专利名称：一种多级误差扩散半色调的修正方法
技术领域：
本发明涉及图像硬拷贝复制领域，更具体地说是涉及一种多级误差扩散半色调的修正方法。
背景技术：
在图像硬拷贝复制的过程中，图像硬拷贝领域已经突破传统的ニ值输出。但现有的多值输出技术并未成熟，例如硬件上的多级网点或多级墨点并不理想，或者图像的多级半色调算法也存在自身的缺陷等。在常见的多级半色调算法中，多级误差扩散半色调方法被广泛接受和认可，但是该方法所生成的半色调图像会出现较为明显的人工痕迹即伪轮廓现象。所谓的伪轮廓现象是指在图像的一些阶调平缓过渡区域出现原图中不存在的轮廓痕迹，这是因为在大面积的阶调缓变区，误差扩散以后仍然不能有像素阶调值跃迂到另ー个量化电平，从而造成在两个量化电平之间形成大量像素阶调值相同的现象，反映在人眼视觉即成为轮廓现象。目前试图改进传统多级误差扩散从而消除伪轮廓的方法主要包括调整分级阈值、误差扩散滤波器和图像扫描方式三种途径，然而事实证明这三种方法都不是行之有效的。少量的改变分级阈值或者滤波器对半色调图像影响较小，改变过大则会导致半色调图像质量下降，而更改半色调时的图像扫描方式对伪轮廓无明显影响。日本的Noriaki Suetake等人提出了分层的多级误差扩散思想，即将图像分别以不同的阈值进行ニ值的误差扩散算法处理，最后采用相加求均值的方法获得每一个像素的阶调值。也有人提出在多级误差扩散中嵌入ニ级误差扩散的方法，在图像的部分区域用ニ 级误差扩散代替多级误差扩散。这两种方法一定程度上去除了伪轮廓现象，但是完全改变了传统算法的像素分布规律。传统多级误差扩散下的像素分布特性为在一定区域内一般只会出现1-2个阶调值。而以上两种算法则会使同一区域出现更多的阶调值，使得半色调图像整体上不够均勻，阶调过渡不自然。专利号“02159180. 6”名称为“在多位成像深度设备上进行图像复制的调频挂网方法”的专利文件中公开了ー种在多位成像深度设备上进行图像复制的调频挂网方法，该方法在传统的误差扩散调频挂网技术基础上，利用多阈值的误差扩散技术，对不同图像层次采用不同的扩散參数，结合随机抖动直接输出多位深度设备所要求的图像输出数据。该算法通过设定多个阈值并且对阈值进行抖动处理的方法完成多级半色调，而没有针对传统多级半色调中的伪轮廓现象进行针对性地修正。多级阈值抖动有利于减轻伪轮廓现象，但是也会影响半色调图像像素分布均勻性，改变了传统多级误差扩散算法的像素点分布特性。
发明内容
针对现有技术中存在的对图像进行多级半色调的方法中，采用多级误差扩散算法会使半色调后的图像上中间调缓变区域存在明显的伪轮廓现象的问题，本发明的目的是提供一种多级误差扩散半色调的修正方法，采用数学形态学的方法提取伪轮廓边缘，然后通过边缘生长的方法对伪轮廓进行修正，从而达到减轻或消除伪轮廓的目的。能够保证原有半色调质量的前提下，有效去除了伪轮廓现象。为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案—种多级误差扩散半色调的修正方法，该修正方法的具体步骤为A.输入原稿数字图像，通过分色模块对彩色数字图像进行分色，获得单通道灰度图像；B.获得阶调等级间隔值，通过阶调等级间隔值获得相应的阶调值；C.采用多级误差扩散半色调法，利用4邻域误差扩散核对灰度图像进行多级误差扩散处理，获得半色调图像；D.采用数学形态学中的开运算以及边缘生长法对相应的阶调值进行修正，消除图像内的伪轮廓，获得修正后的图像。所述步骤D的具体步骤为Dl.去除步骤B中产生的最低级阶调值和最高级阶调值后，余下的相应阶调值建立阶调值数据列表；D2.生成步骤C中半色调图像的副本图像；D3.任取阶调值数据列表内的ー个未处理阶调值作为被处理阶调值，对副本图像进行阶调裁剪，获取只包含0和(2n-1)两个阶调值的半色调图像，其中N为输入图像位数；D4.对步骤D3中仅包含两个阶调值的半色调图像进行数学形态学中的开运算操作，获取伪轮廓区域的边界，并根据开运算结果提取伪轮廓区域图像；D5.将步骤C中的半色调图像与伪轮廓区域图像相比较，获得伪轮廓区域；D6.