CN101136995A - 电子照相成像设备及其半色调修正方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子照相成像设备及其半色调修正方法。根据本发明示例性实施例的电子照相成像设备包括：存储单元，存储代表打印引擎的打印特性的多个点图案；数据区划分单元，将半色调打印数据划分为分别具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；图案提取单元，通过将数据区中的点和点图案进行比较，相对于每个划分的数据区提取合适的点图案；图案转换器，将数据区转换成提取的点图案。因此，可提供优化的半色调图像。

Description

电子照相成像设备及其半色调修正方法

技术领域

本发明的各方面涉及一种电子照相成像设备及其半色调(halftone)修正方法。更具体地讲，涉及这样一种电子照相成像设备及其半色调修正方法，通过考虑打印引擎的打印特性来补偿半色调打印数据。

背景技术

通常，电子照相方法已在成像设备(例如，激光打印机、LED打印头(LPH)打印机、传真机、影印机和多功能产品)中使用。这种电子照相成像设备通过充电、曝光、显影、转印和将图像熔合到打印介质(例如，纸)上的步骤来执行打印。

打印图像质量是用于确定电子照相成像设备的性能的主要因素之一。这些因素可分成与硬件或打印介质的性能相关的因素和与软件相关的因素。

与电子照相成像设备的硬件(例如成像设备的打印引擎)的性能和打印介质(例如，纸)的性能相关的因素的例子有输出清晰度、调色剂属性、打印引擎重复打印位置的性能等。与硬件或打印介质的性能相关的因素是密切相关的。

因此，如果在打印时考虑与硬件或打印介质相关的因素，则电子照相成像设备可得到改善的图像质量。但是，目前还没有考虑与硬件(如打印引擎)或打印介质的性能相关的因素来提高图像质量的技术。

发明内容

本发明的方面涉及电子照相成像设备及其半色调修正方法，其利用基于打印引擎的打印特性产生的多个点图案来补偿半色调打印数据，从而获得最优化的半色调结果。

本发明的其它方面和/或优点的一部分将在以下描述中被阐述，并且，一部分通过以下描述变得明显，或者可通过实施本发明学习到。

根据本发明的一方面，提供了一种电子照相成像设备，包括：存储单元，存储代表电子照相成像设备的打印引擎的打印特性的多个点图案；数据区划分单元，将电子照相成像设备接收或产生的半色调打印数据划分为具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；图案提取单元，通过将数据区中的点和点图案进行比较，相对于每个数据区从存储单元中提取合适的点图案；图案转换器，将数据区改变成为该数据区提取的点图案。

根据本发明的另一方面，图案提取单元可提取与数据区一致的点图案。

根据本发明的另一方面，当不存在其中点设置在与数据区中的点的位置相同的位置上的点图案时，图案提取单元可提取其中点设置在与数据区中的点的位置相邻的位置上的点图案。

根据本发明的另一方面，电子照相成像设备还可包括点图案产生器，其考虑打印引擎的打印特性，改变特定尺寸的点图案中的预定数量的点的位置，并且产生多个点图案。

根据本发明的另一方面，点图案产生器可输出测试图像，扫描输出的图像并且分析扫描的图像，以确定打印引擎的打印特性。

根据本发明的另一方面，提供一种用于电子照相成像设备的半色调修正方法，该设备具有代表电子照相成像设备的打印引擎的打印特性的多个点图案。所述方法包括以下步骤：将电子照相成像设备接收或产生的半色调打印数据划分成具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；通过将数据区中的点与点图案进行比较，相对于每个数据区提取合适的点图案；将数据区改变成为该数据区提取的点图案。

根据本发明的另一方面，提取点图案的步骤可包括提取与数据区一致的点图案。

根据本发明的另一方面，提取点图案的步骤可包括当不存在其中点设置在与数据区中的点的位置相同的位置上的点图案时，提取其中点设置在与数据区中的点的位置相邻的位置上的点图案。

