CN108781245B

CN108781245B - 着色剂校准

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Publication number: CN108781245B
Application number: CN201680080619.5A
Authority: CN
Inventors: J·莫罗维奇; P·莫罗维奇
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: EP3446472A1; US10419642B2; EP3446472A4; CN108781245A; WO2017184150A1; US20190089867A1

Abstract

一种系统包括存储器，所述存储器存储针对具有多种着色剂的打印机的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界查找表(LUT)。每个预先计算的边界LUT响应于对应于LUT的每个节点的装置色彩输入值为每个节点提供一个纽介堡原色区域覆盖(NPac)。存储器中存储的测量数据代表针对所述打印机的所述多种不同着色剂的测量的液滴重量值。处理器执行指令，所述指令基于所述测量的液滴重量值在预先计算的LUT之中进行内插，以确定所述预先计算的LUT中的每者的比例权重。

Description

着色剂校准

背景技术

彩色打印可以是由于在诸如纸或其它介质的基底的顶部叠加的多种不同色彩的着色剂而产生的。由于很多打印技术仅允许在基底上的给定位置处沉积很少数量的层的油墨，因此可以使用半色调来获得在从适当观察距离看时得到给定色彩的油墨图案。这些半色调图案还导致通过特定方式沉积在彼此顶部或紧挨彼此沉积着色剂，从而提供了与所用着色剂(例如，油墨)的量非线性相关的色彩。由于半色调色彩再现的纽介堡(Neugebauer)模型，相应着色剂的色彩控制可以得到增加。在一个示例中，纽介堡模型提供了半色调图案的色彩是图案中使用的纽介堡原色(NP)的色彩的凸组合。于是，NP是可能的油墨套印之一，其凸权重是其覆盖的相对面积。

附图说明

图1示出了产生经校准的查找表的系统的示例。

图2示出了色彩校准系统中采用的用于产生经校准的查找表的内插器的示例。

图3示出了用于图2所示的内插器的内插器过程流的示例。

图4示出了采用经校准的查找表的打印机的示例。

图5示出了用于产生经校准的查找表的方法的示例。

具体实施方式

本公开在至少一个示例中提供了打印系统中的利用内插查找表(LUT)的着色剂校准。

作为一个示例，一种校准方法采用一组预先计算的边界LUT，其是针对相应着色剂边界类别计算的并且将RGB值映射到对应纽介堡原色区域覆盖(NPac)值。预先计算的LUT中的每个可以是基于预定的一组条件(例如，指定最大20％液滴重量改变的参数)的MIN/MAX液滴-容积LUT的组合，每个给定着色剂类别中的“MAX”为标称/默认值，例如，其中标称指定了可以从新打印机分散的油墨的最好情况或最大量。校准方法通过在预先计算的LUT之中内插测量的液滴重量改变(例如，由闭环色彩(CLC)系统提供的那些)来计算新的经校准LUT，以相对于预先计算的边界LUT补偿所测量的改变。通过将液滴重量用于预先计算的LUT和经校准LUT之间的NPac映射，可以减少用于校准半色调区域纽介堡分离(HANS)系统的常规测量，因为与用于HANS系统的常规校准的大量校准测量相比，利用了更少的数据点来执行映射。

打印系统中的色彩变化的原因常常是由于与从打印机中的给定打印喷嘴分散的着色剂的量有关的液滴重量的变化。于是，对于系统中应用的相同数量的液滴而言，较小液滴可以获得更浅且更低色度的色彩，而较大液滴可以产生更暗、更高色度的结果。于是，对打印系统进行色彩校准可以包括补偿因打印系统使用和/或由于环境条件而造成的着色剂液滴重量改变。当前的校准流程常常包含数量众多且成本高昂的测量，以校准更高级的打印系统，例如半色调区域纽介堡分离(HANS)系统。如本文所公开的，提供了系统和方法以高效率地执行打印系统的色彩校准。