取3X3的窗ロ矩阵作为生长算子，该生长算子在步骤C中的半色调图像中移动，当遇到伪轮廓区域，则计算半色调图像的目标窗口中与生长算子像素值相异的位置，并对这些位置的像素重新赋予目标窗口中的像素值，直至对于产生伪轮廓的当前被处理阶调处理完毕，获得处理后的图像；其中所述生长算子中所有值均为步骤D3中的被处理阶调值；D7.将处理后的图像替代步骤C中半色调图像，重复步骤D2至步骤D6，直至阶调值数据列表内所有的阶调值被处理完毕；D8.输出处理后的图像，该图像即为修正后的多级误差扩散半色调图像。所述步骤D6中生长算子移动的具体步骤为所述生长算子采用逐行移动的方式， 即从步骤C半色调图像中的左上角开始移动，自左而右，自上而下，横向上毎次移动3列，纵向上毎次移动3行。所述步骤D6中还包括以下步骤当被赋值的区域出现像素值为被处理阶调值的4 连通区域时，对4连通区域再次赋予目标窗ロ相应的像素值，直至在半色调图像中消除4连通区域。所述步骤D6中还包括以下步骤伪轮廓区域的边缘设有过渡区域，生长算子不对过渡区域处理。所述步骤D3中阶调裁剪的具体步骤为将副本图像中的所有阶调值为被处理阶调值的像素值均设置为On-D，其余像素值均设置为0。所述步骤D4的具体步骤为取6X5的矩阵作为结构元素先对仅包含两个阶调值的半色调图像进行一次腐蚀操作，然后仍采用该结构元素对腐蚀后的图像进行一次膨胀操作，从而提取伪轮廓区域图像。与现有技术相比，采用本发明的修正方法，能够很大程度地改善甚至完全消除传统多级误差扩散半色调图像中的伪轮廓现象，算法简单，易实现，修正后的图像更适合印刷或打印输出。本发明的修正方法可以内嵌到RIP中，作为多级印刷或打印的半色调图像修正模块。本发明的修正方法的特点如下1)算法复杂度低。采用数学开运算的方法可以较快提取出伪轮廓边缘，腐蚀和膨胀算法只对像素进行比较和赋值，不牵扯到复杂的计算。此外，边缘生长算法只针对图像中存在伪轮廓的区域，而不需要处理整幅图像，最大程度地降低了算法时间复杂度。幻完全保留了原半色调图像的优点。传统的多级误差扩散半色调算法具有低时间和低空间复杂度，半色调图像均勻平整，阶调还原良好等优点。本发明保留了原图像中绝大部分区域，而只改变其中阶调还原不正确的部分，因此保持了半色调图像中原有的优点。3)修正后的伪轮廓区域像素分布符合传统多级误差扩散半色调图像的分布规律。 传统的半色调图像中，在任ー较小的图像范围内，一般只有2个阶调的像素參与图像成像， 而本发明的修正算法由于采用边缘生长的思想，因此相当于尽量縮小了伪轮廓区域的范围，同样保证了在图像的修正区域的任ー较小范围内，只有2个阶调值參与成像。4)算法具有较强的灵活性。本发明的修正方法可以针对任意级数的图像多级半色调，并且可以通过适当调整开运算算子和边缘生长算子的大小来获得针对某ー图像更有效的修正結果。
图1是本发明的一种多级误差扩散半色调的修正方法的流程示意图；图加是本发明的实施例1在采用传统多级误差扩散半色调图像中的伪轮廓示意图；图2b是本发明的实施例2在采用传统多级误差扩散半色调图像中的伪轮廓示意图；图3a是本发明的实施例1在采用本发明的修正方法过程中的获取的伪轮廓边缘示意图；图北是本发明的实施例2在采用本发明的修正方法过程中的获取的伪轮廓边缘示意图；图如是本发明的实施例1在采用本发明的修正方法后的半色调图像示意图；图4b是本发明的实施例2在采用本发明的修正方法后的半色调图像示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进ー步说明本发明的技术方案。请结合图1所示一种多级误差扩散半色调的修正方法，该修正方法的具体步骤为A.输入原稿数字图像，判断输入图像是否为灰度图像，如果是彩色图像，则通过分色模块对彩色数字图像进行分色，获得单通道灰度图像；
B.获得阶调等级间隔值，通过阶调等级间隔值获得相应的阶调值，阶调等级间隔qi定义为
权利要求
1.一种多级误差扩散半色调的修正方法，其特征在干 该修正方法的具体步骤为A.输入原稿数字图像，通过分色模块对彩色数字图像进行分色，获得单通道灰度图像；B.获得阶调等级间隔值，通过阶调等级间隔值获得相应的阶调值；C.采用多级误差扩散半色调法，利用4邻域误差扩散核对灰度图像进行多级误差扩散处理，获得半色调图像；D.采用数学形态学中的开运算以及边缘生长法对相应的阶调值进行修正，消除图像内的伪轮廓，获得修正后的图像。
