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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Maskierung von schadhaften
Druckelementen in einem Drucker, der einen Druckkopf mit mehreren
Druckelementen aufweist und in der Lage ist, ein binäres Pixelbild
zu drucken, wobei jedem Pixel des Bildes ein Druckelement zugewiesen
ist, mit dem es gedruckt werden soll, und Bildinformation eines
Pixels, das einem schadhaften Druckelement zugewiesen ist, auf nahegelegene
Pixelpositionen verschoben wird, wo sie von einem nicht schadhaften
Druckelement gedruckt werden kann. Die Erfindung bezieht sich weiterhin
auf einen Drucker und ein Computerprogramm, die dieses Verfahren
implementieren.
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Die
Erfindung ist z. B. bei einem Tintenstrahldrucker anwendbar, dessen
Druckkopf eine Vielzahl von Düsen
als Druckelemente aufweist. Typischerweise sind die Düsen in einer
Reihe angeordnet, die parallel zu der Richtung (Unterabtastrichtung)
verläuft,
in der ein Aufzeichnungsmedium, z. B. Papier, durch den Drucker
transportiert wird, und der Druckkopf tastet das Papier in einer
zu der Unterabtastrichtung rechtwinkligen Richtung (Hauptabtastrichtung) ab.
In einem Einpaß-Modus
wird gewöhnlich
ein vollständiger
Streifen des Bildes in einem einzigen Durchgang des Druckkopfes
gedruckt, und dann wird das Papier um die Breite des Streifens weitertransportiert,
um den nächsten
Streifen zu drucken, oder allgemein ist der Einpaß-Modus
ein Modus, in dem eine komplette Zeile von nur einer einzigen Düse gedruckt
wird. Wenn eine Düse
des Druckkopfes schadhaft ist, z. B. verstopft ist, so fehlt die
entsprechende Pixelzeile in dem gedruckten Bild, so daß Information
verlorengeht und die Qualität
des Druckes beeinträchtigt
ist.
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Ein
Drucker kann auch in einem Mehrpaß-Modus betrieben werden, in
dem in einem ersten Durchgang nur ein Teil der Bildinformation eines Streifens
gedruckt. wird und die fehlenden Pixel während eines oder mehrerer nachfolgender
Durchgänge
des Druckkopfes aufgefüllt
werden. In diesem Fall ist es möglich,
daß eine
schadhafte Düse
durch eine nicht schadhafte Düse
ersetzt wird, wenn auch auf Kosten der Produktivität.
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US-A-6 215 557 oder
US-A-6 217 148 beschreiben
ein Verfahren der oben genannten Art, bei dem, wenn eine Düse schadhaft
ist, die Druckdaten so verändert
werden, daß die
fehlerhafte Düse
umgangen wird. Das bedeutet, daß ein
Pixel, das mit der schafhaften Düse
gedruckt werden müßte aber
nicht gedruckt werden kann, dadurch ersetzt wird, daß ein zusätzliches
Pixel in einer der benachbarten Zeilen gedruckt wird, die mit nicht
schadhaften Düsen
gedruckt werden, so daß die
mittlere optische Dichte des Bildbereiches erhalten bleibt und der
aus dem Ausfall der Düse
resultierende Defekt verschleiert wird und nahezu unsichtbar wird.
Dieses Verfahren arbeitet mit einem Algorithmus, der auf eine Bitmap wirkt,
die die Druckdaten repräsentiert,
und verschiebt jedes Pixel, das nicht gedruckt werden kann, zu einer
benachbarten Pixelposition. Wenn jedoch diese benachbarte Pixelposition
zufälligerweise
ohnehin, aufgrund der ursprünglichen
Druckdaten, von einem schwarzen Pixel belegt ist, so kann das zusätzliche
Pixel nicht gedruckt werden, und es tritt doch ein Verlust an Bildinformation
auf.
