專利名稱：：多級頻率調(diào)制網(wǎng)屏及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像處理方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種為印刷目的對連續(xù)色調(diào)圖像進行數(shù)字半色調(diào)處理(halftoning)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及使用閾值掩碼的頻率調(diào)制半色調(diào)處理技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及支持打印設(shè)備的頻率調(diào)制半色調(diào)處理技術(shù)，該打印設(shè)備能夠打印每像素兩個或更多密度級。
背景技術(shù)：
：噴墨打印通過將墨滴噴射經(jīng)過襯底上的噴嘴來工作。通過將機械能或熱能施加到小腔中的墨水，創(chuàng)建了壓力波，該壓力波將很小的墨滴朝著襯底以高速穿過噴嘴。通過對施加到墨水腔中的熱或機械換能器的電子波形的長度和輪廓進行整形，來控制壓力波。因為創(chuàng)建對于噴墨目的有效的壓力波的操作條件取決于這些參數(shù)，比如墨水腔和噴嘴的物理尺寸，以及墨水的粘性、可壓縮性、特定質(zhì)量和表面張力，所以它們傾向于非常得窄。因此，對于用基本固定大小的墨滴和對應(yīng)的每像素密度進行打印，優(yōu)化了許多噴墨過程。通過以高頻率噴射可變數(shù)量的微墨滴，該微墨滴在墨水落在可打印襯底之前凝結(jié)，可創(chuàng)建具有可變?nèi)莘e的墨滴的效果。這些具有可變?nèi)莘e的墨滴導致了像素在可打印襯底上具有可變密度。然而，這種打印系統(tǒng)的色調(diào)分辨率通常過分限制于再現(xiàn)(render)高質(zhì)量圖形和連續(xù)色調(diào)圖像。因此，已經(jīng)為在設(shè)備上以有限色調(diào)分辨率再現(xiàn)連續(xù)色調(diào)圖像和圖形開發(fā)了數(shù)字半色調(diào)處理技術(shù)。數(shù)字半色調(diào)處理技術(shù)一般被再劃分為兩類幅度調(diào)制半色調(diào)處理(也稱為集群點半色調(diào)處理)和頻率調(diào)制半色調(diào)處理(也稱為分散點半色調(diào)處理)。兩種技術(shù)特性的概觀在MIT出版社出版的RobertUlichney的書"數(shù)字半色調(diào)處理"中給出。集群點半色調(diào)處理依賴于由固定頻率和角度的集合表征的半色調(diào)點的幾何布置。通過改變網(wǎng)格上半色調(diào)點的大小來調(diào)制色調(diào)值。頻率半色調(diào)處理依賴于改變在實質(zhì)上固定大小的半色調(diào)點之間的平均距離以便調(diào)制色調(diào)值。數(shù)字半色調(diào)處理的混合形式也存在，其中大小或密度以及半色調(diào)點的平均距離都被調(diào)制。術(shù)語二進制半色調(diào)處理通常用于指適于只再現(xiàn)每像素兩個色調(diào)級的設(shè)備的半色調(diào)處理技術(shù)，該兩個色調(diào)級對應(yīng)于打印墨水或沒有墨水。這些設(shè)備被稱為二進制打印設(shè)備。術(shù)語多級半色調(diào)處理通常用于指適于能夠再現(xiàn)每像素兩個以上色調(diào)級的設(shè)備的半色調(diào)處理技術(shù)，兩個以上色調(diào)級對應(yīng)于用各種密度的墨水或用各種大小的墨水漬的打印。這些設(shè)備被稱為多級打印設(shè)備。既因為噴墨打印固有地使用分散點來重構(gòu)圖像，而且因以給定的分辨率，頻率調(diào)制半色調(diào)處理技術(shù)潛在地產(chǎn)生比幅度調(diào)制更好的圖像質(zhì)量，頻率調(diào)制已經(jīng)成為噴墨打印中優(yōu)選的數(shù)字半色調(diào)處理方法。頻率調(diào)制半色調(diào)處理技術(shù)的類別本身可以被再劃分為第一子類，該第一子類使用稱為誤差擴散的算法方法來將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成頻率調(diào)制的半色調(diào)，和第二子類，該第二子類為該目的使用預(yù)先計算的闊值掩碼。頻率調(diào)制半色調(diào)處理技術(shù)所期望的特性在于，它產(chǎn)生具有"藍噪聲"頻語的點分布，即是該點分布功率譜在較低的頻率上比在較高的頻率上具有較少的能量。已知誤差擴散算法具有該期望的屬性并且因此能夠產(chǎn)生極好圖像質(zhì)量的半色調(diào)點分布。與本發(fā)明有關(guān)的對標準誤差擴散處理的改進在KoenVandeVelde的US6，637，851中描述。在該專利中，描述了一種技術(shù)，該技術(shù)優(yōu)化用不同著色劑打印的點的相對位置。該方法實現(xiàn)了若干個技術(shù)有利效果。不僅僅在用單個著色劑打印的色彩中而且在用多個著色劑打印的色彩中，它產(chǎn)生更均勻的點分布。第二個優(yōu)點在于均勻的點分布提高了著色劑的干燥特性并且在加亮區(qū)中實現(xiàn)更好的顏色飽和度。多級誤差擴散技術(shù)已經(jīng)在例如VandeVelde的US6，637，851的現(xiàn)有技術(shù)中進行描述。誤差擴散算法的缺點在于，因為算法的復(fù)雜度，所以它要求比較多的計算。例如，對于高速圖像處理這轉(zhuǎn)化為開發(fā)專用計算硬件的要求，這樣的開發(fā)是花錢和花時間的。另一個問題在于，在多級半色調(diào)處理的情況下，誤差擴散算法提供了很少的選項來控制調(diào)制半色調(diào)點的數(shù)量和所述半色調(diào)點的密度級之間的權(quán)衡。已經(jīng)描述了若干其它方法，這些方法通過依賴于預(yù)先計算的點圖案或閾值掩碼而要求更少的專門計算。Sullivan等的美國專利US5214517描述了例如256個預(yù)先計算的位圖集合的使用，每個位圖對應(yīng)于在連續(xù)色調(diào)圖像中范圍從0到255的色調(diào)級。每個位圖表示用于再現(xiàn)對應(yīng)色調(diào)級的半色調(diào)點的分布，并且使用迭代優(yōu)化處理被計算，以便產(chǎn)生具有最小可視噪聲的功率謙。此外，限制位圖之間的相關(guān)性，使得在圖像的色調(diào)梯度中沒有引入干擾相移。位圖通常是具有例如256乘256大小的正方形，并且在二維可尋址打印機空間水平垂直地重復(fù)(即，"貼磚，，)，就如地板上的磚塊一樣。該方法的主要缺點在于，它要求大量的存儲器。如果位圖的大小是256乘256個像素，并且為同樣多的色調(diào)級需要256個位圖，那么必須提供多于2M字節(jié)的存儲器。該方法的另一個缺點在于，不能在用于再現(xiàn)PDF⑧文檔的PostScript⑧的標準光柵圖像處理器(RIP)中使用，因為這些設(shè)備使用閾值掩碼來執(zhí)行半色調(diào)處理。在文檔美國專利US5111310中，Mista和Parker公開一種技術(shù)來構(gòu)建正方形閾值掩碼，該掩碼被水平和垂直地被重復(fù)以便為頻率調(diào)制半色調(diào)目的產(chǎn)生一頁上的每個像素位置處的閾值。這種正方形閣值掩碼兼容于標準的光柵圖像處理器，并且只要求每元素一個字節(jié)。通過比較圖像中的每個像素與閾值掩碼中的對應(yīng)閾值，確定了是否在對應(yīng)的位置打印半色調(diào)點。以前面的方法計算正方形閾值掩碼的方式是通過在彼此的頂部累積連續(xù)級別的隨機點圖案。每個更高的級別使用較低級別的點分布加上另外的點。為了確定哪些點被添加，使用傅立葉變換向點分布施加藍噪聲濾波器。通過比較原始的點分布和過濾的點分布，確定了應(yīng)當在哪些位置上添加點以優(yōu)化地保留藍噪聲特性。以這種方式獲得的閾值掩碼產(chǎn)生具有藍噪聲特性的半色調(diào)點分布。一旦已經(jīng)使用先前的方法計算了閾值掩碼(Mista和Parker將它稱為"藍噪聲掩碼")，圖像的頻率調(diào)制半色調(diào)處理就要求比誤差擴散方法更少的專門計算和比Sullivan等發(fā)明的技術(shù)更少的存儲器。但是，根據(jù)該方法的闊值掩碼的計算是復(fù)雜和冗長的，因為它涉及了空域和頻域之間的許多來回變換。R.Ulichney的美國專利US5535020描述了一種替換技術(shù)來計算閾值掩碼。通過在點分布上施加空曠和集群(void-and-cluster)濾波器(例如低通濾波器)，識別空曠(點局部缺乏的分布的位置)和集群(點局部過多的分布的位置)。