根据本发明的另一方面，所述方法还可包括以下步骤：考虑打印引擎的打印特性，改变特定尺寸的点图案中的预定数量的点的位置，以产生多个点图案。

根据本发明的另一方面，产生点图案的步骤可包括以下步骤：输出测试图像；扫描输出的图像；分析扫描的图像以确定打印引擎的打印特性。

除了上述示例性实施例和方面以外，其它方面和实施例将通过参照附图和学习以下描述变得清楚。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述以及权利要求，将会更好地理解本发明，其中，实施例、附图和权利要求组成本发明公开的一部分。虽然以下描述和所示的公开集中于公开本发明的示例性实施例，但是应该理解，以下描述只是为了表述和示例，并且本发明并不限于此。本发明的精神和范围仅由权利要求限定。以下是对附图的简要说明，其中：

图1是根据本发明示例性实施例的电子照相成像设备的框图；

图2是示例性地示出应用到本发明的示例性实施例的多个点图案的示图；

图3是用于解释根据本发明示例性实施例的改变半色调打印数据的操作的示图；

图4A和图4B是显示图3的操作的结果的示图；

图5是用于解释根据本发明示例性实施例的电子照相成像设备的半色调修正方法的流程图。

具体实施方式

现在，将详细描述本发明的当前实施例，其示例表示在附图中，其中相同的标号始终指代相同的元件。以下参照附图描述实施例以解释本发明。

图1是根据本发明示例性实施例的电子照相成像设备的框图。如图1所示，电子照相成像设备100可包括半色调单元110、点图案(dot pattem)产生器120、存储单元130、数据区划分单元140、图案提取单元150、图案转换器160、打印引擎170和控制器180。其它的实施例可具有额外的单元或者可将上述单元中的两个或多个的功能结合到单一的单元中。

半色调单元110对代表将被打印到打印介质上的图像的打印数据进行半色调处理。通常，半色调处理使得从多亮度等级的图像产生单色的二值图像(binary image)成为可能。抖动(dithering)和误差分散是半色调技术的例子。

考虑到打印引擎的打印特性，点图案产生器120产生多个点图案。在该示例性实施例中，点图案产生器120根据能够被设置在特定尺寸的点图案中的点的数量和打印引擎(或其它硬件)的打印特性来改变点的位置。点图案可具有大约3×3的尺寸，也可使用其它尺寸的点图案。

在电子照相成像设备100中，建模技术可对实际输出的值和显影作出预计。建模技术通过分析打印引擎的打印特性，并且对从上述分析中获得的信息建模，能够预计在打印过程中出现的问题和提高性能。建模技术是本领域技术人员公知的，所以省略对其的详细描述。使用这种建模技术，点图案产生器120产生代表打印引擎的打印特性的点图案。

点图案产生器120允许通过打印引擎170输出预设的测试图像，用扫描器(未示出)扫描输出的测试图像，并且分析扫描的图像。从而可确定打印引擎的打印特性。在图2中更加详细地描述点图案产生器120。

存储单元130存储点图案产生器120中产生的多个点图案。存储单元130响应于图案提取单元150的请求提供存储的多个点图案。存储在存储单元130中的每个点图案可具有索引值以便于简单搜索。

数据区划分单元140将通过半色调单元110进行了半色调处理的打印数据划分成具有与点图案的尺寸相同的尺寸的数据区。在该示例性实施例中，点图案的尺寸大约为3×3，所以数据区划分单元140将打印数据划分成具有大约为3×3的尺寸的数据区。

图案提取单元150将划分的数据区中的点与点图案比较，以为每个划分的数据区提取与该数据区最相似的点图案。图案提取单元150可从点的数量与每个数据区中的点的数量相同的点图案中提取其中点所处位置与在数据区中的点的位置相同的点图案。

但是，由于基于打印引擎的打印特性在点图案产生器120中产生点图案，因此，点图案产生器120并不产生3×3区域的所有可能的图案。从而，当图案提取单元150不能提取与数据区一致的点图案时，图案提取单元150提取点位于与数据区中的点相邻的位置的点图案或者与数据区最相似的点图案。