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EP-A-0 999 516 beschreibt
ein Verfahren zum Erzeugen einer Druckmaske, die ein Muster bestimmt,
in dem die Pixel gedruckt werden. Dieses Dokument konzentriert sich
auf das Mehrpaß-Drucken, und
der hauptsächliche
Zweck der Maske besteht darin, zu entscheiden, welche Pixel in welchem
Durchgang gedruckt werden sollen. Bei dem Prozeß der Maskenerzeugung wird
die zu druckende Bildinformation nur indirekt in der Form von Beschränkungen in
Betracht gezogen, die die Konstruktion der Maske bestimmen. Zum
Beispiel kann eine solche Beschränkung
erfordern, daß ein
gelbes Pixel und ein diesem direkt benachbartes Pixel in cyan nicht
in demselben Durchgang des Druckkopfes gedruckt werden, damit ein
Verlaufen der Farbe vermieden wird. Dieses Dokument schlägt weiterhin
vor, die Maske so zu konstruieren, daß schadhafte Düsen durch
nicht schadhafte Düsen
ersetzt werden.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es
erlaubt, Bilddefekte, die andernfalls durch schadhafte Druckelemente
verursacht würden,
auf effiziente Weise zu verschleiern.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren der oben genannten Art, das die folgenden Schritte
aufweist:
- a) Repräsentieren der zu druckenden
Bildinformation durch eine mehrwertige Pixelmatrix, in der ein Grauwert
jedes Pixels durch eine Zahl angegeben wird,
- b) Übertragen
der Grauwerte der Pixel, die einem schadhaften Druckelement zugewiesen
sind, auf benachbarte Pixel in der Pixelmatrix, und
- c) Umwandeln der Pixelmatrix in eine zu druckende Bitmap.
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Die
Erfindung beruht auf der Überlegung, daß zu druckende
Bildinformation dem Drucker häufig
in der Form einer mehrwertigen Pixelmatrix präsentiert wird, die dann mit
bekannten Algorithmen in eine druckbare Bitmap konvertiert wird.
Jede Matrixzelle der Pixelmatrix entspricht einem zu druckenden Pixel
oder einem Cluster von benachbarten Pixeln. Während jedoch der Drucker nur
binäre
Pixelbilder drucken kann, d. h., Bilder, deren Pixel entweder schwarz
oder weiß sind,
sind die Einträge
in den Zellen der Pixelmatrix Zahlen, die eine Vielzahl verschiedener
Grauwerte repräsentieren
können.
Wenn die Zahlen z. B. von 0 bis 255 reichen, so kann jede Matrixzelle
einen von 256 verschiedenen Grauwerten haben, die von weiß (hier
durch die Zahl "0" repräsentiert)
bis schwarz (hier durch die Zahl "255" repräsentiert)
reichen. Wenn eine einzelne Matrixzelle einem Cluster von Pixeln
entspricht, z. B. einem Quadrat aus n×n Pixeln, so hat die in dieser
Zelle enthaltene Zahl die Bedeutung, daß der durch diese Zahl repräsentierte
Grauwert für
jedes der n2 Pixel in der Zelle gilt. So
kann die Pixelmatrix auf eine Matrix mit Ein-Pixel Zellen reduziert
werden, und ohne Beschränkung
der Allgemeinheit des Konzepts kann angenommen werden, daß eine Ein-zu-Eins
Beziehung zwischen den Zellen der mehrwertigen Pixelmatrix und den
Pixeln der druckbaren Bitmap besteht.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
wirkt nicht, zumindest nicht nur, auf der Bitmap, sondern in der
Hauptsache auf der Pixelmatrix. Wenn bekannt ist, daß ein Druckelement
(das hier in Einfachtheit halber als "Düse" bezeichnet werden
soll) des Druckkopfes schadhaft ist, so werden die Grauwerte der Matrixzellen,
die der schadhaften Düse
entsprechen, auf benachbarte Matrixzellen übertragen oder verteilt, die
Pixeln entsprechen, die mit nicht schadhaften Düsen gedruckt werden können. Im
Fall einer vollständigen Übertragung
der Grauwerte werden die Matrixzellen, die der schadhaften Düse entsprechen, alle
die Zahl "0" enthalten, und die
Zahlen in den benachbarten Matrixzellen werden entsprechend erhöht sein.
