DE60306324T2

DE60306324T2 - System und Verfahren zur Verarbeitung eines mehrfarbigen Bildes

Info

Publication number: DE60306324T2
Application number: DE60306324T
Authority: DE
Inventors: Paul Kuiper
Original assignee: Oce Technologies BV
Current assignee: Canon Production Printing Netherlands BV
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: ATE331388T1; US20040114168A1; JP2004188973A; JP4620948B2; DE60306324D1; US7321447B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht auf die Verarbeitung von mehrfarbigen Bildern für die Reproduktion auf einem Drucker- oder Kopiersystem. Von besonderem Interesse sind Systeme zur Erzeugung von aus mehreren Farbauszugsbildern zusammengesetzten Bildern auf einem Bildempfangselement, bei denen die markierenden Partikel der jeweiligen Farben für die jeweiligen Farbauszugsbilder in einander überlagernder Beziehung positioniert werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im folgenden wird nur auf ein Mehrfarben-Druckersystem Bezug genommen werden, obgleich die vorliegende Erfindung auf digitale Mehrfarben-Druckersysteme und/oder -Kopiersysteme gleichermaßen anwendbar ist. In dieser Darstellung schließt der Begriff Farbe alle Farben ein, einschließlich Schwarz und Weiß und sämtlicher Grautöne. Markierende Partikel für eine begrenzte Anzahl von Farben, bei denen es sich um die Prozeßfarben handelt, sind in jedem Mehrfarben-Druckersystem zur Bildung eines Farbbildes verfügbar. Beim digitalen Farbdrucken werden kontinuierliche Tönungen wiedergegeben, indem die Farbauszugsbilder in den Prozeßfarben einem Halbtonprozeß unterzogen werden. Die Prozeßfarben sind eine begrenzte Anzahl von Farben aus markierenden Partikeln, die in jedem Mehrfarben-Druckersystem zur Wiedergabe eines Farbbildes verfügbar sind. Üblicherweise können diese Farb-Druckersysteme unterschieden werden auf der Basis der Art der verwendeten Markierungspartikel, z. B. Tinte oder Toner, und des verwendeten Bilderzeugungsprozesses, z. B. Magnetographie oder Elektro(photo)graphie, oder Tintenstrahl, der Produktivität oder des Bereichs der Medien. Eine Unterscheidung kann jedoch auch in Abhängigkeit davon vorgenommen werden, wie das mehrfarbige Bild aus markierenden Partikeln zusammengesetzt wird. In der Mehrzahl der im Handel erhältlichen digitalen Mehrfarben-Druckersysteme ist das mehrfarbige Bild aus markierenden Partikeln aus mehreren miteinander ausgerichteten Farbauszugsbildern aus markierenden Partikeln aufgebaut, wobei die Bildpunkte aus markierenden Partikeln in den jeweiligen Prozeßfarben, die zu den jeweiligen Farbauszugsbildern gehören, einander überlagert werden und als solche eine geschichtete Struktur aus markierenden Partikeln bilden. Die Stapelhöhe der markierenden Partikel ist abhängig von der Größe der markierenden Partikel, dem Halbtonprozeß und der Anzahl der verfügba ren Prozeßfarben und variiert mit der Bilddichte. Bei einem ersten Ansatz zur Halbtonwiedergabe wird das Farbauszugsbild jeder Prozeßfarbe einem Halbtonprozeß unterzogen, unter Verwendung eines unterschiedlichen Rasters für jedes Auszugsbild. Das Ausmaß der Überlappung zwischen Bildpunkten aus verschiedenen Prozeßfarben ist abhängig von der Bilddichte und der Pixelfüllung in der Abfolge im Zusammenhang mit den jeweiligen Masken. Ein Nachteil dieses Ansatzes, bei dem mehrere unterschiedliche Masken eingesetzt werden, ist seine Anfälligkeit für die Entstehung von Moiré-Mustern. Moiré-Muster sind sichtbare Verzerrungen in einem reproduzierten mehrfarbigen Bild, die durch Interferenzmuster verursacht werden, die durch die Kombination von Halbtonmasken entstehen. Obgleich es bekannt ist, daß der sichtbare Effekt von Moiré-Mustern reduziert werden kann, indem die Halbtonmasken unter Verwendung vorbestimmter Rasterwinkel winkelversetzt werden, wird die Vermeidung von Moiré-Mustern besonders mühsam in Farbdruckern, in denen vier oder mehr Prozeßfarben wiedergegeben werden können. Deshalb ist die Verwendung einer anderen Madke für jede Prozeßfarbe keine Option, wenn mehr als vier Prozeßfarben zur Wiedergabe eines mehrfarbigen Bildes in dem Farbdrucker verfügbar sind. Bei einem zweiten Ansatz zur Halbtonwiedergabe wird für jede Prozeßfarbe dieselbe Maske verwendet. Dieser Ansatz ergibt eine maximale Überlappung zwischen Bildpunkten der jeweiligen Farben und ergibt folglich eine minimale Flächenbedeckung. Insbesondere bei niedrigen Bilddichten sind die nach diesem zweiten Ansatz wiedergegebenen Bilder äußerst anfällig für Körnigkeit. Körnigkeit ist ein wahrnehmbares Merkmal einer wiedergegebenen Farbe, die sich darauf bezieht, wie gleichförmig die farbigen Markierungspartikel auf dem Bildempfangselement entwickelt worden sind.
Die oben genannten Ansätze haben einige weitere inhärente Nachteile. Zunächst kann, da die markierenden Partikel der verschiedenen Prozeßfarben überlagert werden, die gesamte Stapelhöhe der markierenden Partikel groß werden, insbesondere in vollfarbigen Bildteilen mit hoher Dichte. Insbesondere in dem Fall, in dem die markierenden Partikel Tonerpartikel sind, kann dies, da die Größe der Tonerpartikel typischerweise im Bereich von Mikrometern liegt, die Menge an Prozeßfarben begrenzen, die zur Wiedergabe eines Bildes benutzt werden können, da eine erhöhte Anzahl von Prozeßfarben auch die maximale Stapelhöhe der markierenden Partikel erhöhen kann. Neben der Tatsache, daß eine hohe Gesamt-Stapelhöhe der markierenden Partikel für den Kunden sowohl visuell auch taktil wahrnehmbar ist, kann dies auch die Wölbneigung und den Transport des Mediums negativ beeinflussen und die Widerstandsfähigkeit gegen externe mechanische Einflüsse wie etwa Kratzer und Falten vermindern. Darüber hinaus können unterschiedliche Bildzusammensetzungen, z. B. unterschiedliche Dichte und/oder Farbzusammensetzung, zu topographischen Unterschieden auf dem Bildempfangselement führen, die einige der oben genannten Nachteile verstärken und zusätzliche Nachteile mit sich bringen, etwa Unterschiede im Glanz zwischen verschiedenen Bildteilen.
US 6 250 732 beschreibt ein Halbtonverfahren, das mit einer einzigen Maske für alle Farben arbeitet und bei dem bei geringen Bilddichtewerten Pixel wiedergegeben werden, indem Bildpunkte der jeweiligen Farben nicht überlagert werden, sondern aneinander anschließend positioniert werden. Dieser Punktneben-Punkt-Ansatz ist vorteilhaft im Hinblick auf die Körnigkeit. US 6 250 733 beschreibt weiterhin, daß, wenn die Summe der Bilddichtewerte der Pixel eines Bildteils den Schwellenwert übersteigt, der einer Tinten-Flächenbedeckung von 100 % entspricht, die verbleibenden Bilddichtewerte wiedergegeben werden, indem Bildpunkte in einer zweiten Tintenschicht unter Verwendung derselben Maske überlagert werden. Wenn diese zweite Tintenschicht aufgebracht wird, wird jedoch darauf geachtet, daß ein Tintenpunkt der zweiten Schicht nicht auf einen Tintenpunkt mit derselben Farbe in der ersten Schicht aufgetragen wird. Um dies zu ermöglichen werden, nachdem einmal festgestellt worden ist, daß ein Bildtal eine Summe von Bilddichtewerten hat, die den Schwellenwert von 100 % Tinten-Flächenbedeckung übersteigt, und somit Bildpunkte einer zweiten Schicht gebildet werden müssen, die zu den Prozeßfarben gehörenden Bilddaten so rekonfiguriert, daß die Bilddaten mit virtuellen Farben verknüpft werden. Diese virtuellen Farben werden realisiert durch eine Kombination von zwei Prozeßfarben. Eine solche Kombination von Prozeßfarben wird realisiert, indem zwei Prozeßfarben unter Verwendung derselben Maske in zwei Lagen aufeinander angeordnet werden. Die Verwendung derselben Maske für beide Lagen kann unerwünschte Interferenzmuster verursachen, hervorgerufen z. B. durch Registerfehler.
