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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern
von Farben, die von einem Drucker gedruckt werden oder auf einem
Bildschirm angezeigt werden, um die Sichtbarkeit von Fehlerdiffusions-Punktmustern
zu reduzieren und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Durchführen
einer Vektor-Fehlerdiffusion mit einfacheren Berechnungen.
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Fehlerdiffusion
ist eine bekannte Technik, um Halbtonbilder auf ein Muster aus schwarzen
und weißen Flecken
zum Drucken auf einer binären
Vorrichtung zu reduzieren. Ein Prozess für Fehlerdiffusion ist in einem Artikel
mit dem Titel "An
Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale" von Robert W. Floyd und Louise Steinberg, Proc.
Soc. Inf. Disp. 17, 75–77
(1976) offenbart. Der Prozess umfasst einen Algorithmus, welcher
auf der Basis eines Vergleichs der Halbtondaten mit einem Schwellenwert
bestimmt, ob ein Punkt an einer bestimmten Stelle gedruckt werden
soll oder nicht. Graustufen über
einem gewählten
Schwellenwert wird ein Punkt zugewiesen, der gedruckt werden soll,
und denjenigen unter dem Schwellenwert wird kein Punkt zugewiesen,
der gedruckt soll. Wenn der Schwellenwert einer Mitte zwischen Schwarz
und Weiß entspricht,
wählt das
Verfahren immer denjenigen, der näher an Schwarz und Weiß liegt.
Der inhärente
Fehler aus einer solchen Wahl pflanzt sich in spezifizierten Mengen
auf benachbarten Bildelementen oder Pixeln fort, die noch nicht
berücksichtigt
wurden, und ändert
die Pixel vor der Schwellenwertermittlung. Dieses Verfahren erzeugt
eine genauere Darstellung einer Graustufe über einen kleinen Bereich,
der mehrere Punkte umfasst, als die herkömmliche Punktschattierung.
Demzufolge wird der Fehler in der Intensität des digitalen Bilds verbreitet
und im Durchschnitt Null.
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Der
Bruchteil des Fehlers, der zu jedem Nachbarwert (neighbor) addiert
wirt wird, hängt
von einer Gruppe von Gewichtungen ab, wobei der Gesamtfehler mit
der Gewichtung multipliziert wird, die einem vorgegebenen Nachbarwert
entspricht, und dann zu dem Wert dieses Nachbarwerts addiert wird.
Die Wahl der Gewichtung kann sich in hohem Maße auf die Bildqualität auswirken,
und zu geeigneten Gewichtungen, die zu ansprechenden Resultaten
führen,
ist viel gesagt worden. Beispiele für andere Gewichtungen als diejenigen in
dem ursprünglichen
Algorithmus von Floyd und Steinberg sind in den Papieren von Jarvis,
Judice und Ninke, ("A
Survey of Techniques for Display of Continuous Tone Pictures on
Bilevel Displays",
Computer Graphics and Image Processing, 5, S. 13–40, 1976), von Stucki, ("Image Processing
for Document Reproduction",
Advances in Digital Image Processing, S. 177–218, New York, Plenum, 1979),
und von Fan, ("A
Simple Modification of Error Diffusion Weights", Proceeding of the IS&T 46th Annual
Conference, S. 113–114,
Boston 1993) und in US-A 5,353,127 an Shiau und andere zu finden.
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Im
Fall von Farbe lässt
sich eine einfache Fehlerdiffusion jedoch nicht einfach unabhängig auf
jede Farbkomponente anwenden. Dies würde rauschige Bilder erzeugen.
Zum Beispiel kann ein Hellblau durch Magenta- und Cyan-Pixel erzeugt
werden. Wenn Magenta und Cyan jedoch unabhängig verarbeitet werden, dann können einige
Pixel Magenta und Cyan aufweisen, was Blau ergibt, während andere überhaupt
keine Tinte aufweisen, was Weiß ergibt.
