DE69512290T2

DE69512290T2 - Reproduktionsverfahren für Farbdokumente

Info

Publication number: DE69512290T2
Application number: DE69512290T
Authority: DE
Inventors: Reiner Eschbach; Thomas M. Holladay
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2015-02-17
Also published as: CA2140410C; DE69512290D1; JPH07274015A; US5394252A; EP0670655B1; CA2140410A1; EP0670655A1

Description

Diese Erfindung betrifft die Quantisierung oder die Halbtonerzeugung in zu druckenden Farbdokumenten.
Zittern erzeugt bei der Farbdokumentreproduktion Probleme, bei der das sich wiederholende Muster eines Rasters durch das Bild, wenn es gleichen sich wiederholenden Mustern in mehreren Farbauszügen überlagert wird, Moiré oder andere Bildverzerrungen insbesondere in Drucksystemen mit einer geringeren als idealen Ausrichtung zwischen Farbauszügen hervorrufen kann. Die durch Fehlausrichtung bewirkten Bildverzerrungen können aus einfachen Beispielen verstanden werden.
Zur Vereinfachung werden zwei Farbauszüge angenommen, die Halbtonraster mit identischen Rasterfrequenzen und Winkeln aufweisen. Werden diese zwei Auszüge übereinander in vollkommener Ausrichtung gedruckt, so ergibt sich eine gleichförmige Farbe ohne periodische Bildverzerrungen. Wenn der zweite Raster räumlich in bezug auf den ersten Raster verschoben wird, tritt eine starke Verschiebung in der Ausgabefarbe ein. Drucksysteme, bei denen eine solche räumliche Verschiebung zwischen Farbauszügen aufgrund physikalischer Beschränkungen wahrscheinlich ist, sind gegenüber Bildverzerrungen durch Farbverschiebung in den endgültigen Druckerzeugnissen gefährdet. Eine unterschiedliche Art Bildverzerrung tritt auf, wenn bei dem Drucksystem eine geringe Drehung zwischen Farbauszügen wahrscheinlich ist. In diesen Fällen wird ein Farb- Moiré gebildet, der räumlich von einer Farbe zur anderen fortschreitet.
Bei einem anderen Beispiel wird wieder zur Vereinfachung angenommen, daß zwei Auszüge Halbtonraster aufweisen, die identische Rasterfrequenzen aber unterschiedliche Winkel haben. Diese zwei Farbauszüge übereinander in vollkommener Ausrichtung zu drucken, gibt eine gleichförmige Farbe und in Abhängigkeit des Winkels zwischen den zwei Farbauszügen Moiré mit hoher oder niederer Frequenz. In Situationen, wo der Winkel groß ist (z. B. 30º), tritt Moiré hoher Frequenz auf der üblicherweise nicht stört, und in Fällen, wo der Winkel klein ist (z. B. 2º), tritt Moiré niederer Frequenz auf, der übli cherweise störend ist. Wenn diese zwei Auszüge zueinander verschoben gedruckt werden, wird in konstanten Farbbereichen keine Farbverschiebung wahrgenommen, und es tritt keine Änderung bei der Moiré-Frequenz auf. Ein Halbtonrasterschema, das unterschiedliche Winkel für die unterschiedlichen Farbauszüge verwendet, ist deshalb weniger empfindlich gegenüber einer räumlichen Verschiebung als ein Schema, das identische Winkel für alle Farbauszüge verwendet. Wenn die zwei Auszüge mit einer Änderung des Winkels zwischen den Auszügen gedruckt werden, wird die Frequenz und die Richtung des Moiré geändert, und ein nicht störendes Moiré kann in ein störendes Moiré geändert werden.
Es gibt immer zweifache Moiré-Muster zwischen Farbauszügen, wobei aber die Winkel gewählt werden, die Frequenz der Moiré-Muster zu maximieren (sie sind ungefähr 1/2 Rasterfrequenz). Diese sind die "Rosetten", die man in vergrößerten Farbhalbtönen wahrnimmt. Dies gilt sowohl für ein analoges (photographisches) als auch ein digitales System und ist kein bedeutendes Qualitätsproblem. Wenn immer eine vierte Farbe (Schwarz oder "Grundfarbe") eingesetzt wird, gibt es ein anderes Moiré-Muster, das durch eine dreifache Wechselwirkung zwischen Cyan, Magenta und Schwarz gebildet wird. In analogen Systemen ist dies bei der Frequenz null. In digitalen Systemen, die die Holladay-Raster mit rationalen Winkeln oder so ähnlich verwenden, sind Winkel von genau 15 Grad nicht möglich, so daß das dreifache Moiré nicht ganz bei der Frequenz null, sondern bei einer sehr störenden niedrigen Frequenz ist.
