專利名稱：使用少數(shù)像素的有關(guān)位置信息生成二值圖像的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用誤差擴(kuò)散(error diffusion)來生成二值圖像(binary image)的方法和裝置，尤其涉及使用與少數(shù)像素的位置有關(guān)的信息生成二值圖像的方法和裝置，根據(jù)該方法和裝置，通過在誤差擴(kuò)散期間，根據(jù)使用少數(shù)像素的位置信息計(jì)算的閾值，均勻地分布二值像素，可以提高圖像質(zhì)量。
背景技術(shù)：
半色調(diào)技術(shù)(halftone)通常指僅使用二值信息，將具有黑色像素(灰度級(jí)0)和白色像素(灰度級(jí)255)之間的256個(gè)灰度級(jí)的連續(xù)色調(diào)圖像表示為二值圖像的技術(shù)。有序抖動(dòng)和誤差擴(kuò)散通常用于半色調(diào)技術(shù)。在誤差擴(kuò)散中，通過將在連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成二級(jí)圖像期間所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素，能最小化二值圖像中的平均誤差。結(jié)果，連續(xù)色調(diào)圖像可以被轉(zhuǎn)換成具有提高質(zhì)量的二值圖像。盡管誤差擴(kuò)散技術(shù)比有序抖動(dòng)技術(shù)需要更大的計(jì)算量，但是高速處理器的發(fā)展已經(jīng)使這一技術(shù)成為主要的半色調(diào)技術(shù)。
誤差擴(kuò)散技術(shù)被廣泛地用在打印機(jī)單元中，諸如激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、傳真機(jī)等等中，并且可以通過適當(dāng)?shù)胤植己诎紫袼匾詫⑦B續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成二級(jí)圖像來提高圖像質(zhì)量。
最早由Floyd和Steinberg提出的誤差擴(kuò)散，將修正輸入值與閾值進(jìn)行比較以確定輸入像素的二值值。通過將前一二值像素的過濾誤差的和加到輸入連續(xù)圖像i(m，n)上來計(jì)算修正輸入值。能將二值像素值和誤差分別在公式1和2中表示如下b(m，n)＝step[i(m，n)+∑ajke(m-j，n-k)-t] …(1)e(m，n)＝-b(m，n)+[i(m，n)+∑ajke(m-j，n-k)]…(2)這里，b(m，n)是在處理輸入像素后，最終輸出的二值像素值，i(m，n)是將被處理的輸入連續(xù)色調(diào)像素值，以及e(m，n)是計(jì)算為二值像素b(m，n)和修正輸入像素值u(m，n)之間的差值的誤差值。如果括號(hào)“[]”中的值為負(fù)數(shù)，則函數(shù)step[·]被定義為0，或如果括號(hào)“[]”中的值為正數(shù)，則定義為255。連續(xù)色調(diào)圖像由2維排列的像素構(gòu)成。由于僅用二級(jí)灰度級(jí)，即灰度級(jí)0和灰度級(jí)255來顯示二值圖像，并使用0和255灰度級(jí)來顯示中間色調(diào)，白色像素主要分布在明亮的灰度級(jí)以及黑色像素主要分布在暗的灰度級(jí)。這種二值圖像的質(zhì)量依賴于二值像素的圖案。因此，如果輸入圖像的灰度級(jí)值大于127，則分布比黑色像素更多的白色像素。因此，黑色像素被稱為少數(shù)像素以及二值像素圖像的質(zhì)量依賴于少數(shù)黑色像素的分布。如果輸入圖像的灰度級(jí)值小于或等于127，白色像素被稱為少數(shù)像素以及二值像素圖像的質(zhì)量受到白色像素的分布的影響。
在公式1中，t表示閾值，以及如果連續(xù)色調(diào)圖像分布在0和255之間，則t具有127的常數(shù)值。如果通過將輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和相鄰像素之間的誤差的和加到連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上而計(jì)算的修正值大于閾值t，則將二值像素值b(m，n)確定為255。如果通過將輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和相鄰像素之間的誤差的和加到連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上而計(jì)算的修正值小于閾值t，則將二值像素值b(m，n)確定為0。將誤差值e(m，n)乘以誤差擴(kuò)散系數(shù)ajk，然后加到輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上。
誤差擴(kuò)散系數(shù)ajk的權(quán)重可以在公式3中表示如下a00a01a02a10**=1/165/163/167/16**···(3)]]>圖1是由Floyd和Steinberg提出的傳統(tǒng)誤差擴(kuò)散裝置的框圖。參考圖1，該傳統(tǒng)誤差擴(kuò)散裝置包括將輸入像素值i(m，n)加到來自誤差過濾器16的輸出值以獲得修正輸入像素值u(m，n)的加法器10、量化修正輸入像素值u(m，n)以輸出二值像素值b(m，n)的量化器12、從量化的二值像素值b(m，n)中減去修正輸入像素值u(m，n)以生成誤差值e(m，n)的減法器14、以及過濾誤差值e(m，n)的誤差過濾器16。
