色彩半调处理的制作方法

成像系统被设置为输出图像。成像系统可以包括打印或显示系统，其中输出是打印或者显示的图像。在这些情况下，可以在第一色彩空间中表示图像的色彩数据并且必需将该色彩数据映射至用于生成输出的第二色彩空间。为此可以使用色彩映射。在半调成像系统中，色彩映射之后可以进行半调处理，以便于使用一系列点形状再现在第二色彩空间中展示的连续色调图像。这可以允许以若干离散的输出微滴等级将连续色调图像打印在打印装置上。这个过程的结果是以半调色彩分离的形式的输出。任何特定成像系统的输出取决于该成像系统所使用的特定色彩半调处理流水线的特性。

附图说明

从以下结合了仅借由示例的方式一起示出了多个特征的附图将使得某些示例的各个特征和优点变得明显，其中：

图1A是根据示例的第一图像处理流水线的示意图；

图1B是根据示例的第二图像处理流水线的示意图；

图2是示出了根据示例的纽介堡色元面积率向量的表达的示意图；

图3是示出了根据示例的用于生成色彩映射的方法的流程图；

图4是示出了根据示例的用于生成色彩映射的某些部件的示意图；

图5是示出了根据示例的用于生成色彩映射的另一方法的流程图；以及

图6是示出了根据示例的处理装置的示意图。

具体实施方式

在以下说明书中，为了解释说明的目的，阐述了某些示例的数个具体细节。在说明书中对“一示例”或类似语言的参考意味着结合示例描述的特定特征、结构或特性包括在至少该一个示例中，但是并非必需包括在其他示例中。

在此描述的某些示例涉及成像系统中的色彩映射。色彩映射是给定色彩的第一表达被映射至相同色彩的第二表达的过程。尽管“色彩”是由人类直观地理解的概念，其可以被大量的各种方式表示。例如，在一种情况下，色彩可以由跨越可见波长范围的功率或强度谱表示。然而，这是高维度表示，并且因此色彩模型用于在较低维度下表示色彩。例如，某些色彩模型利用色彩可以被视作是根源在人脑的视网膜和神经回路中的主观现象的事实。在这种情况下，“色彩”可以被定义为用于表示类似视觉感知的类别；如果两个色彩对一个或多个个人的群组产生类似的效果，则这两个色彩被称作是相同的。随后可以使用较少数目的变量而对这些类别建模。

在本上下文的范围内，色彩模型可以定义色彩空间。在这个意义上，色彩空间可以被定义作为多维空间，其中该多维空间中的点表示色彩值，并且空间的维度表示色彩模型内的变量。例如，在红、绿、蓝(RGB)色彩空间中，加色法色彩模型(additive color model)定义了表示不同数量的红光、绿光和蓝光的三个变量。其他色彩空间包括：青、品红、黄和黑(CMYK)色彩空间，其中四个变量在减色法模型中用于表示不同数量的例如用于打印系统的着色剂；国际照明委员会(CIE)1931XYZ色彩空间，其中三个变量(“X”、“Y”和“Z”或者三色值)被用于对色彩建模，以及CIE 1976(L*，a*，b*-CIELAB)色彩空间，其中三个变量表示亮度(“L”)和相对的色彩维度(“a”和“b”)。某些色彩模型，诸如RGB和CMYK，可以称作是装置相关的，例如当使用不同成像系统时具有共同RGB或CMYK数值的输出色彩可以具有不同的感知的色彩。

当作用于色彩空间时，术语“色域”涉及在表示可以由成像系统输出的色彩值的色彩空间中的多维体积。色域可以在色彩空间中采取任意体积的形式，其中体积内的色彩值可用于成像系统但是落在体积之外的色彩值不可用于成像系统。在以下说明书中将使用如上所述的术语色彩映射、色彩模型、色彩空间和色彩色域。

图1A示出了第一图像处理流水线100的示例。在此所述的某些示例采用如图1B所示的第二图像处理流水线150仿真第一图像处理流水线100。在图1A的示例中，图像数据110被传递至色彩映射部件120中。图像数据110可以包括如在第一色彩空间中表示的色彩数据，诸如在RGB色彩空间中的像素表示。色彩映射部件120将来自第一色彩空间的色彩数据映射至第二色彩空间。

