CN109479083B - 用于加速颜色转换的可变分辨率查找表 - Google Patents

Abstract

所提供的是一种打印系统，其包括用于使用多个打印颜色将油墨施加到基片的打印机构。还包含的是一种计算机可读介质，存储图像以及用于生成可变分辨率查找表中的条目以供执行图像的加速颜色转换中使用的指令。还包含的是一种查找表生成器，其配置成将查找表分为多个区域，并且基于打印颜色的套印组合来设置多个区域的每个中的查找表条目的密度。条目的密度逐个区域而改变。还包含的是一种颜色转换控制器，其配置成利用查找函数来检索一个或多个查找表条目，并且基于一个或多个查找表条目向打印机构提供打印颜色空间坐标。

Description

用于加速颜色转换的可变分辨率查找表

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请号62/303642(2016年3月4日提交)和美国申请号15/260728(2016年9月9日提交)的优先权，其标题均为“用于加速颜色转换的可变分辨率查找表”，通过引用将其内容完整地结合到本文中以用于全部目的。

技术领域

本发明一般涉及用于从一个颜色空间到另一个颜色空间的图像的颜色转换的查找表。本发明设法开发一种查找表，其甚至对大颜色空间的使用也是准确和有效的。

背景技术

从源颜色空间到目标颜色空间的大图像的常规颜色转换通常通过在查找表中高速缓存大量转换来执行。对于给定颜色值，查找周围值并且内插未知值的转换则是简易和快速的。因为查找表的维数相当于源颜色空间中的油墨的数量，所以这种方式完全适用于少量油墨(例如4种油墨(CMYK))，因为仅存在可能套印的少量组合。但是，这种技术对于使用更大数量的油墨(例如扩展色域打印或专色打样)的系统则立即难以维持。开发用于比如12种油墨的全部可能套印的查找表要求不适合PC或打印机的存储器的大比例的查找表。

发明内容

所提供的是一种打印系统，其包括用于将油墨施加到基片的打印机构。打印机构可操作以使用多个打印颜色进行打印，使得打印输出的每个单元具有表达为打印颜色空间中的坐标集合(包括与油墨套印组合对应的一些坐标)的颜色。还包含的是一种计算机可读介质，存储数字信息，其包括：用于读取包含定义图像的信息的输入图像文件的指令，其中图像的每个单元具有通过表达为图像颜色空间中的坐标集合的图像颜色的组合所定义的颜色；以及用于生成可变分辨率查找表中的条目以供执行使用颜色转换函数从图像颜色空间到打印颜色空间的图像的加速颜色转换中使用的指令。还包含的是一种查找表生成器，其配置成：将查找表分为多个区域，每个区域对应于打印颜色子空间；基于打印颜色的套印组合来设置多个区域的每个中的查找表条目的密度，其中条目的密度逐个区域改变；按照变化密度来存储查找表条目，使得查找表包括与打印颜色空间对应的颜色值的变化网格；以及生成查找函数，以用于在执行从图像空间到基片的加速颜色转换时访问查找表条目。还包含的是一种颜色转换控制器，其配置成利用查找函数来检索一个或多个查找表条目，并且基于一个或多个查找表条目向打印机构提供打印颜色空间坐标，以用于将油墨施加到基片。

所提供的是一种打印系统，其包括用于将油墨施加到基片的打印机构，打印机构可操作以使用多个打印颜色进行打印，使得打印输出的每个单元具有表达为打印颜色空间中的坐标集合的颜色。还包含的是一种计算机可读介质，存储数字信息，其包括用于读取包含定义图像的信息的输入图像文件的指令，其中图像的每个单元具有通过表达为图像颜色空间中的坐标集合的图像颜色的组合所定义的颜色。还包含的是查找表，其包括具有供执行使用颜色转换函数从图像颜色空间到打印颜色空间的图像的加速颜色转换中使用的查找表条目的变化密度的多个区域，其中多个区域的每个中的密度基于打印机构使用与通过查找表条目所表示的打印空间坐标对应的套印的可能性，以及用于实现打印机构在执行图像的加速颜色转换时访问查找表条目的查找函数的指令。还包含的是一种颜色转换控制器，其配置成访问与图像对应的所存储数字信息，确定图像中的所选像素的图像颜色空间坐标，当查找表包含对应于与所选像素的图像颜色空间坐标对应的打印空间坐标的条目时从查找表中检索条目，当查找表没有包含对应于图像颜色空间坐标的条目时从查找表内插条目，并且基于所检索和内插条目来控制打印机构将油墨施加到基片。

所提供的是一种图像输出方法，包括由颜色转换控制器来访问计算机可读介质上存储的数字信息，以实现查找函数。所存储数字信息包括：可变密度查找表，其包含用于使用颜色转换函数将输入颜色空间中的坐标转换成输出颜色空间中的坐标的多个查找表条目，查找表包括多个区域，多个区域具有查找表条目的多个密度，其中多个区域的每个中的密度基于通过由输出装置所利用的区域所表示的颜色组合的可能性；以及用于在执行从输入颜色空间到输出颜色空间的加速颜色转换以用于向输出装置提供输出颜色空间中的坐标时实现查找函数以访问查找表条目的指令。还包含的是：由颜色转换控制器来确定与输入图像中的所选像素对应的输入颜色空间坐标；当查找表填充有对应于所选像素的输出颜色空间坐标的条目时由颜色转换控制器从查找表中检索条目，输出颜色空间坐标的所检索条目对应于所检索条目使用颜色转换函数所转换的输入颜色空间坐标；由颜色转换控制器在查找表未填充有对应于所选颜色的输出颜色空间坐标时使用来自查找表的相邻条目来内插输出颜色空间坐标；以及由颜色转换控制器控制输出装置来应用所检索和内插条目，以使用输出装置来创建输出颜色空间中的输入图像的表示。