Diese Mischung von Weiß,
Blau, Magenta und Cyan weist mehr Kontrast auf und sieht rauschiger
aus als Pixel von nur Magenta und Cyan. Der Prozess des unabhängigen Verarbeitens
jedes Kanals kann zu allen und jeder der acht möglichen Pixelfarben führen, die über einen
Bildbereich verteilt sind.
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Das
Problem der Bildrauschigkeit kann durch das Verfahren der Vektor-Fehlerdiffusion
reduziert werden. In diesem Modell ist die Farbe, die für jedes
Pixel gewählt
wird, die Farbe in einem ausgewählten
Farbraum, die dem gewünschten
Wert am Nächsten
kommt, wobei der gewünschte
Wert der Eingangswert ist, der durch die Fehler modifiziert wird,
die von den benachbarten Pixeln verbreitet werden. Dies tendiert
dazu, die Pixelfarben auf eine untergeordnete Gruppe nahe dem Eingangswert
zu begrenzen und reduziert das Rauschen. Was als Vektor-Fehlerdiffusion
bekannt ist, wurde in einem Papier von Venable und anderen, "Selection and Use
of Small Color Sets for Pictorial Display", Proc IS&T Annual Meeting, Rochester, 1990,
und in einem Papier von Miller und anderen, "Color Halftoning Using Error Diffusion
and a Human Visual System Model", Proc
IS&T Annual Meeting.
Rochester, 1990 beschrieben. Bei der Vektor-Fehlerdiffusion werden
Farben als Punkte in einem dreidimensionalen Raum behandelt, wobei
die Farben an vorgegebenen diskreten Pixel-Stellen in diesem Raum
druckbar oder anzeigbar sind. Wenn eine Halbtonfarbe angezeigt werden
soll, wird die am Nächsten
liegende anzeigbare oder druckbare Farbe gewählt, und der Fehler, (die Differenz
zwischen der Eingangsfarbe und dem addierten Fehler und der Ausgangsfarbe),
wird als ein Vektor im Farbraum berechnet. Hier könnte die "Nähe" der einfache Abstand im Farbraum oder
ein gewichteter Abstand basierend auf dem menschlichen visuellen
Modell sein. Der Vektor ist die Differenz zwischen der gewünschten
Farbe und der verfügbaren
Farbe. Der (Vektor-) Fehler wird dann auf die gleiche Weise verbreitet
wie bei der normalen Fehlerdiffusion.
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Mit
Vektor-Fehlerdiffusion gibt es jedoch einige Probleme. Eines ist
die schwierige dreidimensionale Berechnung, die erforderlich ist,
um die nächstgelegene
Farbe an jedem Pixel zu finden. Zweitens ist das Verfahren instabil
für Farben,
die nahe der Skalengrenze liegen. Bei diesen Farben kann die Addition
von Fehlern von benachbarten Pixeln die gewünschte Farbe aus der Skala
herausnehmen. Dann erzeugt die nächstgelegene
Farbe einen Fehler, der noch weiter von der Skala weg führt, und
das Verfahren bricht zusammen oder erzeugt instabile Ergebnisse.
Ein drittes Problem besteht darin, dass das Verfahren möglicherweise
noch immer nicht die optimale Gruppe von Farben auswählt. Zum
Beispiel kann es ein Grau aus weißen und schwarzen Pixeln erzeugen,
wo ein weicheres Bild erzeugt werden könnte, wenn Cyan, Magenta und
Gelb verwendet würden,
weil weniger Helligkeitskontrast vorhanden wäre.
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Eine
Lösung
für dieses
dritte Problem wurde von US-A 5,621,546 an Klassen und andere vorgeschlagen.
Das Patent schlägt
vor, die Fehlerdiffusion in zwei Schritten durchzuführen. Der
erste ist eine einfache Fehlerdiffusion, die an der Summe der angeforderten
Farbmittelmengen für
die Farbtrennungen durchgeführt wird.