在第一图像处理流水线100中，色彩映射部件120将来自第一色彩空间的色彩数据映射至着色剂色彩空间以便生成色彩分离。例如，着色剂色彩空间可以是CMYK色彩空间，并且色彩分离可以包括着色剂向量的集合，例如每个RGB像素值可以被映射至CMYK像素值，其中CMYK像素值表示着色剂的比例(例如[10,125,80]可以被映射至[0.92,0.0,0.36,0.51])。每个着色剂的比例可以由分数(例如0至1)或百分比(例如0至100％)表示。着色剂空间内使用的着色剂可以取决于期望的打印装置而改变，例如六个着色剂可以与CMYKcm打印装置关联使用。

色彩映射部件120所生成的色彩分离包括连续色调数据，也即使用连续范围表示每个着色剂。在第一图像处理流水线100的上下文中，术语“色彩分离”涉及在着色剂空间中的色彩映射的输出。在某些情况下，色彩分离可以包括多个着色剂图像或成分，例如打印系统中每个着色剂对应一个着色剂图像或成分。为了易于解释说明，在此使用的术语“色彩分离”指的是将多个着色剂成分中的每一个进行组合的结果，而不是每个着色剂成分自身。

在第一图像处理流水线100中，在色彩分离生成之后，半调部件130对连续色调数据应用半调操作以生成半调输出140。半调操作使用一系列几何形状将色彩分离的连续调数据转换为分离色调数据，例如包括若干分离的色彩等级的数据。例如，如果将要在二进制等级打印装置(例如每个像素具有0％或100％着色剂)上打印图像，则半调部件130可以生成半调输出，该半调输出中每个着色剂具有两个离散的色调等级。通常，一系列点用于复制连续色调数据，其中每个点包括纯色，并且点的大小、点的形状以及点的间距中的一个或多个个的变化仿真当从一距离观看时的连续色调。

图1B示出了第二图像处理流水线150的示例。类似于第一图像处理流水线100，第二图像处理流水线150接收被传递至色彩映射部件170中的图像数据160。图像数据160可以包括如在第一色彩空间中表示的色彩数据，诸如在RGB色彩空间中的像素表示。色彩映射部件170将来自第一色彩空间的色彩数据映射至第二色彩空间。与第一成像流水线100相反，并且如以下更详细所述，第二图像处理流水线150中的第二色彩空间包括纽介堡色元面积率(Neugebauer Primary area coverage,NPac)色彩空间。在使用第二图像处理流水线150的情况下，NPac色彩空间用作域，色彩映射进程和半调进程在该域内传递信息，也即输出色彩由规定了特定着色剂组合的特定面积率的NPac数值限定。这与第一图像处理流水线100相反，其中针对着色剂向量空间执行色彩映射，并且随后对在着色剂向量空间中的连续色调数据执行半调操作以生成输出图像。相反地，在第二图像处理流水线中，衬底上的半调图像包括多个像素或点，其中像素或点的空间密度在NPac色彩空间中定义并且控制图像区域的比色法，也即任何半调进程简单地实现如NPac中定义的面积率。同样地，在第二图像处理流水线150的上下文中，涉及NPac输出的术语“色彩分离”组合了色彩映射和半调进程的元素。在图像处理中使用NPac数值的成像系统的示例是半调区域纽介堡分离(HANS)流水线。

如上所述，在此的某些示例被设置为输出在纽介堡色元面积率(NPac)空间中的色彩数据。NPac空间提供了大量条件等色，便于对使用分离色彩映射至着色剂以及半调处理的第一图像处理流水线进行仿真。NPac表示在单位面积上一个或多个纽介堡基色(Neugebauer Primaries，NP)的分布。例如，在二进制(双等级)打印机中，NP是打印系统内k个墨水的2^k个组合中的一个。例如，如果打印装置使用CMY墨水，则可以存在八个NP，这些NP涉及以下：C，M，Y，C+M，C+Y，M+Y。C+M+Y，以及W(白色或黑色指示墨水缺失)。其他示例也可以包括多等级打印机，例如其中打印头能够沉积N个微滴等级，在这种情况下，NP可以包括打印系统内k个墨水的N^k个组合中的一个。尽管参照一个或多个个着色剂等级描述了某些打印装置示例，应该理解的是任何色彩映射可以扩展至可以在打印系统中沉积并且可以改变被感知的输出色彩的诸如光泽漆和/或清漆的其他打印流体；这些可以建模为NP。