图1示出了系统100的示例，系统100产生经校准的LUT以提供打印机的高效色彩校准。系统100包括存储器110以存储针对具有多种不同着色剂(例如，油墨、胶、合成剂、调色剂、蜡、染料，每种都具有大体上任何色彩或色彩组合等)的打印系统的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界LUT。每个预先计算的边界LUT 120(被示为LUT 1到LUT L，L为正整数)响应于被索引到LUT的每个节点的装置色彩输入值而为每个节点提供一个对应的NPac。每个LUT 120可以经由装置色彩(DC)值(例如，RGB)被索引并包含每个节点一个NPac。例如，在规则3^3LUT中，在LUT中有27个节点，每个对应于诸如RGB值的DC范围，其可以具有[例如，0％、50％、100％]值的所有组合，并且其中在该LUT的27个节点中的每个处，存在一个对应的NPac。

测量装置130针对打印系统的多种不同着色剂测量液滴重量值。测量装置130(例如，可以在打印机内部或外部)可以包括使用包括(一个或多个)色彩传感器的闭环色彩系统(未示出)来检测从利用窄带光源照明的原色色彩瓦片反射的光能。在一个示例中，这以与经典密度计类似的方式工作。在一些情况下，打印机(或外部系统)在基底上产生目标图案，并且测量装置130扫描所打印的图案以确定液滴重量。例如，这可以包括利用打印以及测量个体油墨的斜坡来推断每种油墨的液滴重量。

处理器140执行来自存储器110的指令。处理器140可以是中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)或可以经由诸如VHDL的硬件描述语言定义的一组逻辑块。指令可以从固件、随机存取存储器执行和/或例如经由可编程门阵列中配置的寄存器和状态机作为配置逻辑块来执行。

指令包括内插器150以基于来自测量装置130的测量的液滴重量值在预先计算的LUT 120之中进行内插，以确定预先计算的LUT中的每个的比例加权。内插器150向预先计算的LUT 120中的每个应用比例加权，以产生经校准的查找表(LUT)160。经校准的LUT 160响应于装置色彩输入值而提供相应NPac，以控制打印系统(例如，参见图4)分散多种不同的着色剂(例如，油墨)。例如，可以将针对LUT 160中的每个的比例加权应用于LUT中的每个中的对应节点，以响应于装置色彩输入值(例如，RGB值)和测量的液滴重量值来提供对应的经校准LUT节点值。图2和图3提供了如何经由内插器150相对于来自测量装置130的液滴重量值处理预先计算的LUT 120以产生经校准的LUT 160的示例，经校准的LUT 160然后可以由控制器使用以调节打印系统的着色剂分散。

在一些示例中，系统100可以用于校准打印系统的HANS流水线。HANS流水线可以由处理器140执行，或者在其它实施方式中，由打印系统的打印机控制器执行。在一种实施方式中，HANS流水线所采用的NPac利用被称为纽介堡方程的一组方程。纽介堡方程是基于半色调技术表征彩色打印系统的工具。纽介堡方程与被称为纽介堡原色的色彩相关联，在二元(双层)打印装置中，纽介堡原色是n种着色剂(例如，油墨)及其套印的2ⁿ组合，其中n种着色剂中的每种的应用为0％或100％。通常，纽介堡原色(NP)的数量为kⁿ，其中k是油墨可以被使用的层的数量，并且n是着色剂的数量。例如，对于利用六种不同油墨的打印机而言，其中可以在每个半色调像素处指定每种油墨的0、1或2个液滴，得到3⁶或729种NP。

常规系统的色彩校准的关键挑战是需要多次测量，测量次数随着页宽打印系统中使用的着色剂的数量而增加。本文描述的系统和方法基于仅N个输入量——N种着色剂的液滴重量(或其减小百分比与标称液滴重量相比)的测量/估计而提供了校准。这样可以减少要经由HANS流水线中的常规校准过程执行的校准测量的次数。例如，现有的校准系统依赖于可以直接应用液滴重量变化的油墨通道的存在，或者在HANS流水线示例中，依赖于跨越需要数量众多且成本高昂的测量的装置色彩空间(例如，RGB)的测量色彩变化。

