专利名称：图像的颤动调谐与反向颤动调谐的装置与方法
技术领域：
本发明是关于一种图像数据的颤动调谐处理与反向颤动调谐处理的装置与方法，特别是关于利用一图像像素的地址和灰度值数据从一颤动值阵列找出一颤动参考值，再利用该颤动参考值来对像素数据做颤动调谐或反向颤动调谐的装置与方法。
颤动调谐(Dithering)是当屏幕无法示出了图像所需的颜色时，通过颤动调谐处理，选取一相近似的颜色来取代该无法被示出了出来的颜色。亦即，将较高位数的像素数据(N位)转换成较低位数的像素数据(M位)。
图1所示是已知颤动调谐处理过程的方块图。图中的颤动值产生器(dither-value-generator)根据所对应像素数据的地址产生一颤动参考值，而颤动调谐模块即根据此颤动参考值对像素数据原始值(N位)进行颤动调谐处理，以产生较低位数的像素数据颤动调谐值(M位)。
图2所示是已知反向颤动调谐处理过程的方块图。图中的颤动值产生器根据所对应像素数据的地址产生一颤动参考值，而反向颤动调谐模块即根据此颤动参考值对像素数据颤动调谐值(M位)进行反向颤动调谐处理，产生较高位数的像素数据(N位)。
但是，一般的颤动值产生器是从一颤动阵列根据像素地址选择一颤动参考值。即一灰度值为I的像素对应于屏幕上的位置为(x，y)，该像素的颤动参考值对应于颤动阵列的行数与列数的计算如下i＝(x modulo n)j＝(y modulo n)因此，颤动参考值即可根据i，j的值从颤动阵列中选取。之后，比较该像素的灰度值与该颤动参考值，即可根据下式计算出I′值后，取I′的最高M位，即为颤动调谐后的较低位的图像数据。
I′＝I-(I modulo 2N-M) if I＜Dn(i，j)I′＝I-(I modulo 2N-M)+2N-Mif I≥Dn(i，j)
由于使用颤动阵列进行了多次颤动处理的图像常会产生已定色调效应，即使采用较大的颤动阵列，也只能缓和此已定色调效应，而不能完全解决。再者，若一图像被反覆的颤动调谐与反向颤动调谐数次后，由于已知技术中的反向颤动调谐技术是将像素颜色灰度值中的最低有效位(LSB，Least Significant Bits)省略废弃不用，当要还原图像时，只能利用随机值来做还原处理，故多次颤动调谐的结果，会产生明显的颜色偏移效应(color deviation effect)现象。
鉴于上述的缺点，本发明的主要目的，是提供一种颤动调谐处理的装置，使得图像在执行了多次颤动调谐和反向颤动调谐后，不会造成颜色偏移效应(color deviation effect)，且可降低电脑绘图和图像处理中的已定色调效应(fixed pattern effect)的发生机率。
为实现此目的，本发明提供一种图像的颤动调谐与反向的颤动调谐的方法与装置，其是同时利用图像中像素的地址与灰度值数据从颤动阵列中选取一颤动参考值，做为颤动调谐转换处理的依据。
本发明的颤动调谐处理装置即利用此颤动参考值将像素的灰度值数据颤动调谐，转换成较低位的像素灰度值数据。而本发明的反向颤动调谐处理装置则是将颤动调谐过的较低位数的图像像素，根据其地址与灰度值数据所产生的颤动参考值，将该像素还原回较高位数的像素数据。
图1所示是已知技术的颤动调谐处理流程图；图2所示是已知技术的反向颤动调谐处理流程图；图3所示是本发明的颤动调谐处理流程图；图4所示是本发明的颤动值产生器的流程图；图5所示是本发明的颤动调谐模块的流程图；图6所示是本发明的反向颤动调谐处理流程图；图7所示是本发明的反向颤动调谐模块的流程图。
参照附图，现就本发明的几个较佳实施例做详细说明。
图3示出了本发明颤动调谐处理装置的方块图。如该图所示，本发明颤动调谐处理装置包含一颤动值产生器10以及一颤动调谐模块20。颤动值产生器10除了接收像素地址外，还同时接收像素的灰度值。颤动值产生器10即根据像素地址与像素灰度值从一颤动阵列中选取一颤动参考值。颤动调谐模块20即根据颤动参考值将N位的像素数据转换成M位的像素数据。
图4示出了颤动值产生器10的内部方块图。该颤动值产生器10具有阵列索引产生单元11、一选取单元12以及一颤动阵列13。阵列索引产生单元11接收像素地址与像素数据后，输出一组阵列索引(i，j)。选取单元12接收到阵列索引(i，j)后，即从颤动阵列13选取对应的颤动参考值输出。颤动阵列13为一个n×n的矩阵，例如D4=1571353111912414608210]]>图像的像素地址包括x和y的坐标，并以坐标(x，y)表示。本发明的实施例是将该像素地址连同该像素数据一起输入本颤动值产生器中的阵列索引产生单元中，通过下列运算求得一阵列索引(i，j)i＝(x+C)modulo nj＝(y+C)modulo n其中，C是为被颤动调谐处理的像素的红、绿、或蓝色灰度值，n为颤动阵列的阵列大小，而modulo为取余数的函数。注意此处的C值可被选为各颜色的部分位。根据所求得的阵列索引信号(i，j)经由选取单元12，即可从预设的n×n颤动阵列13中选取一相对应的颤动参考值。若所产生的阵列索引信号(i，j)为(2，1)，则由上述阵列D4可得一颤动参考值7。
图5所示为颤动调谐模块20的方块图。该颤动调谐模块至少包含一截除单元21、一比较单元22、一加法器24、和一箝位输出单元25。
