DE10112314A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Auflösung schwarzer Bildbereiche - Google Patents

Abstract

Wenn schwarze Bereiche neben farbigen Bereichen liegen, werden die banachbarten schwarzen Bereiche mit der Auflösung der farbigen Bereiche (z. B. 300 dpi) codiert (wiedergegeben), selbst wenn der Drucker schwarz mit einer höheren Auflösung (z. B. 600 dpi) drucken kann. Um die 600 dpi-Auflösung des Druckers vollständig auszunutzen, werden die schwarzen Pixel von den farbigen Pixeln getrennt. Das schwarze Pixelfeld mit der Auflösung von 300 dpi wird in ein schwarzes Bildfeld von 600 dpi umgewandelt. Ein Fenster, das eine ausgewählte Gruppe von schwarzen/weißen (600 dpi) Zielpixeln (35) umgibt, wird ausgewählt. Die Pixel in dem Fenster werden an einen Logikschaltkreis (50) angelegt, der mehrere Logikzustände umfaßt. Als eine Folge der Logikverarbeitung, können die Werte jedes der Zielpixel auf einen anderen Pixelwert geändert werden, um ausgefranste Kanten in den gedruckten Bildern zu vermeiden, wodurch für die Zielpixel eine Pseudo-600 dpi-Auflösung vorgesehen wird. Die logischen Operationen werden ausgeführt, bis alle Pixel Werte haben, die von den Logikschaltkreisen bestimmt werden. Das resultierende verarbeitete Pixelfeld (P1, P2, P4, P8) führt zu einem zufriedenstellenderen gedruckten Bild. Das Fenster wird so gewählt, daß das Pixelfeld durch Datengruppen von Wortlänge dargestellt werden kann. Schwarze Pixel, die mit der höheren Auflösung dargestellt werden, sind durch den Logikschaltkreis generell nicht betroffen. Schwarze Pixel werden somit mit zwei Auflösungen ...

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen das Drucken von Bildern, welche durch elektrische Signale definiert werden, und spezieller die Verbesserung schwarzer Bilder, wenn sie mit einer Farbbild-Auflösung (z. B. 300 dpi) verarbeitet oder wiedergegeben, jedoch mit einer Druckpatrone für eine höhere Auflösung (z. B. 600 dpi) gedruckt werden.

In einigen Druckersystemen des Standes der Technik kann ein Bild Farbbereiche, isolierte schwarze Bereiche und Gebiete mit benachbarten schwarzen und farbigen Bereichen umfas­ sen. Die schwarzen Bereiche können z. B. schwarze Buchstaben innerhalb eines farbigen Be­ reichs umfassen. Einige Drucker können isolierten schwarzen Text mit einer Auflösung von 600 Punkten pro Inch (dpi) wiedergeben (verarbeiten) und die schwarzen Punkte mit einer 600 dpi-Druckpatrone drucken. In diesem Fall beträgt die Auflösung des schwarzen Textes tatsächlich 600 dpi.

Es ist üblich, daß solche Drucker nur Farbbilder mit einer Auflösung von 300 dpi wiederge­ ben, die Daten aufwärts skalieren und dann das Bild mit diesen Daten höherer Auflösung als Raster oder in Halbtönen, wiedergeben, um mit einem Drucksystem zu drucken, welches mit einer höheren Auflösung arbeiten kann (Druckpatronen mit einer höheren dpi-Auflösung er­ höhen nicht die Auflösung der Punkte, die mit einer niedrigeren Auflösung wiedergegeben werden). Die Wiedergabe der Farbpixel mit 300 dpi ist wesentlich weniger prozessorintensiv als die Wiedergabe der Farbpixel mit 600 dpi. Bei diesem Verfahren gibt es kaum Verluste der Bildqualität, weil in der Praxis die meisten Farbbilder mit weniger als 300 dpi gespeichert werden. Bei diesem Verfahren gibt es einen geringen Verlust der Farb-Textschärfe. Es ist wichtig, für schwarze Tinte eine hohe Auflösung vorzusehen, weil sie einen großen Kontrast zu dem weißen Papier bildet, so daß das Drucken von Schwarz, insbesondere Text, mit der niedrigeren Auflösung ungünstig sein kann. Der Begriff "Aufwärts-Skalieren" in dieser An­ meldung bezeichnet die Verdoppelung der Daten in beiden Achsenrichtungen - eine sehr simple zweifache Erweiterung in der Vertikalen und der Horizontalen (oder es könnte mögli­ cherweise als eine horizontale und vertikale Verdoppelung beschrieben werden).

In bestimmten Fällen, z. B. dann, wenn schwarze Pixel neben farbigen Pixeln liegen, wird das schwarze Bild mit derselben "niedrigeren" Auflösung (z. B. 300 dpi) des Farbbildes wiederge­ geben. Mit anderen Worten werden für die Gebiete, in denen schwarze Bereiche neben farbi­ gen Bereichen liegen, die gemischten Bereiche in dem 300 dpi-Format codiert. Dies wird manchmal als Verarbeitung der schwarzen Pixel durch die Farb-Pipeline bezeichnet.

