DE60009696T2

DE60009696T2 - Dynamische Erstellung einer linearisierten Halbton-Matrix

Info

Publication number: DE60009696T2
Application number: DE60009696T
Authority: DE
Inventors: Johan 08190 Sant Cugat del Valles Lammens; William J. Corvallis Allen
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: EP1185076B1; DE60009696D1; US20020024687A1; US7158263B2; EP1185076A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet eines Druckens und insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, auf ein Verfahren zum Erzeugen einer tonkorrigierten Halbtonmatrix.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Drucker, z. B. kommerzielle Computerdrucker zu einer Verwendung im Büro oder zu Hause zu einem Ausdrucken von Bildern, die im allgemeinen Photographien, Zeichnungen, einen Text, Web-Seiten und dergleichen umfassen, und kommerzielle Drucker für ein Drucken von Zeichnungen mit hoher Qualität, verwenden einen Prozeß einer digitalen Halbtongebung, um elektronische Bilddaten in Druckbefehle umzuwandeln, die zu einem Druckerkopf gesendet werden, um eine Mehrzahl von kleinen Punkten auf ein Druckmedium zu drucken, z. B. Papier, um ein Bild auf dem Druckmedium zu erzeugen. Für einen Text oder Linienzeichnungen ist typischerweise eine Halbtongebung nicht erforderlich, weil Linien durchgehend gedruckt werden, jedoch wird eine Halbtongebung für ein Drucken von Bildern verwendet, die variierende Schattierungen einer Farbe oder von Grau aufweisen, wie beispielsweise Photographien. Herkömmliche digitale Halbtongebungsverfahren sind im Stand der Technik gut bekannt. Siehe z. B. EP-A-0859506 .
Mit Bezug auf 1 hierin ist schematisch eine Signalverarbeitung dargestellt, die bei einem herkömmlichen Halbtongebungsprozeß betroffen ist. Bilddaten sind als elektronische Signale in einem elektronischen Puffer gespeichert. Die Bilddaten sind in einer Mehrzahl von Bildebenen angeordnet, wobei jede Bildebene einer Farbe entspricht, die gedruckt werden soll. Bei dem Beispiel von 1 gibt es vier Bildebenen 100–103, die Cyan, Magenta, Gelb bzw. Schwarz entsprechen. Jede Bildebene weist ein zweidimensionales Array von Pixeln auf, wobei jedes Pixel eine Intensität gemäß einer Grauskalierung aufweist, die beispielsweise 256 Pegel aufweist, die als ein Byte von Grauskalierungsinformationen pro Pixel gespeichert sind.
Mit Bezug auf 2 hierin ist eine Signalverarbeitungsstufe zu einem Anwenden eines Halbtonmatrixdatenelements auf eine der in 1 gezeigten Bildebenen dargestellt. Das Matrixdatenelement weist vier Matrixebenen auf, die den vier Farbebenen der Bilddaten entsprechen. Die Halbtonmatrixebene weist ein zweidimensionales Array einer Mehrzahl von Datenelementen auf, wobei jedes Datenelement einen Halbtonschwellenwert aufweist. Jedes Pixel der Bildebene 100 ist mit einem entsprechenden jeweiligen Halbtonwert in einer zweidimensionalen Halbtonmatrixebene 200 gerichtet, so daß es einen Halbtonschwellenwert für jedes Pixel gibt. Eine N×N-Element-Halbtonmatrix ist über das Bild gekachelt, das typischerweise größer als N×N-Elemente ist, so daß jeder Schwellenwert mit einem Pixelwert ausgerichtet ist. Ein Kacheln der Halbtonmatrix ermöglicht eine Verwendung einer Halbtonmatrix, die kleiner als eine Bildgröße ist. Typischerweise weist eine Halbtonmatrix eine Mehrzahl von Schwellenwerten von einem unterschiedlichen Wert auf, die in einer halbzufälligen Reihenfolge in zwei Dimensionen angeordnet sind. Jede Bildebene weist eine eigene entsprechende jeweilige Halbtonmatrixebene auf und eine derartige Beziehung zwischen einer Bildebene 100 und einer Halbtonmatrixebene 200 ist in 2 gezeigt. Jedes Element in der Halbtonmatrixebene 200 weist einen Halbtonschwellenwert auf, der gemäß einem 8-Bit-Wert abgestuft ist, d. h. 256 Pegel einer Halbtonschwelle. Ein vollständiges Bild in vier Farben würde eine 32-Bit-Auflösung aufweisen, d. h. 8 Bit pro Pixel pro Ebene.
Die Halbtonschwellenmatrix bestimmt für das entsprechende jeweilige Pixel der Bildebene, ob ein Punkt gedruckt wird oder nicht gedruckt wird. Das Datenelement von der Bildebene wird mit dem Datenelement in der entsprechenden Halbtonschwellenmatrixebene kombiniert, um in einem planaren Druckdatenelement 201 zu resultieren, das eine Matrix von Signalen aufweist, um einen Punkt bei einer entsprechenden X-, Y-Koordinate der Ebene entweder zu drucken oder nicht zu drucken. Wo z. B. ein Bilddatenelement in der Bildebene einen Graupegel von 50 % aufweist, das heißt, daß die Pixel des Bilds jeweils einen Wert von 127 aufweisen, wobei es 256 mögliche Graupegel gibt, wird das resultierende Druckdatenelement in der Druckebene 201 Punkte aufweisen, die für näherungsweise 50 % der Pixel in der Bildebene gedruckt sind, und die anderen 50 % der Pixel in der Bildebene werden keine entsprechenden gedruckten Punkte in der Druckebene 201 aufweisen. Die Halbtonmatrix als solches ist nicht auf einen Wert oder einen anderen festgelegt. Jeder einzelne Schwellenwert, zusammen mit dem Bildwert, bestimmt, welche Pixel gedruckt werden.
Mit Bezug auf 3 hierin sind Bildverarbeitungsschritte des Stands der Technik dargestellt, die durch einen Prozessor in einem Druckersystem zum dynamischen Erzeugen einer Druckebene 201 zum Drucken eines Bilds ausgeführt werden. Jeder Pixelintensitätswert der Bildebene 100 wird mit dem entsprechenden jeweiligen Halbtonschwellenwert der Halbtonmatrixebene 200 verglichen. Bei einem Schritt 300 werden die Bildebene und die Halbtonschwellenebene miteinander ausgerichtet. Die Pixel der Bildebene werden mit den entsprechenden jeweiligen Elementen der Halbtonschwellenmatrixebene durch ein Abtasten über die Bildebene von links nach rechts und von oben nach unten bei einem Schritt 301 verglichen, um eine 1:1-Entsprechung zwischen jedem Pixel und einem jeweiligen Element der Halbtonschwellenmatrix bei einem Schritt 302 zu erhalten. Der Wert jedes Pixels wird mit einem entsprechenden Elementwert in der Halbtonschwellenebene 200 bei einem Schritt 303 verglichen. Falls der Pixelwert bei einem Schritt 304 mehr als der entsprechende jeweilige Halbtonmatrixschwellenwert ist, dann wird ein Druckdatenelement in der Druckebene 201 gespeichert, was angibt, daß das Pixel gedruckt werden soll, und ein entsprechender Punkt wird gedruckt. Falls jedoch der Pixelwert geringer als der entsprechende jeweilige Halbtonschwellenwert ist, dann wird bei einem Schritt 305 ein Datenelement in der Druckebene 201 gespeichert, was angibt, daß das Pixel nicht gedruckt werden soll, und ein Punkt wird nicht gesendet, um zu drucken.
