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ICC Profil

Was ist ein ICC Farbprofil?

Ihr Foto sieht auf dem Monitor anders aus als auf dem Smartphone oder dem Ausdruck? Kommt Ihnen das bekannt vor? So wie jeder Mensch Farben anders wahrnimmt, stellt auch jedes abbildende Gerät (Monitor, Scanner, Digitalkamera) Farben individuell dar. Man nennt dies Farbraum. Jeder Farbraum hat einen definierten Bereich von Farben, den er abbilden kann. Das heißt jedes Ein- oder Ausgabegerät spricht also quasi eine andere „Sprache“, wenn es um die abbildbaren Farben geht. Um sie in „einer Sprache sprechen zu lassen“, müssen sie kalibriert werden und ein Farbprofil erstellt werden.

Um ein einheitliches Farbmanagement zwischen den Ein- und oder Ausgabegeräten im digitalen Workflow zu ermöglichen, hat das International Color Consortium (ICC) ein internationales Standard-Format für Farbprofile entwickelt. Mit dem ICC-Farbprofil kann ein Farbbild, das mit einem Eingabegerät (Digitalkamera, Scanner) erstellt wurde, farbgetreu auf einem Monitor oder von einem Drucker wiedergegeben werden.

Das erste Glied in der Kette ist dabei die Kamera oder der Scanner. Für eine farbverbindliche Wiedergabe ist es deshalb gerade bei Reproduktionsfotografie besonders wichtig, die Kamera oder den Scanner anhand genormter Farbvorlagen (z.B. X-Rite ColorChecker) zu kalibrieren und ein entsprechendes Farbprofil zu erstellen.

Farbgetreu direkt ab Kamera:

Die book2net Scanner und Reprosysteme sind die einzigen Systeme auf dem Markt, die mit einem sogenannten True-Color-Farbmanagement ausgestattet sind. Direkt von der Kamera aus ist es möglich, farbgetreue Bilder nach den Farbräumen sRGB, Adobe 1998 RGB, ECI RGB V1 und ECI RGB V2 und ein ICC Farbprofil zu erzeugen. Das entsprechende ICC-Profil kann in die Bilddatei eingebettet werden. Der Umweg über eine zusätzliche Software wie Photoshop oder Lightroom ist nicht erforderlich.

Damit ist es möglich alle Anforderungen der Digitalisierungsrichtlinien und -standards problemlos zu erfüllen.

Der große Vorteil des book2net True-Color-Managements: Anders als die Erstellung eines ICC-Profils, das z.B. mittels eines 24-Bit-Farbscans eines X-Rite Color Checkers durch eine „Kalibrierungssoftware“ berechnet wird, nutzt das book2net True-Color-Management den Vorteil, alle Berechnungen und Anpassungen im internen Abbildungsbereich der Kamera mit einer Farb- und Analysetiefe von 48 Bit durchzuführen. Farben werden noch präziser getroffen und Rauschen wird minimiert.

Das Ergebnis: METAMORFOZE, FADGI und ISO/TS 19264-1:2017 konforme Scanergebnisse!

ECI-RGB Farbraum

Was spricht für die Verwendung des ECI-RGB Farbraums?

Der ECI-RGB V2 Farbraum ist einer der standardisierten RGB-Farbräume.

Er ist der Arbeitsfarbraum, der von der ECI (European Color Initiative) und den Metamorfoze Digitaisierungsrichtlinien für die professionelle Bildverarbeitung empfohlen wird.

Als Arbeitsfarbraum für die professionelle Bildverarbeitung deckt ECI-RGB V2 praktisch alle Monitore/Display-Technologien und die große Mehrheit der Drucksysteme/Druckverfahren ab (ohne unnötig groß zu sein).

Auf den ersten Blick mag dieser größtmögliche RGB-Farbraum ideal erscheinen, da er alle anderen Farbräume abdeckt. Da jedoch viele Farbwerte bei der rechnerischen Umrechnung in viel kleinere Farbräume abgeschnitten oder interpretiert werden müssen, können sich hier leicht Ungenauigkeiten einschleichen.