AUFGABEN DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Verarbeitung von digitalen mehrfarbigen Bildern zu schaffen, für die Reproduktion derselben mit einem Farbbild-Reproduktionssystem, das in der Lage ist, registergerechte zusammengesetzte mehrfarbige Bilder aus farbigen Markierungspartikeln auf einem Bildempfangselement zu bilden. Die digitalen mehrfarbigen Bilder sollten so verarbeitet werden, daß bei ihrer Reproduktion Interferenzmuster vermieden werden und die Körnigkeit begrenzt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Verarbeitung von digitalen mehrfarbigen Bildern zu schaffen, für die Reproduktion derselben mit einem Farbbild-Reproduktionssystem, das in der Lage ist, vollfarbige Bilder mit einer begrenzten Stapelhöhe der markierenden Partikel zu erzeugen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Verarbeitung von digitalen mehrfarbigen Bildern zu schaffen, zur Reproduktion derselben in einem Farbbild-Reproduktionssystem, das in der Lage ist, Bilder wiederzugeben, ohne daß Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Prozeßfarben auferlegt werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das mehrfarbige Bild aus markierenden Partikeln, das von einem Farbbild-Reproduktionssystem erzeugt wird, zusammengesetzt werden aus mehreren registergerecht ausgerichteten Farbauszugsbildern, wobei die markierenden Partikel der jeweils zu den jeweiligen Farbauszugsbildern gehörenden Farben aneinander anschließend positioniert werden, so lange das dem zu reproduzierenden Bildteil entsprechende Druckgebiet nicht vollständig bedeckt ist, so daß eine erste Lage von markierenden Partikeln geschaffen wird. Wenn das Gebiet vollständig bedeckt ist und das Bild noch nicht komplett ist, wird auf der ersten Lage von Bildpunkten eine zweite und ggf. eine folgende Lage aus aneinander anschließend positionierten Markierungspartikeln gebildet. Dieser Punkt-neben-Punkt-Ansatz hat den Vorteil einer begrenzten Körnigkeit und einer begrenzten Stapelhöhe der markierenden Partikel und erfordert keine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der Prozeßfarben. Die Prozeßfarben können jede in dem System verfügbare Farbe sein wie z.B Schwarz, Weiß, Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau, Orange, Pink und schließen helle, mittlere und dunkle Versionen der vorgenannten Prozeßfarben ein. Insbesondere wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Bildverarbeitung eines digitalen mehrfarbigen Bildes mit den folgenden Schritten offenbart:
Erzeugung von Bildsignalen für eine Auswahl von Prozeßfarben anhand des digitalen mehrfarbigen Bildes, wobei jedes Bildsignal mit einem digitalen Farbauszugsbild für eine Prozeßfarbe aus der genannten Auswahl der Prozeßfarben verknüpft ist und für jedes Pixel des digitalen mehrfarbigen Bildes einen Dichtdichtewert für die betreffende Prozeßfarbe spezifiziert; und Aufaddieren, für jeden Bildteil des digitalen mehrfarbigen Bildes, der Bilddichtewerte aller Prozeßfarben der Pixel aus dem Bildteil, um für jeden dieser Bildteile einen Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen; wobei, wenn der Gesamt-Flächenbedeckungswert eines Bildteils 100% überschreitet, das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist:

a) Aufteilen der Bilddichtewerte von Pixeln des durch die Bildsignale spezifizierten Bildteiles in erste Bilddichtewerte für eine erste Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln und wenigstens zweite Bilddichtewerte für eine zweite und etwaige folgende Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln, derart, daß die Summe der wenigstens zwei Bilddichtewerte einem Flächenbedeckungswert entspricht, der gleich CT-100% ist, und
b) Konvertieren der Bildsignale mit Hilfe einer Matrix-Dithertechnik in entsprechende erste Drucksignale und wenigstens entsprechende zweite Drucksignale, wobei jedes Drucksignal für jedes Pixel des Bildteils angibt, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln der betreffenden Prozeßfarbe zu bilden ist, wobei diese Matrix-Dithertechnik von der Art ist, daß jedes der ersten Drucksignale durch Vergleich der ersten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer ersten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, während jedes der zweiten Drucksignale durch Vergleich der zweiten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer zweiten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, die von der ersten zweidimensionalen Matrixstruktur verschieben ist. Da das zu der ersten Lage gehörende Raster von dem Raster oder den Rastern verschieden ist, die zu der zweiten und etwa folgenden Lagen gehören, kann die Entstehung von unerwünschten Interferenzmustern begrenzt werden.

Das Bildverarbeitungssystem kann in einem Computer verkörpert sein, der durch ein Netzwerk oder irgendeine andere Schnittstelle mit einem oder mehreren Bildreproduktionssystemen, etwa Drucker-, und/oder Kopiersystemen verbunden werden kann. Das Bildverarbeitungssystem kann auch Teil eines Farbbild-Reproduktionssystems sein. Das Bildverarbeitungssystem kann auch Teil eines Farbscanners sein, sofern der Farbscanner durch ein Netzwerk oder irgendeine andere Schnittstelle mit einem Farbbild-Reproduktionssystem verbunden werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung haben wenigstens zwei Prozeßfarben nicht verschwindende zweite Bilddichtewerte. In dem letzteren Fall umfaßt das Verfahren weiterhin die Schritte der Bestimmung eines ersten Flächenbedeckungsanteils einer ersten Prozeßfarbe unter den wenigstens zwei Prozeßfarben auf der Grundlage der zugehörigen ersten Bilddichtewerte, und eines zweiten Flächenbedeckungsanteils der ersten Prozeßfarbe auf der Grundlage der zugehörigen zweiten Bilddichtewerte, und eines ersten Flächenbedeckungsanteils einer zweiten Prozeßfarbe unter den wenigstens zwei Prozeßfarben auf der Grundlage der zugehörigen ersten Bilddichtewerte, und eines zweiten Flächenbedeckungsanteils der zweiten Prozeßfarbe auf der Grundlage der zugehörigen zweiten Bilddichtewerte, wobei die Aufteilung so ist, daß das Verhältnis zwischen dem ersten Flächenbedeckungsanteil der ersten Prozeßfarbe und dem ersten Flächenbedeckungsanteil der zweiten Prozeßfarbe um weniger als 5% von dem Verhältnis zwischen dem zweiten Flächenbedeckungsanteil der ersten Prozeßfarbe und dem zweiten Flächenbedeckungsanteil der zweiten Prozeßfarbe abweicht. Die Minimierung der Variation der Verhältnisse zwischen den Werten der Flächenbedeckungsanteile von wenigstens zwei Prozeßfarben von Lage zu Lage hat einen vorteilhaften Effekt auf die Farbbalance des reproduzierten Bildes.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bildverarbeitungssystem zur Verarbeitung eines digitalen mehrfarbigen Bildes offenbart, mit:
einem Generatormodul zum Generieren von Bildsignalen für eine Auswahl von Prozeßfarben aus dem digitalen mehrfarbigen Bild, wobei jedes Bildsignal mit einem digitalen Farbauszugsbild in einer Prozeßfarbe aus der Auswahl von Prozeßfarben verknüpft ist und für jedes Pixel des digitalen mehrfarbigen Bildes einen Bilddichtewert für die zugehörige Prozeßfarbe spezifiziert,
einem Analysemodul zum Aufaddieren, für jeden Bildteil des digitalen mehrfarbigen Bildes, der Bilddichtewerte aller Prozeßfarben der Pixel aus dem Bildteil, um für jeden dieser Bildteile einen Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen und, wenn der Gesamt-Flächenbedeckungswert eines Bildteils 100% überschreitet, zum Aufteilen der Bilddichtewerte von Pixeln des durch die Bildsignale spezifizierten Bildteiles in erste Bilddichtewerte für eine erste Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln und wenigstens zweite Bilddichtewerte für eine zweite und etwaige folgende Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln, derart, daß die Summe der wenigstens zwei Bilddichtewerte einem Flächenbedeckungswert entspricht, der gleich CT-100% ist, und
einem Konvertierungsmodul zum Konvertieren der Bildsignale mit Hilfe einer Matrix-Dithertechnik in entsprechende erste Drucksignale und wenigstens entsprechende zweite Drucksignale, wobei jedes Drucksignal für jedes Pixel des Bildteils angibt, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln der betreffenden Prozeßfarbe zu bilden ist, wobei diese Matrix-Dithertechnik von der Art ist, daß jedes der ersten Drucksignale durch Vergleich der ersten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer ersten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, während jedes der zweiten Drucksignale durch Vergleich der zweiten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer zweiten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, die von der ersten zweidimensionalen Matrixstruktur verschieben ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Farbbild-Reproduktionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einen schematischen Prozeßablauf der Bildverarbeitungsschritte, die an Bildsignalen ausgeführt werden, die zu einem digitalen Bild gehören, einschließlich der eigentlichen Konversion der Bildsignale in Drucksignale.
