专利名称：通过在优选图案之间执行内插来生成抖动屏蔽的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及抖动屏蔽生成技术，并具体涉及包含了通过迭代插值来生成抖动屏蔽的半色调处理方法和装置。
背景技术：
数字半色调处理是一种在二维媒体上通过使用很小的点以及有限数量的颜色来显示图片的技术。在从适当距离查看图片时，该图片看起来包括了多种颜色。例如，由黑点和白点组成的图片可以看起来显示出多种灰度级。
数字打印机最初只是分辨率非常粗糙的纯粹黑白二色的机器，而现在它已经发展成可以容纳多种颜色和更精细的分辨率，并且新近还可以在每一个像素上容纳超过一个比特的信息。这里所述像素可以是指像素(pixel)或象素(pel)。
用于数字半色调处理的最快和最常用的方法包括使用阈值阵列的抖动算法，其也称为抖动矩阵或抖动屏蔽(dither mask)。无论是用硬件还是软件来定义抖动屏蔽，抖动屏蔽都可以被视为数字矩阵。这些屏蔽的原始形式使用的是被称为“有序抖动”的周期性阈值图案。在“随机抖动”中，阈值是依照某些随机过程获取的。传统的抖动屏蔽技术并没有提供很多灰度级。在群集屏蔽(clustered mask)中则尤其如此，其中较暗的灰度是通过打印较大的黑点群集来产生的，这与依照分散屏蔽(dispersed mask)所使用的扩展技术正好相反。在数字打印处理中，这两种屏蔽都非常重要，其中群集屏蔽通常与激光打印机结合使用，而分散屏蔽通常与喷墨打印机结合使用。
如果屏蔽尺寸与所要渲染的给定数量的相异灰度级所需要的最小尺寸相近似，或者如果屏蔽内部的阈值排列故意形成了周期性结构，那么将屏蔽定义成是周期性的。非周期性通常是指“很长的周期”，这意味着每一个阈值会在屏蔽中以下述方式重复相对较多次，在所述方式中最终得到的屏蔽并不只是较小的相同屏蔽的并置。
在设计抖动屏蔽的过程中，太多的随机性会使图像模糊并且生成难看的结果。在二十世纪八十年代后期发现，蓝噪声或者其低频在用于大量灰度级的径向平均功率谱中衰减的噪声提供了改进的可视效果，例如参见R.Ulichney的“Dithering with Blue Noise，”Proc.IEEE 76，No.1，1988，pp.56-79。在此之后提出了借助蓝噪声来构造抖动屏蔽的方法，例如参见Parker等人的美国专利No.5,111,310；M.Yao等人的“Modified Approachto the Construction of a Blue Noise Mask，”J.of Electronic Imaging 3，No.1，1994，pp.92-97；以及R.Ulichney的“The Void-and-Cluster Method forDither Array Generation，”Proc.SPIE 1913，1993，pp.332-343。
蓝噪声屏蔽生成分散的点，这意味着如果灰度级足够暗以致于无法使所有的黑点分离，那么黑点只好形成群集。由此，对激光打印机或静电复印机来说，蓝噪声屏蔽是不切合实际的。
为了实现群集，可以构造传统的阈值阵列，这样，增加灰度级会在固定周期上与打印较大型群集相对应。虽然这种方法不会产生不佳的效应(artifact)，但是可以使用这种方法来表示的灰度级数量会太少，或者所生成的群集会太大。为了纠正这种效应，可以使用多单元阵列，该阵列是由若干单群集阈值阵列平铺而成的。在多单元阵列中，若干群集是以与单群集阵列中相同的空间周期增长的，但是它们并不是同时增长的。这样允许额外的中间灰度级。传统的多单元阵列被视为是周期性的，并且这些单元增长的顺序和方式通常会生成在若干灰度级上的不佳的周期性图案。
在抖动屏蔽生成中的两个重要问题是产生群集的非周期性屏蔽以及无效应的多单元屏蔽。通常，当在所有可能的一致的灰度级上进行测试时，取决于所要渲染的一致的灰度级以及打印机的物理特性，多单元的群集的抖动阵列将生成良好的和较不可接受的图案。
这些问题相继在下列文献中得以解决1)Thompson等人的美国专利No.5,917,951(以下称为“TTW1”)；2)Thompson等人的美国专利No.6,025,930(以下称为“TTW2”)；3)Stanich等人的美国专利No.6,597,813(以下称为“STTW”)；以及4)C.W.Wu等人的“Supercell dither masks with constrained bluenoise interpolation，”NIP 17IS&T’s International Conference on Digitalprinting Technologies，2001，pp.487-490。