In jedem Fall ist das Resultat eine mehrwertige Pixelmatrix, in
der die Matrixelemente, die schadhaften Düsen entsprechen, heller gemacht worden
sind und die benachbarten Matrixelemente dunkler, d. h., erhöhte Grauwerte
haben.
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Dann
wird einer von vielen bekannten Algorithmen wie etwa Fehlerdiffusion
oder Dithern angewandt, um die mehrwertige Pixelmatrix so in eine Bitmap
umzuwandeln, daß,
obgleich die Pixel der Bitmap entweder schwarz oder weiß sind,
die Verteilung der schwarzen und weißen Pixel im Mittel immer noch
die Grauwerte der mehrwertigen Pixelmatrix wiederspiegelt. Es sollte
bemerkt werden, daß der Ausdruck "Bitmap" in dem hier gebrauchten
Sinne nicht bedeutet, daß eine
Bitmap wirklich physikalisch auf einem Speichermedium gespeichert
werden muß,
sondern nur bedeutet, daß die
Druckdaten in binärer
Form bereitgestellt werden, so daß jedes Pixel durch ein einzelnes
Bit repräsentiert
wird. Somit kann die "Bitmap" auch "fliegend" während des
Druckprozesses erzeugt werden.
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Es
ist einer der Vorteile der Erfindung, daß der Prozeß der Verschiebung von Information
von der schadhaften Düse
zu nicht schadhaften Düsen mehr
Flexibilität
bietet, weil er auf der Ebene der mehrwertigen Pixelmatrix ausgeführt wird,
wo die Verhältnisse
oder Gewichte, mit denen der Grauwert auf benachbarte Pixel verteilt
wird, so variiert werden kann, daß optimale Resultate erreicht
werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Verfahren gemäß der Erfindung
in einem verhältnismäßig frühen Stadium
in der Verarbeitungssequenz ausgeführt wird, so daß das Verfahren
z. B. auch an Drucker-Hardware
angepaßt
werden kann, die keine ausreichende Verarbeitungskapazität zur Ausführung von
Korrekturen auf der Ebene der Bitmap aufweist. Es ist sogar möglich, daß das Verfahren
gemäß der Erfindung
in einem Host-Computer
ausgeführt
wird, von dem aus die Druckdaten zu dem Drucker gesandt werden,
vorausgesetzt, daß die
Information, welche Düsen
schadhaft sind, an dem Host-Computer verfügbar gemacht wird. Wenn der Drucker
Teil eines Mehrbenutzer-Netzwerkes ist, kann dann die zur Ausführung der
Erfindung notwendige Datenverarbeitung über mehrere Rechner in dem
Netzwerk verteilt werden. Weiterhin kann die Datenverarbeitung zur Übertragung
der Grauwerte auf benachbarte Pixel vorteilhaft mit anderen Bildverarbeitungsschritten
kombiniert werden, die an mehrwertigen Daten vorzunehmen sind, etwa
einer Gammakorrektur oder dergleichen.
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Je
nach Algorithmus, der zum Umwandeln der mehrwertigen Daten in binäre Daten
benutzt wird, etwa Fehlerdiffusion oder Dithern, wird die Erfindung auch
die Wahrscheinlichkeit vergrößern, daß die schwarzen
Pixel, die nicht gedruckt werden können, wirklich auf leere Pixelpositionen
in der Nachbarschaft verschoben werden und nicht verlorengehen.
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Speziellere
wahlfreie Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Wenn
die mehrwertigen Daten in binäre
Daten umgewandelt werden, ist es bevorzugt, einen Algorithmus zu
verwenden, der sicherstellt, daß die
zusätzlichen
schwarzen Pixel nicht zurück
zu Positionen verschoben werden, wo sie nicht gedruckt werden können. Ein
Fehlerdiffusionsalgorithmus wird als besonders nützlich angesehen. Wenn z. B.
der Fehler nur in Richtung der Pixelzeilen diffundiert oder sich
ausbreitet aber nicht zu benachbarten Zeilen, oder jedenfalls nicht
zu der Zeile, die der schadhaften Düse zugewiesen ist, so kann
der Verlust von Bildinformation erfolgreich vermieden werden. Als
eine Alternative kann der Fehlerdiffusionsprozeß so angepaßt werden, daß Pixelpositionen,
die nicht gedruckt werden können,
bei dem Fehlerdiffusionsprozeß übersprungen
werden.