没有与数据区一致的点图案的情况如下所述。如果数据区具有三个点(例如)，则图案提取单元150从存储在存储单元130中的点图案中提取具有三个点的相应的点图案。在这种情况下，在具有三个点的点图案中，其中一个点图案可能有两个点位于与数据区中的位置相同的位置，而一个点位于与数据区中的位置相邻的位置。

图案转换器160将打印数据的数据区改变成被图案提取单元150提取的点图案。换句话说，图案转换器160将半色调打印数据的数据区转换成被图案提取单元150提取的相应的点图案，并且因此产生新的半色调打印数据。

打印引擎170在控制器180的控制下打印打印数据。在该示例性实施例中，打印引擎170打印通过由图案转换器160将数据区转换成点图案而产生的新的半色调打印数据。此外，打印引擎170可打印测试图像，点图案产生器120使用该测试图像来产生点图案。

控制器180控制电子照相成像设备100的所有功能。换句话说，控制器180控制将信号输入到半色调单元110、点图案产生器120、存储单元130、数据区划分单元140、图案提取单元150、图案转换器160、打印引擎170中，并且控制从半色调单元110、点图案产生器120、存储单元130、数据区划分单元140、图案提取单元150、图案转换器160、打印引擎170输出信号。

图2是示例性地显示应用到本发明示例性实施例的多个点图案的示图。图2示例性地显示了在点图案产生器120中产生的多个点图案。如图2所示，如果点图案的尺寸是3×3，则在一个点图案中最多可设置九个点。

如果在一个点图案中设置零个点或者九个点，则点图案只可能有一种形式。但是，如果在一个点图案中设置1至8个点，则点图案根据点设置的位置不同而具有多种形式。例如，当一个点设置在一个点图案中时，点图案可以具有九种形式。但是，如果考虑到打印引擎的打印特性，特定的点图案具有不适当的形式，则点图案产生器120可不产生这种特定的点图案。

换句话说，考虑打印引擎的打印特性，点图案产生器120根据能够被设置在预定尺寸(例如，3×3)的点图案中的点的数量来改变相应数量的点的位置，以产生多个点图案。对于3×3的点图案，点图案产生器120可至多产生512种点图案。

图3是解释改变半色调打印数据的操作的示图。图3中的(a)示例性地示出了被半色调单元110进行了半色调处理的打印数据，并且显示了放大了的当数据区划分单元划分半色调打印数据时获得的数据区。在图3中的(a)中，三个点设置在半色调打印数据的一个数据区内。图3中的(b)示例性地示出了存储在存储单元130中的多个点图案的一部分。每个点图案具有索引值，以容易地区分和被搜索。

图案提取单元150为被数据区划分单元140划分的数据区提取合适的点图案。在多个点图案中，索引值为186的点图案被提取，如图3中的(b)所示。

在图3中的(a)中显示的数据区具有三个点。当将数据区与从图3中的(b)所示的多个点图案中提取的点图案进行比较时，两个点设置在相同的位置，而剩下的一个点位于不同的位置。这剩下的一个点在数据区中和在点图案中位于相邻的位置。

由于在图案提取单元150中提取的索引值为186的点图案(如图3中的(b)所示)是存储在存储单元130中的点图案中的与图3中的(a)所示的数据区最相似的点图案，所以点图案提取单元150提取索引值为186的点图案。

图3中的(c)显示通过图案转换器160将图3中的(b)中所示的索引值为186的提取的点图案与图3中的(a)所示的半色调打印数据匹配的例子。虽然这里只显示和描述了一个数据区，但是，如果用点图案匹配图3中的(a)所示的半色调打印数据的所有数据区，则半色调打印数据变成针对打印引擎的打印特性进行了最优化的新打印数据。

图4A和图4B是示出图3中的操作结果的示图。图4A显示了通过图3中所示的改变半色调打印数据的操作将半色调打印数据改变为从多个点状图案中提取的合适的点状图案的结果，并且显示了根据传统方法的半色调打印数据以作为比较。