附图说明

附图仅作为举例而不是限制来示出按照本教导的一个或多个实现。附图中，相似参考标号表示相同或相似元件。

图1示出用于实现颜色空间之间的加速颜色转换的查找表的打印机系统。

图2示出具有均匀分布套印值的均匀分辨率查找表结构。

图3示出如何在存储器中存储均匀分辨率查找表套印值。

图4示出均匀分辨率查找表中的四个套印值之间的内插。

图5示出描述均匀分辨率查找表实现的流程图。

图6A示出具有均匀分布套印值的均匀分辨率查找表结构。

图6B示出具有套印值的可变分布的可变分辨率查找表。

图7示出可变分辨率查找表中的套印值的可变分布之间的内插。

图8示出描述可变分辨率查找表实现的流程图。

图9示出可变分辨率查找表中的套印值的可变分布之间的内插。

图10示出比较均匀分辨率查找表和可变分辨率查找表两者中的油墨的所设置数量的表大小的数据图表。

图11示出比较均匀分辨率查找表和可变分辨率查找表两者中的油墨的所设置数量的表大小的另一个数据图表。

具体实施方式

在以下详细描述中，作为举例提出大量具体细节，以便提供对相关教导的透彻了解。但是应当显而易见，即使没有这类细节也可实施本教导。在其他情况下，在较高层次非详细地描述众所周知的方法、过程、组件和/或电路，以避免不必要地使本教导的方面模糊不清。

本发明针对具有大量油墨的装置(例如大多数打样机、数字印刷机、使用扩展色域系统的常规印刷机)的上下文中的多色市场。在打样的上下文中，源颜色空间是更高维的情况非常频繁地发生。

本发明包括查找表(例如单个查找表)，其不再是(源)颜色空间中的规则网格。查找表包括表的颜色关键区域中的条目的更高密度以及通常看到较少颜色转换的表的区域中的条目的更低密度。通过选择适当数学结构，形成基于油墨的数量的有效查找表。对于具有条目的更低密度的表的区域，有效内插算法用来估计套印值。这种方式缩放好得多，这使得它对大多数现实世界应用(例如具有15种油墨的系统)是实用的。

一般来说，本发明特别适合于图像内具有不同分辨率的区域之间的颜色过渡，并且适合于在期望与其他油墨不同地处理一种或多种油墨(例如通过查看它们是三原色还是专色)的系统中使用。确定表内的分辨率的灵活性使本发明的示范实施例特别可适用于打印市场。

除了这些有益效果之外，本发明的实施例还部分因数据结构(其外部和内部两者包括单个查找表)而呈现针对处理时间和存储器利用两者的良好性能。这意味着本发明的实施例对配置用于查找表的使用的任何系统中的实现可以是特别有用的。与点分布在较小均匀表之间时相比，在单个表中存储点导致更为简单和更加有效的操作。

介绍：加速颜色变换

一般来说，颜色通过各种向量空间中的坐标来表示。格雷斯曼定律规定，对于人类颜色感知，3维空间是充分的，并且描述颜色的标准方式是3维的。对于产生颜色的装置，描述所产生颜色的自然方式是作为源色(如监视器中的红-绿-蓝RGB)或源油墨(办公打印机的青-品红-黄-黑CMYK)的组合。

对于打印行业，常常存在许多源油墨(大型印刷机常常具有要打印的高达8种油墨的空间)。除此之外，工艺图包含专色是常见的。这些是其值通过某种工业标准(例如Pantone)所指定的颜色或者对商标是典型的颜色(例如可口可乐红)。结果在于，打印行业中的许多文件具有高维颜色空间中描述的工艺图。包含10种不同油墨的文件并非不常见，特别是在商标色是重要的包装行业中。

颜色管理中的中心问题在于，存在两个不同装置。存在用于查看源颜色空间C_Input中的图像的装置(例如图1的计算机102)以及在目标颜色空间C_output中进行打印(例如使用喷墨头104)的装置(例如图1中具有存储器106的打印机100)。因此，图像在打印之前必须从C_Input转换成C_output。

所有颜色空间具有每维的最小和最大值(例如没有油墨或者印刷机的最大油墨量)。在归一化之后，可以说，每一维具有从0％至100％的值(例如5％青油墨和20％黄油墨将是CY颜色空间中的点(5,20))。

利用与C_Input和C_output有关的足够信息，有可能使颜色变换函数(F：C_Input->C_output)将给予对人眼的良好匹配(即，人眼不能够辨别源图像和目标图像之间的差异)。但是在包装行业中，文件包含以极高分辨率来打印的复杂工艺图。这意味着，对每一个文件需要转换千百万个像素。实际上，典型文件的转换应当花费不到一分钟。但是，实现作为计算机算法的常规变换函数F导致缓慢转换过程。

幸运地，颜色变换的下列性质成立：对于输出装置的颜色空间，坐标的小变化引起所产生颜色的小变化(几个百分点)。此外，如果像素x变换F(x)不是已知的，但是靠近x的点{x₁,x₂…}为已知并且其函数{F(x₁),F(x₂)…}也为已知，则F(x)能够通过在像素{x₁,x₂…}之间进行内插来估计。

这个估计是加速颜色转换的基础。思路是保存足够点X的{F(x)|x inX}，使得无论哪一个像素p包含在文件中，在X中始终存在接近p的足够点，因此能够内插F(p)的近似。

因为X比典型文件中的像素量要小许多并且内插相当快，所以转换速度显著增加。另外，如果已知相同颜色空间C_Input和C_output将反复使用，则{F(x)|x in X}可提前计算并且保存在计算机的硬盘驱动器上。这从转换时间中完全消除F的实现。

加速颜色转换的上述方法能够分为各种部分。下面描述这些部分的描述。

识别下列项：1)取决于颜色空间C_Input的集合X的定义。这确定多少个点需要采用F来计算。2)对X的排序O。这允许{F(x)|x in X}的结果的存储。3)确定X中的全部x的O(x)的快速方式。这允许高速缓存中的F(x)值的快速查找；4)函数N，其对于C中的给定像素c给出X中接近c的点的集合N(c)。这给出能够在内插中使用的点的集合。5)内插函数I，其对于C中的给定像素c使用N(c)的高速缓存值来近似计算F(c)。这五个部分共同给出对每一个像素近似计算F的完整方式。