Floyd-Steinberg誤差擴(kuò)散裝置生成好的視覺效果但不允許二值像素均勻地分布在亮和暗的區(qū)域。
已經(jīng)提出了用于解決這一問題的各種技術(shù)。這些技術(shù)的一個(gè)例子是由Eshbach發(fā)明的誤差擴(kuò)散半色調(diào)方案，并在U.S.專利No.5,535,019中公開，其中，通過基于灰度級(jí)值和輸入像素的二值化結(jié)果調(diào)整閾值，盡可能均勻地分布二值像素。在誤差擴(kuò)散中，在周圍像素上傳播二值誤差以修改周圍像素的灰度級(jí)值。類似地，在Eshbach誤差擴(kuò)散半色調(diào)方案中，當(dāng)二值化相鄰像素的值時(shí)，定義為閾值特征的函數(shù)傳播到相鄰像素以改變閾值。與Floyd-Steinberg誤差擴(kuò)散相比，該Eshbach方案創(chuàng)建具有均勻分布的二值像素的二值圖像，但在二值圖像的亮區(qū)的邊界生成不具有黑色像素的空間區(qū)域，以及增加傳播閾值特征所需的計(jì)算量。
在由Marcu發(fā)明的方法中，在U.S.專利No.6,160,921中參考的，可以基于輸入圖像的亮度級(jí)均勻分布的白色或黑色像素之間的相對(duì)位置是預(yù)定的，以便在誤差擴(kuò)散處理中，基于它們的相對(duì)位置確定二值圖像值作為黑色或白色像素，而不比較二值閾值。設(shè)置需要均勻像素分布的低于39的暗灰度級(jí)以及高于216的亮灰度級(jí)的范圍，使用路線圖(road map)二值化具有包含在每個(gè)范圍中的灰度值的輸入像素，以及根據(jù)Floyd-Steinberg誤差擴(kuò)散，二值化具有中間灰度級(jí)值的輸入像素。所發(fā)明的Marcu方法要求基于輸入灰度級(jí)，搜索路線圖以查找黑色或白色像素的相對(duì)位置，以及對(duì)應(yīng)于9行的附加緩沖存儲(chǔ)器的附加步驟。
另外，韓國(guó)專利公開號(hào)No.2001-48592公開了一種圖像量化方法，其中，可以使用距離約束，實(shí)現(xiàn)二值圖像的像素的均勻分布。在該圖像量化方法中，在誤差擴(kuò)散中亮區(qū)域中的黑色像素和暗區(qū)域中的白色像素之間的理想距離是預(yù)置的，調(diào)整閾值以理想地維持黑色和白色像素之間的實(shí)際距離，將二值化的區(qū)域轉(zhuǎn)換成1維區(qū)域，以及僅處理該1維區(qū)域以減少計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器使用和所需的計(jì)算數(shù)量。然而，必須執(zhí)行比較操作最大33次以檢查黑色像素是否存在于理想距離內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠生成具有均勻分布的少數(shù)像素的二值圖像生成裝置和方法，通過在誤差擴(kuò)散中，使用在最佳搜索區(qū)中搜索的三個(gè)少數(shù)像素的位置信息，調(diào)整輸入像素的閾值，而具有更少的計(jì)算量。
在下面的說明中部分闡述本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點(diǎn)，以及部分從該說明將是顯而易見的，或通過實(shí)施本發(fā)明可以了解到。
為實(shí)現(xiàn)上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種使用少數(shù)像素的位置信息生成二值圖像的方法，包括通過將過濾前一二值像素的誤差值e(m，n)而獲得的值加到輸入像素的當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上，來計(jì)算輸入像素的修正輸入像素值u(m，n)；計(jì)算當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))；使用距離相鄰該輸入像素的二值像素最小距離的少數(shù)像素的位置信息，計(jì)算所述輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dm；使用對(duì)于當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)的理想最佳距離dopt(i(m，n))和最小距離dm，計(jì)算閾值t(m，n)；比較所述閾值t(m，n)與修正輸入像素值u(m，n)，以確定所述輸入像素的二值像素值b(m，n)；以及存儲(chǔ)與所述輸入像素距離計(jì)算的最小距離的少數(shù)像素的位置信息。
理想最佳距離dopt(i(m，n))可以如下計(jì)算dopt(i(m,n))=1/i(m,n)255]]>如果i(m，n)≤127=1/1-i(m,m)255]]>如果i(m，n)＞127另外，最小距離dm的計(jì)算可以包括計(jì)算該輸入像素和與相鄰該輸入像素的二值像素距離所述最小距離的少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3；以及將所計(jì)算的最小距離d1、d2和d3的最小值確定為該輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dm，其中，該輸入像素和該少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3分別計(jì)算如下d1=(a1)2+(b1+1)2]]>d2=(a2-1)2]]>d3=(a3+1)2+12]]>在這里，(a1，b1)表