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Diese Erfindung betrifft Drucken
oder ein anderes Abbilden, bei dem das Bild von einem Bitmap in
einer hohen Auflösung
gedruckt wird, so dass komplizierte Bilder eine Speicherkapazität überfordern können. Diese
Erfindung liefert ein fortgesetztes Drucken, wo sonst ein Drucken
beendet würde.
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Die Auflösung, bei der ein Drucker druckt, bestimmt
das Vermögen,
feine Zeilen wiederzugeben und kleine verwickelte Muster anzuzeigen.
Drucken bei einer Auflösung
von 300 mal 300 Bildpunkte pro Inch ist üblich (man ist der Meinung,
dass sich Bildpunkt [pel] vom Begriff "Bildelement" [picture element] herleitet und als
der Begriff für
die Einheit eines Drucks durch Punkte oder Rechtecke oder ähnliche Einheiten
verwendet wird). Drucken mit einer 300-mal-300-Auflösung ist
im Allgemeinen zufriedenstellend, insbesondere wo das endgültige Drucken
von schrägen
Zeilen und dergleichen durch eine Technik geglättet ist, die das tatsächliche
Drucken geringfügig
von demjenigen des 300-mal-300-Bitmap abweichen lässt, wobei
solche Techniken unterschiedlich als Antialiasing, Treppenstufenbeseitigung oder
Auflösungsverbesserung
bezeichnet werden.
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Drucken von Bitmapdaten in einer
Auflösung von
600 mal 600 Punkten oder Bildpunkten pro Inch liefert im Allgemeinen
ein ausgezeichnetes Drucken, insbesondere, wenn solche Glättungstechniken
auch verwendet werden. Ein Drucken mit selbst höherer Auflösung, wie z. B. 1200 mal 1200,
verbessert das Drucken weiter.
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Das Bitmap von Daten, die zu drucken
sind, kann als ein Bitmap empfangen werden, aber häufig wird
es im Drucker von einer Seitenbeschreibungssprache erzeugt. Typischerweise
weisen solche Drucker einen Zugriff auf gespeicherte Daten auf,
die Zeichen in Fonts definieren, wie z. B. alphabetische Zeichen
und Symbole. Folglich verlangt die Seitenbeschrei bungssprache nach
z. B. einem "a", und der Druckerkontroller,
der ein elektronischer Datenprozessor ist, bestimmt die Bits in
einem Bitmap von gespeicherten Fontdaten und speichert eine solche
Information im Speicher. Grafische Information wird auch bestimmt
und gespeichert. Die Bitmaps werden, wenn sie aufgebaut werden,
durch Komprimierungstechniken gespeichert, bei denen sich wiederholende
Elemente durch Code repräsentiert
werden, statt ein Bit im Speicher für jedes Bit im Bitmap. Das US-Patent
No. 4,467,363 an Tench ist für
eine solche Komprimierung veranschaulichend. Wegen der Komprimierung
werden typische Seiten leicht im Speicher gespeichert, aber komplizierte
Seiten, die weniger Wiederholung aufweisen, überschreiten häufig verfügbaren Speicher,
da viel von ihrem Inhalt nicht komprimiert werden kann und deshalb
Bit für
Bit im Bitmap gespeichert wird.
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Wenn verfügbarer Speicher durch eine
Seite überschritten
wird, die in ein Bitmap zusammengesetzt ist, ist die ganze Seite
verloren, und es wird ein Fehler durch den Drucker signalisiert,
oder es wird weniger als die ganze Seite gedruckt. Drucken von weniger
als der ganzen Seite ist häufig
für Benutzer nicht
zufriedenstellend, da eine Unsicherheit im Hinblick auf den Inhalt
der verlorenen Daten vorhanden ist.
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Gemäß dieser Erfindung wird die
Auflösung des
Bitmap verringert, und das Drucken wird fortgesetzt. Dies beinhaltet
ein Ändern
des Bitmap für
Bilder, was man im Stand der Technik durchführt, um Bilder zu reduzieren
oder zu expandieren, aber nicht im Kontext eines Druckens in einer
unterschiedlichen Auflösung,
wie es in dieser Erfindung vorgenommen wird. Die US-Patent-Nos.
4,394,693 an Shirley und 4,555,191 an Gojo sind bekannt, die einen
solchen Stand der Technik veranschaulichen.