Das Farbhalbtonschema, das unterschiedliche Winkel für einige oder alle Auszüge verwendet, ist bei Anwendungen üblich, die geringe Fehlausrichtungen aufgrund physikalischer Beschränkungen aufweisen. Demgemäß und unter erneuter Bezugnahme auf US-A-4,149,194 von Holladay kann der Winkel des Rasters geändert werden, um ähnliche Rastermuster zu erzeugen, die keine starke sichtbare Schwebung miteinander mit dem Ergebnis erzeugen, daß der störende Moiré verringert ist. Besonders kritisch sind die Winkel zwischen den bedeutendsten Farben, insbesondere Cyan, Magenta und Schwarz (wenn vorhanden). Eine allgemeine Anordnung gedrehter Rasterwinkel ist 0º, 15º, 45º und 75º für Gelb, Cyan, Schwarz bzw. Magenta, wobei dann alle Farbauszüge gemeinsam halbgetont werden, wobei dieselbe Rasterfrequenz verwendet wird, manchmal mit Ausnahme von Gelb. Jedoch können störende Musterungen weiterhin auftreten.
Die oben beschriebenen Halbtonverfahren erzeugen periodische Halbtonmuster. Andere Methoden gibt es, die nichtperiodische oder quasi nichtperiodische Strukturen erzeugen. Beispiele für solche Methoden sind die Fehlerdiffusion und ähnliche Halbtonverfahren, stochastisches Rastern und Impulsdichtemodulation.
Die Fehlerdiffusion wird in "An Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale" von Floyd und Steinberg, Proceedings of the SID 17/2, 75-77 (1976) (nachfolgend "Floyd und Steinberg" genannt) gelehrt. Ein weiteres komplizierteres Verfahren wären die Fehlerdiffusionstechniken der US-A-5,045,952 von Eschbach, die auf denselben Zessionar wie den der vorliegenden Erfindung übertragen ist und die dazu dient, eine bildabhängige Randverstärkung zu schaffen. Eine Fehlerdiffusion versucht, Grau beizubehalten, indem eine Umwandlung von grauen Pixeln in binäre oder Pixel eines anderen Niveaus auf einer Pixel-zu-Pixel Grundlage hergestellt werden. Das Verfahren untersucht jedes Pixel in bezug auf eine Schwelle, und die Differenz zwischen dem Grauwert-Pixelwert und dem Ausgangswert wird an eine ausgewählte Gruppe oder einen Satz von Nachbarpixeln gemäß einem Gewichtsschema weitergegeben. Das binäre Ausgangsmuster des Fehlerdiffusionsalgorhithmus und seiner Ableitungen ist ein Muster mit einer örtlichen Periodizität, die auf den Eingangsdichtewert bezogen ist, aber ohne globale Periodizität, vgl. "Analytic Description of the 1-D Error Diffusion Technique for Halifoning", Optics Communications, Bd. 52, Nr. 3, 165-168 (1984) von R. Eschbach und R. Hauck.
Andere Fehlerdiffusionsverfahren umfassen "On the Error Diffusion Technique for Electronic Halifoning" von Billotet-Hoffmann und Bryngdahl, Proceedings of the SID, Bd. 24/3, (1983), S. 253-258, und US-A-5,226,094 von Eschbach. Eine Technik, die sich auf die Fehlerdiffusion bezieht, wird in dem MAE-Verfahren (Verfahren mit minimalem Durchschnittsfehler) der Fehlerdiffusion gelehrt, das in "Images from Computers" vom M. Schröder, IEEE Spectrum, März 1969, S. 66-78 beschrieben ist und in dem eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird, die nur eine örtliche Nachbarschaft beeinflußt. Dieses Verfahren bewahrt die Graudichte nicht. Eine besonders wirkungsvolle Variante der Fehlerdiffusion ist in dem US-A-5 353 127 gelehrt, die am 15. Dezember 1993 unter dem Titel "Method for Quantization Grey Level Pixel Data with Extended Distribution Set" von J. Shiau und Z. Fan eingereicht worden ist.
Eine Fehlerdiffusion ist, weil sie auf einer Pixel-zu-Pixel-Grundlage arbeitet, nichtperiodisch, was die Probleme von Moiré-Mustern mildert. Jedoch kann, da die Fehlerdiffusion ein deterministisches Verfahren ist, eine Fehlausrichtung der verschiedenen deterministischen Farbauszüge zu einer Farbverschiebung führen. Diese Farbverschiebung kann, aber auf Kosten von Bildrauschen, verringert werden, indem ein Zufallselement in das Fehlerdiffusionsverfahren eingeführt wird.
Stochastisches Rastern (von dem die Fehlerdiffusion als ein Typ betrachtet werden kann) beschreibt andere Möglichkeiten, ein nichtperiodisches Ausgangsmuster zu erzeugen. US-A-4,485,397 von Scheuter u. a. beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung einer nichtperiodischen Halbtonverteilung, indem Bereiche konstanter oder nahezu konstanter Eingangsdichte bestimmt werden und indem eine im Voraus berechnete Anzahl von Druckpunkten innerhalb eines jeden Bereiches auf der Grundlage einer zufälligen oder einer pseudo-zufälligen Zahl oder irgendwelcher räumlicher Beschränkungen verteilt wird.