Jeder Schwellenwert in der Matrix weist 8 Bits auf, so daß jedes 8-Bit-Pixel in jeder Farbbildebene mit einem entsprechenden jeweiligen 8-Bit-Schwellenwert in der entsprechenden Halbtonschwellenmatrixebene für diese Farbe verglichen wird. Herkömmlicherweise werden Halbtonschwellenmatrizen mit 8 Bit pro Pixel des Stands der Technik prozeßentkoppelt (offline) erzeugt, um für das Verhalten und andere Charakteristika eines Drucksystems geeignet zu sein, und werden in einem Nur-Lese-Speicher (ROM = Read Only Memory) oder auf einer Platte gespeichert und sind über eine Zeit invariant. Das heißt, wenn dieselben einmal erzeugt sind, werden die gespeicherten Halbtonschwellenmatrizen in der Druckervorrichtung nicht verändert. Wenn die Halbtonmatrix einmal erzeugt ist, wird dieselbe wiederholt verwendet und wird nicht verändert.
Von Leistungs- und Bildqualitätsstandpunkten aus ist es erwünscht, eine Halbtonmatrix aufzuweisen, die linear ist. Linear bedeutet, daß eine Systemantwort in Bezug auf digitale Zählwerte linear ist, die zu einem Halbtongebungsmodul eingegeben werden. Da eine Systemantwort mit einer Umgebung, einer Druckkassetteneinstellung, einem Medium und dergleichen variiert, ist es erwünscht, die Fähigkeit aufzuweisen, um die Linearisierung abhängig von dem Zustand des Druckersystems dynamisch zu variieren.
Mit Bezug auf 4 hierin ist schematisch ein Signalverarbeiten des Stands der Technik zum Erzeugen eines tonkorrigierten Bilds dargestellt. Eine Soll-Antwort 400, die einer idealen Druckkopfantwort entspricht, ist entweder innerhalb der Druckervorrichtung gespeichert oder wird analytisch definiert. Eine Ist-Antwortkurve 401 wird durch ein Durchführen eines Kalibrierungstests gemessen. Eine Kalibrierungsfunktion (im übrigen eine Linearisierungsfunktion genannt) wird mit einer Kenntnis der Soll-Antwort 400 und der Ist-Antwort 401 angewendet. Die Kalibrierungsfunktion (Linearisierungsfunktion) wird bei einem Schritt 404 auf ein Bilddatenelement 403 angewendet, was in einem modifizierten Bilddatenelement 405 resultiert. Das modifizierte Bilddatenelement wird bei einem Schritt 406 einer Halbtongebung unterzogen, was dann als ein Signal zu einem Druckerkopf gesendet wird, um bei einem Schritt 407 zu drucken.
Herkömmlicherweise wird die Linearisierung vor einer Halbtongebung auf das Bilddatenelement angewendet, wie es in 4 gezeigt ist. Wann immer z. B. ein Bilddateneingang von z. B. 80 % Intensität empfangen wird, wird, um die ideale Antwort zu erhalten, der 80%ige Bilddateneingang gemäß der Kalibrierungsfunktion durch z. B. 60 % der Bilddaten ersetzt. In dem Stand der Technik wird das modifizierte Bilddatenelement dann vor einem Drucken einer Halbtongebung unterzogen.
Eine bekannte Technik betrifft ein Verwenden eines Nachschlagvektors, um die Eingangsdaten vor einer Halbtongebung zu verändern. Der Vektor wird abhängig von der erforderlichen Linearisierung verändert. Diese Technik bringt jedoch oft ein unerwünschtes Konturieren bei einer Ausgangsdarstellung ein. Falls die Korrektur stark ist, werden eindeutige Zustände der Eingangsdaten verloren.
Ein anderer bekannter Ansatz besteht darin, eine Halbtonmatrix zu erzeugen, die mit Bezug auf einen gegebenen Satz von Bedingungen durch ein Modifizieren der Anzahl von Punkten inhärent linearisiert wird, die für jeden Eingangsbild-Graupegel gedruckt werden. Da Bedingungen variieren, sollte die Matrix im Prinzip von Zeit zu Zeit regeneriert werden, nachdem das Produkt die Fabrik verläßt. Einige Formen von Halbtonmatrizen sind jedoch im Hinblick auf eine Zeit und/oder einen Speicher aufwendig zu erzeugen, was dieselben zu einer dynamischen Erzeugung bei einem Druckerprodukt schlecht geeignet macht.
Ein Verwenden von vordefinierten Matrizen für jede mögliche Linearisierung ist nicht vernünftig, da es untragbar wäre, die erforderliche Anzahl von Matrizen in einem Druckerprodukt zu speichern. Eine Korrektur von Halbtonschwellendaten ist aus der EP-A-0828378 und der EP-A-0673151 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Prozeß, der auf einen jeglichen Typ eines bekannten Schwellenmatrix-basierten Halbtongebungssystems zum schnellen Erzeugen einer Matrix mit einer gegebenen Tonantwort im Hinblick auf eine Anzahl von Punkten als eine Funktion eines Eingangs in Digitalzählwerten anwendbar ist.
Bei spezifischen Implementierungen wird eine 16-Bit-Schwellenmatrix erhalten und in einer Druckervorrichtung in einem modifizierten Format gespeichert. Das modifizierte Format wird hierin als ein Pegelvektor bezeichnet. Wenn es erforderlich ist, wird eine 8-Bit-Schwellenmatrix schnell mit einer jeglichen gegebenen Linearisierung aus den in dem Pegelvektor enthaltenen Daten und einem zweiten Vektor erzeugt, der die erwünschte Linearisierung spezifiziert (hierin ein Linearisierungsvektor genannt).
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen von Halbtonschwellenmatrixdaten für einen Bilddrucker bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Nehmen eines gespeicherten Halbtonmatrixdatenelements mit hohem Bitgehalt;
Reduzieren des Halbtonmatrixdatenelements mit einem hohen Bitgehalt zu einem Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigeren Bitgehalt, innerhalb des Bilddruckers, wobei der Schritt der Reduktion ein Eingliedern einer Druckerantwortkorrekturfunktion in das Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigen Bitgehalt aufweist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonmatrixdatenelements mit einer vorbestimmten Antwort einer Anzahl von Punkten, die als Funktion eines digitalen Eingabewertes gedruckt werden, bereitgestellt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
Speichern von Daten, die eine Mehrzahl von Datenelementen beschreiben, als eine Mehrzahl von Vektoreinträgen, wobei jeder Vektoreintrag eine Indexzahl, die einem Halbtonschwellenpegel mit einem höheren Bitgehalt pro Element entspricht, ein X-Koordinaten-Datenelement, das einer Position in einer ersten Dimension entspricht, und ein Y-Koordinaten-Datenelement, das einer Position des Eintrags in einer zweiten Dimension entspricht, aufweist, wobei das X- und das Y-Koordinaten-Datenelement die Indexzahl in einer zweidimensionalen Ebene positionieren;
Speichern eines Tonkorrekturdatenelements als eine Liste von Zahlen 401;
sequentielles Durchgehen der Liste von Zahlen 1001 für jede Zahl der Liste, Zuordnen eines Halbtonschwellenpegels zu einer entsprechenden Zahl der Vektoreinträge, wobei für jede der Zahlen der Liste ein unterschiedlicher Halbtonschwellenwert zugeordnet wird; und
Erzeugen 504 einer zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt pro Element 402 aus der Mehrzahl von Vektoreinträgen und ihren entsprechenden jeweiligen zugeordneten Halbtonschwellenpegeln.
