DE60027187T2

DE60027187T2 - System und verfahren zur verarbeitung mehrerer pegel mit pegelbeschraenkung

Info

Publication number: DE60027187T2
Application number: DE60027187T
Authority: DE
Inventors: W. Maxim West Jordan DERHAK; D. Bobby West Jordan HARTLEY
Original assignee: Raster Graphics Inc; Rastergraphics Inc
Current assignee: Rastergraphics Inc; Oce Display Graphics Systems Inc
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: US6344903B1; ATE322721T1; EP1222615A1; EP1222615B1; AU1963001A; DE60027187D1; CA2385829A1; EP1222615A4; WO2001026042A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bildreproduktionssysteme und -verfahren und insbesondere auf ein System und auf ein Verfahren für die Farbbildreproduktion, das einen Multi-Pegel-Prozess mit Pegelbegrenzungsfähigkeiten unter Verwendung eines digitalen Rechensystems nutzt.
2. Relevante Technologie
Die Farben, die in Reproduktionen zu sehen sind, die in den meisten Zeitschriften, Zeitungen, Farbbroschüren und dergleichen enthalten sind, werden typisch aus einer optischen Täuschung erzeugt, die sich aus einem "Punktschattierung" genannten Prozess ergibt. In diesen Veröffentlichungen wird ein Farbbild aus einem Original mit kontinuierlichen Tönen wie etwa einem Farbdruck, einem 35-mm-Dia oder einer anderen Filmtransparentfolie reproduziert. Allerdings können die Mehrzahl der Output-Vorrichtungen wie etwa Drucker und Plotter keinen kontinuierlichen Farbbereich reproduzieren. Mit seltener Ausnahme können Computerdrucker und Druckpressen einfach entweder einen Gesamtfarbton oder nichts reproduzieren. Folglich ist die Art und Weise, in der die Mehrzahl der Drucker oder anderen Output-Vorrichtungen veränderliche, kontinuierliche Farbtonbereiche drucken, die durch die Verwendung von Halbtonpunkten, um den Eindruck verschiedener Farben zu erzeugen. Zum Beispiel kann ein Grauton dadurch erzeugt werden, dass eine schwarze Tinte in einem Muster winziger Punkte gesetzt wird und das Weiß des Papiers durchscheinen gelassen wird und mit den schwarzen Punkten gemischt wird, um einen Eindruck von Grau zu erzeugen. Das Rendern eines Bildes zu diesen Punkten wird Punktschattierung genannt.
Der kontinuierliche Bereich von Farben, die in den meisten Zeitschriften und anderen Farbveröffentlichungen zu sehen sind, wird unter Verwendung der Punktschattierung reproduziert. Herkömmlich gibt es vier Standard-Drucktintenfarben, die häufig als "Prozessfarben" bezeichnet werden und die in dem Punktschattierungsprozess verwendet werden. Die vier Prozessfarben sind Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz und werden häufig als "CMYK" bezeichnet, wobei K für Schwarz steht. Zusammen mit dem Hintergrund des weißen Papiers können die unter Verwendung dieser Prozessfarben erzeugten Halbtonpunkte verwendet werden, um eine unendliche Vielfalt von Schattierungen und Farbtönen zu erzeugen. Es sind andere Arten von Prozessfarbenschemata einschließlich RGB (Rot, Grün, Blau), CMY, CMYKOG und CMYK sowie irgendeiner Anzahl von Flecken entwickelt worden.
Die Farbbildreproduktionen werden typisch unter Verwendung getrennter Farbdrucke oder -platten für jede der Prozessfarben vorbereitet. Somit muss ein Farbbild, um es zu drucken, typisch in vier Halbtonbilder, eines für jede der Standardprozessfarben, getrennt werden. Es sind elektronische Trennsysteme verfügbar, die den Farbgehalt eines digitalisierten Bildes analysieren und das Bild in seine Bestandteil-Prozessfarben trennen. Das Ergebnis des Trennprozesses sind vier getrennte Drucke oder Filme. Wenn die Farbtrennungsdrucke oder -filme vorbereitet worden sind, werden sie genutzt, um Verbundfarbbildreproduktionen vorzubereiten.
Der Grad der Schärfe oder Auflösung der durch Punktschattierung vorbereiteten Farbreproduktion hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Ein Faktor ist die Rasterungsdichte oder die Anzahl der Punkte pro linearen Zoll, die verwendet wird. Das menschliche Auge kann effektiv Halbtonpunkte mit einem hohen Auflösungsgrad bei Rasterungsdichten von 130–150 Punkten pro linearen Zoll (dpi) mischen. Farbbildreproduktionen mit niedrigerer Auflösung, die auf Rasterungsdichten von 85–100 dpi beruhen, werden wie z. B. in vielen Farbphotographien und -tabellen, die in den Zeitungen reproduziert werden, üblicherweise ebenfalls genutzt.
Die Qualität einer Farbbildreproduktion ist durch den Grad der Auflösung oder der Schärfe der reproduzierten Bilder sowie dadurch, wie originalgetreu das reproduzierte Bild der Farbe in dem Originalbild entspricht, bestimmt. Dies bedeutet wiederum, dass die Qualität der Trennung von primärer Bedeutung ist. Nicht nur die Farbe der verschiedenen Farbtrennungsdrucke oder -filme muss originalgetreu wiedergegeben werden, sondern auch die Ausrichtung der verschiedenen Trennungsdrucke ist ein entscheidender Faktor. Darüber hinaus kann die Art, in der die Halbtonpunkte jedes der Farbtrennungsdrucke vorbereitet werden, ebenfalls drastisch beeinflussen, wie originalgetreu die Originalfarben wiedergegeben werden, und die Klarheit oder Schärfe des Bildes beeinflussen. Zum Beispiel wird die Farbdichte einer besonderen Farbe in vorhandenen Halbtonprozessen durch Erhöhen der Größe der Punkte gesteuert. Die Halbtonpunkte werden in einem festen Muster aufrechterhalten, so dass sie gleich beabstandet sind, während die Größe der Halbtonpunkte geändert wird, um wahlweise die Dichte einer besonderen Farbe zu erhöhen oder zu verringern.
Ein übliches Problem bei vorhandenen Halbtonprozessen ist die Übersättigung der Medien durch die Farbe. Diese kann dazu führen, dass die Tinte das Papier durchweicht oder, schlimmer, entlang der Papieroberfläche verläuft. Ein weiteres Problem, das bei vorhandenen Halbtonprozessen entstanden ist, ist, dass es typisch für jeden Punkt in jedem Farbbild nur zwei Pegel oder Arten von Output gibt. Der Punkt war entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet. Versuche, einige der obigen Probleme zu lösen, enthielten die Integration der Verwendung einer geänderten Fehlerdiffusionsberechnung, um zu bestimmen, wann und wo ein Punkt fester Größe zu drucken ist. Allerdings konnte dieses Verfahren lediglich bestimmen, ob der gedruckte Punkt ein- oder ausgeschaltet sein sollte. Somit konnte nicht einmal dieses Verfahren mehrere Pegel und Stufen behandeln. Im Ergebnis litt die Klarheit des Bildes, erschienen dunkle Flecken auf den Reproduktionen und sättigte die Tinte die Medien oder, schlimmer, verlief sogar. Da der Benutzer keine Fähigkeit zum Steuern der Menge des Tinten-Output hatte, erforderten die hochaufgelösten Bilder erhebliche Verarbeitungszeit sowie Druckzeit.
Im Gebiet besteht ein Bedarf an einem System und an einem Verfahren zur Farbbildreproduktion, die die Fähigkeit zum Umsetzen kontinuierlicher Tondaten in Multi-Ton-Daten und zur Behandlung mehrerer Output-Pegel haben. Außerdem besteht ein Bedarf an einem System und an einem Verfahren zur Farbbildreproduktion, die dunkle Flecken und Schatten in dem Bild beseitigen und die Übersättigungs- und Tintenprobleme verringern. Außerdem werden ein System und ein Verfahren zur Farbbildreproduktion benötigt, die verwendet werden können, um die erforderliche Druckzeit zu verringern, aber dennoch hochaufgelöste Reproduktionen zu erzeugen.
WO96/32812 offenbart ein Verfahren zur Bildpunktschattierung. Halbtonbilder werden unter Verwendung von Zwei-Pegel-Druckmechanismen erzeugt, in denen zwei verschiedene Konzentrationen von Tinte oder Tropfengröße in vier Kombinationen von Tintentropfen verwendet werden. Jedes Pixel empfängt eine der vier Kombinationen.
EP 0951176 offenbart ein Druckverfahren, eine Druckvorrichtung und ein Aufzeichnungsmedium. Sie offenbart ein Dithering-Verfahren, das ein Aufzeichnungsverhältnis verwendet, das für jede Punktart gemäß den Tondaten eingestellt wird, um einen Ein/Aus-Zustand eines besonderen Punkts zu bestimmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein wie in Anspruch 1 definiertes Verfahren zum Reproduzieren eines Farbbildes auf einem Medium geschaffen.