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Die EP-A-0658041, über die
Anspruch 1 gekennzeichnet ist, offenbart eine Bildreduktionsvorrichtung
mit einer Glättungseinheit,
einer Digitalisierungseinheit, einer Detektionsein heit, einer Mehrzahl von
Korrektureinheiten und einem Selektor. Ein Ziel besteht darin, ein
Bild zu reduzieren, ohne dünne
Zeilen oder dergleichen wegzulassen. Die EP-A-0510897 offenbart
ein Bildverarbeitungsverfahren und -vorrichtung, bei denen ein reduziertes Bild
vergrößert wird,
Differenzdaten zwischen dem vergrößerten Bild und einem ursprünglichen
Bild erhalten werden, und die Differenzdaten komprimiert werden.
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Gemäß dieser Erfindung spricht
ein Drucker, der durch Bitmapdaten mit einer hohen Auflösung, wie
z. B. 600 mal 600 dpi (Punkte pro Inch) arbeitet, auf eine Unzulänglichkeit
von Speicher, um eine Seite von Daten mit einer solchen hohen Auflösung zu speichern,
an, indem die Hochauflösungsdaten
mit einer niedrigeren Auflösung,
wie z. B. 300 mal 300 dpi, approximiert werden. Speicher wird bewahrt,
da die approximierten 300-mal-300-Daten höchstens nur ein Bit von Speicher
erfordern, wo die 600-mal-600-Daten bis zu vier Bit an Speicher
erforderten. Die Daten werden in derselben Zeilen- und Spalten-Beziehung
bewahrt, wie die Daten, von denen sie hergeleitet sind, im Speicher
als 300-mal-300-Daten gekennzeichnet und mit dieser Auflösung gedruckt.
Nur Teile der Daten mögen
zu approximierten Niedrigauflösungsdaten
revidiert werden, obwohl im Allgemeinen ein menschlicher Beobachter
eine Konsistenz im Erscheinungsbild in einer Seite vorzieht, so
dass eine ganze Seite normalerweise approximiert wird, wenn überhaupt
die Approximation in der Seite ausgeführt wird.
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Wenn eine Wertigkeit (schwarz oder
weiß) desselben
einer benachbarten Gruppe von z. B. vier 600 mal 600 Bits, wie z.
B. das obere rechte Bit, verwendet wird, um die Wertigkeit von jedem
Bit in einer 300-mal-300-Approximation entsprechend diesem Rechteck
zu definieren, führt
dies zu einer horizontalen Ein-Bit-Reihe, die ganz verloren ist,
wenn sie nicht in dem ausgewählten
Bit des Rechtecks ist. Dies könnte
auch zu einer Verzerrung von gewissen Punktschattierungsmustern
führen
(Punktschattierungsmuster sind das Drucken von kleinen Bits, die im
Abstand angeordnet sind, um Muster zu erzeugen, die von Menschen
als graue Bereiche wahrgenommen werden). Deshalb wird gemäß der Erfindung
ein unterschiedliches Bit in der rechteckigen Vierergruppe ausgewählt, und
zwar durch eine Reihe von Rechtecken in einem vorbestimmten Muster,
wie z. B. das obere rechte, dann untere rechte, dann obere rechte,
dann untere rechte usw., wobei die Auswahlen der nächsten Reihe
das obere linke, dann untere linke, das obere linke, dann untere
linke usw. sind. Dieses Muster stellt sicher, dass ein Einzel-Bit von
jeder Reihe und jeder Spalte in einem wiederkehrenden Muster ausgewählt wird.
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Wenn die Seite anschließend revidiert
wird, nachdem sie approximiert ist, ist die Revision für die Hochauflösungsdaten.
Die Approximationsdaten werden, wo für die Revision benötigt, durch
vier Bits von derselben Wertigkeit in einem Rechteck entsprechend
in der Stelle zu derjenigen des ursprünglichen 600-mal-600-Rechtecks,
von dem das Bit konstruiert wurde, vervielfältigt und ersetzt. Für Revisionen
sind die Bits des Hochauflösungsrechtecks
von derselben Wertigkeit wie das Approximierungsbit.
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Die Einzelheiten dieser Erfindung
werden nun anhand nur eines Beispiels in Verbindung mit der begleitenden
Zeichnung beschrieben.
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1 ist
veranschaulichend für
einen Drucker gemäß dieser
Erfindung;
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2 veranschaulicht
eine Auswahl für
eine Approximation, die nicht in Übereinstimmung mit dieser Erfindung
ist, aber zur Erklärung
einiger Aspekte derselben nützlich
ist, und
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3 veranschaulicht
eine Auswahl für
die Approximation in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung.
