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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Halbtonbilder und
insbesondere auf Verfahren zum Erzeugen von Rastern zum Drucken
von Halbtonbildern auf Druckmaschinen.
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Stand der
Technik
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Ein
Drucker kann entworfen sein, um ein Bild als ein Halbton- oder Grauskalierungsbild
zu drucken. Für
ein Halbtonbild wird für
jedes Pixel des Bildes entweder ein Punkt gedruckt oder nicht gedruckt. Für ein Grauskalierungsbild
wird jeder Punkt auf einem Pixel verbessert, um einen oder mehrere
Graupegel aufzuweisen. Halbtonbildung erzeugt die Illusion von Bildern
mit kontinuierlichem Ton durch sinnvolle Anordnung von binären Bildelementen,
die das Bild mit kontinuierlichem Ton simulieren.
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Ein
Halbtonbild ist normalerweise leichter und günstiger zu erzeugen als ein
Grauskalierungsbild. Viele relativ kostengünstige Drucker sind spezifisch
entworfen, um Halbtonbilder zu drucken. Damit ein Drucker ein Grauskalierungsbild
drucken kann, muss das Bild zuerst in ein Halbtonbild transformiert werden,
unter Verwendung eines Rasters oder eines Satzes von Rastern. Ein
Ziel der Druckindustrie ist es, geeignete Transformationstechniken
zu entwickeln, so dass das Halbtonbild praktisch nicht mehr von
dem Grauskalierungsbild unterschieden werden kann.
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Ein
herkömmliches
Verfahren transformiert ein Grauskalierungsbild durch eine Zittermatrix
in ein Halbtonbild. Das Grauskalierungsbild weist viele Graupegel
und viele Pixel auf. Jedes Pixel hat einen Wert. Die Zittermatrix
belegt einen physikalischen Platz und weist zahlreiche Elemente
auf, jedes mit einem Wert. Die Zittermatrix wird über das
Halbtonbild abgebildet, um das Halbtonbild zu erzeugen. Für ein Grauskalierungsbild,
das größer ist
als die Zittermatrix, wird die Zittermatrix reproduziert oder gekachelt angeordnet,
um das gesamte Bild zu bedecken. Jedes Pixel in dem Grauskalierungsbild
wird mit einem Element in der Zittermatrix verglichen. Falls das Grauskalierungsbildpixel
einen größeren Wert
aufweist, wird an der entsprechenden Halbtonbildposition kein Punkt
gedruckt. Das erzeugte Halbtonbild hat die gleiche Anzahl von Graupegelmustern
wie die Anzahl von Graupegeln in dem Grauskalierungsbild. Eine dunklere
Fläche
in dem Grauskalierungsbild ist in dem Halbtonbild durch graue Muster
mit mehr Punkten dargestellt.
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Um
unter Verwendung des obigen Verfahrens ein Halbtonbild zu erzeugen,
muss die Zittermatrix sorgfältig
entworfen sein. Die Elemente in der Matrix sollten nicht durch einen
Zufallszahlgenerator erzeugt werden, da ein vollständig zufälliges Muster
ein Halbtonbild erzeugen würde,
das rauschhaft ist und den Inhalt des Bildes verfälscht.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zum Entwerfen einer Zittermatrix ist als das Leerstelle-
und -Cluster-Verfahren bekannt. Eine allgemeine Erörterung dieses
Verfahren findet sich in „The
Void and Cluster Method for Dither Array Generation" von Robert Ulichney,
veröffentlicht
in IS&T/SPIE
Symposium on Electronic Imaging: Science and Technology, San Jose,
Kalifornien, 1993.
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Ein
weiteres Verfahren zum Erzeugen stochastischer Raster findet sich
in „Perception
of binary texture and the generation of halftone stochastic screens" von J. Dalton, veröffentlicht
in IS&T/SPIE 1995
International Symposium on Electronic Imaging: Science and Technology,
San Jose, Kalifornien, 1995.
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Ein
weiteres herkömmliches
Verfahren verwendet ein Fehlerdiffusionsverfahren zum Erzeugen des
Halbtonbildes. Dieses Verfahren analysiert jedes Pixel des Grauskalierungsbildes
nacheinander, um zu entscheiden, ob ein Punkt in diesem Halbtonbild gedruckt
werden soll. Fehler von jedem Pixel werden zu nachfolgenden benachbarten
Pixeln „diffundiert". Eine solche Pixel-Zu-Pixel-Berechnung
erfordert intensive Berechnung, und benötigt mehr Zeit zum Erzeugen
des Halbtonbildes als ein Verfahren, das Zittermatrizen anwendet.
