光栅图像处理器

文档序号:1895370 发布日期:2021-11-26 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 光栅图像处理器 (Raster image processor ) 是由 R·巴尔特尔斯 于 2020-04-29 设计创作,主要内容包括:一种光栅图像处理器(RIP),用于通过阈值图块(TT)将连续色调图像(CT)数字二进制半色调成半色调光栅图像(RT),用于能够在多个基板(S-(1)、S-(2)、…、S-(M))上印刷的印刷设备;其中,所述处理器包括输入字段,其中的信息关于要使用的基板;存储器,在其上存储有用于生成规则铺瓦的半色调网点的多个阈值图块(TT-(1)、TT-(2)、…、TT-(N));以及阈值选择器,其能够基于提供给输入字段的信息来选择所述多个阈值图块(TT-(1)、TT-(2)、…、TT-(N))中的所述阈值图块(TT)。(A Raster Image Processor (RIP) for digital binary halftoning of a continuous tone image (CT) into a halftone raster image (RT) by Threshold Tiles (TT) for enabling multiple substrates (S) 1 、S 2 、…、S M ) Printing equipment for printing; wherein the processor includes an input field in which information regarding a substrate to be used; a memory having stored thereon a plurality of Threshold Tiles (TT) for generating regularly tiled halftone dots 1 、TT 2 、…、TT N ) (ii) a And a threshold selector capable of selecting the plurality of Threshold Tiles (TT) based on information provided to the input field 1 、TT 2 、…、TT N ) The Threshold Tile (TT) of (1).)

光栅图像处理器

技术领域

本发明涉及用于对连续色调图像进行数字半色调并且特别是借助于平版印刷机或柔性版印刷机来印刷图像的光栅图像处理器(RIP)的领域。

背景技术

印刷机和数字打印机不能改变应用于特定图像区的油墨或调色剂的量,除非通过数字半色调,也称为抖动(dithering)或加网(screening)。数字半色调是用多个网点(也称为半色调网点)渲染连续色调图像的错觉的过程。通过数字半色调产生的数字图像称为半色调光栅图像或网屏(screen)。多级和二进制半色调方法二者都是已知的。由二进制方法产生的半色调网点由表示图像数据的像素和表示非图像数据的像素组成。

二进制数字半色调是一种众所周知的技术,Robert Ulichney在他的书“DigitalHalftoning”(MIT出版社,1987,ISBN 0-262-21009-6)中详细解释了该技术,其中,关于“集中式网点有序抖动”的第5章是本发明的

背景技术

,包括使用阈值图块来渲染连续色调图像。

数字半色调方法的另一个概述在文章“Recent trends in digital halftoning”(Proc. SPIE 2949,成像科学和显示技术,(1997年2月7日);doi:10.1117/12.266335)中公开,其中,还解释了多级数字半色调。

所述数字半色调方法由光栅图像处理器(缩写为RIP)实行。所述处理器(RIP)将主要以页面描述语言(PDL)定义的电子文档转换成连续色调图像(CT),并且将所述图像半色调在半色调光栅图像(RT)中以用于印刷。众所周知的页面描述语言(PDL)是PostScriptTM(PS)和“页面描述格式”(PDF)。所述处理器主要是印前工作流程系统(诸如来自制造商AGFANV的ApogeeTM)中的内核。

AM(幅度调制)加网是一种广泛使用的集中式网点有序抖动技术,其中,对半色调网点的大小进行调制,以便表示图像的不同密度。所述半色调网点根据加网频率和加网角度规则地铺瓦。AM半色调网点通常是圆形、椭圆形、菱形或正方形的。

但是最近也可获得其他类型的规则铺瓦的半色调网点,诸如来自EskoTM的同心圆加网,如US2007/0002384中公开的,其中,半色调网点具有带有一个或多个环的形状,或更近的如EP3461116中公开的多集中式半色调网点。但是两者都涉及复杂的数学和困难的校准,并且因此不能在数据存储和/或处理能力有限的印前工作流程系统的广泛安装的基础下实现。

另一种类型的规则半色调网点在申请WO2019/081493 A1(AGFA NV)中公开,即螺线半色调网点,其可以用单个阈值图块实现,诸如在AM加网中实现。

US2008123146 A1(RICOH COMPANY LTD)公开了一种抖动矩阵,其用于半色调处理中,以用于将具有M个输入半色调级别的输入图像数据转换成具有N(M>N>2)个输出半色调级别的输出图像数据,从而用于使用多级半色调过程。在图10中,存在三种所述半色调方法,其根据文献中的图像对象类型而实现在光栅图像处理器中:字符的字符抖动步骤;线条和图形的图形抖动步骤和图像的误差扩散步骤。

