專利名稱：具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于印表機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在以印表機(jī)列印實(shí)作上，由于人眼的解析度不高，如果有一群點(diǎn)密集排列在一小面積上，在人眼來(lái)看已經(jīng)無(wú)法分辨?zhèn)€別點(diǎn)的差異，而只能感受到這些點(diǎn)整體形成的平均反射率，因此只要控制這群點(diǎn)的疏密度，即可在列印過(guò)程中形成不同的灰階度。一般使用半色調(diào)(half-tone)的技術(shù)來(lái)決定該群密集點(diǎn)中個(gè)別點(diǎn)的位置，以達(dá)到預(yù)設(shè)的灰階度及降低畫面中會(huì)對(duì)人眼不愉悅的現(xiàn)象。半色調(diào)的技術(shù)有抖色(Dithering)及誤差擴(kuò)散(Errordiffusion)兩種方法。
Dithering方法的主要意義為將不同的灰階值，以相對(duì)應(yīng)的一固定的樣式(Pattern)來(lái)表示，每個(gè)樣式對(duì)應(yīng)一個(gè)灰階值。如圖1所示，5個(gè)樣式分別對(duì)應(yīng)的灰階值為0/4、1/4、2/4、3/4及4/4。Dithering方法的好處是簡(jiǎn)單，也較容易硬件化成電路。然而畫面會(huì)有固定的樣式(Pattern)效應(yīng)，并依據(jù)所選的樣式會(huì)形成不同的樣式效應(yīng)，容易有對(duì)人眼不愉悅的現(xiàn)象。
而另一種半色調(diào)的技術(shù)則為Error diffusion方法，相較于Dithering方法，利用此方法所列印的圖形較沒(méi)有Pattern效應(yīng)，對(duì)人眼會(huì)產(chǎn)生較好的影像。Error diffusion的概念為由于列印的灰階只有兩階，所以如果來(lái)源影像的灰階超過(guò)兩階，則無(wú)法產(chǎn)生額外的灰階，然而可以將來(lái)源影像每一點(diǎn)與實(shí)際列印的灰階(2階)的差異(Error)擴(kuò)散到相鄰的方格，如此利用附近相鄰的墨點(diǎn)，在視覺(jué)上可以得到與來(lái)源影像接近的灰階。如圖2所示，將像素0的誤差擴(kuò)散至鄰近的像素中，其中，h1、h2、…、h12＝{7/48、5/48、3/48、5/48、7/48、5/48、3/48、1/48、3/48、5/48、3/48、1/43}。
傳統(tǒng)Error diffusion的系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示，X代表輸入原始影像像素的灰階值，其灰階變化超過(guò)兩階，B代表輸出至印表機(jī)的灰階值，其灰階僅有兩階(嘖墨與不噴墨)。由于輸入影像的灰階數(shù)較輸出影像的灰階數(shù)多，因此無(wú)法找出一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該臨界值一般設(shè)定為輸入影像像素最大灰階值的一半，由此可以決定輸出至印表機(jī)的灰階值B。然而每一次的輸出與輸入之間都會(huì)產(chǎn)生誤差巨，因此需要將此誤差擴(kuò)散到下一次輸入的影像像素中。此誤差E經(jīng)由一濾波裝置回授至下一次輸入的影像像素中。如此再重復(fù)以上步驟，即可得到較Dithering方法好的列印影像。但傳統(tǒng)的Error diffusion系統(tǒng)架構(gòu)并沒(méi)有考慮到實(shí)際輸出裝置的特性，例如噴墨墨點(diǎn)的大小及形狀，此不僅會(huì)造成墨水的浪費(fèi)，同時(shí)無(wú)法得到精確的列印灰階值及回投誤差，而影響列印品質(zhì)。因此，公知印表機(jī)系統(tǒng)的半色調(diào)單色處理方法仍有諸多缺失而有予以改進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)及方法，以避免公知半色調(diào)單色技術(shù)所產(chǎn)生墨水浪費(fèi)的問(wèn)題，并獲得精確的列印灰階值及回授誤差，增加列印品質(zhì)。
依據(jù)本發(fā)明的一特色，提出一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)，該印表機(jī)系統(tǒng)所列印的影像由一個(gè)二維陣列的像素所組成，其中，(I，j)為該影像第i列第j行的像素，該印表機(jī)系統(tǒng)包括一更新裝置，其第一輸入端用以接收該印表機(jī)系統(tǒng)所傳送欲列印的像素(I，j)，其第二輸入端用以接收一回授的誤差訊號(hào)，修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)的值；一臨界值裝置，耦合至該加法器，當(dāng)該像素(i，j)的值超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素的訊號(hào)，當(dāng)該像素(i，j)的值未超過(guò)該預(yù)定的臨界值.則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)；以及一誤差決定裝置，依據(jù)該臨界值裝置所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)的值及先前列印像素值的資訊以產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
所述的系統(tǒng)，還包含一濾波裝置，其輸入端耦合至該誤差決定裝置所產(chǎn)生的誤差訊號(hào)，其輸出端連接至該加法器的第二輸入端。