US-A-4,876,611 von Fischer u. a. beschreibt einen anderen stochastischen Rasterungsalgorhithmus, in dem der Druck/Nichtdruck-Entscheidung eine rekursive Unterteilung des Druckfeldes zugrunde liegt, wobei eine Durchschnittsdichte über dem größeren Druckfeld aufrecht erhalten wird.
Ein nichtperiodisches Halbtonschema auf der Grundlage einer Impulsdichtemodulation wird in "Binarization using a two-dimensional pulse-density modulation", von R. Eschbach und R. Hauck, Journal of the Optical Society of America A, 4, 1873-1878 (1987) und in "Pulse-densitiy modulation on rastered media combining pulse-density modulation and error diffusion" von R. Eschbach, Journal of the Optical Society of America A, 7, 708-716 (1990) gelehrt. Bei der Impulsdichtemodulation wird ein mathematisches Modell verwendet, das die örtliche Dichte der Druckimpulse als eine Funktion der Eingangsbilddaten gewährleistet.
Einer der Vorteile der stochastischen, nichtperiodischen Rasterung gegenüber einer periodischen Rasterung ist die Unterdrückung von Moiré. Jedoch bewirkt eine Fehlausrichtung üblicherweise Farbverschiebungen in stochastischen Rastern, da die stochastischen Raster stark deterministisch sind. Die Farbverschiebungen können verringert werden, indem eine Zufälligkeit in das Rasterungsverfahren eingeführt wird, wobei aber dies die Gesamtdruckqualität verringert, indem visuell unerfreuliches Rauschen eingeführt wird.
In allgemeinen kann man sagen, daß periodische Halbtonschemata an einer Kombination aus Farb-Moiré und Farbverschiebungen bei einer Fehlausrichtung in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Schema leiden, daß deterministische, nichtperiodische Halbtonschemata an Farbverschiebungen bei Fehlausrichtung leiden, und daß nichtperiodische Zufallsschemata an Bildrauschen leiden.
EP-A-0 581 561 mit dem Titel "High Addressability Error Diffusion with Minimum Mark Size" von R. Eschbach liefert eine Diskussion über die Implementierung einer Fehlerdiffusion in einem Drucksystem mit hoher Adressierbarkeit, wobei eine minimale Markierungsgröße aufrecht erhalten wird.
Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein einfaches Verfahren zur Verarbeitung von Farbdokumenten zu schaffen, das Moiré bei der Farbreproduktion unter Verwendung von Halbton entfernt, mildert oder verringert.
Die Erfindung ist, wie sie in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist. Gesichtspunkte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen 1, 2, 4 und 10 angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Bildverarbeitungssystem geschaffen, um ein Dokument zum Drucken herzustellen, das mehrere Farbauszugsdokumente zum Drucken erhält, wobei jeder diskrete Bereich oder Pixel in dem Bild, das durch ein Signal beschrieben ist, eine größere Anzahl möglicher Zustände aufweist, als durch einen ausgewählten Drucker erzeugt werden kann. In einem solchen System wird jeder Farbauszug des Bildes bearbeitet, wobei zumindest einer der Farbauszüge mit einem nichtperiodischen Halbtonverfahren verarbeitet wird, und zumindest einer der verbleibenden Farbauszüge mit einem periodischen Muster verarbeitet wird. Vorzugsweise wird in einem Drucker, der mit Färbemitteln, die sich Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz nähern, einer der nicht gelben Farbauszüge mit dem nichtperiodischen Halbtonverfahren verarbeitet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfassen nichtperiodische Halbtonverfahren Fehlerdiffusion und ähnliche Halbtonverfahren, Zufallsrasterung und Impulsdichtemodulation. Periodische Halbtonverfahren umfassen Rasterung.
Es ist ein einfaches Verfahren zur Verarbeitung von Farbdokumenten vorgeschlagen, das Moiré bei der Farbreproduktion entfernt, mildert oder verringert, wobei Halbtöne verwendet werden. Der Vorteil dieses hybriden Schemas ist die Unempfindlichkeit gegenüber Moiré und Farbverschiebungen. Die Verwendung eines nichtperiodischen Musters für die Halbtondarstellung eines der nicht gelben Farbauszüge schließt die Moiré- Muster aus, die im allgemeinen bei Zitterverfahren bemerkt werden. Während eine Fehlerdiffusion verwendet wird, wird die Farbverschiebung minimiert, weil es keine Fehlausrichtung in einem anderen fehlerdiffundierten Farbauszug gibt.
