专利名称：图像尺寸变换的方法
技术领域：
本发明涉及一种图像尺寸变换的方法，应用于半色调图像的图像尺寸变换的处理流程。
背景技术：
随着科技的日新月异，数码相机已取代传统的单眼像机或是傻瓜相机，而成为现代人摄影时的主要工具。由于使用者在拍摄完图像之后，可将数码相机中的图像文件传送到个人计算机中，再利用打印机或是多功能事务机进行图像(纸本)的输出，且图像输出的尺寸还可依据使用者不同的需求，而进行放大或是缩小。因此，利用打印机或是多功能事务机进行图像(纸本)输出的方式，相较于传统冲洗照片时，使用者还需将胶卷拿到照片冲洗店输出的方式，有相当大的方便性。
请参考图1所示，在一般打印机或是多功能事务机中，其图像尺寸变换的处理流程为在步骤11中，先将图像资料由拷贝(copy)或是扫描(scan)的处理，以得到此图像资料原始尺寸的RGB(光的三原色R红、G绿、B蓝)图像(假设其图像尺寸为n×m)；接着，在步骤12中，将此RGB图像尺寸变换，产生新尺寸的RGB图像(此时，其图像尺寸已变为N×M)；接着，在步骤13中，再对新尺寸的RGB图像进行CMYK(印刷三原色C青绿、M洋红、Y黄及K(key)黑色)色彩转换处理，以得到步骤14中的CMYK图像；然后，在步骤15中再对CMYK图像进行半色调(Half toning)处理，以得到步骤16中的半色调图像；最后，在步骤17中，再将此半色调图像输出打印机或是多功能事务机进行打印，即完成整个图像变换及打印的流程。
而在上述图像变换及后续色彩转换处理的过程中，是在一开始时，即将原始尺寸的RGB图像进行图像尺寸的变换，再接着进行后续CMYK色彩转换、半色调…等处理。
然而，在图像尺寸放大时，需对放大后的每一个像素皆进行CMYK色彩转换、半色调…等处理，因此，在后续的处理流程上所花费的时间较原始图像尺寸的处理时间为长。
若是图像尺寸放大两倍时，则总处理流程需多出三倍时间在色彩转换及半色调的处理运算上。所以，当图像尺寸放大的倍数更高时，需花费更多时间在色彩转换及半色调的处理运算。
发明内容
有鉴于上述的问题，本发明的主要目的在于提供一种图像尺寸变换的方法，能够有效提高变换效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种图像尺寸变换的方法，包含下列步骤将一原始图像资料转换为一半色调图像，该半色调图像是由多个墨点排列而成；将一权重分配窗口经过一预设的尺寸变换，再计算该半色调图像中各该墨点的权重分配；及对各该墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的该半色调图像。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，在该将一原始图像资料转换为一半色调图像的步骤中，当该原始图像资料是一RGB图像时，则需将该原始图像资料进行CMYK色彩转换处理，再经过半色调处理，以将该原始图像资料转换为该半色调图像。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，在该将一原始图像资料转换为一半色调图像的步骤中，当该原始图像资料为一CMYK图像时，则将其经过半色调处理，以将该原始图像资料转换为该半色调图像。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，该权重分配窗口所覆盖到的区域，对应于该半色调图像中该墨点输出的位置。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，该权重分配窗口的大小取决于该原始图像资料窗口的尺寸及放大系数。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，计算该各像素的权重分配是根据该权重分配窗口的覆盖次数进行权重值的累加。
如上所述的图像尺寸变换的方法，其中，该对各该墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的该半色调图像的步骤，是利用误差扩散算法对各该墨点的权重实施加权运算。
本发明的有益效果是，此方法可有效节省下现有技术中先将图像尺寸放大后，再对每一个像素进行CMYK色彩转换、半色调…等处理所需花费的时间。
