CN1311969C - 优化的图象处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种数字印刷中的图象处理系统，用于改进向成象设备，例如激光器传输图象数据的吞吐量及效率，同时允许记录介质上的图象大小及定位(即校准)的动态和连续的调整。形成一缓冲存储器结构用于从原始图象文件接收数据。数据的特定部分被从原始图象文件中复制到缓冲存储器结构以及为了最终图象的编辑而被复制到一图象缓冲器内。通过按照一确定的分级将数据复制到图象缓冲器内以解决图象重叠。利用锁相环，图象大小及定位被调整以优化在记录介质上最终图象的版面。动态并连续地执行所述优化，从而提供一致的最终图象。图象处理系统的多样操作可在以数字计算机的控制之下进行。

Description

优化的图象处理方法及装置

本发明申请是申请日为2001年11月19日、申请号为01133823.7的同名专利申请的一个分案申请。

技术领域

本发明总体来说涉及数字印刷方法及装置，更具体地，涉及用于改进图象数据的编辑以及优化再现图象的精确性的方法及装置。

背景技术

有各种方法和装置用于数字化编码文件并将该数字表示传送给输出设备。在编码端，这些方法和装置从业余爱好者的扫描仪以及相关软件扩展到精细印刷系统。这些系统已经替代了传统的需要艰苦地将各种文件部分——文本、图案以及摄影图象人工地布置到白板上以用于随后的复制的“剪切和粘贴”方法来进行编排。取而代之，现在设计者能够使用计算机一次操作所有的文件部分。

可以采用许多形式来输出这些数字编码文件，包括从用于摄影胶片数字曝光的激光印刷到用于随后的大批量印刷而向平版印刷板(lithographicplates)的图象传输。在后者中，印刷的图象被呈现在印版或是作为受油(亲油)或拒油(疏油)型表面区域的底板上。在干印刷系统中，该印版被简单地上墨并且图象被传送到记录介质上；印版首先与称作胶印滚筒(blanket cylinder)的适应媒介物接触，接着将图象加到纸上其他记录介质上。在湿平版印刷系统中，非图象区是亲水的，那么在上墨前通过先将印版润湿(或“喷水”)的操作来提供必要的拒油。油墨阻粘喷水方案阻止了油墨粘附在非图象区上，而不影响图象区的亲油特性。

平版印刷版可以用各种方法制成，从包含照相及化学显影的传统手工技术到包含计算机控制的自动工序。计算机印刷版系统能够利用由一个或多个激光器或非激光源产生的电磁辐射脉冲在感光版空白处的选定位置上产生物理或化学变化(根据系统的不同，可以立即使用或接着进行传统的光显影)；喷墨设备一般用于可选地将拒油或受油点放在印刷版空白处；或者火花放电设备(该设备中一个电极与印刷版空白处接触或靠近印刷版空白处)产生电火花以改变印刷表面上一定区域的特性，由此制造共同构成一期望图象的“点”。这里，术语“成象设备”包括辐射源(如激光)，喷墨源，电极以及其他用于在印刷版空白处上生成图象点的公知装置，术语“放电”表示由这些设备产生的成象发射。术语“图象”涉及将被复制的最终文件的平版印刷显示。术语“版”涉及任何类型的印刷组件或由显示出对油墨和/或贮墨器溶液的鉴别亲和力的区域所确定的能够记录图象的表面。

用于激光成象的第二种方法包括转印材料的使用。参见，例如美国专利Nos.3945318；3962513；3964389；4245003；4395946；4588674和4711834。利用这些系统，激光器所发出的辐射可穿透的聚合纸涂有转印的材料。在工作期间，使该结构的转印侧与一接受器纸接触，透过可穿透层使转印材料被选择性的照射。一般地，转印材料表示出对成象激光辐射的高度吸收性，并消蚀—也就是，实质上爆裂进气团中并焦化为碎片—响应一激光脉冲。该作用可通过自氧(在该情形中，例如，硝化棉材料)被进一步加强，以确保转印材料从其载体的完全转移。残存消蚀的材料粘附到接受器纸上。

或者，取代激光器激发，可通过直接接触完成热敏材料的转印(transfer)。例如，美国专利4846065公开了使用数控印刷头将亲脂材料转印到一图象载体上。

为了形成印刷版，选择转印及接受器材料以表现对贮墨器溶液和/或油墨的不同亲和力，这样可穿透层连同未照射转印材料的转移留下一适当成象的完成的印刷版。

转印材料的另一个重要应用是校对。图形技术的专业人员在制造最终分离的印刷版之前使用颜色校对纸(或简称“颜色校样(color proofs)”)来校正分离图象，以及在印刷过程中评定将获得的图象质量。在一般的印刷过程中，多色图象不能使用一个单独的印刷版来直接印刷。相反，首先将复合颜色图象分解为一组分支颜色元素，或“分离元”，每个元素作为一单独的印刷版的基底。组成多色图象的颜色按照专业人员挑选的特定“彩色模式”被分离。最普遍的彩色模式基于青、品红、黄、黑元素，并被称为“CMYK”彩色模式。如果正确执行分离，单独分离元的差组合形成原始的复合图象。颜色校对表示，并允许专业人员检查将被印刷出来的最终图象。

可以通过根据最终图象中的颜色分配将相应于分离颜色之一的着色剂放射转印到一可穿透接受器纸上来产生颜色校对。相应于模式的各个颜色可以被加到单独的接受器纸上并随后成象，产生一单纸校对。或者，将相应于彩色之一的一组颜色校对在记录时相互重叠，由此显示最终图象。