Dies gibt an, wann Farbe benötigt
wird, sagt aber nichts darüber
aus, welche Farbe gewählt
werden sollte. Die Pixelfarbe, die der gewünschten Farbe am nächsten ist,
wird unter Verwendung eines Vektor-Fehlerdiffusionsprozesses gewählt. Dies
tendiert dazu, die Farbe zu verteilen, wodurch sich eine breite
Deckung von hellen Farben statt eines Musters von dunklen Flecken
auf einem weißen
Hintergrund ergibt. Die verbesserte Bildqualität geht zu Lasten einer erhöhten Komplexität, (nämlich einer
zusätzlichen
Fehlerdiffusionsberechnung).
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird ein Verfahren für Farbbild-Fehlerdiffusion
bereitgestellt, welches Vektor-Fehlerdiffusionsberechnungen vereinfacht.
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In Übereinstimmung
mit einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Punktschattierungsprozessor zum Vorbereiten von Dokumenten für das Drucken
auf einem Farbdrucker, wobei die Dokumente durch mehrere Trennungen
definiert werden, wobei jede Trennung eine Gruppe von Farbtrennungs-Bildsignalen
umfasst, die optische Dichte dann mit c Dichte-Ebenen für einen
Ziel-Farbdrucker beschreiben, der Dichte mit d Dichte-Ebenen wiedergibt,
wobei c > d, einen
Trennungssignal-Eingang zum Empfangen von Trennungs-Bildsignalen,
die einem ausgewählten
diskreten Bereich des Dokuments entsprechen;
eine Einrichtung
zum Summieren der Trennungs-Bildsignale;
eine Vergleichseinrichtung,
um die Trennungs-Bildsignale miteinander zu vergleichen:
eine
erste Logikeinrichtung, um die Summe zum Identifizieren einer Anzahl
von Trennungssignalen mit d Dichte-Ebenen zu verwenden, die auf
dem diskreten Bereich gedruckt werden sollen;
eine Farbbestimmungs-Logikeinrichtung,
die auf die erste Logikeinrichtung und die Vergleichseinrichtung
anspricht, um Drucksignale zu generieren, wobei spezifische Farbmittel
auf dem diskreten Bereich aufgebracht werden; und
eine Fehlerverteileinrichtung,
die alle Differenzen zwischen den empfangenen Trennungs-Bildsignalen
und den Drucksignalen ermittelt und die ermittelte Differenz, sofern
vorhanden, auf Bildsignale verteilt, die an den diskreten Bereich
angrenzenden Bereichen entsprechen, die zu verarbeiten sind.
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In Übereinstimmung
mit einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Verfahren zur Punktschattierung von Dokumenten in Vorbereitung
des Druckens auf einem Farbdrucker, wobei die Dokumente durch mehrere
Trennungen definiert werden, wobei jede Trennung eine Gruppe von
Farbtrennungs-Bildsignalen umfasst, die optische Dichte dann mit
c Dichte-Ebenen für
einen Ziel-Farbdrucker beschreiben, der Dichte mit d Dichte-Ebenen
wiedergibt, wobei c > d,
Empfangen von Trennungs-Bildsignalen, die einem ausgewählten diskreten
Bereich des Dokuments entsprechen;
Summieren der Trennungs-Bildsignale
für den
ausgewählten
diskreten Bereich des Dokuments;
Verwenden der Summe, um eine
Anzahl von Trennungssignalen mit d Dichte-Ebenen zu identifizieren,
die auf dem diskreten Bereich gedruckt werden sollen;
Vergleichen
der Trennungs-Bildsignale miteinander;
in Reaktion auf die
Summierung und den Vergleich Generieren von Drucksignalen, wobei
spezifische Farbmittel auf dem diskreten Bereich aufgebracht werden;
Bestimmen
aller Differenzen zwischen den empfangenen Trennungs-Bildsignalen
und den Drucksignalen, und Verteilen der ermittelten Differenz,
sofern vorhanden, auf Bildsignale, die an den diskreten Bereich
angrenzenden Bereichen entsprechen, die zu verarbeiten sind.
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In
dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Farb-Fehlerdiffusion vorgeschlagen,
das die Probleme bei anderen Verfahren überwindet.