Ein entsprechendes ICC-Profil zur Einbindung in Bildbearbeitungsprogramme kann kostenlos von der ECI-Website heruntergeladen werden und ermöglicht eine konstante Farbwiedergabe auf allen Ausgabegeräten. ECI-RGB erfüllt damit in besonderem Maße die Anforderungen an eine farbgetreue Wiedergabe.

Farbgetreu direkt von der Kamera:

Dank des einzigartigen True-Color-Managements der book2net Scanner und Reprosysteme ist es möglich, farbverbindliche Scans direkt von der Kamera in den Farbräumen sRGB, Adobe 1998 RGB, ECI-RGB V1 und ECI-RGB V2 zu erstellen. Damit können alle Anforderungen von Digitalisierungsrichtlinien, Spezifikationen und Standards problemlos erfüllt werden.

Der große Vorteil des book2net True-Color-Managements: Im Gegensatz zur Erstellung eines ICC-Profils, das von einer „Kalibrierungssoftware“ auf der Basis eines 24 Bit Farbscans von einem X-Rite Color Checker berechnet wird, nutzt das book2net True-Color-Management den Vorteil aller Berechnungen und Anpassungen im eigenen Bildbereich der Kamera mit einer Farbtiefe und Analysetiefe von 48 Bit. Dadurch werden die Farben noch genauer erfasst und das Signalrauschen minimiert.

Chromatische Abberation

In der Fotografie bezeichnet die chromatische Aberration (auch mit CA abgekürzt) einen Abbildungsfehler optischer Linsen, der dadurch entsteht, dass Licht unterschiedlicher Wellenlänge oder Farbe verschieden stark gebrochen wird. Dies kann zu einem Farbquerfehler führen, der sich vor allem an Bildrändern in grünen und roten bzw. blauen und gelben Farbsäumen an Hell-Dunkel-Übergängen äußert. Ebenso können Farblängsfehler in Form unterschiedlicher Verfärbungen vor und hinter der Fokusebene entstehen.

apochromatische Aufnahme eines Gebäudes

Vergleich eines Motivs ohne und mit chromatischer Aberration, in diesem Fall einem Farbquerfehler.

Bildquelle: Wikimedia Commons (unbearbeitet)
Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

 

Da beim Digitalisieren solche Farbfehler dringend vermieden werden sollen, arbeiten unsere Systeme mit einem chromatisch-korrigierten Objektiv, das dieses Phänomen ausgleicht. Andernfalls würden zum Beispiel bei schwarzen Buchstaben farbliche Fragmente an den Kanten sichtbar werden, der Scan würde nicht dem Original Bild entsprechen.

RGB Farbraum

Was ist ein Farbraum?

Wahrscheinlich lesen Sie diesen Artikel gerade auf dem Bildschirm Ihres Computers, Laptops oder Smartphones. Sehen Sie die Farben in den Abbildungen? Diese Farben werden auf Ihrem Bildschirm durch die Verwendung eines Farbraums definiert. Ein Farbraum ist ein definierter Bereich von Farben. Farbraum bedeutet die Verwendung eines bestimmten Farbmodells. Ein Farbmodell ist eine Methode zur Erzeugung vieler Farben aus einer bestimmten Gruppe von Primärfarben. Jedes Farbmodell hat einen Bereich von Farben, die es erzeugen kann. Dieser Bereich ist der Farbraum. Die gängigsten Systeme sind RGB und CMYK.

Bei der Wahl des zu verwendenden Farbraums lautet die grundlegende Frage: Arbeiten Sie im digitalen Bereich oder im Druckformat? Digitale Geräte wie Kameras und Monitore verwenden einen Farbraum namens RGB.