Das Verfahren kann die Anzahl der Unterpegel begrenzen, die gedruckt werden, was es ermöglicht, dass der Benutzer den Output, einschließlich der Tintenmenge, die auf dem Medium angeordnet wird, steuert. Daraufhin wird für jede der Farben in dem Farbbild eine Output-Matrix erzeugt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Damit die Art und Weise deutlich wird, in der die oben erwähnten und weitere Vorteile der Erfindung erhalten werden, wird mit Bezug auf eine in der beigefügten Zeichnung gezeigte spezifische Ausführungsform davon eine ausführlichere Beschreibung der oben kurz beschriebenen Erfindung gegeben. Selbstverständlich zeigt diese Zeichnung lediglich eine typische Ausführungsform der Erfindung und wird somit nicht als Beschränkung ihres Umfangs betrachtet, wobei die Erfindung mit zusätzlicher Ausprägung und Einzelheit unter Verwendung der beigefügten Zeichnung beschrieben und erläutert wird, in der:
1 ein beispielhaftes System ist, das eine geeignete Betriebsumgebung für die vorliegende Erfindung bildet.
2 ein schematisches Diagramm ist, das eine Übersicht über den Farbbildreproduktionsprozess gemäß dem System und Verfahren der vorliegenden Erfindung gibt.
3 ein Ablaufplan ist, der schematisch eine derzeit bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens für die Farbbildreproduktion veranschaulicht, das den Pegelbegrenzungsprozess in dem digitalen Rechensystem aus 1 nutzt.
4A eine schematische Darstellung einer Ausführungsform verschiedener Pegelarten ist.
4B eine schematische Darstellung der Konzepte der Pegel, der Unterpegel und der Pegelgrenzen ist.
4C die Linearisierung der Pegel und die Pegelgrenzen zeigt.
5 ein Ablaufplan ist, der ausführlicher als in 3 ein derzeit bevorzugtes Verfahren der Farbbildreproduktion unter Verwendung des Prozesses für die Multi-Pegel-Verarbeitungs-Pegelbegrenzung schematisch veranschaulicht.
6 ein Ablaufplan ist, der ausführlicher als in 5 eine Ausführungsform eines Rasterungsprozesses für die Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelbegrenzung schematisch veranschaulicht.
7 ein Ablaufplan ist, der ausführlicher als in 6 eine Ausführungsform eines Rasterungsprozesses schematisch veranschaulicht, der Fehlerdiffusionsberechnungen für die Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelbegrenzung verwendet.
8 ein Ablaufplan ist, der ausführlicher als in 5 eine alternative Ausführungsform eines Rasterungsprozesses für die Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelbegrenzung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist ein System und ein Prozess für die Bildreproduktion, insbesondere für Farbbilder, die zur Verarbeitung von Bilddaten zu Multi-Pegeln mit Pegelbegrenzungsfähigkeiten entwickelt worden sind. Das Verfahren und der Prozess der Erfindung können die Bilddaten manipulieren, indem sie einen Punkt an einem spezifischen Pixel einem Pegel zuweisen und den Output oder die Menge der Tinte, die auf einem Medium abgelagert wird, wenn das Farbbild reproduziert wird, steuern. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung ein System und einen Prozess zum Umsetzen kontinuierlicher Tonwerte in der Input-Datei des Farbbildes in Halbtonwerte, die irgendeiner gewünschten Anzahl von Pegeln zugewiesen werden, die jeweils in mehrere Unterpegel unterteilt sind. Mit den einfachsten Worten umfasst der Prozess der Erfindung das Nehmen der Werte, die Farben repräsentieren, und ihr Manipulieren zu Pegeln und Unterpegeln in jedem Pegel, um eine Output-Datei zu erzeugen, die dem Drucker mitteilt, wo und wie die Punkte zu drucken sind, und die Menge der Tinte mitteilt, die für den Punkt zu platzieren ist.
Die vorliegende Erfindung wird hinsichtlich Diagrammen und Ablaufplänen beschrieben. Allerdings sollte die Verwendung von Diagrammen und Ablaufplänen auf diese Weise zur Darstellung der Erfindung nicht als Beschränkung ihres Umfangs verstanden werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen Spezialcomputer oder einen Universalcomputer umfassen, der verschiedene Computer-Hardware umfasst. Weitere Ausführungsformen im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten außerdem computerlesbare Medien, in denen computerausführbare Anweisungen oder Datenstrukturen gespeichert sind. Diese computerlesbaren Medien können irgendwelche verfügbaren Medien sein, auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Beispielhaft und ohne Beschränkung können diese computerlesbaren Medien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder eine andere optische Plattenablage, eine Magnetplattenablage oder andere Magnetablagevorrichtungen oder irgendein anderes Medium, das zum Speichern der gewünschten ausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann, umfassen.
Wenn Informationen über ein Netz oder über eine andere Kommunikationsverbindung zu einem Computer übertragen oder geliefert werden, sieht der Computer richtig die Verbindung als ein computerlesbares Medium. Somit wird diese Verbindung ebenfalls richtig als ein computerlesbares Medium bezeichnet. Kombinationen des Obigen sollten ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien enthalten sein. Computerausführbare Anweisungen umfassen z. B. Anweisungen und Daten, die veranlassen, dass ein Universalcomputer, ein Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen ausführt. Die computerausführbaren Anweisungen und die zugeordneten Datenstrukturen repräsentieren ein Beispiel von Programmcodemitteln zur Ausführung der Schritte der hier offenbarten Erfindung.
1 und die folgende Diskussion sollen eine kurze, allgemeine Beschreibung einer geeigneten Rechenumgebung geben, in der die Erfindung realisiert werden kann. Obgleich dies nicht erforderlich ist, wird die Erfindung im allgemeinen Kontext computerausführbarer Anweisungen wie etwa Programmmodule, die durch einen Personalcomputer ausgeführt werden, beschrieben. Im Allgemeinen enthalten Programmmodule Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen oder dergleichen, die besondere Aufgaben ausführen oder besondere abstrakte Datenarten implementieren. Darüber hinaus ist für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass die Erfindung mit anderen Computersystemkonfigurationen einschließlich Handvorrichtungen, Mehrprozessorsystemen, mikroprozessorgestützter oder programmierbarer Verbraucherelektronik, Netz-PCs, Minicomputern, Großrechnern und dergleichen verwirklicht werden kann. Außerdem kann die Erfindung in verteilten Rechenumgebungen verwirklicht werden, in denen die Aufgaben durch ferne Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, die über ein Kommunikationsnetz verknüpft sind. In einer verteilten Rechenumgebung können sich die Programmmodule sowohl in lokalen als auch in fernen Speicherablagevorrichtungen befinden.
Anhand von 1 enthält ein beispielhaftes System zur Implementierung der Erfindung eine Universalrechenvorrichtung in Form eines herkömmlichen Computers 20, der eine Verarbeitungseinheit 21, einen Systemspeicher 22 und einen Systembus 23, der verschiedene Systemkomponenten einschließlich des Systemspeichers 22 mit der Verarbeitungseinheit 21 koppelt, enthält. Der Systembus 23 kann irgendeiner von mehreren Arten von Busstrukturen einschließlich eines Speicherbusses oder eines Speicher-Controllers, eines Peripheriebusses und eines lokalen Busses unter Verwendung irgendeiner einer Vielzahl von Busarchitekturen sein. Der Systemspeicher 22 enthält Nur-Lese-Speicher (ROM) 24 und Schreib-Lese-Speicher (RAM) 25.
Außerdem kann der Computer 20 ein Magnetfestplattenlaufwerk 27 zum Lesen von einer Magnetfestplatte 39 und zum Schreiben auf sie, ein Magnetplattenlaufwerk 28 zum Lesen von einer Magnetwechselplatte 29 und zum Schreiben auf sie und ein optisches Plattenlaufwerk 30 zum Lesen einer optischen Wechselplatte 31 wie etwa einer CD-ROM oder anderer optischer Medien und zum Schreiben auf sie enthalten. Das Magnetfestplattenlaufwerk 27, das Magnetplattenlaufwerk 28 und das optische Plattenlaufwerk 30 sind durch eine Festplattenlaufwerks-Schnitt stelle, eine Magnetplattenlaufwerks-Schnittstelle 33 und eine Schnittstelle für optisches Laufwerk mit dem Systembus 23 verbunden. Die Laufwerke und ihre zugeordneten computerlesbaren Medien stellen eine nichtflüchtige Ablage computerlesbarer Anweisungen, Datenstrukturen und Programmmodule und anderer Daten für den Computer 20 bereit. Obgleich die hier beschriebene beispielhafte Umgebung eine Magnetfestplatte 39, eine Magnetwechselplatte 29 und eine optische Wechselplatte 31 nutzt, ist für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass in der beispielhaften Betriebsumgebung auch andere Arten computerlesbarer Medien, die Daten speichern können, auf die durch einen Computer zugegriffen werden kann, wie etwa Magnetkassetten, Flash-Speicherkarten, digitale Videoplatten, Bernoulli-Kassetten, Schreib-Lese-Speicher (RAMs), Nur-Lese-Speicher (ROM) und dergleichen verwendet werden können.