印刷质量是通过控制光栅图像处理器(RIP)中的半色调处理来实现的。但是要在所选基板上实现高质量印刷,重要的是使用适当的阈值图块来对连续色调图像(CT)进行半色调。对于能够在多个基板(S1、S2、……、SM)上印刷的印刷设备,操作者根据经验和他自己的感觉、取决于待印刷的基板来选择用于进行半色调的阈值图块。然而,如上面讨论的,半色调网点形状的数量及其变化最近正在增长。当所述处理器可以使用所述数量的半色调网点形状时,偶尔会发生选择不适当的半色调网点形状来对所选基板(Si)上的连续色调图像(CT)进行半色调。这导致未按预期提供在所选基板上的印刷图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种光栅图像处理器(RIP),用于将连续色调图像(CT)数字半色调成半色调光栅图像(RT),以用于能够在多个基板(S1、S2、...、SM)上印刷的印刷设备。所述处理器具有若干优点,诸如提供一种阈值选择方法,用于自动选择适合于所选基板的阈值图块。如果阈值图块(TT1、TT2、…、TTN)的数量大,则所述选择使它对于操作员而言更容易,尤其当所述阈值图块确定大量半色调网点形状,其包括所述形状的变化时,以及尤其当所述形状包括严重影响印刷质量的变化时。由此N大于2。

该问题通过权利要求1中定义的方法来解决,其中,所述处理器包括输入字段,其中的信息关于要使用的基板,优选地所述多个基板中的基板;存储器,其上存储有用于生成规则铺瓦的半色调网点的多个阈值图块(TT1、TT2、…,TTN);以及阈值选择器,其能够基于提供给输入字段的信息来选择所述多个阈值图块(TT1、TT2、…,TTN)中的所述阈值图块(TT)。例如,可以选择所选阈值图块,因为当被用于半色调和在所选基板上表示连续色调图像时,它给出较少图案、较少/较多光泽、较少油墨使用和/或较少透光。

所述处理器显然管理存储器中存储的多个阈值图块,并且从其选择最有效的阈值图块以用于所选基板。所述处理器还具有用于接收连续色调图像(CT)的装置;以及用于将所述连续色调图像(CT)存储在另一个存储器中的装置。

规则铺瓦的半色调网点优选地根据大于每英寸100线的加网频率来布置,并且更优选地根据从由0°、7.5°、15°、22.5°、75°、45°、67.5°和82.5°组成的组中选择的加网角度来布置。

在优选实施例中,所述处理器附加地包括:油墨使用预测器;并且其中,阈值选择器能够附加地基于来自所述油墨使用预测器的油墨的预测量来选择阈值图块(TT);其中,所述量是通过多个阈值图块(TT1、TT2、…、TTN)中的阈值图块从连续色调图像(CT)的半色调光栅图像计算的。所述量可以用毫升为单位来描述,也可以用油墨层厚度来描述。

所述油墨使用预测器能够从应印刷在基板上的所选半色调光栅图像来预测油墨的量。所述计算基于复杂数学,如在示例中进一步公开的。最有效的阈值图块的选择可以是具有最低油墨量预测的那个。

用于渲染连续色调图像的油墨种类也影响印刷质量,例如,必须固化的油墨或在所选基板中具有高渗透的油墨。如果印刷设备能够用多种油墨(I1、I2、……、IQ)印刷,则光栅图像处理器(RIP)优选地进一步包括另一个输入字段,其中的信息关于要使用的油墨,优选地所述多种油墨中的油墨;并且其中,阈值选择器能够附加地基于提供给另一个输入字段的信息来确定阈值图块(TT)。

所述优选处理器管理存储器中存储的多个阈值图块,并且从其选择最有效的阈值图块以用于与所选油墨组合的所选基板。

发现特定半色调网点可能比AM加网变化得更多,以优化所选基板上的印刷质量,诸如影响油墨的量。在优选实施例中,所述多个阈值图块(TT1、TT2、…、TTN)包括

a) 用于生成半色调图像的阈值图块集合,其中,所有半色调单元的至少一部分是包括以下各项的半色调网点:

(i)被布置为第一聚类或一起表示第一路径的多个聚类的图像像素;并且其中,所述图像像素具有馈送点(1003、2003);以及

(ii)被布置为第二聚类或一起表示第二路径的多个聚类的非图像像素(=类型 A,图17-24);和/或

b) 用于生成半色调图像的阈值图块集合,其中,所有半色调单元的至少一部分包括至少2个图像聚类,图像聚类被定义为多于4个相邻图像像素的相互分离的组(=类型B,图1-16)。

第一路径优选地是所述半色调单元内的空间填充曲线,或者所述第一路径是用于生成螺线半色调网点的螺线。PCT/EP2018/079011(AGFA NV)中还公开了所述螺线半色调网点和可能的变体。

在优选的实施例中,所述部分的半色调单元具有表示相对图像密度的四分之一部分,该相对图像密度至少是半色调单元作为整体所表示的相对图像密度的两倍,更优选地,该部分包括具有小于50%的相对图像密度的所有半色调单元的至少10%,或优选地,该部分包括具有小于50%的相对图像密度的所有半色调单元的至少50%。该部分可以包括至少4个图像聚类。

