[发明专利]用细微的点打印N－色调图象

说明书

本发明涉及共同审请未决的其题目为“用多级别技术打印N-色调图象的方法”的美国专利，其申请日为1994年3月2日，发明人为Qian Lin(林前)。

本发明总体上涉及图象打印，更具体地说，涉及用N-色调打印图象。

从一幅灰度等级图象打印成一幅半色调的图象有多种方法可以利用。这些方法一般都包括对灰度等级图象的每一个象素建立一个大致的灰度级别，然后，根据某些表示方案打印出若干点以表示灰度等级图象。

表示方案中的一种形式取决于抖动显示阵(dither matrix)，它的象素的数目和灰度等级图象的象素数目是一样的。阵列中的每个象素有一个级别，将它和灰度等级图象中与它相对应的象素的级别相比较，以产生半色调图象中的某一象素的级别。关于用抖动显示阵以描绘图象的一般性的讨论可以在R·Ulichney的“数字半色调化”(1987)一文中看到。另一种表示方案通常被称为误差扩散技术，有关它的一般性讨论可参见Flyod和Steinberg撰写的“空间灰度等级用的适应算法”，该文发表于Proc.SID，17卷，第75-77页，1976年。

在打印半色调图象时，最好在图象中只有极细微以至觉察不到的小点。用细微的点来产生图象是一个持续的要求。

产生这样一种悦目的图象的一种方法是显著地提高半色调图象的分辩率，使其达到很高的每英寸的点数(dpi)，例如2,400。要实现这样高分辨率的打印机械通常是极为昂贵的，因为产生每个点的微粒必须非常之小，这对于激光打印机所用的普通干式调色剂微粒来说是很难做到的。此外，每个点都必须非常精确地定位于所要求的位置上。

从上面所说的可以明显地知道，需要有一种方法，以便用不昂贵的方式来以极细微的点打印图象。

本发明是关于根据一幅有灰度级别的图象以并不昂贵的方式用基本上察觉不出的点来产生一幅图象的方法和设备。这个方法的根据是产生一幅N-色调的图象，而不是半色调图象。要产生这样一幅悦目的图象的以前的各种方法通常都需要一台分辨率极高的打印机，这种打印机是十分昂贵的。本发明依靠相对而言不那么昂贵的、分辨率较低的打印机，但所产生的图象却类似于一张相片，具有基本上察觉不出的极细微的点。

灰度等级图象和N-色调图象都有许多象素，在灰度等级图象中的每个象素都有一个级别，该级别是在最大和最小级别之间。N-色调的图象中的每个象素也有级别，其级别为N-个级别中的一个级别，这里的N大于而小于灰度等级图象中可用的级别数。

在一个优选实施例中，N-色调图象中的每个象素的级别是根据灰度等级图象中与它相对应的象素的级别和根据原始抖动显示阵或误差扩散技术而确定的。

N-色调图象中每个象素建立这样的模型，即把每个象素用一系列次象素来代替，而每个次象素则用一系列段来代替。每个段有一个密度(intensity)，它取决于相应象素的级别。当各个段组合在一起时它们的不同的密度就可以产生与它们相对应的象素有关的N个实际上能再现的级别。

根据这样的建模，可以用实际上觉察不到的小点来打印N-色调图象。

本发明的其它方面和优点通过下面的详细说明将变得很明显，将这些说明和附图相结合起来，以举例子的方式说明本发明的原理。

图1表明了本发明的第一优选实施例的一种图示。

图2表明了为第一优选实施例产生N-色调图象的灰度级别组的优选表。

图3表明了在本发明中形成多级抖动显示阵的优选方法。

图4表明了由图3所说明的方法所形成的一个多级抖动显示阵。

图5表示在第一优选实施例中产生N-色调图象的一种优选方法。

图6表示在第一优选实施例中产生次象素和段的一种优选方法。

图7表示在第一优选实施例中次象素的形成。

图8表示4个次象素的各个段的一种优选集合。

图9表示用图8中不同的段所打印的16种级别。

图10表示在第一优选实施例中的N-色调图象的每个级别的密度和灰度级别之间的关系。

图11表示用第一优选实施例所打印出来的一幅图。

图12表示第二优选实施例的一个例子，其中用16个连续的次象素形成一个象素。

图13表示用于第二优选实施例的次象素的接通顺序以产生13种不同的级别。

图14表示用于第二优选实施例的灰度级别组的一个表。

图15表示根据本发明的第二优选实施例而产生的灰度逐步增加的变化。

图16表示用Bayer阵列打印的已有技术的灰度逐步增加的变化。