DE69628771T2

DE69628771T2 - Analytische Konstruktion von Halbtonbildpunkten für einen Drucker mit Hyperauflösung

Info

Publication number: DE69628771T2
Application number: DE69628771T
Authority: DE
Inventors: Douglas N. Curry
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-01-04
Filing date: 1996-01-03
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2016-01-04
Also published as: JPH08256265A; US5696604A; EP0721279B1; EP0721279A3; DE69628771D1; EP0721279A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Halbtontechnik. Sie findet insbesondere Anwendung in Verbindung mit Druckvorrichtungen mit Halbtonpunktmustern zum Simulieren von Grauwertintensitäten und wird unter spezifischer Bezugnahme darauf beschrieben.
Herkömmlicherweise erzeugen Drucker keine echten Grauwerte. Statt dessen erzeugen sie nur Punkte mit schwarzer Druckfarbe. Um eine Vielfalt grauer Druckfarben zu erzeugen, werden Bündel aus Punkten mit verschiedenen Häufigkeiten ausgegeben. Je geringer die Anzahl schwarzer Punkte pro Flächeneinheit ist, desto heller ist der Grauton. Je größer die Anzahl schwarzer Punkte pro Flächeneinheit ist, desto dunkler ist der sich ergebende Grauton. Die Häufigkeit steuert die Körnigkeit der Grautonfläche. Es gibt eine Abwägung zwischen der Anzahl von Grautonpegeln, die im menschlichen Sehraum verfügbar sind. Eine Halbtonzelle ist eine vorbestimmte Anzahl von Punkten, die zum Simulieren eines Graupegels verwendet werden. Die Punkte sind in einer speziellen Art innerhalb der Halbtonzelle angeordnet, um die gewünschte Halbtonfleckform (z.B. Kreis, Quadrat, Dreieck usw.) zu definieren, oder die Punkte sind zufällig verstreut. Innerhalb jeder Halbtonzelle werde unterschiedliche Grauwertintensitäten durch Veränderung der Größe des Halbtonflecks erzeugt. Ein vollständiges Halbtonpunktmuster wird aus einer Vielzahl von Halbtonzellen erzeugt, welche von einer Zelle ohne eingedruckte Punkte, die Weiß darstellt, bis zu einer Halbtonzelle mit allen Punkten eingedrückt, die Schwarz darstellt, reichen. Zwischen der weißen und der schwarzen Zelle besteht eine Vielfalt von Halbtonfleckgrößen, welche die unterschiedlichen Graupegel erzeugen. Wenn die Halbtonzellen durch einen Drucker ausgegeben werden, integriert das menschliche Auge die schwarzen Punkte und nimmt graue Flächen anstelle der einzelnen schwarzen Punkte wahr.
Die durch einen Drucker erzeugte Qualität von Bildern hängt von der geeigneten Anordnung von Punkten innerhalb jeder Halbtonzelle des Halbtonpunktmusters ab. Zu diesem Zweck verwenden viele Druckvorrichtungen speziell angepaßte Halbtonpunktmuster. Ein speziell angepaßtes Halbtonpunktmuster verbessert die Qualität der Bilder eines Druckers, da der Drucker keinen linear verteilten Bereich von Intensitäten ohne die Verwendung des Halbtonpunktmusters erzeugt. Unter Berücksichtigung der Hardwarefähigkeiten und Einschränkungen des Druckers für die Erzeugung von Bildintensitäten, erzeugt ein ausgebildeter Halbtonfachmann das Halbtonpunktmuster von Hand. Unter Betrachtung der Druckereigenschaften auf einen Computerterminal schaltet der Fachmann jedes Bits jeder Halbtonzelle ein, um Halbtonformen zu erzeugen, welche visuell die wenigstens Artefakte für den spezifischen Drucker zu ergeben scheinen. Dieser Prozeß ist arbeits- und zeitaufwendig. Er unterliegt auch menschlichen Fehlern auf der Basis der subjektiven Natur der Erzeugung jeder Halbtonzelle.