示與輸入像素的坐標(biāo)(m，n)相鄰的二值像素的坐標(biāo)位置a(m，n-1)距離最小距離的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，(a3，0)表示位于與輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m+1，n-1)坐標(biāo)位置的右邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，以及(a2，0)表示位于與輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m-1，n)坐標(biāo)位置的左邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)。
類似地，為實(shí)現(xiàn)上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種使用少數(shù)像素的位置信息生成二值圖像的裝置，包括最佳距離計(jì)算器，接收輸入像素的當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)，并使用該當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)來計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))；少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)少數(shù)像素的位置信息；最小距離計(jì)算器，從少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器中讀取所述少數(shù)像素的位置信息，并計(jì)算所述輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin；量化器，將基于所述理想最佳距離dopt(i(m，n))和最小距離dmin計(jì)算的閾值t(m，n)與所述輸入像素的修正輸入像素值u(m，n)的大小進(jìn)行比較，以確定對(duì)于該輸入像素的二值像素值b(m，n)；減法器，從所述二值像素值b(m，n)中減去所述修正輸入像素值u(m，n)，以輸出誤差值e(m，n)；過濾該誤差值e(m，n)的誤差過濾器；以及加法器，將所過濾的誤差值e(m，n)和輸入像素值i(m，n)相加，以輸出修正輸入像素值u(m，n)。
另外，為實(shí)現(xiàn)上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種均勻地分布亮和/或暗區(qū)域以生成二值圖像的方法，包括將基于理想最佳距離dopt和最小距離dm的閾值t(m，n)與基于誤差值e(m，n)的過濾以及輸入連續(xù)色調(diào)像素值I(m，n)的修正輸入像素值u(m，n)進(jìn)行比較，以確定該輸入像素的二值像素值b(m，n)；以及存儲(chǔ)與所述輸入像素距離所計(jì)算的最小距離的少數(shù)像素的位置信息，其中，理想最佳距離dopt(i(m，n))位于當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和少量像素之間，以及使用距離與輸入像素相鄰的二值像素最小距離的少數(shù)像素的位置信息，最小距離dm位于該輸入像素和該少數(shù)像素之間。


從下述結(jié)合附圖的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并且更容易理解，其中圖1是由Floyd和Steinberg提出的傳統(tǒng)的誤差擴(kuò)散裝置的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用少數(shù)像素的位置信息的二值圖像生成裝置的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，使用少數(shù)像素的位置信息的二值圖像生成方法的流程圖；圖4示出用于搜索圖3的二值圖像生成方法中所用的少數(shù)像素的位置信息的搜索區(qū)；圖5是根據(jù)圖3中示例說明的方法，計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離的流程圖；以及圖6是根據(jù)圖3中示例說明的方法，使用閾值和最小距離計(jì)算二值像素值的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將更詳細(xì)地參考本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示例說明其例子，其中相同的標(biāo)記表示相同的元件。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用少數(shù)像素的位置信息的二值圖像生成裝置的框圖。參考圖2，該二值圖像生成裝置包括最佳距離計(jì)算器22、少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32、最小距離計(jì)算器24、量化器26、減法器30、誤差過濾器28和加法器20。最佳距離計(jì)算器22接收當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)，然后使用該當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)，計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的最佳距離dopt。