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Die vorliegende Erfindung betrifft
digitale Anzeigevorrichtungen, wie z. B. Drucker und Computersysteme,
welche sie benutzen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verbesserung
einer farblichen Wiedergabe solcher Vorrichtungen.
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Zu einem beliebigen Zeitpunkt während der digitalen
Bildbearbeitung nimmt das Bild die Form eines Bildelements, oder "Pixel"-Werten, an, d. h.
Bildwerte an bestimmten Orten in dem Bild. Diese Werte sind notwendigerweise
quantisiert, da sie in digitaler Weise ausgedrückt werden, jedoch werden sie
trotzdem oft mit einem zunehmenden Maß an Wertauflösung ausgedrückt. Die
Grauschattierung in einem "schwarz
und weiß" Bild kann z. B.
mit 8 Bits oder mehr an Auflösung
ausgedrückt
werden, so dass das Pixel jeden von 256 oder mehr Werten annehmen kann.
Ein Farbbildpixelwert besteht typischerweise aus einer dreidimensionalen
Vektormenge. Falls jede Vektorkomponente mit 8 Bit Auflösung ausgedrückt wird,
resultiert daraus ein Spektrum von über 16 Millionen Farben.
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Andererseits arbeiten die meisten
Computer-betriebenen Druckvorrichtungen, wie z. B. Laser-, Punktmatrix-,
und Tintenstrahldrucker, in binärer Weise:
Das Ausgabemedium wird in eine Anzahl von Pixeln unterteilt, und
die Druckvorrichtung kann nur einen Punkt an dem Pixelort drucken
oder leer lassen: Es gibt gewöhnlicherweise
keine Auswahl an Punkt-Größe oder
Intensität.
Im Fall von monochromen Druckern werden alle Punkte in einer einzigen Farbe
gedruckt. In einem Farbdrucker kann der selbe Punkt in verschiedenen
Kombinationen der Basis-Farbkomponenten (z. B.
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Cyan, Magenta, und Gelb) des Druckers
gedruckt werden, jedoch hat wiederum jede Farbkomponente nur zwei
Werte: gedruckt oder nicht gedruckt.
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Um das darunterliegende, Hoch-Wert-Auflösungsbild
mit solch einer Niedrig-Wert-Auflösungsvorrichtung wiederzugeben,
muß das Hoch-Wert-Auflösungsbild
in ein binär
gewertetes Bildmuster umgewandelt werden, über welches das menschliche
Wahrnehmungssystem integriert, um eine Darstellung des Quellbildes
mit der höherwertigen
Auflösung
zu erzeugen. Der seit Generationen beim Drucken verwendete Halbton-Prozeß führt eine solche
Umwandlung durch.
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Ein weit verbreiteter Ansatz, das
Halbtonverfahren digital durchzuführen, wird "geordnetes Dithering" genannt. Elemente eines Dither-Feldes
von vorbestimmten und allgemein unterschiedlichen Schwellwerten
werden mit entsprechenden Bildpixeln assoziiert: Das Feld ist konzeptmäßig über dem Bild-Pixel-Feld
angeordnet. Falls das Dither-Feld kleiner
als das Bildfeld ist, wird das Dither-Feld repliziert und deckt
das Bildfeld in der Form von "Kacheln" ab, um ein Wiederholungsmuster
zu erzeugen. Jedes Pixel hat somit zwei konzeptmäßige Werte damit verbunden,
nämlich
den erforderlichen Pixel-Tonwert und das entsprechende Dither-Feld-Element.
Der Vergleich dieser beiden Werte ergibt den Wert dieses Pixels
in dem ausgegebenen, binär
gewerteten Bild.
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Viele Dither-Feld-Muster wurden vorgeschlagen
und benutzt, wobei jedes seine eigenen Vor- und Nachteile aufweist.
Der gewöhnliche
Dither-Typ vom "angehäuften Punkt" verwendet eine Dither-Matrix,
in welcher höhere
Werte dazu tendieren, in der Nähe anderer
höherer
Werte angehäuft
zu werden, und niedrigere Werte dazu tendieren, auch angehäuft zu werden.
Ein gleichförmiger
Grauwert tendiert dazu in dem binären Bild als Anhäufungen
von gedruckten Pixeln wiedergegeben zu werden, wobei die Häufungsgröße abhängt von
dem darunter liegenden Grauwert. Das sich ergebende Bild ist visuell ähnlich zu
denen mit dem traditionellen Halbton-Fotogravüre-Bildschirm erzeugten Bildern.
