CN102883889B - 彩色打印系统校准 - Google Patents

Abstract

提供了一种校准方法以及实现该方法的打印系统，其用于对诸如查找表（34）的彩色打印系统（20）的部件进行校准以便将所请求标记剂覆盖（35）转换成对应的半色调网片尺寸。可以在任意图像上实现校准，并且该校准涉及在多个位置（37）处对打印图像（36）进做出反射谱度量（39）。基于用于在每个测量位置（37）处打印的每个标记剂的所请求覆盖值（35）来计算用于每个测量位置（37）的预期反射度量（46），这些所计算的度量（46）取决于具有未知值的至少一个参数，所述参数对要校准的部件（34）的特性进行建模。确定该参数的值，该值使所感测的和预期反射谱度量（39，46）之间的总差最小化；并且然后在对该部件（34）进行校准时使用此值。

Description

彩色打印系统校准

背景技术

色彩一致性在商业打印中至关重要，并且很多的努力被投入到产生并保持由客户为打印作业定义的精确色彩。

数字半色调彩色打印系统使用少量的不同着色的标记剂（marking agent）—典型的打印系统可以例如使用四个油墨（青色、黄色、品红色和黑色）。对于每个油墨，提供了相应的查找表（LUT）以根据当前打印状态将从输入图像数据导出的所请求油墨覆盖映射到在打印品上应使用的数字网片（screen）。

为了实现准确的色彩再现，用一过程来对用于每个油墨的LUT进行校准，该过程涉及仅使用该油墨来例如打印十五个块片，每个使用以下百分比数字网片中的相应的一个：2,4,6,9,12,14,16,18,23,27,33,40,50,65和80，并且然后测量相对于每个网片被打印的结果得到的实际油墨覆盖。这使得能够产生网片尺寸/覆盖映射，并且附图中的图1的粗线10举例说明以这种方式导出的典型映射曲线10。曲线10的非线性性的原因包括诸如斑点增益和斑点损耗的油墨和打印系统性质。针对每个油墨产生的映射被存储在对应的LUT中。

在校准过程之后，每当期望打印油墨中的一个的特定覆盖t时，使用对应的LUT来将所请求覆盖映射到数字网片r，该数字网片需要被发送以打印从而使覆盖t被打印。

然而，随着时间推移，打印系统状态开始改变（漂移），脱开由LUT保持的映射—亦即，用特定数字网片进行的打印导致与由LUT映射所指示的那个不同的覆盖。这导致与相同输入图像数据的较早打印品不一致的打印品，并且这在长的打印运行中可能特别显著。为了保持一致性，必须将打印运行中断并将LUT重新校准。由于打印校准作业要求时间和附加的4～13个页面，所以增加了打印成本；另外，打印工作流程被中断。

为了节省时间和可消耗资源，已经基于打印系统中的色彩漂移小且能够用某个函数对要求的LUT修正进行建模的近似而引入了较短的色彩校准过程。这些近似使得能够基于用于每个油墨的仅几个单油墨块片的测量来更新LUT以将漂移考虑在内。

先前已经产生了许多提议以通过对正在被打印的客户作业进行测量来对LUT进行校准（包括重新校准）；在WO-A-2008/030522（惠普开发公司）中描述了一个此类提议。在将客户打印作业用于LUT校准时涉及许多困难，其中显著的是一般地将存在很少的（如果有的话）仅用单油墨打印的区域。

发明内容

根据本发明，提供了如在所附权利要求中阐述的用于评估重复带伪像严重性的方法和设备。

附图说明

现在将参考附图以非限制性示例的方式来描述本发明的实施例，在所述附图中：

图1是举例说明已知的彩色打印系统中的油墨覆盖与半色调网片尺寸之间的映射的图；

图2是体现本发明的彩色打印系统的图；

图3是举例说明由图2打印系统实现的LUT校准方法的基本操作的图；

图4以矩阵形式描绘了从实际打印油墨覆盖的组合进行的Neugebauer打印模型中的基色（primary）覆盖的导出；

图5描绘了基于参数化漂移适应覆盖转换函数的参数和所请求覆盖导出预期油墨覆盖；以及

图6是由图2打印系统实现的LUT校准方法的一个形式的总体流程图。

具体实施方式

下文所述的本发明的实施例提供了用于针对彩色打印系统的每个油墨对存储关系（通常是但不限于基于LUT的实施方式）进行校准的方法，所述关系被用于将所请求油墨覆盖转换成意图导致打印图像中的对应实际油墨覆盖的对应机器设置（诸如半色调网片尺寸）。要描述的校准方法使用任意的打印图像，诸如客户打印作业，而不是要求校准特定的打印图像，诸如单油墨块片组。在本文中，应在一般意义上将关于打印系统部件所使用的术语“校准”理解为与该部件相关联的某个元素或值的设置或调整（例如，LUT校准意指调整存储在LUT中的值）。

将把校准方法描述为实现在示例性彩色打印系统中，应理解的是该校准方法一般地能够应用于任何此类系统，并且不受下文所述的示例性系统的特定细节的限制。

虽然将在客户作业的打印运行的过程中以及使用内联的光学传感器（诸如密度计或扫描仪）在彩色打印系统的连续校准的背景下描述校准方法，但还可以基于先前打印的图像在打印运行之外使用该校准方法。