少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32存儲(chǔ)少數(shù)像素的位置信息。最小距離計(jì)算器24從少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32中讀取少數(shù)像素的位置信息，以計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin。量化器26比較對(duì)于輸入像素的基于最佳距離dopt和最小距離dmin計(jì)算的閾值和修正輸入像素值u(m，n)的大小，以確定對(duì)于輸入像素的二值像素值。減法器30從二值像素值b(m，n)中減去修正輸入像素值u(m，n)以輸出誤差值e(m，n)。誤差過濾器28過濾誤差值e(m，n)。加法器20將過濾的誤差值e(m，n)和輸入像素值i(m，n)相加以輸出修正輸入像素值u(m，n)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用少數(shù)像素的位置信息的二值圖像生成方法的流程圖。在操作300中，使用上述公式1，將當(dāng)前輸入像素值i(m，n)加到前一輸入像素的過濾誤差值上以計(jì)算修正輸入像素值u(m，n)。為了在二值圖像中均勻分布像素，必須對(duì)于每個(gè)連續(xù)色調(diào)像素值保持平均亮度級(jí)值，以及必須定義少數(shù)像素之間的距離。
在操作310中，使用公式4，如下計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))dopt(i(m,n))=1/i(m,n)255]]>如果i(m，n)≤127=1/1-i(m,n)255]]>如果i(m，n)＞127 …(4)在公式4中，在當(dāng)前輸入像素值i(m，n)接近中級(jí)值127時(shí)，輸入像素和少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))被減小，而在當(dāng)前輸入像素值i(m，n)接近0(黑色像素)或255(白色像素)時(shí)，理想最佳距離dopt(i(m，n))被增加。
在步驟320，使用少數(shù)像素的位置信息，設(shè)置輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin。在最小距離dmin的計(jì)算中，如果輸入像素值i(m，n)大于127，則將黑色像素設(shè)置成少數(shù)像素以計(jì)算最小距離dmin。
圖4示例說明圖3的二值圖像生成方法中所用的搜索少數(shù)像素的位置信息的搜索區(qū)。假定公式4中的輸入像素值i(m，n)具有0和255之間的值。當(dāng)輸入像素值i(m，n)分別為1和254時(shí)，理想最佳距離dopt(i(m，n))的最大值為15.969。當(dāng)輸入像素值i(m，n)分別為0和255時(shí)，理想最佳距離dopt(i(m，n))的最大值為無窮大。因此，將被用于搜索少數(shù)像素以計(jì)算最小距離dmin的搜索區(qū)56為半圓形，如圖4所示，并包括距離當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)的上16行，以及左右16個(gè)像素。如用實(shí)線所示，可以成形搜索區(qū)56，用于計(jì)算距離當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)的距離。如用虛線所示，成形搜索區(qū)57以搜索距離前一輸入像素40的(m，n-1)坐標(biāo)最近的少數(shù)像素。
如圖4所示，以前一輸入像素40的(m，n-1)坐標(biāo)為中心的搜索區(qū)56幾乎與以當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)為中心的區(qū)相同。以當(dāng)前輸入像素49為中心的搜索區(qū)56包括向右的1維區(qū)域54，以及向左的1維區(qū)域52。因此，可以僅使用距離前一輸入像素40的(m，n-1)坐標(biāo)最小距離的一個(gè)少數(shù)像素的位置信息和位于當(dāng)前輸入像素49的右邊和左邊的1維區(qū)域54和52中的少數(shù)像素的位置信息，計(jì)算當(dāng)前輸入像素49和一個(gè)少數(shù)像素之間的距離。當(dāng)距離前一輸入像素40的(m，n-1)坐標(biāo)最小距離的一個(gè)少數(shù)像素46的相對(duì)坐標(biāo)為(a1，b1)時(shí)，搜索區(qū)56中距離當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)距離d1的少數(shù)像素46的相對(duì)坐標(biāo)為(a1，b1+1)。當(dāng)距離1維區(qū)域52中的二值像素42的(m-1，n)坐標(biāo)最小距離的少數(shù)像素48的相對(duì)坐標(biāo)為(a2，0)時(shí)，距離當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)距離d2的少數(shù)像素48的相對(duì)坐標(biāo)為(a2-1，0)。當(dāng)距離二值像素44的(m+1，n-1)坐標(biāo)最小距離的少數(shù)像素50的相對(duì)坐標(biāo)為(a3，0)時(shí)，距離當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)距離d3的少數(shù)像素50的相對(duì)坐標(biāo)為(a3+1，1)。