Ein Benutzer kann über Input-Vorrichtungen 37 wie etwa eine Tastatur und eine Zeigevorrichtung wie etwa eine Maus Befehle und Informationen in den Computer 20 eingeben. Andere Input-Vorrichtungen 37 können eine Digitalkamera, ein Fax, einen Scanner oder dergleichen enthalten. Diese und andere Input-Vorrichtungen sind mit der Verarbeitungseinheit 21 häufig über eine mit dem Systembus 23 gekoppelte Seriellanschlussschnittstelle verbunden, können aber durch andere Schnittstellen wie etwa einen parallelen Anschluss, einen Spieleanschluss oder einen Universal-Serial-Bus-Anschluss (USB-Anschluss) verbunden sein. Außerdem ist mit dem Systembus 23 über eine Schnittstelle wie etwa einen Videoadapter 48 ein Monitor 40 oder eine andere Art einer Anzeigevorrichtung verbunden. Außer dem Monitor enthalten Personal Computer typisch eine Output-Vorrichtung 50 wie etwa eine Druckvorrichtung. Die Output-Vorrichtung 50 kann verschiedene weitere Ausführungsformen einschließlich Plotter, Bildsetzeinrichtungen und Laserformatdrucker aufweisen. Die Output-Vorrichtung 50 kann mehrere Arten von Output drucken können.
Der Computer 20 kann in einer vernetzten Umgebung arbeiten, die logische Verbindungen zu einem oder zu mehreren fernen Computern verwendet. Der ferne Computer kann ein weiterer Personal Computer, ein Server, ein Router, ein Netz-PC, eine gleichrangige Vorrichtung oder ein anderer gemeinsamer Netzknoten sein und enthält typisch viele oder alle der oben in Bezug auf den Computer 20 beschriebenen Elemente. Wie veranschaulicht ist, umfasst der Computer 20 außerdem einen externen Speicher 46, der andere für den Computer 20 verfügbare Betriebsmittel repräsentieren soll. Diese Betriebsmittel können lokale Netze und ferne Ablagen, Weitverkehrsnetze einschließlich des Internet und Intranets enthalten, sind aber nicht beschränkt darauf. Anwendungsprogramme 36 können entweder im Computer 20 oder im externen Speicher 46 liegen.
In 2 ist eine Ausführungsform des gesamten Farbbildreproduktionsprozesses der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Allgemein gesagt erzeugt eine Bildquelle wie etwa eine Input-Vorrichtung 37 eine Bilddatei 52, die daraufhin in den Computer 20 eingegeben wird. Wie veranschaulicht ist, wird ein Verbundbild 51, das beispielhaft und ohne Beschränkung etwa ein Farbbild ist, digitalisiert, um digitale Daten für die Bilddatei 52 vorzubereiten, die Informationen enthält, die der Intensität und der Anordnung jeder der in dem Bild enthaltenen Farben entsprechen. Das Bild 51 kann durch eine Input-Vorrichtung 37 digitalisiert werden, die beispielhaft und ohne Beschränkung einen herkömmlichen Scanner oder eine herkömmliche Digitalkamera enthalten kann. Die Input-Vorrichtung 37 definiert das Bild 51 hinsichtlich einer Vielzahl von Pixeln. Jedes Pixel wird durch eine x-y-Koordinatenposition repräsentiert, wobei eine Matrix digitaler Werte A[i, j] derart vorbereitet wird, dass jeder Wert A in der Matrix die Dichte und Platzierung einer der Farben repräsentiert, die vom Bild 51 bei jedem Pixel abgetastet werden. Alternativ könnte das Bild 51 von einer generierten Farbquelle eingegeben werden. Beispielhaft und ohne Beschränkung kann zum Zeichnen des Bildes 51 oder zum Erzeugen des Bildes 51 mit spezifischen Charakteristiken ein Kunstpaket verwendet werden. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass die Bildquelle das Bild 51 entweder unter Verwendung von Rasterdaten (abgetasteten Daten) oder von Vektordaten (Graphikdaten) erzeugen kann. Es ist beabsichtigt, dass in der vorliegenden Erfindung jede Datenart genutzt werden kann. Mit anderen Worten, in der vorliegenden Erfindung kann irgendeine Bildart 51 verwendet werden, die durch eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) erzeugt wird. In den Fällen, in denen das Bild 51 aus Graphikdaten zusammengesetzt ist, ist für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass die Graphikdaten gerastert werden müssen und dass daraufhin eine digitalisierte Bilddatei 52 in den Computer 20 eingegeben wird.
Auf diese Weise wird eine digitale Datei vorbereitet, die elektronisch aufgezeichnet und, wie schematisch bei 52 veranschaulicht ist, in den Computer 20 eingegeben werden kann. Die digitalen Daten, die vorbereitet und in die Verarbeitungseinheit 21 (1) des Computers 20 eingegeben werden, sind nur durch irgendwelche Größenbeschränkungen der besonderen Input-Vorrichtung 37 oder durch die Größenbeschränkungen, die durch die im Computer 20 ausgeführte Computer-Software gestellt werden, beschränkt. Die in die Verarbeitungseinheit 21 des Computers 20 eingegebenen digitalen Daten können daraufhin in dem Speicher der Verarbeitungseinheit 21 oder in irgendeiner der anderen zuvor diskutierten Ablagevorrichtungen oder -medien gespeichert werden. Wie zuvor erwähnt wurde, können zur Vorbereitung der digitalen Datei, die in die Verarbeitungseinheit 21 eingegeben wird, verschiedene Arten von Input-Vorrichtungen 37 wie etwa ein Scanner, eine Kamera oder ein Graphikeditor verwendet werden. Ferner kann die digitalisierte Datei z. B. von anderen Computern in einem Netzsystem, von anderen Netzen oder Computern empfangen oder sogar vom Internet heruntergeladen werden. Die digitalisierte Datei besteht typisch aus einer digitalen RGB-Datei (Rot-Grün-Blau-Datei), die Informationen enthält, die der Dichte und Platzierung der RGB-Farben in jedem Pixel des Bildes entsprechen. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass die digitale Datei aus Daten in anderen Formaten wie etwa CMYK, CMYK orange oder grün, HiFi-Farben oder dergleichen bestehen könnte. Die vorliegende Erfindung ist gleichfalls effektiv mit anderen Arten von Datenformaten als der hier spezifisch erwähnten digitalisierten RGB-Datei.
Wenn die Bilddatei 523 in die Verarbeitungseinheit 21 des Computers 20 eingegeben worden ist, werden die Daten durch die Verarbeitungseinheit 21 digital verarbeitet, um die Daten in Verarbeitungsfarben umzusetzen und aus den Daten für jede der Farben Datendateien abzuleiten. Die Datendateien, die den Prozentsatz der Platzierung der Pegel der Punkte zuweisen, werden wie in Schritt 54 gezeigt erzeugt. Die Verarbeitungsfarben können beispielhaft und ohne Beschränkung RGB-, CMYK-, Fleckfarben- und Schwarz/Weiß-Farbseparationen sein.
Wie er hier verwendet wird und im Folgenden ausführlicher diskutiert wird, ist der Begriff "Pegel" so definiert, dass er die verschiedenen Arten des Output wie etwa zweifaches Bedrucken, unterschiedliche Farben oder unterschiedliche Farbintensitäten, die durch eine Output-Vorrichtung wie etwa durch einen Drucker 50 ausgegeben werden, bedeutet. Die Änderung von einem Pegel zu einem anderen wird als eine "Pegeländerung" bezeichnet. Jede Pegeländerung ist in eine Anzahl von Aufteilungen unterteilt, die als "Unterpegel" bezeichnet werden. Ferner bedeutet der Begriff "Pegelbegrenzung", dass der Benutzer definieren kann, bei welchem Unterpegel in einer Pegeländerung die Anzahl der Punkte innerhalb einer gegebenen Pegeländerung zu begrenzen ist, obgleich es zusätzliche Unterpegel gibt, bei denen mehr Punkte platziert werden könnten. Die Pegelgrenze kann auch als der Prozentsatz an Tintendeckung in einer Pegeländerung gedacht werden. Unter Verwendung der Pegeländerungsfähigkeiten des vorliegenden Prozesses der Erfindung wird die Menge der durch die Output-Vorrichtung 50 ausgegebenen Tinte so gesteuert, dass die Übersättigung oder Zusatztinte, die auf den Medien abgelagert wird, verringert wird.