在这里将每一专利和论文引入作为参考。在解决这些问题的过程中，通常提供结合了蓝噪声以及群集处理的优点的技术，以便根据需要在例如激光打印机或是静电复印机中产生可接受的半色调图案。
更为特别的是，依照TTW1、TTW2和STTW，灰度等级图像的半色调处理方法使用了对照群集的非周期性屏蔽所进行的逐个像素的图像比较，其中所述群集的非周期性屏蔽是由局部随机性和局部确定性的单值函数组成的，该函数被设计成当在任何灰度级达到阈值之时产生视觉上舒适的点配置。TTW2对TTW1的基本改进是提供了更蓝的效果。STTW对TTW1和TTW2的基本改进是在构造从最亮到最暗的灰度级的屏蔽时对群集进行调制。由此，构造了呈现出好像没有周期性的非随机抖动屏蔽，这使得蓝噪声可以令人眼感到舒适。不过，TTW1、TTW2和STTW在群集情况下针对审美标准提供了灵活性和适应性，但在分散的情况下无法提供类似的优点。更特别地，在保持抖动屏蔽中的非预期图案的预期特性方面，它们无法提供灵活性。
发明内容
本发明提供了用于生成和使用抖动屏蔽的技术，特别地，本发明提供了用于通过两个或更多不同颜色(例如黑色和白色)像素的优选图案集合的迭代内插来生成抖动屏蔽的技术，由此可以从结果中移除非预期图案，而其特性被保持在屏蔽中。
举例来说，在本发明的一个方面中，通过选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列来生成抖动屏蔽。对至少两个图案执行内插，以便在至少三个原始图案之间的序列中生成内插图案。如果在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案，则重复在至少两个图案之间进行内插的步骤以及确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案的步骤。所述内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的。
在本发明的附加实施例中，通过生成抖动屏蔽以及将图像中的每个像素与抖动屏蔽中的阈值进行比较来对图像进行半色调处理。基于与抖动屏蔽的比较来打印一个或多个像素的第一颜色的点。
有利的是，初始图案序列的某些属性可以被强加到最终的抖动屏蔽中，而不必非要明确设计用于这些情况的屏蔽生成装置。通过使用本发明，可以实现完全不同的屏蔽特性，否则完全不同的屏蔽特性将需要专门的算法和方法。
从以下结合附图阅读的本发明例示性实施例的详细描述中，可以清楚了解本发明的这些和其他目的、特征和优点。
图1是描述依照本发明实施例的半色调处理系统的框图；图2是描述依照本发明实施例的用于图1中的系统的抖动屏蔽生成方法的流程图；图3是描述依照本发明实施例的迭代像素排列方法的流程图；图4a是描述依照本发明实施例的初始图案序列的图示，其中在所述图案之间具有内插的图案；图4b是描述依照本发明实施例的介于两个选定图案之间的第二内插的图示；以及图5是描述依照本发明实施例的可以据此实现本发明的一个或多个组件/方法的计算系统的例示性硬件实现方式的图示。
具体实施例方式
以下说明将会使用示例性的数据处理系统体系结构来描述本发明。然而应该理解，本发明并不仅限于与任何特定的系统体系结构结合使用。而是，本发明更广泛地适用于希望生成用于半色调处理技术的抖动屏蔽的任何系统。
如下文中详细描述的那样，本发明介绍了用于生成抖动屏蔽的技术，并具体介绍了用于通过两个或更多不同颜色(例如黑色和白色)像素的优选图案集合的迭代内插来生成抖动屏蔽的技术，由此可以从序列中移除非预期图案，而其特性被保持在抖动屏蔽中。
如本领域技术人员所知道的，对每个像素具有一比特信息的打印机模型的改进可以容易地被应用于更为先进的机器。同样，用于生成和使用单个抖动屏蔽的方法可以被适配成同时生成和使用若干个抖动屏蔽。虽然下文描述的抖动屏蔽生成技术使用的是黑色和白色打印设置，并且每个像素具有一比特信息，但是这些技术可以扩展到彩色和多比特打印机或是其他成像设备。
如这里将要讨论的，屏蔽被定义为阈值阵列M＝[m(i，j)]，其中i＝1，2，...h并且j＝1，2，...v；h和v分别是屏蔽的水平和垂直尺寸。假设m(i，j)采用了N个可能值，这些值通常被调整为1，2，...，N，并且将会生成N’＝N+1个不同的灰度级。