而为减少图像尺寸放大后，产生图像画面模糊的情形，因此，本发明沿用误差扩散法的半色调处理方法，对各墨点的权重实施加权运算，将目前输出像素邻域的灰阶平均值与原始图像进行比较，并将比较后所得的误差扩散到下一点，由下一点原始图像的灰阶值减去此误差，使下一点的原始灰阶值依误差值调暗或调亮之后，再去做量化的处理，以使各个点的权重处理及墨点分配更有弹性、图像画面更为平滑。
为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，现配合附图详细说明如下。
图1是一般打印机或是多功能事务机中，其图像尺寸变换的处理流程；图2是本发明方法的流程示意图；图3是本发明的图像尺寸变换的方法流程图；图4是原始的半色调图像；图5是图3经过权重分配窗口计算后的结果；图6是误差扩散算法的基本原理；图7是各像素以误差扩散算法运算的顺序；图8是各像素误差扩散演算后所得的结果；及图9是经误差扩散演算后所得的原始图像放大后的半色调图像。
其中，附图标记说明如下A墨点B墨点C墨点A’权重分配窗口B’权重分配窗口C’权重分配窗口步骤11RGB图像步骤12RGB图像尺寸缩放，产生新尺寸的RGB图像步骤13新尺寸的RGB图像进行CMYK色彩转换处理步骤14CMYK图像步骤15CMYK图像进行半色调(Half toning)处理步骤16半色调图像步骤17打印机输出步骤21RGB图像步骤22RGB图像进行CMYK色彩转换处理步骤23CMYK图像步骤24CMYK图像进行半色调(Half toning)处理步骤25半色调图像步骤26将权重分配窗口经过预设的尺寸变换，再计算半色调图像中各墨点的权重分配步骤27以误差扩散算法对各墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的半色调图像步骤28打印机输出步骤31将RGB图像资料进行CMYK色彩转换，以产生CMYK图像资料步骤32将CMYK图像资料进行半色调处理，以产生半色调图像，此半色调图像是由数个墨点排列而成步骤33将权重分配窗口经过一预设的尺寸变换，再计算此半色调图像中各墨点的权重分配步骤34以误差扩散算法对各墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的半色调图像具体实施方式
如图2所示，是本发明方法的流程示意图，此方法的步骤21至步骤25为一般打印机或多功能事务机对图像的处理流程；在步骤21及步骤22中，是先将一原始图像的RGB图像资料(原始图像的尺寸为n×m)进行CMYK色彩转换，以产生步骤23中的CMYK图像资料(图像的尺寸为n×m)；接着，在步骤24中再将此CMYK图像资料进行半色调处理，以产生步骤25中的半色调图像(图像的尺寸为n×m)，而此半色调图像是由数个墨点排列而成。
然后，步骤26即以权重分配窗口计算此半色调图像中各个墨点的权重分配(此时，图像的尺寸放大为N×M)，而此权重分配窗口所覆盖到的区域，是对应于原始半色调图像中有墨点输出的位置；步骤27再以误差扩散算法对各个墨点的权重实施加权运算，即产生尺寸变换后的半色调图像；最后，在步骤28中再将此半色调图像输出打印机或是多功能事务机进行打印。
在上述步骤的说明中，权重分配窗口的大小取决于原始图像资料的窗口尺寸及放大系数的大小，以改变各墨点的离散程度。
本发明的图像尺寸变换方法可应用于多功能事务机/扫描器/打印机等图像输出装置，以将一RGB图像先经过CMYK色彩转换、半色调处理后，产生一半色调图像，然后，再以权重分配窗口计算半色调图像中各墨点的权重分配，接着，再以误差扩散算法对各墨点的权重实施加权运算，即可产生尺寸变换后的半色调图像，如此一来，将可以缩短整个图像尺寸变换处理所需的时间。
请参考图3所示，为本发明的图像尺寸变换方法的方法流程图，进一步对本发明的方法说明如下首先，将RGB图像资料进行CMYK色彩转换，以产生CMYK图像资料(步骤31)，一般计算机中的数字图像均是以RGB色彩模式处理图像，而当图像要进行输出(纸本)时，则需将图像转换为CMYK的色彩模式，以与输出时所需的油墨色彩匹配。
因此，先利用拷贝/扫描等方式，得到原始的RGB图像资料，再将此RGB图像资料进行CMYK色彩模式的转换，以产生CMYK图像资料。
接着，将CMYK图像资料进行半色调处理，以产生半色调图像，此半色调图像是由数个墨点排列而成(步骤32)。