在公式5中，用于表示相對(duì)位置的坐標(biāo)參數(shù)a1、a2、a3和b1的范圍如下-16≤a1≤16-16≤a2≤0 …(5)0≤a3，b1≤16能分別使用下述公式6、7和8，計(jì)算從當(dāng)前輸入像素49的(m，n)坐標(biāo)到各個(gè)少數(shù)像素46、48和50的(a1，b1+1)、(a2-1，0)和(a3+1，1)的距離d1、d2和d3
d1=(a1)2+(b1+1)2···(6)]]>d2=(a2-1)2···(7)]]>d3=(a3+1)2+12···(8)]]>選擇根據(jù)公式6、7和8計(jì)算的三個(gè)值的最小值，使用公式9，如下計(jì)算當(dāng)前輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin(i(m，n))dmin(i(m，n))＝Min(d1，d2，d3) …(9)圖5是在少數(shù)像素為黑色像素的情況下，計(jì)算圖3的輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin的流程圖。
在操作500中，MEMBX和MEMBY是存儲(chǔ)在圖2所示的少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32中的少數(shù)黑色像素的位置信息，并表示距離坐標(biāo)位置(m，n-1)的少數(shù)黑色像素最小距離的少數(shù)黑色像素的相對(duì)坐標(biāo)。另外，即使當(dāng)少數(shù)像素為白色像素時(shí)，可以將白色像素的相對(duì)坐標(biāo)存儲(chǔ)在少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32中。
在操作510、520、530、540、560、570和580中，使用上面公式5至9，計(jì)算輸入像素和少數(shù)像素之間的距離。由于理想最佳距離的最大值接近16，如果最小距離超過16，則將輸入像素和少數(shù)像素之間的距離削減到16，如等式10所示，以防止不必要地處理距離信息 在這里，(p1，q1)坐標(biāo)是位于距離當(dāng)前輸入像素的(x，y)坐標(biāo)最佳距離內(nèi)的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)。如果(p2，q2)坐標(biāo)超出最佳距離，將少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)設(shè)置為16。
通過在公式11中取代少數(shù)像素的(p2，q2)相對(duì)坐標(biāo)，來計(jì)算距離d，如下d=DIST(p,q)=p2+q2...(11)]]>在操作580中，從距離d1、d2和d3中選擇最小距離值作為最小距離dmin。
在圖3的操作330和340中，使用在操作310和320中計(jì)算的理想最佳距離dopt(i(m，n))和最小距離dmin，計(jì)算被輸入作為閾值的連續(xù)色調(diào)像素的二值像素值。
圖6是圖3的計(jì)算二值像素值的流程圖。
使用距離周圍二值像素最小距離的少數(shù)像素的位置信息的距離和由輸入像素的灰度級(jí)值確定的最佳距離之間的關(guān)系，計(jì)算閾值。在公式12中，將閾值表示如下t(m，n)＝127-A×(dWmin(i(m，n))-dopt(i(m，n))如果i(m，n)≤127＝127+A×(dBmin(i(m，n))-dopt(i(m，n))如果i(m，n)＞127 …(12)在這里，A是正常數(shù)。
如果當(dāng)前輸入像素值i(m，n)大于127，在操作610中，將少數(shù)黑色像素和當(dāng)前輸入像素之間的黑色像素最小距離dBmin與理想最佳距離dopt進(jìn)行比較。如果黑色像素最小距離dBmin大于理想最佳距離dopt，在操作612中，將閾值t(m，n)設(shè)置為大于127。因此，在操作614和620中，將當(dāng)前輸入像素確定為黑色像素的可能性很高。
如果當(dāng)前輸入像素值i(m，n)小于或等于127，在操作610中，將少數(shù)白色像素和當(dāng)前輸入像素之間的白色像素最小距離dWmin與理想最佳距離dopt進(jìn)行比較。如果白色像素最小距離dWmin大于理想最佳距離dopt，那么在操作616中，將閾值t(m，n)設(shè)置為小于127。在操作614和618中，當(dāng)前輸入像素很可能被確定為白色像素。
因此，如果當(dāng)前輸入像素值i(m，n)小于或等于127以及白色像素最小距離dWmin大于理想最小距離dopt，那么可以通過降低閾值t(m，n)來輸出白色像素。如果白色像素最小距離dWmin小于理想最佳距離dopt，那么可以通過增加閾值t(m，n)來輸出黑色像素。結(jié)果，輸出少數(shù)像素可以具有均勻分布。
如果確定二值像素值，在操作350中，存儲(chǔ)根據(jù)二值像素值和修正輸入像素值計(jì)算的誤差值。在操作360中，輸入像素的少數(shù)像素的位置信息被存儲(chǔ)在少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器32中，以便當(dāng)計(jì)算下一輸入像素的二值像素值時(shí)，使用更新的少數(shù)像素的位置信息。在操作370中，確定輸入像素是否為最后一個(gè)像素。如果輸入像素不是最后一個(gè)像素，過程進(jìn)行到操作300以生成下一輸入像素的二值像素值。
