專利名稱：結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像處理裝置，應(yīng)用于影像輸出裝置，特別是涉及一種同時結(jié)合半色調(diào)法與影像增強(qiáng)技術(shù)的影像處理裝置。
背景技術(shù)：
一般來說，計算機(jī)上所顯示的數(shù)字影像都是由三原色—紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)依照不同的比例混合而成，以24位的影像為例，R、G、B分別為8位，各原色的色階為0～255，譬如R、G、B值皆為0顯示黑色，R、G、B值皆為255代表白色。然而當(dāng)計算機(jī)上的數(shù)字影像要輸出時就發(fā)生了問題，因為許多打印和顯示裝置只能產(chǎn)生二值化的影像，因此必須將多色階影像轉(zhuǎn)換成二值化影像輸出，這種轉(zhuǎn)換方法稱為半色調(diào)(Halftone)。
半色調(diào)是利用人眼對陰影的錯覺造成多色階的感覺，以打印機(jī)為例，以紙張上的一小方格為一單位，每一單位以不同的填滿程度對應(yīng)到不同的色階值，觀察者在適當(dāng)?shù)木嚯x外看這個方格，并不會看到方格內(nèi)的明暗變化，而會將小方格看成一整體，只會感覺到方格的平均亮度。
依據(jù)計算出半色調(diào)影像一個像素所需處理點(diǎn)數(shù)的多寡，半色調(diào)處理通?？煞殖蓛纱箢悊吸c(diǎn)處理法與鄰近點(diǎn)處理法。對于單點(diǎn)處理法而言，半色調(diào)的輸出通常是由原影像的每個像素經(jīng)過與某個屏蔽(Mask)比較而得，此種方法以顫抖法(Dither Method)為代表。對于鄰近點(diǎn)處理法而言，半色調(diào)的輸出不是由簡單的像素比較就能得到，而需要經(jīng)過濾波(Filter)的處理，此種方法以誤差擴(kuò)散法(Error Diffusion Method)為代表。由于使用誤差擴(kuò)散法能得到較好的色階表現(xiàn)，當(dāng)為了得到品質(zhì)較好的半色調(diào)輸出影像時，比較常用誤差擴(kuò)散法，但是，此法的缺點(diǎn)就是復(fù)雜的運(yùn)算，一像素的計算需要周圍數(shù)點(diǎn)的乘加才能完成。
一張多色階的影像通常都是為了符合輸出裝置的特性才會做半色調(diào)處理，由于半色調(diào)后的輸出影像經(jīng)過調(diào)降色階，輸出影像的品質(zhì)也就一定不會有原始影像好，此時，如果原始多色階的影像品質(zhì)很差，如模糊、有噪聲，輸出的半色調(diào)影像看來就會更差。一般而言，為了改善此問題，原始影像在做半色調(diào)處理前會先加強(qiáng)影像品質(zhì)，如此一來，算法的架構(gòu)及運(yùn)算復(fù)雜度都增加，所需的內(nèi)存也相對隨之增加。
另一方面，多功能事務(wù)機(jī)與相片打印機(jī)都使用到半色調(diào)的技術(shù)。在多功能事務(wù)機(jī)的拷貝流程中，一份彩色的文件可以直接經(jīng)由掃描而打印輸出，此一流程完全是獨(dú)立完成，并沒有經(jīng)過計算機(jī)的處理，若多功能事務(wù)機(jī)本身并沒有影像增強(qiáng)處理的機(jī)制，則輸出品質(zhì)完全依據(jù)于原始文件，一旦原始文件有瑕疵，打印輸出也就有瑕疵。相同的情形也發(fā)生在相片打印機(jī)，一般的相片打印機(jī)都具有插放記憶卡的裝置，記憶卡中有許多影像文件，使用者會從記憶卡中選擇要打印的影像，由于此一流程也未經(jīng)計算機(jī)處理，若原始影像品質(zhì)不好，打印輸出的品質(zhì)也就不好。在這些情況下，輸出品質(zhì)的改善必須在裝置端完成，至于如何改善就衍生出許多不同的技術(shù)。
因此，現(xiàn)有專利提出一些不同的解決之道，如美國專利公告第6,424,747號專利，其設(shè)計了一個平滑電路，通過此電路從濾波器儲存單元中選擇一適當(dāng)?shù)臑V波器，然后由色彩轉(zhuǎn)換表(Color Conversion Table)中查得的值通過濾波器來加以平滑化；然而此發(fā)明直接改變色彩值恐怕會影響到影像的色彩表現(xiàn)。如美國專利公告第6,201,613號專利，是將半色調(diào)后的影像經(jīng)由低通濾波器處理達(dá)到平滑化的效果；因為是針對半色調(diào)后的影像來進(jìn)行平滑化處理，處理效果有限。如美國專利公告第6,061,145號專利，同樣針對一張半色調(diào)影像作平滑化處理，其乃先檢測出半色調(diào)影像中銳利的型別(Pattern)，再把這些銳利的型別以預(yù)先設(shè)定的平滑型別代替，此方法必須經(jīng)過兩個步驟的處理檢測與替換，檢測的部分會消耗不少時間，而且原先設(shè)定的銳利型別種類越多，所檢測的時間也就越多，所需的內(nèi)存也就越多，并不實用。