Die schwarzen Bereiche mit niedrigerer Auflösung (z. B. Text), die mit der Farbe bei der Farb­ auflösung wiedergegeben werden, werden mit den Farbdaten aufwärts skaliert und dann mit den schwarzen Daten mit höherer Auflösung (600 dpi), wie isoliertem Text, zusammenge­ führt. Der resultierende Text mit verdoppelten Daten wird als "Klumpentext" (chunky) be­ zeichnet. Ein Beispiel für "Klumpentext" ist in Fig. 1A wiedergegeben. Zum Vergleich zeigt Fig. 1 B ein Beispiel einer Schrift, die mit 600 dpi wiedergegeben wurde.

Obwohl also der Druckermechanismus die Fähigkeit hat, schwarze Pixel mit 600 dpi zu druc­ ken, werden die schwarzen Bereiche, die mit 300 dpi wiedergegeben werden, zusammen mit den Farbbereichen weiter für 300 dpi codiert, wobei die einfache Verdoppelung der Pixel kei­ ne wahrnehmbar erhöhte Auflösung bietet.

Zusätzlich können einige Systeme bestimmen, daß eine gesamte Seite mit einer niedrigeren Auflösung, wie 300 dpi, wiedergegeben wird, das Bild auf 600 dpi aufwärts skaliert wird, und dieses Bild dann mit 600 dpi als Rasterdaten (in Halbtönen) wiedergegeben wird. Das Bild wird mit der niedrigeren Auflösung von 300 dpi sehr viel schneller wiedergegeben werden und die Rasterbildung der aufwärts skalierten Daten führt zu glatten Übergängen zwischen den Farben und kann von einer Wiedergabe mit 600 dpi beinahe nicht unterschieden werden. In diesem Modus wird Farbtext verschlechtert. Wenn echter schwarzer Text mit 300 dpi je­ doch aufwärts skaliert und mit 600 dpi zu Rasterdaten umgerechnet wird, hat die Pixelwie­ dergabe der echten schwarzen Daten noch immer Kantenmerkmale mit niedriger Auflösung.

Systeme zum Glätten der groben Ränder des Textes sind grundsätzlich bekannt; diese Syste­ me befassen sich jedoch nicht mit dem Fall, daß schwarze Bilder durch die Farb-Pipeline wiedergegeben werden. Ein Glättungsalgorithmus wird als TES-Algorithmus (thermal inkjet edge smoothing; Kantenglättung für thermische Tintenstrahldrucker) bezeichnet und ist in dem U. S. Patent 5,650,858 mit dem Titel "Pixel Image Edge-Smoothing Method and System" beschrieben. Der Erfinder ist Mark D. Lund, und die Anmeldung wurde auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen. Auf dieses Patent wird Bezug genommen.

Es werden eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren benötigt, bei denen die schwarzen Bildbereiche, welche zusammen mit farbigen Bildbereichen wiedergegeben oder verarbeitet (rendered) werden, eine verbesserte Auflösung haben und mit einer höheren Auflösung ge­ druckt werden als die farbigen Bildbereiche. Ein weiteres wünschenswertes Merkmal der Vorrichtung und des zugehörigen Verfahrens ist die Darstellung der Datengruppen, die für die Verarbeitung der schwarzen Pixelbilder verwendet werden, in Datengruppen mit Wortlänge.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 9 so­ wie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6 vor.

Diese sowie weitere Merkmale werden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch das beanspruchte Verfahren erreicht. Die schwarzen und farbigen Pixel, die mit der Farbauf­ lösung (z. B. 300 dpi) wiedergegeben werden, werden durch eine einfache Pixelwiederholung aufwärts skaliert und in Halbtönen oder als Raster wiedergegeben, wodurch die schwarzen Daten auf 600 dpi aufwärts skaliert werden. Schwarze Daten, wie isolierter Text, die mit der höheren Auflösung (600 dpi) wiedergegeben werden, werden dann mit den aufwärts skalier­ ten Daten zusammengeführt. Die zusammengeführten schwarzen Pixel werden von den Farb­ pixeln getrennt.

Eine Pixelzielgruppe in dem schwarzen Bild wird ausgewählt. Wenn der Teil des schwarzen Bildes, welches verarbeitet wird, zuvor mit der Farbauflösung wiedergegeben wurde, stellt die Pixelzielgruppe ein einzelnes Pixel in dem wiedergegebenen 300 dpi-Bild dar (d. h. vier 600 dpi- Pixel der Gruppe). Dann wird ein Fenster benachbarter Pixel in dem 600 dpi-Bild, das die Zielgruppe umgibt, gewählt. Bei einer Ausführungsform wird das Fenster so gewählt, daß eine Pixelzeile in dem gewählten Fenster durch Datengruppen in Wortgröße von 16 Bit oder weniger wiedergegeben werden kann. Bei einer Ausführungsform ist das Fenster eine Anord­ nung aus maximal 13 × 13 Pixeln.