Typischerweise wird jede Halbtonzelle in ein feines Gitter von beispielsweise 32 × 32 Gitterabtastpositionen unterteilt, welche schwarz oder weiß sein können. Durch Ein- und Ausschalten geeigneter Abtastpositionen wird ein Punkt der mit der vorgewählten Größe und Form, z.B. ein Kreis, Quadrat, Dreieck usw. definiert. In einem Laserdrucker wird der Abtastlaser ein- und ausgeschaltet, um zu bestimmen, ob jede Abtastposition schwarz oder weiß ist. In einem Tintenstrahldrucker wird ein Tintentropfen ausgestoßen oder nicht, um festzulegen, ob jede Position schwarz oder weiß ist.
US 4651287A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung im Bezug auf eine Bildwidergabe durch Anzeigevorrichtungen und Drucker, welche zu unterschiedlichen Punktgrößen oder Erzeugungen unterschiedlicher Fleckintensitäten fähig sind. Der Bildverarbeitungsalgorithmus weist jeder Pixelstelle eine geeignete Druck- oder Anzeigepunktgröße zur Widergabe eines das Original getreu nachbildenden Bildes dar.
US 5414531A offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung, welche eine Bilderzeugungseinheit zum Erzeugen eines Bildes an einem Aufzeichnungsmedium enthält, und eine Meßeinheit, welches die Dichte des auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugten Bildes mißt. Eine Steuereinheit ermittelt eine Betriebsbedingung der Bilderzeugseinheit auf der Basis des Meßergebnisses auf der Meßeinheit. Eine Speichereinheit speichert die von der Steuereinheit ermittelte Betriebsbedingung und eine Anzeigeeinheit liest die Betriebsbedingung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt für die Darstellung aus. Die Steuereinrichtung steuert einen anschließenden Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem gespeicherten Betriebszustand.
EP 0580151A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Mehrfachpegel-Halbtonbildes aus einem digital abgetasteten zusammenhängenden Tonbild. Eine Steuereinheit weist eine Präferenzmatrix an, eine spezifische Verweistabelle aus einem Verweistabellenstapel auszuwählen. Die ausgewählte Tabelle wird zum Umwandeln eines Intensitätswertes in Mehrfachpegel-Pixelwerte in dem Halbtonbild verwendet. Jede Verweistabelle enthält eine quantisierte eindimensionale Übertragungsfunktion, welche als ein Eingangssignal die Größe des Intensitätswertes besitzt. Eine ähnliche Vorrichtung und das Verfahren dazu ist in EP 0578110A2 offenbart.
US 5287209A offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung, welche eine Tonwiedergabe durch Veränderung der Größe von Punkten gemäß Eingangsbilddaten, welche eine Vielzahl von Pixeln aufweisen, wovon jedes eine Bilddichte besitzt, durchführt. Ein Tonmodulationsabschnitt ermittelt Prioritäten, die entsprechenden Positionen der Pixel innerhalb jedem von den Blöcken entsprechen, und verändert die Größe der Punkte gemäß den Bilddichten der Pixel innerhalb des Blockes. Der Tonmodulationsabschnitt vergrößert die Größe der Punkte entsprechend den Pixeln in einer solchen Weise, daß daß Größe von einem von den Punkten, der einem der Pixel entspricht, größer als die von einem anderen von den Punkten ist, der einem anderen von den Pixeln entspricht, das eine niedrigere Priorität hat, als das eine von den Pixeln, das aber dieselbe Bilddichte besitzt.
EP 0428409A2 offenbart ein Halbtonumwandlungssystem für die Umwandlung von digitalen Pixeln in binäre Pixel, in welchem individuelle Matrizen in einem Speicher durch eine Adresse adressiert werden, die aus einem Block von x Pixeln einschließlich dem gerade Verarbeiteten, einen Block von y Zeilen einschließlich der Zeile, welche die verarbeiteten Pixel enthält und dem digitalen Wert des gerade verarbeiteten Pixels besteht. Das an den x-, y-Koordinaten der Adressenmatrix angeordnete Pixel liefert das binäre Pixelausgangssignal.
US 5029107A offenbart eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zum Umwandeln eines relativ hochauflösenden monochromatischen Halbton-Bitabbildungs-Dokumentes, wie beispielsweise eine Halbtontrennung, welche in einer CDPF-Druckdatei vorliegt, in ein relativ niedrig auflösendes Halbton-Grauskalendokument, welches, wenn das Letztere an einen Anzeigebildschirm oder auf einem Videomonitor mit einer entsprechende Grauskalenfähigkeit angelegt wird, eine lesbare Anzeigeseite bereitstellt.
