CN109863031B - 最小化重叠打印头段的拼接伪影的方法 - Google Patents

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Abstract

披露了一种使用具有第一和第二重叠打印头段的打印系统来打印图像的方法。所述方法包括以下步骤：(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；(ii)基于成本函数确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及(iii)使用所述第一和第二打印头段来打印所述图像，所述打印包括跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段。所述条带包含可变的图像内容，所述接缝在所述条带内具有变化的位置。

Description

最小化重叠打印头段的拼接伪影的方法
技术领域
本发明总体上涉及具有重叠打印头段的打印系统。本发明主要开发用于最小化重叠区域中的拼接伪影。
背景技术
与传统的扫描式打印头相比，页宽打印显著提高了打印速度。许多类型的页宽打印机使用重叠打印头段来形成页宽阵列，所述页宽阵列被配置成用于在所需的介质宽度上进行打印。例如，本申请人在WO 2011/011824中描述的宽格式页宽打印机使用横跨宽格式介质延伸的交错重叠的多色A4尺寸打印头阵列。本申请人在2016年5月2日提交的美国临时申请号62/330,779中描述的模块化打印系统使用多个单色页宽打印杆，每个打印杆具有交错重叠的单色打印头阵列(“打印模块”)。其他页宽打印机(比如US 8,662,636中描述的那些)使用交错重叠的打印头芯片阵列来形成页宽打印头。在本文中，术语“打印头段”包括打印头芯片以及由多个打印头芯片构成的打印头(或打印模块)。
重叠打印头段的问题在于，成对的相邻打印头段必须在其重叠区域中拼接在一起。如在此使用的，术语“拼接”是指以其从一对重叠打印头段打印图像内容的任何方法。无论使用何种拼接方法，打印伪影通常都是由拼接造成的，以浅或深条痕的形式呈现于页面上。
在其最简单的形式中，对接连接可用于拼接，由此一个打印头段打印固定拼接点一侧上的图像内容，并且相邻的重叠打印头段打印固定拼接点另一侧上的图像内容。可以用测试打印来选择固定拼接点在重叠区域中的位置，并且从而提供最不令人反感的打印伪影。
本领域中还描述了用于隐藏拼接点的更复杂的方法。例如，EP-A-0034060描述了一种改变用于重叠打印头段的拼接点的位置的方法。在不同的打印行中，拼接点可以以随机或循环的方式变化，以隐藏拼接伪影。
US 7331646描述了一种拼接方法，由此在重叠打印头段之间分担重叠区域中的打印。通常，根据专用的重叠抖动，跨重叠区域从一个打印头向另一打印头淡出打印。这种类型的拼接在本领域有时称为“羽化”。
现有技术通常集中于各种类型的重叠抖动，以试图改进拼接并使得打印伪影最小化。然而，所有拼接技术的问题在于，重叠打印头段的相对定位从未被精确地掌握，而且在制造打印头或更换打印头期间无法将所述相对定位控制到必要的准确度。另一个问题是，彼此上下打印的两个点通常比简单地分别打印相同的两个点产生更高的光密度。因此，在重叠区域中产生可预测的光密度几乎是不可能的，因为重叠打印头的重叠抖动将产生数量不可预测的点对点伪影，这取决于打印头的精确配准。因此，当在重叠区域中发生点对点打印时，重叠抖动倾向于在页面上产生深条痕。令人惊讶的是，由于更复杂的抖动方法存在的上述问题，不复杂的对接连接通常为许多类型的图像内容产生最佳结果。然而，当打印头段相对于彼此未对准和/或稍微旋转时，对接连接远不令人满意。
随着具有重叠打印头和/或打印头芯片的页宽打印机的商业增长，特别是考虑到在许多细分市场中客户对打印质量的敏感度，期望能够改进拼接方法，以减少明显的拼接伪影并提高整体打印质量。
发明内容