Außerdem
ist das Fehlerdiffusionsverfahren nicht geeignet für Vektorgraphiken, weil
die Werte von Pixeln auf einem Halbtonbild nicht nacheinander berechnet
werden können.
Eine Erörterung
des Fehlerdiffusionsverfahrens findet sich in „An Adaptive Algorithm for
Spatial Grayscale" von Floyd
und Steinberg, Proceeding of the Society for Information Display,
Band 17, Seiten 75–77,
1976.
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Ein
weiterer Zittermatrixlösungsansatz
von dem Erfinder der vorliegenden Anmeldung ist beschrieben in dem
U.S.-Patent 5,317,418, „Halftone Images
Using Special Filters",
das durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Dieser Lösungsansatz, der
von der Art her stochastisch ist, erzeugt verstreute Punkte, was
zu sehr einheitlichen Mustern führt, wenn
in der Druckmaschine keine Punkt-Zu-Punkt-Interaktionen vorliegen. Im Fall von Druckmaschinen,
wo Punkt-Zu-Punkt-Interaktionen vorliegen, wie z. B. bei Laserdruckern,
erzeugen diese Raster Muster, die grob und körnig sind. Was benötigt wird,
ist ein Verfahren zum Erzeugen stochastischer Raster, die für die Verwendung
in Druckmaschinen geeignet sind, die Punkt-Zu-Punkt-Interaktionen aufweisen,
wie z. B. Laserdruckern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbildes
von einem Grauskalierungsbild unter Verwendung einer Zittermatrix.
Der Wert jedes Pixels in dem Halbtonbild wird bestimmt durch einen
direkten Vergleich des Werts in einem Pixel in dem Grauskalierungsbild
mit dem Wert in einem Element der Matrix. Das Verfahren ist sowohl
für Raster-
als auch Vektorgraphik geeignet, und ist auch geeignet für Druckmaschinen
mit Punkt-Zu-Punkt-Interaktionen.
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Kurz
und allgemein gesagt belegen sowohl das Halbtonbild, das Grauskalierungsbild
als auch die Zittermatrix physikalische zweidimensionale Flächen. Die
drei Flächen
sind im Wesentlichen gleich zueinander. In einigen Fällen kann
es vorteilhaft sein, eine Zittermatrix zu verwenden, die kleiner
ist als das Halbton- und das Grauskalierungsbild; in diesem Fall werden
die Zittermatrixstrukturen reproduziert oder gekachelt angeordnet,
um die gewünschte
Fläche
zu bedecken. Sowohl das Halbtonbild als auch das Grauskalierungsbild
weisen viele Pixel auf, und jedes Pixel hat einen Wert. Die Zittermatrix
weist viele Elemente auf, jedes mit einem Wert.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung vergleicht den Wert jedes Pixels
des Grauskalierungsbilds mit dem Wert eines Elements in der Zittermatrix.
Das Ergebnis des Vergleichs bestimmt den Wert des entsprechenden
Halbtonbildpixels.
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Die
Zittermatrix wird durch viele Muster erzeugt, wobei jedes Muster
einem Grauskalierungsmuster des Halbtonbildes entspricht. Jedes
Muster weist viele Elemente auf, jedes mit einem Wert. Der Wert
jedes Elements in einem gegebenen Muster wird durch ein spezielles
Filter bestimmt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Donut-Filter verwendet. Donut-Filter haben die
Charakteristik von Spitzen, die entfernt von dem aktuellen Pixel
auftreten, während
die Filter des Stands der Technik die Spitze auf dem aktuellen Pixel
zentrieren. Diese herkömmlichen
Filter haben den Effekt des Ausstoßens von Punkten, wodurch ein
dispergiertes Muster erzeugt wird. Die Donut-Filter der vorliegenden
Erfindung, mit Spitzen entfernt von dem aktuellen Pixel, bewirken
eine Cluster- bzw. Gruppenbildung von Punkten.
