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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung
und ein Verfahren zum Quantisieren einer mehrwertigen Originalbildinformation
in ein Aufzeichnungslevel eines Aufzeichnungsgeräts.
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Verwandte
Hintergrundtechnik
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In
letzter Zeit sind verschiedene Austattungen zur Büroautomatisierung
(BA), wie PC und Wordprozessoren zu sehr verbreitetem Gebrauch gelangt.
In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Aufzeichnungsverfahren
wie Tintenstrahlaufzeichnung, elektrofotografische Aufzeichnung,
Nadeldruckaufzeichnungsverfahren und dergleichen als Verfahren zum
Ausdrucken von durch die BA Ausstattung eingegebener Information
entwickelt. Bei diesen geläufigen
Aufzeichnungsverfahren steht ein sogenanntes binäres Aufzeichnungsverfahren
zum Aufzeichnen oder Nichtaufzeichnen eines Dot (d.h. Aufzeichnungspixel)
auf ein Aufzeichnungsmedium im Mittelpunkt.
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Neuester
Fortschritte bei PC, Wordprozessor und dergleichen wegen wurde es
aber populär,
Fotos und Desktoppublishing (DTP) von Bildern oder dergleichen zum
Aufzeichnen auszugeben. Dafür
ist Verwirklichung sauberer und flüssiger Halbtondarstellung erforderlich.
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Ditherverfahren
und Fehlerverteilungsverfahren (error diffusion, ED) sind als typische
Verfahren beim Darstellen von Halbtönen in solchen binären Aufzeichnungsgeräten bekannt.
Deshalb werden diese beiden Verfahren nachstehend kurz erklärt.
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Das
Ditherverfahren ist ein Gradationsdarstellungsverfahren, das Gradation
oder Tonalität durch
anfängliches
Bestimmen einer Einheitsmatrix für
die Gradation darstellt und dann die Anzahl der Aufzeichnungspixel
steuert, die innerhalb der Einheitsmatrix aufgezeichnet werden sollen.
Zum Beispiel wird beim Definieren einer 4 × 4 Einheitsmatrix die Anzahl
der aufzuzeichnenden Aufzeichnungspixel innerhalb der definierten
Matrix so gesteuert, dass sie "0
Dot" bis "16 Dot" beträgt, womit
eine 17-gradige Darstellung verwirklicht wird.
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Das
Prinzip des ED Verfahrens wurde veröffentlicht in R. W. Floyd und
L. Steinberg "An
Adaptive Algorithm for Spatial Gray Scale" SID 75 Digest (1976). Das heisst, das
ED Verfahren vollführt
die Quantisierung durch Berechnung der Dichtedifferenz (Fehlerdaten)
zwischen einer Originalbildpixeldichte jedes Originalbildes und
der Aufzeichnungspixeldichte, die vom Aufzeichnungsgerät nach der
Quantisierung aufgezeichnet werden soll und durch Diffusion der
berechneten Fehlerdaten auf periphere Pixel vor der Quantisierung
mit jedem Datum zugeteilter spezifischer Gewichtung. Diese Aufzeichnungsgeräte erzeugen
und zeichnen Quantisierungsaufzeichnungsdaten unter Verwendung der
vorstehend beschriebenen Verfahren auf. Das Seriellsystem – Aufzeichnungsgerät veranlasst
einen Aufzeichnungskopf, ein Aufzeichnungsmedium in einer Hauptabtastrichtung abzutasten,
um die Aufzeichnung einer Zeile durchzuführen, bewegt nach Beendigung
der Einzeilenaufzeichnung das Aufzeichnungsmedium um eine vorbestimmte
Menge in eine Unterabtastrichtung und veranlasst den Aufzeichnungskopf
erneut das Aufzeichnungsmedium abzutasten. Auch wenn Einzelheiten
nachstehend erklärt
werden, wiederholt das Seriellsystem – Aufzeichnungsgerät den obigen
Vorgang, um die Aufzeichnung durchzuführen. Das Zeilensystem – Aufzeichnungsgerät besitzt
eine Aufzeichnungseinrichtung, die über die gesamte Breitenrichtung
des Aufzeichnungsmediums angeordnet ist. So führt das Zeilensystem – Aufzeichnungsgerät die Aufzeichnung
durch sequentielles Abtasten des Aufzeichnungsmediums durch.
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Aber
bei solch herkömmlichen
Quantisierungsverfahren und Aufzeichnungsgeräten, die die herkömmlichen
Quantisierungsverfahren verwenden gibt es nachstehende Nachteile.
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Beim
Ditherverfahren ist die Anzahl der darstellbaren Gradationen entsprechend
der Grösse
einer Grundmatrix begrenzt. Da ferner die Gradation dargestellt
wird durch Wiederholen der Grundmatrices, kommt es entsprechend
einer Art eines Originalbildmusters vor, dass Textur genannte periodische Ungleichheit
auf dem Aufzeichnungsbild in einer der Periode der Grundmatrix synchronen
Periode auftritt. Diese periodische Ungleichheit tritt besonders
bei Halbtonbildern auf und ist ein ernstlicher Nachteil. Deshalb
ist das Ditherverfahren normalerweise für ein fotografisches Naturbild
nicht geeignet.
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Zum
Beheben dieses Nachteils wurden verschiedene Vorschläge zu Verbesserung
der Qualität von
Halbtonbildern im Ditherverfahren gemacht. Zum Beispiel wurde wie
in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 56-146361 offenbart,
vorgeschlagen, dass ein Dithermaskenmuster für jede Farbe verschieden gestaltet
wird. Aber eine solche Technik wie in der japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 56-146361
offenbart, ist nur ein Verfahren bei dem z.B. eine Dithermatrix
einfach unter Verwendung von Zufallszahlen gebildet wird und erreicht deshalb
das zur Wiedegabe ausreichender Halbtonbildqualität erforderliche
Level nicht.
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Beim
ED Verfahren ist, da die Fehlerdaten zwischen Originalbilddichte
und Ausgabedichte räumlich
berechnet werden, die Anzahl der Gradationen, die beim Ditherverfahren
wegen der Matrixgrösse
begrenzt ist, nicht so begrenzt. So kann ein der Originalbilddichte
getreues Ausgabebild wiedergegeben werden. So kann, im Vergleich
mit dem Ditherverfahren getreue Halbtonaufzeichnung verwirklicht werden.
Ferner kann beim ED Verfahren Kompatibilität der Gradationen und der Auflösung, die
beim Ditherverfahren nicht verwirklicht werden kann, verwirklicht
werden. Aus diesen Gründen
wurde im Fall der Ausgabe von Fotos, nach denen der Bedarf besonders
in den letzten Jahren gestiegen ist, das ED Verfahren im Vergleich
zum Ditherverfahren allgemein als fähig dazu akzeptiert, Anstiege
bei der Bildqualität
zu verwirklichen. Aber da die Anzahl der Verarbeitungsschritte für ein Pixel
beim ED Verfahren signifikant grösser
ist als beim Ditherverfahren, benötigt das ED Verfahren beträchtlich
mehr Verarbeitungszeit. Der Bedarf nach Hochqualitätsbildern
hat einen schnellen Anstieg bei der Aufzeichnungsauflösung der
Aufzeichnungsgeräte
verursacht. Die Anzahl zu verarbeitender Pixel steigt in quadratischem Verhältnis beim
Anstieg der Auflösung
der Aufzeichnungen. Deshalb steuert beim ED Verfahren die Verarbeitungsgeschwinigkeit
die Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsgeräte.