Ein Vorteil des Häufungs-Punkt-Ditherings
ist, dass es relativ nachsichtig mit der Unfähigkeit bestimmter Anzeigevorrichtungen
ist, isolierte Pixel anzuzeigen.
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Jedoch tendiert das Häufungs-Punkt-Dithering
nicht dazu, die offensichtliche Grauwertauflösung und Verteilungsfrequenz-Treue
zu erzielen, welche das Zerstreuungs-Punkt"Dithering" leistet. Das Merkmal dieses Dither-Typs
ist, dass große
und kleine Schwellwerte in dem Feld so gleichmäßig wie möglich verteilt sind. Solche
Felder tendieren dazu, eine relativ gute Treue hinsichtlich hoher
Verteilungsfrequenz zu erzielen, und sie sind auch für eine Auflösung mit
relativ feinem offensichtlichen Wert anerkannt.
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Druckschrift
US 4,809,063 offenbart ein Vielfarbdruckverfahren,
welches rechteckige Dither-Matrizen verschiedener Größe, Gestalt
und Anordnung der Schwellwerte für
verschiedene Farben benutzt, um Überlappung
von verschieden farbigen Tinten bei niedrigerer Gradation zu minimieren.
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Druckschrift
US 4,595,948 offenbart ein Vielfarb-Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
in welchem eine unterschiedliche Dither-Matrix für jede der drei Farben verwendet
wird. Die Schwellen in entsprechenden Zellen der drei Dither-Matrizen
werden derart ausgewählt,
dass ihre Summe in etwa die gleiche ist.
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Diese Erfindung stellt ein Verfahren
zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung mit Grob-Pixel-Wert-Auflösung bereit,
um ein Quellbild mit unterschiedlichen Farbkomponenten zu erzeugen,
wobei das Quellbild aus Quell-Farb-Pixel-Werten mit relativ feiner
Auflösung
besteht, wobei jeder Wert aus entsprechenden Quell-Farb-Komponenten-Werten
mit relativ feiner Auflösung
besteht, die Schritte umfassend:
Erzeugen von Quell-Bild-Signalen,
welche die Quell-Farb-Komponenten-Werte
repräsentieren;
und
Bestimmen von Ausgabe-Pixel-Werten eines Ausgabebildes,
welches aus Ausgabe-Pixel-Werten mit relativ grober Auflösung besteht,
durch Anwenden von entsprechenden Dither-Matrizen an den Werten der entsprechenden
Farbkomponenten des Quellbildes, wobei die an die Werte wenigstens
einer der Quellbild-Farbkomponenten angewandten Dither-Matrix verschieden
von der an die Werte wenigstens einer der anderen Quellbild-Farbkomponenten
angewandten Dither-Matrix ist,
dadurch gekennzeichnet, dass:
das
Bild durch Schicken der Anzeigevorrichtungs-Anweisungssignale angezeigt wird, welche Repräsentationen
von derart bestimmten Ausgabe-Pixel-Werten umfassen; und die entsprechenden Elemente
einer ersten an die Werte von einer der Quellbild-Farbkomponenten
angewandten Dither-Matrix
die entsprechenden Unterschiede zwischen einem Bereichswert der
Quellbild-Farbkomponenten und den entsprechenden korrespondierenden
Elementen einer zweiten an die Werte einer anderen von den Quellbild-Farbkomponenten
angewandten Dither-Matrix sind.
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Obwohl das Zerstreuungs-Punkt-Dithering bereits
dafür anerkannt
ist, relativ hohe Treue hinsichtlich Frequenzverteilung zu leisten,
stellt die vorliegende Erfindung einen Weg bereit, welcher diesen Vorteil
zu einem noch größeren Ausmaß als herkömmliche
Versuche bereitstellt. Insbesondere verwenden wir unterschiedliche
Zerstreuungs-Punkt-Dither-Matrizen
für die
verschiedenen Farbkomponenten des Bildes, und die Dither-Matrizen-Werte
sind derart gewählt,
dass die verschiedenen Farben dazu tendieren, an unterschiedlichen
Orten gedruckt zu werden. Dies bewirkt den Effekt, dass, insbesondere
in Bereichen von eher leichter Färbung,
eine mehr kontinuierliche Erscheinung erzielt wird.
