Brevet FR2822410A1 — publié le 20020927

La présente invention concerne le calibrage des imprimantes couleur. Une imprimante couleur imprime les documents dans au moins trois couleurs primaires que sont le cyan, le magenta et le jaune (C, M, J) auxquelles on ajoute en général le noir. D'autres couleurs peuvent être ajoutées mais, par souci de simplicité, on ne parlera, dans la suite de la description, que de l'ensemble (C, M J) pour désigner l'ensemble de toutes les compositions de couleurs primaires possibles. Des couleurs intermédiaires sont obtenues par superposition des couleurs primaires. La restitution d'une image par une imprimante varie cependant d'une imprimante à l'autre et peut même évoluer pour une même imprimante. Deux imprimantes d'un même modèle peuvent avoir des comportements différents et donc des couleurs à l'impression différentes. Ce phénomène peut être dû à la température, au vieillissement de la mécanique, à la dispersion de la teinte des encres ou à de nombreux autres facteurs. Pour les mêmes raisons, une même imprimante pourra également voir son comportement évoluer au cours du temps. Les imprimantes, PC, réseau ou embarquées dans une machine multifonction couleur, sont le plus souvent fournies avec des tables de calibrage. Ces tables permettent de connecter un espace de représentation de la couleur (le plus souvent on prend l'espace indépendant Lab) à l'espace de représentation de l'imprimante (le plus souvent Cyan, Magenta, Jaune) en prenant en compte les caractéristiques physiques de l'imprimante, afin de s'assurer que l'image imprimée sera aussi proche que possible de l'image originale. A cet endroit, on notera que c'est encore par souci de simplicité qu'on a parlé de l'espace indépendant Lab pour en fait faire référence à l'espace qu'on désigne théoriquement CIEL*a*b*. Ces tables sont calculées lors de la fabrication de la machine, ou seulement lors du lancement du modèle, et ne sont pas retouchées ensuite. Du fait des problèmes physiques évoqués plus haut, on peut avoir de fortes dispersions de rendu d'image imprimée entre deux imprimantes et parfois même entre deux imprimantes du même modèle. Le procédé de détermination des tables de calibrage se fonde sur une mire numérique, qui est une mosaïque de carrés de couleur, ou patchs, dont la composition en chacune des couleurs primaires CMJ est connue. Leurs quantités sont les valeurs données entre 0 et 100 et sont distribuées de façon régulière afin de couvrir l'ensemble des couleurs imprimables. Le procédé de calibrage consiste à imprimer d'abord la mire numérique. On mesure ensuite les couleurs des patchs imprimés à l'aide d'un appareil de mesure de la couleur (spectrophotomètre), et on applique différents algorithmes qui permettent de faire correspondre à certains points de couleur bien choisis les proportions des encres cyan, magenta, jaune (et noire) de l'imprimante qui permettent d'obtenir ces points de couleur. Plus précisément, on élabore une table de correspondance en trois dimensions ou plus de l'espace Lab à l'espace CMJ. Différents modèles de calibrage connus peuvent être adoptés. Il en est un, théorique ou physique, qui est le modèle de Neugebauer, qui dépend beaucoup de la technologie de l'imprimante. Il n'est pas souhaitable. On connaît aussi des modèles empiriques qui se basent sur la minimisation de l'erreur quadratique moyenne de points de mesure donnés par régression polynomiale. Des modèles géométriques sont également connus. Certains se fondent sur une triangulation en trois dimensions (ou plus) de l'espace CMJ ensuite transportée dans l'espace Lab. On pourra ainsi utilement se reporter à la présentation de Hardeberg Jon Yngve, Schmitt Francis, Tastl Ingeborg, Brettel Hans and Crettez JeanPierre, (1996), Color Management for Color Facsimile, Proceedings of IS & T and SID's 4th Color Imaging Conference : Color Science, Systems and Applications, 108-113, Scottsdale, Arizona. Le gamut d'une imprimante étant l'ensemble des couleurs que cette imprimante est capable de reproduire, une étape nécessaire dans le calibrage d'une imprimante est la correspondance du gamut. Toutes les couleurs visibles par l'cil ne sont pas imprimables et encore moins toutes les couleurs de l'espace Lab. Il faut toutefois leur faire correspondre une couleur dans le gamut de l'imprimante et réserver au points situés hors du gamut un traitement particulier appelé correspondance de gamut ou gamut mapping. Lorsqu'on désire trouver les coordonnées CMJ d'un point P de l'espace Lab, on a recours à une interpolation à partir des valeurs connues des points de la mire dans l'espace Lab. L'interpolation tétraédrique non-régulière est une interpolation barycentrique développée dans une thèse de Hardeberg, Jon Yngve (1999), Acquisition et reproduction d'images couleur : approches colorimétrique et multispectrale, thèse de l'Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications, France. Le principe en est le suivant : lorsqu'un tétraèdre PoPlP2P3 englobant le point P de l'espace Lab a été trouvé, ce tétraèdre peut de nouveau être fractionné en quatre sous-tétraèdres