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So
gibt es den Bedarf einer Quantisierungstechnik mit der Geschwindigkeit
des Ditherverfahrens und der befriedigenden Halbtonwiedergabe des ED
Verfahrens. Als ein Vorschlag zum Verwirklichen einer solchen Technik
offenbart z.B. U.S. Patent Nr. 5.111.310 eine Quantisierungstechnik,
bei der als Charakteristik der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung
bei der Quantisierungsteuerung entsprechend der Verarbeitungsgeschwindigkeit
beim herkömmlichen
Ditherverfahren unter Verwendung einer ausreichend grossen Dithermatrix,
ein Muster erhalten wird, das eine blaues Rauschen genannte räumliche Frequenzcharakteristik
aufweist und auf die Matrix gelegt wird, um eine Halbtonwiedergabe
wie beim ED Verfahren zu verwirklichen. Zu beachten ist, dass das vorstehende
Verfahren im Weiteren als Ditherverfahren mit blauem Rauschen bezeichnet
wird. Die Details des Ditherverfahrens mit blauem Rauschen sind in
vielen Publikationen veröffentlicht,
z.B. Robert Ulichneey "Digital
Halftoning" The
MIT Press Cambridge, Massachusetts London, England und dergleichen.
Das Ditherverfahren mit blauem Rauschen führt Quantisierung unter Verwendung
von Dithermatrices durch, die das Gefühl des Rauschens auf dem ausgegebenen
Bild verringern durch Unterdrücken des
Leistungsspektrums von Komponenten mit niedrigen Frequenzen, für die das
menschliche Auge am empfänglichsten
ist.
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Aber
bei diesen Ditherverfahren mit blauem Rauschen ist die Dithermatrix
so strukturiert, dass das Muster des blauen Rauschens über jede
Farbe gelegt wird. Deshalb kann es in einem Farbbildaufzeichnungsgerät vorkommen,
dass eine gemischte (oder zusammengesetzte) Farbe, aufgezeichnet
auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Ditherverarbeitung mit
blauem Rauschen für
jede Farbe, das Muster des blauen Rauschens nicht bildet oder herstellt
mit dem Nachteil, dass die Farbbildqualität sich verringert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen
herkömmlichen Probleme
gemacht.
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Ein
Artikel mit dem Titel "Anwendung
der Maske mit blauem Rauschen bei Farbhalbtönung" von M. Yao und K.J. Parker in Fortsetzungen
SPIE – The
International Society for Optical Engineering, Band 2727, Teil 2,
Seiten 876–880
offenbart die Verwendung einer Vielzahl von Masken mit blauem Rauschen
beim Halbtönen
von Farbbilddaten.
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Gemäss eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Verarbeitungsvorrichtung
wie in Anspruch 1 zur Verfügung
gestellt.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Bildverarbeitungsverfahren
wie in Anspruch 8 zur Verfügung.
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Weitere
Eigenheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen
ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche
Teile bezeichnen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
in der Spezifikation enthaltenen und einen Teil davon bildenden
Begleitzeichnungen stellen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung
dazu, die Grundlagen der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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1 ist
eine Ansicht, die ein Verfahren zum Bilden einer Quantisierungs – DitherMaske
für jede Farbe
in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das ein Bildverarbeitungssystem gemäss des Ausführungsbeispiels
zeigt;
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3 ist
eine Perspektivansicht, die einen Mechanismus eines Hauptteils eines
Aufzeichnungsgeräts
zeigt;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Steuerungslogik des Aufzeichnungsgeräts zeigt;
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5 ist
eine Ansicht, die den Ablauf einer Bildverarbeitung zeigt; und
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6 ist
eine Ansicht zum Erklären
eines Verfahrens zum Bilden einer Maske in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BERVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun in Übereinstimmung mit den Begleitzeichnungen
beschrieben.
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(Umriss)
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In
den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird
ein Ditherverfahren für
die Quantisierung und Muster des blauen Rauschens als Dithermatrices verwendet.
Ferner sind Maskenmuster mindestens zweier Farben als verschiedene
Muster definiert und eine Anordnung von zwei-Farben (Sekundärfarben) Dots,
dargestellt durch die verschiedenen beiden Farben werden optimiert,
um das Muster des blauen Rauschens zu bilden. Das heisst, die Sekundärfarbe zu
einer Aufzeichnungszeit mit Verwendung der beiden Farben hat eine
Charakteristik, die das Muster des blauen Rauschens darstellt.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist es in einem Farbaufzeichnungsgerät, das das
Aufzeichnen mit mehreren Aufzeichnungsfarben durchführt, wenn
die Maske in der die Sekundärfarbendots
eingerichtet sind das Muster des blauen Rauschens zu bilden, möglich, nicht
nur Bildverarbeitungsvorrichtung und – verfahren zur Verfügung zu
stellen, mit dem Gradationsdarstellung einschliesslich von nicht
nur Halbtönung
der Aufzeichnungsfarbe (Primärfarbe),
sondern auch Halbtönung
gemischter Farbe, repräsentiert durch
eine Kombination der Vielzahl von Aufzeichnungsfarben, mit hoher
Geschwindigkeit und hoher Bildqualität wiederzugeben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Das
erste Ausführungsbeispiel
wird nun unter Bezug auf die Begleitzeichnungen erklärt. 2 ist
ein Blockdiagramm, das ein Bildverarbeitungssystem zeigt, auf das
die vorliegende Erfindung angewendet wird. In der Zeichnung besteht
ein externer Rechner 100 aus CPU 101, Speicher 102,
einer externen Speichereinheit 103, einer Eingabeeinheit 104 und
einer Druckerschnittstelle 105. Die CPU 101 führt ein
im Speicher 102 gespeichertes Programm aus zum Verwirklichen
eines Farbverarbeitungsvorgangs, eines Quantisierungsverarbeitungsvorgangs und
dergleichen (später
beschrieben). Da das Programm in der externen Speichereinheit 103 gespeichert
wurde, wird es von einem externen Gerät mit der Speichereinheit 103 zugeführt. Da
der externe Rechner 100 Hardware für die Quantisierungsverarbeitung
beinhaltet, kann er diese veranlassen, die Quantisierungsverarbeitung
durchzuführen.
Da der externe Rechner 100 über die Schnittstelle 105 mit einem
Aufzeichnungsgerät 200 verbunden
ist, werden Bilddaten, die der Farbverarbeitung unterworfen sind,
zum Aufzeichnungsgerät 200 übertragen,
um das Aufzeichnungsgerät 200 zu
veranlassen Druckaufzeichnung durchzuführen.
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<Aufzeichnungsgerät>
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3 ist
eine Perspektivansicht zum Erklären
des Aufzeichnungsgeräts 200 in 2.
In diesem Fall wird das Aufzeichnungsgerät mit Tintenstrahlsystem als
Beispiel erklärt.
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Zuerst
wird ein gesamter Aufbau des Aufzeichnungsgeräts 200 erklärt. In 3 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein
Blatt Papier oder Plastik (im Weiteren als Aufzeichnungsblatt bezeichnet).
Die in einer Kassette oder dergleichen gestapelten Aufzeichnungsblätter 1 werden
nacheinander von einer Papierzufuhrrolle (nicht gezeigt) zugeführt und
dann wird jedes Blatt 1 durch ein erstes Paar Tragerollen 3 und
durch ein zweites Paar Tragerollen 4, angeordnet in einem
vorbestimmten Abstand und jeweils von (nicht gezeigten) Schrittmotoren
angetrieben in Richtung A getragen.