该校准方法还可以适合于校准覆盖转换LUT之外的其它打印系统部件。

现在转为考虑图2，此图描绘了体现本发明的示例性彩色打印系统20，该系统被布置成接收输入图像数据19并在诸如纸张、标签、透明片等介质上打印一个或多个对应的硬彩色图像（在本文中还称为打印图像或打印品）。例如，彩色打印系统20可以是数字印刷机，诸如可从惠普公司获得的HP Indigo 5000数字打印印刷机。

彩色打印系统20包括介质馈送单元21、打印引擎22以及输出处理单元23。在操作中，介质被沿着路径24从介质馈送单元21传递至打印引擎22以便形成硬图像并随后被输出到输出处理单元23。

彩色打印系统10还包括控制和处理子系统30及传感器子系统29。控制和处理子系统30被布置成接收并处理输入图像数据19以生成用于馈送到打印引擎22以促使其打印对应的硬图像的控制信号。

在所描绘的实施例中，打印引擎22被配置成实现电子照相成像操作以响应于被从控制和处理子系统30向其馈送的控制信号而形成潜像，并使用多个不同色彩的标记剂对所述潜像进行显影—在本示例性打印系统中，使用四个油墨、即青色、品红色、黄色和黑色作为标记剂。更特别地，打印引擎22使用感光鼓25来连续地形成要打印的每个色彩的潜像。然后使用对应的显影单元18通过向鼓25施加薄层的适当油墨来使每个潜像显影。每个显影的彩色图像经由成像鼓26被转印至介质路径20内的介质（在图2中示出单个介质片材28，与传感器子系统29相对）。可以将邻近于感光鼓25的成像鼓26称为外鼓（blanket drum），而通常将邻近于介质路径24的成像鼓26称为压印鼓。

所述示例性打印引擎22被布置成从被配置成存储不同色彩的油墨的多个储器27接收油墨。将认识到的是在其它实施例中可以使用除液体油墨之外的标记剂（例如非液体形式的调色剂）。当然打印引擎22的其它配置是可能的。

控制和处理子系统30通常采取程序控制处理器31以及包括易失性和非易失性部分两者的关联存储器32的形式。存储器32存储用于促使处理器31以常规方式来控制打印系统20的一般操作的主操作程序33，所述操作包括输入图像数据19的处理。该后一个处理包括使用存储在存储器32中的LUT 34，每个油墨一个，以便将从输入图像数据19导出的所请求油墨覆盖值转换成对应的网片尺寸；该处理还可以包括应用于输入图像数据以导出适当的油墨覆盖值的初始色彩管理阶段。存储器32还保持校准程序15，用于促使处理器31实现下文将描述的基于传感器子系统29的输出的并包括更新LUT 34的校准方法。存储器32还充当用于中间处理结果的临时储存库。将认识到的是控制和处理子系统30可以采取诸如专用硬件的其它形式（例如ASIC或适当的编程的现场可编程阵列）。

传感器子系统29沿着介质路径24位于打印引擎22的下游并被配置成通过在多个位置的每一个处获取打印图像的反射谱的多个度量来监视由打印引擎14在介质28上形成的打印彩色图像。传感器子系统29例如采取设有三个滤波器的内联光学密度计的形式。光学密度计在本领域中是众所周知的，并且在美国专利7,502,116（惠普开发公司）中描述了一个适当形式的密度计。在其它实施例中，传感器子系统29可以定位于除所描述之外的其它位置处，并且采取不同的形式（诸如内联RGB扫描仪），只要其能够在多个位置中的每一个处提供作为打印图像的反射谱的投影的多个度量即可。

传感器子系统29获取其度量的位置对应于正被打印的图像中的已知位置；结果，可知道用于每个测量位置的所请求油墨覆盖值。为了考虑到获取所述度量方面的小的潜在不准确，针对具有基本上恒定（均匀）色彩的区域（其可以是小的）分析输入图像数据19，并将测量位置定位于此类区域中—关于测量位置的任何定位不准确因此将不影响用于该位置的反射谱度量与所请求油墨覆盖之间的关联的有效性。

LUT校准—一般方法

虽然不能使用一小组的非比色测量（诸如由密度计提供）来正式地测量混合油墨块片的色彩，但已经发现，当将此类测量与诸如在适当谱模型中体现的打印过程的知识相组合时，充分的色彩表征是可能的。

现在要描述的校准方法并不如先前所完成的那样设法实现所打印的混合油墨块片中的每个色彩的含量的精确评估以对LUT 34进行校准；替代地，通过使将所测量密度计读数与使用打印过程的谱模型从所请求油墨覆盖导出的预期值相比较的成本函数最小化来直接估计LUT修正参数。

在图3中举例说明体现本发明的校准方法所使用的一般方法。将假设，在任意打印图像中的M个位置处获取测量，其中用以下集合来表示用于第i个位置（1≤ i ≤ M）的所请求油墨覆盖35：

{α _i-c, α _i-m, α _i-y, α _i-k }

其中，后缀元素i指示所涉及的图像位置，并且后缀字母c、y、m或k指示相关的油墨（分别为青色、品红色、黄色或黑色）。用以下集合来表示用于油墨c、m、y、k的对应实际打印覆盖38：