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Stochastisch
gruppierte Punktraster werden erzeugt, indem zuerst ein Übergangspegel
innerhalb des Grauskalierungsbereichs des Bildes ausgewählt wird.
Für die
hellsten Graupegel, die heller sind als der Übergangspegel, wird ein erstes
Filter verwendet, um das Halbtonmuster zu entwerfen. Die Breite des
ersten Filters hängt
von dem Graupegel ab. Sobald der Übergangspegel erreicht wurde,
wird ein Donut-Filter
verwendet, um das Halbtonmuster zu entwerfen. Punkte in dem Halbtonmuster
bei dem Übergangspegel
dienen als Keime, wo gruppierte Punkte aufgewachsen werden. Durch
Auswählen
des Übergangspegels
an dem hellsten Graupegel wird das Donut-Filter für alle Graupegel
verwendet. Gruppierte Halbtonpunktmuster, die durch das Donut-Filter
erzeugt werden, sind frei von Moiré-Störung, und weisen ein Halbtonrauschen
auf, das sehr ähnlich
ist wie das Körnungsrauschen
in Photographien, wobei dies ein gedrucktes Bild erzeugt, das einer
echten Photographie stärker ähnelt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird bezüglich
bestimmter beispielhafter Ausführungsbeispiele
derselben beschrieben, und es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.
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1 zeigt
ein Computersystem, das die vorliegende Erfindung umfasst, um ein
Grauskalierungsbild in ein Halbtonbild umzuwandeln,
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2 zeigt
die Schritte zum Erzeugen der Zittermatrix,
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3A bis 3C zeigen
ein herkömmliches
Filter und Punktdisper sion,
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4A bis 4C zeigen
ein Donut-Filter gemäß der vorliegenden
Erfindung und Punkt-Clusterbildung,
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5A bis 5E zeigen
einige bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Donut-Filters,
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6 zeigt
ein beispielhaftes Donut-Filter, das von Gauss-Verteilungen abgeleitet
ist,
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7 zeigt
einen Satz von grauen Stellen, die durch stochastische Raster aufbereitet
wurden, unter Verwendung von Gauss- und Donut-Filtern,
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8 zeigt
den Effekt von unterschiedlichen Übergangspegeln auf Donut-Filter,
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9 beschreibt
die Schritte des Erzeugens des Zwischenmusters bei der vorliegenden
Erfindung,
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10 beschreibt
die Schritte zum Auswählen
einer Unterstützungsregion
des Filters von dem Muster, und
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11 stellt
einen Unterstützungsregionsgraphen
der vorliegenden Erfindung dar.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 zeigt
ein Computersystem 100, das die vorliegende Erfindung umfasst,
um ein Grauskalierungsbild 102 in ein Halbtonbild 104 umzuwandeln. Wie
es in dem U.S.-Patent Nr. 5,317,418 von dem Erfinder der vorliegenden
Erfindung beschrieben ist, umfasst dieser Prozess die Schritte des
Vergleichens des Werts jedes Pixels eines Grauskalierungs bilds 102 mit
dem Wert eines Elements einer Zittermatrix. Das Ergebnis dieses
Vergleichs bestimmt den Wert des entsprechenden Pixels in dem Halbtonbild 104. Die
Zittermatrix wird erzeugt, indem zuerst auf der Basis eines speziellen
Filters ein Zwischenmuster erzeugt wird. Die Zittermatrixelemente
mit Werten gleich Eins und Null sind im Wesentlichen einheitlich verteilt
innerhalb des Musters.
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Ein
Verfahren zum Bilden der Zittermatrix ist in 2 gezeigt.
Bei diesem Lösungsansatz
wird ein Muster erzeugt für
einen Zwischengraupegel und dann werden Punkte subtrahiert, um Muster
bei helleren Graupegeln zu bilden, und Punkte werden hinzugefügt, um Muster
bei dunkleren Graupegeln zu bilden. Bei Schritt 202 wird
ein Zwischenmuster erzeugt unter Verwendung des gewählten Filters,
das nachfolgend beschrieben ist. Bei Schritt 204 werden Muster
der Zittermatrix erzeugt, die weniger Elemente mit Werten gleich
Eins aufweisen als das Zwischenmuster. Dies wird durchgeführt durch
Ersetzen einer Mehrzahl von Einsen mit Nullen von dem Zwischenmuster.