用机械的方法，基于激光的成象系统可以采用多种形式。激光器的输出经由透镜或其他波束制导元件被直接加到基底的表面，或使用光纤电缆从远端激光器发送到基底表面。一个控制器及其相关定位硬件保持所述光束输出一对用于基底表面的精确定位扫描表面输出，并在邻近选定的位置点或基底的区域启动激光器。控制器响应对应于被复制到基底上的原始文件或图片的输出图象信号来产生该原始文件或图片的精确反或正图象。图象信号被作为位图数据文件或其他合适的图象格式存储到数据存储设备上。可用光栅图象处理器(RIP)或其他合适的装置来生成这些文件。例如，光栅图象处理器能够接受以页描述语言形式的输入数据，该数据定义了被转印到基底上所需的全部特征，光栅图象处理器还能够接受作为页描述语言和一个或多个图象数据文件组合。构成位图以定义颜色色调以及屏幕频率和角度。

成象装置可被配置为平板记录器或滚筒记录器，其基底装在滚筒的内部或外部圆柱形表面上。平版印刷中，外部滚筒设计更适合用于平版印刷机上，此时，印刷圆柱体自身构成记录器或绘图仪的滚筒元件。

在滚筒型结构中，通过沿着滚筒的轴线旋转滚筒(其上固定有基底)并与旋转轴平行地移动光束来实现激光器光束与基底之间必需的相对运动，从而圆周地扫描基底以“生成”轴向图象。或者，光束能够平行于滚筒轴向移动，并且在穿越基底时，有角度地递增，从而圆周地“生成”基底上的图象。在上述两种情形中，在由光束进行的完全扫描后，对应于(正或反地)原始文件或图片的图象已被施加到基底的表面。

可以使用多个成象设备同时产生图象点的几行线，使得成象速度相应增快。不考虑所使用的成象设备数，它们的操作必需精确控制，这样放电在适当的时间出现从而到达印刷表面上的预定点位置。在扫描基底上的所有侯选图象点期间，每个放电源都必须沿纵向以及横向(在滚筒成象时对应于圆周以及轴向)在所有点和基底结合，并且，在基于激光成象时，光束必需保持聚焦在基底上以获得最大能量转换效率。

成象设备的总效率是一项重要的运作指标。运作瓶颈降低了成象设备的性能而导致，例如平版印刷版生产的下滑。在基于激光的成象系统中，所述瓶颈会消除在商业上的实际成象的速率的作用。通常瓶颈与如上所述作为位图文件存储在数据存储设备上的图象数据获取有关。在成象输出过程期间多样位图的强加(即组合)使该问题更为复杂。

当成象装置使用激光成象设备的“梳状阵列”时也会遇到另一个瓶颈。在该结构中，多个激光成象设备交叉于基底的一个方向分布。这种分布可以是简单的线性阵列，其中，各个成象设备彼此等距离。或者，成组的成象设备可以群集为一个或多个“包”，其中一个包内成象设备之间的间距与相邻包内成象设备之间的间距不同。不考虑此结构，每个基于其自身的在阵列内的物理位置的成象设备用于在整个图象的不同部分成象。瓶颈的产生是由于所述成象设备同时工作以及各个成象设备所需的数据一般地来自位图文件内的不同位置。因此，在该文件上执行多大容量存储事务处理(即读和查找)以从该文件内的几个非邻近位置获取所需数据。

优化数据流入成象设备的一种方式是在成象装置中包含缓冲存储器。该缓冲存储器可以是例如，一个或多个缓冲器对结构；成象设备仅从每对中的一个(例如，“A缓冲器”)读数据。当成象设备读“A缓冲器”中的数据时，该对中的其他组件(例如，“B缓冲器”)从数据存储设备接收数据。当成象设备用完“A缓冲器”中的数据时，就开始从“B缓冲器”读数据。同时，“A缓冲器”再次开始从数据存储设备接收数据。当成象设备用完“B缓冲器”中的数据时，“A缓冲器”和“B缓冲器”的作用互相颠倒。该过程一直持续到全部图象被处理。

“A”和“B”缓冲器的颠倒作用改进了数据吞吐量及效率，但是却不能处理从多个不同文件中存取图象数据或从使用成象设备的梳状阵列的多个文件中存取图象数据所内在的延迟时间。检索这些通常存储在大容量存储介质上的数据需要与存取所述介质相关的额外开销。这些开销降低了成象装置的效率。此外，由于所需的文件数或检索要求增加，使整个开销增多，因而进一步降低了成象装置的速度。

在成象装置的工作期间，保持沿所有相关方向的图象“定位”(即校准)也是很重要的。如果这样做失败将导致成象错误或不希望的制品，或是二者皆有之，从而降低了最终图象的品质。这种结果尤其出现在平面印刷情形中，由于常规的印刷工作要求从几个印刷版连续施加油墨，就导致与各个印刷版有关的缺陷的累积。由于沿着各个有关方向的调整会导致沿其他方向的失真引入，因此激光成象特别要求更为苛刻的条件。制造偏差也会产生印刷版滚筒的方向(例如，圆周)上的变化。因此，存在这样的可能性，即在含有4个分离滚筒(每个滚筒与其各自的一组成象设备成对)的4色成象系统中，4个圆周是不一样的。因此，为了制造其图象在圆周方向上大小相等的4个印刷版，必需对成象设备的运作进行调整。

从以上叙述中可知提高很显然还需要一种当同时优化图象精度时成象装置的效率的方法。

发明内容

本发明提高了原始图象数据文件与成象设备之间的吞吐量，并且最终将完成的图象加到记录介质上。这将加快整个成象装置的速度，提高其效率。此外，本发明允许对图象大小的调整，提供一个动态“伸展”和“收缩”能力。允许校正由例如滚筒的直径和速度变化所引起的定位误差，并提供图象大小的总体控制。本发明代表了一种优化成象设备操作的简单而有限的方法。

