專利名稱：具有雙半色調(diào)的激光打印裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印裝置，更具體地，涉及具有雙半色調(diào)的激光打印裝置。
背景技術(shù)：
彩色和灰度值數(shù)字圖像都是由圖片元素(像素)組成的，其中每個(gè)像素由定義顏色或灰度級(jí)(gray level)的多個(gè)二進(jìn)制位表示。為了在二值(bi-level)打印機(jī)上呈現(xiàn)這樣的圖像，各個(gè)彩色或灰度級(jí)像素通常通過使用數(shù)字半色調(diào)(halftoning)處理被轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制級(jí)像素。
數(shù)字半色調(diào)是這樣一種處理其使用較低位深度的圖像元素的仔細(xì)排列，將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性歼B續(xù)色調(diào)圖像的幻象(illusion)的通常是二進(jìn)制的較低位深度的圖像。該處理也被稱為空間抖動(dòng)(spatialdithering)。在彩色圖像的情形中，彩色的連續(xù)色調(diào)圖像通常首先被分離為顏色通道。然后對(duì)每個(gè)顏色通道形成分離的半色調(diào)。
通常，對(duì)于激光打印機(jī)而言，使用較低的每英寸行數(shù)(lpi)(諸如100～150lpi)的有序集群點(diǎn)半色調(diào)(ordered cluster dot halftone)對(duì)于照片、具有恒定灰度比例(gray scale)的區(qū)域或者漸變圖案(gradientpattern)是最佳的。使用較低lpi的半色調(diào)減少了諸如條帶之類的打印偽像，但是可能導(dǎo)致在文本和線條作品中出現(xiàn)的銳利邊緣變成鋸齒狀。使用較高lpi(諸如200～300lpi)的半色調(diào)對(duì)于文本和線條作品而言是最佳的，但是對(duì)于照片、具有恒定灰度比例的區(qū)域或漸變圖案來說并不好。當(dāng)lpi增加時(shí)，諸如條帶之類的打印偽像變得更顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種打印系統(tǒng)，該打印系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器和處理器。存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)代表圖像的圖像數(shù)據(jù)。處理器被配置為對(duì)圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字半色調(diào)處理，并對(duì)圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理。


圖1A是圖示了打印系統(tǒng)的主要部件的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖1B是圖示了打印系統(tǒng)的主要部件的另一實(shí)施例的框圖。
圖2是圖示了50％灰度比例的放大字母“H”的一個(gè)實(shí)施例的圖像。
圖3是圖示了在對(duì)圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理之后的放大字母“H”的一個(gè)實(shí)施例的圖像。
圖4是圖示了在對(duì)圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理之后的放大字母“H”的一個(gè)實(shí)施例的圖像。
圖5是圖示了用于對(duì)圖像應(yīng)用雙數(shù)字半色調(diào)處理的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，參考了附圖，附圖形成了本說明書的一部分，并且其中以舉例說明的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。應(yīng)該理解，可以利用其他實(shí)施例，并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，下面的詳細(xì)描述不應(yīng)被理解為限制性的含義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求定義。
圖1A是圖示了打印系統(tǒng)100A的主要部件的一個(gè)實(shí)施例的框圖。打印系統(tǒng)100A包括主機(jī)或計(jì)算機(jī)102和打印機(jī)120。在一個(gè)實(shí)施例中，打印機(jī)120是激光打印機(jī)或激光打印裝置。
計(jì)算機(jī)102包括處理器104、存儲(chǔ)器108和輸入/輸出(I/O)接口116，它們經(jīng)由總線106被可通信地耦合在一起。驅(qū)動(dòng)程序110、要被打印的數(shù)據(jù)112和圖像數(shù)據(jù)114被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器108中。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)程序110由處理器104執(zhí)行，以將要被打印的數(shù)據(jù)112描繪(render)成圖像數(shù)據(jù)114，包括執(zhí)行下面將參考圖2～圖5進(jìn)一步描述的雙半色調(diào)處理。要被打印的數(shù)據(jù)112可以是任何類型的可打印數(shù)據(jù)，諸如圖像文件、字處理文件等。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)114包括行和列，并且在每一行與每一列的交叉點(diǎn)處定義一個(gè)像素。在本發(fā)明的一種形式中，圖像數(shù)據(jù)114包括多個(gè)像素，每個(gè)像素由多位值代表(即，每個(gè)像素由N位值代表，其中N大于1)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)114中每個(gè)像素由2位值(例如，黑、白和兩個(gè)灰度級(jí))代表。在另一實(shí)施例中，每個(gè)像素由1位值(例如，黑和白)代表。