3 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einen detaillierteren Prozeßablauf für den Schritt (25) der Konversion in Drucksignale in 2.
4 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einen detaillierteren Prozeßablauf für den Aufteilungsschritt (26) in 2, bei dem die zu einem Pixel des digitalen Bildes gehörenden Bilddichtewerte in erste und zweite Bilddichtewerte aufgeteilt werden können.
5a zeigt ein Beispiel eines Rasters einer einzigen Matrixstruktur mit Schwellenwerten, die zur Halbtonverarbeitung des digitalen Bildes nach 5c durch Vergleich der ersten Bilddichtewerte aus 5d mit den entsprechenden Schwellenwerten verwendet werden.
5b zeigt ein Beispiel eines Rasters einer einzigen Matrixstruktur mit Schwellenwerten, die zur Halbtonverarbeitung des digitalen Bildes nach 5c durch Vergleich der zweiten Bilddichtewerte aus 5e mit den entsprechenden Schwellenwerten verwendet werden.
5c zeigt eine in Pixel aufgelöste Darstellung eines digitalen mehrfarbigen Bildes mit Bilddichtewerten für jedes Pixel.
5d zeigt das digitale mehrfarbige Bild nach 5c mit nur ersten Bilddichtewerten für jedes Pixel, die durch Aufteilen der Bilddichtewerte aus 5c gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
5e zeigt das digitale mehrfarbige Bild aus 5c mit nur zweiten Bilddichtewerten für jedes Pixel, die durch Aufteilen der Bilddichtewerte nach 5c gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
5f zeigt eine in Pixel aufgelöste Darstellung einer Reproduktion des mehrfarbigen Bildes nach 5c gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Prozeßfarben mit dem Subskript 1 sind Bildpunkte, die in einer ersten Lage gebildet werden; die Prozeßfarben mit dem Subskript 2 sind Bildpunkte, die in einer zweiten Lage gebildet werden.
6 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einen schematischen Prozeßablauf von Bildverarbeitungsschritten, die zur Kon version in Drucksignale an den Bildsignalen ausgeführt werden, die zu einem Pixel eines digitalen Bildes gehören.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung nachstehend näher beschrieben. Es werden mehrere Ausführungsformen dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß ein Fachmann sich etliche äquivalente Ausführungsformen oder andere Wege zur Ausführung der vorliegenden Erfindung vorstellen kann und daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung nur durch den Inhalt der angehängten Ansprüche begrenzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein digitales Bildreproduktionssystem, z. B. ein Farbdruckersystem und/oder Farbkopiersystem, wie es in 1 dargestellt ist, ein Bildverarbeitungssystem 1 und eine Druckereinheit 2. Ein digitales mehrfarbiges Bild kann dem digitalen Bildreproduktionssystem angeboten werden, damit es reproduziert wird. Es gibt zahlreiche Wege, ein digitales Bild zu generieren. Zum Beispiel kann ein digitales Bild generiert werden, indem eine Vorlage mit Hilfe eines Scanners 3 abgetastet wird. Der Scanner kann Teil des digitalen Bildreproduktionssystems sein oder kann über ein Netzwerk oder irgendeine andere Schnittstelle mit dem digitalen Reproduktionssystem verbunden sein. Digitale Standbilder können auch von einer Kamera oder einer Videokamera 4 erzeugt werden, die über ein Netzwerk oder irgendeine andere Schnittstelle, z. B. einen Schnittstelle IEEE 1394 mit dem digitalen Bildreproduktionssystem verbunden sein kann. Neben digitalen Bildern, die von einem Scanner oder einer Kamera generiert wurden und die gewöhnlich in einem Bitmap-Format oder einen komprimierten Bitmap-Format vorliegen, können dem digitalen Bildreproduktionssystem auch künstlich, z. B. mit Hilfe eines Computerprogramms erzeugte digitale Bilder oder Dokumente 5 angeboten werden. Diese letzteren Bilder haben gewöhnlich ein strukturiertes Format, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf ein PDL-Format (Page Description Language; Seitenbeschreibungssprache) und ein XML-Format (Extensible Markup Language). Beispiele für ein PDL-Format sind PDF (Adobe), PostScript (Adobe) und PCL (Hewlett-Packard).
Ungeachtet des Ursprungs des digitalen Bildes kann man sich dafür entscheiden, das digitale Bild in einem Speicher zu speichern, so daß es von dem Bildverarbeitungssystem leicht aufgerufen werden kann, sei es direkt oder über irgendeine Schnittstelle.
Der Bildsignalgenerator 8 des Bildverarbeitungssystems erzeugt eine Folge von Bildsignalen für eine Auswahl 7 von Prozeßfarben. Die Prozeßfarben 6 entsprechen den Farben der markierenden Partikel, die in der Druckereinheit verfügbar sind. Beispiele für Prozeßfarben in Schwarz, Weiß, Cyan, Magenta, Rot, Grün, Blau, Pink, Orange und umfassen helle, mittlere oder dunkle Versionen der vorgenannten Prozeßfarben. Es kann irgendeine Auswahl unter den Prozeßfarben vorgenommen werden. Zum Beispiel kann eine Auswahl von der Farbskala abhängig gemacht werden, die nötig ist, um das digitale Bild adäquat zu reproduzieren, und/oder von dem gewünschten Qualitätsniveau. Jedes Bildsignal hat eine umkehrbar eindeutige Beziehung zu einem Auszugsbild in einer speziellen Prozeßfarbe aus der Auswahl. Das Bildsignal spezifiziert für jedes Pixel des digitalen Bildes wenigstens einen Bilddichtewert für die zugehörige Prozeßfarbe. Der Bilddichtewert ist typischerweise ein 8 Bit Wert, so daß 256 Graustufen je Prozeßfarbe verwendet werden können.
Für jeden Bildteil des digitalen Bildes addiert das Analysemodul 10 die Bilddichtewerte für all die ausgewählten Prozeßfarben für all die Pixel des Bildteils auf. Die erhaltene Zahl wird dazu benutzt, den Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen, d. h. die Fläche auf dem Bildempfangselement, die zur Wiedergabe des gesamten Bildteils benötigt würde, wenn die Bildpunkte aus markierenden Partikeln aneinander angrenzend, d. h. ohne Überlappung, in bezug auf das Gebiet des Bildteils positioniert würden. Die Bildvergrößerung wird, soweit anwendbar, korrigiert, wenn CT bestimmt wird.