根据本发明的一种编辑合成图象的方法，该方法包括以下步骤：提供多个原始图象数据文件；提供包含用于各个原始图象数据文件的至少一个缓冲存储器对的缓冲存储器结构；从每个原始图象数据文件中识别至少一个有关段，该至少一个有关段是合成图象的一部分；将相应于所述至少一个有关段的图象数据从各个原始图象数据文件中寄存到与原始图象数据文件相关的至少一个缓冲存储器对；以及，所述至少一个有关段从所述相关的至少一个缓冲存储器对复制到合成图象缓冲器中。

根据本发明的一种成象方法，该方法包括以下步骤：提供多个原始图象数据文件；提供多个成象设备；提供一记录介质；提供包含用于各个图象数据文件的至少一个缓冲存储器对的缓冲存储器结构；引起所述成象设备与所述记录介质之间的相对运动；从每个原始图象数据文件中识别至少一个有关段，该至少一个有关段是合成图象的一部分；将对应于所述至少一个有关段的图象数据从各个原始图象数据文件中寄存到与原始图象数据文件相关的至少一个缓冲存储器对；将所述至少一个有关段从所述相关的至少一个缓冲存储器对复制到合成图象缓冲器中；以及，在所述相对运动期间并根据合成图象缓冲器内的数据启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一所述合成图象缓冲器内的数据的表示。

根据本发明的一种成象装置，包括：多个成象设备；一个用于记录介质的支撑物；一个用于提供所述成象设备与所述支撑物之间的相对运动的设备；进一步包含至少一个缓冲存储器对的一个缓冲存储器结构；一个合成图象缓冲器；与所述缓冲存储器结构以及所述合成图象缓冲器电连接的一个控制单元，该控制单元工作以将缓冲存储器结构内的所选数据部分复制到合成图象缓冲器内；以及，与所述控制单元，所述合成图象缓冲器以及所述成象设备电连接的一个驱动单元，该驱动单元在相对运动期间并根据所述合成图象缓冲器内的数据启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一所述合成图象缓冲器内的数据的表示。

根据本发明的一种图象优化方法，该方法包括以下步骤：提供图象数据；提供多个成象设备；提供一记录介质；引起成象设备与记录介质之间的相对运动；产生表明成象设备相对于记录介质的位置的原始位置信号；确定一分辨率提高参数；确定一图象大小参数；确定至少一个偏移量寄存器；确定响应于所述至少一个偏移量寄存器的至少一个象素预定标器；通过将所述原始位置信号乘以所述分辨率提高和图象大小参数并除以所述至少一个象素预定标器产生一优化位置信号；以及，根据所述优化位置信号以及图象数据在相对运动期间启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一优化的图象数据的表示。

根据本发明的一种图象优化装置，包括：多个成象设备；一个用于记录介质的支撑物；一个用于提供所述成象设备与所述支撑物之间的相对运动的设备；一个感测系统，用于确定成象设备相对于记录介质的位置，该感测系统进一步包含一个位置编码器以及一个锁相环，所述位置编码器产生表示所述位置的第一信号，所述锁相环响应于(i)所述第一信号，(ii)分辨率提高参数以及(iii)图象大小参数以产生第二信号，该第二信号具有由所述分辨率提高以及图象大小参数所决定的频率；一个控制单元，响应于与所述感测系统以及图象数据；以及，与所述控制单元以及成象设备电连接的一个驱动单元，该驱动单元响应于至少一个象素预定标器并且在对应所述图象数据的位置处的相对运动期间启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一优化的图象数据的表示。

根据本发明的一种包括具有内部装有计算机可读程序代码的程序存储介质以产生对图象数据的编辑以及对应图象的施加的产品，该产品内的计算机可读程序代码包括：用于使计算机读取至少一个原始图象数据文件的内容的计算机可读代码；用于使计算机从每个原始图象数据文件中识别出至少一个有关段的计算机可读代码；用于使计算机将对应于所述至少一个有关段的图象数据从各个原始图象数据文件寄存到至少一个缓冲存储器对的计算机可读代码；用于使计算机将所述至少一个有关段从所述至少一个缓冲存储器对复制到一合成图象缓冲器的计算机可读代码；用于使计算机根据所述合成图象缓冲器内的数据启动多个成象设备，以实现对应图象的施加的计算机可读代码。

根据本发明的一种可由计算机读的程序存储介质，可触知地配有可由计算机执行的指令程序以执行用于编辑图象数据以及施加对应图象的方法步骤，该方法步骤包括：读取至少一个原始图象数据文件的内容；从每个原始图象数据文件中识别出至少一个有关段；将对应于所述至少一个有关段的图象数据从各个原始图象数据文件寄存到至少一个缓冲存储器对；将所述至少一个有关段从所述至少一个缓冲存储器对复制到一合成图象缓冲器；以及，根据所述合成图象缓冲器内的数据启动多个成象设备，以实现对应图象的施加。

根据本发明的一种包括具有内部装有计算机可读程序代码的程序存储介质以产生图象数据的优化施加的产品，该产品内的计算机可读程序代码包括：用于使计算机产生一原始位置信号的计算机可读代码；用于使计算机确定一分辨率提高参数的计算机可读代码；用于使计算机确定一图象大小参数的计算机可读代码；用于使计算机确定至少一个偏移量寄存器的计算机可读代码；用于使计算机确定相应于所述至少一个偏移量寄存器的至少一个象素预定标器的计算机可读代码；用于使计算机通过用所述分辨率提高和图象大小参数乘以所述原始位置信号并被所述至少一个象素预定标器除来确定一优化位置信号的计算机可读代码；以及，用于使计算机根据所述优化位置信号以及图象数据启动对各成象设备以实现对应图象数据的图象的优化施加。