打印機(jī)120包括處理器122、I/O接口126、存儲(chǔ)器128和激光打印引擎130，它們經(jīng)由總線124可通信地耦合在一起。打印機(jī)120的I/O接口126通過通信鏈路118電耦合到計(jì)算機(jī)102的I/O接口116。在一個(gè)實(shí)施例中，I/O接口116和126是串行接口，諸如通用串行總線(USB)接口，并且通信鏈路118是USB電纜。在另一實(shí)施例中，I/O接口116和126是網(wǎng)絡(luò)接口，并且通信鏈路118是網(wǎng)絡(luò)，諸如局域網(wǎng)。在其他實(shí)施例中，可以使用其他類型的接口和通信鏈路，包括那些用于無線通信的接口和通信鏈路。
在將數(shù)據(jù)112描繪成圖像數(shù)據(jù)114之后，計(jì)算機(jī)102經(jīng)由通信鏈路118將圖像數(shù)據(jù)114輸出到打印機(jī)120。接收到的圖像數(shù)據(jù)114被存儲(chǔ)在打印機(jī)120的存儲(chǔ)器128中，激光打印引擎130從該存儲(chǔ)器中獲取并處理這些數(shù)據(jù)，并且將它們打印到介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)102將圖像數(shù)據(jù)114壓縮，以通過通信鏈路118傳輸?shù)酱蛴C(jī)120。然后打印機(jī)120利用固件或?qū)Ｓ糜布D像數(shù)據(jù)114解壓縮。
圖1B是圖示了打印系統(tǒng)100B的主要部件的另一實(shí)施例的框圖。打印系統(tǒng)100B包括與打印系統(tǒng)100A相似的硬件。但是在打印系統(tǒng)100B中，圖像數(shù)據(jù)114由打印機(jī)120描繪，而不是由計(jì)算機(jī)102描繪。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)程序140將要被打印的數(shù)據(jù)112轉(zhuǎn)換為描述文件142。在本發(fā)明的一種形式中，驅(qū)動(dòng)程序是打印機(jī)命令語言(PCL)驅(qū)動(dòng)程序，其將數(shù)據(jù)112轉(zhuǎn)換為包括數(shù)據(jù)和高級(jí)命令(例如，將Helvetica 12磅字母“Q”放置在頁面上x，y位置)的描述文件142。計(jì)算機(jī)102經(jīng)由通信鏈路118將描述文件142傳送到打印機(jī)120，并且打印機(jī)120將文件142存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器128中。
處理器122然后將描述文件142描繪成圖像數(shù)據(jù)114，包括執(zhí)行下面將參考圖2～圖5進(jìn)一步詳細(xì)描述的雙半色調(diào)處理。在一個(gè)實(shí)施例中，打印機(jī)120包括用于將描述文件142描繪成圖像數(shù)據(jù)114的PCL固件。圖像數(shù)據(jù)114被存儲(chǔ)在打印機(jī)120的存儲(chǔ)器128中，激光打印引擎130從該存儲(chǔ)器中獲取并處理這些數(shù)據(jù)，并將其打印到介質(zhì)。
圖2是圖示了50％灰度比例的放大字母“H”112a的一個(gè)實(shí)施例的圖像。放大的字母“H”112a是要被打印的數(shù)據(jù)112的一部分。放大的字母“H”112a被處理器104或處理器122描繪成圖像數(shù)據(jù)114。
圖3是圖示了對(duì)圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理以生成半色調(diào)圖像114a之后放大的字母“H”的一個(gè)實(shí)施例的圖像。半色調(diào)圖像114a中每個(gè)方塊代表一個(gè)像素，例如，如150處所示。在該實(shí)施例中，半色調(diào)圖像114a包括每像素2位的數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致了四種可能的像素值。四種可能的像素值包括例如152處所示的0(白)、例如156處所示的1(淺灰)、例如158處所示的2(深灰)以及例如154處所示的3(黑)。這四種像素值指示每個(gè)像素中所施加的色粉量，從不向像素施加色粉的白，到向整個(gè)像素施加色粉的黑。當(dāng)字母“H”以其真實(shí)大小打印時(shí)，每像素2位的半色調(diào)圖像114a近似了50％灰度比例的字母“H”112a。
然而，半色調(diào)處理導(dǎo)致如160處所示的鋸齒狀邊緣。當(dāng)半色調(diào)圖像114a被打印時(shí)，鋸齒狀邊緣使得圖像看起來不那么銳利。鋸齒狀的邊緣是由于像素邊緣具有黑和白值以及白(或黑)像素之間的間隔。較低lpi的圖案具有較大的間隔，這導(dǎo)致了相鄰白像素和黑像素的較大間距。較低lpi的圖案還具有較低的頻率成分，相對(duì)于較高的頻率成分(諸如較高lpi的圖案)，人類視覺系統(tǒng)更容易看到較低頻率成分。
圖4是圖示了在對(duì)圖像應(yīng)用了雙數(shù)字半色調(diào)處理以生成雙半色調(diào)圖像114b之后，放大的字母“H”的一個(gè)實(shí)施例的圖像。在該實(shí)施例中，例如170處所示，雙半色調(diào)圖像114b的邊緣沒有0(白)像素值。在雙半色調(diào)圖像114b的邊緣上沒有0(白)像素值導(dǎo)致了銳利的邊緣，并且防止了半色調(diào)圖像114a中所示的鋸齒狀邊緣。