Vorzugsweise weist der Schritt des Erzeugens einer zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix folgenden Schritt auf für jeden Vektordateneintrag, Speichern eines dem Indexwert zugeordneten Schwellenpegeldatenelements in einer Position innerhalb der zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix, die den X- und Y-Koordinaten des Vektordateneintrags entspricht.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen von Halbtonschwellendaten für ein Bilddrucksystem bereitgestellt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
Speichern eines Schwellenpegeldatenelements mit einem höheren Bitgehalt 600, das eine Mehrzahl von einzelnen Schwellenpegelelementen aufweist;
Umwandeln 500 des Schwellenpegeldatenelements mit einem höheren Bitgehalt in zumindest einen Pegelvektor, wobei der Pegelvektor 400 eine Mehrzahl von Vektordateneinträgen, jeweils aus einer Indexwertzahl, die einen Hohen-Bit-Gehalt-Pegelwert eines Halbtonschwellenpegelwerts darstellt, und eine entsprechende Koordinate des Schwellenpegelwerts aufweist;
Anwenden 502 einer Tonkorrekturfunktion durch Spezifizieren einer Anzahl der auszuwählenden Vektordateneinträge;
Auswählen der Anzahl von Vektordateneinträgen aus der Mehrzahl von Vektordateneinträgen in dem Pegelvektor, wobei die ausgewählte Mehrzahl von Vektordateneinträgen höchste Indexzahlen aufweist, die höchsten Schwellenpegelzahlen der Mehrzahl von Vektordateneinträgen entsprechen; und
Transformieren 504 der Mehrzahl von ausgewählten Vektordateneinträgen in eine zweidimensionale Schwellenmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anwenden einer Korrektur auf Bilddaten bereitgestellt, um eine Druckerantwortcharakteristik zu korrigieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Erzeugen einer Korrekturcharakteristik, um eine Antwort der Druckervorrichtung zu korrigieren;
Anwenden der Korrekturcharakteristik auf ein Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ hohen Bitgehalt, um ein Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigeren Bitgehalt zu erhalten, das im Hinblick auf die Druckerantwort korrigiert ist; und
Verarbeiten der Bilddaten unter Verwendung des Halbtonmatrixdatenelements mit einem relativ niedrigen Bitgehalt.
Die Schwellenpegelmatrix mit hohem Bitgehalt 600 kann eine Matrix aufweisen, die 16 Bit pro Element aufweist. Die Schwellenpegelmatrix mit einem relativ hohen Bitgehalt von 16 Bit pro Element wird in eine Schwellenmatrix mit einem relativ niedrigen Bitgehalt umgewandelt, die eine Mehrzahl von Elementen aufweist, wobei jedes z. B. 8 Bit pro Element aufweist. Eine Umwandlung wird dynamisch gemäß einem Zahleneingang von einem Linearisierungsvektor vorgenommen, der in einer Druckervorrichtung gespeichert ist.
Das Verfahren wird ohne weiteres auf ein Mehr-Ebene-, z. B. Vier-Ebene-Bild unter Verwendung von vier unabhängigen Matrizen angewendet.
Spezifische Implementierungen gemäß der Erfindung können die folgenden Vorteile aufweisen:

• Ein Pegelvektor wird ohne weiteres durch ein Übersetzen aus einer zweidimensionalen 16-Bit-Schwellenmatrix berechnet. Der Pegelvektor nimmt dieselbe Größe eines Speichers wie die zweidimensionale 16-Bit-Schwellenmatrix ein.
• Die Verfahren sind auf einen jeglichen Stil einer Halbtongebung anwendbar, die in einer herkömmlichen zweidimensionalen Schwellenmatrix dargestellt werden kann, einschließlich Schwellenmatrizen, die von Dritten gekauft sind.
• Eine Bildqualität kann durch ein Eliminieren eines Konturierens verbessert werden, das durch eine Linearisierung mit einer niedrigen Auflösung bewirkt wird, die vor einer Halbtongebung angewendet wird.
• Eine Ausführungszeit und eine Halbtongebungszeit sind verglichen mit einer Linearisierung mit einer niedrigen Auflösung des Stands der Technik, die vor einer Halbtongebung angewendet wird, reduziert.
• Eine Erzeugung einer 8-Bit-Schwellenmatrix ist relativ schnell und tritt in einer deterministischen Zeitdauer auf, die weitgehend unabhängig von den Daten ist, die in der Linearisierungsmatrix und dem Pegelvektor gespeichert sind.

Die Verfahren sind zu dynamischen Kompensationssystemen des Stands der Technik kompatibel, wie beispielsweise Hewlett Packard Design Jet 2500 CP.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zu einem besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe ausgeführt werden kann, werden nun lediglich durch ein Beispiel spezifische Ausführungsbeispiele, Verfahren und Prozesse gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 hierin schematisch eine elektronische Speicherung des Stands der Technik eines Bilddatenelements in einer Mehrzahl von Bildebenen darstellt, die je einer unterschiedlichen Farbe des Bilds entsprechen;
2 schematisch eine Signalverarbeitungsstufe darstellt, die an einer Bildebene ausgeführt wird, zum Anwenden einer Halbtonschwellenmatrix auf eine Bildebene des Bilds, um eine einer Halbtongebung unterzogene Bildmatrix zu erzeugen;
3 schematisch Signalverarbeitungsschritte des Stands der Technik zum Erzeugen einer Farbhalbtonbildmatrix aus einer Mehrzahl von Bildfarbebenen und einer Mehrzahl von Halbtonschwellenmatrizen darstellt;
4 schematisch ein Verfahren des Stands der Technik zum Anwenden einer Korrekturfunktion auf ein Bilddatenelement in einer bekannten Druckervorrichtung vor einem Anwenden eines Halbtongebungsprozesses darstellt;
5 schematisch ein Kalibrierungsziel darstellt, das durch eine Druckervorrichtung zum Kalibrieren einer Operation der Druckervorrichtung gedruckt wird;
6 schematisch eine Charakterisierungskurve für einen Drucker zusammen mit einer passenden Korrekturkurve zum Kompensieren der Charakterisierungskurve darstellt;
7 schematisch ein Signalverarbeitungsverfahren zum Anwenden einer dynamisch erzeugten korrigierten Halbtonmatrix auf einen Strom von Bilddaten darstellt;
8 schematisch Signalverarbeitungsschritte zum Anwenden einer Tonkorrekturfunktion auf eine Schwellenpegelmatrix mit einem hohen Bitgehalt, um eine Halbtonschwellenpegelmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt zu erhalten, gemäß einem spezifischen Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 schematisch Prozeßschritte darstellt, die durch eine Prozessorvorrichtung an einem Halbtonmatrixdatenelement mit einem hohen Bitgehalt zum Erzeugen einer Halbtondatenelementmatrix mit niedrigerem Bitgehalt ausgeführt werden;
10 schematisch eine zweidimensionale Darstellung eines Halbtonmatrixdatenelements des Stands der Technik darstellt;
11 schematisch eine zweidimensionale Darstellung eines Pegelvektorformats eines Schwellenpegeldatenelements von 10 gemäß einem spezifischen Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 schematisch in einem graphischen Format ein Beispiel einer Linearisierungsfunktion darstellt, die einen Eingangspegelwert gegen die Anzahl von Pixeln, die gedruckt werden sollen, aufträgt;
13 schematisch einen Linearisierungsvektor darstellt, der die Linearisierungsfunktion von 12 implementiert;
14 schematisch Prozeßschritte zu einem Umwandeln einer zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix in ein Pegelvektorformat, Anwenden einer Korrekturfunktion auf diesen Pegelvektor und Umwandeln des tonkorrigierten Pegelvektors in ein zweidimensionales Halbtonmatrixdatenelement mit einem niedrigen Bitgehalt darstellt; und
15 schematisch einen Algorithmus zum Zuweisen von Schwellenwerten für Dateneinträge in einem Pegelvektor auf eine dynamische Weise, um eine zweidimensionale Halbtonschwellenmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt von 8 Bit pro Element in einer Druckervorrichtung zu erzeugen, darstellt.