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Bezugszeichen 5 bezeichnet
einen Tintenstrahlsystem – Aufzeichnungskopf,
der die Aufzeichnung auf Blatt 1 vornimmt. Im Kopf 5 wird
Tinte aus einer nicht gezeigten Patrone zugeführt und dann in Reaktion auf
ein Bildsignal durch eine Düse
ausgestossen. Aufzeichnungskopf 5 und Tintenpatrone sind auf
einem Schlitten 6 montiert und ein Schlittenantriebsmotor 23 ist
mit dem Schlitten 6 durch einen Riemen 7 und Riemenscheiben 8a und 8b verbunden.
Deshalb wird Schlitten 6 vom Motor 23 angetrieben,
um Blatt 1 entlang eines Führungsschaftes 9 reziprok
abzutasten.
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Mit
obigem Aufbau stösst
der Aufzeichnungskopf 5, sobald er sich in Richtung B bewegt,
in Reaktion auf das Bildsignal die Tinte auf das Aufzeichnungsblatt 1 aus,
um ein Tintenbild aufzuzeichnen. Dann kehrt der Aufzeichnungskopf 5 wegen
der Notwendigkeit, dass Verklumpungen der Düse von einem Tintenentfernungsgerät 2 entfernt
werden, zu seiner Ausgangsposition zurück und die Tragerollen 3 und 4 werden
dazu angetrieben das Aufzeichnungsblatt 1 um eine Zeile
in Richtung A zu schieben. Durch Wiederholen des obigen Vorgangs
wird vorbestimmte Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsblatt 1 durchgeführt.
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Als
Nächstes
wird ein Steuersystem zum Antreiben der jeweiligen Einheiten im
Aufzeichnungsgerät 200 erklärt.
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Wie
in 4 gezeigt, besteht das Steuersystem aus einer
Steuereinheit 20 mit CPU 20a, einem Mikroprozessor
oder dergleichen, ROM 20b zum Speichern von Steuerprogrammen
und verschiedener Daten für
die CPU 20a, RAM 20c, verwendet als Arbeitsbereich
der CPU 20a und zum zeitweiligen Speichern verschiedener
Daten; Schnittstelle 21, Arbeitsfeld 22; Antrieb 27 zum
Antreiben verschiedener Motoren (Schlittenantriebsmotor 23,
Papierzufuhreinheitantriebsmotor 24, erster Trägerrollenantriebsmotor 25 und
zweiter Trägerrollenantriebsmotor 26); und
Aufzeichnungskopfantrieb 28 zum Antreiben eines Aufzeichnungskopfes 5.
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Durch
die Schnittstelle 21 führt
die Steuereinheit 20 einen I/O (Ein/Ausgabe) Vorgang für verschiedene
Information (z.B. Zeichenabstand, Zeichenart und dergleichen) aus
dem Bedienfeld 22 durch, ein Bildsignal vom/zum externen
Gerät 29 und dergleichen.
Die Steuereinheit 20 gibt AN und AUS Signale zum Antreiben
der Motoren 23–26 aus
und das Bildsignal zum Antreiben jeder Einheit.
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<Bildverarbeitungseinheit>
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Nun
wird ein Bildverarbeitungsverfahren erklärt, das durchgeführt werden
soll, wenn Aufzeichnungsdaten zum Aufzeichnen durch das Aufzeichnungsgerät vom externen
Rechner 100 erzeugt werden.
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Die
Bildverarbeitung im externen Rechner 100 wird durchgeführt von
der CPU 101 auf Grundlage eines in der externen Speichereinheit 103 gespeicherten
Programms. Diese Verarbeitung kann auch durch andere Hardware verwirklicht
werden.
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5 ist
eine Ansicht, die die Bildverarbeitung erklärt.
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5 zeigt
einen Ablauf der Verarbeitung zur Eingabe von R (roten), G (grünen) und
B (blauen) acht-Bit (d.h.,256 Gradations-) Bilddaten und dann zur
Ausgabe von C (cyan), M (magenta), Y (gelb) und K (schwarz) ein-Bit
Daten.
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Die
R, G und B acht-Bit Bilddaten werden zuerst bei einem Schritt 51,
der Luminanz/Dichtewandlung durchführt in C, M und Y acht-Bit
Daten gewandelt. Im Ausführungsbeispiel
wird die nachstehende logarithmische Wandlung durchgeführt.
C0
= (–255/2,4) × (log10[R/255])
M0
= (–255/2,4) × (log10[G/255])
Y0
= (–255/2,4) × (log10[B/255])
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Dann
werden in einem Maskierungsschritt S2 die C0, M0 und Y0 acht-Bit
Daten einer Maskierungswandlung für farbräumliche Wandlung unterworfen.
Im Ausführungsbeispiel
wird [3 × 3]
Matrixwandlung für
die eingegebenen C0, M0 und Y0 acht-Bit Daten durchgeführt, um
C1, M1 und Y1 acht-Bit Daten auszugeben.
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Dann
wird zur Schwarzerzeugung eine Unterfarbenentfernungs- und Schwarzerzeugungsverarbeitung
(UCR/BG) im UCR/BG Schritt S3 durchgeführt. Bei diesem Schritt werden
die Unterfarbenentfernungs- und Schwarzerzeugungsverarbeitung für die C1,
M1 und Y1 acht-Bit Daten durchgeführt, um C2, M2, Y2 und K2 acht-Bit
Daten zu erzeugen. Genauer wird ein Minimalwert uc (uc = min[CMY])
aller C1, M1 und Y1 Aufzeichnungsdaten daraus als Unterfarbe entfernt
und ein dem entfernten Wert uc entsprechender Schwarzerzeugungskomponent
zu C1, M1, Y1 und K Daten hinzugefügt und dadurch die C2, M2,
Y2 und K2 Daten erzeugt.
C2 = C1 – uc + CGR[uc]
M2 = M1 – uc + MGR[uc]
Y2
= Y1 – uc
+ YGR[uc]
K2 = KGR[uc]
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In
diesem Fall wird, wenn CGR[uc], MGR[uc] und YGR[uc] für "uc" jeweils einen Wert "null" haben, die Schwarzerzeugung
nur durch ein K Tintenbild durchgeführt. Haben aber CGR[uc], MGR[uc]
und YGR[uc] Werte die "uc" entsprechen, wird ein
Teil des als Unterfarbe entfernten Schwarzbestandteils als K Tintendaten
dargestellt und der Rest des Schwarzbestandteils wird als Mischung
(d.h. Komposit K) der C, M und Y Farbbestandteile dargestellt.
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Dann
werden in einem Schritt S4 die C2, M2, Y2 und K2 acht-Bit Daten
der ausgegebenen Gammakorrektur unterworfen und so die Farbverarbeitung
beendet. Dann werden in einem Binärsetzverarbeitungsschritt S5
die durch die ausgegebene Gammakorrektur erzielten C3, M3, Y3 und
K3 acht-Bit Daten in einer Zufalls-Ditherbereich – Gradationsdarstellungsverarbeitung
in die C, M, Y und K ein-Bit Information gewandelt, um die binären Aufzeichnungsdaten
zu erzeugen, die "drucken" oder "nicht drucken" anzeigen. Die erzeugten
binären
Aufzeichnungsdaten werden in das Aufzeichnungsgerät übertragen
und die Aufzeichnung durchgeführt.