Die Einsen, die zu ersetzen sind, sind in Regionen, wo Einsen zusammen
gruppiert sind, wie es durch das gewählte Filter identifiziert wird.
Der Unterschied bei der Anzahl von Elementen mit Werten gleich Eins
von einem Muster zu dem nächsten Muster
hängt von
einer Quantisierungszahl ab.
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Bei
dem dritten Schritt 206 werden Muster der Zittermatrix
erzeugt, die weniger Nullen aufweisen als das Zwischenmuster. Dies
wird durchgeführt durch
Ersetzen einer Mehrzahl von Nullen mit Einsen in dem Zwischenmuster.
Die Nullen, die zu ersetzen sind, sind in den Regionen mit Nullen
zusammen gruppiert, wie es durch das gewählte Filter identifiziert wird.
Der Unterschied bei der Anzahl von Elementen mit Werten gleich Null
von einem Muster zum nächsten
hängt von
der Quantisierungszahl ab.
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Schließlich wird
bei Schritt 208 die Zittermatrix durch Addieren aller erzeugten
Muster gebildet.
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Ein
zweiter Lösungsansatz
für das
Erzeugen der Zittermatrix beginnt mit einem Zwischenmuster, das
für den
hellsten Graupegel erzeugt wird, und fügt nur Punkte für nachfolgende
Graupegel hinzu. Dieser Lösungsansatz
verwendet die Schritte 202, 206 und 208 von 2.
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Filter,
die im Stand der Technik verwendet werden, wie z. B. in dem '418-Patent, haben
ihren maximalen Wert zentriert um das aktuelle Pixel, wie z. B.
Gauss-, Dreiecks- und
Rechtecks-Filter. Da diese Filter allgemein verwendet werden, um
eine Fläche
um ein zentrales Pixel herum zu bedecken, ist anzumerken, dass die
zwei Dimensionsdarstellungen, die in den Figuren gezeigt sind, um
ihre Mitten gedreht sind, um eine Rotationsoberfläche zu bilden. Wie
es in 3A gezeigt ist, weisen alle
diese Filter Maxima um das aktuelle Pixel herum auf. Die Rotationsoberfläche dieses
Filters ist in 3B gezeigt. Dies führt zu Punktdispersion
in der resultierenden Zittermatrix, wie es in 3C gezeigt
ist.
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Die
aktuelle Erfindung erzeugt gruppierte Punkte durch die Verwendung
eines Donut-Filters, wie es in 4A gezeigt
ist. Wie es in 4A gezeigt ist, weist das Donut-Filter
lokale Maxima auf entfernt von dem aktuellen Pixel, und optional
lokale Minima an dem lokalen Pixel. Die Rotationsoberfläche für das Donut-Filter
ist in 4B gezeigt. Die Innenbiegung
um das aktuelle Pixel liefert einen Energieeinschluss, der Punkte
ermutigt, sich um das aktuelle Pixel zu gruppieren. Wie es in 4 gezeigt ist, führt dies zu Punkt-Gruppenbildung
und erzeugt Punktmuster, die stabiler sind.
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5A–E zeigen
einige bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Donut-Filters; erneut sind dies zweidimensionale Darstellungen. 5A und 5B zeigen
rechteckige Donut-Filter mit Null- bzw. Nicht-Nullwerten an dem
aktuellen Pixel. 5C zeigt ein dreieckiges Donut-Filter. 5D zeigt ein geglättetes Donut-Filter,
wobei 5E ein ähnliches Donut-Filter zeigt,
das entfernt von dem Maximum Welligkeit aufweist. Ein weiteres bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des Donut-Filters ist in 6 gezeigt. Ein Donut-Filter 610 ist
die Differenz eines Tiefpass-Gauss-Filters 620 und eines
Tiefpass-Gauss-Filters 630. Ein Donut-Filter 610 wird
gewählt,
um die vorliegende Erfindung besser darzustellen.
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In
dem '418-Patent
wird ein einzelner Filtertyp (z. B. Gauss) zum Verarbeiten aller
Graupegel in dem Bild verwendet. Die vorliegende Erfindung verwendet
einen auswählbaren Übergangspegel
innerhalb des Grauskalierungsbereichs, um zwischen einem ersten
Filter, beispielsweise einem Tiefpass-Gauss-Filter, und einem Donut-Filter
zu schalten. Ein beispielhaftes Gauss-Tiefpassfilter ist in 3 gezeigt. Beispielhafte Donut-Filter
sind in 4–6 gezeigt.