通過向雙半色調(diào)圖像114b的邊緣應(yīng)用不同的半色調(diào)，校正了鋸齒狀邊緣，如下面將參考圖5對(duì)此進(jìn)一步詳細(xì)描述的。雙半色調(diào)圖像114b的內(nèi)部與其中應(yīng)用了單半色調(diào)的半色調(diào)圖像114a相似。在該實(shí)施例中，利用每英寸120行(lpi)的45°黑屏(black screen)來對(duì)半色調(diào)圖像114a和雙半色調(diào)圖像114b的內(nèi)部進(jìn)行半色調(diào)處理。利用每個(gè)邊緣部分兩種可能的像素值，對(duì)雙半色調(diào)圖像114a的邊緣進(jìn)行半色調(diào)處理，以近似每個(gè)邊緣部分的邊緣值。
在一個(gè)實(shí)施例中，半色調(diào)算法使得邊緣輸入略微變暗，然后半隨機(jī)地輸出與輸入百分比最接近的兩個(gè)輸出等級(jí)。例如，如果對(duì)于每像素2位的輸出0＝激光器的0/3脈沖、1＝激光器的1/3脈沖、2＝激光器的2/3脈沖、且3＝激光器的3/3脈沖(或全脈沖)，則對(duì)于每像素8位的輸入，128的邊緣值可以被偏置到153。這是255的全脈沖值的大約60％。因此，半色調(diào)算法試圖覆蓋邊緣的平均大約60％。這種覆蓋是這樣得到的使輸出等級(jí)在1和2(1/3和2/3)之間半隨機(jī)地改變，同時(shí)又偏向2，以更接近60％，而不是50％(如果半色調(diào)算法均勻地在1和2之間變化，則會(huì)得到50％的覆蓋)。
通過使用灰度比例來防止在黑和白之間改變，降低了調(diào)制的幅度。通過半隨機(jī)地改變輸出等級(jí)，圖案具有顯著的高頻率成分?；叶缺壤洼敵龅燃?jí)的半隨機(jī)改變的組合導(dǎo)致了人類視覺系統(tǒng)觀察時(shí)的銳利邊緣。
圖5是圖示了用于將數(shù)據(jù)112描繪成具有雙半色調(diào)的圖像數(shù)據(jù)114的方法200的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法200由處理器104或處理器122執(zhí)行。在步驟202，開始圖像處理。在步驟204，圖像數(shù)據(jù)114的行(Row)被設(shè)置為1，并且圖像數(shù)據(jù)114的列(Col)被設(shè)置為1。在步驟206，圍繞所選擇的像素生成數(shù)據(jù)窗口。在步驟208，處理器確定所選擇的像素是否是邊緣像素。如果所選擇的像素不是邊緣像素，則在步驟216，輸出是基于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))的。如果所選擇的像素是邊緣像素，則在步驟210，處理器確定與邊緣外的相鄰像素的強(qiáng)度(intensity)差是否大于25％或其他合適值。如果與邊緣外的相鄰像素的強(qiáng)度差大于25％或其他合適值，則在步驟212，調(diào)整邊緣像素的強(qiáng)度。如果與邊緣外的相鄰像素的強(qiáng)度差小于25％或其他合適值，則在步驟216，輸出是基于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))的。
在步驟214，邊緣像素的輸出是基于半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))的。在步驟218，Col增加1。在步驟220，處理器確定是否已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一列。如果還沒有處理圖像數(shù)據(jù)114的最后一列，則控制返回到框206，開始處理圖像數(shù)據(jù)114的下一列。如果已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一列，則在步驟222，Col被設(shè)置為1，并且Row增加1。在步驟224，處理器確定是否已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一行。如果已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一行，則在步驟226，結(jié)束圖像數(shù)據(jù)114的處理。如果還沒有處理圖像數(shù)據(jù)114的最后一行，則控制返回到框206，開始處理圖像數(shù)據(jù)114的下一行。
在一個(gè)實(shí)施例中，半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))是能夠創(chuàng)建打印時(shí)比鋸齒狀邊緣看起來更銳利的邊緣的任何合適的半色調(diào)。在一個(gè)實(shí)施例中，半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))是能夠描繪平滑的強(qiáng)度坡度并基本上消除條帶的任何合適半色調(diào)方法。在一個(gè)實(shí)施例中，半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))使用的lpi高于圖像中非邊緣部分中所使用的半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))所使用的lpi。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))是100～150lpi范圍中的半色調(diào)，而半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))是在200～300lpi(諸如212lpi)范圍中的半色調(diào)。在其他實(shí)施例中，可以使用其他的半色調(diào)用于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))和半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))。