为了明确描述查找过程，图2-4示出具有有限数量的点的两种油墨的简单查找表和过程的示例。应当注意，虽然图2-4仅示出所利用的两种油墨和仅9个值，但是可利用N个油墨值(其中N为大于1的整数)，在查找表中存储数千(即使不是数百万)个值。

图2示出均匀分辨率查找表的结构。为了简洁起见，仅对两种油墨(油墨1和油墨2)利用套印来示出查找表。如图2中所示，油墨(油墨1和油墨2)的不同组合的套印值在整个表中均匀分布。因此，对于油墨1和油墨2的任何给定值，存在查找表中存储的所产生套印值。

图3示出来自图2的相同均匀分辨率查找表结构。在操作期间，表的套印值的每个必须按照特定顺序在存储器中高速缓存，以便于转换期间的简易检索。这个高速缓存过程的示例在图3中示出，其中套印值分解为行300、302和304。这些套印值然后按照特定顺序存储在(PC或打印机装置的)高速缓存存储器306中。

当利用套印值查找表时，将不存储油墨的组合的某些值(即，查找表将仅具有有限数量的高速缓存值)。因此，当利用查找表来执行加速颜色转换时，通常执行内插，以确定查找表中没有存储的值。

内插的图示在图4中示出，其中点402、404、406和408存储在查找表中。但是，点400没有存储在查找表中，并且因此必须被内插。为了执行内插以确定套印值400，系统(例如PC或打印机)通常利用相邻套印值(例如值402、404、406和408)的值，以便估计值400。

点400的估计可基于相邻像素的值以及它们的相对距离点400来执行。例如，如果全部四个点402、404、406和408与内插点400是等距的，则其全部值全部可同等地加权。但是，如果例如点402和404比点406和408更接近点400，则内插点400的值分别将更加取决于更接近值402和404的套印值。应当注意，虽然在图4所示的内插中示出内插基于四个相邻值来执行，但是能够利用多于四个值。选择用于内插的值的数量以及值的位置/权重由系统设计人员决定。

均匀分辨率表实现

图5示出用于执行颜色转换的均匀分辨率查找表的流程图。下面针对图5所述的示例称作规则n-网格表。给出伪代码，以进一步描述操作。

在该过程的第一部分，查找表基于所利用油墨的数量来生成，并且然后按照特定顺序存储在存储器中。这在图5中示为步骤500(确定由打印机所使用油墨的数量(N))和502(生成具有均匀隔开的套印值的(N)维查找表)。下面是这些步骤的详细描述。

顾名思义，X是C_Input中的规则n-网格。对于固定数量n，每个轴分为n个等距部分。这给出沿每个方向的n+1的分辨率。每个部分之间的这个空间r为100/n。易于找出哪些是X的点，因为：当且仅当全部坐标c_i是r的倍数时，C_Input中的点c＝(c₁,c₂…)是X的成员(例如，在n＝100的3维中，X是具有作为坐标的自然数的点的集合)。

对X的值的一种类型的排序O是按字典顺序(即，如果x和y是X的元素，则当且仅当x_i<y_i时，x<y，其中i是最小数，其中x_i和y_i是不同的)。例如，对于如前一示例中的X：(0,0,1)<(0,0,2)并且(0,2,2)<(0,3,1)，因此集合的排序为(0,0,0)<(0,0,1)<(0,0,2),…(100,100,99)<(100,100,100)。

在该过程的第二部分中，查找函数基于访问查找表中存储的值来生成。生成和执行查找在图5中示为步骤504(生成查找函数)、506(执行查找函数以确定套印值)、508(套印值存储在查找表中？)和510(输出套印值)。下面是这些步骤的详细描述。

比如说，F(x)对X中的全部x来计算，并且存储在列表L中，其按照O来排序。比如说C_Input具有维d_input。则对于X中的给定x，F(x)的索引Ind(x)能够在L中找到，如下所述：

在算法上，这是快速计算函数，其仅取决于x和n(例如，对于如前一示例中的X，其中n＝100：点(15,0,8)将具有高速缓存值的列表中的索引(15×100²)+(0×100)+8＝150008上的高速缓存值)。

在该过程的第三部分中，生成内插算法，使得内插可在图5的步骤512中(内插套印值)进行。下面是生成内插函数的详细描述。

在执行内插之前，必须生成相邻函数。这使用超立方体(其实质上是一般化为更高维的立方体)来执行。本文中所述的超立方体考虑每条边与向量空间的轴之一平行的立方体。还应当注意，并非全部边必须为相同长度，而是沿相同方向的全部边具有相同长度(参见矩形)。

看到集合X将颜色空间C_Input分为具有X中的角点和边长r的超立方体的集合H。N是一种函数，其对于C_Input中的每一个点c返回周围超立方体。

H中的超立方体h的原点o定义为最接近点(0,0,…,0)的h的顶点。看到H中的每一个超立方体具有唯一原点，以及X中的每一个点是H中的最多一个超立方体处的原点。N则约简为函数O，其对于C_Input中的给定c返回周围超立方体的原点。O则能够定义为：Orig(c)＝(o₁,o₂…)，其中o_i＝floor(c_i/r).r(例如对于如前一示例中的X：像素(15.3,0,8.34)包含在长度1和以(15,0,8)为原点的立方体中)。

一旦对周围点定义超立方体，则可使用许多不同内插公式。例如，可使用n单形内插：对于C_Input中的给定c以及H中的周围超立方体h，将c^h具体称作c相对于h的归一化坐标的新集合：

将G称作将h中的点c^h映射回到它在C_Input中的等效点c的函数。设O^c,h是对c^h的排序，使得

则n单形内插能够采用下列伪代码来执行：

应当注意，一般来说，n单形内插不需要开始于(0,0,…,0)，但是对颜色转换，这可以是有益的，因为轴(0,0,…,0)至(1,1,…,1)(其对应于中性灰色)以最佳精度来计算。

在图5中的算法的实现期间，10与20之间的n用来执行颜色转换。值n取决于所要求的精度以及所涉及颜色空间与内插公式的线性行为相匹配的程度来选择。通常，如果C_Input具有低维(例如RGB或CMYK)，则这种方式完全适用。但是应当注意，甚至n＝10也将生成网格中的