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Ein Weg dieses Ergebnis zu erzielen
ist, dass wir für
einen CMY (Cyan, Magenta, Gelb)-Farbraum bevorzugen, jedes Element
der Cyan-Dither-Matrix als die additive Inverse (bezüglich des
Bereichs der Elemente) des entsprechenden Magenta-Matrix-Elements
darzustellen, und wir machen die gelbe Dither-Matrix zu einer positions-verschobenen
Version der einen oder der anderen der zwei Dither-Matrizen.
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Die folgende Diskussion der Erfindung
betrifft, einzig im Zuge von Beispielen, Ausführungsformen der Erfindung,
welche in den begleitenden diagrammartigen Figuren dargestellt sind,
in welchen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches eine Hardware-Typ-Darstellung der typischen Umgebung ist,
in welcher die vorliegende Erfindung verwendet wird;
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2 ein
Blockdiagramm ist, welches eine mehr Software-orientierte Wiedergabe
dieser Umgebung darstellt;
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3A und 3B stellen einfache Versionen von
Dither-Matrizen
des Typs dar, welcher in der vorliegenden Erfindung genutzt werden
kann;
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4 ist
ein Diagramm von Elementwerten in einer Dither-Matrix als eine Funktion
der Werte der entsprechend positionierten Elemente einer anderen in
einer dargestellten Ausführungsform
der Erfindung verwendeten Matrix;
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5 ist
ein ähnliches
Diagramm der Beziehung zwischen den Elementen der drei Matrizen, welche
verwendet werden können,
um die Lehre der vorliegenden Erfindung zu implementieren;
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6 ist
ein ähnliches
Diagramm von drei weiteren Matrizen, welche der Lehre der vorliegenden
Erfindung entsprechen;
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7 ist
ein Blockdiagramm einer typischen Beziehung zwischen dem Dither-Vorgang
und Erzeugung von binären
CMYK-Signalen; und
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8 ist
ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur zum Implementieren der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Mit fortschreitender Beschreibung
der Erfindung wird es offensichtlich, dass die Erfindung in einer
geeigneten Schaltung eingesetzt werden kann, welche besonders aufgebaut
ist, die Lehre der Erfindung zu implementieren. Solch eine Anordnung
kann in einem Drucker eingebunden sein, welcher Anweisungen empfängt hinsichtlich
nomineller hoch aufgelöster
Farben oder Grauwerten, und die geeignete Schaltung kann derart
aufgebaut sein, um die erforderten Werte in die Ein/Aus-oder andere
Niedrigwertauflösungsanweisungen
umzuwandeln, welche erforderlich sind, das gewünschte Bild wiederzugeben.
Jedoch wird die Erfindung in mehr typischer Weise durch eine Allzweckvorrichtung
implementiert, wie z. B. einen Personalcomputer, welcher als ein Druckertreiber
dient, dessen Zweck es ist, ein in nominalen Farbwerten ausgedrücktes Bild
in Anzeigevorrichtungsbefehle umzuwandeln, welche die Niedrig-Schwellen,
typischerweise den Ein- oder Aus-Betrieb eines Druckers zu spezifizieren,
welchen der Computer steuert.
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1 stellt
eine typische Hardwareumgebung dar. Ein Personalcomputer 10 sendet
Niedrig-Schwellen-Anweisungen an eine Anzeigevorrichtung, wie z.
B. einen Tintenstrahldrucker 12, d. h. Anweisungen, welche
spezifizieren, welche individuellen Anzeigemediumpixel Tintenpunkte
empfangen sollten. Die Zeichnung stellt den Drucker l2 als
die se Anweisungen mittels eines geeigneten Kanals 14 empfangend
dar. Computer, welche in der Lage sind, die vorliegende Erfindung
umzusetzen, gibt es in einer großen Vielfalt von Konfigurationen,
und 1 stellt eine dar,
bei welcher Kanal 14 durch einen Eingabe-Ausgabe-Adapter 16 ausgebildet
ist, mit welchem eine zentrale Bearbeitungseinheit 18 mittels
eines internen Busses 20 kommuniziert.