Beim Drucken mit hoher Auflösung wird Fehlerdiffusion (zusammen mit den meisten anderen "zufälligen" Mustern) im allgemeinen als nicht druckbar betrachtet, da die Drucker einzelne Pixelmuster sehr unzuverlässig drucken. Einzelne Pixel (schwarze Pixel, die von weißen Pixeln umgeben sind, und umgekehrt) sind in Zufallsmustern üblich. Jedoch erhalten einige Drucker eine Steuerung, einzelne Pixel zu drucken. Bedeutender hat die jüngste Arbeit von Eschbach, durch die hier genannten Patente unter anderen dargelegt, Möglichkeiten aufgezeigt, die Fehlerdiffusion zu steuern, um die Anzahl isolierter Pixel zu verringern. Somit wird es nun vernünftig, schwarzen Halbton durch Fehlerdiffusion herzustellen, wonach die rationalen Winkel für die anderen 3 Farbauszüge annehmbar werden.
Die vorliegende Erfindung wird des weiteren in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine vereinfachte Beschreibung eines digitalen Farbdruckers ist, bei dem die vorliegende Erfindung eine vorteilhafte Verwendung finden kann;
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Halbtonschaltung ist, in der die Erfindung ausgeführt ist;
Fig. 3A, 3B und 3C Abschnitte identischer Farbauszugsbereiche zeigen, die ein Farbbild bilden, wobei der Grundgedanke der Erfindung dargestellt ist.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen zum Zweck der Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung und nicht zu deren Beschränkung dienen, wobei ein grundsätzliches Bildverarbeitungssystem in Fig. 1 gezeigt ist. In dem vorliegenden Fall können graue Bilddaten als Bildsignale gekennzeichnet werden, von denen jedes Pixel bei einem einzigen Wert oder optischen Dichte in einer Gruppe von "c" optischen Dichtewerten definiert ist, wobei die Anzahl der Elemente in der Gruppe von Werten größer als erwünscht ist. Jedes Pixel wird in der unten beschriebenen Weise verarbeitet, um jedes Pixel in Größen einer neuen, kleineren Gruppe von "d" Werten neu zu definieren, in diesem Verfahren sind "c" und "d" ganzzahlige Werte, die die Pixeltiefe darstellen, oder eine Anzahl von Signalwerten, bei denen die Pixel erscheinen können. Ein üblicher Fall dieses Verfahrens umfaßt die Umwandlung von Daten von einer relativ großen Gruppe von Grauwerten in eine von zwei zulässigen oder erlaubten Binärwerten zum Drucken in einem digitalen Drucker.
Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "Fleck" auf ein Erzeugnis oder ein Bild, das sich aus einem Rasterungsverfahren ergibt. Eine "Rasterzelle, wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf die Gruppe von Pixeln, die zusammen den Fleck bilden, während der Ausdruck "Rastermatrix" verwendet wird, die Gruppe von Werten zu beschreiben, die zusammen die Gruppe von Schwellen bilden, die angewendet werden soll. Ein "Pixel" bezieht sich auf ein Bildsignal, das mit einer bestimmten Position in einem Bild verbunden ist, das eine Dichte zwischen Weiß und Schwarz aufweist. Demgemäß sind die Pixel durch die Intensität und die Position definiert. Ein Fleck ist aus einer Mehrzahl Pixel hergestellt. Während Drucker Pixel drucken (manchmal als "Bildpunkte" bezeichnet), neigen Halbtonverfahren dazu, die Pixel zusammen in einem Fleck anzuhäufen. Flecken angehäufter Pixel weisen bessere Reproduktionseigenschaften bei einiger Druckerhardware als nicht gehäufte Pixel auf. Diese Ausdrücke werden zur Vereinfachung verwendet, und es versteht sich, daß die geeigneten Größenoperationen bei Bildern ausgeführt werden müssen, wo die Eingangsauflösung in Größen von Abtastpixeln von der Ausgangsauflösung in Größen von Druckpixeln verschieden ist.