Wenn die Punkte für jedes Pixel den verschiedenen Pegeln und Unterpegeln wie in Schritt 54 veranschaulicht zugewiesen worden sind, gibt der Computer 20 für jede der Prozessfarben bei der Output-Vorrichtung 50 eine Bildreproduktion oder einen Farbtrennungsdruck 36 aus. Die Output-Vorrichtung 50 kann mehrere Pegel oder Arten von Output drucken können.
Obgleich dies in 2 nicht gezeigt ist, kann die digitale Verarbeitung optional Farbkorrekturphasen enthalten. Irgendein Farbkorrekturschritt umfasst typisch das Anzeigen des Bildes auf dem Monitor 47 (1) in der Weise, dass durch den Programmbenutzer bestimmt werden kann, ob irgendeine der getrennten Farben im Ergebnis irgendeiner Farbstörung oder -änderung, die während des Inputs aufgetreten ist oder die aufgetreten ist, während die kontinuierlichen Tondaten in die Multi-Pegel-Farbwerte umgewandelt worden sind, in Bezug auf ihre Farbdichte geändert werden muss. Falls bestimmt wird, dass eine Farbkorrektur notwendig ist, kann in die Verarbeitungseinheit 21 (1) des Computers 20 eine Farbkorrektureinstellung eingegeben werden. Verfahren zur Farbkorrektur sind im Gebiet bekannt und liegen außerhalb des Umfangs dieser Anmeldung. Ein Beispiel einer solchen Farbkorrekturtechnik ist die im Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.175.804, erteilt an Whitman am 29. Dezember 1992, identifizierte.
In dem Ablaufplan aus 3 ist eine derzeit bevorzugte Ausführungsform des gesamten Verfahrens der Bildreproduktion mit Pegelbegrenzung allgemein gezeigt. Wie veranschaulicht ist, beginnt das Verfahren in Schritt 60 mit der Systeminitialisierung in Bezug auf das Betriebssystem des Computers 20 und mit dem Laden der Programmanweisungen zum Steuern der Verarbeitungseinheit 21 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in den Systemspeicher 22.
Wie bei Schritt 62 dargestellt ist, wird das Bild 51 bei Bedarf nachfolgend zu einer Bilddatei 52 digitalisiert. Auf jeden Fall wird die Bilddatei 52 in das System eingegeben. Obgleich die digitalisierte Datei, wie zuvor erwähnt wurde, verschiedene Formen annehmen kann, hat eine digitalisierte Datei typisch die Form einer her kömmlichen RGB-Datei. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass die digitalisierte Input-Datei auch in anderen Formaten als RGB einschließlich, aber nicht beschränkt auf, CMYK, CMYK orange oder grün, HiFi-Farben oder dergleichen sein kann. Unabhängig von der besonderen Datenart ist das Bild hinsichtlich einer Vielzahl von Pixeln definiert. Jedes Pixel wird durch eine x-y-Koordinatenposition repräsentiert, wobei eine Matrix digitaler Werte A[i, j] derart vorbereitet wird, dass jeder Wert A in der Matrix die Dichte und Platzierung einer der Farben vom Bild 51 bei jedem Pixel repräsentiert. Die kontinuierlichen Tondaten in der Bilddatei werden für jede der RGB-Farben einem Wert A in dem Bereich von 0 bis 255 zugewiesen.
Daraufhin schreitet das Verfahren zu Schritt 64 fort, wo die Pegel, Unterpegel und Pegelgrenzen definiert und gespeichert werden. Außerdem wird in Schritt 64 eine Eintragsmatrix berechnet, die verwendet wird, um die kontinuierlichen Daten in der Bilddatei 52 in Multi-Pegel-Farbwerte umzusetzen. Zu dieser Zeit ist es passend, das Konzept der Pegel, Unterpegel und Pegelbegrenzung weiter zu diskutieren. Beim Verständnis der Beziehungen zwischen Pegeln, Unterpegeln und Pegelbegrenzung kann ein Beispiel hilfreich sein.
4A zeigt eine Ausführungsform eines herkömmlichen Punktschattierungsprozesses. Wie veranschaulicht ist, gibt es zwei Arten von Output, die als "Pegel" bezeichnet werden. Die in 4A gezeigten Pegel sind der Null-Tinte-Pegel und der Tinte-Pegel. Falls jeder der Pegel genau untersucht wird, ist der als der Null-Tinte-Pegel bezeichnete erste Pegel der, bei dem für ein besonderes Pixel durch den Drucker keine Tinte platziert wird. Der zweite Pegel wird in diesem Beispiel als der Tinte-Pegel bezeichnet. Mit anderen Worten, in einem herkömmlichen Punktschattierungsprozess ist die Tinte typisch entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet. Jedem Pegel ist typisch ein Wert zugewiesen. Es ist klar, dass für die Pegel verschiedene Werte verwendet werden könnten. Beispielhaft und ohne Beschränkung ist in 4A zu sehen, dass der Null-Tinte-Pegel beliebig einen Wert von 0 erhalten hat. Gleichfalls ist dem Tinte-Pegel ebenfalls beliebig eine Zahl, in diesem Fall 1, zugewiesen worden.
Die Änderung zwischen den Pegeln wird als eine "Pegeländerung" bezeichnet. Als eine allgemeine Regel gibt es immer eine Pegeländerung weniger als die Anzahl der Pegel. Dementsprechend ist anhand von 4A zu sehen, dass es zwei (2) Pegel, den Null-Farbe-Pegel und den Farbe-Pegel, und eine (1) Pegeländerung gibt. Jede Pegeländerung kann in eine besondere Anzahl von Unterpegeln unterteilt werden. Beispielhaft und ohne Beschränkung ist die Pegeländerung zwischen dem Null-Farbe-Pegel und dem Farbe-Pegel aus 4A in 2048 Unterpegel unterteilt worden. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass verschiedene weitere Anzahlen von Unterpegeln verwendet werden können.
Wenn kontinuierliche Tondaten herkömmlich in Halbtondaten umgesetzt werden, werden die Punkte in dem Bild den Unterpegeln zugewiesen. Jeder der Unterpegel in der Pegeländerung entspricht einem Prozentsatz an Tintendeckung. Wie in 4A gezeigt ist, ist der Prozentsatz an Tintendeckung bei dem Unterpegel der Pegeländerung, der sich bei dem Null-Tinte-Pegel befindet, null. Demgegenüber hat der Unterpegel der Pegeländerung, der sich bei dem Tinte-Pegel befindet, einen Tintendeckungsprozentsatz von 100%. Wenn ein spezifischer Prozentsatz an Tintendeckung erforderlich ist, entspricht dies direkt dem Prozentsatz der Unterpegel der Pegeländerung, die so behandelt werden, als ob sie in dem Tintenpegel sind. Falls z. B. spezifiziert ist, dass der Prozentsatz an Tintendeckung 40% sein soll, werden 40% der Unterpegel (d. h. (4·(2048)) oder 819 Unterpegel) so behandelt, wie wenn sie in dem Tintenpegel sind. Folglich werden in dem Beispiel 40% der Unterpegel so ausgegeben, wie wenn sie in dem Tintenpegel sind, und als eingeschaltet betrachtet. Dementsprechend sind die verbleibenden 60% in dem Null-Tinte-Pegel und werden als ausgeschaltet betrachtet.
4B zeigt beispielhaft und ohne Beschränkung eine Ausführungsform der Multi-Pegel-Verarbeitung, die Daten für vier (4) Arten von Tinte-Output oder Pegel ausgibt. Die vier (4) in diesem Beispiel gezeigten Pegel sind der Null-Tinte-Pegel, der Helle-Tinte-Pegel, der Mittlere-Tinte-Pegel und der Dunkle-Tinte-Pegel. Aus diesem Beispiel ist zu sehen, dass es vier (4) mögliche Arten von Punkten oder Output gibt, die vier (4) Pegeln entsprechen. Es ist klar, dass verschiedene andere Anzahlen von Pegeln (oder Arten von Output) verwendet werden können. Jedem der Pegel ist wieder beliebig ein Wert zugewiesen worden. Wie zuvor diskutiert worden ist, hätten für jeden der Pegel andere Werte verwendet werden können. Anhand von 4B ist zu sehen, dass der Null-Tinte-Pegel einen Wert von 0 hat, während dem Helle-Tinte-Pegel ein Wert von 1 zugewiesen worden ist. Gleichfalls sind dem Mittlere-Tinte-Pegel und dem Dunkle-Tinte-Pegel die Werte 2 bzw. 3 zugewiesen worden. Wie aus 4B zu sehen ist, gibt es zusätzlich drei Pegeländerungen, den vom Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel (0 zu 1), den vom helle Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel (1 zu 2) und den vom Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel (2 zu 3).
