CN104354475B - 彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，包括步骤：步骤1，设计青、品红、黄、黑四色通道的输出色靶；步骤2，关闭彩色喷墨打印机色彩控制及墨量限制功能，打印输出色靶；步骤3，测量输出色靶各色块的色度和亮度，根据色度获得各色块的饱和度；步骤4，根据各色通道的网点百分比与亮度、饱和度间的变化规律，获得各色通道的最大墨量阈值；步骤5，根据输入的网点百分比及各色通道的最大墨量阈值控制各色通道对应的输出墨量。本发明在实现输出墨量精准控制的同时，也能实现打印机输出色域的最大化，避免了墨量超限引起的起皱、堆墨、溢出等问题，从而提高打印机的色彩输出能力。

Description

彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法

技术领域

本发明属于喷墨打印机色彩复制控制技术领域，具体涉及一种彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法。

背景技术

喷墨打印是打印机通过打印喷头将颜料墨滴喷射到承印介质而实现色彩复制的过程，主要通过控制喷嘴喷出的墨量多少来实现同一油墨不同级数的打印效果。多色喷墨打印机具有打印图像层次丰富、细节清晰、打印色域广、承印物多样等诸多优势。但是受承印介质与墨水自身属性的影响，承印物所能承载的单通道最大墨量存在上限，当墨量超过此上限时打印色彩再现的范围不会提高，反而会因墨量过大导致墨层表面起皱、积墨以及溢出等问题，影响最终的输出效果。

目前，业界解决此类问题的主要方法是通过打印不同网点百分比的色块与纸白进行色差计算，当相邻两色块与纸白的色差不再增加时取网点面积率较小的作为该颜色的最大墨量阈值。但是当墨量超限的色块出现油墨溢出等问题时，其色差可能还会增加，所以该方法在此种情况下不再适用。为保证判断的准确性，通常需要通过人眼观察才能确定最大墨量阈值，但是此方法并不能满足工业中快速高效的要求。因此，需要解决打印机的单通道墨量限制问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高效、准确的彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，包括步骤：

步骤1，按预设网点百分比采样间隔，分别对彩色喷墨打印机四色通道进行均匀采用，设计青、品红、黄、黑四色通道的输出色靶；

步骤2，关闭目标彩色喷墨打印机色彩控制及墨量限制功能，打印输出色靶；

步骤3，色靶干燥后，测量输出色靶各色块的色度和亮度，根据色度获得各色块的饱和度；

步骤4，获得各色通道的最大墨量阈值，进一步包括子步骤：

4.1获得青色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各青色色块的网点百分比及对应的亮度和饱和度，经拟合获得网点百分比与亮度及网点百分比与饱和度的拟合曲线；分别获得上述两个拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Cl、n_Cs，n_Cl、n_Cs中较小值对应的墨量值即青色通道最大墨量阈值Φ_C＝n_Cmin*T_C，其中，T_C为彩色喷墨打印机未做墨量限制时青色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Cmin为n_Cl和n_Cs中的较小值；

4.2获得品红色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各品红色色块的网点百分比及对应的亮度和饱和度，经拟合获得网点百分比与亮度及网点百分比与饱和度的拟合曲线；分别获得上述两个拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ml、n_Ms，n_Ml、n_Ms中较小值对应的墨量值即品红色通道最大墨量阈值Φ_M＝n_Mmin*T_M，其中，T_M为彩色喷墨打印机未做墨量限制时品红色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Mmin为n_Ml、n_Ms中的较小值；

4.3获得黄色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各黄色色块的网点百分比及对应的饱和度，经拟合获得网点百分比与饱和度的拟合曲线；获得上述拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ys，网点百分比n_Ys对应的墨量值即黄色通道最大墨量阈值Φ_Y＝n_Ys*T_Y，其中，T_Y为彩色喷墨打印机未做墨量限制时黄色通道网点百分比为100％时的输出墨量；

4.4获得黑色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各黑色色块的网点百分比及对应的亮度，经拟合获得网点百分比与亮度的拟合曲线；获得上述拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Kl，网点百分比n_Kl对应的墨量值即黑色通道最大墨量阈值Φ_K＝n_Kl*T_K，其中，T_K为彩色喷墨打印机未做墨量限制前、黑色通道网点百分比为100％时的输出墨量；

