专利名称：可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种图像处理系统及其方法，特别是涉及一种可进行图像去背的单色图像处理系统及其方法。
背景技术：
在多功能一体机(Multi-Function Peripheral，MFP)的复制功能中，通常通过如扫描仪(scanner)的图像输入装置，获取原始图像并进行诸多的图像处理程序之后，再进行复制。
由于取得原始图像的过程往往存在先天的干扰因素，如来源文件(sourcedocument)纸质太薄、来源文件双面使用、来源文件本身脏污或者是一些在原始图像取得过程中所产生的后天干扰因素，使得扫描仪所取得原始图像的图像数据中很容易存在杂点(smudge noise)，这些杂点若无法有效去除，将会严重影响到实际图像的输出品质。也因此，几乎在所有的多功能一体机中都有相似的图像处理程序，即所谓的图像去背处理程序(background removal process)，以除去不必要的杂点。
在美国专利第5,850,298号中所提到的图像去背处理程序，是完全通过硬件实现的，在其所提到的实现过程中利用了对第一个来源文件扫描而取得的像素值分布信息(histogram data)，来作为后续其它来源文件执行图像去背处理程序时的主要依据，此种实现过程，存在有以下的缺点与问题1.第一个来源文件无法进行图像去背处理程序。但是在美国专利第5,850,298号中，其必须通过读取完整的第一个来源文件所产生的原始图像来产生像素值分布信息，因此其仅能够针对第一个来源文件以外的其它来源文件进行图像去背处理程序，这使得第一个来源文件的输出品质势必无法满足所需求的标准，特别是在单一来源文件复制模式下，几乎无法应用。
2.缺乏多种复制模式下的图像去背处理程序的应用弹性。通常依照不同的来源文件属性，会有几种不同的复制模式可供选择，一般常见的包括有文字模式(text mode)、图像模式(photo mode)及自动模式(auto mode)三种。
当复制模式为文字模式时，所有区块将会被当作文字区块进行复制处理；若为图像模式，则所有区块将会被当作图像区块进行复制处理；倘若为自动模式时，则区块将会被分类为包括文字区块、图像区像及边框区块三个类别进行复制处理。
不同复制模式其所应该使用的图像去背处理程序所需要的相关参数当然也有所不同，但是美国专利第5,850,298号并未具有依照不同复制模式对图像去背处理程序进行相关参数的调整，也无依照不同复制模式提供图像去背处理程序所需的不同查找表，因此当进行多来源文件复制模式时，若每个来源文件属性差异性较大时，其所能够产生的图像去背处理效果便相当有限。
3.全硬件实现的图像去背处理结构缺乏可变动性。在美国专利第5,850,298号中使用全硬件方式来实现图像去背处理程序，对于依据不同复制模式而进行相关参数调整的作业往往无法动态实时的完成，且所需的成本较大，所具有的可变动性自然较低，并不能符合未来产品设计的需求。
综上所述，现有的图像去背处理机制仍然存在许多的缺陷，随着越来越发达的软硬件技术发展，有必要采用全新的结构来解决上述问题，妥善处理在以往结构下图像去背处理程序所无法处理的部分，使未来图像去背处理程序的输出品质、应用弹性以及可变性都能够大大的提升，满足产品设计上的需求。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于提供一种可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统及其方法，其主要运用软硬件的交互搭配来动态取得图像去背处理程序所需的查找表，让原始图像可以充分且同步的进行图像去背处理程序，可以改善以往图像去背处理程序无法同步进行的问题；此外，查找表还可以依照使用者所选取的不同复制模式，如文字模式(text mode)、图像模式(photo mode)及自动模式(auto mode)，设定不同模式属性参数来生成符合不同复制模式的查找表供使用，增加在多种复制模式下的图像去背处理程序的应用弹性。
为达上述目的，本发明所提供的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，至少包含内存模块、图/文分离模块、查找表动态生成模块以及图像去背模块。
通过系统运行所产生的对应方法流程，则至少包括下列步骤(1)于时间T，通过图/文分离模块依序读取存储于内存模块中包含M个像素区块的第N个像素频带。
(2)利用图/文分离产生M个像素区块的区块属性存储于内存模块，并依据区块属性为文字的像素区块中所有像素值分布情况，产生像素值分布信息存储于内存模块中。
(3)通过查找表动态生成模块，根据像素值分布信息配合模式属性参数，确定不同复制模式所对应的黑白参考点组，进而产生对应的查找表。
(4)在所有图像未处理完毕前，于时间T+1，通过图像去背模块根据M个像素区块的每一区块属性来选取对应查找表并依据查找表对第N个像素频带进行图像去背处理。
由于本发明可搭配软硬件的交互运行，故可在不同时间内分别执行不同程序，如在时间T1中由硬件的图/文分离模块和韧件的查找表动态生成模块来产生所需的查找表，然后在时间T+1时再交由硬件的图像去背模块来进行对应图像的图像去背处理程序。当图像去背模块于时间T+1执行时，此时图/文分离模块和韧件的查找表动态生成模块又可以继续读取后续的图像像素进行处理。