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Die
Erfindung ist besonders nützlich,
wenn die Druckdaten dem Drucker in einem mehrwertigen Format zugeführt werden.
Wenn diese Daten jedoch bereits im binären Format vorliegen, ist es
eine einfache Angelegenheit, diese Daten in mehrwertige Daten umzuwandeln,
mit oder ohne Mittelwertbildung über
Cluster benachbarter Pixel, und dann das oben beschriebene Verfahren
anzuwenden.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Drucken im Einpaß-Modus beschränkt, sondern
ist auch beim Mehrpaß-Drucken
anwendbar. Dann wird ein Düsenausfall
im allgemeinen nicht den Effekt haben, daß in dem gedruckten Bild eine
vollständige
Zeile fehlt, sondern daß z.
B. im Fall des Zweipaß-Druckens
typischerweise die Hälfte
der Pixel in der Zeile fehlen wird. In diesem Fall können die
Grauwerte der Pixel, die nicht gedruckt werden können, nicht nur in der Unterabtastrichtung,
sondern auch in der Hauptabtastrichtung auf benachbarte Pixel übertragen
werden, d. h., in Richtung der Pixelzeile.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. in
denen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Tintenstrahldruckers, auf den die Erfindung
anwendbar ist;
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2A–F Diagramme
eines Bereiches von 5×5
Pixeln in einem Bild in verschiedenen Darstellungen, zur Illustration
des Effekts eines Düsenausfalls;
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3A–D Diagramme
analog zu 2A, B, E und F, zur Illustration
eines Verfahrens gemäß der Erfindung
zum Maskieren des Effekts des Düsenausfalls;
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4A–D Diagramme ähnlich 3A–D, zur
Illustration einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; und
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5A–B Diagramme
zur Illustration noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat ein Tintenstrahldrucker eine
Walze 10, die zum Transport eines Aufzeichnungspapiers 12 in
einer Unterabtastrichtung (Pfeil A) an einer Druckkopfeinheit 14 vorbei
dient. Die Druckkopfeinheit 14 ist auf einem Wagen 16 montiert,
der auf Führungsschienen 18 geführt ist und
in einer Hauptabtastrichtung (Pfeil B) relativ zu dem Aufzeichnungspapier 12 hin
und her beweglich ist. Im dem gezeigten Beispiel weist die Druckkopfeinheit 14 vier
Druckköpfe 20 auf,
einen für
jede der Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Jeder Druckkopf
hat eine Reihe von Düsen 22,
die in der Unterabtastrichtung verläuft. Die Düsen 22 der Druckköpfe 20 können einzeln
erregt werden, um Tintentröpfchen
auf das Aufzeichnungspapier 12 auszustoßen und dadurch ein Pixel auf
das Papier zu drucken. Wenn der Wagen 16 in der Richtung
B über die
Breite des Papiers 12 bewegt wird, so kann ein Streifen
eines Bildes gedruckt werden. Die Anzahl der Pixelzeilen des Streifens
entspricht der Anzahl der Düsen 22 jedes
Druckkopfes. Wenn der Wagen 16 einen Durchgang vollendet
hat, wird das Papier um die Breite des Streifens vorgerückt, so
daß der nächste Streifen
gedruckt werden kann.
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Die
Druckköpfe 20 werden
durch eine Prozessoreinheit 24 angesteuert, die die Druckdaten
in einer weiter unten näher
beschriebenen Weise verarbeitet. Die Erörterung wird sich auf das Drucken
in schwarzer Farbe konzentrieren, ist jedoch äquivalent für das Drucken in den anderen
Farben gültig.
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2A zeigt
ein Feld von 5×5
Pixeln 26, das einen Teil eines zu druckenden Bildes repräsentiert. Es
wird hier angenommen, daß dieser
Bildbereich einheitlich in grau gedruckt werden soll, wie in 2A durch
Schraffur angedeutet wird.