被缩放成打印机分辨率(通常用每英寸的点数(dpi)表示)的输入图像是输入值阵列A＝[a(i，j)]，其中i＝1，2，...H并且j＝1，2，...V；其中h和v分别是图像的水平和垂直尺寸。在某些实施例中，H＞＞h并且V＞＞v，但对本发明的所有实施例来说，这些关系并不是必要的。
处于打印机分辨率的输出图像(在这里是黑白二色的图像)是输出值阵列O＝[o(i，j)]，其中i＝1，2，...H并且j＝1，2，...V；其中H和V分别是图像的水平和垂直尺寸。对阵列A和O来说，每一行H上的像素数量以及每一列V上的像素数量都是相同的。
给定M和A的情况下，输出图像O是由以下屏蔽等式(mask equation)定义的o(i，j)＝S(a(i，j)-m(i mod h，j mod v))，其中S(x)是阶跃函数，该函数是如下定义的如果x＜0，则S(x)＝0，如果x≥0，则S(x)＝1。对这个阶跃函数来说，“1”对应的是使像素变暗，而“0”对应的是不使像素变暗。
对处于a(i，j)的某些灰度级g来说，如果o(i，j)＝1，那么对处于a(i’，j’)的任何更暗的灰度级g’来说，同样o(i’，j’)＝1，其中i mod h＝i’mod h，并且j mod h＝j’mod v。这个约束是作为扩展属性定义的，它是屏蔽等式的直接结果并且是在生成视觉上舒适的屏蔽时的主要障碍之一。为了描述这个困难，注意两个一致的灰度级g1＜g2加以关注，其中对g1而言是黑色的所有像素对g2而言也一定是黑色的。
从几何学的角度来看，h×v的抖动屏蔽M将通过假定周期性边界条件来实现，由此可以将该阵列视为是二维环形。无论何时引用阵列中的两点间的距离或是使用相关的概念，都意味着是在环形而不是在矩形上定义该距离。符号M被用于表示以矩阵、相应的h×v矩形或是环形形式所给出的阵列，并且所引用的是矩阵、矩形还是环形应该是明确的。
用R表示实数集合，R2表示由两个实数坐标作为参数的平面；选择在原点具有最大值并且在逐渐远离原点的时候数值减小的某个函数r:R2→R或是在原点具有最小值并且在逐渐远离原点的时候数值增大的某个函数r:R2→R。函数r被解释成是势函数。更好的结果是通过选择势r获得的，所述势r取决于与之一起运算的灰度级gi，并且还取决于抖动屏蔽生成方法所处的阶段。
为了初始化或是重新初始化屏蔽生成方法，要选择视觉上舒适的初始图案序列Pk。图案是由“0”和“1”组成的h×v矩阵。“0”对应的是白色像素，而“1”对应的是黑色像素。每一个图案Pi都与下述灰度级gi(0≤gi≤1)相对应，该灰度级是Pi中黑色像素占总像素的比例。在该初始序列中，图案的数量少于灰度级的最终数量，并且包含了至少两个图案即全“0”和全“1”。该初始序列必须满足扩展属性，这样一来，对任何两个图案Pi和Pi+1而言，在Pi中为黑色的任何像素在Pi+1中同样是黑色。该初始条件可以用具有灰度级g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)的k个起始图案来表述。
由此，依照在这里引入作为参考的专利和文献来为所有灰度级1，2，...N’生成阈值的完整集合。通过构造可以选择N1个视觉上舒适并且满足扩展属性的灰度级g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0N1)。这些灰度级可以包含初始条件g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)，但这并不是必需的。举例来说，放弃初始条件可以提供视觉上舒适并且显现为消除了周期性的图案，但是如果起始图案g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)是周期性的，那么这些图案实际上还是周期性的。
然后，新图案g(P11)＜g(P12)＜...＜g(P1N1)可以用作为下一个阶段的初始条件。所描述的方法被设计成是自然迭代的，由此产生连续的阶段以及新的初始条件，例如g(Pm1)＜g(Pm2)＜...＜g(PmNm)。
当一图像具有大约N’个舒适的灰度级时，即，当Nm近似等于N’时，该方法终止。由于某些灰度级并没有很大的视觉影响，因此这种近似是可以接受的。举例来说，遗漏的灰度级可以是分离的、非常亮的或非常暗的。