Der RGB-Farbraum setzt sich aus drei Grundfarben zusammen, auf welche die lichtempfindlichen Zapfen des menschlichen Auges am empfindlichsten reagieren: Rot, Grün und Blau. Theoretisch ist es möglich, jede sichtbare Farbe in Kombinationen dieser drei „Grundfarben“ aufzuspalten. Farbmonitore können beispielsweise Millionen von Farben darstellen, indem sie einfach unterschiedliche Intensitäten von Rot, Grün und Blau mischen. Es ist üblich, den Intensitätsbereich für jede Farbe auf einer Skala von 0 bis 255 (ein Byte) anzugeben. Der Intensitätsbereich wird auch als „Farbtiefe“ bezeichnet. Multipliziert man alle verfügbaren Farbabstufungen pro Kanal, erhält man 2563 oder 16.777.216 Farbkombinationen. Häufig findet man die Angabe: 16,7 Millionen Farben.

Die Möglichkeiten, die drei Grundfarben miteinander zu mischen, können als dreidimensionale Koordinatenebene mit den Werten für R (Rot), G (Grün) und B (Blau) auf jeder Achse dargestellt werden. Diese Koordinatenebene ergibt einen Würfel, der als RGB-Farbraum bezeichnet wird.

Bildquelle: Wikimedia Commmons Lizenz: GNU-Lizenz für freie Dokumentation. 

Der RGB-Farbraum basiert auf farbigem Licht. Die drei Farben des Lichts verbinden sich auf unterschiedliche Weise, um Farbe zu erzeugen. Es ist ein additiver Prozess, und ein Blick auf die Bilder zeigt warum:

 

Wenn alle drei Farbkanäle auf ihre Maximalwerte (255 bei einer Farbtiefe von einem Byte) eingestellt sind, ist die resultierende Farbe Weiß.

Wenn alle drei Farbkanäle den Wert Null haben, bedeutet dies, dass kein Licht emittiert wird und die resultierende Farbe schwarz ist (auf einem Monitor kann sie z. B. nicht schwärzer sein als die Oberfläche des Monitors, die 0 Licht erzeugt).

Diese Art der Farbmischung wird auch als „additive Farbmischung“ bezeichnet.

 

Welche Arten von RGB-Farbräumen gibt es?

Bildquelle: Wikimedia Commons (unbearbeitet)
Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 

Verschiedene Farbräume ermöglichen es Ihnen, einen breiteren oder engeren Bereich der 16,7 Millionen Farben zu nutzen, die in einem Bild verwendet werden. Wenn man darüber nachdenkt, gibt es nahezu unendlich viele Möglichkeiten, verschiedene Farben miteinander zu mischen. Wenn Sie hier oder da nur ein wenig mehr Grün hinzufügen, haben Sie eine neue Farbe. Nehmen Sie ein bisschen mehr Rot weg, und Sie haben gerade noch eine andere Farbe erschaffen. Was die meisten Leute nicht wissen, ist, dass sie den Grad der Farbdetails ihrer Kameraaufnahmen auswählen können. Ein größerer Farbraum erfasst mehr Farben als ein kleinerer.

Farbräume unterscheiden sich in der Anzahl der Farben, die innerhalb eines Farbraums visualisiert werden können. Bei der Arbeit mit digitalen Geräten zählen sRGB, AdobeRGB und ECI-RGB zu den wichtigsten und bekanntesten Farbräumen:

Der kleinste dieser Farbräume ist sRGB. Der sRGB-Farbraum wurde ursprünglich als Farbraum für Röhrenmonitore entwickelt, um in sRGB erstellte Bilder auf allen Monitoren möglichst ähnlich darzustellen.

AdobeRGB ist in der Lage, etwa 35 % mehr Farbbereiche darzustellen als sRGB. Der Farbumfang wurde vor allem bei den Grüntönen verbessert, einschließlich des blau-grünen Bereichs, d. h. der sogenannten Cyantöne.

Der ECI-RGB V2 Farbraum ist einer der standardisierten RGB-Farbräume. Er ist der empfohlene Farbraum in den Metamorfoze Digitalisierungsrichtlinien und der einzige, der auf der höchsten Stufe dieser Imaging Standards zugelassen ist. Als Arbeitsfarbraum für die professionelle Bildverarbeitung deckt eciRGB v2 praktisch alle Druckverfahren sowie alle gängigen Display-Technologien ab. eciRGB erfüllt damit in besonderem Maße die Anforderungen an eine farbgetreue Wiedergabe. Ein entsprechendes ICC-Profil zur Integration in Bildbearbeitungsprogramme kann kostenlos von der ECI-Website heruntergeladen werden und ermöglicht eine konstante Farbwiedergabe auf allen Ausgabegeräten.