該信息形成判斷為再現(xiàn)更高或更低的密度而在哪里添加或移除半色調(diào)點的基礎(chǔ)。就如在前面方法中一樣，連續(xù)的點輪廓被累積以獲得閾值掩碼。該方法的闞值掩碼的計算也是復(fù)雜和冗長的，因為在空域中使用空曠和集群濾波器進行過濾需要許多的計算。在WernerPurgathofer，RobertF.Tobler和ManfredGeiler的論文"ImprovedThresholdMatricesforOrderedDithering"(基于相同的作者在圖像處理的第一次IEEE會議的會議論文集中更早出版的"ForcedRandomDithering:ImprovedThresholdMatricesforOrderedDithering"，Nov.13—16，1994，AustinTexas,pp.1032-1035)中，公開了又一種技術(shù)來生成頻率調(diào)制半色調(diào)掩碼。這些作者觀察到，在分散的有序抖色(orderdither)矩陣中，連續(xù)的閾值可以優(yōu)選地"盡可能遠地"隔開。由這些作者給出的方法通過使用在先前步驟中已經(jīng)包括在掩碼中的所有閾值生成的"排斥力場"來實現(xiàn)了該目的。在文檔US2003/210431(Al)中，排斥力場的概念通過使用為近距離生成吸引場力一一導致點的局部集群一一并且為遠距離生成排斥力場一一導致所述集群的分散的功能來細化。MichaelWoods的美國專利US6833933描述了4吏用距離函數(shù)來評估添加或移除半色調(diào)點的不同候選位置。就如在前面的方法中一樣，連續(xù)的點輪廓被累積以獲得闊值掩碼。該方法對閾值掩碼的計算是復(fù)雜且冗長的，因為許多候選位置的評估要求許多的計算。在Spaulding的US5822451中，描述了一種借助閾值掩碼來頻率調(diào)制顏色圖像的技術(shù)，以便用多個著色劑來打印，其中聯(lián)合地設(shè)計兩個或更多的閾值掩碼以使可視成本函數(shù)最小化?？梢暢杀竞瘮?shù)為不同的著色劑使用不同的權(quán)重。該方法建議結(jié)合所述可視成本函數(shù)來使用組合的優(yōu)化技術(shù)，以確定最優(yōu)的點分布，接著從中可以導出閾值掩碼。R.Levien的美國專利US5276535描述了一種技術(shù)來降低幅度調(diào)制半色調(diào)處理圖像中出現(xiàn)的內(nèi)部波紋效應(yīng)。根據(jù)該技術(shù)，通過在原始單元中以灰度排序的每個點處添加沖擊函數(shù)來修改原始磚塊的灰度級順序。在新的磚塊上存儲新的灰度級順序。在原始磚塊上選擇的點處添加沖擊函數(shù)影響了灰度級中下一個像素的選擇。該方法解決了內(nèi)部波紋的技術(shù)問題，該問題特定于幅度調(diào)制半色調(diào)處理而不出現(xiàn)在頻率調(diào)制半色調(diào)處理中。此外，該方法專門被設(shè)計來改進現(xiàn)有閾值矩陣的圖像質(zhì)量，而不是用于計算原始的閾值矩陣。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述了使用閾值掩碼的多級技術(shù)，例如在Daels的文檔US5903713中。但是，這些技術(shù)大部分都在周期性半色調(diào)處理的上下文中描述。然而，在與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的文獻中沒有提到與隨機多級半色調(diào)處理技術(shù)有關(guān)的特定問題和解決方案。這些問題之一是當重現(xiàn)圖像中的各種密度時需要控制改變半色調(diào)點的數(shù)量和改變半色調(diào)點的密度之間的平衡。從現(xiàn)有技術(shù)的以上分析中可以得出，存在用于為頻率調(diào)制數(shù)字半色調(diào)處理的目的而計算閾值矩陣的可替換和改進方法的需求。具體地，存在用于創(chuàng)建頻率調(diào)制半色調(diào)磚塊的方法的需求，在計算的數(shù)量看來該方法是有效的，且該方法產(chǎn)生具有藍噪聲特性的高圖像質(zhì)量點分布。還存在改進和可替換的基于掩碼的頻率調(diào)制技術(shù)的需求，該技術(shù)在用多著色劑進行打印的情況下優(yōu)化半色調(diào)點的相對位置。此外，存在基于掩碼的頻率調(diào)制技術(shù)的需求，該技術(shù)最優(yōu)地支持設(shè)備的多級能力，該能力可以用墨點大小的兩個以上的密度來進行打印。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是通過具有權(quán)利要求l敘述的特定特征的方法來實現(xiàn)的。本發(fā)明的優(yōu)選實施例的特定特征在從屬權(quán)利要求中敘述。從隨后的說明和附圖中，本發(fā)明的其它優(yōu)點和實施例將變得清楚。圖l示出具有噴嘴的打印頭。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有可變?nèi)莘e的墨滴的構(gòu)造。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的打印系統(tǒng)。圖4示出包括多列噴嘴的打印頭。圖5示出包括多個打印頭的打印頭配件。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的打印機控制器。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的布置，該布置使用闊值陣列來將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成半色調(diào)圖像。圖9闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成二進制半色調(diào)圖像的原理。圖10闡明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成多級半色調(diào)圖像的原理。圖ll闡明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成多級半色調(diào)圖像以便計算單個闊值掩碼的原理。圖12A和12B示出闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖。圖13A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有二維(x，y)域的單值函數(shù)z-f(x，y)。圖13B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于計算表示表函數(shù)z-f(i,j)的矩陣的單值函數(shù)z-f(x，y)。圖14A、14B、14C和14D示出才艮據(jù)本發(fā)明的各個實施例的單值函數(shù)z-f(x，y)的(x，y)域的各種形狀和方向。圖15A、15B和15C示出根據(jù)本發(fā)明的各個實施例可用于定義單值函數(shù)z-f(x，y)的可變函數(shù)輪廓(functionprofile)z=f(d)。圖16示出單值函數(shù)z-f(x，y)的優(yōu)選實施例。圖17示出才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例的母矩陣(parentmatrix)的例子。圖18示出使用根據(jù)本發(fā)明的一個方法從圖17中的母矩陣導出的子矩陣集合的例子。圖19示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的查找表，用于變換序號表的值。圖20示出闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于計算多閾值掩碼的方法的流程圖。圖21示出闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于計算多閾值掩碼的方法的流程圖。圖22闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于計算多闊值掩碼的不同步驟。圖23闡明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于計算多闊值掩碼的不同步驟。具體實施例方式打印根據(jù)本發(fā)明的方法旨在噴墨打印機中使用并尤其是按需即噴噴墨打印機。在本發(fā)明中使用的術(shù)語打印是指在襯底上創(chuàng)建墨水印記的結(jié)構(gòu)化圖案的過程。墨水墨水可以是傳統(tǒng)著色或染色墨水或著色劑，但是它也可以是蠟、防水物質(zhì)、粘合劑或塑料。