用于控制集簇半色调网点扩大的系统和方法

专利名称：：用于控制集簇半色调网点扩大的系统和方法
技术领域：
：本发明通常涉及文件输出设备的输出质量的控制，并且尤其涉及输出随时间变化的设备的控制，例如激光或者喷墨打印机。可以理解，本发明适用于任意基于象素的、输出半色调图像的设备。
背景技术：
：当前的文件输出设备，例如喷墨打印机、激光打印机、复印机和类似设备，通过应用小网点到媒介上产生图像。尽管这些输出典型地与硬拷贝文件相关，例如打印到纸上，可以理解，利用离散的象素或者网点，显示器例如视频显示终端、LCD显示器、CRT显示器和类似装置都产生或者输出图像。许多基于象素的输出设备将会发现其网点或者象素尺寸将会随着时间和使用变化。由于图像，例如字符或者绘画图像通过网点的组合被输出，网点尺寸的变化将导致图像质量的损失。这些图像质量的损失在以半色调形成的图像中尤其明显。半色调是一个过程，通过该过程灰度图像可以被产生在设备上，所述设备可以，例如仅仅在白色背景上产生黑点。在半色调系统中，网点的小区域或者阵列:i皮^L为大图片单元("网胞")。当所述区域基本比网点大些时，选择性地启用(turn。n)在该区域内的不同的网点或者网点图案使得其在一定距离处作为与所述网点排列相关的阴影灰度被察觉到。这些"抖动"的区域被构造以被设置用于使得灰度等级的视觉感知与每个这样的区域有关。因此，半色调允许分辨率和灰度之间的折衷选择(tradeoff)。这就允许相当准确的黑白图像从单调文档输出设备产生，例如普通的激光打印机。网点尺寸的变化，加上半色调图像的产生导致了归因于一系列因素的图像衰减中的独体的问题。在半色调中的网点的相对位置，和半色调生成计划将影响不同地依赖网点扩大的图像。尽管初期的系统可以试图测量并且响应网点尺寸的变化，然而当这样的系统被设置在半色调图像输出中时，其不能充分地纠正导致网点图案的附加的问题。因此，需要准确的访问和校正来自文件输出设备的网点尺寸的变化，尤其当与半色调环境中的图像产生有关时。
发明内容根据本发明，提供了一种准确访问并且校正来自文件输出设备的网点尺寸的变换的系统和方法，尤其当网点尺寸与半色调环境中的图像生成有关时。而且，4艮据本发明，提供了一种监视和调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其包括用于接收代表网点密度改变的网点密度数据的装置，所述网点密度与相关的文件输出设备上的多个色调等级有关。所述系统还包括用于接收代表簇网点半径等级的改变的簇密度数据的装置，所述簇网点半径等级与文件输出设备上的多个色调等级有关。系统还包括适用于接收网点周长密度数据的装置，所述网点周长密度数据代表网点周长改变，所述网点周长与文件输出设备上的多个色调等级有关。网点密度数据、集簇密度数据和网点周长密度数据被用于文件输出设备上的图像特性的改变的计算。所述计算的结果适宜地被发送到文件输出设备以便利其控制。根据本发明，还提供了一种监控和调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法。所述方法包括接收代表网点密度改变的网点密度数据的步骤，所述网点密度与相关文件输出设备上的多个色调等级相关。所述方法还包括接收代表簇网点半径等级改变的簇密度数据的步骤，所述簇网点半径等级与文件输出设备上的多个色调等级有关。所述方法还包括接收网点周长密度数据的步骤，所述网点周长密度数据是网点周长改变的代表，所述网点周长与文件输出设备上的多个色调等级有关。网点密度数据、集簇密度数据和网点周长密度数据被用于文件输出设备上的图像特性的改变的计算。这个计算的结果适宜地被发送到文件输出设备以便利数据的控制。本发明的优点是提供了一个系统，通过所述系统网点密度的改变以及文件输出设备被监视其改变。本发明的另一个优点是提供当所迷网点特性与平色调囝像的产生有关时用于监控网点特性的改变的系统。本发明的另一个优点是提供允许半色调图像的网点尺寸的计算所得的差异的反馈以使得相关的文件输出设备线性化的系统。在读取和理解本说明书时另外的优点对于本领域普通技术人员将是显然的。