步骤5，根据彩色喷墨打印机输入的网点百分比a获得各通道对应的输出墨量σ_i＝a*Φ_i，其中，i＝C、M、Y、K，表示各色通道，C、M、Y、K分别表示青色通道、品红色通道、黄色通道和黑色通道；σ_i表示通道i输出的输出墨量值，Φ_i表示通道i的最大墨量阈值。

步骤3中所述的色块的饱和度其中，a*和b*分别表示色块的色度。

子步骤4.1～4.4中所述的拟合曲线均采用最小二乘法拟合获得。

子步骤4.1～4.4中所述的拟合曲线均为一元六次多项式曲线。

本发明中，青色通道选取青色色块的亮度值与饱和度值分别与其网点百分比数据进行拟合，品红色通道选取品红色块的亮度值与饱和度值分别与其网点百分比数据进行拟合，黄色通道选取黄色色块的饱和度值与其网点百分比数据进行拟合，黑色通道选取黑色色块的亮度值与其网点百分比数据进行拟合。

和现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：

由于受承印介质与墨水自身属性的影响，承印物所能承载的单通道最大墨量存在上限。当墨量超过此上限时打印色彩再现的范围不会提高，反而会因墨量过大导致墨层表面起皱、积墨以及溢出等问题出现，影响最终的输出效果。

本发明通过青、品红、黄、黑四色通道油墨不同网点百分比的亮度与饱和度的变化规律获得各通道的最大墨量阈值；根据输入的网点百分比控制各通道对应的输出墨量。在实现输出墨量精准控制的同时，本发明也能实现打印机输出色域的最大化，避免了墨量超限引起的起皱、堆墨、溢出等问题，从而提高打印机的色彩输出能力。

附图说明

图1是本发明的具体流程图；

图2是本发明实施例的青、品红、黄、黑四色单通道输出色靶；

图3是实施例中青色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线图；

图4是实施例中青色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线图；

图5是实施例中品红色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线图；

图6是实施例中品红色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线图；

图7是实施例中黄色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线图；

图8是实施例中黑色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

见图1，本发明彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，包括以下步骤：

步骤1：以N为采样间隔，在网点百分比0-100％范围内分别对目标彩色喷墨打印机四色通道进行均匀采样，设计青、品红、黄、黑四色单通道输出色靶。

本具体实施中，以N＝5％对目标彩色喷墨打印机四色通道进行均匀采样，即每色有21级不同网点百分比的色块。但为保证数据的准确性，应在暗调部分增加采样点，共有30级采样点。

步骤2：关闭目标彩色喷墨打印机所有外部软件色彩控制及墨量限制功能，使用目标彩色喷墨打印机打印四色单通道输出色靶。

步骤3：待色靶完全干燥后，使用色度测量仪器测量各色块的CIE1976L^*a^*b^*色度值，其中L*表示色块的亮度，a*和b*表示色块色度参量，共同表示色块的色度值，并按照公式(1)计算各色块的饱和度；

$S={[{\left(a^{*}\right)}^2+{\left(b^{*}\right)}^2]}^{\frac{1}{2}}---\left(1\right)$

步骤4：将输出色靶中各青色色块的网点百分比x_C作为输入值、亮度y_Cl作为输出值，采用最小二乘法拟合获得青色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线y_Cl＝f_C(x_C)；将输出色靶中各青色色块的网点百分比x_C作为输入值、饱和度y_Cs作为输出值，采用最小二乘法拟合获得青色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线y_Cs＝g_C(x_C)；分别获得拟合曲线f_C(x_C)和g_C(x_C)的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Cl、n_Cs，n_Cl、n_Cs中较小值对应的墨量值即青色通道最大墨量阈值Φ_C。若拟合曲线的绝对值最小的斜率不止1个，取拟合曲线各绝对值最小的斜率对应的网点百分比，取最小网点百分比作为网点百分比n_Cl或n_Cs，根据n_Cl、n_Cs中较小值确定青色通道最大墨量阈值Φ_C。

本具体实施中，青色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线及网点百分比与饱和度的拟合曲线均为一元六次多项式曲线，见图3～4，青色色块的网点百分比与亮度的拟合多项式如下：

y＝-5E-10x⁶+1E-07x⁵-2E-05x⁴+0.0008x³-0.0188x²-0.2036x+91.456

青色色块的网点百分比与饱和度的拟合多项式如下：

y＝-9E-12x⁶-2E-08x⁵+5E-06x⁴-0.0004x³+0.0133x²+0.7045x+1.782

最大墨量阈值Φ_C计算如下：

Φ_C＝n_Cmin*T_C(2)