用于生成完整屏蔽的方法首先可以集中于仅仅生成将被用做一个或几个灰度级的初始条件的特殊灰度级，为此目的，不是产生所有N’个灰度级，而是只产生在相邻的灰度级中的连续的灰度级，其中将选定的灰度用作初始条件。
举例来说，本方法的能力和通用性是通过对应于灰度级1/2(阈值级别低于N/2)的形成方格棋盘的半色调图案以及更亮和更暗的图案来描述的。然后，生成非周期性的相邻的灰度级，并且选择其中的两个灰度级，其中一个比1/2更亮，另一个比1/2更暗。出于审美原因，选定的灰度级可以被修改，然后可以被进一步修改以便满足扩展属性。之后，这两个灰度级被用于生成灰度级1/2，所述方法会一直被迭代，直至产生基本上非周期性的并且视觉上舒适的1/2灰度。
现在参考附图，并具体参考图1，框图描述了依照本发明实施例的半色调处理系统。更特别地，输入图像100由扫描仪110进行扫描并且作为图像阵列A＝a(i，j)而被存储在图像存储装置120中，其中(i，j)是在图像阵列A中的像素位置。输入图像100也可以借助其他方法或是装置被输入到该系统中。抖动矩阵阵列M＝m(i，j)130被用于对图像存储装置120中的图像进行半色调处理。
如果N’＝N+1是所要呈现的灰度级的数量，那么在本描述中所考虑的任何h×v矩阵M＝m(i，j)都是由0和N之间的数字组成的阵列，其表示阈值等级。抖动屏蔽的生成依照以下屏蔽等式来进行o(i，j)＝S(a(i，j)-m(i mod h，j mod v))，其在半色调比较器140上生成输出图像O＝o(i，j)。然后，此阵列可以在打印机160上变换成实际打印图像170。图像的实际打印可以在完整组成M之前开始进行。打印机可以处于处理器的外部，在处理器中进行从A和M中合成O，并且在诸如扫描仪、处理器和打印机之类的部件之间进行的所有信息传送可以是有线的或是无线的。
现在参考图2，流程图描述了依照本发明实施例的用于生成在图1所示的半色调处理系统中使用的抖动屏蔽M的示例性方法。
该方法开始于方框210，在其中选择由黑色和白色像素构成的k个图案P1，...Pk的有序序列。每一个图案的大小都是h×v，其中h和v都是正整数。对每一个图案Pi来说，如方框212中确定的那样，相应的灰度级gi(0≤gi≤1)被定义为gi＝(Pi中黑色像素的数量)/(h×v)。选择P1作为零矩阵，该矩阵全都为白色像素并且具有全“0”矩阵。这种选择就完整性而言是优选的，但这并不是必需的，因为很亮的灰度也很容易被引入本发明实施例中。相应的灰度级g1等于0。选择Pk作为全部由黑色像素组成的图案，其具有全“1”矩阵。同样，该选择就完整性而言是优选的，但这并不是必需的，因为非常暗的灰度也很容易被引入本发明的实施例中。相应的灰度级是gk＝1。
在方框214中，选择一组约束。约束的示例可以包括群集标准(参见在这里引入作为参考的专利和文献)。没有选择任何约束同样可以视为是一种约束。图案Pi和Pi+1的每一个集合都可以具有一个约束，其中i的范围是从1到k-1。
在方框216中，抖动屏蔽是以如下方式初始化的1)对P1中的每一个黑色像素来说，M中的相应项被设置成g1×N，其被四舍五入成整数，其中N是m(i，j)所假设的值的数量；2)对处于P2中但不处于P1中的每一个黑色像素来说，M中的相应项被设置成g2×N，其被四舍五入成整数；以及3)对处于Pi中但不处于P1，...Pi-1之中的每一个黑色像素来说，M中的相应项被设置成gi×N，其被四舍五入成整数。
对每一对相邻图案Pi和Pi+1来说，所述屏蔽是用阈值填充的，以便为gi和gi+1之间的灰度级生成半色调。
在方框218中，从i＝1开始，Qi被定义为处于Pi+1中但不处于Pi中的像素集合。Qi中的黑色像素的数量被表示为ti。然后，计算近似等于ti/(N×(gi+1-gi))的整数ni，并且在方框220中为这对相邻图案选择约束。
接下来，如图3中进一步描述的，在方框222中使用迭代方案来重新排列Qi中的ni个像素，使得1.这ni个像素保留在Qi内；2.这ni个像素连同Pi一起形成基本上非周期性的图案；以及3.这ni个像素连同Pi一起满足选定的约束。
在方框224中，在抖动屏蔽中的这ni个位置输入最接近(gi×N)+1的整数。这会确保Pi与这些像素之和是与近似等于gi+(1/N)的灰度级相对应的图案。