Ein Problem bei herkömmlichen Druckvorrichtungen besteht darin, daß die Pigment- oder Grauskalenintensität innerhalb jeder Abtastposition von Vorrichtung zu Vorrichtung variiert. Obwohl eine manuelle Einstellung und Kalibrierung zur Standardisierung der Bilder von verschiedenen Druckvorrichtungen beiträgt, ist eine derartige manuelle Einstellung immer nach zeitaufwendig und hinterläßt immer noch Abweichungen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein System zum Konstruieren von Halbtonpunktmustern gemäß Definition in Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem stärker eingeschränkten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein System zum Konstruieren von Halbtonpunktmustem gemäß Definition in Anspruch 2 gelöst.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein System zum Drucken von Halbtonpunktmustern gemäß Definition in Anspruch 3 gelöst.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Konstruieren von Halbtonpunktmustem gemäß Definition in Anspruch 5 gelöst.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Drucken von Halbtonpunktmustern gemäß Definition in Anspruch 6 gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Darstellung einer Halbtonvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2A eine grafische Darstellung der gemessenen Intensitätswerte überlagert auf einer linearen oder idealen Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangsgrauskalen ist;
2B eine grafische Darstellung einer Halbtonkurve durch die tatsächlich gemessenen Werte von 2A;
2C eine grafische Darstellung einer Fläche über der Intensität eines Halbtonpunktes eines Kreis-Raute-Kreis-Halbtonpunktmusters ist;
3 eine Tonwiedergabekurve gemäß dem Kreis-Raute-Kreis-Halbtonpunktmuster darstellt;
4A eine schematische Darstellung einer Reihe von Halbtonzellen ist, die zum Ermitteln von Grauwerten verwendet werden;
4B eine Darstellung zur Ermittlung eines Grauwertes einer Abtastposition innerhalb der Halbtonzelle ist;
4C eine Darstellung zur Ermittlung des Grauwertes im Gleichungsraum ist;
5A-5D darstellen, wie ein Punkt aus einem Kreis zu einer Raute in einem schwarzen Bereich mit runden weißen Leerräumen in einer bevorzugten Kreis-Raute-Kreis-Ausführungsform wächst; und
6 Intensitätsveränderungen für eine Vielfalt von Halbtonpunktmustem darstellt.
Gemäß 1 und 2A reagiert eine Hardcopy-Ausgabevorrichtung, wie z.B. ein Drucker 10 auf Eingangsintensitäts- oder Grauskalenbefehle, indem er einen entsprechenden Hardcopy-Punkt erzeugt. Obwohl Laser- und Tintenstrahldrucker bevorzugt werden, werden auch andere Halbtondrucker und -Vorrichtungen, wie z.B. durch Computer erzeugte Gravierplattenvorrichtungen, elektrostatische Drucker und dergleichen ebenfalls in Betracht gezogen. Typischerweise besitzt der Drucker einen vorgewählten Bereich von Grauskalenbefehlen, beispielsweise 0 bis 255.
Zu Beginn wird dem Drucker eine Reihe von Eingangsintensitätsbefehlen, die Referenzintensitätswerten v entsprechen, z.B. v = 0, v = 13, v = 26 ..., v = 255 gegeben, um einen entsprechenden Satz von Hardcopy-Punkten oder Grauskalenproben zu erzeugen. Eine Intensitätsmeßvorrichtung 12, bevorzugt ein Mikrodensitometer mißt jede von den Grauskalenproben, um deren tatsächliche Intensität L zu ermitteln. Wenn L = v für alle v und L ist, würde eine ideale oder lineare Beziehung 14 erreicht werden. Jedoch fallen aufgrund von Druckereigenschaften, Hardware- und Softwaredesigns, Herstellungstoleranzen, wenn die tatsächlich gemessenen Werte von L gegenüber v aufgetragen werden, die sich ergebenden Punkte 16 aus der linearen Kurve 14 heraus.