如美國專利公告第5,757,976號專利，其使用誤差擴(kuò)散法達(dá)成半色調(diào)處理，并有一濾波器控制電路依據(jù)影像中不同的區(qū)域灰度值選擇不同的誤差擴(kuò)散濾波器，以達(dá)成不同的效果，不過誤差濾波器的改變只對半色調(diào)所產(chǎn)生的噪聲與重復(fù)型別有影響，對于原始影像品質(zhì)就不佳的情況無法得到有效的改善。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)的影像色彩表現(xiàn)不佳、內(nèi)存使用量大的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，包含有一影像輸入模塊，用以讀取一影像，并產(chǎn)生一原始影像數(shù)據(jù)；一影像增強(qiáng)處理模塊，接收該原始影像數(shù)據(jù)，并針對該原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，而輸出一影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)；及一半色調(diào)處理模塊，接收該影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理而輸出一半色調(diào)影像；該影像增強(qiáng)處理模塊根據(jù)該半色調(diào)處理模塊進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理所需的像素來進(jìn)行影像增強(qiáng)處理。
上述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為濾波器的型式。
上述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一平滑化處理模塊。
上述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一銳利化處理模塊。
上述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，該影像增強(qiáng)處理模塊包含有一乘法運(yùn)算器，根據(jù)該濾波器的一預(yù)設(shè)權(quán)重值，計算該原始影像數(shù)據(jù)內(nèi)的像素的加權(quán)值；一加法運(yùn)算器，加總一待處理像素與鄰近該待處理像素的像素的加權(quán)值，而獲得一加總值；及一除法運(yùn)算器，將該加總值除以該預(yù)設(shè)權(quán)重值而獲得該待處理像素的影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)。
上述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特點(diǎn)在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一個二維的濾波器。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明提供的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，通過影像輸入模塊可以對影像進(jìn)行處理得到原始影像數(shù)據(jù)，并通過影像增強(qiáng)處理模塊直接對原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行增強(qiáng)處理，增強(qiáng)處理后再由半色調(diào)處理模塊來進(jìn)行半色調(diào)處理，進(jìn)而輸出影像。本發(fā)明將原先兩個不同處理流程簡化成一個機(jī)制，不僅架構(gòu)簡單，還因直接對原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行影像增強(qiáng)處理，再來進(jìn)行半色調(diào)處理，故，不僅可以增強(qiáng)影像，而且不改變影像的原始內(nèi)容表現(xiàn)，亦可同時完成影像增強(qiáng)以及半色調(diào)處理，大幅減少內(nèi)存的使用量。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施例。
圖1為打印機(jī)的數(shù)據(jù)處理示意圖；及圖2為本發(fā)明的架構(gòu)示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下100打印數(shù)據(jù)處理裝置110色彩轉(zhuǎn)換機(jī)制120半色調(diào)處理裝置130數(shù)據(jù)排整器140打印控制模塊10 影像輸入模塊20 影像增強(qiáng)處理模塊21 乘法運(yùn)算器22 加法運(yùn)算器23 除法運(yùn)算器30 半色調(diào)處理模塊31 量化器32 誤差濾波器
具體實施方式