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Natürlich wird die zentrale Bearbeitungseinheit 18 typischerweise
Daten und Anweisungen zu verschiedenen Zeiten von einer Vielfalt
von Quellen holen, wie z. B. Festkörper-Nur-Lese- und Lese/Schreib-Speichern 22 und 24. 1 stellt auch den Computer 10 als
typischerweise mit einer Tastatur 26 mittels eines Schnittstellenadapters 28 kommunizierend
dar.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
insbesondere Anzeigevorrichtungen innerhalb dieser Umgebung. In
Verbindung damit stellt 1 die
zentrale Bearbeitungseinheit 18 für eine Kathodenstrahlröhrenanzeige 30 mittels
eines Anzeigeadapters 32 dar. Der Computer 10 kann
die Lehren der vorliegenden Erfindung nicht nur anwenden, um den
Drucker 12 anzutreiben, sondern auch um ein Bild auf der
Kathodenstrahlröhrenanzeige 30 zu
erzeugen; die weiteren Aspekte der Erfindung sind an jeder Pixel-organisierten
Anzeigevorrichtung anwendbar. Jedoch wird die Verwendung der Erfindung
für Anzeigevorrichtungen
des Kathodenstrahltyps nicht häufig
sein, da heutige Kathodenstrahlcomputermonitore, wie z. B. Anzeige 30,
eine Pixel-Wertauflösung bereitstellen können, welche
größer als
die einfache Ein- oder Aus-Auswahl ist, auf welche die meisten Drucker
beschränkt
sind. Obwohl das Dithering in einer Umwandlung von einer Hochwertauflösung zu
jeder Niedrigwert-Auflösung
praktiziert werden kann, nicht nur zu binären Darstellungen, wird die
Werte-Auflösung,
zu welcher die meisten Monitore gegenwärtig fähig sind, gewöhnlicherweise
als adäquat
bezeichnet. Nichtsdestoweniger sind die Lehren der vorliegenden
Erfindung im allgemeinen anwendbar auf digitale pixel-orientierte
Anzeigevorrichtungen; sie sind nicht auf Tintenstrahl- oder andere
Drucker beschränkt.
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In der typischen Situation implementiert
der Computer 10 die Lehren der vorliegenden Erfindung, indem
er als Druckertreiber dient. Die Anweisungen, welche den Computer
konfigurieren, um diese Funktion durchzuführen, sind gewöhnlich in
der Betriebssystem-Software enthalten, welche zu dem Computerlaufwerk 38 übertragen
und auf einer Scheibe, welche in dem Laufwerk enthalten ist, gespeichert sind.
Oft wird die Treibersoftware in das Computersystem von einer Diskette
oder CD-Rom geladen sein. Auf jeden Fall liest der Computer 10 die
Druckertreiberanweisungen von dem Laufwerk in den meisten Fällen und
führt dann
die unten beschriebenen Funktionen aus, um die Lehren der vorliegenden Erfindung
zu implementieren.
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2 stellt
die typische Situation mehr von einem Software-Standpunkt dar.
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Typischerweise kommen die Lehren
der vorliegenden Erfindung ins Spiel, wenn der Computer 10 ein
Nutzer-Anwendungsprogramm 34 bedient,
und dieses Programm einen Systemaufruf macht, welcher auffordert,
dass ein Bild gedruckt werden soll. Der angeforderte Vorgang wird
von einem Druckertreiber 36 ausgeführt, welcher gewöhnlicherweise
als Teil des Betriebssystems angesehen wird, jedoch spezifisch für den designierten
Drucker ist. Der Zweck des Druckertreibers ist, eine Vorrichtungs-unabhängige Darstellung
des Bildes in Niedrig-Schwellen-Druckeranweisungen
umzuwandeln, welche das Bild so wiedergabetreu wiedergibt, wie es
die Beschränkungen
des Druckers zulassen.
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Wie oben festgestellt worden ist,
wird jede der gegebenen Pixel-Farbwertkomponenten irgendwann als
ein Multibit- Wert
ausgedrückt,
jedoch ist die Anzeigevorrichtung in der Lage entweder nur die Farbkomponente
anzuwenden oder nicht in irgendeinem gegebenen Pixel anzuwenden;
es kann nicht das Pixel mit irgendeiner größeren Wert-Auflösung als
diese "malen". (Zur Erleichterung
des Verständnisses
nehmen wir hier an, dass die Ausgabe des Ditherprozesses Einfach-Bitwerte
sein sollen, jedoch wird der Fachmann erkennen, dass die weiteren
Lehren der vorliegenden Erfindung auch auf das Vielfach-Schwellen-Dithering
angewendet werden kann). Um von den Hochauflösungswerten zu den Niedrigauflösungswerten
umzuwandeln, auf welche der Anzeigemechanismus beschränkt ist,
wenden wir eine Dither-Matrix an.