图2示出了用于CMY成像系统的示例性NPac向量200。该示例示出了输出图像的单位面积，该单位面积包括三乘三的像素区域210。在实施方式中，NPac的单位面积可以取决于成像系统的分辨率(例如在打印系统中每平方英寸的点)。单位面积可以定义为特定数目的打印机像素，例如由点分辨率定义的像素。NPac向量200限定了针对单位面积的八个NP的面积率；例如，在这种情况下：一个白色(W)像素(235)；一个青色(C)像素(205)；两个品红色(M)像素(215)；没有黄色(Y)像素；两个青色+品红色(CM)像素(275)；一个青色+黄色(CY)像素(245)；一个品红+黄色(MY)像素(255)；以及一个青色+品红+黄色(CMY)像素(265)。可以看出，每个NPac向量的成分数值合计为一，也即用于代表单位面积的总面积。

尽管在图4中示出了示例性的三乘三区域，这是为了易于解释说明；单位面积可以是任意大小和/或可以存在多个等级的单元。例如，n乘n毫米区域可以包括单位面积并且成像装置可以被设置为输出NP的区域以匹配NPac向量定义。在一种情况下，可以针对特定单位区域对NPac向量进行近似，该近似具有扩散或者传播至相邻单位区域的任何误差，使得针对给定等级减小了输出图像与NPac向量之间的误差。同样地，尽管为了易于解释说明使用CMY系统，还可以使用其他成像系统。

在此所述的某些示例生成了可以用于在第一图像处理流水线中仿真色彩映射和半调操作(仿真色彩半调处理流水线)的色彩映射。从而能够用HANS处理流水线仿真传统打印流水线。还为不同色彩半调处理流水线提供了共同的映射空间，例如通过将不同色彩半调处理流水线表示为至共同NPac空间的色彩映射，不同流水线的效果可以组合和/或另外控制。

图3示出了用于生成代表色彩半调处理流水线的色彩映射的方法300。在步骤310处生成色彩图表315。色彩图表315包括一个或多个测试斑点。每个测试斑点表示色彩半调处理流水线的色彩空间的取样，例如每个测试斑点可以特征化从色彩空间取样得到的色彩值。色彩半调处理流水线的色彩空间可以包括红色、绿色、蓝色(RGB)色彩空间与青色、品红、黄色和黑色(CMYK)色彩空间中的一个。取样可以是色彩空间的有规律的取样。例如，在一种情况下，有规律的取样可以包括RGB色彩空间的每个色彩通道中的17个等级，得到17³、也即4913个测试斑点色彩。在另一种情况下，有规律的取样可以包括CMYK色彩空间的每个着色剂通道中的9个等级，得到9⁴也即6561个测试斑点色彩。可以基于可应用资源和任何特定实施方式的需求而选择取样的等级。每个测试斑点被设置为具有足够的像素数目以便于精确地测量任何半调输出。在一个实施方式中，128乘以128像素方块是足够的。在图1A的上下文中，色彩图表315可以被生成为由第一图像处理流水线100处理的图像数据110。

在图3中的步骤320处，使用色彩半调处理流水线准备针对色彩图表的色彩分离325。例如，在图1A的上下文中，色彩映射部件120可以接收色彩图表315作为图像数据110，并且针对多个着色剂中的每一个生成连续色调数据。在图3中，色彩分离325被示出为具有CMYK成分，也即包括在CMYK着色剂空间中的连续色调数据。其他示例可以使用更多或更少的着色剂，例如在另一示例中，色彩分离325可以是由RGB连续色调数据所生成的CMYKcm连续色调数据。在步骤330处，使用色彩半调处理流水线将半调操作应用于色彩分离325以生成半调输出335。例如，在图1A的上下文中，半调部件130可以接收代表了色彩分离325的连续色调数据，并且应用多个半调网屏中的一个以输出半调(例如离散色调)数据。在某些情况下，半调输出335可以包括指示了每个半调像素的着色剂微滴状态的数据，例如一个或多个个CMYK打印机笔是否在特定衬底区域喷出微滴。因此在步骤310至330中的输出是包括许多测试斑点的色彩图表的半调表示。

在图3中的步骤340处，处理半调输出335以确定一个或多个NPac数值。对于一个或多个个所选择的测试斑点，处理半调输出335可以包括确定所选择的测试斑点的打印流体微滴状态的统计。在某种情况下，微滴状态统计可以包括针对预定的测试斑点区域的纽介堡基色(Neugebauer Primary，NP)比例。在一种情况下，针对色彩图表中每个测试斑点确定NPac向量。在步骤350处，这些所确定的NPac数值用于生成色彩空间至NPac的色彩映射355。例如，如果用于生成色彩图表的测试斑点的取样色彩值是已知的，则该取样色彩值可以被映射至针对每个测试斑点所确定的NPac数值。在图3中，步骤310和350之间的虚线表示在色彩映射的生成中使用已知取样的色彩值。然而，在其他情况下，可以基于已知的取样率而确定所取样的色彩值。

