對半色調圖像的選定部分的再次加網的製作方法

2023-12-11 17:14:22 1

對半色調圖像的選定部分的再次加網的製作方法
【專利摘要】一種用於增強在柔性印刷板(108)上成像的半色調圖像(204)的外觀的方法，該方法包括從數據存儲設備(132)檢索半色調圖像；設置用於印刷的最小網點尺寸值；使用計算機(130)分析該半色調圖像；檢測半色調圖像中填充有小於最小網點尺寸值的多個網點的區域(404)；用縮減的一組網點替換該多個網點，其中該縮減的一組網點中的每一個網點在尺寸(504)上大於該多個網點，且其中該縮減的一組網點中的每一個網點保持該多個網點的原始幾何特徵；以及保存該縮減的一組網點。
【專利說明】對半色調圖像的選定部分的再次加網

【技術領域】
[0001] 本發明涉及平面設計、印刷及出版技術的領域，具體來說，涉及以有限數目的光學 參數層級為特點的圖像製版系統。

【背景技術】
[0002] 在平面設計技術中，存在通過成像設備復現連續調圖像的需求。成像設備，例如， 基於雷射的成像器能夠產生用於表示光學參數的有限數目的層級（在最常見的情況下，僅 使用兩個層級一黑色和白色）。該目標通過應用一種叫做加網（screening)的技術得以實 現，其中，用以下方式模擬表示原圖像中要被加網的像素的灰色調值：與亮元素（像素）相 t匕，改變暗元素覆蓋的相對面積。
[0003] 存在不同的加網方法。在一個最常見的方法中，通過將圖像的一個區域細分成叫 做網格單元的相等的、周期性重複的子區域來復現該區域，該網格單元包括尺寸可變的暗 元素（印刷網點，或者被稱為半色調網點）。相對面積覆蓋率被定義為暗元素麵積與網格單 元面積之比。這種加網方法通常被稱為調幅（AM)加網。這種具有規則的，通常為正方形網 格結構的網屏由網屏周期和網屏角度來表徵。該周期的倒數被稱為網線頻率或者網線數。
[0004] 當復現依賴於尺寸的印刷網點的特徵時，會出現特定的問題。這種工藝的例子是 柔性板印刷、膠版印刷和靜電印刷工藝。
[0005] 在柔性版印刷中，能夠在印刷機上被一貫地復現的印刷板上的最小半色調印刷網 點的尺寸通常約為40微米。當小於這個尺寸時，半色調網點往往不均勻地印刷，並且還 可能包括尺寸的大幅度增加以及產生大的墨跡偽像，或者根本不印刷。對於通常使用的 1201pi的網線數以及通常使用的2400或2540dpi的設備解析度來說，40微米的半色調網 點對應於3%的面積覆蓋率；對於15001pi的網線數來說，其對應於約4%的面積覆蓋率。 這可能會導致不連續現象，其中在某些情況下，特別是在印刷圖像的亮調部分中具有幹擾 偽像。與柔性版印刷工藝關聯的高網點擴大增強了該影響且惡化了該問題。
[0006] 在膠版印刷工藝中，能夠被一貫復現的最小半色調印刷網點往往能夠小至10微 米。對於品質較低的紙張和高速印刷機來說，例如，在報紙印刷中，存在上面所討論的相同 的根本問題。在靜電印刷中也存在類似情況，其中最小印刷網點尺寸往往取決於調色劑粒 子的物理特性。
[0007] 上述問題的一個解決方案是使用美國專利5, 689, 623號（Pinard)中示出的具 有受控最小網點尺寸的調頻（FM)加網技術，即所謂的"綠噪聲"頻率調製，或者美國專利 5, 579, 457號（Hall)中示出的具有受控中間調集簇的調頻（FM)加網技術，即所謂的"二階" 頻率調製。在解決亮調區域復現問題的同時，頻率調製引入了其自身的缺點。恰當亮調復現 所需的相對粗略的特徵尺寸往往在亮調和中間調區域中導致顆粒狀的外觀。此外，與AM半 色調加網相比，FM產生的印刷網點的固有高周長與面積之比會導致明顯更高的網點擴大。 考慮到柔性版印刷工藝已經具有高網點擴大的特點，FM加網可能會導致印刷圖像的動態範 圍的顯著縮減。
[0008] 另一個解決方案被稱為"雙網點"技術或"Respi網屏"。根據該技術，通過以相同 角度被排列在柵格上的半色調網點，但在其餘色調梯尺中通過半色調的平方根的頻率，來 呈現色調梯尺的極端，亮調和/或暗調，從而使半色調網點的數目減半，且因此使每個網點 的尺寸加倍。這使得具有兩種不同尺寸的半色調網點的色調梯尺的極端和主要部分之間的 過渡區域被排列成棋盤狀圖案。當把圖像的不可復現的部分的截止值更遠地移動到色調梯 尺的極端部分時，依然沒有完全地解決該問題。此外，通過引入額外的網屏頻率，在部分分 色處於色調梯尺的極端部分且其餘分色處於色調梯尺的非極端部分的區域的情況下，這樣 的技術可在多色圖像中產生極不希望的莫爾效應。
[0009] 為了克服上述缺點，美國專利5,766,807號（〇61&匕&8七^8等人）提出了一種解決 方案。該方法被稱為"混合加網"。在該解決方案中，定義適於周期性地瓷磚式覆蓋一個平 面的"超細胞"閾值矩陣，使得它包括針對半色調網點中心的多個位置，並且被填充有閾值。 當該矩陣被用來對連續調圖像加網時，在色調梯尺的極端部分中產生具有預先定義的最小 尺寸的半色調網點，而在半色調網點中心的其餘部分中，根本不產生半色調網點。以使得整 個超細胞區域的面積覆蓋率對應於連續調圖像中的色調值的方式來進行這個處理。換言 之，不是調製半色調網點的尺寸，而是在預先定義的網點覆蓋率以下保持網點尺寸為恆定， 但根據色調值來調製網點數目；色調表示的準確度由預先定義的最小半色調網點尺寸以及 超細胞閾值矩陣中半色調網點中心的數目來確定。
[0010] 雖然這個解決方案不存在前面解決方案的極不希望的影響時，但該解決方案依 然具有一些問題。值得注意的是，基於超細胞的圖案易於出現顆粒感以及"噪聲的"外觀； 受限於超細胞閾值矩陣中半色調網點中心的數目的相對粗略的量化步長可在圖像的暈影 (vignette)部分中產生帶化效果；"孤立的"和不完整的半色調網點依然可產生不希望的 "汙點狀"偽像；並且基於超細胞的解決方案將網屏角度/網屏頻率組合的可用數目限於具 有合理的正切角的那些。