根据本发明的一种可由计算机读的程序存储介质，可触知地配有可由计算机执行的指令程序以执行用于优化一图象数据的施加的方法步骤，该方法步骤包括：产生一原始位置信号；确定一分辨率提高参数；确定一图象大小参数；确定至少一个偏移量寄存器；确定相应于所述至少一个偏移量寄存器的至少一个象素预定标器；通过用所述分辨率提高和图象大小参数乘以所述原始位置信号并被所述至少一个象素预定标器除来确定一优化位置信号；以及，根据所述优化位置信号以及图象数据启动对各成象设备以实现对应图象数据的图象的优化施加。

在本发明的一个实施例中，从两个或更多的原始图象数据文件编辑得到最终的图象，每个文件包括最终图象的一部分或是更多部分。在该实施例中，构成一包含至少一个用于各个原始图象数据文件的缓冲存储器对的缓冲存储器结构。该存储器结构还具有至少一个合成图象缓冲存储器用于存储被传输到记录介质上的最终位图图象中的一部分或者全部。合成图象缓冲存储器可设计为包含至少一个缓冲存储器对。或者，合成图象缓冲器也可被设计成一个大存储器。无论如何，所有存储器被设计为确保图象数据对于成象装置的有效操作总是可用的。

工作时，将均匀出现在最终图象中的原始图象文件的全部或一部分被识别出来；此处将这些部分称作“有关段”。对应该有关段的图象数据被寄存到专用于所述文件的缓冲存储器对内。因此，只有有关段被从专用缓冲存储器对复制到合成图象缓冲器。从各个原始图象文件到合成图象缓冲器的连续复制导致在记录介质上的最终图象的完整表示。

将数据从原始图象数据文件复制到分离的专用缓冲存储器对的益处显然是考虑到数据提取速度。一般地，原始图象数据文件放在数据存储设备，例如大容量存储媒体上。与大容量存储媒体有关的是数据查找与读取时间。这些时间影响到与大容量存储媒体的事务处理并导致一“开销”使得存取数据的速度降低。在最终图象的编辑期间，需要从数个文件—通常多次存取相同的文件或文件组—作为有关段被存取并复制到合成图象缓冲器内。因此，用于编辑全部的、最终图象的所有开销(例如，每个大容量存储事务处理的开销乘以事务处理数)就很大。这使得系统吞吐量和效率降低。由于缓冲存储器对没有大容量存储媒体的开销，就使用于前者的数据查找和读取时间大大减少。因此，首先通过将有关段从原始图象数据文件读入到缓冲存储器对中(包括只有一个或几个大容量存储事务处理)并从缓冲存储器对而不是从所述大容量存储媒体中提取用于单独设备的数据，就相当大地减少了大容量存储存取数，因而整个吞吐量及效率相应提高。

在一些例子中，来自两个或多个原始图象数据文件的有关段能“重叠”在最终图象中。这会发生在，例如当将标题或其他字符覆盖到一照片上时：标题图象可能是一个有关段，摄影图象可能是另一个有关段。当发生图象重叠时，必须确定哪个有关段或段较其他的占优势。每个占优势的段被说为“封闭”其所覆盖的其它有关段或段。为了处理这样的事件，本发明的一个实施例是首先确定存在重叠，然后确定哪个有关段占优势。随后，将来自所述占优势的有关段的数据(而不是来自被封闭段的相应数据)从其缓冲存储器对复制到合成图象缓冲器内。

在另一个实施例中，本发明使用一“不透明油墨”模式来确定占优势的有关段。在此实施例中，所有来自缓冲存储器对的代表有关段的数据被连续复制，一个段接一个段地复制到合成图象缓冲器内。通过允许在后复制的数据重写在先复制的数据来处理图象重叠；换言之，不透明油墨模式暂时工作使每个连续复制的图象较其前一个占优势。结果，最后被复制到合成图象缓冲器内的数据表示占优势的有关段而被均匀地成象到记录介质上。

通过使用占优势有关段来控制图象重叠的优点在于有能力在一单独的输出介质上，例如一平版印刷版上包含不同的打印作业。例如，本发明的系统可以将来自两个无关打印作业，每个作业都要求同样原料的图象加到一单独的印刷版上而不重叠。这就允许两个打印作业都能立即完成，因此提高了工作效率并降低了成本。

在另一个实施例中，本发明建立了编辑上述最终图象的方法。在此实施例中，设置了至少两个成象设备和一个记录介质。成象设备可以是，例如转与本发明受让人的美国专利5351617号中公开的激光器，在此一并作为参考。另外，记录介质可以是，例如转与本发明受让人的美国专利5339737，补发35512号，以及美国专利5783364号中公开的平版印刷版，在此也一并作为参考。所述成象设备与记录介质处于相对运动。在此运动期间，根据合成图象缓冲器内的数据启动成象设备。(如上所述，合成图象缓冲器内的数据是有关段和，如果需要，占优势的有关段的汇编)因此，记录介质在暴露于成象设备之后，已向其提供一合成图象缓冲器内数据的显现。