In dem besonderen zu erörternden Farbsystem sind Farbdokumente durch mehrere Gruppen Bildsignale wiedergegeben, wobei jede Gruppe (oder Farbauszug) durch einen unabhängigen Kanal wiedergegeben wird, der üblicherweise unabhängig verarbeitet wird. Ein "Farbbild", wie es hier verwendet ist, ist deshalb ein Dokument, das zumindest zwei Farbauszüge umfaßt, wie z. B. in dem Xerox 4850 Drucker mit Farbhervorhebung, und üblicherweise drei oder vier Farbauszüge, wie in dem Xerox 4700 Farblaserdrucker oder dem Xerox 5775 digitalen Farbkopiergerät, oder manchmal mehr als 4 Farbauszüge. Ein mögliches digitales Kopiergerät (eine Abtaster/Drucker-Kombination) ist bspw. in US-A-5,014,123 beschrieben, das hier durch Bezugnahme eingegliedert wird. Jeder Farbauszug liefert eine Gruppe Bildsignale, die einen Drucker ansteuern, eine Farbe des Bildes zu erzeugen. In dem Fall von Mehrfarbdruckern bilden die zusammen überlagerten Farbauszüge das Farbbild. In diesem Zusammenhang beschreiben wir Pixel als diskrete Bildsignale, die die optische Dichte des Vorlagenbildes in einem gegebenen kleinen Bereich von ihm darstellen. Der Ausdruck "Pixel" wird verwendet, um auf ein solches Bildsignal in jedem Farbauszug bezug zu nehmen, im Unterschied zu "Farbpixel", das die Summe der Farbdichten entsprechender Pixel in jedem Farbauszug ist. "Grau", wie es hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf eine Farbe, wenn es nicht speziell derart gekennzeichnet ist. Der Ausdruck bezieht sich vielmehr auf Bildsignale, die sich zwischen einem Maximum und einem Minimum unabhängig von der Farbe des Farbauszugs ändern, in dem die Signale verwendet werden.
Nun unter Bezugnahme auf Fig. 1, die eine allgemeine Systemanforderung zeigt, das die Zielsetzung der Erfindung wiedergibt, leitet eine elektronische Darstellung eines Dokuments (nachfolgend als Bild bezeichnet) von einer Bildeingabestation, wie einem Abtaster 10, elektronische digitale Daten in irgendeiner Weise in einem Format ab, das sich auf die physikalischen Eigenschaften der Einrichtung bezieht, und im allgemeinen durch Pixel, die mit m Bit pro Pixel definiert sind. Übliche Farbabtaster, wie z. B. das Xerox 5775 digitale Farbkopiergerät oder Pixelcraft 7650C erzeugen Daten mit 8 Bit/Pixel bei Auflösungen, die für viele Zwecke annehmbar sind. Da dies ein Farbdokument ist, wird das Bild durch zwei oder mehrere Farbauszugs-Pixelmuster definiert, üblicherweise mit identischer Auflösung und Pixeltiefe. Die elektronischen Bildsignale werden durch eine Bildverarbeitungseinheit (IPU) 16 geschickt, damit sie verarbeitet werden, so daß ein zur Wiedergabe an einer Bildausgangsstation oder einem Drucker 20 geeignetes Bild erhalten wird. Die Bildverarbeitungseinheit 16 umfaßt üblicherweise einen Halbton prozessor 18, der digitale Bildsignale mit m Bit in digitale Bildsignale mit n Bit umwandelt, die zum Ansteuern eines bestimmten Druckers geeignet sind, wobei m und n ganzzahlige Werte sind.
Fig. 2 zeigt die Betriebscharakteristika des Halbtonprozessors 18. Vier Farbauszüge C (x, y), M (x, y), Y (x, y), K (x, y), die erhalten wurden, werden jeweils unabhängig für Halbtonzwecke verarbeitet, um eine Eingabe von m Bit auf eine Ausgabe von n Bit zu verringern, wo x und y eine zweidimensionale Position auf einer Seite darstellen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden Farbauszüge von Cyan, Magenta und Gelb mit einem Rasterungsverfahren, vorzugsweise mit gedrehten Rastern, in periodischen Halbtonprozessoren 100, 102 und 104 verarbeitet. Diese sind periodische Halbtonprozessoren, die eine Rastermatrix verwenden, die in einem Rastermatrixspeicher 106 gespeichert ist, und für einen gegebenen Grauwert ein periodisches Fleckmuster reproduzieren. Während das Rastern der Einfachheit halber als die Addition einer Gruppe ausgewählter Rasterwerte zu Bildsignalen innerhalb eines definierten Bereiches des Bildes in Verbindung mit einer gleichförmigen Anwendung eines Schwellenwerts/von Schwellenwerten auf die kombinierten Werte beschrieben werden kann, versteht es sich, daß das Rasterungsverfahren auch durch eine Gruppe sich ändernder Schwellen dargestellt werden kann, die an Orten definiert sind, die Pixeln in einem gegebenen Bereich des Bildes entsprechen. Eine Rasterzelle ist im allgemeinen kleiner als das gesamte Bild und wird in einem vorbestimmten Schema zur Verarbeitung des Bildes wiederholt, um einen Bereich des Bildes zu überdecken. Ein Verfahren für eine wirkungsvolle Darstellung von Rasterzellen mit veränderbaren oder