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Im
Allgemeinen verteilt das Verfahren Farbe, doch die Berechnungen
sind einfacher. Die Bestimmungen der Pixelfarbe sind einfacher als
Vektor-Fehlerdiffusion und stabil in der Nähe von Skalengrenzen.
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Statt
Fehlerdiffusion direkt auf die Farben c, m, y anzuwenden, wird in
diesem Verfahren mit ihrer Summe und ihren Differenzen gearbeitet. s = c + m + y t = c – m u = m – y
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Aus
diesen Ermittlungen wird zunächst
s verwendet, um zu bestimmen, ob irgendein Pixel schwarz sein soll,
eine sekundäre
Farbe, eine primäre
Farbe aufweisen oder weiß gelassen
werden soll, d.h. kein Drucken wird für dieses Pixel durchgeführt. Die
Diffe renzbegriffe t und u werden dann verwendet, um zu entscheiden,
welche primäre
oder sekundäre
Farbe gedruckt werden soll. Bei diesem Verfahren wird Fehlerdiffusion nur
auf drei Kanälen
ausgeführt.
Es ist nicht nötig,
Farbabstände
zu berechnen; ein einfacher Entscheidungsbaum wählt die Ausgangsfarbe an jedem
Pixel aus. Eine Entscheidung ist für Schwarz erforderlich, drei
für Weiß, vier
Entscheidungen zum Auswählen
einer sekundären
Farbe und fünf
Entscheidungen für
eine primäre Farbe.
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Diese
und andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus
der folgenden ausführlichen Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den folgenden begleitenden Zeichnungen offenkundig:
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1 zeigt
ein verallgemeinertes System, in dem die vorliegende Erfindung Verwendung
finden kann;
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2 zeigt
das System der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
die Entscheidung darüber,
wie viele Trennungen gedruckt werden; und
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4 und 5 stellen
die Entscheidung darüber
dar, welche Farben gedruckt werden.
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Unter
folgender Bezugnahme auf die Zeichnungen, die dem Zweck dienen,
eine Ausführungsform
der Erfindung zu beschreiben und nicht, um dieselbe zu begrenzen,
wird ein grundlegendes Bildverarbeitungssystem in 1 gezeigt.
In dem vorliegenden Fall können
graue Bilddaten als Bildsignale charakterisiert werden, von denen
jedes Pixel auf einer einzelnen Ebene oder optischen Dichte in einer
Gruppe von 'c' optischen Dichte-Ebenen
definiert ist, wobei die Anzahl von Elementen in der Gruppe von
Ebenen größer ist
als gewünscht. Jedes
Pixel wird in der nachfolgend beschriebenen Weise verarbeitet, um
jedes Pixel im Hinblick auf eine neue, kleinere Gruppe von 'd' Ebenen neu zu definieren. In diesem
Prozess sind 'c' und 'd' ganzzahlige Werte, die eine Pixeltiefe
oder eine Anzahl von Signalebenen darstellen, auf denen das Pixel
erscheinen kann. Ein allgemeiner Fall dieses Verfahrens umfasst
die Umwandlung von Daten aus einer relativ großen Gruppe von Graustufen in
eine von zwei gültigen
oder zulässigen
binären
Ebenen zum Drucken in einem binären
Drucker.