Das Konvertierungsmodul 9 konvertiert die Bildsignale in Drucksignale, mit Hilfe einer Halbtontechnik gemäß der vorliegenden Erfindung, wie weiter unten in dieser Beschreibung näher erläutert werden wird. Jedes Bildsignal gibt für jedes Pixel an, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Prozeßfarbe gebildet werden soll. Diese Angabe kann in Abhängigkeit von den Halbtonfähigkeiten der Druckereinheit unter Verwendung eines einzelnen Bits oder eines Mehrbit-Wortes erfolgen. Wenn die Druckereinheit zu einer mehrwertigen Halbtonverarbeitung in der Lage ist, kann ein Mehrbit-Wort verwendet werden, bei dem die Anzahl der Bits zu der Anzahl der Graustufen in Beziehung steht, die je Pixel von der Druckereinheit reproduziert werden können. Gewöhnlich ist die Druckereinheit nur zu einer binären Halbtonverarbeitung in der Lage, oder, mit anderen Worten, ein Wert mit einem einzigen Bit, d. h. "0" oder "1" gibt an, ob ein Bildpunkt gebildet werden soll oder nicht. Im Rest dieser Beschreibung wird nur auf eine Druckereinheit Bezug genommen, die nur zu einer binären Halbtonverarbeitung in der Lage ist. Es versteht sich jedoch, daß diese Erfindung in gleicher Weise bei Druckereinheiten anwendbar ist, die zu mehrwertiger Halbtonverarbeitung fähig sind.
In der Druckereinheit 2 sind eine Anzahl von Prozeßfarben 6 verfügbar. Entsprechend einer Folge von Drucksignalen bildet die Druckereinheit 2 die jeweiligen Auszugsbilder aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Prozeßfarbe auf dem Bildempfangselement. Die Druckereinheit ist so gestaltet, daß die Bildpunkte aus markierenden Partikeln, die zu den jeweiligen Farbauszugsbildern gehören, benachbart zueinander positioniert werden, bis eine vollständige Flächenbedeckung erreicht wird, wodurch eine erste Lage von markierenden Partikeln gebildet wird. Wenn der Bildteil so beschaffen ist, daß CT > 100 % ist, werden auf der ersten Lage eine zweite und gegebenenfalls weitere Lagen gebildet, wobei für wenigstens zwei Prozeßfarben innerhalb jeder Lage dieselben Flächenbedeckungsverhältnisse benutzt werden. Wenn eine Lage aus markierenden Partikeln gebildet wird, so wird eine nachfolgende Lage nur dann gebildet, wenn eine vollständige Flächenbedeckung erreicht wird. Das Bildempfangselement kann ein Druckmedium oder ein Zwischenträger sein. Das Medium kann die Form einer Bahn oder eines Bogens haben und kann z. B. aus Papier, Pappe, einem Etikettenträger, Kunststoff oder Textilmaterial bestehen. Der Zwischenträger kann ein endloses Element sein, z. B. ein Band oder eine Trommel, das oder die zyklisch bewegt werden kann.
Wenn eine Bildverarbeitungseinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird, wie durch den Prozeßablauf in 2 dargestellt wird, so wird ein digitales Bild dem Bildsignalgenerator 8 angeboten. Der Bildsignalgenerator erzeugt Bildsignale 20 für eine Auswahl von Prozeßfarben, wobei jedes Bildsignal mit einem digitalen Auszugsbild in einer Prozeßfarbe aus der Auswahl verknüpft ist und für jedes Pixel des digitalen Bildes einen Bilddichtewert für die zugehörige Prozeßfarbe spezifiziert. Die ausgewählten Prozeßfarben sind Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Schwarz (K). Es wird ein erster Bildteil ausgewählt (21). Die Größe des Bildteils (21) kann von der Größe eines einzelnen Pixels bis zur Größe eines vollständigen Bildes reichen. Für jedes Pixel P(i,j) des Bildteils werden die zugehörigen Bilddichtewerte für die Auswahl von Prozeßfarben gewonnen als Y_i,j, M_i,j, C_i,j, K_i,j (22). Die Bilddichtewerte all der Pixel des ausgewählten Bildteils werden addiert (23), um den Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen. Zum Beispiel kann CT [%] für den ausgewählten Bildteil wie folgt bestimmt werden:
wobei T_MAX der maximale Schwellenwert der Matrixstruktur ist # Pixel die Anzahl der Pixel ist.
Anschließend wird durch Vergleich (24) des CT-Wertes mit dem Wert von 100 % für die vollständige Flächenbedeckung entschieden, ob der ausgewählte Bildteil mit Hilfe einer einzigen Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln wiedergegeben werden kann. Wenn der CT-Wert kleiner oder gleich 100 % ist, genügt eine einzige Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln in den betreffenden Prozeßfarben zur Wiedergabe des ausgewählten Bildteils. In diesem Fall werden, wie in dieser Beschreibung unter Bezugnahme auf 3 näher erläutert werden wird, die Bildsignale in Drucksignale konvertiert (25), wobei für jede der Prozeßfarben dieselbe Halbtonmaske benutzt wird. Eine Halbtonmaske ist ein Raster, das aus einer sich wiederholenden zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut ist, die Schwellenwerte enthält, d. h. einer Gittermatrix. Die Schwellenwerte können in einer vorbestimmten Ordnung angeordnet sein. Alternativ können die Schwellenwerte zufällig angeordnet sein, d. h., eine sogenannte stochastische Gittermatrix. Jedes Drucksignal wird auf dem Raster derselben zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut, durch Analyse des Bilddichtewertes der zugehörigen Prozeßfarbe jedes Pixels in bezug auf den entsprechenden Schwellenwert in diesem Raster. Die Drucksignale können an eine Druckereinheit weitergeleitet werden, wo, abgesehen von Registerfehlern, ein registergerecht ausgerichtetes mehrfarbiges Bild aus Punkt neben Punkt gedruckten Markierungspartikeln auf einem Bildempfangselement gebildet wird. Alternativ, wenn der CT-Wert 100 % überschreitet, ist eine einzige Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln nicht ausreichend für die Wiedergabe des vollständigen Bildteils. Je nach CT-Wert können wenigstens eine zweite Lage und möglicherweise nachfolgende Lagen von Markierungspartikeln von Bildpunkten erforderlich sein, um den vollständigen Bildteil wiederzugeben. Im Fall von 100 % < CT ≤200 % sind zwei Lagen ausreichend, wie auch in 2 angenommen wird. Die zu den jeweiligen Prozeßfarben gehörenden Bilddichtewerte Y_i,j, M_i,j, C_i,j, K_i,j werden in erste Bilddichtewerte Y_li,j, M_li,j, C_li,j, K_li,j und zweite Bilddichtewerte Y_2i,j, M_2i,j, C_2i,j, K_2i,j aufgeteilt (26), wie unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert werden wird. Die ersten Bilddichtewerte werden dazu benutzt, unter Verwendung ein und derselben ersten Halbtonmaske eine erste Folge von Drucksignalen zur Wiedergabe einer ersten vollständig bedeckenden Lage von Bildpunkten aus Markierungspartikeln zu erzeugen (25). Die zweiten Bilddichtewerte werden dazu benutzt, unter Verwendung ein und derselben zweiten Halbtonmaske, die von der ersten Halbtonmaske verschieden ist, eine zweite Folge von Drucksignalen zur Wiedergabe einer zweiten Lage von Bildpunkten aus Markierungspartikeln zu erzeugen (25). Die ersten und zweiten Folgen von Drucksignalen können an eine Druckereinheit weitergeleitet werden. Die Druckereinheit bildet, abgesehen von Registerfehlern, eine erste Lage von Punkt neben Punkt gedruckten Markierungspartikeln in den Prozeßfarben, die zu der ersten Folge gehören, auf einem Bildempfangselement, unter Verwendung der ersten Folge von Drucksignalen, und eine zweite Lage von Punkt neben Punkt gedruckten Markierungspartikeln in den Prozeßfarben, die zu der zweiten Folge gehören, auf der ersten Lage.