本发明运用软硬件的交互搭配来动态取得图像去背处理程序所需的查找表，让原始图像可以充分且同步的进行图像去背处理程序，如此分工同步的结果将可以明显改善图像的输出效果。
有关本发明的特征与实施例，现配合附图详细说明如下。
图1为本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统方块图；图2为本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统局部运行示意图；图3为本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法局部运行流程图；图4为本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法于图3步骤920中的实施例详细运行流程图；图5为本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法于图4的实施例示意图；及图6a及图6b为应用本发明可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统及方法的原始图像及处理图像对照图。
其中，附图标记10原始图像20处理图像30峰点门槛区间40黑色峰点区间45白色峰点区间50内存模块100 图像输入模块200图像前处理模块300 图/文分离模块 310像素值分布信息350 查找表动态生成模块 360查找表400 图像去背模块500图像后处理模块600 第一时间(T1)610第二时间(T2)620 第三时间(T3)700第一像素频带(B1)710 第二像素频带(B2)720第三像素频带(B3)800 第一次动态生成程序(G1) 810第二次动态生成程序(G2)820 第三次动态生成程序(G3)步骤900图/文分离模块依序读取存储的包含M个像素区块的第N个像素频带步骤910利用图/文分离产生M个像素区块的所有对应区块属性加以存储并由该区块属性为文字的像素区块中所有像素值分布情况产生一像素值分布信息加以存储步骤920查找表动态生成模块根据该像素值分布信息配合一模式属性参数确定不同复制模式所对应的一黑白参考点组，进而产生对应的查找表步骤921由该像素值分布信息找出一黑色峰点区间及一白色峰点区间步骤922计算该黑色峰点区间及该白色峰点区间分别包含的一黑色像素量及一白色像素量步骤923依据不同模式属性参数具有的不同峰点量比例计算产生对应的该黑白参考点组步骤924以不同复制模式对应的该黑白参考点组建立查找表步骤930图像去背模块根据M个像素区块的该区块属性来选取对应查找表并依据查找表对第N个像素频带进行图像去背处理步骤940所有图像处理完毕？具体实施方式
本发明为一种可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统及其方法，目前常应用于多功能一体机上，基本的系统方块图如图1所示。
首先是关于硬件部份，通过图像输入模块100(如扫描仪)可获得所需的原始图像10，取得原始图像10的像素数据后可能需要先通过图像前处理模块200来进行基本的图像处理程序，这些程序包括有像素线性处理(PixelLinearization)、珈玛校正(Gamma Correction)等，此为现有系统所共同的部分，而完成图像前处理模块200处理后的部份则为本发明主要的技术特征所在，如以下的说明。
图/文分离模块300会依照预定的处理大小依序读取所需的像素数据，然后进行原始图像10像素数据的图/文分离处理。所谓的预订处理大小指的是图/文分离模块300进行一次图/文分离处理所需要读取的像素量，通常以像素频带为单位计算。每个像素频带中可以包含多个像素区块，每个像素区块中又可以包含多个像素。一般预定处理大小可以依照系统的软硬件的执行能力来做预先的调整设定。完成图/文分离处理的像素数据会以像素区块为单位被标示上对应的区块属性，如文字、图像及边框，然后连同相关图/文分离信息被存储到内存模块50中，如与本案主要技术内容相关的像素值分布信息310即为图/文分离信息的一种，其会在完成图/文分离处理后被存储到内存模块50中。
接着，通过由韧件实现的查找表动态生成模块350将前述图/文分离模块300所完成的像素值分布信息310给读取进来，然后配合预先所设定的不同模式属性的参数，来产生不同复制模式下进行图像去背处理程序时所需要的查找表360，然后同样存储至内存模块50中。(详细的查找表360生成过程将在之后进一步说明)之后再重新回到硬件部份，此时图像去背模块400会自内存模块50重新读出先前图/文分离模块300所处理过的像素区块，然后再根据所需输出的处理图像20的复制模式，如文字模式、图像模式及自动模式，来产生进行图像去背处理程序时所需的查找表360，加以参照以执行图像去背处理程序。
完成图像去背处理程序的像素数据，最后仍然可能需要做些其它的处理才能最终获得可以输出的处理图像20，因此需通过图像后处理模块500来进行，此部分所谓的后处理包括有放大/缩小(Scaling)、半色调处理(Halftoning)、编码(CODEC)等，此部分亦属于现有技术部分，不作赘述。
