色飽和度調整的製作方法

2023-09-22 15:59:40

專利名稱：色飽和度調整的製作方法
技術領域：
所公開的主題主要涉及調整色飽和度。
背景技術：
彩色印表機通常使用多種不同基色的墨水來產生彩色成分譜。例如，許多彩色印表機使用四種顏色的墨水青色(C)，品紅色(M)，黃色(Y)和黑色(K)。通過在每個像素位置設置零個或多個點的C，M，Y或K色墨水的組合，從而可以在接收基底或介質上形成彩色圖像。青色，品紅色和黃色會被經常使用到，因為這些墨水的不同組合可以產生很寬範圍的彩色。
對於某些圖像，特別是圖形，可能需要調整色飽和度，從而使列印輸出更為鮮豔。

發明內容
本發明提供一種灰平衡調整和色飽和度調整的方法，包括確定初始基色數據值中的灰相對量；確定初始基色數據值中的色度相對量；和對每個基色數據值都加上對應的最大灰平衡調整後的值的一部分和對應的最大飽和度調整後的值的一部分，從而產生各自的灰平衡和色飽和度調整後的基色數據值；和其中對應的最大灰平衡調整後的值的該部分是灰相對量的函數，最大飽和度調整後的值的該部分是色度相對量的函數。


圖1是一列印系統的實施例的示意方框圖。
圖2是一圖像處理流水線的實施例的示意圖。
圖3是一色飽和度調整過程的示意流程圖。
圖4是另一色飽和度調整過程的示意流程圖。
圖5是圖4所示過程的一個步驟的簡化方程。
圖6是一灰平衡調整和色飽和度調整過程的實施例的示意流程圖。
圖7是圖6所示過程的一個步驟的簡化方程。
圖8是使用圖6所示過程的圖像處理流水線的一實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1是一列印裝置的實施例的示意方框圖，該裝置包括一接口31，用於從例如主機接收列印數據，並將列印數據存儲在緩衝存儲器33中。處理器35用於處理列印數據以產生存儲器37中存儲的位表光柵數據。列印引擎39用於根據由處理器35產生的位表光柵數據列印圖像。列印引擎39可以是，例如電子照相列印引擎或噴墨式列印引擎。
圖2是一彩色印表機的一部分圖像處理流水線的實施例的框圖。在111，對輸入的諸如CMYK(青，品紅，黃，黑)這樣的基色數據執行部分灰替換，其中CMY的某些量被替換為黑色。在113執行色飽和度調整，在114執行灰平衡調整。或者，可以在色飽和度調整之前執行灰平衡調整。在115執行線性化，從而使C，M或Y中基本相等的變化可以產生在視覺上基本相等的變化。在117執行半色調處理，並在117進行列印。
圖3是一色飽和度調整過程的實施例的示意流程圖，用於調整非黑色(non-black)的彩色數據，例如圖像像素的輸入CMY數據或灰平衡的CMY數據，並可以用來根據需要調整圖像的某些或全部像素的色飽和度或亮度。
在151，對於像素的CMY數據值是否包括灰分量進行判斷。若一像素的所有CMY數據值都是非零值，則像素的CMY數據值包含一灰分量。該灰分量可以包括，例如C，M和Y數據值中的最小值。在153，只有當C，M和Y數據值不相等(即，非灰且不等於零)時，才根據色飽和度曲線對像素的CMY數據值進行色飽和度調整。
圖4是一色飽和度調整過程的實施例的示意流程圖，用於調整非黑色的基色數據，例如圖像像素的CMY數據，並且該圖可用來調整例如非灰平衡(non-gray balanced)的CMY數據的色飽和度。
在211，將GRAY分量設置為一個像素的初始C，M和Y數據值中的最小值。在213，將MAXCMY設置為一個像素的初始C，M和Y數據值中的最大值。在215，若初始C，M，Y值中的最大值MAXCMY為零(即，若所有的C，M，Y值都為零)，則過程停止，且不調整此像素的CMY數據值。在217計算GRAY分量與MAXCMY的RATIO。在219，通過向各個初始CMY值增加一個數值來計算飽和度調整的CMY數據值，該數值是以下兩項的乘積(1)對應的最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)和初始C，M或Y值之間的差值，和(2)一減去先前計算的RATIO。若沒有灰分量，則最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)就是將被設定到的飽和度調整後的CMY值，並可以通過以查找表形式實現的飽和度曲線來獲得，該查找表由初始C，M和Y數據值來索引。以下將要描述，根據初始C，M或Y數據值的色度量或非灰的量來按比例調整，特定初始C，M或Y數據值的最大飽和度調整後的值與該初始的C，M或Y數據值之間的差值。每個飽和度曲線都可以是一個S形函數，其中對於較淺的顏色減少色彩，對於較深的顏色增加色彩。例如，對於較淺的顏色，飽和度曲線值小於初始彩色值，對於較深的顏色，飽和度曲線值大於初始彩色值。通過舉例方式可以說明相同的飽和度曲線可以用於所有的非黑色的基色。