图2示出了色彩校准系统中使用的用于产生经校准的查找表的内插器200的示例，以提供打印机的高效率色彩校准。图2的内插器200可以由处理器204执行，如前所述。内插器200包括边界类别识别器210以标识与2^N个类别相关联的N个液滴重量范围，N为正整数，将跨过所述N个液滴重量范围启用针对相应打印机的校准。在校准的最大值端，考虑新打印头的液滴重量，并且在最小值端，考虑那些老化的打印头，其中，要做出接受什么水平的液滴重量减小的选择。例如，边界参数214可以指定这些范围的对应于新打印头的顶端(DWmax)(例如，被测量为实验室中的标称值)，以及液滴比由边界参数指定的新打印头的液滴小(例如，20％)的打印头的底端(DWmin)。

由边界类别识别器210标识的范围得到2^N个每油墨液滴重量类别/组合，其建立了边界，以约束要执行的校准。图2的装置色彩(DC)到NPAC LUT计算器220针对由边界类别识别器210标识的2^N个类别中的每者计算DC(例如，RGB)到NPac LUT。来自计算器220的输出可以包括由在210/220处确定的最小和最大液滴重量的2^N种组合形成的超立方体的2^N个顶点。在此，可以使用LUT优化，或者可以基于启发来构造LUT，差异在于每种条件可以在不同液滴重量的假设下针对LUT节点构建NPac。最终结果是2^N个DC到NPac LUT。

色度计224提供色彩测量，该色彩测量是针对来自经由着色剂组合的2^N个类别标识的LUT的LUT节点中的每者进行的。色度计224测量由特定打印图案(例如，着色剂的组合)对特定波长的光的吸收。色彩色域识别器230例如通过选择具有最小色域的LUT(例如，典型地，对应于处于最小液滴尺寸的所有油墨的LUT)，基于色彩测量表格从相应类别标识LUT。

色彩色域映射器240利用通过获取在230处理的每个LUT的色度而获得的DC到DC(例如，RGB到RGB)映射来预先修正每个LUT。图2的色彩色域映射器240然后通过所有其它LUT的色彩测量(例如，色度-DC数据)对映射进行内插。这样导致2^N个LUT中的每者处理相同的色彩色域，并且每个LUT的每个节点映射到相同的对应色彩，但在每种情况下使用可能不同的NPac，其中那些NPac使得在每个LUT的条件下，它们在被打印时得到相同(或相似)的每节点色彩。

液滴重量测量装置244针对打印机的N种着色剂中的每种提供测量的液滴重量值(例如，液滴重量测量数据)。例如，液滴重量测量装置244可以采用闭环色彩测量过程，例如，其中色彩传感器检测来自利用窄带光源照明的原色色彩瓦片的反射能量。测量装置244能够以与经典密度计基本相同的方式工作。在一些情况下，打印机产生目标图案，并且测量系统(实施在打印机或外部测量系统中)通过光学方式扫描该图案以确定液滴重量。这可以包括利用打印以及测量个体着色剂的斜坡以推断每种着色剂的相应液滴重量值。根据244处的测量的液滴重量，液滴重量矢量计算器250确定液滴重量(DW)矢量。

如图2所示，DC到NPac嵌入器(tesselator)260嵌入由210/220处确定的最小和最大液滴重量的2^N种组合所形成的超级立方体的2^N个顶点。例如，嵌入器260提供多面体的集合(例如，二维的多边形、三维的多面体)，该多面体填充色彩色域的凸外壳而没有交叠或间隙。在一个示例中，嵌入器260被编程为使用Delaunay嵌入技术执行嵌入。在其它实施方式中，可以使用其它嵌入技术。由于NP可以被凸组合并与线性色彩空间中的色度有关，所以嵌入技术可以是任何几何嵌入技术。嵌入体选择器270确定包含来自250的DW矢量的V顶点嵌入体。