图2的部分，为局部运行示意图，特别是关于本发明主要技术特征的部分，事实上本发明主要技术特征即在于内存模块50、图/文分离模块300、查找表动态生成模块350及图像去背模块400之间的软硬件交互操作，为了简化说明我们将有关内存模块50的部分省略不提，但实际运行中仍然必须有内存模块50的存在，特此说明此局部运行示意，以突显本发明软硬件之间交互运行的关系，我们以三个时间间隔第一时间(T1)600、第二时间(T2)610及第三时间(T3)620中图/文分离模块300、查找表动态生成模块350及图像去背模块400间的实际运行为例进行说明，同时假设在三个时间间隔中，图/文分离模块300所分别读取的预定处理大小的像素数据为第一像素频带(B1)700、第二像素频带(B2)710及第三像素频带(B3)720，用以产生对应的像素值分布信息310；而查找表动态生成模块350于三个时间间隔中产生查找表360的动态生成程序分别为第一次动态生成程序(G1)800、第二次动态生成程序(G2)810及第三次动态生成程序(G3)820。由图中可知，在第一时间(T1)600中图/文分离模块300读取第一像素频带(B1)700进行图/文分离处理，并产生对应的像素值分布信息310给查找表动态生成模块350，查找表动态生成模块350于同一时间根据图/文分离模块300所产生的像素值分布信息310来执行第一次动态生成程序(G1)800，并产生查找表360供图像去背模块400使用，而图像去背模块400则在第二时间(T2)610根据查找表动态生成模块350于第一次动态生成程序(G1)800所产生的查找表360执行对第一像素频带(B1)700的图像去背处理程序。
特别要说明，当在第二时间(T2)610图像去背模块400执行对第一像素频带(B1)700的图像去背处理程序时，事实上图/文分离模块300已经开始进行另一次的图/文分离处理，此时将读取第二像素频带(B2)710进行图/文分离处理。同样的图/文分离模块300会产生对应的像素值分布信息310给查找表动态生成模块350，而查找表动态生成模块350也于第二时间(T2)610内根据图/文分离模块300所产生的像素值分布信息310来执行第二次动态生成程序(G2)810并产生查找表360供图像去背模块400于下一个时间间隔，即第三时间(T3)620使用。
同理可知，图/文分离模块300会在第三时间(T3)620进行第三次的图/文分离处理，读取第三像素频带(B3)720进行图/文分离处理，而查找表动态生成模块350与图像去背模块400的运行以此类推且如图中所示，直到完成所有的像素数据为止。
通过图3，将再对上述本发明的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法的具体运行做个说明。我们假设预定处理大小为一个像素频带，共包含有M个像素区块首先，图/文分离模块300依序读取存储的包含M个像素区块的第N个像素频带(步骤900)，读取的来源为内存模块50，所读取的为先前所提到图像前处理模块200处理过的像素数据；然后利用图/文分离产生此M个像素区块各自的区块属性并加以存储(存储至内存模块50)，并从所有区块属性为文字的像素区块中将所有像素值分布情况进行统计，产生一像素值分布信息310加以存储(步骤910)；查找表动态生成模块350便根据像素值分布信息310配合预先设定的模式属性参数，来确定在不同复制模式(如文字模式、图像模式及自动模式)下所对应的黑白参考点组，进而产生对应的查找表360(步骤920)，详细步骤将配合图4作进一步说明；然后图像去背模块400会根据M个像素区块中各像素区块所具有的区块属性来选取对应查找表360，并依据查找表360对第N个像素频带进行同步的图像去背处理(步骤930)。
判断所有图像是否处理完毕(步骤940)，在未完成所有原始图像的像素数据的处理前，如前所述，图/文分离模块300在图像去背模块400进行第N个像素频带的图像去背处理程序时继续读取下一个第N+1个像素频带来进行图/文分离处理，并由查找表动态生成模块350继续进行查找表的动态生成程序，并重复执行步骤900至步骤940的部份，直到将所有原始图像10转换成为处理图像20为止。
图4为步骤920的详细运行流程，基本是由韧件的查找表动态生成模块350所实现首先，由像素值分布信息310分别找出黑色峰点区间40及白色峰点区间45，通常会利用预先设定的峰点门槛区间30、预设的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间作为判断所需黑色峰点区间40及白色峰点区间45所在的依据(步骤921)，其中峰点门槛区间30的构成一般会有三个门槛值包括上限门槛值、参考门槛值以及下限门槛值，可以依照不同需求进行设定。因此凡是落在预设的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间之间且连续符合峰点门槛区间30的像素值分布群便会构成所谓的黑色峰点区间40及白色峰点区间45；找到黑色峰点区间40及白色峰点区间45后便进一步计算黑色峰点区间40及白色峰点区间45分别包含的黑色像素量及白色像素量(步骤922)，也就是计算落在黑色峰点区间40及白色峰点区间45中的黑色与白色像素的总量；然后再依据不同模式属性参数具有的不同峰点量比例来计算产生对应的黑白参考点组(步骤923)；最后以不同复制模式所对应的黑白参考点组建立查找表360(步骤924)。