Die Pixel in dem gewählten Fenster werden an eine Logikanordnung angelegt, welche Pixel­ muster eingibt, um, falls nötig, modifizierte Zielpixel berechnet, um ein optimales Bild vorzu­ sehen, das mehreren Beschränkungen (manchmal widerstreitenden) unterworfen ist. Die Werte der Pixel in der Zielgruppe nach der Verarbeitung durch die Logikanordnung sind Pi­ xelwerte mit verbesserter Auflösung, und die verarbeitete Pixelgruppe wird anstelle der Ziel­ gruppe gespeichert. Der Prozeß wird fortgesetzt, bis alle Pixel, welche das ursprüngliche Bild bilden, verarbeitet sind. Üblicherweise werden die Pixel in dem schwarzen Bild, das mit der höheren Auflösung wiedergegeben wird, durch die Logikanordnung nicht verändert, sie kön­ nen aber immer noch abhängig von der "Programmierung" der Logikanordnung verändert werden.

Die verarbeiteten schwarzen Pixel werden dann mit einem 600 dpi-Druckkopf gedruckt. Be­ stimmte schwarze Pixel auf der Seite werden somit mit 300 dpi wiedergegeben und andere werden mit 600 dpi wiedergegeben, die Auflösung wird jedoch ähnlich erscheinen. Der Farbteil des Bildes wird mit seiner wiedergegebenen (nicht verbesserten) Druckauflösung gedruckt, z. B. 300 dpi. Die Erfindung ist auf jede Auflösung anwendbar.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1A "Klumpentext", der mit einer Auflösung von 300 dpi codiert (wiedergegeben) und dann aufwärts skaliert wurde, um die Eingangsgröße an ein 600 dpi-Raster zum Drucken mit einem schwarzen 600 dpi-Druckkopf anzupassen;

Fig. 1B mit 600 dpi wiedergegebenen Text;

Fig. 2 ein Flußdiagramm des Verfahrens zum Verbessern der Auflösung der Pixel der schwarzen Bereiche gemäß der Erfindung;

Fig. 3A eine Darstellung eines bestimmten Logikzustands zum Identifizieren einer Pi­ xelgruppe von vier Pixeln mit 600 dpi Auflösung, um ein ursprüngliches Pixel mit 300 dpi Auflösung zu ersetzen, wenn die logische Bedingung in einem Pi­ xelfenster erfüllt wird;

Fig. 3B die Werte der verbesserten 600 dpi-Pixelgruppe, wenn das Pixelfenster die logische Bedingung der Fig. 3A erfüllt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zum Erzeugen verbesserter Pixelwerte für ausgewählte schwarze Pixel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 den Text, der ausgehend von einem mit 300 dpi wiedergegebenen Bild mittels eines Algorithmus verbessert wurde und mit den hier beschriebenen Techniken mit 600 dpi gedruckt wurde.

Die Verwendung derselben Bezugszeichen in verschiedenen Zeichnungen deutet auf ähnliche oder gleiche Gegenstände hin.

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zur Verbesserung der Auflösung schwarzer Bereiche, die mit einer Auflösung für farbige Bereiche wiedergegeben sind. In einer Ausführungsform werden die schwarzen Bereiche in der Nachbarschaft der Farbbereiche eines Bildes mit derselben Auflösung der Farbbereiche (z. B. 300 dpi) wiedergegeben. Andere schwarze Bereiche, wie isolierter schwarzer Text, werden mit einer höheren Auflösung (z. B. 600 dpi) wiedergegeben. In dem unten erläuterten Beispiel wird angenommen, daß die schwarzen und farbigen Pixel mit der Farbauflösung von 300 dpi wiedergegeben werden, und die Erfindung verbessert die schwarzen Daten, so daß sie die Auflösung eines 600 dpi-Bildes haben, obwohl die Erfindung auch auf jede andere Auflösung anwendbar ist. Schwarze Daten, die bereits mit einer Auflö­ sung von 600 dpi wiedergegeben werden, benötigen keine Verbesserung.

Im Schritt 10 werden z. B. von einem Personal Computer Originalpixel erzeugt und verarbeitet (wiedergegeben), so daß sie in dem Farbraum des Druckers gedruckt werden können. Die schwarzen Bereiche des Bildes neben den Farbbereichen werden mit der Auflösung der Farb­ bereiche wiedergegeben oder dargestellt.

Im Schritt 11 werden isolierte schwarze Bereiche, wie Text, mit der höheren Auflösung wie­ dergegeben.