Belichtungszeit

Beim Scannen bestimmt die Belichtungszeit die Dauer des Lichteinfalls auf den Sensor. Bleiben alle anderen Parameter konstant, wird mit zunehmender Belichtungszeit das Bild immer heller. Bei günstigen Kameras wird die Belichtungszeit mittels eines mechanischen Verschlusses geregelt. Es wird also eingestellt, wie lange der Verschluss bei der Aufnahme offenbleibt, um das Licht durchzulassen. Anschließend schließt sich der Verschluss, und es gelangt keine weitere Information auf den Sensor.

In unseren Scansystemen kommt dagegen unsere X71-Kamera zum Einsatz, die mit einem elektronischen Verschluss arbeitet. Die 71-MegaPixel-Kamera wurde für den anspruchsvollen Dauereinsatz im Digitalisierungsbereich konzipiert und ist auf eine hohe Lebensdauer ausgelegt. Daher arbeitet sie nicht mit einem verschleißanfälligen mechanischen Verschluss. Um die Zeit zu regulieren, in welcher der Sensor Informationen erhält, wird der Sensor elektronisch und somit völlig bewegungsfrei verdunkelt. Somit sind auch bei hochvolumigen Digitalisierungsprojekten konstante und reproduzierbare Belichtungszeiten gewährleistet. Die Verwendung hochempfindlicher Flächensensoren verringert zudem die Dauer der notwendigen Belichtungszeit und in Folge auch die Scanzeit und unterstützt damit ein schonendes und produktives Scannen.

Über unsere Scansoftware Easy Scan kann die Belichtungszeit zudem bei Bedarf individuell geregelt werden, was zum Beispiel bei der Digitalisierung von Durchlichtvorlagen sehr hilfreich ist. Aufgrund der wechselnden Film- und Transparenzvorlagen ist es ggf. notwendig die Belichtungszeit einzeln anzupassen, um optimale Ergebnisse zu erhalten, unabhängig davon, welche Filmdichte, Material oder Pigmentart vorliegt.

Verzeichnung

Von einer Verzeichnung, teilweise auch Verzerrung genannt, spricht man beim Digitalisieren immer dann, wenn die Geometrie der Vorlagen nicht originalgetreu reproduziert wird. Die gängigsten Vorlagen beim Scannen sind Dokumente, Bücher, Akten oder Einzelseiten. Diese bestehen in der Regel aus rechtwinkligen Seiten. Während des Digitalisierungsprozesses soll diese Rechtwinkligkeit selbstverständlich beibehalten werden. Je nach eingesetzter Optik kann es jedoch passieren, dass eine eigentlich rechteckige DIN A4-Seite im Scan zum Beispiel „bauchig“ oder „kissenförmig“ aussieht. Die Kanten und Winkel sind dann also nicht mehr gerade und rechtwinkelig, sondern gebogen, zu spitz oder zu stumpf.

Aus diesem Grund ist es zwingend notwendig für die Digitalisierung hochwertige Objektive zu verwenden, welche diesem Effekt entgegenwirken. In  unseren Scansystemen sind Objektiv und Sensor so aufeinander abgestimmt, dass eine verzeichnungsfreie Aufnahme gewährleistet wird und keine nachträgliche Bildbearbeitung oder Korrekturberechnung über eine Software stattfindet.

Vignettierung

In der Fototechnik ist die optische Vignettierung (Randverzierung) ein Effekt, der unter Umständen in der künstlerischen Fotografie gewollt hervorgerufen wird, aber bei der Digitalisierung von Dokumenten, die eine originalgetreue Aufnahme der Vorlagen erfordert, nicht gewünscht ist. Bei der Vignettierung handelt es sich im Wesentlichen um einen Helligkeitsabfall zum Randbereich des Bildes hin, welcher durch die Lichtführung durch das Objektiv und damit verbundene axial-angeordnete Öffnungen hervorgerufen wird.