Jede der Pegeländerungen in 4B ist in eine Anzahl von Unterpegeln unterteilt. Wie beispielhaft und nicht als Beschränkung veranschaulicht ist, ist jede der drei (3) Pegeländerungen in 2048 Unterpegel unterteilt worden. Obgleich die Pegeländerungen in diesem Beispiel in 2048 Unterpegel unterteilt worden sind, können verschiedene andere Anzahlen von Unterpegeln verwendet werden. Ferner ist klar, dass nicht jede Pegeländerung die gleiche Anzahl von Unterpegeln aufzuweisen braucht. Allerdings kann eine nachfolgende Pegeländerung als eine allgemeine Regel mit einer im Folgenden ausführlich diskutierten Ausnahme nicht weniger Unterpegel als eine vorangehende Pegeländerung haben.
Wenn jede Pegeländerung unabhängig betrachtet wird, haben die Unterpegel in einer besonderen Pegeländerung einen Prozentsatz an Tintendeckung im Bereich von 0% bis 100%. Zum Beispiel hat die Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel einen maximalen Prozentsatz an Tintendeckung oder der Punktplatzierung bei dem Helle-Tinte-Pegel, bei dem der Prozentsatz an Tintendeckung 100% ist. Dementsprechend hat die Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel eine minimale Tintendeckung oder Punktplatzierung von 0% bei dem Null-Tinte-Pegel. Wenn eine Pegeländerung wie etwa die Änderung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Pegel eine Tintendeckung von 100% erreicht, werden die Punkte durch Punkte in dem nächsten Pegel ersetzt. Ähnlich erreicht die Pegeländerung von dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel 100% Tintendeckung bei dem Mittlere-Tinte-Pegel und ein Minimum von 0% Tintendeckung bei dem Helle-Tinte-Pegel. Gleichfalls erreicht die Pegeländerung von dem Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel ein Maximum von 100% Tintendeckung bei dem Dunkle-Tinte-Pegel und ein Minimum von 0% bei dem Mittlere-Tinte-Pegel.
Die vier Pegel können wie in 4B gezeigt auf einer Gesamtskala A linearisiert werden. Die Gesamtskala A beruht auf der Gesamtzahl der Unterpegel aller Pegeländerungen gemeinsam und ist als ein Prozentsatz an Tintendeckung ausgedrückt. Wenn die Unterpegel von den drei (3) Pegeländerungen kombiniert werden, hat jeder Unterpegel eine besondere Adresse. Die Adresse eines besonderen Unterpegels bestimmt die besondere Art des Output, da sie sich auf einen besonderen Pegel bezieht. Bei 33% auf der Gesamtskala A liegt der Prozentsatz an Tintendeckung in der Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel bei 100%. Entsprechend ist der Prozentsatz an Tintendeckung in der Pegeländerung von dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel bei 67% auf der Gesamtskala A bei 100% Tintendeckung. Schließlich ist der Prozentsatz an Tintendeckung in der Pegeländerung von dem Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel bei 100% auf der Gesamtskala A bei 100%. Da jede der Pegeländerungen in die gleiche Anzahl von Unterpegeln unterteilt wurde, waren sie, wie durch 4A veranschaulicht ist, dann, wenn die drei Pegeländerungen auf der Gesamtskala A linearisiert wurden, gleichmäßig bemessen und beabstandet. Allerdings ist klar, dass dies nicht erforderlich ist, und dass die Pegeländerungen auf der Gesamtskala A nicht die gleiche Größe haben, wenn sie in verschiedene Anzahlen von Unterpegeln unterteilt werden.
Zurückkehrend zu der momentanen 4B ist das, was in der Verarbeitung geschieht, dass bei diesen Unterpegeln bis zu 33% auf der Gesamtskala A die Pixel so betrachtet werden, dass sie mit Punkten in dem Helle-Tinte-Pegel zu füllen sind. Für irgendeinen Wert größer als 33% und bis zu 67% auf der Gesamtskala A werden die hellen Punkte durch Punkte in dem Mittlere-Tinte-Pegel ersetzt. Dementsprechend werden über 67% auf der Gesamtskala A die mittleren Punkte durch Punkte in dem Dunkle-Tinte-Pegel ersetzt.
Das Verfahren der Erfindung nutzt nicht nur, wie allgemein in 4B gezeigt ist, Multi-Pegel, sondern ermöglicht auch, dass der Benutzer eine Pegelbegrenzung anwendet. Ein Stück Papier oder eine andere Medienart, auf dem/der das Bild reproduziert werden soll, kann typisch nur eine bestimmte Menge Tinte oder einen Prozentsatz an Tintendeckung aufnehmen, bevor die Punkte zu wachsen beginnen, das Medium gesättigt wird und veranlasst, dass die Tinte verläuft oder dass dunkle Flecke im Bild erscheinen. Der vorliegende Prozess ermöglicht, dass der Benutzer eine so genannte "Pegelgrenze" auswählt und die gewünschte Anzahl von Unterpegeln oder den Prozentsatz der Unterpegel, in denen Punkte platziert sind, im Vergleich zu allen Unterpegeln in einem besonderen Pegel einstellt. Wie er hier verwendet wird, bedeutet der Begriff "Pegelgrenze" den Prozentsatz an Tintendeckung für einen besonderen Pegel. Außerdem wird die Pegelgrenze zu dem Ende der Pegeländerung während des Linearisierungsprozesses und wo der nächste Pegel beginnt. Der Prozentsatz an Tintendeckung oder der Punktplatzierung für eine Pegeländerung wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet: Pegelgrenze % = (die gewünschte Anzahl der Unterpegel in einer Pe geländerung/die Gesamtzahl der Unterpegel in der Pegeländerung)·100. Der Einfachheit halber wird die Pegelgrenze hier als ein Prozentsatz diskutiert, wobei sie als der Prozentsatz an Tintendeckung gedacht wird.
Dies waren die Vorbereitungen für die Betrachtung der Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelbegrenzung. In 4C sind wieder beispielhaft und ohne Beschränkung vier (4) Pegel oder Arten von Output gezeigt: der Null-Tinte-Pegel; der Helle-Tinte-Pegel; der Mittlere-Tinte-Pegel und der Dunkle-Tinte-Pegel. Wie in 4B ist jede der Pegeländerungen in eine Anzahl von Unterpegeln unterteilt. Zur Erleichterung sind die Unterpegel in jeder der Pegeländerungen erneut beispielhaft und ohne Beschränkung gleich 2048 gesetzt worden. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass verschiedene andere Anzahlen von Unterpegeln genutzt werden könnten und dass es nicht erforderlich ist, dass die Pegeländerungen eine gleiche Anzahl von Unterpegeln aufweisen.
Anhand von 4C ist zu sehen, dass die Pegelgrenzen für jede Pegeländerung spezifiziert worden sind. Die Pegelgrenze für die Pegeländerung zwischen dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel ist lediglich beispielhaft auf 60% eingestellt worden. Ähnlich sind die Pegelgrenzen für die Pegeländerungen zwischen dem Helle-Tinte-Pegel und dem Mittlere-Tinte-Pegel sowie zwischen dem Mittlere-Tinte-Pegel und dem Dunkle-Tinte-Pegel lediglich beispielhaft gleich 70% bzw. 80% eingestellt worden. Es ist wieder klar, dass für die Pegeländerungen verschiedene andere Pegelgrenzen hätten spezifiziert werden können oder dass eine oder mehrere der Pegelgrenzen hätten gleich eingestellt werden können. Obgleich sich die in 4C gezeigten Pegelgrenzen für jede nachfolgende Pegeländerung erhöhen, braucht dies ferner nicht der Fall zu sein. Lediglich beispielhaft könnten alle Pegelgrenzen gleich eingestellt werden. Außerdem könnte jede Pegelgrenze mit einer im Folgenden ausführlicher diskutierten Beschränkung unter die vorangehende Pegelgrenze eingestellt werden. Schließlich ist für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass die Pegelgrenzen eine Kombination dieser Beispiele sein könnten.
Anhand der in 4C gezeigten Pegelgrenzen enthalten 60% der Unterpegel in der Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel helle Tinte. Ähnlich werden in der Pegeländerung von dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel 70% der Unterpegel als in dem Mittlere-Tinte-Pegel betrachtet und werden in der Pegeländerung von dem Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel 80% der Unterpegel als in dem Dunkle-Tinte-Pegel betrachtet. Die Fähigkeit des Prozesses der Erfindung zu ermöglichen, dass der Benutzer Pegelgrenzen spezifiziert, ermöglicht, dass das Programm die für jede Pegeländerung festgesetzte Pegelgrenze als den Punkt behandelt, bei dem unter Verwendung des im Folgenden beschriebenen Linearisierungsprozesses 100% Tintendeckung erreicht sind.