3 ist ein Flußdiagramm für eine Implementierung der Art und Weise, wie die zu einem Bildteil des digitalen Bildes gehörenden Bildsignale in Drucksignale konvertiert werden können (Bezugszeichen 25 in 2). Am Beginn der Konvertierung ist der Flächenbedeckungswert des Bildteils und somit auch die Anzahl von Lagen, die zur Wiedergabe des Bildteils erforderlich sind, bekannt. Für jede Lage werden die zugehörigen Bilddichtewerte für jedes Pixel des digitalen Bildes in die Konvertierungsroutine eingegeben. Beginnend mit dem ersten Pixel des Bildteils werden die Bilddichtewerte, die zu diesem Pixel gehören und zur Erzeugung der entsprechenden Lage benötigt werden, gelesen und in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Abfolge von Prozeßfarben sortiert (31). Die Sortierungsreihenfolge kann so sein, daß die Prozeßfarben nach abnehmenden Kontrastwerten geordnet werden. Das Bildsignal, das zu der Prozeßfarbe mit dem höchsten Kontrastwert gehört, wird zuerst konvertiert. In diesem Fall wird zuerst Schwarz (K) konvertiert, gefolgt von Magenta (M), Cyan (C) und schließlich Gelb (Y). Das menschliche Auge ist für die Prozeßfarben mit dem höchsten Kontrast am empfindlichsten. Obgleich die Erfindung in keiner Weise auf die Anordnung der Prozeßfarben mit abnehmendem Kontrast beschränkt ist, ist ein solche Anordnung besonders vorteilhaft, wenn bei der Halbtonverarbeitung eine stochastische Gittermatrix verwendet wird, da stochatische Gittermatrizen zu der besten Verteilung der wiedergegebenen Pixel für die niedrigen Bilddichtewerte führen. Nachdem die zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerte sortiert worden sind, wird entschieden, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln gebildet werden soll und, wenn dies der Fall ist, welche Prozeßfarbe verwendet werden soll. Dies kann wie folgt geschehen. Es wird ein Gesamt-Bilddichtewert D_T für das Pixel definiert (32). Am Anfang ist D_T gleich dem Bilddichtewert, der zu der ersten Prozeßfarbe in der Reihenfolge der Prozeßfarben gehört. Da dies Schwarz ist, gilt D_T = K_xi,j. Jede Lage hat ein zugehöriges Raster, das aus einem sich wiederholenden Muster einer zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut ist. Innerhalb jeder Lage wird für jede Prozeßfarbe dasselbe Raster benutzt. D_T wird mit dem entsprechenden Schwellenwert T_xi,j in dem zugehörigen Raster verglichen (33). Wenn der Wert von D_T diesen Schwellenwert übersteigt, so wird angezeigt, daß ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Farbe, in diesem Fall schwarz, gebildet werden muß. Wenn der Wert von D_T kleiner oder gleich diesem Schwellenwert ist, so wird entschieden, ob die Prozeßfarbe die letzte in der Abfolge ist (35). Da die Prozeßfarbe Schwarz ist, ist dies noch nicht der Fall. Deshalb wird der Bilddichtewert, der zu der nachfolgenden Prozeßfarbe (Magenta) gehört, zu D_T addiert (32). Wiederum wird D_T mit demselben entsprechenden Schwellenwert des zugehörigen Rasters verglichen (33). Wenn der Wert D_T diesen Schwellenwert übersteigt, so wird angezeigt, daß ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Farbe, in diesem Fall Magenta, gebildet werden muß, wenn nicht, wird der Bilddichtewert der nachfolgenden Prozeßfarbe, Cyan, zu D_T addiert. Diese Abfolge von Schritten wird wiederholt, bis entweder angezeigt wird, daß ein Bildpunkt in der entsprechenden Farbe gebildet werden muß (34) oder die letzte Prozeßfarbe in der Abfolge erreicht wurde (35), ohne daß der Schwellenwert überschritten worden ist. Im letzteren Fall wird angezeigt (36), daß kein Bildpunkt aus markierenden Partikeln zu bilden ist. Nachdem angezeigt worden ist, ob ein Bildpunkt gebildet werden muß oder nicht, werden die Bilddichtewerte aufgerufen, die zu dem nächsten Pixel, soweit vorhanden, gehören. Wenn dies für alle Pixel des Bildteils wiederholt worden ist, wird die gesamte Sequenz für jede nachfolgende Lage, soweit vorhanden, noch einmal durchlaufen, bis der gesamte Bildteil in Drucksignale konvertiert ist.
Weiterhin in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt 4 eine Implementierung der Art und Weise, wie die Bildsignale, die zu einem Bildteil gehören, aufgeteilt werden (Bezugszeichen 26 in 2), damit eine Konvertierung in Drucksignale für die Bildung von mehreren Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln in Abhängigkeit von dem Wert von CT ermöglicht wird. Damit sich ein vorteilhafter Effekt auf die Farbbalance des reproduzierten Bildes ergibt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung angestrebt, die Halbtonverarbeitung so auszuführen, daß die Variation der Verhältnisse zwischen den Werten der Flächenbedeckungsanteile von wenigstens zwei Prozeßfarben von Lage zu Lage minimiert wird. In 4 wird angenommen, daß 100 % < CT ≤200 % ist, wie auch in 2 angenommen wurde, und deshalb werden die Bildsignale aufgeteilt, um zwei Lagen von Bildpunkten zu erzeugen. Dies kann wie folgt geschehen. Zuerst wird entschieden, welche Prozeßfarben nur in der ersten Lage von Bildpunkten wiedergegeben werden sollen und welche in beiden Lagen (41). In der Implementierung gemäß 4 wird die schwarze Farbe nur in der ersten Lage wiedergegeben, während Magenta, Cyan und Gelb zwischen beiden Lagen aufgeteilt werden. Die Wiedergabe der Prozeßfarbe mit dem höchsten Kontrast nur in der ersten Lage kann einen vorteilhaften Effekt auf die Farbbalance des reproduzierten Bildes haben. Für jedes Pixel wird entschieden, ob nur eine schwarzer Bildpunkt zu bilden ist. Dies geschieht durch Vergleich (42) des zugehörigen Bilddichtewertes mit dem entsprechenden Schwellenwert in der ersten Gittermatrixstruktur. Wenn der bilddichtewert den Schwellenwert übersteigt, wird angezeigt, daß ein Bildpunkt in der schwarzen Prozeßfarbe gebildet werden muß (43). Anschließend wird das nächste Pixel des Bildteils verarbeitet. In dem Fall, daß die Bilddichtewerte nicht den Schwellenwert übersteigen, wird entschieden, ob die Summe aus den zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerten T_MAX übersteigt (44). T_MAX ist der maximale Schwellenwert in der ersten Gittermatrix. Wenn die Summe der zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerte nicht den maximalen Schwellenwert übersteigt, wird entschieden, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der ersten Lage gebildet werden muß. Diese Bewertung wird nur für die erste Lage ausgeführt werden, durch Konvertieren (25) der zu dem Pixel (45) gehörenden Bildsignale unter Verwendung der ersten Gittermaske, wie z. B. in 3. Wenn die Summe der zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerte den maximalen Schwellenwert übersteigt, werden Werte für die Pixel-Flächenbedeckungsanteile für Magenta, Cyan und Gelb berechnet (46), d. h. für die Prozeßfarben, die sowohl in der ersten Lage als auch in der zweiten Lage wiedergegeben werden. Anschließend werden die zugehörigen Bilddichtewerte in erste Bilddichtewerte, d. h. Bilddichtewerte für die erste Lage, und zweite Bilddichtewerte, d. h. Bilddichtewerte für die zweite Lage, aufgeteilt (46).
