CN1290906A - 数字打印机的输出调节 - Google Patents

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小P·B·吉尔曼
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Abstract

一种用来提供调节数字打印机输出的有用信息的方法包括以下步骤:向数字打印机提供多个已知代码值,使其产生包括多种密度的测试斑点的测试打印件;并且提供各自具有一种目标密度的多种参考斑点。该方法进一步包括扫描测试斑点和参考斑点,产生测试斑点和参考斑点的代码值,从中确定测试斑点与参考斑点之间的一致性,并且提供适用于数字打印机输出调节的信息。

Description

数字打印机的输出调节
本发明涉及到从数字图像产生打印件之前调节数字打印机的技术。
数字图像经常是由电子静止摄像机产生的。这种摄像机包括一个图像传感器，一个模-数转换器和用来存储数字图像文件的存储装置。可以存储数字图像的存储装置有许多种，包括软磁盘，硬磁盘驱动器和固体存储(例如闪存存储器)卡。随后可以将存储的图像下载到一台主计算机上并且用本地打印机打印，例如是一台彩色喷墨打印机。
提供数字彩色图像的另一种方案是对一种照相胶卷进行扫描，经过数字化并且转换成每一个图像的文件。Kodak Picture CDTM系统就是这种装置的一个例子，可用于扫描，数字化，并且为每一个图像提供一个数字文件。用于存储数字图像的CD盘也可以包括对这些图像文件进行处理的软件程序或应用程序。这些应用程序允许用户根据需要来存取，观看和／或打印图像文件。处理数字图像文件的软件的例子有AdobePhotodeluxeTM2．0和Adobe PhotoShopTM4．0，能够驱动打印机产生输出图像。
许多家用打印设备所存在的缺点是操作者需要经常调节才能够提供质量满意的彩色图像。其原因之一是可以使用多种不同的打印机和纸张，它们各自具有不同的特性，可能会影响到打印图像的复制色调。高质量打印机通常具有下拉或显示菜单，允许用户选择特定型号的打印机变换来产生打印件。例如，如果用Adobe PhotoShop软件驱动一台Epson Stylus Photo Ink Jet Printer，Epson打印机具有许多可供用户选择的模式，例如Photo，Photoenhance，Graph，Text和AdvancedPhoto等等。熟练的用户可以利用模式选择来改善打印质量，用数字文件打印出连续色调的图像。然而，这些模式不能提供最佳的打印，因为它没有考虑到使用的打印纸，或者是具体的打印机或可更换打印头的具体特性，即使是同一种型号的打印机或打印头，由于制造上的公差，还是存在微小的差别。
可以按照同属于本申请人的美国专利US5913014所述的方法来确定一种预定的打印机／媒体组合的输出特性曲线。然而，美国专利US5913014所述的技术需要用一个显像密度计来测量测试打印件上用这种打印机／媒体组合产生的均匀的参考斑点的密度。显像密度计是一种价格昂贵的专用科学仪器，不能用于家庭和商业用户。另外，缺乏专业训练是很难使用显像密度计的。同属于本申请人的美国专利US5081529描述了采用交互式监视器显示来校准打印机的另外一种系统。令人遗憾的是，这种系统需要用户在监视器和硬拷贝打印件之间进行比较，这对于缺乏训练的用户来说是有困难的，因而往往会造成打印机校准误差。
然而，彩色平板或单张纸扫描仪往往是家庭和商业用户用于数字图像处理的计算机系统的一部分。然而，这些扫描仪完全不同于显像密度计，而且往往不能达到精确地确定扫描打印件密度校准的目的。这样就需要有一种能够调节数字打印机输出的方法，不需要使用显像密度计或是用户个人的主观判断。
本发明的一个目的是为诸如家用打印机这样的数字打印机提供一种简单易行的调节方法，不需要使用显像密度计一类的专用仪器就能产生改善的打印件。
本发明的另一个目的是提供一种有效的途径，以便从数字图像产生高质量的数字打印件。
本发明的再一个目的是提供一种用扫描仪来调节连续色调打印机的简单方法，利用需要调节的打印机扫描一个测试对象和一个校准打印件。
这些目的是这样实现的，它是用来提供调节数字打印机输出的有用信息的一种方法，该方法包括以下步骤：
(a)向数字打印机提供多个已知代码值，使其产生包括多种密度的测试斑点的测试打印件；
(b)提供各自具有一种目标密度的多种参考斑点；
(c)扫描测试斑点和参考斑点，产生测试斑点和参考斑点的代码值；以及
(d)将扫描的测试斑点和参考斑点的代码值相比较，从中确定测试斑点与参考斑点之间的一致性，并且提供适用于数字打印机输出调节的信息。