Im Schritt 12 werden die Algorithmen für das Aufwärtsskalieren und die Rasterbildung (Halbtonbildung) mit den schwarzen und farbigen Pixeln aus Schritt aus Schritt 10 durchge­ führt. Für die farbigen Pixel identifiziert der Halbtonalgorithmus diskrete Farbpunkte, die gedruckt werden sollen, und verteilt den Farbfehler wirksam auf Nachbarpixel. Die Halbton­ bildung bewirkt, daß in einem Bereich auf dem Medium wahrgenommene Farbe gut mit der gewünschten Farbe übereinstimmt. Wenn das Aufwärtsskalieren und die Halbtonbildung je­ doch mit den echten schwarzen Pixeln durchgeführt wird, gibt es keine Fehlerverteilung, weil die Originalpunkte entweder schwarz oder weiß sind. Der Aufwärtsskalierungsalgorithmus wandelt die schwarzen 300 dpi-Pixel in schwarze 600 dpi-Pixel um. 600 dpi wird gewählt, weil dies in einer Ausführungsform die dpi-Auflösung des schwarzen Druckkopfs ist. Das Ergebnis des Aufwärtsskalierens ist, daß jedes der übertragenen schwarzen und weißen Pixel, welche mit 300 dpi wiedergegeben wurden, dupliziert wird, um ein Pixelfeld mit einer Auflö­ sung von 600 dpi zu bilden (d. h. jedes Originalpixel wird auf vier Pixel dupliziert). Dieser Schritt kann ausgeführt werden, indem die Pixel in einem Eingangspuffer oder durch eine Neuverteilung der Pixelkennung neu abgebildet werden. Dieses 600 dpi-Pixelfeld wurde noch nicht verbessert. Die Auflösung kann größer als 600 dpi sein (z. B. 1200 dpi, 2400 dpi etc.), oder die Auflösungen in der vertikalen und in der horizontalen Richtung können unterschied­ lich sein.

Im Schritt 14 werden schwarze Pixel, wie isolierter Text, die mit 600 dpi wiedergegeben wer­ den, mit den Halbtonpixeln zusammengeführt.

Im Schritt 16 werden die schwarzen Pixel von den Farbpixeln getrennt. Dabei wird einfach der Verarbeitungsweg der Farbpixel von dem Verfahren zur Verbesserung der Auflösung für die schwarzen Pixel abgezweigt und es erlaubt, die Farbpixel auf herkömmliche Weise zu verarbeiten (Schritt 17).

Im Schritt 18 wird unter der Annahme, daß die gerade verarbeiteten schwarzen Pixel mit 300 dpi wiedergegeben worden waren, ein ursprüngliches 300 dpi-Pixel (ein Zielpixel), das nun durch eine Zielgruppe von vier unverarbeiteten Pixeln wiedergegeben wird, für die Verarbei­ tung ausgewählt, um vier verbesserte Pixel hoher Auflösung zu erzeugen.

Im Schritt 20 wird eine vordefinierte Nachbarschaft oder ein Fenster aus unverarbeiteten 600 dpi-Pixeln, welche die Zielgruppe aus den vier unverarbeiteten Pixeln umgeben, identifiziert. Die unverarbeiteten Pixel in dem Fenster werden in einem Logiksignalformat codiert, und die codierten Logiksignale werden von einer Logikschaltung (z. B. einer Logikanordnung) im Schritt 22 verarbeitet. Die Logikschaltung (die unten mit weiteren Einzelheiten beschrieben ist) führt Logikoperationen mit dem Pixelfenster durch und ändert nach Bedarf die Zielpixel.

Im Schritt 24 ersetzen die vier Pixelwerte, die von der Logikschaltung ausgegeben werden, die Zielgruppe aus den vier Pixeln in dem Fenster. Diese Pixelwerte können gleich sein wie die ausgewählten unverarbeiteten Pixelwerte, oder die ausgewählten unverarbeiteten Pixel­ werte können verändert werden.

Die verarbeiteten Pixel, welche die ausgewählten und verarbeiteten Pixel ersetzen, werden im Schritt 26 in einem Druckpuffer gespeichert. Die Farbpixel, welche auf herkömmliche Weise verarbeitet wurden, werden ebenfalls in einem Druckpuffer gespeichert.

Nachdem in dem Druckpuffer eine bestimmte Anzahl Pixel gespeichert wurde, werden im Schritt 28 die in dem Druckpuffer gespeicherten Pixel an die Druckeinrichtung weitergege­ ben. Die Druckeinrichtung erzeugt die zeitgesteuerten Signale für die Anregung des Druck­ kopfes zum Drucken des schwarzen Teils eines Bildes mit einer Auflösung von 600 dpi. Da die Farbpixel nicht verbessert wurden, werden die Farbpixel noch immer mit der Halbtonauf­ lösung gedruckt.

Im Schritt 29 geht das Verfahren zum Schritt 18 zurück, bis alle Pixel gedruckt sind.