所述的系統(tǒng)，該誤差決定裝置是依據(jù)該臨界值裝置所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前的列印像素值的資訊，以查表方式產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明的另一特色，提出一種于印表機(jī)系統(tǒng)列印半色調(diào)單色的方法，該印表機(jī)系統(tǒng)所列印的影像由一個(gè)二維陣列的像素所組成，其中，(i，j)為該影像第i列第j行的像素，該方法包括下列步驟一輸入步驟，用以接收該印表機(jī)系統(tǒng)所傳送欲列印的像素(i，j)的值，并接收一回授的誤差訊號(hào)，修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)的值，重覆以上過(guò)程，直到完成整張影像處理；一決定步驟，當(dāng)該像素(i，j)值超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素的訊號(hào)，當(dāng)該像素(i，j)值未超過(guò)該預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)；以及一誤差產(chǎn)生步驟，依據(jù)該決定步驟所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前的列印像素值的資訊以產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
所述的方法，還包含一濾波步驟，將誤差產(chǎn)生步驟所產(chǎn)生的誤差訊號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生輸入步驟中所需的回授的誤差訊號(hào)。
所述的方法，該誤差產(chǎn)生步驟依據(jù)該決定步驟所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前列印像素值的資訊，以查表方式產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。


圖1為公知抖色(Dithering)方法的樣式(Pattern)的示意圖。
圖2為公知誤差擴(kuò)散(Error diffusion)的示意圖。
圖3為公知誤差擴(kuò)散系統(tǒng)的方塊圖。
圖4為本發(fā)明一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)方塊圖。
圖5為單色列印墨點(diǎn)重疊情況的示意圖。
圖6為本發(fā)明單色列印墨點(diǎn)誤差修正的示意圖。
圖7為本發(fā)明單色列印墨點(diǎn)另誤差修正的示意圖。
圖8為本發(fā)明一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)的修正誤差表。
具體實(shí)施例方式
圖4顯示本發(fā)明的一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)方塊圖，該印表機(jī)系統(tǒng)所列印的影像440由一個(gè)二維陣列的像素450所組成，其中，像素(i，j)450為該影像440第i列第j行的像素。標(biāo)示B1、B2、B3及B4的像素為先前已處理過(guò)的像素值，其與像素(i，j)的相對(duì)位置關(guān)系如圖4所示。
該印表機(jī)系統(tǒng)包括一更新裝置400、一臨界值裝置410、一誤差決定裝置420及一濾波裝置430。該更新裝置400的第一輸入端用以接收該印表機(jī)系統(tǒng)所傳送欲列印的像素(i，j)的值P(i，j)(即為現(xiàn)行處理的像素值)，其第二輸入端用以接收一回授的誤差訊號(hào)，以修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)值。于本實(shí)施例中，像素(i，j)經(jīng)由更新裝置400處理后，誤差擴(kuò)散到以后所要處理的像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)。
該臨界值裝置410耦合至該更新裝置400，當(dāng)像素(i，j)位置的值P(i，j)超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素訊號(hào)，當(dāng)像素(i，j)位置的值P(i，j)未超過(guò)該預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)，經(jīng)由該臨界值裝置410后所產(chǎn)生的訊號(hào)分別以B0表示。
該誤差決定裝置420依據(jù)，該臨界值裝置410現(xiàn)在列印像素B0及先前的列印像素B1、B2、B3、B4的值與像素(i，j)位置的值P(i，j)產(chǎn)生一誤差訊號(hào)E。該濾波裝置430的輸入端耦合至該誤差決定裝置420所產(chǎn)生的誤差訊號(hào)E，其輸出端連接至該更新裝置400的第二輸入端，產(chǎn)生一回授的誤差訊號(hào)FE，以此修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)的值。
在實(shí)際的印表機(jī)系統(tǒng)中，所列印的墨點(diǎn)并不是方形而是接近圓形。由于所列印的墨點(diǎn)需將方格內(nèi)完全填滿，否則會(huì)產(chǎn)生對(duì)人眼不愉悅的現(xiàn)象。為達(dá)到方格內(nèi)完全填滿的要求，所形成墨點(diǎn)的直徑要較方格的對(duì)角線長(zhǎng)。假設(shè)墨點(diǎn)的直徑與方格的對(duì)角線長(zhǎng)的比為β，由于此墨點(diǎn)有部分區(qū)域會(huì)落于方格外，如果方格附近有另一個(gè)墨點(diǎn)，則如圖5所示，此兩個(gè)墨點(diǎn)會(huì)有重疊γ情況產(chǎn)生。運(yùn)用幾何數(shù)學(xué)，可以將墨點(diǎn)落于方格外的面積所占比例及重疊面積所占方格面積比例得出如下的方程式
α=142ρ2-1+ρ22sin-1(12ρ)-12]]>β=πρ28-ρ22sin-1(12ρ)-142ρ2-1+14---(1)]]>γ=ρ22sin-1(ρ2-1ρ2)-12ρ2-1-β]]>經(jīng)由實(shí)際量測(cè)一印表機(jī)列印的墨滴，可得到ρ＝1.25＝＞α＝33％，β＝3％，γ＝10％，故墨點(diǎn)童疊所造成的效果不容忽視。