通常，墨水不是純化合物，而是復(fù)雜混合物，包括若干成分，比如染料、顏料、表面活化劑、膠合劑、濾料、溶劑、水和分散劑，每種成分用于特定的功能。墨水還可以是隨溫度而使粘性或相位變化的材料，比如蠟。特別提到的還有在例如電磁輻射比如UV光的影響下聚合的墨水。該過程稱為UV固化。襯底村底可以是紙，但是它也可以是本領(lǐng)域已知的紡織品、合成箔或金屬板或任何其它可打印村底。例子包括使用(按需即噴和連續(xù)的)噴墨打印以創(chuàng)建用于膠印的打印主控器(master),從而在紙板或塑料的包裝上進行打印，以打印裝飾圖像。未打印的襯底要么在滾輪上可得，要么作為一堆單獨的通常為矩形的薄片。襯底由稱為substrateWidth的寬度來表征。當襯底在滾輪上時，該寬度對應(yīng)于滾輪的寬度。當襯底作為矩形薄片可用時，該寬度對應(yīng)于所述矩形薄片的兩個尺度之一，例如所述薄片最短的尺度。系統(tǒng)的描述單個打印頭參考圖l所示的實施例，換能器陣列、墨水腔和(在噴嘴板上蝕刻的)噴嘴130—起組成了打印頭100。噴墨噴嘴130可以并行地操作并產(chǎn)生具有固定或可變?nèi)莘e的墨滴?？勺兡稳莘e根據(jù)一個實施例，借助可變數(shù)量的微墨滴來調(diào)制墨滴的容積。圖2示出了微墨滴的數(shù)量在0到7之間變化的情況。因為微墨滴也很微小，空氣摩擦使得它們?nèi)菀状蠓鶞p速，并且因此，微墨滴在它降落到可打印襯底上時凝結(jié)到具有可變?nèi)莘e的單個墨滴中。這些墨滴的容積由組成所述墨滴的微墨滴的數(shù)量來指示。更具體地，在圖2所示的例子中，具有可變大小的墨滴的容積由范圍從O到7的整數(shù)來指示(由圖2中的二進制數(shù)來表示)。不同的墨滴容積在打印時在打印的襯底上導致不同的墨水漬大小和不同的測量密度。隨后，打印設(shè)備的色調(diào)分辨率應(yīng)當是指在具有單個墨水的像素位置處由給定設(shè)備打印的密度值的數(shù)量。打印設(shè)備根據(jù)優(yōu)選實施例并參考圖3，使用打印機300打印文檔的圖像是通過借助襯底傳送機構(gòu)相對于頁寬打印頭配件350移動具有墨水接收層341的襯底340并響應(yīng)于所述文檔的所述圖像而有選擇地將墨滴噴射到所述襯底來實現(xiàn)的。在圖3中，襯底340擱在襯底支架310上。圖3示出了不是一個而是多個打印頭。在一個實施例中，使用用青色、深紅色、黃色和黑色墨水進行打印的四個打印頭(360、361、362、363)。這些打印頭安裝在打印頭支架350上。在圖3中沒有示出操作打印設(shè)備所需要的墨水容器和管子。在一個實施例中，允許襯底上由不同打印頭噴射的墨水得到的墨水漬在固化之前在物理上混合。噴射后續(xù)墨滴而不用立即固化的這種技術(shù)被稱為濕罩濕(wet-on-wet)打印。圖3還示出了固化站370,用于在打印的墨水已經(jīng)在襯底上打印之后固化它們。在一個實施例中，固化站是輻射能量的UV源，該能量具有引起墨水固化的頻譜。慢速和快速掃描方向和定向參考圖3，對應(yīng)于襯底相對于打印頭移動的方向被稱為快速掃描方向。襯底相對于打印頭移動的定向330應(yīng)稱為快速掃描定向。垂直于快速掃描方向的方向被稱為慢速掃描方向。根據(jù)優(yōu)選實施例并參考圖3，屬于打印頭的噴嘴陣列的方向平行于慢速掃描方向。在隨后的文本中，通過協(xié)定，i方向表示快速掃描方向而j方向表示慢速掃描方向，盡管本發(fā)明還使用不同的協(xié)定來工作。像素的可尋址網(wǎng)格襯底上可以打印墨滴的位置形成像素的可尋址網(wǎng)格。通過協(xié)定，我們將可尋址網(wǎng)格上與快速掃描方向?qū)实南袼丶戏Q為像素行而將與慢速掃描方向?qū)实南袼丶戏Q為像素列。像素的可尋址網(wǎng)格也稱為光柵，包括平行于快速掃描方向的光柵線。一般地，光柵線是指平行于快速掃描方向的像素行，并且借助于[i]坐標來索引。像素列由[j]坐標來索引。因此使用[i，j]坐標集合來尋址可尋址該網(wǎng)絡(luò)中的像素。噴嘴陣列參考圖l,打印頭的每個噴嘴借助范圍在l到nbrNozzle的噴嘴索引nozzlelndex來索引。兩個噴嘴130之間沿著慢速掃描方向140的最短距離被稱為噴嘴間距110并且由參數(shù)nozzlePUch來表示。噴嘴陣列的長度150被表達為slowScanPitch的長度的倍數(shù)并且由參數(shù)headSize來表示。由打印頭的噴嘴在沿著快速掃描方向的一個移動期間尋址的像素集合被稱為條帶(swath)。在平行于慢速掃描方向的方向上測量條帶的大小被稱為swathSize。根據(jù)優(yōu)選實施例，條帶大小等于或大于文檔的圖像，使得所述文檔的所有像素可以在一個條帶中打印。參考圖4，陣列的噴嘴430可以因為構(gòu)造原因而被沿著兩個或更多的列(460、461)交錯。在該情況下，噴嘴間距410被限定為垂直于慢速掃描方向且穿過交錯噴嘴中心的兩條線之間的最短距離。如果打印頭包含交錯的噴嘴陣列，來自屬于不同行的噴嘴的墨滴點火定時優(yōu)選地被如此調(diào)整，使得在文檔圖像中屬于與慢速掃描方向平行的同一行上的像素也落在打印圖像上與慢速掃描方向平行的同一行。通過以這種方式調(diào)整定時，為噴嘴準備信號的處理可以是相同的，就好像所有的噴嘴都實際在同一行上。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不使用一個頭，而優(yōu)選地使用兩個頭的子配件，這兩個頭背對背地安裝。各個打印頭包括一行318個噴嘴，具有169微米的噴嘴間距，這對應(yīng)于每厘米592個噴嘴或每英寸1503個噴嘴。打印頭中的換能器屬于電子機械類型并且使用壓電材料來構(gòu)建。參考圖5，第二個頭520相對于第一個頭521正好位移半個噴嘴間距541,使得獲得能以原始頭兩倍的分辨率來進行打印的子配件530。因此，子配件效果上等同于具有兩行318個打印頭和具有855微米的噴嘴間距的單個打印頭，這對應(yīng)于每厘米1184個噴嘴或每英寸3006個噴嘴。根據(jù)所述優(yōu)選實施例并參考圖5，通過以交錯的方式安裝打印頭的多個子配件530以形成打印頭配件500來增加條帶的大小。子配件沿著慢速掃描方向位移一段距離，使得任何噴嘴位置實質(zhì)上都沿著慢速掃描方向與在一個整數(shù)乘以噴嘴間距540的距離上的任何其它噴嘴位置間隔一段距離。這也由圖5中與快速掃描方向平行的虛線網(wǎng)格來表示。子配件530可以具有或不具有重疊的噴嘴。來自屬于不同打印頭子配件的噴嘴的墨滴點火定時優(yōu)選地被如此調(diào)整，使得在文檔圖像中屬于與慢速掃描方向平行的同一行的像素也落在打印圖像上與慢速掃描方向平行的同一行。通過以這種方式調(diào)整定時，為噴嘴準備信號的處理可以是相同的，就好像所有的噴嘴都實際在同一行上。根據(jù)所述優(yōu)選實施例，使用四個用不同的墨水進行打印的打印頭配件的集合，比如用青色、深紅色、黃色和黑色墨水或用具有不同色調(diào)和/或密度的墨水。還根據(jù)所述優(yōu)選實施例，屬于不同打印頭配件的噴嘴沿著快速掃描方向排列，使得屬于不同打印頭配件但具有相同噴嘴索引的噴嘴在相同的條帶期間在相同的光柵行上進行打印。在沿著'漫速掃描方向的打印分辨率slowScanResolution和噴嘴間距之間存在相關(guān)性。更具體地，slowScanResolution=l/nozzlePitch對于襯底相對于打印頭或打印頭配件的恒定速度(所述速度由參數(shù)fastScanVelocity表示)，快速掃描方向上的打印分辨率(由參數(shù)fastScanResolution表示)與由參數(shù)firingFreq職cy表示的噴嘴的點火頻率成比例。參數(shù)firingFrequency代表由噴嘴噴射墨滴的時間定額(timerate)。因此，快速掃描分辨率fastScanResolution通過將點火頻率firingFrequency除以快速掃描方向上的速度fastScanVelocity的比率來表示fastScanResolution=FiringFrequency/fastScanVelocity更高的空間分辨率能夠再現(xiàn)更精細的圖像細節(jié)，并因此一般能夠?qū)崿F(xiàn)更高的圖像質(zhì)量。計算機系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)選實施例并參考圖6，從比如計算機的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)600生成打印命令。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)600包括網(wǎng)絡(luò)連接裝置621、中央處理單元622和存儲裝置623，它們都通過計算機總線624連接。