本发明在附图中被示出，所述附图是为了说明本发明和优选实施例，并不是为了对其进行局限，其中图1是在文件输出设备中使用的本系统的框图；图2是与本发明相联系的网点密度计算和调节的监控和控制的框图；图3是本发明的网点测量和校正数据生成系统的流程图；图4是网点扩大和对其半色调网胞的影响的结果的示意图；图5是与代表性的打印机输出相联系的网点周长运动曲线的示意图；以及图6是与本发明的代表性的测量相联系的作为网点半径函数的线性增长的示意图。具体实施方式本系统是一种用于便利连续色调图像的数据调节的过程的系统。所述系统用于线性化网点输出设备是理想的，因此利用半色调网屏原始图像的色调值被准确地复制到打印机上。在本系统中，与基于象素的、半色调输出有关的几个特性被利用和被使用。打印密度被测量以包括作为对实际网点区域、媒介、例如调色剂、染料、颜料、墨水和化学的比率的机械性网点区域；半色调网屏的分辨率；和半色调图案密度的改变。密度被定义为打印机的机械性网点区域改变的增加，所述改变受半色调网屏的影响。与打印机有关的机械性密度分布图随着时间和环境改变。当对密度的半色调关系稳定时，网屏同机械性密度扩大的分离将有利地导致用较少设备密度测量产生准确的色调转移曲线。在半色调密度效果不变的范围内，当打印机的状态改变时机械性密度数据被恰当地充分地收集。打印机状态的改变由环境、媒介的类型、能量波动和类似因素的改变引起。本发明的系统和方法利用由三个原理网点测定器引起的半色调网点的半径的改变1.机械性打印机特性a.能量直径(热量、光子、磁、化学)b.媒介的量(色调、染料、颜料、墨水或者感光乳剂)c.基层吸收(涂层、碎屑、质地)2.半色调分辨率(半色调网点的面积)3.半色调网点图案(簇的形状、网点的分布、网点的排列)描述三个测定器中的每个的数据被收集并且三个数据组合被合并到对打印机进行线性化的一个数据组合中。测定器2和测定器3是稳定的并且不需要被改变。测定器2和3改变测定器1的密度曲线。因此，系统利用来自测量机械性密度分布图的数据并且把这些数据与来自测定器1和2的数据合并以快速地并且准确地得到线性化数据。典型的打印机具有在X轴方向上的快速扫描和在Y轴上的慢扫描。在典型的打印机中，页面被适宜地以带有设备分辨率的坐标的栅格描述。当感光基层和打印机的X和Y坐标是固定的时，进行曝光。每英寸中X和Y坐标的数量为设备分辨率。分辨率为坐标之间的测量的长度。啄光为导致半色调网点所在的区域与周围区域之间的局域性不同的能量的量。所述能量适宜为热量、极化、化学和类似能量。能量直径通常不同于页面栅格的分辨率。连续困像的色调值与代表该图像的半色调复制的色调值之间的差别是用于产生网点的能量和用于产生网点的媒介的量的错误的结果。结果是具有不同于坐标交汇之间的距离或者设备分辨率的直径的网点。当复制迕续囝像时三个变量导致(contribute)获得准确的色调等级时出错。从最大的网点半径改变到最小的网点半径改变，色调不准确性的主要产生者为1.才/L械寸生网点周长运动(perimetermovement):能量和々某介的组合以及与分辨率有关的网点的半径。2.半色调分辨率网点扩大半色调网点的尺寸。3.半色调网点扩大半色调网点的形状和图案。不导致(contributeto)网点半径的改变的特性例如光网点扩大、媒介黑点和感光基层白点不在此进行描述。尽管这些特性可能导致复制错误，在图像数据到达打印机之前，这些错误被适宜地消除了。导致网点扩大的三个贡献中，机械性网点周长运动是最重要的。许多网点扩大从能量低时的没有网点变换到能量成分大时的显著的网点扩大。现在参考图1,示出了文件输出系统A，其包括文件输出设备IO例如打印设备、多功能外围设备、传真机、视频显示终端和类似装置。可以理解，在优选的实施例中，网点打印机例如激光打印机被使用(address)。在示图中，通过数据采集装置12从打印机10获取测量数据。如下面将详细描述的，测量数据包括与文件输出设备有关的网点尺寸有关的数据。因此获得的数据被发送到存储器14。存储器"适当地包含随机存取存储器，或者可选地用于更长永存储的非易失性存储器。包含在存储器14内的是代表网点密度、网点半径和网点周长的数据，所有这些数据被发送到校正因子计算装置16,所述装置的运行将在下面进行详细描述。一旦被计算，校正因子数据被发送回文件输出设备10以允许其进行调整。现在参考图2，图1的数据采集装置12、存储器14和校正计算器16的详细的运行将被描述。在示图中，代表在不同色调等级处测得的机械性网点密度的数据被从文件输出设备接收到网点密度计算装置202。