其中，黑白参考点组的计算方式可以通过以下表达式计算得知(黑色峰点区间或白色峰点区间)*峰点量比例所具有的像素量总数/(黑色峰点区间或白色峰点区间)的像素量总数且必须大于一个预定比例值时方能够成立(这个预定比例值可依照不同情况动态调整)。
通常，不同模式属性的峰点量比例和黑白参考点组会有一定比例的差异。
举例来说，黑色峰点量或白色峰点量会有如下的特性文字模式峰点量比例＞边框模式峰点量比例＞图像模式峰点量比例。
而白色参考点组，会有如下关系式的特性文字模式白色参考点组＜边框模式白色参考点组＜图像模式白色参考点组。
而黑色参考点组，会有如下关系式的特性文字模式黑色参考点组＞边框模式黑色参考点组＞图像模式黑色参考点组。
图5为图4所述详细流程的实施例示意图。由图中可知，预设的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间分别落于像素值2-9及像素值249-255的分布位置，而峰点门槛区间30如图中所示，因此可以在预设的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间得到如图中所示的连续符合峰点门槛区间30的黑色峰点区间(像素值3-8)40以及白色峰点区间(像素值250-254)45。
以找出白色参考点为例作进一步说明，经过计算便可知在白色峰点区间(像素值250-254)45中所有分布的白色像素总量和为36个像素(即5+8+9+6+8)，然后乘上不同复制模式所预定的峰点量比例便可直接得到白色参考点的实际像素值所在，若以峰点量比例必须包含白色峰点区间45中60％的像素量为例，则白色峰点区间(像素值252-254)*峰点量比例的像素量总数为23(8+6+9)时，白色参考点的实际像素值为全部白色峰点区间总像素值比例的23/36*100％，约为63.9％，因此可以确定出像素值251为白色参考点的实际像素值所在位置，黑色参考点的确定方式亦同。然而在不同复制模式下不同模式属性参数的设定都会直接影响到黑白参考点组的所在位置，实际状况下可以依照不同情况在韧件中弹性地进行设定。
完成查找表360的生成之后，便可以直接进行图像去背处理程序，图6a及图6b则为通过本发明所述技术内容处理前后的原始图像10及处理图像20对照图。可以明显发现，因为纸张及原始图像10本身所产生的杂点问题，已基本被图像去背处理程序处理掉，使输出的处理图像20画面品质较高，并且可以同步完成所有原始图像10的图像去背处理程序，大大改善了现有技术，增加了使用上的弹性。
虽然本发明以前述的较佳实施例公开如上，但并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该方法包括下列步骤于时间T，通过一图/文分离模块依序读取存储于一内存模块中包含M个像素区块的第N个像素频带；利用图/文分离产生M个像素区块的所有对应区块属性存储于该内存模块，并自M个像素区块中将该区块属性为文字的像素区块所有像素值分布情况，产生一像素值分布信息存储于该内存模块；通过一查找表动态生成模块根据该像素值分布信息配合一模式属性参数，确定不同复制模式所对应的一黑白参考点组，进而产生对应的查找表；及于时间T+1，通过一图像去背模块根据M个像素区块的该区块属性来选取对应查找表并依据查找表对第N个像素频带进行图像去背处理；其中于时间T+1时，当所有图像尚未处理完毕前，该图/文分离模块将继续依序读取其它存储在该内存模块中包含M个像素区块的第N+1个像素频带，重复执行后续的步骤。
2.如权利要求1所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该区块属性包含一文字、一图像及一边框。
3.如权利要求1所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该通过该查找表动态生成模块根据该像素值分布信息配合该模式属性参数，确定不同复制模式所对应的该黑白参考点组，进而产生对应的查找表的步骤，还包括下列步骤由该像素值分布信息找出一黑色峰点区间及一白色峰点区间；计算该黑色峰点区间及该白色峰点区间分别包含的一黑色像素量及一白色像素量；依据不同模式属性参数具有的不同峰点量比例计算产生对应的该黑白参考点组；及以不同复制模式对应的该黑白参考点组建立查找表。
4.如权利要求3所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该黑色峰点区间及该白色峰点区间指在该像素值分布信息预定的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间，连续符合预设峰点门槛区间的对应像素值分布区间。
5.如权利要求3所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该不同模式属性包括一文字模式、一图像模式及一自动模式。