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)600通常還具有用于輸入數(shù)據(jù)的人機接口630、631和用于輸出數(shù)據(jù)的人機接口640。根據(jù)一個實施例，計算機程序代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)中，比如大型存儲設(shè)備626或借助便攜式數(shù)據(jù)載體讀取裝置625讀取的便攜式數(shù)據(jù)載體650。打印機控制器參考圖7，襯底傳送馬達740、固化站750和打印頭的致動器730由打印機控制器700控制。打印機命令710由緩沖存儲器701接收。這些打印機命令包含發(fā)送到控制裝置705的控制器信息和發(fā)送到圖像緩存器702的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理器703可以對圖像緩存器702中的圖像數(shù)據(jù)進行操作。圖像處理器703為了半色調(diào)處理的目的訪問一個或多個閾值掩碼711?？刂蒲b置705控制驅(qū)動所述襯底傳送馬達740的襯底傳送驅(qū)動器707?？刂蒲b置705還控制驅(qū)動固化站750的固化站驅(qū)動器706。圖像緩存器702中的信息可以用于借助打印頭驅(qū)動器704來驅(qū)動打印頭的致動器730。半色調(diào)處理器二進制半色調(diào)處理器根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，打印機控制器700中的圖像處理器703包括用于將連續(xù)色調(diào)轉(zhuǎn)換成半色調(diào)圖像的半色調(diào)處理器。根據(jù)優(yōu)選實施例，所述半色調(diào)處理器使用一個或多個閾值掩碼711。圖8示出半色調(diào)處理器的第一實施例。包括用每像素8個無符號位表示的像素P[i，j]860的連續(xù)色調(diào)圖像820被轉(zhuǎn)換成包括用每像素l個(無符號)位表示的半色調(diào)像素H[i，j]850的半色調(diào)圖像830。這是通過使用閾值掩碼810來實現(xiàn)的，閾值掩碼810包括優(yōu)選在從1到255的數(shù)值范圍上表示的閾值S[i，j]880。地址生成器840生成半色調(diào)圖像830的地址[i，j]。這些地址[i，j]由地址轉(zhuǎn)換器870轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換地址[i'，j"]。地址轉(zhuǎn)換包括位置、比例和旋轉(zhuǎn)坐標變換。地址[i'，j']用于尋址圖像820的連續(xù)色調(diào)像素P[i、j"]860。在乘法器861中將連續(xù)色調(diào)像素P[i'，j']的值乘以整數(shù)因子K以獲得相乘值"P[i'，y]。在本實施例中，K優(yōu)選地等于一。地址[i，」]還由模數(shù)變換器871轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換地址[1''，^']。這些模數(shù)轉(zhuǎn)換地址[i"，j〃]在包括iSize乘以jSize個閾值的閾值掩碼810中尋址閾值S[i〃，j〃]880。根據(jù)一個實施例并使用類計算機代碼i''=imoduloiSize;j''=jmodulojSize;連續(xù)色調(diào)像素P[i'，]860到半色調(diào)像素H[i，j]850的變換是通過向相乘的連續(xù)色調(diào)像素PP[i'，j']860加上閾值S[i〃，j〃]并用量化器891量化結(jié)果I^P[i、:T]+S[i〃，j〃]來獲得的。根據(jù)本實施例，量化包括獲得九位字中表示所述和P[i'，:T]+S[i〃，j〃]的最高有效位。該最高有效位可以方〗更地通過向右移位所述和P[i'，:T]+S[i〃，:r']的結(jié)果八次而被隔離。使用類計算機代碼，該操作被表示為H[i，j]=(P[iy]+S[i〃，j〃])>>8現(xiàn)在可以借助圖9來闡明半色調(diào)處理圖像處理器的操作，圖9示出具有像素P[i、J"]的圖像和具有閾值S[i〃，j〃]的閾值掩碼的一維橫截面。為了清楚，圖像和閾值掩碼的值被繪制為連續(xù)的線條，盡管在現(xiàn)實中，圖像和閾值掩碼的值在具有離散值的空間中是離散樣本。還是為了清楚，示出的閾值掩碼的值代表與頻率調(diào)制網(wǎng)屏相對的周期性網(wǎng)屏。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚的是，所述半色調(diào)處理器還在使用已經(jīng)專門為頻率調(diào)制半色調(diào)處理的目的計算的閾值掩碼時工作，如本發(fā)明的其它實施例之一。在圖9中示出的是值P[i〃，j'門由半色調(diào)處理器轉(zhuǎn)換成半色調(diào)像素H[i，j]的二進制模式，半色調(diào)像素H[i，j]的空間平均密度對應(yīng)于像素值P[i'，:T〗。圖9中說明的實施例對應(yīng)于打印機的半色調(diào)處理過程，該打印機可以再現(xiàn)二進制編碼為0和1的兩個密度值。存在該方法的變型，還用于可以再現(xiàn)兩個以上密度級的打印;f幾。多級半色調(diào)處理器—第一實施例圖10示出半色調(diào)處理器的笫一實施例，用于能再現(xiàn)不是兩個而是四個半色調(diào)值H[i，j]，具有值0、1、2和3的打印機。才艮據(jù)本實施例，K優(yōu)選地被設(shè)置為3的值，并且量化器優(yōu)選地;故編程為計算十位字中表示和3,P[i'，;T]+S[i〃，j"]的兩個最高有效位。在類計算機代碼中，這例如是通過以下操作來獲得的H[i，j]=((0B11.0000.0000)&(K*P[i,，y]+S[i"，j,,]))>>8;該實施例的操作也借助圖10來闡明，圖10示出像素的連續(xù)色調(diào)值P[i',J"]被轉(zhuǎn)換成具有可變密度的半色調(diào)像素，可變密度的空間平均密度對應(yīng)于像素值P[i'，y]。上面的例子是為能夠重現(xiàn)4個密度值的系統(tǒng)給出的。如果密度值的數(shù)量例如是M(M是2的整數(shù)次方)，則K優(yōu)選地被設(shè)置為M-l,并且量化器優(yōu)選地被編程為計算K*P[i\j']+S[i〃，j〃]的1og(M)/log(2)個最高有效位。上面例子的特別情況是當K-1時。在該情況下，多級網(wǎng)屏簡化為根據(jù)之前實施例的二進制網(wǎng)屏方法。多級半色調(diào)處理器-第二實施例多級半色調(diào)處理器的另一個實施例在圖ll中示出。根據(jù)本實施例，不是使用一個而是多個闊值掩碼。專門參考圖11,使用對應(yīng)于閾值Sl[i〃，j〃]、S2[i〃，j〃]和S3[i〃，j〃]的三個閾值掩碼的集合。為半色調(diào)像素生成的值H[i，j]取決于與閾值掩碼中的三個閾值Sl[i〃，j〃]、S2[i"，j"]和S3[i"，j"]中的值有關(guān)的像素值P[i,j]。參考圖12中的實施例并使用類計算機代碼，如下進行H[i，j]的計算。首先，使用下面的公式集合來計算二進制半色調(diào)值Hl[i,j]、H2[i，j]和H3[i，j]的中間集合:Hl[i，j]=((0B1.0000.0000)&(P[i，j]+S3[i，j]))>>8;H2[i，j]=((OBI.0000.0000)&(P[i，j]+S2[i，j]))>>8;H3[i，j]=((OBI.0000.0000)&(P[i,j]+Sl[i，j]))>>8;這些公式類似于在之前實施例中使用的公式，并且目的是計算像素值P[i'，j']與闊值Sl[i"，j〃]、S2[i〃，j"]和S3[i〃，j〃]任何一個之和的最高有效位Hl[i，j]、H2[i，j]和H3[i，j]。接著，使用查找表，基于Hl[i,j]、H2[i，j]和H3[i，j]的可能結(jié)果來計算值H[i，j]。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>圖ll中所示的實施例能以直接的方式擴展到具有更多或更少可能的每像素可打印密度值的打印機的情況。例如，在要為能再現(xiàn)每像素6個密度的打印機計算半色調(diào)的情況下，可以使用5個閣值掩碼的集合，并且隨后的表格可以用于將5個中間二進制半色調(diào)值的集合轉(zhuǎn)換成多級半色調(diào)值。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>半色調(diào)處理器一實現(xiàn)根據(jù)一個實施例，使用在諸如圖6所示系統(tǒng)的通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上運行的軟件代碼來實現(xiàn)半色調(diào)處理器。