半色调是一种将连续灰阶转换为二元图像的方法，二元图像经过某种特殊的排列可以让人的眼睛产生近似黑白比例的平均灰阶区块的错觉。
而半色调化的处理技术，就是利用单位面积上黑色墨点分布的疏密，来产生具有不同灰阶的错觉。所以，此步骤便是将(步骤31)中产生的CMYK图像资料经过半色调化图像处理技术，得到此图像资料的半色调图像。
如图4所示，是某图像经半色调化图像处理技术后所得的半色调图像，其中，A、B、C三个格点是要打上墨点的位置，而此后将以此半色调图像为例，以作说明。
然后，将权重分配窗口经过一预设的尺寸变换，再计算此半色调图像中各墨点的权重分配(步骤33)。
首先，使用者先设定一权重分配窗口(Weight Allocation Window)，此权重分配窗口的尺寸取决于原始图像资料窗口的尺寸及放大系数，例如原始图像资料窗口的尺寸为3×3，而欲将整个图像放大2倍时，此权重分配窗口尺寸即为6×6。
而各个像素权重分配的计算，是将权重分配窗口覆盖到对应于原始半色调图像中有墨点出现的位置，再根据各权重分配窗口的覆盖次数进行权重值的累加。
请参考图5所示，是图4经过权重分配窗口计算后的结果，各个像素的权重分配计算说明如下权重分配窗口(黑色虚线所框住的范围A’、B’、C’)所覆盖到的区域，是对应于原始半色调图像中有墨点(A、B、C)出现的位置，而在此权重分配窗口内的格点(像素)内的数字皆定义为1；而有两个权重分配窗口重复覆盖到的区域，其格点(像素)内的数字皆定义为2(1+1＝2)；而有三个权重分配窗口重复覆盖到的区域，其格点(像素)内的数字皆定义为3(1+1+1＝3)…，以此类推。
以误差扩散算法对各墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的半色调图像(步骤34)，误差扩散算法(Error Diffusion Method)是在处理某个图像点时，必需将前面已经处理过的图像点所扩散过来的误差值一并考虑进去，最后再与一个固定的临界值(Threshold Value)作比较，此方法产生的半色调图像的能量将集中在高频的部份，因此，对于人类的视觉系统而言，可产生较好的视觉效果(图像色彩感觉较平滑)。
请参考图6所示，为误差扩散算法的基本原理，而各符号所代表的意义说明如下xi，j原始图像在(i，j)位置上的灰阶值；
bi，j(i，j)位置的二元像素；vi，j(i，j)位置经过误差修正后的图像灰阶值；t临界值；ei，j(i，j)位置的量化误差；h(i，j)误差扩散滤波器；二元像素bi，j的值是由vi，j与一个固定的临界值t作比较而得到，如果vi，j的值大于临界值t，则bi，j输出为1，相反地，如果vi，j的值小于临界值t，则bi，j输出为0。
而ei，j为bi，j与vi，j之间的量化误差，此误差经过误差扩散滤波器h(i，j)的处理后，会反馈给下一个像素。误差扩散滤波器h(i，j)的作用是将目前像素位置邻近点的误差作加权平均，如果误差扩散滤波器h(i，j)的输出值大于零，则表示目前输出像素邻域的灰阶平均值与原始图像比较起来过亮，反之，则表示过暗。
而为弥补此图像表现的差异，则将误差扩散到下一点，由下一点原始图像的灰阶值减去此误差，使下一点的原始灰阶值依误差值调暗或调亮之后，再去做量化的处理，以使所输出的二元图像bi，j的整体灰阶值近似于原始图像xi，j的整体灰阶值。
而上述的概念可用下列数学式表示vi,j=xi,j-Σm,nhm,nei-m,j-n]]> ei，j＝bi，j-vi，j请参考图7所示，是各像素以误差扩散算法运算的顺序，先是由左而右，再由上而下，去计算每个像素是否要输出。而误差扩散算法运算的顺序可依使用者的需求而有不同，此实施例中仅揭露出运算速度较快的运算顺序。
请参考图8所示，是各像素误差扩散演算后所得的结果，以下说明误差扩散演算的步骤首先，先设定临界值t为权重分配窗口所能累计权重的最大值的二分之一(本例为9/2＝4.5)，因此，临界值t为4.5。而每一个像素为其上一个像素的值再加上本身的值(图5中所示的是经过权重分配窗口计算后的值)。