本發(fā)明所揭示的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，主要應(yīng)用于影像輸出裝置，譬如打印機(jī)、多功能事務(wù)機(jī)等，請參閱圖1，100為打印機(jī)或多功能事務(wù)機(jī)的數(shù)據(jù)處理裝置，包含有色彩轉(zhuǎn)換機(jī)制110、半色調(diào)處理裝置120、數(shù)據(jù)排整器130以及打印控制模塊140。想要打印的影像會以<p>為了更好地理解本發(fā)明，下面用小青龍滴丸的溶散時限、滴丸軟硬度、滴丸粘丸等試驗說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
試驗例1溶散時限對比實驗例體外試驗本發(fā)明與以聚乙二醇為輔料制成的小青龍滴丸進(jìn)行比較，通過測定溶散時限等指標(biāo)，考察其良好的釋放效果。
1.試驗用藥本發(fā)明新基質(zhì)小青龍滴丸(新)；以聚乙二醇為輔料制成的小青龍滴丸(舊)。
2.方法和結(jié)果溶散時限按《中國藥典》該項下方法進(jìn)行測定，結(jié)果如表1。
表1三批以新型基質(zhì)輔料制成的小青龍滴丸(新)與以聚乙二醇6000為輔料制成的小青龍滴丸(舊)溶散時限、重量差異比較
試驗數(shù)據(jù)顯示，新基質(zhì)小青龍滴丸的溶散時限較以聚乙二醇為輔料制成的小青龍滴丸的少，新舊基質(zhì)制成的小青龍滴丸的丸重差異均控制在藥典規(guī)定范圍以內(nèi)。試驗結(jié)果說明，以新型輔料制成的小青龍滴丸的溶散速度更快，更利于藥物在最短的時間發(fā)揮作用；新基質(zhì)滴丸的丸重差異與以聚乙二醇為輔料制成的小青龍滴丸相似，丸重差異均控制在藥典規(guī)定范圍以內(nèi)，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明此天然基質(zhì)輔料可替代目前化學(xué)合成輔料，可工業(yè)化生產(chǎn)。
試驗例2本發(fā)明與以聚乙二醇6000為輔料制成的小青龍滴丸軟硬度、滴丸粘丸比較觀察購買市售小青龍滴丸三批次，分別裝于瓷瓶內(nèi)，并用瓶塞密封好。將其放入底部有飽和Nacl(濕度75％)溶液的干燥器中，再將干燥器放入恒溫40℃干燥箱中，定時取樣，觀察滴<p>E[m，n]＝O*[m，n]-B[m，n]
其中影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)O[m，n]，其范圍通常是0(White)～1(Black)，而B[m，n]是量化器31的輸出，其有D個不同程度，分別為0、
…1，量化器31中的臨界值(Threshold)會被固定在特定值，若臨界值為等分的，則為12(D-1),32(D-1)...2(D-1)-12(D-1).]]>E[m，n]為誤差信號，也就是量化的誤差，此值是由量化前后的信號相減而得，誤差信號E[m，n]經(jīng)過誤差濾波器32后產(chǎn)生校正信號，這個校正信號是用來校正未來的輸入。O*[m，n]是校正后的半色調(diào)影像輸出，a[k，r]是誤差濾波器32(濾波器內(nèi)的值是誤差信號的權(quán)重，[k，r]表示誤差信號的傳輸方向)。
然后，結(jié)合上述算法，可以得到E[m,n]=O[m,n]-B[m,n]+Σk,rE[m-k,n-r]×a[k,r]]]>接著再將其轉(zhuǎn)化至頻域表示，可以得到E[z1，z2]＝[O[z1，z2]-B[z1，z2]]H[z1，z2]因此，可知此誤差濾波器32是個全極點(diǎn)的線性系統(tǒng)。
另外，常見的誤差濾波器32的情況有Floyd and Steinberg(見下表)
Jarvis，Judice and Ninke(見下表)
Stucki(見下表)
Stevenson and Arce(見下表)
其中*號所在表示所需要進(jìn)行誤差擴(kuò)散的像素。
因此，結(jié)合上述影像增強(qiáng)處理模塊20以及半色調(diào)處理模塊30之算法，可以得到O*[m,n]=Σp,qO[m-p,n-q]×a[p,q]+Σk,rE[m-k,n-r]×c[k,r]]]>E[m，n]＝O*[m，n]-B[m，n]
以下舉一應(yīng)用例來說明本發(fā)明的處理結(jié)果。假設(shè)影像的數(shù)據(jù)為8位，換句話說，影像輸入值的變化范圍介于0-255(見下表)。
半色調(diào)的輸出則為1個位0或1，量化器中的臨界值定為128，也就是輸入小于128時，量化器的輸出為0；輸入大于或等于128時，量化器的輸出則為1。影像增強(qiáng)處理的濾波器情況如下表
