[发明专利]多级频率调制网屏及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字图像处理方法。更具体地，本发明涉及一种为印刷目的对连续色调图像进行数字半色调处理(halftoning)的方法。更具体地，本发明涉及使用阈值掩码的频率调制半色调处理技术。更具体地，本发明涉及支持打印设备的频率调制半色调处理技术，该打印设备能够打印每像素两个或更多密度级。

背景技术

喷墨打印通过将墨滴喷射经过衬底上的喷嘴来工作。通过将机械能或热能施加到小腔中的墨水，创建了压力波，该压力波将很小的墨滴朝着衬底以高速穿过喷嘴。

通过对施加到墨水腔中的热或机械换能器的电子波形的长度和轮廓进行整形，来控制压力波。

因为创建对于喷墨目的有效的压力波的操作条件取决于这些参数，比如墨水腔和喷嘴的物理尺寸，以及墨水的粘性、可压缩性、特定质量和表面张力，所以它们倾向于非常得窄。

因此，对于用基本固定大小的墨滴和对应的每像素密度进行打印，优化了许多喷墨过程。

通过以高频率喷射可变数量的微墨滴，该微墨滴在墨水落在可打印衬底之前凝结，可创建具有可变容积的墨滴的效果。这些具有可变容积的墨滴导致了像素在可打印衬底上具有可变密度。

然而，这种打印系统的色调分辨率通常过分限制于再现(render)高质量图形和连续色调图像。

因此，已经为在设备上以有限色调分辨率再现连续色调图像和图形开发了数字半色调处理技术。

数字半色调处理技术一般被再划分为两类：幅度调制半色调处理(也称为集群点半色调处理)和频率调制半色调处理(也称为分散点半色调处理)。两种技术特性的概观在MIT出版社出版的RobertUlichney的书“数字半色调处理”中给出。

集群点半色调处理依赖于由固定频率和角度的集合表征的半色调点的几何布置。通过改变网格上半色调点的大小来调制色调值。

频率半色调处理依赖于改变在实质上固定大小的半色调点之间的平均距离以便调制色调值。

数字半色调处理的混合形式也存在，其中大小或密度以及半色调点的平均距离都被调制。

术语二进制半色调处理通常用于指适于只再现每像素两个色调级的设备的半色调处理技术，该两个色调级对应于打印墨水或没有墨水。这些设备被称为二进制打印设备。

术语多级半色调处理通常用于指适于能够再现每像素两个以上色调级的设备的半色调处理技术，两个以上色调级对应于用各种密度的墨水或用各种大小的墨水渍的打印。这些设备被称为多级打印设备。

既因为喷墨打印固有地使用分散点来重构图像，而且因以给定的分辨率，频率调制半色调处理技术潜在地产生比幅度调制更好的图像质量，频率调制已经成为喷墨打印中优选的数字半色调处理方法。

频率调制半色调处理技术的类别本身可以被再划分为第一子类，该第一子类使用称为误差扩散的算法方法来将连续色调图像转换成频率调制的半色调，和第二子类，该第二子类为该目的使用预先计算的阈值掩码。

频率调制半色调处理技术所期望的特性在于，它产生具有“蓝噪声”频谱的点分布，即是该点分布功率谱在较低的频率上比在较高的频率上具有较少的能量。已知误差扩散算法具有该期望的属性并且因此能够产生极好图像质量的半色调点分布。

与本发明有关的对标准误差扩散处理的改进在Koen Van deVelde的US6,637,851中描述。在该专利中，描述了一种技术，该技术优化用不同着色剂打印的点的相对位置。该方法实现了若干个技术有利效果。不仅仅在用单个着色剂打印的色彩中而且在用多个着色剂打印的色彩中，它产生更均匀的点分布。第二个优点在于均匀的点分布提高了着色剂的干燥特性并且在加亮区中实现更好的颜色饱和度。

多级误差扩散技术已经在例如Van de Velde的US6,637,851的现有技术中进行描述。

误差扩散算法的缺点在于，因为算法的复杂度，所以它要求比较多的计算。例如，对于高速图像处理这转化为开发专用计算硬件的要求，这样的开发是花钱和花时间的。另一个问题在于，在多级半色调处理的情况下，误差扩散算法提供了很少的选项来控制调制半色调点的数量和所述半色调点的密度级之间的权衡。

已经描述了若干其它方法，这些方法通过依赖于预先计算的点图案或阈值掩码而要求更少的专门计算。