{ c _i-c, c _i-m, c _i-y, c _i-k}

一般地将一个油墨覆盖表示为c _i-ink。举例来说，M可以具有46的值，不过此数目可以根据所追求的准确程度而显著更小或更大。

图3的左手侧描绘实际打印和测量过程。更特别地，使用对应的LUT 34将所请求油墨覆盖35转换成打印引擎22用来打印硬图像36的网片尺寸。打印引擎中的漂移的可能性意味着实际打印油墨覆盖38可能并不对应于所请求的覆盖35。在打印图像中的M个位置37中的每一个处，传感器子系统29获取反射谱度量的集合R_i（再次地，后缀i指示第i个位置）。每个集合R_i包括n个度量r。在本示例中，在每个集合中存在三个度量，其对应于为密度计提供的三个滤波器，该度量是相关位置处的反射谱在密度计滤波器集合上的投影；能够获取不同数目的度量。总的来说，针对每个打印图像，传感器子系统29提供M个n维测量向量：

R _i  = ( r₁, r₂, ......r _n ) (1≤ i ≤ M)。

图3的右手侧描绘预期的参数依赖测量读数的计算。针对M个测量位置中的每一个，使用相应的参数化转换函数40将对应的所请求油墨覆盖35(c _{i- c}, c _{i- m}, c _{i- y}, c _{i- k})转换成预期覆盖值41(e _{i- c,}  e _{i- m,}  e _{i-y ,}  e _i-k )：

其中，下标 Ψ _c , Ψ _m , Ψ _y 和Ψ _k 表示一个或多个参数的集合，其分别将用于青色、品红色、黄色和黑色油墨的转换函数参数化，并且其值将被确定以允许LUT 34的调整。然后在适合于打印过程的谱模型42中使用参数依赖预期油墨覆盖41，以便导出用于相关测量位置的参数依赖预期反射谱43（实际上，此反射谱一般地将不是作为离散结果而生成的，而是被嵌入正在实现的总体计算中）。可以方便地将谱模型42表示为N（油墨覆盖）。然后使用方便地用以下列向量表示的传感器子系统29的灵敏度函数45（在本情况下，为滤波器传递函数）来将用于每个测量位置的所计算的预期反射谱43转换成一组n个参数依赖预期反射谱度量46：

P = [P ₁ , P ₂ , ..... P _n ] ^T

并且每个位置处的预期度量为：

然后通过对由在M个测量位置上的实际和预期度量之间的差形成的成本函数的最小化（通常为但不限于最小二乘方最小化）求解来确定（方框47）构成参数集Ψ _c 、Ψ _m 、Ψ _y 和Ψ _k 的参数的值，亦即：

     (1)

这可以要求用于每个参数集Ψ _c 、Ψ _m 、Ψ _y 和Ψ _k 的解的单独导出，或者单个解可能足以用于全部（例如，如其中所使用的覆盖转换函数具有基于特定漂移模型的一般形式的情况下可能的那样—参见下文，其中，在每个参数集中仅存在单个未知参数）。最后，使用所确定的参数值来更新LUT 34（虚线箭头48）。

接下来将描述预期反射谱度量的计算的各方面，后面是公式（1）的成本函数的最小化的更详细考虑。此后，给出由打印系统20实现的总体校准方法的描述。

参数化的覆盖转换函数40

下面描述参数依赖覆盖转换函数40的两个示例性形式，应认识到的是基于例如关于漂移形式的与在以下第一示例中使用的那个不同的假设的其它形式是可能的。

第一示例性形式—二次转换函数

小漂移的效果能够用初始LUT上的二次曲线来很好地近似。假设LUT 34使零覆盖与零网片匹配并使全覆盖与给出100%覆盖的网片匹配，则针对每个油墨，能够将由漂移引入的偏斜建模为：

f _q (x) = (1-q)x +q x ²                                                             (2)

其中，x表示非漂移覆盖值，f _q (x)表示漂移覆盖值，并且q是描述油墨的偏斜函数的标量参数。为了保证f _q (x)是单调递增的，将q的值钳位于范围[-1..1]。

可以将函数f_q(x)用作用于将所请求油墨覆盖转换成漂移适应的参数化预期油墨覆盖的覆盖转换函数；表征该函数的参数集Ψ包括单个参数q。

四个油墨c、y、m、k中的每一个具有上述形式f_q(x)的相应覆盖转换函数，下面用适当的下标来识别每个函数的表征参数，因此：q_c, q_m, q_y, q_k（在下文中还用q来共同地或一般地表示这些参数，如上下文所指示的）。

第二示例形式—无约束转换函数

可能的是在没有关于实际漂移的任何在先假设的情况下导出覆盖转换函数。这可以通过使用未被其之间的任何预定约束关系束缚的多个参数来定义该函数而实现，由此，所述参数能够采取使所感测的和预期反射谱度量之间的总差最小化的任何值。此形式的覆盖转换函数在本文中被称为‘无约束’转换函数。

如前所述，用于给定油墨的LUT校准的标准方法是测量在针对十五个不同的网片尺寸仅使用该油墨来打印块片时所实现的实际覆盖。因此，能够用十五个参数的集合l_ink来使用于给定油墨的LUT传递函数参数化；此参数化的LUT传递函数在其前向（forward）方向（覆盖至网片尺寸）上被表示为L_ink()。通过找到用于集合l_ink的参数的适当值，能够到达前向LUT传递函数，其适应已经发生的漂移并将所请求的油墨覆盖正确地转换成适合于促使所请求覆盖被打印的网片尺寸。