根據(jù)另一個實施例，半色調(diào)處理器是在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)的，例如使用ASIC或FPGA。計算閾值掩碼的實施例的說明單個閾值掩碼的計算用于獲得實現(xiàn)本發(fā)明目的的閾值掩碼的方法的優(yōu)選實施例在下面的段落中闡明并且得到圖12A和12B的流程圖中偽程序設(shè)計語言的支持。閾值矩陣的大小(圖12A的步驟1210)第一步驟1210包括定義要計算的整數(shù)大小的閾值掩碼。閾值掩碼可以是正方形或矩形。在頻率調(diào)制技術(shù)用于在i方向iRes和j方向jRes上具有相同分辨率的打印機的情況下，閾值掩碼優(yōu)選的是正方形且在i方向上具有iMatrixSize的大小并且在j方向上具有jMatrixSize的大小。才艮據(jù)第一優(yōu)選實施例，掩碼大小是2的次方。用具有256乘256個閾值大小的閾值矩陣來獲得好的結(jié)果。根據(jù)第二實施例，掩碼大小是質(zhì)數(shù)，例如491。更大的矩陣只產(chǎn)生稍微更好的結(jié)果但需要更多的存儲器和更多的計算。如果打印分辨率iRes和jRes不同，則掩碼優(yōu)選的是矩形并且大小優(yōu)選地如此選擇使得iMatrixSize*iRes=jMatrixSize*jRes。聲明兩個矩陣(圖12A中的步驟1220)根據(jù)優(yōu)選實施例，在步驟1220中聲明稱為rasterMountain和orderNumberMatrix的兩個矩P車，它們都具有iMatrixSize乘jMatrixSize的大小。矩陣rasterMountain優(yōu)選地包含浮點值。還優(yōu)選地用小的隨機數(shù)，比如由白噪聲隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的數(shù)來初始化它。這些數(shù)例如可以是在O.O到IO.0E-2之間的范圍。矩陣orderNumberMatrix優(yōu)選地包含優(yōu)選地被初始化為零的整數(shù)值，盡管其它初始值也是可能的。定義具有二維域的單值函數(shù)(圖12A中的步驟1230)根據(jù)優(yōu)選實施例，下一個步驟1230包括定義單值函數(shù)z-f(x，y),在i方向和j方向上具有它的域。該函數(shù)的域優(yōu)選地受到限制且優(yōu)選地是矩形或橢圓形的。在圖14A、14B、14C和14D中示出域的不同實施例。在橢圓形域的情況下(圖14A和圖14B)，域的大小由沿著平行于i方向的第一軸的iDomainSizel401和沿著平行于j方向的第二軸的jDomainSizel402來表示。在一個實施例中，相對于i方向和j方向?qū)E圓旋轉(zhuǎn)角度oc1403。根據(jù)優(yōu)選實施例，該角度cc等于零度且橢圓的長軸和短軸平行于i方向和j方向。優(yōu)選地，iDomainSize是奇數(shù)且比iMatrixSize大，并且優(yōu)選地，jDomainSize也是奇數(shù)且比jMatrixSize大，例如是對應(yīng)矩陣大小的兩倍。在矩形域的情況下(圖14C和圖14D)，域的大小由沿著平行于矩形i方向的第一軸的iDomainSizel401和沿著平行于矩形j方向的第二軸的jDomainSizel402來表示。在一個實施例中，相對于i方向和j方向?qū)⒕匦涡D(zhuǎn)角度cc1403。根據(jù)優(yōu)選實施例，該角度ot等于零度且矩形的邊平4亍于i方向和j方向。優(yōu)選地，iDomainSize是奇數(shù)且比iMatrixSize大，并且優(yōu)選地，jDomainSize是奇數(shù)且比jMatrixSize大，例如是對應(yīng)矩陣大小的兩倍力口一。根據(jù)優(yōu)選實施例且參考圖16，單值函數(shù)z-f(x，y)優(yōu)選地在其域的原點(0，0)1602或附近具有單個最大值fMax1601。優(yōu)選地，它的值逐漸從中心朝域的邊界減小，優(yōu)選地到零。原點附近被定義為離原點比域的最短軸長度的25%更近。優(yōu)選地，單值函數(shù)是相對于域的兩個主軸對稱的。圖16示出了這種函數(shù)的例子。該單值函數(shù)優(yōu)選地借助輪廓P(d)1603來描述，輪廓P(d)1603描述該函數(shù)值如何優(yōu)選地從域中心(對應(yīng)于(1=0.0)處它們的最大值fMaxl601優(yōu)選地朝著域的邊界1604(其中d-dMax)處的零單調(diào)降低。用于定義單值函數(shù)的輪廓的例子是線性輪廓P(d)=A*(l-x)+B;(參看圖15a)拋物線輪廓P(d)=A*(l-x)*(l-x)+B*(l-x)+C;指數(shù)輪廓P(d)=A*exp(B*x);(參看圖15c)由點之間的三次內(nèi)插定義的輪廓；(參看圖15b)由參照點定義的貝塞爾曲線段定義的輪廓其中x=d/Maxd是來自區(qū)間的元素.A、B、C是常數(shù)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在上面指數(shù)輪廓的方程式中，指數(shù)輪廓使用A-l.0且B—1/4。圖15A、15B和15C中示出輪廓的其它例子。本發(fā)明不限于這些輪廓且存在產(chǎn)生滿意結(jié)果的許多其它輪廓。函數(shù)z-f(x，y)的表格表示上面的定義表示單值函數(shù)z-f(i，j)的明確表示，例如如圖13A中所繪制的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，還計算函數(shù)z-x(i，j)的表格版本。根據(jù)優(yōu)選實施例，在步驟1240(圖12)中聲明和初始化具有iDomainSize*jDomainSize個浮點元素的矩形矩陣tab1eFunction。根據(jù)優(yōu)選實施例，矩陣的中心元素[(iDomainSize+l)/2,(jDomainSize+l)/2，]對應(yīng)于單值函數(shù)z=f(x，y)的原點(0，0)。所述矩陣tableFunction中的每個元素值優(yōu)選地被設(shè)置成代表函數(shù)z-f(x，y)在對應(yīng)矩形元素的區(qū)域上的體積積分的數(shù)。這是借助圖13B來示意的。元素1310的值被設(shè)置為代表由矩形區(qū)域1320、四個凸緣1330和上表面1340所定義的體積的值。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使用本領(lǐng)域中稱為數(shù)值積分或求積分的已知技術(shù)來估計積分的值。計算機實現(xiàn)方法的主循環(huán)的描述根據(jù)優(yōu)選實施例，下一個步驟1250(圖12B)包括定義和聲明循環(huán)計數(shù)器loopCntr，其優(yōu)選地被初始化為l。該循環(huán)計數(shù)器可以用于將序號分配給矩陣orderNumberMatrix的元素。最低的序號優(yōu)選地為1，最高的序號優(yōu)選地為iMatrixSize*jMatrixSize。才艮據(jù)優(yōu)選的實施例，在矩陣orderNumberMatrix的給定位置處截取一個序號，即指明在用于增加從零到最大值的色調(diào)密度的附加半色調(diào)點的序列中的哪個點處，在該序號的對應(yīng)位置處添加半色調(diào)點。根據(jù)優(yōu)選實施例，主循環(huán)的第一步驟1251包括確定矩陣rasterMountain中元素的坐標[iMin，jMin]的集合，該元素具有全局最小值minRasterMountain,且該元素在矩陣orderNumberMatrix中的對應(yīng)元素還沒接收到序號。確定這種全局最小值優(yōu)選地是通過使用數(shù)值計算領(lǐng)域中已知的數(shù)值分類技術(shù)之一來完成的。根據(jù)優(yōu)選實施例，主循環(huán)的第二步驟1252包括向在矩陣orderN認berMatrix中具有位置(iMin，jMin)的元素分配循環(huán)計數(shù)器loopCntr的值。根據(jù)優(yōu)選實施例，主循環(huán)的第三步驟1253包括沿著i和j坐標將矩陣tableFunction的所有元素移位一個偏移量，使得矩陣tableFunction的中心對應(yīng)于rasterMountain中全局最小值的位置(iMin,jMin)。作為相同步驟1253中的一部分，這些元素被一個一個i也添力口多J矩P車rasterMountain的元素中。在以下情況下，即在移位一個偏移量的操作后，矩陣tableF薦tion的元素位置落在矩P車rasterMountain的位置范圍夕卜，貝'J所述元素4皮映射到rasterMountain中的一個元素，該元素對應(yīng)于rasterMountain的重復(fù)擴展中的元素。