一般地与各个成象设备有关的是一“成象区”。区是位于记录介质上由特殊成象设备扫描的区域。在一例子中，成象设备采用线性阵列的形式，记录介质装在一滚筒或圆柱体上。成象设备的所述阵列沿着圆柱体轴向延伸，从而圆柱体旋转以使各个成象设备扫描沿着记录介质的圆周线。在每个完整的旋转之后，所述阵列被轴向地变址，以使成象设备扫描相邻的线。这种扫描以及轴向前进处理一直进行直到记录介质的全部图象区域都被完全扫描到。(该扫描以及轴向前进处理也可以在各个成象设备的螺线形扫描执行过程中同时发生，由此成象设备以恒定运动横越记录介质)这里，各个设备已扫描一成象区，其轴向延伸与相邻成象设备之间的间隔相同(并且也表示作为整体被索引的阵列的全部距离)。

有关段的一个尺寸(例如“宽度”)跨越几个成象区是很常见的。当发生这种情况时，本发明的一个实施例是在定义各个成象设备的成象区之后，确定哪个成象区被所述有关段跨越。该实施例提供了一对存储缓冲器用于各个这样的区域(无论是全部或是部分跨越)。因此，取代具有用于各个原始图象数据文件的缓冲存储器对，该实施例提供了各个原始图象数据文件所需的用于各个成象设备的一个缓冲存储器对。来自各个原始图象文件的数据被寄存到用于该文件的专用于必需的成象设备的缓冲存储器对中。该提供附加缓冲存储器对的方法进一步改进了原始图象数据的吞吐量。

在该实施例的一种方案中，本发明包括一个具有两个或更多成象设备的成象装置，一个用于记录介质的支撑物，以及一个提供成象设备与支撑物之间的相对运动的设备。该实施例还包括一个具有至少一个缓冲存储器对的缓冲存储器结构，一个合成图象缓冲器，一个控制单元，以及一个驱动单元。控制单元与缓冲存储器结构以及合成图象缓冲器连通，将在先所选数据部分复制到在后者中。需指出这些所选部分可以是有关段或这如果需要，也可以是控制单元已识别出的占优势有关段(二者都是前述定义的)。驱动单元与控制单元，合成图象缓冲器以及成象设备连通。驱动单元的一个作用是在扫描期间根据合成图象缓冲器内的数据启动适当的成象设备。其结果是对应于合成图象缓冲器内的数据将一图象施加到记录介质上。在另一实施例中，控制单元，驱动单元，或者二者，可以是一数字计算机。

在另一个实施例中，本发明通过调整图象的大小以及分辨率来优化图象。在此实施例中，产生一原始位置信号以表明在成象设备与记录介质存在相对运动时，成象设备相对于记录介质的位置。确定分辨率增强以及图象大小参数并将它们乘以所述原始位置信号以产生一高频“子象素时钟”。通过将该子象素时钟除以至少一个下文将描述的、帮助确定象素大小的象素预定标器而产生一优化位置信号。在相对运动期间，根据由优化位置信号而不是原始位置信号指定处的图象数据启动成象设备。结果是图象数据的优化表示被施加到记录介质上。

在该实施例的一个方案中，本发明提供了具有两个或更多成象设备，一个用于记录介质的支撑物，以及一个提供成象设备与支撑物之间的相对运动的设备的图象优化装置。该实施例还包括一个感测系统用于确定成象设备相对于记录介质的位置。一般地，该感测系统具有与一锁相环连通的位置编码器。锁相环响应由位置编码器，分辨率增强参数以及图象大小参数产生的信号。此外，锁相环产生一个第二信号，该信号的频率由分辨率增强和图象大小参数决定。一般地，该第二信号(子象素时钟)反映编码器信号乘以分辨率增强以及图象大小参数的乘法。由于子象素时钟的频率高于编码器信号的频率，因此该时钟提供了记录介质上象素位置的更微细的分辨率。

相邻图象象素之间的中心距是固定的，并且与由图象分辨率所确定的子象素时钟脉冲的特定数目相等。将子象素时钟的频率除以至少一个象素预定标器就能降低子象素时钟的频率。这就使各个象素的起始点可被调整为相对于所述象素的中心点。实质上，这将影响图象数据元素的或是输出到记录介质上的象素的真实尺寸。

制造或装配偏差会导致成象设备之间定位上的变化。为了补偿，为各个成象设备提供一个响应于子象素时钟的偏移量寄存器用于调整后者的起始点。每个象素预定标器(一般每个成象设备有一个)与对应的偏移量寄存器连通并响应该偏移量寄存器。这些寄存器和与其相关的象素预定标器联系并为每个象素列确定在记录介质上第一个象素的放置。当成象装置是滚筒记录器时，一般将偏移量值调整在记录介质的每一个旋转上以校正基线变化。

本发明还包括一个与所述感测系统以及图象数据联系并响应二者的控制单元，以及至少一个驱动单元。驱动单元相应于至少一个象素预定标器以及与该象素预定标器相关的偏移量寄存器并在相对运动期间且位于特定位置处时，根据图象数据以及优化位置信号选择性地启动成象设备。该驱动单元确定启动每个成象设备的信号的形状和持续时间，但是它不能开始成象设备的启动，直到由象素预定标器使能后才能开始。因此，该驱动单元与所述象素预定标器一起确定整个象素的大小。实际上，当驱动单元跨过相邻象素区域之间的边界时它也可以接着启动一个成象设备。

需指出，所述位置编码器可以是一角度编码器。所述控制单元，驱动单元以及感测系统中的一个或多个可以是一个数字计算机。

本发明的又一个实施例包括上述的寄存以及优化方法。具体地，在该实施例中，提供至少两个成象设备和一个记录介质，二者处于相对运动。另外，还提供了一个缓冲存储器结构，该结构具有用于各个原始图象数据文件的至少一个缓冲存储器对。该存储器结构还具有一个合成图象缓冲存储器。工作时，识别出数据的有关段或者如果需要，占优势的有关段。相应的图象数据被从各个原始图象文件复制到专用缓冲存储器对。数据的有关(或占优势的有关)段被从该专用缓冲存储器对复制到合成图象缓冲存储器内。