光栅图像处理器优选地用于通过来自阈值选择器的所选阈值图块(TT)由所述处理器将连续色调图像(CT)半色调成半色调光栅图像(RT)。

附图说明

图1在图的上半部分中示出了6个半色调单元,每个单元由16x16的像素网格组成。这些半色调单元均使用本发明的光栅图像处理器由相同的阈值阵列生成。所述阈值阵列为图的下半部分中示出的矩阵。每个半色调单元表示另一种相对图像密度,如每个半色调单元下方所示的网点百分比指示的。图中由黑色区表示图像像素,而由白色区表示非图像像素。

图2至11与图1的不同之处仅在于在每个图中使用了另一个阈值阵列。

图12示出了6个铺瓦的半色调单元,每个单元包括4组3x3图像像素。

图13和图14示出了分别与图3和图4中的70%半色调单元相同的6个铺瓦的半色调单元。

图15示出了包括由虚线A-C标明的3个图像聚类的半色调单元;标明d-h的图像像素并不形成多于4个相邻像素的组,并且因此不符合根据本发明的图像聚类的定义。

图16在图的上半部分中示出了6个半色调单元,每个单元由16x16的像素网格组成,并且在下半部分中示出用于生成这些单元的阈值阵列。阵列中的阈值范围从1到16,这与图1-11中的范围从1至256的值相反。

图17是作为本发明的结果的光栅图像的放大。光栅图像包括阿基米德螺线网点,其具有50%的网点覆盖,并且其在正方形网格中规则地铺瓦。

图18是作为本发明的结果的光栅图像的放大。所述光栅图像包括阿基米德螺线网点,其具有90%的网点覆盖,并且其在正方形网格中规则地铺瓦。

图19表示由作为本发明的结果的阈值图块产生的多个网点覆盖。

图20和图21:图20示出了包括从1到256的阈值的阈值图块的示例,其中,所述阈值图块可以被包括在本发明中。图21示出了由图20的阈值图块生成的螺线网点,用于具有阈值22的半色调网点,这对应于8.6%(=22/256)的网点覆盖。

图22示出了四个螺线网点,其包括(i)被布置为第一弧(200)作为弧或作为多个弧的图像像素,所述多个弧一起表示作为螺线的第一顺时针旋转螺线(100),以及(ii)被布置为第二弧(201)作为弧或作为多个弧的非图像像素,所述多个弧一起表示作为另一个螺线的第二顺时针旋转螺线(101)。所述第一弧和第一螺线具有馈送点,也称为内端(2003、1003)和外端(2005、1005)。

图23和图24:示出了由本发明生成的光栅图像的放大,该光栅图像包括阿基米德螺线网点,并且附加地包括具有非图像像素的弧形半色调网点。

图25和图26示出了本发明优选实施例的光栅图像处理器(650),其中,电子文档(630)被转换成连续色调图像(750)。所述光栅图像处理器(650)包括网板(850),用于通过从存储在存储器(890)中的N个阈值图块中选择的1个阈值图块将所述连续色调图像(850)半色调成半色调光栅图像(950)。所述单个阈值图块由阈值选择器(870)选择。所述选择基于输入字段(871)中提供的信息,该输入字段中的信息关于要使用的基板。半色调光栅图像(950)准备好由印刷设备(50)印刷。图26是光栅图像处理器(650),其中,附加地,该选择基于另一个输入字段(872)中提供的信息,该输入字段中的信息关于要使用的油墨。印刷设备(50)然后能够使用多种油墨。

所述阈值选择器可以包括油墨使用预测器,其中,所述存储器(890)的若干个阈值图块被用于将所述连续色调图像(750)半色调成预测其油墨使用的半色调光栅图像。然后选择最小的油墨使用之一。

具体实施方式

油墨使用预测器

油墨使用预测器是一种工具,用于预测所选印刷设备上将用于半色调光栅图像(RT)的油墨量。所述工具通常是适于预测所述量的数据处理系统、或包括用于预测所述量的指令的计算机程序。所述计算机程序优选地存储在计算机可读存储介质上。

在将连续色调图像(CT)半色调成半色调光栅图像(RT)之后,分析所述光栅图像的像素,并且由所述油墨使用预测器确定每个像素的某个油墨量。所述确定的每个像素的油墨量的总和确定通过印刷设备在所选基板上印刷一份连续色调图像的副本需要的油墨量。而且,由所述油墨使用预测器为各非图像像素确定每种油墨的量。这不会自动归零,因为在印刷期间或之后,油墨可以流向所述非图像像素,直到油墨固定在所选基板上为止。因此,来自所述光栅图像(RT)的像素、还有像素的相邻像素被分析以预测在印刷期间或之后的油墨的流动,直到油墨固定在所选基板上为止。对于本发明,通过使用一个或多个印刷目标对所选基板上的非图像像素和图像像素中的油墨流动行为进行建模,所述印刷目标包括多个具有规则铺瓦的聚类的补片(patch),所述聚类具有图像像素,其中,所述聚类与具有非图像像素的聚类混合。所述聚类的大小和/或形状在所述补片之间不同。