在第一方面，提供了一种使用包括至少第一和第二重叠打印头段的打印系统来打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)使用所述第一和第二打印头段来打印所述图像，所述打印包括跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段，其中，所述条带包含可变的图像内容，所述接缝在所述条带内具有变化的位置。
根据所述第一方面的方法有利地最小化打印输出中的拼接伪影，如下面将更详细描述的。
优选地，所述条带包含墨料密度相对较高的区域和墨料密度相对较低的区域，并且其中，所述接缝是穿过所述墨料密度相对较低的区域中的至少一些区域的连续路径。
优选地，根据对所述条带中包含的图像内容进行逐行分析来确定所述接缝，每行具有由所述成本函数确定的拼接点。
优选地，所述成本函数包括定义所述条带中的接连的拼接点之间的最大阈值距离的参数。
优选地，所述成本函数包括将所述接缝朝向所述图像内容中的边缘加权的参数。
优选地，使用接缝雕刻算法确定所述接缝。
优选地，使用拼接技术跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段，所述拼接技术选自以下各项中的至少一者：
(a)仅使用所述接缝一侧处的所述第一打印头段的喷嘴进行打印，以及仅使用所述接缝另一侧处的所述第二打印头段的喷嘴进行打印；以及
(b)使用第一和第二打印头段的喷嘴跨所述重叠区域进行打印。
在一些实施例中，所述拼接技术取决于所述条带中的图像内容。
在一些实施例中，所述方法包括将所述条带中的图像内容分离为前景图像和背景图像的步骤，其中，拼接技术(a)用于所述前景图像，拼接技术(b)用于所述背景图像。
优选地，拼接技术(b)采用跨所述重叠区域从所述第一打印头段向所述第二打印头段的淡出过渡。通常，所述拼接技术(b)采用跨所述接缝的专用重叠抖动。所采用的重叠抖动的类型可取决于所述条带中包含的图像内容。
所述第一和第二打印头段可以是打印头的单独的打印头芯片。替代性地或另外地，所述第一和第二打印头段是单独的打印头，比如页宽打印杆的重叠打印头(或打印模块)。每个打印头通常包括多个打印头芯片，这些打印头芯片可对接成单行或者定位成交错重叠的阵列。
优选地，所述第一和第二打印头段使用不相关的抖动打印所述图像。
通常，所述打印机包括一组或多组n个重叠打印头段，每组具有n-1个重叠区域，其中n为2至50的整数。
优选地，所述重叠区域具有1mm至20mm的宽度。通常优选较宽的重叠区域，使得能够确定引起最小拼接伪影的接缝。
优选地，根据对表示所述重叠区域中的图像内容的光栅图形图像、矢量图形图像或位图图像的分析确定所述接缝。通常，在进行半色调处理并将图像分离成单色色彩通道(例如，CMYK通道)以进行打印之前确定所述接缝。然而，在进行半色调处理之后确定所述接缝当然在本发明的范围内。
在一些实施例中，所述接缝可包含在接缝包络中，所述接缝包络的宽度小于所述重叠区域的宽度。
在另一方面，提供了一种使用包括具有重叠区域的至少第一和第二重叠打印头段的打印机来打印图像的方法，所述方法包括通过跨接缝拼接所述第一和第二打印头来打印所述图像的步骤，其中，所述接缝沿着与所述第一和第二打印头段的所述重叠区域相对应的所述图像的条带内的变化的连续路径，所述条带包含可变的图像内容，所述条带具有墨料密度相对较高的区域和墨料密度相对较低的区域，并且其中，所述连续路径穿过所述墨料密度相对较低的区域中的至少一些区域。
在另一方面，提供了一种使用具有至少第一和第二重叠打印头段的打印机来处理打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段的打印数据，
其中，所述条带包含可变的图像内容，并且所述接缝在所述条带内具有变化的位置。
在另一方面，提供了一种用于打印图像的打印系统，所述打印系统包括：
(A)打印机，所述打印机包括至少第一和第二重叠打印头段；以及
(B)图像处理器，所述图像处理器被配置成用于执行以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段的打印数据，
其中，所述条带包含可变的图像内容，并且所述接缝在所述条带内具有变化的位置。
在第二方面，提供了一种使用包括至少第一和第二重叠打印头段的打印系统来打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)识别所述条带中包含的图像内容的前景图像和背景图像；