在公知的Error diffusion架構(gòu)中并不考慮噴墨點(diǎn)的大小及形狀，則所產(chǎn)生的誤差與周圍的墨點(diǎn)無(wú)關(guān)。然而實(shí)際情況是周圍的墨點(diǎn)會(huì)影響現(xiàn)行列印墨點(diǎn)的色階。在周圍的墨點(diǎn)影響下，即使此現(xiàn)行列印墨點(diǎn)的位置不噴墨(B0＝0)，仍帶有灰階成分存在。因此在計(jì)算現(xiàn)行列印墨點(diǎn)的誤差時(shí)，仍需將周圍的墨點(diǎn)考慮進(jìn)去。如圖6所示，B1＝B2＝B3＝B4＝1已完成列印，而現(xiàn)行處理的像素(i，j)并不要列印(B0＝0)，因此誤差需修正為 同理，在現(xiàn)行處理的像素(i，j)要列印(B0＝1)時(shí)，亦會(huì)影響到周圍的墨點(diǎn)。如圖7所示，B1＝B2＝B3＝B4＝0均不列印，而現(xiàn)行處理的像素(i，j)需要列印(B0＝1)，因此誤差需修正為 因此依據(jù)像素(i，j)、(i，j-1)、(i-1，j-1)、(i-1，j)及(i-1，j+1)的狀況，相對(duì)應(yīng)修正的誤差值則如圖3所示。由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明根據(jù)印表機(jī)墨點(diǎn)的特性，精確計(jì)算每一像素的誤差值，故能精確將影像的灰階分布列印出來(lái)。可避公知半色調(diào)單色技術(shù)所產(chǎn)生墨水浪費(fèi)的問(wèn)題，并獲得精確的列印灰階值及回授誤差，增加列印品質(zhì)。
上述實(shí)施例僅為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)，該印表機(jī)系統(tǒng)所列印的影像由一個(gè)二維陣列的像素所組成，其中，(I，j)為該影像第i列第j行的像素，該印表機(jī)系統(tǒng)包括一更新裝置，其第一輸入端用以接收該印表機(jī)系統(tǒng)所傳送欲列印的像素(I，j)，其第二輸入端用以接收一回授的誤差訊號(hào)，修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)的值；一臨界值裝置，耦合至該加法器，當(dāng)該像素(i，j)的值超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素的訊號(hào)，當(dāng)該像素(i，j)的值未超過(guò)該預(yù)定的臨界值。則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)；以及一誤差決定裝置，依據(jù)該臨界值裝置所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)的值及先前列印像素值的資訊以產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含一濾波裝置，其輸入端耦合至該誤差決定裝置所產(chǎn)生的誤差訊號(hào)，其輸出端連接至該加法器的第二輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該誤差決定裝置是依據(jù)該臨界值裝置所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前的列印像素值的資訊，以查表方式產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
4.一種于印表機(jī)系統(tǒng)列印半色調(diào)單色的方法，該印表機(jī)系統(tǒng)所列印的影像由一個(gè)二維陣列的像素所組成，其中，(i，j)為該影像第i列第j行的像素，該方法包括下列步驟一輸入步驟，用以接收該印表機(jī)系統(tǒng)所傳送欲列印的像素(i，j)的值，并接收一回授的誤差訊號(hào)，修正像素(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)的值，重覆以上過(guò)程，直到完成整張影像處理；一決定步驟，當(dāng)該像素(i，j)值超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素的訊號(hào)，當(dāng)該像素(i，j)值未超過(guò)該預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)；以及一誤差產(chǎn)生步驟，依據(jù)該決定步驟所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前的列印像素值的資訊以產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包含一濾波步驟，將誤差產(chǎn)生步驟所產(chǎn)生的誤差訊號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生輸入步驟中所需的回授的誤差訊號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該誤差產(chǎn)生步驟依據(jù)該決定步驟所產(chǎn)生的訊號(hào)、像素(i，j)值及先前列印像素值的資訊，以查表方式產(chǎn)生該回授的誤差訊號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出具有半色調(diào)單色處理的印表機(jī)系統(tǒng)及方法，該列印的影像由一個(gè)二維陣列的像素所組成并以復(fù)數(shù)個(gè)列方向像素排列，該印表機(jī)系統(tǒng)包括一加法器、一臨界值裝置及一誤差決定裝置。該加法器第一輸入端接收欲列印的像素，第二輸入端接收一回授的誤差訊號(hào)，以產(chǎn)生修正像素，該臨界值裝置耦合至該加法器，當(dāng)修正像素值超過(guò)一預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一列印該像素的訊號(hào)，當(dāng)該修正像素值未超過(guò)該預(yù)定的臨界值則產(chǎn)生一不列印該像素的訊號(hào)；以及，誤差決定裝置依據(jù)該臨界值裝置所產(chǎn)生的訊號(hào)、修正像素及先前的列印像素資訊以產(chǎn)生回授誤差訊號(hào)。
文檔編號(hào)B41J2/01GK1676327SQ2004100319
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者何文政 申請(qǐng)人:凌陽(yáng)科技股份有限公司