專利名稱：使用x－標(biāo)記保持圖像平滑度和銳度的自適應(yīng)半色調(diào)方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半色調(diào)方法/算法，在其中，不同的半色調(diào)技術(shù)被適應(yīng)性地施加于數(shù)字文檔的不同區(qū)域。本發(fā)明的方法/算法被設(shè)計(jì)成既維持圖像平滑度又維持銳度兩者，可以在諸如計(jì)算機(jī)之類的設(shè)備中具體實(shí)施，或者是作為在機(jī)器可讀介質(zhì)上具體實(shí)現(xiàn)的指令程序(例如，軟件)來具體實(shí)施。
背景技術(shù)：
本申請要求按照35 U.S.C.§119(e)的規(guī)定的、于2003年7月23日提交的美國臨時(shí)申請第60/489,324號(hào)的權(quán)益。這一優(yōu)先權(quán)申請?jiān)诖艘胍怨﹨⒖肌?br> 存在許多不同類型的半色調(diào)方法，包括簇點(diǎn)有序抖動(dòng)、散點(diǎn)有序抖動(dòng)、隨機(jī)掛網(wǎng)(screening)和誤差擴(kuò)散。每一種半色調(diào)方法均具有其自己的實(shí)力和弱點(diǎn)。在打印中使用的兩種通用方法是簇點(diǎn)有序抖動(dòng)和誤差擴(kuò)散。前一方法主要在激光打印機(jī)中使用，而后一方法主要在噴墨打印機(jī)中使用。
已經(jīng)出現(xiàn)這樣的問題許多數(shù)字表示不僅僅支持一種半色調(diào)化。這種表示是包含平滑區(qū)域、邊緣區(qū)域等等的混合模式。僅僅將簇-點(diǎn)掛網(wǎng)應(yīng)用于這樣一種文件可能會(huì)改善平滑區(qū)域的視覺外觀，但是會(huì)傾向于使邊緣模糊。僅僅采用誤差擴(kuò)散將實(shí)現(xiàn)相反的結(jié)果；邊緣的銳度將得到保持，但是平滑區(qū)域?qū)⑹艿綋p害。因此，混合模式數(shù)字文檔的不同區(qū)域要求不同的半色調(diào)處理。除此之外，還必須謹(jǐn)慎地考慮過渡。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種自適應(yīng)半色調(diào)算法/方法，用于通過在保持邊緣銳度的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行平滑，來增強(qiáng)復(fù)合文檔的視覺外觀。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種基于區(qū)域的半色調(diào)算法/方法，其涉及在有必要產(chǎn)生文件的高質(zhì)量再現(xiàn)的地方選擇性地創(chuàng)建過渡區(qū)域。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于復(fù)合文檔的數(shù)字表示的自適應(yīng)半色調(diào)化方法。所述方法包括步驟識(shí)別數(shù)字表示中的區(qū)域，每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為是第一區(qū)域或者是第二區(qū)域；以及按如下處理每一識(shí)別區(qū)域在第一區(qū)域鄰近于第二區(qū)域的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域接界的一部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第二區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第一區(qū)域，并將所述第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第二區(qū)域。
在另一實(shí)施例中，區(qū)域識(shí)別步驟包括將每一個(gè)識(shí)別區(qū)域分類到三種區(qū)域中的一種中第一區(qū)域、第二區(qū)域或者第三區(qū)域；并且每一個(gè)識(shí)別區(qū)域的處理進(jìn)一步包括在第一區(qū)域與第三區(qū)域相鄰的任何地方，均在所述第一區(qū)域與所述第三區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將所述第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的剩余部分，并且將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第三區(qū)域，并且將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第三區(qū)域。
優(yōu)選的是，所述第一區(qū)域是平滑區(qū)域，所述第二區(qū)域是邊緣區(qū)域，并且在第二實(shí)施例中，所述第三區(qū)域優(yōu)選的是是紋理區(qū)域。
在兩個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是所述第一半色調(diào)技術(shù)是掛網(wǎng)，所述第二半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散，并且所述第三半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散和掛網(wǎng)的組合。
優(yōu)選的是，為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)，依照被確定的混合系數(shù)，將第一和第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述像素。更優(yōu)選的是，所述混合系數(shù)是基于所述像素與相鄰的第二或者第三區(qū)域中的最近的像素之間的距離確定的。