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Wie
hierin verwendet, bezieht sich ein "Pixel" auf ein Bildsignal, das mit einer bestimmten
Position in einem Bild verknüpft
ist, und weist eine Dichte zwischen einem kleinsten Wert und einem
Höchstwert
auf. Demgemäß werden
Pixel durch Intensität
und Position definiert. In dem bestimmten Farbsystem, das erläutert werden
soll, werden Farbdokumente durch mehrere Gruppen von Bildsignalen
dargestellt, wobei jede Gruppe (oder Trennung) durch einen unabhängigen Kanal
dargestellt wird, der normalerweise unabhängig verarbeitet wird. Ein "Farbbild", wie hierin verwendet,
ist daher ein Dokument, das wenigstens zwei Trennungen umfasst, wie
beispielsweise beim XEROX 4850 Highlight Color Printer, und im Allgemeinen
drei oder vier Trennungen, wie beispielsweise beim Xerox 4700 Color
Laser Printer oder beim Xerox 5775 Digital Color Copier, oder manchmal
mehr als 4 Trennungen. Ein möglicher
digitaler Kopierer (eine Kombination aus Scanner/Drucker) ist zum
Beispiel in US-A 5,014,123 beschrieben. Jede Trennung stellt eine
Gruppe von Bildsignalen oder Trennungs-Pixeln bereit, die einen
Drucker dazu bringen, eine Farbtrennung des Bilds zu erzeugen. Im
Fall von Mehrfarbdruckern bilden die übereinander angeordneten Trennungen
zusammen das Farbbild. In diesem Kontext werden Pixel als diskrete
Bildsignale beschrieben, welche die optische Dichte des Dokumentbilds
in einem vorgegebenen kleinen Bereich davon darstellen. Der Begriff "Trennungspixel" wird verwendet,
um auf ein solches Bildsignal in jeder Trennung zu verweisen, im
Unterschied zu einem "Farbpixel", welches die Summe
der Farbdichten von entsprechenden Pixeln in jeder Trennung ist. "Grau", wie hierin verwendet,
bezieht sich nicht auf eine Farbe, es sei denn, sie wird speziell
als solche identifiziert. Der Begriff bezieht sich stattdessen auf Bildsignale,
die zwischen Maximum und Minimum schwanken können, ungeachtet der Farbe
der Trennung, in welcher die Signale verwendet werden.
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Unter
folgender Bezugnahme auf 1, die eine allgemeine Systemanforderung
zeigt, die das Ziel der Erfindung darstellt, leitet eine elektronische
Darstellung eines Dokuments, (nachfolgend: ein Bild), von einem
Bildeingangs-Endgerät,
wie beispielsweise dem Scanner 10, elektronische digitale
Daten auf irgendeine Weise in einem Format ab, das mit den physikalischen
Merkmalen der Vorrichtung in Beziehung steht, und im Allgemeinen
mit Pixeln, die als m Bits pro Pixel definiert sind. Dies ist die
Bilderzeugungsvorrichtung und kann irgendeine Vorrichtung umfassen
oder sein, die Bilder erzeugt, die gedruckt werden sollen, einschließlich Rechnern
oder einem Textverarbeitungsprogramm, einem Grafikprogramm oder
dergleichen.
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Allgemeine
Farbscanner erzeugen 8-Bit/Pixel-Daten mit Auflösungen, die für viele
Zwecke annehmbar sind. Da dies ein Farbdokument ist, ist das Bild
mit zwei oder mehreren Trennungs-Bitmaps definiert, für gewöhnlich mit
identischer Auflösung
und Pixeltiefe. Die elektronischen Bildsignale werden durch eine
Bildverarbeitungseinheit (IPU) 16 geleitet, die ein programmierter
Allzweckrechner oder ein Rechner für besondere Zwecke oder dergleichen
sein kann, um so verarbeitet zu werden, dass ein für die Wiedergabe
an einem Bildausgabe-Endgerät
oder Drucker 20 geeignetes Bild erhalten wird. Die Bildverarbeitungseinheit 16 umfasst
im Allgemeinen einen Punktschattierungsprozessor 18, welcher
eine programmierte Rechner-Operation oder ein Rechner für spezielle
Zwecke oder dergleichen sein kann, welcher digitale m-Bit-Bildsignale
in digitale n-Bit-Bildsignale umwandelt, die geeignet sind, einen
bestimmten Drucker anzusteuern, wobei m und n ganzzahlige Werte
sind.
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Bevor
auf eine Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung eingegangen wird, wird das Prinzip der Erfindung erläutert. Ein
Farbpixel kann als Punkt in einem bestimmten Farbraum gedacht werden.