Mit Bezug auf die Fig. 3A und 3B ist ein Beispiel für die Verwendung der Logikschaltung erläutert, um ein verbessertes 600 dpi-Pixelbild auf der Grundlage eines 300 dpi-Pixelbildes vorzusehen. Fig. 3A zeigt einen Logikzustand 30, der durch das Pixelfenster erfüllt wird. Die dickeren Gitterlinien 31 definieren die ursprünglichen Pixelbereiche bei 300 dpi. Die ur­ sprünglichen Pixel in dem Format von 300 dpi werden z. B. durch die Pixelgruppen 32, 33 und 35 dargestellt. Die eng schraffierten Bereiche definieren die schwarzen Pixel 33. Die leichter schraffierten Bereiche bezeichnen die weißen Pixel 32. Die leeren Bereiche bezeichnen Pixel 34, deren Zustand unerheblich ist und die entweder schwarze Pixel oder weiße Pixel sein können. Um eine Pixelauflösung von 600 dpi zu erreichen, wird, wie oben angegeben, jedes 300 dpi-Pixel in vier Pixel aufgeteilt. Die Logikbedingung 30 in Fig. 3A zeigt die Aufteilung der 300 dpi-Pixel durch die dünneren Gitterlinien 36. Die Logikbedingung 30 berücksichtigt die Nachbarschaft oder das Fenster, welches die Pixelzielgruppe 35 umgibt.

In Fig. 3B sind vier verarbeitete Pixel gezeigt, die zu der Logikbedingung 30 der Fig. 3A ge­ hören und die vier Pixel in der Zielgruppe 35 ersetzen. Wenn die Logikbedingung 30 erfüllt ist, ersetzen die zu der Logikbedingung 30 gehörenden Pixelwerte die Werte der Pixel in der Zielgruppe. In Fig. 3B z. B. ersetzen die verarbeiteten schwarzen Pixel, die mit P1, P2 und P4 gekennzeichnet sind, die entsprechenden unverarbeiteten weißen Pixel der Zielgruppe 35. Das verarbeitete Pixel B3 der Fig. 3B hat einen unveränderten Wert gegenüber dem Wert des ent­ sprechenden unverarbeiteten Pixels der Zielgruppe 35.

Die Anzahl der verschiedenen logischen Bedingungen, die in der Logikschaltung program­ miert sind, die jeweiligen speziellen Logikbedingungen und die Werte der verarbeiteten Pixel werden eingerichtet, indem aus den sich ergebenden Bildern empirisch ermittelt wird, welche Logikbedingungen und zugehörigen verarbeiteten Pixelwerte zu Pseudo-600 dpi-Bildern mit der höchsten Qualität führen. Diese Logikbedingungen und verarbeiteten Pixelwerte berück­ sichtigen die folgenden, häufig widerstreitenden Ziele: Aufrechterhalten der Strichstärke des Bildes soweit wie möglich; Minimieren von Verschiebungen der Merkmale des Eingangspi­ xelbildes, und wenn die Verschiebung eines Bildes notwendig ist, minimale Verschiebung der Bildmerkmale in ein und derselben Richtung; Glättung von Schriftzeichen derart, daß Kurven, Schnittpunkte, Endpunkte und Serifen genau reproduziert werden; und Aufrechterhalten von Halbtönen in grafischen oder darstellenden Bildern. Für die Erläuterung der Erfindung kön­ nen die Logikbedingungen verwendet werden, welche in dem U. S. Patent 5,650,858 angege­ ben sind; auf dieses Patent wird Bezug genommen. Man wird verstehen, daß das Fenster aus benachbarten Pixeln, das in der beschriebenen Ausführungsform dieser Erfindung verwendet wird, größer ist als das Fenster, das in dem Patent '858 beschrieben ist.

Die Logikbedingungen können durch einfache logische Gleichungen wiedergegeben werden. Ein Beispiel einer Logikbedingung, die durch eine Boolsche Gleichung definiert ist, ist in der folgenden Gleichung wiedergegeben, wobei die Gleichung die Pixelmuster (Logikbedingung) der Fig. 3A definiert.
T39 =
¬H1 ∩ ¬I1 ∩ ¬H2 ∩ ¬I2 ∩ ¬F3 ∩ ¬G3 ∩ J3 ∩ K3 ∩ ¬F4 ∩ ¬G4 ∩ J4 ∩ K4 ∩ ¬D5 ∩ ¬E5 ∩ ¬F5 ∩ ¬G5 ∩ H5 ∩ I5 ∩ ¬D6 ∩ ¬E6 ∩ ¬F6 ∩ ¬G6 ∩ H6 ∩ I6 ∩ ¬B7 ∩ ¬C7 ∩ ¬D7 ∩ ¬E7 ∩ ¬F7 ∩ ¬G7 ∩ H7 ∩ I7 ∩ ¬B8 ∩ ¬C8 ∩ ¬D8 ∩ ¬E8 ∩ ¬F8 ∩ ¬G8 ∩ H8 ∩ I8 ∩ ¬B9 ∩ ¬C9 ∩ D9 ∩ E9 ∩ F9 ∩ G9 ∩ ¬B10 ∩ ¬C10 ∩ D10 ∩ E10 ∩ F10 ∩ G10 ∩ B11 ∩ C11 ∩ B12 ∩ C12