如上所述，在誤差擴(kuò)散中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能在亮和暗區(qū)域中均勻地分布少數(shù)像素，以獲得具有提高質(zhì)量的二值圖像。使用距離已經(jīng)處理過的相鄰二值像素最小距離的少數(shù)像素的位置信息，創(chuàng)建二值像素值，以計(jì)算當(dāng)前輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離。結(jié)果，可以降低所需計(jì)算量。
盡管示出和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到在不背離本發(fā)明的原理和精神、在附加權(quán)利要求書中定義的范圍的情況下，在這些實(shí)施例中可以進(jìn)行各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種使用少數(shù)像素的位置信息生成二值圖像的方法，所述方法包括下列步驟通過將過濾前一二值像素的誤差值e(m，n)獲得的值加到輸入像素的當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上，來計(jì)算輸入像素的修正輸入像素值u(m，n)；計(jì)算所述當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和一少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))；使用與相鄰所述輸入像素的二值像素距離最小距離的少數(shù)像素的位置信息，計(jì)算所述輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dm；使用對(duì)于當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)的所述理想最佳距離dopt(i(m，n))和最小距離dm，計(jì)算閾值t(m，n)；比較所述閾值t(m，n)和修正輸入像素值u(m，n)，以確定所述輸入像素的二值像素值b(m，n)；以及存儲(chǔ)與所述輸入像素距離計(jì)算的最小距離的所述少數(shù)像素的位置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述理想最佳距離dopt(i(m，n))計(jì)算如下dopt(i(m,n))=1/i(m,n)255]]>如果i(m，n)≤127=1/1-i(m,n)255]]>如果i(m，n)＞127
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算所述最小距離dm包括下列步驟計(jì)算所述輸入像素和距離相鄰所述輸入像素的二值像素最小距離的少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3；以及將所計(jì)算的最小距離d1、d2和d3的最小值確定為所述輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dm。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述輸入像素和所述少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3分別計(jì)算如下d1=(a1)2+(b1+1)2]]>d2=(a2-1)2]]>d3=(a3+1)2+12]]>其中，(a1，b1)表示距離與所述輸入像素的坐標(biāo)(m，n)相鄰的二值像素的(m，n-1)坐標(biāo)位置最小距離的一少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，(a3，0)表示位于與所述輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m+1，n-1)坐標(biāo)位置的右邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，以及(a2，0)表示位于與所述輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m-1，n)坐標(biāo)位置的左邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閾值t(m，n)計(jì)算如下t(m，n)＝127-A×(dWmin(i(m，n))-dopt(i(m，n)) 如果i(m，n)≤127＝127+A×(dBmin(i(m，n))-dopt(i(m，n)) 如果i(m，n)＞127其中，A為正常數(shù)，dWmin為少數(shù)白色像素和所述當(dāng)前輸入像素之間的最小距離，以及dBmin為少數(shù)黑色像素和所述當(dāng)前輸入像素之間的最小距離。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述二值像素值b(m，n)計(jì)算如下u(m,n)=i(m,n)+Σajke(m-j,n-k)]]>e(m，n)＝u(m，n)-b(m，n)b(m，n)＝0 如果u(m，n)≤t(m，n)＝255如果u(m，n)＞t(m，n)