如果用L_ink()来表示用于给定油墨的现有LUT的前向传递函数，则用于第i个块片的该油墨的所请求覆盖c _i-ink 的结果得到的网片尺寸s _i-ink  将是：

s _i-ink  = L_ink(c _i-ink )。

通过使用参数化的LUT传递函数L_ink()的逆，其被表示为L_ink ^-1()，能够将当前网片尺寸（其产生当前实际油墨覆盖）转换成对于适当参数值能够预期是实际覆盖值的覆盖值。换言之:

L_ink ^-1(L_ink(c _i-ink ))   或  L_ink ^-1(s _i-ink )

提供由十五个参数的集合l_ink参数化的覆盖转换函数，其将用于相关油墨的所请求覆盖值转换成参数依赖预期覆盖值。参数集l_ink对应于与覆盖转换函数相关联的参数集Ψ。

当然，四个油墨c、y、m、k中的每一个具有其自己的LUT，导致四个参数集l_c、l_m、l_y、l_k，每个具有十五个参数。在这种情况下，必须针对每个参数集对实际与预期度量之间的差的最小化求解（图3中的方框47）。

谱模型42

所选择的谱模型将取决于所涉及的打印过程。在用于HP Indigo数字印刷机的示例的本情况下，适当的谱模型是众所周知的Neugebauer模型或蜂窝式Neugebauer模型的四油墨版本。如本技术领域的技术人员将理解的，其它谱模型将适合于不同的情况。

Neugebauer模型利用由正在使用的油墨的所有组合的集合组成的一组“基色（primary）”工作。因此，在本情况下，Neugebauer基色d的集合D是四个油墨c、m、y、k的所有组合的集合：

{ {}, {c}, {m}, {y}, {k}, {cm}, {cy}, {ck}, {my}, {mk}, {yk}, {cmy}, {cyk}, {myk}, {cmk}, {cmyk} }

当打印相关油墨的全覆盖时，还使用用于基色d的反射谱P_d的集合P_λ：

P_w, P_c, P_m, P_y, P_k, P_cm, P_cy, P_ck, P_my, P_mk, P_yk, P_cmy, P_cyk, P_cmk, P_myk, P_cmyk

针对相关油墨和介质的组合，能够使用光谱仪来一次测量这些反射谱。

用文字表明，可以将Neugebauer模型表示为：

打印位置处的反射谱N =  所有基色d的加权反射谱P_d的和

其中，每个反射谱P_d的加权是从实际打印油墨覆盖导出的覆盖值a_d。因此：

N = ∑a_dP_d      对于D中的所有d

在每个打印图像具有M个感兴趣位置的本上下文中，使用于第i个位置的基色d∈D的覆盖a _i-d的集合A _i 为：

{a _i-{} , a _i-c,  a _i-m, a _i-y, a _i-k, a _i-cm, a _i-cy, a _i-ck, a _i-my, a _i-mk, a _i-yk, a _i-cmy, a _i-cmk, a _i-cyk, a _i-myk, a _i-cmyk }

然后，针对第i个位置，用于基色覆盖的集合A_i的反射谱N_i是：

N _i  = ∑a _i-dP_d      对于D中的所有d                                 (3)

第i个位置上的基色d的覆盖a _i-d一般是从用于该位置的实际打印油墨覆盖c_i-ink导出的，为：

可以将其置为矩阵形式，为：

A _i  = B x _i                                                (4)

其中：

A_i是覆盖a _i-d的列向量

B是具有0、1、-1的元素的16×16矩阵

x_i是用于第i个位置的“实际覆盖乘积”列向量。

A _i 、B和x _i 在图4中完全示出。

举例来说，用于第i个位置的d＝{cyk}基色的覆盖a _i-cyk：

a _i-cyk = c _i-c x (1-c _i-m) x c _i-y x c _i-k = c _i-c c _i-y c _i-k - c _i-c c _i-m c _i-y c _i-k

是由B乘以x_i的第十四行给出的，亦即:

1× (x _i 的第十四行) - 1 x ( x _i 的第十六行)

基于等式（4）且用对应的向量P _λ 来表示用于基色d的反射谱P_d的集合P _λ ，可以将等式（3）重写为：

N _i  = P _λ Bx _i                                               (5)

在其中正在使用Neugebauer谱模型来基于参数依赖预期覆盖值确定第i个位置处的预期反射谱度量的本上下文中，从参数依赖预期覆盖值而不是从实际覆盖值导出基色覆盖A _i 。

因此，在使用形式f _q (x)（参见以上等式（2））的上述二次覆盖转换函数来由所请求覆盖值α _i-c、α _i-m、α _i-y 、α _i-k 导出参数依赖预期覆盖值的情况下，用“预期覆盖乘积”列向量来替换用于第i个位置的“实际覆盖乘积”列向量x _i ，“预期覆盖乘积”列向量的元素是预期油墨覆盖e _i-c、e _i-m、e _i-y 、e _i-k  的全部组合，并且被导出为：

                                       (6)