gedrehten Winkeln durch eine Rastermatrix und ein entsprechendes Wiederholungsschema ist in US-A-4,149,194 von Holladay angegeben. Die Ausgabe eines Verfahrens, das eine Rasterzelle verwendet, ist eine Gruppe von Pixeln, die durch eine Gruppe von Werten definiert sind, die eine geringere Anzahl von Elementen als die Eingabegruppe der Werte aufweist. Im allgemeinen ist die Gruppe von Ausgangswerten mit n Bit binär, entweder Schwarz oder Weiß, oder ein Bildpunkt oder kein Bildpunkt, obgleich die Werte grau sein können. Die binäre Ausgabe einer einzigen Halbtonzelle ist eine Gruppe Pixel, die entweder Schwarz oder Weiß sind, die zusammen einen "Fleck" bilden. Die periodischen Halbtonprozessoren 100, 102 und 104 geben einen Wert von n Bit zurück, der den Farbauszug darstellt.
Der verbleibende Schwarzfarbauszug K (x, y) wird mit einem stochastischen oder nichtperiodischen Halbtonverfahren, wie einer Fehlerdiffusion, bei einem nichtperiodischen Halbtonprozessor 108 halbtonmäßig verarbeitet, und eine Eingabe von m Bit auf eine Ausgabe von n Bit K'(x, y) zu verringern, vorzugsweise wie es durch US-A-5,353,127 gelehrt wird. Alternativ kann das Randverstärkungsverfahren des US-A-5,045,952 von Eschbach oder irgendeine Kombination davon verwendet werden. Während Fig. 2 den Schwarzfarbauszug als den einzigen Farbauszug darstellt, der mit einem nichtperiodischen Verfahren halbtonmäßig verarbeitet wird, erkennt man ohne Zweifel, daß die vorliegende Erfindung auch wirkungsvoll mit einem oder mehreren der anderen Farbauszügen ist, die mit einem nichtperiodischen Verfahren halbtonmäßig verarbeitet werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A, 3B und 3C ist ein Bild einer möglichen Farbe und Schwarz gezeigt. Ein ursprüngliches Bild (nicht gezeigt) ist mit drei Bereichen mit den Farben C, M, K = {125, 190, 192} in einem 256 Bit System gebildet, wo 0 Schwarz ist und 255 Weiß ist. Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen die Farbauszüge von Cyan, Magenta und Schwarz (stark vergrößert) nach der Halbtonverarbeitung. Die Fig. 3A und 3B stellen ein Zitterrasterungsverfahren dar, bei dem Pixel, die bei der Halbtonverarbeitung EIN-geschaltet sind, zu Flecken in periodischen Mustern angehäuft sind. Des weiteren erkennt man, daß die Flecken unter einem Winkel über die Seite angeordnet sind, mit den Cyan-Auszugsflecken unter einem Winkel θC 75º und den Magenta-Auszugsflecken unter einem Winkel θM 15º. Fig. 3C stellt ein Fehlerdiffusionsverfahren dar (insbesondere das Floyd und Steinberg Verfahren). Man erkennt, daß der fehlerdiffundierte Auszug keine feste Frequenz oder Rasterwinkel aufweist. Man beachte, daß in Fig. 3C eine Eingangsauflösung von 1/2 Rasterauflösung verwendet wurde, und daß die Fehlerdiffusionsimpulse bei diesem Beispiel die Größe des Pixels der Eingangsauflösung haben, die bei diesem Beispiel identisch mit 2 · 2 Pixel der Ausgangsauflösung ist. Die genaue Beziehung der stochastischen Rasterfleckgröße und die Rasteradressierbarkeit sind eine Funktion der tatsächlichen Druckvorrichtungen.
Natürlich können andere Halbtonverfahren, die eine stochastische Eigenschaft aufweisen, verwendet werden, den schwarzen Farbauszug zu verarbeiten, einschließlich Zufallshalbtonverfahren, Impulsdichtemodulationsverfahren und verschiedener Fehlerdiffusionsvarianten, wie sie vorhergehend beschrieben wurden.
Die Erfindung wurde für das normale 4-Farbdruckverfahren beschrieben, wobei man aber erkennt, daß die Erfindung bei anderen Farbdruckverfahren, wie einem 7-Farb- oder HiFi-Farbdrucken, verwendet werden kann.
Man erkennt zweifelsfrei, daß die vorliegende Erfindung mit irgendeiner Software-, einer Hardware- oder einer Kombination aus Software-Hardware-Ausführung durchgeführt werden kann. Des weiteren erkennt man, daß die Erfindung bei normalen und bei digitalen Drucksystemen hoher Adressierbarkeit anwendbar ist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrfarbauszugs-Farbdokuments zum Drucken, gekennzeichnet durch Verarbeiten einer von Null verschiedenen Gruppe von Farbauszügen mit periodischen Halbtonverfahren und zumindest des verbleibenden Auszugs mit nichtperiodischen Halbtonverfahren.

