DE60130404T2 - Reservierung von Farbtabellenstufen - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Bildverarbeitung und insbesondere das Optimieren der datenspezifischen Bildqualität eines mit niedriger Auflösung arbeitenden Drucksystems.
  • Es sind Tintenstrahldrucksysteme bekannt, in denen ein Druckkopf eine oder mehrere Reihen von Öffnungen bildet, die von einer unter Druck stehenden Flüssigkeitsverteilung eine elektrisch leitende Aufzeichnungsflüssigkeit aufnehmen, wie etwa eine wasserbasierende Tinte, und die Flüssigkeit in Reihen paralleler Ströme ausstoßen. Bei Druckern, die derartige Druckköpfe verwenden, erfolgt die grafische Reproduktion durch wahlweises Laden und Ablenken der Tropfen in jedem Tropfenstrom und durch Ablagern von mindestens einem der Tropfen auf einem Druckempfangsmedium, während die anderen Tropfen auf eine Tropfenauffangeinrichtung treffen.
  • In der Bildverarbeitungstechnik ist die Verwendung von Transformationstabellen bekannt, um die Flexibilität zu erzielen, eingehende, geräteabhängige Daten abzuwandeln und diese in gerätespezifische Ausgabedaten umzuwandeln. Dieser Prozess dient dazu, die Farbe von Eingabevorrichtungen derart zu korrigieren, beispielsweise von Scannern, dass diese zur Verwendung als Ausgabedateien für Drucker geeignet sind. Ein Beispiel einer derartigen Transformation ist die Umwandlung von Dateien aus dem RGB-Farbraum (rot, grün, blau) in Dateien des CMYK-Farbraums (cyan, magenta, gelb und schwarz).
  • Von besonderem Interesse bei Anwendungen mit Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldrucksystemen ist die Verwendung eines Satzes eindimensionaler Transformationstabellen. Jede eindimensionale Transformationstabelle transformiert eine bestimmte Farbebene einer Farbbilddatei in eine neue Farbdatenebene, die tonkorrigiert und tintenbegrenzt ist. Eine derartige Technik wird in der am 16.12.2002 veröffentlichten Parallelanmeldung WO-A-0184420 beschrieben. Diese Tonkorrekturtransformationen gewährleisten, dass es zu einer allmählich und linear ansteigenden Änderung des Tons über den Dynamikbereich des Drucksystems kommt. Diese Tabellen transformieren zudem die Eingabedaten, um so die Gesamtmenge der auf das Sub strat aufgebrachten Tinte zu begrenzen. Dieses Merkmal, das ebenfalls in WO-A-0184420 beschrieben wird, gewährleistet eine Kompatibilität von Tinte und Substrat.
  • Leider bewirken einige bestehende Transformationen, dass der Drucker Bebilderungsdaten mit unerwünschten Artefakten erzeugt. In anderen Fällen verlieren die transformierten Daten notwendige Merkmale der Originalbilddaten. Dabei sind es nicht die eindimensionalen Transformationstabellen selbst, die diese Artefakte verursachen. Es sind vielmehr die nach diesen Transformationen ablaufenden Prozesse, die die Bilddaten aus dem Halbtonraum weiter in Binärdateien reduzieren, die von der digitalen Druckvorrichtung abgebildet werden können.
  • Es wäre wünschenswert, im Voraus die Beziehung zwischen den transformierten Halbtonbilddaten und der resultierenden binären Darstellung auf jeder Ebene kennen zu können. Dies würde eine Beschränkung, Modifikation oder sonstige Abwandlung der Halbtondaten vor der Reduzierung auf die binäre Ebene ermöglichen. Dies erfolgt zur Optimierung der binären Bilddatei durch Beseitigung unerwünschter Artefakte und der Durchsetzung erwünschter Punktstrukturen in den Bereichen des Bildes, in denen diese Modifikationen als vorteilhaft erachtet werden.