Detaillierte Beschreibung des besten Modus zum Ausführen der Erfindung
Es wird nun durch ein Beispiel der beste Modus, der durch die Erfinder betrachtet wird, zum Ausführen der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein genaues Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Einem Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ohne eine Begrenzung auf diese spezifischen Details praktiziert werden kann. Bei anderen Instanzen wurden gut bekannte Verfahren und Strukturen nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig undeutlich zu machen.
Spezifische Implementierungen gemäß der Erfindung befassen sich mit einem Erzeugen von tonkorrigierten Matrizen mit einer relativ niedrigen Auflösung, M pro Pixel, z. B. 8 Bit pro Pixel, direkt prozeßgekoppelt (online) bei einem DruCkersystem, die tonkorrigiert sind, um Variationen einer Druckersystemantwort zu kompensieren, wobei als ein Startpunkt eine Halbtonschwellenmatrix mit einem relativ höheren N-Bit pro Pixel verwendet wird. Konzeptionell ist eine Bittiefe einer Halbtonmatrix mit einem hohen Bitgehalt reduziert und eine Korrekturfunktion, z. B. eine Linearisierungsfunktion, ist eingegliedert, um in einer Halbtonmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt zu resultieren, die dynamisch erzeugt werden kann.
Bei den spezifischen hierin beschriebenen Implementierungen werden prozeßentkoppelt berechnete Halbtonschwellendaten mit einer hohen Auflösung von N Bit pro Pixel für jede einer Mehrzahl von Bildfarbebenen bereitgestellt. Prozeßentkoppelt berechnet bedeutet, daß das Halbtonschwellendatenelement mit einem hohen Bitgehalt außerhalb des Druckersystems berechnet wird, wo dasselbe angewendet wird. Bei dem Halbtonschwellendatenelement mit einem hohen Bitgehalt ist ein N-Bit-Schwellenwert bereitgestellt, wobei N eine jegliche Anzahl von Bits ist, die einen relativ hohen Bitgehalt ergibt, z. B. einen 10-, 12- oder 16-Bit-Schwellenwert, der jedem Pixel in den Bildfarbebenen entspricht. Dies ermöglicht einen großen Bereich von unterschiedlichen Schwellenwerten in der Schwellenmatrix. Bei einem Eingliedern einer Druckerkorrekturfunktion in die Schwellenmatrix mit einem höheren Bitgehalt resultiert eine Schwellenmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt, aber weil eine Halbtonmatrix mit einem hohen Bitgehalt der Startpunkt ist, wird eine Granularität von Halbtonpegeln bei der resultierenden korrigierten Matrix mit einem niedrigen Bitgehalt beibehalten. Während ein 8-Bit-Schwellenwert 256 unterschiedliche Pegel eines Schwellenwerts ermöglichen würde, ermöglicht ein 10-Bit-Schwellenwert 1024 unterschiedliche Pegel, ermöglicht ein 12-Bit-Schwellenwert 4096 unterschiedliche Pegel eines Schwellenwerts pro Bildpixel für jede Farbe oder ein 16-Bit-Schwellenwert ermöglicht 64 k (65536) von unterschiedlichen Pegeln für jedes Pixel.
Die tonkorrigierten Matrizen mit einem niedrigeren Bitgehalt weisen eine Anzahl von M Bits pro Pixel auf, wobei M geringer als N ist.
Mit Bezug auf 5 hierin ist schematisch ein Drucktest dargestellt, der durch einen Drucker zu Kalibrierungszwecken ausgeführt wird. Der Drucker wird in einem Kalibrierungsmodus aktiviert, um unterschiedliche Bereiche einer Farbe in einer Mehrzahl von Flecken (Patches) zu drucken, von denen jeder eine unterschiedliche Intensität aufweist. Der Drucker druckt eine Mehrzahl von Rampen von abgestuften Flecken einer Farbe als einen Kalibrierungstest von sich aus z. B. bei einer Inbetriebnahme. Null-Intensität-Flecken werden nicht gedruckt, da diese bloß die Hintergrundblattmaterialmedien sind, z. B. weißes Papier. Die gedruckten Farben sind z. B. schwarz, cyanfarben, magentafarben und gelb. Für jede Farbe werden Flecken in einer sich erhöhenden Intensität gedruckt, z. B. bei 10 %, 20 %, 40 %, 50 %, 60 %, 80 %, 90 % und 100 % der Farbintensität. Die abgestufte Rampe von Farben wird dann durch einen optischen Sensor gelesen, der ein Druckmedium überquert, auf das die Rampe von abgestuften Farbflecken gedruckt ist, was eine Antwortkurve für jede Farbe ergibt, die aus dem Kalibrierungsdruck resultiert.
Die Dichten der Flecken werden durch den optischen Sensor gemessen. Die Dichte kann in absoluten Ausdrücken, z. B. relativ zu einem reinen Weiß, wie beispielsweise einem Halon, oder in relativen Ausdrücken gemessen werden, d. h. relativ zu dem weißen Medienblatthintergrund (weißes Papier) und dem 100 % schwarzen Fleck oder einer schwarzen Falle oder einem dunklen Bereich, der innerhalb der Druckervorrichtung vorgesehen ist.