通过测量所选基板上印刷的补片的印刷密度(例如,通过XRITE 500系列分光密度计)或光密度、斑点和/或油墨层厚度,可以计算所述模型,以用于预测半色调光栅图像中每个像素的油墨量。对于每个基板,可以计算模型,因为所述油墨流动(例如,通过吸光度)取决于基板参数,诸如结构、组成和光学属性。例如,利用光学显微镜(例如,扫描电子显微镜(SEM)),在非图像像素和图像像素中的油墨流动可以附加地被确定,并且油墨的存在可以被测量。还可以确定(例如,通过提取)用于所述印刷的补片的所用油墨的颜料量,以通过知道颜料在所用油墨中的百分比来重新计算用于所述印刷的补片的油墨量。该模型可以将所述油墨量用于所述补片中的规则铺瓦的图像像素以用于预测。油墨使用预测器从一像素确定其是否具有所述补片的像素之间的某种相似性,并且返回补片的油墨量、或相似性是否匹配的重新计算。还可以确定用于像素的所用油墨的颜料量,以通过知道颜料在所用油墨中的百分比来重新计算用于所述像素(印刷或未印刷)的油墨量。

油墨使用预测器可以将人工神经网络用于其模型,该人工神经网络是受构成动物大脑的生物神经网络启发的计算系统。更具体地,预测器能够通过所述人工神经网络训练其自己以确定印刷半色调光栅图像所需的油墨量。通过在印刷的目标、印刷的补片和/或印刷的像素上使用先前的测量,训练所述人工神经网络以在任何其他半色调光栅图像(而不是所述印刷目标)上完成其任务,而不管所用的阈值图块和连续色调图像如何,即预测在所选基板上印刷时应使用的油墨量的任务。

人工神经网络在本发明的技术领域中的使用是已知的,例如,用于颜色控制和颜色管理。

光栅图像处理器

光栅图像处理器(RIP)是用于将连续色调图像(CT)或其他文件格式(包括PDF(便携文档格式))数字半色调成半色调光栅图像(RT)以用于印刷设备的工具。所述工具通常是适于对所述连续色调图像(CT)进行半色调的数据处理系统、或包括对所述连续色调图像(CT)进行数字半色调的指令的计算机程序。所述计算机程序优选地存储在计算机可读存储介质上。这样的光栅图像处理器的一个示例是来自Global Graphics的Harlequin HostRenderer。

光栅图像处理器(RIP)可以将半色调光栅图像(RT)转换成印刷设备(诸如喷墨打印机)可以理解的格式。在本发明中,所述印刷设备能够在多个基板(S1、S2、…、SM)上印刷;并且优选地,能够用多种油墨(I1、I2、…、IQ)印刷,诸如胶印机。

半色调光栅图像(RT)主要是众所周知的光栅图形文件格式,诸如TIFFTM(标记图像文件格式),RTL(光栅传输语言)或BMP文件格式(位图)。

半色调光栅图像

在本发明中,半色调光栅图像(RT)包括规则铺瓦的半色调网点,其通过使用阈值图块(优选地,单个阈值图块)生成。该生成由网板完成,该网板也称为半色调光栅生成器,它是光栅图像处理器的一部分。

本发明产生的半色调光栅图像适用于渲染连续色调图像(CT),即,它在印刷的副本上创建连续色调图像(CT)的错觉。这个要求意味着加网频率(即,在产生最大值的方向上每长度单位彼此紧邻布置的半色调单元的数量)高于每英寸40线(LPI;15.7线/cm),更优选地高于60 LPI(23.6 线/cm),并且最优选地高于100 LPI(39.4线/cm)。如果加网频率低于40 LPI,则在观看距离(也称为阅读距离)(其约为20 cm)处半色调网点变得可见。这样的低加网频率通常用于艺术加网,其用于装饰目的,诸如图案化插图,其中,旨在使各个体点对于肉眼可见。因此,其中半色调网点在观看距离处清晰可见的半色调光栅图像不适合并且不应由本发明产生。

以上提到的加网频率定义了包括在半色调光栅图像中的半色调单元的空间频率。如上面解释的,半色调单元依次由像素网格组成,并且其空间频率(称为分辨率)被表达为每英寸网点数(DPI)或每英寸像素数(PPI)。在半色调光栅图像是借助于扫描激光写在例如膜或印版上的情况下,像素也称为激光网点,并且分辨率然后指代每英寸的激光线的数量。在本发明的方法中产生的半色调光栅图像具有优选地大于600 DPI,更优选地大于1200DPI的分辨率。也可以使用高达9600 DPI的较高分辨率,例如,用于印刷安全特征。

由于印版只能转印单色,很明显,本发明的方法中使用的半色调光栅图像是黑白图像,它可以表示多色印刷过程的颜色选择,例如,CMYK印刷中的4种基本颜色之一。

优选地利用颜色密度测量来检查印刷图像的质量。然后可以将颜色密度值用作本发明的光栅图像处理器的输入参数。产生半色调光栅图像的所述处理器调整所述图像,使得在后续印刷运行中提高印刷图像的质量,和/或使得在后续印刷运行中节省更多油墨。