Ein Interpolator 20, bevorzugt ein kubischer Spline-Interpolator stellt eine glatte Kurve bester Anpassung 22 durch die Punkte 16 bereit. Ein Abbildungsalgorithmus oder eine Einrichtung 24A verwendet eine Kurve 22, um einen v-Wert zu ermitteln, welcher jedem von einen vorausgewählten Satz von den L-Werten entspricht, bevorzugt den ganzzahligen Werte von L von 0 bis 255. Gemäß Darstellung in 2B erzeugt der Abbildungsalgorithmus für einen typischen ganzzahligen Wert von L eine Projektion auf die Kurve 22 und weiter zu der v-Achse. Typischerweise erzeugen die ganzzahligen Werte von L entsprechende Bruchwerte von v. In dem dargestellten Beispiel erzeugt L = 200 ein entsprechendes v = 199,15. Für jeden von den neuen Intensitätswerten v, welche nun typische Bruchwerte sind, ermittelt ein Intensitäts/Dichte-Wandler 24B den entsprechenden Dichtewert auf der Basis der linearen Abbildung von 2C. Der Dichtewert für einen Intensitätswert v repräsentiert eine Fläche der Halbtonzelle, die von einem den Intensitätswert v erzeugen Halbtonpunkt gefüllt werden muß. Die neuen Dichtewerte werden in eine Verweistabelle 26 geladen.
In einem zweiten Durchlauf wird die Verweistabelle in gleichen Schritten L adressiert, und den entsprechenden Bruchwert v zu erhalten. Für jedes v gibt es eine entsprechende Speicherebene. D.h., in der Halbtontechnik wird jede Halbtonzelle in ein Gitter von Einsen und Nullen oder Druckfarbe-Ein und Druckfarbe-Aus Flecken unterteilt. In der bevorzugten Ausführungsfonn besteht das Gitter aus 32 × 32 Gitterfeldern. Jedes Gitterfeld oder jede Speicherebene wird durch einen x-Wert von 5 Bit entlang einer Achse von einem y-Wert von 5 Bit entlang der anderen Achse adressiert. In dem zweiten Durchlauf werden die x- und y-Werte von 5 Bit für jeden von den Bruchwert-v-Speicherebenen effizient im Gleichungsraum erzeugt. In einer Kreis-Raute-Tonreproduktionskurve von 3 repräsentiert die vertikale Achse die Dichtewerte f(x'_n) und die horizontale Achse repräsentiert den entsprechenden Radius x'_n eines runden Halbtonpunktes, der zur Erzeugung der entsprechenden Dichte erforderlich ist. x''_m repräsentiert einen Potenzwert, der zur Transformation des Kreishalbtonpunktes in einen Rauten-Halbtonpunkt in dem höchsten Dichtebereich von 0,8 bis 1,0 (80% bis 100% der Zelle ist aufgefüllt) verwendet wird. Es dürfte erkennbar sein, daß weitere Halbtonpunktmuster verwendet werden können, welche eine andere Tonreproduktionskurve auf der Basis der Form des Halbtonpunktes erfordern. Für das bevorzugte Kreis-Raute-Kreis-Muster nimmt eine Abbildung des Intensitätspegels auf die Fläche des Schwarzhalbtonpunktkreises entsprechend dem Intensitätspegel linear von 0 bis 127 zu, und die Fläche des weißen Punktes nimmt linear von 127 bis 255 gemäß Darstellung in 2C ab. Für das Kreis-Raute-Kreis-Muster invertiert der Kreis den Bereich hoher Intensität, d.h., alles außer den weißen Kreisen wird in dem hohen Intensitätsbereich geschwärzt.
Gemäß weiterer Bezugnahme auf 1 berechnet die Punktflächenparameter-Berechnungseinrichtung 28 Parameter für jeden Halbtonpunkt jedes Intensitätspegels v auf der Basis der Tonreproduktionskurve. Für das Kreis-Raute-Kreis-Halbtonpunktmuster sind die berechneten Punktparameter der Radius r und die Potenz p. Die Potenz p steuert die Transformation des Kreises in die Rautenform. Alternativ würde die Punktflächenparameter-Berechnungseinrichtung 28 für ein anderes Halbtonpunktmuster einen anderen Satz von Punktparametern auf der Basis der ausgewählten Konfiguration des Halbtonpunktes berechnen. Die Punktparameter für jede Halbtonzelle werden in einen Mess-Prozessor 30 eingegeben.