而半色調(diào)以誤差擴(kuò)散法達(dá)成，使用的誤差權(quán)重濾波器為Jarvis，Judice andNinke誤差濾波器，經(jīng)計算像素點(diǎn)(3，3)如下O*[3,3]=113{O[1,1]+O[2,1]+O[3,1]+O[4,1]+O[5,1]+O[1,2]+O[2,2]]]>+O[3,2]+O[4,2]+O[5,2]+O[1,3]+O[2,3]+O[3,3]}+E[1,1]]]>+E[2,1]+E[3,1]+E[4,1]+E[5,1]+E[1,2]+E[2,2]+E[3,2]]]>+E[4,2]+E[5,2]+E[1,3]+E[2,3]]]>=113{120+101+105+101+96+110+73+102+121+106+127]]>+97+107}+(120-0)+(119-0)+(135-255)+(96-0)]]>+(98-0)+(132-255)+(78-0)+(119-0)+(173-255)]]>+(142-255)+(142-255)+(101-0)]]>=105+120+119-120+96+98-123+78+119-82-113-113]]>+101]]>=116<128]]>∴B[3，3]＝0依序計算可以得到整張影像的半色調(diào)影像數(shù)據(jù)(見下表)。
像素點(diǎn)的計算在一個程序中就完成了平滑化處理及半色調(diào)，而且平滑化處理使用到的像素點(diǎn)與半色調(diào)完全相同，內(nèi)存中最多只需要存放濾波器中13個像素點(diǎn)的像素值。因此大幅減少內(nèi)存的使用量。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明的內(nèi)容所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，包含有一影像輸入模塊，用以讀取一影像，并產(chǎn)生一原始影像數(shù)據(jù)；一影像增強(qiáng)處理模塊，接收該原始影像數(shù)據(jù)，并針對該原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，而輸出一影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)；及一半色調(diào)處理模塊，接收該影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理而輸出一半色調(diào)影像；其中該影像增強(qiáng)處理模塊是根據(jù)該半色調(diào)處理模塊進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理所需的像素來進(jìn)行影像增強(qiáng)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為濾波器的型式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一平滑化處理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一銳利化處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，該影像增強(qiáng)處理模塊包含有一乘法運(yùn)算器，根據(jù)該濾波器的一預(yù)設(shè)權(quán)重值，計算該原始影像數(shù)據(jù)內(nèi)的像素的加權(quán)值；一加法運(yùn)算器，加總一待處理像素與鄰近該待處理像素的像素的加權(quán)值，而獲得一加總值；及一除法運(yùn)算器，將該加總值除以該預(yù)設(shè)權(quán)重值而獲得該待處理像素的影像增強(qiáng)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，其特征在于，該影像增強(qiáng)處理模塊為一個二維的濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)合影像增強(qiáng)技術(shù)與半色調(diào)法的影像處理裝置，將半色調(diào)法與影像增強(qiáng)技術(shù)結(jié)合，同時達(dá)到半色調(diào)的處理及改善影像品質(zhì)，本發(fā)明主要包含有影像輸入模塊、影像增強(qiáng)處理模塊以及半色調(diào)處理模塊，通過影像輸入模塊將影像以原始影像數(shù)據(jù)的型態(tài)，直接輸入影像增強(qiáng)處理模塊進(jìn)行以濾波為基礎(chǔ)的影像增強(qiáng)，再通過半色調(diào)處理模塊針對增強(qiáng)后的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差擴(kuò)散，而可將原先兩個不同處理流程簡化成一個機(jī)制，使得硬件架構(gòu)簡單，并減少內(nèi)存使用量。
文檔編號B41J2/52GK1626356SQ200310118550
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者韓孝羽, 張惠珍, 陳以哲, 黃友澤, 王世興, 黃耀文 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院