  • US-A-S8808S7 beschreibt ein Verfahren zur Verarbeitung von Rasterbilddaten für die Bebilderung auf einer digitalen Ausgabevorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des Erkennens von Tonstufen in der binären Darstellung eines Bildes, des Erzeugen von vorbestimmten Halbtonpegeln oder Halbtonstufen auf der Grundlage der erkannten Tonstufen und des Anwendens einer Datentransformation auf die entsprechenden vorbestimmten Halbtonstufen, um die erkannten Tonstufen in einer binären Darstellung des Bildes zu vermeiden oder zu korrigieren.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt die Verarbeitung von Halbtonbilddaten in einer bevorzugten Weise zur Bebilderung auf einer digitalen Ausgabevorrichtung, wie in den Ansprüchen definiert. Die Bildqualitätsverschlechterung als Ergebnis einer vorbestimmten Farbdispersionstechnik, wie z.B. Dithermatrizen und Farbdiffusion, lässt sich durch die sorgfältige Auswahl bevorzugter Stufenumwandlungen im Arbeitsablauf der Bildverarbeitung vermeiden. Die Verwendung „reservierter" Stufen für bestimmte, spezifizierte Bildinhalte gewährleistet, dass die Datenmanipulation auf der binären Stufe die Bildqualität nicht beeinträchtigt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden nachstehend Probleme behandelt, die bei der Umwandlung der Halbtondaten in Binärdaten für das Drucken auf Bebilderungssystemen mit niedriger Auflösung auftreten. Die Halbtondaten werden durch die Umwandlung in Binärdaten nur grob näherungsweise dargestellt. Artefakte des binären Druckvorgangs sind aus mehreren Gründen störend. Sie verschlechtern die Gesamtqualität des Bildes und ermöglichen mitunter nur eine teilweise Darstellung der Originaldaten. Teilweise ausgebildete und/oder unregelmäßig ausgebildete Textzeichen sind ein solches Beispiel. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem, indem sie die Verarbeitung bestimmter Stufen durch vorhersehbare Punktverteilungsmuster veranlasst, um somit vorbezeichnete Teile des Dateneingabestroms zu erhalten.
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden im Zuge der nachfolgenden Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der Zeichnung deutlich.
  • Es zeigt:
  • 1 eine grafische Darstellung einer Transformationskurve reservierter Stufen und resultierender Tintentropfen je Pixel.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt die Optimierung einer datenspezifischen Bildqualität eines Drucksystems mit niedriger Auflösung mit dem Ziel, unerwünschte Artefakte in digitalen Bebilderungsvorrichtungen mit niedriger Auflösung zu beseitigen. Kontinuierlich arbeitende Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldrucksysteme weisen normalerweise derartige Artefakte auf. Diese Artefakte sind das Ergebnis einer Tropfenverteilungstechnik, die auf die Halbtonbilddaten angewandt wird. Farbbilder bestehen aus einzelnen Farbdatenebenen für jede der Grundfarben (cyan, magenta, gelb und schwarz). Um die Tropfen in einem gegebenen Tonbereich gleich zu verteilen, sind eine Vielzahl von Techniken entwickelt worden. Wenn die einzelnen Tropfen groß genug sind, um für das bloße Auge sichtbar zu sein, lässt sich eine gewisse Körnigkeit oder Musterbildung nicht vermeiden. Dies ist besonders in den Lichterbereichen eines Bildes der Fall, wo sich relativ wenige gedruckte Tropfen in einem gegebenen Bereich befinden. Die Körnigkeitsstruktur setzt sich typischerweise durch das Zusammenwirken von Punktmustern aus zwei verschiedenen Farben zusammen, die ggf. miteinander wiederholte Muster bilden. Beispielsweise ist ein Muster aus übereinander angeordneten Punkten, denen nebeneinander angeordnete Punkte folgen, besonders auffällig. Als weiteres Beispiel können Ausrichtungsabweichungen zwischen den Farbebenen von zwei verschiedenen Druckköpfen die resultierende Bildqualität erheblich beeinflussen, indem sie die Verteilung der Tinte auf dem Substrat von einem „Punkt-neben-Punkt"- in Richtung eines „Punkt-auf-Punkt"-Musters ändern. Leider enthalten viele kommerzielle Druckanwendungen Daten, die zu diesem Problem führen. Hintergrundfarben aus hellen bis mittleren Tönen, die aus mehr als einer Grundfarbe bestehen, sind in farbigen Anzeigen usw. typisch.