点。例如，如果使用具有9种颜色的封装文件，则大约2,400,000,000个点需要在表中生成。但是，对全部这些点计算F(x)或者甚至保留足够RAM存储器来高速缓存全部这些值可能是不切实际的。

存在针对这个问题的方式(例如通过在较小颜色空间中裁剪C_Input，经过其单独转换，此后组合全部转换的结果)。但是，这个组合在C_output中进行，并且不能考虑关于这些较小颜色空间如何交互的信息。因此，颜色精度对落入C_Input的多个分支中的全部组合丧失，并且从一个分支到另一个分支的过渡有时遭受行为的急剧变化，从而引起最终结果中的不需要的伪影。

如针对图2所述，均匀分辨率查找表包括油墨套印值的均匀条目。在略大的规模上，这个均匀表在图6A中对油墨1和油墨2示出。能够看到，查找表中的值的数量随着查找表的大小增加而极大地增加。这通过多于两种油墨(未示出)的使用进一步扩大。

不是创建具有均匀条目的均匀分辨率查找表，本系统(如图6B中所示)生成可变分辨率查找表。图6B中所示的这个可变分辨率查找表是单个查找表，其包括表的某些区域(例如单色区域、CMYK区域)中的套印值的高分辨率以及表的其他区域(例如油墨的组合不可能的区域)中的套印值的更低分辨率。

例如，如图6B中所示，单油墨区域(沿X和Y轴)具有套印值的高分辨率。但是，表的其余部分仅包括四个其他套印值600、602、604和606。因此，在操作期间，打印机将能够易于简单地通过从查找表中检索值来确定沿X和Y轴的单油墨值的套印值。但是，必须内插表中除了值600、602、604和606之外的任何其他值。例如，表中所示的点608和610必须基于相邻点(例如，沿X和Y轴的点以及点600、602、604和606)的相对值来内插。

图6B的表中的值的内插在图7中更详细示出。例如，如图7中所示，可变分辨率表包括沿X和Y轴的高分辨率套印值以及附加值600、602、604和606。但是，值700、702、704、706、708、710、712、714、716、718、720、722和724没有存储在表中，并且因此必须内插。图7中的线条示出内插点700-724与查找表中实际存储的其他点(例如，沿X和Y轴的点以及点600、602、604和606)之间的相对距离。在操作期间，如果请求查找表中的值700，则系统基于表中存储的这些相邻值来确定(即，估计)值700。

可变分辨率表实现

图8示出用于执行颜色转换的可变分辨率查找表的流程图。流程图分为五个部分。下面描述用于生成和实现可变分辨率查找表的过程的部分的每个的描述。

在可变分辨率查找表过程的第一部分中，可变分辨率查找表基于所利用油墨的数量来生成，并且然后按照特定顺序存储在存储器中。这在图8中示为步骤800(基于由打印机所使用的油墨的数量(N)来确定查找表的定义)。下面是这个步骤的详细描述。

可变分辨率查找表的中心思路是使X在包括下列区域的区域中更稀疏：1)存在与颜色的行为有关的极少信息的区域(主要是具有大量专色的区域)。2)多个颜色存在的区域(例如，客户在一个文件中使用多个颜色，但是几乎从不全部重叠)。这也是甚至更费时方法F将不会导致完全匹配的区域。因此，这个区域中的更高密度是既不必要也不切实际的。

可变分辨率查找表的另一个中心思路是提升颜色关键区域中的X中的点的量：1)C_Input的CMYK部分(若存在的话)常常对应于文件中应当以高精度来转换的图像。2)一个专色为主导的区域。实际来说，这是因为这个专色表示客户的商标，并且对最终客户产品的质量至关重要。在一个示例中，X中的点的密度可对应于规则30-网格。

因此，某些区域中的密度取决于哪些颜色存在。由于这个原因，定义一个函数，其对于C_Input中的像素c指示哪些颜色存在：Hash(c)＝(h₁,h₂…)，其中，若c_i＝0，则h_i＝0，否则h_i＝1，将H_input称作C_Input中的可能哈希值的集合。C_Input能够分为称作规则子空间的相等哈希值的区域。H_input则能够用来指示规则子空间的集合。

一般思路是取决于那个区域的颜色的关键程度来赋予每个规则子空间不同的分辨率。为此，对可能的哈希定义约简函数：约简函数：

这个约简公式用于下列示例中：如果对于与专色＝P/2+S–1对应的全部维i，h_i＝0，则Reduction(h)＝0，其中P是存在于h中的三原色的数量，以及S是存在于h中的专色的数量。H_input中的约简像素c通过比如Reduction(c)＝Reduction(Hash(c))来扩展。利用约简公式，X能够定义为：

其中

能够被看作是最大分辨率。Reduction(c)＝0约简成大致简单实现(间隙不是等距的例外)。强调这个定义的两个方面：使用100-c_i，因为这样最小间隙是最接近0的间隙。这是因为，对于颜色转换，低油墨百分比的区域是最关键的，因此较小间隙在其中最有用。对于H_input中的给定规则子空间h，这对应于分辨率

的规则网格。这个网格随着约简的值以指数方式增加变为更稀疏。为了完成这个部分，下列伪代码用来找出像素是否为X的成员：

例如，对于由2个三原色和专色三原色、100的分辨率以及如上所定义的约简公式所组成的3维输入空间，可产生下列结果：其中x和y是自然数1..100的点(x,y,0)的区域是规则网格。还包含x为从1至100的自然数的全部点(0,0,x)。对x和y是从1至50的自然数包含全部点(2x,0,2y)和(0,2x,2y)。对x、y、z为从1至25的自然数的全部点(4x,4y,4z)。缺失的唯一点是(0,0,0)。这个示例还示出分为规则子空间(即，这个示例中存在它们的6个)。在可变分辨率查找表过程的第二部分中，可变分辨率查找表的值按照特定顺序存储在存储器中。这在图8中示为步骤802(确定存储器中的查找表套印值的排序)。下面是这个步骤的详细描述。