图3所示的方法300的输出是在输入色彩空间中的色彩值与NPac数值之间的色彩映射。参照图1A，色彩映射表示第一图像处理流水线100的色彩映射部件120和半调部件130的动作。同样地，色彩映射可以由第二图像处理流水线150的色彩映射部件170使用以生成NPac输出180，该NPac输出180在色彩方面对第一图像处理流水线100的半调输出140进行仿真。通常，输入色彩空间是图像数据110和160的色彩空间，例如RGB或CMYK色彩空间。色彩映射可以由具有一个或多个个节点的查找表提供，其中每个节点表示从特定输入色彩值至特定输出NPac数值的映射。针对具有17和9个取样等级的示例，得到的查找表分别包括4913和6561个节点。

如果图3的输出是查找表，则在查找表的节点处，第二图像处理流水线150的半调统计将与第一图像处理流水线100的半调统计匹配。由于取决于第二图像处理流水线所使用的用于实现NPac数值的算法、例如在单位区域中分布NP的算法，第一图像处理流水线100的半调部件130所使用的精确图案将不匹配。然而，色彩属性将是匹配的。在某些情况下，在所生成的查找表的节点之间第一和第二图像处理流水线之间可以存在差异。这是因为在查找表节点之间使用不论是线性的或者其他类型的内插来实现特定映射。在这种情况下，增大取样等级的数目将增大节点的数目以及因此增大映射精度，例如RGB色彩空间的33³个节点可以提供更精确的匹配(35937个测试斑点)。在其他情况下，在人类感知所允许的范围内，在较低取样等级下映射可以是精确的，例如在某些情况下(125个测试斑点)可以针对RGB色彩空间采用5³个节点，从而提供合适地精确匹配。因为存在于人类视觉系统中的光学线性平均，所以相对较低分辨率的查找表是足够的。假定具有各自NPac的两个节点，任何中间节点仅仅是这些NPac的凸组合，中间节点之后是NPac自身，并且得到的图形是在由凸权重确定的合适比率下构成的NPac的各自墨水叠印(或NP)的空间和比率加权的分布。

在特定实施方式中所使用的测试斑点的大小可以取决于许多因素。第一因素可以是色彩半调处理流水线中着色剂重现的精确度。例如，第一图像处理流水线100可以在特定码位等级下编码着色剂向量，例如可以使用8、12或16位(256、4096或65536个等级之一)再现连续色调数据。精确度越高，斑点应该越大，例如对于8位编码，因为考虑到将被再现的每个值的可能性，将会有256个像素，理论上可行的最小斑点是16×16个像素。同样地对于10位精确度，最小斑点的大小将是32×32个像素等。第二因素是NPac再现的精确度，例如是否使用8、12或16位再现NPac。第三因素可以是第二图像处理流水线所使用的阈值矩阵和/或阈值矩阵的位深度。阈值矩阵是由给定位深度(例如8、12或16位)的连续色调数值组成的矩阵，因此每个数值以相同且恒定的可能性分布在矩阵中。示例是“白噪声”统一随机阈值矩阵受制于如下约束，例如在12位精度条件下的64×64斑点，从0至4095中的每个数值在矩阵中恰好地出现一次。可以考虑到数个额外约束而设计阈值矩阵，诸如连续在一起的聚类数值，导致聚类点或AM网屏半调图形。通常，测试斑点被选择为具有足够大的尺寸以使测试斑点包含将由第一图像处理流水线100放置在测试斑点中的NP的典型的集合。

在一种情况下，确定NPac数值的集合包括打印半调输出335以生成打印输出。该打印输出可以随后例如使用色彩扫描装置、色度计和/或分光计而测量，以确定微滴状态统计和/或来自打印输出的色度学。在另一种情况下，可以从半调输出，例如直接从代表了“打印就绪”半调图像的数据测量微滴状态统计。