  • Ein weiteres Problem mit Drucksystemen niedriger Auflösung, die Tropfendispersionstechniken verwenden, um eine Halbtonwertskala wiederzugeben, betrifft das Drucken von Texten. Konstruktionsbedingt erstellen Dither- und Fehlerdiffusionstechniken die Tonwertskala, indem Tinte nur in einem Teil der verfügbaren Pixelstellen angeordnet wird. Um vollständig ausgebildete Textzeichen zu drucken, müssen Tropfen in jedem Pixel angeordnet werden, das von dem Schriftzeichen festgelegt ist. Wenn man versucht, über solche Algorithmen Text in Mitteltönen zu drucken, werden Zeichen mit fehlenden Pixeln erzeugt. Die Transformationen zur Begrenzung der Tintendeckung, die vor Anwendung der Tropfendispersionsalgorithmen verwendet wurden, führen ggf. zu demselben Phänomen. Es stehen einfach nicht alle Tropfen für das Drucken zur Verfügung.
  • Die durch Tropfendispersions-Datenverfahren eingebrachten Probleme lassen sich lösen, indem man die problematischen Tonstufen vor der Anwendung dieser Tropfendispersionstechniken identifiziert. Diese Problembereiche lassen sich normalerweise durch Versuche ermitteln, indem man den gesamten Tonumfang jeder Grundfarbe und deren Zusammenwirken mit bestimmten Grundtondarstellungen druckt, die von den anderen Farben in dem Bebilderungssystem überdruckt werden. Ein einschlägiger Fachmann wird erkennen, dass eine beliebige Zahl von Testmustern ersonnen werden kann, um bestimmte Tropfeninteraktionsartefakte zu ermitteln. Es sei aber darauf hingewiesen, dass es nahezu unmöglich ist, alle derartigen Interaktionen und zugehörigen Artefakte zu identifizieren und zu beseitigen. Die Testtargets müssen anwendungsspezifisch sein.
  • Sobald bekannt ist, welche Tonstufen eine bestimmte Verbesserung oder Verschlechterung der Bildqualität bewirken, müssen diese Stufen entsprechend favorisiert oder vermieden werden. Die Verwendung von eindimensionalen Datentransformationstabellen, die auf jede der Grundfarben unabhängig wirken, kann diese Aufgabe erfüllen. Diese Tabellen oder Transformationstabellen werden normalerweise benutzt, um die Tonwertskala zu linearisieren und die gesamte Tintendeckung auf dem Substrat zu begrenzen. Diese Tabellen lassen sich modifizieren, um bestimmte Tonstufen zu reservieren und/oder zu beseitigen.
  • Bekanntermaßen erzeugen Fehlerdiffusionsalgorithmen für die Rasterung besser erscheinende Bilder als Ordered-Dither-Algorithmen. Leider kann die Fehlerdiffusion auf bestimmten Dichtestufen störende Artefakte erzeugen. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass auf einer Dichtestufe J Artefakte auftreten, während auf einer benachbarten Dichtestufe K keine solchen Artefakte auftreten, ist es möglich, die Transformationstabelle zu modifizieren, um die gedruckten Tonstufen von der Stufe J zur Stufe K zu verschieben. Auf diese Weise können die Artefakte auf der Stufe J beseitigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Transformation eine Verschiebung des gedruckten Tons erzeugen würde. In vielen Anwendungen ist eine derartige Tonverschiebung weniger störend als der durch die Transformation beseitigte Artefakt.
  • 1 stellt dieses Konzept erfindungsgemäß dar. In diesem Beispiel ist bekannt, dass die Stufe 125 ohne Artefakte druckt. Die benachbarten Stufen 123, 124, 126 und 127 erzeugen beim Drucken bekanntermaßen Artefakte. Die LUT wurde daher so modifiziert, dass sie die Stufe 125 ausgibt, wenn eine der anderen, artefakterzeugenden Stufen eingegeben wird. Auf diese Weise werden die artefakterzeugenden Stufen mit einer lediglich minimalen Änderung in der Tonstufe vermieden.