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3A stellt
eine vereinfachte Version einer solchen Matrix dar. Zur Erleichterung
der Darstellung stellt 3A nur
eine 4 × 4
Dither-Matrix dar, welche für
in 5-Bit-Wörtern ausgedrückte Pixelkomponenten benutzt
werden soll, d. h. Komponenten, welche einen 32-Wertbereich aufweisen,
von 0 bis 31. Für
Zerstreuungspunkt-Dithering würde
ein mehr repräsentatives
Beispiel einer Matrix von z. B. 64 × 64 sein, welche für 8-Bit-Werte
verwendet wird, welche sich von 0 bis 255 erstrecken würde. Um
zu bestimmen, welche Anzeigepixel einen Punkt einer gegebenen Farbkomponente
empfangen werden, ist die Matrix in 3A konzeptmäßig auf
benachbarte Pixel übereinander
angeordnet. Ein einzelner Vorgang der Dither-Matrix deckt typischerweise
nicht den gesamten Anzeigebereich ab, so dass die Matrix wiederholt wird,
um so die Anzeige vollständig
in der Form von "Kacheln" abzudecken.
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Ein gegebenes Pixel empfängt einen
Punkt mit gegebener Farbkomponente, falls der Wert dieser Komponente
gleich oder mehr als der Wert des Dither-Matrixelements ist, welcher
dem gegebenen Pixel entspricht. Falls so z. B. der Wert der Cyan-Komponente
des dem oberen rechten Element der Dither-Matrix entsprechenden
Pixels einen Wert von 28 aufweist, dann empfängt dieses Pixel einen Cyan-Punkt.
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Falls jedoch die Cyan-Komponente
des unteren linken Pixels einen Wert von 28 aufweist, dann empfängt dieser
Pixel keinen Cyan-Punkt, da 28 weniger als der Wert 31 des entsprechenden
Dither-Matrixelements ist. Weiterhin ist ein Pixelwert von 28 mehr
als die meisten Dither-Matrix-Elementwerte,
so dass in einem Bereich, dessen Cyan-Komponente 28 ist, die meisten Pixel
Cyan-Punkte empfangen. Da das Auge des Betrachters das Bild integriert,
hat der Betrachter den Eindruck einer relativ hohen Cyan-Intensität.
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Beim herkömmlichen Zerstreuungs-Punkt-Dithering
würde die
selbe Dither-Matrix verwendet werden, um zu bestimmen, ob die selben Anzeigepixel
auch Magenta und Gelb empfangen, so dass in einem Bereich, in welchem
das Ziel ist, ein Hellgrün
durch Anfordern von Cyan, Magenta und Gelbwerten von jeweils 6,
0, und 6 darzustellen, würde
etwa 1/8 der Pixel sowohl Cyan- als auch gelbe Punkte empfangen
und keiner würde
irgendeine andere Punktkombination empfangen.
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Wir haben jedoch festgestellt, dass
eine gleichmäßigere Erscheinung,
insbesondere in hellfarbigen Bereichen, welche durch Systeme erzeugt wurden,
deren Eingabewertbereich typischerweise eine Größenordnung größer als
die dargestellte ist, durch Verwenden verschiedener Matrizen für die unterschiedlichen
Farbkomponenten erzielt werden kann. Dies ist wahr, da der Gebrauch
von unterschiedlichen Matrizen dazu tendiert, die verschiedenfarbigen
Punkte mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf den selben Pixeln zusammenfallen
zu lassen, so dass mehr Pixel Punkte empfangen: Eine gleichmäßigere Erscheinung
resultiert daraus deshalb, da das Anzeigemedium weniger gering mit "gemalten" Pixeln versehen
ist.
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Wir bevorzugen daher, die verschiedenen Dither-Matrizen
in solch einer Weise auszuwählen, um
die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass Komponenten von helleren
Farben nicht zusammenfallen. Aus unserer Sicht ist diese Beziehung
sehr wichtig für
Cyan und Magenta. Falls so 3A die Dither-Matrix
für z.
B. Cyan darstellt, bevorzugen wir für die Magenta-Dither-Matrix
eine solche wie aus 3B.
Ein Vergleich von 3A und 3B enthüllt, dass die hohen Werte in
der Matrix in 3A in
diesen Pixeln auftreten, welche niedrige Werte in der Matrix in 3B aufweisen, und umgekehrt.
Dies wurde einfach durch Subtrahieren jedes Elements in 3A von dem Bereich 32 erzielt,
für welchen
die Dither-Matrix beabsichtigt ist: In einem Feld von 32 Elementen
sind die Werte in der Magenta-Matrix die additiven Inversen der
Cyan-Matrixelemente.