半色调单元

本发明产生的半色调光栅图像包括规则铺瓦的半色调单元。单元可以沿三角形、矩形或六边形网格铺瓦,并且更优选地沿正方形网格铺瓦。图13和图14均示出了优选实施例的示例,其中,6个半色调单元被铺瓦为正方形网格。

半色调单元它们本身也由网格组成,更特别地由像素的网格组成,所述像素可以是图像像素或非图像像素。这些像素优选地具有正多边形或凸多边形的形状,例如,三角形、正方形、矩形、菱形或六边形。附图示出了优选实施例的示例,其中,半色调单元由正方形像素的网格组成。

可以利用本发明的RIP通过其存储的阈值图块之一产生的半色调光栅图像优选地包括具有2个或更多个图像聚类的半色调单元,即,多于4个相邻图像像素的相互分离的组(=类型B)。在更优选的实施例中,半色调光栅图像包括具有多于2个图像聚类,例如至少3个或4个图像聚类,更优选地至少5个并且最优选地至少6个图像聚类的半色调单元。

在以上“图像聚类”的定义中,如果图像像素至少共享多边形的一条边,则认为它们是相邻的。图15示出了三个这样的图像聚类:聚类A由7个相邻的图像像素组成;聚类B由6个相邻的图像像素组成;并且聚类C由5个相邻的图像像素组成。图像像素d、e和f与另一个图像像素接触,但是仅通过正方形的拐角接触;由于这些像素不共享边,因此它们不被认为是相邻的,如以上所定义的。根据以上定义,4个或更少图像像素的组(比如组h)都不构成图像聚类。

图12图示了本文中使用的图像聚类的定义的进一步细化。当铺瓦半色调单元时,一个半色调单元中的图像像素的组可以用一个或多个相邻边连接到另一个半色调单元中的另一个图像像素的组。图12示出了示例,其中,标明3a的图像像素的组连接到标明3b的组。根据本发明,这样的组不应被视为单独的聚类,而是一起表示单个聚类。结果,在图12中表示的半色调单元均仅包含3个图像聚类。

与表示相同网点百分比的常规AM网点相反,本发明中使用的图像聚类允许以较少的油墨获得相同图像密度的印刷图像。所述半色调网点的大量变化使得优化印刷质量和/或最小化油墨使用成为可能。这种优点的原因不完全理解,但是工程师已经系统地测量到,与其中利用相同原始图像的常规AM网屏曝光印版的印刷运行相比,根据本发明的方法的印刷运行消耗明显更少的油墨。当与FM网屏相比较时,观察到可以获得更高的运行长度,因为聚类比FM微点大,并且因此在印刷机上不易磨损。FM网屏由多个单个图像像素或四个(2x2)图像像素的组组成,它们比本发明中使用的图像聚类更容易退化。

在不受潜在机制的限制的情况下,目前假设如上所述具有成聚类图像像素的半色调单元,在与表示相同相对图像密度的常规AM半色调网点相比时,在印版的油墨接受区上吸收更薄的油墨膜,和/或提供油墨膜到图像聚类之间的空白(非图像)区中更好的扩散。已观察到各种图像和各种印版的油墨节省效果。往往获得大约10%的油墨节省。油墨和纸张是打印机的主要成本因素,因此即使油墨消耗减少几个百分点就表示高的成本节省。与要被印刷的基板相关的半色调光栅图像的优化,例如通过调整半色调单元中图像聚类的数量、大小、形状和/或分布,可以导致甚至更多的油墨节省,与常规的AM加网相比,所述油墨节省的范围从10%至20%。

较少的油墨消耗提供由此产生的附加优点,例如,更快的干燥和/或干燥设备(诸如固化单元和烘箱)的更少能量消耗。更快的干燥特别有利于在无涂覆塑料箔上印刷和报纸印刷。油墨的更好扩散也减少了油墨反印(setoff),即,油墨从一个印刷副本转移到位于其顶上的另一个副本的背面,例如,在印刷机传送托盘中。透光(也称为透印)也减少,由此图像在基板的背面变得可见,所述基板例如用于印刷报纸的薄的油墨吸收基板。由于所有这些原因,本发明的方法当在双面印刷机上实行时尤其有利,所述双面印刷机即在一次通过印刷机时允许在基板的两面同时印刷的印刷机。

在优选实施例中,图像聚类并不随机分布在半色调单元上,而是局部集中的,使得图像聚类一起模仿常规的AM网点,并且该方法尽可能地维持了AM网屏的优点。图像聚类可以集中在例如半色调单元的四分之一部分中。结果,该四分之一部分比半色调单元的其他部分表示更高的相对图像密度。更优选地,半色调单元的一个四分之一部分具有相对图像密度,其至少是由半色调单元作为整体所表示的相对图像密度的两倍。图5示出了这样的布置的示例:围绕单元中心的8x8像素定义了四分之一部分,用粗线指示,其具有比单元作为整体高得多的图像像素密度。较高浓度的图像像素不一定应该定位在单元中心附近:图3和图4示出了图像像素的不同局部浓度,然而当这些单元彼此紧邻铺瓦时,它们表示相同的半色调图像,如分别在图13和图14中示出的。