其中：V _i   是基于用于第i个位置的所请求油墨覆盖α _i-ink的值的16×16矩阵，以及

Q是“参数乘积”列向量，其元素是表征二次覆盖转换函数的参数q_c、q_m、q_y、q_k的所有组合。

在图5中完全示出了Q和。

关于矩阵V _i ，可以通过使用二次覆盖转换函数在Q的元素方面确定V _i 的行，所述二次覆盖转换函数根据所请求值提供预期覆盖值e _i-c、e _i-m、e _i-y 、e _i-k ，因此：

e _i-c = (1-q_c)α _i-c + q_c(α _i-c)² = α _i-c - q_c(α _i-c - (α _i-c)²) = α _i-c – q_cβ _i-c

其中：β _i-c = (α _i-c - (α _i-c)²)

e _i-m  = (1-q _m )α _i-m  + q _m (α _i-m ) ²  = α _i-m  - q _c (α _i-m  - (α _i-m ) ² ) = α _i-m – q _m β _i-m

其中：β _i-m  = (α _i-m  - (α _i-m ) ² )

e _i-y  = (1-q _y )α _i-y  + q _y (α _i-y ) ² = α _i-y  - q _y (α _i-y  - (α _i-y ) ² ) = α _i-y  – q _y β _i-y

其中：β _i-y  = (α _i-y  - (α _i-y ) ² ))

e _i-k = (1-q_k )α _i-k + q_k(α _i-k )² = α _i-k  -q_k(α _i-k - (α _i-k )²) = α _i-k – q_kβ _i-k

其中：β _i-k = (α _i-k - (α _i-k )²)

举例来说，图5示出V _i 的第十四行的元素，对应于的e _i-c e _i-y e _i-k元素（为了简单起见在下标中省略了“i-”）。

在使用形式的上述无约束覆盖转换函数来从所请求覆盖值α _i-c、α _i-m、α _i-y 、α _i-k 导出参数依赖预期覆盖值的情况下，在每次迭代时使用转换函数而不是如在二次覆盖转换函数的情况下所做的那样通过使用对应于V _i 和Q的预先导出的矩阵来导出被用来确定“预期覆盖乘积”列向量（其替换x_i）的元素的预期油墨覆盖e _i-c、e _i-m、e _i-y 、e _i-k 。

成本函数最小化（方框47）

要最小化的成本函数的一般化形式在以上公式（1）被给出为：

这可以根据所使用的覆盖转换函数的形式来被更具体地表示。

因此，在采用二次覆盖转换函数f _q (x)将参数集Ψ _c 、Ψ _m 、Ψ _y 和Ψ _k 减少至单个参数q_c、q_m、q_y、q_k的情况下，可以将要求解以确定用于q_c、q_m、q_y、q_k的值的函数写为：

   (7)

基于等式（5）和（6）（如所讨论的，来自等式（6）的替换x _i ），可以将其重写为：

      (8)

可以以标准方式使用‘梯度下降’算法对其进行求解。在下文中将导出用于LUT更新的参数值（其基于二次覆盖转换函数并使等式（8）的成本函数最小化）的总体方法称为‘二次方法’。

用以更新LUT的‘二次方法’具有这样的优点：只需要评估四个参数—对于每个油墨而言一个自由参数q。然而，这种方法所基于的二次偏斜假设是近似且可能并不是始终成立。以数学方式能够显示出，当二次偏斜假设成立时，并且在零噪声且打印过程很好地被Neugebauer模型描述的理想条件下，上述成本函数将收敛。然而，该收敛可以是至局部最小值。在这种情况下，无约束覆盖转换函数可以提供更好的解。

在使用也被写为L_ink ^-1(s _i-ink )的无约束转换函数L_ink ^-1(L_ink(c _i-ink ))的情况下，可以将要最小化的成本函数的一般化形式表示为：

     (9)

其中，l_ink是将用于油墨c、y、m、k中的一个的LUT传递函数L_ink()参数化的十五个参数的集合。使用等式（5）但是用预期覆盖的向量（在这里被表示为无约束转换函数的输出的函数）替换x _i  ，可以将等式（9）重写为：

     (10)

依次针对每个参数集l_c、l_m、l_y、l_k对此成本函数求解。在下文中将导出用于LUT更新的参数值（其基于无约束覆盖转换函数并使等式（10）的成本函数最小化）的总体方法称为‘无约束方法’。

实际上，‘无约束方法’搜索解释测量的最好LUT值而不进行关于实际漂移的任何在先假设。虽然这种方法可能看起来比‘二次方法’更好，但情况并不总是这样。这是因为被用于LUT校准的任意打印图像中的测量位置仅包括对于每个油墨而言可能的覆盖值的一部分；由于‘无约束方法’允许任何LUT值，只要其是单调的即可，所以其依赖于类似于感兴趣点的关于覆盖的数据的存在，并且此类数据将只有在测量位置具有此类覆盖时才存在。因为这个原因，在LUT校准方法的一个实施例中，在打印作业的运行期间的大多数时间使用‘二次方法’，在运行期间偶尔使用‘无约束方法’，以便改正漂移的任何非二次元素。

总体LUT校准过程

图6示出在程序15的控制下由图2打印系统20实现的以在打印任意客户打印作业的多个拷贝的打印运行过程中实现进行中LUT调整的LUT校准方法的一个形式的总体流程图。假设在开始时，由用于每个油墨的LUT 34存储的覆盖到网片尺寸关系是令人满意的。