Sowohl die ersten als auch die zweiten Bilddichtewerte für Magenta, Cyan und Gelb werden so berechnet, daß die Verhältnisse zwischen den Flächenbedeckungsanteilen von Magenta, Cyan und Gelb in beiden Lagen annähernd gleich sind. Nachdem diese Berechnung für alle Pixel des Bildteils ausgeführt worden ist, werden die zu den ersten Bilddichtewerten gehörenden Bildsignale in eine erste Folge von Drucksignalen konvertiert (25), zur Wiedergabe der ersten Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln, während die Bildsignale, die zu den zweiten Bilddichtewerten gehören, in eine zweite Folge von Drucksignalen konvertiert werden (25), zur Wiedergabe der zweiten Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln.
Beispiel
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird als Beispiel beschrieben, wie ein digitales mehrfarbiges Bild unter Einsatz einer Halbtontechnik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reproduziert werden kann. Es sei z. B. angenommen, daß eine Vorlage eines mehrfarbigen Bildes mit einer Auflösung von 600 dpi × 600 dpi abgetastet wird, was zu einem digitalen mehrfarbigen Bild führt, das aus drei Farbauszugsbildern in den Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammengesetzt ist. Die zu den jeweiligen Auszugsbildern gehörenden Bildsignale spezifizieren für jedes Pixel in der betreffenden Farbe einen Bilddichtewert in einer 8 Bit Darstellung. Eine 8 Bit Darstellung ermöglicht es, 256 Pegel zu definieren, die jeweils einem speziellen Tönungswert entsprechen. Dieses digitale mehrfarbige Bild wird an ein digitales Farbdruckersystem weitergeleitet. Es sei angenommen, daß vier Prozeßfarben ausgewählt werden, nämlich Schwarz (K), Cyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y). Das Bildsignal-Generatormodul des Bildprozessors konvertiert die drei Bildsignale, die zu den Auszugsbildern in den RGB Farben gehören, in vier Bildsignale, die zu den Auszugsbildern in den ausgewählten Prozeßfarben gehören, nämlich CMYK. Es können bekannte Farbmanagementtechniken eingesetzt werden, um die Farben des Originals adäquat wiederzugeben. Sofern es zweckmäßig ist, kann während der Konversion mit bekannten Techniken auch das Raster angepaßt werden, vorzugsweise so, daß die Pixelgröße der Auszugsbilder in den Prozeßfarben zu der Bildpunktgröße der Druckereinheit paßt. In diesem Beispiel entspricht die Pixelgröße des abgetasteten Bildes, nämlich etwa 42 μm × 42 μm oder eine Bildauflösung von 600 dpi × 600 dpi, der minimalen Pixelgröße, die von der Druckereinheit wiedergegeben werden kann, da die Druckereinheit in der Lage ist, mit einer Auflösung von 600 dpi × 600 dpi zu drucken.
Ein Drucksignal, das zu einem Auszugsbild in einer Prozeßfarbe gehört, wird erzeugt, indem für jedes Pixel der Bilddichtewert für die zugehörige Prozeßfarbe mit einem Schwellenwert in einer entsprechenden Zelle des Rasters verglichen wird. Das Raster ist ein sich wiederholendes Muster einer Matrixstruktur. Die Größe jeder Zelle der Matrix entspricht der minimalen Bildpunktgröße, die von der Druckereinheit wiedergeben werden kann. Ein beliebiges Beispiel einer solchen Matrixstruktur, mit 16 Zellen, ist in 5a dargestellt. In der Praxis werden gewöhnlich größere Matrizen verwendet, was die Wiedergabe von mehr Tönungswerten erlaubt. Es kann irgendeine Verteilung von Schwellenwerten zwischen der minimalen und maximalen Bilddichte gewählt werden. Die Schwellenwerte können in einer vorbestimmten Ordnung oder zufällig angeordnet sein.
Des weiteren soll als Beispiel angenommen werden, daß ein digitales Bild (siehe 5c) verarbeitet wird, das eine Fläche von derselben Größe hat wie das Raster einer einzelnen Matrixstruktur wie in 5a, und daß die Bildteile desselben mit Pixeln korrespondieren. Der maximale Schwellenwert der ersten Gittermatrix (5a) ist 255. Der Gesamt-Flächenbedeckungswert (CT) eines Bildteils, in diesem Fall eines Pixels, basiert auf dem Wert, den man durch Aufaddieren der Bilddichtewerte der jeweiligen Prozeßfarben erhält. CT übersteigt eine Bedeckung von 100 %, wenn diese Summe aus Bilddichtewerten 255 übersteigt. Der erste Bildteil des digitalen Bildes ist ein Pixel mit einem nicht verschwindenden Bilddichtewert nur für die schwarze Farbe, nämlich 240 (obere linke Ecke in 2c). Deshalb liegt der CT-Wert deutlich unterhalb von 100 % Bedeckung. Das bedeutet, wenn der Prozeßablauf nach 3 benutzt wird, daß die Anzahl der Lagen gleich 1 ist. In diesem Beispiel ist die Sortierfolge (31) der Prozeßfarben für jedes Pixel des Bildes die gleiche, nämlich K, M, C und schließlich Y. Am Anfang ist D_T gleich dem Bilddichtewert, der zu der ersten Prozeßfarbe in der Reihenfolge der Prozeßfarben gehört. Da dies Schwarz ist, gilt D_T = 240. Das zu der ersten Lage gehörende Raster ist das Raster aus 5a. D_T wird mit dem entsprechenden Schwellenwert des zugehörigen Rasters, nämlich 63, verglichen (33). Da der Wert von D_T diesen Schwellenwert übersteigt, wird angezeigt, daß ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Farbe, in diesem Fall Schwarz, zu bilden ist. Dies ist in 5f dargestellt (obere linke Ecke). Diese Abfolge von Schritten wird für die nachfolgenden Pixel wiederholt. Innerhalb jeder Lage wird für jede Prozeßfarbe dasselbe Raster verwendet. Eine leere Zelle in 5f gibt an, daß kein Bildpunkt gebildet wird. Das vierte Pixel in der zweiten Reihe in 2c hat einen zugehörigen Bilddichtewert für die Farbe Magenta von 200 und für die Farbe Gelb von 150. Aufaddieren dieser Werte ergibt einen Wert von 350, der deut lich über dem maximalen Schwellenwert von 255 liegt, mit anderen Worten, CT übersteigt 100 % (24). Die Bilddichtewerte für die jeweiligen Prozeßfarben M_i,j, Y_i,j zu dem Pixel, werden, wie mit Bezug auf 4 näher erläutert wird, aufgeteilt (26) in erste Bilddichtewerte M_li,j, Y_li,j (5d) und zweite Bilddichtewerte M_2i,j, Y_2i,j (5e). Da M_i,j + Y_i,j > 255 ist (44), kann man die ersten Bilddichtewerte M_li,j = 0,57 × 255 = 145, Y_li,j = 0,43 × 255 = 110 und die zweiten Bilddichtewerte M_2i,j = 200 – 145 = 55, Y_2i,j = 150 – 110 = 40 berechnen (46). Für die Konversion in das Drucksignal wird wieder der Prozeßablauf nach 3 benutzt. Für die erste Lage ist D_T am Anfang gleich dem Bilddichtewert für die erste Prozeßfarbe in der Reihenfolge der Prozeßfarben. Da dies Schwarz ist, gilt D_T = 0. Das zu der ersten Lage gehörende Raster ist das Raster nach 5a. D_T wird mit dem entsprechenden Schwellenwert in dem betreffenden Raster verglichen, nämlich mit 175 (33). Da der Wert von D_T kleiner ist als dieser Schwellenwert, wird entschieden, ob die Prozeßfarbe die letzte in der Reihenfolge ist (35). Da die Prozeßfarbe Schwarz ist, ist dies noch nicht der Fall. Deshalb wird der Bilddichtewert für die nachfolgende Prozeßfarbe (Magenta) zu D_T addiert (32). Wiederum wird D_T, das nun gleich 145 ist, mit demselben entsprechenden Schwellenwert in dem betreffenden Raster verglichen (33), der 175 beträgt. Immer noch überschreitet der Wert von D_T nicht diesen Schwellenwert. Deshalb wird auch der Wert für die gelbe Prozeßfarbe, nämlich 110, zu D_T addiert, was dann deutlich den Schwellenwert übersteigt. Folglich, wie auch in 5e angegeben ist, wird in der ersten Lage ein gelber Bildpunkt gebildet. Für die zweite Lage ist bei dem ersten nicht verschwindenden Wert von D_T gleich dem Bilddichtewert, der zu der Prozeßfarbe Magenta gehört, nämlich 55. Das zu der zweiten Lage gehörende Raster ist das Raster nach 5b. D_T wird mit dem entsprechenden Schwellenwert dieses Rasters, also mit 159 verglichen (33). Da der Wert von D_T kleiner ist als dieser Schwellenwert, wird der Bilddichtewert, der zu der nachfolgenden Prozeßfarbe (gelb) gehört, zu D_T addiert (32). Wiederum wird D_T, das nun gleich 95 ist, mit demselben entsprechenden Schwellenwert in dem betreffenden Raster, nämlich mit 159, verglichen (33). Immer noch übersteigt der Wert von D_T nicht diesen Schwellenwert. Da diese Prozeßfarbe die letzte in der Folge ist, wird für dieses Pixel in der zweiten Lage kein Bildpunkt gebildet.