式(2)中，T_C为目标彩色喷墨打印机未做墨量限制前、青色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Cmin为n_Cl和n_Cs中的较小值，本具体实施中，n_Cmin＝n_Cs＝90％。

网点百分比与亮度的拟合关系式和网点百分比与饱和度的拟合关系式次数根据离散点与拟合曲线的接近程度决定，并不限于六次多项式。理论上，次数越高拟合效果越好，但计算越复杂，具体实施时，可根据实际情况和需求选择拟合关系式次数。本具体实施中，选择六次多项式和七次多项式的拟合效果均较好，考虑到计算复杂程度，故选择一元六次多项式。

步骤5：同步骤4的方法获得品红色通道最大墨量阈值Φ_M，具体如下：

将输出色靶中各品红色色块的网点百分比x_M作为输入值、亮度y_Ml作为输出值，采用最小二乘法拟合获得品红色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线y_Ml＝f_M(x_M)；将输出色靶中各品红色色块的网点百分比x_M作为输入值、饱和度y_Ms作为输出值，采用最小二乘法拟合获得品红色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线y_Ms＝g_M(x_M)；分别获得拟合曲线f_M(x_M)和g_M(x_M)的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ml、n_Ms，n_Ml、n_Ms中较小值对应的墨量值即品红色通道最大墨量阈值Φ_M。若拟合曲线的绝对值最小的斜率不止1个，取拟合曲线各绝对值最小的斜率对应的网点百分比，取最小网点百分比作为网点百分比n_Ml或n_Ms，根据n_Ml、n_Ms中较小值确定红色通道最大墨量阈值Φ_M。

本具体实施中，品红色色块的网点百分比与亮度的拟合关系式及网点百分比与饱和度的拟合关系式均为一元六次多项式，见图5～6，品红色色块的网点百分比与亮度的拟合多项式如下：

y＝-1E-09x⁶+3E-07x⁵-3E-05x⁴+0.0015x³-0.0321x²-0.3141x+91.422

品红色色块的网点百分比与饱和度的拟合多项式如下：

y＝-1E-09x⁶-4E-07x⁵+4E-05x⁴-0.0021x³+0.053x²+0.6236x+1.7592

最大墨量阈值Φ_M计算如下：

Φ_M＝n_Mmin*T_M(3)

式(3)中，T_M为目标彩色喷墨打印机未做墨量限制前、品红色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Mmin为n_Ml和n_Ms中的较小值，本具体实施中，n_Mmin＝n_Ms＝82％。

步骤6：将输出色靶中各黄色色块的网点百分比x_Y作为输入值、饱和度y_Ys作为输出值，采用最小二乘法拟合获得黄色色块的网点百分比与饱和度的拟合曲线y_Ys＝g_Y(x_Y)，获得拟合曲线g_Y(x_Y)的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ys，网点百分比n_Ys对应的墨量值即黄色通道最大墨量阈值Φ_Y。若拟合曲线g_Y(x_Y)的绝对值最小的斜率不止1个，取各绝对值最小的斜率对应的网点百分比，取最小网点百分比对应的墨量值为黄色通道最大墨量阈值Φ_Y。

本具体实施中，黄色色块的网点百分比与饱和度的拟合关系式为一元六次多项式，见图7，黄色色块的网点百分比与饱和度的拟合多项式如下：

y＝2E-09x⁶-7E-07x⁵+7E-05x⁴-0.0033x³+0.0907x²-0.4713x+1.622

最大墨量阈值Φ_Y计算如下：

Φ_Y＝n_Ys*T_Y(4)

式(4)中，T_Y为目标彩色喷墨打印机未做墨量限制前、黄色通道网点百分比为100％时的输出墨量；本具体实施中，n_Ys＝91％。

步骤7：将输出色靶中各黑色色块的网点百分比x_K作为输入值、亮度y_Kl作为输出值，采用最小二乘法拟合获得黑色色块的网点百分比与亮度的拟合曲线y_Kl＝f_K(x_K)，获得拟合曲线f_K(x_K)的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Kl，网点百分比n_Kl对应的墨量值即黑色通道最大墨量阈值Φ_K。若拟合曲线f_K(x_K)的绝对值最小的斜率不止1个，取各绝对值最小的斜率对应的网点百分比，取最小网点百分比对应的墨量值为黑色通道最大墨量阈值Φ_K。