Nach Festsetzung der Pegel, Unterpegel und Pegelgrenzen ist es jetzt in Schritt 64 ebenfalls möglich, die Werte in Prozessdaten umzusetzen. Die Prozessdaten können in einer Eintragsmatrix gespeichert werden, die auch als eine Nachschlagetabelle bekannt ist und die später in den Berechnungen und in der Verarbeitung der Input-Daten zu den Multi-Pegel-Output-Daten zu verwenden ist. Das Speichern der Prozessdaten in der Eintragsmatrix ist ein optionaler Schritt. Stattdessen könnte ein Benutzer die notwendigen Berechnungen jedes Mal, wenn die Prozessdaten benötigt werden, wiederholen.
In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird eine Eintragsmatrix verwendet, um die Bilddaten in jeder der Pegeländerungen in Pegel und Unterpegel zu trennen. Die Eintragsmatrix ist grundsätzlich eine einzelne Matrix, die verwendet wird, um die Input-Pixelwerte zu Output-Werten zu nehmen, die beim Zuweisen von Unterpegeln und Pegeln zu Pixeln verwendet werden. Die Eintragsmatrix beruht darauf, wie viele Pegel es gibt, und auf der Anzahl der Unterpegel in jeder Pegeländerung sowie auf der Pegelgrenze für jede Pegeländerung. Unter Verwendung der Eintragsmatrix kann der tatsächliche Schwellenwert oder die Unterpegeladresse bestimmt werden und bestimmt werden, welcher Pegel auszugeben ist. Dieser Prozess der Konstruktion der Eintragsmatrix kann als ein Linearisierungsprozess bezeichnet werden, der einen Input-Pixelwert in Output-Pegel zur Verarbeitung der Multi-Pegel-Daten umsetzt. In einer Ausführungsform ist die Eintragsmatrix eine Funktion des Werts des momentanen Pixels, des Hintergrunds, dieses Pegels, des nächsten Pegels und der vorherigen Pegelgrenze. Der in der Matrix verwendete Hintergrund ist entweder der Null-Tinte-Pegel oder die vorherige Pegeländerung, die eine 100-prozentige Deckung (100%-Deckung) aufwies. Nur in diesen Fällen, in denen es die letzte Pegeländerung ist oder in denen die vorherige Pegeländerung zu dem Hintergrund wird, da sie eine Deckung von 100% aufweist, kann die nächste Pegeländerung weniger Unterpegel als der vorherige Pegel haben. Während die Eintragsmatrix aufgebaut wird und die gewünschte Anzahl von Pegeln, Unterpegeln und Pegelgrenzen spezifiziert werden, bildet die CPU 21 die Bilddatei 52, die die Eingangsfarbwerte enthält, auf ein entsprechendes Output-Pixelformat ab oder führt einen Linearisierungsprozess an ihr aus. Dementsprechend werden die kontinuierlichen Tondaten in Schritt 64 für jeden der Pegel unter Verwendung eines Linearisierungsprozesses auf eine Gesamtskala von 0–100% abgebildet, die auf der Gesamtzahl der Unterpegel für jede der Pegeländerungen beruht, die innerhalb der Pegelgrenzen aller Pegeländerungen zusammen liegen, und als ein Prozentsatz an Tintendeckung ausgedrückt.
Der wie in 4C veranschaulichte Abbildungs- oder Linearisierungsprozess berücksichtigt die Pegelgrenzen, die für jeden der Pegel eingestellt worden sind. Somit wird, während die Eintragsmatrix berechnet wird, jede Pegeländerung während des Linearisierungsprozesses derart abgebildet, dass die Pegelgrenze zu dem Punkt wird, an dem der Pegel bei 100% Tintendeckung ist. Mit anderen Worten, in diesem Schritt werden die verschiedenen Pegeländerungen wie etwa die Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel dieses Beispiels wie in 4C veranschaulicht auf eine Gesamtskala B abgebildet. Wenn für die Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel die Pegeländerung von 60% Deckung erreicht ist, behandelt der Prozess der Erfindung den hellen Pegel so, wie wenn er 100% Helle-Tinte-Deckung aufweist. Somit betrachtet der Prozess bei der spezifizierten Pegelgrenze 100% der Tinte für diesen Pegel als an ihrer Stelle.
Wenn 4C und insbesondere die Gesamtskala B ausführlich untersucht werden, ist zu sehen, dass die Unterpegel in jeder der Pegeländerungen, die über den spezifizierten Pegelgrenzen liegen, ignoriert werden. Somit enthält die Gesamtskala B lediglich die Gesamtunterpegel, die gedruckt werden. Außerdem werden für jede Pegeländerungen andere Anzahlen von Unterpegeln gedruckt, obgleich die Anzahl der Unterpegel für jede der Pegeländerungen in diesem Beispiel gleich eingestellt wurde, da die Pegelgrenzen für die drei (3) Pegeländerungen auf verschiedene Prozentsätze eingestellt wurden. Dementsprechend sind die Unterpegel für die drei (3) Pegeländerungen in diesem Fall nicht wie in 4B gleichmäßig auf der Gesamtskala B verteilt.
Genauer wurde die Pegelgrenze in diesem besonderen Beispiel für die Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel gleich 60% eingestellt, was dem entsprach, dass 60% der Unterpegel gedruckt werden. Da die Anzahl der Unterpegel in diesem Beispiel gleich 2048 ist, heißt das, dass 1228 (60%·2048) Unterpegel gedruckt werden. Ähnlich wurde die Pegelgrenze für die Pegeländerung von dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel auf 70% eingestellt und war die Anzahl der Unterpegel ebenfalls gleich 2048. Dementsprechend heißt das, dass in diesem Beispiel 1433 (70%·2048) Unterpegel in der Pegeländerung von dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel gedruckt werden. Schließlich wurde in diesem Beispiel die Pegelgrenze für die Pegeländerung von dem Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel gleich 80% eingestellt. Dementsprechend ist die Anzahl der zu druckenden Unterpegel 1638 (80%·2048).
4C veranschaulicht, wie die Anzahl der zu druckenden Unterpegel, wie sie durch die Pegelgrenzen vorgeschrieben wird, auf die Gesamtskala B linearisiert wird. Die Gesamtskala B ist in dem Prozentsatz an Tintendeckung ausgedrückt, der mit der Anzahl der Gesamtzahl der zu druckenden Unterpegel korreliert. Wenn weiter mit diesem Beispiel alle zu druckenden Unterpegel von den drei Pegeländerungen kombiniert werden, führt dies dazu, dass insgesamt 4299 Unterpegel gedruckt werden. Wie auf der Gesamtskala B gezeigt ist, sind die Anzahl der Unterpegel in der Pegeländerung von dem Null-Tinte-Pegel zu dem Helle-Tinte-Pegel 29% der insgesamt gedruckten Pegel. Bei diesen Unterpegeln von 29% und darunter auf der Gesamtskala B werden die Pixel als mit Punkten von dem Helle-Tinte-Pegel zu füllen betrachtet. Weiter mit dem in 4C veranschaulichten momentanen Beispiel ist die Pegeländerung zwischen dem Null-Tinte-Pegel und dem Helle-Tinte-Pegel bei 29% auf der Gesamtskala B bei 100%. Allerdings wird daran erinnert, dass wegen der zuvor durch den Benutzer eingestellten Pegelgrenze das, was in 4C für diese Pegeländerung genannt 100% Tintendeckung wird, wie in 4C gezeigt in diesem Beispiel tatsächlich 60% der möglichen Unterpegel in der Pegeländerung zwischen dem Null-Tinte-Pegel und dem Helle-Tinte-Pegel sind.
Auf der Gesamtskala B sind die Unterpegel von der Pegeländerung zwischen dem Helle-Tinte-Pegel zu dem Mittlere-Tinte-Pegel jene über 29% bis 63%, was 34% der insgesamt gedruckten Unterpegel entspricht. Dementsprechend ist bei 63% auf der Gesamtskala B die Pegeländerung zwischen dem Helle-Tinte-Pegel und dem Mittlere-Tinte-Pegel bei 100% Tintendeckung. Wie bei der vorherigen Pegeländerung sind das, was für diese Pegeländerung 100% Tintendeckung genannt wird, in diesem Beispiel tatsächlich 70% der möglichen Unterpegel in der Pegeländerung zwischen dem Helle-Tinte-Pegel und Mittlere-Tinte-Pegel. In irgendeinem Unterpegel in dem Bereich über 29% bis 63% werden die hellen Punkte durch Punkte von dem Mittlere-Tinte-Pegel ersetzt. Schließlich sind die Unterpegel von der Pegeländerung zwischen dem Mittlere-Tinte-Pegel zu dem Dunkle-Tinte-Pegel jene Unterpegel auf der Gesamtskala B über 63% und bis zu 100%, die 73% der Gesamtzahl der gedruckten Unterpegel entsprechen. Schließlich ist bei 100% auf der Gesamtskala B die Pegeländerung zwischen dem Mittlere-Tinte-Pegel und dem Dunkle-Tinte-Pegel bei 100%. Wie bei den anderen Pegeländerungen sind das, was für diese Pegeländerung eine Tintendeckung von 100% genannt wird, tatsächlich 80% der möglichen Unterpegel. Dementsprechend werden über 63% auf der Gesamtskala B der mittleren Punkte durch Punkte von dem Dunkle-Tinte-Pegel ersetzt. Wie durch die Strichlinien in 4C gezeigt ist, werden die Unterpegel, die über den jeweiligen Pegelgrenzen liegen, in jeder der Pegeländerungen während des Linearisierungsprozesses für die Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelgrenzen ignoriert.