Gemäß 4A repräsentiert der 8-Bitwert v den ausgewählten Halbtonintensitätsbereich, welcher in der bevorzugten Ausführungsfonn 256 Werte von 0 bis 255 aufweist, wovon einige Bruchwerte nach der Anpassung durch die Spline-Ton-Anpassungseinrichtung sein können. Jede von 256 Halbtonzellen 32 repräsentiert eine Ebene oder Intensität des Intensitätsbereiches. Eine 5-Bit x-Adresse und eine 5-Bit y-Adresse definieren eine 32 × 32 Halbtonzelle. Analog würde eine 6-Bit x-Adresse und y-Adresse eine 64 × 64 Halbtonzelle definieren. Gemäß Bezugnahme auf 1 und 4B überquert zum Konstruieren eines Halbtonpunktes für jede Halbtonzelle 32 ein Positionsabtaster 34, jede x-, y-Koordinate oder auch Abtastposition in einer Abtastrichtung S in der Halbtonzelle. Der Meßprozessor 30 lokalisiert eine nächstgelegene Kante E des Halbtonpunktes für die aktuelle Intensität v, die von den Punktparametern des runden, quadratischen, dreieckigen oder mit anderer Form gewählten Punktes zu einer aktuellen Abtastungsposition (a, b) definiert wird. Halbtöne werden mit einer Vielzahl von Rasterwinkeln Φ (z.B. Φ = 45°) gedruckt, wobei der Rasterwinkel der Winkel zwischen der Abtastrichtung S und der x-Koordinatenrichtung ist. Die nächstgelegene interessierende Karte der aktuellen Abtastposition (a, b,) ist in der Rasterwinkelrichtung angeordnet. Die nächstgelegene Kante ist durch eine Kantennormale (E_n) definiert, welche die aktuelle Abtastposition (a, b) und einen Punkt (x, y) auf der Kante oder Oberfläche des Punktes für den gegebenen Intensitätswert v schneidet.
Gemäß 5A bis 5D wird die Halbtonzelle auf der Basis eines vorbestimmten Halbtonpunktmusters erzeugt. In der exemplarischen Ausführungsform ist das Halbtonpunktemuster ein runder Punkt 36 in hellen Bereichen (5A). Wenn die Regionen dunkler werden, werden größere Anzahlen von 32 × 32 Abtastpositionen eingeschaltet, um runde Punkte mit größeren Durchmessern, wie z.B. die runden Punkte 36' und 36'' zu definieren. Gemäß Bezugnahme auf 5B werden die runden Punkte zunehmend größer bis zu einem mittleren Bereich, in welchem der runde Punkt 38 eine Tangente zu einem Quadrat oder einer Raute 40 ist, die die Hälfte des Bereiches der Halbtonzelle 32 ausfüllt. Danach wird, wenn der Punkt größer wird, dieser zu einer Raute oder einem Quadrat mit progressiv weniger gerundeten Ecken 42, 42', 42'', die innerhalb der Raute 40 begrenzt sind. Gemäß 5C ist die Halbtonzelle halb schwarz, wenn die Raute 40 vollständig gefüllt ist. Danach füllt sich der schwarze Bereich entlang der Muster 44, 44', 44'' progressiv auf. Die Form der Ausdehnung ist so, daß dort, wo vier Zellen zusammenkommen, ein weißer Kreis definiert ist, wenn alle vier Halbtonzellen dieselbe Intensität besitzen (5D). Gemäß 6 können Punkte verschiedener anderer Formen gewählt werden. 6 stellt für jedes) von den Punktformen oder Mustern Halbtonzellen mit einer minimalen Häufigkeit oder Intensität auf der linken Seite und einer maximalen Intensität oder Häufigkeit auf der rechten Seite dar. Typischerweise überspannt die Familie der 256 Zellen in der bevorzugten Ausführungsform den in 6 dargestellten Bereich und darüber hinaus.
Gemäß 4B berechnet der Meßprozessor 30 für das Kreis-Rauten-Kreis-Halbtonpunktmuster der 5A–5D die x-, y-Koordinaten der nächstgelegenen Kante durch:

Auf diese Weise ermittelt g(x) die Differenz in den Steigungen der Normalen zu der Kante E bei (x, y), und eine Linie sowohl durch (x, y) und (a, b). Die Wurzel der g(x)-Funktion ergibt die x-Koordinate für die nächstgelegene Kante e des Halbtonpunktes. In Gleichung (1) repräsentiert:
x die Koordinate der Kante E;
(a, b) die x-, y-Koordinate der Abtastposition;
r den Radius des Halbtonkreises für den aktuellen Intensitätspegel v; und
p den Potenzwert, der eine Übergangsrate zwischen dem Kreis, der Raute und Kreispunktmustern steuert.