Die entstehenden Bilder sind durch den Randlichtabfall deutlich dunkler und meist ist die „hellere“ Mitte des Bildes kreisförmig dargestellt.

Um diesen Effekt bei unseren Scannern zu vermeiden, arbeiten wir mit speziellen Objektiven, bei denen dieser Effekt, anders als bei üblichen Fotoobjektiven, bereits korrigiert wurde. Somit ist auch eine nachträgliche Bildmanipulation oder Korrektur mittels Software nicht notwendig.

Vignettierung (Randabschattung)

Bei einer Aufnahme mit einem Mikroskop durch das Okular. Dieses Foto wurde mit einer Kompaktkamera „freihand“ über dem Mikroskopokular erstellt.
Durch mangelnde optische Anpassung kann der Rand des Kamera Sensor nicht belichtet werden.

Bildquelle: Wikipedia Commons (unbearbeitet)  Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

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Prozesszeit

Die Prozesszeit (Prozessgeschiwndigkeit) ist ein wichtiger Faktor im Bereich hochvolumiger Digitalisierungsprojekte, insbesondere im Dienstleistungsbereich.  Sie beinhaltet nicht nur die reine Scanzeit, sondern auch die Zeit, welche benötigt wird, um das Digitalisat auf ein Speichermedium  zu übertragen, zu speichern und ggf. anzuzeigen. In der Regel ist die Prozesszeit die Zeit, welche zwischen dem Umblättern der einzelnen Seiten benötigt wird. Je nach System kommen auch weitere Parameter hinzu, welche die Prozesszeit beeinflussen. So erhöht sich  beispielsweise beim Scannen mit einem Glasandruck oder einer motorischen Buchwippe die Prozesszeit, da  für das Öffnen bzw. Schließen der Glasandruckplatte oder das Absenken und Neupositionieren der Buchwippe zusätzlich Zeit benötigt wird.

Daher ist es ratsam, bei umfangreichen Projekten nicht nur die vom Hersteller angegebene reine Scanzeit eines Systems zu betrachten, die unabhängig von Glasandruck, Buchwippe oder anderen Konfigurationen immer gleich ist, sondern eben auch die Prozesszeit des gewünschten Systems mit allen notwendigen Komponenten zu berücksichtigen. Nur dann ist eine genaue Kalkulation der benötigten Zeit relativ zur Dokumentenmenge möglich.

Ebenso sollte die Prozesszeit auch immer in Relation zum Anwendungsbereich eines Scanners betrachtet werden. So arbeiten Auflichtscanner gegenüber professionellen Dokumenteneinzugsscannern, die problemlos 200 Seiten pro Minuten scannen können, auf die einzelne Seite gerechnet deutlich langsamer. Allerdings ist auch der Anspruch ein anderer: Auflichtscanner bieten eine deutlich höhere Qualität und sind auch für sensible, brüchige, fragmentarische sowie geheftete und gebundene Vorlagen geeignet. Dokumenteneinzugsscanner hingegen verlangen in der Regel einen guten Zustand ihrer Vorlagen und können insbesondere mit Durchsatz und der Verarbeitung großer Papierstapel punkten. Dokumentenscanner im High-End-bereich wie die book2net SCAMIG Serie verfügen zusätzlich über eine regulierbare Einzugskontrolle sowie einen einzigartigen Slow-Down-Modus, mit dem auch sensiblere Vorlagen und Dokumente unterschiedlicher Größe effizient und schonend gescannt werden können. Gebundene Vorlagen können mit dieser Scanner-Art jedoch nicht digitalisiert werden.

Aber auch bei Auflichtscannern, die im Produktionsbereich von Dienstleistern oder im öffentlichen Kundenbereich von Bibliotheken und Archiven eingesetzt werden, sollte die Scanzeit unter einer Sekunde und die Prozesszeit unter 3 Sekunden liegen, um ein reibungsloses und effizientes Scannen zu gewährleisten.