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Der
Prozess des Erzeugens des stochastischen Rasters wird verbessert,
indem zuerst ein Übergangspegel
innerhalb des Grauskalierungsbereichs ausgewählt wird. Als Nächstes wird
beginnend bei dem hellsten Graupegel das Tiefpass-Gauss-Filter 620 verwendet,
um das Halbtonmuster auf dieser Ebene zu entwerfen, unter Verwendung
des in 2 und oben beschriebenen Verfahrens. Es ist anzumerken,
dass die Breite des Gauss-Filters von dem Graupegel abhängt. Sobald
der Übergangspegel
erreicht ist, wird das Donut-Filter 610 verwendet, um die
Halbtonmuster bei allen nachfolgenden Pegeln durch den gleichen
Prozess zu entwerfen. Unterschiedliche Einstellungen des Übergangspegels
führen
dazu, dass das Donut-Filter für
keinen, einige oder alle Graupegel verwendet wird. Falls der Übergangspegel
beispielsweise auf den hellsten Graupegel eingestellt ist, wird
das Donut-Filter
für alle
Graupegel verwendet.
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Die
spezielle Auswahl des Übergangspegels hängt von
dem Druckprozess ab. Das Donut-Filter kann für alle Graupegel verwendet
werden, oder der Übergangspegel
kann durch Verwenden des Tiefpassfilters eingestellt werden, bis
das Muster dicht genug wird, dass die Punkte beginnen, sich zu berühren, an
diesem Punkt sollte das Donut-Filter verwendet werden, da es stabilere
Cluster von Punkten erzeugt.
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9 beschreibt
den Schritt 202 des Erzeugens des Zwischenmusters näher. Sobald
das Zwischenmuster bei Schritt 350 erzeugt ist, wird bei Schritt 352 eine
Unterstützungsregion
ausgewählt.
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Wenn
eine Unterstützungsregion
für Graupegel
ausgewählt
wird, die heller sind als der Übergangspegel,
wird das gleiche Verfahren verwendet, wie es in dem '418-Patent offenbart
ist, um die Parameter für
das Gauss-Tiefpass-Filter
zu berechnen, wodurch ein erstes Gauss-Filter 620 erzeugt
wird, wie es in 6 gezeigt ist.
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10 zeigt
die Schritte zum Auswählen
einer Unterstützungsregion.
Der erste Schritt 400 ist das Finden des Minoritätswerts
in dem Muster, der identifiziert, ob es weniger Einsen oder Nullen
gibt. Nachdem der Minoritätswert
identifiziert wurde, wird die mittlere Trennung D zwischen den Elementen
mit dem Minoritätswert
in dem Muster berechnet 402. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird dies durchgeführt
durch Dividieren der Gesamtzahl von Elementen in dem Muster durch
die Anzahl von Elementen mit dem Minoritätswert, und Ziehen der Quadratwurzel.
Der Wert für
D wird an einen Unterstützungsregionsgraph 450 angelegt,
wie er in 11 gezeigt ist, um s zu erhalten,
das Sigma des Gauss-Filters 620. Für die vorliegende Erfindung wird
dies berechnet als y(s) = exp(–d2/2s2).
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Der
Durchmesser der Unterstützungsregion bezieht
sich auf das Sigma s. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Durchmesser
gleich etwa 3,7·s.
Von ihrem Durchmesser wird die Unterstützungsregion der Gauss-Kurve
gefunden, 404. Der Unterstützungsregionsgraph 450 wird
durch Versuch und Irrtum erzeugt, durch menschliches visuelles Ansprechverhalten.
Der Graph ist eine im Wesentlichen nicht abnehmende Funktion. Dies
liegt daran, dass das Filter eine große Fläche bedecken muss, um aussagefähiges Filtern
durchzuführen,
wenn sich die mittlere Trennung D des Minoritätswertelements erhöht. Falls
das Filter keine ausreichend große Fläche bedeckt, wäre die gefilterte
Ausgabe gleich wie die Eingabe. Damit das Filter eine größere Fläche bedecken
kann, muss sich das Sigma erhöhen.