Die y-Koordinate der nächstgelegenen Kante E wird ermittelt durch:
Gemäß weiterer Bezugnahme auf 4B wird für einen gegebenen Intensitätspegel v (z.B. v = 120) die nächstgelegene Kante E der Abtastposition (a, b) auf der Basis des vorbestimmten Kreis-Rauten-Kreis-Halbtonpunktmusters bei den gegebenen Intensitätspegel v = 120 und der Größe und Form des durch die Punktparameter definierten entsprechenden Halbtonpunktes lokalisiert. Der Intensitätspegel v = 120, welcher sich gerade unterhalb der Hälfte der 256 möglichen Pegel der bevorzugten Ausführungsform befindet, kann als eine Punktform angenommen werden, welche allgemein in 5B durch den Punkt 42'' dargestellt wird. Nach der Ermittlung der x- und y-Koordinate der nächstgelegenen Kante aus der Gleichung (1) berechnetet der Netzprozessor 30 einen euklidischen Abstand von der Abtastposition a, b entlang der Kantenormalen E_n zu dem Wert (x, y) auf der Kante. Ein Winkel θ, um welchen die Kantennormale E_n gegenüber dem Rasterwinkel (Φ) verschoben ist, wird ebenfalls mittels der Abtastposition (a, b), welche der Scheitel ist, ermittelt. Gemäß 4C wird alternativ die Position der nächsten Kante E durch Abbildung des (x, y) Koordinatensystems der Haltungszelle 32 in den Gleichungsraum lokalisiert. Eine entsprechende Gleichungsraumabbildung 46 stellt die relativen Positionen der Abtastposition und der Kante E abgebildet auf den Gleichungsraum dar. Eine Linie 48 repräsentiert eine Kante im Gleichungsraum der Halbtonpunktform für den Intensitätspegel v = 120. Insbesondere entspricht die Linie 48 einer Ecke des Kreispunktes, wenn dieser sich in die Rautenform der mittleren Intensitätspegel ausdehnt (5B).
Gemäß 1 werden der Kantenabstand und der Kantenwinkel θ in eine Grauwert-Berechnungseinrichtung 50 eingegeben. Ein Grauwert führt den Intensitätspegel v bei der Abtastposition (a, b) wird als eine Funktion des Kantenwinkels und des Kantenabstandes im Gleichungsraum berechnet. Beispielsweise wird der Grauwert ermittelt durch:

wobei:
dist den euklidischen Abstand des Kantenschnittpunktes (x, y) von der Abtastposition (a, b) in Gleichungsraum repräsentiert; und
fastlnc und slowlnc schnelle Abtastrichtungs- und langsame Abtastrichtungskomponenten eines Skalierungsfaktors repräsentieren, welcher den in Abtast- oder Punktgröße gemessenen Abstand zu der Größe einer Speicherstelle in Beziehung setzt.
Alternativ kann der Grauwert ermittelt werden durch:

wobei:
fastbias eine Position-(Links/Rechts)-Verschiebung ist, welche steuert, wo der Schwarz/Weiß-Übergang in der schnellen Abtastrichtung auftritt, und Inc ein Skalierungsfaktor gemessen in Abtast- oder Punktgröße ist, welcher den Abstand zu der Größe des Speicherortes in Beziehung setzt.
Es dürfte klar erkennbar sein, daß weitere Graufunktionen gemäß vom Fachmann auf diesen Gebiet erwünschten Vorteilen in Betracht gezogen werden.
Der Positionsabtaster 34 arbeitet zyklisch alle möglichen Permutationen der 5-Bit x-Koordinate jeder Halbtonzelle, der 5-Bit y-Koordinate, und den 8-Bit Intensitätswert, d. h. 32 × 32 × 256 oder 2¹⁸ Permutationen durch. Ein Grauwert, typischerweise von 0 bis 15 wird für jede Permutation erzeugt. Eine Verweistabelle 26 speichert die ermittelten Grauwerte. In der bevorzugten Ausführungsfonn besitzen die Verweistabellen 2¹ ⁸ Speicherstellen. Auf jede Speicherzelle wird mittels einer Adresse, welche eine Kombination der 5-Bit x-Koordinate einer Halbtonzelle, der 5-Bit y-Koordinate der Halbtonzelle und des 8-Bit Intensitätswertes v für die Halbtonzelle ist, welche zusammen eine 18-Bitadresse ergeben, zugegriffen. Die vervollständigte Verweistabelle enthält die Grauwerte für jede Halbtonzelle für den ausgewählten Intensitätsbereich. Alternativ kann der gesamte Punktkonstruktionsprozeß wiederholt werden, um genauere Halbtonpunkte zu erzeugen.