【發明內容】

[0011] 簡單來說，根據本發明的一個方面，用於增強在柔性印刷板上成像的半色調圖像 的外觀的方法包括從數據存儲設備中檢索半色調圖像；設置用於印刷的最小網點尺寸值； 使用計算機分析該半色調圖像；檢測半色調圖像中填充有小於最小網點尺寸值的多個網點 的區域；用縮減的一組網點替換所述多個網點，其中該縮減的一組網點中的每一個網點在 尺寸上均大於所述多個網點，且其中該縮減的一組網點中的每一個網點保持所述多個網點 的原始幾何特徵；以及將該縮減的一組網點保存在存儲設備中。
[0012] 在下文呈現的優選實施方式的詳細描述中，本發明及其目的和優點會更加清楚明 白。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1以圖的形式表示適合於曝光柔性印刷板的現有技術的成像系統；
[0014] 圖2以圖的形式表示準備好曝光的現有技術的半色調圖像；
[0015] 圖3以圖的形式表示經增強的半色調圖像，增強了圖2中所示的圖像；
[0016] 圖4以圖的形式表示來自於要被增強的半色調圖像的小網點區域；以及
[0017] 圖5以圖的形式表示圖4中所示的小網點的經增強的區域，小網點被較少的一組 網點所替換，其中每個新網點在尺寸上更大。