dont un des sommets est P. L'objectif est de trouver les coordonnées CMJ du point P, connaissant les coordonnées CMJ des sommets. Ainsi, chaque sommet du tétraèdre englobant (ou plutôt chaque composante de ce sommet) est affecté d'un coefficient proportionnel au volume du sous-tétraèdre dont il n'est pas sommet. Les coefficients barycentriques Wi sont des nombres positifs donnés par : où Ai est le volume d'un sous-tétraèdre et A le volume du tétraèdre englobant. Ces volumes peuvent être calculés sous forme de produits scalaires et de produits vectoriels ou sous une forme matricielle équivalente. Le volume A du tétraèdre PoPlP2P3 est donc défini comme : et un volume Ai, comme où les indices sont pris modulo 3. Enfin, les composantes du point P sont calculées de la façon suivante : où Cpt, Jpt, Mpl sont les valeurs CMJ associées au sommet Pi, i = 0... 3, du tétraèdre englobant. Il faut ajouter que lors du gamut mapping, le même principe de triangulation est utilisé, mais cette fois sur des triangles : le point projeté divise le triangle initial en trois sous-triangles dont on peut calculer les aires, et par conséquent les coefficients barycentriques. La table de correspondance Lab vers CMJ en est ensuite tirée. Afin de garantir une fidélité colorimétrique optimale d'une imprimante, il faudrait pouvoir régénérer la table de calibrage lorsque le besoin s'en fait sentir. Pour cela, il faut que la mire numérique soit présente dans la machine dans le cas d'une machine embarquée, ou dans le PC dans le cas d'une imprimante PC/réseau, et que l'on dispose d'un appareil de mesure de la couleur moins onéreux qu'un spectrophotomètre. L'invention de la présente demande vise à proposer une solution à cette difficulté. A cet effet, l'invention concerne un procédé de calibrage d'une imprimante couleur, d'un espace de représentation CMJ, dans lequel - on imprime avec l'imprimante à calibrer une mire numérique de patchs de compositions de couleurs connues dans l'espace CMJ, - on analyse et détermine les couleurs des patchs imprimés dans l'espace Lab et - on élabore une table de correspondance de l'espace Lab à l'espace CMJ de l'imprimante, procédé caractérisé par le fait que, pour déterminer les couleurs des patchs imprimés dans l'espace Lab, - on analyse les couleurs des patchs imprimés au moyen d'un scanner d'un espace de représentation colorimétrique défini, - on détermine ces couleurs dudit espace défini et - on procède à une transformation dudit espace défini à l'espace Lab. Dans une mise en oeuvre intéressante du procédé de l'invention, on stocke la mire numérique sur PC sous forme de fichier binaire que l'imprimante récupère par un lien PC-imprimante et la mire de patchs imprimés et analysés par scanner est récupérée par le PC par un lien scannerPC sous forme d'un fichier bitmap de valeurs RVB, quand l'espace de représentation du scanner est l'espace RVB. Mais on peut tout aussi bien, si l'imprimante est couplée à un scanner dans un appareil contenant les deux, stocker la mire numérique dans l'imprimante. Grâce à l'invention, on peut de façon très simple calibrer une imprimante, sans être dépendant des réglages de fabrication et modifier les tables de calibrage. Il est à signaler que le procédé de l'invention permet l'utilisation de tables personnalisées pour chaque imprimante et non l'utilisation d'une table générique pour chaque imprimante d'un même modèle de façon simple et rapide, ce qui permet une amélioration de la qualité lors de la production pour un temps très court par machine. L'invention sera mieux comprise, à l'aide de la description suivante d'une chaîne d'appareils de traitement de données pour calibrage d'imprimante constituée d'un ordinateur personnel associé à un scanner et à une imprimante et relié à un serveur de calibrage d'imprimante à travers un réseau de transmission de données, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente schématiquement la chaîne de calibrage et - la figure 2 est un diagramme illustrant les étapes du procédé. En référence à la figure 1, on considère un appareil de traitement de données, en l'espèce un ordinateur personnel dit PC 1, et une imprimante couleur 2 associée à un scanner couleur calibré 3. L'imprimante 2 est contrôlée par le PC1. Dans l'exemple considéré, le PC1 est relié à un réseau informatique 20, ici le réseau de l'Internet, auquel est également relié un serveur 21 de calibrage d'imprimante. Le PC1 contient en mémoire une mire numérique de référence 11 comportant une mosaïque de pastilles carrées (patchs) de couleurs diverses et variées. Le PC1 comporte un bloc de traitement 12, avec un logiciel de calibrage comme celui qui a été introduit ci-dessus, pour le calibrage de l'imprimante 2. Il est également prévu dans le PC1 une mémoire 13 contenant une table matricielle de passage d'un espace vectoriel de couleur à un autre. En l'occurrence, la table 13 est une table de passage, ou de connexion, d'un espace indépendant universel Lab, indépendant des caractéristiques d'un quelconque périphérique d'acquisition 3 ou de restitution 2 dans l'espace particulier de l'imprimante 