然后，在方框226，Pi被Pi与ni个像素之和所替换，而gi被gi+(1/N)所替换。之后，在方框228，确定是否已考虑了Pi+1中的所有像素，或者是否在M中在Pi+1中的所有黑色像素的位置放置了项。如果尚未考虑到所有像素，则重复方框218、220、222、224、226以及228。
如果已经考虑了Pi+1中的所有黑色像素，则在方框230将i递增1，以便开始在下一对灰度级(gi，gi+1)之间的灰度级中进行下一填充迭代。在方框232，确定i是否小于k，其中k是图案总数。如果i小于k，则该方法在方框218中继续处理下一对图案。如果i大于或等于k，则已经考虑了抖动屏蔽M中的所有灰度级。
方框234确定在图案序列中是否存在任何非预期图案。非预期图案可具有某些用户指定的特性，并且可以由用户独立地确定。举例来说，用户可能发现非预期的完全周期性的图案或是完全随机的图案。如果确定在序列中存在非预期图案。那么该方法在方框238中继续。在方框238，选择两个或更多图案，在非预期图案的每一侧上有至少一个图案。然后，该方法返回到方框210，以便在作为初始图案的两个或更多选定图案之间进行内插。由此，在图案之间会形成灰度级，而非预期图案被移除。然而，从非预期图案传递到两个或多个选定图案的特性可能同样被传递到新近内插的图案上。如果在方框234中没有非预期图案，那么该方法会继续到方框236。
有利的是，本发明的实施例提供了一种简单通用的方法来将初始序列的图案的某些属性强加到最终的抖动屏蔽中，而不必非要明确地设计用于这些情况的屏蔽生成装置。举例来说，如果希望的是群集，那么初始序列的图案会被群集，而这里所描述的内插将产生群集的抖动屏蔽。如果希望生成随机窥视屏蔽(looking mask)，并且该屏蔽包含主基频，则位于此频率的一个或多个分散图案可以被用作为起始集合。这些图案可以是非常规则的分散集合。在对图案全集执行了内插之后，很多的内插图案看起来将会是完全随机的，但是它们仍旧保留了这个主基频特性。然后，如果选择这些图案作为第二内插的子集，那么最终得到的屏蔽可以看起来是蓝噪声屏蔽，但它将仍旧包含来自该起始图案的主频率。因此，通过使用本发明可以实现完全不同的屏蔽特性，而以其他方式实现所述屏蔽特性将需要用于每一种情况的专用算法和方法。
方框236提供了可选步骤，该步骤可以用于将所生成的h×v的屏蔽M与另一个预定义的h2×v2的屏蔽M2组合成更大的(h×h2)×(v×v2)的屏蔽M3。可以创建非常大的抖动屏蔽M3，同时执行主要的密集计算来生成相对较小的屏蔽M。在TTW1中对这个可选步骤进行了全面的描述。如果使用了这个可选步骤，那么抖动屏蔽M3(而不是M)将被用于对图1的图像进行半色调处理。
现在参考图3，流程图描述的是依照本发明实施例的示例性迭代像素排列方法。该方法可以被视为是关于图2中的方框222的详细描述。
在方框310，随机选择Qi中满足选定约束(如果存在的话)的ni个位置。在该约束是“无约束”的情形中，随机选择Qi中的位置ni，或者也可以采用某种优选分布(例如均匀分布)来选择位置。在方框312，在ni个点中的每一个点以及Pi中的每一个黑色像素上都会施加势r。接着对于Qi中满足约束的每一个点来计算这些势的总和(由PT(总势)表示)。势r可以取决于gi。
在方框314，确定具有最小总势PT的像素是否为前一迭代中具有最大总势PT的像素。如果这是首次迭代或者如果具有最小总势的像素在前一迭代中不具有最大总势，那么该方法直接跳转到方框316。如果具有最小总势的像素是在前一动作中具有最大总势的像素，那么该方法跳转到方框322。在方框316，具有最高总势PT的ni个点中的一个点被移动到满足在220中选择的约束的具有最小总势PT的Qi中的点。然后，在方框318中使迭代计数器C1递增。在方框320，确定迭代计数器C1是否大于某个预定的最大值。如果否，那么该方法跳转到方框312，以便开始另一次迭代。否则，该方法在方框322中继续。
在方框322，使计数器C2递增。在方框324，确定ni个点的当前配置是否优于先前已保存的配置。“优于”可意味着满足群集标准的Qi中的所有点上的相应PT的最大值与最小值之差更小。如果是的话，则在方框326中保存当前配置。否则不保存当前配置。在方框328中，依照某种预置的客观测量或通过视觉检查来确定C2是否小于某个预定最大值，以及所保存的ni个位置的配置是否形成了满意的图案。如果否(即，C2过大或者如果图案并不满意)，则通过跳转到方框310来选择Qi中ni个位置的新的随机集合。否则，所保存的ni个点的配置将会是在图2的方框222中使用的最终配置。