在示图中，多个l、2...N色调等级被用于获得网点密度信息。网点密度信息被取回并且被与在网点密度数据计算装置202内的初期的值进行比较。在不同色调等级的网点密度的比较，如与在存储器14(图1)中存储的初期获得的数值做比较允许初期网点密度等级之间的差异数据被相对当前的测量计算。来自该计算的结果的网点密度被发送到调节数据计算装置204，所述调节数据计算装置204把这些信息与两个其它的数据值合并。网点密度数据还被发送到簇密度数据计算装置206。装置206把与多个色调等级l、2...N有关的簇半径数据与网点密度数据合并。理想地，等级N的数量对应与网点密度计算装置202相关的数量。被输出到簇密度数据计算装置206的簇网点半径信息适宜地在不同的色调等级被从相关的文件输出设备测量。然而，可以理解，在不同色调等级的簇网点半径等级的固定值也适宜地执行计算。在簇密度数据计算装置206中，簇密度数据被从不同色调等级的网点密度数据和输入簇网点半径的加法计算得到。簇密度数据被发送到调整数据计算装置206以与上面所述的网点密度数据合并。来自网点密度数据计算装置202的网点密度数据也被发送到网点周长数据计算装置208。类似于装置206，网点周长计算装置208接收在不同色调值处从文件输出设备测得的网点周长信息。类似地，可以理解，在不同色调等级的网点周长信息也被适宜地固定如结合本系统的流程图所描述的一样。图3是上面描述的网点线性化过程的流程图。首先，所述操作开始于框302，然后在框304，在文件输出设备中进行不同色调等级的机械性网点密度的测量。然后这些值在框306被记录，并且被存储在存储器内，例如图1所示的存储器14。初期的值-波与在框308最近测得的值进行比较，例如与图2的网点密度计算器202相联系描述。然后，在框310,描述原始数值的实际色调值的差异的网点半径数据被完成。因此计算得到的网点密度数据被发送到框312,在该处在不同色调等级处的簇网点半径的测量被完成。然后在框314测得的簇网点半径被加到来自框310的值以在框316生成描述网点半径改变量的密度数据。来自框310的网点密度数椐也被发送到框320，所迷框320接收不同色调值的测量网点周长。这些数值与从框310到框322的网点密度数据相乘以在框324获得周长密度数据。这些值还被发送到框318。因此框318合并这些计算所得的值以在框326产生线性化数据，所述线性化数据允许反馈给文件输出设备以对其进行调整。框328示出了过程的结束。图4(a)示出了位于设备坐标的栅格上的设备网点。在这种情况下，X和Y坐标是每个正方形的中心。圆形网点覆盖比栅格的一个正方形大的区域。图4(b)示出了当栅格的每个正方形被设备网点覆盖时，则沉积在感光基层上的媒介量比覆盖感光基层所需的量大，并且发生重叠。图4(c)示出了消除50%的网点仍然导致几乎100%的覆盖。图4U)添加由媒介引起的网点半径的增加并且感光基层吸收进一步延伸了网点周长。现在结果是100%覆盖。图4(e)示出了设备网点的半径的最大改变。半径的改变可以被测量并且在整个色调范围内的改变被收集为数据。图4(f)示出了由于网点半径的增加是恒定的，由于通过蔟集许多网点到一起而网点面积增加，才凡械性网点半径差异与簇网点半径的比率减少。因此随着半色调网点直径增加扩展的量减少。通过簇集网点半色调分辨率或者网点尺寸能够减少机械性密度并且通过形成较小网点簇集而增加机械性密度。半色调图案还影响打印设备的密度。图4(g)到图4(i)示出了不同结构的9个设备网点的簇。图4(g)是粗略的三角形并且周长比图4(f)的网点簇大些因此密度增加。图4(h)散布网点因此网点不重叠。所有单个网点的整个周长比任意簇网点要长并且密度增加。图4(i)示出了两个与单个网点结合的四个设备网点的蔟。该网点结构产生比图4(g)大而比图4(h)小的密度扩大量。通常，设备网点的級别(order)越大，网点之间的关系越对称，并且越重叠，那么周长越短并且因此密度等级越准确。半色调密度改变对于每个半色调网点图案是特有的并且密度改变是恒定的。囝5示出了假设的打印机的网点周长运动曲线。分辨率和半色调图形曲线不改变，但是合并的曲线随着机械性网点扩大从dayone变化至'Jdaytwo。机械性网点周长运动随着时间改变并且具有对色调密度的最大影响。