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Grundlagen zur Etablierung der Normung für den Toner- und Inkjet-basierten Digitaldruck
Kurzbezeichnung: Druckbildqualität
Fogra-Nr. 35.003
Projektleiter: Dr. A. Kraushaar
Förderung: BMWK (IGF)
Laufzeit: 1.10.2013 - 30.09.2015
Aufgabenstellung und Relevanz
In dieser Arbeit wurden Drucke im digitalen Großformat sowie im hochauflagigen Kleinformat hinsichtlich der Bildqualität systematisch untersucht. Den Schwerpunkt dieses Vorhabens bildete die verfahrensunabhängige Bewertung von Inhomogenitäten sowie der Detailschärfe. Es wurden zwei Methoden entwickelt, die eine objektive Bewertung des jeweiligen Bildqualitätsattributs bei einer hohen Korrelation mit den visuellen Ergebnissen ermöglichen.
Bei der ersten Methode wurde auf Basis umfangreicher visueller Experimente ein Index (M-Score) samt Bewertungsmatrix abgeleitet, der von 0 (schlechteste Homogenität) bis 100 (perfekte Homogenität) reicht. Bei der zweiten Methode wurde der L-Score entwickelt. Er beschreibt die Detailschärfe.
Zusätzlich wurden weitere Bewertungsverfahren entwickelt. Hierbei handelt es sich um die Anzahl der visuell erkennbaren Tonwertstufen (P-Score), die Körnigkeit (Z-Score) sowie das Druckerrauschen.
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Lösungsweg
Für Druckmuster mit ausgeprägter Richtungsabhängigkeit (Anisotropie), konkret für nicht papierähnliche Bedruckstoffe, wurde ein Plausibilitätstest entwickelt, der hilft, die Eignung konventioneller Farbmesstechnik zur Erfassung der Farberscheinung festzustellen. Dieser findet sich im PSD-Handbuch.
Den Schwerpunkt dieses Vorhabens bildete die verfahrensunabhängige Bewertung von Inhomogenitäten sowie der Detailschärfe. Es wurden zwei Methoden entwickelt, die eine objektive Bewertung des jeweiligen Bildqualitätsattributs bei einer hohen Korrelation mit den visuellen Ergebnissen ermöglichen. Bei der ersten Methode werden homogen angelegte Farbflächen mittels üblicher Testtafellesegeräte ortsaufgelöst erfasst und bildanalytisch ausgewertet. Auf Basis umfangreicher visueller Experimente wird ein Index (M-Score) samt Auswertungsmatrix abgeleitet, der von 0 (schlechteste Homogenität) bis 100 (perfekte Homogenität) reicht.
Bei der zweiten Methode wird eine bildanalytische Auswertung auf Basis eines vorhandenen Kontrollelements durchgeführt. Hierbei erfolgt eine 2D-Kreuzkorrelation zwischen der idealtypischen (datentechnischen) Referenz und dem eingescannten Bild. Unter Einhaltung von Anforderungen an die Bildaufnahme und -verarbeitung sowie an die Nachstellung des menschlichen Sehsystems mittels vom Betrachtungsabstand abhängigen Unschärfefiltern konnte ein Index (L-Score) entwickelt werden, der eine hohe Korrelation mit den Ergebnissen der visuellen Versuche ermöglicht.
Erzielte Ergebnisse
Die entwickelten Prüfgrößen wurden in die Standardisierungsarbeit eingebracht, konkret in die Normserie 18621.
Zum aktuellen Stand:
ISO/TS 18621-21: M-Score (Image quality evaluation methods for printed matter – Part 21: Measurement of 1D distortions of macroscopic uniformity utilizing scanning spectrophotometers)
ISO/TS 18621-22: Z-Score (Measurement of visual attributes of printed materials – Part 22: G-Score test method for evaluation of graininess)
ISO/TS 18621-31: L-Score (Image quality evaluation methods for printed matter – Part 31: Evaluation of the perceived resolution of printing systems with the contrast resolution chart)
Im Rahmen des Vorhabens wurde eine umfassene Sammlung an Bildqualitätselementen zusammengestellt. Sie umfasst gegenwärtig 25 Seiten, wird kontinuierlich weiterentwickelt und um neue Testelemente erweitert. Die Image Quality Testformen sind kostenlos verfügbar.
Downloads
| Titel | Version | Datum | Dateiart | Herunterladen |
|---|---|---|---|---|
| M-Score Beschreibung | 18.05.2020 | Download | ||
| Evaluation of perceptual resolution of printed matter (Fogra L-Score evaluation) | 20.10.2020 | Download | ||
| Digitaldruck von Führungsschienen für Motorsägen | 11.12.2020 | Download |
Untersuchung der Homogenität
Was bedeuten die M-Score Werte?
M-Score | Kategorie | Praktische Bedeutung |
|---|---|---|
≥ 95 | Perfekt | Inkjet-Prüfdruck auf hochwertigem Prüfdruckpapier. Keine Inhomogenitäten erkennbar. |
≥ 80 | Sehr gut | Druck zeigt kleine Inhomogenitäten („leichte Wolkigkeit“) aber keine deutlichen Streifen. |
≥ 70 | Gut | Druck zeigt kleine und mittlere Inhomogenitäten („mittlere Wolkigkeit“) aber keine deutlichen Streifen. Typische Grenze für „Offset-Qualität“. |
≥ 60 | Befriedigend | Druck zeigt eine Wolkigkeit und erkennbare (farbige) Streifen. Dies wird von den meisten Nutzern noch akzeptiert. |
≥ 50 | Ausreichend | Druck zeigt deutliche Wolkigkeit und Streifen. Die Akzeptanz hängt stark vom Sujet ab. |
< 50 | Mangelhaft | Deutliche Inhomogenitäten in Form von klar erkennbaren Streifen. Die Akzeptanz hängt stark vom Sujet und dem Anwendungsfall ab. |
Untersuchung der Detailschärfe
Was bedeuten die L-Score Werte?
L-Score | Kategorie | Praktische Bedeutung |
|---|---|---|
≥ 90 | Perfekt | Inkjet-Prüfdruck auf hochwertigem Prüfdruckpapier. Ausgezeichneter Kontrast und hohe Detailschärfe. |
≥ 80 | Sehr gut | Sehr hohe Detailschärfe. |
≥ 60 | Gut | Mittlere Ausprägung von Kontrast und Ortsauflösung. Feinste Details sind nicht mehr aufgelöst. |
≥ 40 | Befriedigend | Feine Strukturen sind nicht mehr erkennbar. Für die meisten Anwendungen noch verkaufbare Druckqualität. |
≥ 20 | Ausreichend | Kontrast und feine Strukturen werden meist unzureichend wiedergegeben. Für einfache Anwendungen ok. |
< 20 | Mangelhaft | Kontrast und feine Strukturen sind sehr schlecht wiedergeben. |
Bildqualitätsreport
Image Quality Report
Im Rahmen der untersuchten Bildqualitätsattribute geht es um die kompakte Zusammenfassung der Ergebnisse. Ziel ist eine übersichtliche Zusammenstellung der wesentlichen Bildqualitstätskriterien. Dies kann die Grundlage für standardgemäße oder kundenspezifische Bewertungen von Drucksystemen bilden.