本领域技术人员将会了解，本发明可以用于校正产生适当和不适当的灰度级的任何屏蔽。此外，本发明可以很容易地用于改变屏蔽可以产生的不同灰度级的数量。由此，灰度级的数量可以被扩展，或者可以通过在完成扩展之后聚合所扩展的屏蔽中的连续灰度级而减少灰度级的数量。此外，依照Wu等人的NIP 17文献可以生成经过校准的屏蔽。
现在参考图4a，图示描述的是抖动屏蔽的灰度级以及图案集合。原始图案集合处于初始序列的灰度级gi、gj和gk之上。起始灰度级gj具有特殊属性，这些属性被传播到灰度级fi与gk之间的内插图案上。图4b是描述了当存在图2方框234和238中描述的非预期图案时的灰度级的图示。更具体的说，当灰度级gi对应于非预期图案时，选择处于灰度级gj任意一侧的两个内插图案，并且重复所述内插方法，由此在两个选定的内插图案之间创建新的内插图案。新的图案同样具有来自gj的某些特性，然而，gj则不再被呈现。
现在参考图5，框图描述的是依照本发明实施例的可以据此实现本发明的一个或多个组件/方法(例如在图1、2、3、4a和4b的上下文中描述的组件/方法)的计算系统的示例性硬件实现方式。举例来说，图5中的此类计算系统可以包含图1中的扫描仪11、图像存储装置12、半色调比较器14以及打印机15。
如图所示，计算机系统可以依照经由计算机总线518或是备选的连接装置所耦合的处理器510、存储器512、I/O设备514以及网络接口516来实现。
应该了解的是，这里使用的术语“处理器”旨在包括任何处理设备，例如包括CPU(中央处理单元)和/或其他处理电路的处理设备。还应该理解，术语“处理器”可以是指一个以上的处理设备，并且与处理设备相关联的各种部件是可以由其他处理设备共享。
这里使用的术语“存储器”旨在包括与处理器或CPU相关联的存储器，例如RAM、ROM、固定存储器设备(例如硬盘驱动器)、可移除存储器设备(例如软盘)、闪速存储器等等。
此外，这里使用的短语“输入/输出设备”或“I/O设备”旨在包括例如用于将数据输入处理单元的一个或多个输入设备(例如键盘、鼠标、扫描仪等等)，以及用于呈现与处理单元相关联的结果的一个或多个输出设备(例如扬声器、显示器、打印机等等)。图1的输入图像10可以依照一个或多个I/O设备来提供。
另外，这里使用的短语“网络接口”旨在包括例如允许计算机系统经由适当的通信协议而与另一个计算机系统进行通信的一个或多个收发器s。
包括用于执行这里所描述的方法的指令或代码的软件组件可以被存储在一个或多个相关联的存储器设备(例如ROM、固定或可移除存储器)中，并所述软件组件在预备使用时可以被部分地或全部加载(例如加载到RAM中)并由CPU所执行。
虽然在这里参考附图而对本发明的例示性实施例进行了描述，但是应该理解，本发明并不局限于这些明确的实施例，在不脱离本发明的实质或范围的情况下，本领域技术人员可以进行各种其他的改变或修改。
权利要求
1.一种用于生成抖动屏蔽的方法，包括以下步骤选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列；在至少两个图案之间执行内插，以便在所述至少三个初始图案之间的序列中生成内插图案；确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案；以及当在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案时，重复以下步骤(i)在至少两个图案之间执行内插，其中该内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的；以及(ii)确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤生成新的抖动屏蔽，该屏蔽不包括具有至少一个指定特性的图案。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在生成新的抖动屏蔽的所述步骤中，所述新的抖动屏蔽的内插图案包括具有至少一个指定特性的图案的至少一个特性。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在至少两个图案之间执行内插的所述步骤包括从至少两个图案的配对中定义像素集合，所述像素在第一图案中是第一颜色，但在第二图案中不是第一颜色；在抖动屏蔽中在与所述像素集合相对应的位置输入与灰度级有关的整数；以及当在至少两个图案的序列中存在至少一个附加图案时，为第二对图案重复定义像素集合以及输入整数的所述步骤，其中所述第二图案成为新的第一图案，并且附加图案成为新的第二图案。