对X所定义的排序O是按双字典顺序的，从而利用H_input的定义。设x¹和x²是X的元素，并且设

和

是对X、H的分别按字典顺序排序，则

如果Reduction(x¹)＝Reduction(x²)，则

换言之，X的元素按照哈希来编组，其中该编组的元素和编组本身按字典顺序排序。

一般来说，这个排序提供计算用于缓冲的元素的数量的快速方式。要注意，H的大小易于被看作是

并且每一个规则子空间h∈H是具有分辨率

以及与哈希h中存在的非零元素同样多的维数的网格。由于后面将显而易见的原因，该过程跟踪高速缓存中每个哈希开始的位置。这给出通过伪代码所示的下列函数：

使用来自先前示例的定义，哈希排序如下：(0,0,0)<(0,0,x)<(0,x,0)<(0,2x,2y)<(x,0,0)<(2x,0,2y)<(4x,4y,4z)。6个哈希的开始索引为(0,1,101,201,451,551,801)，以及整个缓冲器为16426个点大小。也就是说，哈希(0,0,x)、(0,x,0)和(x,0,0)各自具有与其对应的100个值，以及哈希(0,2x,2y)和(2x,0,2y)各自具有与其对应的200个值。

在可变分辨率查找表过程的第三部分中，生成查找函数，以用于从可变分辨率查找表中检索值。这在图8中示为步骤804(生成查找函数)、810(执行查找函数以确定套印值)、812(套印值存储在查找表中？)和814(输出套印值)。下面是这些步骤的详细描述。

既用于填充可变分辨率查找表又在内插中使用它，快速查找函数是有益的。可利用分解成规则子空间以及关于每个规则子空间的缓冲器的开始点被高速缓存的事实，使得查找X中的x的值的问题约简成计算H中的Hash(x)的索引以及计算Hash(x)中的x的索引。

计算H中的哈希h的索引如下列伪代码中所示是直接的：

点(4,0,14)处于哈希(1,0,1)[(2x,0,2y)]中，其具有起始点551，如上所述。在这个哈希内部具有索引57(x＝2，y＝7；2×50+7＝57)，因此它在缓冲器中的索引为608。这个查找函数能够用来快速检索可变分辨率查找表中存储的套印值。

在可变分辨率查找表过程的第四部分中，生成相邻函数，以用于帮助可变分辨率查找表的内插。这在图8中示为步骤806(确定相邻函数以描述查找表中存储的任何给定套印值的相邻套印值)。下面是这个步骤的详细描述。

虽然X分为规则网格H，但是一般空间不是规则的。这使查找C_input中的给定像素c的相邻点复杂化。一般来说，两个超立方体用来描述c的邻居：周围区域(Region(c))是C_input中的最小超立方体，其包含c，并且其全部顶点包含在X中。周围扇区Sector(c)是C_input中的超立方体，其包含在Region(c)内部。超立方体中的大多数内插公式(例如n-单形内插)通常仅考虑顶点。

Region(c)允许n-单形内插，但是不总是考虑最接近c的高速缓存点，从而降低精度。此外，添加颜色的甚至小百分比可极大地降低分辨率，这可能导致不可接受的颜色转换。相应地，更小超立方体Sector(c)可以是有益的。一般来说，X中充分接近c以影响其内插的任何点是Sector(c)或Region(c)中的顶点。

X中的包含在像素c的区域中的点处于超立方体Region(c)的面上。这是从如下观察得出的：不在Region(c)的面上的任何点x将是与c相同的子空间Hash(c)的组成部分。在这个子空间中，X形成规则网格，因此x必须是Region(c)的顶点。否则，在这个子空间中存在包含c的更小超立方体。

已知这个Region(x)取决于必须考虑X中的哪些点来分为若干部分。思路在于，沿Region(x)的边缘，系统考虑可能接近的X的任何其他元素。更远离边缘，系统更少关心X的其他元素。

对于给定超立方体Region(c)和维i，将Region(c)中与i垂直的面F(c,i)称作集合{a|a∈C_input∧a∈Region(c)∧a_i＝O(c)_i}。对于任何维i，存在沿那一维经过Region(c)的原点Orig(c)的边缘。沿那一维的约简通过Reduction(c,i)来表示。在下列情况下将c称作逼近维i：

这能够被看作是意味着，如果仅着眼于维i，则空间按照Reduction(c,i)来分为若干区域。c在处于与Region(c)的原点相同的区域中时则逼近维i。这就意味着，它充分接近面F(c,i)，其将使那个F(c,i)中的X的元素在最终内插中具有作用。

一般来说，系统将c的扇区定义如下。如果c不接近任何维，则Sector(c)＝Region(c)。如果存在c所接近的维i，则c被投影到F(c,i)上。称作投影p，则Sector(c)等于Sector(p)，除了在维i中，Sector(c)具有边缘长度Reduction(c,i)而不是0。如果c接近多个维，使用哪一个则无关紧要(因为全部计算每次仅与一维有关)。在伪代码中，它表示为：

在可变分辨率查找表过程的第五部分中，相邻函数用来执行可变分辨率查找表的内插。这在图8中示为步骤816。下面是这个步骤的详细描述。

根据定义，Sector(c)包含在Region(c)中，以及c的缺失扇区点通过Region(c)中的内插来计算。在下列伪代码中描述这个过程：

一般来说，这个过程将相邻超立方体中的内插的一致性与使用最接近高速缓存点的精度相组合。重要的是，对H的约简函数能够随意调整，从而允许查找表对不同状况的适应。

可变分辨率查找表实现的一个主要优点在于，它更为有效(需要更少数据点)，并且因此比均匀分辨率查找表实现更为实用。例如，如前面所述，规则10-网格将具有

个点。一般来说，颜色空间的全部边缘用来进行转换，从而对任何方式给予

的下限。

下面是关于空间按照特定方式分为扇区的原因的进一步细节。例如，取C_input中的两个点c和d，其几乎相等，除了一维i中的小差异之外。为了方便起见，假定c_i<d_i。下面是全部可能情况的评估：