在该实施例中，还产生表明当成象设备与记录介质处于相对运动时，成象设备相对与记录介质的位置的原始位置信号。用定义的分辨率增强和图象大小参数乘以该原始位置信号以产生子象素时钟。将子象素时钟除以至少一个协同相关偏移量寄存器的象素预定标器产生一个优化位置信号。在相对运动期间，根据合成图象缓冲存储器内的数据以及该优化位置信号启动成象设备。结果是一合成图象缓冲存储器内数据的优化表示被施加到记录介质上。

在该实施例的一个方案中，本发明提供了具有两个或更多成象设备，一个用于记录介质的支撑物，以及一个提供成象设备与支撑物之间的相对运动的设备的图象处理装置。该实施例还包括一个具有至少一个缓冲存储器对的缓冲存储器结构，一个合成图象缓冲器，一个控制单元，一个驱动单元，以及一个感测系统。控制单元与感测系统，缓冲存储器结构，以及合成图象缓冲器连通。控制单元将缓冲存储器结构内的所选数据部分复制到合成图象缓冲器中。需指出，这些所选部分可以是有关段或是，如果需要，占优势的有关段。感测系统确定成象设备相对于记录介质的位置。如上所述，感测系统一般具有一个与锁相环连通的位置编码器。锁相环响应由位置编码器，分辨率增强参数以及图象大小参数产生的信号。此外，锁相环产生一个第二信号，该信号的频率由分辨率增强和图象大小参数决定。一般地，该第二信号(子象素时钟)反映编码器信号乘以分辨率增强以及图象大小参数的乘法并被除以至少一个象素预定标器。

驱动单元也与控制单元，合成图象缓冲器以及成象设备连通，响应至少一个象素预定标器及其相关的偏移量寄存器。该驱动单元确定启动每个成象设备的信号的形状和持续时间，但是它不能启动成象设备，直到由至少一个象素预定标器使能后才能开始。根据合成图象缓冲器内的数据在相对运动期间并位于特定位置处时进行启动。这就将一图象的优化表示施加到记录介质上。

在上述的任何一种实施例中，所述控制单元，驱动单元以及感测系统中的一个或多个可以是一个数字计算机。因此，本发明的一个实施例包括一种产品，该产品包括用于编辑图象数据并施加相应图象的计算机可读代码。所述代码包括用于读取原始图象数据文件，寄存该文件的内容，从该文件识别出一个有关段，复制该有关段，以及启动成象设备以施加对应图象的部分。在另一个实施例中，一种程序存储介质可触知地配有可由计算机执行的指令程序以执行用于上述编辑以及施加的方法步骤。

上述的图象优化可使用数字计算机来执行。在此情形下，这种产品包括用于图象数据的优化定位的计算机可读代码。该代码包括用于产生一原始位置信号，确定分辨率提高参数和图象大小参数，确定至少一个象素预定标器和一相关偏移量寄存器，产生一优化位置信号，以及根据所述优化位置信号启动成象设备以记录对应的图象。在另一实施例中，一种程序存储介质可触知地配有可由计算机执行的指令程序以执行用于上述图象优化的方法步骤。

本发明的其他方面和优点将通过以下结合附图，通过举例说明本发明原理的详细描述而变得更为清晰

附图说明

本发明的上述和其它目的，特征，优点以及发明本身将从以下结合附图对各种实施例的描述而变得更为易于理解，其中：

图1是本发明一个实施例的图象处理装置的方框图；

图2是本发明一个实施例的图象分区缓冲器的原理图；

图3是本发明一个实施例的锁相环时钟电路图的方框图。

具体实施方式

如附图所示，本发明可具体化为一个图象处理系统。本发明的系统提高了操作效率并且减少或消除了图象定位误差。

本发明的图象处理装置包括一个改进的缓冲存储器结构以及用于动态图象调整的锁相环。本发明避免了上述效率低下以及图象未对准的问题。

在以下的详细描述以及附图中，相同元元件使用同一标号。

图1是一个实施例的图象处理装置100的方框图。典型的印刷机使用一个或多个成象终端，每个终端具有一个专用图象处理装置100。图象处理装置100包括缓冲存储器结构104，合成图象缓冲器108，以及驱动单元110，它们均与控制单元102电连接。缓冲存储器结构104包括一个或多个缓冲存储器对106。尽管图1只示出三个缓冲存储器对106，但这只是为了清楚起见。任何数量的缓冲存储器对106都在本发明范围之内。在一实施例中，为是每个最终图象部分的原始图象数据文件提供一个缓冲存储器对106。

在另一实施例中，为每个原始图象数据文件所需的各个成象设备112提供一个缓冲存储器对106。这在图2中示出，该图详细表示了一个图象分区缓冲器结构200。每个分区对应于一个成象设备112。为了清楚起见，图2只示出8个分区(从0区(202)到7区(216))。尽管如此，任何数量的分区都在本发明范围之内。

简要概括来说，图2示出跨越几个成象区的带有空间扩展(例如，“宽度”)的两个原始图象数据文件。文件“α”(218)跨越1区(204)至3区(208)。文件“β”跨越2区(206)至7区(216)。在此例中，为文件“α”(218)提供了3个缓冲存储器对106：为文件“α”(218)跨越的3个区中的每一个提供一个缓冲存储器对106。同样，为文件“β”(220)提供了6个缓冲存储器对106：为文件“β”(220)跨越的6个区中的每一个提供一个缓冲存储器对106。在此实施例中，为是最终图象部分的各个原始图象数据文件所完全或部分跨越的每个区提供一个缓冲存储器对106。