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2B zeigt
eine Pixelmatrix 28, deren Matrixzellen oder Pixel 26 den
in 2A gezeigten Pixeln entsprechen. Jede Matrixzelle
hat einen Eintrag in der Form einer Zahl ("150" in
diesem Beispiel), die den Grauwert des betreffenden Pixels angibt.
Der Grauwert 0 würde
ein weißes
Pixel angeben und der Grauwert 255 ein schwarzes Pixel. Der gezeigte
Wert 150 entspricht somit einem Grauwert oder einer optischen Dichte
von 59%. Die Grauwerte aller Pixel des zu druckenden Bildes konstituieren
den wesentlichen Teil der Druckdaten, die der Prozessoreinheit 24 des Druckers
zugeführt
werden, z. B. von einem Host-Computer oder von einem Scanner.
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Die
Prozessoreinheit 24 verwendet einen Halbtonprozeß zur Umwandlung
der mehrwertigen Druckdaten in binäre Daten, die in 2C in
der Form einer Bitmap 30 gezeigt sind. Im Stand der Technik
sind verschiedene Arten von Halbtonalgorithmen wie etwa Fehlerdiffusion
oder Dithern bekannt, und sie werden deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben.
Das Resultat dieses Prozesses ist, daß der Wert jedes Pixels 26 in
der Bitmap 30 entweder 0 oder 1 ist, der Mittelwert der
Pixelwerte über
eine größere Anzahl
von Pixeln sich jedoch dem gewünschten
Grauwert von 59% nähert.
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Ein
entsprechendes Pixelbild 32 aus schwarzen und weißen Pixeln
ist in 2D gezeigt, wo schwarze Pixel
durch Schraffur angegeben sind. Es versteht sich, daß jede Zeile
des Pixelbildes 32 mit einer bestimmten Düse unter
den Düsen 22 des
Druckkopfes 20 gedruckt wird. Wenn ein Einpaß-Modus verwendet
wird, wie hier angenommen werden soll, so werden alle Pixel 26 einer
gegebenen Zeile mit derselben Düse 22 gedruckt.
Wenn eine Düse
schadhaft ist, kann folglich die betreffende Zeile nicht gedruckt
werden.
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Als
ein Beispiel zeigt 2E für den Fall, daß die zu
der dritten Zeile "i" der Bitmap gehörende Düse schadhaft
ist, die effektive Bitmap 34, d. h., die Bitmap, die tatsächlich gedruckt
werden wird. 2F zeigt das entsprechende Pixelbild 36,
in dem die Zeile i als eine weiße
Zeile auf grauem Hintergrund erscheint.
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Die
Prozessoreinheit 24 verarbeitet die Bilddaten, um den sichtbaren
Effekt des Düsenausfalls zu
verschleiern oder zu mildern, so daß der Drucker immer noch benutzt
werden kann und immer noch Bilder in akzeptabler Qualität liefert,
selbst wenn der Druckkopf nicht sofort ersetzt wird. Dieser Datenverarbeitungsalgorithmus
wird nun im Zusammenhang mit 3A–D beschrieben
werden.
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3A korrespondiert
zu 2A und zeigt den sichtbaren Eindruck, der trotz
des Düsenausfalls erreicht
werden soll und auch erreicht werden kann. Der sichtbare Effekt
der weißen
Linien i wird dadurch verschleiert oder gemildert, daß die benachbarten Zeilen
i + 1, i – 1
etwas dunkler gemacht werden.
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Zu
diesem Zweck wird die in 2B gezeigte
Pixelmatrix 28 wie folgt transformiert. Die Grauwerte (150)
jedes Pixels 26' in
der Zeile i werden gleichmäßig auf
die oberen und unteren Nachbarn dieses Pixels verteilt. Das Ergebnis
wird durch die Pixelmatrix 28' in 3B illustriert.
Hier sind die Grauwerte der Pixel 26'' in
den Zeilen i + 1, i – 1
von 150 auf 225 erhöht,
d. h., um die Hälfte
des Wertes 150 in der Zeile i, die nicht reproduziert werden kann.
Hier bleibt im Mittel die optische Dichte des Bildes erhalten.