(iii)确定所述前景图像中的接缝；
(iv)仅使用所述接缝一侧处的第一打印头段的喷嘴以及仅使用所述接缝另一侧处的第二打印头段的喷嘴来打印所述前景图像；以及
(v)使用第一和第二打印头段的喷嘴来跨所述重叠区域打印所述背景图像。
根据所述第二方面的方法有利地最小化包含前景图像和背景图像的打印图像中的拼接伪影，如下面将进一步详细描述的。
优选地，所述前景图像包括以下中的一者或多者：文本作品和线条作品。
优选地，所述背景图像包括连续色调图形。
在一个实施例中，使用光栅图形图像中的阈值图像强度将所述前景图像与所述背景图像分离。在另一实施例中，所述前景图像基于矢量图形图像。
优选地，所述接缝选自：(a)在所述条带内具有固定位置的线性接缝；(b)在所述条带内具有变化位置的连续接缝
优选地，根据对所述条带中包含的所述图像内容进行逐行分析来确定所述接缝，每行具有由所述成本函数确定的拼接点。所述成本函数可包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度。所述成本函数可另外包括定义所述条带中的接连的拼接点之间的最大阈值距离的参数以及/或者将所述接缝朝向所述图像内容中的边缘加权的参数。
优选地，使用从所述第一打印头段向所述第二打印头段的淡出过渡来打印所述背景图像。
在另一方面，提供了一种使用包括至少第一和第二重叠打印头段的打印机来打印图像的方法，这些重叠打印头段具有重叠区域，所述图像包括前景图像和背景图像，所述方法包括以下步骤：
(i)仅使用接缝一侧处的所述第一打印头段的喷嘴以及仅使用接缝另一侧处的所述第二打印头段的喷嘴来打印所述前景图像；以及
(ii)使用第一和第二打印头段的喷嘴来跨所述重叠区域打印所述背景图像。
在另一方面，提供了一种从具有至少第一和第二重叠打印头段的打印机来处理打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)识别所述条带中包含的图像内容的前景图像和背景图像；
(iii)确定所述条带中的接缝；
(iv)仅使用所述接缝一侧处的第一打印头段的喷嘴以及仅使用所述接缝另一侧处的第二打印头段的喷嘴来打印所述前景图像；以及
(v)使用第一和第二打印头段的喷嘴来跨所述重叠区域打印所述背景图像。
在另一方面，提供了一种用于打印图像的打印系统，所述打印系统包括：
(A)打印机，所述打印机包括至少第一和第二重叠打印头段；以及
(B)图像处理器，所述图像处理器被配置成用于执行以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)识别所述条带中包含的图像内容的前景图像和背景图像；
(iii)确定所述条带中的接缝；
(iv)仅使用所述接缝一侧处的第一打印头段的喷嘴以及仅使用所述接缝另一侧处的第二打印头段的喷嘴来打印所述前景图像；以及
(v)使用第一和第二打印头段的喷嘴来跨所述重叠区域打印所述背景图像。
如在此使用的，术语“亮度”用于表示从表面发射的光的强度。名义上，黑色具有0％的亮度，白色具有100％的亮度。
如在此使用的，术语“接缝”是指一组接连的拼接点，每个拼接点具有针对每行打印的预定位置。一组固定拼接点形成线性接缝；而一组可变的接连的拼接点形成具有蜿蜒路径的接连的接缝。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的一个或多个实施例，其中：
图1示意性地示出了具有五个重叠打印头的打印杆；
图2示出了从一个打印头向另一打印头淡出打印输出的方法；
图3示意性地示出了具有两个重叠打印头的打印机，这两个重叠打印头具有重叠区域；
图4示出了使用非优化方法确定拼接点的图3所示打印机的打印输出；
图5示出了使用接缝雕刻方法确定拼接点的图3所示打印机的打印输出；
图6示出了图5所示打印输出的放大部分；
图7是左手打印头和右手打印头的重叠区域中的文本图像的一部分的墨料密度图；
图8是在对图7所示文本图像进行接缝雕刻之后分配给左手打印头的图像内容的墨料密度图；