矩陣的重復(fù)擴展的意思是矩陣的元素在i方向?qū)?yīng)于iDomainSize的距離上和在j方向?qū)?yīng)于jDomainSize的多巨離上凈皮重復(fù)復(fù)制。實際上，tableFunction的該重復(fù)擴展是通過使用作為[i]坐標模數(shù)的iDomainSize和[j]坐標的jDomainSize而對函數(shù)的[i，j]坐標施加模數(shù)操作來實現(xiàn)的。將頭巨P車tableFunction的元素添加至!]頭巨卩車rasterMountain得多』頭巨P車rasterMountain的更新版本。根據(jù)優(yōu)選實施例，主循環(huán)的第三步驟1254包括將主循環(huán)的循環(huán)計數(shù)器loopCntr遞增一。在主循環(huán)結(jié)束時，檢查循環(huán)計數(shù)器loopCntr的值。如果循環(huán)計數(shù)器loopCntr優(yōu)選地等于iMatrixSize豐jMatrixSize，則主循環(huán)退出，否則重復(fù)主循環(huán)的步驟1到4。根據(jù)上述說明的方法產(chǎn)生具有值的范圍從1到iMatrixSize*jMatrixSize的矩陣orderNumberMatrix。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，步驟1260包括將矩陣orderNumberMatrix中的元素值重新標定為從l(優(yōu)選的為l)到65536的色調(diào)范圍。根據(jù)優(yōu)選實施例，步驟1270包括使用色調(diào)曲線將矩陣orderNumberMatrix中用第一個較高的位數(shù)量表示的元素的值映射到用第二個較低的位數(shù)量表示的值。根據(jù)優(yōu)選實施例，所述第一個較高的位數(shù)量是16，而所述第二個較低的位數(shù)量是8。用于在閾值掩碼上施加色調(diào)的方法在本領(lǐng)域是已知的，且例如在US5818604中闡明。例如通過使用圖8中所示的方案，步驟1270的結(jié)果是可用于頻率調(diào)制半色調(diào)處理的閾值掩碼。已經(jīng)給出的方法在計算上是有效的不需要在頻域和空域之間的變換，不像現(xiàn)有技術(shù)中的方法那樣要求過濾和多次迭代。該方法產(chǎn)生具有藍噪聲特性的半色調(diào)分布，因為將單值函數(shù)添加到rasterMountain的元素具有這樣的效果，即為增加半色調(diào)點分布的平均密度而添加的半色調(diào)點的位置不在任何用于再現(xiàn)較低平均密度的點的位置附近。根據(jù)一個實施例，該方法還包括從半色調(diào)圖像(830)創(chuàng)建打印板預(yù)報器(precursor)的步驟，打印板預(yù)報器是可以在包括逐個圖像曝光和可能的處理的一個或多個處理步驟之后用作為打印板的成像材料。根據(jù)另一個實施例，該方法還包括使用噴墨打印設(shè)備在村底上打印半色調(diào)圖形(830)的步驟。上面的說明表示用于為頻率調(diào)制半色調(diào)處理目的計算閾值矩陣的方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)中基于使用空曠和集群過濾和到傅立葉域的變換的方法，該方法要求更少的計算。相反，根據(jù)本發(fā)明的方法要求計算每個半色調(diào)點的位置、僅僅將第一矩陣的元素添加到第二矩陣、以及對于有效實施方式存在的分類算法的結(jié)果。上述方法還產(chǎn)生點輪廓，該點輪廓具有期望的藍噪聲特性，因為將矩陣tab1eF畫tion添力口到矩陣rasterMounUin被如此設(shè)計使得矩陣rasterMountain中下一個最小值的位置移動得遠離于矩陣rasterMountain中先前最小值的位置。這還意味著，在放置逐漸變暗的色調(diào)的半色調(diào)點的排序序列中，下一個半色調(diào)點的位置優(yōu)選地放置得與前一個半色調(diào)點的位置相距一個距離。因為，在之后通過主循環(huán)期間，將矩陣tableF薩tion添加到矩陣rasterMountain的效果是累積的，下一個半色調(diào)點的位置優(yōu)選地放置在與前一個點的位置相距一個距離而且還與所有先前放置的半色調(diào)點的位置相距一個距離。根據(jù)本發(fā)明方法使用單值函數(shù)z-f(x，y)，因此對將半色調(diào)點放置在之前放置的半色調(diào)點的緊接(immediate)區(qū)域中具有阻止效果。單值函數(shù)創(chuàng)建排斥力場，該排斥力場阻止將下一個半色調(diào)點放置在之前放置的半色調(diào)點的緊接區(qū)域30中。因此，這阻礙了半色調(diào)點集群和空曠的出現(xiàn)，空曠和集群造成了在傅立葉功率譜中的低頻率上供電。以下接著是，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠產(chǎn)生點分布，該點分布的功率鐠具有藍噪聲特性。所述用于計算單個閾值掩碼的方法的概要在概念上，用于計算用于頻率調(diào)制半色調(diào)處理的閾值掩碼的上述方法可^皮概括為-首先初始化具有與所述閾值掩碼域的周期性擴展相同的域的力場；-初始化序號；-確定所述閾值掩碼中對應(yīng)于所述力場局部極值的位置，其中在之前步驟中還沒有為所述位置分配序號；-向所述閾值掩碼中的所述位置分配序號；-根據(jù)所述位置來調(diào)整所述力場；-遞增所述序號；-重復(fù)上述四個步驟，直到所述閾值掩碼中的所有位置已經(jīng)被分配了序號；盡管之后結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，但是將理解的是，這不旨在限制本發(fā)明到這些實施例。例如，當單值函數(shù)的二維域不受限制時，或者如果它具有不同于優(yōu)選實施例中的矩形或橢圓形的形狀，獲得等效的結(jié)果。對于使用函數(shù)輪廓P(d)來定義單值函數(shù)z-f(x，y)，存在可替換的方法，并產(chǎn)生等效的結(jié)果。使用遠離原點而不單調(diào)減小其值的函數(shù)z-f(x，y)可得到等效的結(jié)果，在原點處該函數(shù)具有最大值。當使用不具有全局最大值而是在其原點或附近具有最小值的單值函數(shù)時，還可以獲得等效結(jié)果。在該情況下，優(yōu)選地用尋找矩陣rasterMountain中的最大值而不是最小值來替換圖12中的步驟1251。用于彩色打印的多閾值掩碼的計算在用多個著色劑進行打印的情況下，不是使用一個而是使用一組閾值掩碼。例如，彩色圖像的打印通常通過用青色、深紅色、黃色和黑色墨水進行半色調(diào)處理和打印來執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用前述用于計算單個閾值掩碼的方法之一來計算多個且不同的閾值掩碼的集合。根據(jù)優(yōu)選實施例，多個閾值掩碼以如此方式來計算，即所述閾值掩碼產(chǎn)生的點分布之間的相關(guān)性是約束條件。借助圖20來闡明根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖20示出圖12中主循環(huán)1200的進一步展開的主循環(huán)2000。在主循環(huán)2000中，不是使用一個變量rasterMountain而是使用三個變量，稱為rasterMountainC、rasterMountainM、和rasterMountainY。這三個變量對應(yīng)于三個子圖^f象的青色、深紅色和黃色。還是在主循環(huán)2000中，不是使用一個變量orderNumberMatrix而是使用三個變量，稱為orderNumberMatrixC、orderNumberMatrixM、和orderNumberMatrixY。這三個變量對應(yīng)于三個子圖像的青色、深紅色和黃色。這六個矩陣具有相同的大小iMatrixSize乘jMatrixSize并且類似于在圖12A的步驟1220中，已經(jīng)在前一個步驟中被聲明和初始化。根據(jù)本發(fā)明的實施例并參考圖20，在相同的主循環(huán)2000中計算矩P車orderNumberMatrixC、orderNumberMatrixM、和orderNumberMatrixY的元素。所述主循環(huán)中的第一步驟2001包括確定矩陣rasterMountainC中具有全局最小值minRasterMountain的元素的坐標[iMin,jMin]的集合，且此夕卜該元素在orderNumberMatrixC、orderNumberMatrixM、和orderNumberMatrixY中的對應(yīng)元素還沒有接收到序號。