本具体实施中，黑色色块的网点百分比与亮度的拟合关系式为一元六次多项式，见图8，黑色色块的网点百分比与亮度的拟合多项式如下：

y＝-3E-09x⁶+8E-07x⁵-1E-04x⁴+0.005x³-0.0999x²-0.328x+90.815

最大墨量阈值Φ_K计算如下：

Φ_K＝n_Kl*T_K(5)

式(5)中，T_K为目标彩色喷墨打印机未做墨量限制前、黑色通道网点百分比为100％时的输出墨量；本具体实施中，n_Kl＝91％。

步骤8：根据目标彩色喷墨打印机输入的网点百分比，按照式(6)获得墨量限制后该网点百分比对应的输出墨量值：

σ_i＝a*Φ_i(i＝C、M、Y、K)(6)

式(6)中，σ_i表示通道i墨量限制后的输出墨量值，a表示输入的网点百分比，Φ_i表示通道i的最大墨量阈值；C、M、Y、K分别表示青色通道、品红色通道、黄色通道和黑色通道。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，按预设网点百分比采样间隔，分别对彩色喷墨打印机四色通道进行均匀采样，设计青、品红、黄、黑四色通道的输出色靶；

步骤2，关闭目标彩色喷墨打印机色彩控制及墨量限制功能，打印输出色靶；

步骤3，色靶干燥后，测量输出色靶各色块的色度和亮度，根据色度获得各色块的饱和度；

步骤4，获得各色通道的最大墨量阈值，进一步包括子步骤：

4.1获得青色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各青色色块的网点百分比及对应的亮度和饱和度，经拟合获得网点百分比与亮度及网点百分比与饱和度的拟合曲线；分别获得上述两个拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Cl、n_Cs，n_Cl、n_Cs中较小值对应的墨量值即青色通道最大墨量阈值Φ_C＝n_Cmin*T_C，其中，T_C为彩色喷墨打印机未做墨量限制时青色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Cmin为n_Cl和n_Cs中的较小值；

4.2获得品红色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各品红色色块的网点百分比及对应的亮度和饱和度，经拟合获得网点百分比与亮度及网点百分比与饱和度的拟合曲线；分别获得上述两个拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ml、n_Ms，n_Ml、n_Ms中较小值对应的墨量值即品红色通道最大墨量阈值Φ_M＝n_Mmin*T_M，其中，T_M为彩色喷墨打印机未做墨量限制时品红色通道网点百分比为100％时的输出墨量；n_Mmin为n_Ml、n_Ms中的较小值；

4.3获得黄色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各黄色色块的网点百分比及对应的饱和度，经拟合获得网点百分比与饱和度的拟合曲线；获得上述拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Ys，网点百分比n_Ys对应的墨量值即黄色通道最大墨量阈值Φ_Y＝n_Ys*T_Y，其中，T_Y为彩色喷墨打印机未做墨量限制时黄色通道网点百分比为100％时的输出墨量；

4.4获得黑色通道的最大墨量阈值，具体为：

根据各黑色色块的网点百分比及对应的亮度，经拟合获得网点百分比与亮度的拟合曲线；获得上述拟合曲线的绝对值最小的斜率对应的网点百分比n_Kl，网点百分比n_Kl对应的墨量值即黑色通道最大墨量阈值Φ_K＝n_Kl*T_K，其中，T_K为彩色喷墨打印机未做墨量限制前、黑色通道网点百分比为100％时的输出墨量；

步骤5，根据彩色喷墨打印机输入的网点百分比a获得各通道对应的输出墨量σ_i＝a*Φ_i，其中，i＝C、M、Y、K，表示各色通道，C、M、Y、K分别表示青色通道、品红色通道、黄色通道和黑色通道；σ_i表示通道i输出的输出墨量值，Φ_i表示通道i的最大墨量阈值。

2.如权利要求1所述的彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，其特征在于：

步骤3中所述的色块的饱和度其中，a^*和b^*分别表示色块的色度。

3.如权利要求1所述的彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，其特征在于：

子步骤4.1～4.4中所述的拟合曲线均采用最小二乘法拟合获得。

4.如权利要求1所述的彩色喷墨打印机单通道墨量限制方法，其特征在于：

子步骤4.1～4.4中所述的拟合曲线均为一元六次多项式曲线。