Flachbettscanner

Im Gegensatz zu Auflichtscannern, bei denen die Vorlage kontaktlos gescannt wird, arbeiten Flachbettscanner nach dem gleichen Prinzip wie ein Kopiergerät: Die Vorlage wird auf eine Glasscheibe gelegt und lichtempfindliche Sensoren werden während des Abtastens unter der Glasscheibe entlanggeführt.

Diese Methode erlaubt es, neben Einzelseiten und Fotos auch sperrige Vorlagen wie Bücher abzutasten. Allerdings muss dabei in der Regel die Vorlage, um ein scharfes Bild zu erreichen, flach auf der Glasplatte aufliegen. Das kann aber insbesondere bei Büchern durch die hohe Druckbelastung zu irreparablen Schäden am Buchrücken führen. Zudem ist das Handling sehr umständlich, da zum Scannen jeder weiteren Seite jedes Mal die Klappe geöffnet, das Buch rausgenommen und die Seite umgeblättert werden muss etc. Ebenso ermöglicht diese Art des Scannens keine verzerrungsfreie und reproduzierbare Aufnahme der Vorlage.

Manche Flachbrettscanner verfügen auch über einen Dokumenteneinzug für Einzelseiten. Preiswerte Flachbettscanner kommen daher vor allem im Bürobetrieb zum Einsatz, wo Dokumente zumeist im Format DIN A4 bis maximal DIN A3 gescannt werden.

Hochpreisige Flachbettscanner, insbesondere im Großformatbereich, arbeiten zusätzlich mit konservatorischer LED-Beleuchtung und hochauflösender Zeilensensortechnologie, die bedingt auch eine Digitalisierung ohne Andruck ermöglicht, im Vergleich jedoch hinsichtlich der Schonung der Vorlagen, dem Handling und der Produktivität gegenüber Auflichtscannern deutlich unterlegen ist.

Dokumentenscanner

Dokumentenscanner sind in der Regel Einzugsscanner, die auf Produktivität ausgelegt sind, um mit hoher Geschwindigkeit einen möglichst hohen Durchsatz an Dokumenten zu scannen. Sie sind im Wesentlichen wie ein Faxgerät aufgebaut, arbeiten jedoch heutzutage mit zusätzlichen Funktionen wie Graustufen, Farberkennung, Einzugskontrolle etc.

Der offensichtlichste Nachteil der Einzugsscanner liegt in der ausschließlichen Verarbeitung von Einzelseiten (Vorder- und Rückseite). Dokumentenscanner punkten daher insbesondere bei der Massendigitalisierung hochvolumiger, aus Einzelseiten bestehender Dokumentenstapel. Gebundene Vorlagen können mit dieser Scanner-Art jedoch nicht digitalisiert werden. Zudem verlangen Einzugsscanner in der Regel einen guten Zustand der Vorlagen, da die Dokumente durch den Einzug einer stärkeren Belastung als beim kontaktlosen Scannen mit Auflichtscannern ausgesetzt sind. Zudem kann es beim Einzug glatter Vorlagen, wie z. B. Fotos, zu unangenehmen Randverzerrungen kommen.

Book2net bietet mit der SCAMIG Serie Dokumentenscanner im High-End-Bereich an, die über einzigartige Funktionalitäten wie sensorische Einzugs- und Durchlaufkontrolle, Slow-Down-Option, papierschonenden Bandtransport, schonende LED-Beleuchtung und höchste Farbtreue gemäß ISO 19264-1 Standard verfügen. Damit ist es möglich, auch sensible Vorlagen und Dokumente unterschiedlichster Größe, wie z.B. Archivmaterial, zugleich schonend und effizient zu digitalisieren.

Mit der Kombination unseres Dokumentenscanners SCAMIG 210 mit diversen Modellen unserer book2net Auflichtscanner als hybrides Scansystem bieten wir unseren Kunden zudem eine einzigartig variable und produktive Scanlösung mit gemeinsamer Anwendersoftware an.