Auf der Basis dieses Gedankens wurden unterschiedliche Unterstützungsregiongraphen
auf die vorliegende Erfindung angewendet. Durch Versuch und Irrtum
wurde herausgefunden, dass der in 11 gezeigte
Unterstützungsregiongraph
annehmbare Muster für
die Zittermatrix liefert.
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Wenn
bei dem vorliegenden Beispiel D kleiner 2 ist, ist das Sigma s konstant
und gleich 1,5. Wenn D größer als
2 ist, hängt
das Sigma s mit D zusammen, durch eine gerade Linie mit einer Neigung von
0,7. Es sollte für
einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein,
dass bei der vorliegenden Erfindung andere konstante Werte als 1,5
(wie z. B. Werte, die von 1 bis 2 reichen), und andere Steigungen
als 0,0 (wie z. B. Werte, die von 0,5 bis 1 reichen) verwendet werden
können.
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Alternativ
kann man eine Unterstützungsregion
experimentell erhalten durch Verwenden einer Sequenz von Filtern
mit variierender Filterbreite für ein
Graupegel und durch visuelles Untersuchen der Halbtonmustersichtbarkeit,
um ein Filter auszuwählen.
Diese Operation wird für
eine Anzahl von Graupegeln wiederholt, die zwischen dem minimalen
und maximalen Graupegel, typischerweise 0 und 255, verstreut sind.
Optimale Filterparameter werden bei bestimmten Graupegeln ausgewählt und
dann werden die Parameter für
den gesamten Graupegelbereich interpoliert. Die optimalen Filterparameter
hängen
auch von dem Typ des Druckers und der Druckmaschine ab. Diese Operation
muss für
neue Druckmaschinen eventuell wiederholt werden.
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Nach
der Auswahl der Unterstützungsregion ist
der nächste
Schritt das Kopieren 353 des Zwischenmusters auf ein Blindmuster.
Das Blindmuster wird dann gefiltert, 354. Minimale und
maximale Positionen in dem Blindmuster werden identifiziert, 356. Nachdem
die maximale und minimale Positionen identifiziert sind, werden
die Elemente in dem Zwischenmuster ausgetauscht.
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Die
obigen Schritte des Kopierens 353, Filterns 354,
Identifizierens 356 und Austauschens 358 werden
ein oder mehrere Male wiederholt 362, bis das Zwischenmuster
einen Gleichgewichtszustand erreicht.
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Schritte 204 und 206 von 2 erzeugen Muster
für die
unterschiedlichen Graupegel der Zittermatrix von dem Zwischenmuster.
Bei Schritt 204 werden Muster der Zittermatrix erzeugt,
die weniger Elemente mit Werten gleich Eins aufweisen als das Zwischenmuster.
Dies wird durchgeführt
durch Ersetzen einer Mehrzahl von Einsen mit Nullen von dem Zwischenmuster.
Die Einsen, die zu ersetzen sind, sind in Regionen, wo die Einsen
zusammen gruppiert sind, wie es durch das Filter identifiziert wird,
das durch den Übergangspegel
ausgewählt
wird. Wenn eine Unterstützungsregion
für Graupegel über dem Übergangspegel
ausgewählt
wird, unter Verwendung beispielsweise des Gauss-Tiefpassfilters,
wird die Unterstützungsregion
berechnet, wie es in dem '418-Patent
oder bei der oben beschriebenen experimentellen Prozedur beschrieben
ist. Wenn eine Unterstützungsregion
für Graupegel
unter dem Übergangspegel
ausgewählt
wird, unter Verwendung des Donut-Filters, werden die gleichen Berechnungen durchgeführt, wobei
zuerst ein Gauss-Filter 620 erzeugt wird. Ein zweites Tiefpass-Gauss-Filter 630 wird
unter Verwendung der Hälfte
der Breite des ersten Gauss-Filters 620 erzeugt. Das Donut-Filter 610 ist
die Differenz zwischen dem ersten Gauss-Tiefpassfilter 620 und
dem zweiten Tiefpass-Gauss-Filter 630.
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Bei
Schritt 206 werden Muster der Zittermatrix erzeugt, die
mehr Elemente mit Werten gleich Eins aufweisen als das Zwischenmuster.
Dies wird durchgeführt
durch Ersetzen einer Mehrzahl von Nullen mit Einsen von dem Zwischenmuster.