Das Verfahren geht nun zu Schritt 68 über, wo die CPU 21 die digitale Verarbeitung fortsetzt, um unter Verwendung der Multi-Pegel-Verarbeitung mit Pegelbegrenzung die Pegelplatzierung zu erzeugen. Wie zuvor diskutiert wurde und wie er hier verwendet wird, bedeutet der Begriff "Pegelbegrenzung", dass die Menge der Tintendeckung in der Weise gesteuert wird, dass die gewünschte Farbe erhalten wird, während Probleme des Punktwachstums oder der Übersättigung des Mediums dadurch vermieden werden, dass der Output wie etwa die Menge der auf dem Medium abgelagerten Tinte begrenzt wird. Außerdem werden die Qualität und die Klarheit des Bildes verbessert. Im Folgenden werden die Spezifiken des Schritts 68 ausführlicher diskutiert: Wenn die Daten zu den Multi-Pegeln mit Pegelbegrenzung verarbeitet worden sind, können die Daten in Schritt 70 gespeichert oder als Farbtrennungen an die Output-Vorrichtung gesendet werden. Nun können die Farbverbundreproduktionen unter Verwendung der Farbtrennungen wie in Schritt 72 angegeben ausgegeben werden. Somit ist in Schritt 74 der Abschluss des Gesamtverfahrens angegeben.
5 veranschaulicht ausführlicher die innovative Verarbeitung der vorliegenden Erfindung, die für den in Schritt 3 allgemein als 68 bezeichneten Schritt zum Erzeugen der Pegelplatzierung unter Verwendung des Pegelbegrenzungsprozesses genutzt wird. Der Schritt 68 ermöglicht, dass das Verfahren der Erfindung die verschiedenen Arten des Output und die verschiedenen Mengen der Tinte, die durch den Drucker auf den Medien platziert werden, steuert. Im Ergebnis der Fähigkeit des Verfahrens der Erfindung zum Verarbeiten von Multi-Pegeln mit Pegelbegrenzung wird die Menge der durch den Drucker ausgegebenen Tinte so gesteuert, dass auf den Medien keine überschüssige Tinte platziert wird, dass die Medien nicht gesättigt werden und dass die Qualität und die Klarheit des Bildes verbessert werden.
Wie in dem Ablaufplan aus 5 veranschaulicht ist, beginnt das zum Ausführen des Schritts 68 verwendete Verfahren in Schritt 80, worauf in Schritt 82 das Wiedergewinnen der Matrizen für das Bild folgt. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist und wie zuvor erwähnt wurde, wurden die Matrizen A[i, j] für das Bild in die CPU 21 eingegeben. Der Prozess schreitet zu Schritt 84 fort, um die Daten für das Bild durch einen Rasterungsprozess zu verarbeiten, um die Pegel und Unterpegel festzusetzen und die Pegelgrenzen anzuwenden. Es sind verschiedene Rasterungsprozesse entwickelt worden. Die verschiedenen Ausführungsformen eines Rasterungsprozesses der vorliegenden Erfindung werden unten ausführlicher diskutiert.
Nach Abschluss des Rasterungsprozesses ist unabhängig von der verwendeten besonderen Ausführungsform eine Output-Matrix B[i, j] erzeugt worden, die für jedes Pixel in jeder der Farbtrennungen, die durch den Drucker verwendet werden, die Informationen hinsichtlich der Multi-Pegel-Informationen enthält. Die Output-Matrix B[i, j] wird in Schritt 86 elektronisch gesteuert. Daraufhin wird das Verfahren wie bei Schritt 90 gezeigt abgeschlossen.
Wie zuvor erwähnt wurde, können in Schritt 84 verschiedene Arten von Rasterungsprozessen verwendet werden. Einer der derzeit bevorzugten Rasterungsprozesse ist ein Fehlerdiffusionsprozess, der in 6 allgemein gezeigt ist. Als eine Übersicht arbeitet dieser Fehlerdiffusionsprozess anhand vieler der Grundprinzipien, die ausführlich in dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.175.804, erteilt an Whittmann am 29. Dezember 1992, diskutiert sind.
Wie in 6 gezeigt ist, beginnt eine Ausführungsform des Verfahrens zum Ausführen des Schritts 84 eines Rasterungsprozesses zum Erzeugen einer Pegelplatzierung bei Schritt 100. Der Prozess geht zu Schritt 102 über, wo der Wert des Pixels [i, j] wiedergewonnen wird. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist und zuvor erwähnt wurde, wurden die Matrizen A[i, j] für das Bild durch digitale Verarbeitung jeder der Input-Datenmatrizen abgeleitet, die in die CPU 21 eingegeben wurden. In Schritt 104 werden die in Schritt 64 (3) festgesetzten Prozesswerte für die Verarbeitung mit Pegelgrenzen erhalten. Wie zuvor diskutiert wurde, hätten die Prozesswerte optional in einer in Schritt 64 aufgebauten Eintragsmatrix gespeichert werden können. Auf jeden Fall werden die Prozesswerte von Schritt 64 in Schritt 104 entweder von einer Eintragsmatrix wiedergewonnen oder neu berechnet. Nachfolgend wird in Schritt 106 für jedes Pixel in dem Bild unter Verwendung eines ersten Satzes von Fehlerdiffusionsberechnungen eine Matrix E₁[i, j] berechnet, um den Output-Pegel für ein besonderes Pixel [i, j] zu bestimmen. Wenn die ersten Fehlerdiffusionsberechnungen für ein Pixel abgeschlossen worden sind, wird der Prozess der Erfindung fortgesetzt, wobei er sofort in Schritt 108 beginnt, wo zusätzliche Fehlerdiffusionsberechnungen ausgeführt werden, um den Hintergrundpegel eines besonderen Pixels [i, j] zu bestimmen. Somit wird in einer in Schritt 108 veranschaulichten derzeit bevorzugten Ausführungsform für jedes Pixel in dem Bild eine Matrix E₂[i, j] berechnet. Nun berechnet der Prozess der Erfindung die Output-Matrix B[i, j], die die Multi-Pegel-Informationen mit Pegelbegrenzung enthält. In Schritt 112 bestimmt der Prozess der Erfindung, ob alle Daten für jedes Pixel durch die Fehlerdiffusionsberechnungen in den Schritten 106 und 108 verarbeitet worden sind. Falls es zusätzliche Pixelwerte gibt, die nicht verarbeitet wurden, kehrt das Verfahren zu Schritt 102 zurück. Falls alle Pixel abgeschlossen worden sind, endet das Verfahren bei Schritt 114.
7 zeigt ausführlicher die Prozesse für den Abschluss der geänderten Fehlerdiffusionsberechnungen, Schritte 106 und 108, die in 6 allgemein veranschaulicht sind. In dieser Ausführungsform beginnt der Prozess der Erfindung unter Verwendung der mehrfachen Fehlerdiffusionsberechnungen mit dem Schritt 140 und wird in Schritt 142 fortgesetzt, wo für jedes Pixel in dem Bild für die Fehlerdiffusionsorte für eine Vielzahl umgebender Pixel die Matrix E₁[i, j] berechnet wird. Die Berechnungen enthalten das Zuweisen von Gewichtungsfaktoren für jedes der umgebenden Pixel. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass verschiedene Verfahren des Zuweisens von Gewichtungen zu den umgebenden Pixeln genutzt werden können. Das Verfahren wird in Schritt 144 fortgesetzt, wo der in Schritt 142 berechnete Fehler für das momentane Pixel mit den Prozesswerten für das Pixel [i, j] verglichen wird, die in Schritt 64 festgesetzt wurden, um zu bestimmen, ob ein Punkt in diesem besondern Pixel platziert ist. Der Prozess der Erfindung tritt in den zweiten Satz von Fehlerdiffusionsberechnungen ein, in dem er zu Schritt 146 übergeht, wo für das momentane Pixel für die Fehlerdiffusionsorte für eine Vielzahl umgebender Pixel eine Matrix E₂[i, j] berechnet wird. Die Berechnungen enthalten wieder das Zuweisen von Gewichtungsfaktoren für jedes der umgebenden Pixel. Das Verfahren wird in Schritt 148 fortgesetzt, wo der in Schritt 146 berechnete Fehler für das momentane Pixel wieder mit dem in Schritt 64 festgesetzten Prozesswert verglichen wird, um dieses Mal zu bestimmen, welche Punktart in diesem besonderen Pixel platziert ist. Das Verfahren der Erfindung wird in Schritt 150 fortgesetzt, wo es abgeschlossen wird.