图9是在对图7所示文本图像进行接缝雕刻之后分配给右手打印头的图像内容的墨料密度图；
图10是左手打印头和右手打印头的重叠区域中的连续色调背景图像上的前景文本图像的一部分的墨料密度图；
图11是图10的前景文本图像的墨料密度图；
图12是图10的背景连续色调图像的墨料密度图；
图13是在对图11所示前景文本图像进行接缝雕刻之后分配给左手打印头的前景图像内容的墨料密度图；
图14是在对图11所示前景文本图像进行接缝雕刻之后分配给右手打印头的前景图像内容的墨料密度图；
图15是在将重叠抖动应用于图12所示的背景连续色调图像之后分配给左手打印头的背景图像内容的墨料密度图；
图16是在将重叠抖动应用于图12所示的背景连续色调图像之后分配给右手打印头的背景图像内容的墨料密度图；
图17是结合了图13和图15所示墨料密度图的左手打印头的墨料密度图；
图18是结合了图14和图16所示墨料密度图的右手打印头的墨料密度图；以及
图19示意性地示出了适用于实施接缝雕刻方法的打印系统。
具体实施方式
参照图1，示意性地示出了打印杆1，所述打印杆包括五个重叠打印头段的固定阵列。每个打印头段采用具有喷射墨料的多排喷嘴(未示出)的长形喷墨打印头10(例如，A4尺寸打印头)的形式。在图1中，五个打印头从左到右在名称上指定为打印头1、打印头2、打印头3等。在图1所示的打印杆1中，打印头10均是单色打印头，但是应当理解，多色打印头当然在本披露的范围内。
相邻的重叠打印头10具有重叠区域12，由此可使用任一重叠打印头的喷嘴来打印对应于重叠区域的图像条带。在这些重叠区域12中，必须将相邻的打印头10拼接在一起以避免打印图像出现不连续。
一种现有技术的拼接方法(本领域中称为“对接连接”)简单地在重叠区域12中设定固定拼接点，并将固定拼接点两侧的打印分配给打印头。对接连接通常为纯文本生成充分适当的结果，但是通常为连续色调图像生成相对较差的结果。
图2展示了用于在重叠区域12中进行打印的另一现有技术的拼接方法。在所述拼接方法中，借助于合适的重叠抖动，跨重叠区域12在打印头2和打印头3之间分担打印。在其最简单的形式中，重叠抖动从打印头2向打印头3跨重叠区域线性淡出(“羽化”)打印。在跨在重叠区域12中间的标称拼接点14处，打印头2和打印头3大致均等地分担打印。尽管图2示出了跨重叠区域的线性过渡，但是应当理解，也可使用非线性过渡、不同的淡出渐变等。
如上所述，这些拼接方法并不总能提供可接受的打印质量。在不希望束缚于理论的情况下，本发明人理解，由打印头10的轻微未对准引起的重叠区域12中的不可预测的点对点打印在很大程度上是常规拼接方法产生不良输出的原因。
可凭经验改进上面结合图2所述的拼接方法。例如，如果在测试打印中，拼接伪影特别可见，以浅或深的条痕的形式呈现于页面上，则可将所述信息反馈给控制器并适当调整重叠抖动。例如，控制器可调整重叠抖动，以视情况减小或增加重叠区域中的点密度。
可使用检测打印伪影的下游扫描仪、或者更通常地根据用户对测试打印的主观分析来收集关于测试打印的打印质量的信息。然而，这种调整重叠抖动的经验反馈通常是不令人满意的。不同的图像内容通常需要对重叠抖动进行不同的优化，并且基于经验的抖动优化对于单个打印作业来说是耗时且不实用的。即使优化了重叠抖动，由于图像内容、重叠抖动和打印头段的相对位置导致的不可预测的干涉效应，仍可能看到条痕。例如，当一个打印头10相对于其相邻打印头稍微旋转时，莫尔干涉效应通常产生高度可见的条痕。仅仅调整重叠抖动中的点密度通常不能消除这些固有的干涉效应。
所需的是将重叠打印头段拼接在一起的技术，所述技术足够强大以处理未对准的打印头段，不依赖于从测试打印得出的经验反馈，并且针对任何打印图像进行了优化。