由来自本发明的光栅图像处理器用所选阈值图块生成的半色调光栅图像可以包含不同类型的半色调单元的组合,例如具有多个图像聚类的半色调单元,如以上定义的,其与常规的半色调单元组合,例如AM半色调单元,其中所有图像像素都被分组在单个聚类中。图像的一个或多个部分也可以由FM网屏表示。在本发明的高度优选的实施例中,图像的强光和中间色调,即图像中表示小于50%的相对图像密度的所有半色调单元的子集,完全由如以上定义的具有2个或更多个图像聚类的半色调单元组成。在另一个实施例中,仅表示图像的强光和中间色调的半色调单元的一部分包含2个或更多个图像聚类。所述部分可以低至5%。优选地,所述部分为至少10%,更优选地至少25%并且甚至更优选地至少50%。

基板

可以在其上印刷半色调光栅图像的基板可以是任何种类的,例如,塑料膜或箔、离型层、纺织品、金属、玻璃、皮革、兽皮、棉花,以及当然各种纸基板(轻质、重质、涂覆的、无涂覆的、纸板、卡板等)。基板可以是刚性工件或柔性片材、卷材或套筒。优选的柔性材料包括例如纸、透明箔、粘合PVC片材等,其厚度可小于100微米,并且优选地小于50微米。优选的刚性基板包括例如硬板、PVC、纸箱、木材或油墨接收器,其厚度可以高达2厘米,并且更优选地高达5厘米。基板也可以是柔性网状材料(例如,纸、粘合乙烯基、织物、PVC、纺织品)。可以将接收层(例如,油墨接收层)施加在基板上,以将复制的图像良好地粘附在基板上。

基板上的印刷质量取决于若干因素。通过来自本发明的所选阈值图块,印刷质量变得更好。所述若干因素例如是:

-基板中纸张施胶(paper sizing)添加剂的量;

-基板的平滑度、质量密度和卡尺变化;

-基板的强度和尺寸稳定性;

-基板的孔隙率;

-基板的水分和卷曲。

但是也有一些纸张的光学和外观是影响印刷质量的因素,诸如亮度、白度、不透明度、镜面光泽。

阈值图块

根据本发明,半色调光栅图像通过阈值图块,优选地单个阈值图块生成。借助于阈值图块(有时也称为阈值矩阵或阈值阵列)的数字半色调在本领域中是已知的。当被用于多色印刷时,阈值图块的数量优选地与原始连续色调图像中的颜色通道数量相同。

利用阈值图块的数字半色调通常意味着原始图像被采样到映射在阈值图块上的单元中。然后将原始图像的局部密度值与阵列中的每一个值进行比较(如有必要,调整原始图像的密度范围使得其等于阵列中的范围)。如果原始密度值低于所述像素的阈值,则输出像素被设置为0(=关(OFF))。否则,如果密度值等于或超过阈值,则输出像素被设置为1(=开(ON))。对图像中的所有单元重复这些步骤。

阵列的尺寸(即,每个半色调单元的像素数)可以取决于各种因素,诸如图像编排机的分辨率和印刷图像的期望质量。阵列优选地被布置为正方形(n x n尺寸)或矩形(m xn,其中m>n)。图1-16示出了尺寸为16x16个位置的正方形阈值图块的示例,其中,每个位置包含特定范围内的阈值。在这些特定示例中,阈值范围(1-256)等于阵列中的位置数(16x16);在其他实施例中,诸如图CL16中示出的示例,值范围可能低于位置数,然后每个个体值可能出现在阵列的多个位置处。

为了产生更高的相对图像密度,以下面这样的方式设计阈值图块,即图像聚类的数量和/或大小与原始图像的对应密度一致地增加。例如,图1示出了表示具有7个图像聚类的25%的相对图像密度的单元,所述图像聚类的大小在图像密度的增加下增长。图3示出了具有5个图像聚类的10%单元,其中,聚类的大小和数量都在更高的图像密度下增长。虽然半色调单元的图像密度通过添加图像像素而增长,但优选将非图像像素一起保持在非图像聚类中,所述非图像像素被定义为相邻非图像像素的相互分离的组。通过将图像阴影中的非图像聚类的数量保持得尽可能低,与非图像像素被孤立或分布在多个聚类上时相比,油墨可以扩散到更高的范围。以这种方式,油墨也可以保存在图像的阴影区中。

在使用螺线半色调网点的优选实施例中,可以增加相对图像密度,这通过增长第一螺线(其包括图像像素)的长度和/或厚度,如图6中示出的;或者通过在第二螺线内部插入图像像素;或者通过任何这些方法的组合。在图像的阴影中,以下面这样的方式将更多的图像像素添加到半色调单元,即由第二螺线(其包括非图像像素)形成的油墨通道收缩和/或变得更薄,如图6和图9中示出的。

在优选实施例中,多个阈值图块(TT1、TT2、…、TTN)是

a) 用于生成半色调图像的阈值图块,其中,所有半色调单元的至少一部分是包括以下各项的半色调网点:

(i)被布置为第一聚类或一起表示第一路径的多个聚类的图像像素;并且其中,所述图像像素具有馈送点(1003、2003);以及

(ii) 被布置为第二聚类或一起表示第二路径的多个聚类的非图像像素(=类型A,图17-24);和/或

b) 用于生成半色调图像的阈值图块,其中,所有半色调单元的至少一部分包括至少2个图像聚类,图像聚类被定义为多于4个相邻图像像素的相互分离的组(=类型B,图1-16)。在标题“半色调单元”中描述了类型B的优选实施例和优点。

对于两种类型(类型A和类型B),可以生成许多变体,但是发现它们必须取决于所选基板和/或所选油墨进行微调。两种类型都具有相似的优点,诸如在所选基板上产生较薄的油墨层。

基板在本发明中也是基板类型。油墨在本发明中也是油墨类型。

对于具有一起表示第一路径的多个聚类的类型A,第一路径可以是所述半色调单元中的空间填充曲线(诸如Hilbert曲线或Peano曲线)的一部分。

一起构成第一路径的所有聚类优选地相互连接,使得第一路径表示遵循所述路径的连续线。第一路径还可以包含孤立的非图像像素,或者可以包括不连续的聚类,使得第一路径被一个或多个位置处的空白空间中断。在该实施例中,将第一路径的相邻聚类分离的空白空间可以被视为第二路径到第一路径中的突出。第二路径的这种突出可以将第一路径完全切割成不连续的聚类,或者不完全地切割,从而第一路径不被中断而是局部地减小到较低的厚度。

在优选实施例中,第一聚类是弧(200)和/或第一多个聚类是多个弧,它们一起表示作为第一路径的第一螺线(100)。据此,第二聚类是另一个弧(201)和/或第二多个弧是多个弧,它们一起表示作为第二路径(优选地沿着所述第一路径)的第二螺线(101)。这样的网点在本文中将被称为“螺线半色调网点”。图像像素由图中的黑色区表示。非图像像素定义了非印刷区,并且对应于如图中白色区所表示的网点中留下的空白空间。图22左手边的两个点具有低网点覆盖(图像像素的低百分比)并且表示图像的强光,而图22右手边的两个网点具有高网点覆盖,并且表示所述图像的阴影。作为第一路径的第一螺线是优选实施例,但是作为第一或第二路径的交叉路径也是本发明的一部分。第一和第二路径也可以不是螺线。

第一路径(优选地螺线)从所述馈送点(2003、1003)(也称为内端)沿着所述路径(优选地螺线方向)到外端(2005、1005)在长度方面增长。通常从中间色调到阴影,路径(优选地螺线)可以与相邻的半色调网点重叠(图19)。如果所述第一路径是螺线,则增长也由其弯曲或卷绕的起始角限定。这与将单个聚类扩展到更大的单个聚类的AM半色调网点不同。

在图像的强光中,每个网点的图像像素数低,使得它们无法形成第一螺线的完整卷绕,而只能形成其一部分,该部分被称为“第一弧”。被第一弧部分包围的空白空间也可以被认为是另一个弧,其在本文中被称为“第二弧”。在图像的中间色调和阴影中,每个网点的图像像素数较高,使得它们可以形成一个或多个“第一螺线”的卷绕,由此也限定了由第一螺线的卷绕之间的空白空间所限定的非图像像素的“第二螺线”(参见例如图19)。

在不受理论束缚的情况下,在放大印刷图像时可以观察到,印刷墨团的形状和大小受油墨的不受控制的扩散的影响较小,因为当墨团被压到基板上时,例如通过印刷机,第一聚类或第一路径印刷的多余油墨可以流入对应于第二聚类或第二路径的空白空间中。但是所述扩散取决于基板和/或油墨。空白空间限定了可以接受从第一聚类/路径印刷的油墨的油墨通道,由此提供用于控制油墨扩散的装置。

对于类型B,半色调单元内的多个图像聚类优选地在虚拟圆或虚拟椭圆或虚拟椭圆内相互分组在一起。示例在图2和图3中图示,其中,图像聚类定位在虚拟圆内,该虚拟圆优选地取决于诸如AM半色调网点中的连续图像的局部密度值而增长。

阈值选择器

阈值选择器是一种用于基于一个或多个条件选择阈值图块的工具。所述工具通常是适于从多个阈值中选择阈值的数据处理系统、或包括用于选择所述阈值的指令的计算机程序。所述计算机程序优选地存储在计算机可读存储介质上。

在本发明中,所述多个阈值图块(TT1、TT2、…、TTN)存储在存储器中,并且一个或多个条件基于提供给输入字段的信息,该输入字段中的信息关于要使用的基板。阈值图块的数量优选地大于5,更优选地大于10。

来自本发明的输入字段优选地是在诸如US9058105B2(国际商业机器公司)中公开的计算机显示器上示出的图形用户界面(GUI)的一部分。输入字段优选地是GUI特征,诸如列表框、组合框和/或可编辑文本字段,其为RIP用户给出输入或选择期望信息的多种方式。输入字段可以是来自RIP的对话框的一部分。