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Auf
die modifizierte Pixelmatrix 28' wird nun der Fehlerdiffusionsprozeß angewandt,
was zu der effektiven Bitmap 34' führt, die in 3C gezeigt
ist. Durch Vergleich der 3C mit 2E ist
zu erkennen, daß zwei
zusätzliche
schwarze Pixel 38 (mit dem Bitwert "1")
in den Zeilen i + 1 und i – 1
auftreten. Das resultierende Pixelbild 36', das in 3D gezeigt
ist, stellt eine gute Annäherung
an das in 3A gezeigte dar.
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Es
sollte hier bemerkt werden, daß die
Pixelbilder in den Zeichnungen in einem stark vergrößerten Maßstab dargestellt
sind und daß in
der Praxis die Größe eines
einzelnen Pixels 26 an oder sogar unterhalb der Grenze
des räumlichen
Auflösungsvermögens des
menschlichen Auges liegt, so daß die verbleibenden
Defekte im wesentlichen unsichtbar sind.
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Im
Prinzip ist es je nach Art des angewandten Fehlerdiffusionsprozesses
möglich,
daß die
Umwandlung von 3B nach 3C wieder
zum Auftreten von schwarzen Pixeln in der Zeile i führt. Dieser
unerwünschte
Effekt kann jedoch z. B. dadurch vermieden werden, daß ein Fehlerdiffusionsprozeß angewandt wird,
bei dem der Fehler nur in der Richtung der Pixelzeilen von Pixel
zu Pixel propagiert wird. Wenn alternativ ein Prozeß angewandt
wird, bei dem ein erster Teil des Fehlers in jedem Pixel auf das oder
die benachbarten Pixel in derselben Zeile übertragen wird und der verbleibende
Teil des Fehlers auf die benachbarten Pixel in der nächsttieferen
Zeile übertragen
wird, so erfordert die Zeile i + 1 besondere Überlegungen. Der aus der Zeile
i + 1 in die Zeile i übertragene
Fehler könnte
sich in der Zeile i akkumulieren und in manchen Fällen eine "1", d. h. ein nicht druckbares schwarzes
Pixel in der Zeile i hervorrufen. Das wäre jedoch ein sehr unwahrscheinliches Ereignis,
weil alle Pixel in der Zeile i (3B) den Grauwert
0 haben. Um das Ergebnis weiter zu verbessern, kann der Prozeß z. B.
insofern modifiziert werden, als der Fehler aus der Zeile i + 1
nicht auf die Zeile i, sondern direkt auf die Zeile i – 1 übertragen wird,
so daß die
Pixel in der Zeile i bei der Fehlerdiffusion übersprungen würden.
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Statt
mit. einer Fehlerdiffusion kann die Umwandlung von 3B und 3C auch
mit einem bekannten Ditherprozeß erreicht
werden. Dann würden
die Grauwerte 0 in der Zeile i sicherstellen, daß in der Zeile i keine schwarzen
Pixel auftreten, und die erhöhten
Grauwerte (225) in den Zeilen i + 1 und i – 1 würden die Wahrscheinlichkeit
erhöhen,
daß der
in der Dithermatrix vorgesehene Schwellenwert überschritten wird und zusätzliche
schwarze Pixel erzeugt werden.
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Das
oben beschriebene Verfahren kann auf verschiedene Weisen weiter
modifiziert werden. Zum Beispiel sind in 3B die
Grauwerte in der Zeile i, die ursprünglich 150 betrugen, mit gleichen
Gewichten (jeweils 50%) auf die oberen und unteren Nachbarn in den
Zeilen i + 1 und i – 1 übertragen
worden, was zu den Grauwerten 225 führte. Als Alternative können andere
Gewichtsfaktoren wie 60:40 oder dergleichen verwendet werden. Ebenso
ist es möglich, den
Verlust an Dichte in der Zeile i überzukompensieren, z. B. durch
Erhöhung
der Grauwerte in beiden Zeilen i + 1 und i – 1, um 60% des ursprünglichen Grauwertes
in der Zeile i. Umgekehrt kann der Verlust an Dichte unterkompensiert
werden, indem z. B. nur 40% nach oben und nur 40% nach unten verschoben
werden. Der Rest von 20% kann verworfen werden oder in der Zeile
i verbleiben, so daß er
immer noch einen Einfluß auf
die Fehlerdiffusion haben kann.