该截除单元21接受N位像素数据并将该数据截除(N-M)个最低有效位(LSB，Least Significant Bits)后，输出一M位的数据。比较单元22则根据颤动值产生器10所传入的颤动参考值与N位像素数据的N-M个最低有效位数据做比较，其结果输出至一多路复用器23。该多路复用器23根据比较单元22的结果输出“0”或“1”至加法器24。加法器24则将多路复用器23的输出值与截除单元21输出的M位数据相加，并输出相加值与一溢位信号。其后，箝位输出单元25便根据此溢位信号来决定是否对相加值做箝位处理。即若溢位信号为1，则输出M位均为1的数据作为M位的灰度颤动调谐值；若溢位信号为0，则输出相加值作为M位的灰度颤动调谐值。
图6与图7示出了本发明反向颤动调谐装置的方块图，反向颤动调谐装置是将颤动调谐过且为较低位数的图像像素数据调谐回较高位数的像素数据。如图6所示，反向颤动调谐装置包含一颤动值产生器30以及一反向颤动调谐模块40。颤动值产生器30亦同时根据像素地址与像素数据从颤动阵列中选取颤动参考值。由于该颤动值产生器30与上述颤动调谐装置的颤动值产生器10相类似，不再重复说明。而反向颤动调谐模块40是根据颤动参考值将颤动调谐过且为较低位数的M位图像像素数据调谐回较高位数的N位像素数据。
如图7所示，反向颤动调谐模块40包含增补单元41、减法单元42、以及箝位输出单元43。首先增补单元41将N-M位的颤动参考值增补于颤动调谐过的M位的像素数据的较低位侧，形成N位数据。其次，减法器42将N位数据减去一常数值α，并输出差值与一溢位信号，而常数值α最好为2(N-M)/2。最后，箝位输出单元43即根据该溢位信号将差值进行箝位处理，并输出还原回为N位的像素数据。当箝位输出单元43检测到溢位信号时，则输出数据为0的N位数据作为N位的像素数据；反之，若没有检测到溢位信号时，则输出差值作为N位的像素数据。
权利要求
1.一种颤动调谐处理装置，用以将一图像中的一N位像素数据，颤动调谐转换成一M位像素数据，该装置包含一颤动值产生器，用于根据所述N位像素地址与该像素数据输出一颤动参考值；一颤动调谐模块，用于根据所述颤动参考值和所述N位像素数据，产生所述M位像素数据；其中，N＞M。
2.如权利要求1的颤动调谐处理装置，其中所述颤动值产生器包含一颤动阵列，为一n×n的矩阵，n为矩阵大小；一阵列索引产生单元，用于接收所述N位像素地址(x，y)与该像素数据C，并产生一阵列索引(i，j)，其中i＝(x+C)modulo n，j＝(y+C)modulo n；以及一颤动阵列选取单元，用于根据所述阵列索引(i，j)，从所述n×n颤动阵列中选取一数据作为所述颤动参考值。
3.如权利要求1的颤动调谐处理装置，其中所述的颤动调谐模块包含一截除单元，用于接受所述N位像素数据，并截除(N-M)个最低有效位后输出一M位数据；一比较单元，用于根据所述N位像素数据中的(N-M)个最低有效位和所述颤动参考值做比较，并输出“1”或“0”的比较信号；一加法单元，用于将所述M位数据与所述比较信号相加，输出一相加值与一溢位信号；以及一箝位输出单元，用于根据所述溢位信号对所述相加值进行箝位处理，并输出所述M位像素数据。
4.一种反向颤动调谐处理装置，用以将颤动调谐过的一M位像素数据，反向颤动调谐还原为N位像素数据，该装置包含一颤动值产生器，用于根据所述M位像素数据地址与该像素的灰度值，产生一反向颤动参考值；一反向颤动调谐模块，用于根据所述的反向颤动参考值和M位像素数据，将该M位像素数据还原为所述N位像素数据；其中，N＞M。
5.如权利要求4的反向颤动调谐处理装置，其中所述颤动值产生器包含一颤动阵列，为一n×n的矩阵，n为矩阵大小；一阵列索引产生单元，用于接收所述M位像素地址(x，y)与该像素数据C，并产生一阵列索引(i，j)，其中i＝(x+C)modulo n，j＝(y+C)modulo n；以及一颤动阵列选取单元，用于根据所述阵列索引(i，j)，从所述n×n颤动阵列中选取一数据作为所述颤动参考值。
6.如权利要求5的反向颤动调谐处理装置，其中所述反向颤动调谐模块包含一增补单元，用于将所述反向颤动参考值增补于所述M位像素数据的低位侧，形成N位数据；一减法单元，用于将所述N位数据减去一常数值α，并输出一差值与一溢位信号；以及一箝位输出单元，用于根据所述溢位信号对所述差值进行箝位处理，并输出所述N位像素数据。
7.如权利要求6的反向颤动调谐处理装置，其中所述常数值α为2(N-M)/2。
全文摘要
一种颤动调谐处理与反向颤动调谐处理的装置与方法。该颤动调谐处理装置是利用图像中一像素地址与灰度值数据从一颤动值阵列找出一颤动参考值,并利用该颤动参考值将像素数据原始值(N位)颤动调谐成一较低位数的像素数据(M位)。而反向颤动调谐处理装置则是将颤动调谐过的具有较低位数的像素数据(M位)利用该像素的地址与灰度值数据从一颤动值阵列找出一颤动参考值,并利用该颤动参考值反向颤动调谐,使具有较低位数的像素数据还原成具有较高位数的像素数据(N位)。
文档编号G06T5/00GK1377177SQ0111200
公开日2002年10月30日 申请日期2001年3月26日 优先权日2001年3月26日
发明者吕忠晏, 李润容 申请人:矽统科技股份有限公司