印前工作流程系统

印前工作流程系统是用于管理数字文档的工具,所述文档优选地以页面描述语言(PDL)(诸如PostscriptTM)定义,其中所述文档准备好在印刷设备上印刷,该印刷制备诸如是胶印机。所述工具通常是适于管理和准备所述文档用于印刷的数据处理系统,或者包括用于管理和准备所述文档用于印刷的指令的计算机程序。所述计算机程序优选地存储在计算机可读存储介质上。这样的印前工作流程系统的示例是来自AGFA NV的ApogeeTM

在优选实施例中,印前工作流程系统包括来自本发明的光栅图像处理器,并且进一步包括用于将半色调光栅图像(RT)传输到数字印刷机或制版机以获得印版的装置。所述印版优选地为平版印版或柔性版印版。

印版

本发明的印版是通过将半色调光栅图像曝光在称为印版前体的光敏或热敏材料上而获得的。版前体可以是正性或负性。正版前体具有涂层,该涂层在曝光和显影后在非曝光区接受油墨,并且在曝光区不接受油墨。负版在曝光区接受油墨,并且在非曝光区不接受油墨。图中示出的图像像素限定了版的油墨接受区,并且因此分别对应于负版或正版前体的曝光或未曝光区。

本发明的版优选地为平版印版或柔性版印版。平版印版通常是通过借助于扫描激光,优选地紫或近红外激光,或另一种数字调制光源(诸如数字镜面设备、LCD或LED显示器),将半色调光栅图像曝光在印版前体的光敏或热敏涂层上而获得的。在用合适的显影液处理曝光的前体之后,获得带有本发明的半色调光栅图像的平版印版。然后可以将该版安装在平版印刷机上,优选地安装在胶印机上,其中将油墨提供给版,然后将其转移到要印刷的基板上。替代地,可以将曝光的前体直接安装在印刷机上,即,无需任何在先的液体处理或其他显影,并且然后可以借助于在印刷开始时提供给版的油墨和/或墨斗发生图像的显影。

柔性版印版通常通过光聚合物涂层的UV曝光获得,所述曝光通常利用UV灯穿过掩模,该掩模可以是与光聚合物涂层接触的图形膜或存在于光聚合物涂层顶部的原位掩模。该掩模优选地通过借助于扫描激光,优选地近红外层,曝光膜上或原位掩模层上的半色调光栅图像而获得。

数据处理系统

数据处理系统运行一个或多个计算机程序,例如,光栅图像处理器。本发明包括能够实行本发明及其优选实施例的半色调方法的这样的数据处理系统。

数据处理系统和/或其功能单元或块的部分或全部可以在一个或多个电路或电路系统,诸如(一个或多个)集成电路或作为LSI(大规模集成)中实现。数据处理系统的每个功能单元或块可以单独制成集成电路芯片。替代地,可以将功能单元或块的部分或全部集成且制作到集成电路芯片中。

一种软件程序,也称为计算机程序,它在数据处理系统中运行,是控制处理器以便实现根据本发明的各种优选实施例的功能的程序。因此,由数据处理系统处理的信息在处理时暂时累积在RAM中。此后,信息可以以ROM和HDD的形式存储在各种类型的电路中,并且根据需要由数据处理系统内的或与数据处理系统组合包括的电路系统读出,并且对其实行修改或写入。作为存储程序的记录介质,可以使用半导体介质(例如,ROM、非易失性存储卡等等)、光学记录介质(例如,DVD、MO、MD、CD、BD等等)和磁性记录介质(例如,磁带、软碟等等)中的任一种。此外,通过执行加载的软件程序,不仅实现了本发明各种优选实施例的功能,还可以基于程序的指令,通过对加载的软件程序结合操作系统或其他应用程序进行处理来实现本发明优选实施例的功能。

此外,在作为分布式印前工作流程系统或甚至分布式光栅图像处理器的情况下,程序可以通过存储在便携式记录介质中来分布,或者程序可以传输到通过网络(诸如互联网)连接的服务器计算机。此外,终端设备、无线基站、主机系统或其他设备的一部分,或者其全部可以被实现为LSI,其通常是集成电路。数据处理系统的每个功能单元或块可以单独芯片化,或其一部分或其整体可以通过被集成而芯片化。在将每个功能块或单元制成集成电路的情况下,添加控制集成电路的集成电路控制器。

最后,应该注意,提及“电路”或“电路系统”的描述绝不限于仅是硬件的实现,并且如相关领域的普通技术人员将知道和理解的,“电路”或“电路系统”的这样的描述和叙述包括组合的硬件和软件实现,其中电路或电路系统可操作以基于可用于操作电路或电路系统的任何形式的机器可读程序、软件或其他指令来实行功能和操作。

对数据处理系统(18)的位置没有限制,它可以位于印前局处、印刷设备处或甚至位于第三方位置处。

可以以任何形式进行与数据处理系统的数字连接。它可以是使用光纤的连接或无线连接,诸如根据IEEE 802.11标准的wifi连接。

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