優(yōu)選的是，每一個(gè)識(shí)別區(qū)域的處理進(jìn)一步包括在每一個(gè)第三區(qū)域執(zhí)行淺色調(diào)檢測，并且將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為淺色調(diào)的子區(qū)域，并將第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為非淺色調(diào)的子區(qū)域。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)復(fù)合文檔的數(shù)字表示執(zhí)行自適應(yīng)半色調(diào)化方案的設(shè)備。所述設(shè)備包括用于如上所述地識(shí)別數(shù)字表示中的區(qū)域的模塊。另一模塊被配置為如上所述地執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚?。每一個(gè)模塊可以以軟件或者硬件實(shí)現(xiàn)。在后一情況中，任一此類模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)下列內(nèi)容基于指令的處理器(例如，中央處理單元(CPU))、專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理電路、或者是它們的組合)。視情況而定，多個(gè)模塊可以以任意實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行組合。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，上述方法或者它的任意步驟可以以指令程序(例如，軟件)的方式來實(shí)現(xiàn)，所述指令程序可以被存儲(chǔ)在或者被傳送到用于執(zhí)行的計(jì)算機(jī)或者其他處理器控制的裝置。替換地，所述方法或者其任意步驟也可以是使用功能等效的硬件(例如，ASIC、數(shù)字信號(hào)處理電路系統(tǒng)、等等)或者軟件與硬件的組合來實(shí)現(xiàn)的。
通過結(jié)合附圖參考以下說明以及權(quán)利要求，本發(fā)明的其他目的、效果以及更完整的理解將變得更加直觀，并得到理解。


圖1(a)、(b)和(c)圖示出本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的不同的半色調(diào)技術(shù)的斜坡(ramp)比較。
圖2(a)-(d)圖示出原始文本圖像以及圖1中所示的被施加于所述文本圖像的不同半色調(diào)技術(shù)的比較。
圖3是圖示出依照本發(fā)明的實(shí)施例的半色調(diào)掩模選擇和混合系數(shù)確定的方框圖。
圖4(a)示出原始的掃描圖像，并且圖4(b)示出在平滑區(qū)域中圖示出噪聲的所述掃描圖像的標(biāo)記結(jié)果。
圖5(a)-(f)示出不同的點(diǎn)陣模式，通過將小區(qū)域替換為具有類似強(qiáng)度表示但是具有不同結(jié)構(gòu)的區(qū)域，圖示出視覺膺象。
圖6(a)示出未修改的半色調(diào)化掩模，并且圖6(b)示出修改后的掩模，其中根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在與誤差擴(kuò)散區(qū)域接界的平滑區(qū)域中創(chuàng)建過渡區(qū)域。
圖7圖示出具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在與誤差擴(kuò)散區(qū)域接界的平滑區(qū)域部分中創(chuàng)建的過渡區(qū)域的平滑區(qū)域和誤差擴(kuò)散區(qū)域。
圖8圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)于紋理區(qū)域中的淺色調(diào)區(qū)域的確定。
圖9是圖示出依照本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)半色調(diào)化方法的流程圖。
圖10是可被用于實(shí)施本發(fā)明的算法/方法實(shí)施例的示例性的圖像處理系統(tǒng)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1(a)、(b)和(c)提供了三種半色調(diào)化技術(shù)的斜坡(ramp)比較簇點(diǎn)掛網(wǎng)(SCN)、誤差擴(kuò)散(ED)、和具有簇點(diǎn)掛網(wǎng)的誤差擴(kuò)散(EDSCN)。在ED中，使用了單個(gè)固定閾值，而在EDSCN中，使用了有序抖動(dòng)閾值陣列或者掛網(wǎng)(screen)。比較圖1(a)和(c)，能夠看出使用EDSCN產(chǎn)生的斜坡與使用SCN產(chǎn)生的斜坡并沒有顯著不同。然而，如果使用了EDSCN，淺色調(diào)區(qū)域中出現(xiàn)某些波動(dòng)圖案。圖2(a)示出淺色背景之上的文本，圖2(b)-(d)示出了分別使用不同的半色調(diào)技術(shù)的文本圖像的脈沖寬度調(diào)制的半色調(diào)表示SCN、ED和EDSCN?？梢詮膱D中看出，SCN產(chǎn)生鋸齒狀的文本，而ED產(chǎn)生尖銳的文本。EDSCN產(chǎn)生了處于兩者之間的折衷。
考慮到這些觀察結(jié)果，發(fā)明人在此構(gòu)造了一種自適應(yīng)半色調(diào)算法，在該算法中，不同的半色調(diào)技術(shù)被自適應(yīng)地施加于混合模式或者復(fù)合模式的數(shù)字表示(例如數(shù)字文檔)的不同的區(qū)域，以便改善該文檔的整體質(zhì)量?；舅惴ㄒ话銇碇v涉及將文檔中的區(qū)域識(shí)別為平滑、邊緣或者精細(xì)紋理。(精細(xì)紋理包括先前的半色調(diào)數(shù)據(jù)以及椒鹽狀類型噪聲。)在平滑區(qū)域與邊緣區(qū)域相鄰的以及平滑區(qū)域與紋理區(qū)域相鄰的任何地方，均在與這種相鄰區(qū)域接界的平滑區(qū)域中創(chuàng)建過渡區(qū)域。為所述過渡區(qū)域的每一個(gè)均選擇一個(gè)(i)簇點(diǎn)掛網(wǎng)半色調(diào)技術(shù)(SCN)和(ii)誤差擴(kuò)散與掛網(wǎng)半色調(diào)技術(shù)的組合(EDSCN)的混合。對(duì)于其余的這些平滑區(qū)域、以及對(duì)于其他不與邊緣或者紋理區(qū)域接界的平滑區(qū)域，選擇SCN。為邊緣區(qū)域選擇ED，并且為紋理區(qū)域選擇EDSCN或者SCN。