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Die
Gewichtsfaktoren, mit denen die Grauwerte in der Zeile i auf benachbarte
Pixel übertragen oder
verteilt werden, können
auch von den ursprünglichen
Grauwerten in der Zeile i und/oder in der Nachbarschaft derselben
und/oder von dem Gradienten der Grauwerte in der ursprünglichen
Pixelmatrix 28 (2B) abhängig gemacht
werden. Wenn z. B. in der Zeile i ein solcher Gradient besteht,
daß die Grauwerte
in der Zeile i + 1 größer sind
als diejenigen in der Zeile i – 1,
so mag es vorzuziehen sein, den Gewichtsfaktor zu vergrößern, mit
dem die Grauwerte von der Zeile i in die Zeile i + 1 verschoben
werden, und den Gewichtsfaktor zu verringern, mit dem die Grauwerte
zu der Zeile i – 1
verschoben werden, jeweils proportional zu der Steilheit des Gradienten.
Als ein Beispiel sei der Fall betrachtet, daß die ursprüngliche Pixelmatrix 28 in
der ersten Zeile und in den Zeilen i + 1 und i hohe Grauwerte und
Grauwerte 0 in der Zeile i – 1
und der untersten Zeile hat. Das würde bedeuten, daß die Zeile
i den Rand einer dunklen Fläche
im oberen Teil des Bildes darstellt. Dann könnte der in 3B und 3C gezeigte
Prozeß zu
einem ausgefransten Aussehen des Randes führen. Wenn jedoch in diesem
Fall die Grauwerte auf der Linie i mit einem Gewicht von 100% zu
der Linie i + 1 und mit einem Gewicht von 0% zu der Linie i – 1 verschoben werden
(wobei das Gewichtsverhältnis
eine monoton steigende Funktion des Grauwertgradienten ist), so bliebe
ein glattes Aussehen des Randes erhalten, und der Rand würde nur
um ein Pixel nach oben verschoben.
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Gemäß noch einer
weiteren Abwandlung können
die zu druckenden Bilddaten einem Segmentierungsprozeß unterzogen
werden, um Ränder
und dünne
Linien zu identifizieren, und dann können die Gewichtsfaktoren von
dem Ergebnis der Segmentierung abhängig gemacht werden. Wenn z.
B. die Segmentierung ergibt, daß in
der Zeile i eine dünne,
nur ein Pixel breite Linie auf einem weißen Hintergrund vorhanden ist,
so würde
der in 3B und 3C gezeigte
Prozeß zu
einem etwas verwaschenen Aussehen der Linie führen, und es wäre vorteilhafter,
die Linie vollständig
um ein Pixel nach oben (Gewichtsfaktoren 100:0) oder nach unten
(Gewichtsfaktoren 0:100) zu verschieben.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung wird in Verbindung mit 4A–D beschrieben
werden. Bei dieser Ausführungsform
wird angenommen, daß die
Druckdaten dem Drucker bereits im binären Format zugeführt werden,
d. h., in der Form einer Bitmap 40, wie sie in 4A gezeigt
ist. Dann besteht ein erster Schritt des Verfahrens darin, die binäre Bitmap
in eine mehrwertige Pixelmatrix 42 umzuwandeln, wie sie
in 4B gezeigt ist. Das kann in auf der Hand liegender
Weise einfach dadurch geschehen, daß die "Einsen" in 4A in
die Grauwerte (255) umgewandelt werden, die in 4B schwarze
Pixel repräsentieren,
und die "Nullen" unverändert gelassen
werden. Weiterhin kann diese Umwandlung auf die Zeile i, in der
der Düsendefekt
auftritt, und ihre Nachbarn i + 1 und i – 1 beschränkt werden.