当c和d处于不同哈希中时：这在c_i＝0时发生。在这种情况下，它们将具有不同区域，但是当计算Sector(d)时，发现d接近维i。因为d沿维i的投影正好是c，所以推断Sector(d)是沿维i延伸Reduction(d,i)的Sector(c)。由于d如此接近Sector(c)，所以内插相对于Sector(d)的其他顶点向Sector(c)的顶点指配高权重。这意味着从c到d的过渡平滑地表现。

当c和d具有相同哈希但不同区域时：由于Region(c)和Region(d)在规则网格中相邻，所以它们共享面F。点c和d处于这个面的任一侧但是与它极为接近。这意味着，F中的点在内插中具有极高权重，并且从c到d的过渡是平滑的。

当c和d具有相同扇区时：这导致从c到d的平滑过渡，因为相同点用于内插中，并且假定内插公式是平滑的。

当c和d具有相同区域但不同扇区(即，c接近i而d则不是)时：推断c和d沿Reduction(c,i)＝Reduction(d,i)处于其共享区域的分区(参见图9)的不同部分。具体来说，c处于包含Orig(c)＝Orig(d)的分区中，而d处于与其相邻的分区中。如果它们接近，则必须接近两个分区之间的过渡。这意味着，c接近处于这个过渡中的Sector(c)的面F。

如果X中存在也处于F中的点x(参见图9中的902)，则意味着c接近另一维j。推断d也接近那一维j，并且x也是Sector(d)的组成部分。因为选择用于沿点所接近的维进行投影的顺序，所以系统能够沿任何维j(例如这个第一维)进行投影，并且推断F也是Sector(d)的面。在这种情况下，F的点在c和d两者的内插中具有极高权重，并且从c到d的过渡是平滑的。

如果F中不存在来自X的点(参见图9中的904)，则这意味着F中的全部顶点缺失并且从Region(c)＝Region(d)来内插。这意味着，Region(c)中的点在c和d两者的内插中具有极高权重，并且它们之间的过渡是平滑的。

图10示出可变与均匀查找表条目两者之间的所存储数据点的大小的比较的数据图表。从图10能够清楚地看到，随着油墨的数量增加(参见X轴)，查找表条目的数量非常迅速增加。特别是对均匀分辨率查找表，扩大查找表的大小的这种增加。通过利用可变分辨率查找表，值以能够存储在PC和/或打印装置的存储器中的现实大小略微趋平。

图11还示出比较具有下限的规则10-网格以及如具有作为三原色的前4种油墨和作为专色的其他油墨的示例中具有最大分辨率15或20约简公式的可变分辨率表的图表。对于工业使用中的现实情况，1000000个高速缓存点是良好截止值。图11中的简单均匀分辨率实现仅在6种输入油墨下达到这个截止值，其中下限确保这能够对20种油墨达到。可变分辨率查找表取决于最大分辨率对10或15种输入油墨达到这个截止值，这大于足够高以捕获工业应用中的几乎全部用例。因此，可变分辨率查找表具有三原色中高许多的密度，达到高于简单均匀实现的若干数量级，同时仍然在一旦添加专色时会收敛到下限。

一般来说，本文中所述的可变分辨率查找表以灵活的方式解决简单均匀实现的可缩放性问题。通过调整约简公式，它能够适应特定需要，以及能够取得比采用简单实现可能取得的颜色关键区域中的甚至更高精度。有可能渐近地收敛到可能的下限，并且这种方式甚至对包含15种油墨的文件也保持为切实可行。

计算扇区是递归的，但是计算的许多能够在不同递归之间来高速缓存。仍然需要的是计算每一次迭代中的区域和O(d_input)，以寻找点所接近的新维。如果系统必须对每一维进行迭代，则这些操作的最坏情况情形需要发生d_input次。这给予寻找扇区

复杂度。实际上，迭代次数几乎始终比d_input要少许多。

在随增加维而缩放的方面对所提供算法不存在问题。在现实生活示例中，

最坏情况情形不是经常发生以足以使得两种实现不同地缩放。因此，能够使实际实现对工业使用充分快。在现实生活任务中，与简单实现相比，当使用可变分辨率表时存在所添加的固定开销。

存在若干方面，其中该表的设计考虑到随着颜色转换进行。经常发生的情况是，现有文件通过添加一些新设计元素或一些新颜色来调整。这些变化能够触发与文件关联的颜色空间的扩展。当转换文件时，这不应当影响文件中未改变的元素的转换。

对于加速颜色转换，这意味着，通过对输入颜色空间添加另一种油墨，在仅包含原始油墨的区域中不应当改变分辨率。确保这个方面是对Reduction(x)的选择的进一步限制。

这个方面的另一有益效果是在添加油墨时不必重新计算整个高速缓存。只有包含这种新油墨的高速缓存的部分将需要被更新，但是规则子空间需要重新排列。通常选择油墨，因此它们相当线性地表现。除此之外，这还使内插公式更精确。

但是，由于机械原因，通常的情况是，当油墨百分比很低时，油墨相当非线性地表现。原因是对打印装置的机械限制。因此推荐在这些区域中具有高速缓存点的高密度。

一旦多于四种油墨起作用时，简单均匀实现不能够具有这个密度。利用可变分辨率表，对于低油墨百分比，有效分辨率将接近最大分辨率，其一般比简单均匀实现中要高。这是用于操控高维输入颜色空间的其他方法的主要缺点。因为整个颜色空间包含在一个数据结构中并且本内插方法确保考虑全部最接近的高速缓存点，所以可变分辨率表能够保证这些状况中的平滑行为。

虽然以上描述被认为是最佳模式的情况和/或其他示例，但是要理解，其中可进行各种修改，并且本文中所公开的主题可按照各种形式和示例来实现，以及本教导可应用于多种应用，本文仅描述了其中一部分。意在通过以下权利要求书保护落入本教导的真实范围之内的任一个应用、修改和变更。

除非另加说明，否则本说明书(包括以下权利要求书)中所述的全部测量、值、评级、位置、幅值、大小和其他规范是近似而不是精确的。它们意在具有符合它们所涉及的功能以及它们所涉及的本领域的惯例的合理。