In einem Dreifarben-Dimensionsraum (three color dimensional space)
definiert jede von drei Achsen die Position des Pixels. Jede Achse
kann eine andere Komponente der Farbdefinition aufnehmen, abhängig vom
Farbraum. Somit kann Farbe in Begriffen von Komponenten r, g, b;
Farbmittelkomponenten C, M, Y; oder durch andere Farbraumdefinitionen
definiert werden, einschließlich
HSV, LAB usw., was von der Farbdefinition abhängt. In der Farbbild-Vektor-Fehlerdiffusion
wird der Fehler durch die Differenz zwischen der Eingabefarbe, zu
der jeder vorherige Fehler addiert wird, und der Ausgabefarbe angegeben.
Die Ausgabefarbe wird für
gewöhnlich die
am nächsten
liegende reproduzierbare Farbe sein. Ein Vektor, der in Begriffen
von Richtung und Größe definiert
ist, definiert die Differenz. Dieser Vektor kann zu dem nächsten Farbpixel
in dem Farbraum addiert werden, so dass das nächste Farbpixel in Übereinstimmung
mit dem addierten Fehler bewegt wird.
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Ein
erstes Problem besteht dann dann, auf der Basis des Eingangswerts
und jedes addierten Fehlers zu definieren, welche Farbe ausgegeben
werden soll. Bei vorherigen Verfahren erfolgte dies durch eine Schwellenwertermittlung
jeder Trennung, um zu bestimmen, welche Werte für die Ansteuerung der Ausgabevorrichtung
verwendet werden sollen. Typischerweise wurden Werte für C, M und
Y mit einem Bezugswert verglichen, und ein Trennungspixel wurde
immer dann ausgegeben, wenn der Schwellenwert überschritten wurde.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung werden jedoch die Werte des Pixels, zum Beispiel
C, M und Y addiert: s = C + M + Y
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Wie
oben angemerkt, tritt Bildrauschen im standardmäßigen Farb-Fehlerdiffusionsprozess
teilweise auf, weil weiße
Pixel da vorkommen, wo Farbpixel vorkommen sollten. Die vorliegende
Erfindung nimmt jedoch den ermittelten Wert s und bestimmt, ob überhaupt
irgendwelche Trennungspixel gedruckt werden sollen. Die Summe der
Farbkomponenten s wird verwendet, um zu entscheiden, wie viel Tinte
an jedem Pixel platziert wird. Die Variable s ist ein Maß dessen,
wie viel Tinte erforderlich ist. Sie wird mit Schwellenwerten (oder
Trennungs-Schwellenwerten: THREE, TWO, ONE) verglichen, um zu entscheiden,
ob genügend
Tinte für
drei, zwei, eine oder keine der Tintenschichten angefordert worden
ist. Drei Schichten ergeben Schwarz, zwei Schichten ergeben eine
sekundäre
Farbe (Rot, Grün
oder Blau), eine einzelne Schicht ergibt eine primäre Farbe
(Cyan, Magenta oder Gelb) und keine Tinte lässt das Papier weiß. Wenn
eine primäre
oder sekundäre
Farbe benötigt
wird, dann sind weitere Tests erforderlich, um die spezifische Farbe
auszuwählen.
Der grundlegende Gedanke ist, die Farbe mit den am stärksten angesammelten
Anforderungen auszuwählen.
Dazu werden die Farbdifferenzen herangezogen, die angegeben werden
durch t = C – M u = M – Y
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Ein
positiver t-Wert bedeutet, dass die Anforderung für Cyan stärker ist
als diejenige für
Magenta, während
ein negativer Wert bedeutet, dass Magenta mehr benötigt wird
als Cyan. Ein positiver u-Wert bedeutet, Magenta wird mehr benötigt als
Gelb. Das Cyan und Gelb können
verglichen werden, indem das Vorzeichen der Summe t + u geprüft wird.
In dem Fall einer sekundären
Farbe (Rot, Grün
oder Blau) wird herausgefunden, welche Farbkomponente den Mindestwert
aufweist und dann werden die anderen zwei Komponenten gedruckt.