In Echtzeit gibt ein Rastergeneratorzähler 52 eine Reihe von x-, y-Koordinaten ein, um die Positionen innerhalb jeder Halbtonzelle zu definieren, da ein Eingangsbild 54 eine entsprechende Reihe von Intensitätspegeln v bereitstellt. Die Verweistabelle 26 ist mit dem Rastergeneratorzählern 52 und den Intensitätszeilen der Eingangsbilddaten 54 verbunden. Die Rasterzähler 52 zählen die x- und y-Koordinaten entlang einem vorbestimmten Rasterwinkel, beispielsweise 45°. Somit zählen die Zähler bei dem Sinus und Cosinus von 45° durch die Halbtonverweistabelle 26. Ein entsprechender Grauwert aus einer entsprechender Stelle, die den kombinierten Wert von (x, y, v) entspricht, wird aus der Verweistabelle 26 an eine Laserdiodensteuerung 56 des Druckes 10 zum Drucken der spezifischen Intensitäten und Rasterposition, d.h., zum Drucken der Punkte, welche zusammengenommen über die gesamte Zelle den Punkt geeigneter Größe und Form ausbilden, ausgegeben. Der Grauwert, wiederum typischerweise von 0 bis 15 kann ei nen Digital/Analog-Wandler direkt zugeführt werden oder kann in einen Code umgewandelt werden, um einen Impulsbreiten- und Positionsmodulator (PWPM) anzusteuern.
In einer weiteren Ausführungsform sind das Eingangsbild 54 und der Rasterzähler 52 mit einem Adressengenerator verbunden, welcher die Verweistabellenadresse erzeugt und die Adresse an die Verweistabelle 26 ausgibt.

Claims

System zum Konstruieren von Halbtonpunktmustern, wobei jeder Intensitätswert durch eine Halbtonzelle dargestellt wird, die einen Halbtonpunkt des Halbtonpunktmusters definiert, wobei das System umfasst: eine Messvorrichtung (12), die Drucker-Intensitätspegel einer Druckvorrichtung misst, die in Reaktion auf Druckerbefehle ausgegeben werden, die ausgewählte Eingabe-Intensitätspegel angeben; einen Interpolator (20), der die gemessenen Drucker-Intensitätspegel zu einer glatten Kurve bester Anpassung (22) von Drucker-Intensitätspegeln als Funktion von Eingabe-Intensitätspegeln interpoliert; eine Abbildungseinrichtung (24a, 24b), die einen Satz von Eingabe-Intensitätspegeln erzeugt, die jeweils einem Drucker-Intensitätspegel entsprechen, wobei die Entsprechung zwischen Drucker-Intensitätspegeln und den Eingabe-Intensitätspegeln durch die glatte Kurve bester Anpassung definiert wird, gekennzeichnet durch: eine Punktflächenparameter-Berechungseinrichtung (28), die Parameter (r, p), die Größe und Form eines Halbtonpunktes für jeden Intensitätspegel des Satzes von Eingangs-Intensitätspegeln festlegen, berechnet; eine Grauwert-Berechnungseinrichtung (50), die einen Grauwert für jede einer Vielzahl von Abtastpositionen innerhalb jeder der Halbtonzellen auf Basis der berechneten Parameter bestimmt; einen Verweistabellenspeicher (26), der die Grauwerte speichert.
System nach Anspruch 1, das des Weiteren enthält: eine Positions-Abtasteinrichtung, die die Vielzahl von Abtastpositionen in jeder Halbtonzelle entlang einer Abtastwinkelrichtung abtastet; einen Mess-Prozessor (30), der auf Basis der Punktparameter einen Kantenabstand von jeder Abtastposition zu einer nächstgelegenen Kante (E) des Halbtonpunktes der entsprechenden Halbtonzelle in der Abtastwinkelrichtung berechnet und einen Kantenwinkel (θ) von der Abtastwinkelrichtung zu der nächstgelegenen Kante (E) berechnet, und wobei: die Grauwert-Berechnungseinrichtung (50) wenigstens den Kantenabstand und den Kantenwinkel kombiniert, um den Grauwert für jede Abtastposition in jeder Halbtonzelle zu bestimmen.
