B) jeweils die drei Ausgangssignale für die drei Farbkanäle in jedem Pixel repräsentieren, liefert.
  9. 9
    The method of claim 1, characterized in that the Output vectors (04b) in addition to the correction with the correction matrix (09) changed in a further correction step for adapting the intensity values will. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignalvektoren (04b) zusätzlich zur Korrektur mit der Korrekturmatrix (09) in einem weiteren Korrekturschritt zur Anpassung der Intensitätswerte verändert werden.
  10. 10
    The method of claim 1, characterized in that which for each pixel determined coefficients (R, G, B) of the corrected or uncorrected Output vectors (04b) each with specific predetermined for each pixel, color channel-dependent correction factors (K13, K14, K15;K16, K17, K18) multiplied will. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für jeden Pixel ermittelten Koeffizienten (R, G, B) der korrigierten oder unkorrigierten Ausgangssignalvektoren (04b) jeweils mit für jeden Pixel spezifisch vorgegebenen, farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K13, K14, K15;K16, K17, K18) multipliziert werden.
  11. 11
    The method of claim 7, 8, 9 or 10, characterized in that the pixel-specific, color channel-dependent correction factors (K13, K14, K15;K16, K17, K18) experimental thereby be determined that the observation area of ​​the CCD color camera (01) with a homogeneous colored material, especially homogenously white material, is designed to trigger the color CCD camera (01) and therebyfor each pixel, an output signal vector is detected, the output vector is determined, which represents the brightest point in the observation area, for each Pixel pixel-specific, color channel-dependent correction factors (K13, K14, K15;K16, K17, K18) Are chosen such that the result of multiplication of these Correction factors (K13, K14, K15;K16, K17, K18) With the coefficients of each corresponding output vectors with the coefficients of Output vector at the brightest point in the observation area matches. Verfahren nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die pixelspezifischen, farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K13, K14, K15;K16, K17, K18) experimentell dadurch ermittelt werden, dass der Beobachtungsbereich der CCD-Farbkamera (01) mit einem homogenen farbigen Material, insbesondere homogen weißen Material, ausgelegt wird, die CCD-Farbkamera (01) ausgelöst und dadurch für jeden Pixel ein Ausgangssignalvektor ermittelt wird, der Ausgangssignalvektor bestimmt wird, der die hellste Stelle im Beobachtungsbereich repräsentiert, für jeden Pixel die pixelspezifischen, farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K13, K14, K15;K16, K17, K18) derart gewählt werden, dass das Ergebnis der Multiplikation dieser Korrekturfaktoren (K13, K14, K15;K16, K17, K18) mit den Koeffizienten der jeweils entsprechenden Ausgangssignalvektoren mit den Koeffizienten des Ausgangssignalvektors an der hellste Stelle im Beobachtungsbereich übereinstimmt.
  12. 12
    A method according to claim 11, characterized in that the Illumination conditions in the observation area (02) in the experimental Determining the pixel specific color channel-dependent correction factors (K13, K14. K15;K16, K17, K18) The lighting when using the camera system corresponds. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsverhältnisse im Beobachtungsbereich (02) bei der experimentellen Bestimmung der pixelspezifischen farbkanalabhängigen Korrekturfaktoren (K13, K14, K15;K16, K17, K18) der Beleuchtung beim Einsatz des Kamerasystems entspricht.
  13. 13
    A method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that of the Correction step for adapting the intensity values ​​after multiplication by the is performed correction matrix (09). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturschritt zur Anpassung der Intensitätswerte nach der Multiplikation mit der Korrekturmatrix (09) durchgeführt wird.
  14. 14
    A method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the corrected output signal vectors (04d) for controlling three separate Color channels of a color monitor (12) are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierten Ausgangssignalvektoren (04d) zur Ansteuerung drei getrennter Farbkanäle eines Farbbildmonitors (12) eingesetzt werden.
  15. 15
    A method according to claim 14, characterized in that before transmission to the color image monitor (12), the coefficients (R, G, B) of the corrected Output vectors (04c) as a basis in each case by a factor γ in the potency are set. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Übertragung an den Farbbildmonitor (12) die Koeffizienten (R, G, B) der korrigierten Ausgangssignalvektoren (04c) als Basis jeweils mit einem Faktor γ in die Potenz gesetzt werden.
  16. 16
    A method according to claim 15, characterized in that the factor γ a Value in the range of 0.3 to 0.5, in particular about 0.45 comprising,. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor γ einen Wert im Bereich von 0,3 bis 0,5, insbesondere ungefähr 0,45, aufweist.
  17. 17
    A method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the Output vectors in addition to the correction with the correction matrix (09) in a further correction step for adapting the lighting conditions yet be changed such that the coefficients of the corrected Output vectors corresponding to the result that at the illumination Observation range is obtained with standard lighting. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignalvektoren zusätzlich zur Korrektur mit der Korrekturmatrix (09) in einem weiteren Korrekturschritt zur Anpassung der Beleuchtungsverhältnisse noch derart verändert werden, dass die Koeffizienten der korrigierten Ausgangssignalvektoren dem Ergebnis entsprechen, das bei Ausleuchtung des Beobachtungsbereichs mit Normlicht erhalten wird.
  18. 18
    A method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the Reference color table in the manner of an IT8 chart with 288 color fields is trained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzfarbtafel in der Art eines IT8-Charts mit insgesamt 288 Farbfeldern ausgebildet ist.
  19. 19
    A method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the Target vectors by conversion of the color fields of the reference color table known CIELAB color values ​​into corresponding coefficients for the three Color channels are defined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollvektoren durch Umrechnung der für die Farbfelder der Referenzfarbtafel bekannten CIELAB-Farbwerte in entsprechende Koeffizienten für die drei Farbkanäle vorgegeben werden.
Independent claims19