加权计算器280确定凸权重(例如，0.1、0.2、0.3等)。例如，加权计算器280向选定嵌入体的相应部分分配权重。组合器290然后执行权重的每节点凸组合。在凸几何中，凸组合(例如，由组合器290执行)是点(其可以是矢量、标量或更一般的仿射空间中的点)的线性组合，其中所有系数都是非负且和为1。更正式地，给定实矢量空间中的有限数量的点x₁、x₂……x_n，这些点的凸组合是α₁x₁+α₂x₂+……+α_nx_n形式的点，其中实数α_i满足α_i≥0且α₁+α₂+……α_n＝1。

可以由内插器200通过对对应于由嵌入器260形成的单形的V个顶点的LUT进行凸组合而将经校准的LUT提供为经校准的DC到NPac LUT，其中凸权重是从由DW矢量形成的单形的体积以及从来自360和364的V个顶点获取的V-1个顶点组合所获得的V个质心坐标。如本文所用，质心坐标系提供了一种坐标系，其中单形(例如，三角形、四面体等)的点的位置被指定为通常在其顶点处放置的不等质量的质量的中心或质心。质心坐标系的坐标还可以延伸到单形之外，其中一个或多个坐标变为负值。

图3示出了诸如图2所示的内插器200的内插器的内插器过程流300的示例。图3中所示的过程流300示出了具体示例，其中分析了4种着色剂(例如，油墨)，这导致每种油墨的16种组合处于最小或最大液滴重量处。在该示例中，构造了被示为LUT 1到LUT 4的4个LUT，其中最小和最大液滴重量之上的边界类别被标识，并且在310处针对每个LUT构造RGB到NPac LUT。在示例中，RGB表示被指定为装置色彩(DC)表示的具体示例。在图3的320处示出了色域标识，其对应于图2的色彩色域识别器230。在330处，执行色彩色域映射，其通过处理在320处针对每个LUT获取的色度利用DC到DC(例如，RGB到RGB)映射对每个LUT进行预先修复。在340处，创建RGB到NPac LUT，每个LUT处理同一色彩色域，并且每个LUT的每个节点映射到相同的对应色彩。根据350处的测量的液滴重量，确定被示为[i1,i2]的液滴重量(DW)矢量。

对于2-油墨示例，在360处计算的两个嵌入三角形之一可以在364处被选择为单个包封嵌入体。作为另一示例，可以在370处执行凸加权(例如，由加权计算器280实施)，接着在380处执行每节点组合(例如，由组合器290)，以产生经校准的LUT 390。经校准的LUT 390可以被发送到打印机控制器(例如，参见图4)，其利用LUT来按照校准的那样控制在给定基底上分散的着色剂的期望量。

图4示出了打印机400的示例，其采用经校准的查找表提供打印机的高效色彩校准。打印机400包括打印头402，打印头402具有多个阱404(例如，油墨阱或通道)以经由多个喷嘴406在基底(例如，纸、塑料等)上分散着色剂。打印机400包括控制器410，以向打印头402发出液滴重量命令，以控制在基底上分散的着色剂的量和图案。校准系统418向控制器410提供经校准的查找表(LUT)420以调节分散在基底上的着色剂的量。