在所述主循環(huán)中的第二步驟2002包括向矩陣orderNumberMatrixC中具有位置[iMin，jMin]的元素分配循環(huán)計數(shù)器loopCntr的值。在所述主循環(huán)中的第三步驟2003包括沿著i和j坐標將矩陣UbleFunction的所有元素移位一個偏移量，使得矩陣tableFunction的中心對應(yīng)于rasterMountainC中全局最小值的位置[iMin，jMin]。作為相同步驟2003的一部分，這些元素被一個一個地添加到矩P車rasterMountainC、rasterMountainM、和rasterMountainY的元素中。將矩陣tableFunction中的元素的值添加到矩陣rasterMountainC、rasterMountainM、和rasterMoimtainY的效果在于，任意矩陣rasterMountainC、rasterMountainM、和rasterMountainY中的下一個最小值的位置#1移動得遠離在rasterMountainC中找到的位置[iMin，jMin]。這意味著將半色調(diào)點放置在青色子圖像中的位置[iMin，jMin]對在任何的青色、深紅色和黃色子圖像的緊接區(qū)域中放置其它半色調(diào)點具有阻止效果。接下來的步驟2011、2012和2013類似于步驟2001、2002和2003，并且對步驟2021、2022和2023也一樣。主循環(huán)2000執(zhí)行iMatrixSize"'MatrixSize/3次。此刻，矩陣rasterMountainC、rasterMountainM、和rasterMountainY中的iMatrixSize*jMatrixSize/3乘orderNumberMatrix個元素已經(jīng)接收了序號。這三個矩陣中這些元素的位置是互補的，因為所有元素具有不同的位置，并且沒有這種元素的位置對于所述另外兩個矩陣中的另一元素的位置是公共的?？梢詺w納借助圖20的例子所闡明的本發(fā)明的原理。例如，可能計算范圍從l到iMatrixSize"MatrixSize/4分配給屬于四個序號矩陣orderNumberMatrixC、orderN認berMatrixM、orderNumberMatrixY、orderN認berMatrixK的集合的元素的序號。同樣，可能計算范圍從l到iMatrixSize"MatrixSize/2分配給屬于兩個序號矩陣，比如orderNumberMatrixC和orderNumberMatrixM的集合的元素的序號。參考圖21，還可能計算范圍從l+iMatrixSize"MatrixSize/3到iMatrixSize*jMatrixSize/2分配給屬于兩個序號矩陣，比如orderNumberMatrixC和orderNumberMatrixM的集合的元素的序號。在該情況下，假設(shè)在這兩個序號矩陣的每一個中，元素已經(jīng)接收了范圍從l到iMatrixSize"MatrixSize/3的序號并且由此已經(jīng)更新了矩陣rasterMountainC和rasterMountainM。在圖20的循環(huán)2000中計算的任意兩個矩陣的集合可以用作為圖21中循環(huán)2100的起始點。還可能有許多其它變型。一般條件是，在主循環(huán)2000、2100結(jié)束時，已經(jīng)接收了序號的元素總數(shù)優(yōu)選地等于iMatrixSize*jMatrixSize。圖22示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例。我們使用符號C、M、Y和K來指代相應(yīng)的序號矩陣。在第一步驟中，四個序號矩陣C、M、Y、K的集合的元素在一個組合循環(huán)中接收從l到iMatrixSize"MatrixSize/4的序號。在第二步驟中，兩個序號矩陣C、M的第一集合的元素在一個組合循環(huán)中接收從1+iMatrixSize*jMatrixSize/4到iMatrixSize"MatrixSize/2的序號。還是在所述第二步驟中，兩個序號矩陣Y、K的第二集合的元素在第三組合循環(huán)中接收從1+iMatrixSize*jMatrixSize/4到iMatrixSize*jMatrixSize/2的序號。在第三步驟中，序號矩陣C、M、Y、K每一個的元素在單獨的循環(huán)中接收從1+iMatrixSize*jMatrixSize/2到iMatrixSize*jMatrixSize的序號。圖23示出另一個優(yōu)選實施例。在第一步驟中，三個序號矩陣C、M、Y的集合的元素在一個組合循環(huán)中接收從l到iMatrixSize豐jMatrixSize/3的序號。并行地，第四矩陣K在單獨的循環(huán)中接收從l到iMatrixSize"MatrixSize/3的序號。在第二步驟中，兩個序號矩陣C、M的第一集合的元素在一個組合循環(huán)中接收從1+iMatrixSize*jMatrixSize/3到iMatrixSize"MatrixSize/2的序號。還是在所述第二步驟中，兩個序號矩陣Y、K的第二集合的元素在第三組合循環(huán)中接收從<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>的序號。在第三步驟中，序號矩陣C、M、Y和K每一個的元素在單獨的循環(huán)中接收從<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>的序號。用于計算闊值掩碼集合的方法的概要在概念上，用于計算用于頻率調(diào)制半色調(diào)處理的閾值掩碼集合的上述方法基于之前所述的使用力場來計算單個閾值掩碼的方法，但是其中，至少在一部分的范圍上，不同的閾值掩碼中序號的分配基于相同的力場。用于多級打印的闊值掩碼集合的計算根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從作為母矩陣的單個閾值掩碼或序號矩陣中導出子閾值掩碼的集合。圖17示出用作為母矩陣的小閾值掩碼的例子。在該情況下，沿著i方向iMatrixSize1702的矩陣大小和沿著j方向jMatrixSize1701的矩陣大小都等于三，因此母矩陣包括9個閾值。這些閾值可以從最小到最大進行排序并且被給予一個序號。所述序號可以被分配給闊值矩陣中的每個位置。在圖17中，其中的值l、2、3…9表示母矩陣中一系列閾值中閾值的序號。對應(yīng)閾值的序號和位置之間的關(guān)系還可方便地在下面的表格l中表示。表格l<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>可替換地且根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，直接從在圖12B的主循環(huán)1200中計算的矩陣orderNumberMatrix中獲得一系列閾值的序號。通過舉例且只用于解釋本發(fā)明，假設(shè)打印設(shè)備能夠重現(xiàn)5個密度級(或等效的點區(qū)域或墨滴容積)。在當前例子中，所述密度級可以被編碼為級別O、級別l、級別2、級別3和級別4。然而，該方法對于任何其它數(shù)量的級別也工作良好。在一般的情況下，可打印級別的數(shù)量等于從級別O到級別nbrLevels-l的范圍的參數(shù)nbrLevels。根據(jù)一個實施例，可以做出二維表格，稱為序號表格，包括級別索引x和位置索引y。所述表格的級別索引x對應(yīng)于打印機的可打印級別。級別的順序可以被如此安排使得較大的級別索引優(yōu)選地對應(yīng)于具有更高密度的打印。所述表格的位置索引y對應(yīng)于母矩陣中的位置。位置的順序可以被如此安排使得較大的位置索引優(yōu)選地對應(yīng)于在閾值掩碼的對應(yīng)位置處的較大閾值。下面的表格2示出對應(yīng)于圖17所示的閾值掩碼的例子，且其中級別索引對應(yīng)于行索引且位置索引對應(yīng)于列索引。表格2<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，使用單值函數(shù)z-f(x，y),其中它的域的第一參數(shù)(x)對應(yīng)于所述序號表格中的級別索引，并且其中它的域的第二參數(shù)(y)對應(yīng)于所述序號表格中的位置索引。根據(jù)優(yōu)選實施例，使用函數(shù)2=人*叉+8*7，其中A和B是常數(shù)。例如，A可以是一而B可以是O.3:z=x+0.3*y。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該方法包括使用所述函數(shù)來填充所述序號表格的步驟。