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤重复所述步骤，直到在抖动屏蔽中对于与所述第二图案中的第一颜色像素相对应的所有位置放置了项为止。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在至少两个图案之间执行内插的所述步骤中，至少两个图案的序列中的第一图案包括具有第二颜色的所有像素，并且至少两个图案的序列中的最后一个图案包括具有第一颜色的所有像素。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤为每一个图案定义相应的灰度级。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在为每一个图案定义相应灰度级的所述步骤中，至少两个图案的序列中的第一图案的灰度级为0，而至少两个图案的序列中的最后一个图案的灰度级是1。
9.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤为至少一对图案选择一个或多个约束。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤将所述第一图案重新定义成具有重新排列的像素的第一图案，以及调整所述第一图案的灰度级。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤重新排列像素集合，以便满足选定的约束。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在重新排列像素集合的所述步骤中，重新排列的像素保留在所述集合内，并且形成基本上非周期性的图案。
13.根据权利要求11所述的方法，其中重新排列像素的所述步骤包括计算和求出像素以及集合的总势。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤以迭代方式将具有实际最高的总势的像素移动到所述集合中具有实际最低的总势并满足约束的像素，直至具有实际最低的总势的像素为前一迭代中具有实际最高的总势的像素为止。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤确定重新排列的像素配置是否优于先前的配置。
16.根据权利要求9所述的方法，其中在选择一个或多个约束的所述步骤中，约束包括群集标准。
17.根据权利要求4所述的方法，其中在输入整数的所述步骤中，所述整数与灰度级的数量以及所述第一图案的灰度级有关。
18.根据权利要求4所述的方法，其中在输入整数的所述过程中，用整数填充屏蔽会生成用于每一对图案的灰度级的半色调。
19.根据权利要求4所述的方法，其中在至少两个图案之间执行内插的所述步骤中，每一对图案在至少两个图案的序列中是连续的。
20.一种用于对图像进行半色调处理的方法，包括以下步骤生成抖动屏蔽，其包括以下步骤选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列；在至少两个图案之间执行内插，以便在所述至少三个初始图案之间的序列中生成内插图案；确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案；以及当在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案时，重复以下步骤(i)在至少两个图案之间执行内插，其中该内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的；以及(ii)确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案；将所述图像的一个或多个像素与所述抖动屏蔽进行比较；以及根据与所述抖动屏蔽的比较来打印一个或多个像素的点。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括以下步骤将图像扫描到图像存储装置中。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括以下步骤将所述抖动屏蔽与第二抖动屏蔽组合在一起，以便形成较大的抖动屏蔽。