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Die
Pixelmatrix 42 wird auf die gleiche Weise wie oben in Verbindung
mit 3B beschrieben wurde modifiziert, um eine Pixelmatrix 44 zu
erhalten, wie sie in 4C gezeigt ist. Die Grauwerte
255 in der Zeile i in 4B werden mit einem Gewichtsfaktor
von 50% in die Zeile i + 1 in 4C und
einem Gewichtsfaktor von 50% in die Zeile i – 1 verschoben, mit dem Ergebnis,
daß die
entsprechenden Grauwerte in den Zeilen i + 1 und i – 1 in 4C auf
128 bzw. 383 erhöht
sind. Natürlich
kann ein Grauwert von 383 nicht direkt reproduziert werden, weil
ein Grauwert von 255 bereits einem vollständig schwarzen Pixel entspricht.
Diese "überdimensionierten" Grauwerte beeinflussen
jedoch den Fehlerdiffusionsprozeß, der zu der in 4D gezeigten
Bitmap 46 führt.
Infolgedessen treten in 4D in
den Zeilen i + 1 und i – 1 wieder
zusätzliche
schwarze Pixel 38 auf, vergleichbar zu dem, was in 3C erreicht
wurde.
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In
einer modifizierten Ausführungsform
kann der Schritt, der von 4A zu 4B führt, auch eine
Mittelungsprozedur einschließen.
Zum Beispiel können
die Pixel in 4A zu 2×2 Superpixeln kombiniert werden,
und die Bits der vier Pixel in dem Superpixel können summiert werden. Die Summe
wird entweder 0, 1, 2, 3 oder 4 sein. Je nach Wert der Summe würde jedem
Pixel des Superpixels in 4B ein
Grauwert von 0, 63, 127, 191 oder 255 zugewiesen. Natürlich sollte
die Mittelungsprozedur nur auf die Zeilen in der Nachbarschaft der
Zeile i aber nicht auf die Zeile i selbst angewandt werden.
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5A und 5B illustrieren
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, die an einen speziellen Zweipaß-Druckmodus angepaßt ist.
Wenn die der Zeile i entsprechende Düse schadhaft ist, kann dann immer
noch jedes zweite Pixel in dieser Zeile gedruckt werden, und nur
die verbleibenden Pixel 48 in dieser Zeile bleiben leer,
wie in 5A gezeigt ist. Es soll hier
angenommen werden, daß in
der ursprünglichen
Pixelmatrix (nicht gezeigt) alle Pixel einen Grauwert von 160 hatten. 5B zeigt
die modifizierte Pixelmatrix 50, in der die Grauwerte der
Pixel 48 (160) nicht nur auf die oberen und unteren Nachbarn, sondern
auch auf die linken und rechten Nachbarn 48 verteilt worden
sind, jeweils mit einem Gewichtsfaktor von 25%. Infolgedessen ist
der Grauwert einiger der Pixel in den Zeilen i + 1 und i – 1 um 40
auf 200 erhöht,
und die druckbaren Pixel 48' in
Zeile i sind um 80 auf 240 erhöht.
Die Zunahme von 80 beruht darauf, daß diese Pixel Zuschläge sowohl
von ihrem linken Nachbarn als auch von ihrem rechten Nachbarn erhalten.
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Die
in 5B gezeigte Pixelmatrix 46 wird dann
im wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Verbindung mit 3C beschrieben
wurde einem Dither- oder
Fehlerdiffusionsprozeß unterzogen. Wiederum
sollte im Fall der Fehlerdiffusion darauf geachtet werden, daß die Pixel 48 nicht
wieder in schwarze Pixel zurückverwandelt
werden.
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Die
möglichen
Modifikationen, die im Zusammenhang mit 3A–D diskutiert
wurden, können entsprechend
bei der in 5A und 5B gezeigten
Ausführungsform
angewandt werden. Insbesondere können
die Gewichtsfaktoren variiert werden, was auch die Möglichkeit
einschließt,
daß die
Gewichtsfaktoren für
die Verschiebung aus der Zeile i in die Zeilen i + 1 und i – 1 zu null
gemacht werden, so daß die
Grauwerte nur horizontal in der Zeile i von den Pixeln 48 auf
ihre Nachbarn 48' verschoben
werden.