半色调打印数据B是根据传统方法将原始打印数据A进行半色调处理的结果。建模映像打印数据C是将半色调打印数据B在数据区划分单元140中划分成数据区，提取与划分的数据区对应的每个点图案，并且将每个数据区改变成提取的点图案的结果。在这种情况下，建模技术通过点图案产生器120中产生的点图案反映，因此，图案转换器160产生的新的打印数据被称为建模映像打印数据C。如图4A所示，考虑了打印引擎的打印特性的建模映像打印数据C具有比通过传统方法获得的半色调打印数据B更好的质量。

图4B按照与图4A相同的方式显示原始打印数据A和半色调打印数据B的另一示例，此外图4B还显示了通过扫描半色调打印数据B获得的扫描的打印数据D。当比较如图4B所示的半色调打印数据B、扫描的打印数据D和建模映像打印数据C时，建模映像打印数据C的质量明显高于半色调打印数据B和扫描的打印数据D的质量。

图5是解释根据本发明示例性实施例的电子照相成像设备的半色调修正技术的流程图。虽然对该技术的描述参照了由成像设备的特定单元采取的特定操作，但是其它实施例可使用不同的单元来执行这些操作。

在步骤S200中，当打印数据被接收时，半色调单元110对原始打印数据A进行半色调处理，获得半色调打印数据B，如图4A和图4B所示。在步骤S210中，数据区划分单元140将在半色调单元110中产生的半色调打印数据B划分成具有与存储在存储单元130中的点状图案的尺寸相同的尺寸(3×3)的数据区。

在步骤S220中，图案提取单元150将被数据区划分单元140划分的数据区与存储在存储单元130中相应的点图案(其中，点的数量与数据区中的点的数量相同)进行比较。在步骤S230中，根据在步骤S220中获得的比较结果，图案提取单元150从具有与每个数据区中的点的数量相同的数量的点的点图案中提取出可与该数据区匹配的合适的点图案。

图案转换器160将在步骤S210中获得的数据区改变为在步骤S230中提取的相应的点图案。因此，在步骤S240中，图案转换器160将半色调打印数据B转换成建模映像打印数据C。

在步骤S250中，打印引擎170打印在步骤S240中获得的建模映像打印数据C。通过上述操作输出的打印输出的质量可比仅执行传统方法的半色调处理的情况的质量好。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，电子照相成像设备及其半色调修正技术利用考虑打印引擎的打印特性而产生的多个点图案来补偿半色调打印数据。因此，可获得考虑到硬件特性的优化的半色调结果。

在此描述的过程可记录在包括执行各种操作的程序指令的计算机可读介质中。上述介质也可单独包括数据文件、数据结构等或者包括与程序指令结合的数据文件、数据结构等。计算机可读介质的例子包括磁介质(例如硬盘、软盘和磁带)、光介质(例如CD ROM盘和DVD)、磁光介质(例如光盘)和被特别构造为存储和执行程序指令的硬件装置(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器)等。所述介质也可以是包括传输指定程序指令、数据结构等的信号的载波的传输介质，例如光缆或金属线、波导管等。程序指令的例子包括机器码(例如编译器产生的)和文件(包括可被计算机利用解释器执行的高级代码)。上述硬件装置可被构造为当做一个或多个软件模块使用，以执行上述本发明示例性实施例的操作。

虽然已经显示和描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，随着技术进步，在不脱离本发明的真正的范围的情况下，可做出各种改变和修改并且可用等同物替代实施例的元件。在不脱离本发明的范围的情况下，可做出许多修改、改变、增加和次组合以将本发明的教导应用到特定的情况下。例如，成像设备可以是在打印介质上形成图像的任何设备，例如打印机、影印机、传真机或者多功能产品。相似地，成像设备可在任何打印介质，例如纸、传真纸或者透明胶片上形成图像。因此，本发明不限于各种公开的示例性实施例，本发明包括落入权利要求的范围的所有实施例。

Claims (20)

1.一种电子照相成像设备，具有在打印介质上形成图像的打印引擎，所述成像设备包括：

存储单元，存储代表打印引擎的打印特性的多个点图案；

数据区划分单元，将从将被打印到打印介质上的图像数据获得的半色调打印数据划分为具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；