操作时，原始图象数据文件的内容被读入缓冲存储器对106。根据可用存储器的总数，各个原始图象数据文件的部分或全部可被读入缓冲存储器对106。如果只有部分原始图象数据文件被读入缓冲存储器对106，那么最好该部分是与缓冲存储器对106有关的分区内的部分。尽管如此，基于一个单独的大容量存储检索处理，可以高效地完成从读入缓冲存储器对106的各个原始图象数据文件的整体中获取数据，由此减少数据存取开销。

各个原始图象数据文件的相关段被识别并被从其在各个数据文件内的位置处拷入缓冲存储器对106内用于进一步拷入到合成图象缓冲器108内。或者，各个原始图象数据文件的全部或一部分，包括相关和“不相关”段被拷入到缓冲存储器对106内。在此情形下，仅相关段被从缓冲存储器对106中提取出来并被拷入到合成图象缓冲器108内。

可能有相关段重叠的地方。图2示出一个这样的例子，其中文件“α”(218)和文件“β”(220)在2区(206)和3区(208)重叠。当存在重叠时，占优势的相关段被识别出来。在此例中，只有一个文件，“β”(220)，在2区(206)和3区(208)中占优势。(不必同一文件在各个分区中占优势)。表示此占优势的相关段，而不是封闭段或段的数据随后被拷入到合成图象缓冲器108内。

在一个实施例中，按照不透明墨模式来确定占优势的段。在此实施例中，所有存储在缓冲存储器对106内的表示占优势的相关段的数据被拷入到合成图象缓冲器108内。通过允许在后拷入的数据覆盖在先拷入的数据来处理图象重叠。因此最后拷入到合成图象缓冲器108内的数据代表最后映射到记录介质114上的占优势的相关段。

图1还示出提供相对运动的机械，例如马达的设备116。设备116提供成象设备112与记录介质114的支撑物之间的相对运动。由于记录介质114固定在支撑物118上，记录介质114也与成象设备112存在相对运动。尽管图1所示的支撑物118为滚筒状，记录介质114为圆筒形，但是其他的结构也包含在本发明范围之内。例如，支撑物118可以是平板形结构，记录介质114为平表面。如果需要，可以直接将支撑物118加到传统的金属版印刷机的设计中，作为印刷机的板式滚筒。因此，设备116也是用于在印刷时旋转印刷滚筒的马达。或者，支撑物118也可以装在一独立的板装置或校对装置上。在任何构造中，支撑物118和记录介质114都做成紧密接合的形状。

驱动单元110与合成图象缓冲器108以及成象设备112电连接。为了清楚起见，图1中只示出8个成象设备112，但是任何数量的成象设备112均在本发明范围之内。工作时，当相对运动正在进行时，驱动单元110根据合成图象缓冲器108内的数据驱动成象设备112。这就将一代表合成图象缓冲器108内的数据的“图像方式”加到记录介质114上。

图1中还示出与控制单元102电连接的感测系统120。感测系统120将支撑物118(以及，因此，记录介质114)相对于成象设备112的位置发送给控制单元102。感测系统120包括位置编码器122以及锁相环124。当记录介质114与成象设备112存在相对运动时，位置编码器122识别二者之间的相对位置并产生表示此位置的输出信号。该信号被称为“原始位置信号”。当支撑物118为滚筒状时，旋转记录介质114经过成象设备112，位置编码器122可是一角度编码器。该角度编码器提供表示支撑物118相对于成象设备112的角度位置的输出信号。

图3示出锁相环时钟电路图300。将位置编码器122的输出信号送至锁相环124内的相位比较器302。锁相环124包括低通滤波放大器304以及压控振荡器306。如众所周知的，任何锁相环的目的是产生与输入信号同相的输出信号。随着输入信号相位的变化，锁相环改变其输出信号，以使输出信号的相位与输入信号的相位匹配。通常通过将压控振荡器的输出反馈给相位比较器而实现上述目的。在此实施例中，反馈给相位比较器302的压控振荡器的输出信号312首先被一图象大小参数项308和一分辨率增强项310除。该两级除的作用是改变压控振荡器的输出信号312的频率。该改变频率与被图象大小参数项308和分辨率增强参数项310所乘的位置编码器122的输出信号的频率有关。此外，压控振荡器的输出信号312保持与位置编码器122的输出信号同相。

在此实施例中，压控振荡器输出信号312的频率作为子象素时钟，提供记录介质114上象素位置的超微细分辨率。然后信号312被至少一个象素预定标器316除。所述至少一个象素预定标器316与至少一个相关的偏移量寄存器320联系用于启动驱动单元110。这就允许各个象素的起始点相对于其中心点的调整，由此更改整个象素的大小。偏移量寄存器320包括与象素预定标器316类似的除法函数并发出一单脉冲。因此，偏移量寄存器320可被看作是一“单脉冲预定标器”。

可通过使用上述两级除以调整压控振荡器输出信号312的频率来改变图象数据314向成象设备112传送的速率。这就使得可以调整记录介质114上图象的大小以及再现分辨率。例如，被分辨率增强参数项310除可以增大压控振荡器输出信号312的频率。该增大的频率使得控制单元102可以识别出记录介质114相对于成象设备112的微小位置变化。从而，驱动单元110可以用较大的频率激活成象设备112。结果是由成象设备112产生的、组成记录介质114上的完整图象的离散“点”之间的间隔变近。该变近的间隔使最终图象与未通过乘法而得到的图象相比具有增强的分辨率。