令人惊讶的是，本发明人已发现，可修改用于对图像尺寸进行数字调整的技术(本领域中称为“接缝雕刻”)，以在将重叠打印头段拼接在一起时产生优异结果。接缝雕刻技术详细描述于沙伊·阿维丹(Shai Avidan)和阿里尔·沙米尔(Ariel Shamir)的《用于内容感知的图像尺寸调整的接缝雕刻》(Seam carving for content-aware image resizing)(《美国计算机学会图形学汇刊》(ACM Transactions on Graphics,TOG)，第26卷第3期，2007年7月)，所述文内容通过援引并入本文。简而言之，接缝雕刻技术基于成本函数(比如图像能量函数)生成从上到下或从左到右跨图像的连续像素路径(“接缝”)。因此，图像的尺寸调整是内容感知的，而不是简单地将图像裁剪成一定尺寸。例如，为了改变图像的纵横比，接缝雕刻技术识别与周围混合的相对不明显的像素的连续接缝。可在原始图像中雕刻或复制这些所谓的低能量接缝，以改变原始图像的纵横比，同时保留视觉上更重要的图像成分。图像处理领域的技术人员将容易地知道在接缝雕刻中使用的各种算法。
在本文所述的方法中，接缝雕刻用于确定由重叠区域12打印的图像条带内的连续接缝中的一组拼接点。用于相应行的打印的特定拼接点的位置基于第一要求，即最小化打印墨料的密度和/或最大化亮度。然而，为了避免拼接点跳过重叠区域12的每侧进行接连的行的打印，第二要求是接连的拼接点应该为接连的，以沿条带形成接连的接缝或路径。
第一要求有利地通过使拼接点内容相关来最小化重叠区域中点对点打印的可能性。然而，如果允许连续的拼接点跳过重叠区域，则由于相邻的打印头交替打印图像的高密度部分，仍然可能出现可见的打印伪影。图4示出了来自具有两个重叠打印头10(示意性地示出于图3)的打印杆的样本打印输出，所述打印使用仅基于最小墨料密度来选择拼接点并允许连续拼接点无限制跳跃的技术。通过对接连接来拼接重叠打印头，由此每个拼接点左手侧的图像内容分配给左手打印头，每个拼接点右手侧的图像内容分配给右手打印头。
结果导致输出质量差，这在文本区域中尤为明显。例如，在大字号单词“oLive”的字母“v”中，拼接伪影是由连续拼接点从字母右侧切换到左侧并再切换回来造成的。因此，尽管基于图像中的最小墨料密度来选择拼接点可能似乎是隐藏拼接伪影的可行方法，但是图4所示的结果显然不太令人满意。
在图5中，采用了接缝雕刻算法，这另外要求沿着由重叠区域12打印的条带具有连续接缝。这里，结果比图4所示有了显著改进。接缝雕刻算法定义了由多个接连的拼接点构成的接连的接缝15，所述接连的接缝在各个文本字符之间和周围的路径中蜿蜒(见图6)。以此方式，高密度区域(例如，文本字符)的打印不能在两个打印头之间交替进行，而是分配给一个打印头或另一个打印头。因此，图4中清晰可见的拼接伪影几乎已经消除，而且，各个拼接点通常保留在相对低密度的区域中，以最小化跨拼接点进行点对点打印的可能性。当然，接缝15在图5和图6中示出仅用于说明性目的，而非实际打印输出的一部分。
为了形成图5所示的连续接缝15，采用逐行处理重叠区域的输入图像的两步程序。在任何特定步骤中，具有行r和列c的输入图像像素x[r,c]根据下式转换为输出像素y[r,c]：
y[r,c]＝x[r,c]+min{y[r-1,c-1],y[r-1,c],y[r-1,c+1]}
其中，y[r-1,c-1]是先前处理的行的输出像素和当前像素左边的一个像素，y[r-1,c]是先前处理的行的输出像素，在当前像素的正上方，y[r-1,c+1]是先前处理的行的输出像素和当前像素右边的一个像素。
从上到下进行，最后一行中的输出像素y[r,c]对应于穿过图像的连续路径，所述连续路径贯穿所述图像。因此，从这个像素作为穿过图像的接缝或路径开始，把选自具有最小值的y[r-1,c-1]、y[r-1,c]或y[r-1,c+1]的像素添加到接缝。然后通过使用相同标准添加像素来迭代地延伸接缝，直到到达图像顶部，并且产生穿过图像的完整的连续接缝。
尽管上面已描述了一种简单的接缝雕刻算法，但是应当理解，可视情况修改接缝雕刻算法。例如，可生成许多不同的接缝，并且基于一个或多个附加参数选择最佳接缝。例如，可能期望为某些类型的图像内容选择具有最低平均墨料密度的接缝。对于其他图像内容，可能期望选择具有高墨料密度、具有最少数量的接连的拼接点的接缝。通常，当接缝沿着图像内容中的边缘时，会实现较不可见的拼接。因此，接缝雕刻算法可包括将接缝朝向边缘(例如，文本、框、线等的边缘)加权的参数。用于选择最佳接缝的这些及其他标准对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
