专利名称：彩色点阵打印图象的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用微计算机处理从摄象机获得的图象信息的方法及系统，特别是涉及支持彩色点阵打印图象的打印机驱动程序的编制方法。
现有技术处理彩色图象信息，都是用于屏幕显示或是为将信息记录在介质上。例如中国专利CN1044544A“彩色图象处理方法”公开的技术，是在成象介质上制作图象;中国专利CN1036279A“彩色图象增强的系统与方法”公开的技术，则是用于无色图象的增色，如静止像片、电影、录相带图象、遥测数据等。靠微计算机处理信息、用点阵打印机打印图象，目前只见到所谓黑白电脑画像机，它是利用现有单色抖动算法表现图象的灰度级，虽然算法简单、速度快，但只能处理和打印黑白图象。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种彩色点阵打印图象的方法及系统，用于取代“黑白电脑画像机”，在各风景旅游点及街头闹市为广大游客服务。游客只要面对彩色摄像机站一下，即可在打印纸上打印出背景丰富的彩色人像，不仅生动、逼真、而且极富艺术效果。
本发明的目的可以通过以下措施来达到创造一种彩色点阵打印图象的方法，首先借助彩色摄像机和微计算机(含彩色图象处理硬件)，把摄像镜头对准的图象变为计算机能够阅读和记忆的原始图象文件;接着采用以下步骤处理所述原始图象文件、编制支持彩色点阵打印的打印机驱动程序(商品名为“彩色电脑画像机软件包”)A.从原始图象文件逐行读取信息，从每一个象素点的亮度、色度和色调，例如Y、U、V值算出R、G、B分量;
B.以同一因子γ遍乘算出的R、G、B分量，得到R′、G′、B′，调整γ的取值，务使0≤R′、G′、B′≤16;
C.建立三个4×4矩阵Mr、Mg和Mb，按照R′、G′、B′的值分别填充;填充的方法是，建立一个判别矩阵Ms，例如可以是
以填写Mr为例，设R′的值为β，以Ms的每一个元素都去比较该值，大于该值的元素，在Mr的对应位置上填写“0”，小于或等于该值则填写“1”，例如β＝12，就有
Mg和Mb分别按照G′B′的值，依此法同样填写，于是得到都具有16级灰度的R、G、B矩阵，这三个矩阵共同表示原图象的一个象素点，可有212＝4，096种可能的色彩;
D.彩色点阵打印机以红、蓝、黄、黑四色色带打印4×4的一组方阵点再现原图象的一个象素点，为此，建立一个特别的对照表，以Mr、Mg和Mb中同一位置三元素，例如ar、ag和ab的值从所述对照表中查得相应的图象迭加色和打印机的打印色;
E.相应于打印机的所述四色色带，建立四个4×4矩阵Pr、Pb/e、Py、Pb/k，它们的各元素值根据步骤C得到的Mr、Mg、Mb中同一位置各元素值从所述对照表中查得相应的打印色变通填写，例如查得的打印色是黄/蓝，即将Py和Pb/e相应位置的元素写为“1”，Pr和Pb/k相应位置的元素则写为“0”;
F.由步骤E得到Pr、Pb/e、Py和Pb/k四个赋值矩阵，据此启动支持彩色点阵打印的驱动程序，每次赋值能在打印纸上再现原始图象的一个象素点;
G.实际上是每次读取图象6行的数据进行处理，彩色点阵打印机则是逐行打印图象。
本发明的目的同时还通过以下措施来达到建立一种彩色点阵打印图象的系统，包括彩色摄像机、微计算机(含彩色图象处理硬件)、彩色点阵打印机和通用的软件环境，而且该系统还包括支持彩色点阵打印的打印机驱动程序。
附图的图面说明如下
图1是本发明的系统组成示意图，图2是本发明系统工作过程的简要方框示意图;
图3是本发明方法主要步骤的方框示意图;
图4-1至4-5是本发明方法编制所述驱动程序的软件流程框图。