23.一种用于生成抖动屏蔽的装置，包括存储器；以及与所述存储器相耦合的至少一个处理器，所述处理器可操作用于(i)选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列；(ii)在至少两个图案之间执行内插，以便在所述至少三个初始图案之间的序列中生成内插图案；(iii)确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案；以及(iv)当在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案时，重复以下操作(a)在至少两个图案之间执行内插，其中该内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的；以及(b)确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案。
24.根据权利要求23所述的装置，其中在至少两个图案之间执行内插的所述操作包括从至少两个图案的配对中定义像素集合，所述像素在第一图案中是第一颜色，但在第二图案中不是第一颜色；在抖动屏蔽中在与所述像素集合相对应的位置输入与灰度级有关的整数；以及当在至少两个图案的序列中存在至少一个附加图案时，为第二对图案重复定义像素集合以及输入整数的所述步骤，其中所述第二图案成为新的第一图案，并且附加图案成为新的第二图案。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述处理器还可操作用于为至少一对图案选择一个或多个约束。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述处理器还可操作用于重新排列所述像素集合，以便满足选定的约束。
27.根据权利要求26所述的装置，其中重新排列像素的所述操作包括计算和求出像素以及集合的总势。
28.根据权利要求27的装置，其中所述处理器还可操作用于以迭代方式将具有实际最高的总势的像素移动到所述集合中具有实际最低的总势并满足约束的像素，直至具有实际最低的总势的像素为前一迭代中具有实际最高的总势的像素为止。
29.根据权利要求27所述的装置，其中所述处理器还可操作用于确定重新排列的像素配置是否优于先前的配置。
30.一种用于生成抖动屏蔽的制品，包括包含一个或多个程序的机器可读媒体，这些程序在被执行时会实现以下步骤选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列；在至少两个图案之间执行内插，以便在所述至少三个初始图案之间的序列中生成内插图案；确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案；以及当在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案时，重复以下步骤(i)在至少两个图案之间执行内插，其中该内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的；以及(ii)确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案。
全文摘要
提供了用于生成抖动屏蔽的技术。通过选择包括具有第一颜色和第二颜色中的至少一种的像素的至少三个初始图案的序列来生成抖动屏蔽。对至少两个图案执行内插，以便在所述至少三个初始图案之间的序列中生成内插图案。如果在所述序列中存在具有至少一个指定特性的图案，则重复在至少两个图案之间进行内插的步骤以及确定所述序列中是否存在具有至少一个指定特性的图案的步骤。所述内插是从所述序列中具有至少一个指定特性的图案的每一侧在至少一个图案之间进行的。
文档编号H04N1/405GK101073250SQ200580014365
公开日2007年11月14日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年5月28日
发明者M·J·斯塔尼希, G·R·汤普森, C·P·特雷塞尔, C·W·吴 申请人:国际商业机器公司