能夠使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)記算法執(zhí)行所述區(qū)域識(shí)別步驟，所述標(biāo)記算法將復(fù)合文檔中的每一像素標(biāo)記為屬于一個(gè)特定區(qū)域。然后，標(biāo)記結(jié)果被用于如上所述地為所述像素選擇半色調(diào)技術(shù)。所采用的實(shí)際的半色調(diào)技術(shù)服從下文中將說明的某些附加約束條件。優(yōu)選的是，標(biāo)記算法能夠?qū)⒚恳幌袼貥?biāo)記為被使用的五個(gè)分類中的一種精細(xì)邊緣、粗糙邊緣、半色調(diào)、恒定色調(diào)、或者其他。例如在2003年7月23日提交的、名稱為“Method and Apparatus for Segmentation of CompoundDocuments(用于復(fù)合文檔分段的方法和設(shè)備)”的懸而未決并且共同所有的申請系列號(hào)10/625,107中公開的X-標(biāo)記算法可被用于如此標(biāo)記像素。該申請的內(nèi)容在此被引入，以供參考。
圖3是圖示出本發(fā)明的自適應(yīng)半色調(diào)算法的細(xì)節(jié)的方框圖。虛線塊表示由一個(gè)或多個(gè)被配置為選擇適當(dāng)?shù)陌肷{(diào)掩模(技術(shù))和確定混合系數(shù)的模塊組成的設(shè)備或者模塊30。所述虛線塊的輸入是已經(jīng)對(duì)其應(yīng)用了適當(dāng)?shù)臉?biāo)記算法的彩色信號(hào)(例如，CMYK信號(hào))?；谧畛醴峙涞臉?biāo)記X，為每一像素選擇適當(dāng)?shù)陌肷{(diào)技術(shù)，如模塊31所示。
為了避免產(chǎn)生由于在兩個(gè)區(qū)域之間突然改變半色調(diào)技術(shù)而引起的視覺干擾，特別是當(dāng)一個(gè)區(qū)域很小、并且被一個(gè)大得多的區(qū)域圍繞的時(shí)候，除去小區(qū)域，如模塊32中所示。用于該小區(qū)域的半色調(diào)技術(shù)被為所述較大的圍繞區(qū)域所選擇的半色調(diào)技術(shù)替代。小區(qū)域消除模塊32的輸出被輸入給過渡創(chuàng)建模塊33和混合系數(shù)確定模塊34兩者。在那里，在每一個(gè)平滑和邊緣區(qū)域之間的邊界以及在每一個(gè)平滑和紋理區(qū)域之間的邊界處創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且為每一個(gè)創(chuàng)建的過渡區(qū)域確定混合系數(shù)。
然后，依照修改的標(biāo)記X’，使用適當(dāng)?shù)陌肷{(diào)技術(shù)將圖像數(shù)據(jù)(例如，CMYK數(shù)據(jù))半色調(diào)化，并且半色調(diào)化的數(shù)據(jù)在過渡區(qū)域中被混合(如模塊35所示)，以產(chǎn)生半色調(diào)輸出。將在下文中更詳細(xì)地說明模塊30中的每一部件。
半色調(diào)選擇模塊31基于每一像素的最初分配的標(biāo)記，為該像素選擇一種半色調(diào)技術(shù)。在上述引用的申請中描述的標(biāo)記算法能夠?qū)⒁粡?fù)合文檔中的每一像素標(biāo)記為五種類型中的一種。下面的表1中給出了那些類型中的每一種以及它的關(guān)聯(lián)X字段定義。
表1

表2使像素類型與對(duì)應(yīng)的半色調(diào)技術(shù)相關(guān)。這種相關(guān)性是基于從Epson AcuLaser C4000打印機(jī)輸出的打印觀察結(jié)果，實(shí)驗(yàn)式地確定的。
表2用于不同X-標(biāo)記的半色調(diào)技術(shù)

應(yīng)注意的是，上述引用申請的標(biāo)記算法將邊界文本像素標(biāo)記為邊緣—或者是精細(xì)或者是粗糙的。內(nèi)部文本像素被標(biāo)記為恒定色調(diào)或者其他，并且該內(nèi)部區(qū)域是狹窄的。文本的色彩或者亮度通常是同質(zhì)的和暗色的。為了產(chǎn)生統(tǒng)一的和尖銳的文本輸出，用于被標(biāo)記為恒定色調(diào)或其他的狹窄區(qū)域的半色調(diào)技術(shù)可以在這樣的區(qū)域被邊緣像素包圍的情況下切換為ED。
采用小區(qū)域消除模塊32，以避免導(dǎo)致在一個(gè)區(qū)域使用一種半色調(diào)技術(shù)而在被包圍的較小區(qū)域中使用一種不同的半色調(diào)技術(shù)的噪聲標(biāo)記問題。圖4(a)和(b)分別表示原始圖像，以及具有標(biāo)記和對(duì)應(yīng)的半色調(diào)化結(jié)果的相同圖像?？梢詮膱D4(a)中看出，描述布料的區(qū)域在視覺上是平滑的。因?yàn)樵搱D像被半色調(diào)處理過，并且掃描儀采集其他噪聲，所以在該區(qū)域中的標(biāo)記是有噪聲的，可以從圖4(b)中看出。注意，圖4(b)中的淺灰色指示粗糙邊緣像素，而深灰色指示半色調(diào)像素。對(duì)不同的灰色區(qū)域應(yīng)用這些不同的半色調(diào)技術(shù)將在平滑(即，深灰色)區(qū)域產(chǎn)生受到干擾的結(jié)果。圖5(a)-(f)演示了這一問題。圖5(a)、(b)、(d)和(e)是50％灰度的點(diǎn)陣表示。圖5(c)是將圖5(a)中的由矩形包圍起來的區(qū)域替換為圖5(b)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)區(qū)域的結(jié)果。圖5(c)中的點(diǎn)陣比圖5(a)和(b)中的那些點(diǎn)陣更深。圖5(f)是將圖5(d)中的由矩形包圍起來的區(qū)域替換為圖5(e)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)區(qū)域的結(jié)果。圖5(f)中的點(diǎn)陣比圖5(d)和(b)中的那些點(diǎn)陣更淺。能夠根據(jù)圖5得出的另一觀察結(jié)果是人眼易于在平滑區(qū)域中的結(jié)構(gòu)中檢測出小的變化。