以下结合附图就一个最佳实施例作进一步详细说明本发明系统的商品名是“彩色电脑画像机”，其组成如图1所示，包括A.摄像机1，可以是任何种类的民用彩色摄像机，PAL制或NTSC制式;
B.微计算机2，可以是XT或AT，286或386;显示器用VGA或TVGA;内存512K以上;
C.图象处理硬件3，用美国生产的真彩色视频图象处理卡(商品名SuperVideoWindow);
D.打印机4，可以是CR3240或AT-1900彩色点阵打印机;
E.软件环境5，包括MSDOS2.0以上、UCDOS2.0，以及本发明的支持彩色点阵打印的打印机驱动程序。
本发明系统工作过程如图2所示，现结合图1用的标号说明如下游客面对摄像机1，得到视频图象信号。将此信号送入微计算机2，经图象处理硬件3处理，变为计算机能够阅读和记忆的原始图象文件，接着在软件环境5中分析、处理，由本发明的打印机驱动程序启动彩色点阵打印机4，打印出摄像镜头所对准的人像。游客可以要求打印由黑、品红、蓝、紫、黄、橙、绿七色组成的彩色点阵图象，也可以要求用其中任一单色打印图象。打印出来的图象有5种尺寸供选择，这就是29×22、22×17、19×11、15×11以及7×5厘米;屏幕亮度可调，共有10级供选择;图象还可以冻结，从而使曾经面对过摄像镜头的人像固定在屏幕上。倘若这就是游客所要的人像，你可以击键给出指令，要打印机立即打印出来;倘若这不是游客所要的人像，那么可击键给出“放像”指令，于是在摄像镜头前出现过的图像，将一幅一幅在屏幕上重现，供游客选择，然后命令打印。图3是本发明方法主要步骤的方框示意图，结合上述说明已经一目了然。
彩色点阵打印机4，其色带由r(红)、y(黄)、b/e(蓝)、b/k(黑)四色组成，用它们互相组配，则连同它们自己，共可配成七种颜色黑、品红、浅蓝、紫、黄、橙、绿，但图象文件却包含221种颜色。显然，不给出特殊算法，打印出来的图象将会因为失真过大而令人不能接受。
通常，用颜色少的输出设备来表现颜色多的图象，往往使用一种叫做抖动(dithering)或半调(halftone)的技术。这种技术的中心思想是降低图象分辨率来使颜色增多，它在单色输出设备中得到广泛应用。例如，单色打印机打印的点，要么为黑、要么为白、即二级灰度。但自然图象的灰度级往往很高，如16级。
抖动算法这样处理问题，它用打印机4×4的一组方阵点表示原图象一个象素点。该方阵16个点的值要么为“1”，要么为“0”。如果原图象一个点的灰度值是0，那么这16个点的值均为“0”;如果原图象一个点的灰度值为12，那么这16个点的值有12个为“1”，其余四个为“0”，依此类推。这样，用4×4的点阵就可以表示16级灰度了。
用于彩色图象的抖动算法，很少见到报告，即使有，也都是用于屏幕显示，配合调色板技术使用，不适合用于打印机。本发明为此作了如前所述的处理，采用从A至G的一系列步骤，编制支持彩色点阵打印的打印机驱动程序，其详细流程见图4-1至4-5。在编制程序的过程中，在步骤D建立一个特别的对照表，据此把根据R、G、B分量得到的Mr、Mg、Mb三个矩阵变通为Pr、Pb/e、Py、Pb/k四个矩阵，用以控制打印机的四种基色。所述特别的对照表是
其中ar、ag、ab为矩阵Mr、Mg、Mb中任一同样位置的三元素;“红/蓝”表示红色和蓝色迭加打印。
附图4-1至4-5所示的软件流程框图大意是A.程序先初始化;
B.从图象文件中获取图象宽度与高度;
C.读取图象6行数据进行处理。所以取6行是因为打印机是24针，6行经过四阶矩阵抖动即变成24行，恰好满足24针打印机打印一行;
D.对每一行数据先算出每点的R、G、B值，将其范围限制在0至16之间，然后对R、G、B分别抖动，产生三个矩阵，再依据说明书的对照表进行配色，变通为四个矩阵，分别为打印机的四色(红、蓝、黄、黑)矩阵;