【具體實施方式】
[0018] 在下面的詳細的描述中，為了提供本公開內容的全面的理解，闡述了具體的細節。 然而，本領域技術人員將理解的是可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本公開內容的教 導。在其它實例中，沒有詳細地描述眾所周知的方法、過程、部件和電路，以免模糊本公開內 容的教導。
[0019] 雖然結合實施方式之一來描述本發明，然而將理解的是，這裡沒有想將本發明限 於該實施方式。相反地，這裡想覆蓋由所附權利要求涵蓋的所有替代、修改和等同方式。
[0020] 為了通過控制所述圖像的極端色調梯尺部分中半色調網點的尺寸和空間分布來 改善半色調化圖像的復現特性，已經通過傳統的調幅（AM)加網方式加網的半色調圖像被 概念性地表示為黑色和白色像素的矩形陣列。本發明不限於AM加網的任何特定的類型、算 法或者方法，且僅利用AM加網的兩個基本特性，即周期性柵格的參數，其角度及由其加網 線數來表示的其頻率，即網格，以及派生參數，例如res/mesh比，其等於單個網格單元的邊 長，單位為單個像素的尺寸。
[0021] 為了處理圖2中所示的經加網的圖像204,由計算機130從存儲元件132 (圖1)中 取出經加網的圖像204。定義"自然"坐標系，其中X軸沿圖像線延伸且Y軸垂直於X軸，並 且度量單位是單個像素的尺寸，以及定義它的"轉換"坐標系，其中X'軸和Y'軸沿網格柵 格方向延伸，即被旋轉了與自然坐標系和表示為res/mesh比的度量單位有關的網屏角度。
[0022] 此外，DS1被定義為能可靠復現的最小半色調網點尺寸（以像素為單位），且DS2> =DS1被定義為對應於截止面積覆蓋率的半色調網點尺寸值（以像素為單位），該截止面積 覆蓋率定義從色調梯尺的正常部分向"極端"部分的轉變。識別包含在半色調圖像中的分 立的半色調網點並以下列方式對其進行處理：如果半色調網點的尺寸> =DS2,則不修改該 半色調網點。
[0023] 如果半色調網點的尺寸DS〈DS2,則在自然坐標系中計算其重心的坐標Xc和Yc， 將這些坐標變換成轉換坐標系中的X'c和Y'c，並且根據這些坐標獲得相應的網格單元索 引Mx=floor(X'c)和My=floor(Y'c)。將算子F(DS,mx,yx)應用於這些索引，其返回 1或〇，使得平均值（1/制8)[?(05，11^，1^)和52基本上等於05，其中對所有尺寸為05的 半色調網點進行求和。算子F能夠為解析表達式或針對預先定義的陣列的簡單查找操作。 如果算子F返回0,則通過用對比色的像素替換其所有像素來去除半色調網點。如果算子F 返回1，則用相同形狀和相同重心但尺寸為DSn的半色調網點替換半色調網點，其中DSn是 從值陣列[DSnl，DSn2, ...，DSnN]中選出的值，例如DSnl> =DSl，DSnX〈DSn(X+l)且平均值 (1/N)E(DSnX) ==DS2。
[0024] 該方法保證通過印刷工藝對具有色調梯尺的極端值的區域中的半色調網點的一 致復現，並且保證所述區域以及從色調梯尺的極端值到中間調值的過渡區域的平滑、無顆 粒、無偽像的外觀。
[0025] 在本發明的一個優選實施方式中，值陣列[DSnl，DSn2,…，DSnN]包括四個元素一 DSnl，DSn2，DSn3和DSn4,使得元素DSnl的尺寸等於DS1，即能可靠復現的最小半色調網點 尺寸（單位為像素）；元素DSn2,DSn3和DSn4的尺寸分別為DS1+1，DS1+2和DS1+3個像 素。優選實施方式中的截止尺寸DS2被定義為DS1+2個像素。
[0026] 優選實施方式中的算子F(DS，mx，my)被定義為以下兩個值之間的比較運算：根 據半色調網點尺寸DS導出的值和來自於查找方陣B[N][N]的值，其中陣列大小N為2~n， n>>8。查找陣列B[N] [N] -律填充有從0至M= 2~m-l，m> = 10的整數值，使得：a)陣列 B[N][N]在水平方向和垂直方向上顯示出回卷特性，以及b)當被用作閾值陣列時，在任何 從0至M的給定層級的閾值運算的結果均顯示出藍噪聲特性。
[0027] 網屏角度表示為a，網線數表示為mesh，圖像解析度表示為res以及網格單元的 邊長表示為r2m=res/mesh。已知上述這些定義，能夠以如下方式用偽碼表示出本發明的 優選實施方式：
[0028] 當掃描半色調化1比特圖像時；
[0029] 識別半色調網點；
[0030] 分配每個像素給其各自的網點；
[0031] 針對每個半色調網點
[0032] 如果（單位為像素的網點尺寸DS> =DS2)，則
[0033] 在不修改的情況下繼續到下一半色調網點；
[0034] 否則，如下所述修改網點：
[0035]

【權利要求】
1. 一種用於增強半色調圖像的外觀的方法，所述半色調圖像用於在柔性印刷板上成 像，包括： 從數據存儲設備中檢索所述半色調圖像； 設置用於印刷的最小網點尺寸值； 使用計算機分析所述半色調圖像； 檢測所述半色調圖像中填充有小於所述最小網點尺寸值的多個網點的區域； 用縮減的一組網點替換所述多個網點，其中所述縮減的一組網點中的每一個網點在尺 寸上大於所述多個網點，且其中所述縮減的一組網點中的每一個網點保持所述多個網點的 原始幾何特徵；以及 將所述縮減的一組網點保存在所述存儲設備中。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述原始幾何特徵是網點的重心。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述原始幾何特徵是所述網點所位於的角度。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述原始幾何特徵是所述網點的網格。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中根據網點尺寸擴大所述縮減的一組網點中的每一 個網點，其中以隨機的方式確定所述網點尺寸。
6. 根據權利要求1所述的方法，包括： 印刷所述半色調圖像。
【文檔編號】H04N1/405GK104322047SQ201380026880
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月16日 優先權日:2012年5月22日
【發明者】亞歷山大·克羅爾 申請人:伊斯曼柯達公司