2.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于 所述步骤D的具体步骤为Dl.去除步骤B中产生的最低级阶调值和最高级阶调值后，余下的相应阶调值建立阶调值数据列表；D2.生成步骤C中半色调图像的副本图像；D3.任取阶调值数据列表内的ー个未处理阶调值作为被处理阶调值，对副本图像进行阶调裁剪，获取只包含0和Qn-I)两个阶调值的半色调图像，其中N为输入图像位数；D4.对步骤D3中仅包含两个阶调值的半色调图像进行数学形态学中的开运算操作，获取伪轮廓区域的边界，并根据开运算结果提取伪轮廓区域图像；D5.将步骤C中的半色调图像与伪轮廓区域图像相比较，获得伪轮廓区域； D6.取3X3的窗ロ矩阵作为生长算子，该生长算子在步骤C中的半色调图像中移动，当遇到伪轮廓区域，则计算半色调图像的目标窗口中与生长算子像素值相异的位置，并对这些位置的像素重新赋予目标窗口中的像素值，直至对于产生伪轮廓的当前被处理阶调处理完毕，获得处理后的图像；其中所述生长算子中所有值均为步骤D3中的被处理阶调值； D7.将处理后的图像替代步骤C中半色调图像，重复步骤D2至步骤D6，直至阶调值数据列表内所有的阶调值被处理完毕；D8.输出处理后的图像，该图像即为修正后的多级误差扩散半色调图像。
3.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于所述步骤D6中生长算子移动的具体步骤为所述生长算子采用逐行移动的方式，即从步骤C半色调图像中的左上角开始移动，自左而右，自上而下，横向上毎次移动3列，纵向上毎次移动3行。
4.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于所述步骤D6中还包括以下步骤当被赋值的区域出现像素值为被处理阶调值的4连通区域时，对4连通区域再次赋予目标窗ロ相应的像素值，直至在半色调图像中消除4连通区域。
5.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于所述步骤D6中还包括以下步骤伪轮廓区域的边缘设有过渡区域，生长算子不对过渡区域处理。
6.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于所述步骤D3中阶调裁剪的具体步骤为将副本图像中的所有阶调值为被处理阶调值的像素值均设置为(2N_1)，其余像素值均设置为0。
7.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于所述步骤D4的具体步骤为取6X5的矩阵作为结构元素先对仅包含两个阶调值的半色调图像进行一次腐蚀操作，然后仍采用该结构元素对腐蚀后的图像进行一次膨胀操作， 从而提取伪轮廓区域图像。
全文摘要
本发明公开了一种多级误差扩散半色调的修正方法，通过分色模块对彩色数字图像进行分色，获得单通道灰度图像；然后，获得阶调等级间隔值，并通过阶调等级间隔值获得相应的阶调值；采用多级误差扩散算法，利用4邻域误差扩散核进行多级误差扩散处理，获得半色调图像；最后，采用数学形态学中的开运算获取精确的伪轮廓区域边缘并采用边缘生长法对相应的阶调值进行修正，消除图像内的伪轮廓；获得修正后的图像。本发明的修正方法，能够很大程度地改善甚至完全消除传统多级误差扩散半色调图像中的伪轮廓现象，算法简单，易实现，修正后的图像更适合印刷或打印输出。本发明的修正方法可以内嵌到RIP中，作为多级印刷或打印的半色调图像修正模块。
文档编号G06T5/00GK102567971SQ201210001099
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者于惠, 刘士伟, 刘真, 刘长鑫, 卢亮, 张建青, 杨华, 陈丽娜 申请人:上海理工大学