Die Nullen, die zu ersetzen sind, sind in Regionen, wo die Nullen zusammen
gruppiert sind, wie es durch das Filter identifiziert wird, das
durch das Übergangspegel
ausgewählt
wird. Wenn eine Unterstützungsregion
für Graupegel über dem Übergangspegel
ausgewählt wird,
beispielsweise unter Verwendung des Gauss-Tiefpassfilters, wird
wie bei Schritt 204 oben die Unterstützungsregion ausgewählt, wie
es in dem '418-Patent
beschrieben ist. Wenn eine Unterstützungsregion für Graupegel
unter dem Übergangspegel
unter Verwendung des Donut-Filters ausgewählt wird, werden die gleichen
Berechnungen durchgeführt,
wodurch ein erstes Gauss-Filter 620 erzeugt wird. Ein zweites
Tiefpass-Gauss-Filter 630 wird unter Verwendung einer Breite
von weniger als derjenigen des ersten Gauss-Filters 620 erzeugt.
Obwohl bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein Wert der Hälfte
der Breite des ersten Gauss-Filters 620 verwendet wird,
können
andere Werte verwendet werden. Das Donut-Filter 610 ist
die Differenz zwischen dem ersten Gauss-Tiefpassfilter 620 und
dem zweiten Tiefpass-Gauss-Filter 630.
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7 zeigt
graue Stellen, die durch stochastische Raster aufbereitet werden
unter Verwendung von Gauss-Filter 630 für alle Graupegel auf der oberen
und auf der unteren Stelle, die unter Verwendung des Gauss-Filters 630 aufbereitet
werden, bis der Übergangsgraupegel
von 48 erreicht ist, und zu diesem Zeitpunkt wird das Donut-Filter 610 für die verbleibenden
Graupegel verwendet. Die linke Spalte ist an dem Graupegel 66, die
mittlere Spalte an dem Graupegel 96, und die rechte Spalte an dem
Graupegel 126. Die Halbtonmuster werden bei 75 Punkten pro Zoll
gedruckt, um eine klare Sicht der Punktanordnung zu ermöglichen,
die das Clusterbilden von Punkten in den unteren Bildern zeigt.
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8 zeigt
den Effekt des Auswählens
unterschiedlicher Übergangspegel.
Die obere Reihe zeigt Halbtonmuster, die mit einem Übergangspegel von
Eins erzeugt werden, d. h. das Donut-Filter 610 wurde für alle Graupegel
außer
für den
ersten Graupegel verwendet. Die untere Zeile zeigt Halbtonmuster,
die mit einem Übergangspegel
von 48 erzeugt wurden. Die linke Spalte ist der Graupegel 32, die mittlere
Spalte der Graupegel 128, und die rechte Spalte der Graupegel 192.
Es ist klar, dass der Übergangswert
eine wichtige Auswirkung auf das Erscheinungsbild von Halbtonmustern
in der Hervorhebungsregion hat. In der Mitteltonregion wird die
Differenz jedoch sehr klein, und in der Schattenregion wird die
Differenz vernachlässigbar.
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Die
Verwendung des Donut-Filters beim Erzeugen stochastischer Raster
hat den Vorteil, dass die Bildschirme Moiré-Störung-
und Muster-frei sind, und es auch sehr viel weniger wahrscheinlich
ist dass dieselben Bänder
aufweisen. Dies ist wichtig, wenn mit Druckmaschinen gearbeitet
wird, die Punkt-Zu-Punkt-Interaktionen aufweisen, wie z. B. Laserdrucker.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Halbtonrauschen sehr ähnlich ist
wie das Körnungsrauschen
in einer Photographie, wodurch ein gedrucktes Bild erzeugt wird,
das einer echten Photographie stärker ähnelt. Außerdem erzeugt
das stochastische Rasterentwurfsverfahren der vorliegenden Erfindung gruppierte
Punkthalbtonmuster, mit dem Vorteil besserer Tonwiedergabe-Charakteristika,
und stabilere Punkte in Druckmaschinen mit Punkt-Zu-Punkt-Interaktion.
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Die
vorhergehende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
ist zu Darstellungszwecken vorgesehen und soll nicht erschöpfend sein oder
die Erfindung auf die genau offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzen.
Folglich ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch
die angehängten
Ansprüche
definiert.