Theoretisch ist es bei Verwendung des vereinfachten Prozeßablaufes nach diesem Beispiel möglich, zwei Bildpunkte in derselben Prozeßfarbe aufeinander zu erhalten. In praktischen Ausführungsformen wird jedoch sorgfältig darauf geachtet, dies zu vermeiden, wobei sichergestellt wird, daß die Verhältnisse zwischen den Flächenbedeckungsanteilen der jeweiligen Prozeßfarben, die in mehreren Lagen wiedergegeben werden, nicht beeinflußt werden und daß die angemessene Menge jeder Farbe wiedergegeben wird.
Weiterhin zeigt 6, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Implementierung der Art und Weise, wie die Bildsignale, die zu einem Bildteil gehören, der die Größe eines einzelnen Pixels hat, in Drucksignale konvertiert werden, um eine Lage oder mehrere Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln in Abhängigkeit von dem Wert von CT zu bilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, damit man einem vorteilhaften Effekt auf die Farbbalance des reproduzierten Bildes erhält, darauf abgezielt, die Halbtonverarbeitung so auszuführen, daß die Variation, von Lage zu Lage, der Verhältnisse zwischen den Werten der Flächenbedeckungsanteile von wenigstens zwei Prozeßfarben minimiert wird. Deshalb wird entschieden, welche Prozeßfarben nur in der ersten Lage von Bildpunkten wiederzugeben sind und welche in allen Lagen (61). In der Implementierung gemäß 6 sind alle Prozeßfarben, nämlich in diesem Fall Schwarz, Magenta, Cyan und Gelb, in allen Lagen wiederzugeben. Die Summe Σ aller zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerte wird bestimmt, um den Wert CT der Gesamt-Flächenbedeckung, die Anteile der jeweiligen Prozeßfarben sowie die Anzahl von Lagen zu berechnen, die zur Wiedergabe des Pixels benötigt werden. Jede Lage hat eine zugehörige Maske, d. h. ein Raster aus einer sich wiederholenden Matrixstruktur mit Schwellenwerten. Sofern mehrere Lagen zur Wiedergabe des Pixels erforderlich sind, d. h. wenn CT 100 % übersteigt, sind die jeweiligen Matrixstrukturen, die zu den jeweiligen Lagen gehören, voneinander verschieden. Obgleich dies nicht erforderlich ist, wird aus Gründen der Einfachheit angenommen, daß der maximale Schwellenwert T_MAX der Matrixstruktur für die jeweiligen Masken für die verschiedenen Lagen identisch ist. Als Beispiel sei angenommen, daß CT 100 % übersteigt. Beginnend mit der ersten Lage wird entschieden (63) ob Σ T_MAX übersteigt oder nicht. Da CT 100 % übersteigt, ist in der Tat Σ > T_MAX, und somit wird die Variable FRAC = T_MAX gesetzt. Die Variable FRAC wird eingeführt, um die Aufteilung der Bilddichtewerte auf die verschiedenen Farben, die zu dem Pixel gehören, auf die verschiedenen Lagen zu erleichtern. Nachdem die zu dem Pixel gehörenden Bilddichtewerte sortiert worden sind, wird entschieden, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln gebildet werden muß, und wenn das der Fall ist, welche Prozeßfarbe zu verwenden ist. Dies kann wie folgt geschehen. Es wird ein Gesamt-Bilddichtewert D_T für das Pixel definiert (65). Am Anfang ist D_T gleich dem Anteil der Bilddichte, der zu der ersten Prozeßfarbe in der Folge der Prozeßfarben für die erste Lage gehört. Dieser Anteil der Bilddichte wird bestimmt als das Produkt aus dem Bedeckungsanteil der betreffenden Prozeßfarbe und FRAC. Diese Vorgehenswei se hat den Vorteil, daß die Verhältnisse zwischen den Bilddichteanteilen der Prozeßfarben innerhalb jeder Lage annähernd gleich sind. Da die erste Prozeßfarbe Schwarz ist, gilt D_T = F_K × FRAC. Jede Lage hat ein zugehöriges Raster, das aus einem sich wiederholenden Muster aus einer zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut ist. Innerhalb jeder Lage wird für jede Prozeßfarbe dasselbe Raster verwendet. D_T wird mit dem entsprechenden Schwellenwert in dem betreffenden Raster, T_i,j, verglichen (66). Wenn der Wert von D_T diesen Schwellenwert übersteigt, wird angezeigt (67), daß ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Farbe, in diesem Fall Schwarz, gebildet werden muß. Wenn der Wert von D_T kleiner oder gleich diesem Schwellenwert ist, wird entschieden, ob die Prozeßfarbe die letzte in der Folge ist (68). Da die Prozeßfarbe Schwarz ist, ist dies noch nicht der Fall. Deshalb wird der Bilddichteanteil, der zu der nachfolgenden Prozeßfarbe (Magenta) gehört, zu D_T addiert (65). Wieder wird D_T mit demselben entsprechenden Schwellenwert in dem zugehörigen Raster verglichen (66). Wenn der Wert von D_T diesen Schwellenwert übersteigt, wird angezeigt, daß ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln in der entsprechenden Farbe, in diesem Fall Magenta, gebildet werden muß, wenn nicht, wird der Bilddichteanteil der nachfolgenden Prozeßfarbe, Cyan, zu D_T addiert. Diese Abfolge von Schritten wird wiederholt, bis entweder angezeigt wird, daß ein Bildpunkt in der entsprechenden Farbe gebildet werden muß (67), oder die letzte Prozeßfarbe in der Folge erreicht wird (68), ohne daß der Schwellenwert überschritten worden ist. Im letzteren Fall wird angezeigt (69), daß kein Bildpunkt aus markierenden Partikeln zu bilden ist. Da in diesem Beispiel angenommen wird, daß CT 100 % überschreitet, wird für eine bestimmte Prozeßfarbe, abhängig von dem Schwellenwert und den Werten der jeweiligen Bilddichteanteile, angezeigt, daß ein Bildpunkt zu bilden ist. Fror ist die Summe aller Flächenbedeckungsanteile aller zu dem Pixel gehörenden Prozeßfarben und wird anschließend im Hinblick darauf korrigiert (67), daß ein bestimmter farbiger Punkt gebildet werden wird. Bei der Verarbeitung der zweiten oder nachfolgenden Lage wird wieder für jede Lage entschieden, ob der neue Wert von Σ T_MAX übersteigt, oder, in anderen Worten, z. B. im Fall einer zweiten Lage, ob CT 200 % übersteigt oder, im Fall einer dritten Lage, ob CT 300 % übersteigt. Um zu entscheiden, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln für die betreffende Lage zu bilden ist und, wenn ja, welche Prozeßfarbe zu verwenden ist, wird D_T gleich dem Bilddichteanteil gesetzt, der zu der ersten Prozeßfarbe in der Folge der Prozeßfarben für die zweite oder irgendeine nachfolgende Lage gehört. Es wird jedoch verhindert, daß ein Bildpunkt in einer Prozeßfarbe, der in einer vorangehenden Lage oder vorangehenden Lagen wiedergegeben wird, an derselben Pixelposition gebildet werden kann. Dann wird D_T mit dem Schwellenwert verglichen, der der Pixelposition (i,j) in der Maske entspricht, die zu der zweiten Lage oder irgendeiner folgenden Lage gehört. Die zu der zweiten Lage oder irgendeiner folgenden Lage gehörende Maske ist ein Raster aus einer sich wiederholenden Matrixstruktur mit Schwellenwerten, wobei die Matrixstruktur von der Matrixstruktur der Maske für die erste Lage verschieden ist. Der Schwellenwert für die Pixelposition (i,j) in der Maske, die zu der zweiten oder einer nachfolgenden Lage gehört, wird jedoch mit dem korrigierten F_TOT multipliziert. Insbesondere wird der Schwellenwert abgesenkt, wodurch sich die Chance erhöht, daß ein Bildpunkt in einer Prozeßfarbe, die von der Farbe oder den Farben verschieden ist, die in der vorangehenden Lage oder den vorangehenden Lagen wiedergegeben wurden, in einer nachfolgenden Lage oder nachfolgenden Lagen wiedergegeben wird. Diese Vorgehensweise berücksichtigt in vorteilhafter Weise den Effekt von Prozeßfarben, die in vorangehenden Lagen wiedergegeben werden, auf die Menge an Farbe, die wiederzugeben ist, und stellt sicher, daß effektiv die richtige Menge an Farbe wiedergegeben wird.