Genauer werden bei Schritt S5 die C3, M3, Y3 und K3 acht-Bit Daten
jeweils mit den Schwellenwerten innerhalb der Dithermatrix verglichen
und entsprechend den Vergleichsergebnissen (d.h., grösser oder
kleiner als die Schwellenwerte) in die ein-Bit Information gewandelt.
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Das
im Ausführungsbeispiel
verwendete Zufallsditherverfahren ist das vorstehend beschriebene Verfahren
des blauen Rauschens. Das Bilden der MatrixMaske und Charakteristik
des Ditherverfahrens des blauen Rauschens sind im obigen U.S. Patent
Nr.5.111.310; "Journal
of Electronic Imaging" Januar
1994, Band 3(1) Seiten 92–97;
und " Digital Halftoning
Technique Using a Blue-Noise Mask" J.Opt.Soc. AmA Band 9, Nr.11 November
1992 offenbart und waren dem Fachmann bekannt. Deshalb unterbleibt
eine detaillierte Erklärung
des Zufallsditherverfahrens im Ausführungsbeispiel.
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<Quantisierungsverarbeitung>
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Bei
der obigen Bildverarbeitung kann, da das Zufallsditherverfahren
als Quantisierungsverfahren verwendet wird, im Vergleich zu dem
Fall, bei dem das ED Verfahren als Quantisierungsverfahren verwendet
wird, die Verarbeitungsmenge merklich verringert werden, wodurch
Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit verwirklicht werden kann.
Zusätzlich kann,
verglichen mit dem Fall, bei dem das herkömmliche Ditherverfahren als
Quantisierungsverfahren verwendet wird, Halbtonbildaufzeichnung
in hoher Qualität
verwirklicht werden. Deshalb kann festgestellt werden, dass das
Zufallsditherverfahren eine optimale Option in Hinsicht auf Ausgewogenheit
zwischen nötiger
Verarbeitungskapazität
und ausgegebener Bildqualität
ist. Aber auch beim Zufallsditherverfahren tritt nach wie vor das
früher
beschriebene Problem auf. Das heisst, Eindrücke des Rauschens tendieren
dazu, beonders an hellen Teilen des Halbtons aufzutreten. Obwohl
es viele Gründe
für solche Eindrücke des
Rauschens gibt, werden typische Gründe dafür nachstehend erklärt. Einer
der Gründe ist,
dass Leistungsspektren in niederfrequenten Bereichen vorhanden sind.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Empfindlichkeit des menschlichen
Auges für
niederfrequente Bereiche bemerkenswert höher als für hochfrequente Bereiche. Deshalb
ist bekannt, dass, wenn Periodizität (d.h. Leistungsspektrum)
im niederfrequenten Bereich vorliegt, diese als Eindruck des Rauschens
wirkt und ein Gefühl
der Falschheit oder Seltsamkeit verursacht. In diesem Zusammenhang
besteht, auch wenn eine Dithermatrix des blauen Rauschens verwendet
wird, da es schwierig ist, das niederfrequente Spektrum im gesamten
Halbtonbereich zu eliminieren, die Befürchtung, dass das teilweise
verbleibende Leistungsspektrum im niederfrequenten Bereich den Eindruck
des Rauschens bewirkt. Das liegt daran, dass es äusserst schwierig ist, eine
Dithermatrix zu bilden, die in der Lage ist, das niederfrequente
Spektrum im ausgegebenen Bild des gesamten Gradationsbereichs zu
eliminieren. Beim Bilden der Dithermatrix wird, da die Schwellenwerte
der Matrix sequentiell angelegt werden, der bei den Schwellenwerten
verwendbare Grad der Freiheit eingeschränkt. Es wird angenommen, dass
die Schwellenwerte von "0" bis "255" der Matrix angelegt werden.
In diesem Fall wird der Schwellenwert "127 " als
Standard definiert und wenn das Anlegen der Schwellenwerte auf die
Matrix beim Standard in dieser Reihenfolge beginnt, muss der letzte
Schwellenwert "255" automa tisch auf
eine zu diesem Zeitpunkt leere Position (oder Platz) angelegt werden.
Mit anderen Worten, es gibt keinen Grad der Freiheit der Position,
auf die der letzte Schwellenwert "255" angelegt
werden kann. In dem Fall, in dem die Schwellenwerte auf eine Dithermatrix
angelegt werden, ist es, da der Grad der Freiheit der Position,
an die der später
angelegte Schwellenwert angelegt wird geringer sein muss, als der
der Position, an die der erste Schwellenwert angelegt wurde schwierig
ein vollständiges
Muster des blauen Rauschens im gesamten Gradationsbereich einzurichten.
Deshalb verursacht das niederfrequente Leistungsspektrum, da es im
praktischen Matrixmuster nicht vollständig eliminiert werden kann,
im ausgegebenen Bild den Eindruck des Rauschens.
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Ferner
kann das Aufzeichnungsgerät
beim Aufzeichnen verschiedene Streuungsfaktoren (oder Abweichungsfaktoren)
aufweisen. Zum Beispiel führt ein
serieller Drucker wie vorstehend beschrieben, das Aufzeichnen einer
Zeile durch, indem der Aufzeichnungskopf veranlasst wird, das Aufzeichnungsmedium
abzutasten, rückt
nach Beendigung der Einzeilenabtastung das Medium um eine Zeile
weiter und wiederholt diese Vorgänge.
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Aber
eine Position, an der ein Aufzeichnungspixel aufgezeichnet wird,
kann einer Streuung oder Abweichung unterliegen, wegen verschiedener Streuungsfaktoren,
etwa Streuung bei der Abtastmenge des Aufzeichnungskopfes oder des
Aufzeichnungsmediums, Streuung bei der Position an der der Aufzeichnungskopf
für jede
Farbe montiert ist oder dergleichen. Wegen solcher Abweichung variiert
die Frequenzcharakteristik des praktischen Druckbildes von einer
Charakteristik des blauen Rauschens zu einer Charakteristik des
weissen Rauschens, so dass das ausgegebene Bild, über das
sich der Eindruck des Rauschens ausdehnt, rauh wirkt.
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Auch
der gesamte Bildbereich unterliegt ungeachtet des Gradationswertes
des ausgegebenen Bildes dem Einfluss der obigen verschiedenen Streuungsfaktoren.
Wenn ein Betrachter das Aufzeichnungsbild im Detail ansieht, fühlt er visuell, dass
der Eindruck des Rauschens im Niedergradationsbereich des hellen
Teils sehr intensiv ist. In diesem Zusammenhang ist es schwierig
in Betracht zu ziehen, dass die Aufzeichnungsposition des Aufzeichnungspixels
zum Zeitpunkt der Aufzeichnung des Niedriggradationsbereichs äusserst
fehlerhaft wird. Das heisst, auch in Mittel- oder Hochgradationsbereichen streut
die Aufzeichnungsposition genauso und so ändert sich die Frequenzcharakteristik
in jedem dieser Bereiche von der Charakteristik des blauen Rauschens
zur Charakteristik des weissen Rauschens. Aber diese Bereiche werden
visuell von der positionellen Streuung nicht stark beeinflusst.