Das ¬ Symbol vor einem Index der Koordinaten eines Pixels bezeichnet ein weißes und verar­ beitetes Pixel bei dieser Position und ein weißes Pixel in der Logikbedingung T39. Kein Symbol vor einem Index bezeichnet ein schwarzes unverarbeitetes Pixel bei dieser Position und ein schwarzes Pixel in der Logikbedingung T39. Das ∩ Symbol bezeichnet eine logische UND-Operation. Nicht identifizierte Positionen sind beliebige (don't care) Positionen in dem Fenster. Das Anpassen eines Pixelfensters an die T39-Logikbedingung erfordert z. B. ein wei­ ßes Pixel bei den Positionen H1, I1, H2, I2, F3, G3, F4 etc. und ein schwarzes Pixel in den Positionen J3, K3 etc..

Zusätzlich zu den logischen Gleichungen der oben gezeigten Form, die dazu verwendet wer­ den zu ermitteln, ob die unverarbeiteten Pixel eine Logikbedingung erfüllen, wird eine zweite Gruppe logischer Gleichungen benötigt, um die verarbeiteten Pixelwerte für die Zielgruppen­ pixel zu erzeugen. Diese einfachen logischen Gleichungen bestimmen, ob der Wert jedes Pi­ xels in der Zielgruppe sich ändert oder gleichbleibt. Die Logikgleichungen werden in Fig. 3B wiedergegeben.

Wie oben angegeben, ändern die Pixel P1, P2 und P4 ihren Wert, während das Pixel P8 den­ selben Wert behält, was sich aufgrund der logischen Verarbeitung ergibt. Die Änderung des Wertes der Pixel kann wiedergegeben werden durch Änderung_P1 = . . . ∪ T39 ∪ . . .; Ände­ rung_P2 = . . . ∪ T39 ∪ . . .; und Änderung_P4 = . . . ∪ T39 ∪ . . .. Für das Pixel P8 wird keine Gleichung vorgesehen, weil sich das Pixel P8 nicht ändert, weil das Fenster des Pixels bereits die T39-Logikbedingung erfüllt.

Die in dieser Ausführungsform der Erfindung verwendeten Logikbedingungen ermöglichen es, ein Fenster mit einer Anordnung aus nur 13 × 13 Pixeln zu verwenden. Solche Größen können in einem einzigen Wort (16 bit) wiedergegeben werden, um eine Pixelzeile des Fen­ sters zu übertragen. Jede Größe, die gleich oder kleiner als ein Wort ist, hat erhebliche Vor­ teile in bezug auf die Komplexität der Schaltkreise und die Geschwindigkeit.

In Fig. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm der Drucker/Steuereinrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung gezeigt. Die Farbpixel und bestimmte schwarze Pixel, die mit 300 dpi wiedergegeben werden, werden an einem Aufwärtsskalierungs- und Halbtonalgorithmus 40 angelegt, der zuvor beschrieben wurde. Die Aufwärtsskalierung und Halbtonbildung der schwarzen Pixel skaliert die schwarzen 300 dpi-Pixel aufwärts, um eine schwarze 600 dpi- Pixelstruktur zu erzeugen. Eine Aufwärtsskalierung und Halbtonbildung wird auch mit den Farbpixeln durchgeführt, wie zuvor mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde, da die Farbver­ arbeitung jedoch gemäß dem Stand der Technik folgt, wird sie nicht im einzelnen beschrie­ ben. Es wird angenommen, daß das Aufwärtsskalieren und die Halbtonbildung der Farbpixel auch die Farbpixel verdoppelt (die Auflösung jedoch nicht erhöht), um ein gewünschtes Trop­ fenvolumen für einen Farbpunkt zu erreichen.

"Ursprüngliche" schwarze 600 dpi-Pixeldaten, die mit 600 dpi wiedergegeben werden, wer­ den dann mit dem Ergebnis der Halbtonbildung zusammengeführt. Solche schwarzen 600 dpi- Pixeldaten, die mit 600 dpi wiedergegeben werden, würden üblicherweise schwarzen Text umfassen, der von dem Farbbild getrennt ist. Die Zusammenführung kann mit einem ODER- Gatter 42 ausgeführt werden. Die Zusammenführung kann an verschiedenen Punkten entlang des Verarbeitungsweges der schwarzen Pixel erfolgen.

Die schwarzen Pixel werden von den Farbpixeln getrennt, um in verschiedenen Wegen verar­ beitet zu werden. In einer Ausführungsform liegen die schwarzen (K) und C, M und Y-Daten in verschiedenen Speicherebenen, wobei der Schaltkreis 44 zum Auswählen der schwarzen Pixel einfach die schwarzen Daten abgleitet und zur Verarbeitung entlang des oberen Wegs führt. Der Begriff "Auswahl" gilt für beide Fälle.

Die schwarzen Pixel werden dann in einem Puffer 48 abgebildet.