Es ist klar, dass irgendeine Anzahl von Sätzen von Fehlerdiffusionsberechnungen verwendet werden könnte. Die Anzahl der zusätzlichen Fehlerdiffusionsberechnungen, die in dieser Ausführungsform des Rasterungsprozesses verwendet werden, schreibt die Anzahl der Pegel und die Pegeländerungen vor, die verwendet werden können. Als eine allgemeine Regel kann die Anzahl der Pegeländerungen nur eine mehr als die Anzahl der Fehlerdiffusionsberechnungen in einem Rasterungsprozess sein. Beispielhaft und ohne Beschränkung ist der Prozess für zwei Sätze von Fehlerdiffusionsberechnungen auf drei Pegeländerungen und vier Pegel wie etwa die in 4C gezeigten beschränkt. Wo zwei Sätze von Fehlerdiffusionsberechnungen verwendet werden, ist die Anzahl der Pegel, die den Hintergrund bilden können, auf zwei begrenzt. Es ist wichtig daran zu erinnern, dass der zweite Satz von Fehlerdiffusionsberechnungen zum Bestimmen des Hintergrunds für dieses Pixel verwendet wird.
Der Vorteil der wie in 7 veranschaulicht beschaffenen mehreren Fehlerdiffusionsverfahren ist die Fähigkeit zur Ausgabe mehrerer Pegel. Die Verwendung mehrerer Sätze von Fehlerdiffusionsberechnungen überwindet die Nachteile der Verwendung einer einzelnen Fehlerdiffusion, in der das Pixel entweder ein- oder ausgeschaltet war. Unter Verwendung der Mehrfachdiffusionsverfahren können die Daten nun zu mehreren Pegeln verarbeitet werden, die mehreren Arten des Output entsprechen. Ferner werden durch die Verwendung von Multi-Pegel-Daten mit Pegelbegrenzung viele der Probleme wie etwa Übersättigung, dunkle Flecken und Klarheit gelöst. In dem vorliegenden Verfahren der Erfindung werden beide Berechnungen von den mehreren Fehlerdiffusionsberechnungen verwendet, um den Pegel und den Unterpegel in dem Pegel zu bestimmen und die Pegelbegrenzung zu nutzen.
8 zeigt ein alternatives Verfahren, nicht der vorliegenden Erfindung, der Ausführung des in 5 als Schritt 84 veranschaulichten Rasterungsprozesses, der die verschiedenen Pegel mit Pegelgrenzen unter Verwendung einer Halbton-Schwellenwertmatrix festsetzt. In diesem alternativen Verfahren eines Rasterungsprozesses beginnt das Verfahren zur Ausführung des Schrittes 84 mit Schritt 200 und wird in Schritt 202 fortgesetzt, in dem eine Halbton-Schwellenwertmatrix wiedergewonnen wird. Halbton-Schwellenwertmatrizen sind im Gebiet bekannt und werden hier nicht ausführlicher diskutiert. Nachdem die Halbton-Schwellenwertmatrix in Schritt 202 wiedergewonnen worden ist, geht das Verfahren zu Schritt 202 über, wo der Wert des Pixels [i, j] wiedergewonnen wird. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist und zuvor erwähnt wurde, wurden die Matrizen A[i, j] für das Bild durch digitale Verarbeitung jeder der Input-Datenmatrizen abgeleitet, die in die CPU 21 eingegeben wurden. Nachfolgend werden in Schritt 204 die in Schritt 64 (3) festgesetzten Prozesswerte für die Verarbeitung mit Pegelgrenzen mit den erhaltenen Pegelgrenzen verglichen. Wie zuvor diskutiert wurde, hätten die Prozesswerte optional in einer in Schritt 64 aufgebauten Eintragsmatrix gespeichert werden können. Auf jeden Fall werden die Prozesswerte von Schritt 64 in Schritt 204 entweder von einer Eintragsmatrix wiedergewonnen oder neu berechnet.
Wie in 8 veranschaulicht ist, wird das Verfahren in Schritt 208 fortgesetzt, wo die Prozesswerte mit dem Halbton-Schwellenwertmatrixwert bei [i, j] verglichen werden, um zu bestimmen, welcher Pegel des Punkt auszugeben ist. Daraufhin schreitet das Verfahren zu Schritt 210 fort, wo bestimmt wird, ob es ein weiteres Pixel gibt. Wenn das der Fall ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 204 zurück. Wenn nicht, endet das Verfahren bei Schritt 212.
9 zeigt den in 8 allgemein als Schritt 208 gezeigten Prozess. Das Verfahren zum Ausführen des Schritts 208 beginnt in Schritt 220 und wird in Schritt 222 fortgesetzt. In Schritt 222 werden die Prozesswerte mit dem Halbton-Schwellenwertmatrixwert verglichen, um den Output-Pegel für ein besonderes Pixel [i, j] zu bestimmen. Nachfolgend werden die Prozesswerte in Schritt 224 mit dem Halbton-Schwellenwertmatrixwert verglichen, um den Hintergrundpegel für ein besonderes Pixel [i, j] zu bestimmen. Daraufhin wird der Prozess in Schritt 226 fortgesetzt, wo er abgeschlossen wird.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, Bilddaten zu mehreren Pegeln zu verarbeiten und den Prozentsatz an Tintendeckung der verschiedenen Pegel zu begrenzen, wodurch das erzeugte Bild verbessert wird und wobei sie zum Einsparen von Druckzeit verwendet werden kann. Bei diesem Prozess verbleibt nicht mehr nur, dass die Druckerpunkte lediglich ein- oder ausgeschaltet werden. Jetzt können irgendeine Anzahl von Pegeln verarbeitet werden.

Claims

Verfahren zum Reproduzieren eines Farbbildes auf einem Medium, die Schritte aufweisend: (a) Empfangen (62) einer Input-Datei von kontinuierlichen digitalen Bilddaten, welche Input-Pixelwerte enthalten, welche der Dichte und Platzierung von Farben in jedem Pixel des Bildes entsprechen; (b) Erzeugen (64) von Prozessdaten, welche eine Abbildungsbeziehung zwischen den Input-Pixelwerten und mehr als zwei unterschiedlichen vorbestimmten Tinten-Outputpegeln definieren, wobei ein Pegelwechsel von einem Tinten-Outputpegel zu einem anderen Tinten-Outputpegel durch eine Vielzahl von Unterpegeln definiert wird, wobei jeder Unterpegel innerhalb einer Pegeländerung eine Anzahl von Punkten des anderen Tinten-Outputpegels wiedergibt, wobei die Abbildungsbeziehung des weiteren für jede Pegeländerung eine Pegelgrenze definiert, welche der gesamten Anzahl an Punkten des anderen Outputpegels eine Grenze auferlegt, welcher verwendet werden kann, wodurch die Pegelgrenze als ein Schwellenwert für den Übergang von einer Pegeländerung zu einer anderen Pegeländerung wirkt, wobei bei Eingabe von Pixelwerten oberhalb der Pegelgrenze und mit ansteigenden Input-Pixelwerten die Punkte des anderen Tinten-Outputpegels progressiv durch Punkte eines weiteren Tinten-Outputpegels ersetzt werden; (c) digitales Verarbeiten (68) der Input-Datei in Übereinstimmung mit den Prozessdaten, so dass hieraus Mulit-Pegel-Farbwerte für jedes Pixel erhalten werden; und (d) Drucken (70, 72) eines Farbbildes auf einem bedruckbaren Medium in Übereinstimmung mit den Multi-Pegel-Farbwerten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Tinten-Outputpegel aus einer Gruppe ausgewählt werden, welche enthält: zweifaches Bedrucken, unterschiedliche Farben und unterschiedliche Farbintensitäten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Pegelgrenze durch einen Benutzer definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Pegelgrenze in Abhängigkeit von einem oder beiden der Arten von einem Tinten-Outputpegel und von der Natur des bedruckbaren Mediums ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Input-Datei RGB-Daten aufweist.
Computerlesbares Medium, welches Anweisungen speichert, welche, wenn diese ausgeführt werden, bewirken, dass ein Computer das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt.