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Die vorliegende Erfindung betrifft
im allgemeinen Verfahren zum Drucken von Bildern unter Verwendung
von Druckvorrichtungen, und im besonderen ein Verfahren zum Darstellen
von Halbtönen
von Bildern durch das Bilden von Punkten durch die Darstellung von
Tönen auf
Bereichsbasis.
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Druckvorrichtungen, die Buchstaben
und Bilder durch das Drucken von Punkten bilden, stellen durch Einstellen
eines Verhältnisses
eines mit Punkten belegten Bereiches zu einem Einheitsbereich Halbtöne dar. Zum
Beispiel wird ein quadratischer Bereich von 8 × 8 Punkten oder 16 × 16 Punkten
als eine Einheit behandelt, und Halbtöne werden dargestellt, indem
die Anzahl von innerhalb dieses Bereiches gedruckten Punkten eingestellt
wird. Wenn entschieden wird, ob ein Punkt an einer gegebenen Punktposition
innerhalb dieses Bereiches zu drucken ist, wird ein Pegel der eingegebenen
Bilddaten mit einem Schwellenwert verglichen, der dem gegebenen
Punkt zugeordnet ist.
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Wenn ein Binärwertdrucker verwendet wird,
kann zum Beispiel der Einsatz einer 8-mal-8-Matrix 64 Halbtöne darstellen,
und der Einsatz einer 16-mal-16-Matrix kann 256 Halbtöne darstellen.
Im allgemeinen wird bei der Halbtondarstellung auf Bereichsbasis
eine M-mal-N-Punkte-Matrix verwendet, um M × N × (k – 1) + 1 Halbtöne darzustellen,
wobei k die Anzahl von Pegeln ist, die ein Punkt darstellen kann.
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Bei der Halbtondarstellung ist eine
Entscheidung bezüglich
jedes Bilddatenpegels hinsichtlich dessen zu treffen, wie viele
Punkte an welcher Position einer Matrix gebildet werden. Eine Raster-Matrix
ist ein typisches Beispiel für
eine Matrix, die bei solch einer Entscheidung verwendet wird. Indem
eine Raster-Matrix definiert wird, wird eine Tonkurve geschaffen,
um eine Beziehung zwischen Pegeln der eingegebenen Bilddaten und
Druckdichten zu definieren.
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Im allgemeinen ist es vorzuziehen,
Charakteristiken einer Tonkurve so festzulegen, daß die Tonkurve eingegebene
Bilder gemäß Charakteristiken
des eingegebenen Bildes angemessen darstellen kann. Zum Beispiel
kann ein Histogramm von Pegeln hinsichtlich Bilddaten erhalten werden,
und eine Tonkurve kann so definiert werden, um einen größeren dynamischen
Halbtondarstellungsbereich bei Pegeln zu haben; bei denen eine größere Anzahl
von Pixels existiert. Solch eine Tonkurve kann Druckcharakteristiken
verstärken.
Diese Technik ist in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen
Nr. 1-237142 und Nr. 63-181568 offenbart.
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Die Technik der obenerwähnten Druckschriften
ist jedoch mit dem Problem behaftet, daß die auf der Basis der eingegebenen
Bilddaten definierte Tonkurve Charakteristiken von Druckvorrichtungen
nicht reflektiert.
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Drucker bilden im allgemeinen Punkte,
die einen Durchmesser haben, der größer als eine Punktteilung ist,
und eine herkömmliche
Einstellung ist so, daß der
Punktdurchmesser 1,4 mal so groß wie
die Punktteilung ist. Die Verwendung dieses Punktdurchmessers gewährleistet,
daß benachbarte
Punkte richtig verbunden sind, wenn eine Diagonale mit einer Linienbreite
von einem Punkt gebildet wird. Falls der Punktdurchmesser der Punktteilung
gleich ist, erscheint eine Diagonale als gepunktete Linie, und es
entstehen kleine weiße
Lücken,
wenn angenommen wird, daß alle
Bereiche in Schwarz gedruckt werden sollen. Um dies zu vermeiden, wird
der Punktdurchmesser so festgelegt, um etwas größer als das 1,4 fache der Punktteilung
zu sein.
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Die Verwendung eines Punktdurchmessers,
der größer als
die Punktteilung ist, führt
zu einem Problem bei der Halbtondarstellung, wenn Druckvorrichtungen
verwendet werden.
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Wenn zum Beispiel eine 2-mal-2-Matrix
zur Halbtondarstellung verwendet wird, können drei Halbtöne zwischen
0% und 100% des Tons dargestellt werden, d. h., es werden Halbtöne von 25%,
50% und 75% dargestellt. Um zum Beispiel den Halbton von 25% darzustellen,
wird einer der vier Punkte gedruckt. Falls der Punktdurchmesser
jedoch 1,4 mal so groß wie
die Punktteilung ist, wird das Bilden eines Punktes bei dem Versuch,
ein Bereichsverhältnis
eines gepunkteten Bereichs zu dem gesamten Matrixbereich von 0,25
zu erreichen, zu einem Bereichsverhältnis von 0,385 führen. Aus
dem gleichen Grund wird ein beabsichtigtes Bereichsverhältnis von
50% zu einem Bereichsverhältnis
von 0,77 führen,
und ein beabsichtigtes Bereichsverhältnis von 75% wird schließlich ein
Bereichsverhältnis
von 1,02 hervorbringen.
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Demzufolge muß eine Tonkurve unter Berücksichtigung
eines Punktdurchmessers einer Druckvorrichtung definiert werden,
wenn eine Halbtondarstellung zum Einsatz kommt.
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Ferner sollte über die Anzahl von Punkten,
die bei der Halbtondarstellung gedruckt werden, auf der Basis einer
tatsächlich
gedruckten Helligkeit entschieden werden. Die Helligkeit, die ein
Maß ist,
das von Empfindlichkeitscharakteristiken des menschlichen Sehvermögens abgeleitet
wird, wird als 100 angenommen, wenn eine Oberfläche ein vollkommen diffuser
Reflektor ist, und als null, wenn keine Reflexion vorhanden ist. Idealerweise
entspricht Weiß auf
einer Druckoberfläche
einer Helligkeit von 100, und Schwarz auf der Druckoberfläche ist
einer Helligkeit von null gleich. In eigentlichen Druckvorrichtungen
stimmt Weiß ohne
gedruckten Punkt jedoch mit der Helligkeit einer Papieroberfläche überein und
entspricht etwa einer Helligkeit von 90. Ferner stimmt Schwarz,
das durch das Bilden aller Punkte entsteht, mit der Helligkeit der
schwarzen Tinte überein und
entspricht ungefähr
einer Helligkeit von 20.
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Deshalb ist es Notwendigkeit, Halbtonbilder
unter Verwendung einer Tonkurve darzustellen, die einen Punktdurch messer
einer Druckvorrichtung berücksichtigt,
die die Halbtondarstellung auf Bereichsbasis nutzt, die auf der
Bildung von Punkten beruht.
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Die europäische Patentanmeldung Nr. 0687102
offenbart ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbildes, bei dem
eine Vielzahl von Tonkurven vorgesehen wird, wobei jede Tonkurve
einem jeweiligen Punkttyp entspricht. Die Tonkurven berücksichtigen
jedoch nicht das Überlappen
von gedruckten Punkten.
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Die europäische Patentanmeldung Nr. 0629079
offenbart ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbildes aus einem
Graustufenbild unter Verwendung einer Raster-Matrix. Die Raster-Matrix
umfaßt
eine Vielzahl von Mustern. Die Muster in der Raster-Matrix können auf
der Basis des Tonreflexionsvermögens
der Muster bestimmt werden.
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Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhalten
einer Vielzahl von Tonkurven vorzusehen, die das Überlappen
von gedruckten Punkten berücksichtigen.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Erhalten einer Vielzahl von Tonkurven
zur Verwendung durch einen Drucker bei einer Halbtondarstellung
von Bilddaten vorgesehen,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte für
jede Tonkurve:
Zuordnen von Punkten zu einem Einheitsbereich
der Halbtondarstellung gemäß einer
Raster-Matrix;
Teilen des Einheitsbereiches in Mikroblocke,
die in der Größe kleiner
als die Punkte sind;
Zählen
der Anzahl von Mikroblöcken,
die durch die Punkte bedeckt sind, unter Berücksichtigung einer Überlappung
der Punkte, um dadurch eine Beziehung zwischen Anzahlen von Punkten
und dem Bereich, der durch die Punkte belegt ist, innerhalb des
Einheitsbereiches zu bestimmen; und
Bilden der Tonkurve unter
Berücksichtigung
der Beziehung zwischen Anzahlen von Punkten und dem Bereich, der
durch die Punkte belegt ist, innerhalb des Einheitsbereiches.
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Bei diesem Verfahren wird die Anzahl
von gedruckten Punkten zum Darstellen eines gewünschten Bildpegels auf der
Basis eines tatsächlichen
Bereichsverhältnisses
bestimmt, wodurch eine Überlappung
von Punkten berücksichtigt
wird, die durch einen Punktdurchmesser verursacht wird, der größer als
eine Punktteilung ist. Dadurch wird eine hohe Qualität von gedruckten
Bildern erreicht. Dieselben verbesserten Resultate werden durch
eine äquivalente
Vorrichtung erreicht.
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Das oben beschriebene Verfahren kann
ferner einen Schritt zum Definieren der Vielzahl von Tonkurven derart
umfassen, daß Weiß gleich
der Helligkeit von Papier ist, das zum Drucken verwendet wird, und Schwarz
gleich der Helligkeit von Schwarz ist, das durch den Drucker gedruckt
wird.
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Bei diesem Verfahren wird die Vielzahl
von Tonkurven auf der Basis der Helligkeit eines tatsächlichen Drucks
statt auf der Basis von idealen Bedingungen unter Annahme einer
Helligkeit von 100 für
Weiß und
einer Helligkeit von 0 für
Schwarz definiert. Dies führt
zu einer hohen Qualität
von gedruckten Bildern. Dieselben verbesserten Resultate werden
durch eine äquivalente
Vorrichtung erreicht.
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Andere Ziele und weitere Merkmale
der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm einer Ausführungsform
einer Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das Steuerfunktionen zeigt, die verwendet werden,
wenn Bilddaten unter Verwendung des Personalcomputers und des Druckers
von 1 gedruckt werden;
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3 eine
illustrative Zeichnung zum Erläutern
eines Bereichsverhältnisses
ist;
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4 eine
illustrative Zeichnung ist, die eine Raster-Matrix zeigt, die eine
Ordnung einer Punktanordnung definiert;
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5 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel für
eine Tonkurve zeigt;
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6 ein
Diagramm ist, das eine Vielzahl von Tonkurven zeigt, die in der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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7 eine
Tabelle ist, die ein Beispiel für
Kriterien zeigt, die zum Selektieren einer Tonkurve verwendet werden;
und
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8 ein
Flußdiagramm
eines Prozesses zum Selektieren einer Tonkurve ist, wobei Selektionskriterien
von 7 zum Einsatz kommen.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
einer Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden. Erfindung.
Die Ausführungsform
von 1 basiert auf dem
Beispiel eines Druckers, der mit einem Personalcomputer verbunden
ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration
begrenzt, und sie ist auf all jene Druckvorrichtungen anwendbar,
bei denen eine Halbtondarstellung auf Bereichs basis zum Einsatz
kommt, die auf der Bildung von Punkten beruht.
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Die Druckvorrichtung von 1 enthält einen Personalcomputer 10 und
einen Drucker 20, der mit dem Personalcomputer 10 verbunden
ist.
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Der Personalcomputer 10 enthält eine
CPU 11, einen RAM 12, einen ROM 13, Schnittstellen 14 und 15 und
einen Sekundärspeicher 16.
Der Personalcomputer 10 ist mit einer Anzeigevorrichtung 21,
einer Eingabevorrichtung 22 und einer externen Speichervorrichtung 23 über die
Schnittstelle 14 verbunden, Die Anzeigevorrichtung 21 zeigt
verschiedene Arten von Daten an, wenn der Personalcomputer 10 in
Betrieb ist, und enthält
eine CRT-Anzeige oder dergleichen. Die Eingabevorrichtung 22 empfängt Eingangsdaten
zum Betreiben des Personalcomputers 10 und enthält eine
Tastatur und eine Maus oder dergleichen. Die externe Speichervorrichtung 23 liest
Daten von einem Speichermedium 24, um die Daten dem Personalcomputer 10 zuzuführen, und
schreibt Daten von dem Personalcomputer 10 in das Speichermedium 24.
Der Drucker 20 ist mit der Schnittstelle 15 verbunden.
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Der Drucker 20 empfängt Bilddaten
von dem Personalcomputer 10 und bildet Punkte, um die Bilddaten im
Halbton durch Halbtondarstellung auf Bereichsbasis darzustellen.
Der Drucker 20 wird durch einen Druckertreiber gesteuert,
der in dem Personalcomputer 10 eingebaut ist.
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In dem Personalcomputer 10 werden
Softwareprogramme wie etwa der Druckertreiber und Anwendungsprogramme
durch die CPU 11 ausgeführt.
Die CPU 11 führt
den Druckertreiber aus, um den Drucker 20 über die
Schnittstelle 15 zu steuern, und steuert ferner die Anzeigevorrichtung 21,
die Eingabevorrichtung 22 und die externe Speichervorrichtung 23 unter
Verwendung von anderen Steuerprogrammen.
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Das Speichermedium 24 sieht
Softwareprogramme wie etwa den Druckertreiber und Anwendungsprogramme
vor und enthält
eine Diskette, eine CD-ROM oder dergleichen. Die Softwareprogramme
werden von dem Speichermedium 24 über die externe Speichervorrichtung 23 in
dem Sekundärspeicher 16 gespeichert. Programme,
die in dem Sekundärspeicher 16 gespeichert
sind, werden in den Speicherraum des RAM 12 geladen und
durch die CPU 11 ausgeführt.
Der ROM 13 speichert Basisprogramme oder dergleichen zum
Steuern des Personalcomputers 10.
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In der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung enthält
der Druckertreiber zum Steuern des Druckers 20 Daten von
einer Vielzahl von Tonkurven, die Charakteristiken des Druckers 20 berücksichtigen.
Wenn Bilddaten gedruckt werden, selektiert die CPU 11 eine
geeignete Tonkurve von der Vielzahl von Tonkurven auf der Basis
der Charakteristiken der Bilddaten. Der Druckertreiber steuert den
Drucker 20, um die Bilddaten unter Verwendung der selektierten
Tonkurve zu drucken.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen zeigt, die verwendet werden,
wenn die Bilddaten unter Verwendung des Personalcomputers 10 und
des Druckers 20 gedruckt werden.
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Ein Druckertreiber 30 von 2 enthält
eine Tonkurvenselektionseinheit 31, eine Eingabe/Ausgabe-Konvertierungseinheit
32 und eine Vielzahl von Tonkurven 33 bis 35.
Obwohl bei diesem Beispiel drei Tonkurven vorgesehen sind, kann
eine beliebige Anzahl von Tonkurven bei der vorliegenden Erfindung
vorgesehen sein. Die Tonkurvenselektionseinheit 31 selektiert
eine Tonkurve von den Tonkurven 33 bis 35 auf
der Basis der Bilddaten, die in einem Eingangsbilddatenspeicher 40 gespeichert
sind, der zum Beispiel dem RAM 12 von 1 entspricht. Unter Verwendung der selektierten Tonkurve
konvertiert die Eingabe/Ausgabe-Konvertierungseinheit 32 die Bilddaten
von dem Eingangsbilddatenspeicher 40. Die Eingabe/Ausgabe-Konvertierungseinheit
32 führt
die konvertierten Bilddaten einem Bildspeicher 41 des Druckers 20 zu.
Der Drucker 20 druckt die konvertierten Bilddaten, die
in dem Bildspeicher 41 gespeichert sind. Die Tonkurven 33 bis 35 werden
unter Berücksichtigung
von Druckcharakteristiken des Druckers 20 erzeugt. Im einzelnen
werden sie durch das Zerlegen in Faktoren in einem Verhältnis eines
Punktdurchmessers zu einer Punktteilung des Druckers 20,
der tatsächlich
gedruckten Helligkeit, etc. erzeugt.
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Auf diese Weise bereitet die vorliegende
Erfindung die Vielzahl von Tonkurven unter Berücksichtigung der Druckcharakteristiken
des Druckers vor und selektiert eine der Tonkurven auf der Basis
der Charakteristiken der zu druckenden Bilddaten. Dadurch wird eine
optimale Halbtondarstellung erreicht, die die Druckcharakteristiken
des Druckers sowie die Charakteristiken der Bilddaten berücksichtigt,
wodurch eine hohe Druckqualität
vorgesehen wird.
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Im folgenden wird ein Verfahren zum
Bilden einer Vielzahl von Tonkurven beschrieben, die die Charakteristiken
des Druckers 20 berücksichtigen.
Zwecks Vereinfachung der Erläuterung
wird das Drucken von monochromen Bilddaten als Beispiel genommen,
und es wird angenommen, daß jedes
Pixel der Bilddaten einen der 256 verschiedenen Pegel in dem Bereich
von 0 bis 255 hat.
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Eine Beziehung zwischen einem Bereichsverhältnis und
der Anzahl von gedruckten Punkten muß erhalten werden., um zu entscheiden,
wie viele Punkte gebildet werden sollten, um ein gegebenes Bereichsverhältnis zu
erreichen. Das Verhältnis
des Punktdurchmessers zu der Punktteilung beträgt nicht eins, wie zuvor beschrieben,
und ferner überlappen
die gedruckten Punkte einander, Auf Grund dessen kann die Bezie hung zwischen
dem Bereichsverhältnis
und der Anzahl von gedruckten Punkten nicht als einfache Formel
erhalten werden. In Anbetracht dessen wurde eine Computersimulation
ausgeführt,
um 64 verschiedene Töne
unter Verwendung einer 8-mal-8-Matrix darzustellen, und Bereiche,
die durch gedruckte Punkte innerhalb einer Matrix bedeckt waren,
wurden gezählt.
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Um die Bereiche zu zählen, wird
ein Ein-Punkt-Intervall in Mikroblöcke geteilt, die in einer 80-mal-80-Matrix
angeordnet sind. Das heißt,
die 8-mal-8-Matrix wird in 8 × 8 × 80 × 80 Mikroblöcke geteilt. Wenn
der Punktdurchmesser der Punktteilung gleich ist, wird zum Beispiel
die Bildung von einem Punkt zu einem Kreis mit einem Durchmesser
von 80 Mikroblöcken
führen.
Indem die Anzahl von Mikroblöcken
gezählt wird,
die durch die gedruckten Punkte bedeckt sind, wird der Druckbereich
gemessen. Ein gegebener Mikroblock kann auf Grund der Überlappung
der Punkte mehr als einmal gedruckt werden. Selbst in solch einem Fall
kann jedoch das Bereichsverhältnis
gemessen werden, ohne die Überlappungspunkte öfter zu
zählen. Das
heißt,
die Anzahl von Mikroblökken,
die durch die gedruckten Punkte bedeckt sind, wird auf der Basis
dessen gezählt,
ob gegebene Blöcke
bedeckt sind oder nicht, ungeachtet dessen, wie viele Male die gegebenen Blöcke durch
die gedruckten Punkte bedeckt sind.
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Bei dieser Simulation wurden 64 verschiedene
Töne dargestellt,
und die Anzahl von Mikroblöcken,
die durch die gedruckten Punkte bedeckt waren, wurde bezüglich jedes
Tons gezählt.
Das Bereichsverhältnis
wurde bezüglich
jedes Tons als (Anzahl der bedeckten Mikroblöcke / Anzahl aller Mikroblöcke innerhalb
der Matrix) erhalten.
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3 ist
eine illustrative Zeichnung zum Erläutern des Bereichsverhältnisses. 3 zeigt einen Fall, bei
dem eine Punktteilung in einer 4-mal-4-Matrix aus 5 mal 5 Mikro blöcken gebildet
ist. In 3 sind zwei Punkte
gebildet. Bei diesem Beispiel hat jeder der Punkte eine runde Form
mit einem Durchmesser von 7 (= 1,4 × 5) Mikroblöcken. In 3 beträgt die Anzahl von Mikroblöcken, die
durch die zwei Punkte bedeckt sind, 66, und daher wird das Bereichsverhältnis von
0, 165 (= 66 / (20 × 20))
erhalten.
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Bei dieser Simulation wurde eine
konzentrierte Raster-Matrix
des 106-Zeilen-45°-Typs
zum Definieren einer Ordnung verwendet, in der Punkte gedruckt wurden. 4 ist eine illustrative
Zeichnung, die diese Raster-Matrix zeigt, die die Ordnung der Punktanordnung
definiert. Wenn sich ein Ton von einer weißeren Seite zu einer schwärzeren Seite
um einen Ton verändert,
wird ein neuer Ton in einer in 4 gezeigten
Ordnung erzeugt. Da die Ordnung der Punktanordnung das Überlappen
der Punkte beeinflußt,
sollte über
eine Ordnung, in der Punkte gedruckt werden, im voraus entschieden
werden, wie oben beschrieben.
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Die Computersimulation erfolgte bezüglich verschiedener
Parameterwerte, indem (Punktdurchmesser / Punktteilung) als Parameter
verwendet wurde. Dieser Parameter wurde auf einen Bereich zwischen
1 und 2 festgelegt. Das heißt,
untersuchte Fälle
enthielten den Fall; bei dem der Punktdurchmesser in einem Extrem der
Punktteilung gleich war, und den Fall, bei dem der Punktdurchmesser
im anderen Extrem doppelt so groß wie die Punktteilung war,
und mehrere dazwischenliegende Fälle.
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Resultate der Simulation wurden als
Beziehung zwischen dem Bereichsverhältnis und der Anzahl von Punkten
graphisch dargestellt, und eine Regressionskurve zweiter Ordnung
wurde angepaßt,
um die folgenden Näherungen
zu erhalten.
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Punkt
Näherung
Durchmesser
Bei diesen Näherungen
bezeichnet X die Anzahl der Punkte (von 1 bis 64) und a das Bereichsverhältnis. Das Bereichsverhältnis, wenn
die Anzahl der Punkte zum Beispiel
10 beträgt, wird
erhalten, indem 10 bei den obigen Näherungen für X eingesetzt wird. Wenn der
Punktdurchmesser des Druckers
20 zum Beispiel
1,
4 Punktteilungen
ausmacht, wird die Näherung
für den
Punktdurchmesser von 1,4 verwendet.
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Auf die oben beschriebene Weise wird
die Beziehung zwischen dem Bereichsverhältnis und der Anzahl von gedruckten
Punkten erhalten.
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Im folgenden wird eine Beziehung
zwischen dem Bereichsverhältnis
und der Helligkeit L* erhalten. Diese Beziehung kann aus der Yule-Nielsen-Formel
abgeleitet werden. Die Yule-Nielsen-Formel wird dargestellt als: ODs = –n Log {1 – a(1 – 10–(ODs/n)} (8) Dabei ist L = 116 (Y/Y0)1/3 – 16 (9) ODs = – Log(Y/Y0) (10) wobei L
die Helligkeit, a das Bereichsverhältnis, n ein Yule-Nielsen-Koeffizient
und ODs eine maximale Dichte ist. Y ist ein gemessener Y-Wert, und
Y0 ist ein Basiswert des Y-Wertes.
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Aus der Gleichung (8), (9) und (10)
wird (L + 16)/1163/n = 1 – a
(1 – 10–(ODs/n)) (11) erhalten.
Durch das Lösen
dieser Gleichung bezüglich
des Bereichsverhältnisses
a wird a = {1 – (L + 16)/1163/n}/(1 – 10–(ODs/n)) (12) erhalten.
In der Ausführungsform
wird der Yule-Nielsen-Koeffizient
auf 2,7 festgelegt, und die maximale Dichte ODs beträgt 1,4.
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Die Gleichung (12) gibt eine Beziehung
zwischen dem Bereichsverhältnis
a und der Helligkeit L an und wird null, wenn die Helligkeit L 100
beträgt.
Wie zuvor erwähnt,
hat jedoch ein weißes
Blatt Papier, das beim Drucken verwendet wird, eine Helligkeit von
etwa 90, die kleiner als die ideale Helligkeit von 100 ist. Angesichts dessen
wird 116 in der Gleichung (12) durch (LW + 16) ersetzt, um ein Bereichsverhältnis von
null bei der Helligkeit von weißem
Papier LW zu haben. Dadurch wird eine Bedingung erreicht, bei der
die Anzahl von gedruckten Punkten null ist, wenn die Helligkeit
von weißem
Papier LW verlangt wird. Nach diesem Ersetzen wird eine Beziehung
zwischen dem Bereichsverhältnis
a und der Helligkeit L erhalten als: a = {1 – (L
+ 16)/(LW + 16)3/n}/(1 – 10–(ODs/n)) (13)
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Wenn die Helligkeit von weißem Papier
LW 90 ist, beträgt
(LW + 16) 106, Gemäß der Gleichung
(13) ist deshalb das Bereichsverhältnis a null, d. h., die Anzahl
von gebildeten Punkten ist null, wenn die Helligkeit L von 90 verlangt
wird.
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Es wird angenommen, daß das Bereichsverhältnis a
1,0 in bezug auf das dunkelste Schwarz beträgt, ungeachtet einer tatsächlichen
Helligkeit L von dem gedruckten Schwarz. Denn es muß verhindert
werden, daß weiße Punkte
auf Grund des Fehlens von schwarzen Punkten erscheinen, wenn der
gedruckte Bereich völlig
schwarz sein soll.
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Auf diese Weise wird solch eine Beziehung
zwischen dem Bereichsverhältnis
und der Helligkeit hergestellt, daß das Bereichsverhältnis null
wird, wenn die Helligkeit des weißen Papiers verlangt wird,
und das Bereichsverhältnis
1,0 wird, wenn die maximale Dichte verlangt wird.
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Die Beziehung zwischen dem Bereichsverhältnis und
der Anzahl von gedruckten Punkten sowie die Beziehung zwischen dem
Bereichsverhältnis
und der Helligkeit werden zum Erhalten einer Beziehung zwischen
der Anzahl von gedruckten Punkten und der Helligkeit verwendet.
Dadurch wird eine Antwort darauf erhalten, wie viele Punkte gebildet
werden müssen,
wenn eine gegebene Helligkeit verlangt wird.
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Eine Beziehung zwischen einer gewünschten
Helligkeit und einem Bilddatenpegel wird als Tonkurve vorgesehen,
die eine Helligkeit definiert, die einem gegebenen Bilddatenpegel
zugeordnet werden sollte. Um Pegel-Helligkeits-Konvertierungscharakteristiken
zu realisieren, die durch die Tonkurve spezifiziert sind, sollte eine
geeignete Anzahl von Punkten angesichts eines gegebenen Bilddatenpegels
gedruckt werden, um eine gewünschte
Helligkeit zu erreichen. Da die Beziehung zwischen der Helligkeit
und der Anzahl von gedruckten Punkten schon bekannt ist, wie oben
beschrieben, kann eine zweckmäßige Raster-Matrix
gebildet werden, um eine zweckmäßige Anzahl
von Punkten bezüglich
eines gegebenen Bilddatenpegels zu drucken. Diese Raster-Matrix
erreicht nämlich
die Pegel-Helligkeits-Konvertierungscharakteristiken der Tonkurve.
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5 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für
eine Tonkurve zeigt. Eine Raster-Matrix, die zu der Tonkurve von 5 paßt, wird wie folgt gebildet.
Zuerst werden die Bildpegel im Bereich von 0 bis 255 in 64 Bildpegel
zwischen 0 und 63 konvertiert, und dann wird eine Helligkeit bezüglich jedes
Bildpegels unter Verwendung der Tonkurve erhal ten. Als nächstes wird
ein Bereichsverhältnis,
das erforderlich ist, um die erhaltene Helligkeit zu erreichen,
unter Verwendung des Gleichung (13) abgeleitet. Schließlich wird
die Anzahl von gedruckten Punkten, mit der das erhaltene Bereichsverhältnis erreicht
wird, unter Verwendung von einer der Gleichungen (1) bis
(7) erhalten. Auf diese Weise wird entschieden, wie viele
Punkte bezüglich
jedes Pegels der 64 Bildpegel gebildet werden müssen. Das heißt, eine
8-mal-8-Raster-Matrix
entsprechend der Tonkurve von 5 wird
erhalten.
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Eine 16-mal-l6-Raster-Matrix kann
erzeugt werden, indem jedes Intervall zwischen den Schwellenwerten
der 8-mal-8-Matrix
in vier gleiche Intervalle geteilt wird. Es ist jedoch offensichtlich,
daß Gleichungen
entsprechend den Gleichungen (1) bis (7) hinsichtlich
einer 16-mal-l6-Matrix vorbereitet werden können. Auf diese Weise kann
eine 16-mal-16-Raster-Matrix
direkt erhalten werden, ohne eine 8-mal-8-Raster-Matrix als Zwischenmatrix abzuleiten.
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Wie oben beschrieben, wird eine Raster-Matrix
erhalten, die zu einer gewünschten
Tonkurve paßt,
indem ein Verhältnis
zwischen dem Punktdurchmesser und der Punktteilung in einem Drucker
sowie eine tatsächliche
Druckdichte des Druckers berücksichtigt
werden.
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6 ist
ein Diagramm, das eine Vielzahl von Tonkurven zeigt, die in der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie bei dem Beispiel
von 6 gezeigt, sind
vier Tonkurven für
vier verschiedene Bilder vorgesehen, die ein allgemeines Bild, ein
dunkles Bild, ein mittleres Bild und ein helles Bild enthalten.
Um zu entscheiden, welche Tonkurve zu verwenden ist, wird eine Prüfung diesbezüglich vorgenommen,
ob ein gegebenes Pixel von Bilddaten zu einer Zone mit dunklem Pegel,
einer Zone mit mittlerem Pegel oder einer Zone mit hellem Pegel
gehört, wodurch
die Pegel zwischen 0 und 255 in drei Zonen geteilt werden. Die Entscheidung
wird auf der Basis eines Gleichgewichtes zwischen den Artzahlen
von Pixels in den drei Zonen getroffen. Die Zone mit dunklem Pegel,
die Zone mit mittlerem Pegel und die Zone mit hellem Pegel rangieren
zum Beispiel zwischen 0 und 85, zwischen 86 und 170 und zwischen
171 und 255.
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7 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel für
Kriterien zeigt, die zum Selektieren einer Tonkurve verwendet werden.
Alle Pixels eines Bildes werden darauf geprüft, was für Pegel sie haben. Falls Pixels
in der Zone mit hellem Pegel 60% der Gesamtheit ausmachen und jene
in der Zone mit dunklem Pegel zum Beispiel 3% ausmachen, wird eine
Tonkurve für
ein helles Bild selektiert. Wenn die Verteilung von Pixelpegeln
mit keiner der Bedingungen von 7 übereinstimmt,
wird eine Tonkurve für
ein allgemeines Bild selektiert.
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8 ist
ein Flußdiagramm
eines Prozesses zum Selektieren einer Tonkurve, wobei die in 7 gezeigten Selektionskriterien
verwendet werden.
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Bei Schritt S1 wird ein Pegel eines
in einem Bitmap-Speicher
gespeicherten Pixels geprüft,
und ein Zählwert
dieses Pegels wird um 1 inkrementiert.
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Bei Schritt S2 wird eine Prüfung diesbezüglich vorgenommen,
ob das Schreiben von Bilddaten in den Bitmap-Speicher beendet ist.
Falls dies der Fall ist, geht das Verfahren zu Schritt S4 über. Anderenfalls
geht das Verfahren zu Schritt S3 über.
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Bei Schritt S3 wird ein nächstes Pixel
in dem Bitmap-Speicher
gespeichert. Das Verfahren kehrt zu Schritt S1 zurück.
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Bei Schritt S4 wird eine Summe von
Zählwerten
bezüglich
Pegel zwischen 0 und 85 erhalten. Diese Summe wird als "dunkel"
bezeichnet. Das heißt,
die Anzahl von Pixels, die zu der Zone mit dunklem Pegel gehören, wird
als "dunkel" erhalten.
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Bei Schritt S5 wird eine Summe von
Zählwerten
bezüglich
Pegel zwischen 86 und 170 erhalten. Diese Summe wird als "mittel"
bezeichnet. Das heißt,
die Anzahl von Pixels, die zu der Zone mit mittlerem Pegel gehören, wird
als "mittel" bezeichnet.
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Bei Schritt S6 wird eine Summe von
Zählwerten
bezüglich
Pegel zwischen 171 und 245 erhalten. Diese Summe wird als "hell"
bezeichnet. Das heißt,
die Anzahl von Pixels, die zu der Zone mit hellem Pegel gehören, wird
als "hell" bezeichnet.
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Bei Schritt S7 wird die Summe aus
"dunkel", "mittel" und "hell" berechnet, um die Gesamtanzahl von Pixels
zu erhalten, die als "alle" bezeichnet wird.
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Bei Schritt S8 wird eine Prüfung diesbezüglich vorgenommen,
ob die Anzahl von Pixels in der Zone mit dunklem Pegel 50% der Gesamtheit überschreitet
(dunkel/alle ≥ 0,5)
und die Anzahl von Pixels in der Zone mit hellem Pegel unter 5%
der Gesamtheit liegt (hell/alle < 0,05).
Falls die Antwort bejahend ist, geht das Verfahren zu Schritt S9 über. Anderenfalls
geht das Verfahren zu Schritt S10 über.
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Bei Schritt S9 wird eine Tonkurve
für ein
dunkles Bild von der Vielzahl von Tonkurven selektiert.
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Bei Schritt S10 wird eine Prüfung diesbezüglich vorgenommen,
ob die Anzahl von Pixels in der Zone mit hellem Pegel 50% der Gesamtheit überschreitet
(hell/alle ≥ 0,5)
und die Anzahl von Pixels in der Zone mit dunklem Pegel unter 5
a der Gesamtheit liegt (dunkel/alle < 0,05). Falls die Antwort bejahend
ist, geht das Verfahren zu Schritt 511 über. Anderenfalls geht das
Verfahren zu Schritt S12 über.
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Bei Schritt S11 wird eine Tonkurve
für ein
helles Bild von der Vielzahl von Tonkurven selektiert.
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Bei Schritt S12 wird eine Prüfung diesbezüglich vorgenommen,
ob die Anzahl von Pixels in der Zone mit mittlerem Pegel 90% der
Gesamtheit überschreitet
(mittel/alle > 0,9).
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Wenn dies der Fall ist, geht das
Verfahren zu Schritt S13 über.
Anderenfalls geht das Verfahren zu Schritt 514 über.
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Bei Schritt S13 wird eine Tonkurve
für ein
mittleres Bild von der Vielzahl von Tonkurven selektiert.
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Bei Schritt S14 wird eine Tonkurve
für ein
allgemeines Bild von der Vielzahl von Tonkurven selektiert. Damit
endet das Verfahren.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine
Vielzahl von Tonkurven vor, die auf verschiedene Bilder mit verschiedenen
Charakteristiken zugeschnitten sind, und erzeugt Raster-Matrizen für diese
Tonkurven unter Berücksichtigung
eines Verhältnisses
zwischen dem Punktdurchmesser und der Punktteilung des Druckers
sowie der tatsächlichen
Druckdichten des Druckers. Zu der Zeit des Druckens werden Bildcharakteristiken
geprüft, um
eine zweckmäßige Tonkurve
von der Vielzahl von Tonkurven zu selektieren, und Bilddaten werden
unter Verwendung der selektierten Tonkurve gedruckt. Dadurch wird
es möglich,
eine optimale Halbtondarstellung zu erreichen, die die Bildcharakteristiken
der Bilddaten und die Druckcharakteristiken des Druckers berücksichtigt,
wodurch ein Druck mit hoher Qualität erzeugt wird.