Mit Bezug auf 6 hierin ist schematisch eine Charakterisierungskurve 600 dargestellt, die aus der Fleck-Kalibrierung von 5 bestimmt ist und eine Antwort eines speziellen Druckers auf verschiedene Pegel eines Graupegel signaleingangs kennzeichnet. Die Charakterisierungskurve 600 trägt einen Prozentsatz einer Grauskalierung, die gedruckt werden soll, d. h. einen Prozentsatz einer Grauskalierung, der einem Druckkopf des Druckers befohlen wird, gegen eine gemessene Intensität oder Dichte einer Tinte, wie dieselbe gedruckt ist, auf. Zum Beispiel kann dem Druckkopf befohlen werden, bei Intervallen von 10 %, 20 %, 30 %, 40 % und 50 % einer Grauskalierung zu drucken. Ein idealer Drucker druckt 50 % Tintendichte ansprechend auf einen 50%-Grauskalierung-Signaleingang. Druckerköpfe können jedoch nicht-lineare Antworten aufweisen, wie es durch die Druckkopf-Ist-Kennlinie 600 dargestellt ist. In diesem Fall verhält sich der Druckkopf bei einem gegebenen Prozentsatz einer Grauskalierung, um eine höhere Dichte einer gedruckten Tinte zu ergeben, als es erforderlich ist. Zum Beispiel kann der Druckkopf bei einem 50%-Grauskalierung-Signal tatsächlich Tinte mit einer höheren Dichte als 50 % drucken, wie es durch einen Punkt 601 in 6 gezeigt ist. Auf eine ähnliche Weise kann bei Grauskalierungen eines anderen Prozentsatzes der Druckkopf eine Tinte dichter drucken. Um die Gesamtantwort des Druckers auf Bilddaten zu linearisieren, muß der Drucker eine Linearisierungscharakteristik anwenden, die durch eine Linie 602 dargestellt ist und die Dichte einer Tinte, die tatsächlich gedruckt wird, berichtigt, um die gleiche zu sein, wie dieselbe, die durch das Grauskalierungssignal befohlen wird, und um eine Gesamtantwort zu erhalten, die einer Ideal-Antwort-Kurve 603 entspricht. Um somit eine 50%ige Tintendichte zu drucken, wäre ein 50%-Grauskalierung-Signal modifiziert, um ein Signal zu ergeben, das äquivalent zu einem Grauskalierungssignal niedriger als 50 % ist, so daß, wenn die nichtlineare Antwort des Druckkopfs berücksichtigt wird, die Ist-Dichte einer gedruckten Tinte 50 % beträgt. In 6 ist x der Korrekturwert von Grauskalierung-%, um eine 50%-Intensität-Antwort zu ergeben. Auf eine ähnliche Weise für alle anderen Prozentsätze einer Grauskalierung. Die Linearisierungsfunktion 602 gilt für einen speziellen Satz von Druckköpfen und einen speziellen Satz von Medien für eine spezielle Druckervorrichtung. Die Linearisierungsfunktion kann nicht vorberechnet werden, sondern hängt von den Bedingungen des Druckers zu der Zeit ab, einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit, Typ eines Medienladers, d. h. Tinte plus Blattmaterial, und der Bedingung der Druckköpfe. Die ideale Antwort, in diesem Fall die gerade Linie 603, muß nicht notwendiger Weise linear sein, obwohl es dieselbe in vielen Fällen ist. Das Kalibrierungsmuster wird für jede der unterschiedlichen Tinten gedruckt, die in die Druckervorrichtung geladen sind. Die ideale Antwort 603 kann innerhalb des Druckers gespeichert werden oder kann als eine analytische lineare Funktion zwischen einer minimalen und einer maximalen Intensität gespeichert werden.
Die Korrekturfunktion 602 bildet einen Linearisierungsvektor. Um die nicht-lineare Druckerantwort zu korrigieren, muß für jeden Punkt an der Ist-Druckercharakteristik 600 ein entsprechender Punkt an der Linearisierungsfunktion 602 gefunden werden, was, wenn dasselbe auf ein Bilddatenelement angewendet wird, das Druckergebnis für eine befohlene Prozentsatz-Grauskalierung zu einer idealen Antwort korrigiert.
Mit Bezug auf 7 hierin ist schematisch ein Signalverarbeiten dargestellt, das bei einer Druckervorrichtung gemäß der spezifischen Implementierung der vorliegenden Erfindung auftritt, zum Anwenden einer dynamisch erzeugten linearisierten Halbtonmatrix auf ein Bilddatenelement. Eine Soll-Antwort 700 ist vorgespeichert oder wird während dem Betrieb erzeugt. Eine Ist-Antwort-Charakteristik 701, die durch ein Drucken von Kalibrierungsflecken erhalten wird, wie es mit Bezug auf 5 hierin beschrieben ist, wird erhalten. Bei einem Prozeß 702 wird eine Kalibrierungsfunktion (Linearisierungsfunktion) erhalten, wie es schematisch mit Bezug auf 6 dargestellt ist. Die Linearisierungsfunktion wird in eine 8-Bit-Halbtongebungsmatrix eingebaut und mit einem Bilddatenelement 703 bei einem Prozeß 704 kombiniert. Das einer Halbtongebung unterzogene und line arisierte Bilddatenelement wird gesendet, um bei einem Druckprozeß 705 zu drucken. Bevor dieselbe auf das Bilddatenelement angewendet wird, wird die Linearisierungsfunktion bei einem Schritt 706 mit einer 16-Bit-Halbtonmatrix 707 kompiliert. Die 16-Bit-Halbtonmatrix 707 wird durch ein Kompilieren der Linearisierungsfunktion 702 mit der 16-Bit-Halbtonmatrix 707 bei einem Schritt 706 in eine 8-Bit-Halbtonmatrix 704 umgewandelt. Die Linearisierungsfunktion wird während einer Halbtongebung bei dem Prozeß 704 und nicht als ein getrennter Schritt vor einer Halbtongebung angewendet. Da die Linearisierungsfunktion in die Halbtongebungsmatrix bei dem Prozeß 706 eingebaut wird, können Berechnungsschritte des Stands der Technik eines Anwendens einer Linearisierungsfunktion auf ein Bilddatenelement vor einer Halbtongebung vermieden werden.
Die Kompilierung bei dem Schritt 706 wird lediglich einmal vorgenommen und das Bilddatenelement 703 wird über die linearisierte Halbtonmatrix 704 kontinuierlich verarbeitet, um Druckbilder 705 zu erzeugen. Die 16-Bit-Halbtonmatrix verändert sich nicht, während sich die Linearisierungsfunktion jedes Mal verändern kann, wenn der Drucker neu gestartet wird. Die linearisierte 8-Bit-Halbtonmatrix 704 ist die Matrix, die tatsächlich zu einem Verarbeiten des Bilddatenelements 703 verwendet wird. Die 16-Bit-Halbtonmatrix 707 ist als ein 16-Bit-Datenelement vorgesehen, da, falls anstelle dessen eine 8-Bit-Halbtonmatrix verwendet würde, dann bei dem Prozeß des Anwendens der Linearisierungsfunktion Graupegel verloren würden. Durch ein Verwenden einer 16-Bit-Halbtonmatrix 707 kann eine linearisierte 8-Bit-Halbtonmatrix ohne einen Verlust eines Graupegels erreicht werden.
Mit Bezug auf 8 hierin ist ein Signalverarbeitungsverfahren gemäß einer spezifischen Implementierung der vorliegenden Erfindung zum Anwenden einer Tonkorrekturfunktion dargestellt, die in einem Schwellenpegeldatenelement mit einem hohen N-Bit-pro-Element-Gehalt (z. B. 10, 12 oder 16 Bit pro Element) enthalten ist, um in einer Schwellenpegelmatrix mit einem niedrigen M-Bit-pro-Element-Gehalt, z. B. mit 8 Bit pro Element, in einer Druckervorrichtung zu resultieren. Bei diesem Beispiel ist ein 16-Bit-Schwellenpegel bei jedem Element des Schwellenpegeldatenelements 800 vorgesehen.
Die Schwellenmatrix mit einem niedrigen Bitgehalt 802, die eine Mehrzahl von 256×256-Datenelementen aufweist, die jeweils einen Schwellenpegel von M Bits speichern, wobei jeder Schwellenpegel einem jeweiligen Pixel in einer Bildebene entspricht, wird aus dem Datenelement mit einem hohen Bitgehalt 800 dynamisch gemäß einer digitalen Zahleneingabe erzeugt, die als ein Linearisierungsvektor-Datenelement 801 gespeichert ist, was eine Anzahl von Punkten spezifiziert, die gedruckt werden sollen.