參考圖17中所示的例子，并且使用函數(shù)z=x+0.3*y,導致了如下的表格3:表格3<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該方法包括表格3的每個函數(shù)值F(x，y)被分配有唯一的順序索引o的步驟，順序索引o對應(yīng)于所述一系列函數(shù)值中的所述函數(shù)值F(x，y)的序號。例如，表格3中對應(yīng)于級別0和位置的位置接收了最小的函數(shù)值且分配有順序索引l。還例如，表格2中對應(yīng)于級別0和位置的位置接收次最小的函數(shù)值并且分配有順序索引2。這個分配序號的過程被重復(fù)，直到序號表格中的所有位置已經(jīng)接收了順序索引。以上步驟的結(jié)果是用下面表格4中所示的順序索引來填充的序號表格。表格4<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該方法包括將前一步驟中獲得序號表格的元素轉(zhuǎn)換成可用于多級半色調(diào)處理的閾值掩碼的步驟，半色調(diào)處理使用例如借助本申請圖ll所闡明的一個方案。這個變換包括兩個子步驟。根據(jù)第一子步驟，在所述序號矩陣中的序號被變換成適當范圍的閾值。例如，在表格4中的序號范圍從1到45。為了數(shù)字半色調(diào)處理用8位表示的連續(xù)色調(diào)圖像，優(yōu)選地需要具有范圍從1到255的閾值范圍?？梢杂貌煌姆绞絹韺崿F(xiàn)范圍的變換。在一個實施例中，序號矩陣的元素僅僅乘以一個適當?shù)谋壤禂?shù)。在表格4中所示的序號表格的例子中，適當?shù)谋壤禂?shù)可以是255/45。表格4中所有元素與所述乘法系數(shù)相乘產(chǎn)生了如表格5所示的新的序號表格。表格5<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>在另一個實施例中，查找表方法為了數(shù)字半色調(diào)處理用于將序號表格中值的范圍映射到適當?shù)闹捣秶?。例如，圖19利用映射曲線1930將序號表格的元素值的范圍——在軸1910上表示且具有最大值1911——映射到在垂直軸1920上表示且具有最大值1921的閾值范圍。在一個實施例中，圖19中的映射曲線1930不是線性映射曲線，而是被設(shè)計成實現(xiàn)最后打印結(jié)果中半色調(diào)圖像的所設(shè)計的等級。設(shè)計這種曲線的方法例如在US5818604中闡明。該步驟的結(jié)果是變換的序號表格。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該方法包括將所述變換的序號表格劃分成nbrLevels個閾值掩碼的集合的步驟。這是通過將變換的序號表格的每個元素分配給閾值掩碼中具有位置[i，j]的元素來實現(xiàn)的，其中位置[i，j]對應(yīng)于所述變換的序號表格中所述元素的位置索引，并索引。圖18A到圖18E示出了由劃分表格5獲得的閾值掩碼的集合。該步驟的結(jié)果是可用于多級半色調(diào)處理的nbrLevels個閾值掩碼的集合，該多級半色調(diào)處理使用借助圖ll闡明的方法。用于計算多級打印的閾值掩碼集合的方法的概要盡管之后結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，但是將理解的是，這不旨在限制本發(fā)明到這些實施例。例如，可以使用不同的函數(shù)z-f(i,j)。在上面的例子中，使用z=A*i+B*j，其中A-l且B-O.3，但是可以使用不同的值。如果B比A大，則頻率調(diào)制半色調(diào)處理的結(jié)果是，對于圖像中較高的密度，偏好于在打印附加的半色調(diào)之前增加已經(jīng)放置的半色調(diào)點的密度。下面的表格6給出對應(yīng)于B比A大很多的情況的序號表格。表格6<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>如果B比A小，則頻率調(diào)制半色調(diào)處理的結(jié)果是，對于圖像中較高的密度，偏好于在增加打印的半色調(diào)點的密度之前增加它們的數(shù)量。表格7給出對應(yīng)于B比A小很多的情況的序號表格的例子。表格7<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>一般地，通過改變函數(shù)z-f(i，j)的參數(shù)，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠控制半色調(diào)點數(shù)量的增加之間的平衡，或增加各個半色調(diào)點的密度，以增加打印色調(diào)的密度。摘要已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不偏離所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍的情況下，其中可做出許多其它修改。例如，盡管為多級半色調(diào)處理目的生成閾值掩碼的集合的本發(fā)明主要在母矩陣是頻率調(diào)制半色調(diào)處理闊值掩碼的上下文中描述，但本發(fā)明還可用于當母矩陣是幅度調(diào)制半色調(diào)處理閾值掩碼的情況。權(quán)利要求1.一種用于將在位置[i，j]具有值M[i，j]的矩陣變換為N-1(N＞2)個閾值掩碼T[k](k＝1，..N-1)的集合以適合于將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成半色調(diào)圖像的方法，半色調(diào)圖像的像素能具有N個密度級，所述方法包括步驟-響應(yīng)于所述值M[i，j]，向所述矩陣的每個位置分配第一序號P[i，j]；-向所述矩陣的每個位置分配N-1個級別L[k](k＝1，..N-1)的集合；所述方法的特征在于，它還包括步驟-結(jié)合所述級別L[k]處理所述序號P[i，j]，以獲得函數(shù)值F(L[k]，P[i，j])；-對所述函數(shù)值進行排序以獲得第二序號Q[k][i，j]；-定標所述第二序號Q[k][i，j]以為所述N-1個閾值掩碼T[k]的集合生成閾值T[k][i，j]。2.根據(jù)前述權(quán)利要求的方法，還包括步驟-使用所述閾值掩碼的集合將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成半色調(diào)圖像。3.根據(jù)前述權(quán)利要求的方法，還包括步驟-打印所述半色調(diào)圖像。4.一種用于將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成具有N個可能密度級的半色調(diào)圖像的圖像處理系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)的特征在于-它包括N-1個閾值掩碼的集合，該N-1個閾值掩碼是使用根據(jù)權(quán)利要求l—3中任何一個方法的步驟生成的。5.—種在可打印襯底上進行打印的系統(tǒng)，包括—圖像處理系統(tǒng)；所述打印系統(tǒng)的特征在于-所述圖像處理系統(tǒng)是根據(jù)權(quán)利要求4的圖像處理系統(tǒng)。6.—種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的特征在于-它被配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求l-3中任何一個方法的步驟。7.—種計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)的特征在于-它包括計算機程序代碼，該計算機程序代碼當在計算機上執(zhí)行時適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求l-3中的任何一個方法。全文摘要公開了一種使用多個著色劑為數(shù)字半色調(diào)打印的目的來計算閾值掩碼的集合的方法。該方法在計算上有效率且產(chǎn)生功率譜具有藍噪聲特性的點分布。該方法利用單值函數(shù)以及有限的二維域。單值函數(shù)在它的原點或附近具有最大值，并且朝著有限域的邊界單調(diào)地減小。對應(yīng)于不同著色劑的點分布相對于彼此被優(yōu)化，以便使粒度的可視性最小化。該方法能驅(qū)動能夠再現(xiàn)每像素三個密度級或更多的打印機。文檔編號H04N1/40GK101208944SQ200680022763公開日2008年6月25日申請日期2006年6月22日優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日發(fā)明者I·德瑞斯,J·范加塞申請人:愛克發(fā)印藝公司