2. Ein Verfahren zum Herstellen von Farbdokumenten zum Drucken, wobei die genannten Farbdokumente jeweils eine Mehrzahl Auszüge umfassen, jeder Farbauszug mit einer Gruppe von Bildsignalen definiert ist, die die optische Dichte mit einer Gruppe von m Dichtewerten beschreibt, während ein Zieldruckgerät (20) eine Dicht mit n Dichtewerten herstellen kann, umfassend:

Erhalten einer Gruppe von Bildsignalen, die ein Farbdokument mit einer gleichen Mehrzahl von Auszügen beschreiben, wobei jedes Bildsignal eine optische Dichte mit einem der m Werte für einen bestimmten Bereich eines Auszugs darstellt;

bei einer von Null verschiedenen vorbestimmten Untergruppe von Farbauszügen die Bildsignale von m Werten in Bildsignale von n Werten in einer Weise halbtonmäßig zu verarbeiten, die ein periodisches Muster erzeugt, das eine feste Frequenz für die vorbestimmte Untergruppe aufweist sowie einen bestimmten festen Winkel für jeder der Mehrzahl von Auszügen;

bei einer von Null verschiedenen übrigbleibenden Untergruppe von Auszügen die Bildsignale von m Werten in Bildsignale von n Werten in einer im wesentlichen stochastischen Weise halbtonmäßig zu verarbeiten;

halbtonmäßig verarbeitete Signale zu dem Druckgerät (20) zu lenken, das geeignet ist, n Werte zu drucken, um das genannte Farbbild zu drucken, so daß, wenn die Auszüge auf einen Endträger überlagert werden, eine ausgewählte Farbe definiert ist.

3. Ein Verfahren, wie in Anspruch 2 beansprucht, bei dem die genannten übrigbleibenden Auszüge nur einen schwarzen Farbauszug umfassen.