将会理解，本文中使用的术语和表达具有如按照相对其对应的相应探究和习领域的这类术语和表达的普通含意，除非本文中出不同特定含意。诸如“第一”和“第二”等的关系术语可以只用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不是必要地要求或暗示这类实体或动作之间的任何实际这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变化意在涵盖非排他包含，使得包括元件列表的过程、方法、产品或设备不仅包括那些元件，而且还可包括没有明确列示或者这种过程、方法、产品或设备固有的其他元件。元件前面的“一”或“一个”非限制性地并不排除包括该元件的过程、方法、产品或设备中的附加相同元件的存在。

提供本公开的摘要以允许读者快速确定技术公开的性质。应当理解，它的提交并不是要用来解释或限制权利要求书的范围或含意。另外，在以上详细描述中能够看到，各种特征集中到各个实施例中，用于约简本公开的目的。公开的这种方法不是要被解释为反映了要求保护的实施例要求超过各权利要求中明确描述的特征的意图。相反，如以下权利要求书所反映，发明主题在于少于单个所公开实施例的全部特征。因此，以下权利要求书结合到详细描述中，其中每个权利要求本身代表单独保护主题。

Claims (23)

1.一种打印系统，包括：

打印机构，用于将油墨施加到基片，所述打印机构可操作以使用多个打印颜色进行打印，使得打印输出的每个单元具有表达为打印颜色空间中的坐标集合的颜色，所述坐标集合包括与油墨套印值对应的一些坐标；

计算机可读介质，存储数字信息，其包括：

用于读取包含定义图像的信息的输入图像文件的指令，其中所述图像的每个单元具有通过表达为图像颜色空间中的坐标集合的图像颜色的组合所定义的颜色；

用于生成可变分辨率查找表中的条目以供执行使用颜色转换函数从所述图像颜色空间到所述打印颜色空间的所述图像的颜色转换中使用的指令；以及

查找表生成器，配置成：

将所述查找表分为多个区域，每个区域对应于打印颜色子空间，

基于所述打印颜色的套印值来设置所述多个区域的每个中的查找表条目的密度，其中条目的所述密度逐个区域变化；

按照变化密度来存储所述查找表条目，使得所述查找表包括与所述打印颜色空间对应的颜色值的变化网格，以及

当执行从所述图像颜色空间到所述基片的颜色转换时生成用于访问所述查找表条目的查找函数；以及

颜色转换控制器，配置成利用所述查找函数从相同查找表的不同区域中检索一个或多个查找表条目，并且基于所述一个或多个查找表条目向所述打印机构提供打印颜色空间坐标，以用于将所述油墨施加到基片，

其中所述查找表生成器配置成基于所述打印颜色空间中的颜色的数量来变化所述多个区域中的所述密度，使得与对于所述打印颜色空间中的相对较大数量的颜色相比，所述密度对于所述打印颜色空间中的相对较少数量的颜色相对较大。

2.如权利要求1所述的打印系统，其中所述查找表生成器配置成将所述查找表分为多个规则区域，每个区域具有可变分辨率。

3.如权利要求1所述的打印系统，其中所述查找表生成器还配置成设置所述多个区域中的所述变化密度，使得具有相对更关键的套印值的区域填充有条目的相对较高密度，而具有相对不太关键的套印值的区域填充有条目的相对较低密度。

4.如权利要求1所述的打印系统，其中所述查找表生成器还配置成通过按照对应图像空间套印值对所述查找表条目进行索引，来生成所述查找函数。

5.如权利要求1所述的打印系统，其中所述颜色转换控制器还配置成通过使用所述查找表中填充的相邻条目对于所述查找表中没有填充的所述打印颜色空间中的坐标内插值，以及所述查找表生成器还配置成定义所述查找表中的超立方体，所述超立方体确定要在内插期间使用的查找表值。

6.如权利要求5所述的打印系统，其中所述颜色转换控制器还配置成使用最接近所述坐标的查找表条目在相邻超立方体中进行内插。

7.如权利要求1所述的打印系统，其中所述查找表生成器配置成控制所述多个区域中的所述密度，使得所述查找表中的条目的总数保持为低于预定截止值而高于预定下限。

8.如权利要求7所述的打印系统，其中所述预定截止值具有百万个条目的数量级，以及所述下限对应于2ⁿ，其中n＝油墨的数量。

9.如权利要求1所述的打印系统，其中所述查找表生成器配置成生成第一批多个油墨的所述查找表，以及通过仅再填充由不在所述第一批多个中的至少一种油墨的存在所改变的所述查找表的那些部分再生成包含不在所述第一批多个中的至少一种油墨的第二批多个油墨的所述表。

10.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器还配置成通过按字典顺序对条目的所述区域进行排序并且按字典顺序对所述区域的每个内的所述条目进行排序，将所述查找表条目按照由双字典所确定的顺序存储在所述计算机可读介质中。

11.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述颜色转换控制器还配置成通过使用所述查找表中填充的相邻条目对于所述查找表中没有填充的所述打印颜色空间中的坐标内插值，以及所述查找表生成器还配置成定义所述查找表中的超立方体，所述超立方体确定要在内插期间使用的查找表值，以及

其中所述查找表生成器还配置成定义所述查找表中的第一超立方体和第二超立方体，所述第一超立方体是包含像素的最小超立方体，所述第二超立方体是包含像素的最大超立方体，其中所述第一超立方体和所述第二超立方体用来确定在内插期间使用的查找表值。

12.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器还配置成设置所述多个区域中的所述变化密度，使得具有相对更关键的套印值的区域填充有条目的相对较高密度，而具有相对不太关键的套印值的区域填充有条目的相对较低密度，以及

其中与具有相对较高油墨百分比的打印颜色子空间对应的查找表区域相比，与具有相对较低油墨百分比的打印颜色子空间对应的查找表区域填充有相对较高密度。

13.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器还配置成设置所述多个区域中的所述变化密度，使得具有相对更关键的套印值的区域填充有条目的相对较高密度，而具有相对不太关键的套印值的区域填充有条目的相对较低密度，以及