在前面的描述中，由於RATIO就是GRAY/MAXCMY，因此可以認為RATIO定義了初始CMY數據值中的灰相對量。可以將(1-RATIO)表示為(MAXCMY-GRAY)/(MAXCMY)，並可以認為其定義了初始CMY數據值中的色度或非灰(non-gray)的相對量。(MAXCMY-GRAY)可以被認為是初始CMY數據值的色度分量。為方便起見，RATIO也可以被認為是一個相對灰分量，而(1-RATIO)可被認為是相對的非灰或色度分量。由於(1-RATIO)隨著初始CMY數據中的色度相對量而增加，並且因為(SAT_C(C)-C)，(SAT_M(M)-M)和(SAT_Y(Y)-Y)分別表示最大飽和度調整後的值和各初始彩色數據值之間的差值，因此初始CMY數據值的飽和度調整量隨著初始CMY數據中包含的色度相對量而增加。也就是說，飽和度調整量是初始CMY數據中的色度相對量(1-RATIO)的函數。因此，對於沒有灰分量的數據(即，初始C，M和Y值中的至少一個為零)，RATIO等於零，(1-RATIO)為1，執行最大飽和度調整。對於灰色(即，初始C，M，Y值相等且沒有色度)，則RATIO為1，(1-RATIO)為零，不執行飽和度調整。
一般來說，飽和度調整量可以是初始CMY數據中的色度相對量的線性或非線性函數，其中對沒有灰分量的數據執行最大飽和度調整，對灰色不執行飽和度調整。例如，RATIO可以是初始CMY數據中的灰相對量的線性或非線性函數，對於灰色等於1，對於沒有灰分量的數據等於0。類似地，(1-RATIO)可以是初始CMY數據中的色度相對量的線性或非線性函數，對於灰色等於0，對於沒有灰分量的數據等於1。
圖4所示219中的方程可以被簡化為圖5所示219』中的方程，其中各個飽和度調整後的CMY數據值都是以下兩項的和(1)初始的C，M或Y數據值與RATIO的乘積，和(2)對應的最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)與(1-RATIO)的乘積。這樣，色飽和度調整可以被認為是初始彩色數據值的一部分與對應的最大飽和度調整後值的一部分的和，其中初始彩色數據值的該部分是灰相對量的函數，其中對應的最大飽和度調整後的值的該部分是初始CMY數據值中的色度相對量的函數。
圖6是一灰平衡和色飽和度調整過程的實施例的示意流程圖，用於平衡和調整非灰平衡的非黑色的基色數據，例如一圖像像素的CMY數據，並且該圖可用來根據需要對圖像的某些或所有像素進行灰平衡和色飽和度調整。
在311，將GRAY分量設置為一像素的初始或輸入的C，M和Y數據值中的最小值。在313，將MAXCMY設置為一像素的初始C，M和Y數據值中的最大值。在315，若初始C，M和Y值中的最大值MAXCMY為零(即，若所有的初始C，M，Y值都為零)，則停止處理，並且不調整此像素的CMY數據值。在317，計算GRAY分量與MAXCMY的RATIO。在319，通過向各個初始CMY值增加數值(A)和(B)來計算灰平衡和飽和度調整後的輸出CMY數據值，所述數值(A)是以下兩項的乘積(1)對應的最大灰平衡調整後的值GRAYBAL_C(C)，GRAYBAL_M(M)或GRAYBAL_Y(Y)與初始C，M或Y值之間的差值，和(2)先前計算的RATIO；所述數值(B)是以下兩項的乘積(1)對應的最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)與初始C，M或Y值之間的差值，和(2)一減去先前計算的RATIO。