该校准方法包括两个阶段，即初始化阶段60和动态LUT调整阶段63。

在初始化阶段60中，确定将被用于获取反射度量的图像的M个区域（步骤61）。如已经描述的，此确定是使用输入图像数据19完成的，适当区域对应于基本上恒定色彩的区。

初始化阶段60包括第二步骤62，其中，基于从第一打印图像（称为‘证据’打印品）获取的测量来调整乘法P·P_λ的值（其出现在等式（8）的‘二次方法’成本函数和等式（10）的‘无约束方法’成本函数二者中）。完成此步骤是为了应对用于传感器子系统29（通常由传感器制造商提供）的灵敏度函数数据P的可能不准确以及不准确的谱模型参数。为了确定用于P·P_λ的调整值，使用等式（8）的‘二次方法’成本函数，但是现在做出无漂移的假设（证据打印品是第一打印品），因此所有参数q_c、q_m、q_y、q_k具有零的值；然后针对P·P_λ而不是针对q的值求解成本函数最小值。然后在之后的阶段63中的LUT调整计算中使用用于P·P_λ的这些计算值。当然，可以替换地基于适配‘无约束方法’成本函数来执行步骤62。

在动态LUT调整阶段63期间，通过使用二次或无约束方法使感测的和预期反射谱度量之间的差最小化来从每个连续打印品计算LUT调整。

更特别地，在步骤64中，使用传感器子系统29来在与步骤61中所选的M个区域相对应的打印品的M个位置中的每一个处从感兴趣的当前打印品获取反射谱度量。在步骤65中使用二次或无约束参数化覆盖转换函数来计算这些所感测度量的预期值。可以按照任何顺序或重叠地执行步骤64和65。

接下来，在步骤66中，通过依照等式（8）或（10）使感测的和预期反射度量之间的总差最小化来确定使在步骤65中所使用的覆盖转换函数参数化的参数的值。使用这些参数值，修改LUT 34，每个油墨一个（步骤67）。

除非刚刚测量的打印品是打印运行的最后一次打印品（在步骤68中测试），处理通过针对下一打印品重复步骤64至67来继续且此过程持续至最后一次打印品已被处理。

可以在同一打印运行中将‘二次’和‘无约束’方法混合；因此，如已经描述的，可以在大多数时间使用‘二次方法’，并偶尔使用‘无约束方法’以便改正漂移的任何非二次元素。

应认识到的是存在的数据越多，最小化过程将越准确。因此，不是在针对单个打印品导出的感测的和预期谱度量之间的总差上实现步骤66的最小化计算，该计算可以基于从几次连续打印收集的数据。通常，漂移的效果是逐渐的，使得从连续打印获取的数据很可能产生相同的调整参数。将最小化计算扩展到几次连续打印上的一个方式是简单地收集从这些打印获取的所有感测度量并将它们当作它们好像全部来自单次打印；这等价于对度量求平均以便减少测量噪声。当然，针对被求平均的打印品上的同一测量位置，只须完成预期度量的计算一次。

更复杂的方法是在如图6中的每次打印之后更新LUT，并且然后在每组的j次打印之后实现LUT的补充更新，此补充更新将关于该组中的打印进行的所有测量考虑在内。当然，这些测量将是已经用所应用的不同LUT获取的；为了随后进行组合，因此需要首先将所有测量变换到相同的LUT（通常是用于当前组的第一打印的其状态下的LUT）。这是通过改变所请求油墨覆盖的值完成的。举例来说，使L_c1()为用于该组的第一打印的青色LUT的传递函数，并且使z为一个位置上的所请求青色覆盖，使得在该组的第一打印中被用于该位置的数字网片是L_c1(z)。并且，使L_c2()为基于该组的第一打印来执行步骤64～67之后的已更新LUT，使得L_c2(z)是被用于该组的第二打印的新（可能不同）的数字网片。当积累数据以便在当前打印组结束时实现计算补充更新时，将用于第二打印的所请求青色覆盖取作。

已经发现所述LUT校准方法的实现将导致具有两个或以下覆盖百分比的最大误差（与正确的LUT相比）的已更新LUT，其与目前技术水平的校准方法相比是很好的。虽然如所提及的，能够使用任意打印对象来执行所述校准方法，但这并不意味着所有图像将产生相同的校准准确度，并且可以预期某些打印图像将在使得能够进行校准方面不像其它的一样有用。

应认识到的是对于上述形式的LUT校准方法和设备而言可以有许多变体。例如，虽然在上述实施例中，所采用的内联传感器子系统是具有三个滤波器的内联密度计，但可以使用不同数目的滤波器（和因此的度量），或者能够采用不同类型的内联测量设备，诸如扫描仪。

此外，所述LUT校准方法不限于打印系统中的内联使用；例如，可以将该校准方法用于硬拷贝模拟，亦即用于将打印系统设置成打印图像，所述图像再现先前在可能未知的打印机上打印但是对其而言对应的原始图像数据可用的硬拷贝图像的谱特性。在这种情况下，离线地测量硬拷贝图像上的均匀色彩区域，并从原始数据导出对应的所请求覆盖值。然后使用从硬拷贝图像获取的测量作为在被设置成用于图像的新打印运行的打印系统上实现LUT更新（步骤65～67）的几次迭代时的感测度量；在足够的迭代之后，由所设置的打印系统的传感器子系统产生的度量应准确地模拟在硬拷贝图像上所测量的那些。