Bei der spezifischen Implementierung wird für jede Farbebene eines Bilds ein Datenelement mit 16 Bit pro Element von Schwellenwerten 800 in einem elektronischen Puffer in einem Vektorformat gespeichert. Dieses Datenelement wird hierin ein Pegelvektor 800 genannt und ist in der Form einer Liste von X-, Y-Koordinaten, wobei jede X-, Y-Koordinate eine entsprechende jeweilige Indexzahl aufweist, von denen es z. B. 65536 gibt, eine für jedes Element eines 256×256-Element-Arrays. Der Pegelvektor weist einen indexierten Datenelementeintrag für jede der Positionen eines zweidimensionalen Arrays auf. Der Pegelvektor speichert unterschiedliche Schwellenpegel in einem Vektorformat, die aus einer prozeßentkoppelt erzeugten Schwellenpegelmatrix mit einem hohen Bitgehalt, z. B. einer 256×256-Element-Schwellenpegelmatrix abgeleitet sind.
Eine Tonkorrekturfunktion, die in 8 als ein Linearisierungsvektor 801 dargestellt ist, wird auf das Pegelvektordatenelement angewendet. Die Tonkorrekturfunktion berechnet eine Korrektur eines speziellen Zustands des Druckersystems. Der Zustand der Vorrichtung umfaßt Dinge, wie beispielsweise ein spezielles Papier, auf dem gedruckt wird, einen speziellen verwendeten Druckkopf oder dergleichen. Linearisierungen des Bilddatenelements werden dynamisch berechnet. Die Tonkorrekturfunktion, die auf das Matrixdatenelement mit einem hohen Bitgehalt in dem Pegelvektor angewendet wird, gruppiert die Schwellenwerte mit einer hohen Auflösung in 256 Pegel um, um eine Tonkorrektur zu erreichen, und resultiert in einer tonkorrigierten Halbtonschwellenmatrix mit 8 Bit pro Pixel 802, die in einem Nur-Lese-Speicher oder einer Platte in einer Druckervorrichtung gespeichert wird und die zu einem Anwenden eines Halbtons auf eine Bildfarbebene 100 verwendet wird, wie es mit Bezug auf 1 bis 3 hierin beschrieben ist.
Linearisierungsfunktionen können basierend auf einem Testziel berechnet werden, das zu einem Druckmedium gedruckt und dann durch einen optischen Sensor gemessen wird, der in einer Druckervorrichtung vorgesehen ist. Basierend auf den Ablesungen von dem Sensor, was von dem Drucken auf dem Druckmedium abhängt, berechnet der Drucker eine Korrekturfunktion und die Funktion kann entweder als eine Funktion oder bei dem besten Modus als ein Vektor gespeichert werden. Wenn der Vektor einmal erhalten ist, wird derselbe auf die Halbtonmatrix mit einem hohen Bitgehalt angewendet, um eine tonkorrigierte Halbtonmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt zu erhalten. Die Linearisierungsfunktion ist vorher nicht bekannt, sondern hängt von dem Zustand des Druckers ab und wird dynamisch in dem Drucker berechnet. Der Drucker ist zu einem Berechnen seiner eigenen Linearisierungsfunktionen und einem Speichern derselben als Vektoren abhängig von dem Zustand des Druckers und davon, welche Verbrauchsgüter derselbe verwendet, in der Lage.
Der Linearisierungsvektor ist eine Darstellung einer Tonantwort, die erwünschtermaßen in eine resultierende Schwellenpegelmatrix mit einer niedrigen Auflösung von 8 Bit pro Element in der Druckervorrichtung eingebaut werden soll. Die Tonkorrekturfunktion, die auf das Schwellendatenelement in dem Pegelvektor angewendet wird, weist die Wirkung eines Modifizierens des Prozentsatzes von Punkten auf, die in dem endgültigen Druckbild für jeden Graupegel (Pixelwert) gedruckt werden, verglichen mit einer herkömmlichen ,punktlinearen' Halbtonmatrix, die die gleiche Anzahl von Punkten für jeden aufeinanderfolgenden Graupegel hinzufügt. Falls z. B. bei einer herkömmlichen Halbtonmatrix für ein Bild, das einen Graupegel von 127 aufweist (unter Annahme von 256 unterschiedlichen Pegeln von Grau), wird durchschnittlich eine Hälfte dieser Pixel gedruckt und eine Hälfte wird in dem endgültigen Druckbild nicht gedruckt. Durch ein Anwenden einer Tonkorrekturfunktion kann der Prozentsatz von gedruckten Punkten variiert werden. Zum Beispiel sind bei einem Bild, das einen Graugehalt bei einem Pegel von 127 aufweist, (auf halbem Weg nach oben auf der Grauskalierung), nach einem Durchlaufen durch die korrigierte Halbtonschwellenpegelmatrix lediglich 40 % dieser Pixel in der endgültigen Druckbildmatrix vorhanden. 60 % dieser Pixel werden aufgrund der Halbtonmatrix an einem Drucken gehindert.
Aufgrund eines Punktgewinns und einer Anzahl von anderen physikalischen Faktoren ist es im allgemeinen bevorzugt, weniger als 50 % der Punkte bei einem Bild zu drucken, das einen 50%igen Graupegel (d. h. einem Pegel von 127) aufweist, so daß z. B. bei einem 50%igen Graupegel ein optimaler Prozentsatz von gedruckten Punkten bei einem tonkorrigierten Druckbild z. B. 40 % sein kann.
Mit Bezug auf 9 hierin sind schematisch Signalverarbeitungsschritte zum Erzeugen der tonkorrigierten Halbtonschwellenmatrix mit 8 Bit pro Element 802 dargestellt. Es wird anfänglich mit einer 256×256-Element-Halbtonschwellenmatrix mit 16 Bit pro Element 800 gestartet und bei einem Schritt 900 wird ein Pegelvektor erzeugt, der eine Mehrzahl von X-, Y-indexierten Koordinateneinträgen von 16 Bit aufweist. Der Pegelvektor wird prozeßentkoppelt außerhalb eines Druckersystems aus einer ursprünglichen Halbtonschwellenpegelmatrix mit 16 Bit pro Element erzeugt, aber der Pegelvektor selbst wird in dem Druckersystem gespeichert. Bei einem Schritt 901 wird direkt prozeßgekoppelt eine Tonkorrekturfunktion erzeugt, wie es in 5 beschrieben ist, die als ein Linearisierungsvektor 801 in dem Drucker gespeichert wird. Bei einem Schritt 902 wird die vorbestimmte Tonkorrekturfunktion, die in der Linearisierungsfunktion dargestellt ist, auf den Pegelvektor angewendet. Bei einem Schritt 903 resultiert die Anwendung des Linearisierungsvektors auf den Pegelvektor in einem Umgruppieren der Schwellenpegel in 256 Pegel, um eine tonkorrigierte Halbtonschwellenmatrix mit 8 Bit pro Element 802 zu erreichen.
Mit Bezug auf 10 und 11 hierin wird nun eine Erzeugung eines Pegelvektors, der Schwellenpegeldaten enthält, aus einer 256×256-Schwellenpegelmatrix mit 16 Bit pro Element beschrieben.
In 10 hierin ist schematisch eine Schwellenmatrix 1000 gezeigt. Zu einer Einfachheit ist in 10 eine 4×4-Element-Matrix gezeigt. Die Zahlen innerhalb der Zellen in 10 stellen Schwellenwerte dar und die Zahlen außerhalb der Zellen geben die Koordinaten jedes Pixels innerhalb einer Bildebene an. Die in 10 gezeigte Matrix würde auf eine einzige Farbebene eines Bilds angewendet.