图案提取单元，通过将数据区中的点和点图案进行比较，相对于每个数据区从存储单元中提取合适的点图案；

图案转换器，将数据区转换成合适的点图案。

2.如权利要求1所述的设备，其中，图案提取单元提取与数据区一致的点图案。

3.如权利要求2所述的设备，其中，当不存在其中点设置在与数据区的点的位置相同的位置上的点图案时，图案提取单元提取其中点设置在与数据区中的点的位置相邻的位置上的点图案。

4.如权利要求1所述的设备，还包括点图案产生器，其考虑打印引擎的打印特性改变特定尺寸的点图案中的预定数量的点的位置，并且产生多个点图案。

5.如权利要求4所述的设备，其中，点图案产生器输出测试图像，扫描输出的图像并且分析扫描的图像，以确定打印引擎的打印特性。

6.如权利要求1所述的设备，还包括：

控制器，用于控制存储单元、数据区划分单元、图案提取单元和图案转换器的操作。

7.如权利要求1所述的设备，还包括：

打印引擎，输出包括转换后的数据区的最终打印数据，以将其打印到打印介质上。

8.如权利要求1所述的设备，还包括：

半色调单元，用于接收图像数据并且对图像数据进行半色调处理以创建半色调图像数据。

9.一种用于电子照相成像设备的半色调修正方法，该设备具有在打印介质上形成图像的打印引擎和代表打印引擎的打印特性的多个点图案，所述方法包括以下步骤：

将从将要打印到打印介质上的图像数据获得的半色调打印数据划分成具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；

通过将数据区中的点与点图案进行比较，相对于每个划分的数据区提取合适的点图案；

将数据区转换成合适的点图案。

10.如权利要求9所述的方法，其中，提取点图案的步骤包括提取与数据区一致的点图案。

11.如权利要求10所述的方法，其中，提取点图案的步骤包括当不存在其中点设置在与数据区中的点的位置相同的位置上的点图案时，提取其中点设置在与数据区中的点的位置相邻的位置上的点图案。

12.如权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：考虑打印引擎的打印特性，改变特定尺寸的点图案中的预定数量的点的位置，以产生多个点图案。

13.如权利要求12所述的方法，其中，产生点图案的步骤包括以下步骤：

输出测试图像；

扫描输出的图像；

分析扫描的图像以确定打印引擎的打印特性。

14.一种具有存储在其上的多个指令的计算机可读介质，当所述指令被具有在打印介质上形成图像的打印引擎和代表打印引擎的打印特性的多个点图案的成像设备的处理器执行时，该处理器执行以下步骤：

将从将要形成到打印介质上的图像数据获得的半色调打印数据划分成具有与点图案的尺寸相同尺寸的数据区；

通过将数据区中的点与点图案进行比较，针对每个数据区从多个点图案中提取出合适的点图案；

将数据区转换成合适的点图案；

输出包括转换后的数据区的最终打印数据，以将其打印到打印介质上。

15.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中，提取点图案的步骤包括提取与数据区一致的点图案。

16.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，提取点图案的步骤包括：当不存在其中点设置在与数据区中的点的位置相同的位置上的点图案时，提取其中点设置在与数据区的点的位置相邻的位置上的点图案。

17.如权利要求14所述的计算机可读介质，还包括这样的指令，该指令使处理器执行以下步骤：

考虑打印引擎的打印特性，改变特定尺寸的点图案中的预定数量的点的位置，以产生多个点图案。

18.如权利要求17所述的计算机可读介质，其中，产生点图案的步骤包括以下步骤：

输出测试图像；

扫描输出的图像；

分析扫描的图像以确定打印引擎的打印特性。

19.一种用于提高具有用于在打印介质上形成图像的打印引擎的成像设备的性能的方法，包括如下步骤：

基于打印引擎的打印特性产生多个点图案；

将从将要形成在打印介质上的图像获得的半色调图像划分成多个数据区；

基于所述多个点图案，将所述多个数据区中的每个转换成最优化的数据区；

基于最优化的数据区在打印介质上形成最终图像。

20.如权利要求19所述的方法，其中，转换多个数据区中的每个的步骤包括将所述多个数据区中的每个转换成与该数据区最相似的点图案。

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