校准系统418的存储器424存储针对具有多种不同着色剂的打印机400的相应液滴重量边界种类的预先计算的边界查找表(LUT)430。每个预先计算的边界LUT 430响应于对应于LUT的每个节点的装置色彩(DC)输入值而为每个节点提供一个NPac。测量装置440(打印机内部或外部)针对打印机400的多种不同着色剂测量液滴重量值。处理器450执行来自存储器424的指令。指令(或如前所述的硬件逻辑)包括内插器460以基于所测量的液滴重量值在预先计算的LUT之中进行内插，以确定预先计算的LUT 430中的每者的比例加权。内插器460向预先计算的LUT中的每者应用比例加权，以产生经校准的LUT 420。经校准的LUT420响应于装置色彩输入值而提供相应的NPac，以经由控制器410和打印头402控制多种不同着色剂的分散。尽管图4的示例性打印机400中未示出，但内插器460还可以包括图2和图3中所示的内插器功能中的每者。

考虑到上文所述的前述结构和功能特征，参考图5将更好地理解示例性方法。尽管出于解释简单的目的，该方法被示出和描述为串行执行，但要理解并认识到，该方法不受图示次序的限制，因为该方法的部分可以按照与本文所示出和描述的次序不同的次序发生和/或同时发生。例如，这种方法可以通过由各种硬件部件(例如由一个或多个处理器、集成电路、计算机或控制器)执行的指令来实施。

图5示出了方法500的示例，方法500产生经校准的查找表以提供打印机的高效色彩校准。在510，方法500包括存储针对具有多种不同着色剂的打印系统的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界LUT(例如，图1的LUT 120)。每个预先计算的边界LUT响应于对应于LUT的每个节点的装置色彩输入值(例如，RGB或其它色彩值)为每个节点提供NPac值。在520，方法500包括针对打印系统的多种不同着色剂(例如，经由测量装置130、244或440)测量液滴重量值。在530，方法500包括基于所测量的液滴重量值在预先计算的LUT之中进行内插，以确定预先计算的LUT中的每者的比例加权(例如，经由内插器150、200或460)。在540，方法500包括向预先计算的LUT中的每者应用比例加权以产生经校准的查找表(LUT)(例如，经由权重计算器280)。经校准的LUT响应于装置色彩输入值提供相应的NPac，以控制打印系统对多种不同着色剂的分散。尽管未示出，但方法500还可以包括相对于图2和图3所公开的内插器功能(例如，210到290)，例如基于针对每个LUT的色彩测量利用装置色彩(DC)到DC映射来预先修复来自相应边界类别的每个LUT。

上文所述为示例。当然，不可能描述部件或方法的每种可想到的组合，但本领域的普通技术人员将认识到，很多其它组合和排列都是可能的。因此，本公开旨在涵盖落在本申请、包括所附权利要求的范围内的所有这种替代、修改和变化。此外，在公开内容或权利要求提到“一”、“第一”或“另一个”元件或其等价物时，应当将其解释为包括一个或超过一个这种元件，既不需要也不排除两个或更多这种元件。如本文所用，术语“包括”表示包括但不限于。术语“基于”表示至少部分基于。

Claims

1.一种用于着色剂校准的系统，包括：

存储器，所述存储器存储针对包括多种不同着色剂的打印机的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界查找表(LUT)，每个预先计算的边界LUT响应于对应于所述LUT的每个节点的装置色彩输入值而为每个节点提供一个纽介堡原色区域覆盖(NPac)；

所述存储器中存储的测量数据，所述测量数据代表针对所述打印机的所述多种不同着色剂的测量的液滴重量值；

处理器，所述处理器执行所述存储器中存储的指令，所述指令用于：

基于所述测量的液滴重量值在所述预先计算的LUT之中进行内插，以确定所述预先计算的LUT中的每者的比例加权；

将所述比例加权应用于所述预先计算的LUT中的每者；以及

产生经校准的查找表(LUT)，所述经校准的LUT响应于所述装置色彩输入值而提供相应的NPac，以控制所述打印机对所述多种不同着色剂的分散。

2.根据权利要求1所述的系统，所述指令还用于通过指定液滴重量范围的顶端和所述液滴重量范围的底端来标识与2^N个类别相关联的N个所述液滴重量范围，其中，N为正整数，并且将在所述液滴重量范围内启用对所述打印机的校准。