Gemäß dem hierin offenbarten besten Modus, wie derselbe schematisch in 11 dargestellt ist, ist ein 16-Bit-Schwellendatenelement in einem Nur-Lese-Speicher oder auf einer Platte in einem Drucker in einem linearen Vektorformat 1100 gespeichert. Das in 11 hierin dargestellte Format stellt ein Segment eines viel größeren Arrays dar und ist zu Darstellungszwecken hierin lediglich als die gleichen Daten wie dieselben, die in 10 hierin gezeigt sind, enthaltend gezeigt. In 11 ist das Datenelement in einem Format gespeichert, das hierin als ein „Pegelvektor" bezeichnet wird. Schwellenwertpegel sind als Indexwer te dargestellt, wobei die ersten 16 unterschiedlichen Pegel eines Schwellenwerts bei diesem Beispiel gezeigt sind. Bei der Implementierung des besten Modus gibt es 65536 mögliche unterschiedliche Indexwerte, wobei jeder einen von 2¹⁶ Schwellenpegeln für ein 16-Bit-Schwellendatenelement darstellt. Es gibt ferner 256×256 = 65536 mögliche unterschiedliche X-, Y-Werte, entsprechend der Anzahl von Elementen in einem 256×256-Element-Array. Für jeden Schwellenwertpegelindex sind die (X- und Y-) Koordinaten in einer Ebene durch ein 8-Bit-Horizontalachse-Koordinatendatenelement (X) und ein 8-Bit-Vertikalachse-Koordinatendatenelement (Y) dargestellt. In 11 entspricht der fettgedruckte Bereich 1001 dem gleichen Dateneintrag, wie der fettgedruckte umrissene Bereich in 10 hierin. Der Pegelvektor kann prozeßentkoppelt, d. h. außerhalb des Druckers, aus einer 256×256-Element-Schwellenpegelmatrix mit 16 Bit pro Element erzeugt werden.
Beginnend mit einer zweidimensionalen 256×256-Element-Halbtonschwellenmatrix, wobei jedes Element einen 16-Bit-Schwellenwert von 65536 möglichen Werten aufweist, wird die zweidimensionale Matrix in ein Pegelvektorformat umgewandelt, wie es schematisch in 11 hierin dargestellt ist. Die ursprüngliche zweidimensionale Halbtonmatrix weist 2¹⁶ Elemente auf und kann daher 2¹⁶ + 1 eindeutige Anzahlen von Punkten darstellen. Jede Anzahl von Punkten ist durch einen Punktpegel dargestellt. Jeder der Halbtonschwellenwerte der ursprünglichen 16-Bit-Pegelmatrix wird in einen entsprechenden Vektoreintrag umgewandelt, der eine X-Position und eine Y-Position bei einem Indexwert aufweist. Es sind 65536 Indexwerte entsprechend 65536 unterschiedlichen Halbtonschwellenpegeln verfügbar.
In dem Fall einer 256×256×16-Bit-Linearisierungsmatrix weist dies vor einer Umwandlung 2¹⁶ 16-Bit-Einträge auf und nimmt daher 2¹⁷ Bytes Speicher ein. Das gleiche Datenelement, das in ein Pegelvektorformat umkonfiguriert ist, wie es schematisch in 11 gezeigt ist, erfordert 2¹⁶ Ein träge, die jeweils aus zwei 8-Bit-Werten gebildet sind und 2¹⁷ Bytes eines Speichers einnehmen, d. h. die gleiche Größe eines Speichers wie die ursprüngliche Linearisierungsmatrix.
Mit Bezug auf 12 hierin ist schematisch ein Beispiel einer Linearisierungsfunktion in einem zweidimensionalen graphischen Format gezeigt. Für jegliche Eingangspixelwerte auf der horizontalen Achse gibt es eine entsprechende Anzahl von gedruckten Ausgangspixeln, die auf der vertikalen Achse gegeben ist. Für einen Eingangspixelwert von 12 werden z. B. 10 Pixel gedruckt.
Mit Bezug auf 13 hierin ist schematisch ein Linearisierungsvektor entsprechend der schematisch in 12 dargestellten Linearisierungsfunktion dargestellt. In 13 gibt es für jeden Eingangspixelwert 0–65535 eine entsprechende jeweilige Anzahl von Ausgangspixeln, die gedruckt werden sollen, wie es dargestellt ist. Der Linearisierungsvektor wird dynamisch berechnet. Dies wird dann auf Bilddaten angewendet, die gedruckt werden sollen.
Mit Bezug auf 14 hierin sind schematisch Datenverarbeitungsschritte dargestellt, die ausgeführt werden, um eine Tonkorrekturfunktion, die in einem Linearisierungsvektor gespeichert ist, auf Schwellenpegeldaten anzuwenden, die in einem Pegelvektorformat gespeichert sind, um in einer tonkorrigierten Halbtonschwellenmatrix mit 8 Bit pro Element 802 zu resultieren, wie es in 8 hierin dargestellt ist.
Eine allgemeine Form des Linearisierungsvektors wäre ein Vektor von 256 16-Bit-Elementen. Jedes Element definiert die Anzahl von Punkten, die entsprechend dem Index bei dem Halbtonpegel „eingeschaltet" werden sollen. Falls z. B. der Eintrag bei einem Index 13 873 war, dann wäre 873 in der 8-Bit-Schwellenmatrix bei oder unter dem Schwellenwert von 13.
Bei einem Schritt 1400 werden abhängig von den physikalischen Druckerparametern und anderen Variablen, die die Korrektur bewirken, eine Anzahl von Punkten pro Bildebene ausgewählt, die gedruckt werden sollen. Um normalerweise 50 % Grau zu drucken, wäre dies die Hälfte der Anzahl von Pixeln, d. h. 32768 Punkte. Bei einer Halbtonmatrix jedoch, bei der z. B. 40 % der Punkte gedruckt werden sollen, würden dann 40 % × 256 × 256 gleich 26214 Punkte gedruckt, so daß die korrigierte Halbtonmatrix 801 26214 Punkte drucken würde.
Um die linearisierungskorrigierte Halbtonmatrix mit einer Auflösung von 256×256×8-Bit zu erzeugen, geht bei einem Schritt 1401 ein Algorithmus sequentiell durch den Pegelvektor und weist jedem der X-, Y-Koordinaten-Einträge in dem Pegelvektor Schwellenwerte zu. Falls das erste Element des Linearisierungsvektors z. B. die Zahl 12 enthält, dann wird den ersten 12 Positionen, die durch den Pegelvektor spezifiziert sind, ein Schwellenwert 1 zugewiesen. Für das zweite Element in dem Linearisierungsvektor, angenommen dies ist ein Wert von 47, wird den nächsten 35 (d. h. 47–12) Positionen, die durch den Pegelvektor spezifiziert sind, ein Schwellenwert 2 zugewiesen. Dies wird wiederholt, bis alle Werte in dem Linearisierungsvektor verarbeitet wurden, wodurch allen Zellen in der 256×256×8-Bit-Matrix mit niedrigem Bitgehalt ein Schwellenwert zugewiesen wird.