4. Ein Farbdrucksystem einschließlich eines Prozessors (16) zum Herstellen von Farbdokumenten zum Drucken, wobei die genannten Farbdokumente jeweils eine Mehrzahl Auszüge umfassen, jeder Auszug mit einer Gruppe Bildsignale definiert ist, die die optische Dichte mit m Dichtewerten beschreiben, während ein Zieldruckgerät (20) eine Dichte mit m Dichtewerten herstellen kann, umfassend:

Der Drucker (20) ist geeignet, eine Mehrzahl Farbauszüge zu drucken, so daß, wenn die Auszüge auf einem Endträger überlagert werden, eine ausgewählte Farbe definiert ist;

eine Quelle (106) von Bildsignalen, die ein Farbdokument mit einer gleichen Mehrzahl von Farbauszügen beschreiben, wobei jedes Bildsignal eine optische Dichte mit einem von m Werten in einem bestimmten Bereich eines Auszugs darstellt;

einen ersten Halbtonprozessor (100, 102, 104), der betriebsmäßig mit der genannten Quelle von Bildsignalen verbunden ist und die Anzahl von m Werten, die die optische Dichte in einer von Null verschiedenen, vorbestimmten Untergruppe der Farbauszüge darstellt, auf eine Anzahl von n Werten verringert, die die optische Dichte darstellen, wobei die genannte Einrichtung dadurch ein periodisches Muster erzeugt;

einen zweiten Halbtonprozessor (108), der betriebsmäßig mit der genannten Quelle von Bildsignalen verbunden ist, um die Anzahl von m Werten, die die optische Dichte darstellen zumindest einem verbleibenden Farbauszug auf eine Zahl von n Werten zu verringern, die die optische Dichte darstellen, wobei die genannte Einrichtung dadurch ein nichtperiodisches Muster erzeugt;

einen Bildprozessor, der von jedem Halbtonprozessor verarbeitete Signale zu dem genannten Druckgerät (20) lenkt, um das genannte verarbeitete Farbbild zu drucken.

5. Eine Einrichtung, wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Anzahl der Auszüge vier ist.

6. Eine Einrichtung, wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die genannte vorbestimmte Untergruppe drei Farbauszüge umfaßt, der die Anzahl von Farbauszügen minus 1 umfaßt.

7. Eine Einrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6 beansprucht, wobei die genannten verbleibenden Auszüge nur einen Auszug umfassen.

8. Eine Einrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei der genannte nur eine verbleibende Auszug nur einen schwarzen Auszug umfaßt.

9. Eine Einrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 4 bis 8 beansprucht, wobei der genannte erste Halbtonprozessor umfaßt:

Einen Eingang, der Farbbildsignale erhält, von denen jedes bei einem von m Werten für einen gegebenen Bereich des Bildes definiert ist;

einen Rastermatrixspeicher, der eine Gruppe Schwellen zur wiederholten Anwendung auf die Bildsignale speichert; und

einen Vergleicher, der die Dichte eines jeden Pixel eines Feldes von Auszugspixeln mit derjenigen einer Gruppe vorausgewählter Schwellen vergleicht, die in den Rastermatrixspeicher gespeichert sind.

10. Ein Farbdrucksystem einschließlich eines Prozessors zum Herstellen von Farbdokumenten zum Drucken, wobei die genannten Farbdokumente jeweils eine Mehrzahl Auszüge umfassen, jeder Auszug mit einer Gruppe Bildsignale definiert ist, die die optische Dichte mit m Dichtewerten beschreiben, während ein Zieldruckgerät eine Dichte mit m Dichtewerten herstellen kann, umfassend:

Einen Drucker, der zum Drucken von Auszügen von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz geeignet ist, so daß, wenn Auszüge auf einem Endträger überlagert werden, eine ausgewählte Farbe definiert ist;

eine Quelle von Cyan-, Magenta-, gelben und schwarzen Bildsignalen, die ein Farbdokument beschreiben, wobei jedes Bildsignal eine optische Dichte mit einem von m Werten für einen bestimmten Bereich eines Auszugs darstellt;

einen ersten Halbtonprozessor, der betriebsmäßig mit der genannten Quelle von Bildsignalen verbunden ist, um die Anzahl von m Werten, die die optische Dichte in dem genannten Magenta-, Cyan- und gelben Auszug darstellt, auf eine Anzahl von n Werten zu verringern, die die optische Dichte darstellen, wobei die genannte Einrichtung dadurch ein periodisches Muster erzeugt;

einen zweiten Halbtonprozessor, der betriebsmäßig mit der genannten Quelle von Bildsignalen verbunden ist, um die Anzahl von m Werten, die die optische Dichte in dem genannten schwarzen Auszug darstellt, auf eine Anzahl von n Werten zu verringern, die die optische Dichte darstellen, wobei die genannte Einrichtung dadurch ein nichtperiodisches Muster erzeugt;

einen Bildprozessor, der die halbtonmäßig verarbeiteten Bilddaten zu dem genannten Druckergerät lenkt.