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In
dem eigentlichen Algorithmus werden t, u und t + u nicht mit Null
verglichen, sondern stattdessen mit "beeinflussenden" (biasing) Werten. Dies erfolgt, um
eine Grau-Uneindeutigkeit zu entfernen, die zu Bildtexturen führen kann.
Wenn man Grau beispielsweise mit einer Tinten-Ebene von zum Beispiel
1,5 erzeugen möchte,
dann gibt es dafür
drei Möglichkeiten.
Idealerweise könnte
man ein Muster aus Magenta und Grün oder ein Muster aus Cyan
und Rot oder schließlich
ein Muster aus Gelb und Blau drucken. Wenn t, u und t + u mit Null
verglichen werden, werden alle dieser drei Möglichkeiten gleich begünstigt.
Als ein Ergebnis dessen lassen sich gemischte Flecken von Grau finden,
die auf alle drei Arten erzeugt worden sind. Bei einem tatsächlichen
Drucker erzeugen diese unterschiedlichen Verfahren verschiedene
Farben, die zu einem gefleckten Patchwork-Erscheinungsbild führen. Die beeinflussenden Werte
bevorzugen daher die Kombination Magenta – Grün vor Cyan – Rot, und diese wiederum vor
Gelb – Blau.
Diese Reihenfolge wird gewählt,
um Helligkeitsabweichungen über
die Pixel zu minimieren. Wir verwenden einen GRAYBIAS-Wert, (einen
Farbbestimmungs-Schwellenwert), von etwa einer halben Tinteneinheit.
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Beim
Auswählen
einer Ausgangsfarbe werden die Werte von s, t und u aktualisiert,
um den Zustand des ausgegebenen Bilds wiederzugeben. Alle Differenzen
von den gewünschten
Werten werden in herkömmlicher
Weise in einer Fehlerdiffusion verteilt. In dem Programm-Fragment
wird die aus US-A 5,353,127 an Shiau und andere abgeleitete bestimmte
Gruppe von Gewichtungen verwendet, aber es lassen sich andere Verteilungs-Gewichtungen
verwenden, wie beispielsweise das bekannte Floyd-Steinberg-Verfahren.
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung betrachtet. Unter erster Bezugnahme auf 2 ist
der Punktschattienangsprozess schematisch dargestellt, der implementiert
wird. Zuerst empfängt
der Punktschattierungsprozess Signale, die jede Trennung darstellen.
Dies kann seriell oder parallel erfolgen. Die empfangenen Halbtonsignale
sind mit einer Anzahl von Ebenen definiert, die höher als
diejenige ist, die ausgegeben werden soll. Zuerst werden die Werte
für s,
t und u in der arithmetischen Berechnung von 102 arithmetisch
berechnet. Unter Verwendung von s, t und u werden die Ausgabepixel
an der Ausgabeermittlung 104 ermittelt.
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Unter
folgender Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 3 werden
s, u und t aus C, M und Y für jedes
Farbpixel in den Schritten 202, 204 und 206 berechnet,
und wenn der Prozess sich im Einsatz befindet, vor dem bestimmten
Farbpixel, das generiert worden ist, und vorherigen Halbtonfehlern,
die an das Farbpixel verteilt worden sind. In Schritt 208 erfolgt
eine Ermittlung, ob der Wert von S größer ist als ein Schwellenwert, der
als TWO (für
zwei Trennungen) bezeichnet wird. Ist dies der Fall, d.h. drei Trennungen
müssen
gedruckt werden, sollte das Pixel in Schritt 210 auf Schwarz
gesetzt werden, und es wird ein schwarzes Pixel gedruckt.
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Wenn
S nicht größer als
TWO ist, wird es in Schritt 212 geprüft, um zu bestimmen, ob es
größer als ein
Schwellenwert ist, der als ONE bezeichnet wird, (wiederum für eine Trennung).
Ist dies der Fall, wird in Schritt 214 eine Routine eingegeben,
um eine sekundäre
Farbe (Rot, Blau, Grün)
zu drucken, die sich aus zwei zusammen gedruckten Trennungen zusammensetzt.
Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 215 geprüft, ob S größer als
ZERO ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 216 eine Routine
eingegeben, um eine primäre
Farbe (Cyan, Magenta, Gelb) zu drucken. Anderenfalls wird eine Routine
eingegeben, um Weiß 217 zu
drucken.
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In 4 fährt die
Routine Primäre
Farbe drucken mit Schritt 302 fort und die Frage lautet,
ob t größer als
ein Schwellenwertsignal ist, das als GRAYBIAS bezeichnet wird, welcher
ein Wert ist, der ausgewählt
wird, um sicherzustellen, dass die Farben immer gleich gedruckt
werden. Wenn in den Schritt 302 und 304 t nicht größer als
Graybias ist, wird gefragt, ob u größer als minus Graybias ist,
und falls dies der Fall ist, wird Magenta gedruckt. Wenn in den
Schritten 302 und 306 t größer als Graybias und t + u
größer als
minus Graybias ist, wird Cyan gedruckt. Wenn in den Schritten 306 und 304 u
nicht größer als
minus Graybias ist, oder wenn t + u nicht größer als minus Graybias ist,
wird Gelb gedruckt.
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In 5 wird
der Prozess nach der Eingabe der Sekundärfarben-Routine gezeigt. In
den Schritten 402 und 404, wenn t kleiner als
minus Graybias und t + u kleiner als Graybias sind, werden Magenta
und Gelb gedruckt. Wenn in den Schritten 402 und 406 nicht
kleiner ist als minus Graybias und u kleiner ist als Graybias, dann
werden Cyan und Gelb gedruckt. Wenn in Schritt 406 u nicht
kleiner ist als Graybias, oder wenn in Schritt 404 t +
u nicht kleiner ist als Graybias, werden Magenta und Cyan gedruckt.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 werden in Schritt 106 die
Werte von s, t und u mit den ausgegebenen Pixelwerten aktualisiert.
Unter Erinnerung daran, dass die Eingangswerte im allgemeinen zwischen 0
und 255 lagen, und die Ausgangswerte entweder 0 oder 255 sind, besteht
oft eine Differenz zwischen den Eingangswerten und den Ausgangswerten.
Die Differenzen für
jeden berechneten Wert Δs, Δt, Δu werden
in Schritt 108 berechnet, was zu einem Fehlerwert für jedes
Pixel Ep führt. In Schritt 110 wird
diese gewichtete Verteilung dieses Fehlers auf eine Vielzahl von
benachbarten Pixeln in Übereinstimmung
mit einem standardmäßigen Fehlerdiffusionsprozess
vorgenommen (wobei Floyd-Steinberg-Gewichtungen gezeigt sind).
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Das
offenbarte Verfahren kann problemlos in Software implementiert werden
unter Verwendung von objektorientierten Software-Entwicklungsumgebungen,
die einen übertragbaren
Quellcode bereitstellen, der auf einer Reihe von Rechner- oder Workstation-Hardware-Plattformen
verwendet werden kann. Alternativ kann das offenbarte Bildverarbeitungssystem
teilweise oder vollständig
in Hardware implementiert werden unter Verwendung von standardmäßigen Logikschaltungen
oder insbesondere auf einem einzelnen Chip unter Verwendung der
VLSI-Auslegung. Ob Software oder Hardware zum Implementieren des
Systems verwendet wird, hängt
von den Geschwindigkeits- und Effizienzanforderungen des Systems
und auch der speziellen Funktion und den speziellen Software- oder
Hardware-Systemen und den speziellen Mikroprozessor- oder Mikrocomputer-Systemen
ab, die eingesetzt werden. Das Bildverarbeitungssystem kann jedoch
von einem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet ohne unangemessenes
Experimentieren aus der hierin bereitgestellten Funktionsbeschreibung
zusammen mit einem allgemeinen Wissen im Computerbereich problemlos
entwickelt werden.
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ANHANG
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Das
folgende C-Programmfragment erfasst den Fehlerdiffusionsprozess
für eine
Abtastzeile unter Verwendung des erfinderischen Verfahrens:
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