Da der visuelle Einfluss ein psychologischer Wert ist, ist es schwierig
die Ursachen dafür
zu beheben. Aber es kann angenommen werden, dass einer der Hauptfaktoren
im Kontrastunterschied liegt. Im hellen Teil ist, da die Aufzeichnungsdots
auf dem weissen Medium verteilt sind die Position jedes aufgezeichneten
Pixels klar. Im Gradationsbereich jedoch, dessen Dichte gleich oder
grösser
ist als der bestimmte Ausdehnungsgrad, ist eine grosse Anzahl von
Aufzeichnungsdots innerhalb eines bestimmten Bereichs konzentriert,
wodurch ein solcher Gradationsteil visuell als ingesamt grau empfunden
wird. Da die Halbtönung
durch binäre
Aufzeichnung dargestellt wird, kann der Betrachter natürlich Kondensation
und Verdünnung
der Dotdichte wahrnehmen. Deshalb wird der Betrachter, wenn die
gesamte Dotposition die Charakteristik des weissen Rauschens annimmt
den Eindruck des Rauschens bemerken. Der Eindruck des Rauschens
wird wahrgenommen durch Unterscheidung der Periodizität in einer
Hintergrundfarbe an der Aufzeichnungsdotposition. Deshalb kann im Hintergrund
des Mittel- und Hochgradationsteils, der, da der Kontrast zwischen
dem vorhandenen Aufzeichnungsdot und dem Hintergrund weitgehend
gering ist, im Vergleich zum hellen Teil substantiell grau wurde,
angenommen werden, dass der Eindruck des Rauschens für einen
Betrachter objektiv nicht auftritt.
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Wichtig
dabei ist, dass in dem Fall, in dem ein Druckbereich oder eine vom
Druck bedeckte Region im Einheitsbereich als ein Flächenfaktor
definiert wird., es für
den Betrachter schwieriger wird, den Eindruck des Rauschens wegen
des weissen Rauschens im dem Bild visuell wahrzunehmen, dessen Flächenfaktor
hoch ist (d.h., Grad oder Prozentsatz des verbleibenden weissen
Hintergrunds auf dem Papier ist gering), im Vergleich mit dem Bild, dessen
Flächenfaktor
niedrig ist.
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So
ist ein Verfahren zur Erhöhung
des Flächenfaktors
ein wirksames Verfahren zum Verringern des Eindruckes des Rauschens,
der in Halbtonbereichen eines binären Aufzeichnungsbildes auftritt.
Auf jeden Fall werden Farben verschiedener Farbtöne in einem Foto verwendet,
wenn es erforderlich ist, Halbtöne
getreu wiederzugeben. Da die im normalen Aufzeichnungsgerät vorbereiteten
Aufzeichnungsfarben die drei Farben C, M und Y sind werden verschiedene
Farbtöne
durch Kombinieren dieser Primärfarben (C,
M und Y) wiedergegeben. Um also den Eindruck des Rauschens innerhalb
des gesamten Bildes zu verringern, reicht es nicht aus, das Halbtonbild
der Primärfarbe
zu verbessern, sondern es ist von Bedeutung den Eindruck des Rauschens
in der Mischfarbe (oder Kompositfarbe) von sekundären oder mehr
Farben zu verringern. Da die Mischfarbe aus einer Kombination von
Primärfarbendots
erzeugt wird, ist es wünschenswert,
die Doterzeugung so zu steuern, dass die Primärfarbendots einander so wenig wie
möglich überlappen,
um den Flächenfaktor
zu vergrössern.
Wird nämlich
das Maskenmuster jeder Farbe beim Zufallsditherverfahren so gesetzt,
dass es sich für
jede Farbe unterscheidet, kann der Flächenfaktor bei der Mischfarben – Halbtonaufzeichnung
relativ erhöht
werden. So kann eine (Qualitätsverbesserung
beim fotografischen Halbtonbild verwirklicht werden, das aus den
verschiedenen Farbtonfarben besteht.
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Aber
es gibt auch den Fall, bei dem der Eindruck des Rauschens auch dadurch
nicht verringert werden kann, dass das Maskenmuster so gesetzt wird,
dass es sich zufällig
für jede
Farbe unterscheidet. Auch wenn jedes Primärfarben – ZufallsditherMaskenmuster
als Muster des b1auen Rauschens verwendet wird, um den Eindruck
des Rauschens zu verringern, tritt der Fall auf, in dem, da die
meisten der Fotos, die Wert auf das Halbtonbild legen, mit Mischfarbe,
wie vorstehend beschrieben aufgezeichnet werden, gemäss der Kombination
aus den jeweiligen Farbdots die endgültige Dotanordnung nicht die der
Anordnung des blauen Rauschens ist, wenn die Dots, die die Mischfarbe
bilden als Ganzes betrachtet werden. Um den Eindruck des Rauschens
zu verringern, wird die Maske für
jede Farbe mit dem Ziel verschoben, den Flächenfaktor zu verringern. So
wird, da der Kontrast zwischen der Dotfarbe und der Hintergrundfarbe
geringer wird, der Dot selbst weniger sichtbar. Aber da die räumliche
Frequenzcharakteristik der Dotanordnung in Richtung der niederfrequenten
Seite verschoben wird, steht zu befürchten, das keine vollständige Verringerung
des Eindrucks des Rauschens erreicht werden kann.
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Deshalb
wird die räumliche
Frequenzcharakteristik des Primärfarben – Halbtonaufzeichnungsbildes
als das blaue Rauschen definiert und die DitherMaske für jede Farbe
wird als eine verschiedene Maske gesetzt, mit dem Ziel, den Flächenfaktor
zu vergrössern.
Genauer, da C und M dazu tendieren, den Eindruck des Rauschens besonders
bei geringer Helligkeit zu beinflussen, werden die DitherMasken von
C und M als die unabhängigen
Masken genommen. So kann, wenn das Halbtonbild aus B (blau), das
die Mischfarbe aus C und M ist, wiedergegeben wird, wenn die C und
M DitherMasken, jede jeweils mit der Charakteristik des blauen Rauschens
für die Mischdotanordnung
von C und M verwendet werden, der Eindruck des Rauschens des fotografischen
ausgegebenen Bildes mit vielen Mischfarbenhalbtonbildern bei der
Halbtonaufzeichnung verringert werden.
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1 ist
eine Ansicht, die ein Verfahren zum Bilden eines DitherMaskenmusters
zeigt, das der vorstehenden Bedingung genügt. In 1 bezeichnet
Bezugszeichen 50 ein Dither-Maskenmuster (d.h., GrundMaskenmuster)
des blauen Rauschens, gebildet mit einem bereits bekannten Verfahren,
in dem die räumliche
Frequenzcharakteristik die Charakteristik blauen Rauschens anzeigt.
Dieses Muster hat eine Matrixgrösse
von [256 × 256]
in der 256 Evaluationswerte (d.h., Schwellenwerte) von "0" bis "255" jeweils
in Reihen und Spalten angeordnet sind. Bezugszeichen 70, 80, 90 und 95 bezeichnen
C, M, Y und K DitherMaskenmuster. Jedes Maskenmuster wird geformt
auf Grundlage von Daten des GrundMaskenmusters 50 durch
Datenwandlung in einer Wandlungseinheit 60. In diesem Fall
wird angenommen, dass der Evaluationswert in der x Reihe und der y
Spalte des Musters 50P(x,y) ist, der Evaluationswert des
C DitherMaskenmusters 70C(x,y), der Evaluationswert des
M DitherMaskenmusters 80M(x,y), der Evaluationswert des
Y DitherMaskenmusters 90Y(x,y) und der Evaluationswert
des K YDitherMaskenmusters 95K(x,y) ist. Dann werden die
Werte C(x, y), M(x, y), Y(x, y) und K(x, y) gemäss des Wertes P(x, y) durch
die Wandlungseinheit 60 wie folgt erzeugt.