采用了過渡區(qū)域創(chuàng)建和混合系數(shù)確定模塊33和34，以便在維持邊緣區(qū)域中的銳度的同時(shí)保持平滑區(qū)域中的平滑度。在邊緣區(qū)域中使用了ED，以便保持銳度。通常，邊緣區(qū)域外部的區(qū)域是平滑的，在這樣的區(qū)域中，SCN是優(yōu)選的。由圖5(c)和(f)中可以看出，平滑區(qū)域中的結(jié)構(gòu)變化(即，由于半色調(diào)化，而在點(diǎn)陣中產(chǎn)生的變化)能夠產(chǎn)生受到干擾的結(jié)果。如圖1(a)和(c)中所示，如果在兩種情況下使用了相同的抖動(dòng)矩陣，則由SCN和EDSCN所得到的點(diǎn)陣是類似的。所得出的另一觀察結(jié)果是接近邊緣區(qū)域的從EDSCN到ED的過渡沒有產(chǎn)生令人不快的膺象。因此，本發(fā)明在需要避免或者最小化由陡然過渡引起的膺象的地方創(chuàng)建過渡區(qū)域。實(shí)驗(yàn)表明，以下條件產(chǎn)生最佳的整體結(jié)果如果平滑區(qū)域與邊緣區(qū)域或者紋理區(qū)域相鄰，則在它們之間創(chuàng)建過渡區(qū)域，在該過渡區(qū)域中使用了兩種半色調(diào)技術(shù)的混合SCN和EDSCN。如果邊緣區(qū)域與紋理區(qū)域相鄰，則不需要過渡。
圖6(a)圖示出用于半色調(diào)化的原始掩模，其中淺灰色表示平滑區(qū)域61，較深的顏色表示邊緣區(qū)域62。圖6(b)圖示出過渡區(qū)域63的創(chuàng)建，它是在邊緣區(qū)域62外部創(chuàng)建的。也就是說，過渡區(qū)域63優(yōu)選的是從與邊緣區(qū)域62接界的平滑區(qū)域61的一部分中創(chuàng)建，如圖6(b)所示。由于過渡區(qū)域63是在平滑區(qū)域61上創(chuàng)建的，所以在過渡區(qū)域63中使用了SCN和EDSCN的混合。盡管圖6(a)和(b)圖示出在與邊緣區(qū)域接界的平滑區(qū)域的一塊區(qū)域中創(chuàng)建過渡區(qū)域，但是當(dāng)平滑區(qū)域與紋理區(qū)域接界的時(shí)候，相同的考慮同樣考慮。
能夠依據(jù)半色調(diào)表示來描述這兩種半色調(diào)技術(shù)的混合。在一個(gè)實(shí)施例中，按如下使用線性混合PW(x，y)＝(1-α)×PW1(x，y)+α×PW2(x，y)， (1)其中α是混合系數(shù)，并且PW1(x，y)和PW2(x，y)是分別根據(jù)SCN和EDSCN半色調(diào)技術(shù)的半色調(diào)輸出。圖7是演示怎樣確定混合系數(shù)α的示意圖。在本范例中，區(qū)域1表示平滑區(qū)域71，并且區(qū)域2表示邊緣區(qū)域72。用于確定α的一種方式如下α=W-dW]]>其中W是如圖7中所示的過渡區(qū)域73的寬度，d是從所述像素(x，y)至邊緣區(qū)域72中的最近的像素(x*，y*)的最短距離，即d=(x-x*)2+(y-y*)2]]>關(guān)于半色調(diào)和混合模塊35的更多細(xì)節(jié)如下。最初，為每一像素確定半色調(diào)方法X’，并且如果該像素是在過渡區(qū)域中，則計(jì)算混合系數(shù)α。X’具有指示區(qū)域和/或待應(yīng)用的特定半色調(diào)技術(shù)的值，例如，平滑區(qū)域/SCN半色調(diào)技術(shù)，邊緣區(qū)域/ED半色調(diào)技術(shù)，或者過渡區(qū)域/SCN和EDSCN半色調(diào)技術(shù)的混合。依照X’，為每一像素選擇適當(dāng)?shù)陌肷{(diào)技術(shù)。如果該像素是在過渡區(qū)域中，則依照等式(1)的結(jié)果混合SCN和EDSCN。
EDSCN能夠在平滑、淺色調(diào)區(qū)域中產(chǎn)生顯著的波動(dòng)圖案，這是不受歡迎的。為了將這樣一種膺象最小化，在選擇EDSCN的區(qū)域、即紋理區(qū)域中執(zhí)行淺色調(diào)檢測。這種淺色調(diào)檢測可以通過計(jì)算特定像素周圍的每兩個(gè)鄰域的平均值、并作出某些比較來執(zhí)行。圖8中示出了這兩個(gè)能夠被使用的鄰域的范例。左和右像素鄰域81和82的平均值分別按如下計(jì)算μl=Σi=y-ly+lΣj=x=Lx-lf(i,j)]]>(2)μr=Σi=y-ly+lΣj=x+lx+Lf(i,j)]]>其中L是塊大小，并且L＝2×1+1。能夠采用各種條件來確定從屬像素是否位于淺色調(diào)區(qū)域中。在一個(gè)實(shí)施例中，如果μl和μr兩個(gè)都小于閾值T，則f(x，y)是處于淺色調(diào)區(qū)域中。在另一實(shí)施例中，如果μl或者μr小于T，并且f(x，y)＜T，則f(x，y)是處于淺色調(diào)區(qū)域中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這兩種條件可以被分離地采用，即如果一個(gè)或者另外一個(gè)是真，則f(x，y)處于淺色調(diào)區(qū)域中。對(duì)于每一個(gè)被檢測為淺色調(diào)的區(qū)域，使用SCN代替EDSCN。這一方法減少了半色調(diào)圖像中的點(diǎn)/線結(jié)構(gòu)之間的間隙被分類為淺色調(diào)的可能性。這一淺色調(diào)檢測方案是健壯的，因?yàn)樗軌驅(qū)呙鑸D像中的淺色調(diào)區(qū)域中的弱噪聲不予考慮。如果期望的話，能夠在整體半色調(diào)化算法/方法中更早地(諸如在區(qū)域確定的時(shí)候)執(zhí)行淺色調(diào)檢測。然而，對(duì)于每一彩色分量，均需要一個(gè)單獨(dú)的X′。