2, qui est le plus généralement défini par les couleurs cyan, magenta, jaune et noir (CMJN). La table 13 est une table de calibrage. En ce qui concerne le scanner 3, son espace de représentation s'établit ici autour des couleurs rouge, vert, bleu (R, V, B). On considérera, ce qui est pratiquement vrai, que le scanner reste constamment correctement calibré. Il est également prévu en mémoire du PC1 une table 14 de passage de l'espace du scanner dans l'espace Lab. Le procédé de calibrage va maintenant être expliqué. Il s'agit de calibrer l'imprimante 2, c'est-à-dire de faire en sorte que le passage dans l'espace couleur de l'imprimante, à partir d'un autre espace a priori l'espace Lab, s'effectue le plus possible en tenant compte des caractéristiques qui peuvent évoluer dans le temps, afin précisément que l'impression ne dépende pas de cette évolution. La figure 2 représente les étapes du procédé de calibrage de l'imprimante 2 dans l'exemple considéré. La mire numérique 11 dans l'espace CMJN est transmise à l'imprimante 2 qui fournit la mire imprimée 22. Celle-ci est ensuite analysée par le scanner calibré 3 qui fournit des données d'image de mire dans l'espace RVB. La table 14 transforme la mire analysée de l'espace RVB dans l'espace indépendant L, a, b pour la comparer à la mire de référence 11 de l'espace CMJN à une étape 15. A l'étape 15 est mis en oeuvre le processus de calibrage. A l'étape 16, on procède ici à une interpolation tétraédrique non-régulière avant, à l'étape 13, d'élaborer la table de correspondance en trois dimensions de l'espace Lab à l'espace CMJ. De façon classique, l'algorithme de calibrage ici mis en oeuvre, inclut - la triangulation de l'espace CMJ, - la correspondance du gamut, - l'interpolation tétraédrique non-régulière, - l'élaboration de la table Lab vers CMJ. A titre indicatif, pour l'élaboration de la table Lab vers CMJ, on organise l'espace Lab en un réseau de 32*32*32 cubes et le calcul de coordonnées doit être appliqué à chacun des sommets de ces cubes. Le résultat consiste en une table de correspondance entre les valeurs L, a, b des sommets et leurs valeurs CMJN. Le choix de ce réseau est expliqué par le fait que chaque coordonnée L, a, b est codée sur 8 bits, ce qui donne 256 valeurs possibles. Une table de taille 256*256*256 prend trop de place en mémoire et on l'échantillonne toutes les 8 valeurs. Il reste ainsi 33 valeurs pour chaque coordonnée, et donc un réseau de taille 33*33*33 points, soit 32*32*32 cubes. A partir de ce réseau, l'usage de l'interpolation tétraédrique permet, pour n'importe quel point de l'espace Lab, d'obtenir ses coordonnées en CMJN. Eventuellement, on peut procéder à des transformations et corrections supplémentaires. Une transformation de l'axe des luminances peut précéder une correspondance de gamut. Une correction du point blanc et du point noir est effectuée pour tenir compte du papier utilisé et donc du fait que le noir et le blanc ne se trouvent pas exactement où ils devraient sur l'axe de luminance. La génération du noir améliore les contrastes, permet de diminuer la quantité d'encre apportée sur le papier et élargit le gamut de l'imprimante. Enfin, on peut aussi procéder à l'équilibrage des gris. REVENDICATIONS 1-Procédé de calibrage d'une imprimante couleur (2), d'un espace de représentation CMJ, dans lequel - on imprime (22) avec l'imprimante à calibrer une mire numérique (11) de patchs de compositions de couleurs connues dans l'espace CMJ, - on analyse et détermine les couleurs des patchs imprimés (22) dans l'espace Lab et - on élabore une table de correspondance (13) de l'espace Lab vers l'espace CMJ de l'imprimante, procédé caractérisé par le fait que, pour déterminer les couleurs des patchs imprimés dans l'espace Lab, - on analyse les couleurs des patchs imprimés au moyen d'un scanner (3) d'un espace de représentation colorimétrique défini, - on détermine ces couleurs dans ledit espace défini et - on procède à une transformation dudit espace défini à l'espace Lab. 2-Procédé de calibrage selon la revendication 1, dans lequel l'espace de représentation colorimétrique du scanner (3) est l'espace à trois dimensions. 3-Procédé de calibrage selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel on stocke la mire numérique (11) sur PC (1) sous forme de fichier binaire que l'imprimante (2) récupère par un lien PC-imprimante. 4-Procédé de calibrage selon la revendication 3, dans lequel la mire de patchs imprimés et analysés par scanner (3) est récupérée par le PC (1) par un lien scanner-PC sous forme d'un fichier bitmap. 5-Procédé de calibrage selon la revendication 1, dans lequel l'imprimante étant couplé à un scanner, on stocke la mire numérique (11) dans l'imprimante. 6-Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le PC (1) étant relié par un réseau de transmission de données (20) à un serveur de calibrage (21) qui dispose de ladite mire numérique (11), on transmet au serveur (21) les couleurs des patchs imprimés et analysés par le scanner (3) et le serveur (21) élabore ladite table de correspondance (13) avant de la transmettre au PC (l).