Wenn P(x,
y) < 32,
C(x,
y) = P(x, y) + 224
M(x, y) = P(x, y)
Y(x, y) = P(x, y)
K(x,
y) = P(x, y)
wenn P(x, y) ≥ 32
C(x,
y) = P(x, y) + 32
M(x, y) = P(x, y)
Y(x, y) = P(x, y)
K(x,
y) = P(x, y)
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Durch
Setzen des DitherMaskenmusters für jede
Farbe wie vorstehend, wird die B(blau)-Systemfarbe, die als die
Mischfarbe der Primärfarben
C und M wiedergegeben werden soll, wie folgt wiedergegeben.
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Beim
Drucken eines B Bildes mit niedriger Gradation, dessen Gradationswert
gleich oder geringer als "32" (32/255) ist, beginnt
das C Dotdrucken an der Position, an der der M Dot, dessen Gradationswert "32" oder höher ist
gedruckt wird. Deshalb ist zum Beispiel die durch das logische OR
der C und M Dots, die das B Bild bilden, dessen Gradationswert "32" ist, erzielte Dotposition
identisch mit der Position des Dots M, dessen Gradationswert "64" ist. Wie vorstehend
beschrieben wird, wenn Gradationswert und damit Flächenfaktor
erhöht
werden, der Eindruck des Rauschens auch in der identischen räumlichen
Frequenzcharakteristik verringert. Deshalb wird wenn die obigen
C und M Maskenmuster gesetzt werden, da das B-Systembild, das im
Vergleich mit Primärfarbbildern
derselben oder einer geringeren Gradation einen grossen Flächenfaktor
und darüber
hinaus das Dotmuster mit den C und M Dots die Charakteristik des
blauen Rauschens hat, der Eindruck des Rauschens multiplikativ unterdrückt. Natürlich wird beim
Setzen des Maskenmusters gemäss
des Ausführungsbeispiels,
da das B-Systembild, dessen Gradationswert "64" oder
höher ist
unter Überlappung der
C und M Dots gedruckt wird, eine Wirkung den Flächenfaktor zu erhöhen, verringert.
Aber im Teil, dessen Gradationswert hoch ist (d.h., Hochdichteteil) treten,
da der Eindruck des Rauschens reduziert oder verringert wird, keine
Probleme auf.
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Kritische
Punkte verschiedener Aufzeichnungsgeräte zum Verringern des Eindrucks
des Rauschens sind natürlich
nicht identisch, weil sie von der Auflösung des Aufzeichnungsgeräts, der
Dotdichte und dergleichen beeinflusst werden.
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Deshalb
gibt es das System, in dem es nicht ausreicht, nur den Eindruck
des Rauschens beim Gradationswert von gleich oder geringer als "64" wie im Ausführungsbeispiel
zu unterdrücken.
Umgekehrt gibt es das System, in dem der Eindruck des Rauschens
nicht schon am noch-geringeren Gradationsteil erfasst oder wahrgenommen
werden kann. Aus diesen Gründen
ist, weil in einem objektiven System ein optimaler Wert gesetzt
werden soll, der Gradationswert nicht auf "64" begrenzt
wie im Ausführungsbeispiel.
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Die
Charakteristik des blauen Rauschens im Ausführungsbeispiel wird definiert
wie nachstehend.
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Das
heisst, wenn "R" das Rasterintervall
zwischen Dots und "g" ein Druckverhältnis ist,
dann wird die Hauptfrequnez (d.h. Schnittfrequenz) "fg" folgendermassen
definiert,
fg = g^(1/2)/R (g ≤ 1/2)
(1/2 = 50%)
fg = (1 – g)^(1/2)
/R (g > 1/2)
die
Charakteristik des blauen Rauschens wird so definiert, dass sie
die Charakteristik räumlicher
Frequenz hat, bei der der integrierte Wert (Summe) des Leistungsspektrums
auf der Hochfrequenzseite gleich oder höher ist als die Hauptfrequenz
fg des ausgegebenen Bildes; höher
ist als der integrierte Wert (Summe) des Leistungsspektrums auf
der Niedrigfrequenzseite, deren Frequenz geringer ist als die Hauptfrequenz
fg, und so definiert, dass sie eine Charakteristik eines ausgegebenen
Bildes ist, in dem sich das Leistungsspektrum für die räumliche Frequenz gleitend und
kontinuierlich ändert.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden gemäss des ersten Ausführungsbeispiels
in Aufzeichnungsgeräten,
die Mehrwertdaten in den Quantisierunggrad von Aufzeichnungsgeräten mit
Ditherverfahren quantisieren, verschiedene Masken für mindestens
zwei Farben als Maskenmuster für
den Quantisierungsvorgang verwendet. Dann wird die Quantisierung
unter Verwendung der Maske durchgeführt, in der die Sekundärfarben – Dotanordnung, dargestellt
unter Verwendung der beiden mit den verschiedenen Masken quantisierten
Farben durch Mischen der Dots dieser beiden Farben in das Muster des
blauen Rauschens tritt, wodurch die Gradationsdarstellung mit nicht
nur dem Halbtonbild der Aufzeichnungsfarben (d.h., der Primärfarben)
des Aufzeichnungsgeräts,
sondern auch das Halbtonbild der gemischten Farben, dargestellt
durch die Kombination der Aufzeichnungsfarben mit hoher Geschwindigkeit
und hoher Bildqualität
wiedergegeben werden kann.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Nun
wird das zweite Ausführungsbeispiel
erklärt,
in dem die Maske für
jede Farbe gebildet wird. Im ersten Ausführungsbeispiel wird die M (magenta) DitherMaske
ausgesetzt und als die C (cyan) DitherMaske verwendet. Aber Masken
können
auch folgendermassen gebildet werden.
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6 ist
eine Ansicht zum Erklären
des Makenbildungsverfahrens im zweiten Ausführungsbeispiel. In 6 bezeichnet
Symbol P eine Y (gelb) Maske von "256 × 256" Pixel mit Charakteristik des blauen
Rauschens und der Wirkung einer GrundMaske, aus der die C und M
Masken gebildet werden. Da die GrundMaske P dieselben acht-Bit (256) Gradationen
hat wie im ersten Ausführungsbeispiel werden
256 Werte (im Weiteren Evaluationswerte) an jeden 'Terminus der "256 × 256" Pixel von "0" bis "255" angelegt.
Hier werden die Evaluationswerte versetzter Positionen auf der GrundMaske
P extrahiert, um eine Maske PC0 zu bilden und gleichermassen werden
die Evaluationswerte revers versetzter Positionen auf der GrundMaske
P extrahiert, um eine Maske PM0 zu bilden. Da die Maske PC0 die
erzielt wurde durch Extrahieren der versetzten Positionen auf der
Maske P ebenfalls Evaluationswerte von "0" bis "255" hat, werden diese
Evaluationswerte jeweils durch "2" geteilt (d.h., Teilen
aller Evaluationswerte durch "2", um einen Quotienten
eines ganzen Teils zu erzielen), um eine Maske PC1, mit Werten von "0" bis "127" zu
bilden. Ebenso werden Evaluationswerte der Maske PM0 durch "2" geteilt, um eine Maske PM1 zu bilden.