在另一实施例中，被图象大小参数项308除也可以改变压控振荡器输出信号312的频率。这表现为记录介质114上再现最终图象的空间“伸展”或“收缩”。这可用来，例如，对由于制造偏差而引起的滚筒或金属板的变化而调整最终图象。通过调整最终图象的大小获得正确的定位(即校准)。

响应于子象素时钟的至少一个偏移量寄存器320用于补偿成象设备112之间“起始线参考”的差异。这发生于当一个成象设备与另一个相比具有不同定向时，一般是由于制造或装配偏差引起。因此，卸下定向错误的成象设备将具有不同于其他成象设备的轨道。这就导致此卸载不能达到记录介质114上空间一致点，从而使图象失真。

为了补偿起始线参考的差异，一个实施例是包括用于各个成象设备112的唯一的偏移量寄存器320。在这种结构中，每个成象设备112具有一个与唯一的偏移量寄存器320结合的专用象素预定标器316。偏移量寄存器320和与其相结合的象素预定标器316联系启动驱动单元110。因此，象素预定标器316与驱动单元110共同确定实际使用的点的大小。正确选择用于各个成象设备的偏移量寄存器320的值将补偿定向变化。此外，象素预定标器316在图象大小参数项308和分辨率增强参数项310的作用之后作用于压控振荡器的输出信号312。这就将这些参数的作用均匀分配到跨越整个图象。

通过改变图象大小参数项308和分辨率增强参数项310的值而对原始定位信号频率的调整产生一子象素时钟。通过用至少一个象素预定标器316除该子象素时钟来产生最佳定位信号。这些参数以及预定标器的可以全部或部分为数字量的值通过实质上对原始定位信号调频实现这一调整。用户可以通过例如，寄存器或计数器来选择这些参数值，并使用控制接口318来传达这些参数值。不管这些参数值的离散种类，所述调频将它们的影响平稳地分散到模拟压控振荡器的输出信号312上。贯穿图象平稳而均匀地结合图象大小以及增强的调整将使得视觉舒适。

本发明的另一实施例包括如下附加特征：用数字计算机执行一个或多个控制单元102，驱动单元110，或感测系统120的作用。因此，上述诸如缓冲和图象优化的功能可以由优于专用硬件的计算机软件来完成。所述读原始图象数据文件，图象重叠的识别，在缓冲器之间复制图象数据，以及启动成象设备都能用软件执行。需指出，由于图1是一方框图，所列举的项作为独立元件示出。然而在本发明的际实施之中，它们也可以是其它电子设备例如数字计算机的不可分元件。

从以上的描述可知，本发明的图象处理系统提供了一种简单而有效的方法用以保证在保持正确的图象大小和校准是高效的系统工作。由较慢的数据存取时间构成的较低的系统吞吐量问题得以大大消除。

上述的图象处理系统便于图象大小和校准的动态控制。因此，不允许的图象定位误差被减小或消除。

本领域的技术人员将意识到本发明还可有其它不脱离本发明精神或必要特征的特定形式的实施例。因此应认为上述实施例是完全用于说明目的而不限制此处描述的本发明。本发明范围由附加的权利要求书而不是以上的描述所限定，在同等于权利要求书意义及范围内的任何更改都包含在本发明内。

Claims (7)

1.一种图象优化方法，该方法包括以下步骤：

提供图象数据；

提供多个成象设备；

提供一记录介质；

引起成象设备与记录介质之间的相对运动；

产生表明成象设备相对于记录介质的位置的原始位置信号；

确定一分辨率提高参数；

确定一图象大小参数；

确定至少一个偏移量寄存器；

确定响应于所述至少一个偏移量寄存器的至少一个象素预定标器；

通过将所述原始位置信号乘以所述分辨率提高和图象大小参数并除以所述至少一个象素预定标器产生一优化位置信号；以及

根据所述优化位置信号以及图象数据在相对运动期间启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一优化的图象数据的表示。

2.一种图象优化装置，包括：

多个成象设备；

一个用于记录介质的支撑物；

一个用于提供所述成象设备与所述支撑物之间的相对运动的设备；

一个感测系统，用于确定成象设备相对于记录介质的位置，该感测系统进一步包含一个位置编码器以及一个锁相环，所述位置编码器产生表示所述位置的第一信号，所述锁相环响应于(i)所述第一信号，(ii)分辨率提高参数以及(iii)图象大小参数以产生第二信号，该第二信号具有由所述分辨率提高以及图象大小参数所决定的频率；

一个控制单元，响应于与所述感测系统以及图象数据；以及

与所述控制单元以及成象设备电连接的一个驱动单元，该驱动单元响应于至少一个象素预定标器并且在对应所述图象数据的位置处的相对运动期间启动所述成象设备，由此向所述记录介质提供一优化的图象数据的表示。

3.如权利要求2所述的图象优化装置，其特征在于，所述位置编码器进一步包括一个角度位置编码器。

4.如权利要求2所述的图象优化装置，其特征在于，所述第二信号表示连续的成象位置并反映所述第一信号与所述分辨率提高参数的相乘，所述第二信号由此提供一相对于所述第一信号的增强的位置分辨率。

5.如权利要求2所述的图象优化装置，其特征在于，所述第二信号表示连续的成象位置并反映所述第一信号与所述图象大小参数的相乘，所述第二信号由此标度图象大小。

6.如权利要求2所述的图象优化装置，其特征在于，所述第二信号进一步除以至少一个象素定标器。

7.如权利要求2所述的图象优化装置，其特征在于，所述控制单元，驱动单元，以及感测系统中的至少一个进一步包含一个数字计算机。

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