  • Lediglich exemplarisch werden in diesem Fall die Bilddateidaten gegen die resultierende Tintenmenge abgetragen, die gedruckt werden muss, um die gewünschte Tonstufe zu erzielen. Auf der Kurve in 1 werden drei getrennte Bereiche 1, 2 und 3 dargestellt. Diese Bereiche dienen nur als Beispiel für bestimmte Tonbereiche, die man ggf. für bestimmte Anwendungen reservieren möchte. Bilddateidaten auf Stufe 1 erzeugen ein ungerades/gerades Punktmuster, wenn sie auf die binäre Stufe reduziert werden. Diese Stufe ist insbesondere für Hintergrundfarben geeignet und reagiert weniger empfindlich auf Abweichungen der Farbregisterpassung. Um eine bestmögliche Qualität zu erzielen, können alle Hintergrundbilddaten auf diese Tonstufe eingestellt werden. Zudem ist es möglich, die benachbarten Stufen in der Tonwertskalenkurve auf dasselbe Muster abzubilden, um zu gewährleisten, dass ein Bereich von Eingabewerten in der gedruckten Ausgabe optimal dargestellt wird. Dies kann in einem begrenzten Bereich erfolgen, ohne die gesamte Tonqualität zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß wird bevorzugt, keine starken Diskontinuitäten in die Tonkurve einzubringen, um eine Konturenbildung oder Posterisierung in dem gedruckten Bild zu vermeiden.
  • In einfacher Weise stellt Stufe 2 ein homogenes Punktgitter dar. Es kann als Mindestschwellenwert für das Drucken von Text dienen. Stufe 2 spricht jedes Pixel an, um vollständig ausgebildete Zeichen zu gewährleisten.
  • Stufe 3 ist die von einem gegebenen Tintenbebilderungssystem erzeugte Maximaldichte. Die Maximaldichte kann den Tintenabschaltschwellenwert weit überschreiten, die für eine Vollfarbenbebilderung notwendig ist. Als solches kann Stufe 3 speziell für Strichvorlagen und dichten Text reserviert werden, vorausgesetzt, die bebilderten Daten enthalten diese höchste Stufe der Tonwertskala nicht. Um diese Bedingung zu gewährleisten, werden die Bilddaten vorzugsweise vorverarbeitet, um die dunkelste Tonstufe zu beseitigen, wodurch diese Diskontinuität in der Tonwertskala vermieden wird.
  • Die vorliegende Erfindung legt die Verwendung einer einzelnen Tonwertskalenkurve für Texte und Grafiken mit reservierten und gelöschten Stufen fest. Einschlägige Fachleute werden erkennen, dass diese Technik auf eine Anzahl von Umständen erweiterbar ist, wenn ein bestimmtes Tropfenmuster in Mitte eines Halbtons erzeugt werden soll, der von einem vorbestimmten Tropfenverteilungsmuster dargestellt wird.
  • Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Geltungsbereichs Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden.

Claims (2)

  1. Verfahren zum Verarbeiten von Farbhalbtonbilddaten zur Bilderzeugung mit einer digitalen Ausgabevorrichtung, mit den Schritten: Erkennen von Farbtonpegeln in der binären Darstellung eines Bildes; Erzeugen von vorbestimmten Farbhalbtonpegeln auf der Grundlage der erkannten Farbtonpegel; und Anwenden einer Datentransformation auf die entsprechenden vorbestimmten Farbhalbtonpegel, um die erkannten Farbtonpegel in einer binären Darstellung des Bildes zu vermeiden oder zu korrigieren, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere benachbarte Pegel in den vorbestimmten Farbhalbtonpegeln demselben spezifischen Farbtonpegel zugeordnet sind, der einer binären Darstellung entspricht, die unerwünschte Artefakte vermeidet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin spezifische binäre Pegel, die zu einer vollen Abdeckung eines Bereiches führen, mittels Datentransformation auf Farbhalbtontextdaten angewandt werden, um eine vollständige Buchstabenausbildung in der binären Darstellung zu gewährleisten.
DE60130404T 2000-06-20 2001-06-19 Reservierung von Farbtabellenstufen Expired - Lifetime DE60130404T2 (de)

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