在上述接缝雕刻算法中，接连的拼接点之间的最大可允许水平距离设置在数字图像的一个像素处。这确保了接缝的平滑连续路径。然而，接连的拼接点之间的最大距离可替代性地根据打印点位置来定义，打印点位置可不同于数字像素位置，这取决于在图像处理管线中执行接缝雕刻的时间。此外，如果接缝是接连的，则接连的拼接点之间的最大距离可根据图像内容、打印速度、打印分辨率等而变化。例如，接缝雕刻算法可允许接连的拼接点之间的距离为1、2、3、4或5个水平像素位置或点位置。通常，以与打印图像相同的分辨率对数字位图图像执行接缝雕刻；因此，数字像素位置对应于打印点位置。
由上可以理解，可利用任何合适的成本函数对接缝雕刻算法进行加权，以优化特定打印作业的拼接。
接缝雕刻通常优先在光栅图形图像上执行。光栅图形图像可在任何合适的色彩空间中表示，比如CMYK、RGB或Lab色彩空间。如果接缝雕刻基于最小化打印墨料密度，则可使用CMYK和RGB色彩空间来表示图像。然而，可通过最大化沿接缝的亮度来实现最佳接缝雕刻结果，在这种情况下，在Lab色彩空间中表示的图像的接缝雕刻更为合适。最大化亮度通常产生优异的结果，因为人眼对(例如)品红色比对黄色更敏感。换句话说，即使图像的黄色区域具有相对高的墨料密度，接缝雕刻算法也可将接缝朝向这些区域加权，因为这些区域对于人眼来说不太可见。在一个实施例中，可将图像从RGB或CMYK色彩空间转换为Lab空间以进行接缝雕刻，然后在定义接缝之后将图像转换回CMYK色彩空间以进行进一步的图像处理。
替代性地，可在单色半色调图像上单独执行接缝雕刻，并将接缝雕刻分别应用于打印机的每个色彩通道。例如，打印机可包括多个对准的单色打印杆(例如，CMYK)。对于每个半色调位图图像，可采用接缝雕刻算法确定每个单色打印杆中每对重叠打印头的接缝。因此，不同的打印杆可根据图像内容针对对应重叠区域使用不同的接缝。在这种情况下，最小化墨料密度和最大化亮度的参数将是相同的。
在使用合适的接缝雕刻算法确定了穿过图像的接缝的路径之后，跨接缝拼接重叠打印头段的方法不受特别限制。例如，可使用对接连接来跨接缝拼接，由此一个打印头被分配用于打印接缝左侧的所有图像内容，另一打印头被分配用于打印接缝右侧的所有图像内容。对接连接可适用于打印重叠区域中具有明显的深浅区域的图像(例如，纯文本、艺术线条等)。
对于打印连续色调图像，可能适合更复杂的拼接技术。例如，重叠抖动可用于从一个打印头向重叠的相邻打印头淡出打印。每个拼接点通常定义重叠抖动的中间点，在拼接点任一侧具有相等数量的喷嘴，从一侧向另一侧淡出。在一些实施例中，可根据图像内容组合使用对接连接和重叠抖动。同样，不同的色彩通道可根据图像内容使用不同的拼接技术。在一些实施例中，可使用来自图像的测试打印输出的经验反馈来优化重叠抖动。
应当理解，尽管接缝雕刻方法可应用于任何宽度的重叠区域，但是通常优选相对较宽的重叠区域，以提供定义具有最少拼接伪影的接缝的较高概率。在使用重叠抖动从一个打印头向另一打印头淡出的情况下，可能优选的是，包含接缝的包络的宽度限制为小于重叠区域12的宽度。因此，可保留重叠区域12的末端处的一些喷嘴，以允许跨每个拼接点的重叠抖动。
图7至图9示出了根据第一实施例如何对白色背景上的纯文本执行图像处理。在图7中，重叠区域12中的图像内容表示为墨料密度图。墨料密度在白色区域中为零，并且在包含文本的区域中急剧上升至最大值。平面12A和平面12B表示重叠区域12的左手界限和右手界限，而平面16是重叠区域的标称中点。平面16表示用于拼接重叠打印头的典型的现有技术固定接缝。
仍然参照图7，根据上述接缝雕刻算法，连续接缝15在具有高墨料密度的区域之间蛇形伸展。接缝15类似于河床，蜿蜒穿过任一侧均有山脉屹立的山谷的最低点。
如图8和图9所示，使用简单的对接连接来跨接缝15拼接两个重叠打印头。换句话说，左手打印头分配给图8所示的图像，而右手打印头分配给图9所示的图像。
图10至图18示出了根据第二实施例如何对连续色调背景图像上的纯文本执行图像处理。在所述实例中，连续色调背景图像是简单的纯灰色背景，墨料密度约35％，包含文本的区域中具有最大墨料密度。然而，连续色调背景图像可以是(例如)照片或其他连续色调图像。因此，应当理解，根据第二实施例的方法可适合于打印在连续色调图形上包含文本的(例如)标签、小册子等。