7.一種用于使用少數(shù)像素的位置信息生成二值圖像的裝置，包括最佳距離計(jì)算器，用于接收輸入像素的當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)，并使用所述當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)，計(jì)算所述輸入像素和一少數(shù)像素之間的理想最佳距離dopt(i(m，n))；少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)少數(shù)像素的位置信息；最小距離計(jì)算器，用于從所述少數(shù)像素位置信息存儲(chǔ)器中讀取所述少數(shù)像素的位置信息，并計(jì)算所述輸入像素和所述少數(shù)像素之間的最小距離dmin；量化器，用于比較閾值t(m，n)和所述輸入像素的修正輸入像素值u(m，n)的大小，以確定對(duì)于所述輸入像素的二值像素值b(m，n)，所述閾值t(m，n)是基于所述理想最佳距離dopt(i(m，n))和所述最小距離dmin計(jì)算的；減法器，用于從所述二值像素值b(m，n)中減去所述修正輸入像素值u(m，n)，以輸出誤差值e(m，n)；誤差過濾器，用于過濾所述誤差值e(m，n)；以及加法器，用于將過濾的誤差值e(m，n)和所述輸入像素值i(m，n)相加，以輸出所述修正輸入像素值u(m，n)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述最佳距離計(jì)算器如下計(jì)算所述理想最佳距離dopt(i(m，n))dopt(i,(m,n))=1/i(m,n)255]]>如果i(m，n)≤127=1/1-i(m,n)255]]>如果i(m，n)＞127
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，由所述最小距離計(jì)算器進(jìn)行的dmin的計(jì)算包括計(jì)算所述輸入像素和距離相鄰所述輸入像素的二值像素最小距離的少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3；以及將所計(jì)算的最小距離d1、d2和d3的最小值確定為所述輸入像素和少數(shù)像素之間的最小距離dmin。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述最小距離計(jì)算器進(jìn)一步分別如下計(jì)算所述輸入像素和所述少數(shù)像素之間的距離d1、d2和d3d1=(a1)2+(b1+1)2]]>d2=(a2-1)2]]>d3=(a3+1)2+12]]>其中，(a1，b1)表示距離與所述輸入像素的坐標(biāo)(m，n)相鄰的二值像素的(m，n-1)坐標(biāo)位置最小距離的一少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，(a3，0)表示位于與所述輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m+1，n-1)坐標(biāo)位置的右邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)，以及(a2，0)表示位于與所述輸入像素的(m，n)坐標(biāo)相鄰的二值像素的(m-1，n)坐標(biāo)位置的左邊的少數(shù)像素的相對(duì)坐標(biāo)。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述量化器如下確定所述閾值t(m，n)t(m，n)＝127-A×(dWmin(i(m，n))-dopt(i(m，n)) 如果i(m，n)≤127＝127+A×(dBmin(i(m，n))-dopt(i(m，n)) 如果i(m，n)＞127其中，A為正常數(shù)，dWmin為少數(shù)白色像素和所述當(dāng)前輸入像素之間的最小距離，以及dBmin為少數(shù)黑色像素和所述當(dāng)前輸入像素之間的最小距離。
12.一種均勻地分布亮和/或暗區(qū)域以生成二值圖像的方法，包括下列步驟比較閾值t(m，n)和修正輸入像素值u(m，n)，以確定所述輸入像素的二值像素值b(m，n)，所述閾值t(m，n)基于理想最佳距離dopt和最小距離dm，所述修正輸入像素值u(m，n)基于誤差值e(m，n)的過濾和輸入連續(xù)色調(diào)像素值I(m，n)；以及存儲(chǔ)與所述輸入像素距離所計(jì)算的最小距離的少數(shù)像素的位置信息；其中，理想最佳距離dopt(i(m，n))是位于當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和少數(shù)像素之間，以及使用與相鄰所述輸入像素的二值像素距離最小距離的少數(shù)像素的位置信息，最小距離dm是位于所述輸入像素和所述少數(shù)像素之間。
全文摘要
使用少數(shù)像素的位置信息的二值圖像生成方法和裝置。通過將過濾前一二值像素的誤差值e(m，n)獲得的值加到當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)上，來計(jì)算修正輸入像素值u(m，n)。計(jì)算當(dāng)前輸入連續(xù)色調(diào)像素值i(m，n)和一少數(shù)像素之間的理想最佳距離d
文檔編號(hào)H04N1/405GK1522864SQ200410005219
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者李乙煥 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社