如已指示的，除上述二次和无约束形式之外，其它形式的参数依赖覆盖转换函数是可能的。特别地，可以实现参数依赖覆盖转换函数，其基于关于漂移形式的与二次转换函数中使用的不同的假设；此类覆盖转换函数一般地能够在LUT校准中以与二次转换函数相同的方式使用。

虽然主要在LUT调整的背景下阐明了所述校准方法，但相同的方法还可以应用于已经结合图6 LUT调整流程图的初始化步骤62示出的其它打印系统部件的校准。将回想起的是，在步骤62中，使用等式（8）的应用来确定用于P·P _λ 的已调整值，对于等式（8）而言二次覆盖转换参数q_c、q_m、q_y、q_k被取为零，并且随后针对P·P _λ 使等式（8）的成本函数最小化。这实际上相当于校准包括传感器29（用P来表征）和油墨介质组合（用P _λ 来表征）的打印系统部件子系统。当然，可以将P和P _λ 中的一个或另一个视为被固定在其前一值，使得校准限于另一个—例如，在P _λ 固定的情况下，校准是针对传感器29的灵敏度函数P。

能够以这种方式来校准的其它打印系统部件包括显影单元18。这些单元中的每一个使用施加的显影电压来控制被转印到鼓25的油墨的量，并且需要针对每个显影单元单独地设置（校准）此电压，以保证对应油墨的100%的请求覆盖导致完整的实际覆盖，而没有导致油墨层堆积的油墨过多。通过向成本函数中引入对改变对应显影电压的效果进行建模的用于每个油墨的参数，变得可以对用于这些参数的成本函数最小化求解并导出显影电压的适当调整。出于此目的，可以使用‘二次方法’和‘无约束方法’。

针对‘二次方法’，在漂移模型中将显影电压建模为缩放因数参数，因此不是将漂移偏斜曲线建模为二阶多项式，而是由二阶多项式乘以参数d来对偏斜曲线进行建模。因此要评估四个附加参数d_c、d_m、d_y、d_k（每个油墨一个），以及四个参数q_c、q_m、q_y、q_k。因此，如果：

d = (d_c, d_m, d_y, d_k)

先前的二次覆盖转换等式（对应于以上等式（2））变成：

f _q,d (x) = d·[(1-q)x +qx]²

其中x表示所请求覆盖值，并且f _q,d (x)表示预期覆盖值。成本函数公式（1）现在变成：

     (11)

其随后又在迭代的基础上依次针对参数q和d被最小化（亦即，当针对q进行最小化时，用于d的值是固定的并导出用于q的值；然后执行用于d的最小化，其中q被固定在其新的值，以导出用于d的新值—迭代地以此类推，用于q的最小化假设d是固定的，并且使d最小化假设q是固定的，直至收敛。然后将用于q和d的结果值用于分别对LUT和显影电压进行校准。

针对‘无约束方法’，现在用具有16个参数而不是15个参数的集合link来描述每个LUT的传递函数—额外参数是乘法因数，乘以全部的15个覆盖值，其与显影电压相关。因此，此解类似于上述那个，在这里涉及针对15个LUT参数迭代地对成本函数进行求解（假设固定的显影电压参数），并且然后对显影电压参数进行求解（假设固定的LUT参数）。

用于确定适当显影电压的前述过程涉及如何对反射进行建模方面的近似。穿过打印油墨层的光随着层厚度呈指数衰减。因此，应由下式来对反射进行建模：

R _i (c)=c ^-h

其中c是覆盖值且h是层的厚度。然而，在用于确定显影电压的上述过程中，在上述解中，由下式来近似R _i (c)：

R _i (c)=d·c

其得到好到足以确定显影电压值的变化方向的解。另一方法将是直接地近似指数曲线并估计h，然而，这将要求精确覆盖的估计。

当然，如果能够假设LUT漂移为零（诸如在打印运行开始时），使得只需要确定适当的显影电压，则成本函数最小化被大大地简化。

应认识到的是在能够应用上述校准方法的打印系统中使用的标记剂的数目、色彩和形式可以不同于上文针对示例性打印系统20所的那些。短语“多个反射谱度量”意指正在测量谱的一个或多个部分，不一定是整个谱。换言之，获取基于反射谱的多个度量或与反射谱有关的多个度量。

Claims (16)

1.一种对彩色打印系统的部件进行校准的方法，该方法包括：

通过使用感测系统测量在硬拷贝图像的多个位置中的每一个处的反射谱值，每个位置潜在地被用不止一个标记剂色彩打印；

基于用于在每个所述位置处打印的每个标记剂的所请求覆盖值计算用于每个所述位置的预期反射谱值，计算的预期反射谱值取决于至少一个参数，其对要校准的所述部件的特性进行建模；

合计跨所述位置的测量和预期的反射谱值之间的差；

确定所述至少一个参数的值，该值使跨所述位置的总差最小化；以及

根据所述至少一个参数的所确定值对所述部件进行校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述位置处的预期反射谱值涉及：