3.根据权利要求2所述的系统，所述指令还用于针对由边界类别识别器标识的2^N个类别中的每者计算装置色彩(DC)到NPac LUT。

4.根据权利要求3所述的系统，所述指令还用于标识来自具有最小色彩色域的相应类别的LUT。

5.根据权利要求4所述的系统，所述指令还用于基于针对每个LUT的色彩测量利用装置色彩(DC)到DC映射来预先修复来自所述相应类别的每个LUT。

6.根据权利要求5所述的系统，所述指令还用于通过相应LUT的色彩测量对所述DC到DC映射进行内插，其中，所述相应LUT中的每者处理相同的色彩色域，并且每个LUT的每个节点映射到相同的对应色彩。

7.根据权利要求6所述的系统，所述指令还用于：

嵌入由最小液滴重量和最大液滴重量的2^N种组合形成的超级立方体的2^N个顶点；以及

从所述超级立方体的顶点选择V顶点嵌入体。

8.根据权利要求7所述的系统，所述指令还用于向代表要应用的着色剂的比例的所选择的V顶点嵌入体的相应部分中的每者分配权重。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，分配到所选择的V顶点嵌入体的相应部分中的每者的所述权重包括从由液滴重量矢量和来自所选择的V顶点嵌入体的相应的V-1个顶点组合所形成的单形的体积获得的V质心坐标。

10.根据权利要求8所述的系统，所述指令还用于对来自所选择的V顶点嵌入体的相应部分的所述权重执行每节点凸组合，以产生所述经校准的LUT。

11.一种打印机，包括：

包括多个阱的打印头，所述打印头在基底上分散多种不同着色剂；

控制器，所述控制器向所述打印头发出液滴重量命令，以控制分散在所述基底上的每种着色剂的量；以及

校准系统，所述校准系统向所述控制器提供经校准的查找表(LUT)，以指定分散在所述基底上的每种着色剂的量，所述校准系统包括：

存储器，所述存储器存储针对具有多种不同着色剂的打印系统的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界查找表(LUT)，每个预先计算的边界LUT响应于对应于所述LUT的每个节点的装置色彩输入值为每个节点提供纽介堡原色区域覆盖(NPac)；

处理器，所述处理器执行来自所述存储器的指令，所述指令用于：

将所述比例加权应用于所述预先计算的LUT中的每者；以及

产生所述经校准的LUT，所述经校准的LUT响应于所述装置色彩输入值而提供相应的NPac，所述控制器向所述打印头提供所述命令以根据所述相应的NPac控制所述多种不同着色剂的分散。

12.根据权利要求11所述的打印机，所述指令还用于标识来自具有最小色彩色域的相应类别的LUT。

13.根据权利要求12所述的打印机，所述指令还用于基于每个LUT的色彩测量利用装置色彩(DC)到DC映射来预先修复来自所述相应类别的每个LUT。

14.一种用于着色剂校准的方法，包括：

在存储器中存储针对具有多种不同着色剂的打印系统的相应液滴重量边界类别的预先计算的边界查找表(LUT)，每个预先计算的边界LUT响应于对应于所述LUT的每个节点的装置色彩输入值为每个节点提供一个纽介堡原色区域覆盖(NPac)；

经由处理器存储对应于针对所述打印系统的所述多种不同着色剂的液滴重量测量的液滴重量值；

经由所述处理器基于所述液滴重量值在所述预先计算的LUT之中进行内插，以确定所述预先计算的LUT中的每者的比例加权；以及

经由所述处理器向所述预先计算的LUT中的每者应用所述比例加权，以产生经校准的查找表(LUT)，所述经校准的LUT响应于所述装置色彩输入值而提供相应的NPac，以控制所述打印系统对所述多种不同着色剂的分散。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括基于针对每个LUT的色彩测量利用装置色彩(DC)到DC映射来预先修复来自相应边界类别的每个LUT。