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4 stellt
diese Beziehung graphisch dar: Wenn die Cyan-Matrixwerte anwachsen,
nehmen die entsprechenden Magenta-Matrixwerte ab. Das Ergebnis ist,
dass Cyan- und Magenta-Punkte niemals in Bereichen zusammenfallen,
in welchen der Durchschnitt der Cyan- und Magenta-Werte weniger
als die Hälfte
des Farbkomponentenbereiches beträgt. Die Übereinstimmungen, welche auftreten,
sind nur in den Bereichen mit dunklerer Farbe lokalisiert, wo die Erscheinung
von Natur aus dazu tendiert, sowieso gleichmäßiger zu sein.
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Falls, wie wir es bevorzugen, die
Cyan- und Magenta-Dither-Matrizen
komplementär
sind, kann man nicht eine Dither-Matrix erzeugen, welche die Gelb-Punkt-Erscheinungen als
nicht-verbunden mit denen von Cyan- und Magenta-Punkten zulässt, wie die
Erscheinungen von Cyan- und
Magenta-Punkten miteinander. Dies ist annehmbar, da es nicht so
wichtig vom Standpunkt einer Erscheinung für das Auftreten der gelben
Punkte ist, mit den Punkten der anderen zwei Komponenten nicht-verbunden
zu sein.
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Jedoch macht es Sinn, die Erscheinungen der
gelben Punkte so weit wie möglich
nicht-verbunden von den anderen zu machen. Bis hierher kann man
eine gelbe Dither-Matrix ähnlich
der Erzeugung einer Magenta-Dither-Matrix erzeugen, d. h. dadurch, dass
man das gelbe Dither-Matrix-Element
als eine Funktion der entsprechenden Cyan- oder Magenta-Matrix-Elemente
macht. 5 stellt z. B.
das Ergebnis der Erzeugung der gelben Matrix durch einfaches Addieren
der Hälfte
des Farbkomponenten-Bereiches zu den entsprechenden Werten der Cyan-Matrix
dar. Diese Addition ist Basis des Farbkomponentenbereichs.
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Es wäre natürlich möglich, entweder die obigen
Verfahren zu benutzen, welche die Magenta- oder gelben Matrizen
als eine Basis zur Erzeugung der anderen zwei Matrizen durch Addition
verwenden.
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Obwohl jede dieser Möglichkeiten
annehmbar ist, verwenden wir tatsächlich eine etwas andere Vorgehensweise.
In einer Implementation, welche wir verwendet haben, beträgt der Pixel-Komponenten-Wert-Bereich
0 bis 255, während
die Zerstreuungspunkt-Dither-Matrix, welche wir benutzen, 64 × 64 ist,
so dass jeder mögliche
Elementwert etwa 16 mal in der Matrix auftritt. Dies bedeutet, dass
zwei Pixel-Orte,
deren Cyan- und Magenta-Matrixwerte die selben sind, unterschiedliche
Gelbwerte aufweisen können.
Tatsächlich
verwenden wir eine Vorgehensweise, welche solch ein Ergebnis erzielen
kann. Insbesondere wählen
wir eine Reihen- und Spalten-Verschiebung und ordnen jedem Ort in
der gelben Dither-Matrix den Elementwert in dem Cyan-Matrix-Ort zu, welcher
von diesem Gelb-Matrix-Ort um diese Reihen- und Spalten-Verschiebungen
verschoben ist. Die gelben Dither-Matrixwerte könnten alternativ auf den Magenta-Matrixwerten
an Verschiebungs-Orten basiert sein.
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In Übereinstimmung mit den weiteren
Lehren der Erfindung kann der Drucker in einer herkömmlichen
Weise betrieben werden, mit Ausnahme der Tatsache, dass die unterschiedlichen
Farbkomponenten mit unterschiedlichen Matrizen bearbeitet sind.
Die besonderen verwendeten Matrizen, und die Art und Weise sicherzustellen,
dass sie sich unter scheiden, sind bezüglich der Erfindung nicht kritisch, jedoch
wird die Erfindung in vorteilhaftester Weise praktiziert, falls
für wenigstens
zwei der Komponenten weniger als die Hälfte der Matrix-Orte die beiden Komponentenwerte
in der selben Hälfte
des Komponenten-Wertbereiches
aufweisen.