圖6所示319中的方程可以被簡化為圖7所示319』中的方程，其中每個灰平衡和飽和度調整後的CMY數據值都是以下兩項的和(1)對應的最大灰平衡調整後的值GRAYBAL_C(C)，GRAYBAL_M(M)或GRAYBAL_Y(Y)與RATIO的乘積，和(2)對應的最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)與(1-RATIO)的乘積。
在圖6的步驟中，例如對沒有進行灰平衡的數據執行灰平衡和色飽和度調整，對於各個C，M，Y彩色，對應的最大灰平衡調整後的值GRAYBAL_C(C)，GRAYBAL_M(M)或GRAYBAL_Y(Y)的一部分被加到對應的最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)的一部分和(1-RATIO)。圖6的步驟將灰平衡的功能和色飽和度調整的功能結合起來，並可用於圖8所示圖像處理流水線的一部分的實施例，其中在113』執行灰平衡和色飽和度調整。
在圖6的步驟中，由於RATIO就是GRAY/MAXCMY，因此可以認為RATIO定義了初始CMY數據值中的灰相對量。可以將(1-RATIO)表示為(MAXCMY-GRAY)/(MAXCMY)，並可以認為將其定義了原始CMY數據值中的色度或非灰的相對量。(MAXCMY-GRAY)可以被認為是初始CMY數據值的色度分量。為方便起見，RATIO也可以被認為是一個相對灰分量，而(1-RATIO)可被認為是相對的非灰或色度分量。
由於RATIO隨著初始CMY數據值中的灰相對量而增加，因此圖5所示步驟中執行的灰平衡調整的量隨著初始CMY數據中包含的灰相對量而增加。特別地，最大灰平衡調整後的值中對灰平衡和色飽和度調整後的CMY數據值有貢獻的部分是相對灰分量RATIO的函數。這樣，灰平衡調整量是初始CMY數據中的灰相對量的函數，較少的灰會導致欠灰平衡，較多的灰會導致過灰平衡。因此，若C，M和Y的初始值都是非零值且都相等(即，灰色)，則RATIO為1並執行全灰平衡。若C，M和Y的至少一個原始值為零(即，灰分量為零)，則RATIO為零且不執行灰平衡。
由於(1-RATIO)隨著初始CMY數據中的色度相對量而增加，因此飽和度調整量隨著初始CMY數據中包含的色度相對量而增加。特別地，最大色飽和度調整後的值中對灰平衡和飽和度調整後的CMY數據值有貢獻的部分是相對色度分量(1-RATIO)的函數。也就是說，飽和度調整量是CMY數據中的色度相對量(1-RATIO)的函數，較多的色度會導致過飽和度調整，較少的色度會導致欠飽和度調整。因此，對於沒有灰分量的數據(即，初始C，M和Y值中的至少一個為零)，RATIO等於零，(1-RATIO)為1，執行最大飽和度調整。對於灰色(即，非初始的C，M和Y值都相等)，RATIO為1，(1-RATIO)為零，不執行飽和度調整。
一般來說，灰平衡量可以是灰相對量的線性或非線性函數，而飽和度調整量可以是初始CMY數據中的色度相對量的線性或非線性函數。例如，RATIO可以是初始CMY數據中的灰相對量的線性或非線性函數，並且對於灰色等於1，對於沒有灰分量的數據等於0。類似地，(1-RATIO)可以是初始CMY數據中的色度相對量的線性或非線性函數，並且對於灰色等於0，對於沒有灰分量的數據等於1。
最大飽和度調整後的值SAT_C(C)，SAT_M(M)或SAT_Y(Y)可以通過以查找表形式實現的飽和度曲線來獲得，該查找表由例如C，M和Y數據值來索引。色飽和度曲線可以是如同前面討論的圖4所示過程中的S形函數。
再次參見圖7所示319』的方程，色飽和度調整可以被認為是對應的最大灰平衡調整後的值的一部分與對應的最大飽和度調整後的值的一部分的和，其中最大灰平衡調整後的值的該部分是初始CMY數據值中灰相對量的函數，其中對應的最大飽和度調整後的值的該部分是初始CMY數據值中的色度相對量的函數。這樣，灰平衡和飽和度調整後的數據值包括灰平衡後的分量與飽和度調整後的分量之和。
最大灰平衡調整後的值GRAYBAL_C(C)，GRAYBAL_M(M)，GRAYBAL_Y(Y)是通過以查找表形式實現的灰平衡曲線來獲得的，該查找表由例如初始CMY值來索引。可以通過列印多個色樣或色標(colorpatch)，然後從列印的色標中選擇灰片(gray patch)，例如先進行初始視覺分類然後進行電光測量，由經驗獲得灰平衡曲線。然後對所選擇灰片的CMY值進行曲線適配步驟，以逼近所需的墨水組合，從而獲得不同濃度的灰。