現(xiàn)在將參考圖9中的流程圖說明整體自適應(yīng)半色調(diào)化算法/方法。以例如通過掃描物理文檔或者檢索存儲(chǔ)的數(shù)字文檔等等的任何適當(dāng)方式，獲得將依照本發(fā)明進(jìn)行處理的復(fù)合文檔的數(shù)字表示。該算法/方法開始于步驟901，對(duì)數(shù)字表示中的每一像素進(jìn)行標(biāo)記。在步驟902中，基于所述標(biāo)記結(jié)果，為每一像素選擇初始的半色調(diào)技術(shù)。然后基于被選擇的所述初始的半色調(diào)技術(shù)，表示中的區(qū)域被分類為平滑、邊緣或者紋理(步驟903)。在這些識(shí)別出的區(qū)域內(nèi)，識(shí)別出小得多的區(qū)域，在這些小得多的區(qū)域中，最初被選擇的半色調(diào)技術(shù)不同于為較大區(qū)域最初選擇的各半色調(diào)化技術(shù)(步驟904)。在平滑區(qū)域與邊緣區(qū)域相鄰以及平滑區(qū)域與紋理區(qū)域相鄰的任何地方，在與相鄰區(qū)域接界的平滑區(qū)域中的一部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域(步驟905)。對(duì)于每一過渡區(qū)域，計(jì)算混合系數(shù)α，以便確定將應(yīng)用于該過渡區(qū)域的SCN和EDSCN的適當(dāng)?shù)幕旌?步驟906)。在步驟907中，分析每一個(gè)紋理區(qū)域，來確定該區(qū)域或者它的任一部分是否是淺色調(diào)區(qū)域，并且如果是的話，將每一個(gè)這樣的區(qū)域或者它的部分重新分類為淺色調(diào)區(qū)域。如果期望的話，可以更早地執(zhí)行步驟907。接下來，如同下述，在步驟908中執(zhí)行自適應(yīng)半色調(diào)化對(duì)于每一個(gè)過渡區(qū)域，依照計(jì)算的α應(yīng)用SCN和EDSCN的混合；對(duì)于每一個(gè)在其中創(chuàng)建了一個(gè)過渡區(qū)域的平滑區(qū)域的其余部分，以及對(duì)于所有其他平滑的區(qū)域，應(yīng)用SCN；對(duì)于每一個(gè)邊緣區(qū)域，應(yīng)用ED；對(duì)于每一個(gè)非淺色調(diào)紋理區(qū)域，應(yīng)用EDSCN；并且對(duì)于每一個(gè)淺色調(diào)紋理區(qū)域，應(yīng)用SCN。
如上所述，通過可以在圖10中圖示出的類型的圖像處理系統(tǒng)100上運(yùn)行的軟件的形式，可以方便地實(shí)施本發(fā)明的所述自適應(yīng)半色調(diào)方案。下面，在具有包括打印機(jī)在內(nèi)的外圍設(shè)備的計(jì)算機(jī)的上下文中說明所述圖像處理系統(tǒng)。這不過是可以在其中結(jié)合本發(fā)明的算法的圖像處理系統(tǒng)的一個(gè)范例。本算法也可以以其他適當(dāng)結(jié)構(gòu)的形式來具體實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明的算法可以直接在打印機(jī)中具體實(shí)現(xiàn)。該算法還可以在包括或者能夠訪問處理部件的復(fù)印機(jī)中具體實(shí)現(xiàn)。
圖10中圖示出的圖像處理系統(tǒng)包括中央處理單元(CPU)101，其提供計(jì)算資源并且控制該系統(tǒng)。CPU 101可以使用微處理器等等來實(shí)現(xiàn)，并且還可以包括用于數(shù)學(xué)計(jì)算的浮點(diǎn)協(xié)處理器。CPU 101優(yōu)選的是還被配置為處理圖像/圖形、視頻以及音頻數(shù)據(jù)。為此目的，CPU 101可以包括一個(gè)或多個(gè)專門為解決這樣的處理設(shè)計(jì)的其他芯片。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器102，其可以采用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)的形式。
這樣一種系統(tǒng)100通常包括多個(gè)控制器和外圍設(shè)備，如圖10中所示。在圖示出的實(shí)施例中，輸入控制器103表示到一個(gè)或多個(gè)輸入裝置104(諸如鍵盤、鼠標(biāo)或者指示筆)的接口。還有控制器105，其與掃描儀106或用于數(shù)字化文檔的等效裝置通信。存儲(chǔ)控制器107與一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108接口，每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備108均包括諸如磁帶或者盤的存儲(chǔ)介質(zhì)，或者可被用于記錄用于操作系統(tǒng)、公用程序和應(yīng)用程序的指令程序的光學(xué)介質(zhì)，所述指令程序可以包括實(shí)施本發(fā)明的各方面的程序的實(shí)施例。存儲(chǔ)設(shè)備108還可以被用于存儲(chǔ)將被依照本發(fā)明進(jìn)行處理/操作的數(shù)據(jù)。顯示控制器109提供與顯示裝置111的接口，所述顯示裝置111可以是任一已知的類型。
依照本發(fā)明，還提供了打印機(jī)控制器112，用于與打印機(jī)113通信，所述打印機(jī)113優(yōu)選的是激光打印機(jī)。本發(fā)明的處理可以在打印機(jī)控制器112、例如打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序中具體實(shí)現(xiàn)。
通信控制器114與通信設(shè)備115接口，所述通信設(shè)備115允許系統(tǒng)100經(jīng)由包括因特網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)中的任何網(wǎng)絡(luò)，或者經(jīng)由包括紅外信號(hào)在內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)碾姶泡d體信號(hào)，連接到遠(yuǎn)程設(shè)備。