本发明可以使打印机在不同类型的媒体上提供高质量的打印件，用户不需要根据主观的目测判断对打印机进行人工调节。
本发明可以利用已知的参考斑点用简单的校准程序使打印机产生高质量的打印件。
本发明不需要使用昂贵的显像密度计，利用已知的参考斑点和低成本的彩色反射扫描仪提供一种校准程序，只需要很少的使用知识，并且不需要专用仪器。
本发明可以在具有限定的目标密度的各种打印媒体上产生打印件，并且减少由于打印机或媒体的变化给打印质量带来的变化。
图1表示一种可以用来调节打印机的系统；
图2是用来调节一种连续色调打印机的流程图；
图3表示在图2的程序中由打印机产生的一例测试打印件；
图4表示用图2的程序确定的一种打印机校正曲线；以及
图5表示用图2的程序确定的一组独立的RGB打印机校正曲线。
图1表示一种系统，可以用CD盘18或其他媒体上包含的软件来调节连接到家用计算机40上的用户的硬拷贝打印机58。将包含用来实现本发明所述方法的软件的CD盘18插入主计算机40中的一个公知的CD-ROM驱动器44。或者是可以将软件存储在软磁盘60上。将软磁盘60插入一个软盘驱动器46。或者是可以将软件存在一种抽取式存储卡上。例如闪存EPROM存储器的抽取式存储卡32可以插入一个存储卡读卡器48中。CD盘18，软磁盘60或抽取式存储卡32或者是其他类型的数字存储媒体为用户提供一种可以在调节用户的硬拷贝打印机的程序中使用的参考条24，从而改善打印件的质量。CD盘18还可以包含数字化的图像，例如是Kodak Picture CD盘。
CPU50可以使用以下参照图2具体描述的本发明的软件。这种软件可以从CD盘18，软磁盘60或抽取式存储卡32上下载并且安装和存储到硬盘驱动器56上。CPU50连接到一个显示监视器52和一个键盘54。用户可以通过鼠标55与CPU50进行联系。CPU50与产生硬拷贝打印件64的本地彩色打印机58进行通信。CPU50同时和一个彩色反射扫描仪62进行通信，它可以用来扫描由打印机58产生的硬拷贝打印件64，并且向CPU50提供被扫描的打印件64产生的数字象素值。打印机58和扫描仪62都可以通过多种不同的公知接口之一连接到CPU50，例如SCSI，RS-232串行或USB接口。
参见图2，它表示按照本发明的程序的流程图。在步100中，用户选择打印机校准(即选择显示监视器52上的图形用户接口中显示的打印机校准图标)，由软件应用要求用户选择使用的媒体类型(例如KodakInkjet Photo Paper，Kodak Inkjet Photo Stickers等等)。在步110，由用户选择在他的家用打印机中使用的媒体类型，如果需要使用的媒体没有被列出，可以使用下拉菜单或输入文本。
在步120由打印机50产生一个打印件64，例如图3中所示的测试打印件80。测试打印件80中包括一个区域82，它具有一个从暗到明的8×8测试斑点阵列，代码值从0到255。测试打印件也可以采用代码值从0到255的16×16阵列或者是其他的斑点数量。测试打印件80还包括一个用来放置图4所示的参考条24的区域84。参考条24包括具有已知的目标参考密度的许多参考斑点。参考条24中的参考斑点数量(例如6个参考斑点)比测试打印件80的区域82中的参考斑点数量(例如64个测试斑点)少得多。目标密度是理想的参考斑点的密度。由于制造中的变化，参考斑点的准确密度可能与标准密度稍有不同。例如，参考条可能有下列密度的6种斑点：
斑点数量    目标密度
  1          0．080
  2          0．180
  3          0．300
  4          0．650
  5          1．105
  6          1．700
参考条24最好包括贴在背面的“粘贴标签”，能够将其移动地附着到测试打印件80上。测试打印件80进一步包括一个标识符86，它包括用来指示打印媒体的文本以及测试打印件产生的数据和时间。测试打印件80还包括带有文件号标识符的标记的一个条形码88，它包含选择的打印媒体类型以及测试打印件产生的数据和时间。在产生测试打印件时由CPU50产生这一文件，并且存储在硬盘驱动器56上。在测试打印件80的四个边沿上进一步包括对准特征90。在用扫描仪对测试打印件80进行扫描之后，可以用这些对准特征90将测试打印件80的其它区域自动定位在数字图像之内。