E.处理完6行后，依据所述四色矩阵进行打印;
F.重复C至E步骤，直至打印图象完毕。
按照上述流程框图编制的本发明支持彩色点阵打印的打印机驱动程序是用C语言写成的。而且为了保护所述程序不失密，本发明的系统还装用了专门保护软件的加密硬件-软件狗，其国外商品名为SoftwareDog，如普通打印机插头大小，安装在计算机并行接口卡与打印机插头之间。
同现有技术相比，本发明的优点在于，利用彩色点阵打印机，不仅能处理黑白图象，而且还能处理彩色图象。由于算法新颖、独特，打印出来的点阵图象色彩丰富，形态逼真，具有艺术效果。
权利要求
1.一种彩色点阵打印图象的方法，首先借助彩色摄像机1和微计算机2(含彩色图象处理硬件3)，把摄像镜头对准的图象变为计算机能够阅读和记忆的原始图象文件；所述方法的特征在于处理所述原始图象文件、编制支持彩色点阵打印的打印机驱动程序(商品名为“彩色电脑画像机软件包”)，采用了以下步骤A.从原始图象文件逐行读取信息，从每一个象素点的亮度、色度和色调，例如Y、U、V值算出R、G、B分量；B.以同一因子γ遍乘算出的R、G、B分量，得到R′、G′、B′，调整γ的取值，务使0≤R′、G′、B′≤16；C.建立三个4×4矩阵Mr、Mg、Mb，按照R′、G′、B′的值分别填充；填充的方法是，建立一个判别矩阵Mε，例如可以是
以填写Mr为例，设R′的值为β，以Mε的每一个元素都去比较该值，大于该值的元素，在Mr的对应位置上填写“0”，小于或等于该值则填写“1”，例如β=12，就有
Mg和Mb分别按照G′和B′的值，依此法同样填写，于是得到具有16级灰度的R、G、B矩阵，这三个矩阵共同表示原图象的一个象素点，可有212=4，096种可能的色彩；D.彩色点阵打印机以红、蓝、黄、黑四色色带打印4×4的一组方阵点再现原图象的一个象素点，为此建立一个特别的对照表，以Mr、Mg、和Mb中同一位置三元素，例如ar、ag、和ab的值从所述对照表中查得相应的图象迭加色和打印机的打印色；E.相应于打印机的所述四色色带，建立四个4×4矩阵Pr、Pb/e、Py、Pb/k，它们的各元素值根据步骤C得到的Mr、Mg、和Mb中同一位置各元素值从所述对照表中查得相应的打印色变通填写，例如查得的打印色是黄/蓝，即将Py和Pb/e相应位置的元素写为“1”，Pr和Pb/k相应位置的元素则写为“0”；F.由步骤E得到Pr、Pb/e、Py、和Pb/k四个赋值矩阵，据此启动支持彩色点阵打印的驱动程序，每次赋值能在打印纸上再现原始图象的一个象素点；G.实际上是每次读取图象6行的数据进行处理，彩色点阵打印机则是逐行打印图象。
2.按照权利要求1所述的彩色点阵打印图象的方法，其特征在于所述特别的对照表是
其中ar、ag、ab为矩阵Mr、Mg和Mb中任一同样位置的三元素;“红/蓝”表示红色和蓝色迭加打印。
3.一种彩色点阵打印图象的系统，包括彩色摄像机1、微计算机2(含彩色图象处理硬件3)、彩色点阵打印机4和通用的软件环境5，其特征在于所述系统还包括支持彩色点阵打印的打印机驱动程序。
4.按照权利要求3所述的彩色点阵打印图象的系统，其特征在于所述支持彩色点阵打印的打印机驱动程序是按照权利要求1所述的方法编制的。
5.按照权利要求4所述的彩色点阵打印图象的系统，其特征在于所述支持彩色点阵打印的打印机驱动程序是用C语言写成的。
全文摘要
彩色点阵打印图象的方法及系统。借助摄像机和微计算机得到原始图象文件，算出R、G、B分量，建立M
文档编号G06F3/12GK1081774SQ92105969
公开日1994年2月9日 申请日期1992年7月25日 优先权日1992年7月25日
发明者张卫 申请人:蛇口新欣软件产业有限公司