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7 stellt
eine typische, jedoch nicht exklusive, Weise dar, die Erfindung
zu implementieren. In 7 nehmen
wir an, dass die Anzeigevorrichtung z. B. ein Drucker ist, welcher
sowohl schwarz als auch cyan, magenta und gelb drucken kann. Aus
Gründen der
Korrektheit nehmen wir auch an, dass das Bild irgendwann erzeugt
oder hinsichtlich roter, grüner
und blauer Werte stattdessen gespeichert ist, und dass jede Farbkomponente
mit z. B. 8-Bit
Auflösung
ausgedrückt
wird. Dies ist eine relativ typische Anordnung. Als Teil des Druckvorgangs
führt eine
Vorrichtung, oft ein als ein Druckertreiber für diesen Zweck konfigurierter
Personal Computer, einen weiten Bereich von Einstellungen aus, auf
welche sich 7 kollektiv
als ein Farbkorrekturschritt 52 bezieht.
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Der besondere Bearbeitungstyp, welcher hier
auftritt, ist für
die vorliegende Erfindung nicht bedeutend. Da die Druckfarbmittel
subtraktiv sind, haben wir die Bearbeitung 52 ausgewählt, zum
leichteren Verständnis
als die Umwandlung von dem Additiv-Farb-, RGB-Farbraum zu dem Subtraktiv-Farb-, CMY-Farbraum
umfassend, obwohl diese einfache Umwandlung nicht explizit irgendwo
durchgeführt werden
kann. (Zu bestimmen, ob ein gegebener CMY-Komponentenwert eine gegebene Dither-Matrix-Schwelle überschreitet,
ist äquivalent
zur Bestimmung, ob die komplementäre RGB-Komponente weniger als
ein inverser Schwellwert ist). Im wesentlichen wird der Vorgang Änderungen
in den nominellen Farbwerten machen, um die Beschränkungen hinsichtlich
Tinten, Papier etc. beim genauen Anzeigen der beabsichtigten nominellen
Farbe unterzubringen. Andere Anpassungen hinsichtlich des Papiers
oder anderen Mediums können
gemacht werden, wie z. B. Beschränken
der Farbintensität
(d. h. Erhöhen
der RGB-Werte oder Erniedrigen der CMY-Werte), um ein Ausbleichen
zu vermeiden, welches sonst bei einigen Arten von Medien auftreten kann.
Außerdem
resultieren die Formen von Tintenpunkten, welche ein Drucker tatsächlich abgibt,
in einer nicht linearen Beziehung zwischen der Anzahl an abgegebenen
Punkten und der resultierenden Intensität, wobei Anpassungen für diese
Zwecke gemacht werden können.
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Unabhängig davon, welche Art von
Prozessschritt 52 ausgeführt wird, muß eine Vielfach-Bit-pro-Komponentenfarben-Spezifikation irgendwann
in den binären,
Tinte- oder Nicht-Tinte-Befehl umgewandelt werden, welcher an den
Drucker geschickt werden muß.
Dies ist der Zweck des Dither-Schrittes 54, wobei wir an
diesem Punkt die unterschiedlichen Matrizen für die unterschiedlichen Komponenten
benutzen. D. h., falls wir einen einzelnen Komponentenwert aus jedem
der gegebenen Bildpixelwerte kollektiv betrachten, um eine Bildkomponente
zu erzeugen, unterscheidet sich die Dither-Matrix, welche wir benutzen,
um von den konstituierenden Hochauflösungswerten einer Quellbildkomponente
in die Werte mit niedrigerer Auflösung (typischerweise binär) einer
Ausgabe-Bildkomponente umzuwandeln, von der für die entsprechende Umwandlung
von wenigstens einer der anderen Bildkomponenten benutzten Umwandlung.
Das Ergebnis kann dann ohne Änderung
am Drucker verschickt werden, jedoch ist es stattdessen oft eine CMY-zu-CMYK-Umwandlung 56.
Dies lässt
im wesentlichen die resultierenden binären Cyan-Magenta- und Gelbwerte
unverändert,
es sei denn, dass sie alle einen Punkt an dem selben Ort aufrufen.
Die Farbe, welcher vom Drucken aller drei Komponenten in dem selben
Pixel resultiert, ist schwarz, und es wird oft als bevorzugt angesehen,
schwarze Tinte zu ersetzen. In solchen Fällen sind die cyan, magenta, und
gelben Komponenten auf 0 zurückgesetzt,
und eine K (schwarze)-Komponente ist auf 1 ge setzt, um dem Drucker
zu befehlen, schwarze Tinte zu verwenden anstelle von cyan, magenta
und gelb.