Die Pixel in dem Puffer 48, welche die Zielpixel und die Pixelumgebung bilden, werden adressiert und an eine Logikschaltung 50 angelegt. Bei der Ausführungsform mit dem 13 × 13 Pixelfenster legt der Puffer 48 169 Pixelwerte auf Leitungen 49 an die Logikschaltung 50 an. Die Logikschaltung ist eine herkömmliche Logikanordnung, die all die Logikzustände und die Logik enthält, welche die Zielpixel modifiziert. Als ein Ergebnis dieser logischen Verarbei­ tung wird die Pixelzielgruppe durch verarbeitete Werte (z. B. vier Werte auf Leitung 51) er­ setzt und in dem Druckpuffer 52 gespeichert. Alle ursprünglich mit 600 dpi wiedergegebenen schwarzen Pixeldaten (z. B. herkömmlicher Text) können von der Logikschaltung 50 verän­ dert werden oder auch nicht. Nachdem das Pixelbild in dem Druckpuffer 52 zusammengesetzt wurde, wird das Bild zur richtigen Zeit an die Druckeinrichtung angelegt, und der schwarze Teil des Bildes wird von dem schwarzen Druckkopf 54 gedruckt.

Die Farbpixel werden gleichzeitig auf herkömmliche Weise von der Farbdruckeinrichtung 56 (einschließlich Puffer, Zeitschaltkreise etc.) verarbeitet und von den Druckköpfen 58 ge­ druckt.

Die Logikoperation kann in Hardware, Firmware, Software oder Kombinationen daraus reali­ siert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Der Fachmann kann die Erfindung leicht mit im Handel erhältlicher Hardware realisieren.

Ein Beispiel eines Farbdruckers, der die vorliegende Erfindung einsetzen kann, findet man in dem U. S. Patent 5,648,806, das auf die Hewlett-Packard Corporation übertragen wurde und auf das Bezug genommen wird.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung von Text, der mit 300 dpi wiedergegeben, jedoch ge­ mäß der Erfindung auf 600 dpi verbessert wurde. Die Logikbedingungen der beschriebenen Ausführungsform verwenden ein 13 × 13-Fenster. Durch Verwenden einer 13 × 13-Pixel­ matrix kann eine Zeile (oder Spalte) des Bildes durch eine Gruppe binärer Bits mit Wortlänge (16 bits) wiedergegeben werden, wobei ein Wort zur Verwendung in einer Verarbeitungsein­ richtung besonders geeignet ist.

Zusammengefaßt werden bei der Erfindung dann, wenn schwarze Bereiche neben farbigen Bereichen liegen, die benachbarten schwarzen Bereiche mit der Auflösung der farbigen Be­ reiche (z. B. 300 dpi) codiert (wiedergegeben), selbst wenn der Drucker schwarz mit einer höheren Auflösung (z. B. 600 dpi) drucken kann. Um die 600 dpi-Auflösung des Druckers vollständig auszunutzen, werden die schwarzen Pixel von den farbigen Pixeln getrennt. Das schwarze Pixelfeld mit der Auflösung von 300 dpi wird in ein schwarzes Bildfeld von 600 dpi umgewandelt. Ein Fenster, das eine ausgewählte Gruppe von schwarzen/weißen (600 dpi) Zielpixeln (35) umgibt, wird ausgewählt. Die Pixel in dem Fenster werden an einen Logik­ schaltkreis (50) angelegt, der mehrere Logikzustände umfaßt. Als eine Folge der Logikverar­ beitung, können die Werte jedes der Zielpixel auf einen anderen Pixelwert geändert werden, um ausgefranste Kanten in den gedruckten Bildern zu vermeiden, wodurch für die Zielpixel eine Pseudo-600 dpi-Auflösung vorgesehen wird. Die logischen Operationen werden ausge­ führt, bis alle Pixel Werte haben, die von den Logikschaltkreisen bestimmt werden. Das re­ sultierende verarbeitete Pixelfeld (P1, P2, P4, P8) führt zu einem zufriedenstellenderen ge­ druckten Bild. Das Fenster wird so gewählt, daß das Pixelfeld durch Datengruppen von Wortlänge dargestellt werden kann. Schwarze Pixel, die mit der höheren Auflösung darge­ stellt werden, sind durch den Logikschaltkreis generell nicht betroffen. Schwarze Pixel wer­ den somit mit zwei Auflösungen dargestellt, jedoch mit derselben Auflösung gedruckt.