Claims

Verfahren zur Bildverarbeitung eines digitalen mehrfarbigen Bildes, mit den folgenden Schritten: Erzeugung von Bildsignalen für eine Auswahl von Prozeßfarben anhand des digitalen mehrfarbigen Bildes, wobei jedes Bildsignal mit einem digitalen Farbauszugsbild für eine Prozeßfarbe aus der genannten Auswahl der Prozeßfarben verknüpft ist und für jedes Pixel des digitalen mehrfarbigen Bildes einen Dichtdichtewert für die betreffende Prozeßfarbe spezifiziert; und Aufaddieren, für jeden Bildteil des digitalen mehrfarbigen Bildes, der Bilddichtewerte aller Prozeßfarben der Pixel aus dem Bildteil, um für jeden dieser Bildteile einen Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen; wobei, wenn der Gesamt-Flächenbedeckungswert eines Bildteils 100% überschreitet, das Verfahren weiterhin gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte: a) Aufteilen der Bilddichtewerte von Pixeln des durch die Bildsignale spezifizierten Bildteiles in erste Bilddichtewerte für eine erste Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln und wenigstens zweite Bilddichtewerte für eine zweite und etwaige folgende Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln, derart, daß die Summe der wenigstens zwei Bilddichtewerte einem Flächenbedeckungswert entspricht, der gleich CT-100% ist, und b) Konvertieren der Bildsignale mit Hilfe einer Matrix-Dithertechnik in entsprechende erste Drucksignale und wenigstens entsprechende zweite Drucksignale, wobei jedes Drucksignal für jedes Pixel des Bildteils angibt, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln der betreffenden Prozeßfarbe zu bilden ist, wobei diese Matrix-Dithertechnik von der Art ist, daß jedes der ersten Drucksignale durch Vergleich der ersten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer ersten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, während jedes der zweiten Drucksignale durch Vergleich der zweiten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer zweiten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, die von der ersten zweidimensionalen Matrixstruktur verschieben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem wenigstens zwei Prozeßfarben nicht verschwindende zweite Bilddichtewerte haben.
Verfahren nach Anspruch 2, mit den Schritten der Bestimmung eines ersten Flächenbedeckungsanteils einer ersten Prozeßfarbe unter den wenigstens zwei Prozeßfarben, auf der Grundlage der zugehörigen ersten Bilddichtewerte, und eines zweiten Flächenbedeckungsanteils der ersten Prozeßfarbe, auf der Grundlage der zugehörigen zweiten Bilddichtewerte, und eines ersten Flächenbedeckungsanteils einer zweiten Prozeßfarbe unter den wenigstens zwei Prozeßfarben, auf der Grundlage der zugehörigen ersten Bilddichtewerte, und eines zweiten Flächenbedeckungsanteils der zweiten Prozeßfarbe auf der Grundlage der zugehörigen zweiten Bilddichtewerte, wobei die Aufteilung von der Art ist, daß das Verhältnis zwischen dem ersten Flächenbedeckungsanteil der ersten Prozeßfarbe und dem ersten Flächenbedeckungsanteil der zweiten Prozeßfarbe sich um weniger als 5 % von dem Verhältnis zwischen dem zweiten Flächenbedeckungsanteil der ersten Prozeßfarbe und dem zweiten Flächenbedeckungsanteil der zweiten Prozeßfarbe unterscheidet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Aufteilung von der Art ist, daß ein Pixel nur dann einen zugehörigen nicht verschwindenden zweiten Bilddichtewert hat, wenn die Summe von Bilddichtewerten, die zu diesem Pixel gehören, größer ist als der maximale Schwellenwert der ersten Matrixstruktur.
Verfahren nach Anspruch 4, mit dem weiteren Schritt der Auswahl wenigstens einer Prozeßfarbe, die nur in der ersten Lage wiedergegeben wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten des Sortierens der zu jedem Pixel gehörenden Bilddichtewerte in der Weise, daß die Prozeßfarben nach abnehmenden Kontrastwerten geordnet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Bildteil ein einzelnes Pixel umfaßt.
Bildverarbeitungssystem zur Verarbeitung eines digitalen mehrfarbigen Bildes, mit: einem Generatormodul zum Generieren von Bildsignalen für eine Auswahl von Prozeßfarben aus dem digitalen mehrfarbigen Bild, wobei jedes Bildsignal mit einem digitalen Farbauszugsbild in einer Prozeßfarbe aus der Aus wahl von Prozeßfarben verknüpft ist und für jedes Pixel des digitalen mehrfarbigen Bildes einen Bilddichtewert für die zugehörige Prozeßfarbe spezifiziert, und einem Analysemodul zum Aufaddieren, für jeden Bildteil des digitalen mehrfarbigen Bildes, der Bilddichtewerte aller Prozeßfarben der Pixel aus dem Bildteil, um für jeden dieser Bildteile einen Gesamt-Flächenbedeckungswert CT zu bestimmen dadurch gekennzeichnet, daß, das Analysemodul dazu geeignet ist, wenn der Gesamt-Flächenbedeckungswert eines Bildteils 100% überschreitet, die Bilddichtewerte von Pixeln des durch die Bildsignale spezifizierten Bildteiles in erste Bilddichtewerte für eine erste Lage von Bildpunkten aus markierenden Partikeln und wenigstens zweite Bilddichtewerte für eine zweite und etwaige folgende Lagen von Bildpunkten aus markierenden Partikeln derart aufzuteilen, daß die Summe der wenigstens zwei Bilddichtewerte einem Flächenbedeckungswert entspricht, der gleich CT-100% ist, und das System weiterhin ein Konvertierungsmodul aufweist, um, wenn CT 100% überschreitet, die Bildsignale mit Hilfe einer Matrix-Dithertechnik in entsprechende erste Drucksignale und wenigstens entsprechende zweite Drucksignale zu konvertieren, wobei jedes Drucksignal für jedes Pixel des Bildteils angibt, ob ein Bildpunkt aus markierenden Partikeln der betreffenden Prozeßfarbe zu bilden ist, wobei diese Matrix-Dithertechnik von der Art ist, daß jedes der ersten Drucksignale durch Vergleich der ersten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer ersten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, während jedes der zweiten Drucksignale durch Vergleich der zweiten Bilddichtewerte mit Schwellenwerten aus einem Raster mit einer zweiten zweidimensionalen Matrixstruktur aufgebaut wird, die von der ersten zweidimensionalen Matrixstruktur verschieben ist.