Dann wird eine DitherMaske PC, bestehend aus versetzten Positionen,
zu denen die Evaluationswerte der Maske PC1 und revers versetzten
Positionen, zu denen die Evaluationswerte der Maske PM1, jeweils
um "128" vermehrt, hinzugefügt werden
als die C Maske gebildet. Ebenso wird eine DitherMaske PM, bestehend
aus revers versetzten Positionen, zu denen die Evaluationswerte
der Maske PM1 und versetzten Positionen, zu denen die Evaluationswerte
der Maske PC1, jeweils um "128" vermehrt, hinzugefügt werden,
als die M Maske gebildet. Da wie vorstehend, die C und M Masken
durch Kombination der Evaluationswerte gebildet werden, kann das
B Halbtonbild bis zu 50% des Gradationswertes so gesetzt werden,
dass es einen doppelt so grossen Flächenfaktor hat wie das Primärfarben – Halbtonbild desselben
Gradationswertes. Ferner kann die Charakteristik räumlicher
Frequenz des B-System
Halbtonbildes, dessen Helligkeit gering ist und in dem der Eindruck
des Rauschens deshalb wahrnehmbar ist, in der Charakteristik des
blauen Rauschens wiedergegeben werden, so dass ein Foto oder dergleichen mit
hoher Bildqualität
aufgezeichnet werden kann.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die
C und M DitherMasken besonders erklärt. Es ist natürlich auch
möglich,
die Y DitherMaske oder die Maske jeder Primärfarbe des Aufzeichnungsgeräts so zu
optimieren, dass der Flächenfaktor
verbessert wird, wenn die aus Primärfarben bestehende Mischfarbe
wiedergegeben wird. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird die Maske mit der Charakteristik des blauen Rauschens besonders
erklärt.
Die Wirkung der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben, kann
erreicht werden, wenn die Charakteristik räumlicher Frequenz des Aufzeichnungsbildes
einigermassen ausreicht [Leistungsspektrum des niederfrequenten
Teils] < [Leistungsspektrum
des hochfrequenten Teils].
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die
Maskenmuster vieler Farben aus der GrundMaske mit Charakteristik
des blauen Rauschens gebildet. Es ist zum Beispiel, wie in 6 gezeigt,
natürlich
möglich,
dass die dotdruckfähige
Position vorher als versetzte Position, revers versetzte Position
oder dergleichen definiert wird und dann ein Muster mit Charakteristik
des blauen Rauschens an der lesbaren Position unabhängig davon
gebildet wird. Auch in diesem Fall ist es nicht nötig, Positionen
wie die versetzte Position oder die revers versetzte Position zu
definieren. Wenn dieselbe Farbe beim Drucken der Mischfarbe eine
feste Masse wird, verhindert das eine schöne Darstellung der Mischfarbe.
Deshalb ist es wünschenswert,
dass Dots gleicher Farbe soweit zerstreut werden wie möglich.
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Besonders
beim Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren der vorstehenden Ausführungsbeispiele kann,
wenn Einrichtungen (z.B. elektrothermischer Energiewandler, Laserstrahl
oder dergleichen) zum Erzeugen von Hitzeenergie zum Entladen von
Tinte vorhanden sind und ein System zum Verändern des Zustan des der Tinte
durch Verwendung der Hitzeenergie verwendet wird, Aufzeichnung mit
hoher Dichte und hoher Genauigkeit erreicht werden.
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Typischer
Aufbau und Basisprinzip eines solchen Verfahrens sind vorzugsweise
offenbart z.B. in den U.S. Patenten Nr.4.723.129 und 4.740.796.
Dieses Verfahren kann sowohl bei einen Drop-on-Demand Tintenstrahldrucker
als auch bei einem Dauer – Tintenstrahldrucker
angewendet werden. Das heisst, beim Drop-on-Demand Tintenstrahldrucker
ist der elektrothermische Energiewandler so angebracht, dass er
mit einem Blatt oder Flüssigkeitspfad mit
Flüssigkeit
(d.h. Tinte) verbunden ist, mindestens ein Antriebssignal, das der
Aufzeichnungsinformation entspricht und einen schnellen Temperaturanstieg über das
Filmsieden hinaus veranlasst, wird dem elektrothermischen Wandler
zum Erzeugen der Hitzeenergie angelegt und so wird das Filmsieden
auf einer hitzeempfindlichen Fläche
des Druckkopfes verursacht, wodurch ein dem Antriebssignal einszu-eins
entsprechendes Bläschen
in der Flüssigkeit (Tinte)
gebildet werden kann. Die Flüssigkeit
(Tinte) wird dann durch eine Entladeöffnung durch Anwachsen und
Kompression des Bläschens
entladen und mindestens ein Tröpfchen
gebildet. Hat das Antriebssystem Pulsform, kann das Bläschen genau
und schnell grösser
gemacht und komprimiert werden, wodurch die Flüssigkeit (Tinte), deren Reaktion
besonders gut ist, entladen werden kann.
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Als
Antriebssignal mit Pulsbreite sind vorzugsweise solche Signale geeignet
wie in den U.S. Patenten Nr.4.463.359 und 4.345.262 offenbart. Wenn
ferner eine Bedingung, wie im U.S. Patent Nr. 4.313.124 offenbart,
betreffend einen Temperaturanstiegsgrad auf der hitzeempfindlichen
Fläche
des Druckkopfes angelegt wird, kann noch bessere Aufzeichnung erreicht
werden.
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Als
Struktur des Druckkopfes, zusätzlich
zu denen in den obigen Dokumenten offenbarten kommt hinzu, dass
Entladeöffnung,
Flüssigkeitspfad
und elektrothermischer Energiewandler mit anderen (einschliesslich
linearem Flüssigkeitsfliesspfad oder rechtwinkligem
Flüssigkeitsfliesspfad)
kombiniert werden, sind Strukturen wie in den U.S. Patenten Nr.4.558.383
und 4.459.600, dass eine hitzeempfindliche Oberfläche in einem
gebogenen Bereich vorhanden ist, in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
Zusätzlich
können
eine Struktur in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-123670,
dass ein gemeinsame Öffnung
als Entladeeinheit mehrerer elektrothermischer Energiewandler dient
und eine Struktur in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
Nr.59-138461, dass eine Öffnung
zum Absorbieren der Druckwelle der Hitzeenergie in Übereinstimmung
mit einer Entladeeinheit vorhanden ist, angelegt werden.
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Ferner
kann für
den Aufzeichnungskopf des Ganzzeilentyps mit einer Länge, die
einer maximalen Breite entspricht, die vom Aufzeichnungsgerät aufgezeichnet
werden kann, entweder eine Struktur angelegt werden, dass der Länge durch
Kombination aus mehreren Aufzeichnungsköpfen, wie in den obigen Dokumenten
genügt
wird, oder eine Struktur, in der ein einzelner Aufzeichnungskopf
integriert gebildet wird.
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Ferner
kann zusätzlich
zu dem Aufzeichnungskopf mit Patrone, wie in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen
erklärt,
bei dem der Tintentank integriert auf dem Aufzeichnungskopf selbst
montiert ist, ein Aufzeichnungskopf mit austauschbarem Chip verwendet
werden, der, um elektrische Verbindung zu Gerätegehäuse und Tintenversorgung aus
diesem zu erlauben, auf dem Gehäuse montiert
ist.