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Gemäß dieser Erfindung können die
Daten zum Drucken in einem Bitmap vorliegen, das binäre (schwarze
oder weiße)
Daten in 600-mal-600-dpi-Auflösung
ist. Folglich werden die ursprüng lichen
Daten in der Annahme erzeugt, dass jedes Bit entweder schwarz (oder
eine andere Farbe) oder weiß (oder
kontrastierende Farbe) für
ein Quadrat von 1/600 Inch Breite und Länge vorschreibt, und diese
Quadrate sind in Zeilen und Spalten benachbart. Solche Bitmaps sind
herkömmlich
und können
durch eine Abbildungsvorrichtung 1 (1) von einem Datenkabel 3 (alternativ
von einem Infrarotport) empfangen werden oder in der Abbildungsvorrichtung 1 von
Daten in einer Seitenbeschreibungssprache, wie z. B. eine Sprache
für einen PCL(Schutzmarke
von Hewlett-Packard Co.)-Interpretierer oder einem PostScript(Schutzmarke
von Adobe Systems Incorporated)-Interpretierer,
erzeugt werden.
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Ein veranschaulichender Drucker ist
in 1 dargestellt. Seiteninformation
kann durch den Drucker 1 auf eine Standardweise von einem
Datenübertragungskabel 3 empfangen
werden. Der Drucker 1 kann jeglicher geeignete Drucker
sein, der ein Druckkopfsystem aufweist, um in der 600-mal-600-Auflösung der
Erfindung dieser Erfindung zu drucken. Ein solcher Druckkopf kann
in 300-mal-300-Auflösung drucken,
indem er zwei Überstreichungen
für jede 300-Auflösungszeile
ausführt.
Der Drucker 1 ist so dargestellt, dass er an einen elektrofotografischen Drucker
denken lässt,
der ein optisches System 5 aufweist, das auf einer fotoleitenden
Trommel 7 betreibbar ist. Die Trommel 7 überträgt durch
das optische System 5 definierte Bilder an einer Übertragungsstation 9 auf
Papier 11. Das Bild wird typischerweise durch Wärme an einer
Fixierstation 13 fixiert, und die fertiggestellte gedruckte
Seite wird an eine Ausgabeablage 15 abgegeben.
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Ein Datenprozessorkontroller 17 ist
der Kontrolier des Druckers 1, der die empfangenen Daten überwacht
und die Daten in Übereinstimmung
mit der Steuersprache interpretieren kann, in der der Datenprozessor 17 arbeitet.
Die durch den Kontroller 17 erzeugten Bitmaps sowie auf
dem Kabel 3 empfangene Information und andere Information
wird elektronisch in einem Speicher 19 gespeichert. Bitinformation
von dem Bitmap, die im Speicher 19 gespeichert ist, wird angewandt,
um das optische System 5 zu steuern, obwohl Zeilenglättungstechniken
auf Grundlage des endgültigen
Bitmap das tatsächliche
Drucken in jeder Bitposition durch das optische System 5,
z. B. durch Pulsen eines Lasers im System 5, den das Bitmap
als 'ein' für nur einen
Teil der Bitposition kennzeichnet, abändern können.
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Solche Auflösungsverbesserungstechniken bilden
keinen neuen Teil dieser Erfindung, da sie geschehen, nachdem das
endgültige
Bitmap zum Drucken präsentiert
ist, während
diese Erfindung auf ein Erzeugen und Drucken des endgültigen Bitmap
gerichtet ist, wenn notwendig in einer niedrigeren Auflösung. Demgemäß wird eine
Auflösungsverbesserung nicht
in Einzelheit beschrieben. In der bevorzugten Ausführungsform
weist das System 5 einen Laser auf, der inhärent eine
vertikale oder Papierlängenrichtungs-Höhe aufweist,
die für
ein 600-dpi-Drucken richtig
ist, der aber in jeglicher Kombination von vier gleich beabstandeten
Stellen in der horizontalen oder Zeilenrichtung gepulst werden kann,
wodurch eine Betriebsauflösung
von 600 mal 2400 dpi geliefert wird. Eine Auflösungsverbesserung verbessert
das visuelle Erscheinungsbild eines Druckens der approximierten
Daten niedrigerer Auflösung
dieser Erfindung.
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Die grundlegende Speicherbewahrungstechnik
besteht darin, eine quadratische Gruppe von Bildpunkten einer Größe n mal
n im Bitmap subabzutasten, indem ein einziger Bildpunkt von dem n-mal-n-Quadrat
ausgewählt
wird. Wo die Konvertierung von 600 mal 600 dpi zu 300 mal 300 dpi
ist, ist n gleich 2. Das körperliche
Gebiet im endgültigen Bild,
das durch das n-mal-n-Quadrat
repräsentiert wurde,
nimmt nun den Wert des abgetasteten Bildpunktes an. Folglich erzielt
dies eine n-Quadrat-Komprimierung. Zusätzlich wird eine verlustfreie
Komprimierung auf das so approximierte Gebiet angewandt, wodurch
eine selbst höhere
effektive Reduktion von Speichererfordernis erzielt wird, mit keiner
weiteren Verschlechterung von Bildqualität.