在該圖示出的系統(tǒng)中，所有主系統(tǒng)部件連接到總線116，總線116可以表示一條以上的物理總線。
根據(jù)本發(fā)明的該特定應(yīng)用，各系統(tǒng)部件可以或者可以不必彼此物理鄰近。例如，輸入數(shù)據(jù)(例如，被用于創(chuàng)建多級(jí)掛網(wǎng)的數(shù)據(jù)和/或待嵌入的數(shù)據(jù))和/或輸出數(shù)據(jù)(例如，多級(jí)掛網(wǎng)和/或包含嵌入數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù))可以被從一個(gè)物理位置遠(yuǎn)程傳輸?shù)搅硪晃锢砦恢?。此外，可以?jīng)由網(wǎng)絡(luò)，從遠(yuǎn)程位置(例如，服務(wù)器)訪問實(shí)施掛網(wǎng)設(shè)計(jì)或者數(shù)據(jù)嵌入處理的各方面的程序?？梢越?jīng)由包括磁帶或者盤或者光盤在內(nèi)的各種機(jī)器可讀介質(zhì)中的任意介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或者包括紅外信號(hào)在內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)碾姶泡d波信號(hào)，傳送這樣的數(shù)據(jù)和/或程序。
盡管本發(fā)明可以方便地使用軟件來實(shí)施，但是也可允許硬件實(shí)現(xiàn)方式或者組合的硬件/軟件實(shí)現(xiàn)方式。例如可以使用ASIC、數(shù)字信號(hào)處理電路等等實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)現(xiàn)方式。同樣地，權(quán)利要求的語言“機(jī)器可讀介質(zhì)”不僅包括軟件攜帶介質(zhì)，而且也包括具有在其上硬布線的用于執(zhí)行所需處理的指令的硬件，以及硬件和軟件的組合。類似地，權(quán)利要求的語言“指令程序”包括在硬件上嵌入的軟件以及指令。此外，權(quán)利要求書中所使用的“裝置”語言覆蓋任何被適當(dāng)?shù)嘏渲玫奶幚碓O(shè)備，諸如基于指令的處理器(例如，CPU)、ASIC、數(shù)字信號(hào)處理電路系統(tǒng)、或者它們的組合。
考慮到這些替換的實(shí)施方式，應(yīng)理解的是，附圖以及所伴同的說明提供了本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員編寫程序代碼(即，軟件)或者制造用于執(zhí)行所需處理的電路(即，硬件)可能需要的功能信息。
正如上述說明書所描述的，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)半色調(diào)方案，該方案根據(jù)它們與什么類型的區(qū)域接界，而以不同方式處理平滑區(qū)域的向外部分。通過這樣做，本發(fā)明在保持邊緣銳度的同時(shí)平滑圖像。
盡管已經(jīng)結(jié)合幾個(gè)具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是考慮到上述說明書，許多進(jìn)一步的替代方案、修改方案、變型和應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來講是顯而易見的。因此，此處所述的本發(fā)明意圖是涵蓋可能屬于所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的替代方案、修改方案、變型和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用在復(fù)合文檔的數(shù)字表示上的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，包括以下步驟識(shí)別所述數(shù)字表示中的區(qū)域，每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為是第一區(qū)域或者是第二區(qū)域；以及按如下處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域在第一區(qū)域與第二區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第二區(qū)域，以及將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第一區(qū)域，并且將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第二區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，在所述區(qū)域識(shí)別步驟中，每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為第一區(qū)域、第二區(qū)域或者第三區(qū)域；以及所述處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域進(jìn)一步包括在第一區(qū)域與第三區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第三區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第三區(qū)域，以及將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第三區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，所述第一區(qū)域是平滑區(qū)域，并且所述第二區(qū)域是邊緣區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，所述第一區(qū)域是平滑區(qū)域，所述第二區(qū)域是邊緣區(qū)域，并且所述第三區(qū)域是紋理區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，所述第一半色調(diào)技術(shù)是掛網(wǎng)，所述第二半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散，并且所述第三半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散和掛網(wǎng)的組合。