图4示出了可以用于仿真色彩半调处理流水线405的流水线仿真器450的示例。图4示出了色彩半调处理流水线405的两个部件：色彩映射部件420接收图像数据410，生成连续色调数据，该连续色调数据由实施半调操作以生成半调输出440的半调部件430接收。在这种方式下，元件410至440类似于图1A中的部件110至140。流水线仿真器450被设置为从色彩半调处理流水线405接收半调输出440，并且生成针对色彩映射部件460的映射。色彩映射部件460使用该映射将图像数据110转换为NPac输出470，其中在NPac输出470中的感知色彩与半调输出440的感知色彩匹配。一旦映射被生成，色彩映射部件460可以独立地将图像数据410映射至NPac输出470，也即映射可以用于在诸如HANS流水线的分离处理流水线中对色彩半调处理流水线进行仿真。

图5示出了生成色彩映射的另一方法500的流程图。在步骤510处，处理来自色彩半调处理流水线的半调输出515。半调输出515是将色彩半调处理流水线应用于预定的输入图像数据的结果。色彩半调处理流水线包括将半调操作应用于连续色调着色剂数据。在步骤520处，从半调输出515得到NPac数值的集合。步骤520可以包括测量存在于使用半调输出515生成的打印输出中的NPac数值的集合。在步骤530处，基于所确定的NPac数值和预定的输入图像数据生成色彩空间至NPac的色彩映射。例如，如果已知输入图像的区域具有特定的RGB色彩值并且针对打印输出中的相同区域测量了NPac数值而，则可以存储从RGB色彩值至NPac数值的映射。

在此所述的某些示例能够在HANS流水线内对包括分离的色彩分离和半调级的已有的色彩流水线进行仿真。在此所述的某些实施例包括创建连续色调数值的规则网格，通过现有的基于墨水向量的流水线传递该规则网格，应用半调操作，随后获取半调输出并且将网格的每个部分表达为NPac数值。结果是色彩映射，该色彩映射，例如以RGB或CMYK至NPac查找表的形式，可以应用于图像数据以再生已有的色彩流水线的色彩输出。因此，某些示例允许利用分离的色彩分离和半调级的色彩处理流水线与使用NPac色彩表现的色彩处理流水线共同操作。从而使着色剂或者墨水向量色彩分离(其色彩受半调处理的影响)将被唯一地定义在NPac色彩空间中。这种这是可能地，因为NPac表达针对单位面积设置面积率参数，因此任何后来的半调工艺可以简单地实现这些空间分布而无需改变使用NPac向量所限定的色彩。随后还允许在共同色彩空间中组合并且操纵不同色彩处理流水线的输出。还实现了益处，诸如在面积率域中内插，以及平行化和/或可参数化单个矩阵半调。

在此所述的某些示例涉及一种包括查找表的成像系统。例如，可以使用根据图3和图5中的任意一个的方法所生成的查找表而实现色彩映射170。查找表包括多个节点，每个节点被配置为将色彩空间中色彩值映射至NPac空间中的NPac向量。在这种情况下，成像系统被设置为使用查找表处理输入图像并且生成包括一个或多个个NPac向量的半调输出；每个节点的色彩映射代表了可替代的成像系统执行的色彩半调处理，该可替代的成像系统被配置为处理输入图像以生成连续色调色彩数据并且将半调操作应用于连续色调色彩数据以生成半调输出。

如在此所述的某些方法和系统可以由处理器实现，该处理器处理从非临时性存储介质检索到的计算机程序代码。图6示出了成像系统610的示例600，该成像系统610包括耦合至处理器620的机器可读存储介质640。在某种情况下，成像系统610可以包括计算机；在其他情况下，成像装置可以包括打印机、扫描仪、显示装置等等。机器可读媒介640可以是能够包含、存储或维持程序和数据的任何介质，该程序和数据由指令执行系统所使用或与指令执行系统连接。机器可读介质可以包括许多物理介质中的任意一个，诸如例如电子、磁性、光学、电磁或半导体媒体。合适的机器可读介质的更具体示例包括但不限于，硬盘驱动，随机访问存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编程只读存储器，或者便携式盘碟。在图6中，机器可读存储介质包括程序代码以实现诸如以上查找表的色彩映射650。在某些情情况下，机器可读存储介质可以包括程序代码以实现色彩映射发生器，该色彩映射发生器在使用中执行如上所述方法中的一个或多个。

已经展示了前述说明书以示出并描述所述原理的示例。该说明书并非意在穷举性或将这些原理限定于所公开的任何精确形式。根据以上教导，许多修改和改变是可能的。