System zum Drucken von Halbtonpunktmustem, das umfasst: ein System zum Konstruieren von Halbtonpunktmustern nach Anspruch 1; eine Bildeingabevorrichtung (54) zum Eingeben einer Reihe von Intensitätspegeln; einen Rasterzähler (52), der eine Reihe von Abtastpositionen innerhalb einer Halbtonzelle für jeden Intensitätspegel bereitstellt; einen Adressgenerator, der jede Abtastposition und den Intensitätspegel der entsprechenden Halbtonzelle in eine Verweistabellenadresse umwandelt, um die Verweistabelle des Systems zum Konstruieren von Halbtonpunktmustem zum Wiedergewinnen eines entsprechenden Grauwertes zu adressieren; eine Steuerung, die einen Drucker (10) entsprechend jedem wiedergewonnenen Grauwert steuert, um zu bewirken, dass ein entsprechender Punkt gedruckt wird.
Verfahren zum Konstruieren von Halbtonpunktmustem, wobei jeder Intensitätswert durch eine Halbtonzelle dargestellt wird, die einen Halbtonpunkt des Halbtonpunktmusters definiert, das die folgenden Schritte umfasst: Messen von Drucker-Intensitätspegeln einer Druckvorrichtung, die in Reaktion auf Druckerbefehle ausgegeben werden, die ausgewählte Eingabe-Intensitätspegel angeben; Interpolieren der gemessenen Drucker-Intensitätspegel zu einer glatten Kurve (22) bester Anpassung von Drucker-Intensitätspegeln als Funktion von Eingabe-Intensitätspegeln; Erzeugen eines Satzes von Eingabe-Intensitätspegeln, die jeweils einem Drucker-Intensitätspegel entsprechen, wobei die Entsprechung zwischen Drucker-Intensitätspegeln und Eingabe-Intensitätspegeln durch die glatte Kurve (22) bester Anpassung definiert wird; wobei das Verfahren bestimmt ist durch: das Berechnen von Parametern (r, p), die Größe und Form eines Halbtonpunktes für jeden Intensitätspegel des Satzes von Eingabe-Intensitätspegeln angeben; das Bestimmen eines Grauwertes für jede einer Vielzahl von Abtastpositionen innerhalb jeder der Halbtonzellen auf Basis der berechneten Parameter; das Speichern der Grauwerte in einer Verweistabelle (26).
Verfahren nach Anspruch 4, das des Weiteren einschließt: Abtasten der Vielzahl von Abtastpositionen in jeder Halbtonzelle entlang einer Abtastwinkelrichtung; Berechnen eines Kantenabstandes von jeder Abtastposition zu einer nächstgelegenen Kante (E) des Halbtonpunktes der entsprechenden Halbtonzelle in der Abtastwinkelrichtung auf Basis von Punkt-Parametern; Berechnen eines Kantenwinkels (θ) von der Abtastwinkelrichtung zu der nächstgelegenen Kante (E); Kombinieren wenigstens des Kantenabstandes und des Kantenwinkels (θ), um den Grauwert für jede Abtastposition in jeder Halbtonzelle zu bestimmen.
Verfahren zum Drucken von Halbtonpunktmustem, das die folgenden Schritte umfasst: Konstruieren von Halbtonpunktmustem unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 4, Eingeben einer Reihe von Intensitätspegeln, die ein Bild angeben; Bereitstellen einer Reihe von Abtastpositionen innerhalb einer Halbtonzelle für jeden Intensitätspegel; Umwandeln jeder Abtastposition und des Intensitätspegels der entsprechenden Halbtonzelle in eine Verweistabellenadresse; Adressieren des Verweistabellenspeichers, in dem die Halbtonpunktmuster gespeichert sind, um einen entsprechenden Grauwert wiederzugewinnen; Steuern eines Druckers entsprechend jedem wiedergewonnenen Grauwert, um zu bewirken, dass ein entsprechender Punkt gedruckt wird.