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2 stellt
eine nützliche
Abtasttechnik dar, wobei n gleich 2 ist. Die -'s und x's repräsentieren einzelne Bits in
einem Bitmap, die eine Ein- oder Null-Wertigkeit des durch das Bitmap
definierten Bildes repräsentieren
können.
Die längeren
gestrichelten Zeilen repräsentieren
die imaginären
Grenzen von Quadraten im Bitmap, das diese Erfindung für die Approximation
verwendet.
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Bei Durchführung der Approximation gibt
der Kontroller 17 die Wertigkeit von nur den x-Bits in
ein neues Bitmap für
Niedrigauflösungsdrucken
ein. Die Wertigkeit der Bits, die als Striche dargestellt sind, wird
ignoriert. Es ist aus 2 unmittelbar
ersichtlich, dass die Anzahl von Bits im neuen Bitmap auf ein Viertel
der Bits im Hochauflösungsbitmap
reduziert wird. Die Bits im neuen Bitmap sind natürlich in
derselben Zeilen- und Spalten-Beziehung gehalten, wie die entsprechenden
Bits, von denen sie hergeleitet sind.
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Eine im Allgemeinen bevorzugtere
Approximationstechnik in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist in 3 veranschaulicht.
Die Symbole in 3 weisen
dieselbe Bedeutung auf wie diejenigen in 2. Die Bits, die durch "x" dargestellt sind, die die Bits sind,
die in das neue Bitmap kopiert werden, sind sowohl horizontal als
auch vertikal von angrenzendem Viererquadrat zu nächstem angrenzendem Viererequadrat
alterniert. Dies verhindert den vollständigen Verlust jeglicher horizontalen
Reihe von einzelnen Bildpunkten und jeglicher vertikalen Reihe von
einzelnen Bildpunkten. Die Bildpunkte im neuen Bitmap sind natürlich in
derselben relativen Position in Bezug zu den Zeilen und Spalten
des Quadrats im Hochauflösungsbitmap
gehalten, dem sie entsprechen.
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Es wird eine Standard-Datenverarbeitung verwendet,
um die Wertigkeit eines Bits im Bitmap höherer Auflösung zu bestimmen. Jede Stelle
im Bitmap weist eine eindeutige Adresse auf, und der Datenprozessor 17 wendet
diese Adresse auf die Schaltungsanordnung des Speichers 19 an.
Die Ausgangsschaltungs anordnung des Speichers 19 führt ein
Signal von Eins- oder Null-Wertigkeit zum Datenprozessor 17 zurück. Eine
tatsächliche
Implementierung kann Zeiger verwenden, um Daten zu verfügbaren Bereichen
im Speicher zu verteilen, und andere Komplexitäten, aber eine solche Operation
kann herkömmlich
sein und bildet keinen Teil dieser Erfindung.
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Andere Abtasttechniken oder eine
Mischung von Abtasttechniken könnten
auf verschiedene Teile von einem ursprünglichen Bitmapbild auf Grundlage von
statistischer oder spezieller Kenntnis oder heuristischer Verfahren
angewandt werden, die anzeigen, welche Gebiete besser aussehen,
wenn sie durch eine gegebene Technik abgetastet werden.
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In einem bevorzugten System einer
Steuerung durch den Kontroller 17 wird die Seite in gekennzeichnete
Bereiche segmentiert, die als Blöcke bezeichnet
werden, die unabhängig
voneinander komprimiert oder dekomprimiert sein können, abhängig von
der Speicherverwendung im System. Wenn alle solche Blöcke in einem
Bitmap für
eine Seite komprimiert sind und der Rest des Druckers 1 keine Speicherresourcen
mehr aufweist, die freigesetzt werden können, ist der Speicher unzureichend,
und der Algorithmus gemäß dieser
Erfindung wird durchgeführt,
anstatt dass der Benutzer von einem 'Speichervoll'-Fehler in Kenntnis gesetzt wird.