以第一行(从左边数)第二个像素来说，其值为1(上一个像素的值)加上本身的值1，因此，其值为2(小于临界值t4.5)，因此，其二元像素bi，j为零(不输出)；以第一行(左边数)第三个像素来说，其值为2(上一个像素的值)加上本身的值1，因此，其值为3(小于临界值t4.5)，因此，其二元像素bi，j为零(不输出)…；以第一行(左边数来)第五个像素来说，其值为4上一个像素的值)加上本身的值1，因此，其值为5(大于临界值t4.5)，因此，其二元像素bi，j为1(要输出)；而以第一行(左边数来)第六个像素来说，其值为5(上一个像素的值)加上本身的值1，再扣掉上一点扩散过来的误差值9(设定误差值为权重分配窗口的尺寸为3×3＝9)等于-3(小于临界值t4.5)，因此，其二元像素bi，j为零(不输出)…，以此类推。
请参考图9所示，即为由误差扩散演算后所得的原始图像放大后的半色调图像，由图中可知此图像尺寸变换的方法并不是像现有技术一样仅利用格点的复制而得到放大后的图像。此方法结合了权重分配窗口及误差扩散算法的计算，以判断每一个像素是否要输出，因此，可使放大后的图像更相似于原始图像，且输出效果更为平滑(smooth)。
上述流程是以一般RGB图像资料的尺寸变化以作说明；当然，本发明所揭露的图像尺寸变换的方法可直接应用于半色调图像的图像尺寸变换中，只需先利用权重分配窗口计算此半色调图像中各墨点的权重分配，再以误差扩散算法对各墨点的权重实施加权运算，即可产生尺寸变换后的半色调图像。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；所有依本发明权利要求书所作的均等变化与修饰，均包含在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种图像尺寸变换的方法，其特征在于，包含下列步骤将一原始图像资料转换为一半色调图像，该半色调图像是由多个墨点排列而成；将一权重分配窗口经过一预设的尺寸变换，再计算该半色调图像中各该墨点的权重分配；及对各该墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的该半色调图像。
2.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，在该将一原始图像资料转换为一半色调图像的步骤中，当该原始图像资料是一RGB图像时，则需将该原始图像资料进行CMYK色彩转换处理，再经过半色调处理，以将该原始图像资料转换为该半色调图像。
3.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，在该将一原始图像资料转换为一半色调图像的步骤中，当该原始图像资料为一CMYK图像时，则将其经过半色调处理，以将该原始图像资料转换为该半色调图像。
4.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，该权重分配窗口所覆盖到的区域，对应于该半色调图像中该墨点输出的位置。
5.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，该权重分配窗口的大小取决于该原始图像资料窗口的尺寸及放大系数。
6.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，计算该各像素的权重分配是根据该权重分配窗口的覆盖次数进行权重值的累加。
7.如权利要求1所述的图像尺寸变换的方法，其特征在于，该对各该墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的该半色调图像的步骤，是利用误差扩散算法对各该墨点的权重实施加权运算。
全文摘要
一种图像尺寸变换的方法，是将原始图像转换为半色调图像后，以权重分配窗口(Weighting Window)计算各墨点的权重分配，再利用误差扩散(Error Diffusion)算法针对各墨点的暂存权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的半色调图像。包括如下步骤将一原始图像资料转换为一半色调图像，该半色调图像是由多个墨点排列而成；将一权重分配窗口经过一预设的尺寸变换，再计算该半色调图像中各该墨点的权重分配；及对各该墨点的权重实施加权运算，以产生尺寸变换后的该半色调图像。
文档编号G06T5/00GK1595450SQ03157089
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者陈政忠, 蒋政辉 申请人:光宝科技股份有限公司