在打印机58产生测试打印件80之后，用户在步130贴上参考条24，并且将贴有参考条24的测试打印件80放在反射扫描仪62的平板上面，例如是一台Microtek ScanMaker E6扫描仪。在步140中扫描打印件，为测试打印件80和参考条24各自的斑点产生扫描仪代码值。或者是分两次操作单独扫描测试打印件80和参考条24。然而，如果扫描仪是自动调节扫描曝光或是色调比例参数的，这样做有可能会造成误差，这样就会使两次扫描有所不同。本发明利用测试打印件80上的斑点的扫描代码值和参考条24上的斑点的扫描代码值之间的一致性来提供用来调节数字打印机58输出的信息。
用户可以在扫描之前方便地读取标识符86，在其中包括用来指示打印媒体和产生的测试打印件的数据和时间，从而保证受到扫描的打印件准是打印机刚刚产生的那一份打印件，而不是以前由于用户的错误选择而可能打印在不同媒体上的打印件。另外，可以用公知的计算机算法来翻译条形码88，从中确定文件名，并且可以检查文件中的信息，以便确定受到扫描的打印件准是打印机刚刚产生的打印件，而不是以前由于用户的错误选择而可能打印在不同媒体上的打印件。
在步150对来自测试打印件80的区域84内的参考条24上各种参考斑点中心部位的数字代码值取平均值，从而确定每一种参考条斑点的平均亮度(即单色模式)扫描仪值。首先用公知的对准算法确定打印件的四个边沿上的对准特征90的位置，这样就能确定区域84内部的斑点位置。在步160中，用来自参考打印件区域82中的斑点的平均扫描仪代码值来确定为了产生与参考条24上的每一种斑点具有相同的扫描仪代码值所需要的打印机代码值。这些打印机代码值就是为了产生与参考条24的斑点具有相同密度的打印件所需要的代码值。用以下的步骤确定打印机代码值：
(1)选择区域82中的哪两个参考斑点具有的平均扫描仪代码值最接近(也就是刚好大于和小于)测试条24中的第一参考斑点的平均扫描仪代码值；
(2)在这两个选定的扫描仪代码值之间执行线性内插，确定为了产生与第一参考斑点具有相同的扫描仪代码值的打印密度所需要的打印机代码值；以及
(3)对测试条上剩下的每一种斑点重复步骤1和2。
例如，如果来自参考斑点4(0．650密度斑点)的平均扫描仪代码值是代码值148，并且两个最接近的参考斑点是打印机代码值128斑点和代码值132斑点，前者产生的平均扫描仪代码值是147，而后者产生的平均扫描仪代码值是151，线性内插的打印机代码值就是打印机代码值129，用它就可以产生与这一特定的参考斑点密度相同的打印密度。
在步骤170将这些能够产生与参考斑点的斑点密度相同的打印密度的打印机代码值拟合成一条平滑的曲线。该曲线代表输入数字图像代码值(即来自需要打印的输入数字图像的代码值)与输出打印机代码值(即提供给打印机的代码值)的关系。这种曲线可以补偿打印机和打印媒体的特性，并且提供一种优化的系统色调比例，参见同属于本申请人的美国专利US5913014和Gilman等人在IS&T’sNIP12：International conference on Digital PrintingTechnologies上发表的“Some simple techniques for improving theprint quality of digital images from Kodak electroniccameras”。例如，适合一种特定媒体的6种参考斑点的输入图像代码值和打印机输出代码值可能是：
            图像输入    打印机输出
斑点        代码值      代码值
 1           214          252
 2           187          234
 3           143          190
 4           99           124
 5           64           77
 6           40           48
图4的曲线表示一例用图2的程序确定的平滑的打印机校正曲线。该曲线通过上面列出的各个数据点，并且可以使用任何公知的方法利用一组数据点拟合成一条曲线。根据测试打印件的扫描仪数值与参考斑点的扫描仪数值的最佳匹配，该曲线提供了从输入图像的每个输入代码值(即0到255)到传送给打印机的具有理想密度值的输出代码值的映射。
在步180中用这一平滑的曲线提供一个打印机校准文件，例如是一个单通道打印机校准查询表。这种表可以是256字节的表，由每个入口为顺序的输入代码值提供输出代码值。因此，180字节的表可以为输入代码值179提供输出代码值，这样提供的打印机代码值可以产生0．140的打印密度。
在步190中为特定的媒体存储查询表，供用户在同样的媒体上打印数字图像时使用。在用户希望使用任何其他类型的媒体时都可以重复步100到190表示的程序。