使用用于所述每个标记剂的参数化覆盖转换函数将用于该位置处的每个标记剂的所请求覆盖值转换成预期打印覆盖值，所述至少一个参数包括将用于每个标记剂的覆盖转换函数参数化的参数；

使用将预期打印覆盖值与对应的反射谱相关的谱模型来处理预期打印覆盖值；以及

生成预期反射谱值作为感测系统的响应函数在谱模型的输出上的投影；

所计算的预期反射谱值取决于将覆盖转换函数参数化的参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，用于每个标记剂的每个覆盖转换函数包括不被其之间的预定约束关系束缚的多个参数，由此，所述参数能够采取使测量的反射谱值和预期的反射谱度值之间的总差最小化的任何值。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，每个覆盖转换函数包括表征所请求和预期覆盖值之间的预定的一般形式的关系的参数。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中，要校准的打印系统部件包括用于每个标记剂的相应存储关系，其使所请求标记剂覆盖值与意图导致打印图像中的对应实际覆盖的打印系统设置相关。

6.根据权利要求5所述的方法，其中每个所存储的关系采取查找表的形式，并且所请求覆盖值被转换到的打印系统设置是半色调网片尺寸。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述感测系统是打印系统的内联感测子系统，由感测系统从其获取多个反射谱值的硬拷贝图像是由打印系统打印的图像；该方法还包括在打印所述硬拷贝图像的多个拷贝的打印运行过程期间在进行中重复所述存储关系的校准。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，使用针对由打印系统打印的多个连续图像积累的感测和预期度量来实现使测量的反射谱值和预期的反射谱度值之间的总差最小化的参数值的确定。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，由校准过程的初始迭代来评估打印系统谱性质，其值在计算所述预期反射谱值时被使用，在所述初始迭代中，将谱性质的值视为未知，并使用所请求覆盖值作为预期覆盖值，从而固定覆盖转换函数参数的值，谱性质的值被确定为使所感测的反射谱值和预期反射谱值之间的总差最小化的其值。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，用于每个标记剂的覆盖转换函数包括对用于该标记剂的完整覆盖值进行建模的另一参数，针对此另一参数所确定的值被用来对控制相关标记剂的完整覆盖的打印系统部件进行校准。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述硬拷贝图像是打印图像，打印系统将被设置成在由此打印的图像中模拟其谱特征。

12.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，所述感测系统包括具有多个滤波器的光学密度计。

13.一种针对彩色打印系统中的多个不同着色油墨中的每一个来调整相应存储关系的方法，所述存储关系使所请求油墨覆盖值与意图导致打印图像中的对应实际油墨覆盖的打印系统设置相关；该方法包括：

通过使用感测系统测量由打印系统打印的任意图像的多个预定位置中的每一个处的反射谱值，每个位置潜在地是用不止一个油墨色彩打印的，并且用于该位置的所请求油墨覆盖是已知的；

针对每个所述位置，计算采取预期反射谱投影形式的预期反射谱值，其取决于：

用于该位置的所请求油墨覆盖，

用于每个油墨的参数化漂移适应覆盖转换函数，

使打印油墨覆盖与对应的反射谱相关的谱模型，以及

感测系统响应函数；

其中所计算的预期反射谱值取决于使漂移适应覆盖转换函数参数化的参数；

合计跨所述位置的测量和预期的反射谱值之间的差；

确定所述参数的值，所述值使跨所述位置的总差最小化；以及

根据所确定的参数值来修改所存储关系。

14.一种彩色打印系统，包括：

打印引擎，其用于使用不同色彩的多个油墨来打印彩色图像，

感测子系统，其用于获取由打印引擎打印的硬拷贝图像的反射谱值，以及

控制和处理子系统；

所述控制和处理子系统被布置成操作所述打印系统以

通过以下方式对打印系统的打印系统部件进行校准：

使用所述感测子系统来获取由打印引擎所打印的硬拷贝图像的多个位置中的每一个处的多个反射谱度量，每个位置潜在地是用不止一个油墨所打印的；

基于用于在每个所述位置处打印的每个油墨的所请求覆盖值计算用于每个所述位置的预期反射谱值，这些计算的预期反射谱值取决于至少一个参数，其对要校准的所述部件的特性进行建模；

合计跨所述位置的测量和预期的反射谱值之间的差；

确定所述至少一个参数的值，该值使跨所述位置的总差最小化；以及

根据所述至少一个参数的所确定值对所述部件进行校准。

15.根据权利要求14所述的打印系统，其中，所述控制和处理子系统被布置成通过以下方式来计算所述位置处的预期反射谱值：

使用用于该位置处的每个油墨的参数化覆盖转换函数将用于该油墨的所请求覆盖值转换成预期打印覆盖值，所述至少一个参数包括将覆盖转换函数参数化的参数；

使用将预期打印覆盖值与对应的反射谱相关的谱模型来处理预期打印覆盖值；以及

生成预期反射谱谱值作为感测系统的响应函数在谱模型的输出上的投影；

所计算的预期反射谱谱值取决于将覆盖转换函数参数化的参数。

16.根据权利要求15所述的打印系统，其中，所述控制和处理子系统包括保持用于每个油墨的相应查找表的存储器，该查找表使所请求油墨覆盖值与意图导致打印图像中的对应实际覆盖的半色调网片尺寸相关，要校准的打印系统部件包括所述查找表。