其中与包含具有相对较低使用概率的油墨组合的打印颜色子空间对应的查找表区域相比，与包含具有相对较高使用概率的油墨组合的打印颜色子空间对应的查找表区域填充有相对较高密度。

14.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器还配置成将所述查找表分为多个规则区域，每个区域具有可变分辨率，以及

其中所述多个区域的每个的相对密度使用约简函数来确定，其中所述多个区域的至少一个的所述约简函数具有与所述多个区域的至少一个另一区域不同的分辨率。

15.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器配置成将所述查找表分为多个规则区域，每个区域具有可变分辨率，

其中所述多个区域的每个的相对密度使用约简函数来确定，其中所述多个区域的至少一个的所述约简函数具有与所述多个区域的至少一个另一区域不同的分辨率，以及

其中所述颜色转换控制器还配置成通过使用按照对应图像空间套印值的所述查找表条目的索引，从所述查找表中检索所述条目。

16.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器配置成将所述查找表分为多个规则区域，每个区域具有可变分辨率，

其中所述多个区域的每个的相对密度使用约简函数来确定，其中所述多个区域的至少一个的所述约简函数具有与所述多个区域的至少一个另一区域不同的分辨率，以及

其中所述颜色转换控制器还配置成使用确定要在内插期间使用的相邻查找表值的超立方体来内插所述查找表条目。

17.如权利要求1所述的打印系统，

其中所述查找表生成器配置成将所述查找表分为多个规则区域，每个区域具有可变分辨率，

其中所述多个区域的每个的相对密度使用约简函数来确定，其中所述多个区域的至少一个的所述约简函数具有与所述多个区域的至少一个另一区域不同的分辨率，以及

其中所述颜色转换控制器还配置成定义所述查找表中的第一超立方体和第二超立方体，所述第一超立方体是包含像素的最小超立方体，所述第二超立方体是包含像素的最大超立方体，所述第一超立方体和所述第二超立方体用来确定要在内插期间使用的查找表值。

18.如权利要求17所述的打印系统，其中所述颜色转换控制器还配置成使用最接近所述坐标的查找表条目在相邻超立方体中进行内插。

19.一种打印系统，包括：

打印机构，用于将油墨施加到基片，所述打印机构可操作以使用多个打印颜色进行打印，使得打印输出的每个单元具有表达为打印颜色空间中的坐标集合的颜色；

计算机可读介质，存储数字信息，其包括：

用于读取包含定义图像的信息的输入图像文件的指令，其中所述图像的每个单元具有通过表达为图像颜色空间中的坐标集合的图像颜色的组合所定义的颜色；

查找表，包括具有供执行使用颜色转换函数从所述图像颜色空间到所述打印颜色空间的所述图像的颜色转换中使用的查找表条目的变化密度的多个区域，其中所述多个区域的每个中的所述密度基于所述打印颜色空间中的颜色数量和所述打印机构使用与通过所述查找表条目所表示的打印颜色空间坐标对应的套印值的可能性，使得与对于所述打印颜色空间中的相对较大数量的颜色相比，所述密度对于所述打印颜色空间中的相对较少数量的颜色相对较大，以及

用于实现所述打印机构在执行所述图像的颜色转换时访问所述查找表条目的查找函数的指令；以及

颜色转换控制器，配置成：

访问与所述图像对应的所存储数字信息，

确定所述图像中的所选像素的图像颜色空间坐标，

当所述查找表包括与所述打印颜色空间坐标对应的条目时从相同查找表的不同区域中检索条目，所述打印颜色空间坐标对应于所选像素的所述图像颜色空间坐标，

当所述查找表没有包括与所述图像颜色空间坐标对应的条目时从所述查找表内插条目，以及

基于所检索和所内插的条目来控制所述打印机构将所述油墨施加到所述基片。

20.一种图像输出方法，包括：

由颜色转换控制器来访问计算机可读介质上存储的数字信息，以实现查找函数，所存储数字信息包括：

可变密度查找表，包括用于使用颜色转换函数将输入颜色空间中的坐标转换成输出颜色空间中的坐标的多个查找表条目，所述查找表包括多个区域，所述多个区域具有查找表条目的多个密度，其中所述多个区域的每个中的所述密度基于所述输出颜色空间中的颜色数量和通过由输出装置所利用的所述区域所表示的颜色组合的可能性，使得与对于所述输出颜色空间中的相对较大数量的颜色相比，所述密度对于所述输出颜色空间中的相对较少数量的颜色相对较大，以及

用于实现所述查找函数以便在执行从所述输入颜色空间到所述输出颜色空间的颜色转换以用于向所述输出装置提供所述输出颜色空间中的坐标时从相同查找表的不同区域中访问所述查找表条目的指令；

由所述颜色转换控制器来确定与输入图像中的所选像素对应的输入颜色空间坐标；

当所述查找表填充有与所选像素的所述输出颜色空间坐标对应的条目时，由所述颜色转换控制器从所述查找表中检索条目，所述输出颜色空间坐标的所检索条目对应于使用所述颜色转换函数所转换的输入颜色空间坐标；

当所述查找表未填充有与所选颜色的所述输出颜色空间坐标对应的条目时，由所述颜色转换控制器使用来自所述查找表的相邻条目来内插输出颜色空间坐标；以及

由所述颜色转换控制器来控制所述输出装置以应用所检索和所内插的条目，以使用所述输出装置来创建所述输出颜色空间中的所述输入图像的表示。

21.如权利要求20所述的方法，还包括：

由所述颜色转换控制器使用确定要在内插期间使用的相邻查找表值的超立方体来内插所述查找表条目。

22.如权利要求21所述的方法，还包括：

由所述颜色转换控制器来定义所述查找表中的第一超立方体和第二超立方体，所述第一超立方体是包含像素的最小超立方体，所述第二超立方体是包含像素的最大超立方体；以及

使用所述第一超立方体和所述第二超立方体来确定要在内插期间使用的查找表值。

23.如权利要求21所述的方法，由所述颜色转换控制器使用最接近所述坐标的查找表条目在相邻超立方体中进行内插。

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