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Vorzugsweise
wird dem vorstehend erklärten Aufbau
des Aufzeichnungsgerätes
ferner eine Aufzeichnungskopfwiederherstellungseinrichtung hinzugefügt, eine
Einrichtung zur Vorbereitung des Aufzeichnungskopfes und dergleichen,
weil damit der Aufzeichnungsvorgang gefestigt werden kann. Zum Beispiel
können
eine Kopfabdeckung, eine Kopfreinigungseinrichtung, eine Kopfandruckeinrichtung,
eine Kopfabsaugeinrichtung, der elektrothermische Energiewandler,
ein Heizelement, unabhängig vom
elektrothermischen Energiewandler, eine vorbereitende Heizeinrichtung
aus dem elektrothermischen Energiewandler und dem anderen Heizelement
und dergleichen hinzugefügt
werden. Weiter ist es wirkungsvoll, für die gleichmässige Aufzeichnung einen
Vorentlademodus zur Verfügung
zu stellen, in dem Tintenentladung unabhängig von der Aufzeichnung erfolgt.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
werden mit der Prämisse
erklärt,
dass die Tinte flüssig
ist. Es kann ebenso eine Tinte verwendet werden, die bei einer Temperatur
gleich oder geringer als eine Zimmertemperatur fest wird oder stockt
und eine Tinte die bei Zimmertemperatur weich oder flüssig wird.
Alternativ kann, da die Tinte beim Tintenstrahlsystem im Allgemeinen
so gesteuert ist, dass sie eine Temperatur innerhalb eines Bereichs
von 30° bis
70° hat,
um die Tintenviskosität
innerhalb eines gleichmässigen
Entladebereichs zu erhalten, eine Tinte verwendet werden, die genau
zum Zeitpunkt des Anlegens des Aufzeichnungssignals flüssig wird.
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Ferner
kann, um aktiv zu verhindern, dass ein von der Hitzeenergie hervorgerufener
Temperaturanstieg dazu verwendet wird, die Tinte aus einem festen
Zustand in einen flüssigen
zu versetzen oder um das Austrocknen der Tinte zu verhindern, Tinte verwendet
werden, die in einem extremen Zustand fest und von der Hitze verflüssigt wird.
Jedenfalls kann die vorliegende Erfindung in einem Fall angewendet
werden, bei dem eine Tinte mit der Eigenschaft sich nur bei Anlegen
von Hitzeenergie zu verflüssigen
verwendet wird. Als solche Tinte kann, z.B. Tinte, die verflüssigt wird,
wenn die dem Aufzeichnungssignal entsprechende Hitzeenergie angelegt wird
und die dann entladen wird und Tinte, die beginnt, sich bereits
beim Erreichen des Aufzeichnungsmediums zu verfestigen, verwendet
werden. Dabei kann, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung
Nr 54-56847 oder Nr. 60-71260 die Tinte in Höhlungen oder Durchgangslöchern eines porösen Blattes
als festes Material gegenüber
dem elektrothermischen Eneregiewandler aufbewahrt werden. In der
vorliegenden Erfindung ist die Ausführung des bereits beschriebenen
Filmsiede verfahrens die für
die verschiedenen Tinten am wirkungsvollste.
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Als
Aufzeichnungsgerät
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann neben einem Bildausgabeterminal
mit oder getrennt von einem Informationsverarbeitungsequipment wie
einem Rechner oder dergleichen, ein Kopierer mit Leser oder dergleichen und
auch ein Faxgerät
mit Datenübertragungs/Empfangsfunktion
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch angewendet werden auf ein System,
bestehend aus mehreren Geräten,
wie einem externen Rechner, einer Schnittstellenausstattung, einem
Leser, einem Drucker und dergleichen, oder auf eine Vorrichtung
mit einem einzelnen Gerät
wie einem Kopierer, einem Faxgerät
oder dergleichen.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch angewendet werden in einem Fall,
bei dem ein Speichermedium, das Softwareprogrammkodes speichert,
um die Funktionen der vorstehenden Ausführungsbeispiele zu verwirklichen
mit einem System oder einer Vorrichtung verbunden ist und so ein
Rechner (oder eine CPU, MPU) im System oder der Vorrichtung die im
Medium gespeicherten Programmkodes liest und ausführt.
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Dann
verwirklichen die aus dem Speichermedium gelesenen Programmkodes
selbst die Funktionen der vorstehenden Ausführungsbeispiele. Deshalb bildet
das diese Programmkodes speichernde Speichermedium einen Aspekt
der vorliegenden Erfindung. Als Speichermedium aus dem die Programmkodes
zugeführt
werden, können
z.B. eine Floppydisk, eine Festplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische
Platte, ein CD-Rom, ein CD-R, ein Magnetband, eine Karte mit nichtflüchtigem
Speicher, ein ROM oder dergleichen verwendet werden.
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Auch
ist es selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht nur den Fall beinhaltet, bei dem
die Funktionen der obigen Ausführungsbeispiele
von den durch den Rechner gelesenen Programmkodes verwirklicht werden,
sondern auch den Fall, bei dem ein OS (Betriebssystem) oder dergleichen, das
den Rechner betreibt, einen Teil oder alle der aktuellen Verarbeitungen
auf Grundlage von Befehlen der Programmkodes durchführt und
so die Funktionen der Ausführungsbeispiele
durch solche Verarbeitung verwirklicht werden.
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Ebenso
ist es selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung einen Fall beinhaltet, bei dem, nachdem
die aus dem Speichermedium gelesenen Programmkodes in eine Funktionserweiterungsplatine,
enthalten im Rechner oder in einen Speicher in einer Funktionserweiterungseinheit,
verbunden mit dem Rechner, geschrieben werden, eine CPU oder dergleichen
in der Funktionserweiterungsplatine oder der Funktionserweiterungseinheit
einen Teil oder alle der aktuellen Verarbeitungen auf Grundlage
von Befehlen der Programmkodes durchführt und so die Funktionen der
Ausführungsbeispiele
durch solche Verarbeitung verwirklicht.
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Wie
vorstehend erklärt,
werden gemäss
der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung Farbbilddaten mindestens zweier Farben
unter Verwendung der verschiedenen Masken quantisiert, so dass die
Quantisierung durchgeführt
wird unter Verwendung der Maske, in der die Dots der Sekundärfarbe,
dargestellt durch Verwendung der beiden mit verschiedenen Masken
quantisierten Farben, so angeordnet werden, dass diese Dots zweier
Farben gemischt werden, um das Muster des blauen Rauschens zu bilden.
Deshalb kann die Gradationsdarstellung mit nicht nur dem Halbtonbild
der Aufzeichnungsfarbe (Primärfarbe)
des Aufzeichnungsgeräts, sondern
auch das Halbtonbild der Mischfarbe, dargestellt durch die Kombination
der Aufzeichnungsfarben, mit hoher Geschwindigkeit und hoher Bildqualität wiedergegeben
werden.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung auf ein System,
bestehend aus mehreren Geräten
angewendet werden oder auf eine Vorrichtung mit einem Einzelgerät. Ferner
muss nicht erwähnt
werden, dass die vorliegende Erfindung auch in einem Fall anwendbar
ist, bei dem das Objekt der vorliegenden Erfindung durch Zuführung eines Programms
in ein System oder eine Vorrichtung erreicht wird.