在第一步骤中，将图10所示的图像内容分离为前景图像(图11)和背景图像(图12)。可使用本领域已知的任何合适方法来分离前景图像和背景图像。例如，在图10中的图像是光栅图形图像的情况下，可通过(例如)选择高于预定墨料密度阈值(或低于预定亮度阈值)的所有图像内容来分离前景图像。例如，在图10中的文本基于矢量图形(例如，PostscriptTM)的情况下，可容易地确定前景图像。其他更复杂的分离前景图像和背景图像的方法对本领域技术人员来说是公知的。
在识别出包含文本的前景图像之后，以与结合图7至图9所述的相同方式处理前景图像。因此，使用接缝雕刻算法定义接缝15，并且左手打印头分配给图13所示的前景图像，而右手打印头分配给图14所示的前景图像。(在替代性的实施例中，例如在期望最小化处理要求的情况下，前景图像中定义的接缝可以是包含一组固定拼接点的简单线性接缝)。
现在转向图15和图16，背景图像的处理与前景图像不同。通过使用合适的重叠抖动在两个打印头之间进行羽化来更优化地打印连续色调图像。因此，在图15中，左手打印头跨重叠区域朝右手打印头淡出打印。类似地，在图16中，右手打印头跨重叠区域朝左手打印头淡出打印。
前景图像和背景图像的组合结果如图17和图18所示。在图17中，左手打印头分配给接缝左手侧的所有前景文本，但是仍然跨重叠区域朝用于背景连续色调图像的右手打印头淡出。同样，在图18中，右手打印头分配给接缝右手侧的所有前景文本，但是仍然跨重叠区域朝用于背景连续色调图像的左手打印头淡出。以此方式，应当理解，无论打印头存在任何物理未对准，以及无论是否在打印文本和/或连续色调图形，高度优化的拼接结果均可实现。
接缝雕刻通常在图像处理硬件中执行，比如图像处理管线中的打印机上游的光栅图像处理器(RIP)。图19示意性地示出了具有RIP 20的打印系统3，所述RIP将打印数据传送到打印机2的多个单色打印杆1。图19所示的每个打印杆10包括重叠打印头10，如图1所示。
如本领域所公知的，RIP 20接收图像数据并为打印机2的每个色彩通道生成半色调位图。RIP另外如本文所述执行接缝雕刻，以确定重叠区域12中每行打印的拼接点。根据利用接缝雕刻和合适的拼接技术(例如，对接连接、重叠抖动等)确定的拼接点，将打印数据分配给每个打印杆1的每个打印头10。由RIP 20为每个色彩通道生成的打印数据提供给打印杆1以进行打印。通常，在由一个或多个中间处理器打印图像之前，对打印数据执行附加处理(例如，死喷嘴补偿、保湿喷射等)。此外，监督控制器与每个打印杆1通信以控制定时等。各种图像处理和打印系统架构对本领域技术人员来说是公知的，并且本文所述方法不限于任何特定类型的架构。
本文所述方法的优点在于，接缝雕刻的附加处理要求可以容易地适应于典型的RIP，并且特别适合涉及相同图像的重复打印输出的打印作业。应当理解，随着数字喷墨印刷机的发展，本文所述的拼接技术提供了在不影响打印速度的情况下提高打印质量的强大方法。
前面仅描述了本发明的一些实施例，可以在不脱离本发明的范围的情况下对其进行细节修改，本发明的实施例是说明性的而不是限制性的。

Claims (15)

1.一种使用包括至少第一和第二重叠打印头段的打印系统来打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数、使用接缝雕刻算法来确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)使用所述第一和第二打印头段来打印所述图像，所述打印包括跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段，
其中：
所述条带包含可变的图像内容，并且所述接缝在所述条带内具有变化的位置；并且
根据对所述条带中包含的所述图像内容进行逐行分析来确定所述接缝，每行具有由所述成本函数确定的拼接点；
并且其特征在于：
所述接缝雕刻算法允许相继的拼接点之间仅为一个水平像素或点位置的最大距离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述条带包含墨料密度相对较高的区域和墨料密度相对较低的区域，并且其中，所述接缝是穿过所述墨料密度相对较低的区域中的至少一些区域的连续路径。