Mit Bezug auf 15 ist ein möglicher Algorithmus zum sequentiellen Durchgehen durch den Pegelvektor bei einem Schritt 1401 dargestellt, um die 8-Bit-Halbtonschwellenpegelmatrix mit niedrigerem Bitgehalt 704 dynamisch zu erzeugen. Bei einem Schritt 1500 wird eine Variable N auf 0 gesetzt, wobei N die Position einer Zahl in der Liste von Zahlen ist, die den Linearisierungsvektor aufweist. Bei einem Schritt 1501 wird der Dateneintrag des Linearisierungsvektors gelesen, was einen Wert Vⁿ ergibt. Bei einem Schritt 1502 wird eine Variable W als W = V_n – V_n – 1 gesetzt. Bei einem Schritt 1503 wird ein Schwellenwert, beginnend bei 0 für eine 256-Pegelskalierung, die zu 255 ansteigt, den nächsten W-Dateneinträgen des Pegelvektors zugewiesen. Falls z. B. der Wert in dem ersten Eintrag N = 0 12 ist, dann wird der ursprüngliche Schwellenwert 0 den ersten 12 Dateneinträgen des Pegelvektors zugewiesen. Bei einem Schritt 1504 wird die Zahl eines Linearisierungsvektoreintrags zu N = N + 1 inkrementiert. Falls N bei einem Schritt 1505 geringer als 255 ist, dann wiederholt sich das sequentielle Durchgehen durch den Linearisierungsvektor bei den Schritten 1501–1505. Falls bei der zweiten Sequenz bei einem Betrachten des zweiten Werts N = 1 in dem Linearisierungsvektor der Wert 47 ist, dann wird bei dem Schritt 1502 die Variable W auf 47 – 12 = 35 gesetzt und den nächsten 35 Positionen, d. h. Positionen 12–46, wird der nächste Schwellenpegelwert zugewiesen, d. h. der Schwellenwert 1.
Auf eine ähnliche Weise geht der Algorithmus den Linearisierungsvektor sequentiell abwärts durch, wobei nachfolgend höhere Schwellenwerte in dem Bereich 0–255 den verbleibenden Dateneinträgen in dem Pegelvektor zugewiesen werden. Wenn der letzte Dateneintrag in dem Linearisierungsvektor, d. h. N = 255 bei einem Schritt 1505 erreicht ist, hält der Algorithmus an, da jedem X-, Y-Koordinaten-Dateneintrag in dem Pegelvektor ein entsprechender Schwellenpegelwert zugewiesen wurde. Da der Algorithmus einem Bereich von Dateneinträgen in dem Pegelvektor einen Schwellenpegel zuweist, werden die Halbtonwerte mit einem höheren Bitgehalt, die durch die Indexzahl des Pegelvektors dargestellt sind, zu dem nächsten äquivalenten Schwellenpegel mit einem niedrigen Bitgehalt derselben in dem Bereich 0–255 quantisiert.

Claims

Ein Verfahren zum Erzeugen von Halbtonschwellenmatrixdaten für einen Bilddrucker, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Nehmen eines gespeicherten Halbtonmatrixdatenelements mit hohem Bitgehalt; Reduzieren des Halbtonmatrixdatenelements mit einem hohen Bitgehalt zu einem Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigeren Bitgehalt, innerhalb des Bilddruckers, wobei der Schritt der Reduktion ein Eingliedern einer Druckerantwortkorrekturfunktion in das Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigen Bitgehalt aufweist.
Ein Bilddrucker, der konfiguriert ist, gemäß dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wirksam zu sein.
Ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonmatrixdatenelements mit einer vorbestimmten Antwort einer Anzahl von Punkten, die als Funktion eines digitalen Eingabewertes gedruckt werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist: Speichern von Daten, die eine Mehrzahl von Datenelementen beschreiben, als eine Mehrzahl von Vektoreinträgen, wobei jeder Vektoreintrag eine Indexzahl, die einem Halbtonschwellenpegel mit einem höheren Bit-Gehalt pro Element entspricht, ein x-Koordinaten-Datenelement, das einer Position in einer ersten Dimension entspricht, und ein y-Koordinaten-Datenelement, das einer Position des Eintrags in einer zweiten Dimension entspricht, aufweist, wobei das x- und das y-Koordinaten-Datenelement die Indexzahl in einer zweidimensionalen Ebene positionieren; Speichern eines Tonkorrekturdatenelements als eine Liste von Zahlen (401); sequentielles Durchgehen der Liste von Zahlen (1001) und für jede Zahl der Liste, Zuordnen eines Halbtonschwellenpegels zu einer entsprechenden Zahl der Vektoreinträge, wobei für jede der Zahlen der Liste ein unterschiedlicher Halbtonschwellenwert zugeordnet wird; und Erzeugen (504) einer zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix mit einem niedrigeren Bitgehalt pro Element (402) aus der Mehrzahl von Vektoreinträgen und ihren entsprechenden jeweiligen zugeordneten Halbtonschwellenpegeln.
Das Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens einer zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix folgenden Schritt aufweist: für jeden Vektordateneintrag Speichern eines dem Indexwert zugeordneten Schwellenpegeldatenelements in einer Position innerhalb der zweidimensionalen Halbtonschwellenpegelmatrix, die den x- und y-Koordinaten des Vektordateneintrags entspricht.
Ein Verfahren zum Erzeugen von Halbtonschwellendaten für ein Bilddrucksystem, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist: Speichern eines Schwellenpegeldatenelements mit einem höheren Bitgehalt (600), das eine Mehrzahl von einzelnen Schwellenpegelelementen aufweist; Umwandeln (500) des Schwellenpegeldatenelements mit einem höheren Bitgehalt in zumindest einen Pegelvektor, wobei der Pegelvektor (400) eine Mehrzahl von Vektordateneinträgen, jeweils aus einer Indexwertzahl, die einen Hohen-Bit-Gehalt-Pegelwert eines Halbtonschwellenpegelwerts darstellt, und eine entsprechende Koordinate des Schwellenpegelwerts aufweist; Anwenden (502) einer Tonkorrekturfunktion durch Spezifizieren einer Anzahl der auszuwählenden Vektordateneinträge; Auswählen der Anzahl von Vektordateneinträgen aus der Mehrzahl von Vektordateneinträgen in dem Pegelvektor, wobei die ausgewählte Mehrzahl von Vektordateneinträgen höchste Indexzahlen aufweist, die höchsten Schwellenpegelzahlen der Mehrzahl von Vektordateneinträgen entsprechen; und Transformieren (504) der Mehrzahl von ausgewählten Vektordateneinträgen in ein zweidimensionales Schwellendatenelement mit einem niedrigeren Bitgehalt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Schwellenpegeldatenelement mit einem hohen Bitgehalt (600) eine Matrix mit 16 Bits pro Element aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Schwellendatenelement mit einem niedrigen Bitgehalt (402) eine Mehrzahl von Elementen aufweist, von denen jedes 8 Bits pro Element aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Schwellenpegeldatenelement mit einem hohen Bitgehalt eine Mehrzahl von zweidimensionalen Ebenen aufweist, wobei eine Ebene für jede Farbe eines zu druckenden Bildes bereitgestellt ist.
Ein Verfahren zum Anwenden einer Korrektur auf Bilddaten, um eine Druckerantwortcharakteristik zu korrigieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen einer Korrekturcharakteristik, um eine Antwort der Druckervorrichtung zu korrigieren; Anwenden der Korrekturcharakteristik auf ein Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ hohen Bitgehalt, um ein Halbtonmatrixdatenelement mit einem relativ niedrigen Bitgehalt zu erhalten, das im Hinblick auf die Druckerantwort korrigiert ist; und Verarbeiten der Bilddaten unter Verwendung des Halbtonmatrixdatenelements mit einem relativ niedrigen Bitgehalt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Erzeugens einer Korrekturcharakteristik automatisch durch die Druckervorrichtung ausgeführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Korrekturcharakteristik dynamisch erzeugt und auf die Halbtonmatrix mit einem relativ hohen Bitgehalt in einem Vektorformat angewendet wird.