6.如權(quán)利要求4中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，所述第一半色調(diào)技術(shù)是掛網(wǎng)，所述第二半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散，并且所述第三半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散和掛網(wǎng)的組合。
7.如權(quán)利要求1中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)，依照被確定的混合系數(shù)，將第一和第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述像素。
8.如權(quán)利要求7中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，對(duì)于每一過渡區(qū)域中的每一個(gè)像素，用于所述像素的所述混合系數(shù)是基于所述像素與相鄰的第二區(qū)域中的最近的像素之間的距離確定的。
9.如權(quán)利要求2中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)，依照被確定的混合系數(shù)，將第一和第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述像素。
10.如權(quán)利要求9中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，對(duì)于每一過渡區(qū)域中的每一個(gè)像素，用于所述像素的所述混合系數(shù)是基于所述像素與相鄰的第二或者第三區(qū)域中的最近的像素之間的距離確定的。
11.如權(quán)利要求2中所述的自適應(yīng)半色調(diào)化方法，其中，所述處理每一個(gè)識(shí)別區(qū)域進(jìn)一步包括在每一個(gè)第三區(qū)域中執(zhí)行淺色調(diào)檢測，并且將所述第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為淺色調(diào)的子區(qū)域，并將所述第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為非淺色調(diào)的子區(qū)域。
12.一種用于對(duì)復(fù)合文檔的數(shù)字表示執(zhí)行自適應(yīng)半色調(diào)化方案的設(shè)備，該設(shè)備包括區(qū)域識(shí)別模塊，被配置為識(shí)別數(shù)字表示中的區(qū)域，每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為第一區(qū)域或者第二區(qū)域；以及被配置為按如下處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域的模塊在第一區(qū)域與第二區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第二區(qū)域，以及將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第一區(qū)域，并且將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第二區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為第一區(qū)域、第二區(qū)域或者第三區(qū)域；以及所述處理模塊被配置為進(jìn)一步按如下處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域在第一區(qū)域與第三區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第三區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第三區(qū)域，以及將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第三區(qū)域。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)或者復(fù)印機(jī)。
15.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，具有用于指導(dǎo)機(jī)器對(duì)復(fù)合文檔的數(shù)字表示執(zhí)行一種自適應(yīng)半色調(diào)化方法的指令程序，所述程序指令包括用于識(shí)別所述數(shù)字表示中的區(qū)域的指令，每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域被分類為是第一區(qū)域或者是第二區(qū)域；以及用于按下述處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域的指令在第一區(qū)域與第二區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第二區(qū)域，以及將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第一區(qū)域，并且將第二半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第二區(qū)域。