Der Fachmann wird auch die hier offenbarten Einrichtungen realisieren können, ohne über­ mäßige Versuche vornehmen zu müssen, und er wird verstehen, daß die Prozeßparameter, Materialien, Dimensionen und Schrittfolgen lediglich als Beispiel dienen und variiert werden können, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen. Variationen und Modifikationen der hier offenbarten Ausführungsformen können gestützt auf die obige Beschreibung vorgenom­ men werden, ohne den Bereich der Erfindung gemäß den folgenden Ansprüchen zu verlassen. Insbesondere wurde die Erfindung in bezug auf eine wiedergegebene Bildpixelauflösung von 300 dpi in Verbindung mit einem 600 dpi-Drucker erläutert. Andere Kombinationen von Pi­ xelbilddauflösung und Druckerauflösung liegen im Bereich der Erfindung.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbessern der Auflösung schwarzer Bildbereiche, die mit einer Auflö­ sung von farbigen Bildbereichen wiedergegeben sind, wobei die schwarzen Bildbereiche und die farbigen Bildbereiche durch Pixel dargestellt werden, die schwarzen Bildbereiche und die farbigen Bildbereiche eine erste Auflösung haben und die erste Auflösung niedri­ ger ist als eine maximale Auflösung eines Druckers zum Drucken von schwarz, mit fol­ genden Verfahrensschritten:
Erzeugen von schwarzen Pixeln und Farbpixeln mit der ersten Auflösung;
für jedes ursprüngliche Pixel des schwarzen Bildbereichs mit der ersten Auflösung, Mul­ tiplizieren des Pixels in zwei Dimensionen, um eine erste Pixelanordnung zu erhalten, um das ursprüngliche Pixel durch mehrere Zielpixel in der ersten Anordnung darzustellen;
Auswählen mehrerer benachbarter Pixel, wobei die Zielpixel und die benachbarten Pixel ein Pixelfenster bilden; Anlegen der Pixel in dem Pixelfenster an eine Logikschaltung mit mehreren Logikbedingungen;
Ermitteln von Pixeln verbesserter Auflösung für die Zielpixel gestützt darauf, ob das Pi­ xelfenster eine Logikbedingung erfüllt; und
Drucken der Pixel mit verbesserter Auflösung bei einer zweiten Auflösung sowie der Farbpixel bei der ersten Auflösung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Auflösung 300 Punkte pro Inch (dpi) und die zweite Auflösung 600 Punkte pro Inch (dpi) beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Druckens das Drucken schwar­ zer Pixel, die mit der zweiten Auflösung dargestellt werden, umfaßt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Pixelfenster Zeilen oder Spalten umfaßt, die durch Bits dargestellt werden, die gleich oder weniger als eine Wort­ größe sind.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Pixel in dem Pixelfenster eine 13 × 13-Pixelmatrix bilden.

6. Vorrichtung für die Verbesserung der Auflösung schwarzer Bildbereiche, die mit einer Auflösung von Farbbildbereichen wiedergegeben sind, wobei die schwarzen Bildbereiche und die Farbbildbereiche durch Pixel dargestellt werden, die schwarzen Bildbereiche und die Farbbildbereiche eine erste Auflösung haben und die erste Auflösung niedriger ist als eine maximale Auflösung eines Druckers zum Drucken von schwarz, mit folgenden Merkmalen:
ein Aufwärtsskalierungsschaltkreis (40) zum Multiplizieren schwarzer Pixel, um eine er­ ste Anordnung aus schwarzen Pixeln zu bilden, wobei die erste Anordnung Gruppen mit Zielpixeln (35) umfaßt;
ein Logikschaltkreis (50) zum Empfang der Zielpixel und benachbarter Pixel, die ein Pi­ xelfenster (30) bilden, wobei der Logikschaltkreis Logikbedingungen an das Pixelfenster anlegt und Pixel mit verbesserter Auflösung (P1, P2, P4, P8) für die Gruppe der Zielpixel identifiziert; und
wenigstens ein Druckkopf (54) zum Drucken der Pixel mit verbesserter Auflösung mit der zweiten Auflösung und der Farbpixel mit der ersten Auflösung.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Logikschaltkreis (50) ein Logikfeld aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Auflösung 300 Punkte pro Inch (dpi) und die zweite Auflösung 600 Punkte pro Inch (dpi) beträgt.

9. Verfahren zum Verbessern schwarzer Bildbereiche eines Pixelfeldes, die mit derselben ersten Auflösung von Farbbildbereichen wiedergegeben werden, mit folgenden Verfah­ rensschritten:
Trennen der schwarzen Pixel von den Farbpixeln, um ein schwarzes Pixelfeld zu bilden Multiplizieren der Anzahl der Pixel in dem schwarzen Pixelfeld, um eine erste Pixel­ anordnung zu bilden;
Bilden einer Unteranordnung der ersten Pixelanordnung, wobei die Unteranordnung eine Pixelzielgruppe umfaßt;
Anlegen der Unteranordnung an einen Logikschaltkreis (50), um mehrere Logikbedin­ gungen zu identifizieren;
gestützt darauf, ob die Unteranordnung eine Logikbedingung erfüllt, Modifizieren der Pi­ xelzielgruppe, um unregelmäßige Kanten der schwarzen Bildbereiche zu reduzieren; und
Drucken der modifizierten Pixelzielgruppe mit einer erhöhten Auflösung und Drucken der Farbpixel mit der ersten Auflösung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Multiplizieren durch Aufwärtsskalieren erfolgt.