6.如权利要求5所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该不同模式属性于该黑色峰点区间或该白色峰点区间所具有的不同峰点量比例，可以通过以下关系式表示的文字模式峰点量比例＞边框模式峰点量比例＞图像模式峰点量比例。
7.如权利要求5所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该不同模式属性所具有的该黑白参考点组，可以通过以下关系式表示的文字模式白色参考点组＜边框模式白色参考点组＜图像模式白色参考点组；及文字模式黑色参考点组＞边框模式黑色参考点组＞图像模式黑色参考点组。
8.如权利要求5所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理方法，其特征在于，该不同模式属性所具有的该黑白参考点组，可以通过以下表达式计算得知(该黑色峰点区间或该白色峰点区间)*峰点量比例的像素量总数/(该黑色峰点区间或该白色峰点区间)的像素量总数；其中，所述表达式必须大于一预定比例值。
9.一种可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该系统包括一内存模块；一图/文分离模块，用以于时间T，依序读取存储于该内存模块中包含M个像素区块的第N个像素频带并进行图/文分离，产生M个像素区块的所有对应区块属性存储于该内存模块，并根据该区块属性为文字的像素区块中所有像素值分布情况，产生一像素值分布信息存储于该内存模块；一查找表动态生成模块，用以根据该内存模块中的该像素值分布信息配合一模式属性参数，确定不同复制模式所对应的一黑白参考点组，进而产生对应的查找表；及一图像去背模块，于时间T+1，根据该内存模块中M个像素区块的该区块属性来选取对应查找表，并依据查找表对第N个像素频带进行图像去背处理；其中于时间T+1时，当所有图像尚未处理完毕前，该图/文分离模块将继续依序读取其它存储在该内存模块中包含M个像素区块的第N+1个像素频带，重复执行后续的程序。
10.如权利要求9所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该区块属性包括一文字、一图像及一边框。
11.如权利要求9所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该查找表动态生成模块根据该像素值分布信息配合该模式属性参数，确定不同复制模式所对应的该黑白参考点组，进而产生对应的查找表的程序，还包括下列程序由该像素值分布信息找出一黑色峰点区间及一白色峰点区间；计算该黑色峰点区间及该白色峰点区间分别包含的一黑色像素量及一白色像素量；依据不同模式属性参数具有的不同峰点量比例计算产生对应的该黑白参考点组；及以不同复制模式对应的该黑白参考点组建立查找表。
12.如权利要求11所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该黑色峰点区间及该白色峰点区间指在该像素值分布信息预定的黑色像素值分布区间及白色像素值分布区间，连续符合预设峰点门槛区间的对应像素值分布区间。
13.如权利要求11所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该不同模式属性包括一文字模式、一图像模式及一自动模式。
14.如权利要求13所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该不同模式属性于该黑色峰点区间或该白色峰点区间所具有的不同峰点量比例，可以通过以下关系式表示的文字模式峰点量比例＞边框模式峰点量比例＞图像模式峰点量比例。
15.如权利要求13所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该不同模式属性所具有的该黑白参考点组，可以通过以下关系式表示文字模式白色参考点组＜边框模式白色参考点组＜图像模式白色参考点组；及文字模式黑色参考点组＞边框模式黑色参考点组＞图像模式黑色参考点组。
16.如权利要求13所述的可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统，其特征在于，该不同模式属性所具有的该黑白参考点组，可以通过以下表达式计算得知(该黑色峰点区间或该白色峰点区间)*峰点量比例的像素量总数/(该黑色峰点区间或该白色峰点区间)的像素量总数；其中，所述表达式必须大于一预定比例值。
全文摘要
本发明涉及一种可依动态数据进行图像去背的单色图像处理系统及其方法。可于图/文分离处理程序时先取得部份图像的像素值分布信息，然后实时生成执行图像去背处理程序所需的查找表，同步进行对全部图像的图像去背处理程序，可以改善以往在多来源文件复制模式下无法对全部图像进行图像去背处理程序的问题，并且增加在多种复制模式下的图像去背处理程序的应用弹性。
文档编号H04N1/60GK1960430SQ20051011761
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月2日 优先权日2005年11月2日
发明者黄俊嘉 申请人:致伸科技股份有限公司