還可以通過列印多個包含預定灰靶(gray target)的色標或色樣，並測量色樣的顏色以獲得它們的色度值，從而由經驗實現該灰平衡曲線。該色樣可以包括非中性色(non-neutral color)的顏色，最好定義一個圍繞或包含預定灰靶的體積。然後，例如利用四面體內插法將色樣的CMY值內插到例如L*a*b這樣的色空間中，從而確定與預定灰靶基本匹配的離散CMY組合。然後對離散CMY組合進行曲線適配，從而實現該灰平衡曲線。
例如通過使用Delauney鑲嵌法來鑲嵌由色樣的色度數據值所覆蓋的空間，從而可以實現四面體內插法。Delauney鑲嵌法使該空間充滿不重疊的四面體。為了獲得可產生目標灰(例如由L*a*b的值來表示)的CMY組合，首先定位包含該灰靶的四面體，然後計算重心的權重，並將權重應用於該四面體的四個頂點，從而獲得該灰靶的CMY值。對於四面體內插法，可以選擇色樣，使得預定的灰靶被包含在四面體內插法使用的四面體所定義的空間中。
預定的灰靶可以包括a*＝0且b*＝0的顏色，或者是與具有不同黑色量的色度值基本匹配的顏色。
通過舉例的方式，可以使用以下的c代碼來產生包含灰靶的色樣，該灰靶可包括例如a*＝0且b*＝0的顏色for(c＝0.0；c＜1.0；c+＝0.07){for(m＝0.0；m＜1.0；m+＝0.07){for(y＝0.0；y＜1.0；y+＝0.07){gray＝min(c，min(m，y))；if(c-gray＜0.15m-gray＜0.15y-gray＜0.15)printf(″％2.4f ％2.4f ％2.4f ％2.4f\n″，c，m，y，0.0)；}}}前述的7％的CMY組合循環步進並達到該灰分量的15％(以絕對值計算)內的那些彩色值，該灰分量是每個CMY組合的C，M和Y中的最小值。Min(x，y)是返回x和y中的最小值的宏，從而min(c，min(x，y))可以得到C，M，Y中的最小值。此代碼可產生用於列印255個色樣的CMY數據值，該255個色樣在該灰分量所定義的軸上和其附近。用另一種方式來說，該步驟只列印所選顏色的所選百分比內的色樣，該所選的顏色具有等量的C，M，Y。應當理解，可以使用相對於等量C，M，Y的顏色其他距離，例如確保列印的色樣包含預定的灰靶。通過特定的例子，可以列印具有等量C，M，Y的顏色的10％或20％內的彩色值。應當理解，可以根據各種考慮，例如包含所需的精確度和/或所需的樣數目，來選擇步進的大小。然後測量列印的色樣，以產生可用於對CMY數據值進行四面體式內插的色度數據，從而確定與一定範圍的中性靶(neutral target)基本匹配的離散CMY組合。然後可以對離散CMY組合進行曲線適配，從而實現該灰平衡曲線。
灰平衡曲線可以用於追蹤例如印表機使用的黑色墨水的濃度特性。
本發明已參照公開的實施例進行了說明，應當理解，在本發明的精神和範圍內可以進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種灰平衡調整和色飽和度調整的方法，包括確定初始基色數據值中的灰相對量；確定初始基色數據值中的色度相對量；和對每個基色數據值，加上對應的最大灰平衡調整後的值的一部分和對應的最大飽和度調整後的值的一部分，從而產生各自的灰平衡和色飽和度調整後的基色數據值；和其中對應的最大灰平衡調整後的值的該部分是灰相對量的函數，最大飽和度調整後的值的該部分是色度相對量的函數。
2.如權利要求1所述的方法，其中確定灰相對量的步驟包括，計算初始基色數據值的最小值和初始基色數據值的最大值之間的比率。
3.如權利要求1所述的方法，其中確定色度相對量的步驟包括計算(1-RATIO)，其中RATIO是初始基色數據值的最小值和初始基色數據值的最大值之間的比率。
全文摘要
一種灰平衡調整和色飽和度調整的方法，包括對初始基色數據值產生各自的灰平衡分量，對初始基色數據值產生各自的色飽和度調整分量，和將各自的灰平衡分量與各自的色飽和度調整分量相加，從而產生各自的灰平衡和色飽和度調整後的基色數據值。
文檔編號H04N1/60GK1578384SQ20041007120
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月14日 優先權日2003年7月14日
發明者M·姚 申請人:施樂公司