雖然這里圖示并描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，多種替代或等同實(shí)現(xiàn)方式可以代替所圖示或描述的具體實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請(qǐng)意在覆蓋這里所討論的具體實(shí)施例的任何修改或改變。因此，本發(fā)明應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種打印系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器，被配置為存儲(chǔ)代表圖像的圖像數(shù)據(jù)；和處理器，被配置為對(duì)所述圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字圖像半色調(diào)處理，并對(duì)所述圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一部分是所述圖像的邊緣，所述第二部分不是所述圖像的邊緣。
3.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過比較圖像中相鄰像素的強(qiáng)度值來定位所述第一部分。
4.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理包括比所述第二數(shù)字半色調(diào)處理高的每英寸行數(shù)的半色調(diào)。
5.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理包括大約每英寸200行至大約每英寸300行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
6.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第二數(shù)字半色調(diào)處理包括大約每英寸100行至大約每英寸150行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
7.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理通過半隨機(jī)地在兩個(gè)像素值之間改變來近似邊緣像素值。
8.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一部分至少為一個(gè)像素寬。
9.一種打印系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器，被配置為存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)；和處理器，被配置為定位所述圖像數(shù)據(jù)中的圖像邊緣，并且將第一半色調(diào)應(yīng)用于位于圖像邊緣的圖像數(shù)據(jù)，將第二半色調(diào)應(yīng)用于不位于圖像邊緣的圖像數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過比較所述圖像數(shù)據(jù)中相鄰像素的強(qiáng)度值來定位圖像邊緣。
11.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，還包括激光打印引擎，用于打印所述圖像數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一半色調(diào)包括比第二半色調(diào)高的每英寸行數(shù)。
13.一種用于打印圖像的方法，所述方法包括接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)；在所述圖像數(shù)據(jù)中定位包括邊緣的第一圖像部分和不包括邊緣的第二圖像部分；向所述第一圖像部分應(yīng)用第一半色調(diào)；向所述第二故鄉(xiāng)部分應(yīng)用第二半色調(diào)；以及打印具有所應(yīng)用的第一半色調(diào)和所應(yīng)用的第二半色調(diào)的所述圖像數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，定位第一圖像部分包括比較所述圖像數(shù)據(jù)中相鄰像素的強(qiáng)度值。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括應(yīng)用具有比所述第二半色調(diào)高的每英寸行數(shù)的半色調(diào)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括通過半隨機(jī)地在兩個(gè)像素值之間改變來應(yīng)用近似邊緣像素值的半色調(diào)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第二半色調(diào)包括應(yīng)用大約每英寸100行至大約每英寸150行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括應(yīng)用大約每英寸200行至大約每英寸300行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)包括接收含有文本的圖像數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)包括接收含有圖形的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙半色調(diào)的激光打印裝置。打印系統(tǒng)包括被配置為存儲(chǔ)代表圖像的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。該打印系統(tǒng)包括被配置為對(duì)圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字半色調(diào)處理并對(duì)圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理的處理器。
文檔編號(hào)H04N1/405GK1767585SQ20051009389
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者道格拉斯·格恩·凱瑟蕾, 杰伊·R·夏恩 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司