3.如权利要求1所述的方法，其中，使用拼接技术跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段，所述拼接技术选自以下各项中的至少一项：
(a)仅使用所述接缝一侧处的所述第一打印头段的喷嘴进行打印，以及仅使用所述接缝另一侧处的所述第二打印头段的喷嘴进行打印；以及
(b)使用所述接缝两侧处的所述第一和第二打印头段的喷嘴进行打印。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述拼接技术取决于所述条带中的所述图像内容。
5.如权利要求3所述的方法，进一步包括将所述条带中的图像内容分为前景图像和背景图像的步骤，并且其中，拼接技术(a)用于所述前景图像，并且拼接技术(b)用于所述背景图像。
6.如权利要求3所述的方法，其中，拼接技术(b)采用跨所述重叠区域从所述第一打印头段向所述第二打印头段的淡出过渡。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二打印头段使用不相关的抖动打印所述图像。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二打印头段是打印头的单独的打印头芯片。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二打印头段是单独的打印头，每个打印头包括多个打印头芯片。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述打印机包括一组或多组n个重叠打印头段，每组具有n-1个重叠区域，其中n为2至50的整数。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述重叠区域具有1mm至20mm的宽度。
12.如权利要求1所述的方法，其中，根据对表示所述重叠区域中的图像内容的光栅图形图像、矢量图形图像或位图图像的分析确定所述接缝。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述接缝包含在接缝包络中，所述接缝包络所具有的宽度小于所述重叠区域的宽度。
14.一种从具有至少第一和第二重叠打印头段的打印机来处理打印图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数、使用接缝雕刻算法来确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段的打印数据，
其中：
所述条带包含可变的图像内容，并且所述接缝在所述条带内具有变化的位置；并且
根据对所述条带中包含的所述图像内容进行逐行分析来确定所述接缝，每行具有由所述成本函数确定的拼接点；
并且其特征在于：
所述接缝雕刻算法允许相继的拼接点之间仅为一个水平像素或点位置的最大距离。
15.一种用于使用如权利要求1至13中的任一项所述的方法进行打印的打印系统，所述打印系统包括：
(A)打印机，所述打印机包括至少第一和第二重叠打印头段；以及
(B)图像处理器，所述图像处理器被配置成用于执行以下步骤：
(i)识别有待以所述第一和第二打印头段的重叠区域打印的所述图像的条带；
(ii)基于成本函数、使用接缝雕刻算法来确定所述条带中的连续接缝，所述成本函数包括选自下组的至少一个参数，所述组由以下各项构成：(a)最小化沿所述接缝的打印墨料的密度；以及(b)最大化沿所述接缝的亮度；以及
(iii)跨所述接缝拼接所述第一和第二打印头段的打印数据，
其中：
所述条带包含可变的图像内容，并且所述接缝在所述条带内具有变化的位置；
根据对所述条带中包含的所述图像内容进行逐行分析来确定所述接缝，每行具有由所述成本函数确定的拼接点；
并且其特征在于：
所述接缝雕刻算法允许相继的拼接点之间仅为一个水平像素或点位置的最大距离。
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