用图4表示的曲线产生的查询表是根据彩色扫描仪58的亮度值确定的，并且用于RGB图像的所有三个彩色平面。这样就能修改打印机58产生的打印件的复制色调，但是不能修改彩色平衡。为了校正特定的打印机和媒体组合的彩色平衡差(也就是彩色偏移)，(在步150和160中)确定每一种参考斑点的红、绿、兰扫描仪代码值，并且确定能够提供这些相同的RGB扫描值的适当的打印机红、绿、兰代码值，这样就可以产生三个不同的查询表。然后在步170和180分别为红、绿、兰彩色图像平面产生三个平衡曲线和三个查询表。在图5中表示了一例RGB平面的平滑曲线。
图4表示的单个查询表和图5表示的三个查询表交替地构成打印机校准文件。也可以产生其他类型的打印机校准文件。例如，为了为特定的媒体提供打印机58的输出调节，也可以存储和使用图4和图5表示的曲线所限定的数学函数或稀疏的数据点或者是三维查询表。
在步200中，打印机使用由用户选择的适合特定媒体类型的打印机校准查询表产生校正的硬拷贝打印件64。
                                       部件清单18    CD盘24    参考条32    抽取式存储卡40    主计算机44    CD-ROM驱动器46    软磁盘驱动器48    存储卡读卡器50    CPU52    显示监视器＼屏幕54    键盘55    鼠标56    硬盘驱动器58    本地打印机60    软磁盘62    扫描仪64    硬拷贝打印件80    测试打印件82    测试斑点84    参考斑点86    文本标识符88    条形码90    对准特征100   选择打印机校准110   选择媒体类型120   产生测试打印件130   贴上参考条140   扫描打印件150   确定扫描仪值160   确定打印机代码值170   拟合好的曲线180   提供校准表190   存储／调用查询表200   产生校正的打印件

Claims (9)

1．一种用来提供调节数字打印机输出的有用信息的方法，包括以下步骤：
(a)向数字打印机提供多个已知代码值，使其产生包括多种密度的测试斑点的测试打印件；
(b)提供各自具有一种目标密度的多种参考斑点；
(c)扫描测试斑点和参考斑点，产生测试斑点和参考斑点的代码值；以及
(d)将扫描的测试斑点和参考斑点的代码值相比较，从中确定测试斑点与参考斑点之间的一致性，并且提供适用于数字打印机输出调节的信息。
2．按照权利要求1的方法，其特征是包括，当测试斑点和参考斑点之间的一致性不能准确地匹配时，在测试斑点之间执行内插。
3．按照权利要求1的方法，其特征是参考斑点的数量小于测试斑点的数量。
4．按照权利要求1的方法，其特征是测试斑点被打印在测试打印件上，在一个小于测试打印件的参考条上形成参考斑点，并且在扫描之前将参考条放置到测试打印件上。
5．按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括同时扫描测试斑点和参考斑点。
6．一种用来调节数字打印机输出的方法，包括以下步骤：
(a)向数字打印机提供多个已知代码值，使数字打印机产生多种测试斑点；
(b)提供各自具有一种目标密度的多种参考斑点；
(c)扫描测试斑点和参考斑点，产生测试斑点和参考斑点的代码值；
(d)将扫描的测试斑点和参考斑点的代码值相比较，从中确定测试斑点之间的一致性，并且构成一个打印机校准文件；以及
(e)按照打印机校准文件调节数字打印机。
7．按照权利要求6的方法，其特征是测试斑点被打印在包括一个标识符的测试打印件上，并且进一步包括核查扫描的标识符的步骤，以便确定被扫描的是不是正确的测试打印件。
8．一种利用具有已知密度的多种参考斑点来调节数字打印机输出的计算机存储装置，它包括一个上面存储有计算机程序的可以用计算机读取的存储媒体，用存储的程序执行以下步骤：
(a)向数字打印机提供多个已知代码值，用来产生包括多种测试斑点的测试打印件；以及
(b)将扫描的测试斑点和扫描的参考斑点的代码值相比较，从中确定至少某些测试斑点和参考斑点之间的一致性，为调节数字打印机的输出提供适当的信息。
9．一种为了产生改善的打印件而调节数字打印机输出的方法，包括以下步骤：
(a)向数字打印机提供多个已知代码值，使数字打印机在打印媒体上产生多种测试斑点；
(b)提供各自具有一种目标密度的多种参考斑点；
(c)扫描测试斑点和参考斑点，产生测试斑点和参考斑点的代码值；
(d)用扫描的测试斑点和参考斑点的代码值产生一个打印机校准文件，用来修改提供给数字打印机的代码值；以及
(e)用这种打印机校准文件提供改善的打印件。
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