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Der Abtastalgorithmus wird dann auf
so viele Blöcke
wie wünschenswert
angewandt, und dann wird das Formatieren der Seite fortgesetzt,
da dies Speicher freisetzt. Anschließend kann es für den Kontroller 17 notwendig
sein, einen abgetasteten Block wieder zu expandieren, um mehr Information
in das Bild unterbringen zu lassen. Diese Expansion wird einfach
ausgeführt,
indem die Wertigkeit der Approximation als die Wertigkeit von sämtlichen
Bildpunkten in dem n-mal-n-Quadrat höherer Auflösung angewandt wird. Weil eine
vorbestimmte Bitstelle für die
Komprimierung verwendet wurde und für eine anschließende Komprimierung
wiederverwendet wird, sind die komprimierten Daten konsistent. Ist
ein Mittelwert von Daten in einer Gruppe für eine Komprimierung verwendet
worden, können
anschließende logische
Operationen (wie z. B. EXKLUSIV- ODER, um
Bilder zu überlagern)
zu einem Ergebnis führen, das
das Ergebnis von demjenigen mit nur einem vorausgewählten Bit
abweichen lässt.
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Bei diesem Vorgehen braucht die Interpretiererfunktion
des Kontrollers 17 wegen der Verwendung dieser Erfindung
nicht angepasst werden, da diese Funktion mit Bitmaps in der ursprünglichen
Auflösung
arbeitet. Eine solche Anpassung würde kostspielig sein, da viele
von den Steueraspekten des Druckers 1 für die ursprüngliche höhere Auflösung konstruiert worden sind.
In diesem Sinn ist die Auflösungsreduktion
transparent für
die Interpretierfunktion.
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Das von 600 mal 600 auf 300 mal 300
reduzierte Bitmap wird vorzugsweise gedruckt, indem die zwei angrenzenden
Zeilenscans für
eine 600-mal-600-Auflösung
sind, wobei aber die Daten diejenigen von derselben Zeile des Bitmap
sind und die horizontalen Längen
für jeden
Bildpunkt verdoppelt sind, gefolgt von den nächsten zwei angrenzenden Zeilen,
die durch die nächsten
zwei angrenzenden Zeilenscans in einer 600-mal-600-Auflösung sind, wobei aber die Daten
diejenigen von derselben Zeile des Bitmap sind und die horizontalen
Zeilen für jeden
Bildpunkt verdoppelt sind, und fortsetzend auf dieselbe Weise für sämtliche
Daten. Jedoch ist jegliches gewöhnliche
Drucken der reduzierten Daten wie 300-mal-300-dpi-Daten konsistent mit dieser Erfindung.
Außerdem
verbessert die Verwendung von Auflösungsverbesserungstechniken
bei den 300-mal-300-Daten die visuelle Ausgabe und wird deshalb
normalerweise verwendet.
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Obwohl diese Erfindung den Verlust
von Daten beinhaltet, wird sie zu der Alternative von bekannten
Komprimierungstechniken, die einen Verlust von Daten beinhalten,
für viel
wünschenswerter
gehalten. Solche Komprimierungstechniken erfordern häufig eine
extensive Berechnung z. B. die diskrete Kosinustransformation. Weiter,
da die Daten dieser Erfindung leicht zu der höheren Auflösung rückgestellt werden, tritt keine "Blockier"-Situation in Bezug
zum Mischen der Daten mit anschließenden Daten auf, wie es für einige "Nachbarschafts-Mittelwertbildungs"-Komprimierungstechniken
der Fall ist. Auch ermöglicht
die leichte Rückstellung
dieser Erfindung, dass der Kontroller 17 fortfährt, um
die Hochauflösungsdaten
mit einem Abschnitt des Bildes zu platzieren, der zuvor reduziert
worden ist.
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Wie mit jeglicher Modifikation, die
einen Verlust an Daten beinhaltet, weist das endgültige Bild
einen Verlust an Einzelheit auf. Jedoch erzeugt diese Erfindung,
die eine Auflösungsverbesserung
verwendet, die für
gewöhnlichen
300-mal-300-Text
gedacht ist, 300-mal-300-Drucktext von 600-mal-600-Daten, was schwierig
mit dem nackten Auge vom Drucken durch die 600-mal-600-Daten mit
Auflösungsverbesserung
zu unterscheiden ist.
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Es ist offensichtlich möglich, nur
einen Abschnitt der Seite zu approximieren. Dies ermöglicht eine
Wahl, welche Abschnitte von welchem Abschnitt des Seitenbitmap die
genaueste Wiedergabe für
das ursprüngliche
Bild aufweisen sollten.
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Variationen und Anpassungen dieser
Erfindung sind ersichtlich und können
im voraus erkannt werden. Es wird um eine Patentdeckung nachgesucht,
wie gesetzlich vorgesehen, mit speziellem Bezug auf die begleitenden
Ansprüche.