半色调分辨率密度和半色调图案密度函数可以被一次计算。仅仅机械性密度需要被周期地测量和确定。在表l和图6中，机械性密度作为网点半径的线性增长函数进行计算。实际的增长可以被制图作为通过不同测量的分布图的最小正方形距离的确定结果并且会导致任意类型的曲线。机械性网点扩展可以为源于直接测量的任意函数的结果。在表l和图6中，半色调分辨率密度是对数函数。其减少在阴影部分的网点扩展并且增加在高亮度和中间色调部分的网点扩展。基数为10的对数函数被在该例子中使用。每个类型的打印机具有独特的复制曲线。在表l和图6中的半色调密度曲线是幂函数。在该例子中y采用1.4。尽管大多数半色调图案以幂函数模拟的方式改变密度，但是任何表现半色调图案的密度改变特性的方法都可以被使用。在表1和图6中合并的密度曲线，被用于描述打印机。在该例子中使用的函数是在每个色调等级的最小值与最大值的简单的平均值。合并曲线的许多其它方法可以^K吏用。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>2070.8117652552262241910.74902255215212233:1750.6862752322041992161590.6235292091921861981430.560784185179173------1791270.4980391621651581621110.435294139151142145950.372549116136126126790.30980493119109106630.247059701019085470.18431446827064310.12156923594941150.0588240332517000000注意的是，机械性密度曲线不总是产生最大的网点扩展。在该例子中，半色调分辨率曲线和半色调曲线都在高亮度区增加了密度并且在阴影区减小了密度。尽管在优选的实施例中本发明被以软件执行，本领域技术人员可以理解，其也可以硬件或者硬件与软件结合的方式执行。尽管已经对优选的实施例进行了详细地描述，应当理解，在此可以做各种更改、替换和改变而不偏离由附加的权利要求定义的本发明的主旨和范围。可以理解，本领域技术人员可以在由附加的权利要求所描述的本发明的主旨和范围内对于细节、材料和部件设置做各种不同变换，所述变换已经在此被描述和示出从而解释本发明的本质。权利要求1.一种用于调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，包括调节数据计算装置，包括适用于接收代表网点密度改变的网点密度数据的网点密度数据接收装置，所述网点密度与有关文件输出设备上的多个色调等级有关；适用于接收代表簇网点半径等级的改变的簇密度数据的簇密度数据接收装置，所述簇网点半径等级与有关文件输出设备上的多个色调等级有关；适用于接收代表网点周长改变的网点周长密度数据的网点周长数据接收装置，所述网点周长与有关文件输出设备上的多个色调等级有关；和适用于根据网点半径数据、网点密度数据和网点周长密度数据计算调节数据的调节数据计算装置；以及适用于将调节数据传递到相关的文件输出设备的装置。2.根据权利要求1所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其特征在于，网点密度凄i据并入与在有关的文件输出设备上测得的网点密度和从有关的数据存储器的第一存储位置取回的存储的网点密度数据有关的数据；簇密度数据并入代表从有关数据存储器的第二存储位置取回的存储的簇网点密度数据的数据；和网点周长密度数据并入代表从有关数据存储器的第三存储位置取回的存储的网点周长数据的数据。3.根据权利要求2所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其特征在于，网点密度数据、簇密度数据和网点周长密度数据在功能上与多个网点密度等级有关，所述多个网点密度等级对应有关的文件输出设备的多个色调等级。4.根据权利要求3所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，还包括簇密度计算装置，包括，适用于接收代表有关文件输出设备的簇网点平径等级的簇网点半径输入数据的装置，和适用于从接收到的簇网点半径输入数据和接收到的网点密度数据计算簇密度数据的装置；和网点周长密度计算装置，包括，适用于接收代表有关文件输出设备的网点周长等级的网点周长输入数据的装置；和适用于从接收到的簇网点半径输入数据和网点密度数据计算网点周长密度数据的装置。