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Obwohl die Erfindung so einfach angewendet
werden kann wie 7 es
darstellt, bevorzugen wir in manchen Fällen, sie etwas abzuändern für die Fälle, in
denen das Medium, auf welchem das Bild gedruckt werden soll, eine
Tinten-Betriebs-Zyklus-Beschränkung
auferlegt. Wie oben erläutert, kann
ein Teil des Prozessschrittes 52 zum Zweck haben, den Tinten-Betriebs-Zyklus
durch Beschränken der
Komponentenwerte zu beschränken;
falls Werte nicht zugelassen sind, ein vorbestimmtes Maß zu überschreiten,
ist der Prozentanteil von Dither-Matrix-Elementen, die diese Werte überschreiten, ähnlich beschränkt, so
dass der Tinten-Betriebs-Zyklus auch beschränkt ist. D. h., gewisse Anzeigepixel
entsprechen Matrixelementen, welche die auferlegte Beschränkung überschreiten,
so dass beim herkömmlichen
Dithering das Auferlegen dieser Beschränkung garantieren wird, dass
diese Orte niemals Punkte empfangen, wobei die Betriebs-Zyklus-Beschränkung dadurch
befolgt wird.
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Jedoch ändert unser Gebrauch der verschiedenen
Dither-Matrizen
für verschiedene
Farbkomponenten den resultierenden Betriebs-Zyklus. Da wir die Matrizen
derart gewählt
haben, dass ein Pixel mit einem Hoch-Wert-Element in einer Farbkomponenten-Dither-Matrix
dazu tendieren wird, dass ein Niedrig-Element-Wert in der Dither-Matrix
für eine
unterschiedliche Farbkomponente aufweist, resultiert eine gegebene
Komponentenwert-Beschränkung
in viel weniger Pixeln, welche nicht garantiert Punkte empfangen.
Falls somit die unterschiedlichen Farbkomponenten des Bildes separat
bearbeitet werden, genügt
der Tinten-Betriebs-Zyklus
nicht länger
der Beschränkung,
dass eine gegebene Komponentenwert-Beschränkung garantiert, wenn eine
gemeinsame Dither-Matrix verwendet wird. Um diesen Effekt auszugleichen,
ergänzen
wir die Einfach-Tintenbeschränkung durch
zusätzliches
Auferlegen einer Gesamt-Tinten-Betriebs-Zyklus-Beschränkung in
einer Weise, welche nun mit Bezug auf 8 beschrieben wird.
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Die Blöcke 58 und 60 in 8 repräsentieren getrenntes Dithering
der drei Bildkomponenten in der zuvor beschriebenen Weise, und dann
Ausführen der
CMY zu CMYK-Umwandlung,
welche Block 56 in 7 repräsentiert.
Statt jedoch einfach die Ergebnisse als Befehle zu dem Drucker zu
senden, überprüfen wir,
um zu bestimmen, ob das Ergebnis eine Indikation dafür war, dass
schwarz hätte
gedruckt werden sollen, wie Block 62 in 8 es andeutet. Falls ja, dann wird der
Drucker einfach dementsprechend angewiesen, wie zuvor. Andererseits
werden die Farbkomponenten-Werte derart eingestellt, um eine Gesamt-Tinten-Beschränkung aufzuerlegen und
der Dithervorgang wird wiederholt, wie die Blöcke 64 und 66 es
andeuten.
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Angenommen z. B., daß wir eine
Gesamt-Betriebs-Zyklus-Beschränkung von
240% auferlegt haben. D. h. die Gesamtheit der Betriebs-Zyklen für Cyan,
Magenta und Gelb kann 240% nicht übersteigen. Dies bedeutet,
daß der
Durchschnitt dieser Komponenten hätte 240% ÷ 3 = 80% des Wertes des vollen
Bereiches nicht übersteigen
kann. Falls so die Gesamtheit der nicht eingestellten Werte 240%
vom vollen Bereich des Komponentenwertes übersteigt, subtrahieren wir
ein Drittel der Differenz von jeder nicht eingestellten Komponente,
um zu den eingestellten Komponenten zu gelangen, deren Gesamtwert
dadurch gleich der Beschränkung
ist, wobei wir das Ergebnis, wie Block 66 in 8 andeutet, erfindungsgemäß bearbeiten.
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Wir haben herausgefunden, dass die
Verwendung dieser Vorgehensweise eine viel gleichmäßigere Erscheinung
für helle
Farben erzielt, und daher einen bedeutenden Vorteil im Stand der
Technik ausmacht.
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Die vorangehende Beschreibung wurde
nur in beispielhafter Weise gegeben, wobei ein Fachmann zu schätzen werden weiß, dass Änderungen vorgenommen
werden können,
ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.