16.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述區(qū)域識(shí)別指令進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)被識(shí)別出的區(qū)域分類為第一區(qū)域、第二區(qū)域或者第三區(qū)域的指令；以及所述識(shí)別區(qū)域處理指令進(jìn)一步包括以下指令在第一區(qū)域與第三區(qū)域相鄰的任何地方，在所述第一區(qū)域與所述所述第三區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，以及將第一半色調(diào)技術(shù)和第三半色調(diào)技術(shù)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第一區(qū)域的其余部分，并且將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述第三區(qū)域，以及將第一或者第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)剩余的第三區(qū)域。
17.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一區(qū)域是平滑區(qū)域，并且所述第二區(qū)域是邊緣區(qū)域。
18.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一區(qū)域是平滑區(qū)域，所述第二區(qū)域是邊緣區(qū)域，并且所述第三區(qū)域是紋理區(qū)域。
19.如權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一半色調(diào)技術(shù)是掛網(wǎng)，所述第二半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散，并且所述第三半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散和掛網(wǎng)的組合。
20.如權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一半色調(diào)技術(shù)是掛網(wǎng)，所述第二半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散，并且所述第三半色調(diào)技術(shù)是誤差擴(kuò)散和掛網(wǎng)的組合。
21.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括用于為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)的指令，以及用于依照所確定的混合系數(shù)將第一和第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述像素的指令。
22.如權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，用于為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)的指令包括用于基于所述像素與相鄰的第二區(qū)域中的最近的像素之間的距離確定混合系數(shù)的指令。
23.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括用于為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)的指令，以及用于依照所確定的混合系數(shù)將第一和第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于所述像素的指令。
24.如權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，用于為每一個(gè)過渡區(qū)域中的每一像素確定混合系數(shù)的指令包括用于基于所述像素與相鄰的第二或者第三區(qū)域中的最近的像素之間的距離確定混合系數(shù)的指令。
25.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，用于處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域的指令進(jìn)一步包括用于在每一個(gè)第三區(qū)域中執(zhí)行淺色調(diào)檢測的指令，以及用于將所述第一半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為淺色調(diào)的子區(qū)域、并將所述第三半色調(diào)技術(shù)應(yīng)用于每一個(gè)被識(shí)別為非淺色調(diào)的子區(qū)域的指令。
全文摘要
一種自適應(yīng)半色調(diào)方案被應(yīng)用于復(fù)合文檔，以便在保持邊緣銳度的同時(shí)平滑再現(xiàn)。所述自適應(yīng)半色調(diào)方案涉及將文檔區(qū)域識(shí)別為平滑、邊緣或者紋理。然后按如下處理每一個(gè)識(shí)別出的區(qū)域。在平滑區(qū)域與邊緣區(qū)域相鄰的任何地方以及在平滑區(qū)域與紋理區(qū)域相鄰的任何地方，在所述平滑區(qū)域與所述其他區(qū)域接界的部分中創(chuàng)建過渡區(qū)域，并且將掛網(wǎng)半色調(diào)技術(shù)(SCN)和使用掛網(wǎng)半色調(diào)技術(shù)的誤差擴(kuò)散(EDSCN)的混合應(yīng)用于所述過渡區(qū)域，將SCN應(yīng)用于所述平滑區(qū)域的其余部分，在邊緣區(qū)域的情況下將ED應(yīng)用于所述其他區(qū)域，并且在紋理區(qū)域的情況下應(yīng)用EDSCN或者SCN。
文檔編號(hào)G06T5/00GK1578381SQ200410054550
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者黃錦成, A·K·布哈塔查亞 申請人:精工愛普生株式會(huì)社