5.根据权利要求4所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其特征在于，根据有关文件输出设备的特性，簇网点半径输入数据和网点周长输入数据被固定。6.根据权利要求4所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其特征在于，调节数据计算装置包括适用于产生调节数据的装置以线性化有关文件输出设备的输出。7.根据权利要求6所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的系统，其特征在于，簇密度计算装置把簇网点半径输入数据和接收到的网点密度数据的和并入以产生簇密度数据；和网点周长计算装置并入网点周长输入数据和网点密度数据的乘积以产生网点周长密度数据。8.—种调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，包括以下步骤接收代表与有关文件输出设备上的多个色调等级有关的网点密度改变的网点密度数据；接收代表与有关文件输出设备上的多个色调等级有关的簇网点半径的改变的簇密度数据；接收代表与有关文件输出设备上的多个色调等级有关的网点周长的改变的周长密度数据；根据网点数据、网点密度数据和网点周长密度数据计算调整数据；和发送调节数据到有关的文件输出设备。9.根据权利要求8所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，其特征在于，网点密度数据并入与在有关文件输出设备上的测得的网点密度和从有关数据存储器的第一存储位置取回的存储的网点密度数据的有关的数据；簇密度数据并入代表从有关输出存储器的第二存储位置取回的存储的簇网点密度数据的数据；和网点周长密度数据并入代表从有关数据存储器的第三存储位置取回的存储的网点周长数据的数据。10.根据权利要求9所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，其特征在于，网点密度数据、簇密度数据和网点周长密度数据在功能上与多个网点密度等级有关，所述网点密度等级对应有关文件输出设备的多个色调等级。11.根据权利要求io所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，还包括以下步骤接收代表有关文件输出设备的簇网点半径等级的簇网点半径输入数据；和从接收到的簇网点半径输入数据和接收到的网点密度数据计算簇密度数据；接收代表有关文件输出设备的网点周长等级的网点周长输入数据，和从接收到的簇网点半径输入数据和网点密度数据计算网点周长密度数据。12.根据权利要求11所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，其特征在于，根据有关文件输出设备的特性，蔟网点半径输入数据和网点周长输入数据被固定。13.根据权利要求11所迷的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，还包括产生调节数据以线性化有关文件输出设备的输出。14.根据权利要求13所述的调节基于象素的文件输出设备的文件输出特性的方法，还包括以下步骤计算簇网点半径输入数据和接收到的网点密度数据的和以生成簇密度数据；和执行网点周长输入数据和网点密度数据的相乘操作以生成网点周长密度数据。全文摘要用于描述基于象素的文件输出设备，例如打印机中的网点扩大的系统，接收涉及与各种色调等级有关的设备的当前的网点尺寸特性的信息。所述信息被与存储的信息比较以确定网点尺寸的改变。这些比较的信息被用于与代表簇网点半径信息和网点周长信息的数据协同以允许反馈的生成以线性化文件输出设备的输出。文档编号H04N1/405GK101237516SQ20071000328公开日2008年8月6日申请日期2007年2月2日优先权日2007年2月2日发明者斯蒂芬·K·赫伦申请人:株式会社东芝;东芝泰格有限公司